在预交付阶段中用于提前点火控制的方法

文档序号:9861170阅读:183来源:国知局
在预交付阶段中用于提前点火控制的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在车辆生产之后且在交付之前控制车辆中的发动机中的提前点火(pre-1gnit1n)。
【背景技术】
[0002]新制造的车辆在生产出来之后且在它们被交付给代理商销售之前可以停驻在生产工厂停车场。这些车辆也可以被填充低辛烷值的燃料并且可能停在生产工厂停车场较长的持续时间,然后在被销售之前在代理商处停放较长的持续时间。因此,在发动机操作期间,较低辛烷值燃料可能引起提前点火事件,从而导致发动机劣化。提前点火事件也可以被激进驾驶触发,例如当围绕生产工厂停车场将车辆移动短距离时可能发生的驾驶。除了提前点火之外,新车辆中的发动机中的火花塞也可能易受劣化影响。作为示例,当发动机被冷起动时,由于存在富燃(rich combust1n)情况,火花塞可能经历结垢(fouling)。此外,因为当新制造的车辆围绕生产工厂停车场被移动时发动机运行时间可能较短,所以火花塞上的碳沉积(carbon deposits)可能不被烧尽,导致火花塞的结垢。因此,由于提前点火和火花塞结垢,在新制造的车辆内可能发生发动机劣化。

【发明内容】

[0003]发明人在此已经意识到上述问题,并且指出至少部分解决上述问题的途径。一种示例方法可以包括:在包含发动机的车辆的预交付(pre-delivery)阶段期间,使用空燃比的第一设定来操作发动机以降低火花塞结垢,以及响应于提前点火而调整空燃比的第一设定。以此方式,火花塞结垢和提前点火可以被同时控制。
[0004]例如,在预交付阶段期间,可以使用预交付校准操作新制造的车辆中的增压发动机。预交付阶段可以包含生产和交付给代理商之间的阶段。在另一示例中,预交付阶段可以包含里程低于预定阈值。预交付发动机校准可以包含空燃比的第一设定,该第一设定比化学计量更稀以便减少火花塞结垢。响应于提前点火的指示,可以将空燃比的第一设定从比化学计量更稀调节到比化学计量更富。更进一步,如果检测到火花塞结垢,则空燃比可以被再次调节到比化学计量更稀的比率。就此而言,发动机工况可以被主动地修改以同时控制提前点火和火花塞结垢。
[0005]以此方式,新制造的车辆中的发动机可以被控制,以降低提前点火和火花塞结垢。通过使用比化学计量更稀的空燃比作为预交付校准中的第一设定,在发动机冷起动期间的富燃情况可以被减少,导致火花塞上较少的沉积物。响应于提前点火,比化学计量更稀的空燃比可以被调整到比化学计量更富的空燃比。通过富化发动机中的燃烧,提前点火可以被缓解。因此,发动机操作可以被控制以降低火花塞结垢,并且发动机操作可以被进一步调节以解决提前点火。因此,在预交付阶段中由于提前点火和火花塞结垢导致的发动机劣化可以被降低。
[0006]应当理解,提供以上本
【发明内容】
是为了以简化的形式介绍一系列概念,这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征,要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外,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】
[0007]图1示出车辆中的发动机中的示例燃烧室的示意图。
[0008]图2描绘根据本发明的基于车辆处于预交付阶段或交付后阶段来选择发动机操作模式的高级流程图。
[0009]图3是根据本发明当车辆处于预交付阶段时的发动机的示例控制操作。
[0010]图4是根据本发明当车辆处于交付后阶段时的发动机的示例控制操作。
[0011]图5根据本发明描绘了预交付模式中的发动机操作和交付后模式中的发动机操作之间的示例比较。
【具体实施方式】
[0012]以下详细说明涉及用于解决新制造的车辆中的发动机系统(例如,图1的发动机)中的提前点火和火花塞结垢的方法。基于车辆是处于预交付发动机校准模式还是处于交付后(post-delivery)发动机校准模式,控制器可以被配置为选择发动机操作模式(图2)。在工厂紧接车辆生成之后,可以在车辆中激活预交付校准模式。车辆被交付给代理商之后,预交付校准模式可以被操作者停用。就此而言,基于车辆处于预交付模式或处于交付后模式,可以以不同的方式控制各种发动机参数。预交付阶段中的最初发动机操作可以包含一个或多个发动机参数的第一设定,用以控制火花塞结垢。此外,使用对一个或多个发动机参数的第一设定的调整(图3)可以缓解预交付模式中的提前点火情况。交付后阶段中的一个或多个发动机参数中的每个参数的第二设定可以不同于在预交付阶段中使用的第一设定。另外,在交付后模式中,可以对一个或多个发动机参数的第二设定进行调整,以减少提前点火(图4)。就此而言,在预交付模式中的发动机操作可以不同于在交付后模式中的发动机操作(图5)。此外,预交付阶段和预交付校准可以与交付后阶段及相应的校准相互排斥。以此方式,与发动机系统的交付后阶段中使用的方式相比,新制造的车辆的发动机系统在预交付阶段中的提前点火以不同的方式被降低。
