用于降低发动机机油稀释的系统和方法_4

文档序号:9486525阅读:来源:国知局
SOI正时被提前。在一个示例中,热SOI正时可以为自冷SOI正时提前的+30度。
[0065]在冷启动状况期间,当机油稀释量大于阈值稀释时,自热SOI正时正常延迟的冷SOI正时可以被提前。阈值稀释可以基于在没有暖机的情况下的冷启动发动机运转的次数、估计的稀释量和估计的在关闭下的热循环稀释。例如,在冷启动状况期间,当机油稀释量小于阈值稀释时,SOI正时可以在BTDC 300度与250度之间。因此,在冷启动状况期间,当机油稀释量小于阈值时,SOI正时可以被延迟(表402)以减少微粒物质排放。通过延迟S0I,可以减少液体燃料对活塞碗的冲击。因此,可以改善燃料汽化和进气与燃料的混合,并且因此可以减少微粒物质排放。
[0066]当机油稀释量大于阈值稀释时,可以调整发动机运转以降低机油稀释。因此,当机油稀释量大于阈值稀释时,(自热SOI正时正常延迟的)冷SOI正时可以被提前。通过提前SOI正时,可以降低机油稀释量。
[0067]以此方式,在确定机油稀释大于阈值后,通过提前燃料喷射开始,可以降低过度的燃料稀释,而在确定机油稀释小于阈值后,通过延迟燃料喷射开始,可以改善微粒物质排放和颗粒数排放。以此方式,在冷启动状况期间,SOI正时可以基于机油稀释量调整,以降低机油稀释或减少微粒物质排放。
[0068]转向图4B,映射图400沿着X-轴以曲轴转角度数(CAD)图示说明发动机位置。曲线410 (沿着y-轴)描述活塞位置,参照其在上止点之前(BTDC)和/或在上止点之后(ATDC)的位置并且进一步参照其在发动机循环的四冲程(进气、压缩、做功和排气)内的位置。如通过正弦曲线410指示的,活塞从TDC逐渐向下移动,在进气冲程结束的时候在BDC处降至最低点。活塞然后到压缩冲程结束的时候返回到在TDC处的顶部。活塞然后在做功冲程期间朝向BDC再次向下移动,到排气冲程结束的时候返回到其在TDC处的原始顶部位置。
[0069]映射图400 (自顶部)的第二曲线图描述示例燃料喷射分布图,其在机油稀释量大于阈值时(诸如在发动机的冷启动状况期间)可以被使用以进一步降低曲轴箱中的机油稀释。
[0070]映射图400(自顶部)的第三曲线图描述当机油稀释量小于阈值时可以使用的示例燃料喷射分布图422和424。具体地,燃料喷射分布图422描述在热发动机工况期间(诸如在发动机已经暖机至在阈值温度之上的温度之后)的燃料喷射正时。燃料喷射分布图424描述在冷启动状况期间的燃料喷射正时。如在图3处讨论的,机油稀释量可以基于发动机工况确定,所述发动机工况包括发动机温度、环境温度、发动机转速、发动机负荷、燃料喷射压力、燃料喷射正时、发动机运转的持续时间、命令的空燃比和发动机空燃比。第二曲线图和第三曲线图中的箭头指示用于导向性的(第一)燃料喷射的燃料喷射开始正时。
[0071]如在上面关于图4A讨论的,在冷启动状况期间的喷射开始正时可以自当发动机未正在冷启动状况下运转时(例如,当发动机温度大于阈值温度时)的喷射开始正时而被延迟。因此,冷SOI正时可以被延迟,以便减少微粒物质排放。然而,当在冷启动状况期间机油稀释量大于阈值稀释时,延迟的冷SOI正时可以被提前以减轻过度的机油稀释。阈值稀释可以基于在没有暖机的情况下的冷启动的次数、估计的机油稀释量和估计的在发动机关闭下的热循环机油稀释。另外,SOI正时可以基于发动机转速和发动机负荷。例如,当发动机负荷增加时,SOI正时的延迟的程度可以增加,而当发动机转速增加时,延迟的程度可以减小。
[0072]作为一示例,在冷启动状况期间,当机油稀释量大于阈值时,控制器可以提前燃料喷射正时,使得喷射开始可以在BTDC 340度与280度之间发生(曲线图420)。S卩,燃料喷射正时可以被调整为使得喷射开始可以在进气冲程期间在更早的时间发生。
