專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的超速運(yùn)轉(zhuǎn)中中斷燃料供給的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在裝備催化劑的內(nèi)燃機(jī)的超速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中在考慮催化劑溫度的條件下中斷燃料供給的方法。
這種方法在US4,322,947中已公開(kāi)，依據(jù)該文獻(xiàn)，利用節(jié)流閥開(kāi)關(guān)將一個(gè)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的節(jié)流閥置于接通狀態(tài)。這種狀態(tài)用信號(hào)通知一個(gè)封閉的節(jié)流閥，同時(shí)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速超過(guò)1000-1500轉(zhuǎn)/分的闞值，此狀態(tài)被視為超速運(yùn)轉(zhuǎn)，并且被當(dāng)作中斷內(nèi)燃機(jī)燃料供給的第一條件。
另外，連續(xù)采集催化劑的溫度數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與一個(gè)處于催化劑工作溫度范圍內(nèi)的闞值相比較。超過(guò)該溫度是中斷燃料供給的第二個(gè)條件，由此，在超速運(yùn)行中燃料供給的中斷只能在上述溫度以上進(jìn)行。
上述措施可以避免在超速運(yùn)行階段由于中斷燃料供時(shí)較冷廢氣的冷卻作用，而使催化劑的溫度降低到其工作溫度以下。
對(duì)車(chē)輛而言，在超速運(yùn)行時(shí)中斷燃料供給，肯定會(huì)使催化劑的轉(zhuǎn)化能力較快地?fù)p失掉。迄今為止，人們?nèi)萑讨袛嗳剂瞎┙o帶來(lái)的上述缺點(diǎn)，因?yàn)橹袛嗳剂瞎┙o也會(huì)帶來(lái)優(yōu)點(diǎn)，例如總油耗降低和發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用的改善。
本發(fā)明的目的是提供一種方法，用該方法既可以保持在超速運(yùn)行時(shí)中斷燃料供給所帶來(lái)的上述優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又可以避免或至少減少催化劑迅速老化的缺點(diǎn)。
上述目的是由權(quán)利要求1的特征組合實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的核心構(gòu)思是，在超速運(yùn)行中在催化劑的臨界溫度以上禁止中斷燃料供給。在運(yùn)行實(shí)踐中，這會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果在絕大多數(shù)情況下，中斷燃料供給的傳統(tǒng)功能均得以保留，因此上述的那些優(yōu)點(diǎn)也隨之保留著；在少數(shù)特殊情況下，例如在以較高或很高的功率運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間以后，本發(fā)明的方法將限制中斷燃料供給的禁令。這樣，一方面行駛性能在正常運(yùn)行過(guò)程中不受影響，另一方面將避免催化劑的老化，在催化劑處于高溫時(shí)燃料中斷造成的氧氣過(guò)剩會(huì)加速這種老化。
本發(fā)明的實(shí)施例在下文和附圖中進(jìn)行描述。


圖1表示實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，圖2表示圖1中實(shí)施本發(fā)明方法的控制裝置的結(jié)構(gòu)；圖3表示本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖4表示出直觀的條件，在這些條件下在超速運(yùn)行中不中斷燃料。
圖1中，1表示內(nèi)燃機(jī)，它具有控制裝置2、進(jìn)氣系統(tǒng)3及帶催化劑5的排氣系統(tǒng)4。為了監(jiān)測(cè)不同的工作特性參數(shù)，設(shè)置了傳感器6、7、8、9、10和11。這些傳感器依次測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量Q(傳感器6)、節(jié)流閥12的角位置α(傳感器7)、溫度Tmot(傳感器8)、內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速n(傳感器9)、廢氣中的氧含量(λ傳感器10)及催化劑溫度Tkat(傳感器11)，并將上述信號(hào)送至控制裝置2。該控制裝置2處理這些信號(hào)以便控制內(nèi)燃機(jī)，它通過(guò)是產(chǎn)生燃料計(jì)量信號(hào)ti來(lái)控制燃料計(jì)量裝置12。
