用於預點火控制的方法和系統的製作方法

2023-11-06 02:19:22 9

用於預點火控制的方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於減少延後燃燒所誘導的汽缸預點火事件的方法和系統。可根據延後燃燒汽缸的打開排氣門期間的窗口中所感測的發動機汽缸體振動，檢測延後燃燒汽缸的殘餘物向鄰近汽缸的被迫進入。響應於所述殘餘物進入，在所述鄰近汽缸中執行預點火緩解措施，例如燃料加濃或停用。
【專利說明】用於預點火控制的方法和系統
【技術領域】
[0001]本說明書一般涉及用於控制車輛發動機的方法和系統，以便減少預點火事件。
【背景技術】
[0002]在某些工況下，具有高壓縮比或被增壓以提高比輸出的發動機容易出現低速預點火燃燒事件。由預點火引起的早燃燒可導致非常高的缸內壓力，並可引起類似於燃燒爆震的燃燒壓力波(但具有更高的強度)。延後點燃燃燒事件(其中該燃燒遲於預期的)也可引起預點火燃燒事件。具體地，延後燃燒可導致高的排氣歧管壓力和溫度，以及高於預期的排出殘餘物，其增加了預點火事件的可能性。
[0003]已開發各種策略降低由延後燃燒事件/遲晚延伸事件導致的預點火發生。Fujii等人的美國2010/0217504示出了一種示例性方法。其中，當通過提前進氣門定時和/或延遲排氣門定時，可以隨著增加所需發動機轉矩，而增加氣門重疊期。響應於汽缸預點火的可能性，降低汽缸進氣門的提前速率和/或增加汽缸排氣門的延遲速率(根據所需的發動機轉矩進行選擇)。

【發明內容】

[0004]然而，本發明的發明人已認識到有關該方法的潛在問題，雖然Fujii等人的方法可緩解經歷延後燃燒的汽缸的預點火，但是該方法不能解決其他受影響汽缸的預點火。具體地，給定汽缸中的延後燃燒事件可升高給定汽缸以及一個或更多個鄰近汽缸中的預點火可能性。例如，給定汽缸中的延後燃燒事件可通過強迫打開相鄰汽缸的排氣門，將大量的熱排出殘餘物引至一個或更多個相鄰汽缸。所述相鄰汽缸中接收的過量熱殘餘物可增加它們的預點火傾向。另外，過量的熱殘餘物可增加(通過渦輪旋轉)引入的新鮮汽缸充氣的量，從而導致進一步增加了相鄰汽缸的預點火傾向。這樣，預點火事件能夠降低發動機性能並導致發動機退化。
[0005]因此在一個示例中，通過一種發動機方法至少部分地解決上述問題，該方法包括，響應於第一汽缸中燃燒的排氣溫度高於閾值，在接收來自第一汽缸燃燒的排出殘餘物的第二汽缸中執行預點火緩解措施。在該方式中，減少了延後燃燒所誘導的預點火事件。
[0006]在一個示例中，可根據曲軸加速度、火花塞離子電流、汽缸壓力數據等等，確定第一汽缸中的延後燃燒事件。然後可根據對第一汽缸的識別、發動機的汽缸點火次序以及發動機的排氣歧管配置，識別出最可能接收來自第一汽缸的排出殘餘物的第二鄰近汽缸。響應於第一汽缸中的排出殘餘物量高於閾值且/或第一汽缸中燃燒的排氣溫度高於閾值，可在第二汽缸中執行預點火緩解措施，以降低第二汽缸中由於第一汽缸的延後燃燒事件所誘導的預點火可能性。這可包括選擇性地停用向第二汽缸的燃料噴射。替代性地，可在一持續時段加濃向第二汽缸的燃料噴射。可調節預點火緩解措施的程度(例如，富燃料噴射的富程度)，使第二汽缸燃燒的排氣溫度(在接收來自第一汽缸的排出殘餘物後)低於閾值溫度。所述預點火緩解措施還可延伸至進一步的汽缸。例如，還可加濃最可能接收來自第二汽缸燃燒的排出殘餘物的第三汽缸(較低程度的加濃)，以降低第三汽缸中由於第二汽缸中所接收的熱殘餘物所導致的預點火可能性，等等。
[0007]在該方式中，通過加濃或停用向可能(逐步)接收來自鄰近汽缸的延後燃燒的排出殘餘物的一個或更多個汽缸的燃料噴射，可降低排出殘餘物的溫度和壓力。通過降低殘餘物的溫度和壓力，可降低由於接收來自延伸燃燒汽缸的熱排出殘餘物所導致的汽缸內的被誘導的預點火的可能性。另外，還降低了進一步的汽缸中由接收熱殘餘物的汽缸誘導的預點火可能性。整體而言，可緩解由於預點火導致的發動機退化。
[0008]在另一個實施例中，發動機方法包括:響應於第一汽缸中的燃燒正時，選擇性地停用向接收來自第一汽缸燃燒的排出殘餘物的第二汽缸中的燃料噴射。
[0009]在另一個實施例中，第一汽缸的燃燒正時包括第一汽缸中燃燒的的火花正時、進氣門正時和/或排氣門正時。
[0010]在另一個實施例中,所述第一汽缸和第二汽缸位於共同的發動機列上。
[0011]在另一個實施例中，所述方法進一步包括選擇性地停用向預期接收來自第二汽缸燃燒的排出殘餘物的第三汽缸的燃料噴射。
[0012]在另一個實施例中，在第一、第二和第三汽缸中的每個汽缸發生預點火之前，執行選擇性地停用燃料噴射。
[0013]在另一個實施例中，發動機方法包括:響應於第一汽缸中的燃燒正時從閾值正時延遲，選擇性地加濃向接收來自第一汽缸燃燒的排出殘餘物的第二汽缸的燃料噴射。
[0014]在另一個實施例中，所述燃燒正時包括火花正時、進氣門正時和/或排氣門正時，且其中燃燒正時從閾值正時延遲是基於曲軸加速度、火花塞離子電流以及汽缸壓力中的一個或多個。
[0015]在另一個實施例中，根據第一汽缸的燃燒正時距閾值正時的遲晚程度，調節向第二汽缸的富燃料噴射的富程度，隨著遲晚程度增加，富程度增加。
[0016]在另一個實施例中，富程度進一步基於被停用發動機汽缸的數目。
[0017]在另一個實施例中，富燃料噴射的富程度進一步基於排出殘餘物的溫度，以使第二汽缸中燃燒的排氣溫度低於閾值溫度。
[0018]在另一個實施例中，所述方法進一步包括加濃向預期接收來自第二汽缸燃燒的排出殘餘物的第三汽缸的燃料噴射，第二汽缸的加濃高於第三汽缸的加濃。
[0019]在另一個實施例中，所述方法進一步包括在第一汽缸中執行延後燃料噴射，以選擇性地加濃第二汽缸中所接收的排出殘餘物。
[0020]應該理解，提供以上總結是為了以簡化的形式引入在詳細描述中所進一步描述的概念的選擇。這並不意味著確定了所要求的主題的關鍵或基本特徵，其保護範圍由權利要求唯一限定。此外，所要求的主題不局限於解決上面或本公開任何部分中所提到的任何缺點的實施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1示出了內燃發動機的示意圖。
[0022]圖2示出了圖1的發動機的替代實施例。
[0023]圖3示出了響應於鄰近汽缸中的延後燃燒，在一個或更多個汽缸中執行預點火緩解措施的聞級流程圖。
[0024]圖4示出了檢測汽缸排氣門的意外打開的高級流程圖。
[0025]圖5示出了響應於在第一汽缸中的延後燃燒事件期間在第二汽缸中的意外排氣門打開的示例性檢測。
[0026]圖6_7不出了根據本公開的不例性的汽缸加濃/富化。
【具體實施方式】
[0027]下面的描述涉及用於響應於鄰近汽缸中的延後燃燒檢測汽缸中的熱殘餘物的輸送並調節向受影響汽缸的燃料噴射從而減少延後燃燒所誘導的預點火事件的系統和方法。在配置有小排氣歧管的發動機中，例如圖1-2的發動機系統中，來自第一汽缸中的延後燃燒事件的排出殘餘物可增加排氣歧管的壓力，使得該殘餘物被迫地接收在第二鄰近的汽缸中。發動機控制器可被配置用於執行控制程序，例如圖3的程序，以便如果第一汽缸中燃燒的燃燒正時超出閾值正時(其中大量的熱排出殘餘物從第一汽缸釋放至排氣歧管並潛在地被迫接收在第二汽缸中)，則調節向第二汽缸的燃料噴射(例如，禁用或加濃燃料噴射)。參照圖6-7，其描述了示例性的燃料噴射調節。控制器可被進一步配置成執行例如圖4程序的控制程序，以便基於延後燃燒汽缸的打開排氣門事件期間的一個窗口中所感測的發動機汽缸體振動，來檢測汽缸排氣門的被迫打開。圖5示出了示例性檢測。以此方式，可利用汽缸進氣和排氣衝程之外所發生的排氣門事件來識別出來自鄰近汽缸的延後燃燒事件的排出殘餘物向汽缸的輸送。通過調節向接收熱殘餘物的汽缸的燃料噴射，可降低殘餘物的溫度並可減少延後燃燒所誘導的預點火的可能性。
[0028]圖1示出了多缸發動機10的一個汽缸的示意圖，其可被包含在汽車的推進系統中。可通過包含控制器12的控制系統以及通過藉助輸入裝置132的來自車輛操作者130的輸入，至少部分地控制發動機10。在該示例中，輸入裝置132包括加速器踏板和用於形成成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發動機10的燃燒室(即，汽缸)30可包括燃燒室壁136，且其中安置有活塞138。可將活塞138連接至曲軸140，以便將活塞的往復運動轉化成曲軸的旋轉運動。可通過中間的傳動系統，將曲軸140連接至車輛的至少一個驅動輪。進一步地，可通過飛輪將起動機馬達連接至曲軸140,從而使發動機10能夠進行起動操作。
[0029]汽缸30可通過一系列進氣通路142、144和146接收進入空氣。除汽缸30外，進氣通路146還可與發動機10的其他汽缸相連。在一些實施例中，一個或更多個進氣通路可包括增壓裝置，例如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖1示出了配置有渦輪增壓器的發動機10，該渦輪增壓器包括被安排在進氣通路142和144之間的壓縮機174以及沿著排氣通路148安排的排氣渦輪176。通過排氣渦輪176經由軸180對壓縮機174至少部分地提供動力，其中將增壓裝置配置為渦輪增壓器。然而，在其他的示例中，例如當發動機10被配備有機械增壓器時，可選地可以省略排氣渦輪176，其中可由來自馬達或發動機的機械輸入對壓縮機174提供動力。可沿著發動機的進氣通路配備包含節流板164的節氣門20，用以改變被供應至發動機汽缸的進入空氣的流速和/或壓力。例如，如圖1所示，節氣門20可被安置在壓縮機174的下遊，或替代性地，可被提供在壓縮機174的上遊。
