用于停止并起動(dòng)帶有專(zhuān)用egr的發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及用于在停止-起動(dòng)和/或減速燃料切斷(DFSO)操作期間改善從進(jìn)氣歧管抽送(purging)排氣再循環(huán)(EGR)的系統(tǒng)和方法。這些方法對(duì)于包括提供外部EGR給其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的汽缸或汽缸組的發(fā)動(dòng)機(jī)可能特別有用。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)可配置有排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，以使來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口的一部分排氣再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。通過(guò)提供期望的發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋?zhuān)祟?lèi)系統(tǒng)降低了燃燒溫度和節(jié)流損失。因此，改善了燃料經(jīng)濟(jì)性和車(chē)輛排放。發(fā)動(dòng)機(jī)也已配置有專(zhuān)用于提供外部EGR給其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的單個(gè)汽缸(或汽缸組)。在其中，來(lái)自專(zhuān)用汽缸組的所有排氣都被再循環(huán)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管。因此，這允許在大多數(shù)操作工況下提供基本固定量的EGR給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
[0003]可以使用各種方法在不需要EGR的工況期間(例如在諸如起動(dòng)-停止和減速燃料切斷(DFSO)操作的瞬態(tài)期間)關(guān)掉此類(lèi)專(zhuān)用EGR系統(tǒng)中的EGR。一種示例方法包括使用分流閥，用于將來(lái)自專(zhuān)用EGR汽缸的一些或全部排氣轉(zhuǎn)移到排氣位置。Chapel等人在WO2013175091中所示的另一個(gè)示例方法通過(guò)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于閾值溫度時(shí)阻擋燃料噴射來(lái)抑制專(zhuān)用EGR汽缸中的燃燒。
[0004]然而，發(fā)明者在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到關(guān)于以上方法的潛在問(wèn)題。例如，氣門(mén)致動(dòng)器和燃料噴射致動(dòng)器需要一段持續(xù)時(shí)間來(lái)到達(dá)期望位置。因此，不可以將EGR立即關(guān)掉。進(jìn)一步地，即使在致動(dòng)器已經(jīng)達(dá)到期望位置之后，在從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口抽送EGR時(shí)可能存在延遲。如果在從進(jìn)氣歧管中抽送EGR之前關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)期間可能存在EGR對(duì)進(jìn)氣空氣的過(guò)量稀釋。過(guò)量的進(jìn)氣空氣-EGR稀釋的存在可能增加燃燒不穩(wěn)定性問(wèn)題和在發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)期間發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的傾向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)示例中，可以通過(guò)一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法至少部分解決以上問(wèn)題，該方法包括:響應(yīng)于即將到來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉工況，停用(deactivating)多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的專(zhuān)用(dedicated)EGR汽缸組；在停用之后監(jiān)測(cè)EGR量；以及響應(yīng)于所監(jiān)測(cè)的EGR量降到閾值以下，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0006]以此方式，可以在關(guān)閉之前從進(jìn)氣口抽送EGR。發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉可以包括例如停用到所有汽缸的火花和/或燃料噴射。
[0007]作為一個(gè)示例，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以配置有單個(gè)專(zhuān)用EGR(DEGR)汽缸，用于向所有發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供外部EGR。在選定的工況期間，當(dāng)請(qǐng)求、檢測(cè)到或預(yù)期發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，可停止加注燃料到DEGR汽缸，同時(shí)通過(guò)加注燃料來(lái)操作剩余的非DEGR汽缸。在從進(jìn)氣歧管和/或EGR系統(tǒng)中抽送EGR之后，可以停用DEGR汽缸的進(jìn)氣門(mén)和/或排氣門(mén)。此外，可以(通過(guò)例如停止加注燃料和/或氣門(mén)停用)停用非DEGR汽缸，并且可以命令發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉并減慢旋轉(zhuǎn)到靜止。隨后，在發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止重新起動(dòng)的操作期間，可以操作DEGR汽缸僅在發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)完成啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)并建立穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之后才燃燒。
