專利名稱：發(fā)動機系統(tǒng)及其運轉(zhuǎn)方法
發(fā)動機系統(tǒng)及其運轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制在內(nèi)燃發(fā)動機中使用不同燃料的方法和系統(tǒng)。背景技術(shù)：
已經(jīng)開發(fā)出替代燃料以減輕常規(guī)燃料的價格上漲以及減少排放。例如，醇和含醇混合燃料已經(jīng)被認(rèn)為是具有吸引力的替代燃料，特別是對于機動車輛應(yīng)用。利用多種發(fā)動機技術(shù)和噴射技術(shù)，多種發(fā)動機系統(tǒng)可使用醇類燃料。此外，多種方法可用于控制這種醇類燃料發(fā)動機以利用高辛烷值醇類燃料，特別是解決發(fā)動機爆震。例如，發(fā)動機控制方法可包括根據(jù)醇類燃料調(diào)節(jié)增壓或火花正時和多種其它發(fā)動機工況。然而，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到除了固有的辛烷效應(yīng)之外，噴射的燃料還可具有充氣冷卻效應(yīng)和依賴于燃料成分的發(fā)動機稀釋效應(yīng)。例如，相較于汽油除了高辛烷值外，醇類燃料也可具有更好的充氣冷卻效應(yīng)，其不是由辛烷值導(dǎo)致的。因此，僅基于燃料的固有辛烷值的燃料噴射可導(dǎo)致過度消耗燃料，并且必須更頻繁地加燃料。在混合燃料的情況下，燃料的固有辛烷值可基于燃料的容積成分(例如醇濃度)。然而，燃料的容積成分和辛烷值之間的非線性關(guān)系使得計算發(fā)動機控制調(diào)節(jié)復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過提供一種發(fā)動機的運轉(zhuǎn)方法以及發(fā)動機系統(tǒng)來解決上述問題，其優(yōu)點在于通過在直接噴射爆震控制液之前使用至少一些火花延遲解決爆震，可實現(xiàn)爆震控制同時改善發(fā)動機燃料經(jīng)濟性。根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種發(fā)動機的運轉(zhuǎn)方法。該運轉(zhuǎn)方法包括響應(yīng)發(fā)動機爆震，延遲點火火花正時第一量并且直接噴射第二量的液體，該火花延遲第一量和液體噴射第二量基于液體的固有辛烷、液體的稀釋效應(yīng)和液體的蒸發(fā)效應(yīng)的組合調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種發(fā)動機的運轉(zhuǎn)方法。該發(fā)動機運轉(zhuǎn)方法，包括響應(yīng)發(fā)動機爆震；延遲點火火花正時；直接噴射爆震控制液的量，基于所噴射的液體的稀釋效應(yīng)、固有辛烷效應(yīng)和蒸發(fā)效應(yīng)的組合來調(diào)節(jié)所述量；及至少基于所噴射的液體的稀釋效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)從而調(diào)節(jié)發(fā)動機稀釋。根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供一種發(fā)動機的運轉(zhuǎn)方法。該發(fā)動機運轉(zhuǎn)方法，包括響應(yīng)發(fā)動機爆震，延遲點火火花正時至預(yù)定的正時并且直接噴射一定量的液體，預(yù)定的正時和直接噴射的液體量基于噴射的液體的摩爾成分調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供一種發(fā)動機系統(tǒng)。該發(fā)動機系統(tǒng)包括發(fā)動機；配置用于直接噴射液體進發(fā)動機汽缸內(nèi)的直接噴射器；配置用于進氣道噴射液體進發(fā)動機汽缸內(nèi)的進氣道噴射器；控制系統(tǒng)，配置用于響應(yīng)爆震；延遲點火火花正時至預(yù)定的正時；直接噴射第一量的液體，第一量基于所噴射的液體的摩爾成分和所噴射的液體的稀釋效應(yīng)和所噴射的液體的蒸發(fā)效應(yīng)；進氣噴射第二量的液體，第二量基于第一量；及至少基于所噴射的液體的稀釋效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)動機稀釋。
