二次空气与直吹空气输送的协调的制作方法_5

文档序号:9597493阅读:来源:国知局
排气气门升程量,以提供期望的直吹。进一步地,调节发动机操作可包括在512与直吹量成比例地调节燃料喷射量,以便获得整体的理想配比的发动机空气-燃料比。例如,可通过调节燃料喷射脉冲宽度调节燃料喷射量。更进一步地,在514,可调节火花正时。例如,随直吹量的增加火花正时可延迟。
[0083]以这种方式,在二次空气喷射之后的给油的后期期间可提供直吹空气,以将涡轮机转速增加至期望的涡轮机转速。
[0084]转到图6,程序600描述了一种方法,该方法用于输送二次空气与直吹的组合,使得在排气歧管中可同时获得来自二次空气栗的二次空气和来自直吹操作的增压空气,以减小涡轮延迟。图6的方法可作为可执行的指令存储在图1至图2所示的控制器120的永久存储器中。例如,在给油期间,可执行二次空气喷射,直到实际增压压力达到阈值增压压力为止,在此之后,在发动机转换到仅通过直吹操作之前,可通过二次空气喷射和直吹操作发动机,以减少将实际涡轮机转速增加至期望涡轮机转速的持续时间。换句话说,在给油的早期,可仅通过二次空气喷射操作发动机,在给油的中期,可通过二次空气喷射和直吹操作发动机,以及在给油的后期,可仅通过直吹操作发动机。
[0085]像这样,可执行带有二次空气喷射和直吹的发动机操作的中期,以将发动机操作从仅有二次空气喷射转变为仅有直吹。随着中期的进行,二次空气喷射量可减少,并且直吹量可增加。
[0086]在602,程序600可包括确定和/或测量发动机操作条件。发动机操作条件可包括发动机温度、发动机转速、发动机负载、环境温度、大气压、排气温度、排气催化剂温度、二次空气栗转速、二次空气量、荷电状态、排气空气/燃料比,等等。
[0087]接下来,在604,程序600包括确定期望涡轮机转速。例如,期望涡轮机转速可基于转矩需求,以及油门踏板位置。在确定期望涡轮机转速后,程序可进入606。在606,程序可包括确定实际二次空气流速。像这样,在通过直吹和二次空气喷射操作之前,可仅通过二次空气喷射操作发动机。
[0088]接下来,在607,程序可包括将二次空气流速减少阈值速度。例如,可通过减小二次空气栗转速来减小二次空气流速。在一个实例中,阈值速率可为固定速率。在另一个实例中,阈值速率可随每个发动机循环增加。在减少二次空气流速之后,程序600可进入608。在608,程序可包括至少基于期望涡轮机转速和减少的二次空气流速确定直吹空气量。例如,随二次空气喷射速率的减小,直吹量可增加。
[0089]接下来,在610,程序600包括基于期望直吹量调节发动机操作以提供直吹。调节发动机操作以提供直吹可包括在612基于期望涡轮机转速、减少的二次空气喷射量以及期望的直吹量来调节燃料喷射量。像这样,当提供二次空气和直吹时可在加浓条件操作发动机,以在排气歧管中提供发动机排出C0、H2,以及碳氢化合物。这些来自加浓燃烧事件的化合物可与来自二次空气栗的二次空气和直吹空气发生放热反应,以提供促进涡轮机旋转至期望的涡轮机转速的额外的排气能量。
[0090]在614,发动机操作可包括调节进气气门正时和排气气门正时以提供正重叠。例如,可使排气气门关闭正时延迟以及使进气气门正时提前来产生正重叠。进一步地,可调节正重叠持续时间、进气气门升程量,以及排气气门升程量来提供期望的直吹。
[0091]在616,发动机操作可包括基于二次空气喷射改变速率调节VCT的响应正时。进一步地,在618,可调节火花正时。例如,火花正时可延迟,并且随着在排气中用于氧化反应的期望空气量的增加,火花延迟的量可增加。
