CN111102086A - 用于应用发动机爆震窗口的方法和系统 - Google Patents

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穆罕纳德·哈基姆
克里斯多夫·保罗·格鲁格拉
詹姆斯·马修·金德利
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Abstract

本公开提供了“用于应用发动机爆震窗口的方法和系统”。公开了用于操作包括爆震控制系统的发动机的方法和系统,所述爆震控制系统可以确定各个噪声源对发动机背景噪声水平的贡献。各个噪声源的贡献可以是用于证实一个或多个发动机气缸中存在或不存在爆震的基础。

Description

用于应用发动机爆震窗口的方法和系统
技术领域
本申请涉及用于学习和确定不同发动机噪声源对发动机爆震背景噪声水平的贡献的方法和系统。
背景技术
发动机可以包括爆震窗口,用于生成发动机爆震背景噪声水平并评估是否存在发动机爆震。发动机爆震背景噪声水平提供用于判断是否存在发动机爆震的基础。发动机爆震背景噪声可以包括来自发动机轴承、提升阀打开和关闭事件、凸轮旋转、曲轴旋转、燃料喷射器打开和关闭以及其他来源的噪声。噪声源可能导致发动机缸体振动,但发动机爆震背景噪声水平可能随发动机工况而改变。例如,当燃料喷射器是新的时,特定气缸的发动机爆震背景噪声水平可能处于某一水平,而在发动机已经操作预定持续时间之后可能处于第二水平。类似地,当提升阀打开和关闭时,发动机的提升阀可能增大发动机爆震背景噪声。此外,通过提升阀打开和关闭产生的噪声也可能随着发动机老化而改变。由于燃料喷射器或提升阀导致的发动机爆震背景噪声水平的改变可能导致发动机爆震被漏判或误判。因此,可能期望提供一种用于确定随着发动机老化或当发动机爆震的指示偏离规范时的发动机爆震背景噪声水平的方法。
发明内容
本文的发明人已经开发了一种发动机操作方法,其包括:经由控制器停止向第一发动机气缸供应燃料;当停止向所述第一发动机气缸的燃料输送时,经由所述控制器调整所述第一发动机气缸的爆震窗口的打开正时以跨越第二气缸的装置的关闭的正时;以及经由所述控制器在所述爆震窗口期间对爆震传感器的输出进行采样。
经由调整停用的第一气缸的爆震窗口的打开时间以跨越或覆盖第二气缸的装置关闭的正时,可以经由停用的气缸的爆震窗口提供学习发动机爆震背景噪声水平的技术结果,使得可以不中断启用的气缸的爆震控制。例如,如果八缸发动机中的二号气缸被停用,则当一号气缸的燃料喷射器关闭时,可以调整与二号气缸相关联的爆震窗口的打开持续时间(例如,曲轴角度间隔)的正时以使得可以针对可能受到来自关闭一号气缸的燃料喷射器的噪声影响的气缸的发动机爆震背景噪声水平确定总发动机爆震背景噪声水平的燃料喷射噪声贡献。因此,即使噪声贡献的正时落在可以包括其他发动机工况期间的噪声贡献的爆震窗口以外,也可以以允许确定气缸的总发动机爆震背景噪声水平的噪声贡献的替代方式应用由停用的气缸产生的未应用的气缸爆震窗口。这可以允许随着发动机老化重新学习发动机爆震背景噪声水平,使得发动机爆震控制在整个发动机爆震寿命周期中可以是稳健的。
本说明书可以提供若干优点。具体地,所述方法可以改善对发动机爆震的检测。此外,所述方法可以提高可以学习发动机爆震背景噪声水平的效率。此外,所述方法可以提供确定发动机未操作或发动机不频繁操作的发动机工况下的发动机爆震背景噪声水平的方法。
应当理解,提供以上发明内容部分是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外,所要求保护的主题并不局限于解决以上或本公开中任何部分所指出的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1A示出了车辆的发动机系统的示意图。
图1B示出了V8发动机的爆震传感器的示例性位置。
图1C示出了V8发动机的爆震传感器位置的备选视图。
图2至图6示出了操作包括爆震控制系统的发动机的方式的高级流程图;并且
图7至图9示出了用于说明图2至图6的方法的示例发动机操作序列。
具体实施方式
以下描述涉及用于操作包括爆震控制系统的发动机的系统及方法。所述发动机可以为图1A至图1C中所示的类型。所述发动机可以根据图2至图6的方法操作。所述方法可以经由停用的气缸的发动机爆震窗口来学习发动机背景噪声水平,使得对发动机操作可以存在较少的影响。所述方法可以如在图7至图9的序列中示出的那样执行。
现在转向附图,图1A描绘了可以包括在车辆5中的内燃发动机10的气缸14的示例。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从人类车辆驾驶员130的输入来控制。控制器12从图1A至图1C中示出的各种传感器接收信号。另外,控制器12采用图1A至图1C中示出的致动器以基于所接收的信号和存储在控制器12的存储器中的指令来调整发动机操作。在该示例中,输入装置132包括加速踏板和用于产生成比例的踏板位置信号的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136,活塞138位于其中。活塞138可联接到曲轴140,使得活塞的往复运动被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,其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(M/G)。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的致动器发送信号以使所述离合器接合或脱离,以便将曲轴140与电机52以及与之连接的部件连接或断开,和/或将电机52与变速器54以及与之连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。
动力传动系统可以以各种方式配置,包括并联、串联或串并联混合动力车辆。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还可以作为发电机来操作,以提供电力从而给系统电池58充电,例如在制动操作期间。应当理解,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的典型的起动、照明、点火(SLI)电池。
交流发电机46可被配置为在发动机运行期间经由曲轴140使用发动机扭矩来给系统电池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、车辆灯、车载娱乐系统)和其他辅助系统)的对应电气需求而对其供电。在一个示例中,在交流发电机上汲取的电流可以基于操作员舱室冷却需求、电池充电需求、其他辅助车辆系统需求和马达扭矩中的每一者而持续地变化。电压调节器可以联接到交流发电机46,以便基于系统使用需求(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道142和144以及进气歧管146接收进气。除了气缸14以外,进气歧管146还可以与发动机10的其他气缸连通。进气道中的一个或多个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1A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道142和144之间的压缩机174和沿着排气道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可以经由轴180至少部分地由排气涡轮176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可由来自马达的机械输入提供动力,或者发动机和排气涡轮176可以可选地省略。在另外的示例中,发动机10可以设置有电动机械增压器(例如,“升压器”),并且压缩机174可由电动马达驱动。在另外的示例中,发动机10可以不设置有增压装置,诸如当发动机10是自然进气式发动机时。
包括节流板164的节气门162可以设置在发动机进气道中,用于改变提供给发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如,如图1A示出,节气门162可定位在压缩机174的下游,或者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以外,排气歧管148还可以接收来自发动机10的其他气缸的排气。排气传感器126被示出为联接到排放控制装置178上游的排气歧管148。例如,传感器126可以从各种合适的传感器中选择以用于提供对排气空燃比(AFR)的指示,所述各种合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽范围排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在图1A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其组合。在图1A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,发动机10的每个气缸(包括气缸14)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。在此示例中,进气门150可由控制器12经由包括一个或多个凸轮151的凸轮致动系统152的凸轮致动控制。类似地,排气门156可由控制器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的位置可以相应地由气门位置传感器(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正时和排气门正时,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何一者。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,进气门和排气门可由共同的阀致动器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致动系统)控制。
