用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)原始微粒排放的方法
【專利摘要】本發(fā)明描述的方法在啟動(dòng)階段期間減少來自直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒排放，同時(shí)還將發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段維持在預(yù)定的閾值內(nèi)。在一個(gè)具體示例中，該方法包含基于發(fā)動(dòng)機(jī)情況，調(diào)整燃料釋放壓力閾值和加濃系數(shù)中的至少一個(gè)；致動(dòng)啟動(dòng)裝置，以使被聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的曲軸旋轉(zhuǎn)，而不噴射任何燃料；僅當(dāng)燃料壓力超過燃料釋放壓力閾值時(shí)，基于加濃系數(shù)向汽缸供應(yīng)燃料；以及使汽缸充氣分層，同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮階段和/或膨脹階段內(nèi)調(diào)整燃料噴射。以此方式，噴射的燃料的量可以在燃燒室中被汽化，同時(shí)防止燃燒室壁潮濕，這允許微粒排放減少，特別是在降低的溫度下。
【專利說明】用于減少發(fā)動(dòng)機(jī)原始微粒排放的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年I月11日提交的德國專利申請N0.102013200331.5的優(yōu)先權(quán)，為所有目的，其整個(gè)內(nèi)容被并入本文以供參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于減少來自直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的原始微粒排放的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的根本目的是最小化燃料消耗，同時(shí)增加發(fā)動(dòng)機(jī)整體效率。然而，火花點(diǎn)火或施加點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法致使燃料消耗和效率問題。例如，具有進(jìn)氣歧管噴射(也被稱為進(jìn)氣燃料噴射)的傳統(tǒng)火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)以均勻的燃料/空氣混合氣運(yùn)轉(zhuǎn)，所述均勻的燃料/空氣混合氣通過將燃料引入到進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣中形成外部混合氣而被準(zhǔn)備。此外，通過被提供在進(jìn)氣歧管內(nèi)的節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制。具體地，節(jié)流閥的關(guān)閉增加了穿過節(jié)流閥的吸入空氣的壓力損失，其在節(jié)流閥下游和汽缸進(jìn)口前面引起較低的吸入空氣壓力。以此方式，可以通過吸入空氣的壓力來調(diào)整供應(yīng)給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的空氣質(zhì)量(例如，質(zhì)量)。然而，這種負(fù)荷控制方法也具有缺點(diǎn)，特別是在部分負(fù)荷范圍內(nèi)，其中低負(fù)荷會(huì)需要高度的節(jié)流。然而，高度的節(jié)流可以通過進(jìn)氣段的壓力降低發(fā)生，其導(dǎo)致由于負(fù)荷降低而產(chǎn)生的排氣和再充填損失。
[0005]為了降低上述損失，已經(jīng)開發(fā)了用于使實(shí)施點(diǎn)火的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)減少節(jié)流的各種策略。例如，使火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)減少節(jié)流的一種方法是以火花點(diǎn)火的運(yùn)轉(zhuǎn)方法將燃料直接噴射到汽缸。由此，燃料的直接噴射呈現(xiàn)用于實(shí)現(xiàn)分層燃燒室充氣或分層充氣運(yùn)轉(zhuǎn)的合適方法，該方法允許混合氣的充分稀釋。這允許熱力學(xué)的優(yōu)點(diǎn)被實(shí)現(xiàn)，特別是在少量的燃料被噴射時(shí)的部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中(例如，在低和中等的范圍內(nèi))。由于這個(gè)原因，在本文中所描述的形成本公開主題的方法采用燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的直接噴射。
[0006]基于燃燒室或混合氣的與直接噴射有關(guān)的內(nèi)部冷卻可以獲得進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，由此可能實(shí)現(xiàn)更高的壓縮和/或增加以及因此增加的燃料利用率，而不存在被稱為發(fā)動(dòng)機(jī)爆震(knock)或敲缸(knocking)的燃料的過早自燃并且其否則是火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的特征。
[0007]分層充氣運(yùn)轉(zhuǎn)以非常不均勻的燃燒室充氣為特征，其中在點(diǎn)火裝置區(qū)域中形成的可燃燃料/空氣混合氣具有比較高的燃料濃度(例如，λ〈1)，然而更低的燃料濃度(例如，更高的局部空氣比(λ >1))存在于位于那下面的混合氣層中?？偟膩碚f，這會(huì)導(dǎo)致具有總體空氣比λ>>1的稀燃燒室充氣。在本公開的背景下，空氣比被定義為實(shí)際供應(yīng)給內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸的空氣質(zhì)量與化學(xué)計(jì)量比空氣質(zhì)量或或恰好完全氧化供應(yīng)給至少一個(gè)汽缸的燃料質(zhì)量的質(zhì)量之比(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的化學(xué)計(jì)量比運(yùn)轉(zhuǎn)具有λ =1)。
[0008]關(guān)于直接噴射，燃料/空氣混合氣在點(diǎn)火和燃燒期間(特別是在分層充氣運(yùn)轉(zhuǎn)中)可能是不均勻的，因?yàn)榛旌蠚獠荒芤詥我豢諝獗葹樘卣?，相反包含稀混合氣成?λ >1)和富混合氣成分(λ〈I)。具體地，柴油類型方法所特有的碳煙形成在具有混合氣亞化學(xué)計(jì)量比的空氣比(例如，λ〈0.7)和/或在氧氣極度缺少的情況下在超過1300Κ的溫度下形成。
[0009]另外，可用于噴射燃料、在燃燒室中準(zhǔn)備混合氣(即將空氣和燃料充分混合至期望的程度以及在初步反應(yīng)的情況下準(zhǔn)備燃料(包括汽化))和準(zhǔn)備好的混合氣的點(diǎn)火的時(shí)間是比較短的，并且例如可能是毫秒的數(shù)量級(jí)。因此，為了確保燃料/空氣混合氣在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)(特別是在冷啟動(dòng)期間)的可靠點(diǎn)火，以前的方法描述了在啟動(dòng)階段噴射可以與汽缸中的增壓空氣化學(xué)計(jì)量比地燃燒的倍數(shù)燃料質(zhì)量。因此，10和之上的加濃系數(shù)(X)是不常見的，其中加濃系數(shù)X表示(例如，規(guī)定)實(shí)際供應(yīng)的燃料質(zhì)量與化學(xué)計(jì)量比的燃料質(zhì)量之t匕。通過供應(yīng)過量燃料，這些措施的目的是使大量的燃料充分汽化，以確保可靠點(diǎn)火。然而，缺點(diǎn)是過量的燃料在啟動(dòng)階段同樣導(dǎo)致非常高的原始微粒排放。
[0010]由于這個(gè)原因，為了最小化碳煙顆粒的排放，已知的方法是，利用再生式微粒過濾器從排氣中過濾出碳煙顆粒，以便存儲(chǔ)直至碳煙顆粒被間歇地燃燒掉，作為過濾器再生的一部分。為了這個(gè)目的，氧氣或過量空氣被包括在排氣中，以便氧化在過濾器內(nèi)收集的碳煙，例如，這通過發(fā)動(dòng)機(jī)的過化學(xué)計(jì)量比的運(yùn)轉(zhuǎn)(λ >1)而被實(shí)現(xiàn)。
[0011]關(guān)于過濾器再生，如下方法是已知的，其中過濾器例如以指定的固定間隔定期地再生。例如，基于到達(dá)指定的運(yùn)行里程或使用時(shí)間而進(jìn)行過濾器再生?？商娲?，通過數(shù)學(xué)模型或通過測量由于基于過濾器中微粒質(zhì)量的增加過濾器流動(dòng)阻力增加而產(chǎn)生的排氣背壓來估計(jì)過濾器的實(shí)際碳煙負(fù)載，這是可能的。由此，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大允許負(fù)載(其可以被指定)時(shí)，可以進(jìn)行過濾器再生。當(dāng)沒有催化輔助設(shè)備可用時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)期間在高負(fù)荷以及高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)用于微粒過濾器再生的高溫(例如，大約550°c)。因此，當(dāng)在短時(shí)間內(nèi)使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，過濾器再生可能很少發(fā)生。
[0012]發(fā)動(dòng)機(jī)的頻繁冷啟動(dòng)和/或短的行程長度/持續(xù)時(shí)間可以進(jìn)一步導(dǎo)致高的原始微粒排放。由此，微粒過濾器的頻繁再生可以是必須的，然而，同時(shí)，用于微粒過濾器再生的基本邊界條件(特別是高溫)還未被實(shí)現(xiàn)。由于這個(gè)原因，不僅安裝有微粒過濾器而且安裝有減少污染物排放的附加排氣后處理系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)是已知的。因此，微粒過濾器能夠被設(shè)計(jì)為與一個(gè)或更多個(gè)所述排氣后處理系統(tǒng)結(jié)合。
