发动机控制的方法和系统的制作方法_4

文档序号:9259022阅读:来源:国知局
缩冲程的开始处,在此处汽缸准备好经由直接喷射接收燃料,或者使发动机汽缸部分地通过排气冲程,在此处汽缸准备好经由进气道喷射接收燃料。一旦发动机被预定位,发动机可能在需要时被重启。例如,发动机可能由于不能经由混合动力车辆系统的马达或电池满足的操作者扭矩需求的增加而被重启。可替代地,发动机可能由于电池充电状态的下降而被重启。更进一步地,发动机可以被重启以操作空气压缩机来满足加热、通风和空气调节(Heating, Ventilat1n, and Air Condit1ning)即 HVAC 需求。一旦发动机重启条件得到满足,发动机可以被起动并且被加燃料,以便发动机燃烧可以被重启。
[0052]现在转向图4,示例方法400被示出,用于缓慢地并且不加燃料地旋转发动机,以通过加热发动机和提高燃料导轨压力来为即将发生的发动机重启更好地准备发动机。这允许在发动机随后被重启时,来自发动机的微粒排放被减小。
[0053]在402处,方法包括在即将发生发动机重启之前并且当车辆正使用马达扭矩被推进时,经由混合动力车辆的马达缓慢地旋转发动机。在此,马达可以推进车辆并且旋转发动机。如先前所阐述的,发动机可以以低于阈值速度旋转。在一个示例中,阈值速度可以是发动机起动速度。即,发动机可以以比在发动机起动和重启期间发动机可能已经通过启动马达旋转的速度更慢的速度旋转。例如,在发动机起动期间,发动机可以经由启动马达以150rpm不加燃料地旋转。比较而言,在为汽缸加热而缓慢旋转期间,发动机可以经由混合动力车辆的电动马达/发电机以10-30rpm旋转。在可替代示例中,发动机缓慢地以阈值速度或低于阈值速度旋转,该阈值速度可以基于操作参数诸如油温度、环境温度或者噪声、振动和粗糙性(NVH)而更高或更低。
[0054]在一个示例中,缓慢的发动机旋转可以在基于汽缸活塞位置相对于压缩冲程TDC的接近度选择的汽缸(例如,第一汽缸)中开始。例如,控制器可以识别其活塞位于最靠近压缩冲程TDC或位于经历至少压缩的阈值水平的位置处的汽缸。在404处,方法包括旋转发动机,从而使得每个汽缸在汽缸的压缩冲程期间被顺序加热。随着旋转的继续,每个汽缸可以在紧跟压缩冲程之后的汽缸的膨胀冲程期间被冷却。然而,在压缩冲程期间对汽缸的加热比在膨胀冲程期间对汽缸的冷却更多,从而允许经由热泵效应对每个汽缸的净加热。正因如此,在每个汽缸的压缩冲程期间,空气充气被压缩,从而产生热量。通过旋转发动机,使得汽缸保持在压缩冲程,来自压缩空气的热量可以被传递到汽缸壁、缸盖以及活塞,从而提高发动机温度。
[0055]在406处,方法包括在旋转期间保持发动机进气节流阀关闭。关闭进气节气门允许压缩的空气充气被牵引回至发动机,没有净流量排出排气系统。因此,这降低了可能被捕集在曲轴箱的排放的可能性。在更进一步的示例中,在缓慢的发动机旋转期间,发动机的EGR系统的EGR阀(诸如,图2的LP-EGR阀242)可以至少部分地打开。通过打开EGR阀,流出缸体的流量再循环回到发动机,从而减小发动机的真空。在此空气在封闭的循环中被泵送。通过允许将压缩的热量在膨胀时在TDC处去除,充气呈现出比开始压缩时更冷。充气然后可以被排出发动机排气管或再循环通过EGR系统,以便相同充气被反复使用。这限制了排气中碳氢化合物的可能。对于配备有常规EGR系统的自然吸气的发动机,EGR阀可以在加热周期期间保持打开,以减少或甚至消除通过发动机的净气流。
[0056]在某些实施例中,在旋转期间,一个或多个发动机汽缸的进气门和/或排气门可以被停用,以使多个汽缸可以通过压缩在给定时间处进行加热。正因如此,对于4汽缸直列发动机,相继点火汽缸的压缩冲程相隔180曲柄转角角度(crank angle degrees)即CAD。因此,如果发动机配备有允许一个或多个发动机汽缸(例如,通过可停用的汽缸阀)被选择性停用的停用机构,一个以上的汽缸可以同时放置在“压缩”冲程。换言之,对于4汽缸发动机,在相同停留位置加热两个汽缸是可能的。例如,在点火顺序是1-3-4-2的4汽缸直列发动机中,汽缸I和4可以一起加热,而汽缸2和3—起加热。