如本文进一步描述的,进气门150和排气门156可以在VDE模式期间经由电致动摇臂机构停用。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,诸如用于电致动的气门的机构。在一个示例中,进气门150的停用可由第一VDE致动器(例如,联接到进气门150的第一电致动的摇臂机构)控制,而排气门156的停用可由第二VDE致动器(例如,联接到排气门156的第二电致动的摇臂机构)控制。在替代示例中,单个VDE致动器可以控制气缸的进气门和排气门两者的停用。在其他示例中,单个气缸阀致动器停用多个气缸(进气门和排气门两者),诸如发动机组中的所有气缸,或不同的致动器可以控制所有进气门的停用,而另一个不同的致动器控制停用的气缸的所有排气门的停用。应理解,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致动器。每个发动机气缸可以包括本文所描述的气门控制机构。进气门和排气门在被停用时在一个或多个发动机循环内保持在关闭位置,以便防止流入或流出气缸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,所述压缩比在9:1到10:1的范围内。然而,在其中使用不同燃料的一些示例中,可增加压缩比。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。如果使用直接喷射,那么由于直接喷射对发动机爆震的影响,也可能增加压缩比。
发动机10的每个气缸可以包括用于引发燃烧的火花塞192。在选定的操作模式下,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,可以在用于最佳扭矩(MBT)正时的最小火花提前处提供火花以最大化发动机功率和效率。控制器12可以将发动机工况(包括发动机转速、发动机负荷负荷和排气AFR)输入查找表中,并且输出用于输入的发动机工况的相对应的MBT正时。在其他示例中,火花可以从MBT延迟,诸如以在发动机起动期间加快催化剂预热或者减小发动机爆震的发生。
在一些示例中,发动机10的每个气缸可配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。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被示出为直接地联接到气缸14以用于与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地在其中直接地喷射燃料。进气道燃料喷射器66可由控制器12以类似的方式控制。以此方式,燃料喷射器166提供被认为是将燃料直接喷射(在下文还称为“DI”)到气缸14中的燃料喷射器。尽管图1A示出燃料喷射器166被定位到气缸14的一侧,但是燃料喷射器166可以替代地位于活塞的顶部,诸如在火花塞192的位置附近。当使用醇基燃料操作发动机时,由于一些醇基燃料的较低挥发性,这种位置可以增加混合和燃烧。替代地,喷射器可以位于进气门的顶部和附近以增加混合。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,并且还被配置为将所述燃料混合物直接地喷射到气缸中。例如,燃料喷射器166可以接收醇燃料,并且燃料喷射器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,可以至少部分地在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间输送直接喷射的燃料。进气道喷射的燃料可以在接收燃料的气缸的先前循环的进气门关闭之后被喷射,并且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、进气冲程或它们的任何适当的组合期间执行多次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,诸如具有不同的燃料质量和不同的燃料成分的燃料。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(约85%乙醇和15%汽油)或M85(约85%甲醇和15%汽油))作为第二种燃料类型。其他可行物质包括水、甲醇、醇与水的混合物、水与甲醇的混合物、醇的混合物等。在又一个示例中,这两种燃料都可以是具有不同的醇成分的醇共混物,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(其约10%的乙醇),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(其约85%的乙醇)。另外地,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,诸如由于燃料箱再充填的每日变化。
控制器12在图1A中被示为微型计算机,其包括微处理器单元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(在所述特定示例中,电子存储介质被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)、以及数据总线。控制器12可接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号,所述各种信号包括先前讨论的信号,并且另外包括:来自质量空气流量传感器122的引入质量空气流量(MAF)的测量值;来自联接到冷却套筒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)的曲轴位置信号;来自节气门位置传感器163的节气门位置;可由控制器12用于确定排气的空燃比的来自排气传感器126的信号UEGO;经由振动感测爆震传感器90的发动机振动(例如,由爆震导致);以及来自MAP传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。控制器12可以根据曲轴位置生成发动机转速信号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接收来自图1A的各种传感器的信号,并且采用图1A的各种致动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,如相对于图5进一步描述的,控制器可以通过致动阀致动器152和154以使停用选定的气缸来使发动机转换到在VDE模式下操作。
如上所述,图1A仅示出了多缸发动机的一个气缸。因此,每个气缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。将理解,发动机10可以包括任何合适数目个气缸,其包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。此外,这些气缸中的每一个都可以包括图1A参考气缸14描述和描绘的各种部件中的一些或全部。
在选定的条件期间,诸如当未请求发动机10的全扭矩能力时,控制器12可以选择第一气缸组或第二气缸组中的一者进行停用(在本文也被称为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可以在一个或多个发动机循环内被停用并保持关闭。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启用的并正在操作。为了满足扭矩需要,控制器调整进入启用发动机气缸的空气量。因此,为了提供八缸发动机在0.2发动机负荷和特定发动机转速下产生的等效发动机扭矩,启用发动机气缸可以在比发动机在所有发动机气缸都启用的情况下操作时发动机气缸的压力更高的压力下操作。这需要较高的歧管压力,由此使泵气损失减少并使发动机效率增加。另外,暴露于燃烧的较低有效表面积(仅来自启用气缸)减小了发动机热损失,从而增加发动机的热效率。
现在参考图1B,示出了发动机10的平面图。发动机10的前部10a可以包括前端附件驱动器(FEAD)(未示出),以向交流发电机、动力转向系统和空调压缩机提供动力。在此示例中,发动机10以V8配置示出,其中八个气缸被编号为1-8。可以经由四个爆震传感器90a-90d来感测发动机爆震。爆震传感器定位在发动机缸体9的凹部中。在此示例中,在发动机气缸1和2的爆震窗口(例如,曲轴角度间隔)期间经由控制器12对爆震传感器90a的输出进行采样。因此,爆震传感器90a与气缸1和气缸2相关联。然而,如果爆震传感器90a(一号气缸和二号气缸的主爆震传感器)被怀疑是劣化的,则可以在与发动机气缸编号1和2相关联的爆震窗口中对爆震传感器90b(一号气缸和二号气缸的副爆震传感器)的输出进行采样或测量。在发动机气缸3和气缸4的爆震窗口期间,经由控制器12对爆震传感器90b的输出进行采样。然而,如果爆震传感器90b(三号气缸和四号气缸的主爆震传感器)被怀疑是劣化的,则可以在与三号和四号发动机气缸相关联的爆震窗口中对爆震传感器90a(三号气缸和四号气缸的副爆震传感器)的输出进行采样或测量。因此,爆震传感器90b与气缸3和气缸4相关联。在发动机气缸5和气缸6的爆震窗口期间经由控制器12对爆震传感器90c的输出进行采样。因此,爆震传感器90c与气缸5和气缸6相关联。然而,如果爆震传感器90c(五号气缸和六号气缸的主爆震传感器)被怀疑是劣化的,则可以在与五号和六号发动机气缸相关联的爆震窗口中对爆震传感器90d(五号气缸和六号气缸的副爆震传感器)的输出进行采样或测量。在发动机气缸7和气缸8的爆震窗口期间经由控制器12对爆震传感器90d的输出进行采样。因此,爆震传感器90d与气缸7和气缸8相关联。然而,如果爆震传感器90d(七号气缸和八号气缸的主爆震传感器)被怀疑是劣化的,则可以在与七号和八号发动机气缸相关联的爆震窗口中对爆震传感器90c(七号气缸和八号气缸的副爆震传感器)的输出进行采样或测量。由于爆震引起的发动机振动衰减随着爆震气缸到爆震传感器的距离增加而增加,因此多个爆震传感器改善了检测每个气缸的爆震的能力。当爆震窗口关闭时,不对爆震传感器输出进行采样。
现在参考图1C,示出了发动机10的前视图。发动机缸体9包括凹部10b,发动机爆震传感器90a和90c在所述凹部10b处安装到缸体9。通过将爆震传感器90a和90c安装在凹部10b中,可以获得良好的信噪比,使得可以更可靠地检测爆震。然而,爆震传感器90a-90d的安装位置还可允许一些燃料喷射器控制动作被一些传感器观察到,而不被其他传感器观察到。因此,一些气缸的背景噪声水平可以高于或低于其他气缸。另外,在另一个发动机气缸的爆震窗口附近打开或关闭的燃料喷射器的距离可能影响振动从操作的燃料喷射器传播到爆震传感器所花费的时间量。并且,从燃料喷射器行进到爆震传感器的振动的更长的时间可以允许振动进入气缸的爆震窗口。因此,爆震传感器位置、点火顺序和发动机配置也可能影响一些发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。
