GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Motoren mit Funkenzündung und
Direkteinspritzung (SIDI-Motoren) und insbesondere auf deren Kraftstoffeinspritzzyklen.The
The present invention relates to spark-ignition engines and engines
Direct injection (SIDI engines) and in particular their fuel injection cycles.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die
hier gegebene Beschreibung des Hintergrunds bezweckt eine allgemeine
Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der genannten Erfinder,
in dem Umfang, wie sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben
wird, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung nicht
möglicherweise
anderweitig Stand der Technik bilden, werden weder explizit noch
implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung
anerkannt.The
The description of the background given here is intended to be general
Representation of the context of the revelation. The work of the named inventors,
to the extent described in this Background section
will, as well as aspects of the description, not at the time of the application
possibly
form otherwise state of the art, neither explicitly nor
implicitly as prior art to the present disclosure
accepted.
Verbrennungssysteme
mit Funkenzündung und
Direkteinspritzung (spark ignition direct injection, SIDI) (und
andere Verbrennungssysteme mit Direkteinspritzung) für Verbrennungsmotoren
verschaffen gegenüber
herkömmlichen
Verbrennungssystemen mit Saugrohreinspritzung eine bessere Kraftstoffwirtschaftlichkeit
und eine höhere
Leistung. Ein SIDI-Motor umfasst ein Hochdruck-Kraftstoffeinspritzsystem, das
Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer sprüht. Der Kraftstoff wird auf
einen spezifischen Bereich in der Verbrennungskammer gelenkt. Als
Folge kann eine Homogenladung oder eine Schichtladung in der Verbrennungskammer
erzeugt werden, um verbesserte Kraftstoffverbrennungscharakteristiken zu
schaffen. Außerdem
sind mit einem SIDI-Motor verbundene Drosselungsanforderungen im
Allgemeinen weniger restriktiv.combustion systems
with spark ignition and
Direct injection (spark ignition direct injection, SIDI) (and
other combustion systems with direct injection) for internal combustion engines
procure opposite
usual
Combustion systems with intake manifold injection a better fuel economy
and a higher one
Power. A SIDI engine includes a high pressure fuel injection system
Spraying fuel directly into a combustion chamber. The fuel is on
directed a specific area in the combustion chamber. When
Sequence can be a homogeneous charge or a stratified charge in the combustion chamber
to improve fuel combustion characteristics
create. Furthermore
are throttling requirements associated with a SIDI engine
Generally less restrictive.
In 1 umfasst
ein beispielhafter SIDI-Motor 10 einen Motorblock 12,
der einen oder mehrere Zylinder 14 umfasst. Eine Zündkerze 16 erstreckt sich
in eine Verbrennungskammer 18. Die Verbrennungskammer 18 ist
durch einen Kolben 20, den Zylinder 14 und einen
Zylinderkopf 21 definiert. Der Zylinder 14 weist
einen oder mehrer Auslasskanäle 22 und
entsprechende Auslassventile 24 auf. Der Zylinder 14 weist
außerdem
einen oder mehrere Einlasskanäle 26 und
entsprechende Einlassventile 28 auf. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 30 erstreckt
sich in die Verbrennungskammer 18. Eine oder mehrere der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30 sind
mit einem Verteilerrohr 32 verbunden.In 1 includes an exemplary SIDI engine 10 an engine block 12 , one or more cylinders 14 includes. A spark plug 16 extends into a combustion chamber 18 , The combustion chamber 18 is by a piston 20 , the cylinder 14 and a cylinder head 21 Are defined. The cylinder 14 has one or more outlet channels 22 and corresponding exhaust valves 24 on. The cylinder 14 also has one or more inlet channels 26 and corresponding intake valves 28 on. A fuel injector 30 extends into the combustion chamber 18 , One or more of the fuel injectors 30 are with a manifold 32 connected.
Ein
Kraftstoffeinspritzzyklus des SIDI-Motors 10 umfasst die
Abgabe von Kraftstoff an die Verbrennungskammer 18 über die
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 30 und das Verteilerrohr 32.
Der Kraftstoff wird in jeden Zylinder einmal pro Verbrennungszyklus
eingespritzt. Die Einspritzung erfolgt typischerweise früh in einem
Ansaugtakt des Zylinders. Der Kraftstoff wird in dem Zylinder mit
Luft vermischt und während
eines Kompressionstakts komprimiert. Am Ende des Kompressionstakts
wird das Luft/Kraftstoff-Gemisch
gezündet,
um einen Arbeitshub zu erzeugen.A fuel injection cycle of the SIDI engine 10 involves the delivery of fuel to the combustion chamber 18 about the fuel injectors 30 and the manifold 32 , The fuel is injected into each cylinder once per combustion cycle. Injection typically occurs early in an intake stroke of the cylinder. The fuel is mixed with air in the cylinder and compressed during a compression stroke. At the end of the compression stroke, the air / fuel mixture is ignited to produce a power stroke.
Obwohl
ein SIDI-Motor während
des Normalbetriebs im Allgemeinen effizienter als ein Motor mit Saugrohreinspritzung
(port-fuel injection, PFI) ist, erzeugt ein SIDI-Motor während des
Startens und Anlassens im Allgemeinen mehr Kohlenwasserstoffe. "Anlassen" bezieht sich auf
das anfängliche
Drehen oder Durchdrehen eines Motors während des Startens. Da Kraftstoff
direkt in eine Verbrennungskammer eines SIDI-Motors eingespritzt
wird, besteht wenig Zeit für
das Vermischen des Kraftstoffs mit injizierter Luft als bei einem
PFI-Motor. Wenn der Motor kalt ist, verbrennt folglich etwa während des
Anlassens eine geringere Menge des eingespritzten Kraftstoffs, weshalb
mehr Kohlenwasserstoffe erzeugt werden können. Je kühler der SIDI-Motor ist, desto größer ist
der Prozentsatz an nicht verbrennendem Kraftstoff.Even though
a SIDI engine during
Normal operation generally more efficient than an intake manifold injection engine
(port-fuel injection, PFI) generates a SIDI engine during the
Starting and cranking generally more hydrocarbons. "Starting" refers to
the initial one
Turning or spinning a motor during startup. Because fuel
injected directly into a combustion chamber of a SIDI engine
there is little time for
mixing the fuel with injected air as one
PFI engine. Consequently, when the engine is cold, it burns approximately during the
Starting a smaller amount of injected fuel, which is why
more hydrocarbons can be generated. The cooler the SIDI engine is, the bigger it is
the percentage of non-combusting fuel.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
In
einer beispielhaften Ausführungsform
wird ein Kraftstoffeinspritzsystem geschaffen. Das Kraftstoffeinspritzsystem
umfasst eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Kraftstoff direkt
in eine Verbrennungskammer eines Zylinders eines Motors einspritzt.
Das Steuermodul leitet während
eines Verbrennungszyklus des Zylinders über die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
mehrfache Kraftstoffeinspritzungen in eine Verbrennungskammer ein.In
an exemplary embodiment
a fuel injection system is created. The fuel injection system
includes a fuel injector, the fuel directly
injected into a combustion chamber of a cylinder of an engine.
The control module will conduct during
a combustion cycle of the cylinder via the fuel injection device
inject multiple fuel injections into a combustion chamber.
Gemäß weiteren
Merkmalen wird ein Motorsystem geschaffen, das ein Abgassystem umfasst, das
ein Abgas von einem Motor empfängt.
Ein Temperatursensor erzeugt ein Temperatursignal, das eine Temperatur
eines Abschnitts des Abgassystems angibt. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
spritzt Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer eines Zylinders
des Motors ein. Ein Steuermodul leitet während eines Verbrennungszyklus
des Zylinders über die
Kraftstoffeinspritzvorrichtung auf der Grundlage der Temperatur
mehrfache Kraftstoffeinspritzungen ein.According to others
Characteristics, an engine system is provided that includes an exhaust system that
receives an exhaust gas from a motor.
A temperature sensor generates a temperature signal that is a temperature
indicates a portion of the exhaust system. A fuel injector
injects fuel directly into a combustion chamber of a cylinder
of the engine. A control module conducts during a combustion cycle
of the cylinder over the
Fuel injection device based on the temperature
multiple fuel injections.