[0013]具體地，催化反應(yīng)器通常用于火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，在三元催化轉(zhuǎn)化器的情況下，通過存在的未氧化的排氣成分(即一氧化氮CO和未燃燒的碳?xì)浠衔颒C)來還原氮化物NOx，然而，這些排氣成分同時(shí)被氧化。然而，為了這個(gè)目的，狹小范圍內(nèi)的化學(xué)計(jì)量比運(yùn)轉(zhuǎn)(具有λ?I)是必需的。在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以過量空氣運(yùn)轉(zhuǎn)(例如，直噴式火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)或稀燃式火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī))的情況下，減少排氣中的氮化物NOx是不可能的，這是因?yàn)樯婕暗脑恚从捎跊]有還原劑。因此，為了還原氮化物，必須提供排氣后處理系統(tǒng)(例如，存儲(chǔ)類型的催化轉(zhuǎn)化器或選擇性催化轉(zhuǎn)化器)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述方法的問題，并且在此描述了用于減少來自實(shí)施點(diǎn)火的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的原始微粒排放的方法。具體地，方法包含基于一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，調(diào)整燃料釋放壓力閾值和加濃系數(shù)中的至少一個(gè)；致動(dòng)啟動(dòng)裝置，以使被聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的曲軸旋轉(zhuǎn)，而不噴射任何燃料；僅當(dāng)燃料壓力超過燃料釋放壓力閾值時(shí)，基于加濃系數(shù)向汽缸供應(yīng)燃料；以及使汽缸分層，同時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮階段和/或膨脹階段內(nèi)調(diào)整至少一次燃料噴射。以此方式，該方法確保噴射的燃料(其在一些情況下可以被充分減少)在燃燒室中被汽化，同時(shí)還防止由于燃料供給過量的高水平導(dǎo)致的高微粒排放的燃燒壁潮濕。因此，鑒于在上面闡述的內(nèi)容，本公開的一個(gè)目的是提供用于克服已知的缺點(diǎn)并且具體是用于在發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)階段期間減少原始微粒排放的方法，其可以被調(diào)節(jié)為將啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間維持在預(yù)定的時(shí)間閾值之下。
[0015]在一個(gè)具體示例中，描述了用于減少方法來自實(shí)施點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)的原始微粒排放的方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)包含:至少一個(gè)汽缸，其中當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，被連接至曲軸的活塞在下止點(diǎn)位置(BDC)與上止點(diǎn)位置(TDC)之間擺動(dòng)，并且其中噴嘴被提供用于燃料的直接噴射；燃料供應(yīng)系統(tǒng)，其用于向至少一個(gè)汽缸供應(yīng)燃料；以及啟動(dòng)裝置，借此曲軸被迫在啟動(dòng)期間旋轉(zhuǎn)。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)期間，示例方法包括致動(dòng)啟動(dòng)裝置，以便將旋轉(zhuǎn)傳遞給曲軸，其中僅當(dāng)燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的燃料壓力(Pw4)已經(jīng)到達(dá)閾值壓力或最小壓力(Pwit)(其中Ρ?Ρ Ρ?Λ)，可以向至少一個(gè)汽缸供應(yīng)燃料；以及其中通過至少一次被調(diào)整的噴射在汽缸中產(chǎn)生分層汽缸充氣，為了此目的，在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)循環(huán)的壓縮階段和/或膨脹階段期間進(jìn)行所述至少一次噴射(其中大部分燃料被供應(yīng))。[0016]在根據(jù)本公開的方法中，燃料不必在至少一個(gè)汽缸的第一壓縮階段中或在曲軸的第一旋轉(zhuǎn)期間被噴射，而是僅當(dāng)燃料供應(yīng)系統(tǒng)的燃料壓力ρ?4已經(jīng)到達(dá)最小壓力Pwtf時(shí)被噴射。由此，該方法進(jìn)一步涉及使發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止啟動(dòng)的方法；僅在燃料壓力到達(dá)閾值之后，將燃料噴射至運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)；調(diào)整由發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射的燃料產(chǎn)生的空燃比，該空燃比隨著閾值降低而變??；以及火花點(diǎn)火分層混合氣中的噴射的燃料。同樣，該方法還包含隨著閾值增加而使空燃比變濃。假設(shè)相等的燃料量，高燃料壓力縮短了噴射的持續(xù)時(shí)間，并且進(jìn)一步輔助燃燒室中的混合氣準(zhǔn)備，特別是燃料的霧化和汽化可以以有利的方式發(fā)生。以此方式，實(shí)現(xiàn)這樣的技術(shù)結(jié)果，其允許高的噴射壓力，并且進(jìn)一步使在小的曲軸角度窗口內(nèi)(特別是靠近TDC)至少將大部分燃料引入汽缸成為可能。另外，更大或更小比例的噴射的燃料可以到達(dá)汽缸的內(nèi)壁，從而與附著的油膜混合，這取決于噴射的燃料量和噴射的持續(xù)時(shí)間或噴射時(shí)間。因此，不僅一部分燃料可以與機(jī)油一起進(jìn)入曲軸箱并且被氣體吹動(dòng)以便促進(jìn)機(jī)油稀釋，而且啟動(dòng)期間冷的燃燒室壁上的燃料極大地促進(jìn)了原始微粒排放的增加。盡管改進(jìn)了機(jī)油的潤滑性質(zhì)，但機(jī)油稀釋對(duì)磨損和耐久性(例如，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命)有實(shí)質(zhì)影響。由此，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，壓縮和/或膨脹期間的靠近TDC的燃料的遲的引入呈現(xiàn)用于使在噴射期間到達(dá)汽缸的內(nèi)壁的燃料的比例充分最小化的合適措施，并且因此還呈現(xiàn)用于在啟動(dòng)階段期間減少原始微粒排放的合適措施。
[0017]當(dāng)單獨(dú)或與附圖一起被參考時(shí)，本說明的以上的優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)，以及特征將在下面的【具體實(shí)施方式】中變得明顯。應(yīng)理解的是，上面的概述是以簡化形式被提供以介紹選擇性的概念，其將在【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。并不旨在指明要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或重要特征，其范圍只通過【具體實(shí)施方式】后面的權(quán)利要求確定。另外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]當(dāng)單獨(dú)或關(guān)于附圖參照【具體實(shí)施方式】時(shí)，通過閱讀實(shí)施例的示例，將會(huì)更充分地理解本文中所描述的優(yōu)點(diǎn)，其中:[0019]圖1示出了示例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；
[0020]圖2示出了示例汽缸，從而進(jìn)一步圖示說明了相對(duì)于曲軸角度位置的噴射窗口 ；
[0021]圖3示出了燃料軌道壓力隨時(shí)間的曲線，從而圖示說明了軌道壓力如何通過燃料泵柱塞的每個(gè)升程以離散的步驟增加；
[0022]圖4示出了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間隨時(shí)間的圖形圖示說明；
[0023]圖5是圖示說明為將發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間降至預(yù)定的時(shí)間閾值之下可以進(jìn)行的各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)調(diào)整的示例表；
[0024]圖6圖示說明了根據(jù)本公開的用于將發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間維持在閾值之下同時(shí)優(yōu)化供應(yīng)的燃料量的示例流程圖；
[0025]圖7-8示出了根據(jù)本公開的在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間使用的示例燃料噴射分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]所描述的方法可以減少來自實(shí)施點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)的原始微粒排放。因此，圖1-2示出了示例發(fā)動(dòng)機(jī)簡圖，其中被連接至曲軸的活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間在BDC位置與TDC位置之間擺動(dòng)，并且其中噴嘴被提供用于直接噴射燃料。然后，圖3-4圖示說明了各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的關(guān)系，其中利用所描述的方法可以相對(duì)于時(shí)間閾值減少所述發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間。圖5進(jìn)一步圖示說明了控制器如何在啟動(dòng)階段期間在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行一次或更多次調(diào)整。圖6圖示說明了根據(jù)本公開的方法的示例流程，而圖7-8提供了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的圖形圖示說明，從而提供了在本文中所描述的方法的替代的圖示說明。
[0027]現(xiàn)在參照圖1，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10，其包含多個(gè)汽缸，其中的一個(gè)汽缸在圖1示出，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10由電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12控制。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括燃燒室(汽缸)30和汽缸壁32，活塞36被設(shè)置在其中，并且被連接至曲軸40。燃燒室30被示出為經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54與進(jìn)氣歧管46和排氣歧管48連通。每個(gè)進(jìn)氣和排氣門可以通過進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53運(yùn)轉(zhuǎn)。排氣門54的打開和關(guān)閉正時(shí)可以通過凸輪相位器58相對(duì)于曲軸位置而被調(diào)整。進(jìn)氣門52的打開和關(guān)閉正時(shí)可以通過凸輪相位器59相對(duì)于曲軸位置而被調(diào)整。進(jìn)氣凸輪51的位置可以由進(jìn)氣凸輪傳感器55確定。進(jìn)氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57確定。以此方式，控制器12可以通過相位器58和59控制凸輪正時(shí)?？勺兺馆喺龝r(shí)(VCT)可以被提前或延遲，這取決于各種因素，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)。
