[go: up one dir, main page]

CN106401777A - 用于点火控制的方法和系统 - Google Patents

用于点火控制的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106401777A
CN106401777A CN201610616375.XA CN201610616375A CN106401777A CN 106401777 A CN106401777 A CN 106401777A CN 201610616375 A CN201610616375 A CN 201610616375A CN 106401777 A CN106401777 A CN 106401777A
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
egr
spark plug
spark
instruction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610616375.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106401777B (zh
Inventor
C·P·格卢格拉
N·W·莫罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN106401777A publication Critical patent/CN106401777A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106401777B publication Critical patent/CN106401777B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/021Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using an ionic current sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1516Digital data processing using one central computing unit with means relating to exhaust gas recirculation, e.g. turbo
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

本申请公开用于点火控制的方法和系统。提供用于解决火花塞烟粒积污的方法和系统。在一个示例中,通过提前火花正时和增加发动机转速,同时减少被传递到发动机的EGR的量,火花塞尖端温度被升高并且被维持升高。火花塞积污减缓行为基于发动机是否处于在装配工厂处绿色状况来调整。

Description

用于点火控制的方法和系统
技术领域
本说明书总体涉及用于控制车辆发动机以解决火花塞积污问题的方法和系统。
背景技术
发动机点火系统可以包括火花塞,该火花塞用于将电流传递到火花点火发动机的燃烧室以点燃空气燃料混合物并且开始燃烧。基于发动机工况,火花塞积污能够发生在火花塞绝缘体的点火尖端被异物(例如,燃料、油或烟粒)覆盖的时候。一旦积污,则火花塞可能不能够提供足够的电压以触发汽缸燃烧,直到火花塞被充分地净化(cleaned)或更换。例如,可以通过在充分地升高火花塞尖端温度的速度-负载状况下操作发动机以将在积污的火花塞上积累的烟粒燃尽来净化火花塞。
Glugla等人在US 8,132,556中示出用于火花塞净化的一种示例方法。在其中,基于火花塞积污的严重程度,采取渐进的侵蚀行为以燃尽积累的烟粒。特别地,火花塞尖端温度利用火花正时提前、发动机负载增加、发动机转速增加等的组合来升高。
然而,发明者人在此已经识别出这种方法的潜在问题。作为一个示例,各种行为可能与用于燃油经济性的发动机命令相冲突。特别地,为了提高发动机性能,控制器可以利用排气再循环来操作发动机以减慢燃烧,并且降低燃烧温度以试图减少发动机爆震和NOx排放。然而,EGR的使用能够导致较低的火花塞尖端温度,这使得即使使用火花提前也难以将火花塞尖端温度升高到将烟粒从火花塞燃尽所需要的操作温度。因此,即使使用侵蚀的火花提前,火花塞也可能保持积污。此以,火花塞积污能够在EGR趋向被安排的低速和轻负载下更频繁地发生。当发动机是绿色发动机时,即,在发动机在装配工厂处被耦接到车辆中时,同样的问题可以在交付给顾客之前发生。在装配工厂处,由于车辆在多个地段周围移动,所以车辆可以被多次起动。此以,车辆可以被起动以测试发动机部件。频繁的发动机操作产生过量的烟粒,该烟粒能够污染火花塞。然而,发动机不可以在允许火花塞被加热并且积累的烟粒被燃尽的速度-负载区域内充分地操作。较低的火花塞尖端温度能够恶化火花塞积污问题。
发明内容
在一个示例中,可以通过用于耦接在车辆中的发动机的方法至少部分地解决上述问题中的一些,该方法包含:当在车辆装配工厂处操作发动机时,以较大量减少EGR;以及当在车辆已经离开装配工厂之后响应于火花塞净化状况操作发动机时,以较小量减少EGR。以此方式,火花塞积污能够被更有效地解决。
作为一个示例,当车辆在装配工厂处被操作和测试时,发动机可以以调整的EGR安排来操作。具体地,由于EGR冷却燃烧,所以对于绿色发动机,EGR可以被减少较大量以实现维持充分高的火花塞尖端温度,以便减少火花塞积污问题。同样地,如果火花塞积污在绿色发动机中被确定,则EGR仍然可以被减少较大量。相比之下,当车辆在离开装配工厂之后被操作时,发动机可以响应于火花塞积污的指示以不同的EGR安排来操作。具体地,EGR可以被减少较小量以加速火花塞净化。一旦确定火花塞被充分地净化或充分地加热,则最初的EGR安排(或标称EGR安排)可以被恢复。
响应于火花塞积污的指示而调整EGR的技术效果是EGR对火花塞净化的干扰被减少。特别地,在绿色发动机(其中车辆仍然在装配工厂处)或非绿色发动机(其中车辆已经离开装配工厂)中,火花塞尖端温度可以被升高到并且被保持在较高温度达较长的持续时间,从而改善火花塞健康。当以火花提前或增加的发动机转速/负载操作发动机以净化火花塞时,通过至少暂时地减少EGR,火花塞净化能够被加速而不会折损燃料经济性,并且发动机性能受益于EGR使用。通过更好地解决火花塞积污,汽缸失火事件能够被减少。
应当理解,提供以上本发明内容是为了以简化的形式介绍一系列概念,这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征,要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外,要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出内燃发动机的示意图。
图2示出用于响应于火花塞积污的指示而调整发动机EGR安排的高水平流程图。
图3示出响应于绿色发动机中的火花塞积污事件而执行的示例发动机火花塞正时和EGR安排调整。
图4示出响应于非绿色发动机中的火花塞积污事件而执行的示例发动机火花塞正时和EGR安排调整。
具体实施方式
以下描述涉及用于更好地解决发动机系统(诸如图1中的发动机系统)中的火花塞积污的系统和方法。发动机控制器可以被配置成响应于火花塞积污指示而执行控制程序(诸如图2中的程序)以调整发动机的EGR安排,以便实现维持火花塞尖端温度升高并且积污的火花塞上积累的烟粒被燃尽。当发动机是在装配工厂处的车辆的绿色发动机(如图3所示)或是已经离开装配工厂的车辆的非绿色发动机(如图4所示)时,执行的EGR调整可以变化。
图1是示出多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图,该发动机可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统控制并且通过经由输入装置132来自车辆驾驶员130的输入来控制。在该示例中,输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(本文中也称为“汽缸”)30可以包括燃烧室壁136,活塞138定位在所述燃烧室壁中。活塞138可以耦接到曲轴140,使得活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由中间变速器系统耦接到车辆的至少一个驱动轮。另外,起动机马达可以经由飞轮耦接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
