CN102444492B - 发动机运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机运转方法，其包括在出现从燃料喷射结束至开始燃烧的延迟的汽缸内燃烧空气燃料混合物；及响应来自燃烧空气燃料混合物的反馈调节燃料喷射压力和燃料喷射开始正时，当燃料喷射开始正时延迟时增加燃料喷射压力。本发明的优点在于当在发动机内燃烧带有不同十六烷值的燃料时，该方法可减少发动机排放。

Description

发动机运转方法
技术领域
本发明涉及一种发动机运转方法。
背景技术
燃料加注站可提供不同十六烷值(cetane number)的燃料。燃料的十六烷值为燃料的点火延迟提供参考。具体地，高十六烷值燃料具有较短的点火延迟并且低十六烷值燃料具有较长的点火延迟。在美国唯一的燃料十六烷值要求为十六烷值大于40，并且测试显示消费柴油燃料十六烷值可经常至少在40.3至56.9之间改变。尽管确定发动机运转期间燃烧燃料的具体十六烷值没有什么用，但已经认识到发动机排放会随着十六烷值改变，因为点火延迟的变化能够影响汽缸空气燃料混合物的燃烧产物。因此，需要识别具有不同十六烷值的燃料。
在国际专利申请公开WO2009063298中，发明人描述了用于基于估算的喷射正时来估算燃料的十六烷值的方法。方法公开了根据开始发生失火的喷射正时确定燃料十六烷值，失火基于在燃料喷射正时改变时发动机扭矩增长的变化。在确定十六烷值之后，方法公开了在延迟开始喷射(SOI)正时减小燃料喷射压力。然而，方法会不适合低温度燃烧，其中较长的点火延迟可导致形成更少量的燃烧微粒物质并且更短的点火延迟可导致形成更多量的燃烧微粒物质。
发明内容
本发明人已经认识到上述缺点并且根据本发明一方面提供一种发动机运转方法，包括在出现从燃料喷射结束至开始燃烧的延迟的汽缸内燃烧空气燃料混合物；及响应来自燃烧空气燃料混合物的反馈调节燃料喷射压力和燃料喷射开始正时，当燃料喷射开始正时延迟时增加燃料喷射压力。
通过增加燃料喷射压力并且延迟燃料喷射开始正时，能够在高十六烷燃料的低温燃烧期间提供类似于标称十六烷燃料的燃烧热量释放。此外，能够减小燃料喷射压力并且能够提前燃料喷射开始正时以使得低十六烷燃料的燃烧热量释放类似于标称十六烷值的燃料。这样，能够调节具有不同于标称十六烷值的十六烷值的燃料喷射正时和压力调节以使得在燃烧不同水平的十六烷值燃料时发动机排放类似。
本发明可提供多个优点。例如，当在发动机内燃烧带有不同十六烷值的燃料时该方法可减少发动机排放。此外，该方法可包括为系统的一部分以根据燃烧反馈控制扭矩。另外，该方法可在一些状况期间改善车辆驾驶性。
根据本发明另一方面，提供一种发动机运转方法，包括燃烧空气燃料混合物；及响应来自燃烧空气燃料混合物的反馈在汽缸循环期间调节第一燃料喷射的燃料喷射压力和燃料喷射开始正时，响应基燃料喷射开始正时和指令的燃料喷射正时之间的差调节燃料喷射压力。
根据本发明的一个实施例，反馈由爆震传感器提供。
根据本发明的一个实施例，还包含响应第一燃料喷射的燃料喷射开始正时的调节在汽缸循环期间至少调节第二燃料喷射的燃料喷射开始正时。
根据本发明的一个实施例，还包含响应第一燃料喷射的燃料喷射开始正时的调节调节第二燃料喷射的燃料喷射结束。
根据本发明再一方面，提供一种发动机系统，包括发动机；连接至发动机汽缸的直接喷射器；供应燃料压力至直接燃料喷射器的燃料泵；及控制器，该控制器配置用于响应空气燃料混合物燃烧的反馈调节由燃料泵供应至直接燃料喷射器的压力和燃料喷射开始正时，当延迟燃料喷射开始正时时增加由燃料泵供应至直接喷射器的压力，响应基燃料喷射开始正时和指令的燃料喷射正时之间的差调节由燃料泵供应至直接燃料喷射器的压力。
根据本发明的一个实施例，控制器配置用于响应汽缸的排气中的碳氢化合物量而调节由燃料泵供应至直接燃料喷射器的压力。
根据本发明的一个实施例，控制器配置用于响应汽缸的排气中的微粒物质量而调节由燃料泵供应至直接燃料喷射器的压力。
根据本发明的一个实施例，控制器配置用于响应空气燃料混合的燃烧调节供应至发动机的EGR量以调节燃烧相位。
根据本发明的一个实施例，控制器配置用于响应发动机的温度调节由燃料泵供应至直接燃料喷射器的压力。
根据本发明的一个实施例，空气燃料混合燃烧的反馈由爆震传感器提供。
根据本发明的一个实施例，空气燃料混合燃烧的反馈由压力传感器提供。
上述优点和其他优点及特征在结合附图从下面较佳实施的详细描述中更加显而易见。
