用于确定活塞敲击的方法和系统

文档序号:1434591 发布日期:2020-03-20 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 用于确定活塞敲击的方法和系统 (Method and system for determining piston slap ) 是由 克里斯多夫·P·格鲁格拉 兰尼·基万 穆罕纳德·哈基姆 唐纳德·J·刘易斯 于 2019-09-11 设计创作,主要内容包括:本公开提供了“用于确定活塞敲击的方法和系统”。公开了用于操作包括爆震控制系统的发动机的方法和系统。所述方法和系统提供再利用所述发动机爆震控制系统以检测和减轻活塞敲击。所述方法和系统还寻求增加用于检测活塞敲击的信噪比。(The present disclosure provides &#34;methods and systems for determining piston slap&#34;. Methods and systems for operating an engine including a knock control system are disclosed. The method and system provide for reusing the engine knock control system to detect and mitigate piston slap. The method and system also seek to increase the signal-to-noise ratio for detecting piston slap.)

用于确定活塞敲击的方法和系统

技术领域

本申请涉及用于确定发动机内活塞敲击噪声的存在或不存在的方法和系统。

背景技术

在内燃发动机的气缸的壁与位于气缸内的活塞之间可以存在小间隙。小间隙可能与零件之间的间隙、制造零件变化、不同材料以不同速率膨胀和收缩以及其他原因有关。此外,如果起动了发动机并且在低温下怠速,则小间隙可能会随着发动机老化而大小增大,发动机的活塞可能会从一侧移位到另一侧,因此撞击气缸的壁以至于产生可以被称为活塞敲击的敲击噪声。如果操作发动机并且其达到标称操作温度,则发动机内的热量可以使活塞和活塞环膨胀,以使得间隙减小并且敲击噪声停止。虽然可能希望避免由活塞敲击产生的噪声,但是也可能难以预测特定发动机中是否会发生活塞敲击。此外,可能难以从其他发动机噪声中辨别活塞敲击。因此,可能难以采取缓解措施来避免活塞敲击。

发明内容

本文的发明人已经开发了一种发动机操作方法,所述方法包括:响应于检测气缸中活塞敲击的请求而经由控制器调整气缸的爆震窗口打开的曲轴角度,并调整气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度;以及根据在爆震窗口中检测到的活塞敲击,经由控制器调整一个或多个致动器。

通过调整气缸的爆震窗口打开的曲轴角度并调整气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度,可以能够提供以下技术结果:提高爆震传感器信号的信噪比以检测发动机循环期间的活塞敲击状况。此外,爆震传感器的输出可以经由具有通带的带通滤波器进行滤波,所述通带在发动机被针对活塞敲击评估时具有较低的频率范围。例如,可以延迟与气缸相关联的爆震窗口的基准打开和关闭正时,以便使爆震窗口围绕可以发生活塞敲击的曲轴角度而不是气缸内预期发生爆震的曲轴角度间隔居中。因此,爆震传感器的输出可以在曲轴间隔内积分,在所述曲轴间隔下由活塞敲击产生的振动预期具有更高的能量水平和较低的频率含量,以使得活塞敲击可以更容易地与发动机背景噪声区分开。如果检测到活塞敲击,则可以增加发动机怠速和/或可以延迟火花正时以减小可听活塞敲击噪声。

应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍一系列概念,所述一系列概念在

具体实施方式

中进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征,所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1A示出车辆的发动机系统的示意描绘。

图1B示出用于V8发动机的爆震传感器的示例性位置。

图1C示出V8发动机的爆震传感器位置的替代视图。

图2-图4示出操作发动机和检测活塞敲击的方式的高级流程图;并且

图5-图7示出用于说明图2-图4的方法的示例性发动机操作序列。

具体实施方式

以下描述涉及用于操作包括爆震控制系统的发动机的系统和方法。发动机可以是图1A-图1C中示出的类型。可以根据图2-图4的方法操作发动机。所述方法可以调整爆震控制系统的操作以改善活塞敲击检测和减轻。在一个实例中,系统可以调整爆震窗口打开和关闭的正时或曲轴角度,以便改善活塞敲击的检测。所述方法可以如图5-图7的序列中所示操作。

现在回到附图,图1A描绘可以包括在车辆5中的内燃发动机10的气缸14的实例。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统控制,并且通过来自人类车辆驾驶员130经由输入装置132的输入进行控制。在该实例中,输入装置132包括加速踏板和用于生成比例踏板位置信号的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(本文也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136,活塞138位于其中。活塞138可以联接到曲轴140,以使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器54联接到车辆5的至少一个车轮55,如下面进一步描述。此外,起动机马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140,以实现发动机10的起动操作。

在一些实例中,车辆5可以是混合动力车辆,所述混合动力车辆具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源。在其他实例中,车辆5是仅具有发动机的常规车辆,或者是仅具有电机的电动车辆。在示出的实例中,车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时,发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在描绘的实例中,第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间,并且第二离合器57设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每一离合器56的致动器发送信号以接合或解开离合器,以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开,和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。

动力传动系统可以以各种方式配置,包括配置为并联、串联或串并联混合动力车辆。在电动车辆实例中,系统电池58可以是牵引电池,所述牵引电池将电力输送到电机52以向车轮55提供扭矩。在一些实例中,电机52还可以作为发电机操作,以例如在制动操作期间提供电力从而给系统电池58充电。应当了解,在包括非电动车辆实例的其他实例中,系统电池58可以是耦接到交流发电机46的典型起动、点亮、点火(SLI)电池。

交流发电机46可以被配置成在发动机运转期间经由曲轴140使用发动机扭矩对系统电池58充电。此外,交流发电机46可以基于发动机的一个或多个电气系统的对应电气需求为发动机的一个或多个电气系统供电,所述一个或多个电气系统诸如一个或多个辅助系统,包括供暖、通风和空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统和其他辅助系统。在一个实例中,在交流发电机上汲取的电流可以基于驾驶室冷却需求、电池充电要求、其他辅助车辆系统需求和马达扭矩中的每一个而不断地变化。电压调节器可以耦接到交流发电机46,以便基于系统使用要求(包括辅助系统需求)调节交流发电机的功率输出。