[0030]除了汽缸30外，排氣通路148還可接收來自發動機10的其他汽缸的排出氣體。在一個示例中，排氣通路148可接收來自發動機10的全部汽缸的排氣。然而，在一些實施例中，如圖2所闡述的，可將來自一個或更多個汽缸的排氣路由至第一排氣通路，而將來自一個或更多個其他(剩餘)汽缸的排氣路由至第二不同的排氣通路，然後這些區別性的排氣通路在更遠的下遊處、在排氣排放控制裝置處或之外會聚。排氣傳感器128被示出連接至排放控制裝置178上遊的排氣通路148。傳感器128可選自各種合適傳感器以用於提供對排氣空氣/燃料比的指示，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或寬域排氣氧)、雙態氧傳感器或EGO (如所描繪的)、HEG0 (加熱的EG0)、N0x、HC或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化器(TWC )、NOx捕集器、各種其他的排放控制裝置或其組合。
[0031]排氣溫度可由一個或更多個位於排氣通路148中的溫度傳感器(未示出)評估。替代性地，可基於發動機工況，例如轉速、載荷、空氣-燃料比(AFR)、火花滯後等等，來推斷排氣溫度。進一步地，可通過一個或更多個排氣傳感器128，計算排氣溫度。應該意識到，替代性地，可通過任何本文所列出的溫度評估方法的任意組合，評估排氣溫度。
[0032]發動機10的每個汽缸可包括一個或更多個進氣門以及一個或更多個排氣門。例如，汽缸30被示出包括位於汽缸30的上部區域處的至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥156。在一些實施例中，發動機10的每個汽缸(包括汽缸30)可包括位於汽缸上部區域處的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。
[0033]可通過控制器12通過藉助凸輪致動系統151的凸輪致動控制進氣門150。類似地，可通過控制器12藉助凸輪致動系統153控制排氣門156。凸輪致動系統151和153可各自包括一個或更多個凸輪並可利用由控制器12操作以改變氣門操縱的凸輪廓線變換(CPS)系統、可變凸輪正時(VCT)系統、可變氣門正時(VVT)系統和/或可變氣門升程(VVL)系統中的一個或更多個。進氣門150和排氣門156的位置可分別由氣門位置傳感器155和157確定。在替代性實施例中，進氣和/或排氣門可由電動氣門致動進行控制。例如，汽缸30可替代性地包括由電動氣門致動所控制的進氣門以及由包含CPS和/或VCT系統的凸輪致動所控制的排氣門。在另一些實施例中，進氣和排氣門可由共同的氣門致動器或致動系統或者可變氣門正時致動器或致動系統控制。
[0034]汽缸30可具有一個壓縮比，該壓縮比是活塞138在底部中心與在頂部中心的體積t匕。按照慣例，該壓縮比在9:1至10:1的範圍內。然而，在一些利用不同燃料的示例中，該壓縮比可提高。這可發生於，例如，當利用較高辛烷值的燃料或具有較高的汽化潛焓的燃料時。如果利用直接噴射(由於其對發動機爆震的影響)，也可提高該壓縮比。
[0035]在一些實施例中，發動機10的每個汽缸可包括用於啟動燃燒的火花塞192。在選擇的操作模式下，響應於來自控制器12的點火提前信號SA，點火系統190可通過火花塞192向燃燒室30提供點火火花。然而，在一些實施例中，可省略火花塞192，例如在發動機10可通過自動點火或通過噴射燃料(如可為一些柴油發動機的情況)來啟動燃燒的情況。
[0036]在一些實施例中，發動機10的每個汽缸可被配置成具有一個或更多個燃料噴射器，用以向其提供燃料。作為非限制性示例，汽缸30被示出包括一個燃料噴射器166。燃料噴射器166被示出直接地連接至汽缸30，以用於將燃料與經由電子驅動器168從控制器12接收的FPW信號的脈衝寬度成比例地直接噴射進其內。在該方式中，燃料噴射器166向燃燒汽缸30提供了所謂的燃料直接噴射(以下還稱為「DI」)。雖然圖1示出了作為側噴射器的噴射器166，但是其還可位於活塞的頂部，例如鄰近火花塞192的位置。當以醇基燃料運轉發動機時，由於一些醇類燃料的低揮發性，這種位置可改善混合和燃燒。可替代地，噴射器可位於頂部或靠近進氣門處以改善混合。應該意識到，在替代性實施例中，噴射器166可以是將燃料供應至汽缸30上遊的進氣道內的進氣道噴射器。
[0037]應該意識到，在另一些實施例中，可通過藉助兩個噴射器(直接噴射器166和進氣道噴射器)噴射可變混合燃料或爆震/預點火抑制液並改變從每個噴射器的相對噴射量，來操作發動機。
[0038]可通過包括燃料箱、燃料泵以及燃料軌的高壓燃料系統80將燃料運輸至燃料噴射器166。替代性地，可在較低的壓力下通過單級燃料泵運輸燃料，在該情況下，相比如果利用高壓燃料系統，更加限制了壓縮衝程期間的直接燃料噴射正時。進一步地，雖然未示出，但是燃料箱可具有將信號提供至控制器12的壓力換能器。
[0039]可在汽缸的單個發動機循環期間，通過一個(多個)噴射器將燃料運輸至汽缸。進一步地，由一個(多個)噴射器運輸的燃料的分布和/或相對量可隨工況而變化。例如，所述分布可隨汽缸充氣的變化速率、異常汽缸燃燒事件(例如，是否具有汽缸熄火事件、爆震事件或預點火事件)的性質而改變。此外，對於單個燃燒事件而言，可在每個循環執行所運輸燃料的多次噴射。可在壓縮衝程、進氣衝程或其任何合適組合期間，執行所述多次噴射。
[0040]如上所述，圖1示出了多缸發動機的僅一個汽缸。每個這樣的汽缸可類似地包括其自身的一套進氣/排氣門、燃料噴射器、火花塞等等。
[0041]燃料系統80中的燃料箱可容納具有不同品質例如不同成分的燃料或爆震/預點火抑制液。這些不同可包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化熱、不同的混合燃料和/或其組合等等。在一個示例中，具有不同醇含量的燃料或爆震/預點火抑制液可包括一種為汽油且另一種為乙醇或甲醇的燃料。在另一個示例中，發動機可將汽油用作第一物質並將包含含醇混合燃料例如E85 (其大約是85%的乙醇和15%的汽油)或M85 (其大約是85%的甲醇和15%的汽油)用作第二物質。其他含醇燃料可為醇和水的混合物，醇、水和汽油等等的混合物。仍在另一個示例中，兩種燃料可為醇混合物，其中第一燃料可為具有較低醇比的汽油醇混合物，第二燃料的汽油醇混合物具有較高的醇比，例如將ElO(其大約是10%的乙醇)作為第一燃料並將E85 (其大約是85%的乙醇)作為第二燃料。仍在另一個示例中，其中一種液體可包括水，而另一種液體為汽油或醇混合液。另外，第一或第二燃料的其他燃料品質還可不同，例如在溫度、粘度、辛烷值、汽化潛焓等等上存在差異。另外其他的預點火抑制液還可包括水、甲醇、洗滌液(其為大約60%水和40%甲醇的混合物)
坐坐寸寸ο
[0042]此外，存儲在燃料箱中的燃料或預點火抑制液的燃料特徵可能頻繁變化。在一個示例中，司機可在某一天使用E85填充燃料箱，且之後使用ElO再次填充燃料箱，且之後使用E50再次填充燃料箱。因此燃料箱新補充物的逐日變化會導致燃料成分的頻繁變化，從而影響由噴射器166所傳送的燃料成分。
[0043]發動機10可進一步包括沿發動機機體(例如，沿發動機汽缸體)分布的一個(如所描繪的)或更多個爆震傳感器90。當被包括時，多個爆震傳感器可沿著發動機汽缸體對稱地或不對稱地分布。爆震傳感器90可以是加速計、離子傳感器或振動傳感器。
[0044]在一個示例中，如參考圖4所闡述的，發動機控制器可被配置成基於一個或更多個爆震傳感器90的輸出(例如，信號正時、振幅、強度、頻率等等)，檢測和區分由於異常燃燒事件(例如爆震和預點火)所產生的且來自汽缸排氣門的被迫打開(和隨後的砰擊關閉)的發動機汽缸體的振動。該控制器可評估不同正時窗口(其是汽缸特定的且是基於所檢測振動的特性)中的傳感器輸出。例如，可在延後燃燒汽缸的打開排氣門事件期間通過相對較遲的窗口中所感測的爆震傳感器的輸出，來識別由於汽缸排氣門的被迫打開(其由延後燃燒汽缸所釋放的排出殘餘物導致)所形成的振動。相比之下，可在延後燃燒汽缸的打開排氣門事件期間通過相對較早的窗口中所感測的爆震傳感器的輸出，來識別發生在點火汽缸中的異常汽缸燃燒事件。在一個示例中，評估爆震信號的窗口可以是曲柄轉角窗口。
[0045]在進一步示例中，發動機控制器可被配置成基於一個或更多個爆震傳感器的輸出(例如，信號正時、振幅、強度、頻率等等)以及表明汽缸充氣的參數的變化速率(例如歧管壓力(MAP)、歧管空氣流量(MAF)的變化速率等等)，檢測和區分振動的來源。
[0046]發動機控制器所採取的用以解決爆震問題的緩解措施可不同於控制器所採取的用以解決預點火問題的緩解措施。例如，可利用點火火花正時調節(例如，火花延遲)和EGR來處理爆震，而可利用負載限制、燃料加濃、燃料變貧、較高辛烷值燃料或爆震抑制液的直接噴射、多壓縮衝程燃料噴射等等來處理預點火。另外，控制器所採用的用以處理近期點火汽缸中的初期預點火的預點火緩解措施可不同於控制器所採用的用以處理發生在被迫接收來自延後燃燒汽缸的熱排出殘餘物的汽缸中的潛在的延後燃燒所誘導的預點火的預點火緩解措施。例如，可通過在較長持續時間(例如，較大數量的燃燒事件)加濃受影響的汽缸來處理初期預點火，而可通過在較短持續時間(例如，較少數量的燃燒事件)加濃受影響的汽缸來處理潛在的延後燃燒所誘導的預點火，直至降低排出殘餘物的溫度。在預點火緩解措施是響應於汽缸延後燃燒事件的狀況下，還可根據延後燃燒汽缸中的延遲量進行調節。
[0047]在另一些實施例中，可基於所檢測的振動，來調節燃料噴射(例如，噴射正時、給定發動機周期中的噴射數量、進氣衝程期間所噴射的相對於壓縮衝程的液體的量/比例、相對於被進氣道噴射至汽缸內的量的被直接噴至汽缸內的液體的量/比例)。
[0048]應該意識到，雖然圖1提議了利用爆震傳感器感測發動機汽缸體的振動以及排出殘餘物向汽缸內的被迫進入，但是在替換示例中，可利用其他的加速計、振動傳感器或缸內壓力傳感器來感測振動。
