Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая заявка относится к контролю преждевременного зажигания в двигателе в транспортном средстве после производства и до поставки.
Уровень техники и сущность изобретения
После производства, только что произведенные транспортные средства могут поставляться на стоянку завода-изготовителя до поставки дилеру для продажи. Эти транспортные средства также могут быть заправлены низкооктановыми топливами и могут быть поставлены на более длительный срок на стоянку завода-изготовителя, а потом на стоянку дилера до их продажи. В связи с этим, низкооктановые топлива могут вызвать возникновение событий преждевременного зажигания во время работы двигателя, приводя к ухудшению характеристик двигателя. События преждевременного зажигания могут также быть вызваны агрессивной ездой, например, ездой, которая может иметь место при передвижении транспортных средств на короткие расстояния по стоянке завода-изготовителя. В дополнение к преждевременному зажиганию, свечи зажигания в двигателях в новых транспортных средствах также может быть подвержены ухудшению. В качестве примера, свечи зажигания может подвергаться образованию нагара вследствие наличия условий сгорания обогащенной смеси при холодном пуске двигателей. Дополнительно, так как время работы двигателя может быть более коротким во время перемещения только что произведенных транспортных средств на стоянке завода-изготовителя, слой нагара на свечах зажигания может не сгорать, вызывая образование нагара на свечах зажигания. Таким образом, ухудшение характеристик двигателя в только что произведенных транспортных средствах может происходить по причине преждевременного зажигания, а также образования нагара на свече зажигания.
В настоящем патенте изобретатели идентифицировали указанные выше проблемы и предлагают способ, по крайней мере, частичного их решения. Иллюстративный способ может содержать, в предпоставочный период транспортного средства, включающего в себя двигатель, эксплуатацию двигателя с первой установкой для воздушно-топливного отношения для уменьшения образования нагара на свече зажигания и регулировку первой установки воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание. Таким образом, образование нагара на свече зажигания и преждевременное зажигание могут одновременно контролироваться.
Например, двигатель с наддувом в только что произведенном транспортном средстве может эксплуатироваться с предпоставочной установкой в предпоставочный период. Предпоставочный период может включать период между производством и поставкой дилеру. В другом примере, предпоставочный период может включать пробег, меньший предварительно заданного порогового значения. Предпоставочная установка двигателя может включать первую установку для воздушно-топливного отношения, более обедненного, чем стехиометрическое, для уменьшения образования нагара на свече зажигания. В ответ на указание на преждевременное зажигание, первая установка для воздушно-топливного отношения может регулироваться с более обедненной, чем стехиометрическое, на более обогащенную, чем стехиометрическое. Еще дополнительно при выявлении образования нагара на свече зажигания, воздушно-топливное отношение может снова регулироваться на более обедненное, чем стехиометрическое отношение. Соответственно, условия работы двигателя могут активно изменяться для контроля преждевременного зажигания, а также образования нагара на свече зажигания одновременно.
Таким образом, может осуществляться контроль двигателя в только что произведенном транспортном средстве для уменьшения преждевременного зажигания и уменьшения образования нагара на свече зажигания. Посредством использования воздушно-топливного отношения, более обедненного, чем стехиометрическое, в качестве первой установки в предпоставочной установке, риск возникновения условий сгорания обогащенной смеси при холодном пуске двигателя может быть уменьшен, приводя к уменьшению нагара на свече зажигания. В ответ на преждевременное зажигание, воздушно-топливное отношение, более обедненное, чем стехиометрическое, может быть отрегулировано до воздушно-топливного отношения, более обогащенного, чем стехиометрическое. Посредством повышение степени обогащения горючей смеси в двигателе, преждевременное зажигание может минимизироваться. Следовательно, работа двигателя может контролироваться для уменьшения образования нагара на свече зажигания, и работа двигателя может дополнительно регулироваться для решения проблемы преждевременного зажигания. В результате, риск ухудшения характеристик двигателя в предпоставочный период из-за возникновения преждевременного зажигания и образования нагара на свече зажигания может быть уменьшен.
Следует понимать, что вышеуказанное краткое описание приведено лишь для упрощенного представления концепций, которые далее раскрываются более подробно. Оно не предназначено для определения ключевых или основных отличительных признаков предмета настоящего изобретения, объем которого определяется только пунктами формулы, приведенной после подробного описания. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 показана схема иллюстративной камеры сгорания в двигателе в транспортном средстве.
На ФИГ. 2 изображена высокоуровневая блок-схема для выбора эксплуатационного режима двигателя, исходя из того, находится ли транспортное средство в предпоставочном периоде или в периоде после поставки, в соответствии с настоящим описанием изобретения.
ФИГ. 3 представляет собой иллюстративную операцию управления двигателем, когда транспортное средство находится в предпоставочном периоде, в соответствии с настоящим описанием изобретения.
ФИГ. 4 представляет собой иллюстративную операцию управления двигателем, когда транспортное средство находится в периоде после поставки, в соответствии с настоящим описанием изобретения.
На ФИГ. 5 показан пример сравнения между работой двигателя в предпоставочном режиме и работой двигателя в режиме после поставки, в соответствии с настоящим описанием изобретения.
Подробное описание изобретения
Нижеследующее подробное описание относится к способам решения проблемы преждевременного зажигания и образования нагара на свече зажигания в системе двигателя, такой как система двигателя на ФИГ. 1, в только что произведенном транспортном средстве. Контроллер может быть выполнен с возможностью выбора эксплуатационного режима двигателя, исходя из того, находится ли транспортное средство в режиме предпоставочной установки двигателя или режиме установки после поставки (ФИГ. 2). Режим предпоставочной установки может быть активирован в транспортном средстве на заводе непосредственно после производства транспортного средства. Режим предпоставочной установки может быть деактивирован оператором после поставки транспортного средства дилеру. Соответственно, различные параметры двигателя могут быть отрегулированы различными способами в зависимости от того, находится ли транспортное средство в предпоставочном режиме или режиме после поставки. Первоначальная работа двигателя в предпоставочный период может включать первую установку одного или более параметров двигателя для контроля образования нагара на свече зажигания. Более того, условия преждевременного зажигания в предпоставочном режиме могут быть минимизированы при помощи регулировок (ФИГ. 3) первой установки одного или более параметров двигателя. Вторая установка для каждого из одного или более параметров двигателя в период после поставки может отличаться от первой установки, используемой в предпоставочный период. В дополнение к этому, могут быть произведены регулировки второй установки одного или более параметров двигателя для уменьшения риска возникновения преждевременного зажигания в режиме после поставки (ФИГ. 4). Соответственно, работа двигателя в предпоставочном режиме может отличаться от работы двигателя в режиме после поставки (ФИГ. 5). Более того, предпоставочный период и установка могут быть взаимоисключающими относительно периода после поставки и соответствующей установки. Таким образом, риск возникновения преждевременного зажигания может быть уменьшен другим способом в системе двигателя только что произведенного транспортного средства в предпоставочный период по сравнению со способом, используемым в период после поставки системы двигателя.
На ФИГ. 1 показано схематическое изображение иллюстративного цилиндра 30 в двигателе 10 внутреннего сгорания. Двигателем 10 можно управлять, по крайней мере, частично с помощью системы управления, включающей в себя контроллер 12, и с помощью входных данных от оператора 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для создания пропорционального сигнала положения педали ПП (РР).
Камера 30 сгорания (также известная как цилиндр 30) двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в них. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 таким образом, что возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен по меньшей мере с одним приводным колесом транспортного средства через промежуточную трансмиссионную систему (не показана). Более того, стартерный мотор может быть соединен с коленчатым валом 40 через маховик (не показано) для обеспечения операции пуска двигателя 10.
Камера 30 сгорания может получать приточный воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и может выпускать отработавшие газы через выпускной коллектор 48 и выпускной канал 58. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 48 могут выборочно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.
В примере ФИГ. 1 впускным клапаном 52 и выпускным клапаном 54 можно управлять с помощью кулачкового привода посредством соответствующих систем 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков, установленных на одном или более распределительных валах (не показаны на ФИГ. 1), и могут применять одну или более систем переключения профиля кулачков (ППК (CPS)), изменения фаз кулачкового распределения (ИФКР (VCT)), изменения фаз газораспределения (ИФГ (VVT)) и/или изменения высоты подъема клапанов (ИВПК (VVL)), которыми может управлять контроллер 12 для регулировки работы клапанов. Угловое положение впускного и выпускного распределительных валов можно определять с помощью датчиков 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством электропривода клапанов. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый с помощью электропривода клапанов, и выпускной клапан, управляемый с помощью кулачкового привода, включающего системы ППК (CPS) и/или ИФКР (VCT).
Топливная форсунка 66 показана в прямом соединении с камерой 30 сгорания для прямого впрыска топлива в нее пропорционально импульсу впрыска сигнала ИВТ (FPW), полученного от контроллера 12, через электронный драйвер 99. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает так называемый прямой впрыск топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка может устанавливаться с боковой стороны камеры сгорания или с верхней стороны камеры сгорания, например. Топливо может подаваться на топливную форсунку 66 с помощью топливной системы (не показано), включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную рампу. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может в качестве альтернативы или дополнительно включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном коллекторе 44, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно как впрыск топлива во впускной канал выше по потоку от камеры 30 сгорания.
Система 88 зажигания может обеспечивать искру зажигания для камеры 30 сгорания через свечу 91 зажигания в ответ на сигнал опережения зажигания ОЗ (SA) от контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Хотя компоненты искрового зажигания показаны, в некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут работать в режиме компрессионного зажигания, с искрой или без искры зажигания.
Двигатель 10 может дополнительно включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или турбокомпрессор, включающий в себя по меньшей мере компрессор 94, установленный на впускном канале 42. В случае с турбонагнетателем, компрессор 94 может приводиться в действие, по крайней мере частично, турбиной 92, работающей на отработавших газах, (например, посредством вала), установленной на выпускном канале 58. Компрессор 94 втягивает воздух из впускного канала 42 для подачи в камеру 46 наддува. Отработавшие газы раскручивают турбину 92, работающую на отработавших газах, которая соединена с компрессором 94 через посредство вала 96. В случае с турбокомпрессором, компрессор 94 может, по меньшей мере частично, приводиться в действие двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину, работающую на отработавших газах. Таким образом, степень сжатия, обеспеченная для одного или более цилиндров двигателя посредством турбонагнетателя или турбокомпрессора, может регулироваться контроллером 12.
Регулятор 69 давления наддува может быть соединен параллельно с турбиной 92, работающей на отработавших газах, в турбонагнетателе. В частности, регулятор 69 давления наддува может быть включен в обходной канал 67, соединенный между впуском и выпуском турбины 92, работающей на отработавших газах. Путем регулирования положения регулятора 69 давления наддува, можно управлять величиной наддува, обеспечиваемого турбиной, работающей на отработавших газах.
Показана связь впускного коллектора 44 с дросселем 62, имеющим дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 64 можно изменять с помощью контроллера 12 посредством сигнала, подаваемого на электромотор или привод (не показан на ФИГ. 1), оснащенный дросселем 62, что составляет конфигурацию, обычно называемую электронной системой управления положением дроссельной заслонки (ЭСУПДЗ (ETC)). Положение дросселя может изменяться при помощи электромотора через вал. Дроссель 62 может регулировать воздушный поток из впускной камеры 46 наддува во впускной коллектор 44 и камеру 30 сгорания (и другие цилиндры двигателя). Данные о положении дроссельной заслонки 64 могут быть переданы в контроллер 12 посредством сигнала положения дросселя ПД (TP) от датчика 158 положения дросселя.
Датчик 126 отработавших газов показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от устройства 70 контроля токсичности. Датчиком 126 может являться любой подходящий датчик для обеспечения показания воздушно-топливного отношения отработавших газов, например, линейный датчик кислорода или УДКОГ (UEGO) (универсальный датчик кислорода в отработавших газах), датчик кислорода с двумя состояниями или ДКОГ (EGO), НДКОГ (HEGO) (нагреваемый ДКОГ (EGO)), датчик NOx, НС или СО. Устройство 70 контроля токсичности показано установленным вдоль выпускного канала 58 ниже по потоку от датчика 126 отработавших газов и турбины 92, работающей на отработавших газах. Устройство 70 может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (ТКН (TWC)), уловитель NOx, различные другие устройства контроля токсичности или их комбинации.
Система рециркуляции отработавших газов (РОГ (EGR)) (не показана) может использоваться для направления требуемой части отработавших газов из выпускного канала 58 во впускной коллектор 44. В качестве альтернативы, часть газов сгорания, может задерживаться в камерах сгорания в качестве внутренней РОГ (EGR), при помощи управления фазами газораспределения выпускного и впускного клапанов.
Двигатель 10 может дополнительно включать в себя один или более датчиков детонации (не показаны) для выявления аномальных событий сгорания и отличия аномальных событий сгорания, связанных с детонацией, от событий, указывающих на преждевременное зажигание. Например, показания датчика детонации, установленного в цилиндре, и/или датчика ускорения коленчатого вала могут использоваться для указания на аномальное событие сгорания в цилиндре. Датчиком детонации может являться акселерометр на блоке цилиндров, датчик давления, установленный в цилиндре, или ионизационный датчик, предусмотренный в свече зажигания каждого цилиндра. Исходя из характеристик сигнала датчика детонации, таких как синхронизация, амплитуда, интенсивность, частота сигнала и т.д., и/или исходя из сигнала ускорения коленчатого вала, контролер может идентифицировать наличие преждевременного зажигания. Например, событие преждевременного зажигания в цилиндре может быть выявлено на основании того, что сигнал детонации в цилиндре, измеренный во время первого, более раннего окна (относительно момента зажигания), превышает первое, более высокое пороговое значение. С другой стороны, событие детонации в цилиндре может быть выявлено на основании того, что сигнал детонации в цилиндре, измеренный во время второго, более позднего окна (относительно момента зажигания), превышает второе, более низкое пороговое значение. Окнами, во время которых измеряются сигналы детонации, могут являться окна угла поворота коленчатого вала. Дополнительно, преждевременное зажигание можно отличить от детонации на основании эксплуатационных условий двигателя в момент выявления аномального сгорания. Например, аномальное сгорание, выявленное при более высокой частоте вращения и нагрузках двигателя, может быть отнесено к детонации, в то время как аномальное сгорание при пониженной частоте вращения и нагрузках двигателя, может указывать на преждевременное зажигание. Следовательно, меры, направленные на решение проблемы детонации, могут отличаться от мер, предпринимаемых контроллером для устранения проблемы преждевременного зажигания. Например, проблема детонации может быть решена при помощи позднего зажигания и РОГ (EGR), в то время, как проблема преждевременного зажигания может быть решена при помощи обогащения горючей смеси в цилиндре и ограничения величины нагрузки на двигатель. В альтернативных вариантах осуществления, в зависимости от типа системы РОГ (EGR), РОГ (EGR) также может являться эффективной для уменьшению риска возникновения преждевременного зажигания.
