用于分流式排气发动机系统的系统和方法技术方案

本申请提供了用于操作分流式排气发动机系统的方法和系统，该分流式排气发动机系统经由第一排气歧管将直吹空气和排气再循环提供到进气道，并且经由第二排气歧管将排气提供到排气道。在一个示例中，耦接到第一排气歧管的第一组排气门可在与耦接到第二排气歧管的第二组排气门不同的正时操作。此外，基于定位在第一排气歧管中的压力传感器的输出，可诊断耦接在进气道与第一排气歧管之间的第一通道中的第一阀的位置，以及/或者第一组排气门的正时。

System and method for split exhaust engine system

The present application provides a method and a system for operating a diverting exhaust engine system, which provides the air and exhaust recirculation through the first exhaust manifold to the intake port, and supplies the exhaust to the exhaust channel via the second exhaust manifold. In one example, the first set of exhaust valves coupled to the first exhaust manifold can be operated at a time different from the second sets of exhaust valves connected to the second exhaust manifold. In addition, based on the output of the pressure sensor located in the first exhaust manifold, the position of the first valve in the first channel coupled to the inlet and the first exhaust manifold can be diagnosed, and / or the first set of exhaust valve timing.

【技术实现步骤摘要】
用于分流式排气发动机系统的系统和方法
本说明书整体涉及用于包括排气再循环的分流式排气发动机的方法和系统。
技术介绍
发动机可使用升压装置，诸如涡轮增压器以增加发动机功率密度。但是，由于增加的燃烧温度，可发生发动机爆震。由于高充气温度，爆震在升压条件下尤其有问题。本专利技术人已经认识到利用具有分流式排气系统的发动机系统可减少爆震并且提高发动机效率，其中第一排气歧管将排气再循环(EGR)传送到涡轮增压器的压缩机的上游的发动机的进气装置，并且其中第二排气歧管路将排气传送到发动机的排气装置中的涡轮增压器的涡轮。在这种发动机系统中，每个汽缸可包括两个进气门和两个排气门，其中排它地(exclusively)耦接到第一排气歧管的第一组汽缸排气门(例如，扫气排气门)可在与排它地耦接到第二排气歧管的第二组汽缸排气门(例如，放气排气门)不同的正时操作，从而隔离排气的扫气部分和放气部分。第一组汽缸排气门的正时也可与汽缸进气门的正时配合，以产生正气门重叠时段，其中称为直吹的(blowthrough)新鲜进气(或新鲜进气和EGR的混合物)可经由耦接到第一排气歧管的EGR通道流过汽缸并返回到压缩机上游的进气装置。直吹空气可从汽缸内去除残留的排气(称为扫气)。本文的专利技术人已经认识到，通过使排气的第一部分(例如，较高压力的排气)流过涡轮和较高压力的排气道，并且使排气的第二部分(例如，较低压力的排气)和直吹空气流到压缩机入口，可降低燃烧温度，同时改善涡轮的工作效率和发动机扭矩。然而，本文的专利技术人已经认识到由于这种系统的操作的另外问题。作为一个示例，在发动机操作期间，一个或多个阀系统可劣化，使得阀卡在一个位置，或者阀的实际位置不同于命令的位置。当劣化的或错误定位的阀是设置在EGR通道中的EGR阀或设置在耦接在扫气排气歧管与排气道之间的旁路通道中的旁路阀中的一个时，期望量的EGR和/或直吹不可被递送到进气道。类似地，当扫气排气门的正时不同于命令时，期望量的EGR和/或直吹不可被递送到进气道。因此，可降低发动机效率和燃料经济性。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过一种方法来解决，该方法包括：在与耦接到与排气道耦接的第二排气歧管的第二组排气门不同的正时操作耦接到第一排气歧管的第一组排气门；以及基于定位在第一排气歧管中的压力传感器的输出，诊断定位在耦接在进气道与第一排气歧管之间的第一通道中的第一阀的位置。作为一个示例，基于压力传感器的输出，也可诊断定位在耦接在第一排气歧管与排气道之间的旁路通道中的第二阀的位置以及第一组排气门的正时。基于压力传感器的输出可确定第一阀和第二阀两端的压降以及第一组排气门的正时。当第一阀或第二阀两端的压降或第一组排气门的正时与预期不同时，所识别的阀可被错误定位或劣化。作为该诊断的结果，所识别的阀可被命令到不同的位置，并且/或者替换的阀可被调整以实现期望的工况(诸如期望的EGR流量或第一排气歧管中的压力)。因此，当这些阀中的一个或多个劣化或被错误定位时，调整替换的阀或改变错误定位的阀的命令位置可补偿压力(或正时)的差异，并且将期望的EGR流量或直吹量递送到进气道。因此，可提高发动机效率和燃料经济性。应当理解，上面的