汽缸30能够经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了汽缸30之外,进气通道146能够与发动机10的其它汽缸连通。在一些实施例中,进气通道中的一个或多个可以包括增压装置,诸如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1示出配置有涡轮增压器的发动机10,所述涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以经由轴180由排气涡轮176至少部分地提供动力,其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而,在其它示例中,诸如在发动机10配备有机械增压器的情况下,排气涡轮176可以可选地被省略,其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门20可以沿发动机的进气通道被提供,用于改变提供到发动机汽缸的进气的流率和/或压力。例如,如图1所示,节气门20可以被布置在压缩机174的下游,或者替代地可以被提供在压缩机174的上游。
排气通道148能够接收来自除汽缸30之外的发动机10的其它汽缸的排气。在一个示例中,排气通道148可以接收来自发动机10的所有汽缸的排气。然而,在一些实施例中,如在图2处所详尽的,来自一个或多个汽缸的排气可以被引导到第一排气通道,而来自一个或多个其它(剩余的)汽缸的排气可以被引导到第二不同的排气通道,不同的排气通道然后进一步在排气排放控制装置下游或处或之上汇合。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以选自用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器,例如,诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热式EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。
排气温度可以由位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)估计。替代地,排气温度可以基于发动机工况(诸如转速、负载、空燃比(AFR)、火花延迟等)而被推知。另外,排气温度可以由一个或多个排气传感器128计算。应当认识到,排气温度可以替代地通过本文列出的温度估计方法的任何组合来估计。
发动机的10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门以及一个或多个排气阀。例如,汽缸30被示出包括位于汽缸30的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中,发动机10的每个汽缸(包括汽缸30)可以包括位于汽缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可以由控制器12借助凸轮致动系统151通过凸轮致动来控制。类似地,排气门156可以由控制器12借助凸轮致动系统153来控制。凸轮致动系统151和153可以均包括一个或多个凸轮并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器155和157确定。在替代实施例中,进气门和/或排气门可以通过电动气门致动控制。例如,汽缸30可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在又一些实施例中,进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统控制,或者由可变气门正时致动器或致动系统控制。
汽缸30可以具有压缩比,该压缩比是在活塞138处于底部中心与顶部中心时的容积的比。通常,压缩比在9∶1到10∶1的范围内。然而,在使用不同燃料的一些示例中,压缩比可以增加。例如,这种情况可以在使用较高的辛烷值燃料或具有较高的潜在汽化焓的燃料时发生。如果使用直接喷射,则由于其对发动机爆震的影响,压缩比也可以增加。
发动机10可以进一步包括排气再循环(EGR)系统以将来自排气通道148的部分排气引导到进气歧管144。图1示出低压EGR(LP-EGR)系统,但是替代实施例可以仅包括高压EGR(HP-EGR)系统或LP-EGR系统和HP-EGR系统两者的组合。LP-EGR通过LP-EGR通道149从涡轮176的下游被引导到压缩机174的上游。提供到进气歧管144的LP-EGR的量可以由控制器12通过LP-EGR阀152来改变。例如,LP-EGR系统可以包括LP-EGR冷却器158以将来自EGR气体的热量排出到发动机冷却剂。当包括HP-EGR系统时,HP-EGR系统可以引导HP-EGR通过专用HP-EGR通道(未示出)从涡轮176的上游到压缩机174的下游(以及进气节气门20的上游),经由HP-EGR冷却器。提供到进气歧管144的HP-EGR的量可以由控制器12通过HP-EGR阀(未示出)来改变。
在一些状况下,EGR系统可以用于调节燃烧室30内的空气和燃料混合物的温度。因此,可以期望测量或估计EGR质量流。例如,一个或多个传感器159可以被定位在LP-EGR通道149内以提供被再循环通过LP-EGR通道的排气的压力、温度、和空燃比中的一个或多个的指示。通过LP-EGR通道149转移的排气可以在位于LP-EGR通道149和进气通道142的接合点的混合点处以新鲜的进气稀释。在一些示例中,当进气系统(AIS)节气门被包括在压缩机174的上游的进气通道142中时,通过调整LP-EGR阀152与进气系统节气门相协调,EGR流的稀释可以被调整。
LP-EGR流的百分比稀释可以根据发动机进气流中的传感器的输出来推知。例如,被定位在LP-EGR阀152下游和主进气节气门20上游的传感器145可以被使用,使得在或接近于主进气节气门处的LP-EGR稀释可以被准确地确定。例如,传感器145可以是氧传感器,诸如UEGO传感器。
发动机10的每个汽缸可以包括用于开始燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下,点火系统190能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA借助火花塞192为燃烧室30提供点火火花。特别地,响应于来自控制器的火花信号,点火系统190可以在火花塞192两端施加高偏压以实现离子感测。高偏压可以被施加在火花间隙两端并且可以在点火线圈停歇(dwell)期间被施加。在选择的状况下,附加高偏压可以在点火线圈停歇期间被施加。点火系统190可以包括一个或多个点火线圈和其它电路/电子器件以致动相关联的火花塞,并且提供离子感测,诸如离子感测模块194。离子感测模块可以包括离子传感器。替代地,火花塞可以用于离子感测。点火线圈的充电可以由高压电源(未示出)或由电池电压来供电。由高压电源提供的增高的电压的使用可以提供各种优点,诸如减少点火线圈充电时间和停歇时间,这总体上允许较大的点火正时灵活性和/或较长的离子感测时期。
在一个实施例中,每个火花塞均包括专用线圈和相关联的电子器件以提供火花和离子感测。替代地,单个点火模块可以与具有使用电源对布置提供的离子感测的多个火花塞相关联,以减少所需的控制线的数量。所描绘的实施例说明用于点燃燃料混合物的每个汽缸中的单个火花塞。然而,本公开可以被用于使用双火花塞的应用中,这两个火花塞中的一个或两个提供混合物点火和/或离子感测。
控制器12可以包括由软件和/或硬件实施以监测火花塞的离子电流从而检测火花塞积污状况的代码。如以下参考图2进一步讨论的,响应于火花塞积污状况,控制器12可以采用各种校正行为或控制程序以燃尽沉积在积污的火花塞上的烟粒。用于移除火花塞沉积物的控制程序可以包括提前点火正时,以及增加发动机转速/负载。各种控制行为被用于升高火花塞尖端温度并且燃尽积累的烟粒。此外,EGR安排可以在火花塞净化期间被调整(特别地,被减少)以允许维持升高的火花塞尖端温度。
