直接噴射并且顆粒排放物減少的內燃發動的制造方法

直接噴射并且顆粒排放物減少的內燃發動的制造方法
【專利摘要】本發明涉及直接噴射并且顆粒排放物減少的內燃發動機。提供用于發動機的方法，包括基于發動機工況改變燃料噴射正時。延遲時間段計算可基于第一發動機負荷與第二發動機負荷的比較。進一步，改變后的噴射起動時間——基于延遲時間段——可包括在發動機壓縮周期期間噴射燃料。
【專利說明】直接噴射并且顆粒排放物減少的內燃發動機
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求2012年8月3日提交的德國專利申請號102012213808.0的優先權，在此其全部內容被引入作為參考，用于所有目的。
發明領域
[0003]本申請涉及內燃發動機的控制方法和被設計以實施該控制方法的內燃發動機以及具有這種類型的內燃發動機的機動車。
[0004]背景和概沭
[0005]由于顆粒物被認為致癌，顆粒排放物長久以來已成為內燃發動機技術發展的焦點。期望并通過相應立法促使顆粒物排放量的不斷減少。
[0006]在直接噴射的內燃發動機的情況下，燃料直接噴入內燃發動機的燃燒室(活塞，汽缸)，并在旋轉周期(revolution cycle)中被點火。在這種情況下,燃料開始噴入燃燒室的精確時間和點火的精確時間通常利用內燃發動機的重要運轉參數如發動機轉速和發動機負荷確定。在現有技術中，通常以對于給定發動機功率輸出實現低燃料消耗的方式選擇時間。
[0007]在一個實例中，上述問題其中一些可通過控制方法解決，該控制方法包括根據內燃發動機運轉參數的、噴燃料到內燃發動機燃燒室的起動時間。在此，可以常規方式確定起
動時間-具體地，根據內燃發動機的發動機轉速和發動機功率輸出。此外，可在第一時間
確定內燃發動機的第一發動機負荷。該第一時間可在起動時間的確定之前或之后，可選地，與起動時間的確定同時。在稍后的第二時間，可確定內燃發動機的第二發動機負荷。因此，在不同時間存在兩個值可用于內燃發動機的發動機負荷，其然后被相互比較。根據第一和第二發動機負荷的比較結果，可確定延遲時間段。然后，可進行燃料向內燃發動機燃燒室中的噴射，其始于自起動時間偏移延遲時間段的時間。
[0008]在另一實例中，方法包括:響應發動機負荷增加，暫時延遲向發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動；但響應發動機負荷減少，暫時提前向發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動。這樣的操作與針對穩態運轉響應發動機負荷的延伸正時調整(extended timingadjustment)相反。以這種方式，可減少煙霧產生，同時保持穩態效率特性。
[0009]應當理解，提供以上概述以以簡化形式介紹對在詳細描述中進一步描述的概念的選擇。其不意為確定要求保護的主題的關鍵或本質特征，要求保護的主題的范圍由所述詳細描述之后的權利要求書唯一限定。此外，要求保護的主題不限于解決上面或在本公開內容任何部分中所述的任意缺點的實施。
[0010]附圖簡沭
[0011]圖1顯示通過直接燃料噴射器運轉的燃燒室的示意圖。
[0012]圖2顯示確定內燃發動機的燃料點火延遲時間段的實例方法。
[0013]圖3顯示示例基于發動機負荷的燃料噴射正時的圖。
[0014]圖4顯示燃料噴射正時圖，其具有基于發動機負荷的實例噴射正時變化。[0015]發明詳沭
