用于在可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)中的lp-egr傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本描述通常涉及用于改善在可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)中的LP-EGR傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]排氣氣體再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口的一部分的排氣氣體再循環(huán)至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)以通過(guò)降低節(jié)流損失和燃燒溫度來(lái)提高燃料經(jīng)濟(jì)性以及改善車輛排放物。在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，EGR系統(tǒng)可包括低壓EGR(LP-EGR)回路，該低壓EGR回路將來(lái)自渦輪增壓器的渦輪機(jī)下游的排氣氣體轉(zhuǎn)移并且在壓縮機(jī)之前噴射該氣體。然而，LP-EGR回路具有較長(zhǎng)的輸送延遲，因?yàn)榕艢鈿怏w在到達(dá)燃燒室之前必須運(yùn)行通過(guò)渦輪增壓器壓縮機(jī)、高壓空氣感應(yīng)管道、增壓空氣冷卻器以及進(jìn)氣歧管。因此，難以對(duì)汽缸提供預(yù)期量的EGR，尤其在瞬態(tài)狀況期間。
[0003]由Styles等人在US 20120023937中示出了用于控制較長(zhǎng)輸送延遲的一個(gè)示例性方法。其中，LP-EGR系統(tǒng)以穿過(guò)速度-負(fù)載圖的區(qū)域的新鮮空氣流量的固定的EGR百分比操作，包括最小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，以便于改善LP-EGR的瞬態(tài)控制(例如，在遇到最小負(fù)載時(shí)的駕駛員收油門(mén)(tip-out)事件期間)。
[0004]然而，本文中的發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到上述方法的問(wèn)題。具體地，在被構(gòu)造成用于可變選擇性的汽缸停用的發(fā)動(dòng)機(jī)中，當(dāng)在操作模式之間轉(zhuǎn)換時(shí)，由于在EGR容差上的差異，可發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)失火。因此，固定的EGR百分比基于在最小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載期間的EGR容差水平。于此，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、或負(fù)載將用于描述總發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量或發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。汽缸負(fù)載將用于描述每次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸的平均空氣流量。以這種方式，當(dāng)汽缸已經(jīng)被選擇性地停用時(shí)，汽缸負(fù)載將以相同的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載增加。然而，在被構(gòu)造成用于選擇性的汽缸停用的發(fā)動(dòng)機(jī)中中(例如，可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)(VDE))，發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR容差水平可基于發(fā)動(dòng)機(jī)在所有汽缸都啟動(dòng)的情況下操作還是在一個(gè)或多個(gè)汽缸被停用的情況下操作而發(fā)生變化。例如，當(dāng)在一個(gè)或多個(gè)汽缸被停用的VDE模式下操作時(shí)，由于在剩余啟動(dòng)的汽缸上增加的汽缸負(fù)載，因此在VDE模式中遇到的最小汽缸負(fù)載可大于在所有汽缸都啟動(dòng)且燃燒時(shí)的非VDE模式期間的最小汽缸負(fù)載。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)在VDE模式中操作時(shí)可承受比在非VDE模式中操作時(shí)的更高的EGR水平。因此，如果固定EGR百分比基于在VDE模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)操作，則EGR百分比可大于非VDE模式下所需的百分比。因此，可在非VDE模式中存在進(jìn)氣空氣的過(guò)量稀釋，這可增加燃燒穩(wěn)定性問(wèn)題和發(fā)動(dòng)機(jī)失火的傾向。
