[发明专利]稀燃内燃发动机排气温度控制

说明书

披露了多种用于控制稀燃跳过点火控制内燃发动机的排气温度的方法和安排。在一个方面中，发动机控制器包括后处理系统监测器和点火正时确定单元。该后处理监测器获得与一个或多个后处理元件、诸如催化转换器的温度相关的数据。至少部分地基于这个数据，该点火正时确定单元生成用于以跳过点火方式操作该发动机的点火顺序，这样使得该后处理元件的温度被控制在其有效操作范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月11日提交的美国临时申请号62/254,049的优先权，该美国临时申请通过援引以其全文并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的跳过点火发动机控制系统。更确切地，本发明涉及用于控制排气温度以改进排放控制系统的效力的安排和方法。

背景技术

现今操作中的大多数车辆由内燃(IC)发动机提供动力。内燃发动机典型地具有多个汽缸或其中发生燃烧的其他工作室。由发动机生成的动力取决于递送到每个工作室的燃料和空气的量。发动机必须在大范围的操作速度和转矩输出负载内操作以便适应日常行驶的需要。

存在两种基础类型的IC发动机：火花点火发动机和压缩点火发动机。在前者中，燃烧是由火花引发的，并且在后者中，燃烧是通过与压缩工作室充量相关联的温度增大引发的。压缩点火发动机可进一步分类为分层充量压缩点火发动机(例如，最常规的柴油发动机，并且缩写为SCCI)、预混充量压缩点火(PCCI)、反应性控制压缩点火(RCCI)、汽油压缩点火发动机(GCI或GCIE)、以及均匀充量压缩点火(HCCI)。一些柴油发动机、特别是比较老式的柴油发动机总体上不使用节流阀来控制进入发动机中的空气流量。火花点火发动机总体上以一定化学计量的燃料/空气比进行操作并且通过控制工作室中的质量空气充量(MAC)来控制其输出转矩。质量空气充量总体上使用节流阀控制以降低进气歧管绝对压力(MAP)。压缩点火发动机典型地通过控制所喷射燃料的量(因此改变空气/燃料化学计量)而不是穿过发动机的空气流量来控制发动机输出。发动机输出转矩通过向进入工作室的空气添加更少燃料、即使发动机更稀薄地运行来减小。例如，相比于近似14.5的化学计量空气/燃料比，柴油发动机可以典型地以20至55的空气/燃料比进行操作。

内燃发动机的燃料效率可通过改变发动机排量来在实质上改进。这允许在需要时可获得最大转矩，也可以在不需要最大转矩时，通过使用更小排量来显著地减少泵送损失并改进热效率。现今实现可变排量发动机的最常见方法是基本上同时地停用一组汽缸。在这种方法中，当希望跳过燃烧事件时，与所停用汽缸相关联的进气阀和排气阀保持关闭并且不喷射燃料。例如，8缸可变排量发动机可以停用这些汽缸中的一半(即，4个汽缸)，这样使得其仅使用剩余的4个汽缸进行操作。现今可获得的可商购的可变排量发动机典型地仅支持两种或至多三种排量。

改变发动机的有效排量的另一种发动机控制方法被称为“跳过点火”发动机控制。总的来说，跳过点火发动机控制设想到在选定点火时机过程中选择性地跳过某些汽缸的点火。因此，特定汽缸可以在一个发动机循过程中被点火，并且然后在下一个发动机循环过程中被跳过并在下一个发动机循环过程中选择性地被跳过或点火。以此方式，对有效发动机排量的甚至更精细控制是可能的。例如，对4缸发动机中的每三个汽缸进行点火将提供达最大发动机排量的1/3的有效减少，这是通过简单地停用一组汽缸以形成均匀点火模式所无法获得的分数排量。