用于补偿发动机热状况的方法和系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种用于补偿能引起气门膨胀（growth）或收缩的发动机热瞬变状况的方法。在一个示例中，方法提供了在非吹扫和吹扫状况期间的汽缸空气量补偿。方法可改善汽缸空气量估算，从而改善发动机排放。

【技术实现步骤摘要】
用于补偿发动机热状况的方法和系统
本专利技术涉及调节发动机汽缸的汽缸空气量以及汽缸残余气体量。
技术介绍
可以制造不要气门间隙调整的直接联动机械斗式（DAMB）气门驱动器。这样，DAMB操作气门可快速响应，然而，在具有DAMB操作气门的发动机中发生的温度变化可能会引起气门的扩张或收缩从而导致气门事件正时的变化。例如，发动机负荷的变化可引起发动机温度和压力上升。增加的汽缸温度可引起排气门扩张。此外，汽缸盖也可能扩张，而排气门扩张率可能与汽缸盖扩张率不同，因为排气门和汽缸盖可由不同材料形成或者因为针对排气门和汽缸盖的冷却不同。汽缸中的温度变化可引起阀杆长度和气门直径的变化。结果，随着气门温度和汽缸盖温度变化，通过在不同时间的气门开启和/或关闭的方式而可能会发生气门正时变化。从而，在瞬变发动机工况期间发动机的容积效率可能会变化，其中气门和/或汽缸盖温度由于发动机工况的变化而变化。
技术实现思路
专利技术人在此已经认识到上述缺点并且已经开发出一种在瞬变发动机状况期间补偿热状况的方法，包括：响应于汽缸空气量的变化率经由发动机歧管绝对压力（MAP）和汽缸空气量容积效率关系调节发动机空气量参数以及汽缸残余气体量；以及响应于发动机空气量参数调节发动机执行器的输出。通过响应于汽缸空气量的变化率经由发动机歧管绝对压力（MAP）和汽缸空气量容积效率关系调节汽缸空气量和汽缸残余气体量，可以解决（accountfor）能够影响发动机容积效率的气门温度。汽缸空气量的变化可以指示气门温度变化从而可以补偿汽缸空气量和汽缸残余气体直至发动机达到平衡温度，其中在该平衡温度可以使用MAP和汽缸空气量关系而不需补偿。本专利技术可提供多个优点。特别地，该方法能够通过提供改善的发动机空气-燃料控制而减少车辆排放。此外，该方法还可以减少发动机失火和/或缓慢燃烧事件，而这些事件同样可增加发动机排放。更进一步地，该方法提供了简单方式用于在瞬变发动机工况期间补偿汽缸空气量和汽缸排气残余。单独从下面的具体实施例或者结合附图，本专利技术的上述优点或其它优点以及特征将会变得显而易见。应该理解提供上述简要说明以便以简单的形式引入将在下面具体实施例部分进一步描述的一系列概念。并不意味着识别权利要求主题的关键或实质特征，本专利技术的范围唯一地由具体描述部分后面的权利要求确定。此外，权利要求的主题不限于解决上述或者本专利技术任意部分的缺点的实施方式。【附图说明】图1显示了发动机的示意图；图2显示了由与瞬变发动机工况相关的气门温度所引起的汽缸空气量、残余气体、以及扫气（blow-throughair）的模拟误差的图谱；图3显示了用于补偿气门温度的方法的高级框图；图4显示了说明对受到汽缸容积效率影响的根据MAP确定的汽缸空气量以及汽缸排气稀释（dilution）的补偿的图；图5显示了说明对受到汽缸容积效率影响的根据空气质量流量（MAF）确定的推算歧管压力的补偿的图；以及图6显示了在瞬变状况期间补偿排气门正时变化的示例方法的流程图。【具体实施方式】本专利技术涉及调节发动机汽缸的汽缸空气量以及汽缸残余气体量。图1显示了用于调节汽缸的汽缸空气量的示例系统。在一些示例中，系统可包括涡轮增压器以及火花点火的空气和汽油、醇的混合物或者汽油和醇的混合物。然而，在其它示例中，发动机可以为压缩点火发动机，例如柴油发动机。图2显示了模拟的示例曲线图，该曲线是用于补偿汽缸空气量和汽缸残余量的基础。图3显示了用于调节汽缸空气量的示例方法。在图4-5中显示了怎样根据在此描述的方法调节汽缸空气量、MAP以及汽缸残余量的视觉示例。在图6中显示了用于调节汽缸空气量和汽缸残余气体量的方法的流程图。现在参考图1，包括多个汽缸（图1中显示了一个汽缸）的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36位于其中且与曲轴40相连。燃烧室30显示为通过各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。各个进气门和排气门可由进气凸轮51和排气凸轮53运转。可替代地，进气门和排气门中的一个或多个可由机电控制的阀线圈和电枢总成运转。可通过进气凸轮传感器55确定进气凸轮51的位置。可通过排气凸轮传感器57确定排气凸轮53的位置。燃料喷射器66显示为位于直接喷射燃料进入汽缸30（本领域内技术人员已知为直接喷射）的位置。可替代地，燃料可直接喷射至进气道（本领域内技术人员已知为进气道喷射）。燃料喷射器66与来自控制器12的FPW信号的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过包含燃料箱、燃料泵和燃料轨道（未显示）的燃料系统（未显示）输送至燃料喷射器66。从响应控制器12的驱动器68提供运行电流至燃料喷射器66。