[发明专利]在贫燃内燃发动机的点火密度转变期间单独地确定点火密度和泵送密度

说明书

描述了一种跳过点火式发动机控制器及控制方法，其中，在从第一点火密度到第二点火密度的转变期间，单独地设定点火密度和泵送密度以便平衡以下各者的相互冲突的需求：(a)转矩控制、(b)噪声、振动和声振粗糙度(NVH)、(c)通过发动机的空气流量、以及(d)空气燃料比。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月20日提交的美国申请序列号16/576,972的优先权。本申请也是2019年4月2日提交的美国申请号16/373,364(TULA P076)的部分接续申请并要求其优先权。以上列出的两个申请出于所有目的通过引用以其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于贫燃内燃发动机的跳过点火式发动机控制系统，更具体地涉及跳过点火式发动机控制，其中，在从第一点火密度到第二点火密度的转变期间，单独地实施点火模式和泵送模式以便管理和平衡以下各者的相互冲突的需求：(a)满足转矩请求、(b)防止过大噪声、振动和声振粗糙度(NVH)、(c)保持恰当的空气燃料比、以及(d)控制通过发动机的空气流量。

背景技术

现今操作中的大多数车辆由内燃(IC)发动机提供动力。内燃发动机通常具有其中发生燃烧的多个工作室(即，气缸)。由发动机产生的动力取决于以下两者的组合：(a)气缸的数目、以及(b)输送到每个气缸的燃料和空气的量。在日常驾驶期间，车辆的发动机通常在宽的转矩需求和操作速度范围内操作，以满足不同的驾驶条件。

存在两种常见类型的IC发动机；火花点火(SI)发动机和压缩点火发动机。两种发动机类型通常都使用气缸作为工作室，其中活塞在气缸内往复运动，从而取决于活塞位置而形成大小可变的围闭体积。通过推动活塞使围闭体积膨胀，空气从进气歧管通过一个或多个进气门被引导入一个或多个气缸中。所引导的空气然后通过活塞移动而被压缩以便使围闭体积收缩。在气缸的处于或接近其最小大小的容纳体积内发生燃烧。膨胀的燃烧气体向外推动活塞，从而使围闭体积膨胀并做有用功。活塞进而通过一个或多个排气门将排气从围闭体积中推出到排气歧管中。

对于SI发动机，燃烧是由火花引发的。即，空气燃料混合物容纳在发动机的(多个)气缸内，然后使用火花(通常来自火花塞)来点燃混合物。

另一方面，压缩发动机依靠空气燃料混合物的压力和温度而不是火花来引发燃烧。空气燃料混合物容纳在气缸内，并且通过机械压缩使混合物温度升高来引起燃烧，从而导致燃料的自燃。

气缸中的空气燃料比是SI式发动机和压缩点火式发动机两者的重要衡量标准。如果提供完全足够的空气以完全燃烧所有燃料而没有任何剩余的氧气，则将该比率称为“化学计量”。

低于化学计量的比率被认为是“富”的，意指该比率定义的燃料比提供的空气量可以燃烧的燃料多。富混合物可以产生更多的动力且在更低温度下燃烧，但以效率为代价。

另一方面，高于化学计量的比率被认为是“贫”的，意指该比率定义的空气燃料混合物具有比燃料可以燃烧的氧气更多的氧气。贫空气燃料比并未在排气后处理系统中有效地使用常见的三元催化器，因为在排气中通常存在过量的氧气。

火花点火发动机总体上以一定化学计量的燃料/空气比进行操作，并且通过控制气缸中的质量空气充量(mass air charge)(MAC)来控制其输出转矩。质量空气充量总体上使用节气门控制以降低进气歧管绝对压力(MAP)。火花点火发动机还可以使用超级增压器或涡轮增压器来将进气歧管压力升压到超过大气压力。