運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行機(jī)動車輛的內(nèi)燃機(jī)的方法，其中，燃料直接向內(nèi)燃機(jī)的至少一個燃燒室內(nèi)的至少一個噴射通過至少一個噴射裝置執(zhí)行，以及在燃燒室中的燃料和空氣的混合物的點(diǎn)火通過點(diǎn)火裝置執(zhí)行，其中所述內(nèi)燃機(jī)被選擇性地在至少一個第一運(yùn)行模式或至少一個第二運(yùn)行模式中運(yùn)行，所述第一運(yùn)行模式具有內(nèi)燃機(jī)的配屬于所述燃燒室的至少一個換氣閥的至少一個第一氣門升程，所述第二運(yùn)行模式具有換氣閥的小于第一氣門升程的至少一個第二氣門升程。為了輔助在第二運(yùn)行模式中混合物的充氣運(yùn)動，在點(diǎn)火之前執(zhí)行燃料直接向燃燒室內(nèi)的至少另一個噴射。
【專利說明】運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]DE 10242226 Al公開了一種用于使用直噴在火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的燃燒室形成可點(diǎn)燃的燃料-空氣混合物的方法，其中，燃燒空氣通過至少一個進(jìn)氣管道供應(yīng)到燃燒室。燃料通過位于燃燒室的燃料噴射器噴射到燃燒室內(nèi)。所形成的燃料-空氣混合物通過位于燃燒室中的至少一個火花塞點(diǎn)火，其中燃料噴射以多個部分量發(fā)生。在此提出，在內(nèi)燃機(jī)的均質(zhì)運(yùn)行期間，燃料噴射以該方式設(shè)計(jì):第一部分量和第二部分量在進(jìn)氣沖程引入，以及第三部分量在壓縮沖程引入，其中在第三部分量的噴射結(jié)束之后，形成的燃料-空氣混合物的點(diǎn)火以在0°曲軸角和100°曲軸角之間的距離發(fā)生。
[0003]另外，在內(nèi)燃機(jī)的分層充氣運(yùn)行期間提出，燃料噴射以該方式設(shè)計(jì):第一、第二和第三部分量在內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程中被引入到燃燒室內(nèi)，其中第二部分量的燃料噴射在一曲軸角結(jié)束，所述曲軸角處于在所形成的燃料-空氣混合物的點(diǎn)火之前15°曲軸角和在所形成的燃料-空氣混合物的點(diǎn)火之后4°曲軸角之間的范圍內(nèi)。
[0004]從DE 102004061142 Al已知一種用于控制內(nèi)燃機(jī)的方法。該內(nèi)燃機(jī)具有:用于切換換氣閥的有效氣門升程曲線的裝置；由控制裝置可控的節(jié)氣門；和至少一個可控噴射元件，其中在切換氣門升程曲線之前識別切換請求，以及在切換氣門升程曲線之前預(yù)測地改變所述節(jié)氣門的位置。在此提出，至少在由切換請求觸發(fā)的節(jié)氣門的位置被預(yù)測地校正之后，所需的額定轉(zhuǎn)矩和實(shí)際轉(zhuǎn)矩被連續(xù)確定，以及有效氣門升程曲線的切換相對于切換請求被延遲，其中切換時間從實(shí)際轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的偏差率確定。
[0005]已經(jīng)表明，在具有配屬于內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的至少一個換氣閥(特別是進(jìn)氣閥)的相對較小的氣門升程的、內(nèi)燃機(jī)(特別是汽油發(fā)動機(jī))的運(yùn)行期間，與較大的氣門升程相比在燃燒室中的燃料-空氣混合物的充氣運(yùn)動方面會出現(xiàn)缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法，其中充氣運(yùn)動的缺點(diǎn)至少非常小或被避免。
[0007]該目的是通過具有權(quán)利要求1的特征的用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)。在其余的權(quán)利要求中提出具有本發(fā)明的實(shí)用、不普通的改進(jìn)方案的優(yōu)勢實(shí)施例。
[0008]在用于運(yùn)行機(jī)動車輛的內(nèi)燃機(jī)的方法中，燃料直接向內(nèi)燃機(jī)的至少一個燃燒室內(nèi)的至少一個噴射通過至少一個噴射裝置執(zhí)行。此外，在燃燒室中的燃料和空氣的混合物的點(diǎn)火通過點(diǎn)火裝置執(zhí)行。
