用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體再循環(huán)系統(tǒng)的方法
【專利摘要】一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的再循環(huán)(EGR)的方法包括：接收指示發(fā)動機操作溫度的信號，并將所述發(fā)動機操作溫度與第一預(yù)定IEGR閾值進行比較。當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于第一預(yù)定內(nèi)部EGR閾值時，激活第一內(nèi)部EGR模式，由此可以減少發(fā)動機排放或者可以增強燃燒穩(wěn)定性。當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度大于第一預(yù)定內(nèi)部EGR閾值時，停用所述第一內(nèi)部EGR模式，并激活第二內(nèi)部EGR模式，由此在排氣系統(tǒng)加熱被加速時可以減少排放。當(dāng)操作溫度大于第二溫度閾值時，可以停用第二內(nèi)部EGR模式，并且可以只以外部EGR來實現(xiàn)第三模式。
【專利說明】用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體再循環(huán)系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的內(nèi)部排氣氣體再循環(huán)的方法，并且更特別地涉及用于控制包含多個內(nèi)部排氣氣體再循環(huán)模式的內(nèi)部排氣氣體再循環(huán)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今的世界中，再循環(huán)排氣氣體(“EGR”)被采用在內(nèi)燃發(fā)動機中，用以協(xié)助減少低負荷時的節(jié)流損失，用以改善爆震許容度，并用以減少排氣氣體中的氮氧化物(“NOx”)的水平。EGR作為以貧化學(xué)計量運行因此易于排放較高水平的NOx排放物的內(nèi)燃發(fā)動機中的排放減少器尤其重要。
[0003]包括排氣氣體再循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機可以依賴于內(nèi)部EGR (IEGR)、外部EGR(EEGR)或者兩者的組合。EEGR涉及在EGR已從排氣系統(tǒng)運行通過外部管道后將EGR通過進氣閥引入到發(fā)動機燃燒室中。IEGR涉及在不使用外部管道的情況下將EGR通過排氣閥或者進氣閥引入到發(fā)動機燃燒室中。為了在使用EEGR時提供流到燃燒室的排氣流，在發(fā)動機的排氣流路徑與進氣系統(tǒng)中排氣氣體被重新引入之處的位置之間需要壓力差。對于IEGR，進氣事件(即，燃燒室內(nèi)的體積的膨脹，比如在內(nèi)燃發(fā)動機中的活塞的進氣沖程期間)通常提供適當(dāng)?shù)膲毫Σ睢?br> [0004]在閥的相關(guān)聯(lián)氣缸的進氣事件期間，IEGR系統(tǒng)可以通過打開一個或多個排氣閥來利用該壓力差。凸輪軸可以被構(gòu)造成促進閥正時方案的選擇性激活和停用，從而能使IEGR被選擇性地激活和/或停用。持續(xù)時間、正時和閥升程(即，流量)受到與閥機構(gòu)的部件協(xié)作的凸輪軸的幾何形狀的影響?？汕袚Q搖臂能夠促進被修改凸輪軸上的凸角的組之間的切換，用以實現(xiàn)EGR模式之間的切換。例如，可變搖臂組件可以基于油壓力被致動或者切換，所述油壓力能夠通過油控制閥得到調(diào)整。隨著不同模式被致動，不同凸輪凸角變?yōu)榧せ睿瑢?dǎo)致對閥致動的正時的控制，因此對IEGR的控制。
[0005]在冷起動之后的發(fā)動機操作的初始階段期間(即，大致200秒)，在發(fā)動機達到正常操作溫度(例如，冷卻劑溫度超過大致90攝氏度)之前，排氣排放可能趨于超過所需的或者允許的水平。在相對較低的排氣溫度，比如在發(fā)動機預(yù)熱(warm-up)期間,EEGR可能負面地影響燃燒穩(wěn)定性，并且還可能造成增加的碳氫化合物(HC)排放。IEGR可能在用于DOC加熱的策略中是有用的。
[0006]涉及對于主噴射正時的調(diào)節(jié)(延遲)和使用晚后噴射的基于燃料的預(yù)熱策略已經(jīng)被用于加速排氣預(yù)熱相位。然而，不幸地，這種實踐能夠在催化劑起燃之前負面地影響HC排放，并且還可能影響具有EEGR的燃燒穩(wěn)定性。IEGR提供從前一周期到當(dāng)前周期的能量傳輸(即，回收)(回收要不然將與排氣氣體一起被排出的熱并預(yù)加熱燃燒室中的裝料)，同時減少通過相對較高溫度排氣系統(tǒng)的流輸送的熱損失。作為結(jié)果，IEGR促進燃燒之前空氣-燃料混合物的增加的溫度。所得的升高的燃燒室溫度能夠減少點火延遲以及CO和HC的相關(guān)聯(lián)排放，特別是在冷發(fā)動機操作期間。另外，IEGR可以導(dǎo)致增加的排氣氣體溫度，從而改善后處理部件的功效來并由此進一步減少HC和CO的排放。[0007]相應(yīng)地，希望的是具有用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體再循環(huán)的改善的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在本發(fā)明的一個示例性實施例中，一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的再循環(huán)的方法包括:接收指示發(fā)動機操作溫度的信號，并將所述發(fā)動機操作溫度與第一預(yù)定1261？閾值進行比較。當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，激活第一 1郎尺模式。當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度大于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，停用所述第一巧⑶模式，并激活第二 12⑶模式。
