直接喷射并且颗粒排放物减少的内燃发动机制造技术

本发明专利技术涉及直接喷射并且颗粒排放物减少的内燃发动机。提供用于发动机的方法，包括基于发动机工况改变燃料喷射正时。延迟时间段计算可基于第一发动机负荷与第二发动机负荷的比较。进一步，改变后的喷射起动时间——基于延迟时间段——可包括在发动机压缩周期期间喷射燃料。

【技术实现步骤摘要】
直接喷射并且颗粒排放物减少的内燃发动机相关申请的交叉参考本申请要求2012年8月3日提交的德国专利申请号102012213808.0的优先权，在此其全部内容被引入作为参考，用于所有目的。专利
本申请涉及内燃发动机的控制方法和被设计以实施该控制方法的内燃发动机以及具有这种类型的内燃发动机的机动车。背景和概沭由于颗粒物被认为致癌，颗粒排放物长久以来已成为内燃发动机技术发展的焦点。期望并通过相应立法促使颗粒物排放量的不断减少。在直接喷射的内燃发动机的情况下，燃料直接喷入内燃发动机的燃烧室(活塞，汽缸)，并在旋转周期(revolution cycle)中被点火。在这种情况下,燃料开始喷入燃烧室的精确时间和点火的精确时间通常利用内燃发动机的重要运转参数如发动机转速和发动机负荷确定。在现有技术中，通常以对于给定发动机功率输出实现低燃料消耗的方式选择时间。在一个实例中，上述问题其中一些可通过控制方法解决，该控制方法包括根据内燃发动机运转参数的、喷燃料到内燃发动机燃烧室的起动时间。在此，可以常规方式确定起动时间-具体地，根据内燃发动机的发动机转速和发动机功率输出。此外，可在第一时间确定内燃发动机的第一发动机负荷。该第一时间可在起动时间的确定之前或之后，可选地，与起动时间的确定同时。在稍后的第二时间，可确定内燃发动机的第二发动机负荷。因此，在不同时间存在两个值可用于内燃发动机的发动机负荷，其然后被相互比较。根据第一和第二发动机负荷的比较结果，可确定延迟时间段。然后，可进行燃料向内燃发动机燃烧室中的喷射，其始于自起动时间偏移延迟时间段的时间。在另一实例中，方法包括:响应发动机负荷增加，暂时延迟向发动机汽缸的直接喷射燃料的喷射起动；但响应发动机负荷减少，暂时提前向发动机汽缸的直接喷射燃料的喷射起动。这样的操作与针对稳态运转响应发动机负荷的延伸正时调整(extended timingadjustment)相反。以这种方式，可减少烟雾产生，同时保持稳态效率特性。应当理解，提供以上概述以以简化形式介绍对在详细描述中进一步描述的概念的选择。其不意为确定要求保护的主题的关键或本质特征，要求保护的主题的范围由所述详细描述之后的权利要求书唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或在本公开内容任何部分中所述的任意缺点的实施。附图简沭图1显示通过直接燃料喷射器运转的燃烧室的示意图。图2显示确定内燃发动机的燃料点火延迟时间段的实例方法。图3显示示例基于发动机负荷的燃料喷射正时的图。图4显示燃料喷射正时图，其具有基于发动机负荷的实例喷射正时变化。专利技术详沭下文描述涉及确定内燃发动机的燃料点火延迟时间段的方法。本专利技术基于这样的认识:来自直接喷射发动机的大部分颗粒排放物由于喷射的雾化燃料撞击燃烧室壁例如汽缸盖和/或活塞并在那燃烧而产生。此过程的可能性取决于喷射装置的布置和喷射燃料的空间分配。但是，燃烧室中喷射燃料的运动意味着还取决于燃料喷射过程中的确切的时间顺序。本专利技术根据发动机负荷变化改变燃料喷射起动时间，以实现颗粒排放物减少，如图1所示。因此，可能选择最佳时间一不仅针对被认为恒定的瞬时发动机功率输出，而且针对关于颗粒排放物尤为重要的情况，如快速负荷变化，如图3-4所示。因此，机动车总颗粒排放物中大部分在起动和加速情况下产生，在所述情况中，从冷起动或从低发动机功率输出至高发动机功率输出的转换在短时间内发生。由于燃料喷射开始的实际时间的确定不仅取决于瞬时发动机功率输出，还取决于或取而代之取决于发动机功率输出相对于时间的变化，所以颗粒排放物可以有效方式减少。图1显示内燃发动机10的燃烧室或汽缸的实例实施方式。在一个实例中，发动机10可以是涡轮增压发动机。发动机10可接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数和来自车辆驾驶员130通过输入装置132的输入。在此实例中，输入装置132包括加速器踏板和踏板位置传感器134——用于产生成比例的踏板位置信号PP。发动机10的汽缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可包括燃烧室壁136，其中活塞138位于其中。活塞138可连接于曲轴140，以便将活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴140可通过传动系统连接于客运车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机可通过飞轮连接于曲轴140，以使发动机10能够起动运转。汽缸14可通过一系列进气道142、144和146接收进气。除了汽缸14以外，进气道146还可与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施方式中，一个或多个进气道可包括增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1显示发动机10，其配置有涡轮增压器，该涡轮增压器包括安排在进气道142和144之间的压缩机174和沿排气道148安排的排气涡轮176。压缩机174可由排气涡轮176通过轴180至少部分地提供动力，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其他实例中，诸如发动机10被提供以机械增压器的实例中，排气涡轮176可任选地省略，其中压缩机174可通过来自马达或发动机的机械输入提供动力。节气门20——包括节流板164——可沿发动机进气道提供，以改变提供至发动机汽缸的进气的流速和/或压力。例如，节气门20可布置在压缩机174的下游，如图1所示，或者，可选地，可提供在压缩机174的上游。除了汽缸14以外，排气道148还可接收来自发动机10的其他汽缸的排气。显示排气传感器128连接于排放控制装置178上游的排气道148。传感器128可选自用于提供排气空/燃比指示的各种合适的传感器，如例如线性氧传感器或UEGO (通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO (如所描述的)、HEGO (加热的EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。排气温度可通过位于排气道148中的一个或多个温度传感器(未显示)进行评估。可选地，排气温度可基于发动机工况，诸如转速、负荷、空燃比(AFR)、点火延迟等进行推断。此外，排气温度可通过一个或多个排气传感器128进行计算。可以理解，排气温度可以可选地通过本文列举的温度评估方法的任意组合进行评估。发动机10的每一汽缸均可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，显示汽缸14包括位于汽缸14上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施方式中，发动机10的每一汽缸——包括汽缸14——均可包括位于汽缸上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。进气门150可由控制器12通过凸轮驱动系统151的凸轮驱动进行控制。类似地，排气门156可由控制器12通过凸轮驱动系统153进行控制。凸轮驱动系统151和153均可包括一个或多个凸轮，并且均可利用可通过控制器12操作以改变气门运转的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变阀门升程(VVL)系统中的一个或多个。进气门150和排气门156的位置可通过气门位置传感器155和157分别进行确定。在可选实施方式中，进气门和/或排气门可通过电动气门驱动进行控制。例如，汽缸14可以可选地包括通过电动气门驱动控制的进气门和通过凸轮驱动控制的排气门，所述凸轮驱动包括CPS和/或VCT系统。在其他的实施方式中，进气和排气门可本文档来自技高网...