[0009]內(nèi)燃機(jī)被選擇性地在至少一個第一運(yùn)行模式或至少一個第二運(yùn)行模式中運(yùn)行，所述第一運(yùn)行模式具有內(nèi)燃機(jī)的至少一個配屬于所述燃燒室的換氣閥的至少一個第一氣門升程，所述第二運(yùn)行模式具有小于第一氣門升程的至少一個第二氣門升程。換句話說，噴射和點(diǎn)火在這兩種運(yùn)行模式下執(zhí)行，其中當(dāng)換氣閥打開和關(guān)閉時，換氣閥在第一運(yùn)行模式中執(zhí)行第一氣門升程，在第二運(yùn)行模式中執(zhí)行第二氣門升程。第二氣門升程小于第一氣門升程。
[0010]相較于具有第一、較大的氣門升程的第一運(yùn)行模式，為了補(bǔ)償在具有第二氣門升程的第二運(yùn)行模式中混合物的較小充氣移動的缺陷，用于輔助第二運(yùn)行模式中的充氣移動，在點(diǎn)火之前執(zhí)行燃料直接向燃燒室內(nèi)的至少另一個噴射。由于該另一個噴射輔助了充氣移動，第二運(yùn)行模式中與第一運(yùn)行模式相比的較慢燃燒也可以被避免，從而產(chǎn)生僅具有低燃料消耗和低CO2排放的內(nèi)燃機(jī)的高效運(yùn)行。因此根據(jù)本發(fā)明的方法，允許提供在所述第二運(yùn)行模式下?lián)Q氣閥或致動換氣閥的內(nèi)燃機(jī)的至少一個凸輪軸的控制時間，這樣由于非常低的充氣循環(huán)工作導(dǎo)致非常低的燃料消耗。
[0011]所述另一個噴射優(yōu)選地接近點(diǎn)火時間執(zhí)行。這導(dǎo)致特別有利地輔助充氣運(yùn)動，以及因此，特別是在點(diǎn)火的時間點(diǎn)混合物的特別有利的湍流，由此導(dǎo)致非常高的燃燒穩(wěn)定性。這有益于內(nèi)燃機(jī)的高效運(yùn)行。
[0012]為了提供非常良好的充氣移動，以及進(jìn)而對燃燒穩(wěn)定性起非常好的有益影響的湍流，優(yōu)選地提出，在至少一個第一噴射之后執(zhí)行所述另一個噴射。
[0013]在另一個本發(fā)明的有利實(shí)施例中提出，至少在所述第二運(yùn)行模式中執(zhí)行多火花點(diǎn)火作為點(diǎn)火。從而實(shí)現(xiàn)特別高的燃燒穩(wěn)定性，導(dǎo)致被例如設(shè)計(jì)為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的非常高效的運(yùn)行。
[0014]在另一個有利的實(shí)施例中，在第二運(yùn)行模式中，內(nèi)燃機(jī)至少很大程度在均質(zhì)運(yùn)行中運(yùn)轉(zhuǎn)。在均質(zhì)運(yùn)行中，特別是相比于內(nèi)燃機(jī)的可能的分層充氣運(yùn)行，該混合物是尤其均質(zhì)的，從而使得實(shí)現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)的特別高效的運(yùn)行。
[0015]內(nèi)燃機(jī)可以至少很大程度也在第一運(yùn)行模式中在均質(zhì)運(yùn)行中運(yùn)行。
[0016]燃料消耗以及進(jìn)而內(nèi)燃機(jī)的CO2排放量可保持在較低水平，特別是當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)在第二運(yùn)行模式下的負(fù)荷調(diào)節(jié)是通過位于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管中的至少一個節(jié)氣門和/或通過配屬于所述內(nèi)燃機(jī)的至少一個排氣渦輪增壓器的增壓率和/或通過凸輪軸的相位調(diào)整(即，通過改變尤其設(shè)計(jì)為進(jìn)氣閥的換氣閥的控制時間)進(jìn)行時。
[0017]在另一個有利的實(shí)施例中，當(dāng)表征內(nèi)燃機(jī)的至少一個溫度的至少一個值超過可預(yù)設(shè)的閾值時，所述內(nèi)燃機(jī)在第二運(yùn)行模式下運(yùn)行。該閾值例如是50°C?？梢砸赃@種方式確保內(nèi)燃機(jī)的高效的和低油耗的運(yùn)行。
[0018]換氣閥優(yōu)選是進(jìn)氣閥，在其至少一個打開的位置中來自內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管的空氣可流進(jìn)燃燒室。
