CN105756744A - 用于调整格栅百叶窗开度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调整格栅百叶窗开度的方法。提供了用于基于估计的机油中燃料稀释量调整格栅百叶窗开度的方法和系统。在一个示例中,一种方法可以包括响应于机油稀释量在阈值之上将格栅百叶窗开度调整到关闭位置,所述位置基于除发动机冷却液温度和加速/减速中的每一个之外的机油稀释量确定。
Description
技术领域
本描述大体涉及用于控制车辆发动机的方法和系统。
背景技术
以燃烧汽缸运转的车辆可以被配置为将燃料直接喷射到燃料室中。在此构造中,被喷射到汽缸中的燃料会冲击汽缸孔壁,并积聚在曲轴箱中的机油盘中。如果积聚速率超过燃料从曲轴箱中的蒸发速率(例如,经由曲轴箱强制通风(PCV)系统),那么燃料会稀释曲轴箱的机油盘中的机油。机油中燃料稀释(fuelinoildilution)会使机油质量退化,在发动机机油中引起燃料气味,并且经由蒸发使氧气进气传感器退化。
解决机油中燃料稀释的其他尝试包括基于机油中燃料稀释为发动机选择性地提供冷却液。一种示例方法被Takahashi等人示出在US7,493,883中。其中,当燃料中机油稀释在阈值水平之下时,围绕发动机的曲轴箱的冷却套被包括在冷却液回路中,而当燃料中机油稀释在阈值水平之上时,在冷却液回路中被旁通以使曲轴箱的温度升高并提供更大的燃料汽化。
然而,发明人在此已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例,在发动机由于机油中燃料稀释而处于高温而且加速事件被命令的情况下会使燃料经济性退化。作为进一步示例,冷却液可以仅被完全提供给发动机曲轴箱或不存在于冷却套中并不被部分地提供给冷却套,从而提供小于期望水平的发动机曲轴箱的温度控制。
发明内容
在一个示例中,上述问题可以通过响应于机油中燃料稀释而选择性地调整格栅百叶窗开度来解决。响应于机油中燃料稀释的格栅百叶窗的调整可以与调整格栅百叶窗相协调,以分别控制冷却液温度和空气动力学,以便维持发动机冷却性能并改善燃料经济性。
作为一个示例,响应于在上限阈值之上的机油中燃料稀释水平,格栅百叶窗可以从第一中点位置、进一步从完全关闭位置被调整到更靠近完全关闭位置的第二中点位置。发动机舱内的温度然后可以增加,并且更多燃料可以从曲轴箱中的机油中汽化。响应于机油中燃料稀释水平返回至上限阈值之下,格栅百叶窗可以基于冷却液温度、增压空气冷却器温度和各种车辆运动参数中的一个或更多个从第二中点位置调整到不同的位置。以此方式,机油中燃料稀释可以被改善,同时仍能实现冷却液温度的准确控制并改善燃料经济性。
应当理解,提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念,这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这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所附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
图1描绘了一种发动机系统以及可调整格栅百叶窗(GS),所述发动机系统被配置为具有涡轮增压器、用于喷射汽油的直接燃料喷射器、曲轴箱强制通风、排气再循环和燃料蒸汽抽取。
图2描绘了一种被配置用于直接燃料喷射的燃料系统。
图3描绘了用于基于ECT、加速/减速、包括CAC温度的额外的发动机工况和机油稀释调整格栅百叶窗开度的流程图。
图4描绘了用于基于PCV燃料补偿策略和机油稀释模式中的一个估计机油稀释的量的流程图。
图5描绘了PCV燃料补偿策略的流程图,该PCV燃料补偿策略基于进气空气氧传感器测量被用于估计机油稀释的量。
图6描绘了用于基于ECT和机油稀释中的每一个选择性地调整被命令的格栅百叶窗位置的流程图。
图7描绘了用于经由第二方法调整被命令的格栅百叶窗位置的流程图。
图8描绘了基于ECT和加速/减速中的每一个调整格栅百叶窗开度并且进一步基于机油稀释选择性地调整该开度的预见性顺序。
具体实施方式
以下描述涉及用于基于机油中燃料稀释调整格栅百叶窗开度的系统和方法。图1和图2描绘了可以执行这些方法的一种示例发动机系统。图3提供了基于包括ECT、加速/减速和机油稀释的若干发动机工况调整格栅百叶窗的高阶流程图。机油稀释可以经由在图4处提供的程序来估计。一种估计机油稀释的方法可以包括基于被输送到进气空气氧传感器的曲轴箱气体的碳氢化合物含量估计稀释量,如在图5处描绘的。图6至图7提供了用于基于估计的机油稀释量调整被命令的格栅百叶窗位置的两种方法,所述被命令的格栅百叶窗位置基于其他发动机工况来确定。图8示出了基于发动机冷却液温度、加速/减速和机油稀释量调整格栅百叶窗的图形示例。
图1示出了被示意地图示的机动车辆102中的格栅百叶窗系统110和发动机系统100的示例实施例。发动机系统100可以被包括在车辆中,诸如道路车辆以及其他类型的车辆。虽然发动机系统100的示例应用将参照车辆进行描述,但是应当认识到,各种类型的发动机和车辆推进系统可以被使用,包括客车、卡车等。
在111处总体描述了多缸发动机的示例构造,所述多缸发动机可以被包括在汽车的推进系统中。发动机111可以由车辆的包括控制器166的控制系统160以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地控制。在这个示例中,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(未示出)的踏板位置传感器134。
在所描绘的实施例中,发动机111是升压的发动机,其被耦接至涡轮增压器,所述涡轮增压器包括由涡轮62驱动的压缩机50。进一步地,发动机111被配置为经由直接燃料喷射器220将燃料从燃料箱128直接喷射到燃烧室34内。因此,在燃料箱128中的燃料为汽油的示例中,发动机111是汽油涡轮增压直喷发动机。具体地,新鲜空气沿进气通道12经由空气过滤器54被吸入发动机111,并流至压缩机50。压缩机可以是适合的进气空气压缩机,诸如马达驱动的或传动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中,压缩机被显示为涡轮增压器压缩机,其经由轴(未示出)被机械地耦接至涡轮62,涡轮62通过膨胀发动机排气驱动。在一个实施例中,压缩机和涡轮可以被耦接在双涡流涡轮增压器内。在另一实施例中,涡轮增压器可以是可变几何形状的涡轮增压器(VGT),其中涡轮的几何形状根据发动机转速和其他工况而自主改变。在又一实施例中,涡轮和压缩机可以作为机械增压器被包括。
发动机111可以包括大体在26处指示的汽缸体的下部,其可以包括将封装曲轴30的曲轴箱28。曲轴箱28可以包括被设置在曲轴30的下面的油底壳32,其要不然被称为油槽,用于容纳发动机润滑油(例如,机油)。在一些状况期间,燃料可以经由例如发动机汽缸进入曲轴箱28。注油口29可以设置在曲轴箱28中,使得机油可以被供应至油底壳32。注油口29可以包括机油盖33,以便当发动机运转时密封注油口29。量油尺管37也可以被设置在曲轴箱28中,并且可以包括用于测量油在油底壳32中机油的液面的量油尺35。另外,曲轴箱28可以包括用于维修曲轴箱28中的部件的多个其他孔。曲轴箱28中的这些孔可以在发动机运转期间保持关闭,使得曲轴箱通风系统(在下面描述的)可以在发动机运转期间运转。进一步地,曲轴箱28可以包括空燃比传感器,用于感测曲轴箱强制通风(PCV)系统16中的空燃比。
汽缸体26的上部可以包括燃烧室(例如,汽缸)34。燃烧室34可以包括燃烧室壁36,活塞38被设置在该燃烧室壁中。活塞38可以被耦接至曲轴30,使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。燃烧室34可以接收来自燃料喷射器(例如,直接燃料喷射器220)的燃料和来自进气歧管42的进气空气,进气歧管42被设置在节气门44的下游。汽缸体26还可以包括到控制器166内的发动机冷却液温度(ECT)传感器46输入(在下文中更详细地进行描述)。
机动车辆102进一步包括格栅系统110,格栅系统110包格格栅112,格栅112提供用于接收通过车辆的前端或在车辆的前端附近并进入发动机舱的环境气流116的开度(例如,格栅开度、保险杆开度等)。由于该原因,环境气流116在本文中也被称为发动机前端气流。环境气流116然后可以被散热器80、发动机冷却风扇92和低温散热器(未示出)用来使发动机和/或变速器保持冷却。发动机冷却风扇92可以被调整以进一步增加或减少到发动机部件的气流。
格栅百叶窗114可以被选择性地调整以影响经过格栅112的环境气流116的量。如在本文中所使用的,调整格栅百叶窗114包括调整由格栅百叶窗114的位置或倾斜程度引起的格栅百叶窗开度的大小。格栅百叶窗114的位置或倾斜程度可以基于来自栅百叶窗位置传感器118的反馈的反馈来估计。格栅百叶窗开度可以为从0至100%的打开的百分比,其中0%为彻底关闭,并且100%为彻底打开。例如,格栅百叶窗114可以被调整为彻底关闭(0%格栅百叶窗开度),并且防止空气流过格栅112,或可以被调整为彻底打开(100%格栅百叶窗开度),并且允许空气不受限制地流过格栅112。更进一步地,格栅百叶窗114可以被调整到彻底关闭与完全打开之间的无限数量的位置(对应于0%与100%之间的格栅百叶窗开度)中任一位置。以此方式,发动机前端气流(例如,环境气流116)可以通过调整格栅百叶窗位置来调整。
虽然该示例涉及格栅百叶窗的运转,但是也可以使用可变地限制进入发动机舱的气流的各种其他装置,诸如可变翼板或阻流板,作为一个示例,所述可变翼板或阻流板能够被调整到包括最大与最小角度位置之间的中点角度的各种角度。
如在本文中所使用的,术语“打开的格栅百叶窗位置”和“打开位置”指的是比半打开更打开的格栅百叶窗位置,或换言之,大于50%的格栅百叶窗开度。类似地,“关闭的格栅百叶窗位置”和“关闭位置”指的是小于半打开的格栅百叶窗位置,或换言之,小于50%的格栅百叶窗开度。进一步地,“完全打开”或“彻底打开”位置指的是大约95%-100%格栅百叶窗开度,而“完全关闭”或“彻底关闭”位置指的是大约0-5%格栅百叶窗开度。如在本文中所使用的,中点开度指的是完全关闭(0%打开)与完全打开(100%打开)之间的格栅百叶窗开度。
当格栅百叶窗114被彻底关闭时,发动机舱内的热空气可以保留在发动机舱中并且有助于发动机舱内的环境温度的增加。当格栅百叶窗114彻底打开时,环境气流116可以用于使热空气从发动机舱中循环出来,由此降低发动机舱内的环境温度。将格栅百叶窗114调整到彻底关闭与彻底打开之间的倾斜程度可以导致环境气流116和环境温度大于当格栅百叶窗114彻底打开时引起的环境气流116和环境温度。以此方式,发动机舱102内的温度可以通过调整格栅百叶窗的倾斜程度而被至少部分地控制。更进一步地,如在下面进一步详细地描述的,格栅百叶窗开度可以响应于各种发动机工况(诸如发动机转速与负荷、车速、踏板位置)、CAC的状况(CAC温度、压力和效率)、发动机温度、ECT、机油中燃料稀释水平、进气空气氧含量、反馈格栅百叶窗位置等而被调整,以便改善燃料经济性、发动机性能和机油稀释水平中的一个或更多个。例如,车辆102的空气动力学可以利用完全关闭的格栅百叶窗114经由车辆的前端的流线型化来改善,并且因此在一些状况期间,完全关闭的格栅百叶窗可以改善燃料经济性。
