[发明专利]双燃料发动机的声学爆震检测

说明书

本文件的主题尤其可以实施为一种方法，该方法包括：确定天然气和柴油的混合物的气体补充比(GSR)；识别双燃料发动机的燃烧缸的活塞冲程的开始事件；识别基于GSR从开始事件起偏移的第一观察期；识别基于GSR的第二观察期；接收代表在该冲程期间燃烧缸振动的信号；基于该信号识别异常燃烧事件；确定在第一观察期和第二观察期中的至少一个期间发生异常燃烧；并且基于确定在第一观察期和第二观察期中的至少一个期间发生异常燃烧而导致发动机运行的变化。

优先权声明

本申请要求2018年4月30日提交的美国专利申请第15/967,150号的优先权，该申请的全部内容通过参考纳入本文。

技术领域

本文件涉及发动机控制系统。

背景技术

柴油发动机和汽油发动机两者在运行期间都可能呈现异常燃烧，这通常称为发动机爆震或爆燃，常常伴随有特征性声音。诸如发动机爆震之类的非受控的破坏性燃烧通常在高频压力振荡之后产生快速压力升高速率，在这种燃烧中，通常由于尾气的快速燃烧而在短时间内释放大量能量。这些强烈的压力波会在发动机结构部件上施加高应力，并显著提高热传递率，最终导致发动机破坏。这种非受控的燃烧可能是由于各种原因而发生的，比如不良的燃料质量和特性、燃料－空气混合物的非同质性、燃烧室中的热点、沉积物、蒸发润滑油、未燃烧的气缸充载气体中不利的压力－时间历史、气缸或充载的周期性变化、不充分的冷却等。异常燃烧的预测一般非常困难，并且通常在发动机设计期间解决。

许多类型的燃料可产生不同类型的异常燃烧。在柴油发动机的情形中，由于在压缩冲程即将结束时将燃料喷射到高度压缩的空气中，因此发动机爆震或多或少是无法避免的。因此，柴油发动机设计成承受柴油运行中常见的爆震。在设计成使用柴油的发动机中使用其他燃料会导致异常燃烧和爆震，这是柴油发动机的设计所无法忍受的。

发明内容

总地来说，该文件描述了发动机控制系统。更具体地，该文件描述了用于双燃料发动机的发动机控制系统，该双燃料发动机配置成使用柴油燃料和可燃气体(例如天然气)的混合物来运行。

在第一方面中，一种用于双燃料发动机中爆震的声学检测的方法，所述方法包括：确定可燃天然气和柴油燃料的混合物的气体补充比(气体置换比)(GSR)；识别所述双燃料发动机的所选燃烧缸的预定活塞冲程的预定开始事件的发生；识别基于所述GSR从所述预定开始事件的发生起偏移的第一观察期；识别基于所述GSR从所述预定开始事件的发生起偏移且至少部分地与所述第一观察期错开的第二观察期；接收由振动传感器提供的代表预定冲程期间所选燃烧缸振动的信号；基于所述信号识别异常燃烧事件；确定在所述第一观察期和所述第二观察期中的至少一个期间发生所述异常燃烧事件；以及基于确定在所述第一观察期和所述第二观察期中的至少一个期间发生所述异常燃烧事件而导致所述双燃料发动机运行的变化。

在第二方面中，根据第一方面，所述预定开始事件基于所选燃烧缸的活塞到达上止点或从上止点起的预定偏移量。

在第三方面中，根据第二方面，所述第一观察期具有从所述预定开始事件起偏移第一预定量的发动机曲柄角度度数的起点以及从所述预定开始事件起偏移第二预定量的发动机曲柄角度度数的终点；并且所述第二观察期具有从所述预定开始事件起偏移第三预定量的发动机曲柄角度度数的起点以及从所述预定开始事件起偏移第四预定量的发动机曲柄角度度数的终点。

在第四方面中，根据第三方面，所述第一观察期具有从所述预定开始事件起偏移第一预定量的时间的起点以及从所述预定开始事件起偏移第二预定量的时间的终点；并且所述第二观察期具有从所述预定开始事件起偏移第三预定量的时间的起点以及从所述预定开始事件起偏移第四预定量的时间的终点。

在第五方面中，根据第一方面至第四方面中的任一方面，所述方法还包括：提供指示可燃天然气的异常燃烧的第一指示器信号和指示柴油燃料的异常燃烧的第二指示器信号中的至少一个。