專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動機系統(tǒng)及用于這種發(fā)動機系統(tǒng)的方法
內(nèi)燃發(fā)動機系統(tǒng)及用于這種發(fā)動機系統(tǒng)的方法本發(fā)明涉及發(fā)動機系統(tǒng)及用于發(fā)動機系統(tǒng)的方法，該發(fā)動機系統(tǒng)包括具有至少一 個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機，在該汽缸處提供活塞、至少一個進氣門、至少一個排氣門，及 用于直接噴射燃料到汽缸中的燃料噴射裝置。該方法包括在至少一個汽缸中的至少一 個中執(zhí)行下述步驟控制至少一個進氣門中的至少一個以便引入空氣到汽缸中； 執(zhí)行至少一次主燃燒燃料噴射以用于與引入汽缸中的空氣一起進行主燃燒； 在排氣行程和進氣行程期間控制進氣門和排氣門以便形成負氣門重疊(NV0)以 截留主燃燒的殘留氣體；及在負氣門重疊期間執(zhí)行至少一次燃料預噴射。
背景技術：
在內(nèi)燃發(fā)動機的均質充氣壓縮點火(HCCI)操作中，用于燃燒的充氣的溫度不應 過低。如果溫度過低，則燃燒會在相位上延遲而造成燃燒效率低，如果延遲更多還會 增加一氧化碳(C0)和碳氫化合物(HC)的排放。在更低的溫度下，燃燒甚至不能發(fā) 生，即出現(xiàn)不點火，這會造成用該發(fā)動機運行的汽車中的乘員的舒適度降低。為了解決此問題，US7194996B2提出在直噴式發(fā)動機中，在HCCI操作期間，在 活塞的排氣行程和進氣行程中的負氣門重疊期間執(zhí)行燃料預噴射，以使預噴燃料與上 次燃燒的殘留氣體反應。接下來，在進氣行程和/或主燃燒的壓縮行程期間引入空氣 和附加的燃料。預噴燃料和殘留氣體反應的目的是加熱充氣以用于下次主燃燒。加熱 的充氣可以防止主燃燒過晚發(fā)生。雖然已證實該現(xiàn)有方法是有利的，但在HCCI操作下的增進燃燒控制的解決方案 仍然有用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的一個技術問題是提髙內(nèi)燃發(fā)動機在均質充氣壓縮點火操作下 的燃燒穩(wěn)定性。本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是提高內(nèi)燃發(fā)動機在均質充氣壓縮點火搡作 下的效率。本發(fā)明所要解決的又一個技術問題是減少內(nèi)燃發(fā)動機在均質充氣壓縮點火操作 下的排放。此外，本發(fā)明所要解決的再一個技術問題是降低使用以均質充氣壓縮點火操作的 發(fā)動機的汽車中的乘員不舒適的風險。為解決上述技術問題，本發(fā)明的一方面提供一種用于發(fā)動機系統(tǒng)的方法，該發(fā)動 機系統(tǒng)包括具有至少一個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機，在該汽缸處提供活塞、至少一個進氣門、 至少一個排氣門，及用于直接噴射燃料到汽缸中的燃料噴射裝置。該方法包括在至少 一個汽缸中的至少一個中執(zhí)行下述步驟控制至少一個進氣門中的至少一個以便引入空氣到汽缸中；執(zhí)行至少一次主燃燒燃料噴射以用于與引入汽缸中的空氣一起進行主 燃燒；在排氣行程和進氣行程期間控制進氣門和排氣門以便形成負氣門重疊(NV0) 以截留主燃燒的殘留氣體；及在負氣門重疊期間執(zhí)行至少一次燃料預噴射；其中至少 一次燃料預噴射的燃料量至少部分地取決于所述空氣的引入及至少一次主燃燒燃料 噴射中的至少一次。與預噴射的燃料發(fā)生反應需要在殘留氣體中有氧氣，因此上次主燃燒必須用稀混 合氣進行，從而有富余的空氣，且在負氣門重疊期間留住部分空氣。