活動(dòng)可以大致介紹為在正常燃燒循環(huán)的活動(dòng)之前的測(cè)量離子電流，如圖15中所示。參考圖15，可以知道，在正常燃燒循環(huán)中，在點(diǎn)火信號(hào)和火花塞電離電流信號(hào)的第一峰值之前，在燃料噴射電離電流傳感器中沒(méi)有檢測(cè)到活動(dòng)。不過(guò)，在提前點(diǎn)火情況下，至少在火花塞的點(diǎn)火正時(shí)之前可以有明顯的活動(dòng)。活動(dòng)可以不是對(duì)于燃料噴射電離電流傳感器所示的嚴(yán)重性、斜率或精確正時(shí)，而是相信在另外的隨機(jī)提前點(diǎn)火信號(hào)(該隨機(jī)提前點(diǎn)火信號(hào)可以被檢測(cè))之前在循環(huán)中產(chǎn)生一些可測(cè)量的現(xiàn)象。一旦檢測(cè)到這種預(yù)測(cè)性能，可以通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)中的一個(gè)來(lái)防止它。
[0078]在另一實(shí)施方式中，在部分II中介紹的燃料噴射特征也可以用于預(yù)測(cè)在當(dāng)前或隨后燃燒循環(huán)中的提前點(diǎn)火?；魻栃?yīng)傳感器、電流探針、針閥升程傳感器或者任意其它燃料傳送速率傳感器可以用于確定氣缸的燃料噴射特征。一個(gè)或多個(gè)燃燒循環(huán)的燃料噴射特征可以用于預(yù)測(cè)在氣缸中的燃燒速率的特征。這些因素和在本發(fā)明中所述的其它因素可以用作在包括一個(gè)或多個(gè)多項(xiàng)式等式的預(yù)測(cè)算法中的系數(shù)，以便進(jìn)行預(yù)測(cè)和/或在多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)中的一個(gè)的調(diào)節(jié)中考慮。
[0079]公開的方法和系統(tǒng)提供為能夠檢測(cè)和預(yù)測(cè)前面公開的、關(guān)于提前點(diǎn)火的性能的以后發(fā)生。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然考慮到由多種傳感器測(cè)量的多種其它類似的信號(hào)異常可以類似地用于等效地實(shí)現(xiàn)所述的系統(tǒng)和方法，該傳感器能夠監(jiān)測(cè)在燃燒室內(nèi)存在燃燒或增加熱量。在一個(gè)實(shí)施方式中，在燃燒循環(huán)中的異?？梢杂苫鸹ㄈ婋x電流傳感器或者由燃料噴射器電離電流傳感器和火花塞電流電離信號(hào)來(lái)檢測(cè)。在其它實(shí)施方式中，預(yù)測(cè)信號(hào)可以由其它傳感器(包括但不局限于光學(xué)傳感器)來(lái)識(shí)別。
[0080]通過(guò)在提前點(diǎn)火發(fā)生之前識(shí)別提前點(diǎn)火的特征，這里公開的系統(tǒng)和方法可以用于先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，該先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)點(diǎn)火正時(shí)、閥釋放、燃料噴射特性、氣缸壓力和其它操作參數(shù)以及它們的組合，以便防止提前點(diǎn)火。這里應(yīng)用的控制方法還可以用于增加效率和防止燃燒異常，該燃燒異常在當(dāng)前限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能能力。這里公開的方法和系統(tǒng)可以用于在提前點(diǎn)火發(fā)生之前預(yù)測(cè)和校正它，因此可以用于提高性能和負(fù)載潛力，從而能夠有更高水平的效率和性能。
[0081]V.結(jié)論
[0082]公開的預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)也可以通過(guò)傳感器的多種組合來(lái)預(yù)測(cè)和控制，這些傳感器可以布置在不同位置中，還可以包括能夠監(jiān)測(cè)燃燒、流速、電流變化和公開的任意其它診斷信號(hào)或類似信號(hào)的其它裝置，而并不脫離本發(fā)明的范圍。公開的方法和系統(tǒng)可以用于預(yù)測(cè)和校正循環(huán)之間的變化、爆震、提前點(diǎn)火以及任意其它相關(guān)或組合的內(nèi)部燃燒特征。
[0083]這里所述的任何傳感器或探針可以與電路或處理器連接，用于估計(jì)和進(jìn)一步處理。在一些實(shí)施例中，專用的硬件器具(例如特殊應(yīng)用的集成電路、可編程邏輯陣列和其它硬件裝置)能夠構(gòu)造成實(shí)施這里所述的一個(gè)或多個(gè)方法。可以包括多個(gè)實(shí)施例的裝置和系統(tǒng)的申請(qǐng)能夠廣義地包括多種電子和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這里所述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以利用兩個(gè)或更多專用相互連接硬件模塊或裝置來(lái)實(shí)施功能，這些硬件模塊或裝置具有能夠在模塊之間和通過(guò)模塊來(lái)通信的相關(guān)控制和數(shù)據(jù)信號(hào)，或者用作專用集成電路的一部分。因此，本發(fā)明系統(tǒng)包含軟件、固件和硬件器具。
