[发明专利]可变排量发动机控制系统和方法

说明书

本发明涉及可变排量发动机控制系统和方法。提供了用于改善可变排量发动机的性能的方法和系统。在VDE模式期间多次喷射和火花延迟可以用在激活的汽缸中，以加热排气催化剂并且延长VDE模式运行的持续时间。在汽缸再激活时多次喷射和火花延迟也可以用在再激活的汽缸中以改善重新开始燃烧稳定性。

技术领域

本申请涉及当在可变排量内燃发动机(VDE)中运行或在模式之间转换时调节燃料喷射策略。

背景技术

发动机可以构造成在可变数量的激活的或停用的汽缸的情况下运行以提高燃料经济性，同时将总的排气混合物空气-燃料比任选地保持在化学计量比附近。这种发动机通常称之为可变排量发动机(VDE)。在一些例子中，一部分发动机汽缸在选择的条件期间可以是不能运行的，其中该选择的条件可以由诸如速度/负荷窗口的参数以及包括车辆速度的各种其他工况来定义。VDE控制系统可通过控制影响汽缸的进气门和排气门运行的多个汽缸阀停用装置(deactivator)，或通过控制影响汽缸加燃料的多个可选择性地停用的燃料喷射器使选择的汽缸不能运行。当在VDE模式(其中一个或更多个汽缸被停用)和非VDE模式(其中所有的汽缸是激活的)之间转换时，控制系统可以调节一个或更多个发动机运行参数，以减少扰动(例如，转矩扰动)并且在转换期间减弱扰动。

在VDE转换期间用于发动机控制的一种示范性方法由Pallett等人在US 7,225,782中示出。其中，该VDE发动机联接在具有电动马达的混合动力电动车辆中。当使汽缸能够运行或不能运行时，改变来自马达的转矩以补偿通过汽缸能够运行或不能运行引起的发动机输出转矩的瞬时变化。具体地，控制电动马达以掩饰与VDE转换和/或不良燃烧稳定性有关的任何驾驶性能问题。

但是，发明人在此已经认识到用这种方法的潜在问题。作为一个例子，在转换期间燃烧稳定性可以变差。具体地，当从VDE模式(或部分汽缸模式)转换到非VDE模式(或全部汽缸模式)时，汽缸负荷根据空气充气的减少而减少。较轻的汽缸负荷通常具有不太稳定的燃烧，并且与瞬时燃料补偿的相互作用和由于在停用期间的变冷而引起的不同于正运行的汽缸的其他汽缸条件可以在再激活期间促进不太稳定的燃烧。如果配备发动机用于排气再循环，在转换期间使用的EGR控制可以加重该燃烧问题。具体地，EGR可以继续干扰较轻的汽缸负荷直到输送给汽缸的EGR已经充分地排出以减少燃烧问题。在一些实施例中，在转换期间充气运动控制阀(CMCV)可以用来调节输送给汽缸的空气-燃料混合物的汽缸中运动。高汽缸中运动引起较好的混合和较稳定的燃烧。但是，由于CMCV的缓慢响应时间(例如，当转换到较低的发动机负荷时CMCV不能足够快关闭)，可以损害燃烧稳定性。不良燃烧条件也能够引起缓慢的燃烧或甚至失火。总的来说，燃烧稳定性和发动机性能会变差。

发明内容

在一个例子中，上面的一些问题通过一种用于发动机的方法可以至少部分地解决，该方法包括：响应于工况选择性地停用(deactivate)一个或更多个发动机汽缸，并且在汽缸的再激活期间，用多次燃料喷射(split fuel injection)运行再激活的汽缸。具体地，对于一定数量的燃烧事件，再激活的汽缸的燃料喷射可以瞬时地转变到进气冲程和压缩冲程喷射中的每一个。以这种方式，改善重新开始燃烧稳定性并且可以减少在从运行的VDE模式当中转换到其他模式的转换期间的转矩扰动。

在一个例子中，可变排量发动机可以构造成具有可选择性地停用的燃料喷射器。响应于选择的停用条件，例如减少的发动机负荷或转矩要求，一个或更多个汽缸可以被停用，并且发动机可以以VDE模式运行。例如，可以在一半汽缸停用的情况下并且其余的激活汽缸(active cylinder)在较高汽缸负荷下运行的情况下运行发动机。在停用期间，激活的汽缸可以用以单一进气冲程喷射输送的燃料运行。此外，由于较高的平均汽缸负荷，汽缸可以在EGR不带来在低发动机负荷下带来的燃烧稳定性问题的情况下运行。在VDE运行期间EGR的使用提供附加的燃料经济性益处。