CN106401776A - 用于点火控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于点火控制的方法和系统。提供了用于解决火花塞碳烟结污的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括，使具有被提前的火花正时的一个或多个燃烧事件与具有标称火花正时的一个或多个燃烧事件交替。该方法允许火花塞过热和相关的问题(诸如爆震)被减少。

Description

用于点火控制的方法和系统

技术领域

本发明大体涉及用于响应于火花塞结污而控制车辆发动机的方法和系统。

背景技术

发动机点火系统可以包括用于向火花点火式发动机的燃烧室输送电流以点燃空气-燃料混合物并且开始燃烧的火花塞。基于发动机工况，火花塞结污能够发生，其中火花塞绝缘体的着火尖端涂覆有异物(诸如燃料、油或碳烟)。一旦结污，直到火花塞被充分清洁或被更换，火花塞才能提供触发汽缸燃烧的足够电压。例如，火花塞可以通过使发动机在充分升高火花塞尖端温度的转速-负荷状况下运转而烧尽被积聚在结污的火花塞上的碳烟来清洁。

在具有大动态运转范围的现代升压的发动机系统中，用于火花塞的热范围被选择为避免在节气门全开和高发动机转速状况下的不正常燃烧事件(诸如预点火)。具体地，所选的火花塞通常是低热范围的火花塞，以避免在高发动机转速与负荷状况下的预点火。因此，即使发动机在高转速与负荷状况下比自然吸气式发动机花费更多时间，火花塞仍未变暖到足以触发预点火。然而，由于相同的原因，火花塞也未变暖到足以烧尽碳烟沉积物。解决火花塞结污问题的其他尝试包括提前火花正时以烧尽火花塞上方的沉积物。Yamada等在US 6505605中示出了一种示例方法。在其中，响应于火花塞结污，火花正时被提前用于若干燃烧事件，被供应的火花提前量基于汽缸的指示的平均有效压力来调整。此外，为进一步减少火花塞结污，到受影响的汽缸的燃料供给被调整为提供更稀的空气-燃料混合物。火花正时提前和燃料供给调整被维持直至碳烟从结污的火花塞被烧尽，在此之后标称燃料供给和火花正时被恢复。

然而，发明人在此已经认识到此类方法的潜在问题。作为一个示例，火花正时的连续提前可以诱发发动机爆震。即，如果火花正时被维持提前以升高火花塞尖端温度并且烧尽碳烟，那么升高的温度会触发汽缸爆震事件。另一方面，如果火花正时未被充分地提前并且火花塞尖端温度未被充分地升高，那么火花塞会保持碳烟结污，从而导致汽缸失火事件。此外，发动机控制器会在提前火花正时以解决火花塞结污与延迟火花正时以解决爆震之间相互矛盾。此外，火花正时的延长的提前可以影响发动机燃料效率和排气排放。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过以下方法被至少部分地解决，所述方法用于通过周期性地提前火花正时并且在以标称火花正时运转的情况下穿插一阵阵(burst)火花正时提前来解决火花塞结污。一种示例方法包含：向汽缸供应第一提前的火花正时用于第一单个/单次燃烧事件；在向汽缸供应第一提前的火花正时之后，向汽缸供应标称火花正时用于预定数量的燃烧事件；以及在预定数量的燃烧事件之后，向汽缸供应第二提前的火花正时用于第二单个燃烧循环。以此方式，结污的火花塞上的碳烟沉积物可以在减少诱发爆震的倾向的情况下被烧尽。

在一个示例中，火花塞碳烟结污可以基于离子传感器的输出来确定。响应于火花塞结污的指示，可以在至少一个燃烧循环内向受影响的汽缸供应第一提前的火花正时。例如，被应用的火花正时提前的程度和第一火花正时提前被应用于的燃烧事件的数量可以被调整，以将火花塞尖端温度充分地升高到使碳烟能烧尽的温度。例如，火花正时可以被提前用于仅单个燃烧事件。然后，火花正时可以被返回到标称火花正时(例如，MBT或边界火花正时)用于预定数量的燃烧事件。预定的数量可以被调整，以防止火花塞尖端温度的过热和爆震事件的诱发。然后，第二提前的火花正时可以被供应给汽缸用于一个或多个燃烧事件。在本文中，第二提前的火花正时可以基于在供应第一提前的火花正时(和标称正时)后的离子传感器输出来(例如，实时)调整。例如，基于离子传感器输出，保留在结污的火花塞上的碳烟负荷可以被推测，并且可以确定爆震的裕度。被应用的火花正时提前的程度和第二火花正时提前被应用于的燃烧事件的数量然后可以被调整，以烧尽其余的碳烟，同时降低爆震的倾向和强度。火花正时然后可以被返回到标称火花正时。在一个示例中，由于当第一提前的火花正时被应用时碳烟负荷的一部分可已经被烧尽，第二提前的火花正时可以比第一提前的火花正时的提前量少。

在第一与第二提前的火花正时的供应之间中供应标称火花正时的技术效果是，可以减少火花塞的过热。因此，这降低了当利用火花正时提前来烧尽积聚在结污的火花塞上的碳烟时诱发爆震的可能性。通过利用周期性提前的火花事件以及中间标称事件，火花塞尖端温度可以被升高至充分高以烧尽碳烟(并且解决火花塞结污)，但是不被升高到如此高以至于过热问题出现，诸如爆震、NVH和耐久性问题。通过改善发动机的爆震裕度，可以被应用以烧尽碳烟的火花正时提前量也能够被提高。通过改善火花塞结污控制，降低了失火的可能性。此外，火花塞温度可以被控制，从而降低爆震事件的可能性。总的来说，火花塞健康和寿命能够被改善。

应当理解，提供以上发明内容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被随附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示出了内燃发动机的示意图。

图2示出了用于响应于火花塞结污而间歇地调节提前的正时与标称正时之间的火花正时的高水平流程图。

图3-4示出了具有标称正时与火花塞结污指示符的发动机运转的持续时间之间、以及被应用的火花提前的程度与火花塞结污指示符之间的示例关系。

图5-7示出了响应于火花塞结污事件而被执行的示例发动机火花正时调整。

具体实施方式

以下描述涉及用于解决发动机系统(诸如图1的发动机系统)中的火花塞结污而不使火花塞过热的系统和方法。发动机控制器可以被配置为响应于火花塞结污事件而执行控制程序(诸如图2的程序)，以烧尽积聚在火花塞上的碳烟而不诱发爆震。在其中，控制器可以使具有火花提前的汽缸运转和具有标称火花的汽缸运转交替，直至火花塞结污已经被解决。被应用的火花提前的程度、以及在相继的具有火花提前的汽缸事件之间逝去的具有标称火花的运转的持续时间可以基于在火花塞结污的指示方面的改善(诸如基于离子传感器的输出确定的)来调整(图3-4)。参照图5-7示出了示例火花正时调整。以此方式，火花塞结污能够被更好地解决而不引起爆震。

图1是示出多缸发动机10的一个汽缸的示意图，该发动机可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置132来自车辆操作者130的输入控制。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的燃烧室(即，汽缸)30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可以经由中间变速器系统耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外，启动机马达可以经由飞轮耦接至曲轴140，以实现发动机10的启动运转。

