用于在可變排量發(fā)動機中的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)動機中的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)使來自發(fā)動機排氣口的一部分的排氣氣體再循環(huán)至發(fā)動機進氣系統(tǒng)以通過降低節(jié)流損失和燃燒溫度來提高燃料經(jīng)濟性以及改善車輛排放物。在渦輪增壓發(fā)動機中，EGR系統(tǒng)可包括低壓EGR(LP-EGR)回路，該低壓EGR回路將來自渦輪增壓器的渦輪機下游的排氣氣體轉(zhuǎn)移并且在壓縮機之前噴射該氣體。然而，LP-EGR回路具有較長的輸送延遲，因為排氣氣體在到達燃燒室之前必須運行通過渦輪增壓器壓縮機、高壓空氣感應(yīng)管道、增壓空氣冷卻器以及進氣歧管。因此，難以對汽缸提供預(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輸送延遲的一個示例性方法。其中，LP-EGR系統(tǒng)以穿過速度-負載圖的區(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)動機負載，以便于改善LP-EGR的瞬態(tài)控制(例如，在遇到最小負載時的駕駛員收油門(tip-out)事件期間)。
[0004]然而，本文中的發(fā)明人已經(jīng)意識到上述方法的問題。具體地，在被構(gòu)造成用于可變選擇性的汽缸停用的發(fā)動機中，當(dāng)在操作模式之間轉(zhuǎn)換時，由于在EGR容差上的差異，可發(fā)生發(fā)動機失火。因此，固定的EGR百分比基于在最小發(fā)動機負載期間的EGR容差水平。于此，發(fā)動機負載、或負載將用于描述總發(fā)動機空氣流量或發(fā)動機扭矩。汽缸負載將用于描述每次啟動發(fā)動機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，汽缸負載將以相同的發(fā)動機負載增加。然而，在被構(gòu)造成用于選擇性的汽缸停用的發(fā)動機中中(例如，可變排量發(fā)動機(VDE))，發(fā)動機的EGR容差水平可基于發(fā)動機在所有汽缸都啟動的情況下操作還是在一個或多個汽缸被停用的情況下操作而發(fā)生變化。例如，當(dāng)在一個或多個汽缸被停用的VDE模式下操作時，由于在剩余啟動的汽缸上增加的汽缸負載，因此在VDE模式中遇到的最小汽缸負載可大于在所有汽缸都啟動且燃燒時的非VDE模式期間的最小汽缸負載。因此，發(fā)動機在VDE模式中操作時可承受比在非VDE模式中操作時的更高的EGR水平。因此，如果固定EGR百分比基于在VDE模式下的發(fā)動機操作，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模式中存在進氣空氣的過量稀釋，這可增加燃燒穩(wěn)定性問題和發(fā)動機失火的傾向。
[0005]進一步地，當(dāng)在基于VDE最小載荷通過固定的EGR百分比的VDE模式中操作時發(fā)生的收油門期間，由于與LP-EGR系統(tǒng)相關(guān)的較大輸送延遲，發(fā)動機操作可在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(例如，為了減少噪聲振動和不平順(NVH)問題)。因此，發(fā)動機可被暴露于比在非VDE模式下發(fā)動機可承受的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]在一個實例中，上述問題中的一些可通過一種用于發(fā)動機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)動機負載操作發(fā)動機時發(fā)生的收油門，其中一個或多個汽缸被停用且在相對于進氣空氣流量的較高的固定進度(fixed schedule)下提供LP-EGR，從而延遲了停用汽缸的再次啟動直到EGR相對于進氣空氣流量已從較高固定進度降低至較低固定進度。以這種方式，汽缸再次啟動可基于汽缸EGR容差被調(diào)節(jié)以減少失火事件的發(fā)生。
