СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ БОРЬБЫ С ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ В ДВИГАТЕЛЕ С ПЕРЕМЕННЫМ РАБОЧИМ ОБЪЕМОМ
METHODS AND SYSTEMS FOR PRE-IGNITION CONTROL IN A VARIABLE DISPLACEMENT ENGINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к способам и системам для борьбы с преждевременным воспламенением в двигателях с переменным рабочим объемом (VDE).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Двигатели могут быть выполнены с возможностью работать на переменном количестве действующих или выведенных из работы цилиндров, чтобы повышать экономию топлива, по выбору, наряду с поддержанием общего отношения количества воздуха к количеству топлива смеси отработавших газов около стехиометрии. Такие двигатели известны как двигатели с переменным рабочим объемом (VDE). В некоторых примерах, часть цилиндров двигателя может быть выведена из работы во время выбранных условий, где выбранные условия могут определяться параметрами, такими как интервал чисел оборотов/нагрузки, а также различными другими условиями эксплуатации, в том числе скоростью транспортного средства. Система управления VDE может выводить из работы выбранные цилиндры посредством управления множеством деактиваторов клапанов цилиндра, которые оказывают воздействие на работу впускных и выпускных клапанов цилиндра, или посредством управления множеством избирательно отключаемых топливных форсунок, которые оказывают воздействие на топливоснабжение цилиндров. Посредством уменьшения рабочего объема в ситуациях запроса низкого крутящего момента, двигатель эксплуатируется при более высоком давлением в коллекторе, снижая трение в двигателе, обусловленное прокачкой, и давая в результате пониженный расход топлива.
По существу, события аномального сгорания, такие как обусловленные преждевременным воспламенением, могут происходить в двигателе с VDE. Один из примерных подходов для принятия мер в ответ на события преждевременного воспламенения, происходящие в системе двигателя с VDE, показан Кернсом и другими в US 20120285161. В нем, пороговое значение и интервал для выявления преждевременного воспламенения настраиваются во время режима работы с VDE на основании количества выведенных из работы цилиндров. Пороговое значение также меняется между режимами с VDE и без VDE, чтобы лучше компенсировать различия фонового шума, тем самым, улучшая выявление преждевременного воспламенения во время режимов с VDE и без VDE.
Однако изобретатели в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальные проблемы у такого подхода. В качестве примера, во время возобновлений работы выбранных цилиндров, может вызываться преждевременное воспламенение. Таким образом, даже если преждевременное воспламенение безошибочно выявлено в режиме с VDE и подвергнуто принятию ответных мер, преждевременное воспламенение может продолжать возникать, когда двигатель переводится в режим без VDE. Другими словами, во время выбранных условий, таких как при эксплуатации с одним или более цилиндров, выведенных из работы в течение значительного времени, вероятность аномального сгорания, такого как вследствие преждевременного воспламенения в цилиндре, может повышаться. Это происходит вследствие накопления масла в выведенных из работы цилиндрах двигателя. Например, во время длительных установившихся условий крейсерского хода по автомагистрали, выведенные из работы цилиндры могут накапливать довольно много масла вследствие разрежения, создаваемого в выведенных из работы цилиндров, обусловленного продолжительным вращением двигателя. Масло также может втягиваться вследствие более низких температур в цилиндре во время операции вывода из работы, а также более низких давлений на маслосъемном кольце поршня. По существу, более низкие температуры и давления предоставляют маслу возможность мигрировать в камеру сгорания и накапливаться в ней. Захваченное масло, в таком случае, может действовать в качестве источника воспламенения во время последующего возобновления работы цилиндра. В некоторых системах двигателя, стратегии управления могут применяться к цилиндрам после продолжительной работы в режиме вывода из работы, чтобы помогать восстанавливать давление на маслосъемных кольцах. Однако в двигателях с наддувом, если один или более цилиндров выводятся из работы на продолжительный период, и это сопровождается значительным повышением требования крутящего момента (таким как во время маневра с обгоном), где наддув поддерживается или повышается, и цилиндры подвергаются возобновлению работы, масло, захваченное в цилиндре(ах), может становиться источником воспламенения, приводя к событиям преждевременного воспламенения, плохим NVH (шуму, вибрации и неплавности движения (слышимому стуку)) и возможному повреждению двигателя. В частности, сгорание захваченного масла может вызывать высокие давления и температуры внутри цилиндра, ассоциативно связанные с преждевременным воспламенением, которое может портить компоненты двигателя, а также понижать коэффициент полезного действия двигателя.
В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть по меньшей мере частично препоручены способу для двигателя, содержащему: во время возобновления работы в цилиндре в состояние более высокой, чем пороговая, нагрузки и до того, как принято указание преждевременного воспламенения в цилиндре, обогащение подвергаемого возобновлению работы цилиндра, обогащение настраивается на основании каждого из нагрузки цилиндра и предшествующей продолжительности вывода из работы цилиндра. Таким образом, может уменьшаться преждевременное воспламенение, происходящее во время возобновления работы цилиндра с высокими нагрузками вслед за продолжительным выводом из работы цилиндра.
Например, двигатель может быть сконфигурирован избирательно отключаемыми топливными форсунками и/или клапанами цилиндра. Во время условий низкого требования крутящего момента, один или более цилиндров двигателя могут избирательно выводиться из работы, и требование крутящего момента может удовлетворяться с помощью оставшихся действующих цилиндров. В ответ на последующее повышение требования крутящего момента водителя, цилиндры могут подвергаться возобновлению работы. По существу, вследствие работы двигателя во время вывода из работы выбранных цилиндров, масло может накапливаться в выведенных из работы цилиндров, которое может воспламеняться, если нагрузка цилиндра слишком высока. Поэтому, если повышение требования крутящего момента водителя является существенно высоким, и нагрузка цилиндра у подвергаемых возобновлению работы цилиндров превышает пороговое значение, подвергаемые возобновлению работы цилиндры могут эксплуатироваться с более богатой смесью, чем стехиометрия, в течение некоторой длительности для подавления потенциального преждевременного воспламенения, вызываемого сгоранием накопленного масла. В материалах настоящей заявки, обогащение может выполняться с упреждением, до того, как принято реальное указание преждевременного воспламенения. Степень обогащения цилиндра может настраиваться на основании длительности, на которую цилиндр ранее выводился из работы, а также нагрузки в цилиндре по возобновлению работы. По существу, большее количество масла может накапливаться в выведенном из работы цилиндре по мере того, как возрастает длительность. Подобным образом, склонность к преждевременному воспламенению в цилиндре может возрастать по мере того, как возрастает нагрузка цилиндра по возобновлению работы. Таким образом, степень обогащения и количество циклов обогащения могут увеличиваться по мере того, как возрастают длительность вывода из работы и нагрузка цилиндра. Если преждевременное воспламенение не происходит во время возобновления работы, при последующем возобновлении работы с высокой нагрузкой, обогащение данного цилиндра может усекаться. В качестве альтернативы, если преждевременное воспламенение происходит во время возобновления работы, при последующем возобновлении работы с высокой нагрузкой, обогащение данного цилиндра может повышаться. По существу упреждающее обогащение может не выполняться в цилиндрах, которые выводились из работы в качестве части операции остановки двигателя, такой как во время операции выключения холостого хода или операции перекрытия топлива при замедлении, поскольку значительное накопление масла не происходит во время таких выводов из работы.
Таким образом, склонность к преждевременному воспламенению в цилиндре, подвергаемом возобновлению работы с высокими нагрузками из выведенного из работы состояния, может повышаться. Посредством упреждающего обогащения цилиндра, который избирательно выводился из работы, в то время как двигатель продолжал вращение, преждевременное воспламенение, являющееся результатом сгорания масла, которое накопилось в цилиндре во время вывода из работы, может лучше упреждаться и подвергаться принятию ответных мер. В дополнение, обогащение обеспечивает охлаждение цилиндра, которое дополнительно уменьшает события преждевременного воспламенения в цилиндре во время возобновления работы с высокими нагрузками. Посредством настройки обогащения с использованием замкнутого контура управления на основании возникновения событий преждевременного воспламенения во время возобновления работы, обогащение может оптимизироваться, снижая потери топлива и производимые выбросы. Вообще, преждевременное воспламенение в цилиндре может лучше подвергаться принятию ответных мер в двигателе с переменным рабочим объемом во время возобновления работы с высокими нагрузками.
Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 схематически показывает примерную систему двигателя с переменным рабочим объемом.
Фиг. 2 - местный вид двигателя.
Фиг. 3 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для настройки топливоснабжения цилиндра во время возобновления работы выведенного из работы цилиндра двигателя.
Фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для обогащения цилиндра двигателя с переменным рабочим объемом во время возобновления работы в условиях высокой нагрузки.
Фиг. 5 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для обогащения цилиндра во время выбранных переходов из режима с VDE в режим без VDE.