汽缸30能够经由一系列进气通道142、144和146接收进气空气。除了汽缸30外，进气通道146能够与发动机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升压装置，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，该涡轮增压器包括在进气通道142与144之间布置的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可以经由轴180至少部分地由排气涡轮176提供动力，其中升压装置被配置为涡轮增压器。然而，在另一些示例中，例如在发动机10装备有机械增压器的情况下，排气涡轮176可以被任选地省略，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。包括节流板164的节气门20可以沿发动机的进气通道设置，以用于改变提供给发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，节气门20可以被布置在压缩机174的下游，如在图1中所示的，或可替代地，可以被提供在压缩机174的上游。

除了汽缸30外，排气通道148能够接收来自发动机10的其他汽缸的排气。在一个示例中，排气通道148可以接收来自发动机10的所有汽缸的排气。然而，在一些实施例中，如在图2处详述的，来自一个或多个汽缸的排气可以被传送至第一排气通道，而来自一个或多个其他(剩余)汽缸的排气可以被传送至第二不同的排气通道，不同的排气通道然后在更远的下游、在排气排放控制装置处或越过排气排放控制装置会聚。排气传感器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，例如，所述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。

可以通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)估计排气温度。可替代地，可以基于发动机工况推断排气温度，所述发动机工况诸如转速、负荷、空燃比(AFR)、火花延迟等。另外，排气温度可以通过一个或多个排气传感器128计算。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中的任意组合估计排气温度。

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30被显示为包括位于汽缸30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30)可以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。

进气门150可以由控制器12通过经由凸轮致动系统151的凸轮致动来控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由凸轮致动系统153来控制。凸轮致动系统151和153均可以包括一个或多个凸轮，并且可以使用可以由控制器12运转的凸轮廓线变换(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，以改变气门运转。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致动控制。例如，汽缸30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。在又一些实施例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器或者致动系统或可变气门正时致动器或者致动系统控制。

汽缸30能够具有压缩比，其为活塞138在底部中心时与在顶部中心时的体积之比。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，当使用更高的辛烷燃料或具有更高的潜在蒸发焓的燃料时，这种情况可以发生。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，也可以增大压缩比。

发动机10的每个汽缸可以包括用于开始燃烧的火花塞192。在选择的运转模式下，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向燃烧室30提供点火火花。具体地，响应于来自控制器的火花信号，点火系统190可以应用火花塞192两端的高压偏置以实现离子感测。高压偏置可以被应用到火花间隙两端，并且可以在点火线圈停延之前被应用。在选定的状况下，额外的高压偏置可以在点火线圈停延期间被应用。点火系统190可以包括一个或多个点火线圈和致动相关联的火花塞的其他电路/电子器件，并且提供离子感测(诸如离子感测模块194)。离子感测模块可以包括离子传感器。替代地，火花塞可以被用于离子感测。点火线圈的充电可以由高压电源(未示出)或由电池电压来提供电力。由高压电源提供的升压电压的使用可以提供各种优点，诸如减少点火线圈充电时间和停延时间，这一般允许更大的点火正时柔性和/或更长的离子感测周期。

在一个实施例中，每个火花塞包括专用的线圈和相关联的电子器件，以提供发火花和离子感测。替代地，单个点火模块可以与多个火花塞相关联，其中离子感测利用电力配对装置来提供以减少必要的控制线路的数量。所描绘的实施例图示了在每个汽缸中用于给燃料混合物点火的单个火花塞。然而，本公开可以用于使用双火花塞的应用中，其中一个或两个火花塞提供混合物点火和/或离子感测。

控制器12可以包括由软件和/或硬件实施以监测火花塞的离子电流从而检测火花塞结污状况的代码。如在下面参照图2-4进一步讨论的，响应于火花塞结污状况，控制器12可以采用各种纠正措施或控制程序来烧尽沉积在结污的火花塞上的碳烟。移除火花塞沉积物的控制程序包括点火正时的周期性提前，周期性火花提前事件穿插有标称火花事件。(一次或多次)火花提前事件被用来迅速地向火花塞转移热，由此升高火花塞尖端温度并且烧尽积聚的碳烟。(一次或多次)间歇性的标称火花事件被用来控制火花塞尖端温度并且减少过热，由此减少爆震、NVH和火花塞耐久性问题。

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，所述喷射器用于将燃料提供至汽缸内。作为非限制性的示例，汽缸30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30，以用于经由电子驱动器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30中。以此方式，燃料喷射器166提供所谓的到汽缸30的燃烧室内的燃料直接喷射(在下文中也被称为“DI”)。尽管图1将喷射器166示为侧喷射器，但喷射器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运转时，由于一些醇基燃料的更低的挥发性，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布置喷射器。应认识到，在替代实施例中，喷射器166可以是将燃料提供到汽缸30上游的进气道内的进气道喷射器。

应认识到，在更进一步的实施例中，可以通过经由两个喷射器(直接喷射器166和进气道喷射器)喷射可变燃料混合物或爆震/预点火抑制流体并改变自每个喷射器的相对喷射量使发动机运转。

燃料可以经由高压燃料系统80输送至燃料喷射器166，高压燃料系统80包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨。可替代地，燃料在较低压力下通过单级燃料泵输送，燃料直接喷射的正时在这种情况下在压缩冲程期间会比使用高压燃料系统的情况下更受限制。另外，尽管未示出，但燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。

在汽缸的单个发动机循环期间，可以通过(一个或多个)喷射器将燃料输送至汽缸。另外，自(一个或多个)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。例如，分配可以随着汽缸空气充气的变化速率、不正常汽缸燃烧事件的性质(诸如，是否存在汽缸失火事件、爆震事件或预点火事件)而变化。此外，对于单个燃烧事件，可以每个循环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。

如上面所描述的，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、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。

燃料系统80中的燃料箱可以容纳具有不同品质(诸如不同成分)的燃料或爆震/预点火抑制流体。这些差别可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的混合燃料和/或其组合等。在一个示例中，具有不同的醇含量的燃料或爆震/预点火抑制流体可以包括一种燃料为汽油而另一种燃料为乙醇或甲醇。在另一个示例中，发动机可以将汽油用作第一物质，而将含有诸如E85(其约为85％乙醇和15％汽油)或M85(其约为85％甲醇和15％汽油)的混合燃料的醇用作第二物质。其它含醇燃料可以是醇和水的混合物，醇、水和汽油的混合物等。在另一示例中，两种燃料可以是醇混合物，其中第一燃料可以是具有较低醇比率的汽油醇混合物，第二燃料可以是具有较大醇比率的汽油醇混合物，第一燃料的醇比率小于第二燃料的醇比率，诸如E10(其约为10％乙醇)作为第一燃料，而E85(其约为15％乙醇)作为第二燃料。在又一示例中，流体中的一种可以包括水，而另一流体是汽油或醇混合物。此外，第一燃料和第二燃料也可以在其它燃料品质方面不同，诸如温度、粘性、辛烷值、潜在汽化焓等的差别。其他预点火抑制流体可以包括水、甲醇、清洗流体(其为大约60％水与40％甲醇的混合物)等。

而且，存储在燃料箱中的燃料或预点火抑制流体的燃料特性可频繁地改变。在一个示例中，驾驶员有一天可能用E85填充燃料箱，而下次用E10，而再下次用E50。燃料箱新再填充物每天的变化因此能够导致频繁地改变燃料成分，由此影响喷射器166所输送的燃料成分。