[0009]在本發(fā)明的一示例性實施例中，一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的再循環(huán)的方法包括:接收指示發(fā)動機操作溫度的信號，并將所述發(fā)動機操作溫度與第一預(yù)定巧⑶閾值進行比較。當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，激活第一巧⑶模式。在預(yù)定的第一時長后，停用所述第一巧⑶模式，并激活第二巧⑶模式。
[0010]本發(fā)明還提供以下技術(shù)方案:
1.一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的再循環(huán)的方法，包括:
接收指示發(fā)動機操作溫度的信號；
將所述發(fā)動機操作溫度與第一預(yù)定巧⑶閾值進行比較；
當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，激活第一巧⑶模式；并且當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度大于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，停用所述第一巧⑶模式并激活第二巧⑶模式。
[0011]2.如技術(shù)方案1所述的方法，進一步包括:將所述發(fā)動機操作溫度與第二預(yù)定1261？閾值進行比較，并且當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度大于所述第二預(yù)定巧⑶閾值時，停用所述第二 12(?模式。
[0012]3.如技術(shù)方案2所述的方法，進一步包括:激活現(xiàn)⑶模式。
[0013]4.如技術(shù)方案3所述的方法，進一步包括:將所述發(fā)動機操作溫度與預(yù)定現(xiàn)⑶閾值進行比較，其中當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度大于所述預(yù)定現(xiàn)⑶閾值時，進行所述激活現(xiàn)⑶模式。
[0014]5.如技術(shù)方案3所述的方法，進一步包括:
將所述發(fā)動機操作溫度與預(yù)定￡￡(?閾值進行比較；并且 當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于所述預(yù)定現(xiàn)⑶閾值時，停用所述現(xiàn)⑶模式。
[0015]6.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，所述第二預(yù)定12(?閾值等于所述預(yù)定￡￡(?閾值。
[0016]7.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，所述第二預(yù)定12(?閾值大于所述預(yù)定現(xiàn)⑶閾值。
[0017]8.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，所述預(yù)定現(xiàn)⑶閾值大于所述第二預(yù)定12(?閾值。 [0018]9.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述發(fā)動機操作溫度是冷卻劑溫度。
[0019]10.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述發(fā)動機操作溫度是排氣溫度。
[0020]11.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述發(fā)動機操作溫度是油溫度。
[0021]12.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述第一模式被構(gòu)造成用于低碳氫化合物。
[0022]13.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述第一巧⑶模式被構(gòu)造成用于高燃燒穩(wěn)定性。
[0023]14.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述第二巧⑶模式被構(gòu)造成用于低氮氧化物。
[0024]15.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述第二巧⑶模式被構(gòu)造成用于高排氣溫度。
[0025]16.一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的再循環(huán)的方法，包括:
接收指示發(fā)動機操作溫度的信號；
將所述發(fā)動機操作溫度與第一預(yù)定巧⑶閾值進行比較；
當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，激活第一巧⑶模式；并且 在預(yù)定的第一時長后，停用所述第一巧⑶模式，并激活第二巧⑶模式。
[0026]17.如技術(shù)方案16所述的方法，進一步包括:在預(yù)定的第二時長后，停用所述第二I已⑶模式。
[0027]18.如技術(shù)方案17所述的方法，進一步包括:在預(yù)定的第三時長后，激活現(xiàn)⑶模式。
[0028]19.如技術(shù)方案18所述的方法，其中，所述預(yù)定的第三時長小于所述預(yù)定的第二時長。
[0029]20.如技術(shù)方案18所述的方法，其中，所述預(yù)定的第三時長大于所述預(yù)定的第二時長。
[0030]從下面對本發(fā)明的詳細描述，在結(jié)合附圖理解時，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點及其他特征和優(yōu)點是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]其它特征、優(yōu)點和細節(jié)只通過示例方式出現(xiàn)在下面對實施例的詳細描述中，所述詳細描述參考附圖，附圖中:
圖1是根據(jù)本公開的發(fā)動機組件的示意圖；
圖2是來自圖1的發(fā)動機組件的示意性截面圖；
圖3是圖2中所示閥機構(gòu)組件的示意圖；
圖4是來自圖2和3中所示的閥機構(gòu)組件的排氣閥升降機構(gòu)的示意性截面圖；
圖5是來自圖2和3中所示的閥機構(gòu)組件的排氣閥升降機構(gòu)的附加示意性截面圖；
圖6是曲線圖，示出了在通過如圖1-5中那樣的發(fā)動機組件得到促進時的作為時間的函數(shù)的示例性進氣和排氣閥操作；并且
圖7是流程圖，示出了用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的內(nèi)部排氣氣體再循環(huán)的示例性方法。
【具體實施方式】
[0032]以下描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且并非旨在限制本公開、其申請或者用途。應(yīng)該明白的是，在全部附圖中，對應(yīng)的附圖標記指示相似或者對應(yīng)的零部件和特征。示例性實施例被提供包括與特定部件、裝置和方法的多種不同示例有關(guān)的細節(jié)，用以提供對所公開實施例的更充分理解。應(yīng)該明白的是，一些特定細節(jié)不是嚴格地必需的，示例性實施例可以被體現(xiàn)為許多不同形式，并且都不應(yīng)該被解釋為用以限制本公開的范圍。在一些示例性實施例中，未詳細描述眾所周知的工藝、眾所周知的裝置結(jié)構(gòu)和眾所周知的技術(shù)。如本文中所使用的，術(shù)語“模塊”是指執(zhí)行一個或多個軟件或者固件程序的專用集成電路0310、電子電路和/或處理器(共享的、專用的或者組)和存儲器。比如“第一”、“第二”和其它序數(shù)詞等術(shù)語在本文中使用時并不暗示序列或者順序，除非上下文另有明確說明。因此，下述的第一元件、部件、區(qū)域、層或者部段可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或者部段，而不背離示例性實施例的教導(dǎo)。
[0033]參見圖1和圖2，在一示例性實施例中，發(fā)動機組件10包括發(fā)動機結(jié)構(gòu)12、進氣系統(tǒng)14、排氣系統(tǒng)16、閥機構(gòu)組件18、和排氣氣體再循環(huán)(￡(?)組件20。發(fā)動機結(jié)構(gòu)12包括發(fā)動機缸體24，所述發(fā)動機缸體被聯(lián)接至氣缸蓋26用以限定出氣缸22，所述氣缸形成燃燒室。氣缸蓋26限定出與燃燒室連通的進氣端口 28和排氣端口 30。
[0034]如圖1中示意性地示出的，發(fā)動機組件10限定出四個氣缸(22-^22-2,22-3,22-4〉。為了簡單起見，只有單個代表氣缸在圖2中所示的截面圖中被示出；然而，相對于圖2中所示氣缸論述的特征和方面同樣適用于其余氣缸22。此外，應(yīng)該明白的是，本教導(dǎo)適用于任意數(shù)量的活塞-氣缸配置和各種各樣的往復(fù)式發(fā)動機構(gòu)造，包括但不限于V型發(fā)動機、直列發(fā)動機、和水平對置發(fā)動機、以及頂置凸輪構(gòu)造和整體凸輪構(gòu)造。[0035]在一示例性實施例中，進氣系統(tǒng)14包括進氣流道32、聯(lián)接至氣缸蓋26并與進氣流道32流體連通的進氣歧管36、和設(shè)置在進氣流道32中的進氣節(jié)流閥38。進氣節(jié)流閥38可以被構(gòu)造成用于一個或多個目的，包括空氣流控制；(幻越過短路線￡(?冷卻器的壓力差；化)順利的發(fā)動機停機；((1) ￡(?流量的管理；和/或(6)控制進氣空氣通過進氣歧管36至進氣端口 28的流量。進氣系統(tǒng)14還包括渦輪增壓器40，所述渦輪增壓器40包括位于進氣流道32中的進氣側(cè)42(壓縮機)和位于進氣流道32中的空氣濾清器44。進氣流道32可以限定出進入進氣系統(tǒng)14中的空氣入口，并且渦輪增壓器40可以經(jīng)由進氣歧管36與進氣端口 28連通。雖然示出了單個渦輪增壓器40，但是應(yīng)該明白的是，本公開同樣適用于包括多個渦輪增壓器的配置。
