СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ ЗАЖИГАНИЕМ. СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PREMATURE IGNITION CONTROL METHOD, METHOD FOR VEHICLE ENGINE AND SYSTEM FOR VEHICLE

Область техники
Настоящее изобретение относится к управлению преждевременным зажиганием в двигателе транспортного средства перед поставкой в дилерский центр и после поставки в дилерский центр.
Уровень техники и раскрытие изобретения
Недавно изготовленные транспортные средства после производства могут быть припаркованы на автостоянке завода-производителя перед их поставкой в дилерские центры для продажи. Эти транспортные средства могут также быть заправлены низкооктановыми видами топлива и могут быть припаркованы в течение более продолжительных периодов времени на автостоянке завода-производителя и позднее, на стоянке дилерского центра, прежде чем будут проданы. В связи с этим низкооктановые виды топлива могут вызывать события преждевременного зажигания при эксплуатации двигателя, что приводит к ухудшению его параметров. События преждевременного зажигания могут также быть вызваны интенсивным вождением, например, вождением, которое может происходить при перемещении транспортных средств на короткие расстояния вокруг автостоянок завода-производителя. Помимо преждевременного зажигания свечи зажигания в двигателях новых транспортных средств также могут быть подвержены ухудшению параметров. В качестве примера, свечи зажигания могут подвергаться образованию нагара вследствие наличия условий сжигания обогащенного топлива при холодных пусках двигателей. Кроме того, поскольку при перемещении недавно изготовленных транспортных средств вокруг автостоянки завода-производителя время обкатки двигателя может быть меньше, на свечах зажигания может не происходить сгорания отложений сажи, что ведет к образованию нагара на свечах зажигания. Таким образом, ухудшение параметров двигателя во недавно изготовленных транспортных средствах может возникать вследствие преждевременного зажигания, а также образования нагара на свечах зажигания.
После того, как недавно изготовленное транспортное средство доставлено в дилерский центр, такие условия, как короткие циклы вождения, интенсивное вождение и т.д., могут быть устранены. Кроме того, транспортное средство в дилерском центре может заправляться топливом более высокого качества для улучшения эксплуатационных характеристик. Поэтому корректирующие воздействия, предпринимаемые для уменьшения образования нагара на свечах зажигания и преждевременного зажигания перед поставкой транспортного средства в дилерский центр, могут ухудшать эксплуатационные характеристики транспортного средства и влиять на его дорожные качества после того, как новое транспортное средство поставлено в дилерский центр.
Авторы изобретения приняли во внимание вышеупомянутую проблему и идентифицировали подход для по меньшей мере частичного ее решения. В одном из примеров подхода на предпоставочной стадии транспортного средства, включающего в себя двигатель, способ содержит управление двигателем с первой уставкой для параметра двигателя при предпоставочной калибровке, регулирование первой уставки этого параметра в соответствии с преждевременным зажиганием и, на послепоставочной стадии управление двигателем со второй уставкой для этого параметра при послепоставочной калибровке. Таким путем, различные уставки для параметров двигателя можно использовать для борьбы с преждевременным зажиганием перед поставкой и после поставки транспортного средства.
Например, наддувный двигатель в недавно изготовленном транспортном средстве может работать с предпоставочной калибровкой на предпоставочной стадии. Предпоставочная стадия может включать в себя стадию между производством и поставкой в дилерский центр. В другом примере предпоставочная стадия может включать в себя пробег, меньший, чем заданное пороговое значение. Предпоставочная калибровка двигателя может быть активирована на заводе после производства транспортного средства и сохраняться до завершения предпоставочной стадии. Предпоставочная калибровка двигателя может включать в себя первую уставку для параметра двигателя, причем этот параметр может представлять собой воздушно-топливное отношение, нагрузку двигателя, момент зажигания и т.д. В одном примере предпоставочная калибровка может включать в себя работу наддувного двигателя с первой уставкой для такого параметра двигателя, как воздушно-топливное отношение. В связи с этим первая уставка для воздушно-топливного отношения может задавать более бедный воздушно-топливное отношение по сравнению со стехиометрическим для уменьшения образования нагара на свечах зажигания. В другом примере параметром двигателя может быть нагрузка двигателя, и первой уставкой для нагрузки двигателя может быть нагрузка двигателя с менее консервативным пределом. Эта первая уставка для такого параметра двигателя, например, воздушно-топливного отношения, нагрузки двигателя и т.п. при предпоставочной калибровке может регулироваться в ответ на преждевременное зажигание. В качестве примера, процесс сжигания может быть обогащенным за счет первой величины обогащения смеси так, чтобы воздушно-топливное отношение было богаче стехиометрического состава в соответствии с условиями преждевременного зажигания. В примере, когда параметром является нагрузка двигателя, в ответ на преждевременное зажигание может быть принудительно обеспечен более консервативный предел нагрузки.
После того, как недавно изготовленное транспортное средство поставлено в дилерский центр, оператор может деактивировать предпоставочную калибровку двигателя, и двигатель может работать при послепоставочной калибровке. Соответственно, вторую уставку можно использовать для параметра двигателя при послепоставочной калибровке двигателя. В примере воздушно-топливного отношения вторая уставка для воздушно-топливного отношения может представлять собой стехиометрическую уставку, и двигатель может работать со стехиометрическим воздушно-топливным отношением на послепоставочной стадии. В примере, когда параметром двигателя является нагрузка двигателя, вторая уставка может предусматривать работу без предельных значений нагрузки двигателя при послепоставочной калибровке. Вторая уставка для параметра двигателя на послепоставочной стадии может регулироваться в ответ на преждевременное зажигание иным способом по сравнению с регулированием первой уставки на предпоставочной стадии. В качестве примера, в ответ на преждевременное зажигание, вторую уставку для воздушно-топливного отношения можно модифицировать с другим коэффициентом усиления по сравнению с регулированием воздушно-топливного отношения на предпоставочной стадии. Конкретно, вторая уставка воздушно-топливного отношения может регулироваться для обеспечения второго, более богатого воздушно-топливного отношения в ответ на преждевременное зажигание. Вторая величина обогащения смеси может обеспечиваться для достижения второго, более богатого воздушно-топливного отношения. Кроме того, вторая величина обогащения смеси может быть меньше, чем первая величина обогащения, обеспечиваемая на предпоставочной стадии в ответ на преждевременное зажигание.
Таким путем, двигатель в недавно изготовленном транспортном средстве может работать с различными калибровками для управления преждевременным зажиганием на предпоставочной стадии и послепоставочной стадии. Первая уставка для параметра двигателя при предпоставочной калибровке может первоначально управлять образованием нагара на свечах зажигания. Для управления условиями преждевременного зажигания в двигателе первая уставка на предпоставочной стадии может регулироваться более интенсивно. Применяя более интенсивное управление, можно снизить ухудшение параметров двигателя вследствие интенсивного вождения и коротких циклов вождения. С другой стороны, послепоставочная калибровка может обеспечить возможность улучшения эксплуатационных характеристик и топливной экономичности двигателя. При этом в ответ на преждевременное зажигание на послепоставочной стадии уставки двигателя могут регулироваться менее жестко. В целом, используя две четко различающиеся калибровки, можно увеличить долговечность двигателя на предпоставочной стадии и улучшить дорожные качества на послепоставочной стадии.
Следует понимать, что приведенное выше раскрытие изобретения предназначено для того, чтобы в упрощенной форме представить подборку концепций, подробнее раскрытых ниже в описании осуществления изобретения. Оно не предназначено для выявления ключевых или существенных признаков заявленного предмета, объем которого однозначно определяется формулой изобретения, следующей за описанием осуществления изобретения. Кроме того, заявленный предмет не ограничивается вариантами осуществления изобретения, устраняющими какие-либо отмеченные выше недостатки, или любой частью настоящего описания изобретения.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 показана структурная схема примера камеры сгорания в двигателе транспортного средства.
На ФИГ. 2 показана высокоуровневая блок-схема для выбора режима работы двигателя на предпоставочной или послепоставочной стадии в соответствии с настоящим изобретением.
На ФИГ. 3 показан пример управления двигателем, когда транспортное средство находится на предпоставочной стадии, в соответствии с настоящим изобретением.
На ФИГ. 4 показан пример управления двигателем, когда транспортное средство находится на послепоставочной стадии, в соответствии с настоящим изобретением.
На ФИГ. 5 изображен пример сравнения между эксплуатацией двигателя в предпоставочном режиме и эксплуатацией двигателя в послепоставочном режиме, в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Следующее описание относится к способам борьбы с преждевременным зажиганием и образованием нагара на свечах зажигания в системе двигателя, такой как система двигателя на ФИГ. 1, в недавно произведенном транспортном средстве. Контроллер может быть выполнен с возможностью выбора режима работы двигателя в зависимости от того, находится ли транспортное средство в режиме предпоставочной калибровки двигателя или режиме послепоставочной калибровки двигателя (ФИГ. 2). Режим предпоставочной калибровки может активироваться в транспортном средстве на заводе немедленно после производства транспортного средства. Режим предпоставочной калибровки может деактивироваться оператором после поставки транспортного средства в дилерский центр. При этом управление различными параметрами двигателя может осуществляться различными способами в зависимости от того, находится ли транспортное средство в предпоставочном или послепоставочном режиме. Начальная эксплуатация двигателя на предпоставочной стадии может включать в себя первую уставку для одного или нескольких параметров двигателя для снижения образования нагара на свечах зажигания. Кроме того, условия преждевременного зажигания в предпоставочном режиме можно минимизировать с помощью регулировок (ФИГ. 3) первой уставки одного или нескольких параметров двигателя. Вторая уставка для каждого из одного или нескольких параметров двигателя на послепоставочной стадии может отличаться от первой уставки, применяемой на предпоставочной стадии. Кроме того, для уменьшения преждевременного зажигания в послепоставочном режиме могут быть выполнены регулировки второй уставки одного или нескольких параметров двигателя (ФИГ. 4). При этом работа двигателя в предпоставочном режиме может отличаться от работы двигателя в послепоставочном режиме (ФИГ. 5). Кроме того, предпоставочная стадия и калибровка могут быть взаимно несовместимыми с послепоставочной стадией и соответствующей калибровкой. Таким путем, преждевременное зажигание в системе двигателя недавно изготовленного транспортного средства на предпоставочной стадии можно уменьшить иным способом по сравнению со способом, применяемым в системе двигателя на послепоставочной стадии.
На ФИГ. 1 показано схематическое изображение примера цилиндра 30 в двигателе 10 внутреннего сгорания. Управление двигателем 10 может по меньшей мере частично осуществляться с помощью системы управления, содержащей контроллер 12, а также входных данных от водителя 132 транспортного средства с помощью устройства 130 ввода. В этом примере устройство 130 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для генерации пропорционального сигнала положения педали (ПП).
Камера 30 сгорания (также известная как цилиндр 30) двигателя 10 может содержать стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным в ней. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 таким образом, чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен по меньшей мере к одному приводному колесу транспортного средства с помощью системы промежуточной трансмиссии (не показана). Кроме того, стартер может быть соединен с коленчатым валом 40 с помощью маховика (не показан), позволяя осуществлять операцию запуска двигателя 10.
Камера 30 сгорания может принимать впускной воздух от впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и выпускать газы, выделяющиеся при горении, через выпускной коллектор 48 и выпускной канал 58. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 48 могут выборочно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления камера 30 сгорания может содержать два или больше впускных клапанов и (или) два или больше выпускных клапанов.
В примере на ФИГ. 1 управление впускным клапаном 52 и выпускным клапаном 54 может осуществляться путем кулачкового привода с помощью соответствующих систем 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или несколько кулачков, установленных на одном или нескольких коленчатых валах (не показаны на ФИГ. 1) и может использовать одну или несколько из систем переключения профилей кулачков (ППК), изменения фаз кулачкового распределения (ИФКР), изменения фаз газораспределения (ИФГ) и (или) изменения высоты подъема клапанов (ИВПК), которые могут приводиться в действие контроллером 12 для изменения работы клапанов. Угловое положение впускного и выпускного распределительных валов может определяться датчиками 55 и 57 положения соответственно. В альтернативных вариантах осуществления управление впускным клапаном 52 и (или) выпускным клапаном 54 может осуществляться путем электрического привода клапанов. Например, цилиндр 30 может в качестве альтернативы содержать впускной клапан, управляемый с помощью электрического привода клапана, и выпускной клапан, управляемый с помощью кулачкового привода, включающего в себя системы ППК и (или) ИФКР.
Топливная форсунка 66 показана соединенной непосредственно с камерой 30 сгорания для впрыскивания в нее топлива пропорционально длительности импульса впрыска топлива (ИВТ), принятого от контроллера 12 через электронный формирователь 99. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает так называемый непосредственный впрыск топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка может также монтироваться, например, сбоку от камеры сгорания или наверху камеры сгорания. Топливо можно подводить к топливной форсунке 66 при помощи топливной системы (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную рампу. В некоторых вариантах осуществления камера 30 сгорания может альтернативно или дополнительно включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном коллекторе 44 в конфигурации, обеспечивающей так называемый впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от камеры 30 сгорания.
Система 88 зажигания может обеспечивать искру зажигания для камеры 30 сгорания с помощью свечи 91 зажигания в ответ на сигнал опережения зажигания 03 от контроллера 12 при выбранных рабочих режимах. Хотя на чертеже показаны компоненты системы искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления камера 30 сгорания и одна или несколько других камер сгорания двигателя 10 могут приводиться в действие в режиме воспламенения от сжатия, с искрой зажигания или без нее.
Двигатель 10 может дополнительно содержать компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или воздушный нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 94, расположенный вдоль впускного канала 42. В случае турбонагнетателя компрессор 94 может по меньшей мере частично приводиться в действие выпускной турбиной 92 (например, с помощью вала), расположенной вдоль выпускного канала 58. Компрессор 94 забирает воздух из впускного канала 42 для подачи в камеру 46 наддува. Отработавшие газы вращают выпускную турбину 92, подключенную к компрессору 94 с помощью вала 96. В случае воздушного нагнетателя компрессор 94 может по меньшей мере частично приводиться в действие двигателем и (или) электромашиной, и не может включать в себя выпускную турбину. Таким образом, степень сжатия, обеспечиваемая для одного или нескольких цилиндров двигателя с помощью турбонагнетателя или воздушного нагнетателя, может изменяться контроллером 12.
