專利名稱：對(duì)外部egr混合物的響應(yīng)爆燃的調(diào)整的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本披露總體上涉及的領(lǐng)域包括在渦輪增壓的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中對(duì)排氣再循環(huán)進(jìn)行控制。
背景技術(shù)：
渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)，這些發(fā)動(dòng)機(jī)具有用于使燃料與氧化劑進(jìn)行燃燒以便轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)力的燃燒室、并且還具有進(jìn)氣子系統(tǒng)以便將進(jìn)氣輸送到燃燒室。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)還具有排氣子系統(tǒng)以便將排氣從燃燒室中運(yùn)走、抑制發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪音、并且減少隨著發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度升高而趨于增加的排氣顆粒以及氮氧化物(Nox)。排氣通常被再循環(huán)到該排氣子系統(tǒng)之外而進(jìn)入該進(jìn)氣子系統(tǒng)以便與新鮮空氣混合，并且回到發(fā)動(dòng)機(jī)。排氣再循環(huán)增加了惰性氣體的量并附隨地減少進(jìn)氣中氧氣的量，由此降低了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度并且因此減少了 NOxW形成。發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃可以包括與氧化劑/燃料混合物的不均勻燃燒相關(guān)聯(lián)的聲學(xué)以及其他效應(yīng)。例如，在火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)中，一個(gè)火花塞使一種氧化劑/燃料混合物的第一部分點(diǎn)火，由此產(chǎn)生一個(gè)火焰前端，這個(gè)火焰前端使得這個(gè)第一部分燃燒并且該火焰前端離開(kāi)這個(gè)火花塞朝向混合物的未燃燒部分移動(dòng)。在火焰前端后方的熱的燃燒氣體快速地壓縮在火焰前端的前方的、混合物的未燃燒部分，由此來(lái)使未燃燒部分的溫度迅速地升高到高于這種混合物的自燃溫度。如果火焰前端移動(dòng)得足夠快以至于在未燃燒部分自燃之前消耗掉這些未燃燒部分的話，就會(huì)發(fā)生沒(méi)有爆燃的正常燃燒。否則，這些未燃燒部分幾乎瞬時(shí)地燃燒，從而在燃燒室中產(chǎn)生強(qiáng)的沖擊波，這引起特征性的金屬碰撞聲或敲擊聲。示例性實(shí)施方案的概述一個(gè)示例性實(shí)施方案包括一種外部排氣再循環(huán)(EGR)的方法，這種方法包括對(duì)在火花點(diǎn)火式渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且對(duì)到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的未冷卻的高壓 EGR以及冷卻的低壓EGR的流動(dòng)進(jìn)行控制。這種流動(dòng)控制包括相對(duì)于冷卻的低壓EGR來(lái)調(diào)節(jié)未冷卻的高壓EGR，這樣使得響應(yīng)于不存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃來(lái)使未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而增加，并且響應(yīng)于存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，使未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓 EGR而減少直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃停止。另一個(gè)示例性實(shí)施方案包括一種在火花點(diǎn)火渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的外部排氣再循環(huán)(EGR)的方法，這種方法包括對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行感測(cè)、確定發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載、以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這種方法還包括根據(jù)一種排氣再循環(huán)模型來(lái)對(duì)到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的未冷卻的高壓EGR以及冷卻的低壓EGR的流動(dòng)進(jìn)行控制，這種模型是基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的，并且這種模型包括未冷卻的高壓EGR與冷卻的低壓EGR的一個(gè)混合物區(qū)域。這種流動(dòng)控制包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在對(duì)應(yīng)于這個(gè)EGR混合物區(qū)域的多個(gè)速度和多個(gè)負(fù)載運(yùn)行時(shí)相對(duì)于冷卻的低壓EGR來(lái)調(diào)節(jié)未冷卻的高壓EGR，這樣使得響應(yīng)于不存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃來(lái)使未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而增加，并且響應(yīng)于存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，使未冷卻的高壓EGR 相對(duì)于冷卻的低壓EGR而減少直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃停止。另一個(gè)示例性實(shí)施方案包括用于渦輪增壓的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的一種產(chǎn)品。