[0028]燃料噴射器66被示出，其被設(shè)置為將燃料直接噴射到燃燒室30內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員稱之為直接噴射。燃料噴射器66輸送與來自控制器16的信號(hào)FPW的脈沖寬度成比例的液體燃料。燃料通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌道(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)被輸送至燃料噴射器66。自響應(yīng)于控制器12的驅(qū)動(dòng)器68向燃料噴射器66供應(yīng)工作電流。在一個(gè)示例中，高壓、雙級(jí)燃料系統(tǒng)被用于產(chǎn)生更高的燃料壓力。此外，進(jìn)氣歧管46被示出與可選電子節(jié)氣門62連通，電子節(jié)氣門62調(diào)整節(jié)流板64的位置，以控制來自進(jìn)氣增壓室44的空氣流量。壓縮機(jī)162從空氣進(jìn)氣裝置吸入空氣，以便供應(yīng)進(jìn)氣增壓室44。排氣旋轉(zhuǎn)渦輪164被聯(lián)接至將空氣在增壓室內(nèi)壓縮的壓縮機(jī)162。各種布置可以被提供從而驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。對(duì)于機(jī)械增壓器來說，壓縮機(jī)162可以至少部分地由發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且因此可以不包括渦輪。由此，經(jīng)由渦輪增壓器或機(jī)械增壓器提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或更多個(gè)汽缸的壓縮量可以由控制器12改變。渦輪增壓器廢氣門171是這樣的閥，當(dāng)渦輪增壓器廢氣門171處于打開狀態(tài)時(shí)該閥允許排氣經(jīng)由旁通通道173繞過渦輪164。當(dāng)廢氣門171在完全關(guān)閉位置時(shí)，基本所有排氣都經(jīng)過渦輪164。
[0029]另外，在所公開的實(shí)施例中，排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)可以經(jīng)由EGR通道140將期望部分的排氣從排氣歧管48引導(dǎo)至進(jìn)氣增壓室44。控制器12可以通過EGR閥172改變提供給進(jìn)氣增壓室44的EGR量。在一些情況下，EGR系統(tǒng)可以被用來調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的空氣和燃料混合氣的溫度。圖1示出了高壓EGR系統(tǒng)，其中高壓EGR被從渦輪增壓器的渦輪的上游引導(dǎo)至渦輪增壓器的壓縮機(jī)的下游。在其他實(shí)施例中，額外地或可替代地，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括低壓EGR系統(tǒng)，其中EGR被從渦輪增壓器的渦輪的下游引導(dǎo)至渦輪增壓器的壓縮機(jī)的上游。當(dāng)EGR系統(tǒng)可運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，特別是當(dāng)壓縮空氣由增壓空氣冷卻器冷卻時(shí)，EGR系統(tǒng)會(huì)由于壓縮空氣而引起冷凝物的形成，這將在下面進(jìn)行更詳細(xì)地描述。具體地，當(dāng)EGR為燃燒副產(chǎn)物時(shí)，EGR含有大量的水。由于EGR處于相對(duì)較高的溫度，并含有大量的水，因此露點(diǎn)溫度也可以相對(duì)較高。因此，由于EGR引起的冷凝物形成甚至可能比由于壓縮空氣并將其降低至露點(diǎn)溫度引起的冷凝物形成高很多。
[0030]進(jìn)氣增壓室44還可以包括增壓空氣冷卻器(CAC) 166 (例如，中間冷卻器)，以降低渦輪增壓的或機(jī)械增壓的進(jìn)氣的溫度。在一些實(shí)施例中，CAC166可以是空氣到空氣的熱交換器。在其他實(shí)施例中，CAC166可以是空氣到液體的熱交換器。CAC166可以包括這樣的閥，該閥響應(yīng)于增壓空氣冷卻器內(nèi)的冷凝物形成而選擇性地調(diào)節(jié)經(jīng)過增壓空氣冷卻器的進(jìn)氣的流速。
[0031]來自壓縮機(jī)162的熱增壓空氣進(jìn)入CAC166的進(jìn)口，當(dāng)其行進(jìn)通過CAC166時(shí)變冷，然后離開，從而經(jīng)過節(jié)氣門62并進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管46。來自車輛外部的環(huán)境氣流可以通過車輛前端進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)10并穿過CAC，從而幫助冷卻增壓空氣。當(dāng)環(huán)境空氣溫度降低時(shí)，或在潮濕或多雨的天氣情況下，在此情況下增壓空氣被冷卻至水的露點(diǎn)之下，冷凝物可以在CAC中形成并累積。當(dāng)增壓空氣包括再循環(huán)的排氣時(shí),冷凝物能夠變?yōu)樗嵝?并腐蝕CAC殼體。腐蝕能夠?qū)е驴諝獬錃?、大氣以及水到空氣的冷卻器的情況下可能的冷卻液之間的泄漏。為減少冷凝物的累積和腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，冷凝物可以被收集在CAC的底部，然后在所選發(fā)動(dòng)機(jī)工況下(諸如在加速事件期間)被抽取到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。然而，如果冷凝物在加速事件期間被立即引入發(fā)動(dòng)機(jī)，則會(huì)存在由于水的吸入而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)失火或燃燒不穩(wěn)定性(遲/緩慢燃燒的形式)的增加。因此，，可以在控制條件下將冷凝物從CAC抽取至發(fā)動(dòng)機(jī)。這種控制抽取可以有助于降低發(fā)動(dòng)機(jī)失火事件的可能性。在一個(gè)示例中，在加油門的情況下，可以利用增加的氣流從CAC抽取冷凝物。在另一示例中，可以通過增加到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置的氣流同時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器維持扭矩需求,從CAC主動(dòng)抽取冷凝物。
[0032]響應(yīng)于控制器12，無分電器式電子點(diǎn)火系統(tǒng)88經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。通用排氣氧(UEGO)傳感器126被顯示為聯(lián)接至渦輪164上游的排氣歧管48?？商娲?，雙態(tài)排氣氧傳感器可以替代UEGO傳感器126。
[0033]在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)10內(nèi)的每個(gè)汽缸通常經(jīng)歷四個(gè)行程循環(huán):循環(huán)包括進(jìn)氣行程、壓縮行程、膨脹行程和排氣行程。一般來說，在進(jìn)氣行程期間，排氣門54關(guān)閉，而進(jìn)氣門52打開?？諝饨?jīng)由進(jìn)氣歧管46被引入燃燒室30，并且活塞36移動(dòng)至汽缸的底部，以便增加燃燒室30內(nèi)的容積。活塞36靠近汽缸的底部并在其行程結(jié)束的位置(例如，當(dāng)燃燒室30處于其最大容積時(shí))通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為下止點(diǎn)(或BDC)。在壓縮行程期間，進(jìn)氣門52和排氣門54關(guān)閉?；钊?6朝向汽缸蓋移動(dòng)，以便壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣。活塞36在其行程結(jié)束并最靠近汽缸蓋的位置(例如，當(dāng)燃燒室30處于其最小容積時(shí))通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為上止點(diǎn)(或TDC)。在下文中被稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室。在下文中被稱為點(diǎn)火的過程中，被噴射的燃料通過已知的點(diǎn)火裝置如火花塞92點(diǎn)燃，從而導(dǎo)致燃燒?；鸹c(diǎn)火正時(shí)可以被控制為使得火花在制造商規(guī)定的時(shí)間之前(提前)或之后(延遲)發(fā)生。例如，點(diǎn)火正時(shí)可以從最大破壞扭矩(MBT)延遲從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震或者在高的濕度或者低溫情況下提前。具體地，由于緩慢的燃燒速率，可以提前MBT。在膨脹行程期間，膨脹的氣體將活塞36推回至BDC。曲軸40將活塞運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。曲軸40可以被用來驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)168。最后，在排氣行程期間，排氣門54打開，以便將已燃燒的空氣-燃料混合氣釋放至排氣歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述內(nèi)容僅作為示例示出，并且進(jìn)氣和排氣門打開和/或關(guān)閉正時(shí)可以改變，諸如以提供正或負(fù)氣門重疊、進(jìn)氣延遲關(guān)閉或各種其他示例。
[0034]控制器12在圖1中被示為傳統(tǒng)的微型計(jì)算機(jī)，其包括:微處理單元102、輸入/輸出端口 104、作為只讀存儲(chǔ)器106示出的用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)數(shù)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器108、?；畲嫒∑?10和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線?？刂破?2被示出為接收來自聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器的各種信號(hào)，除了之前所討論的那些信號(hào)外，還包括:來自聯(lián)接至冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度(ECT);聯(lián)接至加速器踏板130用于感測由足部132施加的力的位置傳感器134 ;來自聯(lián)接至進(jìn)氣歧管46的壓力傳感器122的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管絕對(duì)壓力(MAP)的測量；來自空氣質(zhì)量流量傳感器120的進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量的測量；以及來自傳感器5的節(jié)氣門位置(TP)的測量；以及來自溫度傳感器124的增壓空氣冷卻器166出口處的溫度。大氣壓也可以被感測(傳感器未示出)，由控制器12進(jìn)行處理。在本說明的優(yōu)選的方面，發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器118產(chǎn)生表面點(diǎn)火感測信號(hào)(PIP)。這在曲軸的每次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間距脈沖，根據(jù)其可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)。注意，可以使用上述傳感器的各種組合，例如有MAF傳感器而沒有MAP傳感器，反之亦然。在化學(xué)計(jì)量運(yùn)轉(zhuǎn)期間，MAP傳感器可以給出發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的指示。此外，該傳感器連同所檢測的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以提供進(jìn)入氣缸內(nèi)的充氣(包括空氣)的估算。還可以存在未描述的其他傳感器，諸如用于確定增壓空氣冷卻器進(jìn)口處的進(jìn)氣速度的傳感器以及其他傳感器。
