将燃料喷射到内燃发动机中的方法技术

描述了一种将燃料喷射到内燃发动机中的方法。该内燃发动机采用直接燃料喷射并且包括多个气缸，多个气缸中的每个气缸具有相关联的活塞。该方法包括根据多个气缸中的至少两个气缸的相应的活塞的初始位置对所述至少两个气缸同时地应用不同的喷射模式。该方法包括根据最优喷射模式对内燃发动机的第一气缸进行喷射，并且同时地，根据起动喷射模式对内燃发动机的第二气缸进行喷射。起动喷射模式根据最优喷射模式和与所述第二气缸相关联的活塞的初始位置确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将燃料喷射到内燃发动机中的方法并且涉及发动机控制单元以及车辆。本专利技术具体但非排他性地应用于具有停止/起动功能的车辆，在停止/起动功能中，车辆的内燃发动机可以在驾驶周期的过程期间被自动地停止和重新起动。驾驶周期指的是车辆用于进行一段行程的时期，在驾驶员开始起动(或“钥匙接通”)车辆时开始并且在驾驶员开始使车辆停止(或“钥匙断开”)时结束。
技术介绍
用于采用燃料喷射的内燃发动机——比如压缩点火式内燃发动机或火花点火式内燃发动机——的控制策略是公知的，其中，燃料喷射的正时和每次喷射供给的燃料的量根据发动机运转状态而变化。在采用燃料被直接喷射到发动机气缸中的直接燃料喷射(DFI)的内燃发动机——比如汽油直喷(GDI)内燃发动机——的情况下，公知的是，在“钥匙接通”起动时以及向前行驶时，根据使燃料效率最大化并且使碳氢化合物和碳烟的排放最小化的燃料喷射模式或策略来喷射燃料。例如，最优燃料喷射模式可以包括在气缸的各活塞的进气冲程期间将需要的燃料分成两次或三次独立喷射并且将这些喷射物供给至气缸。图1为示出了由现有技术的不同燃料喷射模式产生的碳氢化合物和碳烟的发动机排放物的相对量的条形图。这种“分次进气”喷射模式实现了相对低等级的排放，如图1中由条带10指示的。这是因为进气冲程在活塞循环中较早进行，使得喷射的燃料在火花将空气/燃料混合物点燃之前有时间汽化。分次喷射也促进了燃料汽化，因为每一次喷射的少量燃料能够在下一次供给之前容易地汽化。此外，通过在当活塞布置在气缸下方足够远以避免直接的燃料对活塞的冲击时的涡流吸气阶段期间进行喷射并且燃料必须在湍流空气中行进较大距离——这促进了良好的混合，有利于良好的燃料准备。从图1中条带10与条带12的比较中可以理解这种相对低等级的排放，其中，图1的条带12表示在进气冲程期间由燃料的单次喷射产生的较多的排放物。由“分次”燃料喷射模式的使用产生的排放物的量能够通过使用连续可变气门升程(CVVL)来调节进入每个气缸中的空气的量而进一步减小。气门的“低升程”布置产生了流入气缸中的快速的空气流，从而引起湍流，这种湍流促进了燃料和空气在气缸内的均质混合，以用于更高效的燃烧。由这种布置产生的减少的排放物由图1中的条带14指示。图2A是现有技术的分次进气喷射模式的示意图。参照图2A，由圆圈20表示发动机曲轴旋转完整的一圈，发动机曲轴从特定发动机活塞的最上位置(圆圈20的顶部)开始并且移动经过进气冲程和压缩冲程(围绕圆圈20沿顺时针方向)，返回至最上位置。在图2A中，示出了以A、B、C和D标记的四个活塞的相对位置，每个活塞位置分别以90度间隔开。圆圈20的右手侧表示进气冲程，并且左手侧表示压缩冲程。因此，当气缸D处于进气冲程时，气缸A处于在上止点(TDC)处的“点火”之前的压缩冲程。如所示的，在活塞的进气冲程期间，在第一喷射22、第二喷射24和第三喷射26中供给燃料。尽管分次进气喷射模式产生少的排放物，但当起动发动机时、例如在环保起动期间在需要使发动机快速起动时使用这种喷射策略存在缺点。环保起动指的是在驾驶周期的过程期间，在当条件允许时车辆使发动机自动停止以节省燃料之后使车辆发动机重新起动。例如，车辆可以设置成在车辆的驾驶员操作的制动踏板被压下并且车辆静止时采用环保停止状态。当驾驶员释放制动踏板时，发动机可以被重新起动并且车辆的传动装置可以被重新接合。即，驾驶员释放制动踏板触发了发动机的重新起动，动力传动系的接合以及扭矩传递至驱动轮。然而，使发动机从环保停止状态重新起动不应给驾驶员带来麻烦并且在对驱动轮重新施加扭矩中不应存在可感知的延迟。因此，需要发动机在环保起动期间快速地起动。在本申请的上下文中，当车辆移动时也可以提供环保停止/起动功能，例如，在混合动力车辆中，当车辆并非静止时，内燃发动机可以根据需要被停止和重新起动。为了提供快速起动，公知的是在发动机的起动阶段期间替代性地应用压缩喷射模式。图2B是现有技术的压缩喷射模式的示意图。如图2B中所示的，可以在压缩冲程之后、在火花点火之前不久对每个发动机气缸提供单次燃料喷射28。尽管该策略提供了环保起动所需的快速起动，但由于起动阶段依赖于压缩喷射模式，起动阶段自身与高排放相关联。由图1中的条带16图示了与压缩喷射模式相关联的高排放。该高排放容易与分别由条带12指示的单次进气喷射模式、由条带10指示的分次进气喷射模式、由条带14指示的分次低升程进气喷射模式相关联的较低排放相比较。与压缩喷射模式相关联的增多的排放是需要使气缸在压缩冲程中燃烧以满足期望的短的环保起动时间所需的延后的正时的必然结果。