发动机10还可以包括沿着发动机的主体(例如，沿着汽缸体)分布的一个(如所描述的)或多个爆震传感器90。当包括多个爆震传感器时，多个爆震传感器可以沿汽缸体对称地或不对称地分布。爆震传感器90可以是加速度计、离子传感器、或振动传感器。在一个示例中，控制器12可以被配置为，基于一个或多个爆震传感器90的输出(例如，信号正时、幅值、强度、频率等)检测以及区分由于爆震而产生的汽缸体振动与由于预点火而产生的汽缸体振动。控制器可以评估特定汽缸且基于检测到的振动的性质的不同正时窗口中的传感器输出。例如，爆震可以通过在点火之后的曲柄角度窗口中感测的爆震传感器输出来识别，而预点火可以在点火之前的曲柄角度窗口中被感测。作为另一示例，爆震可以响应于更晚窗口中在爆震阈值之上的爆震传感器输出而被指示，而预点火可以响应于更早窗口中在预点火阈值之上的爆震传感器输出而被指示，预点火阈值大于爆震阈值。

在进一步的示例中，控制器12可以被配置为，基于一个或多个爆震传感器的输出(例如，信号正时、幅值、强度、频率等)以及表示汽缸空气充气的参数的变化速率(诸如歧管压力(MAP)、歧管空气流量(MAF)的变化速率等)检测以及区分振动的起因。

应认识到，虽然图1表明使用爆震传感器来感测发动机汽缸体振动，但在替代示例中，其他加速度计、振动传感器、离子传感器或缸内压力传感器能够被用来感测振动。另外，加速度计、振动传感器、缸内压力传感器和离子传感器也可以被用来指示汽缸失火事件(诸如由火花塞结污触发的汽缸失火事件)以及区别失火事件与爆震或预点火事件。

控制器12在图1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、在这个具体示例中作为只读存储器芯片(ROM)110示出的用于可执冲程序和校准数值的电子存储介质、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可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论的那些信号外，还包括：来自质量空气流量传感器122的所引入的质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却液温度(ECT)；来自耦接至曲轴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；来自离子感测模块194的离子传感器的火花塞离子电流；以及来自爆震传感器90和曲轴加速度传感器的不正常燃烧。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。诸如汽缸压力传感器、爆震传感器和/或预点火传感器的其他传感器可以被耦接至发动机10(例如，被耦接至发动机的主体)，以帮助不正常燃烧事件的识别。控制器12从图1的各种传感器接收信号，并基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器来调整发动机运转。存储介质只读存储器110能够用计算机可读数据编程，该计算机可读数据代表可由处理器106执行的指令，用于实现以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变体。

现在转向图2，描述了用于响应于火花塞的结污的指示而从标称火花正时周期性地提前火花正时的示例方法200。周期性火花提前事件被用来将火花塞加热到足以烧尽积聚的碳烟。周期性火花提前事件由使火花塞尖端温度能被更好地控制的间歇性标称火花事件来分开。用于执行方法200和在本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且配合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器根据在下面描述的方法来调整发动机运转。

在202处，该方法包括估计和/或测量发动机工况。被估计的状况可以包括例如发动机转速、发动机负荷、发动机温度、排气温度、火花塞离子电流、爆震传感器输出等。

在204处，基于估计的发动机工况，可以确定是否存在火花塞结污的指示。例如，火花塞结污可以基于一个或多个汽缸失火事件的发生来指示。在另一示例中，火花塞结污可以基于火花塞的离子电流、或被耦接至火花塞的离子传感器的输出来指示。例如，如果离子电流高于阈值，那么由于碳烟积聚的火花塞结污可以被确定。因此，火花塞的点火线圈的激励之前的也被称为预停延相位的稳态离子信号(例如，电流)超过阈值。预停延离子信号提供分路电阻的测量，由于导电含碳沉积物(碳烟)形成在火花塞上，因此所述测量降低。如果离子电流高于阈值，那么它指示由于火花塞结污的升高的分路电阻。

如果不存在火花塞结污的指示，那么在206处，该方法包括，利用标称火花正时(或基于发动机工况的替代火花正时)来维持发动机运转。例如，火花正时可以维持在MBT处或附近或边界正时(BDL)处或附近。

如果存在火花塞结污的指示，那么该方法包括在208处设定诊断代码。诊断代码指示火花塞由于碳烟积聚而结污，并且碳烟需要被烧尽。因此，诊断代码可以被维持，直至火花塞被充分地清洁。如在下面详述的，火花塞可以通过周期性地从标称火花正时提前火花正时来清洁，然后恢复标称火花正时。

在210处，在开始火花塞清洁之前，可以确定发动机负荷是否在阈值负荷之下。具体地，可以确定发动机正在最大负荷或最大扭矩输出之下运转。例如，可以确定发动机正在以小于节气门全开(WOT)运转。在更少负荷的发动机状况期间(即，在低至中等负荷水平期间)通过利用周期性火花提前事件来执行火花塞清洁，可以减少由于火花塞过热、爆震、预点火、和/或NVH的发动机损坏。如果发动机负荷在阈值负荷处或之上，那么在212处，可以延迟利用周期性火花提前的火花塞清洁，直至发动机负荷在期望的负荷范围内。

在确认发动机负荷在期望的范围内时，开始火花塞清洁程序。具体地，在214处，该方法包括基于发动机工况(包括离子传感器输出、发动机温度、发动机负荷、EGR百分比、湿度、燃料辛烷值、空燃比和空气充气温度中的一个或多个(或每一个))确定用于第一提前的火花正时的火花提前的量和持续时间。例如，当离子传感器输出上升至阈值之上(并且火花塞结污的指示指示碳烟在结污的火花塞上的更高水平)时，可以增加被应用的火花提前的量(或程度)。额外地或可选地，火花提前可以被应用于第一数量的燃烧事件。作为另一示例，在发动机不是边界受限的更轻的发动机负荷下，火花正时可以在MBT正时的前面。相比之下，如果发动机是边界受限的，那么被应用的花火延迟的量可以低于在轻负荷的状况下被应用的花火延迟的量。在另一示例中，当空气充气温度增加时，可以降低用于第一提前的火花事件的火花提前的程度。作为又一示例，当发动机温度增加时，可以降低用于第一提前的火花事件的火花提前的程度。作为又一示例，当用于发动机中的EGR的量(或百分比)增加时(即，当发动机稀释增加时)，可以增加用于第一提前的火花事件的火花提前的程度。作为又一示例，当发动机的推测的燃料辛烷值或充气湿度(例如，环境湿度)增加时，可以增加用于第一提前的火花事件的火花提前的程度。此外，火花提前的程度可以基于发动机是否是边界火花受限的并且进一步基于发动机从边界火花受限多远来调整。因此，初始的提前的火花事件的量和数量可以被选择，以便将火花塞尖端温度充分地升高至使集聚的碳烟的显著部分能被烧尽的水平。

在一些示例中，离子感测信号可以被用来指示或推测火花塞中的热量。另外，如在下面讨论的，有可能利用离子信号来估计火花塞尖端温度的升高，这然后可以被用作改变应用第一提前的火花正时(和/或随后的标称火花正时)的火花提前的程度和燃烧事件的数量的反馈机制。

被应用的火花提前的程度还可以基于如通过发动机的预点火和/或爆震计数指示的发动机的爆震或预点火历史来调整。例如，如果发动机具有更高的爆震或预点火计数，那么可以确定发动机具有更高的爆震或预点火的倾向。相应地，为了降低引起爆震和/或预点火的可能性同时清洁火花塞，可以降低用于第一提前的火花事件的火花提前的程度，和/或可以减少被应用的初始的火花提前事件的数量。此外，如果发动机正在爆震或预点火，自然地将会有更多热进入火花塞。因此，升高火花塞尖端温度所需的提前的火花正时的量将更低。