[0019]由一個優(yōu)選實(shí)施例的以下描述并參照附圖得到本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)、特征以及細(xì)節(jié)。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，上面在描述中提到的特征和特征的組合以及在下面的附圖的描述和/或僅在附圖中提及的特征和特征的組合不僅可以以特別指出的組合使用，也可以以其他組合使用或者單獨(dú)使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖示出如下:
[0021]圖1示出機(jī)動車輛的汽油發(fā)動機(jī)的特性圖的示意圖，所述特性圖包括內(nèi)燃機(jī)的具有內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的大的氣門升程的第一運(yùn)行范圍，以及具有進(jìn)氣閥的小的氣門升程的第二運(yùn)行范圍，其中視圖被用于描繪內(nèi)燃機(jī)的氣門升程策略；和
[0022]圖2示出根據(jù)圖1的特性圖的另一個示意圖，其中所述圖示用于描述汽油發(fā)動機(jī)的負(fù)荷控制策略。

【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1示出圖10，在其橫坐標(biāo)12上，根據(jù)方向箭頭14上升地繪出汽油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。在圖10的縱坐標(biāo)16上根據(jù)方向箭頭18上升地繪出汽油發(fā)動機(jī)的負(fù)荷。在圖10中描繪汽油發(fā)動機(jī)的特性圖20，其用于示出運(yùn)行汽油發(fā)動機(jī)的方法。
[0024]如從圖1可明顯看出，特性圖20具有第一特性圖范圍22和第二特性圖范圍24。第一特性圖范圍22對應(yīng)于汽油發(fā)動機(jī)的第一運(yùn)行模式，其中汽油發(fā)動機(jī)以至少一個第一氣門升程曲線運(yùn)行。第一氣門升程曲線帶來汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣閥各自的第一氣門升程。
[0025]第二特性圖范圍24對應(yīng)于汽油發(fā)動機(jī)的第二運(yùn)行模式，其中汽油發(fā)動機(jī)以至少一個第二氣門升程曲線運(yùn)行。第二氣門升程曲線帶來進(jìn)氣閥各自的第二氣門升程。第二氣門升程小于第一氣門升程。
[0026]汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣閥例如經(jīng)由至少一個凸輪軸操縱。這意味著凸輪軸和進(jìn)氣閥共同作用，使進(jìn)氣閥根據(jù)不同的運(yùn)行模式進(jìn)行各自的氣門升程和相應(yīng)的打開和關(guān)閉。
[0027]為了提供各種氣門升程，凸輪軸例如包括:與第一氣門升程相關(guān)的相應(yīng)的第一凸輪，以及與第二氣門升程相關(guān)的相應(yīng)的第二凸輪。凸輪軸通過其凸輪與進(jìn)氣閥共同作用。
[0028]汽油發(fā)動機(jī)選擇性地能在第一運(yùn)行模式中(第一特性圖范圍22)或在所述第二運(yùn)行模式中(第二特性圖范圍24)運(yùn)行。在汽油發(fā)動機(jī)的所謂著火后運(yùn)行中，在兩個運(yùn)行模式中，汽油發(fā)動機(jī)的燃料的各次噴射直接在汽油發(fā)動機(jī)的燃燒室中、特別是氣缸中進(jìn)行。為此，為每個燃燒室分配了至少一個噴射器，借助于所述噴射器把燃料直接噴射至相關(guān)的燃燒室中。
[0029]另外，為燃燒室分別分配了進(jìn)氣閥中的至少一個。當(dāng)進(jìn)氣閥處于打開位置時，流經(jīng)汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管的空氣可通過進(jìn)氣通道流入各個燃燒室并與直噴到燃燒室內(nèi)的燃料混合。這將產(chǎn)生燃料-空氣混合物，其被點(diǎn)燃并隨后燃燒。
[0030]為了在燃燒室中點(diǎn)燃特定的燃料-空氣混合物，為每個燃燒室分配了至少一個火花塞，能借助于火花塞產(chǎn)生點(diǎn)火火花。點(diǎn)火火花產(chǎn)生以及由此點(diǎn)燃燃料-空氣混合物的時間點(diǎn)被稱為點(diǎn)火點(diǎn)/點(diǎn)火正時。燃料直接噴入各燃燒室的時間點(diǎn)將稱為噴射點(diǎn)/噴射正時。
