[发明专利]内燃发动机的控制方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及在单个燃烧循环期间使用多火花塞控制内燃发动机的方法。

【背景技术】

多种策略用于增加能量密度并且小型化发动机，即提供更小更轻的发动机而功率等于或大于更常规的更大且更重的发动机。例如，增压(涡轮增压或机械增压)发动机中稀空燃比运转以及冷却的外部排气再循环(EGR)可用于增加能量密度。通常，这些更小的发动机运转在较高的负荷，这样减小泵损失以进一步改善燃料经济性。然而，供应至发动机汽缸的具有较高稀释程度和稀空燃比的可燃混合物更难于点燃并且实现完全燃烧。此外，高湍流和高BMEP燃烧状态会导致火花熄灭。

用于改善燃烧的现有策略已经包括通过使用更大的火花塞间隙来增加点火能量、提高点火线圈输出和/或多次点火。尽管这些方法可适合于一些应用，增加的点火能量和/或不必要的再点火会导致火花塞过早磨损和导致相关的燃烧性能劣化的间隙腐蚀，这会对燃料效率、驾驶性能和/或尾气排放造成不利的影响。

瞬时事件(其会响应驾驶员要求的改变(例如增加或减小加速踏板位置)和/或响应改变的发动机或环境状况(例如在发动机暖机期间)而发生)还会导致稀释空气/燃料充气的运转状况。在进气道喷射发动机应用中，在增加或减小加速踏板/节气门位置(通常分别称为踩加速踏板(tip-in)和释放加速踏板(tip-out))期间，进气道内的燃料浆(fuel puddle)的蒸发速度受到进气歧管填充物和进气歧管压力的差值影响。未补偿的空燃比控制会导致比在踩加速踏板期间所需的空燃比更稀，并且比在释放加速踏板期间所需的空燃比更富。因此，在踩加速踏板期间的增加扭矩需求的期间，发动机控制策略会基于在发动机开发期间设立的由经验确定的时间常数在一段时间内增加输送至发动机的燃料。类似地，在释放加速踏板期间的减小扭矩期间，可由发动机控制策略应用另一个由经验确定的时间常数以在一段时间内减少燃料输送。这种瞬时燃料补偿策略通常以开环方式执行并且依赖于多种工况下数据收集的重大开发资源以便精确调校。

【发明内容】

根据本发明的一方面，提供一种用于控制内燃发动机的系统和方法。该方法包括确定存在充气稀释并且选择火花再点火模式以便在单个燃烧循环期间提供多个火花事件。在一个实施例中，可基于指令的空燃比和排气再循环确定充气稀释。响应一个或多个运转参数或工况(例如加速踏板位置、节气门位置、缸内压力、发动机转速、电池电压和点火线圈温度)使用基于时间的再点火或基于电流的再点火策略控制多次火花事件。在一个实施例中，用于控制内燃发动机的方法包括确定稀释并且响应点火线圈电流控制火花再点火。

根据本发明的另一方面，提供一种用于控制具有带有每个汽缸至少一个火花塞的多个汽缸的内燃发动机的方法，该方法包括：响应电流工况确定用于初始火花放电的点火线圈闭合周期；确定充气稀释是否激活；如果充气稀释没有激活运转每个燃烧循环每个汽缸每个火花塞仅使用所述初始火花放电；及如果充气稀释激活运转每个燃烧循环每个汽缸每个火花塞使用所述初始火花放电和至少一个额外的火花放电。

根据本发明的实施例，其中运转使用至少一个额外的火花放电包括：基于汽缸压力、发动机转速、电池电压、点火线圈温度和稀释大小中至少一个确定火花放电次数；及基于自前次火花放电起流逝的时间开始点火线圈一级绕组充电用于每个火花放电。

根据本发明的实施例，其中运转使用至少一个额外的火花放电包括：确定再点火周期；及响应点火线圈电流控制点火线圈一级绕组充电。

根据本发明的实施例，其中控制点火线圈一级绕组充电包括当二级绕组电流下降至相关的二级绕组再点火阈值之下时开始一级绕组充电。

根据本发明的实施例，还包括当一级绕组电流超过相关的一级绕组再点火阈值时停止一级绕组充电。

本发明具有多种优点。例如，本发明提供了有利于更精确地控制火花多次点火或再点火事件以维持燃烧质量、满足火花塞和点火线圈耐用性目标、并且减小寄生的电力负荷(其可具有燃料经济性好处)的实施例。此外，在火花熄灭的情况下，相对于仅依赖基于时间的再点火策略，基于电流的再点火促进更快地输送点火能量。

结合附图从本发明的优先实施例的下面详细描述，本发明的上述优点和其它优点和特征将变得显而易见。

【附图说明】

这里描述的本发明的实施例以下面的权利要求中的特性重述。然而，结合附图从本发明的优先实施例的下面详细描述将最佳理解实施例，并且其它特征将变得显而易见。