CN118159725A - 控制内燃发动机的方法、控制布置、内燃发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

公开一种控制内燃发动机(1)的方法(100)，所述内燃发动机(1)包括至少两个气缸(c1‑c6)，其中每个气缸(c1‑c6)包括至少一个燃料喷射器(i1‑i6)，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到所述气缸(c1‑c6)中，其中所述方法(100)包括以下步骤：基于所述至少两个气缸(c1‑c6)之间的残余气体不平衡的估计值来控制(120)由所述燃料喷射器(i1‑i6)执行的到所述气缸(c1‑c6)中的燃料喷射。本公开还涉及计算机程序、计算机可读介质(200)、控制布置(21)、内燃发动机(1)和车辆(40)。

Description

控制内燃发动机的方法、控制布置、内燃发动机和车辆

技术领域

本公开涉及一种控制内燃发动机的方法。本公开还涉及计算机程序、计算机可读介质、控制布置、内燃发动机和车辆。

背景技术

诸如四冲程内燃发动机的内燃发动机包括一个或多个气缸和布置在每个气缸中的活塞。活塞连接到发动机的曲轴，并且布置成在曲轴旋转时在气缸内往复运动。发动机通常还包括一个或多个进气阀和出口阀以及一个或多个燃料供应装置。一个或多个进气阀和出口阀由相应的阀控制布置控制，该气阀控制布置通常包括经由皮带、链、齿轮或类似物可旋转地连接到发动机的曲轴的一个或多个凸轮轴。四冲程内燃发动机在转动曲轴的同时完成四个单独的冲程。冲程是指活塞沿气缸在任一方向上的全行程。活塞在气缸中的最上部位置通常称为上止点TDC，而活塞在气缸中的最下部位置通常称为下止点BDC。

冲程按以下顺序完成：进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在传统四冲程内燃发动机的操作期间，进气阀控制布置在气缸内的活塞的进气冲程期间将气缸的进气阀控制到打开状态，以允许空气或空气和燃料的混合物进入气缸。在压缩冲程期间，应该关闭所有阀以允许压缩气缸中的空气或空气和燃料的混合物。如果发动机处于动力产生状态，则通常在压缩冲程即将结束时，例如通过火花塞或通过气缸中的压缩热来点燃气缸中的燃料。气缸内的燃料的燃烧显著地增加气缸内的压力和温度。燃料的燃烧通常持续到随后的膨胀冲程的大部分。通过燃烧获得的气缸中的增加的压力和温度部分地转换成在膨胀冲程期间供应到曲轴的机械功。显然，在膨胀冲程期间，所有阀应保持关闭，以允许将增加的压力和温度转换成机械功。膨胀冲程通常也称为燃烧冲程，因为通常大部分燃烧发生在膨胀冲程期间。在随后的排气冲程中，排气阀控制布置将气缸的排气阀控制到打开状态，以允许废气从气缸排出到燃烧式发动机的排气系统中。

排气冲程和进气冲程可统称为气缸的气体交换阶段，因为气体通常在这些冲程中从气缸传出以及传入气缸中。如上文所理解，通常，在气缸的后续压缩冲程和膨胀冲程期间，不允许气体流入或流出气缸。

设计内燃发动机时的常见问题是发动机的排放水平和发动机的燃料消耗。二氧化碳CO₂的排放水平与发动机的燃料消耗直接相关。另外，来自发动机的排气可包括来自不完全燃烧的一氧化碳CO、来自未燃尽燃料的碳氢化合物HC、来自高燃烧温度的氮氧化物NOx，以及通常缩写为PM并且主要由碳烟/烟雾组成的微粒物质。

由于环境问题，目前几乎所有出售的车辆都包括某种排气后处理系统。示例是催化转换器、微粒过滤器和选择性催化还原(SCR)装置。选择性催化还原布置是借助于催化剂将氮氧化物NOx转化为双原子氮N2和水H2O的构件。将气态还原剂(通常为无水氨、氨水或尿素)添加到废气流中并吸附到催化剂上。这些排气后处理系统的功能依赖于废气的高温。

通常操作发动机以使废气的温度最小化，因为发动机效率与气体离开气缸系统之后的剩余气体温度之间存在相关性。即，理想情况下，发动机应在上止点TDC附近发生快速燃烧事件，然后在膨胀冲程中具有相对长的气体膨胀，以使每份燃油量获得尽可能大的发动机制动扭矩。这给出一种具有低废气温度的燃料高效发动机。

氮氧化物NOx通过氧O2与氮N之间在发动机气缸中的高温和高压力下的反应而形成。换句话说，当发动机的操作关于燃料高效地优化时，可形成大量的氮氧化物NOx。废气再循环(EGR)是控制来自发动机的NOx排放的有效策略。EGR通过将发动机废气的一部分再循环回到发动机气缸来工作。EGR通过降低燃烧室中的氧浓度以及通过会降低峰值缸内温度的热吸收来减少NOx的形成。

若干类型的废气再循环系统退出，包含了包括被布置成将发动机废气的一部分传送回到发动机的进气歧管的管道布置的外部再循环系统，以及其中发动机废气的一部分通过发动机阀控制保持在发动机的气缸中或再循环出入所述气缸的内部系统。另外，同样在正常操作期间，由于气缸的气体交换阶段中的不完全气体交换，气缸会包括来自先前燃烧循环的一些残余气体。此外，在一些操作条件下，废气可在气缸的气体交换阶段中在发动机的气缸之间流动。

在此上下文中，术语气缸中的残余气体可定义为来自发动机的前一燃烧循环的废气。因此，残余气体可来自发动机的当前气缸或另一气缸。另外，残余气体可能已经由内部或外部废气再循环EGR系统进入气缸，可能已由于发动机阀控制而进入气缸，或者可能仅由于气缸的前一气体交换阶段中的不完全气体交换而占据气缸。

气缸中大量的残余气体减少了氮氧化物NOx的形成，但增加了碳烟的形成。对应地，气缸中少量的残余气体减少了碳烟的形成，但增加了氮氧化物NOx的形成。

如果发动机被操作以产生低排气温度，特别是在冷起动、低发动机负载条件、长时间的发动机怠速等期间，则在排气后处理系统的转换效率方面可能出现问题。因此，在某些时间和/或条件下，可能期望操作发动机以增加排气温度，即使这对发动机的燃料消耗具有负面影响。何时可能需要增加排气温度的另一示例是想要增加包括涡轮增压器的发动机中的可用涡轮废气能量之时。

另外，当前的排放法规使得有必要使废气后处理系统快速达到高效率，并且始终保持在高效率，即，利用尤其是氮氧化物NOx的低发动机排出物将所述系统快速升温。这一点在即将到来的排放法规中更加重要。解决排放挑战的当前解决方案可以是晚喷射，结合使后处理系统的部分接近排气阀，以减少热惯性和废气热损失。然而，对于即将到来的排放法规，此类解决方案可能不够。

发明内容

本发明的目标是克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。

根据本发明的第一方面，所述目标通过一种控制内燃发动机的方法来实现，所述内燃发动机包括至少两个气缸，其中每个气缸包括至少一个燃料喷射器，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到所述气缸中，并且其中所述方法包括以下步骤：

-基于所述至少两个气缸之间的残余气体不平衡的估计值来控制由所述燃料喷射器执行的到所述气缸中的燃料喷射。

由于所述方法包括基于所述残余气体不平衡的估计值控制由燃料喷射器执行的到气缸中的燃料喷射的步骤，因此提供了一种能够以高效方式减少发动机气缸之间的残余气体不平衡的负面影响的方法。即，提供一种方法，其具有用于补偿由气缸之间的残余气体不平衡引起的发动机气缸之间的燃烧特性差异的条件。残余气体不平衡的结果是，具有更多残余气体和更少空气的气缸将产生更少的NOx，同时易于产生更多碳烟。类似地，具有更少残余气体和更多空气的气缸将产生更少碳烟，但易于产生更多NOx。

因此，提供一种方法，所述方法能够控制燃料到每个气缸中的喷射以最小化氮氧化物NOx和碳烟的形成，以便最小化来自发动机的这些物质的总排放水平。

另外，本发明的发明人已发现，发动机的一些控制策略可用于以高效方式增加排气温度，但这些控制策略可能对发动机气缸之间的残余气体不平衡具有负面影响。然而，由于所述方法包括基于所述残余气体不平衡的估计值控制由燃料喷射器执行的到气缸中的燃料喷射的步骤，因此提供了一种能够减少引起发动机气缸之间的较高残余气体不平衡的发动机控制策略的负面影响的方法。

因此，提供一种允许使用控制策略的方法，所述控制策略可以高效方式增加排气温度，同时通过基于残余气体不平衡的估计值控制燃料喷射而将氮氧化物NOx和碳烟的形成保持在低水平。

