[发明专利]利用分流λ燃料供给来减小发动机扭矩的系统和方法

说明书

本公开提供了“利用分流λ燃料供给来减小发动机扭矩的系统和方法”。提供了用于在排气部件温度约束下的逐循环扭矩减小的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：响应于扭矩减小请求，在多个发动机循环内在两组气缸之间引入λ分流，同时在所述两组气缸之间维持化学计量的平均值，以及响应于达到λ分流阈值，在两组气缸中引入差异延迟点火正时。以这种方式，可以提供快速扭矩减小，同时维持全局化学计量空燃比，从而减少车辆排放物并减少对排气部件的热相关劣化。

技术领域

本说明书总体涉及用于经由空燃比和点火正时调整来减小发动机扭矩的方法和系统。

背景技术

内燃发动机在气缸内燃烧空气/燃料混合物以产生扭矩，所述扭矩可以用于推进车辆。在车辆操作期间，发动机控制器通过控制各种操作参数来调节由发动机产生的扭矩量，所述各种操作参数包括提供给气缸的空气和燃料的量以及由火花塞产生的用于引发燃烧的火花的正时。除了其他扭矩减小条件之外，还可能由于换挡事件或响应于驾驶员松加速踏板事件而请求扭矩减小。控制器可以响应于扭矩减小请求而延迟点火正时、限制气流和/或切断燃料。通常，延迟的点火正时(在本文中也称为“火花延迟”)用于快速地减少由发动机产生的扭矩量，同时保持提供给气缸的燃料和空气的量，而当较慢的响应就足够时可以对气流进行限制。然而，例如，由于较迟的能量释放，火花延迟使排气温度升高。在一些示例中，这种温度升高可能会使排气系统部件劣化。此外，火花延迟降低了燃烧效率，从而降低了车辆燃料经济性。

一种用于减小发动机扭矩而不使排气温度升高的示例性方法由Poirier等人在US4,951,773 A中示出。其中，一定数量的发动机气缸被排除在燃料供应之外以减小发动机扭矩，而剩余数量的已加燃料气缸被稀化以减少从已加燃料气缸排放到排气中的未燃尽的碳氢化合物的量。通过将一些气缸排除在燃料供应之外并使剩余的已加燃料气缸稀化，可以实现扭矩减小，同时减少下游催化剂处的温度升高，所述温度升高可能是由于来自未加燃料气缸的空气与来自已加燃料气缸的未燃尽燃料之间的反应而引起的。

然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，燃料切断方法可能增加车辆排放物。例如，火花点火发动机可以采用排放控制装置，当发动机以化学计量空燃比(AFR)操作时，所述排放控制装置具有最高活性，其中所述发动机被供应恰好足够的燃料以与所述发动机所消耗的空气量反应。通过不向一个或多个气缸提供燃料，未反应的空气可以流到排放控制装置，这会增加车辆排放物。

发明内容

在一个示例中，可以通过一种方法来解决上述问题，所述方法包括：响应于在排气温度大于阈值时的扭矩减小请求，在使第一数量的气缸富化并使第二数量的气缸稀化的情况下操作发动机，来自所述第一数量的气缸和所述第二数量的气缸两者的排气在下游催化剂处产生化学计量空燃比，然后在调整所述第二数量的气缸中的点火正时之前调整所述第一数量的气缸中的点火正时。以这种方式，可以通过与火花延迟相结合的全局化学计量AFR调整的策略来实现发动机扭矩减小，而不会相对于化学计量操作增加车辆排放物或排气温度。

作为一个示例，在使第一数量的气缸富化并使第二数量的气缸稀化的情况下操作发动机可以包括确定用于操作经富化的第一数量的气缸的第一富空燃比与经稀化的第二数量的气缸的第二稀空燃比之间的最大空燃比差。此外，可以在一个或多个发动机循环内使第一数量的气缸富化并使第二数量的气缸稀化，直到达到最大空燃比差为止。作为另外的示例，即使在第一数量的气缸的富空燃比和第二数量的气缸的稀空燃比在每个发动机循环中都改变，也可以在一个或多个发动机循环中的每一者中在下游催化剂处维持化学计量空燃比。通过操作经富化的第一数量的气缸和经稀化的第二数量的气缸，与以化学计量操作第一数量的气缸和第二数量的气缸相比，总发动机扭矩可以减小，而在催化剂处维持化学计量的排气以增加催化剂效率。