這種產(chǎn)品包括一個(gè)包含一臺(tái)渦輪機(jī)的渦輪增壓器、在這個(gè)增壓器渦輪機(jī)上游的一個(gè)未冷卻的高壓EGR通道、在這個(gè)增壓器渦輪機(jī)下游的一個(gè)冷卻的低壓EGR通道、以及至少一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置，這個(gè)裝置與這些EGR通道中的至少一個(gè)處于聯(lián)通。這種產(chǎn)品還包括一個(gè)控制器， 這個(gè)控制器與這至少一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置聯(lián)通以便對(duì)到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的未冷卻的高壓EGR以及到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻的低壓EGR的流動(dòng)進(jìn)行控制。這個(gè)控制器對(duì)這至少一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置進(jìn)行控制以便相對(duì)于冷卻的低壓EGR來(lái)調(diào)節(jié)未冷卻的高壓EGR，這樣在不存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的情況下使得未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而增加，并且在存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的情況下，使未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而減少直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃停止。其他示例性實(shí)施方案將從以下提供的詳細(xì)說(shuō)明中變得清楚。應(yīng)該理解，詳細(xì)的說(shuō)明和具體的實(shí)例雖然披露了示例性實(shí)施方案，但僅旨在用于說(shuō)明的目的而并非旨在限定權(quán)利要求的范圍。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明從以下詳細(xì)說(shuō)明以及附圖中，這些示例性實(shí)施方案將得到更完全的理解，在附圖中

圖1是渦輪增壓的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的示意圖，這個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)未冷卻的高壓排氣再循環(huán)(EGR)通道以及一個(gè)冷卻的低壓EGR通道；并且圖2是平均有效制動(dòng)壓力針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度的一個(gè)曲線描圖，將其作為根據(jù)響應(yīng)爆燃而對(duì)外部EGR混合物進(jìn)行調(diào)節(jié)的一個(gè)示例性實(shí)施方案的未冷卻的高壓EGR和冷卻的低壓 EGR的一個(gè)解說(shuō)性模型。示例性實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明以下對(duì)這些示例性方案的說(shuō)明在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且絕非旨在對(duì)這些權(quán)利要求、它們的應(yīng)用、或用途進(jìn)行限制。圖1中展示了一個(gè)示例性運(yùn)行環(huán)境，并且該環(huán)境可以被用來(lái)實(shí)施一種排氣再循環(huán) (EGR)控制的方法，這種方法包括響應(yīng)爆燃的、對(duì)外部EGR混合物的調(diào)節(jié)。這種方法可以用任何適合的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，并且優(yōu)選地與如系統(tǒng)10的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合地來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下系統(tǒng)說(shuō)明簡(jiǎn)單地提供了一個(gè)示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)短概述，但未在此示出的其他系統(tǒng)和部件也可以支持這種方法?？傮w上，系統(tǒng)10可以包括一個(gè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12以便從燃料與進(jìn)氣的混合物的內(nèi)部燃燒來(lái)產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力。適合由這種發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃料可以包括但不限于汽油和柴油燃料。 這個(gè)系統(tǒng)還可以包括一個(gè)進(jìn)氣子系統(tǒng)14以便總體上將進(jìn)氣提供到發(fā)動(dòng)機(jī)12，以及一個(gè)排氣子系統(tǒng)16以便將燃燒氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)12輸送出去。如在此使用的，短語(yǔ)“進(jìn)氣”可以包括新鮮空氣以及再循環(huán)的排氣和/或任何其他適合的氧化劑。系統(tǒng)10還可以包括跨過(guò)排氣和進(jìn)氣子系統(tǒng)14、16而聯(lián)通的一臺(tái)渦輪增壓器18，以便壓縮入口空氣和/或再循環(huán)排放氣體來(lái)改進(jìn)燃燒并由此增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。系統(tǒng)10進(jìn)一步可以包括跨過(guò)排氣和進(jìn)氣子系統(tǒng) 14、16的一個(gè)外部排氣再循環(huán)(EGR)子系統(tǒng)20，用來(lái)使排氣再循環(huán)以便與新鮮空氣混合從而改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的排放表現(xiàn)。系統(tǒng)10進(jìn)一步可以包括一個(gè)控制子系統(tǒng)22，用來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的操作。