[發明專利]內燃發動機的控制方法

有效

• 申請號: 201110180359.8
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN102297067A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: C·P·格盧格拉;G·J·胡伯茨;G·蘇尼拉;M·D·切卡拉
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02P9/00
• 分類號: F02P9/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

【技術領域】

本發明涉及在單個燃燒循環期間使用多火花塞控制內燃發動機的方法。

【背景技術】

多種策略用于增加能量密度并且小型化發動機，即提供更小更輕的發動機而功率等于或大于更常規的更大且更重的發動機。例如，增壓(渦輪增壓或機械增壓)發動機中稀空燃比運轉以及冷卻的外部排氣再循環(EGR)可用于增加能量密度。通常，這些更小的發動機運轉在較高的負荷，這樣減小泵損失以進一步改善燃料經濟性。然而，供應至發動機汽缸的具有較高稀釋程度和稀空燃比的可燃混合物更難于點燃并且實現完全燃燒。此外，高湍流和高BMEP燃燒狀態會導致火花熄滅。

用于改善燃燒的現有策略已經包括通過使用更大的火花塞間隙來增加點火能量、提高點火線圈輸出和/或多次點火。盡管這些方法可適合于一些應用，增加的點火能量和/或不必要的再點火會導致火花塞過早磨損和導致相關的燃燒性能劣化的間隙腐蝕，這會對燃料效率、駕駛性能和/或尾氣排放造成不利的影響。

瞬時事件(其會響應駕駛員要求的改變(例如增加或減小加速踏板位置)和/或響應改變的發動機或環境狀況(例如在發動機暖機期間)而發生)還會導致稀釋空氣/燃料充氣的運轉狀況。在進氣道噴射發動機應用中，在增加或減小加速踏板/節氣門位置(通常分別稱為踩加速踏板(tip-in)和釋放加速踏板(tip-out))期間，進氣道內的燃料漿(fuel?puddle)的蒸發速度受到進氣歧管填充物和進氣歧管壓力的差值影響。未補償的空燃比控制會導致比在踩加速踏板期間所需的空燃比更稀，并且比在釋放加速踏板期間所需的空燃比更富。因此，在踩加速踏板期間的增加扭矩需求的期間，發動機控制策略會基于在發動機開發期間設立的由經驗確定的時間常數在一段時間內增加輸送至發動機的燃料。類似地，在釋放加速踏板期間的減小扭矩期間，可由發動機控制策略應用另一個由經驗確定的時間常數以在一段時間內減少燃料輸送。這種瞬時燃料補償策略通常以開環方式執行并且依賴于多種工況下數據收集的重大開發資源以便精確調校。

【發明內容】

根據本發明的一方面，提供一種用于控制內燃發動機的系統和方法。該方法包括確定存在充氣稀釋并且選擇火花再點火模式以便在單個燃燒循環期間提供多個火花事件。在一個實施例中，可基于指令的空燃比和排氣再循環確定充氣稀釋。響應一個或多個運轉參數或工況(例如加速踏板位置、節氣門位置、缸內壓力、發動機轉速、電池電壓和點火線圈溫度)使用基于時間的再點火或基于電流的再點火策略控制多次火花事件。在一個實施例中，用于控制內燃發動機的方法包括確定稀釋并且響應點火線圈電流控制火花再點火。

根據本發明的另一方面，提供一種用于控制具有帶有每個汽缸至少一個火花塞的多個汽缸的內燃發動機的方法，該方法包括：響應電流工況確定用于初始火花放電的點火線圈閉合周期；確定充氣稀釋是否激活；如果充氣稀釋沒有激活運轉每個燃燒循環每個汽缸每個火花塞僅使用所述初始火花放電；及如果充氣稀釋激活運轉每個燃燒循環每個汽缸每個火花塞使用所述初始火花放電和至少一個額外的火花放電。

根據本發明的實施例，其中運轉使用至少一個額外的火花放電包括：基于汽缸壓力、發動機轉速、電池電壓、點火線圈溫度和稀釋大小中至少一個確定火花放電次數；及基于自前次火花放電起流逝的時間開始點火線圈一級繞組充電用于每個火花放電。

根據本發明的實施例，其中運轉使用至少一個額外的火花放電包括：確定再點火周期；及響應點火線圈電流控制點火線圈一級繞組充電。

根據本發明的實施例，其中控制點火線圈一級繞組充電包括當二級繞組電流下降至相關的二級繞組再點火閾值之下時開始一級繞組充電。

根據本發明的實施例，還包括當一級繞組電流超過相關的一級繞組再點火閾值時停止一級繞組充電。

本發明具有多種優點。例如，本發明提供了有利于更精確地控制火花多次點火或再點火事件以維持燃燒質量、滿足火花塞和點火線圈耐用性目標、并且減小寄生的電力負荷(其可具有燃料經濟性好處)的實施例。此外，在火花熄滅的情況下，相對于僅依賴基于時間的再點火策略，基于電流的再點火促進更快地輸送點火能量。

結合附圖從本發明的優先實施例的下面詳細描述，本發明的上述優點和其它優點和特征將變得顯而易見。

【附圖說明】

這里描述的本發明的實施例以下面的權利要求中的特性重述。然而，結合附圖從本發明的優先實施例的下面詳細描述將最佳理解實施例，并且其它特征將變得顯而易見。