CN110513204A - 用于可变排量发动机爆震控制的方法及系统 - Google Patents

用于可变排量发动机爆震控制的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本公开提供了“用于可变排量发动机爆震控制的方法及系统”。提供了用于操作包括爆震控制系统的可变排量发动机的方法及系统。用于检测发动机爆震的发动机背景噪声水平可以是用于确定所述发动机是否以气缸停用模式操作的基础。此外，可以避免选择可变发动机排量模式，使得可以减小发动机背景噪声水平变化以改善发动机爆震检测。

Description

用于可变排量发动机爆震控制的方法及系统
技术领域
本申请涉及用于对可变排量发动机(VDE)的爆震进行检测和响应的方法及系统。
背景技术
内燃发动机可能在火花已经引发一个或多个发动机气缸中的点火之后以及当气缸中的高温和高压点燃废气(end gas)时经历爆震。废气不会被气缸中的火花产生的火焰中心点燃。当发动机气缸中的压力较高时，发动机爆震最常发生在较高的发动机负载下。
发动机也可以以可变数量的活动或停用的气缸来操作(也被称为可变排量发动机(或VDE))，使得可以提高发动机燃料经济性以获得所需的发动机扭矩输出，同时可选地将总体排气混合物空燃比维持为约化学计量。在一些示例中，在选定条件期间可以禁用一半发动机气缸，其中所述选定条件可以由诸如发动机转速/负载窗口、车速等参数限定。在再其他示例中，气缸可以单独地且选择性地停用。
如果发动机在少于其所有气缸被激活的情况下操作以提供所需的发动机扭矩输出，则活动发动机气缸中的压力将会高于当所有发动机气缸已被激活以提供相同的所需发动机扭矩时发动机气缸中的压力。因此，与发动机总是在其所有气缸都活动的情况下操作相比，发动机可能倾向于在较低的驾驶员需求扭矩下经历爆震。
可以通过激活气缸和/或延迟活动气缸中的火花来控制VDE上的发动机爆震。然而，通常通过将背景发动机噪声(例如，振动)水平与在发动机爆震的倾向较高时的曲轴间隔期间的发动机噪声水平进行比较来识别发动机爆震。当发动机气缸停用时背景发动机噪声水平可以降低，而当停用的发动机气缸重新激活时背景发动机噪声水平可以增加。背景噪声的水平变化可能导致当不存在发动机爆震时发动机爆震控制系统指示发动机爆震，并且它还可能导致当发动机爆震存在时发动机爆震控制系统不指示发动机爆震。因此，期望提供一种当发动机在VDE模式之间转变时提高发动机爆震控制系统的可靠性的方法。
发明内容
发明人在本文已经认识到发动机爆震检测在VDE模式变化期间可能受到损害并且已经开发了一种用于操作发动机的方法，所述方法包括：操作可变排量发动机；基于维持对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作从第一气缸点火密度变为第二气缸点火密度，当所述可变排量发动机以所述第一气缸点火密度操作时在活动发动机气缸的气缸爆震检测窗口期间执行所述燃料喷射器控制动作。
通过从第一气缸点火密度变为维持当前激活的气缸模式的发动机爆震背景噪声水平的第二气缸点火密度，可以提供减少由于发动机爆震背景噪声水平引起的发动机爆震的错误指示的技术结果。另外，通过将气缸点火密度从已经被选择用于激活但未被激活的气缸点火密度变为维持当前激活的气缸模式的发动机爆震背景噪声水平的气缸点火密度，可以提供在发动机模式变化后立即检测到发动机爆震指示的技术结果。
通过这种方式，可以降低发动机劣化的可能性。此外，当由于发动机爆震的错误指示而没有延迟火花时，可以改善发动机燃料经济性。另外，可以通过调整燃料喷射正时和气缸点火顺序使得可以避免错误发动机爆震指示来提供降低错误发动机爆震可能性的其他方式。
应当理解，上述发明内容的提供是为了以简易形式引入对在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，所述主题的范围是由详细描述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上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了车辆的发动机系统的示意图。
图2示出了用于操作可变排量发动机的方式的高级流程图，所述方式包括控制和确定发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。
图3示出了用于确定可变排量发动机的发动机爆震背景噪声水平的方法的流程图。
图4示出了用于估计可变排量发动机的发动机爆震背景噪声水平的观察器的框图。
图5示出了示出对一个发动机气缸的燃料喷射控制动作可以如何影响不同发动机气缸的背景发动机爆震噪声水平的时序图。
图6示出了用于基于发动机爆震背景噪声水平来诊断发动机气缸是否在VDE模式中停用的方法。
图7至图11示出了用于调整VDE模式、喷射器正时和喷射器模式以在存在VDE模式变化时提供更一致的发动机爆震背景噪声水平的流程图。
图12至图16示出了其中可以应用图2、图3和图7至图11中的方法以提供更一致的发动机爆震背景噪声水平的示例性序列。
具体实施方式
以下描述涉及用于操作可变排量发动机(VDE)以及控制和检测VDE发动机的发动机爆震的系统及方法。发动机可以是图1中所示的类型。可以根据图2至图11的方法来操作发动机。所述方法可以调整VDE模式和燃料喷射器正时以允许连续地评定一些发动机气缸的发动机背景噪声水平。此外，即使在VDE模式变化期间，所述方法也可以将发动机爆震背景噪声水平维持在其当前值或附近。图12至图16示出了其中调整VDE模式和燃料喷射正时以提供一些发动机气缸的更一致的发动机背景噪声水平的示例性序列。
现在转向附图，图1描绘了内燃发动机10的气缸14的示例，所述内燃发动机可以包括在车辆5中。发动机10可以是如下面进一步描述的可变排量发动机(VDE)。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过来自人类车辆驾驶员130经由输入装置132的输入来控制。在该示例中，输入装置132包括加速踏板和踏板位置传感器134，所述踏板位置传感器用于产生比例踏板位置信号。发动机10的气缸(在本文也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，其中活塞138位于所述燃烧室壁中。活塞138可以联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由如下面进一步描述的变速器54联接到车辆5的至少一个车轮55。此外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
在一些示例中，车辆5可以是混合动力车辆，所述混合动力车辆具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间，而第二离合器57设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的执行器发送信号以接合或分离离合器，以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是变速箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。
动力传动系统可以通过各种方式配置，包括被配置为并联、串联或混联式混合动力车辆。在电动车辆示例中，系统电池58可以是动力电池，所述动力电池将电力输送到电机52以向车轮55提供扭矩。在一些示例中，电机52还可以作为发电机操作以例如在制动操作期间提供电力以向系统电池58充电。应当明白，在包括非电动车辆示例的其他示例中，系统电池58可以是联接到交流发电机46的典型起动、点亮、点火(SLI)电池。
交流发电机46可以被配置为在发动机运行期间经由曲轴140使用发动机扭矩对系统电池58充电。另外，交流发电机46可以基于发动机的一个或多个电气系统(诸如一个或多个辅助系统(包括暖通空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统)和其他辅助系统)的相应电气需求来对其供电。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可以基于驾驶室冷却需求、电池充电需要、其他辅助车辆系统需求和马达扭矩中的每一者而不断改变。调压器可以联接到交流发电机46以便基于系统使用需要(包括辅助系统需求)来调节交流发电机的功率输出。
发动机10的气缸14可以经由一系列进气通道142和144以及进气歧管146接收进气。除了气缸14之外，进气歧管146还可以与发动机10的其他气缸连通。进气通道中的一者或多者可以包括一个或多个增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了配置有涡轮增压器的发动机10，所述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135布置的排气涡轮176。当增压装置被配置为涡轮增压器时，压缩机174可以至少部分地通过排气涡轮176经由轴180提供动力。然而，在其他示例中，诸如当发动机10设置有机械增压器时，压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入提供动力，并且可以可选地省略排气涡轮176。在再其他示例中，发动机10可以设置有电动机械增压器(例如，“eBooster”)，并且压缩机174可以由电动马达驱动。在再其他示例中，诸如当发动机10是自然进气式发动机时，发动机10可以不设置有增压装置。
包括节流板164的节气门162可以设置在发动机进气通道中以用于改变被提供给发动机气缸的进气的流速和/或压力。例如，节气门162可以位于压缩机174的下游，如图1中所示，或者可以替代地设置在压缩机174的上游。节气门162的位置可以经由来自节气门位置传感器的信号被传送到控制器12。
除了气缸14之外，排气歧管148还可以从发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器126被示出为联接到排放控制装置178的上游的排气歧管148。排气传感器126可以从用于提供排气空燃比(AFR)的指示的各种合适的传感器中选择，这些合适的传感器诸如例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)或一氧化碳(CO)传感器。在图1的示例中，排气传感器126是UEGO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或者它们的组合。在图1的示例中，排放控制装置178是三元催化剂。
发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示出为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，包括气缸14的发动机10的每个气缸都可以包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。在该示例中，进气门150可以由控制器12通过经由包括一个或多个凸轮151的凸轮致动系统152的凸轮致动来控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由包括一个或多个凸轮153的凸轮致动系统154来控制。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157来确定。
在一些条件期间，控制器12可以改变被提供给凸轮致动系统152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。可以同时控制进气门和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的可能性中的任一种。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的可变排量发动机(VDE)、凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者。在替代示例中，进气门150和/或排气门156可以通过电动气门致动来控制。例如，气缸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凸轮致动(包括CPS和/或VCT系统)控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门执行器(或致动系统)或可变气门正时执行器(或致动系统)控制。