На Фиг. 1 показан контроллер 12 в виде традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 отдает команды различным приводам, таким как дроссельная заслонка 64, регулятор 69 давления наддува, топливная форсунка 66 и тому подобное. Показан контроллер 12, получающий различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к тем сигналам, которые были рассмотрены ранее, включая: температуру хладагента двигателя (ТХД (ЕСТ)) от датчика 112 температуры, соединенного с охлаждающей рубашкой 114; сигнал датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора, для определения положения акселератора, изменяемого оператором 132 транспортного средства; сигнал показаний давления в коллекторе (ДВК (MAP)) двигателя от датчика 121 давления, соединенного со впускным коллектором 44; сигнал показаний давления наддува от датчика 122 давления, соединенного с камерой 46 наддува; сигнал профиля зажигания (ПЗ (PIP)) отдатчика 118 на эффекте Холла (или датчика другого типа), соединенного с коленчатым валом 40; сигнал показаний массы воздуха, входящей в двигатель, от датчика 120 массового расхода воздуха; сигнал показаний положения дросселя отдатчика 158; сигнал показаний воздушно-топливного отношения (ВТО (AFR)) от датчика 128 ДКОГ (EGO) и сигнал об аномальном сгорании от датчика детонации и датчика ускорения коленчатого вала. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения коленчатого вала, который может использоваться в качестве датчика частоты вращения двигателя, может создавать заранее заданное количество равноудаленных импульсов на каждый оборот коленчатого вала, на основе которых может быть определена частота вращения двигателя (ЧВД (RPM)). Такие импульсы могут сообщаться контроллеру 12 в форме сигнала профиля зажигания (ПЗ (PIP)), как упомянуто выше.
Постоянное запоминающее устройство 106 может быть запрограммировано с помощью машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, исполняемые процессором 106, для осуществления способов, раскрытых ниже, а также других вариантов, предвиденных, но не указанных отдельно.
Как описано выше, на ФИГ. 1 показан лишь один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и что каждый цилиндр имеет свой собственный комплект впускных/выпускных клапанов, топливных форсунок, свечей зажигания и т.д. Кроме того, в иллюстративных вариантах осуществления, раскрытых в настоящем документе, двигатель может быть соединен со стартерным мотором (не показан) для пуска двигателя. Стартерный мотор может приводиться в действие, например, при повороте водителем ключа в замке зажигания на рулевой колонке. Стартер отсоединяется после пуска двигателя, например, при достижении двигателем 10 предварительно заданной частоты вращения после предварительно заданного промежутка времени.
Двигатель 10 может представлять собой только что произведенный двигатель, установленный на только что произведенное транспортное средство. Только что произведенные транспортные средства, после производства, также могут заправляться низкооктановыми топливами и могут поставляться на стоянку завода-изготовителя до поставки дилерам для продажи. Эти транспортные средства могут перемещаться по стоянке завода-изготовителя на короткие расстояния. Соответственно, ездовые циклы могут быть более короткими, и двигатели могут не прогреваться до требуемых эксплуатационных температур. В результате, в новых двигателях может происходить образование нагара на свече зажигания из-за сгорания более обогащенной смеси при холодном пуске и уменьшенных возможностей сгорания нагара. События преждевременного зажигания также могут быть вызваны низкооктановыми топливами и агрессивной ездой, которая может иметь место при передвижении транспортных средств на короткие расстояния по стоянке завода-изготовителя. Агрессивная езда может быть связана с требованием более высокого крутящего момента и более высокими уровнями наддува. С целью решения проблемы образования нагара на свече зажигания и возникновения преждевременного зажигания, двигатель в только что произведенном транспортном средстве может быть запрограммирован с предпоставочной установкой (например, до поставки транспортного средства дилеру), которая регулирует параметры двигателя с целью снижения образования нагара на свече зажигания. Запрограммированные параметры могут регулироваться в ответ на условия преждевременного зажигания или события преждевременного зажигания. Кроме того, предпоставочная установка может быть деактивирована после поставки только что произведенного транспортного средства дилеру. После этого двигатель может работать с установкой режима после поставки, которая применяет менее агрессивные меры по решению проблемы преждевременного зажигания. Дополнительные подробности будут раскрыты со ссылкой на ФИГ. 2, 3 и 4 ниже.
На ФИГ. 2 показан иллюстративный алгоритм 200 для выбора режима работы двигателя, исходя из того, находится ли двигатель (и транспортное средство) в предпоставочном периоде. Выбранный режим работы двигателя может быть дополнительно отрегулирован в ответ на событие аномального сгорания, например, преждевременного зажигания, для снижения вероятности ухудшения характеристик двигателя в результате событий сгорания при преждевременном зажигании.
На шаге 202, могут определяться эксплуатационные условия двигателя и транспортного средства. Эти условия могут включать в себя частоту вращения двигателя, требуемый крутящий момент, нагрузку двигателя, температуру двигателя, температуру отработавших газов, температуру каталитического нейтрализатора, давление воздуха в коллекторе, историю событий преждевременного зажигания двигателя (включая число событий преждевременного зажигания двигателя и/или цилиндров), давление наддува (если двигатель оснащен турбонагнетателем), пробег транспортного средства, объем израсходованного топлива и т.д.
На шаге 204, алгоритм 200 может подтверждать, находится ли транспортное средство в предпоставочном периоде. Предпоставочный период может включать период времени до поставки только что произведенного транспортного средства дилеру (или заказчику). В качестве альтернативы, предпоставочный период может определяться пробегом транспортного средства, меньшим порогового значения (T_D) пробега. Соответственно, предпоставочная установка может быть активирована в только что произведенном транспортном средстве после производства и сборки транспортного средства в предпоставочный период. Предпоставочная установка может включать в себя первую установку параметра двигателя во время работы двигателя. Дополнительно, предпоставочная установка может включать отдельную первую установку каждого из группы параметров двигателя. Другими словами, первая установка первого параметра двигателя может отличаться от первой установки второго параметра двигателя, которая, в свою очередь, может отличаться от первой установки третьего параметра двигателя. В настоящем документе, каждый из группы параметров двигателя может иметь отдельную и соответствующую первую установку. Группа параметров двигателя может включать одно или более из воздушно-топливного отношения (ВТО (AFR)), момента зажигания, нагрузки двигателя, давления наддува и т.д. Соответственно, предпоставочная установка может включать в себя первую установку ВТО (AFR), первую установку момента зажигания, первую установку нагрузки двигателя и первую установку давления наддува. В связи с этим, каждое из ВТО (AFR), момента зажигания, нагрузки двигателя и давления наддува может иметь свою собственную соответствующую первую установку в предпоставочной установке. Как будет объяснено ниже, каждое из: ВТО (AFR), момента зажигания, нагрузки двигателя и давления наддува может иметь свою собственную соответствующую вторую установку при работе двигателя при установке после поставки в период после поставки транспортного средства. Вторые установки могут отличаться и не быть похожими на первые установки.
Предпоставочная установка двигателя может быть активирована (например, включена и действовать) на заводе-изготовителе, в одном примере, техническим специалистом. Предпоставочная установка двигателя может быть деактивируемой посредством программных средств, а именно, деактивируемой посредством контроллера 12 двигателя 10. В другом примере, предпоставочная установка двигателя может быть деактивирована оператором по окончании предпоставочного периода. Например, предпоставочная установка двигателя может быть деактивирована, когда транспортное средство поставляется дилеру. В еще одном другом примере, предпоставочная установка может быть деактивирована техническим специалистом за пределами завода-изготовителя.
Предпоставочная установка двигателя (также называемая предпоставочной установкой) может действовать в предпоставочный период транспортного средства. В одном примере, предпоставочный период транспортного средства может включать период времени, предшествующий деактивации предпоставочной установки. В другом примере, предпоставочный период может включать пробег транспортного средства, меньший предварительно заданного порогового значения пробега. По окончании предпоставочного периода (например, при достижении пробегом предварительно заданного порогового значения пробега) предпоставочная установка может быть деактивирована. В еще одном другом примере, предпоставочный период может включать время работы двигателя, меньшее заданного порогового значения. В дополнительном примере, объем израсходованного топлива может определять, находится ли транспортное средство в предпоставочном периоде. Здесь, если объем израсходованного топлива ниже, чем пороговый объем, транспортное средство может находиться в предпоставочном периоде. В еще одном дополнительном примере, число событий сгорания, ниже порогового числа событий, Т_Е, может определять, что транспортное средство находится в предпоставочном периоде. Другие примеры, не включенные в настоящий документ, могут применяться для определения предпоставочного периода, не выходя за предела объема настоящего описания изобретения.
После деактивации предпоставочной установки двигателя, двигатель может находиться в периоде после поставки и может эксплуатироваться с установкой после поставки. Установка после поставки может активироваться и действовать только после деактивации предпоставочной установки. Дополнительно, можно считать, что транспортное средство находится в периоде после поставки только после окончания предпоставочного периода. Окончание предпоставочного периода может быть определено на основании одного или более из: деактивации предпоставочной установки, достижения пробегом транспортного средства предварительно заданного порогового пробега, достижения порогового объема израсходованного транспортным средством топлива, достижения числом событий сгорания порогового числа событий и т.д.
На шаге 204, если подтверждается, что транспортное средство находится в предпоставочном периоде, двигатель может эксплуатироваться в первом режиме на шаге 206. Следовательно, первый режим может включать эксплуатацию двигателя с предпоставочной установкой. Как описано ранее, предпоставочная установка может включать в себя первую установку параметра, причем параметр представляет собой параметр двигателя. Таким образом, выбор параметров двигателя может устанавливаться на соответствующую первую установку в первом режиме (или предпоставочную установку). На шаге 208, первый режим может включать в себя первую установку для ВТО (AFR) (или первую установку ВТО (AFR)), которое может быть более обедненное, чем стехиометрическое. Дополнительно, первая установка для ВТО (AFR) может быть более обедненной, чем вторая установка для ВТО (AFR), при этом вторая установка применяется в установке после поставки.
Кроме того, на шаге 208, первый режим может включать в себя первую установку для нагрузки двигателя (или первую установку нагрузки двигателя). В частности, в предпоставочный период, нагрузка двигателя может быть ограничена в условиях повышенного требуемого крутящего момента, относительно условий в холостом режиме. Более конкретно, нагрузка двигателя может быть ограничена с целью снижения создания крутящего момента. Дополнительно, нагрузка двигателя может быть ограничена путем уменьшения расхода воздуха в один или более цилиндров двигателя. В иллюстративном варианте осуществления, в котором цилиндры двигателя включают в себя устройства отключения клапанов и/или изменения фаз газораспределения, способные регулировать фазы газораспределения и высоту подъема клапана, расход воздуха в каждый цилиндр двигателя может регулироваться. Таким образом, расход воздуха в один или более цилиндров, подверженных преждевременному зажиганию, может быть уменьшен для ограничения нагрузок двигателя. Однако, в другом иллюстративном варианте осуществления, в котором цилиндры двигателя не включают в себя устройства отключения клапанов или изменения фаз газораспределения, расход воздуха во все цилиндры может быть уменьшен для ограничения нагрузки двигателя. Соответственно, расход воздуха может быть уменьшен в те цилиндры, которые подвержены преждевременному зажиганию, а также в те, которые не подвержены. Еще дополнительно, нагрузка двигателя в предпоставочной установке может быть больше ограничена по отношению к установке после поставки. Другими словами, первая установка для нагрузки двигателя может включать первую величину ограничения нагрузки двигателя в первом режиме, которая выше по отношению ко второй установке для ограничения нагрузки двигателя в установке после поставки. Таким образом, в первой установке нагрузки двигателя могут допускать меньшую нагрузку двигателя и меньший крутящий момент двигателя по отношению к допустимой нагрузке двигателя (и крутящему моменту) в установке после поставки. В целом, нагрузка двигателя может быть ограничена в первом режиме по отношению к допустимой нагрузке двигателя в установке после поставки. Другими словами, первая установка для нагрузки двигателя, включающая первую величину ограничения нагрузки двигателя в предпоставочной установке, может быть более ограничивающей, чем вторая установка для нагрузки двигателя в установке после поставки.
Кроме того, первая установка нагрузки двигателя может быть отрегулирована на более умеренную установку нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. Более конкретно, первая установка для нагрузки двигателя может быть отрегулирована с первой величины ограничения нагрузки двигателя на вторую величину ограничения нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. Следовательно, первая величина ограничения нагрузки двигателя в первом режиме может быть меньше второй величины ограничения нагрузки двигателя. Эта регулировка будет дополнительно объяснена ниже со ссылкой на шаг 220.
На шаге 208, первый режим может также включать в себя первую установку для частоты вращения на холостом ходу, превышающую вторую установку для частоты вращения на холостом ходу в установке после поставки. Например, во время работы в холостом режиме, может быть предусмотрена повышенная нагрузка, приводящая к более высокой частоте вращения на холостом ходу. В одном примере, более высокая нагрузка во время работы в холостом режиме может быть достигнута путем повышения отдаваемой мощности генератора. Более высокая нагрузка может привести к более нагруженной работе двигателя и к выделению большего тепла для уменьшения образования нагара на свече зажигания.
