[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

本发明总的涉及用于响应提前点火检测而控制车辆发动机的方法和系统。

背景技术

在一些工况下，具有高压缩比或者被增压以增加比输出的发动机可能易于发生低速提前点火燃烧事件。由于提前点火所导致的过早燃烧能够产生非常高的汽缸压力，并且能够导致类似于燃烧爆震但是具有更大的强度的燃烧压力波动。已经研发出根据发动机的工况预测和/或较早检测提前点火的对策。此外，在检测之后，可以采取各种提前点火减轻步骤。

例如，可以调节燃料喷射正时(例如，提前)以减轻提前点火。在一个例子中，通过较早地喷射至少一些燃料，可以实现汽缸进气冷却，这减少非正常汽缸燃烧事件的可能性。但是，提前喷射正时可以使喷射的燃料碰撞汽缸壁并且使汽缸壁潮湿。从汽缸壁落下的燃料微滴又能够在燃烧混合物中产生低辛烷物质，其作为汽缸提前点火的点火源。因此，可能不能实现希望的提前点火减轻。

发明内容

因此，在一个例子中，通过操作包括燃料喷射器的发动机的方法可以至少部分地解决至少一些以上问题。一个示例实施例包括，根据提前点火的指示(indication)调节喷射到汽缸的燃料喷射的角度。以这种方式，可以控制每个发动机汽缸的射束样型，以减轻燃料对汽缸壁的碰撞，并且改进充气冷却，因而减少汽缸中提前点火的发生。

在一个例子中，该方法还包括根据提前点火指示调节射束方向。

在另一个例子中，发动机控制系统可以从汽缸提前点火计数估计汽缸提前点火的可能性。根据汽缸提前点火计数，汽缸可以在给定的发动机循环中通过一次或多次喷射的富喷射或稀喷射提供燃料。在给定的发动机循环中喷射的次数和每次喷射的正时可以根据汽缸提前点火计数来调节。响应较早喷射正时(例如，比较接近BDC的喷射正时)，发动机控制器可以减小由燃料喷射器喷射的燃料的射束角，以减少汽缸壁碰撞。比较而言，响应较迟的喷射正时(例如，比较接近TDC的喷射正时)，控制器可以增加射束角，以增加喷射在活塞头部上的燃料并改善空气燃料混合。控制器同样可以调节燃料喷射器的射束方向(或取向)。

以这种方式，可以调节喷射在汽缸中的燃料的射束样型以提供对流冷却而不增加非正常燃烧事件的可能性。通过根据相应的汽缸提前点火计数调节每个发动机汽缸的射束样型，可以减少发动机提前点火，即使不同的发动机汽缸具有不同的提前点火的可能性。而且，通过调节燃料喷射的射束角，可以改善汽缸空气燃料混合以减少排气排放并且增加功率输出。以这种方式，能够减少由于提前点火引起的发动机衰退(degradation)，同时改善发动机燃料经济性和排气排放。

在另一个例子中，操作包括具有第一较高的提前点火计数的第一汽缸和具有第二较低的提前点火计数的第二汽缸的发动机的方法包括根据第一提前点火计数以第一射束角在第一汽缸中喷射燃料；和根据第二提前点火计数，以不同的第二射束角在同一个发动机循环中在第二汽缸中喷射燃料；其中在第一汽缸中喷射燃料包括在该发动机循环中以较大的喷射次数喷射燃料，在第一汽缸中喷射的次数和每次喷射的正时基于第一提前点火计数，并且其中在第二汽缸中喷射燃料包括在该发动机循环中以较小的喷射次数喷射燃料，在第二汽缸中喷射的次数和每次喷射的正时基于第二提前点火计数。

在另一个例子中，调节第一汽缸的燃料喷射和第二汽缸的燃料喷射，以使第一和第二提前点火计数变成共同的点火计数，同时保持排气空气燃料比在化学计量或接近化学计量。

在另一个例子中，该方法还包括响应第一汽缸中提前点火的发生调节第一射束角而不调节第二射束角，和响应第二汽缸中提前点火的发生调节第二射束角而不调节第一射束角。

在另一个例子中，发动机系统包括发动机；具有第一较高的提前点火计数的第一发动机汽缸；具有第二较低的提前点火计数的第二发动机汽缸；构造成将燃料和/或稀释剂喷射到第一汽缸中的第一燃料喷射器；构造成将燃料和/或稀释剂喷射到第二汽缸中的第二燃料喷射器；构造成识别第一和/或第二汽缸中的提前点火的爆震传感器；和具有计算机可读指令的控制器，该控制器用于在第一汽缸中分流(split)喷射燃料以使第一汽缸富化，该分流喷射的喷射正时和次数基于第一提前点火计数；根据该分流喷射调节第一燃料喷射器的第一射束角；在第二汽缸中单次喷射燃料以使第二汽缸稀化，该单次喷射的正时基于第二提前点火计数；以及根据该单次喷射调节第二燃料喷射器的第二射束角。

在另一个例子中，调节该第一射束角包括，当分流喷射的正时接近TDC时，增大第一射束角，其中调节第二射束角包括，当单次喷射的正时接近BDC时，减小第二射束角。