[发明专利]用于减少直接喷射式汽油发动机上的颗粒排放物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制发动机的方法和装置，所述发动机操作燃料直接喷射到发动机的燃烧腔室中，所述燃料特别是汽油，以及涉及具有这样的装置和发动机燃料供应回路的组件。其特别是在机动车辆的领域中将找到应用。

背景技术

目前，在柴油发动机的领域中，已知的实践是采用颗粒过滤器或FAP来减少颗粒排放物和满足当前强制的污染物减排标准。但是，到目前为止没有任何规定覆盖来自汽油发动机的颗粒排放物。如果这样的标准被强制实施，尤其是关于颗粒物质的最大可允许量，符合它们将证实是特别困难的，特别是在直接喷射式发动机的情况下。

这是因为颗粒排放物主要取决于在燃料已经被喷射之后在燃烧腔室的固定或移动壁上存在液体燃料和取决于在燃烧的时刻还未蒸发的汽油量。现在，对于直接喷射式发动机，可用于准备腔室中的空气/燃料混合物的时间较短，且可用的空间较小。

已经实验了大量解决方案。一些依赖于相当复杂的喷射策略，其需要开发工作的很长时段。更多的是，尚未证实它们有效。其他的提出使用颗粒过滤器，且是昂贵的。

此外，燃烧条件可通过帮助燃料在腔室中的蒸发（尤其是通过加热）而被改进。但是，这样的策略导致对发动机的总能量平衡表有损害的能量供应。

发明内容

本发明提出解决上述问题并且为此涉及一种用于控制发动机的方法，所述发动机操作燃料直接喷射到发动机的燃烧腔室中，所述燃料尤其是汽油，在该方法中：

-确定发动机的操作阶段，

-取决于所述阶段，燃料在被引入到燃烧腔室中之前被加热。

由于燃料被加热，离开喷射器的燃料喷流的雾化由于其在燃烧腔室中的蒸发而被改进。这则有助于燃烧并还减少燃料存在于腔室的固定或移动壁上的风险，使得可以限制颗粒排放物的风险。进一步地，当应用该加热时通过考虑发动机操作条件，限制了任何不必要的能量消耗。

发动机的操作阶段尤其是取决于与燃料、发动机和外部环境相关的参数。

根据按照本发明方法的各实施例：

-发动机的操作阶段通过估计所述发动机的操作点和/或通过检测其寿命阶段中的一个（尤其是起动阶段）而被确定；

-燃料的温度在燃料被引入到燃烧腔室中之前被控制；

-检测易于产生颗粒排放物的一个或多个操作阶段，

-如果检测到所述操作阶段，在燃料引入到燃烧腔室中之前，执行燃料的所述加热；

-发动机的操作阶段通过确定和/或估计燃烧腔室中的温度和/或压力而被确定，以及在燃料被引入到腔室中之前所述燃料需要上升到的温度和/或压力基于燃烧腔室中的所述温度和/或所述压力而被估计；

-在燃料被引入到腔室中之前燃料需要上升到的所述温度和/或压力被选择为，当燃料被引入到燃烧腔室中时允许燃料的至少一部分瞬间蒸发，从而所述燃料以燃料的液体喷流的形式被引入到该腔室中，在引入到腔室中期间，在该喷流中蒸气穴产生；

-燃料的温度在燃料被引入到腔室中之前被监控，以阻止其沸腾；

-执行选择燃料的性质的步骤，以及考虑被选择的燃料性质而执行所述加热。

本发明还涉及一种用于控制发动机的装置，所述发动机操作燃料直接喷射到发动机的燃烧腔室中，所述燃料尤其是汽油，所述装置包括：

-用于确定发动机的操作阶段的器件，

-用于根据所述操作阶段在燃料被引入到燃烧腔室中之前加热燃料的器件。

根据本发明的各实施例，

-该装置包括发动机控制单元，所述发动机控制单元包括第一处理器件，所述第一处理器件用于基于由所述控制单元接收的信息来建立发动机的所述操作阶段；

-加热器件包括电源、电阻加热元件、以及用于将所述电源和所述电阻加热元件布置为彼此连通的器件；

-所述控制单元被连接至所述用于将所述电源和所述电阻加热元件布置为彼此连通的器件，并包括第二处理器件，所述第二处理器件用于根据发动机的操作阶段来激活所述用于将所述电源和所述电阻加热元件布置为彼此连通的器件；

-该装置包括用于测量和/或估计燃烧腔室中的压力和/或温度的器件，所述器件连接至所述控制单元，所述控制单元包括第三处理器件，所述第三处理器件用于基于燃烧腔室中的所述温度和/或所述压力来估计在燃料被引入到腔室中之前所述燃料需要上升到的温度和/或压力；

-所述装置包括用于在燃料被引入到燃烧腔室中之前控制燃料温度的器件。

所述装置特别地设计为能够允许上述方法被实施。