發動機系統及其運轉方法
2023-04-25 09:55:21
專利名稱：發動機系統及其運轉方法
發動機系統及其運轉方法
技術領域：
本發明涉及用於控制在內燃發動機中使用不同燃料的方法和系統。背景技術：
已經研究替代燃料以減輕常規燃料的價格上漲以及減少排放。例如，醇和含有醇的混合燃料已經被認為具有吸引力的替代燃料，特別是對於機動車輛應用。利用多種發動機技術和噴射技術，多種發動機系統可使用醇類燃料。此外，多種方法可用於控制這種醇類燃料發動機以利用高辛烷值醇類燃料的充斥冷卻效應，特別是解決發動機爆震。例如，發動機控制方法可包括根據醇類燃料和多種其它發動機工況調節增壓或火花正時。發動機可配置用於直接噴射爆震控制液(例如水)至發動機汽缸內。所噴射的水的冷卻效應和稀釋效應可用於解決汽缸爆震，以及減少發動機NOx排放。美國專利US 6，415，745顯示了這種系統的一個示例。其中，基本上在進氣衝程期間將一定量的水直接噴射進汽缸內。基於需要減少的NOx和發動機工況調節噴射的開始以及噴射量。然而，本發明人已經認識到這種系統的潛在問題。如一個示例，基於水噴射正時和噴射量會出現不希望的扭矩變化。具體地，基於噴射開始和結束的時間，在噴射水的時間汽缸溫度會改變，從而導致水蒸發效應的變化。例如，如果噴射正時在汽缸較熱時，所噴射的水會蒸發越多，導致取代更多的空氣-燃料充氣且對發動機扭矩影響更大。相比較，如果噴射正時在汽缸較冷時，則所噴射的水會蒸發更少，導致取代更少的空氣_燃料充氣且對發動機扭矩影響較小。此外，如果噴射正時為在進氣門關閉之前幾乎不發生蒸發時，則基本上不取代捕集的空氣_燃料混合物並且對發動機扭矩幾乎不產生影響。因此，儘管充分地解決了發動機NOx，然而該方法可能不能夠提供所需的扭矩。
發明內容本發明提供一種運轉發動機的方法和發動機的系統來至少部分地解決上面的問題。本發明的優點在於通過直接噴射爆震控制液進發動機汽缸內，可解決爆震。通過基於直接噴射的正時、量和成分調節節氣門位置，並且因此可更好地解決所噴射水的蒸發和空氣-燃料充氣置換效應、由液體噴射引起的扭矩變化，從而改善發動機性能。根據本發明一方面，提供一種運轉發動機的方法，包括調節直接噴射液體(例如水)至所述發動機。該方法還包括在第一液體噴射正時期間，基於液體噴射量調節發動機節氣門第一量；及在第二、後液體噴射正時期間，基於液體噴射量調節發動機節氣門第二、 較小量。根據本發明另一方面，提供一種運轉發動機的方法，包括基於發動機工況直接噴射一定量爆震控制液至發動機內；及基於噴射量、噴射正時和液體成分調節發動機節氣門位置。根據本發明再一方面，提供一種發動機系統，包括帶有進氣和排氣的發動機；配置用於直接噴射爆震控制液進發動機汽缸內的直接噴射器；包括壓縮器和渦輪的渦輪增壓器；連接在渦輪下遊的發動機排氣和壓縮器上遊的發動機進氣之間的EGR管道；用於調節一個或多個凸輪的正時的可變凸輪正時機構(VCT)；及控制系統，配置用於響應發動機爆震；直接噴射一定量爆震控制液至發動機汽缸內；響應直接噴射的正時調節節氣門；及響應直接噴射的量調節一個或多個VCT和EGR的量。在一個示例中，發動機可配置有用於直接噴射爆震控制液(例如水)至發動機汽缸內的直接噴射器。響應於發動機爆震，可直接噴射水進發動機汽缸內以解決爆震。可基於發動機工況(例如爆震強度、發動機轉速負荷狀況等)並且進一步基於所需發動機稀釋和EGR瞬變的出現來調節直接噴射水。這可包括基於發動機工況、爆震和/或所需稀釋來調節直接噴射水的正時和量。因此，可相對於汽缸的進氣門關閉(IVC)事件來調節直接噴射的正時。例如，當爆震增加時，和/或當所需發動機稀釋增加時可從IVC延遲噴射正時。基於直接噴射的正時，可執行節氣門調節以補償不需要的扭矩變化。例如，在從 IVC延遲更多的第一水噴射正時期間，可基於水噴射量調節發動機節氣門第一、較小量。在另一示例中，在從IVC延遲較少的第二水噴射期間，可基於水噴射量調節發動機節氣門第二、較大量。在一個示例中，第一噴射正時在IVC之後而第二噴射正時在IVC之前，或至少部分第二噴射正時在IVC之前。其中，在第一噴射正時處，基本上所有直接噴射的水會在進氣門已經關閉之後蒸發，從而不能夠置換捕集在汽缸內的空氣-燃料充氣，而在第二噴射正時處，一些或所有直接噴射的水會在進氣門關閉之前蒸發，佔據汽缸內空氣-燃料充氣的更多空間。