阅读说明：本技术 操作内燃发动机的方法 (The method for operating internal combustion engine ) 是由 D·赫斯凯特 A·J·奥克利 于 2019-05-24 设计创作，主要内容包括：本申请公开了操作内燃发动机的方法。提供一种使发动机总成停机的方法,该发动机总成包括排气再循环系统,该排气再循环系统具有用于控制通过排气再循环系统的排气流的阀,该方法包括：a)关闭排气再循环系统的阀；b)将发动机总成的进气节气门维持在打开位置达预定时间段；c)在预定时间段之后切断对发动机的燃料供应,同时进气节气门处于打开位置。还提供了一种操作发动机总成以便选择发动机停机程序的方法。(This application discloses the methods of operation internal combustion engine.A kind of method shutting down engine assembly is provided; the engine assembly includes exhaust gas recycling system; the exhaust gas recycling system has the valve for controlling the exhaust stream by exhaust gas recycling system, this method comprises: a) closing the valve of exhaust gas recycling system；B) air inlet shutter of engine assembly is maintained into open position up to predetermined amount of time；C) the fuel supply to engine is cut off after predetermined time period, while air inlet shutter is in an open position.A kind of operation engine assembly is additionally provided so as to the method that selects engine shutdown procedure.)

操作内燃发动机的方法

技术领域

本公开涉及一种操作内燃发动机的方法，并且特别地但非排他地涉及操作内燃发动机以减少燃料喷射器喷嘴的腐蚀的方法。

背景技术

现代机动车辆通常包括起动-停止系统，该起动-停止系统被配置成当不需要发动机驱动车辆时(例如，当车辆在交通信号处静止时)使机动车辆的发动机停机。以这种方式停止发动机通过减少发动机怠速花费的时间量来减少发动机的燃料消耗和污染气体的产生。

由于发动机可能在单个行程期间停止并起动多次，因此要求在停止事件期间发动机的噪声、振动和粗糙性(NVH)属性非常好，以便在发动机停止时驾驶员体验到车辆的最小振动或者摇动。

为了在发动机停止期间使发动机的不期望的摇动最小化，车辆通常实施“软停止”策略，通过该策略减小由发动机活塞的移动产生的力。先前提出的软停止策略包括使用节气门密封发动机的进气歧管并继续向发动机供应燃料以使发动机继续运行，直到没有足够的空气被吸入汽缸以支持燃烧并且发动机停转(stall)。

以这种方式使发动机停机可以降低进气歧管内的空气压力，从而减少吸入汽缸的进气的压力。这进而减小了发动机的活塞上的力的大小，减少了发动机的振动。

发动机停转前不久发生的燃烧事件可能会使在发动机已停止后在汽缸内留下未从汽缸排出的燃烧产物。此外，由于发动机两端的压力差，例如，在进气歧管和排气歧管之间的压力差，当发动机停止时，排气可以从排气歧管吸回汽缸。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种使发动机总成停机的方法，该发动机总成包括排气再循环系统，该排气再循环系统具有用于控制通过排气再循环系统的排气流的阀，该方法包括：

a)关闭排气再循环系统的阀；

b)将发动机总成的进气节气门维持在打开位置达一时间段；

c)在该时间段之后切断对发动机的燃料供应，例如，同时进气节气门处于打开位置。

该方法的步骤按顺序执行。

在步骤c)中，可以基本上瞬间切断对发动机的燃料供应，例如，无需逐渐减少。

该时间段可以大于或等于500ms且小于或等于1000ms。例如，该时间段可以是700ms。可以基于在步骤a)中关闭EGR阀之前EGR阀的位置来确定该时段。可替代地，该时间段可以是预定时段，例如，在发动机总成制造期间设定。

在步骤c)期间和步骤c)之后，节气门可以维持在打开位置，直到发动机停止。换句话说，可以允许发动机在节气门打开的情况下降低运行。

该方法可以包括在执行步骤c)之前以大于发动机的怠速转速(例如，正常怠速转速)的转速运行发动机。该方法可以包括在执行步骤c)之前增加发动机的怠速转速或者在执行步骤c)之前将发动机的运行转速增加到高于怠速转速。