Gemäß nochmals
weiteren Merkmalen wird ein Verfahren des Betreibens eines Motors
mit Funkenzündung
und Direkteinspritzung (SIDI-Motors) geschaffen. Das Verfahren umfasst
das Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems in einem Mehrfacheinspritzungsverbrennungszyklusmodus. Der
Mehrfacheinspritzungsverbrennungszyklusmodus umfasst mehrfache Kraftstoffeinspritzungen
in eine Verbrennungskammer während
eines Ver brennungszyklus eines Zylinders des SIDI-Motors. Es wird
ein Temperatursignal erzeugt. Die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen
während
eines Verbrennungszyklus des Zylinders wird auf der Grundlage des
Temperatursignals reduziert.In still further features, a method of operating a spark-ignition direct injection (SIDI) engine is provided. The method includes operating a fuel injection system in a multiple injection combustion cycle mode. The multiple injection combustion cycle mode includes multiple fuel injections into a combustion chamber during combustion cycle of a cylinder of the SIDI engine. A temperature signal is generated. The number of fuel injections during a combustion cycle of the cylinder is reduced based on the temperature signal.
Gemäß nochmals
weiteren Merkmalen können
wenigstens ein Teil der hier beschriebenen Systeme und Verfahren
durch ein Computerprogramm, das von einem oder mehreren Prozessoren
ausgeführt
wird, ausgeführt
sein. Das Computerprogramm kann in einem computerlesbaren Medium
wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, einem Speicher, einem
nicht flüchtigen
Datenspeicher und/oder anderen geeigneten zugreifbaren Speichermedien
stehen.Again
further features can
at least part of the systems and methods described herein
through a computer program created by one or more processors
accomplished
is running
be. The computer program may be in a computer readable medium
such as, but not limited to, a memory
non-volatile
Data storage and / or other suitable accessible storage media
stand.
Weitere
Anwendungsgebiete werden aus der nachstehend gegebenen Beschreibung
deutlich. Selbstverständlich
sind die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich zum
Zweck der Veranschaulichung gedacht und nicht dazu gedacht, den Umfang
der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.Further
Areas of application will become apparent from the description given below
clear. Of course
the description and the specific examples are only for
Purpose of illustration and not intended to the scope
of the present disclosure.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden anhand der
genauen Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen. In den Zeichnungen sind:The
The present invention will be more fully understood with reference to FIGS
detailed description and the accompanying drawings. In the drawings are:
1 eine
Querschnittsansicht eines Zylinders eines Motors mit Funkenzündung und
Direkteinspritzung (SIDI-Motor) gemäß dem Stand der Technik; 1 a cross-sectional view of a cylinder of a spark-ignition engine and direct injection (SIDI engine) according to the prior art;
2 ein
funktionaler Blockschaltplan eines SIDI-Motorsystems, das Mehrfachkraftstoffeinspritzungen
pro Zylinder-Verbrennungszyklus gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung aufnimmt; 2 FIG. 4 is a functional block diagram of a SIDI engine system that receives multiple fuel injections per cylinder combustion cycle according to one embodiment of the present disclosure; FIG.
3 ein
Kurbeldiagramm eines SIDI-Motorsystems, das Mehrfachkraftstoffeinspritzungen während eines
Ansaugtakts und eines Kompressionstakts eines Verbrennungszyklus
eines SIDI-Motors gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 3 12 is a crank diagram of a SIDI engine system illustrating multiple fuel injections during an intake stroke and a compression stroke of a combustion cycle of a SIDI engine according to an embodiment of the present disclosure;
4A eine
Querschnittsansicht eines SIDI-Motors, die einen Ansaugtakt eines Mehrfachkraftstoffeinspritzungsprozesses
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung zeigt; 4A 3 is a cross-sectional view of a SIDI engine showing an intake stroke of a multiple fuel injection process according to an embodiment of the present disclosure;
4B eine
Querschnittsansicht des SIDI-Motors von 4A, die
eine Kurbelwelle am unteren Totpunkt (UT) nach einem Ansaugtakt
zeigt; 4B a cross-sectional view of the SIDI engine of 4A showing a crankshaft at bottom dead center (UT) after an intake stroke;
4C eine
Querschnittsansicht des SIDI-Motors von 4A, die
einen Kompressionstakt zeigt; 4C a cross-sectional view of the SIDI engine of 4A showing a compression stroke;
4D eine
Querschnittsansicht des SIDI-Motors von 4A, die
eine Kurbelwelle am oberen Totpunkt (OT) nach einem Kompressionstakt zeigt;
und 4D a cross-sectional view of the SIDI engine of 4A showing a crankshaft at top dead center (TDC) after a compression stroke; and
5 ein
logischer Ablaufplan, der ein Verfahren des Betreibens eines SIDI-Motors
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 5 a logic flowchart illustrating a method of operating a SIDI engine according to an embodiment of the present disclosure.
GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION
Die
folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft,
wobei keineswegs beabsichtigt ist, die Offenbarung, ihre Anwendung
oder ihre Verwendungen zu beschränken.
Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen
zum Kennzeichnen ähnlicher
Elemente verwendet. Der Ausdruck "wenigstens eines von A, B und C" soll als logisches "A oder B oder C" unter Verwendung
eines nicht-exklusiven logischen ODER interpretiert werden. Wohlgemerkt
können
die Schritte in einem Verfahren in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden,
ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.The
the following description is merely exemplary in nature,
which is by no means intended, the disclosure, its application
or to limit their uses.
For the sake of clarity, the same reference numerals will be used in the drawings
to mark more similar
Elements used. The term "at least one of A, B and C" is intended to be used as a logical "A or B or C"
a non-exclusive logical OR. mind you
can
the steps in a procedure are executed in different order,
without changing the principles of the present disclosure.
Der
Begriff "Modul", wie er hier verwendet wird,
bezieht sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung
(ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam
genutzt, eigens zugewiesen oder für eine Gruppe) mit Speicher, der
ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine
kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten,
die die beschriebene Funktionalität verschaffen.Of the
Term "module" as used herein
refers to an application specific integrated circuit
(ASIC), an electronic circuit, a processor (common
used, specially assigned or for a group) with memory, the
Run one or more software or firmware programs, one
combinational logic circuit and / or other suitable components,
which provide the described functionality.
Außerdem bezieht
sich der Begriff "Verbrennungszyklus", wie er hier verwendet
wird, auf die wiederkehrenden Stadien eines Motor-Verbrennungsprozesses.
Beispielsweise kann sich bei einem 4-Takt-SIDI-Motor ein einzelner
Verbrennungszyklus auf einen Ansaugtakt, einen Kompressionstakt,
einen Arbeitstakt und einen Auspufftakt beziehen und diese umfassen.
Die vier Takte werden während
des Betriebs des 4-Takt-SIDI-Motors ständig wiederholt.In addition, refers
the term "combustion cycle" as used herein
becomes the recurrent stages of an engine combustion process.
For example, in a 4-stroke SIDI engine, a single
Combustion cycle to an intake stroke, a compression stroke,
include and include a power stroke and an exhaust stroke.
The four bars will be during
constantly repeats the operation of the 4-stroke SIDI engine.
In 2 ist
ein funktionaler Blockschaltplan eines SIDI-Motorsystems 50,
das Mehrfachkraftstoffeinspritzungen pro Zylinder-Verbrennungszyklus aufnimmt,
gezeigt. Das SIDI-Motorsystem 50 befindet sich in einem
Fahrzeug 52 und umfasst einen SIDI-Motor 54, ein
Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyldus-(multi-fuel injection
combustion cycle, MFICC)-System 56 und
ein Abgassystem 58. Das MFICC-System 56 leitet
mehrfache Kraftstoffeinspritzungen pro Verbrennungszyklus wenigstens
eines Zylinders des SIDI-Motors 54 ein. In einer Ausführungsform
erfolgen die mehrfachen Einspritzungen pro Verbrennungszyklus während des
Anlassens des SIDI-Motors 54. Dies verbessert das Luft/Kraftstoff-Gemisch-Verbrennen in dem
(den) interessierenden Zylinder(n) und reduziert folglich die Emissionen.