因此，提供一种方法，该方法克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此，实现了上述目标。

任选地，每个气缸包括至少一个排气阀，并且其中所述方法包括以下步骤：

-将对所述内燃发动机的所述排气阀的控制提前。

由于所述方法包括将对内燃发动机的排气阀的控制提前的步骤，因此提供了一种能够增加排气温度的方法。这是因为控制的提前使排气阀比未对控制提前的情况更早地打开和关闭。排气阀提早打开可中断膨胀，从而使飞轮扭矩更小并且废气更热。排气阀提早关闭可导致滞留显著更多的热残余物，所述残余物可在气缸中重新压缩，这可能会增加泵送功。

另外，当相应气缸的进气阀打开时，其可打开气缸并将滞留的残余物排出到发动机的进气歧管中。这可增加发动机的泵送功，因为用于压缩滞留废气的功不会膨胀而产生正功。排出到进气歧管中的废气可能导致更高的残余气体不平衡，即，气缸中的残余物的不平衡。

然而，由于所述方法包括基于残余气体不平衡的估计值控制由燃料喷射器执行的到气缸中的燃料喷射的步骤，因此提供了一种能够减少由此发动机控制策略引起的较高残余气体不平衡的负面影响的方法。因此，提供一种能够以高效方式增加排气温度同时将氮氧化物NOx和碳烟的形成保持在低水平的方法。

任选地，每个气缸包括至少一个进气阀，并且其中所述方法包括以下步骤：

-通过对内燃发动机的进气阀的控制进行移相来控制泵送通过发动机的空气量。

由此，提供一种能够以高效方式调节排气温度同时将氮氧化物NOx和碳烟的形成保持在低水平的方法。另外，通过对进气阀的控制进行移相，可控制相应气缸的进气阀/多个进气阀的打开定时和关闭定时。以此方式，提供一种能够控制几何压缩比以及气缸之间的残余气体不平衡的方法。即，碗进气阀打开产生气缸上方更均匀的气体组成，即，气缸之间的残余气体不平衡较小。以此方式，可相对于NOx和烟雾进一步优化喷射策略。此外，还提供了在发动机负载更高的情况下使用所述方法的条件。

另外，进气阀提早打开可打开气缸并将滞留的残余物排出到发动机的进气歧管中。这可增加发动机的泵送功，因为用于压缩滞留废气的功不会膨胀而产生正功。排出到进气歧管中的废气可能导致更高的残余气体不平衡，即，气缸中的残余物的不平衡。然而，如上所述，由于所述方法包括基于残余气体不平衡的估计值控制由燃料喷射器执行的到气缸中的燃料喷射的步骤，因此提供了一种能够减少由此发动机控制策略引起的较高残余气体不平衡的负面影响的方法。

任选地，对至少一个进气阀的控制的移相包括以下步骤：

-延缓对内燃发动机的进气阀的控制。

由此，相应气缸的进气阀/多个进气阀的打开定时和关闭定时被延缓，即，延迟。以此方式，在气缸之间提供减少的残余气体不平衡。另外，如所解释，可相对于NOx和烟雾进一步优化喷射策略。另外，还提供了在发动机负载更高的情况下使用所述方法的条件。

任选地，控制由燃料喷射器执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-基于估计值执行对由每个燃料喷射器执行的到气缸中的燃料喷射的单独控制。

由此，提供一种能够进一步减少发动机的气缸之间的残余气体不平衡的负面影响的方法。另外，提供一种方法，其具有用于减少引起发动机气缸之间的较高残余气体不平衡的发动机控制策略的负面影响的改进条件。因此，提供一种允许使用高效控制策略的方法，所述高效控制策略可增加排气温度，同时通过基于残余气体不平衡的估计值执行对燃料喷射的单独控制而将氮氧化物NOx和碳烟的形成保持在低水平。

任选地，控制由燃料喷射器执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-控制燃料喷射量和燃料喷射定时中的至少一者。

由此，提供一种方法，其能够以简单高效的方式减少发动机气缸之间的残余气体不平衡的负面影响，由此允许发动机在引起气缸之间的残余气体的较大不平衡的操作模式中操作。

任选地，控制由燃料喷射器执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-如果估计值指示包括燃料喷射器的气缸中的大量残余气体，则减少所述燃料喷射器的燃料喷射量。

通常，气缸中大量的残余气体增加了碳烟的形成并且减少了氮氧化物NOx的形成。然而，由于所述方法包括在估计值指示气缸中的大量残余气体的情况下减少燃料喷射器的燃料喷射量的步骤，因此提供了一种能够以简单高效的方式恢复气缸中的碳烟形成与NOx形成之间的平衡的方法。

这是因为燃料喷射量的减少往往会减少气缸中碳烟的形成并增加氮氧化物NOx的形成。因此，提供了一种能够以简单高效的方式调平发动机气缸中碳烟和氮氧化物NOx的形成的方法，这可降低发动机的总排放水平。

任选地，控制由燃料喷射器执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-如果估计值指示包括燃料喷射器的气缸中的少量残余气体，则增加所述燃料喷射器的燃料喷射量。

通常，气缸中少量的残余气体减少了碳烟的形成，并且增加了氮氧化物NOx的形成。然而，由于所述方法包括在估计值指示气缸中的少量残余气体的情况下增加燃料喷射器的燃料喷射量的步骤，因此提供了一种能够以简单高效的方式恢复气缸中的碳烟形成与NOx形成之间的平衡的方法。这是因为燃料喷射量的增加往往会增加气缸中碳烟的形成并减少氮氧化物NOx的形成。因此，提供了一种能够以简单高效的方式调平发动机气缸中碳烟和氮氧化物NOx的形成的方法，这可降低发动机的总排放水平。

任选地，控制由燃料喷射器执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-如果估计值指示包括燃料喷射器的气缸中的大量残余气体，则将所述燃料喷射器的燃料喷射定时提前。

如所提及，气缸中大量的残余气体通常会增加气缸中碳烟的形成并且减少氮氧化物NOx的形成。然而，由于所述方法包括在估计值指示气缸中的大量残余气体的情况下将燃料喷射器的燃料喷射定时提前的步骤，因此提供了一种能够以简单高效的方式恢复气缸中的碳烟形成与NOx形成之间的平衡的方法。这是因为燃料喷射定时的提前往往会减少气缸中碳烟的形成并增加氮氧化物NOx的形成。因此，提供了一种能够以简单高效的方式调平发动机气缸中碳烟和氮氧化物NOx的形成的方法，这可降低发动机的总排放水平。

任选地，控制由燃料喷射器执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-如果估计值指示包括燃料喷射器的气缸中的少量残余气体，则延缓所述燃料喷射器的燃料喷射定时。

如所提及，气缸中少量的残余气体通常会减少气缸中碳烟的形成并且增加氮氧化物NOx的形成。然而，由于所述方法包括在估计值指示气缸中的少量残余气体的情况下延缓燃料喷射器的燃料喷射定时的步骤，因此提供了一种能够以简单高效的方式恢复气缸中的碳烟形成与NOx形成之间的平衡的方法。这是因为燃料喷射定时的延缓往往会增加气缸中碳烟的形成并减少氮氧化物NOx的形成。因此，提供了一种能够以简单高效的方式调平发动机气缸中碳烟和氮氧化物NOx的形成的方法，这可降低发动机的总排放水平。

任选地，控制由燃料喷射器执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-控制所述燃料喷射器以执行预喷(pilot injection)、主喷(main injection)和后喷(post injection)。

由此，提供了一种能够确保发动机气缸中的稳定且受控的燃烧同时提供条件以供进一步增加发动机的排气温度的方法。这是因为预喷可确保燃烧且为主喷时的主燃烧事件创造先决条件，而燃料的后喷可产生更多热量到排气，这增加了排气温度。

任选地，控制由燃料喷射器执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-控制主喷的燃料喷射量和燃料喷射定时中的至少一者。

由此，提供一种方法，其能够以有效方式减少发动机气缸之间的残余气体不平衡的负面影响，由此允许发动机在引起气缸之间的残余气体的较大不平衡的操作模式中操作。

任选地，每个气缸包括至少一个排气阀，并且其中所述方法包括以下步骤：

-对内燃发动机的排气阀的控制进行移相，以及

-基于对排气阀的控制的当前相移来控制燃料喷射器的燃料喷射定时。

由此，提供对燃料喷射定时以及排气阀的控制的当前相移的联合控制。因此，提供了一种能够控制和增加排气温度同时确保发动机气缸中的稳定且高效的燃烧的方法。

任选地，该方法包括以下步骤：

-提供所述至少两个气缸之间的残余气体不平衡的估计值。

任选地，提供至少两个气缸之间的残余气体不平衡的估计值的步骤包括以下步骤：

-获得表示所述至少两个气缸的相应空气进气口处的温度的温度数据，以及

-基于所述温度数据提供所述估计值。

由此，可提供残余气体不平衡的准确且可靠的估计值，这为用于减少发动机气缸之间的残余气体不平衡的负面影响的另一高效方法提供了条件。

任选地，提供至少两个气缸之间的残余气体不平衡的估计值的步骤包括以下步骤：

-获得表示所述内燃发动机的发动机转速、发动机负载和对排气阀和/或进气阀的控制的当前相移中的一者或多者的发动机操作数据，以及

-基于所述发动机操作数据提供所述估计值。

由此，可通过有成本效益的方式提供残余气体不平衡的准确且可靠的估计值，这为用于减少发动机气缸之间的残余气体不平衡的负面影响的另一高效方法提供了条件。

根据本发明的第二方面，所述目标通过包括指令的计算机程序来实现，该指令在该程序由计算机执行时使计算机执行根据本公开的一些实施例的方法。由于计算机程序包括指令，该指令在该程序由计算机执行时使计算机执行根据一些实施例的方法，因此提供了一种用于克服或至少减轻至少一些上述缺点的条件的计算机程序。因此，实现了上述目标。