Фиг. 6 показывает примерные временные характеристики подавляющего преждевременное воспламенение обогащения цилиндра, выполняемого в данном цилиндре двигателя, по отношению к тактам цикла двигателя.
Фиг. 7-8 показывают примерные подавляющие преждевременное воспламенение обогащения, выполняемые во время возобновлений работы цилиндра в условиях высокой нагрузки, согласно настоящему раскрытию.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Предусмотрены способы и системы для уменьшения частоты событий преждевременного воспламенения в системе двигателя с переменным рабочим объемом (такой как система двигателя по фиг. 1-2) во время возобновления работы цилиндра в условиях высокой нагрузки. При переходе из режима с VDE в режим без VDE, топливоснабжение подвергаемого возобновлению работы цилиндра двигателя может настраиваться, с тем чтобы с упреждением принимать ответные меры в ответ на возможные события преждевременного воспламенения. Контроллер двигателя может выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 3 и 5, для обогащения цилиндра, когда он подвергается возобновлению работы с более высокими, чем пороговая, нагрузками. Как показано на фиг. 4, обогащение может настраиваться на основании параметров, которые оказывают влияние на количество масла, которое могло накопиться в цилиндре во время предшествующего вывода из работы. Обогащение может дополнительно настраиваться с использованием замкнутого контура управления на основании частот событий преждевременного воспламенения во время возобновления работы. Примерные обогащения во время возобновления работы цилиндра из режима с VDE показаны на фиг. 6-8. Таким образом, преждевременное воспламенение может лучше упреждаться и подвергаться принятию ответных мер.
Фиг. 1 показывает примерный двигатель 10 с переменным объемом (VDE), имеющий первый ряд 15a и второй ряд 15b. В изображенном примере, двигатель 10 является двигателем V8 с первым и вторым рядами, каждый из которых имеет четыре цилиндра. Однако, в альтернативных вариантах осуществления, двигатель может иметь иное количество цилиндров двигателя, такое как 6, 10, 12, и т.д. Двигатель 10 имеет впускной коллектор 16 с дросселем 20 и выпускной коллектор 18, присоединенный к системе 30 снижения токсичности выбросов. Система 30 снижения токсичности выбросов включает в себя один или более каталитических нейтрализаторов и датчиков отношения количества воздуха к количеству топлива, таких как описанные со ссылкой на фиг. 2. В качестве одного из неограничивающих примеров, двигатель 10 может быть включен в состав в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства.
Во время выбранных условий, таких как когда полная несущая способность двигателя по крутящему моменту не нужна, один или более цилиндров, таких как один из первой или второй группы цилиндров, могут выбираться для вывода из работы (в материалах настоящей заявки также указываемого ссылкой как режим работы с VDE). Более точно, один или более цилиндров из выбранной группы цилиндров могут выводиться из работы посредством перекрытия соответственных топливных форсунок наряду с поддержанием работы впускного и выпускного клапанов, из условия, чтобы воздух мог продолжать прокачиваться через цилиндры. Несмотря на то, топливные форсунки неработающих цилиндров выключены, оставшиеся работающие цилиндры продолжают выполнять сгорание с действующими и работающими топливными форсунками. Для удовлетворения требований крутящего момента, двигатель вырабатывает ту же самую величину крутящего момента на тех цилиндрах, для которых форсунки остаются работающими. Это требует более высоких давлений в коллекторе, давая в результате пониженные насосные потери и повышенный коэффициент полезного действия двигателя. К тому же, более низкая эффективная площадь поверхности (только у работающих цилиндров), подвергаемая воздействию сгорания, уменьшает тепловые потери двигателя, улучшая тепловую эффективность двигателя. В альтернативных примерах, система 10 двигателя может иметь цилиндры с избирательно отключаемыми впускными и/или выпускными клапанами, при этом отключение цилиндра включает в себя отключение впускных и/или выпускных клапанов.
Цилиндры могут группироваться для вывода из работы специфичным ряду образом. Например, на фиг. 1, первая группа цилиндров может включать в себя четыре цилиндра первого ряда 15a наряду с тем, что вторая группа цилиндров может включать в себя четыре цилиндра второго ряда 15b. В альтернативном примере, вместо вывода из работы одновременно одного или более цилиндров из каждого ряда, могут совместно избирательно выводиться из работы два цилиндра из каждого ряда двигателя V8.
Двигатель 10 может работать на множестве веществ, которые могут подаваться через топливную систему 8. Двигатель 10 может управляться по меньшей мере частично системой управления, включающей в себя контроллер 12. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков 4, присоединенных к двигателю 10, и отправлять сигналы управления на различные исполнительные механизмы 22, присоединенные к двигателю и/или транспортному средству.
Топливная система 8 может быть дополнительно присоединена к системе восстановления паров топлива (не показана), включающей в себя один или более бачков для накопления паров топлива дозаправки топливом и суточных паров топлива. Во время выбранных условий, один или более клапанов системы восстановления паров топлива может настраиваться для продувки накопленных паров топлива во впускной коллектор двигателя, чтобы улучшать экономию топлива и уменьшать выбросы с отработавшими газами. В одном из примеров, пары продувки могут направляться ближе к впускному клапану специфичных цилиндров. Например, во время режима работы с VDE, пары продувки могут направляться только к цилиндрам, которые работают. Это может достигаться в двигателях, сконфигурированных отдельными впускными коллекторами для отдельных групп цилиндров. В качестве альтернативы, один или более клапанов управления парами могут управляться для определения, какие цилиндры получают пары топлива.
Контроллер 12 может принимать указание детонации или преждевременного воспламенения в цилиндре с одного или более датчиков 82 детонации, распределенных по блоку двигателя. Когда включены в состав, множество датчиков детонации могут быть распределены по блоку цилиндров двигателя симметрично или несимметрично. По существу, один или более датчиков 82 детонации могут быть датчиками вибрации или датчиками ионизации. Дополнительные подробности о двигателе 10 и примерном цилиндре описаны со ссылкой на фиг. 2.
Фиг. 2 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может принимать параметры управления из системы управления, включающей в себя контроллер 12, и входные данные от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере, устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 14 (в материалах настоящей заявки также «камера сгорания») двигателя 10 может включать в себя стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Цилиндр 14 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. В некоторых вариантах осуществления, один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 2 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, скомпонованный между впускными каналами 142 и 144, и турбину 176 в системе выпуска, скомпонованную вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от отработавших газов через вал 180, где устройство наддува сконфигурировано в качестве турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от отработавших газов, по выбору, может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 20, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 20 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 2, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.
Выпускной канал 148 может принимать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выбросов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи указания отношения количества воздуха к количеству топлива в отработавших газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в отработавших газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями.
Температура отработавших газов может оцениваться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 148. В качестве альтернативы, температура отработавших газов может логически выводиться на основании условий эксплуатации двигателя, таких как число оборотов, нагрузка, отношение количества воздуха к количеству топлива (AFR), запаздывание искрового зажигания, и т.д. Кроме того, температура отработавших газов может вычисляться по одному или более датчиков 128 отработавших газов. Может быть принято во внимание, что температура отработавших газов, в качестве альтернативы, может оцениваться любой комбинацией способов оценки температуры, перечисленных в материалах настоящей заявки.
Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 14. В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе цилиндр 14, может включать в себя по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.
Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством приведения в действие кулачков через систему 151 кулачкового привода. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 через систему 153 кулачкового привода. Каждая из систем 151 и 153 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT, как показано на фиг. 1), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Положение впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться датчиками 155 и 157 положения клапана, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной и/или выпускной клапан могут управляться посредством клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT. В, кроме того, еще других вариантах осуществления, впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового привода или распределителя либо системой привода или распределителя с переменной установкой фаз клапанного распределения.
Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, в выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.
В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован одной или более топливных форсунок для подачи топлива в него. В качестве неограничивающего примера, показан цилиндр 14, включающий в себя одну топливную форсунку 166. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем, также указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то, что фиг. 1 показывает форсунку 166 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру, возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 8 высокого давления, включающей в себя топливные баки, топливные насосы и направляющую-распределитель для топлива. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливные баки могут иметь преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12. Будет приниматься во внимание, что, в альтернативном варианте осуществления, форсунка 166 может быть форсункой оконного впрыска, выдающей топливо во впускное окно выше по потоку от цилиндра 14.
Также будет принято во внимание, что, несмотря на то, что изображенный вариант осуществления иллюстрирует двигатель, приводимый в действие посредством впрыска топлива через одиночную форсунку непосредственного впрыска; в альтернативных вариантах осуществления, двигатель может приводиться в действие посредством использования двух или более форсунок (например, форсунки непосредственного впрыска и форсунки оконного впрыска, двух форсунок непосредственного впрыска или двух форсунок оконного впрыска) и регулированием относительной величины впрыска из каждой форсунки.
