[发明专利]用于提前点火控制的方法和系统

说明书

【技术领域】

本发明总体涉及用于控制车辆发动机以减少提前点火发生的方法和系统。

【背景技术】

在某些工况下，具有高压缩比或者增压以提升特定输出的发动机可能易于发生低速提前点火燃烧事件。由于提前点火造成的早燃能引起非常高的缸内压力，并且能导致类似于燃烧爆震的（但是具有更大强度的）燃烧压力波动。已经开发出基于发动机工况用于预测和/或早期探测提前点火的策略。另外，在探测之后，可以采取多个减轻提前点火的步骤。

美国专利US2011/0139120显示了用于探测和减轻提前点火的一个示例策略。在其中，基于爆震强度和正时指示提前点火，并且响应于提前点火的指示而执行汽缸的富化（enrichment）。进一步地，响应于频繁的提前点火发生，推断为连续的提前点火并且以相较于间歇的提前点火更激进的富化策略减轻该连续的提前点火。

然而，发明人在此已经认识到该方法的潜在问题。在发动机瞬变（transient）工况期间，例如在踩加速器踏板期间当增压逐渐介入时，汽缸充气的迅速变化能导致严重的爆震事件。也就是，对于给定汽缸在瞬变工况期间的爆震的强度和频率相较于稳态工况可能更高。该严重的爆震可能会被不正确地当作连续的提前点火并且以过多的（或过于频繁的）富化来减轻该爆震。这样，这可能导致不希望的排放增加。此外，燃油经济性可能会劣化。

【发明内容】

因此，在一个示例中，可通过用于发动机的一种方法而至少部分地解决上述问题。在一个示例实施例中，该方法包含在给定发动机循环中基于汽缸中瞬变（transient）提前点火的指示调节喷射至汽缸的提前点火抑制流体的喷射正时和次数。进一步地，可以基于瞬变提前点火的指示调节提前点火抑制流体喷射的分流比。

在一个示例中，在发动机运转期间，发动机控制器可估算汽缸内充气随时间的变化。响应于提前点火（例如爆震强度）高于阈值的指示同时充气随时间的变化高于阈值率，可推断瞬变提前点火。为了减轻瞬变提前点火，可以直接喷射提前点火抑制流体（例如水或者汽油）进入受提前点火影响的汽缸。喷射可以分为多次喷射以改善提前点火抑制流体的提前点火减轻效应。例如，随着充气变化率升高至高于阈值率，可以增加喷射次数，喷射次数以及连续的喷射之间的时间间隔（duration）基于汽缸充气的变化率。额外地，在给定汽缸循环的进气冲程期间可以喷射较大部分喷射量而在该发动机循环的压缩冲程期间喷射剩余部分。

相反，如果发动机爆震强度低于调节的阈值，可以推断为瞬变状况期间由于汽缸充气的迅速变化引起的严重爆震。类似地，可以基于瞬变工况的出现而调节提前点火减轻动作（例如，富化和/或负荷限制（load-limiting））。具体地，可以将响应于瞬变提前点火的减轻动作限制在仅受影响的汽缸而可以不延伸至其他（可响应于（间歇的或连续的）稳态提前点火延伸到的）汽缸或汽缸组。可选地，可以减少发动机瞬变状态以进一步减轻瞬变提前点火。

这样，可以更好地将由于瞬变或者踩加速踏板爆燃引起的较大的爆震事件与由于瞬变提前点火引起的爆震区分开。通过减少在瞬变状况期间的提前点火的错误探测，并响应于瞬变提前点火调节提前点火抑制流体的喷射，可以减小不必要的汽缸富化同时改善喷射流体的提前点火减轻效应。这样，可以改善提前点火减轻、燃料经济性以及发动机排放，而不会劣化提前点火探测的精确度。

应该理解提供上述简要说明以便以简单的形式引入在具体说明部分将进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所主张的主题的关键或者实质特征，本发明的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所主张的主题不限于解决在上述或者本说明书任意部分提到的缺点的实施方式。

【附图说明】

图1显示了示例发动机系统。

图2显示了示例燃烧室。

图3显示了用于调节汽缸提前点火减轻动作的高级流程图，且提前点火阈值基于瞬变或者稳态发动机工况。

图4显示了用于响应于瞬变提前点火、间歇的提前点火或者持续的提前点火调节汽缸提前点火减轻动作的高级流程图。

图5显示了根据本发明在稳态以及瞬变发动机工况期间的示例汽缸提前点火事件。

图6显示了用于响应于瞬变提前点火、间歇的提前点火或者持续的提前点火调节汽缸提前点火抑制流体喷射的高级流程图。

图7-8显示了根据本发明的汽缸提前点火抑制流体喷射的示例。

【具体实施方式】