[0049]在圖1中控制器12被示為微型計算機，包括微處理器單元(CPU)106、輸入/輸出埠(I/O) 108、在該具體示例中被示作只讀存儲晶片(ROM) 110的用於可執行程序和校準值的電子存儲介質、隨機存取存儲器(ROM) 112、保活存儲器(KAM) 114以及數據總線。除了之前討論的那些信號外，控制器12可接收來自被連接至發動機10的傳感器的各種信號，包括來自空氣品質流量傳感器122的引入質量空氣流量(MAF)測量值；來自被連接至冷卻套管118的溫度傳感器116的發動機冷卻劑溫度(ECT);來自被連接至曲軸140的霍爾效應傳感器120 (或其他類型)的表面點火感測信號(PIP);來自節氣門位置傳感器的節氣門位置(TP);來自傳感器124的絕對歧管壓力信號(MAP)，來自EGO傳感器128的汽缸AFR以及來自爆震傳感器和曲軸加速度傳感器的異常燃燒。控制器12可從信號PIP生成發動機轉速信號RPM。可利用來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP提供對進氣歧管中的真空或壓力的指示。另外其他的傳感器例如汽缸壓力傳感器、爆震傳感器和/或預點火傳感器也可以被連接至發動機10 (例如，至發動機的機體)，以幫助識別異常燃燒事件。
[0050]可藉助表示由用於執行下面方法以及其他所預先考慮的但未明確列出的變體方法的處理器106所執行的指令的計算機可讀數據，來編程存儲介質只讀存儲器110。
[0051]圖2示出了發動機200的示例性實施例，其可以是圖1的發動機10，其中來自不同汽缸組的排氣被引導至分段式排氣歧管的不同排氣通路。所述不同排氣通路可合併於排氣歧管的下遊位置、在排放控制裝置處或在排放控制裝置周圍。
[0052]發動機200包括可變凸輪正時(VCT)系統202、凸輪廓線變換(CPS)系統204、包含排氣催化器的排放控制裝置208以及與多個汽缸212 (在所述的示例中，示出了四個汽缸C1-C4)相關的汽缸蓋210。進氣歧管214被配置成將進入空氣和/或燃料供應至汽缸212且分段式集成排氣歧管216被配置成從汽缸212排出燃燒產物。分段式排氣歧管216可包括多個排氣通路或出口，其中每個均在沿著分段式排氣歧管216的不同位置處被連接至排放控制裝置。在進一步實施例中，所述不同出口可被連至不同排氣組件。雖然所述實施例示出了進氣歧管214與汽缸蓋210分隔並且在汽缸蓋210中集成了排氣歧管216，但是在其他的實施例中，進氣歧管214可被集成且/或排氣歧管216可與汽缸蓋210隔開。
[0053]汽缸蓋210包括四個汽缸，標記為C1-C4。如上面圖1中所述，汽缸212可均包括火花塞和用於將燃料直接輸送至燃燒室的燃料噴射器。然而，在替代實施例中，每個汽缸可以不包含火花塞和/或直接燃料噴射器。汽缸可均由一個或更多個氣門提供服務。在本示例中，汽缸212均包括兩個進氣門和兩個排氣門。每個進氣和排氣門被配置成分別用於打開和關閉進氣口和排氣口。將所述進氣門標記為11-18並將所述排氣門標記為E1-E8。汽缸Cl包括進氣門Il和12以及排氣門El和E2 ;汽缸C2包括進氣門13和14以及排氣門E4和E4 ;汽缸C3包括進氣門15和16以及排氣門E5和E6 ;且汽缸C4包括進氣門17和18以及排氣門E7和ES。每個汽缸的每個排氣埠可具有相同的直徑。但是，在一些實施例中，一些排氣口可具有不同的直徑。例如，由排氣門E4和E5控制的排氣埠可具有比剩餘排氣口更小的直徑。
[0054]每個進氣門在打開位置(允許進入空氣進入相應汽缸)和關閉位置(基本阻止來自相應汽缸的進入空氣)之間是可致動的。進一步地，圖2示出了怎樣通過公共進氣凸輪軸218致動進氣門11-18。進氣凸輪軸218包括多個被配置成用於控制進氣門的打開和關閉的進氣凸輪。每個進氣門可由第一進氣凸輪220和第二進氣凸輪222控制。進一步地，在一些實施例中，可包括一個或更多個額外的進氣凸輪，用以控制進氣門。在本示例中，第一進氣凸輪220具有第一凸輪凸角輪廓以用於在第一進氣持續時間打開進氣門，而第二進氣凸輪222具有第二凸輪凸角輪廓以用於在第二進氣持續時間打開進氣門。所述第二進氣持續時間可以是較短的進氣持續時間(短於所述第一進氣持續時間)，所述第二進氣持續時間可以是較長的進氣持續時間(長於所述第一持續時間)，或者所述第一和第二持續時間可以相等。另外，進氣凸輪軸218可包括一個或更多個無效凸輪凸角。無效凸輪凸角可被配置成維持相應進氣門在關閉位置。
[0055]同樣地，每個排氣門在打開位置(允許排氣從汽缸212的相應汽缸排出)和關閉位置(基本將氣體保留在相應汽缸內)之間是可致動的。進一步地，圖2示出了怎樣通過公共排氣凸輪軸224致動排氣門E1-E8。排氣凸輪軸224包括多個被配置用於控制排氣門的打開和關閉的排氣凸輪。每個排氣門可由第一排氣凸輪226和第二排氣凸輪228控制。進一步地，在一些實施例中，可包括一個或更多個額外的排氣凸輪，用以控制排氣門。在本示例中，第一排氣凸輪226具有第一凸輪凸角輪廓以用於在第一排氣持續時間打開排氣門，而第二排氣凸輪228具有第二凸輪凸角輪廓以用於在第二排氣持續時間打開排氣門。所述第二排氣持續時間可短於、長於或等於所述第一排氣持續時間。另外，排氣凸輪軸224可包括一個或更多個被配置成維持相應排氣門處於關閉位置的無效凸輪凸角。
[0056]未示出的額外元件可進一步包括推桿、搖臂、挺杆等等。這些裝置和特徵可通過將凸輪的旋轉運動轉化成氣門的平移運動來控制進氣門和排氣門的致動。在其他的示例中，可通過凸輪軸上的額外凸輪凸角輪廓對氣門進行致動，其中不同氣門之間的凸輪凸角輪廓可改變凸輪升程高度、凸輪持續時間和/或凸輪正時。然而，如果需要，可利用替代性凸輪軸(頂置凸輪軸和/或推桿)設置。進一步地，在一些示例中，汽缸212可均僅具有一個排氣門和/或進氣門，或多於兩個的進氣門和/或排氣門。在另一些示例中，可通過公共凸輪軸對排氣門和進氣門進行致動。然而，在替代實施例中，可通過其自己的獨立凸輪軸或其他裝置對進氣門和/或排氣門中的至少一個進行致動。
[0057]如果需要，可通過一個或更多個機構，使汽缸212的排氣門子集停用。例如，可通過切換挺杆、切換搖臂或切換輥指形從動件，使被連接至排氣歧管節段234 (在下面將進行更詳細解釋)的排氣門E3-E6停用。在激活可變排量發動機操作(VDE)的模式中，利用類似機構，使進氣門停用。替代性地，汽缸可被配置成具有選擇性可停用的燃料噴射器，其中在操作的VDE模式期間，該燃料噴射器被選擇性停用(而維持進氣和排氣門正時)，以提供汽缸停用。
[0058]發動機200可包括例如CPS系統204的可變氣門致動系統以及可變凸輪正時VCT系統202。可變氣門致動系統可被配置成根據發動機工況(例如根據發動機是否正執行發動機冷啟動、發動機升溫操作、發動機轉速負荷條件等等)以多個操作模式操作。根據操作模式，所述可變氣門致動系統可被配置成僅打開汽缸子集的排氣埠子集，且所有其他排氣埠關閉。另外，所述可變氣門致動系統可被配置成，對應於各種操作模式期間排氣埠的打開和關閉，選擇性地打開和關閉進氣埠。
[0059]CPS系統204可被配置成縱向地平移進氣凸輪軸218的特定部分，從而促使進氣門11-18操作，以便在第一進氣凸輪220和第二進氣凸輪222和/或其他的進氣凸輪之間變化。進一步地，CPS系統204可被配置成縱向地平移排氣凸輪軸224的特定部分，從而促使排氣門E1-E8操作，以便在第一排氣凸輪226和第二排氣凸輪228和/或其他的排氣凸輪之間變化。在該方式中，CPS系統204可在多個輪廓間切換。在這種情況下，所述CPS系統204可在第一凸輪(用於在第一持續時間打開氣門)、第二凸輪(用於在第二持續時間打開氣門)和/或額外或無效凸輪之間切換。可通過控制器201 (控制器201是圖1中控制器12的一個非限制性示例)藉助信號線控制CPS系統204。
[0060]可利用上述的凸輪構造，控制被供應至汽缸212和從汽缸212排出的空氣的量和正時。然而，可利用其他的構造使CPS系統204在兩個或更多個凸輪之間切換氣門控制。例如，可利用可切換挺杆或搖臂來在兩個或更多個凸輪之間改變氣門控制。
[0061]發動機200可進一步包括VCT系統202。VCT系統202可為雙級獨立可變凸輪軸正時系統，以用於彼此獨立地改變進氣門正時和排氣門正時。VCT系統202包括進氣凸輪軸相位器230和排氣凸輪軸相位器232以改變氣門正時。VCT系統202可被配置成通過提前或延遲凸輪正時(示例性發動機操作參數)來提前或延遲氣門正時並且可通過控制器201藉助信號線被控制。VCT系統202可被配置成通過改變曲軸位置和凸輪軸位置之間的關係來改變氣門打開和關閉事件的正時。例如，VCT系統202可被配置成獨立於曲軸地旋轉進氣凸輪軸218和/或排氣凸輪軸224，以便使氣門正時提前或延遲。在一些實施例中，VCT系統202可以是凸輪轉矩致動的裝置，其被配置成迅速地改變凸輪正時。在一些實施例中，可通過連續可變的氣門升程(CVVL)裝置，改變氣門正時，例如進氣門關閉(IVC)和排氣門關閉(EVC)。可液壓供電或電動致動或其組合來驅動上述氣門/凸輪控制裝置和系統。信號線可將控制信號發送至CPS系統204和VCT系統202並接收來自CPS系統204和VCT系統202的凸輪正時和/或凸輪選擇測量。
[0062]返回至排氣歧管216，其可被配置成具有多個出口，以便選擇地將來自不同組汽缸的排氣引導至沿著排氣歧管的不同位置(例如，至不同的排氣組件)。雖然所述示例示出了排氣歧管216為包含多個出口的單個集成排氣歧管，但是在其他的實施例中，汽缸蓋210可包括多個單獨的和物理上不同的排氣歧管，每個均具有一個出口。此外，所述單獨的排氣歧管可被包含在汽缸蓋210的公共鑄件中。在圖2的實施例中，排氣歧管216包括連接至公共排氣通路238的第一排氣歧管節段234和第二排氣歧管節段236。
