用于内燃机的控制方法_4

文档序号:9503272阅读:来源:国知局
,在气态燃料内燃机中可以不执行用液态燃料代替(步骤516) 一部分气态燃料或替代地用气态燃料代替一部分液态燃料。
[0075]75.控制步骤504、506和510还可以在闭环控制520 (图5中用虚点划线框表示)中执行。闭环控制520包括在步骤510中所述的至少一个控制动作并且被执行到所接收的爆震数据400与稳定的爆震水平对应(图4中的区域418)为止。稳定的爆震水平表示内燃机100的爆震敏感性适合气态燃料的当前LHV和/或甲烷值。一旦控制单元76判定为爆震水平例如通过呈现稳定的爆震水平(图4的区域418中)而不再具有改变倾向(点506B),控制单元76便在步骤508确定不需要进一步的控制动作。该程序然后经由环508A返回初始步骤504。
[0076]76.替代地,一旦已执行控制动作并且要求内燃机100的运转状态的进一步变化,例如,发动机负荷或发动机转数的变化,便可重置并重新启动上述程序,由此在不执行任何更多步骤的情况下返回初始步骤504。重置该程序可包括重置预设的爆震水平范围408、预设的爆震水平阈值410和/或预设的爆震裕度范围,以及目前已执行的控制动作。也可采用不进行重置的连续控制。
[0077]77.在一些实施例中,该程序还可包括颠倒部分530。在颠倒部分530中,控制单元76响应于控制单元76通过闭环控制520在前一轮期间接收的确定的稳定爆震水平而颠倒在步骤510执行的控制动作。颠倒部分530可包括颠倒动作,例如在响应于升高的爆震水平而执行控制动作的情况下降低(步骤532)进入气缸9的进气的IMAP、提前(步骤534)气缸9的点火正时和/或用气态燃料代替(步骤536) —部分液态燃料。
[0078]78.替代地,颠倒动作可包括例如在响应于降低的爆震水平而执行控制动作的情况下升高(步骤532)进入气缸9的进气的IMAP、延迟(步骤534)气缸9的点火正时和/或用液态燃料代替(步骤536) —部分气态燃料。
[0079]79.应当了解的是,与在步骤510中所述的控制动作相似,颠倒动作可针对每个气缸9或针对内燃机10的所有气缸被同时或分别执行。
[0080]80.将了解,对于给定的控制动作而言,该程序不需要响应于稳定的爆震水平而执行对应的颠倒动作。换言之,当通过延迟(步骤514)点火正时来改变运转状态时,所公开的程序可以不局限于例如提前(步骤534)点火正时,且反之亦然。一旦已执行颠倒动作,该程序便经由环530A返回初始步骤504。
[0081]81.在一些实施例中,在内燃机100包括安装在每个单独的气缸9上的多个爆震传感器77的情况下,控制单元76可接收与相应气缸9对应的单独的多组气缸专用爆震数据并且一旦对于气缸专用爆震数据中的至少一组而言相应爆震水平402具有升高倾向(403A,403B)或降低倾向(403C)便开始上述程序。如果对内燃机100采用气缸平衡,则文中描述的程序将更稳定。这种情况下,内燃机100将平衡运行并且对于所有气缸9而言相应爆震水平402都应当相等。
[0082]82.在图6中,示出了用于控制内燃机的流程图,其中相应控制动作与预设的运转状态的最大变化相关联。在该示例性程序中,控制单元76在点506A确定在该时间段爆震水平402有升高倾向(图4中的403A、403B)。但是,技术人员将了解,在控制单元76确定爆震水平402具有降低倾向(图4中的403C)的情况下,可以反向执行该程序。已经结合图5描述的步骤具有相同的附图标记。
[0083]83.在图6中,图5的闭环控制520作为三个闭环控制(520A,502B,520C)被实施。每个闭环控制都与相应控制动作相关联并且被执行到相应控制动作达到预设的运转状态的最大变化为止。一旦特定控制动作达到预设的运转状态的最大变化,便启动另一个闭环控制。替代地,内燃机100可在不启动另一个闭环控制的情况下切换到液态燃料模式(步骤518),由此在不执行更多上述控制动作的情况下降低内燃机100的爆震敏感性。