Перепускная заслонка 69 может быть подключена параллельно выпускной турбине 92 в турбонагнетателе. Конкретно, перепускная заслонка 69 может быть установлена в байпасном канале 67, подключенном между входом и выходом выпускной турбины 92. Регулируя положение перепускной заслонки 69, можно управлять величиной наддува, обеспечиваемого выпускной турбиной.
Впускной коллектор 44 показан сообщающимся с дросселем 62, имеющим дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере положение дроссельной заслонки 64 может изменять контроллер 12 с помощью сигнала, подаваемого на электродвигатель или исполнительный механизм (не показан на ФИГ. 1), входящий в состав дросселя 62, причем такую конфигурацию обычно называют электронным управлением дросселем (ЭУД). Положение дросселя может изменять электродвигатель при помощи вала. Дроссель 62 может управлять потоком воздуха от впускной камеры 46 наддува до впускного коллектора 44 и камеры 30 сгорания (и других цилиндров двигателя). Данные о положении дроссельной заслонки 64 могут предоставляться контроллеру 12 сигналом положения дросселя (ПД) от датчика 158 положения дросселя.
Датчик 126 отработавших газов показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности отработавших газов. Датчик 126 может представлять собой любой подходящий датчик для обеспечения указания на воздушно-топливное отношение в отработавших газах, такой как линейный широкополосный кислородный датчик или универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах (УДКОГ), кислородный датчик с двумя состояниями или датчик кислорода в отработавших газах (ДКОГ), нагреваемый датчик кислорода в отработавших газах (НДКОГ), либо датчик окислов азота (МОх), водорода (НС) или угарного газа (СО). Устройство 70 снижения токсичности отработавших газов показано расположенным вдоль выпускного канала 58 ниже по потоку от датчика 126 отработавших газов и выпускной турбины 92. Устройство 70 может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (ТКН), ловушку для окислов азота (NOx), различные другие устройства снижения токсичности отработавших газов или их комбинации.
Система рециркуляции отработавших газов (РОГ) (не показана) может применяться для направления требуемой части отработавших газов от выпускного канала 58 к впускному коллектору. Альтернативно, часть газов, выделяющихся при горении, может удерживаться в камерах сгорания в качестве внутренней РОГ путем управления фазами газораспределения выпускных и впускных клапанов.
Двигатель 10 может дополнительно содержать один или несколько датчиков детонации (не показаны) для распознавания событий аномального сгорания и разграничения событий аномального сгорания, вызванных детонацией, и событий, свидетельствующих о преждевременном зажигании. Например, входные данные от датчика детонации в цилиндре и (или) датчика ускорения распределительного вала можно использовать для указания на событие аномального сгорания в цилиндре. Датчик детонации может представлять собой акселерометр на блоке цилиндров двигателя, измерительный датчик давления в цилиндре или датчик ионизации, включенный в конфигурацию свечи зажигания каждого цилиндра. Контроллер может идентифицировать преждевременное зажигание по характеристикам сигнала датчика детонации, таких как время, амплитуда, интенсивность, частота сигнала и т.д., и (или) на основе сигнала ускорения коленчатого вала. Например, событие преждевременного зажигания в цилиндре может быть определено по сигналу детонационного стука в цилиндре, оцениваемому в первом, более раннем интервале (относительно момента зажигания) по превышению первого, более высокого порога. С другой стороны, событие детонации в цилиндре может быть определено по сигналу детонационного стука в цилиндре, оцениваемому во втором, более позднем интервале (относительно момента зажигания) по превышению второго, более низкого порога. Интервалы, в которых оценивают сигналы детонации, могут представлять собой интервалы угла поворота коленчатого вала. Кроме того, преждевременное зажигание можно отличать от детонации исходя из условий работы двигателя в момент обнаружения аномального сгорания. Например, аномальное сгорание, обнаруженное при более высоких частотах вращения и нагрузках двигателя, может быть отнесено за счет детонации, тогда как аномальное сгорание, обнаруженное при более низких частотах вращения и нагрузках двигателя, может указывать на преждевременное зажигание. В связи с этим действия, предпринимаемые для уменьшения детонационного стука, могут отличаться от действий, предпринимаемых контроллером для устранения преждевременного зажигания. Например, проблему детонационного стука можно решать за счет использования запаздывания зажигания и РОГ, тогда как предотвращать преждевременное зажигание можно путем обогащения смеси в цилиндре и ограничения величины нагрузки двигателя. В альтернативных вариантах осуществления, в зависимости от системы РОГ, РОГ также может быть эффективна для уменьшения преждевременного зажигания.
Контроллер 12 представлен на ФИГ. 1 в виде традиционного микрокомпьютера, содержащего микропроцессорное устройство (МПУ) 102, порты 104 ввода/вывода (ВВ./ВЫВ.), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 106, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 108, энергонезависимое запоминающее устройство (ЭЗУ) 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 подает команды на различные исполнительные механизмы, такие как дроссельная заслонка 64, перепускная заслонка 69, топливная форсунка 66 и т.п. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы от датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к ранее рассмотренным сигналам, включая температуру хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал датчика 134 положения, подключенного к педали 130 акселератора для определения положения педали акселератора, регулируемого водителем 132 транспортного средства; измеренное значение абсолютного давления воздуха во впускном коллекторе (ДВК) от датчика 121, подключенного к впускному коллектору 44; измеренное значение давления наддува от датчика 122 давления, подключенного к камере 46 наддува; сигнала профиля зажигания (ПЗ) от датчика 118 на эффекте Холла (или датчика другого типа), измеряющего положение коленчатого вала 40; измеренное значение массы воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120 массы воздуха; и измеренное значение положения дросселя отдатчика 158; воздушно-топливного отношение (ВТО) отдатчика 128 РОГ (EGO), и аномальное сгорание от датчика детонации и датчика ускорения коленчатого вала. В предпочтительном аспекте настоящего изобретения датчик 118 положения коленчатого вала, который может использоваться в качестве датчика частоты вращения двигателя, может формировать заданное число равномерно распределенных импульсов при каждом обороте коленчатого вала, по которым можно определить частоту вращения двигателя (ЧВД). Такие импульсы можно передавать контроллеру 12 в качестве сигнала ПЗ, как упоминалось выше.
Постоянное запоминающее устройство 106 носителя данных может быть запрограммировано с помощью машиночитаемых данных, представляющих команды, исполняемые процессором 106 для осуществления раскрытых ниже способов, а также других вариантов, предполагаемых, но не перечисленных конкретно.
Согласно приведенному выше описанию, на ФИГ. 1 показан только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, при этом каждый цилиндр может содержать собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливные форсунки, свечи зажигания и т.д. Кроме того, в примерах осуществления, описанных в настоящей заявке, двигатель может быть соединен со стартером (не показан) для запуска двигателя. Питание на стартер может подаваться, например, когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания на рулевой колонке. Стартер отключается после пуска двигателя, например, при достижении двигателем 10 заданной частоты вращения спустя заданное время.
Двигатель 10 может представлять собой недавно изготовленный двигатель, входящий в состав недавно изготовленного транспортного средства. Недавно изготовленные транспортные средства после производства могут также быть заправлены низкооктановыми видами топлива и быть припаркованы на автостоянке завода-производителя перед поставкой в дилерские центры для продажи. Эти транспортные средства могут перемещаться вокруг автостоянки завода-производителя на короткие расстояния. Соответственно, циклы вождения могут быть короче, и двигатели могут не прогреваться до требуемых рабочих температур. Вследствие этого новые двигатели могут подвергаться образованию нагара на свечах зажигания из-за сгорания более богатой смеси при холодных пусках и уменьшенных возможностей для выжигания отложений сажи. События преждевременного зажигания могут также быть вызваны низкооктановыми видами топлива и интенсивным вождением, например, вождением, которое может происходить при перемещении транспортных средств на короткие расстояния вокруг автостоянок завода-производителя. Интенсивное вождение может включать в себя повышенный необходимый крутящий момент и повышенные уровни наддува. Для устранения проблем образования нагара на свечах зажигания и преждевременного зажигания двигатель в недавно изготовленном транспортном средстве может быть запрограммирован с использованием предпоставочной калибровки (например, до поставки транспортного средства в дилерский центр), управляющей параметрами двигателя с целью уменьшения образования нагара на свечах зажигания. Запрограммированные параметры можно регулировать в соответствии с условиями преждевременного зажигания или событиями преждевременного зажигания. Кроме того, предпоставочную калибровку можно деактивировать после поставки недавно изготовленного транспортного средства в дилерский центр. После этого двигатель может работать с послепоставочной калибровкой, использующей менее активные меры для борьбы с преждевременным зажиганием. Дополнительные детали будут описаны со ссылкой на ФИГ. 2, 3 и 4 ниже.
На ФИГ. 2 показан пример программы 200 для выбора режима работы двигателя в зависимости от того, находится ли двигатель (и транспортное средство) на предпоставочной стадии. Выбранный режим работы двигателя можно дополнительно регулировать в ответ на событие аномального сгорания, такое как преждевременное зажигание, для уменьшения вероятности ухудшения параметров двигателя из-за событий сгорания с преждевременным зажиганием.
На шаге 202 можно определить условия эксплуатации двигателя и транспортного средства. Эти условия могут включать в себя частоту вращения двигателя, необходимый крутящий момент, нагрузку двигателя, температуру двигателя, температуру отработавших газов, температуру каталитического нейтрализатора, давление воздуха во впускном коллекторе, статистические данные по предварительному зажиганию двигателя (включая подсчет числа преждевременных зажиганий в двигателе и (или цилиндре), давление наддува (когда в состав двигателя входит турбонагнетатель), пробег транспортного средства, количество потребляемого топлива и т.д.
На шаге 204 программы 200 можно подтвердить, находится ли транспортное средство на предпоставочной стадии. Предпоставочная стадия может включать в себя период времени перед поставкой недавно изготовленного транспортного средства в дилерский центр (или заказчику). Альтернативно, Предпоставочная стадия может быть определена по пробегу транспортного средства, меньшему, чем порог пробега (T_D). В связи с этим Предпоставочная калибровка может быть активирована в недавно изготовленном транспортном средстве после производства и сборки транспортного средства на предпоставочной стадии. Предпоставочная калибровка может включать в себя первую уставку для параметра двигателя во время работы двигателя. Кроме того, предпоставочная калибровка может включать в себя определенную первую уставку для каждой группы параметров двигателя. Иными словами, первая уставка для первого параметра двигателя может отличаться от первой уставки для второго параметра двигателя, которая, в свою очередь, может отличаться от первой уставки для третьего параметра двигателя. Здесь каждая группа параметров двигателя может иметь определенную соответствующую первую уставку. Группа параметров двигателя может включать в себя один или несколько из таких параметров, как воздушно-топливное отношение (ВТО), момент зажигания, нагрузка двигателя, давление наддува и т.д. Соответственно, предпоставочная калибровка может включать в себя первую уставку для ВТО, первую уставку для момента зажигания, первую уставку для нагрузки двигателя и первую уставку для давления наддува. В связи с этим каждое из ВТО, момента зажигания, нагрузки двигателя и давления наддува может иметь собственную соответствующую первую уставку при предпоставочной калибровке. Как объясняется ниже, каждое из ВТО, момента зажигания, нагрузки двигателя и давления наддува может иметь собственную соответствующую вторую уставку, когда двигатель работает при послепоставочной калибровке на послепоставочной стадии транспортного средства. Вторые уставки могут быть определенными и отличными от первых уставок.
Предпоставочная калибровка двигателя может быть активирована (например, быть включена и функционировать) на заводе-производителе, например, техником. Предпоставочная калибровка двигателя может быть программно деактивируемой, например, деактивируемой контроллером 12 двигателя 10. В другом примере предпоставочная калибровка двигателя может быть деактивирована оператором после завершения предпоставочной стадии. Например, предпоставочная калибровка двигателя может быть деактивирована, когда транспортное средство поставлено в дилерский центр. В еще одном примере предпоставочная калибровка может быть деактивирована техником за пределами завода-производителя.
Предпоставочная калибровка двигателя (также называемая предпоставочной калибровкой) может быть активной на предпоставочной стадии транспортного средства. В одном примере Предпоставочная стадия транспортного средства может включать в себя период времени до деактивации предпоставочной калибровки. В другом примере предпоставочная стадия может включать в себя пробег транспортного средства, меньший, чем заданное пороговое значение. После завершения предпоставочной стадии (например, достижения заданного порогового значения пробега) предпоставочная калибровка может быть деактивирована. В еще одном примере предпоставочная стадия может включать в себя время обкатки, более короткое, чем заданное пороговое значение. В дополнительном примере количество потребляемого топлива может определять, находится ли транспортное средство на предпоставочной стадии. При этом, если количество потребляемого топлива меньше порогового количества, транспортное средство может находиться на предпоставочной стадии. В другом дополнительном примере число событий сгорания, меньшее, чем пороговое число событий (Т_Е), может определять, что транспортное средство находится на предпоставочной стадии. Для определения предпоставочной стадии без отступления от объема раскрытия настоящего изобретения могут использоваться и другие примеры, не включенные в настоящее раскрытие.
После деактивации предпоставочной калибровки двигателя двигатель может находиться на послепоставочной стадии и работать при послепоставочной калибровке. Послепоставочная калибровка может стать активной и функционировать только после деактивации предпоставочной калибровки. Кроме того, транспортное средство можно считать находящимся на послепоставочной стадии только после завершения предпоставочной стадии. Завершение предпоставочной стадии может быть определено по одному или нескольким из таких показателей, как деактивация предпоставочной калибровки, пробег транспортного средства, достигающий заданного порогового значения, потребляемое транспортным средством топлива, достигающее порогового количества, число событий сгорания, достигающее порогового числа событий и т.д.
