用于预点火控制的方法和系统的制作方法
【专利说明】用于预点火控制的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年12月18日提交的标题为“METHOD AND SYSTEM FORPRE-1GNIT1N CONTROL”的美国临时专利申请号61/917，863的优先权，为了所有目的，其整个内容被并入本文以供参考。
技术领域
[0003]本申请大体涉及用于控制车辆发动机以减少预点火事件的方法和系统。
【背景技术】
[0004]在某些工况下，发动机汽缸可能失火(misfire)或具有缓慢燃烧。这些失火或缓慢燃烧会增加在凸轮或气门重叠时间段期间进入邻近汽缸的热残余物。当这发生时，热残余物会引起失火在邻近汽缸内预点火。预点火会产生非常高的缸内压力，非常高的缸内压力会导致类似于燃烧爆震但具有更大强度的燃烧压力波。
[0005]同样，在升压的发动机中，燃烧迟于预期的迟燃燃烧事件也会导致预点火燃烧事件。具体地，迟燃会导致高的排气歧管压力和温度以及高于预期的排气残余物。升高的排气歧管压力可能会克服排气门弹簧压力，并且可能打开邻近汽缸上的排气门，使汽缸充满热排气残余物，并增加邻近汽缸中的预点火的可能性。该问题在诸如可以在涡轮增压发动机系统中被用来使到达扭矩的时间最小化的小体积排气歧管中会加重。因此，预点火事件会降低发动机性能并引起发动机退化。
【发明内容】
[0006]本文发明人已经认识到可以通过用于发动机的方法来至少部分地解决这些问题中的一些问题，该方法包含:响应于第一汽缸中的至少部分燃烧或失火，选择性地停用(deactivating)到接收由于第一汽缸中的燃烧而产生的排气残余物的第二汽缸的火花点火。以此方式，可以减少迟燃引起的预点火事件。
[0007]在一个示例中，基于曲轴加速度、火花塞离子电流、汽缸压力数据、排气空燃比等确定第一汽缸中的失火事件、部分燃烧或迟燃事件。然后可以基于第一汽缸的身份(identity)、发动机上的汽缸的点火顺序以及发动机的排气歧管的构造，识别最可能接收来自第一汽缸的排气残余物的第二邻近汽缸。响应于失火或迟燃事件，可以在第二汽缸中执行预点火缓解措施，以降低第二汽缸中由于第一汽缸中的迟燃事件而引起的预点火的可能性。这可以包括到第二汽缸的火花和燃料喷射的选择性且暂时性终止。在一些示例中，诸如当迟燃事件自阈值正时更少延迟时或当接收排气残余物的第二汽缸中的预点火的可能性更低时，可以仅停用火花。对于第二汽缸中的燃烧事件，火花和/或燃料供给可以被停用，然后对于紧随其后的燃烧事件可以被重新启用。
[0008]此外，停用火花和/或燃料喷射的预点火缓解措施可以延伸到另外的汽缸。例如，最可能接收由于第二汽缸中的燃烧而产生的排气残余物的第三汽缸也可以停用火花和燃料，以降低由于自第二汽缸接收的热残余物等而引起的第三汽缸中的预点火的可能性。
[0009]以此方式，通过停用到可能(逐渐地)接收由于邻近汽缸中的迟燃而产生的排气残余物的一个或更多个汽缸中的火花和燃料喷射，可以降低排气残余物的温度和压力。通过降低排气残余物的温度和压力，可以降低汽缸中由于来自迟燃或失火汽缸的热排气残余物的接收而引起的预点火的可能性。此外，其他汽缸中由于接收热残余物的汽缸中的燃烧而引起的预点火的可能性也得以降低。总的来说，能够缓解由于预点火而引起的发动机退化。
[0010]应当理解，提供以上
【发明内容】
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所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被随附的权利要求唯一地限定。此外，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】
[0011]图1示出了内燃发动机的示意图。
[0012]图2示出了图1的发动机的替代实施例。
[0013]图3示出了用于响应于邻近汽缸中的迟燃而在一个或更多个汽缸中执行预点火缓解措施的高水平流程图。
[0014]图4-5示出了响应于汽缸失火或迟燃事件而执行的示例发动机火花正时和燃料喷射调整。
【具体实施方式】
[0015]以下描述涉及用于响应于邻近汽缸中的迟燃或失火而检测汽缸中的热残余物传输并调整到达受影响的汽缸的火花和/或燃料喷射以便减少迟燃或失火引起的预点火事件的系统和方法。在一个示例中，调整火花和/或燃料喷射可以包括选择性地停用到达受影响的汽缸的火花和燃料喷射。在被配置为具有小排气歧管的发动机(诸如图1-2的发动机系统)中，来自第一汽缸中的迟燃事件的排气残余物会升高排气歧管压力，从而使得残余物被强制地接收在第二邻近汽缸中。发动机控制器可以被配置为执行控制方法(诸如图3的方法)，以便在第一汽缸正失火的情况下或在第一汽缸中的燃烧的正时被延迟超过阈值正时的情况下调整到第二汽缸的火花和/或燃料喷射(例如，停用火花和/或燃料喷射)，其中大量的热排气残余物可能从第一汽缸释放到排气歧管内，并且可能被强制地接收在第二汽缸中(例如，在气门重叠期间)。参照图4-5描述了示例燃料喷射和火花调整。通过暂时停用到接收热残余物的汽缸的火花(例如，停用燃料点火)和/或燃料喷射，可以降低残余物的温度，并且可以降低迟燃或失火引起的预点火的可能性。这又会减少由于预点火事件而引起的发动机退化。
