[发明专利]控制发动机的方法

说明书

本发明涉及一种控制发动机的方法，并且更具体地涉及一种用于控制内燃发动机的运行模式之间(诸如，经济模式和性能模式之间)的转变的方法。所述方法包括以下步骤：确定发动机正在运行时的当前的燃料‑空气比以及比较当前的燃料‑空气比与预定的燃料‑空气比极限。确定当前的燃料‑空气比低于燃料‑空气比极限的持续时间，并且将所述持续时间与预定的等待时间阈值进行比较。当发动机以低于燃料‑空气比极限的当前的燃料‑空气比运行时，基于当前的燃料‑空气比与燃料‑空气比极限之间的差触发计数，并且将所述计数与强度阈值进行比较。当持续时间和计数都分别超过等待时间阈值和强度阈值时，运行模式从性能模式切换为经济模式。当当前的燃料‑空气比达到或超过燃料比极限时，运行模式自动切换回性能模式。所述方法可替代地包括使用空气‑燃料比而不是燃料‑空气比，并且仅当当前的空气‑燃料高于预定的空气‑燃料极限并且保持高于预定的空气‑燃料极限，直到达到另外两个预定阈值时才发生从性能模式到经济模式的切换。

技术领域

本发明涉及一种控制发动机的方法，并且更具体地涉及一种用于控制内燃发动机的运行模式之间的转变的方法。

背景技术

内燃发动机用于各种各样的应用中，所有这些应用都有不同的需求。然而，在许多此类应用中，发动机在运行过程中经常会经历负荷(瞬时负荷)的突然增加。发动机控制器可以在此类瞬时负荷期间增加提供给发动机的燃料量，以维持发动机速度。对于燃烧空气燃料混合物(无论是气态燃料还是液态燃料)的发动机，提供给发动机的燃料的增加速率受到提供给燃烧的空气的增加速率的限制，从而受到发动机的进气歧管气压的增加速率的限制。涡轮增压发动机可以通过控制压缩机来增加进气歧管气压。

内燃发动机的性能也可能受到许多其他因素的影响，并且始终需要更复杂的发动机控制来优化发动机性能。在减少工作负荷(workload)时，可能需要少于发动机的全部功率才能有效发挥发动机性能。在此类减少工作负荷期间可能会为增加燃料效率以及减少发动机噪音和排放提供机会。

因此，内燃发动机，尤其是涡轮增压内燃发动机，可以具有至少一种功率模式(性能模式)和低功率或燃料高效模式(经济模式)。在性能模式下，发动机可以在更高和更多的可变工作负荷下运行，并且可以对任何变化做出快速响应。在经济模式下，发动机可以在更低和更恒定的工作负荷下运行。经济模式可以在工作负荷需求减少期间提供相对较低的发动机速度，同时每当发动机可能遇到更高的工作负荷时允许发动机切换回性能模式。这些操作模式的正确应用可能取决于发动机的应用。然而，使用经济模式可以在不损害功率和性能的情况下显著改善燃料经济性(fuel economy)。

在涡轮增压发动机低速运行期间，例如，在经济模式下，可能有超过燃烧所需的空气。然而，由于需要时间来增加压缩机的速度以提高来自涡轮增压器的增压水平，因此，发动机从低速和低负荷到高速和高负荷的瞬时响应时间可能很慢。排气(Exhaust gas)驱动涡轮增压器的涡轮机，涡轮机继而驱动涡轮增压器的压缩机，从而向发动机的燃烧室提供压缩空气，以提供增压。在低速运行期间，由低速率发动机排量(engine displacement)引起的排气流可能无法在涡轮机上产生明显的压降。因此，涡轮机可以以相对较低的速度来驱动，并且涡轮增压器所达到的增压水平可能较低。在燃烧室中喷射额外的燃料可以提高发动机的速度，这又可以产生更多的排气流，以更快地驱动涡轮机，从而可以增加增压水平。但是，在涡轮机旋转到所需速度之前可能会有时滞(time lag)，这必然会产生增压，以从发动机获得所需的功率。同样，在相对较长的瞬时时间段内，可能没有足够量的空气来清洁喷射出的燃料的量的燃烧，从而产生黑烟。

由于经济模式通常具有较低的瞬时响应，因此，发动机可能需要确定何时进入或退出此模式，以限制对操作者感知的瞬时性能的影响。

发明内容

因此，本发明提供了一种用于在经济模式和性能模式之间自动切换内燃发动机的运行模式的方法，所述方法包括以下步骤：

确定发动机正在运行时的当前的燃料-空气比；

比较当前的燃料-空气比与预定的燃料-空气比极限；