CN101988419A - 控制车辆中发动机的方法 - Google Patents
控制车辆中发动机的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101988419A CN101988419A CN2010102429973A CN201010242997A CN101988419A CN 101988419 A CN101988419 A CN 101988419A CN 2010102429973 A CN2010102429973 A CN 2010102429973A CN 201010242997 A CN201010242997 A CN 201010242997A CN 101988419 A CN101988419 A CN 101988419A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuel
- exhaust
- cylinder
- injection
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/402—Multiple injections
- F02D41/405—Multiple injections with post injections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
- F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
- F02D2250/11—Oil dilution, i.e. prevention thereof or special controls according thereto
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
- F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
本发明描述了多种用于控制车辆中发动机的系统和方法。一个示例方法包含,在位于发动机排气中的微粒过滤器再生期间,调节排气冲程中燃料次后喷射正时以将至少一些喷射的燃料喷雾入凹腔中而不撞击汽缸壁。本发明可协助微粒过滤器的温度增加,同时可减少会导致汽缸和/或其它发动机组件劣化的状况。
Description
【技术领域】
本发明总体上涉及控制车辆中发动机的方法,更为具体地,涉及控制具有包括排放控制装置的排气道的内燃发动机的方法。
【背景技术】
一些微粒过滤器(PF)可在发动机运转时通过称为再生的程序进行清洁。在再生期间,加热过滤器超过其正常运转温度以氧化或燃烧在过滤器中聚集的微粒。除了或替代采用加热器以增加过滤器的温度,可以有助于加热微粒过滤器的方式运转发动机。
美国专利6,959,541中公开了一种在再生期间增加过滤器温度的方法。在该参考文件中,当需要热量再生微粒过滤器时,燃料喷射控制系统在膨胀冲程(即做功冲程)后期或排气冲程早期执行主喷射之后的后期喷射(postinjection)。这样,将燃料供应给排气通道,其能够被氧化催化剂所氧化,从而产生热量以增加微粒过滤器的温度用于再生。
在这种配置中,当活塞远离燃料喷射器(即活塞位置相较于上止点相比更接近下止点)时在汽缸中喷射燃料。结果,可能发生例如汽缸壁变湿的状况,其会导致例如燃料渗入机油(fuel-in-oil)稀释和/或活塞及汽缸壁劣化。
【发明内容】
本发明的发明人已经认识到上述问题,并已经设计出至少部分解决这些问题的方法。因此,本发明公开了一种控制车辆中发动机的方法,该发动机具有带有凹腔的汽缸。该方法包含在发动机排气中的微粒过滤器再生期间,至少通过发动机循环的排气冲程中的次后喷射(late post injection)将燃料喷射入发动机的一个或多个汽缸中,次后喷射有时大约在上止点之前40度曲轴角之后发生,这样一些或全部燃料喷射入活塞顶凹腔中。
本发明还公开了一种控制车辆中发动机的方法,发动机具有带有凹腔的汽缸,方法包含在位于发动机排气中的PF的再生期间,调节排气冲程中燃料次后喷射的正时以便将至少一些喷射的燃料喷雾入凹腔中而不会撞击汽缸壁。
本发明还一种控制车辆中发动机的方法,发动机具有排气通道,方法包含:在位于排气通道中的柴油微粒过滤器的再生期间,在发动机循环的排气冲程中至少通过次后喷射将燃料喷射入发动机的一个或多个汽缸内;以及在次后喷射之前和发动机循环期间,调节可变气门驱动系统以暂时关闭一个或多个在其中喷射燃料的汽缸的排气门。
本发明还公开了一种控制车辆中发动机的系统,发动机具有排气通道,系统包含:带有活塞的汽缸,该活塞具有带有凹腔的表面;至少连接至汽缸的排气门的可变气门驱动系统;配置用于识别排气通道中柴油微粒过滤器的再生的控制系统;响应于再生,在发动机循环的排气冲程中当排气门打开时通过次后喷射以第一运转模式将燃料喷射入汽缸;并响应于再生,在发动机循环的排气冲程中通过次后喷射以第二运转模式将燃料喷射入汽缸,并在次后喷射期间调节可变气门驱动系统以暂时关闭其中喷射燃料的汽缸的排气门。
具体地,在一个示例中,配置用于在汽缸中移动的活塞具有带有凹腔的面。由于在上止点前40度曲轴角之后(即活塞位置相较于下止点更接近上止点)燃料喷射器接近该活塞面,通过次后喷射将燃料喷射入凹腔中。此外,在再生期间可基于增加微粒过滤器温度所需的热量控制喷射的正时和量。这样,可通过燃料喷射协助微粒过滤器的温度增加,同时可减少会导致汽缸和/或其它发动机组件劣化的状况(例如汽缸壁变湿)。
应理解,上述概要提供用于以简化形式引入一系列原理,其可在具体实施方式中进一步被描述。其并非意味着指出所要求保护的主题的关键或实质特征,所要求保护的主题的范围仅由权利要求限定。另外,所要求保护的主题并未限于解决上文或本说明书中任何部分所提到的任何缺点。