根据本发明的第三方面，所述目标通过包括指令的计算机可读介质来实现，该指令在由计算机执行时使计算机执行根据本公开的一些实施例的方法。由于计算机可读介质包括指令，该指令在程序由计算机执行时使计算机执行根据一些实施例的方法，因此提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质提供用于克服或至少减轻至少一些上述缺点的条件。因此，实现了上述目标。

根据本发明的第四方面，所述目标通过用于内燃发动机的控制布置来实现，所述内燃发动机包括至少两个气缸，其中每个气缸包括至少一个燃料喷射器，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到所述气缸中，并且其中所述控制布置被配置成：

-基于所述至少两个气缸中的残余气体之间的不平衡的估计值来控制由所述燃料喷射器执行的燃料喷射。

由于所述控制布置被配置成基于残余气体不平衡的估计值控制由所述燃料喷射器执行的到气缸中的燃料喷射，因此提供了一种能够以高效方式减少发动机气缸之间的残余气体不平衡的负面影响的控制布置。即，提供一种控制布置，其具有用于补偿由气缸之间的残余气体不平衡引起的发动机气缸之间的燃烧特性差异的条件。残余气体不平衡的结果是，具有更多残余气体和更少空气的气缸将产生更少的NOx，同时易于产生更多碳烟。类似地，具有更少残余气体和更多空气的气缸将产生更少碳烟，但易于产生更多NOx。

因此，提供一种控制布置，所述控制布置能够控制燃料到每个气缸中的喷射以最小化氮氧化物NOx和碳烟的形成，以便最小化来自发动机的这些物质的总排放水平。

此外，由于所述控制布置被配置成基于残余气体不平衡的估计值控制由所述燃料喷射器执行的到气缸中的燃料喷射，因此提供了一种能够减少引起发动机气缸之间的较高残余气体不平衡的发动机控制策略的负面影响的控制布置。

因此，提供了一种允许使用控制策略的控制布置，所述控制策略可以高效方式增加排气温度，同时通过基于残余气体不平衡的估计值控制燃料喷射而将氮氧化物NOx和碳烟的形成保持在低水平。

因此，提供一种控制布置，所述控制布置克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此，实现了上述目标。

应当了解，针对该方法描述的各种实施例都可与如本文中描述的控制布置组合。也就是说，根据本发明的第四方面的控制布置可被配置成执行根据本发明的第一方面的方法的方法步骤中的任一方法步骤。

根据本发明的第五方面，所述目标通过内燃发动机来实现，所述内燃发动机包括至少两个气缸，其中每个气缸至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到气缸中，并且其中所述内燃发动机包括根据本公开的一些实施例的控制布置。

由于所述内燃发动机包括根据一些实施例的控制布置，因此提供了一种包括能够以高效方式减少发动机气缸之间的残余气体不平衡的负面影响的控制布置的内燃发动机。

因此，提供了一种包括控制布置的内燃发动机，所述控制布置能够控制燃料到每个气缸中的喷射以最小化氮氧化物NOx和碳烟的形成，以便最小化来自发动机的这些物质的总排放水平。

此外，由于所述控制布置被配置成基于残余气体不平衡的估计值控制由所述燃料喷射器执行的到气缸中的燃料喷射，因此允许所述内燃发动机在引起发动机气缸之间的较高残余气体不平衡的发动机控制策略下操作。换句话说，所述内燃发动机的控制布置允许使用可以高效方式增加排气温度同时通过基于残余气体不平衡的估计值控制燃料喷射而将氮氧化物NOx和碳烟的形成保持在低水平的控制策略。

因此，所提供的内燃发动机克服或至少减轻上文提到的问题和缺点中的至少一些。因此，实现了上述目标。

任选地，所述内燃发动机是压燃式发动机，例如柴油发动机。由此，提供一种具有上述优点的压燃式发动机。

根据本发明的第六方面，所述目标通过包括根据本公开的一些实施例的内燃发动机的车辆来实现。

由于车辆包括根据一些实施例的内燃发动机，因此提供了一种克服或至少缓解至少一些上述问题和缺点的车辆。因此，实现了上述目标。

当研究所附权利要求和以下详细描述时，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。

附图说明

本发明的各个方面(包含其特定特征和优点)将从以下详细描述和附图中所论述的示例性实施例中容易理解，在该附图中：

图1示出了根据本公开的一些实施例的车辆，

图2示意性地示出了图1所示的车辆的内燃发动机，

图3示意性地示出了图2所示的内燃发动机的进气歧管。

图4示意性地示出了图2所示的内燃发动机的横截面图，

图5a示出了在图2中所示的发动机的第一操作模式期间至少一个进气阀的阀门升程事件和至少一个排气阀的阀门升程事件，图5b示出了在图2中所示的发动机的第二操作模式期间至少一个进气阀的阀门升程事件和至少一个排气阀的阀门升程事件，图5c示出了图5b中所示的第二操作模式，其中燃烧式发动机的进气阀的控制已被延缓，

图6示出了控制内燃发动机的方法，并且图7示出了根据一些实施例的计算机可读介质。

具体实施方式

现在将更全面地描述本发明的方面。相似的附图标记始终指代相似的元件。为了简洁和/或清楚起见，不必详细描述众所周知的功能或构造。

图1示出了根据本公开的一些实施例的车辆40。根据所示实施例，车辆40是卡车，即一种重型车辆。根据其它实施例，如本文中所提及，车辆40可以是用于陆基或水基推进的另一类型的重型或较轻型的有人或无人驾驶车辆，例如货车、公交车、施工车辆、拖拉机、汽车、船只、船舶等。

车辆40包括内燃发动机1。根据所示实施例，内燃发动机1被配置成经由车辆40的车轮47向车辆40提供动力。车辆40除了内燃发动机1之外还可包括一个或多个电推进马达以用于向车辆40提供动力。因此，车辆40可包括所谓的混合电动动力系，除了内燃发动机1之外还包括一个或多个电推进马达以用于向车辆40提供动力。

图2示意性地示出了图1所示的车辆40的内燃发动机1。内燃发动机1包括至少两个气缸c1、c2、c3、c4、c5、co。在图2中，示意性地指示内燃发动机1的气缸c1、c2、c3、c4、c5、c6。出于简洁和清楚的原因，燃烧式发动机1的气缸c1、c2、c3、c4、c5、c6的参考符号在本文中的一些地方简化为“c1-c6”。根据所示实施例，内燃发动机1包括布置成一排的六个气缸c1-c6。因此，根据所示实施例的内燃发动机1可称为直列六缸发动机。然而，根据另外的实施例，如本文中所提及，内燃发动机1可包括高于一的另一数目的气缸c1-c6。另外，内燃发动机1的气缸c1-c6可布置成不同于一排的另一配置，例如布置成两排或更多排。

内燃发动机1的每个气缸c1-c6包括至少一个燃料喷射器i1、i2、i3、i4、i5、i6，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到气缸c1-c6中。出于简洁和清楚的原因，燃烧式发动机1的燃料喷射器i1、i2、i3、i4、i5、i6的参考符号在本文中的一些地方简化为“i1-i6”。根据所示实施例，发动机1包括每个气缸c1-c6一个燃料喷射器i1-i6，其中每个燃料喷射器i1-i6被配置成将燃料直接喷射到内燃发动机1的气缸c1-c6中。根据其它实施例，内燃发动机1可包括每个气缸c1-c6另一数目的燃料喷射器i1-i6。

根据所示实施例，内燃发动机1是柴油发动机，即一种类型的压燃式发动机。因此，内燃发动机1可被配置成以柴油或类似柴油的燃料(诸如生物柴油、生物质转化为液体(BTL)柴油或气体转化为液体(GTL)柴油)操作。类似柴油的燃料(诸如生物柴油)可从可再生资源诸如主要包括脂肪酸甲酯(FAME)的植物油获得。类似柴油的燃料可由许多类型的油(诸如菜籽油(油菜籽甲酯，RME)和大豆油(大豆甲酯，SME))生产。