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，一個(gè)燃料子系統(tǒng)(未示出)可以被用來(lái)給發(fā)動(dòng)機(jī)12提供任何適當(dāng)?shù)囊后w和/或氣體燃料，以便在其中與進(jìn)氣一起燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以包括一個(gè)火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，這個(gè)火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)造和安排為燃燒汽油或其他可燃燒的燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以包括在其中帶有多個(gè)汽缸和活塞(未單獨(dú)示出)的一個(gè)汽缸體M，該汽缸體與一個(gè)汽缸蓋(也未單獨(dú)示出)一起限定了用于燃料與進(jìn)氣的混合物的內(nèi)部燃燒的多個(gè)燃燒室(未示出)。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以包括任何數(shù)量的汽缸，并且可以具有任何尺寸并且可以根據(jù)任何適當(dāng)?shù)乃俣群拓?fù)載來(lái)運(yùn)行。示例性的怠速可以是在約500至約800RPM的數(shù)量級(jí)，并且典型的最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度可以是在約5500-6500RPM 的數(shù)量級(jí)上，但甚至可以超過(guò)這個(gè)范圍。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“低的速和負(fù)載”可以包括最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的約0%至33%，“中等的速度和負(fù)載”可以包括最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的約25%至75%，并且“高的速度和負(fù)載”可以包括最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的約66% 至100%。如在此所使用的，“低到中等的速度和負(fù)載”可以包括最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的約0%至50%，而“中等到高的速度和負(fù)載”可以包括最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的約50%至 100%。除了適當(dāng)?shù)墓艿琅c連接件之外，進(jìn)氣子系統(tǒng)14還可以包括一個(gè)可以具有一個(gè)空氣過(guò)濾器(未示出)的進(jìn)氣端26用于過(guò)濾進(jìn)入的空氣、以及位于進(jìn)氣端沈下游的一個(gè)渦輪增壓壓縮機(jī)28用于壓縮入口空氣。進(jìn)氣子系統(tǒng)14可以還包括位于渦輪增壓器壓縮機(jī)28 下游的一個(gè)增壓空氣冷卻器30用來(lái)冷卻被壓縮的空氣、以及位于增壓空氣冷卻器30下游的一個(gè)進(jìn)氣節(jié)流閥32用來(lái)節(jié)制到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)12的被冷卻的空氣的流量。在另一個(gè)實(shí)施方案， 進(jìn)氣子系統(tǒng)14可以不包括節(jié)流閥32，并且取而代之的是，負(fù)載控制可以用發(fā)動(dòng)機(jī)12的、閥門升程和持續(xù)時(shí)間可變的閥門機(jī)構(gòu)(未示出)來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)氣子系統(tǒng)14還可以包括位于節(jié)流閥32下游并位于發(fā)動(dòng)機(jī)12上游的一個(gè)進(jìn)氣歧管34，以接收被節(jié)流的空氣并且將其分配給這些發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室。除了適當(dāng)?shù)墓艿琅c連接件之外，排氣子系統(tǒng)16可以包括一個(gè)排氣歧管36，用來(lái)收集來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的這些燃燒室中的排氣并且將它們向下游運(yùn)送到排氣子系統(tǒng)16的其余部分。排氣子系統(tǒng)16還可以包括與排氣歧管36處于下游聯(lián)通的一個(gè)渦輪增壓器渦輪機(jī)38。 渦輪增壓器18可以是一種可變渦輪幾何形狀(VTG)類型的渦輪增壓器、一種雙級(jí)渦輪增壓器、或者帶有廢氣門或旁通裝置的一種渦輪增壓器、或者類似的渦輪增壓器。在任何情況下，該渦輪增壓器18和/或任何渦輪增壓器輔助裝置可以包括一個(gè)適合的致動(dòng)器并且可以被調(diào)節(jié)以便影響一個(gè)或多個(gè)排氣再循環(huán)流動(dòng)。排氣子系統(tǒng)16還可以在任何適合的位置上包括任何(一個(gè)或多個(gè))適合的排放裝置40，例如，一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器、或類似物。排氣子系統(tǒng)16還可以包括設(shè)置在一個(gè)排氣出口 44上游的一個(gè)排氣節(jié)流閥42。EGR子系統(tǒng)20優(yōu)選地是一個(gè)混合的或雙路通道的外部EGR子系統(tǒng)，以便使部分排氣從排氣子系統(tǒng)16再循環(huán)到進(jìn)氣子系統(tǒng)14從而在發(fā)動(dòng)機(jī)12中燃燒。相應(yīng)地，該EGR子系統(tǒng)20可以包括兩個(gè)通道一個(gè)高壓(HP)EGR通道46和一個(gè)低壓(LP)EGR通道48。優(yōu)選的是，HP EGR通道46可以在渦輪增壓渦輪機(jī)38的上游處被連接到排氣子系統(tǒng)16上，但在渦輪增壓壓縮機(jī)觀的下游處連接到進(jìn)氣子系統(tǒng)12上。同樣優(yōu)選的是，LP EGR通道48可以在渦輪增壓渦輪機(jī)38的下游處被連接到排氣子系統(tǒng)16上，但在渦輪增壓壓縮機(jī)觀的上游處被連到進(jìn)氣子系統(tǒng)14上。