[0084]84.在图6的示例性实施例中,闭环控制520包括与第一控制动作一一例如,提高进气的IMAP——相关联的第一闭环控制520A。一旦控制单元76在点506A确定爆震水平有升高倾向(图4中的403A、403B),控制单元76便在步骤602检查放气阀442和/或废气门阀552的打开面积是否已经达到预设的最小打开面积。预设的最小打开面积可以例如处于从O %至5 %的范围内。在放气阀442和/或废气门阀552的打开面积尚未达到预设的最小值(点602B)的情况下,控制单元76在步骤512进一步升高进气的IMAP。重复该环,直至控制单元76在点602A确定达到预设的最小打开面积并且IMAP不会再升高为止。
[0085]85.然后,控制单元76启动与第二控制动作——例如,延迟(步骤514)气缸9的点火正时一一相关联的第二闭环控制520B。控制单元76在步骤604检查点火延迟时间是否已达到预设的最大点火延迟时间,并执行第二闭环控制520B,直至达到最大点火延迟时间(点604B)为止。最大点火延迟时间可根据内燃机100的负荷和/或转速来设定并且可以例如处于从I度曲柄角到10度曲柄角的范围内。
[0086]86.当由于两个控制动作都已达到它们各自预设的运转状态的最大变化而不会再执行第一闭环控制520A和第二闭环控制520B时,控制单元76以第三控制动作一一例如,用液态燃料代替(步骤516) —部分气态燃料一一启动第三闭环控制520C。类似地,第三闭环控制520C被执行到控制单元76在点606A确定气态燃料的预设最大比例——例如高达50 % 一一被代替为止。在其它实施例中,气态燃料的预设最大比例可为60 %、70 %或高达100%。此时,控制单元76最终启动从GFM到LFM的切换(步骤518)。在一些实施例中,在执行第三闭环控制(520C)—一S卩,用诸如柴油的液态燃料代替气态燃料一一时,控制单元76也可提前气缸9的点火正时(并同时增加液态燃料的比例)或如双点划线520D所示执行颠倒部分530的其它颠倒动作。
[0087]87.替代地,一旦控制单元76已针对任何闭环控制确定相应控制动作已达到其预设的运转状态的最大变化,控制单元76便可直接进行至仍可执行的闭环控制,如虚线所示。在一些实施例中或在特定条件——例如很大的倾向——下,控制单元76在闭环控制(520A,520B,520C)中的仅一个不会再被执行时可能已经启动从GFM到LFM的切换(步骤518),如双点划虚线所示。例如,当内燃机100需要对变化的气体组分快速反应时就会是这种情况。
[0088]88.图7示出了包括闭环控制520AB的又一个控制程序,其中在该环路中同时执行两个控制动作。例如,当控制单元76确定爆震水平402的倾向403A、403B、403C超出预设倾向、由此确定已发生LHV和/或甲烷值的大幅变化时,可使用这样一个实施例。预设倾向可被存储在控制单元76的存储器中,或替代地它可以根据经验值来设定。
[0089]89.在该示例性程序中,控制单元76在点506A确定爆震水平402具有升高倾向,由此确定已发生LHV的大幅上升和/或甲烷值的大幅降低。一旦确定LHV和/或甲烷值的大幅变化,控制单元76便在一个闭环控制内执行例如升高(步骤512) IMAP和延迟(步骤514) 一个或全部气缸的点火正时的控制步骤。在控制单元76在点602A确定IMAP已经达到预设的最大IMAP值的情况下,该程序可直接进行到步骤604,以检查延迟点火正时是否已经达到预设的最大点火延迟时间。如果是这种情况,则控制单元76在点606A开始从GFM到LFM的切换(步骤518)。
[0090]90.替代地,当控制单元76在点506A确定爆震水平402有降低倾向时,控制单元76可执行例如在一个环中同时降低(步骤512) IMAP和提前(步骤514)点火正时的控制步骤。
[0091]91.在一些实施例中,所公开的程序可与其它已知的用于检测和/或控制内燃机100中的爆震的程序一一其中检测到的爆震可以由不同于所述的变化的气体组分的现象导致一一同时执行。例如,当爆震水平402超过预设的爆震水平阈值410 (图4中用虚点划线420表示)时,可延迟气缸9的点火正时,可升高进气的IMAP,和/或可用液态燃料如柴油代替一部分气态燃料。在此情况下,将执行已知的爆震控制策略,
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