发动机10的气缸14可以经由一系列进气通道142和144以及进气歧管146接收进气。除了气缸14之外,进气歧管146还可以与发动机10的其他气缸连通。进气通道中的一个或多个可以包括一个或多个增压装置,诸如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1A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和沿排气通道135布置的排气涡轮176。当增压装置被配置为涡轮增压器时,压缩机174可以经由轴180至少部分地由排气涡轮176提供动力。然而,在其他实例中,诸如当发动机10设置有机械增压器时,压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入提供动力,并且可以任选地省略排气涡轮176。在其他实例中,发动机10可以设置有电动机械增压器(例如,“电控助力器(eBooster)”),并且压缩机174可以由电动马达驱动。在其他实例中,发动机10可能不设置增压装置,诸如当发动机10是自然进气式发动机时。

包括节流板164的节气门162可以提供在发动机进气通道中,用于改变提供给发动机气缸的进气的流量和/或压力。例如,节气门162可以定位在压缩机174的下游,如图1A中所示,或者可以替代地提供在压缩机174的上游。节气门162的位置可以经由来自节气门位置传感器的信号传递给控制器12。

除了气缸14之外,排气歧管148还可以从发动机10的其他气缸接收排气。示出了排气传感器126联接到在排放控制装置178的上游的排气歧管148。例如,排气传感器126可以从各种合适的传感器中选择以用于提供排气空燃比(AFR)的指示,所述传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽范围排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热的EGO)、NOx、HC或CO传感器。在图1A的实例中,排气传感器126是UEGO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在图1A的实例中,排放控制装置178是三元催化剂。

发动机10的每一气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如,示出了气缸14包括位于气缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实例中,发动机10的每一气缸(包括气缸14)可以包括位于气缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。在该实例中,进气门150可以由控制器12经由凸轮致动系统152(包括一个或多个凸轮151)通过凸轮致动来控制。类似地,排气门156可以通过控制器12经由凸轮致动系统154(包括一个或多个凸轮153)来控制。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157确定。

在一些情况期间,控制器12可以改变提供给凸轮致动系统152和154的信号,以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。可以同时控制进气门和排气门正时,或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的任何可能性。每一凸轮致动系统可以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可变排量发动机(VDE)、凸轮廓线切换(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。在替代实例中,进气门150和/或排气门156可以通过电动气门致动来控制。例如,气缸14可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动控制的排气门,包括CPS和/或VCT系统。在其他实例中,进气门和排气门可以由共同的气门致动器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致动系统)控制。

如本文进一步所述,可以在VDE模式期间经由电致动摇臂机构停用进气门150和排气门156。在另一实例中,可以经由CPS机构停用进气门150和排气门156,在所述CPS机构中没有升力的凸轮凸角被用于停用的气门。还可以使用其他气门停用机构,例如用于电致动气门。在一个实例中,进气门150的停用可以由第一VDE致动器(例如,联接到进气门150的第一电致动摇臂机构)控制,而排气门156的停用可以由第二VDE致动器(例如,联接到排气门156的第二电致动摇臂机构)控制。在替代实例中,单个VDE致动器可以控制气缸的进气门和排气门二者的停用。在其他实例中,单个气缸气门致动器停用多个气缸(进气门和排气门二者),诸如发动机组中的所有气缸,或者不同的致动器可以控制所有进气门的停用,而另一个不同的致动器控制停用气缸的所有排气门的停用。应当了解,如果气缸是VDE发动机的不可停用的气缸,则气缸可能不具有任何气门停用致动器。每一发动机气缸可以包括本文所述的气门控制机构。当停用时,进气门和排气门在一个或多个发动机循环中保持在关闭位置,以便防止流入或流出气缸14。

气缸14可以具有压缩比,所述压缩比是当活塞138处于下止点(BDC)与上止点(TDC)时的体积比。在一个实例中,压缩比在9:1到10:1的范围内。然而,在使用了不同燃料的一些实例中,可以增加压缩比。例如,当使用了较高辛烷值燃料或具有较高潜在汽化焓的燃料时,可能发生这种情况。如果由于对发动机爆震的影响而使用直接喷射,则压缩比也可以增加。

发动机10中的每一气缸可以包括用于启动燃烧的火花塞192。在选定操作模式下,点火系统190可以响应于来自控制器12的点火提前信号而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可以基于发动机工况和驾驶员扭矩需求而调整火花正时。例如,可以在最佳扭矩小点火提前角(MBT)正时下提供火花,以最大化发动机功率和效率。控制器12可以将发动机工况(包括发动机转速、发动机载荷和排气AFR)输入到查找表中,并针对输入的发动机工况输出对应MBT正时。在其他实例中,火花可以从MBT延迟,诸如以在发动机起动期间加速催化剂暖机或减少发动机爆震的发生。

在一些实例中,发动机10的每一气缸可以配置有一个或多个燃料喷射器以用于向所述气缸提供燃料。举非限制性实例来说,示出了气缸14包括直接燃料喷射器166和进气道燃料喷射器66。燃料喷射器166和66可以被配置成输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。示出了燃料喷射器166直接联接到气缸14,以用于与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地直接在其中喷射燃料。进气道燃料喷射器66可以由控制器12以类似的方式控制。以这种方式,燃料喷射器166提供所谓的燃料直接喷射(以下也称为“DI”)到气缸14中。虽然图1A示出定位在气缸14的一侧的燃料喷射器166,但是燃料喷射器166可以替代地位于活塞的顶部,诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的较低挥发性,当使用醇基燃料操作发动机时,这样的位置可以增加混合和燃烧。替代地,喷射器可以位于顶部并且靠近进气门以增加混合。燃料可以经由燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166和66。此外,燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。

燃料喷射器166和66可以被配置成以不同的相对量从燃料系统8接收不同的燃料作为燃料混合物,并且还被配置成将该燃料混合物直接喷射到气缸中。例如,燃料喷射器166可以接收醇燃料,并且燃料喷射器66可以接收汽油。此外,可以在气缸的单个循环的不同冲程期间将燃料输送到气缸14。例如,可以在前一排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间至少部分地输送直接喷射的燃料。进气道喷射的燃料可以在气缸的接收燃料的前一循环的进气门关闭之后喷射,并且直到当前气缸循环的进气门关闭为止。为此,对于单个燃烧事件(例如,通过火花点火在气缸中燃烧燃料),可以经由任一个或两个喷射器每个循环执行一次或多次燃料喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当组合期间执行多次DI喷射,这被称为分流燃料喷射。

燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料,诸如具有不同燃料质量和不同燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化热量、不同的燃料混合物和/或它们的组合等。具有不同汽化热量的燃料的一个实例包括汽油作为具有较低的汽化热量的第一燃料类型,以及乙醇作为具有较大的汽化热量的第二燃料类型。在另一实例中,发动机可以使用汽油作为第一燃料类型,以及含有醇的燃料混合物诸如E85(大约85%乙醇和15%汽油)或M85(大约85%甲醇和15%汽油)作为第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。在另一个实例中,两种燃料可以是具有不同醇成分的醇混合物,其中第一燃料类型可以是具有较低浓度的醇的汽油醇混合物,诸如E10(大约10%乙醇),而第二燃料类型可以是具有较高浓度的醇的汽油醇混合物,诸如E85(大约85%乙醇)。另外,第一燃料和第二燃料在其他燃料质量方面也可能不同,诸如温度、粘度、辛烷值等的差异。此外,一个或两个燃料箱的燃料特性可能例如由于燃料箱加注的日常变化而经常变化。

图1A中示出了控制器12作为微计算机,包括:微处理器单元106;输入/输出端口108;用于可执行程序(例如,可执行指令)和校准值的电子存储介质,在该特定实例中示出为非暂时性只读存储器芯片110;随机存取存储器112;保活存储器114和数据总线。控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号,包括先前讨论的信号并且另外包括以下项的测量结果:来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF);来自联接到冷却套管118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT);来自联接到排气通道135的温度传感器158的排气温度;来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的曲轴位置信号;来自节气门位置传感器163的节气门位置;来自排气传感器126的信号UEGO,所述信号UEGO可以被控制器12使用以确定排气的空燃比;经由振动感测爆震传感器90引起的发动机振动(例如,由爆震致使);和来自MAP传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据曲轴位置生成。来自MAP传感器124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。控制器12可基于发动机冷却剂温度而推断发动机温度,并基于从温度传感器158接收的信号而推断排放控制装置178的温度。

控制器12从图1A的各种传感器接收信号,并且采用图1A的各种致动器以基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令而调整发动机操作。例如,控制器可以通过致动气门致动器152和154以停用选定的气缸来使发动机转变成以VDE模式操作,如关于图5进一步描述的。

如上所述,图1A示出多缸发动机的仅一个气缸。为此,每一气缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当了解,发动机10可以包括任何合适数量的气缸,包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。此外,这些气缸中的每一个可以包括图1A参考气缸14所描述和描绘的各种部件中的一些或全部。

在选定状况期间,例如当不请求发动机10的全扭矩能力时,可以选择第一气缸组或第二气缸组中的一个被控制器12停用(本文也称为VDE操作模式)。在VDE模式期间,可以通过关闭相应的燃料喷射器166和66来停用选定的一组气缸中的气缸。此外,可以在一个或多个发动机循环中停用气门150和156并保持关闭。当禁用的气缸的燃料喷射器被关闭时,其余的启用的气缸继续实施燃烧,其中对应的燃料喷射器以及进气门和排气门活动且运行。为了满足扭矩要求,控制器调整进入活动发动机气缸的空气量。因此,为了提供八缸发动机在0.2发动机载荷和特定发动机转速下产生的等效发动机扭矩,活动发动机气缸可以比当发动机在所有发动机气缸活动的情况下操作时的发动机气缸在更高的压力下操作。这需要更高的歧管压力,从而降低泵气损失并提高发动机效率。另外,暴露于燃烧的较低有效表面积(仅来自活动气缸)减少了发动机热损失,从而提高发动机的热效率。

现在参看图1B,示出了发动机10的平面视图。发动机10的前部10a可以包括前端附件驱动器(FEAD)(未示出)以向交流发电机、动力转向系统和空调压缩机提供动力。在该实例中,发动机10以具有编号为1-8的八个气缸的V8配置示出。可以经由四个爆震传感器90a-90d来感测发动机爆震。在其他实例中,爆震传感器的实际数量可以小于或大于四。爆震传感器定位在发动机缸体9的谷部中。在该实例中,在发动机气缸1和2的爆震窗口(例如,曲轴角度间隔)期间,经由控制器12对爆震传感器90a的输出进行采样(例如,经由带通滤波器测量和滤波)。在发动机气缸3和4的爆震窗口期间,通过控制器12对爆震传感器90b的输出进行采样。在发动机气缸5和6的爆震窗口期间,经由控制器12对爆震传感器90c的输出进行采样。在发动机气缸7和8的爆震窗口期间,经由控制器12对爆震传感器90c的输出进行采样。多个爆震传感器提高了检测每一气缸的爆震的能力,因为随着从爆震气缸到爆震传感器的距离增加,来自爆震的发动机振动的衰减增加。

现在参看图1C,示出了发动机10的平面视图。发动机缸体9包括谷部10b,其中发动机爆震传感器90a和90c安装在缸体9上。通过将爆震传感器90a和90c安装在谷部10b中,可以获得良好的信噪比,以使得可以更可靠地检测爆震。然而,爆震传感器90a-90d的安装位置还可以允许一些传感器而不是其他传感器观察到一些燃料喷射器控制动作。因此,一些气缸的背景噪声水平可能高于或低于其他气缸。另外,在另一个发动机气缸的爆震窗口附近打开或关闭的燃料喷射器的距离可以影响振动从操作的燃料喷射器行进到爆震传感器所花费的时间量。并且,振动从燃料喷射器行进到爆震传感器的较长时间可以允许振动进入气缸的爆震窗口。为此,爆震传感器位置、点火顺序和发动机配置也可能影响一些发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。

因此,图1A-图1C的系统提供一种用于操作发动机的系统,所述系统包括:可变排量发动机,所述可变排量发动机包括至少一个振动感测发动机爆震传感器;以及控制器,所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以调整第一气缸的爆震窗口开始的曲轴角度以检测第二气缸的活塞敲击,其中第一气缸被停用,并且响应于在第一气缸的爆震窗口中检测到活塞敲击而经由控制器调整发动机的操作。所述系统还包括用于响应于检测第二气缸的活塞敲击的请求而延迟第二气缸的火花正时的额外指令。所述系统还包括用于在第二气缸的爆震窗口中检测爆震的额外指令。所述系统还包括用于响应于检测第二气缸的活塞敲击的请求而调整第一气缸的爆震窗口结束的曲轴角度的额外指令。所述系统包括其中可变排量发动机包括在混合动力车辆中。

现在参看图2-图4,示出了一种用于操作发动机的方法。图2-图4的方法可以包括在图1A-图1C的系统中并且可以与所述系统协作。方法200的至少数个部分可以并入图1A-图1C的系统中作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令。另外,方法200的其他部分可以经由控制器执行从而变换物理世界中的装置和致动器的操作状态。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。此外,方法200可以根据传感器输入确定选定的控制参数。