[0005]進(jìn)一步地，當(dāng)在基于VDE最小載荷通過(guò)固定的EGR百分比的VDE模式中操作時(shí)發(fā)生的收油門(mén)期間，由于與LP-EGR系統(tǒng)相關(guān)的較大輸送延遲，發(fā)動(dòng)機(jī)操作可在EGR從空氣感應(yīng)系統(tǒng)中被凈化之前從VDE模式轉(zhuǎn)換離開(kāi)(例如，為了減少噪聲振動(dòng)和不平順(NVH)問(wèn)題)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)可被暴露于比在非VDE模式下發(fā)動(dòng)機(jī)可承受的EGR水平更高的EGR水平，從而導(dǎo)致增加的燃燒不穩(wěn)定性和失火。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)實(shí)例中，上述問(wèn)題中的一些可通過(guò)一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法被至少部分地解決，該方法包括:響應(yīng)于在以低于閾值發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)發(fā)生的收油門(mén)，其中一個(gè)或多個(gè)汽缸被停用且在相對(duì)于進(jìn)氣空氣流量的較高的固定進(jìn)度(fixed schedule)下提供LP-EGR，從而延遲了停用汽缸的再次啟動(dòng)直到EGR相對(duì)于進(jìn)氣空氣流量已從較高固定進(jìn)度降低至較低固定進(jìn)度。以這種方式，汽缸再次啟動(dòng)可基于汽缸EGR容差被調(diào)節(jié)以減少失火事件的發(fā)生。
[0007]作為一個(gè)實(shí)例，VDE發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括用于提供EGR的LP-EGR系統(tǒng)。當(dāng)VDE發(fā)動(dòng)機(jī)在VDE模式下操作時(shí)，其中在VDE模式中一個(gè)或多個(gè)汽缸被停用且在用于固定EGR百分比的速度-負(fù)載范圍中，由于在較高平均汽缸負(fù)載下操作的剩余的啟動(dòng)汽缸的較高EGR容差，因此EGR可在較高固定EGR百分比下被提供。相比之下，當(dāng)在所有汽缸都啟動(dòng)的非VDE模式中操作時(shí)，由于在較低的平均汽缸負(fù)載下操作的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的較低EGR容差，EGR可在較低固定百分比下被提供。進(jìn)一步地，在以VDE模式操作時(shí)發(fā)生的收油門(mén)情況期間，可預(yù)期從VDE模式轉(zhuǎn)換離開(kāi)以降低NVH問(wèn)題或者例如由于硬件限制產(chǎn)生的問(wèn)題。在這種收油門(mén)情況期間，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)從VDE模式轉(zhuǎn)換至非VDE模式為預(yù)期時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載低于閾值發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換離開(kāi)VDE模式的操作可被延遲直到EGR百分比相對(duì)于進(jìn)氣空氣流量降低至較低固定百分比。這避免了發(fā)動(dòng)機(jī)在比發(fā)動(dòng)機(jī)可承受的EGR進(jìn)度更高的EGR進(jìn)度下操作的情況。然而，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載高于閾值負(fù)載的VDE模式下操作，則可允許發(fā)動(dòng)機(jī)從VDE模式轉(zhuǎn)換離開(kāi)同時(shí)將EGR從較高固定百分比轉(zhuǎn)換至較低固定百分比。
[0008]以這種方式，通過(guò)在包括在VDE模式期間的EGR的較高固定百分比和在非VDE模式期間EGR的較低固定百分比的兩個(gè)不同的固定進(jìn)度中提供EGR，在每個(gè)模式期間，發(fā)動(dòng)機(jī)可在發(fā)動(dòng)機(jī)可承受的EGR進(jìn)度下操作，同時(shí)允許EGR進(jìn)度基于在不同模式下的不同EGR容差而發(fā)生變化。通過(guò)允許當(dāng)選定的汽缸被停用時(shí)應(yīng)用較高硬性EGR進(jìn)度，在空氣感應(yīng)系統(tǒng)中的EGR百分比可提升，增加了EGR的有效性。通過(guò)允許在非VDE模式期間應(yīng)用較低硬性EGR進(jìn)度，可降低與EGR的過(guò)量進(jìn)氣空氣稀釋，從而減少了緩慢燃燒問(wèn)題。進(jìn)一步地，通過(guò)響應(yīng)于收油門(mén)而延遲發(fā)動(dòng)機(jī)從VDE模式的轉(zhuǎn)換離開(kāi)直到對(duì)應(yīng)于VDE模式的EGR水平從空氣感應(yīng)系統(tǒng)中清除，減少了由于發(fā)動(dòng)機(jī)暴露至高于容差EGR水平的EGR水平而產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)失火和緩慢燃燒問(wèn)題。因此，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)失火事件以及提高了燃燒穩(wěn)定性。
[0009]應(yīng)當(dāng)理解的是，提供以上內(nèi)容以便以簡(jiǎn)化的形式引入一系列概念，這些概念將在詳細(xì)說(shuō)明中進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或?qū)嵸|(zhì)特征，其范圍由跟隨詳細(xì)說(shuō)明的所附權(quán)利要求唯一限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不局限于解決在上文或本公開(kāi)任意部分記載的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1示出了部分的發(fā)動(dòng)機(jī)視圖。