【附图说明】
图1显示了发动机的示意图。
图2显示了说明了燃料次后喷射的控制程序的流程图。
图3为说明了燃料喷雾相对于活塞凹腔的一连串示意图。
图4为显示了气门升程量和燃料喷射之间关系的时间图。
图5为显示了汽缸压力曲线和燃料喷射(包括次后喷射)的图表。
【具体实施方式】
下文的描述涉及在连接至发动机排气道的微粒过滤器(例如柴油微粒过滤器)正在再生的情况下控制车辆中发动机的方法。响应于要求热量以在再生期间增加微粒过滤器的温度,可以两种模式中的一种运转发动机。在第一种运转模式中,调节次后喷射的正时以向活塞中的凹腔提供至少一部分喷射的燃料而不撞击汽缸壁。例如,将喷射正时调节为排气冲程期间活塞位置向上移动时,这样当活塞处于某一位置时喷射燃料使得至少一些喷射的燃料喷雾朝向并撞击凹腔区域内的活塞面。在一个示例中,在排气门打开时的发动机循环排气冲程期间通过上止点之前40度曲轴角之后的次后喷射进行喷射燃料。
在第二运转模式中,调节可变气门驱动(VVA)系统在次后喷射之前暂时关闭排气门。此外,VVA在活塞上止点(TDC)之前打开排气门以将气体和燃料释放入排气歧管以及排气系统和PF。如上所述,在一个示例中,通过在排气冲程的上止点之前40度曲轴角之后喷射燃料,可将燃料喷射入活塞面的凹腔中,从而例如减少汽缸壁变湿的可能性。此外,在第二运转模式中在次后喷射之前关闭排气门可增加汽缸内部气体的温度和压力(即密度),减少渗液及汽缸壁撞击并增加泵取损耗,导致增加DPF温度的次后喷射所需的燃料量更少。
图1为显示了多缸发动机10的一个汽缸的示意图,其可包括在汽车驱动系统中。可至少部分通过控制系统(包括控制器12)及通过来自车辆驾驶员132经由输入装置130的输入来控制发动机10。在本示例中,输入装置130包括加速踏板和踏板位置传感器134用于产生比例踏板位置信号PP。发动机10的燃烧室(即汽缸)30可包括燃烧室壁32以及位于其中的活塞36。在一些实施例中,汽缸30内部的活塞36的表面可具有凹腔。活塞36可连接至曲轴40以便将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可通过中间传动系统连接至车辆的至少一个驱动轮。此外,起动马达可通过飞轮连接至曲轴40以启动发动机10的起动运转。
燃烧室30可通过进气道42从进气歧管44接收进气并且可通过排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48可通过各自的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中,燃烧室30可包括两个或更多的进气门和/或两个或更多的排气门。
控制器12可通过电动气门驱动器(EVA)51控制进气门52。类似地,控制器12可通过EVA53控制排气门54。可替代地,可变气门驱动器可为电动液压型或任何其它可能的机构以启动气门驱动。在一些状况期间,控制器12可改变提供给驱动器51、53的信号以控制各自的进气门和排气门的打开和关闭。可通过气门位置传感器55、57分别确定进气门52和排气门54的位置。在替代实施例中,进气门和排气门中的一个或多个可由一个或多个凸轮驱动,且可利用凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一种或多种来改变气门运转。例如,汽缸30可替代地包括通过电动阀门驱动控制的进气门和通过凸轮驱动(包括CPS和/或VCT)控制的排气门。
燃料喷射器66显示为直接地连接至燃烧室30用于将燃料直接喷射入其中。燃料喷射可通过共轨系统或其它这种柴油燃料喷射系统进行。可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的高压燃料系统(未显示)将燃料传输至燃料喷射器66。
进气道42可包括具有节流板64的节气门62。在此特定示例中,控制器12通过提供至包括有电动马达或电动驱动器的节气门62的信号改变节流板64的位置(该配置通常称为电子节气门控制(ETC))。这样,可运转节气门62以改变提供至燃烧室30及其它发动机汽缸中的进气。通过节气门位置信号TP可将节流板64的位置提供至控制器12。进气道42可包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122用于向控制器12提供各自的MAF和MAP信号。
此外,在所公开的实施例中,排气再循环(EGR)系统可通过EGR通道140将所需部分排气从排气道48传送至进气道44。控制器12可通过EGR阀142改变提供给进气道44的EGR量。此外,EGR传感器144可设置在EGR通道内并可提供一个或多个排气压力、温度、和浓度的指示。可替代地,可通过基于来自MAF(上游)、MAP(进气歧管)、MAT(歧管气体温度)和曲轴转速传感器的信号的计算值控制EGR。此外,可基于排气氧传感器和/或进气氧传感器(进气歧管)控制EGR。在一些状况下,EGR系统可用于调节燃烧室内部空气燃料混合物的温度。尽管图1显示了高压EGR系统,额外地或替代地,可使用低压EGR系统,其中将EGR从涡轮增压器涡轮的下游引导至涡轮增压器压缩机的上游。
这样,发动机10可进一步包括压缩装置,例如涡轮增压器或机械增压器,其至少包括沿进气歧管44设置的压缩机162。对于涡轮增压器,压缩机162可至少部分由沿排气道48设置的涡轮164(例如通过轴)驱动。对于机械增压器,压缩机162可至少部分由发动机和/或电机驱动,且可以不包括涡轮。这样,控制器12可改变通过涡轮增压器或机械增压器提供给一个或多个发动机汽缸的压缩量。