Das MFICC-System 56 arbeitet auf der Grundlage der Charakteristiken
des SIDI-Motors 54 und des Abgassystems 58.In 2 is a functional block diagram of a SIDI engine system 50 showing multiple fuel injections per cylinder combustion cycle is shown. The SIDI engine system 50 is in a vehicle 52 and includes a SIDI engine 54 , a multi-fuel injection combustion cycle (MFICC) system 56 and an exhaust system 58 , The MFICC system 56 conducts multiple fuel injections per combustion cycle at least ei a cylinder of the SIDI engine 54 one. In one embodiment, the multiple injections per combustion cycle occur during cranking of the SIDI engine 54 , This improves the air / fuel mixture combustion in the cylinder (s) of interest and thus reduces the emissions. The MFICC system 56 works on the basis of the characteristics of the SIDI engine 54 and the exhaust system 58 ,
Der
SIDI-Motor 54 besitzt Zylinder 60. Jeder Zylinder 60 kann
ein oder mehrere Einlassventile und/oder Auslassventile besitzen.
Jeder Zylinder 60 enthält
außerdem
einen Kolben, der an einer Kurbelwelle 62 läuft. Der
SIDI-Motor 54 ist mit dem MFICC-System 56, einem
Zündsystem 64 mit
einer Zündschaltung 65 und
dem Abgassystem 58 ausgestaltet. Der SIDI-Motor 54 umfasst
einen Ansaugkrümmer
bzw. Einlasskrümmer 66.
Der SIDI-Motor 54 verbrennt ein Luft- und Kraftstoffgemisch,
um ein Antriebsmoment zu erzeugen. Der SIDI-Motor 54 umfasst,
wie gezeigt ist, acht Zylinder, die in benachbarten Zylinderreihen
in V-Anordnung ausgestaltet sind. Obwohl 2 acht Zylinder
(N = 8) zeigt, kann der SIDI-Motor 54 wohlgemerkt
weitere oder weniger Zylinder umfassen. Beispielsweise kommen 2,
4, 5, 6, 8, 10, 12 und 16 Zylinder in Betracht. Außerdem sei
vorweggenommen, dass die Kraftstoffeinspritzungssteuerung der vorliegenden
Erfindung in einem Reihentyp oder einem anderen Typ von Zylinderkonfiguration
ausgeführt
sein kann.The SIDI engine 54 has cylinders 60 , Every cylinder 60 may have one or more intake valves and / or exhaust valves. Every cylinder 60 Also includes a piston attached to a crankshaft 62 running. The SIDI engine 54 is with the MFICC system 56 , an ignition system 64 with an ignition circuit 65 and the exhaust system 58 designed. The SIDI engine 54 includes an intake manifold or intake manifold 66 , The SIDI engine 54 burns an air and fuel mixture to produce a drive torque. The SIDI engine 54 As shown, eight cylinders are arranged in adjacent rows of cylinders in a V-arrangement. Even though 2 shows eight cylinders (N = 8), the SIDI engine can 54 mind you have more or fewer cylinders. For example, 2, 4, 5, 6, 8, 10, 12 and 16 cylinders come into consideration. In addition, it is anticipated that the fuel injection control of the present invention may be implemented in a series type or other type of cylinder configuration.
Ein
Ausgang des SIDI-Motors 54 ist mit einem Drehmomentwandler 70,
einem Getriebe 72, einer Antriebswelle 74 und
einem Differential 76 mit angetriebenen Rädern 78 gekoppelt.
Das Getriebe 72 kann beispielsweise ein stufenlos verstellbares
Getriebe (continuously variable transmission, CVT) oder ein automatisches
Stufenschaltgetriebe sein. Das Getriebe 72 wird durch ein
Fahrzeugsteuermodul 80 gesteuert.An output of the SIDI engine 54 is with a torque converter 70 , a gearbox 72 , a drive shaft 74 and a differential 76 with driven wheels 78 coupled. The gear 72 may be, for example, a continuously variable transmission (CVT) or an automatic multi-step transmission. The gear 72 is through a vehicle control module 80 controlled.
Das
MFICC-System 56 umfasst eine Kraftstoffeinspritzschaltung 82 mit
einem Verteilerrohr und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die in
den 4A–4C am
besten zu erkennen sind, sowie das Steuermodul 80. Jedem
der Zylinder 60 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
zugeordnet. Das Verteilerrohr führt
jeder der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen nach Empfang von beispielsweise
einer Kraftstoffpumpe oder einem Kraftstoffbehälter Kraftstoff zu. Das Steuermodul 80 steuert
den Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen einschließlich der Anzahl
und der Zeitpunkte von Kraftstoffeinspritzungen in jeden der Zylinder 60 pro
deren Verbrennungszyklus. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt kann
auf die Kurbelwellenpositionierung bezogen sein.The MFICC system 56 includes a fuel injection circuit 82 with a manifold and fuel injectors inserted in the 4A - 4C are best seen, as well as the control module 80 , Each of the cylinders 60 is associated with a fuel injector. The manifold supplies fuel to each of the fuel injectors upon receipt of, for example, a fuel pump or fuel tank. The control module 80 controls the operation of the fuel injectors including the number and times of fuel injections into each of the cylinders 60 per their combustion cycle. The fuel injection timing may be related to crankshaft positioning.
Über einen
elektronischen Drosselcontroller (electronic throttle controller,
ETC) 90 oder eine kabelgesteuerte Drossel, der bzw. die
eine Drosselklappe 92, die sich in Nachbarschaft eines
Einlasses eines Ansaugkrümmer 66 befindet,
einstellt, wird Luft in den Ansaugkrümmer 66 angesaugt.
Die Einstellung kann auf einer Stellung eines Fahrpedals 94 und einem
Drosselsteueralgorithmus, der durch das Steuermodul 80 ausgeführt wird,
basieren. Die Drossel 92 stellt das Ausgangsdrehmoment,
das die Räder 78 antreibt,
ein. Anhand einer Stellung des Fahrpedals 94 erzeugt ein
Fahrpedalsensor 96 ein Pedalstellungssignal, das an das
Steuermodul 80 ausgegeben wird. Eine Stellung eines Bremspedals 98 wird von
einem Bremspedalsensor oder Bremspedalschalter 100 erfasst,
der ein Bremspedalstellungssignal erzeugt, das an das Steuermodul 80 ausgegeben wird.Via an electronic throttle controller (ETC) 90 or a cable-controlled throttle, the or a throttle 92 located in the vicinity of an inlet of an intake manifold 66 Adjust, air is in the intake manifold 66 sucked. The setting can be on a position of an accelerator pedal 94 and a throttle control algorithm implemented by the control module 80 is executed. The throttle 92 represents the output torque that the wheels 78 drives, one. Based on a position of the accelerator pedal 94 generates an accelerator pedal sensor 96 a pedal position signal sent to the control module 80 is issued. A position of a brake pedal 98 is powered by a brake pedal sensor or brake pedal switch 100 detects that generates a brake pedal position signal to the control module 80 is issued.
Von
dem Ansaugkrümmer
bzw. Einlasskrümmer 66 wird
Luft in die Zylinder 60 angesaugt und darin komprimiert.
Durch das MFICC-System 56 wird Kraftstoff in Zylinder 60 eingespritzt,
wobei der durch das Zündsystem 64 erzeugte
Funken die Luft/Kraftstoff-Gemische in den Zylindern 60 zündet. In
manchen Fällen
kann das Motorsystem 80 einen Turbolader umfassen, der
eine durch Abgas angetriebene Turbine verwendet, um einen Kompressor
anzutreiben, der die in den Einlasskrümmer 66 eintretende Luft
komprimiert. Die komprimierte Luft kann vor dem Eintreten in den
Einlasskrümmer 66 durch
einen Luftkühler
gehen.From the intake manifold or intake manifold 66 Air gets into the cylinders 60 sucked and compressed in it. Through the MFICC system 56 will fuel in cylinders 60 injected by the ignition system 64 Sparks produced the air / fuel mixtures in the cylinders 60 ignites. In some cases, the engine system 80 a turbocharger that uses an exhaust driven turbine to drive a compressor that is in the intake manifold 66 incoming air compressed. The compressed air may leak before entering the intake manifold 66 go through an air cooler.
Das
Zündsystem 64 kann
Zündkerzen
oder andere Zündvorrichtungen
zur Zündung
der Luft/Kraftstoff-Gemische in den jeweiligen Zylindern 60 umfassen.
Das Zündsystem 64 kann
auch das Steuermodul 80 umfassen. Das Steuermodul 80 kann
beispielsweise den Zündzeitpunkt
relativ zur Kurbelwellenposition steuern.The ignition system 64 may spark plugs or other igniters for igniting the air / fuel mixtures in the respective cylinders 60 include. The ignition system 64 can also control the module 80 include. The control module 80 For example, it can control the ignition timing relative to the crankshaft position.