在一個示例中，車輛發(fā)動機可配置用于使用多個液體，包括燃料和燃料混合物。發(fā)動機可包括用于直接噴射液體(例如水和/或燃料或燃料混合物)進發(fā)動機汽缸內(nèi)的直接噴射器。發(fā)動機可進一步包括用于進氣道噴射液體(例如水和/或燃料或燃料混合物)進發(fā)動機汽缸內(nèi)的進氣道噴射器。響應(yīng)于發(fā)動機爆震，發(fā)動機控制器可通過在調(diào)節(jié)液體噴射之前至少一些火花延遲來解決爆震?？苫诎l(fā)動機工況(例如爆震強度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等)，并且進一步基于液體的固有辛烷效應(yīng)、液體的稀釋效應(yīng)和液體的蒸發(fā)效應(yīng)的組合來調(diào)節(jié)火花延遲量和液體噴射量。隨后可基于所確定的直接噴射調(diào)節(jié)進氣道噴射。在一個示例中，可基于液體的摩爾成分計算液體的固有辛烷效應(yīng)。例如，液體可為包括至少兩個成分燃料(例如汽油和乙醇)的燃料混合物。可基于混合物中的每一個燃料的容積和/或摩爾分?jǐn)?shù)、分子量和密度來確定摩爾成分。在一個示例中，通過使用燃料的成分確定所噴射的液體的固有辛烷效應(yīng)，可實現(xiàn)燃料成分(例如醇含量)和該固有辛烷效應(yīng) (例如，固有辛烷值或RON)之間的線性關(guān)系，從而簡化基于燃料類型的發(fā)動機調(diào)節(jié)的計算。 因此，所噴射液體的蒸發(fā)效應(yīng)可基于液體的充氣冷卻特性同時所噴射液體的稀釋效應(yīng)可基于所噴射液體的充氣稀釋效應(yīng)。在一個示例中，可基于液體的摩爾成分延遲火花正時直至預(yù)定的正時。例如，在所噴射液體為包括醇(例如乙醇或甲醇)的燃料混合物的情況下，當(dāng)混合燃料內(nèi)的醇的摩爾分?jǐn)?shù)增加時從MBT進一步延遲預(yù)定的正時。在替代的示例中，所噴射的液體包括乙醇、甲醇、其它醇、水、汽油和它們的組合中的一個或多個。在每個情況下，該調(diào)節(jié)可基于液體的固有辛烷效應(yīng)、稀釋效應(yīng)和蒸發(fā)效應(yīng)的組合。通過在直接噴射爆震控制液之前使用至少一些火花延遲解決爆震，可實現(xiàn)爆震控制同時改善發(fā)動機燃料經(jīng)濟性。所噴射液體的稀釋也會影響整個發(fā)動機稀釋。因此，基于所需發(fā)動機稀釋(由發(fā)動機工況和所需扭矩確定)和所噴射液體的稀釋效應(yīng)，可調(diào)節(jié)發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)。在一個示例中，調(diào)節(jié)的發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)可為排氣再循環(huán)(EGR)量。調(diào)節(jié)可包括當(dāng)所噴射的液體具有較高稀釋效應(yīng)時，在噴射的液體量增加時減少提供至發(fā)動機的EGR量。在這里，噴射的液體可有利地用于解決爆震同時也提供一些所需的發(fā)動機稀釋。相比較，當(dāng)所噴射的液體具有較低稀釋效應(yīng)時，可維持提供至發(fā)動機的EGR量同時增加噴射的液體量。在這里，噴射的液體可主要用于解決爆震同時EGR可主要用于提供所需的發(fā)動機稀釋。在替代示例中，調(diào)節(jié)的發(fā)動機參數(shù)可包括對發(fā)動機稀釋具有影響的發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)，例如可變凸輪正時(VCT)、 氣門升程量、發(fā)動機增壓等。在這里，與EGR—樣，當(dāng)所噴射的液體的稀釋效應(yīng)增加時，可減少由于VCT延遲、氣門升程或增壓引起的稀釋量同時增加所噴射的液體量。基于所噴射液體的量和稀釋效應(yīng)也可調(diào)節(jié)另外其它的發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)。這樣，可基于噴射的液體的稀釋效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)動機參數(shù)以協(xié)同加強解決發(fā)動機爆震以及提供所需發(fā)動機稀釋。應(yīng)理解上面的概述提供用于以簡化的形式引入將在詳細(xì)描述中進一步描述的選擇的概念。不意味著確認(rèn)所保護的本發(fā)明主題的關(guān)鍵的或?qū)嵸|(zhì)的特征，本實用新型的范圍將由本申請的權(quán)利要求唯一地界定。此外，所保護的主題不限于克服上文或本公開的任何部分中所述的任何缺點的實施方式。