排气传感器126显示为连接至排放控制装置70上游的排气道48。传感器126可为用于提供排气空燃比指示的任何适合的传感器,例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器),双态氧传感器或EGO(排气氧传感器),HEGO(加热型EGO),NOx、HC、或CO传感器。
排放控制系统70显示为沿排气传感器126下游的排气道48设置。系统70可为选择性催化还原(SCR)系统、三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、多种其它排放控制装置、或其组合。例如,系统70可为包括SCR催化剂71和柴油微粒过滤器(DPF)72的SCR系统。在一些实施例中,DPF72可位于催化剂的下游(如图1中所示),而在其它实施例中DPF72可位于催化剂上游(图1中未示)。此外,在一些实施例中,在发动机10运转期间,可通过以特定空燃比运转发动机的至少一个汽缸来周期性复原排放控制装置70。
图1中控制器12显示为微型计算机,包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行的程序和校准值的电子存储介质(在本特定示例中显示为只读存储器芯片106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可从连接至发动机10的传感器接收多种信号,除上述那些信号之外还包括:来自质量空气流量传感器120的引入质量空气流量(MAF)测量值、来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至曲轴40的霍尔效应传感器118(或其它类型)的脉冲点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器120的节气门位置TP和来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可由控制器12从脉冲点火感测信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管内的真空或压力指示。注意的是可使用上述传感器的多种组合,例如不具有MAP传感器的MAF传感器,反之亦然。在化学计量运转期间,MAP传感器可给出发动机扭矩的指示。此外,该传感器可与检测到的发动机转速一起提供进入汽缸内的充气(包括空气)的估算。在一个例子中,也可用作为发动机转速传感器的传感器118可在曲轴每转产生预定数目的等距脉冲。
存储介质只读存储器106能够以表示为可由处理器102执行用于执行下文所述方法以及可以预期的但没有具体列出的其它变形方法的指令的计算机可读数据进行编程。
如上所述,图1仅显示了多汽缸发动机的一个汽缸,并且每个汽缸可类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
现在参考图2,图2中的流程图说明了用于燃料次后喷射的控制程序200。具体地,程序200响应于增加连接至排气道的微粒过滤器(例如图1中的柴油微粒过滤器72)温度的要求调节对发动机一个或多个汽缸的燃料喷射。
在程序200的210处,确定柴油微粒过滤器是否处于再生。可响应于再生要求(例如基于过滤器中存储的微粒量、过滤器两端的压力降达到阈值等)开始过滤器的再生。如果确定DPF未处于再生,则程序200移动至222,在该处在发动机循环期间执行一个或多个主燃料喷射而没有后期喷射。在一些实施例中(如图5中所示的示例),主燃料喷射可包括多个先导喷射(pilot injection)、多个主喷射、和/或多个后喷射,其均发生在活塞相对接近TDC(压缩冲程的终点/膨胀冲程的起点)的压缩冲程和膨胀冲程期间。
另一方面,如果确定DPF处于再生,则程序200前进至212,在该处确定DPF是否产生加热要求。例如,如果微粒过滤器尚未达到预定温度和/或如果微粒过滤器温度的增加速度低于所需,则可产生加热要求。如果确定DPF尚未要求加热(即不需要额外的热量以增加过滤器的温度),则程序200移动至222并仅执行主燃料喷射。
如果确定需要增加过滤器温度,则程序200前进至214,在该处确定活塞是否处于用于喷射的所需曲轴角(CA)区间。如上所述,可基于给定了喷雾几何形状、喷射器角度等的所需活塞位置选择次后喷射的所需CA范围,这样至少一些喷射的燃料被喷雾入活塞凹腔中而不会撞击汽缸壁。例如,正时大约在排气冲程期间上止点之前(BTDC)40度CA之后。这样,随着活塞接近燃料喷射器(即在TDC处活塞最接近燃料喷射器),在该位置喷射的燃料可被喷射入活塞的凹腔中。如果在排气冲程期间活塞靠近下止点(BDC),活塞离燃料喷射器更远(即在BDC处活塞离燃料喷射最远)且在该位置喷射的燃料可能喷雾在凹腔之外并撞击汽缸壁,其可能导致例如活塞和/或汽缸壁劣化。因此,如果活塞在喷射所需CA范围之外,程序200移动至222,在该处仅执行主燃料喷射。
图3中通过一连串图形说明了相对于活塞凹腔位置的燃料喷雾。如图所示,在上止点之前40度CA处,开始次后喷射且喷射入汽缸310的燃料314的至少一部分撞击活塞的凹腔312。当活塞继续朝向TDC移动且燃料继续喷射时,更多量的喷射燃料314撞击活塞凹腔312而不撞击汽缸壁,而在TDC附近所有的喷射燃料314撞击活塞凹腔312。由于喷射随着时间而进行且活塞朝向TDC向上移动,在喷射结束时更多的燃料被喷射在活塞凹腔中并因此避免了撞击汽缸壁。此外,如图3中所示,从喷射器向外喷雾燃料,形成反锥体喷雾形式(即燃料被喷雾使得形成内部无燃料喷雾形成的锥体)。在一些实施例中,锥体顶点处的角度316可对应于活塞中凹腔表面的角度318(即角度316与318匹配)。这样,为了减少活塞和/汽缸壁的劣化,可在至少一些喷射的燃料撞击活塞凹腔时(例如上止点之前40度CA之后)且活塞到达TDC之前(即以便允许汽缸中的燃料和气体被释放至排气歧管)开始次后喷射。