Топливо может подаваться форсункой в цилиндр в течение одного цикла цилиндра. Кроме того, распределение и/или относительный объем топлива, подаваемого из форсунки может меняться в зависимости от условий эксплуатации. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации. К тому же, топливо может впрыскиваться в течение цикла для настройки отношения количества воздуха к количеству впрыскиваемого топлива (AFR) сгорания. Например, топливо может впрыскиваться для обеспечения стехиометрического AFR. Датчик AFR может быть включен в состав для выдачи оценки AFR в цилиндре. В одном из примеров, датчик AFR может быть датчиком состава отработавших газов, таких как датчик 128 Посредством измерения количества остаточного кислорода в отработавших газах, датчик может определять AFR. По существу, AFR может выдаваться в качестве значения лямбда (λ), то есть в качестве отношения действующего AFR к стехиометрии для данной смеси. Таким образом, лямбда 1,0 указывает стехиометрическую смесь, более богатые, чем стехиометрические, смеси могут иметь значение лямбда, меньшее чем 1,0, а более бедные, чем стехиометрические, смеси могут иметь лямбда, большее чем 1.
Как описано выше, фиг. 2 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр, подобным образом, может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания, и т.д.
Топливные баки в топливной системе 8 могут хранить топливо с разными качествами топлива, такими как разные составы топлива. Эти отличия могут включать в себя разное содержание спирта, разное октановое число, разную теплоту парообразования, разные топливные смеси и/или их комбинации, и т.д.
Двигатель 10 дополнительно может включать в себя датчик 82 детонации, присоединенный к каждому цилиндру 14 для идентификации событий аномального сгорания в цилиндре. В альтернативных вариантах осуществления, один или более датчиков 82 детонации могут быть присоединены к выбранным местоположениям блока цилиндров двигателя. Датчик детонации может быть датчиком вибраций на блоке цилиндров или датчиком ионизации, сконфигурированным в свече зажигания каждого цилиндра. Выходной сигнал датчика детонации может комбинироваться с выходным сигналом датчика ускорения коленчатого вала, чтобы указывать событие аномального сгорания в цилиндре. В одном из примеров, на основании выходного сигнала датчика 82 детонации в одном или более определенных интервалов (например, интервалов выбора времени по углу поворота коленчатого вала), аномальное сгорание, обусловленное одним или более из детонации и преждевременного воспламенения, может выявляться и различаться. В качестве примера, преждевременное воспламенение может указываться в ответ на сигналы датчика детонации, которые формируются в более раннем интервале (например, до события искрового зажигания в цилиндре), наряду с тем, что детонация может указываться в ответ на сигналы датчика детонации, которые формируются в более позднем интервале (например, после события искрового зажигания в цилиндре). Кроме того, преждевременное воспламенение может указываться в ответ на выходные сигналы датчика детонации, которые являются большими (например, более высокими, чем первое пороговое значение) и/или менее частыми, наряду с тем, что детонация может указываться в ответ на выходные сигналы датчика детонации, которые являются меньшими (например, более высокими, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение находится ниже, чем первое пороговое значение) и/или более частыми.
В дополнение, применяемое подавляющее действие может настраиваться на основании того, было ли аномальное сгорание обусловлено детонацией или преждевременным воспламенением. Например, детонация может подвергаться принятию ответных мер с использованием запаздывания искрового зажигания и EGR наряду с тем, что преждевременное зажигание подвергается принятию ответных мер с использованием обогащения цилиндра, обеднения цилиндра, ограничения нагрузки двигателя и/или подачи охлажденной внешней EGR.
Одно или более из топливной форсунки 166, впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может быть избирательно отключаемым. Как обсуждено на фиг. 1, во время условий, когда полная несущая способность по крутящему моменту двигателя не нужна, таких как условия низкой нагрузки, цилиндр 14 может избирательно выводиться из работы посредством деактивации топливоснабжения цилиндра и/или работы впускных и выпускных клапанов цилиндра. По существу, оставшиеся цилиндры, которые не выведены из работы, могут продолжать работать, и двигатель может продолжать вращаться. Прокручивание двигателя может давать в результате формирование разрежения, которое заставляет масло из по ту сторону от поршневого кольца втягиваться в выведенный из работы цилиндр. По существу, по мере того, как продолжительность вывода из работы цилиндра удлиняется, количество масла, накопленного в цилиндре, может увеличиваться. Масло также может захватываться вследствие более низких температуры и давления в цилиндре во время вывода из работы. Во время последующего вывода из работы, захваченное масло может действовать в качестве источника воспламенения. Воспламенение может становиться проблемой, в частности, если цилиндр подвергается возобновлению работы в условиях высокой нагрузки, таких как когда цилиндр подвергается возобновлению работы с активированной операцией наддува. Более точно, накопленное масло может осуществлять преждевременное воспламенение в цилиндре, приводя к повреждению двигателя. Для принятия мер в ответ на это преждевременное воспламенение, во время возобновления работы цилиндра с VDE в условиях высокой нагрузки цилиндра, цилиндр может избирательно обогащаться на длительность возобновления работы, как показано на фиг. 3. Обогащение может настраиваться на основании факторов, которые оказывают влияние на количество масла, которое накапливается в цилиндре. Как конкретизировано на фиг. 4, обогащение может настраиваться на основании продолжительности работы цилиндра в режиме с VDE, а также уровня нагрузки цилиндра во время возобновления работы. Обогащение дополнительно может настраиваться с использованием замкнутого контура управления на основании действующих частот событий преждевременного воспламенения (то есть предыстории преждевременных воспламенений в цилиндре), с тем чтобы лучше упреждать и принимать ответные меры в ответ на возникновение преждевременного воспламенения в цилиндре. После временного обогащения, цилиндр может возобновлять стехиометрическое сгорание.
Возвращаясь к фиг. 1, контроллер 12 показан в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 106, порты 108 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 112 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, дежурную память 114 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе измерение всасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 116 температуры, присоединенного к патрубку 118 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 120 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 140; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 124, AFR цилиндра с датчика 128 EGO, и аномальное сгорание с датчика 82 детонации и датчика ускорения коленчатого вала. Сигнал числа оборотов двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе.
Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные процедуры показаны со ссылкой на фиг. 3-5.
Таким образом, системы по фиг. 1-2 дают возможность способа для двигателя с переменным рабочим объемом, в котором, во время возобновления работы цилиндра в состоянии более высокой, чем пороговая, нагрузки (таком как при возобновлении работы с высокими нагрузками и с активированным наддувом) и до того, как принято указание преждевременного воспламенения в цилиндре, подвергаемый возобновлению работы цилиндр обогащается. Обогащение настраивается на основании каждого из нагрузки цилиндра и предшествующей продолжительности вывода из работы цилиндра. Обогащение дополнительно настраивается с использованием замкнутого контура управления на основании частоты событий преждевременного воспламенения, происходящих во время возобновления работы. Таким образом, преждевременное воспламенение в цилиндре в двигателе с VDE лучше упреждается и подавляется.
Далее, с обращением к фиг. 3, показана примерная процедура 300 для настройки работы цилиндра во время возобновления работы цилиндра по одному или более условий вывода из работы. По существу, цилиндр мог быть выведен из работы вследствие различных условий. Например, цилиндр мог быть выведен из работы во время остановки двигателя. В качестве альтернативы, цилиндр мог быть выведен из работы, в то время как двигатель продолжал работать с использованием оставшихся цилиндров двигателя. На основании специфичного сценария вывода из работы цилиндра, склонности к преждевременному воспламенению в цилиндре меняются. Посредством соответствующей настройки топливоснабжения цилиндра во время возобновления работы цилиндра, преждевременное воспламенение может подвергаться принятию ответных мер.
На 302, могут оцениваться и/или измеряться условия эксплуатации двигателя. Таковые, например, могут включать в себя число оборотов и нагрузку двигателя, требование крутящего момента водителя, уровень наддува, температуру двигателя, температуру отработавших газов, MAP, MAF, и т.д. На 304, на основании оцененных условий эксплуатации, может определяться, были ли удовлетворены условия возобновления работы цилиндра. Более точно, может определяться, необходимо ли, чтобы возобновлялась работа одного или более ранее выведенных из работы цилиндров. По существу, один или более цилиндров могли выводиться из работы по различным причинам. Например, цилиндры могли быть выведены из работы во время остановки двигателя, во время выключения холостого хода, во врем режима работы с VDE, во время операции перекрытия топлива при замедлении (DFSO), и т.д. В каждом случае, цилиндр(ы) мог быть выведен из работы с помощью отключаемых топливных форсунок и/или отключения впускных/выпускных клапанов цилиндра.
