[发明专利]操作火花点火直喷式内燃发动机的方法

说明书

政府合约权利

本发明是在美国能源部批予的协议No.DE-EE0003379下由美国政府支持做出的。美国政府对本发明可以具有某些权利。

技术领域

本发明涉及操作火花点火直喷式内燃发动机和管理其排气后处理系统。

背景技术

本节陈述只是提供与本发明相关的背景信息。因此，这些陈述不意图构成对现有技术的认可。

构造成贫于化学计量比（lean of stoichiometry）运行的已知内燃发动机可以装备有排气后处理系统，该排气后处理系统包括三元催化转化器和氨-选择性催化还原（NH3-SCR）催化剂，用以处理排气供给流中的成分。这种已知系统产生并储存氨在NH3-SCR催化剂的催化表面上以与排气反应。在特定的发动机运行状态下，可以通过使富排气供给流经过NH3-SCR催化剂上游的三元催化转化器来产生氨。在与温度和流量相关的运行状态范围内，储存的氨使排气供给流中的氮氧化物（NOx）分子还原成元素氮和水。在特定运行状态下，储存的氨可以从NH3-SCR催化剂中分离出并且进入排气供给流。这称作氨逸出（ammonia slip）。

在操作员转矩请求小于阈值时的车辆减速事件期间，在发动机继续或不继续旋转的情况下，已知的内燃发动机执行部分或完全的燃料停供。这样的操作减少和改变排气成分向排气后处理系统的流动，这会在排气后处理系统中引起温度的降低和相关的转化效率的降低。在随后的发动机运行期间，会需要发动机控制方案在非最佳燃料供给和运行点下操作以提高转化效率。

发明内容

火花点火直喷式内燃发动机联接到排气后处理系统，该排气后处理系统包括NH3-SCR催化剂上游的三元催化转化器。 一种操作发动机的方法包括：一旦检测到允许以燃料停供模式运行的发动机负荷，就使发动机以燃料停供模式运行并且同时执行第二燃料喷射控制方案。

本发明还涉及以下技术方案。

方案1. 用于操作火花点火直喷式内燃发动机的方法，所述内燃发动机联接到排气后处理系统，所述排气后处理系统包括NH3-SCR催化剂上游的三元催化转化器，该方法包括：

一旦检测到允许以燃料停供模式运行的发动机负荷，就使所述发动机以所述燃料停供模式运行并且同时执行第二燃料喷射控制方案。

方案2. 如方案1所述的方法，其中，使所述发动机以所述燃料停供模式运行并且同时执行第二燃料喷射控制方案包括：在发动机转速小于最小失速转速阈值时，使所述发动机以所述燃料停供模式运行并且同时执行所述第二燃料喷射控制方案。

方案3. 如方案1所述的方法，其中，使所述发动机以所述燃料停供模式运行并且同时执行所述第二燃料喷射控制方案包括：在所述NH3-SCR催化剂上的NH3储存量小于阈值时，使所述发动机以所述燃料停供模式运行并且同时执行所述第二燃料喷射控制方案。

方案4. 如方案1所述的方法，其中，使所述发动机以所述燃料停供模式运行并且同时执行所述第二燃料喷射控制方案包括：在所述三元催化转化器的温度小于与所述三元催化转化器的起燃对应的阈值温度时，使所述发动机以所述燃料停供模式运行并且同时执行所述第二燃料喷射控制方案。

方案5. 如方案1所述的方法，进一步地包括：当发动机转速大于最小失速转速阈值、所述NH3-SCR催化剂上的NH3储存量大于阈值并且所述三元催化转化器的温度大于与所述三元催化转化器的起燃对应的阈值温度时，使所述发动机以所述燃料停供模式运行并且停止执行所述第二燃料喷射控制方案。

方案6. 如方案1所述的方法，其中，执行第二燃料喷射控制方案包括：执行均质分裂脉冲模式燃料喷射事件。

方案7. 如方案6所述的方法，其中，执行所述均质分裂脉冲模式燃料喷射事件包括：执行双脉冲延迟点火燃料喷射事件。

方案8. 如方案7所述的方法，其中，执行所述双脉冲延迟点火燃料喷射事件包括：在膨胀冲程早期执行第一燃料脉冲、在膨胀冲程期间执行火花点火事件并且在所述火花点火事件之后在膨胀冲程末期执行第二燃料脉冲。

方案9. 如方案1所述的方法，其中，检测允许以燃料停供模式运行的发动机负荷包括：检测表明减速事件的操作员转矩请求。

方案10. 用于操作火花点火直喷式内燃发动机的方法，所述内燃发动机联接到排气后处理系统，所述排气后处理系统包括NH3-SCR催化剂上游的三元催化转化器，该方法包括：