用于专用egr汽缸气门控制的系统和方法_2

文档序号:9543193阅读:来源:国知局
释放到排气歧管48,并且活塞返回到TDC。注意,上述仅被显示为示例,并且所述进气和排气门打开和/或关闭正时可以变化,从而提供正或负进气门和排气门打开重叠,进气门延迟关闭或者不同的其他示例。
[0022]图2显示了发动机10的第一示例的示意图,发动机10显示有汽缸1-4,其中的一个汽缸包含图1中的燃烧室30。图2中的示例发动机配置可以包含用于每个发动机汽缸的图1中显示的设备。每个汽缸的进气门52和排气门54可以经由进气门调节器85和排气门调节器83独立于其他发动机汽缸的气门而被打开和关闭。例如,四号汽缸的进气门52和排气门54可以相对于发动机曲轴40和其他发动机汽缸气门以不同的正时被打开和关闭。因此,四号汽缸的进气门52可以在四号汽缸的进气冲程的BDC之后关闭二十五个发动机旋转角度。另一方面,在同一发动机循环期间,一号汽缸的进气门可以在一号汽缸的进气冲程的BDC之后关闭五度。进一步地,根据图5和图6中的方法,可以操作图2中的发动机配置。
[0023]节气门62调节进入进气歧管44的气流,并且进气歧管44向汽缸1_4中的每个汽缸供应空气。汽缸1-4组内一个汽缸的进气门52和排气门54可以相对于汽缸1-4组内其他汽缸的气门正时以不同的正时进行操作。在一个示例中,汽缸1-3的气门以相同的正时操作,但是汽缸4的气门可以以不同的正时和/或与汽缸1-3的气门相同的正时操作。例如,汽缸1-3组内汽缸的进气门可以在该汽缸进气冲程的下止点后的10曲轴角度处关闭,其中对于特定发动机循环来说该进气门正在关闭。另一方面,汽缸4的进气门可以在同一发动机循环内汽缸4的进气冲程的下止点后的20曲轴角度处关闭。汽缸1-3的排气被导向到排气歧管48并且之后被催化剂处理。汽缸4的排气经由DEGR汽缸旁通阀205和通道209被输送到进气歧管44,或者可替换地,经由DEGR汽缸旁通阀205和通道206被输送到排气歧管48。在一些示例中,DEGR汽缸旁通阀205和通道206可以被省略。
[0024]汽缸1-4中的每个汽缸可以包含通过从各自汽缸内的燃烧事件捕集排气的内部EGR,并且该内部EGR允许在随后的燃烧事件期间排气停留在各自的汽缸内。内部EGR量可以通过调整进气门和排气门打开和/或关闭时间而变化,例如,通过调整气门重叠量。通过增加进气门和排气门打开重叠,额外的EGR可以在随后的燃烧事件期间停留在汽缸内。外部EGR只能通过汽缸4排气和通道209被提供给汽缸1-4。外部EGR不能通过汽缸1_3的排气流而被提供。因此,在该示例中,汽缸4是发动机10外部EGR的唯一来源。但是,在V形配置的发动机内,每个汽缸组上的汽缸可以作为专用EGR汽缸。通道209进入压缩机162下游的进气歧管44。来自汽缸1-3的排气使涡轮164旋转,并且根据DEGR汽缸旁通阀205的工作状态,来自汽缸4的排气可以选择性地使涡轮164旋转。
[0025]现在参考图3,其显示的是显示有汽缸1-4的发动机10的第二示例的示意图。汽缸1-4中的一个汽缸包含图1中的燃烧室30,并且剩余汽缸可以包含相似的设备。图3中的示例发动机配置可以包含用于每个发动机汽缸的图1中所示的设备。图3中所示的发动机配置可以通过图5和图6中所示燃料系统中的一个燃料系统而被供应燃料。进一步地,根据图7和图8中的方法,可以操作图3中的发动机配置。
[0026]图3包含图2中所述的许多相同设备和组件。因此,为了简便目的,省略了相似设备和组件的描述。但是,该设备和组件可如图2中所述地操作和进行。
[0027]在图3中的示例中,发动机10包含通道309,其不与排气歧管48连通并且进入压缩机162上游的发动机。通过通道309的EGR流通过使汽缸4的进气门85和排气门83的正时发生变化而被调整。例如,从汽缸4到汽缸1-4的EGR流可以通过从汽缸4的进气冲程的BDC延迟进气门关闭(IVC)而被减少。从汽缸4到汽缸1-4的EGR流可以通过将IVC向汽缸4的进气冲程的BDC提前而被增加。进一步地,从汽缸4到汽缸1-4的EGR流可以通过从排气冲程的TDC延迟排气门关闭(EVC)而被减少。从汽缸4到汽缸1-4的EGR流可以通过将排气门关闭(EVC)向排气冲程的TDC提前而被增加。
