[发明专利]喷雾引导直喷式火花点火发动机的燃烧控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及内燃机控制系统，而且更具体地涉及在内燃机系统内通过精确的燃料喷射控制燃烧。

背景技术

发动机控制方案的制订者面临不断改善燃料经济性和减少各种排放成分的排放量的要求，排放成分包括碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物(NO_X)。一个发动机配置和控制策略包括喷雾引导火花点火直喷式汽油发动机以实现更好的燃烧稳定性、更好的燃料经济性和更低的排放量。采用喷雾引导的燃料喷射的发动机的主要好处在于改善了燃料经济性，因为发动机可以以稀的燃料/空气当量比运转在低-中发动机负荷及低-中发动机转速下。然而，这样的运转可影响发动机的燃烧稳定性。

已经有各种燃料喷射和点火系统的设计和控制策略用于改善燃烧稳定性，从而获得改善的燃料经济性和更低的燃烧排放量。示范性的方法包括：更宽或更窄的喷射器喷雾锥；更高或更低的喷射速率；以及，火花塞，其位于燃料喷雾锥的内部或外部的边缘上。现有的在点火前完全喷射燃料的喷射和点火策略燃烧稳定性差，这会造成排放量、燃料消耗和烟气增多。

于是需要提供一种改进的策略来解决上面提到的问题。

发明内容

因此，根据本发明的一个实施例，提供了一种操作喷雾引导火花点火直接燃料喷射式内燃机的方法及装置。本发明包括在燃烧循环期间喷射第一数量的燃料。启动火花点火，并且在燃烧循环期间启动火花点火之后，控制第二数量的燃料的喷射，从而有效传播(或称扩大)火花点火产生的火焰中心。

对本领域技术人员而言，在阅读并理解了下文对实施例所作的详细描述后，本发明的上述及其他方面将变得明显。

附图说明

本发明可被实体化为某些部件和部件布局，在附图中详细说明和示出了本发明的实施例，附图构成说明的一部分，且其中：

图1是根据本发明的内燃机的示意图；和

图2-20是根据本发明的示范性数据图表。

具体实施方式

现在参考附图，其中这些图都仅仅用于说明本发明的目的，而不是为了限制本发明。图1示出了内燃机10和根据本发明的实施例构造的控制系统5的示意图。示范性的发动机包括直接燃料喷射、喷雾引导火花点火(SIDI)式发动机，其采用以分层燃烧装料方式操作的高压燃烧室几何结构。发动机控制系统可操作以通过燃料喷射器的快速脉冲来控制燃料喷射，如下文所述。应当理解，本发明可用于任何直喷式火花点火内燃机且可操作以控制如上所述的燃料喷射，所述内燃机能够以燃料气体混合物的分层装料方式运转。

本发明包括点火后喷射(injection-after-ignition)策略，其使示范性发动机能够具有喷雾引导的喷射能力从而以改善的燃烧稳定性操作于稀燃模式。因此，点火后喷射优选用于如下范围内的喷雾引导式发动机：在所述范围内，所述发动机通过以稀当量比的操作获得燃料经济效益，所述稀当量比可相比于充分预混合发动机的操作。示范性点火后喷射策略包括在点火开始之后就精确喷射少量燃料。本发明可用于多汽缸、喷雾引导、直接燃料喷射、火花点火的四冲程内燃机，所述内燃机具有独立的汽缸燃料控制。