[0057]在408处,可以确定是否存在车辆速度的减少。例如,可以确定是否存在车辆制动或车辆减速事件。如果存在,在410处,发动机可以在车辆制动或车辆减速期间通过车轮旋转。在此,可能已另外作为热量耗散或用于再生制动的车轮扭矩可以有利地用于发动机旋转。此外,在车辆制动和车辆减速事件之一的期间,方法包括:通过经由混合动力车辆的车轮旋转发动机,瞬时增加(不加燃料的发动机旋转的)发动机转速。虽然方法建议经由马达扭矩来旋转发动机并且不失时机地进一步在车辆制动或减速期间经由车轮来旋转发动机,但在其他示例中,发动机在车辆制动或减速事件期间可以仅选择性地以低于阈值速度被不加燃料地旋转,当车辆通过马达扭矩来推进时,车辆制动或减速事件发生。然后,方法前进到412。如果车辆速度的降低在408处没有被确认,方法直接前进到412。在412处,可以确定发动机汽缸是否已经被充分加温。例如,可以确定活塞温度是否高于阈值或者汽缸壁和汽缸充气之间的温度差是否低于阈值。温度差可以基于估计或推断的温度。更进一步地,温度差可以通过简单的定时器来实现。例如,如果每个汽缸在压缩冲程花费超过阈值时间的时间,那么可以确定充分的汽缸加热已经发生。在可替代示例中,发动机温度或平均的汽缸活塞温度可以被评估(例如,相比于阈值温度)。如果活塞温度高于阈值(或者如果汽缸中的温度差低于阈值),则在416处,方法包括中止缓慢的发动机旋转。否则,在414处,方法包括以比阈值速度更慢的速度继续不加燃料地旋转发动机,直到汽缸壁和汽缸充气之间的温度差低于阈值(或者直到发动机温度或平均的汽缸活塞温度高于阈值温度)。
[0058]在某些示例中,该控制器还可以确定发动机燃料导轨压力是否高于阈值压力。如果不是,则方法可以将不加燃料的发动机旋转保持在比阈值速度更慢的速度,直到燃料导轨压力高于阈值压力。然而,由于燃料导轨压力可以在发动机的数个(例如,5-10个)泵冲程内建立,并且由于泵冲程的阈值数量(例如,两个)在发动机每转获取,所以燃料导轨压力可以在汽缸温度充分升高之前达到阈值压力。
[0059]毕竟发动机汽缸已经被加温,如果重启条件得到满足,则方法包括恢复汽缸的燃料喷射以重启发动机。例如,在418处,方法包括以处于或高于阈值速度不加燃料地旋转发动机。例如,发动机可以经由发动机的启动马达以发动机起动速度旋转。在420处,方法可以可选地包括选择在其中恢复汽缸加燃料的发动机汽缸。汽缸可以基于活塞位置来选择。例如,处于或接近IVC的汽缸可以被选择。在422处,燃料在发动机起动期间可以被喷射到选择的汽缸以重启发动机。应当认识到,在替代示例中,发动机可能无法选择发动机汽缸以恢复汽缸加燃料,但是可以根据需要和在需要时恢复加燃料。
[0060]应当认识到,在更进一步的示例中,在为汽缸加热而缓慢旋转发动机之后,方法可以包括进一步经由车辆马达不加燃料地旋转发动机到最适合于发动机重启的位置。例如,如果在汽缸已经被加温后发动机重启的条件没有立即满足,那么发动机可以被旋转到发动机能够从其迅速重启的位置。在一个示例中,进一步旋转可以包括旋转到发动机汽缸处于或接近IVC的位置。在这种方式,提供了一种用于发动机的方法,包括:当仅通过马达扭矩推进混合动力车辆,并且预期到即将发生的发动机重启时,以低于发动机起动速度不加燃料地旋转发动机,直到活塞温度高于阈值;并且在活塞温度高于阈值之后,通过恢复汽缸加燃料来重启发动机。在此以低于发动机起动速度不加燃料地旋转发动机包括以1rpm至30rpm旋转发动机。阈值是根据进气空气充气的温度。旋转发动机包括经由混合动力车辆的马达来旋转发动机。该方法进一步包括,当发动机以低于发动机起动速度被旋转时,保持发动机进气节气门关闭。在实施方式中,其中发动机包括用于使空气充气从发动机排气系统再循环到发动机进气系统的EGR通道,该方法进一步包括,当发动机以低于发动机起动速度旋转时,使EGR通道的EGR阀保持打开。以这种方式,通过加快汽缸加热,在采用到发动机的至少一些直接燃料喷射的发动机重启期间,来自发动机的微粒排放被减少。
[0061]图6图形示出图600处的压缩冲程加热效果。特别地,示出的第一组曲线602-604描绘当汽缸旋转通过压缩冲程时汽缸内温度的变化。第二组曲线612-614描绘当汽缸旋转通过压缩冲程时汽缸内压力的变化。在描绘的示例中,发动机以30rpm缓慢地旋转。在每组中,曲线602和612(实线)示出计算出的数据,而图604和614(虚线)示出模拟数据。计算的数据代表无热流和无热量被传递到汽缸壁和活塞的情况。在比较中,模拟数据代表热流和热量被传递到汽缸壁和活塞的情况。绘制的理想的曲线开始于进气门关闭(IVC ;在约625CAD处)并且结束于排气门开启(EVO ;在约832CAD处)。计算的曲线(曲线604,614)基于等熵过程和体积比。理想曲线(曲线602、612)接着使用IVC处的等熵过程和体积比的Pl和Vl被重新计算。可以看出,大量的热量在压缩冲程期间被传递到汽缸壁和活塞,即使在压缩冲程之后一些冷却发生。特别地,模拟数据显示当热量流至汽缸壁和活塞并且汽缸内的温度随之下降时,热量如何从压缩空气中损失。此外,该热量被直接传递到热传递对PM排放有显著效果的位置。此热传递被用于有利地提高活塞的温度。特别地,压缩冲程加热被重复多个周期,直到活塞的温度高于阈值温度。因此,在缓慢的发动机旋转期间,每个汽缸在汽缸的压缩冲程期间
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1