本說明書整體涉及用于控制車輛發(fā)動機(jī)以改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性,并且避免燃燒不穩(wěn)定性問題,同時在低發(fā)動機(jī)負(fù)載下并且在發(fā)動機(jī)起動事件期間維持低水平的不期望排放的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
發(fā)動機(jī)可被配置具有排氣再循環(huán)(egr)系統(tǒng),以將至少一些排氣從發(fā)動機(jī)排氣歧管轉(zhuǎn)移到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管。通過提供期望的發(fā)動機(jī)稀釋,此類系統(tǒng)減少了發(fā)動機(jī)爆震、節(jié)流損失、缸內(nèi)熱損失以及氮氧化物(nox)排放。因此,改進(jìn)了在部分節(jié)氣門負(fù)載和較高負(fù)載水平下(諸如在發(fā)動機(jī)增壓期間)的燃料經(jīng)濟(jì)性。作為示例,通過將發(fā)動機(jī)的排氣的一部分再循環(huán)回到發(fā)動機(jī)汽缸,在進(jìn)入的空氣流中的氧被稀釋,并且對燃燒呈惰性的氣體充當(dāng)燃燒熱的吸收劑,以降低峰值缸內(nèi)溫度。因為nox主要在氮和氧的混合物經(jīng)受高溫時形成,所以由egr引起的較低燃燒室溫度減少了由燃燒產(chǎn)生的nox的量。發(fā)動機(jī)也已經(jīng)被配置具有專用于向其他發(fā)動機(jī)汽缸提供外部egr的唯一(sole)汽缸(或汽缸組)。其中,來自專用汽缸組的所有排氣被再循環(huán)到進(jìn)氣歧管。由此,這允許在大多數(shù)工況下將實質(zhì)上固定量的egr提供到發(fā)動機(jī)汽缸。通過調(diào)節(jié)專用的egr(degr,即,專用的egr)汽缸組的燃料供給(例如,用以富運(yùn)行),能夠改變egr成分以包括諸如氫和co的種類,這提高了發(fā)動機(jī)的egr容限(tolerance),從而導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性益處。
當(dāng)一個或多個汽缸專用于提供egr時,在標(biāo)準(zhǔn)燃料供給和控制下,充氣流中的egr分?jǐn)?shù)僅僅是egr汽缸數(shù)量與汽缸總數(shù)量的比。作為示例,如果所有汽缸類似地操作,則在總共四個汽缸中包括一個degr汽缸的發(fā)動機(jī)將在25%egr下操作。雖然此布置在控制、硬件裝置等方面簡化了發(fā)動機(jī)操作,但是簡化的操作導(dǎo)致對系統(tǒng)的控制的普遍缺乏。例如,關(guān)鍵的缺點(diǎn)是不能降低輕負(fù)載下的egr率,其中燃燒穩(wěn)定性是一約束。缺少控制可不利的另一個示例是在瞬態(tài)條件期間,其中進(jìn)氣歧管中的充氣流的壓力能夠比(一個或多個)專用的egr汽缸的排氣歧管中的排氣的壓力更快地改變,諸如當(dāng)駕駛員松開(tipout)踏板使節(jié)氣門快速關(guān)閉時。在此示例中,所提供的egr分?jǐn)?shù)可在預(yù)期或期望的egr分?jǐn)?shù)上顯著增加。與預(yù)期或期望的egr分?jǐn)?shù)的偏差可導(dǎo)致不期望的工況,諸如汽缸失火和燃燒不穩(wěn)定性。由此,期望在輕負(fù)載和瞬態(tài)條件期間實現(xiàn)對專用的egr的控制,而實質(zhì)上不增加成本。
美國專利申請us2015/0369180教導(dǎo)了在其中即將發(fā)生、請求或啟動發(fā)動機(jī)關(guān)閉的情況下,在停用非degr汽缸和關(guān)閉發(fā)動機(jī)之前,可停止到(一個或多個)degr汽缸的燃料供給。此外,在發(fā)動機(jī)起動條件期間,可向非degr汽缸供應(yīng)燃料和火花,其中響應(yīng)于發(fā)動機(jī)達(dá)到穩(wěn)定速度,啟動(一個或多個)degr汽缸的激活。然而,本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到使用此方法的潛在問題。例如,在維持非degr汽缸的燃料供給的同時停止對degr汽缸的燃料供給可在車輛操作的一些條件下導(dǎo)致由于在其余的非degr汽缸中的不均勻點(diǎn)火間隔引起的噪聲、振動和不舒適性(nvh)約束增加。進(jìn)一步地,在一些示例中,車輛可在一定的發(fā)動機(jī)速度或負(fù)載下連續(xù)地操作,在該發(fā)動機(jī)速度或負(fù)載下使用degr進(jìn)行連續(xù)的發(fā)動機(jī)操作可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題,而不進(jìn)入發(fā)動機(jī)關(guān)閉狀態(tài)。在此示例中,除增加工況的噪聲、振動和不舒適性之外,使用非degr汽缸連續(xù)操作車輛可負(fù)面地影響燃料經(jīng)濟(jì)性。此外,在一些示例中,操作沒有egr的車輛可導(dǎo)致nox排放增加。
美國專利申請us2015/0136074教導(dǎo)了用于在減小的發(fā)動機(jī)負(fù)載條件期間加快混合動力車輛中的egr的清除(purging)的方法,其中由于lp-egr閥和燃燒室之間的大的運(yùn)輸延遲,egr可不如所需要的那樣快速地減小。清除的延遲可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性風(fēng)險。由此,如果車輛系統(tǒng)電池不能接受進(jìn)一步的充電,則us2015/0136074教導(dǎo)了響應(yīng)于減小的發(fā)動機(jī)負(fù)載條件而禁用發(fā)動機(jī)燃料供給,以及經(jīng)由電池功率推進(jìn)車輛。經(jīng)由馬達(dá)可使發(fā)動機(jī)未供以燃料地(unfueled)旋轉(zhuǎn),同時維持打開lp-egr閥和進(jìn)氣節(jié)氣門,以從egr系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)清除排氣殘余物。在另選的示例中,如果電池被認(rèn)為能夠接受進(jìn)一步的充電,則可通過以發(fā)電模式操作車輛,通過關(guān)閉egr閥并以大于需求扭矩的輸出扭矩操作發(fā)動機(jī),以及對系統(tǒng)電池充電,從而實現(xiàn)egr清除。在egr閥關(guān)閉且發(fā)動機(jī)處于操作的情況下,可快速地將egr從進(jìn)氣清除。但是,本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到使用此方法的潛在問題。例如,us2015/0136074沒有教導(dǎo)用于操作其中一個或多個汽缸包括degr汽缸的車輛的方法。另外,us2015/0136074沒有教導(dǎo)用于在減小的負(fù)載條件期間維持egr的方法,其中如果在發(fā)動機(jī)工作(engine-on)條件期間不能維持egr,則nox排放可增加。由此,本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到,可利用另選的方法,以便最大化燃料經(jīng)濟(jì)性和最小化燃燒穩(wěn)定性問題,同時維持低nox排放,特別是關(guān)于系統(tǒng)電池能夠接受進(jìn)一步充電的低負(fù)載事件。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本文本發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)了至少部分地解決上述問題的系統(tǒng)和方法。在一個示例中,上述問題可通過一種方法來解決,該方法包括將來自發(fā)動機(jī)的一個或多個汽缸的排氣再循環(huán)到剩余汽缸,同時不控制再循環(huán)的排氣的量;將發(fā)動機(jī)的功率輸出控制到期望功率以在車輛的車輪處遞送駕駛員需求功率;以及在發(fā)動機(jī)的輕負(fù)載下,將功率增加到超過期望功率,并且對車載能量存儲裝置再充電以將功率減小到期望功率,同時維持排氣再循環(huán)的量。在除了響應(yīng)在車輪處的駕駛員需求功率之外的操作模式中,例如在空轉(zhuǎn)速度控制期間,發(fā)動機(jī)功率被控制以實現(xiàn)期望的發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)速度。在另一種操作模式中,當(dāng)車輛速度控制是激活的時,發(fā)動機(jī)功率被控制以實現(xiàn)期望的車輛速度。
在一個示例中,該方法包括停止到將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個汽缸的燃料噴射;停止到剩余發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射;以及當(dāng)能量存儲裝置不能接受進(jìn)一步的能量存儲時,經(jīng)由來自車載能量存儲裝置的能量推進(jìn)車輛。此外,該方法包括當(dāng)能量存儲裝置的荷電狀態(tài)超過預(yù)定值時,中止來自能量存儲裝置的車輛推進(jìn),并且恢復(fù)對將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個汽缸的燃料供給。以這種方式,響應(yīng)于發(fā)動機(jī)的輕負(fù)載,且能量存儲裝置能夠接受進(jìn)一步的能量存儲的指示,可維持發(fā)動機(jī)操作,同時維持排氣再循環(huán)的量,因此在輕負(fù)載下減輕與連續(xù)的egr相關(guān)聯(lián)的潛在的燃燒穩(wěn)定性問題,并且通過維持egr附加地減少nox排放的增加。
當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖考慮時,本說明書的上述優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征將根據(jù)以下具體實施方式變得顯而易見。
應(yīng)當(dāng)理解,提供上面的發(fā)明內(nèi)容是為以簡化的形式介紹在具體實施方式中進(jìn)一步描述的所選概念。并非旨在確立所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征,所要求保護(hù)的主題的范圍由隨附權(quán)利要求唯一限定。此外,所要求保護(hù)的主題不限于解決上面或在本公開的任何部分提到的任何缺點(diǎn)的實施方式。
附圖說明
圖1示出包括提供給(donating)汽缸組的degr的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
圖2示出圖1的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的燃燒室的示意圖。
圖3示出混合動力電動車輛系統(tǒng)的示意圖。
圖4示出用于操作混合動力車輛發(fā)動機(jī)的高級示例方法的流程圖,其中發(fā)動機(jī)包括一個或多個degr汽缸。
圖5示出用于在發(fā)動機(jī)重新起動事件期間調(diào)節(jié)混合動力車輛發(fā)動機(jī)操作的高級示例方法的流程圖,其中發(fā)動機(jī)包括一個或多個degr汽缸。
圖6示出用于響應(yīng)于松開加速器踏板(tip-out)事件操作混合動力車輛發(fā)動機(jī)的高級示例方法的流程圖,其中發(fā)動機(jī)包括一個或多個degr汽缸。
圖7示出用于在需要發(fā)動機(jī)操作的條件下響應(yīng)于低于閾值的發(fā)動機(jī)負(fù)載或松開加速器踏板事件而操作包括一個或多個degr汽缸的混合動力車輛發(fā)動機(jī)的高級示例方法的流程圖。
圖8示出用于根據(jù)圖4至圖7中所描繪的方法操作包括一個或多個degr汽缸的混合動力車輛發(fā)動機(jī)的示例時間線。
具體實施方式
該詳細(xì)描述涉及用于操作混合動力車輛發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)和方法,其中發(fā)動機(jī)包括一個或多個degr汽缸。具體地,本說明書涉及在使用degr進(jìn)行的發(fā)動機(jī)操作可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題和/或噪聲、振動和不舒適性(nvh)水平增加的條件下控制發(fā)動機(jī)操作。該系統(tǒng)和方法可應(yīng)用于包括一個或多個非degr汽缸和一個或多個degr汽缸的車輛發(fā)動機(jī),諸如圖1中所描繪的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。圖2中描繪了對應(yīng)于圖1中所描繪的車輛發(fā)動機(jī)的汽缸中的一個的示例圖示。包括一個或多個degr汽缸的發(fā)動機(jī)可被配置在混合動力推進(jìn)系統(tǒng)內(nèi),諸如圖3中所示的混合動力推進(jìn)系統(tǒng)。響應(yīng)于其中使用degr進(jìn)行的發(fā)動機(jī)操作可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的條件,如果電池荷電高于閾值并且不需要發(fā)動機(jī)操作,則可禁用對發(fā)動機(jī)的燃料供給,并且車輛可在電池模式下操作,在所述池模式下,馬達(dá)扭矩用于根據(jù)圖4中所示的方法推進(jìn)車輛。另選地,圖4中所示的方法可用于將發(fā)動機(jī)負(fù)載增加到閾值以上,使得在電池荷電低于閾值荷電水平的條件下,degr的連續(xù)操作不會導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題,其中過量扭矩用于對車輛系統(tǒng)電池充電。如果停止車輛發(fā)動機(jī),則可根據(jù)圖5中所描繪的方法重新起動車輛發(fā)動機(jī),并且可包括根據(jù)是否指示重新起動事件包括熱起動或冷起動事件,差別地操作車輛發(fā)動機(jī)和混合動力馬達(dá)。響應(yīng)于突然的松開加速器踏板事件,如圖6的方法所示,假如不需要發(fā)動機(jī)操作,則發(fā)動機(jī)可快速關(guān)閉,并且可利用電池功率來推進(jìn)車輛。在由于使用degr的發(fā)動機(jī)的連續(xù)操作可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題,但仍需要發(fā)動機(jī)操作的示例條件中,根據(jù)圖7中所示的方法,可停用對degr汽缸的燃料供給,并且電動馬達(dá)可用于高頻消除由于不均勻的點(diǎn)火間隔引起的扭矩脈動。在圖8中示出用于根據(jù)圖4至圖7中所描繪的方法控制混合動力車輛中的發(fā)動機(jī)操作的時間線,其中發(fā)動機(jī)包括一個或多個degr汽缸。
圖1示意性地示出包括具有四個汽缸(1-4)的發(fā)動機(jī)10的示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的各方面。如本文詳細(xì)描述的,四個汽缸被布置為由非專用的egr汽缸1-3組成的第一汽缸組17,汽缸不將排氣再循環(huán)(導(dǎo)引)到進(jìn)氣歧管但僅到排氣通道;以及由專用的egr汽缸4組成的第二汽缸組18,其將排氣從第二汽缸組直接導(dǎo)引到進(jìn)氣歧管。參考圖2,提供了對發(fā)動機(jī)的每個燃燒室的詳細(xì)描述。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可耦接在車輛中,諸如被配置用于道路行駛的載客車輛。
在所描繪的實施例中,發(fā)動機(jī)10是耦接到渦輪增壓器13的增壓發(fā)動機(jī),渦輪增壓器13包括由渦輪76驅(qū)動的壓縮機(jī)74。具體地,新鮮空氣經(jīng)由空氣凈化器49沿進(jìn)氣通道42被引入發(fā)動機(jī)10中,并且流到壓縮機(jī)74。通過進(jìn)氣道42進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)的環(huán)境空氣的流速能夠至少部分地通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣節(jié)氣門20來控制。壓縮機(jī)74可以是任何合適的進(jìn)氣壓縮機(jī),諸如馬達(dá)驅(qū)動或驅(qū)動軸驅(qū)動的機(jī)械增壓器壓縮機(jī)。然而,在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中,壓縮機(jī)是經(jīng)由軸19機(jī)械地耦接到渦輪76的渦輪增壓器壓縮機(jī),渦輪76由膨脹的發(fā)動機(jī)排氣驅(qū)動。在一個實施例中,壓縮機(jī)和渦輪可耦接在雙渦流式渦輪增壓器內(nèi)。在另一個實施例中,渦輪增壓器可以是可變幾何渦輪增壓器(vgt),其中渦輪幾何形狀根據(jù)發(fā)動機(jī)速度而主動變化。
如圖1中所示,壓縮機(jī)74通過增壓空氣冷卻器78耦接到進(jìn)氣節(jié)氣門20。進(jìn)氣節(jié)氣門20耦接到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管25。壓縮的空氣充氣從壓縮機(jī)流過增壓空氣冷卻器和節(jié)氣門到達(dá)進(jìn)氣歧管。增壓空氣冷卻器可以是例如空氣-空氣或空氣-水熱交換器。在圖1中所示的實施例中,進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣充氣的壓力由歧管空氣壓力(map)傳感器27感測。壓縮機(jī)旁通閥(未示出)可串聯(lián)耦接在壓縮機(jī)74的進(jìn)口和出口之間。壓縮機(jī)旁通閥可以是正常關(guān)閉的閥,其被配置為在選擇的工況下打開以釋放過量的增壓壓力。例如,在減小的發(fā)動機(jī)速度條件期間可打開壓縮機(jī)旁通閥,以避免壓縮機(jī)喘振。
進(jìn)氣歧管25通過一系列進(jìn)氣門耦接到一系列燃燒室30(參見圖2)。燃燒室經(jīng)由一系列排氣門進(jìn)一步耦接到排氣歧管48(參見圖2)。在所描繪的實施例中,排氣歧管48包括多個排氣歧管區(qū)段,以使得來自不同燃燒室的流出物(effluent)能夠被引導(dǎo)到發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的不同位置。具體地,來自第一汽缸組17(汽缸1-3)的流出物在被排放控制裝置170的排氣催化劑處理之前被引導(dǎo)通過排氣歧管48的渦輪76。相比之下,來自第二汽缸組18(汽缸4)的排氣經(jīng)由通道50和排氣催化劑70導(dǎo)引回到進(jìn)氣歧管25。另選地,來自第二汽缸組的排氣的至少一部分經(jīng)由閥65和通道56被引導(dǎo)到排氣歧管48的渦輪76。通過調(diào)節(jié)閥65,可改變相對于進(jìn)氣歧管從汽缸4引導(dǎo)到排氣歧管的排氣的比例。在一些示例中,可省略閥65和通道56。在一個示例中,閥65可以是三通閥。在一個示例中,閥65可被調(diào)節(jié)成允許來自汽缸4的所有排氣到排氣歧管48。在另一個示例中,閥65可被調(diào)節(jié)成允許來自汽缸4的所有排氣到進(jìn)氣歧管25,同時阻止任何egr流到排氣歧管的。
