用于运行燃烧液化石油气的发动机的系统和方法
【专利摘要】本发明描述了用于运行发动机的方法和系统，该发动机被供应具有低超临界温度的燃料。在一个示例中，该方法将过量的燃料供应到直接喷射燃料导轨以冷却靠近直接燃料喷射器的燃料系统的一部分。热量从直接喷射燃料导轨被吸取到燃料箱中，在该燃料箱中热量通过向发动机喷射燃料蒸汽而被排出。
【专利说明】用于运行燃烧液化石油气的发动机的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于改进用液化石油气运行的内燃发动机的运行的系统。该方法特别可用于一定环境条件范围内的发动机运行。
【背景技术】
[0002]主要包括丙烷的液化石油气可以用作内燃发动机的燃料。具有大约96。〇的相对低的超临界温度01-11:1081。如果被升高到高于其临界温度的温度，则它可以在气态和液态之间以未知的密度提供给发动机。如果以低于其临界温度的温度被提供给发动机，则它可以以液态形式被提供给发动机燃料喷射器。离开燃料喷射器的可以离开燃料喷射器并且闪蒸化匕也)成具有速度的气态。以液态提供可能是希望的，因为液体燃料可以被直接供给汽缸，在汽缸中液体燃料蒸发并且冷却汽缸空气-燃料混合物，以使得发动机能够容许附加的火花提前并且不易于发动机爆震。然而，发动机舱温度可以达到高于的临界温度的水平。因此，可能存在在被喷射到发动机之前其状态变为超临界的情况。燃料的状态从液态变化到超临界状态可能导致发动机空燃比误差并且当向发动机喷射气体燃料时增加发动机爆震的倾向。
【发明内容】
[0003]本文的发明人已经认识到上面提到的缺点并且已经研发出一种用于运行发动机的方法，该方法包括:响应于燃料系统的温度低于阈值水平，以液相形式将液化石油气(1^6)直接供给到发动机的汽缸中；并且响应于该燃料系统的温度高于阈值水平，停止将
直接供给到汽缸中并且将供给到该汽缸的进气端口中。
[0004]通过从燃料箱喷射燃料蒸汽，有可能提供冷却提供给直接喷射燃料泵和燃料导轨的燃料的技术效果，以使得可能降低燃料转换为超临界或气相的可能性。例如，如果从直接喷射燃料泵泵送的燃料开始接近燃料从液态变化为气态的温度，则直接喷射燃料导轨中的一部分燃料可以回流到燃料储存箱，以排出来自直接喷射燃料导轨的热。如果在燃料回流到燃料箱之前时直接喷射燃料导轨中的压力在燃料被回流到燃料箱时被保持，则在热从直接喷射燃料导轨排出时可以保持一致的燃料喷射。从燃料导轨排出并且返回到燃料箱的热可以升高燃料箱的温度，因而产生燃料蒸汽。通过从燃料箱向发动机喷射燃料蒸汽可以减少燃料箱中的热。以这种方式，可以从燃料系统除去热以使得燃料可以以液态形式留在直接燃料喷射器处。
[0005]本发明可以提供若干优点。特别地，该方法可以通过使燃料以已知状态喷射来减少发动机空燃比误差。此外，该方法可以从直接喷射燃料系统排出热，从而使燃料以液态形式被喷射。还有，该方法还可以改进提供给发动机的增压方式。
[0006]根据下列单独或结合附图的【具体实施方式】，将容易明白本发明的上述优点和其他优点以及特征。
[0007]应当理解的是，提供上述概述是为了以简单的形式介绍概念的选择，其将在【具体实施方式】中进一步地描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由【具体实施方式】之后的权利要求唯一地限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上面指出的任何缺点或本发明的任何部分中的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]通过阅读单独或参考附图的实施例的示例(本文中被称为【具体实施方式】)，本文所描述的优点将被更全面地理解，在附图中:
[0009]图1是发动机的示意图；
[0010]图2是用于向发动机供给燃料的示例系统；
[0011]图3是用于运行发动机的示例方法的流程图；
[0012]图4是根据图3的方法的示例发动机运行顺序。
【具体实施方式】
