ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к способам и системам для управления двигателем транспортного средства для уменьшения события преждевременного воспламенения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В определенных условиях работы, двигатели, которые имеют высокие степени сжатия или форсированы для увеличения удельной выходной мощности, могут быть предрасположены к явлениям сгорания с преждевременным воспламенением на малых оборотах. Раннее сгорание, обусловленное преждевременным воспламенением, может вызывать очень высокие давления внутри цилиндра и может приводить к волне давления сгорания, подобной детонации при сгорании, но с большей интенсивностью. События сгорания позднего сгорания, в которых сгорание происходит позже, чем ожидается, также могут приводить к событиям сгорания с преждевременным воспламенением. Более точно, позднее сгорание может приводить к высоким давлениям и температурам в выпускном коллекторе, а также более высоким, чем ожидается, выхлопным остаточным газам, которые повышают вероятность событий преждевременного воспламенения.
Были разработаны различные стратегии для снижения возникновения преждевременного воспламенения от событий позднего сгорания. Один из примерных подходов показан Фуджиаем и другими в US 2010/0217504. В нем, период перекрытия клапанов увеличивается по мере того, как возрастает требуемый крутящий момент двигателя, посредством осуществления опережения установки фаз распределения впускных клапанов и/или осуществления задерживания установки фаз распределения выпускных клапанов. В ответ на возможность преждевременного воспламенения в цилиндре, скорость осуществления опережения впускного клапана цилиндра уменьшается, и/или уменьшается скорость осуществления задерживания выпускного клапана цилиндра, выбор основывается на требуемом крутящем моменте двигателя.
Однако изобретатели в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальную проблему у такого подхода. Несмотря на то что подход Фуджиая и других может подавлять преждевременное воспламенение в цилиндре, подвергающемся позднему сгоранию, подход может быть неспособным принимать меры в ответ на преждевременное воспламенение в других находящихся под влиянием цилиндрах. Более точно, событие позднего сгорания в данном цилиндре может повышать вероятность преждевременного воспламенения в данном цилиндре, а также в одном или более соседних цилиндров. Например, событие позднего сгорания в данном цилиндре может вводить высокое количество раскаленных выхлопных остаточных газов в один или более смежных цилиндров, вынуждая открываться выпускной клапан смежного цилиндра(ов). Избыточные раскаленные остаточные газы, принятые в смежных цилиндрах могут повышать их предрасположенность к преждевременному воспламенению. В дополнение, избыточные раскаленные остаточные газы могут увеличивать величину введенного свежего заряда цилиндра, (посредством раскручивания турбины), приводя к дополнительному увеличению предрасположенности к преждевременному воспламенению в смежных цилиндрах. По существу, события преждевременного воспламенения могут ослаблять эксплуатационные качества двигателя и вызывать ухудшение работы двигателя.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из примеров, вышеприведенная проблема может быть по меньшей мере частично преодолена способом для управления двигателем, включающим в себя этап, на котором:
в ответ на температуру выхлопных газов сгорания в первом цилиндре выше пороговой температуры, выполняют подавляющее преждевременное воспламенение действие во втором отличном цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре из выпускного коллектора через непреднамеренное открывание выпускного клапана второго цилиндра. Таким образом, вызванные поздним горением события преждевременного воспламенения могут сокращаться.
В одном из вариантов предложен способ, в котором подавляющее преждевременное воспламенение действие выполняют в ответ на температуру выхлопных газов сгорания в первом цилиндре выше пороговой температуры, и количество выхлопных остаточных газов, выпускаемых из первого цилиндра, выше порогового количества.
В одном из вариантов предложен способ, в котором выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре включает в себя этап, на котором избирательно прекращают впрыск топлива во второй цилиндр.
В одном из вариантов предложен способ, в котором выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре включает в себя этап, на котором регулируют впрыск топлива во второй цилиндр для осуществления сгорания во втором цилиндре более богатого, чем стехиометрия.
В одном из вариантов предложен способ, в котором степень обогащения впрыска топлива регулируют на основании разности между температурой выхлопных газов сгорания в первом цилиндре и пороговой температурой, при этом степень обогащения увеличивают по мере того, как возрастает разность.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором идентифицируют второй цилиндр на основании идентификации первого цилиндра и порядка работы двигателя, причем первый и второй цилиндры являются соседними цилиндрами двигателя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором второй цилиндр дополнительно идентифицируют на основании конфигурации выпускного коллектора.
В одном из вариантов предложен способ, в котором подавляющее преждевременное воспламенение действие выполняют до приема указания преждевременного воспламенения во втором цилиндре, причем выхлопные остаточные газы принимаются в период положительного перекрытия клапанов второго цилиндра.
В одном из вариантов предложен способ для управления двигателем, включающий в себя этап, на котором:
в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре, избирательно прекращают впрыск топлива во второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре, причем остаточные газы принимаются выпускным клапаном второго цилиндра, подвергнутым непреднамеренному принудительному открыванию.
В одном из вариантов предложен способ, в котором избирательное прекращение впрыска топлива выполняют для уменьшения преждевременного воспламенения во втором цилиндре.
В одном из вариантов предложен способ, в котором установка момента сгорания в первом цилиндре включает в себя установку момента зажигания, установку фаз распределения впускных клапанов и/или установку фаз распределения выпускных клапанов сгорания в первом цилиндре.
В одном из вариантов предложен способ, в котором первый цилиндр и второй цилиндр расположены в общем ряду цилиндров двигателя.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором избирательно прекращают впрыск топлива в третий цилиндр, ожидаемый для приема выхлопных остаточных газов от сгорания во втором цилиндре через открытый выпускной клапан третьего цилиндра.
В одном из вариантов предложен способ, в котором избирательный вывод из работы впрыска топлива выполняют до того, как преждевременное воспламенение происходит в каждом из первого, второго и третьего цилиндров.
В одном из вариантов предложен способ для управления двигателем, включающий в себя этап, на котором:
в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой задерживанию от пороговой установки момента, избирательно обогащают впрыск топлива во второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре через непреднамеренное открывание выпускного клапана второго цилиндра.
В одном из вариантов предложен способ, в котором установка момента сгорания включает в себя установку момента зажигания, установку фаз распределения впускных клапанов и/или установку фаз распределения выпускных клапанов, при этом установка момента сгорания, являющаяся подвергнутой задерживанию от пороговой установки момента, основана на одном или более из ускорения коленчатого вала, тока ионизации свечи зажигания и давления в цилиндре.
В одном из вариантов предложен способ, в котором степень обогащения обогащенного впрыска топлива во второй цилиндр регулируют на основании степени задерживания установки момента сгорания в первом цилиндре от пороговой установки момента, при этом степень обогащения увеличивают по мере того, как возрастает степень задерживания.
В одном из вариантов предложен способ, в котором степень обогащения дополнительно основана на числе выведенных из работы цилиндров двигателя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором степень обогащения обогащенного впрыска топлива дополнительно основана на температуре выхлопных остаточных газов, чтобы приводить температуру выхлопных газов сгорания во втором цилиндре ниже пороговой температуры.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором обогащают впрыск топлива в третий цилиндр, ожидаемый для приема выхлопных остаточных газов от сгорания во втором цилиндре, обогащение второго цилиндра является более высоким, чем обогащение третьего цилиндра.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором выполняют поздний впрыск топлива в первом цилиндре, чтобы избирательно обогащать выхлопные остаточные газы, принятые во втором цилиндре.
В одном из вариантов предложен способ, в котором подвергнутую задерживанию установку момента сгорания в первом цилиндре создают задерживанием зажигания так, что событие сгорания задерживают в рабочем такте, при этом способ дополнительно включает в себя этап, на котором определяют подвергнутую задерживанию установку посредством характерных вибраций блока двигателя, которые возникают вследствие звона выпускного клапана второго цилиндра в интервале при открытом выпускном клапане первого цилиндра, причем избирательное обогащение включает в себя этап, на котором регулируют впрыск топлива во время такта впуска первого цилиндра
В одном из примеров, событие позднего сгорания в первом цилиндре может определяться на основании данных ускорения коленчатого вала, тока ионизации свечи зажигания, давления в цилиндре. Второй, соседний цилиндр, которые наиболее вероятно должен принимать выхлопные остаточные газы из первого цилиндра, в таком случае, может идентифицироваться на основании идентификации первого цилиндра, порядка работы цилиндров в двигателе, а также конфигурации выпускного коллектора двигателя. В ответ на количество выхлопных остаточных газов больше, чем пороговое значение, и/или температуру выхлопных газов сгорания в первом цилиндре выше, чем пороговое значение, подавляющее преждевременное воспламенение действие может выполняться во втором цилиндре для уменьшения вероятности преждевременного воспламенения, вызываемого во втором цилиндре вследствие события позднего горения в первом цилиндре. Это может включать в себя этап, на котором избирательно прекращают впрыск топлива во второй цилиндр. В качестве альтернативы, впрыск топлива во второй цилиндр может обогащаться в течение некоторой длительности. Уровень подавляющего преждевременное воспламенение действия (например, степень обогащения обогащенного впрыска топлива) может регулироваться, чтобы доводить температуру выхлопных газов сгорания во втором цилиндре (после приема выхлопных остаточных газов из первого цилиндра) до ниже пороговой температуры. Подавляющее преждевременное воспламенение действие также может распространяться на дополнительные цилиндры. Например, третий цилиндр, который наиболее вероятно должен принимать выхлопные остаточные газы от сгорания во втором цилиндре, также может обогащаться, с более низкой степенью обогащения, чтобы уменьшать вероятность преждевременного воспламенения в третьем цилиндре, обусловленного раскаленными остаточными газами, принятыми во втором цилиндре, и так далее.
Таким образом, посредством обогащения или вывода из работы впрыска топлива в один или более цилиндров, вероятных для (постепенного) приема выхлопных остаточных газов от позднего сгорания в соседнем цилиндре, могут снижаться температура и давление выхлопных остаточных газов. Посредством снижения температуры и давления остаточных газов, вероятность преждевременного воспламенения, вызванного в цилиндре вследствие приема раскаленных выхлопных остаточных газов из осуществляющего позднее горение цилиндра, может уменьшаться. В дополнение, также снижается вероятность преждевременного воспламенения, вызываемого цилиндром, принимающим раскаленные остаточные газы, в дополнительных цилиндрах. В общем и целом, может уменьшаться ухудшение работы двигателя, обусловленное преждевременным воспламенением.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя внутреннего сгорания.
Фиг. 2 показывает альтернативный вариант осуществления двигателя по фиг. 1.
Фиг. 3 показывает высокоуровневую блок-схему операций способа выполнения подавляющего преждевременное воспламенение действия в одном или более цилиндров в ответ на позднее сгорание в соседнем цилиндре.
Фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа обнаружения непреднамеренного открывания выпускного клапана цилиндра.
Фиг. 5 показывает примерное выявление непреднамеренного открывания выпускного клапана второго цилиндра в ответ на событие позднего сгорания в первом цилиндре.
Фиг. 6, 7 показывают примерные графики при обогащении цилиндров согласно настоящему изобретению.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее описание относится к системам и способам обнаружения подачи раскаленных остаточных газов в цилиндр в ответ на позднее сгорание в соседнем цилиндре и регулирования впрыска топлива в находящийся под влиянием цилиндр, чтобы сокращать вызванные поздним сгоранием события преждевременного воспламенения. В двигателях, выполненных с небольшими выпускными коллекторами, таких как системы двигателя по фиг. 1 и 2, выхлопные остаточные газы от события позднего сгорания в первом цилиндре могу повышать давления в выпускном коллекторе, так что остаточные газы принудительно принимаются во втором, соседнем цилиндре. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью исполнения способа управления, такого как способ по фиг. 3, чтобы регулировать впрыск топлива во второй цилиндр (например, прекращать или обогащать впрыск топлива), если установка момента сгорания при сгорании в первом цилиндре находится за пределами пороговой установки момента, при этом большое количество выхлопных остаточных газов могло бы выпускаться из первого цилиндра в выпускной коллекторе и потенциально принудительно приниматься во втором цилиндре. Примерные регулировки впрыска топлива описаны со ссылкой на фиг. 6 и 7. Контроллер, кроме того, может быть выполнен с возможностью исполнения способа управления, такого как способ по фиг. 4, чтобы обнаруживать принудительное открывание выпускного клапана цилиндра на основании вибраций блока двигателя, считанных в интервале при событии открытого выпускного клапана осуществляющего позднее сгорание цилиндра. Примерное обнаружение показано на фиг. 5. Таким образом, событие выпускного клапана, происходящее вне такта впуска и выпуска цилиндра, может использоваться для идентификации подачи выхлопных остаточных газов в цилиндр от события позднего сгорания в соседнем цилиндре. Посредством впрыска топлива в цилиндр, принимающий раскаленные остаточные газы, температура остаточных газов может понижаться, и может уменьшаться вероятность вызванного поздним сгоранием раннего воспламенения.
Фиг. 1 - схематичное изображение, показывающее один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, содержащей контроллер 12, и входными сигналами водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Камера 30 (то есть цилиндр) сгорания двигателя 10 может содержать стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное перемещение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Цилиндр 30 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателями 10 в дополнение к цилиндру 30. В некоторых вариантах осуществления, один или более впускных каналов могут содержать устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 1 показывает двигатель 10, выполненный с турбонагнетателем, содержащим компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от системы выпуска, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопной системы через вал 180, где устройство наддува выполнено в качестве турбонагнетателя. Однако в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопной системы, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 20, содержащий дроссельную заслонку 164, может быть расположен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 20 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.
Выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 30. В одном из примеров, выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из всех цилиндров двигателя 10. Однако в некоторых вариантах осуществления, как конкретизировано на фиг. 2, выхлопные газы из одного или более цилиндров могут направляться в первый выпускной канал, наряду с тем, что выхлопные газы из одного или более других (остальных) цилиндров могут направляться во второй, отличающийся выпускной канал, отдельные выпускные каналы затем сходятся дальше ниже по потоку на или за пределами устройства снижения токсичности выбросов выхлопных газов. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выбросов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи показания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в выхлопных газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями.
Температура выхлопных газов может оцениваться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 48. В качестве альтернативы, температура выхлопных газов может выводиться на основании условий работы двигателя, таких как скорость вращения, нагрузка, топливно-воздушное соотношение (AFR), задерживание искрового зажигания и т.д. Кроме того, температура выхлопных газов может вычисляться по одному или более датчиков 128 выхлопных газов. Следует принимать во внимание, что температура выхлопных газов, в качестве альтернативы, может оцениваться любой комбинацией способов оценки температуры, перечисленных в материалах настоящего описания.
Каждый цилиндр двигателя 10 может содержать один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 30 показан содержащим по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верней области цилиндра 30. В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе цилиндр 30, может содержать по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.
Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством приведения в действие кулачков через систему 151 кулачкового привода. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 через систему 153 кулачкового привода. Каждая из систем 151 и 153 кулачкового привода может содержать один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), изменяемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), изменяемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или изменяемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться датчиками 155 и 157 положения клапана соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной и/или выпускной клапан могут управляться посредством клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может содержать впускной клапан, управляемый посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, содержащий системы CPS и/или VCT. Кроме того, еще в других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового привода или распределителя либо системой привода или распределителя с переменной установкой фаз клапанного распределения.
Цилиндр 30 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может содержать свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Однако в некоторых вариантах осуществления, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть выполнен одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 30, содержащий одну топливную форсунку 166. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 30 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем, также указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 30 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 166 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Следует принимать во внимание, что, в альтернативном варианте осуществления, форсунка 166 может быть форсункой впрыска во впускной канал, выдающей топливо во впускное отверстие выше по потоку от цилиндра 30.
Следует принимать во внимание, что в кроме того других вариантах осуществления, двигатель может приводиться в действие посредством впрыска переменной топливной смеси или подавляющей детонацию/преждевременное воспламенение текучей среды через две форсунки (форсунку 166 непосредственного впрыска и форсунку впрыска во впускной канал) и изменения относительного количества впрыска из каждой форсунки.
Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 посредством топливной системы 80 высокого давления, содержащей топливные баки, топливные насосы и направляющую-распределитель для топлива. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, временные характеристики непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливные баки могут иметь преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.
Топливо может подаваться форсункой(ами) в цилиндр в течение одиночного цикла двигателя цилиндра. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из форсунки(ок) может меняться в зависимости от условий работы. Например, распределение может меняться в зависимости от скорости изменения заряда воздуха цилиндра, природы события аномального сгорания в цилиндре (к примеру, есть ли событие пропуска зажигания, событие детонации или событие преждевременного воспламенения в цилиндре). Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации.
Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может содержать свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания и т.д.
Топливные баки в топливной системе 80 могут удерживать топливо или подавляющие детонацию/преждевременное воспламенение текучие среды с разными качествами, такие как разные составы. Эти различия могут содержать разное содержание спиртов, разное содержание воды, разное октановое число, разную теплоту испарения, разные топливные смеси и/или их комбинации и т.д. В одном из примеров, подавляющие детонацию/преждевременное воспламенение текучие среды с разными содержаниями спиртов могли бы содержать одно топливо, являющееся бензином, и другое, являющееся этиловым спиртом или метиловым спиртом. В еще одном примере, двигатель может использовать бензин в качестве первого вещества, и спиртосодержащую топливную смесь, такую как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (которая является приблизительно 85% метилового спирта и 15% бензина) в качестве второго вещества. Другие спиртосодержащие виды топлива могли бы быть смесью спирта и воды, смесью спирта, воды и бензина и т.д. В еще одном другом примере, оба топлива могут быть спиртовыми смесями, при этом первое топливо может быть спиртобензиновой смесью с более низким соотношением спирта, чем спиртобензиновая смесь второго топлива с более высоким соотношением спирта, к примеру, E10 (которое имеет значение приблизительно 10% этилового спирта) в качестве первого топлива и E85 (которое имеет значение приблизительно 85% этилового спирта) в качестве второго топлива. В еще одном другом примере, одна из текучих сред может содержать воду наряду с тем, что другая текучая среда является бензиновой или спиртовой смесью. Дополнительно, первое и второе топливо также могут различаться по другим качествам топлива, таким как различие по температуре, вязкости, октановому числу, скрытому теплосодержанию парообразования и т.д. Кроме того, другие подавляющие преждевременное воспламенение текучие среды могут содержать воду, метиловый спирт, жидкость омывателя (такую как смесь приблизительно 60% воды и 40% метилового спирта) и т.д.
Более того, характеристики топлива у топлива или подавляющей преждевременное воспламенение текучей среды, хранимых в топливном баке, могут часто меняться. В одном из примеров, водитель может пополнять топливный бак с помощью E85 в один день, а E10 в следующий, и E50 в следующий. Изменения пополнения бака изо дня в день, таким образом, могут давать в результате частое изменение составов топлива, тем самым, оказывая влияние на состав топлива, подаваемого в форсунку 166.
Двигатель 10 дополнительно может содержать один (как изображено) или более датчиков 90 детонации, распределенных по корпусу двигателя (например, по блоку двигателя). Когда включены в состав, множество датчиков детонации могут быть распределены по блоку цилиндров двигателя симметрично или несимметрично. Датчик 90 детонации может быть акселерометром, датчиком ионизации или датчиком вибраций.
Например, как конкретизировано со ссылкой на фиг. 4, контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью обнаружения и различения вибрации блока двигателя, созданных вследствие событий аномального сгорания, таких как детонация и преждевременное воспламенение, от принудительного открывания (и последующего стучащего закрывания) выпускного клапана цилиндра на основании выходного сигнала (например, временных характеристик, амплитуды, интенсивности, частоты и т.д. сигнала) одного или более датчиков 90 детонации. Контроллер может оценивать выходные сигналы датчиков в разных временных интервалах, которые специфичны цилиндрам, и которые основаны на природе обнаруживаемой вибрации. Например, вибрации, вырабатываемые вследствие принудительного открывания выпускного клапана цилиндра выхлопными остаточными газами, выпущенными из осуществляющего позднее сгорание цилиндра, могут идентифицироваться выходными сигналами датчиков детонации, считанными в интервале, которые находится относительно позже в течение события открытого выпускного клапана осуществляющего позднее сгорание цилиндра. В сравнение, события аномального сгорания в цилиндре, происходящие в работающем цилиндре, могут идентифицироваться по выходным сигналам датчиков детонации, считанным в интервале, которые находится относительно раньше в течение события открытого выпускного клапана осуществляющего позднее сгорание цилиндра. В одном из примеров, интервалы, в которых оцениваются сигналы детонации, могут быть интервалами угла поворота коленчатого вала.
В дополнительных примерах, контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью обнаружения и различения первопричин вибраций на основании выходного сигнала (например, временных характеристик, амплитуды, интенсивности, частоты и т.д. сигнала) одного или более датчиков детонации, а также скорости изменения параметра, указывающего заряд воздуха цилиндра, такого как скорость изменения давления в коллекторе (MAP), воздушный поток коллектора (MAF) и т.д.
Подавляющие действия, предпринятые контроллером двигателя для принятия мер в ответ на детонацию, могут отличаться от таковых, предпринятых контроллером для принятия мер в ответ на преждевременное воспламенение. Например, детонация может быть подвергнута принятию ответных мер с использованием регулирования установки момента искрового зажигания (например, задерживания искры) и EGR, тогда как преждевременное воспламенение может подвергаться принятию ответных мер с использованием ограничения нагрузки, обогащения топлива, обеднения топлива, непосредственного впрыска более высокооктанового топлива или подавляющей детонацию текучей среды, многочисленных впрысков топлива в такте сжатия и т.д. В дополнение, подавляющие преждевременное воспламенение действия, предпринимаемые контроллером для принятия мер в ответ на зарождающееся преждевременное воспламенение в работавшем недавно цилиндре, могут отличаться от подавляющих преждевременное воспламенение действий, предпринимаемых контроллером для принятия мер в ответ на потенциальное вызванное поздним сгоранием преждевременное воспламенение, которое может происходить в цилиндре, принудительно принимающем раскаленные выхлопные остаточные газы из осуществляющего позднее сгорание цилиндра. Например, зарождающееся преждевременное воспламенение может подвергаться принятию ответных мер посредством обогащения находящегося под влиянием цилиндра в течение большей продолжительности (например, большего количества событий сгорания), в то время как потенциальное вызванное поздним сгоранием преждевременное воспламенение может подвергаться принятию ответных мер посредством обогащения находящегося под влиянием цилиндра в течение меньшей продолжительности (например, меньшего количества событий сгорания) до тех пор, пока не понижена температура выхлопных остаточных газов. Во время условий, где подавляющее раннее воспламенение действие происходит в ответ на событие позднего сгорания в цилиндре, регулирование также может быть основано на величине задержки в осуществляющем позднее сгорание цилиндре.
В кроме того дополнительных вариантах осуществления, впрыск топлива (например, установка момента впрыска, количество впрысков в данном цикле двигателя, количество/соотношение топлива, впрыскиваемого во время такта впуска относительно такта сжатия, количество/соотношение текучей среды, непосредственно впрыскиваемой в цилиндр относительно количества, впрыскиваемого посредством впрыска во впускной канал цилиндра и т.д.) может регулироваться на основании выявленной вибрации.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что фиг. 1 предлагает использование датчиков детонации для считывания вибраций блока двигателя и принудительного поступления выхлопных остаточных газов в цилиндр, в альтернативных примерах, другие акселерометры, датчики вибраций или датчики давления в цилиндре могут использоваться для считывания вибраций.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124, AFR цилиндра с датчика 128 EGO, и аномальное сгорание с датчика детонации и датчика ускорения коленчатого вала. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе. Кроме того, другие датчики, такие как датчики давления в цилиндре, датчики детонации и/или датчики преждевременного воспламенения, могут быть присоединены к двигателю 10 (например, корпусу двигателя), чтобы помогать в идентификации событий аномального сгорания.
Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.
Фиг. 2 показывает примерный вариант осуществления двигателя 200, который может быть двигателем 10 по фиг. 1, в котором выхлопные газы из разных групп цилиндров направляются в разные выпускные каналы сегментированного выпускного коллектора. Разные выпускные каналы могут соединяться в расположенном ниже по потоку местоположении выпускного коллектора, на или около устройства снижения токсичности выбросов.
Двигатель 200 содержит систему 202 изменяемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), систему 204 переключения профиля кулачков (CPS), устройство 208 снижения токсичности выбросов, в том числе каталитический нейтрализатор выхлопных газов, и головку 210 блока цилиндров с множеством цилиндров 212 (в изображенном примере, проиллюстрировано четыре цилиндра C1-C4). Впускной коллектор 214 выполнен с возможностью подачи всасываемого воздуха и/или топлива в цилиндры 212, и сегментированный встроенный выпускной коллектор 216 выполнен с возможностью выпускания продуктов сгорания из цилиндров 212. Сегментированный выпускной коллектор 216 может содержать множество выпускных каналов или выходов, каждый присоединен к устройству снижения токсичности выбросов в разных местоположениях вдоль сегментированного выпускного коллектора 216. В дополнительном варианте осуществления, разные выходы могут быть присоединены к разным компонентам системы выпуска. Несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает впускной коллектор 214, являющийся отдельным от головки 210 блока цилиндров, и выпускной коллектор 216, являющийся встроенным в головку 210 блока цилиндров, в других вариантах осуществления, впускной коллектор 214 может быть встроенным и/или выпускной коллектор 216 может быть отдельным от головки 210 блока цилиндров.
Головка 210 блока цилиндров содержит четыре цилиндра, помеченных C1-C4. Цилиндры 212 каждый может содержать свечу зажигания и топливную форсунку для подачи топлива непосредственно в камеру сгорания, как описано выше на фиг. 1. Однако, в альтернативных вариантах осуществления, каждый цилиндр может не содержать свечу зажигания и/или топливную форсунку непосредственного впрыска. Каждый из цилиндров может обслуживаться одним или более клапанов. В настоящем примере, цилиндры 212 каждый содержит два впускных клапана и два выпускных клапана. Каждый впускной и выпускной клапан выполнен с возможностью открывания и закрывания впускного отверстия и выпускного отверстия соответственно. Впускные клапаны I1-I8 и выпускные клапаны помечены E1-E8. Цилиндр C1 содержит впускные клапаны I1 и I2, и выпускные клапаны E1 и E2; цилиндр C2 содержит впускные клапаны I3 и I4, и выпускные клапаны E3 и E4; цилиндр C3 содержит впускные клапаны I5 и I6, и выпускные клапаны E5 и E6; и цилиндр C4 содержит впускные клапаны I7 и I8, и выпускные клапаны E7 и E8. Каждое выпускное отверстие каждого цилиндра может иметь одинаковый диаметр. Однако, в некоторых вариантах осуществления, некоторые из выпускных отверстий могут иметь разный диаметр. Например, выпускные отверстия, управляемые выпускными клапанами E4 и E5, могут иметь меньший диаметр, чем оставшиеся выпускные отверстия.
Каждый впускной клапан является приводимым в действие между открытым положением, допускающим всасываемый воздух в соответственный цилиндр, и закрытым положением, по существу, запирающим всасываемый воздух от соответственного цилиндра. Кроме того, фиг. 2 показывает, каким образом впускные клапаны I1-I8 могут приводиться в действие общим распределительным валом 218 для впускных клапанов. Распределительный вал 218 для впускных клапанов содержит множество впускных кулачков, выполненных с возможностью управления открыванием и закрыванием впускных клапанов. Каждый впускной клапан может управляться первыми впускными кулачками 220 и вторыми впускными кулачками 222. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, один или более дополнительных впускных кулачков могут быть включены в состав для управления впускными клапанами. В настоящем примере, первые впускные кулачки 220 имеют первый профиль рабочего выступа кулачка для открывания впускных клапанов в течение первой продолжительности впуска наряду с тем, что вторые впускные кулачки 222 имеют второй профиль рабочего выступа для открывания впускного клапана в течение второй продолжительности впуска. Вторая продолжительность впуска может быть более короткой продолжительностью впуска (короче, чем первая продолжительность впуска), вторая продолжительность впуска может быть более длинной продолжительностью впуска (длиннее, чем первая продолжительность), или первая и вторая продолжительность могут быть равны. Дополнительно, распределительный вал 218 для впускных клапанов может содержать один или более нулевых рабочих выступов кулачков. Нулевые рабочие выступы кулачков могут быть выполнены с возможностью поддержания соответствующих впускных клапанов в закрытом положении.
Подобным образом, каждый выпускной клапан является приводимым в действие между открытым положением, предоставляющим выхлопным газам возможность выходить из соответственного цилиндра из цилиндров 212, и закрытым положением, по существу, удерживающим газы в пределах соответственного цилиндра. Кроме того, фиг. 2 показывает, каким образом выпускные клапаны E1-E8 могут приводиться в действие общим распределительным валом 224 для выпускных клапанов. Распределительный вал 224 для выпускных клапанов содержит множество выпускных кулачков, выполненных с возможностью управления открыванием и закрыванием выпускных клапанов. Каждый выпускной клапан может управляться первыми выпускными кулачками 226 и вторыми выпускными кулачками 228. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, один или более дополнительных выпускных кулачков могут быть включены в состав для управления выпускными клапанами. В настоящем примере, первые выпускные кулачки 226 имеют первый профиль рабочего выступа кулачка для открывания выпускных клапанов в течение первой продолжительности выпуска наряду с тем, что вторые выпускные кулачки 228 имеют второй профиль рабочего выступа для открывания выпускного клапана в течение второй продолжительности выпуска. Вторая продолжительность выпуска может быть более короткой, более длинной или равной первой продолжительности выпуска. Дополнительно, распределительный вал 224 для выпускных клапанов может содержать один или более нулевых рабочих выступов кулачков, выполненных с возможностью поддержания соответствующих выпускных клапанов в закрытом положении.
Дополнительные непоказанные элементы, кроме того, могут содержать штанги толкателя, коромысла клапана, толкатели клапана и т.д. Такие устройства и признаки могут управлять приведением в действие впускных клапанов и выпускных клапанов, преобразуя вращательное движение кулачков в поступательное движение клапанов. В других примерах, клапаны могут приводиться в действие посредством дополнительных профилей выступа кулачка на распределительных валах, где профили выступа кулачка между разными клапанами могут обеспечивать меняющуюся высоту подъема кулачка, продолжительность кулачка и/или установку фаз кулачкового распределения. Однако альтернативные компоновки распределительного вала (поверх головки блока и/или с толкателями клапана) могли бы использоваться, если требуется. Кроме того, в некоторых примерах, цилиндры 212 каждый может иметь только один выпускной клапан и/или впускной клапан, или более чем два впускных и/или выпускных клапана. Кроме того, в других примерах выпускные клапаны и впускные клапаны могут приводиться в действие общим распределительным валом. Однако в альтернативном варианте осуществления по меньшей мере один из впускных клапанов и/или выпускных клапанов могут приводиться в действие своим собственным независимым распределительным валом или другим устройством.
Подмножество выпускных клапанов цилиндров 212 может выводиться из работы, если требуется, посредством одного или более механизмов. Например, выпускные клапаны E3-E6, которые присоединены к сегменту 234 выпускного коллектора (подробнее поясненному ниже), могут выводиться из работы посредством переключения толкателей, переключения коромысел клапанов или переключения ролико-пальцевых повторителей. Во время режимов, где введен в действие режим работы двигателя с переменным рабочим объемом (VDE), впускные клапаны могут выводиться из работы с использованием подобных механизмов. В качестве альтернативы, цилиндры могут быть выполнены избирательно выводимыми из работы топливными форсунками, при этом топливные форсунки избирательно выводятся из работы (наряду с сохранением установки фаз распределения впускных и выпускных клапанов) во время режима VDE работы, чтобы обеспечивать вывод из работы цилиндра.
Двигатель 200 может содержать системы изменяемого привода клапанов, например, систему 204 CPS, и систему 202 изменяемой установки кулачкового распределения, VCT. Система изменяемого привода клапанов может быть выполнена с возможностью работы в многочисленных рабочих режимах на основании условий работы двигателя, к примеру, на основании того, является ли двигатель выполняющим холодный запуск двигателя, работы прогретого двигателя, условий скорости вращения-нагрузки двигателя. На основании режима работы, система изменяемого привода клапанов может быть выполнена с возможностью открывания только подмножества выпускных отверстий подмножества цилиндров, при закрытых всех других выпускных отверстиях. Дополнительно, система изменяемого привода клапанов может быть выполнена с возможностью избирательного открывания и закрывания впускных отверстий в соответствии с открыванием и закрыванием выпускных отверстий во время различных режимов работы.
Система 204 CPS может быть выполнена с возможностью продольного перемещения специфичных частей распределительного вала 218 впускных клапанов, тем самым, побуждая изменять работу впускных клапанов I1-I8 между первыми впускными кулачками 220 и вторыми впускными кулачками 222 и/или другими впускными кулачками. Кроме того, система 204 CPS может быть выполнена с возможностью продольного перемещения специфичных частей распределительного вала 224 выпускных клапанов, тем самым, побуждая изменять работу выпускных клапанов E1-E8 между первыми выпускными кулачками 226 и вторыми выпускными кулачками 228 и/или другими выпускными кулачками. Таким образом, система 204 CPS может переключаться между многочисленными профилями. При действии таким образом, система 204 CPS может переключаться между первым кулачком для открывания клапана в течение первой продолжительности, вторым кулачком для открывания клапана в течение второй продолжительности и/или дополнительными или нулевыми кулачками. Система 204 CPS может управляться через сигнальные линии контроллером 201 (контроллер 201 является неограничивающим примером контролера 12 по фиг. 1).
Конфигурация кулачков, описанная выше, может использоваться для обеспечения управления количеством и временными характеристиками воздуха, подаваемого в, и выхлопных газов из цилиндров 212. Однако другие конфигурации могут использоваться, чтобы давать системе 204 CPS возможность переключать управление клапаном между двумя или более кулачков. Например, переключаемые толкатели или коромысла клапана могут использоваться для изменения управления клапаном между двумя или более кулачками.
Двигатель 200 дополнительно может содержать систему 202 VCT. Система 202 VCT может быть сдвоенной независимой системой изменяемой установки фаз распределительного вала для изменения установки фаз распределения впускных клапанов и установки фаз распределения выпускных клапанов отдельно друг от друга. Система 202 VCT содержит фазировщик 230 распределительного вала впускных клапанов и фазировщик 232 распределительного вала выпускных клапанов для изменения установки фаз клапанного распределения. Система 202 VCT может быть выполнена с возможностью осуществления опережения или задерживания установки фаз клапанного распределения, осуществляя опережение или задерживание установки фаз кулачкового распределения (примерных рабочих параметров двигателя), и может управляться через сигнальные линии контроллером 201. Система 202 VCT может быть выполнена с возможностью регулирования установки фаз распределения событий открывания и закрывания клапанов, меняя зависимость между положением коленчатого вала и положением распределительного вала. Например, система 202 VCT может быть выполнена с возможностью поворачивания распределительного вала 218 для впускных клапанов и/или распределительного вала 224 для выпускных клапанов независимо от коленчатого вала, чтобы побуждать установку фаз клапанного распределения подвергаться опережению или задерживанию. В некоторых вариантах осуществления, система 202 VCT может быть устройством с приводом от крутящего момента кулачков, выполненным с возможностью быстрого изменения установки фаз кулачкового распределения. В некоторых вариантах осуществления, установка фаз клапанного распределения, такая как закрывание впускного клапана (IVC) и закрывание выпускного клапана (EVC) может меняться посредством устройства непрерывно изменяемого подъема клапана (CVVL).
Устройства и системы управления клапанами/кулачками, описанные выше, могут быть с гидравлическим силовым приводом или с электроприводом, или их комбинацией. Сигнальные линии могут отправлять сигналы управления в и принимать измерения установки фаз кулачкового распределения и/или выбора кулачка из системы 204 CPS и системы 202 VCT.
Возвращаясь к выпускному коллектору 216, он может быть выполнен с многочисленными выходами для избирательного направления выхлопных газов из разных групп цилиндров в разные местоположения вдоль выпускного коллектора (например, в различные компоненты системы выпуска). Несмотря на то, что изображенный пример показывает выпускной коллектор 216 единым, встроенным выпускным коллектором, который содержит многочисленные выходы, в других вариантах осуществления, головка 210 блока цилиндров может содержать многочисленные отдельные и физически раздельные выпускные коллекторы, каждый из которых имеет один выход. Более того, отдельные выпускные коллекторы могут быть включены в общую отливку в головке 210 блока цилиндров. В варианте осуществления по фиг. 2, выпускной коллектор 216 содержит первый сегмент 234 выпускного коллектора и второй сегмент 236 выпускного коллектора, присоединенные к общему выпускному каналу 238.
Первый сегмент 234 выпускного коллектора присоединяет подмножество выпускных отверстий подмножества цилиндров к устройству 208 снижения токсичности выбросов. Как показано на фиг. 2, выпускные отверстия выпускных клапанов E3-E6 цилиндров C2 и C3 соответственно присоединены к первому сегменту 234 выпускного коллектора. Первый сегмент 234 выпускного коллектора содержит входы 240, 254, присоединенные к выпускным отверстиям, управляемым выпускными клапанами E3 и E4 соответственно, и входы 242, 256, присоединенные к выпускным отверстиям, управляемым выпускными клапанами E5 и E6 соответственно. Кроме того, выхлопные газы из первого сегмента 234 выпускного коллектора направляются в выпускной канал 238 выше по потоку от устройства 208 снижения токсичности выхлопных газов. Таким образом, когда выпускные клапаны E3-E6 открыты, выхлопные газы направляются из цилиндров C2 и C3 в выпускной канал 238 через первый сегмент 234 выпускного коллектора в устройство 208 снижения токсичности выбросов.
Второй сегмент 236 выпускного коллектора присоединяет другое подмножество цилиндров к выпускному каналу 238. Как показано на фиг. 2, выпускные отверстия выпускных клапанов E1-E2 и E7-E8 цилиндров C1 и C4 соответственно присоединены ко второму сегменту 236 выпускного коллектора. Второй сегмент 236 выпускного коллектора содержит входы 250, 252, присоединенные к выпускным отверстиям, управляемым выпускными клапанами E1 и E2 соответственно и входы 258, 260, присоединенные к выпускным отверстиям, управляемым выпускными клапанами E7 и E8 соответственно. Кроме того, выхлопные газы из второго сегмента 236 выпускного коллектора направляются в выпускной канал 238 выше по потоку от устройства 208 снижения токсичности выхлопных газов и выше по потоку от точки, где первый выпускной коллектор 234 соединяется с выпускным каналом 238. Таким образом, когда выпускные клапаны E1-E2 и E7-E8 открыты, выхлопные газы направляются из цилиндров C1 и C4 в выпускной канал 238 через второй сегмент 236 выпускного коллектора в устройство 208 снижения токсичности выбросов.
В некоторых вариантах осуществления, первый и второй сегменты выпускного коллектора могут быть присоединены к другим компонентам системы выпуска. Например, один из сегментов выпускного коллектора может быть присоединен выше по потоку от турбины с приводом от выхлопной системы наряду с тем, что другой сегмент выпускного коллектора может быть присоединен ниже по потоку от турбины с приводом от выхлопной системы. В качестве еще одного примера, несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает каждый из сегментов выпускного коллектора присоединенными выше по потоку от устройства снижения токсичности выбросов, в альтернативном варианте осуществления, один из сегментов выпускного коллектора может быть присоединен выше по потоку от каталитического нейтрализатора устройства снижения токсичности выбросов наряду с тем, что другой сегмент выпускного коллектора может быть присоединен ниже по потоку от каталитического нейтрализатора устройства снижения токсичности выбросов.
Группировка цилиндров может быть основана на различных факторах, таких как порядок работы цилиндров, расположение цилиндров в двигателе, основанные на специфичной конфигурации двигателя (например, расположены ли они в первом ряду двигателя или втором ряду двигателя), а также конфигурации выпускного коллектора (например, является ли выпускной коллектор сегментированным, встроенным и т.д.). В изображенном примере, двигатель является рядным двигателем, и цилиндры сгруппированы на основании своего порядка работы (в материалах настоящего описания, C1, затем C3, затем C4, затем C2), чтобы два последовательно работающих цилиндра группировались друг с другом (в материалах настоящего описания C1 сгруппирован с C4 наряду с тем, что C2 сгруппирован с C3). Однако, в альтернативных вариантах осуществления, могут группироваться друг с другом последовательно работающие цилиндры. В еще одном примере, цилиндры в первом ряду двигателя могут группироваться друг с другом наряду с тем, что цилиндры во втором ряду могут группироваться друг с другом.
Посредством сегментирования выпускного коллектора, так чтобы выхлопные газы из разных групп цилиндров направлялись в разные сегменты выпускного коллектора и в разные местоположения вдоль выпускного канала, может достигаться улучшенная насосная работа и уменьшенные ослабления потока.
Как описано выше, фиг. 2 показывает неограничивающий пример двигателя внутреннего сгорания и связанных систем впуска и выпуска. Следует понимать, что, в некоторых вариантах осуществления, двигатель может иметь большее или меньшее количество цилиндров сгорания, распределительных клапанов, дросселей и компрессионных устройств, среди прочего. Примерные двигатели могут иметь цилиндры, расположенные в «V-образной» конфигурации. Кроме того, первый распределительный вал может управлять впускными клапанами для первой группы или ряда цилиндров, а второй распределительный вал может управлять впускными клапанами для второй группы цилиндров. Таким образом, единая система CPS и/или система VCT может использоваться для управления работой клапанов группы цилиндров, либо могут использоваться отдельные системы CPS и/или VCT.
По существу, на основании конфигурации двигателя, в том числе выпускного коллектора двигателя, а также порядка работы цилиндров в двигателе, остаточные газы, вырабатываемые во время сгорания в цилиндре, могут приниматься в другом цилиндре. Например, как проиллюстрировано в примере по фиг. 5 ниже в материалах настоящего описания, на основании установок фаз клапанного распределения различных цилиндров, выхлопные остаточные газы из цилиндра, подвергнутого такту выпуска, могут непреднамеренно приниматься в другом цилиндре, одновременно подвергнутом такту впуска. В частности, в двигателях, выполненных с небольшими выпускными коллекторами (для принятия мер в ответ на проблемы задерживания турбонагнетателя), выпускание большого количества выхлопных остаточных газов в общий выпускной коллектор может приводить к повышенным давлениям в выпускном коллекторе. Повышенное давление в выпускном коллекторе, в свою очередь, может преодолевать давление пружины выпускного клапана цилиндра, проталкивая выхлопные остаточные газы из осуществляющего сгорание цилиндра в один или более соседних цилиндров. Когда выпускной клапан впоследствии закрывается с стуком, характеристический звон может возникать, который может обнаруживаться на основании считанных вибраций блока двигателя и отличаться от вибраций, вырабатываемых вследствие событий детонации и преждевременного воспламенения на основании различий частотного спектра вибраций. Изобретатели выявили, что, если температура и давление выхлопных остаточных газов повышены в достаточной мере, когда принимаются в соседнем цилиндре, раскаленные остаточные газы могут повышать предрасположенность принимающего цилиндра к преждевременному воспламенению. В качестве примера, во время запросов переходного крутящего момента (например, в ответ на резкое падение требования крутящего момента), регулирование крутящего момента может достигаться посредством модификации параметров двигателя от номинальных установок и осуществления задерживания установки момента искрового зажигания. Несмотря на то что задерживание зажигания предоставляет возможность достигаться по существу немедленному уменьшению крутящего момента, событие позднего сгорания вырабатывает раскаленные выхлопные остаточные газы. Когда принимаются в первом принимающем цилиндре, раскаленные остаточные газы могут не только увеличивать вероятность преждевременного воспламенения в первом принимающем цилиндре, но также могут повышать температуру остаточных газов, вырабатываемых в первом принимающем цилиндре, так что, когда сгорание происходит в таком цилиндре, второй принимающий цилиндр (вероятный для приема выхлопных остаточных газов из первого принимающего цилиндра) также может принимать раскаленные остаточные газы и может осуществлять преждевременное воспламенение. Таким образом, может возникать каскадирование событий преждевременного воспламенения, которое может быстро ухудшать работу двигателя.
Как конкретизировано на фиг. 3, контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью идентификации события позднего сгорания на основании параметров двигателя и в ответ на событие позднего сгорания, контроллер может предотвращать преждевременное воспламенение, выполняя подавляющее преждевременное воспламенение действие в одном или более цилиндров, которые вероятно должны находиться под влиянием события позднего сгорания. В качестве альтернативы, как конкретизировано на фиг. 4, контроллер может обнаруживать, что выпускной клапан цилиндра был вынужден открыться вследствие поступления раскаленных остаточных газов от события позднего сгорания, на основании вибраций блока двигателя в интервале при открытом выпускном клапане последнего работающего цилиндра. На основании того, когда происходит стук выпускного клапана, и зная, какой цилиндр в ряду осуществлял зажигание последним, а также какие клапаны в ряду цилиндров находятся на основной окружности, контроллер может выделять интервал, где происходила вибрация, наряду с информацией, фильтрованной надлежащим образом в правильном спектре частот, и идентифицировать, какие цилиндры принимали непреднамеренные раскаленные остаточные газы. Дополнительно, массовые расходы воздуха могли бы использоваться для выявления, когда двигатель находился под достаточно высокими нагрузками, чтобы создавать давления, достаточные высокие, чтобы приподнимать с места выпускные клапаны, от соответствующих поздних сгораний. Посредством более точной идентификации цилиндра, где вынуждался открываться выпускной клапан, подавляющие преждевременное воспламенение действия могут выполняться надлежащим образом.
Таким образом, системы двигателя по фиг. 1-2 дают возможность способа для двигателя, в котором, в ответ на событие позднего сгорания в цилиндре (к примеру, в ответ на температуру выхлопных газов сгорания в первом цилиндре выше пороговой температуры, или установку момента сгорания в первом цилиндре, подвергаемую задерживанию от пороговой установки момента), подавляющее преждевременное воспламенение действие (такое как прекращение подачи топлива в цилиндр или обогащение топлива цилиндра) выполняется во втором цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре. По выбору, подавляющее преждевременное воспламенение действие также может выполняться в третьем цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы от сгорания во втором цилиндре. Посредством регулирования впрыска топлива в принимающий цилиндр(ы), температура остаточных газов может снижаться в принимающем цилиндре, тем самым, уменьшая риск событий преждевременного воспламенения в цилиндре.
Система двигателя по фиг. 1 и 2 также дает возможность способа для двигателя, в котором, в ответ на считанную вибрацию блока в интервале при открытом выпускном клапане первого цилиндра, подвергнутого событию позднего сгорания, и после закрывания выпускного клапана второго цилиндра, выполняют подавляющее преждевременное воспламенение действие во втором цилиндре. Посредством лучшей идентификации принудительного поступления остаточных газов позднего сгорания в цилиндр, надлежащие подавляющие этапы могут предприниматься, и могут сокращаться вызванные поздним сгоранием события преждевременного воспламенения. По существу, это улучшает производительность двигателя.
Далее, с обращением к фиг. 3, изображен примерный способ 300 выполнения подавляющего преждевременное воспламенение действия в одном или более цилиндров в ответ на событие позднего сгорания в цилиндре в данном цилиндре. Посредством регулирования впрыска топлива в один или более цилиндров, принимающих раскаленные выхлопные остаточные газы от сгорания в данном цилиндре, эффективные температуры принятых остаточных газов могут снижаться, уменьшая вероятность вызванных поздним сгоранием событий преждевременного воспламенения.
На этапе 302, способ включает в себя этап, на котором оценивают и/или измеряют условия работы двигателя. Таковые, например, содержат скорость вращения и нагрузку двигателя, требование крутящего момента, наддув, давление в коллекторе (MAP), температуру заряда воздуха в коллекторе (MCT), топливно-воздушное соотношение (лямбда), содержание спиртов в топливе, барометрическое давление, условия окружающей среды (например, температуру давление, влажность и т.д. окружающей среды) предысторию преждевременного воспламенения в двигателе и т.д. На этапе 304, установки параметров двигателя регулируют на основании оцененных условий работы двигателя. Например, на основании запроса номинального крутящего момента, регулирования параметров двигателя по наддуву, установки фаз клапанного распределения, установки момента искрового зажигания и т.д. могут устанавливаться на номинальные регулировки. В качестве примера, установка момента зажигания может устанавливаться на MBT или пограничное зажигание.
На этапе 306 определяют, есть ли переходный избыточный крутящий момент. То есть определяют, произошло ли внезапное падение требования крутящего момента, и является ли имеющийся в распоряжении крутящий момент большим, чем требуемый крутящий момент. Условия переходного избыточного крутящего момента, например, могут возникать при отпускании педали акселератора или переключения трансмиссии. Здесь, переходное снижение крутящего момента может предоставлять крутящему моменту возможность временно снижаться и давать ощущение более плавного переключения. В качестве дополнительных примеров, условия переходного избыточного крутящего момента могут возникать вследствие условий избыточной скорости вращения при скорости вращения холостого хода двигателя или вследствие кратковременного изменения запрошенной EGR. Если переходного избыточного крутящего момента нет, способ завершают. По подтверждению условий переходного избыточного крутящего момента, на этапе 308, номинальные установки параметров двигателя регулируют. В качестве неограничивающих примеров, для обеспечения уменьшения крутящего момента, уровень наддува может снижаться, установки клапана EGR регулируют (например, для увеличения EGR, подаваемой в двигатель, наряду с уменьшением свежего всасываемого воздуха, подаваемого в двигатель), регулируют установки фаз распределения впускных и/или выпускных клапанов, установку момента зажигания подвергают задерживанию (от установок MBT или пограничного зажигания) и т.д. В одном из примеров, регулятор крутящего момента с обратной связью может быть выполнен с возможностью смещения установок параметров двигателя от номинальных установок в ответ на состояние избыточного крутящего момента. Номинальные установки могут временно регулировать, чтобы обеспечивать уменьшение крутящего момента, а затем, возвращать к исходным (номинальным) установкам. Например, установка момента зажигания может временно подвергаться задерживанию от MBT, а затем возвращаться обратно к номинальным установкам.
По существу, задерживание зажигания от установок MBT или пограничного зажигания может преимущественно использоваться для обеспечения быстрой (по существу незамедлительной) реакции уменьшения крутящего момента. Это предоставляет быстро достигаться переходному управлению крутящим моментом. Однако подвергнутая задерживанию установка зажигания также может вызывать циклы сгорания с поздним сгоранием в двигателе. Более точно, подвергнутое задерживанию искровое зажигание может приводить к событию позднего сгорания, при этом сгорание в цилиндре происходит в момент времени или в положении угла поворота коленчатого вала, которые являются более поздними, чем ожидалось (то есть позже, чем происходило бы, если установки параметров двигателя поддерживались бы на номинальных установках). В некоторых конфигурациях двигателя, таких как у двигателя с наддувом, позднее сгорание может быть гораздо более поздним, чем ожидается.
Позднее сгорание в цилиндре может приводить к формированию раскаленных выхлопных остаточных газов в цилиндре, а также высоких давлений в выпускном коллекторе. Если большое количество раскаленных остаточных газов вырабатывается в цилиндре, остаточные газы могут приводить не только к событиям аномального сгорания, таким как пропуски зажигания и/или события преждевременного воспламенения, в одном или более соседних цилиндров. Более точно, большое количество раскаленных остаточных газов может приниматься в соседнем цилиндре в период перекрытия клапанов. В качестве альтернативы или дополнительно, раскаленные остаточные газы могут принудительно открывать выпускной клапан соседнего цилиндра. В частности, раскаленные остаточные газы могут повышать давление в выпускном коллекторе до уровней, которые заставляют преодолеваться давление пружины выпускного клапана соседнего цилиндра, проталкивая раскаленные выхлопные остаточные газы в соседний цилиндр. В любом случае, раскаленные остаточные газы могут существенно повышать температуру в цилиндре, принимающем остаточные газы, и делать такой цилиндр предрасположенным к преждевременному воспламенению. В дополнение, раскаленные остаточные газы, принятые в первом принимающем цилиндре, могут повышать температуру выхлопных газов сгорания в первом принимающем цилиндре, чтобы второй принимающий цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы из первого принимающего цилиндра, также становится предрасположенным к пропускам зажигания и событиям преждевременного воспламенения. Дополнительно, повышенное давление в выпускном коллекторе, обусловленное раскаленными остаточными газами, может вращать турбину и увеличивать количество воздуха, введенного в цилиндры, дополнительно повышая вероятность событий преждевременного воспламенения в цилиндре. Проблема может усугубляться в двигателях, выполненных с выпускными коллекторами небольшого объема (таких как используемые для уменьшения проблем задерживания турбонагнетателя).
Таким образом, на этапе 310 определяют, есть ли событие позднего сгорания. В частности, на основании модифицированных установок параметров двигателя определяют, есть ли событие позднего сгорания в первом цилиндре (Цилиндр_1). В одном из примеров, событие позднего сгорания в первом цилиндре логически выводят на основании одного или более из установки фаз клапанного распределения (впускных и/или выпускных клапанов), установки момента зажигания, тока ионизации свечи зажигания, ускорения коленчатого вала и давления в цилиндре у цилиндра. Например, позднее сгорание определяют в ответ на установку момента сгорания цилиндра, являющуюся подвергнутой задерживанию от пороговой установки момента. Это может включать в себя этап, на котором осуществляют установку фаз распределения впускных и/или выпускных клапанов сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой задерживанию от пороговой установки фаз клапанного распределения, и/или установку момента зажигания у сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой задерживанию от пороговой установки момента зажигания (например, от MBT).
По подтверждению события позднего сгорания в первом цилиндре, на этапе 312 определяют, находится ли температура выхлопных газов сгорания в первом цилиндре (то есть температура выхлопных остаточных газов, вырабатываемых в первом цилиндре) выше, чем пороговая температура. Также может определяться, находится ли количество выхлопных остаточных газов, выпускаемых из первого цилиндра, выше, чем пороговое количество. По существу, если температура и количество выхлопных остаточных газов, вырабатываемых событием позднего сгорания в первом цилиндре, выше, чем пороговое значение, есть вероятность, что остаточные газы будут принудительно открывать выпускной клапан соседнего цилиндра, заставляя остаточные газы нагнетаться в такой цилиндр. Таким образом, в ответ на температуру выхлопных газов сгорания в первом цилиндре выше пороговой температуры, и количество выхлопных остаточных газов, выпускаемых из первого цилиндра выше, чем пороговое количество, контроллер двигателя может выполнять подавляющее преждевременное воспламенение действие в одном или более цилиндров (Цилиндре_2, … n), (постепенно) принимающем выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре, как конкретизировано ниже.
Более точно, на этапе 314, способ включает в себя этап, на котором определяют, какой цилиндр является принимающим выхлопные остаточные газы от события позднего сгорания в первом цилиндре. Это может включать в себя этап, на котором логически выводят (или идентифицируют) второй цилиндр (цилиндра 2), который будет принимать (или является принимающим) выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре, на основании по меньшей мере идентичности первого цилиндра и порядка работы цилиндров двигателя. Например, в четырехцилиндровом рядном двигателе, имеющем расположенные последовательно цилиндры, пронумерованные от 1 до 4, и в котором порядок работы цилиндров содержит цилиндр номер 1, работающий первым, сопровождаемый цилиндром 3, затем, цилиндром номер 4 и, в заключение, цилиндром номер 2, определяют, какой из цилиндров 1-4 подвергался позднему сгоранию, чтобы идентифицировать, какой цилиндр будет наиболее вероятно принимать раскаленные выхлопные остаточные газы. В материалах настоящего описания, если цилиндр номер 1 является первым цилиндром, подвергающимся позднему сгоранию, цилиндр номер 2 наиболее вероятно должен принимать выхлопные остаточные газы после того, как цилиндр номер 2 будет в такте впуска (давая наименьшее сопротивление поступлению остаточных газов), когда цилиндр номер 1 находится в такте выпуска, пока другие цилиндры будут в рабочем такте или такте сжатия (обеспечивая более высокое сопротивление поступлению остаточных газов). Однако если цилиндр номер 4 является первым цилиндром, подвергающимся позднему сгоранию, цилиндр номер 3 будет наиболее вероятно принимать выхлопные остаточные газы, поскольку цилиндр номер 3 будет в такте впуска (обеспечивая наименьшее сопротивление поступлению остаточных газов), когда цилиндр номер 4 находится в такте выпуска. По существу, идентичность цилиндра, принимающего остаточные газы, была бы другой, если бы двигатель был 6-цилиндровым рядным двигателем, или если бы двигатель был четырехцилиндровым V-образным двигателем с разными цилиндрами разных рядов двигателя. В одном из примеров, где двигатель имеет разные группы цилиндров в разных рядах, первый цилиндр, подвергнутый позднему сгоранию, и второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы, могут быть расположены в общем ряду цилиндров.
В некоторых вариантах осуществления, второй цилиндр, кроме того, может идентифицироваться на основании конфигурации выпускного коллектора. Например, идентичность второго цилиндра может быть основана на том, был ли выпускной коллектор встроенным или сегментированным (таким как сегментированный выпускной коллектор в системе двигателя по фиг. 2). В качестве примера, если выпускной коллектор сегментирован, определяют, какие цилиндры сгруппированы в общий сегмент выпускного коллектора, чтобы они могли выпускать выхлопные газы через общий трубопровод. В материалах настоящего описания, первый цилиндр, подвергнутый позднему сгоранию, и второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы, могут быть присоединены к общему выпускному коллектору, даже если расположены в разных положениях в двигателе.
В других вариантах осуществления, как конкретизировано на фиг. 4, контроллер может определять, какой цилиндр принимал выхлопные остаточные газы, используя датчики детонации системы, присоединенные по блоку двигателя для выявления, был ли принудительно открыт выпускной клапан. В частности, после того, как выпускной клапан соседнего цилиндра принудительно открывается под высоким давлением, выпускной клапан стучит по седлу выпускного клапана при возврате. Это стук происходит, так как выпускной клапан находится на основной окружности распределительного вала и не является придерживающимся профиля выпускного кулачка для такого конкретного цилиндра в ряду цилиндров. Когда происходит стук, оно порождает вибрации, которые заставляют резонировать датчики детонации. Благодаря знанию того, какой цилиндр в ряду подвергался (позднему) зажиганию недавно, и какие выпускные клапаны в ряду цилиндров находятся на основной окружности, можно, чтобы контроллер устанавливал интервал, где происходила вибрация. Эта информация наряду с выходным сигналом датчика, отфильтрованным надлежащим образом в правильном спектре частот, дает контроллеру возможность идентифицировать, какой цилиндр принимал непреднамеренные раскаленные остаточные газы. Дополнительно, массовые расходы воздуха могли бы использоваться для того, чтобы узнать, когда двигатель находился под достаточно высокими нагрузками, чтобы создавать давления, достаточные высокие, чтобы приподнимать с места выпускные клапаны, от соответствующих поздних сгораний. В одном из примеров, в ответ на считанную вибрацию блока в интервале при открытом выпускном клапане первого цилиндра, подвергнутого событию позднего сгорания, и после закрывания выпускного клапана второго цилиндра, контроллер может делать вывод, что второй цилиндр принял непредусмотренные раскаленные остаточные газы из первого цилиндра и соответственно выполняет подавляющее преждевременное воспламенение действие во втором цилиндре.
В некоторых вариантах осуществления, могут идентифицироваться один или более цилиндров, которые будут постепенно подвергаться влиянию остаточных газов, вырабатываемых в первом цилиндре. Например, в дополнение к идентификации второго цилиндра, принимающего (или наиболее вероятного для приема) выхлопные остаточные газы из первого цилиндра, также может идентифицироваться третий цилиндр, вероятный для приема остаточных газов из второго цилиндра. То есть так как раскаленные остаточные газы, принятые во втором цилиндре, могут не только побуждать второй цилиндр потенциально осуществлять преждевременное воспламенение, то принятые раскаленные остаточные газы также могут приводить к повышенным температурам выхлопных газов при сгорании во втором цилиндре, которые могут нагнетать раскаленные остаточные газы в третий цилиндр и повышать предрасположенность третьего цилиндра к преждевременному воспламенению.
По идентификации второго цилиндра, на этапе 316, способ включает в себя этап, на котором выполняют подавляющее преждевременное воспламенение действие во втором цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы из первого цилиндра (например, посредством регулирования впрыска топлива во второй цилиндр). Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре по подтверждению события позднего сгорания в первом цилиндре, имеющем количество и температуру выхлопных остаточных газов, которые выше, чем пороговое значение, в альтернативных вариантах осуществления, подавляющее преждевременное воспламенение действие может выполняться по подтверждению, что либо температура выхлопных газов сгорания в первом цилиндре выше, чем пороговая температура, либо количество выхлопных остаточных газов является более высоким, чем пороговое количество. То есть преждевременное воспламенение может считаться вероятным, если выпускается небольшое количество раскаленных остаточных газов или большое количество холодных остаточных газов.
Возвращаясь на этап 316, выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре может включать в себя этап 318, на котором избирательно выводят из работы впрыска топлива во второй цилиндр. В качестве альтернативы, выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре может включать в себя этап 320, на котором осуществляют регулировку впрыска топлива во второй цилиндр, чтобы был более богатым, чем стехиометрия. Здесь, степень обогащения впрыскиваемого обогащенного топлива может регулироваться на основании степени задерживания установки момента сгорания в первом цилиндре. Например, по мере того, как степень задерживания установки момента сгорания в первом цилиндре возрастает, степень обогащения обогащенного впрыска топлива во втором цилиндре может увеличиваться. В качестве альтернативы, степень задерживания может логически выводиться на основании величины температуры остаточных газов, и степень обогащения может регулироваться на основании величины температуры остаточных газов относительно соответственных пороговых значений. Например, степень обогащения впрыскиваемого обогащенного топлива может регулироваться на основании разности между температурой выхлопных газов сгорания в первом цилиндре и пороговой температурой, степень обогащения увеличивается по мере того, как возрастает разность.
В качестве еще одного другого примера, выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия может включать в себя этапе 322, на котором увеличивают доли топлива (для обогащенного впрыска топлива), которая впрыскивается непосредственно в находящийся под влиянием цилиндр, наряду с соответствующим уменьшением доли топлива, которое подвергается впрыску во впускной канал находящегося под влиянием цилиндра. В вариантах осуществления, где цилиндр выполнен с возможностью приема двух или более видов топлива различных октановых содержаний, контроллер может обеспечивать обогащенный впрыск топлива посредством увеличения непосредственного впрыска первого топлива, имеющего более высокооктановое содержание, наряду с соответствующим уменьшением впрыска во впускной канал второго топлива, имеющего менее высокооктановое содержание, в находящийся под влиянием цилиндр. Пропорция разбиения может быть основана на степени задерживания установки момента сгорания в первом цилиндре. Непосредственный впрыск может продолжаться в течение некоторого количества событий сгорания, которое основано на степени задерживания установки момента сгорания в первом цилиндре. В качестве альтернативы, непосредственный впрыск может продолжаться до тех пор, пока температура выхлопных остаточных газов, поступающих во второй цилиндр, не станет ниже пороговой температуры.
В качестве еще одного другого примера, выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия может включать в себя этап 324, на котором осуществляют задерживание установки момента впрыска топлива обогащенного впрыска топлива в находящемся под влиянием цилиндре по направлению к такту сжатия и подают топливо за многочисленные впрыски в такте сжатия. Задерживание установки момента впрыска топлива и количество впрысков в такте сжатия могут быть основаны на степени задерживания или задержке установки момента зажигания в первом цилиндре.
Посредством выполнения подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре, достигаются различные преимущества. Прежде всего, избирательное прекращение подачи топлива или обогащение топливом цилиндра выполняется для уменьшения преждевременного воспламенения во втором цилиндре. Здесь, преждевременное воспламенение подавляется вследствие охлаждения остаточных газов во втором цилиндре посредством прекращения подачи топлива или обогащения топлива. В дополнение, пониженная температура выхлопных остаточных газов во втором цилиндре снижает температуру выхлопных газов сгорания во втором цилиндре. То есть второй цилиндр теперь менее вероятно должен выпускать выхлопные остаточные газы и, таким образом, преждевременное воспламенение в третьем цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы из второго цилиндра, также может подавляться.
В некоторых вариантах осуществления, в дополнение к выполнению подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре, подавляющее преждевременное воспламенение действие также может выполняться в третьем цилиндре. В качестве еще одного примера, в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся более поздней, чем пороговое значение, контроллер двигателя может избирательно прекращать впрыск топлива во второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы из первого цилиндра, а также избирательно прекращать впрыск топлива в третий цилиндр, ожидаемый для приема выхлопных остаточных газов из второго цилиндра. В качестве еще одного примера, каждый из второго и третьего цилиндра может обогащаться в ответ на событие позднего сгорания в первом цилиндре. Однако степень обогащения может меняться в зависимости от второго цилиндра, имеющего более высокую степень обогащения, чем третий цилиндр. По существу, подавляющее предварительное воспламенение действие выполняется до приема указания преждевременного воспламенения в каждом из первого, второго и третьего цилиндров.
Кроме того, в других вариантах осуществления, в дополнение к выполнению подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре, подавляющее преждевременное воспламенение действие также может выполняться в первом цилиндре, подвергнутом позднему сгоранию. По существу, это может выполняться в двигателях, выполненных с непосредственным впрыском топлива, где топливо может без труда подаваться непосредственно в цилиндр. Например, в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся более поздней, чем пороговое значение, контроллер двигателя может поздно впрыскивать (с помощью непосредственного впрыска топлива) некоторое количество топлива в первый цилиндр, чтобы вырабатывать выхлопные остаточные газы, которые богаче, чем стехиометрия. Поздний впрыск топлива может включать в себя дополнительный впрыск топлива в такте выпуска первого цилиндра. Здесь, поздний впрыск топлива может давать многочисленные преимущества. Прежде всего, поздний впрыск топлива может помогать охлаждению температуры выхлопных остаточных газов, принятых во втором цилиндре, несмотря на первый цилиндр, подвергнутый событию позднего сгорания. По существу, это предоставляет возможность предотвращаться преждевременному воспламенению во втором цилиндре. В дополнение, часть подавляющего преждевременное воспламенение обогащения, требуемого во втором цилиндре, может обеспечиваться посредством позднего впрыска топлива в сам первый цилиндр. В качестве примера, часть обогащения топлива, требуемого во втором цилиндре, может обеспечиваться в качестве позднего (обогащенного) впрыска топлива в такте выпуска в первый цилиндр, наряду с тем, что оставшаяся часть требуемого обогащения топлива обеспечивается посредством обогащенного впрыска топлива во втором цилиндре.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что способ по фиг. 3 показывает событие позднего сгорания, подвергнутое мониторингу в ответ на состояние переходного избыточного крутящего момента, это не подразумевается ограничивающим. В альтернативных вариантах осуществления, контроллер может непрерывно осуществлять мониторинг события позднего сгорания во всех цилиндрах двигателя во всех состояниях и выполнять подавляющие действия в ответ на событие позднего сгорания в цилиндре. В кроме того других вариантах осуществления, контроллер может отслеживать события позднего сгорания в область высокого массового расхода воздуха, где объем выпускного коллектора влияет в большей степени.
Таким образом, посредством регулирования впрыска топлива в цилиндр, принимающий большое количество раскаленных выхлопных остаточных газов от события позднего сгорания в соседнем цилиндре, вызванные поздним сгоранием события преждевременного воспламенения могут лучше прогнозироваться и подавляться.
В одном из примеров, в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой задерживанию от пороговой установки момента, контроллер может избирательно обогащать впрыск топлива в один или более цилиндров, в том числе второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре. Поступление выхлопных остаточных газов во второй цилиндр может логически выводиться на основании порядка работы цилиндров и условий двигателя во время позднего сгорания в первом цилиндре. В качестве альтернативы, поступление остаточных газов может обнаруживаться на основании вибраций блока двигателя, считываемых в интервале в течение события открытого выпускного клапана первого цилиндра. Подвергнутая задерживанию установка момента сгорания в первом цилиндре может учитывать установку момента зажигания, установку фаз распределения впускных клапанов и/или установку фаз распределения выпускных клапанов, при этом установка момента, являющаяся подвергнутой задерживанию от пороговой установки момента, основана на одном или более из ускорения коленчатого вала, тока ионизации свечи зажигания и давлении в цилиндре.
Степень обогащения обогащенного впрыска топлива во второй цилиндр может регулироваться на основании степени задерживания установки момента сгорания в первом цилиндре от пороговой установки момента, причем, степень обогащения повышается по мере того, как возрастает степень задерживания. Степень обогащения дополнительно может быть основана на количестве выведенных из работы цилиндров двигателя. Например, определяют, находится ли двигатель в режиме работы VDE, и если так, сколько цилиндров выведено из работы и их местоположение в двигателе (например, какой ряд, их порядок работы и т.д.). Степень обогащения обогащенного впрыска топлива также может быть основана на температуре принятых выхлопных остаточных газов, чтобы приводить температуру выхлопных газов сгорания во втором цилиндре ниже пороговой температуры. В некоторых вариантах осуществления, большая часть обогащенного впрыска может впрыскиваться непосредственно наряду с тем, что меньшая часть обогащенного впрыска подвергается непосредственному впрыску. Дополнительно, установка момента обогащенного впрыска может подвергаться задерживанию по направлению к такту сжатия наряду с тем, что впрыск разбивается на некоторое количество впрысков в такте сжатия. В некоторых вариантах осуществления, избирательное обогащение впрыска топлива в один или более цилиндров включает в себя этап, на котором обогащают впрыск топлива во второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре, а кроме того, обогащение впрыска топлива в третий цилиндр, ожидаемый для приема выхлопных остаточных газов от сгорания во втором цилиндре. В материалах настоящего описания, обогащение второго цилиндра может быть более высоким, чем обогащение третьего цилиндра. Контроллер, по выбору, также может выполнять поздний впрыск топлива в первом (осуществляющем позднее сгорание) цилиндре, чтобы избирательно обогащать выхлопные остаточные газы, принимаемые во втором цилиндре.
В некоторых условиях работы, события преждевременного воспламенения в цилиндре, например, по-прежнему могут происходить вследствие установки момента сгорания в первом цилиндре, являющейся неправильно оцененной/логически выведенной. В качестве примера, на основании установок фаз клапанного распределения цилиндра, ускорения коленчатого вала, уровня наддува и т.д. первая величина задержки установки момента сгорания может оцениваться в первом цилиндре, первая величина задержки установки момента сгорания меньше, чем пороговая величина задержки. Как результат определяют, что поздняя установка момента сгорания в первом цилиндре может не вызывать принудительное поступление выхлопных остаточных газов во второй цилиндр, и никаких подавляющих преждевременное воспламенение действий может не предприниматься во втором цилиндре. То есть обогащение топлива или прекращение подачи топлива может не выполняться во втором цилиндре. Однако вследствие ошибок оценки установки фаз клапанного распределения, ускорения коленчатого вала, уровня наддува и т.д. задержка установки момента сгорания в первом цилиндре фактически может быть второй, большей величиной задержки установки момента сгорания, вторая величина больше, чем пороговая величина задержки. Как результат, преждевременное воспламенение происходит во втором цилиндре.
Если преждевременное воспламенение происходит во втором цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы из первого цилиндра, подвергнутого позднему сгоранию (и идентифицировано по датчику, такому как датчик вибраций блока двигателя или другой датчик детонации), контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью адаптивного обучения установке момента сгорания у первого цилиндра. Это предоставляет системе управления двигателя возможность лучше определять ошибку оценки задержки установки момента сгорания у первого цилиндра и адаптивно применять такую ошибку для будущих оценок задержки установки момента сгорания. Например, в ответ на событие преждевременного воспламенения во втором цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре, контроллер может быть выполнен с возможностью адаптивного обучения задержке установки момента сгорания в первом цилиндре и регулирования одного или более параметров или коэффициентов, используемых в модели оценки задержки установки момента сгорания. Например, контроллер может регулировать адаптивные параметры, хранимые в машинной памяти, для увеличения установки момента сгорания, оцененного для таких условий, так чтобы, во время последующей работы, установка момента сгорания идентифицировалась точнее, и так чтобы могли быть реализованы подавляющие действия во втором цилиндре. Таким образом, контроллер может быть способным обучаться из считанных событий преждевременного воспламенения в цилиндре, чтобы уменьшать вероятность будущих событий преждевременного воспламенения.
Далее, с обращением к фиг. 4, показан примерный способ 400 выявления событий стука выпускного клапана и проведения различий от событий аномального сгорания в цилиндре. Стук или звон выпускного клапана может происходить вследствие раскаленных выхлопных остаточных газов, вырабатываемых от события позднего сгорания в цилиндре, нагнетаемых в соседний цилиндр. Посредством контроля вибраций блока двигателя, считанных в интервале при открытом выпускном клапане осуществляющего позднее сгорание цилиндра, события звона выпускного клапана могут лучше обнаруживаться, и находящийся под влиянием цилиндр может лучше идентифицироваться. Посредством фильтрации выходного сигнала из одного или более датчиков детонации блока двигателя через разные полосовые фильтры, вибрации, возникающие вследствие события детонации или преждевременного воспламенения в цилиндре, могут отличаться от принудительного поступления остаточных газов в цилиндр, на основании по меньшей мере частотного спектра.
На этапе 402, способ включает в себя этап, на котором оценивают выходной сигнал датчика детонации из одного или более датчиков детонации блока двигателя в одном или более интервалов при открытом выпускном клапане первого цилиндра (Цилиндра_1), подвергнутого событию позднего сгорания. Первый цилиндр, подвергнутый событию позднего сгорания, может содержать установку момента зажигания первого цилиндра, задерживаемую от MBT (или номинальных установок, или пограничного зажигания). Один или более интервалов могут быть интервалами угла поворота коленчатого вала, и выходные сигналы датчиков детонации могут быть отражающими считанные вибрации блока двигателя. В изображенном примере, вибрации блока двигателя считываются в каждом из первого интервала (интервала 1) и второго интервала (интервала 2). Интервал 2 может находиться раньше, чем интервал 1. В некоторых примерах, интервал 1 и интервал 2 могут быть по меньшей мере частично перекрывающимися.
По существу, один или более интервалов могут регулироваться на основании по меньшей мере установки фаз клапанного распределения цилиндра, работающего последним, так чтобы интервалы происходили при открытом выпускном клапане последнего работающего цилиндра. В дополнение, интервалы могут регулироваться на основании конфигурации цилиндров двигателя (например, на основании того, имеет ли двигатель 4 цилиндра или 6 цилиндров, на основании того, расположены ли цилиндры в ряд или находятся в разных рядах в V-образном двигателе). Разные интервалы могут регулироваться, чтобы отличать события аномального сгорания в цилиндре, который является работающим на данный момент (такие как события детонации или преждевременного воспламенения, происходящие в третьем цилиндре, который находится в рабочем такте, и который работает непосредственно после первого цилиндра), от событий стука выпускного клапана, происходящих вследствие непреднамеренного поступления выхлопных остаточных газов в цилиндр, который не является работающим на данный момент (такой как второй цилиндр, который находится в такте впуска, а потому, наиболее вероятно должен принимать выхлопные остаточные газы из осуществляющего позднее сгорание первого цилиндра). Например, первый интервал может регулироваться, чтобы находиться после закрывания выпускного клапана и после открывания впускного клапана второго цилиндра, но до закрывания впускного клапана второго цилиндра. Вибрации блока двигателя, считанные в этом интервале, могут быть отражающими стук выпускного клапана во втором цилиндре (на основании их амплитуды и частотного спектра относительно порогового значения). Первый интервал также может находиться до события искрового зажигания во втором цилиндре, но после события искрового зажигания в третьем цилиндре непосредственно за первым цилиндром (то есть первый интервал находится между событиями искрового зажигания). В сравнении, второй интервал может быть более ранним интервалом, отрегулированным, чтобы находиться в интервале перед событием искрового зажигания в третьем цилиндре и после события искрового зажигания в третьем цилиндре (например, от TDC в третьем цилиндре и перед закрыванием впускного клапана во втором цилиндре). То есть второй интервал находится вокруг события искрового зажигания в третьем цилиндре. Вибрации блока двигателя, считанные в этом интервале, могут быть отражающими события детонации или преждевременного воспламенения в третьем цилиндре (на основании их амплитуды и частотного спектра относительно порогового значения).
На этапе 404 и 420, считанные вибрации блока двигателя (то есть выходные сигналы датчиков детонации) фильтруют посредством разных полосовых фильтров, чтобы отфильтровать содержимое их сигналов в определенных диапазонах частот. По существу, механический шум, вырабатываемый стуком или выталкиванием выпускного клапана, может быть отличным от вибраций, вырабатываемых при детонации или преждевременном воспламенении сгорания, а потому, могут требовать иной фильтрации в пределах данного отверстия. Более точно, на этапе 404, вибрации блока двигателя, считанные в первом интервале, могут отфильтровываться посредством первого полосового фильтра, так что выходной сигнал датчика может оцениваться в первом диапазоне частот. Подобным образом, на этапе 420, вибрации блока двигателя, считанные во втором интервале, могут отфильтровываться посредством второго, другого полосового фильтра, так что выходной сигнал датчика может оцениваться во втором, отличном диапазоне частот. На этапе 406, после фильтрации выходного сигнала датчика в первом интервале посредством первого фильтра определяют, является ли амплитуда считанной вибрации блока в первом интервале большей, чем первая пороговая амплитуда (выталкивания выпускного клапана). Если нет, способ завершают определением отсутствия стука выпускного клапана. В сравнении, если амплитуда является более высокой, чем первая пороговая амплитуда, то на этапе 408 определяют, что выпускной клапан второго цилиндра (Цилиндра_2) принудительно открывался вследствие принудительного поступления раскаленных остаточных газов из осуществляющего позднее сгорание первого цилиндра (Цилиндра_1). В частности, в ответ на амплитуду считанной вибрации блока двигателя выше, чем пороговая амплитуда в выбранном диапазоне частоты на интервале определяют стук выпускного клапана во втором цилиндре.
В ответ на считанную вибрацию блока двигателя и определение непреднамеренных выхлопных остаточных газов, поступающих во второй цилиндр, на этапе 410, способ включает в себя этап, на котором выполняют подавляющее преждевременное воспламенение действие во втором цилиндре. Здесь, подавляющее преждевременное воспламенение действие выполняют до приема указания преждевременного воспламенения во втором цилиндре. То есть подавляющее преждевременное воспламенение действие выполняют в ожидании вызванного поздним сгоранием преждевременного воспламенения во втором цилиндре.
Выполнение подавляющих преждевременных воспламенение действий могут включать в себя этапы, на которых избирательно прекращают впрыск топлива во второй цилиндр (на этапе 411), избирательно обогащают впрыск топлива во второй цилиндр (на этапе 412), увеличивают непосредственный впрыск первого топлива, имеющего более высокооктановое содержание, наряду с соответствующим уменьшением впрыска во впускной канал второго топлива, имеющего менее высокооктановое содержание, во второй цилиндр (на этапе 413), и/или осуществляют задерживание установки момента впрыска топлива второго цилиндра по направлению к такту сжатия и подают топливо за многочисленные впрыски в такте сжатия (на этапе 414). В материалах настоящего описания, задерживание установки момента впрыска топлива и количество впрысков в такте сжатия могут быть основаны на задержке установки момента зажигания в первом цилиндре.
Возвращаясь на этап 420, после фильтрации выходного сигнала датчика во втором интервале посредством второго фильтра, на этапе 422 определяют, является ли амплитуда считанной вибрации блока во втором интервале, большей, чем каждый из второго (преждевременного воспламенения) и третьего (детонации) порогового значения. Третье пороговое значение может быть более низким, чем каждое из первого и второго порогового значения, и второе пороговое значение может быть более высоким, чем первое пороговое значение. Если да, то на этапе 424 определяют событие преждевременного воспламенения в цилиндре в третьем цилиндре (Цилиндре 3). В частности, указание преждевременного воспламенения в цилиндре может определяться после возникновения преждевременного воспламенения в цилиндре в третьем цилиндре. В одном из примеров, считанные вибрации блока двигателя могут указывать зарождающееся преждевременное воспламенение в Цилиндре_3. Соответственно, подавляющее преждевременное воспламенение действие может выполняться в Цилиндре_3. Таковое может включать в себя этапы, на которых прекращают подачу топлива, осуществляют обогащение топлива, увеличивают непосредственный впрыск и/или многочисленные впрыски топлива в такте сжатия, как конкретизировано на этапе 410. Однако степень подавляющего преждевременное воспламенение действия может быть более агрессивной и основанной на значении показания преждевременного воспламенения (например, основанной на отличии выходного сигнала датчика детонации от второго порогового значения). Например, степень обогащения обогащенного впрыска топлива, используемого для подавления зарождающегося преждевременного воспламенения в цилиндре в Цилиндре_3, может быть более высокой, чем степень обогащения обогащенного впрыска топлива, используемого для подавления потенциального вызванного поздним сгоранием преждевременного воспламенения в цилиндре 2.
Если амплитуда фильтрованного выходного сигнала датчика во втором интервале не является более высокой, чем каждое из второго и третьего пороговых значений, то, на этапе 426 определяют является ли фильтрованный выходной сигнал датчика более высоким, чем третье пороговое значение, и более низким, чем второе пороговое значение. В материалах настоящего описания, второе, более высокое пороговое значение может соответствовать пороговому значению преждевременного воспламенения наряду с тем, что третье, более низкое пороговое значение соответствует пороговому значению детонации. Таким образом, если фильтрованный выходной сигнал датчика находится ниже, чем второе пороговое значение, но выше, чем третье пороговое значение, то, на этапе 428 определяют возникновение детонации цилиндра в Цилиндре_3, и подавляющее детонацию действие может выполняться в третьем цилиндре. Это, например, может включать в себя этапы, на которых осуществляют задерживание зажигания на некоторую величину или повышают величину рециркуляции выхлопных газов (EGR). По существу, если амплитуда не больше, чем второе пороговое значение, способ завершают отсутствием аномального сгорания, выявленным в Цилиндре_3.
Таким образом, выходной сигнал с одного и того же датчика детонации (или одного и того же набора датчиков детонации) преимущественно может использоваться для выявления принудительного поступления выхлопных остаточных газов из осуществляющего позднее сгорание цилиндра в соседний цилиндр, а также для выявления события детонации или преждевременного воспламенения в цилиндре у цилиндра, который только что отработал. Посредством фильтрации по-разному выходных сигналов датчиков и анализа по-разному их частотных спектров, вибрации блока двигателя с более заметным звоном могут больше приписываться к событиям аномального сгорания наряду с тем, что вибрации блока двигателя с менее заметным звоном могут приписываться событиям стука выпускных клапанов. Посредством регулирования подавляющих действий соответствующим образом, может улучшаться срок службы двигателя.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что вышеприведенный способ изображает оценку вибраций блока двигателя в каждом из первого и второго интервала, следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, вибрации блока двигателя могут считываться в едином общем интервале, а выходные сигналы двигателя могут фильтроваться по частоте по-разному для выявления принудительного поступления остаточных газов в один цилиндр или выявления детонации или преждевременного воспламенения в другом цилиндре двигателя. Например, вслед за событием позднего сгорания в первом цилиндре, выходной сигнал датчика детонации оценивают в общем, более обширном интервале и фильтроваться посредством каждого из первого фильтра и второго фильтра, чтобы давать фильтрованный выходной сигнал в первом диапазоне частот и втором диапазоне частот соответственно. В ответ на амплитуду второго фильтрованного сигнала в первом диапазоне частот выше, чем первое пороговое значение определяют стук выпускного клапана во втором цилиндре. В ответ на амплитуду фильтрованного выходного сигнала во втором диапазоне частот ниже, чем второе пороговое значение, но выше, чем третье пороговое значение (при этом третье пороговое значение ниже, чем второе пороговое значение) определяют детонацию в третьем цилиндре. В ответ на амплитуду фильтрованного выходного сигнала во втором диапазоне частот выше, чем каждое из второго порогового значения и третьего порогового значения определяют преждевременное воспламенение в третьем цилиндре. В одном из примеров, второе пороговое значение для выявления преждевременного воспламенения может быть более высоким, чем первое пороговое значение для выявления принудительного поступления выхлопных остаточных газов, и каждое из первого и второго пороговых значений может находиться выше, чем третье пороговое значение, используемое для выявления детонации. Однако, в альтернативных примерах, пороговые значения могут меняться на основании конкретной конфигурации двигателя.
Далее, с обращением к фиг. 5, показано примерное выявление выталкивания выпускного клапана. На фиг. 6, показано регулирование впрыска топлива, выполняемое в ответ на выявление по фиг. 5.
На фиг. 5, многомерная регулировочная характеристика 500 показывает четырехцилиндровый рядный двигатель, имеющий цилиндры 1-4, расположенные последовательно вдоль блока двигателя (не показан), при этом цилиндры 1-4 выполнены с возможностью работать в порядке 1-3-4-2. Многомерная регулировочная характеристика 500 изображает установки фаз распределения впускных клапанов (сплошная линия) и установки фаз распределения выпускных клапанов (пунктирная линия) относительно положения поршня двигателя, находящегося в такте впуска (I), такте выпуска (E), рабочем такте (P) или такте сжатия (C). Многомерная регулировочная характеристика 500 дополнительно изображает события искрового зажигания в цилиндре звездочками 501, 503, 505, 507.
Первый график сверху по фигуре представляет положение цилиндра номер один (Цилиндра 1). И, в частности, такт цилиндра номер один по мере того, как вращается коленчатый вал двигателя. Такты Цилиндра 1 помечены согласно положению двигателя. Например, Цилиндр 1 сначала показан в такте впуска (I), двигатель вращается, и цилиндр номер три входит в такт сжатия (C), сопровождаемый рабочим тактом (P) и тактом выпуска (E). Цикл цилиндра для Цилиндра 2 затем повторяется. Для четырехтактного двигателя, цикл цилиндра может иметь значение 720°, тот же самый интервал по коленчатому валу для полного цикла двигателя.
Второй график сверху по фигуре, подобным образом, представляет положение цилиндра номер три (Цилиндра 3), в частности, такт цилиндра номер три по мере того, как вращается коленчатый вал двигателя. Такты Цилиндра 3 помечены согласно положению двигателя. Например, Цилиндр 3 сначала показан в такте сжатия (E), двигатель вращается, и цилиндр номер три входит в такт впуска (I), сопровождаемый тактом сжатия (C) и рабочим тактом (P). Цикл цилиндра для Цилиндра 3 затем повторяется. Третий график сверху по фигуре, подобным образом, представляет положение цилиндра номер четыре (Цилиндра 4), в частности, такт цилиндра номер четыре по мере того, как вращается коленчатый вал двигателя. Такты Цилиндра 4 помечены согласно положению двигателя. Например, Цилиндр 4 сначала показан в рабочем такте (P), двигатель вращается, и цилиндр номер три входит в такт выпуска (E), сопровождаемый тактами впуска (I) и сжатия (C). Цикл цилиндра для Цилиндра 4 затем повторяется. Четвертый график сверху по фигуре, подобным образом, представляет положение цилиндра номер два (Цилиндра 2), в частности, такт цилиндра номер два по мере того, как вращается коленчатый вал двигателя. Такты Цилиндра 2 помечены согласно положению двигателя. Например, Цилиндр 2 сначала показан в такте сжатия (C), двигатель вращается, и цилиндр номер два входит в рабочий такт (P), сопровождаемый тактами выпуска (E) и впуска (I). Цикл цилиндра для Цилиндра 2 затем повторяется.
Звездочка на метке 501 указывает событие воспламенения для первого события сгорания в цилиндре 1. Воспламенение может инициироваться свечой зажигания. В этой последовательности, клапаны цилиндра номер один открыты в течение по меньшей мере части такта впуска, чтобы подавать воздух в цилиндр. Топливо может впрыскиваться в цилиндры двигателя форсунками впрыска во впускной канал или непосредственного впрыска. Смесь топлива и воздуха сжимается и воспламеняется во время такта сжатия. Пиковое давление в цилиндре может возникать в верхней мертвой точке такта сжатия или во время такта расширения. Последующие события сгорания в цилиндрах 3, 4 и 2 показаны на 503, 505 и 507 в таком порядке.
В изображенном примере, событие 501 искрового зажигания в Цилиндре 1 происходит с задерживанием зажигания, так что событие воспламенения задерживается дольше в рабочем такте. В результате события позднего сгорания, большое количество раскаленных выхлопных остаточных газов выпускается из Цилиндра 1 во время такта выпуска, когда выпускной клапан открыт (график 502). Вследствие конфигурации двигателя, цилиндр номер два (Цилиндр 2) находится в такте впуска (график 503) в то же время, когда цилиндр 1 находится в такте выпуска (график 502), обеспечивая относительно меньшее сопротивление поступлению остаточных газов. В сравнении, цилиндр номер три (Цилиндр 3) и цилиндр номер четыре (Цилиндр 4) находятся в рабочем такте и такте сжатия соответственно в то же время, когда Цилиндр 1 находится в такте выпуска, обеспечивая относительно большее сопротивление поступлению остаточных газов. Как результат, раскаленные выхлопные остаточные газы от события позднего сгорания в Цилиндре 1 наиболее вероятно должны приниматься в Цилиндре 2, потенциально повышая предрасположенность, чтобы Цилиндр 2 осуществлял преждевременное воспламенение. По существу, поскольку ни один из цилиндров номер три и четыре (Цилиндра 3, Цилиндра 4) вероятно не должен принимать выхлопные остаточные газы от события позднего сгорания в Цилиндре 1, ни один вероятно не должен находиться под влиянием события позднего сгорания.
Выпускание выхлопных остаточных газов из Цилиндра 1 может повышать давление в выпускном коллекторе до уровней, которые могут преодолевать давление пружины выпускного клапана Цилиндра 2. По существу, когда выпускной клапан принудительно открывается под высоким давлением, он стучит при возврате на седло выпускного клапана, вырабатывая характерный механический шум, в материалах настоящего описания также указывается как выталкивание, стук или звон выпускного клапана, изображенное в материалах настоящего описания на графике 503. Когда происходит стук, оно заставляет датчик блока двигателя резонировать. Стук происходит, так как выпускной клапан находится на основной окружности распределительного вала и не является придерживающимся профиля выпускного кулачка для такого конкретного цилиндра в ряду цилиндров. По существу, этот механический шум может быть отличным от вибраций блока двигателя, считываемых во время преждевременного воспламенения и детонации. В частности, разные вибрации могут иметь разный частотный спектр. Таким образом, посредством фильтрации вибраций блока двигателя, считанных в интервале при открытом выпускном клапане последнего работающего цилиндра, посредством разных полосовых фильтров, выходной сигнал из одного и того же набора датчиков детонации может использоваться для идентификации детонации или преждевременного воспламенения в работавшем недавно цилиндре, а также стука выпускного клапана в соседнем цилиндре. В кроме того дополнительных вариантах осуществления, массовые расходы воздуха могут дополнительно использоваться для определения, когда двигатель находился под нагрузкой, достаточно высокой, чтобы создавать давления, достаточно высокие, чтобы приподнимать с места посадки выпускные клапаны соседнего цилиндра, от соответствующих поздних сгораний.
В изображенном примере, вибрации блока двигателя считываются в каждом из первого интервала w1 и второго интервала w2, при этом оба интервала находятся при открытом выпускном клапане (график 502) последнего работающего цилиндра (здесь, Цилиндра 1). Более точно, первый интервал w1 является интервалом, который является относительно поздним при открытом выпускном клапане осуществляющего позднее сгорание первого цилиндра, Цилиндра 1, при этом интервал w2 является интервалом, который находится относительно раньше при открытом выпускном клапане первого цилиндра. В изображенном примере, w1 и w2 показаны в качестве неперекрывающихся интервалов. Однако следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, первый и второй интервалы могут быть по меньшей мере частично перекрывающимися. В настоящем примере, первый интервал отрегулирован, чтобы происходить при открытом выпускном клапане первого цилиндра, после закрывания выпускного клапана и открывания впускного клапана второго цилиндра (Цилиндра 2) и до открывания впускного клапана второго цилиндра. По существу, первый интервал также находится между событиями искрового зажигания. В частности, первый интервал находится после события 503 искрового зажигания в третьем цилиндре, работающем непосредственно после первого цилиндра, и до событий 505 и 507 искрового зажигания в четвертом и втором цилиндрах соответственно, при этом четвертый цилиндр работает после третьего цилиндра. В сравнение, второй интервал находится в диапазоне, перекрывающем событие искрового зажигания в третьем цилиндре. Например, второй интервал может начинаться в или до ВМТ Цилиндра 3, а заканчиваться после события 503 искрового зажигания в Цилиндре 3.
Следует принимать во внимание, что, на основании идентичности осуществляющего позднее сгорание цилиндра, интервалы могут непрерывно обновляться. Например, если осуществляющий позднее сгорание цилиндр является Цилиндром 3, интервал может смещаться, так что колебания блока двигателя считываются в интервале при открытом выпускном клапане Цилиндра 3, чтобы отыскивать выталкивание выпускного клапана в Цилиндре 1 (наиболее вероятном кандидате) и события аномального сгорания в Цилиндре 4 (цилиндре, работающем непосредственно после Цилиндра 3).
Вибрации блока двигателя, считанные в первом интервале w1, могут фильтроваться через первый полосовой фильтр, так что их частотный спектр оценивается в первом диапазоне частот. Вибрации блока двигателя, считанные во втором интервале w2, затем могут фильтроваться через второй, другой полосовой фильтр, так что их частотный спектр оценивается во втором, отличном диапазоне частот. В ответ на фильтрованные выходные сигналы датчиков детонации в первом интервале выше, чем первое пороговое значение, вибрации блока двигателя, считанные в первом интервале w1, могут приписываться несвоевременному открыванию и последующему стуку выпускного клапана Цилиндра 2, изображенного на графике 503.
В ответ на обнаружение выталкивания выпускного клапана, контроллер двигателя может выполнять подавляющее преждевременное воспламенение действие в Цилиндре 2, чтобы уменьшать вероятность вызванного поздним сгоранием преждевременного воспламенения. Как конкретизировано ранее, эти действия, например, могут включать в себя этапы, на которых избирательно прекращают подачу топлива, избирательно обогащают топливо, увеличивают непосредственный впрыск топлива и/или увеличивают впрыск топлива в такте сжатия в находящийся под влиянием цилиндр.
В ответ на вибрации блока двигателя, считанные в течение второго интервала, контроллер может определять событие аномального сгорания в цилиндре, который работает в тот момент, то есть Цилиндра 3. Контроллер может сравнивать выходные сигналы относительно отдельных пороговых значений детонации и преждевременного воспламенения, чтобы определять, обусловлено ли событие аномального сгорания в третьем цилиндре детонацией или преждевременным воспламенением. Например, в ответ на амплитуду фильтрованного выходного сигнала датчика детонации в течение второго интервала во втором диапазоне частот, являющуюся более высокой, чем каждый из второго и третьего порогового значения, вибрации блока двигателя, считанные во втором интервале w1, могут быть приписаны событию преждевременного воспламенения в Цилиндре 3. Однако если амплитуда фильтрованного выходного сигнала датчика детонации в течение второго интервала во втором диапазоне частот является более высокой, чем третье пороговое значение, но более низким, чем второе пороговое значение, вибрации блока двигателя, считанные во втором интервале w1, могут быть приписаны событию детонации в Цилиндре 3. В ответ на указание детонации, подавляющее детонацию действие может выполняться в Цилиндре 3 наряду с тем, что, в ответ на указание преждевременного воспламенения, подавляющее преждевременное воспламенение действие может выполняться в Цилиндре 3.
Следует принимать во внимание, что подавляющее преждевременное воспламенение действие, выполняемое в Цилиндре 3 в ответ на указание преждевременного воспламенения в цилиндре, может быть более агрессивным, чем упреждающее подавляющее преждевременное воспламенение действие, выполняемое в Цилиндре 2 в ответ на указание стука выпускного клапана.
Таким образом, выходной сигнал одного и того же набора датчиков детонации может использоваться для выявления стука выпускного клапана в цилиндре и для проведения отличия вибраций, вызванных стуком выпускного клапана, от вызванных детонацией и преждевременным воспламенением в цилиндре, подвергнутом событию искрового зажигания. Посредством улучшения точности выявления принудительного поступления остаточных газов, подавляющие действия могут выполняться своевременно.
Следует принимать во внимание, что, при некоторых условиях, таких как когда продолжительности для клапанов являются большими, чем изображено, высокое давление в выпускном коллекторе, сформированное от остаточных газов, выпущенных Цилиндром 2, может оказывать воздействие на перекрытие клапанов Цилиндра 2. В частности, высокое давление выхлопных остаточных газов может заставлять остаточные газы принудительно подаваться в Цилиндр 2 в течение периода положительного перекрытия клапанов. По существу, поскольку остаточные газы поступают, пока открыты впускной и выпускной клапаны Цилиндра 2, механический шум и вибрации, имеющие отношение к звону выпускного клапана, могут не наблюдаться во время этих условий. Таким образом, вибрации блока двигателя могут не обнаруживаться на интервале при событии открытого выпускного клапана Цилиндра 1. В этих условиях, преобразователи давления, ионные датчики и/или обработка исключений данных ускорения коленчатого вала могут использоваться для определения, где происходило позднее сгорание (в области углов поворота коленчатого вала), чтобы подтверждать, могли ли выхлопные остаточные газы оказывать влияние на период перекрытия клапанов соседнего цилиндра, и чтобы идентифицировать поступление остаточных газов в цилиндр. Например, принудительное поступление остаточных газов может обнаруживаться на основании существенно повышенного давления в цилиндре.
Далее, с обращением к фиг. 6, многомерная регулировочная характеристика 600 показывает примерную регулировку впрыска топлива двигателя, которую выполняют в ответ на обнаружение выталкивания выпускного клапана, показанного на фиг. 5. По существу, фиг. 6 показывает такую же конфигурацию двигателя, как фиг. 5. Поэтому, элементы, представлены ранее на фиг. 5, пронумерованы таким же образом и не представляются повторно на фиг. 6.
В изображенном примере, следующем из фиг. 5, событие 501 искрового зажигания в Цилиндре 1 происходит с задерживанием зажигания, таким что событие воспламенения задерживается позже в рабочем такте. В результате события позднего сгорания, большое количество раскаленных выхлопных остаточных газов выпускается из Цилиндра 1 во время такта выпуска (график 502) в Цилиндр 2, и принудительное поступление раскаленных выхлопных остаточных газов обнаруживается посредством характерных вибраций блока двигателя, которые возникают вследствие звона выпускного клапана Цилиндра 2 в интервале при открытом выпускном клапане Цилиндра 1. В ответ на обнаружение вынужденного поступления выхлопных остаточных газов в Цилиндр 2 и для уменьшения вероятности преждевременного воспламенения в Цилиндре 2, обогащенный впрыск 602 топлива может выполняться во время такта впуска Цилиндра 2. Обогащенный впрыск топлива дает температуре выхлопных остаточных газов, принимаемых в Цилиндре 2, возможность снижаться на месте, тем самым, также снижая вероятность преждевременного воспламенения в Цилиндре 2. Степень обогащения обогащенного впрыска топлива может регулироваться на основании степени задерживания сгорания в Цилиндре 1. В некоторых вариантах осуществления, обогащенный впрыск топлива может включать в себя более высокую долю непосредственно впрыскиваемого топлива и более низкую долю впрыскиваемого во впускной канал топлива. Дополнительно, несмотря на то, что обогащенный впрыск топлива показан в качестве одиночного впрыска в такте впуска Цилиндра 2, в альтернативных вариантах осуществления, обогащенный впрыск топлива может подвергаться задерживанию до такта сжатия цилиндра 2 и подаваться в качестве многочисленных впрысков такта сжатия. Величина задерживания установки момента впрыска и количество впрысков такта сжатия могут быть основаны на степени задерживания сгорания в Цилиндре 1.
В некоторых вариантах осуществления, где по меньшей мере часть впрыска топлива цилиндра обеспечивается с помощью непосредственного впрыска, температура остаточных газов также может снижаться посредством необязательного выполнения позднего обогащенного впрыска 604 топлива в самом Цилиндре 1. Например, контроллер может выполнять начальный (стехиометрический) впрыск топлива в цилиндр 1 в такте впуска и в ответ на установку момента сгорания при сгорании в Цилиндре 1, находящуюся позже, чем пороговая установка момента, контроллер может выполнять второй обогащенный впрыск топлива в Цилиндр 1 в такте выпуска. Это дает многочисленные преимущества. Прежде всего, это предоставляет температуре остаточных газов, выпускаемых из Цилиндра 1, возможность понижаться на месте. В дополнение, это заблаговременно обеспечивает по меньшей мере часть подавляющего преждевременное воспламенение обогащенного впрыска топлива, требуемого для Цилиндра 2. Следовательно, обогащенному впрыску топлива, имеющему меньшую степень обогащения, может требоваться подаваться в Цилиндр 2. В одном из примеров, контроллер может определять подавляющую преждевременное воспламенение величину обогащенного впрыска топлива впрыскиваемой в Цилиндр 2 в ответ на событие позднего сгорания в Цилиндре 1 и может подавать первую (например, меньшую) часть общего количества впрыска топлива во время такта выпуска Цилиндра 1 наряду с подачей второй (например, большей) части общего количества впрыска топлива во время такта впуска Цилиндра 2. Пропорция разбиения первой и второй частей может быть основана на степени задерживания события позднего сгорания в Цилиндре 1 (например, основана на том, насколько поздно находится установка момента сгорания Цилиндра 1 от пороговой установки момента).
В некоторых вариантах осуществления, даже если температура остаточных газов, принятых в Цилиндре 2, понижена, большое количество остаточных газов, принятых в нем, может повышать температуру выхлопных газов сгорания, когда сгорание происходит в Цилиндре 2. Как показано на многомерной регулировочной характеристике 600, поскольку установка фаз распределения выпускных клапанов Цилиндра 2 перекрывается с установкой фаз распределения впускных клапанов Цилиндра 4, выхлопные остаточные газы, выработанные в Цилиндре 2, могут наиболее вероятно приниматься в Цилиндре 4. Повышенная температура выхлопных газов сгорания в Цилиндре 2, в таком случае, может повышать вероятность преждевременного воспламенения в Цилиндре 4. Другими словами, событие позднего сгорания в Цилиндре 1 может опосредованно влиять на и повышать риск преждевременного воспламенения в Цилиндре 4, даже если Цилиндр 4 не принимает выхлопные остаточные газы непосредственно из Цилиндра 1. Чтобы предотвращать эту опосредованную опасность преждевременного воспламенения, вслед за событием позднего сгорания в Цилиндре 1, в дополнение к обогащенному впрыску 602 топлива, выполняемому в Цилиндре 2, еще один предупреждающий подавляющий преждевременное воспламенение обогащенный впрыск 606 топлива может выполняться в Цилиндре 4. Однако степень обогащения обогащенного впрыска 606 топлива может быть более низкой, чем степень обогащения обогащенного впрыска 602 топлива (сравните размеры прямоугольников 602 и 606).
Таким образом, посредством выполнения подавляющей преждевременное воспламенение регулирования топлива в цилиндре, подвергнутом несвоевременному выталкиванию выпускного клапана, события позднего сгорания, вызванные преждевременным воспламенением в цилиндре, происходящим вследствие вынужденной подачи раскаленных остаточных газов в цилиндр, могут уменьшаться.
Далее, с обращением к фиг. 7, многомерная регулировочная характеристика 700 показывает еще один пример регулирования топлива в соседнем цилиндре в ответ на событие позднего сгорания в данном цилиндре. В частности, многомерная регулировочная характеристика 700 показывает примерную работу двигателя, в которой установки параметров двигателя модифицировались от номинальных установок в ответ на внезапное падение требуемого потребления крутящего момента. В изображенном примере, двигатель использует по меньшей мере некоторое задерживание установки момента зажигания, чтобы принимать меры в ответ на состояние переходного избыточного крутящего момента. В ответ на результирующее позднее сгорание в цилиндре, впрыск топлива в соседнем цилиндре модифицируется (здесь, обогащается), чтобы принимать ответные меры в ответ на потенциально возможное преждевременное воспламенение, проистекающее от поступления раскаленных остаточных газов в соседний цилиндр. Более точно, многомерная регулировочная характеристика 700 изображает изменение требуемого крутящего момента на графике 702, изменение установки момента зажигания на графике 704, оцененную установку момента сгорания (для каждого цилиндра, подвергнутого событию сгорания) на графике 706 и изменение топливно-воздушного соотношения (AFR) в цилиндре, обусловленное изменением впрыска топлива цилиндра, на графике 708.
До t1, двигатель может быть работающим с требованием номинального крутящего момента (график 702), обеспечиваемым посредством поддержания установок параметров двигателя на номинальных установках (график 704). Например, на основании показания положения водительской педали, требуемая величина крутящего момента может обеспечиваться посредством регулирования уровня наддува турбонагнетателя двигателя, регулирования установки момента зажигания на MBT (или установки пограничного зажигания), регулирования скорости вращения двигателя (например, скорости вращения холостого хода), регулирования клапана EGR для обеспечения меньшей величины EGR и т.д. В t1, может возникать внезапное падение требования крутящего момента, в результате чего, подтверждается состояние избыточного крутящего момента. Внезапное падение требования крутящего момента может быть обусловлено запрашиванием переключения передачи трансмиссии, условий избыточного скорости вращения при скорости вращения холостого хода, кратковременным изменением в запрошенной EGR, отпусканием педали акселератора и т.д. Для предоставления вырабатываемому крутящему моменту возможности быстро снижаться, для того чтобы удовлетворять уменьшенному требованию крутящего момента, установки параметров двигателя могут модифицироваться от номинальных установок, на которых они были. Например, может снижаться уровень наддува, EGR может повышаться для увеличения разбавления в двигателе, могут регулироваться установки фаз распределения впускных и/или выпускных клапанов, и/или может подвергаться задерживанию установка момента зажигания (график 704).
На основании модифицированных установок, установка момента сгорания может оцениваться (график 706) и сравниваться с пороговой установкой 707 момента. По существу, пороговая установка 707 момента может регулироваться на основании требования крутящего момента (график 702). В изображенном примере, вслед за t1, оцененная установка момента сгорания (график 706) первого события сгорания в первом цилиндре 1 (изображенном как 1) может выполняться на пороговой установке 707 момента наряду с приведением в действие первого цилиндра на топливно-воздушном соотношении (AFR) в или около стехиометрии 709 (смотрите график 708). Второе событие сгорания во втором цилиндре 2 (изображенном как 2) может выполняться также наряду с приведением в действие второго цилиндра на топливно-воздушном соотношении (AFR) в или около стехиометрии 709 (смотрите график 708). Однако оцененная установка момента сгорания при сгорании во втором цилиндре 2 может выполняться позже, чем пороговая установка 707 момента, по меньшей мере частично, вследствие задерживания установки момента зажигания, применяемого в t1. Как результат, оцененная установка момента сгорания при сгорании во втором цилиндре 2 может быть определена поздней. Это может приводить к большому количеству раскаленных выхлопных остаточных газов, вырабатываемому во втором цилиндре 2 и принимаемому в третьем цилиндре 3 (изображенном как 3). Большое количество раскаленных остаточных газов может повышать вероятность преждевременного воспламенения в третьем цилиндре 3.
Чтобы предотвращать преждевременное воспламенение в третьем цилиндре 3, в ответ на позднюю установку момента сгорания при сгорании во втором цилиндре 2, впрыск топлива в третий цилиндр 3 может обогащаться, чтобы третий цилиндр 3 подвергался сгоранию на пороговой установке 707 момента наряду с работой на топливно-воздушном соотношении, которое богаче, чем стехиометрия 709 (смотрите график 708). По выбору (как здесь показано), в дополнение к обогащению третьего цилиндра 3, четвертый цилиндр 4 (изображенный как 4), выполненный с возможностью приема выхлопных остаточных газов из третьего цилиндра, также обогащается. Однако степень обогащения обогащенного впрыска топлива в четвертый цилиндр 4 находится ниже, чем степень обогащения обогащенного впрыска топлива в третий цилиндр 3, как показано относительно менее богатым топливно-воздушным соотношением сгорания в четвертом цилиндре 4 по сравнению с третьим цилиндром 3. По существу, даже если раскаленные остаточные газы, принятые в третьем цилиндре 3, не вызывают преждевременное воспламенение в третьем цилиндре 3, они могут повышать температуру выхлопных газов у сгорания в цилиндре 3. Поскольку остаточные газы из цилиндра 3 затем принимаются в цилиндре 4, повышенная температура выхлопных газов у сгорания в третьем цилиндре 3 может повышать вероятность преждевременного воспламенения в четвертом цилиндре 4. Таким образом, посредством обогащения четвертого цилиндра 4 в дополнение к третьему цилиндру 3, хотя и при меньшей степени обогащения, потенциальная возможность для вызванного поздним сгоранием преждевременного воспламенения (вызванного событием позднего сгорания во втором цилиндре 2) в каждом из третьего цилиндра 3 и четвертого цилиндра 4 может уменьшаться.
В t2, переходное падение требования крутящего момента может заканчиваться, и требование крутящего момента может возрастать. Соответственно, рабочие параметры двигателя могут возвращаться на номинальные установки, включая возврат установки момента зажигания на установки MBT или пограничного зажигания. Как результат, последующее событие сгорания в пятом цилиндре 5 (изображенном как 5) может выполняться с оцененной установкой момента сгорания, то есть на или раньше, чем пороговая установка 707 момента, наряду с приведением в действие пятого цилиндра 5 на топливно-воздушном соотношении, которое находится по существу в стехиометрии 709 (смотрите график 708).
Таким образом, в ответ на событие позднего сгорания в данном цилиндре, впрыск топлива в один или более соседних цилиндров, в том числе по меньшей мере один соседний цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы от события позднего сгорания в данном цилиндре, может регулироваться, чтобы предотвращать вызванные поздним сгоранием события преждевременного воспламенения.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что примеры по фиг. 6 и 7 иллюстрируют предотвращение вызванного поздним сгоранием преждевременного воспламенения посредством выполнения обогащенного впрыска топлива, в альтернативных вариантах осуществления, другая подавляющая преждевременное воспламенение операция может выполняться в цилиндре(ах), принимающем выхлопные остаточные газы (непосредственно или опосредованно) из осуществляющего позднее сгорание цилиндра. Например, в ответ на событие позднего сгорания в первом цилиндре, впрыск топлива во второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы из первого цилиндра, может выводиться из работы. По выбору, впрыск топлива в третий цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы из второго цилиндра, также может выводиться из работы.
Таким образом, посредством считывания вибраций блока в интервале при событии открытого выпускного клапана осуществляющего позднее сгорание цилиндра, вибрации, вызванные вследствие принудительного поступления выхлопных остаточных газов в соседний цилиндр, могут быть легче обнаруживаемыми и отличимыми от событий детонации и преждевременного воспламенения в других цилиндрах двигателя. Посредством выполнения подавляющего преждевременное воспламенение действия (например, обогащения топлива или избирательного прекращения подачи топлива в цилиндр) в цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы из осуществляющего позднее сгорание цилиндра, температура принимаемых выхлопных остаточных газов может понижаться, и может быть снижена предрасположенность к вызванному поздним сгоранием преждевременному воспламенению в цилиндре, принимающем раскаленные выхлопные остаточные газы. В дополнение, также снижается вероятность преждевременного воспламенения, вызываемого цилиндром, принимающим раскаленные остаточные газы, в дополнительных цилиндрах. В общем и целом, может уменьшаться ухудшение работы двигателя, обусловленное преждевременным воспламенением.
Как следует принимать во внимание рядовым специалистам в данной области техники, способы, описанные на фиг. 4, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовому специалисту в данной области техники следует понимать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.
Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники напомнило бы многие изменения и модификации, не выходя из сущности и объема описания. Например, рядные двигатели I3, I4, I5, V-образные двигатели V6, V8, V10 и V12, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2603202C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ | 2014 |
|
RU2656075C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2013 |
|
RU2596019C2 |
| СПОСОБЫ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2681555C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО ЗАЖИГАНИЯ | 2016 |
|
RU2682176C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ | 2014 |
|
RU2668084C2 |
| УПРАВЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕМ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ НА СЖИЖЕННОМ НЕФТЯНОМ ГАЗЕ | 2014 |
|
RU2656347C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ | 2015 |
|
RU2669433C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2657248C2 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ БОРЬБЫ С ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ В ДВИГАТЕЛЕ С ПЕРЕМЕННЫМ РАБОЧИМ ОБЪЕМОМ | 2015 |
|
RU2669536C2 |
Изобретение в целом относится к способам для управления двигателем транспортного средства для уменьшения события преждевременного воспламенения. Предложены способы для уменьшения позднего зажигания, вызванного событиями преждевременного воспламенения в цилиндре. Принудительное поступление остаточных газов из осуществляющего позднее сгорание цилиндра в соседний цилиндр может обнаруживаться на основании вибраций блока двигателя, считанных в интервале при открытом выпускном клапане осуществляющего позднее сгорание цилиндра. В ответ на поступление остаточных газов, подавляющее преждевременное воспламенение действие, такое как обогащение топлива или вывод из работы, выполняется в соседнем цилиндре. Техническим результатом является снижение ухудшения работы двигателя, обусловленное преждевременным воспламенением. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 7 ил.
1. Способ для управления двигателем, включающий в себя этап, на котором в ответ на температуру выхлопных газов сгорания в первом цилиндре выше пороговой температуры выполняют подавляющее преждевременное воспламенение действие во втором отличном цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре из выпускного коллектора через непреднамеренное открывание выпускного клапана второго цилиндра.
2. Способ по п. 1, в котором подавляющее преждевременное воспламенение действие выполняют в ответ на температуру выхлопных газов сгорания в первом цилиндре выше пороговой температуры и количество выхлопных остаточных газов, выпускаемых из первого цилиндра, выше порогового количества.
3. Способ по п. 1, в котором выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре включает в себя этап, на котором избирательно прекращают впрыск топлива во второй цилиндр.
4. Способ по п. 1, в котором выполнение подавляющего преждевременное воспламенение действия во втором цилиндре включает в себя этап, на котором регулируют впрыск топлива во второй цилиндр для осуществления сгорания во втором цилиндре более богатого, чем стехиометрия.
5. Способ по п. 4, в котором степень обогащения впрыска топлива регулируют на основании разности между температурой выхлопных газов сгорания в первом цилиндре и пороговой температурой, при этом степень обогащения увеличивают по мере того, как возрастает разность.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором идентифицируют второй цилиндр на основании идентификации первого цилиндра и порядка работы двигателя, причем первый и второй цилиндры являются соседними цилиндрами двигателя.
7. Способ по п. 6, в котором второй цилиндр дополнительно идентифицируют на основании конфигурации выпускного коллектора.
8. Способ по п. 1, в котором подавляющее преждевременное воспламенение действие выполняют до приема указания преждевременного воспламенения во втором цилиндре, причем выхлопные остаточные газы принимаются в период положительного перекрытия клапанов второго цилиндра.
9. Способ для управления двигателем, включающий в себя этап, на котором в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре избирательно прекращают впрыск топлива во второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре, причем остаточные газы принимаются выпускным клапаном второго цилиндра, подвергнутым непреднамеренному принудительному открыванию.
10. Способ по п. 9, в котором избирательное прекращение впрыска топлива выполняют для уменьшения преждевременного воспламенения во втором цилиндре.
11. Способ по п. 10, в котором установка момента сгорания в первом цилиндре включает в себя установку момента зажигания, установку фаз распределения впускных клапанов и/или установку фаз распределения выпускных клапанов сгорания в первом цилиндре.
12. Способ по п. 11, в котором первый цилиндр и второй цилиндр расположены в общем ряду цилиндров двигателя.
13. Способ по п. 12, дополнительно включающий в себя этап, на котором избирательно прекращают впрыск топлива в третий цилиндр, ожидаемый для приема выхлопных остаточных газов от сгорания во втором цилиндре через открытый выпускной клапан третьего цилиндра.
14. Способ по п. 13, в котором избирательный вывод из работы впрыска топлива выполняют до того, как преждевременное воспламенение происходит в каждом из первого, второго и третьего цилиндров.
15. Способ для управления двигателем, включающий в себя этап, на котором в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой задерживанию от пороговой установки момента, избирательно обогащают впрыск топлива во второй цилиндр, принимающий выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре через непреднамеренное открывание выпускного клапана второго цилиндра.
16. Способ по п. 15, в котором установка момента сгорания включает в себя установку момента зажигания, установку фаз распределения впускных клапанов и/или установку фаз распределения выпускных клапанов, при этом установка момента сгорания, являющаяся подвергнутой задерживанию от пороговой установки момента, основана на одном или более из ускорения коленчатого вала, тока ионизации свечи зажигания и давления в цилиндре.
17. Способ по п. 15, в котором степень обогащения обогащенного впрыска топлива во второй цилиндр регулируют на основании степени задерживания установки момента сгорания в первом цилиндре от пороговой установки момента, при этом степень обогащения увеличивают по мере того, как возрастает степень задерживания.
18. Способ по п. 17, в котором степень обогащения дополнительно основана на числе выведенных из работы цилиндров двигателя.
19. Способ по п. 17, в котором степень обогащения обогащенного впрыска топлива дополнительно основана на температуре выхлопных остаточных газов, чтобы приводить температуру выхлопных газов сгорания во втором цилиндре ниже пороговой температуры.
20. Способ по п. 15, дополнительно включающий в себя этап, на котором обогащают впрыск топлива в третий цилиндр, ожидаемый для приема выхлопных остаточных газов от сгорания во втором цилиндре, обогащение второго цилиндра является более высоким, чем обогащение третьего цилиндра.
21. Способ по п. 15, дополнительно включающий в себя этап, на котором выполняют поздний впрыск топлива в первом цилиндре, чтобы избирательно обогащать выхлопные остаточные газы, принятые во втором цилиндре.
22. Способ по п. 15, в котором подвергнутую задерживанию установку момента сгорания в первом цилиндре создают задерживанием зажигания так, что событие сгорания задерживают в рабочем такте, при этом способ дополнительно включает в себя этап, на котором определяют подвергнутую задерживанию установку посредством характерных вибраций блока двигателя, которые возникают вследствие звона выпускного клапана второго цилиндра в интервале при открытом выпускном клапане первого цилиндра, причем избирательное обогащение включает в себя этап, на котором регулируют впрыск топлива во время такта впуска первого цилиндра.
| US 7255080 B1, 14.08.2007 | |||
| US 20110144893 A1, 16.06.2011 | |||
| US 20070215107 A1, 20.09.2007 | |||
| Способ работы дизельного двигателя внутреннего сгорания Шевцова И.А. | 1990 |
|
SU1795131A1 |
| Устройство управления зажиганием двигателя внутреннего сгорания | 1987 |
|
SU1492076A2 |
