確定直噴內燃機汽缸燃燒循環(huán)進氣行程中噴射模式的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于確定直噴式內燃發(fā)動機汽缸的燃燒循環(huán)進氣行程中的噴射模式的方法。
【背景技術】
[0002]火花點火的直噴式內燃發(fā)動機包括多個汽缸，每個汽缸設有相應的活塞，所述活塞循環(huán)地在汽缸內滑動，并通過連桿以機械方式連接到曲軸，以便將由汽缸內的燃燒所產生的力傳遞到驅動軸本身，所述汽缸具有部分地布置于汽缸內部的相應噴射器并且具有相應的火花塞，所述火花塞由電子控制單元周期性地進行控制，以在其電極之間產生火花，并由此確定在汽缸本身內的壓縮氣體的點火。所述內燃發(fā)動機還包括進氣歧管和排氣歧管，所述進氣歧管通過一個或多個進氣門連接到每個汽缸，所述排氣歧管通過一個或多個排氣門連接到每個汽缸并且其通到排氣管以便將由燃燒所產生的氣體排放到大氣中。
[0003]每個汽缸的四行程燃燒循環(huán)包括按順序的四個行程:進氣行程、壓縮行程、膨脹行程和排氣行程。在每個燃燒循環(huán)末，將由驅動軸完成兩周完整的回轉，從而經過等于720°的旋轉?；钊畛跆幱谏现裹c處，并且在進氣行程期間，通過在汽缸內產生真空而下降到下止點，當相應的進氣門打開時所述真空將從進氣管抽吸空氣，使得驅動軸經過半周回轉并經歷從0°到180°的角度。在進氣行程期間和/或在隨后的壓縮行程期間，燃料被噴射到燃燒室內。在隨后的壓縮行程期間，活塞從下止點上升到上止點，從而壓縮汽缸內的空氣和燃料混合物，導致壓力和溫度升高，使得驅動軸經過半周回轉并經歷從180并到360并的角度。
[0004]在膨脹行程期間，火花塞的電極產生火花，所述火花點燃汽缸內的空氣和燃料混合物并且所述混合物本身開始燃燒，這除了是燃燒循環(huán)中產生有用功的唯一步驟之外還使得溫度和壓力上升。通過使得驅動軸經過半周回轉并經歷從360°到540°的角度而將活塞從上止點推動到下止點。最后，在排氣行程中，活塞再次處于下止點并向上移動到上止點以便排出燃燒過的氣體，該燃燒過的氣體通過相應的排氣門被引入到排氣管內，使得驅動軸經過半周回轉并經歷從540°到720°的角度。
[0005]在每個四行程燃燒循環(huán)中所噴射的燃料總量可作為所提供到驅動輪的扭矩的函數(shù)來確定，其確定發(fā)動機必須吸入的空氣量。在每個汽缸的每個四行程燃燒循環(huán)中所噴射的燃料總量備選地在進氣行程期間，或在壓縮行程期間，或甚至在進氣行程和壓縮行程兩者期間進行噴射。
[0006]為了能夠確保空氣和燃料的正確混合并防止燃料在活塞頂部或汽缸壁上結垢并防止導致顆粒物形成，限定噴射模式(即確定在其間完全或部分地噴射燃料量的燃燒循環(huán)的一個或多個行程)是極其關鍵的。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供用于確定直噴式內燃發(fā)動機汽缸的燃燒循環(huán)進氣行程中的噴射模式的方法，該方法克服上述缺陷，并且特別是該方法可容易地且可以具有成本效益的方式來實施。
[0008]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種控制單元，其適于確定直噴式內燃發(fā)動機汽缸的燃燒循環(huán)進氣行程中的噴射模式，且其克服現(xiàn)有技術的缺陷。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，提供用于確定直噴式內燃發(fā)動機汽缸的燃燒循環(huán)進氣行程中的噴射模式的控制單元和方法；所述方法包括:
[0010]確定用于滿足對所提供扭矩的要求而在每個汽缸的每個燃燒循環(huán)中所噴射的燃料總量的步驟；
[0011 ] 作為在每個汽缸的每個燃燒循環(huán)中所噴射的燃料總量的函數(shù)來確定在每個汽缸的每個燃燒循環(huán)中在進氣行程期間所噴射的燃料量的步驟；
[0012]作為內燃發(fā)動機的轉速、內燃發(fā)動機的負載，以及噴射開始角度值的函數(shù)來確定在進氣行程期間每次部分噴射所噴射的最大燃料量的步驟；以及
[0013]作為在每個汽缸的每個燃燒循環(huán)中在進氣行程期間所噴射的燃料量以及在進氣行程期間每次部分噴射所噴射的最大燃料量的函數(shù)來確定在進氣行程中的噴射模式的步驟，其包括下列子步驟:
[0014]通過在每個汽缸的每個燃燒循環(huán)中在進氣行程期間所噴射的燃料量與在進氣行程中所執(zhí)行的部分噴射的次數(shù)之間的比值來確定在進氣行程中每次部分噴射所噴射的目標燃料量；以及
