用于降低发动机机油稀释的系统和方法_2

文档序号:9486525阅读:来源:国知局
的新鲜空气进气装置12(如图所示)。在另一些示例中,曲轴箱通风管可以被机械耦接至空气过滤器54上游的新鲜空气进气装置12。在另一示例中,曲轴箱通风管可以被机械地耦接至空气过滤器54。曲轴箱通风管74的、与第一端相对的第二端103可以经由机油分离器81机械地耦接或连接至曲轴箱28。
[0027]在一些示例中,曲轴箱通风管74可以包括被耦接在其中的压力传感器61。压力传感器61可以是绝对压力传感器或计量传感器。一个或多个另外的压力和/或流量传感器可以在替代位置处被耦接至PCV系统116。例如,大气压力传感器(BP传感器)51可以被耦接至空气过滤器54上游的进气道56,用于提供大气压力(BP)的估计。在一个示例中,其中压力传感器61被配置为计量传感器,BP传感器51可以与压力传感器61配合使用。在一些示例中,压缩机进口压力(CIP)传感器58可以被耦接在空气过滤器54下游和压缩机50上游的进气道56中,以提供压缩机进口压力(CIP)的估计。PCV系统空燃比(AFR)传感器31可以布置在曲轴箱28中,以测量PCV系统空燃比。例如,AFR传感器31可以是氧传感器。在一些示例中,AFR传感器31可以布置在曲轴箱通风管74和/或管道76中。
[0028]在非升压状况期间,PCV系统116将空气排出曲轴箱,并且经由管道76将空气排入进气歧管42,在一些示例中,管道76可以包括单向PCV阀78,以便在连接至进气歧管42之前从曲轴箱28内部连续地排出气体。在一个示例中,响应于PCV阀78两端的压降(或通过PCV阀78的流率),PCV阀78可以改变其流量限制。然而,在另一些示例中,管道76可以不包括单向PCV阀。在又一些示例中,PCV阀可以是由控制器48控制的电控阀。应认识至IJ,如在本文中所使用的,PCV流指的是气体通过管道76从曲轴箱到进气歧管42的流动。作为一示例,PCV流可以使用已知的方法根据燃料(例如,气体燃料)喷射速率、发动机进气装置中的空燃比和经由排气传感器64的排气氧含量确定。
[0029]当进气歧管压力高于曲轴箱压力时(例如,在升压的发动机运转期间),PCV回流可以发生。PCV回流指的是气体通过管道76从进气歧管42到曲轴箱28的流动。在一些示例中,PCV系统116可以配备有用于防止PCV回流的止回阀。应认识到,尽管所描述的示例将PCV阀78示为被动阀,但这不意味着是限制性的,并且在替代示例中,PCV阀78可以是电控阀(例如,动力传动系统控制模块(PCM)控制的阀),其中控制系统190的控制器48可以命令将阀的位置从打开位置(或高流量的位置)改变到关闭位置(或低流量的位置),或反之亦然或其之间的任何位置的信号。
[0030]在升压状况期间(当MAP大于BP时),气体从曲轴箱流出,流过机油分离器81,并流入新鲜空气进气装置12,并且最后流入燃烧室34。这可以以不让进气歧管空气进入曲轴箱28的不新鲜空气的方式或以一些歧管空气被计量供给到曲轴箱28中的曲轴箱强制通风的方式完成。
[0031]尽管发动机在轻负荷以及适度的节气门打开的情况下运行,但进气歧管空气压力可以小于曲轴箱空气压力。进气歧管42的较低压力朝向进气歧管吸取新鲜空气,自通过曲轴箱(在曲轴箱中空气稀释燃烧气体并与其混合)的曲轴箱通风管74排出空气,经由PCV管道76通过PCV阀78离开曲轴箱,并进入进气歧管42。然而,在另一些状况期间(诸如重负荷或在升压状况下),进气歧管空气压力可以大于曲轴箱空气压力。因此,进气空气可以行进通过PCV管道76并进入曲轴箱28。
[0032]曲轴箱28中的气体可以包括未燃烧的燃料、未燃烧的空气以及完全或部分燃烧的气体。另外,润滑液雾也可以存在。因此,各种机油分离器可以包括在PCV系统116中,以便通过PCV系统116减少来自曲轴箱28的机油雾的离开。例如,管道76可以包括单向机油分离器80,其在离开曲轴箱28的汽化物重新进入进气歧管42之前过滤汽化物中的机油。另一机油分离器81可以布置在曲轴箱通风管74中,以便在升压运转状况期间去除离开曲轴箱的气体流中的机油。此外,在一些示例中,管道76还可以包括被耦接至PCV系统116的真空传感器84。
[0033]控制器48在图1中被示为微型计算机,其包括微处理器单元(CPU) 108、输入/输出装置(I/o) 111、在这个具体示例中作为只读存储器芯片(ROM) 113示出的用于可执冲程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器(ARM) 115、保活存取器(KAM) 117和数据总线。控制器48可以接收来自被耦接至发动机110的各种传感器119的各种信号,来自温度传感器46的发动机冷却液温度(ECT);来自压力传感器86的进气歧管压力(MAP)的测量值;来自压力传感器87的曲轴箱压力的测量值;来自BP传感器51的大气压力的测量值;来自排气传感器64、PCV空燃比传感器31的排气空燃比;以及在下面描述的其他PCV诊断传感器。存储介质只读存储器113能够用计算机可读数据编程,该计算机可读数据代表可由处理器108执行的指令,该指令用于实现以下所述方法以及预期但没有具体列出的其他变体。
[0034]在某些状况下,PCV系统116可以通过PCV系统116中的多种传感器监测。在一些示例中,多个绝对传感器(例如,大气压力(BP)传感器51、压缩机进口压力(CIP)传感器58和/或曲轴箱通风管74中的压力传感器61)可以配合使用,以监测PCV系统压力。例如,在一些方法中,大气压力传感器51、压缩机进口传感器58和PCV通风管74中的压力传感器61都可以用于监测PCV系统压力。