在一个示例中,发动机系统可以检测曲轴箱中的机油中燃料稀释(例如,经由与图4处的程序400结合的运转,图4处的程序具有被存储在控制器166的存储器中的对应指令),并且作为响应,可以将格栅百叶窗114调整到更关闭位置。在一个示例中,格栅百叶窗开度可以被调整到0%。在另一示例中,如果格栅百叶窗开度在100%处或在中点开度处,那么格栅百叶窗开度可以被调整到更靠近0%但是不完全关闭的位置。以此方式,发动机舱中的环境温度可以被升高,并且曲轴箱机油内的燃料的汽化可以被增加。
在另一示例中,发动机控制器可以预测为期不远的加速事件(例如,经由输入装置130来自操作者132)。响应于预测的加速事件,发动机控制器可以将格栅百叶窗开度调整到100%。在另一示例中,如果格栅百叶窗在0%处或在中间位置处,格栅百叶窗开度可以被调整到更靠近100%但不完全打开的位置。以此方式,发动机舱中的环境温度可以被降低,并且经由预期的加速的发动机的过热可以被避免,由此改善发动机效率。响应于各种发动机状况而调整格栅百叶窗的进一步示例参照图3、图6至图8进行讨论。
空气可以经由格栅系统110进入发动机舱,并且被引入到新鲜空气进气通道12。新鲜空气进气通道12可以包括空气过滤器54,并且可以进一步包括在空气过滤器54上游的大气压力传感器(BP传感器)53,用于提供大气压力(BP)的估计,以及压缩机入口压力(CIP)传感器58可以在空气过滤器54的下游且在压缩机50的上游被耦接在进气通道12中,以提供压缩机入口压力(CIP)的估计。这些传感器可以与控制器166电子通信。
发动机进气装置可以与曲轴箱强制通风(PCV)系统16、燃料蒸汽抽取(FVP)系统17和排气再循环(EGR)系统18流体连通。具体地,PCV系统16的曲轴箱通风管74可以经由第一端101在压缩机50的上游被耦接至进气通道12,并且可以经由机油分离器81和第二端103被进一步耦接至曲轴箱28。曲轴箱通风管74可以在空气过滤器54的下游且在压缩机50的上游将曲轴箱28耦接至进气通道12。在升压状况期间,曲轴箱中的气体可以通过管74以受控方式从曲轴箱被排出。在一些示例中,经由管74和第一端101从曲轴箱28被输送到进气通道12的气体可以包括之前已经从燃烧室34逸出并且被稀释到油底壳32的机油中的汽化的燃料。由于该原因,曲轴箱通风管74在本文中也可以被称为推侧(push-side)管道或推侧管,并且第一端101在本文中也可以被称为推侧端口。进一步地,以这样的方式行进的气体在本文中也可以被称为PCV推侧气流,并且当气体正经由管推侧管道74和推侧端口101从曲轴箱28流向进气通道12时,推侧PCV气流动被认为“激活”或“存在”。然而,在非升压状况期间,在进气歧管42中产生的真空可以引起来自进气通道12的空气经由管道74流入曲轴箱28。
PCV系统16的管道76可以在压缩机50、IAO2传感器88和节气门44中的每一个的下游将来自曲轴箱28的气体输送到进气歧管42。在升压状况期间,PCV阀78可以防止曲轴箱气体流过管道76并流入进气歧管42。然而,在非升压状况期间,真空可以在进气歧管中产生,并且真空可以将来自曲轴箱28的气体拉过管道76并经由PCV阀78和端口77拉入进气歧管42。由于该原因,管道76在本文中也可以被称为拉侧(pull-side)管或拉侧管道,而端口77在本文中也可以被称为拉侧端口。进一步地,以这样的方式行进的气体在本文中也可以被称为PCV拉侧气流,并且当气体正经由管拉侧管道76和拉侧端口77从曲轴箱28流向进气歧管42时,拉侧PCV气流动被认为“激活”或“存在”。在一些示例中,经由拉侧管道76从曲轴箱28被输送到进气歧管42的气体可以包括之前已经从燃烧室34逸出并且被稀释到油底壳32的机油中的汽化的燃料。
燃料蒸汽抽取系统17可以经由管道152在压缩机50的上游被流体地连接至进气通道12,并且经由管道148在节气门44的下游被流体地连接至进气歧管42,并且可以被配置为将燃料蒸汽从燃料箱128输送到进气通道12和进气歧管42中的每一个。在一个示例中,当FVP被启用时,燃料蒸汽可以在升压状况期间经由管道152而在非升压状况期间经由管道148被输送到进气系统。EGR系统18的通道51可以在空气过滤器54的下游且在压缩机50的上游将排气通道60中的涡轮62下游的排气流引导回到进气通道12。
进气歧管42可以包括压力传感器86,用于测量进气歧管压力(MAP)。进气歧管42进一步包括进气空气氧(IAO2)传感器88,用于测量进入汽缸34的空气的氧含量。IAO2传感器88可以是线性氧传感器、通用或宽域氧传感器、双态氧传感器和加热型氧传感器中的一种。IAO2传感器88可以被设置在到FVP和EGR系统17和18的流体连接中的每一个的下游且在进气门31的上游,使得氧含量在所有废气都已经被引入到进气流之后被测量。进一步地,IAO2传感器可以被设置在推侧管道74的下游但是在拉侧管道76的上游。在一些状况期间,当EGR和燃料蒸汽抽取停用而推侧PCV气流动激活时(例如,在升压状况期间),来自IAO2传感器88的测量可以被用来确定来自曲轴箱28的气体的碳氢化合物(HC)浓度。在其他状况期间,来自IAO2传感器88的测量可以被用来确定经由EGR系统18引入到进气歧管42的再循环的排气的量。
如在图1中示出的,压缩机50被耦接至增压空气冷却器(CAC)52。在替代实施例中,节气门44可以在CAC52的下游被耦接至发动机进气歧管42。热压缩空气充气从压缩机进入CAC52的入口,当它行进通过CAC时变冷,经过节流阀44,并且然后朝向进气歧管42离开。在图1中示出的实施例中,CAC52是水到空气的热交换器。因此,CAC52包含水或冷却液可以流过的一系列冷却液管,以冷却在冷却液管外部经过的增压空气。CAC52的冷却液管可以被连接至低温散热器回路(未示出)。低温散热器回路可以包括低温散热器、冷却液管路和冷却液泵(未示出)。低温散热器可以冷却从CAC52流出的变暖的冷却液。因此,冷却液泵可以将变冷的冷却液从低温散热器泵送通过冷却液管路并且泵送到CAC52。冷却液然后流过CAC52的冷却液管,由此冷却经过CAC52的更暖的增压空气。当冷却液行进通过CAC时,冷却液的温度可以增加。变暖的冷却液然后可以从CAC52行进回到低温散热器以被再次冷却。
节气门44可以被设置在进气通道12中,以控制进入进气歧管42的气流,并且例如可以在压缩机50的下游,增压空气冷却器52紧随压缩机50后。例如在增加的发动机负荷期间,压缩机50可以将进气空气压缩到发动机111,由此增高进气空气压力和密度,提供升压的发动机状况(例如,歧管空气压力>大气压力)。空气过滤器54可以被设置在压缩机50的上游,并且可以过滤进入进气通道12的新鲜空气。在所描绘的示例中,节气门44被设置在PCV拉侧端口77和FVP管道148的上游且在PCV推侧端口101、EGR通道51、FVP管道152、压缩机50、CAC52和IAO2传感器88中的每一个的下游。
进气歧管42通过一系列进气门31被耦接至一系列燃烧室34。应理解,尽管如在图1中描绘的,进气歧管42包含将废气输送到仅一个燃烧室34的仅一个区段,但是发动机111可以包含多个燃烧室34,仅示出了多个燃烧室34中的一个,并且进气歧管42可以包含将来自共同进气通道的废气输送到多个燃烧室34的多个进气歧管区段。燃烧室经由一系列排气门39被进一步耦接至排气歧管60。在所描绘的实施例中,示出了单个排气歧管60。然而,在另一些实施例中,排气歧管60可以包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的构造可以使来自不同燃烧室的废气能够被引导至发动机系统中的不同位置。通用排气氧(UEGO)传感器64被显示为耦接至涡轮62上游的排气歧管60。可替代地,双态排气氧传感器传感器可以替代UEGO传感器64。
在图1的示例中,曲轴箱强制通风系统(PCV)16被耦接至发动机新鲜空气进气装置12,使得曲轴箱28中的气体可以以受控方式排出。在正常的发动机运转期间,燃烧室34中气体可以逸出经过活塞。这些漏气可以包括未燃烧的燃料、燃烧产物和空气。漏气能够稀释并污染机油,引起对发动机部件的腐蚀并且促使油泥累积,降低机油的保护和润滑性质。在更高的发动机转速下,漏气能够增加曲轴箱压力,使得机油泄漏可以从密封的发动机表面发生。PCV系统16可以有助于以受控方式从发动机曲轴箱排出并去除漏气,以便减轻漏气的这些有害影响,并且可以使它们与发动机进气流混合,使得它们可以在发动机内被燃烧掉。通过将漏气转向到发动机进气装置,PCV系统16通过阻止漏气到大气的排出进一步帮助减少发动机排放。
在一个示例中,PCV系统16可以帮助去除发动机曲轴箱28中的机油的机油中燃料稀释。具体地,当发动机温度在阈值温度之上时,被稀释在曲轴箱机油中的燃料可以从溶液中汽化出来,并且替代地可以部分地组成由PCV系统排出的漏气。汽化的燃料的量可以随着增加的温度而增加。因此,通过增加发动机温度(例如通过关闭发动机系统100的格栅百叶窗114),更多的汽化的燃料可以组成曲轴箱28的漏气,并且从曲轴箱中被排出,由此减少曲轴箱中的机油的机油中燃料稀释。以此方式,机油稀释可以在PCV系统激活的状况期间被改善。
PCV系统16包括被流体地耦接至发动机曲轴箱28的PCV阀78。作为示例,PCV阀78可以被耦接至发动机中的气门罩,这可以允许PCV系统从发动机吸取漏气,同时减少来自曲轴箱的机油的挟带。PCV阀78还可以被流体地耦接至发动机进气歧管42。PCV阀气体流率可以随着诸如发动机转速与负荷的发动机状况而改变,并且PCV阀78可以针对具体发动机应用进行校准,其中PCV阀气体流率可以随着工况改变而被调整。作为示例,当发动机关闭时,PCV阀可以关闭,并且没有气流可以流过PCV阀78。当发动机转速处于怠速或较低时,或在当进气歧管真空相对高时的减速期间,PCV阀78可以稍微打开,从而允许限制的PCV阀气体流率。在高于怠速的发动机转速或负荷下,进气歧管真空可以降低,并且PCV阀78可以允许更高的PCV阀气体流率。PCV阀78可以包括常规PCV阀或推-拉型PCV阀。作为一个示例,PCV阀78可以是止回阀。
在一些实施例中,曲轴箱通风管74可以包括被耦接在其中的压力传感器61。压力传感器61可以是绝对压力传感器或计量传感器。一个或更多个另外的压力和/或流量传感器可以在替代位置处被耦接至PCV系统16。在一个示例中,压力传感器61可以被配置为计量传感器,并且在空气过滤器54的上游被耦接至进气通道12的大气压力传感器58可以与压力传感器61配合使用。在一些实施例中,压缩机进口压力(CIP)传感器58可以被耦接在空气过滤器54下游和压缩机50上游的进气通道12中,以提供压缩机进口压力(CIP)的估计。
