[发明专利]用于发动机自动点火检测和缓解的方法和系统

说明书

一种用于检测和缓解内燃机的汽缸中的自动点火的系统和方法。该方法包括提供第一传感器用于感测和确定发动机的曲轴的曲柄转角。提供第二传感器用于检测由自动点火(AI)引起的发动机振动频率改变。第二传感器的发动机振动信号被处理为爆震强度信号。爆震强度信号指示汽缸压力并且当曲柄转角在第一预定曲柄转角和第二预定曲柄转角之间时获得。确定爆震强度信号的至少一个特征，并且将爆震强度信号的至少一个特征与至少一个预定特征阈值进行比较。如果爆震强度信号的所述至少一个特征被确定为超过所述至少一个预定特征阈值，则执行至少一个自动点火缓解行动以缓解自动点火事件。

技术领域

本发明涉及用于控制内燃机的系统和方法，且更具体地涉及用于检测和缓解内燃机中的自动点火事件的系统和方法。

背景技术

本文所提供的背景描述是为了大体地呈现本发明的上下文的目的。在背景技术部分以及本说明书的各个方面中描述的当前指出姓名的发明人的工作所进行的程度在本发明提交时并不另外作为现有技术，从未明示或暗示其被承认为本发明的现有技术。

在火花点火发动机中，燃料和空气的混合物在进气过程期间进入活塞燃烧室。压缩空气/燃料混合物，且在点火过程期间采用高能量电火花开始进行燃烧。

点火正时影响发动机的性能、寿命、功率以及燃料经济性。在某些条件下，可发生不受控制或自动点火(AI)。当汽缸中的空气/燃料混合物由点火源而不是火花点燃时不受控制的点火发生在火花点火发动机中。通常，发生在TDC之前的不受控制的点火称为自动点火(AI)。

燃烧循环中发生太早或太晚的不受控制的点火经常造成过度振动并且可潜在地造成由于增加的汽缸温度和压力引起的发动机损坏。发动机控制系统监控发动机的曲轴的位置作为确定曲柄转角的方式。曲柄转角可用于确定AI事件何时发生。为了维持发动机的寿命，重要的是确定AI何时发生并采取补救行动。

尽管用于发生在TDC之后的不受控制的点火的检测和缓解系统在本领域是已知的且实现了他们的预期目的，但仍存在改进检测和缓解系统和方法的需求。更具体地，需要一种识别火花点火发动机中的TDC之前的自动点火的新型的和改进的检测和缓解系统。

发明内容

提供了一种用于检测和缓解内燃机的汽缸中的自动点火的方法。该方法包括提供第一传感器用于感测和确定发动机的曲轴的曲柄转角。提供第二传感器用于检测由自动点火(AI)引起的发动机振动频率改变。第二传感器的发动机振动信号被处理为“爆震强度”信号。

在本发明的实施例中，当曲柄转角在第一预定曲柄转角和第二预定曲柄转角之间时获得指示汽缸压力的爆震强度信号。确定爆震强度信号的至少一个特征，并且将爆震强度信号的至少一个特征与至少一个预定特征进行比较。

在本发明的另一实施例中，当爆震强度信号的至少一个特征被确定为超过至少一个预定特征时，则执行至少一个自动点火缓解行动以缓解自动点火事件。

在本发明的一个方面中，计算汽缸压力包括将发动机振动信号从模拟信号转换为数字信号。

在本发明的又一方面中，计算汽缸压力进一步包括对数字信号执行快速傅里叶变换(FFT)以将数字信号从时域转换为频域信号，本文称为“爆震强度信号”。

在本发明的再一方面中，执行至少一个自动点火缓解行动进一步包括当发动机速度在第一预定发动机速度阈值和第二预定发动机速度阈值之间且发动机负荷在第一预定发动机负荷阈值和第二预定发动机负荷阈值之间时富集流向汽缸的燃料流。

在本发明的又一方面中，执行至少一个自动点火缓解行动进一步包括当发动机速度在第三预定发动机速度阈值和第四预定发动机速度阈值之间且发动机负荷在第三预定发动机负荷阈值和第四预定发动机负荷阈值之间时切断进入汽缸的燃料流。