[0013]图1示出内燃发动机10中的示例汽缸30的示意图。发动机10可以至少部分地通过包含控制器12的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制。在该示例中,输入装置130包含加速器踏板和产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器 134。
[0014]发动机10的燃烧室30 (又被称为汽缸30)可以包含其中设置有活塞36的燃烧室壁32。活塞36被耦接至曲轴40,使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速系统(未示出)耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外,起动机马达可以经由飞轮(未示出)耦接至曲轴40,使得能够进行发动机10的起动操作。
[0015]燃烧室30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气,并且经由排气歧管48和排气道58排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48可以经由各自的进气门52和排气门54可选择地与燃烧室30连通。在一些实施例中,燃烧室30可以包含两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0016]在图1的示例中,进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53可以均包含安装在一个或多个凸轮轴(在图1中未示出)上的一个或多个凸轮,并且可以利用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个,这些系统可以由控制器12操作以改变气门操作。进气凸轮轴的角位置和排气凸轮轴的角位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中,进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动控制。例如,汽缸30可以可替换地包含经由电动气门致动控制的进气门和经由包含CPS系统和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
[0017]燃料喷射器66被显示为直接耦接至燃烧室30,用于与经由电子驱动器99从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧室中。以此方式,燃料喷射器66提供燃料到燃烧室30内的所谓直接喷射。燃料喷射器可以被安装在例如燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料可以由包含燃料箱、燃料栗和燃料轨的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66ο在一些实施例中,燃烧室30可以替换地或额外地包含以某一配置被布置在进气歧管44中的燃料喷射器,该配置提供燃料进入燃烧室30上游的进气道的所谓进气道喷射。
[0018]在选定操作模式下,响应于来自控制器12的火花提前信号SA,点火系统88可以经由火花塞91提供点火火花到燃烧室30。虽然在一些实施例中示出了火花点火组件,但是燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以以带有或者不带有点火火花的压缩点火模式进行操作。
[0019]发动机10可以进一步包含压缩装置,诸如包含沿进气通道42布置的至少一个压缩机94的涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器,压缩机94可以至少部分地由沿排气通道58布置的排气涡轮92(例如,经由轴)驱动。压缩机94抽吸来自进气通道42的空气以供应增压室46。排气使经由轴96耦接至压缩机94的排气涡轮92旋转。对于机械增压器,压缩机94可以至少部分由发动机和/或电机驱动,并且可以不包含排气涡轮。因此,可以由控制器12改变经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个汽缸的压缩量。
[0020]废气门69可以耦接在涡轮增压器中的排气涡轮92两端。具体地,废气门69可以被包含在旁通通路67内,其中该旁通通路67被耦接在排气涡轮92的入口和出口之间。通过调整废气门69的位置,可以控制由排气涡轮提供的增压量。
[0021]进气歧管44被示出与具有节流板64的节气门62连通。在该特定示例中,可以经由提供给包含在节气门62中的电动马达或致动器(被称为电子节气门控制(ETC)的配置)(图1中未示出)的信号由控制器12来改变节流板64的位置。可以经由轴由电动马达改变节气门位置。节气门62可以控制从进气增压室46到进气歧管44和燃烧室30 (和其他发动机气缸)的气流。节流板64的位置可以通过来自节气门位置传感器158的节气门位置信号TP被提供给控制器12。