回到图2,如果确定活塞处于次后燃料喷射所需的CA范围(上止点之前30度至40度CA),则程序200继续至216,在该处确定是否启动可变气门驱动(VVA)。在启动VVA的实施例中,可改变气门(进气门和/或排气门)升程事件的正时或形状。例如,在发动机循环期间,进气门或排气门可较早或较晚地打开和/或关闭。在另一示例中,如下文将更为详细地描述的,在气门常开期间(例如在排气冲程期间),气门可暂时关闭。
如果确定未启动VVA,程序200移动至220,在该处执行第一运转模式,其中在发动机循环的排气冲程期间在上止点之前40度CA处执行次后喷射。因为在4冲程燃烧循环的排气冲程中较晚地喷射燃料同时汽缸排气门打开且汽缸进气门关闭,燃料可能不燃烧,且这样由于排气冲程继续,燃料离开汽缸。这样,离开汽缸的燃料在排气流中被运送穿过排气道至位于柴油微粒过滤器上或其上游的氧化催化剂,在该处其被氧化以在催化剂中发生放热,从而增加DPF温度。
图4的正时表中描述了次后喷射的示例,其显示了气门升程量和燃料喷射之间的关系。正时表400的410处说明了在4冲程发动机循环的压缩冲程和做功冲程之间的TDC附近发生的主燃料喷射,而412处说明了在排气冲程中较晚地发生(即上止点之前40度CA之后)的次后喷射。正时表400的414处用虚线指示了第一运转模式中次后喷射期间的排气门升程量。如图4中414处所示,在第一运转模式中在次后喷射期间及其前后排气门维持打开(即气门被提起)。
应了解,正时表400为次后燃料喷射的一个示例。例如,次后喷射的正时和通过次后喷射所喷射的燃料量为可变参数。在一些示例中,上止点之前40度CA之后发生的喷射的正时和/或量可基于增加DPF温度所要求的热量(即所需的放热量)和/或DPF的当前温度和所需温度之间的差值。例如,如果次后喷射在上止点之前40度CA至TDC范围内更晚地发生,与在该范围内更早发生喷射相比,可向DPF提供更多热量。
类似地,在次后喷射期间喷射的燃料量可基于DPF的当前温度和所需温度之间的差值和/或排气空燃比(即排气中过多氧的量)。例如,如果排气中空燃比较高,次后喷射期间可能需要更多燃料量以便增加可用于被催化剂氧化的燃料量、和/或增加由于在次后喷射中喷射的更多燃料量的更多放热而引起的温度提升。
另外,在单次DPF再生期间,通过第一运转模式的次后喷射可在一个或多个发动机循环期间发生,且喷射量和正时可改变。例如,次后喷射可在三个连续发动机循环期间发生。在另一示例中,次后喷射可在10个发动机循环的范围内每隔一个发动机循环而发生。如上所述,发生次后喷射的发动机循环数和喷射量与正时可取决于例如催化剂处所需放热量和排气空燃比这些参数。
回到图2,如果在216处确定启动了可变气门驱动,程序200前进至218,在该处执行第二运转模式,其中调节可变气门驱动系统以暂时关闭一个或多个执行次后喷射的汽缸中的排气门。在一个示例实施例中,在排气冲程期间开始次后喷射之前可关闭排气门,且在TDC之前完成次后喷射之后,可打开排气门。在一些实施例中,可早于上止点之前40度CA关闭排气门以便允许在次后喷射开始之前汽缸中气体密度有一些增加。例如,如果次后喷射在上止点之前40度CA之后发生,可在上止点之前60度CA和TDC之间暂时关闭排气门,但在排气冲程的TDC之前打开。与上述第一运转模式一样,在排气冲程期间以及次后喷射期间进气门可保持关闭。在一些实施例中,尽管启动了VVA,排气门可在次后喷射期间维持打开。这可能在例如DPF接近其所需温度且仅要求较少热量的情况下发生。
图4的正时表400中说明了在第二运转模式期间用于在次后喷射期间关闭排气门的VVA的示例。如图4的416处实线所示,在次后喷射412期间气门生程量为零(即排气门闭合),并且在次后喷射前后排气门打开(即排气门升起)。图5的曲线500中说明了次后喷射的另一示例。
图5中曲线500显示了汽缸压力的压力曲线以及4冲程发动机循环期间的燃料喷射。如图所示,在执行主燃料喷射的压缩冲程和做功冲程期间汽缸压力显著增加。曲线500还表明了排气冲程期间在次后喷射的时间附近由于启动VVA系统且排气门在次后喷射之前关闭而引起的再次压缩。因此,通过在上止点之前40度CA之前关闭排气门,可增加汽缸中的压力。
在这种排气门和进气门在次后喷射期间关闭的配置中,可增加发动机负载且可产生再次压缩以增加汽缸内部的压力/密度和温度。结果,发动机可产生额外的热量(即催化剂处燃料氧化所产生的放热之外的热量),其可提供给包括微粒过滤器的排气系统。这样,对于给定量的燃料和正时,与第一运转模式相比,可通过第二运转模式的次后喷射将更多热量供应给DPF。这样,对于第二运转模式期间的次后喷射,可使用更少的燃料量在催化剂处实现所需放热,并从而可进一步降低发动机组件劣化的机会。
如上文关于第一运转模式所述,第二运转模式期间在上止点之前40度CA和0度CA之后发生的次后喷射的正时可基于例如增加微粒过滤器温度所要求的热量和/或DPF的当前温度和所需温度之间的差值。此外,第二运转模式期间的喷射正时可能由于例如排气门打开或关闭时汽缸中产生的热量的差异而与第一运转模式期间的喷射正时不同。
类似地,如上文对第一运转模式所述,第二运转模式中次后喷射期间喷射的燃料量可基于例如排气空燃比和/或DPF的当前温度与所需温度之间的差值这些参数。第二运转模式的喷射量可与第一运转模式有所不同。例如,对于给定的排气空燃比,第二运转模式期间喷射的燃料量可能少于第一运转模式期间喷射的燃料量。
此外,对于柴油微粒过滤器的单次再生,次后喷射可能通过第二运转模式在一个或多个发动机循环期间发生。发生次后喷射的发动机循环数可取决于例如催化剂处的所需放热。