如本文进一步所述，进气门150和排气门156可以在VDE模式期间经由电力致动的摇臂机构停用。在另一个示例中，进气门150和排气门156可以经由CPS机构来停用，在所述CPS机构中，没有升程的凸轮凸角用于停用的气门。还可以使用再其他气门停用机构，诸如用于电力致动的阀的机构。在一个示例中，进气门150的停用可以由第一VDE执行器(例如，联接到进气门150的第一电力致动的摇臂机构)控制，而排气门156的停用可以由第二VDE执行器(例如，联接到排气门156的第二电力致动的摇臂机构)控制。在替代示例中，单个VDE执行器可以控制气缸的进气门和排气门两者的停用。在再其他示例中，单个气缸气门执行器停用多个气缸(进气门和排气门两者)，诸如发动机组中的所有气缸，或者不同的执行器可以控制所有进气门的停用，而另一个不同的执行器控制停用的气缸的所有排气门的停用。应当明白，如果气缸是VDE发动机的不可停用的气缸，则气缸可以不具有任何气门停用执行器。每个发动机气缸可以包括本文所述的气门控制机构。进气门和排气门在被停用时在一个或多个发动机循环保持在关闭位置中以便防止流进出气缸14。
气缸14可以具有压缩比，所述压缩比是当活塞138处于下止点(BDC)与处于上止点(TDC)时的容积比。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可以增加压缩比。例如，当使用较高辛烷值的燃料或具有较高潜在汽化焓的燃料时，可能发生这种情况。如果由于直接喷射对发动机爆震的影响而使用直接喷射，则压缩比也可以增加。
发动机10的每个气缸可以包括用于引发燃烧的火花塞192。在选定操作模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可以基于发动机工况和驾驶员扭矩需求来调整火花正时。例如，可以在最佳扭矩最小点火提前角(MBT)正时提供火花以将发动机功率和效率最大化。控制器12可以将发动机工况(包括发动机转速、发动机负载和排气AFR)输入到查找表中，并输出用于输入的发动机工况的相应MBT正时。在其他示例中，火花可以从MBT延迟，诸如在发动机起动期间加速催化剂预热或减少发动机爆震的发生。
在一些示例中，发动机10的每个气缸都可以被配置有一个或多个燃料喷射器以用于向其提供燃料。作为非限制性示例，气缸14被示出为包括直接燃料喷射器166和进气道燃料喷射器66。燃料喷射器166和66可以被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示出为直接联接到气缸14以用于与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地直接在其中喷射燃料。进气道燃料喷射器66可以由控制器12通过类似方式控制。通过这种方式，燃料喷射器166提供所谓的燃料直接喷射(以下也称为“DI”)到气缸14中。虽然图1示出了位于气缸14一侧的燃料喷射器166，但是燃料喷射器166可以替代地位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的较低挥发性，所以当使用醇基燃料操作发动机时，此类位置可能增加混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于顶部并靠近进气门以增加混合。燃料可以经由燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166和66。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
燃料喷射器166和66可以被配置为以不同的相对量从燃料系统8接收不同的燃料作为燃料混合物，并且还被配置为将该燃料混合物直接喷射到气缸中。例如，燃料喷射器166可以接收醇类燃料，而燃料喷射器66可以接收汽油。此外，可以在气缸的单个循环的不同冲程期间将燃料输送到气缸14。例如，直接喷射的燃料可以在前一排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间至少部分地输送。进气道喷射的燃料可以在接收燃料的气缸的前一循环的进气门关闭之后喷射，直到当前气缸循环的进气门关闭。因此，对于单个燃烧事件(例如，经由火花点火在气缸中燃烧燃料)，可以经由任一个或两个喷射器在每个循环中执行一次或多次燃料喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或者它们的任何适当组合期间执行多次DI喷射，这被称为分流燃料喷射。
燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料质量和不同燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的含水量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料共混物和/或它们的组合等。具有不同的汽化热的燃料的一个示例包括汽油作为具有较低汽化热的第一燃料类型，以及乙醇作为具有较大汽化热的第二种燃料类型。在另一个示例中，发动机可以使用汽油作为第一燃料类型并使用含醇燃料共混物(诸如E85(大约85％乙醇和15％汽油)或M85(大约85％甲醇和15％汽油))作为第二种燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇与水的混合物、水与甲醇的混合物、醇的混合物等。在又一示例中，这两种燃料都可以是具有不同醇成分的醇共混物，其中第一种燃料类型可以是具有较低醇浓度的汽油醇共混物，诸如E10(大约10％乙醇)，而第二种燃料类型可以是具有较高醇浓度的汽油醇混合物，诸如E85(大约85％乙醇)。另外，第一和第二燃料在其他燃料质量方面也可能不同，诸如温度、粘度、辛烷值等的差异。此外，一个或两个燃料箱的燃料特性可能经常变化，例如由于燃料箱再充填的每日变化。
控制器12在图1中被示出为微计算机，所述微计算机包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序(例如，可执行指令)和校准值的电子存储介质(在该特定示例中示为非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括先前讨论的信号并另外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；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到排气通道135的温度传感器158的排气温度；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的曲轴位置信号；来自节气门位置传感器163的节气门位置；来自排气传感器126的信号UEGO，其可以由控制器12使用来确定排气的空燃比；经由爆震传感器90的发动机振动(例如，爆震)；以及来自MAP传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。控制器12可以根据曲轴位置产生发动机转速信号RPM。来自MAP传感器124的歧管压力信号MAP可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可以基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度，并基于从温度传感器158接收的信号来推断排放控制装置178的温度。
控制器12从图1的各种传感器接收信号，并采用图1的各种执行器以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，控制器可以通过致动气门执行器152和154以停用选定气缸来将发动机转变为以VDE模式操作，如关于图5进一步所述的。
如上所述，图1示出了多缸发动机的仅一个气缸。因此，每个气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。应当明白，发动机10可以包括任何合适数量的气缸，包括2、3、4、5、6、8、10、12个或更多个气缸。此外，这些气缸中的每一者可以包括由图1参考气缸14描述和描绘的各种部件中的一些或所有部件。
在选定条件期间，诸如当未请求发动机10的全扭矩能力时，控制器12可以选择第一或第二气缸组中的一者进行停用(本文也被称为VDE操作模式)。在VDE模式期间，可以通过关闭相应的燃料喷射器166和66来停用选定的气缸组的气缸。此外，气门150和156可以被停用并在一个或多个发动机循环内保持关闭。当禁用的气缸的燃料喷射器关闭时，其余启用的气缸继续执行燃烧，其中对应的燃料喷射器以及进气门和排气门是活动的并正在操作。为了满足扭矩需要，控制器调整进入活动发动机气缸的空气量。因此，为了提供八缸发动机在0.2发动机负载和特定发动机转速下产生的等效发动机扭矩，活动发动机气缸可以在比发动机在所有发动机气缸都活动的情况下操作时发动机气缸的压力更高的压力下操作。这需要更高的歧管压力，从而导致降低泵气损失并提高发动机效率。另外，暴露于燃烧的较低有效表面积(仅来自活动气缸)减少了发动机热损失，从而提高了发动机的热效率。
因此，图1的系统提供了一种用于操作发动机的系统，所述系统包括：可变排量发动机；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中以进行以下操作的可执行指令：操作所述可变排量发动机，并且当从以第一气缸点火密度操作所述可变排量发动机变为在仅直接燃料喷射模式下以第二气缸点火密度操作所述可变排量发动机导致或包括在爆震检测窗口内部执行对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作时将一个或多个气缸的燃料喷射从所述仅直接燃料喷射模式变为仅进气道燃料喷射模式。所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：当从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度导致或包括在爆震检测窗口外部对活动发动机气缸执行在所述气缸爆震检测窗口内部执行的对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作时并且在对所述一个或多个发动机气缸的所述喷射器控制动作是关闭燃料喷射器的情况下，改变直接燃料喷射器的燃料喷射开始正时。所述系统包括其中所述燃料喷射器控制动作是停止经由燃料喷射进行燃料喷射。所述系统包括其中当所述可变排量发动机以所述第一气缸点火密度操作时，第一总数的发动机气缸是活动的，其中当所述可变排量发动机以所述第二气缸点火密度操作时，第二总数的发动机气缸是活动的。所述系统包括其中在所述仅直接燃料喷射模式下以所述第一气缸点火密度操作所述可变排量发动机导致或包括在所述爆震检测窗口外部执行对所述一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作。
现在参考图2至图11，示出了用于操作VDE发动机的方法。图2至图11的方法可以包括在图1的系统中并且可以与所述系统协作。方法200的至少各部分可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令被包含到图1的系统中。另外，方法200的其他部分可以经由控制器执行，所述控制器变换物理世界中的装置和执行器的操作状态。控制器可以采用发动机系统的发动机执行器来调整发动机操作。另外，方法200可以从传感器输入确定选定的控制参数。
在202处，方法200经由在图1中描述的传感器来确定车辆和发动机工况。方法200可以确定工况，包括但不限于发动机转速、发动机负载、发动机温度、环境温度、燃料喷射正时、爆震传感器输出、燃料类型、燃料辛烷值、发动机位置和发动机空气流量。方法200前进到204。