Дополнительно, в предпоставочном режиме, первая установка давления наддува также может включать ограничение допустимого давления наддува путем регулировки положения регулятора давления наддува. Здесь, регулятор давления наддува может получить команду изменить положение с более закрытого на более открытое. Следует отметить, что ограничение давления наддува может привести к ограничению нагрузок двигателя. Еще дополнительно, первая установка давления наддува может быть ограничена по отношению ко второй установке для давления наддува в установке после поставки. Более конкретно, более низкий уровень давления наддува может допускаться в первой установке давления наддува по отношению к давлениям наддува, допускающимся во второй установке для давления наддува в установке после поставки.
В дополнение к указанным выше параметрам двигателя, момент зажигания может быть установлен на первую установку, причем первая установка может представлять собой опережающий или запаздывающий момент зажигания на основании состояния двигателя. Дополнительно, первая установка для момента зажигания может быть опережающей или запаздывающей относительно второй установки для момента зажигания в установке после поставки. Например, в предпоставочной установке, при меньших нагрузках, например, условиях в холостом режиме двигателя, момент зажигания может быть смещен в сторону опережения по сравнению со второй установкой момента зажигания в режиме после поставки. Более конкретно, момент зажигания в предпоставочной установке для условий работы в холостом режиме может быть смещен в сторону опережения относительно оптимального момента зажигания (ОМЗ (МВТ)). Этот ранний момент зажигания может обеспечить больший теплоперенос на свечи зажигания и хладагент для предотвращения образования нагара на свече зажигания. Напротив, вторая установка для момента зажигания в условиях работы на холостом ходу в режиме после поставки может быть смещена в сторону запаздывания относительно ОМЗ (МВТ). Момент зажигания в периоде после поставки может быть смещен в сторону запаздывания относительно ОМЗ (МВТ) для обеспечения нагрева каталитического нейтрализатора и/или поддержания запаса крутящего момента для быстрого сброса нагрузки при контроле частоты вращения двигателя на холостом ходу. Таким образом, в первом примере, первая установка момента зажигания может быть более ранней относительно второй установки момента зажигания в режиме после поставки.
Однако, при более высоком требуемом крутящем моменте не в условиях холостого хода первая установка момента зажигания в предпоставочном режиме может быть смещена в сторону большего запаздывания, чем пограничная установка зажигания (вторая установка для момента зажигания) в режиме после поставки для предотвращения детонации. Как отмечено выше, более новые транспортные средства могут заправляться топливом более низкого качества, и могут быть более подвержены возникновению детонации и/или преждевременного зажигания во время перемещения по стоянке завода-изготовителя. Следовательно, при более высоких выходных крутящих моментах по отношению к холостому ходу, первая установка момента зажигания в предпоставочном режиме может быть смещена в сторону запаздывания по отношению к второй установке момента зажигания в режиме после поставки. В предпоставочный период, задержка момента зажигания при более высоком требуемом крутящем моменте может негативно сказаться на управляемости, но может остаться незаметной для оператора, перемещающего транспортное средство на короткие расстояния по стоянке завода-изготовителя. Тем не менее, в период после поставки, установки приводов, которые негативно сказываются на управляемости и которые могут выявляться владельцем/водителем транспортного средства, могут не использоваться. В целом, первая установка момента зажигания может отличаться в зависимости от эксплуатационных условий двигателя в рамках одного и того же режима, что и в примере первой установки для момента зажигания во время работы двигателя на холстом ходу и первой установки для момента зажигания при более высоком выходном крутящем моменте в предпоставочном режиме.
Следует понимать, что в предпоставочном (или первом) режиме, контроллер может быть запрограммирован на более умеренную пограничную установку момента зажигания. Дополнительно, адаптивная пограничная зажигания может быть деактивирована в предпоставочном режиме.
Таким образом, первые установки каждого из параметров двигателя, перечисленных выше (например, ВТО (AFR), нагрузка двигателя на холостом ходу, частота вращения на холостом ходу, момент зажигания на холостом ходу) могут задаваться таким образом, чтобы уменьшать образование нагара на свече зажигания. Более конкретно, ВТО (AFR), более обедненное, чем стехиометрическое, может использоваться для уменьшения вероятности сгорания обогащенной смеси при холодных пусках двигателя, в условиях работы двигателя на холостом ходу могут допускаться более высокие нагрузки двигателя по сравнению с допустимыми в условиях работы двигателя, требующих более высокого крутящего момента, а установка более высокой частоты вращения при работе на холостом ходу может быть включена в предпоставочную установку. Более высокая допустимая нагрузка двигателя во время работы на холостом ходу и более высокая частота вращения на холостом ходу могут позволять сжигать слой нагара не свече зажигания. Более того, момент зажигания, который смещен в сторону опережения относительно ОМЗ (МВТ), также может нагревать свечу зажигания и уменьшать образование нагара на свече зажигания. Следует отметить, что нагрузка двигателя может быть ограничена при работе двигателя в условиях более высокого требуемого крутящего момента для уменьшения риска преждевременного зажигания в предпоставочном режиме. Подобным же образом, допустимые давления наддува могут быть ограничены при более высоких выходных крутящих моментах для предотвращения возникновения условий преждевременного зажигания. Следует понимать, что указанные выше установки параметров двигателя могут использоваться только во время предпоставочной установки двигателя в предпоставочный период транспортного средства.
На шаге 210, может определяться, была ли выявлена детонация. Детонация может возникать в результате аномального события сгорания, возникающего в одном или более цилиндров двигателя. При подтверждении детонации, алгоритм 200 переходит к шагу 212 для смещения момента зажигания в сторону запаздывания в ответ на управление детонации с обратной связью. Величина смещения в сторону запаздывания в ответ на детонацию, может быть больше в предпоставочном режиме, чем в период после поставки. Также, пограничная установка зажигания без обратной связи может быть смещена в сторону большего запаздывания, чем в установке после поставки. Кроме этого, в предпоставочной установке, момент зажигания может не восстанавливаться, когда детонация ослабевает. Соответственно, запаздывающий момент зажигания может быть сохранен в работе двигателя после события детонации. После этого алгоритм 200 может перейти к шагу 214.
В случае невыявления детонации на шаге 210 алгоритм 200 может перейти к шагу 214, на котором он может подтвердить наличие преждевременного зажигания. В качестве альтернативы, на шаге 214, может быть определено, если преждевременное зажигание является неизбежным или условия преждевременного зажигания имеют место. Как было конкретизировано ранее, событие преждевременного зажигания цилиндра может идентифицироваться и различаться от детонации цилиндра, исходя из показаний датчика детонации. Например, преждевременное зажигание может быть выявлено, исходя из значения сигнала детонации от датчика детонации, превышающего верхнее пороговое значение в первом окне угла поворота коленчатого вала, более раннем, чем второе окно угла поворота коленчатого вала, когда может быть выявлена детонации. В других примерах, преждевременное зажигание может быть выявлено, исходя из показаний ионизационного датчика и/или датчика давления, установленного в цилиндре.
В случае невыявления преждевременного зажигания, алгоритм 200 может перейти к шагу 216 для сохранения первого режима работы с предпоставочной установкой двигателя. Дополнительно, если момент зажигания был смещен в сторону запаздывания в ответ на детонацию, двигатель может эксплуатироваться с запаздыванием зажигания. Таким образом, ответ обратной связи на детонацию, может быть сохранен при эксплуатации двигателя. Алгоритм 200 затем может перейти к шагу 222, на котором может быть произведена дополнительная проверка на наличие условий образования нагара на свече зажигания. Если дополнительная проверка пропускается, алгоритм 200 может завершиться после шага 216.
Возвращаясь к шагу 214, в случае подтверждения преждевременного зажигания, алгоритм 200 может перейти к шагу 218, на котором двигатель может эксплуатироваться во втором режиме. Второй режим работы двигателя может включать в себя отрегулированный первый режим. Более конкретно, второй режим работы двигателя может включать в себя регулировки первой(ых) установки (настроек) одного или более параметров двигателя, использующихся в предпоставочной установке. Соответственно, на шаге 220, первая установка ВТО (AFR) (например, более обедненная, чем стехиометрическая установка) может быть отрегулирована на установку, более обогащенную, чем стехиометрическая. Таким образом, сгорание может быть обогащено до большей степени в ответ на преждевременное зажигание. В качестве примера, обогащение может быть произведено в ответ на преждевременное зажигание, которое может ослабевать со временем. Первое событие сгорания после выявления преждевременного зажигания может быть более обогащенным, но за ним могут следовать более обедненные события. В качестве альтернативы, вместо одного события сгорания более обогащенной смеси, несколько последовательных событий сгорания могут быть более обогащенными, чем стехиометрические. Контроллер может выбирать вариант, исходя из сбалансированной необходимости защиты двигателя от преждевременного зажигания и одновременного уменьшения образования нагара на свече зажигания.
В одном примере, во все цилиндры может подаваться топливо с отрегулированной установкой ВТО (AFR) (например, более обогащенной, чем стехиометрическая). В другом примере, обогащенная смесь для сгорания с отрегулированной установкой ВТО (AFR) может подаваться только в подверженные цилиндры. Отрегулированное ВТО (AFR) может включать существенно обогащенное ВТО (AFR) в ответ на преждевременное зажигание по сравнению с первой установкой ВТО (AFR), более обедненной, чем стехиометрическая, на шаге 208. Другими словами, сгорание может быть обогащено вторым объемом топлива в ответ на преждевременное зажигания в предпоставочный период, превышающим первый объем топлива, обеспечиваемый для поддержания первой установки ВТО (AFR) (на шаге 208) в предпоставочном режиме. Еще дополнительно, второй объем топлива, подаваемый в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период, также может быть больше, чем объем топлива, обеспечиваемый в ответ на преждевременное зажигание в период после поставки. В другом примере, тем не менее, в случае выявления образования нагара на свече зажигания, степень обогащения, обеспечиваемого в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочном режиме, может быть ниже, чем степень обогащения, обеспечиваемая в ответ на преждевременное зажигание в режиме после поставки. Эта степень обогащения будет дополнительно объясняться ниже со ссылкой на шаг 240.
На шаге 220, в дополнение к регулировке первой установки ВТО (AFR), может также быть отрегулирована первая установка нагрузки двигателя для обеспечения большей величины ограничения нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. Более конкретно, отрегулированная нагрузка двигателя в ответ на преждевременное зажигание может предусматривать большую величину ограничения по сравнению с первой установкой для нагрузки двигателя в предпоставочной установке. В связи с этим, отрегулированное ограничение нагрузки двигателя может быть более ограничивающим, чем первая установка для ограничения нагрузки двигателя. Другими словами, во втором (или отрегулированном первом) режиме может допускаться более низкая нагрузка двигателя и более низкий выходной крутящий момент двигателя по сравнению с допустимой нагрузкой двигателя (и выходным крутящим моментом) в первом режиме или предпоставочной установке. В целом, во втором режиме (отрегулированном первом режиме) нагрузка двигателя может быть ограничена в большей степени, чем ограничение нагрузки двигателя в первом режиме.
Более конкретно, первая установка для нагрузки двигателя в первом режиме может предусматривать первую величину ограничения нагрузки двигателя, а второй режим (или отрегулированный первый режим) может предусматривать вторую величину ограничения нагрузки двигателя. Дополнительно, первая величина ограничения нагрузки двигателя может быть меньше второй величины ограничения нагрузки двигателя во втором режиме (или отрегулированном первом режиме). Другими словами, вторая величина ограничения нагрузки двигателя (в ответ на преждевременное зажигание) может быть больше первой величины ограничения нагрузки двигателя (первой установки для нагрузки двигателя) в первом режиме. Таким образом, в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период может быть применена величина ограничения нагрузки двигателя, превышающая первую величину ограничения нагрузки двигателя в первом режиме.
Еще дополнительно, вторая величина ограничения нагрузки двигателя, применяемая в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период, может быть больше отрегулированной второй установки для нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание в установке после поставки. Соответственно, отрегулированное ограничение нагрузки двигателя первой установки в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период, может быть более ограничивающим, чем регулировка до второй установки нагрузки двигателя в установке после поставки в ответ на преждевременное зажигание. Более конкретно, ограничение нагрузки, примененное при возникновении преждевременного зажигания в предпоставочном режиме, может быть более ограничивающим, чем ограничение нагрузки, примененное в ответ на преждевременное зажигание, когда транспортное средство находится в режиме после поставки. Например, во время нахождения в режиме после поставки, уменьшение нагрузки двигателя на 10% может быть применено после выявления по меньшей мере трех событий преждевременного зажигания. Напротив, во время нахождения транспортного средства в предпоставочном режиме, снижение нагрузки двигателя на 20% может произойти в ответ на единственное возникновение преждевременного зажигания. Дополнительно, нагрузка может не иметь возможности восстановления до предшествующих ограничению уровней в предпоставочном режиме. Таким образом, снижение нагрузки двигателя на 20% может сохраниться даже после ослабевания преждевременного зажигания. Другими словами, отрегулированная первая установка для нагрузки двигателя может сохраниться таким образом, что работа двигателя может продолжаться со второй величиной ограничения нагрузки двигателя даже после ослабевания преждевременного зажигания. С другой стороны, в режиме после поставки, ограничение нагрузки двигателя может быть снято, и нагрузка двигателя может иметь возможность восстанавливаться до предшествующих ограничению уровней, как только устранены условия преждевременного зажигания.
В одном примере, первая установка нагрузки двигателя и первая установка ВТО (AFR) - каждая может быть отрегулирована одновременно для минимизации эффектов события преждевременного зажигания. В другом примере, только одна из первой установки нагрузки двигателя или первой установки ВТО (AFR) может быть отрегулирована в ответ на преждевременное зажигание.
Как используется здесь, ограничение нагрузки двигателя может предусматривать ограничение расхода воздуха в один или более цилиндров двигателя. Как было объяснено выше, в некоторых вариантах осуществления, которые не содержат устройств отключения клапанов и/или изменения фаз газораспределения, расход воздуха во все цилиндры двигателя может быть уменьшен для ограничения нагрузки двигателя. Дополнительно, расход воздуха может быть ограничен при помощи одного или более из: уменьшения степени открытия впускного дросселя, увеличения степени открытия регулятора давления наддува турбонагнетателя и регулировки фазы газораспределения цилиндра для уменьшения впуска приточного воздуха.
