用于预点火控制的方法和系统的制作方法_5

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制移动到较低的值(如朝向较低的效率表504的负载消弱)。在另一示例中,由于富集减少异常燃烧的可能性,富空燃比或高辛烷值含量的燃料可以导致较高的负载限制(如朝向较高的效率表508的负载消弱)。负载消弱也基于异常燃烧率,如预点火率(本文也称为PI率514)。PI率514可以被学习为爆震传感器输出强度和发动机转速的函数并且可以基于在直吹状况或非直吹状况期间是否发生的PI的发生(incidence)在不同的PI计数器上被不同地增加。
[0098]例如,在直吹状况期间发生的预点火的发生可以用于增加第一 PI计数器并且调整第一 PI率表522a。然后,在直吹操作模式期间,第一 PI率表522a的输出可以被用作内插表504-508的输入。同样地,在非直吹状况期间发生的预点火的发生可以用于增加第二不同的PI计数器并且调整第二 PI率表522b。然后,在非直吹操作模式期间,第二 PI率表522b的输出可以用作内插表504-508的输入。
[0099]第一 PI率表522a的增加可以以与第二 PI率表522b不同的率发生。例如,第一表522a可以比第二表522b更快的增加。随着在发动机操作的持续时间无预点火的发生接着而来时,计数器可以以不同的减小率被减小。例如,第一表522a可以比第二表522b更快地减小。
[0100]在进一步实施例中,第一 PI率表522a的输出在直吹状况期间可以用作输入以确定重叠530的差集量。重叠530的差集量可以响应于在直吹模式期间的指示预点火对应于瞬时地负载限制发动机所需要的正向气门重叠的减少。在此,随着PI率表522a的输出响应于预点火发生增加,使用更多的正向气门重叠减少可以增加差集量。一旦正向气门重叠530被减少到极限(例如,一旦差集量处在阈值量,如在对应于无正向气门重叠的量),附加预点火事件和PI率表522a的输出的进一步增加可以用于执行负载限制和表504-508的内插。
[0101]负载消弱也包括负载限制的反馈部分,其中负载限制基于PI率514被进一步调整。在此,PI率可以基于发动机转速和爆震传感器输出强度在率计数器上增加。响应于限定的窗口(例如,图2-图4的第一窗口)中爆震传感器的输出增加,并且进一步基于在爆震传感器信号被检测到的发动机转速,率计数器或加权被增加所施加的富集循环的数目或富集度。随着每车辆英里驱动的异常燃烧事件的数目增加,该率可以被进一部增加。随着由车辆发动机驱动的英里的数目增加,该率可以被减小。因此,在足够英里的情况下,如果无异常燃烧被观测,该率能够返回到零并且对负载限制无影响。然而,工况能够影响异常燃烧的预期并且因此影响标称负载限制。转矩负载限制然后通过控制器512使用负载消弱被裁定以确定裁定的转矩负载限制510。
[0102]并行地,率增量器可以响应于在直吹和非直吹模式中的每一者期间的异常燃烧事件计数执行的富集循环的数目。富集循环的数目可以被确定为限定的第一窗口中的爆震传感器的输出强度和在此接收爆震传感器输出的发动机转速的函数,并且进一步基于在直吹模式期间是否发生预点火。例如,随着限定的窗口中的爆震传感器输出强度增加,富集循环的数目可以增加并且率增量器可以增加限定量。替代地,加权因数可以被确定。如果率增量器输出是高的(例如,高于阈值),或如果加权因数是高的(例如,高于阈值),加权的发动机负载限制可以被计算。只有当阈值数目的富集循环已经被使用时,该加权的发动机负载限制可以具有更积极的“学习下降率”并且可以被激活。相比于非直吹模式,在直吹模式下增加和加权因数可以被不同地调整。例如,在直吹模式下,增加可以比在非直吹模式下的增加更快。然而,在非直吹模式期间施加的富集可以具有比在直吹模式下更高的富集度。
[0103]此类率增量器的示例在图7的图700处被示出。具体地,第一富集表702a确定有待被执行的若干富集循环为第一窗口中的爆震传感器的输出强度和当以直吹模式操作时在此接收爆震传感器输出的发动机转速的函数。第一富集表702a也可以接收来自第一 PI率表522a的输入。同样地,第二富集表702b可以确定有待被执行的若干富集循环为第一窗口中的爆震传感器的输出强度和当以非直吹模式操作时在此接收爆震传感器输出的发动机转速的函数。第二富集表702b也可以接收来自第二 PI率表522b的输入。在704处确定富集循环的数目是否高于阈值(例如,示例示出的高于O)。如果否,发动机在706处可以继续以正常的燃料策略运行。例如,发动机汽缸可以继续以化学计量比被操作。否则,如果确定富集循环的数目较高,那么针对受影响汽缸的异常燃烧的空气-燃料(A/F)控制在708处被调整成使得期望的富集度能够被提供。
