用于发动机气道冷凝物管理的系统和方法_4

文档序号:8408815阅读:来源:国知局
引导阀210的位置以引导冷凝流通过第一通道220来完成。可替代地,如果发动机输出低或中等并且没有发生燃料富燃,在620处方法600包括确定发动机输出是否落到第二负荷阈值以下。
[0056]当发动机输出落到第二负荷阈值以下并且在单个位置或端口处(例如在曲轴箱强制通风(PCV)或PCV阀门位置处)引入冷凝物时,(例如由于较低的气道速度导致的)进气系统内减少的气流使得更加难于将喷射的冷凝物平均分配至所有汽缸,因为雾化的混合物倾向于留在气管的底面。相反,当发动机输出高时,(例如具有高气道速度的)增加的气流允许冷凝物化合物随着雾化的混合物通过气管而悬浮起来,这有利地减小了分配的挑战。所以,为了克服分配的挑战,在一个示例中,可以利用包含直接设置在通往每个独立发动机汽缸的每个进气道上面的独立排出管的多端口系统。例如,图9A显示了用于将引导的冷凝物分配至每个独立汽缸的示例多端口系统900。出于简化,为了参考显示了相对每个汽缸每个排出管的位置(例如直接设置在上面)(例如,见图9)。可替代地,在另一个示例中,冷凝物管理系统内还可以包括蓄压器以在发动机输出落到第二负荷阈值以下时辅助冷凝物排出至任意或所有排出位置(例如至进气和/或排出系统)。在一个实例中,蓄压器可以根据需要获取并存储发动机增压压力和/或使用发动机进气歧管真空参数。可替代地,在622处方法600包括当发动机输出落到第二负荷阈值以下时将冷凝物/机油混合物引导至排气催化剂下游的沿发动机排气的第三位置。此外,控制器12可以调节第一引导阀210和第二引导阀212以调节通道用于输送至催化剂下游的发动机排气。可替代地,如果发动机输出高于第二负荷阈值,如上文描述的控制器12可以将冷凝物/机油混合物引导至沿发动机进气的第一位置。所以,方法600前进至606并且进一步包含当发动机以低或中等负荷运转时测量冷凝物同时将测量的冷凝物引导至进气歧管。例如,如上文描述的,当在冷凝物中探测到发动机机油时可以将冷凝物引导至发动机排气系统处的第一位置。尽管此处描述了两个负荷阈值,在一些实例中,第一和第二负荷阈值可以基本上相等使得简单地在发动机高于第一负荷阈值运转时将冷凝物引导至发动机进气而在发动机低于第一负荷阈值运转时引导至发动机排气。
[0057]关于清洁的冷凝物的引导,图7显示了说明用于将冷凝物引导至发动机排气的第二和第三运转模式的方法700的流程图。如上文描述的,在702处程序通过估算和/或测量发动机工况而开始。随后,在704处方法700包括确定发动机输出是否高于第三负荷阈值。第三负荷阈值指示高于其则催化剂可能变热的发动机状况。所以,如果催化剂温度增加(例如因为发动机输出高),在706处可以将清洁的冷凝物引导至催化剂上游的沿发动机排气的第二位置以通过将细微雾化的薄雾喷洒进发动机排气来冷却催化剂。如上文简要描述的,将清洁的冷凝物引导至第二位置可能需要控制器调节第一引导阀210和第二引导阀212以调节通道用于将流体输送至第二位置。此外,取决于探测的发动机状况,在708处方法700基于一个或多个发动机工况测量冷凝物输送的速率。例如,如果发动机负荷以及催化剂温度增加,可以增加喷射的清洁的冷凝物的量以进一步增加催化剂冷却的速率。可替代地,如果发动机负荷减小,在一些实例中其可能导致催化剂温度减小,可以与发动机负荷或催化剂温度的减小成比例地减小喷射的清洁的冷凝物的量。尽管未显示,在一些实施例中,方法700可以包括当发动机在燃料富化状况下运转并且冷凝物中不存在发动机机油时将冷凝物引导进催化剂上游和涡轮下游的发动机排气。
