用于發(fā)動機爆震控制的判斷方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制被配置為執(zhí)行跳過-點火燃燒的發(fā)動機系統(tǒng)內(nèi)的爆震事件的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]火花點火內(nèi)燃發(fā)動機在高負載運行下可能遭遇異常燃燒事件，例如，爆震，特別是當(dāng)使用較低的辛烷燃料運行時。汽缸內(nèi)溫度可以提供關(guān)于汽缸是否可能爆震的重要指示。具體地，較熱的汽缸可能具有較大的爆震傾向。而且，基于發(fā)動機配置，諸如冷卻通道的位置和發(fā)動機封裝約束，一些汽缸可能比其他汽缸更易于爆震?？梢酝ㄟ^延遲發(fā)動機汽缸的火花正時來解決爆震。雖然火花延遲改善爆震，但是它導(dǎo)致較低的發(fā)動機扭矩輸出和降低的燃料經(jīng)濟性。
[0003]近年來，火花點火燃燒發(fā)動機已經(jīng)被配置為通過可變數(shù)量的激活的(active)或禁用的(deactivated)汽缸來運行，以增加燃料的經(jīng)濟性，同時，將全部排氣混合物空燃比可選地保持在化學(xué)計量。這種發(fā)動機可以通過在索引汽缸點火模式(也被稱為“跳過-點火”模式)中跳過燃料到某些汽缸的輸送來改變發(fā)動機的有效排量。例如，如由Tripathi等人在US 8，651，091中所示出的，發(fā)動機燃料控制器可以持續(xù)地旋轉(zhuǎn)命令哪些特定的汽缸被供應(yīng)燃料、哪些汽缸被跳過，以及針對多少汽缸事件持續(xù)該模式。通過跳過到選擇汽缸的燃料輸送，激活的汽缸可以接近其最佳效率運行，從而增加了發(fā)動機的整體運行效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明人在此已經(jīng)意識到被應(yīng)用于爆震控制的火花延遲的量(并且因此與爆震控制有關(guān)的燃料代價(fuel penalty))可以通過利用獨立的汽缸氣門禁用機構(gòu)而被降低。具體地，跳過-點火發(fā)動機的快速響應(yīng)的汽缸氣門禁用機構(gòu)可以被用于暫時地禁用具有較高的爆震率的汽缸，被禁用的汽缸的識別隨著汽缸的爆震模式的改變而改變，汽缸的爆震模式隨發(fā)動機工況而變化。一種示例方法包括，根據(jù)基于每個發(fā)動機汽缸的爆震值選擇的汽缸模式來禁用獨立的汽缸氣門機構(gòu)。以此方式，爆震可以通過使用較少的火花延遲來控制。
[0005]作為一個示例，如果汽缸已經(jīng)頻繁地爆震，那么控制器可以針對一個或多個燃燒事件選擇性地禁用指定的汽缸?？梢酝ㄟ^禁用汽缸的進氣門和排氣門操作同時也停止到汽缸的燃料和火花來禁用爆震的汽缸。例如，當(dāng)汽缸內(nèi)的爆震率或出現(xiàn)率超過閾值時，可以禁用該汽缸?？商鎿Q地，對于每個爆震事件，火花正時可以遠離邊界值被延遲。隨后，隨著爆震頻率增加且火花延遲超過閾值(例如，成為邊界受限的)，汽缸可以被禁用。由于禁用，汽缸可以開始冷卻，從而降低其進一步爆震事件的傾向。當(dāng)汽缸內(nèi)溫度下降到閾值溫度以下時，汽缸可以被重新激活。然后汽缸可以通過較低的火花延遲來運行，例如，被重新激活的汽缸的火花正時可以朝向MBT被提前?？商鎿Q地，隨著發(fā)動機汽缸冷卻且另一發(fā)動機汽缸同時變得較熱，并且更多的邊界火花受限，更多的邊界受限的汽缸可以被禁用，同時冷卻的汽缸可以被重新激活。
[0006]以此方式，通過基于汽缸爆震出現(xiàn)率調(diào)整汽缸禁用的模式，發(fā)動機爆震可以通過使用較少的火花延遲來控制。因此，與爆震控制有關(guān)的燃料代價可以被降低。通過禁用具有更高爆震發(fā)生率的汽缸直到它們充分冷卻，然后重新激活它們，汽缸可以通過更接近MBT的火花來運行。通過持續(xù)地改變被禁用的/激活的汽缸的模式使得汽缸在其更多地爆震時被禁用而在其更少地爆震時被重新激活，汽缸溫度可以被控制，從而降低進一步爆震事件的傾向。通過以從邊界朝向MBT提前的火花運行激活的汽缸，發(fā)動機可以以較少爆震出現(xiàn)率和較高的燃料的經(jīng)濟性來運行。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一系列概念，這些概念在【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)鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。另外，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示出發(fā)動機系統(tǒng)布局的示例實施例。
[0009]圖2不出部分發(fā)動機視圖。
