CN105201661B - 用于停止并起动带有专用egr的发动机的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于在起动‑停止和DFSO工况期间操作包括DEGR***的发动机的方法和***。在一个示例中,在停用非DEGR汽缸组并且停止发动机之前,可以停用DEGR汽缸以从进气***中抽送EGR。

Description

用于停止并起动带有专用EGR的发动机的***和方法
技术领域
本申请涉及用于在停止-起动和/或减速燃料切断(DFSO)操作期间改善从进气歧管抽送(purging)排气再循环(EGR)的***和方法。这些方法对于包括提供外部EGR给其他发动机汽缸的汽缸或汽缸组的发动机可能特别有用。
背景技术
发动机可配置有排气再循环(EGR)***,以使来自发动机排气口的一部分排气再循环到发动机进气***。通过提供期望的发动机稀释,此类***降低了燃烧温度和节流损失。因此,改善了燃料经济性和车辆排放。发动机也已配置有专用于提供外部EGR给其他发动机汽缸的单个汽缸(或汽缸组)。在其中,来自专用汽缸组的所有排气都被再循环到发动机进气歧管。因此,这允许在大多数操作工况下提供基本固定量的EGR给发动机汽缸。
可以使用各种方法在不需要EGR的工况期间(例如在诸如起动-停止和减速燃料切断(DFSO)操作的瞬态期间)关掉此类专用EGR***中的EGR。一种示例方法包括使用分流阀,用于将来自专用EGR汽缸的一些或全部排气转移到排气位置。Chapel等人在WO 2013175091中所示的另一个示例方法通过当发动机温度低于阈值温度时阻挡燃料喷射来抑制专用EGR汽缸中的燃烧。
然而,发明者在此已经认识到关于以上方法的潜在问题。例如,气门致动器和燃料喷射致动器需要一段持续时间来到达期望位置。因此,不可以将EGR立即关掉。进一步地,即使在致动器已经达到期望位置之后,在从发动机进气口抽送EGR时可能存在延迟。如果在从进气歧管中抽送EGR之前关闭发动机,在发动机重新起动期间可能存在EGR对进气空气的过量稀释。过量的进气空气-EGR稀释的存在可能增加燃烧不稳定性问题和在发动机重新起动期间发动机熄火的倾向。
发明内容
在一个示例中,可以通过一种用于发动机的方法至少部分解决以上问题,该方法包括:响应于即将到来的发动机关闭工况,停用(deactivating)多汽缸发动机的专用(dedicated)EGR汽缸组;在停用之后监测EGR量;以及响应于所监测的EGR量降到阈值以下,关闭发动机。
以此方式,可以在关闭之前从进气口抽送EGR。发动机的关闭可以包括例如停用到所有汽缸的火花和/或燃料喷射。
作为一个示例,发动机***可以配置有单个专用EGR(DEGR)汽缸,用于向所有发动机汽缸提供外部EGR。在选定的工况期间,当请求、检测到或预期发动机关闭时,可停止加注燃料到DEGR汽缸,同时通过加注燃料来操作剩余的非DEGR汽缸。在从进气歧管和/或EGR***中抽送EGR之后,可以停用DEGR汽缸的进气门和/或排气门。此外,可以(通过例如停止加注燃料和/或气门停用)停用非DEGR汽缸,并且可以命令发动机关闭并减慢旋转到静止。随后,在发动机从静止重新起动的操作期间,可以操作DEGR汽缸仅在发动机已经完成启动转动并建立稳定的发动机转速之后才燃烧。
在一个示例中,当检测到DFSO工况时,可以在停止加注燃料到非DEGR汽缸之前(例如,在进入DFSO之前)停止加注燃料到DEGR汽缸。在停止加注燃料到DEGR汽缸时,可以监测进气EGR率。当进气EGR率降到阈值率以下时,可以停止加注燃料到非DEGR汽缸。
以此方式,可以在关闭发动机之前或进入DFSO之前从进气歧管和/或EGR***中抽送EGR。通过抽送EGR,可以减少在随后的发动机重新起动期间或在从DFSO恢复发动机操作期间的进气空气的过量稀释。因此,对于带有专用EGR的发动机***,可以实现稳健且可重复的发动机起动。
应该理解,提供上述发明内容是为以简化形式引入所选概念,其将在具体实施例中进一步描述。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征,其保护范围由随附权利要求唯一限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
当单独地或参考附图使用时,通过阅读在此称为具体实施方式的实施例的示例,将更充分地理解本文描述的优点,其中:
图1是包括提供汽缸组的专用EGR的发动机***的示意图。
图2是图1的发动机***的燃烧室的示意性描述。
图3示出示例性车辆的传动系配置。
图4示出一种高级流程图,其描绘了调节发动机操作以抽送图1的发动机***的进气歧管中的EGR的示例方法。
图5示出当预期发动机关闭操作时用于调节发动机操作以抽送进气歧管中的EGR的示例方法,该方法与图4的方法结合使用。
图6示出在DFSO工况期间用于调节发动机操作以抽送进气歧管中的EGR的示例方法,该方法与图4的方法结合使用。
图7示出在发动机重新起动工况期间用于调节发动机操作的示例方法,该方法与图4的方法结合使用。
图8示出描绘在起动-停止操作期间的DEGR汽缸和非DEGR汽缸的操作的示例图表。
图9示出描绘在DFSO工况期间的DEGR汽缸和非DEGR汽缸的操作的示例图表。
具体实施方式
本申请涉及用于停止和起动包括专用EGR***的发动机***(诸如图1的发动机***)的方法和***。在一个非限制性示例中,该发动机可以配置为如图2所示。进一步地,该发动机可以是图3所示的车辆的一部分。控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图4-7的程序)以在停止发动机之前并在进入DFSO操作之前从发动机的进气歧管中抽送EGR,并且重新起动发动机。分别参考图8和图9示出了示例性发动机操作,其包括在起动-停止和DFSO操作期间的DEGR汽缸和非DEGR汽缸的操作。
图1示意性地示出了包括带有四个汽缸(1-4)的发动机10的示例性发动机***100的一些方面。如在此所详细描述,四个汽缸被布置成由非专用EGR汽缸1-3组成的第一汽缸组17以及由专用EGR汽缸4组成的第二汽缸组18。参考图2提供了发动机10的每个燃烧室的详细描述。发动机***100可以耦连在车辆中,诸如经配置用于道路行驶的客运车辆。
在所描绘的实施例中,发动机10是耦连到涡轮增压器13的升压发动机,涡轮增压器13包括由涡轮76驱动的压缩机74。具体地,新鲜空气经由空气净化器49沿着进气道42被引入发动机10并且流向压缩机74。可以通过调整进气节气门20来至少部分控制通过进气通道42进入进气***的环境空气的流速。压缩机74可以为任何合适的进气压缩机,诸如马达驱动的或驱动轴驱动的机械增压压缩机。然而,在发动机***10中,压缩机是经由轴19机械耦连到涡轮76的涡轮增压压缩机,涡轮76通过使发动机排气膨胀来驱动。在一个实施例中,压缩机和涡轮可以在双涡旋涡轮增压器内耦连。在另一个实施例中,涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT),其中涡轮的几何结构根据发动机转速而主动变化。
如图1所示,压缩机74通过充气冷却器78耦连到进气节气门20。进气节气门20耦连到发动机进气歧管25。压缩空气充气从压缩机流过充气冷却器和节气门到进气歧管。充气冷却器可以是例如空气对空气或空气对水的热交换器。在图1所示的实施例中,在进气歧管内增压的空气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器27感测。压缩机旁通阀(未示出)可以串联耦连在压缩机74的入口与出口之间。压缩机旁通阀可以为常闭阀,其被配置为在选定的工况下打开以释放过量的升压压力。例如,压缩机旁通阀可以在降低发动机转速的工况期间打开以避免压缩机喘振。