排氣催化劑70被配置為水煤氣變換(wgs)催化劑。wgs催化劑70被配置為從來自汽缸4的接收在通道50中的富排氣產(chǎn)生氫氣。
通過捕集來自相應(yīng)汽缸中的燃燒事件的排氣,并且允許排氣在隨后的燃燒事件期間保持在相應(yīng)的汽缸中,汽缸1-4中的每個可包括內(nèi)部egr。通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣門和/或排氣門打開和/或關(guān)閉時間可改變內(nèi)部egr的量。例如,通過增加進(jìn)氣門和排氣門重疊,可在隨后的燃燒事件期間將附加的egr保持在汽缸中。僅經(jīng)由來自第二汽缸組18(在本文為汽缸4)和egr通道50的排氣流將外部egr提供到汽缸1-4。在另一個示例中,外部egr可僅被提供到汽缸1-3,而不提供到汽缸4。外部egr并非由來自汽缸1-3的排氣流提供。供。因此,在該示例中,汽缸4是發(fā)動機(jī)10的唯一外部egr源,并且因此在本文中也被稱為專用的egr汽缸(或?qū)S闷捉M)。汽缸1-3在本文中也被稱為非專用的egr汽缸組或非專用的egr汽缸。雖然當(dāng)前示例將專用的egr汽缸組示出為具有單個汽缸,但是應(yīng)當(dāng)理解,在另選的發(fā)動機(jī)配置中,專用的egr汽缸組可具有更多的發(fā)動機(jī)汽缸。
egr通道50可包括用于冷卻被遞送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置的egr的egr冷卻器45。另外,egr通道50可包括用于估計從第二汽缸組再循環(huán)到剩余發(fā)動機(jī)汽缸的排氣的空燃比的第一排氣傳感器59。第二排氣傳感器61可定位在第一汽缸組的排氣歧管區(qū)段的下游,用于估計第一汽缸組中的排氣的空燃比。在圖1的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中可包括另外的排氣傳感器。
通過富化(enrich)在汽缸4中燃燒的空氣-燃料混合物,可增加來自汽缸4的外部egr中的氫濃度。具體地,通過增加來自汽缸4的在通道50中接收的排氣的富集(richness)程度,可增加在wgs催化劑70處產(chǎn)生的氫氣的量。另外,可調(diào)節(jié)催化劑溫度,以便增加wgs催化劑70的效率。因此,為向發(fā)動機(jī)汽缸1-4提供氫富化的排氣,可調(diào)節(jié)第二汽缸組18的燃料供給,使得汽缸4被富化。在一個示例中,在發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性小于期望時的條件期間,可增加來自汽缸4的外部egr的氫濃度。該作用增加了外部egr中的氫濃度,并且其可改進(jìn)發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性,特別是在較低的發(fā)動機(jī)速度和負(fù)載(例如,空轉(zhuǎn))下。另外,在遇到任何燃燒穩(wěn)定性問題之前,與常規(guī)(較低氫濃度)egr相比,氫富化的egr允許在發(fā)動機(jī)中容許更高水平的egr。通過增加egr使用的范圍和量,可改進(jìn)發(fā)動機(jī)排放和發(fā)動機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性。
燃燒室30可被供應(yīng)一種或多種燃料,諸如汽油、醇燃料共混物、柴油、生物柴油、壓縮天然氣等。燃料可經(jīng)由噴射器66被供應(yīng)到燃燒室。燃料噴射器66可從燃料箱26抽吸燃料。在所描繪的示例中,燃料噴射器66被配置為用于直接噴射,但是在其他實施例中,燃料噴射器66可被配置為用于進(jìn)氣道噴射或節(jié)氣門體噴射。進(jìn)一步地,每個燃燒室可包括不同配置的一個或多個燃料噴射器,以使得每個汽缸能夠經(jīng)由直接噴射、進(jìn)氣道噴射、節(jié)氣門體噴射或其組合接收燃料。在燃燒室中,可經(jīng)由火花點(diǎn)火和/或壓縮點(diǎn)火來啟動燃燒。
來自排氣歧管48的排氣被引導(dǎo)到渦輪76以驅(qū)動渦輪。當(dāng)期望減小的渦輪扭矩時,可替代地引導(dǎo)一些排氣繞過渦輪而通過廢氣門(未示出)。然后,來自渦輪和排氣門的組合流流過排放控制裝置170。一般來講,一個或多個排放控制裝置170可包括被配置為催化地處理排氣流的一個或多個排氣后處理催化劑,并且從而減少排氣流中一種或多種物質(zhì)的量。例如,一種排氣后處理催化劑可被配置為在排氣流為貧時從排氣流捕集nox,并且在排氣流為富時減少捕集的nox。在其他實施例中,排氣后處理催化劑可被配置為歧化nox,或者在還原劑的幫助下選擇性地還原nox。在其他實施例中,排氣后處理催化劑可被配置為氧化排氣流中的殘余烴和/或一氧化碳。具有任何此功能的不同排氣后處理催化劑可在排氣后處理級(stage)中單獨(dú)或一起布置在涂層中或其他地方。在一些實施例中,排氣后處理級可包括被配置為捕集和氧化排氣流中的碳煙微粒的可再生碳煙過濾器。來自排放控制裝置170的經(jīng)處理的排氣的全部或一部分可經(jīng)由排氣導(dǎo)管35被釋放到大氣中。
發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)14??刂葡到y(tǒng)14包括控制器12,控制器12可以是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)或其中安裝有發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的車輛的任何電子控制系統(tǒng)??刂破?2可被配置為至少部分地基于來自發(fā)動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的一個或多個傳感器16的輸入來做出控制決策,并且可基于控制決策來控制致動器81。例如,控制器12可將計算機(jī)可讀指令存儲在存儲器中,并且可經(jīng)由指令的執(zhí)行來控制致動器81。示例傳感器包括map傳感器27、maf傳感器47、排氣溫度128和壓力傳感器129,以及氧傳感器24和61。示例致動器包括節(jié)氣門20、燃料噴射器66、專用汽缸組閥65等。可包括附加的傳感器和致動器,如圖2中所示??刂破?2中的存儲介質(zhì)只讀存儲器能夠用表示可由處理器執(zhí)行的指令的計算機(jī)可讀數(shù)據(jù)進(jìn)行編程,以用于執(zhí)行下面描述的方法以及預(yù)期但未具體列出的其他變型。本文參考圖4至圖7描述示例方法和程序。
參考圖2,包括多個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10由電子發(fā)動機(jī)控制器12控制,其中多個汽缸中的一個汽缸在圖1中示出。發(fā)動機(jī)10包括燃燒室30和汽缸壁32,其中活塞36定位在汽缸壁32中并且連接到曲軸40。飛輪97和環(huán)形齒輪99耦接到曲軸40。起動機(jī)96包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可選擇性地推進(jìn)小齒輪95,從而接合環(huán)形齒輪99。起動機(jī)96可直接地安裝到發(fā)動機(jī)的前部或發(fā)動機(jī)的后部。在一些示例中,起動機(jī)96可經(jīng)由皮帶或鏈條選擇性地將扭矩供應(yīng)到曲軸40。燃燒室30被示出為經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進(jìn)氣門和排氣門可由進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進(jìn)氣凸輪51的位置可由進(jìn)氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可由排氣凸輪傳感器57確定。
所示燃料噴射器66被定位成將燃料直接噴射到燃燒室30中,這是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的直接噴射。另選地,燃料可被噴射到進(jìn)氣道,這是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的進(jìn)氣道噴射。燃料噴射器66與來自控制器12的信號fpw的脈沖寬度成比例地遞送液體燃料。通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)將燃料遞送到燃料噴射器66。從響應(yīng)于控制器12的驅(qū)動器68向燃料噴射器66供應(yīng)操作電流。另外,所示進(jìn)氣歧管44與任選的電子節(jié)氣門62連通,電子節(jié)氣門62調(diào)節(jié)節(jié)流板64的位置以控制從空氣進(jìn)氣口42到進(jìn)氣歧管44的空氣流。在一個示例中,可使用低壓直接噴射系統(tǒng),其中燃料壓力能夠升高到大約20巴至30巴。另選地,高壓、雙級的燃料系統(tǒng)可用于產(chǎn)生更高的燃料壓力。在一些示例中,節(jié)氣門62和節(jié)流板64可定位在進(jìn)氣門52和進(jìn)氣歧管44之間,使得節(jié)氣門62為端口節(jié)氣門。
響應(yīng)于控制器12,無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)88經(jīng)由火花塞92將點(diǎn)火火花提供到燃燒室30。所示通用排氣氧(uego)傳感器126耦接到排放控制裝置170上游的排氣歧管48。另選地,雙態(tài)排氣氧傳感器可代替ufeg傳感器126。排放控制裝置170可如上面關(guān)于圖1所述的那樣進(jìn)行配置。
控制器12在圖2中被示為常規(guī)微型計算機(jī),其包括:微處理器單元(cpu)102、輸入/輸出端口(i/o)104、只讀存儲器(rom)106、隨機(jī)存取存儲器(ram)108、?;畲鎯ζ?kam)110和常規(guī)數(shù)據(jù)總線。所示控制器12接收來自耦接到發(fā)動機(jī)10的傳感器的各種信號,除前面討論的那些信號之外,還包括:來自耦接到冷卻套管115的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ect);耦接到加速器踏板130的位置傳感器134,用于感測由腳132施加的力;來自耦接到進(jìn)氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動機(jī)歧管壓力(map)的測量值;來自感測曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器119的發(fā)動機(jī)位置傳感器;來自傳感器121的進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣質(zhì)量的測量值;以及來自傳感器58的節(jié)氣門位置的測量值。大氣壓力也可被感測(未示出的傳感器),以由控制器12進(jìn)行處理。在本說明書的優(yōu)選方面中,對于曲軸的每轉(zhuǎn),發(fā)動機(jī)位置傳感器119產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖,根據(jù)其能夠確定發(fā)動機(jī)速度(rpm)。
在一些示例中,發(fā)動機(jī)可耦接到如圖3中所示的混合動力車輛中的電動馬達(dá)/電池系統(tǒng),或者配備有高壓起動機(jī)系統(tǒng)(未示出)的停止/起動車輛。
在操作期間,發(fā)動機(jī)10內(nèi)的每個汽缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán):該循環(huán)包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。一般來講,在進(jìn)氣沖程期間,排氣門54關(guān)閉,并且進(jìn)氣門52打開。空氣經(jīng)由進(jìn)氣歧管44被引入燃燒室30中,并且活塞36移動到汽缸的底部,以便增加燃燒室30內(nèi)的容積?;钊?6在汽缸的底部附近并且在其沖程結(jié)束時的位置(例如,當(dāng)燃燒室30處于其最大容積時)通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為下止點(diǎn)(bdc)。在壓縮沖程期間,進(jìn)氣門52和排氣門54被關(guān)閉?;钊?6朝汽缸蓋移動,以便壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣?;钊?6在其沖程結(jié)束時并且最靠近汽缸蓋的點(diǎn)(例如,當(dāng)燃燒室30處于其最小容積時)通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為上止點(diǎn)(tdc)。在下文被稱為噴射的過程中,燃料被引入燃燒室中。在下文被稱為點(diǎn)火的過程中,噴射的燃料被點(diǎn)火裝置,諸如火花塞92點(diǎn)燃,從而導(dǎo)致燃燒。在膨脹沖程期間,膨脹氣體推動活塞36回到bdc。曲軸40將活塞移動轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最終,在排氣沖程期間,排氣門54打開以將燃燒的空氣燃料混合物釋放到排氣歧管48,并且活塞回到tdc。需注意,上述描述僅僅是示例,并且進(jìn)氣門和排氣門打開和/或關(guān)閉正時可變化,諸如以提供正的或負(fù)的氣門重疊、遲進(jìn)氣門關(guān)閉或各種其他示例。
圖3描繪用于車輛的混合動力推進(jìn)系統(tǒng)300。在所描繪的實施例中,車輛是混合動力電動車輛(hev)。為簡單和清楚起見,本文的描述將集中于在hev中用一個或多個degr汽缸控制發(fā)動機(jī)操作,然而應(yīng)當(dāng)理解,對于該描述,hev的使用并非意味著以任何方式進(jìn)行限制。例如,在不偏離本公開的范圍的情況下,本文所描繪的方法可應(yīng)用于在飛輪混合動力或液壓混合動力中使用一個或多個degr汽缸控制發(fā)動機(jī)操作,在飛輪混合動力中,使用機(jī)械飛輪存儲裝置代替電池,在液壓混合動力中,能量存儲在壓力蓄積器中而不是電池中。
推進(jìn)系統(tǒng)300包括具有多個汽缸30的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10。燃料可以從包括一個或多個燃料箱、一個或多個燃料泵和噴射器66的燃料系統(tǒng)(未示出)提供到發(fā)動機(jī)10的每個汽缸。
發(fā)動機(jī)10經(jīng)由扭矩輸入軸318將動力遞送到變速器344。在所描繪的示例中,變速器344是包括行星齒輪組322和一個或多個旋轉(zhuǎn)齒輪元件的動力分配(power-plit)變速器(或驅(qū)動橋)。變速器344進(jìn)一步包括發(fā)電機(jī)324和電動馬達(dá)326。發(fā)電機(jī)324和電動馬達(dá)326也可被稱為電機(jī),因為它們中的每個可作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)操作。扭矩從變速器344輸出,用于經(jīng)由動力分配裝置傳動裝置(powertransfergearing)334、扭矩輸出軸319和差速器-輪軸(axle)組件336來推進(jìn)車輛牽引車輪352。
發(fā)電機(jī)324可驅(qū)動地連接到電動馬達(dá)326,使得使用來自在本文中被描繪為電池354的電能存儲裝置的電能,可以操作發(fā)電機(jī)324和電動馬達(dá)326中的每個。在一些實施例中,能量轉(zhuǎn)換裝置諸如逆變器可耦接在電池和馬達(dá)之間,以將電池的dc輸出轉(zhuǎn)換為ac輸出,以供馬達(dá)使用。然而,在另選的實施例中,逆變器可被配置在電動馬達(dá)中。
電動馬達(dá)326可以以再生模式,即作為發(fā)電機(jī)操作,以從車輛運(yùn)動和/或發(fā)動機(jī)吸收能量,并且將吸收的動能轉(zhuǎn)換為適于存儲在電池354中的能量形式。此外,電動馬達(dá)326可根據(jù)需要作為馬達(dá)或發(fā)電機(jī)操作,以增大或吸收由發(fā)動機(jī)提供的扭矩。
行星齒輪組322包括環(huán)形齒輪342、太陽齒輪343和行星齒輪托架組件346。環(huán)形齒輪和太陽齒輪可經(jīng)由托架耦接到彼此。行星齒輪組322的第一輸入側(cè)耦接到發(fā)動機(jī)10,而行星齒輪組322的第二輸入側(cè)耦接到發(fā)電機(jī)324。行星齒輪組的輸出側(cè)經(jīng)由包括一個或多個嚙合的齒輪元件360-368的動力分配裝置傳動裝置334耦接到車輛牽引車輪352。在一個示例中,嚙合的齒輪元件360-368可以是步進(jìn)變速(stepratio)齒輪,其中托架組件346可將扭矩分配到步進(jìn)變速齒輪。齒輪元件362、364和366安裝在中間軸(countershaft)317上,其中齒輪元件364接合電動馬達(dá)驅(qū)動的齒輪元件370。電動馬達(dá)326驅(qū)動齒輪元件370,齒輪元件370用作用于中間軸傳動裝置的扭矩輸入。以這種方式,行星齒輪托架346(并且因此發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī))可經(jīng)由一個或多個齒輪元件耦接到車輛車輪和馬達(dá)?;旌蟿恿ν七M(jìn)系統(tǒng)300可在包括全混合動力系統(tǒng)的各種實施例中操作,其中車輛僅由發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)協(xié)作地驅(qū)動,僅由電動馬達(dá)驅(qū)動或其組合驅(qū)動。另選地,也可采用輔助或輕度混合動力實施例,其中發(fā)動機(jī)是扭矩的主要來源,并且電動馬達(dá)在特定條件期間,諸如在踩加速器踏板事件期間,選擇性地添加扭矩。