[0016]下文描述涉及確定內燃發動機的燃料點火延遲時間段的方法。本發明基于這樣的認識:來自直接噴射發動機的大部分顆粒排放物由于噴射的霧化燃料撞擊燃燒室壁例如汽缸蓋和/或活塞并在那燃燒而產生。此過程的可能性取決于噴射裝置的布置和噴射燃料的空間分配。但是，燃燒室中噴射燃料的運動意味著還取決于燃料噴射過程中的確切的時間順序。本發明根據發動機負荷變化改變燃料噴射起動時間，以實現顆粒排放物減少，如圖1所示。因此，可能選擇最佳時間一不僅針對被認為恒定的瞬時發動機功率輸出，而且針對關于顆粒排放物尤為重要的情況，如快速負荷變化，如圖3-4所示。因此，機動車總顆粒排放物中大部分在起動和加速情況下產生，在所述情況中，從冷起動或從低發動機功率輸出至高發動機功率輸出的轉換在短時間內發生。由于燃料噴射開始的實際時間的確定不僅取決于瞬時發動機功率輸出，還取決于或取而代之取決于發動機功率輸出相對于時間的變化，所以顆粒排放物可以有效方式減少。
[0017]圖1顯示內燃發動機10的燃燒室或汽缸的實例實施方式。在一個實例中，發動機10可以是渦輪增壓發動機。發動機10可接收來自包括控制器12的控制系統的控制參數和來自車輛駕駛員130通過輸入裝置132的輸入。在此實例中，輸入裝置132包括加速器踏板和踏板位置傳感器134——用于產生成比例的踏板位置信號PP。發動機10的汽缸(在本文中也稱為“燃燒室”)14可包括燃燒室壁136，其中活塞138位于其中。活塞138可連接于曲軸140，以便將活塞的往復運動轉化成曲軸的旋轉運動。曲軸140可通過傳動系統連接于客運車輛的至少一個驅動輪。此外，起動機可通過飛輪連接于曲軸140，以使發動機10能夠起動運轉。
[0018]汽缸14可通過一系列進氣道142、144和146接收進氣。除了汽缸14以外，進氣道146還可與發動機10的其他汽缸連通。在一些實施方式中，一個或多個進氣道可包括增壓裝置，諸如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖1顯示發動機10，其配置有渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括安排在進氣道142和144之間的壓縮機174和沿排氣道148安排的排氣渦輪176。壓縮機174可由排氣渦輪176通過軸180至少部分地提供動力，其中增壓裝置被配置為渦輪增壓器。然而，在其他實例中，諸如發動機10被提供以機械增壓器的實例中，排氣渦輪176可任選地省略，其中壓縮機174可通過來自馬達或發動機的機械輸入提供動力。節氣門20——包括節流板164——可沿發動機進氣道提供，以改變提供至發動機汽缸的進氣的流速和/或壓力。例如，節氣門20可布置在壓縮機174的下游，如圖1所示，或者，可選地，可提供在壓縮機174的上游。
[0019]除了汽缸14以外，排氣道148還可接收來自發動機10的其他汽缸的排氣。顯示排氣傳感器128連接于排放控制裝置178上游的排氣道148。傳感器128可選自用于提供排氣空/燃比指示的各種合適的傳感器，如例如線性氧傳感器或UEGO (通用或寬域排氣氧)、雙態氧傳感器或EGO (如所描述的)、HEGO (加熱的EGO)、NOx、HC或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。
[0020]排氣溫度可通過位于排氣道148中的一個或多個溫度傳感器(未顯示)進行評估。可選地，排氣溫度可基于發動機工況，諸如轉速、負荷、空燃比(AFR)、點火延遲等進行推斷。此外，排氣溫度可通過一個或多個排氣傳感器128進行計算。可以理解，排氣溫度可以可選地通過本文列舉的溫度評估方法的任意組合進行評估。[0021]發動機10的每一汽缸均可包括一個或多個進氣門和一個或多個排氣門。例如，顯示汽缸14包括位于汽缸14上部區域的至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥156。在一些實施方式中，發動機10的每一汽缸——包括汽缸14——均可包括位于汽缸上部區域的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。