[0031]當(dāng)汽油發(fā)動機(jī)是在第二運(yùn)行模式下運(yùn)行時，進(jìn)氣閥的打開程度比在第一運(yùn)行模式中小，因?yàn)檫M(jìn)氣閥進(jìn)行較小的第二氣門升程。換句話說，在第二運(yùn)行模式中，進(jìn)氣閥打開比在第一運(yùn)行模式更小的開口橫截面，空氣可通過所述開口橫截面流入各燃燒室。如從圖1中可以看出，在第二運(yùn)行模式下，汽油發(fā)動機(jī)在可預(yù)設(shè)的負(fù)荷和/或轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，而在相對較高的負(fù)荷和/或轉(zhuǎn)速下設(shè)定第一運(yùn)行模式。這意味著，汽油發(fā)動機(jī)在第二運(yùn)行模式中在相對低的轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷的下運(yùn)行，而在第一運(yùn)行模式下在相對較高的轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷下運(yùn)行。如果轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷超過至少一個可預(yù)設(shè)的閾值，則從第二運(yùn)行模式切換成第一運(yùn)行模式，反之亦然。
[0032]在第二運(yùn)行模式中，汽油發(fā)動機(jī)盡可能以均質(zhì)運(yùn)行，其中第二特性圖范圍24具有負(fù)荷和轉(zhuǎn)速方面的滯后范圍26。
[0033]在此為了補(bǔ)償或避免與第一運(yùn)行模式相比在第二運(yùn)行模式中由于較小的第二氣門升程燃料-空氣混合物的較小的充氣移動，為了輔助第二運(yùn)行模式中的燃料-空氣混合物的充氣移動，接近點(diǎn)火時間進(jìn)行燃料向燃燒室內(nèi)的至少另一次噴射。因此，非常有利的充氣運(yùn)動或湍流得以實(shí)現(xiàn)，這導(dǎo)致燃料-空氣混合物的燃燒的非常高的燃燒穩(wěn)定性。所述至少一個凸輪軸的控制時間因此可以實(shí)現(xiàn)，這導(dǎo)致了由于非常低的充氣循環(huán)工作表現(xiàn)出非常低的燃料消耗和因此的汽油發(fā)動機(jī)的非常低的CO2排放量。
[0034]在本情況中，第二特性圖范圍24具有一子范圍28，在所述子范圍中內(nèi)燃機(jī)也基于負(fù)荷和/或轉(zhuǎn)速運(yùn)行，并且在所述子范圍中燃料的所述至少另一個噴射直接在點(diǎn)火之前，特別是接近燃料-空氣混合物的點(diǎn)火時間(接近點(diǎn)火)在各個燃燒室中進(jìn)行。換句話說，執(zhí)行所謂的點(diǎn)火噴射。該子范圍28也有相關(guān)于負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的滯后范圍29。
[0035]用于激活所述第二運(yùn)行模式的其他可能的條件包括例如汽油發(fā)動機(jī)的溫度、特別是其潤滑劑和/或冷卻劑的溫度大于50°。此外，例如僅當(dāng)用于升溫汽油發(fā)動機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器的暖機(jī)過程以及汽油發(fā)動機(jī)的預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)已結(jié)束時，切換為第二運(yùn)行模式。怠速運(yùn)轉(zhuǎn)以及啟動-停止運(yùn)行也在具有較小的氣門升程的第二運(yùn)行模式下執(zhí)行。
[0036]優(yōu)選為汽油發(fā)動機(jī)分配了至少一個排氣渦輪增壓器，借助所述排氣渦輪增壓器可以向汽油發(fā)動機(jī)提供壓縮(即，被增壓的)空氣。這將導(dǎo)致汽油發(fā)動機(jī)的特別高效的運(yùn)行。
[0037]尤其參照圖2可以看出，通過位于汽油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣管中的節(jié)氣門或通過排氣渦輪增壓器的增壓，在第一特性圖范圍22中(即在第一運(yùn)行模式中)進(jìn)行汽油發(fā)動機(jī)的負(fù)荷控制(即汽油發(fā)動機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié))。為了調(diào)節(jié)負(fù)荷，流入各個燃燒室的空氣的量或質(zhì)量被調(diào)難
iF.0