因此,图1A至图1C的系统提供了一种用于操作发动机的系统,其包括:可变排量发动机,其包括至少一个振动感测发动机爆震传感器;以及控制器,其包括存储在非暂时性存储器中的用于在第一气缸被启用时在第一气缸的第一爆震窗口的打开期间对第一发动机爆震传感器的输出进行采样以及在第一气缸被停用时在第一气缸的第二爆震窗口的打开期间对第二发动机爆震传感器的输出进行采样的可执行指令。所述系统还包括用于调整第二爆震窗口的正时的附加指令。所述系统包括其中调整所述第二爆震窗口的正时包括调整所述第二爆震窗口的打开时间以跨越与第二气缸相关联的事件。所述系统包括与第二气缸相关联的事件是提升阀打开或关闭。所述系统包括与第二气缸相关联的事件是燃料喷射器打开或关闭。所述系统还包括用于从第一发动机爆震传感器的采样输出生成发动机爆震背景噪声水平的附加指令。
现在参考图2至图6,示出了用于操作发动机的方法。图2至图6的方法可以被包括在图1A至图1C的系统中并且可以与图1A至图1C的系统协作。方法200的至少部分可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令并入图1A至图1C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致动器的操作状态。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。此外,方法200可以根据传感器输入确定选定的控制参数。当执行方法200时,发动机可以旋转。图2至图6的方法可以提供图7至图9的序列。
在202处,方法200经由图1A至图1C中描述的传感器确定车辆工况和发动机工况。方法200可以确定工况,其包括但不限于发动机转速、发动机负荷、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判断是否满足用于进入减速气缸切断(DCCO)的条件。在DCCO期间,停止到发动机的燃料输送,并且发动机的进气提升阀和排气提升阀关闭并且保持关闭至少发动机循环(例如,两次曲轴旋转)。通过停止到气缸的燃料输送,可以减小发动机燃料消耗。另外,关闭进气提升阀和排气提升阀可防止空气被泵送通过发动机并破坏催化剂中的化学平衡。在一个示例中,当驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩并且当车辆速度大于阈值车辆速度时,方法200可以判断发动机可以进入DCCO。然而,发动机可以在其他车辆工况期间进入DCCO。此外,可能必须满足其他条件才能进入DCCO模式。例如,发动机冷却剂温度可能必须高于预定温度才能进入DCCO模式。如果方法200判断满足用于进入DCCO模式的条件,则回答为是并且方法200进行到220。当回答为是时,可以请求DCCO模式。否则,回答为否,并且方法200进行到206。
在206处,方法200判断是否满足用于进入减速燃料切断(DFSO)的条件。在DFSO期间,停止到发动机的燃料输送,并且当发动机旋转时发动机的进气提升阀和排气提升阀继续打开和关闭。通过停止到气缸的燃料输送,可以减小发动机燃料消耗。另外,允许进气门和排气门继续打开和关闭允许在发动机气缸中维持压力以降低发动机油消耗。在一个示例中,当驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩并且当车辆速度大于阈值车辆速度时,方法200可以判断发动机可以进入DFSO。然而,在其他车辆工况期间,发动机可以进入DFSO。此外,可能必须满足其他条件以进入DFSO模式。例如,发动机冷却剂温度可能必须大于预定温度以进入DFSO模式。如果方法200判断满足用于进入DFSO模式的条件,则回答为是,并且方法200前进到240。当回答为是时,可以请求DFSO模式。否则,回答为否,并且方法200进行到208。
在208处,方法200判断是否满足用于进入可变排量模式的条件,在可变排量模式中,发动机以少于其所有气缸操作。例如,发动机可以在VDE模式下操作,在所述VDE模式下,根据或基于驾驶员需求扭矩和发动机转速来调整启用气缸(例如,燃烧燃料的气缸)的数量。此外,启用的气缸可以是当发动机转速和负荷恒定时,当在特定可变排量发动机(VDE)模式下接合时,所述组气缸不改变的同一组气缸(例如,1-4-6-7),这可以被称为固定VDE模式。替代地,启用的气缸可以是当发动机转速和负荷恒定时,气缸编号从发动机循环到发动机循环改变的气缸组(例如,在第一发动机循环期间气缸1-4-6-7和在第二发动机循环期间气缸2-4-5-8),其可以被称为滚动VDE。在一个示例中,当驾驶员需求扭矩在规定的范围内并且发动机转速在规定的范围内时,方法200可以判断发动机可以进入VDE模式。此外,可能必须满足其他条件以进入VDE模式。例如,发动机冷却剂温度可能必须大于预定温度。如果方法200判断满足用于进入VDE模式的条件,则回答为是并且方法200前进到260。当回答为是时,可以请求VDE模式。否则,回答为否,并且方法200进行到210。
在210处,方法200判断是否满足用于进入发动机爆震控制模式的条件,在发动机爆震控制模式中,发动机可以以少量的发动机爆震操作以提高效率,并且在发动机爆震控制模式中,发动机爆震水平被控制以减小发动机部件劣化的可能性。在一个示例中,当发动机温度大于阈值温度并且发动机负荷大于阈值发动机负荷时,方法200可以判断发动机可以进入发动机爆震控制模式。如果方法200判断满足用于进入发动机爆震控制模式的条件,则回答为是,并且方法200前进到212。当答案为是时,可以请求发动机爆震控制模式。否则,回答为否,并且方法200进行到280。
在212处,方法200评估是否应针对正在评估发动机爆震的选定的气缸(例如,气缸j)指示爆震。图7示出了根据图2的方法用于在不确定发动机爆震背景噪声水平时检测爆震的包括爆震窗口和爆震传感器采样(例如,测量)的发动机和控制器的操作。在一个示例中,方法200通过在气缸j的打开爆震窗口期间对爆震传感器的采样输出进行积分并且将积分爆震传感器输出除以当前发动机转速和发动机负荷的气缸j的总发动机爆震背景噪声水平(例如,气缸_组合_噪声(j))来计算气缸j的爆震强度值。
总的或组合的发动机爆震背景噪声水平可以表达为:气缸_组合_噪声(j)=气缸_基础_噪声(j)+气缸_喷射器_噪声(j)+气缸_阀_噪声(j),其中气缸_组合_噪声(j)是气缸j的总发动机爆震背景噪声,气缸_基础_噪声(j)是气缸j的发动机爆震基础背景噪声,气缸_喷射器_噪声(j)是存在于气缸j的爆震窗口中的燃料喷射器噪声,并且气缸_阀_噪声(j)是存在于气缸(j)的爆震窗口中的提升阀噪声。因此,可以通过知道三个其他变量来求解组合的背景噪声方程中的变量中的任何一个。例如,气缸_基础_噪声(j)=气缸_组合_噪声(j)-气缸_喷射器_噪声(j)-气缸_阀_噪声(j)。
可以从控制器存储器检索总发动机爆震背景噪声水平,或者可以根据先前指示的已经从存储器检索的单独的噪声贡献来确定总发动机爆震背景噪声水平。如果检测到爆震,则针对气缸j延迟火花,然后火花正时向回朝向MBT被提前(用于在当前发动机转速和负荷下的最佳发动机扭矩的最小火花提前)。例如,如果一号气缸的爆震强度值超过阈值水平,则针对一号气缸指示爆震,并且一号气缸的火花正时延迟五度曲轴转角。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度曲轴转角。如果未指示爆震,则用于气缸的火花正时保持在其请求或基础正时(例如,爆震限制火花正时或MBT正时)。可以用这种方式确定每个气缸的发动机爆震的存在或不存在。可以根据每个发动机循环(例如,两转)的发动机点火顺序来调整气缸编号j,使得每个发动机循环针中对每个发动机气缸评估爆震。在针对发动机爆震调整气缸j中的发动机火花正时之后,方法200前进到退出。
在220处,方法200在发动机曲轴继续旋转时停用到发动机气缸的燃料流。发动机可以经由车辆的动能继续旋转,经由车辆的车轮旋转发动机。可以通过关闭发动机的所有燃料喷射器来停用流到发动机的燃料。方法200前进到222。
在222处,方法200在发动机曲轴继续旋转时关闭并保持关闭所有发动机进气提升阀和排气提升阀至少一个发动机循环。进气门和排气门可以经由可变阀致动器系统保持关闭。通过关闭进气门和排气门,可以减小到催化剂的空气流以改善发动机排放。方法200前进到224。
在224处,方法200判断是否期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平。如果发动机爆震指示水平大于或小于当前发动机转速的预期水平,则方法200可以判断期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平。此外,如果在预定时间量或车辆行驶的预定距离内未确定发动机爆震基础背景噪声水平,则方法200可以判断期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平。如果方法200判断期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平,则回答为是并且方法200进行到226。当回答为是时,可以请求学习发动机爆震基础背景噪声水平。如果方法200判断不期望学习在当前发动机转速下发动机爆震基础背景噪声水平,则回答为否并且方法200进行到234。
在226处,方法200确定用于发动机气缸的发动机爆震基础背景噪声水平。在一个示例中,方法200选择气缸(例如,气缸j,其中j是分配给气缸的编号并且其中可以调整j的值以学习所有发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平)并且在选定的气缸的打开爆震窗口的一部分期间对爆震传感器的输出进行积分。爆震传感器的输出可以数字地或经由积分器电路积分以确定选定的气缸的基础背景噪声水平。发动机爆震基础背景噪声水平可以包括来自曲轴、凸轮轴和前端附件的噪声,但是其不包括在选定的气缸的打开爆震窗口期间来自喷射器打开和/或关闭或提升阀打开和/或关闭的噪声。方法200前进到228。
