根据催化转化器的氧储存能力控制发动机的系统和方法_3

文档序号:8250711阅读:来源:国知局
存能力模块208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水平在燃料停供事件期间确定氧储存能力。例如,当停止向一个或多个气缸的燃料输送时,发动机102可以从浓或化学计量空燃比的运转切换到稀空燃比的运转。
[0053]当发动机102以浓空燃比运转时,02传感器196、198可以输出第一电压(例如,1000毫伏),当发动机102以稀空燃比运转时,02传感器196、198可以输出第二电压(例如,O毫伏)。当02传感器196、198的输出电压与阈值(例如,450毫伏)交叉时,02传感器196、198可以检测从浓空燃比至稀空燃比的切换,该阈值可以是预先确定的。然而,从第一 02传感器196检测到切换时的第一时间到第二 02传感器198检测到切换时的第二时间可能有时滞。这个时滞可能是催化转化器162从排气吸收氧以补充其氧储存能力所需的时段。因此,02储存能力模块208可以根据该时滞确定催化转化器162的氧储存能力。
[0054]在一个例子中,当即将发生燃料停供事件时,燃料控制模块206可以增大燃料输送量以使发动机102运转在浓空燃比,然后,燃料控制模块206可以减小燃料输送量为零。当燃料输送量减小为零,发动机102可以以稀空燃比运转。第一 02传感器196可以在第一时间检测到从浓空燃比至稀空燃比的切换,然后,第二 02传感器198可以在第二时间检测到该切换。02储存能力模块208可以根据从第一时间到第二时间的时段确定催化转化器162的氧储存能力。
[0055]时段可以与催化转化器162中的催化剂的温度成正比,与输入发动机102的进气的流量成反比。因此,02储存能力模块208可以根据催化剂温度和进气流量来标准化该时段(例如,把该时段调整为O与I之间的值)。02储存能力模块208可以从MAF传感器186接收进气流量。02储存能力模块208可以根据来自EGT传感器194的排气温度估计催化剂温度。替代地,催化剂温度可以基于发动机冷却剂温度、燃料的乙醇百分比、空燃比、车速、进气流量、加速踏板位置、再循环排气流量、指令的火花正时和/或停用气缸数量进行建模。02储存能力模块208输出转化器162的氧储存能力。
[0056]冷起动模块210确定何时进行冷起动。当在发动机102起动时来自ECT传感器182的发动机冷却剂温度在预定温度范围内(例如,在-12摄氏度(V )和40°C之间)的时候,冷起动模块210可以确定正在进行冷起动。附加地或替代地,当在发动机102起动时催化剂温度低于预定温度(例如300°C )的时候,冷起动模块210可以确定正在进行冷起动。附加地或替代地,当在发动机102关闭预定时段(例如12小时)之后发动机102起动时,冷起动模块210可以确定正在进行冷起动。当催化剂温度高于预定温度时和/或当发动机运转时间高于预定时段时,冷起动模块210可以确定完成冷起动。冷起动模块210可以基于来自驾驶员输入模块104的输入确定发动机102何时起动和/或发动机运转时间。冷起动模块210输出表征冷起动是否正在进行中的信号。
[0057]发动机转速控制模块212根据发动机运转状态选择性地控制发动机102的转速。例如,当发动机102处于怠速或从高于怠速转速的转速惯性降转时,发动机转速控制模块212可以控制发动机转速。发动机转速控制模块212输出期望发动机转速。附加地或替代地,发动机转速控制模块212可以输出来自发动机转速确定模块202的发动机转速与期望发动机转速之间的差值或误差。
[0058]节气门控制模块214控制节气门112的开口面积。节气门控制模块214可以输出期望节气门面积,并且,节气门致动器模块116可以调整节气门112以获得期望节气门面积。火花控制模块216控制发动机102的气缸中的火花生成。火花控制模块216可以输出期望火花正时,并且,火花致动器模块126可以控制火花塞128以获得期望火花正时。