例如,車輛可以在發(fā)動機(jī)模式中被驅(qū)動,其中發(fā)動機(jī)10結(jié)合發(fā)電機(jī)(其向行星齒輪組提供反作用扭矩并允許凈行星輸出扭矩用于推進(jìn))操作,并且用作用于為車輪352提供動力的主要扭矩源,(如果在馬達(dá)驅(qū)動(motoring)模式下,發(fā)電機(jī)也可向車輪提供扭矩)。在所述發(fā)動機(jī)模式期間,燃料可經(jīng)由燃料噴射器66從燃料箱被供應(yīng)到發(fā)動機(jī)10,使得發(fā)動機(jī)能夠供以燃料地旋轉(zhuǎn),以提供用于推進(jìn)車輛的扭矩。具體地,發(fā)動機(jī)動力被遞送到行星齒輪組的環(huán)形齒輪。同時,發(fā)電機(jī)向太陽齒輪343提供扭矩,從而產(chǎn)生到發(fā)動機(jī)的反作用扭矩。因此,扭矩通過行星齒輪托架輸出到中間軸317上的齒輪362、364、366,中間軸317繼而將動力遞送到車輪352。另外,發(fā)動機(jī)能夠被操作以輸出比用于推進(jìn)所需的更多的扭矩,在這種情況下,附加動力被發(fā)電機(jī)吸收(在發(fā)電模式中),以對電池354充電,或者為其他車輛負(fù)載供應(yīng)電功率。
在另一個示例中,車輛可以在輔助模式中被驅(qū)動,其中發(fā)動機(jī)10被操作并且用作用于為車輪352提供動力的主要的扭矩源,并且電動馬達(dá)用作附加的扭矩源以與發(fā)動機(jī)10協(xié)作并補(bǔ)充發(fā)動機(jī)10提供的扭矩。在輔助模式期間,如在發(fā)動機(jī)模式中一樣,燃料被供應(yīng)到發(fā)動機(jī)10以便使發(fā)動機(jī)供以燃料地旋轉(zhuǎn)并且向車輛車輪提供扭矩。
在另一個示例中,車輛可以在發(fā)動機(jī)關(guān)閉或電動模式中被驅(qū)動,其中電池供電的電動馬達(dá)326被操作,并且用作用于驅(qū)動車輪352的唯一的扭矩源。由此,在電動模式期間,不管發(fā)動機(jī)是否旋轉(zhuǎn),都沒有燃料被噴射到發(fā)動機(jī)10中。例如在制動、低速、低負(fù)載期間,在交通燈處停止時等可使用電動模式。具體地,馬達(dá)動力被遞送到齒輪元件370,齒輪元件370繼而驅(qū)動中間軸317上的齒輪元件,并且在其上驅(qū)動車輪352。
推進(jìn)系統(tǒng)300可進(jìn)一步包括控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)包括控制器12,控制器12被配置為從多個傳感器16(本文描述了其各種示例)接收信息,并且將控制信號發(fā)送到多個致動器81(本文描述了其各種示例)。作為一個示例,傳感器16可包括各種壓力和溫度傳感器、燃料水平傳感器、各種排氣傳感器等。各種致動器可包括,例如齒輪組、汽缸燃料噴射器(未示出)、耦接到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管(未示出)的進(jìn)氣節(jié)氣門等。圖1至圖2中詳細(xì)闡述了附加的傳感器和致動器??刂破?2可接收來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù),處理該輸入數(shù)據(jù),并且響應(yīng)于處理的輸入數(shù)據(jù)、基于對應(yīng)于一個或多個程序的在其中編程的指令或代碼而觸發(fā)致動器。本文關(guān)于圖4至圖7描述了示例控制程序。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4,示出了用于操作混合動力車輛發(fā)動機(jī)的高級示例方法400的流程圖,其中發(fā)動機(jī)包括一個或多個專用的egr(degr)汽缸。更具體地,方法400可用于指示是否指示了松開加速器踏板事件,或者車輛是否在低負(fù)載下操作,其中由于燃燒穩(wěn)定性問題,不期望使用degr進(jìn)行連續(xù)的發(fā)動機(jī)操作。響應(yīng)于未指示松開加速器踏板事件的低負(fù)載條件,如果電池荷電狀態(tài)大于閾值,并且如果不需要發(fā)動機(jī)操作,則可在中斷(discontinue)發(fā)動機(jī)操作的同時經(jīng)由電池功率推進(jìn)車輛。另選地,如果電池荷電狀態(tài)低于閾值,則可繼續(xù)發(fā)動機(jī)操作,可增加發(fā)動機(jī)負(fù)載(或者在部分松開加速器踏板期間,不一直減少到降低車輪功率所需的負(fù)載和速度),并且過量扭矩用于對電池充電。以這種方式,在不期望被配置有一個或多個degr汽缸的發(fā)動機(jī)的未減輕的連續(xù)操作的情況下,可采取動作,使得可避免燃燒穩(wěn)定性問題。通過將專用的egr發(fā)動機(jī)與混合動力傳動系統(tǒng)組合,可因此改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性,同時避免在低負(fù)載下與專用的egr相關(guān)聯(lián)的問題。將參考本文描述的并且在圖1至圖3中示出的系統(tǒng)來描述方法400,但是應(yīng)當(dāng)理解,在不偏離本公開的范圍的情況下,可將類似的方法應(yīng)用到其他系統(tǒng)。方法400可通過控制器諸如圖1中的控制器12實施,并且可作為非暫時性存儲器中的可執(zhí)行指令存儲在控制器處?;诖鎯υ诳刂破鞯拇鎯ζ魃系闹噶睿⑶医Y(jié)合從發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖1至圖3所述的傳感器)接收的信號,可通過控制器執(zhí)行用于實施方法400和包括在本文中的其余方法的指令。根據(jù)下面的方法,控制器可采用燃料系統(tǒng)致動器,諸如燃料噴射器(例如,66),火花塞(例如,92),進(jìn)氣節(jié)氣門(例如,20)等。
方法400在402處開始,并且包括估計和/或測量發(fā)動機(jī)工況和車輛操作參數(shù)。例如,可估計和/或測量制動踏板位置、加速器踏板位置、操作者扭矩需求、電池荷電狀態(tài)(soc)、發(fā)動機(jī)溫度(teng)、環(huán)境溫度和濕度、大氣壓力(bp)等。在一個示例中,混合動力車輛系統(tǒng)是動力分配混合動力的。然而,如上面關(guān)于圖3所述,在其他示例中,在不偏離本公開的范圍的情況下,混合動力車輛系統(tǒng)可包括飛輪混合動力或液壓混合動力。
前進(jìn)到404,基于估計的工況可確定車輛操作模式。例如,至少基于估計的駕駛員扭矩需求和電池soc,可確定車輛是否將以純發(fā)動機(jī)模式(其中發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輛車輪)、輔助模式(其中電池輔助發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輛)或純電動模式(其中僅電池驅(qū)動車輛)進(jìn)行操作。在一個示例中,如果需求的扭矩能夠僅由電池提供,如下面更詳細(xì)討論的,則車輛可以以純電動模式操作。在另一個示例中,如果需求的扭矩不能僅由電池提供,則車輛可在發(fā)動機(jī)模式下或在輔助模式下操作。因此,車輛可以以確定的操作模式操作。
繼續(xù)到406,可確認(rèn)車輛是否處于發(fā)動機(jī)運(yùn)行(engine-on)模式。例如,可確認(rèn)車輛以純發(fā)動機(jī)模式操作,其中車輛僅用發(fā)動機(jī)扭矩推進(jìn)。另選地,可確認(rèn)車輛在輔助模式下操作,并且車輛至少部分地用發(fā)動機(jī)扭矩推進(jìn)。如果未確認(rèn)發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式,則方法400可前進(jìn)到408。在408處,方法400可包括指示是否滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。例如,響應(yīng)于電池soc低于閾值荷電水平、接收到乘客的加熱或空氣調(diào)節(jié)的請求、操作者扭矩需求大于閾值量等中的一個或多個,可滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。如果在408處未滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件,則方法400可前進(jìn)到409。在409處,方法400可包括維持當(dāng)前車輛操作狀態(tài)。例如,發(fā)動機(jī)可維持關(guān)閉,并且車輛可經(jīng)由電池功率繼續(xù)操作。在另一個示例中,如果車輛未處于操作中,例如車輛處于熄火狀態(tài),則發(fā)動機(jī)可類似地維持關(guān)閉,直到滿足重新起動條件。另選地,如果在408處指示滿足重新起動條件,則方法400可前進(jìn)到圖5中所描繪的方法500,其中可確定發(fā)動機(jī)重新起動事件是否包括熱起動或冷起動事件,其中在重新起動期間的發(fā)動機(jī)操作可如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。
返回到406,如果指示車輛處于發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式,則方法400可前進(jìn)到410。在410處,方法400可包括指示是否指示松開加速器踏板事件。松開加速器踏板事件指示駕駛員需求較少的功率或車輛減速,并且可通過制動車輛、提離(liftingoff)加速踏板(gaspedal)或制動和/或提離加速踏板的組合來指示。如果指示松開加速器踏板事件,則方法400可前進(jìn)到圖6中所描繪的方法600,其中可進(jìn)行發(fā)動機(jī)關(guān)閉,以避免進(jìn)氣歧管中的egr的百分比快速增加。
在410處,如果未指示松開加速器踏板事件,則方法400可前進(jìn)到412。在412處,方法400可包括指示發(fā)動機(jī)扭矩需求是否小于閾值扭矩需求(預(yù)選負(fù)載)。例如,閾值扭矩需求可包括其中專用的egr量可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的發(fā)動機(jī)負(fù)載。閾值扭矩需求可包括大于松開加速器踏板事件的扭矩水平預(yù)定量的扭矩水平。由此,車輛操作者可請求低于閾值扭矩需求但是大于松開加速器踏板事件的扭矩水平。此外,轉(zhuǎn)變到低于閾值扭矩需求的扭矩需求水平可比響應(yīng)于松開加速器踏板事件而發(fā)生的扭矩需求的轉(zhuǎn)變更平緩。
在412處,如果發(fā)動機(jī)扭矩需求不小于閾值扭矩需求,并且在410出未指示松開加速器踏板事件,則方法400可以前進(jìn)到414。在414處,方法400可包括維持發(fā)動機(jī)操作參數(shù)。例如,如果車輛以純發(fā)動機(jī)模式操作,其中僅用發(fā)動機(jī)扭矩推進(jìn)車輛,則車輛可維持在此操作狀態(tài)中。另選地,如果車輛以輔助模式操作,其中車輛至少部分地通過發(fā)動機(jī)扭矩操作,則車輛可維持在此操作狀態(tài)。此外,當(dāng)車輛以發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式操作時,可連續(xù)地監(jiān)測車輛是否指示松開加速器踏板事件,或者發(fā)動機(jī)扭矩需求是否已經(jīng)下降到閾值扭矩需求以下。
在412處,如果指示發(fā)動機(jī)扭矩需求低于閾值扭矩需求,則方法400可前進(jìn)到416。如上面簡要描述的,如果發(fā)動機(jī)扭矩需求下降到閾值扭矩需求以下,則使用專用的egr的發(fā)動機(jī)的連續(xù)操作可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題。由此,在混合動力車輛中,當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩需求低于閾值扭矩需求時,可采取緩解動作以防止與使用專用的egr進(jìn)行的連續(xù)發(fā)動機(jī)操作相關(guān)聯(lián)的問題。因此,在416處,方法400可包括估計和/或測量電池soc(能量存儲容量),以及將估計和/或測量的soc與閾值荷電水平(預(yù)定量)進(jìn)行比較。如果混合動力車輛包括飛輪混合動力或液壓混合動力,則在416處,方法400可包括估計和/或測量存儲在飛輪中的能量水平或壓力蓄積的量,并且將相應(yīng)的能量/壓力水平與它們的相應(yīng)的閾值荷電水平進(jìn)行比較。在本文所述的包括hev的示例中,閾值荷電可被定義為其中電池不能夠接受進(jìn)一步的充電的電池荷電狀態(tài)。在416處,如果指示電池soc大于閾值荷電水平,則方法400可前進(jìn)到418。
在418處,可指示是否需要發(fā)動機(jī)操作。在一些示例中,如果車輛操作者已經(jīng)請求車輛艙室加熱或車輛艙室空氣調(diào)節(jié),則可需要發(fā)動機(jī)操作。如果需要發(fā)動機(jī)操作,則方法400可前進(jìn)到圖7中所描繪的方法700,并且可包括關(guān)閉用于degr汽缸的燃料噴射器,如在其中進(jìn)一步詳細(xì)描述的。另選地,如果在418處未指示需要發(fā)動機(jī)操作,則方法400可前進(jìn)到420。
在420處,方法400可包括禁用發(fā)動機(jī)的燃料供給。在420處禁用發(fā)動機(jī)燃料供給可包括停止到發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,以及中斷火花。此外,在420處,可操作混合動力車輛系統(tǒng)的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。因此,可使用馬達(dá)扭矩而不是發(fā)動機(jī)扭矩,全部通過來自能量存儲裝置(例如,電池)的能量來推進(jìn)車輛。通過使用馬達(dá)扭矩推進(jìn)車輛,可在低于閾值扭矩需求的扭矩需求下避免燃燒不穩(wěn)定性問題。如上所述,在飛輪混合動力或液壓混合動力的情況下,可分別經(jīng)由存儲在飛輪中的能量或者經(jīng)由存儲在壓力蓄積器中的能量,而不是經(jīng)由存儲在電池中的能量來提供扭矩。為簡單起見,將避免進(jìn)一步參考飛輪和/或液壓混合動力技術(shù),而是參考混合動力電動車輛。然而,應(yīng)當(dāng)理解,在不偏離本公開的范圍的情況下,下面描繪的任何示例可包括飛輪混合動力或液壓混合動力技術(shù)。前進(jìn)到422,為加快清除進(jìn)氣歧管中剩余的egr,方法400包括經(jīng)由馬達(dá)/發(fā)電機(jī)未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)。例如,發(fā)動機(jī)可經(jīng)由馬達(dá)/發(fā)電機(jī)未供以燃料地旋轉(zhuǎn)達(dá)額外的1秒至3秒。另外,在通過進(jìn)氣節(jié)氣門調(diào)整供應(yīng)到進(jìn)氣歧管的空氣的情況下,可完全打開進(jìn)氣通道中的進(jìn)氣節(jié)氣門。通過在旋轉(zhuǎn)期間完全打開進(jìn)氣節(jié)氣門,專用的egr系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)可以被清除排氣殘余物并且被補(bǔ)充新鮮的進(jìn)氣空氣。通過從進(jìn)氣系統(tǒng)和egr系統(tǒng)清除排氣殘余物,可避免與隨后的發(fā)動機(jī)重新起動相關(guān)聯(lián)的燃燒穩(wěn)定性問題。
經(jīng)由馬達(dá)旋轉(zhuǎn)未供以燃料的發(fā)動機(jī)包括使用來自系統(tǒng)電池的電能來操作發(fā)電機(jī),以使發(fā)動機(jī)以所選的發(fā)動機(jī)速度旋轉(zhuǎn)。在關(guān)閉燃料噴射器之前,發(fā)動機(jī)可以以基于發(fā)動機(jī)速度的所選的發(fā)動機(jī)速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。例如,控制器可操作發(fā)電機(jī)以在禁用燃料噴射器前一刻維持發(fā)動機(jī)正在旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)速度。作為另一個示例,發(fā)電機(jī)可使未供以燃料的發(fā)動機(jī)以一定的發(fā)動機(jī)速度旋轉(zhuǎn),該發(fā)動機(jī)速度是在禁用燃料噴射器前一刻發(fā)動機(jī)正在旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)速度的函數(shù)(例如,分?jǐn)?shù)(fraction))。另選地,所選的發(fā)動機(jī)速度可以是對于發(fā)動機(jī)和變速器兩者都有效的速度。由此,完全清除egr所需的清除時間將是發(fā)動機(jī)速度和節(jié)氣門位置的函數(shù)。
在另選的示例中,發(fā)動機(jī)可以以基于車輛速度的速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。例如,發(fā)動機(jī)速度可被設(shè)置為以查找表存儲在控制器的存儲器中的可校準(zhǔn)速度,所述查找表作為車輛速度的函數(shù)被訪問。在另一個示例中,發(fā)動機(jī)可以以基于車輛速度和行星齒輪變速器的旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速度(或旋轉(zhuǎn)速度極限)的速度旋轉(zhuǎn)??烧{(diào)節(jié)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)設(shè)置以使發(fā)動機(jī)能夠經(jīng)由馬達(dá)扭矩以所選的發(fā)動機(jī)速度旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中,可操作發(fā)電機(jī)和馬達(dá)中的每個以使發(fā)動機(jī)以所選的發(fā)動機(jī)速度旋轉(zhuǎn)。在其他實施例中,可僅需要操作發(fā)電機(jī)。
在另一個示例中,發(fā)動機(jī)可以以對應(yīng)于至少發(fā)動機(jī)的起動轉(zhuǎn)動(cranking)速度的發(fā)動機(jī)速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。除加快egr清除之外,這還允許發(fā)動機(jī)在駕駛員改變想法操作的情況下(諸如,在操作者在發(fā)動機(jī)扭矩需求下降到低于閾值之后不久增加需求的發(fā)動機(jī)扭矩的情況下)快速地重新起動。例如,響應(yīng)于操作者改變想法的指示,控制器可開始為發(fā)動機(jī)供以燃料并且從起動轉(zhuǎn)動速度開始向上旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī),以便滿足操作者扭矩需求。
在其他示例中,發(fā)動機(jī)可以以允許盡可能快地清除egr的發(fā)動機(jī)速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。在本文,可基于每次減小的發(fā)動機(jī)扭矩需求(例如,每次操作者松開加速器踏板)的進(jìn)氣egr水平選擇發(fā)動機(jī)速度。例如,發(fā)動機(jī)速度可瞬時地升高到最大允許發(fā)動機(jī)速度,該最大允許發(fā)動機(jī)速度不影響扭矩輸出,但是允許盡可能快地清除egr。在另一個示例中,發(fā)動機(jī)可以以允許以較慢的速率清除egr的發(fā)動機(jī)速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。