圖1顯示了發(fā)動機燃燒室的示例實施例。
圖2顯示了描繪燃料經(jīng)濟性損失和扭矩比隨著變化的火花延遲而變化。圖3顯示了通過比較由火花延遲導(dǎo)致的燃料經(jīng)濟性損失與由乙醇燃料噴射導(dǎo)致的燃料經(jīng)濟性損失可用于識別調(diào)節(jié)閾值點的圖。圖4顯示了用于多種成本函數(shù)比較由火花延遲導(dǎo)致的損失和由乙醇燃料噴射導(dǎo)致的損失的圖。圖5A-B顯示了說明可執(zhí)行用于調(diào)節(jié)火花延遲量和燃料噴射量以解決發(fā)動機爆震的例程的高級流程圖。圖6顯示了用于基于爆震控制液的可用性調(diào)節(jié)發(fā)動機稀釋和發(fā)動機燃燒速度的高級流程圖。圖7顯示了可用于基于發(fā)動機速度負(fù)荷狀況調(diào)節(jié)使用火花延遲和高辛烷值燃料噴射的閾值點的圖。圖8顯示了說明可執(zhí)行用于基于多種發(fā)動機工況限制調(diào)節(jié)使用火花延遲和高辛烷值燃料噴射的閾值點的例程的高級流程圖。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明說明使用火花延遲和乙醇燃料直接噴射以解決爆震的示例的圖。圖10-11顯示了說明使用火花延遲和基于噴射的燃料量直接噴射爆震控制液的示例調(diào)節(jié)的圖。圖12顯示了說明響應(yīng)EGR瞬間直接噴射水的示例變化的圖。圖13顯示了說明響應(yīng)直接噴射水的正時的示例節(jié)氣門調(diào)節(jié)的圖。
具體實施方式下面的描述涉及用于改善柔性燃料發(fā)動機(如圖1內(nèi)的發(fā)動機)內(nèi)的燃料使用效率的系統(tǒng)和方法。響應(yīng)于發(fā)動機的爆震，火花延遲量和爆震控制液噴射可用于解決爆震。 具體地，可延遲火花直至預(yù)定的延遲量(例如預(yù)定的正時或閾值點)，直至其使用火花延遲可更有利(例如更具有燃料經(jīng)濟性)，并且超過該延遲量噴射爆震控制液以解決發(fā)動機爆震可更有利。如在圖2-5中所示，基于駕駛員選擇的成本函數(shù)，控制器可調(diào)節(jié)火花延遲的使用以及直接噴射和/或進氣道噴射燃料、或爆震控制液的使用以解決爆震。該使用可進一步基于固有的辛烷含量、稀釋效應(yīng)和可用爆震控制液的充氣冷卻效應(yīng)，例如從噴射的爆震控制液的成分(摩爾或容積)所推斷的。如在圖7-8中所示，在所選擇的發(fā)動機工況(例如轉(zhuǎn)速負(fù)荷狀況)下，可確定發(fā)動機限制(例如扭矩、溫度和排放限制)，并且可進一步相應(yīng)地調(diào)節(jié)預(yù)定的正時。如在圖9中所示，響應(yīng)爆震，控制器可使用火花延遲直至預(yù)定正時以解決爆震，在這之后，控制器可使用噴射爆震控制液以解決爆震。如在圖10-11中所示，與噴射器的脈沖寬度噴射限制相比，使用火花延遲和爆震控制液噴射之間的調(diào)節(jié)也可基于噴射的爆震控制液的量。如在圖6和12中所示，可基于噴射的爆震控制液的稀釋效應(yīng)執(zhí)行額外的發(fā)動機調(diào)節(jié)以便更好地協(xié)調(diào)發(fā)動機稀釋優(yōu)點和噴射液體的爆震抑制優(yōu)點。此外，如圖 13所示，可基于直接噴射相對于進氣門關(guān)閉的正時進行節(jié)氣門調(diào)節(jié)以便更好地補償扭矩瞬變。這樣，通過在解決爆震中改善火花延遲的使用和燃料或爆震控制液的噴射，可更明智地使用爆震控制液同時改善了發(fā)動機性能。圖1描繪了內(nèi)燃發(fā)動機10的燃燒室或汽缸的示例實施例。發(fā)動機10可接收來自包括控制器12的控制系統(tǒng)的控制參數(shù)和經(jīng)由輸入裝置132接收來自車輛操作者130的輸入。