專利名稱：包括爆震補(bǔ)償?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括爆震補(bǔ)償?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)控制。
背景技術(shù)：
在各種工況下，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)受到不期望的爆燃例如發(fā)動(dòng)機(jī)爆震或提前點(diǎn)火的影 響。不期望的爆燃會(huì)造成會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件劣化并降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率的壓力上升增加和加 熱。因此，已使用各種方法用于識(shí)別和解決爆震，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置聲學(xué)傳感器或 加速度計(jì)，以及汽缸內(nèi)壓力傳感器和離子傳感器。
在美國專利US 2003/0230281描述的一種具體方法中，考慮到氣門關(guān)閉事件例如 進(jìn)氣門關(guān)閉事件產(chǎn)生的噪聲，將識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的振動(dòng)傳感器安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體。 具體地，控制系統(tǒng)試圖補(bǔ)償在監(jiān)視爆震的特定窗口中進(jìn)氣門關(guān)閉產(chǎn)生的振動(dòng)傳感器中 的噪聲。
發(fā)明人在此認(rèn)識(shí)到上述方法的各種問題。例如，即使'系統(tǒng)可以識(shí)別氣門關(guān)閉事件， 這種事件產(chǎn)生的噪聲仍然降低振動(dòng)傳感器關(guān)于爆震檢測的信號(hào)質(zhì)量。此外，當(dāng)氣門落 座噪聲太大時(shí)，爆震檢測也是不可能的。因此，爆震檢測和爆震減輕仍然妥協(xié)。

發(fā)明內(nèi)容
提供用于控制具有帶有由可變氣門機(jī)構(gòu)(VVM)操作的至少一個(gè)氣門的汽缸的發(fā) 動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法，該可變氣門機(jī)構(gòu)具有連接到氣門的位置傳感器用于檢測所述汽缸 中的可燃混合物的爆燃。該氣門位置中的振動(dòng)用于檢測所述爆燃。旨在響應(yīng)于汽缸中 的所述爆燃并減輕該爆燃的采取一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作的決定至少部分由于所述振動(dòng)。旨在 在后續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中減輕所述爆燃的動(dòng)作包括改變氣門正時(shí)、改變點(diǎn)火正時(shí)等。
在實(shí)施例中，具有位置傳感器的電動(dòng)氣門執(zhí)行器(EVA)、執(zhí)行器控制器及微計(jì) 算機(jī)用于監(jiān)視和響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。在替代的示例中，可以通過氣動(dòng)、液動(dòng)或其他可變 氣門機(jī)構(gòu)控制氣門。在其他的示例中，試圖檢測和控制的爆燃可以是提前點(diǎn)火，作為 發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的替代或補(bǔ)充。
根據(jù)另一方面，提供具有發(fā)動(dòng)機(jī)氣門座的用于汽缸的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括連接到汽
缸且配置為在氣門座中關(guān)閉的汽缸氣門；連接到汽缸氣門且配置為使氣門落座的電動(dòng) 執(zhí)行器；配置為指示氣門位置的位置傳感器，該傳感器甚至在氣門落座時(shí)也產(chǎn)生信號(hào) 數(shù)據(jù)；及用于響應(yīng)于汽缸中的爆震指示調(diào)節(jié)至少一個(gè)操作參數(shù)的控制系統(tǒng)，該指示基 于氣門落座時(shí)的傳感器信號(hào)。本發(fā)明的一個(gè)特征在于其依賴于與發(fā)動(dòng)機(jī)中的單個(gè)汽缸相關(guān)聯(lián)的位置傳感器。因 為這種關(guān)聯(lián)，可以在每個(gè)汽缸中精確地確定是否存在不期望的爆燃。精確的確定對于 隔離發(fā)動(dòng)機(jī)中集中響應(yīng)減輕的位置是有用的。本發(fā)明的另一個(gè)特征在于僅當(dāng)測量氣門 落座時(shí)采集位置數(shù)據(jù)。以此方式，窗口化數(shù)據(jù)，有必要地消除測量氣門落座產(chǎn)生的振 動(dòng)中的失真。本發(fā)明的又一個(gè)特征在于，在汽缸中存在具有連接到位置傳感器的可變 氣門機(jī)構(gòu)的多個(gè)氣門的情況下， 一個(gè)或多個(gè)具有最大表面積的氣門專門用于測量。在 一個(gè)示例中，使用大于排氣門的進(jìn)氣門。具有較大表面積的氣門的使用可以具有用于 指示爆燃的較高的信噪比。還有一個(gè)特征是從發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的一個(gè)以上氣門操作中核 實(shí)數(shù)據(jù)的能力。核實(shí)對于增加爆燃特征(例如正時(shí)、頻率、強(qiáng)度等)的準(zhǔn)確性和精確 性是有用的。
應(yīng)理解，提供上述發(fā)明內(nèi)容以簡化的方式介紹將在具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的 概念的選擇。這并不意味著確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或主要特征，該主題的范圍僅 由本申請的權(quán)利要求限定。此外，所要求保護(hù)的主題不限于解決上述任何缺點(diǎn)或本公 開的任何部分中的實(shí)施例。


圖l是發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
圖2是氣門和控制氣門的電動(dòng)氣門執(zhí)行器(EVA)的詳細(xì)示圖。
圖3是發(fā)動(dòng)機(jī)中的構(gòu)件和具體地為涉及爆震檢測的電動(dòng)氣門執(zhí)行器的方框圖。
圖4是檢測和確定發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的過程及因?yàn)樵摯_定執(zhí)行的控制方案的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是示出可以包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中的多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)汽缸的示意 圖。發(fā)動(dòng)機(jī)IO可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和由經(jīng)輸入裝置130來自車輛駕駛員 132的輸入至少部分地控制。在該示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產(chǎn)生 成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室(即汽缸)30 可以包括具有活塞36定位在其中的燃燒室壁32?；钊?6可以連接到曲軸40以便活 塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可以通過中間變速系統(tǒng)連接到車輛的 至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。此外，起動(dòng)機(jī)馬達(dá)可以通過飛輪連接到曲軸40以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的
起動(dòng)操作。
燃燒室30可以通過進(jìn)氣道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣且可以通過排氣道48排出 燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣道48可以通過相應(yīng)的進(jìn)氣門52和排氣門54與燃燒室 30選擇性地連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以包括兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣門和/或兩 個(gè)或多個(gè)排氣門。進(jìn)氣門52可以通過電動(dòng)氣門執(zhí)行器(EVA) 51由控制器12控制。類似地，排氣 門54可以通過EVA53由控制器12控制。在一些工況下，控制器12可以改變提供到 執(zhí)行器51和執(zhí)行器53的信號(hào)以控制相應(yīng)的進(jìn)氣門和排氣門的開啟和關(guān)閉。進(jìn)氣門 52和排氣門54的位置可以分別通過指示氣門沿著執(zhí)行器的軸(見圖2)的位移的氣 門位置傳感器55和氣門位置傳感器57確定。在另一個(gè)示例中，汽缸30可以包括經(jīng) 電動(dòng)氣門驅(qū)動(dòng)控制的進(jìn)氣門和經(jīng)包括凸輪廓線變換(CPS)和/或可變凸輪正時(shí)(VCT) 的凸輪驅(qū)動(dòng)控制的排氣門。
燃料噴射器66如圖所示設(shè)置在進(jìn)氣歧管44中配置為向燃燒室30上游的進(jìn)氣道 內(nèi)提供所稱的進(jìn)氣道燃料噴射。燃料噴射器66可以成比例于經(jīng)電子驅(qū)動(dòng)器68從控制 器12接收的信號(hào)脈沖寬度FPW噴射燃料。燃料可以通過包括燃料箱、燃料泵和燃料 導(dǎo)軌的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送到燃料噴射器66。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可以 替代地或附加地包括直接連接到燃燒室30的燃料噴射器，用于以所稱的直接噴射的 方式向燃燒室30內(nèi)直接噴射燃料。
進(jìn)氣道42可以包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在該具體示例中，節(jié)流板64的 位置可以由控制器12經(jīng)提供到節(jié)氣門62包括的電動(dòng)馬達(dá)或執(zhí)行器的信號(hào)改變，該配 置通常稱為電子節(jié)氣門控制(ETC)。以此方式，可以操作節(jié)氣門62改變提供到燃燒 室30和其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣。節(jié)流板64的位置可以由節(jié)氣門位置信號(hào)TP提供到 控制器12。進(jìn)氣道42可以包括用于向控制器12提供相應(yīng)的信號(hào)MAF和MAP的質(zhì)量 空氣流量傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122。
點(diǎn)火系統(tǒng)88可以在選擇的工作模式下響應(yīng)于來自控制器12的點(diǎn)火提前信號(hào)SA, 通過火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。
排氣傳感器126如圖所示連接到排放控制裝置70上游的排氣道48。傳感器126 可以是提供排氣空燃比指示的任何合適的傳感器，如線性氧傳感器或UEGO(通用或 寬域排氣氧傳感器)、兩態(tài)氧傳感器或EGO傳感器、HEGO (加熱型EGO)傳感器、NOx 傳感器、HC傳感器，或CO傳感器。排放控制裝置70如圖所示沿排氣傳感器下 游的排氣道48設(shè)置。排放控制裝置70可以是三元催化劑(TWC) 、 NOx捕集器、各
種其他排放控制裝置、或其組合。
控制器12如圖1所示為微計(jì)算機(jī)，包括微處理器單元102、輸入/輸出端口 l(M、 用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值且在該具體示例中如圖所示為只讀存儲(chǔ)器芯片106的電子 存儲(chǔ)媒體、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器108、?；畲鎯?chǔ)器110,及數(shù)據(jù)總線。除上述信號(hào)之外， 控制器12還接收來自連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器的各種信號(hào)，包括來自質(zhì)量空氣流量 傳感器120的引入的質(zhì)量空氣流量(MAF)測量值；來自連接到冷卻套管1"的溫度 傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來自連接到曲軸"的霍爾效應(yīng)傳感器11S (或其他類型的傳感器)的齒面點(diǎn)火感測信號(hào)(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié) 氣門位置(TP);及來自傳感器122的絕對歧管壓力信號(hào)(MAP)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(RPM)可以由控制器l2根據(jù)信號(hào)PIP生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào) MAP可用于提供進(jìn)氣歧管中的真空或壓力的指示。在一個(gè)示例中，傳感器118也可用 作發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，可以在曲軸每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等間隔的脈沖從而指 示曲軸位置。
存儲(chǔ)媒體只讀存儲(chǔ)器106可以用表示可由處理器102執(zhí)行的用于執(zhí)行下文所述的 方法或例程及其他可預(yù)想的但未具體列出的變體的指令的計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程。
如上所述，圖l僅示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸，每個(gè)汽缸類似地可以包括其自 身的一組進(jìn)氣門/排氣門、氣門位置傳感器、燃料噴射器、火花塞等。
圖2示出示例雙線圈振蕩質(zhì)量執(zhí)行器總成240,其為EVA執(zhí)行器51和/或53的 一個(gè)示例。該總成240可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)氣門254,該氣門可以是進(jìn)氣門或排氣門。發(fā) 動(dòng)機(jī)氣門254還可以稱為汽缸氣門。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門254由一對相反的電磁鐵(電磁閥) 250、 252驅(qū)動(dòng)，該對電磁鐵設(shè)計(jì)為克服一對相反的氣門彈簧242和244的力。該電 磁鐵可以包括線圈(未示出)。上部執(zhí)行器246可以包含電磁鐵250。下部執(zhí)行器248 可以包含電磁鐵252。上部執(zhí)行器可以是關(guān)閉執(zhí)行器，而下部執(zhí)行器可以是開啟執(zhí)行 器。圖2還示出口 270,其可以是進(jìn)氣口或排氣口。
彈簧244和242連接到電樞212。當(dāng)氣門被驅(qū)動(dòng)時(shí)，電樞212沿著氣門電樞軸258 向上移動(dòng)或向下移動(dòng)，分別實(shí)現(xiàn)氣門的開啟或關(guān)閉。位置檢測器256位于下部執(zhí)行器 248之上和上部執(zhí)行器246之下，且配置為檢測電樞212沿著氣門電樞軸258的垂直 電樞位移(VAD)。來自位置檢測器256的信號(hào)VAD可被發(fā)送到控制系統(tǒng)，該控制系 統(tǒng)的一個(gè)示例是控制器12。以此方式，控制系統(tǒng)可以識(shí)別氣門位置，并確定氣門254 是否靜止、開啟、關(guān)閉等。應(yīng)理解，在替代的實(shí)施例中，位置檢測器256可以位于沿 著氣門電樞212的另一個(gè)位置，例如在彈簧244之上和彈簧242之下或位于振蕩質(zhì)量 執(zhí)行器總成240之內(nèi)。
對電磁鐵的線圈施加可變電壓產(chǎn)生電流流過，其控制由每個(gè)電磁鐵產(chǎn)生的力。由 于所示設(shè)計(jì)，組成執(zhí)行器的每個(gè)電磁鐵不依賴于電磁鐵線圈中的電流的極性產(chǎn)生一個(gè) 方向的力。所需可變電壓的高精確控制和有效生成因此可以通過使用開關(guān)式電力電子 變換器實(shí)現(xiàn)。替代地，可以使用具有永磁體的電磁鐵，其可相吸或相斥。此外，可以 使用其他電動(dòng)氣門系統(tǒng)。
如上所示，當(dāng)不對執(zhí)行器施加電壓時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)中的機(jī)電驅(qū)動(dòng)的氣門可以保持一半或 部分開啟中間位置。因此> 在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒搡作之前，每個(gè)氣門經(jīng)歷初始化循環(huán)。在初 始化期間，執(zhí)行器以規(guī)定的方式用電流脈沖調(diào)制，以便將氣門設(shè)置在完全關(guān)閉或完全 開啟的位置。在該初始化之后，隨后根據(jù)期望的氣門正時(shí)(和點(diǎn)火順序)由一對電磁 鐵驅(qū)動(dòng)氣門， 一個(gè)電磁鐵用于拉動(dòng)氣門開啟(下部)，而另一個(gè)電磁鐵用于拉動(dòng)氣門 關(guān)閉(上部)。雖然圖2示出氣門一直連接到執(zhí)行器，但在實(shí)踐中可以有間隙以適應(yīng) 執(zhí)行器和氣門熱膨脹。每個(gè)電磁鐵的磁性使得在任何時(shí)候僅單個(gè)電磁鐵(上部或下部)需要被施加電壓。 因?yàn)樯喜侩姶盆F在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的大部分時(shí)間保持氣門關(guān)閉，其比下部(開啟)電 磁鐵操作更高百分比的時(shí)間。然而，在替代的示例中，可以使用單線圈氣門執(zhí)行器。 應(yīng)理解，在另外的替代示例中，可以氣動(dòng)或液動(dòng)地執(zhí)行氣門的開啟和關(guān)閉而不是電磁 執(zhí)行。
在電流流過上部執(zhí)行器一段時(shí)間后，汽缸氣門將不再保持移動(dòng)而是?？吭谖挥诳?270和發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸30之間的開口處的稱為氣門座(未示出)的底座上，密封了 口和 發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸之間的通道。這種氣門位置可以稱為落座后。應(yīng)理解，當(dāng)氣門落座時(shí)，該 氣門可以部分密封到汽缸的開口。在一個(gè)示例中，部分氣門密封可以通過向上部執(zhí)行 器和下部執(zhí)行器提供電流控制。
當(dāng)氣門落座時(shí)，位置傳感器256可以繼續(xù)感測氣門的位移或運(yùn)動(dòng)(例如VAD), 包括基本上不落座氣門發(fā)生的振動(dòng)位移。以此方式，位置傳感器指示和測量氣門位置。 在落座位置中的氣門位移會(huì)受發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的狀態(tài)包括汽缸內(nèi)壓力的影響。以此方式， 關(guān)于燃燒室內(nèi)的壓力的上升和時(shí)間變化的信息可以經(jīng)位移VAD傳送。在選擇的工況 下，例如當(dāng)給定的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的所有汽缸氣門落座時(shí)，該位移VAD特別與汽缸壓力 工況關(guān)聯(lián)。
在一個(gè)特別示例中，位移VAD可以與爆燃工況，例如發(fā)動(dòng)機(jī)爆震關(guān)聯(lián)。如上所述， 可燃混合物的爆燃是發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)的壓力的突然急劇上升超過特定量的過程。應(yīng)理 解，因?yàn)楸籍a(chǎn)生特有的工況，這種狀態(tài)產(chǎn)生的位置傳感器的信號(hào)可以具有當(dāng)與非爆 燃燃燒相比時(shí)可被識(shí)別的可識(shí)別標(biāo)記。檢測和響應(yīng)該爆燃的過程在圖3和圖4A-4C中 進(jìn)一步描述。
圖3是示出電動(dòng)氣門執(zhí)行器系統(tǒng)300、發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸310和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器312之間 的相互作用的方框圖。系統(tǒng)300進(jìn)一步包括氣門控制器314、執(zhí)行器302、用于對執(zhí) 行器供電的電路304、連接到執(zhí)行器的氣門和電樞系統(tǒng)308，以及連接到氣門和電樞 的傳感器306。該傳感器306測量和指示電樞的垂直位移(即，氣門位置)。發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器312可用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和操作參數(shù)，且其為微計(jì)算機(jī)12的一個(gè)示例。發(fā) 動(dòng)機(jī)汽缸310是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室30的一個(gè)示例，且用于控制的燃料點(diǎn)火。如參考圖1 所述，其可包括活塞、氣門(氣門的一個(gè)示例可包括在氣門電樞系統(tǒng)308中)和火花 塞。
氣門和電樞系統(tǒng)308可包括汽缸氣門；例如，進(jìn)氣門或排氣門、氣門彈簧、氣門
座和可由執(zhí)行器302驅(qū)動(dòng)的電樞，如參考圖2所述。氣門控制器3H，除其他功能外，
可以執(zhí)行氣門和電樞系統(tǒng)的反饋控制。使用反饋控制允許在多種發(fā)動(dòng)機(jī)工況下的氣門 的準(zhǔn)確控制。該控制器可以發(fā)送信號(hào)到對執(zhí)行器302供電的電路3(K。該執(zhí)行器可以
驅(qū)動(dòng)電樞和氣門系統(tǒng)。傳感器306連接到電樞且可以與氣門控制器關(guān)于氣門狀態(tài)通信。如上所述，氣門和電樞系統(tǒng)308會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸310中的可燃混合物的爆燃的 影響，因此氣門位置信號(hào)VAD可以由控制系統(tǒng)處理以識(shí)別可燃混合物的爆燃，例如發(fā) 動(dòng)機(jī)爆震。
然而，氣門位移對于可燃混合物的爆燃的動(dòng)態(tài)響應(yīng)會(huì)受到各種參數(shù)的影響，包括 氣門系統(tǒng)和氣門座的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以及燃燒事件的特性。在一個(gè)示例中，在燃燒事件中， 氣門落座的反作用力、氣門彈簧及執(zhí)行器會(huì)影響氣門位置信號(hào)分布曲線。因此，氣門 位移爆燃響應(yīng)會(huì)受到氣門彈簧的彈簧系數(shù)的影響。在另一個(gè)示例中，該響應(yīng)會(huì)受到發(fā) 動(dòng)機(jī)汽缸中的燃燒的壓力分布的影響，該壓力分布會(huì)受到空燃比、溫度、點(diǎn)火正時(shí)等 的影響。
位置傳感器306產(chǎn)生的位置信號(hào)響應(yīng)于氣門的移動(dòng)，且該信號(hào)由氣門控制器314 接收。當(dāng)產(chǎn)生位置信號(hào)時(shí)，氣門可以落座，給出位置測量值。或者，該位置信號(hào)可以 由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器312接收。
氣門控制器314可以包括用于處理氣門位置VAD的各種濾波器和窗口。濾波可以 包括各種帶通濾波器以使接近落座狀態(tài)中的氣門系統(tǒng)的諧振頻率的頻率通過。窗口化 可以包括從選擇的曲軸轉(zhuǎn)角，例如對應(yīng)于當(dāng)汽缸中的一個(gè)或多個(gè)氣門落座時(shí)的狀態(tài)的 曲軸轉(zhuǎn)角窗口，使信號(hào)成分通過。該窗口還可以基于在點(diǎn)火正時(shí)之前開始的期望的爆 震窗口調(diào)節(jié)。額外的細(xì)節(jié)參考圖4A-圖4C描述。
基于窗口化和濾波的氣門位置，控制系統(tǒng)可以做出該信號(hào)是否指示爆震的確定。 這可以通過比較該信號(hào)與在類似工況下沒有爆震的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的預(yù)定信號(hào)代表來完 成。該比較可以包括時(shí)頻分析，或可以比較多個(gè)選擇的頻率的振幅。以此方式，來自 位置傳感器的信息可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的檢測。雖然上述示例參考控制器314中的信 號(hào)處理描述，但在替代的實(shí)施例中，可以通過控制器312執(zhí)行這種操作。
當(dāng)對操作參數(shù)的調(diào)節(jié)可以通過控制系統(tǒng)完成時(shí)， 一旦識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，控制器可 以進(jìn)入工況。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，例如點(diǎn)火、燃料 噴射、節(jié)氣門開啟角度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻、氣門正時(shí)等。這些進(jìn)而會(huì)影響汽缸310中的燃 料的燃燒以減輕爆燃。以此方式，這些構(gòu)件相互作用以檢測和響應(yīng)爆燃，例如爆震。
圖4A-圖4C是在一個(gè)或多個(gè)汽缸氣門中使用位置傳感器識(shí)別和響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震 的控制例程的實(shí)施例。該控制例程可以在一個(gè)或多個(gè)控制系統(tǒng)中執(zhí)行，該控制系統(tǒng)的 示例包括控制器312和314。
在402，該例程選擇一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸以監(jiān)視。該汽缸的選擇可以基于操作 參數(shù)，例如，汽缸溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置、排氣溫度及 從選擇的汽缸中的先前爆震感測起的持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)示例中，該例程監(jiān)視每個(gè)包括 電動(dòng)氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。在另一個(gè)示例中，該例程監(jiān)視子發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，例如具有電動(dòng) 氣門的單個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，且該例程分配監(jiān)視的汽缸的工況到另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。
接下來，在404,該例程確定選擇的汽缸中的氣門的狀態(tài)。在一個(gè)示例中，該例程可以基于傳感器指示的氣門的位置/位移對汽缸中的每個(gè)氣門確定該氣門是落座， 開啟還是移動(dòng)，該傳感器的一個(gè)示例是傳感器256。以此方式，通過氣門位置的測量 值確定氣門的狀態(tài)。
如果沒有氣門落座，則該例程繼續(xù)到406，并基于來自氣門位置傳感器的反饋執(zhí) 行氣門位置控制。如果至少一個(gè)氣門落座，則在40S,該例程選擇監(jiān)視哪一個(gè)落座氣 門位置以識(shí)別選擇的汽缸中的爆震。當(dāng)多個(gè)氣門落座時(shí)，該例程可以選擇具有最大表 面積的氣門，例如比排氣門大的進(jìn)氣門，因?yàn)槠淇梢跃哂休^高的信噪比用于指示發(fā)動(dòng) 機(jī)爆震。在另一個(gè)示例中，該例程可以選擇所有落座的氣門，且結(jié)合每個(gè)氣門的位置 信號(hào)數(shù)據(jù)以更好地識(shí)別選擇的汽缸中的爆震。以此方式，通過使用來自汽缸中的多個(gè) 落座的氣門的多個(gè)氣門位置傳感器的信息，位置信號(hào)數(shù)據(jù)對于特征化爆燃可以更準(zhǔn) 確、更精確。
此外，該例程可以取決于工況在不同的落座的氣門(或不同的氣門組)中選擇以 監(jiān)視。從而，在第一工況中(例如在低負(fù)荷下)，該例程可以監(jiān)視落座的進(jìn)氣門位置 以指示發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。然而，在高負(fù)荷下，該例程可以監(jiān)視落座的排氣門位置以識(shí)別發(fā) 動(dòng)機(jī)爆震。另外，在高轉(zhuǎn)速工況下，該例程可以監(jiān)視落座的進(jìn)氣門和排氣門位置兩者 以識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。以此方式，該例程可以通過氣門位置數(shù)據(jù)的適當(dāng)選擇提高整個(gè)工 況范圍內(nèi)的爆震檢測中的準(zhǔn)確性。
回到圖4，控制器繼續(xù)到410以確定是否執(zhí)行爆震監(jiān)視和控制處理。如果為否， 則該例程繼續(xù)到結(jié)東。否則，該例程繼續(xù)到412。在412,該例程執(zhí)行圖4B的例程 420以獲得和濾波來自選擇的氣門的位置數(shù)據(jù)。
接下來，在416比較414的發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)定環(huán)境噪聲與濾波的氣門信號(hào)。在一個(gè)示例 中，該例程確定發(fā)動(dòng)機(jī)爆震是否在一個(gè)或多個(gè)選擇的汽缸中存在。如果發(fā)動(dòng)機(jī)爆震被 識(shí)別，則該例程繼續(xù)到418以通過調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)搡作參數(shù)，例如氣門開啟正時(shí)和氣 門關(guān)閉正時(shí)和/或延遲點(diǎn)火正時(shí)，采取減輕動(dòng)作，更多的細(xì)節(jié)參考圖4C的例程440描 述。否則，該例程結(jié)東。
雖然上述實(shí)施例旨在識(shí)別和補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，但在替代的示例中，該例程可以識(shí) 別和補(bǔ)償提前點(diǎn)火。
現(xiàn)參考圖4B,描述用于窗口化和濾波氣門位置傳感器數(shù)據(jù)的例程。首先，在422, 該例程從位置傳感器信號(hào)獲得氣門位置的測量值。然后，在424,該例程窗口化信號(hào) 數(shù)據(jù)。在一個(gè)進(jìn)氣門傳感器數(shù)據(jù)的示例中，該窗口開始于進(jìn)氣門關(guān)閉正時(shí)并結(jié)東于排 氣門開啟正時(shí)。然后，在426,該例程以發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的頻率特征帶通濾波位置信號(hào)。 接下來，在428,該例程矯正和積分該位置傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)。
現(xiàn)參考圖4C的例程440,在422該例程首先指示 一個(gè)或多個(gè)選擇的氣門內(nèi)的爆 震。以此方式，該例程識(shí)別存在可燃混合物的爆燃。在444，該例程采集關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī) 中的氣門的位置和正時(shí)的信息。此外，在446控制器確定其他發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工況，例如點(diǎn)火正時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度等。
一旦信息被釆集，控制器就選擇448處的一連串動(dòng)作以減輕檢測到的爆震?？刂?器執(zhí)行450處的這些動(dòng)作旨在解決爆震?？刂破鬟x擇和執(zhí)行可稱為相應(yīng)工況下的動(dòng) 作。這些動(dòng)作可以包括操作參數(shù)調(diào)節(jié)，例如改變一個(gè)或多個(gè)汽缸進(jìn)氣門和/或排氣門 的升程、角度或正時(shí)，增加或減少空燃比和/或延遲點(diǎn)火正時(shí)。
應(yīng)注意，本文中包括的示例控制和估值例程可用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配 置。本文所述的具體例程可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一種或多種，如事件驅(qū)動(dòng)、 中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所示的各種步驟、操作或功能可以按所示的順 序執(zhí)行、并行執(zhí)行，或在一些情況下略去。類似地，處理的順序不是實(shí)現(xiàn)本文中所述 的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需的，而是為便于演示和說明而提供。取決于所使用 的具體策略，可以重復(fù)執(zhí)行所示步驟或功能中的一個(gè)或多個(gè)。此外，所述步驟可以在 圖形上表示編程到控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中的代碼。
應(yīng)理解，在本文中公開的配置和例程本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實(shí)施例不應(yīng) 被視為具有限制意義，因?yàn)榇罅康淖凅w是可能的。本申請的主題包括在本文中公開的 各種系統(tǒng)和配置，及其他特征、功能，和/或?qū)傩缘乃行路f和非顯而易見的組合及 子組合。
