发动机稀释控制的方法和系统技术方案

本申请提供了一种能够进行发动机稀释控制的方法和系统。可组合一种或更多发动机稀释剂，以提供期望的发动机稀释，所述各种稀释剂基于它们各自的燃烧稳定极限选择。进一步基于发动机运行限制调整所述各种稀释剂的比例。

【技术实现步骤摘要】
发动机稀释控制的方法和系统
本申请涉及在内燃机中控制各种稀释剂（diluent），诸如EGR的使用的方法和系统。
技术介绍
发动机可能构造有排气再循环（EGR）系统，以将至少一些来自发动机排气歧管的排气转移到发动机进气歧管。通过提供期望的发动机稀释（dilution），该系统减少发动机爆震、节流损失和NOx排放物。仍可使用其他稀释。例如，可通过直接注水或执行贫燃燃烧实现发动机稀释。Surnilla等人在US2011/0174267中示出通过使用不同的稀释剂调整发动机稀释控制的一种例子方法。其中，通过EGR流量调整直接注水，以提供期望的发动机稀释，同时解决EGR瞬变现象。具体地，响应发动机稀释（诸如在踏入（tip-in）期间）的突然要求，EGR流量增大，同时直接喷射水，以基本立即提供期望的稀释。然后，随着EGR流量增加到期望的稀释水平，水的喷射下降。另外，可在预期的负荷变化中以不同稀释剂执行负荷水平调整。然而，本文的专利技术人已认识到关于该系统的潜在问题。特别地，发动机稀释可能减少发动机燃烧稳定性，其中燃烧稳定极限（limit）对使用的每种稀释剂不同。也就是说，发动机可能对EGR具有燃烧容限、对贫燃具有等效容限、并且另外对水蒸汽具有等效燃烧限制。因此，当使用稀释剂组合时，每种稀释剂的燃烧稳定性可能受已经处于适当位置的稀释剂的量以及已经在使用的稀释剂的性质影响。换句话说，能够直接喷射以提供发动机稀释的水量可能不仅受直接喷射的水的燃烧稳定极限的影响，而且也受适当位置的EGR的量的燃烧稳定极限、适当位置的贫燃量等等的影响。
技术实现思路
因而，在一个例子中，上述一些问题可能至少部分由一种运行发动机的方法解决，其包括通过结合多于一种发动机稀释剂提供期望的发动机稀释，基于各自燃烧稳定极限选择这些稀释剂。通过该方式，可能通过考虑所使用的每种稀释剂的燃烧稳定极限和相互作用更好地控制发动机稀释。例如，发动机控制器可将每种可用的稀释剂翻译为元素构成，并且基于每种元素构成的浓度（concentrationofeachelementalconstituent）确定该稀释剂的燃烧稳定性。也可基于稀释剂的元素构成确定其他燃烧相关参数，诸如点火时间、排气温度、原料气排放等等。作为例子，可作为二氧化碳浓度、氮浓度和可用EGR的水浓度的函数确定基于EGR的稀释的燃烧稳定极限。作为另一例子，可作为可用贫燃燃烧氧浓度和氮浓度的函数确定基于贫燃的稀释的燃烧稳定极限。然后，控制器可基于各自燃烧稳定极限从可用的稀释剂中选择一种或更多发动机稀释剂。例如，可选择具有最高燃烧稳定极限的第一稀释剂以提供至少一些所期望的稀释。在第一稀释剂达到其燃烧稳定极限后，然后，可通过具有下一最高稳定极限的第二稀释剂提供剩余的期望稀释，等等。通过该方式，控制器可选择一种或更多发动机稀释剂，以提供发动机稀释，从而减少发动机爆震的可能性。通过基于可用稀释剂的燃烧稳定极限绘制发动机运行图，可提供发动机稀释控制。特别地，可增加发动机性能和稀释剂用法，同时提供发动机稀释的所有解决爆震的收益，并且不影响燃烧稳定性。在另一例子中，一种运行发动机的方法包括：再循环来自发动机排气的第一量排气到发动机进气门；并且喷射第二量发动机稀释剂，该第二量基于第一量排气的燃烧稳定极限，第一和第二量经调整以提供期望的发动机稀释。在另一例子中，再循环包括再循环第一量排气，以提供至少一些期望的发动机稀释，直到达到排气再循环的第一燃烧稳定极限；以及，在达到第一燃烧稳定极限后，喷射第二量稀释剂，以提供剩余的期望发动机稀释。在另一例子中，第一燃烧稳定极限高于第二燃烧稳定极限。在另一例子中，第一燃烧稳定极限的燃烧稳定极限范围比第二燃烧稳定极限更宽。在另一例子中，第二发动机稀释剂（diluent）包括直接喷射的水和可变凸轮正时其中之一。在另一例子中，期望的发动机稀释基于爆震的前馈指示，该方法还包括：响应于爆震的反馈指示，喷射爆震控制液和基于喷射的爆震控制液调整EGR和发动机稀释剂的燃烧稳定极限。在另一例子中，发动机系统包括：发动机，其包括进气门和排气门；喷射器，其经构造以将流体直接喷射到发动机气缸中；EGR通道，其用于将来自发动机排气门的排气量再循环至发动机进气门；控制器，其具有计算机可读指令，其用于：响应爆震的可能性，通过EGR通道再循环第一量的排气，直到达到EGR的第一燃烧稳定极限；以及，在达到第一燃烧稳定性后，向发动机气缸中直接喷射第二量的水，直到达到直接喷射的第二燃烧稳定极限，其中第一和第二量基于爆震的可能性和每个第一和第二燃烧稳定极限。在另一例子中，控制器包括进一步指令，其用于基于发动机运行限制调整第一和第二量的比例，该限制包括一个或更多排气PM含量、排气温度、提前点火的可能性和扭矩限制。在另一例子中，调整包括增加第二量，同时响应提前点火限制减少第一量，并且增加第一量，同时响应排气温度限制减少第二量。在另一例子中，控制器进一步经构造，以响应爆震的反馈指示，直接向气缸中喷射第三量的爆震控制流体；以及基于该第三量调整第一和第二燃烧稳定极限。应理解，提供上述
技术实现思路
，以通过简化形式引入在详细说明中进一步描述的概念集合。无意确定要求的主旨的关键或必要特征，其范围由详细说明后的权利要求唯一限定。此外，要求的主旨不限于解决上述任何缺点或本公开中任何部分中的实施。附图说明图1示出发动机燃烧室的例子实施例；、图2A-2B示出用于基于每种稀释剂的燃烧稳定极限，组合用于解决发动机爆震的一种或更多稀释剂的例程的高级流程图；图3示出用于基于每种稀释剂的燃烧稳定极限选择稀释剂组合的高级流程图；图4示出用于调整EGR和直接喷射的水的比率以提供期望的发动机稀释的高级流程图；图5示出用于基于发动机运行限制进一步调整稀释剂组合的比例的高级流程图；图6示出EGR和直接喷射水的例子使用以提供发动机稀释的图。具体实施方式下文说明涉及增加灵活燃料发动机，诸如图1的发动机中的稀释控制的系统和方法。基于发动机工况，包括发动机爆震的可能性，发动机控制器可确定发动机稀释的期望量。然后，控制器可组合一种或更多稀释剂，以提供期望的稀释。控制器可经构造，以执行控制程序，诸如图2-4的那些程序，从而基于它们的燃烧稳定极限选择稀释剂。控制器还可基于发动机运行限制，诸如图5所示，调整所选择的稀释剂的比例。本文中在图6示出组合不同稀释剂的例子。通过该方式，可实现稀释控制。图1示出内燃机10的燃烧室和气缸的例子实施例。发动机10可从包括控制器12的控制系统接收控制参数和通过输入装置132从车辆操作员130接收输入。在该例子中，输入装置132包括油门踏板和用于产生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸（本文也称为“燃烧室”）14可能包括其中定位的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可被耦合至曲轴140，以便活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可被通过传动系统耦合至乘用车辆的至少一个驱动轮。此外，起动电动机可被通过飞轮耦合至曲轴140，以能够开始运行发动机10。气缸14能够通过一系列进气空气通道142、144和146接收进气空气。除了气缸14，进气空气通道146还可与发动机10的其他气缸连通。在一些实施例中，一个或更多通道可包括增压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运行发动机的方法，其包括：通过组合多于一种的发动机稀释剂提供期望的发动机稀释，所述稀释剂基于各自燃烧稳定极限而被选择。

