專利名稱：用于控制發動機的方法
用于控制發動機的方法
技術領域：
本發明涉及到一種用于控制發動機的方法。
背景技術：
響應于駕駛員的扭矩請求，發動機可以在較高轉速和負荷運轉。隨著發動機轉速和負荷的上升，排氣溫度和排氣質量流率會增加。如果發動機在較高速度和負荷下運轉一段延長的時間，一個或者多個發動機部件可能會經歷至少一些劣化。例如，如果發動機在較高速度和負荷下運轉延長的時間段，部件(例如渦輪或催化劑)會承受高溫從而部件會經歷至少一些劣化。
發明內容發明人在此已經認識到上述在較高速度和負荷下運轉發動機的限制并已經研發出一種用于在較高速度和負荷下運轉發動機的方法使得可以降低部件劣化的可能性以及發動機排放。在一個示例中，方法包括當發動機部件溫度高于該發動機部件的劣化閾值溫度時在運轉周期的第一部分以稀空-燃比運轉發動機從而降低排氣溫度，以及在運轉周期的第二部分以富空-燃比運轉發動機從而減小排氣溫度。通過以降低排氣溫度的稀和富空-燃比兩者運轉發動機，可以控制并降低暴露在排氣中的發動機部件的溫度。另外，通過發動機富況和稀況運轉，可以允許催化劑在催化劑效率高的工況下運轉。例如，與其中催化劑碳氫化合物轉換效率可隨時間劣化的較高發動機轉速和負荷期間以單獨的富空氣-燃料混合物運轉不同，在稀工況下出現的多余的氧氣可以存儲在三元催化劑中以在發動機富工況期間將碳氫化合物轉換為H2O和C02。這樣，可以控制并降低發動機部件溫度同時催化劑在高效率下運轉。本發明可以提供多個優點。例如，當發動機以較高發動機轉速和負荷運轉發動機時，該措施可通過持續轉換碳氫化合物和NOx改善發動機排放。尤其是，在稀工況期間排氣中的多余氧氣可以存儲在三元催化劑中并在后續時間用于將碳氫化合物轉換為CO2和H2O0另外，該措施可以通過降低(當發動機在類似速度和負荷下運轉燃燒大體化學計量的空-燃比時可由發動機產生的)排氣溫度控制并降低暴露在發動機排氣下的發動機部件的溫度。上述的優點和其他優點以及本發明的特征在單獨從下面的具體描述或結合附圖中將變得顯而易見。應當理解提供上面簡要說明以簡單的形式介紹一系列將在下面詳細描部分進一步說明的概念。其并不意味著識別權利要求主題關鍵或者重要的特征，本發明的范圍唯一由權利要求書限定。進一步的，權利要求主題不限于解決任何上述或者本說明書任何部分的缺點的實施。
圖I示出了發動機的示意圖；圖2-3示出了在發動機運轉期間相關模擬信號；圖4示出了用于運轉發動機的方法的高級流程圖。
具體實施方式本發明涉及到在較高 發動機轉速和負荷期間運轉發動機。圖I顯示了本發明可以實施的示例發動機系統。圖2和圖3顯示了根據本發明的當運轉發動機時的相關模擬信號。圖4顯示了用于運轉發動機的方法。參考圖I,內燃發動機10包括多個汽缸,如圖I所顯不的一個汽缸由電子發動機控制器12控制。發動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，其內設置與曲軸40相連的活塞36。燃燒室30顯示為經由相應的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48相連通。可以通過進氣凸輪51和排氣凸輪53控制每個進氣門和排氣門。可替代地，可以通過機電控制的閥線圈和電樞總成操作一個或者多個進氣門和排氣門。進氣凸輪51的位置可以通過進氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可以通過排氣凸輪傳感器57確定。燃料噴射器66顯示為設置為直接向汽缸30噴射燃料，即本領域內技術人員習知為直接噴射。可替代地，燃料可以噴射至進氣端口，即本領域技術人員習知的進氣道噴射。