应该明白地是上面的概述提供用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选择的概念。这并不意味着确认所保护的主题的关键的或实质的特征，其范围由遵循详细描述的权利要求唯一限定。此外，所保护的主题不限于解决本公开的任何或所有部分中所述的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1显示了发动机的示意性描绘。
图2A-2D显示了示例CA-10、发动机微粒排放、与燃料十六烷值相关的NOx和与燃料十六烷值相关的HC。
图3A-3D显示了具有不同十六烷值的燃料的模拟喷射正时和燃烧热量释放。
图4显示了没有十六烷值燃料喷射补偿、SOI补偿以及SOI和燃料压力补偿的示例发动机微粒排放。
图5显示了用于补偿十六烷值变化的燃料的示例方法的流程图。
具体实施方式
本发明涉及控制发动机的燃料喷射。图1显示了增压直接喷射式发动机的一个示例，其中图5中的方法可调节燃料喷射以补偿燃料的十六烷值。图4显示了可由图5中的方法提供的发动机排放益处的示例。
参考图1，包含多个汽缸(图1中显示了其中的一个汽缸)的发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和带有定位于其内且连接至曲轴40的活塞36的汽缸壁32。燃烧室30显示为经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。
燃料喷射器66显示配置为以本领域技术人员所知的直接喷射的方式将燃料直接喷射至汽缸30内。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未显示)的燃料系统(未显示)将燃料输送至燃料喷射器66。可通过改变位置阀调节至燃料泵(未显示)的流量来调节由燃料系统输送的燃料压力。另外，计量阀可位于燃料轨内或与其邻近用于闭环燃料控制。从响应控制器12的驱动器68为燃料喷射器68供应工作电流。
进气歧管44显示为与可选电子节气门62(其调节节气门板64的位置以控制来自进气增压室46的空气流量)连通。压缩器162从进气道42抽取空气以供应增压室46。排气旋转涡轮164(其连接至压缩器162)。
当活塞接近压缩冲程上止点燃料自动点火时开始燃烧室30内的燃烧。在一些示例中，通用或宽域排气氧(UEGO)传感器(未显示)可连接至排放装置70上游的排气歧管48内。在其它示例中，UEGO传感器可位于一个或多个排气后处理装置的下游。此外，在一些示例中，UEGO传感器可由NOX传感器取代。
在一个示例中，排放装置70能够包括微粒过滤器和催化剂块。在另一示例中，能够使用多个排放控制装置(每个均带有多个块)。在一个示例中，排放装置70能够包括氧化催化剂。在其它示例中，排放装置可包括稀NOX捕集器或选择性还原催化剂(SCR)。
图1中所示的控制器12显示为常规的微型计算机，包括微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12显示为可从连接至发动机10的传感器接收多种信号，除了之前论述的那些信号，还包括：来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)、来自连接至加速踏板130用于感测由脚132施加的力的位置传感器134、用于感测涡轮164上游的排气压力的压力传感器80、用于感测涡轮164下游的排气压力的压力传感器82、来自连接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值、来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器信号、来自传感器120(例如，热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值、和来自传感器58的节气门位置的测量值。也可以感测(未显示传感器)大气压用于由控制器12处理。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每转产生预定数目的等距脉冲，根据其能够确定发动机转速(RPM)。
在一些实施例中，发动机可连接至混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可具有并联配置、串联配置或它们的变形或组合。