当发动机在轻负荷以及适度的节气门开度的情况下(诸如在非升压状况期间)运行时,进气歧管空气压力可以小于曲轴箱空气压力。进气歧管42的较低压力朝向进气歧管汲取新鲜空气,自通过曲轴箱(在曲轴箱中空气稀释燃烧气体并与燃烧气体混合)的推侧管道74排出空气,经由拉侧管道76通过PCV阀78离开曲轴箱,并进入进气歧管42。然而,在其他情况(诸如重负荷)期间或在升压的情况下,进气歧管空气压力可以大于曲轴箱空气压力。因此,进气空气可以行进通过PCV管道76,并进入曲轴箱28。
具体地,在非升压状况(当进气歧管压力(MAP)小于大气压力(BP))期间,PCV系统16经由通风装置或曲轴箱通风(通气)管74将空气吸入曲轴箱28。曲轴箱通风管74的第一端101可以在压缩机50的上游被机械地耦接至或被连接至新鲜空气进气装置12。在一些示例中,曲轴箱通风管74的第一端101可以在空气过滤器54的下游被耦接至新鲜空气进气装置12(如图所示)。在另一些示例中,曲轴箱通风管可以在空气过滤器54的上游被耦接至新鲜空气进气装置12。在又一示例中,曲轴箱通风管可以被耦接至空气过滤器54。曲轴箱通风管74的与第一端101相对的第二端102可以经由机油分离器81被机械地耦接至或被连接至曲轴箱28。
仍然在非升压状况期间,PCV系统16可以经由推流管道76将空气从曲轴箱28排出并排入进气歧管42,在一些示例中,推流管道76可以包括单向PCV阀78,以在连接到进气歧管42之前提供气体从曲轴箱28中的连续排出。在一个实施例中,PCV阀78可以响应于其两端的压降(或通过其的流率)而改变其流动限制。然而,在另一些示例中,管道76可以不包括单向PCV阀。在又一些示例中,PCV阀可以是由控制器166控制的电控阀。应认识到,如在本文中所使用的,拉侧PCV流指的是通过管道76和拉侧端口77从曲轴箱到进气歧管42的气流。作为示例,拉侧PCV流可以利用已知方法根据燃料(例如,气体燃料)喷射速率、发动机进气装置中的空燃比和经由排气传感器64的排气氧含量来确定。
如在本文中所使用的,PCV回流指的是通过拉侧管道76从进气歧管42到曲轴箱28的气体流。当进气歧管压力高于曲轴箱压力时(例如,在升压的发动机运转期间),PCV回流可以发生。在一些示例(诸如所描绘的示例)中,PCV系统16可以配备有用于防止PCV回流的止回阀。应认识到,虽然所描绘的示例将PCV阀78示为被动阀,但是这不意味着进行限制,并且在替代实施例中,PCV阀78可以是电控阀(例如,动力传动系统控制模块(PCM)控制的阀),其中控制系统160的控制器166可以命令信号,以将阀的位置从打开位置(或高流量的位置)改变到关闭位置(或低流量的位置)、或反之亦然、或在其之间的任何位置。
在升压状况期间(当MAP大于BP时),气体从曲轴箱流出,流过机油分离器81和推侧管道74,并流入新鲜空气进气装置12,并且最终流入燃烧室34。这可以以不让进气歧管空气进入曲轴箱28的不新鲜空气的方式或以一些歧管空气被计量供给到曲轴箱28中的曲轴箱强制通风的方式完成。经由推侧端口101从曲轴箱通过推侧管道74并进入进气通道12的气体流在本文中也被称为推侧PCV流或PCV推侧流。
曲轴箱28中的气体可以包括未燃烧的燃料、未燃烧的空气以及完全或部分燃烧的气体。进一步地,润滑油雾也可以存在。因此,各种机油分离器可以被包括在主动PCV系统16中以减少油雾的离开,同时允许燃料蒸汽通过PCV系统16从曲轴箱28离开。例如,管道76可以包括单方向的机油分离器82,其在离开曲轴箱28的汽化物重新进入进气歧管42之前过滤汽化物中的机油。另一机油分离器81可以被布置在曲轴箱通风管74中,以便在升压运转期间去除离开曲轴箱的气流中的机油。另外,在一些实施例中,管道76还可以包括被耦接至PCV系统16的真空传感器84。
排气燃烧气体经由位于涡轮62上游的排气通道60离开燃烧室34。排气传感器64可以沿着排气通道60被设置在涡轮62的上游。涡轮62可以配备有将其旁通的废气门(未示出),并且涡轮62可以通过经过其中的排气流来驱动。此外,涡轮62可以经由共同轴(未示出)被机械地耦接至压缩机50,使得涡轮62的旋转可以驱动压缩机50。传感器64可以是用于根据排气成分提供发动机空燃比指示的合适的传感器。例如,传感器64可以是线性氧传感器或UGEO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排气传感器64可以与控制器166电子通信。如在本文中讨论的,发动机空燃比可以被用来估计机油稀释量。
来自排放控制装置69的被处理的排气的全部或一部分可以经由排气管道70被释放到大气中。然而,取决于工况,一些排气替代地可以被转向至EGR通道51,通过EGR冷却器47和EGR阀49到达压缩机50的进口。以此方式,压缩机被配置为允许从自涡轮62下游汲取的排气。EGR阀可以打开,以允许受控量的被冷却的排气到达压缩机进口,用于期望的燃烧以及排放控制性能。以此方式,发动机系统100适合于提供外部的、低压(LP)EGR。除了发动机系统100中相对长的LP-EGR流动路径外,压缩机的旋转也提供了排气到进气充气内的极好均匀化。进一步地,EGR分开(take-off)和混合点的布置为增加的可用EGR质量和改善的性能提供了有效的排气冷却。
在一些示例中,EGR系统18可以进一步包括压差阀(DPOV)传感器(未描绘)。在一个示例中,EGR流率可以基于DPOV系统来估计,所述DPOV系统包括检测EGR阀49的上游区域与EGR阀49的下游区域之间的压差的DPOV传感器。该EGR流率可以被部分地用来确定EGR气体对通过IAO2传感器88测量的进气氧含量的测量的贡献。
燃料系统19可以包括被耦接至燃料泵系统202的燃料箱128。燃料泵系统202可以包括一个或更多个泵,用于给被输送到发动机111的喷射器(诸如示出的示例喷射器220)的燃料加压。虽然示出了单个喷射器220,但是可以为每个汽缸提供额外的燃料喷射器,例如,图2处的进气通道燃料喷射器221。应认识到,燃料系统19可以是非回流式燃料系统、回流式燃料系统、或各种其他类型的燃料系统。在经由燃料蒸汽抽取系统17被抽取之前,在燃料系统19中产生的蒸汽可以经由管道135被传送至在下面进一步描述的燃料蒸汽罐104。管道135可以可选地包括燃料箱隔离阀。除了其他功能外,燃料箱隔离阀还可以允许,燃料蒸汽罐104被维持在低压或真空,而不会增加燃料箱的燃料汽化速率(如果燃料箱压力降低,这要不然会发生)。燃料箱128可以容纳多种燃料混合物,包括在某一醇浓度范围内的燃料,诸如各种汽油-乙醇混合物,其包括E10、E85、汽油等以及其组合。
燃料蒸汽罐104可以充满适当的吸附剂,并且被配置为在燃料箱加注燃料的操作期间临时捕集燃料蒸汽(包括汽化的碳氢化合物)以及“运转时的能量损失”(即,在车辆运转期间汽化的燃料)。在一个示例中,使用的吸附剂可以是活性炭。燃料蒸汽罐104可以进一步包括通风口136,当罐104存储或捕集来自燃料系统19的燃料蒸汽时,通风口136可以将气体从罐104中传送至大气。当经由燃料蒸汽抽取系统17将存储的燃料蒸汽从燃料系统19抽取至进气装置12时,通风口136还可以允许将新鲜空气吸入燃料蒸汽罐104内。虽然该示例示出了与未加热的新鲜空气连通的通风口136,但是各种更改也可以被使用。通过被耦接至罐通风阀172的罐通风电磁阀(未示出)的运转来调节在燃料蒸汽罐104与大气之间的空气和蒸汽的流动。
燃料蒸汽罐104运转为存储来自燃料系统19的汽化的碳氢化合物(HC)。在一些工况下,诸如在燃料加注期间,当液体被添加到箱中时,可以排出存在于燃料箱中的燃料蒸汽。被排出的空气和/或燃料蒸汽可以从燃料箱128被传送至燃料蒸汽罐104,并且然后通过通风口136被传送至大气。以此方式,增加量的汽化的HC可以被存储在燃料蒸汽罐104中。
在稍后的发动机运转期间,存储的蒸汽可以经由燃料蒸汽抽取系统17被释放回到进来的空气充气中。燃料蒸汽抽取系统17包括排出器140,排出器140包括壳体168。一个或更多个止回阀可以被布置在壳体168内。进一步地,排出器140包括第一端口142、第二端口144和第三端口146。在一个示例中,仅包括这三个端口。管道148在压缩机50和节气门44中的每一个的下游将排出器140的第一端口142耦接至进气通道12。管道150将排出器140的第二端口144耦接至燃料蒸汽罐104。管道152在压缩机50的上游(即,在压缩机的上游入口处)将排出器140的第三端口146耦接至进气通道12。管道152可以在空气过滤器54的下游被耦接至进气通道12。CPV158被布置在管道150中,以调节从燃料蒸汽罐104到排出器140的蒸汽的流动。可选地,第三止回阀170可以在排出器与进气通道中间被包括在管道148中。排出器被设计为使得在升压状况期间,低压区在排出器中被产生,所述低压区将燃料蒸汽从CPV吸到压缩机的上游入口。在真空状况下,例如当进气歧管真空存在时,燃料蒸汽通过排出器从CPV被吸到进气歧管。
应当认识到,燃料蒸汽罐104未被直接耦接至进气通道12或进气歧管42。确切地说,罐经由管道150被耦接至排出器140,而排出器140经由管道152在压缩机50的上游被耦接至进气通道12并且经由管道148在节气门44的下游被耦接至进气通道12。进一步地,应当认识到,燃料蒸汽罐104在节气门的下游而非节气门的上游(经由管道150和排出器140)被耦接至进气通道12。以此方式,取决于是升压状况还是真空状况存在,在经由排出器的第三端口146或第一端口142继续到进气通道之前,来自燃料蒸汽罐104的蒸汽流经过排出器140的第二端口144。
车辆系统100可以进一步包括控制系统160。控制系统160被示为从多个传感器162接收信息,并且向多个致动器164发送控制信号。例如,传感器162可以包括压力、温度、空燃比和成分传感器。例如,致动器164可以包括燃料喷射器132、CPV158、节气门44和格栅百叶窗致动器(未示出)。控制系统160可以包括控制器166。控制器可以接收来自各种传感器的输入数据,处理输入数据,并响应于经处理的输入数据基于其中对应于一个或更多个程序的被编程的指令或代码而触发致动器。例如,如在下面关于图3详细描述的,控制器可以基于发动机工况确定格栅百叶窗114的期望的倾斜角度。
现在转向图2,其示出了被耦接至内燃发动机210的直接喷射燃料系统200,所述内燃发动机210可以被配置为车辆的推进系统。内燃发动机210可以包含多个燃烧室或汽缸34。LPG燃料能够经由缸内直接喷射器220被直接提供给汽缸34。如在图2中示意地指示的,发动机210能够接收进气空气,并且它能够排出燃烧的燃料和空气的产物。