在202处,方法200经由图1A-图1C中描述的传感器确定车辆和发动机工况。方法200可以确定工况,包括但不限于发动机转速、发动机载荷、发动机温度、环境温度、燃料喷射正时、爆震传感器输出、燃料类型、燃料辛烷值、发动机位置和发动机气流。方法200进行到204。

在204处,方法200判断是否满足用于确定活塞敲击的存在的条件。在一个实例中,当发动机温度小于阈值温度并且自最近一次发动机起动以来发动机已经操作(例如,燃烧燃料)达到小于阈值时间量时,方法200可以判断存在用于确定活塞敲击的存在的条件。如果方法200判断满足用于确定活塞敲击的存在的条件,则答案为是并且方法200进行到206。否则,答案为否并且方法200进行到250。

在250处,方法200将与每一气缸相关联的爆震窗口调整为基准正时。在一个实例中,与气缸相关联的爆震窗口的基准正时可以在气缸的上止点压缩冲程之后的五个曲轴度处开始或打开,并且在气缸的上止点压缩冲程之后的四十个曲轴度处结束或关闭,以使得气缸的爆震窗口打开三十五个曲轴度。当爆震窗口打开时,可以对爆震传感器的输出进行采样和处理(例如,滤波和积分)。当爆震窗口关闭时,不对爆震传感器的输出进行采样。每一气缸的每一个爆震窗口可以以这种方式设置为基准正时。方法200进行到252。

在252处,方法200针对存在或不存在发动机爆震评估当前气缸(i)(例如,具有打开的爆震窗口或刚刚关闭的爆震窗口的气缸),其中i是气缸编号。控制器可以针对爆震的存在一次评估一个气缸(i)。可以改变i的值(例如,从1-8),以使得针对每个发动机循环(例如,四冲程发动机的两转)发动机爆震的存在,可以评估所有发动机气缸。方法200基于在气缸的爆震窗口打开时(例如,与气缸相关联的爆震窗口)确定的发动机爆震背景噪声水平而评估是否应该针对特定气缸指示发动机爆震。在一个实例中,方法200通过以下方式计算特定气缸的爆震强度值:确定对特定气缸的爆震窗口(例如,特定发动机曲轴角度间隔)期间爆震传感器的输出进行积分的值,并且用积分的爆震传感器输出的值除以特定气缸的积分发动机爆震背景噪声水平的值。如果发动机爆震强度值超过阈值(例如,2),则针对特定气缸指示发动机爆震,并且将特定气缸的火花正时延迟预确定的量。延迟特定气缸的火花,并且然后使火花正时提前回到MBT(最佳发动机扭矩最小点火提前角)火花正时。例如,如果一号气缸的发动机爆震强度值超过阈值水平,则指示一号气缸的爆震,并且使一号气缸的火花正时延迟五个曲轴度。基于一号气缸中的爆震的确定,在一号气缸的火花正时被延迟的十秒内,可以使一号气缸的火花正时提前五个曲轴度。如果未指示爆震,则气缸的火花正时保持在其请求的或基准正时(例如,MBT正时或爆震限制火花正时)。可以以这种方式确定每一发动机气缸的爆震。在评估发动机气缸的爆震之后,方法200进行到退出。

在206处,方法200判断发动机是否以可变排量发动机(VDE)减缸模式操作。如果不是所有气缸都在燃烧燃料,则发动机可以以VDE减缸模式操作。例如,如果八缸发动机中有四个气缸在发动机的循环期间燃烧燃料,并且有四个气缸在发动机的循环期间不燃烧燃料,则可以确定发动机以VDE减缸模式操作。在一个实例中,通过停止使燃料流动到停用的气缸可以停用一个或多个气缸同时发动机以VDE减缸模式操作。此外,停用的气缸的进气门和排气门可以在整个发动机循环中保持关闭。如果方法200判断发动机以VDE减缸模式操作,则答案为是并且方法200进行到260。否则,答案为否并且方法200进行到208。

在260处,方法200调整与不燃烧燃料的发动机气缸(例如,停用的气缸)相关联的爆震窗口,以检测燃烧燃料的气缸中的活塞敲击。此外,可以降低带通滤波器通带以改善活塞敲击的检测。替代地,第二通带滤波器可以在第二通带频率范围内处理爆震传感器的输出,以改善活塞敲击的检测。例如,如图6中所示,可以将不燃烧燃料的气缸的爆震窗口提前到燃烧燃料的气缸的动力或膨胀冲程中,以使得可以对爆震传感器进行采样并且对其输出进行积分或以其他方式处理,以确定燃料正在燃烧的气缸是否正经历活塞敲击。在其他实例中,可以将不燃烧燃料的气缸的爆震窗口延迟到燃烧燃料的气缸的动力或膨胀冲程中,以使得可以对爆震传感器进行采样并且对其输出进行积分或以其他方式处理,以确定燃料正在燃烧的气缸是否正经历活塞敲击。在一个实例中,对与不燃烧燃料的气缸相关联的爆震窗口进行调整,以使得其在燃烧燃料的气缸的上止点压缩冲程之后的五十五度处打开,并且以使得其在燃烧燃料的气缸的上止点压缩冲程之后的七十度处关闭,以便实现十五个曲轴度的总打开正时间隔。因此,与非燃烧气缸相关联的爆震窗口可以被提前或延迟,并且其持续时间可以缩短,以便当来自燃烧气缸中的活塞敲击的能量可能具有可以由爆震传感器检测出的最大量的振动能量时,是非燃烧气缸的爆震窗口打开的时间。这种爆震窗口正时调整的实例在图6中示出。

另外,在一些实例中,可以在每一气缸的动力冲程或膨胀冲程期间打开两个或更多个爆震窗口。所述两个或更多个爆震窗口可以包括针对一个爆震窗口的在一个频率下的来自爆震传感器的滤波数据,以及针对另一个爆震窗口的在不同频率下的来自爆震传感器的滤波数据。例如,打开以评估活塞敲击的第二爆震窗口可以在气缸的上止点压缩冲程之后的10度处打开,并且爆震传感器的输出可以经由具有较低通带频率的滤波器来滤波,以便实现总计50个曲轴度。该爆震窗口可以在与气缸的另一个爆震窗口打开的相同时间打开,以使得两个爆震窗口重叠。可以经由具有5KHz-10 KHz通带的滤波器处理第一爆震窗口期间的爆震传感器的输出以检测发动机爆震,并且可以经由通带为0.5KHz-1 KHz通带的第二滤波器处理爆震传感器的输出以检测活塞敲击。方法200进行到262。