[0036]排氣系統(tǒng)16可以包括排氣管道48、聯(lián)接至氣缸蓋26并與排氣管道48連通的排氣歧管52、柴油微粒過濾器(1^5)54和位于排氣管道48中的選擇性催化還原(3(?)催化劑56。雖然被示出為包括獨個0？？ 54和獨個30？催化劑56，但是應(yīng)該明白的是，本公開并不局限于這種配置。0？？ 54可以替代地被包括在組合催化劑中。此外，30？催化劑56可以替代地位于0？？ 54的上游，或者附加的30？催化劑(未示出)可以被包括在0？？54的上游。渦輪增壓器40的排氣側(cè)58(渦輪)可以位于排氣管道48中，并且可以包括與流動通過排氣管道48的排氣氣體連通并被所述排氣氣體驅(qū)動的渦輪葉輪。渦輪增壓器40的排氣側(cè)58可以包括可變排氣氣體出口 60，其控制通過渦輪增壓器40的排氣氣體流動約束?？勺兣艢鈿怏w出口 60可以呈可變噴嘴的形式。
[0037]如在圖2和3中看出的，閥機構(gòu)組件18可以包括位于進氣端口 28中的進氣閥62、位于排氣端口 30中的排氣閥64、被支承在氣缸蓋26上并與進氣閥62接合的進氣閥升降機構(gòu)(11代、被支承在氣缸蓋26上并與排氣閥64接合的排氣閥升降機構(gòu)68、被支承用于在氣缸蓋26上旋轉(zhuǎn)并與進氣閥升降機構(gòu)66接合的進氣凸輪軸70和被支承用于在氣缸蓋26上旋轉(zhuǎn)并與排氣閥升降機構(gòu)68接合的排氣凸輪軸72。進氣凸輪軸70可以包括與進氣閥升降機構(gòu)66中的每個接合的進氣凸輪凸角74。進氣凸輪軸70可以包括進氣凸輪相位器(未示出)，并且進氣閥升降機構(gòu)66可以呈各種各樣的形式，包括但不限于常規(guī)的或者可變的閥升降機構(gòu)。
[0038]排氣閥升降機構(gòu)68可以形成被液壓地致動的停用閥升降機構(gòu)，其可在多個模式中操作，比如第一、第二和第三操作模式。在本非限制性示例中，并如在圖4和5中看出的，排氣閥升降機構(gòu)68可以呈搖臂的形式，所述搖臂包括一對外臂78、內(nèi)臂80、包括輥82和鎖定機構(gòu)84，其選擇性地聯(lián)接外臂78至內(nèi)臂80。如在圖4和5中看出的，鎖定機構(gòu)84可以通過加壓流體源86在鎖定位置與解鎖位置之間切換。鎖定機構(gòu)84可以在第一模式期間固定外臂78用于與內(nèi)臂80 —起位移，并且可以在第二模式期間允許外臂78與內(nèi)臂80之間的相對位移。如在圖4和5中看出的，排氣閥升降機構(gòu)68可以在常態(tài)下被偏置至解鎖位置(沒有12(?)，并且可以通過加壓流體源86被切換至鎖定位置(提供1200。然而，應(yīng)該明白的是，本公開同樣適用于排氣閥升降機構(gòu)68在常態(tài)下被偏置至鎖定位置并通過加壓流體源86被切換至解鎖位置的配置。雖然在圖3中用于每個氣缸的兩個排氣閥升降機構(gòu)68被示出為停用閥升降機構(gòu)，但是應(yīng)該明白的是，本公開并不局限于這種配置，并且同樣適用于每個氣缸的排氣閥升降機構(gòu)68中只有一個是停用閥升降機構(gòu)的配置。
[0039]排氣凸輪軸72可以包括與外臂78中的每個接合的￡(?凸輪凸角88和位于￡(?凸輪凸角88的對之間并與內(nèi)臂80接合的排氣凸輪凸角90。￡(?凸輪凸角88中的每個可以限定出￡(?升降區(qū)域92，其與由進氣凸輪凸角74中的相應(yīng)一個限定出的進氣升降區(qū)域94至少部分地旋轉(zhuǎn)地對齊。排氣凸輪凸角90可以限定出排氣升降區(qū)域96，其旋轉(zhuǎn)地偏離￡(?升降區(qū)域92和進氣升降區(qū)域94。
[0040]261？組件20可以包括￡(?線98、位于￡(?線98中的￡(?冷卻器100和冷卻器旁路102、￡(?控制閥104和背壓力控制閥106。261？線98可以在處于渦輪增壓器40與排氣管道48的出口之間的位置處從排氣管道48延伸至進氣系統(tǒng)14，用以在進氣系統(tǒng)14與排氣系統(tǒng)16之間提供連通。
[0041]在圖1中所示的非限制性示例中，￡(?控制閥104可以位于￡(?線98的出口處，并且可以控制從￡(?線98流至進氣系統(tǒng)14的排氣氣體再循環(huán)流。背壓力控制閥106可以位于排氣管道48中處于￡(?線98與排氣管道48的出口之間的位置處。在圖1中所示的非限制性示例中，背壓力控制閥106位于排氣管道48的出口處。0？？ 54可以位于排氣管道48中處于渦輪增壓器40的排氣側(cè)58與背壓力控制閥106之間的位置處。以上論述的配置提供與低壓力￡(?系統(tǒng)組合的巧⑶系統(tǒng)。
[0042]發(fā)動機組件10可以附加地包括與￡(?控制閥104和背壓力控制閥106連通的控制模塊108。如在圖3-5中看出的，用于排氣閥升降機構(gòu)68的加壓流體源86可以包括與控制模塊108連通并受控于控制模塊108的油控制閥110。應(yīng)當(dāng)指出的是，進氣節(jié)流閥38也可以與控制模塊108連通。 [0043]背壓力控制閥106可以被用于控制用于12(?系統(tǒng)和低壓力￡60系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)16與進氣系統(tǒng)14之間的壓力差，用以調(diào)節(jié)發(fā)動機組件10中的排氣氣體的再循環(huán)。排氣閥升降機構(gòu)68和￡(?控制閥104可以被控制模塊108調(diào)節(jié)，用以在發(fā)動機操作期間提供所需量的排氣氣體再循環(huán)。進氣節(jié)流閥38和渦輪增壓器40的可變排氣氣體出口 60也可以被用于控制進氣系統(tǒng)14與排氣系統(tǒng)16之間的壓力差，用以進一步調(diào)節(jié)在發(fā)動機組件10中被再循環(huán)的排氣氣體的量。在一些配置中，￡(?組件20可以附加地包括旁路通道112與位于旁路通道112中并與控制模塊108連通的旁路閥114。旁路通道112可以從排氣歧管52延伸至進氣流道32的位于進氣節(jié)流閥38與進氣歧管36之間的區(qū)域，用以提供對排氣氣體再循環(huán)的進一步控制。