[0016]图1是示出多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图，发动机10可以被包括在机动车辆的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置132来自车辆操作者130的输入来控制。在这个示例中，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的燃烧室(即汽缸)30可以包括燃烧室壁136，活塞138被设置在其中。活塞138可以被耦连至曲轴140，以便活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由中间变速器系统耦连至车辆的至少一个驱动轮。此外，启动马达可以经由飞轮耦连至曲轴140，以实现发动机10的启动操作。
[0017]汽缸30可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了汽缸30外，进气通道146还可以与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或更多个进气通道可以包括升压装置，例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了被配置为具有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以通过轴180至少部分地由排气涡轮176提供动力，其中升压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其他示例中，例如在发动机10装备有机械增压器的示例中，排气涡轮176可以被可选地省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门20沿发动机的进气通道提供，以便改变提供给发动机汽缸的进气的流速和/或进气的压力。例如，节气门20可以被设置在压缩机174的下游，如在图1中所示的，或可替代地，可以被提供在压缩机174的上游。
[0018]除了汽缸30外，排气通道148还可以接收来自发动机10的其他汽缸的排气。在一个示例中，排气通道148可以接收来自发动机10的所有汽缸的排气。然而，在一些实施例中，如在图2处所详述的，来自一个或更多个汽缸的排气可以被送至第一排气通道，而来自一个或更多个其他(其余)汽缸的排气可以被送至第二不同的排气通道，不同的排气通道然后在更远的下游、在排气排放控制装置处或越过排气排放控制装置处会聚。排气传感器128被显示为耦连至排放控制装置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指示的各种合适的传感器中选择，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO (如所描述的)、HEGO (加热型EGO)、NOx, 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、各种其他排放控制装置或其组合。
[0019]可以通过位于排气通道148中的一个或更多个温度传感器(未示出)估计排气温度。可替代地，可以基于发动机工况推断排气温度，发动机工况诸如为转速、负荷、空燃比(AFR)、花火延迟等。而且，排气温度可以通过一个或更多个排气传感器128计算。应认识到，可替代地，可以通过在本文中所列出的温度估计方法的任意组合估计排气温度。
[0020]发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如，汽缸30被显示为包括位于汽缸30的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸30)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
[0021]进气门150可以由控制器12经由凸轮驱动系统151通过凸轮驱动控制。类似地，排气门156可以由控制器12通过凸轮驱动系统153控制。凸轮驱动系统151和153均可以包括一个或更多个凸轮，并且可以使用凸轮廓线变换(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)系统中的一个或更多个，这些系统可以由控制器12操作以改变气门操作。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器155和157确定。在可替代的实施例中，进气门和/或排气门可以由电动气门驱动控制。例如，汽缸30可以可替代地包括通过电动气门驱动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮驱动控制的排气门。在另一实施例中，进气门和排气门可以由共同的气门驱动器或者驱动系统或可变气门正时驱动器或者驱动系统控制。
[0022]汽缸30可以具有压缩比，其为活塞138在下止点时与在上止点时的体积之比。通