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      發(fā)動機系統(tǒng)和操作直接噴射式發(fā)動機的方法與流程

      文檔序號:12039331閱讀:283來源:國知局
      發(fā)動機系統(tǒng)和操作直接噴射式發(fā)動機的方法與流程
      發(fā)動機系統(tǒng)和操作直接噴射式發(fā)動機的方法相關申請的交叉參考本申請要求在2012年5月21日提交的英國專利申請No.1208936.3的優(yōu)先權,該申請的全部內(nèi)容為了所有目的通過引用合并于此。技術領域本發(fā)明涉及直接噴射式發(fā)動機,尤其涉及以使來自發(fā)動機的微粒排放最小化的方式操作這種發(fā)動機。

      背景技術:
      各種政府法規(guī)和國際法規(guī)正被實施或研究以使微粒生成最小化。對于汽油直接噴射(GDI)而言,獲得非常精確的噴霧模式以便最小化微粒生成尤為重要。直接噴射和特別地GDI的一個問題是由于燃料噴射器的尖端部分暴露在燃燒過程中,所以在每個燃料噴射器的尖端部分上均堆積了沉積物。為了獲得所要求的精確的噴霧模式,燃料噴射器必須被生產(chǎn)為具有非常錯綜復雜的結構,例如銳邊,并且這些結構受到燃料噴射器的尖端部分上堆積的積碳的影響,導致增加的碳煙產(chǎn)物。通常,積碳具有碳基性質(zhì),并且作為燃燒過程的副產(chǎn)物產(chǎn)生。另外,因為積碳本質(zhì)上是多孔的,所以燃料能夠滲透到積碳中,并且然后在燃燒過程中晚期燃燒,導致碳煙的產(chǎn)生。為了降低或消除這種焦化,例如從日本專利公開JP-A-59041662中已知在燃料噴射器的噴射器尖端部分上提供催化劑涂層,從而促進降低積碳的堆積和/或去除積碳。本申請人已發(fā)現(xiàn)在標準工作條件下,當發(fā)動機處于欠負荷時,這種催化劑涂層有效地降低焦炭堆積,并且在發(fā)動機的操作期間有助于這種沉積物的去除。然而,問題是催化劑材料在輕負荷下或者在重復的停止啟動條件下不是非常有效,其中由于在這種條件下的燃料噴射器的尖端部分的相對低的溫度而能夠形成焦化。

      技術實現(xiàn)要素:
      根據(jù)本發(fā)明的第一方面,通過提供一種發(fā)動機系統(tǒng)來解決上述問題,該發(fā)動機系統(tǒng)包含具有汽缸的直接噴射式發(fā)動機,活塞在汽缸中被滑動地支撐,從而與汽缸蓋組合形成燃燒室;用于汽缸的燃料噴射器,其具有突出至燃燒室中的催化劑鍍膜尖端部分;以及電子控制器,其控制發(fā)動機的操作并且如果要求加熱燃料噴射器尖端,則在加熱操作模式中操作發(fā)動機。如果沒有請求加熱噴射器尖端部分,則電子控制器可操作為在標準操作模式中操作發(fā)動機。如果催化劑鍍膜尖端部分的溫度低于催化劑材料的點火溫度,則可以要求加熱燃料噴射器尖端。如果催化劑鍍膜尖端部分的溫度低于催化劑材料的點火溫度,并且要求噴射器尖端的脫焦,則可以要求加熱燃料噴射器尖端。以加熱模式操作發(fā)動機可包含通過使用電子控制器調(diào)整燃料噴射正時和被噴射入燃燒室中的燃料量中的至少一個,從而增加燃燒溫度。發(fā)動機可以是多汽缸發(fā)動機。在該情況中,以加熱模式操作發(fā)動機包含使用電子控制器停用發(fā)動機的至少一個汽缸,以便增加仍在操作的每個汽缸上的負荷。發(fā)動機的汽缸可以按預定的順序停用。每個停用的汽缸可被布置為在其停用時泵送空氣。以加熱模式操作發(fā)動機可包含至少一個汽缸以富化學計量操作和至少一個汽缸以稀化學計量操作,以便促進至少一個稀操作的汽缸中的增加的燃燒溫度和氧化環(huán)境。