На 306, определяется, подвергается ли цилиндр(ы) возобновлению работы из состояния выключения холостого хода двигателя. Например, в двигателях, сконфигурированных системами пуска/останова, цилиндры двигателя могут избирательно выводиться из работы, и двигатель может быть остановлен, когда удовлетворены условия выключения холостого хода. Двигатель может перезапускаться, а цилиндры подвергаться возобновлению работы, когда удовлетворены условия перезапуска. Если возобновление работы цилиндра на 306 определено происходящим в ответ на перезапуск двигателя из выключения холостого хода, на 312, процедура включает в себя возобновление топливоснабжения и работы клапанов цилиндра. В дополнение, подвергаемые возобновлению работы цилиндры могут возобновлять сгорание в цилиндре на или около стехиометрии. В альтернативных примерах, сгорание в цилиндре может возобновляться на альтернативном отношении количества воздуха к количеству топлива (например, более богатом или более бедном, чем стехиометрия), основанном на условиях эксплуатации двигателя при перезапуске.
Если возобновление работы цилиндра из выключения холостого хода не подтверждено на 306, на 308 может определяться, возобновляется ли работа цилиндра(ов) из состояния DFSO. Например, топливоснабжение всех цилиндров двигателя может избирательно отключаться во время выбранных условий замедления транспортного средства для улучшения экономии топлива. Двигатель может перезапускаться, а цилиндры снабжаться топливом, когда требование крутящего момента возрастает, и транспортное средство возобновляет ускорение. Если возобновление работы цилиндра на 308 определено происходящим в ответ на перезапуск двигателя из условий DFSO, процедура возвращается на 312, чтобы возобновлять топливоснабжение цилиндра и сгорание в цилиндре на или около стехиометрии (или альтернативного отношения количества воздуха к количеству топлива, определенного на основании условий эксплуатации двигателя при перезапуске).
Таким образом, в ответ на возобновление работы цилиндра(ов) из состояния покоя или DFSO, процедура включает в себя эксплуатацию цилиндра(ов) на стехиометрии. По существу, упреждающее подавляющее преждевременное воспламенение обогащение не требуется в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах, когда цилиндры подвергаются возобновлению работы из состояния выключения холостого хода или DFSO. Это происходит потому, что, во время предшествующего вывода из работы, нет достаточного разрежения, вырабатываемого в цилиндре, для втягивания масла в подвергаемые возобновлению работы цилиндры или нет достаточного накопления масла. Например, во время остановки двигателя при выключении холостого хода, нет ни потока масла ни достаточного разрежения для захвата масла. В сравнении, во время DFSO, даже если может быть достаточное разрежение, время, проведенное двигателем в режиме DFSO, может не быть достаточным для накопления достаточных количеств масла. Как результат, во время того или другого вывода из работы, вероятность действия захваченного масла в качестве источника воспламенения во время последующего возобновления работы является более низкой. Контроллер может обогащать подвергаемый возобновлению работы цилиндр(ы) после приема указания преждевременного воспламенения в цилиндре, обогащение основано на принятом указании преждевременного воспламенения.
Если возобновление работы цилиндра из DFSO не подтверждено на 308, на 310, может определяться, возобновляется ли работа цилиндра(ов) из режима VDE. Например, один или более цилиндров двигателя (например, выбранного ряда цилиндров двигателя) могут избирательно выводиться из работы во время условий низкого требования крутящего момента для улучшения экономии топлива. Выбранные цилиндры могут выводиться из работы посредством отключения топливоснабжения и/или работы клапанов цилиндров. Цилиндры могут подвергаться возобновлению работы, а двигатель переводиться в режим работы без VDE, когда возрастает требование крутящего момента.
Если возобновление работы цилиндра на 310 определено заключающим в себе переход из режима с VDE в режим без VDE в ответ на повышение требования крутящего момента, процедура переходит на 313, чтобы определять, насколько долго двигатель эксплуатировался в режиме с VDE. По существу, чем дольше продолжительность, проведенная в режиме с VDE, тем ожидается, что выше должно быть накопление масла в выведенных из работы цилиндрах двигателя. Соответственно, как конкретизировано ниже, во время последующего возобновления работы, подвергаемым возобновлению работы цилиндрам может быть необходимо обогащаться. На 314, процедура определяет, происходит ли возобновление работы цилиндра на более высокую, чем пороговая, нагрузку. Например, может определяться, подвергаются ли цилиндры возобновлению работы в ответ на требование крутящего момента, которое находится выше, чем пороговое требование крутящего момента. В одном из примеров, более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента может приниматься во время маневра с обгоном транспортного средства. Если требование не находится выше, чем пороговое значение, на 316, процедура включает в себя возобновление работы цилиндра посредством возобновления топливоснабжения и/или работы клапанов и эксплуатации подвергнутого возобновлению работы цилиндра на или около стехиометрии. В сравнении, если работа цилиндра возобновляется в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, на 318, процедура включает в себя возобновление работы цилиндра посредством возобновления топливоснабжения и/или работы клапанов. В дополнение, наряду с возобновлением работы цилиндра в состоянии более высокой нагрузки и до того, как принято указание преждевременного воспламенения в цилиндре, подвергаемый возобновлению работы цилиндр обогащается с упреждением. Обогащение может применяться немедленно, к примеру, с первого цикла двигателя, сопровождающего возобновление работы. В качестве альтернативы, обогащение может задерживаться парой цилиндров двигателя до тех пор, пока подвергаемый возобновлению работы цилиндр не прогревается. Таким образом, временные характеристики применения обогащения в подвергаемом возобновлению работы цилиндре могут быть основаны на времени (то есть длительности, истекшей после возобновления работы цилиндра), событиях сгорания (то есть количестве событий сгорания, истекших после возобновления работы цилиндра) или основаны на оцененной температуре внутри цилиндра.
Как конкретизировано на фиг. 4, обогащение может настраиваться на основании каждого из (более высоких, чем пороговые) требования крутящего момента и предшествующей продолжительности вывода из работы цилиндра (как определено на 313). В материалах настоящей заявки, упреждающее подавляющее преждевременное воспламенение обогащение выполняется в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах, когда цилиндры подвергаются возобновлению работы из режиме работы с VDE в состояние повышенной нагрузки. Это происходит потому, что, во время предшествующего вывода из работы, даже если цилиндр был выведен из работы, двигатель продолжал вращаться и прокручиваться. Как результат, формируется разрежение, которое втягивает масло в выведенный из работы цилиндр. Захваченное масло, в таком случае, вероятно, должно действовать в качестве источника воспламенения во время возобновления работы цилиндра в условиях более высокой нагрузки. Контроллер, поэтому, может с упреждением обогащать подвергаемый возобновлению работы цилиндр для снижения вероятности события преждевременного воспламенения во время возобновления работы.
По существу, если событие преждевременного воспламенения в цилиндре происходит даже с упреждающим обогащением, контроллер может обогащать находящийся под влиянием цилиндр после приема указания преждевременного воспламенения в цилиндре, обогащение основано на принятом указании преждевременного воспламенения. В материалах настоящей заявки, упреждающее обогащение, вероятно, должно быть богатым в меньшей степени, чем подавляющее преждевременное воспламенение обогащение. В дополнение, как конкретизировано на фиг. 4, контроллер может настраивать упреждающее обогащение во время последующего возобновления работы цилиндра из режима с VDE с использованием замкнутого контура управления.
Далее, с обращением к фиг. 4, показан примерный способ 400 для упреждающего обогащения цилиндра двигателя во время возобновления работы цилиндра из режима VDE в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента. Способ предоставляет возможность сокращаться событиям преждевременного воспламенения во время перехода из режима с VDE в режим без VDE.
На 402, способ включает в себя возобновление работы цилиндра(ов). По существу, один или более ранее выведенных из работы цилиндров могут подвергаться возобновлению работы из режима VDE в режим без VDE в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, как конкретизировано на фиг. 3. Цилиндр может подвергаться возобновлению работы посредством возобновления топливоснабжения (например, возобновления работы топливных форсунок) и работы клапанов (например, посредством возобновления работы впускных/выпускных клапанов) цилиндра. Выбранные цилиндры могут подвергаться возобновлению работы из состояния низкого требования крутящего момента, где клапаны цилиндра закрыты, топливоснабжение деактивировано, но двигатель по-прежнему вращается. Как результат, может формироваться разрежение, которое может втягивать масло в цилиндр. Масло также может втягиваться вследствие более низких температур в цилиндре во время операции вывода из работы, а также более низких давлений на маслосъемном кольце поршня. Масло мигрирует в камеру сгорания и накапливается в ней. Захваченное масло, в таком случае, может действовать в качестве источника воспламенения во время последующего возобновления работы цилиндра. Для уменьшения склонности к событию преждевременного воспламенения, цилиндр может обогащаться в течение продолжительности возобновления работы. По существу, если цилиндр подвергался возобновлению работы из состояния покоя или состояния перекрытия топлива при замедлении, упреждающее обогащение может не требоваться.
