用于发动机控制的方法和车辆及车辆系统技术方案

本发明专利技术公开用于发动机控制的方法和车辆及车辆系统。一种示例方法包括：在进气冲程期间将第一燃料至少部分地输送至发动机气缸，并通过将第二燃料喷射至所述气缸中来开始所述气缸中的燃烧。响应于所述气缸中预混合的第一燃料和空气的不受控燃烧的指示，调整所述气缸中所述第一燃料相对于所述第二燃料的量，在所述气缸中所述不受控燃烧是由所述第二燃料的所述开始燃烧引发。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发动机控制的方法和系统
本说明书所公开主题的实施例涉及一种用于减轻不受控制发动机燃烧事件的方法和系统。
技术介绍
车辆发动机可利用一种或多种燃料工作。这些燃料可包括已开发用来减轻常规燃料价格上涨并减少废气排放的替代燃料。作为一个示例，车辆发动机可配置为利用可压缩点燃燃料(如柴油)以及其他燃料(如天然气)工作。虽然在发动机气缸中利用多种燃料一起工作可提供各种优点，但也存在不受控燃烧事件可能限制功率改进、燃料消耗减少和/或废气排放降低的可能性。
技术实现思路
本专利技术提供用于减轻利用第一燃料(如气体燃料)和第二燃料(如液体燃料)工作的车辆发动机中的不受控燃烧的方法和系统，这些燃料作为非限制性示例提供。一个示例性实施例包括:在进气冲程期间将第一燃料至少部分地输送至发动机气缸；通过将第二燃料分层喷射(stratified inject1n)至所述气缸中来开始所述气缸中的燃烧；以及响应于所述气缸中预混合的第一燃料和空气的不受控燃烧的指示(indicat1n ofuncontrolled combust1n),调整所述气缸中所述第一燃料相对于所述第二燃料的量,其中所述不受控燃烧是由所述第二燃料的所述开始燃烧弓I发。 如本说明书所使用，不受控燃烧包括尾气在气缸中的自燃，所述尾气可包括第一燃料和空气的混合物。所述自燃可由第二燃料的压缩点燃燃烧引起。例如，分层燃料的压缩点燃燃烧可产生主火焰锋(flame front),所述主火焰锋使气缸中的剩余尾气(包括空气和第一燃料的混合物)的压力和温度增大至自燃点。尾气的所得火焰锋随后与主火焰锋碰撞并产生噪声和振动，同时对于给定量的燃料，使发动机扭矩减小。通过响应于不受控燃烧指示调整第一燃料和第二燃料的量，可以减少尾气的自燃。例如，通过使尾气混合物的空气燃料比贫化，不受控燃烧减少并且整体发动机性能得到改善，而同时，通过适当地增加所喷射的第二燃料的量，发动机扭矩和/或功率得以维持。 提供本
技术实现思路
是为了以简化形式介绍将在下文进行进一步描述的选定概念。本
技术实现思路
并不意图确认所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非意图用于限制所要求保护的主题的范围。另外，所要求保护的主题并不限于解决本专利技术任何部分中指出的任何或所有缺点的实施方式。 【附图说明】 图1示出车辆系统的示例性实施例，所述车辆系统包括容纳车辆发动机的第一车辆和储存气体燃料的第二燃料储存车辆。 图2示出在图1的车辆系统中使用的发动机系统的示例性实施例。 图3至图4示出用于响应于不受控气缸燃烧指示调整第一燃料喷射量和第二燃料喷射量的方法的高级流程图。 图5示出在图1的车辆系统中使用的、包括供体气缸组和非供体气缸组的发动机系统的另一个示例性实施例。 图6示出用于响应于不受控气缸燃烧指示区别地调整供体气缸组和非供体气缸组中的第一燃料喷射量和第二燃料喷射量的方法的高级流程图。 【具体实施方式】 以下描述涉及用于减轻利用存在于气缸中的多种燃料工作的发动机中的不受控气缸燃烧的方法和系统。 车辆(如图1的轨道车辆系统)可利用一种或多种燃料工作。例如，车辆可配置具有如图2和5中所示的发动机系统，所述发动机系统可利用第一气体燃料(如压缩天然气)和第二液体燃料(如柴油)中的任一燃料工作。如图3中所示，车辆控制系统可操作用于响应于气缸中不受控燃烧指示调整燃料至发动机气缸的喷射。具体而言，响应于由第二液体燃料的分层喷射引发的第一气体燃料的预混合空气燃料混合物在气缸中的不受控燃烧，控制器可暂时减少气体燃料喷射，同时增加液体燃料在受影响气缸中的喷射。