[0059]节气门控制模块214、燃料控制模块206和火花控制模块216可以调整节气门面积、燃料供应量和火花正时以获得期望发动机转速和/或以降低发动机转速误差。另外,节气门控制模块214和燃料控制模块206可以协调输送给发动机102的气缸的空气和燃料量以获得期望空燃比。例如,节气门控制模块214可以调整节气门面积以满足驾驶员转矩请求,燃料控制模块206可以调整燃料供应量以获得化学计量空燃比。节气门控制模块214可以从驾驶员输入模块104接收驾驶员转矩请求。
[0060]为了降低排放,发动机转速控制模块212可以在冷起动期间根据催化转化器162的氧储存能力把怠速转速增大到高于其标准值的数值。例如,当氧储存能力小于预定值(例如0.5)时,发动机转速控制模块212可以将怠速转速从第一转速(例如1200转每分钟(RPM))增大到第二转速(例如1300至1400RPM)。另外,发动机转速控制模块212可以根据氧储存能力与怠速转速之间的预定关系调整怠速转速。例如,怠速转速可以与氧储存能力成反比,与其成线性或非线性关系。
[0061]在发动机102的正常运转期间,火花控制模块216可以调整发动机102的火花正时为第一正时(TDC前2度(° BTC)至4° BTC)0当发动机102是怠速时,火花控制模块216可以相对于第一正时延迟火花正时。例如,火花控制模块216可以调整火花正时为第二正时(例如-5° BTC 至-10° BTC)。
[0062]为了降低排放,火花控制模块216可以在冷起动期间根据催化转化器162的氧储存能力把怠速火花正时延迟附加量。例如,当氧储存能力小于预定值(例如0.5)时,火花控制模块216可以把怠速火花正时延迟附加量(例如,2度至3度)。另外,火花控制模块216可以把火花正时延迟基于氧储存能力与火花延迟量之间的预定关系的量。例如,火花延迟量可以与氧储存能力成反比,与其成线性或非线性关系。
[0063]在燃料停供事件期间,自停止向发动机102的一个或多个气缸的燃料输送以来,发动机102以稀空燃比运转。发动机102在发动机102以稀空燃比运转时输出的氮氧化物比发动机102以浓空燃比运转时输出的更多。另外,当发动机102以浓空燃比运转时,发动机102产生氨,这降低了氮氧化物。因此,为了降低在燃料停供事件期间发动机102产生的氮氧化物,燃料控制模块206可以调整燃料输送量以在完成燃料停供事件时形成浓空燃比。
[0064]当催化转化器162的氧储存能力处于其峰值,例如,当转化器162是新的时候,转化器162转化指令的燃料脉冲以在燃料停供事件之后增浓发动机102的空燃比。随着催化转化器162氧储存能力由于例如老化而减小,燃料停供事件之后指令的燃料脉冲可能击穿转化器162,增大碳氢化合物排放水平。因此,为了抵消在燃料停供事件期间发动机102产生的氮氧化物,燃料控制模块206可以在燃料停供事件之后根据催化转化器162的氧储存能力调整燃料增浓。例如,燃料控制模块206可以在正常运转期间调整燃料输送量为第一量,燃料控制模块206可以在燃料停供事件之后使燃料输送量相对于第一量增大百分之二十。然而,随着催化转化器162的氧储存能力减小,燃料控制模块206可以在燃料停供事件之后仅仅使燃料输送量相对于第一量增大百分之十。
[0065]当催化转化器162的氧储存能力小于预定值(例如0.5)时,燃料控制模块206可以在燃料停供事件之后减小燃料增大量。附加地或替代地,在燃料停供事件之后的燃料增大量的减小幅度可以基于氧储存能力与该减小幅度之间的预定关系。例如,该减小幅度可以与氧储存能力成反比,与其成线性或非线性关系。
[0066]现在参照图3,一种根据催化转化器的氧储存能力控制发动机的方法开始于302。在304,方法使用布置在催化转化器上游的第一传感器监测发动机的空燃比,该传感器可称作前置氧(前置02)传感器。在306,方法使用布置在催化转化器下游的第一传感器监测发动机的空燃比,该传感器可称作后置氧(后置02)传感器。
[0067]在308处,方法确定是否即将发生燃料停供事件。在燃料停供事件期间,方法停止向发动机的一个或多个气缸的燃料输送。如果即将发
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