根据另外的实施例，如本文中所提及的，内燃发动机1可以是具有火花点火装置的奥托发动机(Otto engine)，其中奥托发动机可被配置成以汽油、醇、类似的挥发性燃料或它们的组合运行。醇(诸如乙醇)可来自可再生的生物质。根据本文中的实施例，内燃发动机1是四冲程内燃发动机1。为了简洁和清楚起见，内燃发动机1在本文中的某些地方被称为“燃烧式发动机1”或简称为“发动机1”。另外，本文所提及的内燃发动机1可被配置成向除车辆之外的例如发电机等另一类型的单元或系统提供动力。

图3示意性地示出了图2所示的内燃发动机1的进气歧管88。根据所示实施例，进气歧管88包括燃烧式发动机1的每个气缸c1-c6的一个进气空气管道a1'、a2'、a3'、a4'、a5'、a6'。换句话说，根据所示实施例，进气歧管88包括与燃烧式发动机1的气缸c1-c6的数目相同数目的进气空气管道a1'、a2'、a3'、a4'、a5'、a6'。每个进气空气管道a1'、a2'、a3'、a4'、a5'、a6'被配置成将空气供应到燃烧式发动机1的气缸c1-c6。在图3中，燃烧式发动机1的气缸c1-c6以虚线示意性地示出。出于简洁和清楚的原因，进气歧管88的进气空气管道a1'、a2'、a3'、a4'、a5'、a6'的参考符号在本文中的一些地方简化为“a1'-a6'”。

燃烧式发动机1可包括多于一个进气歧管88，例如两个进气歧管88，其中每个进气歧管被布置成将空气供应到燃烧式发动机1的数个气缸c1-c6。作为示例，在其中燃烧式发动机1包括布置成多于一排的气缸c1-c6的实施例中，例如在具有呈V形构造的气缸c1-c6的发动机中，燃烧式发动机1可包括每排燃烧式发动机1的气缸c1-c6一个进气歧管88。作为另一示例，燃烧式发动机1可包括每排燃烧式发动机1的气缸c1-c6多于一个进气歧管88，例如每排燃烧式发动机1的气缸c1-c6两个或三个进气歧管88。

进气歧管88还包括共同空气进气口89。共同空气进气口89可流体连接到燃烧式发动机1的增压空气冷却器、涡轮增压器的压缩机和/或空气过滤器单元。

图4示意性地示出了图2所示的内燃发动机1的横截面图。在图4中，所述横截面是在包括发动机1的气缸c1-c6中的一个气缸的中心轴线的平面中截取的。在下文，如果没有另外指示，则同时参考图2、图3和图4。燃烧式发动机1的每个气缸c1-c6包括与燃烧式发动机1的其它气缸c1-c6相同的特征和功能。因此，图4可称为表示发动机1的气缸c1-c6中的一者的横截面，其中气缸c1-c6可以是图2中所示的燃烧式发动机1的气缸c1-c6中的任一者。燃烧式发动机1包括布置在每个气缸c1-c6中的活塞12。活塞12经由连杆13连接到曲轴16，所述曲轴在旋转时使活塞12在气缸c1-c6中在上止点TDC与下止点BDC之间向前和向后移动。

燃烧式发动机1的每个气缸c1-c6包括相应的空气进气口a1、a2、a3、a4、a5、a6。在图4中，出于简洁和清楚的原因以及在本文中的一些地方，空气进气口/多个空气进气口的参考符号简化为“a1-a6”。每个气缸c1-c6的空气进气口a1-a6流体连接到图3中所示的进气歧管88的进气空气管道a1'-a6'。发动机1还包括布置在每个气缸c1-c6中的至少一个进气阀18，所述至少一个进气阀18与气缸c1-c6的空气进气口a1-a6连接。发动机1还包括进气阀控制布置22，所述进气阀控制布置被配置成基于曲轴16的旋转位置来控制燃烧式发动机1的每个进气阀18。燃烧式发动机1还包括布置在每个气缸c1-c6中的至少一个排气阀24，所述至少一个排气阀24与气缸c1-c6的排气出口26连接。发动机1还包括排气阀控制布置28，该排气阀控制布置被构造成基于曲轴16的旋转位置来控制每个排气阀24。在图4中，进气阀18和排气阀24示为处于相应的完全关闭位置。在完全关闭位置，每个阀18、24抵着相应的阀座对接以关闭气缸c1-c6与相应的空气进气口a1-a6以及排气出口26之间的流体连接。

进气阀控制布置22被布置成通过使至少一个进气阀18在进入气缸c1-c6的方向上移位来在完全关闭位置与打开位置之间控制至少一个进气阀18。因此，打开空气进气口a1-a6与气缸c1-c6之间的流体连接。类似地，排气阀控制布置28被布置成通过使至少一个排气阀24在进入气缸c1-c6的方向上移位来在关闭位置与打开位置之间控制至少一个排气阀24。由此，打开气缸c1-c6与排气出口26之间的流体连接。在阀18、24从关闭位置移位到打开位置时，阀18、24从其阀座提升。

燃烧式发动机1的每个气缸c1-c6包括至少一个燃料喷射器i1-i6，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到气缸c1-c6中。换句话说，燃烧式发动机1包括至少与燃烧式发动机1的气缸c1-c6的数目相同的数目的燃料喷射器i1-i6。每个燃料喷射器i1-i6被布置成将燃料直接喷射到气缸c1-c6中。如上所述，根据所示实施例，发动机1是柴油发动机，即一种类型的压燃式发动机。根据另外的实施例，发动机可以是具有火花点火装置的奥托发动机，其中奥托发动机可被设计成以气体、汽油、醇或类似的挥发性燃料或它们的组合运行。此类燃料也可使用燃料喷射器i1-i6直接喷射到气缸c1-c6中。

根据所示实施例，发动机1包括排气后处理系统39。排气后处理系统39可包括催化转化器、微粒过滤器、选择性催化还原(SCR)装置、柴油氧化催化剂(DOC)、贫NOx捕集器(LNT)和三元催化剂(TWC)中的一个或多个。

排气阀控制布置28和进气阀控制布置22可各自包括可旋转地连接到发动机1的曲轴16的一个或多个凸轮轴71、72。另外，排气阀控制布置28和进气阀控制布置22可各自包括例如摇臂73、74等一个或多个布置以用于在相应的凸轮轴71、72旋转时将凸轮轴71、72的凸轮凸角的运动传递到阀18、24的阀杆，以使阀18、24移动到打开位置。根据另外的实施例，发动机1的凸轮轴71、72的凸轮凸角可被布置成通过在相应的凸轮轴71、72旋转时按压在阀18、24的阀杆上而将阀18、24移位到打开位置。根据另外的实施例，排气阀控制布置28和/或进气阀控制布置22可包括布置成基于曲轴16的旋转位置来控制阀18、24的电动、气动或液压致动器。可使用曲柄角传感器29获得曲轴16的旋转位置。

排气阀控制布置28包括排气阀移相装置30，该排气阀移相装置被配置成相对于曲轴16对至少一个排气阀24的控制进行移相。另外，根据所示实施例，进气阀控制布置22包括进气阀移相装置32，该进气阀移相装置被配置成相对于曲轴16对至少一个进气阀18的控制进行移相。

排气阀移相装置30和进气阀移相装置32可各自包括液压装置，例如使用发动机油作为液压流体，以相对于曲轴16对阀18、24的控制进行移相。这种液压装置可形成被布置成将旋转从曲轴16传递到排气阀控制布置28和/或进气阀控制布置22的凸轮轴71、72的皮带轮、齿轮、链轮等(未示出)的一部分。液压装置可被布置成调节连接到曲轴16的皮带轮、齿轮、链轮等的第一部分与连接到凸轮轴71、72的皮带轮、齿轮、链轮等的第二部分之间的角度关系，以便对至少一个进气阀18和/或至少一个排气阀24的控制进行移相。在其中排气阀控制布置28和/或进气阀控制布置22包括电动、气动或液压致动器的实施例中，可按另一种方式例如通过对控制的电子相移来执行对至少一个进气阀18和/或至少一个排气阀24的控制的相移。

尽管图中未示，但发动机1可包括涡轮增压器，所述涡轮增压器被布置成将空气压缩到图3中所示的发动机1的进气歧管88，并且因此还压缩到发动机1的每个气缸c1-c6的空气进气口a1-a6。因此，根据此类实施例，燃烧式发动机1的每个空气进气口a1-a6可流体连接到涡轮增压器的压缩机。压缩机可连接到轴，该轴连接到涡轮增压器的涡轮。涡轮可被布置成由来自发动机1的排气管道34的气流驱动。发动机1可包括多于一个的涡轮增压器，其中涡轮增压器可并联或串联布置。

