在正常且經(jīng)濟(jì)模式下限制催化劑溫度的發(fā)動機(jī)控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明涉及用于限制內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排氣后處理裝置的溫度的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)和方法對于在較高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下偶然可以運行的發(fā)動機(jī)尤其有用。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)有時可以在較高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下運行。在較高負(fù)荷下運行發(fā)動機(jī)可以增加發(fā)動機(jī)排氣溫度，并且在較高轉(zhuǎn)速下運行發(fā)動機(jī)可以增加排氣質(zhì)量流率。因此，在較高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下，可以增加被供給至發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)的熱能的量。例如，隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的增加，排氣后處理裝置(如催化劑)的溫度可以升高。進(jìn)一步地，當(dāng)從發(fā)動機(jī)排出的碳?xì)浠衔镌诤筇幚硌b置內(nèi)氧化時，排氣后處理裝置溫度可進(jìn)一步升高。
[0003]降低發(fā)動機(jī)排氣溫度和催化劑溫度的一種方式是使發(fā)動機(jī)空燃比富集(enrich)至一比率，該比率是化學(xué)計量比的富集度。然而，使發(fā)動機(jī)空燃比富集可增加來自發(fā)動機(jī)的碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧?。此外，發(fā)動機(jī)燃料消耗可能增加超過鑒于駕駛員扭矩輸入請求而駕駛員可能期望的消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在此發(fā)明人已經(jīng)意識到上述缺點并已經(jīng)開發(fā)了一種用于運行發(fā)動機(jī)的方法，包括:響應(yīng)于催化劑溫度高于閾值溫度，從邊界(BDL)火花正時朝向最佳扭矩最小火花提前角(MBT)提前火花正時，并使發(fā)動機(jī)空燃比富集。
[0005]通過響應(yīng)于催化劑溫度而朝向MBT正時提前火花正時，可能提供在不增加發(fā)動機(jī)排放和燃料消耗的情況下減少發(fā)動機(jī)熱輸出的技術(shù)結(jié)果。例如，響應(yīng)于催化劑溫度，發(fā)動機(jī)扭矩可以被限制或被約束至MBT火花正時發(fā)生而不遭受發(fā)動機(jī)爆震的扭矩。因而，在超過催化劑溫度閾值之前，在邊界火花正時處運行的發(fā)動機(jī)可以響應(yīng)于催化劑溫度大于閾值溫度以提前的發(fā)動機(jī)火花正時且在較低的扭矩下運行。以此方式，催化劑溫度可以被限制或降低而不增加發(fā)動機(jī)燃料消耗。
[0006]在另一個實施例中，用于運行發(fā)動機(jī)的方法包括響應(yīng)于催化劑溫度高于閾值溫度，從邊界火花正時朝向最佳發(fā)動機(jī)扭矩最小火花提前角提前火花正時，并將發(fā)動機(jī)扭矩減小至預(yù)定的發(fā)動機(jī)扭矩。
[0007]在另一個實施例中，預(yù)定的發(fā)動機(jī)扭矩是約束的發(fā)動機(jī)扭矩，并且進(jìn)一步包括增加馬達(dá)的扭矩以經(jīng)由發(fā)動機(jī)和馬達(dá)提供駕駛員需求扭矩。
[0008]在另一個實施例中，該方法進(jìn)一步包括限制發(fā)動機(jī)空氣流量以提供約束的發(fā)動機(jī)扭矩。
[0009]在另一個實施例中，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于加速器踏板位置大于閾值加速器踏板位置使發(fā)動機(jī)空燃比富集。
[0010]在另一個實施例中，加速器踏板位置大于整個踏板行程的90%。
[0011]在另一個實施例中，該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷限制發(fā)動機(jī)空燃比的富集。
[0012]在另一個實施例中，用于運行發(fā)動機(jī)的方法包括:在第一種模式期間，響應(yīng)于催化劑溫度高于閾值催化劑溫度和加速器踏板位置大于閾值加速器踏板位置，使發(fā)動機(jī)空燃比富集至第一空燃比并增加發(fā)動機(jī)扭矩；以及在第二種模式期間，響應(yīng)于催化劑溫度高于閾值催化劑溫度和加速器踏板位置大于閾值加速器踏板位置，朝向最佳發(fā)動機(jī)扭矩最小火花正時提前火花正時并使發(fā)動機(jī)空燃比富集至第二空燃比，該第二空燃比第一空燃比更稀。
[0013]在另一個實施例中，該方法進(jìn)一步包括當(dāng)催化劑溫度低于閾值催化劑溫度時，響應(yīng)于車輛加速度大于閾值加速度，使發(fā)動機(jī)空燃比富集。
[0014]在另一個實施例中，該方法進(jìn)一步包括在第二種模式期間減小發(fā)動機(jī)扭矩，并且其中在第二種模式期間，加速器踏板位置是漸增的。
[0015]在另一個實施例中，該方法進(jìn)一步包括在第一種模式下不約束發(fā)動機(jī)扭矩，而在第二種模式下約束發(fā)動機(jī)扭矩。
[0016]在另一個實施例中，使發(fā)動機(jī)空燃比富集與使加速器踏板位置增加成比例。
[0017]在另一個實施例中，該方法進(jìn)一步包括在第二種模式期間，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)爆震的指示減小發(fā)動機(jī)扭矩。
