减少由最小脉冲宽度约束导致的富化制造技术

本发明专利技术公开了一种在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间保持排气化学计量的方法和系统。响应于燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转和排气空燃比富化，增加进入进气歧管的气流。当燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转时在气流增加期间还可以调节发动机执行器来保持扭矩。

【技术实现步骤摘要】
减少由最小脉冲宽度约束导致的富化
本专利技术涉及减少由最小脉冲宽度约束导致的富化。
技术介绍
发动机可以配置有将燃料直接喷射进燃烧汽缸（直接喷射）的燃料直接喷射器和/或将燃料喷射进进气道（进气道喷射燃料）的燃料进气道喷射器。可以通过一定范围的脉冲宽度运转燃料喷射器，其中喷射进汽缸的燃料量随脉冲宽度的减小而减小。此外，燃料喷射器可以具有阈值（例如下限阈值）脉冲宽度，处于该阈值脉冲宽度时脉冲宽度和喷射的燃料量可能不会进一步减少。在特定工况下，当发动机气流较低和/或燃料系统中的燃料压力较高，以阈值脉冲宽度运转燃料喷射器可能会导致排气中富化的空燃比。富化的排气空燃比可能会降低排气后处理的效率并增加排气排放物。美国专利U.S.6,273,060显示了一种用于解决以阈值脉冲宽度运转燃料喷射器的示例方法。其中，当达到喷射器运转极限时控制发动机气流以保持排气空燃比处于化学计量。这些极限包括以最小或阈值脉冲宽度运转燃料喷射器。当燃料喷射器没有以阈值脉冲宽度运转时，可以控制发动机气流以提供希望的发动机扭矩。然而，专利技术人在此已经认识到上述方法的潜在问题。例如，虽然在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间调节气流以保持化学计量可以减小排气排放物，但是发动机扭矩输出可能不会保持在请求的水平上。在一些示例中，增加发动机气流以保持化学计量可以包括将气流增加至高于扭矩需求所需要的更高水平。这样，发动机扭矩输出可能高于车辆驾驶员请求的扭矩。
技术实现思路
在一个示例中，可以通过一种响应于燃料喷射器运转而调节发动机气流和发动机执行器的方法来解决上述问题。特别地，在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间，可以增加发动机气流来保持排气混合物接近化学计量同时调节发动机执行器来保持扭矩。这样，可以减少排气排放物同时保持请求的发动机性能。在另一个示例中，在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间发动机控制器可以增加发动机气流以保持排气混合物处于化学计量。特别地，响应于当排气空燃比低于化学计量比率时燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转，控制器可以将发动机气流增加得比车辆驾驶员请求的更高，通过调节发动机执行器来保持扭矩使得发动机扭矩不会增加。增加发动机气流可以包括增加进气节气门的开度，其中打开量可以基于排气空燃比。在一个示例中，控制器可以增加火花延迟量以补偿发动机气流增加，从而保持发动机扭矩处于请求的水平。还可以使用额外的或替代的发动机执行器调节来保持扭矩，包括调节交流发电机负荷、可变气门正时、可变气门升程和/或废气门的开度。根据本专利技术的一个实施例，发动机气流的增加量随着燃料压力的增加而进一步增加。根据本专利技术的一个实施例，调节发动机执行器来保持扭矩包括增加火花延迟量，并且其中火花延迟量随着发动机气流增加量的增加而增加。根据本专利技术的一个实施例，调节发动机执行器来保持扭矩包括增加施加在发动机上的交流发电机负荷，并且其中交流发电机负荷随着发动机气流增加量的增加而增加。根据本专利技术的一个实施例，调节发动机执行器来保持扭矩包括增加废气门的开度，并且其中废气门的开度随着发动机气流增加量的增加而增加。根据本专利技术的一个实施例，调节发动机执行器来保持扭矩包括延迟可变凸轮正时。根据本专利技术的一个实施例，调节发动机执行器来保持扭矩包括增加施加在发动机上的交流发电机负荷同时调节火花延迟、可变凸轮正时、可变气门正时、可变气门升程、排气门的开度和废气门的开度中的一者或多者。根据本专利技术的一个实施例，通过连接至排气通道的排气传感器确定排气空燃比。根据本专利技术，提供一种发动机系统，包含：包括进气歧管和发动机汽缸的发动机；位于进气歧管上游的进气节气门；具有将燃料喷射进发动机汽缸的燃料喷射器的燃料系统；以及具有计算可读指令的控制器，该指令响应于燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转而调节进气节气门的位置以增加发动机气流同时保持发动机扭矩。根据本专利技术的一个实施例，保持发动机扭矩包括延迟火花点火正时、调节可变气门正时、调节可变凸轮轴正时、增加施加在发动机上的交流发电机负荷、调节排气节气门的开度和调节废气门的位置中的一者或多者。根据本专利技术的一个实施例，调节进气门的位置来增加发动机气流包括将发动机气流从基于扭矩需求的第一水平增加至用于保持排气混合物接近化学计量的较高的第二水平。