在216处，该方法包括，以在214处确定的火花提前的量或程度向火花塞结污影响的汽缸供应第一提前的火花正时用于(至少)第一单个燃烧事件。在本文中，供应响应于由于碳烟积聚的火花塞结污的指示而被执行。在一些示例中，该方法可以进一步包括，在第一单个燃烧事件之后提前用于一个或多个燃烧事件的火花正时。一个或多个燃烧循环的数量可以基于如在214处确定的火花塞结污的指示。此外，一个或多个燃烧循环可以基于火花塞尖端温度。例如，如果在针对第一单个燃烧事件供应第一提前的火花正时之后火花塞尖端温度未被充分地升高，那么可以增加火花提前事件的数量。在一个示例中，控制器可以针对第一单个燃烧事件向受影响的汽缸供应第一提前的火花正时，并且然后基于在第一提前的火花正时被供应时或之后立即估计或测量的火花塞尖端温度实时将第一提前的火花正时延伸到用于一个或多个燃烧循环的一个或多个汽缸。换言之，可以针对第一数量的燃烧事件供应第一提前的火花正时。

在218处，当供应第一提前的火花正时并且执行提前的火花的周期性使用时，爆震和预点火检测可以针对受影响的汽缸被暂时禁用。因此，爆震和预点火检测(和减轻)可以针对剩余的发动机汽缸被维持。例如，即使爆震传感器的输出高于爆震或预点火阈值，也可以暂时不管爆震传感器的输出。替代地，爆震和预点火检测可以被允许，但是爆震和预点火减轻可以被暂时禁用。例如，即使爆震传感器输出高于爆震阈值，火花延迟也可以不被应用，以解决当周期性火花提前正在被供应时的持续时间内的爆震。同样地，即使爆震传感器输出高于预点火阈值，汽缸变富也可以不被应用，以解决当周期性火花提前正在被供应时的持续时间内的预点火。通过暂时禁用爆震控制同时在汽缸中利用周期性火花提前来解决火花塞结污，能够减少控制器处的利用火花提前的火花塞清洁与利用火花延迟的爆震减轻之间的矛盾。换言之，爆震和预点火控制模块不与控制器的火花塞清洁模块“斗争”。

在220处，该方法包括估计或测量火花塞尖端温度。此外，一个或多个其他发动机参数(诸如发动机温度、空气充气温度、排气温度等)可以被测量或被估计。在222处，该方法包括，在向汽缸供应第一提前的火花正时用于第一单个燃烧事件(或第一数量的燃烧事件)之后，向汽缸供应标称火花正时用于若干燃烧事件。在本文中，标称火花正时可以被供应用于第二数量的燃烧事件。第二数量的燃烧事件可以至少基于火花塞尖端温度，其中超过第二数量的燃烧事件则供应标称火花正时的燃烧事件。另外，燃烧事件的数量可以基于离子传感器输出、空气充气温度、发动机温度和火花塞尖端温度中的一个或多个，其中超过该燃烧事件的数量则供应标称火花正时。可以诸如基于离子传感器输出、空气充气温度、发动机温度、EGR百分比(或EGR稀释)、燃料辛烷值、空燃比、和/或在供应第一提前的火花正时之后立即估计的火花塞尖端温度中的一个或多个(或每一个)来实时调整该数量。

具体地，燃烧事件的数量可以被调整以减少火花塞的过热和由于过热的不正常燃烧事件(诸如爆震或预点火)的触发。例如，当火花塞尖端温度增加(例如，在供应第一提前的火花正时之后增加至阈值温度之上)时，可以增加燃烧事件的第二数量，其中超过该燃烧事件的第二数量则供应标称正时。在替代示例中，响应于空气充气温度和发动机温度中的任一个上升至相应的阈值之上，供应标称正时的持续时间可以被增加。当向受影响的汽缸供应标称火花正时时，爆震和预点火检测可以被重新启用。这允许爆震或预点火在受影响的汽缸中被诊断。如果爆震传感器输出高于预点火阈值同时向汽缸供应标称火花正时，那么汽缸变富可以被应用，以解决当标称火花正时正在被供应时或当供应第二提前的火花正时时(在标称火花正时之后)的预点火。在本文中，变富仅被限制于受影响的汽缸，并不被延伸到其他发动机汽缸。同样地，如果爆震传感器输出高于爆震阈值同时向汽缸供应标称火花正时，那么火花延迟可以被应用以解决爆震。替代地，用于第二提前的火花正时的提前的程度和燃烧事件的数量可以被调整(如在下面讨论的)。

在224处，离子传感器输出可以被接收。基于离子传感器输出，结污的火花塞上的碳烟水平可以被推测。例如，火花塞的碳烟负荷可以基于相对于阈值的火花塞的离子电流来估计。

在226处，基于离子传感器输出，可以确定火花塞结污是否已经被改善。在一个示例中，如果存在结污的火花塞的估计的碳烟水平的下降(如基于受影响的火花塞的离子电流确定的)，那么可以确定火花塞结污已经改善。作为一示例，最近的碳烟水平估计可以与在指示火花塞结污的时候(在204处)估计的碳烟水平进行比较。如果最近的碳烟水平估计低于初始的估计(或低于达多于阈值量)，那么可以确定火花塞结污已经改善。

如果最近的碳烟水平估计未充分低于初始的估计(例如，低于达少于阈值量)，那么可以确定火花塞结污还未改善。相应地，在228处，该方法进入到，在供应标称正时用于若干燃烧事件之后，向用于至少第二单个燃烧事件的受影响的汽缸供应第二提前的火花正时。此外，第二提前的火花正时的供应可以被延伸用于第三数量的燃烧事件。在本文中，第二提前的火花正时比第一提前的火花正时的提前量少(从标称火花正时)。通过降低第二提前的火花正时相对于第一提前的火花正时的提前的程度，当利用一阵标称火花正时将第一提前的火花正时与第二提前的火花正时分开时，火花塞尖端温度能够被升高到足以从火花塞烧尽积聚的碳烟，而不使火花塞过热。此外，当供应第二提前的火花正时时，爆震和预点火检测可以被暂时禁用(仅对于受影响的汽缸)，如较早在218处讨论的。

响应于在供应第一提前的火花正时后在火花塞结污的解决方面的不足改善，在第二提前的火花正时时供应的火花提前的程度以及供应第二提前的火花正时的燃烧事件的第三数量可以被调整，如参照图3-4的映射图详述的。例如，火花提前的程度和/或燃烧事件的第三数量可以基于在第一提前的火花正时的供应和标称火花正时的供应后估计的离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个来实时调整。在所描绘的示例中，火花提前的程度被增加(同时维持第二提前的火花正时比第一提前的火花正时更不提前)，和/或燃烧事件的第三数量可以被增加。即，具有更提前的火花正时的更强的第二脉冲可以被应用，和/或提前的火花正时的更长的第二脉冲可以被应用。另外，火花提前的更长与更强的第二脉冲的组合可以被供应。

应认识到，第一提前的火花正时和第二提前的火花正时两者都相对于标称火花正时被提前。在一个示例中，标称火花正时包括MBT，并且第一提前的火花正时和第二提前的火花正时从MBT被提前。在另一示例中，标称火花正时包括边界正时(BDL)以及第一提前的火花正时和第二提前的火花正时从BDL被提前。