【技术特征摘要】
2012.02.21 US 13/401,7131.一种运行发动机的方法，其包括：通过组合多于一种的发动机稀释剂提供期望的发动机稀释，所述稀释剂和所述稀释剂的比例基于各自燃烧稳定极限而被选择，所述提供包括在减少具有第二燃烧稳定极限的第二稀释剂的第二量的同时增加具有第一燃烧稳定极限的第一稀释剂的第一量，所述第二燃烧稳定极限低于所述第一燃烧稳定极限，所述第一量和所述第二量基于爆震的确定，并且所述组合包括选择所述第一稀释剂以提供至少一些所述期望的发动机稀释直到所述第一稀释剂达到所述第一燃烧稳定极限，并且在当所述第一稀释剂达到所述第一燃烧稳定极限之后减少所述第二稀释剂的所述第二量的同时维持所述第一稀释剂处于所述第一燃烧稳定极限。2.根据权利要求1所述的方法，其中每种稀释剂的燃烧稳定极限都基于所述稀释剂的类型。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀释剂的燃烧稳定极限基于所述稀释剂中的每种元素构成的浓度。4.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在所述第一稀释剂达到第一燃烧稳定极限后，选择具有比所述第二燃烧稳定极限低的第三燃烧稳定极限的第三稀释剂，并且在维持所述第一稀释剂处于所述第一燃烧稳定极限并且减少所述第二稀释剂的所述第二量的同时增加所述第三稀释剂的第三量。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一稀释剂包括EGR，并且其中所述第二稀释剂包括直接喷射的水。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述EGR的所述第一燃烧稳定极限基于再循环排气的二氧化碳浓度、氮浓度和水浓度中的每种浓度。7.根据权利要求4所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏尼拉，T·G·莱昂内，B·A·范德韦格，C·豪斯，M·H·谢白，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：