用于提前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提前点火控制的方法和系统。本发明专利技术提供用于基于在邻近汽缸中的后期燃烧、部分燃烧或失火来调节至汽缸的火花和/或燃料喷射的方法和系统。联接到汽缸排气道的压力传感器用于对汽缸排气门事件期间的排气压力脉动进行采样，并且准确地估计在汽缸中生成和从汽缸中释放的残余物的量以及接收来自邻近汽缸的残余物的量。在提前点火事件发生之前，在汽缸中执行相应的减轻动作。

【技术实现步骤摘要】
用于提前点火控制的方法和系统
本说明书总体涉及用于控制车辆发动机以减少提前点火(pre-ignition)事件的方法和系统。
技术介绍
在某些工况下，发动机汽缸会失火(misfire)或者具有缓慢的燃烧。这些失火或缓慢燃烧能够增加在凸轮或气门重叠期间进入相邻汽缸的热残余物。当发生这种情况时，热残余物能够使得失火引起在相邻汽缸内的提前点火。提前点火能够生成非常高的缸内压力，这能够导致类似于燃烧爆震的燃烧压力波，但是具有更大的强度。并且，在升压发动机中，其中燃烧晚于预期的后期燃烧(latecombustion)事件也能够导致提前点火燃烧事件。具体地，该后期燃烧能够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。该升高的排气歧管压力能够克服排气门弹簧压力并且潜在地打开在相邻汽缸上的排气门，从而用热排气残余物填充汽缸，并且增加相邻汽缸中的提前点火的可能性。该问题在小体积排气歧管中可加剧，诸如可以用于涡轮增压发动机系统中以使扭矩时间最小化。由此，提前点火事件能够降低发动机性能并引起发动机退化。已经开发了各种方法来减少此类后期燃烧诱发的提前点火事件。Glugla等人在US20150167573中示出了一种示例方法。其中，响应于第一汽缸中的失火事件或后期燃烧事件，确定最可能接收来自第一汽缸的热残余物的第二邻近汽缸。然后，在第二汽缸中诱发提前点火之前在其中预先执行一个或多个提前点火减轻动作。然而，本文的专利技术人已经识别到使用此方法的潜在问题。作为示例，基于在后期燃烧期间的排气压力峰值的实际位置、大小和正时，获得热残余物的汽缸的特性可以不同。例如，Glugl的方法可以依赖于平均排气压力来识别接收残余物的汽缸。然而，由于排气压力脉动，排气压力的瞬时值可以显著不同于平均压力，从而导致在识别残余物接收汽缸方面误差。还有其他变量诸如发动机转速、火花正时和气门正时事件能够影响在生成和释放来自第一汽缸的热残余物与在第二汽缸中非预期地接收热残余物之间引发的输送延迟。作为另一示例，Glugla的方法可以在第二汽缸上施加比基于在汽缸中实际接收的残余物的量所保证的更有力的提前点火减轻动作(诸如，减轻富化的较高丰富度的提前点火，或较长的富化持续时间)。因此，燃料经济性可退化。
技术实现思路
本文的专利技术人已经认识到，通过对汽缸的排气门事件期间的汽缸排气压力进行采样来确定用于每个汽缸的排气压力分布图，可以更准确地识别何时和何处释放残余物，该残余物有多少和多热，以及哪些汽缸将受那些残余物的影响。在一个示例中，上述问题可以通过用于解决发动机中的提前点火的方法而至少部分地得到解决，该方法包括：响应于在汽缸中接收或生成的残余物的量，指示在汽缸中即将发生的提前点火，残余物的量基于排气压力和进气歧管压力；以及基于该指示并且进一步基于残余物的量调节汽缸的燃料供给(fueling)。以这种方式，可以减少失火和后期燃烧诱发的提前点火事件。作为示例，通过在相应的排气门事件期间对每个汽缸的排气压力(在排气道处所估计的)进行采样可以确定每个汽缸的排气压力分布图。该分布图可以包括针对排气门事件期间的每个点的瞬时排气压力估计值，以及峰值排气压力和平均排气压力。基于每个汽缸的排气压力分布图，发动机控制器可以确定是否已经发生汽缸失火事件或后期燃烧事件。另外，通过将排气压力与进气歧管压力进行比较，控制器可以确定从失火/后期燃烧的汽缸释放的残余物的量、位置和温度。基于发动机配置、汽缸点火顺序和每个汽缸的气门正时，可以识别可能接收残余物的汽缸。然后，基于所释放的残余物的量和温度，控制器可以进一步确认残余物是否将被接收在所识别的汽缸中(诸如，通过将残余物生成的力与压低气门座的弹簧的力进行比较)。如果残余物被接收，则响应于所接收的残余物的温度和量，可以调节要在所识别的汽缸中执行的提前点火减轻动作。另外，可以更新在残余物释放和接收汽缸中的内部EGR估计值，从而允许对汽缸操作参数诸如火花正时和外部EGR进行相应调节。以这种方式，通过估计每个发动机汽缸中的排气压力脉动，可以更准确地确定从汽缸释放以及在另一汽缸中接收的排气残余物的量。依赖于在汽缸排气门事件期间的瞬时和峰值排气压力估计值而非平均排气压力的技术效果在于，可以提供更高的信噪比，从而改进失火或后期燃烧汽缸的识别，以及受到从失火或后期燃烧汽缸释放的残余物影响的其他汽缸。通过在被识别为接收残余物的汽缸中执行提前点火减轻调节，可以更好地解决后期燃烧/失火诱发的提前点火。基于在其中接收的残余物的量和温度调节受影响汽缸中的燃料和/或火花的技术效果在于，可以在不使燃料经济性降低的情况下解决提前点火。具体地，燃料和火花调节可基于残余物更准确地与预期的提前点火程度匹配。更进一步地，通过依赖于用于失火检测的排气压力分布图，可存在更少的失火的误报指示。总体上，能够减少由于失火和后期燃烧诱发的提前点火造成的发动机退化。应当理解，提供以上
技术实现思路