以加熱模式操作發(fā)動機可包含至少一個汽缸以稀化學計量操作和至少一個汽缸以比稀化學計量操作的至少一個汽缸更稀地操作,以便在至少一個更稀操作的汽缸內(nèi)促進增大的燃燒溫度。所述發(fā)動機可以是火花點火式發(fā)動機,并且以加熱模式操作所述發(fā)動機可包含通過使用電子控制器將點火正時調(diào)整至相對于標準正時位置延遲和提前的點火正時中的一個,從而增加燃燒溫度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種操作直接噴射式燃燒發(fā)動機的方法,發(fā)動機的每個汽缸具有含催化劑鍍膜尖端部分的燃料噴射器,該催化劑鍍膜尖端部分暴露至燃燒產(chǎn)物;該方法包含響應于加熱燃料噴射器尖端的請求以加熱操作模式操作發(fā)動機。如果沒有請求加熱燃料噴射器尖端部分,則該方法可包含在標準操作模式下操作發(fā)動機。如果催化劑鍍膜尖端部分的溫度低于催化劑材料的點火溫度,則可以請求加熱燃料噴射器尖端。如果催化劑鍍膜尖端部分的溫度低于催化劑材料的點火溫度并且要求噴射器尖端脫焦,則可以請求加熱燃料噴射器。以加熱模式操作發(fā)動機可包含調(diào)整燃料噴射正時和噴射至每個操作汽缸中的燃料量中的至少一個。所述發(fā)動機可以是多汽缸發(fā)動機。在該情況中,以加熱模式操作發(fā)動機可包含停用發(fā)動機的至少一個汽缸,以便增大仍在操作的汽缸上的負荷。發(fā)動機的汽缸可以按預定順序被停用。每個停用的汽缸可被布置為在其停用時泵送空氣。以加熱模式操作發(fā)動機可包含至少一個汽缸以富化學計量操作和至少一個汽缸以稀化學計量操作,以便促進至少一個稀操作的汽缸中的增加的燃燒溫度和氧化環(huán)境。以加熱模式操作發(fā)動機可包含至少一個汽缸以稀化學計量操作以及至少一個汽缸以比所述稀化學計量操作的至少一個汽缸更稀地操作,以便在至少一個更稀操作的汽缸內(nèi)促進增大的燃燒溫度。所述發(fā)動機可以是火花點火式發(fā)動機,并且以加熱模式操作發(fā)動機可包含針對每個操作汽缸,將點火正時調(diào)整至相對于標準正時位置延遲和提前的點火正時中的一個。通過單獨或結合附圖的以下具體實施方式,本發(fā)明的上述優(yōu)勢和其他優(yōu)勢以及特征將易于變得顯然。應理解,提供上述發(fā)明內(nèi)容是要以簡化的形式介紹所選概念,其將在具體實施方式中得到進一步說明。這并不意味著確立要求保護的主題的關鍵或必要特征,其范圍僅由具體實施方式后的權利要求限定。另外,要求保護的主題不限于解決上述或在本發(fā)明中任何部分中指出的任何缺點的實施方式。此外,本文的發(fā)明人已認識到在此指出的缺點,并且不認為它們是已知的。附圖說明圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的發(fā)動機系統(tǒng)的方框圖;圖2A是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的形成部分發(fā)動機系統(tǒng)的直接噴射式直列三缸發(fā)動機的一個汽缸的示意性截面圖。圖2B是穿過在圖2所示的發(fā)動機中使用的燃料噴射器的尖端部分的放大的截面圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二方面的操作直接噴射式發(fā)動機的方法的高水平流程圖;圖4是使用本發(fā)明獲得優(yōu)勢的V-6發(fā)動機配置的方框圖;圖5是使用本發(fā)明獲得優(yōu)勢的I4發(fā)動機配置的方框圖。