[0044]￡(?凸輪凸角88的￡(?升降區(qū)域92提供內(nèi)部排氣氣體再循環(huán)。12(?系統(tǒng)可以被用作高壓力￡(?系統(tǒng)，從而去除典型的高壓力￡(?線和冷卻器以及高壓力￡(?冷卻器污染的可能性。
[0045]如在圖2中看出的，升降區(qū)域92、94、96可以大體被限定為凸輪凸角74、88、90的包括凸角峰的區(qū)域，所述凸角峰從基圓區(qū)域延伸用以提供閥升降。在第一和第二模式兩者期間，當(dāng)排氣凸輪凸角90的峰接合排氣閥升降機構(gòu)68時，排氣閥64可以被位移至打開位置。在第一模式期間，當(dāng)￡(?凸輪凸角88的峰接合排氣閥升降機構(gòu)68時，排氣閥64可以被位移至打開位置，而在第二模式期間，當(dāng)￡(?凸輪凸角88的峰接合排氣閥升降機構(gòu)68時，排氣閥64可以保持在閉合位置。當(dāng)排氣閥升降機構(gòu)68在第一模式中被操作時，￡(?凸輪凸角88可以提供內(nèi)部排氣氣體再循環(huán)。
[0046]261？凸輪凸角88中的每個的基圓區(qū)域116可以沿￡(?凸輪凸角88的旋轉(zhuǎn)方向從￡(?升降區(qū)域92的終點連續(xù)地延伸至￡(?升降區(qū)域92的起點。因為￡(?凸輪凸角88只包括￡(?升降區(qū)域92，所以增加的時間窗口可以可獲得用于在第一和第二模式之間進行切換。作為結(jié)果，一個油控制閥110可以被用于一對氣缸22。在本非限制性示例中，第一油控制閥110可以被用于第一和第二氣缸22-122-2，而第二油控制閥110可以被用于第三和第四氣缸 22-3、22-4。
[0047]如在圖3中看出的，發(fā)動機組件包括:用于第一氣缸22-1的第一 ￡(?凸輪凸角88和與第一排氣閥升降機構(gòu)68接合的第一排氣凸輪凸角90、用于第二氣缸22-2的第二 ￡(?凸輪凸角88和與第二排氣閥升降機構(gòu)68接合的第二排氣凸輪凸角90、用于第三氣缸22-3的第三￡(?凸輪凸角88和與第三排氣閥升降機構(gòu)68接合的第三排氣凸輪凸角90、和用于第四氣缸22-4的第四￡(?凸輪凸角88`和與第四排氣閥升降機構(gòu)68接合的第四排氣凸輪凸角90。在本非限制性示例中，氣缸22的點火順序可以是第一氣缸22-1、第三氣缸22-3、第四氣缸22-4、第二氣缸22-2，然后重復(fù)。在第一燃燒室(第一氣缸22-1)中發(fā)生的燃燒事件緊隨于第二燃燒室(第二氣缸22-2)中的燃燒事件，并且在第四燃燒室(第四氣缸22-4)中發(fā)生的燃燒事件緊隨于第三燃燒室(第三氣缸22-3)中的燃燒事件。
[0048]第一和第二排氣閥升降機構(gòu)68可以各自與第一油控制閥110連通，并且第三和第四排氣閥升降機構(gòu)68可以各自與第二油控制閥110連通。除了可用于在第一和第二模式之間進行切換的增加的時間窗口之外，只具有￡(?升降區(qū)域92的￡(?凸輪凸角88還促進機會以對于內(nèi)部排氣氣體再循環(huán)事件具有增加的排氣閥開度。用于氣缸的進氣閥62和排氣閥64的開口輪廓的非限制性示例在被包括在圖6中的圖形中示出。圖6中的X軸代表曲柄角，而V軸代表閥升程。
[0049]如在圖6中看出的，排氣閥64在第一模式中的排氣閥升降機構(gòu)68的操作期間，可以在由排氣凸輪凸角90提供的排氣閥升降事件⑶與由￡(?凸輪凸角88提供的后續(xù)￡(?閥升降事件出⑶)之間完全閉合。在￡(?閥升降事件伍郵期間被提供的排氣閥64的升程可以對應(yīng)于在排氣閥升降事件(￡)期間被提供的排氣閥64的峰值升程的20%~60%。此外，在第一模式期間通過￡(?升降區(qū)域92引起的排氣閥64的打開的全程可以發(fā)生在對應(yīng)進氣閥62(即，用于相同氣缸的進氣閥)是打開的同時，如進氣閥升降事件(1)所示。
[0050]在排氣凸輪軸72的旋轉(zhuǎn)期間，261？凸輪凸角88的基圓區(qū)域116可以不與排氣閥升降機構(gòu)68接觸。更具體地，基圓區(qū)域116可以總是沿徑向偏離外臂78?！??凸輪凸角88與排氣閥升降機構(gòu)68之間的接合可以被限制于￡(?升降區(qū)域92?！??凸輪凸角88與排氣閥升降機構(gòu)68之間的受限制的接合可以相對于凸輪凸角連續(xù)地與閥升降機構(gòu)接觸的配置限制所得摩擦力。