燃料能够通过在202处总体指示的燃料泵系统经由喷射器220被提供给发动机210。在该具体示例中,燃料泵系统202包括用于存储车载燃料的燃料存储箱128、低压燃料泵230(例如,燃料提升泵)、高压燃料泵或直接喷射燃料泵240、燃料轨道258以及各种燃料通道254、255和256。在图2中示出的示例中,燃料通道254将燃料从低压泵230运送到燃料过滤器206。在燃料到达直接喷射燃料泵240之前,燃料通道255将燃料从燃料过滤器206运送到燃料冷却室237。燃料通道256将燃料从燃料喷射泵240运送到燃料轨道258。
燃料冷却室237包括从燃料通道255向其供应燃料的燃料喷射器223。燃料喷射器223可以将燃料喷射到燃料冷却室237内,其中被加压的燃料膨胀为蒸汽并冷却流入直接喷射燃料泵240的液体燃料。膨胀的燃料可以经由进气通道燃料喷射器221被喷射到发动机210,该进气通道燃料喷射器221将汽化的燃料喷射到发动机进气歧管或汽缸进气流道内。替代地,膨胀的燃料可以离开燃料冷却室237,并且经由通道233返回到燃料箱252。燃料喷射器223经由由控制器270供应的脉冲宽度调节的电压被打开和关闭。该气体燃料也可以被传送至燃料蒸汽抽取系统,如果车辆配备有辅助汽油系统,那么所述燃料蒸汽抽取系统在用于汽油燃料系统的适当位置。
燃料轨道258可以将燃料分配到多个燃料喷射器220中的每一个。多个燃料喷射器220中的每一个可以被设置在发动机210的对应的汽缸34中,使得在燃料喷射器220的运转期间燃料被直接喷射到每个对应的汽缸34内。替代地(或此外),发动机210可以包括被设置在每个汽缸的进气通道处的燃料喷射器,使得燃料喷射器的运转期间燃料被喷射到每个汽缸的进气通道中。在所图示的示例中,发动机210包括四个汽缸。然而,应认识到,发动机可以包括不同数量的汽缸。
低压燃料泵230能够通过控制器270运转以经由燃料通道254向燃料喷射泵240提供燃料。低压燃料泵230能够被配置为所谓的燃料提升泵。作为一个示例,低压燃料泵230能够包括电子泵马达,由此跨过泵的压力增加和/或通过泵的体积流率可以通过改变向泵马达提供的电力来控制,由此增加或降低马达转速。例如,当控制器270减少向泵230提供的电力时,跨过泵230的体积流率和/或压力增加可以被减小。跨过泵的体积流率和/或压力增加可以通过增加向泵230提供的电力来增加。作为一个示例,向低压泵马达供应的电力能够从交流发电机或其他车载能量存储装置(未示出)获得,由此控制系统能够控制被用来为低压泵230提供动力的电负荷。因此,通过改变经由导体282向低压燃料泵230提供的电压和/或电流,向燃料喷射泵240并且最终向燃料轨道提供的燃料的流率和压力可以通过控制器270来调整。
低压燃料泵230可以与止回阀204流体连通,以便于燃料输送、防止燃料回流并维持燃料管路压力。具体地,止回阀204包括以在止回阀204的下游输送燃料的指定压力差进行安置并密封的球和弹簧机构。在一些示例中,燃料系统250可以包括与低压燃料泵230流体连通的一系列止回阀,以进一步阻止燃料泄漏回到阀的上游。止回阀204与燃料过滤器206流体连通。燃料过滤器206可以去除燃料中可能含有的能够潜在地限制燃料流的微小杂质。燃料可以从过滤器206被输送到燃料喷射器223和高压燃料泵(例如,燃料喷射泵)240。燃料喷射泵240可以将从燃料过滤器接收的燃料的压力从由低压燃料泵230产生的第一压力水平增加至高于第一水平的第二压力水平。燃料喷射泵240可以经由燃料管路256将高压燃料输送到燃料轨道258。直接喷射燃料泵240的运转可以基于车辆的工况来调整,以便降低可以被车辆操作者明确感受到的噪声/振动/不舒适性(NVH)。
直接喷射燃料泵240能够通过控制器270来控制,以经由燃料通道256向燃料轨道258提供燃料。作为一个非限制性示例,燃料喷射泵240可以使用在242处指示的流量控制阀、螺线管致动的“溢流阀”(SV)或燃料体积调节器(FVR),以使控制系统能够改变每个泵行程的有效泵体积。相比于马达驱动的低压燃料泵或燃料提升泵230,燃料喷射泵240可以通过发动机210被机械地驱动。直接喷射燃料泵240的泵活塞244能够经由凸轮246从发动机曲轴或凸轮轴接收机械输入。以此方式,燃料喷射泵240能够根据凸轮驱动的单缸泵的原理来运转。
如在图2中描绘的,燃料传感器248被设置在燃料提升泵230下游的通道254中。燃料传感器248可以测量燃料成分,并且可以基于燃料电容或其感测体积内的介电流体的摩尔数运转。例如,燃料中的乙醇(例如,液体乙醇)量可以基于燃料的电容来确定(例如,当燃料醇混合物被使用时)。燃料传感器248可以被用来确定燃料的汽化的水平,因为燃料蒸汽在感测体积内具有比液体燃料更小的摩尔数。因此,当燃料电容下降时,燃料汽化可以被指示。如参照图4和图5更详细地描述的,燃料传感器248可以被用来确定燃料的燃料汽化的水平,使得控制器270可以调整提升泵输出压力以便减少燃料提升泵230内的燃料汽化。
进一步地,在一些示例中,直接喷射燃料泵240可以被运转为燃料传感器248以确定燃料汽化的水平。例如,燃料喷射泵240的活塞-汽缸组件形成充满流体的电容器。因此,活塞-汽缸组件允许燃料喷射泵240为燃料成分传感器中的电容性元件。在一些示例中,燃料喷射泵240的活塞-汽缸组件可以是该系统中的最暖点,使得燃料蒸汽首先在那里形成。在此示例中,直接喷射燃料泵240可以被用作用于检测燃料汽化的传感器,因为在燃料汽化在该系统的任何其他地方发生之前,燃料汽化会在活塞-汽缸组件处发生。
如在图2中示出的,燃料轨道258包括燃料轨道压力传感器262,用于为控制器270提供燃料轨道压力的指示。发动机转速传感器264能够被用来为控制器270提供发动机转速的指示。发动机转速的指示能够被用来识别燃料喷射泵240的转速,因为泵240例如经由曲轴或凸轮轴被发动机210机械地驱动。排气传感器266能够被用来为控制器270提供排气成分的指示。作为一个示例,气体传感器266可以包括通用排气传感器(UEGO)。排气传感器266能够作为反馈被控制器用来调整经由喷射器220输送到发动机的燃料的量。以此方式,控制器270能够将被输送到发动机的空燃比控制为期望的空燃比。
更进一步地,控制器270可以从其他发动机传感器接收其他发动机/排气参数信号,诸如发动机冷却液温度、发动机转速、节气门位置、歧管绝对压力、排放控制装置温度等。又进一步地,控制器270可以基于从燃料传感器248、压力传感器262和发动机转速传感器264以及其他接收的信号提供反馈控制。例如,控制器270可以发送信号以调整燃料喷射泵240等的电磁阀(SV)242的电流水平、电流斜变率、脉冲宽度,以基于来自燃料传感器248、压力传感器262、发动机转速传感器264等的信号调整燃料喷射泵240的运转、燃料压力调节器的燃料压力设定值、和/或燃料喷射量和/或正时。
控制器270能够单独致动喷射器220和喷射器223中的每一个。控制器270和其他合适的发动机系统控制器能够包含控制系统。在该具体示例中,控制器270包括电子控制单元,所述电子控制单元包含输入/输装置(I/O)272、中央处理器(CPU)274、只读存储器(ROM)276或非临时性存储器、随机可存取存储器(RAM)277和保活存储器(KAM)278中的一个或更多个。存储介质ROM276能够用计算机可读数据编程,该计算机可读数据表示可由处理器274执行的指令,用于执行在下文中所描述的方法和程序以及预期但没有具体列出的其他变体。
如图所示,直接喷射燃料系统200是非回流式燃料系统,并且可以是机械非回流式燃料系统(MRFS)或电子非回流式燃料系统(ERFS)。在MRFS的情况下,燃料轨道压力可以经由被设置在燃料箱128处的压力调节器(未示出)来控制。在ERFS中,压力传感器262可以被安装在燃料轨道258处,以测量相对于歧管压力的燃料轨道压力。来自压力传感器262的信号可以被馈送回到控制器270,控制器270调节到用于向喷射器提供期望的燃料压力和燃料流率的燃料喷射泵240的电压。
尽管在图2中未示出,但是在另一些示例中,直接喷射燃料系统200可以包括回流管路,由此来自发动机的过多的燃料经由通过回流管路到燃料箱的燃料压力调节器被返回。燃料压力调节器可以按照回流管路被耦接,以在期望的压力下调节被输送到燃料轨道258的燃料。为了在期望的水平下调节燃料压力,燃料压力调节器可以经由回流管路将过多的燃料返回到燃料箱128。应认识到,燃料压力调节器的运转可以被调整以改变期望的燃料压力从而适应工况。
图3提供了用于基于各种发动机工况确定期望的格栅百叶窗打开度(例如,图1处的格栅百叶窗114的开度)并将格栅百叶窗开度的调整命令到被命令的位置的示例程序300,该被命令的位置基于期望的位置来确定。以此方式,发动机前端气流可以被调整。在一些示例中,期望的和被命令的格栅百叶窗位置可以被限制为完全打开或完全关闭中的一个。然而,在另一些示例中,期望的和被命令的格栅百叶窗位置可以进一步为完全打开与完全关闭之间的中点位置。
在对应于不同期望的位置的多种发动机状况存在的情况下,被命令的位置可以不同于期望的位置。例如,对应于完全关闭位置的第一发动机状况可以存在,同时对应于完全打开格栅百叶窗位置的第二发动机状况可以存在。在该示例中,被命令的位置可以是在完全关闭与完全打开之间的中间位置。在所描绘的实施例中,期望的和被命令的格栅百叶窗位置基于发动机冷却液温度和车辆加速中的每一个来确定,然后基于估计的机油中燃料稀释水平被选择性地进一步调整。
程序300通过估计和/或测量发动机工况开始。发动机工况可以包括发动机转速与负荷、车速、踏板位置、CAC的状况(CAC温度和压力)、CAC效率、发动机温度、ECT、反馈格栅百叶窗位置等。在304处,该方法包括确定ECT是否大于上限阈值温度。阈值温度可以基于指示对增加散热器和额外的发动机部件的冷却的需要的ECT。如果ECT不大于上限阈值温度,那么程序300继续到306。
替代地,在304处,如果ECT大于阈值温度,那么程序300继续到308,在308处控制器基于ECT并且独立于额外的发动机工况确定期望的和对应的被命令的格栅百叶窗位置。在所描绘的示例中,仅基于ECT确定期望的和被命令的位置包括,响应于ECT在上限阈值温度之上而将期望的和被命令的位置选择为完全打开。在替代实施例中,期望的和被命令的位置可以被选择为比当前格栅百叶窗位置更打开的中点打开位置,由此增加发动机前端气流。以此方式,发动机前端气流可以响应于冷却液温度在上限阈值温度之上而被增加,由此为发动机舱提供更多通风并降低发动机温度。
在进一步示例中,在308处,期望的格栅百叶窗位置可以是仅ECT的函数,并且对应的被命令的格栅百叶窗位置可以基于期望的格栅百叶窗位置和车速。在进一步示例中,期望的和/或被命令的格栅百叶窗位置可以是从基本百分比开度开始的ECT的函数。基本百分比开度可以为部分打开位置。作为一个示例,基本百分比开度可以为10%。在另一示例中,基本百分比开度可以大于0%且小于或大于10%。以此方式,当ECT大于阈值时,控制器可以将格栅百叶窗打开到至少基本开度。