如果最近的碳烟水平估计充分低于初始的估计(例如，低于达多于阈值量)，那么该方法移动到230以确定火花塞是否已经被清洁。即，可以确定火花塞碳烟水平是否已经降至失火能够发生的水平(例如，更低的阈值)之下。如果火花塞碳烟水平已经降至更低的阈值(例如，其中大体上所有碳烟都已经被烧尽)或在其之下，那么可以确定火花塞是清洁的。然而，如果最近的碳烟水平估计充分更低，但是还未在更低的阈值处，那么可以确定火花塞结污已经改善，但是火花塞还不是十分清洁的。

在火花塞结污的改善的指示的情况下响应于火花塞不是清洁的，该方法进入到，在供应标称正时用于若干燃烧事件之后，向受影响的汽缸供应第二提前的火花正时用于至少第二单个燃烧事件。此外，第二提前的火花正时的供应可以被延伸用于第三数量的燃烧事件。在本文中，第二提前的火花正时比第一提前的火花正时的提前量少(从标称火花正时)。通过降低第二提前的火花正时相对于第一提前的火花正时的提前的程度，当利用一阵标称火花正时将第一提前的火花正时与第二提前的火花正时分开时，火花塞尖端温度能够被升高到足以从火花塞烧尽积聚的碳烟，而不使火花塞过热。

响应于在供应第一提前的火花正时后在火花塞结污的解决方面的充分改善，在第二提前的火花正时时供应的火花提前的程度以及供应第二提前的火花正时的燃烧事件的第三数量可以被调整，如参照图3-4的映射图详述的。例如，火花提前的程度和/或燃烧事件的第三数量可以基于在第一提前的火花正时的供应和标称火花正时的供应后估计的离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个来实时调整。在所描绘的示例中，火花提前的程度被降低(同时维持第二提前的火花正时比第一提前的火花正时更不提前)，和/或燃烧事件的第三数量可以被减少。即，具有更不提前的火花正时的更不强的第二脉冲可以被应用，和/或提前的火花正时的更短的第二脉冲可以被应用。另外，火花提前的更短与更不强的第二脉冲的组合可以被供应。

在228和232处供应第二提前的火花正时后，程序返回到220，其中火花塞尖端温度被估计，并且相应地在标称正时处供应火花的持续时间被调整。此外，基于离子传感器输出，火花塞结污改善被重新评估，并且提前的火花正时的进一步供应被调整。以此方式，利用一阵阵逐渐更不提前的火花正时的发动机运转可以穿插有标称火花正时的脉冲，以利用改善的火花塞温度控制解决火花塞的碳烟结污。在本文中，基于在使用一阵火花提前后在结污的火花塞的状况方面的改善，进一步的一阵阵火花提前被调整，以及在一阵阵之间被应用的标称火花的持续时间被调整。

返回到230，如果确定结污的火花塞是充分清洁的(例如，如果确定所有碳烟基本上从受影响的火花塞被烧尽)，那么在232处，该方法包括，清除指示火花塞结污的诊断代码(先前在208处设定)。此外，在234处，爆震和预点火检测和减轻被重新启用。例如，发动机控制器的爆震和预点火控制模块被重新激活。程序然后移动到206，其中具有标称火花正时(或基于发动机工况的替代火花正时)的发动机运转被恢复。例如，火花正时可以被维持在MBT处或附近或边界正时(BDL)处或附近。作为一个示例，响应于火花塞结污的指示，汽缸的1/50事件可以具有从用于一次或多次燃烧事件的标称设定提前10-15度的火花正时。替代地，可以向若干燃烧事件供应以级数方式减小的提前的火花正时。例如，汽缸的1/50事件可以接连经受15度、然后10度、然后5度的火花提前，以将足够的热转移到火花塞。供应提前的火花正时的类似方案可以基于其相应的火花塞结污的指示而被部署在不同的发动机汽缸上，直至它们都已经锻炼到足以烧尽或去除沉积物，同时最小化爆震和NVH问题，或对耐久性具有不利影响。

以此方式，响应于火花塞的结污的指示，控制器可以从标称火花正时周期性地提前火花正时，提前的火花正时的提前的程度和周期性基于离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个。在本文中，周期性火花提前被维持，直至针对受影响的火花塞的结污的指示被解决。应进一步认识到，响应于给定汽缸的火花塞的结污的指示而不响应于替代汽缸的火花塞的结污的指示，针对受影响的汽缸执行火花提前的周期性供应。同样地，不向其他未受影响的汽缸供应周期性的提前。

图3描绘了第一提前的火花正时的供应和第二提前的火花正时的供应之间逝去的持续时间与在火花塞结污的指示方面的估计的改善之间的示例关系。如参照图2讨论的，在火花塞结污的指示方面的改善可以基于火花塞的推测的碳烟负荷的改变、或基于火花塞的离子电流的改变来确定。例如，离子电流从上限阈值的下降可以指示火花塞碳烟结污。然后，当离子电流在至少第一提前的火花正时的供应后朝向上限阈值移动回来时，在火花塞碳烟结污的指示方面的改善可以增加。如在映射图300处示出的，当在火花塞结污的指示方面的改善最初增加时，在供应第一提前的火花正时与第二提前的火花正时之间供应标称火花正时的持续时间可以被维持。此后，当在火花塞结污的指示方面的改善增加时，在供应第一提前的火花正时与第二提前的火花正时之间供应标称火花正时的持续时间可以被增加。通过供应为更不随后的且用于更低的持续时间(即，具有更大的间隔)的火花提前，降低了发生爆震的风险，同时供应充分提前的火花正时以产生清洁火花塞所需的额外的热。

图4描绘了在第一提前的火花正时和标称火花正时中的每一个的供应之后供应的第二提前的火花正时的提前的程度与在火花塞结污的指示方面的估计的改善之间的示例关系。如参照图2讨论的，在火花塞结污的指示方面的改善可以基于火花塞的推测的碳烟负荷的改变、或基于火花塞的离子电流的改变来确定。例如，离子电流从上限阈值的下降可以指示火花塞碳烟结污。然后，当离子电流在至少第一提前的火花正时的供应后朝向上限阈值移动回来时，在火花塞碳烟结污的指示方面的改善可以增加。如在映射图400处示出的，当在火花塞结污的指示方面的改善最初增加时，第二提前的正时的提前的程度可以被增加。此后，当在火花塞结污的指示方面的改善增加时，用于第二提前的正时的火花提前的程度可以被降低。通过供应为更不随后的且用于更低的持续时间(即，具有更大的间隔)的火花提前，降低了发生爆震的风险，同时供应充分提前的火花正时以产生清洁火花塞所需的额外的热。

现在转向图5，映射图500描绘了用于直列式四缸发动机的所有汽缸(汽缸_1至汽缸_4)的示例火花正时映射图。在所描绘的示例中，被编号为1-4的四个汽缸具有1-3-4-2的点火顺序。参照被描绘为虚线的标称正时(标称)示出了火花正时的改变。在所描绘的示例中，对于给定的燃烧事件，标称正时处的火花正时通过与参考标称正时对齐(虚线)的单个实心黑色条块来表示。对于给定的燃烧事件，从标称提前的火花正时通过在参考标称正时之上的单个实心白色条块来表示，所述条块的大小对应于提前的程度。因此，更长的条块表示更提前的火花正时。所有火花正时调整都随着发动机运转的时间而被示出，在本文中也被指示为燃烧事件数量。应认识到，燃烧事件在本文中被描述为n1、n2等，其中n1是被引入的第一燃烧事件，n2是被引入的第二燃烧事件等。然而，n1、n2等不表示以发动机点火顺序的顺序的燃烧事件。

