用于提前點火控制的方法和系統技術方案

本發明專利技術提供了用于響應于提前點火事件控制發動機的方法。基于汽缸充氣變化率調節提前點火閾值和提前點火減輕動作。從而，與在穩態發動機工況期間的提前點火事件不同地探測并解決了在瞬變發動機工況期間發生的提前點火事件。

【技術實現步驟摘要】
用于提前點火控制的方法和系統
本專利技術總體涉及用于控制車輛發動機以減少提前點火發生的方法和系統。
技術介紹
在某些工況下，具有高壓縮比或者增壓以提升特定輸出的發動機可能易于發生低速提前點火燃燒事件。由于提前點火造成的早燃能引起非常高的缸內壓力，并且能導致類似于燃燒爆震的（但是具有更大強度的）燃燒壓力波動。已經開發出基于發動機工況用于預測和/或早期探測提前點火的策略。另外，在探測之后，可以采取多個減輕提前點火的步驟。美國專利US2011/0139120顯示了用于探測和減輕提前點火的一個示例策略。在其中，基于爆震強度和正時指示提前點火，并且響應于提前點火的指示而執行汽缸的富化（enrichment）。進一步地，響應于頻繁的提前點火發生，推斷為連續的提前點火并且以相較于間歇的提前點火更激進的富化策略減輕該連續的提前點火。然而，專利技術人在此已經認識到該方法的潛在問題。在發動機瞬變（transient）工況期間，例如在踩加速器踏板期間當增壓逐漸介入時，汽缸充氣的迅速變化能導致嚴重的爆震事件。也就是，對于給定汽缸在瞬變工況期間的爆震的強度和頻率相較于穩態工況可能更高。該嚴重的爆震可能會被不正確地當作連續的提前點火并且以過多的（或過于頻繁的）富化來減輕該爆震。這樣，這可能導致不希望的排放增加。此外，燃油經濟性可能會劣化。
技術實現思路
因此，在一個示例中，可通過用于發動機的一種方法而至少部分地解決上述問題。在一個示例實施例中，該方法包含在給定發動機循環中基于汽缸中瞬變（transient）提前點火的指示調節噴射至汽缸的提前點火抑制流體的噴射正時和次數。進一步地，可以基于瞬變提前點火的指示調節提前點火抑制流體噴射的分流比。在一個示例中，在發動機運轉期間，發動機控制器可估算汽缸內充氣隨時間的變化。響應于提前點火（例如爆震強度）高于閾值的指示同時充氣隨時間的變化高于閾值率，可推斷瞬變提前點火。為了減輕瞬變提前點火，可以直接噴射提前點火抑制流體（例如水或者汽油）進入受提前點火影響的汽缸。噴射可以分為多次噴射以改善提前點火抑制流體的提前點火減輕效應。例如，隨著充氣變化率升高至高于閾值率，可以增加噴射次數，噴射次數以及連續的噴射之間的時間間隔（duration）基于汽缸充氣的變化率。額外地，在給定汽缸循環的進氣沖程期間可以噴射較大部分噴射量而在該發動機循環的壓縮沖程期間噴射剩余部分。相反，如果發動機爆震強度低于調節的閾值，可以推斷為瞬變狀況期間由于汽缸充氣的迅速變化引起的嚴重爆震。類似地，可以基于瞬變工況的出現而調節提前點火減輕動作（例如，富化和/或負荷限制（load-limiting））。具體地，可以將響應于瞬變提前點火的減輕動作限制在僅受影響的汽缸而可以不延伸至其他（可響應于（間歇的或連續的）穩態提前點火延伸到的）汽缸或汽缸組。可選地，可以減少發動機瞬變狀態以進一步減輕瞬變提前點火。這樣，可以更好地將由于瞬變或者踩加速踏板爆燃引起的較大的爆震事件與由于瞬變提前點火引起的爆震區分開。通過減少在瞬變狀況期間的提前點火的錯誤探測，并響應于瞬變提前點火調節提前點火抑制流體的噴射，可以減小不必要的汽缸富化同時改善噴射流體的提前點火減輕效應。