用于egr控制的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本说明书大体设及用于控制车辆发动机排气再循环巧GR)的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 排气再循环巧GR)系统正在被越来越多地用于改进发动机的效率并且减少排气 排放物对环境的有害影响。当发动机燃烧燃料时，它产生了含有未燃烧的燃料的排气，运些 未燃烧的燃料也被称为碳氨化合物（HC)、一氧化碳（CO)、和氮氧化合物（NOx)。排气被重新 引导穿过发动机W消耗未燃烧的燃料并且使燃烧混合物稀释。运种稀释导致新鲜进气空气 在燃烧混合物中的百分比减小，并致使CO和NOx的形成减少。在排气被释放前燃烧排气减 少了排气对大气的有害影响并且能够使车辆满足政府排放标准。 阳00引 EGR系统典型地包括EGR冷却器，当EGR流回到发动机进气装置时该EGR冷却器冷 却EGR。提出了被冷却的外部EGR，W通过降低节流损失、降低汽缸内热量损失、缓解爆震、 W及降低加浓需求来改善对汽油发动机的燃料经济性。当EGR穿过EGR冷却器时，经由冷 却器中的颗粒物质的沉积可W发生冷却器的积垢。对于典型的EGR系统，在一定量的积垢 之后需要替换EGR冷却器。EGR冷却器的积垢通过使其汽缸内受益和流量最小化而降低了 EGR冷却器的冷却效率、增加了其压降、并且降低了被冷却的EGR增加燃料经济性的能力。 [0004] 进一步地，被冷却的EGR系统达到极限，减少被冷却的EGR的益处。在高负荷EGR 系统（例如汽油满轮增压式直接喷射（GTDI)低压（LP化GR)中，冷却剂流动或散热器排热 限制能够导致EGR率降低或甚至导致任何EGR都不能流动。在瞬态情况下，外部EGR频繁 地关闭W帮助改善发动机的扭矩响应，包括使满轮响应最大化。 阳0化]EGR系统的另一个问题是不能满足发动机稀释需求。现代方法已经被引入W补 充EGR系统并且满足了发动机稀释需求。一种示例方法由Liederman等人在美国专利号 6668766中示出。其中，直接喷射器被联接至发动机汽缸并且当EGR不能满足稀释需求时激 活该喷射器W将水喷射到该汽缸。
[0006] 然而，发明人已经认识到使用运类系统的潜在问题。作为一个示例，当微粒物质负 荷大于阔值颗粒负荷时，在发动机汽缸处直接喷射水不允许系统清洁EGR冷却器。其结果 为，如果EGR冷却器具有大量的颗粒物质，那么将损害EGR到发动机的流动。其结果为，标 准的冷却器再生将被执行，运通常降低燃料经济性。运可能导致不稳定的燃烧并且降低发 动机的性能和排放。
【发明内容】
[0007] 因此，为了至少部分地解决上述问题在此提供了方法和系统。在一个示例中，一种 发动机方法包括：响应于稀释需求，在EGR冷却器处直接喷射流体。直接喷射的速率可W基 于EGR流率和压缩机叶片速度的估计值中的每一个。
[0008] 在此，发明者已经发现将水直接喷射在EGR冷却器处能够有助于满足发动机稀释 需求和/或清洁EGR冷却器。例如，可W在高压缩机叶片速度的条件期间停止或减少EGR 冷却器直接喷射，W便降低如果喷射排出存储在冷却器中的任何颗粒物质时可能发生的对 叶片的损坏。进一步地，可W在受限的EGR流W满足发动机稀释需求、和/或通过限制在压 缩机和/或EGR冷却器中的过溫问题来使EGR能够增加的情况期间使用直接喷射器。为了 满足稀释需求将水直接喷射到EGR冷却器中可W改善发动机性能和效率。
[0009] 应当理解，提供W上概述是为了 W简化的形式介绍一些概念，运些概念在具体实 施方式中被进一步描述。运并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保 护的主题的范围被随附于【具体实施方式】的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不 限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0010] 图1示出具有满轮增压器和排气再循环系统的发动机的示意图。 W11] 图2示出图示说明W喷射水来清洁EGR冷却器的示例方法的流程图。 阳01引图3示出图示说明W喷射水来补充EGR流的示例方法的流程图。
[0013] 图4示出图示说明用于基于热约束来确定喷射的水的量的示例方法的流程图。
[0014] 图5示出图示说明各种发动机条件下W水喷射速率清洁EGR冷却器的一系列图 形。 阳01引图6示出图示W喷射的水补充EGR流相对于各种条件的一系列图形。
[0016] 图7示出描绘EGR流率和直接喷射速率基于最大可允许EGR流和EGR冷却器清洁 的因果关系的图形。
【具体实施方式】
[0017] 在下文中，更具体地参照附图描述EGR系统控制的实施例。注意，实施例的W下描 述是示例性的，并且也可W使用各种替代实施例。