[0092]以这种方式,在给油期间,在发动机以二次空气模式操作之后,以及在以直吹模式操作之前,以包括二次空气喷射和直吹的组合模式操作发动机,以减少涡轮延迟。
[0093]转到图7,示出了在给油操作期间的二次空气喷射和直吹的调节实例。可根据图3至图6的方法通过执行在图1的系统中的指令提供图7的顺序。在时间t0至t3处的垂直标记线代表该顺序期间的关心的时间。在以下所有所讨论的图中,X轴代表时间并且从每个图的左侧到每个图的右侧时间增加。
[0094]从图7顶端的第一个图表示油门踏板位置(PP)与时间的关系。Y轴代表油门踏板位置并且在Y轴箭头的方向上油门踏板的下降增加。
[0095]从图7顶端的第二个图表示涡轮机转速与时间的关系。Y轴表示涡轮机转速并且在Y轴箭头的方向上涡轮机转速增加。轨迹704表示期望涡轮机转速,轨迹706表示实际涡轮机转速,并且水平线708表示阈值涡轮机转速。像这样,阈值速度可以是可产生对于直吹而言充足的增压压力时的涡轮机转速。
[0096]从图7顶端的第三个图表示增压压力与时间的关系。Y轴表示增压压力并且在Y轴箭头的方向上增压压力增加。轨迹710表示期望的增压压力,轨迹712表示实际增压压力以及水平线714表示阈值增压压力。像这样,在阈值增压压力时,进气歧管压力与排气歧管压力之间的差值可达到等于或大于用于产生提供直吹的增压压力所需要的阈值压力差值。
[0097]从图7顶端的第四个图表示二次空气喷射量与时间的关系。Y轴表示二次空气喷射量并且在Y轴箭头的方向上二次空气喷射量增大。
[0098]从图7顶端的第五个图表示直吹量与时间的关系。Y轴表示直吹量并且在Y轴箭头的方向上直吹量增大。
[0099]从图7顶端的第六个图表示汽缸内空气-燃料比与时间的关系。Y轴表示汽缸内空气-燃料比并且在Y轴箭头的方向上汽缸内空气-燃料比的加浓增大。X轴表示时间并且从每个图的左侧到每个图的右侧时间增加。水平线722表示理想配比空气-燃料比。
[0100]像这样,期望涡轮机转速可基于转矩需求以及油门踏板位置中的一个或多个,期望增压压力可基于转矩需求和油门踏板位置中的一个或多个,二次空气喷射量可基于期望涡轮机转速,当仅提供直吹时,直吹量可基于期望涡轮机转速,当提供直吹和二次空气喷射时,直吹量可基于期望涡轮机转速和实际二次空气流速。
[0101]在tl之前的时间中,发动机可在低发动机转速和低负载条件下操作。期望涡轮机转速与实际涡轮机转速之间的差值不大于阈值转速。同样地,期望增压与实际增压压力之间的差值不大于阈值压力。在一个实例中,实际涡轮机转速可达到期望涡轮机转速以及实际增压可达到期望增压。因此,不需要额外的二次空气用来增加涡轮机转速以达到期望增压。即,发动机可在没有直吹并且没有二次空气喷射的情况下以正常模式操作。进一步地,发动机可通过理想配比空气-燃料比操作。
[0102]在时间tl,可检测到给油。例如,可基于转矩需求的增加大于阈值需求以及油门踏板位置的增加(下降)大于阈值量中的一个或多个来检测给油。在时间tl和t2之间,响应检测给油,期望增压压力可增加(710)。为了提供期望增压,期望涡轮机转速可增加(704)。然而,实际涡轮机转速(706)可小于期望涡轮机转速(704)。因此,实际增压(712)可小于期望增压(710)。进一步地,期望涡轮机转速与实际涡轮机转速之间的差值可大于阈值转速差值,并且期望增压压力与实际增压压力之间的差值可大于阈值增压压力差值。即,发动机可经历涡轮延迟。