[0104]转矩负载限制的裁定在图6的图600处被示出。控制器可以首先确定在不同状况下的转矩负载限制。这包括燃烧稳定性限制的负载限制602 (CSL_负载_限制)、冷状况燃烧稳定性限制的负载限制604(冷_031^_负载_限制)以及内插的转矩负载限制606(Tqe_,载_限制)。这样,内插的转矩负载限制606可以对应于在图5处确定的负载消弱的转矩负载限制。在608处,控制器可以裁定负载限制并且选择期望的负载限制为负载限制602-606中最低的。
[0105]裁定的负载限制然后经历转矩转换的空气质量。此外,其它加权的发动机负载限制被学习。这些包括,例如,传送转矩限制614和牵引控制限制612。在610处,控制器可以裁定转矩限制并且选择最终的驾驶员需求转矩616为负载限制612、614以及转矩转换的空气质量的裁定的负载限制中最低的。
[0106]因此,最终的驾驶员需求转矩可以是内插的转矩限制和加权的发动机转矩限制中最低的。在此,加权的发动机转矩限制可以比裁定的转矩负载限制更加限制,但是基于发动机转速可以相对于彼此变化。例如,在低发动机转速下,其中预点火可能发生,加权的发动机负载限制可以是最限制的。相比之下,在较高的发动机转速下,如当爆震可能发生时,消弱的转矩负载限制可以是最限制的。通过选择可能的负载限制中最低的,异常燃烧被减缓并且进一步大爆震(mega-knock)事件被预先取得(pre-empted)同时解决所有其它负载影响的抑制。
[0107]现转至图8,映射图800示出示例发动机操作,其中涡轮迟滞经由正向气门重叠通过从进气歧管中压缩机的下游引导进气空气到涡轮机的上游而被降低。进一步地,预点火基于在直吹模式或非直吹模式期间是否发生异常燃烧被不同地解决。在示出的示例中,发动机包括用于调整汽缸气门正时的可变凸轮正时(VCT)装置。具体地,映射图800在曲线图802处示出涡轮机转速的变化,在曲线图804处示出调整相应的汽缸气门正时的凸轮轴位置的变化(或VCT调整),在曲线图806处示出相对化学计量比的发动机空燃比(汽缸AFR)的变化,在曲线图808处示出指示预点火(PI)的爆震传感器输出,在曲线图810-812处示出第一和第二 PI计数器的输出以及在曲线图814处示出进气节气门位置。
[0108]在当前的示例中,在tl之前,发动机可以以低升压操作。例如,发动机可以无升压的或以低升压水平操作,如由在曲线图802处的低涡轮机转速所指示的。在tl处,操作员踩加速器踏板事件可以发生。响应于踩加速器踏板事件,控制器可以将操作转变到直吹模式。在此,控制器可以被配置为从压缩机下游的进气歧管引导压缩的进气空气到涡轮机上游的排气歧管,从而提供附加质量流量和焓以加速涡轮机加速旋转。这样,被直吹的压缩的进气空气(在本文中也被称为直吹空气)可以被提供通过使用正向气门重叠操作的一个或更多个汽缸,并且其中经由汽缸引导的空气量基于发动机工况。
[0109]具体地,响应于踩加速器踏板事件,控制器可以确定加速旋转涡轮机所需要的直吹空气的总量。控制器然后可以确定将给定汽缸(或一个或多个汽缸)的气门正时从较低的正向重叠的初始正时转变到较高的正向气门重叠的最终正时(例如,负向气门重叠的初始正时到正向气门重叠的最终正时)所需要的凸轮轴调整。控制器然后可以调整凸轮轴(曲线图804)以将气门正时从初始正时(在tl之前)调整到最终正时(在位置805处)。控制器然后可以保持凸轮轴在调整的位置处以便将气门正时维持在tl和t2之间的位置805处。这使一部分需要的直吹空气能够经由使用正向气门重叠的汽缸被提供。此外,使用正向气门重叠操作的(一个或多个)汽缸的加燃料可以基于被输送的直吹空气量被调整(例如,富集)以便维持总燃烧空燃比(AFR)在化学计量比或在化学计量比附近(曲线图
806) ο
[0110]当在tl和t2之间以直吹模式操作时,预点火(PI)的一个或更多个指示可以基于发动机爆震传感器(曲线图808)的输出超过PI阈值809被接收。在示出的示例中,在tl和t2之间两种指示被接收。因此,响应于在直吹模式期间PI的指示,第一 PI计数器810被增加而第二 PI计数器812被维持。然而,在tl和t2之间,第一 PI计数器的输出计数可以低于直吹模式上限阈值820,且所以无PI减缓动作被执行。
[0111]在t2处,涡轮机转速可以达到阈值转速,超过该阈值转速进一步的直吹空气可能不是帮助涡轮机加速旋转所需要的。通过在tl和t2之间提供直吹空气,涡轮机加速旋转被加快。这样,在缺少直吹空气的情况下,在t2之后涡轮机加速旋转可能已经被减慢并且阈值转速可以已经获得。响应于涡轮机被充分地加速旋转,在t2处,凸轮轴可以恢复其最初位置,从而将气门正时恢复到较低的正向气门重叠的初始气门正时。这样,在t2处发动机可以恢复在非直吹模式下的操作。响应于转变到非直吹模式,第一计数器810的输出可以在t2处被冻结。