具體實施方式特別參考圖1、2A和2B,其示出了具有發(fā)動機系統(tǒng)5的機動車輛1,發(fā)動機系統(tǒng)5包含直接噴射式三缸往復式活塞內(nèi)燃發(fā)動機20、用于發(fā)動機20的排氣后處理裝置21、電子控制器40、呈現(xiàn)為加速器踏板15形式的操作者需求輸入裝置和相關聯(lián)的加速器踏板位置傳感器16。應當明白的是,電子控制器40可包含若干互連的電子控制器、控制單元或電子處理器,例如點火控制器、燃料噴射控制器和動力系控制器,并且僅為了圖示說明的目的而顯示為單個單元。發(fā)動機系統(tǒng)5還包括排氣溫度傳感器18以及與發(fā)動機20的飛輪9上的齒環(huán)關聯(lián)的發(fā)動機轉速傳感器31,所述排氣溫度傳感器18用于提供指示進入后處理裝置21的排氣的溫度的輸出。應當明白的是,能夠使用用于測量發(fā)動機轉速的其他裝置,并且本發(fā)明不限于使用齒環(huán)和發(fā)動機轉速傳感器。還應當明白的是,排氣溫度能夠被建模并且無需被測量。在該情況中,發(fā)動機20包含直列布置的三個汽缸11、12和13,它們是兩個外部汽缸11、13和插入兩個外部汽缸11、13之間的中間汽缸12。排氣歧管6將通過排氣管7離開發(fā)動機20的排氣引導至后處理裝置21,并且尾管8將來自后處理裝置21的排氣傳輸至大氣,如箭頭“E”所指示。應當明白的是,后處理裝置20可以是適用于降低發(fā)動機20的排放的任意已知類型,并且可以存在不止一種類型的連接至排氣管7的排氣后處理裝置。還應當明白的是,用于降低排氣噪音的一個或更多裝置可被裝配至一個或更多個后處理裝置21下游的尾管8中。進氣歧管17將來自大氣的空氣引導至發(fā)動機20中。在一些情況中,如果渦輪增壓器或其他形式的進氣增壓器被裝配至發(fā)動機20,則進入進氣歧管17的空氣可以具有增大的壓力。通過加速器踏板位置傳感器16感測加速器踏板15的位置,并且來自傳感器16的輸出作為輸入被供應至電子控制器40,在電子控制器40中,所述輸入被處理以提供操作者發(fā)動機扭矩需求的指示。來自發(fā)動機轉速傳感器41的輸出作為當前發(fā)動機轉速的指示被電子控制器40使用。圖2A為發(fā)動機20的汽缸11或12或13中的一個的橫截面,其更加詳細地示出了發(fā)動機20的結構。在該情況中,發(fā)動機20包括具有限定汽缸11、12、13的三個汽缸孔24的發(fā)動機體22。每個汽缸11、12、13具有各自的燃燒室30,并且每個燃燒室30通過發(fā)動機20的汽缸蓋28、各自的汽缸孔24以及各自的活塞10限定。每個活塞10由各自的汽缸孔24沿各自的汽缸11、12和13的縱軸線42滑動地支撐。每個活塞10被設置為在其各自的汽缸孔24內(nèi)往復運動,并且通過連桿(未示出)以傳統(tǒng)方式被耦接至曲軸(未示出)。每個活塞10包括圓頂,所述圓頂具有形成于其中的燃燒槽(combustionbowl)14,從而產(chǎn)生期望的空氣燃料混合物云團。汽缸蓋28包括各種排氣道46和進氣道48,從而接納氣體進入三個汽缸11、12和13并從所述汽缸中排出氣體。在所公開的實施例中,每個汽缸11、12和13包括兩個進氣道48和兩個排氣道46(在圖2A中僅示出進氣道和排氣道各一個)。本領域普通技術人員應當明白的是,可替換的配置可具有不同數(shù)量的進氣道和排氣道。每個燃燒室30包括用于每個進氣道48的進氣門50和用于每個排氣道46的排氣門52。每個進氣門50選擇性地將各自的燃燒室30耦接至關聯(lián)的進氣歧管17(在圖2A中未示出)。類似地,每個排氣門52選擇性地將各自的燃燒室30耦接至關聯(lián)的排氣歧管6(在圖2A中未示出)。應當明白的是,進氣歧管17和/或排氣歧管6可以與汽缸蓋28一體形成或基于特定應用可以是分離的組件。