就與本發(fā)明的本質(zhì)相聯(lián)系而言，該設(shè)備的基本功能在于為所有工況的內(nèi)燃機(jī)提供所需組份的燃料/空氣混合物，所述的工況由不同的輸入?yún)?shù)來(lái)限定。
為此，上述控制裝置原則上依圖2所示的那樣進(jìn)行工作。根據(jù)圖2，一個(gè)中央處理單元2.1連接在輸入單元2.2和輸出單元2.3之間，存取存儲(chǔ)單元2.4中的程序和數(shù)據(jù)。
圖3公開(kāi)了一個(gè)用流程圖表示的本發(fā)明的實(shí)施例。該流程開(kāi)始后，在步驟S1中，已提及的那些輸入?yún)?shù)被讀入。在步驟S2判斷作為中斷燃料供給的第一條件-超速運(yùn)行是否存在。該超速運(yùn)行例如可以通過(guò)一個(gè)節(jié)流閥的接通同時(shí)一個(gè)高于怠速的轉(zhuǎn)速闞值被超過(guò)來(lái)顯示出來(lái)。當(dāng)車(chē)輛駕駛員讓發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，例如行駛在斜坡上常見(jiàn)的那樣，上述條件得到滿足。如果該問(wèn)題被否定，則程序經(jīng)步驟S3進(jìn)入正常運(yùn)行，S3連接著S4，在步驟S4中產(chǎn)生一個(gè)燃料計(jì)量信號(hào)，例如噴射脈沖寬度ti，并且將信號(hào)輸出至一個(gè)或多個(gè)噴射閥上。
上述正常運(yùn)行步驟將依次在噴射時(shí)間光柵中周期性地運(yùn)行。
在其他過(guò)程中超速運(yùn)行出現(xiàn)，步驟S2的問(wèn)題得到“是”的回答，接著到達(dá)詢問(wèn)步驟S5，在該步驟中催化劑溫度Tkat與一個(gè)闞值Tschw相比較。從后述的例外中可以看到，該闞值處于催化劑允許溫度的上部區(qū)域，并且催化劑溫度未達(dá)到闞值，此時(shí)，步驟S5的問(wèn)題回答為“否”。步驟S4中的Ti不能形成，如同超速運(yùn)行存在那樣。在圖3中這一切由方框S6顯示出來(lái)，它象征著中斷燃料供給。
如果內(nèi)燃機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間地以大功率運(yùn)行，則催化劑溫度與低功率運(yùn)行時(shí)催化劑溫度相比到達(dá)很高的數(shù)值(約高于850℃)。一般來(lái)說(shuō)，如果在超速運(yùn)行中中斷燃料供給則溫度較低的廢氣會(huì)帶來(lái)冷卻效果，但是，隨著這種正面效果而來(lái)的也有其他缺點(diǎn)。由于催化劑的高溫和氧的過(guò)剩，催化劑材料發(fā)生部分不可逆的氧化，從而導(dǎo)致催化劑迅速老化。為阻止這種加劇的老化，根據(jù)本發(fā)明，燃料供給的中斷只有在超速運(yùn)行中催化劑溫度低于闞值Tschw(參見(jiàn)圖3的步驟S5和S6)時(shí)才是允許的。相反，如果超過(guò)該闞值Tschw，雖然超速運(yùn)行存在，但程序?qū)牟襟ES5走向步驟S4，這意味著燃料計(jì)量信號(hào)形成并輸出了。換言之，在這種情況下向內(nèi)燃機(jī)的燃料供給不中斷。
上述催化劑的溫度可以例如通過(guò)一個(gè)與該催化劑熱連接的溫度傳感器檢測(cè)出來(lái)。這種熱連接還設(shè)置在催化劑結(jié)構(gòu)附近的廢氣傳感器上，由此，從廢氣傳感器的溫度可以得出催化劑的溫度，廢氣傳感器的溫度可以通過(guò)測(cè)量傳感器內(nèi)阻或者利用傳感器信號(hào)而得知。另外，催化劑的溫度還可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如負(fù)荷和轉(zhuǎn)速模型化地計(jì)算出來(lái)，這種辦法的優(yōu)點(diǎn)是，不需要使用特殊的催化劑傳感器。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在超速階段之前的某一時(shí)間間隔內(nèi)在一定的負(fù)荷/轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，尤其可以將高的催化劑溫度列入由負(fù)荷與轉(zhuǎn)速值構(gòu)成的平面上的一些特定區(qū)域內(nèi)，并禁止燃料中斷。在圖4中相應(yīng)的區(qū)域以陰影表示。
除將負(fù)荷與轉(zhuǎn)速綜合考慮之外，在一個(gè)簡(jiǎn)化的實(shí)施例中，也可以利用上述參數(shù)中的單獨(dú)一個(gè)作為決定的依據(jù)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在超速階段之前以高負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速運(yùn)行的情況下，不停止燃料供給。