技术实现思路
被提供是为了以简化的形式介绍在详细描述进一步描述的一些概念。并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由随附的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1A示出了具有分流式排气系统的涡轮增压发动机系统的示意图。图1B示出了图1A的发动机系统的汽缸的实施例。图2A示出了用于内燃发动机的发动机空燃比控制系统和流入排气排放装置的空燃比的第一实施例的框图。图2B示出了用于内燃发动机的发动机空燃比控制系统和流入排气排放装置的空燃比的第二实施例的框图。图3A示出了分流式排气发动机系统的一个发动机汽缸的示例汽缸进气门和排气门正时。图3B示出了针对不同的发动机操作模式对分流式排气发动机系统的一个发动机汽缸的进气门和排气门正时的示例调整。图4A-4B示出了用于在不同的车辆和发动机操作模式下操作分流式排气发动机系统的方法的流程图，其中第一排气歧管将排气和直吹空气传送到发动机系统的进气装置，并且第二排气歧管将排气传送到发动机系统的排气装置。图5示出了用于在冷起动模式下操作分流式排气发动机系统的方法的流程图。图6示出了用于在减速燃料切断模式下操作分流式排气发动机系统的方法的流程图。图7A-7B示出了用于在部分节流模式下操作分流式排气发动机系统的方法的流程图。图8示出了用于在电动升压模式下操作分流式排气发动机系统的方法的流程图。图9示出了用于在压缩机阈值模式下操作分流式排气发动机系统的方法的流程图。图10示出了用于在基线直吹燃烧冷却(BTCC)模式下操作分流式排气发动机系统的方法的流程图。图11示出了用于基于扫气歧管压力来诊断分流式排气发动机系统的一个或多个气门的方法的流程图。图12示出了用于经由分流式排气发动机系统的一个或多个气门的调整操作控制从扫气歧管到进气道的EGR流和直吹空气的方法的流程图。图13示出了用于在操作模式之间进行选择以调整经由分流式排气发动机系统的扫气排气门和扫气排气歧管从发动机汽缸到进气道的排气流的方法的流程图。图14是用于在电动模式下操作包括分流式排气发动机系统的混合动力电动车辆的方法的流程图。图15示出了用于在停机模式下操作分流式排气发动机系统的方法的流程图。图16示出了在冷起动模式操作分流式排气发动机系统期间发动机操作参数的变化的示例图。图17示出了在减速燃料切断(DFSO)模式下操作分流式排气发动机系统期间发动机操作参数的变化的示例图。图18A-18B示出了在部分节流模式下操作分流式排气发动机系统期间发动机操作参数的变化的示例图。图19示出了在电动升压模式下操作分流式排气发动机系统期间的发动机操作参数的变化的示例图。图20示出了在压缩机阈值模式下操作分流式排气发动机系统期间发动机操作参数的变化的示例图。图21示出了分流式排气发动机系统的单个发动机循环期间的扫气排气歧管的压力和氧含量的变化的示例图。图22示出了控制一个或多个发动机致动器以调整从发动机汽缸的扫气排气门到分流式排气发动机系统的进气道的排气再循环(EGR)流和直吹流的示例图。图23示出了在电动模式下操作混合动力电动车辆以在起动发动机之前加热分流式排气发动机系统的示例图。图24示出了在停机模式下操作分流式排气发动机期间发动机操作参数的变化的示例图。图25示出了分流式排气发动机系统从起动到停机的操作的示例图。具体实施方式以下描述涉及用经由第一排气歧管到进气装置的直吹和排气再循环(EGR)操作分流式排气发动机的系统和方法。如图1A所示，分流式排气发动机可包括排它地耦接到每个汽缸的扫气排气门的第一排气歧管(在本文称为扫气排气歧管)。扫气歧管经由包括第一EGR阀(在本文中称为BTCC阀)的第一EGR通道在涡轮增压器压缩机的上游耦接到进气道。分流式排气发动机还包括排它地耦接到每个汽缸的放气排气门的第二排气歧管(在本文称为放气排气歧管)。放气歧管耦接到发动机的排气道，其中排气道包括涡轮增压器涡轮和一个或多个排放控制装置(其可包括一种或多种催化剂)。在一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：在与耦接到第二排气歧管的第二组排气门不同的正时操作耦接到第一排气歧管的第一组排气门，所述第二排气歧管耦接到排气道；以及基于定位在所述第一排气歧管中的压力传感器的输出诊断定位在耦接在进气道和所述第一排气歧管之间的第一通道中的第一阀的位置。