[0018]本說明可以提供若干優(yōu)點。具體地，該方法可以減少發(fā)動機(jī)燃料消耗。此外，該方法可以減少催化劑退化的可能性。另外，該方法可提高在較高發(fā)動機(jī)負(fù)荷下的車輛駕駛性。
[0019]本說明的上述優(yōu)點和其他優(yōu)點，以及特點，在單獨或結(jié)合附圖時根據(jù)下面的【具體實施方式】將是易于理解的。
[0020]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍由隨附【具體實施方式】的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0021]通過閱讀本文稱為【具體實施方式】的實施例的示例，當(dāng)單獨或參考附圖時，本文描述的優(yōu)點將被更充分的理解，其中:
[0022]圖1是發(fā)動機(jī)的示意圖；
[0023]圖2示出了示例發(fā)動機(jī)運行順序；
[0024]圖3示出了基于示例加速器踏板的發(fā)動機(jī)空然富集函數(shù)；以及
[0025]圖4示出了用于運行發(fā)動機(jī)的示例方法。
【具體實施方式】
[0026]本說明涉及在較高的駕駛員需求扭矩水平下控制排氣后處理裝置的溫度。排氣后處理裝置可以處理圖1所示類型的發(fā)動機(jī)的排氣排放。該發(fā)動機(jī)可以按圖2中所示的順序運行。如圖3中所圖示說明的函數(shù)所示出的，供應(yīng)至發(fā)動機(jī)的燃料可以是加速器踏板位置的函數(shù)。圖4的方法可以按如圖2所示的運行順序運行圖1的發(fā)動機(jī)，同時利用類似于圖3中所示的函數(shù)的函數(shù)。
[0027]參考圖1，包括多個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10由電子發(fā)動機(jī)控制器12控制，其中圖1示出了多個汽缸中的一個汽缸。在控制器12和各種傳感器以及致動器之間的電連接用虛線表示。
[0028]發(fā)動機(jī)10包括燃燒室30和汽缸壁32，其中活塞36放置在汽缸壁中并連接至曲軸40。飛輪97和環(huán)形齒輪99被耦接至曲軸40。啟動器96包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇地推進(jìn)小齒輪95以嚙合環(huán)形齒輪99。啟動器96可以被直接地安裝至發(fā)動機(jī)的前面或發(fā)動機(jī)的后面。在一些示例中，啟動器96可以經(jīng)由帶或鏈選擇地向曲軸40供應(yīng)扭矩。在一個示例中，當(dāng)未被接合至發(fā)動機(jī)曲軸時，啟動器96處于基礎(chǔ)狀態(tài)。燃燒室30被示出經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進(jìn)氣門和排氣門可以由進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53運行。進(jìn)氣凸輪51的位置可以由進(jìn)氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57確定。進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53可以相對于曲軸40被移動。
[0029]燃料噴射器66被示出經(jīng)定位將燃料直接噴入汽缸30，這被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為直接噴射?？商娲?，燃料可以被噴射至進(jìn)氣道，這被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為進(jìn)氣道噴射。燃料噴射器66輸送與來自控制器12的信號的脈沖寬度成比例的液體燃料。燃料由燃料系統(tǒng)175輸送至燃料噴射器66，該燃料系統(tǒng)包括燃料箱和燃料泵(未示出)。此外，進(jìn)氣歧管44被示出與可選電子節(jié)氣門62連通，電子節(jié)氣門62調(diào)整節(jié)流板64的位置以控制從空氣進(jìn)氣裝置42至進(jìn)氣歧管44的空氣流量。在一個示例中，可以使用低壓直接噴射系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中燃料壓力可以被升高至大約20-30巴。可替代地，可以使用高壓、雙級燃料系統(tǒng)以產(chǎn)生較高的燃料壓力。在一些示例中，節(jié)氣門62和節(jié)流板64可以被定位在進(jìn)氣門52和進(jìn)氣歧管44之間，使得節(jié)氣門62是進(jìn)氣道節(jié)氣門。
[0030]無分電器點火系統(tǒng)88響應(yīng)于控制器12經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用排氣氧(UEGO)傳感器126被示出耦接至催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48?？商娲?，雙態(tài)排氣氧傳感器可以代替UEGO傳感器126。
[0031 ] 在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以包括多塊催化劑磚。在另一個示例中，可以使用每個具有多塊磚的多個排放控制裝置。在一個示例中，轉(zhuǎn)換器70可以是三元型催化劑。
[0032]控制器12在圖1中示出為常規(guī)的微型計算機(jī)，其包括:微處理器單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/o) 104、只讀存儲器(ROM) 106 (如，非臨時性存儲器)、隨機(jī)存取存儲器(RAM) 108、?；畲鎯ζ?KAM)IlO以及常規(guī)數(shù)據(jù)總線?？刂破?2被示出接收來自被耦接至發(fā)動機(jī)10的傳感器的各種信號，除了之前所討論的那些信號以外，還包括:來自耦接至