这样,可在发动机循环的排气冲程期间执行次后喷射以便减少发生例如汽缸壁变湿的状况的机会同时增加柴油微粒过滤器的温度。取决于所需的热量和例如排气空燃比的运转参数,可通过两种运转模式中的一种发生次后喷射。
请注意,本说明书包括的示例控制和估算程序可用于多种发动机和/或多种车辆系统配置。本说明书中描述的具体程序可代表任意数目处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样,可以所说明的顺序、并行执行所说明的多种动作、运转或功能,或在一些情况下有所省略。类似地,处理的顺序并非实现本说明书所描述的示例实施例的特征和优点所必需,而是提供用于说明和描述的方便。取决于使用的特定策略,可反复执行所说明的动作或功能中的一个或多个。此外,所描述的动作可图形化表示了被编程在发动机控制系统中计算机可读存储介质中的代码。
应了解,此处公开的配置与程序实际上为示例性,且这些具体实施例不应认定为是限制性,因为可能存在多种变形。例如,上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸、和其它发动机类型。本发明的主题包括多种系统与配置以及其它特征、功能和/或此处公开的性质的所有新颖和非显而易见的组合与子组合。
本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组合。这些权利要求可引用“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应该理解为包括一个或多个这种元素的结合,既不要求也不排除两个或多个这种元素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求得到主张。
这些权利要求,无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同,也被认为包括在本发明主题内。
Claims (10)
1.一种控制车辆中发动机的方法,所述发动机具有带有凹腔的汽缸,所述方法包含:
在位于发动机排气中的PF的再生期间,调节排气冲程中燃料次后喷射正时以便将至少一些喷射的燃料喷雾入所述凹腔中而不会撞击汽缸壁。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述次后喷射发生于上止点之前40度曲轴角之后,且其中所述凹腔位于所述活塞表面。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述次后喷射期间所述喷射的燃料不在所述汽缸中燃烧并随着所述排气冲程的继续而离开所述汽缸。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述次后喷射在发动机循环的所述排气冲程期间所述汽缸的排气门打开且所述汽缸的进气门关闭时发生,其中所述发动机循环为四冲程燃烧循环。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述活塞朝向上止点移动时且至少一些所述喷射的燃料撞击所述凹腔并被所述凹腔的壁阻隔时开始所述次后喷射,所述喷射的燃料以形成反锥体且所述锥体顶点的角度与所述凹腔中所含锥体相匹配的喷雾形式进行喷雾。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述排气门打开时通过所述次后喷射喷射的燃料量基于排气空燃比。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述柴油微粒过滤器的再生期间的一个或多个发动机循环期间发生所述次后喷射。
8.一种控制车辆中发动机的方法,所述发动机具有排气通道,所述方法包含:
在位于所述排气通道中的柴油微粒过滤器的再生期间,在发动机循环的排气冲程中至少通过次后喷射将燃料喷射入所述发动机的一个或多个汽缸内;以及
在所述次后喷射之前和所述发动机循环期间,调节可变气门驱动系统以暂时关闭所述一个或多个在其中喷射燃料的汽缸的排气门。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,进一步包含在开始所述次后喷射之前关闭所述排气门并在所述次后喷射完成之后打开所述排气门。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在所述次后喷射期间保持进气门关闭。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/534,023 US8272207B2 (en) | 2009-07-31 | 2009-07-31 | Late post injection of fuel for particulate filter heating |
US12/534,023 | 2009-07-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101988419A true CN101988419A (zh) | 2011-03-23 |
CN101988419B CN101988419B (zh) | 2015-04-22 |
Family
ID=43402861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201010242997.3A Expired - Fee Related CN101988419B (zh) | 2009-07-31 | 2010-07-30 | 控制车辆中发动机的方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8272207B2 (zh) |