在進(jìn)一步的示例中,代替使發(fā)動機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)直到egr被清除,發(fā)動機(jī)可經(jīng)由發(fā)電機(jī)而間歇地未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。例如,在下坡行駛期間,發(fā)動機(jī)可經(jīng)由發(fā)電機(jī)未供以燃料地脈動以清除egr。
在424處,方法400包括指示egr是否已經(jīng)從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管充分地清除。例如,可確定進(jìn)氣中的egr(流量、量、濃度、水平等)是否低于閾值。在一個示例中,進(jìn)氣氧傳感器(諸如圖1的傳感器24)可用于估計進(jìn)氣中的egr的濃度。其中,進(jìn)氣氧濃度的下降可用于推斷egr稀釋遞送的增加。在一個示例中,閾值可基于在低發(fā)動機(jī)負(fù)載條件下的發(fā)動機(jī)的egr容限。
如果egr不低于閾值,則控制器可繼續(xù)經(jīng)由馬達(dá)/發(fā)電機(jī)未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī),直到egr被充分地清除。如果egr低于閾值,則在426處,程序包括使發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)至靜止。例如,發(fā)動機(jī)可經(jīng)由馬達(dá)/電機(jī)旋轉(zhuǎn)至靜止,并且此后可維持發(fā)動機(jī)關(guān)閉,直到滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。同時,車輛可使用馬達(dá)扭矩繼續(xù)被推進(jìn)。由此,這允許重新設(shè)置egr率(例如,設(shè)置為零),使得當(dāng)重新起動發(fā)動機(jī)時,燃燒穩(wěn)定性問題可不會由于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中的殘余egr而加劇。
繼續(xù)到428,如上面關(guān)于方法400的步驟408所述,響應(yīng)于電池soc低于閾值荷電水平、加熱或空氣調(diào)節(jié)請求、扭矩需求大于閾值量等,可滿足重新起動條件。在一個示例中,在經(jīng)由馬達(dá)扭矩推進(jìn)車輛期間,響應(yīng)于電池的荷電狀態(tài)超過閾值荷電水平(例如,預(yù)定值或第二閾值soc)的指示,重新起動條件可包括中止來自電池(或其他能量存儲裝置)的車輛推進(jìn),并且恢復(fù)對將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個汽缸的燃料供給,同時通過根據(jù)圖4中所描繪的且在圖8中進(jìn)一步描述的方法對系統(tǒng)電池充電,可將發(fā)動機(jī)負(fù)載快速地增加到閾值扭矩需求之上。
如果不滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件,則方法400可包括維持車輛操作狀態(tài),車輛操作狀態(tài)可包括經(jīng)由馬達(dá)扭矩繼續(xù)推進(jìn)車輛,或者如果在某一時刻檢測到車輛關(guān)閉事件,則在車輛關(guān)閉條件期間維持發(fā)動機(jī)關(guān)閉,直到滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。
如果在428處滿足重新起動條件,則方法400可前進(jìn)到圖5中所描繪的方法500,其中可確定發(fā)動機(jī)重新起動事件是否包括熱起動或冷起動事件,其中在重新起動期間的發(fā)動機(jī)操作可如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。
返回到416,如果電池soc被指示為低于閾值荷電水平,則可確定電池能夠接受進(jìn)一步的充電。因此,在430處,方法400可包括在發(fā)動機(jī)輸出扭矩大于需求扭矩的情況下繼續(xù)未供以燃料的發(fā)動機(jī)操作。由此,系統(tǒng)電池可通過大于需求扭矩的發(fā)動機(jī)輸出扭矩來充電。對電池充電可包括使用過量的發(fā)動機(jī)輸出扭矩來操作發(fā)電機(jī),該發(fā)電機(jī)耦接到電池。例如,發(fā)動機(jī)可在其中專用的egr不導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定性問題的扭矩和負(fù)載的水平下操作。在一些示例中,扭矩水平可以是扭矩的預(yù)定閾值水平。
前進(jìn)到432,當(dāng)發(fā)動機(jī)在過量扭矩用于對電池充電的情況下以高于需求扭矩的扭矩水平操作時,可監(jiān)測電池soc。如果在432處指示電池soc達(dá)到閾值電池soc,所述閾值soc包括其中電池不能夠接受進(jìn)一步充電的充電水平,則方法400可前進(jìn)到418,并且可包括指示是否需要發(fā)動機(jī)操作。如上所述,如果車輛操作者已經(jīng)請求例如加熱或空氣調(diào)節(jié),則可需要發(fā)動機(jī)操作。如果需要發(fā)動機(jī)操作,則方法400可前進(jìn)到方法700,其中可停止degr汽缸的燃料供給,如在其中進(jìn)一步詳述的。如果在418處未指示需要發(fā)動機(jī)操作,則方法400可前進(jìn)到420,并且可包括禁用發(fā)動機(jī)的燃料供給,并且使用馬達(dá)扭矩而不是發(fā)動機(jī)扭矩推進(jìn)車輛。在420處禁用對發(fā)動機(jī)的燃料供給之后,方法400可如上所述前進(jìn)。為避免冗余,將不在這里完全詳細(xì)重復(fù)該方法的每個步驟,但是應(yīng)當(dāng)理解,從420繼續(xù)的每個步驟可包括上面詳細(xì)描述的方法400的所有方面。簡而言之,當(dāng)電池荷電已經(jīng)增加到其中進(jìn)一步充電是不可能的水平時,使用馬達(dá)扭矩推進(jìn)車輛可避免在低于閾值扭矩水平的扭矩需求下的燃燒不穩(wěn)定性問題。為快速清除進(jìn)氣歧管中的剩余egr,發(fā)動機(jī)可在進(jìn)氣節(jié)氣門完全打開的情況下未供以燃料地旋轉(zhuǎn),以用新鮮的進(jìn)氣空氣補(bǔ)充專用的egr系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)。響應(yīng)于已經(jīng)從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管充分清除egr的指示,發(fā)動機(jī)可經(jīng)由馬達(dá)旋轉(zhuǎn)至靜止,并且此后維持關(guān)閉,直到滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。如果滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件,則方法400可前進(jìn)到圖5中所描繪的方法500,其中可確定發(fā)動機(jī)重新起動事件是否包括熱起動或冷起動事件,其中在重新起動期間的發(fā)動機(jī)操作可如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。
返回到432,如果在對電池充電的同時以高于扭矩需求的扭矩水平操作發(fā)動機(jī)期間指示電池soc還未達(dá)到電池不能夠接受進(jìn)一步的充電的閾值soc,則方法400可前進(jìn)到434。在434處,方法400可包括指示發(fā)動機(jī)扭矩需求是否保持小于閾值。例如,閾值水平可包括關(guān)于方法400的步驟412所描述的閾值水平。換句話說,閾值扭矩需求可包括其中專用的egr可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的扭矩水平。如果發(fā)動機(jī)扭矩需求保持低于閾值,則在對電池充電時,發(fā)動機(jī)可繼續(xù)以高于扭矩需求的扭矩水平未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。然而,如果發(fā)動機(jī)扭矩需求保持低于閾值,并且在435處指示松開加速器踏板事件,則方法400可前進(jìn)到方法600,如上所述。另選地,如果在434處指示發(fā)動機(jī)扭矩需求已上升到閾值量以上,則方法400可前進(jìn)到436。在436處,方法400可包括恢復(fù)默認(rèn)發(fā)動機(jī)工況。例如,響應(yīng)于發(fā)動機(jī)扭矩增加到閾值以上,發(fā)動機(jī)可在扭矩水平需求下操作,同時不提供過量扭矩對電池充電。然后,方法400可結(jié)束。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5,示出了用于在發(fā)動機(jī)重新起動事件期間調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)操作的高級示例方法500的流程圖。更具體地,方法500可從方法400、方法600或方法700繼續(xù),并且包括確定發(fā)動機(jī)重新起動事件是否包括熱起動事件或冷起動事件,以及根據(jù)發(fā)動機(jī)重新起動事件的類型,差別地調(diào)整車輛工況。例如,響應(yīng)于熱起動事件,可最初激活非專用的egr汽缸,隨后響應(yīng)于穩(wěn)定的發(fā)動機(jī)速度和負(fù)載高于限定閾值的指示來激活一個或多個degr汽缸。另選地,響應(yīng)于冷起動事件,可最初激活非專用的egr汽缸,隨后響應(yīng)于穩(wěn)定的發(fā)動機(jī)速度高于閾值的指示,激活一個或多個degr汽缸,其中通過在發(fā)動機(jī)預(yù)熱期間使用過量扭矩對電池充電,發(fā)動機(jī)負(fù)載維持在專用的egr操作的閾值負(fù)載極限以上。將參考本文描述的并且在圖1至圖3中示出的系統(tǒng)來描述方法500,但是應(yīng)當(dāng)理解,在不偏離本公開的范圍的情況下,可將類似的方法應(yīng)用到其他系統(tǒng)。方法500可通過控制器(諸如圖1中的控制器12)實施,并且可作為非暫時性存儲器中的可執(zhí)行指令存儲在控制器處?;诖鎯υ诳刂破鞯拇鎯ζ魃系闹噶?,并且結(jié)合從發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖1至圖3所描述的傳感器)接收的信號,可通過控制器執(zhí)行用于實施方法500和包括在本文中的其余方法的指令。根據(jù)下面的方法,控制器可采用燃料系統(tǒng)致動器,諸如燃料噴射器(例如,66)、火花塞(例如,92)等。
方法500在505處開始,并且包括估計和/或測量車輛工況。車輛工況可包括但不限于發(fā)動機(jī)速度、加速器位置、節(jié)氣門位置、制動踏板位置、車輛速度、發(fā)動機(jī)溫度和負(fù)載。在510處,方法500包括指示發(fā)動機(jī)重新起動事件是否包括熱起動或冷起動事件。例如,在510處,指示發(fā)動機(jī)冷起動可包括發(fā)動機(jī)溫度(或發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度)低于閾值溫度(諸如,催化劑起燃溫度)。如果未確認(rèn)冷起動條件,則可確定發(fā)動機(jī)處于熱起動條件,并且方法500可前進(jìn)到515。更具體地,熱起動條件可包括確定:耦接到來自非degr汽缸的排氣的一種或多種催化劑的溫度處于或高于預(yù)選溫度,自上次發(fā)動機(jī)起動以來的時間小于預(yù)選時間,排氣溫度高于預(yù)定值、或者耦接到發(fā)動機(jī)的冷卻劑的溫度高于閾值的指示。
在515處,方法500可包括基于估計的工況操作非degr汽缸,而不操作degr汽缸。通過致動非degr汽缸的氣門,且向非degr汽缸供應(yīng)燃料和火花以進(jìn)行燃燒,可操作非degr汽缸。在一些示例中,在發(fā)動機(jī)的停止-起動操作期間,當(dāng)發(fā)動機(jī)重新起動時,可以操作非degr汽缸,使得發(fā)動機(jī)空氣-燃料比比化學(xué)計量比更富,以便再生或激活排氣排放控制裝置,諸如在圖1處的排放控制裝置170。
前進(jìn)到520,方法500可包括在加速期段(例如,從在發(fā)動機(jī)速度為零的時間直到發(fā)動機(jī)達(dá)到穩(wěn)定速度的時間)期間監(jiān)測發(fā)動機(jī)速度。進(jìn)一步地,在發(fā)動機(jī)起動期間發(fā)動機(jī)速度達(dá)到穩(wěn)定速度之后,可監(jiān)測發(fā)動機(jī)速度達(dá)預(yù)定量的時間。監(jiān)測發(fā)動機(jī)速度可包括將實際的發(fā)動機(jī)速度與存儲在控制器存儲器中的期望發(fā)動機(jī)速度軌跡進(jìn)行比較。在監(jiān)測發(fā)動機(jī)速度之后,方法500前進(jìn)到525。在525處,方法500指示發(fā)動機(jī)速度是否大于閾值速度,以及發(fā)動機(jī)速度的變化速率是否小于閾值變化。換句話說,方法500指示自發(fā)動機(jī)起動以來發(fā)動機(jī)速度是否已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度。在一些示例中,除發(fā)動機(jī)速度之外,還可利用冷卻劑溫度、環(huán)境溫度和催化劑溫度來確定穩(wěn)定的發(fā)動機(jī)工況。如果在525處,確定發(fā)動機(jī)速度小于閾值速度,并且變化速率大于閾值變化,則方法500可前進(jìn)到530。在530處,該方法可在操作非degr汽缸而不操作degr汽缸的情況下繼續(xù)發(fā)動機(jī)操作,直到發(fā)動機(jī)速度達(dá)到閾值速度并且速度變化速率小于閾值速率。如果在525處確定發(fā)動機(jī)速度大于閾值速度,并且發(fā)動機(jī)速度的變化速率小于閾值變化速率,則方法500可前進(jìn)到535。在535處,方法500可以包括指示發(fā)動機(jī)扭矩需求是否小于閾值扭矩需求。例如,如上所述,閾值扭矩需求可包括其中專用的egr量可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的發(fā)動機(jī)負(fù)載。如果發(fā)動機(jī)扭矩需求小于閾值扭矩需求,則方法500可前進(jìn)到530,并且可包括在操作非degr汽缸而不操作degr汽缸的情況下繼續(xù)發(fā)動機(jī)操作,如上所述。然而,如果在535處指示發(fā)動機(jī)扭矩需求大于閾值扭矩需求,則方法535可前進(jìn)到536,并且可包括激活(一個或多個)degr汽缸。由此,通過致動進(jìn)氣門/排氣門,且將燃料和火花供應(yīng)到汽缸用于燃燒,可激活degr汽缸??烧{(diào)節(jié)到degr汽缸和非degr汽缸的燃料,使得發(fā)動機(jī)空氣-燃料比是化學(xué)計量的。在一些示例中,在激活degr汽缸之前,方法500可包括使用電動馬達(dá)用于高頻消除由燃燒的非degr汽缸產(chǎn)生的扭矩與來自非燃燒的degr汽缸的扭矩之間的失衡所導(dǎo)致的扭矩脈動。例如,可控制馬達(dá)以向車輛的傳動系供應(yīng)扭矩,從而提供與先前的和/或隨后的點(diǎn)火汽缸實質(zhì)上類似的扭矩水平。由此,在發(fā)動機(jī)起動事件期間可減輕噪聲、振動和不舒適性。
在此描述的并且在圖8中進(jìn)一步詳細(xì)描繪的另一個示例中,響應(yīng)于熱起動事件,代替響應(yīng)于穩(wěn)定的發(fā)動機(jī)速度和負(fù)載高于限定的閾值的指示而操作非degr汽缸,隨后激活(一個或多個)degr汽缸,可采用另選的方法。在一個示例中,響應(yīng)于熱起動事件,可同時激活非degr汽缸和degr汽缸兩者,同時通過對系統(tǒng)電池充電,發(fā)動機(jī)負(fù)載可快速增加到閾值扭矩需求以上,其中閾值扭矩需求可包括其中專用的egr量可導(dǎo)致如上所述的燃燒穩(wěn)定性問題的發(fā)動機(jī)負(fù)載。在這樣做時,可避免燃燒穩(wěn)定性問題,并且在熱起動事件期間減少nox排放。在此類示例中,通過對能量存儲裝置充電,可將發(fā)動機(jī)負(fù)載維持在閾值扭矩需求以上,直到指示駕駛員需求扭矩高于閾值扭矩需求,在此時,發(fā)動機(jī)可以以扭矩水平需求操作,而沒有提供過量的扭矩以對電池充電,如上面關(guān)于圖4所描述的。此外,在此類示例中,在同時激活非degr汽缸和degr汽缸之前,可指示電池soc是否低于閾值,使得電池能夠接受進(jìn)一步的充電。如果指示電池不能夠接受進(jìn)一步的充電,則該方法可如圖5中所描述的那樣通過操作非degr汽缸,然后激活degr汽缸來進(jìn)行,如上所述。
返回到510,如果確認(rèn)冷起動條件,則方法500可前進(jìn)到540。在540處,方法500可包括基于估計的工況操作(一個或多個)非degr汽缸,而不操作degr汽缸。如上所述,通過致動非degr汽缸的氣門,并且向非degr汽缸供應(yīng)燃料和火花以進(jìn)行燃燒,可操作非degr汽缸,并且在一些示例中(例如,起動-停止操作),可操作非degr汽缸,使得發(fā)動機(jī)空氣-燃料比比化學(xué)計量比更富,以便再生或激活排氣排放控制裝置。
前進(jìn)到545,方法500可包括如上所述在加速期段期間監(jiān)測發(fā)動機(jī)速度,并且可包括將實際發(fā)動機(jī)速度與存儲在控制器存儲器中期望的發(fā)動機(jī)速度軌跡進(jìn)行比較。在550處,方法500可包括指示發(fā)動機(jī)速度是否大于閾值速度,以及發(fā)動機(jī)速度的變化速率是否小于閾值變化。換句話說,如上所述,可確定發(fā)動機(jī)速度是否已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度。可另外利用冷卻劑溫度、環(huán)境溫度和催化劑溫度來確定穩(wěn)定的發(fā)動機(jī)工況。如果未達(dá)到穩(wěn)定速度,則方法500可在非degr汽缸操作而degr汽缸不操作的情況下繼續(xù)發(fā)動機(jī)操作,直到發(fā)動機(jī)速度達(dá)到閾值速度,并且速度變化速率小于閾值速率。
