重新激活發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的方法和系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及重新激活發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的方法和系統(tǒng)。提出重新激活已被臨時(shí)停用以節(jié)約燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法調(diào)節(jié)直接燃料噴射器的燃料噴射量和正時(shí)，以減少由于在新近重新激活的汽缸中可能發(fā)生的活塞和燃燒室溫度降低而導(dǎo)致可能在重新激活的汽缸中形成的顆粒排放。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本說明涉及用于重新激活在其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸繼續(xù)燃燒空氣和燃料時(shí)已被臨時(shí)停用的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的方法和系統(tǒng)。該方法可特別用于包括直接燃料噴射器的發(fā)動(dòng)機(jī)。
技術(shù)介紹
直接燃料噴射已經(jīng)被應(yīng)用到汽油發(fā)動(dòng)機(jī)用來改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率和性能。進(jìn)一步地，將汽油或汽油和乙醇混合物直接噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸減小可在進(jìn)氣道燃料噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)上觀察到的瞬態(tài)加燃料誤差。然而，直接燃料噴射的發(fā)動(dòng)機(jī)可增加汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒排放。顆粒排放可由所噴射的燃料的不完全汽化或不良混合造成。如果噴射的燃料碰撞到不足夠熱以支持燃料在燃燒之前蒸發(fā)的燃燒表面，就特別容易發(fā)生不完全汽化。這能夠?qū)е略谌紵抑械娜剂戏e洼(puddle)，當(dāng)其燃燒時(shí)產(chǎn)生高的顆粒排放。這種根據(jù)燃燒系統(tǒng)溫度的在燃料汽化和積洼行為方面的改變要求仔細(xì)地安排燃料噴射事件以使發(fā)動(dòng)機(jī)行為最優(yōu)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到直接燃料噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的上述缺點(diǎn)并且已經(jīng)開發(fā)出一種方法，該方法包括：在停用發(fā)動(dòng)機(jī)的第二汽缸時(shí)操作發(fā)動(dòng)機(jī)的第一汽缸；在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中重新激活第二汽缸，其中供給第一汽缸燃料噴射的第一實(shí)際總數(shù)和噴射正時(shí)；以及在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間供給第二汽缸燃料噴射的第二實(shí)際總數(shù)和噴射正時(shí)，燃料噴射的第二實(shí)際總數(shù)和噴射正時(shí)不同于燃料噴射的第一實(shí)際總數(shù)和噴射正時(shí)。通過供給先前停用的汽缸與在該汽缸被停用時(shí)已活動(dòng)的汽缸所不同的燃料噴射次數(shù)和正時(shí)，可減少在新近重新激活(newlyreactivated)r>的汽缸的冷燃燒表面上的燃料碰撞，并且提供減少在新近重新激活的發(fā)動(dòng)機(jī)中的顆粒形成同時(shí)維持在保持活動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的排放和效率的技術(shù)成果。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間提供給先前停用的汽缸的燃料噴射次數(shù)可大于提供給保持活動(dòng)的汽缸的燃料噴射次數(shù)。另外，在燃燒循環(huán)中，提供給新近重新激活的汽缸的燃料噴射正時(shí)可遲于保持活動(dòng)的汽缸的燃料噴射正時(shí)。附加的燃料噴射和/或更遲的噴射正時(shí)可幫助減少在先前停用的汽缸中的燃料碰撞并改善燃料汽化和混合。另一方面，提供給保持活動(dòng)的汽缸的燃料噴射次數(shù)可少于供給先前停用的汽缸的燃料噴射的次數(shù)，并且提供給保持活動(dòng)的汽缸的燃料噴射正時(shí)可早于供給先前停用的汽缸的燃料噴射正時(shí)，使得保持激活的汽缸的CO排放和燃料消耗可以被維持在熱燃燒室的最佳水平下。本說明書可提供若干優(yōu)點(diǎn)。特別地，該方法可減少發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒排放。另外，通過允許活動(dòng)的汽缸繼續(xù)以最有效的燃料噴射設(shè)置操作，該方法可改善車輛燃料經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)一步地，在重新激活發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸之后，該方法可提供更一致的車輛排放。當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖時(shí)，根據(jù)以下具體實(shí)施方式，本說明的以上優(yōu)點(diǎn)和其他有點(diǎn)以及特征將明顯。應(yīng)該理解，提供上述
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