Если на шаге 204 подтверждено, что транспортное средство находится на предпоставочной стадии, двигатель может работать в первом режиме на шаге 206. По существу, первый режим может включать в себя работу двигателя при предпоставочной калибровке. Как описано выше, предпоставочная калибровка может содержать первую уставку для некоторого параметра, причем этот параметр является параметром двигателя. Таким образом, при выборе параметров двигателя может быть задана соответствующая первая уставка в первом режиме (или предпоставочная калибровка). На шаге 208 первый режим может включать в себя первую уставку для ВТО (или первую уставку ВТО), которое может быть более бедным по сравнению со стехиометрическим. Кроме того, первая уставка для ВТО может соответствовать более бедному составу, чем вторая уставка для ВТО, причем вторая уставка используется при послепоставочной калибровке.
Помимо этого, на шаге 208 первый режим может включать в себя первую уставку для нагрузки двигателя (или первую уставку нагрузки двигателя). Конкретно, нагрузка двигателя может быть ограничена в условиях повышенного необходимого крутящего момента по сравнению с режимом холостого хода на предпоставочной стадии. Точнее, нагрузка двигателя может быть ограничена для уменьшения вырабатываемого крутящего момента. Кроме того, нагрузка двигателя может быть ограничена уменьшением потока воздуха в один или несколько цилиндров двигателя. В примере осуществления, где цилиндры двигателя содержат устройства отключения клапанов и (или) изменения фаз газораспределения, способные регулировать фазы газораспределения и подъем клапанов, поток воздуха в каждый цилиндр двигателя может быть управляемым. В связи с этим поток воздуха в один или несколько цилиндров, находящийся под воздействием преждевременного зажигания, можно уменьшить для ограничения нагрузок двигателя. Однако в примере осуществления, где цилиндры двигателя не содержат устройства отключения клапанов или изменения фаз газораспределения, для ограничения нагрузки двигателя может быть уменьшен поток воздуха во все цилиндры. Соответственно, может быть уменьшен поток воздуха в цилиндры, испытывавшие воздействие преждевременного зажигания, а также в те, где преждевременное зажигание не происходило. Далее, нагрузка двигателя при предпоставочной калибровке может быть больше ограничена по сравнению с послепоставочной калибровкой. Иными словами, первая уставка для нагрузки двигателя может включать в себя первую величину ограничения нагрузки двигателя в первом режиме, большую по сравнению со второй уставкой для ограничения нагрузки двигателя при послепоставочной калибровке. Таким образом, при первой уставке нагрузки двигателя может допускаться более низкая нагрузка двигателя и более низкий крутящий момент двигателя по сравнению с допустимой нагрузкой (и крутящим моментом) двигателя при послепоставочной калибровке. В целом, нагрузка двигателя может быть ограничена в первом режиме по сравнению с допустимой нагрузкой двигателя при послепоставочной калибровке. Иными словами, первая уставка для нагрузки двигателя, включающая в себя первую величину ограничения нагрузки двигателя при предпоставочной калибровке, может соответствовать более строгому ограничению, чем вторая уставка для нагрузки двигателя при послепоставочной калибровке.
Кроме того, первую уставку нагрузки двигателя можно регулировать до более консервативного значения уставки нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. Точнее, первая уставка для нагрузки двигателя может регулироваться от первой величины ограничения нагрузки двигателя до второй величины ограничения нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. В связи с этим первая величина ограничения нагрузки двигателя в первом режиме может быть меньше, чем вторая величина ограничения нагрузки двигателя. Эта регулировка поясняется далее со ссылкой на шаг 220.
На шаге 208 первый режим может также включать в себя первую уставку для частоты вращения холостого хода,  чем вторая уставка для частоты вращения холостого хода при послепоставочной калибровке. Например, при холостом ходе может быть задана более высокая нагрузка, в результате чего получают большую частоту вращения холостого хода. В одном примере более высокая нагрузка при холостом ходе может достигаться путем выдачи команды повышения вырабатываемой мощности генератора. Повышенная нагрузка может вызывать более напряженную работу двигателя и выработку большего количества тепла для уменьшения образования нагара на свечах зажигания.
Кроме того, в предпоставочном режиме первая уставка давления наддува может также включать в себя ограничение допустимого давления наддува путем регулирования положения перепускной заслонки. При этом на перепускную заслонку может быть выдана команда перемещения в более открытое положение из более закрытого положения. Следует отметить, что ограничение давления наддува может приводить к ограничению нагрузок двигателя. Далее, первая уставка давления наддува может быть ограничена по сравнению со второй уставкой давления наддува при послепоставочной калибровке. Точнее, при первой уставке давления наддува может быть допустим более низкий уровень давления наддува по сравнению с давлениями наддува, допустимыми при второй уставке для давления наддува при послепоставочной калибровке.
В дополнение к приведенным выше параметрам двигателя может быть задана первая уставка для момента зажигания, причем эта первая уставка может представлять собой момент зажигания с опережением или запаздыванием исходя из состояния двигателя. Кроме того, первая уставка для момента зажигания может соответствовать большему опережению или запаздыванию по сравнению со второй уставкой для момента зажигания при послепоставочной калибровке. Например, при предпоставочной калибровке и при более низких нагрузках, таких как нагрузки двигателя в режиме холостого хода, момент зажигания может быть выставлен с опережением по сравнению со второй уставкой момента зажигания в послепоставочном режиме. Точнее, момент зажигания при предпоставочной калибровке для режима холостого хода может иметь большее опережение относительно оптимального момента зажигания (ОМЗ). Это опережение зажигания может обеспечивать более высокую теплопередачу в свечи зажигания и хладагенту для предотвращения образования нагара на свечах зажигания. И наоборот, вторая уставка для момента зажигания при холостом ходе в послепоставочном режиме может иметь запаздывание относительно ОМЗ. Момент зажигания на послепоставочной стадии может иметь запаздывание относительно ОМЗ для нагревания каталитического нейтрализатора и (или) поддержания запаса по крутящему моменту для быстрого сброса нагрузки при управлении частотой вращения холостого хода. Таким образом, в этом примере первая уставка момента зажигания может иметь большее опережение по сравнению со второй уставкой момента зажигания в послепоставочном режиме.
Однако при повышенном необходимом крутящем моменте в режиме, не относящемся к холостому ходу, первая уставка момента зажигания в предпоставочном режиме может иметь большее запаздывание, чем уставка граничного зажигания (вторая уставка для момента зажигания) в послепоставочном режиме для предотвращения детонации. Как упоминалось выше, более новые транспортные средства могут заправляться топливом более низкого качества, и поэтому быть более подвержены детонации и (или) преждевременному зажиганию при вождении вокруг автостоянок завода-производителя. Таким образом, при повышенном необходимом крутящем моменте на выходном валу при холостом ходе первая уставка момента зажигания в предпоставочном режиме может иметь большее запаздывание, чем вторая уставка момента зажигания в послепоставочном режиме. На предпоставочной стадии запаздывание при установке моментов зажигания при повышенном необходимом крутящем моменте может влиять на дорожные качества транспортного средства, но не быть заметным для водителя, перемещающего транспортное средство на короткие расстояния вокруг автостоянок завода-производителя. Однако на послепоставочной стадии уставки исполнительного механизма, которые влияют на дорожные качества и могут быть замечены владельцем/водителем транспортного средства, могут и не использоваться. В целом, первая уставка момента зажигания может быть определенной исходя из условий работы двигателя в одном и то же режиме, как в примере первой уставки для момента зажигания при холостом ходе двигателя и первой уставки для момента зажигания при повышенном необходимом выходном крутящем моменте в предпоставочном режиме.
Следует понимать, что в предпоставочном (или первом) режиме в контроллере может быть запрограммирована более консервативная таблица граничного зажигания. Кроме того, адаптивное граничное зажигание в предпоставочном режиме может быть деактивировано.
В связи с этим первые уставки каждого из параметров двигателя, перечисленных выше (например, ВТО, нагрузка двигателя при холостом ходе, частота вращения холостого хода, момент зажигания при холостом ходе) могут быть заданы для уменьшения образования нагара на свечах зажигания. Точнее, для уменьшения вероятности сгорания с более богатой смесью при холодных пусках может применяться ВТО, более бедное по сравнению со стехиометрическим, в режиме холостого хода двигателя могут быть допустимы более высокие нагрузки двигателя по сравнению с допустимыми в режиме работы двигателя, требующем повышенный необходимый крутящий момент, и в предпоставочную калибровку может быть включена более высокая уставка частоты вращения холостого хода. Более высокая допустимая нагрузка двигателя при холостом ходе и более высокие частота вращения холостого хода позволяют активировать выжигание отложений сажи на свече зажигания. Кроме того, момент зажигания с опережением относительно ОМЗ может также нагревать свечу зажигания и уменьшать образование нагара на свече зажигания. Следует отметить, что нагрузка двигателя может быть ограничена в условиях работы двигателя с повышенным необходимым крутящим моментом для уменьшения преждевременного зажигания в предпоставочном режиме. Аналогичным образом, допустимые давления наддува могут быть ограничены при повышенных необходимых крутящих моментах на выходном валу для противодействия условиям преждевременного зажигания. Следует понимать, что приведенные выше уставки параметров двигателя могут использоваться только при предпоставочной калибровке двигателя на предпоставочной стадии транспортного средства.
На шаге 210 может быть выявлено, присутствует ли детонационный стук. Возникновение детонационного стука может быть вызвано событием аномального сгорания, возникшим в одном или нескольких цилиндрах двигателя. Если детонационный стук подтвержден, программа 200 переходит к шагу 212 для обеспечения запаздывания момента зажигания в ответ на сигнал обратной связи от системы предотвращения детонационного сгорания. Величина запаздывания в ответ на детонационный стук может быть больше в предпоставочном режиме по сравнению с послепоставочной стадией. Также, уставка граничного зажигания без обратной связи может иметь большее запаздывание, чем при послепоставочной калибровке. Кроме того, при послепоставочной калибровке момент зажигания может не восстанавливаться после прекращения детонационного стука. Соответственно, момент зажигания может поддерживаться при работе двигателя после события детонации. Затем программа 200 может продолжаться на шаге 214.
Если детонационный стук на шаге 210 не обнаружен, программа 200 может перейти к шагу 214, на котором может быть подтверждено, присутствует ли преждевременное зажигание. Альтернативно, на шаге 214 может быть определено, является ли преждевременное зажигание приближающимся событием, или условия преждевременного зажигания возникли. Как уже уточнялось, событие преждевременного зажигания в цилиндре можно идентифицировать и отличить от детонации в цилиндре по выходному сигналу датчика детонации. Например, преждевременное зажигание может быть определено в ответ на превышение выходным сигналом детонации от датчика детонации большего порога в первом интервале угла поворота коленчатого вала, появляющимся раньше, чем второй интервал угла поворота коленчатого вала, когда может быть выявлен детонационный стук. В других примерах на преждевременное зажигание может указывать выходной сигнал датчика ионизации и (или) измерительный датчик давления в цилиндре.
Если преждевременное зажигание не подтверждено, программа 200 может продолжаться на шаге 216 для поддержания первого режима работы с предпоставочной калибровкой двигателя. Кроме того, если момент зажигания был установлен с запаздыванием в ответ на детонационный стук, двигатель может работать с запаздыванием зажигания. Таким образом, при работе двигателя может поддерживаться реакция по цепи обратной связи. Затем программа 200 может продолжаться на шаге 222, на котором может выполняться опциональная проверка условий образования нагара на свечах зажигания. Если пропустить опциональную проверку, программа 200 может закончиться после шага 216.
На шаге 214, если преждевременное зажигание подтверждено, программа 200 может перейти к шагу 218, на котором двигатель может работать во втором режиме. Второй режим работы двигателя может включать в себя отрегулированный первый режим. Точнее, второй режим работы двигателя может включать в себя регулировки первой уставки (уставок) одного или нескольких параметров двигателя, используемых при предпоставочной калибровке. Соответственно, на шаге 220 первая уставка ВТО (например, соответствующая более бедной смеси, чем стехиометрическая уставка) может быть отрегулирована до уставки, соответствующей более богатой смеси относительно стехиометрического уровня. В связи с этим процесс сгорания может быть обогащен в большей степени в ответ на преждевременное зажигание. В качестве примера, обогащение может быть обеспечено в ответ на преждевременное зажигание, уменьшающееся со временем. Первое событие сгорания после обнаружения преждевременного зажигания может быть богаче, однако за ним могут следовать события сгорания с более бедной смесью. Альтернативно, вместо единственного события сгорания с более богатой смесью несколько последовательных событий сгорания могут происходить с более богатой смесью, чем при стехиометрии. Контроллер может выбрать тот или иной вариант исходя из баланса между защитой двигателя от преждевременного зажигания и одновременного уменьшения образования нагара на свечах зажигания.
В одном примере топливо во все цилиндры может подаваться с отрегулированной уставкой ВТО (например, с более богатой смесью, чем при стехиометрии). В другом примере смесь может быть обогащена для сгорания с отрегулированной уставкой ВТО только в цилиндрах, находящихся под воздействием преждевременного зажигания. Отрегулированное ВТО может представлять собой ВТО, значительно обогащенное в ответ на преждевременное зажигание по сравнению с уставкой ВТО на шаге 208, соответствующей более бедному составу смеси, чем стехиометрический. Иными словами, смесь при сгорании может быть обогащена вторым количеством топлива в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии,  чем первое количество топлива, обеспечиваемое для поддержания первой уставки ВТО (на шаге 208) в предпоставочном режиме. Далее, второе количество топлива, подаваемое в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии, может также быть больше, чем количество топлива, подаваемое в ответ на преждевременное зажигание на послепоставочной стадии. Однако в другом примере, если обнаружено образование нагара на свечах зажигания, обогащение топливной смеси, обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочном режиме, может быть меньшим, чем обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание в послепоставочном режиме. Это обогащение дополнительно поясняется далее со ссылкой на шаг 240.