如果確定發(fā)動機(jī)速度已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度,則方法500可前進(jìn)到555。在555處,方法500包括指示電池荷電狀態(tài)(soc)是否大于閾值荷電水平。作為一個示例,閾值荷電水平可被定義為其中電池不能夠接受進(jìn)一步的充電的電池soc,如上面關(guān)于圖4所描述的。如果在555處指示電池soc不大于閾值荷電水平,則方法500可前進(jìn)到560。在560處,方法500可包括在發(fā)動機(jī)輸出扭矩高于閾值的情況下經(jīng)由非degr氣缸操作未供以燃料的發(fā)動機(jī),其中發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值可以是發(fā)動機(jī)輸出扭矩的預(yù)定閾值水平。在一個示例中,發(fā)動機(jī)輸出扭矩的水平可包括其中專用的egr不導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的扭矩水平。因此,系統(tǒng)電池可通過大于需求扭矩的發(fā)動機(jī)輸出扭矩來充電,并且可包括操作發(fā)電機(jī),該發(fā)電機(jī)耦接到電池。如上所述,在操作非degr汽缸期間,為降低噪聲、振動和不舒適性,電動馬達(dá)可用于高頻消除由燃燒的非degr汽缸以及非燃燒的degr汽缸產(chǎn)生的扭矩之間的失衡所導(dǎo)致的扭矩脈動。由此,可控制馬達(dá)以向車輛的傳動系供應(yīng)扭矩,從而提供與先前的和/或隨后的點(diǎn)火汽缸實質(zhì)上類似的扭矩水平。
響應(yīng)于將發(fā)動機(jī)輸出扭矩增加到閾值水平,方法500可前進(jìn)到565,在565處,方法500包括激活degr汽缸。通過致動進(jìn)氣門/排氣門并且向汽缸供應(yīng)燃料和火花以進(jìn)行燃燒,可激活degr汽缸,并且可調(diào)節(jié)到(一個或多個)degr汽缸和非degr汽缸的燃料,使得發(fā)動機(jī)空氣-燃料比為化學(xué)計量的。通過在發(fā)動機(jī)輸出扭矩處于或高于閾值水平時激活degr汽缸,可避免在冷起動事件期間的燃燒穩(wěn)定性問題。
方法500可以以高于閾值水平的輸出扭矩繼續(xù)操作發(fā)動機(jī),同時對系統(tǒng)電池充電,直到駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩達(dá)到或超過發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值水平。因此,在570處,方法500可包括指示駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩是否等于或大于閾值水平。如果在570處指示駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩不等于或不大于閾值水平,則方法500可前進(jìn)到575,在575處,方法500包括維持以高于閾值的發(fā)動機(jī)輸出扭矩操作發(fā)動機(jī),其中過量扭矩用于對系統(tǒng)電池充電,如上所述。在570處,如果發(fā)動機(jī)扭矩需求等于或大于閾值水平,則方法500可前進(jìn)到580。在580處,方法500可包括恢復(fù)默認(rèn)發(fā)動機(jī)工況。例如,如上所述,響應(yīng)于發(fā)動機(jī)扭矩需求增加到閾值水平以上,發(fā)動機(jī)可在扭矩水平需求下操作,其中非degr汽缸和degr汽缸兩者均被激活,同時沒有提供任何過量扭矩來對電池充電。
雖然在方法500中沒有明確指出,但是應(yīng)當(dāng)理解,在將發(fā)動機(jī)扭矩增加到閾值以上并且用過量扭矩對電池充電后,接著激活degr汽缸之后,如果電池soc增加到其中電池不能接受進(jìn)一步充電的閾值以上,則過量扭矩發(fā)動機(jī)輸出扭矩可中斷并且degr閥停用。在此情況下,發(fā)動機(jī)可在沒有degr的情況下繼續(xù)操作,直到駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩增加到其中degr并不負(fù)面地影響燃燒穩(wěn)定性的閾值以上。
因此,返回到555,如果繼指示發(fā)動機(jī)速度已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度之后指示電池soc高于閾值水平,則方法500可前進(jìn)到585,并且可包括維持degr汽缸停用,并且使用非efrg汽缸操作供以燃料的發(fā)動機(jī),直到駕駛員需求扭矩增加到其中degr不負(fù)面地影響燃燒穩(wěn)定性的閾值以上,因此方法500可前進(jìn)到590,并且可包括激活degr汽缸并恢復(fù)默認(rèn)發(fā)動機(jī)工況。
在此描述的并且在圖8中進(jìn)一步詳細(xì)描繪的另一個示例中,響應(yīng)于冷起動事件,通過開始燃料供給、提供火花以及激活進(jìn)氣門和排氣門,可激活非degr汽缸。然而,到degr汽缸的燃料可被切斷,同時degr汽缸上的進(jìn)氣門和排氣門可被激活。在此類示例冷起動條件下,排放控制裝置中的催化劑材料會不處于以便充分處理排氣排放物的足夠的溫度(例如,起燃溫度)下。由此,可期望快速升高催化劑材料的溫度,因此減少耦接到非degr汽缸的一種或多種催化劑的起燃時間。通過激活非degr汽缸,并且激活degr汽缸上的進(jìn)氣門和排氣門,同時禁用到degr汽缸的燃料供給,可將空氣導(dǎo)引到非degr汽缸的進(jìn)氣管,從而導(dǎo)致稀(lean)化學(xué)計量比的排氣。在稀化學(xué)計量比的排氣的情況下,排氣中的過量氧可全部用于點(diǎn)燃催化劑。此外,在此類示例冷起動事件期間,對非degr汽缸的點(diǎn)火可延遲,這可導(dǎo)致行進(jìn)到催化劑材料的排氣的溫度的增加。由此,通過經(jīng)由操作degr汽缸作為空氣泵以將空氣導(dǎo)引到非degr汽缸的進(jìn)氣管并延遲對非degr汽缸的點(diǎn)火來操作稀化學(xué)計量比的發(fā)動機(jī),可減少催化劑起燃時間,這可因此減少冷起動事件期間的不期望的排放。
在此類示例冷起動事件期間,可例如經(jīng)由一種或多種催化劑的直接溫度測量、經(jīng)由耦接到發(fā)動機(jī)的冷卻劑的溫度,和/或經(jīng)由基于發(fā)動機(jī)的負(fù)載或發(fā)動機(jī)的速度確定排氣溫度來監(jiān)測催化劑的溫度。在一個示例中,響應(yīng)于一種或多種催化劑的溫度高于催化活性所需的預(yù)定閾值溫度的指示,并且進(jìn)一步響應(yīng)于發(fā)動機(jī)速度大于閾值速度并且已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度的指示,可啟動到degr汽缸的燃料供給和火花。在此類示例中,如果在指示催化劑高于預(yù)定閾值時駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩低于發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值水平,則可確定電池荷電狀態(tài)(soc)是否大于閾值水平,其中閾值荷電水平可包括電池不能夠接受進(jìn)一步充電的條件,如上所述。如果電池soc不大于閾值荷電水平,則可通過向發(fā)動機(jī)施加負(fù)扭矩并且對系統(tǒng)電池充電,將發(fā)動機(jī)輸出扭矩增加到發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值以上。通過對系統(tǒng)電池充電,發(fā)動機(jī)可以以發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值水平操作,直到指示駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩等于或大于發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值。響應(yīng)于駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩等于或超過發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值,可恢復(fù)默認(rèn)發(fā)動機(jī)工況。例如,如上所述,發(fā)動機(jī)可在扭矩水平需求下操作,其中非degr汽缸和degr汽缸均被激活,同時沒有提供任何過量的扭矩來對電池充電。
然而,在其中電池soc大于閾值荷電水平的條件下,其中一種或多種催化劑的溫度高于催化活性所需的預(yù)定閾值溫度,而駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩低于發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值,到degr的燃料供給和火花可維持關(guān)閉,并且可停用degr汽缸上的進(jìn)氣門和排氣門。例如,進(jìn)氣門和排氣門的停用可包括將degr汽缸上的進(jìn)氣門和排氣門兩者均配置為閉合構(gòu)造。在此類示例條件下,關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門可防止空氣被導(dǎo)引到非degr汽缸的進(jìn)氣管,并且可因此防止催化劑的過熱。由此,響應(yīng)于駕駛員需求的發(fā)動機(jī)扭矩等于或超過發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值的指示,可恢復(fù)默認(rèn)發(fā)動機(jī)工況。例如,如上所述,發(fā)動機(jī)可在扭矩水平需求下操作,其中非degr汽缸和degr汽缸兩者均被激活?,F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6,示出用于響應(yīng)于松開加速器踏板事件操作混合動力車輛發(fā)動機(jī)的高級示例方法600的流程圖,其中發(fā)動機(jī)包括一個或多個專用的egr汽缸。更具體地,方法600從方法400繼續(xù),并且可用于在不需要發(fā)動機(jī)操作且不管能量存儲裝置的荷電狀態(tài)是否大于或小于預(yù)定量的情況下,響應(yīng)于松開加速器踏板事件快速關(guān)閉發(fā)動機(jī)。以這種方式,可避免在松開加速器踏板事件期間發(fā)生并且可導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定性的快速上升的egr百分比。將參考本文描述的并且在圖1至圖3中示出的系統(tǒng)來描述方法600,但是應(yīng)當(dāng)理解,在不偏離本公開的范圍的情況下,可將類似的方法應(yīng)用到其他系統(tǒng)。方法600可通過控制器(諸如圖1中的控制器12)實施,并且可作為非暫時性存儲器中的可執(zhí)行指令存儲在控制器處?;诖鎯υ诳刂破鞯拇鎯ζ魃系闹噶?,并且結(jié)合從發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖1至圖3所描述的傳感器)接收的信號,可通過控制器執(zhí)行用于實施方法600和包括在本文中的其余方法的指令。根據(jù)下面的方法,控制器可采用燃料系統(tǒng)致動器,諸如燃料噴射器(例如,66)、火花塞(例如92)等。
方法600在602處開始,并且包括指示是否需要發(fā)動機(jī)操作。如上所述,如果車輛操作者已經(jīng)請求乘客的加熱或空氣調(diào)節(jié),則可需要發(fā)動機(jī)操作。如果需要發(fā)動機(jī)操作,則方法600可前進(jìn)到圖7中所描繪的方法700,并且可包括關(guān)閉用于(一個或多個)degr汽缸的燃料噴射器,如在其中進(jìn)一步詳細(xì)描述的。另選地,如果在602沒有指示需要發(fā)動機(jī)操作,則方法600可前進(jìn)到604。
方法600的其余部分可以與上面關(guān)于方法400的步驟420-428所描述的類似的方式進(jìn)行。為避免冗余,在此將簡要地重復(fù)所述步驟。但是,應(yīng)當(dāng)理解,從方法600中的604開始的每個步驟可包括方法400的關(guān)于步驟420-428的所有方面。進(jìn)一步地,可強(qiáng)調(diào)的是,響應(yīng)于松開加速器踏板事件,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的,方法600可直接前進(jìn)到禁用到發(fā)動機(jī)的燃料,而不使發(fā)動機(jī)扭矩增加到扭矩需求以上且不對電池充電,即使電池soc低于閾值,如關(guān)于圖4中的方法400所描述的。通過直接前進(jìn)到關(guān)閉發(fā)動機(jī),可避免在松開加速器踏板事件期間可發(fā)生的由于egr的快速百分比增加而引起的燃燒穩(wěn)定性問題。
因此,在604處,方法600包括禁用發(fā)動機(jī)燃料供給,其可包括停止到發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,以及中斷火花。此外,可操作混合動力車輛系統(tǒng)的馬達(dá)/發(fā)電機(jī),使得可使用馬達(dá)扭矩推進(jìn)車輛。前進(jìn)到606,通過在進(jìn)氣通道中的進(jìn)氣節(jié)氣門完全打開的情況下經(jīng)由馬達(dá)發(fā)電機(jī)未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī),可加快進(jìn)氣歧管中的剩余egr的清除。未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)可包括使用來自系統(tǒng)電池的電能來操作馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。在一個示例中,發(fā)動機(jī)可以以基于關(guān)閉燃料噴射器之前的發(fā)動機(jī)速度的發(fā)動機(jī)速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。另一個示例可包括,發(fā)電機(jī)以禁用燃料噴射器前一刻正在旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)速度的分?jǐn)?shù)未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)。另選地,所選的速度可以是對于發(fā)動機(jī)和變速器兩者都有效的速度。其他示例可包括以基于車輛速度的速度,或者基于車輛速度和行星齒輪變速器的旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速度的組合的速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)。其他示例可包括以對應(yīng)于發(fā)動機(jī)的最小起動轉(zhuǎn)動速度的發(fā)動機(jī)速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī),以允許發(fā)動機(jī)在駕駛員改變想法操作的情況下快速重新起動(例如,松開加速器踏板,隨后緊接著是踩加速器踏板)。例如,如上所述,響應(yīng)于操作者改變想法的指示,控制器可開始為發(fā)動機(jī)供以燃料并且從起動轉(zhuǎn)動速度加快旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī),以便滿足操作者扭矩需求。在其他示例中,發(fā)動機(jī)可以以允許盡可能快地清除egr并且可基于松開加速器踏板事件時的進(jìn)氣egr水平的發(fā)動機(jī)速度未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。最后,代替連續(xù)旋轉(zhuǎn),發(fā)動機(jī)可間歇地未供以燃料地旋轉(zhuǎn)。在上述示例的每個中,可調(diào)節(jié)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)設(shè)置以使發(fā)動機(jī)能夠以所選的發(fā)動機(jī)速度旋轉(zhuǎn)。在一些實施例中,可操作馬達(dá)和電動機(jī)中的每個,從而以所選的速度旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī),而在其他實施例中,可僅需要操作發(fā)電機(jī)。
在608處,方法600包括指示egr是否已經(jīng)從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管充分地清除。如上所述,egr是否已經(jīng)充分清除可包括指示進(jìn)氣中的egr是否低于閾值,并且可基于進(jìn)氣氧傳感器(例如,24)。
如果egr不低于閾值,則控制器可繼續(xù)經(jīng)由馬達(dá)/發(fā)電機(jī)未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī),直到egr被充分地清除。如果egr低于閾值,則在610處,程序包括使發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)至靜止。例如,發(fā)動機(jī)可經(jīng)由馬達(dá)旋轉(zhuǎn)至靜止,并且此后發(fā)動機(jī)可維持關(guān)閉,直到滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。同時,可使用馬達(dá)扭矩繼續(xù)推進(jìn)車輛。由此,這允許重新設(shè)置egr率(例如,設(shè)置為零),使得當(dāng)重新起動發(fā)動機(jī)時,燃燒穩(wěn)定性問題可不會由于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中的殘余egr而加劇。
繼續(xù)到612,如上所述,響應(yīng)于電池soc低于閾值荷電水平、加熱或空氣調(diào)節(jié)的請求、扭矩需求大于閾值量等,可滿足重新起動條件。如上所述,如果在經(jīng)由馬達(dá)扭矩推進(jìn)車輛期間,響應(yīng)于電池的荷電狀態(tài)超過閾值荷電水平(例如,預(yù)定值或第二閾值soc)的指示,則重新起動條件可包括中止來自電池(或其他能量存儲裝置)的車輛推進(jìn),并且恢復(fù)對將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個汽缸的燃料供給,同時通過根據(jù)圖4中所描繪的且在圖5和圖8中進(jìn)一步描述的方法對系統(tǒng)電池充電,可將發(fā)動機(jī)負(fù)載快速地增加到閾值扭矩需求之上。
如果不滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件,則方法600可包括維持車輛操作狀態(tài),其可包括經(jīng)由馬達(dá)扭矩繼續(xù)推進(jìn)車輛,或者如果在某一時刻檢測到車輛關(guān)閉事件,則在車輛關(guān)閉條件期間維持發(fā)動機(jī)關(guān)閉,直到滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。