在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常会经历四冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在进气冲程期间，总体上，排气阀54关闭并且进气阀52开启。空气经由进气歧管44被引入燃烧室，并且活塞36移动至汽缸的底部以便增加燃烧室30的容积。活塞36靠近汽缸的底部并且在其行程末端的位置(即当燃烧室30位于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54闭合。活塞36向汽缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程的末端并且最接近汽缸盖的点(即当燃烧室30处于其最小容积)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入进燃烧室。在一些示例中，在单汽缸循环期间可多次喷射燃料至汽缸。在下文称为点火的过程中，由已知点火方式(例如火花塞(未显示))点燃喷射的燃料使之燃烧。在做功冲程期间，膨胀的气体推动活塞返回至BDC。曲轴40将活塞运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54开启以释放燃烧的空气燃料混合至排气歧管48并且活塞返回至TDC。应该注意的是上面的仅显示为示例，并且进气门和排气门开启和/或闭合正时可改变例如以提供正气门重叠或负气门重叠，迟发进气门闭合，或多种其它示例。此外，在一些示例中，可使用两冲程循环而非四冲程循环。
因此，图1中的系统用于发动机系统，包含：发动机、连接至发动机汽缸的直接燃料喷射器、供应加压燃料至直接燃料喷射器的燃料泵以及控制器，该控制器包括用于调节由燃料泵供应至直接燃料喷射器的压力和响应空气燃料混合物燃烧反馈燃料喷射开始正时的指令，当延迟燃料喷射开始正时时燃料喷射压力增加，响应基础燃料喷射开始正时和指令燃料喷射正时之间的差调节由燃料泵供应的压力。发动机系统包括其中控制器包括用于响应发动机排气中的碳氢化合物的量调节由燃料泵供应的压力的进一步指令。发动机系统包括其中控制器包括用于响应发动机排气中的微粒物质的量调节由燃料泵供应的压力的进一步指令。发动机系统包括其中控制器包括用于响应空气燃料混合物燃烧调节供应至发动机的EGR量以调节燃烧相位的进一步指令。发动机系统包括其中控制器包括用于响应发动机温度调节由燃料泵供应的压力的进一步指令。发动机系统包括其中通过爆震传感器提供空气燃料混合物燃烧反馈。
图2A-2C显示了能够影响发动机运转和排气的有效燃料十六烷。具体地，显示了在基本类似的燃烧状况下燃烧具有不同十六烷值的三种燃料的发动机运转在不同发动机转速和负荷下的条形图，其显示了代表性的预测CA10、微粒物质产物和NOx。应该提及地是具有特定十六烷值的燃料并非意图限制本发明的范围，而是作为示例以显示具有不同十六烷值的燃料是如何能够改变发动机运转。
现参考图2A，显示了具有不同十六烷值的燃料的CA 10条形图。CA 10指的是在压缩冲程的上止点之后燃烧空气燃料混合物释放10％热量处的发动机曲轴角。同样，CA 50指的是指的是在压缩冲程的上止点之后燃烧空气燃料混合物释放50％热量的发动机曲轴角。发动机曲轴角(在其下热量来自空气燃料混合物燃烧)能够影响由汽缸产生的扭矩量以及汽缸的排放。图2A显示CA 10正时的相对大小对于不同发动机转速、发动机负荷和燃料十六烷值如何变化。
CA 10的Y轴代表曲轴角。X轴和Y轴的交点代表压缩冲程上止点。压缩冲程上止点之后的曲轴角是正的并且在Y轴箭头的方向上增加。压缩冲程上止点之前的曲轴角是负的并且在离开X轴方向上减小。
条形202、204和206代表十六烷值为40.3(条形202)、十六烷值为44(条形204)和十六烷值为56.9(条形204)的燃料在1500RPM的发动机转速和3巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的CA 10。条形208、210和212代表十六烷值为40.3(条形208)、十六烷值为44(条形210)和十六烷值为56.9(条形212)的燃料在1500RPM的发动机转速和6巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的CA 10。条形214、216和218代表十六烷值为40.3(条形214)、十六烷值为44(条形216)和十六烷值为56.9(条形218)的燃料在2500RPM的发动机转速和4巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的CA 10。因此，可从图2A中看出CA 10根据发动机运转点和具有不同十六烷值的燃料改变。因此，需要减小影响CA 10正时的燃料十六烷值的变化。
