专利名称: | 在预交付阶段中用于提前点火控制的方法 | ||
专利名称(英文): | In the pre-delivery stage for early ignition control method | ||
专利号: | CN201510812393.0 | 申请时间: | 20151120 |
公开号: | CN105626283A | 公开时间: | 20160601 |
申请人: | 福特环球技术公司 | ||
申请地址: | 美国密歇根州 | ||
发明人: | C·P·格鲁格拉 | ||
分类号: | F02D41/00; F02D37/02; F02P5/152 | 主分类号: | F02D41/00 |
代理机构: | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人: | 赵蓉民; 徐东升 |
摘要: | 本申请描述了用于控制新制造的车辆中的火花塞结垢和提前点火的各种系统和方法。一种方法包括:在包含发动机的新制造的车辆的预交付阶段期间,使用空燃比的第一设定来操作发动机,以减少火花塞结垢;以及响应于提前点火而调整空燃比的第一设定。 | ||
摘要(英文): | Various systems and methods are described for controlling spark plug fouling and pre-ignition in a newly manufactured vehicle. One method comprises, during a pre-delivery phase of the newly manufactured vehicle including an engine, operating the engine with a first setting for air/fuel ratio to reduce spark plug fouling, and adjusting the first setting of the air/fuel ratio responsive to pre-ignition. |
1.一种方法,包括: 在包含发动机的车辆的预交付阶段期间, 使用空燃比的第一设定来操作所述发动机,以减少火花塞结垢;以及 响应于提前点火而调整所述空燃比的所述第一设定。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述车辆的所述预交付阶段包含在停 用所述预交付校准之前的持续时间、燃料消耗量低于阈值量、燃烧事件的数量 低于事件的阈值数量以及所述车辆的里程低于里程阈值中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法,其中空燃比的所述第一设定比化学计量更 稀,并且其中响应于提前点火的所述调整包含将所述空燃比调整到基本上比化 学计量更富。
4.根据权利要求3所述的方法,其进一步包含响应于火花塞结垢而修改被 调整的空燃比,所述修改包含所述被调整的空燃比的稀化。
5.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括在预交付阶段期间使用发动 机负载的第一设定来操作所述发动机,并且响应于提前点火而调整发动机负载 的所述第一设定。
6.根据权利要求5所述的方法,其中发动机负载的所述第一设定包含以第 一量限制所述发动机负载,并且其中响应于提前点火的所述调整包含以第二量 限制所述发动机负载,所述第二量大于所述第一量。
7.根据权利要求6所述的方法,其进一步包括在提前点火下降之后,保持 以所述第二量限制发动机负载。
8.根据权利要求7所述的方法,其中通过限制进入所述发动机的一个或多 个汽缸内的气流来限制发动机负载。
9.根据权利要求8所述的方法,其中限制气流包含减小进气节气门的打开 程度、增大涡轮增压器废气门的打开程度和调整汽缸气门正时以减少进气充气 中的一个或多个。
10.根据权利要求5所述的方法,其进一步包括使用相对于发动机怠速情况 期间的最大制动扭矩正时即MBT正时被提前的火花正时操作所述发动机。
11.一种用于车辆中的发动机的方法,其包括: 在所述车辆的预交付阶段期间, 使用空燃比操作所述发动机以减少火花塞结垢,所述空燃比的富集基 于火花塞结垢的程度; 响应于提前点火,调整所述空燃比的富集;以及 在所述车辆的交付后阶段期间, 响应于提前点火,使用与所述预交付阶段中的增益不同的增益来修改 所述空燃比的富集。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述车辆的所述预交付阶段包含停 用预交付发动机校准之前的持续时间、所述车辆的里程低于里程阈值、燃料消 耗量低于阈值量和燃烧事件的数量少于燃烧事件的阈值数量中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述车辆的所述交付后阶段包含停 用所述预交付发动机校准之后的持续时间、燃料消耗量高于所述阈值量和所述 车辆的里程高于所述里程阈值中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的方法,其中在所述预交付阶段期间,响应于提 前点火而调整所述空燃比的富集包含使用第一较大的燃料量增富,而其中在所 述交付后阶段期间,响应于提前点火而修改所述空燃比的富集包含使用第二较 小的燃料量增富。
15.根据权利要求14所述的方法,其中在所述预交付阶段期间,响应于提 前点火对所述空燃比的富集的调整响应于火花塞结垢被进一步调整到更稀的空 燃比。
16.一种用于车辆的系统,其包括: 包含汽缸的增压发动机; 在所述汽缸内的火花塞; 爆震传感器;以及 带有储存在非暂时性存储器中的计算机可读指令的控制系统,所述指令用 于: 在预交付阶段期间, 使用比化学计量更稀的空燃比操作所述增压发动机,以减少火花塞结 垢;以及 响应于由所述爆震传感器指示的提前点火事件,使用比化学计量更富 的空燃比操作所述增压发动机。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述控制系统包含进一步的指令, 用于响应于火花塞结垢而稀化所述比化学计量更富的空燃比。
18.根据权利要求16所述的系统,其中所述控制系统包含进一步的指令, 用于在所述预交付阶段中使用降低的增压来操作所述增压发动机,以及响应于 所述提前点火事件的指示进一步限制所述降低的增压。
19.根据权利要求16所述的系统,其中所述控制系统包含进一步的指令, 用于在怠速情况期间使用相对于最大制动扭矩正时即MBT正时提前的火花正时 操作所述增压发动机。
20.根据权利要求19所述的系统,其中所述控制系统包含进一步的指令, 用于在非怠速情况期间相对于临界正时延迟所述火花正时。
1.一种方法,包括: 在包含发动机的车辆的预交付阶段期间, 使用空燃比的第一设定来操作所述发动机,以减少火花塞结垢;以及 响应于提前点火而调整所述空燃比的所述第一设定。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述车辆的所述预交付阶段包含在停 用所述预交付校准之前的持续时间、燃料消耗量低于阈值量、燃烧事件的数量 低于事件的阈值数量以及所述车辆的里程低于里程阈值中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法,其中空燃比的所述第一设定比化学计量更 稀,并且其中响应于提前点火的所述调整包含将所述空燃比调整到基本上比化 学计量更富。
4.根据权利要求3所述的方法,其进一步包含响应于火花塞结垢而修改被 调整的空燃比,所述修改包含所述被调整的空燃比的稀化。
5.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括在预交付阶段期间使用发动 机负载的第一设定来操作所述发动机,并且响应于提前点火而调整发动机负载 的所述第一设定。
6.根据权利要求5所述的方法,其中发动机负载的所述第一设定包含以第 一量限制所述发动机负载,并且其中响应于提前点火的所述调整包含以第二量 限制所述发动机负载,所述第二量大于所述第一量。
7.根据权利要求6所述的方法,其进一步包括在提前点火下降之后,保持 以所述第二量限制发动机负载。
8.根据权利要求7所述的方法,其中通过限制进入所述发动机的一个或多 个汽缸内的气流来限制发动机负载。
9.根据权利要求8所述的方法,其中限制气流包含减小进气节气门的打开 程度、增大涡轮增压器废气门的打开程度和调整汽缸气门正时以减少进气充气 中的一个或多个。
10.根据权利要求5所述的方法,其进一步包括使用相对于发动机怠速情况 期间的最大制动扭矩正时即MBT正时被提前的火花正时操作所述发动机。
11.一种用于车辆中的发动机的方法,其包括: 在所述车辆的预交付阶段期间, 使用空燃比操作所述发动机以减少火花塞结垢,所述空燃比的富集基 于火花塞结垢的程度; 响应于提前点火,调整所述空燃比的富集;以及 在所述车辆的交付后阶段期间, 响应于提前点火,使用与所述预交付阶段中的增益不同的增益来修改 所述空燃比的富集。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述车辆的所述预交付阶段包含停 用预交付发动机校准之前的持续时间、所述车辆的里程低于里程阈值、燃料消 耗量低于阈值量和燃烧事件的数量少于燃烧事件的阈值数量中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述车辆的所述交付后阶段包含停 用所述预交付发动机校准之后的持续时间、燃料消耗量高于所述阈值量和所述 车辆的里程高于所述里程阈值中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的方法,其中在所述预交付阶段期间,响应于提 前点火而调整所述空燃比的富集包含使用第一较大的燃料量增富,而其中在所 述交付后阶段期间,响应于提前点火而修改所述空燃比的富集包含使用第二较 小的燃料量增富。
15.根据权利要求14所述的方法,其中在所述预交付阶段期间,响应于提 前点火对所述空燃比的富集的调整响应于火花塞结垢被进一步调整到更稀的空 燃比。
16.一种用于车辆的系统,其包括: 包含汽缸的增压发动机; 在所述汽缸内的火花塞; 爆震传感器;以及 带有储存在非暂时性存储器中的计算机可读指令的控制系统,所述指令用 于: 在预交付阶段期间, 使用比化学计量更稀的空燃比操作所述增压发动机,以减少火花塞结 垢;以及 响应于由所述爆震传感器指示的提前点火事件,使用比化学计量更富 的空燃比操作所述增压发动机。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述控制系统包含进一步的指令, 用于响应于火花塞结垢而稀化所述比化学计量更富的空燃比。
18.根据权利要求16所述的系统,其中所述控制系统包含进一步的指令, 用于在所述预交付阶段中使用降低的增压来操作所述增压发动机,以及响应于 所述提前点火事件的指示进一步限制所述降低的增压。
19.根据权利要求16所述的系统,其中所述控制系统包含进一步的指令, 用于在怠速情况期间使用相对于最大制动扭矩正时即MBT正时提前的火花正时 操作所述增压发动机。
20.根据权利要求19所述的系统,其中所述控制系统包含进一步的指令, 用于在非怠速情况期间相对于临界正时延迟所述火花正时。
翻译:技术领域
本发明涉及在车辆生产之后且在交付之前控制车辆中的发动机中的提前 点火(pre-ignition)。
背景技术
新制造的车辆在生产出来之后且在它们被交付给代理商销售之前可以停 驻在生产工厂停车场。这些车辆也可以被填充低辛烷值的燃料并且可能停在 生产工厂停车场较长的持续时间,然后在被销售之前在代理商处停放较长的 持续时间。因此,在发动机操作期间,较低辛烷值燃料可能引起提前点火事 件,从而导致发动机劣化。提前点火事件也可以被激进驾驶触发,例如当围 绕生产工厂停车场将车辆移动短距离时可能发生的驾驶。除了提前点火之外, 新车辆中的发动机中的火花塞也可能易受劣化影响。作为示例,当发动机被 冷起动时,由于存在富燃(richcombustion)情况,火花塞可能经历结垢 (fouling)。此外,因为当新制造的车辆围绕生产工厂停车场被移动时发动机 运行时间可能较短,所以火花塞上的碳沉积(carbondeposits)可能不被烧尽, 导致火花塞的结垢。因此,由于提前点火和火花塞结垢,在新制造的车辆内 可能发生发动机劣化。
发明内容
发明人在此已经意识到上述问题,并且指出至少部分解决上述问题的途 径。一种示例方法可以包括:在包含发动机的车辆的预交付(pre-delivery)阶 段期间,使用空燃比的第一设定来操作发动机以降低火花塞结垢,以及响应 于提前点火而调整空燃比的第一设定。以此方式,火花塞结垢和提前点火可 以被同时控制。
例如,在预交付阶段期间,可以使用预交付校准操作新制造的车辆中的 增压发动机。预交付阶段可以包含生产和交付给代理商之间的阶段。在另一 示例中,预交付阶段可以包含里程低于预定阈值。预交付发动机校准可以包 含空燃比的第一设定,该第一设定比化学计量更稀以便减少火花塞结垢。响 应于提前点火的指示,可以将空燃比的第一设定从比化学计量更稀调节到比 化学计量更富。更进一步,如果检测到火花塞结垢,则空燃比可以被再次调 节到比化学计量更稀的比率。就此而言,发动机工况可以被主动地修改以同 时控制提前点火和火花塞结垢。
以此方式,新制造的车辆中的发动机可以被控制,以降低提前点火和火 花塞结垢。通过使用比化学计量更稀的空燃比作为预交付校准中的第一设定, 在发动机冷起动期间的富燃情况可以被减少,导致火花塞上较少的沉积物。 响应于提前点火,比化学计量更稀的空燃比可以被调整到比化学计量更富的 空燃比。通过富化发动机中的燃烧,提前点火可以被缓解。因此,发动机操 作可以被控制以降低火花塞结垢,并且发动机操作可以被进一步调节以解决 提前点火。因此,在预交付阶段中由于提前点火和火花塞结垢导致的发动机 劣化可以被降低。
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示出车辆中的发动机中的示例燃烧室的示意图。
图2描绘根据本发明的基于车辆处于预交付阶段或交付后阶段来选择发 动机操作模式的高级流程图。
图3是根据本发明当车辆处于预交付阶段时的发动机的示例控制操作。
图4是根据本发明当车辆处于交付后阶段时的发动机的示例控制操作。
图5根据本发明描绘了预交付模式中的发动机操作和交付后模式中的发 动机操作之间的示例比较。
具体实施方式
以下详细说明涉及用于解决新制造的车辆中的发动机系统(例如,图1 的发动机)中的提前点火和火花塞结垢的方法。基于车辆是处于预交付发动 机校准模式还是处于交付后(post-delivery)发动机校准模式,控制器可以被 配置为选择发动机操作模式(图2)。在工厂紧接车辆生成之后,可以在车辆 中激活预交付校准模式。车辆被交付给代理商之后,预交付校准模式可以被 操作者停用。就此而言,基于车辆处于预交付模式或处于交付后模式,可以 以不同的方式控制各种发动机参数。预交付阶段中的最初发动机操作可以包 含一个或多个发动机参数的第一设定,用以控制火花塞结垢。此外,使用对 一个或多个发动机参数的第一设定的调整(图3)可以缓解预交付模式中的提 前点火情况。交付后阶段中的一个或多个发动机参数中的每个参数的第二设 定可以不同于在预交付阶段中使用的第一设定。另外,在交付后模式中,可 以对一个或多个发动机参数的第二设定进行调整,以减少提前点火(图4)。 就此而言,在预交付模式中的发动机操作可以不同于在交付后模式中的发动 机操作(图5)。此外,预交付阶段和预交付校准可以与交付后阶段及相应的 校准相互排斥。以此方式,与发动机系统的交付后阶段中使用的方式相比, 新制造的车辆的发动机系统在预交付阶段中的提前点火以不同的方式被降 低。
图1示出内燃发动机10中的示例汽缸30的示意图。发动机10可以至少 部分地通过包含控制器12的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者 132的输入控制。在该示例中,输入装置130包含加速器踏板和产生成比例的 踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。
发动机10的燃烧室30(又被称为汽缸30)可以包含其中设置有活塞36 的燃烧室壁32。活塞36被耦接至曲轴40,使得活塞的往复运动被转换成曲 轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速系统(未示出)耦接至车辆的至少 一个驱动轮。此外,起动机马达可以经由飞轮(未示出)耦接至曲轴40,使 得能够进行发动机10的起动操作。
燃烧室30可以经由进气道42接收来自进气歧管44的进气,并且经由排 气歧管48和排气道58排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48可以经由 各自的进气门52和排气门54可选择地与燃烧室30连通。在一些实施例中, 燃烧室30可以包含两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
在图1的示例中,进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮致动系统 51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53可以均包含安装在一个或多 个凸轮轴(在图1中未示出)上的一个或多个凸轮,并且可以利用凸轮廓线 变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统 和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个,这些系统可以由控制器12 操作以改变气门操作。进气凸轮轴的角位置和排气凸轮轴的角位置可以分别 由位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中,进气门52和/或排气门 54可以由电动气门致动控制。例如,汽缸30可以可替换地包含经由电动气门 致动控制的进气门和经由包含CPS系统和/或VCT系统的凸轮致动控制的排 气门。
燃料喷射器66被显示为直接耦接至燃烧室30,用于与经由电子驱动器 99从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到燃烧 室中。以此方式,燃料喷射器66提供燃料到燃烧室30内的所谓直接喷射。 燃料喷射器可以被安装在例如燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料可以由包 含燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。在 一些实施例中,燃烧室30可以替换地或额外地包含以某一配置被布置在进气 歧管44中的燃料喷射器,该配置提供燃料进入燃烧室30上游的进气道的所 谓进气道喷射。
在选定操作模式下,响应于来自控制器12的火花提前信号SA,点火系 统88可以经由火花塞91提供点火火花到燃烧室30。虽然在一些实施例中示 出了火花点火组件,但是燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可 以以带有或者不带有点火火花的压缩点火模式进行操作。
发动机10可以进一步包含压缩装置,诸如包含沿进气通道42布置的至 少一个压缩机94的涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器,压缩机94 可以至少部分地由沿排气通道58布置的排气涡轮92(例如,经由轴)驱动。 压缩机94抽吸来自进气通道42的空气以供应增压室46。排气使经由轴96耦 接至压缩机94的排气涡轮92旋转。对于机械增压器,压缩机94可以至少部 分由发动机和/或电机驱动,并且可以不包含排气涡轮。因此,可以由控制器 12改变经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个汽缸的压缩 量。
废气门69可以耦接在涡轮增压器中的排气涡轮92两端。具体地,废气 门69可以被包含在旁通通路67内,其中该旁通通路67被耦接在排气涡轮92 的入口和出口之间。通过调整废气门69的位置,可以控制由排气涡轮提供的 增压量。
进气歧管44被示出与具有节流板64的节气门62连通。在该特定示例中, 可以经由提供给包含在节气门62中的电动马达或致动器(被称为电子节气门 控制(ETC)的配置)(图1中未示出)的信号由控制器12来改变节流板64 的位置。可以经由轴由电动马达改变节气门位置。节气门62可以控制从进气 增压室46到进气歧管44和燃烧室30(和其他发动机气缸)的气流。节流板 64的位置可以通过来自节气门位置传感器158的节气门位置信号TP被提供 给控制器12。
排气传感器126被显示为耦接至排放控制装置70上游的排气歧管48。传 感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任意合适的传感器,诸如,线 性氧传感器或者UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、 HEGO(加热型EGO)、NOX、HC或者CO传感器。排放控制装置70被显 示为沿排气道58布置在排气传感器126和排气涡轮92的下游。装置70可以 是三元催化剂(TWC)、NOX捕集器、各种其他排放控制设备或其组合。
排气再循环(EGR)系统(未示出)可以被用于将期望的部分排气从排 气道58输送到进气歧管44。可替换地,通过控制排气门和进气门的正时,一 部分燃烧气体可以被保留在燃烧室内作为内部EGR。
发动机10可以进一步包含一个或多个爆震传感器(未示出),所述爆震 传感器用于感测异常燃烧事件并区分由于爆震导致的异常燃烧事件和表明提 前点火的异常燃烧事件。例如,来自缸内爆震传感器的输入和/或来自曲轴加 速传感器的输入可以被用于指示汽缸内的异常燃烧事件。爆震传感器可以是 发动机组上的加速计、缸内压力换能器或配置在每个汽缸的火花塞中的电离 传感器。基于爆震传感器信号的特征,诸如,信号正时、幅度、强度、频率 等,和/或基于曲轴加速信号,控制器可以识别提前点火。例如,可以基于在 第一较早窗口(相对火花正时)中估计的汽缸爆震信号大于第一较高阈值来 确定汽缸提前点火事件。另一方面,可以基于在第二较晚窗口(相对火花正 时)中估计的汽缸爆震信号大于第二较低阈值来确定汽缸爆震事件。在其中 确定爆震信号的窗口可以是曲柄角窗口。另外,可以基于异常燃烧检测时的 发动机工况来将提前点火与爆震区分开。例如,在较高发动机转速和较高发 动机负载下检测的异常燃烧可以归因于爆震,而在较低发动机转速和较低发 动机负载下检测的异常燃烧可以表明提前点火。就此而言,为解决爆震而采 取缓解措施可以不同于为解决提前点火而由控制器采取的缓解措施。例如, 可以使用火花延迟和EGR来解决爆震,而可以通过使汽缸增富并且以某一发 动机负载限制量来解决提前点火。在可替代的实施例中,基于EGR系统的类 型,EGR也可以在减少提前点火中起作用。
图1中示出的控制器12作为常规微型计算机包含:微处理单元102、输 入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和 常规数据总线。控制器12命令各种致动器诸如节流板64、废气门69、燃料 喷射器66等等。控制器12被示出接收来自耦接至发动机10的传感器的各种 信号,除了之前讨论的那些信号之外,还包含:来自耦接至冷却套管114的 温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);耦接至加速器踏板130用于感 测由车辆操作者132调整的加速器位置的位置传感器134;来自耦接至进气歧 管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自耦接至增 压室46的压力传感器122的增压压力的测量值;来自耦接至曲轴40的霍尔 效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自质量空气流 量传感器120的进入发动机的空气质量的测量值;来自传感器158的节气门 位置的测量值;来自EGO传感器128的空燃比(AFR);以及来自爆震传感 器和曲轴加速传感器的异常燃烧。在本发明的优选地方面,可以用作发动机 转速传感器的曲轴传感器118针对曲轴的每次回转可以产生预定数量的等距 脉冲,从该预定数量的等距脉冲中可以确定发动机转速(RPM)。这种脉冲可 以作为如上所述的表面点火感测信号(PIP)被转发到控制器12。
存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据来编程,所述计算机可 读数据表示由处理器106可执行的用于实施下文所描述的方法以及可预期但 未具体列出的其他变体的指令。
如上所述,图1仅示出多汽缸发动机的一个气缸,并且每个汽缸具有其 各自的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。此外,在本文中所描述 的示例实施例中,发动机可以被耦接至用于起动发动机的起动机马达(未示 出)。例如,当驾驶员将钥匙旋入转向柱上的点火开关时,起动机马达可以被 供电。在发动机起动之后例如通过发动机10在预定时间之后到达预定转速, 起动机被脱离。
发动机10可以是包括在新制造的车辆中的新制造的发动机。新制造的车 辆在生产之后,在其被交付给代理商销售之前,也可以被填充低辛烷燃料并 且停驻在生产工厂停车场。这些车辆可以围绕生产工厂停车场被移动短距离。 因此,驾驶周期可能较短,并且发动机可能不会升温到期望的操作温度。结 果,由于在冷起动时的较富燃烧和降低的烧尽碳沉积的机会,新发动机可能 被暴露于火花塞结垢。提前点火事件也可以由低辛烷燃料触发,以及由当围 绕生产工厂停车场移动车辆短距离时可能发生的激进驾驶(aggressivedriving) 触发。激进驾驶可以包含较高的扭矩需求和较高的增压水平。为了解决火花 塞结垢和提前点火,可以使用预交付校准(例如,在车辆交付给代理商之前) 来对新制造的车辆中的发动机进行编程,其中预交付校准控制发动机参数以 减少火花塞结垢。响应于提前点火情况或提前点火事件,被编程的参数可以 被调整。此外,当新制造的车辆被交付给代理商时,预交付校准可以被停用。 然后,发动机可以使用交付后校准进行操作,其中交付后校准使用较不激进 的措施来解决提前点火。下面将参考图2、图3和图4描述进一步的细节。
图2说明用于基于发动机(和车辆)是否处于预交付阶段来选择发动机 操作的示例程序200。响应于异常燃烧事件诸如提前点火,所选择的发动机操 作可以进一步被调整,以降低由于提前点火燃烧事件引起的发动机劣化的可 能。
在202处,可以确定发动机和车辆工况。这些工况可以包含发动机转速、 扭矩需求、发动机负载、发动机温度、排气温度、催化剂温度、歧管气压、 发动机提前点火历史(包含发动机和/或汽缸提前点火计数)、增压压力(其中 该发动机包含涡轮增压器)、车辆里程、消耗的燃料量等。
在204处,程序200可以确定车辆是否处于预交付阶段。预交付阶段可 以包含在将新制造的车辆交付给代理商(或顾客)之前的持续时间。可替换 地,可以通过车辆里程低于里程阈值(T_D)来确定预交付阶段。就此而言, 在车辆生产和装配之后,当车辆处于预交付阶段时,可以在新制造的车辆中 激活预交付校准。预交付校准可以包含在发动机操作期间的发动机参数的第 一设定。此外,预交付校准可以包含一组发动机参数中的每个参数的不同的 第一设定。也就是说,第一发动机参数的第一设定可以不同于第二发动机参 数的第一设定,进而第二发动机参数的第一设定可以不同于第三发动机参数 的第一设定。在本文中,一组发动机参数中的每个参数可以具有不同的以及 各自的第一设定。一组发动机参数可以包含空燃比(AFR)、火花正时、发动 机负载、增压压力等中的一个或多个。因此,预交付校准可以包含AFR的第 一设定、火花正时的第一设定、发动机负载的第一设定和增压压力的第一设 定。就此而言,在预交付校准中,AFR、火花正时、发动机负载和增压压力 中的每一个可以具有它们自己各自的第一设定。如之后将会解释,在车辆的 交付后阶段中,当发动机以交付后校准进行操作时,AFR、火花正时、发动 机负载和增压压力中的每一个可以具有它们自己各自的第二设定。第二设定 可以不同于且不类似于第一设定。
在一个示例中,预交付发动机校准可以由技术员在生产工厂激活(例如, 被打开并起作用)。预交付校准可以是软件可停用的(software-deactivatable), 如可以被发动机10的控制器12停用。在另一示例中,当预交付阶段完成时, 预交付发动机校准可以被操作者停用。例如,当车辆被交付给代理商时,预 交付发动机校准可以被停用。在另一示例中,当车辆离开生产工厂时,预交 付校准可以被技术员停用。
在车辆的预交付阶段期间,预交付发动机校准(也被称为预交付校准) 可以被激活。在一个示例中,车辆的预交付阶段可以包含在停用预交付校准 之前的持续时间。在另一示例中,预交付阶段可以包含车辆的里程低于预定 里程阈值。当预交付阶段完成时(例如,里程到达预定里程阈值时),预交付 校准可以被停用。在另一示例中,预交付阶段可以包含短于给定阈值的发动 机运行时间。在进一步的示例中,消耗的燃料量可以确定车辆是否处于预交 付阶段。在本文中,如果消耗的燃料量低于阈值量,则车辆可以处于预交付 阶段。在另一额外的示例中,低于阈值事件数量T_E的燃烧事件数量可以确 定车辆处于预交付阶段。在不脱离本发明的范围的前提下,未包括在本文中 的其他示例可以用于确定预交付阶段。
当预交付发动机校准停用后,发动机可以处于交付后阶段并且可以以交 付后校准进行操作。只有在预交付校准停用之后,交付后校准才可以变为激 活和有效。此外,只有在预交付阶段完成之后,才可以认为车辆处于交付后 阶段。基于预交付校准的停用、车辆的里程达到预定里程阈值、被车辆消耗 的燃料到达阈值量、燃烧事件的数量达到事件的阈值数量等的一个或多个, 可以确定预交付阶段完成。
在204处,如果确认车辆处于预交付阶段,则在206处发动机可以以第 一模式进行操作。就此而言,第一模式可以包含发动机以预交付校准进行操 作。如前所述,预交付校准可以包含参数的第一设定,其中该参数是发动机 参数。因此,在第一模式(或预交付校准)中,选择的发动机参数可以被设 定到相应的第一设定。在208处,第一模式可以包含AFR的第一设定(或第 一AFR设定),其可以比化学计量更稀。此外,AFR的第一设定可以比用于 交付后校准的AFR的第二设定更稀。
另外,在208处,第一模式可以包含发动机负载的第一设定(或第一发 动机负载设定)。具体地,在预交付阶段中,相对怠速情况,可以在较高扭矩 需求的情况下限制发动机负载。具体来说,发动机负载可以被约束以降低扭 矩产生。此外,可以通过减少进入发动机的一个或多个汽缸的气流来限制发 动机负载。在发动机的汽缸包含能够调整气门正时和气门升程的气门停用和/ 或气门正时装置的示例实施例中,进入发动机的每个汽缸的气流可以被控制。 就此而言,进入受提前点火影响的一个或多个汽缸的气流可以被减少,以限 制发动机负载。然而,在发动机的汽缸不包含气门停用或气门正时装置的另 一示例实施例中,到所有汽缸的气流可以被减少以便限制发动机负载。因此, 对于经历提前点火的汽缸和没有提前点火的汽缸气流可以减少气流。更进一 步,预交付校准中的发动机负载可以相对于交付后校准的发动机负载被更多 地限制。也就是说,发动机负载的第一设定可以包含第一模式中的第一发动 机负载限制量,所述第一发动机负载限制量高于在交付后校准中的发动机负 载限制的第二设定。因此,相对于交付后校准中许可的发动机负载(和扭矩), 在第一发动机负载设定中可以允许更低的发动机负载和更低的发动机扭矩。 总之,相对于交付后校准中许可的发动机负载,第一模式中的发动机负载可 以被限制。也就是说,在预交付校准中包含第一发动机负载限制量的发动机 负载的第一设定可以比在交付后校准中的发动机负载的第二设定更受限。
此外,响应于提前点火,第一发动机负载设定可以被调整到更保守的发 动机负载设定。具体来说,响应于提前点火,可以将发动机负载的第一设定 从第一发动机负载限制量调整到第二发动机负载限制量。就此而言,在第一 模式中的第一发动机负载限制量可以小于第二发动机负载限制量。在下面将 参考220进一步解释该调整。
在208处,第一模式也可以包含怠速速度的第一设定,该第一设定高于 在交付后校准中的怠速速度的第二设定。例如,在怠速时,可能安排较高的 负载,导致较高的怠速速度。在一个示例中,可以通过命令较高的交流发动 机输出来达到怠速时的较高负载。较高的负载可能导致发动机工作更困难并 且产生更多的热量以减少火花塞结垢。
进一步,在预交付模式中,第一增压压力设定也可以包含通过调整废气 门的位置来限制许可的增压压力。在本文中,废气门可以被命令从更关闭的 位置到更打开的位置。应该注意到,限制增压压力可以导致限制发动机负载。 更进一步,相对于交付后校准中的增压压力的第二设定,第一增压压力设定 可以被限制。具体来说,相对于交付后校准中的增压压力的第二设定下允许 的增压压力,在增压压力的第一设定下可以允许更低的增压压力水平。
除了上述发动机参数之外,火花正时可以被设定到第一设定,其中基于 发动机工况,第一设定可以是提前的火花正时或延迟的火花正时。此外,火 花正时的第一设定可以相对于交付后校准中的火花正时的第二设定更提前或 更延迟。例如,与交付后模式中的火花正时的第二设定相比,在预交付校准 中,在比如发动机怠速的较轻负载情况下,火花正时可以被提前。具体来说, 在预交付校准中针对怠速情况的火花正时可以更提前于最大制动扭矩(MBT) 正时。该提前的正时可以允许更高的热量传递到火花塞和冷却剂中,以避免 火花塞结垢。相反,在交付后模式中,在怠速情况期间的火花正时的第二设 定可以从MBT被延迟。交付后阶段中的火花正时可以从MBT被延迟以用于 怠速控制期间的催化剂加热和/或为快速抛载(fastloadrejection)维持扭矩储 备。因此,在该示例中,火花正时的第一设定相对于交付后模式中的火花正 时的第二设定可以更提前。
然而,在非怠速情况期间的较高扭矩需求下,预交付模式中的火花正时 的第一设定可以比交付后模式中的临界火花设定(火花正时的第二设定)更 延迟,以避免爆动(detonation)。如前所述,较新的车辆可能被添加质量较差 的燃料,并且当围绕生产停车场被驾驶时可能更容易爆震和/或提前点火。因 此,在相对于怠速的较高扭矩输出下,预交付模式中的火花正时的第一设定 相对于交付后模式中的火花正时的第二设定可以被更多地延迟。在预交付阶 段中,火花正时在较高扭矩需求期间的延迟可能影响驾驶性能,但是对于围 绕生产停车场将车辆移动短距离的驾驶员来说可能不被注意。但是,在交付 后阶段中,影响驾驶性能且可能被车辆拥有者/驾驶员感知的致动器设定可能 不被使用。总之,在发动机怠速期间的火花正时的第一设定和在预交付模式 中在较高扭矩输出期间的火花正时的第一设定的示例的相同模式中,火花正 时的第一设定可以基于发动机工况而不同。
应当理解的是,在预交付(或第一)模式期间,更保守的临界火花表格 可以被编程到控制器中。此外,在预交付模式中可以停用自适应临界火花。
就此而言,上面列出的每个发动机参数(例如,AFR、怠速时的发动机 负载、怠速速度、怠速时的火花正时)的第一设定可以被设定以减少火花塞 结垢。具体来说,比化学计量更稀的AFR可以被用以减少发动机冷起动期间 的富燃的可能性,怠速发动机工况期间允许的发动机负载相对于在期望较高 扭矩需求的发动机工况下允许的发动机负载可以更高,并且较高的怠速设定 可以被合并于预交付校准中。在怠速期间许可的较高发动机负载和较高的怠 速速度可以使得能够烧尽火花塞上的碳沉积。此外,相对于MBT被提前的火 花正时也可以加热火花塞并减少火花塞结垢。应当注意,在预交付模式中, 可以在具有较高扭矩需求的发动机工况下限制发动机负载以减少提前点火。 类似地,可以在较高扭矩输出期间限制许可的增压压力以便对提前点火情况 进行计数。应当理解的是,发动机参数的上述设定可以仅在车辆的预交付阶 段期间的预交付发动机校准期间使用。
在210处,可以确定是否检测到爆震。爆震的发生可能是由于在发动机 的一个或多个汽缸内发生的异常燃烧事件。如果爆震被确定,则程序200前 进到212用于响应于反馈爆震控制而延迟火花正时。相对于交付后阶段,在 预交付模式中响应于爆震的延迟量可以更大。并且,开环临界火花设定可以 比交付后校准中的火花设定更延迟。此外,在预交付校准中,当爆震减弱时 火花正时可以不被恢复。因此,在爆动事件之后的发动机操作中可以保持延 迟的火花正时。然后,程序200可以继续到214。
如果在210处没有检测到爆震,则程序200可以前进到214,在214处可 以确认是否存在提前点火。可替换地,在214处,可以确定提前点火是否即 将到来或提前点火情况正在发生。如前所述,基于爆震传感器的输出,汽缸 提前点火事件可以被识别并且与汽缸爆震区分开。例如,响应于由爆震传感 器输出的爆震信号大于第一曲轴角窗口中的较高阈值,可以确定提前点火, 其中当可能检测到爆震时所述第一曲轴角窗口早于第二曲轴角窗口。在其他 示例中,可以基于来自电离传感器和/或缸内压力换能器的输出指示提前点火。
如果提前点火没有被确定,则程序200可以继续到216,以保持具有预交 付发动机校准的第一操作模式。此外,如果响应于爆震,火花正时已经被延 迟,则发动机可以使用火花延迟进行操作。因此,在发动机操作中可以保持 对爆震的反馈响应。然后程序200可以继续到222,在222处可以执行对火花 结垢情况的可选检查。如果可选检查被跳过,则程序200可以在216之后结 束。
返回到214处,如果提前点火被确认,则程序200可以前进到218,在 218处发动机可以以第二模式进行操作。发动机操作的第二模式可以包含经调 整的第一模式。具体来说,发动机操作的第二模式可以包含对在预交付校准 中使用的一个或多个发动机参数的第一设定(多个设定)的调整。因此,在 220处,AFR的第一设定(例如,比化学计量更稀的设定)可以被调整到比 化学计量更富的设定。就此而言,响应于提前点火,燃烧可以被更大程度地 增富。作为示例,可以响应于提前点火提供富集,该富集随着时间可以逐渐 减弱。在检测到提前点火之后的第一燃烧事件可能更富,但是之后可以是更 稀的事件。可替换地,替代单一更富的燃烧事件,若干连续燃烧事件可以比 化学计量更富。基于保护发动机免遭提前点火与减少火花塞结垢之间的平衡, 控制器可以选择一个选项。
在一个示例中,所有汽缸可以使用经调整的AFR设定(例如,比化学计 量更富)来添加燃料。在另一示例中,只有受影响的汽缸可以被增富以使用 经调整的AFR设定来燃烧。相对于在208处的AFR的比化学计量更稀的第一 设定,响应于提前点火,经调整的AFR可以包含显著更富的AFR。也就是说, 在预交付阶段中响应于提前点火,燃烧可以被增富第二燃料量,其中该第二 燃料量大于在预交付模式中为保持AFR的第一设定(在208处)而提供的第 一燃料量。更进一步,在预交付阶段中响应于提前点火所递送的第二燃料量 也可以大于在交付后阶段中响应于提前点火所提供的燃料量。但是,在另一 示例中,如果检测到火花塞结垢,则在预交付模式中响应于提前点火所提供 的富集可以比在交付后模式中响应于提前点火所提供的富集更稀。下面将参 考240来进一步解释该富集。
在220处,除了调整AFR的第一设定外,发动机负载的第一设定也可以 被调整,以响应于提前点火提供更高的发动机负载限制量。具体来说,响应 于提前点火被调整的发动机负载可以包含相对于预交付校准中的发动机负载 的第一设定的更高限制量。就此而言,被调整的发动机负载限制可以比发动 机负载限制的第一设定更受限。也就是说,相对于在第一模式或预交付校准 中许可的发动机负载(和扭矩输出),在第二(或被调整的第一)模式中可以 允许更低的发动机负载和更低的发动机扭矩输出。总之,相对于第一模式中 发动机负载的限制,在第二模式(被调整的第一模式)中发动机负载可以被 更大程度地限制。
进一步具体来说,第一模式中的发动机负载的第一设定可以包含第一发 动机负载限制量,而第二模式(或被调整的第一模式)可以包含第二发动机 负载限制量。此外,相对于第二模式(或被调整的第一模式)中的第二发动 机负载限制量,第一发动机负载限制量可以较低。也就是说,第二发动机负 载限制量(响应于提前点火)可以大于第一模式中的第一发动机负载限制量 (发动机负载的第一设定)。因此,相对于第一模式中的第一发动机负载限制 量,在预交付阶段中响应于提前点火可以应用较大的发动机负载限制量。
更进一步,在预交付阶段中响应于提前点火的第二发动机负载限制量可 以大于在交付后校准中响应于提前点火的发动机负载的被调整的第二设定。 就此而言,在预交付阶段中响应于提前点火被调整的发动机负载限制的第一 设定可以比响应于提前点火在交付后校准中对发动机负载的第二设定的调整 更受限。具体来说,在预交付模式中发生提前点火时所应用的负载限制可以 比当车辆处于交付后模式时响应于提前点火所应用的负载限制更受限。例如, 当在交付后模式中,在检测到至少3次提前点火事件之后,发动机负载的10% 降低可以被应用。相反,当车辆处于预交付模式时,响应于提前点火的单次 发生,发动机负载的20%降低可以发生。此外,负载可能不被允许返回到预 交付模式中限制之前的水平。因此,即使在提前点火下降(subside)以后, 发动机负载的20%降低也可以被保持。也就是说,发动机负载的被调整的第 一设定可以被保留,使得即使在提前点火减弱之后,发动机操作也可以继续 使用第二发动机负载限制量。另一方面,在交付后模式中,一旦提前点火情 况结束,就可以去除发动机负载限制并且可以允许发动机负载返回到限制之 前的水平。
在一个示例中,发动机负载的第一设定和AFR的第一设定均可以被同时 调整,以缓解提前点火事件的影响。在另一示例中,响应于提前点火,可以 仅调整发动机负载的第一设定和AFR的第一设定其中之一。
如本文所用,限制发动机负载可以包含限制进入发动机的一个或多个汽 缸的气流。如前所述,在不包括气门停用和/或气门正时装置的一些实施例中, 到发动机的所有汽缸的气流可以被减少,以限制发动机负载。此外,可以通 过减小进气节气门的打开程度、增加涡轮增压器废气门的打开程度和调整汽 缸气门正时以减少进气空气充气中的一个或多个来限制气流。
另外,在220处,相对于在第一模式中应用于增压压力的限制量,较高 的限制量可以被应用于增压压力。如上所述,打开废气门可以降低气流并且 限制增压。因此,对增压压力的限制可以被调整到较高量,并且第二(或被 调整的第一)模式中许可的增压水平可以低于第一模式中许可的增压压力。
应当注意,火花正时可以响应于提前点火不被调整。火花延迟可以不控 制提前点火,因为在提前点火期间,在给定汽缸中提供火花之前,异常燃烧 事件可能开始。然而,如果由于爆震已经延迟火花正时(诸如,在212处火 花延迟),则火花的正时可以被保持在该延迟的正时。在响应于提前点火而调 整发动机参数的第一设定之后,程序200可以结束。在此,在稍后的发动机 起动和稍后的驾驶周期期间,发动机可以以第二(被调整的第一)模式进行 操作。但是,应当注意,如前所述,在怠速期间较高的负载可以被用于减少 火花塞结垢。此外,在发动机怠速时,火花正时可以被调整到相对于MBT提 前的正时。
可选地,程序200可以继续进行到222以检查火花塞结垢情况。如果在 222处确定火花塞结垢情况,则在226处发动机操作可以返回到第一模式。当 发动机返回到第一操作模式时,延迟的火花正时(特别是响应于爆震(如在 212处)所使用的火花正时)可以被保留。然而,当发动机在怠速或接近怠速 操作时,火花正时可以相对于临界火花和MBT被提前,以用于加热火花塞并 且减少火花塞结垢。就此而言,在怠速期间遭遇较轻的发动机负载时,可能 不存在爆震和提前点火。此外,当处于预交付阶段时,如果在222处指示火 花塞结垢,则在226处空燃比可以被调整为更稀的AFR。该稀化可以基于火 花塞结垢的程度。
因此,在预交付阶段期间,控制器可以保持解决提前点火和火花塞结垢 所采取的补救措施之间的平衡。具体来说,预交付校准中的发动机可以开始 以比化学计量更稀的AFR进行操作,以减少火花塞结垢(在程序200中的208 处)。响应于提前点火(或提前点火情况),AFR可以被调整到比化学计量更 富的比率。此外,在预交付阶段期间响应于提前点火所提供的富集可以是充 分的(在程序200中的220处)。控制器可以继续监控火花塞结垢,并且如果 情况指示火花塞结垢的可能性,则响应于提前点火可以降低富燃(在226处)。 更进一步,AFR可以被调整到比化学计量更稀的AFR,以解决火花塞结垢。
如果在222处未检测到火花塞结垢,则在224处发动机操作可以被保持 在第二(或被调整的第一)模式中,并且程序200可以结束。
应当理解的是,在其他示例中,即使在程序200中响应于提前点火可以 调整多个发动机参数,仍然只有一个发动机参数可以被选择来调整。响应于 提前点火被选择用于调整的发动机参数可以基于提前点火的严重程度来选 择。此外,响应于提前点火对发动机参数的调整水平可以基于提前点火的程 度。例如,如果选择的发动机参数是AFR,则基于提前点火的水平及其发生 率,对AFR的调整水平可以不同。作为示例,响应于较高程度的提前点火可 以提供较高的富集量,然而在较小程度的提前点火的情况下,可以提供较低 的富集量。在任一种情况中,响应于提前点火对AFR的富集可以大于在第一 模式中所提供的对AFR的富集,以解决火花塞结垢。也就是说,在上述任一 示例中,在预交付阶段中响应于提前点火可以被注入的燃料量高于在预交付 阶段中的第一模式中递送的燃料量。
在其他示例中,根据提前点火的严重程度,更多的发动机参数可以被选 择用于调整。在一个示例中,AFR和发动机负载可以同时被调整。在另一示 例中,发动机负载和增压压力限制可以被共同调整。就此而言,通过限制增 压,发动机负载可以被限制。在此,基于提前点火的程度,每个被选择的参 数可以被调整不同的量。例如,如果AFR和发动机负载是被选择的参数,则 根据提前点火的严重程度,可以提供较高的富集,而发动机负载可以被较小 程度地限制。可替换地,响应于提前点火,富集程度可以较低而发动机负载 可以被限制较大的量。
因此,在新制造的车辆(并且新制造的发动机)的预交付阶段中,发动 机可以在第一模式中使用预交付校准进行操作。预交付校准可以在很大程度 上解决火花塞结垢,以便降低火花塞结垢的可能性。因此,AFR的第一设定 可以比化学计量更稀,火花正时可以相对于怠速时的MBT被提前以加热火花 塞,并且较高的怠速负载可以被命令以在汽缸内实现较高温度,从而减少火 花塞结垢。此外,发动机负载可以被限定在非怠速的情况以提供低于需求的 扭矩输出,以便缓解提前点火的可能性。然而,如果指示了提前点火事件或 情况,则AFR、发动机负载、增压压力等的每一个的第一设定可以被修改以 解决提前点火。因此,燃烧事件可以被增富以提供比化学计量更富的AFR, 许可的发动机负载可以进一步被限制,并且许可的增压压力可以额外受限。 更进一步,如果这些补救措施(例如,AFR富集)导致火花塞结垢的可能性 增加,则这些补救措施可以被修改以解决火花塞结垢。作为示例,如果火花 塞结垢情况被指示,则响应于提前点火所提供的AFR的富集可以被降低。就 此而言,喷射的燃料量可以被降低,并且AFR可以被调整到更稀的比率。在 此,响应于提前点火对发动机负载的较高限制量可以被保留。更进一步,在 提前点火下降之后该较高的限制量也可以被保持。
因此,一种示例方法可以包括在包含发动机的车辆的预交付的阶段期间, 使用空燃比的第一设定来操作发动机以减少火花塞结垢,并且响应于提前点 火调整空燃比的第一设定。在此,空燃比的第一设定可以比化学计量更稀, 并且响应于提前点火对空燃比的调整可以包含将空燃比调整到基本上比化学 计量更富。该方法进一步包括响应于火花塞结垢而修改经调整的空燃比,该 修改包含使经调整的空燃比稀化(如参考程序200中的226所描述)。该方法 也可以包含在预交付阶段使用发动机负载的第一设定来操作发动机,并且响 应于提前点火调整发动机负载的第一设定。在此,发动机负载的第一设定可 以包含以第一量限制发动机负载,并且其中响应于提前点火的调整包含以第 二量限制发动机负载,该第二量大于该第一量。该方法进一步包括在提前点 火下降之后保持以第二量限制发动机负载。就此而言,可以通过限制进入受 提前点火影响的发动机的一个或多个汽缸的气流来限制发动机负载。使用被 配置用于气门停用装置和包含调整气门正时和气门升程的装置的汽缸来降低 仅被提前点火影响的汽缸的气流是有可能的。可替代地,在汽缸不可停用或 不包括气门正时装置的发动机实施例中,到发动机所有汽缸的气流可以被减 少以限制发动机负载。可以通过降低进气节气门的打开程度、增加涡轮增压 器废气门的打开程度和调整汽缸气门正时中的一个或多个来限制气流,以降 低进气充气。该方法还可以包含使用相对于发动机怠速情况期间的最大制动 扭矩(MBT)正时被提前的火花正时来操作发动机。
现在返回到204,如果确定车辆未在预交付阶段操作,则车辆被确定处于 交付后阶段并且在228处可以选择操作的交付后模式。车辆的交付后阶段可 以仅在预交付阶段完成之后发生,并且可以包含停用预交付发动机校准之后 的持续时间和车辆里程高于预定里程阈值中的至少一个。在此,里程的预定 阈值可以将预交付阶段与交付后阶段区分开。在车辆被交付给代理商之后, 可以经由操作者输入来停用预交付校准。交付后阶段也可以通过燃烧事件的 数量来确定。作为示例,如果燃烧事件的数量大于燃烧事件的阈值数量,则 可以确定车辆处于其交付后阶段。在另一示例中,消耗的燃料量可以确定车 辆未处于预交付阶段。在此,如果消耗的燃料量超过阈值量,则车辆可能处 于交付后阶段。应当注意,交付后阶段和预交付阶段可以彼此互相排斥。交 付后模式可以包含交付后校准,该交付后校准包括在发动机操作期间的发动 机参数的第二设定。在一个示例中,可以通过技术员驾车离开生产工厂来激 活交付后发动机校准(并且使其有效)。在另一示例中,当预交付校准被停用 时,交付后校准可以自动地被激活。在另一示例中,控制器可以激活交付后 校准。通过激活交付后校准,可以基于交付后校准来控制发动机操作。
交付后校准可以包含一组发动机参数中的每个参数的不同的第二设定。 也就是说,第一发动机参数的第二设定可以不同于第二发动机参数的第二设 定,进而第二发动机参数的第二设定可以不同于第三发动机参数的第二设定。 在此,该组发动机参数中的每个参数可以具有不同的且各自的第二设定。类 似于预交付校准,该组发动机参数可以包含空燃比(AFR)、火花正时、发动 机负载、增压压力等中的一个或多个。因此,交付后校准可以包含AFR的第 二设定、火花正时的第二设定、发动机负载的第二设定和增压压力的第二设 定。就此而言,在交付后校准(也被称为交付后模式)中,AFR、火花正时、 发动机负载和增压压力中的每一个具有它们各自的第二设定。也应当理解的 是,该组发动机参数中的每个参数的第二设定可以不同,并且不同于它们各 自的第一设定。具体来说,预交付校准中的AFR的第一设定可以不同于交付 后校准中的AFR的第二设定。类似地,预交付校准中的火花正时的第一设定 可以不同于交付后校准中的火花正时的第二设定。同样地,预交付校准中的 发动机负载的第一设定可以不同于交付后校准中的发动机负载的第二设定。
与预交付校准类似,在交付后模式(或交付后校准)中,发动机参数的 选择可以被设定到它们各自的第二设定。如230处所示,交付后模式可以包 含AFR的第二设定(或第二AFR设定),该第二设定可以是化学计量或近似 于化学计量。因此,AFR的第二设定可以不同于预交付校准中的AFR的第一 设定(AFR的第一设定比化学计量更稀)。此外,预交付校准中的AFR的第 一设定可以比交付后校准中的AFR的第二设定更稀。也就是说,交付后校准 中的AFR的第二设定可以比预交付校准中的AFR的第一设定更富。更进一步, 交付后校准(或交付后模式)中的AFR的第二设定可以不同于且区别于在第 二模式中响应于提前点火所使用的经调整的第一设定。具体地,AFR的第二 设定可以比(例如,在第二模式中)响应于提前点火的AFR的经调整的第一 设定更稀。因此,第二模式中的AFR的被调整的第一设定可以比交付后模式 中的AFR的第二设定更富。此外,(第二模式中的)AFR的被调整的第一设 定和(第二模式中的)AFR的第二设定均可以比(第一模式中的)AFR的第 一设定更富。
另外,在230处,交付后模式可以包含发动机负载的第二设定(或第二 发动机负载设定)。具体地,在交付后阶段期间,发动机负载可以不被限制。 具体来说,发动机负载可以不受限,并且发动机可以提供要求的扭矩水平。 因此,相对于预交付校准中的发动机负载的第一设定,交付后校准中的发动 机负载可以被较少限制。
也就是说,相对于交付后校准中的发动机负载的第二设定,在第一设定 下的第一模式中的第一发动机负载限制量更高。如上所述,交付后校准可以 不限制发动机负载。因此,预交付校准中的发动机负载的第一设定可以包含 比交付后模式中的负载限制量(例如,零)更高的负载限制量。此外,预交 付校准中的发动机负载的第一设定可以比交付后校准中的负载限制(例如, 零)更受限。
也应当注意,在交付后模式中发动机负载的第二设定中的负载限制量(例 如,零)可以明显地小于响应于提前点火被调整的发动机负载的第一设定。 也就是,响应于提前点火,更保守的发动机负载限制可以被应用于第二模式 (或被调整的第一模式)。此外,还应当理解的是,在第二模式中(在220处) 响应于提前点火所使用的第二发动机负载限制量可以大于第一模式中的发动 机负载的第一设定中的第一发动机负载限制量,进而第一模式中的发动机负 载的第一设定中的第一发动机负载限制量可以高于在交付后校准中应用的负 载限制量(例如,没有限制)。因此,在交付后校准中操作的发动机可以经历 相比于第一模式(或预交付校准)和第二模式(或经调整的第一模式)中经 历的负载(和所提供的扭矩)更大的负载(并提供更高的扭矩输出)。
在230处,火花正时的第二设定可以被选择用于怠速情况,其中火花正 时的该第二设定在怠速控制期间提供催化剂加热和/或维持用于快速抛载的扭 矩储备。例如,在冷起动期间,火花正时可以从MBT延迟,以使能催化剂加 热。如果催化剂已经达到起燃(light-off),则火花正时可以从MBT延迟,以 维持期望的扭矩储备。就此而言,可以基于发动机冷起动和其他怠速情况来 调整火花延迟。如之前参考208所述,相比交付后模式中的火花正时的第二 设定,在如怠速情况的较轻负载下,预交付模式中的火花正时的第一设定可 以被提前。就此而言,在预交付模式中,火花正时的第一设定可以从MBT正 时提前,以用于加热火花塞。
在非怠速情况期间的较高发动机负载下,火花正时的第二设定可以在临 界火花处。相比之下,在预交付模式中的较高扭矩需求下(在非怠速情况下), 火花正时的第一设定可以比第二设定(例如交付后模式中的临界火花)更延 迟。如前所述,在预交付模式中在较高扭矩需求下(在非怠速情况下),火花 正时的第一设定可以比临界火花更延迟,以降低爆动。
更进一步,在交付后模式中增压压力可以不被限制,从而允许发动机以 比在第一模式中和第二模式中允许的更高增压水平和更高发动机负载进行操 作。因此,在交付后模式是中,进入发动机汽缸的气流可以不被限制。
在232处,程序200可以确定是否检测到爆震。如上所述,爆震可以通 过爆震传感器或电离传感器来检测。如果检测到爆震,则在234处火花正时 可以从其第二设定被延迟。此外,一旦爆震下降,火花正时可以被恢复。在 此应当注意,在发动机操作的预交付阶段或第一模式期间,响应于发动机爆 震,火花正时可以被延迟,并且即使在发动机爆震下降之后,经延迟的火花 正时也可以被保持。在交付后阶段期间的交付后模式中,响应于发动机爆震, 火花正时可以(相对于火花延迟的第二设定)被延迟,并且进一步地,在发 动机爆震下降之后,火花延迟可以被恢复到第二设定。相对于响应于爆震在 第一模式中应用的火花延迟量,可以响应于爆震在交付后模式中应用更小的 火花延迟量。并且,开环临界火花设定在预交付模式中可以相比于在交付后 校准中被更多延迟。然后程序200可以前进到236。
返回到232,如果未检测到爆震,程序200可以继续到236,以确定是否 检测到提前点火。可替换地,在236处,程序200可以确定是否存在提前点 火情况或提前点火情况是否即将来临。提前点火事件可以经由爆震传感器来 确定。如果未检测到提前点火,则程序200可以结束。
然而,如果在236处确定提前点火,则程序200继续到238,在此处发动 机操作可以被转换到第四模式。就此而言,第四模式可以包含被调整的交付 后模式,其中响应于提前点火,一个或多个发动机参数的一个或多个第二设 定可以被调整。
因此,在240处,燃烧可以被增富至比化学计量更富,以解决提前点火。 因此,AFR的第二设定可以被调整到更富的AFR以解决提前点火。然而,提 供给发动机(或受影响的汽缸)的富集可以小于在220处的第二模式(或被 调整的第一模式)中响应于提前点火所提供的相应富集。
参考之前对208的描述,相比响应于提前点火的AFR的相应被调整的第 一设定,可以响应于提前点火以更小的程度调整AFR的第二设定。也就是说, 在240处燃烧可以被增富第三燃料量以缓解提前点火,其中该第三量小于在 220处在第二模式中为缓解提前点火而提供的第二燃料量。更进一步,第三燃 料量可以大于在208处在预交付校准中为降低火花塞结垢而在AFR的第一设 定中提供的第一燃料量。为了清楚起见,在该示例中,在第二模式中为缓解 提前点火而递送的第二燃料量(在220处)可以是四种模式(预交付模式或 第一模式、被调整的预交付模式或第二模式、交付后模式和被调整的交付后 模式或第四模式)中递送的最大燃料量。在第四模式中提供的第三燃料量大 于在交付后模式中为保持AFR处于或接近化学计量而提供的燃料量(在230 处)。在第一模式中提供比化学计量更稀的AFR的第一燃料量可以是在该示 例的四种模式中使用的最小燃料量。
在可替换示例中,如果在预交付模式期间检测到火花塞结垢,则有可能 在第二模式中响应于提前点火所提供的富集可以比在经调整的交付后模式 (或第四模式)中响应于提前点火所提供的富集更稀。在此,在交付后模式 中用于缓解提前点火的第三燃料量可以大于在经调整的预交付模式中(在220 处)为缓解提前点火而递送的第二燃料量。
在240处,除了调整AFR的第二设定外,发动机负载的第二设定也可以 被调整,使得响应于提前点火可以提供发动机负载限制。如之前参考230所 述,在交付后模式中,发动机负载可以不被限制,因此传递所要求的扭矩。 但是,响应于提前点火,发动机负载可以被限制。此外,在240处可以应用 第三发动机负载量以降低扭矩产生。因此,相对于交付后模式中允许的发动 机负载,在第四模式中可以许可降低的发动机负载。
如前所述,在预交付阶段的第一模式中发动机负载的第一设定可以包含 第一发动机负载限制量,并且第二模式(也在预交付阶段中)可以包含第二 发动机负载限制量,其中所述第二发动机负载限制量可以响应于提前点火而 被应用。此外,第一发动机负载限制量可以低于第二模式(或被调整的第一 模式)中的第二发动机负载限制量。相关联地,在交付后阶段中响应于提前 点火的第三发动机负载限制量可以大于第一发动机负载限制量并且小于第二 发动机负载限制量。因此,在预交付阶段中响应于提前点火所应用的发动机 负载限制量可以大于在第四模式中在交付后阶段中响应于提前点火所应用的 发动机负载限制量。就此而言,在预交付阶段中调整的发动机负载的第一设 定可以比在交付后阶段中调整的发动机负载的第二设定更受限。也就是说, 相对于在第四模式或经调整的交付后模式中响应于提前点火而许可的发动机 负载(和扭矩),在第二模式(或经调整的第一模式)中响应于提前点火可以 允许更低的发动机负载和更低的发动机扭矩。总之,相对于在第一模式、交 付后模式或第四模式中响应于提前点火而许可的发动机负载,在第二模式中 发动机负载可以被更大程度地限制以减少提前点火。如前所述,限制发动机 负载可以包含限制进入发动机的一个或多个汽缸的气流。可替代地,在汽缸 不能停用或不包括气门正时装置的发动机实施例中,到发动机的所有汽缸的 气流可以都被减少,以限制发动机负载。
因此,一种用于车辆中的发动机的示例方法可以包含:在车辆的预交付 阶段期间,使用第一负载限制量来操作发动机;响应于提前点火,将第一负 载限制量增加到第二量;以及在车辆的交付后阶段期间,在没有负载限制的 情况下操作发动机;并且响应于提前点火,使负载限制增加第三量。第一负 载限制量(在图2的第一模式中)可以小于第二负载限制量(在图2的第二 模式中)和第三负载限制量(在图2的第四模式中)中的每一个。此外,第 二负载限制量可以高于第一负载限制量和第三负载限制量中的每一个,并且 其中第三负载限制量可以小于第二负载限制量并大于第一负载限制量。因此, 在交付后模式中发动机负载的第二设定和AFR的第二设定均可以被一起调整 以缓解提前点火事件的影响(在第四模式中)。在一个示例中,响应于提前点 火,可以仅调整发动机负载的第二设定和AFR的第二设定其中之一。
另外,在240处,响应于提前点火可以限制增压压力。然而,在此可以 应用较低的限制量,使得增压压力可以被较小程度地限制。相对于在第二模 式中对增压压力应用的限制量,在第四模式中可以以较低限制量应用于增压 压力。也就是说,在第二模式(或被调整的第一模式)中响应于提前点火而 许可的增压水平可以低于在第四模式中响应于提前点火而许可的增压水平。 在一个示例中,在第四模式中许可的增压水平可以低于在第一模式中许可的 增压水平。具体来说,相比在第一模式中发动机以预交付校准进行操作的情 况,在预交付阶段中发动机可以响应于提前点火使用更低的增压水平来运行。 更进一步,在第一模式中许可的增压可以低于在交付后模式中许可的增压。 在此,与以交付后校准进行操作的同一发动机相比,在预交付校准中发动机 可以以更低的增压进行操作。也就是说,相对于所有其他模式,在交付后模 式中可以允许更大的增压量。因此,相对预交付校准中的发动机性能,在交 付后校准中发动机性能可以被增强。此外,在第二模式中应用于增压压力的 限制量可以高于所有其他模式。在此,在预交付阶段中,发动机可以以更受 限的方式被操作,以降低由于提前点火导致的劣化。
因此,在预交付阶段期间,响应于提前点火事件(例如,在第二模式中), 增压发动机可以在其预交付校准中以第一较高的富集和第一受限增压水平进 行操作。在交付后阶段期间,预交付校准可以被停用,并且响应于提前点火 事件,增压发动机可以以第二较低的富集和第二受限增压水平进行操作。此 外,第一受限增压水平可以包含以较高的量限制增压,而其中第二受限增压 水平可以包含以较低的量限制增压。因此,第二受限增压水平可以低于第一 受限增压水平。也就是说,对增压的第一限制水平可以高于对增压的第二限 制水平。以此方式,相比于在交付后阶段中用于减少提前点火的补救措施(例 如,较低的富集、对增压和发动机负载的较少限制),可以使用更激进的方法 (例如,较高的富集、增加的负载限制)来解决预交付阶段中的提前点火事 件。
在240处,响应于提前点火并且响应于空燃比的富集,火花正时可以被 调整。在一个示例中,响应于提前点火,火花正时可以被提前某一量。例如, 火花可以在0至4度之间被提前,以通过以比富燃最佳扭矩(RBT)更富的 AFR操作发动机(或汽缸)来恢复扭矩。因此,在富燃期间响应于提前点火, 可以根据发动机工况和缸(多个缸)内的富集量来调整(例如,提前)火花 正时。因此一种示例方法可以包含:在交付后校准中响应于提前点火对发动 机参数的第二设定进行调整,该调整不同于在预交付阶段期间响应于提前点 火对参数的第一设定的调整。在发动机参数为AFR的示例中,在预交付阶段 期间,第一设定的调整可以包含响应于提前点火以第一较大量增富AFR。此 外,在交付后阶段期间,第二设定的调整可以包含响应于提前点火以第二较 小量增富AFR。如果指示火花塞结垢,则在两种情况下(更具体地在预交付 模式中)可以降低响应于提前点火所提供的富集。
如前所述,即使如程序200所示在交付后阶段中响应于提前点火可以调 整多个发动机参数,但是在其他示例中,可以仅选择一个发动