除了適當(dāng)?shù)墓艿篮瓦B接件之外，HP EGR通道46可以包括一個(gè)HPEGR流動(dòng)控制裝置 50，用來(lái)控制排氣從排氣子系統(tǒng)16到進(jìn)氣子系統(tǒng)14的再循環(huán)。這個(gè)裝置50可以是一個(gè)HP EGR閥門50，這個(gè)閥門可以被定位在排氣與進(jìn)氣管道之間的通道46中或者在通道46與這個(gè)排氣或進(jìn)氣管道的接點(diǎn)處，并且這個(gè)閥門在渦輪增壓器渦輪機(jī)38的上游可以是可工作的。HP EGR閥門50可以是具有其自己的致動(dòng)器的一個(gè)獨(dú)立的裝置、或者可以與進(jìn)氣節(jié)流閥 32整合到具有一個(gè)共同致動(dòng)器的一個(gè)組合裝置中。可以將HP EGR通道46連接到渦輪增壓器渦輪機(jī)38的上游以及節(jié)流閥32的下游，以便將HP EGR氣體與被節(jié)流的空氣以及其他進(jìn)氣(該空氣可以具有LP EGR)進(jìn)行混合。在任何情況下，HP EGR通道46可以提供用于輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)12的未冷卻的HP EGR0雖然沒(méi)有示出，HP EGR通道46可以還包括一個(gè)冷卻器， 這個(gè)冷卻器帶有一個(gè)旁通閥以及圍繞這個(gè)冷卻器的支路，以便提供冷卻的和/或未冷卻的 HP EGR0除了適當(dāng)?shù)墓艿篮瓦B接件之外，LP EGR通道48可以包括一個(gè)LP EGR流動(dòng)控制裝置52，用來(lái)控制排氣從排氣子系統(tǒng)16到進(jìn)氣子系統(tǒng)14的再循環(huán)。這個(gè)裝置52可以是一個(gè) LP EGR閥門52，這個(gè)閥門可以被定位在排氣與進(jìn)氣管道之間的通道48中，或者如所示出的在通道48與這個(gè)排氣管道的接點(diǎn)處。LP EGR閥門52可以是一個(gè)具有其自己的致動(dòng)器的獨(dú)立裝置，或者如圖1描繪的可以與排氣節(jié)流閥42整合在具有一個(gè)共同致動(dòng)器的一個(gè)組合裝置中。LP EGR通道48還可以包括在LP EGR閥門52下游的、或者可任選地在上游的一個(gè) LP EGR冷卻器討用于冷卻LP EGR氣體?？梢詫P EGR通道48連接在渦輪增壓器渦輪機(jī) 38的下游以及渦輪增壓器壓縮機(jī)觀的上游，以便將LP EGR氣體與過(guò)濾后的入口空氣進(jìn)行混合。在任何情況下，LP EGR通道48可以提供用于輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)12的冷卻的HPEGR。雖然沒(méi)有示出，LP EGR通道48可以還包括一個(gè)旁通閥以及圍繞這個(gè)冷卻器M的支路，以便提供冷卻的和/或未冷卻的LP EGR0控制子系統(tǒng)22可以包括任何適當(dāng)?shù)挠布?、軟件、?或固件以執(zhí)行在此披露的這些方法中的至少某些部分。例如，控制子系統(tǒng)22可以包括多個(gè)輸出裝置，例如以上所討論的這些發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)致動(dòng)器中的一些或全部。在另一個(gè)實(shí)例中，控制子系統(tǒng)22可以包括多個(gè)輸入裝置，例如任何數(shù)量以及任何類型的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)傳感器56、58。這些發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)傳感器56、58可以包括用于監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的任何適當(dāng)?shù)难b置。在一些實(shí)例中，一個(gè)爆燃傳感器可以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的爆燃，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器可以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、凸輪軸、或類似物(未示出)的轉(zhuǎn)速，并且多個(gè)進(jìn)氣和排氣歧管壓力傳感器可以測(cè)量流入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或從其中流出的氣體的壓力。在其他的實(shí)例中，一個(gè)進(jìn)氣質(zhì)量流量傳感器可以測(cè)量在進(jìn)氣子系統(tǒng)14中的進(jìn)入氣流，一個(gè)歧管質(zhì)量流量傳感器可以測(cè)量到發(fā)動(dòng)機(jī)12的進(jìn)氣流量，并且多個(gè)排氣系統(tǒng)流量傳感器可以測(cè)量通過(guò)這些EGR通道46、48 的任一者或兩者、或者通過(guò)任何其他(一個(gè)或多個(gè))排氣系統(tǒng)部分的流動(dòng)。除了在此討論的這些種類的傳感器之外，這些系統(tǒng)和方法還可以包括其他任何適當(dāng)?shù)膫鞲衅骷捌湎嚓P(guān)參數(shù)。例如，這些傳感器56、58可以另外包括或取而代之地包括多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力傳感器，多個(gè)其他的壓力傳感器，多個(gè)溫度傳感器，多個(gè)其他的速度傳感器，多個(gè)位置傳感器，多個(gè)壓力傳感器，多個(gè)化學(xué)傳感器，多個(gè)加速度傳感器，多個(gè)過(guò)濾器傳感器，多個(gè)其他的流量傳感器，多個(gè)震動(dòng)傳感器，或類似物。換言之，可以使用任何傳感器來(lái)感測(cè)任何適當(dāng)?shù)奈锢韰?shù)，包括電氣的、機(jī)械的、以及化學(xué)的參數(shù)。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“傳感
7器”可以包括用來(lái)感測(cè)任何發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)和/或這類參數(shù)的不同組合的任何適當(dāng)?shù)挠布?或軟件?？刂谱酉到y(tǒng)22可以進(jìn)一步包括與這些致動(dòng)器和傳感器56、58聯(lián)通的一個(gè)或多個(gè)控制器(未示出)，用于接收和處理傳感器輸入并且發(fā)送致動(dòng)器輸出信號(hào)?？傮w上，這個(gè)控制器可以根據(jù)存儲(chǔ)的多個(gè)指令和/或數(shù)據(jù)來(lái)接收并處理這些不同的傳感器56、58的輸入， 并且將多個(gè)輸出信號(hào)傳輸?shù)讲煌亩鄠€(gè)系統(tǒng)裝置，例如，多個(gè)閥門的致動(dòng)器32、42、50、52 以及渦輪機(jī)38。雖然未示出，但這個(gè)控制器以及這些其他加電的系統(tǒng)裝置可以由一個(gè)電源來(lái)提供電力，例如，一個(gè)或多個(gè)電池、燃料電池，或類似物。這個(gè)控制器可以包括，例如，一個(gè)電路、一個(gè)電子電路或芯片、和/或一個(gè)計(jì)算裝置。在這個(gè)計(jì)算裝置的實(shí)施方案中，這個(gè)控制器總體上可以包括一個(gè)處理器、可以聯(lián)接到這個(gè)處理器的存儲(chǔ)器、以及將這個(gè)控制器聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)其他的系統(tǒng)裝置的一個(gè)或多個(gè)接口。