根据催化转化器的氧储存能力控制发动机的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机，并且更具体地说，涉及根据催化转化器的氧储存能力(oxygenstorage capability)控制发动机的系统和方法。
【背景技术】
[0002]这里的背景资料描述是为了大概介绍本发明的背景。目前署名的发明人的工作，在背景资料章节做了一定程度的描述，还有那些在申请时不可称作现有技术的方面，这些都既不明显又不隐含地认作相对于本发明的现有技术。
[0003]内燃机在气缸内燃烧空气和燃料混合物以驱动活塞，这产生驱动转矩。通过节气门调节进入发动机的气流。更具体地说，节气门调整节流面积，这增加或减少进入发动机的气流。当节流面积增大时，进入发动机的气流增加。燃料控制系统调整喷射燃料的速率以提供期望的空气/燃料混合物给气缸和/或以获得期望的转矩输出。增加提供给气缸的空气和燃料的量就增大发动机的转矩输出。
[0004]在火花点火式发动机中，火花引起提供给气缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩点火式发动机中，在气缸中的压缩使提供给气缸的空气/燃料混合物燃烧。火花正时和气流会是调整火花点火式发动机的转矩输出的首要机理，而燃料流量会是调整压缩点火式发动机的转矩输出的首要机理。
【发明内容】
[0005]根据本发明原理的一种系统包括储存能力模块和发动机转速控制模块与火花控制模块中的至少一者。该储存能力模块确定催化转化器储存氧的能力。该发动机转速控制模块根据催化转化器的氧储存能力控制发动机转速。该火花控制模块根据催化转化器的氧储存能力控制发动机火花正时。
[0006]本发明提供下列技术方案。
[0007]技术方案1.一种系统，包括:
储存能力模块，其确定催化转化器储存氧的能力；和下面的至少一个:
发动机转速控制模块，其根据催化转化器的氧储存能力控制发动机转速；和火花控制模块，其根据催化转化器的氧储存能力控制发动机火花正时。
[0008]技术方案2.如技术方案I所述的系统,其中，该发动机转速控制模块:
当在发动机起动时发动机温度高于第一温度的时候，调整发动机转速为第一转速；和当在发动机起动时发动机温度小于或等于第一温度的时候，根据催化转化器的氧储存能力，选择性地调整发动机转速为比第一转速更大的第二转速。
[0009]技术方案3.如技术方案2所述的系统，当催化转化器的氧储存能力小于预定值时，发动机转速控制模块调整发动机转速为第二转速。
[0010]技术方案4.如技术方案2所述的系统，其中，第二转速与催化转化器的氧储存能力成反比。
[0011]技术方案5.如技术方案I所述的系统，其中，该火花控制模块:
当在发动机起动时发动机温度高于第一温度的时候，调整火花正时为第一正时；和当在发动机起动时发动机温度小于或等于第一温度的时候，根据催化转化器的氧储存能力，选择性地使火花正时相对于第一正时延迟第一量。
[0012]技术方案6.如技术方案5所述的系统，当催化转化器的氧储存能力小于预定值时，火花控制模块使火花正时相对于第一正时延迟。
[0013]技术方案7.如技术方案5所述的系统，其中，第一量与催化转化器的氧储存能力成反比。
[0014]技术方案8.如技术方案I所述的系统，进一步地包括燃料控制模块，其根据催化转化器的氧储存能力控制输送给发动机气缸的燃料量。
[0015]技术方案9.技术方案8所述的系统，其中，该燃料控制模块:
调整燃料输送量为第一量以获得化学计量空燃比；
在燃料停供事件完成之后，调整燃料输送量为比第一量更大的第二量；和根据催化转化器的氧储存能力，选择性地减小第二量。
[0016]技术方案10.如技术方案9所述的系统，其中，燃料控制模块使第二量减小第三量，该第三量与催化转化器的氧储存能力成反比。
[0017]技术方案11.一种方法，包括:
确定催化转化器储存氧的能力；和下面的至少一个:
根据催化转化器的氧储存能力控制发动机的转速；和根据催化转化器的氧储存能力控制发动机的火花正时。
[0018]技术方案12.如技术方案11所述的方法，进一步地包括:
当在发动机起动时发动机温度高于第一温度的时候，调整发动机转速为第一转速；和当在发动机起动时发动机温度小于或等于第一温度的时候，根据催化转化器的氧储存能力，选择性地调整发动机转速为比第一转速更大的第二转速。
[0019]技术方案13.如技术方案12所述的方法，进一步地包括，当催化转化器的氧储存能力小于预定值时，调整发动机转速为第二转速。
[0020]技术方案14.如技术方案12所述的方法，其中，第二转速与催化转化器的氧储存能力成反比。
[0021]技术方案15.如技术方案11所述的方法，进一步地包括:
当在发动机起动时发动机温度高于第一温度的时候，调整火花正时为第一正时；和当在发动机起动时发动机温度小于或等于第一温度的时候，根据催化转化器的氧储存能力，选择性地使火花正时相对于第一正时延迟第一量。
[0022]技术方案16.如技术方案15所述的方法，进一步地包括，当催化转化器的氧储存能力小于预定值时，相对于第一正时延迟花火正时。
[0023]技术方案17.如技术方案15所述的方法,其中,第一量与催化转化器的氧储存能力成反比。
[0024]技术方案18.如技术方案11所述的方法，进一步地包括，根据催化转化器的氧储存能力控制输送给发动机气缸的燃料量。
[0025]技术方案19.如技术方案18所述的方法，进一步地包括:
调整燃料输送量为第一量以获得化学计量空燃比；
在燃料停供事件完成之后，调整燃料输送量为比第一量更大的第二量；和根据催化转化器的氧储存能力，选择性地减小第二量。
[0026]技术方案20.如技术方案19所述的方法，进一步地包括使第二量减小第三量，该第三量与催化转化器的氧储存能力成反比。
[0027]通过详细说明、权利要求和附图，本发明的更多适用领域将变得显而易见。应当理解，详细描述和特定例子仅仅意图用于说明而不意图限制发明范围。
【附图说明】
[0028]通过详细描述和附图将更完整地理解本发明，其中:
图1是根据本发明原理的示例发动机系统的原理框图；
图2是根据本发明原理的示例控制系统的原理框图；和图3是说明根据本发明原理的示例控制方法的流程图。
[0029]在这些图中，附图标记可以重复用于表明类似和/或相同元件。
【具体实施方式】
[0030]催化转化器包含催化剂，催化剂与发动机排气反应以减低排放物例如氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物。当发动机以稀空燃比运转时，催化剂可以储存氧，并且，当发动机以浓空燃比运转时，催化剂可以释放氧。释放的氧可以与排气反应以降低排放物，例如一氧化碳和碳氢化合物。
[0031]随着催化剂老化，催化剂的氧储存能力下降。因此催化剂在减少排放物方面的效率变低，特别是在冷起动期间或在燃料停供事件例如减速燃料停供或离合器燃料停供(例如，变速器换挡时的燃料停供)之后的一段时间期间。例如，在燃料停供之后的时段期间，发动机的空燃比可能增浓至抵消燃料停供期间发动机产生的氮氧化物。随着催化剂老化，这个时段期间的燃料脉冲易于击穿催化转化器，产生碳氢化合物和氮氧化物排放。
[0032]为了降低排放，本发明的系统和方法在催化剂的氧储存能力下降时调整发动机运转。例如，在冷起动期间，该系统和方法可以提高发动机的怠速速度和/或增大火花延迟量以减少催化剂达到活性温度所需的时段并由此降低排放。在另一例子中，该系统和方法可以在燃料停供事件之后减小燃料增浓量以防止燃料脉冲击穿催化转化器并由此降低碳氢化合物和氮氧化物排放。
[0033]现在参照图1，一种发动机系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