进气歧管25通过一系列进气门(参见图2)耦连到一系列燃烧室30。燃烧室进一步经由一系列排气门(参见图2)耦连到排气歧管48。在所描绘的实施例中,排气歧管48包括多个排气歧管区段,以使来自不同燃烧室的流出物能够被引导到发动机***中的不同位置。具体地,来自第一汽缸组17(汽缸1-3)的流出物在由排放控制装置170的排气催化剂处理之前被引导通过排气歧管48的涡轮76。作为比较,来自第二汽缸组18(汽缸4)的排气经由通道50和排气催化剂70被输送返回到进气歧管25。可替代地,来自第二汽缸组的至少一部分排气经由气门65和通道56被引导到排气歧管48的涡轮76。通过调节气门65,从汽缸4引导到排气歧管的排气相对于导向进气歧管的排气的比例可以变化。在一些示例中,气门65和通道56可省略。在一个示例中,气门65可以是三通阀。在一个示例中,气门65可以被调节以允许所有排气从汽缸4到排气歧管48。在另一个示例中,气门65可以被调节以允许所有排气从汽缸4到进气歧管25,同时阻挡任何EGR流到排气歧管。
排气催化剂70配置为水煤气转换(WGS)催化剂。WGS催化剂70被配置为从来自汽缸4的在通道50中接收的浓排气生成氢气。
通过从在各自汽缸中的燃烧事件中捕集排气并且允许排气在随后的燃烧事件期间停留在各自的汽缸中,汽缸1-4中的每一个均可包括内部EGR。经由调节进气门和/或排气门的打开和/或关闭时间,内部EGR的量可以变化。例如,通过增加进气门和排气门重叠,在随后的燃烧事件期间,额外的EGR可以被保留在汽缸中。经由来自第二汽缸组18(在此为汽缸4)和EGR通道50的排气流,外部EGR被单独提供给汽缸1-4。在另一个示例中,外部EGR可以仅提供给汽缸1-3而不提供给汽缸4。外部EGR并不是由来自汽缸1-3的排气流提供的。因此,在该示例中,汽缸4是发动机10的外部EGR的唯一来源,并且因此在本文也被称为专用EGR汽缸(或专用汽缸组)。汽缸1-3在本文也被称为非专用EGR汽缸组或非专用EGR汽缸。虽然当前的示例示出了专用EGR汽缸具有单个汽缸,但应该认识到,在可替代的发动机配置中,专用EGR汽缸组可以具有更多发动机汽缸。
EGR通道50可以包括EGR冷却器45,用于冷却输送到发动机进气口的EGR。另外,EGR通道50可以包括第一排气传感器59,用于估计从第二汽缸组再循环到剩余发动机汽缸的排气的空燃比。第二排气传感器61可以被设置在第一汽缸组的排气歧管区段的下游,用于估计第一汽缸组中的排气的空燃比。图1的发动机***中可以包括另外的排气传感器。
通过使在汽缸4中燃烧的空气-燃料混合物富集,可以增加来自汽缸4的外部EGR的氢浓度。具体地,通过增加来自汽缸4的在通道50中接收的排气的富集度,可以增加在WGS催化剂70处生成的氢气的量。另外,可以调节催化剂温度以便提高WGS催化剂70的效率。因此,为了提供富氢排气到发动机汽缸1-4,可以调节第二汽缸组18的燃料加注,使得汽缸4富含燃料。在一个示例中,在发动机燃烧稳定性小于期望稳定性时的工况期间,来自汽缸4的外部EGR的氢浓度可以增加。这种动作增加了外部EGR中的氢浓度,并且其可以改善发动机燃烧稳定性,特别是在较低发动机转速和载荷(例如,怠速)下。另外,与常规EGR(较低氢浓度)相比,在遇到任何燃烧稳定性问题之前,富氢EGR允许在发动机中容忍更高水平的EGR。通过增加EGR使用的范围和EGR使用量,可以改善发动机的燃料经济性。
可以向燃烧室30供应一种或多种燃料,诸如汽油、酒精燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可以经由喷射器66供应给燃烧室。燃料喷射器66可以从燃料箱26抽取燃料。在所描绘的示例中,燃料喷射器66经配置用于直接喷射,而在其他实施例中,燃料喷射器66可以经配置用于进气道喷射或节流阀体喷射。进一步地,每个燃烧室均可以包括具有不同配置的一个或多个燃料喷射器,以使每个汽缸均能够经由直接喷射、进气道喷射、节流阀体喷射或其组合接收燃料。在燃烧室中,可以经由火花点火和/或压缩点火来启动燃烧。
来自排气歧管48的排气被引导到涡轮76以驱动该涡轮。当期望涡轮扭矩减少时,可以将一些排气改为引导通过废气门(未示出)以绕过涡轮。然后,来自涡轮和废气门的合并流流过排放控制装置170。通常,一个或多个排放控制装置170可以包括一种或多种排气后处理催化剂,该排气后处理催化剂被配置为催化地处理排气流并由此减少排气流中的一种或多种物质的量。例如,一种排气后处理催化剂可以被配置为当排气流稀时从排气流中捕集NOx,并且当排气流浓时减少所捕集的NOx。在其他示例中,排气后处理催化剂可以被配置为在还原剂的帮助下使NOx不成比例或选择性地减少NOx。在其他示例中,排气后处理催化剂可以被配置为氧化排气流中残留的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何此类功能的不同排气后处理催化剂可以分开或一起布置在排气后处理段中的基面涂层中或其他地方。在某些实施例中,排气后处理段可以包括可再生烟灰过滤器,其被配置为捕集并氧化排气流中的烟灰颗粒。来自排放控制装置170的已处理过的排气的全部或部分可以经由排气管道35释放到大气中。
发动机***100进一步包括控制***14。控制***14包括控制器12,其可以是发动机***的电子控制***或发动机***安装在其中的车辆的电子控制***。控制器12可以被配置为至少部分基于来自在发动机***内的一个或多个传感器16的输入作出控制决定,并且可以基于该控制决定控制致动器81。例如,控制器12可以将计算机可读指令储存在存储器中,并且可以经由指令的执行来控制致动器81。示例性传感器包括MAP传感器27、MAF传感器47、排气温度和压力传感器128和129以及氧传感器24和61。示例性致动器包括节气门20、燃料喷射器66、专用汽缸组气门65等。如图2所示,可以包括额外的传感器和致动器。控制器12中的存储介质只读存储器可以用代表由处理器可执行的指令的计算机可读数据进行编程,这些指令用于执行以下所描述的方法以及可预期但未具体列出的其他变体。在此将参考图3描述示例性方法和程序。
参考图2,包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制,其中在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32,其中活塞36被设置在汽缸壁32内并且连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99耦连到曲轴40。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以啮合环形齿轮99。起动机96可以直接安装至发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中,起动机96可以经由传动带或链条将扭矩选择性地供应给曲轴40。燃烧室30被显示为分别经由进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53进行操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。
