CN119422001A 内燃机的控制系统、配置为控制燃烧的内燃机及其控制方法 （康明斯电力公司）

2025.01.08PCT/US2023/0237282023.05.26WO2023/230344EN2023.11.30度传感器的所测量的排气温度和来自NOx传感器的所测量的排气NOx量；基于所测量的排气温度和所测量的排气NOx量，计算气缸的当前燃烧性2控制器，其能够操作地连接到所述温度传感器和所述NOx传感器，所述控制器被配置——接收来自所述温度传感器的所测量的排气温度和来自所述NOx传感器的所测量的——基于所述当前燃烧性能，控制所述多个操作参数中的所述一个或更多个操作参3.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述气缸是所述内燃机的多个气缸中的一每一个气缸的当前燃烧性能以平衡所述多个气缸之间的度和所测量的排气NOx量来调整总内燃机空燃比或总内燃机废气再循环比例中的至少一基于对所述当前燃烧性能与所述目标燃烧性能的比较，控制所述控制系统，所述控制系统被配置为控制所述内燃机的所述多——接收与所述内燃机的所述多个气缸中的每一个气缸的多个——针对所述内燃机的所述多个气缸中的每一个气缸，测量来自所——针对所述内燃机的所述多个气缸中的每一个气缸，相对于——针对所述内燃机的所述多个气缸中的一个或更多个气3接收废气的排气歧管或排气口，所述温度传感器和所述NOx传感器耦合到所述排气歧管或机的空燃比vi）所述内燃机的所述多个气缸中的一个或更多个气缸的几何压缩比，和其中，所述控制器被配置为接收与所述多个操作参数中其中，所述控制器被配置为基于所测量的发动机爆震以及量的排气温度和所测量的排气NOx量，调整总内燃机空燃比和总内燃机废气再循环比例中缸中的一个或更多个气缸的所测量的排气温度和所测量的排气NOx量，确定是否发生爆震由控制器接收来自所述温度传感器和所述NOx传感器的所测量的排气温度和所测量的419.根据权利要求18所述的方法，还包括由所述控制器调整所述多个操作参数中的一个或更多个操作参数以平衡多个气缸之间的排气温度和所测量的排气NOx量，调整总内燃机空燃比或总内燃机废气再循环比例中的至和NOx量包括测量所述内燃机的所述气缸的排气歧管或排气口中的废气的排气温度和NOx5[0001]本申请要求于2022年5月27日提交的题为“ControlSystemforInternalCombustionEngine,InternalCombustionEngineConfiguredtoControlCombustion,andMethodofControlThereof”的美国临时专利申请第63/346,779号的诸如氮氧化物（NOx）的排放的必要性导致对具有改善的燃烧性能的内燃机系统的需求增参数中的一个或更多个并且控制多个操作参数中[0005]在一些实施例中，多个操作参数包括以下项中的至少一项：空燃比（air_fuel[0008]在一些实施例中，控制器被配置为响应于所测量的排气温度和所测量的排气NOx量来调整总内燃机空燃比或总内燃机废气再循环比6所测量的排气温度和所测量的排气NOx量来评估多个操作参数中的一个或更多个；以及针接收与多个操作参数中的每一个相关的信息以评估内燃机性能，并且响应于多个气缸中的一个或更多个气缸的所测量的排气温度和所测量的排气[0016]在一些实施例中，内燃机是火花点火式发动机、引燃发动机（pilot_ignited所测量的排气温度和所测量的排气NOx量来确定是否发7[0023]在一些实施例中，测量内燃机的气缸的废气的排气温度和NOx量的步骤包括测量[0026]接下来的内容是与用于提供内燃机系统的控制的方法和系统相关的各种概念和[0027]总体上，本公开的实施例涉及用于平衡在多缸发动机内的燃烧同时减少NOx排放本文所述的系统和技术可以有利于氢发动机和/或使用含氢燃料的发动机（以及其他类型过利用排气温度和排气NOx量的组合来增加与NOx排放的减少相关[0030]燃烧期间NOx的产生主要由燃烧温度驱动。柴油发动机和双燃料发动机中的排气8[0033]本文阐述的示例性技术解决了在作为氢发动机或以其他方式利用氢燃料混合物的等装料流分布的发动机和/或使用含有氢的燃料混合物的发动机可以向每个气缸提供变[0034]本文描述的实现方式涉及被配置为控制内燃机的燃烧的内燃机系统以及控制这种内燃机的方法。该内燃机系统包括各自具有温度传感器和NOx传感器的多个气缸以及被多个气缸中的每一个，相对于所测量的排气温度和所测量的NOx量来评估多个操作参数中排气温度和所测量的排气NOx量两者来控制燃烧以平衡多个气缸31之间的燃烧性能。排气9统120包括控制器200，控制器200被配置为接收与内燃机30的多个气缸31中的每一个气缸的多个操作参数相关的信息。