[0063]第一排氣歧管節段234將汽缸子集的排出口子集連接至排放控制裝置208。如圖2所示，汽缸C2和C3的排氣門E3-E6的排出口被分別連接至第一排氣歧管節段234。第一排氣歧管節段234包括分別被連至由排氣門E3和E4所控制的排氣口的入口 240、254以及分別被連至由排氣門E5和E6所控制的排氣口的入口 242、256。進一步地，將來自第一排氣歧管節段234的排氣被引導至排放控制裝置208上遊的排氣通路238。因此，當排氣門E3-E6打開時，通過第一排氣歧管節段234將排氣從汽缸C2和C3引導至排氣通路238，以引至排放控制裝置208。
[0064]第二排氣歧管節段236將不同的汽缸子集連接至排氣通路238。如圖2所示，分別將汽缸Cl和C4的排氣門E1-E2以及E7-E8的排出口連接至第二排氣歧管節段236。第二排氣歧管節段236包括分別被連至由排氣門El和E2所控制的排氣口的入口 250、252以及分別被連至由排氣門E7和E8所控制的排氣口的入口 258、260。進一步地，將來自第二排氣歧管節段236的排氣引導至排放控制裝置208上遊的且在第一排氣歧管234與排氣通路238合併的點上遊的排氣通路238。因此，當排氣門E1-E2和E7-E8打開時，通過第二排氣歧管節段236將排氣從汽缸Cl和C4引導至排氣通路238，以引至排放控制裝置208。
[0065]在一些實施例中，可將第一和第二排氣歧管節段連接至不同的排氣組件。例如，可將其中一個排氣歧管節段連接在排氣渦輪的上遊，而將另一個排氣歧管節段連接在排氣渦輪的下遊。作為另一個示例，雖然所述的實施例示出了每個排氣歧管節段均被連接至排放控制裝置上遊，但是在替代實施例中，可將其中一個排氣歧管節段連接至排放控制催化裝置的上遊，而將另一個排氣歧管節段連至排放控制催化裝置的下遊。
[0066]汽缸的分組可基於各種因素，例如點火次序、基於特定發動機配置的發動機上的汽缸位置(例如，它們被安置在第一發動機列還是第二發動機列上)以及排氣歧管的配置(例如，排氣歧管是分段的、集成的等等)。在所述的示例中，發動機為直列式發動機，並且汽缸根據其點火次序(在這裡，Cl，然後C3，然後C4，然後C2)被分組，以致沒有兩個相繼點火的汽缸被分為一組(在這裡，將Cl和C4分為一組，而將C2和C3分為一組)。然而，在替代實施例中，可將相繼點火的汽缸分為一組。在另一不例中，將第一發動機列上的汽缸與彼此分為一組，而將第二列上的汽缸與彼此分為一組。[0067]可通過對排氣歧管進行分段，使來自不同組汽缸的排氣被引導至不同的排氣歧管節段，並被引導至沿排氣通路的不同位置，從而能夠實現泵功的提高和流量損失的減少。
[0068]如上所述，圖2示出了內燃發動機以及相關的進氣和排氣系統的非限制示例。應該理解，在一些實施例中，其中，發動機具有更多或更少的燃燒汽缸、控制閥、節氣門以及壓縮裝置等等。示例性的發動機可具有以「V」配置排列的汽缸。進一步地，第一凸輪軸可控制第一組或列汽缸的進氣門且第二凸輪軸可控制第二組汽缸的進氣門。在該方式中，可利用單個CPS系統和/或VCT系統控制汽缸組的氣門操作，或可利用單獨的CPS和/或VCT系統。
[0069]因此，可根據發動機的配置(包括發動機排氣歧管)以及發動機中的汽缸點火次序，將一個汽缸內燃燒期間所形成的排出殘餘物接收在另一個汽缸中。例如，如本文下面的圖5示例所述，基於各種汽缸的氣門正時，經歷排氣衝程的汽缸的排出殘餘物可被意外地接收在同時經歷進氣衝程的另一汽缸中。具體地，在配置有小排氣歧管(為了處理渦輪滯後問題)的發動機中，向公共排氣歧管內釋放大量的排出殘餘物可導致排氣歧管壓力升高。相應地，該升高的排氣歧管壓力可克服汽缸的排氣門彈簧壓力，從而迫使燃燒汽缸的排出殘餘物進入一個或更多個鄰近的汽缸。當排氣門隨後砰然關閉時，可發生特徵響聲，可根據感測的發動機氣缸體振動對該響聲進行檢測並根據振動的頻率成分的差異，將其與由於爆震和預點火事件形成的振動區分開。 申請人:已認識到，如果排出殘餘物的溫度和壓力充分升高，則當其被接收在鄰近汽缸中時，熱殘餘物可增加接收的汽缸的預點火傾向。作為示例，在瞬態扭矩請求(例如，響應於轉矩需求的突然下降)期間，可通過修改發動機參數(從額定設置)並延遲火花點火正時，實現轉矩控制。雖然火花延遲可基本實現扭矩的立即降低，但是延後燃燒事件形成了熱的排出殘餘物。當其被接收在第一接收汽缸內時，熱的殘餘物不僅增加了第一接收汽缸中的預點火可能性，還升高了第一接收汽缸中所形成的殘餘物的溫度，使得當在該汽缸中發生燃燒時，第二接收汽缸(類似地接收來自第一接收汽缸的排出殘餘物)也可接收熱的殘餘物並可預點火。因此，可發生級聯效應的預點火事件，而不是能夠迅速地退化該發動機。
[0070]如圖3所闡述的，發動機控制器可被配置成根據發動機參數，識別出延後燃燒事件並且響應於延後燃燒事件，控制器可通過在可能受延後燃燒事件影響的一個或更多個汽缸中執行預點火緩解措施來阻止預點火。替代性地，如圖4所闡述的，該控制器可根據延後點火汽缸的打開排氣門期間的一個窗口中所感測的發動機汽缸體振動，來檢測由於來自延後燃燒事件的熱殘餘物的進入而導致汽缸排氣門已經被迫打開。根據排氣門砰擊發生的時間，以及通過已知該列上哪個汽缸延後點火以及該列汽缸上哪些氣門處於基圓上，該控制器可通過窗口顯示在正確頻譜中具有被適當過濾的信息的情況下發生振動之處，並識別出哪個汽缸接收意外的熱殘餘物。另外，可利用空氣品質流速來得知發動機何時處於夠高發動機負載以產生足夠高的壓力以使來自對應的延後燃燒的排氣門離開閥座。可通過更準確地識別出排氣門被迫打開的汽缸，適當地執行預點火緩解措施。
[0071]在該方式中，圖1-2的發動機系統使能一種發動機方法,其中響應於延後汽缸燃燒事件(例如，響應於第一汽缸中燃燒的排氣溫度高於閾值溫度，或第一汽缸中的燃燒正時從閾值正時延遲)，在接收第一汽缸中的燃燒的排出殘餘物的第二汽缸中執行預點火緩解措施(例如汽缸燃料停用或汽缸燃料加濃)。可選地，還可在接收第二汽缸中的燃燒的排出殘餘物的第三汽缸中執行預點火緩解措施。可通過調節向一個(多個)接收汽缸的燃料噴射，降低在接收汽缸中的殘餘物溫度，從而減少汽缸預點火事件的可能。
[0072]圖1-2的發動機系統使能一種發動機方法，其中響應於經歷延後燃燒事件的第一汽缸的打開排氣門期間且第二汽缸的排氣門關閉後的一個窗口中所感測的汽缸體振動，在第二汽缸中執行預點火緩解措施。通過更好地識別出延後燃燒殘餘物向汽缸的被迫進入，可採取適當的緩解步驟並可減少延後燃燒所誘導的預點火事件。因此，其提高了發動機性倉泛。
[0073]現轉到圖3，示例性程序300被示出，以用於響應給定汽缸中的延後燃燒事件，在一個或更多個汽缸中執行預點火緩解措施。可通過調節向接收來自給定汽缸中燃燒的熱排出殘餘物的一個或更多個汽缸的燃料噴射，降低所接收殘餘物的有效溫度，從而減少延後燃燒所誘導的預點火事件的可能性。
[0074]在302處，程序包括評估和/或測量發動機工況。這些包括，例如，發動機轉速和載荷、扭矩需求、增壓、歧管壓力(MAP)、歧管充氣溫度(MCT)、空氣-燃料比(λ )、燃料醇含量、大氣壓力、環境條件(例如，環境溫度、壓力、溼度等等)、發動機預點火歷史等等。在304處，可根據評估的發動機工況，調節發動機的參數設置。例如，可根據額定的轉矩請求，將增壓、氣門正時、火花點火正時等等的發動機參數設置設置成額定設置。作為示例，可將火花正時設置成MBT或臨界火花。
[0075]在306處，可確定是否存在瞬態過轉矩。即，可確定是否已發生轉矩需求的突然降低以及可用的轉矩是否多於所需的轉矩。例如，在抬起加速器踏板或變速器換擋期間，可發生瞬態過轉矩情況。在這裡，瞬態轉矩降低可允許轉矩暫時降低並提供更平穩的換擋感覺。作為進一步示例，由於發動機怠速過速情況，或由於所請求的EGR的瞬態改變，可發生瞬態過轉矩情況。如果沒有瞬態過轉矩，則所述程序可終止。當證實了瞬態過轉矩情況時，在308處，調節額定發動機參數設置。作為非限制性示例，為了提供轉矩降低，可降低增壓水平，可調節EGR氣門設置(例如，增加被輸送至發動機的EGR，且同時降低被輸送至發動機的新鮮進入空氣)，可調節進氣和/或排氣門正時，可延遲火花正時(從MBT或臨界火花設置)，等等。在一個示例中，反饋轉矩控制器可被配置成響應過轉矩情況，(從額定設置)改變發動機的參數設置。額定設置可被暫時地調節以提供轉矩降低，並且之後返回至初始(額定)設置。例如，火花正時可暫時從MBT延遲並然後返回至額定設置。
[0076]因此，可有利地利用從MBT或臨界火花設置延遲的火花延遲，從而提供快速(基本上立即)的轉矩降低響應。這可允許快速完成瞬態轉矩控制。然而，延遲的火花設置還可導致在發動機中的延後燃燒的燃燒循環。具體地，延遲的火花可導致延後燃燒事件，其中汽缸燃燒發生在遲於預期的(即，遲於如果發動機的參數設置保持在額定設置時所發生的)時間或曲柄角位置。在一些發動機配置中，例如具有增壓的發動機，延後燃燒可更加遲於預期。
[0077]汽缸中的延後燃燒可導致在該汽缸中形成熱排出殘餘物，以及高的排氣歧管壓力。如果在該汽缸中產生大量的熱殘餘物，那麼殘餘物可導致一個或更多個鄰近汽缸中的異常燃燒事件，例如不起火和/或預點火事件。具體地，在氣門重疊期間該大量的熱殘餘物可被接收在鄰近的汽缸中。替代性地，或另外地，熱殘餘物可強迫打開鄰近汽缸的排氣門。具體地，熱殘餘物可將排氣歧管壓力升高至可克服鄰近汽缸的排氣門彈簧壓力的水平，從而迫使熱排出殘餘物進入鄰近汽缸。在任意情況中，熱殘餘物均可顯著提高接收該殘餘物的汽缸中的溫度，並使該汽缸具有預點火傾向。另外，接收在第一接收汽缸中的熱殘餘物可提高第一接收汽缸中的燃燒的排氣溫度，使得接收來自第一接收汽缸的排出殘餘物的第二接收汽缸也變得傾向於不起火和預點火事件。此外，由於熱殘餘物所導致的升高的排氣歧管壓力可旋轉渦輪並增加被引導至汽缸的空氣量，從而進一步增加了汽缸預點火事件的可能性。該問題在配置有小容積排氣歧管(例如那些用於降低渦輪滯後問題的小容積排氣歧管)的發動機中更嚴重。[0078]因此，在310處，可確定是否存在延後燃燒事件。具體地，可根據修改的發動機參數設置，確定第一汽缸(汽缸_1)中是否存在延後燃燒事件。在一個示例中，根據一個或更多個的汽缸(進氣和/或排氣門)氣門正時、火花正時、火花塞離子電流、曲軸加速度以及汽缸壓力，推斷第一汽缸中的延後燃燒事件。例如，響應於汽缸燃燒正時從閾值正時延遲，確定延後燃燒。這可包括第一汽缸中燃燒的進氣和/或排氣門正時從閾值氣門正時延遲和/或第一汽缸中燃燒的火花正時從閾值火花正時(例如，從MBT)延遲。
[0079]當證實了第一汽缸中的延後燃燒事件，在312處，可確定該第一汽缸中燃燒的排氣溫度(即，第一汽缸處所形成的排出殘餘物的溫度)是否高於閾值溫度。還可確定從該第一汽缸釋放的排出殘餘物的量是否高於閾值量。因此，如果在該第一汽缸中延後燃燒事件所形成的排出殘餘物的溫度和量高於閾值，那麼存在該殘餘物將強迫打開鄰近汽缸的排氣門從而迫使殘餘物進入該鄰近汽缸的可能性。因此，響應於第一汽缸中燃燒的排氣溫度高於閾值溫度以及從該第一汽缸釋放的排出殘餘物的量高於閾值量，發動機控制器可在(逐步地)接收來自第一汽缸內燃燒的排出殘餘物的一個或更多個汽缸(汽缸_2，…η)中執行預點火緩解措施(如下面所闡述的)。
[0080]具體地，在314處，程序包括，確定哪個汽缸正接收來自第一汽缸的延後燃燒事件的排出殘餘物。這可包括，至少根據對第一汽缸和發動機點火次序的識別，推斷(或識別出)將接收(或正接收)來自第一汽缸內的燃燒的排出殘餘物的第二汽缸(汽缸_2)。例如，在具有連續定位的汽缸(編號為I至4)的四缸直列式發動機中，且其中汽缸的點火次序包括汽缸編號I首先點火，隨後是汽缸編號3，然後是汽缸編號4且最後是汽缸編號2，則可確定汽缸1-4中哪個進行延後燃燒，從而識別出哪個汽缸最可能接收熱排出殘餘物。在這裡，如果汽缸編號I是進行延後燃燒的第一汽缸，那麼因為當汽缸編號I處於排氣衝程時汽缸編號2將為進氣衝程(為殘餘物的進入提供最小的阻力)，而其他的汽缸處於做功衝程或壓縮衝程(為殘餘物的進入提供較高的阻力)，所以汽缸編號2最可能接收排出殘餘物。然而，如果汽缸編號4是進行延後燃燒的第一汽缸，那麼因為當汽缸編號4處於排氣衝程時汽缸編號3將為進氣衝程(為殘餘物的進入提供最小的阻力)，所以汽缸編號3將最可能接收排出殘餘物。因此，如果發動機是六缸直列式發動機，或如果發動機是具有不同發動機列的不同汽缸的四缸V型發動機，那麼對接收殘餘物的汽缸的識別是不同的。在一個示例中，其中發動機在不同列上具有不同汽缸組，則經歷延後燃燒的第一汽缸和接收排出殘餘物的第二汽缸可位於共同的發動機列上。
[0081]在一些實施例中，可根據排氣歧管配置，進一步識別出第二汽缸。例如，可根據排氣歧管是否是集成的或分段的(例如圖2發動機系統中的分段式排氣歧管)，來識別第二汽缸。作為示例，如果排氣歧管是分段的，那麼可確定哪些汽缸被分組至公共排氣歧管節段，以使得它們通過公共管道排出排氣。在這裡，可將經歷延後燃燒的第一汽缸和接收排出殘餘物的第二汽缸連接至公共排氣歧管(即使它們位於發動機的不同位置)。
[0082]在另一些實施例中，如圖4所闡述的，控制器可通過利用沿發動機汽缸體連接的系統爆震傳感器檢測排氣門是否已經被迫打開，來確定哪個汽缸接收排出殘餘物。具體地，在鄰近汽缸的排氣門在高壓下被迫打開後，當返回時排氣門砰擊至排氣座。由於排氣門在凸輪軸的基圓上，且不遵循針對汽缸列中的這個特定汽缸的排氣凸輪輪廓，所以發生該砰擊。當該砰擊發生時，形成引起爆震傳感器共振的振動。通過得知該列上的哪個汽缸最近點火(延後)，和該列汽缸上的哪些排氣門處於基圓上，控制器可以通過窗口顯示振動發生處。該信息以及在正確頻譜中被適當濾波的傳感器輸出可使控制器識別出哪個汽缸接收意外熱殘餘物。另外，可利用空氣品質流率，得知何時發動機在足夠高的負載下產生足夠高的壓力以使來自對應延後燃燒的排氣門離開閥座。在一個示例中，響應於經歷延後燃燒事件的第一汽缸的打開排氣門期間且第二汽缸排氣門關閉後的窗口中所感測的汽缸體振動，控制器可推斷接收來自第一汽缸的意外熱殘餘物的第二汽缸並對應地在該第二汽缸中執行預點火緩解措施。
[0083]在一些實施例中，可識別出一個或更多個逐步受第一汽缸內所形成的殘餘物影響的汽缸。例如，除了識別出接收(或最可能接收)來自第一汽缸的排出殘餘物的第二汽缸外，還可識別出可能接收來自第二汽缸的殘餘物的第三汽缸。這是由於第二汽缸內所接收的熱殘餘物不僅引起第二汽缸的潛在預點火，而且當第二汽缸內燃燒時所接收的熱殘餘物還導致排氣溫度升高，其能夠迫使熱殘餘物進入第三汽缸並增加第三汽缸的預點火傾向。
[0084]當識別出第二汽缸時，在316處，程序包括在接收第一汽缸的排出殘餘物的第二汽缸中執行預點火緩解措施(例如，通過調節向第二汽缸的燃料噴射)。應該意識到，雖然所述實施例示出了當證實了第一汽缸(具有高於閾值的排出殘餘物量和溫度)的延後燃燒事件時，在第二汽缸中執行預點火緩解措施，但是在替代實施例中，可以當證實第一汽缸中燃燒的排氣溫度高於閾值溫度或排出殘餘物的量高於閾值量時，執行預點火緩解措施。即，如果釋放少量的熱殘餘物，或大量的冷殘餘物，可以考慮預點火。
[0085]返回316，在第二汽缸中執行預點火緩解措施可包括，在318處，選擇性地停用向第二汽缸的燃料噴射。替代性地，在第二汽缸中執行預點火緩解措施可包括，在320處，調節向第二汽缸的燃料噴射，使其富於化學計量。在這裡，可根據第一汽缸中的燃燒正時的遲晚程度，調節所噴射的富燃料的富程度。例如，當第一汽缸中的燃燒正時的遲晚程度增加時，第二汽缸中所噴射的富燃料的富程度增加。替代性地，可根據殘餘物的量和溫度推斷遲晚程度並根據殘餘物相對於相應閾值的量和溫度調節富程度。例如，可根據第一汽缸中的燃燒的排氣溫度和閾值溫度之間的差值，調節所噴射的富燃料的富程度，隨著該差異增加，富程度增加。
[0086]仍作為另一個示例，執行預點火緩解措施可包括，在322處，增加被直接噴射至受影響的汽缸的燃料的比例(用於富燃料噴射)，而相應地降低被進氣道噴射至受影響的汽缸的燃料的比例。在汽缸被配置成接收兩種或更多種具有不同辛烷含量的燃料的實施例中，控制器可通過向受影響的汽缸增加具有較高辛烷含量的第一燃料的直接噴射，而相應地降低具有較低辛烷含量的第二燃料的進氣道噴射，來提供富燃料噴射。分流比可以是基於第一汽缸中的燃燒正時的遲晚程度。對於許多的燃燒事件而言，直接噴射可以是持續的，其基於第一汽缸中的燃燒正時的遲晚程度。替代性地，直接噴射可以是持續的直至進入第二汽缸的排出殘餘物的溫度低於閾值溫度。
[0087]仍作為另一個示例，執行預點火緩解措施可包括，在324處，在受影響汽缸中朝向壓縮衝程延遲富燃料噴射的燃料噴射正時並在多次壓縮衝程噴射期間輸送燃料。燃料噴射正時延遲和壓縮衝程噴射數目可基於第一汽缸中的遲晚程度或火花正時延遲。
[0088]通過在第二汽缸中執行預點火緩解措施，可獲得各種優勢。首先，執行選擇性燃料停用或汽缸燃料加濃，以減少第二汽缸中的預點火。在這裡，由於通過燃料停用或燃料加濃冷卻了第二汽缸中的殘餘物，所以緩解了預點火。另外，第二汽缸中排出殘餘物的溫度的降低降低了第二汽缸中燃燒的排氣溫度。即，第二汽缸現在較不可能釋放熱殘餘物，並因此還可緩解接收來自第二汽缸的排出殘餘物的第三汽缸中的預點火。
[0089]在一些實施例中，除了在第二汽缸中執行預點火緩解措施之外，還可在第三汽缸中執行預點火緩解措施。作為一個示例，響應於第一汽缸中的燃燒正時遲於閾值，發動機控制器可選擇性地停用向接收來自第一汽缸的排出殘餘物的第二汽缸的燃料噴射以及選擇性地停用向預期接收來自第二汽缸的排出殘餘物的第三汽缸的燃料噴射。作為另一個示例，響應於第一汽缸中的延後燃燒事件，可加濃第二和第三汽缸中的每個汽缸。然而，加濃程度可隨具有比第三汽缸更高的加濃程度的第二汽缸變化。因此，在第一、第二和第三汽缸中的每個接收預點火指示之前，執行預點火緩解措施。
[0090]在另一些實施例中，除了在第二汽缸中執行預點火緩解措施之外，還可在經歷延後燃燒的第一汽缸中執行預點火緩解措施。因此，這可在配置有直接燃料噴射的可將燃料快速地直接運輸至汽缸的發動機中執行。例如，響應於第一汽缸中的燃燒正時遲於閾值，發動機控制器可將一定量燃料延後注入(通過直接燃料噴射)第一汽缸，以產生富於化學計量的排出殘餘物。延後燃料噴射可包括第一汽缸的排氣衝程中的額外燃料噴射。在這裡，延後燃料噴射可提供多個優勢。首先，儘管第一汽缸經歷延後燃燒事件，但是延後燃料噴射仍可幫助冷卻接收在第二汽缸中的排出殘餘物的溫度。因此，這預先阻止了第二汽缸中的預點火。另外，可通過向其本身的第一汽缸的延後燃料噴射，提供第二汽缸中所需的部分預點火緩解加濃。作為示例，可將第二汽缸中所需的一部分燃料加濃提供為向第一汽缸的排氣衝程中的延後(富集)燃料噴射，而通過第二汽缸的富集燃料噴射提供剩餘部分的所需燃料加濃。
[0091]應該意識到，雖然圖3的程序示出了響應於瞬態過轉矩條件被監控的延後燃燒事件，但是這不意味著具有限制性。在替代實施例中，控制器可連續監控所有條件下的全部發動機汽缸中的延後燃燒事件並響應於任意汽缸的延後燃燒事件執行緩解措施。仍在進一步實施例中，控制器可在大空氣品質流量區域(其中排氣歧管容積更起作用)內觀察延後燃燒事件。
[0092]在該方式中，通過調節向接收來自鄰近汽缸中的延後燃燒事件的大量熱排出殘餘物的汽缸的燃料噴射，可更好地預期和緩解延後燃燒所誘導的預點火事件。
[0093]在一個示例中，響應於第一汽缸的燃燒正時從閾值正時延遲，控制器可選擇地加濃向包括第二汽缸的接收第一汽缸燃燒的排出殘餘物的一個或更多個汽缸的燃料噴射。可根據汽缸點火次序和第一汽缸的延後燃燒時刻處的發動機條件，推斷排出殘餘物進入第二汽缸。替代性地，可根據第一汽缸的打開排氣門事件期間的窗口中所感測的發動機汽缸體的振動，檢測殘餘物的進入。第一汽缸中的延遲燃燒正時可包括火花正時、進氣門正時和/或排氣門正時，其中從閾值正時延遲的燃燒正時是基於曲軸加速度、火花塞離子電流以及汽缸壓力中的一個或更多個。
[0094]可根據第一汽缸中燃燒正時從閾值正時延遲的遲晚程度，調節向第二汽缸的富燃料噴射的富程度，隨著遲晚程度增加，富程度增加。富程度可進一步基於多個被停用發動機汽缸。例如，可確定發動機是否在VDE操作模式，且假如這樣的話，則有多少汽缸被停用且它們在發動機上的位置(例如，哪一列、它們的點火次序等等)如何。富燃料噴射的富程度還可基於所接收的排出殘餘物的溫度，以便使第二汽缸內燃燒的排氣溫度低於閾值溫度。在一些實施例中，可直接噴射較大部分的富燃料噴射，同時直接噴射較小部分的富燃料噴射。另外，可朝著壓縮衝程延遲富燃料的噴射正時，而將該噴射分成許多的壓縮衝程噴射。在一些實施例中，選擇性地加濃向一個或更多個汽缸的燃料噴射包括加濃向接收來自第一汽缸內的燃燒的排出殘餘物的第二汽缸的燃料噴射，並進一步加濃向預期接收來自第二汽缸的燃燒的排出殘餘物的第三汽缸的燃料噴射。在這裡，第二汽缸的加濃可以高於第三汽缸的加濃。控制器還可選地在第一(延後燃燒)汽缸中執行延後燃料噴射，以便選擇性地加濃接收在第二汽缸中的排出殘餘物。
[0095]在某些工況下，由於，例如，被錯誤評估/推斷了第一汽缸的燃燒正時，仍可發生汽缸預點火事件。作為示例，根據汽缸氣門正時、曲軸加速度、增壓水平等等，可評估第一汽缸中的第一燃燒正時延遲量，該第一燃燒正時延遲量少於閾值延遲量。因此，可確定第一汽缸中的延後燃燒正時不會導致排出殘餘物被迫進入第二汽缸，且在第二汽缸中可以不採取預點火緩解措施。即，在第二汽缸中可以不執行燃料加濃或燃料停用。然而，由於對氣門正時、曲軸加速度、增壓水平等等的評估錯誤，第一汽缸中的燃燒正時延遲可實際為較大的第二燃燒正時延遲量，該第二量大於閾值延遲量。因此，預點火可發生在第二汽缸中。
[0096]如果在接收來自經歷延後燃燒(並由傳感器識別出，例如發動機汽缸體加速度計或其它的爆震傳感器)的第一汽缸的排出殘餘物的第二汽缸中不發生預點火，則發動機控制器可被配置成適應地得知第一汽缸的燃燒正時。這可使發動機控制系統更好地確定在評估第一汽缸的燃燒正時延遲中的誤差，並將該誤差適應地應用於未來的燃燒正時延遲評估。例如，響應於在接收來自第一汽缸內的燃燒的排出殘餘物的第二汽缸中的預點火事件，控制器可被配置成適應地得知第一汽缸內的燃燒正時延遲，並調節用於燃燒正時延遲評估模型中的一個或更多個參數或因素。例如，控制器可調節被存儲在計算機存儲器中的適應性參數，從而增加針對這樣的條件所評估的燃燒正時，以便在後續操作期間，更準確地識別燃燒正時並以便能夠在第二汽缸中實現緩解措施。在該方式中，控制器能從感測的汽缸預點火事件學習，從而減少了未來預點火事件的可能性。
[0097]現參考圖4，示例性程序400被示出用於檢測排氣門砰擊事件並將其與異常汽缸燃燒事件區分。由於汽缸中的延後燃燒事件所形成的熱殘餘物被迫進入鄰近汽缸，所以可發生排氣門砰擊或響聲。通過監測延後燃燒汽缸的打開排氣門期間的窗口中所感測的發動機汽缸體振動，可更好地檢測排氣門響聲事件並可更好地識別出受影響汽缸。通過藉助不同的帶通濾波器過濾來自一個或更多個發動機汽缸體爆震傳感器的輸出，可至少根據頻率成分，將由於汽缸爆震或預點火事件引起的振動與殘餘物向汽缸的被迫進入區分開。
[0098]在402處，方法包括在經歷延後燃燒事件的第一汽缸(汽缸_1)的打開排氣門期間的一個或多個窗口中評估來自一個或更多個發動機汽缸體爆震傳感器的爆震傳感器輸出。經歷延後燃燒事件的第一汽缸可包括從MBT (或額定設置或臨界火花)延遲的第一汽缸的火花正時。一個或更多個窗口可以是曲柄角度窗口且爆震傳感器輸出可以反映感測的發動機汽缸體振動。在描繪的示例中，在第一窗口(窗口 I)和第二窗口(窗口 2)中的每個窗口中感測發動機汽缸體振動。窗口 2可早於窗口 I。在一些示例中，窗口 I和窗口 2可至少部
分重疊。
[0099]因此，可至少根據延後的汽缸點火的氣門正時，調節所述一個或更多個窗口，使得窗口在延後點燃汽缸的打開排氣門期間。另外，可根據發動機汽缸的配置(例如，根據發動機是具有4個汽缸還是6個汽缸，根據汽缸是直列式還是在V型發動機的不同列上)，調節所述窗口。可調節不同的窗口，以便將當前點火的汽缸中的異常燃燒事件(例如，發生在處於做功衝程的且第一汽缸後立即點火的第三汽缸中的爆震或預點火事件)與由於排出殘餘物意外進入當前沒點火的汽缸(例如處於進氣衝程的並因此最可能接收來自延後燃燒的第一汽缸的排出殘餘物的第二汽缸)而發生的排氣門砰擊事件區分。例如，第一窗口可被調節成在第二汽缸的排氣門關閉後和進氣門打開後而在第二汽缸的進氣門關閉前。該窗口中所感測的發動機汽缸體振動可反映第二汽缸中的排氣門砰擊(根據它們相對於閾值的振幅和頻率成分)。第一窗口還可在第二汽缸的火花點火事件之前而在第一汽缸後立即點火的第三汽缸的火花點火事件之後(即，第一窗口在火花點火事件之間)。相比之下，第二窗口可以是較早的窗口，被調節成從第三汽缸的火花點火事件之前開始直至第三汽缸內火花點火事件之後(例如，從第三汽缸的TDC至第二汽缸的進氣門關閉之前)。S卩，第二窗口在第三汽缸的火花點火事件周圍。在該窗口感測的發動機汽缸體振動可反映第三汽缸中的爆震或預點火事件(根據它們相對於閾值的振幅和頻率成分)。
[0100]在404和420處，通過帶通濾波器過濾所感測的發動機汽缸體振動(即，爆震傳感器輸出)，以便在特定頻率範圍中濾除它們的信號成分。因此，由排氣門砰擊或砰聲形成的機械噪音會不同於在燃燒爆震或預點火期間形成的振動且因此會需要在給定窗口內的不同過濾。具體地，在404處，可通過第一帶通濾波器過濾第一窗口所感測的發動機汽缸體振動，使可在第一頻率範圍評估傳感器輸出。同樣地，在420處，可通過不同的第二帶通濾波器過濾第二窗口所感測的發動機汽缸體振動，使可在不同的第二頻率範圍評估傳感器輸出。在406處,在通過第一過濾器在第一窗口內過濾傳感器輸出後，可確定第一窗口內的所感測的汽缸體振動的振幅是否大於第一(排氣門砰聲)閾值振幅。如果否，則程序以確定沒有排氣門砰擊而結束。相比之下，如果振幅高於第一閾值振幅，那麼在408處，可確定由於來自延後燃燒的第一汽缸(汽缸_1)的熱殘餘物的被迫進入，第二汽缸(汽缸_2)的排氣門被迫打開。具體地，響應於所感測發動機汽缸體振動的振幅在窗口中的選定頻率範圍處高於閾值振幅，可確定第二汽缸處的排氣門砰擊。
[0101]響應於所感測的發動機汽缸體振動和確定意外排出殘餘物進入第二汽缸，在410處，程序包括在第二汽缸中執行預點火緩解措施。在這裡，在收到對第二汽缸的預點火的指示之前執行預點火緩解措施。即，在預測到第二汽缸的延後燃燒所誘導的預點火時，執行預點火緩解措施。
[0102]所執行的預點火緩解措施可包括，選擇性地停用向第二汽缸的燃料噴射(在411處)，選擇性地加濃向第二汽缸的燃料噴射(在412處)，向第二汽缸增加具有較高辛烷含量的第一燃料的直接噴射而相應地降低具有較低辛烷含量的第二燃料的進氣道噴射(在413處)，和/或朝著壓縮衝程延遲第二汽缸的燃料噴射正時並在多個壓縮衝程噴射上輸送燃料(在414處)。在這裡，燃料噴射正時延遲和壓縮衝程噴射數目可基於第一汽缸中的火花正時延遲。
[0103]返回420，在通過第二過濾器過濾第二窗口中的傳感器輸出時，在422處，可確定第二窗口所感測的汽缸體振動的振幅是否大於第二(預點火)閾值和第三(爆震)閾值中的每個閾值。第三閾值可低於第一和第二閾值中的每個閾值且第二閾值可高於第一閾值。如果是，那麼在424處，可確定第三汽缸(汽缸_3)中的汽缸預點火事件。具體地，可在第三汽缸中的汽缸預點火發生後，確定對汽缸預點火的指示。在一個示例中，所感測的發動機汽缸體振動可指示汽缸_3中的初始預點火。因此，可以在汽缸_3內執行預點火緩解措施。如410處所闡述的，這些可包括燃料停用、燃料加濃、增加的直接噴射和/或多個壓縮衝程燃料噴射。然而，預點火緩解措施的程度可更加劇烈並基於預點火指示的量級(例如，基於爆震傳感器輸出距第二閾值的差值)。例如，用於緩解汽缸_3中初始汽缸預點火的富燃料噴射的富程度可高於用於緩解汽缸_2中潛在的延後燃燒所誘導的預點火的富燃料噴射的富程度。
[0104]如果第二窗口中的過濾的傳感器輸出的振幅不高於第二和第三閾值中的每個閾值，那麼在426處，可確定是否過濾的傳感器輸出高於第三閾值且低於第二閾值。在這裡，較高的第二閾值可對應於預點火閾值，而較低的第三閾值對應於爆震閾值。因此，如果過濾的傳感器輸出低於第二閾值並高於第三閾值，那麼在428處，可確定在汽缸_3中發生汽缸體爆震並在該第三汽缸中執行爆震緩解措施。這可包括，例如，延遲火花一定量或者增加一定量的排氣再循環(EGR)。因此，如果振幅不高於第二閾值，那麼程序可以以汽缸_3中檢測到無異常燃燒事件而結束。
[0105]在該方式中，可有利地利用來自相同爆震傳感器(或相同爆震傳感器組)的輸出，檢測來自延後燃燒汽缸的排出殘餘物向鄰近汽缸的被迫進入以及檢測剛點火的汽缸中的爆震或預點火事件。通過不同地過濾傳感器輸出和不同地分析它們的頻率成分，具有更加突出的響聲的發動機汽缸體振動可被更好地歸因於異常燃燒事件，而具有不太突出的響聲的發動機汽缸體振動可被歸因於排氣門砰擊事件。可相應地通過調節緩解措施，提高發動機壽命。
[0106]應該意識到，雖然上面的程序描述了在第一和第二窗口中的每個窗口中評估發動機汽缸體振動，應該意識到在替代實施例中，可在單個的共同窗口中感測發動機汽缸體振動且可不同地頻率過濾所述輸出，以便檢測向一個汽缸內的殘餘物被迫進入或檢測在另一個發動機汽缸中的爆震或預點火。例如，在第一汽缸的延後燃燒事件後，可在共同的較寬窗口中評估爆震傳感器輸出並通過第一過濾器和第二過濾器中的每個過濾器對齊濾波，從而分別提供在第一頻率範圍和第二頻率範圍內的所過濾的輸出。響應於第一頻率範圍中的所過濾的輸出的振幅高於第一閾值，可確定第二汽缸中的排氣門砰擊。響應於第二頻率範圍中的所過濾的輸出的振幅低於第二閾值但高於第三閾值(其中第三閾值低於第二閾值)，可確定第三汽缸中的爆震。響應於第二頻率範圍中的所過濾的輸出的振幅高於第二閾值和第三閾值中的每個閾值，可確定第三汽缸中的預點火。在一個示例中，用於預點火檢測的第二閾值可高於用於被迫排出殘餘物進入檢測的第一閾值，且第一和第二閾值中的每個閾值均可高於用於爆震檢測的第三個閾值。然而，在替代示例中，可根據發動機的具體配置改變閾值。在一種示例中，
[0107]現返回圖5，其示出了排氣門砰聲的示例性檢測。在圖6中，其示出了響應於圖5的檢測所執行的燃料噴射調節。
[0108]在圖5中，圖500示出了具有沿發動機汽缸體(未示出)連續排列的汽缸1-4的四缸直列式發動機，其中汽缸1-4被配置成按1-3-4-2次序點火。圖500示出了與是進氣衝程
(I)、排氣衝程(E)、做功衝程(P)或壓縮衝程(C)的發動機活塞位置相關的進氣門正時(實線)和排氣門正時(虛線)。圖500進一步示出了由星501、503、505、507表示的汽缸火花點火事件。
[0109]圖頂部的第一繪圖表示汽缸編號I (汽缸I)的位置。且，具體是發動機曲軸旋轉是的汽缸編號I的衝程。根據發動機的位置標示出汽缸I的衝程。例如，汽缸I被示出首先處於進氣衝程(I )，發動機轉動且汽缸編號I進入壓縮衝程(C)，隨後是做功(P)和排氣(E)衝程。然後重複汽缸I的汽缸周期。對於四衝程的發動機而言，汽缸周期可為720° (對於發動機的完整周期而言為相同的曲軸間隔)。
[0110]自圖頂部的第二繪圖，類似地表示汽缸編號3(汽缸3)的位置，具體是發動機曲軸轉動時的汽缸編號3的衝程。根據發動機的位置標示出汽缸3的衝程。例如，汽缸3被示出首先處於排氣衝程(E)，發動機轉動且汽缸編號3進入進氣衝程(I)，隨後是壓縮(C)和做功(P)衝程。然後重複汽缸3的汽缸周期。自圖頂部的第三個繪圖，類似表示汽缸編號4(汽缸4)的位置，具體是發動機曲軸轉動時的汽缸編號4的衝程。根據發動機的位置標示出汽缸4的衝程。例如，汽缸4被示出首先處於做功衝程(P)，發動機轉動且汽缸編號4進入排氣衝程(E)隨後是進氣(I)和壓縮(C)衝程。然後重複汽缸4的汽缸周期。自圖頂部的第四個繪圖，類似表示汽缸編號2 (汽缸2)的位置，具體是發動機曲軸轉動時的汽缸編號2的衝程。根據發動機的位置標不出汽缸2的衝程。例如,汽缸2被不出首先處於壓縮衝程(C)，發動機轉動且汽缸編號2進入做功衝程(P)隨後是排氣(E)和進氣(I)衝程。然後重複汽缸2的汽缸周期。
[0111]標記501處的星表示汽缸I內的第一燃燒事件的點火事件。該點火可由火花塞啟動。在該順序中，針對至少一部分進氣衝程，汽缸編號I氣門是打開的，以便向該汽缸供應空氣。可通過進氣道或直接噴射器向發動機汽缸噴射燃料。壓縮燃料和空氣的混合物並在壓縮衝程期間對其進行點火。在壓縮衝程的上止點處或在膨脹衝程期間，可產生峰值汽缸壓力。以其順序，在503、505和507處示出了汽缸3、4和2中的後續燃燒事件。
[0112]在所述的示例中，伴隨火花延遲，在汽缸I中發生火花點火事件501，從而將點火事件向後推遲到做功衝程中。由於延後燃燒事件的原因，當排氣門打開時，在排氣衝程期間(繪圖502)大量的熱排出殘餘物從汽缸I排出。由於發動機配置的原因，在汽缸I處於排氣衝程(繪圖502)的同時，汽缸編號2 (汽缸2)處於進氣衝程(繪圖503)，從而對殘餘物的進入提供相對較少的阻力。相比之下，在汽缸I處於排氣衝程的同時，汽缸編號3 (汽缸3)和汽缸編號4 (汽缸4)分別處於做功和壓縮衝程，對殘餘物的進入提供相對較大的阻力。結果，由汽缸I的延後燃燒事件形成的熱殘餘物最可能被接收在汽缸2中，潛在地提高了汽缸2的預點火傾向。因此，由於汽缸編號3和4 (汽缸3、汽缸4)兩者都不可能接收由汽缸I的延後燃燒事件所形成的排出殘餘物，所以兩者都不可能受延後燃燒事件影響。
[0113]汽缸I的排出殘餘物的釋放可將排氣歧管的壓力升高至可克服汽缸2的排氣門彈簧壓力的水平。因此，當排氣門在高壓下被迫打開時，在返回至排氣門閥座時砰然關閉，形成特徵性機械噪音，在這裡也稱為排氣門砰聲、砰擊或響聲(本文繪圖503中所示的)。當發生砰擊時，其會引起發動機汽缸體傳感器共振。由於排氣門在凸輪軸的基圓上且不遵循針對汽缸列中的該具體汽缸的排氣凸輪輪廓，所以發生該砰擊。因此，該機械噪音可區別於預點火和爆震期間所感測的發動機汽缸體振動。具體地，不同的振動可具有不同的頻率成分。因此，通過藉助不同的帶通濾波器過濾延後點火汽缸的打開排氣門期間的窗口所感測的發動機汽缸體振動，能夠利用來自相同爆震傳感器組的輸出，來識別出最近點火汽缸中的爆震或預點火以及鄰近汽缸中的排氣門砰擊。仍在進一步實施例中，可額外地利用空氣品質流率，確定發動機何時處於足夠高的負載以產生足夠高的壓力從而使對應的延後燃燒的鄰近汽缸的排氣門離開閥座。
[0114]在所述的示例中，在第一窗口 Wl和第二窗口《2中的每個窗口中感測發動機汽缸體振動，其中這兩個窗口是在延後點火汽缸(在這裡，汽缸I)的打開排氣門(繪圖502)期間。具體來說，第一窗口 wl為延後燃燒的第一汽缸(汽缸I)的打開排氣門期間的相對較遲的窗口，且其中第二窗口 w2為第一汽缸的打開排氣門期間的相對較早的窗口。在所述的示例中，wl和《2被示為非重疊窗口。然而，應該意識到在替代實施例中，第一和第二窗口可至少部分重疊。在本示例中，第一窗口被調節成在第一汽缸的打開排氣門期間、在第二汽缸(汽缸2)的排氣門關閉和進氣門打開之後以及第二汽缸的進氣門打開之前。因此，第一窗口還在火花點火事件之間。具體地，第一窗口在第一汽缸後立即點火的第三汽缸的火花點火事件503之後，且分別在第四和第二汽缸的火花點火事件505和507之前，其中第四汽缸在第三汽缸之後點火。相比之下，第二窗口在覆蓋第三汽缸的火花點火事件的一個範圍內。例如，第二窗口可開始在汽缸3的TDC處或在汽缸3的TDC之前並終結在汽缸3的火花點火事件503之後。
[0115]應該意識到，根據對延後燃燒汽缸的識別，可對窗口進行持續地更新。例如，如果延後燃燒汽缸為汽缸3，那麼可移動窗口，使得在汽缸3的打開排氣門期間在窗口中感測發動機汽缸體振動，從而觀察汽缸I (最可能的候補者)處的排氣門砰聲以及汽缸4 (汽缸3之後立即點火的汽缸)處的異常燃燒事件。
[0116]可通過第一帶通濾波器過濾第一窗口 Wl中所感測的發動機汽缸體振動，使得在第一頻率範圍內評估它們的頻率成分。然後可通過不同的第二帶通濾波器過濾第二窗口 w2中所感測的發動機汽缸體振動，使得在不同的第二頻率範圍內評估它們的頻率成分。響應於第一窗口中的過濾的爆震傳感器輸出高於第一閾值，第一窗口 wl中所感測的發動機汽缸體振動可被歸因於汽缸2的排氣門的不合時打開和隨後的砰擊(繪圖503處所示的)。
[0117]響應於對排氣門砰聲的檢測，發動機控制器可在汽缸2中執行預點火緩解措施，以減少延後燃燒所誘導的預點火可能性。如之前所闡述的，這些措施可包括，例如，選擇性的燃料停用、選擇性的燃料加濃、增加燃料直接噴射和/或增加燃料壓縮衝程噴射至受影響的汽缸。
[0118]響應於第二窗口中所感測的發動機汽缸體振動，控制器可確定當時點火的汽缸(即，汽缸3)中的異常燃燒事件。控制器可比較與相區別的爆震和預點火閾值相關的輸出，以確定第三汽缸中的異常燃燒事件是否是由於爆震或預點火。例如，響應於第二頻率範圍處的第二窗口中的過濾的爆震傳感器輸出的振幅高於第二和第三閾值中的每個，在第二窗口 wl中感測的發動機汽缸體振動可被歸因於汽缸3中的預點火事件。然而，如果第二頻率範圍處的第二窗口中過濾的爆震傳感器輸出的振幅高於第三閾值但低於第二閾值，那麼在第二窗口 wl中感測的發動機汽缸體振動可被歸因於汽缸3中的爆震事件。響應於對爆震的指示，可在汽缸3中執行爆震緩解措施，而響應於對預點火的指示，可在汽缸3中執行預點火緩解措施。
[0119]應該意識到，響應於對汽缸預點火的指示在汽缸3中所執行的預點火緩解措施可比響應於對排氣門砰擊的指示在汽缸2中所執行的阻止預點火緩解措施更有力。
[0120]在該方式中，可利用來自相同爆震傳感器組的輸出，檢測汽缸中的排氣門砰擊並將排氣門砰擊所引起的振動區分於經歷火花點火事件的汽缸中的爆震和預點火導致的振動。通過提高對被迫殘餘物進入的檢測的準確性，能夠及時執行緩解措施。
[0121]應該意識到，在一些條件下，例如當氣門持續時間長於所述的，則由汽缸I釋放的殘餘物所產生的大排氣歧管壓力可影響汽缸2的氣門重疊。具體地，排出殘餘物的大壓力可導致在正氣門重疊期間將殘餘物被迫地輸送至汽缸2。因此，由於殘餘物在汽缸2的進氣和排氣門打開時進入，所以在這些條件下不可觀察到與排氣門響聲相關的機械噪音和振動。因此，在汽缸I的打開排氣門事件期間在窗口中不可檢測到發動機汽缸體振動。在這些條件下，可利用壓力換能器、離子傳感器和/或曲軸加速度數據的例外處理，來確定何處發生延後燃燒(在曲軸角度域內)，從而證實排出殘餘物是否可影響鄰近汽缸的氣門重疊時期，並識別出殘餘物進入該汽缸。例如，可根據大幅提升的缸內壓力，檢測殘餘物的被迫進入。
[0122]現返回圖6，圖600示出了響應於圖5所示的排氣門砰聲檢測所執行的示例性的發動機燃料噴射調節。因此，圖6示出了與圖5相同的發動機配置。因此，對圖5之前所介紹的元件進行同樣地編號且在圖6中不重複介紹這些元件。
[0123]在所述的示例中，在圖5後，伴隨火花延遲，在汽缸I中發生火花點火事件501，從而將點火事件推遲到做功衝程內。由於延後燃燒事件的原因，大量的熱排出殘餘物在排氣衝程期間(繪圖502)從汽缸I排出至汽缸_2且通過由於在汽缸_1的打開排氣門期間的窗口中汽缸2的排氣門的響聲所導致的標誌性發動機汽缸體振動，來檢測熱排出殘餘物的被迫進入。響應於對排出殘餘物被迫進入汽缸_2的檢測以及為了降低汽缸2中的預點火的可能性，可在汽缸2的進氣衝程期間執行富燃料噴射602。富燃料噴射可現場地降低被接收在汽缸2中的排出殘餘物的溫度，因此還降低了汽缸2中的預點火可能性。可根據汽缸_1的燃燒的遲晚程度調節富燃料噴射的富程度。在一些實施例中，富燃料噴射可包括較高比例的直接噴射的燃料和較低比例的進氣道噴射的燃料。另外，雖然將富燃料噴射示為在汽缸_2的進氣衝程中的單次噴射，但是在替代實施例中，可將富燃料噴射推遲到汽缸_2的壓縮衝程中並作為多次壓縮衝程噴射進行輸送。噴射正時延遲的量和壓縮衝程噴射的數目可以是基於汽缸_1燃燒的遲晚程度。
[0124]在通過直接噴射提供至少一部分的汽缸燃料噴射的一些實施例中，還可通過可選地在汽缸I本身內執行延後富燃料噴射604，來降低殘餘物的溫度。例如，控制器可向進氣衝程中的汽缸I執行初始(化學當量的)燃料噴射且響應於汽缸I內的燃燒的燃燒正時遲於閾值正時，控制器可向排氣衝程中的汽缸I執行第二富燃料噴射。這提供了多個優勢。首先，其可在現場降低從汽缸I釋放的殘餘物的溫度。另外，預先地，其提供了汽缸2所需的至少一部分緩解預點火的富燃料噴射。因此，需要將具有較低富程度的富燃料噴射輸送至汽缸2。在一個示例中，控制器可響應於汽缸I中的延後燃燒事件，確定被噴射至汽缸2的緩解預點火的富燃料噴射的量，並可在汽缸I的排氣衝程期間輸送全部燃料噴射量的第一(例如，較小的)部分，而在汽缸2的進氣衝程期間輸送全部燃料噴射量的第二(例如，較大的)部分。第一和第二部分的分流比可以是基於汽缸I中的延後燃燒事件的遲晚程度(例如，基於汽缸I的燃燒正時從閾值正時延遲到多晚)。
[0125]在一些實施例中，即使降低了被接收在汽缸2中的殘餘物的溫度，但是當燃燒發生在汽缸2時，其中接收的大量殘餘物可升高燃燒的排氣溫度。如圖600中所示，由於汽缸2的排氣門正時與汽缸4的進氣門正時重疊，因此汽缸2中產生的排出殘餘物會最可能地被接收在汽缸4中。然後汽缸2中升高的燃燒排氣溫度可增加汽缸4中的預點火可能性。換句話說，汽缸I中的延後燃燒事件能夠間接地影響且增加了汽缸4中的預點火風險，即使汽缸4不直接接收汽缸I的排出殘餘物。為了阻止該間接的預點火風險，在汽缸I的延後燃燒事件之後，除在汽缸2中執行富燃料噴射602外，可以在汽缸4中執行另一個阻止預點火的緩解的富燃料噴射606。然而，富燃料噴射606的富程度可低於富燃料噴射602的富程度(比較框602和606的大小)。
[0126]在該方式中，通過在經歷不合時的排氣門砰聲的汽缸中執行緩解預點火的燃料調節，可降低由於熱排出殘餘物向該汽缸的被迫運輸所導致的延後燃燒誘導的汽缸預點火事件。
[0127]現返回圖7，圖700示出了響應於給定汽缸中的延後燃燒事件，鄰近汽缸中的另一個示例性燃料調節。具體地，圖700示出了示例性的發動機操作，其中響應於所需轉矩需求的突然下降，從額定設置修改發動機的參數設置。在所述的示例中，發動機利用至少一些火花正時延遲，來處理瞬態過轉矩情況。響應於汽缸中的最終延後燃燒，改變(在這裡，加濃)向鄰近汽缸的燃料噴射，以處理由熱殘餘物進入鄰近汽缸所導致的潛在預點火。具體地，圖700在繪圖702處描述了所需轉矩的變化，在繪圖704處描述了火花正時的變化，在繪圖706處描述了評估的燃燒正時(針對每個經歷燃燒事件的汽缸)，並在繪圖708處描述了由於汽缸燃料噴射的變化導致的汽缸空氣-燃料比(AFR)的變化。
[0128]在tl之前，發動機可以以額定轉矩需求(通過將發動機參數設置維持在額定設置(繪圖704)提供)(繪圖702)運行。例如，可根據操作者踏板位置指示，通過調節發動機渦輪增壓器的增壓水平、在MBT (或臨界火花設置)處設置火花正時、調節發動機轉速(例如，調節成怠速)、調節EGR值以提供較小量的EGR等等，提供所需的轉矩量。在tl，轉矩需求突然下降可能發生，因此證實了過轉矩情況。該轉矩需求的突然下降可以是由於請求的變速器換擋、發動機的怠速過速情況、所請求的EGR的瞬態變化、踏板抬起等等。為了使產生的轉矩快速降低以便滿足降低的轉矩需求，可從其所在的額定設置修改發動機的參數設置。例如，可降低增壓水平，增加EGR以便增加發動機稀釋度，調節進氣和/或排氣門正時，和/或延遲火花正時(繪圖704)。
[0129]根據修改的設置，可評估燃燒正時(繪圖706)並將其與閾值正時707比較。因此，可根據轉矩需求(繪圖702)調節閾值正時707。在所述的示例中，在tl後，可在閾值正時707處，在第一汽缸I (示作I)中執行第一燃燒事件的評估的燃燒正時(706)，同時以化學計量709 (見繪圖708)或接近化學計量709的空氣-燃料比(AFR)操作第一汽缸。可在第二汽缸2中(示作2)中執行第二燃燒事件，同時也以化學計量709 (見繪圖708)或接近化學計量709的空氣-燃料比(AFR)操作第二汽缸。然而，(至少部分地)由於tl處所應用的火花正時延遲，可在遲於閾值正時707時執行第二汽缸2中燃燒的評估的燃燒正時。結果，可以確定第二汽缸2中燃燒的評估的燃燒正時被推遲。這可導致在第二汽缸2中產生的大量熱排出殘餘物並被接收在第三汽缸3 (示作3)中。該大量的熱排出殘餘物可增加第三汽缸3中的預點火可能性。
[0130]為了阻止汽缸3中的預點火，響應於第二汽缸2中燃燒的延後燃燒正時，可加濃向第三汽缸3的燃料噴射，使第三汽缸3在閾值正時707經歷燃燒，同時以富於化學計量709(見繪圖708)的空氣-燃料比操作。可選地(如本文所示的)，除加濃第三汽缸3之外，還加濃被配置用於接收來自第三汽缸3的排出殘餘物的第四汽缸4(示作4)。然而，如通過第四個汽缸4中相比第三汽缸3中的燃燒的相對較小的空氣-燃料比所示的，對第四汽缸4的富燃料噴射的富程度低於對第三氣缸3的富燃料噴射的富程度。因此，即使接收在第三汽缸3中的熱殘餘物不導致第三汽缸3的預點火，它們也能夠升高第三汽缸3中的燃燒的排氣溫度。由於來自汽缸3的殘餘物隨後被接收在汽缸4中，所以第三汽缸3中升高的燃燒排氣溫度能夠增加第四汽缸4中的預點火可能性。因此，通過除了加濃第三汽缸3還加濃第四汽缸4 (不過是以較小的加濃程度)，可降低第三汽缸3和第四汽缸4中的每個汽缸的延後燃燒所誘導的預點火(由第二汽缸2中的延後燃燒事件誘導)潛在性。
[0131]在t2，轉矩需求的瞬態下降可停止並可以提高轉矩需求。相應地，可將發動機操作參數返回至額定設置，包括將火花正時返回至MBT或臨界火花設置。結果，可在閾值正時707處的或早於閾值正時707的評估的燃燒正時，在第五汽缸5 (示作5)中執行後續燃燒事件，同時基本以化學計量709 (見繪圖708)處的空氣-燃料比操作第五汽缸5。
[0132]在該方式中，響應於給定汽缸中的延後燃燒事件，可調節向一個或更多個鄰近汽缸(包括接收來自給定汽缸的延後燃燒事件的排出殘餘物的至少一個鄰近汽缸)的燃料噴射，以阻止延後燃燒所誘導的預點火事件。
[0133]應該意識到，雖然圖6和圖7的示例示出了通過執行富燃料噴射，阻止後燃燒所誘導的預點火，但是在替代示例中，可在(直接的或間接地)接收來自延後燃燒汽缸的排出殘餘物的汽缸中執行不同的預點火緩解操作。例如，響應於第一汽缸中的延後燃燒事件，可停用向接收來自該第一汽缸的排出殘餘物的第二汽缸的燃料噴射。可選地，還可停用向接收來自該第二汽缸的排出殘餘物的第三個汽缸的燃料噴射。
[0134]在該方式中，通過在延後燃燒汽缸的打開排氣門事件期間的窗口中感測發動機汽缸體的振動，可更好地檢測由於排出殘餘物被迫進入鄰近汽缸所導致的振動並使其區分於其他發動機汽缸中的爆震和預點火事件。通過在接收來自延後燃燒汽缸的排出殘餘物的汽缸中執行汽缸預點火緩解措施(例如，汽缸燃料加濃或選擇性的燃料停用)，可降低所接收的排出殘餘物的溫度並可降低接收熱排出殘餘物的汽缸中的延後燃燒所誘導的預點火傾向。另外，還可減少由接收進一步汽缸中的熱殘餘物的汽缸所誘導的預點火的可能性。總體而言，可緩解由於預點火所導致的發動機退化。
[0135]如本領域內的每個普通技術人員所意識到的，圖4所述的程序可代表許多處理策略例如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等等中的一個或更多個策略。因此，可以圖示順序、並行地執行或在某些情況下省略所述各種步驟或功能。同樣地，不必須需要該處理的順序以達到本文所述的目標、特徵和優勢，而是該順序被提供為了便於說明和描述。雖然沒有明確說明，但是本領域內的每個普通技術人員可認識到可根據所使用的特定策略，重複地執行一個或更多個的所示步驟或功能。
[0136]對本說明書進行總結。通過閱讀本說明書本領域內的那些技術人員可知可在不偏離本說明書的精神和保護範圍下做出許多變化和修改。例如，在天然氣、汽油、柴油或替代性燃料配置中運行的13、14、I5、V6、V8、V10和V12發動機可利用本說明書獲得優勢。
【權利要求】
1.一種用於發動機的方法，包括: 響應於第一汽缸中燃燒的排氣溫度高於閾值溫度，在接收來自所述第一汽缸中的所述燃燒的排出殘餘物的第二汽缸中執行預點火緩解措施。
2.根據權利要求1中所述的方法，其中響應於所述第一汽缸中燃燒的排氣溫度高於閾值溫度並且從所述第一汽缸釋放的排出殘餘物的量高於閾值量，執行所述預點火緩解措施。
3.根據權利要求1中所述的方法，其中在第二汽缸中執行預點火緩解措施包括選擇性地停止向所述第二汽缸的燃料噴射。
4.根據權利要求1中所述的方法，其中在第二汽缸中執行預點火緩解措施包括調節向所述第二汽缸的燃料噴射，使其比化學計量富集。
5.根據權利要求4中所述的方法，其中根據所述第一汽缸中燃燒的所述排氣溫度和所述閾值溫度之間的差值，調節所述燃料噴射的富集程度，所述富集程度隨所述差值的增加而增加。
6.根據權利要求1中所述的方法，其進一步包括，根據對所述第一汽缸的識別和所述發動機的點火次序，識別所述第二汽缸。
7.根據權利要求6中所述的方法，其中根據排氣歧管配置進一步識別所述第二汽缸。
8.根據權利要求1中所述的方法，其中在接收對所述第二汽缸的預點火的指示之前執行所述預點火緩解措施。
9.一種用於發動機的方法，包括: 響應於第一汽缸內的燃燒正時，選擇性地停止向接收來自所述第一汽缸的所述燃燒的排出殘餘物的第二汽缸的燃料噴射。
10.根據權利要求9中所述的方法，其中執行所述選擇性地停用燃料噴射來減少所述第二汽缸中的預點火。
【文檔編號】F02D43/00GK103511107SQ201310236882
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月14日 優先權日:2012年6月29日
【發明者】C·P·格魯格拉, G·J·胡伯茨, M·D·切卡拉 申請人:福特環球技術公司