实施例中，还可基于发动机202的多个操作参数(诸如周围温度、周围海拔高度、发动机202上的负载、排出气体再循环比率、吸入阀关闭定时、可变压缩比率、水注射量、水与空气之比、吸入阀关闭时的温度、发动机速度、排出温度和系统200的速度)来计算特征温度292。在一个实施例中，特征温度292的一个或更多个变型与关于图2的实施例解释的特征温度292的一个或更多个变型类似。基于处理器的装置266还确定用于各缸204的第一燃料220的置换比率。在一个实施例中，通过将特征温度290与相关查询表映射来确定置换比率，如在图2的实施例中所解释的。
[0073]在一个非限制性的示例中，在确定置换比率之前求来自多个缸204的特征温度292的平均值。在一个实施例中，在多个发动机循环之中的一个发动机循环期间，第一缸204a具有高特征温度292a，第二缸204b具有中等特征温度292b，且第三缸204c具有较小的特征温度292c ο在此种实施例中，第一、第二和第三缸204a、204b、204c可接收具有相同置换比率的第一燃料220。此外，在此种实施例中，第二燃料228可基于第一燃料220的置换比率而变化，以便维持来自多个缸204的不变的平均有效压力。
[0074]基于处理器的装置266还基于确定的置换比率来控制注射至各缸204的第一燃料220的量和第二燃料228的量中的至少一者。在一个或更多个实施例中，该控制还基于多个缸204的平均有效压力，如在图2的实施例中所解释的。具体而言，在一个实施例中，基于确定的置换比率和/或多个缸204的平均有效压力，基于处理器的装置266构造成调整经由吸入歧管210到多个缸204中的第一燃料220的熏蒸。在此种实施例中，在吸入歧管210中流动的第一燃料120和空气在被供给/熏蒸至各缸204之前彻底地混合。在一些其他实施例中，多个缸204的熏蒸可在一些预先确定的条件(诸如燃料220、228的提前注射(S卩，在系统200起动期间))期间执行或可应用至发动机202，该发动机202构造用于第一燃料220的直接注射。
[0075]在例示的实施例中，第一缸204a具有第一特征温度292a，第二缸204b具有第二特征温度292b，且第三缸204c具有第三特征温度292c。如图3所示，第一特征温度292a为低的，第二特征温度292b为中等的，且第二特征温度292c为高的。基于处理器的装置266确定第一燃料220的置换比率且基于确定的置换比率和/或多个缸204的平均有效压力而控制第一燃料源222和直接注射器218。在此种实施例中，第一燃料源222可利用在从在多个缸204中燃烧的总燃料的大约百分之30到大约百分之70的范围中的第一燃料220来熏蒸多个缸204。此夕卜，直接注射器228a可将相对少量的第二燃料228注射至第一缸204a，将中等量的第二燃料228注射至第二缸204b，和将相对高量的第二燃料228注射至第三缸204c。
[0076]图4是例示根据本发明的一个示范实施例的控制双燃料发动机102和202的方法302的流程图。
[0077]方法302包括步骤304，该步骤304用于确定发动机中的多个缸之中的各缸中的排出残余的量。在一个实施例中，基于来自各缸的排出压力和各缸处的吸入压力来确定各缸中的排出残余的量。各种传感器可用于确定来自各缸的排出压力和各缸处的吸入压力。基于处理器的装置可利用该排出压力和吸入压力来运行计算机模型，以确定各缸中的排出残余(截留的残余)的量。
[0078]此外，方法302包括步骤306，该步骤306用于确定吸入和排出歧管温度中的至少一者、吸入和排出歧管压力中的至少一者、和注射至各缸的第一燃料的量。在一个实施例中，各种传感器可用于确定吸入和排出歧管温度和压力、和第一燃料的量。
[0079]方法302还包括步骤308，该步骤308基于排出残余的量、吸入和排出歧管温度中的至少一者、吸入和排出歧管压力中的至少一者、和第一燃料的量来计算各缸的特征温度。在一个实施例中，基于处理器的装置可利用以下数据来运行计算机模型，以确定各缸的特征温度，该数据与排出残余、吸入和排出歧管温度、吸入和排出歧管压力、和第一燃料的量有关。在某些其他实施例中，计算各缸104的特征温度的步骤还可基于发动机的多个操作参数。在一个实施例中，特征温度的一个或更多个变型与如关于图2的实施例解释的特征温度的一个或更多个变型类似。
[0080]此外，方法302还包括步骤310，该步骤310基于特征温度来确定用于各缸的第一燃料的置换比率。基于处理器的装置可将特征温度与相关查询表映射，以测量用于各缸的第一燃料的置换比率。
[0081]方法302还包括步骤312，该步骤312基于置换比率来控制注射至各缸的第一燃料的量和第二燃料的量中的至少一者。在一个实施例中，基于处理器的装置通信地联接至端口注射器和直接注射器，以用于基于最大可允许的置换比率来调整注射至各缸的第一燃料和第二燃料。具体而言，基于处理器的装置可调整注射至各缸的第一燃料的体积百分率或量，以实现双燃料发动机的经济的操作，同时避免显出爆震、不良燃烧、或过度排放的操作条件。通过具有整体置换比率方面的增长，将增强系统的性能和效率。在另一实施例中，基于处理器的装置通信地联接至第一燃料源和直接注射器，以用于基于最大可允许的置换比率来调整熏蒸至多个缸的第一燃料和注射至各缸中的第二燃料。具体而言，基于处理器的装置可调整注射至多个缸的第一燃料的体积百分率或量，以实现双燃料发动机的经济的操作，同时避免显出爆震、不良燃烧、或过度排放的操作条件。通过具有整体置换比率方面的增长，将增强系统的性能和效率。
