[发明专利]低速早燃爆震检测

说明书

用于发动机的爆震检测和控制的系统和方法利用爆震传感器，该爆震传感器配置成产生指示由异常燃烧引起的发动机的振动的爆震信号。控制器配置成接收爆震信号，相对于发动机的曲柄角度、基于(i)火花正时和(ii)适当的质量分数燃烧(MFB)位置确定分别用于低速早燃(LSPI)爆震和火花爆震的不同的监测窗口，使用所述不同的监测窗口监测爆震信号，基于监测来检测LSPI爆震和火花爆震中的一个，并控制发动机，以减轻检测到的LSPI爆震或火花爆震。

相关申请的交叉引用

该申请要求2016年5月10日提交的序列号为15/150,796的美国申请的权益。上述申请的公开内容通过其整体引用并入本文。

技术领域

本申请总地涉及发动机爆震检测，更具体地，涉及用于低速早燃(LSPI)爆震检测的技术。

背景技术

内燃机燃烧气缸内的空气/燃料混合物，以驱动活塞，该活塞可旋转地转动曲轴，以产生驱动扭矩。空气/燃料混合物的异常燃烧可以引起发动机的振动(例如，通过发动机结构的地震波)，这被称为“爆震”。存在两种主要类型的发动机爆震：(1)末端气体自动点火(也称为“火花爆震”)和(2)低速早燃(LSPI)爆震(也称为“超级爆震”)。LSPI爆震是指火花放电之前的随机、异常的燃烧启动。具体而言，由于时间、压力和温度导致的油摄入或化学预反应可能引起自动点火，这会产生碰撞的压力波，从而引起爆震。

LSPI爆震通常比火花爆震高几个数量级。典型的爆震控制策略是火花延迟。然而，这种控制策略对LSPI爆震无效，并且实际上对减轻LSPI爆震是有害的。这是因为在LSPI爆震期间，在火花放电之前燃烧已经开始，因此火花正时的延迟为气缸充气提供了更多的时间用于发生自动点火。因此，虽然这样的爆震检测和控制系统对于其预期目的是起作用的，但仍需要在相关领域中进行改进。

发明内容

根据本发明的第一方面，提出了一种爆震检测和控制系统。在一个示例性实施方式中，系统包括爆震传感器和控制器，所述爆震传感器配置成产生指示由异常燃烧引起的发动机的振动的爆震信号，所述控制器配置成：接收爆震信号，相对于发动机的曲柄角度、基于(i)火花正时和(ii)适当的质量分数燃烧(MFB)位置确定分别用于低速早燃(LSPI)爆震和火花爆震的不同的监测窗口，使用所述不同的监测窗口监测爆震信号，基于监测来检测LSPI爆震和火花爆震中的一个，并控制发动机，以减轻检测到的LSPI爆震或火花爆震。

根据本发明的第二方面，提出了一种爆震检测和控制方法。在一个示例性实施方式中，方法包括由控制器从发动机的爆震传感器接收指示由异常燃烧引起的发动机的振动的爆震信号，由控制器相对于发动机的曲柄角度、基于(i)火花正时和(ii)适当的质量分数燃烧(MFB)位置确定分别用于LSPI爆震和火花爆震的不同的监测窗口，由控制器使用不同的监测窗口监测爆震信号，由控制器基于监测来检测LSPI爆震和火花爆震中的一个，并由控制器控制发动机，以减轻检测到的LSPI爆震或火花爆震。

在一些实施方式中，LSPI爆震监测窗口定位在适当的MFB位置之前，并且火花爆震监测窗口定位在适当的MFB位置之后。在一些实施方式中，LSPI爆震监测窗口和火花爆震监测窗口由控制器重置窗口分开。在一些实施方式中，控制器配置成在控制器重置窗口的期间重置其信号放大和检测阈值。在一些实施方式中，每个不同的监测窗口具有与其相关联的不同的信号放大和检测阈值。

在一些实施方式中，发动机是直接喷射式(DI)发动机，并且其中控制器配置成通过控制发动机的DI燃料喷射器来减轻检测到的LSPI爆震。在一些实施方式中，控制器配置成通过控制进入发动机的气流来进一步减轻检测到的LSPI爆震。在一些实施方式中，控制器配置成通过限制或减小发动机的扭矩输出来进一步减轻检测到的LSPI爆震。在一些实施方式中，控制器配置成通过执行火花延迟来减轻检测到的火花爆震。