Das
Abgassystem 58 kann Abgaskrümmer und/oder Abgasleitungen
wie etwa die Leitung 110 sowie ein Filtersystem 112 umfassen.
Die Abgaskrümmer
und Abgasleitungen leiten das Abgas, das die Zylinder 60 verlässt in das
Filtersystem 112. Optional führt ein AGR-Ventil einen Teil
des Abgases in den Einlasskrümmer 66 zurück. Ein
Teil des Abgases kann in einen Turbolader geleitet werden, um eine Turbine
anzutreiben. Die Turbine unterstützt
die Kompression der von dem Einlasskrümmer 66 empfangenen
Frischluft. Von dem Turbolader strömt ein kombinierter Abgasstrom
durch das Filtersystem 112.The exhaust system 58 may exhaust manifold and / or exhaust pipes such as the pipe 110 as well as a filter system 112 include. The exhaust manifolds and exhaust pipes conduct the exhaust gas that is the cylinders 60 leaves in the filter system 112 , Optionally, an EGR valve introduces a portion of the exhaust gas into the intake manifold 66 back. A portion of the exhaust gas may be directed into a turbocharger to drive a turbine. The turbine supports the compression of the intake manifold 66 received fresh air. From the turbocharger, a combined exhaust stream flows through the filter system 112 ,
Das
Filtersystem 112 kann einen Abgaskatalysator oder einen
Oxidationskatalysator (oxidation catalyst, OC) 114 und
ein Heizelement 116 sowie ein Partikelfilter, ein Flüssigkeitsreduktionssystem und/oder
andere Abgasfiltrationssystemvorrichtungen umfassen. Das Heizelement 116 kann
verwendet werden, um den Oxidationskatalysator 114 während des
Startens des SIDI-Motors 54 zu erwärmen, und durch das Steuermodul 80 gesteuert
werden. Das Flüssigkeitsreduktionsmittel
kann Harnstoff, Ammoniak oder ein anderes Flüssigkeitsreduktionsmittel umfassen.
Das Flüssigkeitsreduktionsmittel
wird in den Abgasstrom eingespritzt, um mit NOx zu reagieren und
Wasserdampf (H2O) und N2 (Stickstoffgas) zu
erzeugen.The filter system 112 may be an exhaust gas catalyst or an oxidation catalyst (OC) 114 and a heating element 116 and a particulate filter, a liquid reduction system, and / or other exhaust filtration system devices. The heating element 116 Can be used to oxidize the catalyst 114 currency when starting the SIDI engine 54 to heat up, and through the control module 80 to be controlled. The liquid reducing agent may comprise urea, ammonia or another liquid reducing agent. The liquid reducing agent is injected into the exhaust gas stream to react with NOx to produce water vapor (H 2 O) and N 2 (nitrogen gas).
Das
MFICC-System 56 umfasst ferner einen oder mehrere Temperatursensoren.
In der gezeigten Ausführungsform
umfasst das MFICC-System 56 einen Motortemperatursensor 118 und
einen Abgastemperatursensor 120. Der Motortemperatursensor 118 kann
die Öl-
oder Kühlmitteltemperatur
des SIDI-Motors 54 oder irgendeine andere Motortemperatur
erfassen. Der Abgastemperatursensor 120 kann die Temperatur
des Oxidationskatalysators 114 oder einer anderen Komponente
des Abgassystems 58 erfassen. Die Temperaturen des SIDI-Motors 54 und des
Abgassystems 58 können
anhand von Motor- und Abgasbetriebsparametern und/oder anderen Temperatursignalen
indirekt bestimmt oder geschätzt werden.
Alternativ können
die Temperaturen des SIDI-Motors 54 und des Abgassystems 58 über die
Motor- und Abgastemperatursensoren 118, 120 direkt bestimmt
werden.The MFICC system 56 further comprises one or more temperature sensors. In the embodiment shown, the MFICC system includes 56 an engine temperature sensor 118 and an exhaust gas temperature sensor 120 , The engine temperature sensor 118 can be the oil or coolant temperature of the SIDI engine 54 or detect any other engine temperature. The exhaust gas temperature sensor 120 may be the temperature of the oxidation catalyst 114 or another component of the exhaust system 58 to capture. The temperatures of the SIDI engine 54 and the exhaust system 58 may be indirectly determined or estimated based on engine and exhaust operating parameters and / or other temperature signals. Alternatively, the temperatures of the SIDI engine 54 and the exhaust system 58 via the engine and exhaust gas temperature sensors 118 . 120 be determined directly.
Weitere
Sensoreingaben, die gemeinsam durch das Bezugszeichen 122 angegeben
sind und durch das Steuermodul 80 verwendet werden, umfassen
ein Motordrehzahlsignal 124, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 126,
ein Ansaugkrümmerdrucksignal 128,
ein Drosselstellungssignal 130, ein Getriebesignal 132 und
ein Krümmerlufttemperatursignal 134.
Die Sensoreingabesignale 124–134 werden durch
einen Motordrehzahlsensor 136, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 138,
einen Ansaugkrümmerdrucksensor 140,
einen Drosselstellungssensor 142, einen Getriebesensor 144 bzw.
einen Temperatursensor 146 erzeugt. Das Temperatursignal 146 kann
die Lufttemperatur in dem Ansaugkrümmer 66 oder eine
andere Temperatur angeben. Weitere Sensoren können ebenfalls aufgenommen sein.Other sensor inputs, together by the reference numeral 122 are specified and by the control module 80 used include an engine speed signal 124 , a vehicle speed signal 126 , an intake manifold pressure signal 128 , a throttle position signal 130 , a transmission signal 132 and a manifold air temperature signal 134 , The sensor input signals 124 - 134 be through an engine speed sensor 136 , a vehicle speed sensor 138 , an intake manifold pressure sensor 140 , a throttle position sensor 142 , a transmission sensor 144 or a temperature sensor 146 generated. The temperature signal 146 can the air temperature in the intake manifold 66 or specify a different temperature. Other sensors can also be included.
Das
MFICC-System kann außerdem
einen Zeitsensor 148 umfassen. Obwohl der Zeitsensor 148 als
Kurbelwellenstellungssensor gezeigt ist, kann der Zeitsensor ein
Nockenwellenstellungssensor, ein Getriebesensor oder irgendein anderer Zeitsensor
sein. Der Zeitsensor erzeugt ein Zeitsignal, das die Position bzw.
Stellung eines oder mehrerer Kolben und/oder einer Kurbelwelle angibt.The MFICC system may also include a time sensor 148 include. Although the time sensor 148 is shown as a crankshaft position sensor, the time sensor may be a camshaft position sensor, a transmission sensor or any other time sensor. The time sensor generates a time signal indicating the position of one or more pistons and / or a crankshaft.
Obwohl
die folgenden Ausführungsformen
in erster Linie mit dem Einschluss von Doppel-Kraftstoffeinspritzimpulsen
pro Verbrennungszyklus eines Zylinders beschrieben werden, wenn
in einem Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyklusmodus
gearbeitet wird, können
pro Verbrennungszyklus zwei oder mehr Kraftstoffeinspritzimpulse
erzeugt werden. Außerdem
können
verschiedene Zylinder eine unterschiedliche Menge von Kraftstoffeinspritzimpulsen
pro Verbrennungszyklus aufweisen. Ferner können mehrfache Kraftstoffeinspritzungen während eines
Ansaugtakts, eines Kompressionstakts oder einer Kombination davon
vorkommen.Even though
the following embodiments
primarily with the inclusion of dual fuel injection pulses
be described per combustion cycle of a cylinder, if
in a multiple fuel injection combustion cycle mode
can work
two or more fuel injection pulses per combustion cycle
be generated. Furthermore
can
different cylinders a different amount of fuel injection pulses
per combustion cycle. Furthermore, multiple fuel injections during a
Intake stroke, a compression stroke or a combination thereof
occurrence.
In 3 ist
ein Kurbeldiagramm gezeigt, das Mehrfacheinspritzungen während eines
Ansaugtakts und eines Kompressionstakts eines Verbrennungszyklus
eines SIDI-Motors veranschaulicht. Das Diagramm zeigt die Kurbelwellenpositionierung
während des
Ansaugtakts und des Kompressionstakts. In einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine erste Kraftstoffeinspritzung
(ein erster Kraftstoffeinspritzimpuls) eines Zylinders eingeleitet,
die (der) während
des Ansaugtakts 150 jenes Zylin ders erfolgt. Es ist ein
erster Kraftstoffeinspritzimpuls 152 gezeigt, der etwa
zwischen 250° und
360° oder
zwischen einer Stellung, die dem oberen Totpunkt (OT) zugeordnet
ist, und 250° erfolgt.
