CN104895685A - 可变排量发动机中提前点火控制的方法和系统 - Google Patents

可变排量发动机中提前点火控制的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于降低从VDE模式再启用期间可变排量发动机中的提前点火发生的方法和系统。在当一个或多个停用的汽缸被再启用至增加的发动机负载时的条件期间，可临时且优先地加浓被再启用的汽缸(多个汽缸)以降低汽缸提前点火的可能性。以闭环方式知晓和进一步调节优先加浓。

Description

可变排量发动机中提前点火控制的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于控制可变排量发动机(VDE)中提前点火的方法和系统。
背景技术
发动机可被配置成利用数量可变的启用汽缸或停用汽缸进行操作以增加燃油经济性，同时可选地以理论配比保持整体排气混合物的空气-燃料比。这种发动机已知为可变排量发动机(VDE)。在一些实例中，在选定条件期间可以禁用发动机的一部分汽缸，其中，该选定条件可由诸如速度/负载窗口的参数以及包括车辆速度在内的各种其他操作条件进行限定。VDE控制系统通过对影响汽缸的进气门和排气门的操作的多个汽缸气门停用装置进行控制或通过对影响汽缸加油的多个可选择性停用的燃料喷射器进行控制来禁用选定的汽缸。通过降低低扭矩要求条件下的排量，在较高的歧管压力下操作发动机，从而降低了由于泵送导致的发动机摩擦并降低了燃料消耗。
这样，在VDE发动机中可能发生异常的燃烧事件，诸如由于提前点火导致的异常的燃烧事件。Kerns等人在US 20120285161中示出了一种解决VDE发动机系统中发生的提前点火事件的示例方法。其中，在VDE操作模式期间基于停用汽缸的数量调节提前点火检测的阈值和窗口。该阈值也在VDE模式和非VDE模式之间变化以更好地补偿背景噪声差，从而改善VDE模式和非VDE模式期间的提前点火检测。
然而，本文的发明人已经确定了使用这种方法的潜在问题。例如，在选定的汽缸再启用期间，可引起提前点火。因此，即使提前点火在VDE模式中被准确地检测并且被解决，但是当发动机转换至非VDE模式时可继续发生提前点火。换言之，在选定条件下，诸如当利用停用了大量时间的一个或多个汽缸进行操作时，可能增加异常燃烧(诸如由于汽缸提前点火引起的异常燃烧)的可能性。这是由于停用的发动机汽缸中机油的积累所致。例如，在长期稳态高速公路巡航条件期间，由于持续的发动机旋转导致停用的发动机汽缸中产生真空，因此停用的汽缸可收集相当数量的机油。机油还会由于停用操作期间汽缸中的较低温度以及作用在活塞的控油环上的较低压力而被吸入。这样，较低的温度和压力允许机油移入燃烧室并且在燃烧室中聚集。然后被捕集的机油在后续的汽缸再启用期间可用作点火源。在一些发动机系统中，停用模式下的扩展操作之后，控制策略可应用于汽缸以辅助恢复作用在控油环上的压力。然而，在增压发动机中，如果一个或多个汽缸被停用了更长的时间，并且此后扭矩需求明显增加(诸如，在超车动作期间，此时增压被维持或增加且汽缸被再启用)之后，捕集在汽缸(或多个汽缸)中的机油可变成导致提前点火事件、不良NVH(可听见的爆震声)和潜在发动机损坏的点火源。特别地，被捕集的机油的燃烧可导致与提前点火相关的高缸内压力和温度，其能够使发动机部件退化以及降低发动机效率。
发明内容
在一个实例中，通过一种用于发动机的方法可至少部分地解决上述问题中的一些，该方法包括：当将汽缸再启用至高于阈值的负载条件时，并且在接收到汽缸中的提前点火的指示之前，加浓(enrich)被再启用的汽缸，基于汽缸负载和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个调节该加浓。以这种方式，可降低在延长的汽缸停用之后的将汽缸再启用至高负载期间发生的提前点火。
例如，发动机可被配置有可选择性地停用的汽缸燃料喷射器和/或气门。在低扭矩需求的条件下，可以选择性地停用一个或多个发动机汽缸并且通过剩余的启用汽缸可满足扭矩需求。响应于操作者扭矩需求的后续增加，可再启用汽缸。这样，由于在被选定的汽缸的停用期间的发动机操作，机油可积累在停用的汽缸中，如果汽缸负载太高该机油可点火。因此，如果操作者扭矩需求的增加非常高，并且被再启用的汽缸的汽缸负载超过阈值，那么，可以高于理论配比地操作被再启用的汽缸一段时间，以减缓积累的机油的燃烧所导致的潜在提前点火。在此，在接收到实际的提前点火的指示之前，可优先进行加浓。基于汽缸之前停用的持续时间以及再启用后汽缸中的负载可调节汽缸加浓的程度。这样，随着持续时间的增加，更多的机油可积累在停用的汽缸中。同样地，随着再启用后汽缸负载的增加，汽缸提前点火的倾向会增强。因此，因为停用的持续时间和汽缸负载的增加，浓度和加浓循环的数量也会增加。如果在再启用期间没有发生提前点火，那么在后续的再启用至高负载时，可减少给定汽缸的加浓。可选地，如果在再启用期间确实发生提前点火，在后续的再启用至高负载时，可增强给定汽缸的加浓。这样，作为发动机关闭操作的一部分而停用的汽缸中不可能进行优先加浓，例如在怠速-停止操作或减速断油操作期间，因为在这种停用期间不会发生明显的机油积累。
以这种方式，能够降低从停用条件再启用至高负载的汽缸中的提前点火倾向。通过优先加浓被选择性地停用的汽缸而同时发动机继续旋转，能够更好地预计和解决由停用期间积累在汽缸中的机油的燃烧导致的提前点火。此外，加浓提供了能够进一步降低再启用至高负载期间汽缸中的提前点火事件的汽缸冷却。通过基于再启用期间发生的提前点火事件以闭环形式调节加浓，能够优化加浓，从而降低燃料浪费和排放物的输出。总之，能够很好地解决再启用至高负载期间可变排量发动机中的汽缸提前点火。
应该理解，上述内容以简化的方式引入在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。这并不意味着确定了所要求保护的主题的关键或必要特征，通过具体实施方式后面的权利要求唯一地限定了所要求主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任意部分中的任意缺点的实施方式。
附图说明
图1图解地示出了示例性可变排量发动机系统。
图2示出了部分发动机视图。
图3示出了用于调节停用的发动机汽缸的再启用期间汽缸加油的高级流程图。
图4示出了用于在再启用至高负载条件期间加浓可变排量发动机的汽缸的高级流程图。
图5示出了用于在从VDE模式至非VDE模式的选定转换期间加浓汽缸的高级流程图。
图6示出了减缓在涉及发动机循环的冲程的给定发动机汽缸中进行的汽缸加浓的示例性提前点火的正时。
图7至图8示出了根据本发明的减缓汽缸再启用至高负载条件期间的提前点火的示例性加浓。
具体实施方式
提供了用于在汽缸再启用至高负载条件期间减少可变排量发动机系统(诸如图1至图2的发动机系统)中提前点火的发生的方法和系统。当从VDE模式转换为非VDE模式时，可调节再启用的发动机汽缸的加油从而优先解决潜在的提前点火事件。发动机控制器可执行控制程序，诸如图3和图5的程序，以在汽缸再启用至高于阈值的负载时加浓汽缸。如图4所示，可基于影响先前停用期间可能已经在汽缸中积累的机油量的参数调节加浓。基于再启用期间发生的提前点火可以闭环方式进一步地调节加浓。图6至图8示出了汽缸从VDE模式再启用期间的示例性加浓。通过这种方式，可以更好地预计和解决提前点火。
图1示出了具有第一组15a和第二组15b的示例性可变排量发动机(VDE)10。在描述的实例中，发动机10是V8发动机，第一组和第二组分别具有四个汽缸。然而，在替代实施例中，发动机可具有不同数量的发动机汽缸，诸如，6个、10个、12个等。发动机10具有带有节气门20的进气歧管16，和连接至排放控制系统30的排气歧管18。排放控制系统30包括一个或多个催化剂和空气-燃料比传感器，诸如图2描述的传感器。作为非限制性实例，发动机10可作为客运车辆的推进系统的一部分而包含其中。
在选定条件期间，诸如当不需要发动机的最大扭矩能力时，可选择一个或多个汽缸(诸如第一汽缸组或第二汽缸组中的一个)被停用(此处也被称为VDE操作模式)。具体地，通过关闭相应的燃料喷射器并同时保持进气门和排气门的操作使得空气可继续泵送通过汽缸，可停用选定汽缸组中的一个或多个汽缸。尽管关闭了禁用汽缸的燃料喷射器，但是，剩余的可用汽缸继续通过启用且操作中的燃料喷射器进行燃烧。为了满足扭矩要求，发动机对那些喷射器仍然可用的汽缸产生相同的扭矩量。这就要求更高的歧管压力，从而降低泵送损失以及增加发动机效率。并且，暴露给燃烧的较低的有效表面积(仅来自可用的汽缸)降低了发动机的热损失，从而增加了发动机的热效率。在替代实例中，发动机系统10可具有带有可选择性地停用的进气门和/或排气门的汽缸，其中，停用汽缸包括停用进气门和/或排气门。
