用于预点火控制的方法和系统的制作方法_4

文档序号:8485311阅读:来源:国知局
发动机汽缸中预点火的指示是否已经被接收。例如,可以确定在预点火窗口中估计的爆震传感器的输出是否高于预点火阈值。如果未接收到预点火的指示,该程序可以以维持非直吹模式下的发动机操作来结束。
[0075]如果在以非直吹模式操作时确定预点火的指示,在324处控制器的第二计数器上的第二预点火计数响应于预点火的指示而增加。这样,第二计数器会不同于且明显区别于第一计数器,该第一计数器响应于当以直吹模式操作时接收的预点火的指示而增加。因此,响应于当以非直吹模式接收的预点火的指示,第二计数器被增加并且第一计数器被保持(不增加)。
[0076]在326处,预点火减缓动作基于第二计数器上的第二预点火计数被调整。如在图4处所详述的,响应于当以非直吹模式操作时预点火的指示,这包括通过减小进气门开度(或调整废气门位置)来限制发动机负载。进气节气门开度的减小或废气门开度的增加可以响应于第二计数器上的预点火计数高于(第二)阈值而被执行。
[0077]如在图4处所详述的,相对于响应于在非直吹模式下的预点火执行的减缓动作,响应于在直吹模式下的预点火执行的减缓动作可以被不同地触发(例如,在不同的阈值下)。此外,减缓动作也可以是不同的。例如,当在直吹模式下的预点火通过经由正向气门重叠调整限制发动机负载来解决时,在非直吹模式下的预点火可以通过经由进气节气门或废气门位置调整限制发动机负载来解决。此外,应用于减缓预点火的燃料富集的程度在两种模式下可以变化。
[0078]现转至图4,示例方法400被示出用于调整当以相对于非直吹模式的直吹模式操作时执行的预点火减缓动作。
[0079]在402处,可以确定发动机正以直吹模式操作。直吹模式也可以被称为最佳性能持续清除(OPSS)模式。例如,可以确定发动机以至少一些正向气门重叠并且以经由一个或更多个汽缸从进气歧管被引导到排气歧管的进气空气来操作。经确定后,在404处,可以确定第一计数器上的(第一)预点火计数高于第一阈值(Thr_l)。在一种示例中,当以允许使用较高的阈值的直吹模式操作时,较大数目的预点火事件可以被容许。在另一些示例中,如以下所详述的,预点火减缓可以被调整成使得富集循环的数目和富集的程度可以小于在直吹模式(相对于非直吹模式)下的相等数目的检测事件。如果预点火计数不高于第一阈值,该程序可以在直吹模式期间继续监测预点火事件发生并且如果任何预点火事件被指示则增加第一计数器。
[0080]如果第一计数器的输出超过第一阈值,在406处,该程序包括减小气门重叠以限制发动机负载。减小气门重叠包括使用相对较低的正向气门重叠或无正向气门重叠操作。具体地,基于预点火计数,进气和排气凸轮或气门正时可以被调整以临时地减小正向气门重叠的量。这样,响应于在任何发动机汽缸中预点火的指示,控制器可以调整可变凸轮正时装置以调整所有发动机汽缸的进气门和/或排气门正时从而减小正向气门重叠。参照图3的示例,控制器可以调整VCT装置以从对应于(完全)正向进气到排气门重叠的第二气门正时到或朝向对应于无气门重叠的第一正时调整所有发动机汽缸的进气和/或排气门正时。所施加的正向气门重叠的减小量可以基于预点火的指示(例如,预点火计数、预点火强度等)。例如,随着预点火的指示增加(例如,当第一计数器的预点火计数超过第一阈值且/或随着预点火强度增加),所施加的正向气门重叠的减小量可以被(例如,逐渐地)增加。通过短暂地减小正向气门重叠并且减少被引导到排气催化剂的空气量,进一步减缓预点火事件。此外,催化剂过热和热退化被减少。
[0081]可选择地,当减小发动机负载时,响应于第一预点火计数高于第一阈值,发动机可以被富集。具体地,所有发动机汽缸可以被富集第一量,富集度基于第一预点火计数。例如,当第一预点火计数超过第一阈值时,发动机富集的富集度可以被增加。图5-图7示出响应于在直吹模式期间的预点火所施加的发动机负载限制和预点火减缓富集的详细概述。
[0082]在410处,响应于减小气门重叠,第一预点火(PI)计数器上的第一预点火计数可以被减小。例如,第一预点火计数可以以第一率减小。特别地,减小气门重叠可以导致预点火发生的降低,并且第一 PI计数器可以响应于当继续以直吹模式操作时未进一步发生预点火事件而被增加。计数器可以每次在直吹模式操作的限定的持续时间过去后无预点火事件Gpisode)的发生被减少。这样,当正向气门重叠减小时,预点火发生变得不太可能并且因此对于另一预点火事件的发生可能需要更长。在412处,可以确定第一预点火计数是否低于较低的阈值(Thr_3)。如果否,该程序在414处可以维持具有减小的正向气门重叠的发动机操作。否则,如果第一预点火计数低于较低的阈值,可以确定进一步预点火的可能性是非常低的,并且不需要具有气门重叠减小的进一步操作。