Die 0°-
oder 360°-Stellung
der Kurbelwelle ist dem OT zugeordnet, während die 180°-Stellung
der Kurbelwelle dem unteren Totpunkt (UT) zugeordnet ist. Es wird
eine zweite Kraftstoffeinspritzung (ein zweiter Kraftstoffeinspritzimpuls)
eingeleitet, die (der) während
des Kompressionstakts 154 des Zylinders erfolgt. Es ist ein
zweiter Kraftstoffeinspritzimpuls 156 gezeigt, der etwa
zwischen 180° und
0° oder
zwischen UT und OT erfolgt.In 3 1 is a crank diagram illustrating multiple injections during an intake stroke and a compression stroke of a combustion cycle of a SIDI engine. The diagram shows the crankshaft positioning during the intake stroke and the compression stroke. In one embodiment of the present invention, a first fuel injection (a first fuel injection pulse) of a cylinder is initiated that during the intake stroke 150 that cylin ders occurs. It is a first fuel injection pulse 152 shown between about 250 ° and 360 ° or between a position associated with top dead center (TDC) and 250 °. The 0 ° or 360 ° position of the crankshaft is associated with the TDC, while the 180 ° position of the crankshaft is associated with the bottom dead center (TDC). A second fuel injection (a second fuel injection pulse) is initiated which during the compression stroke 154 of the cylinder takes place. It is a second fuel injection pulse 156 shown between about 180 ° and 0 ° or between UT and OT.
In
der gezeigten Ausführungsform
tritt der Zündfunken
in dem Zylinder in einem Anlassmodus etwa zwischen 15° und 0° ein. Der
Anlassmodus oder das Anlassen bezieht sich auf das anfängliche
Drehen oder Durchdrehen eines Motors während des Startens. Dies kann
einen Starter umfassen, der die Kurbelwelle anfänglich dreht. Beim Wechseln
von einem Anlassmodus zu einem Abgassystemerwärmungsmodus und/oder einer
Normalbetriebsart können
der Zeitpunkt des zweiten Kraftstoffeinspritzimpulses und der zugeordnete
Zündfunken
eingestellt werden. Dies wird nachstehend ausführlicher erläutert.In
the embodiment shown
the spark occurs
in the cylinder in a starting mode approximately between 15 ° and 0 °. Of the
Starting mode or starting refers to the initial one
Turning or spinning a motor during startup. This can
include a starter that initially rotates the crankshaft. When changing
from a cranking mode to an exhaust system warming mode and / or
Normal mode can
the time of the second fuel injection pulse and the associated
spark
be set. This will be explained in more detail below.
In
den 4A–4D ist
ein Mehrfacheinspritzungsprozess während eines 4-Takt-Zyklus eines
SIDI-Motors 200 gezeigt. Der SIDI-Motor umfasst einen Motorblock 202,
der ein oder mehrere Zylinder umfasst. Eine Zündkerze 206 erstreckt
sich in eine Verbrennungskammer 208. Die Verbrennungskammer 208 ist
durch einen Kolben 210, den Zylinder 204 und einen
Zylinderkopf 212 definiert. Der Zylinder 204 weist
einen oder mehrer Auslasskanäle 214 und
entsprechende Auslassventile 216 auf. Der Zylinder 204 weist
außerdem
einen oder mehrere Einlasskanäle 218 und
entsprechende Einlassventile 220 auf. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 222 erstreckt
sich in die Verbrennungskammer 208. Eine oder mehrere der Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 222 sind
mit einem Verteilerrohr 224 verbunden.In the 4A - 4D is a multiple injection process during a 4-stroke cycle of a SIDI engine 200 shown. The SIDI engine includes an engine block 202 comprising one or more cylinders. A spark plug 206 extends into a combustion chamber 208 , The combustion chamber 208 is by a piston 210 , the cylinder 204 and a cylinder head 212 Are defined. The cylinder 204 has one or more outlet channels 214 and corresponding exhaust valves 216 on. The cylinder 204 also has one or more inlet channels 218 and corresponding intake valves 220 on. A fuel injector 222 he stretches into the combustion chamber 208 , One or more of the fuel injectors 222 are with a manifold 224 connected.
Der
Mehrfacheinspritzungsprozess umfasst einen Ansaugtakt, der in 4A gezeigt
ist. Während
des Ansaugtakts wird das Einlassventil 220 geöffnet, um
Luft in den Zylinder 204 anzusaugen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 222 leitet
während
des Ansaugtakts, wie gezeigt ist, eine erste Kraftstoffeinspritzung 230 ein.
Die erste Kraftstoffeinspritzung 230 kann dem Kraftstoffeinspritzungsstart
(start of fuel injection, SOI) zugeordnet oder als solcher bezeichnet
werden. Der Zweck der ersten Kraftstoffeinspritzung 230 ist
das Verschaffen einer Basismenge an Kraftstoff in dem Zylinder 204.
Die erste Kraftstoffeinspritzung 230 stellt sicher, dass
ausreichend Kraftstoff und/oder ein geeigneter Kraftstoffpegel in den
Zylinder 204 eintreten. Mit anderen Worten, die erste Kraftstoffeinspritzung 230 stellt
sicher, dass das homogene Gemisch in dem Zylinder 204 wenigstens höher als
ein für
eine Magerverbrennung benötigtes Luft/Kraftstoff-Gemisch
ist.The multiple injection process includes an intake stroke that is in 4A is shown. During the intake stroke, the intake valve becomes 220 opened to air in the cylinder 204 to suck. The fuel injection device 222 during the intake stroke, as shown, initiates a first fuel injection 230 one. The first fuel injection 230 may be associated with or designated as the start of fuel injection (SOI) start. The purpose of the first fuel injection 230 is the provision of a base amount of fuel in the cylinder 204 , The first fuel injection 230 Make sure there is enough fuel and / or a suitable fuel level in the cylinder 204 enter. In other words, the first fuel injection 230 Make sure that the homogeneous mixture in the cylinder 204 at least higher than a lean burn required air / fuel mixture.
Bei
etwa UT schließt
sich das Einlassventil 220, wie in 4B gezeigt
ist. Nach UT beginnt der Kompressionstakt, wie durch 4C gezeigt
ist. Während
des Kompressionstakts bleiben die Einlass- und Auslassventile 220, 216 geschlossen
und erfolgt eine zweite Kraftstoffeinspritzung 232. Die zweite
Kraftstoffeinspritzung 232 kann dem Kraftstoffeinspritzungsende
(end of fuel injection, EOI) zugeordnet oder als solches bezeichnet
werden. Der Zweck der zweiten Kraftstoffeinspritzung 232 ist
das Verschaffen eines fetten Schichtgemischs in der Nähe der Zündkerze 206,
wenn ein Zündfunken
erzeugt wird. Dies unterstützt
die Zündung
des Luft/Kraftstoff-Gemischs. Während
des Kompressionstakts nehmen Drücke
in dem Zylinder 204 zu. Folglich wird die zweite Kraftstoffeinspritzung 232 besser
zerstäubt
als die erste Kraftstoffeinspritzung.At about UT, the inlet valve closes 220 , as in 4B is shown. After UT, the compression stroke begins, as by 4C is shown. During the compression stroke, the intake and exhaust valves remain 220 . 216 closed and a second fuel injection takes place 232 , The second fuel injection 232 may be associated with or referred to as the end of fuel injection (EOI). The purpose of the second fuel injection 232 is the provision of a rich layer mixture near the spark plug 206 when a spark is generated. This helps to ignite the air / fuel mixture. During the compression stroke, pressures in the cylinder increase 204 to. As a result, the second fuel injection becomes 232 atomized better than the first fuel injection.
In
der Nähe
des Endes, wie gezeigt ist, oder nach dem Kompressionstakt erzeugt
die Zündkerze einen
Zündfunken 234,
um das momentane Luft/Kraftstoff-Gemisch zu zünden. Der Kolben kann nahe
OT sein, wie in 4D gezeigt ist. Die Zündung des
Luft/Kraftstoff-Gemischs leitet einen Arbeitstakt ein.Near the end, as shown, or after the compression stroke, the spark plug creates a spark 234 to ignite the current air / fuel mixture. The piston may be near TDC as in 4D is shown. The ignition of the air / fuel mixture initiates a power stroke.