现参考图2B，显示了对于具有不同十六烷值的燃料的发动机排气微粒物质的条形图。图2B显示了有效比微粒物质(BSPM，brake specificparticulate matter，例如单位为g/KWh)的相对大小对于不同发动机转速、发动机负荷和燃料十六烷值如何变化。在一些示例中，发动机微粒物质被捕集在位于排气流内的微粒过滤器。如果发动机产生高水平的微粒物质，微粒过滤器将被更频繁地再生以将排气压力维持在所需水平。因此，需要减少发动机微粒物质以减少微粒过滤器再生。
条形220、222和224代表十六烷值为40.3(条形220)、十六烷值为44(条形222)和十六烷值为56.9(条形224)的燃料在1500RPM的发动机转速和3巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSPM。条形226、228和230代表十六烷值为40.3(条形226)、十六烷值为44(条形228)和十六烷值为56.9(条形230)的燃料在1500RPM的发动机转速和6巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSPM。条形232、234和236代表十六烷值为40.3(条形232)、十六烷值为44(条形234)和十六烷值为56.9(条形236)的燃料在2500RPM的发动机转速和4巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSPM。因此，可从图2B中看出BSPM根据发动机运转点和具有不同十六烷值的燃料改变。因此，能够看出微粒物质随高十六烷值燃料而增加。
现参考图2C，显示了对于具有不同十六烷值的燃料发动机NOx的条形图。图2C显示了有效比NOx(BSNOX，brake specific NOX，例如单位为g/KWh)的相对大小对于不同发动机转速、发动机负荷和燃料十六烷值如何变化。当存在过多氧汽缸温度上升时会在汽缸内形成NOx。
条形238、240和242代表十六烷值为40.3(条形238)、十六烷值为44(条形240)和十六烷值为56.9(条形242)的燃料在1500RPM的发动机转速和3巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSNOx。条形244、246和248代表十六烷值为40.3(条形244)、十六烷值为44(条形246)和十六烷值为56.9(条形248)的燃料在1500RPM的发动机转速和6巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSNOx。条形250、252和254代表十六烷值为40.3(条形250)、十六烷值为44(条形252)和十六烷值为56.9(条形254)的燃料在2500RPM的发动机转速和4巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSNOx。因此，NOx能够对于具有不同十六烷值的燃料改变；然而，在低温燃烧期间NOx处于低水平并且因此不需要输送额外的燃料补偿。
现参考图2D，显示了对于具有不同十六烷值的燃料发动机碳氢化合物(HC)的条形图。图2D显示了有效比HC(BSHC，brake specific HC，例如单位为g/KWh)的相对大小对于不同发动机转速、发动机负荷和燃料十六烷值如何变化。在汽缸循环期间燃料不充分燃烧会导致HC。
条形256、258和260代表十六烷值为40.3(条形256)、十六烷值为44(条形258)和十六烷值为56.9(条形260)的燃料在1500RPM的发动机转速和3巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSHC。条形262、264和266代表十六烷值为40.3(条形262)、十六烷值为44(条形264)和十六烷值为56.9(条形266)的燃料在1500RPM的发动机转速和6巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSHC。条形268、270和272代表十六烷值为40.3(条形268)、十六烷值为44(条形270)和十六烷值为56.9(条形272)的燃料在2500RPM的发动机转速和4巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSHC。因此，HC能够对于具有不同十六烷值的燃料改变。此外，能够看出HC会随着更低十六烷值燃料减少。