在204处，方法200判断是否满足用于映射燃料喷射器操作对发动机爆震背景噪声的影响的条件。在一个示例中，当发动机转速在指定范围内(例如，发动机转速大于第一阈值速度且小于第二阈值速度)时、当发动机负载在指定范围内(例如，发动机负载大于第一阈值负载和小于第二阈值负载)并且发动机温度高于阈值温度时，满足条件。在其他示例中，当满足其他车辆工况时，方法200可以判断满足用于映射燃料喷射器操作对发动机爆震背景噪声的影响。如果方法200判断满足用于映射燃料喷射器操作对发动机爆震背景噪声的影响的条件，则答案为是并且方法200前进到250。否则，答案为否并且方法200前进到206。
在250处，方法200开始映射燃料喷射器操作对发动机爆震背景噪声水平的影响。方法200根据图3的方法映射发动机爆震背景噪声。替代地，可以使用图4中所示的类型的观察器来确定发动机爆震背景噪声。在映射发动机爆震背景噪声水平之后，方法200前进以退出。
在206处，方法200判断是否满足进入VDE模式的条件。发动机可以在其中操作的特定VDE模式可以是发动机所特有的。例如，直列四缸四冲程发动机(I4)可以包括I4S(四个气缸以固定模式燃烧)、I2S(四个气缸中的两个气缸在每个发动机循环中以固定模式燃烧(例如，气缸1和3在第一发动机循环中燃烧；气缸1和3在第二发动机循环中燃烧))和I2R(例如，四个气缸中的两个气缸在每个发动机循环中以滚动模式燃烧(例如，气缸1和3在第一发动机循环中燃烧；气缸2和4在第二发动机循环中燃烧；气缸1和3在第三发动机循环中燃烧)。另一方面，V八缸发动机可以在八缸模式(V8S)、V四固定模式(V4S)、V四滚动模式(V4R)、V二固定模式(V2S)以及V二滚动模式(V2R)、V六固定模式(V6S)、V六滚动模式(V6R)中燃烧。
固定VDE模式是其中相同的活动气缸(例如，燃烧燃料的发动机气缸)对于每个发动机循环都活动的模式。滚动VDE模式是其中不同的活动气缸对于两个或更多发动机循环活动的模式。此外，可以以气缸密度的形式来描述VDE操作模式。例如，八缸发动机可以按3比(by)4气缸密度操作，其中发动机在每四个气缸压缩冲程中的三个气缸压缩冲程中点火(例如，燃烧燃料)。类似地，当发动机以2比4气缸密度操作时，发动机在每四个气缸压缩冲程中的两个气缸压缩冲程中点火。可用VDE模式是可以在气缸燃烧燃料的情况下激活的模式，并且可用VDE模式响应于车辆工况而可用或不可用。例如，如果发动机温度低于10℃，则只能使用V8模式。然而，如果发动机温度高于30℃，则可以使用V4S、V6S、V4R和V6R。
可以激活一个或多个VDE模式使其可用的VDE进入条件可以包括但不限于发动机温度高于阈值温度、驾驶员需求扭矩大于阈值扭矩、发动机转速大于阈值速度，以及车速大于阈值速度。此外，可以经由工况变化来触发进入VDE模式，所述工况变化诸如但不限于发动机转速的变化、发动机负载的变化、驾驶员需求扭矩的变化、发动机温度的变化。如果方法200判断存在允许激活VDE模式或进入VDE的条件，则答案为是并且方法200前进到208。否则，答案为否并且方法200前进到260。
在208处，方法200基于车辆工况来选择包括气缸点火密度和气缸点火模式的VDE模式。然而，如果工况未指示选择包括气缸点火密度和点火模式的新VDE模式的有用性，则在前一发动机循环期间无论是在208处还是在212处选择VDE模式，都维持先前选择的VDE模式。方法200可以针对特定发动机配置(例如，I4、V6、V8)从多个独特VDE模式中选择包括气缸密度和点火模式的VDE模式。在一个示例中，方法200从多个独特VDE模式中选择可用于响应于车辆工况而进入的VDE模式，所述车辆工况包括但不限于驾驶员需求扭矩、发动机转速、车速、活动的变速器挡位、催化剂温度、气缸的各个温度、发动机噪声和振动限制以及发动机温度。例如，方法200可以选择包括可以满足特定发动机转速和负载下的驾驶员需求扭矩和发动机噪声和振动限制的最少数量的活动气缸的VDE模式。可以经由状态机或逻辑来执行选择。在选择独特VDE模式之后，方法200前进到210。
在一些示例中，基本燃料喷射模式可以伴随在208处选择的VDE模式。例如，可以经由单次DI喷射、PFI和DI喷射、多次DI喷射、PFI和多次DI喷射将燃料喷射到每个气缸。在一个示例中，当选择VDE模式时可以从存储器中检索基本或默认燃料喷射模式，并且基本燃料喷射模式可以是发动机转速和发动机负载以及其他控制参数的函数。
在210处，方法200判断在208处选择的VDE模式与当前激活的VDE模式相比是否改变发动机爆震背景噪声水平。例如，如果选定VDE模式在气缸的发动机爆震窗口期间(在当前激活的VDE模式期间没有命令关闭燃料喷射器)关闭燃料喷射器，则方法200可以判断在选定VDE模式期间命令关闭气缸的燃料喷射器改变发动机爆震背景噪声水平。类似地，如果选定VDE模式在气缸的发动机爆震窗口期间(在当前激活的VDE模式期间没有命令开启燃料喷射器)开启燃料喷射器，则方法200可以判断在选定VDE模式期间命令开启气缸的燃料喷射器改变发动机爆震背景噪声水平。如果方法200判断来自208的选定VDE模式与当前激活的VDE模式的发动机背景噪声水平相比改变发动机爆震背景噪声水平，则答案为是并且方法200前进到212。否则，答案为否并且方法200前进到270。方法200评估在气缸循环期间每个气缸爆震窗口的发动机爆震背景噪声水平。
在正燃烧燃料的每个气缸的每个发动机循环期间，评估预定曲轴间隔期间发动机爆震的存在或不存在。因此，八缸发动机包括每个发动机循环(例如，两转)的八个爆震窗口，而四缸发动机包括每个发动机循环的四个爆震窗口。在一个示例中，发动机气缸的发动机爆震窗口可以跨越从上止点压缩冲程后的五个曲轴度到上止点压缩冲程后的六十个曲轴度的曲轴间隔。当然，可以将气缸的发动机爆震窗口的曲轴度范围调整到其他曲轴角度。
在270处，方法200维持在208处选择的VDE模式(例如，气缸点火密度、气缸点火模式，以及固定或滚动策略)或在212处选择的VDE模式。此外，方法200激活在208处从存储器中检索的或在212处选择的基本或默认燃料喷射模式。方法200还进入在存储于控制器存储器(RAM)中的列表中活动的气缸，使得可以跟踪最近激活的VDE模式。方法200前进到214。
在212处，方法200调整来自在208处选择的VDE模式的气缸密度、点火模式和/或燃料喷射模式以降低在气缸循环期间每个发动机爆震窗口的发动机爆震背景噪声水平的变化的可能性。根据图7的方法调整气缸密度、点火模式和/或燃料喷射。方法200还进入在存储于控制器存储器(RAM)中的列表中活动的气缸，使得可以跟踪最近激活的VDE模式。在调整气缸密度、点火模式和/或燃料喷射模式之后，方法200前进到214。
另外，在当前发动机循环的爆震窗口期间发生燃料喷射器控制动作、然后在选定VDE模式期间没有安排发生对燃料喷射器的控制动作的条件期间，特定的气缸爆震窗口的发动机爆震背景噪声水平可以存储到控制器存储器，使得当恢复对燃料喷射器的控制动作时可以检索所述发动机爆震背景噪声水平并将它用作特定气缸的爆震背景噪声水平。例如，如果所有发动机气缸在当前发动机循环中都是活动的并且在三号气缸的爆震窗口中确定的背景爆震噪声水平是0.5伏特，则在激活选定VDE模式时的发动机循环期间没有关闭在当前发动机循环期间在三号气缸的爆震窗口期间关闭的燃料喷射器(例如，六号气缸的燃料喷射器)，因为六号气缸的燃料喷射器被停用，在六号气缸的燃料喷射器被激活时三号气缸的爆震背景噪声水平可以存储在控制器存储器中。如果在重新激活所有气缸时重新激活六号气缸的燃料喷射器，则可以将三号气缸的发动机爆震背景噪声水平调整到0.5伏特。通过这种方式，当发动机模式切回到确定其发动机爆震背景噪声水平的模式时，发动机爆震背景噪声水平可以被重置为先前确定的值。因此，可以减少对发动机爆震窗口的发动机爆震背景噪声水平的调整，以便降低错误爆震指示的可能性。
在214处，方法200停用已停用的气缸的直接和进气道燃料喷射器以提供和激活在208或212处选择的VDE模式。此外，方法200停用其中在208处选择的VDE模式中不执行燃烧的气缸的发动机进气门和排气门。通过停用直接和进气道燃料喷射器，可以避免可能传输到发动机并通过关闭燃料喷射器在气缸的爆震窗口中检测到的噪声，以便建立不包括来自停用的燃料喷射器的噪声和振动的发动机背景噪声水平。方法200还激活在选定VDE模式中活动的气缸。方法200还进入在存储于控制器存储器(RAM)中的列表中活动的气缸，使得可以跟踪最近激活的VDE模式。方法200前进到216。
在216处，方法200基于发动机爆震背景噪声水平来确定是否进入选定VDE模式。方法200根据图6的方法来确定是否进入选定VDE模式。方法200前进到218。
在218处，方法200基于发动机爆震背景噪声水平来评定是否应当指示特定气缸的爆震。在一个示例中，方法200通过对特定气缸的爆震窗口期间爆震传感器的输出进行积分和整流并将积分后和整流后的爆震传感器输出(例如，经低通滤波积分和整流的爆震传感器输出)除以特定气缸的发动机爆震背景噪声水平来计算特定气缸的爆震强度值。注意，用于确定爆震的爆震传感器输出的积分可以发生在爆震窗口的一部分期间，所述部分与在爆震窗口期间用于确定积分后的发动机爆震背景噪声水平的爆震传感器的输出的积分不同。如果爆震强度值超过阈值(例如，1伏特)，则指示特定气缸的爆震，并且将特定气缸的火花正时延迟预定量。延迟特定气缸的火花，然后火花正时朝MBT(最佳发动机扭矩最小点火提前角)火花正时往回提前。例如，如果一号气缸的爆震强度值超过阈值水平，则指示一号气缸的爆震，并且一号气缸的火花正时被延迟五个曲轴度。在一号气缸的火花正时基于爆震被延迟十秒以内，一号气缸的火花正时可以提前五个曲轴度。如果未指示爆震，则气缸的火花正时保持在其所请求的或基准正时(例如，MBT正时)。可以通过这种方式确定每个气缸的爆震。在调整发动机爆震的发动机火花正时之后，方法200前进以退出。
在260处，方法200判断发动机当前是否处于VDE模式并且是否满足VDE退出条件。方法200可以基于如图6的方法中所述的发动机爆震背景噪声水平来判断发动机当前是否在VDE模式下操作。此外，如果驾驶员需求扭矩变为VDE模式范围之外的值，则方法200可以判断满足VDE退出条件。此外，如果发动机处于怠速和/或如果车速小于阈值速度，则方法200可以判断存在VDE退出条件。如果方法200判断满足VDE退出条件，则答案为是并且方法200前进到262。否则，答案为否并且方法200前进到265。
在262处，方法200判断退出VDE模式并进入所有气缸模式是否改变发动机爆震背景噪声水平。在一个示例中，如果在最近的前一发动机循环期间未命令关闭燃料喷射器的爆震窗口中命令关闭燃料喷射器(例如，燃料喷射器控制动作)，则方法200可以判断发动机爆震背景噪声水平发生改变。同样地，如果在最近的前一发动机循环期间未命令开启燃料喷射器的爆震窗口中命令开启燃料喷射器，则方法200可以判断发动机爆震背景噪声水平发生改变。在发动机爆震窗口(例如，二号气缸的爆震窗口)中改变燃料喷射器控制动作(例如，在先前未命令关闭燃料喷射器的发动机爆震窗口中命令关闭燃料喷射器)可以指示发动机爆震背景噪声水平的变化。如果方法200判断进入所有活动气缸模式将导致改变发动机爆震背景噪声水平，则答案为是并且方法200前进到264。否则，答案为否并且方法200前进到265。
在264处，方法200调整来自所有发动机气缸模式的燃料喷射模式以降低在气缸循环期间每个发动机爆震窗口的发动机爆震背景噪声水平的变化的可能性。根据图7的方法来调整燃料喷射。在调整燃料喷射模式之后，方法200前进到265。
在265处，方法200激活所有发动机气缸和气缸的提升阀。燃料喷射器也在其基本操作模式下被激活，并且火花被供应到所有发动机气缸。在激活所有发动机气缸之后，方法200前进到218。
通过这种方式，可以调整发动机气缸密度、燃料喷射正时和点火模式以减轻发动机爆震背景噪声水平的变化。此外，已知的发动机爆震背景噪声水平可以针对特定VDE和非VDE模式被存储到控制器存储器，使得可以降低错误爆震指示的可能性或在发动机模式改变之后错过爆震的可能性。
