[發明專利]利用分流λ燃料供給來減小發動機扭矩的系統和方法

在審

• 申請號: 202011114696.2
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112682201A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 邁克爾·斯科特·克里斯滕森;阿卡什·蓬坦貝卡;道格拉斯·雷蒙德·馬丁;亞當·約瑟夫·克拉奇;約翰·埃里克·羅林杰
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 李尚穎

本公開提供了“利用分流λ燃料供給來減小發動機扭矩的系統和方法”。提供了用于在排氣部件溫度約束下的逐循環扭矩減小的方法和系統。在一個示例中，一種方法可以包括：響應于扭矩減小請求，在多個發動機循環內在兩組氣缸之間引入λ分流，同時在所述兩組氣缸之間維持化學計量的平均值，以及響應于達到λ分流閾值，在兩組氣缸中引入差異延遲點火正時。以這種方式，可以提供快速扭矩減小，同時維持全局化學計量空燃比，從而減少車輛排放物并減少對排氣部件的熱相關劣化。

技術領域

本說明書總體涉及用于經由空燃比和點火正時調整來減小發動機扭矩的方法和系統。

背景技術

內燃發動機在氣缸內燃燒空氣/燃料混合物以產生扭矩，所述扭矩可以用于推進車輛。在車輛操作期間，發動機控制器通過控制各種操作參數來調節由發動機產生的扭矩量，所述各種操作參數包括提供給氣缸的空氣和燃料的量以及由火花塞產生的用于引發燃燒的火花的正時。除了其他扭矩減小條件之外，還可能由于換擋事件或響應于駕駛員松加速踏板事件而請求扭矩減小。控制器可以響應于扭矩減小請求而延遲點火正時、限制氣流和/或切斷燃料。通常，延遲的點火正時(在本文中也稱為“火花延遲”)用于快速地減少由發動機產生的扭矩量，同時保持提供給氣缸的燃料和空氣的量，而當較慢的響應就足夠時可以對氣流進行限制。然而，例如，由于較遲的能量釋放，火花延遲使排氣溫度升高。在一些示例中，這種溫度升高可能會使排氣系統部件劣化。此外，火花延遲降低了燃燒效率，從而降低了車輛燃料經濟性。

一種用于減小發動機扭矩而不使排氣溫度升高的示例性方法由Poirier等人在US4,951,773 A中示出。其中，一定數量的發動機氣缸被排除在燃料供應之外以減小發動機扭矩，而剩余數量的已加燃料氣缸被稀化以減少從已加燃料氣缸排放到排氣中的未燃盡的碳氫化合物的量。通過將一些氣缸排除在燃料供應之外并使剩余的已加燃料氣缸稀化，可以實現扭矩減小，同時減少下游催化劑處的溫度升高，所述溫度升高可能是由于來自未加燃料氣缸的空氣與來自已加燃料氣缸的未燃盡燃料之間的反應而引起的。

然而，本文的發明人已認識到此類系統的潛在問題。作為一個示例，燃料切斷方法可能增加車輛排放物。例如，火花點火發動機可以采用排放控制裝置，當發動機以化學計量空燃比(AFR)操作時，所述排放控制裝置具有最高活性，其中所述發動機被供應恰好足夠的燃料以與所述發動機所消耗的空氣量反應。通過不向一個或多個氣缸提供燃料，未反應的空氣可以流到排放控制裝置，這會增加車輛排放物。

發明內容

在一個示例中，可以通過一種方法來解決上述問題，所述方法包括：響應于在排氣溫度大于閾值時的扭矩減小請求，在使第一數量的氣缸富化并使第二數量的氣缸稀化的情況下操作發動機，來自所述第一數量的氣缸和所述第二數量的氣缸兩者的排氣在下游催化劑處產生化學計量空燃比，然后在調整所述第二數量的氣缸中的點火正時之前調整所述第一數量的氣缸中的點火正時。以這種方式，可以通過與火花延遲相結合的全局化學計量AFR調整的策略來實現發動機扭矩減小，而不會相對于化學計量操作增加車輛排放物或排氣溫度。

作為一個示例，在使第一數量的氣缸富化并使第二數量的氣缸稀化的情況下操作發動機可以包括確定用于操作經富化的第一數量的氣缸的第一富空燃比與經稀化的第二數量的氣缸的第二稀空燃比之間的最大空燃比差。此外，可以在一個或多個發動機循環內使第一數量的氣缸富化并使第二數量的氣缸稀化，直到達到最大空燃比差為止。作為另外的示例，即使在第一數量的氣缸的富空燃比和第二數量的氣缸的稀空燃比在每個發動機循環中都改變，也可以在一個或多個發動機循環中的每一者中在下游催化劑處維持化學計量空燃比。通過操作經富化的第一數量的氣缸和經稀化的第二數量的氣缸，與以化學計量操作第一數量的氣缸和第二數量的氣缸相比，總發動機扭矩可以減小，而在催化劑處維持化學計量的排氣以增加催化劑效率。