На шаге 220, в дополнение к регулированию первой уставки ВТО, может также регулироваться первая уставка нагрузки двигателя для обеспечения большей величины ограничения нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. Точнее, нагрузка двигателя, отрегулированная в ответ на преждевременное зажигание, может включать в себя большую величину ограничения по сравнению с первой уставкой для нагрузки двигателя при предпоставочной калибровке. В связи с этим отрегулированный предел нагрузки двигателя может соответствовать более строгому ограничению, чем первая уставка для предела нагрузки двигателя. Иными словами, во втором (или отрегулированном) режиме могут допускаться более низкая нагрузка двигателя и более низкий выходной крутящий момент двигателя по сравнению с допустимой нагрузкой (и крутящим моментом) двигателя в первом режиме или при предпоставочной калибровке. В целом, нагрузка двигателя может быть ограничена в большей степени во втором режиме (отрегулированном первом режиме) по сравнению с ограничением нагрузки двигателя в первом режиме.
Еще точнее, первая уставка для нагрузки двигателя в первом режиме может включать в себя первую величину ограничения нагрузки двигателя, а второй режим (или отрегулированный первый режим) может включать в себя вторую величину ограничения нагрузки двигателя. Кроме того, первая величина ограничения нагрузки двигателя может быть меньше, чем вторая величина ограничения нагрузки двигателя во втором режиме (или отрегулированном первом режиме). Иными словами, вторая величина ограничения нагрузки двигателя (в ответ на преждевременное зажигание) может быть больше, чем первая величина ограничения нагрузки двигателя (первая уставка для нагрузки двигателя) в первом режиме. Таким образом, в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии может применяться  величина ограничения нагрузки двигателя по сравнению с первой величиной ограничения нагрузки двигателя в первом режиме.
Далее, вторая величина ограничения нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии может быть больше, чем вторая уставка для нагрузки двигателя, отрегулированная в ответ на преждевременное зажигание при послепоставочной калибровке. В связи с этим отрегулированный предел нагрузки двигателя при первой уставке в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии может соответствовать более строгому ограничению, чем регулировка второй уставки нагрузки двигателя при послепоставочной калибровке в ответ на преждевременное зажигание. Точнее, предел нагрузки, прикладываемой при возникновении преждевременного зажигания в предпоставочном режиме, может соответствовать более строгому ограничению, чем предел нагрузки, прикладываемой в ответ на преждевременное зажигание, когда транспортное средство находится в послепоставочном режиме. Например, в послепоставочном режиме уменьшение нагрузки двигателя на 10% может применяться после обнаружения по меньшей мере 3 событий преждевременного зажигания. В отличие от этого, когда транспортное средство находится в предпоставочном режиме, в ответ на единственное возникновение преждевременного зажигания может возникнуть уменьшение нагрузки двигателя на 20%. Кроме того, в предпоставочном режиме может быть не разрешено возвращение нагрузки к допредельным уровням. Таким образом, уменьшение нагрузки двигателя на 20% может поддерживаться даже после прекращения преждевременного зажигания. Иными словами, отрегулированная первая уставка для нагрузки двигателя может сохраняться такой, чтобы работа двигателя могла продолжаться при второй величине ограничения нагрузки двигателя даже после уменьшения преждевременного зажигания. С другой стороны, в предпоставочном режиме ограничение нагрузки двигателя может быть снято, при этом возвращение нагрузки к допредельным уровням после прекращения условий преждевременного зажигания может быть разрешено.
В одном примере первая уставка нагрузки двигателя и первая уставка ВТО могут регулироваться одновременно для ослабления воздействия события преждевременного зажигания. В другом примере только одна из первой уставки нагрузки двигателя и первой уставки ВТО может регулироваться в ответ на преждевременное зажигание.
В контексте настоящего документа ограничение нагрузки двигателя может включать в себя ограничение потока воздуха в один или несколько цилиндров двигателя. Как объяснялось выше, в некоторых вариантах осуществления, не содержащих устройства отключения клапанов и (или) устройства изменения фаз газораспределения, поток воздуха во все цилиндры двигателя может быть уменьшен для ограничения нагрузки двигателя. Кроме того, поток воздуха может быть ограничен одним или несколькими из таких действий, как уменьшение открытия впускного дросселя, увеличение открытия перепускной заслонки турбонагнетателя и регулирование фаз газораспределения цилиндра для уменьшения впускного заряда воздуха.
Помимо этого, на шаге 220 для давления наддува может применяться большая величина ограничения по сравнению с величиной ограничения, применяемой для давления наддува в первом режиме. Как описано выше, открытие перепускной заслонки позволяет уменьшать поток воздуха и ограничивать наддув. Таким образом, предел давления наддува можно регулировать до большей величины, и допустимый уровень наддува во втором (или отрегулированном первом) режиме может быть ниже, чем допустимый уровень наддува в первом режиме.
Следует отметить, что момент зажигания может и не регулироваться в ответ на преждевременное зажигание. Запаздывание зажигания может не предотвращать преждевременное зажигание, поскольку при преждевременном зажигании события аномального сгорания могут быть инициированы до зажигания в данном цилиндре. Однако если момент зажигания уже установлен с запаздыванием в ответ на детонационный стук (например, запаздывание зажигания на шаге 212), момент зажигания может поддерживаться при этом запаздывании. После регулирования первых уставок для параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание программа 200 может закончиться. При этом двигатель может работать во втором (или отрегулированном первом) режиме при последующих пусках двигателя и последующих циклах вождения. Следует отметить, что, как описано выше, при холостом ходе для уменьшения образования нагара на свечах зажигания может применяться более высокая нагрузка. Кроме того, момент зажигания может регулироваться вплоть до установки моментов с опережением относительно ОМЗ, когда двигатель находится в режиме холостого хода.
В некоторых случаях программа 200 может продолжаться на шаге 222 для проверки условий образования нагара на свечах зажигания. Если условия образования нагара на свечах зажигания определены на шаге 222, двигатель может перейти в первый режим работы на шаге 226. Момент зажигания с запаздыванием, в частности, применяемый в ответ на детонационный стук (как на шаге 212), может сохраняться, когда двигатель возвращается в первый режим работы. Однако, когда двигатель работает в режиме холостого хода или на малой мощности, момент зажигания может быть установлен с опережением относительно как граничного зажигания, так и ОМЗ для нагревания свечей зажигания и уменьшения образования нагара на свечах. В связи с этим при меньших нагрузках, встречающихся при холостом ходе, события детонационного стука и преждевременного зажигания могут не иметь места. Кроме того, если на шаге 222 указано на образование нагара на свечах зажигания, воздушно-топливное отношение на предпоставочной стадии может быть отрегулировано до более обедненного ВТО на шаге 226. Обеднение смеси может быть основано на степени образования нагара на свечах зажигания.
Таким образом, контроллер может поддерживать баланс между корректирующими воздействиями, предпринимаемыми для борьбы с преждевременным зажиганием и образованием нагара на свечах зажигания на предпоставочной стадии. Точнее, двигатель при предпоставочной калибровке может первоначально работать с ВТО, более бедным по сравнению со стехиометрическим, для уменьшения образования нагара на свечах зажигания (на шаге 208 в программе 200). В ответ на преждевременное зажигание (или условия преждевременного зажигания) ВТО можно отрегулировать до достижения более богатой смеси по сравнению со стехиометрическим. Кроме того, обогащение смеси, обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии, может быть существенным (на шаге 220 в программе 200). Контроллер может продолжать контролировать образование нагара на свечах зажигания, и если условия указывают на наличие вероятности образования нагара на свечах зажигания, обогащение смеси в ответ на преждевременное зажигание может быть уменьшено (на шаге 226). Далее, для борьбы с образованием нагара на свечах зажигания ВТО можно отрегулировать до достижения более бедного состава по сравнению со стехиометрическим.
Если на шаге 222 условия образования нагара на свечах не обнаружены, работа двигателя может поддерживаться во втором (или отрегулированном первом) режиме на шаге 224, и выполнение программы 200 может закончиться.
Следует понимать, что несмотря на то, что в ответ на преждевременное зажигание в программе 200 могут быть отрегулированы несколько параметров двигателя, в других примерах для регулирования может быть выбран только один параметр двигателя. Параметр двигателя, выбранный для регулирования в ответ на преждевременное зажигание, можно выбирать исходя из критичности преждевременного зажигания. Кроме того, уровень регулирования параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание может быть основан на степени преждевременного зажигания. Например, если выбранный параметр представляет собой ВТО, уровень регулирования для ВТО может быть другим исходя из уровня преждевременного зажигания и частоты его возникновения. В качестве примера, в ответ на более высокую степень преждевременного зажигания может быть обеспечена  величина обогащения смеси, тогда как в случае меньшей степени преждевременного зажигания может быть обеспечена меньшая величина обогащения смеси. В обоих случаях обогащение ВТО в ответ на преждевременное зажигание может быть больше, чем обогащение ВТО, обеспечиваемое в первом режиме для борьбы с образованием нагара на свечах зажигания. Иными словами, в каждом примере, раскрытом выше, в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии может впрыскиваться большее количество топлива, чем количество топлива, подаваемое в первом режиме на предпоставочной стадии.
В других примерах, в зависимости от критичности преждевременного зажигания, для регулировок может быть выбрано больше параметров двигателя. В одном примере ВТО и нагрузка двигателя могут регулироваться одновременно. В другом примере пределы нагрузки двигателя и давления наддува могут регулироваться вместе. В связи с этим с помощью ограничения наддува могут быть ограничены нагрузки двигателя. При этом каждый выбранный параметр может регулироваться на различную величину исходя из степени преждевременного зажигания. Например, если выбранными параметрами являются ВТО и нагрузка двигателя, то, в зависимости от критичности преждевременного зажигания, может обеспечиваться большее обогащение смеси, тогда как нагрузка двигателя может ограничиваться в меньшей степени. Альтернативно, в ответ на преждевременное зажигание степень обогащения может быть меньше, а нагрузки двигателя могут ограничиваться большей величиной.
Таким образом, на предпоставочной стадии недавно изготовленного транспортного средства (и недавно изготовленного двигателя) двигатель может работать с предпоставочной калибровкой в первом режиме. Предпоставочная калибровка может быть преимущественно направлена на борьбу с образованием нагара на свечах зажигания, чтобы уменьшить его вероятность. Таким образом, первая уставка для ВТО может задавать более бедную смесь по сравнению со стехиометрическим, момент зажигания может иметь опережение относительно ОМЗ при холостом ходе для нагревания свечей зажигания, и может выдаваться команда повышения нагрузки при холостом ходе для достижения более высоких температур в цилиндрах с целью уменьшения образования нагара на свечах зажигания. Кроме того, нагрузки двигателя могут быть ограничены в режиме, не относящемся к холостому ходу, для обеспечения более низкого по сравнению с необходимым выходного крутящего момента для уменьшения вероятности преждевременного зажигания. Однако, в случае указания на события или условия преждевременного зажигания, первые уставки для каждого из ВТО, нагрузки двигателя, давления наддува и т.д. могут быть модифицированы в целях борьбы с преждевременным зажиганием. Соответственно, может быть обеспечено обогащение смеси для событий сгорания, чтобы получить более богатую смесь по сравнению со стехиометрическим ВТО, допустимые нагрузки двигателя могут быть дополнительно ограничены, и допустимое давление наддува также может быть дополнительно ограничено. Далее, если эти корректирующие воздействия (например, обогащение ВТО) приводят к увеличению вероятности образования нагара на свечах зажигания, корректирующие воздействия для борьбы с образованием нагара могут быть модифицированы. В качестве примера, обогащение ВТО, обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание, может быть уменьшено в случае указания на образование нагара на свечах зажигания. В связи с этим количество впрыскиваемого топлива может быть уменьшено, а ВТО может быть отрегулирован для получения более бедного состава смеси. При этом большая величина ограничения нагрузок двигателя в ответ на преждевременное зажигание может сохраняться. Кроме того,  величина ограничения может также поддерживаться после прекращения преждевременного зажигания.
Поэтому на предпоставочной стадии транспортного средства, включающего в себя двигатель, пример способа может содержать управление двигателем с первой уставкой для воздушно-топливного отношения с целью уменьшения образования нагара на свечах зажигания и регулирование первой уставки для воздушно-топливного отношения в соответствии с преждевременным зажиганием. Здесь первая уставка для воздушно-топливного отношения может задавать более бедный состав по сравнению со стехиометрическим, а регулирование воздушно-топливного отношения в соответствии с преждевременным зажиганием может включать в себя регулирование воздушно-топливного отношения до значительно более богатого состава смеси по сравнению со стехиометрическим. Способ может дополнительно содержать модификацию отрегулированного воздушно-топливного отношения в ответ на образование нагара на свечах зажигания, причем модификация включает в себя обеднение отрегулированного воздушно-топливного отношения (как описано со ссылкой на шаг 226 в программе 200). Способ может также содержать управление двигателем на предпоставочной стадии с первой уставкой для нагрузки двигателя и регулирование первой уставки нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. При этом первая уставка для нагрузки двигателя может включать в себя ограничение нагрузки двигателя первой величиной, причем регулирование в соответствии с преждевременным зажиганием включает в себя ограничение нагрузки двигателя второй величиной, при этом вторая величина больше первой величины. Способ может дополнительно содержать сохранение ограничения нагрузки двигателя второй величиной после прекращения преждевременного зажигания. В связи с этим нагрузка двигателя может быть ограничена путем ограничения потока воздуха в один или несколько цилиндров двигателя, затронутых воздействием преждевременного зажигания. Уменьшение потока воздуха только в цилиндры, затронутые воздействием преждевременного зажигания, возможна в случае цилиндров, выполненных с возможностью отключения клапанов и содержащих устройства регулирования фаз газораспределения и высоты подъема клапанов. Альтернативно, в вариантах осуществления двигателя, отличающихся тем, что цилиндры не являются деактивируемыми или не содержат устройства регулирования фаз газораспределения, поток воздуха во все цилиндры двигателя может быть уменьшен для ограничения нагрузки двигателя. Поток воздуха может быть ограничен одним или несколькими из таких действий, как уменьшение открытия впускного дросселя, увеличение открытия перепускной заслонки турбонагнетателя и регулирование фаз газораспределения цилиндра для уменьшения впускного заряда воздуха. Способ может также содержать управление двигателем с моментом зажигания, установленным с опережением относительно оптимального момента зажигания (ОМЗ) в режиме холостого хода двигателя.