汽缸可被分组，以通过特定组的方式停用。例如，在图1中，第一组汽缸可包括第一组15a的四个汽缸，而第二组汽缸可包括第二组15b的四个汽缸。在替代实例中，不是一起停用每组的一个或多个汽缸，而是可选择性地一起停用V8发动机的每个组的两个汽缸。
发动机10可对通过燃料系统8进行输送的多种物质进行操作。发动机10可至少通过包括控制器12的控制系统部分地控制。控制器12可接收来自与发动机10连接的传感器4的各种信号，并且将控制信号发送至与发动机和/或车辆连接的各种致动器22。
燃料系统8可进一步连接至燃料蒸气回收系统(未示出)，燃料蒸气回收系统包括一个或多个用于存储加油和每日燃料蒸气的一个或多个罐。在选定条件期间，可调节燃料蒸气回收系统的一个或多个气门以将存储的燃料蒸气抽取至发动机进气歧管，从而增加燃料经济性和降低排气排放。在一个实例中，抽取的蒸气可被引导至特定汽缸的进气门附近。例如，在VDE操作模式期间，抽取的蒸气仅可引导至正在点火的汽缸。这可在配置有用于不同汽缸组的不同进气歧管的发动机中实现。可选地，可控制一个或多个蒸气管理阀，以确定哪个汽缸会获得抽取的蒸气。
控制器12可接收来自沿着发动机缸体分布的一个或多个爆震传感器82的汽缸爆震或提前点火的指示。当包含多个爆震传感器时，所述多个爆震传感器可沿着发动机缸体对称或不对称地分布。这样，一个或多个爆震传感器82可以是加速计或离子传感器。将参照图2描述发动机10和示例性汽缸的进一步细节。
图2描述了内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例性实施例。发动机10可接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数和来自车辆操作者130通过输入装置132的输入。在该实例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(此处也被称为“燃烧室”)14可包括燃烧室壁136，其中，活塞138位于燃烧室壁136内。活塞138可连接至曲轴140，使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可通过传动系统连接至客运车辆的至少一个驱动轮。此外，起动马达可通过飞轮连接至曲轴140以实现发动机10的起动操作。
汽缸14可通过一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146可与发动机10的除汽缸14以外的其他汽缸连通。在一些实施例中，进气通道中的一个或多个可包括诸如涡轮增压器或机械增压器的增压装置。例如，图2示出了配置有涡轮增压器的发动机10，涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174和沿着排气通道148布置的排气涡轮机176。压缩机174可由排气涡轮机176通过轴180至少部分地供给动力，其中，增压装置被配置成涡轮增压器。然而，在其他实例中，诸如在发动机10配备有机械增压器的实例中，可以可选地省略排气涡轮机176，其中，压缩机174可由来自马达或发动机的机械输入供给动力。可沿着发动机的进气通道提供包括节气门板164的节气门20，以改变提供给发动机汽缸的流量和/或进气的压力。例如，如图2所示，节气门20可设置在压缩机174下游，或可选地设置在压缩机174上游。
排气通道148可接收来自发动机10的除汽缸14以外的其他汽缸的排气。排气传感器128被示出为连接至排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可选自各种适于提供排气空气/燃料比的指示的传感器，例如，诸如线性氧传感器或UEGO(宽域或宽范围排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所述)传感器、HEGO(加热的EGO)传感器、NOx传感器、HC传感器或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化器(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置、或它们的组合。
通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)可估计排气温度。可选地，基于诸如速度、负载、空燃比(AFR)、点火延迟等的发动机操作条件可推断出排气温度。此外，通过一个或多个排气传感器128可计算出排气温度。可以意识到，可以可选地通过此处列举的温度估计方法的任意组合估计出排气温度。
发动机10的每个汽缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14被示出为包括位于汽缸14的上部区域处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)可包括位于汽缸的上部区域处的至少两个进气提升气门和至少两个排气提升气门。
控制器12可通过凸轮致动系统151的凸轮致动控制进气门150。同样地，控制器12可通过凸轮致动系统153控制排气门156。凸轮致动系统151和153可各自包括一个或多个凸轮且可利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT，如图1所示)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门操作。通过气门位置传感器155和157可分别确定进气门150和排气门156的位置。在替代实施例中，可通过电动阀致动控制进气门和/或排气门。例如，汽缸14可以可选地包括通过电动阀致动进行控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动进行控制的排气门。在其他实施例中，可通过常规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控制进气门和排气门。
汽缸14可具有压缩比，该压缩比为当活塞138从底部中心至顶部中心时的体积比。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实例中，可增大压缩比。例如，当使用较高辛烷值燃料或具有较高的潜在汽化焓的燃料时，可增大压缩比。如果由于其对发动机爆震的影响导致使用直接喷射，那么也可增大压缩比。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可包括用于开始燃烧的火花塞192。在选定操作模式下，点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号SA通过火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，诸如在发动机10可通过自动点火或燃料喷射开始燃烧的情况(如一些柴油机的情况)下，可省略火花塞192。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可被配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为一个非限制性实例，汽缸14被示出包括一个燃料喷射器166。燃料喷射器166被示出直接连接至汽缸14以与通过电子驱动器168从控制器12接收的信号的脉冲宽度FPW成比例地向汽缸14内直接喷射燃料。通过这种方式，燃料喷射器166提供了所谓的直接喷射(此处也被称为“DI”)将燃料喷射进燃烧汽缸14中。尽管图1中喷射器166示出为侧喷射器，但是其还可位于活塞的上方，诸如火花塞192的位置附近。当由于一些酒精基燃料的较低挥发性导致使用酒精基燃料操作发动机时，这种位置可增强混合和燃烧。可选地，喷射器可位于进气门的上方和附近以增加混合。可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。可选地，在较低压力下，燃料可通过单级燃料泵输送，在这种情况下，直接燃料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受到更多限制。此外，尽管未示出，但是燃料箱可具有向控制器12提供信号的压力传感器。应该意识到，在替代实施例中，喷射器166可以是将燃料提供到汽缸14上游的进气道中的进气道喷射器。
还应该意识到，尽管所述实施例示出了通过单个直接喷射器喷射燃料来操作发动机；但是在替代实施例中，可通过使用两个或多个喷射器(例如，直接喷射器和进气道喷射器，两个直接喷射器或两个进气道喷射器)来操作发动机并改变每个喷射器的相对喷射量。