[0038]在具有第二較小的氣門升程的第二特性圖范圍24中，負(fù)荷的調(diào)節(jié)在第二特性圖范圍24的子范圍30中由節(jié)氣門進(jìn)行。在第二特性圖范圍24的子范圍32中經(jīng)由配屬于進(jìn)氣閥的且稱為進(jìn)氣凸輪軸的凸輪軸調(diào)整負(fù)荷。在第二特性圖范圍24的子范圍34中通過增壓范圍中的廢氣旁通閥控制進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整(負(fù)荷控制)。廢氣旁通閥控制指的是排氣渦輪增壓器的旁路裝置的稱為廢氣旁通閥的閥元件的打開和關(guān)閉。旁路裝置配屬于排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)，并且包括旁路管道，汽油發(fā)動機(jī)的流經(jīng)渦輪機(jī)的排氣通過該旁路管道可以繞過渦輪機(jī)的渦輪機(jī)葉輪，從而不驅(qū)動所述渦輪機(jī)葉輪。
[0039]旁路管道可通過所述閥元件(廢氣旁通閥)在流體技術(shù)上被阻止和開放。如果在閥元件的關(guān)閉位置中旁通管道在流體技術(shù)上被阻止，則排氣不能流過旁通管道。這意味著至少基本上所有的排氣驅(qū)動渦輪機(jī)葉輪。旁通管道在閥元件中的至少一個打開位置中在流體技術(shù)上被開放，使得排氣可以至少部分地繞過渦輪機(jī)葉輪，其中繞過渦輪機(jī)葉輪的排氣不驅(qū)動渦輪機(jī)葉輪。通過閥元件的該打開和關(guān)閉(廢氣旁通閥控制)可以調(diào)節(jié)渦輪機(jī)的功率以及進(jìn)而調(diào)節(jié)被供給到汽油發(fā)動機(jī)的壓縮空氣的壓力(增壓壓力)，以及進(jìn)而調(diào)節(jié)待被提供給汽油發(fā)動機(jī)的空氣的量或質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種用于運(yùn)行機(jī)動車輛的內(nèi)燃機(jī)的方法，其中，燃料直接向內(nèi)燃機(jī)的至少一個燃燒室內(nèi)的至少一個噴射通過至少一個噴射裝置執(zhí)行，以及在燃燒室中的燃料和空氣的混合物的點(diǎn)火通過點(diǎn)火裝置執(zhí)行，其中所述內(nèi)燃機(jī)選擇性地在至少一個第一運(yùn)行模式或在至少一個第二運(yùn)行模式中運(yùn)行，所述第一運(yùn)行模式具有內(nèi)燃機(jī)的至少一個配屬于所述燃燒室的換氣閥的至少一個第一氣門升程，所述第二運(yùn)行模式具有換氣閥的小于第一氣門升程的至少一個第二氣門升程，其特征在于，為了輔助在第二運(yùn)行模式中混合物的充氣運(yùn)動，在點(diǎn)火之前執(zhí)行燃料直接向燃燒室內(nèi)的至少另一個噴射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在至少一個第一噴射之后執(zhí)行所述另一個噴射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第二運(yùn)行模式下，執(zhí)行多火花點(diǎn)火作為點(diǎn)火。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第二運(yùn)行模式下，內(nèi)燃機(jī)在均質(zhì)運(yùn)行中運(yùn)行。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第二運(yùn)行模式中內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷調(diào)整尤其選擇性地和/或基于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷點(diǎn)通過位于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管中的至少一個節(jié)氣門和/或通過用于操縱換氣閥的凸輪軸的相位調(diào)整和/或通過配屬于內(nèi)燃機(jī)的至少一個排氣渦輪增壓器的增壓率執(zhí)行。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，當(dāng)表征內(nèi)燃機(jī)的至少一個溫度的至少一個值超過能預(yù)設(shè)的閾值時，內(nèi)燃機(jī)在第二運(yùn)行模式下運(yùn)行。
【文檔編號】F02D41/30GK104204483SQ201380016744
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月28日
【發(fā)明者】R·克倫克, C·舍雷爾 申請人:戴姆勒股份公司