[发明专利]用于爆震控制的方法和系统

说明书

本申请涉及用于爆震控制的方法和系统。提供了用于改善发动机爆震容限，特别当LP‑EGR从低水平的EGR快速突变的方法和系统。直到达到希望的LP‑EGR，燃料可以以至少具有进气冲程喷射和压缩冲程喷射的多次喷射的方式输送，以补偿填充进气系统的EGR的输送延迟。之后可以重新开始单一燃料喷射。

技术领域

本申请涉及用于改善机动车辆中的发动机爆震容限的方法和系统。

背景技术

排气再循环(EGR)系统使一部分排气转向返回到进气装置以冷却燃烧温度并且减少节流损耗，因此改善车辆排放物和燃料经济性。在涡轮增压发动机中，EGR系统可以包括冷却的低压EGR(LP-EGR)回路，其中在气体通过涡轮增压器的涡轮之后该排气被转向并且在通过EGR冷却器时在压缩机之前被喷射。在发动机运行期间通过EGR系统路由的LP-EGR的量被测量并且基于发动机转速和负荷来调节，以保持发动机的希望的燃烧稳定性并提供排放物和燃料经济性益处。

一种示例EGR系统由Styles等人在US 201200023937中示出。其中，在发动机图的大范围内，包括从中等负荷下降到最小的发动机负荷，甚至当发动机负荷变化时，LP-EGR以新鲜空气流的固定的EGR百分比比率提供。在较高的发动机负荷下，EGR百分比比率基于发动机工况而改变。此外，在非常低的发动机负荷和/或发动机怠速状态下，无EGR(0％EGR)可以被输送。这种方法在工况的宽范围内改善瞬态控制并且扩大EGR的使用。

然而，本文的发明人已经认识到用这种方法的潜在问题。具体说，可能有诸如加速或节流给油(tip-in)的瞬时调遣，其中发动机可以从低或0％EGR的区域进入高负荷运行区。在本文中，发动机可以足够快进入高负荷运行区，使得填充进气系统的EGR的输送延迟能够延迟EGR以足够的浓度进入燃烧室以提供所要求的爆震减轻。因此，能够发生过量的发动机爆震或预点火。为了减轻爆震或预点火，可以要求火花延迟或燃烧混合物变浓的低效率使用，从而使燃料经济性变差，并且补偿在先的EGR使用的燃料经济性益处。不正常的燃烧事件也可以减少行驶周期燃料效率并潜在地损害发动机。

发明内容

在一个例子中，上面的一些问题可以至少通过一种用于发动机的方法部分地解决，该方法包括：响应在较低EGR情况下运行时增加负荷，增加EGR，并且在每个循环多次燃料喷射(split fuel injection)的情况下为发动机供燃料直到EGR高于阈值。以这种方式，能够较好地减轻在瞬时给油期间的爆震和预点火。

作为例子，发动机系统可以经配置有低压EGR(LP-EGR)系统，其经配置以再循环经由EGR阀从排气涡轮下游的排气歧管到进气压缩机上游的进气歧管的一部分排气。当输送至进气装置之前通过EGR冷却器的通道，该排气可以被冷却。基于发动机工况，例如发动机转速-负荷条件，可以确定目标EGR比率，并且可以调节包括EGR阀的各种发动机致动器以提供目标EGR比率。如果具有输送希望的发动机稀释的输送延迟，该发动机可能成为爆震限制的。为了改进对任何这种将发动机转变成爆震限制的体系的机动的爆震控制，其中当EGR比率增加到阈值比率时，实际的EGR比率小于用于适当的爆震减轻所希望的EGR比率，发动机可以在多次燃料喷射情况下瞬时地运行。具体说，直到EGR比率达到目标EGR比率，燃料可以至少以第一进气冲程喷射和第二压缩冲程喷射的形式输送。该第一进气冲程喷射可以调节到稀并且处在火花正时或其周围，以便减少汽缸爆震或预点火的倾向。然后该第二压缩冲程喷射可以调节到浓并且在火花正时之后，以便使总的燃烧空气-燃料比处在化学计量比或其附近。多次燃料喷射可以继续直到达到该阈值EGR比率，其后可以重新开始单一燃料喷射。多次燃料喷射可以改善爆震控制的示范性策略包括对高负荷和来自低负荷条件(例如，从零EGR状态到相对于空气流条件的固定的EGR比率)的高EGR比率条件给油，从高负荷和低EGR比率条件到高负荷和高EGR比率条件的给油，以及任何EGR输送误差和发动机运行变成爆震限制的延迟。