[0008]在一個(gè)示例中，當(dāng)檢測(cè)到DFSO工況時(shí)，可以在停止加注燃料到非DEGR汽缸之前(例如，在進(jìn)入DFSO之前)停止加注燃料到DEGR汽缸。在停止加注燃料到DEGR汽缸時(shí)，可以監(jiān)測(cè)進(jìn)氣EGR率。當(dāng)進(jìn)氣EGR率降到閾值率以下時(shí)，可以停止加注燃料到非DEGR汽缸。
[0009]以此方式，可以在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)之前或進(jìn)入DFSO之前從進(jìn)氣歧管和/或EGR系統(tǒng)中抽送EGR。通過(guò)抽送EGR，可以減少在隨后的發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)期間或在從DFSO恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間的進(jìn)氣空氣的過(guò)量稀釋。因此，對(duì)于帶有專(zhuān)用EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健且可重復(fù)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
[0010]應(yīng)該理解，提供上述
【發(fā)明內(nèi)容】
是為以簡(jiǎn)化形式引入所選概念，其將在具體實(shí)施例中進(jìn)一步描述。這并非意味著確立所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，其保護(hù)范圍由隨附權(quán)利要求唯一限定。此外，所要求保護(hù)的主題不限于解決以上的或本公開(kāi)的任何部分中指出的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0011]當(dāng)單獨(dú)地或參考附圖使用時(shí)，通過(guò)閱讀在此稱(chēng)為【具體實(shí)施方式】的實(shí)施例的示例，將更充分地理解本文描述的優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0012]圖1是包括提供汽缸組的專(zhuān)用EGR的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0013]圖2是圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的燃燒室的示意性描述。
[0014]圖3示出示例性車(chē)輛的傳動(dòng)系配置。
[0015]圖4示出一種高級(jí)流程圖，其描繪了調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作以抽送圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)氣歧管中的EGR的示例方法。
[0016]圖5示出當(dāng)預(yù)期發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉操作時(shí)用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作以抽送進(jìn)氣歧管中的EGR的示例方法，該方法與圖4的方法結(jié)合使用。
[0017]圖6示出在DFSO工況期間用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作以抽送進(jìn)氣歧管中的EGR的示例方法，該方法與圖4的方法結(jié)合使用。
[0018]圖7示出在發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)工況期間用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作的示例方法，該方法與圖4的方法結(jié)合使用。
[0019]圖8示出描繪在起動(dòng)-停止操作期間的DEGR汽缸和非DEGR汽缸的操作的示例圖表。
[0020]圖9示出描繪在DFSO工況期間的DEGR汽缸和非DEGR汽缸的操作的示例圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本申請(qǐng)涉及用于停止和起動(dòng)包括專(zhuān)用EGR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(諸如圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng))的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)非限制性示例中，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置為如圖2所示。進(jìn)一步地，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以是圖3所示的車(chē)輛的一部分?？刂破骺梢员慌渲脼閳?zhí)行控制程序(諸如圖4-7的程序)以在停止發(fā)動(dòng)機(jī)之前并在進(jìn)入DFSO操作之前從發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中抽送EGR，并且重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。分別參考圖8和圖9示出了示例性發(fā)動(dòng)機(jī)操作，其包括在起動(dòng)-停止和DFSO操作期間的DEGR汽缸和非DEGR汽缸的操作。
[0022]圖1示意性地示出了包括帶有四個(gè)汽缸(1-4)的發(fā)動(dòng)機(jī)10的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的一些方面。如在此所詳細(xì)描述，四個(gè)汽缸被布置成由非專(zhuān)用EGR汽缸1-3組成的第一汽缸組17以及由專(zhuān)用EGR汽缸4組成的第二汽缸組18。參考圖2提供了發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)燃燒室的詳細(xì)描述。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以耦連在車(chē)輛中，諸如經(jīng)配置用于道路行駛的客運(yùn)車(chē)輛。