在228处,方法200判断是否已经针对所有发动机气缸确定了在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平。方法200可以保持已经针对特定发动机转速和负荷更新哪些发动机爆震基础背景噪声水平的记录。如果方法200判断已经针对所有发动机气缸确定了在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平,则回答为是,并且方法200前进到230。否则,回答为否,并且方法200进行到229。
在229处,方法200选择新的发动机气缸用于学习和评估发动机爆震基础背景噪声水平。可以在选定的发动机转速和负荷下针对每个发动机气缸确定唯一的发动机爆震基础背景噪声水平。此外,可以确定针对每个发动机操作模式、发动机转速和发动机负荷的唯一的发动机爆震基础背景噪声水平。然而,由于发动机在零气缸负荷下以DCCO模式操作,因此在226处不确定所有发动机爆震基础背景噪声水平的值。方法200可以经由增加、减少或以其他方式调整j的值来选择新的气缸以评估发动机爆震基础背景噪声水平。在选择新的发动机气缸以学习和评估发动机爆震基础背景噪声水平之后,方法200返回到226。
在230处,方法200判断在226处确定的所有发动机爆震基础背景噪声水平是否都在在226处确定的发动机爆震基础背景噪声水平的平均值的阈值内。例如,如果对于四缸发动机,在226处确定的发动机爆震背景噪声水平为1.1、1.05、1.08和1.15(平均为1.095),并且阈值为0.05(产生的范围在1.045和1.145之间),则回答为是并且方法200进行到231。然而,如果阈值是0.02,则回答为否并且方法200进行到232。
在232处,方法200请求对具有比预期更高或更低的发动机爆震基础背景噪声的选定的气缸的爆震传感器进行诊断(例如,表现出大于或小于在230处确定的平均值加上或减去在230处描述的阈值的发动机爆震基础背景噪声水平的气缸)。可以经由用测力计旋转发动机并且记录发动机气缸的发动机爆震基础背景噪声水平以经验确定所述阈值。诊断可以包括将电压施加到爆震传感器或使气缸爆震并监测爆震传感器输出以确定爆震传感器是否如预期的那样执行。方法200前进到234。
在231处,方法200将在226处确定的发动机爆震基础背景噪声水平存储到控制器存储器。可以从存储器中检索存储在控制器存储器中的发动机爆震基础背景噪声水平,以确定当发动机中恢复燃烧并且发动机以接近确定发动机爆震基础背景噪声水平的当前发动机转速操作时发动机爆震的存在或不存在。例如,如果在2000RPM的发动机转速下确定了发动机爆震基础背景噪声水平,则当发动机在0.07和1之间的发动机负荷下以2000RPM燃烧燃料时,可以应用发动机爆震基础背景噪声水平来确定用于发动机气缸的组合发动机爆震背景噪声水平。通过在发动机不操作(例如,燃烧燃料)时学习发动机爆震基础背景噪声水平,可以学习更少的发动机爆震基础背景噪声水平。特别地,当发动机在所有气缸或VDE模式下燃烧燃料时,可以应用当发动机处于DCCO模式时确定的发动机爆震基础背景噪声水平,使得在发动机操作时的发动机操作可以不必改变以确定发动机爆震基础背景噪声水平。方法200前进到234。
在234处,方法200判断是否存在车辆工况以退出DCCO模式。在一个示例中,当驾驶员需求扭矩超过阈值水平时,发动机可以退出DCCO模式。此外,即使在图3的所有步骤完成之前,当驾驶员需求扭矩超过阈值时,方法200可以退出DCCO模式。如果方法200判断存在退出DCCO模式的条件,则回答为是,并且方法200前进到206。否则,回答为否并且方法200返回到224。
在240处,方法200在发动机曲轴继续旋转时停用到发动机气缸的燃料流。发动机可以经由车辆的动能继续旋转,经由车辆的车轮旋转发动机。可以通过关闭发动机的所有燃料喷射器来停用流到发动机的燃料。方法200前进到242。
在242处,方法200在发动机曲轴继续旋转时继续打开和关闭所有发动机进气提升阀和排气提升阀。通过操作进气门和排气门,发动机气缸中的压力可以维持在可以减小发动机油消耗的水平。方法200前进到244。
在244处,方法200判断是否期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平。如果发动机爆震指示水平大于或小于当前发动机转速的预期水平,则方法200可以判断期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震基础和/或阀背景噪声水平。另外,如果在预定时间量或车辆行驶的预定距离内未确定发动机爆震背景噪声水平,则方法200可以判断期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震背景噪声水平。如果方法200判断期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震背景噪声水平,则回答为是,并且方法200前进到246。当回答为是时,可以请求学习发动机爆震背景噪声水平。如果方法200判断不期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震背景噪声水平,则回答为否并且方法200进行到254。
在246处,方法200确定用于发动机气缸的发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀背景噪声水平。在一个示例中,方法200选择气缸(例如,气缸j,其中j是分配给气缸的编号,并且其中可以调整j的值以学习所有发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平),并且当调整进气提升阀和排气提升阀的正时以使得当发动机气缸爆震窗口打开时进气门和排气门不打开或关闭时(例如,预定曲轴角度间隔,其中经由控制器对一个或多个爆震传感器的输出进行采样),在选定的气缸的打开爆震窗口的一部分期间对爆震传感器的输出进行积分。爆震传感器的输出可以数字地或经由积分器电路积分以确定选定的气缸的基础背景噪声水平。发动机爆震基础背景噪声水平可以包括来自曲轴、凸轮轴和前端附件的噪声,但是其不包括在选定的气缸的打开爆震窗口期间来自喷射器打开和/或关闭或提升阀打开和/或关闭的噪声。
方法200还通过调整进气提升阀和排气提升阀的正时来确定用于发动机气缸的发动机爆震阀噪声水平,使得当气缸爆震窗口打开时进气门和排气门打开和/或关闭。例如,方法200可以提前一号气缸的进气或排气提升阀的正时以确定在具有1-3-7-2-6-5-4-8的点火顺序的八缸发动机中三号气缸的阀噪声。一旦调整进气门正时和/或排气门正时使得进气门和/或提升阀在打开爆震窗口期间关闭,则方法200在调整进气提升阀和排气提升阀正时使得进气门和排气门在发动机气缸爆震窗口打开时打开或关闭时,在选定的气缸的打开爆震窗口的一部分期间对爆震传感器的输出进行积分。爆震传感器的输出可以数字地或经由积分器电路积分以确定选定的气缸的发动机爆震阀噪声水平。可以经由从积分爆震传感器输出值中减去选定的气缸的发动机爆震基础背景噪声水平来确定发动机爆震阀噪声水平(例如,气缸_阀_噪声(j)),所述积分爆震传感器输出值是在选定的气缸的打开爆震窗口期间进气门正时和排气门正时被调整为打开或关闭之后确定的。方法200前进到248。
在248处,方法200判断是否已经针对所有发动机气缸确定了在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平。方法200可以保持针对特定发动机转速和负荷已经更新了哪些发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平的记录。如果方法200判断已经针对所有发动机气缸确定了在当前发动机转速下的发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平,则回答为是,并且方法200前进到250。否则,回答为否,并且方法200进行到249。
在249处,方法200选择新的发动机气缸用于学习和评估发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平。可以在选定的发动机转速和负荷下针对每个发动机气缸确定唯一的发动机爆震基础背景噪声水平和唯一的发动机爆震阀噪声水平。此外,可以确定用于每个发动机操作模式、发动机转速和发动机负荷的唯一的发动机爆震基础背景噪声水平和唯一的发动机爆震阀噪声水平。然而,由于发动机在零气缸负荷下以DFSO模式操作,因此在246处不确定所有发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平的值。方法200可以经由增加、减少或以其他方式调整j的值来选择新的气缸以评估发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平。在选择新的发动机气缸以学习并评估发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平之后,方法200返回到246。
在250处,方法200判断在246处确定的所有发动机爆震基础背景噪声水平是否都在在246处确定的发动机爆震基础背景噪声水平的平均值的阈值内。如果是,则回答为是并且方法200进行到251。否则,回答为否,并且方法200进行到252。
在252处,方法200请求对具有比预期更高或更低的发动机爆震基础背景噪声的选定的气缸的爆震传感器进行诊断(例如,表现出大于或小于在250处确定的平均值加上或减去在250处描述的阈值的发动机爆震基础背景噪声水平的气缸)。可以经由用测力计旋转发动机并且记录发动机气缸的发动机爆震基础背景噪声水平以经验确定所述阈值。诊断可以包括将电压施加到爆震传感器或使气缸爆震并监测爆震传感器输出以确定爆震传感器是否如预期的那样执行。方法200前进到254。
在251处,方法200将在246处确定的发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平存储到控制器存储器。可以从存储器中检索存储在控制器存储器中的发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平,以确定当发动机中恢复燃烧并且发动机以接近确定发动机爆震基础背景噪声水平的当前发动机转速操作时发动机爆震的存在或不存在。通过在发动机不操作(例如,燃烧燃料)时学习发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平,可以在发动机操作时学习更少的发动机爆震基础背景噪声水平和更少的发动机爆震阀噪声水平。特别地,当发动机在所有气缸或VDE模式中燃烧燃料时,可以应用当发动机处于DFSO模式时确定的发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震噪声水平,使得在发动机操作时的发动机操作可以不必改变以确定发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平。方法200前进到254。