还应注意，图2的方法可以通过确定进入选定VDE模式是否会导致改变发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平来改变选定VDE模式的燃料喷射器正时、气缸点火模式和气缸密度。如果确定发动机爆震背景噪声水平的变化，则可以采取动作，使得当进入新的VDE模式时改变较少发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。然而，在替代示例中，方法200实际上可以采用选定VDE模式，然后如果观察到发动机爆震背景噪声水平变化，则进行本文所述的调整。因此，可以在208处激活选定VDE模式，并且方法200可以在210处判断激活的VDE模式是否改变了发动机爆震背景噪声水平。然后，如果观察到发动机爆震背景噪声水平的变化，则可以采取相同的减轻动作。
现在参考图3，示出了用于确定可变排量发动机的发动机爆震背景噪声水平的方法。所述方法包括确定发动机爆震背景噪声水平以便利用不同类型的燃料喷射(例如，DI和PFI)。
在302处，方法300选择用于发动机爆震背景噪声水平映射的气缸。在一个示例中，方法300开始于选择发动机点火顺序中的第一气缸，然后在已经映射了发动机点火顺序中的第一气缸的发动机爆震背景噪声水平之后依次选择点火顺序中的其他气缸。例如，对于点火顺序为1-3-4-2的四缸发动机，方法300首先选择一号气缸用于发动机爆震背景噪声水平映射，然后方法300选择三号气缸用于发动机爆震背景噪声水平映射，等等。在选择用于发动机爆震背景噪声水平映射的气缸之后，方法300前进到304。
在304处，方法300检索选定气缸的爆震窗口正时。方法300可以从控制器存储器中检索爆震窗口正时。在一个示例中，选定气缸的爆震窗口正时是从选定气缸的上止点压缩冲程后五个曲轴度到选定气缸的上止点压缩冲程后六十度。在其他示例中，爆震窗口可以具有其他正时(例如，评定选定气缸的爆震窗口的曲轴间隔期间所述选定气缸的爆震和爆震背景噪声)。方法300前进到306。
在306处，方法300识别具有与选定气缸的爆震窗口正时重叠的燃料喷射控制动作正时的其他发动机气缸。还可以基于选定气缸从存储器中检索其他发动机气缸的标识。替代地，可以将每个气缸的喷射开始(SOI)正时(例如，曲轴角度)和喷射结束(EOI)正时与在304处确定的选定发动机爆震窗口正时进行比较。如果气缸的燃料喷射器的SOI或EOI正时在选定发动机爆震窗口内，则其他发动机气缸的喷射器被识别为具有与选定爆震窗口重叠的正时。如果燃料喷射器的SOI或EOI与选定发动机爆震窗口同时发生，则在SOI或EOI处的燃料喷射器控制动作(例如，打开或关闭燃料喷射器)可能影响在选定发动机爆震窗口期间确定的发动机爆震背景噪声水平。在识别具有与选定发动机爆震窗口重叠或同时发生的控制动作的燃料喷射器之后，方法300前进到308。
在308处，方法300选择性地激活和停用具有与选定发动机爆震窗口重叠的控制动作的燃料喷射器。例如，如果在三号气缸的爆震窗口期间关闭六号气缸的DI喷射器，则确定三号气缸的发动机爆震背景噪声水平，其中六号气缸的DI喷射器正常操作(例如，在三号气缸的爆震窗口期间关闭)。然后将发动机背景噪声水平作为当六号气缸燃烧燃料时三号气缸的发动机背景噪声水平存储到控制器存储器。接下来，六号气缸的DI燃料喷射器被停用，使得六号气缸的DI燃料喷射器在三号气缸的发动机爆震窗口期间不关闭。然后，确定三号气缸的发动机爆震背景噪声水平。三号气缸的这种发动机爆震背景噪声水平作为当发动机在三号气缸的DI喷射器被停用的情况下操作时三号气缸的背景噪声水平存储在控制器存储器中。可以以类似方式确定具有与选定气缸编号的发动机爆震窗口同时发生的控制动作的PFI喷射的发动机爆震背景噪声水平并将所述发动机爆震背景噪声水平存储到控制器存储器。
在一个示例中，经由对在选定气缸的发动机爆震窗口期间发生的发动机爆震传感器输出进行滤波和积分来确定发动机爆震背景噪声水平。此外，当前发动机爆震背景噪声水平可以由选定气缸的预定数量的以往发动机爆震背景噪声水平的平均值构成。在确定选定气缸的背景噪声水平之后，方法300前进到310。
在310处，方法300根据背景噪声水平来确定发动机爆震的存在或不存在。具体地，方法300检索在当前发动机循环期间燃烧燃料的发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。此外，基于在选定发动机爆震窗口期间发生的燃料喷射器的控制动作的存在或不存在，从存储器中选择和检索发动机背景噪声水平。例如，如果正在评定三号气缸的发动机爆震并且激活六号气缸的DI燃料喷射器(六号气缸的DI喷射器在三号气缸的爆震窗口期间关闭)，则方法300检索三号气缸的发动机爆震背景噪声水平，所述发动机爆震背景噪声水平对应于发动机在六号气缸的DI燃料喷射器被激活的情况下操作时的发动机爆震背景噪声水平。方法300通过对特定发动机气缸的爆震窗口期间的爆震传感器的输出进行积分并将积分后的爆震传感器输出除以特定气缸的发动机爆震背景噪声水平来确定每个气缸的发动机爆震强度水平。如果爆震强度水平超过阈值，则指示特定气缸的爆震。可以通过类似方式评估每个发动机气缸的爆震的存在或不存在。
在312处，方法300延迟指示其爆震的发动机气缸的火花正时。发动机可以在接近MBT火花正时的基本火花正时下操作。如果检测到特定气缸的爆震，则可以将检测到其爆震的气缸的火花正时从MBT火花正时延迟预定量。检测到其爆震的气缸的火花可以随着时间推移而提前，使得可以减少燃料经济性损失。方法300前进以退出。
通过这种方式，可以确定并应用发动机爆震背景噪声水平以确定发动机爆震的存在或不存在。发动机爆震背景噪声水平的估计值可以包括来自直接和进气道燃料喷射器的噪声。
现在参考图4，示出了用于估计发动机爆震背景噪声的示例性观察器。框图400包括向求和点408提供输出的观察器部分401。发动机爆震传感器的输出在被输入到低通滤波器402之前进行整流和积分。输入到低通滤波器402的爆震传感器信号是在气缸爆震窗口期间发生的爆震传感器的输出。气缸爆震窗口打开以允许在评估气缸的爆震的预定曲轴间隔期间爆震传感器输出到低通滤波器。每个气缸都具有如图5中所示的爆震窗口。低通滤波器402具有基于输入到低通滤波器402的滤波器时间常数(例如，标量数值)的截止频率。在爆震窗口期间爆震传感器的输出取决于发动机转速、燃料喷射正时和自从在爆震窗口期间可以打开和关闭燃料喷射器以来的燃料喷射持续时间。低通滤波器402的输出作为未调整的发动机爆震背景噪声参考水平被中继到求和点408。求和点408的输出是调整后的发动机爆震背景噪声水平。
观察器401接收根据以下等式估计的发动机爆震背景噪声参考估计值：
INTKNK_DELTA_EST[icyl]＝lookup_3d(INTKNK_DELTA_INJ(icyl,rpm)
其中INTKNK_DELTA_EST是积分后的爆震背景噪声参考估计值，icyl是应用积分后的爆震背景噪声参考估计值的气缸；lookup_3d是以经验确定的值的三维查找表，所述值是发动机转速和应用积分后的爆震背景噪声参考的气缸的函数。INTKNK_DELTA_EST的值被输入到低通滤波器404。在410处从INTKNK_DELTA_EST的值中减去低通滤波器404的输出，并将结果输入到求和点408。观察器401提供对从发动机爆震传感器确定的发动机爆震背景噪声水平的前馈校正。如果燃料喷射器控制动作(例如，打开或关闭)在发动机爆震背景噪声窗口外部，则INTKNK_DELTA_EST＝0。
现在参考图5，示出了示出示例性发动机爆震背景噪声窗口正时的正时序列500。所示正时是针对点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的八缸发动机。所述发动机是循环为720个曲轴度的四冲程发动机。发动机曲轴度沿着水平轴定位，并且零度表示一号气缸的上止点压缩冲程。八个气缸沿着垂直轴标记。
一号气缸的发动机爆震窗口由斜杠502指示。其余发动机气缸(2至8)的爆震窗口由与沿着垂直轴的标记对齐的类似斜杠(504至516)指示。实心杠530表示二号气缸的DI燃料喷射器打开间隔。当实心杠530不可见时，二号气缸的DI燃料喷射器关闭。二号气缸的DI燃料喷射器在实心杠530的左侧打开并且在实心杠530的右侧关闭。其余发动机气缸(2至8)的DI燃料喷射由类似的实心杠(532至544)指示，并且它们遵循与实心杠530相同的惯例。燃料喷射器杠530至544分别与沿着燃料喷射器杠所对应的垂直轴列出的气缸对齐。
一号气缸的冲程由水平线550指示。字母p、e、i和c标识与一号气缸相关联的动力(p)、排气(e)、进气(i)和压缩(c)冲程。其他发动机气缸的冲程以类似方式标识。
图5还包括表格501，所述表格描述了一个气缸的DI燃料喷射与另一个气缸的发动机爆震背景噪声水平之间的关系，如在序列500中所示。表格501包括第一标签，所述第一标签指示向哪个气缸喷射燃料以进行燃烧。发动机气缸编号按发动机的点火顺序1-3-7-2-6-5-4-8排列。第二标签指示受到至燃烧的气缸的燃料喷射的影响的气缸的爆震窗口。表格501示出了气缸5的爆震窗口受到被喷射以在气缸1中燃烧的燃料的影响(气缸1在表格中位于气缸5上方)。表格501还示出了气缸4的爆震窗口受到被喷射以在气缸3中燃烧的燃料的影响，等等。因此，当燃料被直接喷射到一个气缸时，它可能影响在发动机燃烧顺序中落后三个气缸的气缸的发动机爆震背景噪声水平。进气道燃料喷射器与气缸爆震窗口之间的正时和相互关系可以通过类似方式描述。
因此，可以观察到，二号气缸的DI燃料喷射器的打开和关闭发生在一号气缸的爆震窗口期间。该正时关系由箭头590指示。DI喷射器与发动机爆震窗口之间的类似关系由箭头591至597指示。因此，当DI喷射器被激活时，DI喷射器的打开和关闭可以增加发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。当DI喷射器未被激活时，可以降低发动机气缸的发动机背景噪声水平。
现在参考图6，示出了用于基于发动机爆震背景噪声水平来诊断发动机气缸是否在VDE模式中停用的方法。当确定发动机爆震背景噪声水平时，取决于在发动机爆震窗口期间是否采取燃料喷射器控制动作(例如，打开或关闭燃料喷射器)，发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平可以改变。如果在曲轴间隔期间当特定气缸的爆震窗口打开时燃料喷射器打开或关闭，则特定发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平可能由于通过打开或关闭燃料喷射器引起的噪声和振动而增加。然而，如果在曲轴间隔期间当特定气缸的爆震窗口打开时燃料喷射器未打开或关闭，则特定发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平可能由于没有来自燃料喷射器的噪声和振动而降低。
在602处，方法600选择气缸进行发动机爆震背景噪声水平确定。在一个示例中，方法600开始于基于发动机位置选择气缸。选定气缸是处于限定气缸的爆震窗口的预定义曲轴角度的气缸，或最接近其限定气缸的爆震窗口的预定义曲轴角度而不在气缸的爆震窗口中的曲轴角度的气缸。例如，如果发动机在一号气缸的上止点压缩冲程后十度并且一号气缸的爆震窗口从上止点压缩冲程后五度到一号气缸的上止点压缩冲程后六十度，则选择一号气缸，因为发动机位于一号气缸的爆震窗口内。在选择气缸进行发动机爆震背景噪声水平确定之后，方法600前进到604。
在604处，方法600检索选定气缸的爆震窗口正时。方法600可以从控制器存储器中检索爆震窗口正时。在一个示例中，选定气缸的爆震窗口正时是从选定气缸的上止点压缩冲程后五个曲轴度到选定气缸的上止点压缩冲程后六十度。在其他示例中，爆震窗口可以具有其他正时(例如，评定选定气缸的爆震窗口的曲轴间隔期间所述选定气缸的爆震和爆震背景噪声)。方法600前进到606。
在606处，方法600识别具有与选定气缸的爆震窗口正时重叠的燃料喷射控制动作正时的其他发动机气缸。还可以基于选定气缸从存储器中检索其他发动机气缸的标识。替代地，可以将每个气缸的喷射开始(SOI)正时(例如，曲轴角度)和喷射结束(EOI)正时与在604处确定的选定发动机爆震窗口正时进行比较。如果气缸的燃料喷射器的SOI或EOI正时在选定发动机爆震窗口内，则其他发动机气缸的喷射器被识别为具有与选定爆震窗口重叠的正时。如果燃料喷射器的SOI或EOI与选定发动机爆震窗口同时发生，则在SOI或EOI处的燃料喷射器控制动作(例如，打开或关闭燃料喷射器)可能影响在选定发动机爆震窗口期间确定的发动机爆震背景噪声水平。在识别具有与选定发动机爆震窗口重叠或同时发生的控制动作的燃料喷射器之后，方法600前进到608。