在汽缸的单个循环期间，喷射器可将燃料输送至汽缸。此外，从喷射器输送的燃料的分布和/或相对量可随着操作条件的变化而变化。并且，对于单个燃烧事件而言，每个循环可进行对输送的燃料的多次喷射。在压缩冲程、进气冲程或它们的合适组合期间可进行多次喷射。并且，在该循环期间可喷射燃料以调节燃烧的空气-喷射燃料比(AFR)。例如，燃料可被喷射成提供理论配比的AFR。可包括AFR传感器以提供对缸内AFR的估计。在一个实例中，AFR传感器可以是排气传感器，诸如EGO传感器128。通过测量排气中的残留氧气的量，传感器可确定AFR。这样，AFR可提供为Lambda(λ)值，即，作为给定混合物的实际AFR与理论配比的比。因此，Lambda为1.0表示理论配比的混合物，浓于理论配比的混合物可具有小于1.0的lambda值，稀于理论配比的混合物可具有大于1.0的lambda值。
如上所述，图2仅示出了多汽缸发动机的一个汽缸。这样，每个汽缸可类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器(或多个燃料喷射器)、火花塞等。
燃料系统8中的燃料箱可保持不同燃料特性(诸如，不同的燃料组分)的燃料。这些不同可包括不同的酒精含量、不同的辛烷值、不同的蒸发热量、不同的燃料混合物和/或它们的组合等。
发动机10还可包括连接至每个汽缸14以确定异常汽缸燃烧事件的爆震传感器82。在替代实施例中，一个或多个爆震传感器82可连接至发动机缸体的选定位置。爆震传感器可以是汽缸缸体上的加速计或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与曲轴加速传感器的输出相结合以指示汽缸中的异常燃烧事件。在一个实例中，基于一个或多个限定窗口(例如，曲柄角正时窗口)中的爆震传感器82的输出，可以检测和区分出由爆震和提前点火中的一个或多个引起的异常燃烧。例如，响应于在较早窗口(例如，在汽缸火花事件之前)中产生的爆震传感器信号可指示提前点火，而响应于在较晚窗口(例如，汽缸火花事件之后)中产生的爆震传感器信号可指示爆震。此外，响应于较大(例如，高于第一阈值)和/或频率较小的爆震传感器输出信号可指示提前点火，而响应于较小(例如，高于第二阈值，第二阈值小于第一阈值)和/或频率较大的爆震传感器输出信号可指示爆震。
此外，可基于异常燃烧是否由爆震或提前点火引起而调节应用的减缓动作。例如，使用火花延迟和EGR可解决爆震，而使用汽缸加浓、汽缸减稀、发动机负载限制和/或输送冷却的外部EGR来解决提前点火。
可以可选地停用燃料喷射器166、进气门150和排气门156中的一个或多个。如图1所讨论，在不需要发动机的全部扭矩能力的条件期间，诸如低负载条件，通过禁用汽缸加油和/或汽缸的进气门和排气门的操作可以可选地停用汽缸14。这样，未停用的剩余汽缸可继续操作并且发动机可继续旋转。发动机的运转可导致产生真空，该真空导致将活塞环周围的机油抽吸进停用的汽缸内。这样，随着汽缸停用的持续时间延长，汽缸中积累的机油的量可能增加。在停用期间，由于较低的汽缸温度和压力，还会捕集机油。在后续再启用期间，捕集的机油可用作点火源。如果汽缸被再启用至高负载条件，诸如当汽缸被再启用并且增压操作可用时，该点火会尤其成为一种问题。具体地，积累的机油可提前点火汽缸，进而导致发动机损坏。为了解决这种提前点火，在将VDE汽缸再启用至高汽缸负载条件期间，如图3所示，在再启用的持续时间内可选择地加浓汽缸。可基于影响在汽缸中积累的机油量的因素调节加浓。如图4的详细描述，可基于VDE模式中的汽缸操作的持续时间以及再启用期间的汽缸负载水平调节加浓。可进一步以闭环方式基于实际发生的提前点火(即，汽缸的提前点火历史)调节加浓，从而更好地预计和解决汽缸提前点火的发生。暂时加浓之后，汽缸可恢复理论配比燃烧。
返回至图1，控制器12示出为微型计算机，包括微处理器单元106、输入/输出端口108、在本特定实例中示出为只读存储器芯片110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112、保持活跃存储器114和数据总线。控制器12可接收来自连接至发动机10的传感器的各种信号，除了先前讨论的那些信号以外，还包括来自质量空气流量传感器122的引入的空气质量流量(MAF)的测量值；来自连接至冷却套管118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自连接至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面感测点火拾取信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)；来自EGO传感器128的汽缸AFR；以及来自爆震传感器182和曲轴加速传感器的异常燃烧。发动机转速信号RPM可通过控制器12由信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可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可编程有计算机可读数据，该数据表示由处理器106可执行的指令，该指令用于执行下列描述的方法以及可预计到的但未具体列举的其他变体。参照图3至图5示出了示例程序。
通过这种方式，图1至图2的系统实现了用于可变排量发动机的方法，其中，当将汽缸再启用至高于阈值负载条件时(诸如，当再启用至高负载并且增压可用(boost is enabled)时)，并且在接收到汽缸中的提前点火的指示之前，再启用的汽缸被加浓。基于汽缸负载和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个调节加浓。基于再启用期间发生的提前点火以闭环形式进一步调节加浓。通过这种方式，更好地预计和减缓了VDE发动机中的汽缸提前点火。
现转至图3，示例程序300示出为用于调节从一个或多个停用条件再启用汽缸期间的汽缸操作。这样，汽缸可能由于各种条件已经停用。例如，汽缸可能在发动机停止期间已经停用。可选地，在发动机使用剩余的发动机汽缸继续操作时，汽缸可能已经停用。基于具体的汽缸停用情况，汽缸中的提前点火倾向会改变。通过在汽缸再启用期间相应地调节汽缸加油，能够解决提前点火。
在步骤302中，可估计和/或测量发动机操作条件。这些条件可包括例如发动机转速和负载、操作者扭矩需求、增压等级、发动机温度、排气温度、MAP、MAF等。在步骤304中，基于估计的操作条件，可以确定是否已经满足了汽缸再启用条件。具体地，可以确定是否需要再启用一个或多个之前停用的汽缸。这样，该一个或多个汽缸可能已经基于各种原因而停用。例如，汽缸可能在发动机停止期间、在发动机怠速-停止期间、在VDE操作模式期间、在减速断油(DFSO)操作期间等停用。在每种情况下，汽缸(多个汽缸)都可能通过可选择性地停用的燃料喷射器和/或停用汽缸进气门/排气门而停用。
在步骤306中，确定汽缸(多个汽缸)是否从发动机怠速-停止条件中被再启用。例如，在配置有停止/启动系统的发动机中，发动机汽缸可以被选择地停用并且发动机在满足怠速-停止条件时可停止。在满足重新启动条件时，可重新启动发动机，并且再启用汽缸。如果在步骤306中，汽缸再启用被确定为是对从怠速-停止到重新启动发动机的响应，那么在步骤312中，程序包括恢复汽缸加油和气门操作。此外，再启用的汽缸可以理论配比或大约以理论配比来恢复汽缸燃烧。在替代实例中，可以基于重新启动时的发动机操作条件以替代的空气-燃料比(例如，浓于或稀于理论配比)恢复汽缸燃烧。
如果在步骤306中没有确认从怠速-停止中再启用汽缸，那么在步骤308中，可以确定是否从DFSO条件中再启用汽缸。例如，在选定的车辆减速条件期间可以选择性地停用所有发动机汽缸的加油，以增加燃料经济性。当扭矩需求增加并且车辆恢复加速时，可以重新启动发动机并且给汽缸加油。如果在步骤308中，汽缸再启用被确定为是对发动机从DFSO条件中重新启动的响应，那么，程序返回至步骤312以理论配比或大约以理论配比(或基于重新启动时的发动机操作条件确定的替代的空气-燃料比)来恢复汽缸加油和汽缸燃烧。
因此，响应于从静止或DFSO条件中再启用汽缸(或多个汽缸)，程序包括以理论配比来操作汽缸(或多个汽缸)。这样，当从怠速-停止或DFSO条件中再启用汽缸时，再启用的汽缸中不需要减缓加浓的优先提前点火。这是因为在先前的停用期间，在汽缸处要么没有产生足以将机油抽吸进停用的汽缸内的真空要么没有足够的机油积累。例如，在怠速-停止发动机停止期间，既没有机油流量也没有用于捕集机油的足够真空。相比之下，在DFSO期间，即使有足够的真空，发动机在DFSO模式中所消耗的时间也没有长到足以收集足够量的机油。因此，无论在哪一种停用期间，被捕集的机油在后续再启用期间用作点火源的可能性都被降低了。控制器在接收到汽缸提前点火的指示之后可加浓被再启用的汽缸(或多个汽缸)，该加浓基于接收到的提前点火的指示。
如果在步骤308中没有确认从DFSO中再启用汽缸，那么在步骤310中，可以确定是否从VDE模式中再启用汽缸(或多个汽缸)。例如，在低扭矩需求条件期间可以选择性地停用一个或多个发动机汽缸(例如，选定的发动机组的汽缸)，以增加燃料经济性。通过停用汽缸的燃料和/或气门操作可停用选定的汽缸。当扭矩需求增加时，可再启用汽缸并且将发动机转换为非VDE模式。