На 404, может определяться и применяться обогащение цилиндра, требуемое для упреждающего принятия ответных мер в ответ на преждевременное воспламенение. Обогащение цилиндра может настраиваться на основании одного или более из требования крутящего момента (во время возобновления работы цилиндра) и предшествующей продолжительности вывода из работы цилиндра. Обогащение цилиндра также может настраиваться на основании интервала времени с возобновления работы. В частности, обогащение может подаваться непосредственно по возобновлению работы или с задержкой после возобновления работы. Задерживание обогащения может быть основано на длительности (например, времени или количестве циклов сгорания), истекшей после возобновления работы, расстоянии, пройденном после возобновления работы, и/или на основании оцененной температуре внутри цилиндра, причем, обогащение задерживается до тех пор, пока температура внутри цилиндра не находится выше, чем пороговая температура (где вероятно воспламенение масла). Настройка обогащения может включать в себя одно или более из настройки степени обогащения у обогащения на 406 и настройки количества циклов двигателя, в течение которых обогащаются подвергаемые возобновлению работы цилиндры (в материалах настоящей заявки также указываемого ссылкой как количество циклов обогащения), на 408. Например, настройка может включать в себя повышение одного или более из степени обогащения и количества циклов двигателя по мере того, как требование крутящего момента превышает пороговое значение, или по мере того, как возрастает предшествующая продолжительность вывода из работы цилиндра.
В одном из примеров, контроллер может определять требуемое, более богатое, чем стехиометрия, отношение количества воздуха к количеству топлива и поддерживать отношение количества воздуха к количеству топлива в течение определенного количества циклов обогащения. В качестве альтернативы, контроллер может менять отношение количества воздуха к количеству топлива в течение определенного количества циклов сгорания. Это может включать в себя повышение степени обогащения в течение количества циклов двигателя. В качестве альтернативы, степень обогащения может понижаться в течение количества циклов двигателя, из условия чтобы обогащение запускалось на требуемом, более богатом, чем стехиометрическое, отношении количества воздуха к количеству топлива, а к концу количества циклов обогащения, отношение количества воздуха к количеству топлива находилось на или около стехиометрии.
В одном из примеров, обогащение, которое должно применяться, может храниться в справочной таблице памяти контроллера в качестве функции крутящего момента двигателя, нагрузки двигателя, идентичности цилиндра, и т.д. Контроллер может использовать таблицу для определения обогащения, которое должно применяться для данного цилиндра во время возобновления работы.
На 408, обогащение может дополнительно настраиваться на основании предыстории преждевременных воспламенений цилиндра. В этом отношении, на 409, обогащение может повышаться, если событие преждевременного воспламенения происходило во время предыдущего (например, непосредственно предшествующего) возобновления работы данного цилиндра. Например, степень обогащения у обогащения может повышаться (и/или может увеличиваться количество циклов обогащения) в ответ на указание преждевременного воспламенения во время предыдущего возобновления работы цилиндра в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента. Подобным образом, на 410, обогащение может понижаться, если событие преждевременного воспламенения происходило во время предыдущего (например, непосредственно предшествующего) возобновления работы данного цилиндра. Например, степень обогащения у обогащения может понижаться (и/или может уменьшаться количество циклов обогащения) в ответ на отсутствие указания преждевременного воспламенения во время предыдущего возобновления работы цилиндра в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента. Как конкретизировано ниже, на основании появлений преждевременного воспламенения или его отсутствие, контроллер может обновлять справочную таблицу для определенных величин обогащения цилиндра.
Будет принято во внимание, что, в то время как данный подвергаемый возобновлению работы цилиндр(ы) двигателя обогащается, остальные цилиндры двигателя могут продолжать работать на или около стехиометрии. Например, если один или более цилиндров двигателя из первого ряда цилиндров двигателя выведены из работы во время режима с VDE, во время перехода обратно в режим без VDE, один или более цилиндров двигателя из первого ряда цилиндров двигателя могут обогащаться в течение длительности возобновления работы наряду с тем, что остальные цилиндры двигателя из первого ряда цилиндров двигателя поддерживаются на стехиометрии.
На 412, после эксплуатации двигателя с определенным упреждающим обогащением в течение определенной длительности, работа двигателя может возвращаться на стехиометрию. Например, после того, как истекло количество циклов обогащения, контроллер может возобновлять стехиометрическое сгорание в цилиндре.
На 414, может определяться, принималось ли указание преждевременного воспламенения. По существу, даже с упреждающим обогащением, может возникать событие преждевременного воспламенения. Таким образом, может определяться, принималось ли указание преждевременного воспламенения после того, как было инициировано упреждающее обогащение цилиндра. Если нет, может определяться, что упреждающее обогащение было достаточным для принятия мер в ответ на склонность к преждевременному воспламенению в подвергаемом возобновлению работы цилиндре. Соответственно, справочная таблица в памяти контроллера может обновляться. Например, на основании отсутствия события преждевременного воспламенения во время текущего возобновления работы, контроллер может усекать обогащение, которое должно быть применено во время последующего возобновления работы цилиндра (при этом возобновление работы происходит в ответ на более высокие, чем пороговое, требования крутящего момента).
Например, возобновление работы может быть первым возобновлением работы, и упреждающее обогащение во время первого возобновления работы может включать в себя первую степень обогащения и/или первое количество циклов обогащения. В ответ на отсутствие указания преждевременного воспламенения, принимаемого во время первого возобновления работы, во время второго, последующего возобновления работы цилиндра в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, контроллер может обогащать цилиндр с второй степенью обогащения, более низкой, чем первая степень обогащения. Дополнительно или по выбору, контроллер может обогащать цилиндр в течение второго количества циклов обогащения, меньшего, чем первое количество циклов обогащения. В качестве примера, во время первого возобновления работы, подвергаемый возобновлению работы цилиндр может с упреждением обогащаться с обогащением на 10%. В ответ на указание отсутствия преждевременного воспламенения во время первого возобновления работы, цилиндр может с упреждением обогащаться с обогащением в 5% во время второго возобновления работы.
Подобным образом, количество циклов обогащения может настраиваться. Например, количество циклов упреждающего обогащения, применяемых во время последующего возобновления работы, может повышаться, если отдельное событие преждевременного воспламенения происходило после того, как истекли циклы упреждающего обогащения при текущем возобновлении работы. В качестве примера, во время возобновления работы из режима с VDE, могут планироваться 10 циклов обогащения. Однако преждевременное воспламенение может происходить в 12-м цикле. То есть преждевременное воспламенение происходит после того, как истекло упреждающее обогащение. Следовательно, во время последующего возобновления работы, упреждающее обогащение может продлеваться до 15 циклов обогащения вслед за возобновлением работы. Таким же образом, циклы обогащения также могут сокращаться, если отдельные случаи преждевременного воспламенения отнесены дальше от возобновления работы. Например, если преждевременное воспламенение происходит относительно дальше от возобновления работы, может определяться, что событие преждевременного воспламенения не было вызвано миграцией масла при выводе из работы.
Таким образом, если указание преждевременного воспламенения принято еще и после упреждающего воспламенения, на 418, подвергаемый возобновлению цилиндр может дополнительно обогащаться, обогащение основано на указании преждевременного воспламенения. Например, по мере того, как указание преждевременного воспламенения возрастает, обогащение может повышаться, в том числе повышая степень обогащения и/или количество циклов обогащения.
На 420, может определяться, что упреждающее обогащение, выполненное на 404-4-8, не было достаточным для принятия мер в ответ на склонность к преждевременному воспламенению в подвергаемом возобновлению работы цилиндре. Соответственно, справочная таблица в памяти контроллера может обновляться. Например, на основании присутствия события преждевременного воспламенения во время текущего возобновления работы, контроллер может усиливать обогащение, которое должно быть применено во время последующего возобновления работы цилиндра (при этом возобновление работы происходит в ответ на более высокие, чем пороговое, требования крутящего момента). Со ссылкой на более ранний пример, где возобновление работы является первым возобновлением работы, и упреждающее обогащение во время первого возобновления работы включает в себя первую степень обогащения и/или первое количество циклов обогащения, в ответ на указание преждевременного воспламенения, принимаемое во время первого возобновления работы, во время второго, последующего возобновления работы цилиндра в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, контроллер может обогащать цилиндр с второй степенью обогащения, более высокой, чем первая степень обогащения. Дополнительно или по выбору, контроллер может обогащать цилиндр в течение второго количества циклов обогащения, большего, чем первое количество циклов обогащения. В качестве примера, во время первого возобновления работы, подвергаемый возобновлению работы цилиндр может с упреждением обогащаться с обогащением на 10%. В ответ на указание преждевременного воспламенения во время первого возобновления работы, цилиндр может с упреждением обогащаться с обогащением в 20% во время второго возобновления работы.