然而，發(fā)明人發(fā) 現(xiàn)，可與殘留氣體中的空氣一起提供濃混合氣的富余的預噴燃料對下次主燃燒的充氣 具有冷卻效應。由于根據(jù)本發(fā)明，預噴燃料量是至少部分地基于主燃燒噴射的燃料和 引入的空氣確定的，因此可以確保預噴燃料量相對于殘留氣體中的氧氣量沒有富余， 以避免未氧化的預噴燃料使下次主燃燒的充氣冷卻。此外，通過本發(fā)明，可以確保相對于殘留氣體中的氧氣量噴射足夠的預噴燃料， 以對主燃燒的充氣實現(xiàn)充分的加熱。HCCI搡作中較晚的主燃燒會降低燃燒效率和熱力學效率。通過避免主燃燒充氣 的冷卻，發(fā)生較晚的主燃燒的風險降低，從而發(fā)動機效率增加、燃料消耗減少，且 CO和HC排放增加的風險降低。此外，由于不點火的風險降低，因此可以確保使用該 發(fā)動機運行的汽車中的乘員的舒適度。對于本發(fā)明的方法的各個步驟，執(zhí)行至少一次主燃燒燃料噴射以用于主燃燒的步 驟可以這樣進行在活塞的進氣行程和/或壓縮行程期間執(zhí)行至少一次主燃燒燃料噴 射?？刂七M氣門和排氣門以形成負氣門重疊以截留主燃燒的殘留氣體的步驟可以這樣 進行在緊接活塞的動力行程之后的活塞的排氣行程期間關閉排氣門，所述動力行程 緊接所述壓縮行程，及在緊接所述排氣行程的活塞進氣行程期間開啟進氣門，以在所 述排氣門關閉和所述進氣門開啟之間形成負氣門重疊。應注意，進氣行程和動力行程定義為其間活塞從上止點(TDC )位置到下止點(BDC)位置向下運動的時期，而不管該向下運動期間一個或多個進氣門和一個或多個排氣門 的位置如何。類似地，排氣行程和壓縮行程定義為其間活塞從BDC位置到TDC位置向 上運動的時期，而不管該向上運動期間一個或多個進氣門和一個或多個排氣門的位置 如何。優(yōu)選地，該方法包括引入第一空氣量到汽缸中；執(zhí)行至少一次主燃燒燃料噴射以用于與第一空氣量中的空氣一起進行主燃燒；在負氣門重疊期間截留主燃燒的殘留氣體；及至少部分地基于所述第一空氣量和至少一次主燃燒燃料噴射中的至少一次中噴 射的燃料量，確定該至少一次燃料預噴射的燃料量。這意味著可以至少部分地基于噴射的燃料量和為燃料預噴射之前的主燃燒引入 的空氣量，確定每次預噴射的預噴燃料，這樣可以非常精確地確定燃料量?？梢酝ㄟ^控制進氣門在活塞的至少部分進氣行程和/或至少部分壓縮行程期間開 啟，引入第一空氣量到汽缸中。引入的空氣量可以是進入汽缸的空氣量，或截留在汽 缸中的空氣量。如果進氣門是在壓縮行程中關閉，則進入汽缸的部分空氣會被推回進 氣道中，從而進入汽缸的空氣量和截留在汽缸中的空氣量可以不同。這些量中的哪些 對應于引入汽缸中的空氣量，取決于空氣傳輸?shù)狡椎姆绞健?yōu)選地，將引入的空氣 量視為截留在汽缸中的空氣量。在替代實施例中，該方法包括 確定進入汽缸的空氣流量；確定用于與引入汽缸中的空氣一起進行多次主燃燒的多次主燃燒燃料噴射的燃 料流量；及至少部分地基于空氣流量和多次主燃燒燃料噴射(P"、 P22)的燃料流量，確定至 少一次燃料預噴射(PJ的燃料量。例如，可以基于用于多次燃料預噴射的燃料流量， 確定至少一次燃料預噴射的燃料量；而至少部分地基于空氣流量和用于多次主燃燒燃 料噴射的燃料流量，確定用于多次燃料預噴射的燃料流量。在本領域技術中，實際空燃比和化學計量空燃比之間的比值稱為入值。優(yōu)選地， 至少一次燃料預噴射的燃料量使包括至少一次燃料預噴射的燃料量和負氣門重疊中 截留的主燃燒殘留氣體中的第二空氣量的充氣的A值高于預定的A閾值。優(yōu)選地，預定的M萄值為1。因此，可以確?；旧纤蓄A噴燃料在與殘留氣體中的氧氣的反應 中耗盡，以免未氧化的預噴燃料冷卻下次主燃燒的充氣。優(yōu)選地，至少一次燃料預噴射的燃料量使所述A值在1. 0至1.6的范圍內(nèi)。保持 入值在該范圍內(nèi)可以確保避免所述冷卻效應，而仍然提供足夠的預噴燃料與殘留氧氣 反應以便對主燃燒的充氣進行充分加熱。