燃烧式发动机中的自动点火控制制造技术

一种控制内燃机中的燃烧的方法，包括在气缸的燃烧阶段期间，在点燃气缸中的空气/燃料充量后，测量发动机气缸内燃烧的参数，并基于所测量的参数计算气缸中燃烧的放热。基于所计算的放热来识别空气/燃料充量的自动点火事件，并且至少部分地基于所识别的自动点火事件，控制气缸中用于气缸的下一燃烧阶段的点火正时或为气缸的下一燃烧阶段供应到气缸的排气的量中的至少一者，以引起下一燃烧阶段中的空气/燃料充量的自动点火事件，以朝向指定的曲柄角切换。曲柄角切换。曲柄角切换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃烧式发动机中的自动点火控制
优先权声明
[0001]本申请要求于2019年4月5日提交的美国专利申请第16/376,909号的优先权，该专利申请的全部内容以参见的方式纳入本文。

技术介绍

[0002]在预混气体燃料发动机中，尾气自动点火(EGAI)通常是发动机爆震的原因和先兆。从历史上看，发动机爆震是一种破坏性事件，不受控制的冲击波横跨发动机气缸反弹。冲击波使边界层刮落或塌缩，该边界层热保护气缸壁、活塞、气缸盖和气门免受燃烧事件的高温影响。通常通过降低压缩比、延迟点火正时和/或将排气再循环(EGR)或过量空气引入燃烧室来防止这种尾气的自动点火。