在這個例子中，輸入裝置132包括加速踏板和用于成比例地產(chǎn)生踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的汽缸(在這里也稱為燃燒室)14可包括帶有定位于其內(nèi)的活塞138的燃燒室壁136?；钊?38可連接至曲軸140以便使活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸140可經(jīng)由中間傳動系統(tǒng)連接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。而且，起動馬達(dá)可經(jīng)由飛輪連接至曲軸140以開始發(fā)動機10的起動運轉(zhuǎn)。汽缸14能夠經(jīng)由多個進氣道142、144和146接收進氣。進氣道146能夠與除了汽缸14之外的發(fā)動機10的其它汽缸連通。在一些實施例中，進氣道中一個或多個可包括增壓裝置例如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖1顯示了發(fā)動機10配置有包括設(shè)置在進氣道142和144之間的壓縮器174和沿排氣道148設(shè)置的排氣渦輪176。壓縮器174可為至少部分地經(jīng)由軸180由排氣渦輪176驅(qū)動，在這里增壓裝置配置為渦輪增壓器。然而，在其它示例中，例如在發(fā)動機10設(shè)有渦輪增壓器的情況下，可選地省略排氣渦輪176，其中壓縮器174可由來自馬達(dá)或發(fā)動機的機械輸入驅(qū)動?？裳匕l(fā)動機的進氣道設(shè)有包括節(jié)流板164 的節(jié)氣門162用于改變提供至發(fā)動機汽缸的進氣的流速和/或壓力。例如，如圖1所示，節(jié)氣門162可設(shè)置在壓縮器174的下游，或者可替代地提供在壓縮器174上游。排氣通道148能夠從除汽缸14之外的發(fā)動機10的其它汽缸接收排氣。排氣傳感器1 顯示為連接至排放控制裝置178上游的排氣道148。傳感器1 可為用于提供排氣空燃比指示的多種適合的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、 雙態(tài)氧傳感器或EGO (排氣氧傳感器)、HEG0(加熱型EGO)、氮氧化物、碳?xì)浠衔锘蛞谎趸紓鞲衅?。排放控制裝置178可為三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、多種其他排放控制裝置或其組合。可通過位于排氣通道148內(nèi)的一個或多個溫度傳感器(未顯示)測量排氣溫度。 可替代地，可基于發(fā)動機工況(例如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、空燃比(AFR)、火花延遲等)推斷排氣溫度。 此外，可通過一個或多個排氣傳感器1 計算排氣溫度。應(yīng)了解排氣溫度可替代地通過這里列出的任何溫度估算的組合來估算。發(fā)動機10的每個汽缸可包括一個或多個進氣門和一個或多個排氣門。例如，汽缸 14顯示為包括位于汽缸14的上部區(qū)域的至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥 156。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸(包括汽缸14)可包括位于該汽缸的上部區(qū)域的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。進氣門150通過經(jīng)由驅(qū)動系統(tǒng)151的凸輪驅(qū)動通過控制器12控制。類似地，排氣門156可經(jīng)由凸輪驅(qū)動系統(tǒng)153通過控制器12控制。凸輪驅(qū)動系統(tǒng)151和153可均包括一個或多個凸輪并且可利用由控制器12運轉(zhuǎn)以改變氣門運轉(zhuǎn)的輪廓線變換(CPQ、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中一個或多個。進氣門 150和排氣門156的運轉(zhuǎn)可分別通過氣門位置傳感器(未顯示)和/或凸輪軸傳感器155 和157確定。在可替代實施例中，可通過電動氣門驅(qū)動控制進氣門和/或排氣門。