在262处,方法200将与燃烧的每一气缸相关联的爆震窗口调整为基准正时。与燃烧燃料的气缸相关联的爆震窗口的基准正时可以在气缸的上止点压缩冲程之后的五个曲轴度处开始或打开,并且在气缸的上止点压缩冲程之后的四十个曲轴度处结束或关闭,以使得气缸的爆震窗口打开三十五个曲轴度。当爆震窗口打开时,可以对爆震传感器的输出进行处理(例如,滤波和积分)。在发动机循环期间燃烧燃料的每一气缸的每一个爆震窗口可以以这种方式被设置为其基准正时。方法200进行到264。

在264处,方法200针对存在或不存在发动机爆震评估在发动机的当前循环期间正燃烧燃料的当前气缸(i)(例如,具有打开的爆震窗口或刚刚关闭的爆震窗口的气缸)。发动机可以针对爆震的存在一次评估一个气缸(i)。当发动机在发动机循环期间旋转时,可以改变i的值(例如,从1-8),以使得针对在发动机循环(例如,四冲程发动机的两转)期间发动机爆震的存在,可以仅评估在当前发动机循环期间燃料正在燃烧的发动机气缸。方法200基于在气缸的爆震窗口打开时(例如,与气缸相关联的爆震窗口)确定的发动机爆震背景噪声水平而评估是否应该针对特定气缸指示发动机爆震。

在一个实例中,方法200通过以下方式计算特定气缸的爆震强度值:对在特定气缸的爆震窗口(例如,特定发动机曲轴角度间隔)期间爆震传感器的输出进行积分以确定一个值,并且用积分的爆震传感器输出的值除以特定气缸的积分发动机爆震背景噪声水平的值。如果发动机爆震强度值超过阈值(例如,2),则针对特定气缸指示发动机爆震,并且将特定气缸的火花正时延迟预确定的量。延迟特定气缸的火花,并且然后使火花正时提前回到MBT(最佳发动机扭矩最小点火提前角)火花正时。例如,如果一号气缸的发动机爆震强度值超过阈值水平,则指示一号气缸的爆震,并且使一号气缸的火花正时延迟五个曲轴度。基于一号气缸中的爆震的确定,在一号气缸的火花正时被延迟的十秒内,可以使一号气缸的火花正时提前达五个曲轴度。如果未指示爆震,则气缸的火花正时保持在其请求的或基准正时(例如,MBT正时或爆震限制火花正时)。可以以这种方式确定每一发动机气缸的爆震。在针对爆震评估发动机气缸(i)之后,方法200进行到266。

在266处,方法200针对存在或不存在活塞敲击评估当前气缸(i)(例如,具有刚刚关闭的爆震窗口的气缸)。发动机可以针对活塞敲击的存在一次评估一个气缸(i)。如前面所提及的,当发动机在发动机循环期间旋转时,可以改变i的值(例如,从1-8),以使得针对在发动机循环(例如,四冲程发动机的两转)期间活塞敲击的存在,可以仅评估在当前发动机循环期间燃料正在燃烧的发动机气缸。方法200基于活塞敲击背景噪声水平的值和在不同气缸的爆震窗口打开时确定的积分活塞敲击的值而评估是否应该针对特定气缸指示活塞敲击。例如,如图6中所示,当在一号气缸的动力或膨胀冲程期间打开停用的三号气缸的爆震窗口时,可以针对活塞敲击评估一号气缸。

在一个实例中,方法200通过以下方式计算特定气缸的活塞敲击强度值:对在不同气缸的爆震窗口(例如,特定发动机曲轴角度间隔)期间爆震传感器的输出进行积分以确定积分活塞敲击值,并且用积分的活塞敲击值除以在不同气缸的同一个爆震窗口打开时确定的积分发动机活塞敲击背景噪声值。例如,在不同气缸的打开的爆震窗口期间,可以在不同气缸的爆震窗口打开的前五度期间对爆震传感器的输出进行积分,以确定积分的发动机活塞敲击背景噪声水平。然后,可以在不同气缸的爆震窗口打开的其余时间期间对同一个爆震传感器的输出进行积分,以确定积分的活塞敲击值。另外,可能需要调整以补偿爆震窗口的第1部分和第2部分的不同长度。替代地,可以通过对在已知活塞敲击不存在的(非敲击)条件下的爆震传感器输出进行积分来预先确定积分的发动机活塞敲击背景噪声值,或者从离线校准获得。可以用积分活塞敲击值除以积分发动机活塞敲击背景噪声水平以确定活塞敲击强度水平。如果活塞敲击强度值超过阈值(例如,2),则指示气缸的活塞敲击。可以以这种方式针对活塞敲击评估在当前发动机循环期间正燃烧燃料的每一气缸。在针对活塞敲击评估发动机气缸(i)之后,方法200进行到268。

在268处,方法200判断在正在针对活塞敲击评估的当前气缸中是否存在活塞敲击。在一个实例中,当在被评估的气缸中检测出活塞敲击时,在266处更新数据字或字节。如果方法200判断在针对活塞敲击评估的当前气缸的当前发动机循环期间已经发生活塞敲击,则答案为是并且方法200进行到270。否则,答案为否并且方法200进行到272。

在270处,方法200经由增加节气门打开量来增加发动机怠速。另外,可以增加喷射到发动机的燃料量以增加发动机怠速。此外,方法200可以增加燃烧燃料的气缸的火花延迟。通过增加发动机怠速并且延迟火花正时,可以能够控制气缸压力并且屏蔽或减小活塞敲击噪声。方法200进行到退出。

在272处,方法200经由减小节气门打开量来减小或维持发动机怠速。另外,可以减少喷射到发动机的燃料量以减小发动机怠速。此外,方法200可以减小燃烧燃料的气缸的火花延迟。通过减小发动机怠速并且在自最近一次发动机起动以来经过了阈值时间量之后或在自最近一次指示被评估的气缸中发生了活塞敲击以来经过了阈值时间量之后尚未检测到活塞敲击之后提前火花正时,可以能够在未检测出活塞敲击时减少发动机燃料消耗。方法200进行到退出。

在208处,方法200判断发动机是否在可能存在发动机爆震的条件下操作。在一个实例中,方法200可以判断当发动机载荷大于阈值载荷时可能存在发动机爆震。如果方法200判断发动机爆震可能在当前发动机工况下发生,则答案为是并且方法200进行到209。否则,答案为否并且方法200进行到210。