[0022]進氣門150可由控制器12通過凸輪驅動系統151的凸輪驅動進行控制。類似地，排氣門156可由控制器12通過凸輪驅動系統153進行控制。凸輪驅動系統151和153均可包括一個或多個凸輪，并且均可利用可通過控制器12操作以改變氣門運轉的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變閥門升程(VVL)系統中的一個或多個。進氣門150和排氣門156的位置可通過氣門位置傳感器155和157分別進行確定。在可選實施方式中，進氣門和/或排氣門可通過電動氣門驅動進行控制。例如，汽缸14可以可選地包括通過電動氣門驅動控制的進氣門和通過凸輪驅動控制的排氣門，所述凸輪驅動包括CPS和/或VCT系統。在其他的實施方式中，進氣和排氣門可通過通用氣門驅動器或驅動系統或可變氣門正時驅動器或驅動系統進行控制。
[0023]汽缸14可具有壓縮比，其是活塞138處于底部中心與處于頂部中心時的體積比。通常，壓縮比的范圍為9:1至10:1。然而，在一些使用不同燃料的實例中，壓縮比可提高。這可發生在，例如當使用較高辛烷燃料或具有較高蒸發潛在焓的燃料時。如果直接噴射由于其對發動機爆燃的作用而被應用時，壓縮比也可被提高。
[0024]在一些實施方式中，發動機10的每一汽缸均可包括火花塞192，用于開始燃燒。在選定操作模式下，響應來自控制器12的點火提前信號SA，點火系統190可通過火花塞192提供點火電火花給燃燒室14。然而，在一些實施方式中，火花塞192可被省略，諸如在發動機10可通過自動點火開始燃燒或通過噴射燃料開始燃燒一正如一些柴油發動機一樣一的情況下。
[0025]在一些實施方式中，發動機10的每一汽缸均可配置有一個或多個燃料噴射器，用于向其提供燃料。作為非限制性實例，顯示汽缸14包括一個燃料噴射器166。顯示燃料噴射器166直接連接于汽缸14，以通過電子驅動器168與從控制器12接收的信號脈寬FPW成比例地向其中直接噴射燃料。以這種方式，燃料噴射器166提供所謂的燃料向燃燒汽缸14的直接噴射(下文也稱為“DI”)。燃料可自高壓燃料系統8——包括燃料箱、燃料泵和燃料軌——輸送至燃料噴射器166。可選地，燃料可通過單級燃料泵在較低壓力下進行輸送，在這種情況下，直接燃料噴射的正時在壓縮沖程期間可比使用高壓燃料系統時更受限。此外，盡管沒有顯示，但是燃料箱可具有壓力變換器，其提供信號給控制器12。應該理解，在可選實施方式中，噴射器166可以是進氣道噴射器，其提供燃料到汽缸14上游的進氣口中。
[0026]燃料可在汽缸單個周期期間通過噴射器被輸送至汽缸。此外，從噴射器輸送的燃料的分配和/或相對量可隨工況如空氣充氣溫度而改變，如本文下文所述。進一步，對于單個燃燒事件，每個周期可進行輸送燃料的多次噴射。多次噴射可在壓縮沖程、進氣沖程或其任何適當組合期間進行。
[0027]如上所述，圖1僅顯示多汽缸發動機的一個汽缸。因此，每一汽缸均可類似地包括其本身的一套進氣門/排氣門、燃料噴射器(一個或多個)、火花塞等。
[0028]雖然沒有顯示，但應該理解，發動機10還可包括一個或多個排氣再循環通道，以從發動機排氣口輸送至少部分排氣至發動機進氣口。因此，通過再循環一些排氣，可影響發動機稀釋度，這可通過減少發動機爆燃、峰值汽缸燃燒溫度和壓力、節流損失和NOx排放而提高發動機性能。一個或多個EGR通道可包括低壓(LP)-EGR通道，其連接在渦輪增壓器壓縮機上游的發動機進氣口和渦輪下游的發動機排氣口之間，并被配置成提供LP-EGR。一個或多個EGR通道還可包括高壓(HP) -EGR通道，其連接在壓縮機下游的發動機進氣口和渦輪上游的發動機排氣口之間，并被配置成提供HP-EGR。在一個實例中，HP-EGR流量可在這樣的狀況下提供:諸如不存在渦輪增壓器提供增壓的狀況，而LP-EGR流量可在這樣的狀況下提供:諸如存在渦輪增壓器增壓和/或排氣溫度在閾值以上時的狀況。通過LP-EGR通道的LP-EGR流量可經由LP-EGR氣門進行調節，而經過HP-EGR通道的HP-EGR流量可經由HP-EGR氣門(未顯示)進行調節。
