基于火花点火正时控制燃油喷射正时同时加热催化剂至熄灯温度的系统和方法
【专利说明】基于火花点火正时控制燃油喷射正时同时加热催化剂至熄灯温度的系统和方法
[0001]相关申请的交叉应用
本申请要求于2013年11月26日提交的美国临时申请N0.61/908，924的权益。上述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。
技术领域
[0002]本公开涉及内燃发动机，并且更具体地，涉及用于基于火花点火正时控制燃油喷射正时同时加热催化剂至熄灯温度的系统和方法。
【背景技术】
[0003]本文所提供的背景说明是为了大体上展现本公开的上下文。当前所署名发明人的某些工作(即已在此【背景技术】部分中做出描述的工作)以及说明书中关于某些尚未成为申请日之前的现有技术的内容，无论是以明确或隐含的方式均不被视为相对于本公开的现有技术。
[0004]内燃发动机燃烧气缸内的空气燃油混合物以驱动产生驱动转矩的活塞。进入发动机的气流经由节气门调节。更具体地，节气门调节节气门面积，该面积增加或者减少进入发动机的气流。随着节气门面积增加，进入发动机的气流也增加。燃油控制系统调节燃油注入的速率以提供所需空气/燃油混合物至气缸和/或得到所需转矩输出。增加供应至气缸的空气和燃油量会增加发动机的转矩输出。
[0005]在火花点火发动机中，火花使提供至气缸的空气/燃油混合物燃烧。在压缩点火发动机中，气缸中的压力使提供至气缸的空气/燃油混合物燃烧。火花正时和气流可以是调节火花点火发动机转矩输出的主要机构，并且燃油流量可以是调节压缩点火发动机转矩输出的主要机构。
【发明内容】
[0006]根据本公开的原理，一种系统包括点火正时确定模块、喷射正时确定模块、火花控制模块和燃油控制模块。点火正时确定模块确定第一曲柄角。喷射正时确定模块基于第一曲柄角选择性地确定第二曲柄角。火花控制模块控制火花塞在第一曲柄角时在发动机气缸中生成火花。燃油控制模块控制燃油喷射器在第二曲柄角时将燃油传送至气缸。
[0007]本发明包括以下方案:
1、一种系统，其包括:
点火正时确定模块，其确定第一曲柄角；
喷射正时确定模块，其基于第一曲柄角选择性地确定第二曲柄角；
火花控制模块，其控制火花塞在第一曲柄角时在发动机的气缸中生成火花；以及燃油控制模块，其控制燃油喷射器在第二曲柄角时将燃油传送至所述气缸。
[0008]2、如方案I所述的系统，其中，当发动机排气系统中的催化剂温度低于活化温度时，喷射正时模块基于第一曲柄角选择性地确定第二曲柄角。
[0009]3、如方案2所述的系统，其中，当催化剂温度低于活化温度并且第一曲柄角小于预定角时，喷射正时模块基于第一曲柄角确定第二曲柄角。
[0010]4、如方案3所述的系统，其中，所述预定角对应于所述气缸中的活塞位于上止点之后的时刻。
[0011]5、如方案3所述的系统，其中，所述喷射正时模块通过使第二曲柄角相对于第一曲柄角偏移预定量从而基于第一曲柄角确定第二曲柄角。
[0012]6、如方案5所述的系统，其中，所述喷射正时模块使第二曲柄角相对于第一曲柄角偏移预定量，从而使得在气缸中生成火花之前将燃油传送至所述气缸。
[0013]7、如方案3所述的系统，其中，所述点火正时确定模块在第一时间段期间，通过气缸中的M次燃烧事件来减小第一曲柄角；以及
所述喷射正时确定模块基于通过M次燃烧事件第一曲柄角的减小，通过M次燃烧事件来减小第二曲柄角，其中，M是大于I的整数。
[0014]8、如方案7所述的系统，其中，所述点火正时确定模块在第一时间段之后的第二时间段期间，通过气缸中的N次燃烧事件来增大第一曲柄角；以及
所述喷射正时确定模块基于通过N次燃烧事件第一曲柄角的增大，通过N次燃烧事件来增大第二曲柄角，其中，N是大于I的整数。