[0073]在一些示例中(如在曲线图420处描述的),可以执行多次燃料喷射,其中一部分燃料可以在进气冲程期间被喷射,而其余部分的燃料可以在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间在更迟的时间(以一次或多次喷射的方式)被喷射。
[0074]在一些其他示例中,单次燃料喷射可以随着喷射在BTDC 340度与280度之间的喷射开始而在进气冲程处被执行。
[0075]通过早调整燃料喷射正时和/或执行多次燃料喷射,燃料的汽化和雾化可以改善。因此,燃烧效率可以改善。由于改善的燃烧效率,更多的燃料可以被燃烧,从而降低燃料渗过活塞环并稀释机油的可能性。
[0076]当机油稀释量小于阈值时,控制器可以调整用于晚燃料喷射的燃料喷射正时(曲线图430)。S卩,喷射开始正时可以被延迟。例如,燃料喷射正时可以被调整为使得喷射开始可以在BTDC 300度与250度之间发生。虽然示出单次燃料喷射,但是应意识到,可以执行多次燃料喷射。在一些示例中,当每个燃烧循环执行多次燃料喷射时,至少一次喷射的正时可以被调整为在循环中更晚发生。通过执行晚燃料喷射,可以减少微粒物质和颗粒排放。
[0077]以此方式,可以响应于机油稀释调整燃料喷射正时。当机油稀释大于阈值时,通过将燃料喷射正时调整为早发生,可以降低机油由燃料的过度稀释。当机油稀释小于阈值时,通过将燃料喷射正时调整为晚发生,可以减少微粒物质和颗粒数排放。
[0078]在一个示例中,一种用于发动机的方法可以包含:响应于机油稀释水平大于阈值水平,将每个燃烧循环的多次喷射的燃料喷射正时调整为在上止点之前更早;以及响应于机油稀释水平小于阈值水平,将每个燃烧循环的至少一次喷射的燃料喷射正时调整为在上止点之前更晚。另外,当发动机温度小于阈值温度时,计算机油稀释水平可以基于命令的空燃比与发动机空燃比之间的积分差值,其中当命令的空燃比浓于发动机空燃比时,机油稀释水平递增,而当命令的空燃比稀于发动机空燃比时,机油稀释水平递减。另外,调整燃料喷射正时包含调整喷射开始正时。在一些示例中,机油稀释水平可以包含时均机油稀释水平。
[0079]转向图5,图5示出运转顺序500,运转顺序500描述基于发动机空燃比和命令的空燃比的机油稀释量的示例确定和基于机油稀释量的燃料喷射正时的调整。图5的顺序可以通过根据图3的方法在图1-图2的系统中执行指令来提供。在时间t0-t6处的竖直标记表示在顺序期间的感兴趣时间。
[0080]自图5顶部的第一曲线图表示命令的空燃比(λ_最终)随着时间的变化。Y轴线表示命令的空燃比,并且命令的空燃比的稀度沿Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间,并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。水平线512表示化学计量空燃比。
[0081]自图5顶部的第二曲线图表示发动机空燃比(AJJEGO)随着时间的变化。Y轴线表示发动机空燃比,并且发动机空燃比的稀度沿Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间,并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。水平线522表示化学计量空燃比。
[0082]自图5顶部的第三曲线图表示机油稀释量随着时间的变化。Y轴线表示机油稀释量,并且机油稀释量沿Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间,并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。水平线534表示阈值机油稀释量。