Дополнительно, на шаге 220, к давлению наддува может быть применена величина ограничения, превышающая величину ограничения, примененную к давлению наддува в первом режиме. Как описано выше, открытие регулятора давления наддува может уменьшить расход воздуха и ограничить наддув. Таким образом, ограничение давления наддува может быть отрегулировано на более высокую величину, а допустимый уровень наддува во втором (или отрегулированном первом) режиме может быть ниже, чем допустимое давление наддува в первом режиме.
Следует отметить, что момент зажигания может не регулироваться в ответ на преждевременное зажигание. Запаздывание зажигания может не контролировать преждевременное зажигание, так как во время преждевременного зажигания аномальные события сгорания могут быть инициированы до того, как создается искра в заданном цилиндре. Однако, если момент зажигания уже смещен в сторону запаздывания по причине детонации (например, запаздывание зажигания на шаге 212), момент зажигания может быть сохранен на этом запаздывающем моменте. Алгоритм 200 может завершиться после регулировки первых настроек для параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание. Здесь, двигатель может эксплуатироваться во втором (или отрегулированном первом) режиме при последующих пусках двигателя и последующих ездовых циклах. Тем не менее, следует отметить, что во время работы в холостом режиме, может использоваться более высокая нагрузка, как описано ранее, для уменьшения образования нагара на свече зажигания. Дополнительно, во время работы двигателя на холостом ходу момент зажигания может быть отрегулирован на ранний момент относительно ОМЗ (МВТ).
Если требуется, алгоритм 200 может перейти к шагу 222 для проверки условий образования нагара на свече зажигания. В случае выявления наличия условий образования нагара на свече зажигания на шаге 222, работа двигателя может быть возвращена в первый режим на шаге 226. Запаздывающий момент зажигания, в частности используемый в ответ на детонацию (например, на шаге 212), может быть сохранен при возврате двигателя в первый режим работы. Однако, во время работы двигателя на холостом ходу или почти на холостом ходу, момент зажигания может быть смещен в сторону опережения как относительно пограничного зажигания, так и ОМЗ (МВТ), для нагрева свечи зажигания и уменьшения образования нагара на свече зажигания. Таким образом, при пониженных нагрузках двигателя во время работы в холостом режиме, события детонации и преждевременного зажигания могут не возникать. Дополнительно, если образование нагара на свече зажигания выявляется на шаге 222, воздушно-топливное отношение может быть отрегулировано до более обедненного ВТО (AFR) на шаге 226 в предпоставочный период. Обеднение может зависеть от степени образования нагара на свече зажигания.
Таким образом, контроллер может поддерживать баланс между мерами по решению проблемы преждевременного зажигания и образования нагара на свече зажигания в предпоставочный период. Более конкретно, в предпоставочной установке двигатель может изначально работать с ВТО (AFR) более обедненным, чем стехиометрическое, для уменьшения образования нагара на свече зажигания (на шаге 208 алгоритма 200). В ответ на преждевременное зажигание (или условия преждевременного зажигания), ВТО (AFR) может быть отрегулировано на более обогащенное, чем стехиометрическое отношение. Дополнительно, обогащение, обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период, может быть существенным (на шаге 220 алгоритма 200). Контроллер может продолжить мониторинг образования нагара на свече зажигания, и если условия указывают на вероятность образования нагара на свече зажигания, обогащение в ответ на преждевременное зажигание, может быть уменьшено (на шаге 226). Еще дополнительно, ВТО (AFR) может быть отрегулировано на более обедненное, чем стехиометрическое отношение, для решения проблемы образования нагара на свече зажигания.
При необнаружении условий образования нагара на свече зажигания на шаге 222, работа двигателя может быть продолжена во втором (или отрегулированном первом) режиме на шаге 224, и алгоритм 200 может завершаться.
Следует понимать, что, несмотря на то, что в ответ на преждевременное зажигание в алгоритме 200 может регулироваться множество параметров двигателя, в других примерах только один параметр двигателя может выбираться для регулировки. Параметр двигателя, выбранный для регулировки в ответ на преждевременное зажигание, может быть выбран в зависимости от серьезности преждевременного зажигания. Дополнительно, уровень регулировки параметра двигателя в ответ на преждевременное зажигание, может зависеть от степени преждевременного зажигания. Например, если выбранным параметром двигателя является ВТО (AFR), уровень регулировки ВТО (AFR) может быть другим в зависимости от уровня преждевременного зажигания и частоты его возникновения. В качестве примера, более высокая степень обогащения может быть обеспечена в ответ на более высокую степень преждевременного зажигания, тогда как при более низкой степени преждевременного зажигания может быть обеспечена более низкая степень обогащения. В обоих случаях, степень обогащения ВТО (AFR) в ответ на преждевременное зажигание может быть выше, чем степень обогащения ВТО (AFR), обеспечиваемая в первом режиме, для решения проблемы образования нагара на свече зажигания. Другими словами, в обоих примерах, описанных выше, в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период впрыскиваемый объем топлива может быть больше, чем объем топлива, подаваемый в первом режиме в предпоставочный период.
В других примерах, в зависимости от серьезности преждевременного зажигания, большее количество параметров двигателя может быть выбрано для регулировки. В одном примере, ВТО (AFR) и нагрузка двигателя могут регулироваться одновременно. В другом примере, ограничения нагрузки двигателя и давления наддува могут регулироваться вместе. В связи с этим, нагрузки двигателя могут быть ограничены путем ограничения наддува. Здесь, каждый выбранный параметр может регулироваться на разную величину в зависимости от степени преждевременного зажигания. Например, если ВТО (AFR) и нагрузка двигателя являются выбранными параметрами, в зависимости от серьезности преждевременного зажигания может быть обеспечена более высокая степень обогащения, в то время, как нагрузка двигателя может быть ограничена в меньшей степени. В качестве альтернативы, степень обогащения может быть ниже, а нагрузки двигателя могут быть ограничены в большей степени в ответ на преждевременное зажигание.
Таким образом, в предпоставочный период только что произведенного транспортного средства (и только что произведенного двигателя), двигатель может эксплуатироваться с предпоставочной установкой в первом режиме. Предпоставочная установка в большей степени может решать проблему образования нагара на свече зажигания, чтобы уменьшить вероятность образования нагара на свече зажигания. Таким образом, первая установка для ВТО (AFR) может быть более обедненной, чем стехиометрическая, момент зажигания может быть смещен в сторону опережения относительно ОМЗ (МВТ) во время работы на холостом ходу для нагрева свечей зажигания, и может быть обеспечена более высокая нагрузка на холостом ходу для достижения более высоких температур в цилиндрах для уменьшения образования нагара на свече зажигания. Дополнительно, нагрузки двигателя могут быть ограничены во время условий вне холостого режима для обеспечения требуемого выходного крутящего момента более низкого, чем требуется, для минимизации вероятности возникновения преждевременного зажигания. Однако, в случае указания на события или условия возникновения преждевременного зажигания, первые установки для каждого из: ВТО (AFR), нагрузки двигателя, давления наддува и т.д. могут быть изменены для решения проблемы преждевременного зажигания. Соответственно, горючая смесь в событиях сгорания может быть обогащена для обеспечения ВТО (AFR), более обогащенного, чем стехиометрическое, допустимые нагрузки двигателя могут быть дополнительно ограничены, и допустимое давление наддува может быть дополнительно ограничено. Еще дополнительно, если эти корректирующие меры (например, обогащение ВТО (AFR)) приводят к увеличению вероятности образования нагара на свече зажигания, корректирующие меры могут быть изменены для решения проблемы образования нагара на свече зажигания. В качестве примера, обогащение ВТО (AFR), произведенное в ответ на преждевременное зажигание, может быть снижено при выявлении условий образования нагара на свече зажигания. Соответственно, объем впрыскиваемого топлива может быть уменьшен, а ВТО (AFR) может быть отрегулировано до более обедненного отношения. Здесь, более высокая величина ограничения нагрузок двигателя в ответ на преждевременное зажигание может быть сохранена. Еще дополнительно, более высокая величина ограничения может также быть сохранена после ослабевания преждевременного зажигания.
Следовательно, иллюстративный способ может содержать, в предпоставочный период транспортного средства, включающего в себя двигатель, эксплуатацию двигателя с первой установкой для воздушно-топливного отношения для уменьшения образования нагара на свече зажигания и регулировку первой установки воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание. Первая установка для воздушно-топливного отношения, здесь, может быть более обедненной, чем стехиометрическая, и регулировка воздушно-топливного в ответ на преждевременное зажигание может предусматривать регулировку воздушно-топливного отношения на значительно более обогащенную, чем стехиометрическое. Способ может дополнительно содержать изменение отрегулированного воздушно-топливного отношения в ответ на образование нагара на свече зажигания, причем изменение включает в себя обеднение отрегулированного воздушно-топливного отношения (как описано со ссылкой на шаг 226 в алгоритме 200). Способ может также включать эксплуатацию двигателя в предпоставочный период с первой установкой для нагрузки двигателя, и регулировку первой установки нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. Здесь, первая установка для нагрузки двигателя может предусматривать ограничение нагрузки двигателя на первую величину, и причем регулировка в ответ на преждевременное зажигание, включает ограничение нагрузки двигателя на вторую величину, при этом вторая величина больше первой величины. Способ может дополнительно содержать сохранение ограничения нагрузки двигателя на вторую величину после ослабевания преждевременного зажигания. Таким образом, нагрузка двигателя может быть ограничена путем ограничения расхода воздуха в один или более цилиндров двигателя, подверженных преждевременному зажиганию. Уменьшение расхода воздуха только в цилиндры, подверженные преждевременному зажиганию, может быть возможным в случае цилиндров, выполненных с возможностью отключения клапанов и включающих в себя устройства регулировки фаз газораспределения и высоты подъема клапанов. В качестве альтернативы, в вариантах осуществления двигателя, в которых цилиндры не являются деактивируемыми или не содержат устройства изменения фаз газораспределения, расход воздуха во все цилиндры двигателя может быть уменьшен для ограничения нагрузки двигателя. Расход воздуха может быть ограничен при помощи одного или более из: уменьшения степени открытия впускного дросселя, увеличения степени открытия регулятора давления наддува турбонагнетателя и регулировки фазы газораспределения цилиндра с целью уменьшения впуска приточного воздуха. Способ может также включать эксплуатацию двигателя с моментом зажигания, смещенным в сторону опережения относительно оптимального момента зажигания (ОМЗ (МВТ)), в условиях работы двигателя на холостом ходу.
Возвращаясь теперь к шагу 204, если определяется, что транспортное средство не эксплуатируется в предпоставочном периоде, может быть определено, что транспортное средство находится в периоде после поставки, и на шаге 228 может быть выбран режим работы после поставки. Период после поставки транспортного средства может наступить только после завершения предпоставочного периода, и может включать по меньшей мере одно из: период времени после деактивации предпоставочной установки двигателя и пробег транспортного средства, превышающий заранее определенную пороговую величину пробега. Здесь, заранее определенная пороговая величина для пробега может представлять различие между предпоставочным периодом и периодом после поставки. Предпоставочная установка может быть деактивирована посредством ввода от оператора после поставки транспортного средства дилеру. Период после поставки может также определяться числом событий сгорания. В качестве примера, если число событий сгорания больше порогового числа событий сгорания, может определяться, что транспортное средство находится в его периоде после поставки. В другом примере, объем израсходованного топлива может подтвердить, что транспортное средство не находится в предпоставочном периоде. Здесь, если объем израсходованного топлива превышает пороговый объем, транспортное средство может находиться в периоде после поставки. Следует отметить, что период после поставки и предпоставочный период могут быть взаимоисключающими друг друга. Режим после поставки может включать в себя установку после поставки, содержащую вторую установку для параметра двигателя во время работы двигателя. В одном примере, установка двигателя после поставки может быть активирована (и приведена в действие) техническим специалистом вне завода-изготовителя. В другом примере, установка после поставки может быть активирована автоматически при деактивации предпоставочной установки. В еще одном другом примере, контроллер может активировать установку после поставки. При активации установки после поставки, работа двигателя может контролироваться в соответствии с установкой после поставки.
Установка после поставки может включать отдельную вторую установку для каждого из группы параметров двигателя. Другими словами, вторая установка для первого параметра двигателя может отличаться от второй установки для второго параметра двигателя, которая, в свою очередь, может отличаться от второй установки для третьего параметра двигателя. Здесь, каждый из группы параметров двигателя может иметь отдельную и соответствующую вторую установку. Подобно предпоставочной установке, группа параметров двигателя может включать одно или более из: воздушно-топливное отношение (ВТО (AFR)), момент зажигания, нагрузка двигателя, давление наддува и т.д. Соответственно, установка после поставки может включать в себя вторую установку для ВТО (AFR), вторую установку для момента зажигания, вторую установку для нагрузки двигателя и вторую установку для давления наддува. В связи с этим, каждое из: ВТО (AFR), момент зажигания, нагрузка двигателя и давление наддува может иметь свою собственную соответствующую вторую установку в установке после поставки (также называемой режимом после поставки). Также следует отметить, что вторые установки для каждого из группы параметров двигателя могут не быть похожими и отличаться от их соответствующих первых настроек. Более конкретно, первая установка для ВТО (AFR) в предпоставочной установке может отличаться от второй установки для ВТО (AFR) в установке после поставки. Подобным же образом, первая установка для момента зажигания в предпоставочной установке может отличаться от второй установки для момента зажигания в установке после поставки. Аналогично, первая установка для нагрузки двигателя в предпоставочной установке может отличаться от второй установки для нагрузки двигателя в установке после поставки.