Die
erste Kraftstoffeinspritzung kann eine größere Kraftstoffmenge als die
zweite Kraftstoffeinspritzung umfassen. In einer Ausführungsform
spritzt das Steuermodul bei einer ersten Kraftstoffeinspritzung
etwa 50%–90%
der Gesamtkraftstoffeinspritzmenge für einen Verbrennungszyklus
eines Zylinders ein. Etwa 10%–50%
der Gesamtkraftstoffeinspritzmenge werden bei einer zweiten Kraftstoffeinspritzung
eingespritzt. In einer anderen Ausführungsform spritzt das Steuermodul
bei einer ersten Kraftstoffeinspritzung etwa zwei Drittel (2/3)
einer Gesamtkraftstoffeinspritzmenge für einen Verbrennungszyklus
eines Zylinders ein. Bei einer zweiten Kraftstoffeinspritzung wird
etwa ein Drittel (1/3) der Gesamtkraftstoffeinspritzmenge eingespritzt.The
first fuel injection may have a larger amount of fuel than that
second fuel injection include. In one embodiment
the control module injects at a first fuel injection
about 50% -90%
the total fuel injection amount for one combustion cycle
a cylinder. About 10% -50%
the total fuel injection amount becomes at a second fuel injection
injected. In another embodiment, the control module injects
for a first fuel injection about two-thirds (2/3)
a total fuel injection amount for one combustion cycle
a cylinder. At a second fuel injection is
about one third (1/3) of the total fuel injection amount injected.
In 5 ist
ein logischer Ablaufplan, der ein Verfahren zum Betreiben eines
SIDI-Motors veranschaulicht, gezeigt. Obwohl die folgenden Schritte
in erster Linie bezüglich
der Ausführungsformen
nach den 2–4 beschrieben
werden, können
die Schritte ohne weiteres so modifiziert werden, dass sie für weitere
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gelten.In 5 Fig. 12 is a logic flow diagram illustrating a method of operating a SIDI engine. Although the following steps are primarily related to the embodiments of FIGS 2 - 4 The steps may be readily modified to apply to other embodiments of the present invention.
Im
Schritt 300 wird ein Kraftstoffeinspritzsystem wie etwa
das MFICC-System
in einem Mehrfacheinspritzungsverbrennungszyklusmodus betrieben.
Der Mehrfacheinspritzungsverbrennungszyklusmodus umfasst mehrfache
Kraftstoffeinspritzungen (Kraftstoffeinspritzimpulse) in eine Verbrennungskammer
pro Verbrennungszyklus. In einem Zylinder des SIDI-Motors werden
zwei oder mehr Kraftstoffeinspritzungen eingeleitet. Die hier beschriebenen
Mehrfachkraftstoffeinspritzungen pro Verbrennungszyklus verstärken die
Bewegung im Zylinder und erzeugen in der Nähe einer Zündkerze einen Bereich mit einem
fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis
von kleiner als 14,7:1, was die Verbrennungsstabilität erhöht.In step 300 For example, a fuel injection system such as the MFICC system operates in a multiple injection combustion cycle mode. The multiple injection combustion cycle mode includes multiple fuel injections (fuel injection pulses) into a combustion chamber per combustion cycle. In one cylinder of the SIDI engine, two or more fuel injections are initiated. The multiple fuel injections per combustion cycle described herein enhance cylinder movement and create a rich air / fuel ratio range near 14.7: 1 near a spark plug, which increases combustion stability.
Im
Schritt 300A kann während
jedes Ansaugtakts des Zylinders eine erste Kraftstoffeinspritzung
eingeleitet werden. In einer Ausführungsform wird die erste Kraftstoffeinspritzung
eingeleitet und kann erfolgen, wenn eine Kurbelwelle des SIDI-Motors
etwa zwischen OT und 110° von
OT positioniert ist. Ein Beispiel einer solchen Einspritzung ist
die erste Kraftstoffeinspritzung 152 von 3.In step 300A For example, during each intake stroke of the cylinder, a first fuel injection may be initiated. In one embodiment, the first fuel injection is initiated and may occur when a crankshaft of the SIDI engine is positioned approximately between OT and 110 ° from TDC. An example of such injection is the first fuel injection 152 from 3 ,
Im
Schritt 300B kann während
eines Kompressionstakts des Zylinders eine zweite Kraftstoffeinspritzung
eingeleitet werden. Die zweite Kraftstoffeinspritzung wird eingeleitet
und kann erfolgen während
einer Zeitperiode, in der eine Kurbelwelle etwa zwischen UT und
110° von
UT positioniert ist. Ein Beispiel einer solchen Einspritzung ist
die zweite Kraftstoffeinspritzung 156 von 3.
Die zweite Kraftstoffeinspritzung besitzt eine zugeordnete zweite
Zeitperiode, die mit der Zeitperiode, die der ersten Kraftstoffeinspritzung
zugeordnet ist, nicht überlappt. Die
zweite Zeitperiode kann von der ersten Zeitperiode unabhängig, verschieden
und getrennt sein und im Anschluss auf diese erfolgen. Die zweite
Zeitperiode kann jedoch an die erste Zeitperiode angrenzen. Mit
anderen Worten, die erste Zeitperiode kann spät in einem Ansaugtakt eintreten,
während
die zweite Zeitperiode früh
in einem Kompressionstakt eintreten kann. Die zweite Kraftstoffeinspritzung
kann auf den Abschluss der ersten Kraftstoffeinspritzung hin oder gleichzeitig
mit diesem eingeleitet werden.In step 300B For example, during a compression stroke of the cylinder, a second fuel injection may be initiated. The second fuel injection is initiated and may occur during a period of time in which a crankshaft is positioned approximately between UT and 110 ° from UT. An example of such injection is the second fuel injection 156 from 3 , The second fuel injection has an associated second time period that does not overlap with the time period associated with the first fuel injection. The second period of time may be independent, distinct, and distinct from the first period of time, and subsequent thereto. However, the second time period may be adjacent to the first time period. In other words, the first time period may enter late in an intake stroke while the second time period may enter early in a compression stroke. The second fuel injection may be upon completion of the first fuel injection be initiated simultaneously with this.
Die
erste und die zweite Kraftstoffeinspritzung der Schritte 300A und 300B können eingeleitet werden
und besitzen eine Dauer auf der Grundlage von Motorbetriebsparametern
wie etwa Luft/Kraftstoff-Verhältnissen,
Motor- und Abgastemperaturen, Zündzeiteinstellung,
Luft- und Kraftstoffdrücken
usw. Beispielsweise kann die zweite Kraftstoffeinspritzung eine
Startzeit und eine Dauer besitzen, die auf der Zündzeiteinstellung basiert.
Der Zeitpunkt der zweiten Einspritzung relativ zu dem Zündzeitpunkt
verändert
die Wirksamkeit der zweiten Einspritzung.The first and second fuel injections of the steps 300A and 300B may be initiated and have a duration based on engine operating parameters such as air / fuel ratios, engine and exhaust temperatures, ignition timing, air and fuel pressures, etc. For example, the second fuel injection may have a starting time and a duration based on the ignition timing , The timing of the second injection relative to the ignition timing changes the effectiveness of the second injection.
Im
Schritt 302 werden ein oder mehrere Temperatursignale erzeugt.
Im Schritt 302A wird ein Abgastemperatursignal (oder ein
Abgassystemtemperatursignal) erzeugt. Das Abgastemperatursignal kann,
wie oben beschrieben worden ist, indirekt oder direkt erzeugt werden
und für
die Temperatur eines Abschnitts eines Abgassystems oder eines Abgases in
einem Abgassystem bezeichnend sein. Im Schritt 302B wird
ein Motortemperatursignal erzeugt. Das Motortemperatursignal kann,
wie oben beschrieben worden ist, ebenfalls indirekt oder direkt
erzeugt werden.In step 302 One or more temperature signals are generated. In step 302A An exhaust gas temperature signal (or an exhaust system temperature signal) is generated. As described above, the exhaust gas temperature signal may be indirectly or directly generated and indicative of the temperature of a portion of an exhaust system or an exhaust gas in an exhaust system. In step 302B an engine temperature signal is generated. The engine temperature signal may also be generated indirectly or directly, as described above.