在209处,从基准火花正时延迟所有或一小部分发动机气缸的火花正时。通过延迟火花正时,可以降低发动机爆震的可能性,以使得可以检测活塞敲击而不受可能由发动机爆震致使的发动机振动的影响。方法200进行到210。

在210处,方法200调整所有或一小部分发动机气缸的爆震窗口,以检测燃烧燃料的气缸中的活塞敲击。另外,气缸火花正时已被延迟以降低爆震的可能性。在如图7中示出的一个实例中,从基准正时延迟与气缸相关联的爆震窗口的正时,并且爆震窗口期间的开度减小。爆震窗口打开正时被延迟,以使得当可以预期活塞与气缸之间的撞击时(例如,在发动机循环期间与气缸相关的曲轴加速度最大的曲轴角度期间),可以打开爆震窗口。此外,缩短了爆震窗口打开的时间量或曲轴角度间隔,以使得可以增加检测活塞敲击的信噪比。应当注意,在一些实例期间,应用于检测活塞敲击的爆震窗口与其基准正时相比可以提前。而且,第一气缸的火花已经被延迟以确保不存在爆震条件的第一气缸的爆震窗口可以被提前或延迟,以检测第二气缸中的活塞敲击(类似于VDE情况)。可以调整爆震传感器输出(用于活塞敲击检测)的滤波(例如,通带频率范围),以也更好地适应活塞敲击检测。

在一个实例中,可以调整所有气缸的爆震窗口,以使得与气缸相关联的爆震窗口在气缸的上止点压缩冲程之后的五十五度处打开,并且以使得在气缸的上止点压缩冲程之后的七十度关闭。这种爆震窗口正时调整的实例在图7中示出。方法200进行到212。

在212处,方法200针对存在或不存在活塞敲击评估当前气缸(i)(例如,具有刚刚关闭的爆震窗口的气缸)。发动机可以针对活塞敲击的存在一次评估一个气缸(i)。如前面所提及的,当发动机在发动机循环期间旋转时,可以改变i的值(例如,从1-8),以使得针对在发动机循环(例如,四冲程发动机的两转)期间活塞敲击的存在,可以仅评估在当前发动机循环期间燃料正在燃烧的发动机气缸。方法200基于在气缸的爆震窗口打开时确定的活塞背景噪声值而评估是否应该针对特定气缸指示活塞敲击。例如,如图7中所示,当在一号气缸的动力或膨胀冲程期间一号气缸的爆震窗口打开时,可以针对活塞敲击评估一号气缸。

在一个实例中,方法200通过以下方式计算特定气缸的活塞敲击强度值:对气缸的爆震窗口(例如,特定发动机曲轴角度间隔)期间爆震传感器的输出进行积分以确定活塞敲击值,并且用活塞敲击值除以在气缸的爆震窗口打开时确定的积分发动机活塞敲击背景噪声值。例如,在一号气缸的打开的爆震窗口期间,可以在一号气缸的爆震窗口的前五度期间对爆震传感器的输出进行积分,以确定积分的发动机活塞敲击背景噪声值。然后,可以在一号气缸的爆震窗口打开的其余时间期间对同一个爆震传感器的输出进行积分,以确定积分的活塞敲击值。可以提供调整以将爆震窗口的第1部分和第2部分的不同长度纳入考虑。替代地,可以通过在对已知活塞敲击不存在(非敲击)的条件下的爆震传感器输出进行积分来预先确定积分的发动机活塞敲击背景噪声值,或者从离线校准获得。可以用积分活塞敲击值除以积分发动机活塞敲击背景噪声值以确定一号气缸的活塞敲击强度水平。如果活塞敲击强度值超过阈值(例如,2),则指示一号气缸的活塞敲击。可以以这种方式评估每一气缸的活塞敲击。在针对活塞敲击评估发动机气缸(i)之后,方法200进行到214。

在214处,方法200判断在正在针对活塞敲击评估的当前气缸中是否存在活塞敲击。在一个实例中,当在被评估的气缸中检测出活塞敲击时,在212处更新数据字或字节。如果方法200判断在针对活塞敲击评估的当前气缸的当前发动机循环期间已经发生活塞敲击,则答案为是并且方法200进行到216。否则,答案为否并且方法200进行到218。

在216处,方法200经由增加节气门打开量来增加发动机怠速。另外,可以增加喷射到发动机的燃料量以增加发动机怠速。此外,方法200可以增加燃烧燃料的气缸的火花延迟。通过增加发动机怠速并且延迟火花正时,可以能够控制气缸压力并且屏蔽或减小活塞敲击噪声。方法200进行到退出。

在218处,方法200经由减小节气门打开量来减小或维持发动机怠速。另外,可以减少喷射到发动机的燃料量以减小发动机怠速。此外,方法200可以减小燃烧燃料的气缸的火花延迟。通过减小发动机怠速并且在自最近一次发动机起动以来经过了阈值时间量之后或在自最近一次指示被评估的气缸中发生了活塞敲击以来经过了阈值时间量之后尚未检测到活塞敲击之后提前火花正时,可以能够在未检测出活塞敲击时减少发动机燃料消耗。方法200进行到退出。

以这种方式,可以调整发动机爆震窗口的正时以改善活塞敲击的检测。此外,可以再利用停用气缸的爆震窗口以检测燃烧燃料的气缸中的活塞敲击,以使得可以检测启用的气缸中的爆震和活塞敲击。

因此,图2-图4的方法提供一种发动机操作方法,所述方法包括:响应于检测气缸中活塞敲击的请求,经由控制器调整气缸的爆震窗口打开的曲轴角度,并调整气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度;以及根据在爆震窗口中检测到的活塞敲击,经由控制器调整一个或多个致动器。所述方法包括其中延迟气缸的爆震窗口打开的曲轴角度。所述方法还包括响应于检测气缸中的活塞敲击的请求而减少气缸的爆震窗口打开的曲轴角度与气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度之间的实际总曲轴度数。所述方法还包括响应于检测气缸中的活塞敲击的请求而延迟气缸的火花正时。所述方法包括其中调整一个或多个致动器包括调整发动机节气门位置以及提高发动机怠速。所述方法包括其中调整一个或多个致动器包括进一步延迟火花正时。所述方法还包括在检测气缸中的活塞敲击的请求之后或者在检测活塞敲击之后的阈值时间量内未检测到活塞敲击时降低发动机怠速。