[0058]返回至704,如果发动机输出下降到第三负荷阈值以下,催化剂的温度基于发动机工况可能仍然上升到温度阈值以上。例如,如果应用刚好下降到第三负荷阈值以下的中等发动机负荷达到延长的时间段,催化剂温度可能仍然增加到设置用于指示潜在劣化状况的温度阈值以上。所以,第二运转模式包含催化剂以推断的高于预定温度的温度运转且污染基本上没有发动机机油。如本说明书描述的,催化剂温度可以通过传感器(例如温度传感器)测量或者从下面的变量中的一者或多者推断:燃烧空燃比、排气再循环、发动机转速、点火正时和通过发动机的气流。这样,在710处如果催化剂温度高于温度阈值,可以按照已经描述的方式将清洁的冷凝物引导至沿发动机排气的第二位置。可替代地,在720处如果在发动机负荷中等偏低时催化剂温度下降到温度阈值以下,如722处指示的通过调节冷凝物管理系统内的第一和第二引导阀将清洁的冷凝物替代地引导至沿发动机排气的第三位置用于释放到大气中。替代地,如果发动机输出没有下降到第四负荷阈值以下,在724处可以通过简单地调节第一引导阀将清洁的冷凝物引导至沿发动机进气系统的第一位置。此后,可以基于发动机工况调节冷凝物输送速率。
[0059]现在转向图8,图谱800显示基于发动机工况的示例阀门调节。特别地,图谱800显示了响应于曲线802处踏板位置的改变、曲线804处的发动机输出以及曲线606处的CAC冷凝物水平的改变而改变引导阀的位置。此外,曲线808处显示了至冷凝物管理系统(CMS)的电力,而在810处显示了 CMS运转模式。在812处显示了第一引导阀的位置而在814处显示了第二引导阀的位置。时间沿每个图表的横坐标显示并且时间从左侧向右侧增加。出于简化,图谱800显示当冷凝物传感器410探测到收集的流体中没有污染时第一时间段期间的示例阀门调节。随后,显示了晚些时候发生的当冷凝物传感器410在收集的流体中探测到发动机机油污染时的第二时间段的示例调节。尽管图谱800中没有显示,如已经描述的冷凝物管理系统还可以探测污染中的冷却剂并且响应于探测的冷却剂而减少发动机功率。
[0060]时间tl之前,表示为踏板位置(PP,曲线820)和发动机负荷(曲线804)的车速为低并且节气门开度从而较小。CAC冷凝物水平(曲线806)从而落在阈值容积以下。响应于发动机暖机状况(例如发动机和催化剂温度低于温度阈值),冷凝物管理系统(CMS)可以不运转并且从而处于关闭位置。然而,在其它示例中,在车辆运行的整个期间可以简单地开启CMS。因为冷凝物水平落在容积阈值以下,由于没有输送冷凝物通过引导阀使得引导阀可以处于任何位置。出于简化,引导阀都显示为处于它们的第一位置。S卩,第一阀210设置用于输送冷凝物至第一位置,而第二引导阀212设置用于输送冷凝物至催化剂上游的第二位置。
[0061]在时间tl和时间t2之间,冷凝物水平增加到容积阈值以上。所以,将电力提供至CMS。这样,控制器12可以基于发动机工况而开始作出调节以将收集的冷凝物输送至发动机系统。在显示的示例中,发动机负荷落在如附图中LTl指示的第一负荷阈值以下。从而,因为冷凝物是清洁的并且因为发动机负荷落在阈值输出以下,催化剂温度可能是中等偏冷。响应于这些状况,从而控制器12可以第三运转模式运转CMS以通过调节通道以将清洁的冷凝物引导至催化剂下游来输送冷凝物至第三位置。这样,第一引导阀210的位置相应地调节至第二位置以引导冷凝物通过第二通道222,同时还将第二引导阀212的位置调节至它的第二位置以引导冷凝物通过第四通道226。如上文所描述的,该运转模式有利地将清洁的冷凝物释放至车辆外部的大气并且发动机失火或迟滞(hesitat1n)的可能性非常低。
[0062]时间t2和时间t3之间增加的发动机输出可能导致CAC冷凝物水平进一步增加。在时间t2处,发动机输出增加到LTl以上。从而,控制器12可以确定发动机以第二运转模式(曲线810)运转以将冷凝物引导至催化剂的上游。然而,因为第一引导阀已经处于第二位置,冷凝物已经输送至发动机排气。那么,控制器12可以将第二引导阀简单地调节至第一位置以调节通道用于将冷凝物输送至第二位置。随后,基于发动机工况(例如催化剂温度),可以调节喷射的冷凝物的量以通过经由发动机排气歧管将清洁冷凝物(例如水)的雾化的薄雾喷洒在催化剂上来冷却催化剂。