[0011]圖2示出了具有雙排汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括排氣氣體再循環(huán)系統(tǒng)。
[0012]圖3示出了用于確定LP-EGR進(jìn)度的示例性方法的高級(jí)流程圖。
[0013]圖4示出了描繪用于基于單獨(dú)的汽缸停用在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間調(diào)節(jié)固定模式的LP-EGR進(jìn)度的示例性方法的高水平流程圖。
[0014]圖5A示出了用于可變LP-EGR進(jìn)度和固定LP-EGR進(jìn)度的示例性的速度-負(fù)載圖。
[0015]圖5B示出了不同的固定EGR進(jìn)度的示例性的速度-負(fù)載圖，其中不同的固定EGR進(jìn)度包括應(yīng)用在存在汽缸停用時(shí)的第一固定LP-EGR進(jìn)度以及應(yīng)用在沒(méi)有汽缸停用時(shí)的第二固定LP-EGR進(jìn)度。
[0016]圖6不出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的在VDE模式與非VDE模式中的發(fā)動(dòng)機(jī)操作之間的轉(zhuǎn)換期間的固定LP-EGR進(jìn)度的示例性調(diào)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本描述涉及連接至機(jī)動(dòng)車輛中的渦輪增壓可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR系統(tǒng)。在一個(gè)非限制性的實(shí)例中，VDE發(fā)動(dòng)機(jī)可被構(gòu)造為在圖1中示出的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一部分，其中，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少一個(gè)汽缸、控制系統(tǒng)、渦輪增壓器、排氣氣體再循環(huán)系統(tǒng)以及其他的部件。該發(fā)動(dòng)機(jī)還被構(gòu)造為具有如在圖2中示出的多個(gè)汽缸組。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可被構(gòu)造成用來(lái)執(zhí)行控制程序(諸如圖3至圖4的示例性程序)，以當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在所有的汽缸啟動(dòng)(非VDE模式)的操作與一個(gè)或多個(gè)汽缸被停用(VDE模式)的操作之間轉(zhuǎn)換時(shí)基于發(fā)動(dòng)機(jī)的最小汽缸負(fù)載要求來(lái)調(diào)節(jié)LP-EGR進(jìn)度(schedule)。不同的EGR進(jìn)度可基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)載圖表來(lái)選擇，諸如圖5A和圖5B的轉(zhuǎn)速負(fù)載圖表。參考圖6示出了示例性的EGR進(jìn)度調(diào)節(jié)。
[0018]現(xiàn)參考圖1，示出了多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10的其中一個(gè)汽缸的示意圖，該多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10被示出可包含在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)10可至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)以及來(lái)自車輛操作者132的經(jīng)由輸入裝置130的輸入控制。在本實(shí)例中，輸入裝置130包括油門(mén)踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室(S卩，汽缸)30可包括具有活塞36定位在其內(nèi)的燃燒室壁32。在一些實(shí)施例中，活塞36的位于汽缸30的里面的面可具有斗(bowl)?；钊?6可連接至曲軸40以使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可經(jīng)由中間傳輸系統(tǒng)連接至車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪。進(jìn)一步地，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可經(jīng)由飛輪連接至曲軸40以能夠啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作。
[0019]燃燒室30可經(jīng)由進(jìn)氣通道42接收來(lái)自進(jìn)氣歧管44的進(jìn)氣空氣并且可經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可經(jīng)由對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣氣門(mén)52和排氣氣門(mén)54與燃燒室30選擇性地連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣氣門(mén)和/或兩個(gè)或多個(gè)排氣氣門(mén)。