處理器可以執(zhí)行多個(gè)指令，這些指令為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10提供了至少一些功能性。 如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“指令”可以包括，例如，控制邏輯、計(jì)算機(jī)軟件和/或固件、可編程的指令、或其他適合的指令。這個(gè)處理器可以包括，例如，一個(gè)或多個(gè)微處理、微控制器、專用集成電路、和/或任何其他適合的種類的處理裝置。并且，這個(gè)存儲(chǔ)器可以被配置為向由發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10接收的或加載到其上的數(shù)據(jù)、和/或向處理器可執(zhí)行的多個(gè)指令提供存儲(chǔ)。這些數(shù)據(jù)和/或指令可以例如被存儲(chǔ)為多個(gè)查詢表、公式、算法、映射、模型、和/或任何其他適合的格式。這個(gè)存儲(chǔ)器可以包括，例如，RAM, ROM, EPR0M，和/或任何其他適合類型的存儲(chǔ)裝置。最后，這些接口可以包括，例如，模擬/數(shù)字或數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器、信號(hào)調(diào)節(jié)器、放大器、濾波器、其他電子裝置或軟件模塊、和/或任何其他適合的接口。這些接口可以符合，例如，RS-232、并行、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口、通用串行總線、CAN、MOST、LIN、FlexRayJP /或任何其他適合的協(xié)議。這些接口可以包括電路、軟件、固件、或任何其他裝置來(lái)協(xié)助或使得這個(gè)控制器與這些其他的系統(tǒng)裝置處于聯(lián)通。這種方法可以至少部分地作為一個(gè)計(jì)算機(jī)程序而執(zhí)行，并且這些不同的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以作為查詢表或類似物而儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中。該計(jì)算機(jī)程序能夠以多種形式(工作態(tài)的和非工作態(tài)的)存在。例如，該計(jì)算機(jī)程序可以作為一個(gè)或多個(gè)軟件程序(包括處于源代碼、目標(biāo)代碼、可執(zhí)行代碼或其他格式中的程序指令)；一個(gè)或多個(gè)固件程序；或者作為多個(gè)硬件描述語(yǔ)言(HDL)文件而存在。以上任何形式都可以在一個(gè)計(jì)算機(jī)可用的介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)，該介質(zhì)包括處于壓縮的或未壓縮形式的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置和/或信號(hào)。示例性的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)裝置包括常規(guī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、R0M(只讀存儲(chǔ)器)、 EPROM (可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM (可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、以及磁的或光的盤或帶。因此應(yīng)理解的是，可以通過(guò)有能力執(zhí)行在此披露的這些功能的任何電子裝置而至少部分地實(shí)現(xiàn)這種方法?？刂谱酉到y(tǒng)22可以接收和處理來(lái)自這些發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)參數(shù)傳感器56、58中的一個(gè)或多個(gè)的輸入信號(hào)，以便以任何適合的方式直接地測(cè)量并且計(jì)算一個(gè)總EGR分?jǐn)?shù)，或估計(jì)這個(gè)總EGR分?jǐn)?shù)，例如，在W007076038中披露的。并且，構(gòu)成這個(gè)總EGR分?jǐn)?shù)的HP與LP EGR的單獨(dú)的量值可以總體上如同樣在W007076038中披露地進(jìn)行控制，例如作為一個(gè)HP與 LPEGR的比率、HP EGR相對(duì)于LP EGR的一個(gè)百分比、或類似物。然而可以更加確切地依據(jù)以下說(shuō)明的方法來(lái)控制HP EGR的量值。
一個(gè)實(shí)施方案可以包括一種對(duì)外部排氣再循環(huán)進(jìn)行控制的方法，這種方法可以作為在上述系統(tǒng)10的運(yùn)行環(huán)境中的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序而至少部分地實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到，根據(jù)任何數(shù)量的實(shí)施方案的該方法可以在其他運(yùn)行環(huán)境中使用其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)施。作為方法的進(jìn)程說(shuō)明，將參考圖1的示例性系統(tǒng)10。根據(jù)這種方法的一個(gè)示例性的實(shí)現(xiàn)方式，感測(cè)了火花點(diǎn)火渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的速度。例如，這些傳感器56、58之一可以是一個(gè)曲軸傳感器，這個(gè)曲軸傳感器與控制子系統(tǒng)22 的控制器聯(lián)通。并且，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載。例如，可以通過(guò)使用這些傳感器56、58中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)感測(cè)關(guān)聯(lián)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的任何(一個(gè)或多個(gè))適合的參數(shù)(例如(一個(gè)或多個(gè))壓力)、或類似物而確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。