[发明专利]用于爆震控制的方法和系统

说明书

本发明提供了用于通过在更高的温度下导致爆震控制流体的增压中冷效率的下降而改善发动机爆震控制的方法和系统。响应于爆震控制流体从直接喷射器释放时的升高温度的预测，调整喷射的脉冲宽度。利用替代的发动机调整，诸如升压或花火正时调整，对任何爆震消除不足进行补偿。

技术领域

本申请涉及使用爆震控制流体对内燃发动机中的爆震进行控制的方法和系统。

背景技术

为了减缓传统燃料的上升价格，以及为了减少排气排放物，已经研发了替代燃料。例如，醇和醇基燃料混合物已被认为是有吸引力的可替代燃料，特别是对于汽车应用。多种发动机系统可以使用醇燃料，从而利用了多种发动机技术和喷射技术。另外，多种方法可以被用来控制此类醇燃料的发动机，从而利用高辛烷醇燃料的增压中冷效果，尤其是解决发动机的爆震。

例如，在配置具有用于将燃料或替代的爆震控制流体输送至发动机汽缸的直接喷射器的发动机中，为满足爆震控制目标，可以调整直接喷射的脉冲宽度。由Surnilla等人在US8,127,745中示出了一种示例方法。在其中，基于所需的爆震消除量、可用的爆震控制流体量、喷射器的流速以及正被喷射的爆震控制流体的增压中冷和辛烷值，确定将要被喷射的爆震控制流体量。于是基于被确定的量，调整直接喷射的脉冲宽度。

发明内容

然而，发明人在此已经意识到这种方法的潜在问题。作为一个示例，基于通常在标称状况下确定的值（例如，通过喷射器的流速、爆震控制流体的增压中冷和辛烷值等）调整喷射器设定。然而，直接喷射器处的实际状况可能截然不同。例如，喷射器第一次被启动时的直接喷射器处的温度状况会与喷射器已经被启动一段时间时的状况截然不同。具体地，喷射器的温度会在直接喷射器不执行喷射的阶段期间增加，因为物质的喷射能够冷却喷射器。因此，当在中等发动机负荷下运转时，其中一般不使用爆震控制流体，可以利用进气道喷射器向汽缸供给燃料，同时汽缸直接喷射器的喷射器喷嘴温度可以变得明显更高（例如，大约260℃）。如果此后不久喷射燃料（例如，在更高的发动机负荷下）用于爆震消除，燃料将会处于升高的温度下。相比之下，在普通的喷射器运转期间，直接喷射器温度可以明显更低（例如，大约100℃）。因此，当在或接近室温时，爆震控制流体（诸如乙醇）具有更高的汽化热。于是汽化热和因此的增压中冷潜能随着温度的增加而降低。因此，当爆震控制流体的使用被恢复时（在不使用喷射器的阶段之后），由于潜在减少的质量流量和降低的增压中冷，基于标称值计算的脉冲宽度可能不能提供充分的爆震消除。

在一个示例中，通过用于发动机的方法可以至少部分地解决一些上述问题，该方法包含，将爆震控制流体直接喷射到发动机汽缸内，以及基于爆震控制流体从直接喷射器释放时的温度，调整直接喷射的喷射参数。被调整的喷射参数可包括喷射的脉冲宽度、喷射量、直接喷射系统的压力或其组合。以此方式，基于所喷射的爆震控制流体的增压中冷潜能的实时估计，可以调整用于爆震消除的直接喷射的设定。

作为一个示例，响应于爆震（或预期爆震），发动机控制系统可以基于标称工况确定用于爆震控制流体的直接喷射的初始喷射设定。这可以包括将要喷射的初始流体量、喷射脉冲宽度、喷射正时等。于是基于估计的或推测的爆震控制流体从直接喷射器释放时的温度，控制系统可以调整初始设定。例如，基于喷射器自最后喷射后的空闲阶段、自最后喷射后喷射的爆震控制流体量、在空闲阶段期间的发动机状况、喷射器的热质量、从燃烧到喷射器热传递、从喷射器到冷却液的热传递、从喷射器到爆震控制流体的热传递、估计的喷射器上游的共同燃料轨道中的爆震控制流体的温度等，可以估计或推测预期的流体温度。