[發明專利]發動機控制系統和方法

有效

• 申請號: 201310491526.X
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103775269B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: C·P·格盧格拉;N·W·莫羅;G·J·休伯特
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02P5/152
• 分類號: F02P5/152
• 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,趙硯猛

技術領域

本發明涉及發動機控制系統和方法。

背景技術

發動機可以通過利用壓縮進入空氣的增壓裝置增加輸出功率。由于進氣壓縮增加空氣溫度，因此在壓縮機的下游可以用增壓空氣冷卻器來冷卻被壓縮的空氣，進一步增加發動機的潛在的功率輸出。當進入空氣通過增壓空氣冷卻器并且被冷卻到低于露點時，發生凝結。凝結物可以聚集在收集器并且其后以控制的速率被提供給運行的發動機。但是，水分引進到發動機中能夠增加失火事件的可能性并且減少爆震的可能性。發動機控制系統可能需要采用各種爆震和失火控制方法來解決進入空氣中的水分和濕度問題。

用于解決低濕度引起的爆震的一種示范性方法由Sasaki等人公開在US2011/0303178中。其中，爆震界限點火正時根據燃料辛烷含量與基本燃料辛烷含量之間的偏差以及環境濕度與基本環境濕度之間的偏差來調節。這使得由于燃料辛烷含量的突然變化和低環境濕度引起的爆震和失火事件發生能夠減少。

發明內容

但是本文的發明人已經認識到這種爆震控制方法的潛在問題。即便在調節爆震界限點火正時的情況下，也不能完全解決由于凝結物的吸入由爆震減輕性質引起的潛在的火花提前(ADV)可能性。具體說，凝結物形成可以涉及各種因素，包括但不限于，環境濕度。可以影響在增壓空氣冷卻器中的凝結物形成的其他因素包括，例如，質量空氣流、環境溫度、增壓空氣冷卻器出口溫度、環境溫度、EGR等。因此，可能存在環境濕度低但是凝結物形成高的情況。如果在這種情況期間不調節火花點火正時，吸入的凝結物能夠減慢燃燒的燃燒速度，并且未調節的點火正時能夠使燃燒效率變差。同樣，可能存在當環境濕度高時但凝結物形成低的情況。如果在這種情況期間不調節火花正時，燃燒效率也會降低。

在一個例子中，上述一些問題可以通過用于增壓發動機的方法來解決，包括將凝結物從增壓空氣冷卻器抽取到進氣歧管中并根據每個循環抽取的凝結物的量調節火花正時。以這種方式，當將凝結物從增壓空氣冷卻器抽取到發動機進氣時能夠減少失火并且能夠保持燃燒效率。

作為一個例子，在發動機運行期間可以監控收集在增壓空氣冷卻器的凝結物的量。當凝結物的量高于閾值時可以開始將凝結物抽取到發動機進氣。根據每個循環被抽取的凝結物的量，可以調節火花正時。作為一個例子，凝結物可以在踩加速器踏板（tip-in）期間抽取，其中到發動機的增加的空氣流（以滿足駕駛員轉矩要求）將凝結物從增壓空氣冷卻器抽取到發動機進氣中。在這里，抽取可以在比較小的時間量期間發生，其中每個發動機循環抽取較大量的凝結物。由于得到的較高的進氣歧管濕度（由于較高的凝結物的吸收），臨界火花界限可以提前，并且抽取期間的火花正時也可以朝著MBT提前（或可以限制或減少火花延遲量）。

作為另一個例子，通過在保持發動機轉矩的同時主動增加到發動機的空氣流可以抽取凝結物。在這里，抽取可以在較長的時間量期間發生，其中每個發動機循環抽取較少量的凝結物。在抽取期間，可以延遲（RET）火花正時以保持轉矩。

以這種方式，可以進行火花調節并且同時將凝結物從增壓空氣冷卻器抽取到發動機進氣，以減少失火事件和駕駛員感知（driver awareness）。當以較高的速度抽取凝結物時通過提前臨界爆震界限和火花正時，從該抽取增加的進氣歧管濕度能夠有利地用于限制爆震。當以較低的速度抽取凝結物時通過延遲火花正時和調節爆震界限，在抽取期間能夠保持發動機轉矩。總的說來，可以完成抽取而與車輛性能無關。

在另一個例子中，一種用于增壓發動機的方法，包括：在第一狀態期間，從增壓空氣冷卻器向發動機進氣歧管抽取凝結物，其中火花正時提前到MBT；并且在第二狀態期間，從增壓空氣冷卻器向發動機進氣歧管抽取凝結物，其中火花正時從MBT延遲。

在另一個例子中，在第一狀態期間，響應踏板位置超過閾值增加到進氣歧管的空氣流，并且其中在第二狀態期間，響應增壓空氣冷卻器中的凝結物量/水平（level）并且在踏板位置低于閾值時增加到進氣歧管的空氣流。

在另一個例子中，在第一狀態期間，抽取包括每個循環抽取第一較大量的凝結物，并且其中在第二狀態期間，抽取包括每個循環抽取第二較少量的凝結物。

在另一個例子中，在第一狀態期間，抽取進行第一較短的持續時間，其中在第二狀態期間，抽取進行第二較長的持續時間。

在另一個例子中，一種用于增壓發動機的方法包括通過增加到進氣歧管的空氣流從增壓空氣冷卻器向進氣歧管抽取凝結物，并且根據踏板位置在該抽取期間調節火花正時。