[0028]当进气歧管压力高于压缩机162上游的压力时,通道309可以提高增加直吹(blowthrough)汽缸4的可能性(比如,在汽缸循环期间,当汽缸的进气门和排气门同时打开时,进气歧管的内容物(例如空气)被推动通过汽缸)。不是被输送到压缩机162的下游,而是通道309被输送到压缩机162的上游,在此处,通道309可以被暴露给低于进气歧管压力的压力。流过通道309的EGR在其通过压缩机162被压缩之后进入进气歧管44。
[0029]因此,图1-3中的系统提供了一种车辆系统,其包括:发动机;与该发动机耦接并且操作第一汽缸的气门的第一可变气门调整设备;与该发动机耦接并且操作第二汽缸的气门的第二可变气门调整设备;将第一汽缸的排气侧流体地耦接到发动机的进气的通道,该通道没有将其他发动机汽缸的排气侧流体地耦接到进气;以及包含非临时指令以便响应于松加速器踏板而增加直吹第一汽缸的控制器。车辆系统进一步包括另外的指令以便响应于来自发动机怠速条件下的踩加速器踏板而降低第一汽缸的容积效率。
[0030]在一些示例中,车辆系统进一步包括另外的指令以便踩加速器踏板期间降低第一汽缸的容积效率。车辆系统进一步包括指令以便响应于增压压力而在踩加速器踏板期间增加第一汽缸的容积效率。车辆系统进一步包括另外的指令以便在发动机循环期间以与第二汽缸的气门不同的正时操作第一汽缸的气门。车辆系统进一步包括用于第一汽缸的旁通阀以及用于响应于踩加速器踏板而打开旁通阀的进一步的指令。
[0031]现在参考图4,其显示了根据图5和图6的方法以及图1-3中的系统的示例发动机操作顺序。图4的顺序仅仅是模拟图5和图6中的方法的顺序的一个示例。例如,虽然图4调整了踩加速器踏板和松加速器踏板期间的IVC,但是进气门升程可以被增加或降低以提供相似的功能。在图4中的示例顺序中,发动机被如图3所示地配置。
[0032]从图4的顶部的第一个图表是驾驶员需求扭矩随时间的图表。Y轴表示驾驶员需求扭矩并且驾驶员需求扭矩在Y轴箭头的方向上增加。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。驾驶员需求扭矩可以从加速器踏板方位中被确定。
[0033]从图4的顶部的第二个图表是发动机转速随时间的图表。Y轴表示发动机转速并且发动机转速在Y轴箭头的方向上增加。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。
[0034]从图4的顶部的第三个图表是发动机进气歧管压力随时间的图表。Y轴表示发动机进气歧管压力并且发动机进气歧管压力在X轴上方是正的并且在X轴下方是负的。正进气歧管压力在X轴上方的Y轴箭头方向上增加。负进气歧管压力在X轴下方的Y轴箭头方向上减小。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。水平线402表示与阈值增压压力对应的阈值进气歧管压力。
[0035]从图4的顶部的第四个图表是DEGR汽缸的IVC随时间的图表。Y轴表示TDC压缩冲程和BDC压缩冲程之间的IVC。当轨迹在缩写词RET的方向上移动时,向TDC压缩冲程延迟IVC。当轨迹在缩写词ADV的方向上移动时,向BDC压缩冲程提前IVC。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。
[0036]从图4的顶部的第五个图表是非专用EGR汽缸(比如,其他发动机汽缸)的IVC随时间的图表。Y轴表示TDC压缩冲程和BDC压缩冲程之间的IVC。当轨迹在缩写词RET的方向上移动时,向TDC压缩冲程延迟IVC。当轨迹在缩写词ADV的方向上移动时,向BDC压缩冲程提前IVC。X轴表示时间并且时间从图4的左侧到图4的右侧增加。
[0037]在时间T0,驾驶员需求扭矩是低的(比如,为零或者接近零)并且发动机转速是低的,指示在怠速中操作。因为驾驶员需求扭矩是低的,所以进气歧管压力也是低的。DEGR汽缸(比如,图3中的汽缸4) IVC正时被稍微延迟从而通过DEGR汽缸供应给发动机汽缸的外部EGR处于较低的水平。较低的EGR水平可以是基于发动机燃烧稳定性极限的EGR流,所述发动机燃烧稳定性极限规定了比平均值小5%的指示平均有效汽缸压力αΜΕΡ)的燃烧稳定性标准偏差。除了 DEGR汽缸之外的汽
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