是以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确立所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中所提到的任何缺点的实施方式。附图简述图1示出内燃机的示意图。图2至图3示出汽缸的不同示例气门正时。图4示出示例预测汽缸排气压力。图5示出用于基于排气压力分布图识别来自失火汽缸的残余物的释放和邻近汽缸中的残余物的接收的示例方法的高级流程图。图6示出根据本公开的由于从后期燃烧或失火汽缸接收的残余物而造成的邻近汽缸中的排气门打开的示例性识别，以及火花正时和燃料喷射的示例调节。具体实施方式以下描述涉及用于响应于邻近汽缸中的后期燃烧或失火检测汽缸中的热残余物的递送、并且调节到受影响汽缸的火花和/或燃料喷射以便减少后期燃烧或失火诱发的提前点火事件的系统和方法。在配置有小排气歧管的发动机中，诸如图1的发动机系统，来自第一汽缸中的后期燃烧事件的排气残余物能够提高排气歧管压力，使得残余物被强制接收在第二邻近汽缸中。发动机控制器可以经配置监测如基于气门正时(图2至图3)所确定的排气门事件期间的每个汽缸的排气压力，以确定相应的排气压力分布图，如图4所示。基于排气压力分布图，控制器可以执行控制程序，诸如图4的示例程序，以识别从第一失火/后期燃烧汽缸生成和释放的残余物的量和温度，以及在第二邻近汽缸处接收的残余物的量和温度。控制器还可以调节与在第二汽缸中接收的残余物的量和温度相对应的到第二汽缸的火花和/或燃料喷射，这也基于排气压力分布图来确定。参考图6描述示例残余物分布图和燃料喷射调节。以这种方式，可以减少由于提前点火事件造成的发动机退化。图1为示出多缸发动机10的一个汽缸的示意图，多缸发动机10可以包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统，以及通过自车辆操作者130经由输入设备132的输入进行控制。在该示例中，输入设备132包括加速器踏板和用于生成成比例踏板位置信号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，其中活塞138定位在燃烧室壁136中。活塞138可联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由中间变速器系统联接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：响应于在汽缸中接收或生成的残余物的量指示在所述汽缸中即将发生的提前点火，所述残余物的量基于排气压力和进气歧管压力；以及基于所述指示并且进一步基于所述残余物的量调节所述汽缸的燃料供给。

【技术特征摘要】
2015.12.09 US 14/964,1881.一种用于发动机的方法，其包括：响应于在汽缸中接收或生成的残余物的量指示在所述汽缸中即将发生的提前点火，所述残余物的量基于排气压力和进气歧管压力；以及基于所述指示并且进一步基于所述残余物的量调节所述汽缸的燃料供给。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述残余物的量基于相对于所述进气歧管压力的所述排气压力，当所述排气压力超过所述进气歧管压力时，所述残余物的量增加。3.根据权利要求1所述的方法，其中在排气门事件期间，通过联接到所述汽缸的排气道的压力传感器估计所述排气压力。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述指示包括：将由在所述汽缸处的所述量的残余物生成的力与保持所述汽缸的排气门座关闭的力进行比较；以及当由所述量的残余物生成的力大于保持所述汽缸的所述排气门座关闭的力时，指示即将发生的提前点火。5.根据权利要求1所述的方法，其中指示即将发生的提前点火包括在所述汽缸中实际发生提前点火之前指示在所述汽缸中可发生提前点火。6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括，基于气门正时确定所述量的残余物是否从所述汽缸被释放。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述汽缸为第一汽缸，所述方法进一步包括，基于气门正时，识别接收来自所述汽缸的所述量的残余物的第二汽缸。8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述量的残余物的温度调节所述汽缸的燃料供给。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述调节包括，当所述量的残余物的温度低于阈值时，使所述汽缸富化；并且当所述量的残余物的温度高于阈值时，禁用至所述汽缸的燃料或停止压缩冲程喷射，同时维持所述汽缸的进气冲程喷射。10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括，基于残余物的所述估计量更新在所述汽缸中的内部EGR的估计值。11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括，基于所述汽缸中的内部EGR的所述更新的估计值调节汽缸气门正时、汽缸火花正时和发动机外部EGR量中的一个或多个。12.一种用于发动机的方法，其包括：基于排气压力读数在第一汽缸的气门事件期间相对于进气歧管压力读数的变化来估计在所述第一汽缸中生成的排气残余物的量和温度；以及基于在所述第一汽缸中生成的所述残余物的所述估计量和温度调节第二汽缸的燃料供给。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二汽缸接收来自在所述第一汽缸中的燃烧的排气残余物的至少一部分。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述调节包括：响应于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·格卢格拉，G·苏尔尼拉，
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