【技术特征摘要】
2016.12.16 US 15/382,5321.一种方法，其包括：在与耦接到第二排气歧管的第二组排气门不同的正时操作耦接到第一排气歧管的第一组排气门，所述第二排气歧管耦接到排气道；以及基于定位在所述第一排气歧管中的压力传感器的输出诊断定位在耦接在进气道和所述第一排气歧管之间的第一通道中的第一阀的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括基于所述诊断调整发动机操作。3.根据权利要求2所述的方法，其中调整发动机操作包括以下项中的一个或多个：调整所述第一阀的命令位置，指示所述第一阀的劣化，以及调整所述第一组排气门的正时，以调整经由所述第一通道从所述第一组排气门到所述进气道的排气流量。4.根据权利要求1所述的方法，其中诊断所述第一阀的所述位置包括确定所述第一阀两端的实际压差与所述第一阀两端的预期压差之间的差值，所述实际压差基于所述压力传感器的所述输出和大气压力确定，所述预期压差基于所述第一阀的命令位置和发动机工况确定。5.根据权利要求4所述的方法，其还包括基于所述实际压差和所述预期压差之间的确定的所述差值，在通过调整仅仅所述第一阀的所述位置，仅仅调整所述第一组排气门的正时，或者调整所述第一阀的所述位置和所述第一组排气门的所述正时两者之间进行选择，以将经由所述第一通道从所述第一组排气门到所述进气道的排气流量调整到期望水平。6.根据权利要求5所述的方法，其还包括响应于所述实际压差与所述预期压差之间的所述差值大于阈值差值，通过仅仅调整所述第一组排气门的正时，将经由所述第一通道从所述第一组排气门到所述进气道的所述排气流量调整到所述期望水平。7.根据权利要求1所述的方法，其还包括基于定位在所述第一排气歧管中的所述压力传感器的所述输出诊断定位在耦接在所述第一排气歧管和所述排气道之间的第二通道中的第二阀的位置。8.根据权利要求7所述的方法，其还包括响应于诊断出所述第一阀的所述位置被错误定位而调整所述第二阀的所述位置。9.根据权利要求7所述的方法，其还包括响应于诊断出所述第二阀的所述位置被错误定位而调整所述第一阀的所述位置。10.根据权利要求7所述的方法，其中诊断所述第二阀的所述位置包括确定所述第二阀两端的实际压差与所述第二阀两端的预期压差之间的差值，所述实际压差基于定位在所述第一排气歧管中的所述压力传感器的所述输出和定位在所述排气通道中在所述第二通道的出口处的第二压力传感器的输出确定，所述预期压差基于所述第二阀的命令位置和发动机工况。11.根据权利要求1所述的方法，其还包括基于定位在所述第一排气歧管中的压力传感器的所述输出诊断所述第一组排气门的打开正时。12.根据权利要求11所述的方法，其中诊断所述第一组排气门的所述打开正时包括基于在单个发动机循环期间所述压力传感器的所述输出中的峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·N·尤瑞，B·A·博耶尔，D·P·麦迪逊，J·B·克若纳，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US