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，一种方法包括经由第一排气歧管在排放控制装置下游的位置处将空气供应到排气系统，空气尚未参与发动机中的燃烧，第一排气歧管与汽缸的第一排气门和进气歧管流体连通，汽缸包括与第二排气歧管流体连通的第二排气门。方法还包括响应于第一氧传感器的输出调整喷射到发动机的燃料量，第一氧传感器定位在排气系统中排放控制装置的上游。

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, a method includes supplying air to the exhaust system at the position of the downstream of the emission control device via the first exhaust manifold, and air is not involved in the combustion in the engine. The first exhaust manifold is connected to the first exhaust valve of the cylinder and the intake manifold, and the cylinder is connected with the second exhaust manifold. The second exhaust door. The method also includes adjusting the amount of fuel injected into the engine in response to the output of the first oxygen sensor, and the first oxygen sensor is located in the upstream of the emission control device in the exhaust system.

【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(scavenge)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(blowdown)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。在上述系统中，排气道可耦接到第二排气歧管并且包括涡轮。一个或多个排放控制装置可定位在涡轮下游的排气道中。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，不可能控制可包括起燃催化剂的最上游排放控制装置下游的排气的空燃比。此外，当第二排放控制装置定位在第一排放控制装置的下游时，难以获得进入第二排放控制装置的排气的期望空燃比(例如，用于再生或最佳催化剂操作)。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过一种发动机控制方法来解决，该方法包括：经由扫气歧管在排放控制装置的下游位置处将空气供应到排气系统，所述空气尚未参与发动机中的燃烧，扫气歧管与汽缸的第一排气门和进气歧管流体连通，汽缸包括与放气歧管流体连通的第二排气门；以及响应于第一氧传感器的输出而调整喷射到发动机的燃料的量，第一氧传感器定位在排气系统内排放控制装置的上游。作为一个示例，空气可经由耦接在扫气歧管和排放控制装置下游的排气道之间的旁路通道而在排放控制装置下游的位置处被供应到排气系统。同时，来自燃烧的排气通过放气歧管和排气道被供应到排放控制装置，其中扫气歧管排它地耦接到第一组汽缸排气门，并且放气歧管排它地耦接到第二组汽缸排气门。过量的空气(以及因此氧气)可被供应到排放控制装置下游的排气道，以便能够再生第二下游排放控制装置，并且/或者保持化学计量的排气混合物。以这种方式，可更精确地控制排放控制装置下游的排气的空燃比，以实现高效的发动机操作和减少的发动机排放。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，分流式排气发动机系统可包括耦接在扫气歧管和进气道或排气道之间的附加通道，如图1A所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机控制方法，其包括：经由扫气歧管在排放控制装置的下游位置处将空气供应到排气系统，所述空气尚未参与发动机中的燃烧，所述扫气歧管与汽缸的第一排气门和进气歧管流体连通，所述汽缸包括与放气歧管流体连通的第二排气门；以及响应于第一氧传感器的输出，调整喷射到所述发动机的燃料的量，所述第一氧传感器定位在所述排气系统中所述排放控制装置的上游。

【技术特征摘要】
2016.12.16 US 15/382,4851.一种发动机控制方法，其包括：经由扫气歧管在排放控制装置的下游位置处将空气供应到排气系统，所述空气尚未参与发动机中的燃烧，所述扫气歧管与汽缸的第一排气门和进气歧管流体连通，所述汽缸包括与放气歧管流体连通的第二排气门；以及响应于第一氧传感器的输出，调整喷射到所述发动机的燃料的量，所述第一氧传感器定位在所述排气系统中所述排放控制装置的上游。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括进一步响应于定位在所述排放控制装置下游的第二氧传感器的输出，调整喷射到所述发动机的燃料的所述量。3.根据权利要求1所述的方法，其还包括响应于位于所述排气系统中所述排放控制装置下游的氧传感器的输出，通过控制器调整所述空气。4.根据权利要求3所述的方法，其中调整所述空气包括调整发动机升压压力。5.根据权利要求3所述的方法，其中调整所述空气包括调整进气门和排气门重叠的量。6.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述空气包括调整在位于所述进气歧管和所述扫气歧管之间的热管中定位的阀的位置。7.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述空气包括调整在位于所述扫气歧管和所述排气系统接收所述空气的位置之间的扫气歧管旁路管中定位的阀的位置。8.根据权利要求1所述的方法，其中响应于发动机空气流量大于阈值而供应一定量的所述空气，并且其还包括：富化所述发动机的空燃比，并且在通过富化的所述空燃比产生的排气到达所述排放控制装置下游的所述位置之前将所述空气供应到所述排气系统；以及在稀化所述空燃比之前停止向所述排气系统供应所述空气。9.一种发动机控制方法，其包括：在第一模式下，经由扫气歧管在排放控制装置下游的位置处将一定量的空气供应到排气系统，响应于氧传感器的输出调整供应的空气的所述量，所述扫气歧管与汽缸的第一排气门和进气歧管流体连通，所述汽缸包括与放气歧管流体连通的第二排气门；以及在第二模式下，响应于所述氧传感器的所述输出，调整喷射到所述发动机的燃料的量，而不将空气供应到所述排气系统。10.根据权利要求9所述的方法，其还包括通过涡轮增压器废气门调整空气的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·N·尤瑞，D·刘易斯，
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