На шаге 204, если определено, что транспортное средство не работает на предпоставочной стадии, то может быть определено, что транспортное средство находится на послепоставочной стадии, при этом на шаге 228 может быть выбран послепоставочный режим работы. Послепоставочная стадия транспортного средства может возникать только после завершения предпоставочной стадии и содержать по меньшей мере период времени после деактивации предпоставочной калибровки двигателя или пробег транспортного средства, превышающий заданное пороговое значение. При этом заданное пороговое значение для пробега позволяет отличать предпоставочную стадию от послепоставочной. Предпоставочная калибровка может быть деактивирована с помощью входных данных от оператора (водителя) после доставки транспортного средства в дилерский центр. Послепоставочная стадия может также быть определена по числу событий сгорания. В качестве примера, если число событий сгорания больше, чем пороговое число событий сгорания, может быть определено, что транспортное средство находится на послепоставочной стадии. В другом примере количество потребляемого топлива может подтверждать, что транспортное средство не находится на предпоставочной стадии. При этом, если количество потребляемого топлива превышает пороговое количество, транспортное средство может находиться на послепоставочной стадии. Следует отметить, что послепоставочная стадия и предпоставочная стадия могут быть взаимно несовместимыми друг с другом. Послепоставочный режим может включать в себя послепоставочную калибровку, содержащую вторую уставку для параметра двигателя во время работы двигателя. В одном примере послепоставочная калибровка двигателя может быть активирована (и приведена в состояние функционирования) техником за пределами завода-производителя. В другом примере послепоставочная калибровка может включаться автоматически, когда предпоставочная калибровка деактивирована. В еще одном примере контроллер может активировать послепоставочную калибровку. Благодаря активации послепоставочной калибровки работой двигателя можно управлять на основе послепоставочной калибровки.
Послепоставочная калибровка может включать в себя определенную вторую уставку для каждой группы параметров двигателя. Иными словами, вторая уставка для первого параметра двигателя может отличаться от второй уставки для второго параметра двигателя, которая, в свою очередь, может отличаться от второй уставки для третьего параметра двигателя. При этом каждая группа параметров двигателя может иметь определенную соответствующую вторую уставку. Группа параметров двигателя может включать в себя, аналогично предпоставочной калибровке, один или несколько из таких параметров, как воздушно-топливное отношение (ВТО), момент зажигания, нагрузка двигателя, давление наддува и т.д. Соответственно, послепоставочная калибровка может включать в себя вторую уставку для ВТО, вторую уставку для момента зажигания, вторую уставку для нагрузки двигателя и вторую уставку для давления наддува. В связи с этим каждое из ВТО, момента зажигания, нагрузки двигателя и давления наддува может иметь собственную соответствующую вторую уставку при послепоставочной калибровке (также называемой послепоставочным режимом). Следует также понимать, что вторые уставки для каждой группы параметров двигателя могут быть определенными и отличными от соответствующих первых уставок. Точнее, первая уставка для ВТО при предпоставочной калибровке может быть отличной от второй уставки для ВТО при послепоставочной калибровке. Аналогичным образом, первая уставка для момента зажигания при предпоставочной калибровке может быть отличной от второй уставки для момента зажигания при послепоставочной калибровке. Точно так же, первая уставка для нагрузки двигателя при предпоставочной калибровке может быть отличной от второй уставки для нагрузки двигателя при послепоставочной калибровке.
Аналогично предпоставочной калибровке, при выборе параметров двигателя может быть задана соответствующая вторая уставка (уставки) в послепоставочном режиме (или при послепоставочной калибровке). Как показано на шаге 230, послепоставочный режим может включать в себя вторую уставку для ВТО (или вторую уставку ВТО), который может быть равным или близким к стехиометрическому. Таким образом, вторая уставка для ВТО быть отличной от первой уставки для ВТО (который беднее стехиометрического) при предпоставочной калибровке. Кроме того, первая уставка для ВТО при предпоставочной калибровке может задавать более бедную смесь, чем вторая уставка для ВТО при послепоставочной калибровке. Иными словами, вторая уставка для ВТО при послепоставочной калибровке может задавать более богатую смесь, чем первая уставка для ВТО при предпоставочной калибровке. Далее, вторая уставка для ВТО при послепоставочной калибровке (или послепоставочном режиме) может быть определенной и отличной от отрегулированной первой уставки, применяемой в ответ на преждевременное зажигание во втором режиме. Конкретно, вторая уставка для ВТО может задавать более бедную смесь, чем первая уставка для ВТО, отрегулированная в ответ на преждевременное зажигание (например, во втором режиме). Поэтому отрегулированная первая уставка ВТО во втором режиме может задавать более богатую смесь, чем вторая уставка ВТО в послепоставочном режиме. Кроме того, каждая из отрегулированной первой уставки ВТО (во втором режиме) и второй уставки ВТО (в послепоставочном режиме) может задавать более богатую смесь, чем первая уставка ВТО (в первом режиме).
Помимо этого, на шаге 230 послепоставочный режим может включать в себя вторую уставку для нагрузки двигателя (или вторую уставку нагрузки двигателя). Конкретно, нагрузка двигателя может и не быть ограничена на послепоставочной стадии. Точнее, нагрузка двигателя может не быть ограничена, и двигатель может обеспечивать необходимый уровень крутящего момента. Таким образом, нагрузка двигателя при послепоставочной калибровке может быть менее ограничена по сравнению с первой уставкой для нагрузки двигателя при предпоставочной калибровке.
Иными словами, первая величина ограничения нагрузки двигателя в первом режиме при первой уставке больше по сравнению со второй уставкой для нагрузки двигателя при послепоставочной калибровке. Как объяснялось выше, послепоставочная калибровка может и не ограничивать нагрузку двигателя. Поэтому первая уставка для нагрузки двигателя при предпоставочной калибровке может содержать большую величину ограничения нагрузки, чем величина ограничения нагрузки (например, нулевая) в послепоставочном режиме. Кроме того, первая уставка для нагрузки двигателя при предпоставочной калибровке может соответствовать более строгому ограничению, чем ограничение нагрузки (например, нулевое) при послепоставочной калибровке.
Следует также отметить, что величина ограничения нагрузки (например, нулевая) во второй уставке для нагрузки двигателя в послепоставочном режиме может быть значительно меньше, чем первая уставка нагрузки двигателя, отрегулированная в ответ на преждевременное зажигание. Это означает, что во втором режиме (или отрегулированном первом режиме) в ответ на преждевременное зажигание может применяться более консервативный предел нагрузки двигателя. Кроме того, следует также понимать, что вторая величина ограничения нагрузки двигателя, применяемая в ответ на преждевременное зажигание во втором режиме (на шаге 220) может быть больше, чем первая величина ограничения нагрузки двигателя в первой уставке для нагрузки двигателя в первом режиме, которая, в свою очередь, может быть больше, чем величина ограничения нагрузки (например, отсутствующая), применяемая при послепоставочной калибровке. Поэтому двигатель, работающий при послепоставочной калибровке, может испытывать большие нагрузки (и обеспечивать более высокий выходной крутящий момент) по сравнению с испытываемыми нагрузками (и обеспечиваемым крутящим моментом) в первом режиме (или при предпоставочной калибровке) и втором (или отрегулированном первом) режиме.
На шаге 230 вторая уставка для момента зажигания, обеспечивающая нагревание каталитического нейтрализатора и (или) поддержание запаса по крутящему моменту для быстрого сброса нагрузки при управлении частотой вращения холостого хода, может быть выбрана для режима холостого хода. Например, при холодном пуске момент зажигания может иметь запаздывание относительно ОМЗ, чтобы обеспечить возможность нагревания каталитического нейтрализатора. Если каталитический нейтрализатор достиг температуры активации, момент зажигания может запаздывать относительно ОМЗ для поддержания требуемого запаса по крутящему моменту. В связи с этим момент зажигания может регулироваться исходя из условий холодного пуска двигателя и других условий режима холостого хода. Как объяснялось выше со ссылкой на шаг 208, первая уставка момента зажигания в предпоставочном режиме при более низких нагрузках, таких как нагрузки двигателя в режиме холостого хода, может иметь опережение по сравнению со второй уставкой момента зажигания в послепоставочном режиме. В связи с этим в предпоставочном режиме первая уставка для момента зажигания может иметь опережение относительно ОМЗ для нагревания свечей зажигания.
При более высоких нагрузках двигателя в режиме, не относящемся к холостому ходу, вторая уставка для момента зажигания может быть на уровне граничного зажигания. Для сравнения, первая уставка для момента зажигания при повышенных необходимых крутящих моментах (в режиме, не относящемся к холостому ходу) в предпоставочном режиме может иметь большее запаздывание, чем вторая уставка, например, граничное зажигание в послепоставочном режиме. Как описано выше, первая уставка для момента зажигания при повышенных необходимых крутящих моментах (в режиме, не относящемся к холостому ходу) в предпоставочном режиме может иметь большее запаздывание, чем граничное зажигание, для уменьшения детонации.
Далее, давление наддува в послепоставочном режиме может не ограничиваться, что позволяет двигателю работать при более высоких уровнях наддува и при более высоких нагрузках, чем допускаются в первом режиме и во втором режиме. Соответственно, поток воздуха в цилиндры двигателя в послепоставочном режиме может не ограничиваться.
На шаге 232 программа 200 может определять, выявлен ли детонационный стук. Как упоминалось выше, детонационный стук может выявляться с помощью датчиков детонации или датчиков ионизации. Если детонационный стук выявлен, на шаге 234 может быть задано запаздывание момента зажигания с помощью второй уставки. Затем, после прекращения детонационного стука, момент зажигания может быть восстановлен. Здесь следует отметить, что на предпоставочной стадии или в первом режиме работы двигателя момент зажигания может быть установлен с запаздыванием в ответ на детонационный стук двигателя, и момент зажигания с запаздыванием может сохраняться даже после прекращения детонационного стука двигателя. В послепоставочном режиме на послепоставочной стадии момент зажигания может быть установлен с запаздыванием (относительно второй уставки для момента зажигания) в ответ на детонационный стук двигателя и, кроме того, момент зажигания может восстанавливаться до второй уставки после прекращения детонационного стука двигателя. В послепоставочном режиме может применяться меньшая величина запаздывания зажигания в ответ на детонационный стук по сравнению с запаздыванием зажигания, применяемым в ответ на детонационный стук в первом режиме. Также, уставка граничного зажигания без обратной связи может иметь большее запаздывание в предпоставочном режиме по сравнению с запаздыванием при послепоставочной калибровке. Затем программа 200 может перейти к шагу 236.
На шаге 232, если детонационный стук не выявлен, программа 200 может продолжаться на шаге 236, чтобы подтвердить, присутствует ли преждевременное зажигание. Альтернативно, на шаге 236 программа 200 может определить, присутствуют ли условия преждевременного зажигания, или приближается ли событие преждевременного зажигания. События преждевременного зажигания могут быть определены с помощью датчиков детонации. Если преждевременное зажигание не выявлено, выполнение программы 200 может закончиться.
Однако если на шаге 236 определено преждевременное зажигание, программа 200 продолжается на шаге 238, где двигатель может быть переведен в четвертый режим работы. Фактически четвертый режим может включать в себя отрегулированный послепоставочный режим, в котором одна или несколько из вторых уставок одного или нескольких параметров двигателя могут быть отрегулированы в ответ на преждевременное зажигание.
Соответственно, на шаге 240 смесь при сгорании может быть обогащена до получения более богатой смеси по сравнению со стехиометрическим составом с целью борьбы с преждевременным зажиганием. Таким образом, вторая уставка для ВТО может быть отрегулировано до получения более богатой смеси для борьбы с преждевременным зажиганием. Однако обогащение смеси, обеспечиваемое для двигателя (или цилиндров, затронутых воздействием преждевременного зажигания), может быть меньше, чем соответствующее обогащение, обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание во втором режиме (или отрегулированном первом режиме) на шаге 220.
Обращаясь к приведенному выше описанию для шага 208, отметим, что вторая уставка ВТО может регулироваться в ответ на преждевременное зажигание в меньшей степени, чем соответствующая первая уставка ВТО, регулируемая в ответ на преждевременное зажигание. Иными словами, смесь при сгорании может быть обогащена на шаге 240 третьим количеством топлива для уменьшения преждевременного зажигания, причем третье количество топлива меньше, чем второе количество топлива, обеспечиваемое для уменьшения преждевременного зажигания во втором режиме на шаге 220. Далее, третье количество топлива может быть больше, чем первое количество топлива, обеспечиваемое для уменьшения образования нагара на свечах зажигания в первой уставке ВТО при предпоставочной калибровке на шаге 208. Точнее, второе количество топлива, подаваемого во втором режиме для уменьшения преждевременного зажигания (на шаге 220), может быть наибольшим количеством топлива, подаваемого в любом из четырех режимов (предпоставочном или первом режиме, отрегулированном предпоставочном или втором режиме, послепоставочном режиме и отрегулированном послепоставочном или четвертом режиме) в этом примере. Третье количество топлива, обеспечиваемое в четвертом режиме, может быть больше, чем количество топлива, обеспечиваемое для поддержания ВТО равным или близким к стехиометрическому (на шаге 230) в послепоставочном режиме. Первое количество топлива для получения ВТО, более бедного по сравнению со стехиометрическим в первом режиме, может быть наименьшим количеством топлива, используемого в любом из четырех режимов в этом примере.
В альтернативном примере, если в предпоставочном режиме обнаружено образование нагара на свечах зажигания, возможно, что обогащение смеси, обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание во втором режиме, может быть меньшим, чем обогащение, обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание в отрегулированном послепоставочном режиме (или четвертом режиме). При этом третье количество топлива для уменьшения преждевременного зажигания в послепоставочном режиме может быть больше, чем второе количество топлива, подаваемое для уменьшения преждевременного зажигания в отрегулированном предпоставочном режиме (на шаге 220).
