[發明專利]用于確定和補償發動機掃氣的方法

有效

• 申請號: 201210428273.7
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103104366B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: D·G·海格納;M·J·揚科維奇;陳德修;A·Y·卡尼克
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

【技術領域】

本發明涉及確定和補償發動機掃氣的方法。

【背景技術】

渦輪增壓和機械增壓發動機將空氣壓縮進發動機使得能增加發動機功率。與自然進氣式發動機相比，在發動機循環期間壓縮的空氣提供了增加的汽缸空氣充氣。此外，可以隨汽缸空氣充氣的增加而增加汽缸燃料充氣以便于當燃料和空氣在汽缸循環期間燃燒時增加產生的能量的量。然而，在汽缸的進氣門和排氣門同時打開的氣門重疊的時間段內，空氣有可能沒有參與汽缸內的燃燒而直接從發動機進氣歧管流向發動機排氣歧管。沒有參與燃燒直接從進氣歧管流向排氣歧管的空氣稱為吹掃（blow-through）。

穿過進氣歧管至排氣歧管的新鮮空氣或吹掃可能具有有益的以及不期望的特性。例如，吹掃可排空發動機汽缸內部的排氣殘留物使得汽缸內的新鮮充氣增加，從而增加發動機功率輸出。然而，吹掃也可擾亂發動機排氣路徑中催化劑中的氧、碳氫化合物和CO之間的脆弱的平衡。如果吹掃向催化劑提供了過量的氧，有可能使NOx轉化效率降低。

減輕可能由吹掃導致的發動機排放的一種方法為解決掃氣。在一個示例中，可富化（richened）發動機空燃比使得平均以化學計量的空燃比混合物穿過發動機汽缸。例如，對于在排氣門關閉后噴射燃料的直噴發動機，在進氣門和排氣門重疊期間新鮮空氣可從進氣歧管流向排氣歧管。此外，可向發動機汽缸供應增加的燃料量使得汽缸燃燒富化的空氣-燃料混合物。隨后汽缸的物質與存儲在催化劑中的掃氣混合以向催化劑提供接近化學計量比率的氣體使得催化劑能有效地氧化并減少不期望的排氣成分。然而，對于速度-密度（speed-density）控制系統，如果不了解吹掃量，難以保持催化劑平衡并調節汽缸的空燃比。

【發明內容】

發明人在此已經意識到上述缺點并已經開發了一種用于解決發動機的汽缸吹掃的方法，該方法包括：響應于總的汽缸空氣質量流量曲線和容積效率曲線之間的差異而調節控制給發動機汽缸供應用于燃燒的成分的發動機執行器。

可從兩個表征發動機進氣的曲線確定由汽缸吹掃產生的到達排氣后處理裝置的氧的質量。特別地，可由代表理論最大汽缸空氣充氣的容積效率的第一曲線和代表穿過汽缸的總的氣流的第二曲線之間的差異確定汽缸吹掃。可根據線的斜率描繪兩個曲線使得不必執行大量計算且不必確定汽缸空燃比就可確定汽缸吹掃。

在另一個示例中，可調節吹掃量以增加發動機輸出并向排氣系統提供期望的氧含量以改善排氣排放裝置的再生。例如，微粒過濾器再生期間吹掃可用于氧化存儲的含碳煙粒。吹掃量能影響再生期間氧化含碳煙粒的溫度上升。所以，可能期望確定吹掃量以便于可向排放裝置提供期望水平的吹掃而不是供應過量的吹掃。

本發明可提供多個優點。特別地，本方法可通過提供精確的吹掃估算使得可確定進入排氣后處理裝置的空氣量而減少車輛排放。此外，可調節發動機執行器以控制提供至排氣后處理裝置的吹掃量。此外，該方法還提供了確定吹掃開始時的發動機工況使得可在需要增加發動機功率的狀況期間或當進入催化劑的排氣成分可平衡時控制吹掃以便于改善發動機排氣排放的轉化效率。

單獨或結合附圖閱讀下面的具體實施方式，本發明的上述優點和其它優點以及特征將變得顯而易見。

應理解，提供上述概要用于以簡化形式引入一系列原理，其將在具體實施方式中進一步進行描述。這并不意味著識別所要求保護的主題的關鍵或實質特征，所要求保護的主題的范圍唯一地由權利要求書確定。此外，所要求保護的主題并不局限于解決上文或本說明書中任意部分所提到的缺點的實施方式。

【附圖說明】

圖1顯示了發動機的示意圖；

圖2顯示了汽缸空氣充氣的容積效率特性；

圖3顯示了用于確定汽缸吹掃并作出調節以補償汽缸吹掃的方法的高級流程圖。

【具體實施方式】

本發明的目的在于確定發動機汽缸的吹掃。圖1顯示了用于確定汽缸吹掃的一個示例系統。該系統包括渦輪增壓器，其通過火花點火的空氣和汽油、醇或汽油和醇的混合物的混合物而運轉。然而，在其它示例中，發動機可以是壓縮點火發動機，比如柴油發動機。圖2顯示了模擬的示例曲線圖，該圖是用于確定汽缸吹掃的基礎。圖3顯示了用于確定并調節汽缸吹掃的示例方法。