[发明专利]可变排量发动机中提前点火控制的方法和系统

说明书

本发明提供了用于降低从VDE模式再启用期间可变排量发动机中的提前点火发生的方法和系统。在当一个或多个停用的汽缸被再启用至增加的发动机负载时的条件期间，可临时且优先地加浓被再启用的汽缸(多个汽缸)以降低汽缸提前点火的可能性。以闭环方式知晓和进一步调节优先加浓。

技术领域

本发明涉及用于控制可变排量发动机(VDE)中提前点火的方法和系统。

背景技术

发动机可被配置成利用数量可变的启用汽缸或停用汽缸进行操作以增加燃油经济性，同时可选地以理论配比保持整体排气混合物的空气-燃料比。这种发动机已知为可变排量发动机(VDE)。在一些实例中，在选定条件期间可以禁用发动机的一部分汽缸，其中，该选定条件可由诸如速度/负载窗口的参数以及包括车辆速度在内的各种其他操作条件进行限定。VDE控制系统通过对影响汽缸的进气门和排气门的操作的多个汽缸气门停用装置进行控制或通过对影响汽缸加油的多个可选择性停用的燃料喷射器进行控制来禁用选定的汽缸。通过降低低扭矩要求条件下的排量，在较高的歧管压力下操作发动机，从而降低了由于泵送导致的发动机摩擦并降低了燃料消耗。

这样，在VDE发动机中可能发生异常的燃烧事件，诸如由于提前点火导致的异常的燃烧事件。Kerns等人在US 20120285161中示出了一种解决VDE发动机系统中发生的提前点火事件的示例方法。其中，在VDE操作模式期间基于停用汽缸的数量调节提前点火检测的阈值和窗口。该阈值也在VDE模式和非VDE模式之间变化以更好地补偿背景噪声差，从而改善VDE模式和非VDE模式期间的提前点火检测。

然而，本文的发明人已经确定了使用这种方法的潜在问题。例如，在选定的汽缸再启用期间，可引起提前点火。因此，即使提前点火在VDE模式中被准确地检测并且被解决，但是当发动机转换至非VDE模式时可继续发生提前点火。换言之，在选定条件下，诸如当利用停用了大量时间的一个或多个汽缸进行操作时，可能增加异常燃烧(诸如由于汽缸提前点火引起的异常燃烧)的可能性。这是由于停用的发动机汽缸中机油的积累所致。例如，在长期稳态高速公路巡航条件期间，由于持续的发动机旋转导致停用的发动机汽缸中产生真空，因此停用的汽缸可收集相当数量的机油。机油还会由于停用操作期间汽缸中的较低温度以及作用在活塞的控油环上的较低压力而被吸入。这样，较低的温度和压力允许机油移入燃烧室并且在燃烧室中聚集。然后被捕集的机油在后续的汽缸再启用期间可用作点火源。在一些发动机系统中，停用模式下的扩展操作之后，控制策略可应用于汽缸以辅助恢复作用在控油环上的压力。然而，在增压发动机中，如果一个或多个汽缸被停用了更长的时间，并且此后扭矩需求明显增加(诸如，在超车动作期间，此时增压被维持或增加且汽缸被再启用)之后，捕集在汽缸(或多个汽缸)中的机油可变成导致提前点火事件、不良NVH(可听见的爆震声)和潜在发动机损坏的点火源。特别地，被捕集的机油的燃烧可导致与提前点火相关的高缸内压力和温度，其能够使发动机部件退化以及降低发动机效率。

发明内容

在一个实例中，通过一种用于发动机的方法可至少部分地解决上述问题中的一些，该方法包括：当将汽缸再启用至高于阈值的负载条件时，并且在接收到汽缸中的提前点火的指示之前，加浓(enrich)被再启用的汽缸，基于汽缸负载和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个调节该加浓。以这种方式，可降低在延长的汽缸停用之后的将汽缸再启用至高负载期间发生的提前点火。