用于预点火控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于预点火控制的方法和系统。提供用于改善高速预点火的检测和缓解的方法和系统。在一个示例中，基于爆震窗口以及预点火窗口中的积分的爆震传感器输出的同时发生的或顺序的变化，检测高速预点火。使用汽缸燃料停用和/或发动机负载限制解决高速预点火，从而减少失控预点火的风险。

【技术实现步骤摘要】

本说明书大体涉及用于预点火(pre-ignition)检测和缓解的方法和系统。
技术介绍
在某些工况下，具有高压缩比，或者被升压以增加比输出(specificoutput)的发动机可易于发生低速预点火燃烧事件。在预点火期间，发出火花之前发起汽缸中的空气燃料混合物的燃烧。由于预点火导致的早期燃烧能够引起非常高的汽缸内压力，并且能够导致类似于燃烧爆震的燃烧压力波，但是具有显著的较大强度。已经开发出各种策略，用于较低发动机转速范围中的低速预点火(LSPI)的检测和缓解，其中预点火的发生趋于更高。例如，使用爆震传感器，预点火可被检测以及与爆震区分，且然后使用汽缸富化、负载修整(clip)、扭矩限制等等，缓解预点火。但是，专利技术人在此已经意识到预点火也能够在诸如4000rpm以上的较高发动机转速下发生。由于机械发动机噪声的存在，在该范围的预点火的检测可更困难。如果高速预点火(HSPI)未被检测到，则该HSPI能够转变成“失控(runaway)预点火”并且有可能引起迅速的发动机劣化。
技术实现思路
专利技术人在此已经确定方法来至少部分地解决上面的问题。在一种示例方法中，通过一种方法可更好地检测和解决高速预点火，所述方法包括：基于爆震窗口中积分的爆震传感器输出和预点火窗口中积分的爆震传感器输出中的每一个，指示预点火。以这种方式，能够识别和缓解由于高速预点火导致的发动机劣化。作为一个示例，发动机系统可包括一个或多个爆震传感器，所述一个或多个爆震传感器布置在汽缸体中、布置在汽缸体处或沿汽缸体布置，或者耦接到发动机汽缸。在第一和第二曲轴转角(crankangle)正时窗口的一个或多个中产生的来自爆震传感器的输出可用来识别异常燃烧，诸如由于爆震和/或预点火导致的那些异常燃烧。这样，第一曲轴转角正时窗口可以是预点火窗口，而第二曲轴转角正时窗口可以是爆震窗口，其中相对于爆震窗口，预点火窗口发生地较早(在发动机循环中)。可对爆震和预点火窗口中产生的传感器输出进行处理(例如，带通滤波、整流以及积分(integrated))，以确定各自的输出强度。例如，可在爆震窗口和预点火窗口的每一个中对来自爆震传感器的输出进行积分，以确定爆震和预点火的各自强度。此外，可经过多个发动机循环对在每个爆震窗口和预点火窗口中产生的来自爆震传感器的输出进行积分。另外，可针对多个发动机循环估计爆震窗口和预点火窗口中的每一个内的峰值。基于经过多个发动机循环的爆震窗口和预点火窗口的每一个中的积分的输出，可确定高速预点火。例如，当预点火窗口中的积分的传感器输出的增加，接着是爆震窗口中的积分的传感器输出的增加时，可指示高速预点火。作为另一个示例，基于与经过多个发动机循环的预点火窗口中爆震传感器输出的峰值的同时发生的增加一起的爆震窗口中爆震传感器输出的峰值的减小，可确认高速预点火。更进一步地，在确定给定汽缸中高速预点火的存在时，可执行针对高速预点火的缓解动作。例如，到受影响的汽缸中的燃料喷射可被暂时中止，并且可使用进气气流调整，以减小发动机负载。以这种方式，可检测和减轻高速预点火。监测经过多个发动机循环的从爆震窗口到预点火窗口的异常燃烧事件的转变的技术效果在于可更准确地检测高速预点火的存在，同时没有受到机械发动机噪声影响(例如，损坏)的后果。此外，现有的爆震传感器可用来识别高速预点火，并且更好地将其与低速预点火区分开。这样，通过可靠地识别高速预点火，以及迅速地补救高速预点火，可延长发动机的耐久性，并且可增强发动机性能。应当理解，上面的
技术实现思路
被提供是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中被进一步描述的一些概念。这并不旨在识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出示意性发动机。图2示出用于区分低速预点火(LSPI)和高速预点火(HSPI)的高级流程图。图3呈现用于LSPI和HSPI中每一个的示例缓解动作。图4描绘具有和不具有可用于识别HSPI的重叠的示例爆震窗口和预点火窗口。图5A和图5B图示说明当存在HSPI时重叠的和不重叠的爆震窗口和预点火窗口中的示例爆震传感器输出。图6示出用于当爆震窗口和预点火窗口不重叠时确定HSPI的示例程序。图7是用于当爆震窗口和预点火窗口至少部分地重叠时确定HSPI的示例程序。图8呈现示出基于爆震窗口和预点火窗口中产生的爆震传感器的输出的发动机负载限制的调整的方框图。图9图示说明当爆震窗口和预点火窗口不重叠时HSPI的示例检测和缓解。图10描绘当爆震窗口和预点火窗口至少部分地重叠时HSPI的示例检测。具体实施方式下面的描述涉及用于识别和缓解发动机系统(诸如图1的示例发动机系统)中的高速预点火(HSPI)的系统和方法。发动机控制器可被配置成执行控制程序，诸如图2、图3、图6和图7的程序，从而基于经过多个发动机循环的较早预点火窗口和较晚爆震窗口的每一个中产生的爆震传感器的输出来检测HSPI(图5A和图5B)。较早预点火窗口可与较晚爆震窗口重叠或不重叠(图4)。具有不重叠的和重叠的窗口的HSPI检测的示例分别在图9和图10中示出。响应于检测发动机系统的一个或多个汽缸中的HSPI，可执行各种缓解动作。例如，可中断对受影响的汽缸的加注燃料。在另一个示例中，通过减少进气气流可限制发动机负载。基于包括爆震传感器输出的多种因素，控制器可调整发动机负载限制(图8)。以这种方式，可降低由于HSPI导致的发动机劣化。图1示出内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数，以及经由输入设备132来自车辆驾驶员130的输入。在这个示例中，输入设备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的汽缸14(本文也是“燃烧室”14)可包括具有活塞138定位在其中的燃烧室壁136。活塞138可耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器系统(未示出)耦接到载客车辆的至少一个驱动车轮。进一步地，起动器马达可经由飞轮(未示出)耦接到曲轴140，从而实现发动机10的起动操作。汽缸14能够经由一系列的进气通道142、144和146接收进气空气。除了汽缸14之外，进气通道146能够与发动机10的其它汽缸连通。在一些实施例中，进气通道中的一个或多个可包括升压设备，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出被配置成具有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174，以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。通过排气涡轮176经由轴180可至少部分地向压缩机174提供动力，其中升压设备被配置为涡轮增压器。废气门(未示出)可耦接在涡轮增压器中的排气涡轮176的两端。具体地，废气门可被包括在耦接在排气涡轮176的进口和出口之间的旁路通道中。通过调整废气门的位置，可控制由排气涡轮提供的升压量。废气门可耦接到机电致动器，其可接收来自控制器12的命令。但是，在另一些示例中，诸如其中发动机10被提供具有机械增压器，可任选地省略排气涡轮176，其中可通过来自马达或发动机的机械输入向压缩机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：基于爆震窗口中的积分的爆震传感器输出和预点火窗口中的积分的爆震传感器输出中的每一个，指示预点火。