例如，汽缸14可替代地包括經(jīng)由電動氣門驅(qū)動控制的進氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT的凸輪驅(qū)動控制的排氣門。在其它實施例中，進氣門和排氣門可由共用氣門驅(qū)動或驅(qū)動系統(tǒng)，或可變氣門正時驅(qū)動器或驅(qū)動系統(tǒng)控制。如參考圖6和12所詳述，可(通過提前或延遲VCT系統(tǒng)) 調(diào)節(jié)凸輪正時以及協(xié)同EGR流量和/或爆震控制液的直接噴射來調(diào)節(jié)發(fā)動機稀釋，從而減少EGR瞬變并且改善發(fā)動機性能。汽缸14能夠具有壓縮比，其為在活塞138位于下止點和上止點的體積比。常規(guī)地， 壓縮比在9 1至10 1的范圍內(nèi)。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可增加壓縮比。 例如這會在使用高辛烷值燃料或具有高汽化比潛熱的燃料時會發(fā)生。如果使用直接噴射由于其對發(fā)動機爆震的效果也可增加壓縮比。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可包括用于發(fā)動燃燒的火花塞192。點火系統(tǒng)190能夠響應(yīng)在選定運轉(zhuǎn)模式下來自的控制器12的火花提前信號SA經(jīng)由火花塞192 向燃燒室14提供點火火花。然而，在一些實施例下，可省略火花塞192，例如在這樣的情況下發(fā)動機10可由自動點火或在一些柴油發(fā)動機的情況下通過燃料噴射發(fā)動燃燒。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸可配置有提供燃料至其上的一個或多個用燃料噴射器。在一些實施例中，爆震控制液可為燃料，其中噴射器也稱為燃料噴射器。如一個非限制性示例，汽缸14顯示為包括一個燃料噴射器166。燃料噴射器166顯示為直接地連接至汽缸14用于將燃料與經(jīng)由電子驅(qū)動器168從控制器12接收的FPW信號的脈沖寬度成比例地噴射進其內(nèi)。這樣，燃料噴射器166將燃料以稱為燃料直接噴射的方式提供至燃燒汽缸14內(nèi)。盡管圖1顯示了噴射器166為側(cè)面噴射器，其也可位于活塞的頂部，例如靠近火花塞192的位置處。當(dāng)以醇基的燃料運轉(zhuǎn)發(fā)動機時由于一些醇類燃料的低揮發(fā)性，這種位置可改善混合和燃燒?？商娲?，噴射器可位于頂部或靠近進氣門處以改善混合?？蓪⑷剂蠌陌ㄈ剂舷?、燃料泵和燃料導(dǎo)軌的高壓燃料系統(tǒng)8輸送至燃料噴射器166?？商娲?，可通過單級燃料泵在低壓下輸送燃料，在這種情況下，在壓縮沖程期間可比如果在使用高壓燃料系統(tǒng)時更多地限制直接燃料噴射正時。此外，盡管未顯示，在可替代實施例中，噴射器166可為將燃料提供至汽缸14上游的進氣道內(nèi)的進氣道噴射器。應(yīng)了解盡管在一個實施例中，可通過單個直接噴射器噴射可變?nèi)剂匣虮鹂刂埔夯旌衔镞\轉(zhuǎn)發(fā)動機，在可替代實施例中，可使用兩個噴射器(直接噴射器166和進氣道噴射器)并且改變來自每個噴射器的噴射量來運轉(zhuǎn)發(fā)動機。在汽缸的單個循環(huán)期間可通過噴射器將燃料輸送至汽缸。此外，從噴射器輸送的燃料或爆震控制液的分配和/或相對量可隨著工況(例如空氣充氣溫度)變化，如下面所述。而且，對于單個燃燒事件，每個循環(huán)可執(zhí)行輸送的燃料的多次噴射。多次噴射可在壓縮沖程、進氣沖程或它們的任何合適的組合期間執(zhí)行。如上所述，圖1僅顯示了多缸發(fā)動機的一個汽缸。同樣，每個汽缸可類似地包括其自有組進氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。燃燒系統(tǒng)8內(nèi)的燃料箱可保存不同性質(zhì)(例如不同成分)的燃料或爆震控制液。 這些差別可包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化熱、不同的燃料混合和/或它們的組合等。在一個示例中，帶有不同醇含量的爆震控制液可包括一種燃料為汽油而另一種為乙醇或甲醇。在其它示例中，發(fā)動機可使用汽油作為第一物質(zhì)并且含有燃料混合物例如E85 (其大約為85%的乙醇和15%的汽油)或M85 (其大約為85%的甲醇和 15%的汽油)的醇類作為第二物質(zhì)。