在608处，方法600判断来自图2的208或212的选定VDE模式是否影响在602处选择以进行发动机爆震背景噪声确定的气缸的操作。由于选定VDE模式而在当前发动机循环中最近停用的气缸可能影响被选择进行发动机爆震背景噪声确定的气缸的发动机爆震背景噪声水平。例如，如果当二号气缸活动时二号气缸的DI喷射器在一号气缸的爆震窗口中关闭并且二号气缸的DI喷射器在当前气缸循环内由于选定VDE模式没有激活，则方法600可以判断选定VDE模式影响被选择进行发动机爆震背景噪声水平确定的气缸(例如，一号气缸)的发动机爆震背景噪声水平。如果方法600判断选定VDE模式影响被选择进行发动机爆震背景噪声水平确定的发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平确定，则答案为是并且方法600前进到610。否则，答案为否并且方法600前进到620。
在620处，方法600确定在602处选择的气缸的发动机爆震背景噪声水平，并将发动机爆震背景噪声水平存储到控制器存储器。发动机爆震背景噪声水平存储在存储器位置中，所述存储器位置可以按选定的气缸编号、当前的选定VDE模式(包括所有气缸活动模式)进行参考。此外，发动机爆震背景噪声水平被存储为所确定的上一个发动机爆震背景噪声水平。可以经由对选定发动机气缸的爆震窗口的一部分进行积分来确定发动机爆震背景噪声水平。方法600前进以退出。
在610处，方法600确定在602处选择的气缸的发动机爆震背景噪声水平，并将发动机爆震背景噪声水平存储到控制器存储器。发动机爆震背景噪声水平存储在存储器位置中，所述存储器位置可以按选定的气缸编号、当前的选定VDE模式(包括所有气缸活动模式)进行参考。此外，发动机爆震背景噪声水平被存储为新的发动机爆震背景噪声水平。方法600前进到612。
在612处，方法600判断上一个发动机爆震背景噪声水平与新的发动机爆震背景噪声水平之间的差值的绝对值(ABS)是否超过阈值水平。如果是，则答案为是且方法600前进到614。否则，答案为否并且方法600前进到616。答案是指示VDE模式已经按照命令改变，因为已经识别出燃料喷射器控制动作的变化。答案否指示VDE模式没有按照命令改变，因为发动机爆震背景噪声水平变化尚未识别出观察到的燃料喷射器控制动作。
在616处，方法600指示VDE模式未按预期改变。因此，一个或多个燃料喷射器的操作可以被指示为劣化。此外，响应于发动机爆震背景噪声水平未按预期响应，可以停用一个或多个VDE模式。可以响应于VDE模式被停用而调整燃料喷射器正时和火花正时。例如，当发动机由于停用一个或多个VDE模式而从VDE模式转变到所有活动气缸时，可以减少喷射到发动机气缸的燃料量。此外，当所有发动机气缸都被激活时，发动机气缸的火花正时可以提前。当发动机在所有气缸模式下操作时(例如，所有气缸都是活动的)，这些变化可能是由于发动机气缸中的负载较低而引起的。方法600可以限制可用VDE模式的数量并指示存在VDE模式劣化。例如，当确定VDE模式劣化时，方法600可以抑制V8发动机中的V6S和V4S模式。可以限制VDE模式以降低发动机劣化和发动机排放劣化的可能性。方法600前进以退出。
在614处，方法600指示VDE模式已按预期改变。因此，方法600可以发信号通知发动机按预期操作。方法600前进以退出。
通过这种方式，方法600可以确定VDE模式劣化的存在或不存在。VDE模式劣化可以基于发动机爆震背景噪声水平确定。另外，其他VDE模式劣化方法可以与图6的方法组合以改善发动机诊断。
现在参考图7至图11，示出了用于调整VDE模式、喷射器正时和燃料喷射器模式以在存在VDE模式变化时提供更一致的发动机爆震背景噪声水平的方法。在VDE模式变化期间，活动发动机气缸的总数可以增加或减少。如果气缸被停用，则由于停用的气缸的燃料喷射器被停用，一些活动气缸的发动机爆震背景噪声水平可能降低。因为一个气缸的燃料喷射器的控制动作(例如，开启和关闭)可能发生在另一个气缸的发动机爆震窗口内(如图5中所示)，所以由于VDE模式变化而激活或停用一些气缸可能会改变在另一个气缸的爆震窗口期间为其他气缸确定的发动机爆震背景噪声水平。因此，可能需要修改VDE模式、燃料喷射器正时和/或燃料喷射模式以减少可能由VDE模式变化引起的发动机爆震背景噪声变化。尽管方法700示出了用于判断是否可以修改选定VDE模式以维持发动机爆震背景噪声水平的特定顺序，但是如果需要，可以重新排列判断特定条件(例如，SOI正时等)与否的顺序。
在702处，方法700判断是否存在可用于激活的替代气缸点火模式，因为当前选定的VDE可能影响发动机爆震背景噪声水平。方法700可以从控制器存储器中检索可用VDE模式，并将当前的选定VDE模式的气缸点火模式与当前未被选择的可用VDE模式的气缸点火模式进行比较。可用的替代气缸点火模式是包括与选定VDE模式相同总数的激活气缸的VDE模式，但是替代的可用VDE模式还必须具有与选定VDE模式不同的点火顺序。例如，如果点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的V8发动机的当前的选定VDE模式是点火顺序为1-7-6-4的V4S模式并且点火顺序为3-2-5-8的V4S模式可用，则答案为是并且方法700前进到图8的802。否则，如果替代的气缸点火模式不可用，则答案为否，并且方法700前进到704。
在704处，方法700判断对于当前的选定VDE模式是否激活分流燃料喷射模式。分流喷射模式是经由单个燃料喷射器向单个气缸提供一次以上的燃料喷射的模式。例如，对于选定VDE模式，直接燃料喷射器可以在进气冲程期间喷射一次并在压缩冲程期间喷射第二次。通过方法700将此类燃料喷射操作或安排确定为分流喷射模式。如果方法700确定对于当前VDE模式激活或启用分流燃料喷射，则答案为是并且方法700前进到图9的902。否则，答案为否并且方法700前进到706。
在706处，方法700判断是否可以调整当前的选定VDE模式的喷射开始(SOI)正时(例如，发动机曲轴角度)。气缸的喷射开始正时是在燃料喷射器(PFI或DI)喷射器打开时的气缸循环期间的最早曲轴角度，并且SOI正时可以响应于发动机工况而调整。在当前气缸循环期间用于进气道燃料喷射器的最早SOI处于在气缸的上一个前一循环期间进气门关闭的曲轴角度。用于同一气缸的直接燃料喷射器的最早SOI可以是用于气缸的上一个前一循环的排气门关闭(EVC)。因此，可以允许PFI以比DI早得多的SOI喷射时间开始。另外，SOI喷射时间可能还有其他限制因素。例如，DI喷射器的SOI可能被限制在上止点进气冲程之后，以确保大多数DI燃料保留在发动机气缸中。可以从控制器存储器中检索当前的选定VDE模式的PFI和DI喷射时间以及最早的PFI和DI喷射时间。如果当前的选定VDE模式的DI喷射时间晚于最早的DI喷射时间，则DI喷射SOI时间可以提前。同样地，如果当前的选定VDE模式的PFI喷射时间晚于最早的PFI喷射时间，则PFI喷射SOI时间可以提前。方法700判断PFI和DI喷射器的SOI正时是否可以调整到早于当前的选定VDE模式的基准SOI正时的时间，答案为是，并且方法700前进到图10的740。否则，答案为否并且方法700前进到708。
在708处，方法700判断当激活选定VDE模式将会增加发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平时是否可以在选定气缸上激活仅PFI(例如，在气缸燃烧燃料时未经由DI燃料喷射器在一个或多个发动机循环内向气缸供应燃料的情况下操作气缸)以维持一个或多个发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。例如，如果V8在V4S VDE气缸模式中在仅DI燃料喷射器活动的情况下操作(2比4气缸密度，点火顺序为1、7、6、4)并且选定VDE模式变为V6S VDE(3比4密度，点火顺序为1、7、2、6、4、8)，则方法700可以判断气缸2和8可以在仅PFI喷射的情况下重新激活，使得发动机爆震背景噪声水平不会由于PFI喷射器在气缸1和6的爆震窗口打开之前关闭而发生变化。如果通过来自气缸2和8的DI喷射激活3比4气缸模式，则气缸1和6的发动机爆震背景噪声水平可能已从较低水平变为较高水平，因为气缸2和8在上一个最近发动机循环中被停用。
另一方面，如果上一个最近的VDE模式是V6S(3比4气缸密度，点火顺序为1、7、2、6、4、8，并且所有气缸都处于仅DI喷射模式)并且选定VDE模式是V4S(2比4气缸密度，点火顺序为1、7、6、4)，则在V4S模式下激活活动气缸中的PFI喷射器将不会改变活动气缸1、7、6和4的发动机爆震背景噪声水平。因此，方法700将不会在仅PFI模式下以选定VDE模式操作活动气缸(气缸1、7、6和4)。如果方法700判断可以激活仅PFI喷射以维持一个或多个气缸的发动机爆震背景噪声水平，则答案为是并且方法700前进到图11的750。否则，答案为否并且方法700前进到710。
方法700还可以要求通过以仅PFI模式操作选定发动机气缸来实现所需的发动机扭矩和发动机排放。方法700可以参考当气缸以PFI模式操作时可用的发动机扭矩水平和排放水平以确定是否可以通过仅在PFI模式下操作气缸来提供所需的发动机扭矩和发动机排放。如果通过在仅PFI模式下操作一些气缸可能不能提供所需的发动机扭矩和发动机排放，则方法700可以前进到710而不在仅PFI模式下激活气缸。
在710处，方法700判断是否可以改变气缸点火密度以维持以往上一个最近的VDE模式中存在的活动(例如，气缸正燃烧燃料)发动机气缸的至少一部分的发动机爆震背景噪声水平的相同水平。方法700可以搜索可用VDE模式以便找到为活动发动机气缸的至少一部分提供与上一个最近的VDE模式中存在的水平相同的发动机爆震背景噪声水平同时还验证可用VDE模式满足驾驶员需求扭矩和发动机噪声和振动限制的一个VDE模式。例如，如果上一个最近的VDE模式是点火顺序为1、7、2、6、4、8的固定的3比4气缸密度，并且当前发动机循环的选定模式是滚动1比3，点火顺序为1、2、4的第一发动机循环；3、6、8的第二发动机循环；以及在重复之前7和5的第三发动机循环，则方法700可以判断气缸点火密度可以变为点火顺序为1、7、6、4的固定2比4气缸密度以保持当前VDE模式的活动发动机气缸的至少一部分的发动机背景爆震噪声水平。因此，选定VDE模式可以用不同气缸密度的替代VDE模式代替以维持在当前激活的VDE模式期间活动的气缸的至少一部分中的发动机爆震背景噪声水平。如果方法700判断可以改变气缸点火密度以维持发动机爆震背景噪声的水平与当前VDE模式的气缸的至少一部分中存在的水平相同，则答案为是并且方法700前进到712。否则，答案为否并且方法700前进到714。
在712处，方法700将选定VDE模式变为具有与选定VDE模式不同的气缸点火密度的新VDE模式。因此，在208处选择的VDE模式未被激活，并且它经由具有不同气缸点火密度的VDE模式代替。代替选定VDE模式的VDE模式可以经由参考存储在存储器中的VDE模式并将从存储器中取得的VDE模式的燃料喷射器操作与以往上一个最近的VDE模式中的燃料喷射器操作进行比较来确定。最近激活的VDE模式维持当前激活的VDE模式的活动发动机气缸的至少一部分的发动机爆震背景噪声水平。通过激活或停用被激活或停用的气缸的选定燃料喷射器和提升阀来激活VDE模式。方法700前进以退出。