燃料噴射器66輸送與來自控制器12的FPW信號脈沖寬度成比例的液體燃料。燃料通過包含燃料箱、燃料泵和燃料軌道(fuel rail)(未顯示)的燃料系統(未顯示)輸送至燃料噴射器66。驅動器68響應控制器12供給燃料噴射器66運行電流。另外，進氣歧管44顯示為與可選的調節節流板64的位置以控制來自進氣增壓室46的空氣流量的電子節氣門62相連通。壓縮器162從進氣道42抽取空氣以供給至增壓室46。排氣旋轉經由軸161與壓縮器162相連的渦輪164。真空運轉排氣門執行器72允許排氣繞過渦輪164使得可以在變化的工況下控制增壓壓力。真空經由真空貯存室(未顯示)供給至排氣門執行器72。無分電器點火系統88響應于控制器12通過火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用(或寬域)排氣氧傳感器(UEGO)傳感器126顯示為連接至催化轉化器70上游的排氣歧管48。可替代地，可以兩態排氣氧傳感器代替UEGO傳感器126。在一個示例中，催化轉化器70可包括多個催化劑塊。在另一示例中，可使用多個排放控制裝置，每個排放控制裝置均帶有多個催化劑塊。在一個示例中，催化轉化器70可為三元型催化劑。氧氣傳感器128提供轉化器70下游的排氣氧濃度的指示。圖I中控制器12顯示為常規的微型計算機，包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、只讀存儲器106、隨機訪問存儲器108、保活存儲器110、和常規數據總線。控制器12顯示為從連接至發動機10的傳感器接收多個信號，除了前述信號之外還包括來自連接至冷卻套筒114的傳感器112的發動機冷卻劑溫度(ECT);連接至加速器踏板130用于感應通過腳132調節的加速器位置的位置傳感器134 ;用于確定尾氣(end gases)(未顯示)的爆震傳感器；來自連接至進氣歧管44的壓力傳感器121的發動機歧管壓力(MAP)測量值，來自連接至增壓室46的壓力傳感器122的增壓壓力測量值；來自感應曲軸40位置的霍爾效應傳感器118的發動機位置傳感器；來自傳感器120 (例如熱線空氣流量計)的進入發動機的空氣質量測量值；以及來自傳感器58的節氣門位置測量值。也可感應(未顯示傳感器)大氣壓力供控制器12處理。在本發明的優選方面，發動機位置傳感器118在曲軸每次轉動時產生預訂數量的平均間隔的脈沖，根據其可確定發動機轉速(RPM)。在一些實施例中，發動機可以與在混合動力車輛中的電機/電池系統相連。混合動力車輛可以具有并聯構造，串聯構造或者其變形或者組合。進一步的，在一些實施例中，可以采用其他發動機構造，例如柴油發動機。在運轉期間，發動機10中的各個汽缸通常經歷四沖程循環該循環包括進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程、和排氣沖程。總體上，在進氣沖程期間，排氣門54關閉而進氣門52打開。空氣通過進氣歧管44導入燃燒室30，而活塞36移動至汽缸底部以便增加燃燒室30內的容積。活塞36在此沖程末端并且靠近汽缸底部的位置(即當燃燒室30處于其最大容量時)通常被本領域技術人員稱為下止點(BDC)。在壓縮沖程期間，進氣門52與排氣門54關閉。活塞36朝汽缸蓋移動以便壓縮燃燒室30內的空氣。活塞36在此沖程末端并且最接近汽缸頂部的位置(即當燃燒室30處于其最小容量時)通常被本領域技術人員稱為上