Im
Schritt 304 ermittelt ein Steuermodul wie etwa das Steuermodul 80,
ob das eine oder die mehreren Temperatursignale einen bzw. mehrere Schwellenwerte überschritten
haben. Die Schwellenwerte können
vorgegeben sein, gewählt
werden und dynamisch eingestellt werden und können pro Anwendung unterschiedlich
sein. Im Schritt 304A ermittelt das Steuermodul, ob das
Abgastemperatursignal einen ersten vorgegebenen Schwellenwert überschritten
hat und/oder größer als
ein solcher ist. In einer Ausführungsform
beträgt
der erste vorgegebene Schwellenwert etwa 600–800°C. In einer anderen Ausführungsform
beträgt
der erste vorgegebene Schwellenwert etwa 700°C. Wenn der erste vorgegebene
Schwellenwert überschritten
worden ist, kann das Steuermodul zum Schritt 304B oder
zum Schritt 308 weitergehen; andernfalls geht es zum Schritt 306 weiter.In step 304 determines a control module, such as the control module 80 whether the one or more temperature signals have exceeded one or more thresholds. The thresholds may be predetermined, chosen, and set dynamically, and may vary per application. In step 304A the control module determines whether the exhaust gas temperature signal has exceeded and / or is greater than a first predetermined threshold. In one embodiment, the first predetermined threshold is about 600-800 ° C. In another embodiment, the first predetermined threshold is about 700 ° C. If the first predetermined threshold has been exceeded, the control module may go to step 304B or to the step 308 go on; otherwise it goes to the step 306 further.
Im
Schritt 304B ermittelt das Steuermodul, ob das Motortemperatursignal
einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat und/oder größer als
ein solcher ist. In einer Ausführungsform beträgt der zweite
vorgegebene Schwellenwert etwa 40–60°C. In einer anderen Ausführungsform
beträgt der
zweite vorgegebene Schwellenwert etwa 50°C. Wenn der zweite vorgegebene
Schwellenwert überschritten
worden ist, kann das Steuermodul Schritt 308 weitergehen;
andernfalls geht es zum Schritt 306 weiter.In step 304B the control module determines whether the engine temperature signal has exceeded and / or is greater than a second predetermined threshold. In one embodiment, the second predetermined threshold is about 40-60 ° C. In another embodiment, the second predetermined threshold is about 50 ° C. If the second predetermined threshold has been exceeded, the control module may step 308 go on; otherwise it goes to the step 306 further.
Im
Schritt 306 verbleibt das Steuermodul in dem Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyklusmodus.
Das Steuermodul kehrt zum Schritt 302 zurück.In step 306 the control module remains in the multiple fuel injection combustion cycle mode. The control module returns to the step 302 back.
Im
Schritt 308 reduziert das Steuermodul eine Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen
pro Verbrennungszyklus des betreffenden Zylinders (der betreffenden
Zylinder) auf der Grundlage der Temperatursignale. Als ein Beispiel
kann das Steuermodul von dem Betrieb im Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyklusmodus
zu dem Betrieb in einer Normalbetriebsart wechseln. In der Normalbetriebsart
kann das Steuermodul eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzung pro
Verbrennungszyklus einleiten. In einer nochmals weiteren Ausführungsform
wechselt das Steuermodul vom Einleiten zweier Kraftstoffeinspritzungen
pro Verbrennungszyklus zu einer Kraftstoffeinspritzung pro Verbrennungszyklus.
Das Steuermodul kann vor, während
oder nach dem Abgassystemerwärmungsmodus
von Schritt 314 die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen
reduzieren. Nach Abschluss von Schritt 308 kann das Steuermodul
zum Schritt 320 weitergehen.In step 308 the control module reduces a number of fuel injections per combustion cycle of the respective cylinder (s) based on the temperature signals. As an example, the control module may switch from operating in the multiple fuel injection combustion cycle mode to operating in a normal mode. In the normal mode, the control module may initiate one or more fuel injections per combustion cycle. In yet another embodiment, the control module switches from initiating two fuel injections per combustion cycle to one fuel injection per combustion cycle. The control module may perform before, during or after the exhaust system warm-up mode of step 314 reduce the number of fuel injections. After completing step 308 can the control module to step 320 continue.
Im
Schritt 310 wird ein Motordrehzahlsignal erzeugt. Das Motordrehzahlsignal
kann indirekt oder direkt erzeugt werden. Das Motordrehzahlsignal kann
durch einen Kurbelwellen- oder Nockenwellensensor, einen Getriebesensor,
einen Antriebsstrangsensor oder irgendeine andere Vorrichtung, die
ein die Motordrehzahl angebendes Signal erzeugt, erzeugt werden.In step 310 an engine speed signal is generated. The engine speed signal can be generated indirectly or directly. The engine speed signal may be generated by a crankshaft or camshaft sensor, a transmission sensor, a powertrain sensor, or any other device that generates a signal indicative of engine speed.
Im
Schritt 312 kann das Steuermodul ermitteln, ob das Motordrehzahlsignal
einen dritten vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat. Der dritte vorgegebene
Schwellenwert kann im Voraus bestimmt worden sein, gewählt werden
und dynamisch eingestellt werden und kann pro Anwendung variieren.
In einer Ausführungsform
beträgt
der dritte vorgegebene Schwellenwert etwa 600–900 Umdrehungen pro Minute
(min–1).
In einer anderen Ausführungsform
beträgt
der dritte vorgegebene Schwellenwert etwa 800 min–1.
Wenn der dritte vorgegebene Schwellenwert überschritten worden ist, kann
das Steuermodul zum Schritt 314 weitergehen; andernfalls
kehrt es zum Schritt 310 zurück.In step 312 For example, the control module may determine if the engine speed signal has exceeded a third predetermined threshold. The third predetermined threshold may be predetermined, selected and set dynamically, and may vary per application. In one embodiment, the third predetermined threshold is about 600-900 revolutions per minute (min -1 ). In another embodiment, the third predetermined threshold is about 800 min -1. If the third predetermined threshold has been exceeded, the control module may go to step 314 go on; otherwise it will return to the step 310 back.
Im
Schritt 314 arbeitet das Steuermodul in einem Abgassystemerwärmungsmodus.
Das Steuermodul stellt durch Kraftstoffeinspritzungssteuerung, zeitliche
Einstellung der Kraftstoffeinspritzung, zeitliche Einstellung des
Zündfunkens,
Anlegen von Strom an ein Abgassystemheizelement, Luftdurchflusssteuerung
usw. die Temperatur wenigstens eines Abschnitts des Abgassystems
ein. Das Erwärmen
eines Oxidationskatalysators eines Abgassystems ermöglicht,
diesen sehr schnell auf Emissionen reduzierende Temperaturen zu
bringen. Das Steuermodul kann in dem Abgassystemerwärmungsmodus arbeiten,
während
es auch in dem Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyklusmodus
arbeitet. Dadurch, dass sowohl im Abgassystemerwärmungsmodus als auch im Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyklusmodus
gearbeitet wird, wird verbrauchte und mit dem Wechseln zwischen
Modi verbundene Prozessorzeit reduziert.In step 314 the control module operates in an exhaust system heating mode. The control module adjusts the temperature of at least a portion of the exhaust system through fuel injection control, timing of fuel injection, timing of the spark, application of power to an exhaust system heater, air flow control, and so on. Heating an oxidation catalyst of an exhaust system allows it to rapidly bring emissions reducing temperatures. The control module may operate in the exhaust system heating mode while also in the exhaust system heating mode Multiple fuel injection combustion cycle mode operates. By operating in both the exhaust system heating mode and the multiple fuel injection combustion cycle mode, spent and processor time associated with switching between modes is reduced.
Im
Schritt 314A kann das Steuermodul den Zündzeitpunkt in dem betreffenden
Zylinder (den betreffenden Zylindern) verzögern. Beispielsweise kann der
Zündfunken
vielmehr nach dem Kompressionstakt als spät in dem Kompressionstakt auftreten.
Als ein Beispiel kann der Zündfunken
anstatt etwa zwischen 15° und
OT etwa zwischen OT und 345° erfolgen.
