一种发动机方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种清除存储在充气空气冷却器中的冷凝物的方法和系统。响应于充气空气冷却器中增加的冷凝物积聚，增加通过发动机的气流以抽取冷凝物同时调节发动机驱动器以保持发动机扭矩。通过在吸入冷凝物期间分别调节每个汽缸的燃料添加解决了发动机汽缸的燃烧稳定性问题。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机方法及系统
本专利技术涉及从充气空气冷却器抽取冷凝物而不劣化燃烧稳定性的方法和系统。
技术介绍
涡轮增压和机械增压发动机可以配置用于压缩进入发动机的环境空气以增加动力。压缩空气可能导致空气温度增加，所以可以利用充气空气冷却器(CAC)来冷却热空气，从而增加空气密度并进一步增加发动机的潜在动力。来自车辆外部的环境空气流过CAC以冷却流动通过CAC内部的进气。当环境空气温度减小时或者在潮湿或雨天的状况期间(这时进气被冷却至水的露点以下)在CAC中可能形成冷凝物。可以在CAC的底部或内部通道以及冷却湍流器处收集冷凝物。当扭矩增加时(比如加速期间)，增加的质量空气流量可能使冷凝物脱离CAC、将它吸进发动机从而增加发动机失火的可能性。解决由吸入冷凝物导致的燃烧问题(例如失火)的示例方法涉及到避免冷凝物积聚。然而，专利技术人在此已经认识到该方法的潜在问题。特别地，虽然一些方法可以减少或减慢CAC中的冷凝物形成，冷凝物还是可能随着时间而积聚。如果不能停止积聚，加速期间吸入冷凝物可能导致发动机失火。此外，基于发动机转速-负荷(speed-load)状况以及发动机的配置(例如基于发动机是具有不同汽缸组的V形发动机或者直列发动机)，一些汽缸可能会比其它汽缸接收更多冷凝物使得它们比其它汽缸更容易发生燃烧问题。其它解决燃烧问题的示例方法涉及到收集和/或排出CAC的冷凝物。虽然这可以减少CAC中的冷凝物水平，冷凝物移到替代位置或存储器，这可能受到其它冷凝问题(比如结冰或腐蚀)的影响。此外，存储器可能会增加部件成本和复杂度。还有一些方法在发动机气流增加时例如在踩驱动器踏板(tip-in)期间根据时机从CAC中抽取冷凝物。然而，踩驱动器踏板可能并不发生在需要冷凝物抽取的同一时间。在间歇中，冷凝物可能继续积聚在发动机中，使得燃烧退化。
技术实现思路
在一个示例中，可以通过一种在车辆工况期间从CAC抽取冷凝物的方法至少部分地解决解决上述问题。该方法可以包含：响应于充气空气冷却器中的冷凝物水平，调节燃料喷射正时，同时将发动机气流增加至大于车辆操作者所要求的水平。这样，一个或多个发动机汽缸可以临时运行于稀化分层模式以抽取冷凝物，同时其他发动机汽缸的操作被调整以维持化学计量的排气空燃比。在一个示例中，发动机系统可以包括连接至压缩器下游和进气节门上游的充气空气冷却器。在发动机运转期间，可以在充气空气冷却器处收集冷凝物。响应于冷凝物水平高于阈值，可以认为满足抽取条件并可以发起清除循环以移除冷凝物。特别地，一个或多个发动机汽缸的燃料喷射正时可以从提供用火花点火的均匀汽缸空-燃充气的喷射正时改变为提供用火花点火的至少一些分层汽缸空-燃充气的替代喷射正时。通过使至少一些汽缸运行于稀化分层模式，发动机气流水平可以被增加至或高于其中冷凝物被吹进发动机内的吹气(blow-off)水平。作为一个示例，对水积聚较不敏感的汽缸(即较不易于受到吸水引发的失火影响的汽缸)可能运行于稀化分层模式，而剩余的汽缸(即更易于受到吸水引发的失火影响的汽缸)在富化条件下运行，以使得整体排气空燃比维持在化学计量或化学计量附近。可以基于汽缸中的冷凝物量来调节稀化程度，以使得发动机气流能够被充分增加。可以基于在抽吸时的发动机速度加载状况、在每个汽缸中接收到的冷凝物量、发动机的配置、发动机点火顺序等来确定汽缸的吸水敏感度。调节汽缸的燃料喷射正时以从汽缸燃烧的均匀模式转变到汽缸燃烧的稀化分层模式可以包括将燃料喷射正时从进气冲程改变为压缩冲程，增加每次燃烧事件的喷射次数，调节各次喷射之间的燃料输送分流的分流比率等。这样，可以通过在稀化分层模式下运行一个或多个汽缸来从充气空气冷却器中周期性地清理冷凝物。通过调节汽缸的燃料喷射正时以使得气流水平被增加到能够从CAC中吹出冷凝物的水平，可以在无需等待踩驱动器踏板事件的情况下执行抽取。与此同时，通过调节燃料喷射正时以提供分层燃料喷射，可以在汽缸的火花塞附近维持富集环境，由此允许更稳定的燃烧。通过调节燃料喷射正时以使得总体排气空燃比保持在化学计量，改善了抽取期间的发动机性能。应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。附图说明图1是包括充气空气冷却器的示例发动机系统的示意图；图2显示了图1中发动机系统的示例燃烧室；图3显示了从充气空气冷却器(CAC)抽取冷凝物期间基于每个汽缸的吸水敏感度来调节发动机燃料添加的方法的高级流程图；图4显示了从充气空气冷却器(CAC)抽取冷凝物期间调节燃料喷射以暂时使一个或多个发动机汽缸以稀化分层模式运转的方法的高级流程图；图5显示了可以用于存储关于发动机汽缸吸水敏感度的数据的示例查值表；图6显示了基于燃烧稳定性极限确定“较弱”汽缸的富化程度并相应调节“较强”汽缸的稀化程度的方法的高级流程图；图7显示了基于稀化分层模式极限确定“较强”汽缸的稀化程度并相应调节“较弱”汽缸的富化程度的方法的高级流程图；图8显示了描述较强汽缸的强度和需要的稀化程度以及较弱汽缸的弱度和需要的富化程度之间关系的图谱；图9显示了在抽取期间基于各个汽缸吸水敏感度来调节一个或多个发动机汽缸的燃料喷射的图表示例；图10显示了在抽取期间调节一个或多个发动机汽缸的空燃比以使至少一些汽缸以稀化分层模式运转的图表示例。