[0035]此外，控制器12可以與各種執(zhí)行器通信，所述各種執(zhí)行器可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行器，諸如燃料噴射器、電控進(jìn)氣節(jié)流板、火花塞、凸輪軸等。各種發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器可以被控制從而提供或維持由車輛操作者132指定的扭矩需求。這些執(zhí)行器可以調(diào)整某些發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，其包括:可變凸輪正時(shí)(VCT)、空燃比(AFR)、交流發(fā)電機(jī)負(fù)載、點(diǎn)火正時(shí)、節(jié)氣門位置等。例如，當(dāng)踏板位置傳感器134指示PP的增加時(shí)(例如，在加油門期間)，扭矩需求增加。
[0036]在一些示例中，存儲(chǔ)介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器106可以用計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程，該計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)表示可由微處理器單元102執(zhí)行的指令，用于執(zhí)行以下所述方法以及期望但沒有具體列出的其他變體。
[0037]圖2示出了圖1的示例汽缸以及噴射窗口，從而進(jìn)一步圖示說明了如何在TDC之前經(jīng)由第一距離220或在TDC之后經(jīng)由第二距離230相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸位置210進(jìn)行燃料噴射和/或點(diǎn)火正時(shí)。如在本文中所描述的，發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射和/或點(diǎn)火正時(shí)可以發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射和/或點(diǎn)火正時(shí)可以相對(duì)于MBT被提前或延遲，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間降至預(yù)定的時(shí)間閾值(例如，I秒)之下。由此，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置在旋轉(zhuǎn)期間基于曲軸角度而變化，活塞36在燃燒室內(nèi)在TDC與BDC之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本公開，燃料噴射和火花點(diǎn)火正時(shí)可以被控制以便噴射和/或火花在制造商的規(guī)定時(shí)間之前(提前)或之后(延遲)發(fā)生。例如，點(diǎn)火正時(shí)可以自MBT正時(shí)被延遲，以便控制發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，或在高濕度或低溫的情況下被提前。具體地，MBT可以被提前，從而引起在更冷溫度下發(fā)生的緩慢燃燒速率。作為一個(gè)示例，燃料噴射和/或點(diǎn)火正時(shí)可以在點(diǎn)火上止點(diǎn)之前的125°曲軸角度和點(diǎn)火上止點(diǎn)之后的75°曲軸角度的噴射窗口內(nèi)發(fā)生。因此，可以基于在TDC之前和之后的相對(duì)曲軸位置分別限定第一距離220和第二距離230。
[0038]圖3示出了燃料軌道壓力(左側(cè)縱軸)隨時(shí)間的曲線310，從而圖示說明了軌道壓力如何通過燃料泵柱塞的每個(gè)升程以離散的步驟增加。圖3還示出了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(右側(cè)縱軸)隨時(shí)間的曲線320。作為一個(gè)示例，發(fā)動(dòng)機(jī)可以被配置為在燃料壓力超過閾值(例如，燃料釋放壓力閾值312)后執(zhí)行燃料噴射。以此方式，燃料軌道壓力釋放閾值312對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間有直接影響。在圖3中，T1之前的時(shí)間段表示啟動(dòng)裝置被致動(dòng)以使被聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的曲軸旋轉(zhuǎn)而不噴射任何燃料的時(shí)間段。然后，在燃料壓力超過燃料釋放壓力閾值后，可以進(jìn)行一次或更多次噴射，從而開始燃燒過程。如上所述，在本文中所描述的高壓方法可以被用來確保所噴射的燃料在燃燒室中汽化，同時(shí)防止由于燃料供給過量的燃料的高水平導(dǎo)致的可以導(dǎo)致高微粒排放的壁潮濕。
[0039]在T1之后，基于超過燃料釋放壓力閾值的燃料壓力，燃料可以在被稱為噴射的過程中被釋放。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)循環(huán)期間，在T1與T2之間的時(shí)間段中可以執(zhí)行一次或更多次燃料噴射。此外，在T2處，例如，經(jīng)由火花塞92可以執(zhí)行燃料點(diǎn)火。以此方式，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)還包括基于加濃系數(shù)向汽缸供應(yīng)燃料，其中加濃系數(shù)被定義為實(shí)際供應(yīng)的燃料質(zhì)量與燃料壓力超過燃料釋放壓力閾值時(shí)的化學(xué)計(jì)量比燃燒所需的燃料質(zhì)量之比。
[0040]在T2與T3之間，取決于選擇的加濃系數(shù)的斜升速率的發(fā)動(dòng)機(jī)斜升速率可以被執(zhí)行。因此，加濃參數(shù)對(duì)從啟動(dòng)致動(dòng)到怠速的發(fā)動(dòng)機(jī)的斜升時(shí)間和排放有直接影響，這在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速閾值322之后發(fā)生。例如，如在圖3中所指示的，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速閾值322在此被設(shè)定為700RPM。因此，至700rpm的斜升時(shí)間表示發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的結(jié)束。以此方式，所描述的方法目的在于在預(yù)定的時(shí)間閾值內(nèi)執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的所有階段，以便優(yōu)化啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間。
[0041]圖3表示噴射燃料釋放壓力閾值的降低代表減少啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間的合適措施。然而，為了確保噴射不會(huì)由于工件到工件的公差、磨損以及環(huán)境情況而等待超過燃料釋放壓力閾值312的下一個(gè)循環(huán)，控制器12可以被配置為相對(duì)于燃料壓力累積曲線(例如，曲線310)將噴射燃料釋放壓力閾值調(diào)整至正好在位于接近燃料釋放壓力閾值312的壓力穩(wěn)定階段之前的值。另外，例如，如在下面圖4中示出的，基于加濃系數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間可以被進(jìn)一步調(diào)整，以便減少發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間。
[0042]圖4以不同加濃系數(shù)(例如，為了簡便起見，在本文中被稱為X)的曲線圖形式進(jìn)一步示出了啟動(dòng)期間的相對(duì)于時(shí)間的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速η。在其中，示出了總共五種方法，其中曲線410圖示說明了加濃系數(shù)X41tl=0.8的啟動(dòng)過程或斜升時(shí)間，曲線420圖示說明了加濃系數(shù)X420=O- 6的啟動(dòng)過程，曲線430圖示說明了加濃系數(shù)X43q=0.4的啟動(dòng)過程，曲線440圖示說明了加濃系數(shù)X44tl=0.3的啟動(dòng)過程，而曲線450圖示說明了加濃系數(shù)X45tl=0.2的啟動(dòng)過程。回歸線以及示例數(shù)據(jù)被共同繪制出，從而進(jìn)一步引導(dǎo)眼睛。
[0043]圖4示出了啟動(dòng)期間的稀運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生更少指示的平均有效壓力(MEP)，并且由此降低用于使發(fā)動(dòng)機(jī)加速的扭矩。如上所述，所示的曲線代表不同的啟動(dòng)系數(shù)，其中曲線圖中的斜率表示速度斜升期間的不同速度變化。由于中等的發(fā)動(dòng)機(jī)控制能實(shí)現(xiàn)基于燃料供給的循環(huán)，圖4表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速斜升可以被用來配合燃料釋放壓力閾值312調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間。此外，通過利用發(fā)動(dòng)機(jī)在稀運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的分層可能性，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間可以被調(diào)整為適應(yīng)客戶或安裝需求。目的是通過應(yīng)用遲的高壓啟動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間降至預(yù)定的時(shí)間閾值之下。而且，通過利用本文中的方法，通過噴射更少燃燒可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放，從而基于加濃系數(shù)相應(yīng)地降低壁潮濕量。例如，該方法進(jìn)一步允許穩(wěn)健的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，其中當(dāng)每次噴射在燃燒時(shí)結(jié)束時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)被認(rèn)為是穩(wěn)健的。因此，啟動(dòng)期間發(fā)生的任何發(fā)動(dòng)機(jī)失火可以被用作加濃系數(shù)(或啟動(dòng)系數(shù))過低的指示。
