[發(fā)明專(zhuān)利]用于預(yù)點(diǎn)火控制的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510033382.2
• 申請(qǐng)日: 2015-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104806360B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·P·格魯格拉;R·S·巴斯肯斯;J·M·金德里;P·A·皮耶奇克;M·P·蓋瑞爾;R·桑維
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02D13/00
• 分類(lèi)號(hào): F02D13/00;F02D9/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發(fā)明涉及用于預(yù)點(diǎn)火控制的方法和系統(tǒng)。提供用于解決當(dāng)使用直吹空氣輸送操作時(shí)發(fā)生的預(yù)點(diǎn)火的方法和系統(tǒng)。用于提供正向進(jìn)氣到排氣門(mén)重疊的可變凸輪正時(shí)裝置響應(yīng)于預(yù)點(diǎn)火的指示被調(diào)整以瞬時(shí)地減小氣門(mén)重疊。在直吹模式期間施加的預(yù)點(diǎn)火減緩負(fù)載限制和富集調(diào)整不同于當(dāng)直吹空氣未被輸送時(shí)所施加的預(yù)點(diǎn)火減緩負(fù)載限制和富集。

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明大體涉及用于減緩使用直吹(blow-through)空氣操作的發(fā)動(dòng)機(jī)中預(yù)點(diǎn)火的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

升壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供比類(lèi)似功率的自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)更大的燃料效率和更低的排放。然而，在瞬變狀況期間，升壓發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、燃料效率和排放-控制性能會(huì)變差。這樣的瞬變狀況可以包括快速地增加或減小操作員轉(zhuǎn)矩需求、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或質(zhì)量空氣流量。例如，當(dāng)要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩快速地增加時(shí)，渦輪增壓器壓縮機(jī)會(huì)需要經(jīng)由排氣質(zhì)量流量增加來(lái)自渦輪增壓器渦輪機(jī)的輸入(例如，轉(zhuǎn)矩)以輸送增加的升壓空氣流到發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，如果驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的渦輪機(jī)未完全地加速旋轉(zhuǎn)(spin up)，這樣的轉(zhuǎn)矩會(huì)是不可用的。因此，不期望的功率遲滯會(huì)在進(jìn)氣空氣流增加到需要的水平之前發(fā)生。

為了減小功率遲滯，升壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以以直吹模式操作，其中氣門(mén)正時(shí)被調(diào)整以增加正向氣門(mén)重疊。增加的氣門(mén)重疊增加輸送到渦輪機(jī)的能量，從而減少升壓的總時(shí)間。然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到當(dāng)以直吹模式操作時(shí)，其包括低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載狀況，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)易于有異常燃燒事件，如由于預(yù)點(diǎn)火。由于預(yù)點(diǎn)火的早期異常燃燒能夠引起非常高的缸內(nèi)壓力，并且能夠?qū)е骂?lèi)似于燃燒爆震但具有較大的強(qiáng)度的燃燒壓力波。這樣的異常燃燒事件能夠引起快速的發(fā)動(dòng)機(jī)退化。

盡管可以通過(guò)減小升壓裝置的輸出或使受影響的汽缸的預(yù)點(diǎn)火富集(enrich)可以減緩預(yù)點(diǎn)火事件，但是如由Buslepp等人在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2013/0054109中所示出的，當(dāng)以直吹模式操作時(shí)，這些減緩調(diào)整不會(huì)是切實(shí)可行的選擇。作為示例，在直吹模式期間，發(fā)動(dòng)機(jī)在汽缸中通常以化學(xué)計(jì)量空燃比操作，但是在排氣催化劑處是稀的，這是由于在高氣門(mén)重疊的時(shí)期期間空氣流從進(jìn)氣裝置進(jìn)入排氣裝置。在此類(lèi)狀況期間，由于過(guò)熱使用臨時(shí)的汽缸富集的預(yù)點(diǎn)火減緩可以引起催化劑退化。具體地，在催化劑處可用的過(guò)量的氧可以在導(dǎo)致催化劑處的過(guò)溫狀況的預(yù)點(diǎn)火檢測(cè)之后與噴射的豐富的燃料起反應(yīng)。作為另一示例，減小升壓裝置的輸出會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出和渦輪遲滯。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于這些問(wèn)題，發(fā)明人已經(jīng)開(kāi)發(fā)一種用于解決當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以氣門(mén)重疊操作時(shí)會(huì)發(fā)生的預(yù)點(diǎn)火的方法。一種示例方法包括：當(dāng)以直吹模式操作時(shí)，響應(yīng)于預(yù)點(diǎn)火的指示，減小氣門(mén)重疊。以此方式，在直吹操作期間可以降低預(yù)點(diǎn)火發(fā)生。

在一種示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)在當(dāng)渦輪遲滯是可能的狀況期間(例如，在踩加速器踏板事件期間)可以以直吹模式操作。其中，可變凸輪正時(shí)裝置可以被致動(dòng)以將一個(gè)或更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的第一進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)正時(shí)從不具有氣門(mén)重疊的正時(shí)調(diào)整到具有更多個(gè)正向氣門(mén)重疊(例如，具有完全正向進(jìn)氣門(mén)到排氣門(mén)重疊)的正時(shí)。經(jīng)由汽缸從進(jìn)氣裝置到排氣裝置的空氣流被用于減少轉(zhuǎn)矩時(shí)間。響應(yīng)于當(dāng)以直吹模式操作時(shí)接收的預(yù)點(diǎn)火的指示，控制器可以獨(dú)立于第二預(yù)點(diǎn)火計(jì)數(shù)器增加第一預(yù)點(diǎn)火計(jì)數(shù)器，該第二預(yù)點(diǎn)火計(jì)數(shù)器僅響應(yīng)于當(dāng)以直吹模式之外的模式操作時(shí)接收的預(yù)點(diǎn)火的指示而增加。當(dāng)?shù)谝活A(yù)點(diǎn)火計(jì)數(shù)器的輸出超過(guò)上限閾值時(shí)，可以采取負(fù)載限制動(dòng)作。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載可以通過(guò)減少空氣的直吹而被限制，如通過(guò)調(diào)整可變凸輪正時(shí)裝置以減小正向氣門(mén)重疊。在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以以無(wú)氣門(mén)重疊被臨時(shí)地操作。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)可以被臨時(shí)地富集。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載經(jīng)由氣門(mén)重疊的減小被限制，預(yù)點(diǎn)火事件的發(fā)生降低并且可以減少第一計(jì)數(shù)器。隨著第一計(jì)數(shù)器的輸出逐漸地降低時(shí)，氣門(mén)重疊可以被逐漸地增加直到具有較高的(例如，完全)正向氣門(mén)重疊的發(fā)動(dòng)機(jī)操作被恢復(fù)。