在306处继续,控制器可以确定在302处是否检测到车辆加速。在一个示例中,加速事件可以经由来自踏板位置传感器(例如,图1处的踏板位置传感器134)的踏板位置信号或在另一示例中经由加速度计来检测。如果车辆加速被检测到,并且发动机冷却液温度不在上限阈值温度之上(注意该第二状况在304处被确认)时,那么程序300进入到310。在310处,期望的和被命令的位置被选择为完全关闭。在替代实施例中,期望的和被命令的位置可以被选择为比当前格栅百叶窗位置更关闭的中点关闭位置,由此减少前端发动机气流。以此方式,如果冷却液温度不指示过热,那么燃料经济性可以在车辆加速期间经由被改善的空气动力学来改善。在将被命令的位置选择为完全关闭之后,程序300进入到318。
在312处,控制器可以基于ECT和不包括机油稀释的额外的发动机工况确定期望的和对应的被命令的格栅百叶窗位置。额外的发动机工况可以包括行驶状况、减速、CAC效率、CAC冷凝水平、车速等中的一个或更多个。期望的格栅百叶窗位置可以响应于减速事件而完全打开。期望的和被命令的格栅百叶窗位置可以响应于发动机冷却液温度在下限阈值温度之下而完全关闭。
在一些示例中,确定期望的和被命令的格栅百叶窗位置可以仅基于发动机冷却液温度。在另一些示例中,确定期望的和被命令的格栅百叶窗位置可以基于发动机冷却液温度和车辆加速/减速中的每一个。进一步地,在车辆加速或减速中的任一个都不存在的状况期间,在312处基于发动机冷却液温度和车辆加速/减速确定期望的和被命令的格栅百叶窗位置可以包含,仅基于发动机冷却液温度确定期望的和被命令的格栅百叶窗位置。在进一步示例中,在312处确定被命令的位置可以基于与各种发动机工况相关的期望的位置的加权平均值。
在314处,在曲轴箱机油供应中的被稀释燃料(例如,在图1处的油底壳32中的被稀释燃料)的量(在本文中也被称为机油稀释量并且也被称为机油中燃料稀释水平)被估计。在一个示例中,机油中燃料稀释水平可以经由图4处的程序400来估计。其中,如在下面进一步详细地描述的,机油稀释模型和PCV燃料补偿策略中的一个可以被用来估计机油稀释量。在315处,估计的机油稀释量可以与阈值稀释量进行比较,并且期望的格栅百叶窗位置可以基于该比较被选择性地调整。在一个示例中,阈值可以基于没有暖机的冷启动运转的次数、估计的稀释和估计的关闭时的热循环稀释。在另一示例中,阈值可以基于最后一次发动机关闭命令时的机油温度来确定,所述最后一次发动机关闭命令时的机油温度可以提供在之前的车辆行程中累积的被累积的燃料的量的指示。
在316处,基于在315处进行的比较作出决定。具体地,如果机油中燃料稀释水平在阈值稀释水平之下,那么程序300直接进入到320,以将格栅百叶窗调整到如在312处独立于估计的机油中燃料稀释水平估计的被命令的位置。替代地,如果机油稀释水平在阈值水平之上,那么期望的格栅百叶窗位置可以进一步基于估计的机油中燃料稀释水平从在312处确定的位置被调整到被命令的位置。在一个示例中,被命令的位置可以基于对应于估计的机油稀释量的期望的格栅百叶窗位置来调整。在另一示例中,被命令的位置可以被调整到对应于估计的机油稀释量的期望的位置。基于估计的机油稀释量调整被命令的格栅百叶开度可以经由程序600和700中的一个来执行,并且将参照图6至图7进一步详细地讨论。在318处基于基于估计的机油稀释量进一步调整被命令的格栅百叶窗位置之后,程序300进入到320以将格栅百叶窗调整到被命令的位置。
在320处,程序300例如经由格栅百叶窗致动器将格栅百叶窗调整到被命令的格栅百叶窗位置。在一个示例中,调整格栅百叶窗开度包括,将打开角度从第一中点位置调整到第二不同的中点位置。将格栅百叶窗调整到被命令的位置可以包括,将格栅百叶窗调整到被命令的位置,并将格栅百叶窗维持在被命令的位置或达指定的持续时间,所述持续时间基于针对发动机机油和发动机冷却液中的一个或更多个估计的温度增加速率来确定。将格栅百叶窗调整到被命令的位置还可以基于来自格栅百叶窗位置传感器(例如,图1处的传感器118)的反馈。作为非限制性示例,被命令的位置可以已经基于独立于其他发动机工况的ECT(例如,在308处)、基于DFSO事件(例如,在310处)、基于ECT和其他发动机工况(例如,在312处)、或基于除ECT和其他发动机工况之外的估计的燃料中机油稀释水平(例如,在318处)被确定。
如果当前格栅百叶窗位置为比被命令的格栅百叶窗位置更打开的位置,那么在320处调整格栅百叶窗位置可以包括将格栅百叶窗开度减小指定的量(例如,将所述开度调整指定的百分比或倾斜程度)。减小格栅百叶窗开度可以包括,将格栅百叶窗开度从第一打开位置调整到第二打开位置,第一打开位置为比第二打开位置更打开的位置。作为另一个示例,减小格栅百叶窗开度可以包括,将格栅百叶窗开度从打开位置调整到关闭位置。在又进一步示例中,减小格栅百叶窗开度可以包括,将格栅百叶窗开度从第一关闭位置调整到第二关闭位置,第二关闭位置比第一关闭位置更关闭。以此方式,通过减小格栅百叶窗开度,发动机舱内的温度可以增加并促进燃料汽化,由此减少机油中燃料稀释。
作为替代示例,如果当前格栅百叶窗位置为比被命令的格栅百叶窗位置更不打开的位置,那么在320处调整格栅百叶窗位置可以包括将格栅百叶窗开度增加指定的量(例如,将所述开度调整指定的百分比或倾斜程度)。增加格栅百叶窗开度可以包括,将格栅百叶窗开度从第一打开位置调整到第二打开位置,第二打开位置为比第一打开位置更打开的位置。作为另一个示例,增加格栅百叶窗开度可以包括,将格栅百叶窗开度从关闭位置调整到打开位置。在又进一步示例中,增加格栅百叶窗开度可以包括,将格栅百叶窗开度从第一关闭位置调整到第二关闭位置,第一关闭位置比第二关闭位置更关闭。以此方式,在加速事件期间通过将格栅百叶窗调整到更打开位置,可以提供充足的发动机通风。
以此方式,通过响应于机油中燃料稀释而选择性地调整格栅百叶窗开度并且进一步基于发动机冷却液温度、增压空气冷却器温度和加速/减速中的一个或更多个调整格栅百叶窗开度,机油中燃料稀释可以被解决,同时提供对发动机温度和燃料效率的期望量的控制。
在一些示例中,320可以还包括调整一个或更多个其他发动机工况以降低机油稀释。此类调整包括但不限于在各种状况下提前燃料喷射正时、增加燃料压力,以及执行分开式燃料喷射。以此方式,发动机运转参数可以基于机油稀释量来调整,以降低机油稀释并改善排放。程序300然后终止。
如在本文中讨论的,机油可以在发动机运转期间利用燃料来稀释。例如,当发动机运转温度在蒸发阈值之下时,利用燃料的机油稀释可以增加。机油稀释可以基于环境温度、汽缸体温度、发动机冷却液温度、发动机转速、发动机负荷、燃料喷射压力、燃料喷射正时、发动机运转时间、被命令的空燃比和发动机空燃比来监测,如关于图4描述的,并且基于机油稀释量,发动机运转参数(诸如燃料喷射正时)可以被调整以降低机油稀释。在一些状况期间,机油稀释可以经由PCV燃料补偿策略基于来自PCV气体的进气空气氧传感器(例如,图1处的IAO2传感器88)的测量来进一步监测,如关于图5进一步详细描述的。在一个示例中,PCV燃料补偿策略包括估计进气空气的碳氢化合物含量,并且当EGR和燃料蒸汽抽取两者都不在运转时,可以选择性地执行。基于机油稀释的格栅百叶窗的调整将关于图4至图6进一步详细描述。
现在转向图4,其示出了描绘一种用于估计机油稀释量的方法的示例程序400。在一个示例中,程序400作为用于基于估计的机油稀释量调整发动机工况(包括格栅百叶窗开度)的程序的一部分(例如,在程序300中的314处)被执行。机油稀释量基于两种方法(即机油稀释模型和/或PCV燃料补偿策略)中的一种或每一种来估计,所使用的具体方法基于发动机工况来确定。在所描绘的示例中,PCV燃料补偿策略被用来当推侧PCV流存在并且EGR和燃料蒸汽抽取两者都被停用时估计机油稀释量,而机油稀释模型可以在其他方面被用来估计机油稀释量。作为具体示例,如果EGR和燃料蒸汽抽取被停用而且推侧PCV不存在(例如,如果升压状况不存在,由此不允许推侧PCV流),那么机油稀释模型被用来估计机油稀释量。在替代示例中,估计的机油稀释量可以在所有状况期间都基于机油稀释模型,并且所述估计可以进一步基于当推侧PCV流存在并且EGR和FVP两者都被停用时的PCV燃料补偿策略。在EGR系统18进一步包括DPOV传感器的替代示例中,当推侧PCV流存在、EGR被启用并且FVP被停用时,机油稀释可以基于PCV燃料补偿策略来估计。
在所描绘的示例中,执行程序400的车辆的发动机系统包括PCV系统、EGR系统和FVP系统中的每一个(例如,图1处的机动车辆102)。然而,在替代示例中,程序400可以被具有PCV系统但不具有EGR或FVP的车辆执行,在此情况下,PCV补偿策略可以被用来当推侧PCV流存在时估计机油稀释水平。
响应于估计的机油稀释量调整发动机工况可以包括,在某些情状况下进一步关闭格栅百叶窗。例如,响应于估计的机油稀释量大于阈值水平,格栅百叶窗位置可以被调整到比当前格栅百叶窗位置更关闭的位置。以此方式,发动机温度可以被增加以使机油中的更多燃料汽化,由此降低机油的稀释。响应于估计的机油稀释量小于阈值量,燃料中机油稀释水平可以不被用来调整格栅百叶窗位置。
在410处,程序400可以包括估计和/或测量一个或更多个发动机工况。发动机工况可以包括环境温度、发动机温度、发动机转速、发动机负荷、喷射压力、喷射正时、发动机运转的持续时间、发动机空燃比等。在确定发动机工况后,该程序可以进入到412。
在412处,估计的燃料到机油中的沉积速率基于喷射压力、喷射喷雾角度、喷射的开始(SOI)和吸入的空气充气温度来估计。在414处,如果发动机温度在下限阈值温度之上,估计的汽化速率可以基于累积在机油中的燃料种类的假设和这些种类的蒸汽压力来确定。假设累积在机油中的燃料种类可以包括,假设存在于向直接喷射器提供的燃料中的碳氢化合物的类别。在一个示例中,下限阈值温度可以是基于发动机系统中的燃料和机油的性质确定的燃料汽化温度。
在420处,该程序可以包括基于发动机工况确定机油稀释模型。在一个示例中,机油稀释模型可以基于命令的空燃比与根据排气传感器确定的发动机空燃比之间的差。命令的空燃比可以基于为使排气产物维持在化学计量比状况下而由发动机控制器确定的燃料喷射量来确定。发动机空燃比可以基于来自排气UEGO传感器(例如,图1处的传感器64)的读数来确定。
例如,在冷启动状况期间,当确定控制器正命令更多的燃料以使发动机空燃比维持在化学计量比时,可以推测燃料由于经过活塞环而损失到机油盘。因此,当命令的空燃比浓于化学计量比并且基于排气传感器的发动机空燃比处于化学计量比时,可以增加机油稀释量。增加量可以基于命令的空燃比与经由排气氧传感器确定的发动机空燃比之间的积分差值。同样,当控制器正命令更少的燃料以使发动机空燃比维持在化学计量比时,可以推测过多的燃料(为维持化学计量比的发动机空燃比)可能来自PCV系统。因此,可以降低机油稀释量。降低量可以基于命令的空燃比与发动机空燃比之间的积分差值。