優(yōu)選地，至少一次主燃燒燃料噴射中的一次是第一主燃燒燃料噴射，至少一次主 燃燒燃料噴射中的另一次是第二主燃燒燃料噴射，而至少一次燃料預噴射的燃料量可 以部分地基于第一和第二主燃燒燃料噴射確定。因此，在為每次主燃燒進行多次主燃 燒燃料噴射時，可以基于空氣量和為上次主燃燒噴射的燃料總量，準確地確定預噴射 時截留的殘留氣體中的氧氣量。如下文例示，第一主燃燒燃料噴射可以是在上次預噴 射的燃料和殘留氧氣之間的反應之后，于負氣門重疊期間在進氣行程中進行的主燃料7噴射，第二主燃燒燃料噴射可以是接下來在主燃燒短時間之前的壓縮行程期間進行的 燃料后噴射。為解決上述技術問題，本發(fā)明的另一方面提供一種發(fā)動機系統(tǒng)，所述發(fā)動機系統(tǒng) 包括具有至少一個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機，在汽缸處提供活塞、至少一個進氣門、至少一 個排氣門，及用于直接噴射燃料到汽缸中的燃料噴射裝置，所述發(fā)動機系統(tǒng)還包括發(fā) 動機控制單元，所述發(fā)動機控制單元適用于控制至少一個進氣門中的至少一個以便 引入空氣到汽缸中；控制燃料噴射裝置執(zhí)行至少一次主燃燒燃料噴射以用于與引入汽 缸中的空氣一起進行主燃燒；在排氣行程和進氣行程期間控制進氣門和排氣門以便形 成負氣門重疊以截留主燃燒的殘留氣體；及控制燃料噴射裝置以便在負氣門重疊期間 執(zhí)行至少一次燃料預噴射，其中，所述發(fā)動機控制單元還適用于至少部分地取決于所 述空氣的引入及所述至少一次主燃燒燃料噴射中的至少一次，確定所述至少一次燃料 預噴射的燃料量。下面，參考附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

圖1示意性地示出發(fā)動機系統(tǒng)的各部分； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的方法的步驟的框圖； 圖3是示出在圖2所示的方法的步驟期間作為曲軸轉角的函數(shù)的該發(fā)動機系統(tǒng)的 汽缸中的汽缸壓力和汽缸事件的圖表；及圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的方法的步驟的框圖。
具體實施方式
圖1示出包括內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機系統(tǒng)1的各部分的示意圖。該發(fā)動機包括至少 一個具有往復式活塞3的汽缸2。汽缸2和進氣道4之間的連通由至少一個進氣門5 控制，汽缸2和排氣道6之間的連通由至少一個排氣門7控制。發(fā)動機系統(tǒng)l還包括發(fā)動機控制單元(ECU) 9, ECU 9可作為一個單元提供，或 作為一個以上邏輯上互聯(lián)的物理單元提供。提供可由ECU 9控制的進氣門控制裝置 501和排氣門控制裝置701，分別用于控制一個或多個進氣門5和一個或多個排氣門 7的開啟正時和關閉正時。氣門控制裝置501、 701可以包括凸輪軸和可變氣門正時 (VVT)系統(tǒng)和/或凸輪廓線變換(CPS)系統(tǒng)，用于氣門正時控制?；蛘?，氣門控制 裝置501、 701可以包括電動、氣動(pneumatically driven),或液壓驅動的執(zhí)行 器，用于單獨控制各自的氣門5、 7。ECU 9適用于控制燃料噴射裝置11,該裝置包括每個汽缸2處的燃料噴射器11, 適用于將燃料直接噴射到各自的汽缸中。燃料噴射裝置11經(jīng)燃料泵(未示出)與形 式為燃料箱的燃料存儲裝置連通。ECU 9還適用于控制空氣流量控制裝置，該裝置包括進氣道4中的節(jié)氣門10。另外，ECU 9還適用于基于從位于進氣道4中的空氣流量傳感器14接收的信號 確定發(fā)動機空氣流量。