[发明专利]用于改善稀释容差的方法和系统

说明书

本申请涉及用于改善稀释容差的方法和系统。提供了在减少发动机载荷条件期间加快从空气进气系统吹扫LP‑EGR的方法和系统。在松油门期间，EGR阀被关闭，同时发动机转换到VDE运行模式，以改善在较低发动机载荷时对EGR的发动机容差，直到EGR被充分吹扫。如果更高发动机载荷得以恢复，则重返非VDE模式，否则，如果继续松油门到零载荷，则选择减速燃料切断模式。

技术领域

本申请涉及在轻载荷运行期间用于改善发动机的排气再循环稀释容差(tolerance)的方法和系统。

背景技术

排气再循环(EGR)系统将来自发动机排气装置的一部分排气再循环到发动机进气系统，以便通过降低节流损耗和燃烧温度来改善燃料经济性和车辆排放。在涡轮增压直喷发动机中，可以实施低压EGR(LP-EGR)回路。LP-EGR回路将来自涡轮下游的排气通道的排气再循环到涡轮增压器压缩机上游的进气通道。

为了提供在广泛工况下的EGR，LP-EGR系统可以利用专用EGR规划(schedule)。一个示例EGR规划由Fujita等人在US 20070246028中示出。其中，固定量的EGR在所有EGR状况下被输送，EGR量以一个或更多个低压EGR和高压EGR被输送。另一个示例规划由Styles等人在US 20120023937中示出。其中，LP-EGR在除高载荷以外的所有发动机载荷下以相对于新鲜空气流的固定EGR速率(或百分比)被输送。

不过，本发明人已经认识到这些规划的潜在问题。作为示例，根据Styles或Fujita的规划输送EGR会由于过量EGR稀释的存在而导致在瞬态运行期间的燃烧不稳定性和发动机失火现象。这很大程度上是由于EGR输送的预压缩机位置。具体地，在涡轮增压系统中，通过LP-EGR回路提供EGR会产生较长的传输延迟，这是由于排气在到达燃烧室之前必须行进穿过涡轮增压器压缩机、高压空气导入管路、增压空气冷却器和进气歧管。作为传送延迟的结果，在EGR需要快速下降的状况期间，例如在发动机从高载荷和高EGR速率条件变成低载荷和低EGR速率条件的松油门操作期间，EGR可能无法从进气系统足够快速地吹扫。结果，在低载荷条件期间，会有上升的进气空气EGR稀释，直到EGR被从空气进气系统吹扫。在低载荷时增加进气空气的稀释能够增加燃烧稳定性问题和发动机失火的倾向。

虽然Styles的平直规划会降低在较低发动机载荷时高EGR量的可能性，不过该规划也会限制LP-EGR的燃料经济性的好处。例如，平直EGR规划会导致在无法实现EGR的燃料经济性的好处的某些低载荷点处提供LP-EGR。在某些情况下，甚至会产生与在低载荷点处的LP-EGR输送关联的燃料性能恶化。作为另一个示例，在较低载荷点处的较低EGR会限制发动机在随后较高载荷操作期间可实现的峰值EGR速率。发动机进气系统中需要的EGR在低发动机载荷时的EGR延迟吹扫还能够使进气压缩机易受腐蚀和凝结。而且，由于EGR通过冷却器的流动，增加的凝结可能发生在升压发动机系统的增压空气冷却器处。增加的凝结可能需要额外的反凝结措施，这进一步降低发动机效率和燃料经济性。

发明内容

在一个示例中，上述的某些问题能够通过用于发动机的方法至少部分地解决，所述方法包括：在使低压EGR流动的同时，在所有汽缸燃烧的情况下运行发动机；并且响应于降低发动机载荷，禁用EGR并在停用一个或更多个汽缸的情况下运行发动机直到EGR低于阈值。通过这种方式，发动机在低载荷时的EGR容差得以改善。

作为示例，在中等至高发动机载荷期间，发动机可以以提供燃料经济性和排放好处的低压EGR(LP-EGR)流动来运行。LP-EGR流可以被调整为相对于空气流的固定速率。响应于发动机载荷减少到低载荷条件，例如由于驾驶员松油门踏板，空气流会下降(例如，通过调整进气节气门)，同时也减少LP-EGR流(例如，调整LP-EGR阀)。例如，EGR阀可以被调整成提供在较低载荷条件时的较低发动机稀释。不过，由于在LP-EGR系统中的传输延迟，从发动机系统吹扫EGR会比期望发生得更慢。具体地，比期望更多的EGR会存在于空气引入系统中，具体地在预压缩机位置处，从而使燃烧稳定性下降并潜在导致失火。