例如,可以使用任意數(shù)量的已知策略或使用電磁閥致動器來操作發(fā)動機20的進氣門50和排氣門52,所述已知策略包括傳統(tǒng)的凸輪軸布置、可變凸輪軸正時和/或可變升程布置。每個燃燒室30還包括點火源,在該情況中,點火源表現(xiàn)為延伸穿過各個汽缸11、12和13的頂部的各個火花塞62的形式。每個燃燒室30還包括被安裝在汽缸蓋28內(nèi)的關聯(lián)的燃料噴射器60。每個燃料噴射器60具有尖端部分61,所述尖端部分位于各個燃燒室30內(nèi),并且在使用時被暴露至燃燒產(chǎn)物。在所示的側向安裝的燃料噴射器60的情況中,每個燃料噴射器60的縱軸線設置為相對于各個汽缸11、12和13的汽缸縱軸線42成某角度,并且該角度將取決于特定應用和實施方式。應當明白的是,燃料噴射器60無需側向安裝,并且能夠在頂部安裝,以便向下噴霧而不是側向安裝,并且本發(fā)明不限于任何特定的燃料噴射器位置或取向。每個尖端部分61包括至少一個孔徑、孔洞或噴口,通過使用所述孔徑、孔洞或噴口,燃料被噴射至各個燃燒室30中。在該情況中,每個尖端部分61具有八個孔徑64,這些孔徑在被激活時產(chǎn)生進入各個燃燒室30的八個錐形燃料噴霧。應當明白的是,本發(fā)明不限于與多孔洞噴射器配置一起使用,而其他噴射器配置,例如向外打開的閥配置,例如公布的歐洲專利申請EP-A-1854995中所示的噴射器,也將通過使用本發(fā)明而受益。每個尖端部分61具有向其施加的催化劑涂層65,從而最小化尖端部分61上的通常被稱為焦炭的碳基沉積物的堆積。在該情況中,催化劑涂層65僅被施加至尖端部分61的端面,但是在其他實施例中,能夠使用其他涂層布置。在操作過程中,響應于由發(fā)動機控制器40產(chǎn)生的一個或更多相應的燃料噴射信號,每個燃料噴射器60通過其八個孔徑64基本同時將燃料直接噴霧至各個燃燒室30中,從而形成期望的燃料噴霧模式。因此,在該情況中,發(fā)動機系統(tǒng)5包含具有三個汽缸11、12和13的三汽缸直接噴射式發(fā)動機20,在三個汽缸中的每個中,相應的活塞10被滑動地支撐以便與汽缸蓋28組合形成燃燒室30。每個汽缸11、12、13具有各自的燃料噴射器60,所述燃料噴射器60具有延伸穿過各個汽缸11、12和13的汽缸壁22以便突出至燃燒室30中的催化劑鍍膜尖端部分61。電子控制器40被布置為控制發(fā)動機20的操作,并且能夠至少以標準操作模式和加熱操作模式操作發(fā)動機20。在標準操作模式中,發(fā)動機20被操作以滿足操作者做出的由節(jié)氣門踏板15的位置指示的扭矩需求。當以標準操作模式操作時,所述正時和被噴射的燃料量是在不產(chǎn)生高水平排氣排放物的情況下以有效方式滿足所請求的扭矩需求所必需的。類似地,點火正時被設定成標準位置,以便在發(fā)動機20的各個燃燒室30內(nèi)產(chǎn)生有效的燃燒。當發(fā)動機20在低負荷情況下操作時,例如在交通中怠速,或車輛1以要求非常小的扭矩輸出的低速移動,或車輛1遭遇重復和頻繁的停止和啟動時,各個燃料噴射器60的燃料噴射器尖端部分61的溫度將趨于降至類似于發(fā)動機20周圍物質(zhì)的溫度,其通常在100℃的范圍內(nèi)。因為噴射器尖端部分61所鍍覆的催化劑材料僅在點火溫度(在該情況下為200℃)以上才有效操作,所以低于該點火溫度的操作將幾乎不產(chǎn)生或不產(chǎn)生有益的催化劑效應,從而允許出現(xiàn)焦化。應當明白的是,實際的點火溫度將取決于催化劑材料的成分,并且僅以舉例的方式提供200℃。因此,電子控制器40可操作為確定是否要求加熱燃料噴射器尖端61,并且如果要求加熱,則以加熱操作模式操作發(fā)動機20。