作為替代，如現(xiàn)有技術中所知，可以基于諸如進氣歧管壓力、 節(jié)氣門位置、發(fā)動機轉速、進氣溫度，和/或大氣壓等參數(shù)計算空氣流量。確定這些 參數(shù)的值的方式在現(xiàn)有技術中是已知的，因而不在此進一步說明。此外，在每個汽缸處，提供可由ECU 9控制的包括火花塞16的點火裝置16。如現(xiàn)有技術中所知，ECU還適用于基于來自汽車中的加速器踏板17的信號調(diào)節(jié) 請求扭矩參數(shù)的值，及至少部分地基于請求扭矩參數(shù)值調(diào)節(jié)對一個或多個汽缸的燃料 和空氣供給。另外，在一個或多個汽缸2的下游，提供形式為催化轉化器的排氣處理 裝置8,且ECU 9適用于接收來自位于催化轉化器8下游的第一氣體傳感器12的信 號，以及來自位于汽缸2和催化轉化器8之間的排氣道6中的第二氣體傳感器13的 信號。因此，ECU 9適用于分別基于來自第一傳感器12和第二傳感器13的信號確定 催化轉化器8上游和下游的排氣中的氧氣含量。參考圖2和圖3，描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的方法。圖2示出該方法的步驟， 圖3示出發(fā)動機各汽缸中的一個的完整操作循環(huán)。在201,控制進氣門控制裝置501和排氣門控制裝置701,以便在排氣行程和進 氣行程期間，進氣門5和排氣門7形成負氣門重疊(圖3, NVO)以截留上次主燃燒 C3的殘留氣體。具體來說，排氣門7在排氣行程期間關閉(EVC),進氣門5在進氣 行程期間開啟(IV0),以形成負氣門重疊NVO。在202,在負氣門重疊NVO期間，在活塞3的上止點(TDC)位置之前，執(zhí)行燃 料預噴射P"按下述方式確定燃料預噴射的燃料的量，燃料預噴射的燃料在此亦稱為 預噴燃料。預噴燃料與截留的殘留氣體中的氧氣反應C,。負氣門重疊NV0期間的反應 在該示例中是通過混合氣的壓縮觸發(fā)的，但替代地，也可以控制火花塞16來觸發(fā)反 應。在203,在負氣門重疊NVO期間，在TDC位置之后，并在預噴燃料與截留的殘留 氣體中的氧氣反應C,之后，執(zhí)行第一主燃燒燃料噴射P21,在此亦稱為主燃料噴射Pn。 接下來，在204，開啟進氣門5以便引入第一空氣量到汽缸2中。接下來，在205, 在壓縮行程期間，關閉進氣門5 (IVC)。其后，在206，執(zhí)行第二主燃燒燃料噴射 P22，在此亦稱為燃料后噴射P"。第一空氣量取決于節(jié)氣門10的設置，且基于來自進氣道4中的空氣流量傳感器 14的信號，可以精確地確定第一空氣量。主燃料噴射Pu和燃料后噴射P22的燃料量以 及第一空氣量可以基于請求扭矩和來自第一氣體傳感器12和第二氣體傳感器13的信號確定。適應性地調(diào)節(jié)主燃料噴射Pn和燃料后噴射Pn及第一空氣量以便提供用于下 次主燃燒的稀混合氣，這將提供富余的氧氣，部分氧氣將在下次負氣門重疊期間截留， 在此稱為第二空氣量，如下文所述。在207,主燃料噴射P"和燃料后噴射P"的燃料量及第一空氣量由ECU 9存儲。在燃料后噴射短時間后，在208,控制火花塞16以便觸發(fā)主燃燒C3。或者，主 燃燒也可以由空燃混合氣的壓縮觸發(fā)。接下來，在209,在動力行程期間開啟排氣門 7 (EV0)。此外，在210,基于存儲的主燃料噴射P"和燃料后噴射Pu的燃料量及第一空氣量，確定下次燃料預噴射p,的燃料量。因此，確定燃料預噴射p,的燃料量，以使包 括燃料預噴射p,的燃料量和負氣門重疊中截留的主燃燒殘留氣體中的第二空氣量的充氣的入值高于預定的x閾值(；iwJ。優(yōu)選地，所述預定的入閾值是i。在預噴燃料未與截留的殘留氣體中的空氣完全混合的情況下，可以選擇較高的？U萄值，如1.2-1. 3。由例如其質量定義的最大預噴燃料量歷豕勞浙可以確定為 廣 、附頂噴射=x'附_^__附1 1、化學計量空燃比 My入閾值其中邁^是引入用于上次主燃燒的第一空氣量(質量)；辺龍冉是主燃燒燃料噴射 P21、 Pn中噴射的燃料總量(總質量)；必學伊#空#^是空氣和燃料之間的化學計 量關系(對于汽油約為14. 