在所描绘的示例中，汽缸都可以最初以所描绘的点火顺序(1-3-4-2)以标称正时处的火花正时进行点火。作为一个示例，标称正时可以是MBT。在燃烧事件n1后，响应于火花塞预停延离子电流在燃烧事件后的上升，可以确定汽缸_1的火花塞是碳烟结污的。另外，可以确定汽缸_1的火花塞是更严重地结污的。同样地，在燃烧事件n2后，响应于火花塞预停延离子电流在燃烧事件后的上升，可以确定汽缸_2的火花塞是碳烟结污的。另外，可以确定汽缸_2的火花塞是不太严重地结污的(例如，积聚在汽缸_2上的碳烟量少于积聚在汽缸_1上的碳烟量)。还可以确定汽缸_3和汽缸_4的火花塞不是结污的。在本文中，背景或预停延离子电流的测量可以在实际的失火事件发生之前提供结污的提前警告。在替代示例中，火花塞结污的指示可以基于汽缸失火事件的发生率。

响应于汽缸_1处(燃烧事件n1处)的火花塞结污的指示，火花正时可以在汽缸_1中的每个下一个燃烧事件(燃烧事件n3处)被提前。具体地，第一提前的火花正时可以被应用于汽缸_1中的第一数量的燃烧事件。在所描绘的示例中，在供应标称正时之前，第一提前的火花正时被供应用于两个燃烧事件。此外，两个燃烧事件可以具有逐渐减小的火花提前。在替代示例中，两个燃烧事件可以具有相同的提前的火花正时。在本文中，由于碳烟结污指示的更高严重性，更大程度的火花提前被供应用于更大数量的燃烧事件，以产生足够热来烧尽积聚在汽缸_1的火花塞上的碳烟的显著部分。

在向汽缸_1供应第一提前的火花正时后，标称正时被恢复用于汽缸_1中的第二数量的燃烧事件(在本文中，用于三个事件)。即使所有碳烟都还未烧尽结污的火花塞，到标称正时的转变也被执行。通过在持续时间转变为标称正时，可以控制火花塞尖端温度以减少过热和爆震或预点火的诱发。

在n6处，在标称正时处供应火花之后，另一阵火花提前被用来解决汽缸_1的结污的火花塞上的剩余碳烟。在本文中，在n6处，第二提前的火花正时可以被应用于汽缸_1中的第三数量的燃烧事件。在所描绘的示例中，第二提前的火花正时比第一提前的火花正时的提前量少，并且在恢复标称正时之前被供应用于三个燃烧事件。此外，三个燃烧事件可以具有逐渐减小的火花提前。在替代示例中，三个燃烧事件可以具有相同的提前的火花正时。在本文中，由于碳烟结污指示的更高严重性，相对更高程度的火花提前被供应用于更大数量的燃烧事件，以产生足够热来烧尽积聚在汽缸_1的火花塞上的碳烟的剩余部分。在n7处，可以确定汽缸_1的火花塞是清洁的，并且相应地标称火花正时被恢复。

相比之下，响应于汽缸_2处(燃烧事件n2处)的火花塞结污的指示，火花正时可以在汽缸_2中的每个下一个燃烧事件(燃烧事件n4处)被提前。具体地，第一提前的火花正时可以被应用于汽缸_2中的第一数量的燃烧事件。在所描绘的示例中，由于汽缸_2处的火花塞结污的更低强度，向汽缸_2供应的第一提前的火花正时比向汽缸_1供应的第一提前的火花正时的提前量少。在该示例中，在供应标称正时之前针对仅一个燃烧事件向汽缸_2供应第一提前的火花正时。在本文中，由于碳烟结污指示的更低严重性，更小程度的火花提前被供应用于更小数量的燃烧事件。

在向汽缸_2供应第一提前的火花正时后，标称正时被恢复用于汽缸_2中的第二数量的燃烧事件(在本文中，用于两个事件)。即使所有碳烟都还未烧尽结污的火花塞，到标称正时的转变也被执行。通过在持续时间转变为标称正时，可以控制火花塞尖端温度以减少过热和爆震或预点火的诱发。

在n6处，在标称正时处供应火花之后，另一阵火花提前被用来解决汽缸_2的结污的火花塞上的剩余碳烟。在本文中，在n6处，第二提前的火花正时可以被应用于汽缸_2中的第三数量的燃烧事件。在所描绘的示例中，第二提前的火花正时比第一提前的火花正时的提前量少，并且在恢复标称正时之前被供应用于一个燃烧事件。在本文中，由于碳烟结污指示的更低严重性，相对更低程度的火花提前被供应用于更小数量的燃烧事件，以产生足够热来烧尽积聚在汽缸_2的火花塞上的碳烟的剩余部分。在n6处，可以确定汽缸_2的火花塞是清洁的，并且相应地标称火花正时被恢复。

虽然在结污影响的汽缸(汽缸_1和汽缸_2)中以不同的程度并且在不同的持续时间内并且以不同的间隔提前火花正时，但是可以继续随着发动机运转的持续时间而向未受影响的汽缸(汽缸_3和汽缸_4)供应标称火花正时。

以此方式，通过调整用于提前的火花正时的提前的程度、供应提前的正时的持续时间、和在连续的一阵阵供应火花正时提前之间的标称正时的间隔，碳烟结污的火花塞能够被清洁而不使火花塞过热。

现在转向图6，在映射图600处示出了响应于汽缸中的火花塞结污的指示的示例火花正时调整。映射图600在曲线602处描绘了离子传感器的输出，在曲线604处描绘了火花塞碳烟负荷，在曲线606处描绘了火花塞尖端温度，在曲线608处描绘了火花塞正时，在曲线610处描绘了燃烧事件计数器，并且在曲线612处描绘了火花塞结污标志。应认识到，所有参数针对给定汽缸被示出。换言之，火花塞尖端温度、碳烟负荷和标志用于给定汽缸。同样地，燃烧事件计数器被示出计数给定汽缸中的顺序的燃烧事件。应认识到，图形的原点(x轴与y轴相交的地方)表示时间t0。

在t0之前，给定汽缸的火花塞不是结污的，并且没有标志被设定。在t0与t1之间，当燃烧在汽缸中进行时，碳烟会逐渐积聚在汽缸的火花塞上。在t1附近(例如，恰好在t1之前)，火花塞上的碳烟负荷可以是显著高的(曲线604)，使得离子传感器的预停延输出(曲线602)增加至潜在的失火阈值601之上。以此方式，甚至在失火状况发生之前，控制器可以解决潜在的失火状况。响应于升高的预停延离子传感器输出，潜在的汽缸失火事件可以被指示，并且进一步地，任何汽缸失火都可以归因于给定汽缸的火花塞碳烟结污。相应地，火花塞碳烟结污标志可以在t1处被设定(曲线612)。

响应于火花塞碳烟结污的指示，至少对于在t1之后的单个汽缸燃烧事件，可以向受影响的汽缸供应第一提前的火花正时609。在所描绘的示例中，第一提前的火花正时被供应用于两个燃烧事件。在第二燃烧事件供应的第一提前的火花正时可以与在第一燃烧事件供应的第一提前的火花正时相同、或稍微低于第一燃烧事件供应的第一提前的火花正时。通过供应第一提前的火花正时，火花塞尖端温度可以被升高到足以烧尽积聚在结污的火花塞上的碳烟的至少一部分。到t2为止，火花塞尖端温度可以是高的，使得可以诱发爆震。

因此，在t2处，在供应第一提前的火花正时后，可以向受影响的汽缸供应标称火花正时用于若干燃烧事件，以控制火花塞尖端温度。在本示例中，从t2到t3，标称火花正时被提供用于受影响的汽缸中的四个燃烧事件。