因此,在416处,当直吹状况仍然普遍存在时,对应于增加的正向气门重叠的凸轮轴位置可以被恢复。例如,VCT装置可以被调整以转变凸轮轴并且使所有发动机汽缸的进气和/或排气门正时返至对应于(完全)正向进气到排气门重叠的第二气门正时。这样,如果直吹状况在第一预点火计数已经充分地减小的时候不存在,发动机可以恢复以非直吹模式的操作。替代地,随着第一 PI计数器的输出响应于无以直吹模式的PI的事件发生而被减小(减小气门重叠之后),VCT装置可以被调整以相应地增加正向气门重叠以逐渐地减小发动机负载限制。因此,随着第一计数器上的PI计数减小时,具有完全正向气门重叠的发动机操作可以被恢复。以此方式,由于预点火计数最终影响发动机花费多久在完全或减小的重叠模式中,所以通过利用预点火计数器的正计数率和倒计数率,可能会以直吹模式使预点火事件隔开。
[0083]返回至402,如果直吹模式未被确定,在420处,以非直吹模式的发动机操作可以被确定。经确定后,在422处,可以确定第二计数器上的第二预点火计数是否高于第二阈值(Thr_2)。第二阈值可以低于第一阈值。在一个示例中,当以允许使用较低的阈值的非直吹模式操作时,较小数目的预点火事件可以被容许。例如,在直吹模式下,较大数目的预点火事件可以在采取减缓动作之前被允许。相比之下,在非直吹模式下,较小数目的预点火事件可以在采取动作之前被容许。更进一步地,对于在任一模式下的相等数目的事件,当相对于非直吹模式在直吹模式下时,执行的减缓动作可以不太严重(例如,减缓富集中的较小的富集度)。如果预点火计数不高于第二阈值,该程序可以继续监测在非直吹模式期间发生的预点火事件并且如果任何预点火事件被指示则增加第二计数器。
[0084]如果第二计数器的输出超过第二阈值,在424处,该程序包括减小进气节气门开度以限制发动机负载。减小进气节气门开度包括短暂地将节气门移动朝向更加闭合的位置。所施加的进气节气门开度的减小量可以基于预点火的指示(例如,预点火计数、预点火强度等)。例如,随着预点火的指示增加(例如,当第二计数器的预点火计数超过第二阈值时且/或随着预点火强度增加),进气节气门开度可以进一步被减小。通过短暂地减小进气节气门开度,发动机负载被减小,进一步预点火事件被减缓。
[0085]应当认识到当描述的程序示出响应于在非直吹模式期间经由进气节气门调整的预点火的发动机负载限制时,在进一步的示例中,发动机负载限制可以经由废气门位置调整被替代地或附加地实现。例如,废气门位置可以响应于在非直吹模式中预点火的指示被调整以减小废气门闭合(并且增加废气门开度)。这样,通过增加废气门开度,升压压力和发动机负载被减小。
[0086]此外,在426处,当减小发动机负载时,响应于第二预点火计数高于第二阈值,发动机可以被富集。具体地,一个或更多个发动机汽缸(如预点火影响的汽缸和一个或更多个附加发动机汽缸)可以被富集第二量,富集度基于第二预点火计数。例如,当第二预点火计数超过第二阈值时,发动机富集的富集度可以被增加。响应于在非直吹模式下的预点火所施加的第二富集量可以高于响应于在直吹模式下的预点火所施加的第一富集量。
[0087]在428处,响应于通过减小进气节气门开度和/或增加废气门开度的发动机负载的减小,第二预点火计数器上的第二预点火计数会被减小。这样,当发动机负载被限制时,进一步的预点火不太可能发生并且较长的持续时间可能在另一预点火的发生之前消逝。例如,第二预点火计数可以以第二率被减小,该第二率比第一率更慢,其中第一计数器上的第一预点火计数以第一率被减小。替代地,随着第二PI计数器的输出响应于在非直吹模式下无PI的事件发生而被减小(进气节气门开度减小之后),进气节气门可以被调整以相应地增加发动机负载。这样,随着第二计数器上的PI计数减小时,具有更大的发动机负载和更大的节气门开度的发动机操作可以被恢复,从而增加发动机转矩输送。
[0088]在进一步的表示中,该率可以取决于隔多久预点火发生以及发动机以哪种模式操作。作为示例,在直吹模式下,如果无预点火的事件发生,计数器可以被减少。相比之下,如果发动机未以直吹模式操作,计数器可以被冻结在最终值并且如果无事件发生,则不被减少。因此,响应于经由气门重叠调整的发动机负载限制后无预点火的发生,第一预点火计数可以被减小,并且随着第一预点火计数被减小,发动机负载限制可以通过增加气门重叠而被减小。相比之下,响应于经由进气节气门或废气门位置调整的发动机负载限制后无预点火的发生,第二预点火计数可以被减小,并且随着第二预点火计数被减小,发动机负载通过增加节气门开度或减小废气门开度而被减小。