6 ); x是殘留氣體相對于排氣總量(總質量)的量(質量)。 排氣總量可以基于第一空氣量范M、主燃燒燃料噴射中噴射的燃料量邁w冉，及在主燃 燒燃料噴射之前噴射的預噴燃料量確定，例如作為這些空氣的質量與燃料量的總和確 定。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的方法的步驟。與參考圖2描述的實施例相同， 在201形成負氣門重疊以截留上次主燃燒C3的殘留氣體，并在202在負氣門重疊期間 執(zhí)行燃料預噴射P"燃料預噴射的燃料量根據(jù)下文所述確定。在203，在負氣門重疊 期間，在預噴燃料與截留的殘留氣體中的氧氣反應C,之后，執(zhí)行主燃料噴射P21，及 接下來在204引入第一空氣量到汽缸2中，在205關閉進氣門5,及在206執(zhí)行燃料 后噴射Pn。其后，在208，火花塞16觸發(fā)主燃燒C3;接下來，在209開啟排氣門7。在211連續(xù)地確定，即調(diào)節(jié)，用于多次主燃料噴射和燃料后噴射的燃料流量，在 此亦稱為主燃料流量。此外，在212連續(xù)地確定，即調(diào)節(jié)，進入發(fā)動機或各自汽缸2 的空氣流量的值。空氣流量和主燃料流量可基于請求扭矩及來自第一氣體傳感器12 和第二氣體傳感器13的信號確定。所述執(zhí)行主燃料噴射的步驟203及執(zhí)行燃料后噴 射的步驟206基于所確定的主燃料流量211,而引入第一空氣量的步驟204基于所確 定的空氣流量212。此外，所述執(zhí)行燃料預噴射的步驟202基于對預噴燃料量的確定210,該確定基 于主燃料流量211和空氣流量212執(zhí)行。作為示例，預噴燃料最大流量/i^噴射可以確 定為<formula>formula see original document page 11</formula>化學計量空燃比，入閾值其中，油空氣是空氣流量；A燃料是主燃料流量；必學##整盧^是空氣和燃料之間 的化學計量關系(對于汽油約為14.6) ; x是殘留氣體相對于排氣總流量的流量。排 氣總流量可以基于空氣流量A^和燃料總流量確定。應注意，在替代實施例中，可以在負氣門重疊期間進行不止一次的燃料預噴射 P"因此，燃料預噴射的燃料總量和負氣門重疊中截留的殘留氣體中的第二空氣量的 入值優(yōu)選地高于1。還應注意，在替代實施例中，可以進行少于兩次或多于兩次的主燃燒燃料噴射 P"、 Pn。例如，可以執(zhí)行不包括燃料后噴射Pn的循環(huán)。因此，下次燃料預噴射P,的 燃料量可以僅基于主燃料噴射P"的燃料量和第一空氣量確定?；蛘撸梢詧?zhí)行不包 括主燃料噴射Pn的循環(huán)。因此，下次燃料預噴射P,的燃料量可以僅基于燃料后噴射 Pn的燃料量和第一空氣量確定。在上文中，已參考具有可變氣門正時的發(fā)動機描述了本發(fā)明的實施例。然而，本 發(fā)明也適用于不具有這種可變氣門正時的發(fā)動機，例如，具有固定氣門正時和標準凸 輪軸的固定式發(fā)動機。這樣的發(fā)動機通常以固定的轉速和負荷運行，且不會產(chǎn)生通常 發(fā)生在例如汽車發(fā)動機中的瞬態(tài)變化。因此，固定式發(fā)動機可以連續(xù)地用HCCI模式 工作。此外，可以適應性地調(diào)整根據(jù)本發(fā)明的原理工作的發(fā)動機以便使用最普通的燃 料，如汽油、乙醇、甲醇、柴油、煤油、天然氣及其他燃料。
權利要求