[0082]在一些实施例中，控制的步骤310还基于多个缸的平均有效压力(S卩，总功率输出)。在此种实施例中，一个或更多个缸可具有变化的功率输出，但来自多个缸的总功率输出将维持为每一个循环稳定。
[0083]有利地，本发明使得能够开发在低排放要求和高置换比率下操作的双燃料发动机。本发明还允许在高的第一燃料置换下的操作，从而导致第一燃料(诸如天然气)的使用的增加，且从而降低双燃料发动机或往复式发动机的操作费用。根据本文中论述的某些实施例，方法和系统有助于发动机具有与高的燃料加注或气体置换结合的更好的可靠性，同时具有减少的爆震和峰缸压力问题。
[0084]此外，技术人员将从不同的示例认识到各种特征的可交换性。类似地，可由本领域技术人员混合和匹配所描述的各种方法步骤和特征、以及用于各此种方法和特征的其他已知同等物，以构建根据本公开的原则的附加的系统和技术。当然，应理解的是，不一定可根据任何具体示例来实现上述所有此种目的或优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，在本文中描述的系统和技术可以以如下方式来实现或实施:实现或改善在本文中教导的一个优点或一组优点，而不一定获得在本文中教导或暗示的其他目的或优点。
[0085]尽管在本文中已示出和描述了实施例的仅某些特征，本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，应理解的是，所附实施例意图覆盖落入本发明的精神内的所有此种修改和变化。
【主权项】
1.一种方法，其包括: 确定发动机中的多个缸之中的各缸中的排出残余的量，其中，所述排出残余包括在多个发动机循环之中的各发动机循环之间残留在各缸中的小部分的点燃的燃烧气体； 确定吸入和排出歧管温度中的至少一者、吸入和排出歧管压力中的至少一者、和注射至各缸的第一燃料的量； 基于所述排出残余的量、所述吸入和排出歧管温度中的至少一者、所述吸入和排出歧管压力中的至少一者、和所述第一燃料的量来计算各缸的特征温度； 基于所述特征温度来确定用于各缸的所述第一燃料的置换比率;和 基于该确定的置换比率来控制注射至各缸的所述第一燃料的量和第二燃料的量中的至少一者。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一燃料包括以下中的至少一者:天然气、氮、氢、合成气、汽油、乙醇、一氧化碳、丙烧、生物气、液化石油气(LPG)。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二燃料包括柴油燃料。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定排出残余的量包括: 确定来自各缸的排出压力和各缸处的吸入压力;和 基于所述排出压力和所述吸入压力来计算所述排出残余的量。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算还基于所述发动机的多个操作参数，其中，所述多个操作参数包括以下中的至少一者:周围温度、周围海拔高度、所述发动机上的负载、排出气体再循环比率、吸入阀关闭定时、可变压缩比率、水注射量、水与空气之比、所述吸入阀关闭时的温度、排出温度、发动机速度、和系统的速度。6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定置换比率包括将所述特征温度与相关查询表映射，以用于测量所述置换比率。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制还基于所述多个缸的平均有效压力。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征温度包括各缸的预燃烧温度。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征温度包括以下中的至少一者:各缸中的点燃气体温度、各缸中的未点燃气体温度、和各缸中燃烧开始之前的平均温度。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制包括通过基于处理器的装置来调整端口注射器和直接注射器中的至少一者或第一燃料源和所述直接注射器中的至少一者。
【专利摘要】本发明涉及用于发动机的最佳燃料加注的系统和方法。公开了用于发动机的最佳燃料加注的方法。该方法包括确定发动机中多个缸之中的各缸中的排出残余的量。此外，该方法包括确定吸入和排出歧管温度中的至少一者、吸入和排出歧管压力中的至少一者、和注射至各缸的第一燃料的量，和基于该排放残余的量、该吸入和排出歧管温度和压力中的至少一者、和第一燃料的量来计算各缸的特征温度。该方法还包括基于特征温度来确定用于各缸的第一燃料的置换比率，和基于该置换比率来控制注射至各缸的第一燃料的量和第二燃料的量中的至少一者。
【IPC分类】F02D19/08, F02D41/30
【公开号】CN105697173
【申请号】CN201510912461
【发明人】A.E.克林贝尔, T.M.拉弗图, R.H.佩雷拉, H.莫里茨
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月11日
【公告号】DE102015121544A1, US20160169142...