用于改善启动期间发动机排放的系统和方法技术方案

技术编号:14535501 阅读:91 留言:0更新日期:2017-02-02 21:11
本发明专利技术涉及用于改善启动期间发动机排放的系统和方法。介绍了用于改善内燃发动机的排放的系统和方法。在一个示例中,当氧传感器的输出不可用时,发动机曲轴加速度是估计发动机启动期间发动机空气‑燃料比的基础。可以响应于估计的发动机空气‑燃料比来调整实际发动机空气‑燃料比。

System and method for improving engine emissions during start-up

The present invention relates to systems and methods for improving engine emissions during start-up. Systems and methods for improving emissions of internal combustion engines are described. In one example, when the output of the oxygen sensor is not available, the engine crankshaft acceleration is estimated to start the engine during the air fuel ratio based engine. Can response to the engine air fuel ratio estimation adjust actual engine air fuel ratio.

【技术实现步骤摘要】

本说明书涉及用于当发动机温度在期望发动机运行温度以下时改善发动机启动期间的发动机排放的系统和方法。这些方法和系统对于在紧跟着发动机启动的发动机空转情况期间的化学计量条件稀薄地运行的发动机特别有用。
技术介绍
内燃火花点火发动机可以以比发动机启动且发动机温度接近环境温度后不久的化学计量空气-燃料比稀薄的空气-燃料比运行。通过稀薄地运行发动机,在催化剂耦合至发动机的效率低的时候,可以减少来自发动机的碳氢化合物排放,使得可以减少车辆排放。进一步地,由于发动机温度接近环境温度,当发动机以稀薄的空气-燃料混合物运行时,发动机NOx排放可能较低。然而,如果发动机的空气-燃料比与期望的相比更稀薄,发动机可失火并且发动机排放可增加。可替代地,如果发动机的空气-燃料比稀薄但比期望的丰富,发动机碳氢化合物排放可增加。一种保证发动机在期望空气-燃料范围内运行的方式是,将氧传感器定位在耦合至发动机的排气系统中,并且基于氧传感器输出调节发动机空气-燃料比。然而,在氧传感器达到阈值温度以前,准确的氧传感器输出可不可用。发动机空气-燃料比可以是在冷发动机启动期间受控制的开环(例如,没有反馈的情况下被控制),但由于燃料喷射器传递函数误差和其他条件,实际发动机空气-燃料比可以偏离期望发动机空气-燃料比。可以通过在暖发动机工况下获知和适配的燃料倍增器补偿燃料系统成分的变化。虽然如此,当处于或接近环境温度的发动机被启动时,由于燃料搅浑以及取决于温度的燃料成分变化,发动机的空气-燃料比可偏离期望发动机空气-燃料比。因此,在氧传感器反馈不可用时的情况期间,可以期望提供一种控制发动机空气-燃料比的方式。
技术实现思路
在此,专利技术人已经意识到上述缺点并且开发了一种发动机运行方法,包括:接收到控制器的传感器数据;并且响应于发动机曲轴加速度的期望标准偏差与发动机曲轴加速度的确定的标准偏差之间的差,经由该控制器来调整发动机空气-燃料比,发动机曲轴加速度的该期望标准偏差基于期望发动机空气-燃料比,发动机曲轴加速度的该确定的标准偏差基于该传感器数据。通过响应于发动机曲轴加速度的期望标准偏差与发动机曲轴加速度的确定的标准偏差之间的差调节发动机空气-燃料比,可以提供改善氧传感器反馈不可用时的发动机排放的技术效果。在一个示例中,发动机曲轴加速度的该期望标准偏差可以基于期望发动机空气-燃料比,使得当该发动机以发动机曲轴加速度的该期望标准偏差运行时,发动机以期望的空气-燃料比运行。如果发动机加速度的该确定的标准偏差小于或大于期望的,则可以判断发动机不是以期望的空气-燃料比运行。结果,可以调节发动机空气-燃料比。以这种方式,在没有氧传感器反馈的情况下,发动机可以以期望空气-燃料比运行。本说明书可以提供若干优点。具体地,这种方式可以减少发动机启动期间的发动机排放。进一步地,当氧传感器可不可用以改善发动机运行时,这种方式提供空气-燃料比反馈。更进一步地,这种方式可以使在满足排放要求的同时以更少的催化剂运行发动机成为可能。在被单独采用或在结合附图时从以下具体实施方式中,本说明书的上述优点以及其他优点、以及特征将变得显而易见。应当理解的是,提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍具体实施方式中进一步说明的概念的选择。不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征,所要求保护的主题的范围由所附权利要求书唯一地限定。此外,所要求保护的主题并不限于解决上文或本披露的任何部分中所指出的的任何缺点的实施方式。附图说明当被单独采用或参照附图时,通过阅读实施例的示例(在此称为具体实施方式)将充分地理解在此所描述的优点,其中:图1是发动机的示意图;图2示出了展示发动机加速度与发动机空气-燃料比之间的关系的曲线图;图3A和图3B示出了针对不同火花正时的发动机加速度与发动机空气-燃料比变化关系的曲线图;图4示出了示例车辆运行顺序;并且图5示出了运行发动机的示例方法。具体实施方式本说明书涉及运行包括内燃发动机的车辆。该发动机可以被配置为如图1中所示。可以基于如图2至图3B中所示的发动机加速度与发动机空气-燃料比之间的关系估计发动机空气-燃料比。可以根据图5的方法运行该发动机从而提供如图4中所示的发动机运行顺序。图5中所描述的方法提供了基于发动机工况估计发动机空气-燃料比(不包括氧传感器反馈的情况下),以及基于所估计的发动机空气-燃料比调节发动机空气-燃料。参照图1,包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制,图1中示出了这些汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32,其中,活塞36位于其中并连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99耦合至曲轴40。启动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地将小齿轮95前进以啮合环形齿轮99。启动机96可以直接安装至发动机的前方或发动机的后方。在某些示例中,启动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40提供扭矩。在一个示例中,启动机96处于未与发动机曲轴啮合时的基本状态。燃烧室30被示为经由对应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48联通。可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运行每个进气门和排气门。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55来确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57来确定。液体燃料喷射器66被示为被定位成直接向汽缸30内喷射燃料,这是本领域技术人员所知的直接喷射。可替代地,液体燃料可以被喷射至进气道,这是本领域技术人员所知的进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地递送液体燃料。燃料被包括燃料箱、燃料泵、和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)递送至燃料喷射器66。进气歧管44被示为与可选择的电子节气门62联通,该电子节气门调整节流板64的位置以控制从进气口42到进气歧管44的空气流。在某些示例中,节气门62和节流板64可以被定位在进气门52和进气歧管44之间,使得节气门62是进气道节气门。无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示为耦合至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地,双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。在一个示例中,转化器70能够包括多个催化剂砖。在另一示例中,能够使用各自具有多个砖的多个排放控制设备。在一个示例中,转化器70能够是三元型催化剂。驾驶员132经由加速器踏板130和加速器踏板位置传感器134向控制器12输入驾驶员需求扭矩。驾驶员需求扭矩可以是车辆速度和加速器踏板位置的函数。控制器12在图1中被示为常规微型计算机,包括:微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、非瞬态存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110、以及常规数据总线。控制器12被示为从耦合至发动机10的传感器接收各个信号,除之前所讨论的那些信号之外,包括:来自耦合至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自耦合至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量结果;来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器;来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量结果;以及来自传感器58的节气门本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种发动机运行方法,包括:接收到控制器的传感器数据;并且响应于发动机曲轴加速度的期望标准偏差与发动机曲轴加速度的确定的标准偏差之间的差,经由所述控制器调整发动机空气‑燃料比,发动机曲轴加速度的所述期望标准偏差基于期望发动机空气‑燃料比,发动机曲轴加速度的所述确定的标准偏差基于所述传感器数据。