[0013]本说明书涉及改进燃烧的发动机的运行。该发动机可以包括在图1所示的系统中。燃料可以通过图2所示的燃料系统供给该发动机。根据图3的方法，可以以液态或气态形式供给发动机。图3的方法可以提供如图4所示的发动机运行。
[0014]参考图1，包括多个汽缸的内燃发动机10(图1不出其中一个汽缸)由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中汽缸壁32具有被定位在其中并被连接到曲轴40的活塞36。燃烧室30被示为通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。进气门和排气门中的每个均可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51和排气凸轮53的正时可以经由排气凸轮相位器38和进气凸轮相位器39相对于曲轴40移动。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。
[0015]直接燃料喷射器67被示为被定位以将液体燃料直接喷射到汽缸30中，对于本领域的技术人员来说这被称为进气道喷射。燃料喷射器67传送与来自控制器12的信号的脉冲宽度成比例的液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的燃料系统(图2)提供给燃料喷射器67。气体燃料也可以经由进气道燃料喷射器66被提供给汽缸30。此外，进气歧管44被示为与可选的电子节气门62连通，该节气门62调节节流板64的位置以控制从进气口 42到进气歧管44的空气流。
[0016]在将空气供给进气歧管之前，涡轮增压器压缩机162压缩来自进气口 42的空气。涡轮增压器压缩机162通过被提供给涡轮164的发动机排气能量来旋转。轴161将涡轮增压器压缩机162机械地连接于涡轮164。废气门72可以被选择地打开和关闭以控制压缩机162的速度。当压缩机162达到上限压缩机速度时，废气门72允许排气绕过涡轮164。
[0017]无分电器点火系统88响应于控制器12来通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。通用或宽域排气氧(服⑶)传感器126被示为在催化转化器70的上游连接到排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可以代替服⑶传感器126。
[0018]在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一示例中，可以用每个均具有多块催化剂砖的多个排放物控制装置。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。
[0019]在图1中控制器12被示为传统的微计算机，其包括:微处理器单元102、输入/输出端口 104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器(匕印11^6110和常规的数据总线。控制器12被示为接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括:来自连接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(￡￠:1)；连接于加速器踏板130的位置传感器134，其用于检测由脚132施加的力；来自连接于进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(嫩?)的测量值；来自检测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。也可以检测大气压力(传感器未示出)以便由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118对于曲轴的每一转产生预定数量的等间隔脉冲，根据该脉冲能够确定发动机转速(1--)。