是為以簡(jiǎn)化的形式引入所選概念，其將在具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述。這并非意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由隨附權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護(hù)的主題不限于解決以上的或本公開的任何部分中指出的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。附圖說明當(dāng)單獨(dú)或參考附圖時(shí)，通過閱讀在此稱為具體實(shí)施方式的實(shí)施例的示例，將更全面理解在此描述的優(yōu)點(diǎn)，其中：圖1為發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；圖2A-2C示出具有停用汽缸的示例發(fā)動(dòng)機(jī)；圖3示出示例發(fā)動(dòng)機(jī)停用順序和重新激活順序；圖4A-4D示出用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)的示例方法；以及圖5示出用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)的另一方法。具體實(shí)施方式本說明涉及在汽缸已被停用之后同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)重新激活發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可包括在車輛中。該發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸可以為圖2A-2C所示的多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的部分。發(fā)動(dòng)機(jī)可以如圖3的順序所示進(jìn)行操作，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率并且減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放。圖4A-4D的方法可以為圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的部分，并且圖4A-4D的方法可提供圖3所示的操作順序。參考圖1，包括多個(gè)汽缸的內(nèi)燃機(jī)10由電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12控制，其中在圖1中示出了多個(gè)汽缸中的一個(gè)。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括燃燒室30和汽缸壁32，其中活塞36被放置在汽缸壁32內(nèi)并且連接到曲軸40。飛輪97和環(huán)形齒輪99被聯(lián)接到曲軸40。起動(dòng)器96(例如，低壓(使用小于30伏的電壓操作)電動(dòng)機(jī)器)包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可選擇性地推進(jìn)小齒輪95，以接合環(huán)形齒輪99。起動(dòng)器96可以被直接安裝至發(fā)動(dòng)機(jī)的前面或發(fā)動(dòng)機(jī)的后面。在一些示例中，起動(dòng)器96可經(jīng)由皮帶或鏈條將轉(zhuǎn)矩選擇性地供給至曲軸40。在一個(gè)示例中，當(dāng)不接合發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸時(shí)，起動(dòng)器96處于基本狀態(tài)。燃燒室30被示為分別經(jīng)由相應(yīng)的進(jìn)氣門52和進(jìn)氣門54與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。每個(gè)進(jìn)氣門和進(jìn)氣門可由進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進(jìn)氣凸輪51的位置可由進(jìn)氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可由排氣凸輪傳感器57確定。進(jìn)氣門52可通過氣門激活設(shè)備59被選擇性地激活和停用。排氣門54可通過氣門激活設(shè)備58被選擇性地激活和停用。燃料噴射器66被示為經(jīng)放置將燃料直接噴射到汽缸30內(nèi)，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的直接噴射。燃料噴射器66與來自控制器12的脈沖寬度成比例地輸送液體燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送到燃料噴射器66。另外，進(jìn)氣歧管44被示為與渦輪增壓器壓縮機(jī)162和空氣進(jìn)氣裝置42連通。軸161將渦輪增壓器渦輪164機(jī)械地聯(lián)接到渦輪增壓器壓縮機(jī)162。可選的電子節(jié)氣門62調(diào)節(jié)節(jié)流板64的位置，以控制從壓縮機(jī)162到進(jìn)氣歧管44的氣流。在一個(gè)示例中，可使用高壓、雙級(jí)燃料系統(tǒng)以生成較高的燃料壓力。在一些示例中，節(jié)氣門62和節(jié)流板64可以被放置在進(jìn)氣門52和進(jìn)氣歧管44之間，使得節(jié)氣門62為端口節(jié)氣門。響應(yīng)控制器12，無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)88經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。通用排氣氧(UEGO)傳感器126被示為聯(lián)接到催化轉(zhuǎn)換器70上游的排氣歧管48。可替代地，雙態(tài)排氣氧傳感器可替代UEGO傳感器126。在一個(gè)示例中，轉(zhuǎn)換器70能夠包括多塊催化劑磚。在另一個(gè)示例中，能夠使用多個(gè)排放控制裝置，每個(gè)排放控制裝置均帶有多塊磚。