在另一个示例中,机油稀释模型可以基于发动机运转的持续时间和燃料喷射正时。例如,在处于暖状态下的发动机运转期间(例如,发动机温度可以被设定为处于或大于阈值温度,催化剂可以被设定为处于或大于催化剂起燃温度等),控制器可以确定自发动机启动以后是否在一个或更多个汽缸处执行晚燃料喷射。因此,晚燃料喷射可以在冷启动状况期间被执行,以改善微粒排放。换言之,在冷启动运转期间的燃料喷射正时开始可以自发动机未正在冷启动状况下运转时的燃料喷射正时延迟。然而,晚燃料喷射会增加曲轴箱中的机油的稀释。因此,如果晚燃料喷射自发动机启动以后被执行,那么控制器可以确定在暖状态下的发动机运转的持续时间是否大于阈值持续时间。阈值持续时间可以基于自发动机停止以后最近喷射的燃料量。例如,发动机在冷启动之后在暖的状况下运转会花费某一持续时间,以使PCV系统中的过多的燃料燃烧掉(由于晚燃料喷射正时,PCV系统中的过多的燃料可以在冷启动期间被使用,以减少微粒物质和颗粒数排放)。因此,如果在暖状态下的发动机运转的持续时间大于阈值持续时间,那么PCV系统中的过多的燃料可以被燃烧掉。因此,可以降低机油稀释量。然而,如果确定发动机运转的持续时间不大于阈值持续时间,那么PCV系统中的过多的燃料不能被燃烧掉。因此,不可以降低机油稀释量。
因此,当发动机未正在冷启动状况下运转时机油稀释量可以增加或降低的量可以基于在暖状态下的发动机运转的持续时间和以晚燃料喷射进行喷射的燃料量。例如,机油稀释量的增加量可以随着在暖状态下的发动机运转的持续时间减少而增加。另外,机油稀释量的增加量可以随着晚喷射的燃料量的增加而增加。类似地,机油稀释量的增加量可以随着在暖状态下的发动机运转的持续时间增加而增加,并随着晚喷射的燃料量降低而增加。
在又进一步示例中,在燃料稀释模式中的机油可以基于当前车辆数据以及过去数据,包括但不限于发动机温度历史和环境温度历史。在包括上述示例的进一步示例中,在燃料稀释模式中的机油可以基于除估计的燃料到机油中的沉积速率和估计的燃料从机油中汽化的速率之外的过去稀释水平估计来估计稀释水平。具体地,估计的沉积速率和估计的燃料从机油中汽化的速率之间的差可以被确定,并且该速率可以被应用于之前的针对燃料中机油稀释的估计(例如,经由积分),以确定当前的燃料中机油稀释估计。
在430处继续,基于车辆中的EGR和燃料蒸汽抽取系统是被启用还是被停用作出决定。在一个示例中,EGR可以基于EGR益处能够被实现的发动机转速-负荷状况而被启用。例如,当发动机转速在阈值转速(例如,在怠速转速之上)之上时并且当发动机负荷在阈值负荷之上(例如,在最小负荷之上时),EGR可以被启用。如果EGR阀打开并且EGR正流过EGR通道(例如,在图1中示出的EGR阀49和EGR通道51),那么控制器可以确定EGR被启用。在存在被再循环的排气的情况下,控制器不能相对于PCV碳氢化合物对氧传感器的影响,区别EGR碳氢化合物对氧传感器的影响。因此,当EGR被启用时估计机油中燃料稀释水平会使此类估计的准确性退化。如在本文中所使用的,EGR指的是从涡轮下游的排气歧管被再循环到压缩机上游的进气歧管的低压EGR。
在一个示例中,当罐负荷高于阈值、发动机正在运行并且抽取阀打开时,燃料蒸汽罐(诸如在图1中示出的燃料蒸汽罐104)可以被抽取。因此,如果抽取空气被接收在进气空气充气中,那么抽取碳氢化合物(HC)可以连同EGR中的排气残余物一起被吸入。在存在抽取空气的情况下,控制器不能相对于PCV碳氢化合物对氧传感器的影响,区别抽取碳氢化合物对氧传感器的影响。因此,当抽取被启用时估计机油中燃料稀释水平会使此类估计的准确性退化。
因此,如果EGR和抽取中的一个在430处被启用,该方法继续到434以经由以上介绍的机油稀释模型估计机油稀释量。在替代实施例中,该方法可以关闭抽取阀和EGR阀,以允许PCV燃料补偿策略用于估计机油稀释量。换言之,如果在进气通道中不存来自EGR或抽取空气的其他还原剂贡献,仅执行PCV燃料补偿策略来估计机油稀释量。如果EGR和抽取两者都被停用,那么程序400替代地进入到432以经由PCV燃料补偿策略估计机油稀释量。
在替代示例中,机油稀释估计可以仅经由PCV燃料补偿策略并且因此仅基于进气氧传感器测量作出。在此示例中,如果状况不允许PCV燃料补偿策略的执行,那么格栅百叶窗可以不基于机油稀释量来调整。因此,一种用于响应于机油中燃料稀释而调整格栅百叶窗打开的方法(例如,图3处的程序300)可以当推侧PCV流激活时被执行,而当推侧PCV流停用时不被执行。进一步地,如在本文中描述的,当EGR阀和FVP阀中的一个打开时,调整可以不被执行。换言之,当EGR系统和FVP系统中的一个被启用时,调整可以不被执行,但是当两个系统都被停用时,可以被执行。
在432处继续,PCV燃料补偿策略可以被用来基于PCV流率、各种发动机温度和推测的进气的碳氢化合物含量中的一个或更多个估计机油中燃料稀释量,推测的碳氢化合物含量基于进气氧传感器测量(例如,图1处的IAO2传感器88)。示例PCV燃料补偿策略通过图5处的程序500进行示出,并且在其中被进一步详细地描述。
替代地,在434处,机油稀释量可以基于机油稀释模型来估计。例如,机油稀释模型可以应用于机油质量监测器,以获得估计的机油稀释量。
在一个示例中,当确定控制器正命令更多的燃料以获得化学计量比的发动机空燃比时,维持当前的机油稀释量的机油质量监测器可以通过增加机油稀释量来调整。增加量可以基于命令的空燃比与发动机空燃比之间的差。当命令的空燃比与发动机空燃比之间的差增加时,机油稀释量的增加量会增加。
在另一示例中,当确定控制器正命令更少的燃料以使发动机空燃比维持在化学计量比时,维持当前的机油稀释量的机油质量监测器可以通过降低机油稀释量来调整。
在又一示例中,当命令的空燃比和发动机空燃比处于化学计量比时,可以推测机油中没有燃料。即,机油稀释可以为零。
在又一示例中,在车辆冷启动期间,冷启动机油稀释质量分数可以基于被模型化的机油稀释来产生。随后,冷启动机油稀释质量分数的移动平均值可以被确定,并且估计的机油稀释量可以基于移动平均值来获得。
在估计机油稀释量后,该程序可以进入到440。在440处,估计的量被应用为在其他程序中用作机油稀释量的存储。例如,估计的量可以在程序300中(在图3处)被用来确定机油稀释量是在阈值量之上还是之下。估计的量也可以被应用作为一个或更多个机油稀释模型中的值,例如,它可以作为输入被提供用于机油监护(minder)或用于机油质量监测逻辑。程序400然后返回到更高阶程序或终止。
图5描绘了通过程序500详细描述的PCV燃料补偿策略。在所描绘的实施例中,PCV燃料补偿策略包括,基于进气空气氧传感器(例如,图1处的IAO2传感器88)确定进气空气的碳氢化合物含量,并且将HC含量估计转换为估计的机油稀释量,并且作为用于估计机油稀释量的程序400的一部分(在440处)被执行。
程序500在502处开始,其中确定EGR系统和燃料蒸汽抽取系统两者是否都被启用。如上面提到的,如果在进气通道中不存在来自EGR或抽取空气的其他还原剂贡献,PCV燃料补偿策略仅被用于估计机油稀释量。以此方式,如经由来自IAO2传感器的测量推测的任何碳氢化合物的存在可以被假设为经由PCV系统来自曲轴箱,而非来自排气或来自燃料箱蒸汽。以此方式,机油稀释量可以经由IAO2传感器被更准确地估计。如果EGR系统和燃料蒸汽抽取系统中的一个或更多个被启用,那么程序500进入到508,在508处机油稀释不经由PCV燃料补偿策略来估计,而是替代地经由参照图4描述的机油稀释模型来估计。在508之后,程序500返回到图4处的440。
在504处,确定PCV漏气是否正在流过推侧管道(例如,图1处的管道74)经由推侧端口101进入进气通道(例如,图1处的进气通道12)。确定推侧PCV气流是否存在可以包括,确定允许空气进入进气通道的PCV阀(例如,图1处的PCV阀78)的状态。例如,如果PCV阀关闭(由此防止拉侧流),那么可以确定推侧流存在,而如果PCV阀打开(即,拉侧PCV流存在而非推侧PCV流),那么可以确定推侧流不存在。在另一示例中,发动机控制器可以通过确定升压状况存在(例如,如果压力传感器86指示大于大气压力的进气歧管压力)而确定推侧PCV流存在,并且如果升压状况不存在,那么可以确定推侧PCV流不存在。如果推侧PCV流存在,那么程序500直接进入到512以基于IAO2测量确定进气空气的碳氢化合物含量。如果PCV气体未正在流过推侧流管道并流入进气空气通道,那么程序500进入到506以试图激活PCV推侧流。
在506处,控制器确定发动机状况是否允许经由IAO2传感器实现PCV气体的测量。经由PCV燃料补偿策略估计机油稀释量需要PCV系统的推侧流,以便测量曲轴箱中的气体的碳氢化合物含量。因此,发动机必须被升压以提供这些气体。作为一个示例,PCV推侧流仅可以在升压状况期间存在(例如,其中进气空气正在通过涡轮增压器来升压)。在该示例中,如果进气空气未正在通过涡轮增压器来升压并且状况不允许升压开始,那么PCV推侧流状况不满足。在这种情况下,程序500进入到508,其中机油稀释不经由PCV燃料补偿策略来估计,而是替代地经由参照图4讨论的机油稀释模型来估计。在508之后,程序500返回到图4处的440。如果PCV推侧流不存在但是状况允许升压开始,那么升压被激活(由此激活推侧流)并且程序500进入到512。
在512处继续,进气空气氧传感器处的氧含量被用来确定进气空气的碳氢化合物含量。当(在压缩机的上游)被输送到进气通道的PCVHC的量增加时,诸如当PCV推侧流在升压状况期间存在时,碳氢化合物在进气氧传感器的感测元件处与氧气反应。氧气被消耗,并且水和二氧化碳被释放。因此,即使诸如进气歧管压力的其他变量可以保持恒定,估计的氧气浓度也被降低。
更进一步地,PCV推侧流对进气氧测量的影响可以根据升压压力来获悉。如在上面讨论的,PCV推侧流可以在所有升压状况(例如,其中进气空气正在通过涡轮增压器来升压)下激活(例如,流动),并且可以在非升压状况期间不激活。在当EGR未被启用(例如,EGR阀关闭和/或EGR未正在流动)并且燃料蒸汽抽取未被启用(例如,燃料罐抽取阀被关闭)时的发动机工况期间,PCV对进气氧传感器输出的影响可以被确定。具体地,在这些状况期间,当发动机未被升压时,进气氧可以通过进气氧传感器来测量。然后,控制器可以开启升压,并且再次测量进气氧传感器处的进气氧。非升压与升压状况之间的进气氧的变化然后可以表示PCV流对进气氧自参考点(例如,零点)的降低。进气氧的这种降低可以归因于PCV气体的碳氢化合物含量的增加。
在514处,在512处进行的HC测量被用来估计机油稀释量。在一个示例中,预期的碳氢化合物含量可以通过与曲轴箱温度、曲轴箱压力、燃料喷射速率、燃料喷射质量、燃料的化学性质(例如,燃料的特定碳氢化合物含量可以如何影响氧传感器)和曲轴箱内到碳氢化合物含量的漏气率或汽化的燃料浓度中的一个或更多个有关来确定。控制器可以比较来自512的估计的碳氢化合物含量与该预期的碳氢化合物含量,并且基于差确定机油稀释量。在一个示例中,用于确定机油稀释量的模型可以假设来自512的估计的碳氢化合物含量与预期的碳氢化合物含量之间的差被稀释到机油中。在516处,该估计的机油稀释量被应用为在其他算法(例如被程序400)中使用的存储。程序500然后终止。