[0020]在一些示例中，在混合动力车辆中，发动机可以被连接到电动马达/蓄电池系统。该混合动力车辆可以具有并联结构、串联结构、或其变化或组合。而且，在一些示例中，可以采用其他的发动机结构，例如，V型或I型结构发动机。
[0021]在运行期间，发动机10内的每个汽缸通常进行四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般而言，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引进到燃烧室30，并且活塞36运动到汽缸底部以便增大燃烧室30内的容积。活塞36接近汽缸底部并且在其冲程的末尾(例如，当燃烧室30处在其最大容积时)的位置通常被本领域的技术人员称为下止点(80(:)0在压缩冲程期间，进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝着汽缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处在其冲程的末尾并且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处在其最小容积时)的位置通常被本领域的技术人员称为上止点(100。在其后被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在其后被称为点火的过程中，喷射的燃料通过诸如火花塞92的已知点火装置被点火，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到80(^曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气-燃料混合物释放到排气歧管48并且活塞返回到XIX:。应当指出，上述仅被示为示例，并且进气门和排气门的打开和/或关闭正时可以变化，例如，提供正的或负的气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他示例。
[0022]现在参考图2，其示出示例燃料系统。装置之间的电气连接被示为虚线。装置之间的流体连接被示为实线。
[0023]燃料系统200包括用于储存的燃料箱224。储存在燃料箱224中的燃料可以经由提升泵222被泵出燃料箱224。提升泵222的运行由控制器12控制。例如，控制器12可以增加到提升泵222的电流以增加提升泵输出压力。控制器12可以减小流向提升泵222的电流以减小提升泵输出压力。提升泵222经由燃料通道或导管260将供给直接喷射燃料泵212。
[0024]当燃料导轨207中的燃料的温度低于阈值温度时，直接喷射燃料泵212可以向燃料导轨207和直接燃料喷射器67提供液体燃料。通过向发动机提供液体燃料，可以提高发动机效率和性能，因为发动机可以允许较大的火花提前和较高的增压压力。在发动机汽缸内，液体燃料将其状态改变成气体燃料，因此冷却汽缸中的空气-燃料混合物。与以气态形式喷射的相同燃料的火花正时相比，较低的汽缸充气温度允许火花被提前。回流阀251可以响应于由温度传感器238指示的燃料温度来选择性地被打开和关闭。传感器238可以组合燃料导轨温度和燃料导轨压力两者的测量值。打开回流阀251使燃料经由燃料通道270回流到燃料箱224。在一些示例中，燃料通道267或燃料导轨207中的在发动机旋转停止并且发动机热增加之后能够汽化。因此可以打开回流阀251以吹扫来自液体燃料传送路径的气体燃料。
[0025]在一些示例中，直接燃料喷射器67可以用进气道喷射器代替以喷射液态形式的然而，如果直接燃料喷射器67用进气道燃料喷射器代替，则发动机性能可能降低。
[0026]通过燃料箱224中的蒸发冷却形成的气体燃料可以经由燃料通道或导管265被提供给进气道燃料喷射器66和进气道燃料喷射导轨205。导管265可以包含压力调节器291，以将燃料箱压力减小到固定的或命令的水平。可以响应于由压力传感器245指示的气体燃料压力来调节由控制器12提供以操作进气道燃料喷射器66的脉冲宽度。传感器245可以组合燃料导轨压力和燃料导轨温度测量值。可替换地，气体燃料可以通过蒸发器293供给，蒸发器通过导管260被供给燃料。止回阀295防止燃料蒸汽回流到燃料箱224。