[0044]作為一個(gè)示例，發(fā)明人已經(jīng)基于啟動(dòng)過程中的汽缸壓力軌跡研究并分析了作為用于穩(wěn)健啟動(dòng)的準(zhǔn)則的發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間。在其中，在兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)溫度水平(例如，-?ο攝氏度和20攝氏度)下進(jìn)行啟動(dòng)系數(shù)減小測試。在-10攝氏度時(shí)，啟動(dòng)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)失火事件在加濃系數(shù)0.8下被觀察到。因此例如，啟動(dòng)系數(shù)I可以被用來確保實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)還控制發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間的持續(xù)時(shí)間。可替代地，在20攝氏度時(shí)，啟動(dòng)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)失火事件在加濃系數(shù)0.2下被觀察到。因此例如，啟動(dòng)系數(shù)0.3可以被用來確保實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)還控制發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間的持續(xù)時(shí)間。以此方式，可以基于溫度調(diào)整加濃系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間。
[0045]繼續(xù)圖4的描述，通過選擇更高的加濃系數(shù)可以縮短啟動(dòng)的持續(xù)時(shí)間。在本實(shí)例中，例如，當(dāng)?shù)竭_(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=700rpm時(shí),啟動(dòng)過程被認(rèn)為完成。因此,基于所示的時(shí)間比例，所示的加濃系數(shù)表示曲線450 (例如，x〈0.3)導(dǎo)致不可接收的長啟動(dòng)時(shí)間。即，在這個(gè)示例中，右側(cè)縱軸處的時(shí)間點(diǎn)表示斜升過程借以將要被被完成的時(shí)間閾值。與之相比，更高加濃系數(shù)(例如，曲線410和420)下的啟動(dòng)的持續(xù)時(shí)間表示相對(duì)于具有減小的加濃系數(shù)的其他曲線的斜升時(shí)間的微小差異。即，實(shí)際上在足夠高的加濃系數(shù)下觀察不到時(shí)間差異。
[0046]燃料噴射在壓縮階段和/或膨脹階段期間的調(diào)整進(jìn)一步代表通過分層燃燒室充氣稀釋混合氣(即，實(shí)現(xiàn)顯著的分層充氣運(yùn)轉(zhuǎn))的合適方式。
[0047]測試已經(jīng)表示出小于I的加濃系數(shù)X以及甚至充分小于的I的加濃系數(shù)x(即0.3的加濃系數(shù)X)能夠被實(shí)現(xiàn)，同時(shí)仍維持相對(duì)于預(yù)定的時(shí)間閾值可接受的啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間。這意味著根據(jù)本公開的方法允許這樣的混合氣稀釋，即即使在啟動(dòng)階段期間，比可以噴射比原則上能夠與汽缸中的增壓空氣一起化學(xué)計(jì)量比地燃燒的燃料顯著更少的燃料。與高達(dá)10的加濃系數(shù)X相比，這是有所改進(jìn)，而且上述內(nèi)容是已知的，并且通常被用在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)策略中。通過減少啟動(dòng)階段期間的原始微粒排放，因此根據(jù)本公開的方法導(dǎo)致進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。
[0048]關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)有利的實(shí)施例，其中靠近點(diǎn)火TDC執(zhí)行至少一次噴射，其中在TDC之前的125°曲軸角度與TDC之后的75°曲軸角度之間開始至少一次噴射。如已經(jīng)描述的，噴射過程中到達(dá)汽缸內(nèi)壁的燃料的比例和因此的原始微粒排放能夠通過靠近TDC的噴射被顯著地減少。具體地，上述方法可以利用確定的發(fā)動(dòng)機(jī)情況來指定用于噴射過程開始(例如，用于開始噴射)的曲軸角度窗口，其中噴射過程被終止在指定的曲軸角度范圍內(nèi)，或在一些情況下也在噴射窗口外面。進(jìn)一步實(shí)施例是有利的，具體地，允許靠近TDC執(zhí)行至少一次噴射，其中在TDC之前的90°曲軸角度與TDC之后的45°曲軸角度之間開始至少一次噴射。此外，以下實(shí)施例同樣是有利的，其中靠近TDC執(zhí)行至少一次噴射，以及其中在TDC之前的60°曲軸角度與TDC之后的15°曲軸角度之間開始至少一次噴射。以此方式，可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度)調(diào)整關(guān)于圖2描述的噴射窗口，以便實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)還將發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間維持在預(yù)定的時(shí)間閾值之下。
[0049]例如，圖5示出了圖示說明各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)調(diào)整的示例表500，其中可以根據(jù)本文中的方法進(jìn)行所述各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)調(diào)整，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間將至預(yù)定的時(shí)間閾值之下。如上所述，啟動(dòng)期間的稀發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生更小的MEP。在一些情況下，因?yàn)闇p小的IMEP降低了用于使發(fā)動(dòng)機(jī)加速的扭矩，因此更長的發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間可以被觀察到。同樣，由于壓力可以與降低的溫度成比例地降低，降低的溫度可以影響起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)階段期間累積的燃料壓力。以此方式，基于環(huán)境情況，曲線310可以進(jìn)一步具有溫度依賴性，以便相對(duì)于曲線310更低的燃料壓力的增加速率可以在更低的溫度下被觀察到。因此，在更冷的溫度下，燃料釋放壓力閾值可以被降低，以便使燃料噴射在預(yù)定的啟動(dòng)階段內(nèi)更快地發(fā)生。另外，力口濃系數(shù)也可以被調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)完成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間(ramptime)。例如，因?yàn)闇囟扰c壓力相關(guān)，在一些情況下，通過選擇更高的加濃系數(shù)可以獲得增加的噴射壓力。因此，盡管發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間可以更緩慢，但降低的燃料釋放壓力閾值可以被降低以便更快地實(shí)現(xiàn)燃料釋放壓力閾值。而且，因?yàn)楦涞臏囟却嬖?，由于燃料不?huì)瞬時(shí)燃燒，而是需要短暫的時(shí)間用于燃燒氣體膨脹，因此點(diǎn)火正時(shí)可以被提前。因此，在更冷的溫度下，例如，冰點(diǎn)之下，一次或更多次燃料噴射和點(diǎn)火正時(shí)可以相對(duì)于關(guān)于圖2描述噴射窗口被提前，以實(shí)現(xiàn)最佳的燃燒事件。作為另一示例，通過發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以自靜止啟動(dòng)，其中冷啟動(dòng)由與環(huán)境溫度一致的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度表示。例如，在關(guān)閉車輛之后已經(jīng)被冷卻至車輛的環(huán)境情況的發(fā)動(dòng)可以代表發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)。
[0050]相反地，在增加的溫度下，例如，在陽光充足以及溫暖的下午的環(huán)境溫度下，氣體會(huì)膨脹，并且因此表現(xiàn)出更高壓力。如果是這種情況，燃料釋放壓力閾值可以增加，同時(shí)仍將起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)階段的時(shí)間段維持在預(yù)定的時(shí)間閾值下，而不噴射燃料。另外，經(jīng)由加濃系數(shù)供應(yīng)的燃料量可以降低，以便基于增加的溫度供應(yīng)燃料量。換句話說，燃料可以在更高的溫度下變稀。此外，由于存在的任何燃燒氣體可以在火花事件后更快地膨脹，點(diǎn)火正時(shí)可以在更高的溫度下被延遲。以此方式，可以使燃料噴射和點(diǎn)火正時(shí)(例如，燃燒)在噴射窗口中更遲發(fā)生，以實(shí)現(xiàn)最佳的燃燒事件。所描述的方法基于發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度或旋轉(zhuǎn)速度，其可以相對(duì)于燃燒和膨脹發(fā)生的時(shí)間范圍被延長或縮短，并且使得發(fā)動(dòng)機(jī)怠速在預(yù)定的時(shí)間閾值內(nèi)被實(shí)現(xiàn)。如在本文中所描述的，在壓縮階段中開始或進(jìn)行至少一次噴射的方法的實(shí)施例是有利的。同樣，在膨脹階段中開始或進(jìn)行至少一次噴射的方法的實(shí)施例也是有利的。盡管在本文中關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度進(jìn)行了描述，但可替代地或額外地，該方法可以基于一個(gè)或更多個(gè)其他發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。