如果在步骤310中，汽缸再启用被确定为包括响应于扭矩需求的增加从VDE模式转换至非VDE模式，那么，程序移至步骤313以确定发动机在VDE模式下操作了多久。这样，在VDE模式中消耗的持续时间越长，停用的发动机汽缸中积累的机油应该就越高。因此，如下详述，在后续再启用期间，可能需要加浓被再启用的汽缸。在步骤314中，程序确定汽缸是否再启用至高于阈值的负载。例如，可以确定汽缸是否响应于高于阈值扭矩需求的扭矩需求而被再启用。在一个实例中，在车辆的超车动作期间可能接收到高于阈值的扭矩需求。如果需求不高于阈值，在步骤316中，程序包括通过恢复加油和/或气门操作来再启用汽缸，以及以理论配比或大约以理论配比来操作被再启用的汽缸。相比之下，如果汽缸响应于高于阈值的扭矩需求而再启用，在步骤318中，程序包括通过恢复加油和/或气门操作再启用汽缸。此外，当汽缸再启用至较高负载条件并且在接收到汽缸中的提前点火指示之前，优先加浓被再启用的汽缸。加浓可立即应用，诸如从再启用之后的第一发动机循环开始。可选地，加浓可延迟两个发动机循环，直到被再启用的汽缸变热。因此，在被再启用的汽缸中应用加浓的正时可基于时间(即，自汽缸再启用后过去的持续时间)、燃烧事件(即，在汽缸再启用后发生的燃烧事件的数量)、或基于估计的缸内温度。
如图4的详细说明，可基于(高于阈值的)扭矩需求和先前的汽缸停用的持续时间(在步骤313中所确定)中的每一个调节加浓。在此，当汽缸从VDE操作模式再启用至增加的负载条件时，在被再启用的汽缸中进行减缓加浓的优先的提前点火。这是因为在先前的停用期间，尽管汽缸停用了，但是发动机仍继续旋转和运行。因此，产生将机油抽吸进停用的汽缸中的真空。然后，被捕集的机油在汽缸再启用至较高负载条件期间有可能作为点火源。因此，控制器可优先加浓再启用的汽缸以降低再启用期间汽缸提前点火事件的可能性。
这样，如果汽缸提前点火事件即使在优先加浓的情况下仍发生，那么控制器可在接收到汽缸提前点火的指示之后加浓被影响的汽缸，该加浓基于接收到的提前点火指示。在此，优先加浓可能浓度低于提前点火减缓加浓。此外，如图4的详细说明，控制器可在后续的从VDE模式中再启用汽缸期间以闭环形式调节优先加浓。
现转至图4，示例性方法400示出为用于在从VDE模式中再启用汽缸期间响应于高于阈值的扭矩需求而优先加浓发动机汽缸。该方法允许在从VDE模式转换至非VDE模式期间发生的提前点火事件减少。
在步骤402中，方法包括再启用汽缸(或多个汽缸)。这样，如图3的详细说明，一个或多个先前停用的汽缸可响应于高于阈值的扭矩需求而从VDE模式再启用至非VDE模式。可通过恢复汽缸加油(例如，再启用燃料喷射器)和气门操作(例如，通过再启用进气门/排气门)而再启用汽缸。选定的汽缸可从低扭矩需求条件中再启用，在低扭矩需求条件中，汽缸的气门被关闭，加油被禁用，但是发动机仍旋转。因此，可产生将机油抽吸进汽缸内的真空。机油还会由于停用操作期间汽缸中的较低温度以及作用在活塞的控油环上的较低压力而被吸入。机油移进燃烧室并且在燃烧室内聚集。然后，在后续的汽缸再启用期间，捕集的机油可用作点火源。为了降低提前点火事件的倾向，可在再启用的持续时间内加浓汽缸。这样，如果汽缸从停止或减速断油条件中被再启用，那么，可能不需要优先加浓。
在步骤404中，可确定和应用优先解决提前点火的所需要的汽缸加浓。可基于扭矩需求(在汽缸再启用的时间)和先前的汽缸停用的持续时间中的一个或多个调节汽缸加浓。还可基于自再启用后的时间窗口来调节汽缸加浓。特别地，在再启用后或自再启用后的一段延迟后可立即输送加浓。加浓的延迟可基于自再启用后过去的持续时间(例如，燃烧循环的时间或数量)、自再启用后行进的距离、和/或基于估计的缸内温度，并且加浓延迟直到缸内温度高于阈值温度(在此，机油的点火是可能的)。调节加浓可包括在步骤406中调节加浓的浓度以及在步骤408中调节发动机循环的数量(此处也被称为加浓循环的数量，再启用的汽缸在此期间被加浓)中的一个或多个。例如，因为扭矩需求超过阈值或因为先前的汽缸停用的持续时间增加，所以，调节可包括增加浓度和发动机循环数量中的一个或多个。
在一个实例中，控制器可确定比理论配比更浓的理想空气-燃料比并且在确定数量的加浓循环期间保持该空气-燃料比。可选地，控制器可在预定数量的加浓循环中改变空气-燃料比。这可包括增加该数量的发动机循环期间的浓度。可选地，在该数量的发动机循环期间可降低浓度，使得该加浓在比理论配比更浓的理想空气-燃料比开始，并且在该数量的加浓循环结束时，空气-燃料比为理论配比或约为理论配比。
在一个实例中，将被应用的加浓可作为发动机扭矩、汽缸负载、汽缸身份等的函数保存在控制器的存储器的查找表中。控制器可在再启用期间使用该表确定要被应用于给定汽缸的加浓。
在步骤408中，基于汽缸的提前点火历史可进一步调节加浓。其中，在步骤409中，如果在之前(例如，紧邻的之前)的给定汽缸的再启用期间发生了提前点火事件，可增加加浓。例如，响应于之前的汽缸响应于高于阈值的扭矩需求而再启用期间的提前点火的指示，可增加加浓的浓度(和/或可增加加浓循环的数量)。同样地，在步骤410中，如果在之前的(例如，紧邻的之前的)给定汽缸的再启用期间发生提前点火事件，那么可减少加浓。例如，响应于之前的汽缸响应于高于阈值的扭矩需求而再启用期间无提前点火的指示，可降低加浓的浓度(和/或可减少加浓循环的数量)。如下面的详细说明，基于提前点火的发生，或缺少提前点火，控制器可更新查找表以确定汽缸加浓量。
应意识到，虽然给定的再启用的发动机汽缸(或多个汽缸)被加浓，但是剩余的发动机汽缸可继续以理论配比或约以理论配比进行操作。例如，如果在VDE模式期间停用第一发动机组的一个或多个发动机汽缸，那么在转换回非VDE模式期间，可在再启用的持续时间内加浓该第一发动机组的一个或多个发动机汽缸，而同时以理论配比保持剩余的第二发动机组的发动机汽缸。
在步骤412中，在确定的持续时间内使用确定的优先加浓来操作发动机之后，发动机操作可返回理论配比。例如，在上述数量的发动机循环的加浓过去之后，控制器可恢复汽缸中的理论配比燃烧。
在步骤414中，可以确定是否接收到提前点火的指示。这样，即使有优先加浓，也可能发生提前点火。因此，可以确定在启动优先汽缸加浓之后是否接收到提前点火的指示。如果没有接收到，可以确定优先加浓足以解决再启用的汽缸中的提前点火倾向。因此，可更新控制器的存储器中的查找表。例如，基于在当前的再启用期间没有提前点火事件，控制器可在后续的汽缸再启用期间减少要被应用的加浓(其中，再启用响应于高于阈值的扭矩需求)。
例如，再启用可以是第一再启用并且第一再启用期间的优先加浓可包括第一浓度和/或第一数量的加浓循环。响应于第一再启用期间没有接收到提前点火的指示，在随后的汽缸响应于高于阈值的扭矩需求的第二再启用期间，控制器可以低于第一浓度的第二浓度加浓汽缸。额外地或可选地，控制器可在小于第一数量的加浓循环的第二数量的加浓循环中加浓汽缸。例如，在第一再启用期间，再启用的汽缸优先加浓10％。响应于第一再启用期间无提前点火的指示，汽缸在第二再启用期间可以优先加浓5％。
同样地，可以调节加浓循环的数量。例如，如果在当前再启用的优先加浓循环终止之后发生了提前点火，那么可增加后续再启用期间所应用的优先加浓循环的数量。例如，在从VDE模式中再启用期间，可计划十次加浓循环。然而，提前点火可发生在第十二次循环。也就是说，在优先加浓终止之后会发生提前点火。因此，在后续再启用期间，在再启用之后预先加浓可扩展至十五次加浓循环。以同样的方式，如果发生的提前点火与再启用间隔较远，还可减少加浓循环。例如，如果提前点火与再启用相对较远的间隔发生，那么可以确定提前点火事件不是由停用机油迁移导致。
因此，如果甚至在优先加浓之后接收到提前点火的指示，那么在步骤418中，可进一步加浓再启用的汽缸，该加浓基于提前点火的指示。例如，由于增加了提前点火的指示，所以，可增加加浓，包括增加浓度和/或加浓循环的数量。
在步骤420中，可以确定步骤404至408中进行的优先加浓不足以解决被再启用的汽缸中的提前点火倾向。因此，可更新控制器的存储器中的查找表。例如，基于在当前的再启用期间存在提前点火事件，控制器可增强在后续汽缸再启用期间要被应用的加浓(其中，再启用响应于高于阈值的扭矩需求)。参照较早的再启用是第一再启用并且第一再启用期间的优先加浓包括第一浓度和/或第一数量的加浓循环的实例，响应于第一再启用期间接收到的提前点火的指示，在汽缸响应于高于阈值的扭矩需求的随后的第二再启用期间，控制器可以以高于第一浓度的第二浓度加浓汽缸。额外地或可选地，控制器可在大于第一数量的加浓循环的第二数量的加浓循环期间加浓汽缸。例如，在第一再启用期间，再启用的汽缸可优先加浓10％。响应于第一再启用期间的提前点火的指示，在第二再启用期间汽缸可优先加浓20％。