在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可以配备有一个或多个燃料喷射器,以便向其提供燃料。作为一个非限制性示例,汽缸30被示出包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166被示出直接耦接到汽缸30,用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例将燃料直接喷射到其中。以此方式,燃料喷射器166提供被称为燃料到燃烧汽缸30的直接喷射(下文中也称为“DI”)。虽然图1示出喷射器166为侧喷射器,但是它也可以位于活塞的顶部,诸如在火花塞192的位置附近。当以醇基燃料操作发动机时,由于一些醇基燃料的较低的挥发性,这种位置可以改进混合和燃烧。替代地,喷射器可以位于顶部并且靠近进气门以改进混合。应当认识到,在替代实施例中,喷射器166可以是将燃料提供到汽缸30上游的进气道的进气道喷射器。
应当认识到,在又一些实施例中,发动机可以借助两个喷射器(直接喷射器166和进气口喷射器)通过喷射可变的混合燃料或爆震/预点火抑制流体并且改变来自每个喷射器的相对喷射量来操作。
燃料可以通过高压燃料系统80被传递到燃料喷射器166,该高压燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料轨。替代地,燃料可以较低的压力下通过单级燃料泵传递,在这种情况下,直接燃料喷射的正时在压缩冲程期间比使用高压燃料系统时可以更受限制。此外,虽然未示出,但是燃料箱可以具有将信号提供到控制器12的压力传感器。
燃料可以在汽缸的单个发动机循环期间由(多个)喷射器传递到汽缸。另外,从(多个)喷射器传递的燃料的分配和/或相对量可以随工况而变化。例如,分配可以随汽缸空气充气的变化率、异常的汽缸燃烧事件的(诸如存在汽缸失火事件、爆震事件或预点火事件)性质而变化。此外,对于单个燃烧事件,传递的燃料的多次喷射可以在每个循环中执行。多次喷射可以在压缩冲程、进气冲程或其任何合适的组合期间被执行。
如上所述,图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸。因此,每个汽缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、(多个)燃料喷射器、火花塞等。
燃料系统80中的燃料箱可以容纳具有不同性质(诸如不同的组分)的燃料或爆震/预点火抑制流体。这些不同可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的混合燃料和/或其组合等。在一个示例中,具有不同的醇含量的燃料或爆震/预点火抑制流体可以包括一种汽油燃料和另一种乙醇或甲醇燃料。在另一个示例中,发动机可以使用汽油作为第一物质并且使用诸如E85(其是大约85%的乙醇和15%的汽油)或M85(其是大约85%的甲醇和15%的汽油)的含醇混合燃料作为第二物质。其它含醇的燃料可以是醇和水的混合物、醇、水和汽油的混合物等。在又一个示例中,两种燃料可以是混合醇,其中第一燃料可以是具有较低的醇比例的混合汽油醇,而第二燃料的混合汽油醇具有较高的醇比例,诸如E10(其是大约10%的乙醇)作为第一燃料并且E85(其是大约85%的乙醇)作为第二燃料。在又另一个示例中,流体中的一种可以包括水而另一种流体是汽油或混合醇。替代地,第一燃料和第二燃料还可以在其它燃料性质上不同,诸如温度、粘度、辛烷值、潜在汽化焓等的不同。其它预点火抑制流体可以包括水、甲醇、洗涤液(其是大约60%的水和40%的甲醇的混合物)等。
此外,存储在燃料箱中的燃料或预点火抑制流体的燃料特性可以频繁地变化。在一个示例中,驾驶员可以在某天用E85、然后下一天用E10并且再下一天用E50填满燃料箱。因此,燃料箱填充物每天的变化能够导致频繁地改变燃料组分,由此影响由喷射器166传递的燃料组成。
发动机10可以进一步包括一个或多个爆震传感器、加速器、振动传感器或汽缸内压力传感器以感测发动机缸体振动,诸如与爆震或预点火相关的振动。另外,加速器、振动传感器、汽缸内压力传感器和离子传感器(未示出)可以用于指示汽缸失火事件(诸如由火花塞积污而触发的汽缸失火事件)并且区分失火事件与爆震或预点火事件。
控制器12在图1中被示为微型计算机,其包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质-在该特定示例中被示为只读存储器芯片110、随机存取存储器112、不失效存储器114和数据总线。除先前讨论的那些信号之外,控制器12还可以从耦接到发动机10的传感器接收各种信号,包括:来自质量空气流量传感器122的引入的质量空气流量(MAF)的测量;来自耦接到冷却套管118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT);来自耦接到曲轴140的霍耳效应传感器120(或其它类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP);来自EGO传感器128的汽缸AFR;来自离子感测模块194的离子传感器的火花塞离子电流;以及来自爆震传感器和曲轴加速传感器的异常燃烧。发动机转速信号RPM可以通过控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。又一些传感器(诸如汽缸压力传感器、爆震传感器和/或预点火传感器)可以耦接到发动机10(即,发动机主体)以帮助识别异常燃烧事件。控制器12接收来自图1的各种传感器的信号并且采用图1的各种致动器,以基于接收的信号和储存在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。存储介质只读存储器110能够用表示可由处理器106执行的指令的计算机可读数据来编程,用于执行下述方法以及其它被预期但未被具体列出的其它变体。
现转向图2,其描述用于响应于火花塞积污的指示而调整发动机EGR安排的示例方法200。调整允许维持火花塞尖端温度足够高以燃尽任何积累的烟粒。用于执行方法200和本文包括的其余方法的指令可以基于存储在控制器的储存器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1所述的传感器)接收的信号由控制器执行。控制器可以根据下述方法采用发动机系统的发动机致动器以调整发动机操作。
在202处,该方法包括估计和/或测量发动机工况。这些工况包括例如发动机转速、发动机负载、发动机温度、驾驶员扭矩需求、排气催化剂温度、离子传感器的输出、火花塞离子电流等。在204处,基于估计的发动机工况,可以确定初始EGR安排。初始EGR安排可以包括确定作为LP-EGR传递的EGR量和作为HP-EGR传递的EGR量。此外,可以确定期望的EGR稀释。例如,即使当发动机转速和负载变化时,也可以确定待维持的百分比稀释。基于期望的EGR稀释,相应的EGR阀开度或位置也可以被确定。
在206处,可以确定是否存在火花塞积污的指示。在一个示例中,火花塞积污可以基于一个或多个汽缸失火事件的发生而被指示。在另一个示例中,火花塞积污可以基于火花塞的离子电流或耦接到火花塞的离子传感器的输出而被指示。例如,如果离子电流低于阈值,则由于烟粒积累导致的火花塞积污可以被确定。因此,稳态离子信号(例如,电流)在火花塞的点火线圈的激励之前(也称为预停歇阶段)超过阈值。预停歇离子信号提供分流电阻的测量,这减少了火花塞上导电的含碳沉积物(烟粒)形成。如果离子电流低于阈值,则它指示由于火花塞积污而导致的升高的分流电阻。火花塞积污以及需要火花塞净化可以替代地基于火花塞尖端温度模型、离子积污反馈时间、自开始后逝去的时间以及在火花塞的自净化未发生的状况下(诸如在低于阈值发动机转速和负载的状况下)自操作发动机后逝去的时间中的一个或多个来推知。
在208处,如果未指示火花塞积污,则该方法包括将标称火花正时(或基于估计的发动机工况的替代火花正时)供应到发动机汽缸。此外,发动机可以通过调整EGR阀(根据要求在HP-EGR通道、在LP-EGR通道或两者中)到确定的位置以确定的EGR安排来操作发动机以提供确定的稀释。从此处,该方法退出。
在210处,如果指示火花塞积污,则该方法包括设定诊断代码。诊断代码指示火花塞是烟粒积污的并且存在火花塞净化状况。火花塞净化然后能够试图燃尽积累在火花塞上的烟粒。