[0112]在t2处,响应于进入非直吹模式,第二 PI计数器812被启用。特别地,由于不存在预点火的发生,第二 PI计数器812在t2处开始减小。因此,第二 PI计数器自t2以后继续减少一段时间直到预点火的指示被接收。当在t2和t4之间以非直吹模式操作时,预点火(PD的一个或更多个指示可以基于发动机爆震传感器的输出超过PI阈值809被接收。在示出的示例中,多个指示在t2和t3之间(更接近t3)被接收。因此,响应于在非直吹模式期间PI的指示,第二 PI计数器的减少被停止并且第二 PI计数器812被增加而第一 PI计数器810被维持。此外在t2和t3之间,第二个第一 PI计数器的增加的输出可以超过非直吹模式上限阈值822,且所以PI减缓动作可以被启动。具体地,在t3处,进气节气门开度可以被减小(曲线图814)以限制发动机负载。此外,受影响的汽缸(一个或多个)的PI可以被临时地富集。富集可以基于在t2和t3之间接收的PI指示的强度。由于汽缸富集,总发动机AFR可以变得比化学计量比稍微更富(曲线图806)。
[0113]响应于经由减小进气门开度的发动机负载限制,预点火的进一步发生可以降低。响应于进气节气门开度的减少之后无预点火的进一步发生,第二 PI计数器812可以被减小。具体地,随着以非直吹模式的操作的持续时间而不用预点火发生继续,第二 PI计数器可以逐渐地减小。此外,随着第二 PI计数器的输出减小,发动机负载限制被减小,从而允许逐渐地恢复较高的发动机负载和转矩输出。在示出的示例中,随着第二 PI计数器的输出减小时,进气节气门开度被增加。此外,汽缸富集也与第二 PI计数器的减少成比例地相应减小。当在第二 PI计数器上减小的计数达到非直吹模式下限阈值826时,任何剩余发动机负载限制和汽缸富集被停止。具体地,进气节气门开度增加并且发动机AFR返回到化学计量比。进气节气门开度可以基于普遍的操作员转矩需求而增加。
[0114]在t4处,由于发动机工况的变化,涡轮机加速旋转帮助可以再次被需要。因此,在t4处,发动机可以再次恢复具有被调整到位置805的VCT的直吹模式操作以提供正向进气到排气门重叠。响应于转变到直吹模式,第二 PI计数器的输出可以被冻结并且不被进一步减小。当在t4和t5之间以直吹模式操作时,预点火(PI)的一个或更多个指示可以基于发动机爆震传感器的输出超过PI阈值809被接收。在示出的示例中,多个指示在t4之后被接收。因此,响应于在直吹模式期间PI的指示,第一 PI计数器810被进一步增加而第二 PI计数器812被维持。
[0115]在此,第一 PI计数器的增加的输出可以超过直吹模式上限阈限820,且因此PI减缓动作可以被启用。具体地,在t4和t5之间,当超过上限阈限820时,正向气门重叠被减小以限制发动机负载。在此,VCT临时地返回到减小的气门重叠的初始位置。此外,所有发动机汽缸(即,受影响的汽缸的PI和不受影响的汽缸的其它PI)可以被临时地富集。富集可以基于在t4和t5之间接收的PI指示的强度。作为富集的结果,总发动机AFR可以临时地变得比化学计量比更富。
[0116]同样在t4和t5之间,响应于经由减小气门重叠的发动机负载限制,预点火的进一步发生可以降低。响应于在气门重叠的减小之后无预点火的进一步发生,第一PI计数器810可以被减小。具体地,随着以直吹模式的操作的持续时间而不用预点火发生继续,第一PI计数器可以逐渐地减小。响应于经由减小气门重叠的发动机负载限制减小第一 PI计数器的率可以不同(在本文中较高)于响应于经由减小进气节气门开度的发动机负载限制减少第二 PI计数器的率。例如,第一 PI计数器可以响应于在以直吹模式操作时的给定的持续时间(例如在给定的示例中在t5之后的持续时间)无预点火事件发生而被减小。相比之下,第二 PI计数器响应于在以非直吹模式操作时的同一给定持续时间无预点火事件发生(如给定的示例中在t3之后所示出的)不被减小而被冻结在最终值。此外,随着第一 PI计数器的输出减小,发动机负载限制被减小,从而允许逐渐地恢复较高的发动机负载和转矩输出。在所示的示例中,随着第一PI计数器的输出减少,气门重叠被增加。此外,汽缸富集也与第一PI计数器的减小成比例地相应地减小。当第一PI计数器上减小的计数达到直吹模式下限阈值824时,任何剩余的发动机负载限制和发动机富集被停止。具体地,正向气门重叠增加并且VCT返至位置805。此外,发动机燃烧AFR返至化学计量比。当涡轮机转速足够高时,直吹操作然后在t5处被恢复并且继续直到t6。在t6处,直吹模式被停用,VCT位置返至无气门重叠的初始位
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