[0022]排气传感器126被显示为耦接至排放控制装置70上游的排气歧管48。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任意合适的传感器,诸如,线性氧传感器或者UEGO (通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EG0、HEG0 (加热型EGO)、N0x、HC或者CO传感器。排放控制装置70被显示为沿排气道58布置在排气传感器126和排气涡轮92的下游。装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制设备或其组合。
[0023]排气再循环(EGR)系统(未示出)可以被用于将期望的部分排气从排气道58输送到进气歧管44。可替换地,通过控制排气门和进气门的正时,一部分燃烧气体可以被保留在燃烧室内作为内部EGR。
[0024]发动机10可以进一步包含一个或多个爆震传感器(未示出),所述爆震传感器用于感测异常燃烧事件并区分由于爆震导致的异常燃烧事件和表明提前点火的异常燃烧事件。例如,来自缸内爆震传感器的输入和/或来自曲轴加速传感器的输入可以被用于指示汽缸内的异常燃烧事件。爆震传感器可以是发动机组上的加速计、缸内压力换能器或配置在每个汽缸的火花塞中的电离传感器。基于爆震传感器信号的特征,诸如,信号正时、幅度、强度、频率等,和/或基于曲轴加速信号,控制器可以识别提前点火。例如,可以基于在第一较早窗口(相对火花正时)中估计的汽缸爆震信号大于第一较高阈值来确定汽缸提前点火事件。另一方面,可以基于在第二较晚窗口(相对火花正时)中估计的汽缸爆震信号大于第二较低阈值来确定汽缸爆震事件。在其中确定爆震信号的窗口可以是曲柄角窗口。另外,可以基于异常燃烧检测时的发动机工况来将提前点火与爆震区分开。例如,在较高发动机转速和较高发动机负载下检测的异常燃烧可以归因于爆震,而在较低发动机转速和较低发动机负载下检测的异常燃烧可以表明提前点火。就此而言,为解决爆震而采取缓解措施可以不同于为解决提前点火而由控制器采取的缓解措施。例如,可以使用火花延迟和EGR来解决爆震,而可以通过使汽缸增富并且以某一发动机负载限制量来解决提前点火。在可替代的实施例中,基于EGR系统的类型,EGR也可以在减少提前点火中起作用。
[0025]图1中示出的控制器12作为常规微型计算机包含:微处理单元102、输入/输出端口 104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器12命令各种致动器诸如节流板64、废气门69、燃料喷射器66等等。控制器12被示出接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号,除了之前讨论的那些信号之外,还包含:来自耦接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);耦接至加速器踏板130用于感测由车辆操作者132调整的加速器位置的位置传感器134 ;来自耦接至进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自耦接至增压室46的压力传感器122的增压压力的测量值;来自耦接至曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自质量空气流量传感器120的进入发动机的空气质量的测量值;来自传感器158的节气门位置的测量值;来自EGO传感器128的空燃比(AFR);以及来自爆震传感器和曲轴加速传感器的异常燃烧。在本发明的优选地方面,可以用作发动机转速传感器的曲轴传感器118针对曲轴的每次回转可以产生预定数量的等距脉冲,从该预定数量的等距脉冲中可以确定发动机转速(RPM)。这种脉冲可以作为如上所述的表面点火感测信号(PIP)被转发到控制器12。
[0026]存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据来编程,所述计算机可读数据表示由处理器106可执行的用于实施下文所描述的方法以及可预期但未具体列出的其他变体的指令。
[0027]如上所述,图1仅示出多汽缸发动机的一个气缸,并且每个汽缸具有其各自的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。此外,在本文中所描述的示例实施例中,发动机可以被耦接至用于起动发动机的起动机马达(未示出)。例如,当驾驶员将钥匙旋入转向柱上的点火开关时,起动机马达可以被供电。在发动机起动之后例如通过发动机10在预定时间之后到达预定转速,起动机被脱离。
[0028]发动机10可以是包括在新制造的车辆中的新制造的发动机。新制造的车辆在生产之后,在其被交付给代理商销售之前,也可以被填充低辛烷燃料并且停驻在生产工厂停车场。这些车辆可以围绕生产
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