根据本公开的另一方面，提供了一种操作发动机总成的方法，该方法包括：

确定发动机应该停机；

确定在发动机已经停机之后在发动机总成的汽缸内形成冷凝物(condensation)的可能性，例如，在发动机已经停机之后在发动机汽缸内是否存在排气；

基于冷凝物的可能性选择发动机停机程序，如果确定冷凝物的可能性高于第一阈值，则选择上述使发动机总成停机的方法作为待执行的发动机停机程序；以及

执行发动机停机程序以使发动机停机。

发动机总成可以包括压燃式发动机。发动机总成可以包括排气再循环系统，该排气再循环系统具有用于控制通过排气再循环系统的排气流的阀。

可替代地，如果确定冷凝物的可能性低于第二阈值，则可以选择发动机停机程序，以便在发动机停机期间使发动机的振动最小化。例如，所选择的发动机停机程序可以包括在减少供应到发动机汽缸的燃料量之前(例如，在切断到发动机汽缸的燃料之前)使发动机总成的进气节气门关闭。第二阈值可以等于第一阈值或者可以不同于第一阈值。

该方法可以包括确定(例如，测量或预测)发动机的环境特性。可以根据发动机的环境特性来确定在发动机已经停机之后在汽缸内形成冷凝物的可能性。

环境特性可以包括选自发动机总成的温度和湿度中的一个或多个。温度可以是发动机冷却剂温度、发动机壳体温度(例如发动机汽缸盖温度)、发动机排气温度和/或发动机入口温度。湿度可以是发动机内(例如发动机的进气歧管和/或汽缸内)的进气的湿度。

该方法可以包括确定当前发动机运行时间，例如，自发动机上次起动以来的时间。可以根据当前发动机运行时间来确定在发动机已经停机之后在汽缸内形成冷凝物的可能性。例如，如果发动机运行时间高于阈值时间，则可以确定形成冷凝物的可能性低，例如，低于第一阈值和/或第二阈值。

该方法可以包括确定自先前发动机停机以来的时间。可以根据自先前发动机停机以来的时间来确定在发动机已经停机之后在汽缸内形成冷凝物的可能性。例如，如果发动机最近停机，例如，自先前发动机停机以来的时间低于阈值时间，则可以确定冷凝物的可能性低。

该方法可以包括确定先前发动机运行事件的发动机运行时间。可以根据先前发动机运行事件的发动机运行时间来确定在发动机已经停机之后在汽缸内形成冷凝物的可能性。

根据本公开的另一方面，提供一种发动机总成，包括：

内燃发动机；

排气再循环系统，其具有用于控制通过排气再循环系统的排气流的阀；以及

控制器，其被配置成执行根据前述方面中任一项所述的方法。

内燃发动机可以是压燃式发动机。

机动车辆可以包括上述发动机总成。

为了避免说明书中不必要的重复劳动和文本重复，仅关于本发明的一个或多个方面或实施例描述了某些特征。然而，应该理解，在技术上可行的情况下，关于本发明的任何方面或实施例描述的特征也可以与本发明的任何其他方面或实施例一起使用。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何实施本发明，现在将通过示例的方式参考附图，其中：

图1是发动机总成的示意图；

图2是描绘使发动机总成停机的方法的流程图；

图3是描绘使发动机总成停机的另一种方法的流程图；以及

图4是描绘操作发动机总成的方法的流程图。

具体实施方式

参考图1，发动机总成100(例如，对于机动车辆)包括进气系统110、内燃发动机120、排气系统140和控制系统150，控制系统150被配置成控制发动机总成100的操作。

在一些布置中，机动车辆可以是混合动力车辆，并且发动机总成100可以作为混合动力车辆的混合动力驱动系统的一部分提供。除发动机总成100之外或作为对发动机总成100的替代，混合动力驱动系统可以进一步包括可以被控制以提供用以驱动混合动力车辆的动力的一个或多个电动马达或其他驱动装置。

进气系统110包括进气口112和进气管道114。在发动机120的操作期间，空气经由进气口112被吸入进气系统110并由进气管道114被运送到发动机120的进气歧管122。进气系统110包括节气门116，节气门116被配置成控制进气口112和进气歧管122之间的进气流。节气门116的位置可以通过例如控制器从加速控件接收输入来间接控制。

发动机120包括进气歧管122、汽缸124和排气歧管126。活塞128设置在汽缸124内并且被配置成在发动机120的燃烧循环期间在汽缸124内往复运动。汽缸124的燃烧室124a由活塞128的一侧、汽缸124的壁和汽缸盖130限定。