在254处,方法200判断是否存在车辆工况以退出DFSO模式。在一个示例中,当驾驶员需求扭矩超过阈值水平时,发动机可以退出DFSO模式。此外,即使在图4的所有步骤完成之前,当驾驶员需求扭矩超过阈值时,发动机也可以退出DFSO模式。如果方法200判断存在退出DFSO模式的条件,则回答为是,并且方法200前进到208。否则,回答为否并且方法200返回到244。
在260处,方法200选择启用的气缸的实际总数以满足驾驶员需求扭矩。驾驶员需求扭矩可以从加速踏板位置和车辆速度确定。加速踏板位置和车辆速度可以参考驾驶员需求扭矩的以经验确定的值的表或函数,驾驶员需求扭矩可以作为发动机扭矩或车轮扭矩来请求。输出驾驶员需求扭矩和驾驶员需求扭矩以及车辆速度的表或函数可以参考输出要启用的气缸实际总数的第二表。要启用的气缸的实际总数可以是在当前发动机转速下可以提供驾驶员需求扭矩的发动机气缸的最小实际总数。在确定要启用的气缸的实际总数之后,方法200进行到262。
在262处,方法200选择发动机操作模式和气缸模式(例如,在发动机操作模式下燃烧燃料的气缸)。可以从在260处确定的要启用的气缸的实际总数中选择发动机操作模式(例如,具有点火顺序为1-7-6-4的固定VDE四气缸模式(四个启用气缸)、具有2/3的点火密度的滚动VDE模式等)。发动机操作模式可以包括启用和停用的发动机气缸。替代地,发动机操作模式可以经由具有驾驶员需求扭矩和发动机转速或车辆速度的输入的状态机来选择。在一个示例中,可以从在当前驾驶员需求扭矩和发动机转速可用的发动机操作模式中选择发动机操作模式。可用的发动机操作模式可以是发动机温度、发动机转速、发动机噪声和振动以及其他发动机和车辆工况的函数。方法200根据被选择为在260处操作的气缸的实际总数以及其他发动机和车辆工况选择发动机操作模式。方法200前进到264。
在264处,方法200以在260处确定的启用气缸的选定的实际总数在选定的VDE操作模式下操作发动机。在发动机循环期间控制器可以经由停止使燃料流到停用的气缸并且使燃料流到启用的气缸来启用和/或停用气缸。此外,停用的气缸的进气提升阀和排气提升阀可以保持关闭长于发动机循环。在发动机循环期间,启用的气缸的进气提升阀和排气提升阀被打开和关闭。方法200可以经由打开燃料喷射器使燃料流到发动机。方法200可以经由关闭燃料喷射器来停止燃料到发动机气缸的流动。方法200可以经由可变阀致动器来停用进气提升阀和排气提升阀。在发动机以选定的气缸模式进入选定的发动机操作模式之后,方法200进行到266。
在266处,方法200判断是否期望在当前发动机转速和发动机负荷下学习发动机爆震背景噪声水平的贡献(例如,气缸_基础_噪声(j)、气缸_喷射器_噪声(j)和气缸_阀_噪声(j))。如果发动机爆震指示水平大于或小于当前发动机转速的预期水平,则方法200可以判断期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震背景噪声水平。另外,如果在预定时间量或车辆行驶的预定距离内未确定发动机爆震背景噪声水平,则方法200可以判断期望学习在当前发动机转速下的发动机爆震背景噪声水平。如果方法200判断期望在当前发动机转速和负荷下学习发动机爆震背景噪声水平,则回答为是,并且方法200前进到268。当回答为是时,可以请求学习发动机爆震背景噪声水平。如果方法200判断不期望在当前发动机转速和负荷下学习发动机爆震背景噪声水平,则回答为否,并且方法200前进到274。
在268处,方法200经由与一个或多个停用的发动机气缸相关联的爆震窗口或经由一个或多个新创建的曲轴角度窗口来确定在当前发动机转速和负荷下发动机爆震背景噪声的贡献(例如,气缸_基础_噪声(j)、气缸_喷射器_噪声(j)和气缸_阀_噪声(j)),在所述期间经由控制器对爆震传感器的输出进行采样。当发动机在VDE模式下操作时,发动机可以用一个或多个停用的气缸(例如,不燃烧燃料的气缸)操作。由于燃料在停用的气缸中不燃烧,所以在停用的发动机气缸中不存在爆震。
与特定气缸相关联的爆震窗口是爆震窗口,在所述爆震窗口中,爆震传感器输出被评估以用于在发动机循环期间确定特定气缸中的爆震的目的。然而,即使爆震窗口不应用于确定特定发动机气缸中的爆震的目的,爆震窗口仍然可以与特定气缸相关联,因为每个发动机气缸可以被分配用于检测发动机爆震(包括生成爆震窗口并且在爆震窗口期间对爆震传感器进行采样)的一定量的控制器计算资源。因此,与特定气缸相关联的爆震窗口可以被调整为在特定气缸内预期不会发生爆震时打开和关闭。然而,由于即使爆震窗口的正时可能不允许在特定气缸中的爆震检测也可以分配用于确定特定气缸中的发动机爆震的存在或不存在的控制器计算资源被应用以生成爆震窗口,因此仍然可以认为爆震窗口与气缸相关联。
替代地,代替描述与特定气缸相关联的爆震窗口的调整正时,可以中断特定气缸的爆震窗口(例如,与特定气缸相关联的爆震窗口),并且可以经由不同的曲轴角度间隔来代替,在所述不同的曲轴角度间隔中经由控制器对爆震传感器的输出进行采样或测量。当一个或多个气缸被停用时,其中对一个或多个爆震传感器进行采样的曲轴间隔的总数可以等于或小于启用气缸的实际总数加上停用的气缸的实际总数。不需要为每个停用的气缸提供对爆震传感器的输出进行采样的角度间隔。例如,如果停用两个气缸并且启用六个气缸,则可以提供其中对一个或多个爆震传感器的输出进行采样的七个曲轴角度间隔。
方法200调整与停用的气缸相关联的爆震窗口的正时,或者替代地,方法200停止提供与停用的气缸相关联的爆震窗口并且生成新的曲轴角度窗口,在所述新的曲轴角度窗口中对爆震传感器的输出进行采样以确定发动机背景噪声的贡献。例如,如图7和图9示出,可以经由新的曲轴角度窗口来调整或代替与三号气缸相关联的发动机爆震窗口702的正时,使得调整后的或新的窗口跨越(例如,开始于之前,结束于之后)产生或影响发动机背景噪声贡献的事件。特别地,图7中的爆震窗口702被移动到图9中的窗口702a示出的正时。替代地,窗口702可以被描述为被消除或停止,并且新的爆震窗口702a可以被提供在其位置,因为当气缸三被停用时不需要爆震窗口702来检测气缸3中的爆震。可以将与三号气缸相关联的爆震窗口或其中对爆震传感器的输出进行采样的新的曲轴角度间隔调整到期望检测发动机背景噪声的贡献的任何曲轴角度正时。可以对在曲轴间隔期间采样的爆震传感器的输出进行积分以生成用于贡献发动机爆震背景噪声的值。此外,当特定气缸的爆震窗口被提供以确定特定气缸中的爆震的存在或不存在时,方法200可以对第一爆震传感器的输出进行采样。然而,可以在与特定气缸相关联的调整爆震窗口期间,或者替代地,在曲轴角度间隔期间对第一爆震传感器的输出,或者替代地,第二爆震传感器的输出进行采样,在曲轴角度间隔中当特定气缸被停用并且在特定气缸中未预期爆震时,代替与特定气缸相关联的爆震窗口对爆震传感器进行采样。发动机背景噪声的贡献可以从采样的爆震传感器输出中确定。这允许控制器观察具有用于爆震传感器和发动机部件诊断的不同爆震传感器的贡献发动机爆震背景噪声水平。
方法200可以经由应用用于生成发动机爆震窗口和检测一个或多个停用的发动机气缸中的发动机爆震的控制器资源,来确定在当前发动机转速和负荷下对于所有可用的VDE模式和气缸模式的发动机爆震背景噪声的贡献(例如,气缸_基础_噪声(j)、气缸_喷射器_噪声(j)和气缸_阀_噪声(j))。在一个示例中,表或函数可以包括对在当前发动机转速和负荷下可用的所有发动机操作模式的引用,以及当发动机在可用的发动机操作模式下操作时可以确定的发动机爆震背景噪声的所有贡献。与表条目相关联的值可以是用于确定当前发动机转速和负荷的发动机背景噪声的特定贡献是否最近已被学习或修改的基础。在图9中示出了经由先前分配给当前停用的气缸的控制器计算资源来调整用于对爆震传感器输出进行采样的曲轴角度间隔的非限制性示例。方法200可以将发动机噪声的贡献存储到控制器存储器。在确定当前发动机转速和负荷的发动机背景噪声的噪声贡献之后,方法200前进到270。
在270处,方法200评估是否应针对正在被评估发动机爆震的选定的气缸(例如,气缸j)指示爆震。图9示出了当发动机在VDE模式下操作时根据图2的方法用于检测爆震的包括爆震窗口和爆震传感器采样(例如,测量)的发动机和控制器的操作。图9还示出了可以如何应用停用的气缸的爆震窗口以确定发动机噪声的贡献,如先前所讨论的。在一个示例中,方法200通过在气缸j的打开爆震窗口期间对爆震传感器的采样输出进行积分并且将积分爆震传感器输出除以当前发动机转速和发动机负荷的气缸j的总发动机爆震背景噪声水平(例如,气缸_组合_噪声(j))来计算气缸j的爆震强度值。
总的或组合的发动机爆震背景噪声水平可以表达为:气缸_组合_噪声(j)=气缸_基础_噪声(j)+气缸_喷射器_噪声(j)+气缸_阀_噪声(j),其中气缸_组合_噪声(j)是气缸j的总发动机爆震背景噪声,气缸_基础_噪声(j)是气缸j的发动机爆震基础背景噪声,气缸_喷射器_噪声(j)是存在于气缸j的爆震窗口中的燃料喷射器噪声,并且气缸_阀_噪声(j)是存在于气缸(j)的爆震窗口中的提升阀噪声。因此,可以通过知道三个其他变量来求解组合的背景噪声方程中的变量中的任何一个。例如,气缸_基础_噪声(j)=气缸_组合_噪声(j)-气缸_喷射器_噪声(j)-气缸_阀_噪声(j)。
可以从控制器存储器检索总发动机爆震背景噪声水平,或者可以根据先前指示的已经从存储器检索的单独的噪声贡献来确定总发动机爆震背景噪声水平。如果检测到爆震,则针对气缸j延迟火花,然后火花正时向回朝向MBT被提前(用于在当前发动机转速和负荷下的最佳发动机扭矩的最小火花提前)。如果未指示爆震,则用于气缸的火花正时保持在其请求或基础正时(例如,爆震限制火花正时或MBT正时)。可以用这种方式确定每个气缸的发动机爆震的存在或不存在。可以根据每个发动机循环(例如,两转)的发动机点火顺序来调整气缸编号j,使得每个发动机循环针中对每个发动机气缸评估爆震。在针对发动机爆震调整气缸j中的发动机火花正时之后,方法200前进到272。
在272处,方法200判断是否已经针对所有发动机气缸确定了在当前发动机转速下的期望贡献发动机爆震背景噪声水平。方法200可以保持针对当前特定的发动机转速和负荷已经更新了哪些贡献发动机爆震背景噪声水平的记录。如果方法200判断已经针对所有发动机气缸确定了在当前发动机转速下的分量发动机爆震背景噪声水平,则回答为是,并且方法200前进到274。否则,回答为否,并且方法200进行到271。