应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。附图说明图1显示了示例发动机系统的示意图；图2显示了发动机燃料系统的示意图；图3显示了基于燃料喷射器运转来调节发动机气流的方法；图4显示了在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间当增加发动机气流时调节发动机扭矩以保持发动机扭矩的方法；图5通过图表显示了响应于燃料喷射器脉冲宽度和排气空燃比来调节发动机执行器的示例。具体实施方式下文的描述涉及在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间保持排气混合物接近化学计量的系统和方法。发动机系统（比如图1中显示的发动机系统）可以包括燃料系统（如图2所示），该燃料系统具有将燃料喷射进一个或多个发动机汽缸用于燃烧的一个或多个燃料喷射器。在特定状况下，以阈值或最小脉冲宽度运转燃料喷射器可能会导致富化的空燃比。在阈值脉冲宽度运转期间通过增加发动机气流，空燃比可以保持处于化学计量水平，从而增加排气后处理效率并减少排气排放物。图3显示了一种基于燃料喷射器运转和排气空燃比来调节发动机气流的方法。用于增加发动机气流的该方法可以包括增加发动机气流至高于扭矩需求请求所需要的水平。从而，发动机控制器可以调节额外的发动机执行器来减小总扭矩并保持发动机扭矩输出处于请求的水平。图4显示了在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间当增加发动机气流时调节发动机执行器以保持扭矩的方法。图5显示了示例发动机执行器调节。图1描述了内燃机10的燃烧室或汽缸的实施例。发动机10至少部分通过包含控制器12的控制系统以及通过车辆驾驶员130经由输入装置132的输入来控制。在该实施例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸（即燃烧室）14可包括带有位于其中的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可和曲轴140相连以便活塞的往返运动转化为曲轴的转动运动。曲轴140可通过传动系统和乘用车的至少一个驱动轮相连。此外，起动马达可通过飞轮和曲轴140相连以能够进行发动机10的起动运转。此外，曲轴140可以用于驱动交流发电机184。汽缸14能通过一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146和发动机10的除汽缸14之外的其它汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可包括增压装置，比如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1显示了发动机10配置有涡轮增压器，所述涡轮增压器包含布置在进气通道142和144之间的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可至少由排气涡轮176通过轴180驱动，在这种情况下增压装置配置为涡轮增压器。但是，在其它实施例中，比如在发动机10配备有机械增压器的情况下，排气涡轮176可选择性地省略，在这种情况下压缩器174可通过来自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机方法，包含：在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间，增加发动机气流来保持排气混合物接近化学计量同时调节发动机执行器来保持扭矩。

【技术特征摘要】
2013.04.05 US 13/857,8951.一种用于操作发动机的方法，包含：在燃料喷射器以阈值脉冲宽度运转期间，响应于排气混合物的空燃比减小第一量，增加发动机气流来保持排气混合物接近化学计量同时调节火花正时；响应于所述排气混合物的所述空燃比减小第二量，增加发动机气流来保持所述排气混合物接近化学计量同时调节所述火花正时和发动机执行器来保持扭矩，其中所述第二量大于所述第一量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值脉冲宽度是最小脉冲宽度并且其中所述增加发动机气流包括增加进气门的开度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述排气混合物的所述空燃比确定发动机气流的增加量。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包含，响应于所述燃料喷射器以所述阈值脉冲宽度运转期间燃料压力高于阈值压力和排气混合物富化中的一者或多者而增加发动机气流。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述阈值压力基于将喷射进发动机汽缸的燃料量增加至产生富化排气混合物的水平的燃料压力。6.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·G·里昂，W·C·罗那，T·A·瑞帕萨，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US