[發(fā)明專利]可變排量發(fā)動機控制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410397407.2
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104373226B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·P·格盧格拉;S·施羅德;K·雅爾
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F02D17/02
• 分類號: F02D17/02;F02D41/30;F02D43/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發(fā)明涉及可變排量發(fā)動機控制系統(tǒng)和方法。提供了用于改善可變排量發(fā)動機的性能的方法和系統(tǒng)。在VDE模式期間多次噴射和火花延遲可以用在激活的汽缸中，以加熱排氣催化劑并且延長VDE模式運行的持續(xù)時間。在汽缸再激活時多次噴射和火花延遲也可以用在再激活的汽缸中以改善重新開始燃燒穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及當(dāng)在可變排量內(nèi)燃發(fā)動機(VDE)中運行或在模式之間轉(zhuǎn)換時調(diào)節(jié)燃料噴射策略。

背景技術(shù)

發(fā)動機可以構(gòu)造成在可變數(shù)量的激活的或停用的汽缸的情況下運行以提高燃料經(jīng)濟性，同時將總的排氣混合物空氣-燃料比任選地保持在化學(xué)計量比附近。這種發(fā)動機通常稱之為可變排量發(fā)動機(VDE)。在一些例子中，一部分發(fā)動機汽缸在選擇的條件期間可以是不能運行的，其中該選擇的條件可以由諸如速度/負荷窗口的參數(shù)以及包括車輛速度的各種其他工況來定義。VDE控制系統(tǒng)可通過控制影響汽缸的進氣門和排氣門運行的多個汽缸閥停用裝置(deactivator)，或通過控制影響汽缸加燃料的多個可選擇性地停用的燃料噴射器使選擇的汽缸不能運行。當(dāng)在VDE模式(其中一個或更多個汽缸被停用)和非VDE模式(其中所有的汽缸是激活的)之間轉(zhuǎn)換時，控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)一個或更多個發(fā)動機運行參數(shù)，以減少擾動(例如，轉(zhuǎn)矩擾動)并且在轉(zhuǎn)換期間減弱擾動。

在VDE轉(zhuǎn)換期間用于發(fā)動機控制的一種示范性方法由Pallett等人在US 7,225,782中示出。其中，該VDE發(fā)動機聯(lián)接在具有電動馬達的混合動力電動車輛中。當(dāng)使汽缸能夠運行或不能運行時，改變來自馬達的轉(zhuǎn)矩以補償通過汽缸能夠運行或不能運行引起的發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩的瞬時變化。具體地，控制電動馬達以掩飾與VDE轉(zhuǎn)換和/或不良燃燒穩(wěn)定性有關(guān)的任何駕駛性能問題。

但是，發(fā)明人在此已經(jīng)認識到用這種方法的潛在問題。作為一個例子，在轉(zhuǎn)換期間燃燒穩(wěn)定性可以變差。具體地，當(dāng)從VDE模式(或部分汽缸模式)轉(zhuǎn)換到非VDE模式(或全部汽缸模式)時，汽缸負荷根據(jù)空氣充氣的減少而減少。較輕的汽缸負荷通常具有不太穩(wěn)定的燃燒，并且與瞬時燃料補償?shù)南嗷プ饔煤陀捎谠谕Ｓ闷陂g的變冷而引起的不同于正運行的汽缸的其他汽缸條件可以在再激活期間促進不太穩(wěn)定的燃燒。如果配備發(fā)動機用于排氣再循環(huán)，在轉(zhuǎn)換期間使用的EGR控制可以加重該燃燒問題。具體地，EGR可以繼續(xù)干擾較輕的汽缸負荷直到輸送給汽缸的EGR已經(jīng)充分地排出以減少燃燒問題。在一些實施例中，在轉(zhuǎn)換期間充氣運動控制閥(CMCV)可以用來調(diào)節(jié)輸送給汽缸的空氣-燃料混合物的汽缸中運動。高汽缸中運動引起較好的混合和較穩(wěn)定的燃燒。但是，由于CMCV的緩慢響應(yīng)時間(例如，當(dāng)轉(zhuǎn)換到較低的發(fā)動機負荷時CMCV不能足夠快關(guān)閉)，可以損害燃燒穩(wěn)定性。不良燃燒條件也能夠引起緩慢的燃燒或甚至失火。總的來說，燃燒穩(wěn)定性和發(fā)動機性能會變差。

發(fā)明內(nèi)容

在一個例子中，上面的一些問題通過一種用于發(fā)動機的方法可以至少部分地解決，該方法包括：響應(yīng)于工況選擇性地停用(deactivate)一個或更多個發(fā)動機汽缸，并且在汽缸的再激活期間，用多次燃料噴射(split fuel injection)運行再激活的汽缸。具體地，對于一定數(shù)量的燃燒事件，再激活的汽缸的燃料噴射可以瞬時地轉(zhuǎn)變到進氣沖程和壓縮沖程噴射中的每一個。以這種方式，改善重新開始燃燒穩(wěn)定性并且可以減少在從運行的VDE模式當(dāng)中轉(zhuǎn)換到其他模式的轉(zhuǎn)換期間的轉(zhuǎn)矩擾動。

在一個例子中，可變排量發(fā)動機可以構(gòu)造成具有可選擇性地停用的燃料噴射器。響應(yīng)于選擇的停用條件，例如減少的發(fā)動機負荷或轉(zhuǎn)矩要求，一個或更多個汽缸可以被停用，并且發(fā)動機可以以VDE模式運行。例如，可以在一半汽缸停用的情況下并且其余的激活汽缸(active cylinder)在較高汽缸負荷下運行的情況下運行發(fā)動機。在停用期間，激活的汽缸可以用以單一進氣沖程噴射輸送的燃料運行。此外，由于較高的平均汽缸負荷，汽缸可以在EGR不帶來在低發(fā)動機負荷下帶來的燃燒穩(wěn)定性問題的情況下運行。在VDE運行期間EGR的使用提供附加的燃料經(jīng)濟性益處。