在單個汽缸爆震控制期間控制組與組之間部件溫度保護的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及在單個汽缸爆震控制期間用于改善部件溫度保護的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃發(fā)動機的點火正時可以根據(jù)發(fā)動機工況改變以便提供最優(yōu)發(fā)動機操作。作為一個示例，為了增加發(fā)動機效率和減少燃料消耗，每個汽缸的火花正時可以被定位在最大扭矩最小點火提前角(MBT)處。響應(yīng)于異常燃燒事件(如由于爆震引起的)，那么點火正時可以從最優(yōu)正時被延遲。Haraldson等人在WO 2011023852中示出一種示例方法。在其中，汽缸與汽缸之間的爆震控制經(jīng)由對每個汽缸的火花正時的獨立調(diào)整通過控制每個汽缸中的爆震而被執(zhí)行。
[0003]然而，本發(fā)明人在此已經(jīng)認識到利用此種方法的潛在問題。雖然汽缸與汽缸之間的爆震控制允許更可靠地解決爆震，但是每個汽缸的排氣溫度能夠使用從各自的組中以及在組之間(如在V-發(fā)動機中)的另一些汽缸開始的火花延遲(或提前)而大幅度地變化。當操作接近部件溫度限值(如排氣催化劑、排氣渦輪機入口、一個或多個排氣門等的溫度限值)時，如果一個或多個汽缸具有從火花的基準值開始延遲的火花，那些汽缸中的排氣溫度可以超過設(shè)計限值。因此，這能夠減少發(fā)動機的壽命并且增加部件替換的需要。部件溫度可以通過增加/減小貫穿整個組(例如，在1-發(fā)動機中)或兩個組(例如，在V-發(fā)動機中)的全部汽缸的燃料輸送而被控制。例如，發(fā)動機的全部汽缸的加燃料可以基于使用火花和點火器(Iambse)的全局調(diào)節(jié)器(modifier)推知的全局發(fā)動機溫度模型而被調(diào)整以進一步預(yù)測每個汽缸的排氣溫度的變化。然而，這可以導(dǎo)致過量的燃料浪費并且整體減小的燃料經(jīng)濟性和發(fā)動機性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個示例中，一些上述問題可以通過用于發(fā)動機的方法來解決，該方法確保單個汽缸爆震控制并且維持部件溫度在具有減小的燃料浪費的限值內(nèi)。一種示例方法包含:經(jīng)由火花調(diào)整和加燃料調(diào)整中的每一者將發(fā)動機排氣溫度維持在閾值內(nèi)，該火花調(diào)整基于多個發(fā)動機汽缸中的每一個的自適應(yīng)爆震控制值，該加燃料調(diào)整基于火花調(diào)整。
[0005]例如，在多驅(qū)動循環(huán)內(nèi)，基于每個汽缸中的爆震發(fā)生事件，單獨獲悉每個汽缸的自適應(yīng)爆震值?；诿總€汽缸的自適應(yīng)爆震值，每個汽缸可以使用自MBT開始的不同的火花延遲量來操作。例如，具有較高爆震傾向的汽缸可以具有較高的爆震自適應(yīng)值并且可以使用自MBT開始的進一步延遲的火花正時來操作，而具有較低爆震傾向的汽缸可以具有較低的爆震自適應(yīng)值并且可以使用自MBT (例如，沒有火花延遲的情況下、在MBT處有火花的情況下或從MBT開始提前的火花的情況下)開始的較小延遲的火花正時來操作。組與組之間的汽缸加燃料然后可以基于獲悉的火花調(diào)整而被調(diào)整以啟用特定組的排氣溫度控制。具體地，對于每個組，具有最大火花延遲量的汽缸可以被確定。對那個組的全部汽缸的加燃料然后可以基于最大火花延遲量被調(diào)整以便將給定組的排氣溫度維持在閾值之下。作為一個示例，該組的全部汽缸可以基于最大火花延遲量而被富集。同樣地，另一發(fā)動機組(如在V-發(fā)動機中)的汽缸的火花可以基于各自的自適應(yīng)值而被調(diào)整，并且基于具有最大火花延遲量的汽缸而調(diào)整加燃料。替代地，具有最大火花延遲量的汽缸可以基于最大火花延遲量而被加燃料以確保有待控制的排氣溫度，并且對另一給定組的剩余汽缸的加燃料可以基于確定的加燃料而被調(diào)整以便將給定組的排氣空-燃比維持在化學(xué)計量比處或在化學(xué)計量比附近或空-燃比(如全開放的踏板性能-最稀的最大扭矩(LBT))命令的任何參考(base)。
[0006]以此方式，汽缸與汽缸之間的爆震控制能夠被實現(xiàn)并且由于不同的汽缸的火花調(diào)整而導(dǎo)致補償排氣熱產(chǎn)生的差異。通過基于最壞情況的汽缸的火花調(diào)節(jié)器而調(diào)整汽缸加燃料，能夠提供由于火花調(diào)整的而導(dǎo)致的排氣溫度上升的更精確的預(yù)測。通過基于具有最大火花延遲量的汽缸(最壞情況的汽缸)的火花調(diào)節(jié)器而向發(fā)動機組的全部汽缸加燃料，可以較好的確保任何汽缸或組不會超過發(fā)動機部件的溫度限值。因此，改善了排氣溫度控制。通過基于對排氣溫度調(diào)整的燃料調(diào)節(jié)器計算有待添加到每個發(fā)動機組的燃料量，溫度和爆震控制能夠在不浪費燃料的情況下被實現(xiàn)。因此，這改善了整體發(fā)動機燃料經(jīng)濟性和發(fā)動機性能。
[0007]應(yīng)當理解，提供上述
【發(fā)明內(nèi)容】