另外，即使图中未示，发动机1也可包括废气再循环(EGR)系统，所述EGR系统被配置成将一部分废气从气缸c1-c6的排气出口26循环到气缸c1-c6的空气进气口a1-a6。废气再循环系统可包括：外部再循环系统，其包括被布置成将发动机废气的一部分传送回到发动机1的进气歧管88的管道布置；和/或内部系统，其中发动机废气的一部分通过发动机阀控制保持在燃烧式发动机1的气缸c1-c6中或再循环出入所述气缸。

发动机1包括控制布置21。控制布置21以可操作方式连接到发动机1的每个燃料喷射器i1-i6，并且被配置成控制所述燃料喷射器的操作，如本文进一步解释。另外，根据所示实施例，控制布置21以可操作方式连接到排气阀移相装置30和进气阀移相装置32，并且被配置成控制所述排气阀移相装置和进气阀移相装置的操作，如本文中还进一步解释。此外，根据所示实施例，控制布置21以可操作方式连接到布置在燃烧式发动机1的每个空气进气口a1-a6处的进气空气温度传感器31、布置在燃烧式发动机1的每个排气出口26处的排气温度传感器91以及曲柄角传感器29，并且被配置成从所述进气空气温度传感器、排气温度传感器和曲柄角传感器获得数据。控制布置21可以可操作地连接到发动机1的一个或多个另外的部件和系统，诸如进气阀控制布置22和排气阀控制布置28，并且可被配置成控制其操作。此外，控制布置21可连接到数个其它类型的传感器以从所述传感器获得信号。

示例是被布置成感测排气压力、增压空气温度、质量空气流量、发动机转速、发动机负载、进气歧管中的绝对压力等的传感器。

根据本文中的实施例，控制布置21被配置成基于至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值来控制由燃烧式发动机1的燃料喷射器i1-i6执行的到燃烧式发动机1的气缸c1-c6中的燃料喷射。

术语燃烧式发动机1的气缸c1-c6中的残余气体在本文中定义为来自燃烧式发动机1的前一燃烧循环的废气。因此，残余气体可来自燃烧式发动机1的当前气缸c1-c6或另一气缸c1-c6。另外，残余气体可能已经由燃烧式发动机1的内部或外部废气再循环EGR系统进入气缸c1-c6，可能已由于发动机阀控制而进入气缸c1-c6，或者可能仅由于气缸c1-c6的前一气体交换阶段中的不完全气体交换而占据气缸c1-c6。气缸c1-c6中大量的残余气体减少了气缸c1-c6中氮氧化物NOx的形成，但增加了碳烟的形成。对应地，气缸c1-c6中少量的残余气体减少了气缸c1-c6中碳烟的形成，但增加了氮氧化物NOx的形成。

术语燃烧式发动机1的至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡在本文中定义为至少两个气缸c1-c6之间的残余气体量的差。气缸c1-c6中的残余气体的量可指气缸c1-c6中的残余气体与包含新鲜空气在内的其它气态物质之间的重量、体积或分率。

由于控制布置21被配置成基于至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值控制由燃料喷射器i1-i6执行的到气缸c1-c6中的燃料喷射，因此提供了一种能够以高效方式减少发动机气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的负面影响的控制布置21。即，提供一种控制布置21，其具有用于补偿由燃烧式发动机1的气缸C1-C6之间的残余气体不平衡引起的气缸c1-c6之间的燃烧特性差异的条件。

根据一些实施例，控制布置21被配置成基于估计值执行对由每个燃料喷射器i1-i6执行的到气缸c1-c6中的燃料喷射的单独控制。另外，根据一些实施例，控制布置21被配置成基于残余气体不平衡的估计值控制每个燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量和燃料喷射定时中的至少一者。由此，控制布置21可以简单高效的方式减少发动机1的气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的负面影响，由此允许发动机1在引起气缸c1-c6之间的残余气体的较大不平衡的操作模式中操作，如本文进一步解释。控制布置21可被配置成通过控制燃料喷射器i1-i6的针口打开事件的持续时间来控制燃料喷射量。

根据一些实施例，控制布置21被配置成在估计值指示包括燃料喷射器i1-i6的气缸c1-c6中的大量残余气体的情况下减少燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量。如所提及，气缸c1-c6中大量的残余气体增加了碳烟的形成并且减少了氮氧化物NOx的形成。然而，通过在估计值指示气缸c1-c6中的大量残余气体的情况下减少燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量，控制布置21可以简单高效的方式恢复气缸c1-c6中的碳烟形成与NOx形成之间的平衡。这是因为燃料喷射量的减少往往会减少气缸c1-c6中碳烟的形成并增加氮氧化物NOx的形成。因此，根据本文中的实施例的控制布置21可以简单高效的方式调平发动机1的气缸c1-c6中碳烟和氮氧化物NOx的形成，这可降低发动机1的总排放水平。

另外，根据一些实施例，控制布置21被配置成在估计值指示包括燃料喷射器i1-i6的气缸c1-c6中的少量残余气体的情况下增加燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量。如所提及，气缸c1-c6中少量的残余气体减少了碳烟的形成，并且增加了氮氧化物NOx的形成。然而，通过在估计值指示气缸c1-c6中的少量残余气体的情况下增加燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量，控制布置21可以简单高效的方式恢复气缸c1-c6中的碳烟形成与NOx形成之间的平衡。这是因为燃料喷射量的增加往往会增加气缸c1-c6中碳烟的形成并减少氮氧化物NOx的形成。因此，根据本文中的实施例的控制布置21可以简单高效的方式调平燃烧式发动机1的气缸c1-c6中碳烟和氮氧化物NOx的形成，这可降低燃烧式发动机1的总排放水平。

因此，本公开的控制布置21可控制燃料到每个气缸c1-c6中的喷射以最小化氮氧化物NOx和碳烟的形成，以便最小化来自燃烧式发动机1的这些物质的总排放水平。此外，由于控制布置21被配置成基于残余气体不平衡的估计值控制由燃料喷射器i1-i6执行的到气缸c1-c6中的燃料喷射，因此提供了一种能够减少引起燃烧式发动机1的气缸c1-c6之间的较高残余气体不平衡的发动机控制策略的负面影响的控制布置21。由此，提供一种允许使用控制策略的控制布置21，所述控制策略可以高效方式增加排气温度，同时将氮氧化物NOx和碳烟的形成保持在低水平，如本文进一步解释。

根据一些实施例，控制布置21被配置成提供燃烧式发动机1的至少两个气缸c1-c6中的残余气体之间的不平衡的估计值。在本文中的一些地方，出于简洁和清楚的原因，燃烧式发动机1的至少两个气缸c1-c6中的残余气体之间的不平衡简称为“残余气体不平衡”。

根据一些实施例，控制布置21被配置成获得表示至少两个气缸c1-c6的相应空气进气口a1-a6处的温度的温度数据，并且基于所述温度数据提供估计值。控制布置21可被配置成从布置在燃烧式发动机1的每个空气进气口a1-a6处的进气空气温度传感器31获得表示至少两个气缸c1-c6的相应空气进气口a1-a6处的温度的温度数据。在图4中，进气空气温度传感器31被示为定位在气缸c1-c6的空气进气口a1-a6内部。然而，进气空气温度传感器31可布置在气缸c1-c6的空气进气口a1-a6的外部和/或可与气缸c1-c6的空气进气口a1-a6热接触。作为另一替代方案，图3中所示的进气歧管88可包括每个进气空气管道a1'-a6'一个进气空气温度传感器31，其中每个进气空气温度传感器31被配置成感测燃烧式发动机1的进气歧管88的相应进气空气管道a1'-a6'的当前温度。

相比于较低温度，气缸c1-c6的空气进气口a1-a6的较高温度和/或进气歧管88的进气空气管道a1'-a6'的较高温度指示气缸c1-c6中较大量的残余气体。这是因为在几乎所有情况下，残余气体具有比周围空气高的温度。因此，通过获得表示至少两个气缸c1-c6中的相应空气进气口a1-a6处的温度的温度数据，并基于所述温度数据提供估计值，可提供残余气体不平衡的准确估计值。

作为替代方案或另外，控制布置21可被配置成获得表示至少两个气缸c1-c6的相应排气出口26处的排气温度的排气温度数据，并且基于所述排气温度数据提供估计值。控制布置21可被配置成从布置在燃烧式发动机1的每个排气出口26处的排气温度传感器91获得排气温度数据。在图4中，排气温度传感器91被示为定位在气缸c1-c6的排气出口26内部。然而，排气温度传感器91可布置在气缸c1-c6的排气出口26的外部和/或可与气缸c1-c6的排气出口26热接触。

相比于较高排气温度，气缸c1-c6的排气出口26处的较高排气温度指示气缸c1-c6中的较少量的残余气体。这是因为气缸c1-c6中的残余气体通过热吸收并通过降低气缸c1-c6中的氧浓度来降低温度。因此，通过获得表示至少两个气缸c1-c6中的相应排气出口26处的排气温度的排气温度数据，并基于所述排气温度数据提供估计值，可提供残余气体不平衡的准确估计值。

