CN104696089A - 用于预点火控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于缓解爆震和/或预点火的方法和系统。基于在单个限定的曲轴转角窗口中产生的爆震传感器输出而不基于在所限定的曲轴转角窗口之外产生的爆震传感器输出，调整火花正时延迟、汽缸富集和发动机负荷限制中的每一个。与爆震传感器输出强度成比例地调整缓解措施的猛烈性，其中缓解措施的猛烈性随着爆震传感器输出强度的增加而增加。

Description

用于预点火控制的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年12月5日提交的标题为“METHOD AND SYSTEMFOR PRE-IGNITION CONTROL”的美国临时专利申请号61/912,370的优先权，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。
技术领域
本说明书总体涉及用于响应于异常燃烧而控制车辆发动机的方法和系统。
背景技术
在某些工况下，具有高压缩比或被升压以增加比输出的发动机可能会有低速异常燃烧事件(诸如由于预点火)的倾向。由于预点火而引起的早期异常燃烧会造成非常高的缸内压力，并且会导致与燃烧爆震类似但具有更大强度的燃烧压力波。这类异常燃烧事件会导致快速的发动机退化。因此，已经开发出用于基于发动机工况早期检测并缓解异常燃烧事件的策略。
Hashizume在US5,632,247中示出了一种示例方案。其中，通过附接至汽缸体的爆震传感器来检测由于预点火和/或爆震而引起的异常汽缸燃烧。具体地，基于均具有不同阈值的两个不同正时窗口中的爆震传感器读数的估计值，确定预点火事件并与爆震进行区分。
然而，发明人在此已经认识到这种方案的潜在问题。在一个示例中，在适当的缓解措施能够被执行之前，该方法需要大量信号处理来区分由于预点火而引起的异常燃烧与由于爆震而引起的异常燃烧。因此，这会给燃烧事件的检测与区分增添复杂性。作为另一示例，该方法使用明显不同的不交叠窗口。然而，爆震窗口中可能存在可以更好识别预点火并且反之亦然的区域。取决于传感器的位置，该方案的敏感性也会发生变化。总体来说，增加了系统复杂性和成本，而不一定改善汽缸中的爆震或预点火检测的性能。因此，发动机预点火的确定以及(与爆震)的区分的降低的准确性会导致快速的发动机退化。此外，爆震与预点火之间的区别可能是不准确的，并且会导致针对每种类型的事件采取的不正确措施，从而导致退化的性能。
发明内容
在一个示例中，可以通过一种用于检测并解决异常燃烧的方法来解决上述一些问题。该方法包含：响应于在给定汽缸燃烧事件的第一窗口内发生的爆震传感器输出强度，根据该输出强度使汽缸富集(enrich)。该方法还包含，响应于在该燃烧事件的第二窗口内发生的爆震传感器输出强度高于阈值，延迟火花点火正时，其中第一窗口与第二窗口部分重叠。以此方式，可以更好地解决由于爆震和/或预点火而引起的异常燃烧。
作为一个示例，一种发动机系统可以包括布置在汽缸体中、汽缸体处或沿着汽缸体布置或耦接至发动机汽缸的一个或多个爆震传感器。在第一和第二曲轴转角正时窗口中的一个或多个中产生的爆震传感器输出可以被用来解决异常燃烧，诸如由于爆震和/或预点火而引起的那些异常燃烧。第一和第二窗口可以部分交叠，其中第一窗口在第二窗口开始之前开始，第一窗口在第二窗口结束之前结束。可以根据发动机工况(诸如发动机转速与负荷)由指定的曲轴转角来限定窗口。对于给定的汽缸燃烧事件，第一曲轴转角正时窗口可以在汽缸火花点火事件之前(诸如在15度ATC处)开始，并且在汽缸的膨胀冲程中(诸如在40度ATC处)结束，而第二曲轴转角正时窗口可以在汽缸火花点火事件之后开始并且在第一窗口结束之后的膨胀冲程中结束。在第一和第二窗口中产生的传感器输出可以被处理(被带通滤波、被修正以及被积分)，以确定各自的输出强度。基于第一窗口中的输出强度，可以确定第一组异常燃烧缓解措施(例如，预点火缓解措施)。例如，可以使汽缸富集，其中根据输出强度来确定将要应用的富集量(丰度(degree)、富集的发动机循环的次数、将要被富集的发动机汽缸的数量等)。作为发动机转速和爆震强度的函数被存储在控制器的存储器中的查询表可以被用来确定富集。此外，当富集循环的次数超过阈值时，可以应用一定量的发动机负荷限制。另外，可以基于所应用的富集来调整(例如，提前)火花正时，以恢复由于比RBT更浓地运转而引起的扭矩损失。基于第二窗口中的输出强度高于阈值，可以确定不同的一组异常燃烧缓解措施(例如，爆震缓解措施)。例如，可以延迟火花点火正时，其中当第二窗口中的输出强度超过阈值时增加所应用的火花延迟量。因此，随着第一和/或第二窗口中的爆震传感器的输出强度增加，可以执行成比例地更高的且更猛烈的缓解措施。
发明人在此已经进一步认识到异常燃烧缓解措施(诸如解决爆震的那些措施和解决预点火的那些措施)之间的协作关系。具体地，当(与增加的爆震强度成比例地)增加汽缸富集时，因而产生的汽缸充气冷却降低了汽缸中的进一步异常燃烧事件(诸如由于爆震而引起的那些事件)的可能性，同时还增加了火花正时提前的容限。因此，当基于第一窗口中的输出而确定的汽缸富集增加(例如，超过阈值水平)时，可以减小响应于第二窗口中的输出而应用的火花延迟量。
以此方式，可以解决异常汽缸燃烧，同时降低爆震传感器输出处理的复杂性。例如，可以在不需要区分信号的情况下缓解由于异常燃烧事件(诸如爆震和预点火中的一个或多个)而引起的异常燃烧。此外，减少了对多个爆震传感器、多个爆震感测窗口或多个阈值的需要。通过基于所限定的窗口中的爆震传感器的输出强度来调整响应于异常燃烧事件所应用的缓解措施的猛烈性，能够在不需要爆震与预点火区分的情况下解决由于爆震和预点火中的每一个而引起的异常燃烧。通过使用部分交叠的窗口，能够改善异常燃烧检测的准确性。通过随着第一更早窗口中的爆震传感器输出强度增加而增加应用于发动机的富集和负荷限制，能够预先制止异常燃烧引起的进一步超级爆震事件。通过基于与第一窗口部分交叠的第二更迟窗口中的爆震传感器强度调整所应用的火花正时延迟量，能够解决爆震。通过使用相同爆震传感器来解决不同种类的异常汽缸燃烧事件，可以实现部件减少的益处。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了局部发动机视图。
图2示出了用于基于在两个部分交叠的窗口中产生的爆震传感器信号而在图1的发动机中执行异常燃烧缓解措施的高级流程图。
图3示出了图2的程序的方框图。
图4示出了图3的程序的替代实施例。
图5-7示出了描述基于在第一窗口中产生的爆震传感器信号的输出强度的发动机负荷限制和火花正时的调整的方框图。
图8示出了根据本公开可以被发动机控制器用来确定火花正时延迟、汽缸富集和负荷限制的示例查询表。
图9示出了根据本公开的示例异常燃烧缓解操作。
具体实施方式
以下描述涉及用于缓解发动机中(诸如图1的发动机系统中)的异常燃烧引起的超级爆震事件的系统和方法。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图2-4的程序)，以便基于在两个部分交叠的曲轴转角正时窗口中产生的爆震传感器信号的输出强度执行一个或多个缓解调整。控制器可以不基于在限定的窗口之外产生的爆震传感器信号而执行任何调整。基于在两个窗口中的第一更早窗口中产生的爆震传感器信号的输出强度，控制器可以调整所应用的汽缸富集量。如参照图5-7进一步详述，基于所确定的富集，控制器可以进一步确定将要应用的发动机负荷限制量以及将要应用的火花正时调整量。基于在两个窗口中的第二更迟窗口中产生的爆震传感器信号的输出强度，控制器可以另外调整所应用的火花延迟或提前量。控制器可以利用一个或多个查询表(诸如图8的查询表)来确定将要应用的缓解措施的猛烈性，同时还更新表示异常燃烧频率的比率递增器。在图9处描述了示例缓解操作。
图1描述了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可以接收来自包括控制器12的控制参数和经由输入装置132来自车辆操作者130的输入。在这个示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(在本文中也被称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，活塞138被设置在其中。活塞138可以被耦接至曲轴140，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统耦接至客车的至少一个驱动轮。此外，起动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴140，以实现发动机10的起动操作。
汽缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了汽缸14外，进气通道146还可以与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可以包括增压装置，例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了被配置为具有涡轮增压器的发动机10，该涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以至少部分地由排气涡轮176通过轴180提供动力，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其他示例中，例如在发动机10装备有机械增压器的示例中，排气涡轮176可以被选择性地省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入提供动力。可以沿发动机的进气通道提供包括节流板164的节气门20，以便改变提供给发动机汽缸的进气流速和/或进气压力。例如，如图1中所示，节气门20可以被设置在压缩机174的下游，或者可替代地，可以被设置在压缩机174的上游。
除了汽缸14外，排气通道148还可以接收来自发动机10的其他汽缸的排气。氧传感器128被显示为耦接至排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以在用于提供排气空燃比指示的各种合适的传感器中选择，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所描述的)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
可以通过位于排气道148中的一个或多个温度传感器(未示出)来估计排气温度。可替代地，可以基于发动机工况诸如为转速、负荷、空燃比(AFR)、花火延迟等来推断排气温度。另外，可以通过一个或多个排气传感器128来计算排气温度。应认识到，可替代地，可以通过在本文中所列出的温度估计方法的任意组合来估计排气温度。
发动机10的每个汽缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14被显示为包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可以由控制器12通过凸轮驱动系统151的凸轮驱动来控制。类似地，排气门156可以由控制器12通过凸轮驱动系统153控制。凸轮驱动系统151和153均可以包括一个或多个凸轮，并且可以使用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门操作。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器155和157确定。在可替代的实施例中，进气门和/或排气门可以由电动气门驱动来控制。例如，汽缸14可以可替代地包括通过电动气门驱动来控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮驱动来控制的排气门。在另一实施例中，进气门和排气门可以由共同的气门驱动器或驱动系统或者可变气门正时驱动器或驱动系统来控制。
汽缸14可以具有压缩比，该压缩比是活塞138在上止点时与在下止点时的体积之比。通常，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在一些使用不同燃料的示例中，可以增大压缩比。例如，这种情况可能在使用更高辛烷值的燃料或具有更高蒸发潜焓的燃料时发生。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，这也可能增大压缩比。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于启动燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统190可以经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，火花塞192可以被省略，例如在发动机10可以通过自动点火或燃料喷射而开始燃烧的情况下，在一些柴油发动机中可能是这样。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置为具有一个或多个燃料喷射器，其用于将燃料提供至汽缸内。作为非限制性的示例，汽缸14被示出为包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166被示出为直接耦接至汽缸14，以便经由电子驱动器168与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射到汽缸14中。以此方式，燃料喷射器166提供了到汽缸14的燃烧室内的所谓燃料直接喷射(在下文中也被称为“DI”)。尽管图1将喷射器166示为侧喷射器，但其也可以位于活塞的上面，例如靠近火花塞192的位置。当使发动机以醇基燃料操作时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，这样的位置可以改善混合以及燃烧。可替代地，为改善混合，可以在顶部并靠近进气门处布置喷射器。可以将燃料从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统8输送至燃料喷射器166。可替代地，可以在较低压力下通过单级燃料泵输送燃料，在这种情况下燃料直接喷射的正时在压缩冲程期间会比使用高压燃料系统的情况更受限制。另外，尽管未示出，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。应认识到，在替代的实施例中，喷射器166可以是进气道喷射器，其将燃料提供到汽缸14上游的进气道内。
还应认识到，尽管所描述的实施例图示说明了发动机通过经由单个直接喷射器喷射燃料来运行；但在替代的实施例中，发动机可以通过使用两个喷射器(例如直接喷射器和进气道喷射器)并改变来自每个喷射器的相对喷射量而运行。
在汽缸的单个循环期间，燃料可以被喷射器输送至汽缸。另外，从喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随着工况而变化。此外，对于单个燃烧事件而言，可以在每个循环中执行所输送的燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间执行多次喷射。而且，可以在循环期间喷射燃料，以调整燃烧的空燃比(AFR)。例如，可以喷射燃料以提供化学计量AFR。可以包括AFR传感器，以提供缸内AFR的估计值。在一个示例中，AFR传感器可以是排气氧传感器，诸如EGO传感器128。通过测量排气中的剩余氧气(对于稀混合物)或未燃烧的碳氢化合物(对于浓混合物)的量，传感器可以确定AFR。因此，AFR可以被提供为拉姆达(λ)值，即作为实际AFR与给定混合物的化学计量比的比值。因此，1.0的λ表示化学计量比混合物，比化学计量比更浓的混合物可以具有小于1.0的λ值，而比化学计量比更稀的混合物可以具有大于1的λ值。
如上所述，图1仅示出了多缸发动机的一个汽缸。因此，每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、(多个)燃料喷射器、火花塞等。
燃料系统8中的燃料箱可以容纳具有不同燃料性质(诸如不同的燃料成分)的燃料。这些差别可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合物和/或其组合等。
发动机10还可以包括被耦接至每个汽缸的一个或多个爆震传感器90，用于识别异常汽缸燃烧事件。在替代实施例中，一个或多个爆震传感器90可以被耦接至汽缸体的选定位置。爆震传感器可以是汽缸体上的加速度计，或者是被配置在每个汽缸的火花塞中的离子传感器。爆震传感器的输出可以与曲轴加速度传感器的输出相结合，以指示汽缸中的异常燃烧事件。在一个示例中，基于一个或多个限定的窗口(例如，曲轴转角正时窗口)中的爆震传感器90的输出，可以解决由于爆震和预点火中的一个或多个而引起的异常燃烧。具体地，可以调整所应用的缓解措施的剧烈程度，以解决爆震和预点火的发生以及降低进一步爆震或预点火事件的可能性。
基于爆震传感器信号(诸如信号正时、幅值、强度、频率等)并且进一步基于曲轴加速度信号，控制器可以解决异常汽缸燃烧事件。例如，控制器可以识别并区分由于爆震和/或预点火而引起的异常燃烧。作为一个示例，可以响应于在较早窗口中(例如，在汽缸火花事件之前)产生的爆震传感器信号指示预点火，而可以响应于在较迟窗口中(例如，在汽缸火花事件之后)产生的爆震传感器信号指示爆震。另外，可以响应于更大(例如，高于第一阈值)和/或更不频繁的爆震传感器输出信号指示预点火，而可以响应于更小(例如，高于第二阈值，第二阈值低于第一阈值)和/或更频繁的爆震传感器输出信号指示爆震。此外，可以基于异常燃烧检测时候的发动机工况来区别预点火与爆震。例如，低发动机转速下的高爆震强度可以表示低速预点火。在其他实施例中，可以基于在单个限定的窗口中的爆震传感器的输出来区别由于爆震和预点火而引起的异常燃烧。例如，可以基于在较早部分的窗口中爆震传感器的输出超过一个阈值来指示预点火，而基于在较迟部分的窗口中爆震传感器的输出高于该阈值来指示爆震。此外，每个窗口可以具有不同的阈值。例如，第一较高阈值可以应用于第一(较早)预点火窗口中，而第二较低阈值被应用于第二(较迟)爆震窗口中。
为解决爆震所采取的缓解措施可以不同于控制器为解决预点火而采取的那些措施。例如，可以利用火花延迟和EGR来解决爆震，而利用汽缸富集、汽缸稀化、发动机负荷限制和/或已冷却的外部EGR的输送来解决预点火。
如参照图2-4所详述的，发明人已经认识到，不同于检测并区分异常燃烧事件且然后基于异常燃烧的特性调整缓解措施，可以基于在一个或多个窗口中的爆震传感器的输出强度来执行缓解措施。具体地，可以基于在一个或多个窗口中的爆震传感器输出强度来选择所应用的缓解措施的特性，并且此外，所应用的(多种)缓解措施的剧烈程度可以随着所限定的窗口中的爆震传感器输出强度的增加而增加。还可以基于检测到爆震传感器输出时的发动机转速来调整缓解措施。例如，可以经由汽缸富集来解决在第一窗口中产生的爆震传感器输出，而可以经由火花正时延迟来解决在第二窗口中产生的爆震传感器输出。作为另一示例，当第一窗口中的爆震传感器输出强度增加时，可以增加汽缸富集，而当第二窗口中的爆震传感器输出强度超过阈值时，可以从MBT进一步延迟火花正时。
返回到图1，控制器12被示出为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)106、输入/输出端口(I/O)108、在该具体示例中作为只读存储器芯片(ROM)110示出的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)112、保活存取器(KAM)114和数据总线。除了之前讨论的那些信号外，控制器12还可以接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，包括：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却液温度(ECT)；来自耦接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自传感器124的歧管绝对压力信号(MAP)；来自EGO传感器128的汽缸AFR；以及来自爆震传感器和曲轴加速度传感器的异常燃烧。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以被用来提供进气歧管内的真空或压力的指示。
可以用计算机可读数据对存储介质只读存储器110进行编程，该计算机可读数据代表可由处理器106执行以实现下述方法以及可预期但未具体列出的其他变体的指令。
现在转向图2，其描述了用于基于在两个部分交叠的窗口中产生的爆震传感器输出强度来解决异常汽缸燃烧的示例程序200。该程序响应于异常燃烧而基于所限定的窗口中的爆震传感器输出强度来调整所应用的缓解措施的特性和剧烈程度。
在202处，该程序包括在每个汽缸燃烧事件期间接收在第一窗口中产生的爆震传感器输出。并行地，在222处，对于给定的燃烧事件，该程序包括接收在第二窗口中产生的爆震传感器输出。因此，一个或多个信号可以由爆震传感器在第一或第二窗口内的不同时刻产生。爆震传感器可以被耦接到经历汽缸燃烧事件的汽缸，或者可以被耦接到汽缸体。此外，由爆震传感器在限定的窗口之外产生的任何信号的输出可以被忽视。
第一和第二窗口可以是曲轴转角正时窗口，并且第一窗口可以与第二窗口部分交叠。例如，第一窗口的开始正时可以在给定汽缸燃烧事件的火花事件之前(例如，在15度BTDC处)，而第一窗口的结束正时可以处于给定汽缸燃烧事件的膨胀冲程(例如，在40度ATC处)。相比之下，第二窗口的开始正时可以在火花事件之后，而第二窗口的结束正时可以在第一窗口的结束之后。可以调整窗口，以便获取各种各样的异常燃烧事件，诸如由于汽缸爆震、汽缸点火失败而引起的那些事件以及由于汽缸预点火而引起的那些事件。在一个示例中，可以基于发动机转速来调整窗口的大小。另外，可以相对于彼此调整窗口的大小。例如，第二窗口可以具有相对于TDC的绝对值，并且可以基于第二窗口校准第一窗口，或者第一窗口可以具有相对于TDC的绝对值，并且可以基于第一窗口校准第二窗口。作为一个示例，第一窗口可以被校准为在第二窗口在从0至1500rpm的发动机转速下结束之前3.0CA度处结束，并且可以被校准为在第二窗口在从1500至2000rpm的发动机转速下结束之前2.5CA度处结束。
如将会在下文中所详述的，控制器可以被配置为，响应于在第一窗口中产生的爆震传感器输出执行第一组异常燃烧缓解措施(在204-218处)，而响应于在第二窗口中产生的爆震传感器输出执行不同的第二组异常燃烧缓解措施(在224-234处)。因此，基于爆震传感器输出强度来选择并调整缓解措施的猛烈性和特性，以解决由于爆震和预点火中的一个或多个引起的异常燃烧，而不需要在异常燃烧事件之间进行区分。
在204处，在接收到在第一窗口中产生的(多个)爆震传感器输出之后，该程序包括确定接收到每个爆震传感器输出时的发动机转速。例如，可以读取曲轴加速度传感器的输出。在206处，该程序包括确定在第一窗口中产生的每个传感器信号的输出强度(I)。例如，可以通过各种信号处理调整来处理传感器信号。作为一个示例，在第一窗口中产生的爆震传感器的输出可以被修正、被带通滤波、被积分等，以确定输出强度。
在208处，该程序包括基于爆震传感器输出强度和检测到爆震传感器输出时的发动机转速来确定将要应用的异常燃烧缓解富集。例如，控制器可以查阅被存储为与发动机转速有关的爆震传感器输出强度的函数的查询表，以确定将要应用的富集。参照图8示出了示例性查询表。确定将要应用的富集可以包括确定富集的丰度、将要应用在受异常燃烧影响的汽缸中的富集循环的次数以及发动机汽缸富集的次数。这可以包括使受异常汽缸燃烧影响的汽缸以及不受异常汽缸燃烧影响的额外汽缸富集。
可以根据第一窗口中的爆震传感器输出的输出强度来调整响应于第一窗口中的爆震传感器输出的汽缸富集。富集的调整包括随着第一窗口中的爆震传感器输出强度增加(例如，增加至第一阈值之上)而增加受影响的汽缸中的富集丰度和/或富集循环次数。富集可以进一步基于爆震传感器输出强度在第一窗口内发生时的发动机转速。例如，当检测到爆震强度时的发动机转速在第一较低速度范围内(例如，低于阈值)时，可以进一步增加富集的丰度。在本文中，较低发动机转速下的升高的爆震强度可能与潜在的基于预点火的燃烧事件相关联，并且可以通过增加的富集来解决。此外，调整可以包括随着第一窗口中的爆震传感器输出强度增加而增加除了给定汽缸(在其中产生爆震传感器输出)之外也被富集的发动机汽缸的数量。即，随着爆震强度增加而增加富集延伸到的发动机汽缸的数量。
参照图8，图表802示出了描述第一窗口中的富集循环次数与爆震强度(KI)之间的关系的查询表。如图所示，富集循环次数随着爆震强度增加而增加。图表804示出了描述富集循环次数与发动机转速(Ne)之间的关系的查询表。如图所示，富集循环次数随着发动机转速增加而增加。图表808示出了描述作为爆震强度(KI)的函数的富集循环次数与发动机转速(Ne)之间的关系的查询表。如图所示，富集循环次数随着爆震强度增加和发动机转速增加而增加。
返回到图2，在210处，该程序包括确定将要应用的富集是否高于阈值(阈值1)。例如，可以确定将要应用的富集循环的次数(例如，基于图8的查询表)是否高于阈值次数。如果富集不高于阈值，则该程序可以进行到216，以响应于第一窗口中的爆震传感器输出强度而调整火花点火正时。具体地，基于所确定的汽缸富集，火花提前量可以被应用于被富集的汽缸。例如，对于被富集的汽缸可以提前火花正时，以弥补在比最优扭矩的丰度(RBT)更浓的丰度下的汽缸运转所引起的扭矩损失。此外，火花正时可以被提前，以便利用在富集期间由于源自富集的汽缸充气冷却而引起的汽缸的更高火花提前容限。在一个示例中，随着富集增加，可以从MBT朝向临界火花(BDL)提前火花正时。在另一示例中，如在下文中所讨论，当富集超过阈值时，可以朝向BDL提前火花正时。
其次在218处，该程序调整汽缸燃料供给以便应用所确定的富集，并调整火花正时以应用所确定的火花提前。
如果在210处富集高于阈值，则控制器可以执行一个或多个额外缓解措施。例如，可以限制发动机负荷、基于爆震传感器输出强度将要应用的发动机负荷限制量以及在第一窗口中检测到爆震传感器输出时的发动机转速。具体地，在212处，控制器可以查阅作为与发动机转速有关的(第一窗口中的)爆震传感器输出强度的函数而存储在控制器的存储器中的查询表，以确定所需的发动机负荷限制。参照图8的图表806示出了示例性查询表，其中发动机负荷限制被描述为爆震强度(KI)和发动机转速的函数。其中，随着爆震强度增加并且进一步随着发动机转速在限定的发动机转速-负荷范围内增加而增加发动机负荷限制的程度。
可替代地，控制器可以基于富集循环次数或基于爆震传感器输出强度和发动机转速来确定加权系数。可以基于汽缸的预点火计数进一步调整加权系数。加权系数可以被用来调整比率递增器，并且可以表示汽缸中的异常燃烧的频率(例如，预点火频率)。然后在214处，可以基于所确定的加权系数来调整发动机负荷限制。因此，随着异常燃烧的频率增加，可以增加加权系数，可以增加比率递增器输出，并且可以进一步限制发动机负荷。应认识到，虽然该示例描述了基于加权系数调整发动机负荷限制，但是也可以基于加权系数调整富集。
参照图8的图表808，其示出了描述作为发动机转速和爆震强度(KI)的函数的比率递增器的输出的查询表。其中，比率递增器输出随着爆震强度增加并且随着发动机转速在限定的发动机转速-负荷范围内增加(直至到达阈值发动机转速)而增加。然后可以基于比率递增器来调整发动机负荷限制。例如，随着比率递增器输出增加但在阈值输出内，可以增加汽缸富集。然后，当比率递增器输出超过阈值输出时，除了汽缸富集外还可以启动发动机负荷限制。
参照图5-7描述了响应于异常燃烧而应用的发动机负荷限制的详细概述。其中，基于各种发动机工况，确定各种发动机负荷限制表，并且通过各种负荷限制表之间的内插来确定发动机负荷限制的终值。
应认识到，并不响应于在第一窗口之外的爆震传感器的输出强度来调整发动机富集和负荷限制，即使该输出在第一窗口之外高于阈值。
然后该程序可以进行到216，以基于所确定的汽缸富集来提前火花点火正时，从而弥补在比最优扭矩的丰度(RBT)更浓的丰度下的汽缸运转所引起的扭矩损失。此外，火花正时可以被提前，以便利用在富集期间由于源自富集的汽缸充气冷却而引起的汽缸的更高火花提前容限。例如，当富集超过阈值时，可以从MBT朝向临界火花(BDL)提前火花正时。
在218处，基于所确定的富集调整汽缸燃料补充。例如，可以增加经由直接喷射器和/或进气道喷射器输送到所确定的(多个)汽缸内的燃料量，以便使汽缸在所确定的富集水平下浓于化学计量比地运转。此外，可以增加输送燃料的喷射次数。例如，可以以多次进气冲程喷射或多次压缩冲程喷射的方式输送燃料。此外，可以调整喷射的正时。例如，一部分燃料可以在进气冲程中输送，而其余部分的燃料可以在汽缸的压缩冲程中输送。同样在218处，可以减少发动机进气流量，以提供期望水平的发动机负荷限制。此外，可以调整火花正时，以便为受异常燃烧影响的汽缸提供所确定的火花提前水平。
应认识到，虽然所描述的程序提出通过汽缸富集、发动机负荷限制和火花提前来解决在第一窗口中检测到的异常燃烧，但在另外的示例中，可以通过汽缸稀化和/或经由冷却排气残余物的增加的循环(即，增加的外部EGR)来解决第一窗口中的异常燃烧。
返回到222，在同时确定第二窗口中的传感器输出强度之后，该程序进行到224，以确定在第二窗口中接收到每个爆震传感器输出时的发动机转速。例如，可以读取曲轴加速度传感器的输出。在226处，该程序包括确定在第二窗口中产生的每个传感器信号的输出强度(I)。例如，可以通过各种信号处理调整来处理传感器信号。作为一个示例，在第二窗口中产生的爆震传感器的输出可以被修正、被带通滤波、被积分等，以确定输出强度。
在228处，第二窗口中的爆震传感器输出强度可以与阈值(阈值2)进行比较，并且可以确定爆震强度是否高于阈值。例如，该阈值可以基于汽缸爆震的可能性。响应于在第二窗口中产生的针对给定燃烧事件的爆震传感器输出高于该阈值，在232处，该程序包括延迟火花点火正时。例如，控制器可以查阅被存储为与发动机转速有关的爆震传感器输出强度的函数的查询表，以确定将要应用的火花正时量。基于爆震强度和发动机转速调整火花正时包括，随着在第二窗口中产生的爆震传感器输出强度高于阈值时的发动机转速增加而从MBT增加火花延迟量。在本文中，较高发动机转速下的升高的爆震强度可以与潜在的基于爆震的燃烧事件相关联，并且可以通过增加的火花延迟来解决。如果爆震传感器输出强度不高于阈值，则在230处可以维持(或提前)火花点火正时。例如，火花正时可以被维持在MBT。应认识到，并不响应于在第二窗口之外的爆震传感器的输出强度调整火花点火正时，即使该输出在第二窗口之外高于阈值。
在234处，该程序进行到调整火花点火正时，以提供所确定的火花延迟量。
发明人在此已经认识到异常缓解措施(诸如火花正时调整和燃料供给调整)之间的协作关系。例如，当汽缸富集增加时，由此产生的汽缸充气冷却降低了汽缸中的进一步异常燃烧事件的可能性。这会减小缓解给定的异常燃烧以及预先制止进一步异常燃烧事件所需的火花正时延迟量。此外，汽缸富集的使用也会增加汽缸的火花正时提前的容限。因此，在一些实施例中，为了鉴于汽缸富集而减少火花正时延迟的多余使用，可以基于响应于在第一窗口中产生的爆震传感器输出强度而应用的富集来调整响应于在第二窗口中产生的爆震传感器输出强度而应用的火花延迟量。例如，如果爆震传感器输出强度在第一和第二窗口中的每一个中产生，并且如果缓解第一窗口中的异常燃烧所需的汽缸富集高于阈值，则可以减小为缓解第二窗口中的异常燃烧所应用的火花延迟量。在一个示例中，可以使用火花提前。
以此方式，在汽缸中的燃烧事件期间，能够与不同曲轴转角窗口中的汽缸爆震传感器的输出强度成比例地调整应用于发动机的火花点火正时调整、富集和发动机负荷限制中的每一个。
图3以可替代的形式(以方框图的方式)描述了图2的程序。具体地，图表300示出了第一曲轴转角正时窗口302和第二曲轴转角正时窗口303，第一曲轴转角正时窗口302从汽缸中的火花事件之前(TDC之前)开始并且在膨胀冲程期间结束，第二曲轴转角正时窗口303从汽缸中的火花事件之后(TDC之后)开始并且在第一窗口已经结束之后在膨胀冲程期间结束。在第一窗口302中产生的爆震传感器输出被处理以确定第一输出强度(I1)304，而在第二窗口303中产生的爆震传感器输出被处理以确定第二输出强度(I2)305。因此，在窗口302和303之外产生的爆震传感器输出不被用来确定异常燃烧缓解调整。
应认识到，虽然给定的示例示出了在火花事件之前开始的第一曲轴转角正时窗口，但这不意味着是限制性的。具体地，即使在火花之前开始预点火，在火花释放之后燃烧也会在燃烧室中产生爆震压力波。因此，可替代地，第一曲轴转角正时窗口的开始可以基于预期的火花释放的位置。例如，它可以在任一方向(例如，火花事件的正向或负向)上偏移，但更可能迟于火花释放。
方框306表示基于分别在第一和第二窗口302、303中产生的爆震传感器输出强度304、305而执行的异常燃烧缓解调整。具体地，在307处，根据在第一窗口302中估计的爆震传感器输出强度(I1)304调整汽缸燃料供给和发动机气流中的每一个，而根据所确定的富集循环的次数(n)调整火花正时。如参照图2所详述的，这包括随着强度304增加而增加汽缸富集和发动机负荷限制。此外，随着富集循环的次数增加而减小火花正时延迟(或火花正时被提前)。
并行地，在308处，基于在第二窗口中产生的爆震传感器输出强度(I2)305来执行所选的火花正时调整。具体地，在310处，第二输出强度305与阈值进行比较。如果强度不高于阈值，则在312处，火花正时被提前或维持。否者，如果强度高于阈值，则在314处，火花正时被延迟。
以此方式，对于每个汽缸燃烧事件，控制器都可以被配置为，在两个部分交叠的窗口内接收由爆震传感器在不同时刻产生的一个或多个信号，并基于在窗口内接收的一个或多个信号中的每一个的输出强度来调整汽缸火花正时和富集。具体地，与在第一窗口中产生的输出强度成比例地调整汽缸富集，而根据在第二窗口中产生的输出强度(从MBT)延迟火花正时。富集是独立于由爆震传感器在第一窗口之外产生的信号的输出强度执行的，而火花正时延迟是独立于在第二窗口之外产生的信号的输出强度调整的。在本文中，窗口可以是部分交叠的曲轴转角窗口，第一窗口在第二窗口的开始之前开始，并且第一窗口在第二窗口的结束之前结束。调整可以包括响应于第二窗口中的输出强度高于阈值而使火花正时延迟某一量，该量基于输出强度与阈值之间的差值，并且进一步基于信号超过阈值时的发动机转速。同样，受影响的汽缸的富集可以与第一窗口中的输出强度成比例，该富集随着输出强度增加而增加。富集可以进一步基于接收到一个或多个信号时的发动机转速。富集可以包括，对于给定信号，随着输出强度增加而增加汽缸富集的丰度、增加富集的发动机循环的次数和/或增加被富集的发动机汽缸的数量。还可以基于富集来调整火花正时，当富集超过富集阈值时增加火花提前量(或减小火花延迟量)。另外，当富集超过富集阈值时，控制器可以限制发动机负荷。
现在转向图4，其以方框图的方式描述了可替代的异常燃烧检测与缓解程序。图4的图表400示出了与图3相同的窗口，具体来说是第一曲轴转角正时窗口302和第二曲轴转角正时窗口303，第一曲轴转角正时窗口302从汽缸中的火花事件之前(TDC之前)开始并且在膨胀冲程期间结束，第二曲轴转角正时窗口303从汽缸中的火花事件之后(TDC之后)开始并且在第一窗口已经结束之后在膨胀冲程期间结束。如同图3，在第一窗口302中产生的爆震传感器输出被处理以确定第一输出强度(I1)304，而在第二窗口303中产生的爆震传感器输出被处理以确定第二输出强度(I2)305。因此，在窗口302和303之外产生的爆震传感器输出不被用来确定异常燃烧缓解调整。
方框404表示基于相对于各自阈值的输出强度304和305执行的异常燃烧缓解调整。具体地，在406处，将在第一窗口302中收集的爆震传感器输出强度304与第一阈值Thr1进行比较。如果该强度高于第一阈值Thr1，则该程序进行到408，在408处，如同在307处，对火花正时、汽缸燃料供给和发动机气流中的每一个进行调整。如参照图3所详述的，这包括当爆震强度(I1)304超过第一阈值Thr1时使汽缸富集，并且当富集增加时限制发动机负荷且提前火花正时。当富集增加时，可以从临界火花朝向MBT提前火花正时。在本文中，根据在第一窗口302中产生的第一爆震传感器输出强度304来直接或间接地调整所应用的富集、发动机负荷限制和火花提前。具体地，该调整可以基于强度304与Thr1之间的差值。如果强度304不高于Thr1，则不执行基于第一爆震强度304的异常燃烧缓解调整。相反，该程序进行到409，以执行基于第二爆震强度305的异常燃烧缓解调整。具体地，在410处，将第二爆震传感器输出强度305与低于第一阈值Thr1的第二阈值Thr2进行比较。如果强度低于Thr1但高于Thr2，则该程序进行到414，在414处火花正时被延迟。这包括增加火花正时延迟。不执行发动机负荷限制或汽缸富集。在本文中，根据强度403以及强度403超过Thr2时的发动机转速来调整所应用的火花延迟。此外，基于强度403与Thr3之间的差值延迟火花正时。如果强度低于Thr1和Thr2中的每一个，则在412处，该程序包括维持或提前火花正时。在本文中，根据强度403来调整所应用的火花提前。例如，基于强度403与Thr3之间的差值来提前火花正时。因此，在406处，单个阈值被用于火花和燃料调整。更高的阈值可以被用于火花调整、燃料调整和负荷限制。
现在转向图5-7，其示出了发动机负荷限制程序的示意图。响应于第一窗口中的爆震传感器输出强度执行发动机负荷限制。基于第一窗口中的爆震传感器输出强度确定汽缸富集，并且如果所确定的富集多于阈值(例如，比阈值AFR更浓，或者如果富集循环次数高于阈值次数)，则触发负荷限制。然后根据所确定的汽缸富集程序调整负荷限制，诸如随着所确定的富集增加而增加发动机的负荷极限。因此，这可以被执行为基于查询表的输出(诸如基于图8的查询表808的输出)的并行估计。其中，如果确定富集循环次数高于阈值(例如，高于0)，则其触发包括富集和火花提前的调整。然后比率递增器的输出(例如，图8的查询表810)被用来确定负荷限制。例如，如果比率递增器的输出高于阈值(例如，高于0)，则其触发包括负荷限制的调整。
转向图5，该程序可以开始于以前馈方式确定的负荷极限502(Tqe_负荷_极限)。基于发动机工况(诸如基于发动机转速-负荷状况)来确定负荷极限502。然后可以基于各种系数修整负荷极限502，以使得与异常燃烧相关联的负面NVH问题(诸如与低速预点火事件相关联的那些问题)最小化。除了控制NVH外，损害发动机的爆震事件也被最小化。
控制器可以使用三组表格，包括基于标称状况的标称表506、高有效性表508(其对异常燃烧缓解有较高影响并产生较高的扭矩输出)和低有效性表504(其对异常燃烧有较低影响并产生较低的扭矩输出)。每个表格504、506和508被绘制成歧管充气温度(MCT)和发动机转速(Ne)的函数，并且每个表格的输出是负荷修整。然后用负荷修整来修整负荷极限502，以协调表格504-508的输出。
具体地，倍增系数510(或Tqe_负荷_协调)被用来调整来自表格504-508的负荷修整输出，并且在低有效性表、标称有效性表与高有效性表之间内插。倍增系数510的范围是从-1到1。该系数可以基于各种前馈测量。例如，该系数可以基于516处的燃料乙醇或醇含量、518处的燃料辛烷含量和520处的空燃比(AFR)。因此，会使异常燃烧的可能性更高的稀空燃比或低辛烷值燃料导致这样的负荷修整，即其中负荷修整的内插使负荷极限移动到较低值(诸如朝向低有效性表504的负荷修整移动)。在另一示例中，富空燃比或燃料的高辛烷值可能导致较高的负荷极限(诸如朝向高有效性表508的负荷修整移动)，因为富集降低了异常燃烧的可能性。负荷修整还基于异常燃烧的比率，诸如预点火的比率(在本文中也被称为PI比率514)。可以根据爆震传感器输出强度和发动机转速来获悉PI比率514。
负荷修整还包括负荷限制的反馈部分，其中基于PI比率514进一步调整负荷极限。其中，可以基于发动机转速和爆震传感器输出强度在比率计数器上使PI比率递增。当响应于限定的窗口(例如，图2-4的第一窗口)中的爆震传感器的输出而应用的富集程度或富集循环次数增加时，使比率计数器或加权递增，并且比率计数器或加权进一步基于检测到爆震传感器信号时的发动机转速。当在行驶的单位车辆里程内的异常燃烧事件的数量增加时，可以使比率进一步递增。当由车辆发动机驱动的里程数增加时，可以减小比率。因此，在足够里程的情况下，如果没有观察到异常燃烧，那么比率可以回归到零并且对负荷限制没有影响。然而，工况可能影响异常燃烧的预测并且因此影响标称负荷极限。然后由控制器512用负荷修整来裁定扭矩负荷极限，以确定所裁定的扭矩负荷极限510。
并行地，比率递增器可以对响应于异常燃烧事件而执行的富集循环的次数进行计数。可以根据在限定的第一窗口中的爆震传感器的输出强度和接收到爆震传感器输出时的发动机转速来确定富集循环的次数。例如，可以随着在限定的第一窗口中的爆震传感器输出强度增加而增加富集循环的次数，并且可以使比率递增器递增限定的量。可替代地，可以确定加权系数。如果比率递增器输出为高(例如，高于阈值)，或如果加权系数为高(例如，高于阈值)，则可以计算加权的发动机负荷极限。该加权的发动机负荷极限可以具有更积极的“向下获悉比率(learn down rate)”，并且仅当已经使用富集循环的阈值次数时可以被激活。
在图7的图表700中示出了这样的比率递增器的示例。具体地，表格702根据第一窗口中的爆震传感器的输出强度和接收到爆震传感器输出时的发动机转速来确定将要执行的富集循环的次数。在704处，确定富集循环的次数是否高于阈值(例如，在所描述的示例中高于0)。如果否，则在706处发动机可以以正常燃料策略运行。例如，可以继续使发动机汽缸以化学计量比操作。否则，如果所确定的富集循环的次数更高，则在708处调整受异常燃烧影响的汽缸的空气-燃料控制，以便能够提供期望的丰度。
在图6的图表600中示出了的扭矩负荷极限的裁定。控制器可以首先确定不同状况下的扭矩负荷极限。这包括燃烧稳定性限制的负荷极限602(CSL_负荷_极限)、冷状况燃烧稳定性限制的负荷极限604(Cold_CSL_负荷_极限)以及内插的扭矩负荷极限606(Tqe_负荷_极限)。因此，内插的扭矩负荷极限606可以对应于在图5处确定的负荷修整的扭矩负荷极限。在608处，控制器可以裁定负荷极限，并将期望的负荷极限选择为负荷极限602-606中的最低者(即，最小者)。
然后裁定的负荷极限经历空气质量到扭矩转换。此外，获悉其他加权的发动机负荷极限。例如，这些极限包括变速器扭矩极限614和牵引控制极限612。在610处，控制器可以裁定扭矩极限，并将最终的驾驶员需求的扭矩616选择为负荷极限612、614和经空气质量到扭矩转换的裁定负荷极限中的最低者(即，最小者)。
因此，最终的驾驶员需求的扭矩可以是内插的扭矩极限和加权的发动机扭矩极限中的最低者。在本文中，加权的发动机扭矩极限可能比裁定的扭矩负荷极限更受限制，但可以基于发动机转速相对于彼此改变。例如，在预点火可能发生的低发动机转速下，加权的发动机负荷极限可能更受限制。相比之下，在较高的发动机转速下，诸如当爆震可能发生时，修整的扭矩负荷极限可能更受限制。例如，负荷修整在较低发动机转速下可能更受限制，而在中等到较高的发动机转速下可能更高。通过选择最低可能的负荷极限，异常燃烧被缓解，并且进一步超级爆震事件被预先制止，同时解决所有其他受负荷影响的约束。
现在转向图9，其描述了示例性异常燃烧缓解调整。具体地，图表900在曲线901处描述了在第一较早窗口中产生的爆震传感器输出强度，并且在曲线902处描述了在第二较迟窗口中产生的爆震传感器输出强度，其中第一窗口和第二窗口部分交叠。在曲线904处示出了发动机转速(Ne)，在曲线906处示出了火花正时，在曲线908处示出了空燃比(AFR)，并且在曲线910处描述了发动机负荷。
在t1之前，可以通过MBT处的火花正时(曲线906)以及通过经调整的发动机气流使发动机以化学计量比(曲线908)操作，以便将发动机负荷维持在阈值911附近。此外，在第一和第二窗口中的每一个中的爆震传感器输出强度可以低于阈值903。相应地，既不需要富集也不需要火花延迟来缓解异常燃烧。
在t1处，在第二窗口中产生的爆震传感器输出强度(曲线902)可以到达或超过阈值903。具体地，峰值信号可以具有强度I1。响应于输出超过阈值903，火花正时可以被延迟。根据峰值强度I1与阈值903之间的差值来确定所应用的火花延迟量。此外，可以根据发动机转速确定所应用的火花延迟。因此，爆震传感器输出强度超过阈值903时的发动机转速在t1处更高。由于在第一窗口中产生的爆震传感器输出强度(曲线901)在t1处更低，因此可以确定不需要富集循环，并且燃烧AFR可以被维持在化学计量比处或附近。可以在从t1到t2的持续时间内应用火花正时延迟，直至第二窗口中的爆震传感器输出强度低于阈值903。之后，可以使火花正时返回到MBT。
在t3处，第一窗口中的爆震传感器输出强度可以增加并且具有高于峰值强度I1的强度I2。响应于第一窗口中的升高的爆震传感器输出强度，可以确定需要富集循环。根据第一窗口中的峰值爆震传感器输出强度I2确定所需要的富集。因此，与峰值强度I2成比例地确定在t3处所应用的富集量(包括丰度和富集发动机循环次数)。此外，基于富集以及峰值强度I2，可以确定不需要发动机负荷限制并且不减小发动机负荷。还基于所应用的富集来计算火花正时调整。具体地，基于在t3处所应用的富集，可以确定显著的充气冷却益处可以被实现，并且火花可以被提前(例如，更靠近MBT进行操作)以弥补由于在比RBT更浓的丰度下的汽缸操作而引起的一些扭矩损失。此外，由于第二窗口中的爆震传感器输出强度低于阈值903，因此不应用火花正时延迟。然后在从t2到t3的持续时间内使发动机以比化学计量比更浓的AFR操作，直至第一窗口中的爆震传感器输出强度已经降低。之后，使燃烧AFR返回到化学计量比。
在t5处，第二窗口中的爆震传感器输出强度可以再一次到达或超过阈值903。同样在t5处，第一窗口中的爆震传感器输出强度可以升高。具体地，第二窗口中的峰值信号可以具有强度I2，而第一窗口中的峰值信号可以具有高于强度I2的强度I3。
响应于第二窗口中的输出超过阈值903，可以根据峰值强度I2与阈值903之间的差值以及进一步基于发动机转速来确定火花正时延迟量907(虚曲线)。此外，响应于第一窗口中的升高的输出，根据强度I3确定汽缸富集量(曲线908)，将要应用的富集量包括丰度和富集发动机循环次数。在本文中，由于较高的峰值强度I3，较高的丰度和较大的富集循环次数被确定。此外，基于富集以及峰值强度I3，可以确定需要发动机负荷限制，并且相对于阈值911减小发动机负荷。
另外，基于所应用的富集计算火花正时调整。在本文中，基于在t5处所应用的富集，可以确定显著的充气冷却益处可以被实现，并且发动机的火花提前容限得以改善。另外，充气冷却可以减少进一步爆震的风险。因此，不应用火花正时延迟907，反而在t5处从MBT处略微提前火花正时。然后在从t5到t6的持续时间内使发动机以比化学计量比更浓的AFR、火花正时提前和减小的发动机负荷运转，直至爆震传感器输出强度降低。其后，使火花正时返回到MBT。由于第一窗口中的较高峰值强度I3，发动机富集和发动机负荷限制在第一和第二窗口中的爆震强度已经降低之后继续超过t6达若干次发动机循环。其后，使燃烧AFR返回到化学计量比，并且终断发动机负荷限制。
以此方式，可以与在交叠窗口中产生的爆震传感器的输出强度成比例地应用不同程度的异常燃烧缓解。通过基于爆震传感器输出的强度调整缓解措施的强度，能够解决由于各种原因(例如，爆震、预点火、点火失败等)而引起的异常燃烧，同时降低信号处理复杂性。通过基于在两个交叠窗口中的较迟窗口中产生的爆震传感器输出强度调整火花正时延迟，能够解决由于爆震而引起的异常燃烧。通过根据在两个交叠窗口中的较早窗口中产生的爆震传感器输出强度调整汽缸富集，能够更好地解决由于预点火而引起的异常燃烧。通过在所应用的富集增加时对发动机进行负荷限制，能够预先制止异常燃烧引起的进一步超级爆震事件，从而改善发动机寿命和性能。通过协调火花正时调整与富集调整，能够减小由于富集而引起的扭矩损失，同时还预先制止进一步爆震事件。通过基于爆震传感器输出的强度和输出的正时并且在不需要区分异常燃烧的情况下解决异常燃烧，能够在降低的对复杂信号处理的依赖性的情况下解决爆震和预点火。
注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以以所示顺序执行，并行地执行，或者在一些情况下省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或相关申请中提出新权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，其包含：
响应于在给定汽缸燃烧事件的第一窗口内发生的爆震传感器输出强度，根据所述输出强度使所述汽缸富集；以及
响应于在所述燃烧事件的第二窗口内发生的爆震传感器输出强度高于阈值，延迟火花点火，其中所述第一窗口与所述第二窗口部分交叠。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一窗口和所述第二窗口中的每一个都是曲轴转角正时窗口，并且其中所述第一窗口与所述第二窗口部分交叠包括所述第一窗口的开始正时早于所述第二窗口的开始正时以及所述第一窗口的结束正时早于所述第二窗口的结束正时。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一窗口的所述开始正时在所述汽缸的火花事件之前，而所述第一窗口的所述结束正时处于膨胀冲程中，并且其中所述第二窗口的所述开始正时在所述汽缸的所述火花事件之后，而所述第二窗口的所述结束正时处于所述第一窗口的所述结束正时之后的所述膨胀冲程中。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述富集进一步基于在所述第一窗口内发生所述爆震传感器输出强度时的发动机转速，并且其中基于所述第二窗口中的所述爆震传感器输出强度与所述阈值之间的差值来调整所应用的火花延迟量，所述火花延迟量进一步基于所述爆震传感器输出强度在所述第二窗口中高于所述阈值时的发动机转速。
5.根据权利要求4所述的方法，其中调整所述富集包括随着所述第一窗口中的所述爆震传感器输出强度增加并且所述爆震传感器输出强度高于所述阈值时的所述发动机转速增加而增加所述富集的丰度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中调整所述富集还包括随着所述第一窗口中的所述爆震传感器输出强度增加而增加富集的发动机循环的次数。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述汽缸是第一汽缸，并且其中调整所述富集还包括随着所述第一窗口中的所述爆震传感器输出强度增加而增加除了所述第一汽缸外被富集的发动机汽缸的数量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中调整所述火花延迟量包括随着所述爆震传感器输出强度在所述第二窗口中高于所述阈值时的发动机转速增加而从MBT增加火花延迟量。
9.根据权利要求8所述的方法，其还包含，响应于所述第一窗口中的所述爆震传感器输出强度而提前火花正时，所述火花提前基于所述富集。
10.根据权利要求9所述的方法，其中基于所述富集的所述火花提前包括当所述富集超过阈值富集程度时从临界火花朝向MBT提前火花。
11.根据权利要求10所述的方法，其还包含，响应于所述给定燃烧事件的所述第一窗口中的所述爆震传感器输出强度高于所述阈值而限制发动机负荷，所述发动机负荷限制基于所述富集。
12.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述富集的所述发动机负荷限制包括随着所述第一汽缸中的富集循环的次数增加而进一步限制所述发动机负荷。
13.根据权利要求4所述的方法，其中调整所述富集和应用的火花提前量包括，基于所述爆震传感器输出强度和在所述第一窗口中接收到所述爆震传感器输出强度时的所述发动机转速来确定加权系数，以及根据所述确定的加权系数调整所述富集和所述应用的火花提前量。
14.根据权利要求13所述的方法，其还包含基于所述确定的加权系数调整发动机负荷限制的程度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中基于所述汽缸的预点火计数进一步调整所述加权系数。
16.一种用于发动机的方法，其包含：
响应于在给定汽缸燃烧事件的第一较早窗口内发生的第一爆震传感器输出强度超过第一阈值，根据所述第一输出强度使所述汽缸富集；以及
响应于在所述燃烧事件的第二较迟窗口内发生的第二爆震传感器输出强度超过第二阈值，根据所述第二输出强度延迟火花点火正时，其中所述第一窗口与所述第二窗口部分交叠。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一阈值高于所述第二阈值。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述调整包括，
响应于所述第二窗口中的所述爆震传感器输出强度超过所述阈值，将火花正时延迟一定量，该火花正时延迟量基于所述输出强度超过所述阈值时的所述发动机转速并且进一步基于所述第二输出强度与所述第二阈值之间的差值；
随着所述第一窗口中的所述爆震传感器输出强度增加而增加富集程度；以及
随着所述富集程度增加而减小所述火花正时延迟量。
19.根据权利要求18所述的方法，其中增加富集程度包括，增加所述富集的丰度、增加所述富集的富集循环的次数和增加所述富集延伸到的发动机汽缸的数量中的一个或多个。
20.根据权利要求19所述的方法，其还包含，与所述富集成比例地调整应用于所述发动机的负荷限制量，所述负荷限制量随着所述富集程度增加而增加。
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