1.一種用于發(fā)動機系統(tǒng)的方法，所述發(fā)動機系統(tǒng)包括具有至少一個汽缸(2)的內(nèi)燃發(fā)動機，在汽缸(2)處提供活塞(3)、至少一個進氣門(5)、至少一個排氣門(7)，及用于直接噴射燃料到汽缸(2)中的燃料噴射裝置(11)，所述方法包括在所述至少一個汽缸中的至少一個中執(zhí)行下述步驟控制所述至少一個進氣門(5)中的至少一個以便引入(204)空氣到汽缸(2)中；執(zhí)行(203、206)至少一次主燃燒燃料噴射(P21、P22)以用于與所述引入汽缸(2)中的空氣一起進行主燃燒；在排氣行程和進氣行程期間控制(201)所述進氣門(5)和所述排氣門(7)以便形成負氣門重疊(NV0)以截留主燃燒的殘留氣體；及在負氣門重疊期間執(zhí)行(202)至少一次燃料預噴射(P1)，其特征在于，所述至少一次燃料預噴射(P1)的燃料量至少部分地取決于所述空氣的引入及所述至少一次主燃燒燃料噴射(P21、P22)中的至少一次。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，包括 引入(204 )第一空氣量到汽缸(2)中；執(zhí)行(203、 206 )所述至少一次主燃燒燃料噴射(P21、 P22)以用于與所述第一空氣量中的空氣一起進行主燃燒；在負氣門重疊(NV0)期間截留(201)主燃燒的殘留氣體；及 至少部分地基于所述第一空氣量和所述至少一次主燃燒燃料噴射(P2,、 P")中的至少一次中噴射的燃料量，確定(210)所述至少一次燃料預噴射(P,)的燃料量。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，包括 確定進入汽缸(2)的空氣流量；確定用于與引入汽缸(2)中的空氣一起進行多次主燃燒的多次主燃燒燃料噴射 (P21、 P")的燃料流量；及至少部分地基于空氣流量和多次主燃燒燃料噴射(Pn、 P")的燃料流量，確定至 少一次燃料預噴射(P,)的燃料量。
4. 如權利要求1-3中的任何一項所述的方法，其特征在于，所述至少一次燃料 預噴射(PJ的燃料量使包括所述至少一次燃料預噴射(P,)的燃料量和在負氣門重 疊中截留的主燃燒的殘留氣體中的第二空氣量的充氣的入值高于預定的入閾值。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述預定的A閾值是1。
6. 如權利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述至少一次燃料預噴射(PJ的燃料量使所述入值在1. 0至1. 6的范圍內(nèi)。
7. 如上述權利要求中的任何一項所述的方法，其特征在于，所述至少一次主燃 燒燃料噴射(Pn、 Pn)中的一次是第一主燃燒燃料噴射(P")，所述至少一次主燃燒 燃料噴射(Pu、 P")中的另一次是第二主燃燒燃料噴射(P22),基于所述第一主燃燒 燃料噴射(P")和第二主燃燒燃料噴射(P22)，確定所述至少一次燃料預噴射(P,) 的燃料量。
8. —種發(fā)動機系統(tǒng)，所述發(fā)動機系統(tǒng)包括具有至少一個汽缸(2)的內(nèi)燃發(fā)動機, 在汽缸(2)處提供活塞(3)、至少一個進氣門(5)、至少一個排氣門(7)，及用 于直接噴射燃料到汽缸(2)中的燃料噴射裝置(11),所述發(fā)動機系統(tǒng)還包括發(fā)動 機控制單元(9),所述發(fā)動機控制單元(9)適用于控制至少一個進氣門(5)中 的至少一個以便引入(204 )空氣到汽缸(2)中；控制燃料噴射裝置(11)執(zhí)行(203、 206 )至少一次主燃燒燃料噴射(P21、 P22)以用于與引入汽缸(2)中的空氣一起進行 主燃燒；在排氣行程和進氣行程期間控制(201)進氣門(5)和排氣門(7)以便形 成負氣門重疊(NVO)以截留主燃燒的殘留氣體；及控制燃料噴射裝置(11)以便在 負氣門重疊期間執(zhí)行(202 )至少一次燃料預噴射(PJ ,其特征在于，所述發(fā)動機 控制單元(9)適用于至少部分地取決于所述空氣的引入及所述至少一次主燃燒燃料 噴射(Pn、 P22)中的至少一次，確定所述至少一次燃料預噴射(PJ的燃料量。
