在正常且經濟模式下限制催化劑溫度的發動機控制的制作方法
【技術領域】
[0001]本說明涉及用于限制內燃發動機排氣后處理裝置的溫度的系統和方法。所述系統和方法對于在較高的發動機轉速和負荷下偶然可以運行的發動機尤其有用。
【背景技術】
[0002]發動機有時可以在較高發動機轉速和負荷下運行。在較高負荷下運行發動機可以增加發動機排氣溫度，并且在較高轉速下運行發動機可以增加排氣質量流率。因此，在較高的發動機轉速和負荷下，可以增加被供給至發動機排氣系統的熱能的量。例如，隨著發動機轉速和負荷的增加，排氣后處理裝置(如催化劑)的溫度可以升高。進一步地，當從發動機排出的碳氫化合物在后處理裝置內氧化時，排氣后處理裝置溫度可進一步升高。
[0003]降低發動機排氣溫度和催化劑溫度的一種方式是使發動機空燃比富集(enrich)至一比率，該比率是化學計量比的富集度。然而，使發動機空燃比富集可增加來自發動機的碳氫化合物和一氧化碳的排放。此外，發動機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。
【發明內容】
[0004]在此發明人已經意識到上述缺點并已經開發了一種用于運行發動機的方法，包括:響應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，并使發動機空燃比富集。
[0005]通過響應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動機排放和燃料消耗的情況下減少發動機熱輸出的技術結果。例如，響應于催化劑溫度，發動機扭矩可以被限制或被約束至MBT火花正時發生而不遭受發動機爆震的扭矩。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動機可以響應于催化劑溫度大于閾值溫度以提前的發動機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動機燃料消耗。
[0006]在另一個實施例中，用于運行發動機的方法包括響應于催化劑溫度高于閾值溫度，從邊界火花正時朝向最佳發動機扭矩最小火花提前角提前火花正時，并將發動機扭矩減小至預定的發動機扭矩。
[0007]在另一個實施例中，預定的發動機扭矩是約束的發動機扭矩，并且進一步包括增加馬達的扭矩以經由發動機和馬達提供駕駛員需求扭矩。
[0008]在另一個實施例中，該方法進一步包括限制發動機空氣流量以提供約束的發動機扭矩。
[0009]在另一個實施例中，該方法進一步包括響應于加速器踏板位置大于閾值加速器踏板位置使發動機空燃比富集。
[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，該方法進一步包括響應于發動機轉速和負荷限制發動機空燃比的富集。
[0012]在另一個實施例中，用于運行發動機的方法包括:在第一種模式期間，響應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，使發動機空燃比富集至第一空燃比并增加發動機扭矩；以及在第二種模式期間，響應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，朝向最佳發動機扭矩最小火花正時提前火花正時并使發動機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，該方法進一步包括當催化劑溫度低于閾值催化劑溫度時，響應于車輛加速度大于閾值加速度，使發動機空燃比富集。
[0014]在另一個實施例中，該方法進一步包括在第二種模式期間減小發動機扭矩，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，該方法進一步包括在第一種模式下不約束發動機扭矩，而在第二種模式下約束發動機扭矩。
[0016]在另一個實施例中，使發動機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，該方法進一步包括在第二種模式期間，響應于發動機爆震的指示減小發動機扭矩。
[0018]本說明可以提供若干優點。具體地，該方法可以減少發動機燃料消耗。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動機負荷下的車輛駕駛性。
[0019]本說明的上述優點和其他優點，以及特點，在單獨或結合附圖時根據下面的【具體實施方式】將是易于理解的。
[0020]應當理解，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】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由隨附【具體實施方式】的權利要求唯一地限定。此外，要求保護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，當單獨或參考附圖時，本文描述的優點將被更充分的理解，其中:
[0022]圖1是發動機的示意圖；
[0023]圖2示出了示例發動機運行順序；
[0024]圖3示出了基于示例加速器踏板的發動機空然富集函數；以及
[0025]圖4示出了用于運行發動機的示例方法。
【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所示類型的發動機的排氣排放。該發動機可以按圖2中所示的順序運行。如圖3中所圖示說明的函數所示出的，供應至發動機的燃料可以是加速器踏板位置的函數。圖4的方法可以按如圖2所示的運行順序運行圖1的發動機，同時利用類似于圖3中所示的函數的函數。
[0027]參考圖1，包括多個汽缸的內燃發動機10由電子發動機控制器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]發動機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可以選擇地推進小齒輪95以嚙合環形齒輪99。啟動器96可以被直接地安裝至發動機的前面或發動機的后面。在一些示例中，啟動器96可以經由帶或鏈選擇地向曲軸40供應扭矩。在一個示例中，當未被接合至發動機曲軸時，啟動器96處于基礎狀態。燃燒室30被示出經由各自的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進氣門和排氣門可以由進氣凸輪51和排氣凸輪53運行。進氣凸輪51的位置可以由進氣凸輪傳感器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被示出經定位將燃料直接噴入汽缸30，這被本領域的技術人員稱為直接噴射。可替代地，燃料可以被噴射至進氣道，這被本領域的技術人員稱為進氣道噴射。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175輸送至燃料噴射器66，該燃料系統包括燃料箱和燃料泵(未示出)。此外，進氣歧管44被示出與可選電子節氣門62連通，電子節氣門62調整節流板64的位置以控制從空氣進氣裝置42至進氣歧管44的空氣流量。在一個示例中，可以使用低壓直接噴射系統，在該系統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、雙級燃料系統以產生較高的燃料壓力。在一些示例中，節氣門62和節流板64可以被定位在進氣門52和進氣歧管44之間，使得節氣門62是進氣道節氣門。
[0030]無分電器點火系統88響應于控制器12經由火花塞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化器70上游的排氣歧管48。可替代地，雙態排氣氧傳感器可以代替UEGO傳感器126。
[0031 ] 在一個示例中，轉化器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中示出為常規的微型計算機，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)、隨機存取存儲器(RAM) 108、保活存儲器(KAM)IlO以及常規數據總線。控制器12被示出接收來自被耦接至發動機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