【技术特征摘要】
2015.07.22 US 14/806,0851.一种发动机运行方法,包括:接收到控制器的传感器数据;并且响应于发动机曲轴加速度的期望标准偏差与发动机曲轴加速度的确定的标准偏差之间的差,经由所述控制器调整发动机空气-燃料比,发动机曲轴加速度的所述期望标准偏差基于期望发动机空气-燃料比,发动机曲轴加速度的所述确定的标准偏差基于所述传感器数据。2.如权利要求1所述的方法,其中,基于发动机负载进一步估计期望发动机曲轴加速度,并且其中,所述期望发动机空气-燃料比被调整为在上阈值发动机空气-燃料比与下阈值发动机空气-燃料比内。3.如权利要求2所述的方法,其中,基于发动机转速进一步估计所述期望发动机曲轴加速度。4.如权利要求3所述的方法,其中,基于火花正时进一步估计所述期望发动机曲轴加速度。5.如权利要求4所述的方法,其中,基于自发动机停止以来的时间进一步估计所述期望发动机曲轴加速度。6.如权利要求5所述的方法,其中,基于发动机冷却液温度进一步估计所述期望发动机曲轴加速度。7.如权利要求1所述的方法,其中,通过调整燃料喷射器的打开正时来调节所述发动机空气-燃料比。8.一种发动机运行方法,包括:接收到控制器的传感器数据;并且响应于发动机曲轴加速度的期望标准偏差与发动机曲轴加速度的确定的标准偏差之间的差,经由所述控制器调整发动机空气-燃料比,发动机曲轴加速度的所述期望标准偏差基于期望发动机空气-燃料比,发动机曲轴加速度的所述确定的标准偏差基于所述传感器数据,经由两个低通滤波器近似估计发动机曲轴加速度的所述确定的标准偏差。9.如权利要求8所述的方法,其中,通过向所述两个低通滤波器中的一个的输出应用绝对值,近似估计发动机曲轴加速度的所述确定的标准偏差。10.如权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·佩德罗A·雷曼M·W·弗里德P·M·朗斯帕克
申请(专利权)人:福特环球技术公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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