[0083]自图5顶部的第四曲线图表示发动机温度随着时间的变化。Y轴线表示发动机温度,并且发动机温度沿Y轴线箭头的方向增加。水平线544表示在544处的阈值发动机温度。
[0084]自图5顶部的第五曲线图表示燃料喷射正时随着时间的变化。Y轴线表示燃料喷射正时,并且燃料喷射正时沿Y轴线箭头的方向延迟。早和晚燃料喷射正时表示在燃烧循环中早和晚发生的燃料喷射开始。必须注意,术语“早燃料喷射正时”可以用来表示提前的燃料喷射正时,以及术语“晚燃料喷射正时”可以用来表示延迟的燃料喷射正时。如在本文中指示的,当关于喷射正时使用时的术语“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使用时的术语“晚”和“延迟”可以在整个说明书中可互换地使用。
[0085]因此,命令的空燃比可以基于发动机转速、负荷和温度状况确定,发动机空燃比可以基于排气氧传感器(例如,通用排气氧传感器(UEGO))读数确定,机油稀释量可以基于命令的空燃比和发动机空燃比确定,并且发动机温度可以基于发动机冷却液温度和汽缸体温度中的一者或多者确定。
[0086]在tl之前的时间处,发动机可以在冷启动状况下运转。例如,冷启动状况可以包括发动机温度可以在阈值温度(540)之下和排气催化剂温度在激活温度之下中的一者或多者。在一个示例中,当发动机已经关闭时间大于阈值关闭持续时间时,可以确认发动机冷启动状况。在估计发动机冷启动状况方面的额外考虑可以包括环境状况(诸如,环境温度状况)。另外,在tl之前,为了维持化学计量比的发动机空燃比(520),控制器可以命令更多的燃料。即,命令的空燃比(510)可以是浓的,该浓表示某一量的燃料可以通过活塞环损失到曲轴箱。因此,由燃料的机油稀释可以增加。换言之,机油稀释量可以增加。机油稀释量可以基于发动机空燃比与命令的空燃比之间的积分差值。然而,机油稀释量可以在阈值量之下。因此,减轻机油稀释的运转(例如,相对于当机油稀释小于阈值时的基本喷射正时提前喷射开始(SOI)正时)可以不被执行,而减少排放的运转(例如,使用相对于当发动机正在阈值之上的温度下运转时的SOI正时延迟的基本燃料喷射正时)可以被执行。S卩,燃料可以被喷射为使得SOI可以被定时为更晚发生,以便减少微粒物质排放。例如,喷射开始可以被调整为在接收燃料的汽缸的BTDC 300度与250度之间。
[0087]在时间tl处以及在tl与t2之间,发动机温度可以继续在阈值之下。另外,控制器可以继续命令更多的燃料(510)以将发动机空燃比(520)维持在指示燃料损失到曲轴箱的化学计量比处。因此,机油稀释量(530)可以增加。然而,增加的机油稀释量(530)可以小于阈值机油稀释量(534)。因此,SOI可以定时为相对于当发动机温度在阈值温度之上时使用的SOI正时更晚发生。例如,当发动机温度在阈值温度之下并且机油稀释量在阈值稀释量之下时,燃料喷射开始可以被调整为在BTDC 300度与250度之间。
[0088]接下来,在时间t2处以及在t2与t3之间,发动机温度可以增加(540),但是可以继续维持在阈值温度(544)之下。由于晚燃料喷射(在tl之前以及从tl到t2),机油可以由燃料蒸汽稀释,并且发动机可以不在暖状态下(即,发动机温度可以不在阈值(544)之上)运转足够的持续时间来燃烧燃料。因此,机油稀释量(曲线530)可以大于阈值机油稀释量(534)。由于机油稀释量大于阈值稀释量,减轻机油稀释的发动机运转可以被执行。即,
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