[發(fā)明專利]用于爆震控制的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410419590.1
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104421019B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·伍爾德里奇;G·蘇尼拉;B·A·博伊爾;J·A·希爾迪奇;M·H·謝爾比;C·P·格盧格拉;B·R·彼得森
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D41/30;F02D41/40;F02M26/06
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本申請涉及用于爆震控制的方法和系統(tǒng)。提供了用于改善發(fā)動機爆震容限，特別當(dāng)LP?EGR從低水平的EGR快速突變的方法和系統(tǒng)。直到達(dá)到希望的LP?EGR，燃料可以以至少具有進(jìn)氣沖程噴射和壓縮沖程噴射的多次噴射的方式輸送，以補償填充進(jìn)氣系統(tǒng)的EGR的輸送延遲。之后可以重新開始單一燃料噴射。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及用于改善機動車輛中的發(fā)動機爆震容限的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)使一部分排氣轉(zhuǎn)向返回到進(jìn)氣裝置以冷卻燃燒溫度并且減少節(jié)流損耗，因此改善車輛排放物和燃料經(jīng)濟(jì)性。在渦輪增壓發(fā)動機中，EGR系統(tǒng)可以包括冷卻的低壓EGR(LP-EGR)回路，其中在氣體通過渦輪增壓器的渦輪之后該排氣被轉(zhuǎn)向并且在通過EGR冷卻器時在壓縮機之前被噴射。在發(fā)動機運行期間通過EGR系統(tǒng)路由的LP-EGR的量被測量并且基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷來調(diào)節(jié)，以保持發(fā)動機的希望的燃燒穩(wěn)定性并提供排放物和燃料經(jīng)濟(jì)性益處。

一種示例EGR系統(tǒng)由Styles等人在US 201200023937中示出。其中，在發(fā)動機圖的大范圍內(nèi)，包括從中等負(fù)荷下降到最小的發(fā)動機負(fù)荷，甚至當(dāng)發(fā)動機負(fù)荷變化時，LP-EGR以新鮮空氣流的固定的EGR百分比比率提供。在較高的發(fā)動機負(fù)荷下，EGR百分比比率基于發(fā)動機工況而改變。此外，在非常低的發(fā)動機負(fù)荷和/或發(fā)動機怠速狀態(tài)下，無EGR(0％EGR)可以被輸送。這種方法在工況的寬范圍內(nèi)改善瞬態(tài)控制并且擴大EGR的使用。

然而，本文的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到用這種方法的潛在問題。具體說，可能有諸如加速或節(jié)流給油(tip-in)的瞬時調(diào)遣，其中發(fā)動機可以從低或0％EGR的區(qū)域進(jìn)入高負(fù)荷運行區(qū)。在本文中，發(fā)動機可以足夠快進(jìn)入高負(fù)荷運行區(qū)，使得填充進(jìn)氣系統(tǒng)的EGR的輸送延遲能夠延遲EGR以足夠的濃度進(jìn)入燃燒室以提供所要求的爆震減輕。因此，能夠發(fā)生過量的發(fā)動機爆震或預(yù)點火。為了減輕爆震或預(yù)點火，可以要求火花延遲或燃燒混合物變濃的低效率使用，從而使燃料經(jīng)濟(jì)性變差，并且補償在先的EGR使用的燃料經(jīng)濟(jì)性益處。不正常的燃燒事件也可以減少行駛周期燃料效率并潛在地?fù)p害發(fā)動機。

發(fā)明內(nèi)容

在一個例子中，上面的一些問題可以至少通過一種用于發(fā)動機的方法部分地解決，該方法包括：響應(yīng)在較低EGR情況下運行時增加負(fù)荷，增加EGR，并且在每個循環(huán)多次燃料噴射(split fuel injection)的情況下為發(fā)動機供燃料直到EGR高于閾值。以這種方式，能夠較好地減輕在瞬時給油期間的爆震和預(yù)點火。

作為例子，發(fā)動機系統(tǒng)可以經(jīng)配置有低壓EGR(LP-EGR)系統(tǒng)，其經(jīng)配置以再循環(huán)經(jīng)由EGR閥從排氣渦輪下游的排氣歧管到進(jìn)氣壓縮機上游的進(jìn)氣歧管的一部分排氣。當(dāng)輸送至進(jìn)氣裝置之前通過EGR冷卻器的通道，該排氣可以被冷卻。基于發(fā)動機工況，例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速-負(fù)荷條件，可以確定目標(biāo)EGR比率，并且可以調(diào)節(jié)包括EGR閥的各種發(fā)動機致動器以提供目標(biāo)EGR比率。如果具有輸送希望的發(fā)動機稀釋的輸送延遲，該發(fā)動機可能成為爆震限制的。為了改進(jìn)對任何這種將發(fā)動機轉(zhuǎn)變成爆震限制的體系的機動的爆震控制，其中當(dāng)EGR比率增加到閾值比率時，實際的EGR比率小于用于適當(dāng)?shù)谋饻p輕所希望的EGR比率，發(fā)動機可以在多次燃料噴射情況下瞬時地運行。具體說，直到EGR比率達(dá)到目標(biāo)EGR比率，燃料可以至少以第一進(jìn)氣沖程噴射和第二壓縮沖程噴射的形式輸送。該第一進(jìn)氣沖程噴射可以調(diào)節(jié)到稀并且處在火花正時或其周圍，以便減少汽缸爆震或預(yù)點火的傾向。然后該第二壓縮沖程噴射可以調(diào)節(jié)到濃并且在火花正時之后，以便使總的燃燒空氣-燃料比處在化學(xué)計量比或其附近。多次燃料噴射可以繼續(xù)直到達(dá)到該閾值EGR比率，其后可以重新開始單一燃料噴射。多次燃料噴射可以改善爆震控制的示范性策略包括對高負(fù)荷和來自低負(fù)荷條件(例如，從零EGR狀態(tài)到相對于空氣流條件的固定的EGR比率)的高EGR比率條件給油，從高負(fù)荷和低EGR比率條件到高負(fù)荷和高EGR比率條件的給油，以及任何EGR輸送誤差和發(fā)動機運行變成爆震限制的延遲。