電子控制器40可通過使用直接測量溫度和比較所測量的溫度和溫度下限值(例如200℃)而確定是否要求加熱。在該情況中,溫度傳感器需要位于每個燃料噴射器60上,以及來自各個溫度傳感器的輸出將通過電子控制器40接收,并且與上述溫度下限比較。應當明白的是,實際上無需測量尖端部分61的溫度,可以測量靠近尖端部分61的溫度,并且然后使用憑經(jīng)驗產(chǎn)生的轉換,該轉換能夠被存儲在電子控制器40中的查找表中或能夠具有可執(zhí)行方程式的形式,從而將被測量的溫度轉換成尖端部分溫度。作為進一步選擇,能夠基于各種發(fā)動機傳感器對所述溫度建模,例如通過發(fā)動機冷卻劑溫度、汽缸蓋溫度、發(fā)動機轉速、發(fā)動機負荷或點火正時,能夠提供有關燃燒溫度和/或排氣溫度的估計,據(jù)此在要求加熱尖端部分時,能夠推斷所述溫度。作為直接溫度測量或模擬溫度的替換,能夠根據(jù)發(fā)動機20的占空比推斷出尖端部分61的溫度。也就是,發(fā)動機20的轉速和來自節(jié)氣門踏板的扭矩需求或其他燃燒變量,例如空氣充氣、火花正時、進氣口溫度和凸輪正時,能夠被用于確定發(fā)動機工況何時可能需要加熱噴射器尖端61,以便有效操作催化劑材料。除上述外,加熱模式的進度可以不僅基于尖端部分61的溫度,還基于累積模型。也就是,可能是下列情況,即并非每一次尖端部分61的溫度經(jīng)測量或估計為低于點火溫度時均使用加熱模式,而可能的是僅在尖端部分61的溫度經(jīng)測量或估計為低于點火溫度并且根據(jù)累積模型預測的積碳被估計為可能顯著地并且不利地影響燃料噴霧模式時才應用加熱模式。每當不要求加熱噴射器尖端部分61時,電子控制器40可操作為以上述標準操作模式操作發(fā)動機20。若干方法能夠被用于增加尖端部分61的溫度。在第一種方案中,以加熱模式操作發(fā)動機包含通過使用電子控制器40將點火正時調(diào)整至相對于標準正時位置延遲和提前的點火正時中的一個,從而增加燃燒溫度。因此,第一種方案是基于火花調(diào)整的,其遠離最佳扭矩的最優(yōu)正時。該調(diào)整影響在燃燒過程中穿過發(fā)動機20的空氣和燃料的質(zhì)量流量以及氣體溫度。使用火花延遲增加質(zhì)量流量,并且能夠增加在燃燒室內(nèi)消耗的總能量,然而,火花延遲將趨于較低的峰值溫度和峰值壓力。通過與火花點火事件同步地噴射一部分燃料以便產(chǎn)生穩(wěn)定點火,能夠促進極端水平的火花延遲。使用火花提前,也就是,比最佳扭矩的正時更提前的點火正時,將增加質(zhì)量流量,并且增加燃燒溫度和壓力。因此,隨著更多廢能在燃燒室內(nèi)消耗,火花提前更可能促進噴射器尖端部分61處的快速的熱量上升,然而,在火花延遲的情況下,過剩的能量往往從燃燒室30排出,并且將增加流入后處理裝置21的排氣的溫度。因此,火花延遲在發(fā)動機20冷啟動時會是有用的,而火花提前在發(fā)動機20已操作一段時間并且后處理裝置21有效操作的情況下會更加有利。如果使用大級別的火花提前,則可通過調(diào)整與火花事件一致的一部分燃料噴射事件而改善燃燒穩(wěn)定性和進給氣體排放。以加熱模式操作發(fā)動機還能夠包含通過使用電子控制器40調(diào)整燃料噴射正時和噴射入每個燃燒室30中的燃料量中的至少一個,從而增加燃燒溫度。例如,通過稀操作一個汽缸,同時富操作其他汽缸以便補償。這樣可保持按化學計量操作排氣(對后處理有好處),但是增加了出現(xiàn)脫焦的汽缸內(nèi)的溫度。應當明白的是,略稀地運行汽缸將增加該汽缸內(nèi)的燃燒溫度并且產(chǎn)生氧化環(huán)境。