[0010]圖3示出用于響應(yīng)于汽缸爆震出現(xiàn)調(diào)整用于獨立的汽缸禁用的汽缸模式的高層次流程圖。
[0011]圖4示出被用于以改善的燃料經(jīng)濟性控制發(fā)動機爆震的示例汽缸禁用調(diào)整。
【具體實施方式】
[0012]提供當(dāng)運行針對選擇性的汽缸禁用配置的發(fā)動機(例如，圖1-圖2的發(fā)動機系統(tǒng))時(本文中也被稱為跳過-點火運行)用于調(diào)節(jié)燃料噴射樣式的方法和系統(tǒng)?？刂破骺梢皂憫?yīng)于汽缸爆震指示，選擇跳過-點火模式。例如，控制器可以被配置為執(zhí)行程序，諸如圖3的程序，以選擇性地禁用以較高速率爆震的汽缸達一定持續(xù)時間，直到汽缸冷卻下來。一旦汽缸冷卻下來，該汽缸可以被重新激活，同時現(xiàn)在正在爆震的另一個汽缸被禁用。汽缸模式的示例調(diào)整參考圖4被示出。以此方式，在以較少的邊界受限火花運行時，汽缸爆震可以被減少。
[0013]圖1示出示例發(fā)動機10，其具有第一排15a和第二排15b。在所描述的示例中，發(fā)動機10是具有第一排和第二排的V8發(fā)動機，每排均具有四個汽缸。發(fā)動機10具有帶有節(jié)氣門20的進氣歧管16，和耦接到排放控制系統(tǒng)30的排氣歧管18。排放控制系統(tǒng)30包括一種或多種催化劑和空燃比傳感器，諸如關(guān)于圖2所描述的。作為一個非限制性示例，發(fā)動機10可以被包括作為用于乘客車輛的推進系統(tǒng)的一部分。
[0014]發(fā)動機系統(tǒng)10可以具有帶有選擇性地可禁用的進氣門50和選擇性地可禁用的排氣門56的汽缸14。在一個示例中，進氣門50和排氣門56經(jīng)由電動獨立汽缸氣門致動器被配置用于電動氣門致動(EVA)。雖然所描述的示例示出每個汽缸具有單個進氣門和單個排氣門，但是在可替換示例中，如在圖2中詳細闡述的，每個汽缸可以具有多個選擇性地可禁用的進氣門和/或多個選擇性地可禁用的排氣門。
[0015]在選擇的狀況期間，諸如當(dāng)不需要發(fā)動機的全扭矩容量時，發(fā)動機10的一個或多個汽缸可以被選擇用于選擇性的禁用(本文中也被稱為獨立的汽缸禁用)。這可以包括選擇性地禁用僅在第一排15a上的一個或多個汽缸、僅在第二排15b上的一個或多個汽缸、或在第一排和第二排的每排上的一個或多個汽缸。在每排上的被禁用的汽缸的數(shù)量和識別可以是對稱的或非對稱的。
[0016]在禁用期間，所選擇的汽缸可以通過關(guān)閉獨立的汽缸氣門機構(gòu)(諸如進氣門機構(gòu)、排氣門機構(gòu)、或兩者的組合)而被禁用。汽缸氣門可以經(jīng)由液壓致動的挺柱(例如，耦接到氣門推桿的挺柱)、經(jīng)由凸輪廓線轉(zhuǎn)換機構(gòu)(其中凸輪凸角不具有被用于被禁用的氣門的升力(lift))，或經(jīng)由耦接到每個汽缸的電動致動汽缸氣門機構(gòu)被選擇性地禁用。此夕卜，到被禁用的汽缸的燃料流和火花可以諸如通過禁用汽缸燃料噴射器被停止。
[0017]在一些示例中，發(fā)動機10可以具有選擇性地可禁用的(直接的)燃料噴射器，并且所選擇的汽缸可以經(jīng)由關(guān)閉相應(yīng)的燃料噴射器而被禁用，同時保持進氣門和排氣門的運行，使得空氣可以被繼續(xù)栗送通過汽缸。
[0018]當(dāng)所選擇的汽缸被停用時，剩下的啟用或激活的汽缸繼續(xù)執(zhí)行燃燒，其中燃料噴射器和汽缸氣門機構(gòu)激活且運行。為了滿足扭矩需求，發(fā)動機在激活的汽缸上產(chǎn)生相同量的扭矩。這需要更高的歧管壓力，從而導(dǎo)致降低的栗送損失和增加的發(fā)動機效率。同樣，暴露于燃燒的較低的有效表面面積(只來自啟用的汽缸)降低了發(fā)動機熱損失，提高了發(fā)動機的熱效率。
[0019]汽缸可以被禁用以基于指定的控制算法提供特定的點火(或跳過-點火)模式。更具體地，所選擇的“被跳過的”工作循環(huán)不被點火而其他“激活的”工作循環(huán)被點火。可選地，與所選擇的工作室的所選擇的點火相關(guān)的火花正時也可以基于所選擇的工作室的點火順序或點火歷史來調(diào)整。發(fā)動機控制器12可以被配置有適合的邏輯，如下面描述的，用來基于發(fā)動機工況確定汽缸禁用(或跳過-點火)模式。
[0020]發(fā)動機10可以在多種物質(zhì)上運行，這些物質(zhì)可以經(jīng)由燃料系統(tǒng)8被輸送。發(fā)動機10可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)至少部分地控制?？刂破?2可以接收來自耦接到發(fā)動機10的(并且參考圖2所描述的)傳感器17的各種信號，并且發(fā)送控制信號到耦接到發(fā)動機和/或車