[发明专利]进气冲程期间用于改进催化剂起燃的双喷射

说明书

技术领域

本发明总体上涉及直喷式发动机，并且更具体地涉及用于催化剂起燃的系统和方法。

背景技术

此章节的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以或未必构成现有技术。

在汽油发动机中，99％以上的发动机排放物通过催化转换器中的催化剂转换成清洁的输出(H₂O和CO₂)。然而，为了适当地操作，催化剂必须被加热至等于或高于起燃温度的温度。该起燃温度大约等于400℃。在排放物测试期间捕获的离开废气处理系统的大部分废气排放物在发动机操作的前60秒期间发生，同时催化剂温度低于起燃温度并且无法将发动机排放物有效地转换成H₂O和CO₂。

常规的车辆动力系通常将在传动系处于停放或空档时启动发动机之后即刻执行催化剂起燃(CLO)策略，并且希望在驾驶员踩下加速器踏板并开走之前完成。另外，常规的车辆动力系通常将在汽油发动机操作时以及当催化剂被确定已下降至起燃温度以下时的条件期间执行CLO策略。这样，CLO策略的重点可在于发动机的排放性能而不是车辆的驾驶性能上。

总体而言，常规的CLO策略在减少气体排放方面是有效的，然而本领域中需要进一步减少排放并且改进催化剂性能的诊断重复性和可靠性同时维持机动车发动机的驾驶质量的CLO策略。

发明内容

在本发明的一个方面，一种用于操作耦接至包括催化转换器的排气后处理系统的火花点火直喷式内燃机的方法包括监测催化转换器的操作状态。该方法进一步包括确定发动机的活塞是否正进入进气冲程。该方法进一步包括将第一数量的燃料喷射至其中发动机的活塞正进入进气冲程的汽缸中。该方法进一步包括将第二数量的燃料喷射至其中发动机的活塞正进入进气冲程的汽缸中。

在本发明的另一个方面，监测催化转换器的操作状态进一步包括确定催化转换器的温度。

在本发明的又一方面，监测催化转换器的操作状态进一步包括预测催化转换器的温度。

在本发明的又一方面，确定发动机的活塞是否正进入进气冲程进一步包括监测发动机的曲轴位置。

在本发明的又一方面，将第一数量的燃料喷射至汽缸中进一步包括当已到达第一阈值曲柄位置时将第一数量的燃料喷射至汽缸中。

在本发明的又一方面，该方法进一步包括在将第一数量的燃料喷射至汽缸中之后等待预定时间间隔。

在本发明的又一方面，将第二数量的燃料喷射至汽缸中进一步包括当经过预定时间间隔时将第二数量的燃料喷射至汽缸中。

在本发明的又一方面，将第一数量的燃料喷射至汽缸中进一步包括当已到达曲轴旋转300度的第一阈值曲柄位置时将第一数量的燃料喷射至汽缸中。

在本发明的又一方面，将第二数量的燃料喷射至汽缸中进一步包括在已到达曲轴旋转200度的曲柄位置之前将第二数量的燃料喷射至汽缸中。

在本发明的又一方面，该方法进一步包括延迟汽缸中的火花的起始。

在本发明的又一方面，一种用于操作耦接至包括催化转换器的排气后处理系统的火花点火直喷式内燃机的方法包括确定催化转换器的操作温度。该方法进一步包括监测发动机的曲轴位置。该方法进一步包括确定发动机的汽缸内的活塞是否正从曲轴位置进入进气冲程。该方法进一步包括将一定体积的燃料选择性地喷射至其中发动机的活塞正进入进气冲程的汽缸中。该方法进一步包括点燃该数量的燃料。

在本发明的又一方面，确定催化转换器的操作温度进一步包括预测催化转换器的温度。

在本发明的又一方面，选择性地喷射一定体积的燃料进一步包括在进气冲程期间喷射第一数量的燃料以及在进气冲程期间喷射第二数量的燃料。

在本发明的又一方面，燃料的第一数量基本上等于燃料的第二数量。

在本发明的又一方面，该方法进一步包括在喷射第一数量的燃料之后在喷射第二数量的燃料之前等待预定时间间隔。

在本发明的又一方面，在进气冲程期间喷射第一数量的燃料且在进气冲程期间喷射第二数量的燃料进一步包括在开始于进气冲程期间的上止点之前大约300°处喷射第一数量的燃料，以及在进气冲程期间的上止点之前大约200°之前喷射第二数量的燃料。

在本发明的又一方面，点燃该体积的燃料进一步包括将汽缸内的火花的起始延迟至进气冲程之后的膨胀冲程的上止点之后大约30°。