[0007]作為一個實例，VDE發(fā)動機系統(tǒng)可包括用于提供EGR的LP-EGR系統(tǒng)。當(dāng)VDE發(fā)動機在VDE模式下操作時，其中在VDE模式中一個或多個汽缸被停用且在用于固定EGR百分比的速度-負載范圍中，由于在較高平均汽缸負載下操作的剩余的啟動汽缸的較高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)在所有汽缸都啟動的非VDE模式中操作時，由于在較低的平均汽缸負載下操作的發(fā)動機汽缸的較低EGR容差，EGR可在較低固定百分比下被提供。進一步地，在以VDE模式操作時發(fā)生的收油門情況期間，可預(yù)期從VDE模式轉(zhuǎn)換離開以降低NVH問題或者例如由于硬件限制產(chǎn)生的問題。在這種收油門情況期間，當(dāng)發(fā)動機從VDE模式轉(zhuǎn)換至非VDE模式為預(yù)期時，如果發(fā)動機負載低于閾值發(fā)動機負載，則發(fā)動機轉(zhuǎn)換離開VDE模式的操作可被延遲直到EGR百分比相對于進氣空氣流量降低至較低固定百分比。這避免了發(fā)動機在比發(fā)動機可承受的EGR進度更高的EGR進度下操作的情況。然而，如果發(fā)動機在發(fā)動機負載高于閾值負載的VDE模式下操作，則可允許發(fā)動機從VDE模式轉(zhuǎn)換離開同時將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不同的固定進度中提供EGR，在每個模式期間，發(fā)動機可在發(fā)動機可承受的EGR進度下操作，同時允許EGR進度基于在不同模式下的不同EGR容差而發(fā)生變化。通過允許當(dāng)選定的汽缸被停用時應(yīng)用較高硬性EGR進度，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。通過允許在非VDE模式期間應(yīng)用較低硬性EGR進度，可降低與EGR的過量進氣空氣稀釋，從而減少了緩慢燃燒問題。進一步地，通過響應(yīng)于收油門而延遲發(fā)動機從VDE模式的轉(zhuǎn)換離開直到對應(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)動機暴露至高于容差EGR水平的EGR水平而產(chǎn)生的發(fā)動機失火和緩慢燃燒問題。因此，減少了發(fā)動機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)容以便以簡化的形式引入一系列概念，這些概念將在詳細說明中進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或?qū)嵸|(zhì)特征，其范圍由跟隨詳細說明的所附權(quán)利要求唯一限定。此外，所要求保護的主題并不局限于解決在上文或本公開任意部分記載的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0010]圖1示出了部分的發(fā)動機視圖。
[0011]圖2示出了具有雙排汽缸的發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖，該發(fā)動機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進度的示例性方法的高級流程圖。
[0013]圖4示出了描繪用于基于單獨的汽缸停用在發(fā)動機操作期間調(diào)節(jié)固定模式的LP-EGR進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進度和固定LP-EGR進度的示例性的速度-負載圖。
[0015]圖5B示出了不同的固定EGR進度的示例性的速度-負載圖，其中不同的固定EGR進度包括應(yīng)用在存在汽缸停用時的第一固定LP-EGR進度以及應(yīng)用在沒有汽缸停用時的第二固定LP-EGR進度。
[0016]圖6不出了根據(jù)本公開的實施例的在VDE模式與非VDE模式中的發(fā)動機操作之間的轉(zhuǎn)換期間的固定LP-EGR進度的示例性調(diào)節(jié)。
【具體實施方式】
[0017]本描述涉及連接至機動車輛中的渦輪增壓可變排量發(fā)動機的EGR系統(tǒng)。在一個非限制性的實例中，VDE發(fā)動機可被構(gòu)造為在圖1中示出的發(fā)動機系統(tǒng)的一部分，其中，該發(fā)動機包括至少一個汽缸、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)動機還被構(gòu)造為具有如在圖2中示出的多個汽缸組。發(fā)動機控制器可被構(gòu)造成用來執(zhí)行控制程序(諸如圖3至圖4的示例性程序)，以當(dāng)發(fā)動機在所有的汽缸啟動(非VDE模式)的操作與一個或多個汽缸被停用(VDE模式)的操作之間轉(zhuǎn)換時基于發(fā)動機的最小汽缸負載要求來調(diào)節(jié)LP-EGR進度(schedule)。不同的EGR進度可基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速負載圖表來選擇，諸如圖5A和圖5B的轉(zhuǎn)速負載圖表。參考圖6示出了示例性的EGR進度調(diào)節(jié)。