[0029]控制器12作為微型計算機顯示在圖1中，其包括微處理器單元106、輸入/輸出端口 108、用于可執沖程序和校準值的電子存儲介質——其在該具體實例中顯示為只讀存儲器芯片110、隨機存取存儲器112、保活存儲器114和數據總線。除了之前論述的那些信號之外，控制器12還可以接收來自與發動機10連接的傳感器的各種信號，包括來自質量空氣流量傳感器122的進氣質量空氣流量計(MAF)的測量結果；來自與冷卻套筒118連接的溫度傳感器116的發動機冷卻液溫度(ECT);來自與曲軸140連接的霍爾傳感器120 (或其它類型)的表面點火感測信號(PIP);來自節氣門位置傳感器的節氣門位置(TP);和來自傳感器124的絕對歧管壓力信號(MAP)。發動機轉速信號RPM可通過控制器12從信號PIP產生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用于提供對進氣歧管中的真空或壓力的指示。
[0030]存儲介質只讀存儲器110可用計算機可讀數據編程，該計算機可讀數據代表處理器106可執行的、用于執行下面描述的方法以及預期但未具體列出的其它變型的指令。
[0031]參考圖2，方法200包括確定內燃發動機的燃料噴射延遲時間段。可計算燃料噴射延遲時間段，以防止燃料沖擊到包括汽缸蓋和/或活塞的燃燒室壁上。進一步，噴射燃料在燃燒室中的運動可取決于燃料噴射正時。由此，燃料噴射延遲時間段可通過發動機負荷變化而確定。
[0032]在202，方法包括評估和/或推斷發動機工況。發動機工況可包括，例如，發動機轉速、發動機溫度、催化劑溫度、增壓水平、MAP、MAF、環境狀況(溫度、壓力、濕度等)。在204，方法包括基于發動機工況確定噴射起動時間。例如，第一起動時間(例如基準(base)噴射起動時間)可在低發動機負荷(例如發動機起動)期間確定。在另一實例中，第一噴射起動時間可被確定為絕對時間，作為相對于旋轉周期開始的時間或相對于旋轉周期持續時間的時間。
[0033]在206，方法包括確定處于第二時間的第二發動機負荷是否大于處于第一時間的第一發動機負荷。延遲時間段可在相互比較第一和第二發動機功率輸出時確定。第二發動機功率輸出可基于自確定第一發動機功率輸出以來經過的時間來確定。因此，通過比較第一和第二發動機功率輸出，有可能獲得發動機功率輸出相對于時間的變化的信息。例如，可在發動機負荷迅速改變后，在第二時間確定發動機負荷。如果處于第二時間的發動機負荷不大于第一發動機負荷，則方法在214包括確定第二時間的發動機負荷是否小于第一時間的發動機負荷。例如，可在發動機負荷可能正在減少的期間，在第二時間確定第二發動機負荷。如果第二發動機負荷不小于第一發動機負荷，則在216，可基于初始噴射起動時間(例如恒定發動機負荷)執行燃料噴射正時。
[0034]返回206,如果第二發動機負荷大于第一發動機負荷,則在208,方法包括基于發動機工況確定噴射延遲時間段。在一個實例中，延遲時間段在第二發動機負荷大于第一發動機負荷時可具有正值。具體地，對于發動機負荷不斷增加的負荷變化，可延遲燃料噴射開始，如下文關于圖3-4所述。在另一實例中，如果延遲時間段具有正值，則噴射閥可以距離活塞大于閾值的距離被布置，并且，較少燃料可到達活塞和/或燃燒室壁。
[0035]此外，在214，如果已經確定第二發動機負荷小于第一發動機負荷，則在208確定噴射延遲時間段。在一個實例中，延遲時間段可在第二發動機負荷小于第一發動機負荷時具有負值。因此，延遲時間段在與基準噴射起動時間進行比較時可在時間上向前，如下文關于圖3-4所述。
[0036]在還另一實例中，當第二發動機負荷等于第一發動機負荷或第二發動機負荷與第一發動機負荷的差異小于閾值時，延遲時間段可降至零。由此，可假設恒定發動機功率輸出，對此，確定的噴射起動時間可保持不變，如下文關于圖3-4所述。