Таким образом, обогащение может настраиваться с использованием замкнутого контура управления на основании частоты событий преждевременного воспламенения, происходящих во время возобновления работы. Посредством настройки обогащения с использованием замкнутого контура управления, обогащение может оптимизироваться, уменьшая потерю топлива и снижая выбросы в отработавших газах. Посредством применения подавляющего преждевременное воспламенение обогащения с упреждением, достигается охлаждение цилиндра, которое понижает вероятность событий преждевременного воспламенения в цилиндре во время возобновления работы с высокими нагрузками.
Фиг. 6 показывает примерное обогащение в цилиндре во время возобновления работы из режима с VDE в режим без VDE. В частности, многомерная характеристика 600 изображает настройку впрыска топлива во время возобновления работы цилиндра. Многомерная характеристика 600 изображает установку фаз распределения выпускных клапанов на графике 602 (пунктирная линия), установку фаз распределения впускных клапанов на графике 604 (сплошная линия), положение поршня на графике 608 (относительно события 614 искрового зажигания) и примерный выходной сигнал датчика детонации во время возобновления работы цилиндра на 616-618.
Во время работы двигателя, каждый цилиндр в двигателе типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, рабочий такт (или расширения) и такт выпуска. В течение такта впуска обычно выпускной клапан закрывается график 602, пунктирная линия), а впускной клапан открывается (график 604, сплошная линия). Воздух вводится в цилиндр через впускной коллектор, и поршень цилиндра перемещается в нижнюю часть цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры сгорания (график 608). Положение, в котором поршень находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой в качестве нижней мертвой точки (HMT). Во время такта сжатия, впускной клапан и выпускной клапан закрыты. Поршень перемещается по направлению к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри цилиндра. Точка, в которой поршень находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера сгорания находится при наименьшем своем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (BMT).
В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение или искровое зажигание, впрыснутое топливо воспламеняется известными средствами воспламенения, такими как свеча зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень обратно к HMT. Коленчатый вал, присоединенный к поршню, преобразовывает перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливо-воздушную смесь в выпускной коллектор, и поршень возвращается в BMT.
Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера и что установки фаз открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.
Изображен первый цикл двигателя (Цикл 1 двигателя), включающий в себя каждый из тактов выпуска, впуска, сжатия и рабочего такта. Второй цикл двигателя (Цикл 2 двигателя) непосредственно сопровождает Цикл 1 двигателя и также включает в себя каждый из тактов выпуска, впуска, сжатия и рабочего такта. По существу, циклы 1-2 двигателя являются следующими друг за другом циклами двигателя данного цилиндра двигателя, который подвергается возобновлению работы. В частности, данный цилиндр подвергается возобновлению работы во время цикла 1 цилиндра. Следовательно, как показано, нет действия клапанов или топливоснабжения в цилиндре во время цикла 1 двигателя. Цилиндр мог быть выведен из работы в ответ на падение требования крутящего момента, при этом пониженное требование крутящего момента могло бы удовлетворяться в достаточной мере оставшимися действующими цилиндрами. В ответ на повышение требования крутящего момента до более высоких, чем пороговый, уровней, такое как обусловленное маневром с обгоном транспортного средства, цилиндр может подвергаться возобновлению работы во время цикла 2 двигателя. Следовательно, работа клапанов (602-604) возобновляется в цилиндре во время цикла 2 двигателя. В дополнение, возобновляется топливоснабжение.
По существу, если топливоснабжение возобновляется на стехиометрии, как показано заштрихованной полосой 610, событие преждевременного воспламенения в цилиндре может происходить во время такта сжатия, до события 614 зажигания в цилиндре. Это обусловлено воспламенением масла, которое захватывалось в цилиндре во время предшествующего вывода из работы, в том числе во время цикла 1 цилиндра. Событие преждевременного воспламенения может указываться на основании выходного сигнала 616 датчика детонации двигателя, находящегося выше, чем пороговое значение 619 в интервале до события зажигания. Несмотря на то, что изображенный пример показывает преждевременное воспламенение, происходящее во время первого события после возобновления работы, в альтернативных примерах, преждевременное воспламенение может не происходить на первом событии после возобновления работы, так как цилиндр мог остыть. Однако преждевременное воспламенение может происходить после того, как истекли несколько циклов двигателя на высокой нагрузке.
Чтобы с упреждением принимать меры в ответ на преждевременное воспламенение, происходящее от масла, захваченного в цилиндре во время предшествующего вывода из работы цилиндра, контроллер взамен может обогащать цилиндр во время возобновления работы. Более точно, в цикле 2 двигателя, топливоснабжение цилиндра двигателя может настраиваться, чтобы быть богаче, чем стехиометрия, как указано полосой 612 (которая включает в себя добавочное топливо в добавок к стехиометрическому количеству топлива заштрихованной полосы 610). В результате обогащения, преждевременное воспламенение может уменьшаться, и указание преждевременного воспламенения может не приниматься во время возобновления работы, как указывается выходным сигналом 618 датчика детонации двигателя, находящимся ниже, чем пороговое значение 619 в интервале до события искрового зажигания. Таким образом, преждевременное воспламенение предотвращается посредством обогащения цилиндра во время возобновления работы из условий с VDE (то есть во время перехода).
Как обсуждено выше, преждевременное воспламенение может происходить после того, как истекли несколько циклов двигателя на высокой нагрузке (например, более высокой, чем пороговая нагрузка), вместо того чтобы непосредственно по возобновлению работы. Соответственно, в некоторых примерах, упреждающее обогащение также может задерживаться вместо выполнения непосредственно по возобновлению работы. Контроллер может, с использованием замкнутого контура управления, отслеживать как скоро после возобновления работы имеет тенденцию происходить преждевременное воспламенение, и настраивать самый ранний из количества циклов возобновления работы, когда вводится в действие обогащение. Например, если контроллер определяет, что преждевременное воспламенение имеет тенденцию происходить в цикле 10 двигателя вслед за возобновлением работы, контроллер может применять упреждающее обогащение по фиг. 6 (612) в цикле 10 двигателя, или в паре циклов двигателя перед циклом 10 двигателя, таких как цикл 8 или 9 двигателя.
Далее, с обращением к фиг. 5, показана примерная процедура 500 для настройки топливоснабжения цилиндра во время перехода между условиями высокой и низкой нагрузки. По существу, топливоснабжение, в том числе степень подавляющего преждевременное воспламенение упреждающего обогащения может разниться на основании того, включает ли в себя переход дополнительно переход между режимами с VDE и без VDE, а также направленность перехода.
На 502, могут оцениваться и/или измеряться условия эксплуатации двигателя. На 504, на основании оцененных условий эксплуатации двигателя, может определяться режим работы двигателя. Например, во время условий низкого требования крутящего момента водителя, режим с VDE может выбираться для обеспечения выигрышей экономии топлива. В сравнение, во время условий высокого требования крутящего момента водителя, режим без VDE может выбираться для обеспечения преимуществ рабочих характеристик.
На 506. может подтверждаться, что был выбран режим с VDE. Например, может определяться, что двигатель работает с выведенными из работы одним или более цилиндров данного ряда цилиндров двигателя, в то время как являются действующими цилиндры двигателя из оставшегося ряда цилиндров двигателя. По подтверждению, что двигатель является работающим в режиме с VDE с одним или более выведенных из работы цилиндров, процедура переходит на 510, чтобы определять, есть ли изменение условий эксплуатации двигателя, приводящее к переходу на более высокую нагрузку цилиндра. Например, может определяться, есть ли повышение требования крутящего момента водителя. Если нет, процедура может заканчиваться с двигателем, продолжающим работать в режиме с VDE. Если повышение требования крутящего момента подтверждено, на 512, может определяться, требует ли повышение требования крутящего момента перехода обратно в режим без VDE. Например, может определяться, нужно ли выведенным из работы цилиндрам подвергаться возобновлению работы. Если цилиндрам не нужно подвергаться возобновлению работы, и повышение требования крутящего момента может быть удовлетворено посредством повышения нагрузки цилиндра действующих цилиндров двигателя, процедура переходит на 514, чтобы определять, находится ли требуемый крутящий момент выше, чем пороговое значение.
Если повышение требования крутящего момента не является достаточно высоким, двигатель может продолжать работать в режиме с VDE наряду с повышением средней нагрузки цилиндра действующих цилиндров. В дополнение, поскольку преждевременное воспламенение не ожидается вследствие более низкого повышения нагрузки, двигатель может эксплуатироваться на стехиометрии на 514, и упреждающее обогащение цилиндра может не планироваться.