图6提供了用于基于发动机冷却液温度和机油稀释量调整被命令的格栅百叶窗位置的示例程序600。程序600可以作为如下方法的一部分被执行,所述方法基于发动机冷却液温度调整前端发动机气流,并且响应于机油稀释量大于阈值量,基于发动机冷却液温度和机油稀释量中的每一个选择性地调整发动机前端气流。在此示例中,调整发动机前端气流可以包括增加或减少发动机前端气流中的一个,并且将发动机前端气流调整装置(例如,可调整的格栅百叶窗)从第一位置调整到第二位置。
作为具体示例,增加气流可以包括将发动机前端气流调整装置(例如,可调整的格栅百叶窗)从完全关闭位置调整到完全打开位置,而减少气流可以包括将发动机前端气流调整装置从完全打开位置调整到完全关闭位置。然而,作为替代示例,增加发动机前端气流可以包括将发动机前端气流调整装置从第一中点位置调整到第二中点位置,第二中点位置比第一中点位置更打开,而减少发动机前端气流可以包括将发动机前端气流调整装置从第一中点位置调整到第二中点位置,第二中点位置比第一中点位置更不打开。
选择性地调整前端发动机气流可以包括,如果发动机机油稀释在阈值量之上而发动机冷却液温度大于上限阈值温度,那么基于发动机冷却液温度而不基于机油稀释量进行调整。选择性地调整前端发动机气流可以进一步包括,如果发动机机油稀释在阈值量之上但是发动机冷却液温度小于下限阈值温度,那么基于发动机冷却液温度而不基于发动机机油稀释量进行调整。以此方式,发动机前端气流可以被调整以控制发动机温度,并且进一步地,柔性可以被用来解决机油中机油燃料稀释。
在一个示例中,程序600作为程序300的一部分在318处被执行。在程序300的背景下,被命令的位置已经在312处被确定,并且程序600被执行以基于在314处估计的机油稀释量是在阈值水平之上或之下进一步调整被命令的位置。为了强调所描绘的方法,程序300中的一些步骤已经被并入图6。
程序600在602处开始,在602处确定ECT是否大于上限阈值温度。如果ECT大于上限阈值温度,那么程序600进入到604,其中被命令的位置不基于机油稀释来调整,并且因此发动机前端气流仅基于发动机温度来调整。如果ECT小于上限阈值温度,那么程序600替代地进入到606。
在606处,确定ECT是否小于下限阈值温度。如果ECT小于下限阈值温度,那么程序600进入到608,在608处被命令的位置不基于机油稀释来调整,并且因此发动机前端气流仅基于发动机温度来调整。如果ECT大于下限阈值温度,那么程序600替代地进入到610。
在610处,确定机油稀释量是否大于阈值量。作为一个示例,在推侧PCV流存在的情况下,机油稀释量可以经由进气氧传感器测量(例如,经由如参照图5描述的程序500)来确定。如果机油稀释量大于阈值量,那么程序600进入到612。在612处,被命令的位置基于机油稀释量来进一步调整。以此方式,响应于机油稀释大于阈值量,发动机前端气流可以基于发动机冷却液温度和机油稀释量中的每一个来调整。在612之后,程序600返回到程序300,或在替代示例中终止。
在一个示例中,基于冷却液温度和机油稀释量中的每一个调整发动机前端气流包括,响应于在上限阈值温度处或之下的冷却液温度和在上限阈值量之上的机油稀释而减少发动机前端气流,并且响应于在上限阈值温度之上的冷却液温度和在上限阈值量之上的机油稀释而增加发动机前端气流。
在610处继续,如果发动机机油稀释量在阈值量之下,那么在614处被命令的位置不基于机油稀释来调整。以此方式,发动机前端气流可以基于发动机冷却液温度来调整。在614之后,程序600返回到程序300,或在替代示例中终止。
图7提供了用于基于机油稀释量调整被命令的格栅百叶窗位置的示例程序700。程序700包括,在第一状况期间,基于估计的机油稀释调整被命令的格栅百叶窗位置,并且在第二状况期间,选择性地增加未来的被命令的位置的持续时间。进一步地,如果在指定的持续时间之后机油稀释量未降至阈值量之下,那么格栅百叶窗被调整为完全关闭直至机油稀释量在阈值量之下。第一状况可以包括当被命令的位置比指定的上限阈值打开更不打开时,而第二状况可以包括当被命令的位置与上限阈值打开至少一样打开。选择性地增加未来的被命令的位置的持续时间可以包括增加仅当它们在下限阈值打开之下时增加未来的被命令的位置的持续时间。在一个示例中,上限阈值开度可以被指定为100%打开(完全打开),而下限阈值开度可以被指定为0%打开(完全关闭)。
以此方式,如果发动机冷却当前被期望,那么机油中燃料稀释可以在当格栅百叶窗关闭已经被期望时的稍后事件下被解决。注意,被命令的位置可以基于ECT和除各种发动机工况之外的加速/减速,并且执行程序700可以基于估计机油稀释量进一步调整被命令的位置。在一个示例中,程序700可以作为一种用于基于估计的机油稀释量调整格栅百叶窗开度的方法的一部分被执行。具体地,程序700可以作为程序300的一部分在318处被执行,被命令的位置已经在312处被确定。程序300然后可以在320处利用经调整的被命令的位置来调整格栅百叶窗位置,或替代地增加小于阈值开度的未来的被命令的位置的持续时间。
程序700在702处开始,在702处被命令的位置和估计的机油稀释量被接收。在所描绘的实施例中,接收估计的机油稀释量包括,接收与估计的机油稀释量相关的期望的格栅百叶窗位置。在704处,确定被命令的位置是否与上述的上限阈值打开至少一样打开。应理解,上限阈值开度可以是在格栅百叶窗的范围内的任何值。阈值水平可以基于各种发动机状况来确定,所述发动机状况包括但不限于发动机冷却液温度、发动机机油温度和环境空气温度。作为一个示例,阈值水平可以为90%打开,并且比阈值水平更大的被命令的位置指示对经由格栅百叶窗气流的发动机冷却的需要。如果被命令的位置等于阈值开度或比阈值开度更关闭,那么程序进入到706。如果被命令的位置比阈值开度更打开,那么程序700进入到708。以此方式,当被命令的位置已经为基于其他发动机状况的关闭位置时,机油中燃料稀释可以被解决,并且如果被命令的位置为打开位置(例如,为了控制发动机温度),解决机油中燃料稀释可以延迟。
在706处,被命令的位置基于机油稀释量来调整。基于机油稀释量调整被命令的位置可以包括,基于与估计的机油稀释量相关的期望的格栅百叶窗开度来调整被命令的位置。当稀释量增加时,与估计的机油稀释量相关的期望的格栅百叶窗开度可以减小(即,更关闭)。在一个示例中,被命令的位置可以从关闭位置被调整到更关闭位置,经调整的被命令的位置比基于稀释量的期望的格栅百叶窗开度更打开。在替代示例中,被命令的位置可以从打开位置被调整到比未经调整的被命令的位置更不打开的打开位置。在该示例中,经调整的被命令的位置比基于稀释量的期望的格栅百叶窗开度更打开。在进一步示例中,被命令的位置可以已经完全关闭,并且被命令的位置未被调整。在706之后,程序700进入到709。
在另一些示例中,在706处调整被命令的位置可以包括调整被命令的位置的持续时间。例如,如果被命令的格栅百叶窗位置基于车辆加速为完全关闭并且该位置被命令维持直至加速事件的结束,发动机控制器可以增加持续时间,使得在加速事件已经结束之后格栅百叶窗被维持在完全关闭位置,由此改善曲轴箱中的燃料汽化。
替代地,在708处,被命令的位置未被调整。替代地,命令被执行以选择性地增加未来被命令的位置的持续时间。具体地,如果未来的被命令的位置比下限开度阈值更关闭,那么控制器可以增加被命令的位置被保持的持续时间。如在上面讨论的,下限开度阈值可以为0%,或可以为大于0%的任何关闭位置。在一些示例中,指定数量的比下限开度阈值更关闭的未来的被命令的位置的持续时间可以被增加。在另一些示例中,比下限开度阈值更关闭的所有未来的被命令的位置都可以被增加,直至机油稀释量在阈值量之下。在一些实施例中,如果下限阈值开度大于0%,那么未来的被命令的位置可以基于机油稀释量被调整为更关闭。
在709处,该程序等待调整格栅百叶窗关闭的预期影响被实现的指定持续时间。作为非限制性示例,指定的持续时间可以基于发动机冷却液温度升高的速率、机油温度升高的速率、车辆行驶状况和车速来确定。在710处,机油稀释量被再次估计,以确定关闭的格栅百叶窗位置的增加的持续时间是否已经降低机油稀释。如果在指定的等待持续时间之后机油稀释保持在阈值之上,那么在714处格栅百叶窗可以为完全关闭直至机油稀释量已经降至阈值量之下。替代地,如果格栅百叶窗位置已经完全关闭,那么格栅百叶窗可以被维持在完全关闭处直至机油稀释量已经降至阈值量之下。
在估计的机油稀释量已经降至阈值量之下后,程序700可以终止,或可以返回到用于调整格栅百叶窗位置的程序(诸如图3处的程序300)。以此方式,格栅百叶窗可以被维持为完全关闭直至估计的机油稀释量降至阈值量之下,并且响应于估计的稀释量降至阈值量之下,格栅百叶窗位置可以至少基于发动机冷却液温度来调整。
图8示出了基于ECT、机油稀释水平和额外的发动机工况调整格栅百叶窗的示例。图8的顺序可以通过图1至图2的系统根据图3的方法来提供。具体地,曲线图800在曲线810处示出了格栅百叶窗百分比开度的变化,在曲线820处示出了发动机冷却液温度的变化,在曲线830处示出了踏板位置的变化,并且在曲线840处示出了估计的机油稀释量的变化。下限阈值温度T1和上限阈值温度T2与ECT相关,并且当ECT大于温度T1且小于温度T2时,ECT被称为在阈值温度范围内。踏板位置(PP)可以是当ECT在阈值温度范围内时格栅百叶窗位置基于的额外的发动机工况中的一个。在所描绘的示例中,PP在阈值位置PP1之下与车辆减速相关,PP在阈值位置PP2之上对应于车辆加速,而在阈值位置之间的任何PP对应于维持车速的位置。在替代实施例中,额外的或替代的发动机工况(诸如CAC效率)可以被用来确定格栅百叶窗位置。竖直标记t1-t5表示运转顺序期间的感兴趣时间。
在时间t1之前,ECT大于下限阈值温度T1,并且小于上限阈值温度T2。踏板位置大于PP2,指示加速。格栅百叶窗百分比开度为0%,使得格栅百叶窗响应于发动机冷却液温度在阈值温度范围内和检测到的车辆加速而被完全关闭,由此阻止发动机前端气流并改善车辆空气动力学。未被描绘的其他发动机工况(诸如增压空气冷却器温度)也会影响当前格栅百叶窗开度。当机油稀释被描绘为在阈值量之下时,不管机油稀释的状态如何,格栅百叶窗开度都可以响应于加速而被调整到关闭位置或被维持在关闭位置。通过阻止发动机前端气流,发动机舱内的温度可以增加。
在时间t1处,ECT增加至阈值温度T1之上。作为响应,格栅百叶窗位置单独基于ECT来确定,而不基于踏板位置(即,加速/减速)、机油稀释水平、或任何额外的发动机工况来确定。换言之,不管其他工况(诸如踏板位置和机油稀释)的状况如何,可以响应于ECT大于上限阈值温度增加发动机前端气流。具体地,气流可以响应于当踏板位置指示减速和加速中任一个时并且当机油稀释在阈值稀释量之上或之下时的高ECT而被增加。格栅百叶窗的百分比开度在时间t1之后随着ECT增加而增加,最终达到100%打开(例如,最大百分比开度)。以此方式,响应于发动机冷却液温度大于上限阈值和车辆加速,增加发动机前端气流。