【技术特征摘要】
2015.08.21 US 14/832,7851.一种用于发动机的方法，其包括：基于爆震窗口中的积分的爆震传感器输出和预点火窗口中的积分的爆震传感器输出中的每一个，指示预点火。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括，响应于所述指示，针对一个或多个燃烧事件禁用向受影响的汽缸的燃料喷射，且然后恢复所述受影响的汽缸中的燃料喷射。3.根据权利要求1所述的方法，其还包括，响应于所述指示，针对一个或多个燃烧事件减小进气气流以降低发动机负载，且然后恢复所述发动机负载。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述爆震窗口中的爆震传感器输出与较低阈值进行比较，而所述预点火窗口中的爆震传感器输出与较高阈值进行比较。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述积分的爆震传感器输出包括积分的爆震传感器输出值，并且其中，所述指示包括基于所述爆震窗口中的所述积分的爆震传感器输出值的增加，接着是所述预点火窗口中的所述积分的爆震传感器输出值的增加，指示预点火。6.根据权利要求1所述的方法，其还包括，基于所述爆震窗口和所述预点火窗口的每一个中的爆震传感器输出的峰值，指示预点火，并且其中，所述指示包括基于所述爆震窗口中所述峰值的减小和所述预点火窗口中所述峰值的增加，指示预点火。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述指示进一步基于所述爆震窗口中爆震传感器输出的变化率相对于所述预点火窗口中爆震传感器输出的变化率。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述爆震窗口和所述预点火窗口的每一个中对经过共同数量的发动机循环的爆震传感器输出进行积分。9.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于所述预点火窗口对所述爆震窗口中经过不同数量的发动机循环的爆震传感器输出进行积分。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述爆震窗口是与所述预点火窗口不重叠的曲轴转角窗口。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述爆震窗口是与所述预点火窗口至少部分重叠的曲轴转角窗口。12.根据权利要求10所述的方法，其中，至少所述预点火窗口被分成多个节段，所述多个节段基于所述爆震窗口和所述预点火窗口之间的重叠程度、发动机转速、发动机负载和火花正时中的一个或多个，并且其中，所述指示基于所述预点火窗口的所述多个节段的每一个中的爆震传感器输出的峰值的比较。13.根据权利要求1所述的方法，其中，指示预点火包括指示高速预点火。14.一种用于发动机的方法，其包括：基于爆震窗口和预点火窗口的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·格鲁格拉，J·M·金德里，L·B·麦奎因，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US