通过这种方式，可基于再启用期间发生的提前点火以闭环方式调节加浓。通过以闭环方式调节加浓，能够优化加浓，从而降低燃料浪费以及减少排气排放。通过优先应用减缓加浓的提前点火，实现了汽缸冷却，其降低了再启用至高负载期间汽缸中的提前点火事件的可能性。
图6示出了从VDE模式再启用至非VDE模式期间汽缸中的加浓。特别地，示意图600描述了调节汽缸再启用期间的燃料喷射。示意图600描述了曲线602(虚线)处的排气门正时、曲线604(实线)处的进气门正时、曲线608处的活塞位置、610至612处的燃料喷射剖面(相对于火花事件614)和616至618处的汽缸再启用期间的爆震传感器的示例输出。
在发动机操作期间，发动机内的每个汽缸通常经历了四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、做功(或膨胀)冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般而言，排气门关闭(曲线602，虚线)并且进气门打开(曲线604，实线)。空气通过进气歧管被引入汽缸，并且汽缸活塞移动至汽缸的底部以便增大燃烧室(曲线608)内的体积。活塞靠近汽缸的底部且位于其冲程的端部的位置(例如，当燃烧室处于其最大体积时)通常被本领域的技术人员称作下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门和排气门关闭。活塞移动向汽缸顶部以便压缩缸内的空气。活塞位于其冲程的端部并且最靠近汽缸顶部的点(例如，当燃烧室处于其最小体积时)通常被本领域的技术人员称作上止点(TDC)。
在之后被称为喷射的过程中，将燃料引入燃烧室。在之后被称为点火或火花的过程中，通过诸如火花塞的已知点火方式点燃喷射的燃料，从而引起燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞推回至BDC。连接至活塞的曲轴将活塞移动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门打开以将燃烧后的空气-燃料混合物释放至排气歧管并且活塞返回TDC。
要注意的是，上述仅示出了一个实例，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可改变，诸如以提供正气门重叠或负气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他实例。
第一发动机循环(发动机循环1)被描述为包括排气冲程、进气冲程、压缩冲程和做功冲程的每一个。第二发动机循环(发动机循环2)立即跟在发动机循环1的后面并且也包括排气冲程、进气冲程、压缩冲程和做功冲程的每一个。这样，发动机循环1至2是被再启用的给定发动机汽缸的连续发动机循环。特别地，给定汽缸在发动机循环1期间停用。因此，如所示，在发动机循环1期间没有汽缸中气门操作或加油。汽缸可能已经响应于扭矩需求的降低而停用，其中，剩余的启用汽缸能够足够地满足降低的扭矩需求。响应于扭矩需求增加至高于阈值的水平，诸如由于车辆的超车动作，在发动机循环2期间可再启用汽缸。因此，在发动机循环2期间恢复汽缸中的气门操作(602-604)。此外，恢复加油。
这样，如果以理论配比恢复加油，如阴影柱610所示，那么在汽缸火花事件614之前，在压缩冲程期间可发生汽缸提前点火事件。这是因为在先前停用期间(包括发动机循环1期间)汽缸中捕集的机油的点火所致。可基于火花事件之前的发动机爆震传感器的输出616高于窗口中的阈值619而指示提前点火事件。尽管描述的实例示出了再启用之后的第一事件期间发生的提前点火，但是在替代实例中，因为汽缸可能已经冷却，所以在再启用之后的第一事件中不会发生提前点火。然而，在处于高负载的几个发动机循环已经过去之后，可发生提前点火。
为了优先解决由先前汽缸停用期间汽缸中捕集的机油引起的提前点火，控制器可反而在再启用期间加浓汽缸。具体地，在发动机循环2中，发动机汽缸的加油可调节至浓于理论配比，如柱612(其包括阴影柱610的理论配比燃料量以上的增加的燃料)所示。由于加浓，可减少提前点火并且在再启用期间不会接收到提前点火的指示，如火花事件之前的发动机爆震传感器的低于窗口中阈值619输出618所示。通过这种方式，通过在从VDE条件中再启用的时候(也就是说，在转换期间)加浓汽缸可避免提前点火。
如上所讨论，提前点火可在处于高负载的几个发动机循环已经过去之后发生而不是在再启用后立即发生。因此，在一些实例中，优先加浓还可被延迟，而不是在再启用后立即进行。控制器可以以开环形式记录再启用后提前点火多久易于发生，并且在部署加浓时调节该多个再启用循环中最早的。例如，如果控制器确定在再启用后的发动机循环10时易于发生提前点火，那么控制器可在发动机循环10或在发动机循环10之前的两个发动机循环(诸如发动机循环8或9)时应用图6的优先加浓(612)。
现转至图5，示例程序500示出为用于在高负载条件与低负载条件之间的转换期间调节汽缸的加油。这样，基于转换是否还包括VDE模式和非VDE模式之间的转换、以及转换的方向性，包括减缓提前点火的程度的优先加浓在内的加油可以不同。
在步骤502中，可估计和/或测量发动机操作条件。在步骤504中，基于估计的发动机操作条件，可以确定发动机的操作模式。例如，在低操作者扭矩需求条件期间，可以选择VDE模式来提供燃料经济性好处。相比之下，在高操作者扭矩需求条件期间，可以选择非VDE模式来提供性能好处。
在步骤506中，可以确认已经选择VDE模式。例如，可以确定在发动机操作时，给定发动机组的一个或多个汽缸停用，而剩余发动机组的发动机汽缸是启用的。在确认发动机在VDE模式下操作且一个或多个汽缸停用时，程序移动至步骤510以确定在发动机操作条件中是否存在导致转换为较高汽缸负载的改变。例如，可以确定操作者扭矩需求是否增加了。如果没有增加，程序可以结束，发动机继续在VDE模式下操作。如果确认扭矩需求增加，在步骤512中，可确定扭矩需求的增加是否要求转换回至非VDE模式。例如，可以确定是否需要再启用被停用的汽缸。如果不需要再启用汽缸并且通过增加启用的发动机汽缸的汽缸负载能够满足扭矩需求的增加，那么程序移动至步骤514以确定扭矩需求是否高于阈值。
如果扭矩需求的增加不是足够地高，那么发动机可继续在VDE模式下操作，同时增加启用的汽缸的平均汽缸负载。此外，由于没有因为较低的负载增加而预计到提前点火，所以在步骤514中可以以理论配比操作发动机并且可能不会计划优先汽缸加浓。
这样，当在VDE模式下操作时，启用的汽缸的汽缸负载可能不会上升到足以导致提前点火的高度。特别地，因为负载增加，所以可能具有更多的边界线爆震并因此可应用来自MBT的火花延迟。因大的边界线火花延迟导致的燃料损失可高于具有较低平均汽缸负载的非VDE模式下使用所有汽缸运行发动机的相应燃料损失。换言之，如果汽缸负载增加得足够高，那么发动机会转换为非VDE模式，在该非VDE模式下，较低的平均汽缸负载会导致较低的提前点火风险。
然而，在替代实例中，当在VDE模式下操作发动机且一个或多个汽缸停用时，控制器可在启用的汽缸中以持续第一持续时间并具有第一浓度的第一等级(等级1)进行优先加浓。第一等级的加浓可至少基于扭矩需求和发动机的提前点火历史。例如，发动机可以是在V3模式下操作的V6发动机，第一组中的三个汽缸停用，第二组中的三个汽缸启用。响应于扭矩需求的增加，可增加第二发动机组中的三个汽缸的平均汽缸负载，同时还调节这些汽缸的空气-燃料比以在持续时间内以浓于理论配比的空气-燃料比来进行操作。与此同时，第一组汽缸可保持停用。在加浓的持续时间之后，在第二发动机组中可恢复理论配比燃烧。
如果在步骤512中确认转换为非VDE模式，那么，可再启用停用的汽缸。例如，可以确定扭矩需求的增加不能通过增加启用的发动机汽缸的汽缸负载得到满足，而是需要再启用停用的汽缸。然后程序移动至步骤518以确定扭矩需求是否高于阈值。如果扭矩需求的增加不足够高，那么可通过再启用未启用的汽缸中的燃料和气门操作将发动机转换至非VDE模式。此外，因为在再启用期间由于较低的扭矩需求的增加导致不能预计提前点火，所以可在步骤528中以理论配比来操作发动机。
如果扭矩需求较高，那么由于在先前的VDE模式期间停用的汽缸中积累的机油的点火导致在被再启用的汽缸中发生提前点火的可能性可能更高。因此，响应于接收到的要求从在VDE模式下操作发动机转换为在非VDE模式下操作发动机的高于阈值的扭矩需求，控制器可通过恢复燃料和气门操作再启用之前停用的发动机汽缸。此外，控制器可在步骤520中进行第三等级(等级3)的优先加浓。第三等级可高于第一等级。此处，被再启用的汽缸可在第三持续时间内以第三浓度进行加浓，第三持续时间长于第一持续时间，并且第三浓度高于第一浓度。加浓的第三等级可至少基于扭矩需求、VDE模式下操作的持续时间以及发动机的提前点火历史。例如，发动机是在V3模式下操作的V6发动机，第一组的三个汽缸停用，第二组的三个汽缸启用，响应于扭矩需求的增加，第一发动机组中的三个汽缸可被再启用，同时还调节它们的空气-燃料比以在持续时间内以高于理论配比的空气-燃料比来进行操作。同时，可以理论配比来保持第二组汽缸的燃烧。在加浓的持续时间之后，可在第一发动机组中恢复理论配比燃烧。