火花塞净化然后在212处通过加速火花塞尖端温度上升而开始。火花塞尖端温度增加通过供应提前的火花正时被加速。具体地,火花正时从标称正时提前(例如,从MBT提前),提前程度基于火花塞积污的指示。例如,基于离子传感器输出,火花塞上的烟粒负载可以被估计。然后,当烟粒负载增加到阈值水平以上时,或者当汽缸失火发生率增加时(由于积污的火花塞),火花正时可以从MBT进一步提前。附加地或可选地,提前的火花正时可以被供应达较长的持续时间(例如,较大数量的燃烧事件)。
火花塞尖端温度的增加可以进一步通过增加发动机转速和增加发动机负载中的一个或多个来加速。例如,如果发动机处于怠速时,则发动机转速可以从约700RPM的标称怠速增加到1250RPM的高怠速,并且发动机负载可以从0.08bar增加到0.18bar。此外,发动机负载可以通过增加摩擦负载来增加,诸如通过命令较高的发动机油压、交流发电机电流的增加等。在一个示例中,在可能难以增加发动机转速而不影响车辆速度的行驶状况期间,发动机转速可以通过对变速器档位降档或打开/解锁变矩器来增加。
在214处,该方法包括确认绿色发动机状况。因此,绿色发动机对应于在装配工厂处于预交付状态的车辆的发动机。在一个示例中,绿色发动机状况可以基于已经发生的接通事件的数量以及每个接通事件的持续时间(即,对于每个接通事件的接通与断开之间所逝去的持续时间)而被确定。例如,发动机在车辆装配之后并且在车辆离开装配工厂之前在第一次发动机起动(或第一数量的发动机起动)下可以是绿色发动机。因此,虽然发动机仍然是绿色发动机,但是各种测试可以在发动机上执行以评估所有发动机部件的功能。此外,各种功能可以被诊断,诸如排放兼容性、泄漏检测等。
基于接通事件的数量确定绿色发动机状况的一个示例可以包括确定发动机运行时间的规定持续时间自初始接通事件开始是否已经逝去。绿色发动机状况在初始接通事件期间以及从初始接通事件开始在发动机运行时间的规定持续时间内发生的进一步数量的接通事件期间可以被确定是存在的。作为另一个示例,发动机可以基于自初始接通事件开始的接通事件数量的累计值以及多个接通事件中的每一个的持续时间被确定处于绿色状况。如果累计值少于阈值持续时间,则发动机可以处于绿色状况。在阈值持续时间之后,发动机可以被确定处于非绿色状况。因此,通过阈值持续时间或阈值数量的接通事件可以预期包含发动机的车辆已经离开装配工厂并且已经被交付给顾客/操作者(即,发动机处于交付后状态)。
在216处,一旦确定绿色发动机状况,则该方法包括响应于火花塞净化要求,调整绿色发动机的EGR安排。具体地,该方法包括在车辆装配工厂处(交付之前)操作绿色发动机时以较大量减少EGR。由于EGR导致燃烧冷却,所以通过以较大量减少EGR,可以实现较高的燃烧温度并且由此实现较高的火花塞尖端温度。此外,在预交付状况期间可以以较大量减少EGR而无需担心排放影响,因为在预交付状况下没有排放要求。在一个示例中,以较大量减少EGR包括禁用EGR。例如,控制信号可以从发动机控制器被发送到耦接到EGR阀的机电致动器以将EGR阀致动到完全关闭的位置。此外,当在车辆装配工厂处操作绿色发动机时,EGR可以以较大量被减少达较长的持续时间,因为不考虑调整对排放的影响。另外,EGR和火花正时可以被优化,以便实现火花塞尖端温度的较高的上升。例如,可以以较大量减少EGR同时以一定量提前火花正时来提供较高的燃烧温度。EGR基于发动机工况从初始安排减少,如在204处所确定的。
在218处,如果未确认绿色发动机状况,则该方法包括响应于火花塞净化要求,调整非绿色发动机的EGR安排。具体地,该方法包括当在(由发动机推进的)车辆已经离开装配工厂(预交付)之后操作非绿色发动机时以较少量减少EGR,以减少调整对排放的影响(因为在交付后状态下存在较严格的排放要求)。此外,当在车辆已经离开车辆装配工厂之后操作非绿色发动机时,EGR可以以较小量减少达较短的持续时间。较短的持续时间还实现最小化调整对排放的影响。EGR基于发动机工况从初始安排减少,如在204处所确定的。在220处,该方法包括利用在216或218处确定的调整的EGR安排来操作发动机。
如本文在216和218处所使用的方法,减少EGR包括减小EGR阀的开度,该阀将发动机排气歧管耦接到发动机进气歧管。例如,控制信号可以从发动机控制器被发送到耦接到EGR阀的机电致动器,该信号引起致动器朝向关闭位置(例如,到部分关闭的位置)致动EGR阀。如本文所使用的,减少的EGR可以是低压EGR和高压EGR中的一个或多个。
在一个示例中,响应于非绿色发动机中的火花塞净化状况而以较小量减少EGR可以包括控制信号从发动机控制器被发送到耦接到EGR阀的机电致动器以朝向完全关闭的位置致动EGR阀。
在一些示例中,从初始安排减少EGR可以进一步基于发动机预点火速率(或汽缸预点火历史)来调整。例如,当发动机预点火计数较高时,EGR减少可以较小(即,EGR有更少的减少并且调整的EGR安排更接近初始EGR安排)。作为另一个示例,当发动机预点火计数较低时,EGR减少可以较大(即,EGR有更多的减少并且调整的EGR安排更远离初始EGR安排)。这是由于从预点火事件的早期燃烧到火花塞的高热传递。通过基于汽缸预点火历史调整EGR安排,燃烧室温度可以被更好地控制以加速火花塞净化。此外,EGR减少可以被调整,使得EGR可以被优化到其中EGR减少和火花正时提前的组合能够在最小的排放影响的情况下用于升高火花塞尖端温度的水平。
应当认识到,在一些示例中,发动机转速和负载的增加以及提前的火花正时的供应可以基于发动机是否是处于绿色状况来调整。例如,发动机转速的较高的增加和发动机负载的较高的增加以及较多的火花提前可以被用作绿色发动机的预交付策略的一部分。作为另一个示例,发动机转速的较低的增加和发动机负载的较低的增加以及较少的火花提前可以被用作绿色发动机的交付后策略的一部分。这种差异可以至少部分由于相比于预交付状态,在交付后状态下对发动机较严格的排放合规要求。差异可以进一步由于相比于交付后状态,在预交付状态下顾客不受车辆驾驶性能的退化的烦扰。此外,EGR的较小的减少可以实现非绿色发动机更好地遵守较严格的排放要求(因为更多的EGR实现较低的NOx排放)。
通过在火花净化操作期间减少EGR,其中火花被提前并且发动机转速/负载被增加,燃烧温度可以升温,火花塞尖端温度可以被升高并且维持足够高以燃尽火花塞积累的沉积物。通过在解决积污的火花塞时暂时地禁用或减少冷却的EGR的使用,火花塞净化可以被加速,从而改进发动机性能。
在222处,可以确定火花塞是否被净化。在一个示例中,火花塞上的烟粒负载可以基于火花塞的离子电流的变化而被推知。替代地,火花塞的烟粒负载可以基于汽缸失火发生、耦接到火花塞的离子传感器的输出、火花塞尖端温度等而被推知。如果推知的火花塞的烟粒负载低于阈值,则可以确定火花塞是净化的。替代地,如果从积污被指示(在206处)的时间火花塞的烟粒负载存在多于一个阈值改变(具体地,多于一个阈值下降),则可以确定火花塞是净化的。如果火花塞被确定未被充分的净化,则在224处该方法包括继续火花塞的净化。具体地,该方法包括继续利用提前的火花正时、增加的发动机转速/负载以及减少的EGR来操作发动机。
如果火花塞被确定充分地净化,则在226处该方法包括清除诊断代码。另外,在228处该方法包括响应于火花塞被净化的指示,恢复EGR的初始安排。替代地,基于存在的发动机工况可以确定并且施加标称EGR安排。
以此方式,火花塞烟粒净化可以响应于火花塞积污的指示被加速,而无需被EGR所冷却。
图4的表格400示出相对于当车辆处于交付后状态(或非绿色发动机状况)时,当车辆处于预交付状态(或绿色发动机状况)时,在耦接在车辆的发动机中执行的示例火花塞净化行为。因此,行为可以被执行以解决发动机汽缸中的火花塞积污。
作为一个示例,积污的火花塞可以通过从标称正时(诸如从MBT)提前火花正时而被净化。然而,在预交付状态下,火花正时可以被更大程度地提前并且可以被供应达较长的持续时间。相比之下,在交付后状况下,火花正时可以被更小程度地提前并且可以被供应达较短的持续时间。
作为另一个示例,积污的火花塞可以通过增加发动机转速而被净化。然而,在预交付状态下,发动机转速的较大的增加可以被施加达较长的持续时间。相比之下,在交付后状态下,发动机转速的较小的增加可以被供应达较短的持续时间。
作为又一个示例,积污的火花塞可以通过减少EGR流同时提前火花正时和/或同时增加发动机转速而被净化。然而,在预交付状态下,EGR的较大的减少可以被施加达较长的持续时间。相比之下,在交付后状态下,EGR的较小的减少可以被施加达较短的持续时间。在一个示例中,在预交付状态下,EGR可以被禁用。因此,因为EGR实现减少NOx排放,所以EGR在预交付状态下由于没有排放要求而以较大量减少,EGR在交付后状态下由于有较严格的排放要求而以较小量减少。