止點(TDC)。在接下來被稱為噴射的過程中，燃料被導入燃燒室。在接下來被稱為點火的過程中，噴射的燃料可通過已知點火方式(例如火花塞92)點火導致燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹的氣體推動活塞36回到BDC。曲軸40將活塞運動轉換為旋轉軸的旋轉扭矩。最終，在排氣沖程期間，排氣門54打開以將燃燒后的空氣燃料混合物釋放至排氣歧管48，而活塞則返回TDC。請注意，上文僅顯示為示例，進氣門和排氣門打開和/或關閉正時可變化以便例如提供正氣門重疊或負氣門重疊、較遲的進氣門關閉、或多種其它示例。現在參考圖2，顯示了在發動機運轉序列期間的相關模擬信號。圖2中最上面第一幅圖顯示了發動機扭矩指令。Y軸代表發動機扭矩量，且該發動機扭矩量在Y軸箭頭方向上上升。X軸代表時間，時間從左至右增加。圖2中從最上方起第二幅圖顯示了在發動機運轉序列期間的發動機增壓。Y軸代表發動機增壓，發動機增壓沿著Y軸箭頭方向上升。X軸代表時間，時間從左至右增加。在一個示例中，發動機增壓通過渦輪增壓器壓縮進入發動機的空氣而提供。在另一個示例中，發動機增壓通過機械增壓器壓縮進入發動機的空氣而提供。圖2中最上面起第三幅圖顯示了在發動機運轉序列期間的發動機空-燃比。Y軸代表發動機空-燃比，發動機空-燃比沿著Y軸箭頭方向變得更稀。X軸代表時間，時間從左至右增加。水平線202代表化學計量空氣-燃料混合物。因此，線202上的空氣-燃料混合物為稀而線202下的空氣-燃料混合物為富。圖2中從最上面起第四幅圖顯示了在發動機運轉序列期間的發動機火花提前。Y軸代表發動機火花提前，發動機火花提前沿著Y軸箭頭方向變得更加提前。火花朝X軸方向變得更加延遲。X軸代表時間，時間從左至右增加。圖2中從最上面起第五幅圖顯示了在發動機運轉序列期間的發動機渦輪溫度。渦輪溫度可與發動機排氣溫度相關，因為渦輪會暴露在發動機排氣中。Y軸代表渦輪溫度，渦輪溫度沿著Y軸箭頭方向上升。X軸代表時間，時間從左至右增加。水平線204代表渦輪劣化閾值溫度(例如，其需要采取行動以限制渦輪溫度的溫度)。在時間Ttl，發動機扭矩指令和發動機增壓以及渦輪一樣處于低水平。發動機空-燃比在化學計量空氣-燃料混合物附近的窄帶運行，火花大體處于恒定水平。在時間點T1，發動機扭矩指令開始上升。發動機扭矩指令可以由車輛駕駛員或者車輛控制器輸入。發動機增壓隨著渦輪速度開始上升也開始上升。隨著渦輪速度升高，在壓縮器下游的進氣系統中的空氣壓力上升。發動機持續以大體化學計量空氣-燃料混合物運轉。根據發動機運轉工況(例如發動機速度和負荷)例如在車輛加速和車輛變速換檔期間提前以及延遲火花。由于發動機在較高的扭矩輸出下運轉較長時間段，渦輪溫度開始上升。
在時間T2，發動機扭矩已經達到較高水平，發動機增壓也如此。另外，渦輪溫度已經升高到超出渦輪閾值溫度的水平。從而，調節供給發動機的空-燃比以降低發動機排氣溫度。具體地，發動機開始轉換至稀空氣-燃料混合物，其中，大體維持發動機扭矩并減小發動機排氣溫度。與當發動機在類似工況下運轉燃燒大體化學計量混合物時相比，稀混合物是可以減小排氣溫度的混合物。可以通過增加發動機空氣量，維持發動機燃料量，以及提前火花正時而維持發動機扭矩。可以通過打開進氣節氣門而增加發動機空氣量。當位于渦輪增壓器下游的車輛排氣系統中的三元催化劑中存儲的氧氣量達到閾值(例如催化劑的氧氣存儲容量的80% )時，發動機空氣-燃料轉換為富混合物。與當該發動機在類似工況下燃燒大體化學計量的混合物相比，富空氣-燃料混合物為降低排氣溫度的混合物。進一步的，當發動機以富空氣-燃料混合物運轉時，大體維持該發動機扭矩。當發動機燃料量增加，由于發動機從以稀空氣-燃料混合物運轉轉換為以富空氣-燃料混合物運轉，可以通過延遲火花而維持發動機扭矩。