如果在612處滿足重新起動條件,則方法600可前進(jìn)到圖5中所描繪的方法500,其中可確定發(fā)動機(jī)重新起動事件是否包括熱起動或冷起動事件,其中在重新起動期間的發(fā)動機(jī)操作可如上所述的那樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7,示出響應(yīng)于松開加速器踏板事件,或者發(fā)動機(jī)扭矩需求低于閾值而操作混合動力車輛的高級示例方法70的流程圖,其中發(fā)動機(jī)包括一個或多個degr汽缸。更具體地,方法700可從方法400或方法600繼續(xù),并且可包括在需要發(fā)動機(jī)操作的情況下,響應(yīng)于松開加速器踏板事件(圖6),或者發(fā)動機(jī)扭矩需求低于閾值且電池soc大于閾值(圖4),關(guān)閉到一個或多個degr汽缸的燃料噴射器。以這種方式,如果需要發(fā)動機(jī)操作,例如由于對車輛空氣調(diào)節(jié)或加熱的車輛操作者請求,可維持發(fā)動機(jī)操作,同時可禁用到一個或多個degr汽缸的燃料供應(yīng),從而減輕與一個或多個degr汽缸的連續(xù)操作相關(guān)聯(lián)的潛在的燃燒不穩(wěn)定性問題。將參考本文描述的并且在圖1至圖3中示出的系統(tǒng)來描述方法700,但是應(yīng)當(dāng)理解,在不偏離本公開的范圍的情況下,可將類似的方法應(yīng)用到其他系統(tǒng)。方法700可通過控制器(諸如圖1中的控制器12)實施,并且可作為非暫時性存儲器中的可執(zhí)行指令存儲在控制器處?;诖鎯υ诳刂破鞯拇鎯ζ魃系闹噶?,并且結(jié)合從發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如上面參考圖1至圖3所描述的傳感器)接收的信號,可通過控制器執(zhí)行用于實施方法700和包括在本文中的其余方法的指令。根據(jù)下面的方法,控制器可采用燃料系統(tǒng)致動器,諸如燃料噴射器(例如,66)、火花塞(例如,92)等。
方法700在705處開始,并且包括停止到(一個或多個)degr汽缸的燃料供應(yīng)。例如,控制器可以發(fā)信號通知燃料噴射器致動器移動到期望的位置,以便停止到degr汽缸的燃料供應(yīng)。因此,燃料噴射器致動器可移動到期望位置,并且可停止到degr汽缸的燃料供應(yīng)。此外,可禁用到degr汽缸的火花。在degr汽缸停用的情況下,進(jìn)行燃燒的汽缸中產(chǎn)生的扭矩與停用的汽缸的扭矩之間的失衡可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)振動和不舒適性增加。車輛操作者可經(jīng)歷此類振動和不舒適性,并且從而降低車輛駕駛感覺。為降低噪聲、振動和不舒適性(nvh),可在719處經(jīng)由馬達(dá)/發(fā)電機(jī)增加發(fā)動機(jī)速度,并且在715處,可以在沒有燃料的情況下操作degr汽缸。在720處,方法700可包括使用電動馬達(dá)用于高頻消除由燃燒的非degr汽缸產(chǎn)生的扭矩和來自非燃燒的degr汽缸的扭矩之間的失衡所導(dǎo)致的扭矩脈動。例如,可控制馬達(dá)以向車輛的傳動系供應(yīng)扭矩,從而提供與先前的和/或隨后的點(diǎn)火汽缸實質(zhì)上類似的扭矩水平。通過在停止到degr汽缸的燃料之后操作degr汽缸,通過進(jìn)氣節(jié)氣門供應(yīng)到進(jìn)氣裝置的新鮮空氣可被泵送通過degr汽缸。egr系統(tǒng)中的新鮮空氣可置換(displace)進(jìn)氣歧管中的egr。由此,可將egr從進(jìn)氣系統(tǒng)清除,從而導(dǎo)致進(jìn)氣系統(tǒng)中的egr率的降低和進(jìn)氣氧濃度的增加。以這種方式,剩余的汽缸可在沒有egr的情況下以化學(xué)計量比運(yùn)行。
前進(jìn)到725,方法700可包括指示發(fā)動機(jī)扭矩需求是否小于閾值扭矩需求。例如,如上面關(guān)于圖4所述,閾值扭矩需求可包括其中專用的egr量可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的發(fā)動機(jī)負(fù)載。在725處,如果發(fā)動機(jī)扭矩需求不低于閾值扭矩需求,則方法700可前進(jìn)到730。在730處,方法700可包括指示egr是否已經(jīng)從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管充分地清除。例如,如上所述,可確定進(jìn)氣中的egr(流量、量、濃度、水平等)是否低于閾值,其中閾值可基于在低發(fā)動機(jī)負(fù)載條件下的發(fā)動機(jī)的egr容限。在一個示例中,進(jìn)氣氧傳感器(例如,24)可用于估計進(jìn)氣中的egr。如果egr不低于閾值,則方法700可繼續(xù)在degr汽缸停用的情況下繼續(xù)操作供以燃料的發(fā)動機(jī),以進(jìn)一步從進(jìn)氣清除egr。如果egr不低于閾值但發(fā)動機(jī)扭矩需求大于閾值,則除使用發(fā)動機(jī)用于高頻消除由于degr汽缸的未激活引起的扭矩脈動之外,在車輛操作的輔助模式下,可經(jīng)由電動馬達(dá)提供額外的扭矩以推進(jìn)車輛,如上面關(guān)于圖4所描述的。另選地,如果egr低于閾值,則方法700可前進(jìn)到735,并且可包括響應(yīng)于發(fā)動機(jī)扭矩需求增加到閾值以上,恢復(fù)默認(rèn)發(fā)動機(jī)工況。例如,恢復(fù)默認(rèn)發(fā)動機(jī)工況可包括激活到停用的degr汽缸的燃料供給,并且恢復(fù)向degr汽缸提供火花。由于扭矩需求大于閾值,并且在供以燃料地操作發(fā)動機(jī)期間,通過在735處激活degr汽缸以恢復(fù)默認(rèn)發(fā)動機(jī)工況,從進(jìn)氣歧管充分地清除egr,所以可避免燃燒不穩(wěn)定性問題。
返回到725,如果指示發(fā)動機(jī)扭矩需求保持小于閾值,則方法700可前進(jìn)到740。在740處,方法700可包括指示是否仍然需要發(fā)動機(jī)操作。在一個示例中,響應(yīng)于車輛操作者中斷對發(fā)動機(jī)加熱或空氣調(diào)節(jié)的請求,可仍然不需要發(fā)動機(jī)操作。由此,在740處,如果仍然需要發(fā)動機(jī)操作并且發(fā)動機(jī)扭矩需求保持在閾值以下,則發(fā)動機(jī)可繼續(xù)供以燃料地操作,其中degr汽缸停用并且電動馬達(dá)提供在degr汽缸停用情況下的發(fā)動機(jī)操作引起的扭矩脈動的高頻消除。另選地,如果在740處未指示仍然請求發(fā)動機(jī)操作,則方法700可前進(jìn)到745。在745處,方法700可包括指示egr是否已經(jīng)從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管充分地清除。如上所述,在一個示例中,進(jìn)氣氧傳感器可用于估計進(jìn)氣中的egr,并且可指示進(jìn)氣中的egr是否低于閾值。如果進(jìn)氣中的egr不低于閾值,則發(fā)動機(jī)可在degr汽缸停用的情況下繼續(xù)供以燃料地操作,以充分地從進(jìn)氣清除egr。另選地,在745處,如果指示進(jìn)氣中的egr低于閾值,則方法700可前進(jìn)到750,并且可包括停止到非degr發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,以及中斷到非degr汽缸的火花。此外,在750處,方法700可包括操作混合動力車輛系統(tǒng)的馬達(dá)/發(fā)電機(jī),使得可使用馬達(dá)扭矩而不是發(fā)動機(jī)扭矩來推進(jìn)車輛。通過使用馬達(dá)扭矩推進(jìn)車輛,可避免低于閾值扭矩需求的扭矩需求下的燃燒不穩(wěn)定性問題。前進(jìn)到755,方法700可包括使發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)至靜止。例如,發(fā)動機(jī)可經(jīng)由馬達(dá)旋轉(zhuǎn)至靜止,并且此后發(fā)動機(jī)可維持關(guān)閉,直到滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。同時,車輛可使用馬達(dá)扭矩被繼續(xù)推進(jìn)。
前進(jìn)到760,如上面關(guān)于方法400的步驟408所述,響應(yīng)于電池soc低于閾值荷電水平、加熱或空氣調(diào)節(jié)請求、扭矩需求大于閾值量等,可滿足重新起動條件。如上所述,如果在經(jīng)由馬達(dá)扭矩推進(jìn)車輛期間,響應(yīng)于電池的荷電狀態(tài)超過閾值荷電水平(例如,預(yù)定值或第二閾值soc)的指示,則重新起動條件可包括中止來自電池(或其他能量存儲裝置)的車輛推進(jìn),并且恢復(fù)對將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個汽缸的燃料供給,同時通過根據(jù)圖4中所描繪的且在圖5和圖8中進(jìn)一步描述的方法對系統(tǒng)電池充電,可將發(fā)動機(jī)負(fù)載快速地增加到閾值扭矩需求之上。
如果不滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件,則方法700可包括維持車輛操作狀態(tài),其可包括經(jīng)由馬達(dá)扭矩繼續(xù)推進(jìn)車輛,或者如果在某一時刻檢測到車輛關(guān)閉事件,則在車輛關(guān)閉條件期間維持發(fā)動機(jī)關(guān)閉,直到滿足發(fā)動機(jī)重新起動條件。
如果在760處滿足重新起動條件,則方法700可前進(jìn)到圖5中描繪的方法500,其中可確定發(fā)動機(jī)重新起動事件是否包括熱起動或冷起動事件,其中在重新起動期間的發(fā)動機(jī)操作可如上所述的那樣進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖8描繪用于使用本文所述的并且參考圖4至圖7的方法控制混合動力車輛操作的示例時間線800,其中汽缸中的一個或多個包括專用的egr(degr)汽缸。時間線800包括指示車輛發(fā)動機(jī)速度隨時間變化的曲線805。線806表示閾值發(fā)動機(jī)速度,高于該閾值發(fā)動機(jī)速度,可在熱起動事件期間激活一個或多個degr汽缸,或者其中通過向發(fā)動機(jī)提供負(fù)扭矩可經(jīng)由電動馬達(dá)/發(fā)電機(jī)增加發(fā)動機(jī)負(fù)載,使得一個或多個degr汽缸可在發(fā)動機(jī)冷起動事件期間被激活。時間線800進(jìn)一步包括指示發(fā)動機(jī)扭矩隨時間變化的曲線810。線811表示發(fā)動機(jī)輸出閾值扭矩水平,低于該發(fā)動機(jī)輸出閾值扭矩水平,使用degr的發(fā)動機(jī)操作可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題。進(jìn)一步地,與指示實際發(fā)動機(jī)扭矩的曲線810相比,線812和813指示車輛操作者需求扭矩。在沒有具體指示需求發(fā)動機(jī)扭矩的情況下,應(yīng)當(dāng)理解,需求扭矩和實際扭矩相等。線814表示在熱起動事件期間的另選的示例發(fā)動機(jī)扭矩,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。時間線800進(jìn)一步包括指示節(jié)氣門位置隨時間變化的曲線815。時間線800進(jìn)一步包括指示車輛發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中的百分比egr隨時間變化的曲線820。線821表示閾值百分比egr,低于該閾值百分比egr,可指示egr從進(jìn)氣歧管充分清除,使得可在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中沒有殘余egr的情況下啟動未來的發(fā)動機(jī)重新起動。線821表示在熱起動事件期間的另選的示例百分比egr,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。時間線800進(jìn)一步包括指示馬達(dá)/發(fā)電機(jī)扭矩隨時間變化的曲線825。為簡單起見,負(fù)的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)扭矩指示車輛系統(tǒng)電池的充電,其中正的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)扭矩指示可用于經(jīng)由車輛動力傳動系統(tǒng)推進(jìn)車輛的扭矩。線826表示在熱起動事件期間的另選的示例馬達(dá)/發(fā)電機(jī)扭矩,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。時間線800進(jìn)一步包括指示車輛電池荷電狀態(tài)(soc)隨時間變化的曲線830。線831表示閾值soc,并且可包括電池不能夠接受進(jìn)一步充電的荷電水平。線832表示第二閾值soc,其中在響應(yīng)于發(fā)動機(jī)扭矩需求低于發(fā)動機(jī)輸出閾值扭矩水平而經(jīng)由馬達(dá)扭矩推進(jìn)車輛期間,如果soc達(dá)到第二閾值,則可激活發(fā)動機(jī),并且可通過根據(jù)圖4中所描繪的方法對系統(tǒng)電池充電將發(fā)動機(jī)負(fù)載快速地增加到閾值扭矩需求以上。線833表示在熱起動事件期間的另選的示例電池soc,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。時間線800進(jìn)一步包括指示車輛中的非degr汽缸隨時間變化的工作或關(guān)閉狀態(tài)的曲線835,其中工作狀態(tài)包括非degr汽缸被供應(yīng)有來自一個或多個燃料噴射器的燃料,并且提供火花以啟動燃燒的狀態(tài)。時間線800進(jìn)一步包括指示隨時間變化燃料噴射(和火花)是否被提供到一個或多個專用的egr汽缸的曲線840。線841表示其中在熱起動事件期間將燃料噴射(和火花)提供到一個或多個專用的egr汽缸的另選的示例,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。時間線800進(jìn)一步包括指示車輛發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中的氧水平隨時間變化的曲線845。線846表示可指示egr從進(jìn)氣歧管被充分地清除的氧水平,其中。線847表示在熱起動事件期間的氧水平的另選的示例,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。時間線800進(jìn)一步包括指示隨時間變化是否請求對車輛艙室加熱或空氣調(diào)節(jié)的請求的曲線850。時間線800進(jìn)一步包括指示隨時間變化是否激活在一個或多個專用的egr汽缸上的進(jìn)氣門和排氣門的曲線855。例如,如果閥激活是“關(guān)閉”,則應(yīng)當(dāng)理解,進(jìn)氣門和排氣門被配置為閉合構(gòu)造。線856表示其中進(jìn)氣門和排氣門可在冷起動事件期間被激活的另選的示例。線857表示其中響應(yīng)于熱起動事件可激活進(jìn)氣門和排氣門的另選的示例。
應(yīng)當(dāng)理解,在時間t0時,車輛未處于在操作中。換句話說,時間t0可表示鑰匙關(guān)閉(key-off)事件。發(fā)動機(jī)速度為零(例如,mph),如由曲線805所指示,并且車輛不通過電池功率推進(jìn),如由曲線825所指示。因此,不經(jīng)由發(fā)動機(jī)提供扭矩,如由曲線810所指示。當(dāng)發(fā)動機(jī)未處于操作中時,由曲線820指示的egr的百分比低于由線821表示的閾值,從而指示egr從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣清除。因此,如由進(jìn)氣氧傳感器(例如,24)監(jiān)測的進(jìn)氣氧處于由線846表示的閾值水平,其中閾值指示低于限定的百分比的egr水平。分別由曲線835和840表示的非degr和degr汽缸兩者均關(guān)閉。由曲線830指示的電池soc低于由線831表示的閾值,從而指示電池可接受進(jìn)一步的充電。節(jié)氣門位置接近關(guān)閉位置,指示在車輛關(guān)閉事件時的節(jié)氣門位置,節(jié)氣門位置由曲線815指示。此外,不請求加熱和/或空氣調(diào)節(jié),如由曲線850所指示。
在時間t1時,啟動冷起動事件。冷起動事件可包括發(fā)動機(jī)溫度(或發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度)低于閾值溫度(例如,催化劑起燃溫度)的指示。因此,通過致動非degr汽缸的氣門,且通過向非degr汽缸供應(yīng)燃料和火花以進(jìn)行燃燒,可操作非degr汽缸。由此,發(fā)動機(jī)速度和扭矩增加。進(jìn)一步地,在時間t1時,到(一個或多個)degr汽缸的燃料供給和火花維持關(guān)閉。然而,在由線856指示的一些示例中,(一個或多個)degr汽缸上的進(jìn)氣門和排氣門可以被激活,以便將空氣導(dǎo)引到非degr汽缸,使得來自非degr汽缸的排氣為稀化學(xué)計量比。在此類示例中,非degr汽缸的點(diǎn)火正時可額外地被延遲,以增加排氣熱。除延遲點(diǎn)火之外,通過在不對degr汽缸供給燃料的情況下激活degr進(jìn)氣門和排氣門,可更快地加熱排氣催化劑,如上面關(guān)于圖5所描述的。如上所述,在一些示例中,在激活degr汽缸之前,電動馬達(dá)可用于高頻消除由燃燒的非degr汽缸產(chǎn)生的扭矩和來自非燃燒的degr汽缸的扭矩之間的失衡所導(dǎo)致的扭矩脈動。例如,可控制馬達(dá)以向車輛的傳動系供應(yīng)扭矩,從而提供與先前的和/或隨后的點(diǎn)火汽缸實質(zhì)上類似的扭矩水平。因此,可減輕發(fā)動機(jī)啟動事件期間的噪聲、振動和不舒適性。