[0027]控制器12操作回流阀251，以将过多的或汽化的回流到燃料箱224。控制器12也选择性地操作直接燃料喷射器67和进气道燃料喷射器66。此外，控制器12调节直接燃料喷射泵212的进口流量控制阀以控制直接喷射泵输出压力。
[0028]因此，图1和2的系统提供一种发动机系统，该系统包括:包含汽缸的发动机；包含向汽缸提供气体燃料的进气道燃料喷射器和向汽缸提供液体燃料的直接燃料喷射器的燃料系统，该燃料系统还包括向直接燃料喷射器提供第一燃料的直接喷射燃料泵；以及控制器，该控制器包含储存在非暂时性存储器中以便响应于燃料系统的温度来激活和停用进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的可执行指令。
[0029]该发动机系统还包括其中燃料系统的温度是直接喷射燃料导轨中的燃料的温度。该发动机系统还包括其中燃料系统的温度是燃料箱中的燃料的温度。该发动机系统包括其中响应于燃料系统的温度超过阈值温度激活进气道燃料喷射器。该发动机系统包括其中响应于燃料系统的温度超过阈值温度停用直接燃料喷射器。该发动机系统进一步包括涡轮增压器和附加指令，以响应于激活直接燃料喷射器经由涡轮增压器来增加增压。该发动机系统还包括涡轮增压器和附加指令，以响应于激活进气道燃料喷射器经由涡轮增压器来减少增压。
[0030]现在参考图3，其示出用于运行发动机的方法。图3的方法可以被存储为控制器12的非暂时性存储器中的可执行指令。此外，图3的方法可以提供图4所示的运行顺序。
[0031]在302中，方法300确定发动机工况。发动机工况可以包括但不限于:发动机转速、发动机负荷、发动机扭矩、发动机冷却剂温度、发动机汽缸盖温度、燃料压力和环境温度。在确定发动机工况之后方法300继续进行到304。
[0032]在304中，方法300判断直接燃料喷射器处的燃料的温度(测量的或推知的)是否高于第一阈值温度。在一个示例中，第一阈值温度可以是燃料的临界温度。在另一示例中，第一阈值温度可以是比燃料的临界温度低预定温度(例如比的临界温度(961)低1000 )的温度。如果方法300判断直接燃料喷射器处的燃料温度高于￠.1.)第一阈值温度，则回答是“是”，并且方法进行到306。否则回答是“否”并且方法300继续进行到308。
[0033]在306中，方法300将直接喷射器处的燃料回流到燃料箱。在一个示例中，燃料回流阀打开并且燃料回流到燃料箱中。例如，图2的阀251可以至少部分地打开，以将传送到直接喷射燃料导轨207的一部分燃料回流到燃料箱224。在燃料回流到燃料箱之后，方法300继续进行到308。操作306可以在开始将液体喷射到已暖机的发动机之前完成。可以用提供吹扫燃料流的提升泵进行燃料导轨吹扫。在发动机启动之前，直接喷射燃料泵可以不提供用于吹扫的必备流。因此燃料可以通过将燃料提供给直接喷射燃料泵的提升泵来吹扫。
[0034]在308中，方法300判断直接燃料喷射器处的温度是否大于第二阈值温度。在一个示例中，第二阈值温度可以大于在306中所提到的第一阈值温度。例如，第二阈值温度可以是被传送到直接燃料喷射器的燃料的临界温度。如果方法300判断直接燃料喷射器处的温度高于(￠.1.)第二阈值温度，则回答是“是”，并且方法300继续进行到310。否则回答是“否”并且方法继续进行到330。
[0035]应当指出，可以以燃料系统中的其他温度代替直接喷射器燃料导轨处的燃料温度。例如，在直接喷射燃料泵进口或燃料箱中的燃料温度可以代替或有条件地被要求高于阈值温度，以提供“是”的回答并且根据“是”回答继续进行。