在單個汽缸發(fā)動機的情況中,能夠在稀和富之間調(diào)制汽缸,以便隨時間的平均排氣是按化學計量的。這樣可保持按化學計量操作排氣(對后處理有好處),但是增加了出現(xiàn)脫焦的汽缸內(nèi)的溫度。然而,這樣的技術要求扭矩補償以避免喘振。通過火花正時調(diào)整能夠在火花點火式發(fā)動機上實現(xiàn)扭矩補償。在僅可應用于具有多于一個汽缸的發(fā)動機例如多汽缸發(fā)動機的第二種方案中,可通過選擇性停用發(fā)動機20的多個汽缸中的一個而實現(xiàn)燃料噴射器尖端部分61的加熱。因此,在該情況中,以加熱模式操作發(fā)動機20包含使用電子控制器40來停用發(fā)動機20的汽缸11、12和13中的至少一個,以便增加仍在操作的每個汽缸11、12和13上的負荷。發(fā)動機20的汽缸11、12和13以基于汽缸11、12和13的點燃次序的預定順序被停用,以便最小化扭矩波動。應當明白的是,在具有多于兩個汽缸的發(fā)動機中,多于一個汽缸能夠被同時停用,從而進一步增加仍處于操作中的汽缸上的負荷。在通過舉例的方式在此提供的三缸發(fā)動機20的情況中,汽缸11、12、13以11、12、13;11、12、13等的順序一次停用一個。停用的汽缸可以在發(fā)動機20的預定量的循環(huán)中保持停用,或者可以保持停用,直到操作汽缸的各個燃料噴射器尖端部分61上的催化劑涂層65被充分加熱以激活所述汽缸。應當明白的是,當停用的汽缸11、12、13被再次激活時,快速加熱對于松動或去除累積在各個燃料噴射器尖端部分61上的任何積碳將具有有益效果。與停用事件關聯(lián)的冷卻同樣可以對松動積碳具有積極作用。優(yōu)選地,每個停用的汽缸11、12、13布置為在其被停用時泵送空氣,這可以僅通過不向各個停用的汽缸11、12、13供應燃料而實現(xiàn)。應當明白的是,點火調(diào)整的使用還能夠被應用至未停用的汽缸11、12、13。以便例如仍在操作的汽缸可以使用提前或延遲的點火正時設置而被操作。現(xiàn)在特別地參考圖3,其示出了由電子控制器40使用以控制發(fā)動機20的操作的方法100。方法100開始并且前進至步驟110,其為車輛1的發(fā)動機運行事件。也就是,在發(fā)動機20運行時開始該方法。然后,方法100前進至步驟120,在此確定是否要求加熱燃料噴射器尖端61。如上所述,這能夠基于溫度測量或建模,或者能夠根據(jù)發(fā)動機20的占空比推斷。如果確定無需加熱,則方法100前進至步驟135,在此使用標準發(fā)動機操作模式來控制發(fā)動機20的操作。也就是,需要點火正時和加注燃料,從而以有效和低排放的方式滿足請求的扭矩需求。然后,該方法從步驟135前進至步驟140,在此確定發(fā)動機20是否仍在運行。如果發(fā)動機20并未運行,則該方法在步驟200處結束,否則該方法返回至步驟120,以便再次檢查是否要求加熱。返回至步驟120,如果要求加熱,則方法100前進至步驟130,在此電子控制器40以加熱操作模式操作發(fā)動機20。在上述加熱操作模式中,采用各種技術將燃料噴射器尖端部分61的溫度從其當前溫度增加至一溫度,在該溫度下施加至每個燃料噴射器尖端部分61的催化劑涂層65被激活以協(xié)助從燃料噴射器尖端部分61去除焦炭。如前面所提及的,加熱模式的進度可以不僅基于尖端部分61的溫度,還基于累積模型。在該情況中,方法步驟120將會被下列步驟代替,即需要為將進入的加熱模式呈現(xiàn)來自累積模型的累積物溫度和預定累積水平的組合。例如,步驟120可采用以下形式:如果Ttip<Tlight-off并且A>Alimit,則進入加熱模式;否則使用標準模式。