在单个汽缸爆震控制期间控制组与组之间部件温度保护的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及在单个汽缸爆震控制期间用于改善部件温度保护的系统和方法。
【背景技术】
[0002]内燃发动机的点火正时可以根据发动机工况改变以便提供最优发动机操作。作为一个示例，为了增加发动机效率和减少燃料消耗，每个汽缸的火花正时可以被定位在最大扭矩最小点火提前角(MBT)处。响应于异常燃烧事件(如由于爆震引起的)，那么点火正时可以从最优正时被延迟。Haraldson等人在WO 2011023852中示出一种示例方法。在其中，汽缸与汽缸之间的爆震控制经由对每个汽缸的火花正时的独立调整通过控制每个汽缸中的爆震而被执行。
[0003]然而，本发明人在此已经认识到利用此种方法的潜在问题。虽然汽缸与汽缸之间的爆震控制允许更可靠地解决爆震，但是每个汽缸的排气温度能够使用从各自的组中以及在组之间(如在V-发动机中)的另一些汽缸开始的火花延迟(或提前)而大幅度地变化。当操作接近部件温度限值(如排气催化剂、排气涡轮机入口、一个或多个排气门等的温度限值)时，如果一个或多个汽缸具有从火花的基准值开始延迟的火花，那些汽缸中的排气温度可以超过设计限值。因此，这能够减少发动机的寿命并且增加部件替换的需要。部件温度可以通过增加/减小贯穿整个组(例如，在1-发动机中)或两个组(例如，在V-发动机中)的全部汽缸的燃料输送而被控制。例如，发动机的全部汽缸的加燃料可以基于使用火花和点火器(Iambse)的全局调节器(modifier)推知的全局发动机温度模型而被调整以进一步预测每个汽缸的排气温度的变化。然而，这可以导致过量的燃料浪费并且整体减小的燃料经济性和发动机性能。
【发明内容】
[0004]在一个示例中，一些上述问题可以通过用于发动机的方法来解决，该方法确保单个汽缸爆震控制并且维持部件温度在具有减小的燃料浪费的限值内。一种示例方法包含:经由火花调整和加燃料调整中的每一者将发动机排气温度维持在阈值内，该火花调整基于多个发动机汽缸中的每一个的自适应爆震控制值，该加燃料调整基于火花调整。
[0005]例如，在多驱动循环内，基于每个汽缸中的爆震发生事件，单独获悉每个汽缸的自适应爆震值。基于每个汽缸的自适应爆震值，每个汽缸可以使用自MBT开始的不同的火花延迟量来操作。例如，具有较高爆震倾向的汽缸可以具有较高的爆震自适应值并且可以使用自MBT开始的进一步延迟的火花正时来操作，而具有较低爆震倾向的汽缸可以具有较低的爆震自适应值并且可以使用自MBT (例如，没有火花延迟的情况下、在MBT处有火花的情况下或从MBT开始提前的火花的情况下)开始的较小延迟的火花正时来操作。组与组之间的汽缸加燃料然后可以基于获悉的火花调整而被调整以启用特定组的排气温度控制。具体地，对于每个组，具有最大火花延迟量的汽缸可以被确定。对那个组的全部汽缸的加燃料然后可以基于最大火花延迟量被调整以便将给定组的排气温度维持在阈值之下。作为一个示例，该组的全部汽缸可以基于最大火花延迟量而被富集。同样地，另一发动机组(如在V-发动机中)的汽缸的火花可以基于各自的自适应值而被调整，并且基于具有最大火花延迟量的汽缸而调整加燃料。替代地，具有最大火花延迟量的汽缸可以基于最大火花延迟量而被加燃料以确保有待控制的排气温度，并且对另一给定组的剩余汽缸的加燃料可以基于确定的加燃料而被调整以便将给定组的排气空-燃比维持在化学计量比处或在化学计量比附近或空-燃比(如全开放的踏板性能-最稀的最大扭矩(LBT))命令的任何参考(base)。
[0006]以此方式，汽缸与汽缸之间的爆震控制能够被实现并且由于不同的汽缸的火花调整而导致补偿排气热产生的差异。通过基于最坏情况的汽缸的火花调节器而调整汽缸加燃料，能够提供由于火花调整的而导致的排气温度上升的更精确的预测。通过基于具有最大火花延迟量的汽缸(最坏情况的汽缸)的火花调节器而向发动机组的全部汽缸加燃料，可以较好的确保任何汽缸或组不会超过发动机部件的温度限值。因此，改善了排气温度控制。通过基于对排气温度调整的燃料调节器计算有待添加到每个发动机组的燃料量，温度和爆震控制能够在不浪费燃料的情况下被实现。因此，这改善了整体发动机燃料经济性和发动机性能。
[0007]应当理解，提供上述
【发明内容】
以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围被紧随【具体实施方式】之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0008]图1不出部分发动机视图。
[0009]图2示出基于自适应爆震值用于确定汽缸与气缸之间火花调节器的高级别流程图，并且基于发动机组的最坏情况的汽缸的火花调节器进一步调整具体组的燃料调节器。