[0023]在所描繪的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10是耦連到渦輪增壓器13的升壓發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓器13包括由渦輪76驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)74。具體地，新鮮空氣經(jīng)由空氣凈化器49沿著進(jìn)氣道42被引入發(fā)動(dòng)機(jī)10并且流向壓縮機(jī)74。可以通過(guò)調(diào)整進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)20來(lái)至少部分控制通過(guò)進(jìn)氣通道42進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)的環(huán)境空氣的流速。壓縮機(jī)74可以為任何合適的進(jìn)氣壓縮機(jī)，諸如馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的或驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)械增壓壓縮機(jī)。然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10中，壓縮機(jī)是經(jīng)由軸19機(jī)械耦連到渦輪76的渦輪增壓壓縮機(jī)，渦輪76通過(guò)使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣膨脹來(lái)驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮機(jī)和渦輪可以在雙渦旋渦輪增壓器內(nèi)耦連。在另一個(gè)實(shí)施例中，渦輪增壓器可以是可變幾何渦輪增壓器(VGT)，其中渦輪的幾何結(jié)構(gòu)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而主動(dòng)變化。
[0024]如圖1所示，壓縮機(jī)74通過(guò)充氣冷卻器78耦連到進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)20。進(jìn)氣節(jié)氣門(mén)20耦連到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管25。壓縮空氣充氣從壓縮機(jī)流過(guò)充氣冷卻器和節(jié)氣門(mén)到進(jìn)氣歧管。充氣冷卻器可以是例如空氣對(duì)空氣或空氣對(duì)水的熱交換器。在圖1所示的實(shí)施例中，在進(jìn)氣歧管內(nèi)增壓的空氣的壓力由歧管空氣壓力(MAP)傳感器27感測(cè)。壓縮機(jī)旁通閥(未示出)可以串聯(lián)耦連在壓縮機(jī)74的入口與出口之間。壓縮機(jī)旁通閥可以為常閉閥，其被配置為在選定的工況下打開(kāi)以釋放過(guò)量的升壓壓力。例如，壓縮機(jī)旁通閥可以在降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的工況期間打開(kāi)以避免壓縮機(jī)喘振。
[0025]進(jìn)氣歧管25通過(guò)一系列進(jìn)氣門(mén)(參見(jiàn)圖2)耦連到一系列燃燒室30。燃燒室進(jìn)一步經(jīng)由一系列排氣門(mén)(參見(jiàn)圖2)耦連到排氣歧管48。在所描繪的實(shí)施例中，排氣歧管48包括多個(gè)排氣歧管區(qū)段，以使來(lái)自不同燃燒室的流出物能夠被引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的不同位置。具體地，來(lái)自第一汽缸組17(汽缸1-3)的流出物在由排放控制裝置170的排氣催化劑處理之前被引導(dǎo)通過(guò)排氣歧管48的渦輪76。作為比較，來(lái)自第二汽缸組18 (汽缸4)的排氣經(jīng)由通道50和排氣催化劑70被輸送返回到進(jìn)氣歧管25?？商娲兀瑏?lái)自第二汽缸組的至少一部分排氣經(jīng)由氣門(mén)65和通道56被引導(dǎo)到排氣歧管48的禍輪76。通過(guò)調(diào)節(jié)氣門(mén)65，從汽缸4引導(dǎo)到排氣歧管的排氣相對(duì)于導(dǎo)向進(jìn)氣歧管的排氣的比例可以變化。在一些示例中，氣門(mén)65和通道56可省略。在一個(gè)示例中，氣門(mén)65可以是三通閥。在一個(gè)示例中，氣門(mén)65可以被調(diào)節(jié)以允許所有排氣從汽缸4到排氣歧管48。在另一個(gè)示例中，氣門(mén)65可以被調(diào)節(jié)以允許所有排氣從汽缸4到進(jìn)氣歧管25，同時(shí)阻擋任何EGR流到排氣歧管。
[0026]排氣催化劑70配置為水煤氣轉(zhuǎn)換(WGS)催化劑。WGS催化劑70被配置為從來(lái)自汽缸4的在通道50中接收的濃排氣生成氫氣。
[0027]通過(guò)從在各自汽缸中的燃燒事件中捕集排氣并且允許排氣在隨后的燃燒事件期間停留在各自的汽缸中，汽缸1-4中的每一個(gè)均可包括內(nèi)部EGR。經(jīng)由調(diào)節(jié)進(jìn)氣門(mén)和/或排氣門(mén)的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間，內(nèi)部EGR的量可以變化。例如，通過(guò)增加進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)重疊，在隨后的燃燒事件期間，額外的EGR可以被保留在汽缸中。經(jīng)由來(lái)自第二汽缸組18(在此為汽缸4)和EGR通道50的排氣流，外部EGR被單獨(dú)提供給汽缸1_4。在另一個(gè)示例中，外部EGR可以?xún)H提供給汽缸1-3而不提供給汽缸4。外部EGR并不是由來(lái)自汽缸1_3的排氣流提供的。因此，在該示例中，汽缸4是發(fā)動(dòng)機(jī)10的外部EGR的唯一來(lái)源，并且因此在本文也被稱(chēng)為專(zhuān)用EGR汽缸(或?qū)Ｓ闷捉M)。汽缸1-3在本文也被稱(chēng)為非專(zhuān)用EGR汽缸組或非專(zhuān)用EGR汽缸。雖然當(dāng)前的示例示出了專(zhuān)用EGR汽缸具有單個(gè)汽缸，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在可替代的發(fā)動(dòng)機(jī)配置中，專(zhuān)用EGR汽缸組可以具有更多發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
[0028]EGR通道50可以包括EGR冷卻器45，用于冷卻輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的EGR。另外，EGR通道50可以包括第一排氣傳感器59，用于估計(jì)從第二汽缸組再循環(huán)到剩余發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣的空燃比。第二排氣傳感器61可以被設(shè)置在第一汽缸組的排氣歧管區(qū)段的下