技术实现思路

[0003]在一些方面，一种控制内燃机中的燃烧的方法包括：在气缸的燃烧阶段期间并且在点燃气缸中的空气/燃料充量后，测量气缸内燃烧的参数；基于所测量的参数计算气缸中燃烧的放热；基于所计算的放热识别空气/燃料充量的自动点火事件；以及至少部分地基于所识别的自动点火事件，控制发动机的操作，以引起下一燃烧阶段中的空气/燃料充量的自动点火事件，以朝向指定的曲柄角切换。
[0004]这个和其他方面可以包括以下特征中的一个或多个。识别自动点火事件可以包括：识别放热中的表示空气/燃料充量的一部分的自动点火的拐点。控制发动机的操作可以包括：控制用于气缸的下一燃烧阶段的气缸中的点火正时或控制用于气缸的下一燃烧阶段的供应到气缸的排气的特性中的至少一者。该方法可以包括：确定所识别的自动点火事件发生在指定的曲柄角窗口内或在指定的曲柄角之后，并且控制气缸中的点火正时可以包括：使气缸的下一燃烧阶段中的点火正时提前，以将自动点火事件更早地朝向指定的曲柄角切换。该方法可以包括：确定所识别的自动点火事件在燃烧阶段中比指定的曲柄角更早发生，并且控制气缸中的点火正时可以包括使气缸的下一燃烧阶段中的点火正时延迟，以将自动点火事件更晚地朝向指定的曲柄角切换。控制供应到气缸的排气的特性可以包括：控制供应到气缸的排气的量或排气的温度中的至少一者。该方法可以包括：确定气缸中的燃烧具有大于指定的燃烧持续时间的燃烧持续时间；并且控制供应到气缸的排气的量可以包括：在气缸的下一燃烧阶段中减少供应到气缸的排气的量，以将燃烧持续时间朝向指定的燃烧持续时间减少。该方法可以包括：确定气缸中的燃烧具有小于指定的燃烧持续时间的燃烧持续时间，并且控制供应到气缸的排气的量可以包括：在气缸的下一燃烧阶段中增加供应到气缸的排气的量，以将燃烧持续时间朝向指定的燃烧持续时间增加。控制供应到气缸的排气的温度可以包括：用冷却器旁路控制排气的温度。该方法可以包括：确定气缸中的燃烧具有大于指定的燃烧持续时间的燃烧持续时间，并且控制发动机的操作可以包括：用附加燃料补充空气/燃料充量或在气缸的下一燃烧阶段调节提供到气缸的附加燃料的量，以将燃烧持续时间朝向指定的燃烧持续时间减少。附加的燃料可以包括氢气、柴油、汽
油或丙烷。控制发动机的操作可以包括：至少部分地基于气缸中的燃烧或所识别的自动点火事件中的至少一者，控制用于气缸的下一燃烧阶段的到气缸的微先导燃料喷射的正时。计算气缸中燃烧的放热可以包括：计算放热率或放热积分中的至少一者。测量燃烧参数可以包括：对发动机的气缸的缸内压力传感器进行采样，并且计算燃烧的放热可以包括：在气缸的下一燃烧阶段之前，基于来自缸内压力传感器的样本来计算气缸中燃烧的放热率。控制发动机的操作可以包括控制以下中的至少一者：用于气缸的下一燃烧阶段的气缸中的点火正时、用于气缸的下一燃烧阶段的供应到气缸的排气的量、用于气缸的下一燃烧阶段的供应到气缸的排气的温度、在气缸的下一燃烧阶段中提供到气缸中的空气/燃料充量的附加燃料的量、或空气/燃料进气歧管的温度。控制空气/燃料进气歧管的温度可以包括：用中间冷却器控制空气/燃料进气歧管的温度。
[0005]某些方面涵盖一种用于控制内燃机中的点火的发动机控制系统，该控制系统包括：处理器和非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质联接到该处理器并存储可操作以使得该处理器执行操作的指令。操作包括：(a)在点燃气缸中的空气/燃料充量之后，在气缸的燃烧阶段期间接收发动机气缸的燃烧参数；(b)基于所测量的参数确定气缸中燃烧的放热；(c)基于所计算的放热识别空气/燃料充量的自动点火事件；以及(d)至少部分基于识别的自动点火事件，控制发动机的操作，以引起下一燃烧阶段中的空气/燃料充量的自动点火事件，以朝向指定的曲柄角切换。
[0006]这些和其他方面可以包括以下特征中的一个或多个。发动机控制系统可以包括压力传感器，该压力传感器配置成测量发动机气缸中的压力。操作(a)可以包括：对缸内压力传感器进行采样，并且操作(b)可以包括：基于缸内压力传感器的输出来计算燃烧指标，燃烧指标包括气缸中燃烧的放热率。操作(c)可以包括：识别放热中的拐点，该拐点表示未通过与传播的火焰前沿接触而点燃的空气/燃料充量部分的点火，并识别对应于拐点的气缸中活塞的曲柄角。操作(d)的发动机操作的控制可以包括：控制用于气缸的下一燃烧阶段的气缸中的点火正时或控制用于气缸的下一燃烧阶段的供应到气缸的排气的特性中的至少一者。操作(d)可以包括：当自动点火事件发生在指定的曲柄角之后时，使点火正时提前；并且当自动点火事件发生在指定的曲柄角之前时，使点火正时延迟。操作(d)可以包括：通过控制微先导燃料喷射到气缸中的正时来控制点火正时。控制供应到气缸的排气的特性可以包括：控制供应到气缸的排气的量或排气的温度中的至少一者。控制供应到气缸的排气的温度可以包括：用冷却器旁路控制排气的温度。操作(d)的发动机操作的控制可以包括：控制以下中的至少一者：用于气缸的下一燃烧阶段的气缸中的点火正时、用于气缸的下一燃烧阶段的供应到气缸的排气的量、用于气缸的下一燃烧阶段的供应到气缸的排气的温度、在气缸的下一燃烧阶段中提供到气缸的空气/燃料充量的附加燃料的量、或空气/燃料进气歧管的温度。控制空气/燃料进气歧管的温度可以包括：用中间冷却器控制空气/燃料进气歧管的温度。操作可以包括：(e)确定气缸中的燃烧包括大于目标燃烧持续时间的燃烧阶段的燃烧持续时间；以及(f)基于燃烧持续时间大于目标燃烧持续时间，控制用于气缸的下一燃烧阶段的供应到气缸的富集燃料。操作(f)可以包括：控制供应到气缸的氢气。操作可以包括：对发动机的每个气缸重复操作(a)－(d)。
[0007]一些方面涵盖一种控制发动机的方法，该方法包括：在气缸中的空气/燃料充量燃烧期间测量发动机的气缸中的缸内压力；基于缸内压力测量值确定除了通过传播的火焰前