因此，在第一噴射正時處，噴射的水對進氣空氣-燃料充氣的量產生較小的效應。因此，可要求更少和/或更小的節氣門調節來解決較小的扭矩變化。相比較，在第二噴射正時處，噴射的水對進氣空氣-燃料充氣的量產生較大的影響。因此，可要求更多和/或更大的節氣門調節來解決較大的扭矩變化。在一些狀況下，可以多次噴射來執行直接噴射的水，其中基於發動機工況調節多次噴射的正時之間的轉換。在一個示例中，可基於爆震(例如爆震正時、爆震強度、爆震特性)來調節正時。因此，當爆震強度增加時(例如超過相應於預點火的閾值)，可增加水噴射的執行次數，並且進一步地在IVC之前可執行較大次數的這些噴射以減少空氣充氣溫度並且加速爆震減輕。在這裡，節氣門調節可基於多次噴射的次數和正時。在替代示例中，也可基於發動機工況(例如發動機轉速負荷狀況、可用增壓、所需稀釋等)調節轉換的正時。節氣門調節也可基於所噴射的水的稀釋效應。因此，基於發動機工況，並且進一步基於發動機爆震的可能性，可確定所需的發動機稀釋。可使用影響發動機參數(例如EGR 量、VCT正時、氣門升程、增壓量等)的稀釋來提供所需稀釋。所噴射的水也具有稀釋效應， 該效應基於所噴射水的量。因此，當響應爆震增加噴射的水的量時，可基於水噴射調節一個或多個發動機運轉參數以提供所需稀釋。例如，當所噴射的水的量增加時，可相應地減少 EGR的量以使得提供所需稀釋。儘管上面的示例說明了基於水的稀釋效應的節氣門的調節，應了解這不意味限制，並且在替代示例中所噴射的液體可為替代的爆震控制液，例如燃料、燃料混合物、水、其它惰性液體、乙醇、甲醇、其它醇類、汽油或它們的組合。在這裡，節氣門調節不僅基於爆震控制液的直接噴射正時和量，還基於該液體的容積和蒸發效應。在一個示例中，可根據所噴射液體的摩爾成分推斷效應的組合。例如，在所噴射液體為包括醇類燃料的混合物，摩爾成分可基於混合物中的醇類成分的容積比，以及它們的分子量和密度。因此，當所噴射液體的蒸發冷卻效應和/或醇含量增加時，可減小空氣-燃料充氣溫度並且增加密度，並且因此節氣門補償可用於減小歧管壓力以實現所需扭矩。在另一示例中，在所噴射液體為包括水或其它惰性液體的混合物中，空氣-燃料混合物可在IVC之前部分地由所噴射的水置換，並且從而節氣門補償可用於增加進氣歧管壓力以實現所需扭矩。在再一示例中，蒸發冷卻效應和惰性蒸汽的置換可彼此部分抵消。另外地，可能需要在火花提前量、增壓量、VCT量和/或 EGR量上調節。這樣，通過直接噴射爆震控制液進發動機汽缸內，可解決爆震。通過基於直接噴射的正時、量和成分調節節氣門位置，並且因此可更好地解決所噴射水的蒸發和空氣-燃料充氣置換效應、由液體噴射引起的扭矩變化，從而改善發動機性能。應理解上面的概述提供用於以簡化的形式引入將在詳細描述中進一步描述的選擇的概念。不意味著確認所保護的本發明主題的關鍵的或實質的特徵，本發明的範圍將由本申請的權利要求唯一地界定。此外，所保護的主題不限於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顯示了發動機燃燒室的示例實施例。圖2顯示了描繪燃料經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致的燃料經濟性損失與由乙醇燃料噴射導致的燃料經濟性損失可用於識別調節閾值點的圖。圖4顯示了用於多種成本函數比較由火花延遲導致的損失和由乙醇燃料噴射導致的損失的圖。圖5A-B顯示了說明可執行用於調節火花延遲量和燃料噴射量以解決發動機爆震的例程的高級流程圖。圖6顯示了用於基於爆震控制液的可用性調節發動機稀釋和發動機燃燒速度的高級流程圖。圖7顯示了可用於基於發動機速度負荷狀況調節使用火花延遲和高辛烷值燃料噴射的閾值點的圖。圖8顯示了說明可執行用於基於多種發動機工況限制調節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顯示了根據本發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於噴射的燃料量直接噴射爆震控制液的示例調節的圖。圖12顯示了說明響應EGR瞬間直接噴射水的示例變化的圖。圖13顯示了說明響應直接噴射水的正時的示例節氣門調節的圖。
具體實施方式下面的描述涉及用於改善柔性燃料發動機(如圖1內的發動機)內的燃料使用效