作为另一替代方案或另外，控制布置21可被配置成获得燃烧式发动机1的发动机操作数据，并且可被配置成基于所述发动机操作数据提供至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值。燃烧式发动机1的发动机操作数据可包括燃烧式发动机1的发动机转速、燃烧式发动机1的发动机负载以及对发动机1的排气阀24和/或进气阀18的控制的当前相移、燃烧式发动机1的气缸c1-c6的当前气缸压力等中的一者或多者。

图5a-图5c示出在图2中所示的发动机1的不同操作模式中的阀门升程事件51、52和喷射事件81、82、83。发动机1的不同操作模式也可被称为燃烧式发动机1的发动机控制策略。图5a-图5c示出在曲轴16旋转两圈期间，即在四冲程内燃发动机1的所有四个冲程期间，执行的阀门升程事件51、52和喷射事件81、82、83。在这些图中，冲程按以下顺序示出：压缩冲程41、膨胀冲程42、排气冲程43和进气冲程44。在下文，如果没有另外指示，则同时参考图2、图3、图4和图5a-图5c。

图5a示出在图2所示的发动机1的第一操作模式期间气缸c1-c6的至少一个进气阀18的阀门升程事件51和至少一个排气阀24的阀门升程事件52。如图所显示，在压缩冲程41和膨胀冲程42期间，至少一个进气阀18和至少一个排气阀24关闭。当活塞在膨胀冲程42结束时到达下止点BDC时，排气阀控制布置28将至少一个排气阀24控制到打开位置，以允许废气在排气冲程43期间从气缸c1-c6排出到排气出口26。在排气冲程43与进气冲程44之间的过渡区域中，排气阀控制布置28将至少一个排气阀24控制到关闭位置。

另外，在排气冲程43与进气冲程44之间的过渡区域中，进气阀控制布置22将至少一个进气阀18控制到打开位置，以允许空气或空气/燃料混合物在进气冲程44期间进入气缸c1-c6。在进气冲程44即将结束时，进气阀控制布置22将至少一个进气阀18控制到关闭位置，以允许在随后的压缩冲程41中压缩空气或空气/燃料混合物。

图5a还示出预喷81、主喷82和后喷83。因此，燃烧式发动机1的控制布置21可控制燃烧式发动机1的每个燃料喷射器i1-i6以执行到相应气缸c1-c6中的预喷81、主喷82和后喷83。在图5a中，预喷81朝向压缩冲程41的末端喷射。预喷81可确保燃烧并为主燃烧创造先决条件。主喷82产生膨胀冲程42期间发生的主燃烧。后喷83在主喷82之后在膨胀冲程42中喷射到气缸c1-c6中。燃料的后喷可向排气产生更多热量，这可增加燃烧式发动机1的排气温度。

图5a中所示的至少一个进气阀18的阀门升程事件51和至少一个排气阀24的阀门升程事件52在发动机1的正常发动机制动期间可以是相同的，例如当车辆驾驶员松开加速器踏板时发生所述正常发动机制动。

图5b示出在图2所示的发动机1的第二操作模式期间至少一个进气阀18的阀门升程事件51和至少一个排气阀24的阀门升程事件52。在下文，如果没有另外指示，则同时参考图2-图5b。第二操作模式可在需要用以激活或维持燃烧式发动机1的排气后处理系统39的功能时使用。作为替代方案或另外，第二操作模式可在需要用以增加燃烧式发动机1的涡轮增压器的涡轮的可用排气能量时或在出于另一原因想要用以增加排气温度或可用排气能量时使用。

在此第二操作模式中，控制布置21被配置成将对内燃发动机1的排气阀24的控制提前。控制布置21可通过控制排气阀移相装置30来将对内燃发动机1的排气阀24的控制提前。相比于未对控制提前的情况，对发动机1的排气阀24的控制的提前会引起排气阀24的更早打开事件62以及排气阀24的更早关闭事件62'，如在图5b中可见。

排气阀24的提早打开事件62会中断膨胀冲程42中的膨胀，这使供应到燃烧式发动机1的曲轴16的扭矩更少并使废气更热。排气阀24的提早关闭事件62'引起在气缸c1-c6的排气冲程43期间在气缸中捕捉到显著更多的热残余气体。由于活塞12在排气冲程43中朝向上止点TDC移动，因此滞留的残余气体在气缸c1-c6中被重新压缩，这潜在地增加了泵送功。

另外，当气缸c1-c6的进气阀/多个进气阀18打开时，例如在图5b所示的打开事件61处，重新压缩的滞留残余气体经由空气进气口a1-a6流出气缸c1-c6进入发动机1的进气歧管88中。这可能导致燃烧式发动机1的气缸c1-c6之间的显著残余气体不平衡，因为来自燃烧式发动机1的一个气缸c1-c6的残余气体可能在另一气缸c1-c6的进气冲程中流入燃烧式发动机1的另一气缸c1-c6中。

根据所示实施例的燃烧式发动机1具有气缸c1-c6的以下点火次序：气缸一c1-气缸五c5-气缸三c3-气缸六c6-气缸二c2-气缸c4。例如，当燃烧式发动机1以图5中所示的第二操作模式操作时，离开发动机1的第五气缸c5的残余气体可能经由图3中所示的进气歧管88传递到燃烧式发动机1的第四气缸c4和第六气缸c6中。当在第二操作模式中操作时，归因于燃烧式发动机1的相应空气进气口a1-a6的位置和气缸c1-c6的点火次序，燃烧式发动机1的气缸c1-c6将不会从其它气缸c1-c6接收等量的残余气体。因此，在第二操作模式中操作可能导致燃烧式发动机1的气缸c1-c6之间的显著残余气体不平衡。如本文中所提及，发动机1可具有不同于上文指定的点火次序。

由于控制布置21被配置成基于至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值来控制由燃料喷射器i1-i6执行的到气缸c1-c6中的燃料喷射，因此这类显著残余气体不平衡可得到补偿。以此方式，允许发动机1在第二操作模式中操作而以有效方式增加排气温度，同时避免来自燃烧式发动机1的二氧化氮NOx和碳烟的过量排放。

根据一些实施例，控制布置21被配置成通过对燃烧式发动机1的进气阀18的控制进行移相来控制泵送通过燃烧式发动机1的空气的量。

图5c示出图5b中所示的第二操作模式，其中燃烧式发动机1的进气阀18的控制已被延缓。在下文，如果没有另外指示，则同时参考图2-图5c。如在比较5b和图5c时可看出，对燃烧式发动机1的进气阀18的控制的延缓产生燃烧式发动机1的进气阀/多个进气阀18的延迟打开事件61和进气阀/多个进气阀18的延迟关闭事件61'。归因于对燃烧式发动机1的进气阀18的控制的移相，控制布置21可控制几何压缩比以及气缸c1-c6之间的残余气体不平衡。即，进气阀/多个进气阀18的完/延迟打开事件61使气缸c1-c6当中的气体组成更均匀，即，燃烧式发动机1的气缸c1-c6之间的残余气体不平衡较小。以此方式，可相对于NOx和烟雾进一步优化喷射策略。此外，还提供了在发动机负载更高的情况下使用第二操作模式的条件。

根据一些实施例，控制布置21被配置成在估计值指示包括燃料喷射器i1-i6的气缸c1-c6中的大量残余气体的情况下将燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时提前。如所提及，气缸c1-c6中大量的残余气体通常会增加气缸c1-c6中碳烟的形成并且减少氮氧化物NOx的形成。然而，归因于在估计值指示气缸c1-c6中的大量残余气体的情况下将燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时提前，控制布置21可以简单高效的方式恢复气缸c1-c6中的碳烟形成与NOx形成之间的平衡。这是因为燃料喷射定时的提前往往会减少气缸c1-c6中碳烟的形成并增加氮氧化物NOx的形成。因此，提供控制布置21，其能够以简单高效的方式调平燃烧式发动机1的气缸c1-c6中碳烟和氮氧化物NOx的形成，这可降低燃烧式发动机1的总排放水平。

根据一些实施例，控制布置21被配置成在估计值指示包括燃料喷射器i1-i6的气缸c1-c6中的少量残余气体的情况下延缓燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时。如所提及，气缸c1-c6中少量的残余气体通常会减少气缸c1-c6中碳烟的形成并且增加氮氧化物NOx的形成。然而，归因于在估计值指示气缸c1-c6中的少量残余气体的情况下延缓燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时，提供了能够以简单高效的方式恢复气缸c1-c6中的碳烟形成与NOx形成之间的平衡的控制布置21。这是因为燃料喷射定时的延缓往往会增加气缸c1-c6中碳烟的形成并减少氮氧化物NOx的形成。因此，提供控制布置21，其能够以简单高效的方式调平燃烧式发动机1的气缸c1-c6中碳烟和氮氧化物NOx的形成，这可降低燃烧式发动机1的总排放水平。