在一個(gè)示例中，轉(zhuǎn)換器70能夠是三元型催化劑。控制器12在圖1中示為常規(guī)微型計(jì)算機(jī)，其包括：微處理器單元(CPU)102、輸入/輸出端口(I/O)104、只讀存儲(chǔ)器(ROM)106(例如，非暫時(shí)性存儲(chǔ)器)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)108、保活存儲(chǔ)器(KAM)110和常規(guī)數(shù)據(jù)總線。控制器12被示為接收來自聯(lián)接到本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種方法，其包括：在停用發(fā)動(dòng)機(jī)的第二汽缸時(shí)，操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)的第一汽缸；在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中重新激活所述第二汽缸，其中供給所述第一汽缸燃料噴射的第一實(shí)際總數(shù)；以及在所述發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，供給所述第二汽缸燃料噴射的第二實(shí)際總數(shù)，所述燃料噴射的第二實(shí)際總數(shù)不同于所述燃料噴射的第一實(shí)際總數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
2014.10.20 US 14/518,6781.一種方法，其包括：
在停用發(fā)動(dòng)機(jī)的第二汽缸時(shí)，操作所述發(fā)動(dòng)機(jī)的第一汽缸；
在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中重新激活所述第二汽缸，其中供給所述第一汽缸燃
料噴射的第一實(shí)際總數(shù)；以及
在所述發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，供給所述第二汽缸燃料噴射的第二實(shí)際總
數(shù)，所述燃料噴射的第二實(shí)際總數(shù)不同于所述燃料噴射的第一實(shí)際總數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在無(wú)燃料流到所述汽缸、無(wú)火
花被供給至所述第一汽缸的情況下，使用閉合的汽缸閥門停用所述第二
汽缸，并且響應(yīng)活塞或汽缸溫度調(diào)節(jié)供給至所述第二汽缸的燃料噴射開
始正時(shí)和燃料噴射的所述實(shí)際總數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期
間，將所述第二汽缸的燃料噴射開始正時(shí)延遲到比所述第一汽缸的燃料
噴射開始正時(shí)延遲更多的正時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括，對(duì)于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)
循環(huán)之后的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)，響應(yīng)于自所述第二汽缸被重新激活后在所述第
二汽缸中的燃燒事件的實(shí)際總數(shù)，調(diào)節(jié)供給至所述第二汽缸的燃料噴射
開始正時(shí)和燃料噴射的所述實(shí)際總數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期
間重新激活第三汽缸，并且對(duì)于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)之后的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)，
響應(yīng)于自所述第三汽缸被重新激活后在所述第三汽缸中的燃燒事件的實(shí)
際總數(shù)，調(diào)節(jié)供給至所述第三汽缸的燃料噴射開始正時(shí)和燃料噴射的實(shí)
際總數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第二汽缸被停用時(shí)活塞

\t在所述第二汽缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且其中響應(yīng)于駕駛員需求轉(zhuǎn)矩，所述第
一汽缸燃燒變化的空氣和燃料量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中燃料噴射的所述第二實(shí)際總數(shù)
基于所述第二汽缸被停用的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的次數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，所述
第二汽缸的燃料噴射開始正時(shí)基于所述第二汽缸被停用的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的
次數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間，燃料
噴射的所述第二實(shí)際總數(shù)大于燃料噴射的所述第一實(shí)際總數(shù)。
10.一種方法，其包括：
在發(fā)動(dòng)機(jī)的第二汽缸被停用時(shí)，以第一燃料噴射開始正時(shí)燃燒在所述
發(fā)動(dòng)機(jī)的第一汽缸中的空氣和燃料；
在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間重新激活所述第二汽缸，并且以從...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：T·A·瑞帕薩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：福特環(huán)球技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US