На шаге 240, в дополнение к регулированию второй уставки ВТО, вторая уставка для нагрузки двигателя может также регулироваться так, чтобы обеспечить ограничение нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание. Как упоминалось выше со ссылкой на шаг 230, в послепоставочном режиме нагрузки двигателя могут и не ограничиваться, тем самым обеспечивая необходимый крутящий момент. Однако в ответ на преждевременное зажигание нагрузки двигателя могут быть ограничены. Кроме того, на шаге 240 может применяться третья величина ограничения нагрузки двигателя для уменьшения генерации крутящего момента. Таким образом, в четвертом режиме может быть допустима уменьшенная нагрузка двигателя по сравнению с нагрузкой двигателя, допустимой в послепоставочном режиме.
Как описано выше, первая уставка для нагрузки двигателя в первом режиме на предпоставочной стадии может включать в себя первую величину ограничения нагрузки двигателя, а второй режим (также на предпоставочной стадии) может включать в себя вторую величину ограничения нагрузки двигателя, применяемую в ответ на преждевременное зажигание. Кроме того, первая величина ограничения нагрузки двигателя может быть меньше, чем вторая величина ограничения нагрузки двигателя во втором режиме (или отрегулированном первом режиме). В связи с этим третья величина ограничения нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание на послепоставочной стадии может быть больше, чем первая величина ограничения нагрузки двигателя и меньше, чем вторая величина ограничения нагрузки двигателя. Таким образом, в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии может применяться большая величина ограничения нагрузки двигателя, чем применяется в ответ на преждевременное зажигание на послепоставочной стадии в четвертом режиме. В связи с этим отрегулированная первая уставка нагрузки двигателя на предпоставочной стадии может соответствовать более строгому ограничению, чем отрегулированная вторая уставка для нагрузки двигателя на послепоставочной стадии. Иными словами, в ответ на преждевременное зажигание во втором (или отрегулированном) режиме могут допускаться более низкая нагрузка двигателя и более низкий крутящий момент двигателя по сравнению с допустимой нагрузкой (и крутящим моментом) двигателя в четвертом режиме или отрегулированном послепоставочном режиме. В целом, нагрузка двигателя может ограничиваться в большей степени во втором режиме с целью уменьшения предварительного зажигания по сравнению с допустимой нагрузкой двигателя в первом режиме, послепоставочном режиме или четвертом режиме в ответ на преждевременное зажигание. Как описано выше, ограничение нагрузки двигателя может включать в себя ограничение потока воздуха в один или несколько цилиндров двигателя. Альтернативно, в вариантах осуществления двигателя, отличающихся тем, что цилиндры не являются деактивируемыми или не содержат устройства регулирования фаз газораспределения, поток воздуха во все цилиндры двигателя может быть уменьшен для ограничения нагрузки двигателя.
Поэтому пример способа для двигателя в транспортном средстве может включать в себя, на предпоставочной стадии транспортного средства, управление двигателем с первой величиной ограничения нагрузки, увеличение первой величины ограничения нагрузки до второй величины ограничения нагрузки в соответствии с преждевременным зажиганием и, на послепоставочной стадии транспортного средства, управление двигателем без ограничения нагрузки и, в ответ на преждевременное зажигание, увеличение ограничения нагрузки на третью величину. Первая величина ограничения нагрузки (в первом режиме на ФИГ. 2) может быть меньше, чем каждая из второй величины ограничения нагрузки (во втором режиме на ФИГ. 2) и третьей величины ограничения нагрузки (в четвертом режиме на ФИГ. 2). Кроме того, вторая величина ограничения нагрузки может быть больше, чем каждая из первой величины ограничения нагрузки и третьей величины ограничения нагрузки, при этом третья величина ограничения нагрузки может быть меньше, чем вторая величина ограничения нагрузки и больше, чем первая величина ограничения нагрузки. Таким образом, вторая уставка нагрузки двигателя и вторая уставка ВТО в послепоставочном режиме могут регулироваться вместе для ослабления воздействия события преждевременного зажигания (в четвертом режиме). В одном примере только одна из второй уставки нагрузки двигателя и второй уставки ВТО может регулироваться в ответ на преждевременное зажигание.
Помимо этого, на шаге 240 в ответ на преждевременное зажигание может быть ограничено давление наддува. Однако здесь может применяться меньшая величина ограничения так, чтобы давление наддува ограничивалось в меньшей степени. Величина ограничения давления наддува в четвертом режиме может быть меньше по сравнению с величиной ограничения, применяемой к давлению наддува во втором режиме. Иными словами, допустимый уровень наддува во втором (или отрегулированном первом) режиме может быть ниже, чем допустимый уровень наддува в четвертом режиме, где каждый из уровней устанавливается в ответ на преждевременное зажигание. В одном примере допустимый уровень наддува в четвертом режиме может быть ниже, чем допустимый уровень наддува в первом режиме. Точнее, двигатель на послепоставочной стадии может функционировать с более низким уровнем наддува в ответ на преждевременное зажигание, чем если бы двигатель работал при предпоставочной калибровке в первом режиме. Далее, допустимый наддув в первом режиме может быть ниже, чем допустимый наддув в послепоставочном режиме. При этом двигатель с предпоставочной калибровкой может работать при более низком наддуве, чем тот же двигатель, работающий при послепоставочной калибровке. Иными словами, в послепоставочном режиме может допускаться большая величина наддува по сравнению со всеми остальными режимами. Соответственно, при послепоставочной калибровке эксплуатационные характеристики двигателя могут быть улучшены по сравнению с его характеристиками при предпоставочной калибровке. Кроме того, величина ограничения, накладываемого на давление наддува во втором режиме, может быть больше, чем во всех остальных режимах. При этом двигатель может работать с бóльшими ограничениями, чтобы уменьшить ухудшение параметров вследствие преждевременного зажигания на предпоставочной стадии.
Таким образом, на предпоставочной стадии наддувный двигатель может работать при предпоставочной калибровке с первым, более высоким обогащением смеси и первым уровнем ограниченного наддува в ответ на событие преждевременного зажигания (например, во втором режиме). На послепоставочной стадии предпоставочная калибровка может быть деактивирована, и наддувный двигатель может работать со вторым, более низким обогащением смеси и вторым уровнем ограниченного наддува в ответ на событие преждевременного зажигания. Кроме того, первый уровень ограниченного наддува может включать в себя ограничение наддува большей величиной, при этом второй уровень ограниченного наддува включает в себя ограничение наддува меньшей величиной. Таким образом, второй уровень ограниченного наддува может быть ниже, чем первый уровень ограниченного наддува. Иными словами, первый предельный уровень наддува может быть выше, чем второй предельный уровень наддува. Таким образом, борьба с событием преждевременного зажигания на предпоставочной стадии может осуществляться с помощью более жестких способов (например, большее обогащение смеси, увеличенное ограничение нагрузки) по сравнению с корректирующими воздействиями для уменьшения преждевременного зажигания на послепоставочной стадии (например, меньшее обогащение смеси, уменьшенное ограничение на наддув и нагрузку двигателя).
На шаге 240 момент зажигания может быть отрегулирован в соответствии с преждевременным зажиганием и в ответ на обогащение воздушно-топливного отношения. В одном примере момент зажигания может быть установлен с опережением на некоторую величину в ответ на преждевременное зажигание. Например, зажигание может иметь опережение в диапазоне от 0 до 4 градусов для восстановления крутящего момента относительно работы двигателя (или цилиндра) при ВТО, которое может быть богаче, чем оптимальный момент зажигания при обогащенной смеси (ОМЗОС). Поэтому при сгорании обогащенной смеси в ответ на преждевременное зажигание момент зажигания может быть отрегулирован (например, на опережение) в зависимости от условий работы двигателя и величины обогащения смеси в цилиндре (-ах). Таким образом, пример способа может содержать регулирование второй уставки для параметра двигателя при послепоставочной калибровке в соответствии с преждевременным зажиганием, отличное от регулирования первой уставки для этого параметра в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии. В примере, где параметром двигателя является ВТО, на предпоставочной стадии регулирование первой уставки может включать в себя обогащение ВТО на первую, бóльшую величину в ответ на преждевременное зажигание. Кроме того, на предпоставочной стадии регулирование второй уставки может включать в себя обогащение ВТО на вторую, меньшую величину в ответ на преждевременное зажигание. Обогащение, обеспечиваемое в ответ на преждевременное зажигание, может быть уменьшено в обеих ситуациях (в частности, в предпоставочном режиме), если указано на образование нагара на свечах зажигания.
Как описано выше, несмотря на то, что в ответ на преждевременное зажигание на послепоставочной стадии, как показано в программе 200, могут быть отрегулированы несколько параметров двигателя, в других примерах для регулирования может быть выбран только один параметр двигателя. Параметр двигателя, выбранный для регулирования в ответ на преждевременное зажигание, можно выбирать исходя из критичности преждевременного зажигания. Кроме того, уровень регулирования параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание может быть другим исходя из степени преждевременного зажигания. Например, если выбранным параметром является ВТО, уровень регулирования для ВТО может быть другим исходя из уровня преждевременного зажигания. В качестве примера, в ответ на более высокую степень преждевременного зажигания может быть обеспечена бóльшая величина обогащения смеси, тогда как в случае меньшей степени преждевременного зажигания для цилиндра (-ов), находящегося под его воздействием, может быть обеспечена меньшая величина обогащения смеси. В альтернативных примерах число событий сгорания, для которых обеспечивают обогащение смеси, может изменяться в зависимости от величины преждевременного зажигания. В других примерах, в зависимости от критичности преждевременного зажигания, для регулировок может быть выбрано большее число параметров двигателя. В одном примере могут регулироваться ВТО и нагрузка двигателя. В другом примере могут регулироваться пределы нагрузки двигателя и давления наддува. При этом каждый выбранный параметр может регулироваться на другую величину исходя из степени преждевременного зажигания. Например, если выбранными параметрами являются давление наддува и ВТО, то, в зависимости от критичности преждевременного зажигания, к давлению наддува может применяться более высокий предел, тогда как ВТО может обогащаться в меньшей степени. Альтернативно, предел давления наддува может быть ниже, при этом может обеспечиваться  величина обогащения смеси.
Затем, на шаге 242 программа 200 может подтвердить, было ли уменьшено преждевременное зажигание. Если нет, программа 200 продолжает работу двигателя в четвертом режиме. Если да, программа 200 продолжается на шаге 244 для возвращения двигателя в послепоставочный режим работы. В качестве примера, третья величина ограничения нагрузки двигателя (применяемая на шаге 242) может быть устранена после прекращения преждевременного зажигания, и работа двигателя может продолжаться без какого-либо ограничения нагрузки. После этого выполнение программы 200 можно закончить.
Таким образом, способ управления преждевременным зажиганием и образованием нагара на свечах зажигания в двигателе недавно изготовленного транспортного средства может содержать, на предпоставочной стадии транспортного средства, включающего в себя двигатель, управление двигателем с первой уставкой для параметра двигателя при предпоставочной калибровке, регулирование первой уставки этого параметра двигателя в соответствии с преждевременным зажиганием и, на послепоставочной стадии транспортного средства, управление двигателем со второй уставкой для этого параметра двигателя при послепоставочной калибровке.
Кроме того, послепоставочная калибровка может отличаться от предпоставочной калибровки, а вторая уставка для параметра может отличаться от первой уставки параметра, отрегулированной в соответствии с преждевременным зажиганием на предпоставочной стадии. Как можно заметить при сравнении шагов 208, 220 и 230, вторые уставки для каждого из параметров двигателя могут отличаться от соответствующих первых уставок. Также, отрегулированные первые уставки для каждого из параметров двигателя, используемых во втором режиме в ответ на преждевременное зажигание, могут быть отличными от вторых уставок для каждого из параметров двигателя.
В одном примере параметром двигателя может быть воздушно-топливное отношение (ВТО). В другом примере параметром двигателя может быть нагрузка двигателя. В примере, где параметром является ВТО, вторая уставка для ВТО при послепоставочной калибровке может задавать более богатую смесь, чем первая уставка для ВТО при предпоставочной калибровке. Кроме того, вторая уставка для ВТО при послепоставочной калибровке может задавать более бедную смесь, чем отрегулированная первая уставка для ВТО в соответствии с преждевременным зажиганием на предпоставочной стадии. В некоторых примерах отрегулированная первая уставка для ВТО в соответствии с преждевременным зажиганием может подвергаться обеднению, если указано на образование нагара на свечах зажигания. В целом, регулировки параметров двигателя могут выполняться с целью борьбы с ухудшением параметров из-за преждевременного зажигания и ухудшения качества свечей зажигания.
В другом примере параметром двигателя может являться нагрузка двигателя, и способ может содержать на предпоставочной стадии ограничение нагрузки двигателя первой, большей величиной в соответствии с преждевременным зажиганием, и на послепоставочной стадии - ограничение нагрузки двигателя второй, меньшей величиной в соответствии с преждевременным зажиганием.
На ФИГ. 3 и 4 показаны примеры изменений в работе двигателя в ответ на детонацию и преждевременное зажигание. На ФИГ. 3 показан пример сравнения работы двигателя при предпоставочной калибровке (или в первом режиме) с работой двигателя в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии (второй режим). На ФИГ. 4 изображен пример сравнения работы двигателя в послепоставочном режиме и регулировок параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание в послепоставочном режиме. Каждый из ФИГ. 3 и 4 может относиться к наддувным двигателям, подобным примеру двигателя 10 на ФИГ. 1.
Обратимся теперь к ФИГ. 3, на котором показана диаграмма 300, представляющая выходной сигнал датчика детонации на графике 302, момент зажигания на графике 304, ВТО на графике 308, допустимый уровень наддува на графике 310, допустимую нагрузку двигателя на графике 314, указание на преждевременное зажигание на графике 318, указание на образование нагара на свече зажигания на графике 320 и указание на режим работы двигателя на графике 322. Режим работы двигателя в этом примере включает в себя два варианта - предпоставочный режим и послепоставочный режим. Фактически второй режим программы 200 представляет собой отрегулированный предпоставочный режим, возникающий на предпоставочной стадии транспортного средства. Аналогичным образом, четвертый режим программы 200 представляет собой отрегулированный послепоставочный режим, возникающий на послепоставочной стадии транспортного средства. Линия 301 представляет пороговый предел для указания на преждевременное зажигание, линия 303 представляет пороговый предел для указания на детонационный стук, а линия 305 соответствует стехиометрическому ВТО. Все упомянутые выше графики построены в зависимости от времени на оси х при возрастании времени слева направо вдоль оси х.