[0036]在310中，方法300通过进气道喷射器将气体燃料喷射到发动机。该气体燃料是在燃料箱中被汽化的燃料或从直接喷射燃料导轨回流到燃料箱的汽化燃料。可以响应于包括发动机转速、发动机扭矩要求以及进气道燃料喷射器导轨压力(例如，燃料压力)的工况来调节进气道喷射器的脉冲宽度。当离开直接喷射燃料泵的燃料的相或状态可以是气体或不确定时，汽化的可以被用来运行发动机。在开始将气体燃料喷射到发动机之后，方法300继续进行到312。可替换地，如果燃料箱压力不足以提供气体喷射压力的设计水平，贝0气体燃料可以通过燃料蒸发器供应到气体喷射器。
[0037]在312中，如果燃料被直接喷射到发动机汽缸，则方法300停止向发动机汽缸喷射燃料。通过关闭直接喷射器可以停止直接燃料喷射。此外，可以通过调节直接喷射燃料泵进口控制阀的运行将通过直接喷射燃料泵的燃料的流率减少到接近零。减少通过直接喷射燃料泵泵送的燃料的量可以帮助进一步降低燃料泵处的燃料温度。可替换地，直接喷射燃料泵可以保持泵送，同时回流阀被打开以通过传导性冷却来冷却直接喷射燃料导轨。在对发动机的直接燃料喷射被停止之后方法300进行到314。
[0038]在314中，方法300基于被喷射到发动机的汽化来减少发动机增压(例如，提供给发动机进气歧管的或节气门和压缩机之间区域的空气压力)。与当发动机以液体运行时提供给发动机的增压相比，发动机的增压极限被降低。同时当液相被喷射时，气相可以不冷却汽缸充气混合物。因此发动机增压可以被降低以减少发动机爆震的可能性。在一个示例中，增压可以通过打开涡轮增压器废气门来降低。在调节发动机增压之后，方法300继续进行到316。
[0039]在316中，方法300基于液相或气相的喷射来调节发动机运行。如果液相被喷射到发动机，则与如果发动机在类似的条件下用气相来运行的火花正时相比，火花正时被提前。此外，可以根据液相还是气相被喷射到发动机来施加凸轮正时调节、阀升程调节和其他调节。在发动机致动器被调节以补偿喷射的燃料的相之后，方法300继续进行到退出。
[0040]在330中，方法300开始通过直接喷射器将液体燃料直接喷射到发动机。所喷射的燃料的量随着发动机需求扭矩和发动机转速的变化而变化。液体燃料从提供气体燃料的同一燃料箱提供。在通过直接喷射器开始将液体燃料喷射到发动机之后，方法300继续进行到332。
[0041]在332中，方法300增加提供给发动机的增压。增加发动机增压量以增加发动机性能。由于喷射液体可以使发动机在不遭遇发动机爆震的情况下以较高的发动机转速和扭矩需求来运行，因此发动机的增压压力极限被增加。增压压力可以通过关闭涡轮增压器废气门来增加。在增加发动机增压极限之后方法300继续进行到334。
[0042]在334中，方法300判断进气道燃料喷射器燃料导轨处的温度是否大于阈值温度或者燃料箱处的温度是否高于阈值温度。此外，方法300可以判断进气歧管压力是否小于进气道喷射燃料导轨处的压力。如果进气道燃料喷射器导轨或燃料箱处的温度大于阈值温度，和/或如果进气歧管中的压力小于进气道喷射燃料导轨处的压力，则回答是“是”，并且方法300继续进行到338，否则回答是“否”并且方法继续进行到336。
[0043]在336中，方法300停止或防止通过进气道燃料喷射器向发动机喷射燃料。可以通过关闭进气道燃料喷射器来停止通过进气道燃料喷射器的燃料流。在已经关闭进气道喷射器之后，方法300继续进行到320。
[0044]在338中，方法300通过进气道燃料喷射器提供被传送到发动机的一部分燃料。在一个示例中，进气道燃料喷射器在较低的发动机负荷下运行，使得当进气歧管的压力在较低的水平时燃料可以被吸入到进气歧管中。进气道喷射的气体燃料可以通过燃料箱或蒸发器得到。因此，发动机可以同时被供应气体和液体燃料(例如，气体和液体。在进气道燃料喷射器被选择性地运行之后，方法300继续进行到320。
[0045]以这种方式，气体燃料和液体燃料可以来源于单一的燃料箱以提供改进的发动机运行。此外，液体和气体燃料可以被供应给不同的喷射器，这些不同的喷射器在更加适合于被提供给发动机的燃料的状态的位置处向发动机提供燃料。例如，气体燃料被提供给进气道燃料喷射器，而液体燃料被提供给直接喷射器。