CN (1) | CN101988419B (zh) |
DE (1) | DE102010030640A1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103573445A (zh) * | 2012-07-30 | 2014-02-12 | 福特环球技术公司 | 再生排气后处理装置的方法 |
CN106703944A (zh) * | 2015-11-18 | 2017-05-24 | 福特环球技术公司 | 用于绕过微粒过滤器的系统和方法 |
CN107152346A (zh) * | 2016-03-04 | 2017-09-12 | 通用电气公司 | 用于减少颗粒物质的发动机控制系统 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011083458A1 (de) * | 2011-09-27 | 2013-03-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Einbringen von unverbrannten Kohlenwasserstoffen in einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine |
US9303581B2 (en) | 2013-09-18 | 2016-04-05 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for injecting gaseous fuel during an exhaust stroke to reduce turbo lag |
US9382863B2 (en) | 2013-09-18 | 2016-07-05 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for controlling ignition energy during exhaust stroke combustion of gaseous fuel to reduce turbo lag |
FR3012522B1 (fr) * | 2013-10-25 | 2018-08-24 | IFP Energies Nouvelles | Moteur a combustion a injection directe de combustible a allumage par compression et procede d'injection de combustible pour un tel moteur. |
FR3016926B1 (fr) * | 2014-01-29 | 2018-12-07 | IFP Energies Nouvelles | Moteur a combustion a injection directe de combustible et plus particulierement moteur a allumage par compression avec faible taux de compression |
DE102014209420A1 (de) | 2014-05-19 | 2015-11-19 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Verbrennungsmotors sowie Motorsteuergerät zur Ausführung des Verfahrens |
JP6225938B2 (ja) * | 2015-04-03 | 2017-11-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
US10113453B2 (en) * | 2015-04-24 | 2018-10-30 | Randy Wayne McReynolds | Multi-fuel compression ignition engine |
US10794251B2 (en) | 2016-09-22 | 2020-10-06 | Caterpillar Inc. | Fuel apportionment strategy for in-cylinder dosing |
WO2018078415A1 (en) * | 2016-10-24 | 2018-05-03 | Cummins Inc | Controlling fuel transport to oil during regeneration of an aftertreatment device |
JP7087801B2 (ja) * | 2018-08-07 | 2022-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
AT522868A1 (de) * | 2019-08-09 | 2021-02-15 | Avl List Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine |
US11015539B2 (en) | 2019-09-30 | 2021-05-25 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for reducing exhaust valve degradation |