如图4中所示，根据所述指示的强度(相对于一个或多个阈值)，燃料量调整可与喷射定时(inject1ntiming)调整以及对其他发动机运行参数的调整相结合。在配置有供体气缸组和非供体气缸组的发动机系统(如图5的发动机系统)中，可基于不受控燃烧指示是在供体气缸组还是在非供体气缸组中来执行不同的第一燃料喷射调整和第二燃料喷射调整(图6)。以这种方式，可减轻不受控气缸燃烧，同时使得能够实现使用多种燃料的燃料经济利益。 如本说明书中所使用，气体燃料是指在大气条件下和/或在喷射至发动机进气道或发动机气缸中时为气态，但可(在高于饱和压力的压力下)以液体形式储存和/或导送至发动机的燃料。例如，气体燃料可以液体形式储存，以液体形式输送至发动机燃料轨，但随后以气体形式喷射至发动机气缸中。 图1描绘示例车辆系统，本说明书中描绘为列车100。列车100包括第一车辆102 (在本说明书中描绘为轨道车辆，其可为机车)，以及第二燃料储存车辆104 (在本说明书中描绘为串联轨道车厢)。列车100可包括一个或多个另外的车厢106 (在本实例中描绘一个)。第一车辆102、第二燃料储存车辆104和车厢106配置用于在轨道110上行驶。在替代实施例中，在列车100中可包括任何适当数量的机车和车厢。 第一车辆102具有动力以用于推进，而第二车辆104和车厢106不具有动力。发动机系统108设置在第一车辆102中,所述发动机系统包括具有多个气缸的发动机。每个气缸配置为具有至少一个端口燃料喷射器和至少一个直接燃料喷射器。在所描绘实例中，第一车辆102配置为由发动机系统108 (在图2中详示)提供动力的机车，所述发动机系统108利用各种燃料，如第一燃料和第二燃料工作。所述燃料可包括液体燃料(如柴油)、替代燃料和/或气体燃料，或其组合。在一个实例中，第一燃料包括气体燃料并且第二燃料包括柴油。另外，气体燃料可为替代燃料，如压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)和/或其组八口 ο 在一些实施例中，第一车辆102可通过替代发动机配置提供动力，例如像汽油发动机、生物柴油发动机、天然气发动机或路边(例如，接触网(catenary)或第三轨道)电气装置。虽然在本说明书的一个实施例中，发动机系统108配置为利用柴油和CNG/LNG工作的多燃料发动机，但在替代实例中，除柴油和CNG/LNG之外，发动机系统108还可使用各种燃料组合。 第一车辆102通过联轴器112机械地联接至第二燃料储存车辆104。同样，第二燃料储存车辆104通过联轴器112机械地联接至车厢106。以这种方式，第一车辆102、第二燃料储存车辆104和车厢106形成编组。 第二燃料储存车辆104包括燃料系统128，所述燃料系统128包括用于储存第一(气体)燃料的第一燃料罐130。第一车辆102包括用于储存第二(液体)燃料的第二燃料罐(未示出)。在其中车辆系统是列车的一个实例中，第二燃料储存车辆可为机械联接在领头机车后方的串联车厢。如下文详述，列车100进一步包括连接第一车辆102和第二燃料储存车辆104以用于将第一气体燃料从所述燃料储存车辆传输至所述第一车辆的燃料输送管线136。 第一燃料罐130配置用于以液态或气态储存第一燃料。如图2中所详示，第一燃料可为在饱和压力下储存在第一燃料罐130中的气体燃料，并且燃料系统128可配置为液相注入(LPI)系统，其中气体燃料在相对于大气压的升高压力下导送至发动机燃料轨。在一个实例中，第一燃料可为压缩天然气燃料(CNG燃料)或液化石油气燃料(LPG燃料)。在此，在液相注入系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆发动机的方法，所述方法包括：在进气冲程期间将第一燃料至少部分地输送至发动机气缸；通过将第二燃料分层喷射至所述气缸中，开始所述气缸中的燃烧；以及响应于所述气缸中预混合的第一燃料和空气的不受控燃烧的第一指示，调整所述气缸中所述第一燃料相对于所述第二燃料的量，所述不受控燃烧由所述第二燃料的开始燃烧引发。