[0046]因此，图3的方法300被提供用于运行发动机，该方法包括:响应于燃料系统的温度低于阈值水平将液相的液化石油气直接供应给发动机的汽缸；以及响应于燃料系统的温度高于阈值水平，停止将直接供应给汽缸并且将供应到该汽缸的进气端口中。该方法包括其中燃料系统的温度是直接喷射器燃料导轨处的燃料温度。该方法包括其中被供应给进气端口的以气相被供应。
[0047]在一些示例中，该方法还包括响应于提供给进气端口的的压力来调节进气道燃料喷射器的打开时间。该方法还包括当将液相的直接供应到汽缸中时增加发动机的增压极限。该方法还包括当将提供到汽缸的进气道时降低发动机的增压极限。该方法包括其中燃料系统的温度是燃料箱中的燃料的温度。
[0048]图3的方法还提供用于运行发动机，该方法包括:响应于燃料导轨中的温度低于阈值温度，经由燃料导轨将液相的液化石油气(1^6)直接供应到发动机的汽缸中，而不吹扫到燃料箱；并且响应于燃料导轨中的高于阈值温度，将从燃料导轨吹扫到燃料箱中；以及响应于燃料系统中的温度，激活进气道燃料喷射器并且经由该进气道燃料喷射器将气相的吹扫的的至少一部分喷射到发动机。
[0049]图3的方法还包括其中燃料系统中的温度是燃料导轨中的的温度。该方法还包括其中燃料系统中的温度是燃料箱中的燃料温度。该方法进一步包括响应于激活进气道燃料喷射器而停止将液相的直接供应到汽缸中。该方法进一步包括在进气道燃料喷射器被激活时继续将液相的直接供应到汽缸中。该方法进一步包括响应于将液相的直接供应到汽缸中而增加发动机的增压极限。
[0050]现在参考图4，其示出示例发动机运行顺序。图4的示例发动机运行顺序可以通过图1和2所示的系统执行图3的方法来提供。竖直标记10-16表示在运行顺序期间感兴趣的时间。
[0051]从图4的顶部起的第一图表示直接燃料喷射器处的燃料的温度与时间。X轴表示时间并且时间从图的左侧向图的右侧增加。V轴表示直接燃料喷射器处的燃料的温度并且直接燃料喷射器处的燃料温度在X轴的箭头方向上增加。水平线402表示阈值直接喷射燃料温度(例如，的超临界温度和第一阈值温度水平线404表示另一阈值直接喷射燃料温度(例如，低于的超临界温度的温度和第四阈值温度)。
[0052]从图4的顶部起的第二图表示直接喷射状态与时间。X轴表示时间并且时间从图的左侧向图的右侧增加。V轴表示直接喷射状态并且当直接喷射状态迹线处在较高水平时直接喷射状态是打开的(例如，直接喷射燃料当直接喷射状态迹线处在较低水平时直接喷射状态是关闭的(例如，不直接喷射燃料)。
[0053]从图4的顶部起的第三图表示进气道喷射状态与时间。X轴表示时间并且时间从图的左侧向图的右侧增加。V轴表示进气道喷射状态并且当进气道喷射状态迹线处在较高水平时进气道喷射状态是打开的(例如，进气道喷射燃料当进气道喷射状态迹线处在较低水平时进气道喷射状态是关闭的(例如，不直接喷射燃料)。
[0054]从图4的顶部起的第四图表示直接喷射回流阀状态与时间。X轴表示时间并且时间从图的左侧向图的右侧增加。X轴表示直接喷射回流阀的运行状态，该直接喷射回流阀响应于直接喷射器燃料导轨温度将燃料从直接喷射燃料导轨引导到油箱。当直接喷射燃料回流阀迹线处在较高水平时，直接喷射回流阀打开。当直接喷射燃料回流阀迹线处在较低水平时，直接喷射回流阀被关停。
[0055]从图4的顶部起的第五图表示发动机状态与时间。X轴表示时间并且时间从图的左侧向图的右侧增加。V轴表示发动机状态并且当发动机状态迹线处在较高水平时发动机状态是打开的。当发动机状态迹线处在较低水平时发动机状态是关闭的。
[0056]在10时刻，正如由处在较高水平的发动机状态所指示的，发动机正在运行并且燃烧空气-燃料混合物。在直接燃料喷射器处的燃料温度处在低于阈值402-404的温度。正如由较高水平迹线所示，由于直接喷射状态是打开的，因此液态被直接喷射到发动机。正如由较低水平迹线所示，由于进气道喷射状态是关闭的，因此不向发动机进气道喷射气态挪。
[0057]在II时刻，发动机运行状态转变到较低水平，从而表示发动机旋转停止。发动机可以响应于驾驶员要求而停止或发动机可以自动停止。直接喷射状态也转变为较低水平，从而表示在发动机停止时不直接喷射燃料。进气道燃料喷射也保持停止并且蒸发器燃料供给阀状态保持关闭。直接燃料喷射器处的温度低于温度阈值402-408。