燃料喷射器66被显示为设置成将燃料直接喷射到汽缸30内,这是本领域技术人员已知的直接喷射。可替代地,燃料可以被喷射到进气道,这是本领域技术人员已知的进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料***(未示出)输送到燃料喷射器66。从响应控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供应工作电流。另外,进气歧管44被显示为与可选的电子节气门62连通,该电子节气门调节节流板64的位置以控制从进气口42到进气歧管44的气流。在一个示例中,可以使用低压直接喷射***,其中燃料压力可以提高到大约20-30巴。可替代地,高压双级燃料***可以被用于生成较高的燃料压力。在一些示例中,节气门62和节流板64可以被设置在进气门52和进气歧管44之间,使得节气门62为进气道节气门。
响应于控制器12,无分电器点火***88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。宽域排气氧(UEGO)传感器126被显示为耦连到在催化转化器170上游的排气歧管48。可替代地,双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
在一个示例中,转化器170可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中,可以使用多个排放控制装置,每个装置均带有多个砖。在一个示例中,转化器170可以是三元催化器。
控制器12在图2中被显示为常规微型计算机,其包括:微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器12被显示为接收来自耦连到发动机10的传感器的各种信号,除先前讨论的那些信号外,还包括:来自耦连到冷却套管115的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);耦连到加速器踏板130用于感测由脚132施加的力的位置传感器134;来自耦连到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器119的发动机位置传感器;来自传感器121的进入发动机的空气质量的测量值;以及来自传感器58的节气门位置的测量值。还可以感测由控制器12处理的大气压力(传感器未示出)。在本说明书的优选方面,发动机位置传感器119针对曲轴的每次回转产生预定数目的等间隔脉冲,由此可以确定发动机转速(RPM)。
在一些示例中,发动机可以耦连到在混合动力车辆中的电动马达/电池***,如图3所示。
在操作期间,发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常,在进气冲程期间,排气门54关闭且进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30,并且活塞36移动到汽缸底部,以便增加燃烧室30内的容积。本领域技术人员通常将活塞36靠近汽缸底部且处于其冲程结束时的位置(例如当燃烧室30处于其最大容积时)称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间,进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动,以便压缩燃烧室30内的空气。本领域技术人员通常将活塞36在其冲程结束时且最靠近汽缸盖(例如当燃烧室30处于其最小容积时)的点称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中,燃料被引入燃烧室。在下文称为点火的过程中,所喷射的燃料由诸如火花塞92的点火工具点燃,从而导致燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转化为转动轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气门54打开以将燃烧过的空气–燃料混合物释放到排气歧管48,并且活塞返回到TDC。注意,以上描述仅为示例,且进气门和排气门打开正时和/或关闭正时可以变化,诸如提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。
图3为车辆传动系300的方框图。传动系300可以由发动机10提供动力,发动机10可以对应于图1-2的发动机10。发动机10可以用图2所示的发动机起动***起动或经由DISG240起动。进一步地,经由扭矩致动器204如燃料喷射器、节气门等,发动机10可以生成扭矩或调节扭矩。
发动机输出扭矩可以传递至双质量飞轮232的输入侧。发动机转速以及双质量飞轮输入侧位置和速度可以经由发动机位置传感器119来确定。双质量飞轮232可以包括弹簧和分开的质量块(未示出),用于抑制传动系扭矩扰动。双质量飞轮232的输出侧被显示为机械耦连到分离离合器236的输入侧。分离离合器236可以被电气致动或液压致动。位置传感器234被设置在双质量飞轮232的分离离合器侧,以感测双质量飞轮232的输出位置和转速。分离离合器236的下游侧被显示为机械耦连到DISG输入轴237。
DISG 240可以***作以将扭矩提供给传动系200或将传动系扭矩转化成待储存在电能存储装置275中的电能。DISG 240比图2所示的起动机96具有更高的输出扭矩能力。进一步地,DISG 240直接驱动传动系200或由传动系200直接驱动。不存在传动带、齿轮或链条将DISG耦连到传动系200。相反,DISG 240与传动系200以相同的速率转动。电能存储装置275可以是电池、电容器或电感器。DISG 240的下游侧经由轴241机械耦连到液力变矩器206的叶轮285。DISG 240的上游侧机械耦连到分离离合器236。液力变矩器206包括向输入轴270输出扭矩的涡轮286。输入轴270将液力变矩器206机械耦连到自动变速器208。液力变矩器206还包括液力变矩器旁路锁止离合器(TCC)212。当锁定TCC时,扭矩从叶轮285直接转移至涡轮286。TCC 212通过控制器12电动操作。可替代地,TCC 212可以被液压锁定。在一个示例中,液力变矩器206可以被称为变速器的部件。液力变矩器涡轮转速和位置可以经由位置传感器239来确定。然而,在一些示例中,传感器238和/或239可以是扭矩传感器或者可以是组合的位置和扭矩传感器。
当完全松开TCC 212时,经由在液力变矩器涡轮286和液力变矩器叶轮285之间的流体转移,液力变矩器206将发动机扭矩传递至自动变速器208,从而能够使扭矩倍增。相反,当TCC 212完全接合时,发动机输出扭矩经由TCC 212直接转移至变速器208的输入轴270。可替代地,TCC 212可以被部分接合,从而能够调节直接转送至变速器的扭矩量。控制器12可以被配置为响应于各种发动机工况或基于以驾驶员为基础的发动机操作请求,通过调节TCC 212来调节由液力变矩器206传递的扭矩量。
自动变速器208包括档位离合器211(例如,针对档位1-6)和前进离合器210。档位离合器211和前进离合器210可以选择性地接合以推进车辆。来自自动变速器208的扭矩输出可以进而经由输出轴260转送至车轮216以推进车辆。具体地,在将输出驱动扭矩传递至车轮216之前,响应于车辆行驶状况,自动变速器208可以转移在输入轴270处的输入驱动扭矩。
此外,通过接合车轮制动器218,可以将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中,响应于驾驶员将其脚踩在制动器踏板(未示出)上,车轮制动器218可以被接合。在其他示例中,控制器12或链接到控制器12的控制器可以接合车轮制动器。同样,通过响应于驾驶员将其脚从制动器踏板释放而松开车轮制动器218,车轮216的摩擦力可以被减小。进一步地,作为自动发动机停止程序的一部分,车轮制动器可以经由控制器12向车轮216施加摩擦力。