其中:Ttip=測量或估計的噴射器尖端溫度;Tlight-off=催化劑材料的點火溫度;A=來自累積模型的估計累積;以及Alimit=累積水平,超過該水平能夠預期對噴霧模式產(chǎn)生顯著不利的影響。作為進一步的替代方案,步驟120能夠被替換為噴射器尖端溫度和自最后脫焦事件發(fā)生起過去的時間的組合,或者所述時間可以是基于來自累積模型的預測積碳水平的可變時限。如上所述,加熱模式能夠使用這樣的點火正時,其相對于可被用于標準操作模式的點火正時被提前或延遲,并且能夠包括調(diào)整被噴射的燃料正時和/或被噴射的燃料量??商鎿Q地或結合這些方案,在多缸發(fā)動機的情況中,電子控制器40能夠通過停用發(fā)動機20的汽缸11、12、13中的至少一個而以加熱模式操作發(fā)動機20,以便增加仍在操作的汽缸11、12、13上的負荷。如上文所述,發(fā)動機20的汽缸11、12、13按預定的順序被停用,并且未被停用的每個汽缸11、12、13按稀化學計量操作,以便在各個汽缸11、12、13內(nèi)產(chǎn)生氧化環(huán)境。優(yōu)選地,每個停用的汽缸11、12、13被布置為在其被停用時泵送空氣??梢酝S弥令A定數(shù)量的汽缸的燃料噴射,從而增加剩余汽缸的負荷,并且所述預定數(shù)量的汽缸可以通過排氣歧管耦接至第一催化轉化器,并且所述剩余汽缸通過另一排氣歧管耦接至第二催化轉化器。在V-6發(fā)動機中,預定數(shù)量的汽缸可包含V-6發(fā)動機的一組汽缸,并且所述剩余汽缸包含所述V-6發(fā)動機的另一組汽缸。在I-4發(fā)動機中,所述預定數(shù)量的汽缸可包含I-4發(fā)動機的兩個外部汽缸,并且所述剩余汽缸可包含所述I-4發(fā)動機的兩個內(nèi)部汽缸。停用的汽缸的燃料噴射器可以同樣被停用,同時進氣門和排氣門保持可操作。以這種方式,空氣通過進氣門泵送至并且通過排氣門泵送出通過停用適當?shù)娜剂蠂娚淦鞫煌S玫哪切┢?。然后,采取進一步步驟以防止這種被泵送空氣進入被耦接至未被停用的汽缸的催化轉化器。這種空氣的耦接將造成整體稀排氣環(huán)境,其中過量空氣可防止催化轉化器還原氮氧化物(NOx)。過量空氣還可導致過量氧氣存儲在催化轉化器內(nèi),這會削弱其還原氮氧化物的能力。這通常也被稱為催化劑中毒??梢酝ㄟ^使將被停用的汽缸耦接至一個催化轉化器以及將未被停用的其他汽缸耦接至其他催化轉化器而克服這些潛在的問題。下面將參考圖4和圖5描述催化轉化器的這種分離的示例。然后該方法從步驟130前進至步驟140,在此確定發(fā)動機20是否仍在運行。如果發(fā)動機20并未運行,則該方法在步驟200處結束,否則該方法返回至步驟120再次檢查是否要求加熱。盡管已經(jīng)通過參考三缸汽油直噴發(fā)動機以示例性方式描述了本發(fā)明,但應當明白的是,其不限于用在這種發(fā)動機上,并且能夠被應用至具有不同數(shù)量的汽缸的發(fā)動機。在圖4和圖5中示出了不同發(fā)動機的非限制性示例。參考圖4,其示出了V-6發(fā)動機,其中每組3個燃燒室30被顯示為具有排氣歧管,并且管道通向其自身的催化轉化器70。以此方式,可以通過一次截止一組發(fā)動機的燃料噴射器來停用該組發(fā)動機。圖5示出了I-4發(fā)動機,其中兩個外側汽缸30的排氣具有一個排氣歧管并且導管通向催化轉化器70,并且兩個內(nèi)側汽缸類似地共享排氣歧管,并且導管通向分離的催化轉化器70。以此方式,可以通過一次截止一組汽缸的燃料噴射器來停用該組汽缸,該組汽缸可以是內(nèi)側或外側汽缸。圖4和圖5所示的將汽缸組分成不同的催化轉化器的這種分離允許汽缸被停用,而不使穿過催化轉化器的排氣流變稀以至于改變?nèi)缟纤鲞€原NOx的能力。