[0018] W下描述设及一种用于排气再循环巧GR)冷却器的方法，该排气再循环冷却器具 有联接到储存器的喷射端口。在一个示例中，EGR冷却器经由具有喷嘴的喷射阀被联接到 储存器上，该喷嘴能够将流体雾化喷射到冷却器中。被喷射到冷却器中的流体的量可W被 调整W (例如经由反馈控制）控制冷却器内的EGR溫度、浓度、压力、冷凝物水平和残留物 水平。在另一个示例中，该储存器可W被联接到加热器并且包含作为主流体的水。然而，也 有可能通过将乙醇/水混合物添加到储存器W防止冰冻来省去加热器。
[0019] 现在参见图1，示出具有多个汽缸的发动机10的一个汽缸的示意图，该发动机可 W被包含在汽车的推进系统中。发动机10可W至少部分地由包括控制器12的控制系统和 由经由输入装置130来自车辆操作者132的输入来控制。在运个示例中，输入装置130包 括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的 燃烧室（例如汽缸）30可W包括燃烧室壁32,活塞36被定位在燃烧室壁中。在一些实施例 中，活塞36在汽缸30里面的面可W具有碗形。活塞36可W被联接到曲轴40,使得该活塞 的往复运动转变为该曲轴的旋转运动。可W经由中间变速器系统将曲轴40联接到车辆的 至少一个驱动车轮。此外，起动器马达可W经由飞轮被联接到曲轴40,从而使发电机10能 够启动操作。燃烧室30可W从进气歧管44经由进气通道42接收进气空气并且可W经由 排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够选择性地经由对应进气口 52 和排气口 54与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可W包括两个或更多个进气口 和/或两个或更多个排气口。
[0020] 进气口 52可W通过控制器12经由电气口致动器巧VA)51来控制。类似地，排气 口 54可W通过控制器12经由EVA 53来控制。可替代地，该可变气口致动器可W是电动液 压的或任何其他可想到的机构W确保气口致动。在某些条件期间，控制器12可W改变提供 到致动器51和53的信号来控制对应的进气口和排气口的打开和关闭。进气口 52和排气 口 54的位置可W对应地由气口位置传感器55和57来确定。在替代实施例中，进气口和排 气口中的一个或多个可W由一个或多个凸轮来致动，并且可W利用凸轮廓线变换（CP巧、可 变凸轮正时（VCT)、可变气口正时（WT)和/或可变气口升程（WL)系统中的一个或多个来 改变气口运行。例如，汽缸30可W可替代地包括经由电动气口致动来控制的进气口和经由 包括(PS和/或VCT的凸轮致动来控制的排气口。
[0021] 燃料喷射器66被示为直接联接到燃烧室30 W用于将燃料与从控制器12经由电 子驱动器68接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接喷射到该燃烧室中。W此方式，燃料 喷射器66提供到燃烧室30中的所谓的燃料的直接喷射。例如，该燃料喷射器可W被安装 在该燃烧室的侧面或在该燃烧室的顶部。燃料可W通过燃料系统（未示出）被递送到燃料 喷射器66，该燃料系统包括燃料箱、燃料累和燃料轨。
[0022] 在选择的运行模式下，点火系统88能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA 经由火花塞92将点火电火花提供到燃烧室30。尽管示出火花点火部件，但在一些实施例 中，燃烧室30或者发动机10的一个或多个其他燃烧室可W在压缩点火的模式中W带有或 不带点火火花来运行。
[0023] 进气通道42可W包括分别具有节流板64和65的节气口 62和63。在运个特定示 例中，节流板64和65的位置可W由控制器12经由提供到电动马达或包括有节气口 62和 63的致动器的信号来改变，该配置通常被称为电子节气口控制巧TC)。W此方式，节气口 62 和63可W被操作为改变提供到燃烧室30 W及其他发动机汽缸的进气空气。可W通过节气 口位置信号TP将节流板64和65的位置提供给控制器12。进气通道42可W包括质量空气 流量传感器120和歧管空气压力传感器122,用于将对应信号MAF和MAP提供给控制器12。
[0024] 此外，在公开的实施例中，排气再循环巧GR)系统可W将排气的期望部分从排气 通道48经由高压EGR(HP-EGR)通道140和/或低压EGR(LP-EGR)通道150传送到进气通 道44。被提供到进气通道44的EGR的量可W由控制器12经由HP-EGR阀142或LP-EGR阀 152来改变。在一些实施例中，排气装置可W包括节气口 W有助于驱动该EGR。此外，EGR传 感器144可W被安排在EGR通道内并且可W提供排气的压力、溫度和浓度中的一个或多个 的指示。可替代地，可W通过基于多个信号的经计算的值来控制该EGR，运些信号来自MAF 传感器（上游）、MAP (进气歧管）、MT (歧管气体溫度）和曲轴速度传感器。进一步地，可 W基于排气氧气（〇2)传感器和/或进氧传感器（进气歧管）来控制该EGR。在一些条件下， 该EGR系统可W用于