如果發動機燃料量維持且發動機空氣量減少時，可以不延遲火花。發動機排氣系統中的催化劑的氧氣存儲容量可以如美國專利6，751，947所描述為例，其整體在此被引用作為參考用于所有意圖和目的。在其他示例中，當位于三元催化劑下游的氧氣傳感器輸出指示了在三元催化劑下游的排氣中存在高于氧氣閾值水平時發動機可以從稀混合物轉換為富混合物。類似地，當存儲在催化劑中的氧氣量耗盡至閾值量(例如催化劑的氧氣存儲容量的20% )時，可以調節供給至發動機的空-燃比至稀混合物。在一些示例中，當與發動機富況運轉相比稀況運轉時，發動機可以更遠離化學計量工況運轉。例如，可以在富工況期間以12 I運轉發動機而當在稀工況期間以20 I運轉發動機。在一個示例中，在稀運轉工況期間噴射的燃料量可以大體為當發動機以富空氣-燃料混合物運轉時的相同量。發動機空-燃比的區別可以通過增加或者減少發動機空氣量而實現。在時間T2和T3之間調節發動機空-燃比和發動機火花以冷卻發動機排氣同時提供所需的發動機扭矩量。可以看到，在時間T2和T3之間發動機空-燃比從稀狀態到富狀態的的變化(其中在富狀態下排氣溫度相較于發動機以大體化學計算運轉的類似運轉工況下可以更低)冷卻了渦輪溫度。在時間點T3,發動機扭矩需求減小且渦輪溫度減小至低于渦輪劣化閾值溫度204的水平。發動機增壓水平也減小但是滯后于發動機扭矩請求。發動機空-燃比持續在稀混合物和富混合物之間交替，從而降低了排氣溫度，且在從富混合物到稀混合物和從稀混合物到富混合物轉換期間調節點火提前使得大體維持發動機扭矩。在T3后的一小段時間，發動機空-燃比振幅減小且其在化學計量空氣-燃料混合物附近振蕩。在時間T3后隨著發動機速度和負荷減小渦輪溫度持續下降。在時間T2和T3之間的大約四分之一的過程中，發動機扭矩指令和增壓量響應于駕駛員或控制器請求升高。發動機持續以接近化學計量混合物的空氣-燃料混合物運轉。例如，如果化學計量混合物為14. 6 1，則發動機在14.3 I和14. 9 I之間運轉。在時間點T4,渦輪溫度增加到超出渦輪劣化閾值溫度204水平。相應地，調節發動機空-燃比和發動機火花以減小發動機排氣溫度并大體將發動機扭矩維持在所需發動機扭矩。特別地，發動機空-燃比在富和稀空-燃比之間循環從而發動機排氣溫度相比于如果發動機在大體類似的運轉工況下以化學計量空氣-燃料混合物運轉減小。發動機空-燃比和火花振蕩并且變化直至時間點T5渦輪溫度減小至低于渦輪劣化閾值溫度204。在時間T5,發動機空氣燃料比振幅減小且發動機空-燃比在大體化學計量狀況附近變化。由于發動機扭矩和渦輪增壓維持較低，渦輪溫度在時間T5后減小。現參考圖3，顯示了在發動機運轉序列期間的相關模擬信號。圖3的發動機運轉序列與圖2的運轉序列相同。然而，代替火花，利用發動機空-燃比調節發動機增壓和/或發動機節氣門。在其他示例中，可以利用發動機空-燃比調節發動機增壓和火花以控制和減 小排氣溫度。由于圖2和圖3的序列相似，下面為了簡潔起見僅描述圖3中的僅一部分與圖2中不同的序列。在時間T2和T3之間，發動機增壓改變使得發動機空氣量可以變化以補償發動機空-燃比的變化。可以通過改變廢氣門位置或者渦輪葉片位置而調節發動機增壓。例如，當發動機稀況運轉時增壓上升而當發動機富況運轉時增壓下降。在其他示例中，當發動機以稀空-燃比運轉時可以調節節氣門以增加汽缸空氣量。通過調節發動機空氣量，當在稀空氣-燃料混合物和富空氣-燃料混合物之間切換時可以大體維持發動機扭矩。現參考圖4，顯示了一種用于運轉發動機的方法。在402處，確定發動機工況。發動機工況可包括但不限于發動機溫度、發動機轉速、發動機負荷、發動機部件溫度、發動機空-燃比、催化劑氧存儲量。