如上所讨论，在汽缸再启用之后的多个加浓循环内可立即进行优先加浓。可选地，可延迟优先加浓，直到自再启用之后限定的持续时间已经过去，和/或直到被再启用的汽缸的缸内温度高于阈值。
返回至步骤506，如果没有确认VDE操作模式，可在步骤508中确认非VDE操作模式。其中，所有发动机汽缸都可以是启用的。接着，在步骤522中，程序确定在发动机操作条件中是否存在导致转换为较高汽缸负载的变化。例如，可以确定操作者扭矩需求是否增加了。如果没有，程序可以以发动机继续在非VDE模式下操作而结束。如果转换至较高负载，那么在步骤522中，可以确定扭矩需求是否高于阈值。如果扭矩需求的增加不是足够地高，那么发动机可继续在非VDE模式下操作并且因为没有预计到提前点火，所以可在步骤528中以理论配比来操作发动机。
如果扭矩需求高于阈值，那么由于高负载条件导致在汽缸中发生提前点火的可能性可能更高。然而，基于负载变化，不可能在非VDE模式下进行优先加浓。这是因为在非VDE模式下这种优先加浓会太频繁地发生，从而导致排放问题。
然而，在替代实例中，响应于在非VDE模式下操作发动机且所有汽缸都启用时接收到高于阈值扭矩需求，控制器可在第二持续时间内以第二浓度进行第二等级的优先加浓，第二持续时间长于第一持续时间但是短于第三持续时间，并且第二浓度高于第一浓度但低于第三浓度。第二等级的加浓可至少基于扭矩需求和发动机的提前点火历史。例如，发动机是在V6模式下操作的V6发动机，第一组的三个汽缸和第二组的三个汽缸都启用，响应于扭矩需求的增加，发动机的六个汽缸可在持续时间内以浓于理论配比进行操作。加浓的持续时间之后，在两个发动机组中可恢复理论配比燃烧。
从步骤514、528和522中的每一个，程序可移动至步骤530以确定是否存在提前点火的指示。在一个实例中，可以确定是否存在提前点火的指示，而不考虑从VDE模式转换至非VDE模式期间所应用的优先加浓。在另一实例中，可以确定在VDE模式或非VDE模式下以理论配比地操作发动机时是否存在提前点火的指示。提前点火的指示可基于在限定的曲柄角窗口(例如，在汽缸中的火花事件之前)中估计的发动机爆震传感器的输出高于阈值。响应于提前点火的指示，在步骤532中，至少可加浓受提前点火影响的汽缸并且可更新发动机的提前点火历史。在后续的优先加浓操作期间，诸如在选定的VDE至非VDE转换期间进行的操作，可基于更新的提前点火历史调节加浓。
还会意识到，尽管图6的程序基于扭矩需求的增加以及是否需要从VDE模式转换至非VDE模式来调节汽缸再启用期间所应用的加浓，但是在进一步的实施例中，加浓可进一步基于增压可用性。例如，当响应于扭矩需求的增加从增压禁用的VDE模式转换至增压禁用的非VDE模式时，可能不需要优先加浓。然而，当响应于扭矩需求的增加从增压可用的VDE模式转换至增压可用的非VDE模式时，可能需要优先加浓。这样，通过再启用发动机汽缸和转换出VDE模式可更快地满足扭矩需求的增加。这是因为VDE转换是在发动机循环式基础上发生。相比之下，如果通过保持发动机汽缸的状态和使增压可用满足了扭矩需求的增加，那么可能存在由于在加速自旋涡轮机中所发生的涡轮迟滞导致的在输送增加的扭矩需求时所涉及的延迟。因此，通过再启用VDE发动机汽缸可更快地满足扭矩需求的增加。
现转至图7，示出了在从VDE模式中再启用发动机汽缸期间进行的示例性汽缸加浓以及加浓的闭环调节。特别地，示意图700描述了曲线702处的扭矩需求、曲线704处的发动机操作模式(VDE或非VDE)、曲线706处的给定发动机汽缸的燃烧空气-燃料比、以及曲线708处的连接至给定发动机汽缸的爆震传感器的输出。
在t1之前，操作者扭矩需求(曲线702)可以较低。因此，为了改善发动机燃料经济性，一个或多个发动机汽缸(例如，第一发动机组的汽缸)可被停用，而通过剩余的启用的汽缸(例如，第二发动机组的汽缸)可满足扭矩需求。也就是说，在t1之前，可在VDE模式(曲线704)下操作发动机。通过停用汽缸燃料喷射器(如曲线706所示)和/或气门操作可停用汽缸。特别地，曲线706示出了停用的发动机汽缸的燃烧条件。
在t1时，响应于扭矩需求增加至高于阈值等级703，发动机模式可从VDE模式转换至非VDE模式。具体地，通过恢复汽缸加油和气门操作可再启用停用的汽缸。预期到在再启用至高汽缸负载期间汽缸中会发生可能的提前点火事件，在t1时，在汽缸再启用期间，可加浓汽缸。特别地，被再启用的汽缸可以以比理论配比高d1的浓度进行操作。此外，加浓可在对应于第一数量的加浓循环n1的持续时间进行。在第一数量的加浓循环已经过去之后(t1和t2之间)，在被再启用的汽缸中可恢复理论配比燃烧。通过在再启用期间加浓汽缸，避免了汽缸中的提前点火。这样，如果在再启用期间没有加浓汽缸，会接收到提前点火的指示，该指示基于爆震传感器(曲线708)的输出高于阈值709。
在t2时，响应于扭矩需求的降低，发动机可转换回至VDE模式并且可停用(例如，第一组或第二组的)一个或多个汽缸。然后，可仍然停用汽缸直到t3，在t3，由于扭矩需求增加，汽缸被再启用。在t3时，扭矩需求增加后可能低于阈值等级703。因此，尽管再启用了汽缸，但是因为在这些条件下没有预计到提前点火，所以可能不需要优先加浓。因此，在t3时，可以以理论配比或大约以理论配比操作被再启用的发动机汽缸。
在t4时，响应于扭矩需求的降低，发动机可转换回至VDE模式并且可停用(例如，第一组或第二组的)一个或多个汽缸。然后，可仍然停用汽缸直到t5，在t5时，由于扭矩需求增加，汽缸被再启用。在t5时，响应于扭矩需求增加至高于阈值等级703，发动机模式可从VDE模式转换至非VDE模式。此处，如在t1时，预期到在再启用至高汽缸负载期间汽缸中会发生可能的提前点火事件，在汽缸再启用期间，可加浓汽缸。加浓可基于先前的再启用期间发生的提前点火以闭环方式进行调节。特别地，被再启用的汽缸可以以比理论配高d2的浓度进行操作。此外，加浓可在对应于第二数量的加浓循环n2的持续时间进行。在此，由于在先前汽缸再启用至高于阈值等级703期间没有接收到提前点火的指示(在t1时)，在t5进行的汽缸加浓可小于在t1进行的汽缸加浓。特别地，被再启用的汽缸可以以小于浓度d1(应用于t1时)的浓度d2进行操作。此外，第二数量的加浓循环n2可小于第一数量的加浓循环n1(在t1时进行的)。
这样，如果在之前的汽缸再启用期间接收到提前点火的指示710(诸如基于在曲线708处的爆震传感器的输出大于阈值709的指示)，不考虑优先加浓(在t1时)条件下，那么t5时进行的汽缸加浓可大于t1时进行的汽缸加浓。特别地，如虚曲线707处所示，被再启用的汽缸可以大于浓度d1(在t1时所应用的)的浓度d3进行操作。此外，加浓循环的数量n3可大于第一数量的加浓循环n1(在t1时进行的)。
尽管所述实例示出了t1和t5时所进行的优先加浓，但是在替代实施例中，由于在汽缸热到足以提前点火之前，可能已经过去了若干个循环，所以加浓可延迟若干个循环。该延迟还可在知晓转换回至非VDE之后多早会发生提前点火的情况下基于闭环来调节。例如，如果没有进行加浓，那么控制器可确定t1与提前点火的指示710之间过去的发动机循环的数量。然后，控制器可调节以使加浓在后续再启用时在该确定的数量的发动机循环过去之后进行。例如，如果在t1之后的十次发动机循环发生指示710，那么，在t5时进行的优先加浓可延迟直到t5之后的十次发动机循环过去后才进行。
在加浓循环的数量(n2或n3)已经过去之后(t5之后)，在被再启用的汽缸中可恢复理论配比燃烧。以这种方式，通过在再启用期间以闭环方式加浓汽缸，避免在汽缸中进一步发生提前点火。
在一个实例中，在从发动机旋转到高于阈值的汽缸负载的第一汽缸再启用期间，控制器可在接收到汽缸提前点火的指示之前加浓被再启用的汽缸。相比之下，在从发动机停止到高于阈值的汽缸负载的第二汽缸再启用期间，控制器可在接收到汽缸提前点火的指示之前以理论配比来操作被再启用的汽缸。在第一汽缸再启用期间的加浓可包括基于高于阈值的汽缸负载和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个以浓度进行加浓。加浓还可包括基于高于阈值的汽缸负载和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个在多个发动机循环进行加浓，随着该多个发动机循环的进行，浓度降低，在该多个发动机循环已经过去之后以理论配比操作汽缸。在此，在第一汽缸再启用之前紧接着的停用期间，由于较高的发动机真空，较多的机油被泵送进汽缸中，而在第二汽缸再启用之前紧接着的停用期间，由于较低的发动机真空，较少的机油被泵送进汽缸中。在一个实例中，在第一汽缸再启用期间和第一汽缸再启用之前的停用期间，启用发动机增压。