从图2A-2D可以看出发动机运转在燃烧标称十六烷值燃料的状态下或附近是有利的。此外，能够推导出在燃烧类似于标称十六烷值燃料的状况下如果燃烧具有比标称十六烷值更高的十六烷值燃料可改善发动机运转。
图3A-3D显示在低温度燃烧空气燃料混合期间预测喷射正时和热量释放。具体地，在具有标称十六烷值的燃料燃烧期间产生的热量释放与更高十六烷值燃料的燃烧的热量释放相比较。每个图的Y轴代表燃料压力大小和热量释放。燃料压力和热量释放在Y轴箭头的方向上增加。X轴代表时间并且在X轴的箭头方向上从图的左边至右边增加。
现参考图3A，显示了具有标称十六烷值的燃料燃烧的燃料喷射和汽缸热量释放的图。通过燃料脉冲204的宽度指示喷射正时而燃料压力由燃料脉冲204的高度表示。随着燃料压力增加，每单位时间喷射额外的燃料。因此，如果喷射正时减小，必须增加燃料压力平提供相同的燃料量，因为此时以更短的喷射时间周期喷射燃料。在燃料脉冲204的燃烧期间的热量释放由迹线202显示。燃料脉冲204的喷射末端和迹线202在时间T0处开始热量释放之间的时间量206为正点火闭合(positive ignition dwell)或闭合时间。如可从迹线202看出，热量以更高的速度释放并且随后随着时间增加而衰减。正点火闭合是所需的因为可减少在低温度燃烧期间的微粒物质。
现参考图3B，显示了具有更高十六烷值的燃料燃烧的燃料喷射和汽缸热量释放的图。类似于图3A，通过燃料脉冲210的宽度指示喷射正时而燃料压力由燃料脉冲210的高度表示。在燃料脉冲210的燃烧期间的热量释放由迹线208显示。注意的是燃料喷射正时和燃料喷射压力在图3A和3B之间是等同的。然而，热量释放迹线208在时间T0(在该处具有标称十六烷值的燃料开始热量释放)之前的时间处发生。因此，由于相较于标称十六烷值的燃料具有更高十六烷值的燃料在类似的燃料喷射正时处燃烧，能够改变发动机扭矩和排放的产物。
现参考图3C，显示了带有调节的燃料喷射正时的高十六烷值燃料的燃料喷射和汽缸热量释放的图。通过燃料脉冲214的宽度指示喷射正时而燃料压力由燃料脉冲214的高度表示。在燃料脉冲214的燃烧期间的热量释放由迹线212显示。注意的是燃料喷射正时从图3A和3B的燃料喷射正时延迟。然而，燃料喷射压力等同于图3A和3B中的燃料喷射压力。延迟燃料喷射正时将热量释放迹线212从热量释放正时的迹线208改变回至热量释放正时迹线202，即正时在时间T0处。因此，发动机扭矩的产生与图3A中一致。注意的是燃料喷射正时的末端从T0处开放热量释放处延迟。负重叠周期216由开始热量释放之后的点火正时末端形成。当在喷射正时和发生开始热量释放之间发生负重叠时会增加微粒物质形成。因此，需要减少负重叠量。
现参考图3D，显示了带有调节的燃料喷射正时和增加的燃料压力的高十六烷值燃料的燃料喷射的图。图3D还包括指示燃料脉冲何时燃烧的热量释放迹线218。类似于图3A-3C，通过燃料脉冲220的宽度指示喷射正时而燃料压力由燃料脉冲220的高度表示。通过增加燃料脉冲220的燃料喷射压力，相对于图3A-3C中所示的燃料喷射持续时间可以在较少的时间内将等量的燃料量喷射至发动机。现在注意到燃料脉冲220在时间T0处之前结束。在时间T0处开始燃烧时由空气燃料混合物释放热量，并且燃料喷射脉冲220的结束比热量释放提前。因此，通过延迟燃料喷射开始正时并且增加燃料压力，在燃料喷射结束之后能够从具有更高十六烷值的燃料释放热量以使得发动机扭矩和通过燃烧更高十六烷值燃料产生的微粒物质类似于在类似的发动机工况期间标称十六烷值燃料。
现参考图4，显示了显示BSPM和燃料喷射方法图的条形图。三组条形图的燃料喷射量和发动机工况类似。在空气燃料混合物燃烧期间产生的微粒物质量在Y轴箭头方向上增加。