方法400在確定發動機工況后前進至404處。在404處，方法400判斷是否發動機部件處于部件劣化閾值溫度。可以通過溫度傳感器直接測量或者通過發動機運轉參數估算發動機部件溫度。例如，可以基于發動機空氣質量，發動機火花正時和發動機轉速估算渦輪增壓器渦輪溫度。在一個示例中，可以利用發動機空氣質量、發動機火花正時和發動機轉速索引根據經驗確定的渦輪溫度的表格。估算溫度的發動機部件可以根據應用變化。例如在一個應用中，可以估算或者測量渦輪增壓器的渦輪溫度。在另一個示例中，可以估算或測量位于排氣系統中的催化劑的溫度。如果該部件的溫度處于或者高于部件劣化閾值溫度，方法400前進至406處。否則方法400退出。在406處，方法400判斷在發動機排氣系統中的催化劑中存儲的氧氣量是否高于閾值水平。在一個示例中，該閾值水平為催化劑氧氣存儲量的80%。進一步的，根據在美國專利6，751，947中描述的方法估算存儲在催化劑中的氧氣量。如果存儲在催化劑中的氧氣量高于閾值水平，方法400前進至408。否則，方法前進至410。在一個替代示例中，當氧氣傳感器的輸出指示在排氣系統中的排氣具有高于閾值水平的氧氣時，方法400可以移動至408處。因此，方法400可以響應于氧氣傳感器的輸出從發動機空-燃比切換至富混合物。在408處，方法400轉換發動機至以富空-燃比運轉。該富空-燃比為與如果發動機在大體相同的工況下以大體近化學計量空氣-燃料混合物運轉時相比會冷卻發動機排氣的空-燃比。在一個示例中，其中發動機利用汽油運轉，發動機以比12 I更富的空-燃比運轉。然而，當供應其他燃料例如汽油/醇混合物至發動機時，可以使用不同的富空-燃t匕。在一些示例中，發動機空-燃比可以通過維持噴射的燃料量以及在418處減小發動機空氣量而富化。在其他示例中，發動機空氣量可以基于發動機速度和負荷，但是可以減少燃料量以富化空-燃比。方法400在富化發動機空-燃比之后前進至416處。在410處，方法400判斷位于發動機排氣系統中的催化劑存儲的氧氣量是否低于閾值量。同樣，可以根據在美國專利6，751，947的方法估算存儲在催化劑中的氧氣量。如果存儲在催化劑中的氧氣量低于閾值量，方法400前進至414。否則，方法400前進至412。在一個替代示例中，方法400可以在當氧氣傳感器的輸出指示在排氣系統中的排氣具有低于閾值水平的氧氣時移動至414處。因此,方法400可以響應氧氣傳感器的輸出而將發動機空-燃比切換為稀混合物。在412處，方法400維持發動機運轉在當前的空-燃比。例如，如果發動機以富空 氣-燃料混合物運轉則發動機持續以富空-燃比運轉。因此，催化劑持續存儲或者使用催化劑中的氧氣使得催化劑化學停留在催化劑效率較高的范圍。在維持發動機空-燃比之后方法400前進至416處。在414處，方法400以稀空氣-燃料混合物運轉發動機。稀空氣_燃料混合物為與如果發動機在大體相同的工況下以大體化學計量空氣-燃料混合物運轉相比冷卻發動機排氣的空-燃比。在一個示例中，其中發動機利用汽油運轉，發動機以稀于18 I的空-燃比運轉。然而，當供應其他燃料例如汽油/醇混合物至發動機時，可以利用不同的富空-燃t匕。在一些示例中，可以通過維持噴射的燃料量以及在418處增加發動機空氣量而稀化發動機空-燃比。在其他示例中，發動機空氣量可以基于發動機轉速和負荷，但是可以減小燃料量以稀化空-燃比。方法400在發動機空-燃比調節為稀之后前進至416處。在416處，方法400調節發動機火花正時。在一個示例中，當發動機空燃比富化時延遲火花正時以便大體維持發動機扭矩。另外，當發動機稀況運轉時可以提前火花正時。