在714处，方法700将在选定VDE模式中重新激活的发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平重置为先前存储在控制器存储器中的值(例如，在图2的250处)。当先前停用的发动机气缸被重新激活时，其他发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平可能处于低水平，因为先前停用的气缸的燃料喷射器没有打开和关闭。例如，对于点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的八缸发动机，如果气缸2、3和5被停用并且在当前或下一个发动机循环中由于VDE模式变化而被重新激活，则将气缸1、4和7的发动机爆震背景噪声水平(来自气缸2、3和5的喷射器噪声可以与气缸1、4和7的爆震窗口对齐)调整为相应最近激活的气缸的发动机爆震背景噪声的前一水平。替代地，如果先前激活的发动机气缸被停用，则受到来自最近停用的发动机气缸的喷射器噪声影响的发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平可以被允许自然地减小，或者替代地，可以减小到从发动机在当前发动机循环中被激活的VDE模式中操作的前一次时间就存储在控制器存储器中的值。方法700前进以退出。
在720处，方法700检索在当前激活的VDE模式(包括气缸点火模式)中激活的发动机气缸列表。每当发动机进入新的VDE模式时，可以更新列表。例如，如果在当前发动机循环期间，发动机以V6S模式操作，其中气缸1、7、2、6、4和8是活动的，则方法700检索包括气缸1、7、2、6、4和8的列表。方法700前进到722。
在722处，方法700访问存储器并检索具有与当前的选定VDE模式相同的气缸点火密度但具有替代点火模式的VDE模式的列表。例如，如果点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的V8发动机的当前的选定VDE模式是点火顺序为1-7-6-4的V4S模式，则方法700可以从存储器中检索点火顺序为3-2-5-8的V4S模式的VDE模式。特定的VDE模式可能根据发动机配置以及VDE模式的噪声和振动特性而异。在检索具有与当前的选定VDE模式不同的点火模式和相同的气缸密度的VDE模式列表之后，方法700前进到724。
在724处，方法700判断当前的选定VDE模式是否可以变为具有与当前的选定VDE模式不同的点火模式和相同的气缸密度的VDE模式。方法700还可以要求对选定VDE模式的任何改变都是具有与当前激活的VDE模式相同或基本相同(例如，在5％以内)的最大数量的发动机爆震背景噪声水平的VDE模式。例如，如果当前激活的VDE模式是点火顺序为1-7-2-6-4-8的V6S并且选定VDE模式是点火顺序为3-2-5-8的V4S，则方法700可以用点火顺序为1-7-6-4的V4S模式代替选定VDE模式以维持气缸5、8、3和2的发动机背景噪声水平，这可能受到正操作的气缸1、7、6和4(如图5中所示)的燃料喷射器噪声的影响。此外，通过将点火顺序改变为1-7-6-4，气缸5、8、3、7、2和6的发动机背景噪声水平可能不会改变，因为这些气缸的燃料喷射器控制状态未被修改。因此，方法700可以选择改变发动机气缸的最少发动机爆震背景噪声水平的气缸点火频率。注意，每个气缸有一个发动机背景噪声水平，如图5中所示。如果方法700判断选定VDE模式可以变为具有与选定VDE模式不同的点火模式和相同的气缸密度的VDE模式，并且选定VDE模式即将变为与具有相同的气缸点火密度的其他可用VDE模式相比对于最大总数的发动机气缸具有相同的或基本相同(例如，在5％以内)的发动机爆震背景噪声水平的VDE模式，则答案为是并且方法800前进到726。否则，答案为否并且方法700前进到图7的704。
在726处，方法700用具有与选定VDE模式相同的气缸密度但具有与选定VDE模式不同的点火顺序的VDE模式代替选定VDE模式。然后，方法700通过在至少整个发动机循环中命令关闭选定燃料喷射器和提升阀来激活VDE模式。方法700前进以退出。
在730处，方法700检索在当前激活的VDE模式中被激活的发动机气缸的列表。例如，如果在当前发动机循环期间，发动机以V6S模式操作，其中气缸1、7、2、6、4和8是活动的，则方法700检索包括气缸1、7、2、6、4和8的列表。方法700前进到732。
在732处，方法700判断当前的选定VDE模式的燃料喷射分流比或分流分数是否可以改变以维持选定VDE模式中当前激活的VDE模式的当前发动机爆震背景噪声水平。在一个示例中，方法700试图与当前激活的VDE模式一样在选定VDE模式的发动机爆震窗口(每个气缸的窗口)中制造实际总数的燃料喷射器激活事件(例如，开启燃料喷射器)和实际总数的燃料喷射器停用事件(例如，关闭燃料喷射器)。例如，如果当前VDE模式是点火顺序为1-7-2-6-5-8并且在气缸爆震窗口中发生两次DI喷射的V6S，并且当前的选定VDE模式是点火顺序为1-7-6-4并且在气缸爆震窗口中发生单次DI喷射的V4S，则方法700可以将每个活动发动机气缸的DI喷射的实际总数增加到两次，使得可以将许多发动机爆震背景噪声水平维持为V6S点火顺序的水平。类似地，如果当前激活的VDE模式包括每个活动发动机气缸的一次DI喷射，并且当前的选定VDE模式包括每个活动发动机气缸的两次DI喷射，则选定VDE模式的DI喷射可以变为选定VDE模式的每个活动发动机气缸的一次DI喷射。另外，如果方法700判断经由进气道燃料喷射器喷射到气缸的燃料可以被移动到气缸的DI喷射中(例如，调整分流分数)以在选定VDE模式中在尽可能多的气缸中维持发动机爆震背景噪声水平，反之亦然，则方法700调整分流分数以尽可能多地维持当前发动机爆震背景噪声水平。如果方法900判断当前的选定VDE模式的燃料喷射分流比或分流分数可以改变以在选定VDE模式中维持当前激活的VDE模式的当前发动机爆震背景噪声水平，则答案为是并且方法700前进到734。否则，答案为否并且方法700前进到图7的706。
在734处，方法700调整燃料喷射分流比和/或分流分数以在选定VDE模式中尽可能维持与当前活动VDE模式中一样多的当前发动机爆震背景噪声水平。因此，方法700可以通过调整选定VDE模式的燃料喷射正时来调整燃料喷射分流比和/或燃料喷射分流分数，以维持发动机爆震背景噪声水平。方法700前进以退出。
在740处，方法700检索在当前激活的VDE模式中被激活的发动机气缸的列表。例如，如果在当前发动机循环期间，发动机以V6S模式操作，其中气缸1、7、2、6、4和8是活动的，则方法700检索包括气缸1、7、2、6、4和8的列表。方法700前进到732。
在742处，方法700判断当前的选定VDE模式的燃料喷射的SOI是否可以改变以维持选定VDE模式中当前激活的VDE模式的当前发动机爆震背景噪声水平。在一个示例中，方法700确定选定VDE模式的SOI正时是否晚于当前激活的VDE模式的SOI正时。如果是，则方法700可以将选定VDE模式的SOI正时提前以在选定VDE模式中在尽可能多的气缸中维持当前发动机爆震背景噪声水平。此外，如果将选定VDE模式中的活动气缸的SOI正时提前会将选定VDE模式中的燃料喷射器控制动作移动到包含当前激活的VDE模式中的相同燃料喷射器控制动作的气缸的燃料喷射窗口中，则方法700可以将所述SOI正时提前。同样地，如果将选定VDE模式中的活动气缸的SOI正时提前会将选定VDE模式中的燃料喷射器控制动作移出不包含当前激活的VDE模式中的相同燃料喷射器控制动作的气缸的燃料喷射窗口，则方法700可以将所述SOI正时提前。如果方法700判断当前的选定VDE模式的燃料喷射的SOI可以改变以在选定VDE模式中维持当前激活的VDE模式的当前发动机爆震背景噪声水平，则答案为是并且方法700前进到744。否则，答案为否并且方法700前进到图7的706。
在744处，方法700调整SOI正时以在选定VDE模式中尽可能维持与当前活动VDE模式中一样多的当前发动机爆震背景噪声水平。因此，方法700可以调整选定VDE模式的SOI正时以维持发动机爆震背景噪声水平。方法700前进以退出。
在750处，方法700停用选定气缸的DI喷射器并且仅激活选定发动机气缸的PFI喷射器以在选定VDE模式中在尽可能多的选定VDE模式的气缸中维持当前VDE模式的发动机气缸爆震背景噪声水平。方法700前进以退出。
现在参考图12，示出了示出经由发动机爆震背景噪声水平诊断VDE模式进入的示例性序列。可以经由图1的系统与图2和图6的方法协作提供图12的序列。在该示例中，发动机是四冲程V8发动机。
图12顶部起的第一曲线图是VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示VDE模式，并且VDE模式由迹线1202上方的标签来标识。迹线1202表示VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第二曲线图是一号气缸的发动机爆震背景噪声水平与时间的曲线图。垂直轴表示一号气缸的发动机爆震背景噪声水平，并且一号气缸的发动机爆震背景噪声水平在垂直轴箭头的方向上增加。迹线1204表示一号气缸的发动机爆震背景噪声水平。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第三曲线图是二号气缸的发动机爆震背景噪声水平与时间的曲线图。垂直轴表示二号气缸的发动机爆震背景噪声水平，并且二号气缸的发动机爆震背景噪声水平在垂直轴箭头的方向上增加。迹线1206表示二号气缸的发动机爆震背景噪声水平。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第四曲线图是三号气缸的发动机爆震背景噪声水平与时间的曲线图。垂直轴表示三号气缸的发动机爆震背景噪声水平，并且三号气缸的发动机爆震背景噪声水平在垂直轴箭头的方向上增加。迹线1208表示三号气缸的发动机爆震背景噪声水平。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第五曲线图是四号气缸的发动机爆震背景噪声水平与时间的曲线图。垂直轴表示四号气缸的发动机爆震背景噪声水平，并且四号气缸的发动机爆震背景噪声水平在垂直轴箭头的方向上增加。迹线1210表示四号气缸的发动机爆震背景噪声水平。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第六曲线图是五号气缸的发动机爆震背景噪声水平与时间的曲线图。垂直轴表示五号气缸的发动机爆震背景噪声水平，并且五号气缸的发动机爆震背景噪声水平在垂直轴箭头的方向上增加。迹线1212表示五号气缸的发动机爆震背景噪声水平。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第七曲线图是六号气缸的发动机爆震背景噪声水平与时间的曲线图。垂直轴表示六号气缸的发动机爆震背景噪声水平，并且六号气缸的发动机爆震背景噪声水平在垂直轴箭头的方向上增加。迹线1214表示六号气缸的发动机爆震背景噪声水平。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第八曲线图是七号气缸的发动机爆震背景噪声水平与时间的曲线图。垂直轴表示七号气缸的发动机爆震背景噪声水平，并且七号气缸的发动机爆震背景噪声水平在垂直轴箭头的方向上增加。迹线1216表示七号气缸的发动机爆震背景噪声水平。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第九曲线图是八号气缸的发动机爆震背景噪声水平与时间的曲线图。垂直轴表示八号气缸的发动机爆震背景噪声水平，并且八号气缸的发动机爆震背景噪声水平在垂直轴箭头的方向上增加。迹线1218表示八号气缸的发动机爆震背景噪声水平。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图12顶部起的第十曲线图是VDE劣化指示与时间的曲线图。垂直轴表示VDE劣化，并且当迹线1212接近垂直轴箭头时指示VDE劣化。当迹线1212接近水平轴时，不指示VDE劣化。迹线1202表示VDE劣化状态。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
在时间t0时，发动机以V8模式操作并且未指示VDE劣化。气缸1至8的发动机爆震背景噪声水平处于中等水平。在时间t1时，发动机被命令进入V6模式，其中仅发动机的八个气缸中的六个气缸燃烧燃料。两个停用的气缸的进气门和排气门被命令关闭并在一个或多个发动机循环中保持关闭。此外，被命令关闭或停用的两个气缸的燃料喷射器被命令关闭。在该示例中，命令关闭3号和5号气缸。4号气缸的发动机爆震背景噪声水平降低，因为3号气缸的燃料喷射器被命令关闭。然而，7号气缸的发动机爆震背景噪声水平没有降低，因为7号气缸的燃料喷射器即使被命令关闭也会继续操作。
