根据催化转化器的氧储存能力控制发动机的系统和方法_2

文档序号:8250711阅读:来源:国知局
动转矩。发动机102产生的驱动转矩量是基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入。驾驶员输入可以基于加速踏板的位置。驾驶员输入还可以基于巡航控制系统,该系统可以是改变车速以维持预定车距的自适应巡航控制系统。另外,驾驶员输入可以是基于点火开关(未示出)的位置,并且,发动机102可以基于驾驶员输入而起动。
[0034]经由进气系统108把空气吸入发动机102中。仅仅举例来说,进气系统108可以包括进气歧管110和节气门112。仅仅举例来说,节气门112可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM) 114控制节气门致动器模块116,其调节节气门112的开度以控制吸入进气歧管110中的空气量。
[0035]从进气歧管110把空气吸入发动机102的气缸中。虽然发动机102可以包括多个气缸,但是为了图示目的,示出单个代表性气缸118。仅仅举例来说,发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。ECM 114可以停用一些气缸,这可以在某些发动机运转状态下提高燃料经济性。
[0036]发动机102可以使用四冲程循环运转。下面描述的四冲程是以进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程命名的。在曲轴(未示出)的每转期间,在气缸118内发生四冲程中的两个。因此,曲轴的两转是气缸118经历全部四个冲程所必需的。
[0037]在进气冲程期间,经由进气门122把空气从进气歧管110吸入气缸118中。ECM114控制燃料致动器模块124,其调节燃料喷射以获得期望空燃比。燃料可以在中央位置或多位置喷入进气歧管110,例如在每个气缸的进气门122附近。在不同实施中(未示出),燃料可以直接喷入气缸中或喷入与气缸相关的混合室中。燃料致动器模块124可以中断向停用气缸的燃料喷射。
[0038]喷射的燃料与空气混合并且在气缸118中形成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间,气缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火式发动机,在这种情况下,气缸118中的压缩引燃空气/燃料混合物。替代地,发动机102可以是火花点火式发动机,在这种情况下,火花致动器模块126根据来自ECM 114的信号使气缸118中的火花塞128通电,这引燃空气/燃料混合物。可以相对于活塞处于其称作上止点(TDC)的最高位置时的时间规定火花正时。
[0039]火花致动器模块126可以由规定TDC前或后多久产生火花的正时信号控制。因为活塞位置直接与曲轴旋转有关,所以,火花致动器模块126的操作可以与曲轴角同步。在不同实施中,火花致动器模块126可以中断向停用气缸的火花供应。
[0040]产生火花可以称为点火事件。火花致动器模块126可以具有改变每个点火事件的火花正时的能力。火花致动器模块126甚至可以在火花正时信号在上一点火事件与下一点火事件之间变化时能够改变该下一点火事件的火花正时。在不同的实施中,发动机102可以包括多个气缸,并且火花致动器模块126可以使发动机102中的全部气缸的火花正时相对于TDC改变相同量。
[0041]在燃烧冲程期间,空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下,由此驱动曲轴。燃烧冲程可以定义为活塞到达TDC与活塞回到下止点(BDC)时的时间之间的时间。在排气冲程期间,活塞开始从BDC向上移动并且经由排气门130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气系统134从车辆排出。
[0042]进气门122可以由进气凸轮轴140控制,而排气门130可以由排气凸轮轴142控制。在不同实施中,多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可以控制气缸118的多个进气门(包括进气门122)和/或可以控制多排气缸(包括气缸118)的进气门(包括进气门122)。同样地,多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可以控制气缸118的多个排气门和/或可以控制多排气缸(包括气缸118)的排气门(包括排气门130)。
[0043]可以由进气凸轮相位器148相对于活塞TDC改变进气门122开启的时间。可以由排气凸轮相位器150相对于活塞TDC改变排气门130开启的时间。气门致动器模块158可以根据来自ECM 114的信号控制进气和排气凸轮相位器148、150。当实施时,气门致动器模块158也可以控制可变气门升程。
[0044]气门致动器模块158可以通过禁止进气门122和/或排气门130的开启而停用气缸118。气门致动器模块158可以通过使进气门122与进气凸轮相位器148分离而禁止进气门122的开启。类似地,气门致动器模块158可以通过使排气门130与排气凸轮相位器150分离而禁止排气门130的开启。在不同的其它实施中,气门致动器模块158可以使用除凸轮轴以外的装置例如电磁或电动液压执行机构控制进气门122和/或排气门130。
[0045]排气系统134包括排气歧管160和催化转化器162。排气歧管160把来自发动机102的排气引向催化转化器162,其减少排气中的排放物。催化转化器162可以是三元催化转化器,其减少氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物。催化转化器162可以将氮氧化物还原成氮和氧,把一氧化碳氧化成二氧化碳,把碳氢化合物氧化成二氧化碳和水。另外,当发动机102以浓空燃比运转时,催化转化器162可以释放氧,并且,当发动机102以稀空燃比运转时,催化转化器162可以储存氧。
[0046]发动机系统100可以使用曲轴位置(CKP)传感器180测量曲轴的位置。可以使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可以位于发动机102内或冷却剂循环的其它位置例如散热器(未不出)处。
[0047]可以使用进气歧管绝对压力(MAP)传感器184测量进气歧管110内的压力。在不同的实施中,可以测量发动机真空,即环境空气压力与进气歧管110内压力之间的差值。可以使用质量空气流量(MAF)传感器186测量流入进气歧管110的空气的质量流量。在不同的实施中,MAF传感器186可以位于也包含节气门112的壳体中。
[0048]节气门致动器模块116可以使用一个或多个节气门位置传感器(TPS) 190监测节气门112的位置。可以使用进气温度(IAT)传感器192测量吸入发动机102中的空气的环境温度。可以使用排气温度(EGT)传感器194测量从发动机102排出的排气的温度。可以使用第一氧(02)传感器196测量催化转化器162上游的氧含量。可以使用第二氧(02)传感器198测量催化转化器162下游的氧含量。ECM 114可以使用来自这些传感器的信号为发动机系统100作出控制决策。
[0049]现在参照图2,ECM 114的示例实施包括发动机转速确定模块202。发动机转速确定模块202确定发动机转速。发动机转速确定模块202可以根据来自CKP传感器180的曲轴位置确定发动机转速。例如,发动机转速确定模块202可以根据与许多齿检测对应的曲轴旋转时段确定发动机转速。发动机转速确定模块202输出发动机转速。
[0050]燃料停供模块204根据发动机运转状态选择性地停止输送燃料至发动机102的一个或多个(例如全部)气缸以改善燃料经济性和降低排放。例如,当车辆在减速和/或车辆变速器在换挡时,燃料停供模块204可以停止燃料输送。燃料停供模块204输出表征是否停止向气缸输送燃料的信号。
[0051]燃料控制模块206控制输送给发动机102的气缸的燃料量。燃料控制模块206可以输出期望燃料输送量,并且燃料致动器模块124可以调整燃料喷射以获得期望燃料输送量。在正常的发动机运转期间,燃料控制模块206可以调整燃料输送量为第一量以获得化学计量空燃比。燃料控制模块206可以根据来自第一 02传感器196的第一 02水平和来自第二 02传感器198的第二 02水平确定发动机102的空燃比。在燃料停供事件期间,燃料控制模块206把发动机102的一个或多个气缸的燃料输送量调整为零以停止向这些气缸的燃料输送。燃料控制模块206可以根据从燃料停供模块204得到的指令确定何时调整燃料输送量为零。
[0052]氧(02)储存能力模块208确定催化转化器162的氧储存能力。02储
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