[0051]為了清晰，如果噴射在膨脹階段開始，并且因此非常遲地被進(jìn)行，燃料/空氣混合氣的燃燒也被延遲，即，被轉(zhuǎn)變到膨脹階段內(nèi)，并且可能被轉(zhuǎn)變到汽缸的出口已經(jīng)打開的曲軸角度范圍內(nèi)。以此方式，排氣焓可以被增加，更具體地，也由于因?yàn)檠舆t的噴射限制了壁的熱損失這一事實(shí)。由此，被排入排氣系統(tǒng)的排氣的排氣溫度可以增加。增加的排氣溫度尤其還導(dǎo)致更快地加熱被提供在排氣系統(tǒng)中的微粒過濾器，因此在短行程也可以實(shí)現(xiàn)過濾器再生所需的溫度，并且進(jìn)行微粒過濾器再生是可能的。增加的排氣焓還具有這方面的優(yōu)點(diǎn)，即可以向提供的排氣渦輪增壓器(其渦輪被布置在排氣系統(tǒng)中)供應(yīng)具有更高焓的排氣，這由此使提高內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩特性成為可能。
[0052]如已經(jīng)在別處所闡述的，就被用來確定預(yù)定燃料量的噴射的曲軸角度而言，燃料壓力對(duì)噴射的時(shí)間和長度有顯著影響。結(jié)合根據(jù)本公開的方法，可以實(shí)現(xiàn)這樣的優(yōu)點(diǎn)，其中原則上實(shí)現(xiàn)盡可能短的噴射持續(xù)時(shí)間，以便增強(qiáng)排放行為，并減少原始微粒排放。例如，燃料釋放壓力閾值(例如，用于噴射的最小壓力》4,最/j、)由≥30巴(bar)給定的方法的實(shí)施例是有利的。測試已經(jīng)表示，在一些情況下，通過30巴的壓力可以實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)的改進(jìn)。
[0053]然而，燃料釋放壓力閾值是50巴的方法的實(shí)施例，特別是燃料釋放壓力閾值是75巴的方法的實(shí)施例，也是有利的。例如，只要燃料汽化在燃燒室中發(fā)生，更高的燃料壓力被發(fā)現(xiàn)在燃料在燃燒室中的霧化和汽化方面是有利的，同時(shí)還防止由于燃料噴射而導(dǎo)致的燃燒室潮濕。根據(jù)所描述的方法，曲軸的初始旋轉(zhuǎn)被用來累積燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的足夠高的燃料壓力，其中在第一運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)期間不噴射燃料。
[0054]轉(zhuǎn)向加濃系數(shù)，在啟動(dòng)階段使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以加濃系數(shù)X ≤ 3運(yùn)轉(zhuǎn)的方法的實(shí)施例是有利的。另外，在啟動(dòng)階段使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以加濃系數(shù)X ≤ 1.5運(yùn)轉(zhuǎn)的方法的實(shí)施例也是有利的。如已經(jīng)描述的，所需的加濃系數(shù)(例如，配合燃料釋放壓力閾值)越小，作為噴射的一部分引入汽缸的燃料越少。由于排放性能(特別是關(guān)于原始微粒的排放)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中被降低，因此所描述的方法可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)。因此，通過盡可能多地噴射可以與氣缸中的增壓空氣一起化學(xué)計(jì)量比地燃燒的燃料(即X~1)，或通過選擇X≤I噴射更少的燃料以便確保很少有過量燃料或基本沒有過量燃料可用于在氧氣缺少的情況下形成碳煙，該方法獲得進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。以此方式，在啟動(dòng)階段使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以加濃系數(shù)x≤0.8運(yùn)轉(zhuǎn)的方法的實(shí)施例也是有利的。另外，在一些情況下，在啟動(dòng)階段使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以加濃系數(shù)X ≤ 0.6運(yùn)轉(zhuǎn)的方法的實(shí)施例同樣是有利的。此外，在一些情況下，在啟動(dòng)階段使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以加濃系數(shù)X ≤0.4運(yùn)轉(zhuǎn)的方法的實(shí)施例也是有利的。
[0055]盡管沒有更詳細(xì)地進(jìn)行描述，但預(yù)噴射在進(jìn)氣階段進(jìn)行或開始的方法的實(shí)施例是有利的。例如，基于根據(jù)本公開的主噴射(在其期間大部分燃料可用于燃燒)開始或進(jìn)行，在進(jìn)氣階段期間噴射相對(duì)小的燃料量確保均勻的燃料/空氣混合氣存在于整個(gè)燃燒室中。
[0056]轉(zhuǎn)向該方法的簡短描述，圖6圖示說明了根據(jù)本公開的示例方法600，其用于在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)還減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放。
[0057] 在602處，方法600包括確定一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)或參數(shù)。例如，在啟動(dòng)車輛之前，除了發(fā)動(dòng)機(jī)溫度外，溫度傳感器還可以確定環(huán)境溫度和/或壓力中的一個(gè)或更多個(gè)。然后，在604處，基于測得的發(fā)動(dòng)機(jī)情況，方法600進(jìn)一步包括基于確定的發(fā)動(dòng)機(jī)情況設(shè)定燃料軌道壓力閾值(P 、加濃系數(shù)和點(diǎn)火正時(shí)中的一個(gè)或更多個(gè)。例如，在寒冷的冬天，可以降低燃料軌道壓力閾值，以便減少燃料軌道壓力在起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)階段期間累積所需的時(shí)間，從而達(dá)到燃料軌道壓力閾值。而且，燃料噴射的正時(shí)以及加濃系數(shù)可以被設(shè)定為(例如，為了增加發(fā)動(dòng)機(jī)斜升速率)使得發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)在預(yù)定的時(shí)間閾值內(nèi)發(fā)生，這在一些情況下可以被設(shè)定為I秒。在一些實(shí)施例中，控制器12可以被配置為基于包含發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的查詢表設(shè)定一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)，其中所述所述發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)包含要被測量的發(fā)動(dòng)機(jī)情況。然而，在其他實(shí)施例中，基于模型的方法可以被用來根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)情況來確定發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，例如，溫度和/或壓力。
[0058]在606處，方法600包括致動(dòng)啟動(dòng)裝置，從而使被聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的曲軸旋轉(zhuǎn)，而不噴射任何燃料，而在610處，控制器12可以例如經(jīng)由壓力傳感器對(duì)燃料軌道壓力于閾值進(jìn)行比較，以確定燃料壓力是否超過燃料釋放壓力閾值，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)被致動(dòng)以及起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。如在本文中所描述的，方法600可以包括基于一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)設(shè)定閾值，以及響應(yīng)于閾值調(diào)整空燃比。以此方式，為了確保發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)被啟動(dòng)，該方法還包括降低閾值，以減少燃料壓力到達(dá)閾值的時(shí)間，同時(shí)響應(yīng)于降低的閾值減小空燃比，以及增加閾值，以增加燃料壓力到達(dá)閾值的時(shí)間，同時(shí)響應(yīng)于增加的閾值增加空燃比。然而，在一些情況下，例如，不管閾值如何，都可以增加空燃比，以使發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間最小化。
[0059]如果燃料壓力降至燃料釋放壓力閾值之下，通過繼續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程同時(shí)使曲軸旋轉(zhuǎn)而不噴射任何燃料，方法600進(jìn)入到614。如上所述，軌道壓力將會(huì)在起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)階段期間增加，而不會(huì)通過燃料泵柱塞的每個(gè)升程以離散的步驟進(jìn)行噴射。可替代地，在燃料軌道壓力超過或充分接近燃料釋放壓力閾值(例如，在偏差內(nèi))后，以便下一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)之前的噴射在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中保持足夠的時(shí)間，方法600可以進(jìn)入到622，并且基于確定的加濃系數(shù)噴射燃料，同時(shí)活塞36降至如上所述的曲軸角度窗口或噴射窗口內(nèi)。在624處，方法600包括基于確定的點(diǎn)火正時(shí)提供火花，以便最佳的燃燒反應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中發(fā)生。以此方式，可以基于一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)調(diào)整與啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間有關(guān)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，同時(shí)將啟動(dòng)持續(xù)時(shí)間維持在預(yù)定的窗口內(nèi)。
[0060]圖7-8示出了根據(jù)本公開的在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以及起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間使用的示例燃料噴射分布圖。