发动机120还包括一个或多个进气门132和一个或多个排气门134，以分别控制进入汽缸124的进气流和离开汽缸124的排气流。

在进气冲程期间，活塞128在汽缸124内移动以增加燃烧室124a的容积，从而通过进气门132将进气从进气歧管122吸入汽缸。进气冲程后，进气门132关闭，并且随着活塞128朝向汽缸盖130向回移动，汽缸124内的气体被压缩，从而减小燃烧室124a的容积。

燃料经由一个或多个燃料喷射器136喷射到汽缸124中。燃料喷射器包括至少部分地布置在汽缸内或邻近汽缸(例如，与汽缸的壁对齐或凹陷在汽缸的壁内)的燃料喷射喷嘴136a。喷嘴136a具有被精确设计尺寸的孔，以便允许针对每个燃烧事件将测量的燃料量喷射到汽缸124中。

由于燃烧室124a内的高压和高温，汽缸124内的空气和燃料混合物被点火。空气和燃料混合物的燃烧产生膨胀的燃烧气体，其作用在活塞128上以驱动发动机120的曲轴138。

在图1所描绘的布置中，发动机120是压燃式发动机。然而，同样可以设想，本公开可以应用于任何其他类型的发动机，例如火花点火发动机，其中汽缸124内的燃料-空气混合物被火花塞点火。此外，尽管图1中示出了单个汽缸124，但发动机120可以包括任何数量的汽缸，例如2、3、4、6、8或多于8个汽缸。

在活塞128的排气冲程期间，通过汽缸内的燃烧产生的排气经由排气门134从汽缸124排出到排气歧管126中。

排气系统140的排气管道142布置成将排气从排气歧管126运送到排气口144以从车辆排出。

如图1所描绘的，发动机总成100还可以包括涡轮增压器170，涡轮增压器170包括布置在排气管道142中的排气驱动涡轮机172和布置在进气管道114中的压缩机174。涡轮机172和压缩机174耦接到同一轴，使得压缩机174可以由涡轮机172驱动，以增加进入进气歧管122的进气的压力。

发动机总成100还包括排气再循环(EGR)系统160。EGR系统160包括EGR管道162，EGR管道162被配置成将一部分排气再循环到发动机总成100的进气系统110，例如进气管道114或进气歧管122。EGR系统160还包括EGR阀164，EGR阀164被配置成控制通过EGR管道162的排气流。

用经燃烧的排气替换发动机汽缸124内的一部分富氧进气减少了可用于燃烧的燃烧室124a的容积。这降低了燃烧的峰值温度，从而减少了NO_X的形成。

在所示的布置中，EGR系统160是高压排气再循环系统，其被配置成将排气从涡轮机172上游的位置再循环到相对于进气系统110内的进气流的压缩机174的下游的位置。然而，在其他布置中，发动机总成100可以附加地或替代地包括低压排气再循环系统，其被配置成将排气从涡轮机172下游的位置再循环到压缩机174上游的位置。

作为减少NO_X的形成并因此减少从机动车辆排放NO_X的一种方式，排气再循环的使用越来越受欢迎。在一些布置中，排气再循环可以在发动机120的基本上所有运行条件下使用。

如果使用“软停止”停机程序(例如上述程序)使发动机停机，同时在进气歧管122和/或汽缸124内存在再循环排气，则在发动机已停止后，在发动机120的汽缸124内可以保留增加的排气量。

在发动机停机后保留在汽缸124中的排气可以在燃料喷射器喷嘴136a上形成腐蚀性冷凝物，其可以腐蚀喷嘴，并且因此影响喷嘴孔的尺寸。因此，使用软停止停机程序与增加的使用排气再循环一起可以导致喷射器喷嘴的腐蚀增加，这可能需要提前更换喷射器喷嘴136a。

发动机总成100的控制系统150包括控制器152，例如发动机控制单元或动力传动系控制单元。控制器152可以被配置成控制进气节气门116、EGR阀164和/或涡轮增压器涡轮机172的操作，以便控制由发动机提供的动力。

另外，控制器152或另一控制器可以被配置成当确定发动机应该停机时执行发动机总成100的停机程序。例如，可以基于来自驾驶员的控制输入(例如，使用点火钥匙或开关)来确定发动机应该停机。可替代地，控制器152或另一个控制器可以确定发动机应该作为停止-起动事件的一部分或者为了转换到仅电操作的时段(例如，在此期间，车辆由设置在车辆上的电动马达驱动)而停机。

