[发明专利]管理火花点火直接喷射发动机的排气供应流的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及火花点火直接喷射内燃机的控制。

背景技术

该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能不构成现有技术。

已知的火花点火发动机通过将燃料/空气混合物引入燃烧室并使用点火源(例如火花塞)来点火所述混合物而运行。火花点火发动机能以浓空气/燃料比、以化学计量比或接近化学计量比的空气/燃料比、以及以稀空气/燃料比操作。火花点火发动机以稀空气/燃料比操作，包括以分层充气模式操作，分层充气模式包括大致无节流地操作，燃料刚好在启动火花之前在压缩冲程期间直接喷射到每个燃烧室中。已知火花点火发动机从分层充气燃烧模式过渡至均质充气燃烧模式以实现稀NO_X还原催化剂的再生。以均质充气燃烧模式操作火花点火发动机包括以化学计量比空气/燃料比操作，其中，发动机节气门阀被控制为预定位置，且燃料在压缩冲程和火花点火之前在进气冲程期间直接喷射到每个燃烧室中。

以稀于化学计量比操作的火花点火发动机的已知后处理系统可以包括稀NO_X还原催化剂，稀NO_X还原催化剂可以与其它排气后处理装置(包括三效催化转化器)结合使用。稀NO_X还原催化剂在比包括发动机启动和高速高负载操作的发动机操作期间发生的排气供应流温度范围更窄的温度范围内最有效地操作。稀NO_X还原催化剂需要定期再生以解吸和还原所吸附的NO_X成分。已知再生技术包括以化学计量比或浓于化学计量比的空气/燃料比操作火花点火发动机。

发明内容

一种管理从火花点火直接燃料喷射内燃机到排气后处理系统的排气供应流的方法，所述排气后处理系统包括在第二转化器元件上游的第一转化器元件，所述第一转化器元件包括第一稀NO_X还原催化剂，所述方法包括：确定所述第一稀NO_X还原催化剂和所述第二转化器元件的温度。当第一稀NO_X还原催化剂的温度小于第一阈值时，发动机优选以均质充气燃烧模式操作，当第一稀NO_X还原催化剂的温度在许可操作温度范围内时，发动机优选以分层充气燃烧模式操作。发动机选择性地以分层充气燃烧模式操作且排气流被选择性地分流至第二转化器元件。发动机选择性地以均质充气燃烧模式操作以再生第一稀NO_X还原催化剂。发动机选择性地以均质充气燃烧模式操作且排气流被选择性地分流至第二转化器元件。

附图说明

现在将参考附图通过示例描述一个或更多的实施例，在附图中：

图1和2是根据本发明的发动机和排气后处理系统的示意图；和

图3是根据本发明的控制流程图。

具体实施方式

现在参考附图，其中所示的内容仅仅是为了说明某些示例性实施方式，而非为了限制于此，图1示意性地示出了根据本发明的实施方式构造的内燃机10和附随控制模块5。发动机10包括具有往复活塞14的多缸火花点火直接喷射四冲程内燃机，活塞14可在气缸15中滑动移动，气缸15限定可变容积燃烧室16。每个活塞14在活塞的顶部处包括凹部，燃料喷射到凹部中。每个活塞14连接到旋转曲轴12，线性往复活塞行进通过旋转曲轴12转换成旋转运动。图1中示出了单个气缸15。发动机10选择性地以分层充气燃烧模式和均质充气燃烧模式操作。分层充气燃烧模式包括以稀于化学计量比的空气/燃料比(例如，从17∶1至60∶1范围内的空气/燃料比)和高稀释EGR质量操作，单次喷射燃料包括在压缩冲程后期发生的单个燃料脉冲。高稀释EGR质量可以是大于气缸充气的40％的EGR质量。节气门阀34保持在宽开启节气门位置处或附近。均质充气燃烧模式包括以化学计量比或接近化学计量比的空气/燃料比和低稀释EGR质量(例如，小于气缸充气的5％)操作，单次喷射燃料优选包括在进气冲程发生的单个燃料脉冲。节气门阀34基于操作者扭矩请求被控制。在轻至中等发动机负载下，发动机10以分层充气燃烧模式操作。在更重的发动机负载下，在发动机升温期间，在排气后处理系统50的元件不在优选温度窗内时以及在操作再生排气后处理系统50的元件时，发动机10以均质充气燃烧模式操作。