[发明专利]用于燃料和辅助空气喷射的控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，更具体地涉及发动机控制系统。

背景技术

这里提供的背景技术用于总体上介绍本发明的背景的目的。在本背景技术部分中所描述的程度上的当前所署名发明人的工作和本描述中否则不足以作为申请时的现有技术的各方面，既非明示地也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。

发动机燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动扭矩。空气通过节气门和进气歧管被抽吸进发动机。通过一个或多个燃料喷射器提供燃料。在发动机的一个或多个气缸内燃烧空气/燃料混合物。空气/燃料混合物的燃烧例如可通过燃料的喷射和/或由火花塞提供的火花来启动。空气/燃料混合物的燃烧产生废气。废气被从气缸驱出到排放系统。

排放系统包括与废气的不同成分反应的催化剂(例如，三元催化转化器)。然而，催化剂在其温度低于起燃温度时可能不会反应。因此，在当催化剂温度很可能低于起燃温度时的发动机起动(例如点火开关开启)的情况下，催化剂的反应能力可能受到限制。

发动机控制模块(ECM)控制发动机的扭矩输出。仅举例，ECM基于驾驶员输入和/或其他输入控制发动机的扭矩输出。ECM在催化剂温度低于起燃温度时还控制各种发动机参数以加热催化剂。仅举例，ECM可延迟火花正时以提供废气中的碳氢化合物。排放系统中碳氢化合物的氧化产生加热催化剂的热。

通过碳氢化合物氧化所产生热的量受到排放系统中的氧气量的限制。次空气泵被机械地连接到气缸盖以将空气直接地提供给气缸盖。由次空气泵所传输的空气增加了排放系统中的氧气量，从而次空气泵增加了碳氢化合物氧化的能力。ECM控制次空气泵的运行以控制排放系统中碳氢化合物的氧化和加热催化剂。

发明内容

一种发动机控制系统包括致动器控制模块和第三级喷射模块。所述致动器控制模块在催化剂起燃模式被启动时将辅助空气提供给排放系统，并且在所述催化剂起燃模式被启动的同时在每一发动机循环期间将第一和第二燃料喷射提供到气缸。所述第三级喷射模块在所述催化剂起燃模式被启动的同时在每一发动机循环的排气阶段期间将第三燃料喷射选择地提供到所述气缸。所述第一、第二、和第三燃料喷射每个都分开一段时间。

在其他特征中，所述致动器模块在所述催化剂起燃模式被启动时延迟用于所述气缸的火花正时。

在其他特征中，所述发动机控制系统还包括辅助空气泵。所述辅助空气泵在涡轮增压器的涡轮机的下游将所述辅助空气提供给所述排放系统。

在其他特征中，所述辅助空气泵通过连接到所述涡轮增压器的壳体的方式在所述涡轮机的下游提供所述辅助空气。

在其他特征中，所述发动机控制系统还包括正时确定模块。所述正时确定模块基于排放凸轮位置和火花正时确定希望正时。所述第三级喷射模块在所述希望正时下提供所述第三喷射。

在其他特征中，所述发动机控制系统还包括喷射确定模块。所述喷射确定模块基于所述辅助空气和布置在所述排放系统中的催化剂的估计的温度确定希望的量。所述第三级喷射模块基于所述希望的量提供所述第三喷射。

在其他特征中，所述发动机控制系统还包括起燃启动模块。所述起燃启动模块基于发动机冷却剂温度、布置在所述排放系统内的催化剂的估计的温度、和驾驶员扭矩请求中的至少一个选择地启动所述催化剂起燃模式。

在其他特征中，所述起燃启动模块在所述发动机冷却剂温度高于预定的冷却剂温度时启动所述催化剂起燃模式。

在其他特征中，所述起燃启动模块在所述估计的温度低于预定的催化剂温度时启动所述催化剂起燃模式。

在其他特征中，所述起燃启动模块在所述发动机冷却剂温度高于预定的冷却剂温度、所述估计的温度低于预定的催化剂温度、以及所述驾驶员扭矩请求小于预定的扭矩时启动所述催化剂起燃模式。

一种发动机控制方法包括：在催化剂起燃模式被启动时将辅助空气提供给排放系统；在所述催化剂起燃模式被启动的同时在每一发动机循环期间将第一和第二燃料喷射提供到气缸；以及在所述催化剂起燃模式被启动的同时在每一发动机循环的排气阶段期间将第三燃料喷射选择地提供到所述气缸。所述第一、第二、和第三燃料喷射每个都分开一段时间。

在其他特征中，所述发动机控制方法还包括在所述催化剂起燃模式被启动时延迟用于所述气缸的火花正时。

在其他特征中，所述发动机控制方法还包括在涡轮增压器的涡轮机的下游将所述辅助空气提供给所述排放系统。

在其他特征中，所述发动机控制方法还包括连接通过到所述涡轮增压器的壳体的方式在所述涡轮机的下游提供所述辅助空气。