По существу, нагрузка цилиндра действующих цилиндров во время работы в режиме с VDE может не подниматься достаточно высоко, чтобы вызывать преждевременное воспламенение. В частности, по мере того, как нагрузка возрастает, может быть присутствующая в большем объеме пограничная детонация, а отсюда, может применяться запаздывание искрового зажигания от MBT. Получающиеся в результате потери топлива, обусловленные большим пограничным запаздыванием искрового зажигания, могут быть более высокими, чем соответствующие потери топлива от работы двигателя со всеми цилиндрами в режиме без VDE, с более низкой средней нагрузкой цилиндра. Другими словами, если нагрузка цилиндра возрастает до достаточно высокой, двигатель может переводиться в режим без VDE, где более низкая средняя нагрузка цилиндра навлекала бы на себя меньший риск преждевременного воспламенения.
Однако, в альтернативных примерах, наряду с эксплуатацией двигателя в режиме с VDE, с выведенными из работы одним или более цилиндров, контроллер может выполнять упреждающее обогащение в действующих цилиндрах на первом уровне (Уровне 1) в течение первой длительности с первой степенью обогащения. Первый уровень обогащения может быть основан по меньшей мере на требовании крутящего момента и предыстории преждевременных воспламенений двигателя. Например, двигатель может быть двигателем типа V6, работающим в режиме V3 с выведенными из работы 3 цилиндрами первого ряда цилиндров, и действующими 3 цилиндрами второго ряда цилиндров. В ответ на повышение требования крутящего момента, средняя нагрузка двигателя 3 цилиндров второго ряда цилиндров может повышаться, к тому же, наряду с настройкой их отношения количества воздуха к количеству топлива, чтобы эксплуатировать их более обогащенными, чем стехиометрия, в течение некоторой длительности. В то же время, первый ряд цилиндров может поддерживаться выведенным из работы. Через длительность обогащения, стехиометрическое сгорание может возобновляться во втором ряду цилиндров двигателя.
Если, на 512, подтвержден переход в режим без VDE, выведенные из работы цилиндры могут подвергаться возобновлению работы. Например, может определяться, что повышение требования крутящего момента не может быть удовлетворено повышением нагрузки цилиндра у действующих цилиндров двигателя, но требует возобновления работы выведенных из работы цилиндров. Процедура затем переходит на 518, чтобы определять, находится ли требуемый крутящий момент выше, чем пороговое значение. Если повышение требования крутящего момента не является достаточно высоким, двигатель может переходить в режим без VDE посредством включения топливоснабжения и работы клапанов в недействующих цилиндрах. В дополнение, поскольку преждевременное воспламенение не ожидается во время возобновления работы, обусловленного более низким повышением требования крутящего момента, двигатель может эксплуатироваться на стехиометрии на 528.
Если требование крутящего момента является более высоким, может быть более высокая вероятность преждевременного воспламенения, происходящего в подвергаемых возобновлению работы цилиндрах, вследствие воспламенения масла, накапливающегося в выведенных из работы цилиндрах во время предшествующего режима с VDE. Таким образом, в ответ на принятое более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, требующее перехода с эксплуатации двигателя в режиме с VDE на эксплуатацию в режиме без VDE, контроллер может возобновлять работу ранее выведенные из работы цилиндры двигателя посредством возобновления топливоснабжения и работы клапанов. В дополнение, контроллер может выполнять упреждающее обогащение на третьем уровне на 520 (Уровне 3). Третий уровень может быть более высоким, чем первый уровень. На нем, подвергаемые возобновлению работы цилиндры могут обогащаться в течение третьей длительности с третьей степенью обогащения, третья длительность является большей, чем первая длительность, а третья степень обогащения находится выше, чем первая степень обогащения. Третий уровень обогащения может быть основан по меньшей мере на требовании крутящего момента, продолжительности работы в режиме с VDE и предыстории преждевременных воспламенений двигателя. Например, в тех случаях, когда двигатель является двигателем типа V6, работающим в режиме V3 с выведенными из работы 3 цилиндрами первого ряда цилиндров и действующими 3 цилиндрами второго ряда цилиндров, в ответ на повышение требования крутящего момента, 3 цилиндра первого ряда цилиндров двигателя могут подвергаться возобновлению работы, к тому же, наряду с настройкой их отношения количества воздуха к количеству топлива для эксплуатации из более обогащенными, чем стехиометрия, в течение некоторой длительности. В то же время, сгорание во втором ряду цилиндров может поддерживаться на стехиометрии. Через длительность обогащения, стехиометрическое сгорание может возобновляться в первом ряду цилиндров двигателя.
Как обсуждено выше, упреждающее обогащение может выполняться в течение количества циклов обогащения непосредственно по возобновлению работы цилиндров. В качестве альтернативы, упреждающее обогащение может задерживаться до тех пор, пока не истекла определенная длительность после возобновления работы, и/или до тех пор, пока температура внутри цилиндра у подвергаемого возобновлению работы цилиндра не находится выше, чем пороговое значение.
Возвращаясь на 506, если режим работы с VDE не подтвержден, режим работы без VDE может подтверждаться на 508. В нем, все цилиндры двигателя могут быть действующими. Затем, на 522, процедура определяет, есть ли изменение условий эксплуатации двигателя, приводящее к переходу на более высокую нагрузку цилиндра. Например, может определяться, есть ли повышение требования крутящего момента водителя. Если нет, процедура может заканчиваться с двигателем, продолжающим работать в режиме без VDE. Если есть переход на более высокую нагрузку, на 522, может определяться, является ли требуемый крутящий момент более высоким, чем пороговое значение. Если повышение требования крутящего момента не является достаточно высоким, двигатель может продолжать работать в режиме без VDE и, поскольку преждевременное воспламенение не ожидается, двигатель может эксплуатироваться на стехиометрии на 528.
Если требование крутящего момента находится выше, чем пороговое значение, может быть более высокая вероятность преждевременного воспламенения, возникающего в цилиндрах, вследствие условий высокой нагрузки. Однако упреждающее обогащение может не выполняться в режиме без VDE на основании изменения нагрузки. Это происходит потому, что такое упреждающее обогащение может происходить слишком часто в режиме без VDE, приводя к проблемам с выбросами.
Однако, в альтернативных примерах, в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, принятое во время работы двигателя со всеми цилиндрами, действующими в режиме без VDE, контроллер может выполнять упреждающее обогащение на втором уровне в течение второй длительности с второй степенью обогащения, вторая длительность является большей, чем первая длительность, но меньшей, чем третья длительность, и вторая степень обогащения находится выше, чем первая степень обогащения, но ниже, чем третья степень обогащения. Второй уровень обогащения может быть основан по меньшей мере на требовании крутящего момента и предыстории преждевременных воспламенений двигателя. Например, в тех случаях, когда двигатель является двигатель типа V6, работающим в режиме V6 с действующими 3 цилиндрами первого ряда цилиндров и 3 цилиндрами второго ряда цилиндров, в ответ на повышение требования крутящего момента, 6 цилиндров двигателя могут эксплуатироваться более обогащенными, чем стехиометрия в течение некоторой длительности. Через длительность обогащения, стехиометрическое сгорание может возобновляться в обоих рядах цилиндров двигателя.
С каждого из 514, 528 и 522, процедура может переходить на 530, чтобы определять, есть ли указание преждевременного воспламенения. В одном из примеров, может определяться, есть ли указание преждевременного воспламенения, несмотря на упреждающее обогащение, применяемое во время перехода из режима с VDE в режим без VDE. В еще одном примере, может определяться, есть ли указание преждевременного воспламенения наряду с эксплуатацией двигателя на стехиометрии, в то время как в режиме с VDE или режиме без VDE. Указание преждевременного воспламенения может быть основано на выходном сигнале датчика детонации двигателя, оцененном в определенном интервале углов поворота коленчатого вала (например, до события искрового зажигания в цилиндре), являющемся большим, чем пороговое значение. В ответ на указание преждевременного воспламенения, на 532, по меньшей мере находящийся под влиянием преждевременного воспламенения цилиндр может обогащаться, и предыстория преждевременных воспламенений двигателя может обновляться. Во время последующих операций упреждающего обогащения, таких как выполняемых во время выбранных переходов из с VDE в без VDE, обогащение может настраиваться на основании обновленной предыстории преждевременных воспламенений.