[0061]圖7針對(duì)給定的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸示出了氣門正時(shí)和活塞位置相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)位置的映射圖700。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正被曲軸起動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以被配置為調(diào)整被輸送給汽缸的燃料的燃料噴射分布圖。具體地，燃料可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間被輸送作為第一分布圖，并且然后在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸起動(dòng)之后轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙煌姆植紙D。不同的燃料噴射分布圖可以包括作為單個(gè)壓縮行程噴射、單個(gè)膨脹行程噴射、或其組合、并且有時(shí)與一次或更多次進(jìn)氣行程噴射結(jié)合的組合輸送的燃料的直接噴射部分。
[0062]映射圖700沿X-軸以曲軸角度(CAD)圖示說明了發(fā)動(dòng)機(jī)位置。參照其相對(duì)于TDC和/或BDC的位置，并且進(jìn)一步參照其在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的四個(gè)行程(進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣)內(nèi)的位置，曲線708描述了活塞位置(沿y-軸)。如由S形曲線708所指示的，活塞自TDC向下移動(dòng)，在做功行程結(jié)束的時(shí)候在BDC降至最低點(diǎn)?；钊缓笤谂艢庑谐探Y(jié)束的時(shí)候在TDC處返回至頂部?；钊缓笤谶M(jìn)氣行程期間再次朝向BDC向下移動(dòng)，壓縮行程結(jié)束的時(shí)候在TDC返回至其原始的頂部位置。
[0063]曲線702和704描述了在正常發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間用于排氣門(虛線702 )和進(jìn)氣門(實(shí)線704)的氣門正時(shí)。如圖所示，當(dāng)活塞在做功行程結(jié)束的時(shí)候降至最低點(diǎn)時(shí)，排氣門可以正好打開。當(dāng)活塞完成排氣行程時(shí)，排氣門然后可以關(guān)閉，排氣門維持打開至少直至隨后的進(jìn)氣行程已經(jīng)開始。以相同的方式，進(jìn)氣門可以在進(jìn)氣行程開始的時(shí)候或在其之前打開，并且可以維持打開至少直至隨后的壓縮行程已經(jīng)開始。由于排氣門關(guān)閉與進(jìn)氣門打開之間的正時(shí)差異，在排氣行程結(jié)束之前以及在進(jìn)氣行程的開始之后，進(jìn)氣和排氣門都可以在短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)打開。兩個(gè)氣門都打開的這個(gè)階段被稱為進(jìn)氣與排氣門的正重疊(或簡單地，正氣門重疊)。在一個(gè)示例中，進(jìn)氣與排氣門的正重疊可以是發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間存在的發(fā)動(dòng)機(jī)的默認(rèn)凸輪位置。
[0064]映射圖700的第三曲線(自頂部)描述了示例燃料噴射窗口 712，其跨越發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮階段和膨脹階段，并且其可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)以及在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)期間使用，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)排氣PM排放量，而不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性退化。如在本文中所詳述的，由于可以基于各種發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)調(diào)整噴射分布圖，因此可以基于起動(dòng)事件數(shù)量調(diào)整噴射分布圖。
[0065]在所描述的示例中，在燃料壓力超過燃料軌道壓力閾值之后，描述了起動(dòng)事件期間使用的燃料噴射分布圖。在本文中，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)是發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)被示為相對(duì)于MBT提前。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器被配置為基于在712處描述的燃料噴射窗口內(nèi)的加濃系數(shù)向汽缸提供燃料量。具體地，如在320處所示，第一燃料噴射可以相對(duì)于在318處示意地示出的MBT提前。除了調(diào)整燃料噴射外，還可以調(diào)整火花點(diǎn)火正時(shí)。例如，諸如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在極冷的溫度下啟動(dòng)時(shí)，點(diǎn)火正時(shí)可以相對(duì)于MBT提前。在替代的示例中，可以通過增加壓縮噴射來延遲火花。
[0066]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8，映射圖800示出了可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、在曲軸起動(dòng)期間以及在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制期間使用的示例燃料噴射分布圖801-804。如在本文中所詳述的，基于自發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的起動(dòng)事件數(shù)量以及基于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)是否是發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)熱啟動(dòng)，可以調(diào)整噴射分布圖。噴射分布圖進(jìn)一步描繪了點(diǎn)火正時(shí)調(diào)整是否還被執(zhí)行(例如，通過使用燃料噴射延遲和/或火花延遲)。
[0067]在801處示出了可以例如在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間使用的第一示例噴射分布圖。具體地，第一噴射分布圖801描繪了起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一階段期間的到汽缸的燃料噴射，其中發(fā)動(dòng)機(jī)被致動(dòng)，但燃料未被噴射。為了簡便起見，汽缸起動(dòng)事件的第一階段被稱為事件1-n。在燃料壓力降至燃料釋放壓力閾值之間的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段期間，由于通過根據(jù)已經(jīng)描述的方法使曲軸旋轉(zhuǎn)來累積燃料壓力，燃料未被噴射到汽缸內(nèi)。
[0068]在802處示出了可以在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)期間使用的第二示例噴射分布圖。具體地，第二噴射分布圖802描繪了點(diǎn)火燃燒事件基于期望的發(fā)動(dòng)機(jī)斜升速率而發(fā)生的第二階段期間的到汽缸的燃料噴射。具體地，第二噴射分布圖802描述了壓縮和/或膨脹階段期間的起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的第二階段期間的到汽缸的燃料噴射。為了簡便，冷啟動(dòng)期間的的汽缸起動(dòng)事件第二階段被稱為事件n-m。第二噴射分布圖進(jìn)一步圖示說明了點(diǎn)火正時(shí)如何被提前，但仍相對(duì)于MBT落在噴射窗口內(nèi)。
[0069]在803處示出了可以在發(fā)動(dòng)機(jī)熱啟動(dòng)期間使用的第三示例噴射分布圖。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后的短的時(shí)間段之后被重新啟動(dòng)時(shí)，其中的溫度可以相對(duì)于車輛外部的環(huán)境溫度情況保持升高。因此，基于確定的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，可以以上述的方式調(diào)整一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。具體地，第三噴射分布圖803還描繪了點(diǎn)火燃燒事件基于期望的發(fā)動(dòng)機(jī)斜升速率而發(fā)生并且發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)降至預(yù)定的時(shí)間閾值之下的的第二階段期間的到汽缸的燃料噴射。具體地，第三噴射分布圖803描繪了壓縮和/或膨脹階段期間的起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的第二階段期間的到汽缸的燃料噴射。為了簡便，熱啟動(dòng)期間的汽缸起動(dòng)事件的第二階段被稱為事件n’ -m’，其可以不同于發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)的汽缸起動(dòng)事件。第三噴射分布圖進(jìn)一步圖示說明了仍落在噴射窗口內(nèi)的相對(duì)于延遲的點(diǎn)火正時(shí)。
[0070]在804處示出了可以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以及起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)后并且在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速已經(jīng)獲得之后使用的第四示例噴射分布圖。具體地，第四噴射分布圖804針對(duì)自起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)完成以后的汽缸起動(dòng)事件(例如，為了簡便，被稱為事件m至z)的數(shù)量描繪了到汽缸的燃料噴射。在發(fā)動(dòng)機(jī)被暖機(jī)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制期間，燃料噴射可以被轉(zhuǎn)變?yōu)閲娚涞狡變?nèi)的那部分燃料類似于其他階段期間的燃料供給事件而且還具有進(jìn)氣行程期間的噴射的分布圖。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，例如，如在804處所示，點(diǎn)火正時(shí)可以基于期望的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和性能被設(shè)定為MBT。