因此,调整的组合使用EGR减少和火花正时提前的最优组合来实现升高燃烧温度,由此维持足够高的火花塞尖端温度以燃尽任何积累的烟粒。此外,在预交付状态下可以执行更精细的调整,而无需担心顾客受车辆驾驶性能的退化的烦扰。相比之下,在交付后状态下,可以执行较不精细的调整以减少车辆驾驶性能的退化,顾客/操作者可能会对此有异议。
现转到图3,其示出响应于火花塞积污的指示而调整发动机操作参数的示例。在此,发动机被耦接在车辆中并且调整随着车辆从在装配工厂处被操作移动到装配工厂外侧而变化。映射图300在曲线图302处描绘发动机转速、在曲线图304处描绘汽缸火花塞的烟粒负载、在曲线图306处描绘火花塞尖端温度、在曲线图308处描绘从MBT的火花正时提前、在曲线图310处描绘EGR稀释以及在曲线图316处描绘火花塞积污标志。所有曲线图均沿x轴线随时间被描绘。
在t1之前,发动机可以在装配工厂处被装配到车辆内。随后,发动机可以被操作以评估各种发动机和车辆功能,以及频繁地移动(例如,调度)车辆。在t1处,响应于装配的车辆的第一接通事件,发动机可以被起动。在此,发动机处于绿色状况,因为车辆仍然在装配工厂处处于预交付状态。响应于发动机起动和驾驶者需求,当发动机以标称火花正时(曲线图308)操作时,发动机转速(曲线图302)可以开始升高。此外,EGR(例如,LP-EGR)可以被安排以基于发动机转速和负载(曲线图310)提供发动机稀释。具体地,EGR可以以第一水平311被提供。
在t1和t2之间,由于发动机以标称火花正时操作,并且由于发动机转速和负载响应于驾驶者需求而变化,所以在给定发动机汽缸火花塞上积累的烟粒负载可以开始增加(曲线图304)。在t2处,烟粒负载可以变得高于阈值305,从而导致给定汽缸中的失火事件。此外,火花塞离子电流可以下降。因此,在t2处,可以确定给定汽缸的火花塞是烟粒积污的并且积污的指示标志可以被设定(曲线图316)。
另外,在t2处,响应于火花塞积污的指示,火花塞净化程序被启动。在其中,火花正时以较大量被提前(到提前的火花正时307)以快速地将火花塞尖端温度(曲线图306)升高到允许积累的烟粒被燃尽和烟粒负载的对应下降的水平。此外,为了实现维持升高的火花塞尖端温度,EGR水平从第一水平311减少一个量312。提前的火花正时被维持达从t2到t3的持续时间,同时减少的EGR水平被维持。在t3处,火花提前量被稍微减少以提高燃料经济性并且减少爆震的可能性。同时,当维持减少的EGR水平时,发动机转速可以被增加以进一步升高火花塞尖端温度并且燃尽剩余的烟粒,而无需接收驾驶者需求的增加。
在t4处,一旦积累的烟粒的主要部分在提供减少的EGR水平达持续时间d1(从t2到t4)之后被燃尽,则EGR减少被降低并且EGR的第一水平311被恢复。在此,由于发动机是绿色发动机,所述提供较大的EGR减少达较长的持续时间d1。
在t5处,响应于火花塞烟粒负载充分地下降,火花塞可以被确定是净化的,并且标志可以被清除。随后不久,发动机可以响应于断开事件而被关闭。
在t5与t6之间,可能过去长持续时间,在该持续时间期间,装配的车辆可以离开装配工厂并且被交付给顾客。在这种交付后状态期间,发动机可能将不在是绿色发动机。
在t6处,响应于车辆离开装配工厂之后的第一接通事件,发动机可以被起动。在此,发动机处于非绿色状况,因为车辆处于交付后状态。响应于发动机起动和驾驶者需求,当发动机以标称火花正时操作时,发动机转速可以开始升高。此外,EGR(例如,LP-EGR)可以被安排以基于发动机转速和负载提供发动机稀释。具体地,EGR可以以低于第一水平311的第二水平313提供。
在t6与t7之间,由于发动机以标称火花正时操作,并且由于发动机转速和负载响应于驾驶者需求而变化,所以在给定发动机汽缸火花塞上积累的烟粒负载可以开始增加。在t7处,烟粒负载可以变得高于阈值305,从而导致给定汽缸中的失火事件。此外,火花塞离子电流可以下降。因此,在t7处,可以确定给定汽缸的火花塞是烟粒积污的并且积污的指示标志可以被设定。
另外,在t7处,响应于火花塞积污的指示,火花塞净化程序被启动。在其中,火花正时以较小量被提前(到提前的火花正时309)以快速地将火花塞尖端温度升高到允许积累的烟粒被燃尽和烟粒负载的对应下降的水平。此外,为了实现维持升高的火花塞尖端温度,EGR水平从第二水平313以减少一个量314(小于量312)。提前的火花正时被维持达从t7到t8的持续时间,同时减少的EGR水平被维持。在t8处,火花提前量被稍微减少以提高燃料经济性并且减少爆震的可能性。另外,在t7与t8之间,发动机转速被维持处于升高的水平以进一步升高火花塞的尖端温度并且燃尽剩余的烟粒,而无需接收驾驶者需求的增加。
在t9处,一旦积累的烟粒的主要部分在提供减少的EGR水平达短于持续时间d1(从t2到t4)的持续时间d2(从t7到t9)之后被燃尽,则EGR减少被降低并且EGR的第二水平313被恢复。在此,由于发动机是非绿色发动机,所述提供较小的EGR减少达较短的持续时间d2。
在t10处,响应于火花塞烟粒负载充分地下降,火花塞可以被确定是净化的,并且标志可以被清除。随后不久,发动机可以响应于断开事件而被关闭。
以此方式,EGR能够与火花正时提前和发动机转速/负载调整相协调以升高和维持火花塞尖端温度,由此加速积污的火花塞的净化。
在一个示例中,用于耦接在车辆中的发动机的方法包含:响应于火花塞净化状况,当在车辆装配工厂处操作发动机时,以较大量减少EGR;并且当在车辆已经离开装配工厂之后操作发动机时,以较小量减少EGR。在前述示例中,减少EGR可以附加地或可选地包括减小EGR阀的开度,该EGR阀将发动机排气歧管耦接到发动机进气歧管。在任一或所有前述示例中,EGR可以包括低压EGR和高压EGR中的一个或多个。在任一或所有前述示例中,以较大量减少EGR可以附加地或可选地包括禁用EGR。任一或所有前述示例可以附加地或可选地进一步包含:当在车辆装配工厂处操作发动机时,以较大量减少EGR达较长的持续时间,并且当车辆已经离开装配工厂之后操作发动机时,以较小量减少EGR达较短的持续时间。在任一或所有前述示例中,以较大量减少EGR可以附加地或可选地基于发动机预点火速率来调整。在任一或所有前述示例中,其中EGR减少基于发动机预点火速率而被调整,当发动机预点火计数较高时,EGR减少可以附加地或可选地较小,当发动机预点火计数较低时,EGR减少可以附加地或可选地较大。在任一或所有前述示例中,火花净化状况可以附加地或可选地基于火花塞尖端温度模型、离子积污反馈时间、自开始后逝去的时间以及在火花塞的自净化未发生的状况下自操作发动机后逝去的时间中的一个或多个来推知。在前述任一或全部的示例中,该方法可以附加地或可选地包括进一步包含:在火花塞净化状况期间通过增加发动机转速、增加发动机负载以及供应提前的火花正时中的一个或多个来加速火花塞尖端温度的升高。在任一或所有前述示例中,减少EGR可以附加地或可选地包括基于发动机工况从初始安排减少EGR。在任一或所有前述示例中,该方法可以附加地或可选地进一步包括响应于火花塞被净化的指示,恢复EGR的初始安排。
用于发动机的另一个示例方法可以包含:响应于绿色发动机中的火花塞积污的第一指示,将EGR减少到第一水平;并且响应于非绿色发动机中的火花塞积污的第二指示,将EGR减少到高于第一水平的第二水平。前述示例可以附加地或可选地进一步包含:响应于第一指示,维持EGR处于第一水平达第一较长的持续时间,并且响应于第二指示,维持EGR处于第二水平达第二较短的持续时间。任一或所有前述示例可以附加地或可选地进一步包含响应于第一指示和第二指示中的每一个,供应提前的火花正时,该提前的火花正时基于EGR和火花塞尖端温度。任一或所有前述示例可以附加地或可选地进一步包含响应于第一指示和第二指示中的每一个,增加发动机转速和/或发动机负载,该增加基于该EGR和火花塞尖端温度。在任一或所有前述示例中,第一水平可以附加地或可选地基于绿色发动机的预点火速率来调整,而第二水平附加地或可选地基于非绿色发动机的预点火速率来调整。