根据一些实施例，控制布置21被配置成控制主喷82的燃料喷射量和燃料喷射定时中的至少一者。由此，提供控制布置21，其能够以有效方式减少燃烧式发动机1的气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的负面影响，由此允许燃烧式发动机1在引起气缸c1-c6之间的残余气体的较大不平衡的操作模式中操作。

根据一些实施例，控制布置21被配置成基于对排气阀24的控制的当前相移来控制燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时。即，如比较图5a-5c时可看出，与5a相比，主喷83的喷射定时在图5b和5c中已提前。由此，控制布置21可控制和增加排气温度，同时确保燃烧式发动机1的气缸c1-c6中的稳定且高效的燃烧。还可基于对排气阀24的控制的当前相移来控制预喷81和/或后喷83的燃料喷射定时，以确保燃烧式发动机1的气缸c1-c6中的稳定且高效的燃烧，同时获得增加的排气温度。

图6示出控制内燃发动机1的方法100。内燃发动机1可以是根据参考图1-图5c解释的实施例的燃烧式发动机1。因此，在下文，如果没有另外指示，则同时参考图1-图6。

方法100是一种控制内燃发动机1的方法，所述内燃发动机1包括至少两个气缸c1-c6，其中每个气缸c1-c6包括至少一个燃料喷射器i1-i6，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到气缸c1-c6中，并且其中方法100包括以下步骤：

-基于所述至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值来控制120由燃料喷射器i1-i6执行的到气缸c1-c6中的燃料喷射。

根据一些实施例，每个气缸c1-c6包括至少一个排气阀24，并且其中方法100包括以下步骤：

-将对内燃发动机1的排气阀24的控制提前130。

另外，根据一些实施例，每个气缸c1-c6包括至少一个进气阀18，并且其中方法100包括以下步骤：

-通过对内燃发动机1的进气阀18的控制进行移相来控制140泵送通过发动机的空气量。

此外，根据一些实施例，对至少一个进气阀18的控制的移相包括以下步骤：

-延缓141对内燃发动机1的进气阀18的控制。

控制120由燃料喷射器i1-i6执行的燃料喷射的步骤可包括以下步骤：

-基于估计值执行121对由每个燃料喷射器i1-i6执行的到气缸c1-c6中的燃料喷射的单独控制。

根据一些实施例，控制120由燃料喷射器i1-i6执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-控制122燃料喷射量和燃料喷射定时中的至少一者。

另外，根据一些实施例，控制120由燃料喷射器i1-i6执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-如果估计值指示包括燃料喷射器i1-i6的气缸c1-c6中的大量残余气体，则减少123燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量。

此外，根据一些实施例，控制120由燃料喷射器i1-i6执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-如果估计值指示包括燃料喷射器i1-i6的气缸c1-c6中的少量残余气体，则增加124燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量。

控制120由燃料喷射器i1-i6执行的燃料喷射的步骤可包括以下步骤：

-如果估计值指示包括燃料喷射器i1-i6的气缸c1-c6中的大量残余气体，则将燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时提前125。

根据一些实施例，控制120由燃料喷射器i1-i6执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-如果估计值指示包括燃料喷射器i1-i6的气缸c1-c6中的少量残余气体，则延缓126燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时。

另外，根据一些实施例，控制120由燃料喷射器i1-i6执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-控制127燃料喷射器i1-i6以执行预喷81、主喷82和后喷83。

此外，根据一些实施例，控制127由燃料喷射器i1-i6执行的燃料喷射的步骤包括以下步骤：

-控制128主喷82的燃料喷射量和燃料喷射定时中的至少一者。

任选地，每个气缸c1-c6包括至少一个排气阀24，并且其中方法100包括以下步骤：

-对内燃发动机1的排气阀24的控制进行移相131，以及

-基于对排气阀24的控制的当前相移来控制129燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时。

方法100可包括以下步骤：

-提供110至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值。

提供110估计值的步骤可在基于估计值控制120由燃料喷射器i1-i6执行的到气缸c1-c6中的燃料喷射的步骤之前执行。

根据一些实施例，提供110至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值的步骤包括以下步骤：-获得111表示至少两个气缸c1-c6的相应空气进气口a1-a6处的温度的温度数据，以及

-基于所述温度数据提供113所述估计值。

作为替代方案或另外，提供110至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值的步骤可包括以下步骤：

-获得112表示内燃发动机1的发动机转速、发动机负载和对排气阀24和/或进气阀18的控制的当前相移中的一者或多者的发动机操作数据，以及

基于所述发动机操作数据提供114所述估计值。

作为另一替代方案或另外，提供110至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值的步骤可包括以下步骤：

-获得115表示所述至少两个气缸c1-c6的相应排气出口26处的温度的排气温度数据，以及

-基于所述排气温度数据提供116所述估计值。

应当了解，针对方法100描述的各种实施例都可与如本文中描述的控制布置21组合。即，控制布置21可被配置成执行方法100的方法步骤110、111、112、113、114、115、116、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、140和141中的任一者。

图7示出包括指令的计算机可读介质200，所述指令在由计算机执行时使计算机执行根据本公开的一些实施例的方法100。根据一些实施例，计算机可读介质200包括计算机程序，该计算机程序包括指令，该指令在该程序由计算机执行时使计算机执行根据一些实施例的方法100。

本领域的技术人员将了解，可通过编程指令实施控制内燃发动机1的方法100。这些编程指令通常由计算机程序构成，当所述计算机程序在控制布置21中执行时，确保控制布置21执行所要控制，例如本文中描述的方法步骤110、111、112、113、114、115、116、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、140和141。计算机程序通常是计算机程序产品200的部分，该计算机程序产品包括其上存储有计算机程序的合适的数字存储介质。

控制布置21可包括计算单元，该计算单元可采取基本上任何合适类型的处理器电路或微计算机的形式，例如用于数字信号处理的电路(数字信号处理器DSP)、中央处理单元(CPU)、处理单元、处理电路、处理器、专用集成电路(ASIC)、微处理器，或者可解释并执行指令的其它处理逻辑。本文中使用的表述“计算单元”可表示包括多个处理电路的处理电路系统，该多个处理电路诸如例如上述处理电路中的任何一个、一些或全部处理电路。

控制布置21还可包括存储器单元，其中计算单元可连接到存储器单元，该存储器单元可向计算单元提供例如计算单元可能需要以使其能够进行计算的存储的程序代码和/或存储的数据。计算单元还可被调适成将计算的部分结果或最终结果存储在存储器单元中。存储器单元可包括用于临时或永久存储数据或程序(即指令序列)的物理装置。根据一些实施例，存储器单元可包括集成电路，所述集成电路包括基于硅的晶体管。在不同实施例中，存储器单元可包括例如存储卡、闪存、USB存储器、硬盘或者用于存储数据的另一类似的易失性或非易失性存储单元，诸如例如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)等。

控制布置21连接到内燃发动机1的部件以用于接收和/或发送输入和输出信号。这些输入和输出信号可包括输入信号接收装置可检测为信息并且可被转换成可由控制布置21处理的信号的波形、脉冲或其它属性。然后，可将这些信号供应给计算单元。一个或多个输出信号发送装置可被布置成将来自计算单元的计算结果转换成输出信号以用于传送到车辆控制系统的其它部分和/或信号所针对的一个或多个部件。与用于接收和发送输入和输出信号的内燃发动机1的相应部件的连接中的每一者可采取来自电缆、例如CAN(控制器局域网)总线、MOST(面向媒体的系统传输)总线或某一其它总线配置等数据总线或无线连接当中的一者或多者的形式。

在所示实施例中，内燃发动机1包括控制布置21，但可替代地，可全部或部分地在两个或更多个控制布置或两个或更多个控制单元中实施。

现代车辆中的控制系统通常包括通信总线系统，该通信总线系统由用于将多个电子控制单元(ECU)或控制器连接到车辆上的各种部件的一条或多条通信总线组成。此类控制系统可包括大量控制单元，并且注意，特定功能可在其中两个或更多个之间共享。因此，如本领域技术人员必然了解的那样，本文中所涉及的类型的车辆和发动机通常设置有比图4所描绘的明显更多的控制布置。

计算机程序产品200可例如以数据载体的形式提供，所述数据载体携带计算机程序代码，所述计算机程序代码在被加载到控制布置21的一个或多个计算单元中时用于执行根据一些实施例的方法步骤110、111、112、113、114、115、116、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、140和141中的至少一些方法步骤。所述数据载体可以是例如图7中所示的CD ROM盘或ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、快闪存储器、EEPROM(电可擦除PROM)、硬盘、记忆棒、光存储装置，磁存储装置，或者可以非瞬态方式保持机器可读数据的任何其它适当介质，例如磁盘或磁带。计算机程序产品还可作为服务器上的计算机程序代码提供，并且可例如通过互联网或内联网连接或经由其它有线或无线通信系统远程地下载到控制布置21。