6率的系統和方法。響應於發動機的爆震，火花延遲量和爆震控制液噴射可用於解決爆震。 具體地，可延遲火花直至預定的延遲量(例如預定的正時或閾值點)，直至其使用火花延遲可更有利(例如更具有燃料經濟性)，並且超過該延遲量噴射爆震控制液以解決發動機爆震可更有利。如在圖2-5中所示，基於駕駛員選擇的成本函數，控制器可調節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。該使用可進一步基於固有的辛烷含量、稀釋效應和可用爆震控制液的充氣冷卻效應，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，在所選擇的發動機工況(例如轉速負荷狀況)下，可確定發動機限制(例如扭矩、溫度和排放限制)，並且可進一步相應地調節預定的正時。如在圖9中所示，響應爆震，控制器可使用火花延遲直至預定正時以解決爆震，在這之後，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，與噴射器的脈衝寬度噴射限制相比，使用火花延遲和爆震控制液噴射之間的調節也可基於噴射的爆震控制液的量。如在圖6和12中所示，可基於噴射的爆震控制液的稀釋效應執行額外的發動機調節以便更好地協調發動機稀釋優點和噴射液體的爆震抑制優點。此外，如圖 13所示，可基於直接噴射相對於進氣門關閉的正時進行節氣門調節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動機性能。圖1描繪了內燃發動機10的燃燒室或汽缸的示例實施例。發動機10可接收來自包括控制器12的控制系統的控制參數和經由輸入裝置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包括加速踏板和用於成比例地產生踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發動機10的汽缸(在這裡也稱為燃燒室)14可包括帶有定位於其內的活塞138的燃燒室壁136。活塞138可連接至曲軸140以便使活塞的往復運動轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸140可經由中間傳動系統連接至車輛的至少一個驅動輪。而且，起動馬達可經由飛輪連接至曲軸140以開始發動機10的起動運轉。汽缸14能夠經由多個進氣道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顯示了發動機10配置有包括設置在進氣道142和144之間的壓縮器174和沿排氣道148設置的排氣渦輪176。壓縮器174可為至少部分地經由軸180由排氣渦輪176驅動，在這裡增壓裝置配置為渦輪增壓器。然而，在其它示例中，例如在發動機10設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可由來自馬達或發動機的機械輸入驅動。可沿發動機的進氣道設有包括節流板164 的節氣門162用於改變提供至發動機汽缸的進氣的流速和/或壓力。例如，如圖1所示，節氣門162可設置在壓縮器174的下遊，或者可替代地提供在壓縮器174上遊。排氣通道148能夠從除汽缸14之外的發動機10的其它汽缸接收排氣。排氣傳感器128顯示為連接至排放控制裝置178上遊的排氣道148。傳感器128可為用於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 (通用或寬域排氣氧傳感器)、 雙態氧傳感器或EGO (排氣氧傳感器)、HEG0(加熱型EGO)、氮氧化物、碳氫化合物或一氧化碳傳感器。排放控制裝置178可為三元催化劑(TWC)、Ν0χ捕集器、多種其他排放控制裝置或其組合。可通過位於排氣通道148內的一個或多個溫度傳感器(未顯示)測量排氣溫度。可替代地，可基於發動機工況(例如轉速、負荷、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128計算排氣溫度。應了解排氣溫度可替代地通過這裡列出的任何溫度估算的組合來估算。發動機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顯示為包括位於汽缸14的上部區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，發動機10的每個汽缸(包括汽缸14)可包括位於該汽缸的上部區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通過經由驅動系統151的凸輪驅動通過控制器12控制。類似地，排氣門156可經由凸輪驅動系統153通過控制器12控制。凸輪驅動系統151和153可均包括一個或多個凸輪並且可利用由控制器12運轉以改變氣門運轉的輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統中一個或多個。進氣門 150和排氣門156的運轉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，可通過電動氣門驅動控制進氣門和/或排氣門。例如，汽缸14可替代地包括經由電動氣門驅動控制的進氣門和經由包括CPS和/或VCT的凸輪驅動控制的排氣門。在其它實施例中，進氣門和排氣門可由共用氣門驅動或驅動系統，或可變氣門正時驅動器或驅動系統控制。如參考圖6和12所詳述，可(通過提前或延遲VCT系統) 調節凸輪正時以及協同EGR流量和/或爆震控制液的直接噴射來調節發動機稀釋，從而減少EGR瞬變並且改善發動機性能。汽缸14能夠具有壓縮比，其為在活塞138位於下止點和上止點的體積比。常規地， 壓縮比在9 1至10 1的範圍內。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生。如果使用直接噴射由於其對發動機爆震的效果也可增加壓縮比。在一些實施例中，發動機10的每個汽缸可包括用於發動燃燒的火花塞192。點火系統190能夠響應在選定運轉模式下來自的控制器12的火花提前信號SA經由火花塞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動機10可由自動點火或在一些柴油發動機的情況下通過燃料噴射發動燃燒。在一些實施例中，發動機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用於將燃料與經由電子驅動器168從控制器12接收的FPW信號的脈衝寬度成比例地噴射進其內。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。儘管圖1顯示了噴射器166為側面噴射器，其也可位於活塞的頂部，例如靠近火花塞192的位置處。當以醇基的燃料運轉發動機時由於一些醇類燃料的低揮發性，這種位置可改善混合和燃燒。可替代地，噴射器可位於頂部或靠近進氣門處以改善混合。可將燃料從包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌的高壓燃料系統8輸送至燃料噴射器166。可替代地，可通過單級燃料泵在低壓下輸送燃料，在這種情況下，在壓縮衝程期間可比如果在使用高壓燃料系統時更多地限制直接燃料噴射正時。此外，儘管未顯示，在可替代實施例中，噴射器166可為將燃料提供至汽缸14上遊的進氣道內的進氣道噴射器。應了解儘管在一個實施例中，可通過單個直接噴射器噴射可變燃料或爆震控制液混合物運轉發動機，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)並且改變來自每個噴射器的噴射量來運轉發動機。在汽缸的單個循環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，對於單個燃燒事件，每個循環可執行輸送的燃料的多次噴射。多次噴射可在壓縮衝程、進氣衝程或它們的任何合適的組合期間執行。如上所述，圖1僅顯示了多缸發動機的一個汽缸。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8內的燃料箱可保存不同性質(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，發動機可使用汽油作為第一物質並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。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)作為第一燃料並且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(例如溫度、粘度、辛烷值、汽化比潛熱等)上不同。此外，存儲在燃料箱內的燃料或爆震控制液的燃料特性可經常變化。在一個示例中，駕駛員可在燃料箱內一天加E85、下一天加ElO並且再下一天E50。燃料箱加注的每天變化因此能夠導致經常變化的燃料成分，從而影響由噴射器166輸送的燃料成分。儘管未顯示，應了解發動機可進一步包括一個或多個排氣再循環通道用於從發動機排氣輸送至少一部分排氣至發動機進氣。同樣，通過再循環一些排氣，可影響發動機稀釋，其可通過減少發動機爆震、峰值汽缸燃料溫度和壓力、節流損失和NOx排放來改善發動機性能。一個或多個EGR通道可包括連接在渦輪增壓器壓縮器上遊的發動機進氣和渦輪下遊的發動機排氣之間並且配置用於提供低壓(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遊的發動機進氣和渦輪上遊的發動機排氣之間並且配置用於提供高壓(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，並且在例如出現渦輪增壓器增壓和/或當排氣溫度高於閾值時的狀況期間提供LP-EGR。可經由LP-EGR閥門調節通過LP-EGR通道的LP-EGR流量且可經由 HP-EGR閥門(未顯示)調節通過HP-EGR通道的HP-EGR流量。圖1中控制器(或控制系統)12顯示為微型計算機，包括微處理器單元106、輸入 /輸出埠 108、用於可執行的程序和檢定值的電子存儲介質(在本具體例子中顯示為只讀存儲器晶片110)、隨機存取存儲器112、保活存儲器114和數據總線。控制器12可從連接至發動機10的傳感器接收多種信號，除了之前論述的那些信號，還包括來自質量空氣流量傳感器122的引入質量空氣流量(MAF)測量值、來自連接至冷卻套筒118的溫度傳感器 116的發動機冷卻劑溫度(ECT)、來自連接至曲軸140霍爾效應傳感器120(或其他類型)的脈衝點火感測信號(PIP)、來自節氣門位置傳感器的節氣門位置TP和來自傳感器124的絕對歧管壓力信號MAP。發動機轉速信號RPM可由控制器12從脈衝點火感測PIP信號生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用於提供進氣歧管內的真空或壓力指示。存儲介質只讀存儲器110能夠編程有代表由處理器106可執行指令的計算機可讀數據用於執行下面所述的方法以及預見但未具體列出的變形。在所選擇的發動機工況期間，例如在低發動機轉速和在高負荷狀況下，會發生發動機爆震。在一個示例中，可通過延遲點火火花正時(這裡也稱為火花延遲)來解決發動機爆震。通過從MBT延遲點火火花正時，可減小汽缸峰值壓力和溫度，從而減少爆震的發生。 然而，從MBT延遲火花也減小了發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損失。因此，額外的空氣和燃料消耗導致下降的燃料經濟性。相應的燃料經濟性懲罰SPARKfe MSS可如下計算
權利要求
1.一種運轉發動機的方法，包含調節至所述發動機的直接液體噴射；在第一液體噴射正時期間，基於所述液體噴射量調節發動機節氣門第一量；及在第二、後液體噴射正時期間，基於所述液體噴射量調節發動機節氣門第二、較小量。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述直接噴射液體包括調節所述直接噴射液體的正時和/或量。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，調節所述直接噴射液體是基於爆震、所需發動機稀釋和EGR瞬變中一個或多個。
4.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，相對於進氣門關閉(IVC)調節所述正時。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述調節包括當爆震增加時從IVC延遲所述噴射正時。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述調節包括當所述所需稀釋增加時從IVC 延遲所述噴射正時。