其它含有醇的燃料可為醇類和水的混合物、醇類的混合物、水和汽油等。在又一示例中，兩種燃料全部為醇混合物，其中第一燃料為醇類比例比醇類比例較高第二燃料的汽油醇類混合物低的汽油醇類混合物，例如ElO(其為大約10% 的乙醇)作為第一燃料并且E85(其大約為85%的乙醇)作為為第二燃料。另外，第一燃料和第二燃料也可在其它燃料性質(zhì)(例如溫度、粘度、辛烷值、汽化比潛熱等)上不同。此外，存儲在燃料箱內(nèi)的燃料或爆震控制液的燃料特性可經(jīng)常變化。在一個示例中，駕駛員可在燃料箱內(nèi)一天加E85、下一天加ElO并且再下一天E50。燃料箱加注的每天變化因此能夠?qū)е陆?jīng)常變化的燃料成分，從而影響由噴射器166輸送的燃料成分。盡管未顯示，應(yīng)了解發(fā)動機可進一步包括一個或多個排氣再循環(huán)通道用于從發(fā)動機排氣輸送至少一部分排氣至發(fā)動機進氣。同樣，通過再循環(huán)一些排氣，可影響發(fā)動機稀釋，其可通過減少發(fā)動機爆震、峰值汽缸燃料溫度和壓力、節(jié)流損失和NOx排放來改善發(fā)動機性能。一個或多個EGR通道可包括連接在渦輪增壓器壓縮器上游的發(fā)動機進氣和渦輪下游的發(fā)動機排氣之間并且配置用于提供低壓(LP)EGR的LP-EGR通道。一個或多個EGR通道可包括連接在壓縮器下游的發(fā)動機進氣和渦輪上游的發(fā)動機排氣之間并且配置用于提供高壓(HP)EGR的HP-EGR通道。在一個示例中，可在例如缺少由渦輪增壓器提供的增壓的狀況下提供HP-EGR流量，并且在例如出現(xiàn)渦輪增壓器增壓和/或當(dāng)排氣溫度高于閾值時的狀況期間提供LP-EGR。可經(jīng)由LP-EGR閥門調(diào)節(jié)通過LP-EGR通道的LP-EGR流量且可經(jīng)由 HP-EGR閥門(未顯示)調(diào)節(jié)通過HP-EGR通道的HP-EGR流量。圖1中控制器(或控制系統(tǒng))12顯示為微型計算機，包括微處理器單元106、輸入 /輸出端口 108、用于可執(zhí)行的程序和檢定值的電子存儲介質(zhì)(在本具體例子中顯示為只讀存儲器芯片110)、隨機存取存儲器112、?；畲鎯ζ?14和數(shù)據(jù)總線。控制器12可從連接至發(fā)動機10的傳感器接收多種信號，除了之前論述的那些信號，還包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器122的引入質(zhì)量空氣流量(MAF)測量值、來自連接至冷卻套筒118的溫度傳感器 116的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)、來自連接至曲軸140霍爾效應(yīng)傳感器120(或其他類型)的脈沖點火感測信號(PIP)、來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置TP和來自傳感器IM的絕對歧管壓力信號MAP。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號RPM可由控制器12從脈沖點火感測PIP信號生成。 來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用于提供進氣歧管內(nèi)的真空或壓力指示。存儲介質(zhì)只讀存儲器110能夠編程有代表由處理器106可執(zhí)行指令的計算機可讀數(shù)據(jù)用于執(zhí)行下面所述的方法以及預(yù)見但未具體列出的變形。在所選擇的發(fā)動機工況期間，例如在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速和在高負(fù)荷狀況下，會發(fā)生發(fā)動機爆震。在一個示例中，可通過延遲點火火花正時(這里也稱為火花延遲)來解決發(fā)動機爆震。通過從MBT延遲點火火花正時，可減小汽缸峰值壓力和溫度，從而減少爆震的發(fā)生。 然而，從MBT延遲火花也減小了發(fā)動機熱效率和扭矩輸出。因此，為了在延遲火花時滿足駕駛員要求的扭矩，可增加空氣和燃料流量以補償扭矩?fù)p失。因此，額外的空氣和燃料消耗導(dǎo)致下降的燃料經(jīng)濟性。相應(yīng)的燃料經(jīng)濟性懲罰SPARKfe MSS可如下計算