在一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載可以是被節(jié)流閥32控制的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載可以是被發(fā)動(dòng)機(jī)12的、閥門升程和持續(xù)時(shí)間可變的閥門機(jī)構(gòu)(未示出)控制的。在一個(gè)無(wú)節(jié)流的發(fā)動(dòng)機(jī)中、在高于存在至少一些壓力下降或壓力差以驅(qū)動(dòng)未冷卻的HPL流動(dòng)的多個(gè)速度下，對(duì)未冷卻的HPL進(jìn)行控制可以是可實(shí)施的。 在一個(gè)實(shí)例中，這樣的速度可以在大約2，500RPM的數(shù)量級(jí)上。因此，這種方法可以與有節(jié)流的和無(wú)節(jié)流的發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用。另外，對(duì)這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。例如，這些傳感器56、58中的一個(gè)或多個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃傳感器，這些傳感器與這個(gè)控制子系統(tǒng)22的控制器處于聯(lián)通。在另一個(gè)實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃可以基于所感測(cè)的一個(gè)或多個(gè)其他參數(shù)來(lái)確定， 這些參數(shù)可以用這些傳感器56、58來(lái)感測(cè)。此外，到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的未冷卻的HP EGR和冷卻的LP EGR的流動(dòng)可以根據(jù)一個(gè)EGR 模型來(lái)控制，這個(gè)模型包括未冷卻的高壓EGR與冷卻的低壓EGR的多個(gè)部分。例如，通過(guò)這些未冷卻的HP與冷卻的LP EGR通道的排氣流動(dòng)可以響應(yīng)于由這些傳感器56、58中的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃而被調(diào)節(jié)。更確切地說(shuō)，控制子系統(tǒng)22可以監(jiān)測(cè)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃傳感器、處理這樣的輸入、并且產(chǎn)生多個(gè)輸出信號(hào)到上述這些致動(dòng)器中的一個(gè)或多個(gè)，以便控制這些閥門32、42、50、52中的一個(gè)或多個(gè)和/或渦輪增壓器渦輪機(jī)38從而改變通過(guò)這些EGR通道46、48的流動(dòng)，以提供未冷卻的HP與冷卻的LP EGR的一種避免發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的外部EGR混合物。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的存在與否可以直接地用多個(gè)傳感器確定，或間接地通過(guò)由多個(gè)其他傳感器以及適合的多個(gè)模型來(lái)推斷而確定。這種EGR模型可以包括一個(gè)示例性EGR映射，例如，如圖2展示的，其中將發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效制動(dòng)壓力針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度而繪圖。雖然基于上述這些參數(shù)，這種映射是二維的，但那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以使用其他的多種EGR模型，例如，一個(gè)或多個(gè)查詢表、或使用任何適合的額外參數(shù)以及這些相同的上述參數(shù)的一個(gè)三維映射、或者其他。在圖2的實(shí)例模型中，在相對(duì)低到中等速度(例如，怠速到大約2，750RPM)上有相對(duì)低到中等負(fù)載(例如，低于大約7.5巴)的一個(gè)第一運(yùn)行區(qū)域70中排他地使用了未冷卻的HP EGR0未冷卻的HP EGR還被排他地使用在一個(gè)第二運(yùn)行區(qū)域72中，在這個(gè)區(qū)域中包括了低于一個(gè)未冷卻的HP EGR邊界線74的速度和負(fù)載。相反，冷卻的LP EGR被排他地使用在一個(gè)第三運(yùn)行區(qū)域80中，在這個(gè)區(qū)域中在相對(duì)低到中等速度(例如，怠速到大約
92，750RPM)上包括了相對(duì)中等到高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(例如，高于大約7. 5巴)。冷卻的LP EGR 還被排他地使用在一個(gè)第四運(yùn)行區(qū)域82中，在這個(gè)區(qū)域中包括了在冷卻的LP EGR邊界線 84與這個(gè)第三運(yùn)行區(qū)域80之間的速度與負(fù)載。一條邊界線90將第一與第三運(yùn)行區(qū)域70、 80分開(kāi)。并且在未冷卻的HP EGR與冷卻的LP EGR的邊界線74、84之間的一個(gè)第五運(yùn)行區(qū)域92中使用了未冷卻的HP EGR與冷卻的LP EGR兩者的一種混合物。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式，未冷卻的HP EGR的量值可以相對(duì)于冷卻的LP EGR的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)以便避免發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃。這種調(diào)節(jié)可以針對(duì)在未冷卻的HP EGR既是可能的(例如，由于跨過(guò)這個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)部分的適合的壓力差)又是比冷卻的LP EGR優(yōu)選的(例如， 由于以上討論的這些原因)情況之下的所有速度和負(fù)載來(lái)實(shí)施。對(duì)于所有這樣的速度和負(fù)載，如果不存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，則將未冷卻的HP EGR的量值相對(duì)于冷卻的LP EGR而增加，但是如果存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，則將未冷卻的HP EGR的量值減少直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃停止。