[0103]为了减少涡轮延迟,在tl,可以二次空气喷射模式操作发动机。S卩,为了减少将实际涡轮机转速增加至期望转速的持续时间,并且因此减少将实际增压增加至期望增压的持续时间,可以二次空气喷射模式操作发动机。像这样,在给油的初期,进气歧管压力与排气歧管压力之间的差值不大于阈值歧管压力差值(未示出)。因此,可能无法得到充足的压力差值以在排气歧管中提供直吹。因此,可使用二次空气栗(例如,图1中的栗96)将二次空气喷射进入涡轮机上游的排气歧管中。在图4详细描述了通过二次空气喷射的发动机操作的细节。喷射进入排气歧管的二次空气的量(716)可基于期望涡轮机转速。例如,随期望涡轮机转速增加,二次空气喷射量可增加。在一个实例中,二次空气喷射量可基于用于将涡轮机转速增加至期望转速所需的期望排气能量。
[0104]进一步地,在时间tl和t2之间,可通过加浓的汽缸内空气-燃料比操作发动机。加浓的程度可基于二次空气喷射量。在一个实例中,燃料喷射量可基于二次空气喷射量。像这样,当通过加浓的空气-燃料比操作汽缸时,可产生可与喷射进入排气歧管中的二次空气发生放热反应的高水平的发动机输出一氧化碳(C0)、氢气(?),以及碳氢化合物。因此可增加排气的质量和焓。可利用增加的排气能量减少涡轮机达到期望转速的持续时间。换句话说,通过在给油初期利用二次空气喷射和汽缸内加浓,可减少涡轮延迟。进一步地,通过提供二次空气,汽缸中捕获的压缩进气质量可增加,相对于未使用二次空气喷射的正常发动机操作而言,可导致增大的初始转矩输出。更进一步地,可调节气门正时用于增大的容积效率,以在给油期间增大初始转矩输出。
[0105]在时间t2,实际涡轮机转速(706)可达到阈值转速(708),并且实际增压压力可达到阈值压力。然而,实际涡轮机转速可继续低于期望涡轮机转速,并且增压压力可继续低于期望增压压力。进一步地,在t2,进气歧管压力与排气歧管压力之间的差值可为阈值压力差值,在阈值压力差值时,充足的增压可用于提供直吹。相应地,发动机操作可从仅通过二次空气栗提供二次空气转换到使用二次空气喷射与直吹的组合。在一个实例中,在给油期间,当实际增压压力达到阈值增压压力时,发动机操作可从使用用于二次空气的二次空气栗转换到通过正气门重叠提供直吹。在另一个实例中,在给油期间,如本文所示出的实例,当实际增压压力达到阈值增压压力时,发动机操作可从使用用于二次空气的二次空气栗转换到同时使用二次空气和直吹。然而,在一些实例中,用于直吹所需要的阈值压力差值可比阈值增压压力提前达到。相应地,在一个实例中,在达到用于直吹所需的阈值压力差值之后,发动机可继续仅使用用于二次空气的二次空气栗,直到达到阈值增压压力为止,其中,在阈值增压压力时,发动机操作可转换到使用二次空气栗和直吹的组合或者转换到仅使用直吹模式。
[0106]在时间t2与t3之间,涡轮机转速可增加至阈值转速以上,并且增压压力可增加至阈值压力以上。像这样,有充足的增压可用于直吹。相应地,可通过二次空气喷射与直吹操作发动机。例如,可减少二次空气喷射量以及增加直吹一段时间,直到二次空气喷射量达到低于阈值量为止。像这样,可通过二次空气栗将二次空气输送至涡轮机上游的排气歧管。可通过调节气门正时提供直吹,以使进气气门和排气气门具有一段时间的正重叠。同时地在图6中详细描述了在提供二次空气喷射与
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