在时间t2处,当ECT降至上限阈值温度T2之下并且保持在下限阈值温度T1之上时,控制器可以基于除车辆加速/减速之外的发动机冷却液温度重新校准格栅百叶窗位置。在所描绘的示例中,格栅百叶窗位置被立即重新校准。然而,在另一些示例中,格栅百叶窗位置可以从第一位置被逐渐调整到重新校准的位置。在时间t2之后不久,踏板位置降至PP1之下,从而指示减速。机油稀释在阈值量之下。相应地,响应于减速和发动机冷却液温度在下限阈值温度之上,发动机气流通过将格栅百叶窗从第一中点位置调整到第二中点位置来增加,第二中点位置比第一中点位置更打开。以此方式,发动机温度可以在预测到未来的车辆加速时被降低。
在时间t3处,估计的机油稀释量升至阈值量842之上。此外,踏板位置指示减速,并且ECT在阈值温度范围内。响应于这些状况,发动机前端气流通过减小格栅百叶窗打开百分比来减少。在所描绘的示例中,格栅百叶窗位置从第一中点位置被调整到第二中点位置,第二中点位置并第一中点位置更关闭。当机油稀释量增加时,气流被进一步减少。此外,第二中点位置为关闭位置。在另一些示例中,格栅百叶窗位置可以响应于ECT在阈值温度范围内、检测到减速和机油稀释量在阈值量之上而被调整到完全关闭位置。
在时间t4处,估计的机油稀释降至阈值量之下。ECT在阈值温度范围内,并且PP在PP1之下,从而指示减速。响应于ECT在上限阈值温度之下、减速和机油稀释量在阈值量之上,格栅百叶窗位置被调整到更打开位置以增加气流。进一步地,当PP开始降低时,格栅百叶窗位置变得更打开。格栅百叶窗位置被维持在更打开位置,而踏板位置继续指示减速。
在时间t5处,ECT降至下限阈值温度T1之下。踏板位置仍然指示减速,并且机油稀释在阈值量之下。响应于ECT在阈值温度之下,发动机前端气流通过将格栅百叶窗开度调整到更关闭位置而被减少。具体地,格栅百叶窗被调整到完全关闭位置。不管其他工况(诸如踏板位置和机油稀释)的状况如何,发动机前端气流都可以响应于ECT小于下限阈值温度而被减少。具体地,气流可以响应于当踏板位置指示减速和加速中任一个时并且当机油稀释在阈值稀释量之上或之下时的低ECT而被减少。以此方式,发动机冷却液温度可以被维持在指定的温度范围内,并且当这种状况满足时,气流可以基于发动机工况(诸如加速/减速和机油稀释)来控制。
以此方式,车辆格栅百叶窗可以基于ECT来调整,以便为发动机提供冷却气流。当ECT在阈值之下时,控制器可以基于ECT和额外的发动机工况调整格栅百叶窗。更进一步地,当机油稀释量在阈值之上时,格栅百叶窗可以基于机油稀释量而被进一步调整。然而,当ECT在阈值之上时,控制器可以仅基于ECT调整格栅百叶窗。
因此,提供了一种用于发动机前端气流调整装置的方法,其包含,基于车辆加速/减速和发动机温度中的每一个调整发动机前端气流,以及响应于机油稀释量在上限阈值之上,基于车辆加速/减速、发动机温度和机油稀释量中的每一个调整发动机前端气流。如上所述,基于车辆加速/减速和发动机温度中的每一个根据所提供的方法来调整气流调整装置包括,响应于车辆加速和冷却液温度在上限阈值温度之下而减少发动机前端气流,响应于车辆加速和冷却液温度在上限阈值温度之上而增加发动机前端气流,响应于车辆减速和冷却液温度在下限阈值温度之上而增加发动机前端气流,以及响应于车辆减速和冷却液温度在下限阈值温度之下而减少发动机前端气流。
进一步地,基于加速/减速、发动机温度和机油稀释中的每一个调整发动机前端气流包括:响应于车辆加速、冷却液温度在上限阈值温度之上和机油稀释在阈值量之上而增加发动机前端气流;响应于车辆减速、冷却液温度在上限阈值温度之上和机油稀释在阈值量之上而增加发动机前端气流;响应于车辆加速、冷却液温度在上限阈值温度之下和机油稀释在阈值量之上而减少发动机前端气流;响应于车辆加速、冷却液温度在下限阈值温度之上和机油稀释在阈值量之上而减少发动机前端气流;响应于车辆加速、冷却液温度在下限阈值温度之下和机油稀释在阈值量之上而减少发动机前端气流;响应于车辆减速、冷却液温度在上限阈值温度之下和机油稀释在阈值量之上而减少发动机前端气流;响应于车辆减速、冷却液温度在下限阈值温度之上和机油稀释在阈值量之上而减少发动机前端气流;以及响应于车辆减速、冷却液温度在下限阈值温度之下和机油稀释在阈值量之上而减少发动机前端气流。
因此,本发明的技术效果通过基于机油稀释量调整格栅百叶窗来实现,由此当机油稀释被检测到时,为发动机提供期望水平的加热,并增加曲轴箱中的燃料汽化。进一步地,本发明的另一技术效果通过基于除其他发动机工况(诸如加速/减速)之外的机油稀释量调整格栅百叶窗来实现。因此,发动机性能和燃料经济性可以被改善,同时额外地解决机油中燃料稀释。
注意,本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或更多个,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行地执行,或者在一些情况下被省略。同样,实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序,但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略,所示出的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复执行。另外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码,其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
应认识到,在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的,并且这些具体的实施例不被认为是限制性的,因为许多变体是可能的。例如,上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
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子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或更多个这种元件的结合,既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他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而得要求保护。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,都被认为包括在本公开的主题内。
Claims (20)
1.一种方法,其包含:
响应于机油中燃料稀释,调整格栅百叶窗开度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述调整包括将打开角度从第一中点位置调整到第二不同的中点位置。
3.根据权利要求2所述的方法,其中中点位置是完全打开的格栅百叶窗与完全关闭的格栅百叶窗之间的打开角度。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述调整响应于估计的机油中燃料稀释水平,所述估计基于进气空气氧传感器测量。
5.根据权利要求1所述的方法,其中当推侧PCV流激活时,执行所述调整,而当推侧PCV流不激活时,不执行所述调整。
6.根据权利要求5所述的方法,其进一步包含:
响应于推侧PCV流不激活,
基于升压状况选择性地激活推侧PCV流。
7.根据权利要求1所述的方法,其中当EGR阀和燃料蒸汽抽取阀中的一个或多个打开时,不执行所述调整。
8.根据权利要求1所述的方法,其进一步包含:
进一步基于冷却液温度、增压空气冷却器温度和车辆加速/减速中的一个或多个调整格栅百叶窗开度。
9.根据权利要求8所述的方法,其进一步包含:
响应于冷却液温度在阈值温度之上和车辆减速中的一个或多个,
基于机油中燃料稀释,延迟格栅百叶窗的所述调整。
10.一种用于发动机前端气流调整装置的方法,其包含:
基于冷却液温度选择性地调整所述发动机前端气流,以及
响应于机油稀释量在上限阈值之上,
基于所述冷却液温度和所述机油稀释量中的每一个,选择性地调整所述发动机前端气流。
11.根据权利要求10所述的方法,其中调整所述发动机前端气流包括:
增加或减少所述发动机前端气流中的一个,以及
将所述前端气流调整装置从第一位置调整到第二位置。
12.根据权利要求10所述的方法,其中
增加所述气流包括将所述发动机前端气流调整装置从完全关闭位置调整到完全打开位置,以及
减少所述气流包括将所述发动机前端气流调整装置从完全打开位置调整到完全关闭位置。
13.根据权利要求10所述的方法,其中
增加所述发动机前端气流包括将所述发动机前端气流调整装置从第一中点位置调整到第二中点位置,所述第二中点位置比所述第一中点位置更打开,以及
减少所述发动机前端气流包括将所述发动机前端气流调整装置从第一中点位置调整到第二中点位置,所述第二中点位置比所述第一中点位置打开的更少。
14.根据权利要求10所述的方法,其中基于所述冷却液温度和所述机油稀释量中的每一个,调整所述发动机前端气流包括:
响应于所述冷却液温度在上限阈值温度处或之下和所述机油稀释在所述上限阈值量之上,减少所述发动机前端气流,以及
响应于所述冷却液温度在所述上限阈值温度之上和所述机油稀释在所述上限阈值量之上,增加所述发动机前端气流。
15.根据权利要求10所述的方法,其中在推侧PCV流激活的状况期间,经由进气空气氧传感器测量估计所述机油稀释量。
16.根据权利要求10所述的方法,其中所述发动机前端气流调整装置是可调整格栅百叶窗。
17.一种用于发动机前端气流调整装置的方法,其包含:
基于车辆加速/减速和发动机温度中的每一个,调整所述发动机前端气流,以及
响应于机油稀释量在上限阈值之上,
基于加速/减速、发动机温度和所述机油稀释量中的每一个,调整所述发动机前端气流。
18.根据权利要求17所述的方法,其中基于加速/减速和发动机温度中的每一个,调整所述发动机前端气流包括:
响应于车辆加速事件和冷却液温度在上限阈值温度之下,减少所述发动机前端气流,
响应于车辆加速事件和所述冷却液温度在所述上限阈值温度之上,增加所述发动机前端气流,
响应于车辆减速事件和所述冷却液温度在下限阈值温度之上,增加所述发动机前端气流,以及
响应于车辆加速和所述冷却液温度在所述下限阈值温度之下,减少所述发动机前端气流。
19.根据权利要求17所述的方法,其中基于燃料经济性、温度控制和所述机油稀释中的每一个,调整所述发动机前端气流包括:
响应于车辆减速、冷却液温度在上限阈值温度之上和机油稀释在阈值量之上,增加所述发动机前端气流;
响应于车辆减速、冷却液温度在上限阈值温度之上和机油稀释在阈值量之上,增加所述发动机前端气流;
响应于车辆减速、冷却液温度在上限阈值温度之下和机油稀释在阈值量之上,减少所述发动机前端气流。
20.根据权利要求17所述的方法,其中在推侧PCV流激活的状况期间,经由进气氧传感器测量估计所述机油稀释量。
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