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機運轉(zhuǎn)方法，包含響應(yīng)于發(fā)動機爆震，使點火火花正時延遲第一量并且直接噴射第二量的液體，基于所述液體的固有辛烷值、所述液體的稀釋效應(yīng)和所述液體的蒸發(fā)效應(yīng)的組合調(diào)節(jié)所述火花延遲的第一量和所述液體噴射的第二量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)包括當(dāng)所述噴射的液體的所述稀釋效應(yīng)增加時，增加所述液體噴射的第二量并且減少所述火花延遲的第一量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述液體包括乙醇、甲醇、水和汽油中一個或多個。
4.一種發(fā)動機運轉(zhuǎn)方法，包含響應(yīng)于發(fā)動機爆震；延遲點火火花正時；直接噴射一定量的爆震控制液，基于所噴射的液體的稀釋效應(yīng)、固有辛烷效應(yīng)和蒸發(fā)效應(yīng)的組合來調(diào)節(jié)所述量；及至少基于所述噴射的液體的所述稀釋效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)從而調(diào)節(jié)發(fā)動機稀釋。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，延遲點火火花正時包括基于所述噴射的液體的所述稀釋效應(yīng)、固有辛烷效應(yīng)和蒸發(fā)效應(yīng)的所述組合延遲點火火花正時直至預(yù)定的正時。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)包括排氣再循環(huán)量，并且其中所述調(diào)節(jié)包括當(dāng)所述的噴射液體具有較高稀釋效應(yīng)時，基于所述液體的所述稀釋效應(yīng)增加所述直接噴射的液體的所述量，并且基于所述噴射的液體的所述量減少所述EGR量；及當(dāng)所述噴射的液體具有較低稀釋效應(yīng)時，減少所述直接噴射的液體的所述量并且維持所述EGR量。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)包括可變凸輪正時，并且其中所述調(diào)節(jié)包括當(dāng)所述噴射的液體具有較高稀釋效應(yīng)時，基于所述液體的所述稀釋效應(yīng)增加所述直接噴射的液體的所述量，并且基于所述噴射的液體增加的量調(diào)節(jié)所述VCT以減少稀釋；及當(dāng)所述噴射的液體具有較低稀釋效應(yīng)時，減少所述直接噴射的液體的量并且維持由 VCT引起的所述稀釋。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)包括氣門升程量，并且其中所述調(diào)節(jié)包括當(dāng)所述噴射的液體具有較高稀釋效應(yīng)時，基于所述液體的所述稀釋效應(yīng)增加所述直接噴射的液體的所述量，并且基于所述噴射的液體增加的量減少由所述氣門升程引起的所述稀釋的量；及當(dāng)所述噴射的液體具有較低稀釋效應(yīng)時，減少所述直接噴射液體的量并且維持由氣門升程引起的所述稀釋的量。
9.一種發(fā)動機運轉(zhuǎn)方法，包含響應(yīng)于發(fā)動機爆震，延遲點火火花正時直至預(yù)定的正時并且直接噴射一定量的液體， 基于所述噴射的液體的摩爾成分調(diào)節(jié)所述預(yù)定的正時和直接噴射的液體量。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述噴射的液體為包括第一液體和第二液體的混合物，并且其中所述混合物的所述摩爾成分基于所述混合物內(nèi)的所述第一液體和第二液體中每一個的所述摩爾和/或容積分?jǐn)?shù)、分子量和密度。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一液體和第二液體中至少一個為醇，并且其中所述調(diào)節(jié)包括當(dāng)所述混合物液體中的醇的所述摩爾分?jǐn)?shù)增加時減少所述直接噴射的液體量。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述混合燃料內(nèi)的醇的所述摩爾分?jǐn)?shù)增加時從MBT進一步延遲所述預(yù)定的正時。