[0058]在II时刻和12时刻之间，直接燃料喷射器处的燃料温度响应于在发动机停止期间剩余在发动机内的热而增加。直接燃料喷射器处的燃料温度增加到阈值温度402和404之上。发动机状态、进气道喷射状态、直接喷射状态和直接喷射燃料回流阀状态保持不变。
[0059]在12时刻，发动机状态转变到较高水平，从而表示发动机响应于驾驶员要求(未示出)而被启动。进气道喷射状态也从较底水平转变到较高水平，从而表示进气道燃料喷射被激活。直接燃料喷射状态保持在较低水平，从而表示直接燃料喷射被停用。直接燃料喷射器处的燃料温度保持在温度阈值402和404之上。直接喷射回流阀也被打开以使直接喷射燃料泵将燃料和蒸汽回流到燃料箱。此外，可以调节(例如，增加)直接喷射燃料泵的输出，以促进直接喷射燃料泵和直接喷射燃料导轨的冷却。
[0060]正如可以观察到的，在热发动机渗透期间(例如，发动机停止而发动机是暖的)，发动机热可以将直接燃料喷射器处的温度增加到的状态从液体变成蒸汽的温度。当发动机被重新启动并且直接燃料喷射器处的温度高于阈值402时，汽化的燃料被回流到燃料箱并且被喷射到汽缸进气道。
[0061]在13时刻，直接喷射器处的燃料温度下降到低于402处的温度。直接燃料喷射器响应于直接燃料喷射器处的燃料温度低于温度402而被激活。此外，当直接喷射燃料泵被激活时直接喷射燃料回流阀被关闭。因此，进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器两者都被激活。
[0062]在12时刻和14时刻之间，燃料蒸汽从燃料箱流到发动机。从燃料箱中吸取的燃料蒸汽排出来自燃料箱的热。如图所示，吸取来自燃料箱的燃料蒸汽降低直接喷射器燃料导轨处的燃料温度。
[0063]在14时刻，直接燃料喷射器处的燃料温度已经降低至低于阈值402和404。响应于直接燃料喷射器处的温度低于阈值404，直接喷射器保持激活并且进气道喷射器被停用。发动机保持运行。以这种方式，发动机可以从喷射气相切换到喷射液相1？匕
[0064]在14时刻和15时刻之间，直接燃料喷射器处的燃料温度降低并且随后开始增加。直接喷射状态、进气道喷射状态、直接喷射回流阀状态和发动机状态保持不变。在发动机以较高的负荷运行不久之后以低负荷运行之后，直接喷射器处的燃料温度可以增加。
[0065]在15时刻，直接喷射器处的燃料温度已经增加到水平404之上。而且，直接喷射燃料泵温度正在接近但是尚未达到水平402。响应于直接燃料喷射器处的燃料温度增加到高于404的水平，直接喷射燃料回流阀保持关闭并且进气道燃料喷射器被激活，以从燃料箱吸取气体燃料蒸汽。直接喷射状态和发动机状态保持在相同的水平。
[0066]在16时刻，直接喷射器处的燃料温度已经被冷却到于水平404之下。因此，进气道燃料喷射器被停用并关闭以允许更大部分的液体燃料的喷射，这在不产生发动机爆震的情况下允许附加的火花提前。直接喷射状态和发动机状态保持在相同的水平。
[0067]因此，在不激活进气道燃料喷射器的情况下，当直接喷射器处的燃料温度高于阈值水平时，燃料可以被回流到燃料箱。而且，进气道燃料喷射器可以被激活以在直接喷射器被激活时使发动机消耗气相并且减少燃料储存箱中的热能。
[0068]正如本领域的一个普通技术人员将会明白的，图3所示的程序可以表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等任何数目处理策略中的一个或多个。因此，所示的各种步骤或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，处理的次序不是实现本文所述的目标、特征以及优势所必须要求的，而是为了容易示出和描述而提供。虽然没有明确说明，但是本领域的一个普通技术人员将会认识到，根据所用的特定策略，所示的步骤或功能中的一个或多个可以被重复地执行。
