[发明专利]控制内燃发动机的运行的方法和设备

说明书

一种内燃发动机，包括燃料喷射系统，其包括设置为将燃料喷射到燃烧室中的燃料喷射器，和包括突出进入燃烧室中的不接地阻挡放电等离子点火器的等离子点火系统。控制器包括执行指令集，以在输出扭矩请求表示低载荷状态时将发动机控制在压缩点火式模式，包括指令以控制可变阀促动系统和控制等离子点火系统以在控制燃料喷射系统以执行燃料喷射事件之后执行等离子放电事件，其中燃料喷射事件实现具有贫燃料的空气/燃料比的气缸充气。

技术领域

本发明涉及内燃发动机，其配置有直接喷射燃料系统和等离子点火器，且涉及其控制。

背景技术

已知的火花点火式(SI)发动机将空气/燃料混合物引入每一个气缸，在压缩冲程期间其被压缩且被火花塞点燃。已知压缩点火(CI)发动机在压缩冲程的上死点(TDC)附近将加压燃料喷射到燃烧腔室中，其在喷射时点燃。用于SI发动机和CI发动机的燃烧涉及通过流体力学控制的预先混合或扩散火焰。

SI发动机可以在不同燃烧模式下运行，例如包括均质SI燃烧模式和分层进汽SI燃烧模式。SI发动机可以配置为，在预定速度/载荷运行状态下的均质充气压缩点火(HCCI)燃烧模式下运行，且还被称为受控制的自动点火燃烧。HCCI燃烧是分布式、无火焰、动态控制的自动点火燃烧过程，发动机在稀空气/燃料混合物下运行，即贫计量比的空气/燃料点，具有相对较低的峰值燃烧，形成低NOx排放物。运行在HCCI燃烧模式的发动机形成成分、温度和进气阀关闭时残余排出气体优选均质的的气缸充气。均质的空气/燃料混合物使得富燃料气缸燃烧区域(其形成烟灰和颗粒排放物)的发生最小化。

发明内容

描述一种内燃发动机，且包括通过在汽气缸中形成的气缸孔、气缸盖和活塞配合形成的燃烧室。进气阀和排气阀设置在气缸盖中且操作为控制向燃烧室的气体流动，且可变阀促动系统操作为控制进气阀和排气阀的打开和关闭。燃料喷射系统包括设置为将燃料喷射到燃烧室中的燃料喷射器，和包括突出进入燃烧室中的不接地阻挡放电等离子点火器的等离子点火系统。控制器操作为响应于输出扭矩请求控制可变阀促动系统、燃料喷射系统和等离子点火系统的操作。控制器包括执行指令集，以在输出扭矩请求表示低载荷状态时将发动机控制在压缩点火式模式，包括指令以控制可变阀促动系统和控制等离子点火系统以在控制燃料喷射系统以执行燃料喷射事件之后执行等离子放电事件，其中单次燃料喷射事件实现具有贫燃料的空气/燃料比的气缸充气。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

参考附图通过例子描述一个或多个实施例，其中:

图1和2根据本发明示意性地显示了用于内燃发动机的单个气缸的实施例的截面视图，该内燃发动机包括属于等离子点火系统的气缸内的不接地介质阻挡放电等离子点火器；

图3根据本发明示意性地示出了在内燃发动机的气缸盖的通孔中安装的气缸内不接地介质阻挡放电等离子点火器的截面侧视图；

图4根据本发明示意性地示出了气缸内不接地介质阻挡放电等离子点火器的等轴视图，且稀释了通过单次等离子放电事件产生的多股电子流；

图5根据本发明用图形显示了与发动机速度和载荷运行状态相关的用于运行参考图1或2所述的发动机实施例的优选发动机运行模式，采用等离子点火控制器的实施例以产生等离子放电事件；

图6根据本发明用图形显示了在无火焰控制的压缩点火式发动机运行模式中的参考图1或2所述的发动机实施例的操作期间的单个发动机循环的发动机参数，所述无火焰控制的压缩点火式发动机运行模式采用等离子点火控制器的实施例以产生等离子放电事件；

图7用图形显示了在火焰辅助的受控压缩点火式发动机运行模式中、在参考图1或2所述的发动机实施例的操作期间的单个发动机循环期间的发动机参数；和