另外，进气歧管44显示为与可选的电子节气门62相连通，电子节气门62调节节流板64的位置以控制来自进气增压室46的空气流量。排气旋转经由轴161与涡轮增压器压缩器162相连的涡轮增压器涡轮164。压缩器162从进气42汲取空气以供应增压室46。因此，进气歧管44中的空气压力可以提升至高于大气压力的压力。结果，发动机10可以输出高于自然吸气发动机的动力。无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。点火系统88可在每个汽缸循环期间提供单个或多个火花至每个汽缸。此外，可响应于发动机工况相对于曲轴正时提前或延迟经由点火系统88提供的火花正时。通用或宽域排气氧（UEGO）传感器126显示为连接至排气后处理设备70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。在一些示例中，排气后处理设备70为微粒过滤器和/或三元催化剂。在其它示例中，排气后处理设备70仅为三元催化剂。排气可以从涡轮164的下游经由排气再循环（EGR）阀80引导至压缩器162的上游。在另一示例中，排气可以从涡轮164的上游引导至压缩器162的下游。此外，发动机燃烧室30可包含来自前一燃烧事件的在后续汽缸循环期间保留在燃烧室内的残余排气。因此，燃烧室30可包含内部（例如，从一个燃烧事件到下一事件保留在汽缸中的排气）EGR和经由EGR阀80的外部EGR。图1中控制器12显示为常规的微型计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机访问存储器108、不失效（keepalive）存储器110和常规数据总线。控制器12显示为从连接至发动机10的传感器接收多个信号，除了前述信号之外还包括：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）；连接至加速踏板130用于感应通过脚132施加的力的位置传感器134；用于确定尾气（未显示）点火的爆震传感器；来自连接至进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力（MAP）测量值；来自连接至增压室46的压力传感器122的增压压力的测量值；来自感应曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置；来自传感器120（例如，热线式空气流量计）的进入发动机的空气质量测量值；以及来自传感器58的节气门位置测量值。也可感测（未显示传感器）大气压力供控制器12处理。在本专利技术的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每次转动时产生预订数量的等距脉冲，根据其可确定发动机转速（RPM）。在一些实施例中，发动机可与在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在瞬变发动机状况期间补偿热状况的方法，包含：响应于汽缸空气量的变化率经由发动机MAP和汽缸空气量容积效率关系调节发动机空气量参数和汽缸残余气体量；以及响应于所述发动机空气量参数调节发动机执行器的输出。

【技术特征摘要】
2011.11.21 US 13/301,4431.一种在瞬变发动机状况期间补偿热状况的方法，包含：响应于汽缸空气量的变化率，经由发动机MAP和汽缸空气量容积效率关系调节发动机空气量参数和汽缸残余气体量；以及响应于所述发动机空气量参数，调节发动机执行器的输出，其中所述发动机空气量参数为汽缸空气量估算，且其中当发动机温度从较高温度转换为较低温度时所述汽缸空气量估算减小，且其中所述发动机温度为汽缸的气门的温度，且其中在模拟气门热瞬变的瞬变后所述汽缸空气量随着时间增加而减小。2.如权利要求1所述的方法，其中所述发动机执行器为燃料喷射器，且其中所述发动机空气量参数基于从多个发动机MAP和汽缸空气量读数凭经验地确定的曲线，且其中所述发动机空气量参数为汽缸空气量或者扫气量。3.如权利要求1所述的方法，其中响应于在MAP相对汽缸空气量空间图中代表发动机容积效率的曲线,调节所述发动机空气量参数，且其中所述曲线说明残余排气。4.如权利要求3所述的方法，其中所述发动机执行器为进气口节气门，且所述方法进一步包含响应于所述汽缸残余气体量调节EGR阀的位置。5.如权利要求1所述的方法，其中经由空气流率和滤波的空气流率之间的差异而确定所述汽缸空气量的变化率。6.如权利要求5所述的方法，进一步包含响应于发动机凸轮正时而调节所述发动机空气量参数。7.一种在瞬变发动机状况期间补偿热状况的方法，包含：在吹扫状况期间,响应于汽缸空气量的变化率,调节发动机空气量参数和汽缸残余气体量；以及响应于所述发动机空气量参数,调节发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·G·海格纳，M·J·扬科维奇，M·W·弗里德，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：