[0089]应当认识到当在直吹模式和非直吹模式之间转变时,可以作出发动机负载调整。例如,发动机负载可能需要缓变增大(例如,当转变为直吹模式时)或缓变减小(例如,当转变为非直吹模式时)。在转变期间,负载可以在一段时间内被缓变到下一个值,以便转矩扰动和瞬变被减小,并且不经历转矩撞击。
[0090]在430处,可以确定预点火的指示是否低于阈值,例如,如果预点火被充分地减弱。替代地,可以确定第二预点火计数是否低于较低的阈值(其可以与较低的阈值Thr_3相同或不同)。如果否,该程序在432处通过减小进气节气门开度可以维持伴有发动机负载受限的发动机操作。否则,如果预点火的指示充分地低(或第二预点火计数低于较低的阈值),可以确定进一步预点火的可能性充分低,并且不需要伴有发动机负载受限的进一步操作。因此,在434处,进气节气门开度可以基于当前的操作员转矩需求被增加。
[0091]以此方式,响应于当以第一直吹模式操作时接收的预点火的指示,控制器可以增加第一计数器上的第一预点火计数,并且基于第一预点火计数经由气门重叠调整限制发动机负载。相比之下,响应于当以第二非直吹模式操作时接收的预点火的指示,控制器可以增加第二计数器上的第二预点火计数,并且基于第二预点火计数经由进气节气门调整限制发动机负载。在此,当以第一直吹模式操作时增加第一计数器上的第一预点火计数包括不增加第二计数器上的第二预点火计数,并且当以第二非直吹模式操作时增加第二计数器上的第二预点火计数包括不增加第一计数器上的第一预点火计数。基于第一预点火计数限制发动机负载包括基于第一预点火计数高于第一阈值限制,并且其中基于第二预点火计数限制包括基于第二预点火计数高于第二阈值,第二阈值低于第一阈值。
[0092]如本文所使用的,以第一直吹模式操作包括使用正向进气到排气门重叠来操作,并且经由气门重叠调整限制发动机负载包括减小正向气门重叠。相比之下,当以第二非直吹模式操作时经由进气节气门调整限制发动机负载包括减小进气节气门的开度。
[0093]控制器可以响应于第一预点火计数高于第一阈值进一步以第一富集度富集所有发动机汽缸,并且响应于第二预点火计数高于第二阈值以第二富集度富集一个或更多个发动机汽缸,第二富集度高于第一富集度。进一步地,在第一直吹模式期间,控制器可以以第一率减小第一计数器上的第一预点火计数同时减小正向气门重叠,而在第二非直吹模式模式期间,控制器可以以第二率减少第二计数器上的第二预点火计数同时减小进气节气门开度,第二率慢于第一率。
[0094]现转至图5-图7,发动机负载限制程序的示意图描述被示出。发动机负载限制响应于预点火窗口中的爆震传感器输出强度被执行,并且进一步基于在直吹或非直吹操作模式期间是否接收到预点火的指示。对于在每种模式下的预点火汽缸富集和发动机负载限制的量基于预点火强度被确定。负载限制可以作为确定的汽缸富集程序的函数而被调整,该程序如发动机的负载限制随着确定的富集增加而增加。这样,这可以基于查找表的输出被执行为并行评估。在此,如果富集循环的数目被确定为高于阈值(例如,高于0),它触发包括富集和火花提前的调整。率增量器的输出然后被用于确定负载限制。例如,如果率增量器的输出高于阈值(例如,高于O),它触发包括负载限制的调整。同样地,当率增量器的输出被减小时,施加的负载限制可以被减小(并且发动机负载和转矩输出可以相应地增加)。
[0095]转至图5,程序500可以以前馈方式确定的负载限制502(Tqe_负载_限制)开始。负载限制502基于发动机工况(如基于发动机转速-负载状况)被确定。负载限制502然后可以基于各种因数被削弱(clip)以便使与异常燃烧有关联的(诸如那些与低转速预点火事件有关联的)负面NVH问题最小化。
[0096]控制器可以使用包括基于标称状况的标称表506、高效率表508 (其对异常燃烧减缓具有较高的影响并且产生较高的转矩输出)和低效率表504(其对异常燃烧具有较低的影响并且产生较低的转矩输出)的三组表。表504、506和508中的每一个被绘制成歧管增压温度(MCT)和发动机转速(Ne)的函数,并且每个表的输出是负载削弱。负载限制502然后使用负载削弱(load clip)被削弱以混合表504-508的输出。
[0097]具体地,倍增因数510(或Tqe_负载_混合)被用于调整来自表504-508的负载消弱输出且内插在低、标称和高效率表之间。倍增因数510从-1到I变化。该因数可以基于各种前馈测量并且进一步基于发动机是以直吹模式还是以非直吹模式操作。例如,该因数可以基于在516处的燃料乙醇或醇含量、在518处的燃料辛烷值含量以及在520处的空燃比(AFR)。因此,稀空燃比或低辛烷值燃料将使导致负载消弱的异常燃烧的可能性变得更高,其中负载消弱的内插将负载限
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