例如，并且參照?qǐng)D2，如果在點(diǎn)94所示的3，500RPM和10巴處不存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，則將增加未冷卻的 HP EGR0然而，例如，如果在點(diǎn)96所示的5，000RPM和15巴處存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，那么將未冷卻的HP EGR減少直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃停止。最后，冷卻的LP EGR可以在相對(duì)低的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)使用以便減少N0X，而未冷卻的 HP EGR也可以在一定程度上用于在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)減少N0X。并且，在中等至相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載下，未冷卻的HP EGR可以在與LP EGR相比更大的程度上使用，以便獲得更有效的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)較低的泵送損失是與HP EGR相關(guān)聯(lián)的。然而，因?yàn)樵谠噲D減少發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的時(shí)候，與未冷卻的HP EGR相關(guān)聯(lián)的高進(jìn)氣溫度是趨于反效果的，所以在與高溫相關(guān)聯(lián)的相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載下的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，未冷卻的HP EGR可能比LP EGR的使用范圍更小。盡管如此，未冷卻的HP EGR可以被用在相對(duì)高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的瞬態(tài)運(yùn)行下。這是因?yàn)槲蠢鋮s的HP EGR通道將會(huì)在這個(gè)通道被打開(kāi)后的一個(gè)短暫的卻足夠的時(shí)間量中輸送相對(duì)冷的氣體，直至隨著這個(gè)通道達(dá)到熱飽和，熱的排氣克服了這個(gè)通道管道、閥門、歧管、以及類似物中的熱慣性。因此，一個(gè)未冷卻的HP EGR通道在這樣的高速度、高負(fù)載的瞬態(tài)運(yùn)行的過(guò)程中的至少某一時(shí)間段可以是至少部分地開(kāi)放的或被打開(kāi)的。并且，隨著HP EGR通道達(dá)到熱飽和，未冷卻的HP EGR通道可以是逐漸關(guān)閉的，例如，通過(guò)在通道中逐漸關(guān)閉一個(gè) EGR閥門。這些實(shí)施方案的以上說(shuō)明在本質(zhì)上僅是示例性的，并且因此其多種變體不得被認(rèn)為是背離了這些權(quán)利要求的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種外部排氣再循環(huán)(EGR)的方法，包括在一臺(tái)火花點(diǎn)火渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃；并且對(duì)到達(dá)該發(fā)動(dòng)機(jī)的未冷卻的高壓EGR以及冷卻的低壓EGR的流動(dòng)進(jìn)行控制，包括相對(duì)于冷卻的低壓EGR來(lái)調(diào)節(jié)未冷卻的高壓EGR，這樣響應(yīng)于不存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃來(lái)使得未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而增加，并且響應(yīng)于存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，使得未冷卻的高壓 EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而減少直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃停止。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行感測(cè)；并且確定該發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載；其中所述對(duì)流動(dòng)進(jìn)行控制是根據(jù)一個(gè)排氣再循環(huán)模型來(lái)實(shí)施的，該模型是基于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和負(fù)載的并且包括一個(gè)未冷卻的高壓EGR與冷卻的低壓EGR的混合物區(qū)域，并且另外其中所述調(diào)節(jié)是在該發(fā)動(dòng)機(jī)以對(duì)應(yīng)于該EGR的混合物區(qū)域的速度和負(fù)載運(yùn)行時(shí)實(shí)施的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)是通過(guò)對(duì)一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)施的。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該EGR流動(dòng)控制裝置是在一個(gè)未冷卻的高壓EGR通道中的一個(gè)高壓EGR閥門。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括在相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的瞬態(tài)運(yùn)行的過(guò)程中在至少某一時(shí)間段上允許未冷卻的高壓EGR流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括隨著一個(gè)高壓EGR通道達(dá)到熱飽和而逐漸減少高壓EGR的流動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括用至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃傳感器來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃進(jìn)行感測(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)是通過(guò)在一個(gè)未冷卻的高壓EGR通道中對(duì)一個(gè)高壓EGR閥門的位置進(jìn)行調(diào)整來(lái)實(shí)施的，并且包括在相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的瞬態(tài)運(yùn)行的過(guò)程中在至少某一時(shí)間段上允許未冷卻的高壓EGR流動(dòng)。