[0037]在另一實施方式中，方法200可包括重新確定第二發動機功率輸出作為第一發動機負荷，并且可確定第二發動機負荷的新值。因此，對于延遲時間段的每一次確定，均可確定瞬時發動機功率輸出一次。通常，延遲時間段可針對每一旋轉周期被重新確定，或延遲時間段可被保持恒定達固定的時間段或達固定數量的旋轉周期。在另一實例中，延遲時間段可被保持恒定達多個旋轉周期或時間段，這取決于發動機轉速或發動機負荷。
[0038]在另一實施方式中，當第二發動機負荷與第一發動機負荷相差第一負荷差時，延遲時間段可具有第一數值(magnitude)，和當第二發動機負荷與第一發動機負荷相差不同于第一負荷差的第二負荷差時，延遲時間段可具有不同于第一數值的第二數值。延遲時間段可以是，例如第一和第二發動機負荷之間的負荷差的函數。因此，方法200有利地考慮內燃發動機的負荷變化大小，并可針對任何負荷變化大小提供適當的延遲時間段。具體地，當第一負荷差大于第二負荷差時，第一數值可大于第二數值。例如，延遲時間段可與第二發動機負荷和第一發動機負荷之間的差除以第二時間和第一時間之間的時間間隔成比例。
[0039]在另一實施方式中，方法可包括確定燃燒室溫度。在這種情況下，例如，方法200可包括，在燃燒室溫度小于閾值時，確定延遲時間段，包括改變后的噴射起動時間。在另一實例中，在206，基于第二時間的燃燒室內的溫度，可確定第二發動機負荷值。進一步，可將處于第二時間的燃燒室溫度與處于第一時間的溫度進行比較，從而確定延遲時間段。
[0040]現參考圖3，顯示實例圖300，其示例基于發動機負荷的燃料噴射正時。由此，燃料噴射正時可包括基于延遲時間段改變燃料噴射起動時間。延遲時間段可基于例如發動機負荷變化。
[0041]圖300顯示在圖表302的發動機負荷狀況以及在圖表304的包括基準噴射起動時間的實例噴射正時圖，在圖表306的延遲時間段，在圖表308的改變后的噴射起動時間，和在圖表310的燃料噴射量。由此，所有圖表均顯示給定發動機汽缸的狀況。在另一實例中，噴射正時可基于每一發動機周期一次噴射。在tl前，發動機可運行和燃燒。例如，在tl，在確定第一發動機負荷后，可確定基準噴射起動時間。在一個實例中，第一發動機負荷可基于發動機起動。在另一實例中，第一發動機負荷確定可在恒定發動機功率輸出期間進行。進一步，可通過比較處于第一時間tl的第一發動機負荷與處于第二時間t2的第二發動機負荷，確定噴射延遲時間段。例如，在312，發動機負荷可增加，從而導致第二發動機負荷大于第一發動機負荷。由于發動機負荷增加，在316，延遲時間段可具有正值，使得延遲時間段可在時間上晚于基準噴射起動時間而出現，如關于圖4進一步描述。在一個實例中，延遲時間段的持續時間d3可與發動機負荷變化dl成比例。由此，較大發動機負荷變化可包括較長延遲時間段。在另外的實例中，較小負荷變化可包括較短延遲時間段。在發動機負荷增加后，在318，改變后的噴射起動時間可處于大于基準噴射起動時間的時間點，如在314所示。
[0042]在另一實例中，恒定發動機功率輸出可不改變噴射起動時間。由此,在t2的第一發動機負荷可等于在t3的第二發動機負荷。由于發動機負荷可相等，所以延遲時間段可為零，并且基準噴射起動時間可不改變。在另一實例中，如果第二發動機負荷與第一發動機負荷相差小于閾值，則噴射起動時間可不改變，如關于圖4進一步描述。
[0043]在另一實例中，第二發動機負荷可不同于第一發動機負荷，從而第二發動機負荷可小于第一發動機負荷。例如，在t4，發動機負荷可減少，并且，在324，延遲時間段可具有負值。在一個實例中，發動機負荷的減少d2可與延遲時間段持續時間d4成比例。由此，在326的改變后的噴射時間可在時間上早于在322的基準噴射起動時間，如關于圖4進一步描述。此外，噴射到汽缸中的燃料量可不基于噴射起動時間改變而變化。具體地，在314的基準起動時間噴射的燃料量可等于在318的改變后噴射起動時間噴射的燃料量。