方法400在調節發動機火花后前進至418。在418處，可以調節發動機空氣質量。在一些示例中，其中發動機燃料量為基于發動機扭矩請求的量，可以通過降低發動機增壓和/或降低進氣節氣門打開量而減小發動機空氣量從而富化發動機空-燃比。可替代地，通過增加發動機增壓和/或增加進氣節氣門打開量而增加發動機空氣量從而稀化發動機空-燃比。方法400在調節發動機空氣量后前進至420處。在420處，方法400判斷發動機扭矩是否低于閾值或者發動機部件溫度是否低于劣化閾值溫度。如果是，方法400前進至退出。否則，方法400返回402。這樣，方法400調節發動機運轉以降低發動機排氣溫度而同時維持發動機扭矩。進一步地，方法400將在發動機排氣系統中的催化劑中的氧氣濃度維持在催化劑效率較高的范圍。因此，可以控制和降低發動機的部件溫度而同時有效率地將排氣轉換為C0dPH20。因此，圖4的方法提供了發動機運轉方法，包括當發動機部件溫度高于發動機部件的劣化閾值溫度時在運轉期間的第一部分以降低排氣溫度的稀空-燃比運轉發動機，以及在運轉期間的第二部分以富空-燃比運轉發動機。這樣，可以在高發動機轉速和負荷下減少排氣溫度同時將排氣轉換為H2O和C02。發動機運轉包括其中該發動機部件為渦輪增壓器的渦輪。發動機運轉進一步包括在運轉期間平均以大體化學計量的空-燃比運轉發動機。在一個示例中，發動機運轉方法包括其中發動機為渦輪增壓發動機，其具有位于渦輪增壓器的渦輪下游的三元催化劑。因此，方法可以減小渦輪增壓器的部件的劣化可能性。發動機運轉方法進一步包括當發動機以稀空-燃比運轉時以第一火花正時運轉發動機，當發動機以富空-燃比運轉發動機時以第二火花正時運轉發動機，其中第一火花正時與第二火花正時不同。發動機運轉方法進一步包括當發動機以稀空-燃比運轉時以第一增壓量運轉發動機，當發動機以富空-燃比運轉發動機時以第二增壓量運轉發動機，其中第一增壓量高于第二增壓量。在另一個示例中，圖4的方法提供一種發動機運轉方法，包括當存儲在催化劑中的氧氣低于第一量時且當發動機部件溫度高于劣化閾值溫度時以減小排氣溫度的稀空-燃比運轉發動機；當存儲在催化劑中的氧氣高于第二量且當發動機部件溫度高于劣化閾值溫度時以減小排氣溫度的富空-燃比運轉發動機。該發動機運轉方法包括當發動機部件溫度高于劣化閾值溫度時在以富空-燃比運轉之前以稀空-燃比運轉發動機。該發動機運轉還包括當發動機部件溫度高于劣化閾值溫度后在以稀空氣燃料比運轉之前以富空-燃比運轉發動機。該發動機運轉方法還包括其中該第一量為低于催化劑氧氣存儲容量的量。該發動機運轉包括其中第二量低于該第一量。該發動機運轉方法進一步包括當從以稀空-燃比運轉發動機切換至以富空-燃比運轉發動機時調節發動機的火花正時。這樣，可以控制發動機扭矩以便實現平滑的發動機運轉。發動機運轉方法還包括在以稀空-燃比運轉期間以較高空氣質量流率運轉發動機。發動機運轉方法包括至少部分通過升高發動機增壓壓力達到較高空氣質量流率。這樣，可以增加發動機空氣量同時維持噴射至發動機的燃料以便稀化空氣-燃料混合物而不會減少發動機扭矩。圖4的方法進一步提供一種發動機運轉方法，包括當存儲在催化劑中的氧氣低于第一量且當發動機部件溫度高于劣化閾值溫度時以減小排氣溫度的稀空-燃比運轉發動機；當存儲在催化劑中的氧氣高于第二量且當發動機部件溫度高于劣化閾值溫度時以減小排氣溫度的富空-燃比運轉發動機；以及從以稀空-燃比運轉的發動機提供和富空-燃比相同大體相同的扭矩量。發動機運轉方法進一步包括經由至少一個氧氣傳感器估算存儲在催化劑中的氧氣量，并響應于催化劑中存儲的氧氣估算量從稀空氣-燃料比切換至富空氣-燃料比。