[發明專利]預點火控制的方法和系統

有效

• 申請號: 201110217101.0
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102374051A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: C.P.格魯格拉;M.T.里納伯格;R.S.巴斯肯斯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30;F02D41/02
• 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

本發明一般地涉及響應于預點火檢測結果控制車輛引擎的方法和系統。

背景技術/發明內容

在某些操作工況下，具有較高壓縮比例、或增壓以提供比輸出的引擎，可能易于出現低速預點火燃燒事件。由于預點火引起的早期燃燒可能導致很高的缸內壓力，最終可能引起與燃燒爆震相似但強度更大的燃燒壓力波。已有人開發出根據引擎操作工況對預點火進行預測和/或早期檢測的方法。此外，檢測步驟之后，可采取各種預點火緩解步驟。

一種用于對付預點火的方法舉例示于Miyazaki等人的US?7,275,519中。本發明中，在檢測到預點燃風險后，立即于壓縮沖程中執行缸內濃燃料噴射。隨后恢復化學計量的燃料噴射。在替代方法中，可立即執行缸內稀燃料噴射，從而緩解發生預點火的風險。然而，此類方法的一個潛在問題在于，空燃比的突然改變會降級催化劑效率，從而導致廢氣排放水平降級。

因此，在一個例子中，所述問題可以通過如下的引擎操作方法解決，其包括：響應于汽缸中預點火指示，于第一時段期間用濃于化學計量的第一空燃比操作所述汽缸；以及于第二時段期間將所述汽缸從所述第一空燃比變為稀于化學計量的第二空燃比。本發明中，所述第二空燃比和第二時段中的一個或一個以上可以是基于所述第一空燃比和所述第一時段中的一個或一個以上。

在一個例子中，引擎控制器可根據引擎操作工況(例如引擎轉速、供氣溫度、歧管壓力、燃料辛烷、引擎預點火計數等)判定預點火的前饋可能性，并根據所述前饋可能性限制引擎負荷。例如，引擎負荷可隨著供氣溫度的上升受到限制。通過限制負荷及緩慢提升負荷，可以減少與預點火有關的異常燃燒事件的發生。

然而，即使是限制了負荷，預點火仍有可能發生。預點火的指示可以是基于引擎操作工況，例如爆震強度(根據爆震傳感器的判定)、曲柄軸加速度(根據曲柄軸傳感器的判定)、火花塞電離，及/或基于由于汽缸異常燃燒事件導致的汽缸壓力的變化。響應于預點火指示，引擎控制器可執行基于燃料噴射的預點火緩解操作。此時，受影響汽缸可被加濃一時段，之后汽缸再減稀操作一時段。此外，根據汽缸的預點火歷史記錄(例如根據預點火計數決定)，還可進一步限制引擎負荷。

在基于燃料噴射的預點火緩解操作期間，引擎控制器可加濃汽缸，即于第一時段(例如第一數量個燃燒事件)期間以濃于化學計量的第一空氣噴射燃料比操作汽缸。所述加濃操作(即第一時段和第一空燃比的加濃程度)可以是基于引擎操作工況(如引擎轉速和負荷)、預點火反饋(如預點火指示)、預點火計數及歷史記錄、以及預點火性質(例如是間斷性還是持續性)。例如，響應于更頻繁的預點火歷史記錄(如通過更高的預點火計數表示)，加濃操作可執行更長時段及/或使之更濃。在另一個例子中，預點火指示是基于缸內燃燒壓力或爆震強度，則響應于預點火時更高的缸內燃燒壓力、更高的振動強度或更高的爆震強度，加濃操作可執行更長的時段并使加濃程度更高。

本發明響應于預點火的發生進行汽缸加濃操作，可以達到冷卻汽缸供氣的效果，從而減少異常燃燒事件的進一步發生。然而，其得到的濃于化學計量的空燃比(AFR)也會減少排出供氣中氧氣含量，從而降級控排裝置催化劑效率。

因此，為了減少汽缸加濃導致的催化劑降級，當第一時段結束后，引擎控制器可將汽缸從第一空燃比變成于第二時段(例如第二數量個燃燒事件)期間以稀于化學計量的第二空氣噴射燃料比操作。可以根據前一加濃操作的第一時段和第一空燃比，調整所述減稀操作的所述第二時段和所述第二空燃比中的一個或一個以上。例如，當第一濃燃料噴射的濃度增加時，可增加減稀操作的第二時段(例如更大數量的燃燒事件)及/或增加燃料噴射的減稀程度(即使之更稀)。在一個示例中，控制器可集合加濃期間過多的噴射燃料量(或加濃后剩余的未燃燃料)，并相應地確定減稀操作以使得第一時段期間過多的噴射燃料量被第二時段期間產生的過多的供氣氧氣量所補償。在替代實施例中，控制器可集合所耗的過量供氣氧氣，并推斷催化效率在所述(第一)時段期間可能會有所降低，并相應地調節稀燃料噴射以使得催化效率得到恢復。例如，稀燃料噴射可一直進行直至催化效率回到一閾值。由此，通過對濃燃料噴射執行這種調節，汽缸操作總時段期間的平均空燃比得以保持在化學計量或接近化學計量。當稀燃料噴射的所述(第二)時段結束后，控制器可根據引擎操作工況恢復汽缸中化學計量的燃料噴射。