這樣，可以改善提前點火減輕、燃料經濟性以及發動機排放，而不會劣化提前點火探測的精確度。應該理解提供上述簡要說明以便以簡單的形式引入在具體說明部分將進一步描述的一系列概念。這并不意味著識別所主張的主題的關鍵或者實質特征，本專利技術的范圍唯一地由權利要求書確定。此外，所主張的主題不限于解決在上述或者本說明書任意部分提到的缺點的實施方式。【附圖說明】圖1顯示了示例發動機系統。圖2顯示了示例燃燒室。圖3顯示了用于調節汽缸提前點火減輕動作的高級流程圖，且提前點火閾值基于瞬變或者穩態發動機工況。圖4顯示了用于響應于瞬變提前點火、間歇的提前點火或者持續的提前點火調節汽缸提前點火減輕動作的高級流程圖。圖5顯示了根據本專利技術在穩態以及瞬變發動機工況期間的示例汽缸提前點火事件。圖6顯示了用于響應于瞬變提前點火、間歇的提前點火或者持續的提前點火調節汽缸提前點火抑制流體噴射的高級流程圖。圖7-8顯示了根據本專利技術的汽缸提前點火抑制流體噴射的示例。【具體實施方式】下面的描述涉及用于基于指示汽缸充氣的參數的變化率調節發動機（例如圖1-2的發動機系統）中提前點火的探測和減輕的系統和方法。這樣，可以更好地區分瞬變發動機工況期間的嚴重爆震和實際提前點火事件引起的爆震。發動機控制器可配置用于執行控制程序（例如圖3-4的示例程序）以基于估算的汽缸充氣的變化率調節汽缸提前點火閾值以及提前點火減輕動作（例如富化和/或負荷限制）。在此參考圖5說明了示例汽缸運轉。發動機控制器可進一步配置用于響應于提前點火的指示基于提前點火特性是否為瞬變、間歇或者持續而調節提前點火抑制流體的噴射（例如，正時、噴射次數、分流比等）。在此參考圖7-8說明了示例汽缸噴射。通過改善瞬變提前點火的探測，可以減少由于瞬變發動機工況期間強烈的爆震而浪費的燃料富化。通過基于提前點火是否為在瞬變期間或穩態狀況而調節提前點火的減輕動作（例如提前點火抑制流體的噴射），可以改善噴射流體的提前點火抑制動作以及減少進一步的提前點火。圖1顯示了包括發動機系統8的車輛系統6的示意圖。發動機系統8可包括具有多個汽缸30的發動機10。發動機10包括發動機進氣23和發動機排氣25。發動機進氣23包括經由進氣通道42流體連接至發動機進氣歧管44的節氣門62。發動機排氣25包括最終通向將排氣引導進入大氣的排氣通道35的排氣歧管48。節氣門62可位于進氣通道42中增壓裝置（例如渦輪增壓器50或者機械增壓器）下游和后冷卻器（未顯示）上游。這樣，后冷卻器可配置用于降低由增壓裝置壓縮的進氣的溫度。渦輪增壓器50可以包括設置在進氣通道42和進氣歧管44之間的壓縮器52?？梢灾辽俨糠值赝ㄟ^設置在排氣歧管48和排氣通道35之間的排氣渦輪54經由渦輪軸56提供動力至壓縮器52。發動機排氣25可包括一個或多個排放控制裝置70，其可以裝配在排氣中緊密耦合位置。一個或者多個排放控制裝置可包括三元催化劑，稀氮氧化物（NOx）過濾器，選擇性催化還原（SCR）催化劑，微粒（PM）過濾器等。發動機系統8可進一步包括沿著發動機組11分布的一個（如描述的）或多個爆震傳感器90。當包含時，多個爆震傳感器可以沿著發動機組對稱分布或者非對稱分布。爆震傳感器90可以為加速度計或者電離傳感器。在一個示例中，發動機控制器可配置用于基于該一個或多個爆震傳感器90的輸出（例如，信號正時、振幅、強度、頻率等）探測并區分由于汽缸爆震引起的異常燃燒事件和指示汽缸提前點火的那些事件。