[0071]以此方式，根據(jù)本公開的方法允許高噴射壓力的產(chǎn)生，同時(shí)進(jìn)一步使在小的曲軸角度窗口內(nèi)(特別是靠近TDC)至少將大部分燃料引入汽缸成為可能。由此，更小比例的噴射的燃料可以到達(dá)汽缸的內(nèi)壁，從而與附著的油膜混合，這取決于噴射的燃料量和噴射的持續(xù)時(shí)間。因此，壓縮和/或膨脹期間的靠近TDC的燃料的遲的引入存在用于使在噴射期間到達(dá)汽缸的內(nèi)壁的燃料的比例充分最小化的合適措施，并且因此還呈現(xiàn)用于在啟動(dòng)階段期間減少原始微粒排放的合適措施。
[0072]注意，在本文中包括的示例控制和估計(jì)程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)構(gòu)造一起使用。在本文中所公開的控制方法和程序可以作為可執(zhí)行指令被存在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所描述的各種動(dòng)作、操作或功能可以所示順序、并行地被執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣地，實(shí)現(xiàn)在本文中所描述的本發(fā)明的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)不一定需要所述處理順序，但是為了便于圖示說明和描述而提供了所述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動(dòng)作、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)可以被重復(fù)執(zhí)行。此外，所描述的動(dòng)作、操作和/或功能可以圖形地表示被編入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的永久存儲(chǔ)器的代碼。
[0073]應(yīng)理解在本文中所公開的構(gòu)造和程序本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4缸和其它發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開的主題包括在本文中所公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)造和其它的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[0074]所附權(quán)利要求特別指出被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可以涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。應(yīng)當(dāng)理解，這樣的權(quán)利要求包括納入一個(gè)或更多個(gè)這樣的元件，既不必也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這樣的元件。在這個(gè)或相關(guān)的申請中，通過修改本權(quán)利要求或提出新權(quán)利要求，所公開的特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其它組合和子組合可以被要求保護(hù)。這樣的權(quán)利要求，無論是比原權(quán)利要求范圍寬、窄、相同或不同，均被認(rèn)為包含在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在啟動(dòng)階段期間減少來自使用點(diǎn)火的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒排放的方法，所述方法包含: 基于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)情況，調(diào)整燃料釋放壓力閾值和加濃系數(shù)中的至少一個(gè)； 致動(dòng)啟動(dòng)裝置，以使被聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的曲軸旋轉(zhuǎn)，而不噴射任何燃料； 僅當(dāng)燃料壓力超過所述燃料釋放壓力閾值時(shí)，基于所述加濃系數(shù)向所述汽缸供應(yīng)燃料；以及 使汽缸充氣分層，同時(shí)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮階段和膨脹階段中的一個(gè)階段內(nèi)調(diào)整至少一次燃料噴射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中靠近點(diǎn)火上止點(diǎn)執(zhí)行至少一次被調(diào)整的噴射，并且其中在由以下中的至少一個(gè)限定的曲軸角度范圍內(nèi)開始所述至少一次噴射: 點(diǎn)火上止點(diǎn)之前125°和點(diǎn)火上止點(diǎn)之后75° ; 點(diǎn)火上止點(diǎn)之前90°和點(diǎn)火上止點(diǎn)之后45° ;以及 點(diǎn)火上止點(diǎn)之前60° °和點(diǎn)火上止點(diǎn)之后15°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在所述壓縮階段期間開始所述至少一次被調(diào)整的噴射。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在所述膨脹階段中開始所述至少一次被調(diào)整的噴射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述燃料釋放壓力閾值包括選自由30巴、50巴和75巴組成的組的壓力閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在啟動(dòng)階段期間使所述發(fā)動(dòng)機(jī)以降至加濃閾值之下的加濃系數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且其中所述加濃系數(shù)被定義為實(shí)際供應(yīng)的燃料質(zhì)量與化學(xué)計(jì)量比燃燒所需的燃料質(zhì)量之比，所述加濃閾值選自由3、1.5,0.8,0.6和0.4組成的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述燃料釋放壓力閾值在更低的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下降低。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述方法還包括，基于降低的燃料釋放壓力閾值，提前燃料噴射和點(diǎn)火正時(shí)中的至少一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述燃料釋放壓力閾值響應(yīng)于更高的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度而增加。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，所述方法還包括，基于增加的燃料釋放壓力閾值，延遲燃料噴射和點(diǎn)火正時(shí)中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在進(jìn)氣階段期間進(jìn)行預(yù)噴射。
12.—種用于使發(fā)動(dòng)機(jī)自靜止啟動(dòng)的方法,其包含: 僅在燃料壓力到達(dá)閾值之后，將燃料噴射至運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)； 調(diào)整由所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射的燃料產(chǎn)生的空燃比，所述空燃比隨著所述閾值降低而變稀；以及 火花點(diǎn)火分層混合氣中的噴射的燃料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包含，在由點(diǎn)火上止點(diǎn)之前的125°和點(diǎn)火上止點(diǎn)之后的75°的范圍內(nèi)的曲軸角度限定的窗口內(nèi)噴射燃料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包含，隨著所述閾值增加而使所述空燃比變濃。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中使所述發(fā)動(dòng)機(jī)自靜止啟動(dòng)包括執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)由與環(huán)境溫度一致的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度指示。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,所述方法還包含,基于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)情況設(shè)定所述閾值，并且響應(yīng)于所述閾值而調(diào)整所述空燃比，所述方法還包括，降低所述閾值，以減少所述燃料壓力到達(dá)所述閾值的時(shí)間，同時(shí)使所述空燃比變稀，以及增加所述閾值，以增加所述燃料壓力到達(dá)所述閾值的時(shí)間，同時(shí)使所述空燃比變濃。
17.一種用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段的方法，所述方法包含: 致動(dòng)啟動(dòng)裝置，以使被聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的曲軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)不噴射燃料以累積燃料壓力； 僅當(dāng)燃料壓力超過所述燃料釋放壓力閾值時(shí)，向所述汽缸供應(yīng)燃料；以及使汽缸充氣分層，同時(shí)調(diào)整在跨越所述發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮階段和膨脹階段的噴射窗口內(nèi)的燃料噴射。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述燃料釋放壓力閾值響應(yīng)于更低的溫度而降低，并且響應(yīng)于更高的溫度而增加。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中調(diào)整被定義為實(shí)際供應(yīng)的燃料質(zhì)量與化學(xué)計(jì)量比燃燒所需的燃料質(zhì)量之比的加濃系數(shù)，以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)斜升時(shí)間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述噴射窗口包含在點(diǎn)火上止點(diǎn)之前的125°和點(diǎn)火上止點(diǎn)之后的75°的范圍內(nèi)的曲軸角度。
【文檔編號(hào)】F02D41/06GK103925093SQ201410014490
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】H·H·羅蘭德, G·魯文 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司