13.一種發(fā)動機系統(tǒng)，包含發(fā)動機；配置用于直接噴射液體進發(fā)動機汽缸內(nèi)的直接噴射器；配置用于進氣道噴射液體進發(fā)動機汽缸內(nèi)的進氣道噴射器；控制系統(tǒng)，配置用于響應(yīng)于爆震，延遲點火火花正時至預(yù)定的正時；直接噴射第一量的液體，所述第一量基于所述噴射的液體的摩爾成分和所述噴射的液體的稀釋效應(yīng)和所述噴射的液體的蒸發(fā)效應(yīng)；進氣道噴射第二量的液體，所述第二量基于所述第一量；及至少基于所述噴射的液體的所述稀釋效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)動機稀釋。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定的正時基于爆震時的發(fā)動機工況，并且進一步基于所述噴射的液體的所述摩爾成分。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射的液體為至少兩個液體的混合物，并且其中所述液體的所述摩爾成分基于所述混合物中的每一個液體的容積和/或摩爾分?jǐn)?shù)、分子量和密度。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述混合燃料內(nèi)的醇的所述摩爾分?jǐn)?shù)增加時進一步從MBT延遲所述預(yù)定的正時。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述摩爾分?jǐn)?shù)減小、和/或當(dāng)所述噴射的液體的醇的所述稀釋效應(yīng)增加時所述直接噴射的液體的第一量增加。
18.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)節(jié)所述發(fā)動機稀釋包括當(dāng)所述噴射的液體具有較高稀釋效應(yīng)時，增加所述直接噴射的液體的所述第一量同時調(diào)節(jié)VCT以減小所述稀釋；及當(dāng)所述噴射的液體具有較低稀釋效應(yīng)時，減少所述直接噴射液體的所述第一量并且維持 VCT。
19.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包含連接在發(fā)動機進氣和發(fā)動機排氣之間的EGR管道，其中調(diào)節(jié)所述發(fā)動機稀釋包括當(dāng)所述噴射的液體具有較高稀釋效應(yīng)時，增加所述直接噴射的液體的所述第一量同時減小EGR ；及當(dāng)所述噴射的液體具有較低稀釋效應(yīng)時，減少所述直接噴射液體的所述第一量并且維持 EGR。
20.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，調(diào)節(jié)所述發(fā)動機稀釋包括基于所述直接噴射的液體的所述第一量調(diào)節(jié)增壓量和/或火花提前。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過基于發(fā)動機工況和噴射的液體的成分調(diào)節(jié)使用火花延遲和直接噴射爆震控制液來改善燃料使用同時解決爆震的發(fā)動機系統(tǒng)及其運轉(zhuǎn)方法。一個或多個發(fā)動機參數(shù)，例如EGR、VCT、增壓、節(jié)氣門位置和CMCV，與直接噴射協(xié)調(diào)以減少扭矩和EGR瞬變。本發(fā)明的優(yōu)點在于可實現(xiàn)爆震控制同時改善發(fā)動機燃料經(jīng)濟性。
文檔編號F02D43/00GK102345533SQ201110220060
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者G·蘇尼拉, J·E·安德森, J·奈爾森, M·H·謝白, T·G·利昂 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司