[0044]在另一實施方式中，燃料噴射的噴射起動時間的改變可基于燃燒室溫度。由此，顆粒物的生成可取決于燃燒室溫度。由于延遲時間段可根據燃燒室溫度而確定，所以燃料噴射開始的實際時間可被優化，以允許最小量的顆粒排放物。具體地，較大量的顆粒物可在較低燃燒室溫度下生成。在一個實例中，可在燃燒室處于閾值溫度以下的溫度時改變噴射起動時間。由此，基于溫度改變噴射起動時間可防止顆粒排放物。
[0045]由于難以直接測量燃燒室溫度，因此，可基于發動機工況利用數學模型計算燃燒室溫度。這樣的工況可考慮之前的發動機功率輸出，但也可包括進氣、燃料混合物、排氣的溫度的測量值和/或質量流量的評估值。
[0046]在一個實施方式中，延遲時間段在燃燒室溫度具有第一溫度值時具有第三數值，和在燃燒室溫度具有大于第一溫度值的第二溫度值時具有小于第三數值的第四數值。因此，選擇的延遲時間段可在時間上前移。例如，燃燒室溫度越高，燃料噴射開始時間的延遲時間可越小(按絕對值或相對值計算)，則燃燒室變得越熱。
[0047]在一個實例中，可在旋轉周期中向內燃發動機的燃燒室中進行多次燃料噴射。每次噴射的相關起動時間可根據內燃發動機的工況而確定。進一步，每次噴射的燃料可在基于延遲時間段自相關噴射起動時間偏移的時間開始噴射到燃燒室中。在一個實例中，噴射可通過不同噴射裝置對相同燃燒室進行。
[0048]如上所述，調節噴射起動可基于當前發動機負荷。由此，響應發動機負荷增加，改變噴射正時可包括暫時延遲向發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動。此外，響應發動機負荷減少，改變噴射正時可包括暫時提前向發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動。在一個實例中，相比于較低發動機負荷，在較高發動機負荷下，噴射起動可被永久延遲。在另一實例中，與較低發動機負荷相比，在較高發動機負荷下，噴射起動可被永久提前。
[0049]現參考圖4，圖400顯示關于其在發動機周期四沖程(進氣、壓縮、工作和排氣)中的位置的燃料噴射正時改變。由此，燃料噴射可包括在發動機進氣沖程中或部分在壓縮沖程中的噴射正時。進一步，進氣沖程中的噴射起動時間可基于發動機負荷而改變，如下文關于圖3所述。
[0050]實例A-D顯示基于發動機負荷的燃料噴射正時改變。實例A顯示以曲軸轉角度數(CAD)表示的沿X-軸的發動機位置。曲線401顯示活塞位置一參考其距上止點(TDC)和/或下止點(BDC)的位置，和進一步參考其在發動機周期四沖程(進氣、壓縮、工作和排氣)中的位置。如正弦曲線401所示，活塞從TDC下移，到進氣沖程結束時在BDC降至最低點。然后，到壓縮沖程結束時，活塞在TDC返回頂部。然后，在工作沖程期間，活塞再次朝向BDC下移，到排氣沖程結束時，返回其在TDC的初始頂部位置。進一步，實例A-D可顯示發動機周期中在tl和t2的燃料噴射起動時間，如上文關于圖3顯示。進一步，實例A-D中顯示的噴射正時可發生在燃燒事件的一個發動機周期內。在一個實例中，響應發動機負荷增加，改變噴射正時可包括:針對至少一次但小于三次燃燒事件，暫時延遲向發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動，然后僅部分減少噴射起動的延遲。在另一實例中，響應發動機負荷減少，改變噴射正時可包括:針對至少一次但小于三次燃燒事件，暫時提前向發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動，然后僅部分減少噴射起動的提前。由此，噴射起動和噴射完成均在壓縮沖程期間。因此，實例A所示的噴射正時可在實例B前一個發動機周期發生，實例B可在實例C前一個發動機周期發生，和實例C可在實例D前一個發動機周期發生。在一個實例中，如A所示，燃料噴射可包括在發動機工況期間進氣沖程中402的燃料噴射起動時間。噴射可包括處于進氣沖程的中點的噴射正時，使得活塞位置可朝BDC下移。