在時間t1和t2之間,發(fā)動機(jī)速度升高到閾值水平以上,并且發(fā)動機(jī)扭矩相應(yīng)地增加。到時間t2,指示發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在閾值之上。然而,發(fā)動機(jī)扭矩保持在響應(yīng)于使用(一個或多個)degr汽缸的發(fā)動機(jī)操作可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的水平。為快速地使發(fā)動機(jī)在degr汽缸工作的情況下操作,在時間t2時,可向發(fā)動機(jī)施加負(fù)的扭矩,如由曲線825所指示,并且可啟動到(一個或多個)degr汽缸的燃料噴射。在一些示例中,啟動到(一個或多個)degr汽缸的燃料噴射可包括,響應(yīng)于可啟動到degr汽缸的燃料噴射的指示,在汽缸點(diǎn)火順序中最后啟動到degr汽缸的燃料噴射。換句話說,響應(yīng)于向發(fā)動機(jī)施加負(fù)扭矩以增加實際發(fā)動機(jī)扭矩,到degr汽缸的燃料噴射可安排(schedule)為使得degr汽缸在汽缸點(diǎn)火順序中最后被激活。通過向發(fā)動機(jī)施加負(fù)扭矩,發(fā)動機(jī)可以在發(fā)動機(jī)輸出扭矩處于或高于由線811表示的發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值的情況下進(jìn)行操作,其中閾值可表示其中專用的egr不會導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的發(fā)動機(jī)輸出扭矩的水平。因此,在時間t2和t3之間,由曲線810表示的實際發(fā)動機(jī)輸出扭矩處于發(fā)動機(jī)輸出閾值,而在沒有經(jīng)由馬達(dá)/發(fā)電機(jī)向發(fā)動機(jī)施加負(fù)扭矩的情況下,發(fā)動機(jī)輸出扭矩將保持在由線812所指示的發(fā)動機(jī)輸出閾值以下。應(yīng)當(dāng)理解,包括時間t2至t3的持續(xù)時間可包括“預(yù)熱”持續(xù)時間。為顯示預(yù)熱持續(xù)時間的足夠細(xì)節(jié),如圖8中所示,示出了時間t2和t3之間的時間段,但是應(yīng)當(dāng)理解,該持續(xù)時間可不按比例繪制,并且預(yù)熱持續(xù)時間可包括更短或更長的時間段。當(dāng)degr汽缸被激活時,百分比egr上升到限定的水平,其中限定的水平可包括基于非degr汽缸與degr汽缸的比率的百分比egr。例如,在四缸發(fā)動機(jī)中,如果汽缸中的一個包括degr汽缸,則在所有汽缸均等地操作的情況下,進(jìn)氣歧管中的egr將為百分之二十五。另外,在向發(fā)動機(jī)施加負(fù)扭矩的情況下,當(dāng)大于需求扭矩的發(fā)動機(jī)輸出扭矩用于對系統(tǒng)電池充電時,系統(tǒng)電池soc增加。在一些示例中,對系統(tǒng)電池充電可包括操作車輛發(fā)電機(jī),該發(fā)電機(jī)耦接到系統(tǒng)電池。此外,由于degr在時間t2時被激活,所以在時間t2和t3之間,當(dāng)氧氣被排氣置換時,指示發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中的氧水平下降,如由曲線845所指示。
在時間t3時,車輛開始加速。由此,當(dāng)加速踏板被壓下時,指示節(jié)氣門位置打開。因此,指示需求的發(fā)動機(jī)扭矩增加,如由曲線812所指示。然而,在時間t3和t4之間,當(dāng)需求的扭矩保持在發(fā)動機(jī)輸出閾值扭矩水平以下時,維持向發(fā)動機(jī)施加負(fù)扭矩,使得實際發(fā)動機(jī)輸出扭矩保持在閾值處,并且過量扭矩繼續(xù)用來對系統(tǒng)電池充電。
在時間t4時,需求的發(fā)動機(jī)輸出扭矩達(dá)到發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值水平。因此,停止到發(fā)動機(jī)的負(fù)扭矩,并且類似地停止電池充電操作。在時間t4和t5之間,當(dāng)加速踏板被壓下到限定的量時,節(jié)氣門被進(jìn)一步打開。由此,指示發(fā)動機(jī)扭矩和發(fā)動機(jī)速度兩者均上升且平穩(wěn)。非degr汽缸和(一個或多個)degr汽缸兩者均保持激活,并且發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中的百分比egr和氧水平均保持穩(wěn)定。
在時間t5時,指示節(jié)氣門位置開始關(guān)閉,這是加速踏板被略微從其壓下狀態(tài)釋放的結(jié)果。因此,在時間t5和t6之間,隨著節(jié)氣門關(guān)閉,發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)扭矩需求的水平下降。在時間t6時,發(fā)動機(jī)輸出扭矩需求的水平穿過閾值,并且由此,(一個或多個)degr汽缸的連續(xù)操作可導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題。因此,在時間t6時,經(jīng)由馬達(dá)向發(fā)動機(jī)施加負(fù)扭矩,以將實際的發(fā)動機(jī)輸出扭矩維持在發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值水平以上,盡管由線813表示的通過駕駛員踏板推斷的需求扭矩繼續(xù)下降到閾值以下。在一些示例中,施加到發(fā)動機(jī)的負(fù)扭矩的量可剛好足以將發(fā)動機(jī)輸出扭矩的水平升高到閾值水平,如本文所描繪的。在其他示例中,施加到發(fā)動機(jī)的負(fù)扭矩的量可包括更大的量,并且在一些情況下可基于電池荷電水平。例如,響應(yīng)于電池荷電低于閾值,可增加負(fù)扭矩,使得可進(jìn)行電池的附加充電。由此,在時間t6和t7之間,盡管需求扭矩低于發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值,但是通過向發(fā)動機(jī)施加負(fù)扭矩,實際發(fā)動機(jī)輸出扭矩可維持在閾值水平處,使得(一個或多個)degr汽缸可維持激活,而沒有燃燒穩(wěn)定性問題。因此,繼續(xù)使用過量扭矩來對系統(tǒng)電池充電。
在時間t7時,電池soc達(dá)到由線831表示的電池不可以接受進(jìn)一步充電的水平。然而,發(fā)動機(jī)扭矩需求保持在發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值以下。當(dāng)電池soc已經(jīng)達(dá)到閾值時,通過系統(tǒng)電池的繼續(xù)充電,發(fā)動機(jī)扭矩不可以維持在發(fā)動機(jī)輸出閾值水平處或其上。由此,可確定是否需要發(fā)動機(jī)操作。由于如由曲線850表示的未指示對加熱或空氣調(diào)節(jié)的請求,所以未指示需要發(fā)動機(jī)操作。如果需要發(fā)動機(jī)操作,則可停止到degr汽缸的燃料,并且車輛在燃燒的非degr汽缸的情況下進(jìn)行操作,其中可控制馬達(dá)用于高頻消除由燃燒的非degr產(chǎn)生的扭矩和來自非燃燒的degr汽缸的扭矩之間的失衡所導(dǎo)致的扭矩脈動,如關(guān)于方法700詳細(xì)描述的。由于未指示需要發(fā)動機(jī)操作,所以在時間t7時,發(fā)動機(jī)關(guān)閉,其包括停用到非degr汽缸和(一個或多個)degr汽缸兩者的燃料噴射和火花。此外,可激活馬達(dá)以通過經(jīng)由車輛動力傳動系統(tǒng)向車輪提供正扭矩來經(jīng)由電池功率推進(jìn)車輛。
在時間t7和t8之間,在馬達(dá)可用于推進(jìn)車輛的同時,馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可另外地用于旋轉(zhuǎn)未供以燃料且沒有火花(degr汽缸和非degr汽缸兩者)的發(fā)動機(jī),其中進(jìn)氣門和排氣門維持激活。由此,egr可變成空氣,從而使得能夠?qū)gr快速地從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣清除。另外,可命令進(jìn)氣節(jié)氣門打開,如曲線815所指示。通過在旋轉(zhuǎn)期間完全打開進(jìn)氣節(jié)氣門,專用的egr系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)可清除排氣殘余物并且補(bǔ)充以新鮮的進(jìn)氣空氣。由此,在時間t7和t8之間,指示百分比egr下降,同時指示進(jìn)氣氧上升。當(dāng)馬達(dá)推進(jìn)車輛,并且發(fā)動機(jī)經(jīng)由電池功率未供以燃料地旋轉(zhuǎn)時,在時間t7和t8之間,電池soc減小。
在時間t8時,指示發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中的氧水平達(dá)到由線846表示的閾值水平,并且由此,可指示發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中的百分比egr類似地達(dá)到由線821表示的閾值水平。由此,可在時間t8時指示從發(fā)動機(jī)進(jìn)氣充分清除了egr。通過從空氣進(jìn)氣和egr系統(tǒng)清除排氣殘余物,可減少或避免與發(fā)動機(jī)的隨后重新起動相關(guān)聯(lián)的燃燒穩(wěn)定性問題。在從進(jìn)氣和egr系統(tǒng)清除排氣殘余物的情況下,可中斷未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)。因此,在時間t8和t9之間,發(fā)動機(jī)可旋轉(zhuǎn)至靜止,并且可命令節(jié)氣門到默認(rèn)位置??山?jīng)由電池功率由馬達(dá)繼續(xù)推進(jìn)車輛。由此,電池soc可繼續(xù)減小。然而,由于未指示電池soc達(dá)到由線832表示的第二閾值soc,所以車輛繼續(xù)經(jīng)由馬達(dá)扭矩來推進(jìn),而不是激活發(fā)動機(jī)并且通過對系統(tǒng)電池充電將發(fā)動機(jī)負(fù)載快速地增加到閾值扭矩需求以上,以減輕燃燒不穩(wěn)定性。
在時間t9時,指示車輛停止,如由馬達(dá)扭矩停止推進(jìn)車輛所指示。在一些示例中,停止可指示再供以燃料事件。在其他示例中,車輛可在交通燈、停車標(biāo)志等處停止。在該示例中,可另外地理解,車輛可包括起動-停止系統(tǒng),其中響應(yīng)于加速的請求,車輛發(fā)動機(jī)可重新起動。例如,加速的請求可包括車輛操作者釋放制動踏板或者通過啟動加速踏板的下壓。響應(yīng)于加速請求而啟動發(fā)動機(jī)重新起動的其他示例可包括本領(lǐng)域中公知的任何示例。由此,在時間t10時,可啟動熱起動事件,由于發(fā)動機(jī)最近關(guān)閉并且因此應(yīng)當(dāng)理解,發(fā)動機(jī)溫度和/或發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度可保持在閾值水平以上。
在時間t10和t13之間,響應(yīng)于熱起動事件來控制車輛操作的兩個示例。一個示例由實線表示,且另選的第二示例由虛線表示,如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。在僅有實線的情況下,實線表示兩個示例。為簡化描述,將首先全面詳細(xì)描述第一示例,并且隨后將描述第二示例。
在第一示例中,在時間t10時,激活非degr汽缸,如由曲線835所指示,并且(一個或多個)degr汽缸保持關(guān)閉。在時間t10和t11之間,發(fā)動機(jī)速度升高到閾值水平以上,并且發(fā)動機(jī)扭矩相應(yīng)地增加。到時間t11,指示發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在閾值之上。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動事件包括熱起動事件時,不啟動預(yù)熱階段。在時間t11時,指示節(jié)氣門位置打開,其為加速踏板被壓下的結(jié)果。當(dāng)車輛由發(fā)動機(jī)向前推進(jìn)時,發(fā)動機(jī)速度和扭矩增加。在非degr汽缸正在燃燒且degr汽缸不燃燒的時間段期間,馬達(dá)/發(fā)電機(jī)可用于高頻消除由非degr汽缸和(一個或多個)degr汽缸產(chǎn)生的扭矩之間的失衡所造成的扭矩脈動,如上所述。在時間t12時,發(fā)動機(jī)扭矩上升到其中專用的egr不是燃燒穩(wěn)定性的問題的閾值水平,并且在發(fā)動機(jī)速度高于閾值水平的情況下,啟動到(一個或多個)degr汽缸的燃料噴射。因此,在時間t12和t13之間,發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中的百分比egr上升并穩(wěn)定,同時發(fā)動機(jī)進(jìn)氣中的進(jìn)氣氧下降并且類似地穩(wěn)定。當(dāng)車輛經(jīng)由發(fā)動機(jī)來推進(jìn)時,電池soc不改變,并且不通過馬達(dá)提供扭矩。發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)扭矩基于駕駛員需求根據(jù)節(jié)氣門位置而波動。
返回到時間t10,在另選的第二示例中,非degr汽缸可被激活,并且(一個或多個)degr汽缸可同時被激活,如由虛線841所指示。在時間t10時開始對(一個或多個)degr汽缸供以燃料(和火花)的情況下,可另外地激活degr汽缸上的進(jìn)氣門和排氣門,如由虛線857所指示。在此類另選的示例中,可施加負(fù)扭矩到發(fā)動機(jī),如由虛線826所指示,以快速地將實際發(fā)動機(jī)扭矩增加到由虛線814所指示的發(fā)動機(jī)輸出閾值扭矩。百分比egr在時間t10時開始上升,如由虛線821所指示,過量的發(fā)動機(jī)扭矩被施加到電池,如由虛線833所指示,并且進(jìn)氣歧管中的氧開始下降,如由虛線847所指示。
在時間t10和t12之間,百分比egr上升并穩(wěn)定,進(jìn)氣歧管中的氧水平下降并穩(wěn)定,并且電池soc增加。在時間t12時,發(fā)動機(jī)扭矩需求達(dá)到其中專用的egr不是燃燒穩(wěn)定性的問題的閾值水平,并且因此發(fā)動機(jī)可在扭矩水平需求下操作,同時沒有提供過量扭矩對電池充電。因此,在時刻t12和t13之間,車輛經(jīng)由發(fā)動機(jī)被推進(jìn),電池soc不改變,并且不通過馬達(dá)提供扭矩。發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)扭矩基于駕駛員需求根據(jù)節(jié)氣門位置而波動。
以這種方式,響應(yīng)于其中使用專用的egr的關(guān)鍵缺點(diǎn)包括燃燒穩(wěn)定性問題的輕發(fā)動機(jī)負(fù)載,所述燃燒穩(wěn)定性問題可通過本文描述的系統(tǒng)和方法減輕,從而能夠在輕的發(fā)動機(jī)負(fù)載下繼續(xù)使用egr。重要的是,繼續(xù)使用egr可減少在輕負(fù)載下的發(fā)動機(jī)操作期間的nox排放。例如,增加車輛發(fā)動機(jī)功率輸出,且使用過量扭矩對車載能量存儲裝置充電使得能夠維持來自一個或多個專用的egr汽缸的egr,同時避免燃燒穩(wěn)定性問題并且保持nox水平為低。
技術(shù)效果是將發(fā)動機(jī)操作維持在其中專用的egr不會導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性問題的水平,甚至在輕發(fā)動機(jī)負(fù)載下的連續(xù)操作期間。通過將(一個或多個)專用的egr汽缸的使用與能夠存儲和使用車載能量存儲裝置中的能量的車輛組合來實現(xiàn)此效果。此類車輛不限于混合動力電動車輛,而是可包括能夠捕獲和利用車載存儲裝置中的能量的任何車輛。除電池之外的能量存儲裝置的一些示例可包括機(jī)械飛輪存儲裝置或液壓壓力蓄積器。通過將專用的egr的使用與能夠存儲和使用車載存儲裝置中的能量的車輛組合,可使用低成本硬件實現(xiàn)使用專用的egr的燃料經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點(diǎn),同時減少nox排放。