以簡化的形式介紹一些概念，這些概念將在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，所要求保護的主題的范圍被緊隨【具體實施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0008]圖1不出部分發(fā)動機視圖。
[0009]圖2示出基于自適應(yīng)爆震值用于確定汽缸與氣缸之間火花調(diào)節(jié)器的高級別流程圖，并且基于發(fā)動機組的最壞情況的汽缸的火花調(diào)節(jié)器進一步調(diào)整具體組的燃料調(diào)節(jié)器。
[0010]圖3根據(jù)本公開的示出爆震和排氣溫度控制的發(fā)動機火花和燃料調(diào)整的示例。
【具體實施方式】
[0011]提供用于發(fā)動機系統(tǒng)(如圖1的發(fā)動機系統(tǒng))中的爆震控制的方法和系統(tǒng)，并且也將排氣溫度維持在部件設(shè)計限值內(nèi)。控制器可以被配置為執(zhí)行控制程序(如圖2的程序)，以基于單獨的自適應(yīng)爆震值調(diào)整每個汽缸的火花調(diào)節(jié)器，并且基于最壞情況的汽缸的火花延遲全局地調(diào)整發(fā)動機組的每個汽缸的燃料調(diào)節(jié)器。通過基于與具有最大火花延遲量的汽缸相聯(lián)系的排氣溫度上升而調(diào)整組加燃料，排氣溫度可以被維持在部件設(shè)計限值內(nèi)而沒有浪費過量的燃料。參考圖3示出的示例調(diào)整。
[0012]圖1示出了內(nèi)燃發(fā)動機10的燃燒室或汽缸的示例實施例。發(fā)動機10可以接收來自包括控制器12的控制系統(tǒng)的控制參數(shù)和經(jīng)由輸入裝置132來自車輛操作員130的輸入。在該示例中，輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的汽缸(本文也稱為“燃燒室”)14可以包括具有活塞138定位在其中的燃燒室壁136?；钊?38可以被耦接到曲軸140，使得活塞的往復(fù)運動被轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸140可以經(jīng)由變速器系統(tǒng)被耦接到客車的至少一個驅(qū)動輪。進一步地，啟動器馬達可以經(jīng)由飛輪被耦接到曲軸140以確保發(fā)動機10的啟動操作。
[0013]汽缸14能夠經(jīng)由一系列的進氣空氣通道142、144和146接收進氣空氣。進氣空氣通道146能夠與除了汽缸14之外的發(fā)動機10的另一些汽缸連通。在一些實施例中，一個或多個進氣通道可以包括升壓裝置(如渦輪增壓器或機械增壓器)。例如，圖1示出配置有包括在進氣通道142和144之間布置的壓縮機174和沿排氣通道148布置的排氣渦輪機176的渦輪增壓器的發(fā)動機10。壓縮機174可以經(jīng)由軸180至少部分地由排氣渦輪機176供能，其中升壓裝置被配置為渦輪增壓器。然而，在如發(fā)動機10提供有機械增壓器的另一些示例中，排氣渦輪機176可以任選地被省略，其中壓縮機174可以通過來自馬達或發(fā)動機的機械輸入來供能。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門20可以沿發(fā)動機的進氣通道被提供，用于改變提供到發(fā)動機汽缸的進氣空氣的流率和/或壓力。例如，節(jié)氣門20可以被布置在圖1所示的壓縮機174的下游或替代地可以被提供在壓縮機174的上游。
[0014]排氣通道148能夠從除了汽缸14之外的發(fā)動機10的另一些汽缸接收排氣。排氣傳感器128被示出耦接到排放控制裝置178上游的排氣通道148。傳感器128可以從用于提供排氣空/燃比的指示的各種合適的傳感器中選擇，例如，各種合適的傳感器諸如線性氧傳感器或UEGO(通用或?qū)捰蚺艢庋?、雙態(tài)氧傳感器或EGO(如示出的)、HEG0(加熱的EGO)、N0x、HC或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化劑(TWC) ,NOx捕集器、各種其它排放控制裝置或它們的組合。
[0015]排氣溫度可以由定位在排氣通道148中的一個或多個溫度傳感器(未示出)來估計。替代地，排氣溫度可以基于發(fā)動機工況(如轉(zhuǎn)速、負載、空-燃比(AFR)、火花延遲等)被推知。進一步地，排氣溫度可以由一個或多個排氣傳感器128來計算。應(yīng)當認識到，排氣溫度可以替代地通過本文列出的溫度估計方法的任意組合來估計。
[0016]發(fā)動機10的每個汽缸可以包括一個或多個進氣門和一個或多個排氣門。例如，汽缸14被示出包括定位在汽缸14的上部區(qū)域的至少一個進氣提升氣門150和至少一個排氣提升氣門156。在一些實施例中，發(fā)動機10的每個汽缸(包括汽缸14)可以包括定位在汽缸的上部區(qū)域的至少兩個進氣提升氣門和至少兩個排氣提升氣門。
[0017]進氣門150可以經(jīng)由凸輪致動系統(tǒng)151通過凸輪致動由控制器12控$1」。類似地，排氣門156可以經(jīng)由凸輪致動系統(tǒng)153由控制器12控制。凸輪致動系統(tǒng)151和153中每個可以包括一個或多個凸輪并且可以利用可以由控制器12操作