机械油泵214可以与自动变速器208流体连通,以提供液压用于接合各种离合器,诸如前进离合器210、档位离合器211和/或TCC 212。例如,机械油泵214可以根据液力变矩器206进行操作,并且可以经由例如输入轴241通过发动机或DISG的转动来驱动。因此,在机械油泵214中生成的液压可以随着发动机转速和/或DISG速度的增加而增加,并且可以随着发动机转速和/或DISG速度的减小而减小。
如在图2中更详细所示,控制器12可以被配置为接收来自发动机10的输入,并且相应地控制发动机的扭矩输出和/或液力变矩器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的操作。作为一个示例,通过控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门打开程度和/或气门正时、气门升程和增压而调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或充气的组合,可以控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下,控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下,可以在逐个汽缸基础上执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。如本领域已知的,通过调节往返流动于DISG的场和/或电枢绕组的电流,控制器12还可以控制扭矩输出和来自DISG的电能生产。
转向图4,其提供了用于根据所执行的发动机操作类型来调节发动机操作以抽送发动机的进气歧管和/或EGR***中的EGR的方法。在一个示例中,发动机操作的类型可以是起动-停止操作。在另一个示例中,发动机操作的类型可以是DFSO操作。图4的方法可以作为可执行指令储存在图1-3中所示的控制器12的非暂时性存储器中。
在420处,方法400包括估计和/或测量车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机转速、加速器位置、节气门位置、制动器踏板位置、车辆速度、发动机温度和载荷。在确定车辆工况之后,方法400进行到404处。在404处,方法400可以确定发动机是否正在运行。例如,如果发动机转速大于零,则可以确定发动机正在运行。在一个示例中,当发动机由于发动机的一个或多个汽缸的燃烧而转动时,发动机转速可以大于零。因此,对于要发生的燃烧,可以将空气/燃料混合物注入到一个或多个汽缸的燃烧室中并且将其点燃。在一些示例中,发动机转速可以在减速燃料切断工况期间大于零,诸如当车辆正在下坡行进时。在这种情况下,来自移动着的车轮的扭矩可以用来使发动机旋转。
如果在404处确定发动机正在运行,则该方法可以进行到406处。在406处,方法400可以确定发动机关闭是否即将到来。例如,当操作者释放加速器踏板并且应用制动器踏板时,发动机可以关闭到零速度以减少燃料消耗。因此,当车辆即将停止时,或者在来自马达的扭矩足以使车辆加速或克服道路载荷时的其他时间,发动机关闭。发动机也可以在车辆停止之后关闭。发动机关闭工况可以基于加速器踏板位置、制动器踏板位置、发动机转速、车辆速度、环境温度、发动机温度、电池充电状态等。在一个示例中,在检测到交通控制装置(诸如,红色交通灯)或停止标志时,车辆操作者可以应用制动器踏板以使车辆停止。因此,发动机转速可以降到阈值转速以下。因此,基于发动机转速低于阈值转速、加速器踏板位置和制动器踏板位置,可以确定发动机关闭即将到来。在确定发动机关闭即将到来时,该方法可以进行到412处,在此处发动机可以根据如以下所详述的图5的方法500进行操作,以在发动机关闭之前抽送进气歧管中的EGR。
返回406处,如果确定不希望发动机关闭,则控制器可以确定是否存在DFSO工况。DFSO工况可以基于车辆速度随时间的变化、发动机转速随时间的变化、制动器踏板位置、加速器踏板位置和以及缺少驾驶员要求的扭矩来确定。在一个示例中,DFSO工况可以包括松开加速器踏板(即当操作者已经释放加速器踏板并且请求扭矩减少时)。在另一个示例中,DFSO工况可以包括车辆速度随时间的变化大于阈值变化以及缺少驾驶员要求的扭矩(诸如当车辆正在下坡行进时)。如果DFSO工况存在,则控制器可以根据如以下详述的图6的方法600来调节发动机操作,以在切断到非DEGR汽缸的燃料之前抽送进气歧管中的EGR。如果未检测到DFSO工况,则该方法可以进行到416处。在416处,发动机可以根据当前速度和载荷工况来操作。
返回404处,如果确定发动机并未正在操作,则方法400可以进行到408处,以确定是否检测到发动机重新起动工况。发动机重新起动工况可以基于加速器踏板位置、制动器踏板位置、发动机转速、车辆速度、环境温度、发动机温度、电池充电状态等来确定。例如,当操作者应用加速器踏板并且期望的扭矩超过马达可提供的扭矩时,发动机可以被重新起动以补充马达输出扭矩。另外,如果电池充电状态降到最小阈值以下,则发动机可以在滑行工况期间被重新起动,其中发动机被重新起动并且提供扭矩以操作马达作为发电机给电池充电。在一个示例中,发动机重新起动工况可以额外地基于交通控制装置的状态改变(例如交通灯变到绿色交通灯)。如果在408处检测到发动机重新起动工况,则方法400可以在步骤410进行,以根据图7的方法700调节发动机操作来改善发动机重新起动。
以此方式,可以在起动-停止和DFSO工况期间调节发动机操作,以抽送进气歧管和/或EGR***中的EGR。通过在停止发动机之前和进入DFSO之前抽送EGR,可以减少在发动机从DFSO重新起动和重新激活期间的过量进气空气稀释。因此,可以改善燃烧稳定性。
在一个示例中,一种用于操作发动机的方法可以包括:在第一工况期间,停用专用EGR汽缸,并且在停用专用EGR汽缸之后的第一持续时间之后,停用每个剩余汽缸;以及在第二工况期间,停止到专用EGR汽缸的燃料,并且在停止到专用EGR汽缸的燃料之后的第二持续时间之后停止到每个剩余汽缸的燃料。第一持续时间和第二持续时间可以基于发动机转速、发动机载荷和初始EGR率。在一个示例中,第二持续时间可以长于第一持续时间。进一步地,第一工况可以使发动机关闭工况,而第二工况可以是DFSO工况。
现在转向图5,其示出了用于在预期发动机关闭操作时调节发动机操作的示例性方法500。例如,方法500可以在方法400的步骤412处执行。图5的方法可以作为可执行指令储存在图1-3所示的控制器12的非暂时性存储器中。可以基于发动机转速低于阈值转速、车辆速度低于阈值速度、加速器踏板位置、制动器踏板位置、发动机温度、电池充电状态等预期发动机关闭。在一个示例中,当车辆响应于来自车辆控制装置(诸如停止灯或停止标志)的信号停止时,发动机可以关闭。当检测到发动机关闭的工况时,可以执行图5的方法500以从进气歧管抽送EGR。
在502处,在确定发动机关闭即将到来时,该方法包括在504处停止到DEGR汽缸的燃料供应。例如,控制器可以用信号通知燃料喷射器致动器移动到期望位置,以便停止到DEGR汽缸的燃料供应。因此,燃料喷射器致动器可移动到期望位置,并且可以停止到DEGR汽缸的燃料供应。进一步地,方法500包括,在506处在缺乏燃料的情况下操作DEGR汽缸。当在停止到DEGR汽缸的燃料之后操作DEGR汽缸时,通过进气节气门供应给进气口的新鲜空气可以通过DEGR汽缸泵送。EGR***中的新鲜空气和EGR可以取代进气歧管中的EGR。随后,可以从进气***中抽送EGR。因此,进气***中的EGR率可以降低,并且进气氧浓度可以增加。EGR率可以是EGR质量与总进气质量(空气加EGR)之间的比率。