在271处,方法200选择用于检测贡献发动机爆震背景噪声的新爆震窗口。例如,如果二号气缸被停用,则方法200可以调整与二号气缸相关联的爆震窗口的正时以确定贡献发动机爆震背景噪声水平。替代地,可以中断与二号气缸相关联的爆震窗口,并且可以生成其中可以对爆震传感器的输出进行采样的新的曲轴角度间隔,以确定发动机爆震背景噪声水平的贡献。方法200返回到262。
在274处,方法200判断是否存在车辆工况以退出VDE模式。在一个示例中,当驾驶员需求扭矩超过第一阈值水平或减小到第二阈值水平以下时,发动机可以退出VDE模式。如果方法200判断存在退出VDE模式的条件,则回答为是并且方法200前进到210。否则,回答为否并且方法200返回到262。
在280处,方法200选择要学习和更新气缸背景噪声水平的气缸。在一个示例中,选定的气缸是期望调整发动机爆震背景噪声水平的气缸。例如,如果期望更新或学习一号气缸的发动机爆震背景噪声水平,则一号气缸可以是选定的气缸。用于选择发动机气缸的逻辑可以存储在控制器存储器中。在一个示例中,首先选择一号气缸,然后将选定的气缸(j)增加1的值,直到已经选择了每个气缸并且已经确定了每个发动机气缸的发动机爆震背景噪声水平。
在282处,方法200判断是否期望在当前发动机转速和发动机负荷下学习发动机爆震背景噪声水平的贡献(例如,气缸_基础_噪声(j)、气缸_喷射器_噪声(j)和气缸_阀_噪声(j))。如果方法200判断期望在当前发动机转速和负荷下学习发动机爆震背景噪声水平,则回答为是,并且方法200前进到284。当回答为是时,可以请求学习发动机爆震背景噪声水平。如果方法200判断不期望在当前发动机转速和负荷下学习发动机爆震背景噪声水平,则回答为否,并且方法200前进到288。
在284处,当选定的气缸的火花被延迟以减小发动机爆震的可能性时,方法200调整发动机负荷以满足驾驶员需求扭矩。在一个示例中,可以通过经由打开发动机排气装置节气门增加通过发动机的气流来增加发动机负荷。即使选定的气缸的火花正时可能延迟,也可以通过增加发动机负荷来维持发动机扭矩以满足驾驶员需求扭矩。
当选定的气缸的火花正时从爆震限制火花正时或MBT火花正时延迟时,方法200还以爆震限制火花正时(例如,开始观察到发动机爆震的火花正时)或MBT火花正时操作N-1个气缸,其中N是发动机气缸的总实际数量。通过延迟选定的气缸的火花正时,可以显著减小选定的气缸中的爆震的可能性,使得可以确定选定的气缸的背景发动机噪声的准确估计。
方法200确定选定的气缸的组合的背景噪声水平气缸_组合_噪声(j)。在一个示例中,方法200在选定的气缸的打开爆震窗口的一部分期间对爆震传感器的输出进行积分。爆震传感器的输出可以数字地或经由积分器电路积分以确定选定的气缸的基础背景噪声水平。方法200将组合的背景噪声水平的值存储到控制器存储器。组合的背景噪声水平可以包括在打开爆震窗口期间来自喷射器打开和/或关闭的噪声和/或在打开爆震窗口期间来自提升阀打开和/或关闭的噪声。用于气缸的组合的背景噪声水平对于确定噪声源的贡献可能是有用的。组合的背景噪声可以被表达为气缸_组合_噪声(j)=气缸_基础_噪声(j)+气缸_喷射器_噪声(j)+气缸_阀_噪声(j)。因此,可以通过知道三个其他变量来求解组合的背景噪声方程中的变量中的任何一个。例如,气缸_基础_噪声(j)=气缸_组合_噪声(j)-气缸_喷射器_噪声(j)-气缸_阀_噪声(j)。
接下来,方法200调整一个或多个气缸的进气门正时和排气门正时,使得进气门和/或排气门在选定的气缸的打开的发动机爆震窗口期间不关闭。替代地或另外地,方法200调整一个或多个气缸的进气门正时和排气门正时,使得进气门和/或排气门在选定的气缸的打开的发动机爆震窗口期间不打开。通过从选定的气缸的打开爆震窗口消除进气门和排气门打开和关闭噪声,可以确定基础发动机背景噪声水平的更准确的值。另外,当调整提升阀正时时,可以调整节气门位置以维持发动机扭矩。
方法200还调整一个或多个气缸的直接喷射燃料喷射器正时,使得在选定的气缸的打开发动机爆震窗口期间不被打开或关闭DI燃料喷射器。调整DI喷射器的正时包括停用DI喷射器并且启用进气道燃料喷射器,使得来自DI喷射器的噪声不进入选定的气缸的打开爆震窗口。因此,在选定的气缸的打开爆震窗口期间可以从DI喷射器的基础正时调整打开或关闭的DI喷射器,以便从在选定的气缸的打开爆震窗口期间打开或关闭的DI喷射器消除噪声。通过从选定的气缸的打开爆震窗口消除DI喷射器噪声,可以确定基础发动机背景噪声水平的更准确的值。
方法200经由在选定的气缸的打开爆震窗口的一部分期间对爆震或振动传感器的输出进行积分来确定选定的气缸的基础背景噪声水平气缸_基础_噪声(j)。爆震传感器的输出可以数字地或经由积分器电路积分以确定选定的气缸的基础背景噪声水平。方法200将基础背景噪声水平的值存储到控制器存储器。
方法200调整一个或多个气缸的直接喷射燃料喷射器正时,使得所有气缸的DI燃料喷射器在其基础正时或正时或在爆震窗口中提供相似噪声水平的正时操作。因此,可以在选定的气缸的打开发动机爆震窗口期间打开或关闭一个或多个DI喷射器。调整DI喷射器的正时包括重新启用一个或多个DI喷射器并且停用一个或多个进气道燃料喷射器,使得可以确定来自DI喷射器的可能进入选定的气缸的打开爆震窗口的噪声。通过将DI喷射器噪声添加到选定的气缸的打开爆震窗口,可以确定一个或多个DI喷射器对总发动机背景噪声水平的噪声贡献。
方法200确定用于选定的气缸的DI喷射器背景噪声水平气缸_喷射器_噪声(j)。在一个示例中,方法200在选定的气缸的打开爆震窗口的一部分期间对爆震传感器的输出进行积分,然后从积分值中减去先前确定的基础背景噪声水平。结果是DI喷射器噪声对选定的气缸的总气缸背景噪声水平的贡献。爆震传感器的输出可以数字地或经由积分器电路积分以确定DI喷射器噪声对选定的气缸的总气缸背景噪声水平的贡献。方法200将DI喷射器噪声对选定的气缸的总气缸背景噪声水平的贡献值存储到控制器存储器。
然后,方法200调整一个或多个气缸的直接喷射燃料喷射器正时,使得在选定的气缸的打开的发动机爆震窗口期间不打开或关闭DI燃料喷射器。因此,在选定的气缸的打开爆震窗口期间可以从DI喷射器的基础正时调整打开或关闭的DI喷射器,以便从在选定的气缸的打开爆震窗口期间打开或关闭的DI喷射器消除噪声。通过从选定的气缸的打开爆震窗口消除DI喷射器噪声,可以确定来自在选定的气缸的爆震窗口期间打开和/或关闭的进气门/排气门的更准确的噪声值。
方法200调整一个或多个气缸的进气门正时和/或排气门正时,使得所有气缸的提升阀打开和关闭在其基础正时操作。因此,一个或多个提升阀可以在选定的气缸的打开发动机爆震窗口期间打开或关闭。通过将提升阀噪声添加到选定的气缸的打开爆震窗口,可以确定一个或多个进气提升阀和/或排气提升阀对选定的气缸的总气缸背景噪声水平的噪声贡献。
方法200确定用于选定的气缸的提升阀背景噪声水平气缸_阀_噪声(j)。在一个示例中,方法200在选定的气缸的打开爆震窗口的一部分期间对爆震传感器的输出进行积分,然后从积分值中减去先前确定的基础背景噪声水平。结果是提升阀噪声对选定的气缸的总气缸背景噪声水平的贡献。爆震传感器的输出可以数字地或经由积分器电路积分以确定提升阀噪声对选定的气缸的总气缸背景噪声水平的贡献。方法200将提升阀噪声对选定的气缸的总气缸背景噪声水平的贡献值存储到控制器存储器。方法200前进到286。
在286处,方法200判断是否已经确定了在当前发动机转速下所有期望的发动机爆震背景噪声水平。方法200可以保持针对特定发动机转速和负荷已经更新了哪些发动机爆震基础背景噪声水平和发动机爆震阀噪声水平的记录。如果方法200判断已经针对所有发动机气缸确定了发动机爆震背景噪声水平,则回答为是,并且方法200前进到288。否则,回答为否,并且方法200进行到287。
在287处,方法200选择新的发动机气缸用于学习和评估发动机爆震背景噪声水平。在选择新的发动机气缸以学习和评估发动机爆震背景噪声水平之后,方法200返回到282。
在288处,方法200判断是否存在车辆工况以退出无爆震条件。在一个示例中,当驾驶员需求扭矩超过第一阈值水平和/或当发动机温度高于阈值温度时,发动机可以退出无爆震条件。如果方法200判断存在退出无爆震模式的条件,则回答为是,并且方法200前进到212。否则,回答为否并且方法200返回到282。
因此,图2至图6的方法提供了一种发动机操作方法,其包括:经由控制器停止向第一发动机气缸供应燃料;当停止向第一发动机气缸的燃料输送时,经由控制器调整第一发动机气缸的爆震窗口的打开正时以跨越第二气缸的装置的关闭的正时;以及经由控制器在爆震窗口期间对爆震传感器的输出进行采样。所述方法还包括经由爆震传感器的采样输出生成发动机爆震背景噪声水平。所述方法还包括经由发动机爆震背景噪声水平生成发动机爆震的指示。所述方法包括其中所述装置是进气道燃料喷射器,并且其中当停止向第一发动机气缸供应燃料时发动机正在旋转。所述方法包括其中所述装置是直接燃料喷射器。所述方法包括其中所述装置是提升阀。所述方法包括其中提升阀是进气门。
图2至图6的方法还提供了一种发动机操作方法,其包括:经由控制器停止向所有发动机气缸供应燃料;调整所有发动机气缸的提升阀正时,使得在停止向所有发动机气缸输送燃料时,当经由控制器打开所有发动机气缸的爆震窗口时,进气门和排气门不关闭;以及当经由控制器打开所有发动机气缸的爆震窗口时,对一个或多个爆震传感器的输出进行采样。所述方法包括其中在发动机循环期间对四个爆震传感器进行采样。所述方法包括其中调整提升阀正时包括延迟排气门打开。所述方法包括其中调整提升阀正时包括提前排气门关闭。所述方法还包括调整包括在所有发动机气缸中的每个气缸的提升阀正时,使得当所有发动机气缸中的至少一个的爆震窗口打开时,至少一个气缸的进气门或排气门关闭。所述方法还包括基于在一个或多个爆震传感器的输出的采样期间收集的数据为每个气缸生成发动机爆震基础背景噪声水平。所述方法还包括基于发动机爆震基础背景噪声水平中的至少一个生成发动机爆震的指示。
现在参考图7,示出了说明示例基础发动机爆震窗口的正时、直接喷射器正时以及进气提升阀和排气提升阀打开和关闭正时的正时序列700。所述序列适用于当评估和/或检测发动机气缸中爆震的存在或不存在时。示出的正时针对具有的点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的八缸发动机。所述发动机是循环为720曲轴度的四冲程发动机。发动机曲轴转角沿着水平轴线定位,并且零度表示一号气缸的上止点压缩冲程。八个气缸沿着竖直轴线标记。在此示例中,通过DI喷射和提升阀正时在视觉上示出若干发动机爆震背景噪声影响。每个气缸编号上方的条指示气缸被停用(例如,不燃烧燃料)。