這種方案也可以被施加至使用其他燃料類型的直接噴射式發(fā)動機。在直接噴射式壓縮點火(柴油)發(fā)動機的情況中,應當明白的是,噴射正時能夠被用于增加燃燒溫度而不是改變火花正時。在柴油發(fā)動機中,比化學計量略稀的操作是正常的,并且因此在該情況中,可以通過通常所謂的稀化學計量操作至少一個汽缸并且比至少一個稀化學計量操作的汽缸更稀地操作發(fā)動機的至少一個汽缸而使加熱得到加強,從而在至少一個更稀地操作的汽缸中促進燃燒溫度的增加。本發(fā)明提供用于發(fā)動機的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括具有汽缸的直接噴射式發(fā)動機,活塞在汽缸中被滑動地支撐,從而與汽缸蓋組合形成燃燒室;用于汽缸的燃料噴射器,其具有突出至燃燒室中的催化劑鍍膜尖端部分;以及電子控制器,其控制發(fā)動機的操作并且如果請求加熱燃料噴射器尖端,則以加熱操作模式操作發(fā)動機。本發(fā)明提出了用于加熱燃料噴射器尖端的各種方法,包括操作汽缸數(shù)量減少的發(fā)動機,以及改變?nèi)剂蠂娚湔龝r和被噴射的燃料量以及點火正時中的一個或多個,以便增加燃燒溫度。本領域技術人員應當明白的是,盡管參考一個或更多實施例以示例性方式描述了本發(fā)明,但本發(fā)明不限于所公開的實施例,并且在不背離由所附權利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下,能夠構建可替換的實施例。應當注意,本文所包括的示例性控制和估算例程能夠被用于各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置。在此描述的特定例程可表示任何數(shù)量的處理策略中的一個或更多,例如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務、多線程、等等。類似地,所示的各種動作、操作和/或功能可按所示次序執(zhí)行、并列執(zhí)行、或在一些情況下被省略。同樣地,未必需要按所述處理順序?qū)崿F(xiàn)在此描述的示例性實施例的特征和優(yōu)勢,所述處理順序被提供以便于解釋和說明。根據(jù)所使用的特定策略,可重復執(zhí)行所示動作、操作和/或功能中的一個或更多。此外,所述的動作、操作和/或功能可通過圖形表示這樣的代碼,其將被編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非臨時性存儲器內(nèi)。應明白,因為可以有多種變體,所以本文所公開的配置和例程本質(zhì)上是示例性的,并且這些特定的實施例不被視作具有限制意義。例如,上述技術能夠被應用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4缸和其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合。下列權利要求特別指出被視為是新穎和非顯而易見的特定組合和子組合。這些權利要求可涉及“一個”元件或“第一”元件或其等價物。這種權利要求應理解成包括一個或更多此類元件的結合,既不要求也不排除兩個或更多此類元件。公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過本權利要求的修改或通過在本申請或相關申請中提交的新權利要求而要求保護。這些權利要求,無論比原始權利要求的范圍更寬、更窄、等同或不同,均被視作包括于本發(fā)明的主題內(nèi)。
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