在t3处，一旦火花塞尖端温度已经被控制，就再次供应火花正时提前以烧尽剩余的碳烟。在本示例中，响应于在供应第一提前的火花正时后在结污的火花塞的状况方面的改善，第二提前的火花正时被调整为具有更低程度的火花提前，并且被供应用于更少数量的燃烧事件。如图所示，第二提前的火花正时611在四个燃烧事件期间被供应。另外，第二提前的火花正时以用于四个燃烧事件的一部分(用于第一两个事件)的相同水平被供应，并且然后被逐渐减小。应认识到，第二提前的火花正时611比第一提前的火花正时609的提前量少。

在t3与t4之间，当第二提前的火花正时被供应时，剩余的碳烟负荷被烧尽，使得在t4处，火花塞被确定为是清洁的。在t4处，响应于火花塞被确定为是清洁的，火花塞结污标志被移除。

现在转向图7，在映射图700处示出了响应于汽缸中的火花塞结污的指示的另一示例火花正时调整。映射图700在曲线702处描绘了离子传感器的输出，在曲线704处描绘了火花塞碳烟负荷，在曲线706处描绘了火花塞尖端温度，在曲线708处描绘了火花塞正时，在曲线710处描绘了燃烧事件计数器，并且在曲线712处描绘了火花塞结污标志。应认识到，所有参数针对给定汽缸被示出。换言之，火花塞尖端温度、碳烟负荷和标志用于给定汽缸。同样地，燃烧事件计数器被示出计数给定汽缸中的顺序的燃烧事件。应认识到，图形的原点(x轴与y轴相交的地方)表示时间t0。

在t0之前，给定汽缸的火花塞不是结污的，并且没有标志被设定。在t0与t11之间，当燃烧在汽缸中进行时，碳烟会逐渐积聚在汽缸的火花塞上。在t11附近(例如，恰好在t11之前)，火花塞上的碳烟负荷可以是显著高的(曲线704)，使得离子传感器的预停延输出(曲线702)增加至失火阈值701之上。响应于升高的预停延离子传感器输出，潜在的汽缸失火事件可以被指示，并且进一步地，任何汽缸失火都可以归因于给定汽缸的火花塞碳烟结污。相应地，火花塞碳烟结污标志可以在t11处被设定(曲线712)。

响应于火花塞碳烟结污的指示，至少对于在t11之后的单个汽缸燃烧事件，可以向受影响的汽缸供应第一提前的火花正时709。在所描绘的示例中，如在图6处，第一提前的火花正时被供应用于两个燃烧事件。在第二燃烧事件供应的第一提前的火花正时可以与在第一燃烧事件供应的第一提前的火花正时相同、或稍微低于第一燃烧事件供应的第一提前的火花正时。通过供应第一提前的火花正时，火花塞尖端温度可以被升高到足以烧尽积聚在结污的火花塞上的碳烟的至少一部分。到t12为止，火花塞尖端温度可以是高的，使得可以诱发爆震。

因此，在t12处，在供应第一提前的火花正时后，可以确定将向受影响的汽缸供应标称火花正时用于若干燃烧事件，以控制火花塞尖端温度。在本示例中，标称火花正时将被提供用于受影响的汽缸中的四个燃烧事件。

然而，在供应标称火花正时用于两个燃烧事件时或之后(从t12到t13)，离子传感器输出会再次增加至阈值601之上，所述阈值601指示进一步的汽缸失火和在结污的火花塞的状况方面的不足改善。相应地，在t13处，标称火花正时的供应被停止(即，供应标称火花正时的持续时间被减少)，并且第二提前的火花正时被供应。具体地，响应于离子传感器输出，第二提前的火花正时711被供应更长的持续时间。在所描绘的示例中，第二提前的火花正时从t13到t14被供应，并且然后从t14被进一步延伸到t15。另外，第二提前的火花正时在可以基于离子传感器输出进行调整的持续时间内以相同水平被供应(例如，被延伸用于另两个燃烧事件，如通过虚线条块指示的)，并且然后被逐渐减小。应认识到，第二提前的火花正时711比第一提前的火花正时709的提前量少。

在t13与t15之间，当第二提前的火花正时被供应时，剩余的碳烟负荷被烧尽，使得在t15处，火花塞被确定为是清洁的。在t15处，响应于火花塞被确定为是清洁的，火花塞结污标志被移除。

以此方式，第二提前的火花正时的提前程度以及供应第二提前的火花正时的持续时间基于在供应第一提前的火花正时后的火花塞参数被实时调整。

在一个示例中，一种点火控制方法包含：向汽缸供应第一提前的火花正时用于第一单个燃烧事件；在向汽缸供应第一提前的火花正时之后，向汽缸供应标称火花正时用于若干燃烧事件；以及在若干燃烧事件之后，向汽缸供应第二提前的火花正时用于第二单个燃烧事件。在前述示例中，第二提前的火花正时可以额外地或可选地比第一提前的火花正时的提前量少。在前述示例中的任一个中，供应可以额外地或可选地响应于由于碳烟积聚的火花塞结污的指示而被执行。在前述示例中的任一个中，标称火花正时可以额外地或可选地被供应用于第一数量的燃烧事件，该方法进一步包含，向汽缸供应第二提前的火花正时用于第二数量的燃烧事件。在前述示例中的任一个或全部中，第一提前的正时和第一数量的燃烧事件可以额外地或可选地基于离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个。在前述示例中的任一个中，第二提前的正时和第二数量的燃烧事件可以额外地或可选地基于在第一提前的火花正时的供应和标称火花正时的供应后的离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个来调整。另外，在前述示例中的任一个或全部中，第二提前的正时的火花提前的程度和第二数量的燃烧事件中的一个或多个可以额外地或可选地响应于爆震的指示而被减少。另外，当第二数量的燃烧事件增加时，第二提前的火花正时的火花提前的程度可以额外地或可选地被逐渐减小。在前述示例方法中的任一个中，该方法可以额外地或可选地进一步包含，在第一单个燃烧事件之后提前用于一个或多个燃烧事件的火花正时，一个或多个燃烧循环基于火花塞尖端温度。另外，在前述示例中的任一个或全部中，第一提前的火花正时和第二提前的火花正时中的每一个可以从标称火花正时被提前，并且标称火花正时可以额外地或可选地包括MBT处的火花正时或边界正时(BDL)。

在另一示例中，一种示例发动机点火控制方法包含：响应于火花塞的结污的指示，从标称火花正时周期性地提前火花正时，提前的火花正时的提前程度和周期性基于离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个。在前述示例中，提前的火花正时的提前程度和周期性可以额外地或可选地进一步基于汽缸爆震的指示。在前述示例中的任一个或全部中，周期性地提前可以额外地或可选地包括，提前火花正时第一量用于第一数量的燃烧事件，然后将火花正时返回到标称火花正时用于第二数量的燃烧事件，并且然后提前火花正时第二量用于第三数量的燃烧事件。在前述示例中的任一个或全部中，火花提前的第一量和第一数量的燃烧事件可以额外地或可选地基于火花塞结污的指示，而火花提前的第二量以及第二和第三数量的燃烧事件中的每一个基于在提前火花正时第一量用于第一数量的燃烧事件后的离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度、和发动机温度中的一个或多个来实时调整。在前述示例中的任一个或全部中，当离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个增加时，提前程度可以额外地或可选地被增加，并且相继的以提前的火花正时运转的阶段之间的间隔可以额外地或可选地被减小。在前述示例中的任一个或全部中，结污的指示可以额外地或可选地包括火花塞上的碳烟积聚的指示。此外，示例方法中的任一个或全部可以额外地或可选地进一步包含，响应于火花塞是清洁的指示，中断周期性地提前火花正时。