[0084]根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，這里所述的方法可以通過(guò)可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的軟件程序來(lái)實(shí)施。而且，在示例和非限定的實(shí)施例中，器具可以包括分布處理、部件/目標(biāo)分布處理和平行處理。也可選擇，虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理能夠構(gòu)成為實(shí)施如這里所述的一個(gè)或多個(gè)方法或功能。
[0085]而且，這里所述的方法可以實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括單個(gè)介質(zhì)或多個(gè)介質(zhì)，例如中心或分布數(shù)據(jù)庫(kù)，和/或相關(guān)高速緩沖存儲(chǔ)器和服務(wù)器，它們儲(chǔ)存一組或多組指令。術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”還將包括能夠儲(chǔ)存、編碼或執(zhí)行一組用于由處理器執(zhí)行的指令的任何介質(zhì)，或者使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠執(zhí)行這里公開的任意一個(gè)或多個(gè)方法或操作的任何介質(zhì)。
[0086]這里所述的方法和系統(tǒng)可以以其它形式來(lái)實(shí)施，而并不脫離本發(fā)明的精神或特征。所述的實(shí)施方式將在所有方面都只認(rèn)為是示例性，而不是限制。在本發(fā)明的等效意義和范圍內(nèi)的所有變化都將包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于減小發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)之間的變化的方法，所述方法包括: 確定燃料噴射特征； 根據(jù)燃料噴射特征來(lái)預(yù)測(cè)氣體燃燒速率或火焰速度；以及 響應(yīng)在相同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)的預(yù)測(cè)氣體燃燒速率來(lái)調(diào)節(jié)點(diǎn)火正時(shí)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中:燃料噴射特征至少由霍爾效應(yīng)信號(hào)、電流探針信號(hào)、針閥升程傳感器信號(hào)或者燃料傳送速率傳感器信號(hào)來(lái)確定。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中:燃料噴射特征包括幅值、長(zhǎng)度、斜率、正時(shí)、峰值和/或輪廓中的至少一個(gè)或者組合。4.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中:氣體燃燒速率或火焰速度通過(guò)預(yù)測(cè)火焰到達(dá)燃燒室內(nèi)部一個(gè)或多個(gè)位置來(lái)確定，例如第一離子電流信號(hào)正時(shí)和第二離子電流信號(hào)正時(shí)，或者第一光學(xué)傳感器正時(shí)信號(hào)和第二光學(xué)傳感器正時(shí)信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中:氣體燃燒速率通過(guò)比較第一離子電流信號(hào)的開始、結(jié)束、峰值或形心中的至少一個(gè)的正時(shí)與第二離子電流信號(hào)的開始、結(jié)束、峰值或形心中的至少一個(gè)的正時(shí)來(lái)確定。6.一種用于預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的爆震的方法，所述方法包括: 感測(cè)在氣缸內(nèi)部的多個(gè)位置處的燃燒，包括 感測(cè)第一燃燒信號(hào)； 感測(cè)第二燃燒信號(hào)； 比較第一燃燒信號(hào)的正時(shí)與第二燃燒信號(hào)的正時(shí)；以及 響應(yīng)第一燃燒信號(hào)的正時(shí)與第二燃燒信號(hào)的正時(shí)的比較而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中:第一燃燒信號(hào)包括第一離子電流信號(hào)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中:第二燃燒信號(hào)包括第二離子電流信號(hào)。