本发明专利技术涉及用于在燃烧气体燃料的排气行程期间控制点火能量以减少涡轮迟滞的系统和方法。提供了用于调整在汽缸燃烧事件的排气行程期间喷射的气体燃料燃烧所需的火花的点火能量以便减少涡轮迟滞的方法和系统。在一个示例中，一种方法包含：在汽缸燃烧事件的压缩行程期间利用第一点火能量燃烧第一量的气体燃料；以及在汽缸燃烧事件的排气行程期间利用第二点火能量燃烧第二量的气体燃料，第二点火能量低于第一点火能量。可以基于汽缸内压力和汽缸负荷来调整第二点火能量。
【技术实现步骤摘要】
用于在燃烧气体燃料的排气行程期间控制点火能量以减少涡轮迟滞的系统和方法
本申请大体涉及用于减少具有液化丙烷气(liquidpropanegas,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所必须的期望转速之前，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US8,355,858B2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：在汽缸燃烧事件的压缩行程期间利用第一点火能量燃烧第一量的气体燃料；以及在汽缸燃烧事件的排气行程期间利用第二点火能量燃烧第二量的气体燃料，第二点火能量低于第一点火能量。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并通过火花点火燃烧第二燃料喷射。可以调整第二燃料喷射的量以便将总空燃比维持在化学计量比或略微浓。另外，为了第二燃料喷射的有效且完全的燃烧，可以调整为燃烧所提供的火花的点火能量，由此减少寄生的损失。因此，为第二燃料喷射的燃烧所提供的点火火花的点火能量可以低于为第一燃料喷射的燃烧所提供的点火火花的点火能量。可以通过调整点火线圈停延时间和/或点火启动(strike)频率中的一个或更多个来调整点火能量。以此方式，额外的排气能量可以通过火花点燃第二燃料喷射来产生。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后燃料喷射的情况下运转。此外，在汽缸燃烧事件的排气行程期间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。另外，通过调整用于第二燃料喷射量的燃烧的点火能量，可以控制燃烧，并且可以减少寄生的电能损失。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。排气传感器128被示为耦接至排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所描述的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发动机方法，其包含：在汽缸燃烧事件的压缩行程期间利用第一点火能量燃烧第一量的气体燃料；以及在所述汽缸燃烧事件的排气行程期间利用第二点火能量燃烧第二量的气体燃料，所述第二点火能量低于所述第一点火能量。
【技术特征摘要】
2013.09.18 US 14/030,9331.一种发动机方法，其包含：在汽缸燃烧事件的压缩行程期间利用第一点火能量燃烧第一量的气体燃料；以及在所述汽缸燃烧事件的排气行程期间利用第二点火能量燃烧第二量的气体燃料，其中所述第一点火能量和所述第二点火能量根据汽缸内压力被确定，并且所述第二点火能量低于所述第一点火能量。2.根据权利要求1所述的方法，其还包含，在冷启动期间燃烧所述第二量，并且其中所述第二量基于相对于所述冷启动期间的阈值温度的催化剂温度。3.根据权利要求1所述的方法，其还包含，响应于扭矩需求增加大于阈值而燃烧所述第二量。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一量基于导致稀空燃比的燃料量，而所述第二量基于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和所述稀空燃比，所述阈值涡轮转速、所述阈值歧管压力和所述阈值节气门入口压力基于所述扭矩需求增加。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二点火能量基于用于所述第二量的火花正时、所述第二量和所述扭矩需求增加中的一个或多个，并且其中所述第二点火能量随着扭矩需求增加的增加而增加。6.根据权利要求1所述的方法，其还包含，调整一个或多个点火参数以获得所述第二点火能量，所述一个或多个点火参数包括点火线圈停延时间、电流水平和启动速率。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体燃料以液化石油气，即LPG，的形式被存储在液体燃料箱中。8.一种发动机方法，其包含：在相继汽缸燃烧事件之间中的排气行程期间将液化石油气，即LPG，喷射到汽缸内；以及在所述排气行程期间通过多次启动点火线圈来燃烧喷射的LPG，每次均以较低的点火能量启动，其中所述点火能量根据汽缸内压力被确定。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述喷射LPG包括通过一次喷射来喷射一定量的LPG，所述量基于扭矩需求或排气催化剂温度中的一个或多个。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述喷射LPG包括通过多次喷射来喷射所述量的LPG，并且还包含...
【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
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