第一组条形包含条形402、404和406代表十六烷值为40.3(条形402)、十六烷值为44(条形404)和十六烷值为56.9(条形406)的燃料在1500RPM的发动机转速和3巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSPM。不会补偿条形402-406的燃料喷射以考虑不同燃料十六烷值并且燃料喷射压力为914巴。第二组条形包含条形408、410和412代表十六烷值为40.3(条形408)、十六烷值为44(条形410)和十六烷值为56.9(条形412)的燃料在1500RPM的发动机转速和3巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSPM。条形408-412的燃料喷射通过调节燃料喷射开始正时对喷射燃料的十六烷值进行补偿。具体地，对于具有更高十六烷值的燃料延迟SOI正时。第三组条形包含条形416、418和420代表十六烷值为40.3(条形416)、十六烷值为44(条形418)和十六烷值为56.9(条形420)的燃料在1500RPM的发动机转速和3巴的平均有效压力(BMEP)的负荷下的BSPM。条形416的燃料喷射压力为750巴而条形420的燃料喷射压力为1250巴。因此，从图4中可以看出当延迟燃料喷射开始并增加燃料喷射压力时，能够减少燃烧高十六烷值燃料时所产生的微粒物质。此外，当燃烧低十六烷值燃料时通过提前开始燃料喷射并且降低燃料喷射压力能够增加发动机效率。
现在参考图5，显示了对具有不同十六烷值燃料补偿的示例方法。图5中的方法可通过由例如图1中所示的控制器的指令执行。此外，低温燃烧能够表征为在出现从燃料喷射结束至开始燃烧的延迟的情况下在发动机内燃烧空气燃料混合物。方法500在低温燃烧期间特别有用。
在502处，方法500确定发动机工况。发动机工况可包括但不限于燃料喷射压力、发动机转速、发动机负荷、发动机温度、发动机爆震、发动机振动和发动机汽缸压力。在确定发动机工况之后，方法500前进至504。
在504处，方法500确定所选择的热量释放分数的所需曲轴角。在一个示例中，响应发动机转速和发动机负荷确定CA 10正时。例如，在1500RPM的发动机转速和3巴的BMEP下，在汽缸的压缩冲程的上止点之后的3曲轴角的CA 10正时可选择为所需CA 10正时。在另一示例中，响应发动机转速和发动机负荷确定CA 50正时。具体地，对于2000RPM的发动机转速和6巴的BMEP，确定CA 50正时。因此，方法500能够选择不同的热量释放分数和不同的从燃烧的空气燃烧混合物释放热量释放分数时的曲轴角的混合。在确定热量释放分数所需的曲轴角之后，方法前进至506。
在506处，方法500在由504处确定的曲轴角处以根据经验确定的SOI正时和压力来喷射燃料以提供热量释放分数。在一个示例中，方法500在基于标称十六烷值的正时和压力下开始喷射燃料。如果确定热量释放分数不在504处确定的曲轴角，方法500能够在510处和512处调节喷射正时和压力。一旦增加燃料调节至基喷射正时和压力，喷射燃料并且在发动机的汽缸内燃烧燃料。方法500从506前进至508。
在508处，方法500根据反馈估算燃烧相位。方法500可通过判断所需热量释放和实际热量释放之间的曲轴角度差确定燃烧相位。例如，如果所需CA 10曲轴角为压缩冲程的上止点之后5度并且实际CA 10曲轴角为压缩冲程上止点之后8度，则确定离开所需曲轴角3曲轴角的燃烧相位。
可经由汽缸压力传感器或发动机加速度计(例如爆震传感器)确定燃烧相位。在一个示例中，峰值汽缸压力反馈至发动机控制器以控制SOI。在一些示例中，最可观察到的热量释放量被选择为用于响应燃料十六烷值调节燃料喷射的基础。例如，如果CA 50比CA 10更容易确定，响应燃料十六烷的燃料喷射正时调节可基于CA 50曲轴角正时。
在一些示例中，也可在508处确定点火闭合。在一个示例中，基于第一主燃料脉冲的燃料喷射的结束和热量释放的开始确定点火闭合。可根据由汽缸压力传感器和爆震传感器确定的燃料喷射脉冲的结束至热量释放的开始确定闭合时间。方法500可确定正点火闭合和负点火闭合。
在其它示例中，可确定空气燃料混合物的燃烧期间形成的微粒物质的量以代替燃烧相位。例如，可根据燃烧相位确定在发动机工况下的汽缸排出的微粒物质量。可经由微粒物质传感器确定微粒物质量。如果微粒物质量从基本类似的发动机工况期间产生的微粒物质量增加，则可判断当前燃烧高十六烷值燃料，因为更高十六烷值燃料的燃烧可导致负点火闭合。
在另外的示例中，可确定在空气燃料混合物燃烧之后排出的排气碳氢化合物以代替燃烧相位。例如，可经由碳氢化合物传感器确定碳氢化合物量。如果碳氢化合物量从在类似的发动机工况期间产生的碳氢化合物量增加，则可判断当前燃烧低的十六烷值燃料，因为低十六烷值燃料的燃烧会导致较长的正点火闭合。
在其它示例中，燃料质量可反馈至发动机控制器，可响应燃料质量而非热量释放调节SOI和燃料轨压力。例如，如果燃料质量传感器指示比标称高的十六烷值，延迟SOI正时并且增加燃料喷射压力。在确定燃烧相位之后，方法500前进至510。