發動機運轉方法進一步包括響應于發動機在稀空-燃比和富空-燃比之間的運轉切換調節增壓量。發動機運轉方法進一步包括當從以稀空-燃比運轉發動機切換為以富空-燃比運轉發動機時調節發動機的火花正時。發動機運轉方法進一步包括響應于相對于排氣流方向位于催化劑下游的氧氣傳感器在以稀空-燃比和富空-燃比運轉發動機之間切換。這樣，控制系統可以響應催化劑的工況調節發動機空-燃比從而促進較高的催化劑轉換效率。發動機運轉方法進一步包括響應于至少降低發動機扭矩需求而減少發動機空-燃比的振幅。如本領域內普通技術人員將會理解的，圖4中描述的方法可以代表一種或多種處理策略，例如事件驅動，中斷驅動，多任務，多線程等。這樣，說明的各種步驟或功能可以描述的順序，并列或者某些情況下可以省略執行。類似地，步驟的順序不是達到在此描述的目的，特征和優點所必需的，而是提供用于易于說明和描述的目的。盡管沒有明確說明，本領域內普通技術人員將會認識到取決于使用的特別的策略可以重復執行一個或者多個說明的步驟和功能。綜上所述，本領域內技術人員通過閱讀將會產生多個替代和變形而不脫離本發明 精神和范圍。例如，以天然氣，汽油，柴油或者替代燃料運轉的單汽缸、12、13、14、15、V6、V8、V10、V12和V16發動機可以利用本發明獲得優點。
權利要求
1.一種發動機運轉方法，包括 當發動機部件溫度高于所述發動機部件的劣化閾值溫度時，在運轉期間的第一部分以減小排氣溫度的稀空-燃比運轉發動機，以及在運轉期間的第二部分以富空-燃比運轉所述發動機。
2.如權利要求I所述的發動機運轉方法，其中所述發動機部件為渦輪增壓器的渦輪。
3.如權利要求I所述的發動機運轉方法，進一步包括在運轉期間以平均大體為化學計量空-燃比運轉所述發動機。
4.如權利要求I所述的發動機運轉方法，其中所述發動機為具有位于所述渦輪增壓器的渦輪下游的三元催化劑的渦輪增壓發動機。
5.如權利要求I所述的發動機運轉方法，進一步包括當以所述稀空-燃比運轉所述發動機時以第一火花正時運轉所述發動機，當以所述富空-燃比運轉所述發動機時以第二火花正時運轉所述發動機，其中所述第一火花正時與所述第二火花正時不同。
6.如權利要求I所述的發動機運轉方法，進一步包括當以所述稀空-燃比運轉所述發動機時以第一增壓量運轉所述發動機，以及當以所述富空-燃比運轉所述發動機時以第二增壓量運轉所述發動機，所述第一增壓量高于所述第二增壓量。
7.一種發動機運轉方法，包括 當存儲在催化劑中的氧氣低于第一量時且當發動機部件溫度高于劣化閾值溫度時以減小排氣溫度的稀空-燃比運轉發動機；以及 當存儲在所述催化劑中的氧氣高于第二量時且當所述發動機部件溫度高于所述劣化閾值溫度時以減小排氣溫度的富空-燃比運轉所述發動機。
8.如權利要求7所述的發動機運轉方法，其中在所述發動機部件溫度高于所述劣化閾值溫度后在以所述富空-燃比運轉之前以所述稀空-燃比運轉所述發動機。
9.如權利要求7所述的發動機運轉方法，其中在所述發動機部件溫度高于所述劣化閾值溫度后在以所述稀空-燃比運轉之前以所述富空-燃比運轉所述發動機。
10.如權利要求7所述的發動機運轉方法，其中所述第一量為低于所述催化劑的氧氣存儲容量的量。
全文摘要
本發明揭示了一種減小發動機部件溫度的方法，在一個示例中，調節提供給發動機的空-燃比以減小發動機部件的溫度。該途徑可能用于控制來自增壓發動機的溫度和排放。
文檔編號F02D43/00GK102678359SQ20121005861
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月7日 優先權日2011年3月10日
發明者S·G·拉斯 申請人:福特環球技術公司