[发明专利]用于确定和补偿发动机扫气的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及确定和补偿发动机扫气的方法。

【背景技术】

涡轮增压和机械增压发动机将空气压缩进发动机使得能增加发动机功率。与自然进气式发动机相比，在发动机循环期间压缩的空气提供了增加的汽缸空气充气。此外，可以随汽缸空气充气的增加而增加汽缸燃料充气以便于当燃料和空气在汽缸循环期间燃烧时增加产生的能量的量。然而，在汽缸的进气门和排气门同时打开的气门重叠的时间段内，空气有可能没有参与汽缸内的燃烧而直接从发动机进气歧管流向发动机排气歧管。没有参与燃烧直接从进气歧管流向排气歧管的空气称为吹扫（blow-through）。

穿过进气歧管至排气歧管的新鲜空气或吹扫可能具有有益的以及不期望的特性。例如，吹扫可排空发动机汽缸内部的排气残留物使得汽缸内的新鲜充气增加，从而增加发动机功率输出。然而，吹扫也可扰乱发动机排气路径中催化剂中的氧、碳氢化合物和CO之间的脆弱的平衡。如果吹扫向催化剂提供了过量的氧，有可能使NOx转化效率降低。

减轻可能由吹扫导致的发动机排放的一种方法为解决扫气。在一个示例中，可富化（richened）发动机空燃比使得平均以化学计量的空燃比混合物穿过发动机汽缸。例如，对于在排气门关闭后喷射燃料的直喷发动机，在进气门和排气门重叠期间新鲜空气可从进气歧管流向排气歧管。此外，可向发动机汽缸供应增加的燃料量使得汽缸燃烧富化的空气-燃料混合物。随后汽缸的物质与存储在催化剂中的扫气混合以向催化剂提供接近化学计量比率的气体使得催化剂能有效地氧化并减少不期望的排气成分。然而，对于速度-密度（speed-density）控制系统，如果不了解吹扫量，难以保持催化剂平衡并调节汽缸的空燃比。

【发明内容】

发明人在此已经意识到上述缺点并已经开发了一种用于解决发动机的汽缸吹扫的方法，该方法包括：响应于总的汽缸空气质量流量曲线和容积效率曲线之间的差异而调节控制给发动机汽缸供应用于燃烧的成分的发动机执行器。

可从两个表征发动机进气的曲线确定由汽缸吹扫产生的到达排气后处理装置的氧的质量。特别地，可由代表理论最大汽缸空气充气的容积效率的第一曲线和代表穿过汽缸的总的气流的第二曲线之间的差异确定汽缸吹扫。可根据线的斜率描绘两个曲线使得不必执行大量计算且不必确定汽缸空燃比就可确定汽缸吹扫。

在另一个示例中，可调节吹扫量以增加发动机输出并向排气系统提供期望的氧含量以改善排气排放装置的再生。例如，微粒过滤器再生期间吹扫可用于氧化存储的含碳烟粒。吹扫量能影响再生期间氧化含碳烟粒的温度上升。所以，可能期望确定吹扫量以便于可向排放装置提供期望水平的吹扫而不是供应过量的吹扫。

本发明可提供多个优点。特别地，本方法可通过提供精确的吹扫估算使得可确定进入排气后处理装置的空气量而减少车辆排放。此外，可调节发动机执行器以控制提供至排气后处理装置的吹扫量。此外，该方法还提供了确定吹扫开始时的发动机工况使得可在需要增加发动机功率的状况期间或当进入催化剂的排气成分可平衡时控制吹扫以便于改善发动机排气排放的转化效率。

单独或结合附图阅读下面的具体实施方式，本发明的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。

应理解，提供上述概要用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式中进一步进行描述。这并不意味着识别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唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。

【附图说明】

图1显示了发动机的示意图；

图2显示了汽缸空气充气的容积效率特性；

图3显示了用于确定汽缸吹扫并作出调节以补偿汽缸吹扫的方法的高级流程图。

【具体实施方式】

本发明的目的在于确定发动机汽缸的吹扫。图1显示了用于确定汽缸吹扫的一个示例系统。该系统包括涡轮增压器，其通过火花点火的空气和汽油、醇或汽油和醇的混合物的混合物而运转。然而，在其它示例中，发动机可以是压缩点火发动机，比如柴油发动机。图2显示了模拟的示例曲线图，该图是用于确定汽缸吹扫的基础。图3显示了用于确定并调节汽缸吹扫的示例方法。