9.一種在火花點(diǎn)火渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的外部排氣再循環(huán)(EGR)的方法，該方法包括對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行感測(cè)；確定該發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載；在該發(fā)動(dòng)機(jī)中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃進(jìn)行監(jiān)測(cè)；并且根據(jù)一個(gè)排氣再循環(huán)模型對(duì)到達(dá)該發(fā)動(dòng)機(jī)的未冷卻的高壓EGR以及冷卻的低壓EGR的流動(dòng)進(jìn)行控制，該模型是基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的并且該模型包括一個(gè)未冷卻的高壓EGR 與冷卻的低壓EGR的混合物區(qū)域；并且包括在發(fā)動(dòng)機(jī)以對(duì)應(yīng)于該EGR的混合物區(qū)域的多個(gè)速度和多個(gè)負(fù)載運(yùn)行時(shí)相對(duì)于冷卻的低壓EGR來(lái)對(duì)未冷卻的高壓EGR進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣響應(yīng)于不存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃來(lái)使未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而增加，并且，響應(yīng)于存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃，使未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而減少直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃停止。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置的位置來(lái)實(shí)施的。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中該EGR流動(dòng)控制裝置是在一個(gè)未冷卻的高壓EGR 通道中的一個(gè)高壓EGR閥門。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括在相對(duì)高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)載的瞬態(tài)運(yùn)行的過(guò)程中在至少某一時(shí)間段上允許未冷卻的高壓EGR的流動(dòng)。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括隨著一個(gè)高壓EGR通道達(dá)到熱飽和而使高壓EGR的流量逐漸減少。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括用至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃傳感器來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃進(jìn)行感測(cè)。
15.一種用于渦輪增壓火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括一個(gè)渦輪增壓器，它包括一個(gè)渦輪機(jī)；在該渦輪增壓器渦輪機(jī)上游的一個(gè)未冷卻的高壓EGR通道；在該渦輪增壓器渦輪機(jī)下游的一個(gè)冷卻的低壓EGR通道；與這些EGR通道中的至少一個(gè)處于聯(lián)通的至少一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置；以及一個(gè)控制器，該控制器與該至少一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置處于聯(lián)通以便對(duì)到達(dá)該發(fā)動(dòng)機(jī)的未冷卻的高壓EGR以及到達(dá)該發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻的低壓EGR的流動(dòng)進(jìn)行控制，其中該控制器對(duì)該至少一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置進(jìn)行控制以便相對(duì)于冷卻的低壓EGR來(lái)調(diào)節(jié)未冷卻的高壓 EGR,這樣在不存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的情況下使得未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而增加，并且在存在發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的情況下，使得未冷卻的高壓EGR相對(duì)于冷卻的低壓EGR而減少直至發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃停止。
16.權(quán)利要求15所述的產(chǎn)品，進(jìn)一步包括在該冷卻的低壓EGR通道中的一個(gè)冷卻器，并且在該高壓EGR通道沒(méi)有冷卻器。
17.如權(quán)利要求15所述的產(chǎn)品，其中該至少一個(gè)EGR流動(dòng)控制裝置包括在該高壓EGR 通道中的一個(gè)高壓EGR閥門以及在該低壓EGR通道中的一個(gè)低壓EGR閥門。
全文摘要
一種響應(yīng)于火花點(diǎn)火渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃來(lái)對(duì)外部排氣再循環(huán)混合物進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，及相關(guān)產(chǎn)品。
文檔編號(hào)F02D41/04GK102341581SQ201080010887
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者D·B·羅斯 申請(qǐng)人:博格華納公司