图2-图4的方法还提供一种发动机操作方法,所述方法包括:在发动机的气缸被停用的时间长于发动机的循环时经由控制器操作发动机;响应于检测气缸中活塞敲击的请求而经由控制器调整气缸的爆震窗口打开的曲轴角度,并调整气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度;以及根据在爆震窗口中检测到的活塞敲击,经由控制器调整一个或多个致动器。所述方法包括其中将气缸的爆震窗口打开的曲轴角度调整到不同气缸的膨胀冲程内的曲轴角度。所述方法包括其中将气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度调整到不同气缸的膨胀冲程内的曲轴角度。所述方法还包括在不同气缸的膨胀冲程期间打开和关闭不同气缸的爆震窗口。所述方法包括其中使不同气缸的爆震窗口提前于气缸的爆震窗口。所述方法包括其中当气缸停用时发动机以可变排量模式操作。所述方法包括其中经由停止使燃料流到气缸来停用气缸。所述方法包括其中调整一个或多个致动器包括打开发动机节气门以及提高发动机怠速。

现在参看图5,示出了说明用于操作发动机的示例性基准发动机爆震窗口正时和基准直接喷射器正时的正时序列500。示出的正时是针对具有1-3-7-2-6-5-4-8的点火顺序的八缸发动机。所述发动机是循环为720个曲轴度的四冲程发动机。发动机曲轴度沿水平轴线定位,并且零度表示一号气缸的上止点压缩冲程。沿垂直轴线对八个气缸进行标记。序列从左向右移动。

每一气缸的发动机爆震窗口沿着与爆震窗口相关联的垂直轴线定位在刻度标记的水平处。例如,用于一号气缸的发动机爆震窗口由斜线条501指示。其余发动机气缸(2-8)的爆震窗口由类似的斜线条(502-508)指示,所述斜线条与沿垂直轴线的标记对准。当示出相应的爆震窗口条时,爆震窗口打开。当未示出相应的爆震窗口条时,爆震窗口关闭。例如,一号气缸的爆震窗口(501)在一号气缸的动力或膨胀冲程期间打开,并且在一号气缸的其他冲程期间关闭。在该实例中,爆震窗口在与爆震窗口相关联的气缸的上止点压缩冲程之后大约五个曲轴度打开(例如,爆震窗口501在进入一号气缸的动力冲程大约五个曲轴度打开)。爆震窗口在同一个气缸循环中约35个曲轴度后关闭。

每一气缸的发动机燃料喷射正时定位在沿与燃料喷射相关联的垂直轴线的刻度标记的水平处。例如,实心条510表示二号气缸的DI燃料喷射器打开间隔。当实心条510不可见时,用于二号气缸的DI燃料喷射器关闭。用于二号气缸的DI燃料喷射器在实心条510的左侧打开并且在实心条510的右侧关闭。其余发动机气缸(2-8)的DI燃料喷射由类似的实心条(511-517)指示,并且它们遵循与实心条510相同的惯例。燃料喷射器条510-517分别与燃料喷射器条所对应的沿垂直轴线列出的气缸对准。

气缸的冲程恰好定位在沿与冲程相关联的垂直轴线的刻度标记水平上方。例如,一号气缸的冲程由水平线520-523指示。字母p、e、i和c识别与一号气缸相关联的动力(p)、排气(e)、进气(i)和压缩(c)冲程。通过线525-558以类似的方式识别其他发动机气缸的冲程。

图5中示出的爆震窗口正时允许针对发动机的每一气缸检测发动机爆震的存在。此外,如先前所提及的,可以在爆震窗口期间确定发动机的背景噪声水平。可以以这种方式提供爆震窗口的正时,以使得由发动机爆震产生的振动以高度可靠性在爆震窗口内发生。

现在参看图6,示出了说明用于操作发动机的示例性改良的发动机爆震窗口正时的正时序列600。虽然示出的正时是针对具有1-3-7-2-6-5-4-8的点火顺序的八缸发动机,但是该序列中的气缸3、2、5和8被停用,以使得发动机以VDE减缸模式操作。在停用的气缸的标签上方提供条,以指示停用的气缸(例如,不燃烧的气缸)。所述发动机是循环为720个曲轴度的四冲程发动机。发动机曲轴度沿水平轴线定位,并且零度表示一号气缸的上止点压缩冲程。沿垂直轴线对八个气缸进行标记。序列从左向右移动。

图6中示出的气缸中的每一个的燃料喷射、气门正时、气缸冲程和发动机位置与图5中示出的那些相同,除非下文另有说明。因此,为了简洁起见,将不再重复对这些项目的描述。然而,图6中示出的正时和序列与图5中示出的那些相同,除非另有说明。

在该实例中,已经提前了与气缸3、2、5和8相关联的爆震窗口,以使得它们可以改善活动气缸1、7、6和4中的活塞敲击的检测。例如,已经移除了爆震窗口502,并且如602a处所指示,已经在其位置添加了提前的、持续时间缩短的爆震窗口,以改善对一号气缸中的活塞敲击的检测。同样地,已经移除了爆震窗口504,并且如604a处所指示,已经在其位置添加了提前的、持续时间缩短的爆震窗口,以改善对七号气缸中的活塞敲击的检测。类似地,已经移除了爆震窗口506,并且如606a处所指示,已经在其位置添加了提前的、持续时间缩短的爆震窗口,以改善对六号气缸中的活塞敲击的检测。最后,已经移除了爆震窗口508,并且如608a处所指示,已经在其位置添加了提前的、持续时间缩短的爆震窗口,以改善对四号气缸中的活塞敲击的检测。

因为三号气缸被停用,所以可能会经历较低的气缸压力。因此,不保证检测三号气缸中的活塞敲击。相反,将三号气缸的爆震窗口移动到可以预期一号气缸中的活塞敲击的曲轴角度间隔,以使得可以如602a处所示调整未使用的爆震窗口502,以改善一号气缸的活塞敲击检测。此外,仍然可以经由爆震窗口501在一号气缸中检测到爆震的存在。以类似的方式调整气缸2、5和8的爆震窗口。因此,可以通过调整与其他气缸(例如,气缸3、2、5和8)相关联的爆震窗口来改善检测活动气缸中的活塞敲击的可能性。

以这种方式,可以经由调整与停用气缸相关联的爆震窗口的正时(例如,爆震窗口打开和关闭的曲轴角度)来提供用于检测气缸中的爆震和活塞敲击的单独窗口。可以在爆震窗口打开时处理爆震传感器的输出。例如,可以对爆震传感器的输出进行积分,以确定发动机爆震、背景发动机噪声和活塞敲击。