接下来,在停止到DEGR汽缸的燃料之后,方法500可以进行到507处。在507处,可以确定进气EGR率和进气氧浓度。可以利用进气氧传感器诸如氧传感器24来测量进气氧浓度。进气歧管中的EGR率可以基于进气氧浓度和歧管压力及温度来确定,和/或基于质量空气流量和发动机转速来确定。接下来,在508处,控制器可以确定EGR率是否小于阈值率(另一个示例方法可以确定进气氧浓度是否大于进气歧管中的阈值浓度,以便确定EGR率是否小于阈值率)。当从进气***充分抽送EGR时,EGR率可以低于阈值率并且进气***中的氧浓度可以大于阈值浓度。在确定从进气***充分抽送EGR时,在512处,控制器可以停用DEGR汽缸处的进气门和/或排气门,以完全停用DEGR汽缸。可替代地,专用汽缸组气门65可以被致动以在随后的发动机重新起动期间防止DEGR流动。
接下来,在514处,控制器可以停用每个剩余非DEGR汽缸。可以通过停止到非DEGR汽缸的燃料和火花来停用非DEGR汽缸。进一步地,可以采用进气门和/或排气门停用来停用非DEGR汽缸。在停用非DEGR汽缸后,控制器可以进行到516。在516处,发动机可以被关闭。例如,可以通过将发动机与变速器解耦来关闭发动机。在一个示例中,可以不停用DEGR汽缸和非DEGR汽缸的进气门和/或排气门。在缺乏气门停用的情况下,在停止到DEGR汽缸的燃料之后,可以调整节气门位置以补偿由于停止到DEGR汽缸的燃料而导致的扭矩损失。
返回508处,如果EGR率不小于阈值率(在另一个示例方法中,如果进气氧浓度不大于进气歧管中的阈值浓度),程序可以进行到步骤510。在510处,控制器可以继续DEGR汽缸不加注燃料的操作,以泵送更多的空气来抽送现有的EGR,直到EGR率小于阈值率或进气氧浓度大于阈值浓度。
以此方式,在发动机关闭即将到来的工况期间,可以停用DEGR汽缸。随后,在确定从进气歧管中抽送EGR之后,可以停用非DEGR汽缸并且可以停止发动机。
在一个示例中,当发动机关闭工况即将到来时,可以监测向DEGR汽缸供应燃料的燃料喷射器致动器的位置。在燃料喷射器致动器达到期望位置以停止到DEGR汽缸的燃料时,可以启动计数器。基于在喷射器致动器已经到达期望位置之后的持续时间、发动机转数和进气流量中的一个或多个,计数器可以递增。在计数器增加到大于阈值时,可以停用非DEGR汽缸。以此方式,计数器可以用于允许在停止发动机之前有足够的时间从进气歧管中抽送EGR。
在另一个示例中,在起动-停止操作期间,在停止到DEGR汽缸的燃料和火花时,可以将进气节气门调整到节气门全开,以抽送歧管中的EGR。维持节气门处于全开位置的持续时间可以基于进气歧管容积。
在另一个示例中,一种用于操作发动机的方法可以包括:响应于即将到来的发动机关闭工况,停用多汽缸发动机中的专用EGR汽缸组;在停用之后监测进气氧的量;以及响应所监测的进气氧降到阈值以下,关闭发动机,其中关闭发动机包括停止火花。该方法可以包括,响应于所监测的氧高于阈值浓度,停用每个剩余发动机汽缸,并且可以进一步包括,响应于发动机重新起动,重新启动一个或多个剩余发动机汽缸,而并不重新启动专用EGR汽缸组。更进一步,在发动机重新起动之后且发动机转速已经达到空转速度时,可以重新启动专用EGR汽缸组。停用专用EGR汽缸组可以包括停止到专用EGR汽缸组的燃料并且停用专用EGR汽缸组的进气门和排气门中的一个或多个。停止到专用EGR汽缸组的燃料可以在停用专用EGR汽缸组的一个或多个气门之前执行。停用每个剩余发动机汽缸可以包括,停止到每个剩余发动机汽缸的燃料,并且另外可以包括停用每个剩余发动机汽缸的进气门和排气门中的一个或多个。
进一步地,可以基于进气氧传感器测量值来确定进气氧。发动机关闭工况可以基于加速器踏板位置、制动器踏板位置、发动机转速、发动机温度和电池充电状态中的一个或多个,并且进一步基于发动机转速低于阈值转速。
图6示出了用于在DFSO工况期间调节发动机操作的示例方法600。例如,在确定DFSO工况后,方法600可以在方法400的步骤414处执行。图6的方法可以作为可执行指令储存在图1-3所示的控制器12的非暂时性存储器中。
在601处,方法600包括确定DEGR汽缸是否以浓燃料操作或以稀燃料操作。如果DEGR汽缸以浓燃料操作,则该方法可以进行到602处。在602处,方法600包括停止到DEGR汽缸的燃料和火花,同时使用燃料供应和火花继续进行非DEGR汽缸的操作。例如,通过停用到DEGR汽缸的燃料喷射器,可以停止到DEGR汽缸的燃料。在一个示例中,除了停止到DEGR汽缸的燃料和火花之外,还可以停用DEGR汽缸的进气门和/或排气门。在另一个示例中,可以停止到DEGR汽缸的燃料和火花而不停用气门。在这种情况下,当气门停用与停止燃料和火花(在DEGR汽缸处)不结合时,可以将进气节气门位置调整到打开位置,打开的程度基于扭矩需求。例如,当停止到DEGR汽缸的燃料时,可以使用较高汽缸充气来操作非DEGR汽缸,以便补偿由于停止到DEGR汽缸的燃料而造成的扭矩减少。
在停止到DEGR汽缸的燃料后,该方法可以进行到604处。在某些示例中,在停止到DEGR汽缸的燃料之前,DEGR汽缸可以以稀燃料操作,以便减少通过排气口和排气催化剂泵送的浓混合气(来自进气口)的量。例如,停止到DEGR汽缸的燃料或者以稀燃料操作DERG汽缸的决策可以基于减速率。
返回601处,如果DEGR汽缸以稀燃料操作,则该方法可以进行到603处。在603处,该方法可以包括启用DFSO而不抽送EGR路径。启用DFSO可以包括同时停止到所有汽缸(即DEGR汽缸和非DEGR汽缸)的燃料。在启用DFSO之后,该方法可结束。
接下来,返回到604处,在停止到DEGR汽缸的燃料后(602处),方法600包括确定进气歧管中的氧浓度和EGR率。氧浓度和EGR率可以基于来自进气氧传感器诸如图1的进气氧传感器的测量值来确定。在确定进气歧管处的氧浓度和EGR率后,方法可以进行到608处以确定EGR率是否小于阈值率。另一个示例方法可以确定进气氧浓度是否大于阈值浓度,以确定EGR率是否小于阈值率。如果是,则方法600可以进行到610处。当停止到DEGR汽缸的燃料供应时,可以通过DEGR汽缸泵送空气。由于来自DEGR汽缸的所有排气均被再循环到进气歧管,所以当停止到DEGR汽缸的燃料时,EGR***中的未燃烧的空气和EGR可以被再循环到进气歧管。由于停止加注燃料到DEGR汽缸,所以没有另外的EGR可被再循环。最后,再循环的未燃烧的空气可以取代进气歧管中的大部分排气,从而从进气歧管中抽送EGR。以此方式,在确定DFSO工况后,可以停止到DEGR汽缸的燃料供应,以抽送在进气歧管中存在的EGR。当EGR被充分抽送时,EGR率可以小于阈值率并且进气氧浓度可以大于阈值浓度。换句话说,进气歧管中的排气可以被替换为未燃烧的空气。
在610处,在确定从进气歧管中抽送EGR后,可以停止到剩余非DEGR汽缸的燃料。在一个示例中,当在切断到DEGR汽缸的燃料之后的发动机转数增加到高于发动机转数的阈值数目时,可以停止到非DEGR汽缸的燃料。发动机转数的阈值数目可以基于例如发动机转速、载荷和初始EGR率。在另一个示例中,当在切断到DEGR汽缸的燃料之后的持续时间大于阈值持续时间时,可以停止到非DEGR汽缸的燃料,该阈值持续时间基于发动机转速、载荷和初始EGR率。
在一个示例中,在确定从进气歧管中抽送EGR后,可以停止到至少一个非DEGR汽缸的燃料和火花。进一步地,可以停用在已经被停止燃料和火花的非DEGR汽缸处的气门。例如,可以被停止燃料供应的非DEGR汽缸的数目可以基于发动机转速和载荷来确定。返回608处,如果确定EGR率不小于阈值率(在另一个示例方法中,如果进气氧浓度不大于阈值百分比),则方法600可以进行到606处。在606处,可以使用停止到DEGR汽缸的燃料供应来操作发动机。然而,非DEGR汽缸可以使用燃料来操作,直到从进气歧管中抽送EGR。亦即,在停止到DEGR汽缸的燃料后,仅当确定进气歧管中的EGR小于阈值率并且进气歧管中的氧浓度大于阈值浓度时,才可以停止到非DEGR汽缸的燃料。