Im Schritt 314B kann das Steuermodul den Zeitpunkt einer
zweiten Kraftstoffeinspritzung einstellen. Die Einstellung kann
auf einem Zeitsignal wie etwa von dem Zeitsensor 148 basieren
und die zweite Kraftstoffeinspritzung verzögern. Beispielsweise kann die
zweite Kraftstoffeinspritzung später
in dem Kompressionstakt eingeleitet werden. Im Schritt 314C kann
das Steuermodul den Luftdurchfluss und/oder die Menge an in den
Zylinder eingespritztem Kraftstoff einstellen, um zugunsten eines
verstärkten
Abgassystemerwärmens
ein fetteres Luft/Kraftstoff-Gemisch zu schaffen.In step 314A For example, the control module may delay the ignition timing in the respective cylinder (s). For example, the spark may occur after the compression stroke rather than late in the compression stroke. As an example, rather than between about 15 ° and about 0 °, the spark may be between about 0 ° and 345 °. In step 314B For example, the control module may set the timing of a second fuel injection. The adjustment may be on a time signal such as from the time sensor 148 based and delay the second fuel injection. For example, the second fuel injection may be initiated later in the compression stroke. In step 314C For example, the control module may adjust the airflow and / or the amount of fuel injected into the cylinder to provide a richer air / fuel mixture in favor of increased exhaust system heating.
Im
Schritt 316 wird ein Abgassystemtemperatursignal erzeugt.
Das Abgassystemtemperatursignal kann dasselbe wie das im Schritt 304A erzeugte Abgassystemtemperatursignal
sein oder neben diesem bestehen.In step 316 An exhaust system temperature signal is generated. The exhaust system temperature signal may be the same as that in step 304A be generated exhaust system temperature signal or exist in addition to this.
Im
Schritt 318 ermittelt das Steuermodul, ob das Abgassystemtemperatursignal
von Schritt 316 einen vierten vorgegebenen Schwellenwert,
der derselbe wie der ersten vorgegebene Schwellenwert sein kann, überschritten
hat. Wenn der vierte vorgegebene Schwellenwert überschritten wird, arbeitet das
Steuermodul nicht mehr in dem Abgassystemerwärmungsmodus weiter. Das Steuermodul
kann mit dem Arbeiten in dem Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyklusmodus
fortsetzen und zum Schritt 306 weitergehen oder zum Schritt 320 weitergehen.
Wenn der vier te vorgegebene Schwellenwert nicht überschritten wird, kehrt das
Steuermodul zum Schritt 316 zurück.In step 318 the control module determines if the exhaust system temperature signal from step 316 has exceeded a fourth predetermined threshold, which may be the same as the first predetermined threshold. When the fourth predetermined threshold is exceeded, the control module stops operating in the exhaust system heating mode. The control module may continue to operate in the multiple fuel injection combustion cycle mode and to step 306 go on or to the step 320 continue. If the fourth predetermined threshold is not exceeded, the control module returns to the step 316 back.
Im
Schritt 320 arbeitet das Steuermodul in der Normalbetriebsart.
Während
der Normalbetriebsart arbeitet das Steuermodul nicht in dem Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyklusmodus
oder dem Abgassystemerwärmungsmodus. Während der
Normalbetriebsart kann der Zündfunken
nicht verzögert
werden und kann das Luft/Kraftstoff-Gemisch bei einem stöchiometrischen
Verhältnis
von 14,7:1 liegen. Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis kann sich auf die Menge
an in den Zylinder pro Verbrennungszyklus angesaugter Luft in Bezug
auf den in jenem Verbrennungszyklus insgesamt eingespritzten Kraftstoff
beziehen. Der insgesamt eingespritzte Kraftstoff kann mehrfache
Einspritzungen umfassen.In step 320 the control module operates in normal mode. During normal mode, the control module does not operate in the multiple fuel injection combustion cycle mode or the exhaust system warming mode. During normal mode, the spark can not be decelerated and the air / fuel mixture can be at a stoichiometric ratio of 14.7: 1. The air / fuel ratio may refer to the amount of air drawn into the cylinder per combustion cycle relative to the total fuel injected in that combustion cycle. The total injected fuel may include multiple injections.
Die
oben genannten Schritte sind als veranschaulichende Beispiele gemeint;
die Schritte können
je nach Anwendung nacheinander, synchron, gleichzeitig, kontinuierlich,
während
sich überlappender
Zeitperioden oder in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden.The
The above steps are meant as illustrative examples;
the steps can
depending on the application successively, synchronously, simultaneously, continuously,
while
overlapping
Time periods or in a different order.
Die
hier offenbarten Ausführungsformen
reduzieren die Menge an von dem Motor ausgestoßenen Kohlenwasserstoffen.
Kohlenwasserstoffe werden insbesondere während des Anlassens und Startens
eines Motors reduziert. Diese Reduktion wird ohne Zunahme an Kraftstoffeinspritzungshardware verschafft.The
Embodiments disclosed herein
reduce the amount of hydrocarbons emitted from the engine.
Hydrocarbons are especially during cranking and starting
an engine reduced. This reduction is provided without an increase in fuel injection hardware.
Fachleute
können
nun aus der vorangehenden Beschreibung erkennen, dass die weit reichenden
Lehren der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Formen implementiert
sein können.
Daher soll, obwohl diese Erfindung in Verbindung mit speziellen
Beispiele von ihr beschrieben worden ist, der wahre Umfang der Erfindung
nicht darauf begrenzt sein, da dem erfahrenen Praktiker nach einem
Studium der Zeichnungen, der Patentbeschreibung und der folgenden
Ansprüche
weitere Abänderungen
offenbar werden. professionals
can
Now, from the foregoing description, realize that the far-reaching
The teachings of the present invention are implemented in various forms
could be.
Therefore, although this invention should be read in conjunction with specific
Examples of her have been described, the true scope of the invention
Not limited to this, given the experienced practitioner after a
Study of drawings, patent specification and the following
claims
further amendments
become apparent.
Legende zu 5
- 300
- Arbeite
in einem Mehrfacheinspritzungsverbrennungszyklusmodus
- 300A
- Leite
eine erste Kraftstoffeinspritzung(en) ein
- 300B
- Leite
eine zweite Kraftstoffeinspritzung(en) ein
- 302
- Erzeuge
ein oder mehrere Temperatursignale
- 302A
- Erzeuge
ein Abgastemperatursignal
- 302B
- Erzeuge
ein Motortemperatursignal
- 304
- Haben
ein oder mehrere Temperatursignale einen Schwellenwert überschritten?
- 304A
- Ist
das Abgastemperatursignal > erster Schwellenwert?
- 304B
- Ist
das Motortemperatursignal > zweiter Schwellenwert?
- 306
- Bleibe
in dem Mehrfachkraftstoffeinspritzungsverbrennungszyklusmodus
- 308
- Reduziere
die Anzahl von Kraftstoffeinspritzungen pro Verbrennungszyklus
- 310
- Erzeuge
ein Motordrehzahlsignal
- 312
- Ist
das Motordrehzahlsignal > dritter Schwellenwert?
- 314
- Arbeite
in einem Abgassystemerwärmungsmodus
- 314A
- Verzögere den
Zündfunken
in einem oder mehreren Zylindern
- 314B
- Stelle
den Zeitpunkt der zweiten Kraftstoffeinspritzung(en) ein
- 314C
- Stelle
das Luft/Kraftstoff-Gemisch(e) in den Zylindern ein
- 316
- Erzeuge
ein Abgassystemtemperatursignal
- 318
- Ist
das Abgastemperatursignal > vierter Schwellenwert
- 320
- Arbeite
in einer Normalbetriebsart
Legend too 5 - 300
- Work in a multiple injection combustion cycle mode
- 300A
- Initiate a first fuel injection (s)
- 300B
- Initiate a second fuel injection (s)
- 302
- Generate one or more temperature signals
- 302A
- Create an exhaust gas temperature signal
- 302B
- Generate an engine temperature signal
- 304
- Have one or more temperature signals exceeded a threshold?
- 304A
- Is the exhaust temperature signal> first threshold?
- 304B
- Is the engine temperature signal> second threshold?
- 306
- Stay in the multiple fuel injection combustion cycle mode
- 308
- Reduce the number of fuel injections per combustion cycle
- 310
- Generate an engine speed signal
- 312
- Is the engine speed signal> third threshold?
- 314
- Work in an exhaust system warming mode
- 314A
- Retard the spark in one or more cylinders
- 314B
- Set the time of the second fuel injection (s)
- 314C
- Adjust the air / fuel mixture (e) in the cylinders
- 316
- Create an exhaust system temperature signal
- 318
- Is the exhaust gas temperature signal> fourth threshold
- 320
- Work in a normal mode