本申請的權(quán)利要求特別指出視為新穎和非顯而易見的特定組合及子組合。這些權(quán) 利要求可能引用"一個(gè)"元素或"第一"元素或其等價(jià)。這樣的權(quán)利要求應(yīng)被理解為 包括對一個(gè)或一個(gè)以上這樣的元素的結(jié)合，而不是要求或排除兩個(gè)或兩個(gè)以上這樣的 元素。所公開的特征、功能、元素和/或?qū)傩缘钠渌M合及子組合可以通過本申請權(quán) 利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求來請求保護(hù)。這樣的權(quán) 利要求，無論是在范圍上比原始權(quán)利要求更寬、更窄、等價(jià)或不同，都應(yīng)被視為包括 在本申請的主題之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制具有帶有由可變氣門機(jī)構(gòu)操作的至少一個(gè)氣門的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述可變氣門機(jī)構(gòu)具有連接到所述氣門的傳感器，所述方法包括響應(yīng)于所述汽缸中的可燃混合物的爆燃的指示調(diào)節(jié)至少一個(gè)操作參數(shù)，所述指示基于連接到所述氣門的傳感器。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述傳感器是所述氣門的位置傳感 器，且所述爆燃的指示是基于當(dāng)所述氣門落座時(shí)來自所述傳感器的氣門位置的測量 值。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述可變氣門機(jī)構(gòu)是電動(dòng)執(zhí)行器。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)包括在所述汽缸的后續(xù)循 環(huán)中在所述汽缸中延遲點(diǎn)火正時(shí)。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)包括在所述汽缸的后續(xù)循 環(huán)中調(diào)節(jié)所述氣門的氣門開啟正時(shí)和/或氣門關(guān)閉正時(shí)。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，用于指示發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的所述氣門位 置的測量值開始于所述汽缸的進(jìn)氣門關(guān)閉之后且結(jié)東于排氣門開啟之前。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)包括控制所述氣門的開啟 正時(shí)或關(guān)閉正時(shí)。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述爆燃的指示是基于當(dāng)所述汽缸 中的至少兩個(gè)氣門落座時(shí)所述至少兩個(gè)氣門的氣門位置。
9. 一種控制具有帶有第一和第二電動(dòng)氣門的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，每個(gè)氣門具有連接到其上的位置傳感器，所述方法包括在第一工況期間，響應(yīng)于所述汽缸中的可燃混合物的爆燃的指示調(diào)節(jié)至少一個(gè)操作參數(shù)，所述指示至少基于連接到所述第一氣門的傳感器；及在不同于所述第一工況的第二工況期間，響應(yīng)于所述汽缸中的可燃混合物的爆燃 的指示調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)操作參數(shù)，所述指示至少基于連接到所述第二氣門的傳感器c
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一氣門是所述汽缸的第一進(jìn) 氣門，所述第二氣門是所述汽缸的第二進(jìn)氣門，且所述方法還包括，在不同于所述第 一工況和第二工況的第三工況期間，響應(yīng)于所述汽缸中的可燃混合物的爆燃的指示調(diào) 節(jié)所述至少一個(gè)操作參數(shù)，所述指示至少基于連接到所述第一氣門的傳感器和連接到 所述第二氣門的傳感器兩者。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括爆震補(bǔ)償?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)控制，公開了一種控制具有帶有由可變氣門機(jī)構(gòu)(VVM)操作的至少一個(gè)氣門的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該可變氣門機(jī)構(gòu)具有連接到該氣門的傳感器，該方法包括響應(yīng)于該汽缸中的可燃混合物的爆燃的指示調(diào)節(jié)至少一個(gè)操作參數(shù)，該指示基于連接到該氣門的傳感器。通過本發(fā)明，可以檢測和響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)中的爆燃，并減輕該爆燃。
文檔編號(hào)F02D13/02GK101634250SQ200910165140
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者伊爾亞·弗拉迪米爾·科爾馬納弗斯凱, 史蒂文·約瑟夫·施瓦博弗斯基, 約翰·奧塔維奧·米歇里尼 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司