[0015]確定在進氣行程中所執(zhí)行的部分噴射的次數(shù)，以使得在每個汽缸的每個燃燒循環(huán)中在進氣行程期間所噴射的燃料量與在進氣行程中所執(zhí)行的部分噴射的次數(shù)之間的比值低于或等于在進氣行程中每次部分噴射所噴射的最大燃料量。
【附圖說明】
[0016]現(xiàn)在將參照示出非限制性實施例的附圖對本發(fā)明進行描述，其中:
[0017]-圖1是設有控制單元的直噴式內燃發(fā)動機的示意圖，所述控制單元實施用于實現(xiàn)本發(fā)明目的的確定進氣/壓縮行程中的噴射模式的方法；
[0018]-圖2是圖1中所示內燃發(fā)動機的汽缸的示意圖；以及
[0019]-圖3示意性地按順序示出圖2中所示汽缸的燃燒循環(huán)的各個行程；
[0020]-圖4是用于實現(xiàn)本發(fā)明目的的確定進氣行程中的噴射模式的方法的框圖；
[0021]-圖5是用于實現(xiàn)本發(fā)明目的的確定壓縮行程中的噴射模式的方法的框圖；
[0022]-圖6是在圖5中所示的用于確定壓縮行程中的噴射模式的方法中使用的圖表；以及
[0023]-圖7a)至圖7d)示出根據(jù)圖5中所示方法所獲得的在壓縮行程中執(zhí)行的某些部分噴射模式之間的比較。
【具體實施方式】
[0024]在圖1中，附圖標記I指示作為一個整體的火花點火式內燃發(fā)動機，其包括以成直線布置的四個汽缸2。每個汽缸2包括相應的活塞3，所述活塞3通過連桿以機械方式連接到曲軸4，以便將由汽缸2中的燃燒所產生的力傳遞到驅動軸4本身。
[0025]如圖2中所示，內燃發(fā)動機I包括進氣歧管5，所述進氣歧管5通過兩個進氣門6(圖2中只示出其中之一)連接到每個汽缸2并且通過蝶形閥7接收新鮮空氣(即來自外部環(huán)境的空氣)，所述蝶形閥7可在閉合位置和最大打開位置之間移動。此外，內燃發(fā)動機I包括排氣歧管8，所述排氣歧管8通過兩個排氣門9 (圖2中只示出其中之一)連接到每個汽缸2，所述排氣門9通到排氣管(未示出)，以便將由燃燒所產生的氣體排放到大氣中。
[0026]每個排氣門9的位置直接由凸輪軸10來進行控制，所述凸輪軸10接收來自驅動軸4的運動；相反，進氣門6的位置可由通用的氣門開度控制裝置11來進行控制，所述氣門開度控制裝置11控制進氣門6以管理開度和升角，以便控制由進氣門6所提供的扭矩。氣門開度控制裝置11使用傳統(tǒng)的凸輪軸12，所述凸輪軸12接收來自驅動軸4的運動，以及對于每個進氣門6而言可包括電力控制的液壓致動器13 (即由電磁閥進行控制)，所述液壓致動器13間置于進氣門6的氣門桿和凸輪軸12之間。通過適當?shù)乜刂泼總€液壓致動器13，能夠調節(jié)由凸輪軸12傳遞到進氣門桿6的運動，并且因此可以調節(jié)進氣門6的實際升程。因此，對于每個汽缸2和發(fā)動機循環(huán)而言，控制裝置11的動作可允許獨立于其它的進氣門6來改變每個進氣門6的實際升程。
[0027]針對每個汽缸2設置相應的噴射器14 ;根據(jù)圖2中所不的實施例，噴射是直接噴射類型的，因此每個噴射器14部分地布置于汽缸2內部。根據(jù)替代性的實施例(未示出)，并且只限于關于本發(fā)明進氣門INT的部分應用，噴射是間接噴射類型的，因此每個噴射器14在進氣管中布置于汽缸2的上游，所述進氣管將進氣歧管5連接到汽缸2。
[0028]此外，每個汽缸2包括火花塞15，所述火花塞5通過汽缸2的頂部布置在進氣門5和排氣門9之間的中心位置內，并且循環(huán)地被激活以便確定在每個壓縮行程末汽缸2中壓縮氣體的點火。
[0029]發(fā)動機I包括控制單元16，其控制內燃發(fā)動機I的操作，并且除其它之外，控制火花塞15來確定每個汽缸2中壓縮氣體的點火?？刂茊卧?6包括存儲器17，在存儲器17中存儲一系列映射圖(map)，所述映射圖提供作為當前發(fā)動機點的函數(shù)的火花塞15的控制值；特別是，存儲在存儲器17中的映射圖為每個火花塞15 (即為每個汽缸2)提供標準的點火提前。
[0030]圖3示出每個汽缸2的四行程燃燒循環(huán)。完整的燃燒循環(huán)由四個行程按順序執(zhí)行:進氣行程INT、壓縮行程C0MP、膨脹行程ESP和排氣行程EXH。在每個燃燒循環(huán)末，將由驅動軸4完成兩周完整的回轉，從而經過等于720軸的旋轉。
[0031]在進氣行程INT期間，活塞3最初處于上止點PMS處