[0015]9、如方案8所述的系统，其中，当催化剂温度高于或等于活化温度时，点火正时确定模块增大第一曲柄角并且喷射正时确定模块增大第二曲柄角。
[0016]10、如方案8所述的系统，其中，当第一曲柄角大于或等于预定角时，喷射正时确定模块停止基于第一曲柄角确定第二曲柄角。
[0017]11、一种方法，其包括:
确定第一曲柄角；
基于所述第一曲柄角选择性地确定第二曲柄角；
控制火花塞在第一曲柄角时在发动机气缸中生成火花；以及控制燃油喷射器在第二曲柄角时将燃油传送至所述气缸。
[0018]12、如方案I所述的方法，其进一步包括，当发动机排气系统中的催化剂温度低于活化温度时，基于第一曲柄角选择性地确定第二曲柄角。
[0019]13、如方案12所述的方法，其进一步包括，当催化剂温度低于活化温度并且第一曲柄角小于预定角时，基于第一曲柄角确定第二曲柄角。
[0020]14、如方案13所述的方法，其中，所述预定角对应于气缸中的活塞位于上止点之后的时刻。
[0021]15、如方案13所述的方法，其进一步包括，通过使第二曲柄角相对于第一曲柄角偏移预定量从而基于第一曲柄角确定第二曲柄角。
[0022]16、如方案15所述的方法，其进一步包括，使第二曲柄角相对于第一曲柄角偏移预定量，从而使得在气缸中生成火花之前将燃油传送至所述气缸。
[0023]17、如方案13所述的方法，其进一步包括:
在第一时间段期间，通过气缸中的M次燃烧事件来减小第一曲柄角；以及基于通过M次燃烧事件第一曲柄角的减小，通过M次燃烧事件来减小第二曲柄角，其中，M是大于I的整数。
[0024]18、如方案17所述的方法，其进一步包括:
在第一时间段之后的第二时间段期间，通过气缸中的N次燃烧事件来增大第一曲柄角；以及
基于通过N次燃烧事件第一曲柄角的增大，通过N次燃烧事件来增大第二曲柄角，其中，N是大于I的整数。
[0025]19、如方案18所述的方法，其进一步包括，当催化剂温度高于或等于活化温度时，增大第一曲柄角和第二曲柄角。
[0026]20、如方案18所述的方法，其进一步包括，当第一曲柄角大于或等于预定角时，停止基于第一曲柄角确定第二曲柄角。
[0027]本公开的进一步适用领域将通过详细说明、权利要求和附图而变得显而易见。详细说明和具体示例仅出于举例说明之目的，而不旨在限制本公开的范围。
【附图说明】
[0028]本公开将通过详细说明和附图得以更加充分地理解，其中:
图1是根据本公开原理的示例发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开原理的示例控制系统的功能框图；
图3是图示了根据本公开原理的示例控制方法的流程图；以及图4是图示了根据本公开原理的示例火花点火正时信号和示例燃油喷射正时信号的图表。
[0029]在附图中，可以重复使用附图标记表示相似和/或相同的部件。
【具体实施方式】
[0030]当发动机最初启动时，由发动机产生的废气可用于将发动机废气系统中的催化剂加热至催化剂的熄灯温度。为了升高废气的温度并且从而提高催化剂加热至其熄灯温度的速率，发动机的火花点火正时和燃油喷射正时可相对于它们的正常运行值而进行延迟。如果燃油喷射到发动机气缸内的时间是当气缸中的活塞位于上止点时，那么，燃油可直接喷射在活塞上，这样就可能会增加从废气系统射出的颗粒量(例如，未燃烧燃油)。
[0031]为了防止当活塞位于上止点时燃油的喷射，根据本公开的系统和方法确定火花点火正时是否延迟超过了火花正时限制(例如，上止点之后10度)。当火花点火正时延迟超过了火花正时限制时，该系统和方法基于火花点火正时控制燃油喷射正时。例如，燃油喷射正时可相对于火花点火正时以预定量(例如，3度)偏移。基于火花点火正时控制燃油喷射正时可进一步地升高废气温度，这样可减少加热催化剂至其熄灯温度的所需时间量。