本专利技术的目的是基本上克服和/或减轻上文描述的问题中的至少一些问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种将燃料喷射到内燃发动机中的方法，该内燃发动机包括多个气缸，所述多个气缸中的每个气缸具有相关联的活塞，该方法包括根据多个气缸中的至少两个气缸的相应活塞的初始位置对所述至少两个气缸同时地应用不同的喷射模式。因此，本专利技术的各实施方式可以认为是源于如下理解：固定起动阶段期间用于所有的气缸的喷射模式将导致在发动机循环中的靠后的气缸上不必要地使用压缩喷射，靠后的气缸在曲柄起动之前被定位成能够在发动机控制器允许的情况下根据最优的喷射正时模式例如分次喷射正时模式接收燃料。以不同的方式表达，本专利技术可以被认为归于下述理解：能够使用混合方案，在混合方案中，可以使内燃发动机的不同的气缸在发动机的起动阶段期间采用不同的喷射模式，使得在可能的情况下始终以减少排放的最优喷射模式为目标。因此，在预定时段期间，例如在曲轴旋转一圈期间，对一个或更多个气缸应用第一喷射模式，并且对至少另一个气缸应用第二喷射模式。对不同的气缸应用不同的喷射模式使得能够基于气缸在燃烧循环中开始的位置对气缸中的一个气缸选择合适的喷射模式。如果气缸在循环中足够早，则采用最优喷射模式。如果气缸在循环中并未早到足以采用最优喷射模式，则采用以较高排放为代价提供快速起动的替代性喷射模式。因此，发动机整体上的性能可以是最优的以提供减小的排放下的快速起动。这通过如下方式实现：基于气缸在循环中的初始位置而对该气缸选择最合适的喷射模式，使各个气缸的性能最优。内燃发动机采用直接燃料喷射。有利地，燃料被直接地喷射到气缸中的系统允许在进气冲程和压缩冲程期间发生燃料喷射。因此可以对定位在进气冲程或压缩冲程中的任一气缸应用合适的喷射模式，从而与例如使用进气口燃料喷射(PFI)的内燃发动机中应进行的发动机循环的部分相比，使用发动机循环的较多部分开始发动机起动，并且因此使用较多数量的气缸开始发动机起动。该方法可以包括根据最优喷射模式对内燃发动机的第一气缸进行喷射，并且同时，根据起动喷射模式对内燃发动机的第二气缸进行喷射。起动喷射模式可以根据最优喷射模式和与所述第二气缸相关联的活塞的初始位置确定。这使得能够在可能的情况下实施最优喷射模式，例如以降低排放，而同时在其他气缸中使用一个或更多个起动喷射模式以使发动机能够快速地产生动力。该方法可以包括在发动机的曲轴的一圈旋转内将所述第二气缸从起动喷射模式转变至最优喷射模式。该方法可以包括在多个气缸中确定包括一个或更多个气缸的一组第一气缸和包括一个或更多个气缸的一组第二气缸，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将燃料喷射到内燃发动机中的方法，所述内燃发动机采用直接燃料喷射并且包括多个气缸，所述多个气缸中的每个气缸具有相关联的活塞，所述方法包括：根据所述多个气缸中的至少两个气缸的相应活塞的初始位置对所述至少两个气缸同时地应用不同的喷射模式；根据最优喷射模式对所述内燃发动机的第一气缸进行喷射，并且同时地，根据起动喷射模式对所述内燃发动机的第二气缸进行喷射；其中，所述起动喷射模式根据所述最优喷射模式和与所述第二气缸相关联的活塞的初始位置确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.21 GB 1405040.51.一种将燃料喷射到内燃发动机中的方法，所述内燃发动机采用直接燃料喷射并且包括多个气缸，所述多个气缸中的每个气缸具有相关联的活塞，所述方法包括：根据所述多个气缸中的至少两个气缸的相应活塞的初始位置对所述至少两个气缸同时地应用不同的喷射模式；根据最优喷射模式对所述内燃发动机的第一气缸进行喷射，并且同时地，根据起动喷射模式对所述内燃发动机的第二气缸进行喷射；其中，所述起动喷射模式根据所述最优喷射模式和与所述第二气缸相关联的活塞的初始位置确定。2.根据权利要求1所述的方法，包括使所述第二气缸在所述内燃发动机的曲轴的一圈旋转内从所述起动喷射模式转变至所述最优喷射模式。3.根据权利要求2所述的方法，包括：在所述多个气缸中确定包括一个或更多个气缸的一组第一气缸和包括一个或更多个气缸的一组第二气缸，其中，确定相应组的第一气缸和第二气缸根据与各个气缸相关联的活塞的初始位置来执行。4.根据权利要求3所述的方法，包括根据起动喷射模式对所述第二气缸中的每个第二气缸进行喷射，其中，用于各个第二气缸的所述起动喷射模式分别根据与每个第二气缸相关联的活塞的初始位置来确定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第二气缸或每个第二气缸的所述起动喷射模式包括错过的燃料的至少一次延后喷射。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在错过的燃料的所述至少一次延后喷射之后，所述第二气缸或每个第二气缸的所述起动喷射模式包括供给与所述最优喷射模式的喷射对应的至少一次喷射。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚当·莫尔克罗夫特，
申请(专利权)人：捷豹路虎有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB