СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ В ОТВЕТ НА ПРЕЖДЕВРЕМЕННОЕ ВОСПЛАМЕНЕНИЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК F02P5/10 F02D28/00 F02D41/26 F02D41/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам и системам для управления автомобильным двигателем в целях снижения вероятности возникновения преждевременного воспламенения.

Уровень техники

При определенных условиях работы двигатели с высокими значениями степени сжатия или двигатели, в которых для увеличения удельной выходной мощности применяется наддув, при малых оборотах могут иметь склонность к преждевременному воспламенению (ПВ) топливной смеси. Раннее сгорание топливной смеси из-за преждевременного ее воспламенения может вызвать появление волн давления, аналогичных детонационным, но более интенсивных. Разработаны подходы для прогнозирования и/или раннего обнаружения ПВ исходя из условий работы двигателя. Дополнительно, после такого обнаружения могут быть предприняты различные действия для подавления ПВ.

Один из примеров подхода к проблеме обнаружения и подавления ПВ раскрыт в патентной заявке США 2011/0139120. Согласно это подходу в качестве признака ПВ используют интенсивность стука и фазу, а в ответ на обнаружение указанного признака производят обогащение топливной смеси в цилиндре. Кроме того, при частом возникновении ПВ делают вывод о наличии стойкой формы ПВ и подавляют его путем более агрессивного обогащения топливной смеси по сравнению с перемежающейся формой.

Однако обозначена и потенциальная проблема, присущая такому подходу. При переходных режимах работы двигателя, например при увеличении нагрузки на двигатель при неизменных оборотах, когда синфазно увеличивается наддув, быстрые изменения воздушного заряда в цилиндре могут привести к сильной детонации. То есть интенсивность и частота детонационного стука могут быть более высокими для данного цилиндра при переходном режиме по сравнению с установившимся режимом работы. Интенсивная детонация может быть неправильно истолкована как стойкое ПВ, а для ее подавления может быть предпринято чересчур сильное (или чересчур частое) обогащение. Само по себе это может привести к увеличению объема токсичных выбросов. Кроме того, может пострадать топливная экономичность.

Раскрытие изобретения

Таким образом, согласно одному варианту осуществления изобретения вышеуказанную проблему можно по меньшей мере частично решить способом управления двигателем, содержащим корректирующее действие, направленное на подавление преждевременного воспламенения, в зависимости от скорости изменения параметра, свидетельствующего о воздушном заряде в цилиндре. Дополнительно к действию, направленному на подавление ПВ, может быть также произведена корректировка порога обнаружения преждевременного воспламенения в цилиндре в зависимости от скорости изменения параметра, свидетельствующего о воздушном заряде в цилиндре. Таким образом, частый детонационный стук при переходных режимах работы двигателя можно лучше отличать от истинного ПВ.

Согласно одному варианту осуществления при работе двигателя его контроллер может оценивать изменение массы воздуха (или воздушного заряда) во времени. Порог обнаружения ПВ, используемый при установившемся режиме работы двигателя, можно корректировать, получая порог обнаружения ПВ, используемый при работе двигателя в переходном режиме, при помощи множителя, который зависит от оценки изменения воздушного заряда в цилиндре во времени. Если величина признака ПВ (например, интенсивность стука в цилиндре) превышает откорректированный пороговый уровень, то можно сделать вывод, что при работе двигателя в переходном режиме имеет место преждевременное воспламенение. И, напротив, если величина признака ПВ меньше откорректированного порогового уровня, то можно сделать вывод, что при работе двигателя в переходном режиме имеет место интенсивный детонационный шум, вызванный быстрым изменением воздушного заряда. Аналогично, действия, направленные на подавление ПВ (например, обогащение горючей смеси и/или ограничение нагрузки), могут быть скорректированы исходя из того, что двигатель работает в переходном режиме. Точнее, действия, направленные на подавление ПВ переходного режима, могут ограничиваться только тем цилиндром, в котором было обнаружено ПВ, и не распространяться на другие цилиндры или группы цилиндров, что может быть предпринято в ответ на ПВ (перемежающееся или стойкое) установившегося режима. Как вариант, чтобы еще сильнее подавлять ПВ переходного режима, можно реже вовлекать двигатель в переходный режим работы.

Таким образом, интенсивный стук, вызванный детонацией при переходном режиме работы двигателя или при увеличении нагрузки, можно лучше отличать от стука, вызванного преждевременным воспламенением при работе двигателя в переходном режиме. За счет снижения вероятности ложного обнаружения ПВ при работе двигателя в переходном режиме можно уменьшить излишний расход топлива, используемого для обогащения смеси в цилиндрах. В результате можно увеличить топливную экономичность и снизить объем токсичных выбросов из двигателя, не ухудшая при этом точности обнаружения преждевременного воспламенения.

Следует понимать, что содержащиеся в данном разделе сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с некоторыми идеями, которые далее рассмотрены в описании подробно. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков объекта изобретения, которые изложены в формуле изобретения. Более того, объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают проблемы недостатков, упомянутых в данном описании.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает пример двигательной системы.

Фиг.2 изображает пример камеры сгорания.

Фиг.3 изображает блок-схему алгоритма для коррекции действия, направленного на подавление ПВ, и корректировки порога обнаружения ПВ в зависимости от режима работы двигателя - переходного или установившегося.

Фиг.4 изображает блок-схему алгоритма для коррекции действия, направленного на подавление ПВ в цилиндре, в зависимости от характера преждевременного воспламенения - ПВ переходного режима, перемежающегося ПВ или стойкого ПВ.

Фиг.5 изображает пример явлений ПВ в цилиндре при работе двигателя в установившемся и переходном режимах в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг 6 изображает блок-схему алгоритма для регулирования впрыска в цилиндр жидкости, подавляющей ПВ, в ответ на ПВ переходного режима, перемежающееся ПВ и стойкое ПВ.

Фиг.7-8 изображают пример впрыска жидкости, подавляющей ПВ в цилиндре, в соответствии с настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

Последующее описание относится к системам и способам для регулирования процессов обнаружения и подавления ПВ в двигателе, например, в двигательной системе, соответствующей фиг.1-2, - регулирования, основанного на скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре. При таком способе сильный стук, возникающий при работе двигателя в переходных режимах, можно лучше отличать от реальных явлений ПВ. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью исполнения программ управления, например, приведенных на фиг.3-4, с целью корректировки порога обнаружения ПВ в цилиндре, а также выполнения действий для подавления ПВ (например, обогащения топливной смеси и/или ограничения нагрузки) исходя из оценки скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. Пример работы цилиндра иллюстрируют графики на фиг.5. Контроллер двигателя может также быть выполнен с возможностью регулирования впрыска (например, фазы, числа актов впрыска, пропорции дробления и т.п.) жидкости, подавляющей ПВ, в зависимости от признака ПВ с учетом его формы (характера) - ПВ переходного режима, перемежающегося ПВ или стойкого ПВ. Пример впрыска в цилиндр иллюстрируют диаграммы на фиг.7-8. За счет улучшения обнаружения ПВ переходного режима можно сократить бесполезное обогащение топливной смеси по причине интенсивного стука при работе двигателя в переходных режимах. За счет коррекции действий, направленных на подавление ПВ, таких как впрыск жидкости, подавляющей ПВ, в зависимости от того, когда возникает ПВ - при переходном или при установившемся режиме работы двигателя, можно оптимизировать влияние впрыскиваемой жидкости на процесс подавления ПВ и дополнительно снизить вероятность возникновения ПВ.

На фиг.1 схематически изображена система 6 транспортного средства (автомобиля), в состав которой входит двигательная система 8. Двигательная система 8 может включать в себя двигатель 10, содержащий ряд цилиндров 30. Двигатель 10 содержит впускную систему 23 и выпускную систему 25. Впускная система 23 содержит дроссель 62, имеющий газовую связь с впускным коллектором 44 двигателя через впускной канал 42. Выпускная система 25 двигателя включает в себя выпускной коллектор 48, который в конечном счете ведет к выпускному каналу 35, который направляет отработавшие газы в атмосферу. Дроссель 62 может быть расположен во впускном канале 42 после устройства, обеспечивающего наддув, например турбокомпрессора 50 или воздушного нагнетателя, но перед доохладителем (не показан). Как таковой, доохладитель может быть выполнен с возможностью снижения температуры наддувочного воздуха, сжатого нагнетателем. Турбокомпрессор 50 может содержать компрессор 52, расположенный между впускным каналом 42 и впускным коллектором 44. Компрессор 52 может по меньшей мере частично, через вал 56 турбины, получать энергию от турбины 54 тракта выпуска отработавших газов, расположенной между выпускным коллектором 48 и выпускным каналом 35.

Выпускная система 25 двигателя может содержать одно или более устройств 70 снижения токсичности выбросов, которые могут быть установлены непосредственно внутри канала выпуска отработавших газов двигателя. Одно или более устройств снижения токсичности выбросов могут включать в себя трехкомпонентный катализатор, фильтр NOx, селективный катализатор SCR, фильтр частиц и т.п.

Двигательная система 8 может дополнительно содержать один (как показано) или более датчиков 90 стука, распределенных по блоку 11 двигателя. При наличии датчиков стука они могут быть распределены симметрично или асимметрично по блоку двигателя. Датчик стука может представлять собой акселерометр или датчик ионизационного типа.

Согласно одному примеру контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью обнаружения и разграничения аномальных явлений сгорания, вызванных детонацией горючей смеси, и тех явлений, которые характерны для ПВ в цилиндрах и о которых можно судить по выходным сигналам (например, фазе, амплитуде, интенсивности, частоте и т.п.) одного или более датчиков 90 стука. Согласно одному примеру явление ПВ в цилиндре может быть обнаружено по сигналу стука в цилиндре в результате его оценивания в первом, более раннем окне - более широком, чем первый, более высокий порог, в то время как явление детонации горючей смеси в цилиндре может быть обнаружено по сигналу стука в цилиндре в результате его оценивания во втором, более позднем окне - более широком, чем второй, более низкий порог. Согласно одному примеру окна, в которых производится оценивание сигналов стука, могут представлять собой окна углового положения коленчатого вала.

Согласно другому примеру, как подробно показано на фиг.3, контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью обнаружения и разграничения аномальных явлений сгорания, вызванных детонацией горючей смеси, и тех явлений, которые характерны для ПВ в цилиндрах, во время работы двигателя в переходном или установившемся режимах - явлений, о которых можно судить по выходным сигналам (например, фазе, амплитуде, интенсивности, частоте и т.п.) одного или более датчиков стука, а также по скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре. Например, контроллер может сделать вывод о том, что двигатель работает в переходном режиме, основываясь на том, что скорость изменения таких параметров, как давление MAP в коллекторе, величина воздушного потока MAF в коллекторе, положение дросселя или угол отклонения дроссельной заслонки, положение педали акселератора или педали тормоза и т.п., превышает пороговое значение. Ожидая, что при работе двигателя в переходном режиме более частыми и/или более интенсивными будут явления детонации горючей смеси, а не явления ПВ (по меньшей мере из-за быстрого изменения воздушной массы), контроллер может использовать откорректированные пороговые уровни обнаружения детонации и ПВ, которые выше неоткорректированных пороговых уровней обнаружения детонации и ПВ, которыми контроллер пользовался для обнаружения явления детонации и ПВ при работе двигателя в установившемся режиме (когда скорость изменения воздушной массы была существенно ниже).

Обнаружение преждевременного воспламенения можно осуществлять на основе и других его признаков. Например, обнаруживать ПВ можно по давлению в цилиндре (измеряя сигнал датчика давления, связанного с цилиндром), по выходным сигналам одного или более ионизационных датчиков и/или по ускорению коленчатого вала. По скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре в то время, когда происходит прием признака ПВ, можно определить наличие ПВ при работе двигателя в переходном режиме или в установившемся режиме. Аналогично, по меньшей мере по данным подсчета числа случаев ПВ в одном цилиндре (или числа следующих друг за другом актов ПВ за определенный промежуток времени) можно для установившегося режима работы определить и разграничить случаи ПВ перемежающейся формы и случаи ПВ стойкой формы.

Действия, направленные на подавление аномальных явлений горения, предпринимаемые контроллером в ответ на детонационный стук, могут также отличаться от действий, предпринимаемых контроллером в ответ на ПВ. Например, на стук от детонации горючей смеси контроллер может отреагировать регулированием фазы искры зажигания (например, задержкой искры) и регулированием газового потока в контуре EGR (Exhaust Gas Rercirculation) рециркуляции, в то время как на ПВ контроллер может отреагировать ограничением нагрузки, обогащением топливной смеси, обеднением топливной смеси, прямым впрыском жидкости, снижающей детонационный порог (например, воды) или сочетанием указанных действий. Точно так же действия, предпринимаемые контроллером для подавления ПВ при работе двигателя в переходном режиме, могут отличаться от действий при работе двигателя в установившемся режиме. Например, на ПВ при переходном режиме можно реагировать путем обогащения топливной смеси только в том цилиндре, где обнаружено ПВ, в то время как на ПВ при установившемся режиме можно реагировать обогащением топливной смеси в одном или более других цилиндрах дополнительно к тому цилиндру, где обнаружено ПВ, что подробно иллюстрирует фиг.4. И далее, регулировать обогащение топливной смеси можно в зависимости от того, к какой форме относится ПВ при установившемся режиме работы - перемежающейся или стойкой. Например, в случае стойкого ПВ может быть применен более агрессивный способ ее подавления, при котором обогащение топливной смеси производится в том цилиндре и группе цилиндров, где обнаружено ПВ, а также в той группе цилиндров, где ПВ не наблюдалось. Аналогичным образом, в случае перемежающегося ПВ можно ограничивать нагрузку двигателя для того цилиндра или группы цилиндров, где обнаружено ПВ, в то время как в случае стойкого ПВ можно ограничивать нагрузку двигателя для всех групп цилиндров (тех, где было обнаружено ПВ, и тех, где ПВ обнаружено не было). Для сравнения, в случае ПВ переходного режима нагрузка двигателя может быть сохранена неизменной, и можно не применять никакого ограничения нагрузки двигателя.

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, подробно показанному на фиг.6, в зависимости от характера преждевременного воспламенения, в ответ на возникновение ПВ можно регулировать состав впрыскиваемой жидкости, понижающей детонационный порог, а также параметры ее впрыска (например, фазу впрыска, число актов впрыска в пределах заданного цикла двигателя, количество/долю жидкости, впрыскиваемой во время такта впуска, по отношению к такту сжатия, количество/долю жидкости, впрыскиваемой непосредственно в цилиндр, по отношению к количеству, выпрыскиваемому во впускной канал цилиндра и т.п.). Например, согласно фиг.7-8, для подавления стойкого ПВ можно применить увеличенное число актов впрыска с укороченными интервалами между идущими подряд актами, в то время как для подавления ПВ переходного режима можно применить уменьшенное число актов впрыска с удлиненными интервалами между идущими подряд актами. Аналогично, для подавления ПВ переходного режима можно большую долю жидкости впрыскивать в более ранний момент рабочего цикла двигателя (например, на такте впуска), в то время как для подавления стойкой формы ПВ можно большую долю жидкости впрыскивать в более поздний момент рабочего цикла двигателя (например, на такте сжатия).

Система 6 автомобиля может дополнительно содержать систему 14 управления. Показано, что система 14 управления выполнена с возможностью приема информации от ряда датчиков 16 (различные примеры которых рассмотрены в настоящем описании) и передачи сигналов управления к ряду исполнительных органов 81 (различные примеры которых рассмотрены в настоящем описании). Согласно одному примеру в число датчиков 16 может входить датчик 126 отработавших газов (расположенный в выпускном коллекторе 48), датчик(-ки) 90 стука, датчик 127 температуры и датчик 129 давления (расположенный после устройства 70 снижения токсичности выбросов). С различными точками системы 6 автомобиля могут быть связаны иные датчики, такие как датчики давления, температуры, датчики воздушно-топливного отношения, состава, ионизационные датчики и т.п., о которых более подробно будет сказано ниже. Согласно другому примеру в число исполнительных органов могут входить топливные форсунки 66 и дроссель 62. Система 14 управления может включать в себя контроллер 12. Контроллер может принимать на вход информацию от различных датчиков, обрабатывать принятую информацию и включать исполнительные органы в ответ на результат обработки входной информации исходя из инструкций или кодов, соответствующих одной или более программам. Примеры программ управления рассмотрены в настоящем описании согласно фиг.3-4 и 6.

На фиг.2 изображен пример осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания (фиг.1). Двигатель 10 может принимать управляющие сигналы (параметры) от системы управления, содержащей контроллер 12, и команду от оператора 130 (водителя) автомобиля, передаваемую через устройство 132 ввода. В данном примере устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования сигнала РР (Pedal Position), пропорционального положению педали. Цилиндр (или «камера сгорания») 30 двигателя 10 может содержать стенки 136 и поршень 138, расположенный внутри цилиндра. Поршень 138 может быть связан с коленчатым валом 140, и тем самым возвратно-поступательное движение поршня может быть преобразовано во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 через систему трансмиссии может быть соединен по меньшей мере с одним ведущим колесом пассажирского автомобиля. С коленчатым валом 140 через маховик может быть также связан мотор стартера для обеспечения запуска двигателя 10.

Цилиндр 30 может принимать воздух через ряд каналов 142,144 и 146 впуска воздуха. Впускной воздушный канал 146, кроме цилиндра 30, может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10. Согласно некоторым вариантам осуществления один или более впускных каналов могут содержать устройство наддува, такое как турбокомпрессор или воздушный нагнетатель. Например, на фиг.2 изображен двигатель 10, оснащенный турбокомпрессором, в состав которого входит компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбина 176, приводимая в движение отработавшими газами, и расположенная в канале 148 выпуска отработавших газов. Компрессор 174 может по меньшей мере частично получать энергию от турбины 176 через вал 180, при этом устройство наддува выполнено в виде турбокомпрессора. Однако в иных примерах, где двигатель 10 оснащен воздушным нагнетателем, турбина 176, приводимая в движение отработавшими газами, как вариант может быть опущена, при этом компрессор 174 может получать механическую энергию от мотора или автомобильного двигателя. Дроссель 20, содержащий дроссельную заслонку 164, может быть установлен во впускном воздушном канале двигателя для изменения величины воздушного потока и/или давления воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 20 может быть расположен после компрессора 174, как показано на фиг.2, или в ином варианте он может быть установлен перед компрессором 174.

Выпускной канал 148, кроме цилиндра 30, может принимать отработавшие газы от других цилиндров двигателя 10. Как показано, перед устройством 178 снижения токсичных выбросов к выпускному каналу 148 подключен датчик 128 отработавших газов. Датчик 128 может быть выбран из ряда различных подходящих датчиков для определения воздушно-топливного отношения по отработавшим газам, например универсальный датчик UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen) для определения содержания кислорода в отработавших газах, датчик EGO (Exhaust Gas Oxygen) содержания кислорода в отработавших газах, имеющий два состояния, нагреваемый датчик HEGO (Heated Exhaust Gas Oxygen) содержания кислорода в отработавших газах, датчик NOx, НС или СО. Устройство 178 снижения токсичности выбросов может представлять собой трехкомпонентный каталитический преобразователь (TWC, Three-Way Catalyst), уловитель NOx, различные другие устройства снижения токсичности выбросов или комбинацию указанных устройств.

Температура отработавших газов может быть измерена одним или более датчиками (не показаны) температуры, расположенными в выпускном канале 148. По-другому, температуру отработавших газов можно получить на основе параметров работы двигателя, таких как частота вращения вала, нагрузка, воздушно-топливное отношение AFR (Air-Fuel Ratio), запаздывание искры и т.п. Также, температура отработавших газов может быть рассчитана по сигналам одного или более датчиков 128 отработавшего газа. С другой стороны, следует понимать, что оценку температуры отработавших газов можно произвести, используя сочетание вышеприведенных способов.

Каждый цилиндр двигателя 10 может содержать один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, показано, что цилиндр 30 содержит по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней части цилиндра 30. В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10, включая цилиндр 30, может содержать по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана, и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней части цилиндра.

Контроллер 12 может управлять впускным клапаном 150 через кулачок системы 151 кулачкового привода. Аналогично, контроллер 12 может управлять выпускным клапаном 156 через кулачок системы 153 кулачкового привода. Каждая из систем 151, 153 кулачкового привода может содержать один или более кулачков, и каждая из них может реализовывать одну или более систем газораспределения: систему CPS переключения профилей кулачков (Cam Profile Switching), систему VCT изменения фаз газораспределения (Variable Cam Timing), систему WT переменного газораспределения (Variable Valve Timing) и/или систему WL переменного газораспределения с регулированием высоты подъема клапанов (Variable Valve Lift), которые могут приводиться в действие контроллером 12 с целью изменения фазы срабатывания клапанов. Положения впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 можно определять соответственно датчиками положения 155 и 157. В иных вариантах управление впускным клапаном 150 и/или выпускным клапаном 156 может осуществляться через электромагнитный клапан. Например, в таком случае цилиндр 30 может содержать впускной клапан, управляемый электромагнитным клапаном, и выпускной клапан, управляемый кулачковым приводом системы CPS и/или VCT. В каких-то еще вариантах осуществления управление впускным и выпускным клапанами можно производить посредством общего привода клапанов или системы привода или посредством привода клапанов с изменяемой фазой срабатывания или системы привода.

