用于发动机中的次级液体喷射控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于发动机中的次级液体喷射控制的方法和系统。提供用于调整被喷射到发动机的次级液体量的方法和系统。在一个示例中，该方法包括基于从排气氧传感器的输出估计的次级液体喷射量调整在发动机汽缸处喷射的次级液体量。例如，可基于当仅燃料被喷射到发动机汽缸时第一参考电压和第二参考电压之间的排气氧传感器的泵浦电流的第一变化以及当燃料和次级液体被喷射到发动机汽缸时第一参考电压和第二参考电压之间的排气氧传感器的泵浦电流的第二变化，估计次级液体喷射量。

【技术实现步骤摘要】

本描述一般涉及用于调整到内燃发动机的初级(primary)燃料和次级(secondary)液体的喷射的方法和系统。
技术介绍
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技术实现思路
爆震控制液体已发展为减轻发动机汽缸中的各种异常燃烧事件。例如，汽油、乙醇、甲醇、其它酒精、水、清洗液，和其它惰性液体的各种组合可被直接喷射到发动机汽缸中以响应不合时宜的爆炸的指示。特别地，双燃料系统可喷射初级燃料和包括诸如水的爆震控制液体的次级液体。Leone等人在US2014/0202434中示出一种用于喷射爆震控制液体以减轻汽缸异常燃烧的示例方法。其中，通过喷射水到发动机汽缸以增加清扫(scavenging)且然后基于排气氧含量、爆震，和额外的发动机运转参数调整水喷射量解决爆震。然而，本文的专利技术人已经意识到可以存在与仅基于发动机运转参数调整水喷射量相关联的潜在问题。例如，基于发动机运转参数，实际喷射到发动机的水量可大于或小于实际所需的。结果，(如果水喷射量小于所需的)发动机可遭受爆震，或者(如果水喷射量大于所需的)水可在发动机汽缸内凝结，从而导致石油被水稀释。在一个示例中，上述的问题可通过这样的方法解决，一种方法用于基于当仅燃料被喷射到发动机汽缸时第一参考电压和第二参考电压之间的排气氧传感器的泵浦电流的第一变化以及当燃料和次级液体喷射到发动机汽缸时第一参考电压和第二参考电压之间的排气氧传感器的泵浦电流的第二变化调整在发动机汽缸处喷射的次级液体量。如一个示例，氧传感器被安置在发动机汽缸下游的排气通道中。进一步，发动机控制器可基于第二输出和第一输出之间的差确定在发动机汽缸处喷射的估计的次级液体量。正因如此，发动机控制器可基于所确定的喷射的估计的次级液体量，调整在发动机汽缸处喷射的次级液体量。例如，该方法可包括：响应于估计的次级液体量为不同于所需的次级液体喷射量的阈限量，增加或减少在发动机汽缸处喷射的次级液体量。所需的次级液体喷射量可基于发动机工况，诸如爆震、发动机温度、排气温度、发动机汽缸中的排气量，和排气的氧含量，等等。如基于在发动机汽缸处喷射已知部分的次级液体时第一参考电压和第二参考电压之间的氧传感器的泵浦电流的变化所确定的，在发动机汽缸处喷射的所需的次级液体量也可基于次级液体的水含量。因此，可在仅燃料喷射以及燃料和次级液体喷射期间基于氧传感器的输出估计在发动机汽缸处喷射的实际次级液体量。这样，次级液体喷射的控制可增加，从而减少爆震的发生以及发动机汽缸内的凝结。应该理解，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由随附于具体实施方式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示出包括排气氧传感器的发动机的示意图。图2示出一种用于确定被喷射到发动机中的次级液体量的方法的流程图。图3示出一种用于操作排气氧传感器以确定排气中的水量的方法的流程图。图4示出一种用于调整被喷射到发动机中的次级液体量的方法的流程图。图5示出描述在发动机运转期间被喷射到发动机的次级液体量可如何被调整的图。图6示出一种用于确定用于在发动机汽缸处喷射的次级液体的水含量的方法的流程图。具体实施方式下面的描述涉及用于调整被喷射到发动机的次级液体量的系统和方法。如图1所示，车辆发动机可为带有两个或多个油箱的双燃料发动机，所述两个或多个油箱可储藏待喷射到发动机汽缸的初级燃料和/或次级液体(例如，水-酒精混合物)。次级液体可用于减轻异常汽缸燃烧，这里称为发动机爆震。待喷射到发动机汽缸的所需的次级液体量可通过来自多个传感器的反馈决定，所述多个传感器提供关于各种发动机运转参数的信息(例如，来自温度传感器的发动机温度)。在另一个示例中，待喷射到发动机汽缸的所需的次级液体量可基于次级液体的水组合物。图6示出一种用于在发动机运转期间确定次级液体的水组合物的方法。在一些示例中，喷射到发动机汽缸的实际次级液体量可不同于所需量。为了更准确地测量喷射到发动机汽缸的次级液体量，发动机可包括位于发动机的排气通道中的氧传感器。氧传感器可为可变电压(VVs)氧传感器，如图3的方法所述，其能够测量排气的水含量。当次级液体被喷射到发动机汽缸时且当仅初级燃料正喷射时通过测量排气中的水量，如图2的方法所述，喷射到发动机汽缸中的实际次级液体量可基于两种水含量测量的差确定。如图4和图5所示，然后可基于发动机运转参数调整被喷射到发动机汽缸的次级液体量，直到所测量的实际量匹配所需量。图1描述包括内燃发动机10的示例车辆系统100。发动机10可为用初级燃料和次级液体运转的双燃料发动机，次级液体为水或酒精-水混合物。发动机10可从包括控制器12的控制系统接收控制参数且经由输入装置132从车辆操作者130接收输入。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于生成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(这里也称为“燃烧室”)14可包括燃烧室壁136，其中活塞138被安置燃烧室壁136中。活塞138可耦合到曲轴140致使活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可经由传输系统耦合到客运车辆的至少一个驱动轮。进一步，起动器马达可经由飞轮耦合到曲轴140以启用发动机10的起动运转。汽缸14能够经由一连串的进气空气通道142、144和146接收进入的空气。进气空气通道146可与除汽缸14外的发动机10的其它汽缸相通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可包括增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括安置在进气通道142和144之间的压缩机174，以及沿排气通道148安置的排气涡轮机176。压缩机174可至少部分地由排气涡轮机176经由轴180供以动力，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在另一些示例中，诸如其中发动机10被提供机械增压器，排气涡轮机176可被选择性地省略，其中压缩机174可通过来自马达或发动机的机械输入被供以动力。可沿发动机的进气通道提供包括节流板164的节气门162，节气门162用于改变提供到发动机汽缸的进气空气的流速和/或压力。例如，节气门162可被安置在如图1所示的压缩机174的下游，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：基于当仅燃料被喷射到发动机汽缸时第一参考电压和第二参考电压之间的排气氧传感器的泵浦电流的第一变化以及当所述燃料和次级液体被喷射到所述发动机汽缸时所述第一参考电压和所述第二参考电压之间的所述排气氧传感器的泵浦电流的第二变化，调整在所述发动机汽缸处喷射的所述次级液体量。