在时间t2时，响应于7号气缸的发动机爆震噪声水平没有降低而指示VDE劣化。此后不久，在时间t3时，响应于VDE劣化的指示，发动机转变回到V8模式。通过重新激活停用的发动机气缸，可以降低进一步的发动机劣化和/或发动机排放劣化的可能性。在指示VDE劣化之后，发动机继续以V8模式操作。
通过这种方式，发动机爆震背景噪声水平可以用作指示VDE模式劣化的存在或不存在的基础。此外，在一些示例中，如果一个或多个发动机气缸的发动机背景噪声水平响应于命令一个或多个气缸被激活而未增加，则可以指示VDE模式劣化。
现在参考图13，示出了用于维持发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平的第一示例性序列。可以经由图1的系统与图2和图7的方法协作提供图13的序列。
图13顶部起的第一曲线图是VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示VDE模式，并且VDE模式由沿着垂直轴的标签标识。VDE模式1至3仅出于说明目的而示出，并且可以提供附加的或更少的可用VDE模式。VDE模式可以包括但不限于V6S、V6R、I4S和I4R。迹线1302表示VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图13顶部起的第二曲线图是气缸点火模式与时间的曲线图。垂直轴表示气缸点火模式，并且在该示例中示出了用于一个VDE模式的三个气缸点火模式。迹线1304表示气缸点火模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图13顶部起的第三曲线图是选定VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示选定VDE模式，并且在该示例中有三种可能的选定VDE模式。迹线1306表示选定VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
在时间t10时，选定VDE模式是模式1，并且气缸点火模式是2号模式。当前激活的VDE模式是模式1。在时间t11时，选定VDE模式响应于车辆工况而变为模式2。气缸点火模式保持第二点火模式并且VDE模式1保持激活。控制器在选定VDE模式中搜索各种气缸点火模式，并确定通过调整选定VDE模式的气缸点火模式可以维持当前VDE模式中发动机气缸的最大总发动机爆震背景噪声水平(例如，保持在或接近其当前水平)。在时间t12时选择新的气缸点火模式用于选定VDE模式。选定VDE模式被激活，并且它在时间t13时以新的气缸点火模式来操作发动机气缸。
通过这种方式，可以调整气缸点火模式以维持一个或多个发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。可以改变即将被激活的VDE模式的气缸点火模式以维持发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。通过维持发动机爆震背景噪声水平，可以避免误报爆震指示。此外，可以避免错过发动机爆震事件，使得可以避免发动机劣化。
现在参考图14，示出了用于维持发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平的第二示例性序列。可以经由图1的系统与图2和图7的方法协作提供图14的序列。
图14顶部起的第一曲线图是VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示VDE模式，并且VDE模式由沿着垂直轴的标签标识。VDE模式1至3仅出于说明目的而示出，并且可以提供附加的或更少的可用VDE模式。VDE模式可以包括但不限于V6S、V6R、I4S和I4R。迹线1402表示VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图14顶部起的第二曲线图是气缸分流喷射模式与时间的曲线图。垂直轴表示气缸分流喷射模式，并且在该示例中示出了三个气缸分流喷射模式。迹线1404表示气缸分流喷射模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图14顶部起的第三曲线图是选定VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示选定VDE模式，并且在该示例中有三种可能的选定VDE模式。迹线1406表示选定VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
在时间t20时，选定VDE模式是模式2并且气缸分流喷射模式是2。当前激活的VDE模式是模式2。在时间t21时，选定VDE模式响应于车辆工况而变为模式3。气缸分流喷射模式保持为2并且VDE模式2保持被激活。控制器在选定VDE模式中搜索各种气缸分流燃料喷射模式，并确定通过调整选定VDE模式的气缸分流燃料喷射模式可以维持当前VDE模式中发动机气缸的最大总发动机爆震背景噪声水平(例如，保持在或接近其当前水平)。在时间t22时选择新的气缸分流喷射模式用于选定VDE模式。选定VDE模式被激活，并且它在时间t23时以新的气缸分流燃料喷射模式来操作发动机气缸。
通过这种方式，可以调整气缸分流喷射模式以维持一个或多个发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。可以改变即将被激活的VDE模式的气缸分流喷射模式以维持发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。通过维持发动机爆震背景噪声水平，可以避免误报爆震指示。此外，可以避免错过发动机爆震事件，使得可以避免发动机劣化。
现在参考图15，示出了用于维持发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平的第三示例性序列。可以经由图1的系统与图2和图7的方法协作提供图15的序列。
图15顶部起的第一曲线图是VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示VDE模式，并且VDE模式由沿着垂直轴的标签标识。VDE模式1至3仅出于说明目的而示出，并且可以提供附加的或更少的可用VDE模式。VDE模式可以包括但不限于V6S、V6R、I4S和I4R。迹线1502表示VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图15顶部起的第二曲线图是气缸喷射开始时间与时间的曲线图。垂直轴表示气缸喷射开始时间，并且气缸喷射开始时间在垂直轴箭头方向上变得进一步延迟。迹线1504表示气缸喷射开始时间。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图15顶部起的第三曲线图是选定VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示选定VDE模式，并且在该示例中有三种可能的选定VDE模式。迹线1506表示选定VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
在时间t30时，选定VDE模式是模式2并且气缸喷射开始时间是较晚(例如，延迟的)。当前激活的VDE模式是模式2。在时间t31时，选定VDE模式响应于车辆工况而变为模式3。气缸喷射开始时间保持延迟并且VDE模式2保持被激活。控制器搜索选定VDE模式的喷射开始时间，并确定通过将选定VDE模式的喷射开始时间提前可以维持当前VDE模式中发动机气缸的最大总发动机爆震背景噪声水平(例如，保持在或接近其当前水平)。在时间t32时选择新的气缸喷射开始时间用于选定VDE模式。选定VDE模式被激活，并且它在时间t33时以新的喷射开始时间来操作发动机气缸。
通过这种方式，可以将气缸喷射开始时间提前以维持一个或多个发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。可以改变即将被激活的VDE模式的气缸燃料喷射开始时间以维持发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。通过维持发动机爆震背景噪声水平，可以避免误报爆震指示。此外，可以避免错过发动机爆震事件，使得可以避免发动机劣化。
现在参考图16，示出了用于维持发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平的第四示例性序列。可以经由图1的系统与图2和图7的方法协作提供图16的序列。
图16顶部起的第一曲线图是VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示VDE模式，并且VDE模式由沿着垂直轴的标签标识。VDE模式1至3仅出于说明目的而示出，并且可以提供附加的或更少的可用VDE模式。VDE模式可以包括但不限于V6S、V6R、I4S和I4R。迹线1602表示VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图16顶部起的第二曲线图是气缸点火密度与时间的曲线图。垂直轴表示气缸点火密度，并且气缸点火密度在垂直轴箭头方向上增加。迹线1604表示气缸喷射开始时间。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
图16顶部起的第三曲线图是选定VDE模式与时间的曲线图。垂直轴表示选定VDE模式，并且在该示例中有三种可能的选定VDE模式。迹线1606表示选定VDE模式。水平轴表示时间并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。
在时间t40时，选定VDE模式是模式1并且气缸点火密度处于较高水平。当前激活的VDE模式是模式1。在时间t41时，选定VDE模式响应于车辆工况而变为模式2。气缸点火密度保持在较高水平并且VDE模式1保持被激活。控制器搜索选定VDE模式的气缸密度，并确定通过从其当前水平降低气缸点火密度以及将气缸点火密度增加至选定VDE模式的气缸点火密度以上可以维持当前VDE模式中发动机气缸的最大总发动机爆震背景噪声水平(例如，保持在或接近其当前水平)。在时间t42时选择新的气缸点火密度用于选定VDE模式。选定VDE模式被激活，并且它在时间t33时以新的气缸点火密度来操作发动机气缸。
通过这种方式，气缸点火密度可以从选定VDE模式的气缸点火密度改变以维持一个或多个发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。可以改变即将被激活的VDE模式的气缸点火密度以维持发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。通过维持发动机爆震背景噪声水平，可以避免误报爆震指示。此外，可以避免错过发动机爆震事件，使得可以避免发动机劣化。
因此，本文所述的方法提供了一种用于操作发动机的方法，所述方法包括：操作可变排量发动机；基于维持对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作经由控制器从第一气缸点火密度变为第二气缸点火密度，当所述可变排量发动机以所述第一气缸点火密度操作时在发动机气缸的气缸爆震检测窗口期间执行所述燃料喷射器控制动作。例如，如果替代VDE模式维持在当前激活的VDE模式的一个或多个发动机气缸的气缸爆震窗口期间发生的燃料喷射器控制动作的数量比在可变排量发动机以第一气缸点火密度操作时的燃料喷射器控制动作更多，则可以将选定VDE模式变为所述替代VDE模式。所述方法包括其中所述第二气缸点火密度维持对一个或多个气缸的燃料喷射器控制动作，当发动机以所述第一气缸点火密度操作时在活动发动机气缸的气缸爆震检测窗口期间执行所述燃料喷射器控制动作。所述方法包括其中从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度还基于车辆工况的变化。所述方法包括其中所述车辆工况的变化包括发动机转速或发动机负载的变化。所述方法还包括经由发动机爆震背景噪声水平和控制器来提供所述可变排量发动机的燃料喷射器是被激活还是停用的指示；以及响应于所述指示而经由所述控制器调整发动机操作。所述方法包括其中从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度包括降低所述发动机的点火密度。所述方法包括其中从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度包括增加所述发动机的所述点火密度。