[0035]在替代示例中,代替MAP与BP,MAP与压缩机进口压力(CIP)和/或MAP与曲轴箱压力可以被用来确定发动机何时被升压或不被升压。例如,当MAP小于CIP时,发动机可以不被升压。在另一示例中,当MAP大于CIP或曲轴箱压力时,发动机可以被升压。
[0036]燃料喷射器96被示出为直接耦接至燃烧室34,以用于经由电子驱动器(未示出)与从控制器48接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧室34中。以此方式,燃料喷射器96提供到燃烧室34中的所谓的燃料直接喷射。例如,燃料喷射器可以安装在燃烧室的侧面或在燃烧室的顶部中。燃料可以通过包括燃料箱、燃料栗和燃料轨的燃料系统(在图2中未示出)输送到燃料喷射器66。在一些示例中,燃烧室34可以替代地或额外地包括以一定构造布置在进气装置中的燃料喷射器,该构造提供到燃烧室34上游的进气道中的所谓的燃料进气道喷射。
[0037]在发动机运转期间,发动机110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。一般来说,在进气冲程期间,排气门92关闭,而进气门94打开。空气经由进气歧管42引入燃烧室34,并且活塞38移动至汽缸的底部,以便增加燃烧室34内的容积。活塞38靠近汽缸的底部并在其冲程结束的位置(例如,当燃烧室34处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间,进气门94和排气门92关闭。活塞38朝向汽缸盖移动,以便压缩燃烧室34内的空气。活塞38在其冲程结束并最靠近汽缸盖的点(例如,当燃烧室34处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中,燃料被引入燃烧室。在一些示例中,燃料可以在单个汽缸循环期间被多次喷射到汽缸。在下文中被称为点火的过程中,被喷射的燃料通过压缩点火或通过已知的点火装置(诸如,火花塞(未示出))点燃,从而导致燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀的气体将活塞38推回至BDC。曲轴30将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气门92打开,以便将已燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管60,并且活塞返回至TDC。注意,以上内容仅作为示例进行描述,并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变,诸如以提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。另外,在一些示例中,可以使用二冲程循环而非四冲程循环。
[0038]在一个示例中,可以基于估计的机油稀释量调整燃料喷射。调整燃料喷射可以包括,基于机油稀释量提前在汽缸循环期间的燃料喷射开始的正时。估计机油稀释量并基于机油稀释量调整燃料喷射的细节将在图3-图5处进一步详述。可以基于环境温度、汽缸体温度、发动机冷却液温度、发动机转速、发动机负荷、燃料喷射压力、燃料喷射正时、发动机运转时间、命令的空燃比和发动机空燃比,估计机油稀释量。在冷启动状况期间,当机油稀释量大于阈值量时,燃料喷射开始的正时可以在汽缸循环中关于当机油稀释量小于阈值量时可以使用的燃料喷射开始的基本正时而被提前(换言之,燃料喷射开始可以更早发生)。当关于燃料喷射正时或燃料喷射开始正时使用时的术语“早”、“更早”和“提前”可以在整个说明书中可互换地使用。同样,当关于燃料喷射正时或燃料喷射开始正时使用时的术语“晚”、“更晚”和“延迟”可以在整个说明书中可互换地使用。
[0039]在一个示例中,当燃料喷射被提前时,喷射开始可以在用于接收被喷射的燃料的汽缸的上止点之前(BTDC) 340度与280度之间发生。在另一示例中,可以随着第一燃料喷射在用于接收被喷射的燃料的汽缸的BTDC 340度与280度之间的开始而执行多次燃料喷射。
[0040]以此方式,当机油稀释量大于阈值时,燃料喷射可以被提前。提前燃料喷射可以增加燃料的雾化和汽化,以用于改善燃料与汽缸空气充气的混合。因此,可以改善燃烧效率,并且可以燃烧更多的燃料。因此,可以减少在燃烧循环期间覆盖在汽缸壁上并通过活塞环逸入到曲轴箱中的燃料液滴的量。因此,可以降低机油由燃料的稀释。另外,可以减少排气排放。在一些示例中,可以调整气门打开正时和/或燃料喷射正时,以改善燃料在汽缸中的汽化和雾化,并且因此降低机油稀释。
[0041]基本燃料喷射正时(例如,在暖的发动机状况期间当机油稀释量小于阈值时的燃料喷射),其中可以在用于接收燃料的汽缸的BTDC 350度与300度之间发生的喷射开始可以被用来减少微粒物质和颗粒数排放。因此,在冷的状况期间的燃料喷射正时可以自当发动机运转温度大于阈值温度时使用的燃料喷射正时延迟。在冷的状况期间,燃料可以经过活塞环,并增加曲轴箱中的发动机机油的稀释。另外,发动机排气装置中的微粒物质的产生可以增加。因此,燃料喷射正时可以自在冷的状况期间的基本正时延迟,但是如果稀释存在,燃料喷射正时可以自当稀释不存在时的冷发动机燃料喷射正时提前。以此方式,通过基于机油稀释量调整燃料喷射,可以减少过度机油稀释,并且可以改善排气排放。
[0042]图2是示出车辆的润滑系统中的机油的流动的简化示意图。机油通过
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