Цилиндр 30 характеризуется степенью сжатия, которая представляет собой отношение объема, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к объему, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Стандартно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако в некоторых случаях, когда используются другие типы топлива, степень сжатия может быть увеличенной. Это может быть, например, когда используется высокооктановое топливо или топливо с повышенным значением скрытой теплоты парообразования. Степень сжатия может также быть увеличенной, если используется прямой впрыск, благодаря его влиянию на детонацию горючей смеси в двигателе.

В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может содержать искровую свечу 192 для воспламенения горючей смеси. Система 190 зажигания может формировать искру зажигания в камере 30 сгорания посредством свечи 192 в ответ на сигнал SA (Spark Advance) опережения зажигания, поступающий от контроллера 12 в определенных режимах работы. Однако согласно некоторым вариантам осуществления искровая свеча 192 может быть опущена, как, например, в случаях, когда горение смеси в двигателе 10 может начинаться за счет самовоспламенения или за счет впрыска топлива, как в некоторых дизельных двигателях.

Согласно некоторым вариантам осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен с одной или более форсунками для подачи в цилиндр жидкости, подавляющей детонацию или ПВ. В некоторых вариантах указанная жидкость может представлять собой топливо, при этом такую форсунку также называют топливной форсункой. В качестве примера (который не ограничивает собой идею изобретения) показано, что цилиндр 30 содержит одну топливную форсунку 166. Как показано, топливная форсунка 166 связана непосредственно с цилиндром 30 для прямого впрыска топлива пропорционально длительности импульса сигнала FPW (Fuel Pulse Width), получаемого от контроллера 12 через драйвер (усилитель) 168. Таким образом, топливная форсунка 166 осуществляет так называемый «прямой впрыск» топлива в цилиндр 30 (камеру сгорания). Хотя на фиг.2 форсунка 166 показана в виде боковой форсунки, она также может быть расположена и над поршнем, например вблизи места расположения искровой свечи 192. Такое расположение может улучшать перемешивание топлива и горение, когда двигатель работает на спиртовом топливе, в силу пониженной летучести некоторых видов топлива на основе спирта. В другом варианте для улучшения перемешивания топливная форсунка может быть расположена сверху и вблизи впускного клапана.

Доставка топлива к топливной форсунке 166 может осуществляться посредством топливной системы 80 высокого давления, содержащей топливные баки, топливные насосы и топливную рейку. С другой стороны, топливо может подаваться одноступенчатым топливным насосом при более низком давлении, но в таком случае на момент времени (фазу) прямого впрыска на такте сжатия могут накладываться более сильные ограничения, чем в случае использования топливной системы высокого давления. Кроме того (хотя это и не показано), топливные баки могут содержать датчик давления, вырабатывающий сигнал в контроллер 12. Следует понимать, что в ином варианте форсунка 166 может быть установлена во впускном канале и может подавать топливо во впускной канал, расположенный перед цилиндром 30.

Следует также понимать, что хотя согласно одному варианту осуществления для работы двигателя может быть предусмотрен впрыск топливной смеси изменяемого состава или жидкости, подавляющей детонацию/ПВ, через одну форсунку прямого впрыска, согласно другим вариантам для работы двигателя могут быть предусмотрены две форсунки (форсунка 166 прямого впрыска и форсунка впрыска во впускной канал), а также варьирование относительных количеств топлива, впрыскиваемых из каждой форсунки.

Топливо может быть доставлено форсункой в цилиндр в течение одного рабочего цикла двигателя для данного цилиндра. Также, распределение и/или относительное количество топлива или жидкости, подавляющей детонацию/ПВ, подаваемое из данной форсунки, может изменяться в зависимости от условий работы (в частности, скорости изменения воздушного заряда в цилиндре), а также характера преждевременного воспламенения (например, ПВ переходного режима, перемежающегося или стойкого ПВ). Кроме того, для одного акта сгорания может быть совершено множество актов впрыска топлива в пределах рабочего цикла двигателя. Дробный впрыск можно производить во время такта сжатия, такта впуска или на любом удобном сочетании тактов.

Как говорилось выше, фиг.2 изображает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. Как таковой, каждый цилиндр может аналогичным образом содержать свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную(-ные) форсунку(-ки), искровую свечу зажигания и т.п.

Топливные баки топливной системы 80 могут содержать топливо или жидкости, подавляющие детонацию/ПВ, с различными свойствами, например различного состава. Указанные отличия могут заключаться в разном содержании спирта, разном содержании воды, разных октановых числах, различной теплоте испарения, различном составе топливных смесей, и/или может иметь место сочетание указанных отличий. Согласно одному примеру сорта топлива или жидкости, подавляющие детонацию/ПВ, с различным содержанием спирта могли бы включать в себя одно топливо в виде бензина, а другое - в виде этанола или метанола. Согласно другому примеру в двигателе в качестве первого вещества можно использовать бензин, а в качестве второго вещества - спиртосодержащую топливную смесь, такую как Е85 (приблизительно 85% этанола и 15% бензина) или М85 (приблизительно 85% метанола и 15% бензина). Другим спиртосодержащим топливом могла бы быть смесь алкоголя с водой, смесь алкоголя, воды и бензина и т.п. Согласно еще одному примеру оба топлива могли бы представлять собой спиртовые смеси, причем первое топливо могло бы быть спиртобензиновой смесью с меньшей долей алкоголя, чем в спиртобензиновой смеси второго топлива, у которого доля алкоголя больше, например, Е10 (с содержанием этанола приблизительно 10%) можно было бы использовать в качестве первого топлива и Е85 (с содержанием этанола приблизительно 85%) - в качестве второго топлива. Согласно еще одному примеру одна из жидкостей может включать в себя воду, в то время как в качестве другой жидкости может использоваться бензин или спиртовая смесь. Кроме того, первое и второе топливо могут также различаться и по другим свойствам, например рабочей температуре, вязкости, октановому числу, скрытой теплоте испарения и т.п. Среди иных жидкостей, предназначенных для подавления ПВ, может быть вода, метанол, промывочная жидкость (смесь приблизительно 60% воды и 40% метанола) и т.п.

Кроме того, характеристики топлива или жидкости, подавляющей детонацию/ПВ, которые хранятся в топливном баке, часто могут изменяться. Согласно одному примеру в один из дней водитель может дозаправить топливный бак смесью Е85, на следующий день - смесью Е10, а на следующий день - смесью Е50. Таким образом, меняющаяся день ото дня заправка бака может привести к частому изменению состава топлива в баке, что будет влиять на состав топлива, подаваемого форсункой 166.

На фиг.2 показан контроллер 12 в виде микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 106 (CPU, Central Processor Unit), порты 108 ввода/вывода (I/O, Input/Output), электронную среду хранения исполняемых программ и калибровочных значений, в данном конкретном примере изображенную в виде постоянного запоминающего устройства 110 (ROM, Read-only Memory), оперативное запоминающее устройство 112 (RAM, Random Access Memory), энергонезависимое запоминающее устройство 114 (КАМ, Keep Alive Memory) и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы от датчиков, связанных с двигателем 10, дополнительно к тем сигналам, о которых говорилось выше, включая: сигнал MAF измеренного массового расхода воздуха (Mass Air Flow), всасываемого в двигатель, от датчика 122 массового расхода; сигнал ЕСТ температуры хладагента двигателя (Engine Coolant Temperature) от датчика 116, связанного с рубашкой 118 охлаждения; сигнал PIP профиля зажигания (Profile Ignition Pick-up) от датчика 120 на эффекте Холла (или датчика иного типа), связанного с коленчатым валом 140, сигнал TP положения заслонки (Throttle Position) от датчика положения дроссельной заслонки, сигнал MAP абсолютного давления в коллекторе (MAP, Manifold Absolute Pressure) отдатчика 124, сигнал AFR воздушно-топливного отношения (AFR, Air-Fuel Ratio) от датчика 128 EGO и сигнал аномального воспламенения от датчика стука и датчика ускорения коленчатого вала. Сигнал RPM частоты вращения вала двигателя (Revolutions per Minute) может быть выработан контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал MAP от датчика давления в коллекторе может быть использован для индикации разрежения или давления во впускном коллекторе.

В постоянное запоминающее устройство 110 может быть записана программа, содержащая данные, считываемые компьютером, и представляющие инструкции, исполняемые процессором 106 для осуществления способов, которые будут рассмотрены ниже, а также других вариантов, которые предполагаются, но конкретно не перечислены.

На фиг.3 изображен пример алгоритма 300 программы для обнаружения преждевременного воспламенения в установившемся и переходном режимах работы двигателя и регулирования работы двигателя исходя из обнаружения ПВ.

На шаге 302 производится оценивание и/или измерение условий (параметров) работы двигателя. Указанные параметры могут включать, например, частоту вращения вала двигателя, команду от водителя для установки крутящего момента, расход наддувочного воздуха, температуру отработавших газов и т.п. На шаге 304 может быть определена скорость изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре. То есть может быть определена производная воздушного заряда по времени. Согласно одному примеру характеристическим параметром может служить один или более из следующих параметров: давление MAP в коллекторе, расход MAF воздуха в коллекторе, фактический воздушный заряд в цилиндре, положение дроссельной заслонки, положение педали (например, педали акселератора) и т.п. На шаге 306 на основе измеренной скорости изменения воздушного заряда в цилиндре можно определить, является ли преобладающим переходный режим работы двигателя. Точнее, если скорость изменения воздушного заряда в цилиндре превышает пороговое значение, то можно констатировать переходный режим работы двигателя. С другой стороны, если скорость изменения воздушного заряда в цилиндре меньше порогового значения, то можно констатировать, что двигатель работает в установившемся режиме.

Исходя из режима работы двигателя - переходного или установившегося, можно выполнить корректировку порога обнаружения ПВ, а также порога обнаружения детонации. Точнее, некоррелированные пороговые уровни можно использовать для обнаружения и разграничения детонации и ПВ при работе двигателя в установившемся режиме, в то время как откорректированные пороговые уровни можно использовать для обнаружения и разграничения детонации и ПВ при работе двигателя в переходном режиме. Как таковой, цилиндр может быть более подвержен интенсивной и частой детонации при работе двигателя в переходном режиме (например, при увеличении нагрузки на двигатель) по сравнению с установившимся режимом работы, из-за быстрых изменений массы воздуха и расхода, которые цилиндр испытывает в переходном режиме. Такую интенсивную детонацию при ее сравнении с некорректированным пороговым уровнем можно ошибочно интерпретировать как преждевременное воспламенение и пытаться подавить обогащением смеси в цилиндре. Таким образом, чтобы лучше отличать сильную детонацию от реальных явлений ПВ при работе двигателя в переходном режиме, можно использовать откорректированные пороговые уровни, более высокие, чем их некорректированные аналоги.

Более конкретно, если констатировано, что двигатель работает в переходном режиме, то на шаге 308 программа включает операцию корректировки порога обнаружения ПВ в цилиндре на основе оценки скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. Корректировка может, например, заключаться в увеличении порога обнаружения ПВ, когда измеренная скорость изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре, возрастает выше порогового значения. Такой откорректированный порог может представлять собой абсолютное пороговое значение, которое хранится в просмотровой таблице контроллера и которое контроллер извлекает в зависимости от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. В ином варианте указанный порог может представлять собой относительное пороговое значение, зависящее от некорректированного порога для установившегося режима работы, например может являться функцией некорректированного порога и скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. Например, контроллер может использовать таблицу, аргументами которой являются величина изменения воздушного заряда в цилиндре и время. Такие аргументы можно обрабатывать как двумерную функцию, которая в результате представляет собой множитель для порога, соответствующего установившемуся режиму работы, и на выходе дает откорректированную величину порога. Например, когда скорость изменения параметра во времени равна 0 (то есть двигатель работает в установившемся режиме), указанный множитель равен 1,0, а при более высоких скоростях изменения (то есть при переходном режиме работы) множитель будет больше 1,0. Порог обнаружения детонации можно корректировать аналогичным образом. Таким образом, за счет увеличения порога для сравнения уровней детонации и ПВ, основанного на величине воздушного заряда при переходном режиме во время переходного изменения массы воздуха, интенсивную детонацию, возникающую при работе двигателя в переходном режиме, можно лучше отличать от преждевременного воспламенения при переходном режиме и применять соответствующие меры противодействия.

На шаге 310 можно определить, превышает ли величина, являющаяся признаком ПВ в цилиндре, некоррелированный порог обнаружения ПВ. Согласно одному примеру признаком ПВ может являться интенсивность стука, измеренная датчиком стука, таким как датчик 90 стука из фиг.1, причем измеренная при определенном угловом положении / фазе коленчатого вала или в определенном окне угловых положений / фаз коленчатого вала. Согласно другому примеру признаком ПВ может являться угловое ускорение коленчатого вала (например, в град/с²). Также можно использовать и другие параметры, такие как величина ионизации и давления в цилиндрах. Если величина признака не превышает величины некорректированного порога, тогда программа может завершить свою работу, поскольку делается вывод об отсутствии аномальных явлений горения смеси. Если же признак превышает пороговую величину, то далее можно проверить, превышает ли величина признака ПВ в цилиндре откорректированный порог обнаружения ПВ. Если величина признака ПВ больше некорректированного порога, но меньше откорректированного порога, то тогда на шаге 314 можно констатировать, что аномальное явление горения смеси в цилиндре представляет собой детонацию и никакого ПВ при работе двигателя в переходном режиме (ПВ переходного режима) не подтверждается. Соответственно, можно не предпринимать никаких действий для подавления ПВ. А вот действия, направленные на подавление детонации, могут быть предприняты. Например, детонацию можно попытаться подавить, изменяя величину запаздывания зажигания и/или величину потока отработавших газов в контуре EGR. Следует понимать, что в ином варианте осуществления делать заключение о стуке в цилиндре можно, основываясь на превышении интенсивностью стука откорректированного порога стука. Если величина признака ПВ больше как некорректированного порога ПВ, так и откорректированного порога ПВ, тогда на шаге 316 может быть сделано заключение о наличии ПВ переходного режима и отмечено это. В ответ на возникновение ПВ в цилиндре и констатацию ПВ переходного режима на шаге 318 могут быть предприняты действия, направленные на подавление ПВ переходного режима.

Если на шаге 306 не подтверждается, что двигатель работает в переходном режиме, то на шаге 320 может быть подтвержден установившийся режим работы двигателя. Точнее, если скорость изменения воздушного заряда в цилиндре меньше пороговой величины, то может быть подтвержден установившийся режим работы двигателя. Согласно одному примеру можно констатировать, что двигатель работает в установившемся режиме, когда нет изменения указанной величины (то есть, когда производная от воздушного заряда по времени приблизительно равна 0). Если подтвержден установившийся режим работы двигателя, то тогда на шаге 322 можно не производить корректировки порогов ПВ и детонации, а на шаге 324 можно произвести проверку, превышает ли величина признака ПВ в цилиндре величину некорректированного порога для ПВ. Согласно одному примеру можно проверить, превышает ли интенсивность стука в цилиндре величину некорректированного порога. Если величина признака ПВ не превышает величину некорректированного порога, то можно сделать вывод, что явления преждевременного воспламенения отсутствуют. Согласно одному примеру далее можно констатировать наличие детонации в цилиндре, когда интенсивность стука при работе двигателя в установившемся режиме меньше некорректированного порога для ПВ. Согласно другому примеру констатировать детонационные явления в цилиндре можно, когда интенсивность стука при установившемся режиме работы выше некорректированного порога обнаружения детонации (но ниже некорректированного порога обнаружения ПВ).

Если величина признака ПВ в цилиндре превышает некоррелированный порог, тогда на шаге 326 можно констатировать, что причина аномального горения смеси заключается в явлениях ПВ при работе двигателя в установившемся режиме. На шаге 328 может быть дополнительно установлен характер ПВ при работе двигателя в установившемся режиме (ПВ установившегося режима), например, по результатам подсчета числа актов ПВ в цилиндре, по предыстории ПВ в цилиндре, частоте возникновения ПВ и т.п. Например, по числу следующих друг за другом актов ПВ можно установить, к какой форме можно отнести ПВ установившегося режима - перемежающейся форме или стойкой форме. Так, когда двигатель работает в установившемся режиме, можно сделать вывод, что ПВ имеет перемежающуюся форму, если число следующих друг за другом актов ПВ в цилиндре меньше определенного порогового числа, в то время как сделать вывод о стойкой форме ПВ можно, если число следующих друг за другом актов ПВ в цилиндре больше порогового числа. Согласно другим вариантам осуществления результат подсчета числа актов ПВ в цилиндре можно обновлять (например, увеличивать) после каждого акта ПВ, а определять форму ПВ - перемежающуюся или стойкую - можно по обновленному результату подсчета. В результате обнаружения явления ПВ в цилиндре и определения формы ПВ - перемежающейся или стойкой - на шаге 330 можно предпринять действия, направленные на подавление ПВ установившегося режима.

Как будет более подробно показано на фиг.4, действие, направленное на подавление ПВ в цилиндре, можно также корректировать в зависимости от скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре. Точнее, действие, направленное на подавление ПВ в цилиндре, может быть скорректировано в зависимости от того, когда происходит ПВ - когда двигатель работает в переходном режиме (ПВ переходного режима) или когда он работает в установившемся режиме (ПВ установившегося режима), и далее в зависимости от того, в какой форме проявляется ПВ установившегося режима - перемежающейся или стойкой. Например, на шаге 318, когда скорость изменения воздушного заряда в цилиндре превышает пороговую величину (т.е. в ответ на ПВ переходного режима), действие, направленное на подавление ПВ, может заключаться в обогащении смеси только в том цилиндре, где обнаружено явление ПВ. В отличие от этого на шаге 330, когда скорость изменения воздушного заряда в цилиндре меньше пороговой величины (т.е. в ответ на ПВ установившегося режима), действие, направленное на подавление ПВ, может заключаться в обогащении смеси в одном или более цилиндрах - других, нежели цилиндр, в котором было обнаружено явление ПВ. Далее, если двигатель содержит несколько цилиндров, организованных в различные группы, то в ответ на перемежающееся ПВ можно проводить обогащение смеси в том цилиндре, в котором было обнаружено ПВ, а также в одном или более цилиндрах, входящих в ту же группу, что и цилиндр, в котором было обнаружено ПВ. Для сравнения, в ответ на стойкое ПВ обогащение смеси может быть произведено в том цилиндре, в котором было обнаружено ПВ, в группе, в которую входит указанный цилиндр, а также в группе цилиндров, в которой явлений ПВ обнаружено не было. Таким образом, путем корректировки порога ПВ цилиндра, а также корректировки действия, направленного на подавление ПВ, в зависимости от того, работает ли двигатель в переходном режиме, может быть уменьшена вероятность ошибочного обнаружения ПВ и излишнего обогащения смеси в цилиндре.

На фиг.4 приведен пример алгоритма 400 программы для коррекции действий, направленных на подавление ПВ, в зависимости от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. Точнее, для подавления ПВ в двигателе, содержащем ряд цилиндров, организованных в виде первой и второй группы цилиндров, в ответ на ПВ переходного режима могут быть предприняты действия, отличающиеся от действий в ответ на ПВ установившегося режима (перемежающееся или стойкое).

На шаге 402 может быть проведена проверка наличия ПВ переходного режима в первом цилиндре, входящем в состав первой группы цилиндров. Согласно одному примеру ПВ переходного режима содержит некоторое число следующих друг за другом актов ПВ в первом цилиндре, которое превышает пороговую величину, в то время как двигатель работает в переходном режиме (когда имеет место повышенная скорость изменения воздушного заряда в цилиндре). После подтверждения факта ПВ переходного режима в первом цилиндре, на шаге 404, программа содержит операцию регулирования профиля обогащения горючей смеси только первого цилиндра, так что осуществляется обогащение смеси только первого цилиндра. Как таковое, это обогащение в ответ на ПВ переходного режима может иметь уменьшенную продолжительность (например, первую уменьшенную продолжительность), при этом степень обогащения в ответ на ПВ переходного режима можно регулировать в зависимости от величины признака ПВ переходного режима (например, интенсивности стука или величины выходного сигнала датчика детонации/ПВ). Продолжительность обогащения (например, первая уменьшенная продолжительность) может зависеть от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре во время работы двигателя в переходном режиме. Например, когда скорость изменения воздушного заряда в цилиндре увеличивается и становится выше пороговой, продолжительность обогащения в ответ на ПВ переходного режима может быть увеличена. Согласно некоторым вариантам осуществления можно также увеличивать и степень обогащения, когда скорость изменения воздушного заряда в цилиндре увеличивается и становится выше пороговой скорости.

На шаге 406, в то время как производится обогащение смеси в том цилиндре, где обнаружено ПВ, нагрузку двигателя в ответ на ПВ переходного режима можно поддерживать неизменной. То есть можно не производить никакого ограничения нагрузки для первого цилиндра. Как возможный, но необязательный вариант, на шаге 408, может быть произведено регулирование одного или более параметров работы двигателя с целью уменьшения изменения воздушного заряда в условиях переходного режима. Например, если в двигателе предусмотрен наддув, то в ответ на ПВ переходного режима может быть уменьшен рост давления наддува, при этом указанное уменьшение зависит от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. Согласно другому примеру в ответ на ПВ переходного режима может быть уменьшена чувствительность дросселя, при этом указанное уменьшение зависит от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. Согласно одному примеру заслонку дросселя можно переставлять с коэффициентом передачи или адаптивным коэффициентом, который зависит (т.е. является функцией) от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре, интенсивности ПВ (например, интенсивности ПВ переходного режима, интенсивности ПВ установившегося режима) или от сочетания указанных величин. Путем регулирования чувствительности дросселя в функции интенсивности указанную чувствительность можно уменьшить, чтобы ограничить переходные процессы, вызывающие ПВ, но чтобы при этом дроссель сохранял чувствительность к командам водителя. Таким образом, за счет сокращения числа случаев внезапного подъема воздушного заряда можно уменьшить вероятность возникновения ПВ переходного режима в дальнейшем.

Если на шаге 402 наличие ПВ переходного режима не подтверждается, то на шаге 410 может быть произведена проверка наличия перемежающегося ПВ. Согласно одному примеру перемежающееся ПВ содержит некоторое число следующих друг за другом актов ПВ в первом цилиндре, которое меньше пороговой величины, в то время как двигатель работает в установившемся режиме (когда имеет место пониженная скорость изменения воздушного заряда в цилиндре). После подтверждения факта перемежающегося ПВ, на шаге 412, в ответ на перемежающееся ПВ в первом цилиндре, программа содержит операцию обогащения горючей смеси в одном или более цилиндрах той группы, в которую входит первый цилиндр - в первой группе цилиндров. Согласно одному примеру обогащение можно производить только в том цилиндре, где обнаружено ПВ, в то время как согласно другому примеру обогащение может быть произведено во всех цилиндрах первой группы. Однако в ответ на перемежающееся ПВ в первом цилиндре первой группы выполнять обогащение во второй группе цилиндров необязательно. То есть обогащение можно произвести только в том цилиндре, в котором было обнаружено ПВ, и в одном или более других цилиндрах его группы, а в группе, где ПВ не проявлялось, обогащение можно и не производить. Как таковое, это обогащение в ответ на перемежающееся ПВ может иметь увеличенную продолжительность (например, вторую увеличенную продолжительность) по сравнению с обогащением в ответ на ПВ переходного режима, при этом степень обогащения в ответ на перемежающееся ПВ можно регулировать в зависимости от величины признака перемежающегося ПВ (например, интенсивности стука или величины выходного сигнала датчика детонации/ПВ). Согласно другому примеру степень обогащения, выполняемого в ответ на перемежающееся ПВ, может также быть более высокой, чем степень обогащения, выполняемого в ответ на ПВ переходного режима. Кроме того, обогащение смеси в одном или более цилиндрах первой группы может быть таким же, как у первого цилиндра данной группы. В ином варианте в первом цилиндре, в котором обнаружено ПВ, смесь можно обогащать в большей степени, чем в остальных цилиндрах данной группы.

На шаге 414, в ответ на перемежающееся ПВ в первом цилиндре, дополнительно к обогащению может быть выполнено ограничение нагрузки для первой группы цилиндров двигателя, в то время как нагрузка для второй группы цилиндров двигателя может быть сохранена неизменной. То есть ограничение нагрузки может быть произведено только в первой группе цилиндров, в которой было обнаружено ПВ, а во второй группе цилиндров, не затронутой преждевременным воспламенением, ограничение нагрузки производить необязательно.

Если на шаге 410 не подтверждается наличие перемежающегося ПВ, то на шаге 416 может быть произведена проверка наличия стойкого ПВ. Согласно одному примеру стойкое ПВ может содержать некоторое число следующих друг за другом актов ПВ в первом цилиндре, которое больше пороговой величины, в то время как двигатель работает в установившемся режиме. После подтверждения факта стойкого ПВ, на шаге 418, в ответ на стойкое ПВ в первом цилиндре первой группы цилиндров программа содержит операцию обогащения горючей смеси в одном или более цилиндрах каждой группы - первой и второй. Точнее, в ответ на стойкое ПВ в первом цилиндре первой группы цилиндров также производится обогащение во второй группе цилиндров. При этом за счет обогащения горючей смеси в том цилиндре, в котором было обнаружено ПВ, и в одном или более цилиндрах его группы, а также в одном или более цилиндрах группы, в которой ПВ отмечено не было, можно уменьшить вероятность возникновения ПВ в дальнейшем. Как таковое, это обогащение в ответ на стойкое ПВ может иметь увеличенную продолжительность по сравнению с обогащением в ответ на ПВ переходного режима или перемежающееся ПВ (например, третью продолжительность увеличенную по сравнению с первой и второй продолжительностями), при этом степень обогащения в ответ на стойкое ПВ можно регулировать в зависимости от величины признака стойкого ПВ (например, интенсивности стука или величины выходного сигнала датчика детонации/ПВ). Согласно другому примеру степень обогащения, выполняемого в ответ на стойкое ПВ, может также быть более высокой, чем степень обогащения, выполняемого в ответ и на ПВ переходного режима, и на перемежающееся ПВ. Кроме того, обогащение в одном или более цилиндрах второй группы может быть таким же, как обогащение в первом цилиндре первой группы. В ином варианте в первом цилиндре, в котором обнаружено ПВ, и в цилиндрах первой группы смесь можно обогащать в большей степени, чем в цилиндрах второй группы, не затронутой преждевременным воспламенением.

На шаге 420 в ответ на стойкое ПВ в первом цилиндре, дополнительно к обогащению может быть выполнено ограничение нагрузки для каждой - первой и второй - группы цилиндров двигателя. То есть в ответ на стойкое ПВ, обнаруженное в первом цилиндре первой группы, ограничение нагрузки может быть распространено и на вторую группу цилиндров, в которой ПВ обнаружено не было. При этом ограничение нагрузки может производиться путем уменьшения интенсивности наддува, регулирования положения дроссельной заслонки с целью уменьшения количества воздуха, поступающего на впуск, и/или регулирования фазы кулачков группы цилиндров с целью изменения величины воздушного заряда, доставляемого в цилиндры этой группы цилиндров.

Следует понимать, что хотя программы фиг.3-4 предполагают осуществление обогащения смеси в цилиндре/группе или группах цилиндров незамедлительно в ответ на акт преждевременного воспламенения (переходного режима, установившегося режима, перемежающегося и стойкого), согласно другим вариантам осуществления результат подсчета числа актов ПВ или величину признака ПВ (например, интенсивность стука) можно интегрировать за несколько циклов, и когда интегрированный результат подсчета или интегрированная интенсивность превысят пороговое значение, можно начинать производить соответствующее обогащение. Это обогащение можно регулировать так, чтобы оно зависело от интегрированного результата подсчета или интегрированной интенсивности по меньшей мере до определенной точки насыщения, после которой обогащение можно ограничить. Путем регулирования обогащения в зависимости от интеграла интенсивности можно сократить величину обогащения и количество требуемого топлива.

На фиг.5 представлены графики 500, иллюстрирующие пример обнаружения и подавления ПВ при работе двигателя в установившемся и переходном режимах. На основе данных скорости изменения воздушного заряда в цилиндре может быть произведена корректировка порога обнаружения ПВ и выбраны действия, направленные на подавление ПВ, причем интенсивную детонацию при работе двигателя в переходном режиме можно отличать от ПВ переходного режима, и при этом также отличать ПВ, возникающее при работе двигателя в переходном режиме, от (перемежающегося или стойкого) ПВ, возникающего, когда двигатель работает в установившемся режиме.

График 502 изображает выходной сигнал датчика, который формирует признак преждевременного воспламенения в цилиндре. Согласно одному примеру данный датчик представляет собой датчик стука, а признаком ПВ в цилиндре является интенсивность стука. График 504 изображает скорость изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре (dAir/dt). Как показано, в промежутке между моментами t0 и t1 действует первый установившийся режим работы двигателя, при котором скорость изменения воздушного заряда в цилиндре ниже порогового значения. В промежутке между моментами t1 и t2 действует второй - переходный режим работы двигателя, при котором скорость изменения воздушного заряда в цилиндре выше пороговой. Как таковой, данный переходный режим работы двигателя может быть переходным состоянием между первым установившимся режимом работы (t0-t1) и вторым установившимся режимом работы (после момента t2).

Во время действия первого установившегося режима работы двигателя (t1-t0) может проводиться сравнение интенсивности стука в цилиндре - выходного сигнала датчика стука с набором некоррелированных пороговых уровней (порогов) 506, 508, причем пороговый уровень 506 представляет некоррелированный порог обнаружения детонации, а пороговый уровень 508 представляет некорректированный порог обнаружения ПВ. Как таковой, порог обнаружения детонации может быть ниже порога обнаружения ПВ. Во время действия первого установившегося режима работы двигателя, когда выходной сигнал датчика выше некорректированного порога 506 обнаружения детонации, но ниже некорректированного порога 508 обнаружения ПВ, может быть констатирована детонация (К) установившегося режима. В другой ситуации, когда выходной сигнал датчика выше первого некорректированного порогового уровня 508 обнаружения ПВ, может быть констатировано ПВ (Р) установившегося режима. В изображенном примере число следующих друг за другом актов ПВ при работе двигателя в установившемся режиме может быть ниже порогового числа, и преждевременное воспламенение (Р) может быть отнесено к категории «перемежающегося ПВ установившегося режима». В ином примере число следующих друг за другом актов ПВ при работе двигателя в установившемся режиме может быть выше порогового числа, и преждевременное воспламенение (Р) может быть отнесено к категории «стойкого ПВ установившегося режима».

Во время действия второго - переходного режима работы двигателя (t1-t2), в ответ на ситуацию, при которой скорость изменения воздушного заряда в цилиндре превышает пороговое значение, по меньшей мере порог обнаружения ПВ может быть откорректирован и приведен ко второму уровню 510. Как таковой, откорректированный порог 510 обнаружения ПВ может быть выше первого некорректированного порога 508 обнаружения ПВ и может быть получен, например, исходя из первого порогового уровня 508 обнаружения ПВ и скорости изменения воздушного заряда в цилиндре (например, угла наклона графика 504 на участке между t1 и t2). Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения дополнительно к порогу обнаружения ПВ может также быть откорректирован порог обнаружения детонации. Например, откорректированный пороговый уровень 509 обнаружения детонации может быть выше, чем первый некорректированный порог 506, и может быть получен, например, исходя из первого порогового уровня 506 обнаружения детонации и скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. Хотя в изображенном примере показано, что откорректированный порог 509 обнаружения детонации расположен ниже, чем некорректированный порог 508 обнаружения ПВ, в иных вариантах осуществления откорректированный порог 509 обнаружения детонации может располагаться выше некорректированного порога 508 обнаружения ПВ. Однако откорректированный порог 509 обнаружения детонации располагается ниже, чем откорректированный порог 510 обнаружения ПВ.

Как изображено, во время действия второго - переходного режима работы двигателя производится сравнение интенсивности стука в цилиндре - выходного сигнала датчика стука с набором откорректированных пороговых уровней 509, 510, чтобы сформировать признак детонации или преждевременного воспламенения. В данном случае во время действия второго - переходного режима работы двигателя, когда выходной сигнал датчика превышает откорректированный порог 509 обнаружения детонации, но ниже откорректированного порога 510 обнаружения ПВ, может быть констатирована детонация (К) переходного режима. То есть при переходном режиме работы двигателя не констатируются никакие явления ПВ в цилиндре, даже когда выходной сигнал датчика превышает первый некорректированный порог 508 обнаружения ПВ. Наоборот, только когда выходной сигнал датчика превышает второй, более высокий откорректированный порог 510 обнаружения ПВ, происходит констатация ПВ (Р) переходного режима в цилиндре. Таким образом, путем корректировки порога обнаружения ПВ в зависимости от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре и дальнейшей индикации явлений ПВ переходного режима в цилиндре в ответ на превышение признаком ПВ в цилиндре откорректированного порога можно повысить качество обнаружения ПВ переходного режима.

Действия, направленные на подавление детонации и ПВ, можно также соответствующим образом менять в зависимости от характера обнаруженного аномального явления горения топливной смеси. Например, детонацию можно подавлять путем задержки искры зажигания и/или изменения интенсивности газового потока в контуре EGR. В отличие от детонации подавление ПВ можно производить в зависимости от характера ПВ. Согласно одному примеру в ответ на ПВ переходного режима в первом цилиндре подавление ПВ можно производить путем обогащения смеси только первого цилиндра, сохраняя при этом нагрузку со стороны двигателя неизменной. Если в двигателе предусмотрен наддув, то можно производить дополнительное подавление ПВ путем снижения роста давления наддува двигателя и/или снижения чувствительности дросселя. Согласно другому примеру, если двигатель содержит первую и вторую группу цилиндров и в составе первой группы имеется первый цилиндр, то в ответ на ПВ установившегося режима в первом цилиндре подавление ПВ можно производить путем обогащения смеси и ограничения нагрузки в первой группе цилиндров и можно не производить во второй группе цилиндров, когда ПВ имеет перемежающийся характер. Согласно другому примеру в ответ на ПВ установившегося режима в первом цилиндре подавление ПВ можно производить путем обогащения смеси и ограничения нагрузки в обеих группах цилиндров - первой и второй, когда ПВ имеет стойкий характер. Таким образом, для подавления стойкого ПВ может быть применен более агрессивный подход по сравнению с перемежающимся ПВ; а для подавления перемежающегося ПВ может быть применен более агрессивный подход по сравнению с ПВ переходного режима.

Таким образом, на основании одного и того же признака ПВ (например, одной и той же интенсивности стука) при одних условиях (например, при работе двигателя в установившемся режиме) может быть сделан вывод о наличии ПВ, но при других условиях (например, при работе двигателя в переходном режиме) на основании того же признака может быть сделан вывод о наличии детонации. Путем корректировки порогов обнаружения детонации и/или ПВ в зависимости от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре можно лучше отличать сильную детонацию при работе двигателя в переходном режиме от реальных явлений преждевременного воспламенения. Данный улучшенный способ обнаружения дает возможность повысить качество подавления аномальных явлений горения.

На фиг.6 представлен пример программы 600 для регулирования впрыска жидкости, подавляющей преждевременное воспламенение, в ответ на признак ПВ в зависимости от режима работы двигателя во время возникновения ПВ - переходного или установившегося. Регулируя подачу жидкости в зависимости от характера ПВ, можно усилить эффект подавления ПВ указанной жидкостью.

На шаге 602 производится оценивание и/или измерение условий (параметров) работы двигателя. Указанные параметры могут включать, например, частоту вращения вала двигателя, команду от водителя для установки крутящего момента, расход наддувочного воздуха, температуру отработавших газов и т.п. Дополнительно может быть определен уровень топлива, имеющегося в топливных баках, а также состав (например, содержание спирта) имеющихся видов топлива (или жидкостей). На шаге 604 может быть определена скорость изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре (dAir/dt). Как уже рассматривалось согласно фиг.4, если скорость изменения превышает пороговое значение, то может быть сделан вывод о том, что двигатель работает в переходном режиме, и порог обнаружения ПВ может быть откорректирован. И напротив, если скорость изменения параметра меньше порогового значения, то можно констатировать, что двигатель работает в установившемся режиме, и порог обнаружения ПВ может оставаться некоррелированным.

На шаге 606 может быть проведена проверка наличия преждевременного воспламенения. Как уже рассматривалось согласно фиг.4, возникновение ПВ можно подтвердить, если величина признака ПВ (например, интенсивность стука в цилиндре, ионизация, давление в цилиндре и т.п.) превышает пороговый уровень. В качестве порога может использоваться откорректированный или некорректированный порог обнаружения ПВ, зависящий от режима работы двигателя - переходного или установившегося. Если наличие ПВ подтверждено, то на шаге 608 может быть произведено определение и/или обновление результата подсчета числа актов ПВ в цилиндре (и/или двигателе). Результат подсчета ПВ для цилиндра может включать результат подсчета числа актов «ПВ за поездку», что дает оценку суммарного числа актов ПВ в цилиндре за время текущей поездки или за цикл работы двигателя, а также результат подсчета числа актов «ПВ за время эксплуатации», что дает оценку суммарного числа актов ПВ в цилиндре за время его эксплуатации. Аналогично, могут быть получены результаты подсчета ПВ за время эксплуатации и ПВ за поездку для двигателя. Результат подсчета ПВ может также отражать число следующих друг за другом актов ПВ в цилиндре за определенный промежуток времени (например, за определенное число циклов работы двигателя, число поездок и т.п.). Как таковой, результат подсчета числа актов ПВ может отражать предысторию цилиндра в отношении ПВ и может коррелировать с предрасположенностью каждого цилиндра к возникновению ПВ в дальнейшем. Таким образом, на основе данных подсчета числа актов ПВ в цилиндре и сведений о преобладающих условиях (режиме) работы двигателя (например, скорости изменения воздушного заряда в цилиндре) можно оценить предрасположенность цилиндра к возникновению ПВ в дальнейшем и использовать эту информацию, чтобы определить способ регулирования профиля впрыска в двигатель жидкости, способствующей подавлению ПВ.

На шаге 610 на основе измеренной скорости изменения воздушного заряда в цилиндре, признака ПВ и/или результата подсчета числа актов ПВ для цилиндра можно определить характер ПВ. Например, если величина признака ПВ в цилиндре превышает пороговый уровень (например, откорректированный порог) и/или число следующих друг за другом актов ПВ в цилиндре превышает пороговый уровень, и при этом скорость изменения воздушного заряда в цилиндре превышает пороговый уровень, то преждевременное воспламенение можно отнести к категории «ПВ переходного режима». Согласно другому примеру, если величина признака ПВ в цилиндре превышает пороговый уровень (например, некорректированный порог) и/или число следующих друг за другом актов ПВ в цилиндре превышает пороговый уровень, но при этом скорость изменения воздушного заряда в цилиндре ниже порогового уровня, то преждевременное воспламенение можно отнести к категории «стойкого ПВ установившегося режима». Для сравнения, преждевременное воспламенение можно отнести к категории «перемежающегося ПВ установившегося режима», если число следующих друг за другом актов ПВ в цилиндре будет ниже порогового уровня.

На шаге 612 можно определить количество жидкости, подавляющей ПВ, которое необходимо ввести в цилиндр, в котором было обнаружено ПВ. Контроллер вначале может определить, какую жидкость впрыскивать для подавления ПВ исходя из видов топлива (или жидкостей), которые имеются в наличии в топливных баках, их состава и их уровня. Контроллеру может быть задан приоритет впрыска жидкости с повышенным содержанием воды или повышенным содержанием бензина (по сравнению с жидкостью, у которой содержание спирта повышено) в силу разбавляющего действия воды и/или бензина и их влияния на октановое число, что позволяет получать более сильный эффект подавления ПВ. Таким образом, согласно одному примеру, если система располагает большим количеством воды, то контроллер может производить прямой впрыск воды для подавления ПВ. Согласно другому примеру, если система располагает большим количеством бензина, контроллер может производить прямой впрыск бензина для подавления ПВ. Кроме того, контроллер может производить прямой впрыск некоторого количества воды и некоторого количества бензина. Согласно еще одному примеру в зависимости от содержания спирта в имеющихся видах топлива для подавления ПВ контроллер может производить впрыск топлива с более низким содержанием спирта. Поскольку разные жидкости обладают разным разбавляющим действием и разным влиянием на октановое число, что способствует подавлению ПВ, то определять количество жидкости, которое требуется для впрыска, можно исходя из имеющихся в распоряжении жидкостей и их относительной способности подавлять ПВ.

На шаге 614 может быть определен профиль впрыска жидкости, подавляющей ПВ, в зависимости от характера ПВ в цилиндре согласно признаку его проявления - ПВ переходного режима, перемежающееся ПВ или стойкое ПВ. Точнее, контроллер может регулировать фазу и число впрысков жидкости в цилиндр, в котором обнаружено ПВ, в пределах данного рабочего цикла двигателя, в зависимости от характера ПВ. Аналогично, можно регулировать пропорцию дробления впрыскиваемой жидкости. В данном случае пропорцией дробления названо отношение количества жидкости, введенного ранее в рабочем цикле двигателя (например, на такте впуска), к количеству жидкости, введенному позднее в том же рабочем цикле двигателя (например, на такте сжатия).

На шаге 616 исходя из характера ПВ производится определение отношения количества жидкости (или топлива), которое вводится в цилиндр прямым впрыском через форсунку прямого впрыска, к количеству жидкости, которое вводится в цилиндр через впускной канал, через форсунку впускного канала. Согласно одному примеру может быть произведено определение доли жидкости, подавляющей ПВ, предназначенной для прямого впрыска, при этом оставшаяся доля может быть введена впрыском во впускной канал.

Согласно одному примеру, если имеется признак ПВ переходного режима, то число актов впрыска в пределах данного рабочего цикла двигателя может быть увеличено, когда скорость изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре, возрастает и становится выше порогового значения. Интервал между последовательными актами впрыска в пределах данного рабочего цикла двигателя также может быть задан исходя из скорости изменения воздушного заряда в цилиндре. Согласно другому примеру фазу впрыска можно регулировать (например, в сторону опережения или запаздывания), приводя к фазе, обеспечивающей снижение ПВ переходного режима, при этом фазу, обеспечивающую снижение ПВ переходного режима, можно получать исходя из скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре, и/или результата подсчета числа актов ПВ. Согласно еще одному примеру, когда среди общего числа впрысков по меньшей мере один впрыск совершается на такте сжатия двигателя и по меньшей мере один впрыск - на такте впуска, регулирование пропорции дробления впрыска в ответ на признак ПВ переходного режима может заключаться в уменьшении количества жидкости, вводимой на такте впуска, по сравнению с количеством жидкости, вводимой на такте сжатия, при этом пропорцию дробления можно задавать в зависимости от скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре. Аналогично, если часть жидкости, подавляющей ПВ, вводят в цилиндр прямым впрыском, а оставшуюся часть вводят в цилиндр через впускной канал, то в ответ на признак ПВ переходного режима отношение количества топлива, вводимого прямым впрыском, к количеству, вводимому впрыском во впускной канал, можно регулировать (например, увеличивать) в зависимости от скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре.

Как таковой, ввод жидкости, подавляющей ПВ, в ответ на ПВ переходного режима можно производить только в тот цилиндр, где было обнаружено ПВ. То есть впрыск жидкости можно не распространять на другие цилиндры двигателя. Кроме того, регулирование можно выполнять для определенного числа актов сгорания топливной смеси с момента обнаружения ПВ, при этом указанное число актов сгорания задавать исходя из скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре. Так, если интенсивность, продолжительность или частота явления ПВ переходного режима нарастает, то многократный впрыск жидкости, подавляющей ПВ, с дроблением количеств может быть продолжен и распространен на большее число актов сгорания топливной смеси. Согласно одному примеру, если вводимая жидкость является топливом, то впрыск может представлять собой впрыск с обогащением смеси, причем степень обогащения можно задавать в зависимости от скорости изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре (как было ранее рассмотрено согласно фиг.3-4).

Для сравнения, в ответ на признак ПВ установившегося режима в цилиндре контроллер может выполнить регулирование одного или более из следующих параметров: фазы, числа впрысков и пропорции дробления впрыска жидкости, подавляющей ПВ, в зависимости по меньшей мере от результата подсчета числа актов ПВ в цилиндре. Например, контроллер может увеличить число впрысков и при этом уменьшить интервал между последовательными впрысками в цилиндр, если результат подсчета числа актов ПВ в цилиндре превысит пороговое число. Таким образом, профиль впрыска можно регулировать, чтобы более агрессивно использовать жидкость, подавляющую ПВ, в случае стойкого ПВ по сравнению с перемежающимся ПВ, и аналогично - в случае перемежающегося ПВ по сравнению с ПВ переходного режима.

В качестве примера, в ответ на ПВ переходного режима контроллер может ввести первое количество жидкости за первое число впрысков, при этом первое число и интервал между впрысками задать исходя из скорости изменения воздушного заряда в цилиндре во время работы двигателя в переходном режиме. Согласно другому примеру в ответ на перемежающееся ПВ контроллер может ввести второе, большее количество жидкости за второе число впрысков, при этом второе число и интервал между впрысками задать исходя из результата подсчета числа актов ПВ в цилиндре. Для сравнения, в ответ на стойкое ПВ контроллер может ввести третье количество жидкости за третье число впрысков, при этом третье количество задать большим первого и второго количества, а третье число и интервал между впрысками задать исходя из результата подсчета числа актов ПВ в цилиндре.

При этом впрыск в ответ на ПВ переходного режима можно продолжать на протяжении первого, меньшего числа актов сгорания топливной смеси с момента обнаружения признака ПВ переходного режима, в то время как впрыск в ответ на перемежающееся ПВ можно продолжать на протяжении второго, большего числа актов сгорания топливной смеси с момента обнаружения признака перемежающегося ПВ, а впрыск в ответ на стойкое ПВ можно продолжать на протяжении третьего числа актов сгорания топливной смеси с момента обнаружения признака стойкого ПВ.

Точно так же, как это было рассмотрено согласно фиг.4, в ответ на ПВ переходного режима в первом цилиндре (причем первый цилиндр входит в состав первой группы цилиндров двигателя, а двигатель при этом также содержит вторую группу цилиндров) контроллер может провести обогащение смеси только в первом цилиндре, сохраняя при этом нагрузку двигателя неизменной. Для сравнения, в ответ на перемежающееся ПВ в первом цилиндре контроллер может провести обогащение смеси и выполнить ограничение нагрузки двигателя только для первой группы цилиндров, в то время как в ответ на стойкое ПВ в первом цилиндре контроллер может провести обогащение смеси и выполнить ограничение нагрузки двигателя для каждой группы цилиндров - первой и второй. Как таковые, степень обогащения и ограничения нагрузки в ответ на стойкое ПВ могут быть более сильными, чем в ответ на перемежающееся ПВ, и в свою очередь степень обогащения и ограничения нагрузки в ответ на перемежающееся ПВ могут быть более сильными, чем в ответ на ПВ переходного режима.

Таким образом, в ответ на обнаружение признака ПВ переходного режима в цилиндре, за счет прямого впрыска в цилиндр жидкости, подавляющей ПВ, задания фазы, числа впрысков и пропорции дробления прямого впрыска в зависимости от скорости изменения воздушного заряда в цилиндре во время ПВ переходного режима можно более эффективно осуществлять подавление ПВ данного вида. За счет применения менее агрессивного подхода к подавлению ПВ, когда двигатель работает в переходном режиме, можно улучшить показатели экономии топлива.

На диаграммах 700-800, изображенных на фиг.7-8, представлен пример регулирования впрыска жидкости, подавляющей ПВ. В каждом случае, в зависимости от характера ПВ производится впрыск жидкости, подавляющей ПВ, и осуществляется регулирование фазы, числа впрысков и пропорции дробления впрыска.

Диаграмма 700 на фиг.7 изображает первый пример, в котором производится регулирование числа и фазы впрысков. Здесь в ответ на ПВ переходного режима число впрысков может быть увеличено до двух, симметричных впрысков, при этом в каждом впрыске передается одинаковое количество жидкости. Кроме того, интервал между последовательными впрысками может быть отрегулирован (например, увеличен) так, чтобы средняя фаза впрыска соответствовала тому же моменту, что и при однократном впрыске суммарного количества жидкости. В ответ на перемежающееся ПВ число впрысков также может быть увеличено до двух симметричных впрысков, при этом в каждом впрыске может содержаться одинаковое количество жидкости. Здесь, в силу того, что ПВ имеет перемежающийся характер, интервал между последовательными впрысками может быть отрегулирован (например, уменьшен по сравнению с ПВ переходного режима) так, чтобы средняя фаза впрыска соответствовала тому же моменту, что и при однократном впрыске суммарного количества жидкости. Кроме того, в среднюю фазу впрыска в ответ на перемежающееся ПВ может быть введено запаздывание по сравнению со средней фазой впрыска, выполняемого в ответ на ПВ переходного режима. Для сравнения, в ответ на стойкое ПВ число впрысков может быть дополнительно увеличено (в данном случае до трех симметричных впрысков), при этом в каждом впрыске может содержаться одинаковое количество жидкости. Далее, в силу того, что ПВ имеет стойкий характер, интервал между последовательными впрысками может быть отрегулирован (например, дополнительно уменьшен по сравнению с перемежающимся ПВ и ПВ переходного режима) так, чтобы средняя фаза впрыска соответствовала тому же моменту, что и при однократном впрыске суммарного количества жидкости. Кроме того, в среднюю фазу впрыска в ответ на стойкое ПВ может быть введено запаздывание по сравнению со средней фазой впрыска, выполняемого в ответ на перемежающееся ПВ и ПВ переходного режима.

Следует понимать, что хотя представленный пример иллюстрирует случай симметричного дробления впрысков, в других вариантах осуществления разные впрыски могут быть асимметричными, то есть количество жидкости при первом впрыске может отличаться от количеств жидкости при последующих впрысках. Согласно одному примеру при дробном впрыске меньшая доля суммарного впрыскиваемого количества жидкости может быть введена при первом впрыске для подавления ПВ переходного режима, в то время как большая доля суммарного впрыскиваемого количества жидкости может быть введена при последующих впрысках для подавления перемежающегося или стойкого ПВ (причем доля жидкости для подавления стойкого ПВ должна быть больше доли для перемежающегося ПВ). Следует понимать, что хотя представленный пример иллюстрирует случай дробного впрыска, осуществляемого в пределах одного и того же такта рабочего цикла двигателя, в других вариантах осуществления отдельные акты дробного впрыска могут осуществляться на разных тактах рабочего цикла двигателя.

Один такой пример приведен на фиг.8. Диаграмма 800 изображает первый пример, в котором в ответ на ПВ переходного режима производится увеличение числа впрысков жидкости, подавляющей ПВ, до двух асимметричных впрысков, при этом при первом впрыске вводится большее количество жидкости, чем при втором впрыске. Кроме того, оба впрыска осуществляются на такте впуска рабочего цикла двигателя. Для сравнения, в ответ на перемежающееся ПВ число впрысков увеличивается, в данном случае также до двух асимметричных впрысков, причем при первом впрыске вводится меньшее количество жидкости, чем при втором впрыске. При этом дополнительно к уменьшению интервала между последовательными впрысками и задержке средней фазы относительно фазы при ПВ переходного режима произведено регулирование пропорции дробления, так что в целях подавления ПВ меньшая доля жидкости вводится в более раннее время данного рабочего цикла двигателя (в данном случае, на такте впуска), в то время как оставшаяся, большая доля жидкости вводится в рабочем цикле двигателя позднее (например, на такте сжатия). Согласно другому примеру в ответ на стойкое ПВ число впрысков дополнительно увеличено, в данном случае до трех асимметричных впрысков, причем при третьем впрыске вводится большее количество жидкости, чем при каждом из предшествующих впрысков - первом и втором. При этом дополнительно к уменьшению интервала между последовательными впрысками и задержке средней фазы относительно фазы при ПВ переходного режима и перемежающемся ПВ произведено регулирование пропорции дробления, так что в целях подавления ПВ еще меньшая доля жидкости вводится в более раннее время данного рабочего цикла двигателя (в данном случае, на такте впуска), в то время как оставшаяся, большая доля жидкости вводится в рабочем цикле двигателя позднее (например, на такте сжатия). Хотя представленный пример иллюстрирует дробный впрыск объема жидкости, распределенный между тактом впуска и тактом сжатия, возможны и другие комбинации дробления.

Таким образом, может быть повышено качество обнаружения ПВ переходного режима и его разграничения со стойким ПВ и перемежающимся ПВ. Кроме того, путем изменения характера действий, направленных на подавление ПВ (например, обогащения смеси, ограничения нагрузки и/или впрыска жидкости, подавляющей ПВ) в зависимости от характера ПВ, эффект подавления ПВ может быть усилен и снижена вероятность возникновения ПВ в дальнейшем. За счет снижения вероятности ошибочного обнаружения ПВ при работе двигателя в переходном режиме можно сократить бесполезный расход топлива и объем токсичных выбросов, вызванные излишним обогащением смеси в цилиндре.

Следует отметить, что приведенные примеры программ управления и оценивания могут быть использованы с различными конструкциями двигателей и/или систем транспортных средств. Конкретные процедуры, приведенные в данном описании, могут представлять одну или более стратегий обработки, которые инициируются событием, прерыванием, являются многозадачными, многопотоковыми и т.п. Как таковые, различные представленные действия, операции или функции можно выполнять в той последовательности, какая указана на схеме, можно выполнять параллельно или в некоторых случаях опускать. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для решения вышеупомянутых задач изобретения, реализации отличительных признаков и преимуществ, но приведен в целях упрощения описания. Одно или более представленных действий или функций можно выполнять повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, подлежащий занесению в виде программы в считываемую среду хранения данных, в компьютер системы управления двигателем.

Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании программы и конструкции по своей сути являются примерами, при этом конкретные варианты осуществления не следует рассматривать, как ограничивающие идею изобретения в виду возможности многочисленных вариантов и модификаций. Например, вышеописанная технология может быть применена в двигателях со схемами V-6, I-4, 1-6, V-12, двигателях с 4 оппозитными цилиндрами и в двигателях иных типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя весь объем новых и неочевидных комбинаций и сочетаний различных систем и конструкций, а также другие отличия, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.

Пункты нижеприведенной формулы изобретения конкретно указывают на определенные комбинации и производные комбинации отличительных признаков, которые считаются новыми и неочевидными. Эти пункты могут относиться к «одному» элементу, или «первому» элементу, или эквивалентному элементу. Следует понимать, что такие пункты содержат включение одного или более указанных элементов, не требуя при этом и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и производные комбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу изобретения путем изменения пунктов настоящей формулы или путем представления новых пунктов формулы изобретения в рамках данной или родственной заявки. Такие пункты формулы изобретения также считаются включенными в предмет настоящего изобретения независимо от того, являются они более широкими, более узкими, равными или отличающимися в отношении границ идеи изобретения, установленных исходной формулой изобретения.

Изобретение относится к двигателям транспортных средств. Способ управления двигателем, в котором выполняют подавление преждевременного воспламенения в цилиндре на основе скорости изменения параметра во времени, характеризующего воздушный заряд в цилиндре. Подавление включает в себя обогащение горючей смеси только того цилиндра, где обнаружено преждевременное воспламенение, если скорость изменения параметра выше порогового значения. Также обогащают смесь в остальных цилиндрах, если скорость изменения параметра ниже порогового значения. В другом варианте формируют признак наличия преждевременного воспламенения установившегося режима в цилиндре при первом и втором состоянии, когда выходной сигнал датчика превышает первый пороговый уровень. Также выполняют коррекцию порога обнаружения преждевременного воспламенения для первого цилиндра на основе скорости изменения воздушного заряда в первом цилиндре. Предотвращается преждевременное воспламенение. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ управления двигателем, в котором выполняют корректирующее действие, направленное на подавление преждевременного воспламенения в цилиндре, на основе скорости изменения параметра во времени, характеризующего воздушный заряд в цилиндре, при этом действие, направленное на подавление преждевременного воспламенения в цилиндре, выполняют в ответ на возникновение преждевременного воспламенения в цилиндре, причем корректирующее действие включает в себя обогащение горючей смеси только в том цилиндре, где обнаружено преждевременное воспламенение, если скорость изменения параметра выше порогового значения; и обогащение горючей смеси в одном или более цилиндрах, отличных от цилиндра, в котором обнаружено преждевременное воспламенение, если скорость изменения параметра ниже порогового значения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанным параметром является один или более из следующих параметров: давление воздуха в коллекторе, поток воздуха в коллекторе, воздушный заряд в цилиндре и положение дроссельной заслонки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обогащение в случае, когда скорость изменения параметра выше порогового значения, осуществляют в течение более короткого времени, нежели обогащение в случае, когда скорость изменения параметра ниже порогового значения.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обогащение горючей смеси в одном или более цилиндрах, отличных от цилиндра, в котором обнаружено преждевременное воспламенение, включает в себя, в ответ на перемежающееся преждевременное воспламенение, обогащение смеси в одном или более цилиндрах той группы, где обнаружено преждевременное воспламенение; и, в ответ на стойкое преждевременное воспламенение, обогащение смеси в одном или более цилиндрах той группы, где обнаружено преждевременное воспламенение, а также той группы цилиндров, где преждевременное воспламенение обнаружено не было.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что обогащение смеси в ответ на перемежающееся преждевременное воспламенение осуществляют в течение более короткого времени, нежели обогащение в ответ на стойкое преждевременное воспламенение.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что корректирующее действие включает в себя поддержание нагрузки цилиндра, в котором обнаружено преждевременное воспламенение, неизменной, если скорость изменения параметра выше порогового значения; и ограничение нагрузки одного или более цилиндров, отличных от цилиндра, в котором обнаружено преждевременное воспламенение, если скорость изменения параметра ниже порогового значения.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что ограничение нагрузки одного или более цилиндров, отличных от цилиндра, в котором обнаружено преждевременное воспламенение, включает в себя, в ответ на перемежающееся преждевременное воспламенение, регулирование фазы кулачков с целью ограничения нагрузки одного или более цилиндров той группы, где обнаружено преждевременное воспламенение; и, в ответ на стойкое преждевременное воспламенение, регулирование фазы кулачков с целью ограничения нагрузки одного или более цилиндров той группы, где обнаружено преждевременное воспламенение, а также той группы цилиндров, где преждевременное воспламенение обнаружено не было.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержит коррекцию порога обнаружения преждевременного воспламенения в цилиндре на основе скорости изменения параметра в цилиндре.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанная коррекция включает увеличение порога обнаружения преждевременного воспламенения, когда скорость изменения параметра, характеризующего воздушный заряд в цилиндре, превышает пороговое значение.

10. Способ управления двигателем с цилиндром, в котором формируют признак наличия преждевременного воспламенения установившегося режима в цилиндре при первом состоянии, когда выходной сигнал датчика превышает первый пороговый уровень; и формируют признак отсутствия преждевременного воспламенения в цилиндре при втором состоянии, когда выходной сигнал датчика превышает первый пороговый уровень.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что дополнительно формируют признак наличия преждевременного воспламенения переходного режима в цилиндре при втором состоянии, когда выходной сигнал датчика превышает второй, более высокий пороговый уровень.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что первое состояние представляет собой установившийся режим работы двигателя с первой, более низкой скоростью изменения воздушного заряда в цилиндре, а второе состояние представляет собой переходный режим работы двигателя со второй, более высокой скоростью изменения воздушного заряда в цилиндре.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что второй пороговый уровень задают в зависимости от первого порогового уровня и второй скорости изменения воздушного заряда в цилиндре.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанный цилиндр является первым цилиндром первой группы цилиндров, причем способ дополнительно содержит, в ответ на преждевременное воспламенение переходного режима в цилиндре, обогащение смеси только в первом цилиндре без ограничения нагрузки первого цилиндра; и, в ответ на преждевременное воспламенение установившегося режима в цилиндре, обогащение смеси и ограничение нагрузки по меньшей мере в первой группе цилиндров.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что двигатель дополнительно содержит вторую группу цилиндров, причем обогащение смеси и ограничение нагрузки по меньшей мере в первой группе цилиндров включает в себя, при перемежающемся преждевременном воспламенении установившегося режима в цилиндре, обогащение смеси и ограничение нагрузки только в первой группе цилиндров; и, при стойком преждевременном воспламенении установившегося режима в цилиндре, обогащение смеси и ограничение нагрузки в обеих группах цилиндров - первой и второй.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что обогащение смеси в ответ на преждевременное воспламенение переходного режима в цилиндре осуществляют в течение первого, более короткого времени, причем указанное первое время задают в зависимости от второй скорости изменения воздушного заряда в цилиндре.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что обогащение смеси в ответ на перемежающееся преждевременное воспламенение установившегося режима в цилиндре осуществляют в течение второго, более продолжительного времени, а обогащение смеси в ответ на стойкое преждевременное воспламенение установившегося режима в цилиндре осуществляют в течение третьего времени, более продолжительного, чем первое и второе времена.

18. Способ по п. 15, отличающийся тем, что степень обогащения смеси в ответ на преждевременное воспламенение в цилиндре задают в зависимости от выходного сигнала датчика.

19. Способ по п. 12, отличающийся тем, что двигатель является двигателем с наддувом, причем способ дополнительно содержит, в ответ на преждевременное воспламенение переходного режима в цилиндре, уменьшение роста давления наддува, при этом указанное уменьшение задают в зависимости от второй скорости изменения воздушного заряда в цилиндре.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что дополнительно содержит, в ответ на преждевременное воспламенение переходного режима в цилиндре, уменьшение чувствительности дросселя тракта впуска воздуха, причем указанное уменьшение задают в зависимости от второй скорости изменения воздушного заряда в цилиндре.

21. Способ по п. 10, отличающийся тем, что указанный датчик представляет собой датчик стука.

22. Способ управления двигателем, в котором выполняют коррекцию порога обнаружения преждевременного воспламенения для первого цилиндра на основе скорости изменения воздушного заряда в первом цилиндре и выполняют констатацию преждевременного воспламенения переходного режима в первом цилиндре в ответ на превышение признаком наличия преждевременного воспламенения в первом цилиндре откорректированного порога обнаружения.

23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что признак наличия преждевременного воспламенения получают на основе одного или более из следующих сигналов: выходного сигнала датчика стука, выходного сигнала ионизационного датчика, сигнала давления в цилиндре, сигнала ускорения коленчатого вала.