9. 如權利要求8所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機控制單元(9)適 用于控制進氣門(5)以便引入(204 )第一空氣量到汽缸(2)中；控制燃料噴射裝置(11)以便執(zhí)行(203、 206 )所述至少一次主燃燒燃料噴射(P21、 P22)以用于與所述第一空氣量中的空氣一起進行主燃燒；控制所述進氣門(5)和排氣門(7)以便在負氣門重疊(NVO)期間截留(201) 主燃燒的殘留氣體；及至少部分地基于所述第一空氣量和所述至少一次主燃燒燃料噴射(Pn、 P")中的 至少一次中噴射的燃料量，確定(210)所述至少一次燃料預噴射(P,)的燃料量。
10. 如權利要求8所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機控制單元(9) 適用于確定進入汽缸(2)的空氣流量；確定用于與所述引入汽缸(2)中的空氣一起進行多次主燃燒的多次主燃燒燃料 噴射(Pn、 Pn)的燃料流量；及至少部分地基于所述空氣流量和所述多次主燃燒燃料噴射(Pu、P")的燃料流量, 確定所述至少一次燃料預噴射(P,)的燃料量。
11. 如權利要求8- 10中的任何一項所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動 機控制單元(9)適用于確定所述至少一次燃料預噴射(PJ的燃料量，以使包括所 述至少一次燃料預噴射(PJ的燃料量和在所述負氣門重疊中截留的主燃燒的殘留氣 體中的第二空氣量的充氣的入值高于預定的入閾值。
12. 如權利要求11所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述預定的A閾值是1。
13. 如權利要求ll或12所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機控制單元 (9)適用于確定所述至少一次燃料預噴射(P,)的燃料量，以使所述入值在1.0至1.6的范圍內(nèi)。
14. 如上述權利要求中的任何一項所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一 次主燃燒燃料噴射(P21、 P")中的一次是第一主燃燒燃料噴射(P")，所述至少一次 主燃燒燃料噴射(Pn、 P")中的另一次是第二主燃燒燃料噴射(P")，所述至少一次燃料預噴射(P,)的燃料量可以部分地基于所述第一主燃燒燃料噴射(Pn)和第二主燃燒燃料噴射(p22)確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動機系統(tǒng)及用于這種發(fā)動機系統(tǒng)的方法，該發(fā)動機系統(tǒng)包括具有至少一個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機，在汽缸處提供活塞、至少一個進氣門、至少一個排氣門，及用于直接噴射燃料到汽缸中的燃料噴射裝置。該方法包括在至少一個汽缸中的至少一個中執(zhí)行下述步驟控制至少一個進氣門中的至少一個以便引入空氣到汽缸中；執(zhí)行至少一次主燃燒燃料噴射以用于與引入汽缸中的空氣一起進行主燃燒；在排氣行程和進氣行程期間控制進氣門和排氣門以便形成負氣門重疊以截留主燃燒的殘留氣體；及在負氣門重疊期間執(zhí)行至少一次燃料預噴射。至少一次燃料預噴射的燃料量至少部分地取決于所述空氣的引入及至少一次主燃燒燃料噴射中的至少一次。
文檔編號F02D41/30GK101328840SQ20081012495
公開日2008年12月24日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權日2007年6月20日
發(fā)明者克萊斯·奧斯特伯格, 簡·奧拉·奧爾森 申請人:福特環(huán)球技術公司