本文所描述的且參考圖1至圖3的系統(tǒng),連同本文所描述的且參考圖4至圖7的方法可實現(xiàn)一個或多個系統(tǒng)和一種或多種方法。在一個示例中,一種方法包括將來自發(fā)動機(jī)的一個或多個汽缸的排氣再循環(huán)到剩余汽缸,而不控制再循環(huán)的排氣的量;將發(fā)動機(jī)的功率輸出控制到期望功率;并且在發(fā)動機(jī)的輕負(fù)載下,將功率增加到超過期望功率,且對車載能量存儲裝置再充電以將功率減小到期望功率,同時維持再循環(huán)的排氣的量。在方法的第一示例中,該方法進(jìn)一步包括,其中期望功率包括期望的車輪功率或期望的發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)速度;并且其中車載能量存儲裝置包括電池、機(jī)械飛輪存儲裝置或液壓壓力蓄積器中的一個或多個。方法的第二示例任選地包括第一示例,并且進(jìn)一步包括,其中發(fā)動機(jī)的輕負(fù)載包括扭矩需求低于發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值,其中在不控制再循環(huán)的排氣的量的情況下,將來自發(fā)動機(jī)的一個或多個汽缸的排氣再循環(huán)到剩余汽缸導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定性;其中發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值比松開加速器踏板事件扭矩水平大一預(yù)定量;其中輕負(fù)載進(jìn)一步包括扭矩需求低于發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值但大于松開加速器踏板事件扭矩水平;并且其中松開加速器踏板事件包括車輛的制動、車輛的加速踏板的提離或制動和加速踏板的提離的組合中的一個或多個。方法的第三示例任選地包括第一示例和第二示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,響應(yīng)于發(fā)動機(jī)的輕負(fù)載和能量存儲裝置的能量存儲容量大于預(yù)定量,或者響應(yīng)于松開加速器踏板事件:停止到將排氣再循環(huán)到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管和剩余汽缸的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,并且停止到剩余汽缸的燃料噴射;以及經(jīng)由來自能量存儲裝置的能量推進(jìn)車輛;其中能量存儲裝置的能量存儲容量大于預(yù)定量包括,其中能量存儲裝置不能夠接受進(jìn)一步能量存儲的存儲容量水平。方法的第四示例任選地包括第一示例至第三示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中停止到將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管和剩余發(fā)動機(jī)汽缸的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射并且停止到剩余發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射進(jìn)一步包括:操作能量存儲裝置以未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī),從而從進(jìn)氣歧管清除殘余排氣,并且用新鮮的進(jìn)氣空氣補(bǔ)充進(jìn)氣歧管;其中供應(yīng)到進(jìn)氣歧管的空氣通過進(jìn)氣節(jié)氣門調(diào)整,并且其中未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)期間命令進(jìn)氣節(jié)氣門打開;以及響應(yīng)于進(jìn)氣歧管中的殘余排氣低于閾值水平的指示:經(jīng)由車載能量存儲裝置將發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)至靜止。方法的第五示例任選地包括第一示例至第四示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中停止到將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管和剩余發(fā)動機(jī)汽缸的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射并且停止到剩余發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射進(jìn)一步包括:指示不需要發(fā)動機(jī)操作;其中需要發(fā)動機(jī)操作包括對車輛艙室加熱或車輛艙室空氣調(diào)節(jié)的請求。方法的第六示例任選地包括第一示例至第五示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中響應(yīng)于在能量存儲裝置的能量存儲容量大于預(yù)定量的發(fā)動機(jī)的輕負(fù)載期間或者松開加速器踏板事件期間需要發(fā)動機(jī)操作的指示,:停止到將排氣再循環(huán)到剩余發(fā)動機(jī)汽缸的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,使得將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸使用空氣進(jìn)行操作;操作車載能量存儲裝置,以將發(fā)動機(jī)速度增加到預(yù)定的閾值發(fā)動機(jī)速度;以及操作車載能量存儲裝置,以消除由燃燒的汽缸和非燃燒的汽缸產(chǎn)生的扭矩之間的失衡所造成的扭矩脈動;其中消除扭矩脈動包括向車輛的傳動系供應(yīng)扭矩,以提供與先前和/或隨后的燃燒的汽缸實質(zhì)上類似的扭矩水平。方法的第七示例任選地包括第一示例至第六示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,繼使發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)至靜止之后,并且響應(yīng)于發(fā)動機(jī)重新起動事件:指示重新起動事件是否包括冷起動事件,其中冷起動事件包括發(fā)動機(jī)溫度或發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度低于閾值溫度。該方法的第八示例任選地包括第一示例至第七示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中響應(yīng)于發(fā)動機(jī)重新起動事件不包括冷起動事件的指示:同時開始到不將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的剩余發(fā)動機(jī)汽缸,以及到將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射;以及將發(fā)動機(jī)扭矩增加到至少發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值,并且對能量存儲裝置再充電;其中能量存儲裝置的能量存儲容量被指示為小于預(yù)定量。方法的第九示例任選地包括第一示例至第八示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中響應(yīng)于發(fā)動機(jī)重新起動事件不包括冷起動事件的指示:通過開始對不將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的剩余發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射并且不開始到將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,激活發(fā)動機(jī);監(jiān)測發(fā)動機(jī)速度;以及響應(yīng)于發(fā)動機(jī)速度達(dá)到閾值發(fā)動機(jī)速度,其中發(fā)動機(jī)速度的變化速率進(jìn)一步被指示為小于閾值變化速率:維持激活不將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的剩余發(fā)動機(jī)汽缸,并且開始到將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射;其中開始到將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射進(jìn)一步包括發(fā)動機(jī)扭矩需求大于發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值的指示。方法的第十示例任選地包括第一示例至第九示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中響應(yīng)于發(fā)動機(jī)重新起動事件包括冷起動事件的指示:通過開始到不將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的剩余發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,并且不開始到將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,激活發(fā)動機(jī);監(jiān)測發(fā)動機(jī)速度;以及響應(yīng)于發(fā)動機(jī)速度達(dá)到閾值發(fā)動機(jī)速度,其中發(fā)動機(jī)速度的變化速率進(jìn)一步被指示為小于閾值變化速率,并且其中能量存儲裝置的能量存儲容量被指示為小于預(yù)定量:將發(fā)動機(jī)扭矩增加到至少發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值,對車載能量存儲裝置再充電;以及開始到將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射。方法的第十一示例任選地包括第一示例至第十示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,響應(yīng)于期望發(fā)動機(jī)扭矩等于或大于發(fā)動機(jī)輸出扭矩閾值的指示:維持激活不將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的剩余發(fā)動機(jī)汽缸,并且維持激活將排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管的發(fā)動機(jī)汽缸;以及在期望的發(fā)動機(jī)扭矩下操作發(fā)動機(jī)。
方法的另一個示例包括將來自發(fā)動機(jī)的一個或多個汽缸的排氣再循環(huán)到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管和剩余的汽缸,而不控制再循環(huán)的排氣的量;將發(fā)動機(jī)的功率輸出控制到期望功率,從而以期望的速度推進(jìn)由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的機(jī)動車輛;以及當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載小于預(yù)選負(fù)載時,并且當(dāng)能量存儲裝置的荷電狀態(tài)小于預(yù)定量時,將功率增加到超過期望功率,并且對能量存儲裝置再充電以將功率減小到期望功率,同時維持再循環(huán)的排氣的量,所述能量存儲裝置包括電池、機(jī)械飛輪存儲裝置或液壓壓力蓄積器中的一個或多個;以及當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載小于預(yù)選負(fù)載時,并且當(dāng)能量存儲裝置的荷電狀態(tài)大于預(yù)定量時,至少部分地通過來自能量存儲裝置的能量推進(jìn)車輛。在方法的第一示例中,該方法進(jìn)一步包括,當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載小于預(yù)選負(fù)載時,并且當(dāng)能量存儲裝置的荷電狀態(tài)大于預(yù)定量時,停止對將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的至少一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料供給。方法的第二示例任選地包括第一示例,并且進(jìn)一步包括,當(dāng)能量存儲裝置的荷電狀態(tài)超過預(yù)定值時,中止來自能量存儲裝置的車輛推進(jìn),并且恢復(fù)對將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個汽缸的燃料供給。方法的第三示例任選地包括第一示例和第二示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中在將來自發(fā)動機(jī)的一個或多個汽缸的排氣再循環(huán)到剩余汽缸期間,低于預(yù)選負(fù)載的發(fā)動機(jī)負(fù)載導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定性;其中預(yù)選負(fù)載比松開加速器踏板事件負(fù)載大預(yù)定量,松開加速器踏板事件包括車輛的制動、車輛的加速踏板的提離或制動和加速踏板的提離的組合中的一個或多個;并且其中松開加速器踏板事件包括關(guān)閉將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的至少一個或多個汽缸,并且至少部分地通過來自能量存儲裝置的能量推進(jìn)車輛,而不管能量存儲器裝置的荷電狀態(tài)是否大于或小于預(yù)定量。方法的第四示例任選地包括第一示例至第三示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,指示是否需要發(fā)動機(jī)操作,其中所需的發(fā)動機(jī)操作包括對車輛艙室加熱或空氣調(diào)節(jié)的請求;在其中能量存儲裝置的荷電狀態(tài)大于預(yù)定量并且發(fā)動機(jī)負(fù)載低于預(yù)選負(fù)載但大于松開加速器踏板事件的條件下,或者響應(yīng)于松開加速器踏板事件而不管能量存儲裝置的荷電狀態(tài);關(guān)閉將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個汽缸,且關(guān)閉剩余汽缸,并且完全通過來自能量存儲裝置的能量推進(jìn)車輛;其中未指示需要發(fā)動機(jī)操作。方法的第五示例任選地包括第一示例至第四示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中指示需要發(fā)動機(jī)操作;以及響應(yīng)于其中能量存儲裝置的荷電狀態(tài)大于預(yù)定量,并且發(fā)動機(jī)負(fù)載低于預(yù)選負(fù)載但大于松開加速器踏板事件的條件,或者響應(yīng)于松開加速器踏板事件而不管能量存儲裝置的荷電狀態(tài):停止到將排氣再循環(huán)到剩余發(fā)動機(jī)汽缸的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的燃料噴射,使得將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸使用空氣進(jìn)行操作;操作所述能量存儲裝置,以將發(fā)動機(jī)速度增加到預(yù)定的閾值發(fā)動機(jī)速度;以及操作能量存儲裝置,以消除由燃燒的汽缸和非燃燒的汽缸產(chǎn)生的扭矩之間的失衡所造成的扭矩脈動;其中消除扭矩脈動包括向車輛的傳動系供應(yīng)扭矩,以提供與先前和/或隨后的燃燒的汽缸實質(zhì)上類似的扭矩水平。該方法的第六示例任選地包括第一示例至第五示例中的任何一個或多個或者每個,并且進(jìn)一步包括,其中關(guān)閉將排氣再循環(huán)到剩余汽缸的一個或多個汽缸,且關(guān)閉剩余汽缸,并且完全通過來自能量存儲裝置的能量推進(jìn)車輛進(jìn)一步包括:操作能量存儲裝置以未供以燃料地旋轉(zhuǎn)所述發(fā)動機(jī),從而從進(jìn)氣歧管清除殘余排氣,并且用新鮮的進(jìn)氣空氣補(bǔ)充進(jìn)氣歧管;其中供應(yīng)到進(jìn)氣歧管的空氣通過進(jìn)氣節(jié)氣門調(diào)整,并且其中在未供以燃料地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)期間命令進(jìn)氣節(jié)氣門打開;以及響應(yīng)于進(jìn)氣歧管中的殘余排氣低于閾值水平的指示:經(jīng)由能量存儲裝置將發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)至靜止。
一種用于混合動力車輛的系統(tǒng)的示例包括:發(fā)動機(jī),其包括進(jìn)氣通道和排氣通道;能量存儲裝置;車輛車輪,使用來自發(fā)動機(jī)和來自所述能量存儲裝置的能量中的一個或多個的扭矩來推進(jìn)所述車輛車輪;第一組一個或多個汽缸,其將排氣導(dǎo)引到排氣通道;第二組一個或多個汽缸,其將排氣從第二組(一個或多個)汽缸直接導(dǎo)引到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管;控制器,其將指令存儲在非暫時性存儲器中,所述指令在被執(zhí)行時使控制器:將發(fā)動機(jī)的功率輸出控制到期望功率,從而以期望的速度推進(jìn)由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的車輛,并且當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載小于預(yù)選負(fù)載時且當(dāng)能量存儲裝置的荷電狀態(tài)小于預(yù)定量時,將功率增加到超過期望功率,并且對能量存儲裝置充電以將功率減小到期望功率;以及當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)載小于預(yù)選負(fù)載時,并且當(dāng)能量存儲裝置的荷電狀態(tài)大于預(yù)定量時,停止對將排氣導(dǎo)引到進(jìn)氣歧管的至少一個或多個汽缸的燃料供給并且至少部分地通過來自能量存儲裝置的能量推進(jìn)車輛;其中車載能量存儲裝置包括電池、機(jī)械飛輪存儲裝置或液壓壓力蓄積器中的一個或多個。
需注意,包括在本文中的示例控制和估計程序可與各種發(fā)動機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文公開的控制方法和程序可作為可執(zhí)行指令存儲在非暫時性存儲器中,并且可由包括控制器的控制系統(tǒng)與各種傳感器、致動器以及其他發(fā)動機(jī)硬件組合實施。本文描述的特定程序可表示任何數(shù)量的處理策略中的一種或多種,諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。由此,所示的各種動作、操作和/或功能可以按所示的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在一些情況下省略。同樣地,處理的次序并非是實現(xiàn)本文所描述的示例實施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需的,而是為易于說明和描述提供。根據(jù)所使用的具體策略,可重復(fù)執(zhí)行所示的動作、操作和/或功能中的一個或多個。進(jìn)一步地,所描述的動作、操作和/或功能可圖形化地表示待編程到發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的非暫時性存儲器中的代碼,其中可以通過執(zhí)行包括與電子控制器結(jié)合的各種發(fā)動機(jī)硬件部件的系統(tǒng)中的指令來實施所描述的動作。
應(yīng)該理解,本文公開的配置和程序在本質(zhì)上是示例性的,并且這些具體實施例不應(yīng)被視為具有限制性意義,因為可能有許多變體。例如,以上技術(shù)能夠應(yīng)用于v-6、i-4、i-6、v-12、對置4缸以及其他的發(fā)動機(jī)類型。本公開的主題包括本文所公開的各種系統(tǒng)和配置,以及其他特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
隨附權(quán)利要求特別指出被視為新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可指“一個”元件或“第一”元件或其等同物。此類權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個或多個此類元件的結(jié)合,既不要求也不排除兩個或更多個此類元件。所公開的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過本權(quán)利要求的修正或通過在本申請或相關(guān)申請中呈現(xiàn)的新權(quán)利要求加以要求保護(hù)。此類權(quán)利要求,無論是更寬于、更窄于、等于或不同于原始的權(quán)利要求范圍,仍被視為包括在本公開的主題內(nèi)。