Следует отметить, что повышенный допустимый уровень наддува указывает на меньшую величину предела наддува. Иными словами, повышенный допустимый уровень наддува может соответствовать менее ограниченному давлению наддува. Аналогично, повышенная допустимая нагрузка двигателя указывает на меньшую величину ограничения нагрузки двигателя или менее ограниченную нагрузку двигателя. Кроме того, наблюдаемое уменьшение допустимой нагрузки двигателя указывает на то, что величина ограничения нагрузки двигателя возросла. Следует также отметить, что наддувом можно управлять для регулирования нагрузки двигателя. Например, нагрузку двигателя можно узнать, разделив заряд воздуха в двигателе на максимальный заряд воздуха. Таким образом, ограничение наддува может ограничивать нагрузку двигателя за счет ограничения потока воздуха (и заряда воздуха) в цилиндры двигателя путем регулирования открытия перепускной заслонки, степени открытия впускного дросселя, а также регулирования изменяемых фаз кулачкового распределения.
До момента времени t1 в данном примере двигатель может работать в первом режиме или при предпоставочной калибровке (график 322). Кроме того, транспортное средство может находиться в режиме, не относящемся к холостому ходу. Поэтому допустимая нагрузка двигателя и уровни наддува могут быть ограничены в меньшей степени (например, первой величиной ограничения нагрузки двигателя), и каждый из этих параметров показан находящимися на умеренно высоком уровне. Кроме того, ВТО может быть беднее стехиометрического, и момент зажигания может быть установлен с запаздыванием относительно граничного зажигания (вторая уставка в послепоставочном режиме) при повышенных выходных крутящих моментах (в режиме, не относящемся к холостому ходу). В режиме холостого хода двигателя момент зажигания может быть установлен с опережением относительно ОМЗ при предпоставочной калибровке. Как объяснялось выше, эти уставки могут представлять собой первые уставки для каждого из этих параметров и использоваться для уменьшения отложений на свечах зажигания и вероятности ухудшения параметров из-за преждевременного зажигания (например, путем ограничения наддува и нагрузки двигателя). Например, с помощью первой уставки ВТО может быть задан более бедным, чем при стехиометрическом составе исходя из ожидаемой степени образования нагара на свече зажигания.
В связи с этим, на предпоставочной стадии двигатель может работать с обеднением воздушно-топливного отношения в соответствии с образованием нагара на свече зажигания, при этом обеднение основано на степени образования нагара.
До момента времени t1 указание на детонационный стук или преждевременное зажигание отсутствует. В момент времени t1 детонационный стук может быть выявлен с помощью выходного сигнала датчика детонации, превышающего порог 303. В ответ на детонационный стук на этой предпоставочной стадии (и в первом режиме) в момент времени t1 может быть обеспечено запаздывание момента зажигания. Кроме того, при ослаблении детонационного стука в интервале между моментами времени t1 и t2 работа двигателя может продолжаться при установленном моменте зажигания с запаздыванием (график 304). В связи с этим другие параметры поддерживаются на своих прежних уровнях, и только момент зажигания может быть установлен с запаздыванием в ответ на детонационный стук.
В момент времени t2 с помощью выходного сигнала датчика детонации, превышающего порог 301, может быть получено указание на преждевременное зажигание. Таким образом, преждевременное зажигание указывается сигналом в момент времени t2, как показано на графике 318. В ответ на это указание на преждевременное зажигание смесь при сгорании может быть обогащена в момент времени t2 так, чтобы ВТО было значительно богаче стехиометрического. Например, количество топлива, подаваемого к затронутому воздействием цилиндру (цилиндрам), может значительно возрастать в момент времени t2 и поддерживаться на этом возросшем уровне. В качестве альтернативного примера, для уменьшения вероятности образования нагара на свечах зажигания при сгорании с богатой смесью, увеличение количества впрыскиваемого топлива может постепенно сходить на нет в интервале между моментами времени t2 и t3. Кроме того, допустимая нагрузка двигателя может уменьшаться за счет применения большей величины ограничения нагрузки двигателя так, чтобы двигатель обеспечивал уменьшенный крутящий момент по сравнению с необходимым крутящим моментом. В дополнение к этому, допустимый уровень наддува двигателя может также быть уменьшен по сравнению с уровнями наддува до момента времени t2. Как объяснялось выше, уровни наддува могут быть ограничены путем регулирования положения перепускной заслонки. Например, для уменьшения наддува перепускная заслонка может быть открыта относительно более закрытого положения. Далее, момент зажигания может не регулироваться в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии (график 304). Момент зажигания может поддерживаться при первой уставке (при более высоких необходимых крутящих моментах в режиме, не относящемуся ни к холостому ходу), если детонация еще не возникла, или при уставке с запаздыванием, как показано на чертеже, в ответ на детонационный стук (запаздывание в момент времени t1).
В момент времени t3 обеспечивается указание на условия образования нагара на свече зажигания (график 320). В ответ на это указание ВТО может быть обеднено так, чтобы в затронутом воздействием цилиндре (цилиндрах) преобладало более бедное ВТО, чем стехиометрическое. При этом количество топлива, подаваемого к затронутому воздействием цилиндру (цилиндрам), может существенно уменьшаться, пока ВТО не снизится ниже стехиометрического. В то время как ВТО обедняется в ответ на образование нагара на свече зажигания в момент времени t3, ограничение на нагрузку двигателя и наддув может оставаться на тех же уровнях, что в интервале между моментами времени t2 и t3 для обеспечения ослабления условий преждевременного зажигания. После того, как условия образования нагара на свече зажигания облегчаются, в момент времени t4 ВТО может быть заново отрегулировано до величины своей первой уставки до момента времени t2.
Регулировки допустимых уровней наддува и допустимых нагрузок двигателя в ответ на преждевременное зажигание в момент времени t2 могут сохраняться даже после прекращения преждевременного зажигания в момент времени t4. Поэтому после момента времени t4 двигатель может работать при большей величине ограничения давления наддува и нагрузок двигателя даже после уменьшения преждевременного зажигания. В альтернативном примере, показанном пунктирными линиями 312 и 316, допустимый наддув и допустимая нагрузка двигателя могут вернуться в момент времени t4 к своим уровням до момента времени t2. Таким образом, пример системы для транспортного средства может содержать наддувный двигатель, включающий в себя цилиндр, свечу зажигания внутри цилиндра, датчик детонации и систему управления с машиночитаемыми командами, сохраняемыми в памяти, для того, чтобы на предпоставочной стадии управлять наддувным двигателем с воздушно-топливным отношением более бедным, чем стехиометрическое, для уменьшения образования нагара на свече зажигания; и, в ответ на указание на событие преждевременного зажигания датчиком детонации, управлять наддувным двигателем с воздушно-топливным отношением более богатым, чем стехиометрическое. Система управления может содержать дополнительные команды для обеднения воздушно-топливного отношения, более богатого, чем стехиометрическое, в соответствии с образованием нагара на свече зажигания. Система управления может содержать дополнительные команды для управления наддувным двигателем с уменьшенным наддувом на предпоставочной стадии и, в ответ на указание на событие преждевременного зажигания, дополнительного ограничения уменьшенного наддува. В связи с этим, наддувный двигатель может работать с моментом зажигания, установленным с опережением по сравнению с ОМЗ в режиме холостого хода двигателя (не показано на диаграмме 300). Кроме того, система управления может обеспечивать запаздывание момента зажигания по сравнению с граничным моментом зажигания, когда двигатель не находится в режиме холостого хода на предпоставочной стадии.
На ФИГ. 4, как упоминалось выше, изображен пример сравнения работы двигателя в послепоставочном режиме и регулировок параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание в послепоставочном режиме. На диаграмме 400 на ФИГ. 4 представлены выходной сигнал датчика детонации на графике 402, момент зажигания на графике 404, ВТО на графике 408, допустимый уровень наддува на графике 410, допустимая нагрузка двигателя на графике 414, указание на преждевременное зажигание на графике 418 и режим работы двигателя на графике 420. Помимо этого, линия 401 представляет пороговый предел для указания на преждевременное зажигание, линия 403 представляет пороговый предел для указания на детонационный стук, а линия 305 соответствует стехиометрическому ВТО. Все упомянутые выше графики построены в зависимости от времени на оси х при возрастании времени слева направо вдоль оси х. Следует отметить, что повышенный допустимый уровень наддува указывает на меньшую величину ограничения наддува. Аналогично, повышенная допустимая нагрузка двигателя указывает на меньшую величину ограничения нагрузки двигателя. Иными словами, повышенная допустимая нагрузка двигателя и повышенный допустимый наддув указывают на меньшие ограничения на нагрузку двигателя и наддув. Кроме того, наблюдаемое на графике 414 (или графике 410) уменьшение допустимой нагрузки (и/или допустимого наддува) двигателя указывает на то, что величина ограничения нагрузки двигателя (или ограничения наддува) возросла.
Следует отметить, что диаграмма 400 также содержит графики изменений ВТО (308), момента зажигания (304), допустимого наддува (310) и допустимой нагрузки двигателя (314) с диаграммы 300. Эти графики показаны мелко-пунктирными линиями. Благодаря включению этих графиков можно проанализировать сравнение между первыми уставками предпоставочной калибровки (первый режим), первыми уставками, отрегулированными в ответ на преждевременное зажигание (второй режим), послепоставочной калибровкой (послепоставочный режим) и регулировками послепоставочной калибровки в ответ на преждевременное зажигание (четвертый режим). Таким образом, можно выполнить дополнительные сравнения работы двигателя на предпоставочной и послепоставочной стадии. Кроме того, будут продемонстрированы четко различимые реакции на преждевременное зажигание в зависимости от того, находится ли транспортное средство на предпоставочной или послепоставочной стадии.
До момента времени t1 двигатель может работать в послепоставочном режиме с послепоставочной калибровкой, как показано графиком 420. Кроме того, транспортное средство может находиться в режиме, не относящемся к холостому ходу, при этом выходной крутящий момент может быть выше. Соответственно, может быть задан момент зажигания, соответствующий граничному зажиганию (ГЗ), а ВТО может по существу соответствовать стехиометрическому составу. Кроме того, послепоставочный режим может не содержать ограничения на нагрузки двигателя, ни наддува. Поэтому допустимые нагрузки двигателя и допустимый наддув могут быть больше, чем в первом режиме (пунктирные линии 310 и 314). Кроме того, для каждого из приведенных выше параметров двигателя могут быть заданы соответствующие вторые уставки.
В момент времени t1 детонационный стук может быть выявлен с помощью выходного сигнала датчика детонации, превышающего порог 403. В связи с этим порог 403 для детонационного стука в послепоставочном режиме может отличаться от порога 303 на ФИГ. 3 для указания на детонационный стук в предпоставочном режиме. В одном примере порог 403 может быть выше, чем порог 303. В другом примере два пороговых предела для детонационного стука в предпоставочном и послепоставочном режиме могут быть аналогичными.
После выявления детонационного стука может быть обеспечено запаздывание момента зажигания (как на диаграмме 300), как показано на графике 404 в момент времени t1. Кроме того, следует отметить, что запаздывание момента зажигания в послепоставочном режиме может быть осуществлено в меньшей степени по сравнению с запаздыванием зажигания в предпоставочном режиме (график 304). Это означает, что величина запаздывания зажигания в ответ на детонационный стук в послепоставочном режиме может быть меньше, чем соответствующее запаздывание зажигания, применяемое в ответ на детонационный стук в предпоставочном режиме.
Кроме того, после уменьшения детонационного стука (в интервале между моментами времени t1 и t2) момент зажигания с запаздыванием может быть отрегулирован в момент времени t2. В одном примере момент зажигания может быть восстановлен до значения момента зажигания перед уменьшением детонационного стука (как, например, момент зажигания до момента времени t1). В другом примере может быть обеспечен момент зажигания с опережением, но не до исходной уставки. В еще одном примере может быть выбран другой момент зажигания исходя из граничного зажигания для данных условий работы двигателя. Как можно заметить, график 304 демонстрирует, что момент зажигания может и не восстанавливаться (но поддерживаться в положении с запаздыванием) в предпоставочном режиме даже после ослабления детонационного стука.
В момент времени t3 с помощью выходного сигнала датчика детонации, превышающего порог 401, может быть получено указание на преждевременное зажигание. В связи с этим порог 401 для указания на преждевременное зажигание в послепоставочном режиме может отличаться от порога 301 на диаграмме 300 для указания на преждевременное зажигание в предпоставочном режиме. В одном примере порог 401 может быть выше, чем порог 301. В другом примере порог 401 может быть таким же, как порог 301.
После того, как событие преждевременного зажигания указано в момент времени t3 графиком 418, смесь при сгорании может быть обогащена, как показано графиком 408, и ВТО может быть богаче стехиометрического состава. В связи с этим обогащение смеси при сгорании в ответ на преждевременное зажигание на послепоставочной стадии может быть меньше (первоначально), чем обогащение смеси, обеспечиваемое на предпоставочной стадии (как показано пунктирным графиком 308). Регулировка второй уставки ВТО на послепоставочной стадии в соответствии с преждевременным зажиганием может быть меньше, чем соответствующая регулировка первой уставки ВТО на предпоставочной стадии в соответствии с преждевременным зажиганием. Иными словами, в ответ на преждевременное зажигание на послепоставочной стадии, общее количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя, может быть увеличено на небольшое количество топлива (например, чтобы вызвать изменение ВТО от по существу стехиометрического до состава, относительно более богатого, чем стехиометрический). Для сравнения, общее количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии, может быть увеличено на  бóльшую величину (например, чтобы вызвать изменение ВТО от более бедного, чем стехиометрический, до состава, значительно более богатого, чем стехиометрический). В связи с этим для уменьшения преждевременного зажигания на предпоставочной стадии может быть обеспечено более интенсивное обогащение смеси, тогда как для борьбы с преждевременным зажиганием на послепоставочной стадии может быть обеспечено менее интенсивное обогащение. В послепоставочном режиме меньшее увеличение количества топлива, впрыскиваемого в ответ на преждевременное зажигание, может уменьшать негативное воздействие на топливную экономичность транспортного средства. Кроме того, если ВТО становится богаче, чем при ОМЗОС, дополнительное обогащение смеси в ответ на преждевременное зажигание может, как правило, вызывать уменьшение крутящего момента. Соответственно, в послепоставочном режиме для управления преждевременным зажиганием может обеспечиваться меньшая величина обогащения смеси.