控制器200还被配置为针对内燃机30的多个气缸31中的每一200还被配置为针对内燃机30的多个气缸31中的每一个，相对于所测量的排气温度和所测[0038]图1图2是根据示例性实施例的内燃机系统20的部分的示意图。图2是图1的内燃内燃机30提供装料流的进气系统22和用于输出废气的排气系统24连接。在一些实施例中，仅仅是燃料的示例，并且不排除其他类型的主要燃料和次要燃料，诸如任何合适的液体燃然气。第一燃料和第二燃料组合成共混物（blend该共混物是包含这两种燃料的混源104包括连接到控制器200的第二燃料泵106。第一燃料泵105和第二燃料泵106各自被配所示气缸31a_31d中的每一个相关联的直接喷射器116a_116d或进气口喷射器1[0042]第一燃料泵105通过第一燃料管线109连接到直接喷射器116a_116d和/或喷射器118a_118d中的每一个。第一燃料泵105可操作以将第一燃料流从第一燃料源102提供到气缸31a_31d中的每一个。更具体地，与气缸31a_31d中的每一个相关联的直接喷射器116a_116d或进气口喷射器118a_118d控制第一燃料流以调整第一燃料流和气缸31a_31d中的每何一个或更多个供应第一燃料流，以从第一燃料源102产生来自气缸31的期望动力和排气利用来自第二燃料源104的燃料产生来自气缸31的期望动力活塞130和气缸盖134形成燃烧室132。在所示实施例中，内燃机30包括四个这样的燃烧室NOx信息和温度信息来改善发动机系统20的响正时和入的不同组合可以提供相同或相似的排气温度。如果NOx信息和排气温度信息都是并且不完全燃烧导致排气温度过低的情况下，控制系统120被配置为确定排气温度低于目著的燃烧变化意味着应该使用不同的火花正时和气温度的区域等）峰值AFT以及与大约50%的热释放相关联的热释放位置的质心和/或曲柄器204耦合到排气歧管32的排气口138或排气歧管32的除排气口138之外的部分。更进一步性非限制性实施例将温度传感器202和NOx传感器204提供为单独的传感器，但是在一些实120包括爆震传感器206。爆震传感器206被配置为测量发动机爆震（例如，识别爆震事件[0061]在一些实施例中，内燃机系统20包括压力传感器208（例如，缸内压力传感器压力传感器208可以定位在其他地方，包括进气歧管28或至少部分地限定气缸31的发动机力传感器208可以组合在单个传感器中或以任何其他组合形式组合。[0063]在一些实施例中，控制器200被配置为接收与内燃机30的多个气缸31中的每一个输入并提供控制信号以致动控制系统120内的一个或更多个致动器或电路。因此，控制器200被配置为接收来自温度传感器202的所测量的排气温度和来自NOx传感器204的所测量施例中，控制器200被配置为响应于针对多个气缸31中的一个或更多个气缸的所测量的排[0065]控制器200还被配置为基于目标燃烧性能来确定是否调整多个操作参数中的一个所测量的排气NOx量来评估多个操作参数中的一个或更多个。基于是否调整一个或更多个估内燃机30的燃烧，并且基于目标燃烧性能确定是否调整和/或控制多个操作参数中的一性实施例中，所测量的排气NOx量和所测量的排气温度两者都用于调整以下项中的至少一时或几何压缩比或其任何组合。力输出和燃料消耗的指标。因此，调整空燃比λ影响NOx排放、发动机动力输出、爆震余量于所测量的排气温度和所测量的排气NOx量来调整总内燃机空燃比和总内燃机废气再循环于多个操作参数计算目标排气温度和目标NOx量。该方法还包括将所测量的排气温度和所气缸的所测量的排气温度和所测量的NOx量。该方法还包括调整单独气缸的一个或更多个排气温度和NOx量两者的特定公差带内。作为示例，该方法包括调整一个或更多个操作参控制器200接收来自温度传感器202和NOx传感器204的所测量的排气温度和所测量的排气基于目标燃烧性能来确定是否调整多个操作参数中的一个或更多个并且控制多个操作参[0073]方法400开始于步骤402，由内燃机30的气缸31的温度传感器202测量气缸31的废32或排气口138中的废气的排气温度和NOx量，温度传感器202和NOx传感器204耦合到排气[0075]方法400在步骤406中继续，由控制器200分别接收来自温度传感器202和NOx传感[0076]方法400在步骤408中继续，基于所测量的排气温度和所测量的排气NOx量来确定差项。火花正时、凸轮轴定相等进行调整使得针对所有气缸测量的排气温度和排气NOx量在某多个并控制多个操作参数中的一个或更多个的步骤410包括确定是否调整以下参数中的一制器200接收与作为双燃料混合物的两种燃料的比率的燃料组[0081]方法400可选地包括由控制器200调整多个操作参数中的一个或更多个以平衡多所测量的排气温度和所测量的排气NOx量来调整总内燃机空燃比和总内燃机废气再循环比[0082]尽管上述方法400的示例性非限制性实施例在步骤404之前包括步骤402，但是方单独的实现方式的上下文中所描述的某些特征也可以在单个实现方式中结合实现。相反，在