【技术特征摘要】
2014.11.12 US 14/539,7161.一种方法，其包括：
基于当仅燃料被喷射到发动机汽缸时第一参考电压和第二参考电压之
间的排气氧传感器的泵浦电流的第一变化以及当所述燃料和次级液体被喷
射到所述发动机汽缸时所述第一参考电压和所述第二参考电压之间的所述
排气氧传感器的泵浦电流的第二变化，调整在所述发动机汽缸处喷射的所
述次级液体量。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：基于泵浦电流的所述第
二变化和泵浦电流的所述第一变化之间的差，确定在所述发动机汽缸处喷
射的估计的次级液体量。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：响应于所述估计的次级
液体量为不同于所需的次级液体喷射量的阈限量，调整在所述发动机汽缸
处喷射的所述次级液体量，所述所需的次级液体喷射量基于发动机工况。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述发动机工况包括发动机爆
震、发动机温度、排气温度、所述发动机汽缸中的排气量，以及所述排气
的氧含量中的一者或多者。
5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：当所述估计的次级液体
量为不同于所述所需的次级液体喷射量的所述阈限量达持续时间时，指示
包括所述发动机汽缸的发动机的次级液体喷射系统的状况，所述持续时间
包括若干发动机循环、一段时间，和发动机使用的持续时间中的一者或多
者。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述次级液体喷射系统的所述
状况包括喷射次级液体到所述发动机汽缸内的燃料喷射器和所述次级液体
喷射系统的替代部件中的一者或多者的退化。
7.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：基于所述次级液体中的
水部分，调整所述次级液体喷射量，所述次级液体中的所述水部分基于次
级液体再填充事件后当已知比率的次级液体与燃料被喷射到所述发动机汽
缸时所述第一参考电压和所述第二参考电压之间的所述排气氧传感器的泵
浦电流的第三变化。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述排气氧传感器为可变电压
氧传感器，且其中，所述第二参考电压高于所述第一参考电压。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述排气氧传感器被安置在所
述发动机汽缸的下游的发动机排气通道中。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发动机为双燃料发动机，
在所述双燃料发动机中，所述燃料为初级燃料并且所述次级液体为水。
11.一种方法，其包括：
在发动机汽缸处喷射第一量的次级液体；
基于在喷射所述第一量的所述次级液体期间氧传感器的参考电压从第
一参考电压增加到第二参考电压时所述氧传感器的泵浦电流的第一变化，
以及在所述发动机汽缸处仅喷射第一燃料期间所述氧传感器的所述参考电
压从所述第一参考电压增加到所述第二参考电压时所述氧传感器的泵浦电
流的第二变化，确定在所述发动机汽缸处喷射的估计的次级液体量，其中
所述氧传感器被安置在所述发动机汽缸的下游；并且
在所述发动机汽缸处喷射第二量的次级液体，所述第二量基于所述估
计的次级液体量从...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·苏尔尼拉，R·E·索尔蒂斯，D·A·马克德，
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