[0010]图3根据本公开的示出爆震和排气温度控制的发动机火花和燃料调整的示例。
【具体实施方式】
[0011]提供用于发动机系统(如图1的发动机系统)中的爆震控制的方法和系统，并且也将排气温度维持在部件设计限值内。控制器可以被配置为执行控制程序(如图2的程序)，以基于单独的自适应爆震值调整每个汽缸的火花调节器，并且基于最坏情况的汽缸的火花延迟全局地调整发动机组的每个汽缸的燃料调节器。通过基于与具有最大火花延迟量的汽缸相联系的排气温度上升而调整组加燃料，排气温度可以被维持在部件设计限值内而没有浪费过量的燃料。参考图3示出的示例调整。
[0012]图1示出了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可以接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数和经由输入装置132来自车辆操作员130的输入。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(本文也称为“燃烧室”)14可以包括具有活塞138定位在其中的燃烧室壁136。活塞138可以被耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转变为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统被耦接到客车的至少一个驱动轮。进一步地，启动器马达可以经由飞轮被耦接到曲轴140以确保发动机10的启动操作。
[0013]汽缸14能够经由一系列的进气空气通道142、144和146接收进气空气。进气空气通道146能够与除了汽缸14之外的发动机10的另一些汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可以包括升压装置(如涡轮增压器或机械增压器)。例如，图1示出配置有包括在进气通道142和144之间布置的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮机176的涡轮增压器的发动机10。压缩机174可以经由轴180至少部分地由排气涡轮机176供能，其中升压装置被配置为涡轮增压器。然而，在如发动机10提供有机械增压器的另一些示例中，排气涡轮机176可以任选地被省略，其中压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入来供能。包括节流板164的节气门20可以沿发动机的进气通道被提供，用于改变提供到发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，节气门20可以被布置在图1所示的压缩机174的下游或替代地可以被提供在压缩机174的上游。
[0014]排气通道148能够从除了汽缸14之外的发动机10的另一些汽缸接收排气。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以从用于提供排气空/燃比的指示的各种合适的传感器中选择，例如，各种合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如示出的)、HEG0(加热的EGO)、N0x、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC) ,NOx捕集器、各种其它排放控制装置或它们的组合。
[0015]排气温度可以由定位在排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)来估计。替代地，排气温度可以基于发动机工况(如转速、负载、空-燃比(AFR)、火花延迟等)被推知。进一步地，排气温度可以由一个或多个排气传感器128来计算。应当认识到，排气温度可以替代地通过本文列出的温度估计方法的任意组合来估计。
[0016]发动机10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14被示出包括定位在汽缸14的上部区域的至少一个进气提升气门150和至少一个排气提升气门156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括定位在汽缸的上部区域的至少两个进气提升气门和至少两个排气提升气门。
[0017]进气门150可以经由凸轮致动系统151通过凸轮致动由控制器12控$1」。类似地，排气门156可以经由凸轮致动系统153由控制器12控制。凸轮致动系统151和153中每个可以包括一个或多个凸轮并且可以利用可以由控制器12操作