[0020]進(jìn)氣氣門(mén)52可經(jīng)由電動(dòng)氣門(mén)致動(dòng)器(EVA) 51由控制器12控制。類似地，排氣氣門(mén)54可經(jīng)由EVA53由控制器12控制。替代性地，可變氣門(mén)致動(dòng)器可為電動(dòng)液壓的或任意其他可想到的機(jī)構(gòu)以能夠致動(dòng)氣門(mén)。在一些情況下，控制器12可改變提供至致動(dòng)器51和53的信號(hào)以控制對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣氣門(mén)和排氣氣門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。進(jìn)氣氣門(mén)52和排氣氣門(mén)54的位置可分別由氣門(mén)位置傳感器55和57確定。在可替代的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣氣門(mén)和排氣氣門(mén)可由一個(gè)或多個(gè)凸輪來(lái)驅(qū)動(dòng)，并且可使用凸輪輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門(mén)正時(shí)(VVT)和/或可變氣門(mén)升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)改變氣門(mén)操作。例如，汽缸30可替代性地包括經(jīng)由電動(dòng)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)控制的進(jìn)氣氣門(mén)和經(jīng)由包括CPS和凸輪驅(qū)動(dòng)控制的排氣氣門(mén)。
[0021]燃料噴射器66被示出為直接地連接至燃燒室30用于與經(jīng)由電子致動(dòng)器68從控制器12接收的信號(hào)FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接地噴射在燃燒室30內(nèi)。通過(guò)這種方式，燃料噴射器66提供被稱作至燃燒室30中的燃料的直接噴射。例如，燃料噴射器可安裝在燃燒室的側(cè)部中或者安裝在燃燒室的頂部中。燃料可通過(guò)包括燃料箱、燃料栗以及燃料分配管的燃料系統(tǒng)(未示出)被輸送至燃料噴射器66。
[0022]在選定的操作模式下，點(diǎn)火系統(tǒng)88可響應(yīng)于來(lái)自控制器12的火花提前信號(hào)SA而經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。盡管示出了火花點(diǎn)火部件，然而在一些實(shí)施例中，燃燒室30或者發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)或多個(gè)燃燒室可在具有或不具有點(diǎn)火火花的情況下在壓縮點(diǎn)火模式中操作。
[0023]進(jìn)氣通道42可包括分別具有節(jié)氣門(mén)板64和65的節(jié)氣門(mén)62和63。在該具體的實(shí)例中，節(jié)氣門(mén)板64和65的位置可通過(guò)控制器12經(jīng)由提供至包含有節(jié)氣門(mén)62和63的電動(dòng)機(jī)或致動(dòng)器的信號(hào)而發(fā)生改變，這種構(gòu)造通常稱為電子節(jié)氣門(mén)控制(ETC)。通過(guò)這種方式，節(jié)氣門(mén)62和63可操作地改變提供至燃燒室30以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣空氣。節(jié)氣門(mén)板64和65的位置可通過(guò)節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)TP而提供至控制器12?？蓪?duì)沿進(jìn)氣通道42和進(jìn)氣歧管44的各個(gè)點(diǎn)處的壓力、溫度以及質(zhì)量空氣流量進(jìn)行測(cè)量。例如，進(jìn)氣通道42可包括用于測(cè)量通過(guò)節(jié)氣門(mén)63進(jìn)入的潔凈空氣質(zhì)量流量的質(zhì)量空氣流量傳感器120。潔凈的空氣質(zhì)量流量可經(jīng)由MAF信號(hào)被傳達(dá)至控制器12。
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)10可進(jìn)一步包括壓縮裝置，諸如包括布置在進(jìn)氣歧管44上游的至少一個(gè)壓縮機(jī)162的渦輪增壓器或超級(jí)增壓器。對(duì)于渦輪增壓器而言，壓縮機(jī)162可至少部分地由沿排氣通道48布置的渦輪機(jī)164(例如，經(jīng)由軸)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于超級(jí)增壓器而言，壓縮機(jī)162可至少部分地由發(fā)動(dòng)機(jī)和/或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且可不包括渦輪機(jī)。因此，經(jīng)由渦輪增壓器或超級(jí)增壓器