示例车辆系统可以包含:发动机,其包括进气道和排气道;发动机汽缸;EGR通道,其包括EGR阀,该EGR阀用于将排气从发动机排气道再循环到发动机进气道;火花塞,其用于启动发动机汽缸中的燃烧;离子传感器,其被耦接到火花塞,用于估计火花塞上的烟粒负载;以及控制器,其配置有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令,用于:基于离子传感器的输出,指示火花塞烟粒积污;以及响应于该指示:将提前的火花正时供应到发动机汽缸用于一个或多个燃烧事件,同时减小EGR阀的开度,该减少基于已经发生的发动机起动的数量并且进一步基于发动机的预点火计数。在前述示例系统中,控制器可以附加地或可选地包括进一步的指令,用于:在指示火花塞烟粒积污之前,基于包括发动机转速和负载的发动机状况将EGR阀的开度调整到第一位置,并且其中响应于该指示减小EGR阀的开度包括将EGR阀从第一位置移动到闭合位置或朝向闭合位置移动。在任一或所有前述示例系统中,当已经发生的发动机起动的数量高于阈值数量时,EGR阀的开度可以附加地或可选地以较小量减少。另外,当已经发生的发动机起动的数量低于阈值数量时,EGR阀的开度可以附加地或可选地以较大量减少。在任一或所有前述示例系统中,当发动机的预点火计数增加到阈值计数之上时,EGR阀的开度可以附加地或可选地增加和/或保持在减小的开度达较短的持续时间。在任一或所有前述示例系统中,控制器附加地或可选地包括进一步的指令,用于:响应于该指示,增加发动机转速而无需接受驾驶员需求,以一定量增加发动机转速以便将火花塞尖端温度升高到阈值温度之上,该阈值温度基于火花塞的烟粒负载。在没有接收驾驶者需求的情况下,通过对变速器档位降档或打开/解锁变矩器可以增加发动机转速,以便减少发动机转速的变化对车辆速度的影响。
以此方式,通过在积污的火花塞净化程序期间调整EGR,能够加速从积污的火花塞移除烟粒。此外,能够减少不想要的火花塞冷却。基于车辆是处于预交付状态状况还是处于交付后状态来有区别地调整EGR减少,火花塞积污问题能够被解决同时保持发动机排放合规。总之,能够实现发动机性能和燃料经济性之间更好的折衷,同时延长发动机火花塞的部件寿命。
注意,包括在本文中的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以存储为非临时性存储器中的可执行指令,并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件组合的控制系统执行。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或更多个,诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此,所示的各种行为、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在一些情况下省略。同样,处理的顺序不是实现本文面描述的实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略,所示的行为、运转和/或功能中的一个或更多个可以被重复地执行。此外,所述的行为、运转和/或功能可以图形化地被程序化到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器之内的代码,其中所述的行为通过执行包括各种发动机硬件组件与电子控制器的系统中的指令而被执行。
应当认识到,本文所公开的构造和程序在本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义,因为许多变体是可能的。例如,上述技术可以使用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置和其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附的权利要求具体指出被认为新颖的和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或更多个这样的元件的组合,既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过修改本申请的权利要求或通过在本申请或相关的申请中提出新权利要求被要求保护。这样的权利要求,无论比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同,均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于耦接在车辆中的发动机的方法,其包含:
响应于火花塞净化状况,
当在车辆装配工厂处操作发动机时,以较大量减少EGR;以及
当在所述车辆已经离开所述装配工厂之后操作所述发动机时,以较小量减少EGR。
2.根据权利要求1所述的方法,其中减少EGR包括减小EGR阀的开度,所述EGR阀将发动机排气歧管耦接到发动机进气歧管。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述EGR是低压EGR和高压EGR中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的方法,其中以较大量减少EGR包括禁用EGR。
5.根据权利要求1所述的方法,进一步包含:当在所述车辆装配工厂处操作所述发动机时,以所述较大量减少EGR达较长的持续时间,并且当在所述车辆已经离开所述装配工厂之后操作所述发动机时,以所述较小量减少EGR达较短的持续时间。
6.根据权利要求1所述的方法,其中以所述较大量减少EGR基于发动机预点火速率调整。
7.根据权利要求6所述的方法,其中当所述发动机预点火计数较高时,所述EGR减少较小,并且其中所述该发动机预点火计数较低时,所述EGR减少较大。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述火花净化状况基于火花塞尖端温度模型、离子积污反馈时间、自开始后逝去的时间以及在火花塞的自净化未发生的状况下自操作发动机后逝去的时间中的一个或多个推知。
9.根据权利要求1所述的方法,进一步包含:在所述火花塞净化状况期间,通过增加发动机转速、增加发动机负载和供应提前的火花正时中的一个或多个来加速火花塞尖端温度的增加。
10.根据权利要求1所述的方法,其中减少EGR包括基于发动机工况从初始安排减少,所述方法进一步包含:响应于所述火花塞被净化的指示,恢复EGR的所述初始安排。
11.一种用于发动机的方法,其包含:
响应于绿色发动机中的火花塞积污的第一指示,将EGR减少到第一水平;以及
响应于非绿色发动机中的火花塞积污的第二指示,将EGR减少到高于所述第一水平的第二水平。
12.根据权利要求11所述的方法,进一步包含:响应于所述第一指示,维持EGR处于所述第一水平达第一较长的持续时间,并且响应于所述第二指示,维持EGR处于所述第二水平达第二较短的持续时间。
13.根据权利要求11所述的方法,进一步包含:响应于所述第一指示和所述第二指示中的每一个,供应提前的火花正时,所述提前的火花正时基于所述EGR和火花塞尖端温度。
14.根据权利要求11所述的方法,进一步包含:响应于所述第一指示和所述第二指示中的每一个,增加发动机转速和/或发动机负载,所述增加基于所述EGR和火花塞尖端温度。
15.根据权利要求11所述的方法,其中所述第一水平基于所述绿色发动机的预点火速率调整,而所述第二水平基于所述非绿色发动机的预点火速率调整。
16.一种车辆系统,其包含:
发动机,其包括进气道和排气道;
发动机汽缸;
EGR通道,其包括EGR阀,所述EGR阀用于将排气从所述发动机排气道再循环到发动机进气道;
火花塞,其用于启动所述发动机汽缸中的燃烧;
离子传感器,其被耦接到所述火花塞,用于估计所述火花塞上的烟粒负载;以及
控制器,其配置有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令,用于:
基于所述离子传感器的输出,指示火花塞烟粒积污;以及
响应于所述指示:
将提前的火花正时供应到所述发动机汽缸用于一个或多个燃烧事件,同时减少所述EGR阀的开度,所述减少基于已经发生的发动机起动的数量并且进一步基于所述发动机的预点火计数。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述控制器包含进一步的指令,用于:在指示火花塞烟粒积污之前,基于包括发动机转速和负载的发动机状况将所述EGR阀的开度调整到第一位置,并且其中响应于所述指示减小所述EGR阀的开度包括将所述EGR阀从所述第一位置移动到闭合位置或朝向所述闭合位置移动。
18.根据权利要求16所述的系统,其中当已经发生的所述发动机起动的数量高于阈值数量时,所述EGR阀的开度以较小量减小,并且其中当已经发生的所述发动机起动的数量低于所述阈值数量时,所述EGR阀的开度以较大量减小。
19.根据权利要求18所述的系统,其中当所述发动机的预点火计数增加到阈值计数之上时,所述EGR阀的开度增加和/或保持在减小的开度达较短的持续时间。