参考图2，控制器152可以被配置成使用软停止方法200使机动车辆的发动机120停机。方法200包括第一步骤202，其中关闭EGR阀164。该方法还包括第二步骤204，其中关闭进气节气门116以便限制进气从入口112流到进气歧管122。在一些布置中，进气节气门116可以基本上密封进气歧管122(例如，与入口112隔离)。

通过关闭进气节气门116，由于气体从进气歧管122被吸入发动机汽缸124，进气歧管122内的压力开始减小。

在关闭进气节气门116之后发动机120运行一时间段后，由于进气歧管122内的空气缺乏，发动机停转。如上所述，由于当发动机停止运行时进气歧管内的压力低，与发动机在进气歧管处于大气压力时停止的情况相比，发动机停止时产生的振动的幅度减小。

使用软停止方法200使发动机停机可能导致在燃料喷射器喷嘴136a上形成腐蚀性冷凝物，即使EGR阀164在关闭进气门之前关闭。如上所述，在燃料喷射器喷嘴136a上形成的腐蚀性冷凝物可能导致燃料喷射器喷嘴的腐蚀。

参考图3，为了降低燃料喷射器喷嘴的腐蚀风险，控制器152可以被配置成使用发动机停机方法300使发动机120停机。方法300的步骤可以按顺序执行。

发动机停机方法300包括第一步骤302，其中关闭EGR阀164。关闭EGR阀减少排气再循环到进气歧管122的速率，并因此减少从进气歧管122进入汽缸124的排气流。

方法300还包括第二步骤304，其中将进气节气门116维持在打开位置达一时间段。

可以选择该时间段，以便能够使足够的进气通过进气节气门116吸入进气歧管122，以替换可能存在于进气歧管122和进气管道114内的任何排气，例如在第一步骤302中关闭EGR阀164之前存在的排气。例如，该时间段可以大于或等于500ms。

可以基于在执行方法300之前EGR阀164的位置和/或预期在进气歧管内的EGR气体的量来确定该时间段。例如，相比于在执行方法300之前EGR阀处于部分打开位置的情况，如果EGR阀164处于完全打开位置，则该时间段可以更长。可替代地，该时间段可以是预定时间段，其不基于发动机总成100的当前工况而变化。

可能不希望该时间段太长以使驾驶员意识到在请求发动机停机(例如，通过转动点火钥匙)和发动机停止之间的延迟。因此，可以选择该时间段小于或等于1000ms。在一种布置中，该时间段是700ms的预定时段。

方法300还包括第三步骤306，其中切断对发动机120(例如，对发动机的汽缸124)的燃料供应的。可以基本上瞬间切断燃料供应，例如，尽可能快地减少到不喷射燃料。换句话说，燃料供应可以被停止而不逐渐地被减少。

在切断燃料的同时，节气门116可以维持在打开位置。另外，在燃料供应被切断之后发动机降低运行的同时，节气门116可以维持在打开位置。以这种方式，随着发动机降低运行，清洁空气可以被吸入通过进气歧管122和汽缸124，这可以从汽缸124中排出经燃烧的排气。

由发动机执行的转数以及因此由活塞128执行的进气冲程数可以取决于在切断燃料之前发动机运行的转速。例如，如果发动机在燃料被切断之前以大约850RPM至900RPM的怠速转速运行，则发动机120(例如发动机的曲轴138)可以在燃料切断之后执行2或3次完整旋转。因此，发动机的每个活塞128可以执行1到2个进气冲程，在进气冲程中清洁空气被吸入相应的汽缸124中。

在一些布置中，为了增加在切断燃料之后由发动机120执行的转数，在第三步骤306中切断燃料之前，发动机120可以以大于发动机的正常怠速转速的转速运行。例如，在切断燃料之前，可以增加发动机的怠速转速，或者可以以大于怠速转速的转速运行发动机。

与使用软停止方法200停止发动机时相比，当以这种方式使发动机停机时，可以减少在发动机停止时存在于汽缸124中的排气量。因此，可以降低在燃料喷射器喷嘴136a上的腐蚀性冷凝物的形成以及燃料喷射器喷嘴的腐蚀风险。

然而，因为当发动机停止时进气歧管122内的压力基本上等于大气压力，所以当发动机发生停止时产生的力具有大于在软停止程序200期间产生的力的幅度，并且发动机停机期间产生的振动相应地更大。