Подобно предпоставочной установке, набор параметров двигателя может быть выставлен на их соответствующую(ие) вторую(ые) установку (установки) в режиме после поставки (или в установке после поставки). Как показано на шаге 230, режим после поставки может предусматривать вторую установку для ВТО (AFR) (или вторую установку ВТО (AFR)), равную или приближающуюся к стехиометрии. Таким образом, вторая установка для ВТО (AFR) может отличаться от первой установки для ВТО (AFR) (более обедненной, чем стехиометрическая) в предпоставочной установке. Дополнительно, первая установка для ВТО (AFR) в предпоставочной установке может быть более обедненной, чем вторая установка для ВТО (AFR) в установке после поставки. Другими словами, вторая установка для ВТО (AFR) в установке после поставки может быть более обогащенной, чем первая установка для ВТО (AFR) в предпоставочной установке. Еще дополнительно, вторая установка для ВТО (AFR) в установке после поставки (или режиме после поставки) может быть другой и отдельной от отрегулированной первой установки, используемой в ответ на преждевременное зажигание во втором режиме. В частности, вторая установка для ВТО (AFR) может быть более обедненной, чем отрегулированная первая установка для ВТО (AFR) в ответ на преждевременное зажигание (например, во втором режиме). Следовательно, отрегулированная первая установка ВТО (AFR) во втором режиме может быть более обогащенной, чем вторая установка ВТО (AFR) в режиме после поставки. Дополнительно, каждая из: отрегулированная первая установка ВТО (AFR) (во втором режиме) и вторая установка ВТО (AFR) (в режиме после поставки) может быть более обогащенной, чем первая установка ВТО (AFR) (в первом режиме).
Дополнительно, на шаге 230, режим после поставки может включать в себя вторую установку для нагрузки двигателя (или вторую установку нагрузки двигателя). В частности, нагрузка двигателя может не ограничиваться во время периода после поставки. Более конкретно, нагрузка двигателя может не ограничиваться, и двигатель может обеспечивать требуемый уровень крутящего момента. Таким образом, нагрузка двигателя в установке после поставки может быть меньше ограничена относительно первой установки для нагрузки двигателя в предпоставочной установке.
Другими словами, первая величина ограничения нагрузки двигателя в первом режиме при первой установке больше относительно второй установки для нагрузки двигателя в установке после поставки. Как объяснено выше, установка после поставки может не ограничивать нагрузку двигателя. Следовательно, первая установка для нагрузки двигателя в предпоставочной установке может содержать более высокую величину ограничения нагрузки, чем величина ограничения нагрузки (например, нулевая) в режиме после поставки. Дополнительно, первая установка для нагрузки двигателя в предпоставочной установке может быть более ограничивающей, чем ограничение нагрузки (например, нулевое) в установке после поставки.
Также следует отметить, что величина ограничения нагрузки (например, нулевая) во второй установке для нагрузки двигателя в режиме после поставки может быть существенно меньше, чем отрегулированная первая установка нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. То есть, во втором режиме (или отрегулированном первом режиме) в ответ на преждевременное зажигание может быть применено более умеренное ограничение нагрузки двигателя. Дополнительно, также следует понимать, что вторая величина ограничения нагрузки двигателя, используемая в ответ на преждевременное зажигание, во втором режиме (на шаге 220), может быть больше, чем первая величина ограничения нагрузки двигателя в первой установке для нагрузки двигателя в первом режиме, которая, в свою очередь, может быть больше величины ограничения нагрузки (например, нулевой), примененной в установке после поставки. Следовательно, двигатель, работающий с установкой после поставки, может подвергаться большим нагрузкам (и обеспечивать больший выходной крутящий момент) по сравнению с испытываемыми нагрузками (и обеспеченным крутящим моментом) в первом режиме (или в предпоставочной установке) и втором (или отрегулированном первом) режиме.
На шаге 230, вторая установка для момента зажигания, который обеспечивает нагрев каталитического нейтрализатора и/или сохраняет запас крутящего момента для быстрого сброса нагрузки во время управления частотой вращения на холостом ходу, может быть выбрана для условий холостого режима. Например, во время холодного пуска, момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания относительно ОМЗ (МВТ) для обеспечения нагрева каталитического нейтрализатора. После нагрева каталитического нейтрализатора, момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания относительно ОМЗ (МВТ) для обеспечения требуемого запаса крутящего момента. Соответственно, момент зажигания может быть отрегулирован в зависимости от холодного пуска двигателя и других условий работы на холостом ходу. Как объяснено ранее со ссылкой на шаг 208, первая установка момента зажигания в предпоставочном режиме при меньших нагрузках, например, при условиях работы на холостом ходу, может быть смещена в сторону опережения по сравнению со второй установкой момента зажигания в режиме после поставки. Таким образом, в предпоставочном режиме, первая установка для момента зажигания может быть смещена в сторону опережения относительно ОМЗ (МВТ) для нагрева свечей зажигания.
При более высоких нагрузках двигателя в условиях работы не на холостом ходу, вторая установка для момента зажигания может быть установлена на пограничное зажигание. Для сравнения, первая установка для момента зажигания при повышенном требуемом крутящем моменте (в условиях работы не на холостом ходу) в предпоставочном режиме, может быть смещена в сторону большего запаздывания, чем вторая установка, например, пограничное зажигание, в режиме после поставки. Как описано ранее, первая установка для момента зажигания при повышенном требуемом крутящем моменте (в условиях работы не на холостом ходу) в предпоставочном режиме, может быть смещена в сторону большего запаздывания относительно пограничного зажигания, для уменьшения детонации.
Еще дополнительно, давление наддува может не ограничиваться в режиме после поставки, позволяя двигателю работать при более высоких уровнях наддува, и при более высоких нагрузках двигателя, чем допускаются в первом режиме и втором режиме. Соответственно, расход воздуха на цилиндры двигателя может не ограничиваться в режиме после поставки.
На шаге 232, алгоритм 200 может определять наличие детонации. Как упомянуто выше, наличие детонации может быть выявлено при помощи датчиков детонации или ионизационных датчиков. Если детонация выявлена, на шаге 234, момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания относительно его второй установки. Дополнительно, момент зажигания может быть восстановлен после ослабевания детонации. Здесь следует отметить, что в предпоставочный период или первый режим работы двигателя, момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания в ответ на детонацию двигателя, и запаздывающий момент зажигания может быть сохранен даже после ослабевания детонации двигателя. В режиме после поставки в период после поставки, момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания (относительно второй установки для момента зажигания) в ответ на детонацию двигателя, и, более того, момент зажигания может быть восстановлен до второй установки после ослабевания детонации двигателя. Меньшая величина запаздывания зажигания может применяться в режиме после поставки в ответ на детонацию относительно запаздывания зажигания, примененного в первом режиме в ответ на детонацию. Также, в предпоставочном режиме, пограничная установка зажигания без обратной связи может быть смещена в сторону запаздывания относительно установки после поставки. Затем алгоритм 200 может переходить к шагу 236.
Возвращаясь к шагу 232, в случае невыявления детонации, алгоритм 200 может переходить к шагу 236 для подтверждения выявления преждевременного зажигания. В качестве альтернативы, на шаге 236 алгоритм 200 может определять, если имеют место условия преждевременного зажигания или если событие преждевременного зажигания является неизбежным. События преждевременного зажигания могут выявляться при помощи датчиков детонации. В случае невыявления преждевременного зажигания, алгоритм 200 может быть завершен.
Однако, в случае выявления преждевременного зажигания на шаге 236, алгоритм 200 переходит к шагу 238, где работа двигателя может быть переведена в четвертый режим. В связи с этим, четвертый режим может включать отрегулированный режим после поставки, в котором одна или более вторых настроек одного или более параметров двигателя могут быть отрегулированы в ответ на преждевременное зажигание.
Соответственно, на шаге 240, может быть произведено обогащение горючей смеси до степени выше, чем стехиометрическое, для решения проблемы преждевременного зажигания. Таким образом, вторая установка для ВТО (AFR) может быть отрегулирована на более обогащенное ВТО (AFR) для решения проблемы преждевременного зажигания. Однако, степень обогащения, обеспеченная для двигателя (или отдельных цилиндров), может быть меньше, чем степень соответствующего обогащения, обеспеченная в ответ на преждевременное зажигание во втором режиме (или отрегулированном первом режиме) на шаге 220.
Как было пояснено ранее в описании для шага 208, вторая установка ВТО (AFR) может быть отрегулирована в ответ на преждевременное зажигание на величину, меньшую, чем соответствующая отрегулированная первая установка ВТО (AFR) в ответ на преждевременное зажигание. Другими словами, степень обогащения горючей смеси на шаге 240 может быть повышена за счет третьего объема топлива для минимизации преждевременного зажигания, причем третий объем меньше, чем второй объем топлива, обеспечиваемого для минимизации преждевременного зажигания во втором режиме на шаге 220. Еще дополнительно, третий объем топлива может быть больше, чем первый объем топлива, обеспечиваемого для уменьшения образования нагара на свече зажигания в первой установке для ВТО (AFR) в предпоставочной установке на шаге 208. То есть, второй объем топлива, подаваемого во втором режиме для минимизации преждевременного зажигания (на шаге 220), может являться самым большим объемом топлива, подаваемым в четырех режимах (предпоставочном или первом режиме, отрегулированном предпоставочном или втором режиме, режиме после поставки и отрегулированном режиме после поставки или четвертом режиме) в настоящем примере. Третий объем топлива, обеспечиваемый в четвертом режиме, может быть больше, чем объем топлива, обеспечиваемый для поддержания ВТО (AFR) на уровне или почти на уровне стехиометрии (на шаге 230) в режиме после поставки. Первый объем топлива для обеспечения ВТО (AFR), более обедненного, чем стехиометрическое в первом режиме, может являться наименьшим объемом топлива, используемого в четырех режимах в настоящем примере.
В альтернативном примере, в случае выявления образования нагара на свече зажигания в предпоставочном режиме, может оказаться, что степень обогащения горючей смеси, обеспечиваемая в ответ на преждевременное зажигание во втором режиме, будет ниже, чем степень обогащения, обеспечиваемая в ответ на преждевременное зажигание в отрегулированном режиме после поставки (или четвертом режиме). Здесь, третий объем топлива для минимизации преждевременного зажигания в режиме после поставки, может быть больше, чем второй объем топлива, подаваемого для минимизации преждевременного зажигания в отрегулированном предпоставочном режиме (на шаге 220).
На шаге 240, в дополнение к регулировке второй установки ВТО (AFR), вторая установка для нагрузки двигателя может также быть отрегулирована таким образом, что ограничение нагрузки двигателя может обеспечиваться в ответ на преждевременное зажигание. Как упомянуто ранее, со ссылкой на шаг 230, в режиме после поставки, нагрузки двигателя могут не быть ограничены, таким образом, обеспечивая требуемый крутящий момент. Тем не менее, в ответ на преждевременное зажигание нагрузки двигателя могут быть ограничены. Дополнительно, третья величина ограничения нагрузки двигателя может быть применена на шаге 240 для снижения выработки крутящего момента. Таким образом, пониженная нагрузка двигателя может быть допустимой в четвертом режиме относительно нагрузки двигателя, допустимой в режиме после поставки.
Как описано ранее, первая установка для нагрузки двигателя в первом режиме в предпоставочный период может включать первую величину ограничения нагрузки двигателя, а второй режим (также в предпоставочный период) может включать вторую величину ограничения нагрузки двигателя, которая может быть применена в ответ на преждевременное зажигание. Дополнительно, первая величина ограничения нагрузки двигателя может быть меньше второй величины ограничения нагрузки двигателя во втором режиме (или отрегулированном первом режиме). В связи с этим, третья величина ограничения нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание в период после поставки, может быть больше первой величины ограничения нагрузки двигателя и меньше второй величины ограничения нагрузки двигателя. Таким образом, в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период может быть применена величина ограничения нагрузки двигателя, превышающая величину, примененную в ответ на преждевременное зажигание в период после поставки в четвертом режиме. Соответственно, отрегулированная первая установка нагрузки двигателя в предпоставочный период может быть более ограничивающей, чем отрегулированная вторая установка для нагрузки двигателя в период после поставки. Другими словами, во втором (или отрегулированном первом) режиме может допускаться нагрузка двигателя и крутящий момент двигателя ниже, чем допустимая нагрузка двигателя (и крутящий момент) в четвертом режиме или отрегулированном режиме после поставки, и то и другое в ответ на преждевременное зажигание. В целом, нагрузка двигателя может быть ограничена во втором режиме с целью ослабления преждевременного зажигания на большую величину по сравнению с допустимой нагрузкой двигателя в первом режиме, режиме после поставки или четвертом режиме в ответ на преждевременное зажигание. Как описано ранее, ограничение нагрузки двигателя может включать ограничение расхода воздуха в один или более цилиндров двигателя. В качестве альтернативы, в вариантах осуществления двигателя, в которых цилиндры не являются деактивируемыми или не содержат устройства изменения фаз газораспределения, расход воздуха во все цилиндры двигателя может быть уменьшен для ограничения нагрузки двигателя.
Следовательно, иллюстративный способ для двигателя в транспортном средстве может включать, в предпоставочный период транспортного средства, эксплуатацию двигателя с первой величиной ограничения нагрузки, повышение первой величины ограничения нагрузки до второй величины в ответ на преждевременное зажигание и, в период после поставки транспортного средства, эксплуатацию двигателя без ограничения нагрузки и, в ответ на преждевременное зажигание, увеличение ограничения нагрузки за счет третьей величины. Первая величина ограничения нагрузки (в первом режиме на ФИГ. 2) может быть меньше, чем каждая из: вторая величина ограничения нагрузки (во втором режиме на ФИГ. 2) и третья величина ограничения нагрузки (в четвертом режиме на ФИГ. 2). Дополнительно, вторая величина ограничения нагрузки может быть больше, чем каждая из: первая величина ограничения нагрузки и третья величина ограничения нагрузки, и причем третья величина ограничения нагрузки может быть меньше, чем вторая величина ограничения нагрузки, и больше, чем первая величина ограничения нагрузки. Таким образом, вторая установка нагрузки двигателя и вторая установка ВТО (AFR) в период после поставки - каждая может быть отрегулировано одновременно для смягчения последствий события преждевременного зажигания (в четвертом режиме). В одном примере, только одна из: вторая установка нагрузки двигателя и вторая установка ВТО (AFR) может быть отрегулирована в ответ на преждевременное зажигание.
Дополнительно, на шаге 240, давление наддува может быть ограничено в ответ на преждевременное зажигание. Однако здесь, может быть применена меньшая величина ограничения таким образом, что давление наддува может быть ограничено в меньшей степени. Величина ограничения давления наддува в четвертом режиме может быть меньше по сравнению с величиной ограничения, примененной для давления наддува во втором режиме. Другими словами, допустимый уровень наддува во втором (или отрегулированном первом) режиме может быть ниже, чем допустимый уровень наддува в четвертом режиме, и то и другое в ответ на преждевременное зажигание. В одном примере допустимый уровень наддува в четвертом режиме может быть ниже, чем допустимый уровень наддува в первом режиме. Более конкретно, в период после поставки в ответ на преждевременное зажигание двигатель может эксплуатировать с уровнем наддува ниже, чем если бы двигатель эксплуатировался в предпоставочной установке в первом режиме. Еще дополнительно, допустимый наддув в первом режиме может быть ниже, чем допустимый наддув в режиме после поставки. Здесь, в предпоставочной установке двигатель может работать при меньшем наддуве, чем если бы этот же двигатель работал в установке после поставки. Другими словами, в режиме после поставки может допускаться величина наддува более высокая, чем во всех других режимах. Соответственно, в установке после поставки эксплуатационные характеристики двигателя могут быть улучшены по сравнению с эксплуатационными характеристиками двигателя в предпоставочной установке. Дополнительно, величина ограничения, примененного к давлению наддува во втором режиме, может быть выше, чем во всех других режимах. Здесь, двигатель может работать более ограниченным образом для снижения ухудшения характеристик в результате преждевременного зажигания в предпоставочный период.
Таким образом, в предпоставочный период, двигатель с наддувом может работать со своей предпоставочной установкой с первой, более высокой, степенью обогащения и первым уровнем ограниченного наддува в ответ на событие преждевременного зажигания (например, во втором режиме). В период после поставки, предпоставочная установка может быть деактивирована, и двигатель с наддувом может работать со второй, более низкой, степенью обогащения и вторым уровнем ограниченного наддува в ответ на событие преждевременного зажигания. Дополнительно, первый уровень ограниченного наддува может предусматривать ограничение наддува на большую величину, и причем второй уровень ограниченного наддува предусматривает ограничение наддува на меньшую величину. Таким образом, второй уровень ограниченного наддува может быть ниже, чем первый уровень ограниченного наддува. Другими словами, первый уровень ограничения наддува может быть выше, чем второй уровень ограничения наддува. Таким образом, проблема события преждевременного зажигания в предпоставочный период может решаться более радикальными способами (например, более высокая степень обогащения, повышенное ограничение нагрузки) в сравнении с корректирующими мерами для уменьшения преждевременного зажигания в период после поставки (например, более низкая степень обогащения, меньшее ограничение наддува и нагрузки двигателя).
На шаге 240, момент зажигания может быть отрегулирован в ответ на преждевременное зажигание. В одном примере, момент зажигания может быть смещен в сторону опережения на определенную величину в ответ на преждевременное зажигание и в ответ на обогащение воздушно-топливного отношения. Например, зажигание может быть смещено в сторону опережения от 0 до 4 градусов для восстановления крутящего момента после работы двигателя (или цилиндра) при ВТО (AFR), которое может быть более обогащенным, чем максимальный крутящий момент (МКМ (RBT)). Следовательно, во время сгорания обогащенной смеси в ответ на преждевременное зажигание, момент зажигания может быть отрегулирован (например, смещен в сторону опережения) в зависимости от эксплуатационных условий двигателя и степени обогащения смеси в цилиндре (цилиндрах). Таким образом, иллюстративный способ может содержать регулировку второй установки для параметра двигателя в установке после поставки в ответ на преждевременное зажигание, отличную от регулировки первой установки для параметра в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период. Например, если параметром двигателя является ВТО (AFR), в предпоставочный период, регулировка первой установки может включать в себя обогащение ВТО (AFR) за счет первой, более высокой величины в ответ на преждевременное зажигание. Дополнительно, в период после поставки, регулировка второй установки может включать в себя обогащение ВТО (AFR) за счет второй, меньшей величины в ответ на преждевременное зажигание. Обогащение, обеспеченное в ответ на преждевременное зажигание, может быть понижено в обоих случаях (особенно в предпоставочном режиме) при выявлении образования нагара на свече зажигания.
Как описано ранее, несмотря на то, что множество параметров двигателя может быть отрегулировано в ответ на преждевременное зажигание в период после поставки, как показано в алгоритме 200, в других примерах, только один параметр двигателя может быть выбран для регулировки. Параметр двигателя, выбранный для регулировки в ответ на преждевременное зажигание, может быть выбран в зависимости от серьезности преждевременного зажигания. Дополнительно, уровень регулировки для параметра двигателя в ответ на преждевременное зажигание, может отличаться в зависимости от степени преждевременного зажигания. Например, если выбранным параметром двигателя является ВТО (AFR), уровень регулировки для ВТО (AFR) может варьироваться в зависимости от уровня преждевременного зажигания. В качестве примера, более высокая степень обогащения может быть обеспечена в ответ на более высокую степень преждевременного зажигания, тогда как при более низкой степени преждевременного зажигания, в подверженном(ых) цилиндре (цилиндрах) может быть обеспечена более низкая степень обогащения. В альтернативных примерах, число событий сгорания, для которых производится обогащение смеси, может варьироваться в зависимости от интенсивности преждевременного зажигания. В других примерах, в зависимости от серьезности преждевременного зажигания, для регулировки может быть выбрано большее количество параметров двигателя. В одном примере, ВТО (AFR) и нагрузка двигателя могут быть отрегулированы. В другом примере, ограничения ВТО (AFR) и давления наддува могут быть отрегулированы. Здесь, каждый выбранный параметр может регулироваться на разную величину в зависимости от степени преждевременного зажигания. Например, если выбранными параметрами являются давление наддува и ВТО (AFR), в зависимости от серьезности преждевременного зажигания, большее ограничение может быть применено для давления наддува, в то время как обогащение ВТО (AFR) может быть произведено в меньшей степени. В качестве альтернативы, ограничение давления наддува может быть ниже, и может быть обеспечена большая величина обогащения.
Далее, на шаге 242, алгоритм 200 может подтвердить ослабевание преждевременного зажигания. Если нет, алгоритм 200 позволит двигателю продолжать работать в четвертом режиме. Если да, алгоритм 200 перейдет к шагу 244 для возврата работы двигателя в режим после поставки. В качестве примера, третья величина ограничения нагрузки двигателя (применяемая на шаге 240) может быть снята при ослаблении преждевременного зажигания, а работа двигателя может быть продолжена без какого-либо ограничения нагрузки. После этого алгоритм 200 может быть завершен.
Таким образом, способ контроля преждевременного зажигания и образования нагара на свече зажигания в двигателе в только что произведенном транспортном средстве может содержать, в предпоставочный период транспортного средства, включающего в себя двигатель, эксплуатацию двигателя с первой установкой для параметра в предпоставочной установке, регулировку первой установки параметра в ответ на преждевременное зажигание и, в период после поставки транспортного средства, эксплуатацию двигателя со второй установкой для параметра в установке после поставки.
Дополнительно, установка после поставки может отличаться от предпоставочной установки, а вторая установка для параметра может отличаться от отрегулированной первой установки параметра в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период. Как отмечено при сравнении шагов 208, 220 и 230, вторые установки для каждого из параметров двигателя могут отличаться от их соответствующих первых настроек. Также, отрегулированные первые установки для каждого из параметров двигателя, используемые во втором режиме в ответ на преждевременное зажигание, могут отличаться от вторых настроек для каждого из параметров двигателя.
В одном примере, параметром двигателя может являться воздушно-топливное отношение (ВТО (AFR)). В другом примере, параметром двигателя может являться нагрузка двигателя. В примере, в котором параметром является ВТО (AFR), вторая установка для ВТО (AFR) в установке после поставки может быть более обогащенной, чем первая установка для ВТО (AFR) в предпоставочной установке. Дополнительно, вторая установка для ВТО (AFR) в установке после поставки может быть более обедненной, чем отрегулированная первая установка для ВТО (AFR) в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период. Отрегулированная первая установка ВТО (AFR) в ответ на преждевременное зажигание может, в некоторых примерах, обедняться при условии выявления образования нагара на свече зажигания. В целом, регулировки для параметров двигателя могут производиться с целью решения проблемы ухудшения характеристик по причине преждевременного зажигания и ухудшения состояния свечей зажигания.
В другом примере, параметром двигателя может являться нагрузка двигателя, и способ может содержать, в предпоставочный период, ограничение нагрузки двигателя за счет первой, большей, величины в ответ на преждевременное зажигание и, в период после поставки, ограничение нагрузки двигателя за счет второй, более низкой, величины в ответ на преждевременное зажигание.
На ФИГ. 3 и 4 показаны иллюстративные варианты работы двигателя в ответ на детонацию и преждевременное зажигание. На ФИГ. 3 изображен пример сравнения работы двигателя в предпоставочной установке (или первом режиме) с работой двигателя в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период (втором режиме). На ФИГ. 4 изображен пример сравнения работы двигателя в режиме после поставки и регулировок для параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание в период после поставки. Каждая из ФИГ.3 и 4 может относиться к двигателям с наддувом, подобным иллюстративному двигателю 10 на ФИГ. 1.
Возвращаясь теперь к ФИГ. 3, на ней показан график 300, на котором изображены показания датчика детонации в виде кривой 302, момент зажигания в виде кривой 304, ВТО (AFR) в виде кривой 308, допустимый уровень наддува в виде кривой 310, допустимая нагрузка двигателя в виде кривой 314, указание на преждевременное зажигание в виде кривой 318, указание на образование нагара на свече зажигания в виде кривой 320 и указание на режим эксплуатации двигателя в виде кривой 322. В настоящем примере, режим эксплуатации двигателя предусматривает два варианта: предпоставочный режим и режим после поставки. По существу, второй режим алгоритма 200 является отрегулированным предпоставочным режимом, применяемым в предпоставочный период транспортного средства. Подобным же образом, четвертый режим алгоритма 200 является отрегулированным режимом после поставки, применяемым в период после поставки транспортного средства. Линия 301 отображает порог для указания на преждевременное зажигание, линия 303 представляет порог для указания на детонацию, а линия 305 соответствует ВТО (AFR), находящемуся в стехиометрии. Все упомянутое выше изображено в зависимости от времени на оси X, причем время увеличивается по оси X слева направо.
Следует отметить, что более высокий допустимый уровень наддува означает более низкую величину ограничения наддува. Другими словами, более высокий допустимый уровень наддува может представлять собой менее ограниченное давление наддува Подобным же образом, более высокая допустимая нагрузка двигателя указывает на меньшую величину ограничения нагрузки двигателя или менее ограниченную нагрузку двигателя. Дополнительно, уменьшение допустимой нагрузки двигателя указывает на более высокую величину ограничения нагрузки двигателя. Также следует отметить, что наддув может контролироваться для осуществления регулировки нагрузки двигателя. Например, информация о нагрузке двигателя может быть получена путем деления заряда воздуха двигателя на максимальный заряд воздуха. Таким образом, ограничение наддува может ограничивать нагрузку двигателя путем ограничения расхода воздуха (и заряда воздуха) в цилиндры двигателя при помощи регулировки одного из: открытия регулятора давления наддува, степени открытия впускного дросселя и при помощи регулировки изменения фаз кулачкового распределения.
До момента времени t1, иллюстративный двигателя может работать в первом режиме или в предпоставочной установке (кривая 322). Дополнительно, транспортное средство может не находиться в условиях холостого хода. Следовательно, допустимая нагрузка двигателя и уровни наддува могут быть ограничены в меньшей степени (например, на первую величину ограничения нагрузки двигателя), и каждое изображено на сравнительно высоком уровне. Дополнительно, степень обогащения ВТО (AFR) может быть ниже, чем стехиометрическое, а момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания относительно пограничного зажигания (вторая установка в режиме после поставки) при повышенном выходном крутящем моменте (не в условиях холостого хода). В условиях работы двигателя на холостом ходу, момент зажигания может быть смещен в сторону опережения относительно ОМЗ (МВТ) в предпоставочной установке. Как объяснено ранее, эти установки могут представлять собой первые установки для каждого из этих параметров и могут использоваться для уменьшения нагара на свече зажигания и снижения вероятности ухудшения характеристик от преждевременного зажигания (например, путем ограничения наддува и нагрузки двигателя). Например, ВТО (AFR) может быть установлено на свою первую установку, менее обогащенную, чем стехиометрическая, исходя из ожидаемой степени образования нагара на свече зажигания.
В связи с этим в предпоставочный период двигатель может эксплуатироваться с обедненным воздушно-топливным отношением в ответ на образование нагара на свече зажигания, при этом обеднение зависит от степени образования нагара.
До момента времени t1, нет указания на детонацию или преждевременное зажигание. В момент времени t1, детонация может быть выявлена по показаниям датчика детонации, превышающим порог 303. В ответ на детонацию в этот предпоставочный период (и в первом режиме), момент зажигания может быть смещен в сторону опережения в момент времени t1. Дополнительно, по мере ослабевания детонации между моментами времени t1 и t2, двигатель может продолжать работать с моментом зажигания, который представляет собой его запаздывающий момент (кривая 304). Таким образом, другие параметры остаются на своих прежних уровнях и только зажигание может быть смещено в сторону запаздывания в ответ на детонацию.
В момент времени t2, указание на преждевременное зажигание может быть получено на основе показаний датчика детонации, превышающих порог 301. Следовательно, в момент времени t2 подается сигнал о преждевременном зажигании посредством кривой 318. В ответ на это указание на преждевременное зажигание, обогащение горючей смеси в момент времени t2 может быть повышено таким образом, что ВТО (AFR) существенно превышает стехиометрию. Например, объем топлива, подаваемого в соответствующий(ие) цилиндр (цилиндры), может быть существенно увеличен в момент времени t2 и может поддерживаться на этом повышенном уровне. В альтернативном примере, для снижения вероятности образования нагара на свече зажигания во время обогащенного сгорания, увеличенный объем впрыскиваемого топлива может быть постепенно уменьшен между моментами времени t2 и t3. Дополнительно, допустимая нагрузка двигателя может быть понижена за счет применения повышенной величины ограничения нагрузки двигателя таким образом, что двигатель производит пониженный крутящий момент по сравнению с требуемым крутящим моментом. Более того, допустимый уровень наддува двигателя может также быть снижен по отношению к уровням наддува до момента времени t2. Как объяснено ранее, уровни наддува могут быть ограничены путем регулировки положения регулятора давления наддува. Например, регулятор давления наддува может открываться из более закрытого положения для уменьшения наддува. Еще дополнительно, момент зажигания может не регулироваться в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период (кривая 304). Момент может быть сохранен на его первой установке (при повышенном требуемом крутящем моменте в условиях работы не на холостом ходу), если детонация еще не произошла, или на его поздней установке, как показано, в ответ на детонацию (смещен в сторону запаздывания в момент времени t1).
В момент времени t3, подается указание на наличие условий образования нагара на свече зажигания (кривая 320). В ответ на это указание, ВТО (AFR) может быть обеднено таким образом, что более обедненное, чем стехиометрическое, отношение преобладает в подверженном(ых) цилиндре (цилиндрах). Здесь объем топлива, подаваемого в соответствующий(ие) цилиндр (цилиндры), может быть существенно снижен до тех пор, пока ВТО (AFR) не понизится ниже стехиометрии. При обеднении ВТО (AFR) в ответ на образование нагара на свече зажигания в момент времени t3, ограничение нагрузки двигателя и наддува может сохраняться на таких же уровнях, как между моментами времени t2 и t3, для обеспечения устранения условий преждевременного зажигания. После смягчения условий образования нагара на свече зажигания, в момент времени t4, ВТО (AFR) может быть снова отрегулировано до его первой установки до момента времени t2.
Регулировки для допустимых уровней наддува и допустимых нагрузок двигателя в ответ на преждевременное зажигание в момент времени t2 могут быть сохранены даже после ослабевания преждевременного зажигания, в момент времени t4. Следовательно, после момента времени t4, двигатель может эксплуатироваться с более высокой величиной ограничения давления наддува и нагрузок двигателя, даже после минимизации преждевременного зажигания. В альтернативном примере, показанном пунктирными линиями 312 и 316, допустимый надув и допустимые нагрузки двигателя могут быть возвращены в момент времени t4 до их уровней до момента времени t2. Таким образом, иллюстративная система для транспортного средства может содержать двигатель с наддувом, включающий в себя цилиндр, свечу зажигания в цилиндре, датчик детонации и систему управления с машиночитаемыми командами, хранящимися в долговременной памяти, для, в предпоставочный период, работы двигателя с наддувом с воздушно-топливным отношением, более обедненным, чем стехиометрическое, для уменьшения образования нагара на свече зажигания; и, в ответ на указание на событие преждевременного зажигания от датчика детонации, работы двигателя с наддувом с воздушно-топливным отношением, более обогащенным, чем стехиометрическое. Система управления может включать в себя дополнительные команды для обеднения воздушно-топливного отношения, более обогащенного, чем стехиометрическое, в ответ на образование нагара на свече зажигания. Система управления может содержать дополнительные команды для работы двигателя с наддувом при пониженном наддуве в предпоставочный период, и, в ответ на указание на событие преждевременного зажигания, дополнительного ограничения пониженного наддува. В связи с этим двигатель с наддувом может работать с моментом зажигания, смещенным в сторону опережения относительно оптимального момента зажигания (ОМЗ (МВТ)), когда двигатель работает в холостом режиме (не показано на графике 300). Дополнительно, система управления может сместить момент зажигания в сторону запаздывания относительно пограничного момента, когда двигатель работает не в холостом режиме в предпоставочный период.
Как было упомянуто ранее, на ФИГ. 4 показ пример сравнения работы двигателя в режиме после поставки и регулировок для параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание в период после поставки. На графике 400 на ФИГ. 4 представлены показания датчика детонации в виде кривой 402, момент зажигания в виде кривой 404, ВТО (AFR) в виде кривой 408, допустимый уровень наддува в виде кривой 410, допустимая нагрузка двигателя в виде кривой 414, указание на преждевременное зажигание в виде кривой 418 и режим работы двигателя в виде кривой 420. Дополнительно линия 401 отображает порог для указания на преждевременное зажигание, линия 403 представляет порог для указания на детонацию, а линия 305 соответствует ВТО (AFR), равному стехиометрии. Все упомянутое выше изображено в зависимости от времени на оси X, причем время увеличивается по оси X слева направо. Следует отметить, что более высокий допустимый уровень наддува означает более низкую величину ограничения наддува. Подобным же образом, более высокая допустимая нагрузка двигателя указывает на меньшую величину ограничения нагрузки двигателя. Другими словами, более высокая допустимая нагрузка двигателя и более высокий допустимый наддув указывают на более низкие ограничения каждого из: нагрузки двигателя и наддува. Дополнительно, когда кривая 414 (или кривая 410) показывает снижение допустимой нагрузки двигателя (и/или допустимого наддува), это означает, что величина ограничения двигателя (или ограничения наддува) стала больше.
Следует отметить, что график 400 также включает в себя кривые вариаций ВТО (AFR) (308), момента зажигания (304), допустимого наддува (310) и допустимой нагрузки двигателя (314) из графика 300. Эти кривые выполнены мелкими пунктирными линиями. Посредством включения этих кривых, может выполняться сравнение первых настроек в предпоставочной установке (первый режим), отрегулированных первых настроек в ответ на преждевременное зажигание (второй режим), установки после поставки (режим после поставки) и регулировок установки после поставки в ответ на преждевременное зажигание (четвертый режим). Следовательно, может быть произведено дополнительное сравнение работы двигателя в предпоставочный период и в период после поставки. Дополнительно, будут продемонстрированы различные меры в ответ на преждевременное зажигание в зависимости от того, находится ли транспортное средство в предпоставочном периоде или периоде после поставки.
До момента времени t1, двигатель может эксплуатироваться в режиме после поставки с установкой после поставки, как показано в виде кривой 420. Дополнительно, транспортное средство может работать в условиях не в холостом режиме, когда выходной крутящий момент может быть выше. Соответственно, момент зажигания может быть установлен на пограничное зажигание (ПЗ (BDL)), и ВТО (AFR) может находиться по существу в стехиометрии. Дополнительно, режим после поставки может предусматривать отсутствие ограничения как на нагрузку двигателя, так и наддув. Следовательно, допустимые нагрузки двигателя и допустимый наддув могут быть выше, чем в первом режиме (пунктирные линии 310 и 314). Дополнительно, каждый из указанных выше параметров двигателя может быть установлен на свои соответствующие вторые установки.
В момент времени t1, детонация может быть выявлена по показаниям датчика детонации, превышающим порог 403. Соответственно, порог 403 для детонации в режиме после поставки может отличаться от порога 303 на ФИГ. 3 для указания на детонацию в предпоставочном режиме. В одном примере, порог 403 может быть выше, чем порог 303. В другом примере, два пороговых ограничения для детонации в предпоставочном режиме и режиме после поставки могут быть аналогичными.
После выявления детонации, момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания (как на графике 300), как показано в виде кривой 404 в момент времени t1. Дополнительно, следует отметить, что момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания на меньшую величину в режиме после поставки по сравнению с запаздыванием зажигания в предпоставочном режиме (кривая 304). То есть величина запаздывания зажигания, применяемая в ответ на детонацию в режиме после поставки, может быть меньше, чем соответствующее запаздывание зажигания, применяемое в ответ на детонацию в предпоставочном режиме.
Дополнительно, после ослабевания детонации (между моментами времени t1 и t2), запаздывающий момент зажигания может быть отрегулирован в момент времени t2. В одном примере, момент зажигания может быть восстановлен до момента, предшествующего минимизации детонации (как в момент до момента времени t1). В другом примере, момент зажигания может быть смещен в сторону опережения, но не до его первоначальной установки. В еще одном другом примере, может быть выбран другой момент зажигания, исходя из пограничного зажигания для заданных условий двигателя. Как отмечено, кривая 304 показывает, что момент зажигания может не быть восстановлен (а сохранен в его запаздывающем положении) в предпоставочном режиме даже после ослабевания детонации.
В момент времени t3, когда показания датчика детонации превышают порог 401, может быть получено указание на преждевременное зажигание. Таким образом, порог 401 для указания на преждевременное зажигание в режиме после поставки может отличаться от порога 301 на графике 300 для указания на преждевременное зажигание в предпоставочном режиме. В одном примере, порог 401 может быть выше, чем порог 301. В другом примере, порог 401 может быть идентичным порогу 301.
После выявления события преждевременного зажигания в момент времени t3 на кривой 418, степень обогащения при сгорании может быть повышена, как показано на кривой 408, и ВТО (AFR) может быть более обогащенным, чем стехиометрическое. В связи с этим, степень обогащения при сгорании в ответ на преждевременное зажигание в период после поставки может быть ниже (изначально), чем степень обогащения, обеспечиваемая в предпоставочный период (как показано пунктирной кривой 308). Регулировка второй установки ВТО (AFR) в период после поставки в ответ на преждевременное зажигание может быть меньше, чем соответствующая регулировка первой установки ВТО (AFR) в предпоставочный период в ответ на преждевременное зажигание. Другими словами, в ответ на преждевременное зажигание в период после поставки, общий объем топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя, может быть увеличен на меньший объем топлива (например, для побуждения изменения ВТО (AFR) с по существу стехиометрического отношения до относительно более обогащенного, чем стехиометрическое). В сравнении, общий объем топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период, может быть увеличен на больший объем (например, для побуждения изменения ВТО (AFR) с более обедненного, чем стехиометрическое, до существенно более обогащенного, чем стехиометрическое). В связи с этим, более интенсивное обогащение может быть обеспечено в предпоставочный период для минимизации преждевременного зажигания, в то время как менее интенсивное обогащение может быть обеспечено в период после поставки для решения проблемы преждевременного зажигания. В режиме после поставки, меньшее увеличение объема топлива, впрыскиваемого в ответ на преждевременное зажигание, может уменьшать негативные воздействия на расход топлива транспортного средства. Дополнительно, если ВТО (AFR) становится более обогащенным, чем МКМ (RBT), дополнительное обогащение в ответ на преждевременное зажигание может типично послужить причиной уменьшения крутящего момента. Соответственно, в режиме после поставки, для контроля преждевременного зажигания может быть обеспечена меньшая величина обогащения.
Тем не менее, в предпоставочный период, обеспечиваемое обогащение также может зависеть от уменьшения образования нагара на свече зажигания. Как показано пунктирной кривой 308 в момент времени t4 на графике 400, ВТО (AFR) в предпоставочный период может быть обеднено в ответ на образование нагара на свече зажигания. Следовательно, ВТО (AFR) в период после поставки в ответ на преждевременное зажигание может быть более обогащенным, чем ВТО (AFR) в предпоставочный период между моментами времени t4 и t5. Например, при выявлении образования нагара на свече зажигания после одного события сгорания с обогащенной смесью (в ответ на преждевременное зажигание) в предпоставочный период, ВТО (AFR) может быть сделано более обедненным. Таким образом, ВТО (AFR), более обогащенное, чем стехиометрическое, в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочный период, может быть обеднено контроллером в случае выявления условий для образования нагара на свече зажигания.
Следовательно, в предпоставочный период транспортного средства, способ для двигателя с наддувом может включать эксплуатацию двигателя с воздушно-топливным отношением для уменьшения образования нагара на свече зажигания, причем степень обогащения воздушно-топливного отношения может зависеть от степени образования нагара на свече зажигания. Степень обогащения воздушно-топливного отношения может регулироваться в ответ на преждевременное зажигание. Дополнительно, в период после поставки транспортного средства, способ может включать в себя изменение степени обогащения воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание на другую величину относительно величины в предпоставочном периоде. Дополнительно, в предпоставочный период, обогащение воздушно-топливного отношения, когда изменено в ответ на преждевременное зажигание, предусматривает обогащение за счет первого, большего объема топлива. Еще дополнительно, в период после поставки, обогащение воздушно-топливного отношения, когда изменено в ответ на преждевременное зажигание, предусматривает обогащение за счет второго, меньшего объема топлива. Таким образом, в предпоставочный период, степень обогащения воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание может снова дополнительно регулироваться (например, обедняться) до воздушно-топливного отношения, более обедненного, чем стехиометрическое, в ответ на условия образования нагара на свече зажигания.
В ответ на событие преждевременного зажигания в момент времени t3 и в дополнение к обогащению сгорания, момент зажигания может быть отрегулирован в момент в времени t3. В зависимости от эксплуатационных условий двигателя во время обогащения в ответ на преждевременное зажигание, и величины обеспечиваемого обогащения, момент зажигания может быть смещен в сторону опережения, как показано. Работа двигателя в условиях горючей смеси, более обогащенной, чем МКМ (RBT), может уменьшать выходной крутящий момент. Соответственно, момент зажигания может быть смещен в сторону опережения от 0 до 4 градусов для восстановления крутящего момента. Тем не менее, в предпоставочный период, момент зажигания может не регулироваться в ответ на преждевременное зажигание (кривая 304). Дополнительно, допустимый наддув и допустимые нагрузки двигателя могут быть ограничены вследствие преждевременного зажигания в ответ на преждевременное зажигание в момент времени t3. В ответ на ограничение, каждое из: допустимый наддув и допустимая нагрузка двигателя понижается в момент времени t3. Однако, величина ограничения нагрузки двигателя, примененная в период после поставки, может быть меньше, чем соответствующее ограничение нагрузки, примененное в предпоставочный период в ответ на преждевременное зажигание. Более конкретно, допустимые нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание в режиме после поставки, могут быть выше (кривая 414), чем допустимые нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочном режиме (кривая 314). Подобным образом, наддув может быть ограничен в меньшей степени в режиме после поставки, чем соответствующее ограничение в предпоставочном режиме. Более конкретно, допустимый наддув в ответ на преждевременное зажигание в режиме после поставки (кривая 410), может быть выше, чем допустимый наддув в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочном режиме (кривая 310).
В момент времени t5, событие преждевременного зажигания (и/или условия) может быть минимизировано, и в ответ на уменьшение условий для преждевременного зажигания, момент зажигания может быть восстановлен, ВТО (AFR) может быть возвращено к или почти к стехиометрическому, а допустимый наддув и допустимая нагрузка двигателя могут быть возвращены до их первоначальных уровней, например, как в момент времени t2. В сравнении, допустимая нагрузка двигателя и допустимый наддув двигателя в предпоставочном режиме могут сохраняться ограниченными даже после ослабевания преждевременного зажигания.
Следует понимать, что в режиме после поставки, ограничение нагрузки двигателя может сохраняться до момента превышения порога километража (Т_М) без преждевременного зажигания. После превышения порога километража, Т_М, без возникновения или повторения преждевременного зажигания, ограничение нагрузки двигателя может быть снято. В другом примере, ограничение нагрузки двигателя может быть снято после достижения порогового числа событий сгорания (Т_С) без преждевременного зажигания. В связи с этим, ограничение нагрузки двигателя может быть постепенно уменьшено по мере возрастания километража и/или возникновения событий сгорания без дополнительного преждевременного зажигания. Таким образом, нагрузка двигателя может не ограничиваться для единственного события преждевременного зажигания в режиме после поставки. Однако, в предпоставочном режиме, урезание (или ограничение) нагрузки двигателя может сохраняться даже после ослабевания событий или условий преждевременного зажигания.
Возвращаясь теперь к ФИГ. 5, на ней изображен график 500, показывающий сравнение между установкой двигателя в предпоставочный период и установкой двигателя в период после поставки. Соответственно, сравнение показывает реакцию двигателя на внезапное возрастание требуемого крутящего момента, когда в предпоставочной установке и в установке после поставки. На графике 500 показано положение педали (положение акселератора) в виде кривой 502, положение дросселя в период после поставки в виде кривой 504, положение дросселя в предпоставочный период в виде кривой 506, момент зажигания в период после поставки в виде кривой 508, момент зажигания в предпоставочный период в виде кривой 510, нагрузка двигателя в период после поставки в виде кривой 516, нагрузка двигателя в предпоставочный период в виде кривой 518, допустимая частота вращения двигателя в период после поставки в виде кривой 520 и допустимая частота вращения двигателя в предпоставочный период в виде кривой 522. Следует отметить, что вариации предпоставочных параметров двигателя отображены пунктирными линиями. Линия 509 отображает оптимальный момент зажигания (ОМЗ (МВТ)) для зажигания. Все упомянутое выше изображено в зависимости от времени на оси X, причем время увеличивается по оси X слева направо.
До момента времени t1, двигатель может работать в холостом режиме, как показано на кривой 520 для частоты вращения двигателя. Целью предпоставочной установки является уменьшение образования нагара на свече зажигания в только что произведенном двигателе. Соответственно, нагрузка двигателя в условиях работы на холостом ходу может быть увеличена (относительно установки после поставки), как показано на кривой 518, для повышения внутрицилиндровых температур, обеспечивающих возможность сгорания слоя нагара на свече зажигания. В сравнении, нагрузка двигателя в установке после поставки в холостом режиме двигателя может быть меньше (кривая 516). Следовательно, частота вращения двигателя в условиях работы в холостом режиме до момента времени t1 в предпоставочной установке (кривая 522) может быть выше, чем соответствующая частота вращения двигателя в установке после поставки. До момента времени t1, педаль может быть отпущена (кривая 502), и дроссель (кривые 504 и 506) может находиться в полностью закрытом/в большей степени закрытом положении. Дополнительно, момент зажигания в холостом режиме двигателя может быть смещен в сторону запаздывания относительно ОМЗ (МВТ) в период после поставки (кривая 508) для обеспечения нагрева каталитического нейтрализатора (в случае холодного пуска двигателя) и/или для поддержания запаса крутящего момента для быстрого сброса нагрузки во время управления частотой вращения на холостом ходу. Момент зажигания в предпоставочном режиме в условиях работы на холостом ходу может быть смещен в сторону опережения от ОМЗ (МВТ) (как показано на кривой 510) для увеличения теплопереноса на свечи зажигания.
В момент времени t1, может произойти событие резкого нажатия педали, в котором оператор транспортного средства может сильно нажимать на педаль акселератора, таким образом имеет место большое повышение положения педали (кривая 502) и резкое повышение частоты вращения двигателя.
В ответ на изменение положения педали, дроссель может открываться для обеспечения потока воздуха в двигатель. Следует отметить, что в установке после поставки, дроссель может открываться в большей степени (кривая 504) по сравнению с открыванием дросселя в предпоставочной установке (кривая 506). Открытие дросселя может быть ограничено в предпоставочной установке для ограничения допустимой нагрузки двигателя и выходного крутящего момента. Предпоставочная установка может применять более высокую величину ограничения нагрузки на двигатель для уменьшения возникновения преждевременного зажигания и может ограничивать нагрузку двигателя путем ограничения расхода воздуха, например, при помощи ограничения открытия дросселя. Расход воздуха также может быть ограничен путем регулировки (например, ограничения) уровней наддува при помощи изменения положения регулятора давления наддува. Таким образом, в предпоставочный период, для того, чтобы уменьшить вероятность возникновения преждевременного зажигания, дроссель может не открываться в его наибольшей степени. Режим после поставки может не ограничивать расход воздуха или допустимую нагрузку двигателя (и наддув), за исключением случаев в ответ на преждевременное зажигание. Следовательно, дроссель может открываться в наибольшей степени в ответ на событие нажатия на педаль акселератора в режиме после поставки.
В соответствии с кривыми 516 и 518, более высокая нагрузка двигателя может допускаться в период после поставки (кривая 516), тогда как более низкая нагрузка двигателя может допускаться в предпоставочный период (кривая 518). Подобным образом, частота вращения двигателя в период после поставки (кривая 520) может быть повышена в большей степени, чем в предпоставочным периодом (кривая 522). Как объяснено ранее, вероятность возникновения преждевременного зажигания может быть уменьшена путем ограничения нагрузок двигателя (и частот вращения двигателя) в предпоставочный период. Установка после поставки ограничивает нагрузку двигателя только в ответ на преждевременное зажигание.
Дополнительно, в момент времени t1, в ответ на событие нажатия на педаль акселератора и повышенный требуемый крутящий момент, момент зажигания в период после поставки (кривая 508) может быть установлен на пограничное зажигание. В сравнении, момент зажигания в предпоставочный период (кривая 510) может быть смещен в позднюю сторону от пограничного зажигания для уменьшения вероятности возникновения детонации.
В момент времени t2, событие нажатия на педаль акселератора может завершаться, и работа двигателя может возвращаться к холостому режиму. Соответственно, различные параметры двигателя могут возвращаться к их соответствующим уровням до момента времени t1.
Таким образом, может осуществляться контроль двигателя в только что произведенном транспортном средстве для решения проблемы образования нагара на свече зажигания, а также событий преждевременного зажигания. Посредством регулировки различных параметров двигателя на разные установки в ответ на разные режимы транспортного средства, может уменьшаться нагар на свече зажигания, и могут уменьшаться условия для преждевременного зажигания. Следовательно, предпоставочная установка может быть предназначена для уменьшения образования нагара на свече зажигания. Предпоставочная установка может регулироваться в ответ на преждевременное зажигание, тем самым уменьшая ухудшение характеристик двигателя в результате преждевременного зажигания. Дополнительно, регулировки для параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание могут быть более радикальными в предпоставочный период, чем после того, как транспортное средство было поставлено дилеру (или заказчику). Ухудшение характеристик двигателя может быть уменьшено путем контроля параметров двигателя для одновременного уменьшения образования нагара на свече зажигания и преждевременного зажигания. Более того, установка после поставки может повысить эксплуатационные характеристики двигателя и снизить содержание токсичных веществ в отработавших газах.
Следует отметить, что примеры алгоритмов управления и оценки, указанные в данном документе, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых команд в долговременной памяти и выполняться посредством системы управления, содержащей контроллер в комбинации с различными датчиками, приводы и другое аппаратное обеспечение двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки данных, таких как событийные, с управлением по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут представлять код в графическом виде, который должен быть запрограммирован в долговременную память машиночитаемого носителя в системе управления двигателем, где описанные действия выполняются посредством выполнения команд в системе, включая различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и алгоритмы по своей сути являются лишь примерами, и что данные конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны разнообразные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «какой-либо» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ ЗАЖИГАНИЕМ. СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2015 |
|
RU2709954C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ОЧИСТКИ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ | 2016 |
|
RU2719324C2 |
| СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЗАЖИГАНИЕМ | 2016 |
|
RU2702901C1 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО ЗАЖИГАНИЯ | 2011 |
|
RU2566683C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО ЗАЖИГАНИЯ | 2011 |
|
RU2572281C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО ЗАЖИГАНИЯ | 2011 |
|
RU2568000C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2657248C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ | 2015 |
|
RU2669433C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ | 2014 |
|
RU2668084C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ (ВАРИАНТЫ) | 2012 |
|
RU2595110C2 |
Изобретение относится к контролю преждевременного зажигания в двигателе в транспортном средстве после производства и до поставки. Техническим результатом является снижение образования нагара на свече зажигания. Предложены различные системы и способы для контроля образования нагара на свече зажигания и преждевременного зажигания в только что произведенном транспортном средстве. Способ содержит в предпоставочный период только что произведенного транспортного средства, включающего в себя двигатель, эксплуатацию двигателя с первой установкой для воздушно-топливного отношения для уменьшения образования нагара на свече зажигания и регулировку первой установки воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Способ эксплуатации двигателя транспортного средства с уменьшением образования нагара на свече зажигания в предпоставочный период транспортного средства, содержащий:
в предпоставочный период транспортного средства эксплуатацию двигателя с первой установкой для воздушно-топливного отношения, выбранной для уменьшения образования нагара на свече зажигания; и
регулировку первой установки воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание, при этом предпоставочный период транспортного средства включает по меньшей мере одно из следующего: период времени до деактивации предпоставочной установки, объем израсходованного топлива меньше пороговой величины, число событий сгорания меньше порогового числа событий и пробег транспортного средства меньше пороговой величины пробега.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первая установка для воздушно-топливного отношения является более бедной, чем стехиометрическое соотношение, причем регулировка в ответ на преждевременное зажигание включает регулировку воздушно-топливного отношения до существенного более обогащенного, чем стехиометрическое.
3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий изменение отрегулированного воздушно-топливного отношения в ответ на образование нагара на свече зажигания, причем изменение включает в себя обеднение отрегулированного воздушно-топливного отношения.
4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий эксплуатацию двигателя в предпоставочный период с первой установкой для нагрузки двигателя и регулировку первой установки нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что первая установка для нагрузки двигателя включает ограничение нагрузки двигателя на первую величину, и отличающийся тем, что регулировка в ответ на преждевременное зажигание включает ограничение нагрузки двигателя на вторую величину, при этом вторая величина больше первой величины.
6. Способ по п. 5, дополнительно содержащий сохранение ограничения нагрузки двигателя на вторую величину после ослабевания преждевременного зажигания.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что нагрузка двигателя ограничена путем ограничения расхода воздуха в один или более цилиндров двигателя.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что ограничение расхода воздуха включает одно или более из: уменьшения степени открытия впускного дросселя, увеличения степени открытия регулятора давления наддува турбонагнетателя и регулировки изменения фаз газораспределения цилиндра для уменьшения впуска приточного воздуха.
9. Способ по п. 4, дополнительно содержащий эксплуатацию двигателя с моментом зажигания, смещенным в сторону опережения относительно оптимального момента зажигания (ОМЗ), в условиях работы двигателя на холостом ходу.
10. Способ эксплуатации двигателя транспортного средства, содержащий: в предпоставочный период транспортного средства
эксплуатацию двигателя с воздушно-топливным отношением, выбранным для уменьшения образования нагара на свече зажигания, причем степень обогащения воздушно-топливного отношения зависит от степени образования нагара на свече зажигания;
регулировку степени обогащения воздушно-топливного отношения в ответ на
преждевременное зажигание и
в период после поставки транспортного средства
изменение степени обогащения воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание на другую величину относительно величины в предпоставочном периоде.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что предпоставочный период транспортного средства включает по меньшей мере одно из следующего: период времени до деактивации предпоставочной установки двигателя, пробег транспортного средства меньше пороговой величины пробега, объем израсходованного топлива меньше пороговой величины и число событий сгорания меньше порогового числа событий сгорания.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что период после поставки транспортного средства включает по меньшей мере одно из следующего: период времени после деактивации предпоставочной установки двигателя, объем израсходованного топлива больше пороговой величины и пробег транспортного средства больше пороговой величины пробега.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в предпоставочный период регулировка степени обогащения воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание включает обогащение за счет первого, большего объема топлива, причем в период после поставки изменение степени обогащения воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание включает обогащение за счет второго, меньшего объема топлива.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что в предпоставочный период регулировку степени обогащения воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание дополнительно регулируют до более бедного воздушно-топливного отношения в ответ на образование нагара на свече зажигания.
15. Система для транспортного средства, содержащая:
двигатель с наддувом, включающий в себя цилиндр;
свечу зажигания в цилиндре;
датчик детонации и
систему управления с машиночитаемыми командами, хранимыми в долговременной памяти, для того, чтобы:
в предпоставочный период
эксплуатировать двигатель с наддувом с воздушно-топливным отношением, более обедненным, чем стехиометрическое, для уменьшения образования нагара на свече зажигания и
в ответ на указание на событие преждевременного зажигания от датчика детонации эксплуатировать двигатель с наддувом с воздушно-топливным отношением, более обогащенным, чем стехиометрическое.
16. Система по п. 15, в которой система управления включает дополнительные команды для обеднения воздушно-топливного отношения, более обогащенного, чем стехиометрическое, в ответ на образование нагара на свече зажигания.
17. Система по п. 15, в которой система управления включает дополнительные команды для управления двигателем с наддувом при пониженном наддуве в предпоставочный период и, в ответ на указание на событие преждевременного зажигания, дополнительного ограничения пониженного наддува.
18. Система по п. 15, в которой система управления включает дополнительные команды для эксплуатации двигателя с наддувом с моментом зажигания, смещенным в сторону опережения относительно оптимального момента зажигания (ОМЗ) в условиях работы на холостом ходу.
19. Система по п. 18, в которой система управления включает дополнительные команды для смещения момента зажигания в сторону запаздывания относительно пограничного момента в условиях работы не на холостом ходу.
| RU 2011136143 A, 2013-03-10 | |||
| US 2013030616 A1, 2013-01-31 | |||
| US 2009240419 A1, 2009-09-24 | |||
| RU 2012148888 A, 2014-05-27. |