响应于第一汽缸再启用或第二汽缸再启用期间接收到的汽缸提前点火的指示，可基于该指示加浓被再启用的汽缸。第二汽缸再启用可包括汽缸从怠速-停止条件中再启用和汽缸从减速断油条件再启用中的一个。相比之下，第一汽缸再启用可包括从VDE模式进行的汽缸再启用。
在一个实例中，第一汽缸再启用期间的加浓可以是第一加浓。该方法可进一步包括：在第一汽缸再启用之后的从发动机旋转到高于阈值的汽缸负载的第三汽缸再启用期间，其中，在第一汽缸再启用期间接收到提前点火的指示，在接收到浓度高于第一加浓的汽缸提前点火的指示之前，加浓被再启用的汽缸。也就是说，加浓可响应于提前点火的指示而增加。在第一汽缸再启用之后的从发动机旋转到高于阈值的汽缸负载的第四汽缸再启用期间，其中，在第一汽缸再启用期间没有接收到提前点火的指示，该方法可包括在接收到浓度低于第一加浓的汽缸提前点火的指示之前，加浓被再启用的汽缸。也就是说，加浓可响应于无提前点火的指示而减少或减小。
现转至图8，示出了在VDE模式和非VDE模式之间转换期间发动机汽缸进行的示例的汽缸加浓。特别地，示意图800描述了曲线802处的扭矩需求、曲线804处的发动机操作模式(VDE或非VDE)、曲线806处的给定发动机汽缸的燃烧空气-燃料比和曲线808处的连接至给定发动机汽缸的爆震传感器的输出。
在t1之前，基于操作者扭矩需求(曲线802)，发动机可以在所有汽缸(曲线806)都以理论配比点火并且无汽缸停用的情况下操作。也就是说，发动机可处于非VDE模式(曲线804)。在t1时，扭矩需求有小幅度增加，响应于此，平均汽缸负载会增加，同时继续在非VDE模式下操作发动机，汽缸以理论配比进行燃烧。此处，由于提前点火可能性较低，所以不需要汽缸的优先加浓。在t2时，扭矩需求进一步增加至高于阈值等级803。响应于增加的扭矩需求，可增加平均汽缸负载，同时继续在非VDE模式下操作发动机。这样，在高负载条件期间不会发生汽缸提前点火，并且不会进行优先加浓。这样，因为在非VDE模式下操作时所述量级的负载变化频繁发生，如果经常触发，在非VDE模式下负载增加期间进行优先加浓会影响排放物。
在t3时，扭矩需求可能降低。为了增加发动机燃料经济性，可停用一个或多个发动机汽缸(例如，第一发动机组的汽缸)，而扭矩需求可通过剩余的启用的汽缸(例如，第二发动机组的汽缸)来满足。因此，在t3时，发动机可从非VDE模式转换至VDE模式，其中，通过停用汽缸燃料喷射器(如曲线806处所示)和/或气门操作，停用了一个或多个汽缸。特别地，曲线806示出了为选择性停用而选定的发动机汽缸的燃烧条件。
在t4时，响应于扭矩需求增加至低于阈值等级803，可增加启用的汽缸的平均汽缸负载，且启用的汽缸以理论配比燃烧，同时继续在VDE模式下操作发动机。在t5时，扭矩需求可进一步增加但仍在阈值等级803以下。在t5时响应于增加的扭矩需求，可再启用汽缸并且发动机可转换回非VDE模式。此处，由于提前点火可能性较低，所以不需要汽缸的优先加浓。在t5和t6之间，可在非VDE模式下操作发动机，所有汽缸以理论配比燃烧。
在t6时，响应于扭矩需求的降低，如在t3时，发动机可从非VDE模式转换至VDE模式，其中，通过停用汽缸燃料喷射器(如曲线806处所示)和/或气门操作来停用一个或多个汽缸。
在t7时，扭矩需求可再次增加至阈值等级803以上。响应于扭矩需求增加至高于阈值等级803，发动机模式可从VDE模式转换回至非VDE模式。具体地，通过恢复汽缸加油和气门操作，可再启用停用的汽缸。然而，因为在汽缸再启用至高负载条件期间会发生汽缸提前点火，所以，可进行优先加浓。具体地，在t7时的汽缸负载增加期间可临时加浓被再启用的汽缸。加浓可基于扭矩需求的增加以及VDE模式下的先前的操作持续时间(即，从t6至t7的持续时间)。这样，t7所进行的加浓可能大于t2所进行的加浓，具有更高的浓度并且持续更多数量的加浓循环。这是因为在从VDE模式至非VDE模式的转换期间，汽缸再启用至高于阈值的负载期间的提前点火的倾向高于当保持在VDE模式或非VDE模式时汽缸负载相应的增加期间的提前点火的倾向。这样，在t7时确定的确定数量的加浓循环已经过去之后，可恢复理论配比汽缸燃烧。通过在t7时进行优先加浓，可避免提前点火，如通过爆震传感器的输出(曲线808)仍在提前点火阈值809以下所示的那样。
以这种方式，通过改变扭矩需求增加以及汽缸负载上升至高于阈值等级期间汽缸的优先加浓，基于汽缸是否被再启用或保持启用，能够适当地解决不同的提前点火倾向。
会意识到，尽管图7至图8的实例描述了在预期到提前点火事件并且在接收到汽缸提前点火的指示之前进行的优先加浓，提前点火事件甚至可在优先加浓之后发生。如果确实发生提前点火事件，控制器可进一步加浓受影响的汽缸以解决提前点火。此外，基于提前点火发生的反馈可以以闭环方式更新汽缸的优先加浓。例如，可增加后续的优先加浓以更好地解决进一步的提前点火。
作为一个实例，用于发动机的方法可包括：响应于在增压可用且一个或多个汽缸停用的操作时接收到的高于阈值的扭矩需求，再启用该一个或多个汽缸，同时保持增压；以及在接收到提前点火的指示之前在再启用的持续时间加浓被再启用的汽缸。加浓可基于扭矩需求、发动机增压等级和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个。该一个或多个停用的汽缸可连接至第一发动机组，该发动机还包括第二发动机组，其中，在再启用期间，第二发动机组的汽缸中的燃烧保持在理论配比。控制器还可在再启用该一个或多个汽缸之后响应于高于阈值的扭矩需求增加增压。相比之下，响应于在增压禁用且该一个或多个汽缸停用的操作时接收到的高于阈值的扭矩需求，控制器可再启用该一个或多个汽缸同时保持增压禁用且同时进一步地以理论配比保持汽缸燃烧直到接收到提前点火的指示。
作为另一个实例，发动机系统可包括：发动机，包括多个汽缸；连接至每个发动机汽缸的可选择性地停用的燃料喷射器；连接至每个发动机汽缸的可选择性地停用的进气门和/或排气门；以及用于检测异常的汽缸燃烧的爆震传感器。发动机系统还可包括控制器，控制器具有存储在非瞬态存储器中的计算机可读指令，该指令用于响应于发动机扭矩需求的降低而选择性地停用一个或多个发动机汽缸、用于响应于扭矩需求增加至高于阈值的汽缸负载而再启用该一个或多个停用的发动机汽缸、以及用于在自发动机再启用后的多个发动机循环以浓度加浓被再启用的汽缸，基于汽缸负载和选择的停用的持续时间中的每一个调节浓度和发动机循环的数量。
加浓可包括：在第一汽缸再启用至高于阈值的汽缸负载期间，响应于无提前点火(PI)指示以第一较低浓度在数量较少的第一发动机循环加浓被再启用的汽缸；以及在第二汽缸再启用至高于阈值的汽缸负载期间，响应于PI的指示以第二较高浓度在数量较大的第二发动机循环加浓被再启用的汽缸。在第一汽缸再启用至高于阈值负载的汽缸负载期间，响应于PI的指示可以第一比率对再启用汽缸进行加浓；以及在第二汽缸再启用至高于阈值负载的汽缸负载期间，在PI的指示之前可以以第二比率对再启用的汽缸进行加浓，第二比率大于第一比率。
在另一个表示中，用于发动机的方法包括：在响应于高于阈值的扭矩需求而再启用汽缸时且在接收到汽缸中的提前点火指示之前，在自再启用开始的多个发动机循环已经过去之后加浓被再启用的汽缸，基于扭矩需求和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个调节加浓，加浓循环的数量基于被再启用的汽缸中发生的提前点火。发动机循环的数量(其之后在汽缸再启用时开始加浓)可响应于爆震传感器的反馈以闭环方式知晓。因此，响应于在汽缸再启用之后不久接收到的来自爆震传感器的反馈，较少数量的发动机循环之后可开始加浓。相比之下，响应于汽缸再启用之后很久才接收到的来自爆震传感器的反馈，在较大数量的发动机循环之后可开始加浓。
在再一个表示中，用于发动机的方法包括：当响应于高于阈值的扭矩需求而将汽缸从VDE模式转换至非VDE模式时，并且在接收到汽缸中的提前点火指示之前，基于来自爆震传感器的反馈加浓被再启用的汽缸，在先前的汽缸从VDE模式转换至非VDE模式期间接收到的反馈响应于高于阈值的扭矩。基于扭矩需求和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个调节加浓，加浓循环的数量基于来自爆震传感器的反馈。
以这种方式，能够更好地解决由捕集在停用的汽缸内的机油在再启用汽缸期间所导致的汽缸提前点火。通过更好地确定被选定的汽缸再启用条件(其中，捕集的机油能用作点火源)，通过在再启用期间加浓被选定的汽缸能够更好地预计和解决提前点火。这样，降低了如果汽缸在任意再启用期间总是加浓而会发生的燃料浪费。通过在选定的VDE再启用期间适应性汽缸提前点火倾向，以及基于再启用期间发生的提前点火事件以闭合方式调节优先汽缸加浓，可进一步优化提前点火减缓。总之，在再启用至高负载期间能够更好地解决可变排量发动机中的汽缸提前点火以及能够改善可变排量发动机的性能。