本文所述的方法还提供了一种用于操作发动机的方法，所述方法包括：操作可变排量发动机；经由发动机爆震背景噪声水平和控制器来提供所述可变排量发动机的燃料喷射器是被激活还是停用的指示；以及响应于所述指示而经由所述控制器调整发动机操作。所述方法包括其中调整发动机操作包括启用或禁用一个或多个可变排量发动机操作模式。所述方法包括其中调整发动机操作包括调整发动机火花正时和燃料喷射量。所述方法包括其中所述发动机爆震背景噪声水平基于发动机爆震传感器的输出。换句话说，经由处理爆震传感器的输出来确定所述发动机爆震背景噪声水平。所述方法还包括对所述发动机爆震传感器的所述输出进行积分以确定所述发动机爆震背景噪声水平并进入或退出可变排量发动机气缸操作模式以促使改变所述发动机爆震背景噪声水平，并且其中所述燃料喷射器是被激活还是停用的指示是基于促使改变所述发动机爆震背景噪声水平，并且其中促使改变所述发动机爆震背景噪声水平命令一个或多个发动机气缸激活或停用。
在一些示例中，所述方法还包括经由观察器确定所述发动机爆震背景噪声水平，其中所述观察器提供取决于气缸循环期间的发动机转速、燃料喷射正时和燃料喷射持续时间的输出。所述方法包括其中所述观察器的输出还取决于滤波积分后的爆震水平变化估计值与积分后的爆震水平变化估计值之间的差值。所述方法还包括响应于所述指示而向车辆乘员提供通知。
注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以结合各种发动机和/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存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、执行器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示的各种动作、操作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，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性示例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。一个或多个所示的动作、操作和/或功能可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过结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来执行。
应当明白，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、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。
以下权利要求特别指出被视为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“一种”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个这样元件的引入，从而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/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种发动机操作方法包括：操作可变排量发动机；基于维持对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作经由控制器从第一气缸点火密度变为第二气缸点火密度，当所述可变排量发动机以所述第一气缸点火密度操作时在活动发动机气缸的气缸爆震检测窗口期间执行所述燃料喷射器控制动作。
根据一个实施例，所述第二气缸点火密度维持对一个或多个气缸的燃料喷射器控制动作，当发动机以所述第一气缸点火密度操作时在活动发动机气缸的气缸爆震检测窗口期间执行所述燃料喷射器控制动作。
根据一个实施例，从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度还基于车辆工况的变化。
根据一个实施例，所述车辆工况的变化包括发动机转速或发动机负载的变化。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于经由发动机爆震背景噪声水平和控制器来提供所述可变排量发动机的燃料喷射器是被激活还是停用的指示；以及响应于所述指示而经由所述控制器调整发动机操作。
根据一个实施例，从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度包括降低所述发动机的点火密度。
根据一个实施例，从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度包括增加所述发动机的所述点火密度。
根据本发明，一种发动机操作方法包括：操作可变排量发动机；经由发动机爆震背景噪声水平和控制器来提供所述可变排量发动机的燃料喷射器是被激活还是停用的指示；以及响应于所述指示而经由所述控制器调整发动机操作。
根据一个实施例，调整发动机操作包括启用或禁用一个或多个可变排量发动机操作模式。
根据一个实施例，调整发动机操作包括调整发动机火花正时和燃料喷射量。
根据一个实施例，所述发动机爆震背景噪声水平基于发动机爆震传感器的输出。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于对所述发动机爆震传感器的所述输出进行积分以确定所述发动机爆震背景噪声水平并进入或退出可变排量发动机气缸操作模式以促使改变所述发动机爆震背景噪声水平，并且其中所述燃料喷射器是被激活还是停用的指示是基于促使改变所述发动机爆震背景噪声水平，并且其中促使改变所述发动机爆震背景噪声水平命令一个或多个发动机气缸激活或停用。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于经由观察器确定所述发动机爆震背景噪声水平，其中所述观察器提供取决于气缸循环期间的发动机转速、燃料喷射正时和燃料喷射持续时间的输出。
根据一个实施例，所述观察器的输出还取决于滤波积分后的爆震水平变化估计值与积分后的爆震水平变化估计值之间的差值。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于响应于所述指示而向车辆乘员提供通知。
根据本发明，提供了一种用于操作发动机的系统，所述系统具有：可变排量发动机；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中以进行以下操作的可执行指令：操作所述可变排量发动机，并且当从以第一气缸点火密度操作所述可变排量发动机变为在仅直接燃料喷射模式下以第二气缸点火密度操作所述可变排量发动机导致在爆震检测窗口内部执行对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作时从所述仅直接燃料喷射模式变为仅进气道燃料喷射模式。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令：当从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度导致在爆震检测窗口外部对活动发动机气缸执行在所述气缸爆震检测窗口内部执行的对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作时并且在对所述一个或多个发动机气缸的所述喷射器控制动作是关闭燃料喷射器的情况下，改变直接燃料喷射器的燃料喷射开始正时。
根据一个实施例，所述燃料喷射器控制动作是停止经由燃料喷射进行燃料喷射。
根据一个实施例，当所述可变排量发动机以所述第一气缸点火密度操作时，第一总数的发动机气缸是活动的，并且当所述可变排量发动机以所述第二气缸点火密度操作时，第二总数的发动机气缸是活动的。
根据一个实施例，在所述仅直接燃料喷射模式下以所述第一气缸点火密度操作所述可变排量发动机导致在所述爆震检测窗口外部执行对所述一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作。

Claims (12)

1.一种用于操作发动机的方法，其包括：
操作可变排量发动机；
基于维持对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作从第一气缸点火密度变为第二气缸点火密度，当所述可变排量发动机以所述第一气缸点火密度操作时在活动发动机气缸的气缸爆震检测窗口期间执行所述燃料喷射器控制动作。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二气缸点火密度维持对一个或多个气缸的燃料喷射器控制动作，当发动机以所述第一气缸点火密度操作时在活动发动机气缸的气缸爆震检测窗口期间执行所述燃料喷射器控制动作。
3.如权利要求1所述的方法，其中从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度还基于车辆工况的变化。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述车辆工况的变化包括发动机转速或发动机负载的变化。
5.如权利要求1所述的方法，其还包括经由发动机爆震背景噪声水平和控制器来提供所述可变排量发动机的燃料喷射器是被激活还是停用的指示；以及
响应于所述指示而经由所述控制器调整发动机操作。
6.如权利要求1所述的方法，其中从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度包括降低所述发动机的点火密度。
7.如权利要求1所述的方法，其中从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度包括增加所述发动机的所述点火密度。
8.一种用于操作发动机的系统，其包括：
可变排量发动机；以及
控制器，其包括存储在非暂时性存储器中以进行以下操作的可执行指令：操作所述可变排量发动机，并且当从以第一气缸点火密度操作所述可变排量发动机变为在仅直接燃料喷射模式下以第二气缸点火密度操作所述可变排量发动机导致在爆震检测窗口内部执行对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作时从所述仅直接燃料喷射模式变为仅进气道燃料喷射模式。
9.如权利要求8所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：当从所述第一气缸点火密度变为所述第二气缸点火密度导致在爆震检测窗口外部对活动发动机气缸执行在所述气缸爆震检测窗口内部执行的对一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作时并且在对所述一个或多个发动机气缸的所述喷射器控制动作是关闭燃料喷射器的情况下，改变直接燃料喷射器的燃料喷射开始正时。
10.如权利要求8所述的系统，其中所述燃料喷射器控制动作是停止经由燃料喷射进行燃料喷射。
11.如权利要求8所述的系统，其中当所述可变排量发动机以所述第一气缸点火密度操作时，第一总数的发动机气缸是活动的，其中当所述可变排量发动机以所述第二气缸点火密度操作时，第二总数的发动机气缸是活动的。
12.如权利要求8所述的系统，其中在所述仅直接燃料喷射模式下以所述第一气缸点火密度操作所述可变排量发动机导致在所述爆震检测窗口外部执行对所述一个或多个发动机气缸的燃料喷射器控制动作。
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