在一個示例中，可以基于在第一、較早的窗口中估算的汽缸爆震信號大于第一、較高閾值確定汽缸提前點火事件，而可以基于在第二、較遲的窗口中估算的汽缸爆震信號大于第二、較低閾值確定汽缸爆震事件。在一個示例中，其中估算爆震信號的窗口可以為曲軸轉角窗口。在另一示例中，如在圖3中詳述的，發動機控制器可配置用于基于一個或多個爆震傳感器的輸出（例如，信號正時、振幅、強度、頻率等）以及指示汽缸充氣的參數的變化率探測和區分在瞬變或者穩態發動機工況期間由于汽缸爆震引起的異常燃燒事本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于發動機的方法，所述方法包含：在給定發動機循環中，基于汽缸中瞬變提前點火的指示調節至汽缸的提前點火抑制流體噴射的噴射正時和噴射次數。

【技術特征摘要】
2011.08.03 US 13/197,3161.一種用于發動機的方法，所述方法包含：在給定發動機循環中，基于汽缸中的瞬變提前點火高于閾值同時指示汽缸充氣的參數的變化率高于閾值率的指示，調節至所述汽缸的提前點火抑制流體噴射的噴射正時和噴射次數；以及基于所述指示，調節所述提前點火抑制流體噴射的分流比。2.如權利要求1所述的方法，其中調節所述噴射次數包括隨著指示汽缸充氣的所述參數的所述變化率升高至高于所述閾值而增加在所述給定發動機循環中的所述噴射次數。3.如權利要求2所述的方法，其中在所述給定發動機循環中的連續噴射之間的時間間隔基于指示汽缸充氣的所述參數的所述變化率。4.如權利要求3所述的方法，其中調節所述正時包括調節所述正時為減少瞬變提前點火噴射正時，所述減少瞬變提前點火噴射正時基于指示汽缸充氣的所述參數的所述變化率。5.如權利要求4所述的方法，其中，所述提前點火抑制流體包括水、乙醇以及汽油中的一種或多種。6.如權利要求5所述的方法，其中所述噴射次數包括在所述發動機的壓縮沖程期間的至少一個噴射和在所述發動機的進氣沖程期間的至少一個噴射，且其中調節所述分流比包括響應于所述瞬變提前點火的指示相對于壓縮沖程噴射量減小進氣沖程噴射量，所述分流比基于指示汽缸充氣的所述參數的所述變化率。7.如權利要求6所述的方法，其中所述提前點火抑制流體噴射的一部分被直接噴射至所述汽缸且剩余部分被進氣道噴射至所述汽缸，直接噴射燃料相對于進氣道噴射燃料的比例基于指示汽缸充氣的所述參數的所述變化率。8.如權利要求1所述的方法，其中所述瞬變提前點火的指示包括爆震傳感器輸出、曲軸加速度、電離傳感器輸出以及汽缸內壓力中的一個或多個，且其中所述指示汽缸充氣的參數包括歧管空氣壓力、歧管空氣流量、汽缸充氣以及節氣門位置中的一個或多個。9.如權利要求1所述的方法，其中對自從所述瞬變提前點火的指示起的數個燃燒事件執行所述調節，所述燃燒事件的數目基于指示汽缸充氣的所述參數的所述變化率。10.如權利要求1所述的方法，其中所述提前點火抑制流體噴射的富化程度基于指示汽缸充氣的所述參數的所述變化率。11.如權利要求1所述的方法，其中僅在所述受提前點火影響的汽缸中噴射所述提前點火抑制流體。12.如權利要求11所述的方法，其中所述方法進一步包含，響應于在所述汽缸中的穩態提前點火的指示，基于汽缸提前點火計數調節所述噴射正時、噴射次數、以及所述提前點火抑制流體噴射的分流比中的一個或多個；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C·P·格盧格拉，M·滿斯尼，
申請(專利權)人：福特環球技術公司，
類型：發明
國別省市：