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用于在加速器松开阶段控制受控点火内燃发动机的方法和系统技术方案

技术编号:40529785 阅读:18 留言:0更新日期:2024-03-01 13:50
一种用于控制机动车辆的受控点火内燃发动机的方法,该机动车辆设置有用于处理排气管线中的污染物组分的系统、并且设置有被配置成执行该方法的步骤的计算机,该方法包括以下步骤:当确定驾驶员在加速阶段后已松开车辆加速器踏板时,在每次燃烧循环中,只要加速器踏板保持被松开,就在主燃烧之后使未燃烧气体进入燃烧室,并且在燃烧之后,在燃烧循环的预定时间,喷射至少一定量的燃料,而不触发新的燃烧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及对受控点火内燃发动机的控制、更具体地为了减少污染物组分的排放而对这样的发动机的控制的。配备有受控点火内燃发动机(尤其是靠汽油运行的类型)的机动车辆配备有用于对排放气体中所含有的污染物组分进行后处理以便满足污染控制标准的系统。后处理系统通常包括能够氧化未燃烧烃(hc)和一氧化碳(co)并还原氮氧化物(nox)的三效催化转化器。受控点火发动机基本上在富集度1下进行操作(即,使用化学计量比例的空气-燃料混合物进行操作),喷射到发动机中的燃料量通常被调整成使得富集度被闭环控制在值1左右。然而,为了使处理各种污染物组分的有效性达到最佳,还已知的做法是,将喷射到发动机中的燃料量调整成以便将储存在催化转化器中的氧气量(也称为os(氧气储存的首字母缩写))调节到设定点值。此设定点值是严格介于零与催化转化器的最大氧气储存容量(或osc)之间的预定值。此预定值既足够远离零,以允许hc和co的充分氧化,又足够远离osc值,以允许nox的充分还原。预定值可以根据实验来选择,并且取决于多个参数,该多个参数至少包括经过催化转化器的燃烧气体流量、以及催化转化器的温度。通常,os值(即,催化转化器中实际存在的氧气量)越接近于零,hc和co氧化效率降低得越多;相反地,os值越接近于osc,nox还原效率降低得越多。进一步地,一般来说,只有在相当高的、约400℃的催化转化器温度以上,污染物组分处理效率、尤其是nox还原效率才是良好的。取决于车辆的操作阶段,这种高温以及介于零与催化转化器的最大氧气储存容量osc之间的这种储存氧气os量可能难以获得、或者可能会干扰驾驶员的期望。当车辆相继地经历给定速度下的稳定操作阶段、接着经历收油滑行减速阶段、随后经历加速阶段时,情况特别如此。在这样的情况下,观察到以下行为。·在稳定操作阶段期间,排放后处理系统、特别是催化转化器将通过发动机控制系统(经由发动机出口气体富集度控制)被定位在其最佳os(氧气储存:催化转化器中所储存的氧气质量)水平处,以最佳地处理排放。很少有或没有氮氧化物nox的排放。·在脚抬离油门踏板的收油滑行阶段期间,燃料喷射和点火通常会被切断,以便优化燃料消耗。此外,进气节气门通常会被关闭,直到进气歧管中的压力达到最小压力水平(pman_min)为止,低于最小压力水平,油耗会急剧增加。因此,经过发动机的流量无法为零,而且新鲜空气会被送入后处理系统中,这不利于三效催化转化器的操作。实际上,当收油滑行阶段足够长时,催化转化器中的氧气量os则会增加达到如下程度:使催化转化器中可以储存的最大氧气质量饱和直至其osc值。因此,催化转化器不再处于其最佳os水平而无法以足够的效率还原nox。此外,因为排气被新鲜空气冷却,所以后处理系统的各种部件(催化转化器、微粒过滤器等)的温度下降。如果温度下降到阈值以下,那么后处理系统可能不再处于起燃温度。因此,在长时间减速期间,例如在下坡上,可能会出现这种效率损失。·在减速阶段之后的加速阶段期间,所谓的“催化净化”策略会使富集度增大到超过化学计量比(例如富化到1.1),以便将富气送至排气,使得催化转化器的os可以重新达到预期的目标os水平。应当重申,富组分会消耗催化转化器中所储存的氧气。然而,os水平的修改要花费一定量的时间,在此期间,催化转化器不具备条件处理离开发动机的nox排放。具体来说,在稀薄混合物中,nox后处理效率急剧下降,直到无效为止。因此,在此阶段期间观察到,排气中的nox排放激增。如果后处理系统的温度下降到预定阈值以下,那么这种情况会被放大。既而,有必要再次加热后处理系统,然后才可以处理排放气体。在此加热时段期间,无论排放气体的富集度或催化转化器的os水平如何,氮氧化物nox排放都不会得到处理。催化净化策略还具有增加燃料消耗(由于富化)和微粒排放这一缺点。因此,需要消除在减速阶段之后的加速阶段期间出现的氮氧化物nox排放激增。


技术介绍

1、从现有技术中已知以下文献:

2、文献wo 2020/066436描述了一种用于在再加速阶段期间对催化转化器进行氧气净化的策略。

3、文献fr 3064683a1描述了一种用于控制具有egr回路的增压式受控点火发动机的方法,egr回路用于将排放气体部分再循环到进气口。如果脚抬离油门,那么第一个动作是关闭egr气门,但不关闭节气门(即,节气门保持打开而处于其在脚抬离之前所处的位置,或者甚至稍微进一步地打开),燃料喷射保持在富集度1,持续预定的持续时间,该预定的持续时间对应于egr气体在egr气门与发动机之间转移所花费的时间;在此时间期间,致动发动机交流发电机,以便吸收燃烧产生的扭矩,驾驶员不需要该扭矩;接着,在此持续时间过后,节气门会关闭,燃料喷射会停止。此公开试图解决过渡阶段期间的异常燃烧激增以及重新接合时的过量污染物排放的问题。在脚开始抬离后,富集度保持在1,但是因为节气门保持打开,大量氧气进入发动机中。因此,为了维持所需的化学计量比,燃料流量保持相对较高。

4、文献fr 3072418描述了一种用于控制具有egr回路的受控点火发动机的方法,其中,当发动机在无点火情况下进行操作时,在不存在燃料喷射和点火的情况下,例如在收油滑行期间,不关闭节气门,以便限制泵送损失,并打开egr气门,以便增加气体的再循环。因此,催化系统的氧气供应受到限制,使得当发动机重新启动时,氮氧化物排放受到限制。然而,因为由于节气门打开,尽管供应有egr气体,但仍有相对较高量的氧气在循环中,所以氮氧化物排放仍保持相对较高。

5、未审专利申请fr 1911059披露了一种用于调节配备有上游催化转化器和下游催化转化器的受控点火发动机中的富集度的方法。富集度由第一调节器闭环调节到设定点值,该设定点值由第二调节器基于上游催化转化器中所储存的氧气量(os)的计算值与氧气量设定点值之间的差异不断地校正。此氧气设定点值在严格介于最小os阈值与最大os阈值之间的范围内,这两个阈值是基于经过上游催化转化器的排放气体流量以及上游催化转化器的温度不断地确定的,并且这两个阈值在被超过时分别对应于co开始在上游催化转化器的下游泄漏和nox开始在上游催化转化器的下游泄漏。根据此文献,当脚抬离时,燃料喷射被切断,接着在重新接合之后,燃料喷射恢复,从而重新开始调节,但是在预定的持续时间内,此os设定点被替换为等于最小阈值的另一个值,以便致使上游催化转化器中存在的os量迅速下降。该文献描述了一种旨在避免在收油滑行之后产生过量氮氧化物的系统。然而,通过将os量调节到最小os阈值,导致空气-燃料混合物的富化相当显著,因此导致过量的燃料消耗。

6、因此,消除在减速阶段之后的加速阶段期间氮氧化物nox排放激增的技术问题仍未解决。


技术实现思路

1、本专利技术的一个主题是一种用于控制机动车辆的受控点火内燃发动机的方法,该内燃发动机配备有用于处理排气管线中的污染物组分的系统,该方法包括以下步骤。当确定驾驶员在加速阶段之后已将其脚抬离车辆的油门踏板持续预定的持续时间时,在每次燃烧循环中,只要脚保持离开油门踏板,就在主燃烧之后使未燃烧气本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于控制机动车辆的受控点火内燃发动机的方法,该受控点火内燃发动机配备有用于处理车辆排气管线中的污染物组分的系统,该方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的控制方法,该发动机包括气门升程变化系统,其中,为了使未燃烧排放气体进入,气门升程时刻变化直至预定量。

3.如权利要求2所述的控制方法,该预定量等于最大端止量。

4.如权利要求1所述的控制方法,该发动机包括排放气体再循环回路,其中,为了使未燃烧排放气体进入,该排放气体再循环回路的操作方式为使得再循环的排放气体的流量最大。

5.如权利要求1所述的控制方法,该发动机包括可变气门升程系统,其中,为了使未燃烧排放气体进入,该可变气门升程系统的操作方式为使得减小进气门升程的幅度和开度,从而降低发动机进气口填充效率。

6.如权利要求1所述的控制方法,其中,该燃烧循环中的该预定时刻介于以便于不燃烧的燃烧上止点与不会由于气缸被喷射器射流润湿而导致油的稀释的时刻之间。

7.如权利要求1所述的控制方法,其中,该燃烧循环中的该预定时刻等于偏离燃烧上止点40°。

>8.一种用于受控点火内燃发动机的控制系统,该控制系统配备有用于处理排气管线中的污染物组分的系统、并且配备有被配置成执行如权利要求1至7中任一项所述的控制方法的步骤的计算机。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于控制机动车辆的受控点火内燃发动机的方法,该受控点火内燃发动机配备有用于处理车辆排气管线中的污染物组分的系统,该方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的控制方法,该发动机包括气门升程变化系统,其中,为了使未燃烧排放气体进入,气门升程时刻变化直至预定量。

3.如权利要求2所述的控制方法,该预定量等于最大端止量。

4.如权利要求1所述的控制方法,该发动机包括排放气体再循环回路,其中,为了使未燃烧排放气体进入,该排放气体再循环回路的操作方式为使得再循环的排放气体的流量最大。

5.如权利要求1所述的控制方法,该发动机包括可变气...

【专利技术属性】
技术研发人员:B·法索洛
申请(专利权)人:霍尔斯动力总成解决方案有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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