用于每个气缸的发动机爆震窗口被定位在沿着与爆震窗口相关联的竖直轴线的刻度线的水平处。例如,用于一号气缸或与一号气缸相关联的发动机爆震窗口由斜线条701指示。其余发动机气缸(2-8)的爆震窗口由与沿着竖直轴线的标记对准的条(702-708)指示。当气缸的爆震窗口打开时,控制器可以对爆震传感器的输出进行采样(例如,测量)。打开爆震窗口是其中针对特定发动机气缸可以预期发动机爆震的曲轴区域。
爆震窗口701包括指示在一号气缸的打开爆震窗口期间对爆震传感器90a的输出进行采样的斜线模式。爆震窗口704包括指示在二号气缸的打开爆震窗口期间对爆震传感器90a的输出进行采样的相同斜线模式。爆震窗口702包括指示在三号气缸的打开爆震窗口期间对爆震传感器90b的输出进行采样的格子模式。爆震窗口707还包括指示在四号气缸的打开爆震窗口期间对爆震传感器90b的输出进行采样的格子模式。爆震窗口706包括指示在五号气缸的打开爆震窗口期间对爆震传感器90c的输出进行采样的水平线模式。爆震窗口705包括指示在六号气缸的打开爆震窗口期间对爆震传感器90c的输出进行采样的相同水平线模式。爆震窗口703包括指示在七号气缸的打开爆震窗口期间对爆震传感器90d的输出进行采样的竖直线模式。爆震窗口708还包括指示在八号气缸的打开爆震窗口期间对爆震传感器90d的输出进行采样的竖直线模式。因此,由包含在爆震窗口内的模式指示在特定爆震窗口期间被采样的爆震传感器。
每个气缸的发动机燃料喷射正时被定位在沿着与燃料喷射相关联的竖直轴线的刻度线的水平处。例如,实心条710表示二号气缸的DI燃料喷射器打开间隔。当实心条710不可见时,用于二号气缸的DI燃料喷射器关闭。用于二号气缸的DI燃料喷射器在实心条710的左侧打开,并且在实心条710的右侧关闭。其余发动机气缸(2-8)的DI燃料喷射由类似的实心条(711-717)指示,并且它们遵循与实心条710相同的惯例。燃料喷射器条710-717相应地与沿着燃料喷射器条所对应的竖直轴线列出的气缸对准。
气缸的冲程刚好定位在沿着与冲程相关联的竖直轴线的刻度线的水平上方。例如,一号气缸的冲程由水平线720-723指示。字母p、e、i和c识别与一号气缸相关联的功率(p)、排气(e)、进气(j)和压缩(c)冲程。通过线725-758以类似的方式识别其他发动机气缸的冲程。
每个气缸的排气门正时都被定位在沿着与排气门正时相关联的竖直轴线的刻度线的水平上方。例如,通过交叉阴影线条760指示一号气缸的排气门打开时间。当在一号气缸的气缸冲程上方不存在交叉阴影线条时,则关闭一号气缸的排气门。在762、764、767、770、772、774、775、777和778处指示其他气缸的排气门打开时间。
每个气缸的进气门正时都被定位在沿着与进气门正时相关联的竖直轴线的刻度线的水平上方。例如,一号气缸的进气门打开时间由虚线条761指示。当在第一个气缸的气缸冲程上方没有虚线条时,关闭第一个气缸的进气门。在763、765、766、768、769、771、773、776和779处指示其他气缸的进气门打开时间。
在一个气缸的爆震窗口中观察到的噪声可以包括与跟其他发动机气缸相关联的事件相关的噪声。例如,如果当爆震窗口704打开时,向四号气缸中的燃料喷射结束(例如,燃料喷射器关闭),则可以在爆震传感器暴露于在713处来自四号气缸的DI喷射的噪声时发生在704处指示的二号气缸的发动机爆震窗口。在此示例中,DI喷射713在爆震窗口704打开之前结束。在向其他气缸的DI喷射与其他爆震窗口中的爆震传感器输出之间也可能存在类似的关系。
因此,在此示例中,在404处示出的二号气缸的发动机爆震窗口确定的发动机爆震背景噪声水平可以不包括通过在713处关闭DI喷射器而产生的噪声。另外,由虚线条773指示的五号气缸的进气门关闭示出了五号气缸的进气门关闭并且可能在如通过条704示出的二号气缸的爆震窗口打开的时间内产生噪声。此外,由虚线条778指示的八号气缸的排气门关闭示出了八号气缸的排气门关闭并且可能在如通过条704示出的二号气缸的爆震窗口打开的时间内产生噪声。此外,由条764指示的七号气缸的排气门打开示出了七号气缸的排气门打开并且可能在如通过条704示出的二号气缸的爆震窗口打开的时间内产生噪声。因此,在此示例中,在704处经由二号气缸的发动机爆震窗口确定的发动机背景噪声可以不包括来自DI事件713的噪声,但是可以包括来自气门正时773的气门关闭事件、气门正时764的气门打开事件和气门正时778的气门关闭事件的噪声。
图7中示出的提升阀和DI喷射时间可以指示基础DI和提升阀正时。这些正时可以影响从气缸的发动机爆震窗口确定的发动机背景噪声水平(例如,704)。尽管可能期望包括所有背景噪声源以确定特定气缸的背景噪声水平,但是将总背景噪声水平分解成来自各个噪声源的贡献也可能是有用的。通过从总发动机背景噪声水平中消除一个或多个噪声影响,可以确定可用于确定其他气缸中是否存在爆震的发动机噪声水平。例如,一号气缸的基础发动机爆震背景噪声水平可以用作三号气缸的基础发动机爆震背景噪声水平。此外,一个气缸的提升阀噪声或DI喷射器噪声可以应用于不同的气缸,以估计不同气缸的发动机爆震背景噪声。当针对特定的发动机气缸未观察到发动机爆震背景噪声水平,或者如果用于学习发动机爆震背景噪声水平的机会受到车辆工况的限制时,则这种分配发动机爆震背景噪声水平可能是有用的。可以经由图2至图6的方法提供图7的序列。
现在参考图8,示出了示出用于在DFSO模式下操作的发动机的示例基础发动机爆震窗口的正时的正时序列800。示出的正时针对具有的点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的八缸发动机。所述发动机是循环为720度曲轴转角的四冲程发动机。发动机曲轴转角沿着水平轴线定位,并且零度表示一号气缸的上止点压缩冲程。八个气缸沿着竖直轴线标记。在此示例中,已经从二号气缸的发动机爆震窗口消除若干发动机爆震背景噪声影响,以示出可以如何确定和学习二号气缸的基础发动机爆震背景噪声水平。可以经由图2至图6的方法提供图8的序列。
由于发动机处于DFSO模式,所以不喷射燃料,但提提升阀继续操作。在此示例中,调整气缸的提升阀正时(例如,相对于图7示出的基础正时提前或延迟),使得可以确定气缸的发动机爆震基础背景噪声水平。因此,提升阀在爆震窗口704期间不打开和关闭。除了如下指出的以外,图8中示出的每个气缸的发动机冲程和爆震窗口与图7中示出的那些相同。因此,为了简洁起见,将不再重复对这些项的描述。然而,除非另外指出,图8中示出的正时和序列与图7中示出的正时和序列相同。
在此示例中,已经从每个气缸的爆震窗口消除提升阀关闭和DI喷射器关闭,使得可以通过在每个气缸的爆震窗口期间对发动机爆震传感器的输出进行积分来确定每个气缸的基础背景噪声水平。例如,在所述发动机循环期间二号气缸的发动机爆震窗口由线条704指示,并且在773a处指示的进气门正时已被修改,使得当爆震窗口704打开时,进气门不关闭。类似地,已经调整气门正时760a-770a和772a-779a以从爆震窗口701-708打开时的正时(例如曲轴角度)中消除提升阀打开和关闭噪声,使得可以为每个气缸确定发动机爆震基础背景噪声水平。
作为示例,可以经由在打开爆震窗口704的至少部分期间对基于振动的爆震传感器的输出进行积分来确定二号气缸的基础发动机背景噪声水平。可以应用所述基础发动机背景噪声水平来确定二号气缸或其他发动机气缸中的爆震的存在。此外,所述基础发动机背景噪声水平不包括在爆震窗口704打开时来自DI喷射器或提升阀打开和关闭的噪声,使得可以减小喷射器和气门打开和关闭的影响。图8中示出的提升阀正时可以指示用于确定基础发动机爆震背景噪声水平的修改的提升阀正时。
还应注意,可以调整图8中示出的提升阀正时的打开和关闭时间或曲轴角度以落入爆震窗口701-708内,使得可以确定提升阀打开和关闭对总的或组合的发动机爆震背景噪声水平的贡献。在一个示例中,可以从包括在爆震窗口期间的气门打开和关闭的发动机爆震背景噪声的值减去气缸的发动机爆震基础背景噪声水平的值,以生成发动机爆震阀噪声水平。
现在参考图9,示出了示出调整与停用的气缸相关联的爆震窗口的正时以确定发动机爆震背景噪声水平的正时序列900。示出的正时针对具有的点火顺序为1-3-7-2-6-5-4-8的八缸发动机。所述发动机是循环为720曲轴度的四冲程发动机。发动机曲轴转角沿着水平轴线定位,并且零度表示一号气缸的上止点压缩冲程。八个气缸沿着竖直轴线标记。在此示例中,已经提供进气道喷射,使得直接燃料喷射器在发动机气缸的爆震窗口期间不关闭。此外,代替在与第一气缸相关联的爆震窗口期间当第一气缸中可能预期爆震时对应用于检测第一气缸中爆震的第一爆震传感器的输出进行采样,而是在与第一气缸相关联的爆震窗口期间对第二爆震传感器的输出进行采样,使得可以从不同位置对发动机噪声源进行采样,以针对检测来自各种发动机噪声源(例如,燃料喷射器、提升阀、前端附件等)的噪声改善诊断并改善信噪比特性。
除了如下指出的以外,图9中示出的每个气缸的燃料喷射、气门正时、气缸冲程和发动机位置与图7中示出的那些相同。因此,为了简洁起见,将不再重复对这些项的描述。然而,除非另外指出,图9中示出的正时和序列与图7中示出的正时和序列相同。
在此示例中,发动机在固定VDE模式下操作,其中如相应气缸标签上方的条所指示的气缸3、2、5和8被停用。这允许一个或多个停用的气缸的爆震窗口捕获并确定来自特定噪声源的噪声水平。可以调整与停用的发动机气缸相关联的爆震窗口的正时,使得与停用的发动机气缸相关联的爆震窗口打开并跨越(例如,在待测量或观察的噪声事件之前和之后打开和关闭爆震窗口)噪声产生事件(例如,进气提升阀和排气提升阀打开和关闭、燃料喷射器打开和关闭等)。
替代地,这可以被描述为停止针对停用的气缸生成爆震窗口并生成新的曲轴窗口,在所述新的曲轴窗口中对爆震传感器进行采样以确定由噪声源的事件(例如,装置的打开或关闭)生成的噪声水平。因此,如果发动机具有八个气缸,并且在发动机可能预期爆震的条件下产生八个爆震窗口来观察八个气缸中的爆震,那么当一个或多个气缸被停用时,可以产生其中对一个或多个爆震传感器进行采样的八个曲轴角度间隔。然而,可以针对停用的气缸的总数来调整采样爆震传感器的角度间隔的总数的正时。例如,如果发动机是八缸发动机,并且在发动机循环期间停用两个气缸,则可以提供其中对爆震传感器输出进行采样的八个角度间隔,但是可以将八个角度间隔中的两个的正时调整到不同的正时,使得可以隔离和表征由噪声源产生的噪声。其中对爆震传感器输出进行采样的六个其他角度间隔的正时可以保持不变,使得可以确定启用的气缸中的爆震的存在或不存在。以这种方式,可以重新分配控制器的计算资源以表征由发动机噪声源生成的噪声水平。然后,表征的噪声水平可以是用于确定发动机气缸中的爆震的存在或不存在的基础。