在510处，方法500调节SOI、EGR、或进气温度以调节燃烧相位。在一些示例中，可同时调节SOI和EGR。在其它示例中，可调节SOI、EGR和进气温度以调节燃烧相位。在一个示例中，在当前喷射燃料的十六烷值高于标称十六烷值燃料的情况下，响应在基本类似的发动机工况下提前的CA 10正时从由经验确定的正时延迟SOI。在另一示例中，在当前喷射燃料的十六烷值低于标称十六烷值燃料的情况下，响应在基本类似的发动机工况下延迟的CA10正时从基SOI正时提前SOI。在另一示例中，对于高十六烷值燃料调节从SOI、EGR和进气温度的组合中选择的第一参数。而当燃烧低十六烷值燃料时，从SOI、EGR和进气温度的组合中选择不同的第二参数(例如不同于第一参数)。
SOI提前或延迟量(即曲轴角)可基于或响应微粒物质形成量、HC量或燃烧相位的确定量。在一个示例中，从经验确定值的表格中检索SOI正时调节。由当前发动机工况下的燃烧相位的量索引表格。在确定SOI调节之后，方法500前进至512。对于低十六烷值燃料可减少EGR量或增加进气温度。对于高十六烷值燃料可增加EGR量并且减小进气温度。
在512处，方法500调节燃料喷射压力。在一个示例中，响应基SOI正时和调节的SOI正时之间的差根据下面的方式调节燃料喷射压力：
ΔP_inj＝f(SOI_base-SOI_act)
其中ΔP_inj为响应具有不同于标称十六烷值燃料的十六烷值的燃料的燃烧相位燃料喷射压力上的改变，SOI_base为处于曲轴角内的基开始喷射正时，并且SOI_act为实际开始喷射正时。因此，在一个示例中，燃料喷射压力的改变为基SOI正时和实际SOI正时的函数。因此，对于SOI正时从基正时改变，能够基于组合描述燃料喷射压力调节的函数的经验确定值增加或减小燃料喷射压力。并且，由于能够基于探测的碳氢化合物和微粒物质的量调节SOI正时，能够响应探测的碳氢化合物或微粒物质的量调节喷射压力。此外，在一些示例中，能够响应发动机温度进一步调节燃料压力和喷射正时的改变。例如，如果确定当前燃烧高十六烷值燃料，能够延迟SOI同时增加燃料喷射压力。并且，当发动机温度低于标称暖发动机工作温度时可减小燃料喷射压力。在响应SOI从基SOI正时改变调节燃料压力之后，方法500前进至514。
在替代示例中，可响应点火延迟或点火闭合调节燃料喷射压力。例如，如果减少点火延迟，能够响应减少的点火延迟增加燃料喷射压力。
在514，方法500判断燃烧反馈是否指示低十六烷值燃料。在一个示例中，当点火闭合时间超过基点火闭合时间时，方法500判断正在燃烧低十六烷值燃料。如果方法500判断正在燃烧低十六烷值燃料，方法500前进至516。否则，方法500前进至退出。
在516处，方法500可增加额外的燃料喷射脉冲。在一个示例中，当点火闭合超过预定数目的曲轴角时计划额外的燃料喷射脉冲。如果增加额外的燃料喷射脉冲，燃料喷射脉冲的正时有关于基SOI正时和调节的SOI正时之间的差。例如，如果SOI正时被提前大于5度的曲轴角，则可判断在第一燃料脉冲喷射结束之后为第二燃料喷射脉冲增加10度的曲轴角。在一个示例中，可基于基SOI正时和实际SOI正时之间的差对经验确定的燃料脉冲的表格或函数询问第二燃料脉冲正时。
在其它示例中，基校准可包括在对于标称十六烷值燃料的单汽缸循环期间的多个喷射。当燃烧低十六烷值燃料时，可在汽缸燃烧循环期间增加另一个燃料脉冲，并且在汽缸循环内提前基喷射。当燃烧高十六烷值燃料时，由于在开始燃烧之前引入所有喷射所花费的时间，在汽缸循环期间消除一个或多个喷射。因此，可响应点火延迟(对于低温燃烧(LTC)完成引入所有喷射所需的时间)增加或减少燃料喷射的数目。此外，在一些示例中，可维持汽缸循环期间最后或最终燃料喷射的正时同时调节相同汽缸循环期间先前喷射的正时。在确定燃料的喷射正时之后，方法500前进至退出。
应该注意地是尽管图5中的方法适合调节与燃料十六烷值相关的燃烧热量释放的正时和速度的改变，图5中的方法还适合调节与逐缸的压缩比的变化、EGR分配不均、燃料喷射正时误差开始、进气温度与标称的差、与标称发动机温度的变化和进气含氧变化相关的燃烧热量释放的正时和速度的改变。因此，能够对于任何事实上影响燃烧热量释放的正时和速度的燃烧参数调节燃料喷射压力和开始喷射正时。