DE102020214435A1 (de) * | 2020-11-17 | 2022-05-19 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Reduktionsverfahren zur Verringerung des Sauerstoffgehalts im Katalysator, Motoranordnung und Fahrzeug |
US11428179B1 (en) | 2021-03-03 | 2022-08-30 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for fuel post injection timing |
US11982244B1 (en) | 2022-12-16 | 2024-05-14 | Caterpillar Inc. | System and method for in-cylinder dosing (ICD) for an engine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002371900A (ja) * | 2001-06-19 | 2002-12-26 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関における燃料噴射制御方法 |
CN1667255A (zh) * | 2004-01-28 | 2005-09-14 | 日产自动车株式会社 | 直接燃油喷射/火花点火发动机控制装置 |
US7104051B2 (en) * | 2002-11-28 | 2006-09-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification device |
US20070062179A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-03-22 | Thomas Leone | System and method for reducing NOx emissions in an apparatus having a diesel engine |
CN1982684A (zh) * | 2005-12-14 | 2007-06-20 | 日产自动车株式会社 | 内燃机的后喷射控制 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2792036B1 (fr) | 1999-04-06 | 2002-06-07 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Systeme d'aide a la regeneration d'un filtre a particules integre dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel notamment de vehicule automobile |
JP3714327B2 (ja) | 2000-07-24 | 2005-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP3969196B2 (ja) | 2002-06-04 | 2007-09-05 | 株式会社デンソー | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
FR2885390A1 (fr) * | 2005-05-04 | 2006-11-10 | Renault Sas | Procede de regeneration d'un filtre a particules pour moteur , par injection de carburant. |
JP4499643B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2010-07-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 多段燃料噴射式内燃機関 |
JP4836088B2 (ja) * | 2007-11-08 | 2011-12-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 圧縮自己着火式内燃機関の制御装置および制御方法 |
EP2072786B1 (en) * | 2007-12-20 | 2013-10-23 | Ford Global Technologies, LLC | Cascade control of HCCI phasing |
-
2009
- 2009-07-31 US US12/534,023 patent/US8272207B2/en active Active
-
2010
- 2010-06-29 DE DE102010030640A patent/DE102010030640A1/de not_active Withdrawn
- 2010-07-30 CN CN201010242997.3A patent/CN101988419B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002371900A (ja) * | 2001-06-19 | 2002-12-26 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関における燃料噴射制御方法 |