[0051]相應(yīng)地，對12現(xiàn)的控制通過發(fā)動機閥機構(gòu)硬件的使用來得以實現(xiàn)，這使排氣閥64在發(fā)動機的進氣沖程期間打開。持續(xù)時間和正時(41111118)和流量都能夠受控于閥機構(gòu)。可變幾何形狀閥機構(gòu)能夠在￡(?模式之間切換。例如，可變搖臂組件可以基于油壓力被致動，所述油壓力能夠經(jīng)由油控制閥得到調(diào)整。當(dāng)不同模式被致動時，不同凸輪凸角變得激活，導(dǎo)致不同的閥正時。在一示例性實施例中，上述硬件可以被采用來提供巧⑶控制模式策略，其包括閥輪廓(611-0^116)之間的切換、進氣流的可變節(jié)流、對在排氣流中被強加的背壓力的控制和正時噴射系統(tǒng)事件。在組合中，可以設(shè)計一種策略來改善排氣流溫度實現(xiàn)所需的操作溫度以及后處理轉(zhuǎn)化效率的速率。
[0052]可以提供多個操作模式，每個模式被定制成實現(xiàn)與特定發(fā)動機系統(tǒng)的特定預(yù)熱特性的相位相關(guān)聯(lián)的具體需求。例如，第一模式可以被定制成提供00(:加熱和/或冷起動燃燒穩(wěn)定性，而第二模式被定制用于30？加熱。所得策略可以有利于改善在冷起動之后的排氣預(yù)熱期間使用巧⑶的排放。應(yīng)該理解的是，依據(jù)這種策略，巧⑶體積可以足以供應(yīng)燃燒室中的氣體的體積的整整一半。
[0053]如圖7中所示，在一示例性實施例中，用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的內(nèi)部再循環(huán)的方法700包括接收(步驟710)指示發(fā)動機操作溫度的信號。該信號可以基于由比如適當(dāng)?shù)囟ㄎ坏臒犭娕嫉葯z測儀器產(chǎn)品取得的實際測量，或者可以基于基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)的模擬或者關(guān)聯(lián)。例如，該信號可以代表冷卻劑溫度、排氣氣體溫度、排氣催化劑的溫度或者油溫度。
[0054]在一示例性實施例中，將該信號(即，被代表的發(fā)動機操作溫度)與第一巧⑶閾值進行比較(步驟720)。第一 12(?閾值可以是預(yù)定的并被存儲在存儲器中，并且可以基于發(fā)動機的所經(jīng)受性能來得到調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動機操作溫度小于第一預(yù)定巧⑶閾值時，第一巧⑶模式可以被激活(步驟730)，以便實現(xiàn)所需的效果，比如發(fā)動機排放的減少或者燃燒穩(wěn)定性的增強。在一示例性實施例中，每當(dāng):(^發(fā)動機操作溫度小于第一預(yù)定12⑶閾值(其可以對應(yīng)于預(yù)定00(:閾值溫度)七)每個發(fā)動機循環(huán)被噴射的燃料的量(例如，體積)小于預(yù)定閾值燃料噴射量；和化)發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于預(yù)定閾值發(fā)動機轉(zhuǎn)速，則暗示第一巧⑶模式。
[0055]當(dāng)發(fā)動機操作溫度大于第一預(yù)定巧⑶閾值時，第一 12⑶模式可以被停用(步驟740)，并且第二 12現(xiàn)模式可以被激活(步驟750)，以便實現(xiàn)所需的效果，比如受管制排放物的減少和排氣系統(tǒng)加熱的加速。在一示例性實施例中，發(fā)動機操作溫度可以與第二預(yù)定1261？閾值進行比較(步驟760)，用以確定發(fā)動機操作溫度是大于還是小于第二預(yù)定12現(xiàn)閾值。在一示例性實施例中，每當(dāng):(4發(fā)動機操作溫度超過第一預(yù)定巧⑶閾值(其可以對應(yīng)于預(yù)定00(:閾值溫度)；$)發(fā)動機操作溫度小于第二預(yù)定巧⑶閾值(其也可以對應(yīng)于預(yù)定30？閾值溫度)每個發(fā)動機循環(huán)被噴射的燃料的量(例如，體積)小于預(yù)定閾值燃料噴射量；和((1)發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于預(yù)定閾值發(fā)動機轉(zhuǎn)速，則暗示第二巧⑶模式。最后，當(dāng)發(fā)動機操作溫度大于第二預(yù)定巧⑶閾值時，第二巧⑶模式可以被停用。
[0056]在一示例性實施例中，發(fā)動機操作溫度可以與預(yù)定現(xiàn)⑶閾值進行比較(步驟770)，用以確定發(fā)動機操作溫度是大于還是小于預(yù)定現(xiàn)⑶閾值。當(dāng)發(fā)動機操作溫度大于預(yù)定現(xiàn)⑶閾值時，現(xiàn)⑶模式可以被激活，步驟(780)。當(dāng)發(fā)動機操作溫度小于預(yù)定現(xiàn)⑶閾值時，現(xiàn)⑶模式可以被停用。應(yīng)該理解的是，第二預(yù)定巧⑶閾值可以等于預(yù)定現(xiàn)⑶閾值。還應(yīng)指出的是，第二預(yù)定巧⑶閾值可以大于預(yù)定現(xiàn)⑶閾值，或者，替代地，預(yù)定現(xiàn)⑶閾值可以大于第二預(yù)定巧⑶閾值。
[0057]在一示例性實施例中，發(fā)動機操作溫度可以是冷卻劑溫度、排氣溫度、或者甚至是油溫度。本文所公開的控制策略涉及巧⑶在發(fā)動機預(yù)熱時段期間的使用。應(yīng)該理解的是，12(?可以與長路線或者短路線現(xiàn)⑶組合使用，以便提供對總氣缸內(nèi)殘留的改善控制。排氣背壓力控制和/或進氣節(jié)流可以被用于控制1%！？。類似地，組合的內(nèi)部￡(?和現(xiàn)⑶也可以被用于實現(xiàn)控制。