[0051]但是，在另一實例中，壓縮燃料噴射可被給予基準噴射起動時間。基準噴射起動時間，如B所示，可通過第一發動機負荷確定。在此實例中，在402的噴射起動時間可基于保持恒定的發動機負荷(例如發動機負荷無變化)。由此，噴射可包括處于進氣沖程的中點的噴射正時。
[0052]在另一實例中，如C所示，噴射起動時間可被給予基于發動機負荷變化而改變的噴射起動時間。具體地，延遲時間段可通過比較處于第一時間的第一發動機負荷與處于第二時間的第二發動機負荷而確定。在此實例中，第二發動機負荷可大于第一發動機負荷。在406的基準噴射起動時間可具有具有正值的延遲時間段。因此，與基準噴射起動時間相比，在408的改變后的噴射起動時間可在時間上更加向前(如箭頭所示)。在另外的實例中，改變后的噴射起動時間可部分處于壓縮沖程內。在改變后的噴射起動時間，活塞可位于BDC。由此，噴射閥與處于改變后的噴射起動時間的活塞之間的距離可大于與處于基準噴射起動時間的活塞之間的距離。在改變后的噴射起動時間，較少燃料可到達活塞和燃燒室壁。在一個實例中，改變后的噴射時間一部分處于燃燒沖程內一可減少顆粒物生成。
[0053]在另一實例中，如D所示，噴射起動時間可基于重新確定的延遲時間段被進一步改變。在此實例中，第二發動機負荷，如C所示，可被用作第一發動機負荷。因此，可確定第二發動機負荷的新值。例如，延遲時間段可基于重新確定的第一和第二發動機負荷被重新確定。在此實例中，第二發動機負荷可等于第一發動機負荷(例如恒定發動機負荷)。因此，延遲時間段可具有零值。由此，在410的確定的噴射時間可類似于在404顯示的基準噴射起動時間。由此，在410的基準噴射起動時間可不改變，因為發動機負荷無變化。進一步，噴射起動時間可處于發動機的進氣沖程內。
[0054]注意，本文中包括的實例控制和評估程序可與各種發動機和/或車輛系統構造一起應用。本文描述的具體程序可代表任意數目的處理策略中的一個或多個，所述處理策略諸如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等。因此，所示的各個動作、操作和/或功能均可以所示順序進行、平行進行、或在一些情況中被省略。同樣地，不一定要求處理順序達到本文所述的實例實施方式的特征和優勢，而是提供來方便說明和描述。一個或多個示例的動作、操作和/或功能可重復執行，這取決于所應用的具體策略。此外，描述的動作、操作和/或功能可以圖形表示待編程到發動機控制系統中的計算機可讀存儲介質非臨時性存儲器的編碼。
[0055]應該理解，本文公開的構造和程序實質上是示例性的，并且這些【具體實施方式】不以限制性的意義被看待，因為許多變化是可能的。例如，上述技術可適用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸和其它發動機類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統和構造與其它特征、功能和/或性質的所有新穎的和非顯而易見的組合以及亞組合。
[0056]所附權利要求具體指出被認為是新穎的和非顯而易見的某些組合和亞組合。這些權利要求可能涉及“一個(an)”元件或“第一”元件或其等同物。這些權利要求應該被理解為包括結合一個或多個這樣的元件，既不要求也不排除兩個或更多個這樣的元件。公開的特征、功能、元件和/或性質的其它組合和亞組合可通過修改本申請權利要求書或通過在本申請或相關申請中提出新權利要求而得到保護。這些權利要求一無論其范圍對于原始權利要求更寬、更窄、相同或不同一也被視為包括在本公開的主題內。
【權利要求】
