在正常且经济模式下限制催化剂温度的发动机控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本说明涉及用于限制内燃发动机排气后处理装置的温度的系统和方法。所述系统和方法对于在较高的发动机转速和负荷下偶然可以运行的发动机尤其有用。
【背景技术】
[0002]发动机有时可以在较高发动机转速和负荷下运行。在较高负荷下运行发动机可以增加发动机排气温度，并且在较高转速下运行发动机可以增加排气质量流率。因此，在较高的发动机转速和负荷下，可以增加被供给至发动机排气系统的热能的量。例如，随着发动机转速和负荷的增加，排气后处理装置(如催化剂)的温度可以升高。进一步地，当从发动机排出的碳氢化合物在后处理装置内氧化时，排气后处理装置温度可进一步升高。
[0003]降低发动机排气温度和催化剂温度的一种方式是使发动机空燃比富集(enrich)至一比率，该比率是化学计量比的富集度。然而，使发动机空燃比富集可增加来自发动机的碳氢化合物和一氧化碳的排放。此外，发动机燃料消耗可能增加超过鉴于驾驶员扭矩输入请求而驾驶员可能期望的消耗。
【发明内容】
[0004]在此发明人已经意识到上述缺点并已经开发了一种用于运行发动机的方法，包括:响应于催化剂温度高于阈值温度，从边界(BDL)火花正时朝向最佳扭矩最小火花提前角(MBT)提前火花正时，并使发动机空燃比富集。
[0005]通过响应于催化剂温度而朝向MBT正时提前火花正时，可能提供在不增加发动机排放和燃料消耗的情况下减少发动机热输出的技术结果。例如，响应于催化剂温度，发动机扭矩可以被限制或被约束至MBT火花正时发生而不遭受发动机爆震的扭矩。因而，在超过催化剂温度阈值之前，在边界火花正时处运行的发动机可以响应于催化剂温度大于阈值温度以提前的发动机火花正时且在较低的扭矩下运行。以此方式，催化剂温度可以被限制或降低而不增加发动机燃料消耗。
[0006]在另一个实施例中，用于运行发动机的方法包括响应于催化剂温度高于阈值温度，从边界火花正时朝向最佳发动机扭矩最小火花提前角提前火花正时，并将发动机扭矩减小至预定的发动机扭矩。
[0007]在另一个实施例中，预定的发动机扭矩是约束的发动机扭矩，并且进一步包括增加马达的扭矩以经由发动机和马达提供驾驶员需求扭矩。
[0008]在另一个实施例中，该方法进一步包括限制发动机空气流量以提供约束的发动机扭矩。
[0009]在另一个实施例中，该方法进一步包括响应于加速器踏板位置大于阈值加速器踏板位置使发动机空燃比富集。
[0010]在另一个实施例中，加速器踏板位置大于整个踏板行程的90%。
[0011]在另一个实施例中，该方法进一步包括响应于发动机转速和负荷限制发动机空燃比的富集。
[0012]在另一个实施例中，用于运行发动机的方法包括:在第一种模式期间，响应于催化剂温度高于阈值催化剂温度和加速器踏板位置大于阈值加速器踏板位置，使发动机空燃比富集至第一空燃比并增加发动机扭矩；以及在第二种模式期间，响应于催化剂温度高于阈值催化剂温度和加速器踏板位置大于阈值加速器踏板位置，朝向最佳发动机扭矩最小火花正时提前火花正时并使发动机空燃比富集至第二空燃比，该第二空燃比第一空燃比更稀。
[0013]在另一个实施例中，该方法进一步包括当催化剂温度低于阈值催化剂温度时，响应于车辆加速度大于阈值加速度，使发动机空燃比富集。
[0014]在另一个实施例中，该方法进一步包括在第二种模式期间减小发动机扭矩，并且其中在第二种模式期间，加速器踏板位置是渐增的。
[0015]在另一个实施例中，该方法进一步包括在第一种模式下不约束发动机扭矩，而在第二种模式下约束发动机扭矩。
[0016]在另一个实施例中，使发动机空燃比富集与使加速器踏板位置增加成比例。
[0017]在另一个实施例中，该方法进一步包括在第二种模式期间，响应于发动机爆震的指示减小发动机扭矩。
[0018]本说明可以提供若干优点。具体地，该方法可以减少发动机燃料消耗。此外，该方法可以减少催化剂退化的可能性。另外，该方法可提高在较高发动机负荷下的车辆驾驶性。
[0019]本说明的上述优点和其他优点，以及特点，在单独或结合附图时根据下面的【具体实施方式】将是易于理解的。
[0020]应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附【具体实施方式】的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0021]通过阅读本文称为【具体实施方式】的实施例的示例，当单独或参考附图时，本文描述的优点将被更充分的理解，其中:
[0022]图1是发动机的示意图；
[0023]图2示出了示例发动机运行顺序；
[0024]图3示出了基于示例加速器踏板的发动机空然富集函数；以及
[0025]图4示出了用于运行发动机的示例方法。
【具体实施方式】
[0026]本说明涉及在较高的驾驶员需求扭矩水平下控制排气后处理装置的温度。排气后处理装置可以处理图1所示类型的发动机的排气排放。该发动机可以按图2中所示的顺序运行。如图3中所图示说明的函数所示出的，供应至发动机的燃料可以是加速器踏板位置的函数。图4的方法可以按如图2所示的运行顺序运行图1的发动机，同时利用类似于图3中所示的函数的函数。
[0027]参考图1，包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中图1示出了多个汽缸中的一个汽缸。在控制器12和各种传感器以及致动器之间的电连接用虚线表示。
[0028]发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36放置在汽缸壁中并连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99被耦接至曲轴40。启动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择地推进小齿轮95以啮合环形齿轮99。启动器96可以被直接地安装至发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，启动器96可以经由带或链选择地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，当未被接合至发动机曲轴时，启动器96处于基础状态。燃烧室30被示出经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53运行。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进气凸轮51和排气凸轮53可以相对于曲轴40被移动。
[0029]燃料喷射器66被示出经定位将燃料直接喷入汽缸30，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可替代地，燃料可以被喷射至进气道，这被本领域的技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号的脉冲宽度成比例的液体燃料。燃料由燃料系统175输送至燃料喷射器66，该燃料系统包括燃料箱和燃料泵(未示出)。此外，进气歧管44被示出与可选电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置以控制从空气进气装置42至进气歧管44的空气流量。在一个示例中，可以使用低压直接喷射系统，在该系统中燃料压力可以被升高至大约20-30巴。可替代地，可以使用高压、双级燃料系统以产生较高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被定位在进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。
[0030]无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出耦接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
[0031 ] 在一个示例中，转化器70可以包括多块催化剂砖。在另一个示例中，可以使用每个具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转换器70可以是三元型催化剂。
[0032]控制器12在图1中示出为常规的微型计算机，其包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/o) 104、只读存储器(ROM) 106 (如，非临时性存储器)、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM)IlO以及常规数据总线。控制器12被示出接收来自被耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号以外，还包括:来自耦接至