[0058]在一示例性實施例中，第一 12(?模式可以被構(gòu)造成實現(xiàn)柴油氧化催化劑(000的預(yù)熱，并由此減少排氣流中的此排放。更具體地，在冷起動之后，在柴油氧化催化劑(000達到其所需操作溫度之前，1261？在第一巧⑶模式期間被使用，用以減少發(fā)動機排出勵X和此排放，并且增加排氣溫度，用于00(:的更快起燃。這種模式可以緊隨發(fā)動機的冷起動而變?yōu)榧せ睿⑶移涮卣骺梢栽谟谟?0(:的停用伴隨的12(?的激活。該模式可以保持激活達預(yù)定時間間隔，比如，例如40秒，且該時間間隔被指定以便滿足特定情形中的一組特定的要求。例如，該時間間隔可以被構(gòu)造以便適應(yīng)特定的后處理溫度輪廓(溫度曲線)，并且/或者可以對應(yīng)于即八測試循環(huán)。作為結(jié)果，燃燒穩(wěn)定性被增強，并且此排放被減少。
[0059]在一示例性實施例中，第一巧⑶模式對應(yīng)于發(fā)動機操作的預(yù)熱時段，其中冷卻劑溫度小于大致90攝氏度，并且00(:溫`度小于大致180攝氏度。在該第一巧⑶模式期間，燃料噴射正時可以被提前，而大引燃物(0100量被用于增強燃燒的穩(wěn)定性，減少此。在一示例性實施例中，不需要第二引燃物，也不需要燃料的晚后噴射(1^6-1)081:背壓力可以被控制，用以協(xié)助12現(xiàn)的致動。該初始或者第一 12現(xiàn)模式可以被定制成減少此排放，同時改善燃燒穩(wěn)定性。
[0060]在一示例性實施例中，第二巧⑶模式可以被構(gòu)造成用于預(yù)熱30？，并由此減少勵X排放，同時增加燃燒溫度。換句話說，一旦00(:處于操作溫度后，巧⑶與燃料系統(tǒng)結(jié)合使用，用以快速地預(yù)熱勵X后處理系統(tǒng)。緊隨初始的第一巧⑶模式，這種模式可以為激活達一定時間間隔(比如大致80秒)，其可以被預(yù)定以便滿足具體要求。該模式的特征可以在于由000的激活伴隨的巧⑶的激活。作為結(jié)果，燃燒溫度可以被增加，同時顯X排放被減少。在一示例性實施例中，第二巧⑶模式緊接著發(fā)動機操作的初始預(yù)熱時段，并且在冷卻劑溫度首先超過大致90攝氏度、000溫度首先超過大致180攝氏度且30？溫度保持低于大致200攝氏度時開始。在該第二巧⑶模式期間，燃料的晚后噴射可以在30？熱起來的同時被激活。另外，噴射正時可以被延遲，以便減少勵X排放。
[0061]在一示例性實施例中，為了在該第二巧⑶模式期間減少排氣中的微粒、并且為了對12(?提供增加的許容度以及在排氣流中提供增加的溫度，可以在10(:之后在大致25~40度發(fā)起中后(01(1-1)081:)噴射。該后噴射事件促進30？的預(yù)熱。另外，進氣流可以被節(jié)流，用以以低負荷提供空氣-燃料比控制。再進一步，背壓力可以被控制，用于巧⑶量控制。應(yīng)該理解的是，根據(jù)排氣系統(tǒng)構(gòu)造和催化劑配方，實際切換點在不同發(fā)動機系統(tǒng)之間可以變化。一旦勵X后處理達到操作溫度后，凸輪輪廓被無效，用于常規(guī)后處理。然而，如果勵X后處理的溫度下降至低于操作溫度，則第二巧⑶模式將被激活，直到實現(xiàn)所需操作溫度。
[0062]相應(yīng)地，用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的內(nèi)部再循環(huán)的示例性方法700包括接收指示比如冷卻劑溫度、排氣溫度或者油溫度等發(fā)動機操作溫度的信號。然后，將發(fā)動機操作溫度與第一預(yù)定巧⑶閾值進行比較。當(dāng)發(fā)動機操作溫度小于第一預(yù)定巧⑶閾值時，第一 12(?模式被激活，且控制被設(shè)定成實現(xiàn)減少排氣流中的此排放，同時發(fā)動機操作溫度增加達一定時間間隔，比如大致40秒。
[0063]在達到第一預(yù)定溫度閾值后，第一巧⑶模式被停用，并且第二巧⑶模式可以被激活。在初始的第一巧⑶模式之后，第二 12(?模式可以被構(gòu)造成用于減少勵X排放同時增加燃燒溫度，并且可以保持激活直到達到或者超過第二預(yù)定溫度閾值。在第二巧⑶模式期間，巧⑶可以被激活，同時00(:也被激活。作為結(jié)果，燃燒溫度可以被增加，同時勵X排放被減少。[0064]在可以對應(yīng)于第二巧⑶模式的停用例如冷起動后的大致120秒的預(yù)定的第三時長后，現(xiàn)⑶模式可以被激活。應(yīng)該理解的是，第三時長可以小于第二時長，使得現(xiàn)⑶模式在第二巧⑶模式仍然是激活的同時變?yōu)榧せ睢Ｌ娲?，第三時長可以大于第二時長，使得現(xiàn)⑶模式只在第二巧⑶模式已經(jīng)被停用后變?yōu)榧せ睢Ｔ摤F(xiàn)⑶模式的特征可以在于:1%尺的停用，且燃料噴射被控制用以實現(xiàn)減少的燃料消耗。
[0065]1261？能夠提供:柴油發(fā)動機的預(yù)熱處理期間的較高后處理效率、增強的冷燃燒穩(wěn)定性、對氣缸內(nèi)裝料的有效加熱、瞬態(tài)操作期間對裝料稀釋的更快控制反應(yīng)。另外，用于巧⑶的控制模式能夠被最佳化，用于使硬件構(gòu)造和具體部件性能達到當(dāng)前柴油機技術(shù)不可能達到的排放水平。再進一步，從12⑶到正常燃燒模式的過渡能夠被最佳化，用以使整個駕駛周期中的燃料經(jīng)濟和排放最少化。后處理系統(tǒng)可以都被激活，包括尿素定劑量、30？的激活和00(:的激活。