1.內燃發動機的控制方法，包括: 根據內燃發動機的運轉參數，確定向所述內燃發動機的燃燒室噴射燃料的起動時間； 確定所述內燃發動機處于第一時間的第一發動機負荷； 確定所述內燃發動機處于所述第一時間后的第二時間的第二發動機負荷； 比較所述第一發動機負荷與所述第二發動機負荷； 根據所述第一和第二發動機負荷的比較結果，確定延遲時間段；和 在自所述起動時間偏移所述延遲時間段的時間開始，將所述燃料噴射到所述內燃發動機的所述燃燒室中。
2.權利要求1所述的方法，其中系統包括在噴射所述燃料后確定所述起動時間。
3.權利要求1所述的方法，其中當所述第二發動機負荷大于所述第一發動機負荷時，所述延遲時間段具有正值。
4.權利要求1所述的方法，其中當所述第二發動機負荷小于所述第一發動機負荷時，所述延遲時間段具有負值。
5.權利要求1所述的方法，其中當所述第二發動機負荷等于所述第一發動機負荷或當所述第二發動機負荷與所述第一發動機負荷相差小于閾值時，所述延遲時間段等于零。
6.權利要求1所述的方法，其中當所述第二發動機負荷與所述第一發動機負荷相差第一負荷差時，所述延遲時間段具有第一數值，并且其中當所述第二發動機負荷與所述第一發動機負荷相差不同于所述第一負荷差的第二負荷差時，所述延遲時間段具有不同于所述第一數值的第二數值。
7.權利要求6所述的方法，其中當所述第一發動機負荷差大于所述第二發動機負荷差時，所述第一數值大于所述第二數值。
8.權利要求6所述的方法，其中所述延遲時間段與所述第二發動機負荷和所述第一發動機負荷之間的差除以所述第二時間和所述第一時間之間的時間間隔成比例。
9.權利要求1所述的方法，其中在旋轉周期中向所述內燃發動機的燃燒室中進行多次燃料噴射，其中每次噴射的相關起動時間根據所述內燃發動機的運轉參數而確定，和在自所述相關起動時間偏移所述延遲時間段的時間開始，每次噴射的所述燃料被噴射到所述內燃發動機的所述燃燒室中。
10.權利要求1所述的方法，其中所述延遲時間段根據所述內燃發動機燃燒室的溫度被進一步確定。
11.權利要求10所述的方法，其中所述燃燒室的溫度基于所述內燃發動機的運轉參數利用數學模型進行計算。
12.權利要求10所述的方法，其中當所述燃燒室的溫度具有第一溫度值時，所述延遲時間段具有第三數值，并且其中當所述燃燒室的溫度具有大于所述第一溫度值的第二溫度值時，所述延遲時間段具有小于所述第三數值的第四數值。
13.方法，包括: 響應發動機負荷增加，暫時延遲向發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動；和 響應發動機負荷減少，暫時提前向所述發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動。
14.權利要求13所述的方法，進一步包括基于當前發動機負荷調節所述噴射起動。
15.權利要求14所述的方法，其中與較低發動機負荷相比，在較高發動機負荷下，所述噴射起動被永久延遲。
16.權利要求14所述的方法，其中與較低發動機負荷相比，在較高發動機負荷下，所述噴射起動被永久提前。
17.方法，包括: 響應發動機負荷增加，針對至少一次但小于三次燃燒事件，暫時延遲向發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動，然后僅部分減少所述噴射起動的所述延遲；和 響應發動機負荷減少，針對至少一次但小于三次燃燒事件，暫時提前向所述發動機汽缸的直接噴射燃料的噴射起動，然后僅部分減少所述噴射起動的所述提前。
18.權利要求17所述的方法，其中所述噴射起動和噴射完成均在壓縮沖程期間。
19.權利要求18所述的方法，其中所述發動機是渦輪增壓發動機。
【文檔編號】F02D41/30GK103573451SQ201310328521
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2012年8月3日
【發明者】O·貝克邁爾, J·林澤爾, K·霍恩博肯, M·馬里奇諾, J·沃杰恩, K·格瑞瑟 申請人:福特環球技術公司