[0018]現(xiàn)參考圖1，示出了多缸發(fā)動機10的其中一個汽缸的示意圖，該多缸發(fā)動機10被示出可包含在汽車的推進系統(tǒng)中。發(fā)動機10可至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)以及來自車輛操作者132的經(jīng)由輸入裝置130的輸入控制。在本實例中，輸入裝置130包括油門踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機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。在一些實施例中，活塞36的位于汽缸30的里面的面可具有斗(bowl)。活塞36可連接至曲軸40以使活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可經(jīng)由中間傳輸系統(tǒng)連接至車輛的至少一個驅(qū)動車輪。進一步地，起動電動機可經(jīng)由飛輪連接至曲軸40以能夠啟動發(fā)動機10的操作。
[0019]燃燒室30可經(jīng)由進氣通道42接收來自進氣歧管44的進氣空氣并且可經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣通道48可經(jīng)由對應(yīng)的進氣氣門52和排氣氣門54與燃燒室30選擇性地連通。在一些實施例中，燃燒室30可包括兩個或多個進氣氣門和/或兩個或多個排氣氣門。
[0020]進氣氣門52可經(jīng)由電動氣門致動器(EVA) 51由控制器12控制。類似地，排氣氣門54可經(jīng)由EVA53由控制器12控制。替代性地，可變氣門致動器可為電動液壓的或任意其他可想到的機構(gòu)以能夠致動氣門。在一些情況下，控制器12可改變提供至致動器51和53的信號以控制對應(yīng)的進氣氣門和排氣氣門的打開和關(guān)閉。進氣氣門52和排氣氣門54的位置可分別由氣門位置傳感器55和57確定。在可替代的實施例中，一個或多個進氣氣門和排氣氣門可由一個或多個凸輪來驅(qū)動，并且可使用凸輪輪廓線變換系統(tǒng)(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或多個來改變氣門操作。例如，汽缸30可替代性地包括經(jīng)由電動氣門驅(qū)動控制的進氣氣門和經(jīng)由包括CPS和凸輪驅(qū)動控制的排氣氣門。
[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)由電子致動器68從控制器12接收的信號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，點火系統(tǒng)88可響應(yīng)于來自控制器12的火花提前信號SA而經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。盡管示出了火花點火部件，然而在一些實施例中，燃燒室30或者發(fā)動機10的一個或多個燃燒室可在具有或不具有點火火花的情況下在壓縮點火模式中操作。
[0023]進氣通道42可包括分別具有節(jié)氣門板64和65的節(jié)氣門62和63。在該具體的實例中，節(jié)氣門板64和65的位置可通過控制器12經(jīng)由提供至包含有節(jié)氣門62和63的電動機或致動器的信號而發(fā)生改變，這種構(gòu)造通常稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。通過這種方式，節(jié)氣門62和63可操作地改變提供至燃燒室30以及其他發(fā)動機汽缸的進氣空氣。節(jié)氣門板64和65的位置可通過節(jié)氣門位置信號TP而提供至控制器12。可對沿進氣通道42和進氣歧管44的各個點處的壓力、溫度以及質(zhì)量空氣流量進行測量。例如，進氣通道42可包括用于測量通過節(jié)氣門63進入的潔凈空氣質(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信號被傳達至控制器12。
[0024]發(fā)動機10可進一步包括壓縮裝置，諸如包括布置在進氣歧管44上游的至少一個壓縮機162的渦輪增壓器或超級增壓器。對于渦輪增壓器而言，壓縮機162可至少部分地由沿排氣通道48布置的渦輪機164(例如，經(jīng)由軸)驅(qū)動。對于超級增壓器而言，壓縮機162可至少部分地由發(fā)動機和/或電機驅(qū)動，并且可不包括渦輪機。因此，經(jīng)由渦輪增壓器或超級增壓器