[0069]从该说明书可以得出结论。本领域的技术人员通过阅读该说明书在不脱离本发明的范围的情况下将会想到许多改变和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可选的燃料结构运行的13、14、15^6^8, 乂10和乂12发动机可以利用本发明而受益。
【权利要求】
1.一种用于运行发动机的方法，包括: 响应于燃料系统的温度低于阈值水平，将液相的液化石油气即LPG直接供应到发动机的汽缸中；以及 响应于所述燃料系统的温度高于所述阈值水平，停止将LPG直接供应到所述汽缸中并且将LPG供应到所述汽缸的进气端口中。
2.根据权利要求1所述方法，其中所述燃料系统的温度是直接喷射器燃料导轨处的燃料温度，并且其中只有当所述温度低于所述阈值时通过直接喷射供应所述LPG。
3.根据权利要求1所述方法，其中被供应到所述进气端口的所述LPG以气相提供。
4.根据权利要求3所述方法，其进一步包括响应于供应到所述进气端口的所述LPG的压力来调节进气道燃料喷射器的打开时间。
5.根据权利要求1所述方法，其进一步包括当将液相的LPG直接供应到所述汽缸中时增加所述发动机的增压极限。
6.根据权利要求5所述方法，其进一步包括当将LPG供应到所述汽缸的所述进气端口中时降低所述发动机的所述增压极限。
7.根据权利要求1所述方法，其中所述燃料系统的温度是燃料箱中的燃料的温度。
8.一种用于运行发动机的方法，包括: 响应于燃料导轨中的液化石油气温度即LPG温度低于阈值温度，在不将LPG吹扫到燃料箱的情况下通过所述燃料导轨将液相的LPG直接供应到发动机的汽缸中；和 响应于所述燃料导轨中的所述LPG高于所述阈值温度而将所述LPG从所述燃料导轨吹扫到所述燃料箱；以及 响应于燃料系统的温度而激活进气道燃料喷射器并且通过所述进气道燃料喷射器将气相的经吹扫的LPG的至少一部分喷射到所述发动机。
9.根据权利要求8所述方法，其中所述燃料系统中的温度是所述燃料导轨中的所述LPG温度。
10.根据权利要求8所述方法，其中所述燃料系统中的温度是燃料箱中的燃料温度。
11.根据权利要求8所述方法，其进一步包括响应于激活所述进气道燃料喷射器而停止将液相的LPG直接供应到所述汽缸中。
12.根据权利要求8所述方法，其进一步包括在所述进气道燃料喷射器被激活时继续将液相的LPG直接供应到所述汽缸中。
13.根据权利要求8所述方法，其进一步包括响应于将液相的LPG直接供应到所述汽缸中而增加所述发动机的增压极限。
14.一种发动机系统,该系统包括: 包含有汽缸的发动机； 燃料系统，所述燃料系统包含向所述汽缸供应气体燃料的进气道燃料喷射器和向所述汽缸供应液体燃料的直接燃料喷射器，所述燃料系统还包括向所述直接燃料喷射器供应第一燃料的直接喷射燃料泵；和 控制器，所述控制器包含储存在非暂时性存储器中以便响应于所述燃料系统的温度而激活和停用所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器的可执行指令。
15.根据权利要求14所述的发动机系统，其中所述燃料系统的温度是直接喷射燃料导轨中的燃料的温度。
16.根据权利要求14所述的发动机系统，其中所述燃料系统的温度是燃料箱中的燃料的温度。
17.根据权利要求14所述的发动机系统，其中响应于所述燃料系统的温度超过阈值温度而激活所述进气道燃料喷射器。
18.根据权利要求14所述的发动机系统，其中响应于所述燃料系统的温度超过所述阈值温度而停用所述直接燃料喷射器。
19.根据权利要求14所述的发动机系统，其进一步包括涡轮增压器和附加指令，从而响应于激活所述直接燃料喷射器而通过所述涡轮增压器来增加增压。
20.根据权利要求14所述的发动机系统，其进一步包括涡轮增压器和附加指令，从而响应于激活所述进气道燃料喷射器而通过所述涡轮增压器来降低增压。
【文档编号】F02D41/30GK104421027SQ201410399796
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】R·D·皮尔西弗 申请人:福特环球技术公司