另外，可以通過(guò)一個(gè)接通的節(jié)流閥或者超過(guò)負(fù)荷闞值來(lái)定義超速運(yùn)行。例如，在噴射脈沖寬度ti的產(chǎn)生過(guò)程中，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)燃機(jī)單次沖程負(fù)荷信號(hào)tl與Q/n成正比，可以通過(guò)一個(gè)與轉(zhuǎn)速有關(guān)的tl闞值被超過(guò)來(lái)定義超速運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.在帶有催化劑的內(nèi)燃機(jī)在超速過(guò)程中中斷燃料供給的方法，包括確定上述催化劑的溫度，至少根據(jù)上述溫度中斷燃料供給，其特征在于檢查上述催化劑溫度是否滿足一個(gè)條件，該條件反映高的催化劑溫度；僅當(dāng)上述條件未滿足時(shí)，才中斷燃料供給。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于一個(gè)與上述催化劑熱連接的溫度傳感器檢測(cè)上述催化劑溫度。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于催化劑溫度根據(jù)設(shè)置在催化劑結(jié)構(gòu)附近的λ傳感器的內(nèi)阻而得出。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于催化劑的溫度根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的工作特征參數(shù)模型化地得出。
5.如權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于將催化劑的溫度與一預(yù)定的闞值相比較，超過(guò)該預(yù)的溫度闞值則視為高的催化劑溫度。
6.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于一個(gè)代表內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷狀況的參數(shù)被用來(lái)表示催化劑溫度，在即將到達(dá)超速階段時(shí)內(nèi)燃機(jī)以該參數(shù)運(yùn)行，當(dāng)超過(guò)一個(gè)負(fù)荷闞值時(shí)，視為催化劑高溫的條件被滿足。
7.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于用即將到達(dá)超速階段時(shí)的內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)表示催化劑溫度，當(dāng)超過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)速闞值時(shí)，視為催化劑高溫的條件被滿足。
8.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于用即將到達(dá)超速階段時(shí)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷及其轉(zhuǎn)速狀況的參數(shù)值來(lái)表示催化劑溫度的高低，其中當(dāng)上述這對(duì)數(shù)值處于由負(fù)荷與轉(zhuǎn)速構(gòu)成的平面上的特定區(qū)域中時(shí)，視為催化劑高溫的條件被滿足。
9.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于同時(shí)超過(guò)負(fù)荷闞值和轉(zhuǎn)速闞值的狀態(tài)是超速工作狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9的方法，其特征在于該負(fù)荷闞值隨轉(zhuǎn)速增加而增加。
全文摘要
在帶有催化劑的內(nèi)燃機(jī)的超速過(guò)程中中斷燃料供給的方法，該包括確定上述催化劑的溫度，至少根據(jù)上述溫度中斷燃料供給，其特征在于檢查上述催化劑溫度是否滿足一個(gè)條件，該條件反映高的催化劑溫度；僅當(dāng)上述條件未滿足時(shí)，才中斷燃料供給。
文檔編號(hào)F02D41/12GK1138139SQ9610601
公開(kāi)日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1996年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月12日
發(fā)明者E·施奈貝爾, F·布里斯奇科 申請(qǐng)人:羅伯特-博希股份公司