现在参看图7,示出了说明调整所有气缸的爆震窗口以改善所有气缸中的活塞敲击的检测的正时序列700。示出的正时是针对具有1-3-7-2-6-5-4-8的点火顺序的八缸发动机。所述发动机是循环为720个曲轴度的四冲程发动机。发动机曲轴度沿水平轴线定位,并且零度表示一号气缸的上止点压缩冲程。沿垂直轴线对八个气缸进行标记。序列从左向右移动。

图7中示出的气缸中的每一个的燃料喷射、气门正时、气缸冲程和发动机位置与图5中示出的那些相同,除非下文另有说明。因此,为了简洁起见,将不再重复对这些项目的描述。然而,图7中示出的正时和序列与图5中示出的那些相同,除非另有说明。

在该实例中,每一气缸的爆震窗口被延迟并且持续时间缩短,以改善每一气缸中活塞敲击的检测。在该实例中,与每一气缸相关联的爆震窗口被延迟到在与相应的爆震窗口相关联的气缸的上止点压缩冲程之后大约55个曲轴度的打开时间。然后,爆震窗口在与相应的爆震窗口相关联的气缸的上止点压缩冲程之后大约六十五度处关闭。例如,与一号气缸相关联的爆震窗口(701b)相对于与一号气缸相关联的基准爆震窗口(图5的501)的正时延迟到在一号气缸的上止点压缩冲程之后约55个曲轴度的打开时间。爆震窗口701b的关闭时间在一号气缸的上止点压缩冲程之后大约六十五度处关闭。同样地,同样提供在702b-708b处指示的气缸2-8的爆震窗口。这些正时可以提供对活塞敲击的改善的检测,因为当气缸的循环期间的活塞加速度可能最高时,爆震窗口打开。

以这种方式,可以经由调整与启用的气缸相关联的爆震窗口的正时(例如,爆震窗口打开和关闭的曲轴角度)来提供用于检测气缸中的活塞敲击的单独窗口。可以在爆震窗口打开时处理爆震传感器的输出。例如,可以对爆震传感器的输出进行积分,以确定发动机爆震、背景发动机噪声和活塞敲击。

本文提到的正时在性质上是示例性的,且不意在限制本公开的范围。相反,可以以不同于本文示出的方式来调整正时,以补偿发动机设计之间的差异。

应当注意,本文包括的示例性控制和估算程序可以与各种发动机和/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作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实施。本文所描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。为此,所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示出的顺序执行、并行执行,或者在一些情况下被省略。同样,处理顺序不一定是实现本文所描述的示例性实例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述而提供的。所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据所使用的特定策略而重复地执行。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中通过执行包括各种发动机硬件部件以及电子控制器的系统中的指令来实施所描述的动作。

应当了解,本文公开的配置和程序在性质上是示例性的,并且这些具体实例不应被视为具有限制含义,因为众多变化形式是可能的。例如,上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非明显的组合和子组合。

以下权利要求特别指出被视为新颖的和非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可能提及指“一个”要素或“第一”要素或其等效形式。这些权利要求应当被理解成包括一个或多个此类要素的并入,既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本权利要求或通过在本申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。这种权利要求,无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或是不同,同样被认为包括在本公开的主题内。

根据本发明,一种发动机操作方法包括:响应于检测气缸中的活塞敲击的请求而经由控制器调整气缸的爆震窗口打开的曲轴角度,并调整气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度;以及根据在爆震窗口中检测到的活塞敲击,经由控制器调整一个或多个致动器。

根据实施例,延迟了气缸的爆震窗口打开的曲轴角度。

根据实施例,本发明的特征还在于,响应于检测气缸中的活塞敲击的请求而减少气缸的爆震窗口打开的曲轴角度与气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度之间的实际总曲轴度数。

根据实施例,本发明的特征还在于:响应于检测气缸中的活塞敲击的请求而延迟气缸的火花正时;在爆震窗口期间经由第一滤波器对爆震传感器的输出进行滤波,以检测气缸的活塞敲击;在包括爆震窗口的发动机循环期间提供第二爆震窗口;以及在第二爆震窗口期间经由第二滤波器对爆震传感器的输出进行滤波,以检测气缸的爆震,第一滤波器的通带频率低于第二滤波器的通带频率。

根据实施例,调整一个或多个致动器包括调整发动机节气门位置以及提高发动机怠速。

根据实施例,调整一个或多个致动器包括进一步延迟火花正时。

根据实施例,本发明的特征还在于,在检测气缸中的活塞敲击的请求之后或者在检测活塞敲击之后的阈值时间量内没有检测到活塞敲击时,降低发动机怠速。

根据本发明,一种发动机操作方法包括:在发动机的气缸被停用的时间长于发动机的循环时经由控制器操作发动机;响应于检测气缸中活塞敲击的请求而经由控制器调整气缸的爆震窗口打开的曲轴角度,并调整气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度;以及根据在爆震窗口中检测到的活塞敲击,经由控制器调整一个或多个致动器。

根据实施例,将气缸的爆震窗口打开的曲轴角度调整到不同气缸的膨胀冲程内的曲轴角度。

根据实施例,将气缸的爆震窗口关闭的曲轴角度调整到所述不同气缸的膨胀冲程内的曲轴角度。

根据实施例,本发明的特征还在于,在所述不同气缸的膨胀冲程期间打开和关闭所述不同气缸的爆震窗口。

根据实施例,使所述不同气缸的爆震窗口提前于气缸的爆震窗口。

根据实施例,当气缸停用时发动机以可变排量模式操作。

根据实施例,经由停止使燃料流到气缸来停用气缸。

根据实施例,调整一个或多个致动器包括打开发动机节气门以及提高发动机怠速。

根据本发明,提供了一种用于操作发动机的系统,所述系统具有:可变排量发动机,所述可变排量发动机包括至少一个振动感测发动机爆震传感器;以及控制器,所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以调整第一气缸的爆震窗口开始的曲轴角度以检测第二气缸的活塞敲击,其中第一气缸被停用,并且响应于在第一气缸的爆震窗口中检测到活塞敲击而经由控制器调整发动机的操作。

根据实施例,本发明的特征还在于用于响应于检测第二气缸的活塞敲击的请求而延迟第二气缸的火花正时的额外指令。

根据实施例,本发明的特征还在于用于在第二气缸的爆震窗口中检测爆震的额外指令。

根据实施例,本发明的特征还在于用于响应于检测第二气缸的活塞敲击的请求而调整第一气缸的爆震窗口结束的曲轴角度的额外指令。

根据实施例,可变排量发动机包括在混合动力车辆中。

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