在一个示例中,基于在进气歧管中剩余的EGR量,在切断到DEGR汽缸的燃料之后,可以被切断燃料的非DEGR汽缸的数目可以变化。例如,当切断到DEGR汽缸的燃料之后在进气歧管中的EGR低于第一阈值率并且高于第二阈值率时,可以切断到第一数目的非DEGR汽缸的燃料。当切断到DEGR汽缸的燃料之后在进气歧管中的EGR低于第二阈值率时,可以切断到第二数目的非DEGR汽缸的燃料。第一阈值率可以大于第二阈值率,并且第一数目的DEGR汽缸可以少于第二数目的DEGR汽缸。
在另一个示例中,在DFSO工况期间,可以监测供应燃料给DEGR汽缸的燃料喷射器致动器的位置。当燃料喷射器致动器达到期望位置以停止到DEGR汽缸的燃料时,可以启动计数器。基于在喷射器致动器已经到达期望位置之后的持续时间、在喷射器致动器已经到达期望位置之后的发动机转数以及进气流量中的一个或多个,计数器可以递增。当计数器增加到大于阈值时,可以停止加注燃料到非DEGR汽缸。以此方式,计数器可以用于允许在启动DFSO之前有足够的时间从进气歧管中抽送EGR。
以此方式,在进入DFSO之前,可以操作DEGR和非DEGR汽缸以抽送进气***中的EGR。
在一个示例中,一种用于操作发动机的方法可以包括:响应于减速燃料切断(DFSO)工况,停止到多汽缸发动机的专用EGR汽缸组的燃料;在停止到专用EGR汽缸组的燃料之后监测EGR率;以及当EGR低于阈值率时,停止到每个剩余发动机汽缸的燃料。DFSO工况可以基于发动机转速、加速器踏板输入和制动器踏板输入。该方法可以进一步包括:响应于车辆操作者应用加速器踏板,恢复加注燃料到一个或多个剩余发动机汽缸。在恢复加注燃料到剩余发动机汽缸之后,可以恢复加注燃料到专用EGR汽缸组。恢复加注燃料到专用EGR汽缸组可以基于发动机转速大于阈值转速。在一些示例中,恢复加注燃料到专用EGR汽缸组可以基于驾驶员要求的扭矩。
进一步地,可以监测进气氧浓度以确定EGR率。在一些示例中,当发动机转数达到阈值数目时,可以停止加注燃料到剩余发动机汽缸,该发动机转数是在燃料喷射器致动器达到用于停止到专用EGR汽缸组的燃料的期望位置之后确定的,并且该阈值数目基于发动机转速、发动机载荷、初始EGR率和节气门位置。例如,速度和节气门位置可以确定通过发动机的空气流量,该空气流量可以用于确定消耗包括EGR质量的进气容积所需要的抽送持续时间。
转向图7,其示出用于在请求发动机重新起动时调节发动机操作的示例方法700。例如,在确定自动重新起动发动机的工况存在时,可以在方法400的步骤410处执行方法700。如关于图4所讨论,发动机重新起动工况可以基于加速器踏板位置、制动器踏板位置、发动机转速、车辆速度、环境温度、发动机温度、电池充电状态等。例如,通过释放制动器踏板和/或应用加速器踏板以及其他车辆工况状态的改变,可以请求车辆重新起动。在另一个示例中,当操作者应用加速器踏板并且期望的扭矩超过电动马达可提供的扭矩时,发动机可以重新起动以补充马达输出扭矩。在另一个示例中,如果电池充电状态降到最小阈值以下,则发动机可以在滑行工况期间重新起动,其中发动机重新起动并且提供扭矩以操作马达作为发电机给电池充电。在进一步的示例中,发动机重新起动工况可以另外基于交通控制装置的状态改变(诸如,交通灯变到绿色交通灯)。图7的方法可以作为可执行指令储存在图1-3所示的控制器12的非暂时性存储器中。
在702处,方法700包括估计和/或测量车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机转速、加速器位置、节气门位置、制动器踏板位置、车辆速度、发动机温度和载荷。在确定车辆工况之后,方法700进行到704处。在704处,方法700可以包括基于所估计的工况来操作非DEGR汽缸但不操作DEGR汽缸。通过致动非DEGR汽缸的气门并且供应燃料和火花到非DEGR汽缸用于燃料,可以操作非DEGR汽缸。在一些示例中,在发动机的停止-起动操作期间,当发动机重新起动时,可以操作非DEGR汽缸以使得发动机空燃比比化学计量比更浓,以便再生或激活排气排放控制装置,诸如图1中的排放控制装置170。
接下来,在706处,方法700监测在加速期间(例如,从发动机转速为零时直到发动机达到稳定转速的时间)的发动机转速。进一步地,在发动机起动期间,在发动机转速达到稳定转速之后,可以对发动机转速监测预定的时间量。监测发动机转速可以包括将实际发动机转速与储存在控制器存储器中的期望发动机转速迹线进行比较。在监测发动机转速之后,方法700进行到708处。在708处,方法700判断发动机转速是否大于阈值速度,并且判断发动机转速变化率是否小于阈值变化。换句话说,方法700判断发动机转速是否已经达到自发动机起动以后的稳定速度。另外,可以使用驾驶员要求的扭矩来确定发动机是否已经达到稳定的工况。在一些示例中,除驾驶员要求的扭矩和发动机转速之外,也可以使用冷却剂温度、环境温度和催化剂温度来确定稳定的发动机工况。如果确定发动机转速已经达到稳定转速,则方法700可以进行到710处。在710处,方法700包括激活DEGR汽缸。在一个示例中,如果发动机转速已经达到空转速度,则可以激活DEGR汽缸。因此,通过致动进气门/排气门并且供应燃料和火花给汽缸用于燃烧,可以激活DEGR汽缸。可以调节到DEGR汽缸和非DEGR汽缸的燃料,以使得发动机空燃比为化学计量比。
在708处,如果确定发动机转速小于阈值转速,并且变化率大于阈值变化,则方法700可以进行到712处。在712处,该方法可以在操作非DEGR汽缸和不操作DEGR汽缸的情况下继续进行发动机操作,直到发动机转速达到阈值速度,并且速度变化率小于阈值率。换句话说,当确定用于发动机重新起动的工况(在冷重新起动以及当排气催化剂温度已经达到起燃温度时的热重新起动期间)存在时,可以仅使用有效的非DEGR汽缸操作发动机,直到发动机转速达到稳定转速。
在可替代的实施例中,可以在704处操作所有汽缸,但DEGR汽缸组气门65可以被设置成防止DEGR排气流到进气歧管。在该实施例中,在710处的“激活DEGR汽缸”将意味着设置DEGR汽缸组气门65以将DEGR排气流引导到进气歧管。类似地,在712处的“不激活DEGR汽缸”将意味着设置DEGR汽缸组气门65以防止DEGR排气流向进气歧管。
以此方式,通过在发动机转速已经达到稳定转速之后激活DEGR,可以改善发动机重新起动。换句话说,通过在发动机重新起动期间延迟进气的稀释,可以实现更稳健的重新起动。
图8示出了描绘在车辆的起动-停止操作期间从进气歧管中抽送EGR的DEGR汽缸组(诸如在图1中所描绘的DEGR汽缸组)和非DEGR汽缸组(诸如在图1中所描绘的非DEGR汽缸组)的示例操作的图表800。可以通过根据图4、图5和图7的方法来执行在图1-3的***中指令提供图8的序列。在时间t0-t5处的垂直标记代表在序列过程中的感兴趣时间。具体地,图表800在曲线802处描绘了加速器踏板位置并且加速器踏板在Y轴箭头的方向上被进一步应用,在曲线804处描绘了节气门位置,在曲线808处描绘了发动机转速并且发动机转速在Y轴箭头的方向上增加,在曲线810处描绘了阈值发动机转速,在曲线812处描绘了EGR率并且EGR率在Y轴箭头的方向上增加,在曲线813处描绘了阈值EGR率,在曲线814处描绘了非DEGR汽缸的操作状态,在曲线816处描绘了DEGR汽缸的气门停用状态,在曲线818处描绘了到DEGR汽缸的燃料喷射状态,在曲线822处描绘了进气歧管中的氧百分比,并且在曲线820处描绘了阈值氧百分比。所有曲线均随着时间被示出(沿着x轴)。