如本文中所用，特征“提前(advanced/advancing)”是指与如在控制或事件不提前的情况相比，在曲柄角度或时间方面更早地执行所提及的控制或事件。如本文中所用，特征“延缓(retarded/retarding)”是指如与在控制或事件不延缓的情况相比，在曲柄角度或时间方面稍后执行所提及的控制或事件。

如本文所使用，术语气缸c1-c6中的大量残余气体可解释为意指高于一个或多个阈值的残余气体量。

因此，控制布置21可使用至少两个气缸c1-c6中的残余气体之间的不平衡的估计值，并且可被配置成将气缸c1-c6中的残余气体的量与一个或多个阈值进行比较，并且可被配置成在估计值指示气缸c1-c6中的残余气体的量超过一个或多个阈值时执行一个或多个措施。如从本文描述的所理解，一个或多个措施可包括减少气缸c1-c6中包括的燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量和/或将气缸c1-c6中包括的燃料喷射器的燃料喷射定时提前。

类似地，如本文所使用的术语气缸c1-c6中的少量残余气体可被解释为意指低于一个或多个阈值的残余气体量。

因此，控制布置21可使用至少两个气缸c1-c6中的残余气体之间的不平衡的估计值来将气缸c1-c6中的残余气体量与一个或多个阈值进行比较，并且可被配置成在估计值指示气缸c1-c6中的残余气体量低于一个或多个阈值的情况下执行一个或多个措施。如从本文描述的所理解，一个或多个措施可包括增加气缸c1-c6中包括的燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量和/或延缓气缸c1-c6中包括的燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时。

此外，控制布置21可使用至少两个气缸c1-c6之间的残余气体不平衡的估计值，并且可被配置成比较至少两个气缸c1-c6之间的残余气体的量，并且可被配置成响应于所述比较而执行一个或多个措施，例如，与发动机1的一个或多个其它气缸c1-c6相比，减小其中所述估计值指示较大量残余气体的气缸c1-c6的燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量，和/或与发动机1的一个或多个其它气缸c1-c6相比，增加其中所述估计值指示较少量残余气体的气缸c1-c6的燃料喷射器i1-i6的燃料喷射量。另外，根据此类实施例，控制布置21可被配置成响应于此类比较而执行一个或多个措施，所述措施包括与发动机1的一个或多个其它气缸c1-c6相比将其中估计值指示较大量残余气体的气缸c1-c6的燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时提前，和/或与发动机1的一个或多个其它气缸c1-c6相比延缓其中估计值指示较少量残余气体的气缸c1-c6的燃料喷射器i1-i6的燃料喷射定时。

应理解，上述内容是对各种示例性实施例的例示，并且本发明仅由所附独立权利要求限定。本领域技术人员将认识到，在不脱离由所附独立权利要求限定的本发明的范围的情况下，可对示例性实施例进行修改，并且可组合示例性实施例的不同特征以产生除本文中描述的那些实施例之外的实施方案。

如本文中所使用，术语“包括(comprising/comprises)”是开放式的，并且包含一个或多个所陈述的特征、元件、步骤、部件或功能，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、元件、步骤、部件、功能或它们的组。

Claims (22)

1.一种控制内燃发动机(1)的方法(100)，所述内燃发动机(1)包括至少两个气缸(c1-c6)，其中每个气缸(c1-c6)包括至少一个燃料喷射器(i1-i6)，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到所述气缸(c1-c6)中，并且

其中所述方法(100)包括以下步骤：

-基于所述至少两个气缸(c1-c6)之间的残余气体不平衡的估计值来控制(120)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的到所述气缸(c1-c6)中的燃料喷射。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中每个气缸(c1-c6)包括至少一个排气阀(24)，并且其中所述方法(100)包括以下步骤：

-将对所述内燃发动机(1)的所述排气阀(24)的控制提前(130)。

3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中每个气缸(c1-c6)包括至少一个进气阀(18)，并且其中所述方法(100)包括以下步骤：

-通过对所述内燃发动机(1)的所述进气阀(18)的控制进行移相来控制(140)泵送通过所述发动机的空气量。

4.根据权利要求3所述的方法(100)，其中对所述至少一个进气阀(18)的所述控制的所述移相包括以下步骤：

-延缓(141)对所述内燃发动机(1)的所述进气阀(18)的控制。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中控制(120)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的所述燃料喷射的所述步骤包括以下步骤：

-基于所述估计值执行(121)对由每个燃料喷射器(i1-i6)执行的到所述气缸(c1-c6)中的所述燃料喷射的单独控制。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中控制(120)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的所述燃料喷射的所述步骤包括以下步骤：

-控制(122)燃料喷射量和燃料喷射定时中的至少一者。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中控制(120)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的所述燃料喷射的所述步骤包括以下步骤：

-如果所述估计值指示包括燃料喷射器(i1-i6)的所述气缸(c1-c6)中的大量残余气体，则减少(123)所述燃料喷射器(i1-i6)的所述燃料喷射量。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中控制(120)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的所述燃料喷射的所述步骤包括以下步骤：

-如果所述估计值指示包括燃料喷射器(i1-i6)的所述气缸(c1-c6)中的少量残余气体，则增加(124)所述燃料喷射器(i1-i6)的所述燃料喷射量。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中控制(120)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的所述燃料喷射的所述步骤包括以下步骤：

-如果所述估计值指示包括燃料喷射器(i1-i6)的所述气缸(c1-c6)中的大量残余气体，则将所述燃料喷射器(i1-i6)的所述燃料喷射定时提前(125)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中控制(120)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的所述燃料喷射的所述步骤包括以下步骤：

-如果所述估计值指示包括燃料喷射器(i1-i6)的所述气缸(c1-c6)中的少量残余气体，则延缓(126)所述燃料喷射器(i1-i6)的所述燃料喷射定时。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中控制(120)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的所述燃料喷射的所述步骤包括以下步骤：

-控制(127)所述燃料喷射器(i1-i6)以执行预喷(81)、主喷(82)和后喷(83)。

12.根据权利要求11所述的方法(100)，其中控制(127)由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的所述燃料喷射的所述步骤包括以下步骤：

-控制(128)所述主喷(82)的燃料喷射量和燃料喷射定时中的至少一者。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中每个气缸(c1-c6)包括至少一个排气阀(24)，并且其中所述方法(100)包括以下步骤：

-对所述内燃发动机(1)的所述排气阀(24)的控制进行移相(131)，以及

-基于对所述排气阀(24)的所述控制的当前相移来控制(129)所述燃料喷射器(i1-i6)的所述燃料喷射定时。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中所述方法(100)包括以下步骤：

-提供(110)所述至少两个气缸(c1-c6)之间的残余气体不平衡的所述估计值。

15.根据权利要求14所述的方法(100)，其中提供(110)所述至少两个气缸(c1-c6)之间的所述残余气体不平衡的所述估计值的所述步骤包括以下步骤：

-获得(111)表示所述至少两个气缸(c1-c6)中的相应空气进气口(a1-a6)处的温度的温度数据，以及

-基于所述温度数据提供(113)所述估计值。

16.根据权利要求14或15所述的方法(100)，其中提供(110)所述至少两个气缸(c1-c6)之间的所述残余气体不平衡的所述估计值的所述步骤包括以下步骤：

-获得(112)表示所述内燃发动机(1)的发动机转速、发动机负载和对排气阀(24)和/或进气阀(18)的所述控制的当前相移中的一者或多者的发动机操作数据，以及

-基于所述发动机操作数据提供(114)所述估计值。

17.一种包括指令的计算机程序，所述指令在所述程序由计算机执行时使所述计算机执行根据权利要求1-16中任一项所述的方法(100)。

18.一种计算机可读介质(200)，其包括指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行根据权利要求1-16中任一项所述的方法(100)。

19.一种用于内燃发动机(1)的控制布置(21)，所述内燃发动机(1)包括至少两个气缸(c1-c6)，其中每个气缸(c1-c6)包括至少一个燃料喷射器(i1-i6)，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到所述气缸(c1-c6)中，并且

其中所述控制布置(21)被配置成：

-基于所述至少两个气缸(c1-c6)中的残余气体之间的不平衡的估计值来控制由所述燃料喷射器(i1-i6)执行的燃料喷射。

20.一种内燃发动机(1)，其包括至少两个气缸(c1-c6)，其中每个气缸(c1-c6)至少一个燃料喷射器(i1-i6)，所述至少一个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到所述气缸(c1-c6)中，并且其中所述内燃发动机(1)包括根据权利要求19所述的控制布置(21)。

21.根据权利要求20所述的内燃发动机(1)，其中所述内燃发动机(1)是压燃式发动机，例如柴油发动机。

22.一种车辆(40)，其包括根据权利要求20或21所述的内燃发动机(1)。