20.根据权利要求16所述的系统,其中所述控制器包括进一步的指令,用于:响应于所述指示,增加发动机转速而无需接受驾驶员需求,以一定量增加所述发动机转速以便将火花塞尖端温度升高到阈值温度之上,所述阈值温度基于所述火花塞的烟粒负载。
CN201610616375.XA 2015-07-31 2016-07-29 用于点火控制的方法和系统 Active CN106401777B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/814,764 US9945344B2 (en) 2015-07-31 2015-07-31 Method and system for ignition control
US14/814,764 2015-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106401777A true CN106401777A (zh) 2017-02-15
CN106401777B CN106401777B (zh) 2021-02-09

Family

ID=57795702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610616375.XA Active CN106401777B (zh) 2015-07-31 2016-07-29 用于点火控制的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9945344B2 (zh)
CN (1) CN106401777B (zh)
DE (1) DE102016113901B4 (zh)
RU (1) RU2719324C2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118669227A (zh) * 2024-06-05 2024-09-20 重庆赛力斯凤凰智创科技有限公司 汽车增程器控制方法、装置、汽车芯片和存储介质

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9874168B2 (en) * 2015-07-20 2018-01-23 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a dual injection fuel system
US10704525B2 (en) * 2016-11-01 2020-07-07 Ford Global Technologies, Llc Method and system for spark plug cleaning
US10422292B2 (en) 2017-03-27 2019-09-24 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an exhaust oxygen sensor operation
IT201700092925A1 (it) * 2017-08-10 2019-02-10 St Microelectronics Srl Procedimento per la gestione dei gas di scarico in motori a combustione interna, sistema, motore, veicolo e prodotto informatico corrispondenti
JP2020101128A (ja) * 2018-12-21 2020-07-02 マツダ株式会社 エンジンの燃焼制御装置
JP2020122473A (ja) * 2019-01-31 2020-08-13 いすゞ自動車株式会社 エンジン装置及び、エンジン装置の制御方法
WO2020236154A1 (en) 2019-05-21 2020-11-26 Cummins Inc. Variable energy ignition methods, systems, methods, and apparatuses

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51137036A (en) * 1975-05-22 1976-11-26 Nissan Motor Co Ltd An ignition control apparatus for a multi ignition internal combustion ngine
DE2821578A1 (de) * 1977-05-18 1978-11-23 Motorola Inc Signalverarbeitungsschaltung
US4193381A (en) * 1976-11-19 1980-03-18 Nissan Motor Company, Limited Spark advance control device for engine equipped with EGR system
CN102197208A (zh) * 2008-12-08 2011-09-21 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN104728021A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 福特环球技术公司 点火系统的火花塞结污检测

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55142963A (en) * 1979-04-23 1980-11-07 Nissan Motor Co Ltd Ignition timing controller
US5142479A (en) * 1990-07-06 1992-08-25 General Motors Corporation Method of preventing spark plug fouling
JP2905822B2 (ja) * 1990-10-31 1999-06-14 スズキ株式会社 エンジンの点火時期制御装置
US5767613A (en) * 1996-06-17 1998-06-16 Bisnes Mauleg, Inc. Spark plug with enlarged center electrode and gap
JP3147092B2 (ja) * 1998-07-10 2001-03-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US6041756A (en) * 1998-10-08 2000-03-28 Chrysler Corporation Active adaptive EGR and spark advance control system
EP1689991A4 (en) * 2003-10-31 2012-09-19 Woodward Inc METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE EXHAUST GAS RECYCLING AND COMBUSTION IN BUTTON PISTON ENGINES WITH OWN IGNITION WITH A ZONING SYSTEM WITH IONIZATION MEASUREMENT
US7578281B2 (en) 2006-03-17 2009-08-25 Ford Global Technologies, Llc First and second spark plugs for improved combustion control
US7740009B2 (en) * 2006-03-17 2010-06-22 Ford Global Technologies, Llc Spark control for improved engine operation
US7665452B2 (en) 2006-03-17 2010-02-23 Ford Global Technologies, Llc First and second spark plugs for improved combustion control