在时间t0,车辆可以正在行进并且发动机可以正在转动,如由发动机转速大于零所指示(曲线808)。加速器踏板被应用(曲线802)并且节气门被打开对应于加速器踏板位置的量。DEGR汽缸组可以通过加注燃料进行操作(曲线818)。因此,可以向DEGR汽缸组提供火花以用于空气/燃料混合物的燃烧。进一步地,非DEGR汽缸组可以进行操作。可以通过供应燃料和火花给非DEGR汽缸组来操作非DEGR汽缸组。EGR可以由DEGR汽缸组以恒定的速率供应(曲线812)。
在时间t1与t2之间,车辆操作者可以开始释放加速器踏板(曲线802)。因此,节气门开口减小(曲线804)且发动机转速降低(曲线808)。然而,发动机转速可能大于阈值速度。因此,DEGR汽缸组和非DEGR汽缸组可以进行操作。可以由DEGR汽缸组以恒定的速率向非DEGR汽缸组供应EGR。
在时间t2,车辆操作者可以释放加速器踏板并且应用制动器以进一步降低车辆的速度。例如,车辆可能正在接近交通控制装置(例如,交通灯),并且操作者可以降低车辆的速度以便停止。因此,车辆速度可以降低到阈值速度并且节气门位置可以将近关闭。基于一个或多个参数,诸如低于阈值的发动机转速、释放的加速器位置以及处于压缩位置的制动器踏板,车辆控制器可以确定发动机关闭即将到来,在一些示例中,操作者可以使车辆停止(例如,响应于检测到交通控制装置),并且因此可以请求或开始发动机关闭。在一个示例中,控制器可以接收来自指示交通控制装置(诸如交通灯和/或停止标志)的状态的一个或多个传感器的信息,并且除了加速器踏板位置、制动器踏板位置和发动机转速之外,控制器还可以利用交通控制装置的状态作为输入来确定发动机关闭是否即将到来或是否被请求或启动。在此类工况期间,当发动机关闭即将到来或被请求或启动时,可以在停用非DEGR汽缸组和关闭发动机之前停止加注燃料到DEGR汽缸组(曲线818)。
在时间t2与t3之间,加速器可以继续处于释放位置,并且车辆操作者可以进一步踩下制动器踏板。相应地,车辆速度(未示出)和发动机转速(曲线818)可以继续下降。DEGR汽缸组可以在不加注燃料(曲线818)并且不泵送未燃烧空气到进气歧管的情况下进行操作。未燃烧的空气可以清除进气歧管中的EGR,并且因此进气歧管中的EGR可以减少(曲线812)。非DEGR汽缸可以继续通过加注燃料和火花来操作。进一步地,在t2与t3之间,由于未燃烧的空气取代了进气歧管中的EGR,所以进气氧浓度可以增加。
在t3,进气歧管中的EGR可以降到阈值率以下(曲线812),并且进气氧浓度可以达到阈值浓度,该阈值浓度指示从进气歧管中抽送EGR。在确定EGR处于或低于阈值率并且进气氧浓度处于或高于阈值浓度后,可以停用DEGR汽缸组的进气门和/或排气门,以便完全停用EGR汽缸。进一步地,通过停止加注燃料和火花到非DEGR汽缸组,并且如果需要,另外通过停用非DEGR汽缸组的进气门和/或排气门,可以停用非DEGR汽缸组。进一步地,在t3,发动机可以或可以不从车轮的驱动扭矩脱离,并且可以旋转减慢到静止。
在一些示例中,在停止加注燃料到DEGR汽缸组之后,可以启动延迟计数器。基于在停止到DEGR汽缸组的燃料之后的持续时间、发动机转速和空气流量中的一个或多个,延迟计数器可以递增。在计数器达到阈值计数时,可以停用DEGR汽缸组的进气门和/或排气门,并且同时或随后可以停用非DEGR汽缸组。阈值计数可以基于初始EGR率、发动机转速和载荷中的一个或多个。
在时间t3与t4之间,发动机可以停止并且非DEGR汽缸组和DEGR汽缸组可以继续停用。进一步地,车辆可以停止。
在时间t4,车辆驾驶员可以释放制动器踏板并且应用加速器踏板。因此,可以请求发动机重新起动。在时间t4处和在时间t4与t5之间,在请求发动机重新起动后,可以首先激活非DEGR汽缸组(曲线814)。例如,停用的气门可以被重新启动,并且燃料和火花可以被供应给非DEGR汽缸组以恢复燃烧。相应地,发动机转速可以增加,并且扭矩可以经由变速器从发动机转移到车辆车轮。DEGR汽缸组可以不被激活。因此,EGR可以低于阈值率。
在时间t5,发动机可以在重新起动之后达到稳定速度。在达到稳定的发动机转速后,通过恢复燃料(曲线818)和火花并且激活停用的气门(曲线816),可以重新开始DEGR汽缸组中的燃烧。
以此方式,当预期、请求或检测到发动机关闭操作时,通过在停用非DEGR汽缸组之前停用DEGR汽缸组,可以在停止发动机之前从进气***中抽送EGR。因此,可以减少在发动机重新起动期间的过量进气稀释。进一步地,在发动机重新起动工况期间,通过在激活DEGR汽缸组之前激活非DEGR汽缸组并且在发动机已完成起动转动且已达到稳定速度之后激活DEGR汽缸组,可以改善重新起动。
图9示出描绘在车辆的DFSO操作期间从进气歧管抽送EGR的DEGR汽缸和非DEGR汽缸的示例操作的图表900。可以通过根据图4、图5和图7的方法来执行图1-3的***中的指令提供图9的序列。图9示出了包括如关于图8所讨论的类似变量的八个曲线。因此,为简洁起见,完全相同的变量的描述被省略。曲线910示出了在非DEGR汽缸组处的燃料喷射。
在时间t0,车辆可以正在行进并且发动机可以正在转动,如由发动机转速大于零所指示(曲线906)。加速器踏板可以被应用(曲线902)并且节气门可以被打开对应于加速器踏板位置(904)的量。DEGR汽缸组可以正在通过加注燃料进行操作(曲线914)。火花可以被提供给DEGR汽缸组用于空气/燃料混合物的燃烧。进一步地,非DEGR汽缸组可以正在操作。可以通过供应燃料和火花给非DEGR汽缸来操作非DEGR汽缸。EGR可以由DEGR汽缸以恒定的速率供应(曲线908)。
在时间t1与t2之间,车辆操作者可以开始释放加速器踏板(曲线902)。因此,节气门开口可以减小(曲线904)。然而,车辆可能正在下坡行进。因此,发动机转速可以增加(曲线906)。EGR可以由DEGR汽缸组以恒定的速率供应。
在时间t2,加速器踏板可以被释放并且车辆可以继续下坡行进。基于加速器踏板位置、节气门位置和发动机转速,车辆控制器可以确定DFSO工况存在。因此,在启动DFSO之前(即在停止加注燃料到非DEGR汽缸组之前),可以停止到DEGR汽缸组的燃料(曲线914)。非DEGR汽缸可以继续通过加注燃料进行操作。因此,在t2处以及在t2与t3之间,可以泵送未燃烧的空气通过进气歧管以将EGR从进气歧管中清除。因此,进气歧管中的EGR可以减少并且进气氧浓度可以升高。然而,EGR可能高于阈值率并且进气氧可能低于阈值浓度,该阈值浓度指示可能没有从进气歧管中充分抽送EGR。因此,发动机可以继续在不加注燃料到DEGR汽缸组(曲线914)和加注燃料到非DEGR汽缸组(曲线910)的情况下进行操作。
在时间t3,进气歧管中的EGR可以降到阈值率以下,并且进气歧管中的氧可以增加到高于阈值浓度,该阈值浓度指示从进气歧管中充分抽送EGR。因此,通过停止加注燃料到非DEGR汽缸组(曲线910),可以启动DFSO。
在时间t3与t4之间,发动机可以在释放加速器踏板的情况下以恒定的速度转动。因此,DFSO操作可以被维持。亦即,可以停止加注燃料到DEGR汽缸和非DEGR汽缸。
接下来,在时间t4以及在t4与t5之间,车辆操作者可以应用加速器踏板以请求来自发动机的扭矩。因此,通过恢复加注燃料到非DEGR汽缸组和DEGR汽缸组,发动机操作可以从DFSO退出。因此,EGR可以由DEGR汽缸组供应并且EGR率可以增加。在时间t5和超过时间t5,可以使用加注燃料到DEGR汽缸和非DEGR汽缸以及到DEGR汽缸和非DEGR汽缸的火花来操作发动机。
在一个示例中,在从DFSO操作退出期间,如果在DFSO期间的发动机转速低于阈值转速,可以首先恢复加注燃料到非DEGR汽缸。随后,在发动机转速增加到高于阈值转速时,可以恢复加注燃料到DEGR汽缸组。