因此，图5中的方法提供了发动机运转方法，包含：在出现从燃料喷射结束至开始燃烧的延迟的汽缸内燃烧空气燃料混合物；及响应来自燃烧空气燃料混合物的反馈调节燃料喷射压力和燃料喷射开始正时，当燃料喷射开始正时延迟时增加燃料喷射压力。发动机运转方法还包含响应燃烧热量释放的变化在汽缸循环期间提供多个燃料喷射至汽缸、维持多个燃料喷射的最后喷射的正时和调节剩余多个燃料喷射中的至少一个燃料喷射正时。发动机运转方法包括响应汽缸的排气中的微粒物质量增加而增加燃料喷射压力并且延迟燃料喷射开始正时。发动机运转方法响应汽缸的排气中的碳氢化合物量增加而减小燃料喷射压力并且提前燃料喷射开始正时。发动机运转方法包括反馈由压力传感器提供。发动机运转方法还包括通过调节燃料喷射压力和燃料喷射开始正时调节燃烧相位至所需的燃烧相位。发动机运转方法还包含调节EGR或进气温度以调节燃烧相位至所需燃烧相位。
图5中的方法还提供一种发动机运转方法，包含：燃烧空气燃料混合物；及响应来自燃烧空气燃料混合物的反馈在汽缸循环期间调节第一燃料喷射的燃料喷射压力和燃料喷射开始正时，响应基燃料喷射开始正时和指令的燃料喷射正时之间的差调节燃料喷射压力。发动机运转方法包括当燃烧带有减小的十六烷值的燃料时提前燃料喷射开始正时，并且当燃烧带有增大的十六烷值的燃料时延迟燃料喷射开始正时。发动机运转方法包括当延迟燃料喷射开始正时时增加所述燃料喷射压力，并且当提前燃料喷射开始正时时减小所述燃料喷射压力。发动机运转方法包括反馈由爆震传感器提供。发动机运转方法还包含响应第一燃料喷射的燃料喷射开始正时的调节在汽缸循环期间至少调节第二燃料喷射的燃料喷射开始正时。发动机运转方法还包含响应第一燃料喷射的燃料喷射开始正时的调节调节第二燃料喷射的燃料喷射结束。
本领域技术人员可了解，下面在流程图中描述的具体程序可代表任意数量处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样，可以以所说明的顺序执行、并行执行所说明的各种步骤或功能，或在一些情况下有所省略。同样，处理的顺序也并非实现此处所描述的实施例所必需的，而只是为了说明和描述的方便。尽管没有明确说明，本领域技术人员将认识到可根据使用的具体策略，可重复执行所说明的步骤、方法或功能中一个或多个。
本发明包括描述。本领域技术人员通过阅读该描述能够想到许多改变和修改而不偏离本发明的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料运转的单汽缸、I2、I3、I4、I5、I6、I8、V10、V12和V16发动机配置可使用本发明的描述以获得好处。

Claims (10)

1.一种发动机运转方法，包含：
在存在从燃料喷射结束至开始燃烧的延迟的汽缸内燃烧空气燃料混合物；及
响应来自燃烧所述空气燃料混合物的反馈调节燃料喷射压力和燃料喷射开始正时，当燃料喷射开始正时延迟时增加所述燃料喷射压力，其中所述燃料具有不同的十六烷值。
2.如权利要求1所述的发动机运转方法，其特征在于，还包含响应燃烧热量释放的变化，在汽缸循环期间提供多个燃料喷射至所述汽缸、维持所述多个燃料喷射的最后喷射的正时并且调节剩余所述多个燃料喷射中的至少一个燃料喷射正时。
3.如权利要求1所述的发动机运转方法，其特征在于，响应所述汽缸的排气中的微粒物质量增加而增加所述燃料喷射压力并且延迟所述燃料喷射开始正时。
4.如权利要求1所述的发动机运转方法，其特征在于，响应所述汽缸的排气中的碳氢化合物量增加而减小所述燃料喷射压力并且提前所述燃料喷射开始正时。
5.如权利要求1所述的发动机运转方法，其特征在于，所述反馈由压力传感器提供。
6.如权利要求1所述的发动机运转方法，其特征在于，还包含通过调节燃料喷射压力和燃料喷射开始正时调节燃烧相位至所需的燃烧相位。
7.如权利要求6所述的发动机运转方法，其特征在于，还包含调节EGR或进气温度以调节燃烧相位至所述所需的燃烧相位。
8.一种发动机运转方法，包含：
燃烧空气燃料混合物；及
响应来自燃烧所述空气燃料混合物的反馈在汽缸循环期间调节第一燃料喷射的燃料喷射压力和燃料喷射开始正时，响应基燃料喷射开始正时和指令的燃料喷射正时之间的差调节所述燃料喷射压力，其中所述燃料具有不同的十六烷值。
9.如权利要求8所述的发动机运转方法，其特征在于，当带有减小的十六烷值的燃料燃烧时提前所述燃料喷射开始正时，并且当带有增大的十六烷值的燃料燃烧时延迟所述燃料喷射开始正时。
10.如权利要求9所述的发动机运转方法，其特征在于，当延迟燃料喷射开始正时时增加所述燃料喷射压力，并且当提前燃料喷射开始正时时减小所述燃料喷射压力。
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