[发明专利]一种发动机控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种内燃发动机的运行方法和系统。

背景技术/发明内容

排气系统催化转化器起燃/活化前发动机排出的冷启动排放物在总排气排放中可占很大百分比。为迅速达到催化剂起燃温度，已开发了可以包括热反应系统的发动机系统，例如端口电热反应空气系统(PETA)。该热反应系统可配置为注入二次空气至排气歧管内，从而点燃残留于排气中的未燃燃料。附加或可选地，注入的二次空气可补充追加燃料，以大幅增加排气温度，从而减少起燃时间。

Busch的美国专利第7,231,760号提供了该发动机系统的一个示例。其中，排气涡轮增压器的压缩机不仅用于增压发动机，也用于压缩二次空气。另外，可提供二次泵压缩二次空气。这二种不同的压缩过程使用两个不同气流通道分离，每个气流通道旁通发动机的气缸。

但本文发明人已认识到该方法的几个潜在问题。例如，该方法需要使用二次泵、二次气流通道、二次管道以及各种止回阀，以便使二次空气传输至排气歧管，同时旁通发动机气缸。这样，会大量增加系统的成本和复杂性。

因此，在一个示例中，通过一种包括进气和排气的车辆发动机的运行方法解决了上述问题，该发动机进一步包括配置为可向发动机进气提供增压空气的增压装置，该方法包括，在发动机冷启动期间，进气和排气阀正重叠运行发动机，至少部分经马达驱动增压装置的压缩机，以产生通过发动机气缸进入发动机排气的直吹空气流，并使排气中的还原剂和直吹空气流发生放热反应。

通过引导气流通过气缸，可以避免和/或减少用于旁通气缸的附加部件。但是，在另一示例中，这些附加部件也可与上述方法结合使用，以根据需要进一步提供气流至排气。

在一个特定示例中，车辆发动机可包括配置有电动马达的增压装置。发动机冷启动期间，例如达到催化剂起燃温度前，该增压装置(如涡轮增压器)的压缩机可至少部分由电动马达驱动，以使新鲜直吹空气流经发动机气缸被喷射到排气歧管内，如进气和排气阀正重叠期间。这样，直吹空气流的注入可以紧随气缸燃烧事件发生，在此产生燃烧气体并排放至排气歧管。通过经气缸引导空气，排气冲程结束时(或下一进气冲程开始时)新鲜的直吹空气流可随燃烧的排气进入排气歧管。接着，通过混合燃烧排气和直吹空气流可在排气歧管内产生排气混合物。通过改变产生且与燃烧气体混合于排气混合物中的直吹空气流的量，可以保持排气混合物的总空燃比为所需空燃比(例如，接近理论化学计量比)。另外，燃烧气体的富集度可被调整。例如，通过增加与直吹空气流混合的燃烧气体的富集度，可产生理论化学计量比的排气混合物。在另一示例中，通过增加与偏富的(rich-biased)燃烧气体的直吹空气流量，可产生理论化学计量比的排气混合物。

为进一步加速催化剂起燃，还原剂可与排气中的直吹空气流发生放热反应。在一个示例中，还原剂可为未燃燃料。另一个示例中，还原剂可为已燃燃料的燃烧产物，如短链碳氢化合物(HC)或一氧化碳(CO)。在一个示例中，排气富燃时可产生还原剂，燃烧后注入直吹空气流。在另一个示例中，气缸内燃烧事件后，在排气冲程期间延迟注入气缸可产生还原剂。例如，延迟喷射可至少部分在阀重叠时进行。

这样，通过提供富氧空气源(如新鲜的直吹空气流)至排气歧管(其中存在未燃燃料或其它还原剂)，可迅速燃烧或发生放热反应，从而提高排气温度及催化剂温度。通过迅速提高催化剂温度，可减少催化剂起燃时间，并可提高排放质量。

应理解，上述发明内容是为简单介绍下文详细说明中将进一步叙述的原理片段。上述内容并不是要确定所述主题的关键或基本特征，该主题的范围仅由详细说明所附权利要求界定。另外，权利要求的主题不限于解决上述或本公开所述缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了包括发动机及其相关排气后处理系统的车辆系统的示意图。

图2示出了发动机局部视图。

图3示出了绘出发动机进气和排气阀正重叠的映射图。

图4-5示出了为迅速达到催化剂起燃温度可实施的过程的高水平流程图。

具体实施方式