以此方式,在DFSO工况期间,可以在停止加注燃料到非DEGR汽缸组之前停止加注燃料到DEGR汽缸组,以便从进气***抽送EGR。
总之,在起动-停止操作和DFSO操作期间,通过在停用或停止加注燃料到非DEGR汽缸组之前停用或停止加注燃料到DEGR汽缸组,可以从进气***中抽送EGR。进一步地,在发动机重新起动操作期间,可以在重新启动DEGR汽缸组之前重新启动非DEGR汽缸组。以此方式,可以减少在发动机重新起动和重新加注燃料操作期间的过量进气稀释。因此,在具有DEGR***的发动机中,可以实现稳健且可重复的发动机起动。
在一个示例中,一种用于操作发动机的方法可以包括:在第一工况期间,响应于即将到来的发动机关闭工况,停用多汽缸发动机的专用EGR汽缸组,并且仅在从专用EGR汽缸组抽送至少阈值量的排气到进气之后才关闭发动机;以及在第二工况期间,响应于即将到来的发动机关闭工况,同时停用专用EGR汽缸组和多汽缸发动机的其他汽缸,并且阻挡从专用EGR汽缸组到进气的流动。
注意,在此包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆***配置一起使用。在此所描述的特定程序可代表任何数目的处理策略中的一种或多种,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所说明的各种行为、操作或功能可按说明的顺序执行、并行执行或在一些情况下省略。同样,处理的顺序不是实现在此所述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为易于说明和描述提供。根据所使用的具体策略,可重复执行所说明的行为或功能中的一种或多种。进一步地,所述行为可用图形表示待编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。
应该清楚,因为可能有许多变化,所以在此公开的配置和程序实际上是示例性的,并且这些特定实施例不应被视为具有限制意义。例如,上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在此公开的不同***和配置,以及其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或更多此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求,无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同或不同,仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (19)

1.一种用于操作发动机的方法,其包括:
响应于即将到来的发动机关闭工况,通过停止专用EGR汽缸组的燃料供应并且用新鲜空气操作所述专用EGR汽缸组,以停用多汽缸发动机的所述专用EGR汽缸组;
在停用之后监测EGR率,所述EGR率是EGR质量与总进气质量的比率;以及
响应于所述监测的EGR率降到阈值以下,关闭所述发动机。
2.根据权利要求1所述的方法,其中关闭所述发动机包括停止火花和燃料。
3.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括响应于监测的氧高于所述阈值,停用每个剩余的发动机汽缸。
4.根据权利要求3所述的方法,其进一步包括响应于发动机重新起动,重新启动一个或多个所述剩余发动机汽缸,同时不重新启动所述专用EGR汽缸组。
5.根据权利要求4所述的方法,其进一步包括当发动机转速已经达到怠速和阈值载荷时,在所述发动机重新起动之后,重新启动所述专用EGR汽缸组。
6.根据权利要求1所述的方法,其中停用所述专用EGR汽缸组包括停止到所述专用EGR汽缸组的燃料并且停用所述专用EGR汽缸组的进气门和排气门中的一个或多个。
7.根据权利要求6所述的方法,其中在停用所述专用EGR汽缸组的所述一个或多个气门之前执行停止到所述专用EGR汽缸组的燃料。
8.根据权利要求3所述的方法,其中停用每个所述剩余发动机汽缸包括停止到每个所述剩余发动机汽缸的燃料并且停用每个所述剩余发动机汽缸的进气门和排气门中的一个或多个。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述EGR率进一步基于进气氧量,所述进气氧量基于进气氧传感器测量值确定。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述发动机关闭工况基于加速器踏板位置、制动器踏板位置、发动机转速、车辆速度、发动机温度和电池充电状态中的一个或多个,并且进一步基于低于阈值转速的发动机转速、节气门位置和进气压力。
11.一种用于操作发动机的方法,其包括:
响应于减速燃料切断工况即DFSO工况,停止到多汽缸发动机的专用EGR汽缸组的燃料并且用新鲜空气操作所述专用EGR汽缸组;
在停止到所述专用EGR汽缸组的燃料之后,监测EGR率,所述EGR率是EGR质量与总进气质量的比率;以及
当所述EGR率低于阈值率时,停止到每个剩余发动机汽缸的燃料。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述DFSO工况基于发动机转速、加速器踏板输入和制动器踏板输入。
13.根据权利要求12所述的方法,其进一步包括响应于车辆操作者应用加速器踏板并进一步基于发动机转速大于阈值转速,恢复向一个或多个所述剩余发动机汽缸加注燃料。
14.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括在恢复向所述剩余发动机汽缸加注燃料之后恢复向所述专用EGR汽缸组加注燃料。
15.根据权利要求14所述的方法,其中恢复向所述专用EGR汽缸组加注燃料基于所述发动机转速大于阈值转速并进一步基于驾驶员要求的扭矩和发动机载荷中的一个或多个。
16.根据权利要求11所述的方法,其进一步包括监测进气氧浓度以确定所述EGR率。
17.根据权利要求11所述的方法,其进一步包括当发动机转数达到阈值数目时停止向所述剩余发动机汽缸加注燃料,所述发动机转数是在燃料喷射器致动器达到停止到所述专用EGR汽缸组的燃料的期望位置之后确定的,并且所述阈值数目基于发动机转速、发动机载荷和初始EGR率。
18.一种用于操作发动机的方法,其包括:
在第一工况期间通过停止燃料供应并且用新鲜空气操作专用EGR汽缸以停用所述专用EGR汽缸,并且在停用所述专用EGR汽缸之后的第一持续时间之后通过停用所有汽缸的进气门和/或排气门以停用所有汽缸;以及
在第二工况期间停止到所述专用EGR汽缸的燃料,并且在停止到所述专用EGR汽缸的燃料之后的第二持续时间之后停止到每个剩余汽缸的燃料,
其中所述第一工况为发动机关闭工况,而所述第二工况为DFSO工况,并且所述第一持续时间和所述第二持续时间基于发动机转速、发动机载荷和初始EGR率,所述发动机载荷基于节气门位置和歧管气压。
19.一种用于操作发动机的方法,其包括:
在第一工况期间,响应于即将到来的发动机关闭工况,停用多汽缸发动机的专用EGR汽缸组,并且仅在从所述专用EGR汽缸组抽送至少阈值量的排气到进气之后才关闭所述发动机;以及
在第二工况期间,响应于即将到来的发动机关闭工况,同时停用所述专用EGR汽缸组和多汽缸发动机的其他汽缸,并且阻止从所述专用EGR汽缸组到所述进气的流动,
其中所述第一工况为发动机关闭工况,而所述第二工况为DFSO工况。
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