用于在排气行程期间喷射气体燃料以减少涡轮迟滞的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于在排气行程期间喷射气体燃料以减少涡轮迟滞的系统和方法。提供了用于在汽缸燃烧事件的排气行程期间喷射并燃烧一定量的气体燃料以便减少涡轮迟滞并减少排气催化剂在瞬变事件期间起燃所需的持续时间的方法和系统。在一个示例中，当扭矩需求的增加大于阈值时，可以在汽缸燃烧事件的压缩行程期间燃烧第一量的气体燃料，并且可以在燃烧事件的排气行程期间燃烧第二量的气体燃料。可以基于扭矩需求的增加来调整第二量。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及用于减少具有液化石油气(LPG)燃料输送系统的升压发动机系统中的涡轮迟滞的方法和系统。
技术介绍
涡轮增压发动机利用涡轮增压器来压缩进气空气并增加发动机的动力输出。涡轮增压器可以利用排气驱动的涡轮来驱动压缩进气空气的压缩机。当压缩机的转速增加时，向发动机提供增加的升压。在瞬变动状况期间，一旦接收到增加的扭矩需求，在涡轮和压缩机转速增加至提供所需升压的期望转速之前，就可能会存在涡轮增压器响应的延迟。这种涡轮增压器响应的延迟(被称为涡轮迟滞)会导致提供所要求的发动机动力的延迟。例如，在车辆发动状况期间，诸如当从怠速开始加速时，与压缩机上的增加的负荷相结合的最小排气流会导致涡轮迟滞。因此，当从怠速转速开始加速时，涡轮迟滞会降低车辆对驾驶员的扭矩需求的响应，并且因此降低驱动控制。Pallett等人在US 8,355,858B2中示出了一种用于减少涡轮迟滞的示例方法。其中，除了第一燃料喷射外，在相同汽缸循环期间的燃烧之后执行第二燃料喷射。来自第二燃料喷射的未燃烧的燃料被输送到涡轮上游的排气中，由此提供增加的热以增加涡轮转速。然而，专利技术人在此已经认识到这种方法的问题。例如，在排气中提供未燃烧的液体燃料会产生增加的碳烟和颗粒物质。此外，由于燃烧室中的热传递，排气热会被损失掉。因此，如Pallett所描述的那样执行第二燃料喷射会导致退化的燃料经济性和排放。
技术实现思路
在一个示例中，可以通过一种发动机方法来解决上述问题，该方法包含：在扭矩需求的增加大于阈值期间，在汽缸燃烧事件的压缩行程期间火花点燃第一量的气体燃料；以及在汽缸燃烧事件的排气行程期间火花点燃第二量的气体燃料。作为示例，发动机系统可以被配置为具有液化石油气(LPG)燃料输送系统，并且气体燃料(例如，LPG)可以被直接喷射到燃烧室内。基于发动机工况(诸如在扭矩需求增加大于阈值的情况下)，可以执行利用火花点火的第二燃料喷射，以减少将涡轮转速增加至期望的转速所需的时间。具体地，可以在汽缸燃烧事件的压缩行程期间在火花点火之后执行第一稀进气行程喷射。随后，在相同汽缸燃烧事件期间，可以在汽缸燃烧事件的排气行程期间执行第二燃料喷射。可以调整第二燃料喷射以便将总空燃比维持在化学计量比或略微浓。另外，在排气行程期间可以通过火花点火燃烧后喷射的燃料(即，在排气行程期间喷射的燃料)。以此方式，额外的排气能量可以通过火花点燃后燃料喷射来产生。额外的排气能量然后可以被用来将涡轮转速增加至期望的转速。一旦实现期望的涡轮转速和/或歧管绝对压力(MAP)，就可以使发动机在没有第二燃料喷射的情况下运转。以此方式，在汽缸燃烧事件的排气行程期间额外地喷射并点燃燃料可以减少涡轮增压器加速至期望的转速的持续时间并提供期望的升压。因此，可以减少涡轮迟滞，同时还减少到燃烧室的热损失和颗粒物质形成。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了被配置为以液体燃料和气体燃料运转的多燃料发动机系统的示意描述。图2A示出了描述用于在瞬变运转期间执行第二燃料喷射的示例方法的流程图。图2B示出了描述用于使发动机在没有第二燃料喷射情况下运转的示例方法的流程图。图3示出了描述用于在第二燃料喷射期间调整火花点火的示例方法的流程图。图4示出了用于第二燃料喷射事件的示例喷射正时和火花正时。图5描述了在冷启动以及从稳态非升压的状况开始加速期间所使用的示例第二燃料喷射运转。具体实施方式本说明涉及被配置为输送气体燃料的发动机系统。在一个非限制性示例中，发动机可以被配置为图1所示的系统的一部分，其中发动机包括至少一个汽缸、控制系统和涡轮增压器以及其他特征。涡轮增压发动机可能经历涡轮迟滞(即，在涡轮转速增加至阈值转速以提供所要求的扭矩输出之前的延迟)。一种用于减少涡轮迟滞的方法(在图2A处示出)包括，在汽缸燃烧事件的压缩行程期间燃烧第一量的燃料，并且随后在排气行程期间燃烧第二量的燃料。在排气行程期间喷射并燃烧第二量的燃料可以被称为后燃料喷射。如在图3处所描述的，可以基于发动机工况(包括扭矩需求)调整后燃料喷射以及燃烧。如在图2B处所描述的，当后燃料喷射没有被执行时，可以通过在压缩行程而非排气行程期间喷射并燃烧燃料而使发动机运转。在图4和图5分别示出了后燃料喷射正时和后燃料喷射事件的示例。