[0063]在时间t3处,车辆可能减速并且从而减少发动机产生的负荷。响应于发动机输出下降到LTl以下,控制器12可以再次以第三模式运转发动机以输送冷凝物至催化剂的下游。然而,在即使发动机输出短暂地下降到LTl以下而催化剂温度保持高的其它实例中,控制器12可以配置用于保持以第二模式运转以引导冷凝物至催化剂的上游。出于简化,此处催化剂温度与发动机输出(曲线804) —致。在t4处,车辆再次加速并且从而使发动机负荷增加。作为响应,控制器12通过将第二引导阀调节至第一位置同时将冷凝物引导至催化剂的上游而作出调节以第二模式运转。此外,时间t4和时间t5之间的一些时间,冷凝物传感器410确定冷凝物中存在发动机机油。
[0064]响应于探测到发动机机油,控制器12可以将冷凝物/机油混合物再次引导至进气以燃烧额外的可燃材料。从而,在t5处控制器12可以作出调节以第一模式运转(曲线810)以将混合物输送至发动机进气。此外,控制器12可以简单地通过将第一引导阀210调回第一位置(曲线812)而不调节第二引导阀212来实现该调节。一旦第一引导阀210调节至第一位置,冷凝物混合物流动通过第一通道220。从而,对第二引导阀212的进一步调节并非功能性目的。出于简化,在该示例中,控制器12简单地保持第二引导阀212处于与刚好探测到发动机机油之前所处的相同位置。
[0065]在t6处,发动机输出下降到第二负荷阈值(LT2)以下。从而,由于较低的气道速度导致的进气系统内减少的气流使得更加难于将喷射的冷凝物/机油混合物平均分配至所有汽缸,因为雾化的混合物倾向于留在气管的底面。这样,即使将发动机机油释放至大气可能不利地影响发动机排放,控制器12可以调节冷凝物通道以输送混合物至第三位置。另一方面,更清洁的进气歧管可以运转用于改善发动机和/或车辆运转。在t7处,CAC冷凝物水平减小到容积阈值以下。作为响应,控制器12可以通过关闭CMS模块(曲线808)而暂停冷凝物输送运转。此后,车辆可能继续减速同时发动机负荷进一步减小。
[0066]转向第二实施例,图9-14显示了包括用于存储压缩空气以在低发动机工况下辅助冷凝物引导的辅助罐的发动机10。此外,第二实施例进一步包括用于将冷凝物引导至发动机的每个燃烧室的通道。这样,在一些实施例中,引导进燃烧室的空气可以进一步引导进入进气系统,该进气系统包含连接至进气歧管的进气,该进气歧管连接至其中每者连接至一个燃烧室的一个或多个进气流道。该方法进一步包括其中仅在存在冷凝物并且发动机输出低于预定量时积聚的空气连通通过该通道。简单地说,控制器12可以在发动机输出高于预定量时停用来自蓄压器的气流通过通道。然而,出于简化针对低发动机输出来描述第二实施例,并且在进一步的实施例中该方法包括其中预定的发动机输出量对应于高负荷工况。从而,额外地或可替代地可以在其它发动机工况下启用蓄压器以输送收集的冷凝物。例如,如果发动机输出高(例如高于第一负荷阈值),可以启用蓄压器以产生运转用于增加冷凝物输送速率的增加的压力。
[0067]图9显示了包括蓄压器902的示例冷凝物管理系统,该视图相对于车辆而言是前视图。冷凝物管理系统包括与关于图4描述的系统相同的特征。这样,尽管出于清楚在图9中标出了多个部件,此处不再描述图4中描述的发动机元件。总之,进气42可以从一个或多个管道(未显示)汲入空气。该一个或多个管道可以分别从车辆外部或车辆发动机罩下面吸入较冷的或较暖的空气。这些进气
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