具体实施方式下文的描述涉及从充气空气冷却器(CAC)抽取冷凝物至发动机系统(例如图1-2中的系统)的系统和方法。在抽取期间，可以暂时增加发动机气流，同时响应于冷凝流来调节发动机驱动器(比如火花正时)。可以响应于升高的冷凝物水平而发生CAC冷凝物抽取。发动机控制器可以配置用于执行控制程序(比如图3中的程序)以在抽取期间基于每个汽缸的吸水敏感度来调节每个汽缸的燃料添加(图5)。可替代地，控制器可以执行图4中的示例程序以调节燃料喷射正时从而提供汽缸燃烧的稀化分层模式。控制器可以通过调节富化和稀化程度来富化运转一个或多个汽缸而稀化运转其它汽缸以保持排气排放(图6-8)。在任何情况下，增加发动机气流以将冷凝物吹进发动机汽缸，从而减少由吸入引起的失火事件的发生。参考图9-10显示了可以用于使冷凝物脱离CAC并将其抽取进发动机进气的示例燃料调节。图1是显示示例发动机10的示意图，机动车辆的推进系统可以包括该发动机。发动机10显示为具有四个汽缸30。然而，本专利技术可以使用其它数量的汽缸。可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和车辆驾驶员132经由输入装置130的输入来控制发动机10。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如汽缸)30可以包括带有位于其中的活塞(图2中讨论)的燃烧室壁。活塞可以以连接至曲轴40使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统(未显示)连接至至少一个驱动车轮。此外，起动马达可通过飞轮连接至曲轴40以实现发动机10的起动运转。燃烧室30可经由进气通道42从进气歧管44接收进气并且可以经由排气歧管46将燃烧气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机方法，包含：响应于充气空气冷却器中的冷凝物水平，调节燃料喷射正时，同时将发动机气流增加至大于车辆操作者所要求的水平。

【技术特征摘要】
2013.05.29 US 13/904,8751.一种发动机方法，包含：响应于充气空气冷却器中的冷凝物水平，从所述充气空气冷却器中吹出所述冷凝物，并且调节燃料喷射正时，同时将发动机气流增加至大于车辆操作者所要求的水平，以便将一个或多个汽缸的燃烧改变为稀化分层模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调节燃料喷射正时包括从提供用火花点火的均匀汽缸空-燃充气的第一喷射正时改变为提供用火花点火的至少一些分层汽缸空-燃充气的第二喷射正时。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一喷射正时包括进气冲程喷射，并且其中所述第二喷射正时包括压缩冲程喷射。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进气冲程喷射包括早期进气冲程喷射、中期进气冲程喷射和后期进气冲程喷射中的一个，并且其中所述压缩冲程喷射包括后期压缩冲程喷射。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，调节燃料喷射正时进一步包括调节每次燃烧事件的燃料喷射次数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，调节燃料喷射次数包括从单一进气冲程燃料喷射转变到包括至少一个压缩冲程喷射的分流燃料喷射。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调节燃料喷射正时包括，随着冷凝物水平超过阈值，增加每次发动机循环的燃料喷射次数，并且增加在压缩冲程中输送的燃料相对于在进气冲程中输送的燃料的比率。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增加的发动机气流水平基于所述充气空气冷却器中的冷凝物水平。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于所述充气空气冷却器中的冷凝物水平包括响应于所述冷凝物水平高于阈值水平。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行调节以增加发动机气流水平包括进行调节以将发动机气流水平增加到将冷凝物从所述充气空气冷却器吹出所需要的吹气水平。11.一种发动机方法，其包括：从充气空气冷却器中吹出冷凝物，同时将汽缸燃烧临时改变为稀化分层模式，稀化程度基于所述充气空气冷却器中的冷凝物量以及在吹扫期间的汽缸点火顺序。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将汽缸燃烧临时改变为稀化分层模...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·格鲁格拉，K·R·诺曼，S·S·山田，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US