US8050844B2 (en) * 2008-03-21 2011-11-01 Ford Global Technologies, Llc Pre-delivery strategy for diesel-engine vehicles
JP2009250055A (ja) 2008-04-02 2009-10-29 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の内部egr制御装置
US8132556B2 (en) * 2008-08-29 2012-03-13 Ford Global Technologies, Llc Ignition energy management with ion current feedback to correct spark plug fouling
JP4591581B2 (ja) * 2008-09-09 2010-12-01 トヨタ自動車株式会社 排気再循環システムの既燃ガス通過量算出方法および既燃ガス通過量算出装置
US8301358B2 (en) 2011-06-21 2012-10-30 Ford Global Technologies, Llc Method of engine starting
US9038596B2 (en) * 2011-12-02 2015-05-26 Ford Global Technologies, Llc Method and system for pre-ignition control
DE102014118777A1 (de) 2013-12-19 2015-06-25 Ford Global Technologies, Llc Detektion einer Zündkerzenverschmutzung für ein Zündsystem
US9777697B2 (en) * 2013-12-19 2017-10-03 Ford Global Technologies, Llc Spark plug fouling detection for ignition system
US9719436B2 (en) 2014-11-21 2017-08-01 Ford Global Technologies, Llc Method for pre-ignition control in a pre-delivery phase
US9683535B2 (en) * 2015-06-30 2017-06-20 Ford Global Technologies, Llc Method and system for detection of hot spark plug fouling
US10302063B2 (en) * 2015-07-30 2019-05-28 Ford Global Technologies, Llc Method and system for ignition control
US9897020B2 (en) * 2016-06-13 2018-02-20 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51137036A (en) * 1975-05-22 1976-11-26 Nissan Motor Co Ltd An ignition control apparatus for a multi ignition internal combustion ngine
US4193381A (en) * 1976-11-19 1980-03-18 Nissan Motor Company, Limited Spark advance control device for engine equipped with EGR system
DE2821578A1 (de) * 1977-05-18 1978-11-23 Motorola Inc Signalverarbeitungsschaltung
CN102197208A (zh) * 2008-12-08 2011-09-21 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN104728021A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 福特环球技术公司 点火系统的火花塞结污检测

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118669227A (zh) * 2024-06-05 2024-09-20 重庆赛力斯凤凰智创科技有限公司 汽车增程器控制方法、装置、汽车芯片和存储介质
CN118669227B (zh) * 2024-06-05 2025-06-24 重庆赛力斯凤凰智创科技有限公司 汽车增程器控制方法、装置、汽车芯片和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016129627A (ru) 2018-01-25
DE102016113901A1 (de) 2017-02-02
US20170030322A1 (en) 2017-02-02
CN106401777B (zh) 2021-02-09
RU2719324C2 (ru) 2020-04-17
US9945344B2 (en) 2018-04-17
DE102016113901B4 (de) 2024-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106401777A (zh) 用于点火控制的方法和系统
US10066575B2 (en) Method and system for gasoline particulate filter operations
CN104047752B (zh) 真空控制方法和系统
CN102705090B (zh) 用于提前点火控制的方法和系统
CN103443425B (zh) 用于预点火控制的方法和系统
CN104165097B (zh) 可变排量发动机的控制方法
CN104421012B (zh) 用于液化石油气燃料发动机的发动机控制
CN105626346B (zh) 用于提前点火控制的方法
RU154485U1 (ru) Система для двигателя
CN111173629A (zh) 用于减少车辆阀劣化的系统和方法
US9879618B2 (en) Method for pre-ignition control in a pre-delivery phase
US10704525B2 (en) Method and system for spark plug cleaning
CN113882986A (zh) 用于在预燃室系统中进行点火线圈多路复用的系统和方法
DE102014118587A1 (de) Verfahren und System zur Vorzündungssteuerung
CN107489579A (zh) 发动机控制方法和系统
US10364757B2 (en) Systems and methods for control of turbine-generator in a split exhaust engine system
CN106401776A (zh) 用于点火控制的方法和系统
CN110513213A (zh) 用于调整发动机爆震背景噪声水平的方法和系统
CN104100384B (zh) 减少由最小脉冲宽度约束导致的富化
US10330027B1 (en) Systems and methods for torque bump mitigation in a variable displacement engine
CN110513214A (zh) 调整可变排量发动机的发动机爆震背景噪声的方法及系统
DE102019130544A1 (de) Systeme und verfahren zur verringerung des fahrzeugventilabbaus
CN110513204A (zh) 用于可变排量发动机爆震控制的方法及系统
CN104047747B (zh) 用于提前点火控制的方法和系统
CN110173362A (zh) 用于爆震控制的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant