CN104832310A - 在单个汽缸爆震控制期间控制组与组之间部件温度保护的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在单个汽缸爆震控制期间控制组与组之间部件温度保护的方法和系统。提供了在单个汽缸爆震控制期间用于改善部件温度保护的方法和系统。汽缸火花调整可以基于各自的汽缸自适应爆震估计值而被单独地执行。然后组与组之间发动机加燃料可以被执行以独立地控制每个发动机组的排气温度。

Description

在单个汽缸爆震控制期间控制组与组之间部件温度保护的方法和系统

技术领域

本申请涉及在单个汽缸爆震控制期间用于改善部件温度保护的系统和方法。

背景技术

内燃发动机的点火正时可以根据发动机工况改变以便提供最优发动机操作。作为一个示例，为了增加发动机效率和减少燃料消耗，每个汽缸的火花正时可以被定位在最大扭矩最小点火提前角(MBT)处。响应于异常燃烧事件(如由于爆震引起的)，那么点火正时可以从最优正时被延迟。Haraldson等人在WO 2011023852中示出一种示例方法。在其中，汽缸与汽缸之间的爆震控制经由对每个汽缸的火花正时的独立调整通过控制每个汽缸中的爆震而被执行。

然而，本发明人在此已经认识到利用此种方法的潜在问题。虽然汽缸与汽缸之间的爆震控制允许更可靠地解决爆震，但是每个汽缸的排气温度能够使用从各自的组中以及在组之间(如在V-发动机中)的另一些汽缸开始的火花延迟(或提前)而大幅度地变化。当操作接近部件温度限值(如排气催化剂、排气涡轮机入口、一个或多个排气门等的温度限值)时，如果一个或多个汽缸具有从火花的基准值开始延迟的火花，那些汽缸中的排气温度可以超过设计限值。因此，这能够减少发动机的寿命并且增加部件替换的需要。部件温度可以通过增加/减小贯穿整个组(例如，在I-发动机中)或两个组(例如，在V-发动机中)的全部汽缸的燃料输送而被控制。例如，发动机的全部汽缸的加燃料可以基于使用火花和点火器(lambse)的全局调节器(modifier)推知的全局发动机温度模型而被调整以进一步预测每个汽缸的排气温度的变化。然而，这可以导致过量的燃料浪费并且整体减小的燃料经济性和发动机性能。

发明内容

在一个示例中，一些上述问题可以通过用于发动机的方法来解决，该方法确保单个汽缸爆震控制并且维持部件温度在具有减小的燃料浪费的限值内。一种示例方法包含：经由火花调整和加燃料调整中的每一者将发动机排气温度维持在阈值内，该火花调整基于多个发动机汽缸中的每一个的自适应爆震控制值，该加燃料调整基于火花调整。

例如，在多驱动循环内，基于每个汽缸中的爆震发生事件，单独获悉每个汽缸的自适应爆震值。基于每个汽缸的自适应爆震值，每个汽缸可以使用自MBT开始的不同的火花延迟量来操作。例如，具有较高爆震倾向的汽缸可以具有较高的爆震自适应值并且可以使用自MBT开始的进一步延迟的火花正时来操作，而具有较低爆震倾向的汽缸可以具有较低的爆震自适应值并且可以使用自MBT(例如，没有火花延迟的情况下、在MBT处有火花的情况下或从MBT开始提前的火花的情况下)开始的较小延迟的火花正时来操作。组与组之间的汽缸加燃料然后可以基于获悉的火花调整而被调整以启用特定组的排气温度控制。具体地，对于每个组，具有最大火花延迟量的汽缸可以被确定。对那个组的全部汽缸的加燃料然后可以基于最大火花延迟量被调整以便将给定组的排气温度维持在阈值之下。作为一个示例，该组的全部汽缸可以基于最大火花延迟量而被富集。同样地，另一发动机组(如在V-发动机中)的汽缸的火花可以基于各自的自适应值而被调整，并且基于具有最大火花延迟量的汽缸而调整加燃料。替代地，具有最大火花延迟量的汽缸可以基于最大火花延迟量而被加燃料以确保有待控制的排气温度，并且对另一给定组的剩余汽缸的加燃料可以基于确定的加燃料而被调整以便将给定组的排气空-燃比维持在化学计量比处或在化学计量比附近或空-燃比(如全开放的踏板性能-最稀的最大扭矩(LBT))命令的任何参考(base)。

以此方式，汽缸与汽缸之间的爆震控制能够被实现并且由于不同的汽缸的火花调整而导致补偿排气热产生的差异。通过基于最坏情况的汽缸的火花调节器而调整汽缸加燃料，能够提供由于火花调整的而导致的排气温度上升的更精确的预测。通过基于具有最大火花延迟量的汽缸(最坏情况的汽缸)的火花调节器而向发动机组的全部汽缸加燃料，可以较好的确保任何汽缸或组不会超过发动机部件的温度限值。因此，改善了排气温度控制。通过基于对排气温度调整的燃料调节器计算有待添加到每个发动机组的燃料量，温度和爆震控制能够在不浪费燃料的情况下被实现。因此，这改善了整体发动机燃料经济性和发动机性能。

应当理解，提供上述发明内容以简化的形式介绍一些概念，这些概念将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，所要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所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示出部分发动机视图。

图2示出基于自适应爆震值用于确定汽缸与气缸之间火花调节器的高级别流程图，并且基于发动机组的最坏情况的汽缸的火花调节器进一步调整具体组的燃料调节器。

图3根据本公开的示出爆震和排气温度控制的发动机火花和燃料调整的示例。

具体实施方式

提供用于发动机系统(如图1的发动机系统)中的爆震控制的方法和系统，并且也将排气温度维持在部件设计限值内。控制器可以被配置为执行控制程序(如图2的程序)，以基于单独的自适应爆震值调整每个汽缸的火花调节器，并且基于最坏情况的汽缸的火花延迟全局地调整发动机组的每个汽缸的燃料调节器。通过基于与具有最大火花延迟量的汽缸相联系的排气温度上升而调整组加燃料，排气温度可以被维持在部件设计限值内而没有浪费过量的燃料。参考图3示出的示例调整。

图1示出了内燃发动机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的控制系统的控制参数和经由输入装置132来自车辆操作员130的输入。在该示例中，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(本文也称为“燃烧室”)14可以包括具有活塞138定位在其中的燃烧室壁136。活塞138可以被耦接到曲轴140，使得活塞的往复运动被转变为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统被耦接到客车的至少一个驱动轮。进一步地，启动器马达可以经由飞轮被耦接到曲轴140以确保发动机10的启动操作。

汽缸14能够经由一系列的进气空气通道142、144和146接收进气空气。进气空气通道146能够与除了汽缸14之外的发动机10的另一些汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可以包括升压装置(如涡轮增压器或机械增压器)。例如，图1示出配置有包括在进气通道142和144之间布置的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮机176的涡轮增压器的发动机10。压缩机174可以经由轴180至少部分地由排气涡轮机176供能，其中升压装置被配置为涡轮增压器。然而，在如发动机10提供有机械增压器的另一些示例中，排气涡轮机176可以任选地被省略，其中压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入来供能。包括节流板164的节气门20可以沿发动机的进气通道被提供，用于改变提供到发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，节气门20可以被布置在图1所示的压缩机174的下游或替代地可以被提供在压缩机174的上游。

排气通道148能够从除了汽缸14之外的发动机10的另一些汽缸接收排气。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以从用于提供排气空/燃比的指示的各种合适的传感器中选择，例如，各种合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如示出的)、HEGO(加热的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、各种其它排放控制装置或它们的组合。

排气温度可以由定位在排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)来估计。替代地，排气温度可以基于发动机工况(如转速、负载、空-燃比(AFR)、火花延迟等)被推知。进一步地，排气温度可以由一个或多个排气传感器128来计算。应当认识到，排气温度可以替代地通过本文列出的温度估计方法的任意组合来估计。

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被示出包括定位在汽缸14的上部区域的至少一个进气提升气门150和至少一个排气提升气门156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括定位在汽缸的上部区域的至少两个进气提升气门和至少两个排气提升气门。

进气门150可以经由凸轮致动系统151通过凸轮致动由控制器12控制。类似地，排气门156可以经由凸轮致动系统153由控制器12控制。凸轮致动系统151和153中每个可以包括一个或多个凸轮并且可以利用可以由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT，如图1所示)、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以改变气门操作。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。在替代的实施例中，进气门和/或排气门可以通过电动气门致动来控制。例如，汽缸14可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在另一些实施例中，进气门和排气门可以由常用的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制。

汽缸14能够具有压缩比，其是当活塞138在下止点时的体积与在上止点时的体积之比。通常，压缩比在9:1到10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增加。例如，当使用较高辛烷值的燃料或使用具有较高的潜在汽化焓的燃料时，这可能发生。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，压缩比也可以增加。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于开始燃烧的火花塞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能够经由火花塞192提供点火火花到燃烧室14。然而，在一些实施例中，火花塞192可以被省略，如发动机10可以通过自动点火或通过燃料的喷射开始燃烧的情况，正如可以利用某些柴油发动机的情况。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置有向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为一个非限制性示例，汽缸14被示出包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166被示出直接耦接到汽缸14，用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号的脉冲宽度FPW成比例的将燃料直接喷射至其中。以此方式。燃料喷射器166提供被称为到燃烧汽缸14的燃料的直接喷射(下文也称为“DI”)。虽然图1示出喷射器166为侧喷射器，它也可以定位在活塞的顶部，如靠近火花塞192的位置。由于一些醇-基燃料的较低的挥发性，当使用醇-基燃料操作发动机时，这样的位置可以改善混合和燃烧。替代地，喷射器可以定位在进气门的顶部且靠近进气门以改善混合。燃料可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统8输送到燃料喷射器166。替代地，燃料在较低的压力下可以通过单级燃料泵输送，在这种情况中，直接燃料喷射的正时可以在压缩冲程期间比使用高压燃料系统更受限制。进一步地，虽然未示出燃料箱，但是其可以具有将信号提供到控制器12的压力传感器。应当认识到，在替代的实施例中，喷射器166可以是将燃料提供到汽缸14上游的进气道的进气道喷射器。

还应当认识到，虽然示出的实施例描述了发动机通过经由单一直接喷射器喷射燃料而被操作；但是在替代的实施例中，发动机可以通过使用两种喷射器(例如，直接喷射器和进气道喷射器)和改变来自每种喷射器的相对喷射量而被操作。

燃料可以在汽缸的单一循环期间通过喷射器输送至汽缸。进一步地，从喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随工况而改变。此外，对于单一燃烧事件，输送的燃料的多次喷射可以每次循环被执行。多次喷射可以在压缩冲程、进气冲程或它们的任何合适的组合期间被执行。另外，燃料可以在循环期间被喷射以调整燃烧的空气与喷射的燃料比(AFR)。例如，燃料可以被喷射以提供化学计量的AFR。AFR传感器可以被包括以提供缸内AFR的估计值。在一个示例中，AFR传感器可以是排气传感器(如EGO传感器128)。通过测量排气中的残余氧量(对于稀混合物)或未燃烧的碳氢化合物量(对于富混合物)，传感器可以确定AFR。因此，AFR可以被提供为Lambda(λ)值，即对于给定的混合物实际的AFR与化学计量比之比。因此，λ为1.0指示化学计量比的混合物，比化学计量比富的混合物可以具有小于1.0的λ值，而比化学计量比稀的混合物可以具有大于1的λ值。

如上所述，图1示出多汽缸发动机的仅一个汽缸。因此，每个汽缸可以类似地包括它自己的一组进气/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。

燃料系统8中的燃料箱可以容纳有具有不同的燃料性质(如不同的燃料成分)的燃料。这些不同可以包括不同的醇含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料混合和/或它们的组合等。

发动机10可以进一步包括耦接到每个汽缸14的爆震传感器90，用于确定异常汽缸燃烧事件。在替代的实施例中，一个或多个爆震传感器90可以被耦接到发动机体的选择的位置。爆震传感器可以是汽缸体上的加速计或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传感器的输出结合以指示汽缸中的异常燃烧事件，例如以便确定一个或多个汽缸中的爆震发生。作为一个示例，爆震可以响应于在汽缸火花事件之后发生的窗口中产生的爆震传感器信号而被指示。此外，爆震可以响应于爆震传感器输出信号强度高于阈值且发生超过阈值频率而被指示。

响应于爆震的指示，可以实施减缓动作。例如，爆震可以使用火花延迟和/或EGR解决。例如，随着爆震强度增加，火花正时可以从MBT开始被延迟。此外，每个汽缸的爆震倾向可以被获悉并且用于更新自适应爆震值表，如图2所详述的。随着汽缸中的爆震发生的频率增加，汽缸的自适应爆震控制值可以增加。进一步地，随着汽缸的自适应爆震值增加，汽缸的火花调整可以包括自MBT开始进一步延迟火花正时。在发动机循环(或车辆驱动循环)期间获悉的自适应爆震值和相关的火花倍增器然后可以用于在随后的发动机循环(或车辆驱动循环)期间作为前馈爆震控制(在爆震事件发生之前)的一部分调整汽缸中的火花正时。

因此，每个汽缸的自适应爆震值被独立地获悉，并且每个汽缸使用从MBT开始的不同火花延迟量来操作。即，在汽缸之间可能存在不均匀的火花延迟。由于火花延迟量影响汽缸中产生排气热的量，不均匀的火花延迟可以导致某些汽缸(如具有较高爆震倾向并且因此具有较高火花延迟的那些汽缸)产生比另一些汽缸多的热。为了允许发动机或发动机组中的排气热温度被维持在部件设计限值内，向发动机或发动机组的全部汽缸的加燃料可以基于具有最大火花延迟量的汽缸而被调整，如图2所详述的。即，基于“最坏情况”的汽缸。具体地，与具有最大自适应爆震值的汽缸中的最大火花延迟量相关联的排气热温度上升可以被预测。加燃料调整(例如，富集)然后可以基于预测的温度上升而被确定，使得组的排气温度能够被维持在阈值温度之下。给定发动机组的全部汽缸然后可以利用基于最坏情况的汽缸的最大火花延迟量的共同富集度而类似地被加燃料。

返回至图1，控制器12被示为微型计算机，包括微处理器单元(CPU)106、输入/输出端口(I/O)108、在该特定示例中被示为只读存储器芯片(ROM)110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、保活存储器(KAM)114和数据总线。控制器12可以接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除了前面讨论的那些信号，还包括：来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套管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(或其它类型)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和来自爆震传感器90和曲轴加速传感器的异常燃烧。发动机转速信号RPM可以根据信号PIP由控制器12产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。

存储介质只读存储器110能够利用表示由处理器106可执行的指令的计算机可读数据编程，用于执行下面描述的方法以及期望的但没有具体地列出的各种变体。示例程序参考图2。

以此方式，图1的系统经由火花调整和加燃料调整中的每一者实现将发动机排气温度维持在阈值内的方法，其中火花调整基于多个发动机汽缸中的每一个的自适应爆震控制值，并且加燃料调整基于火花调整。通过基于各自的汽缸的自适应爆震控制值而不同地延迟多个发动机汽缸中的火花点火正时，并且然后基于多个汽缸中具有最大火花延迟量的仅一个的点火正时而调整多个汽缸中的每一个的燃料喷射，排气温度可以被维持在阈值温度之下。

现转至图2，示例程序200被示出不同地调整发动机的每个汽缸的火花调节器并且通常基于最坏情况的汽缸的火花调节器而调整发动机的全部汽缸的燃料调节器。

在202处，该程序包括估计和/或测量发动机工况。这些可以包括，例如，发动机转速、操作员转矩需求、发动机温度、排气温度、升压、环境状况等。在204处，至少基于估计的工况可以确定爆震可能在发动机汽缸中发生。例如，发动机汽缸在较高的发动机转速条件下可以具有较高的爆震倾向。因此，发动机的每个汽缸的爆震的可能性可以单个地被评估。爆震的可能性可以进一步依赖于每个汽缸的单个爆震历史。例如，在给定的一组条件下，一些汽缸可以具有较高的爆震倾向。

如果爆震未被预期，在216处，该程序使用在MBT处的点火火花正时来操作发动机汽缸。替代地，火花正时可以基于除了爆震倾向之外的估计的工况和参数被调整成从MBT开始被延迟或提前。在218处，该程序包括调整发动机汽缸的加燃料以便以化学计量比处或化学计量比附近的燃烧空-燃比操作。替代地，加燃料可以基于除了爆震倾向之外的估计的工况和参数被调整为比化学计量比更富。

在220处，可以确定爆震事件是否已经发生。例如，即使可能没有爆震的前馈指示，反馈爆震可以基于汽缸爆震传感器的输出而被指示。如果爆震未被指示，点火正时可以被维持(例如，在MBT处)并且该程序可以结束。如果反馈爆震被指示，在222处，受爆震影响的汽缸的火花正时可以被延迟(例如，从MBT开始)。此外，相应汽缸的自适应爆震值可以被更新。

返回至204，如果爆震被预期，在206处，该程序包括基于每个汽缸的自适应爆震控制值而确定发动机(或爆震被预期的发动机组)的每个汽缸的火花调节器或调整。在汽缸与汽缸基上可以确定火花调整。自适应爆震控制值可以从存储在发动机控制器的存储器中的查找表检索。该表可以具有根据具体工况(如发动机转速和负载状况)针对每个发动机汽缸存储的自适应爆震控制值。自适应爆震控制值在多个驱动循环内的汽缸操作期间可以事先已经被获悉。每个汽缸的自适应爆震控制值可以基于汽缸的爆震历史，自适应爆震控制值随着汽缸中爆震发生的频率的增加而增加。汽缸的火花调节器然后可以基于自适应爆震控制值而被调整，其中随着汽缸的自适应爆震控制值增加，汽缸中的火花正时自MBT开始进一步延迟。因此，基于每个汽缸的自适应爆震控制值，每个汽缸可以使用不同的或不均匀的火花延迟量来操作。

在208处，发动机的多个汽缸中的每一个的火花调整可以被比较。控制器然后可以确定发动机的多个汽缸中具有最大火花延迟量的一个(并且仅一个)汽缸。即，可以确定具有最大延迟的火花正时的汽缸。因此，是具有最高爆震倾向的汽缸并且在本文中也可以被称为“最坏情况的汽缸”。在210处，该程序包括估计(或预测)与最坏情况的汽缸的最大火花延迟量相关联的排气温度的预期上升。

在212处，该程序包括基于最坏情况的汽缸中的排气温度的估计上升确定加燃料的富集度，该富集度将维持排气温度在阈值温度之下。阈值温度可以基于发动机部件的设计限值。例如，阈值温度可以基于排气门温度、涡轮机入口温度和排气催化剂温度中的一个或多个。因此，维持排气温度所需要的富集度可以随最坏情况的汽缸中的最大火花延迟量的增加而增加。

在214处，该程序包括基于确定的富集度(该富集度基于最坏情况的汽缸的火花调节器)而向发动机的多个汽缸中的每一个加燃料。具体地，全部汽缸的加燃料可以类似地被调整并且多个汽缸中的每一个可以基于最大火花延迟量而被均匀地富集。因此，虽然每个汽缸可以具有不同调整的火花，但是每个汽缸可以使用相同的富集度来加燃料。

火花调整和燃料调整可以在组与组基(如在V-发动机中)上执行。例如，如上讨论的多个汽缸可以被耦接到第一发动机组并且发动机可以进一步包括第二发动机组。在其中，在第一发动机组上可以预期到爆震，而在第二发动机组上没有预期到爆震。然后控制器可以基于第一发动机组的最坏情况的汽缸的最大火花延迟量富集第一组的多个汽缸中的每一个并且向第二发动机组的汽缸加燃料以维持第二组的排气空-燃比在化学计量比处或在化学计量比附近，或者空-燃比(如全开放的踏板性能-最稀的最大扭矩(LBT))命令的任何参考。因此，第一发动机组的排气温度可以被维持在不依赖于第二发动机组的排气温度的阈值温度之下。

在另一示例中，其中爆震在第二组中也可以被预期，控制器也可以基于多个发动机汽缸中的每一个的单独的自适应爆震控制值在第二发动机组的多个汽缸中的每一个中从MBT开始延迟火花正时。然后控制器可以基于第二组的多个汽缸中的一个(第二组的最坏情况的汽缸)确定的最大火花延迟量而富集第二组的多个汽缸中的每一个。参考图3示出示例调整。

应当认识到，虽然图2的程序示出发动机的全部汽缸基于最坏情况的汽缸的火花调节器而均匀地接收燃料，但是在另一些实施例中，发动机组的全部汽缸的燃料调节器可以根据最坏情况的汽缸的火花调节器而被调整。例如，具有最大火花延迟量的汽缸可以使用基于给定汽缸的火花调节器并且基于排气温度的对应估计上升的富集度来富集以将给定发动机组的排气温度维持在阈值温度之下。同时，发动机组的多个汽缸中的剩余汽缸的加燃料可以基于多个汽缸中的一个(该汽缸具有最大火花延迟量)的加燃料以便维持排气空-燃比在化学计量比处或在化学计量比附近。

以此方式，汽缸与汽缸之间的爆震控制可以经由火花调整而实现并且经由全局的组与组之间的燃料调整将发动机组的排气温度维持在限值内。

在一个示例中，发动机爆震控制的方法包括基于各自汽缸的自适应爆震控制值而不同地延迟多个发动机汽缸的火花点火正时；并且基于多个汽缸中具有最大火花延迟量的仅一个汽缸的点火正时而调整到多个汽缸中的每一个的燃料喷射以将排气温度维持在阈值温度之下。燃料调整可以包括均匀地调整多个汽缸中的每一个的富集度，富集度与最大火花延迟量成比例并且不依赖于剩余汽缸的火花延迟。在此，多个发动机汽缸可以包括在第一发动机组上。调整燃料喷射以维持排气温度包括调整第一发动机组的多个发动机汽缸中的每一个的燃料喷射以将第一发动机组的排气温度维持在阈值温度之下。因此，第一发动机组的排气温度可以被维持在不依赖第二不同的发动机组的排气温度的阈值温度之下。阈值温度可以基于排气门温度、涡轮机入口温度和排气催化剂温度中的一个或多个。因此，阈值温度可以被调整在一个或多个发动机部件的设计限值内。基于自适应爆震控制值延迟火花点火正时可以包括在具有较高爆震倾向的第一汽缸中以较高的火花延迟度来延迟火花点火正时，并且在具有较低爆震倾向的第二汽缸中以较低的火花延迟度来延迟火花点火正时。调整燃料喷射可以包括使用基于第一汽缸中的较高的火花延迟度的富集度来富集第一和第二汽缸中的每一个。

在另一示例中，发动机系统包括第一发动机组上的第一组汽缸、第二发动机组上的第二组汽缸、耦接到每个发动机汽缸的燃料喷射器和耦接到每个发动机汽缸的火花塞。发动机系统进一步包括具有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令的控制器，所述指令用于如下操作：基于各自汽缸中的爆震发生而获悉汽缸与汽缸基上的汽缸火花正时的自适应爆震控制值；基于各自的自适应爆震值而不同地延迟每个发动机汽缸中的火花正时；估计与每个汽缸中的火花调整相关联的排气温度变化；确定第一发动机组上第一组汽缸中具有最大火花延迟量的第一汽缸；确定第二发动机组上第二组汽缸中具有最大火花延迟量的第二汽缸；以及基于第一汽缸的火花延迟而向第一组汽缸中的每个汽缸加燃料，并且基于第二汽缸的火花延迟而向第二组汽缸的每个汽缸加燃料以将每个发动机组中的排气温度维持在阈值温度之下。

在此，向第一组的每个汽缸加燃料包括基于第一汽缸的火花延迟而均匀地富集第一组的每个汽缸，并且向第二组的每个汽缸加燃料包括基于第二汽缸的火花延迟而富集第二组的每个汽缸。阈值温度可以基于催化剂温度，并且自适应爆震控制值可以包括基于汽缸中爆震的前馈可能性对汽缸火花正时调整。

现转至图3，爆震控制的示例火花调整和燃料调整被示出用于第一发动机组(组_1)的第一组汽缸(汽缸1至4)和第二发动机组(组_2)的第二组汽缸(汽缸1至4)。火花调整和燃料调整在组与组基上执行，使得组的排气温度能够被维持在部件设计限值内。具体地，映射图300在曲线图302处示出汽缸火花调整，在曲线图304处示出汽缸燃料调整并且在曲线图306处示出具体组的排气温度分布图。

曲线图302示出第一发动机组和第二发动机组的每个汽缸确定的火花延迟量。如所示出的，每个汽缸可以使用不同的火花延迟量来操作。每个汽缸的火花延迟可以基于在多驱动循环内获悉的并且从控制器的存储器中检索的单独的汽缸自适应爆震值而被确定。第一发动机组中的汽缸_2可以被配置为使用第一组上的最大火花延迟量来操作并且可以被称为组_1的“最坏情况的汽缸”(如经由星号所指示的)。同样地，第二发动机组的汽缸_3可以被配置为使用第二组上的最大火花延迟量来操作并且可以被称为组_2的“最坏情况的汽缸”(也如经由星号所指示的)。

曲线图304示出第一发动机组和第二发动机组中的每个汽缸确定的加燃料。为了确保每个组的排气温度(曲线图306)被维持在阈值305内，第一组的全部汽缸使用基于汽缸_2的火花延迟而调整的富集度来富集，而第二组的全部汽缸使用基于汽缸_3的火花延迟而调整的富集度来富集。因此，虽然汽缸使用变化的火花调节器来操作，但是给定组的汽缸使用常用的燃料调节器来操作，该燃料调节器基于给定组的最坏情况的汽缸的燃料调节器。如曲线图306所示，这允许爆震控制并且也维持排气温度在热敏发动机部件的限值内。

以此方式，具体汽缸的火花调整可以被实施以解决单独汽缸中的爆震发生。然后，具体组的燃料调整可以被实施以控制组的排气温度。通过基于解决与具有最大爆震控制火花延迟量的汽缸相关联的温度上升所需要的加燃料而均匀地向组的全部汽缸加燃料(例如，富集)，排气超温(over-temperature)条件可以被降低。因此，这延长了发动机部件的寿命并且改善发动机性能。此外，具体组的燃料调整允许在不劣化爆震控制的情况下改善燃料经济性。

注意，包含在本文中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。本文所公开的控制方法和程序可以被存储为非临时性存储器中的可执行指令。本文所描述的具体程序可以代表任意数目的处理策略中的一个或多个，如事件驱动的、中断驱动、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在某些情况下省略。同样地，处理的顺序不是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略，所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复地执行。此外，所示的动作、操作和/或功能可以图形化地表示被程序化到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。

应当认识到，本文所公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以适用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和另一些发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置和其它特征、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。

下面的权利要求具体指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过修改本申请或通过在这个或相关申请中提出新的权利要求来加以要求保护。这样的权利要求，无论是比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，其包含：

经由火花调整和加燃料调整中的每一者将发动机排气温度维持在阈值内，所述火花调整基于多个发动机汽缸中的每一个的自适应爆震控制值，所述加燃料调整基于所述火花调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个汽缸中每个以自MBT开始的不同的火花延迟量操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述加燃料调整是富集度，所述多个汽缸中的每一个调整的所述度响应于所述多个汽缸的单一汽缸的火花延迟量是最大延迟的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述火花调整包括随着所述汽缸的所述自适应爆震控制值的增加，自汽缸中的MBT进一步延迟火花正时。

5.根据权利要求1所述的方法，其中每个汽缸的所述自适应爆震控制值基于所述汽缸的爆震历史，所述自适应爆震控制值随着所述汽缸中爆震发生的频率的增加而增加。

6.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述火花调整的所述加燃料调整包括：

比较所述多个汽缸中的每一个的火花调整量；

识别所述多个汽缸中具有最大火花延迟量的一个汽缸；以及

基于所述最大火花延迟量类似地调整到所述多个汽缸中的每一个的燃料喷射。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述调整燃料喷射进一步包括，

估计与所述多个汽缸的所述一个汽缸中的所述最大火花延迟量相关联的排气温度的上升；

基于所述估计的上升而确定加燃料的富集度；以及

基于所述确定的富集度向所述多个汽缸中的每一个加燃料以将排气温度维持在阈值温度之下。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述加燃料包括基于所述最大火花延迟量而均匀地富集所述多个汽缸中的每一个。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个汽缸被耦接到第一发动机组，所述发动机进一步包括第二发动机组。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括，当富集所述第一发动机组的所述多个汽缸中的每一个时，向第二组的汽缸中加燃料使其处在化学计量比处或在化学计量比附近。

11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括，基于所述第二发动机组的所述多个发动机汽缸中的每一个的自适应爆震控制值在所述第二发动机组的多个汽缸中的每一个中自MBT开始延迟火花正时；并且基于所述第二组的所述多个汽缸中的一个确定的最大火花延迟量富集所述第二组的所述多个汽缸中的每一个。

12.根据权利要求7所述的方法，其中所述加燃料包括基于所述估计的上升富集所述多个汽缸中的所述一个以将排气温度维持在阈值温度之下并且基于所述多个汽缸中的所述一个的加燃料而向所述多个汽缸中的剩余汽缸加燃料以便维持排气空-燃比在化学计量比处或在化学计量比附近。

13.一种用于发动机的方法，其包含：

基于各自汽缸的自适应爆震控制值而不同地延迟多个发动机汽缸中的火花点火正时；以及

基于所述多个汽缸中具有最大火花延迟量的仅一个汽缸的点火正时而调整所述多个汽缸中的每一个的燃料喷射以将排气温度维持在阈值温度之下。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述燃料调整包括均匀地调整所述多个汽缸中的每一个的富集度，所述富集度与所述最大火花延迟量成比例并且独立于剩余汽缸的火花延迟，其中所述多个汽缸被包括在第一发动机组上，并且其中调整燃料喷射维持排气温度包括调整所述第一发动机组的所述多个发动机汽缸中的每一个的燃料喷射以将所述第一发动机组的排气温度维持在所述阈值温度之下。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一发动机组的所述排气温度被维持在所述阈值温度之下独立于第二不同的发动机组的排气温度。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述阈值温度基于排气门温度、涡轮机入口温度和排气催化剂温度中的一个或多个。

17.根据权利要求13所述的方法，其中基于自适应爆震控制值延迟火花点火正时包括在具有较高的爆震倾向的第一汽缸中以较高的火花延迟度来延迟火花点火正时，并且在具有较低的爆震倾向的第二汽缸中以较低的火花延迟度来延迟火花点火正时，并且其中调整燃料喷射包括基于所述第一汽缸中的所述较高的火花延迟度以富集度来富集所述第一汽缸和第二汽缸中的每一个。

18.一种发动机系统，其包含：

第一组汽缸，其在第一发动机组上；

第二组汽缸，其在第二发动机组上；

燃料喷射器，其耦接到每个发动机汽缸；

火花塞，其耦接到每个发动机汽缸；和

控制器，其具有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令，其用于：

基于各自汽缸中的爆震发生而逐个获悉各个汽缸的汽缸火花正时的自适应爆震控制值；

基于各自的自适应爆震值而不同地延迟每个发动机汽缸中的火花正时；

估计与每个汽缸中的火花调整相关联的排气温度的变化；

识别所述第一发动机组上具有最大火花延迟量的所述第一组汽缸中的第一汽缸；

识别所述第二发动机组上具有最大火花延迟量的所述第二组汽缸中的第二汽缸；以及

基于所述第一汽缸的所述火花延迟而向所述第一组汽缸中的每个汽缸加燃料，并且基于所述第二汽缸的所述火花延迟而向所述第二组汽缸中的每个汽缸加燃料以将每个发动机组中的排气温度维持在阈值温度之下。

19.根据权利要求18所述的系统，其中向所述第一组中的每个汽缸加燃料包括基于所述第一汽缸的所述火花延迟均匀地富集所述第一组中的每个汽缸；并且其中向所述第二组中的每个汽缸加燃料包括基于所述第二汽缸的所述火花延迟而富集所述第二组中的每个汽缸。

20.根据权利要求18所述的系统，其中所述阈值温度基于催化剂温度、排气涡轮机入口和一个或多个排气门中的一个或多个，并且其中所述自适应爆震控制值包括基于汽缸中爆震的前馈可能性对所述汽缸的火花正时调整。