参照图1，它描述了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可以至少部分地被包括控制器12的控制系统以及被经由输入装置132来自车辆操作者130的输入控制。在这个示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(即燃烧室)14可以包括燃烧室壁136，活塞138被设置在其中。活塞138可以被耦接至曲轴140，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至客车的至少一个驱动轮。此外，启动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴140，以实现发动机10的启动运转。汽缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气空气。除了汽缸14外，进气通道146还可以与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或更多个进气通道可以包括升压装置，例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了被配置有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包括在进气通道142与144之间布置的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以经由轴180至少部分地由排气涡轮176提供动力，其中升压装置被配置为涡轮增压器。包括节流板164的节气门162可以沿发动机的进气通道被提供，用于改变提供给发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。另外，进气通道144可以包括在节气门162上游的节气门入口压力(TIP)传感器(未示出)，用于估计节气门入口压力(TIP)。节气门162可以被布置在如图1中所示的压缩机174的下游，或可替代地，可以被提供在压缩机174的上游。除了汽缸14外，排气通道148还可以接收来自发动机10的其他汽缸的排气。排气传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机方法，其包含：在扭矩需求的增加大于阈值期间，在汽缸燃烧事件的压缩行程期间火花点燃第一量的气体燃料；以及在所述汽缸燃烧事件的排气行程期间火花点燃第二量的所述气体燃料。

【技术特征摘要】
2013.09.18 US 14/030,9161.一种发动机方法，其包含：
在扭矩需求的增加大于阈值期间，
在汽缸燃烧事件的压缩行程期间火花点燃第一量的气体燃料；以及
在所述汽缸燃烧事件的排气行程期间火花点燃第二量的所述气体燃
料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二量小于所述第一量，
并且其中所述阈值为非零，并且所述阈值随着产生所述扭矩需求的发动
机转速的增加而增加。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一量来自第一喷射，而
所述第二量来自第二喷射，所述第一喷射与所述第二喷射分开，并且其
中所述第一量基于产生稀空燃比的气体燃料量，并且其中所述第二量基
于所述稀空燃比和相对于阈值涡轮转速的涡轮转速、相对于阈值歧管压
力的歧管压力或相对于阈值节气门入口压力的节气门入口压力中的一个
或多个。
4.根据权利要求1所述的方法，其还包含，以比所述第一量更低的
点火能量火花点燃所述第二量。
5.根据权利要求4所述的方法，其还包含，通过调整停延时间、电
流、启动速率和火花塞的正时中的一个或多个调整所述第二量的所述点
火能量。
6.根据权利要求1所述的方法，其还包含，为多个燃烧事件继续火
花点燃所述第一量和所述第二量，燃烧事件的数量基于相对于阈值涡轮
转速的涡轮转速和相对于阈值歧管压力的歧管压力中的一个或多个，所
述阈值涡轮转速和所述阈值歧管压力基于所述扭矩需求的增加。
7.根据权利要求6所述的方法，其还包含，当所述涡轮转速增加至
所述阈值涡轮转速之上时，停止喷射以及火花点燃所述第二量的气体燃
料。
8.根据权利要求6所述的方法，其还包含，当所述歧管压力增加至
所述阈值歧管压力之上时，停止喷射以及火花点燃所述第二量的气体燃
料。
9.根据权利要求6所述的方法，其还包含，当排气催化剂的催化剂
活性降至阈值水平之下时，停止喷射以及火花点燃所述量的第二气体燃
料。
10.根据权利要求1所述的方法，其中通过踏板位置的增加指示所述
扭矩需求的增加，并且其中所述阈值基于所需升压的增加。
11.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·格鲁格拉，J·赫奇斯，
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