沿点燃空气/燃料充量之外空气/燃料充量的自动点火，以及控制点火正时、排气再循环或供应到气缸的辅助燃料中的至少一者，以朝向指定的正时改变自动点火的正时。
[0008]这个和其他方面可以包括以下特征中的一个或多个。指定的正时可以包括燃烧持续时间。指定的正时可以包括被选择以使得由于空气/燃料充量的燃烧而导致气缸中的放热具有一个峰值的正时。
[0009]在第一方面中，一种控制内燃机中的燃烧的方法包括：在气缸的燃烧阶段期间，在点燃气缸中的空气/燃料充量后，测量发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制内燃机中的燃烧的方法，所述方法包括：在点燃发动机的气缸中的空气/燃料充量之后，在所述气缸的燃烧阶段期间测量所述气缸中的燃烧参数；基于所测量的参数计算所述气缸中燃烧的放热；基于所计算的放热识别所述空气/燃料充量的自动点火事件；以及至少部分地基于所识别的自动点火事件，控制所述发动机的操作，以引起下一燃烧阶段中的所述空气/燃料充量的自动点火事件，以朝向指定的曲柄角切换。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别所述自动点火事件包括：识别所述放热中的拐点，所述拐点表示所述空气/燃料充量的一部分的自动点火。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述发动机的操作包括：控制用于所述气缸的下一燃烧阶段的所述气缸中的点火正时中的至少一个或控制用于所述气缸的下一燃烧阶段的供应到所述气缸的排气的特性。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括：确定所识别的自动点火事件发生在指定的曲柄角之后；并且其中，控制所述气缸中的点火正时包括：在所述气缸的下一燃烧阶段中使所述点火正时提前，以使所述自动点火事件更早地朝向所述指定的曲柄角切换。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括：确定所识别的自动点火事件在燃烧阶段中比指定的曲柄角更早发生；并且其中，控制所述气缸中的点火正时包括：在所述气缸的下一燃烧阶段中使所述点火正时延迟，以使所述自动点火事件更晚地朝向所述指定的曲柄角切换。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制供应到所述气缸的排气的特性包括：控制供应到所述气缸的排气的量或所述排气的温度中的至少一者。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包括：确定所述气缸中的燃烧具有大于指定的燃烧持续时间的燃烧持续时间；并且其中，控制供应到所述气缸的排气的量包括：在所述气缸的下一燃烧阶段中减少供应到所述气缸的排气的量，以使燃烧持续时间朝向所述指定的燃烧持续时间减少。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包括：确定所述气缸中的燃烧具有小于指定的燃烧持续时间的燃烧持续时间；并且其中，控制供应到所述气缸的排气的量包括：在所述气缸的下一燃烧阶段中增加供应到所述气缸的排气的量，以使燃烧持续时间朝向所述指定的燃烧持续时间增加。9.根据权利要求6至8中任一权利要求所述的方法，其特征在于，控制供应到所述气缸的排气的温度包括：利用冷却器旁路控制所述排气的温度。10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的方法，其特征在于，包括：确定所述气缸中的燃烧具有大于指定的燃烧持续时间的燃烧持续时间；并且控制所述发动机的操作包括：用附加的燃料补充所述空气/燃料充量或调节在所述气缸的下一燃烧阶段中提供到所述气缸的附加燃料的量，以使所述燃烧持续时间朝向所述指定的燃烧持续时间减少。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述附加燃料包括氢气、柴油、汽油或丙烷。
12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的方法，其特征在于，控制所述发动机的操作包括：至少部分地基于所述气缸中的燃烧或所识别的自动点火事件中的至少一者，控制用于所述气缸的下一燃烧阶段的到所述气缸的微先导燃料喷射的正时。13.根据权利要求1至12中任一权利要求所述的方法，其特征在于，计算所述气缸中燃烧的放热包括：计算放热率或放热积分中的至少一者。14.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其特征在于，测量燃烧参数包括：对所述发动机的所述气缸的缸内压力传感器进行采样；并且其中，计算燃烧的放热包括：在所述气缸的下一燃烧阶段之前，基于来自所述缸内压力传感器的采样，计算所述气缸中燃烧的放热率。15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述发动机的操作包括控制以下中的至少一者：用于所述气缸的下一燃烧阶段的所述气缸中的点火正时、用于所述气缸的下一燃烧阶段的供应到所述气缸的排气的量、用于所述气缸的下一燃烧阶段的供应到所述气缸的排气的温度、在所述气缸的下一燃烧阶段中提供到所述气缸中的所述空气/燃料充量的附加燃料的量、或空气/燃料进气歧管的温度。16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，控制空气/燃料进气歧管的温度包括：用中间冷却器控制所述空气/燃料进气歧管的温度。17.一种用于控制内燃机中点火的发动机控制系统，所述控制系统包括：处理器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：伍德沃德有限公司，
类型：发明
国别省市：