要注意的是，本文包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置连用。本文公开的控制方法和程序可存储为非瞬态存储器中的可执行指令。本文描述的特定程序可表示任意数量的处理策略(诸如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。这样，按照示出的顺序或并列的顺序可进行各种示出的动作、操作和/或功能，或在一些条件下可省略各种示出的动作、操作和/或功能。同样地，处理顺序不是用来实现本文描述的实施例的特征和优点所必须要求的，但是为了便于说明和描述提供了该处理顺序。根据使用的特定策略可重复进行示出的动作、操作和/或功能的一个或多个。此外，所述动作、操作和/或功能可图表地表示要被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非瞬态存储器中的代码。
会意识到，本文公开的配置和程序实质是示例性的，并且这些特定实施例不认为是限制意义，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。本发明的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖的且不显而易见的组合和子组合。
下列权利要求特别指出某些组合和子组合被认为是新颖的且不显而易见的。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一”元件或它们的等同物。这种权利要求应该被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不需要也不排除两个或多个这种元件。通过对现有权利要求的修改或通过本申请或相关申请中的新权利要求的表示可要求所公开的部件、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。这些权利要求的范围不管比原权利要求的范围更宽、更窄、相等或不同，它们还是被认为包含在本发明的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，包括：
当响应于高于阈值的扭矩需求而再启用汽缸时，并且在接收到所述汽缸中的提前点火的指示之前，加浓被再启用的所述汽缸，所述加浓基于所述扭矩需求和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个进行调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述加浓包括调节加浓的程度和再启用的汽缸加浓期间的发动机循环的数量中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，加浓被再启用的所述汽缸包括在自所述再启用后的一段延迟之后进行再启用，所述延迟基于自所述再启用之后过去的持续时间、自所述再启用之后过去的发动机循环的数量、和估计的缸内温度中的一个或多个。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述调节包括：在所述扭矩需求超过了所述阈值或者在所述先前的汽缸停用的持续时间增加时，增加所述加浓的程度和所述发动机循环的数量中的一个或多个。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加浓的程度在所述数量的发动机循环期间降低。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：在所述数量的加浓发动机循环过去之后，恢复所述汽缸中的理论配比燃烧。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，基于所述汽缸的提前点火历史进一步调节所述加浓，所述加浓的程度响应于在所述汽缸先前响应于高于阈值的扭矩需求而再启用期间的提前点火的指示而增加，所述加浓的程度响应于在所述汽缸先前响应于高于阈值的扭矩需求而再启用期间无提前点火的指示而降低。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述再启用是第一再启用，所述第一再启用期间的加浓包括第一加浓的程度，所述方法还包括：响应于所述第一再启用期间无提前点火的指示，在汽缸后续的响应于高于阈值的扭矩需求的第二再启用期间，以低于所述第一加浓程度的第二加浓程度加浓所述汽缸。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述汽缸从所述汽缸的气门被关闭且所述发动机正在旋转的低扭矩需求条件下再启用。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：响应于所述汽缸从停止或减速断油条件下再启用，以理论配比操作所述汽缸，并且在接收到所述汽缸中的提前点火的指示之后加浓被再启用的所述汽缸。
11.一种用于发动机的方法，包括：
在从发动机旋转至高于阈值的汽缸负载的第一汽缸再启用期间，在接收到汽缸提前点火的指示之前加浓被再启用的所述汽缸；以及
在从发动机停止至所述高于阈值的汽缸负载的第二汽缸再启用期间，在接收到汽缸提前点火的指示之前以理论配比操作被再启用的所述汽缸。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述第一汽缸再启用期间的所述加浓包括：以基于所述高于阈值汽缸负载和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个的加浓程度进行加浓。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述加浓还包括基于所述高于阈值的汽缸负载和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个，在多个发动机循环期间进行加浓，所述加浓程度随着所述多个发动机循环的进行而降低，在所述多个发动机循环过去之后以理论配比操作所述汽缸。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，在紧接所述第一汽缸再启用之前的停用期间，较多的机油被泵送进入所述汽缸中，在紧接所述第二汽缸再启用之前的停用期间，较少的机油被泵送进入所述汽缸中，在所述第一汽缸再启用以及所述第一汽缸再启用之前的所述停用期间，发动机增压。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：响应于所述第一汽缸再启用或所述第二汽缸再启用期间的所述汽缸提前点火的指示，基于所述指示加浓被再启用的所述汽缸。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二汽缸再启用包括从怠速-停止条件的汽缸再启用和从减速断油条件的汽缸再启用中的一个。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述第一汽缸再启用期间的所述加浓是第一加浓，所述方法还包括：
在所述第一汽缸再启用之后的从发动机旋转至高于阈值的汽缸负载的第三汽缸再启用期间，在接收到汽缸提前点火的指示之前以高于所述第一加浓的加浓程度对被再启用的所述汽缸进行加浓，其中，在所述第一汽缸再启用期间接收到提前点火的指示；以及
在所述第一汽缸再启用之后的从发动机旋转至高于阈值的汽缸负载的第四汽缸再启用期间，在接收到汽缸提前点火的指示之前以低于所述第一加浓的加浓程度对被再启用的所述汽缸进行加浓，其中，在所述第一汽缸再启用期间未接收到提前点火的指示。
18.一种用于发动机的方法，包括：
响应于具有增压且一个或多个汽缸停用的操作时接收到的高于阈值扭矩需求，
再启用所述一个或多个汽缸同时保持增压；以及
在接收到提前点火的指示之前在所述再启用的持续时间加浓被再启用的所述汽缸，所述加浓基于所述扭矩需求、发动机增压等级和先前的汽缸停用的持续时间中的每一个。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，被再启用的所述一个或多个汽缸连接至第一发动机组，所述发动机还包括第二发动机组，其中，在所述再启用期间，以理论配比保持所述第二发动机组的汽缸中的燃烧。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：在再启用所述一个或多个汽缸之后响应于高于阈值的扭矩需求而增加增压，以及
响应于没有增压且所述一个或多个汽缸停用的操作时接收到的高于阈值的扭矩需求，再启用所述一个或多个汽缸同时保持没有增压以及同时还以理论配比保持汽缸燃烧直到接收到提前点火的指示。
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