9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中:調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)包括以下至少一個(gè):延遲火花幾個(gè)曲柄角度度數(shù)、執(zhí)行雙重噴射、以及調(diào)節(jié)閥正時(shí)。10.一種用于預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的提前點(diǎn)火的方法，所述方法包括: 確定燃料噴射特征； 根據(jù)所述燃料噴射特征來(lái)預(yù)測(cè)第一氣體燃燒速率信號(hào)；以及 比較第一氣體燃燒速率信號(hào)與第二氣體燃燒速率信號(hào)的點(diǎn)火正時(shí)或特征中的至少一個(gè)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中:燃料噴射特征由霍爾效應(yīng)信號(hào)來(lái)確定。12.根據(jù)權(quán)利要求10-11所述的方法，其中:燃料噴射特征包括幅值、長(zhǎng)度、斜率、正時(shí)、峰值和輪廓中的至少一個(gè)或者組合。13.根據(jù)權(quán)利要求10-12所述的方法，其中:第一氣體燃燒速率信號(hào)是第一離子電流信號(hào)正時(shí)，第二氣體燃燒速率信號(hào)是第二離子電流信號(hào)。14.根據(jù)權(quán)利要求10-13所述的方法，其中:氣體燃燒速率通過(guò)比較第一離子電流信號(hào)的開始、結(jié)束、峰值或形心中的至少一個(gè)的正時(shí)與第二離子電流信號(hào)的開始、結(jié)束、峰值或形心中的至少一個(gè)的正時(shí)而確定。15.一種用于預(yù)測(cè)和控制內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)之間的變化的方法，包括: 在燃燒循環(huán)之前測(cè)量通向氣缸的燃料傳送速率； 由燃料傳送速率來(lái)預(yù)測(cè)表示循環(huán)之間的變化的燃燒因素；以及 調(diào)節(jié)燃燒循環(huán)的至少一個(gè)控制參數(shù)，以便控制用于氣缸的燃燒因素。16.一種用于預(yù)測(cè)和控制內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)之間的變化的系統(tǒng)，包括: 第一傳感器，所述第一傳感器設(shè)置成測(cè)量燃料傳送速率； 第二傳感器，所述第二傳感器設(shè)置成檢測(cè)燃料燃燒正時(shí)；以及 控制器，所述控制器與第一傳感器和第二傳感器操作連接，其中，控制器設(shè)置成從燃料燃燒速率預(yù)測(cè)燃燒循環(huán)的正時(shí)特征、調(diào)節(jié)燃燒循環(huán)的至少一個(gè)控制參數(shù)以便控制所述正時(shí)特征的正時(shí)，以及從燃料燃燒的正時(shí)來(lái)監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)的精度。17.一種預(yù)測(cè)和控制燃燒循環(huán)中的異常操作狀態(tài)的方法，包括: 在燃燒循環(huán)過(guò)程中監(jiān)測(cè)在氣缸中燃料燃燒的第一特征； 在燃燒循環(huán)過(guò)程中監(jiān)測(cè)在氣缸中燃料燃燒的第二特征； 比較第一特征與第二特征，以便檢測(cè)在隨后燃燒循環(huán)中的異常；以及 調(diào)節(jié)隨后燃燒循環(huán)的至少一個(gè)控制參數(shù)，以便防止異常。
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于減小發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)之間變化的方法和系統(tǒng)。系統(tǒng)可以確定燃料噴射特征和根據(jù)燃料噴射特征來(lái)預(yù)測(cè)氣體燃燒速率或火焰速度。系統(tǒng)可以響應(yīng)預(yù)測(cè)的氣體燃燒速率在相同發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)調(diào)節(jié)點(diǎn)火正時(shí)。
【IPC分類】F02D41/30
【公開號(hào)】CN105143649
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480023077
【發(fā)明人】F·A·A·埃斯特法努斯, S·梅克黑爾, N·A·赫內(nèi)恩
【申請(qǐng)人】韋恩州立大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2014年3月11日
【公告號(hào)】WO2014164698A2, WO2014164698A3