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.17 US 13/4737881.一种用于车辆发动机的方法，所述方法包括: 在进气冲程期间将第一燃料至少部分地输送至发动机气缸； 通过将第二燃料分层喷射至所述气缸中，开始所述气缸中的燃烧；以及 响应于所述气缸中预混合的第一燃料和空气的不受控燃烧的第一指示，调整所述气缸中所述第一燃料相对于所述第二燃料的量，所述不受控燃烧由所述第二燃料的开始燃烧引发。2.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述量包括增加所述第二燃料的喷射量并减少所述第一燃料的喷射量，同时维持所述车辆发动机的输出扭矩，并且其中输送至所述发动机气缸的所述第一燃料包括气体燃料，并且喷射用于开始所述气缸中的燃烧的所述第二燃料包括液体燃料。3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述调整期间，使所述气缸中的空气燃料比维持在空气相对多于总燃料的水平，所述总燃料在所述总燃料的燃烧期间消耗所述空气。4.根据权利要求2所述的方法，其中增加所述第二燃料的所述喷射量包括响应于不受控燃烧的所述第一指示，将所述分层喷射的喷射定时调整为相对于所述发动机的曲轴的曲轴位置更迟。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述车辆发动机位于第一车辆内部，并且所述第一燃料储存在机械联接至所述第一车辆的第二车辆中。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述气体燃料包括压缩天然气，并且所述液体燃料包括柴油。7.根据权利要求2所述的方法，其中将所述第一燃料输送至所述气缸包括将所述第一燃料端口喷射至所述气缸中，并且所述第二燃料的分层喷射包括将所述第二燃料直接喷射至所述气缸中。8.根据权利要求2所述的方法，其中在不受控燃烧的所述第一指示之前喷射的所述第一燃料和所述第二燃料的未调整喷射量是基于所述车辆的功率电平设置。9.根据权利要求8所述的方法，其中响应于不受控燃烧的所述第一指示而调整的所述气缸中所述第一燃料相对于所述第二燃料的量响应于所述车辆相对于隧道的位置进行进一步调整，所述进一步调整包括进一步减少所述第一燃料的所述喷射量和/或进一步增加所述第二燃料的所述喷射量。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆发动机包括第一非供体气缸组和第二供体气缸组，并且响应于不受控燃烧的所述第一指示调整所述第一燃料相对于所述第二燃料的量包括:响应于所述第二供体气缸组的气缸中发生的不受控燃烧的所述第一指示，增加所述第二燃料的喷射量并减少所述第一燃料的喷射量，同时维持所述车辆发动机的输出扭矩。11.根据权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括，响应于所述第一非供体气缸组的气缸中发生的不受控燃烧的第二指示，在所述第一非供体气缸组的所述气缸中减少所述第一燃料的喷射量并维持所述第二燃料的喷射量，同时在所述第二供体气缸组的所述气缸中增加所述第一燃料的所述喷射量和/或所述第二燃料的所述喷射量，以维持所述车辆发动机的输出扭矩。12.根据权利要求11所述的方法，其中不受控燃烧的所述第一指示和所述第二指示是基于来自联接至所述车辆发动机的发动机缸体的燃烧传感器和曲轴速度传感器的输出。13.一种方法，所述方法包括: 在进气冲程期间将第一量的非压缩可燃第一燃料端口喷射至发动机的气缸中，以在所述气缸中提供所述第一燃料和空气的相对均匀混合物； 将第二量的压缩可燃第二燃料直接喷射至所述气缸中，以在所述气缸中提供所述第二燃料和空气的分层混合物；以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：LDM吉马雷斯，RG比利，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US