在另一示例中，一种发动机系统包含：发动机汽缸；火花塞，其用于开始发动机汽缸中的燃烧；离子传感器，其耦接至火花塞；以及控制器，其被配置为具有存储在非临时性存储上的计算机可读指令，用于：基于离子传感器的输出指示火花塞碳烟结污；以及响应于指示：向发动机汽缸供应第一提前的火花正时用于一个或多个燃烧事件；然后向发动机汽缸供应标称火花正时用于预定数量的燃烧事件；以及然后在预定数量的燃烧事件之后向发动机汽缸供应第二提前的火花正时用于一个或多个燃烧事件，第二提前的火花正时基于在供应第一提前的火花正时之后估计的离子传感器输出来调整。在前述示例中，第二提前的火花正时可以额外地或可选地比第一提前的火花正时的提前量少，第一提前的火花正时和第二提前的火花正时中的每一个从标称正时被提前。在前述示例中的任一个或全部中，控制器可以额外地或可选地包括进一步的指令，用于：基于火花塞尖端温度调整预定数量的燃烧事件，当火花塞尖端温度增加时，所述数量被增加。在前述示例中的任一个或全部中，在供应第一提前的火花正时之后估计的离子传感器输出可以额外地或可选地表示结污的火花塞的碳烟负荷，并且其中响应于碳烟负荷在清洁阈值之上，第二提前的火花正时可以额外地或可选地从标称正时被进一步提前，并且超出其则供应第二提前的火花正时的燃烧事件的数量被增加，并且响应于碳烟负荷在清洁阈值处或之下，第二提前的火花正时可以从标称正时被较少提前，并且超出其则供应第二提前的火花正时的燃烧事件的数量可以被减少。

以此方式，火花塞结污可以利用火花提前来解决而不使火花塞过热。通过间隔开向汽缸供应的火花正时提前，在结污的火花塞上积聚的碳烟可以被烧尽。通过在一阵阵火花提前之间利用标称火花，火花塞尖端温度可以被维持足够热以烧尽碳烟，而不过热并且引起诸如爆震、NVH和耐久性问题的问题。通过改善发动机的爆震裕度，燃料经济性被改善。通过更好地控制火花塞结污，减少了汽缸失火发生。总的来说，火花塞寿命能够被延长。

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。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令被存储在非瞬态存储器中并且可以被该包含控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。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、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述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、操作和/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、操作和/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，其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。

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缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造以及其他的特征、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。

以下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本权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的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)

1.一种点火控制方法，其包含：

向汽缸供应第一提前的火花正时用于第一单个燃烧事件；

在向所述汽缸供应所述第一提前的火花正时之后，向所述汽缸供应标称火花正时用于若干燃烧事件；以及

在所述若干燃烧事件之后，向所述汽缸供应第二提前的火花正时用于第二单个燃烧事件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二提前的火花正时比所述第一提前的火花正时的提前量少。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述供应响应于由于碳烟积聚的火花塞结污的指示而被执行。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述标称火花正时被供应用于第一数量的燃烧事件，所述方法进一步包含，向所述汽缸供应所述第二提前的火花正时用于第二数量的燃烧事件。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一提前的正时和所述第一数量的燃烧事件基于离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度、发动机负荷、燃料辛烷值、空燃比、湿度，EGR百分比和发动机温度中的一个或多个。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二提前的正时和所述第二数量的燃烧事件基于在所述第一提前的火花正时的所述供应和所述标称火花正时的所述供应后的离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度、发动机负荷、燃料辛烷值、EGR百分比、空燃比、湿度和发动机温度中的一个或多个来调整。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二提前的正时的火花提前的程度和所述第二数量的燃烧事件中的一个或多个响应于爆震的指示而被减少。

8.根据权利要求5所述的方法，其中当所述第二数量的燃烧事件增加时，所述第二提前的火花正时的火花提前的程度被逐渐减小。

9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，在所述第一单个燃烧事件之后提前用于一个或多个燃烧事件的火花正时，所述一个或多个燃烧事件基于火花塞尖端温度。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一提前的火花正时和所述第二提前的火花正时中的每一个从所述标称火花正时被提前，并且其中所述标称火花正时包括MBT处的火花正时和边界火花正时中的一个。

11.一种发动机点火控制方法，其包含：

响应于火花塞的结污的指示，

从标称火花正时周期性地提前火花正时，所述提前的火花正时的提前程度和周期性基于离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度、EGR、燃料辛烷值、发动机负荷和发动机温度中的一个或多个。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述提前的火花正时的所述提前程度和所述周期性进一步基于汽缸爆震的指示。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述周期性地提前包括，提前火花正时第一量用于第一数量的燃烧事件，然后将火花正时返回到标称火花正时用于第二数量的燃烧事件，并且然后提前火花正时第二量用于第三数量的燃烧事件。

14.根据权利要求13所述的方法，其中火花提前的所述第一量和所述第一数量的燃烧事件基于火花塞结污的所述指示，并且其中火花提前的所述第二量以及所述第二数量的燃烧事件和所述第三数量的燃烧事件中的每一个基于在提前火花正时所述第一量用于所述第一数量的燃烧事件后的所述离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个来实时调整。

15.根据权利要求11所述的方法，其中当离子传感器输出、空气充气温度、火花塞尖端温度和发动机温度中的一个或多个增加时，所述提前程度被增加，并且相继的以提前的火花正时运转的阶段之间的间隔被减小。

16.根据权利要求11所述的方法，其中结污的所述指示包括所述火花塞上的碳烟积聚的指示，所述方法进一步包含，响应于所述火花塞是清洁的指示，中断所述周期性地提前火花正时。

17.一种发动机系统，其包含：

发动机汽缸，

火花塞，其用于开始所述发动机汽缸中的燃烧，

离子传感器，其耦接至所述火花塞，以及

控制器，其被配置为具有存储在非临时性存储上的计算机可读指令，用于：

基于所述离子传感器的输出指示火花塞碳烟结污；以及

响应于所述指示：

向所述发动机汽缸供应第一提前的火花正时用于一个或多个燃烧事件；

然后向所述发动机汽缸供应标称火花正时用于预定数量的燃烧事件；并且

然后在所述预定数量的燃烧事件之后，向所述发动机汽缸供应第二提前的火花正时用于一个或多个燃烧事件，所述第二提前的火花正时基于在供应所述第一提前的火花正时之后估计的离子传感器输出来调整。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述第二提前的火花正时比所述第一提前的火花正时的提前量少，所述第一提前的火花正时和所述第二提前的火花正时中的每一个从所述标称正时被提前。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器包括进一步的指令，用于：基于火花塞尖端温度调整所述预定数量的燃烧事件，当所述火花塞尖端温度增加时，所述预定数量被减少。

20.根据权利要求18所述的系统，其中在供应所述第一提前的火花正时之后估计的所述离子传感器输出表示结污的火花塞的碳烟负荷，并且其中响应于所述碳烟负荷在清洁阈值之上，所述第二提前的火花正时从所述标称正时被进一步提前，并且供应所述第二提前的火花正时的燃烧事件的数量被增加，并且其中响应于所述碳烟负荷在所述清洁阈值处或之下，所述第二提前的火花正时从所述标称正时被较少提前，并且供应所述第二提前的火花正时的燃烧事件的数量被减少。