与图7中示出的基础爆震窗口的正时相比,调整与停用的气缸3和2相关联的爆震窗口702a和704a的正时。这允许经由在爆震窗口704a期间对爆震传感器进行采样以确定喷射正时条715a处示出的进气道燃料喷射器的关闭的噪声。此外,可以经由在爆震窗口702a期间对爆震传感器进行采样以确定来自在喷射正时条717a处示出的进气道燃料喷射器的关闭的噪声。因此,可以观察到,爆震窗口704a的打开正时从二号气缸的膨胀冲程移动到二号气缸的排气冲程或一号气缸的进气冲程。此外,可以观察到爆震窗口702a的打开正时从三号气缸的膨胀冲程移动到三号气缸的进气冲程或一号气缸的进气冲程。因此,气缸的爆震窗口可以从气缸的膨胀或做功冲程移动到气缸的不同冲程(例如,进气、排气、压缩)以检测和表征发动机噪声源的噪声水平。对爆震传感器的输出进行采样并整合到新的或移位的爆震窗口中,以确定气缸(j)的噪声水平(例如,气缸_基础_噪声(j)、气缸_组合_噪声(j)、气缸_喷射器_噪声(j)、气缸_阀_噪声(j))。噪声水平不仅可以应用于气缸(j)以确定气缸的组合噪声或总噪声,还可以应用于其他发动机气缸以确定其他气缸的组合噪声水平。例如,如果气缸j为3号气缸,并且气缸_喷射器_噪声(j)的值为0.5,则可以基于气缸_喷射器_噪声(j)的值将用于二号气缸的喷射器噪声(气缸_喷射器_噪声(2))调整为0.5,其中(j)为3。
另外,在此示例中,在爆震窗口702a中采样的爆震传感器是爆震传感器90d。然而,如图7中示出的,当评估三号气缸的爆震时,在爆震窗口702期间对爆震传感器90b进行采样。类似地,在爆震窗口704a中采样的爆震传感器是爆震传感器90c。然而,如图7中示出的,当评估气缸2的爆震时,在爆震窗口704期间对爆震传感器90a进行采样。通过改变在与停用的气缸相关联的爆震窗口中采样哪个爆震传感器或者代替停用的气缸的爆震窗口,可以改善用于检测特定发动机噪声源(例如,燃料喷射器、提升阀等)的噪声水平的信噪比。因此,可以改善噪声水平的估计(例如,气缸_基础_噪声(j)、气缸_组合_噪声(j)、气缸_喷射器_噪声(j)、气缸_阀_噪声(j))。
图9还示出了当经由与停用的气缸相关联的爆震窗口确定噪声水平的估计值时,或者当采样爆震传感器的曲轴角度间隔代替停用的气缸的爆震窗口时,图7的直接喷射710-717已经被进气道喷射715a、717a、711a和713a代替。通过切换到进气道燃料喷射,可以表征来自进气道喷射器关闭的噪声。此外,来自直接喷射器的噪声可以被消除,以使得可以在没有直接喷射器操作的情况下表征发动机爆震背景噪声,使得可以更好地表征噪声源的贡献。
以这些方式,可以确定对总发动机爆震背景噪声水平的贡献。可以经由与停用的气缸相关联的爆震窗口或经由曲轴角度间隔(例如,在曲轴角度90度和曲轴角度140度之间)来确定贡献,而不干扰发动机操作。
注意,本文中包括的示例性控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文公开的控制方法和例程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、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定例程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,所示出的各种动作、操作和/或功能可以按所示序列执行、并行地执行、或者在某些条件下可以省略。同样,处理的顺序不一定是实现本文描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的。可以根据所使用的具体策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合电子控制器执行指令来实施所描述的动作。
应当理解,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认为是限制性的,因为许多变化是可能的。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/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
下面的权利要求具体地指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可能会引用“一个”要素或“一个第一”要素或其等效物。此类权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类要素。可以通过修改本权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求书来要求保护所公开的特征、功能、要素和/或属性的其他组合及子组合。这样的权利要求书,无论在范围上与原始权利要求书相比更宽、更窄、相同或是不同,同样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:经由控制器停止向第一发动机气缸供应燃料;当停止向所述第一发动机气缸的燃料输送时,经由所述控制器调整所述第一发动机气缸的爆震窗口的打开正时以跨越第二气缸的装置的关闭的正时;以及经由所述控制器在所述爆震窗口期间对爆震传感器的输出进行采样。
根据实施例,上述发明的特征还在于经由所述爆震传感器的采样输出来生成发动机爆震背景噪声水平。
根据实施例,上述发明的特征还在于经由所述发动机爆震背景噪声水平生成发动机爆震的指示。
根据实施例,所述装置是进气道燃料喷射器,并且其中当停止向所述第一发动机气缸供应燃料时所述发动机正在旋转。
根据实施例,所述装置是直接燃料喷射器。
根据实施例,所述装置是提升阀。
根据实施例,所述提升阀是进气门。
根据本发明,一种发动机操作方法包括:经由控制器停止向所有发动机气缸供应燃料;调整所有发动机气缸的提升阀正时,使得在停止向所有发动机气缸输送燃料时,当经由所述控制器打开所有发动机气缸的爆震窗口时,进气门和排气门不关闭;以及当经由所述控制器打开所有发动机气缸的爆震窗口时,对一个或多个爆震传感器的输出进行采样。
根据实施例,在发动机循环期间对四个爆震传感器进行采样。
根据实施例,调整提升阀正时包括延迟排气门打开。
根据实施例,调整提升阀正时包括提前排气门关闭。
根据实施例,上述发明的特征还在于,调整包括在所有发动机气缸中的每个气缸的提升阀正时,使得当所有发动机气缸中的至少一个的爆震窗口打开时,至少一个气缸的所述进气门或排气门关闭。
根据实施例,上述发明的特征还在于基于在一个或多个爆震传感器的输出的采样期间收集的数据为每个气缸生成发动机爆震基础背景噪声水平。
根据实施例,上述发明的特征还在于基于发动机爆震基础背景噪声水平中的至少一个生成发动机爆震的指示。
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,其包括至少一个振动感测发动机爆震传感器;和控制器,其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令,用于在第一气缸被启用时在第一气缸的第一爆震窗口的打开期间对第一发动机爆震传感器的输出进行采样以及在第一气缸被停用时在所述第一气缸的第二爆震窗口的打开期间对第二发动机爆震传感器的输出进行采样。
根据实施例,上述发明的特征还在于用于调整第二爆震窗口的正时的附加指令。
根据实施例,调整所述第二爆震窗口的正时包括调整所述第二爆震窗口的打开时间以跨越与第二气缸相关联的事件。
根据实施例,与所述第二气缸相关联的事件是提升阀打开或关闭。
根据实施例,与所述第二气缸相关联的事件是燃料喷射器打开或关闭。
根据实施例,上述发明的特征还在于从所述第一发动机爆震传感器的采样输出生成发动机爆震背景噪声水平的附加指令。

Claims (13)

1.一种发动机操作方法,其包括:
经由控制器停止向第一发动机气缸供应燃料;
当停止向所述第一发动机气缸的燃料输送时,经由所述控制器调整所述第一发动机气缸的爆震窗口的打开正时以跨越第二气缸的装置的关闭的正时;以及
经由所述控制器在所述爆震窗口期间对爆震传感器的输出进行采样。
2.如权利要求1所述的方法,其还包括经由所述爆震传感器的采样输出生成发动机爆震背景噪声水平。
3.如权利要求2所述的方法,其还包括经由所述发动机爆震背景噪声水平生成发动机爆震的指示。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述装置是进气道燃料喷射器,并且其中当停止向所述第一发动机气缸供应燃料时所述发动机正在旋转。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述装置是直接燃料喷射器。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述装置是提升阀。
7.如权利要求6所述的方法,其中所述提升阀是进气门。
8.一种用于操作发动机的系统,其包括:
可变排量发动机,其包括至少一个振动感测发动机爆震传感器;和
控制器,其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令,用于在第一气缸被启用时在第一气缸的第一爆震窗口的打开期间对第一发动机爆震传感器的输出进行采样以及在第一气缸被停用时在所述第一气缸的第二爆震窗口的打开期间对第二发动机爆震传感器的输出进行采样。
9.如权利要求8所述的系统,其还包括用于调整所述第二爆震窗口的正时的附加指令。
10.如权利要求9所述的系统,其中调整所述第二爆震窗口的正时包括调整所述第二爆震窗口的打开时间以跨越与第二气缸相关联的事件。
11.如权利要求10所述的系统,其中与所述第二气缸相关联的所述事件是提升阀打开或关闭。
12.如权利要求8所述的系统,其中与所述第二气缸相关联的所述事件是燃料喷射器打开或关闭。
13.如权利要求8所述的系统,其还包括从所述第一发动机爆震传感器的采样输出生成发动机爆震背景噪声水平的附加指令。
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