US7104051B2 (en) * | 2002-11-28 | 2006-09-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purification device |
CN1667255A (zh) * | 2004-01-28 | 2005-09-14 | 日产自动车株式会社 | 直接燃油喷射/火花点火发动机控制装置 |
US20070062179A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-03-22 | Thomas Leone | System and method for reducing NOx emissions in an apparatus having a diesel engine |
CN1982684A (zh) * | 2005-12-14 | 2007-06-20 | 日产自动车株式会社 | 内燃机的后喷射控制 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103573445A (zh) * | 2012-07-30 | 2014-02-12 | 福特环球技术公司 | 再生排气后处理装置的方法 |
CN103573445B (zh) * | 2012-07-30 | 2017-05-10 | 福特环球技术公司 | 再生排气后处理装置的方法 |
CN106703944A (zh) * | 2015-11-18 | 2017-05-24 | 福特环球技术公司 | 用于绕过微粒过滤器的系统和方法 |
CN106703944B (zh) * | 2015-11-18 | 2020-08-11 | 福特环球技术公司 | 用于绕过微粒过滤器的系统和方法 |
CN107152346A (zh) * | 2016-03-04 | 2017-09-12 | 通用电气公司 | 用于减少颗粒物质的发动机控制系统 |
CN107152346B (zh) * | 2016-03-04 | 2022-04-19 | Ip传输控股公司 | 用于减少颗粒物质的发动机控制系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101988419B (zh) | 2015-04-22 |
US8272207B2 (en) | 2012-09-25 |
DE102010030640A1 (de) | 2011-02-03 |
US20110023454A1 (en) | 2011-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101988419B (zh) | 控制车辆中发动机的方法 | |
CN102373994B (zh) | 用于减少后处理系统中尿素沉积的方法 | |
CN101900041B (zh) | 车辆运转方法 | |
US8676475B2 (en) | Method for regenerating a diesel particulate filter | |
CN103670727B (zh) | 通过排气背压的催化剂加热 | |
CN102032087B (zh) | 为微粒过滤器再生而控制点火的方法 | |
CN102374041B (zh) | 用于控制发动机排气的方法和系统 | |
CN102444492B (zh) | 发动机运转方法 | |
CN107620618A (zh) | 用于汽油微粒过滤器操作的方法与系统 | |
CN103939210B (zh) | 用于清除的液体喷射 | |
CN103925093B (zh) | 用于减少发动机原始微粒排放的方法 | |
JP2003106205A (ja) | コモンレール式噴射システムを用いた直接噴射ディーゼルエンジンのための微粒子フィルターの再生開始の方法 | |
CN101988435A (zh) | 运转包括柴油微粒过滤器的发动机的方法 | |
CN101806236A (zh) | 微粒物质保持系统及其运转方法 | |
CN104937247A (zh) | 火花点火式发动机的催化剂早期暖机控制装置 | |
US8499556B2 (en) | Exhaust purification system with a diesel particulate filter and a method of cleaning said filter | |
US10344702B2 (en) | Differential fuel injection | |
CN103670726A (zh) | 通过排气背压的催化剂加热 | |
CN103967566A (zh) | 用于排气处理系统的方法和系统 | |
US20220282678A1 (en) | Systems and methods for fuel post injection timing | |
CN103161621A (zh) | 停止/起动发动机电热塞加热器的控制 | |
CN108223146A (zh) | 用于调节排气门正时的系统和方法 | |
GB2435839A (en) | Diesel engine particulate filter regeneration | |
US11156178B2 (en) | Diesel engine particulate filter regeneration system and methods | |
CN103244242B (zh) | 多缸发动机方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150422 Termination date: 20210730 |