[0066]具有背壓力控制的排氣再吸氣能夠提供非常大量的被俘獲殘留物用于增加的排氣溫度。通過提供兩種預(yù)熱模式，其可以各自被構(gòu)造成使巧⑶的功效以及排放和駕駛性能最大化，本發(fā)明能實現(xiàn)在減少的預(yù)熱時間內(nèi)使用12(?控制的預(yù)熱。一組實現(xiàn)條件，比如預(yù)先限定的過渡溫度閾值或者模式持續(xù)時間，可以限定出模式之間的過渡。過渡可以基于通過監(jiān)測發(fā)動機和排氣后處理溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷所產(chǎn)生的反饋。
[0067]本發(fā)明提供在冷起動排放、后處理功效和冷發(fā)動機駕駛性能上的改進。其它益處可以包括改善的燃料經(jīng)濟，其關(guān)聯(lián)于對將原燃料噴射到排氣中以預(yù)熱勵X后處理系統(tǒng)的減少依賴。巧⑶極大地增強預(yù)熱模式的功效，進而提供非常改善的預(yù)熱排放。因此，對于預(yù)熱，12(?可以被專門地使用，從而能使柴油發(fā)動機實現(xiàn)減少的排放。然而，在高負荷時，12(?可以被停用，從而促進通過現(xiàn)⑶的煙塵減少。
[0068]雖然已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白的是:在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種變化，并且等同物可以被用來替代其構(gòu)成要素。另外，可以進行多種修改以將特定情形或者材料適應(yīng)于本發(fā)明的教導(dǎo)，而不背離本發(fā)明的實質(zhì)范圍。因此，希望的是本發(fā)明不受限于所公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落入本申請范圍內(nèi)的所有實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的再循環(huán)的方法，包括: 接收指示發(fā)動機操作溫度的信號； 將所述發(fā)動機操作溫度與第一預(yù)定巧⑶閾值進行比較； 當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，激活第一巧⑶模式；并且當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度大于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，停用所述第一巧⑶模式并激活第二巧⑶模式。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括:將所述發(fā)動機操作溫度與第二預(yù)定巧⑶閾值進行比較，并且當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度大于所述第二預(yù)定巧⑶閾值時，停用所述第二IEGR模式。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括:激活現(xiàn)⑶模式。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進一步包括:將所述發(fā)動機操作溫度與預(yù)定￡￡(?閾值進行比較，其中當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度大于所述預(yù)定現(xiàn)⑶閾值時，進行所述激活現(xiàn)⑶模式。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，進一步包括: 將所述發(fā)動機操作溫度與預(yù)定￡￡(?閾值進行比較；并且 當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于所述預(yù)定現(xiàn)⑶閾值時，停用所述現(xiàn)⑶模式。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第二預(yù)定巧⑶閾值大于所述預(yù)定現(xiàn)⑶閾值。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述預(yù)定現(xiàn)⑶閾值大于所述第二預(yù)定12(?閾值。
8.一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機中的排氣氣體的再循環(huán)的方法，包括: 接收指示發(fā)動機操作溫度的信號； 將所述發(fā)動機操作溫度與第一預(yù)定巧⑶閾值進行比較； 當(dāng)所述發(fā)動機操作溫度小于所述第一預(yù)定巧⑶閾值時，激活第一巧⑶模式；并且 在預(yù)定的第一時長后，停用所述第一巧⑶模式，并激活第二巧⑶模式。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括:在預(yù)定的第二時長后，停用所述第二巧⑶模式。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進一步包括:在預(yù)定的第三時長后，激活現(xiàn)⑶模式。
【文檔編號】F02D41/00GK103835822SQ201310610532
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】C.迪恩, M.A.岡薩雷斯德爾加多, M.J.盧西多 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司