【技术保护点】
内燃发动机的控制方法，包括：根据内燃发动机的运转参数，确定向所述内燃发动机的燃烧室喷射燃料的起动时间；确定所述内燃发动机处于第一时间的第一发动机负荷；确定所述内燃发动机处于所述第一时间后的第二时间的第二发动机负荷；比较所述第一发动机负荷与所述第二发动机负荷；根据所述第一和第二发动机负荷的比较结果，确定延迟时间段；和在自所述起动时间偏移所述延迟时间段的时间开始，将所述燃料喷射到所述内燃发动机的所述燃烧室中。

【技术特征摘要】
2012.08.03 DE 102012213808.01.内燃发动机的控制方法，包括: 根据内燃发动机的运转参数，确定向所述内燃发动机的燃烧室喷射燃料的起动时间； 确定所述内燃发动机处于第一时间的第一发动机负荷； 确定所述内燃发动机处于所述第一时间后的第二时间的第二发动机负荷； 比较所述第一发动机负荷与所述第二发动机负荷； 根据所述第一和第二发动机负荷的比较结果，确定延迟时间段；和 在自所述起动时间偏移所述延迟时间段的时间开始，将所述燃料喷射到所述内燃发动机的所述燃烧室中。2.权利要求1所述的方法，其中系统包括在喷射所述燃料后确定所述起动时间。3.权利要求1所述的方法，其中当所述第二发动机负荷大于所述第一发动机负荷时，所述延迟时间段具有正值。4.权利要求1所述的方法，其中当所述第二发动机负荷小于所述第一发动机负荷时，所述延迟时间段具有负值。5.权利要求1所述的方法，其中当所述第二发动机负荷等于所述第一发动机负荷或当所述第二发动机负荷与所述第一发动机负荷相差小于阈值时，所述延迟时间段等于零。6.权利要求1所述的方法，其中当所述第二发动机负荷与所述第一发动机负荷相差第一负荷差时，所述延迟时间段具有第一数值，并且其中当所述第二发动机负荷与所述第一发动机负荷相差不同于所述第一负荷差的第二负荷差时，所述延迟时间段具有不同于所述第一数值的第二数值。7.权利要求6所述的方法，其中当所述第一发动机负荷差大于所述第二发动机负荷差时，所述第一数值大于所述第二数值。8.权利要求6所述的方法，其中所述延迟时间段与所述第二发动机负荷和所述第一发动机负荷之间的差除以所述第二时间和所述第一时间之间的时间间隔成比例。9.权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·贝克迈尔，J·林泽尔，K·霍恩博肯，M·马里奇诺，J·沃杰恩，K·格瑞瑟，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：