因此，可能希望平衡发动机停机方法300期间减少燃料喷嘴136a的腐蚀的益处与引起的振动的增加。因为在停机期间发动机总成100的振动对于车辆的驾驶员而言可能是显而易见的，并且可能给出发动机或减震系统未正确操作的印象，可能需要仅在可能形成腐蚀性冷凝物的情况下使用停机方法300来使发动机停机。

参考图4，控制器152或另一控制器可以被配置成使用方法400选择是使用软停止程序200还是使用发动机停机方法300来使发动机120停机。

方法400包括第一步骤402，其中确定发动机是否应该停机。例如，可以基于来自驾驶员的控制输入(例如，使用点火钥匙或开关)来确定发动机应该停机。可替代地，控制器152或另一个控制器可以确定发动机应该作为停止-起动事件的一部分或者为了转换到仅电操作的时段而停机。

方法400包括第二步骤404，其中确定在发动机已经停机之后在汽缸内形成冷凝物的可能性(例如，在发动机停机后排气是否保留在汽缸内)。例如，可以确定形成冷凝物的可能性是高于、低于还是等于阈值。

可以基于发动机总成100的环境条件(例如发动机汽缸的温度和/或汽缸内的气体的温度或湿度)来确定形成冷凝物的可能性。附加地或替代地，可以基于与发动机总成相关的一个或多个发动机运行或停机时间来确定形成冷凝物的可能性，如下所述。

返回图1，发动机总成100可以包括一个或多个温度传感器，例如发动机冷却剂温度传感器182、进气歧管温度传感器184、汽缸盖温度传感器186、排气温度传感器188，或任何其他发动机总成温度传感器。附加地或替代地，发动机总成100可以包括一个或多个湿度传感器，例如进气歧管湿度传感器192或任何其他发动机总成湿度传感器。

控制器152可以接收来自温度传感器182、184、186、188和/或湿度传感器192的测量值，并且可以被配置成(例如在方法400的第二步骤404期间)使用该测量值确定在发动机已经停机后汽缸内形成冷凝物的可能性。

附加地或替代地，控制器152可以被配置成基于当前发动机运行时间(例如，自上次起动以来发动机已运行多长时间)确定在发动机已经停机之后在汽缸内形成冷凝物的可能性。例如，如果当前发动机运行时间高于阈值时间，则可以确定形成冷凝物的可能性低，例如，低于阈值。附加地或替代地，当前发动机运行时间可以用于确定发动机总成的预测温度，预测温度可以用于确定形成冷凝物的可能性，例如，以与来自温度传感器182、184、186、188的测量值相同的方式。

控制器152可以被配置成确定先前发动机运行时间，例如，在发动机总成100的先前操作时段期间发动机运行花费的时间。控制器152可以被配置成基于先前发动机运行时间确定在发动机先前停机时发动机总成100的预测温度。附加地或替代地，控制器152可以被配置成存储来自发动机总成温度和/或湿度传感器的与先前操作时段有关的测量值，例如，存储在与控制器152相关联的存储器中。

控制器152可以被配置成确定自发动机先前停机以来的时间。可以基于自发动机先前停机以来的时间来确定在汽缸内形成冷凝物的可能性。例如，控制器152可以确定发动机未运行多长时间，例如，在先前发动机停机和最近发动机起动之间的时间，并且可以至少部分地基于发动机未运行的时间确定发动机总成的温度。还可以基于发动机停机时发动机总成的存储温度或预测温度(例如，连同当前发动机运行时间)来附加地确定发动机总成的温度。

通常，控制器152可以被配置成针对发动机的多个先前操作时段考虑发动机运行时间和发动机停机花费的时间，以便确定形成冷凝物的可能性。例如，控制器152可以计算在一时间段(例如在即将执行的发动机停机之前的30分钟、1小时、2小时或任何其他期望的时间段)上发动机运行花费的总时间和/或发动机停机花费的总时间，并且可以基于计算的总时间确定形成冷凝物的可能性。

方法400还包括第三步骤406，其中基于形成冷凝物的可能性来选择发动机停机程序。例如，如果形成冷凝物的可能性等于或低于阈值，则可以选择软停止发动机停机方法200。可替代地，如果冷凝的可能性高于该阈值或另一阈值，则可以选择发动机停机方法300。

本领域技术人员将理解，尽管已经通过示例的方式参考一个或多个示例性示例描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例，并且在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以构造替代示例。