[发明专利]执行稀燃6冲程循环的发动机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机控制系统，且更具体地涉及一种执行稀燃六冲程燃烧循环的发动机控制系统。

背景技术

六冲程发动机循环在本领域中是已知的，且总体由进气冲程、第一压缩冲程、第一做功冲程、第二压缩冲程、第二做功冲程和排气冲程组成。在进气冲程期间，空气或燃料和空气的混合物被吸入发动机的燃烧室。在第一压缩冲程期间，混合物被压缩并在第一压缩冲程将要结束时被点燃。在第一做功冲程期间，燃烧的混合物通过向下推动相关的活塞而使燃烧室的体积快速扩大，从而形成有用的机械功输出。在第二压缩冲程期间，残余的燃烧气体和/或新的燃料与空气再次被加压并点燃。在第二做功冲程期间，燃烧的混合物再次膨胀燃烧室的体积以形成有用的机械功输出。在排气冲程期间，燃烧过程的副产物通过活塞从燃烧室推出。

过去，上述两种燃烧事件(即，在第一做功冲程和第二做功冲程期间发生的燃烧事件)在单个循环期间是相似的。即，在两个事件期间的空燃混合物燃烧具有基本相同的空燃比。为了提供这种相同的比率，在不同的燃烧事件期间，借助于机械凸轮机构使得诸如气门正时和燃料喷射之类的发动机控制保持基本一致。尽管有效，但这种操作在效率、功率和排气排放方面可能并不是最优的。

2007年3月1日公布的Milovanovic等人的美国专利公报No.2007/0044778(’778公报)中公开了一种改善六冲程发动机操作的尝试。’778公报描述了一种具有第一燃烧阶段和第二燃烧阶段的直喷式发动机。在第一燃烧阶段期间，浓比率的燃料和空气被供给至发动机的燃烧室并通过压燃式柴油法燃烧。从第一燃烧阶段得到的大部分燃烧后的气体被保持在燃烧室中，并且将额外的空气供给至燃烧室。然后在第二燃烧阶段期间通过均质充量压燃燃烧所获得的具有稀比率的混合物。第一燃烧阶段由于其浓的特性而可提供增加的功率输出，而第二阶段由于其稀的特性而可减少排气排放。

尽管’778公报可确保发动机在六冲程操作期间的增强性能，但其仍然不是最优的。具体地，在第一燃烧阶段的浓比率的燃料和空气可能产生过多的排气排放物，使得不能在第二燃烧阶段被充分地减小。

本发明的发动机控制系统解决了上述问题中的一个或多个和/或现有技术中的其他问题。

发明内容

在一方面，本发明涉及一种用于发动机的控制系统，所述发动机具有燃烧室。所述控制系统可包括：燃料喷射器，其构造成选择性地将燃料喷入所述燃烧室；以及控制器，其与所述燃料喷射器通信。所述控制器可配置成：在第一压缩冲程期间启动所述燃料喷射器，从而以在六冲程循环的第一燃烧事件期间在所述燃烧室内形成分层的稀空燃混合物的量和正时引发燃料喷射。所述控制器还可配置成：在第一做功冲程期间启动所述燃料喷射器，从而以在同一六冲程循环的第二燃烧事件期间在所述燃烧室内形成均质的稀空燃混合物的量和正时引发燃料喷射。

在另一方面，本发明涉及一种操作发动机的方法。该方法可包括：吸入空气；压缩空气；以及将燃料喷入被压缩的空气中，以形成分层的稀空燃混合物。所述方法还可包括：点燃所述分层的稀空燃混合物，以获得第一功输出；在所述第一功输出期间将燃料喷入残留的燃烧气体中，以形成均质的稀空燃混合物；压缩所述均质的稀空燃混合物。所述方法可进一步包括：点燃被压缩的均质的稀空燃混合物，以获得第二功输出；以及将来自均质稀空燃混合物的燃烧的残留气体排放至环境。

附图说明

图1是示例性公开的动力系统的示意图；以及

图2是示出了图1动力系统的示例性操作的曲线图。

具体实施方式

图1示出了具有发动机控制系统12的动力系统10的示例性实施例。基于本发明的目的，将动力系统10图示和描述为六冲程柴油发动机。然而，本领域的技术人员会认识到，动力系统10可实施为任何类型的内燃机，例如汽油发动机或由气体燃料驱动的发动机。发动机控制系统12可帮助调节动力系统10的操作。

动力系统10可包括至少部分地限定多个气缸16的发动机气缸体14。活塞18和气缸盖20可与各气缸16相关联以形成燃烧室22。具体地，活塞18可滑动地布置在各气缸16内，以在上死点(TDC)位置与下死点(BDC)位置之间往复运动，且气缸盖20可定位成罩住气缸16的末端，从而形成燃烧室22。在所示的实施例中，动力系统10包括四个燃烧室22。然而，可以设想的是，动力系统10可包括更多或更少数量的燃烧室22并且燃烧室22能以“直列”构型、“V”形构型或以任何其他适当的构型布置。