7.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第一噴射正時比所述第二噴射正時從 ICV延遲得更多。
8.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第二噴射正時在IVC之前。
9.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，至少部分所述第二噴射正時在IVC之前。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述液體為水、其它惰性液體、擋風玻璃清洗液、乙醇、甲醇、其它醇類、汽油或它們組合中至少一個。
11.一種運轉發動機的方法，包含基於發動機工況直接噴射一定量爆震控制液至所述發動機內；及基於所述噴射量、噴射正時和液體成分調節發動機節氣門位置。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，基於所述噴射的液體的固有辛烷效應、稀釋效應和蒸發效應的組合調節所述液體噴射量。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述調節包括當所述噴射的液體的所述稀釋效應增加時增加噴射液體量。
14.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，基於所述噴射的液體的所述稀釋效應和所述直接噴射的正時進一步調節所述發動機節氣門位置。
15.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述噴射的液體包括水。
16.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述噴射的液體包括擋風玻璃清洗液、乙醇、甲醇、其它醇類、汽油、其它惰性液體或它們的組合。
17.一種發動機系統，包含帶有進氣和排氣的發動機；配置用於直接噴射爆震控制液進發動機汽缸內的直接噴射器；包括壓縮器和渦輪的渦輪增壓器；連接在所述渦輪下遊的所述發動機排氣和所述壓縮器上遊的所述發動機進氣之間的 EGR管道；用於調節一個或多個凸輪的正時的可變凸輪正時機構(VCT)；及控制系統，配置用於響應於發動機爆震直接噴射一定量爆震控制液至所述發動機汽缸內；響應於所述直接噴射的正時調節節氣門；及響應於所述直接噴射的量調節一個或多個VCT和EGR的量。
18.如權利要求17所述的系統，其特徵在於，所述爆震控制液體噴射的量基於爆震強度，並且進一步基於所述噴射的液體的摩爾成分。
19.如權利要求18所述的系統，其特徵在於，所述調節節氣門包括當所述直接噴射的正時進一步從IVC延遲時減小節氣門開啟。
20.如權利要求19所述的系統，其特徵在於，所述調節一個或多個VCT和EGR的量包括當直接噴射的量增加時減小VCT和/或EGR的量。
21.如權利要求17所述的系統，其特徵在於，所述爆震控制液為水。
22.如權利要求21所述的系統，其特徵在於，基於水的稀釋效應進一步調節所述VCT和 /或EGR的量。
全文摘要
本發明提供一種通過基於發動機工況和噴射的液體的成分調節使用火花延遲和直接噴射液體來改善燃料使用同時解決爆震的發動機系統及其運轉方法。一個或多個發動機參數，例如EGR、VCT、增壓、節氣門位置，與直接噴射協調以減少扭矩和EGR瞬變。本發明的優點在於通過直接噴射爆震控制液進發動機汽缸內，可解決爆震。通過基於直接噴射的正時、量和成分調節節氣門位置，並且因此可更好地解決所噴射水的蒸發和空氣-燃料充氣置換效應、由液體噴射引起的扭矩變化，從而改善發動機性能。
文檔編號F02D43/00GK102345530SQ20111022001
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月28日 優先權日2010年7月29日
發明者G·蘇尼拉, J·N·阿勒瑞, T·G·利昂 申請人:福特環球技術公司