Однако на предпоставочной стадии обогащение может также быть основано на уменьшении образования нагара на свече зажигания. Как показано пунктирным графиком 308 в момент времени t4 на диаграмме 400, ВТО на предпоставочной стадии может быть обеднен в ответ на образование нагара на свече зажигания. Поэтому ВТО в послепоставочном режиме может быть богаче в ответ на преждевременное зажигание, чем ВТО в предпоставочной стадии в интервале между моментами времени t4 и t5. Например, если после одного события сгорания с обогащенной смесью (в соответствии с преждевременным зажиганием) в предпоставочном режиме наблюдается образование нагара на свече зажигания, ВТО может быть обеднен. Таким образом, ВТО, более богатый, чем стехиометрический, может быть обеднен контроллером в ответ на преждевременное зажигание, если получено указание на условия образование нагара на свече зажигания.
Поэтому на предпоставочной стадии транспортного средства способ для наддувного двигателя может содержать управление двигателем с помощью воздушно-топливного отношения для уменьшения образования нагара на свече зажигания, причем богатство воздушно-топливной смеси может быть основано на степени образования нагара на свече зажигания. Богатство воздушно-топливной смеси может быть отрегулировано в ответ на преждевременное зажигание. Кроме того, на послепоставочной стадии транспортного средства, способ может содержать изменение богатства воздушно-топливной смеси в ответ на преждевременное зажигание с другим коэффициентом усиления по сравнению с коэффициентом усиления на предпоставочной стадии. В дополнение к этому, на предпоставочной стадии богатство воздушно-топливной смеси при изменении в ответ на преждевременное зажигание включает в себя обогащение с помощью первого, большего количества топлива. Далее, на послепоставочной стадии богатство воздушно-топливной смеси при изменении в ответ на преждевременное зажигание включает в себя обогащение с помощью второго, меньшего количества топлива. В связи с этим на предпоставочной стадии богатство воздушно-топливной смеси может быть дополнительно заново отрегулировано (например, путем обеднения) в соответствии с преждевременным зажиганием до более бедного воздушно-топливного отношения, чем стехиометрический, в ответ на условия образования нагара на свече зажигания.
В ответ на событие преждевременного зажигания в момент времени t3 и в дополнение к обогащению процесса горения, момент зажигания может быть отрегулирован в момент времени t3. В зависимости от условий работы двигателя при обогащении в ответ на преждевременное зажигание и обеспечиваемой величины обогащения смеси момент зажигания может выполняться с опережением, как показано на графике. Работа двигателя условиях с более богатой смесью по сравнению с ОМЗОС может уменьшить выходной крутящий момент. Соответственно, для восстановления крутящего момента может быть задано опережение момента зажигания в диапазоне от 0 до 4 градусов. Однако на предпоставочной стадии момент зажигания может и не регулироваться в ответ на преждевременное зажигание (график 304). В дополнение к этому, допустимый наддув и допустимые нагрузки двигателя могут быть ограничены в ответ на преждевременное зажигание в момент времени t3. В ответ на это ограничение каждое из допустимого наддува и допустимой нагрузки двигателя уменьшается в момент времени t3. Однако величина ограничения нагрузки двигателя, применяемая на послепоставочной стадии, может быть меньше, чем соответствующее ограничение нагрузки, применяемое на предпоставочной стадии в ответ на преждевременное зажигание. Точнее, допустимые нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание в послепоставочном режиме могут быть выше (график 414), чем допустимые нагрузки двигателя в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочном режиме (график 314). Аналогичным образом, наддув в послепоставочном режиме может быть ограничен в меньшей степени по сравнению с соответствующим ограничением в предпоставочном режиме. Точнее, допустимый наддув в ответ на преждевременное зажигание в послепоставочном режиме может быть выше (график 410), чем допустимый наддув в ответ на преждевременное зажигание в предпоставочном режиме (график 310).
В момент времени t5 событие (и (или) условия) преждевременного зажигания может быть минимизировано и, в ответ на устранение условий преждевременного зажигания, момент зажигания может быть восстановлен, ВТО может быть возвращено к стехиометрическому или близкому к нему составу, а допустимый наддув и допустимая нагрузка двигателя могут быть возвращены к своим исходным уровням, например, имевшим место в момент времени t2. Для сравнения, допустимая нагрузка двигателя и допустимый наддув двигателя могут быть по-прежнему ограничены в предпоставочном режиме, даже после прекращения преждевременного зажигания.
Следует понимать, что в послепоставочном режиме ограничение нагрузки двигателя может оставаться активным, пока пороговое число миль (П_М) не будет превышено без преждевременного зажигания. После того как пороговое число миль (П_М) пройдено без возникновения или повторного возникновения преждевременного зажигания, ограничение нагрузки двигателя может быть снято. В другом примере ограничение нагрузки двигателя может быть снято после возникновения порогового числа событий сгорания (П_С) без преждевременного зажигания. В связи с этим ограничение нагрузки двигателя может постепенно уменьшаться по мере увеличения числа пройденных миль и (или) возникновения событий сгорания без дополнительного преждевременного зажигания. Таким образом, нагрузка двигателя может и не быть ограниченной в случае единственного события преждевременного зажигания в послепоставочном режиме. Однако в послепоставочном режиме ограничение нагрузки двигателя может поддерживаться даже после прекращения событий или условий преждевременного зажигания.
На ФИГ. 5 показана диаграмма 500, иллюстрирующая сравнение между калибровкой двигателя на предпоставочной стадии и калибровкой двигателя на послепоставочной стадии. Фактически сравнение показывает реакции двигателя на внезапное увеличение необходимого крутящего момента при предпоставочной и послепоставочной калибровке. На диаграмме 500 представлены положение педали (положение акселератора) на графике 502, положение дросселя на послепоставочной стадии на графике 504, положение дросселя на предпоставочной стадии на графике 506, момент зажигания на послепоставочной стадии на графике 508, момент зажигания на предпоставочной стадии на графике 510, нагрузка двигателя на послепоставочной стадии на графике 516, нагрузка двигателя на предпоставочной стадии на графике 518, допустимая частота вращения двигателя на послепоставочной стадии на графике 520 и допустимая частота вращения двигателя на предпоставочной стадии на графике 522. Следует отметить, что изменения предпоставочных параметров двигателя показаны пунктирными линиями. Линия 509 представляет оптимальный момент зажигания (ОМЗ). Все упомянутые выше графики построены в зависимости от времени на оси х при возрастании времени слева направо вдоль оси х.
До момента времени t1 двигатель может работать в режиме холостого хода, как показано графиком 520 для частоты вращения двигателя. Предпоставочная калибровка направлена на уменьшение образования нагара на свечах зажигания в недавно изготовленном транспортном средстве. Соответственно, нагрузка двигателя в режиме холостого хода может быть увеличена (по сравнению с послепоставочной калибровкой), как показано графиком 518, для увеличения температур в цилиндре, позволяющих активировать выжигание отложений на свече зажигания. Для сравнения, нагрузка двигателя при послепоставочной калибровке во время холостого хода двигателя может быть ниже (график 516). Вследствие этого частота вращения двигателя в режиме холостого хода до момента времени t1 при предпоставочной калибровке (график 522) может быть выше, чем соответствующая частота вращения двигателя при послепоставочной калибровке. До момента времени t1 педаль может быть отпущена (график 502), а дроссель (графики 504 и 506) может быть полностью закрыт/находиться в преимущественно закрытом положении. Кроме того, момент зажигания при холостом ходе двигателя может иметь запаздывание относительно ОМЗ на послепоставочной стадии (график 508), чтобы обеспечить возможность нагревания каталитического нейтрализатора (в случае холодного пуска двигателя) и (или) поддержания запаса по крутящему моменту для быстрого сброса нагрузки при управлении частотой вращения холостого хода. Момент зажигания в предпоставочном режиме при холостом ходе двигателя может иметь опережение относительно ОМЗ (как показано графиком 510) для увеличения теплопередачи к свечам зажигания.
В момент времени t1 может произойти нажатие на педаль акселератора, при котором водитель транспортного средства сильно нажимает на акселератор, чтобы обеспечить большое увеличения положения педали (график 502) и резкое возрастание частоты вращения двигателя.
В ответ на изменение положения педали дроссель может открываться, пропуская поток воздуха в двигатель. Как следует отметить, при послепоставочной калибровке дроссель может быть открыт в большей степени (график 504) по сравнению с открытием дросселя при предпоставочной калибровке (график 506). Открытие дросселя при предпоставочной калибровке может быть ограничено для ограничения допустимой нагрузки двигателя и выходного крутящего момента. При предпоставочной калибровке может применяться большая величина ограничения нагрузки двигателя для уменьшения вероятности возникновения преждевременного зажигания, и нагрузка двигателя может ограничиваться путем ограничения потока воздуха, например, с помощью ограничения открытия дросселя. Поток воздуха может также быть ограничен путем регулирования (например, ограничения) уровней наддува за счет изменения положения перепускной заслонки. Таким образом, для уменьшения вероятности преждевременного зажигания на предпоставочной стадии дроссель может не открываться в максимальной степени. В послепоставочном режиме поток воздуха или допустимая нагрузка двигателя (и наддув) могут не ограничиваться, за исключением реагирования на преждевременное зажигание. Поэтому в ответ на событие нажатия на педаль акселератора в послепоставочном режиме дроссель может открываться в максимальной степени.
Как можно заметить из графиков 516 и 518, повышенная нагрузка двигателя может допускаться на послепоставочной стадии (график 516), тогда как на предпоставочной стадии может допускаться пониженная нагрузка двигателя (график 518). Аналогичным образом, частота вращения двигателя на послепоставочной стадии (график 520) может возрастать в большей степени, чем на предпоставочной стадии (график 522). Как объяснялось выше, вероятность преждевременного зажигания на предпоставочной стадии может быть уменьшена путем ограничения нагрузок двигателя (и частот вращения двигателя). Послепоставочная калибровка ограничивает нагрузку двигателя только в ответ на преждевременное зажигание.
Кроме того, в момент времени t1, в ответ на событие нажатия на педаль акселератора, момент зажигания на послепоставочной стадии (график 508) может соответствовать граничному зажиганию. Для сравнения, момент зажигания на послепоставочной стадии (график 510) может иметь запаздывание относительно граничного зажигания для уменьшения детонации.
В момент времени t2 событие нажатия на педаль акселератора может закончиться, и двигатель может вернуться к работе при холостом ходе. Соответственно, различные параметры двигателя могут вернуться к своим соответствующим уровням до момента времени t1.
Таким путем может осуществляться управление двигателем в недавно изготовленном транспортном средстве для борьбы с образованием нагара на свечах зажигания, а также с событиями преждевременного зажигания. Регулирование различных параметров двигателя согласно различным уставкам в соответствии с различными режимами работы транспортного средства позволяет снижать образование отложений на свечах зажигания и ограничивать условия возникновения преждевременного зажигания. Таким образом, предпоставочная калибровка может быть настроена на снижение образования нагара на свечах зажигания. Предпоставочную калибровку можно отрегулировать в ответ на преждевременное зажигание, тем самым, уменьшая ухудшение параметров двигателя вследствие преждевременного зажигания. Кроме того, регулировки параметров двигателя в ответ на преждевременное зажигание на предпоставочной стадии могут быть более жесткими, чем после поставки транспортного средства в дилерский центр (или заказчику). Управляя параметрами двигателя для уменьшения образования нагара на свечах зажигания и преждевременного зажигания одновременно, можно уменьшить ухудшение параметров двигателя. Кроме того, послепоставочная калибровка позволяет улучшать эксплуатационные характеристики двигателя и снижать выбросы.
Следует отметить, что процедуры управления и оценки, включенные в настоящую заявку, могут применяться с различными конфигурациями двигателей и (или) автомобильного оборудования. Способы и процедуры управления, раскрытые здесь, могут сохраняться в памяти в виде исполняемых команд и выполняться системой управления, включающей в себя контроллер в сочетании с различными датчиками, исполнительными механизмами и другим оборудованием двигателя. Конкретные процедуры, описанные в настоящей заявке, могут представлять одну или несколько из различных стратегий обработки, таких как управляемые по событиям, управляемые по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.п. В связи с этим различные проиллюстрированные действия, операции и (или) функции могут выполняться в изображенной последовательности, параллельно или, в некоторых случаях, быть пропущенными. Аналогичным образом, для достижения признаков и преимуществ раскрытых в настоящей заявке примеров осуществления необязательно требуется данный порядок обработки, представленный для простоты изображения и описания. В зависимости от конкретной применяемой стратегии одно или несколько из изображенных действий, операций и (или) функций могут выполняться неоднократно. Кроме того, описанные действия, операции и (или) функции могут графически представлять код, программируемый в памяти машиночитаемого носителя данных системы управления двигателем, где описанные действия выполняются путем исполнения команд в системе, включающей в себя различные компоненты оборудования двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что конфигурации и процедуры, раскрытые в настоящей заявке, приведены в качестве примера, и что эти конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничивающем смысле, поскольку в них могут быть внесены многочисленные изменения. Например, описанная выше технология может применяться к двигателям V-6, I-4, I-6, V-12, двигателю с 4 противоположными цилиндрами и другим типам двигателей. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций и другие признаки, функции и (или) свойства, раскрытые в настоящей заявке.
В следующей формуле изобретения конкретно указаны определенные комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новых и неочевидных. Эта формула изобретения может ссылаться на «какой-либо» элемент или «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что пункты такой формулы изобретения включают в себя один или несколько таких элементов, не требуя и не исключая два или несколько таких элементов. Другие комбинации или подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и (или) свойств могут быть заявлены путем изменения пунктов настоящей формулы изобретения или представления новых пунктов формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, более широкие, более узкие, равные или отличные по объему от первоначальных, рассматриваются в качестве включенных в предмет настоящего изобретения.