Дополнительно будет принято во внимание, что, несмотря на то, что процедура по фиг. 6 настраивает обогащение, применяемое во время возобновления работы цилиндров, на основании повышения требования крутящего момента, а также того, требуется ли переход из режима с VDE в без VDE, в кроме того других вариантах осуществления, обогащение может быть дополнительно основано на активации наддува. Например, упреждающее обогащение может не требоваться при переходе из режима с VDE с деактивированным наддувом в режим без VDE с деактивированным наддувом в ответ на повышение требования крутящего момента. Однако упреждающее обогащение может требоваться при переходе из режима с VDE с активированным наддувом в режим без VDE с активированным наддувом в ответ на повышение требования крутящего момента. По существу, повышение требования крутящего момента может удовлетворяться гораздо быстрее посредством возобновления работы цилиндров двигателя и выхода из режима с VDE. Это происходит потому, что переход VDE происходит на основе цикла за циклом двигателя. В сравнение, если повышение требования крутящего момента удовлетворяется посредством поддержания состояния цилиндров двигателя и активации наддува, может быть задержка, вовлеченная в подачу повышенного требования крутящего момента, обусловленная запаздыванием турбонагнетателя, навлеченным при раскручивании турбины. Как результат, повышение требования крутящего момента может удовлетворяться быстрее посредством возобновления работы цилиндров двигателя с VDE.
Далее, с обращением к фиг. 7, показаны выполнение примерного обогащения цилиндра во время возобновления работы цилиндров двигателя из режима VDE, а также настройка обогащения по замкнутому контуру. В частности, многомерная характеристика 700 изображает требование крутящего момента на графике 702, режим работы двигателя (с VDE или без VDE) на графике 704, отношение количества воздуха к количеству топлива сгорания данного цилиндра двигателя на графике 706 и выходной сигнал датчика детонации, присоединенного к данному цилиндру двигателя, на графике 708.
До t1, требование крутящего момента водителя (график 702) может быть более низким. Следовательно, для улучшения экономии топлива двигателя один или более цилиндров двигателя (например, цилиндры первого ряда цилиндров двигателя) могут выводиться из работы наряду с тем, что требование крутящего момента может удовлетворяться оставшимися действующими цилиндрами (например, цилиндрами второго ряда цилиндров двигателя). То есть до t1, двигатель может быть работающим в режиме с VDE (график 704). Цилиндры могут выводиться из работы посредством отключения топливных форсунок цилиндра (как показано на графике 706) и/или работы клапанов. В частности, график 706 показывает условия сгорания выведенного из работы цилиндра двигателя.
В t1, в ответ на повышение требования крутящего момента до большего, чем пороговый, уровня 703, режим двигателя может переводиться из режима с VDE в режим без VDE. Более точно, выведенный из работы цилиндр может подвергаться возобновлению работы посредством возобновления топливоснабжения и работы клапанов цилиндров. В ожидании возможных событий преждевременного воспламенения, происходящих в цилиндре во время возобновления работы на высоких нагрузках цилиндра, в t1, во время возобновления работы цилиндра, цилиндр может обогащаться. В частности, подвергаемый возобновлению работы цилиндр может эксплуатироваться более обогащенным, чем стехиометрия, со степенью d1 обогащения. В дополнение, обогащение может выполняться в течение длительности, соответствующей первому количеству циклов обогащения, n1. После того, как истекло первое количество циклов обогащения (между t1 и t2), стехиометрическое сгорание может возобновляться в подвергаемом возобновлению работы цилиндре. Посредством обогащения цилиндра во время возобновления работы, предотвращается преждевременное воспламенение в цилиндре. По существу, если цилиндр не обогащался во время возобновления работы, указание преждевременного воспламенения может приниматься, как указывается на основании выходного сигнала датчика детонации (график 708), находящегося выше, чем пороговое значение 709.
В t2, в ответ на падение требования крутящего момента, двигатель может переводиться обратно в режим с VDE, и один или более цилиндров (например, из первого или второго ряда цилиндров) могут выводиться из работы. Цилиндры затем могут оставаться выведенными из работы до t3, когда, вследствие подъема требования крутящего момента, цилиндры подвергаются возобновлению работы. В t3, повышение требования крутящего момента может происходить до меньшего, чем пороговый, уровня 703. Следовательно, даже если цилиндры подвергаются возобновлению работы, упреждающее обогащение может не требоваться, поскольку преждевременное воспламенение не ожидается в этих условиях. Следовательно, в t3, подвергнутые возобновлению работы цилиндры двигателя могут эксплуатироваться на или около стехиометрии.
В t4, в ответ на падение требования крутящего момента, двигатель может переводиться обратно в режим с VDE, и один или более цилиндров (например, из первого или второго ряда цилиндров) могут выводиться из работы. Цилиндры затем могут оставаться выведенными из работы до t5, когда, вследствие подъема требования крутящего момента, цилиндры подвергаются возобновлению работы. В t5, в ответ на повышение требования крутящего момента до большего, чем пороговый, уровня 703, режим двигателя может переводиться из режима с VDE в режим без VDE. Здесь, как в t1, в ожидании возможных событий преждевременного воспламенения, происходящих в цилиндре во время возобновления работы с высокими нагрузками цилиндра, во время возобновления работы цилиндра, цилиндр может обогащаться. Обогащение может настраиваться с использованием замкнутого контура управления на основании частоты событий преждевременного воспламенения во время предыдущего возобновления работы. В частности, подвергаемый возобновлению работы цилиндр может эксплуатироваться более обогащенным, чем стехиометрия, со степенью d2 обогащения. В дополнение, обогащение может выполняться в течение длительности, соответствующей второму количеству циклов обогащения, n2. Здесь, вследствие отсутствия указания преждевременного воспламенения, принимаемого во время предшествующего возобновления работы цилиндра на более высоком, чем пороговый, уровне 703 (в t1), обогащение цилиндра, выполняемое в t5, может быть меньшим, чем обогащение цилиндра, выполняемое в t1. В частности, подвергаемый возобновлению работы цилиндр может эксплуатироваться со степенью d2 обогащения, которая является меньшей, чем степень d1 обогащения (применяемая в t1). В дополнение, второе количество циклов обогащения, n2, может быть меньшим, чем первое количество циклов обогащения, n1 (выполняемых в t1).
По существу, если указание преждевременного воспламенения 710 принималось во время предыдущего возобновления работы цилиндра (такого как указываемое на основании выходного сигнала датчика детонации, на графике 708, находящегося выше, чем пороговое значение 709), несмотря на упреждающее обогащение (в t1), то обогащение цилиндра, выполняемое в t5, может быть большим, чем обогащение цилиндра, выполняемое в t1. В частности, как показано на пунктирном графике 707, подвергаемый возобновлению работы цилиндр может эксплуатироваться со степенью d3 обогащения, которая находится выше, чем степень d1 обогащения (применяемая в t1). В дополнение, количество циклов обогащения, n3, может быть большим, чем первое количество циклов обогащения, n1 (выполняемых в t1).
Несмотря на то, что изображенный пример показывает упреждающее обогащение, выполняемое в t1 и t5, в альтернативных примерах, обогащение может задерживаться на несколько циклов, поскольку несколько циклов может истечь до того, как цилиндр был бы достаточно прогретым для преждевременного воспламенения. Задержка также может настраиваться на основании изучения по замкнутому контуру, насколько рано событие преждевременного воспламенения может возникнуть после перехода обратно в без VDE. Например, контроллер может определять количество циклов двигателя, истекшее между t1, и указание преждевременного воспламенения 710, если не выполняется обогащение. Контроллер затем может настраивать обогащение, которое должно выполняться после того, как истекло определенное количество циклов двигателя при последующем возобновлении работы. Например, если указание 710 наблюдается 10 циклов двигателя после t1, упреждающее обогащение, выполняемое в t5, может задерживаться, пока не истекли 10 циклов двигателя после t5.
После того, как количество циклов обогащения (n2 или n3) истекло (после t5), стехиометрическое сгорание может возобновляться в подвергаемом возобновлению работы цилиндре. Таким образом, посредством обогащения цилиндра во время возобновления работы с использованием замкнутого контура управления, дальнейшие отдельные события преждевременного воспламенения в цилиндре предотвращаются.
В одном из примеров, во время первого возобновления работы цилиндра из вращающегося двигателя с более высокой, чем пороговая, нагрузкой цилиндра, контроллер может обогащать подвергаемый возобновлению работы цилиндр до приема указания преждевременного воспламенения в цилиндре. В сравнение, во время второго возобновления работы цилиндра из состояния покоя двигателя с более высокой, чем пороговая, нагрузкой цилиндра, контроллер может эксплуатировать подвергаемый возобновлению работы цилиндр на стехиометрии до принятия указания преждевременного воспламенения в цилиндре. Обогащение во время первого возобновления работы цилиндра может включать в себя обогащение со степенью обогащения, основанной на каждом из более высокой, чем пороговая, нагрузки цилиндра и предшествующей продолжительности вывода из работы цилиндра. Обогащение дополнительно может включать в себя обогащение в течение некоторого количества циклов двигателя на основании каждого из более высокой, чем пороговая, нагрузки цилиндра и предшествующей продолжительности вывода из работы цилиндра, степень обогащения понижается по мере того, как прогрессирует количество циклов двигателя, цилиндр эксплуатируется на стехиометрии после того, как истекло количество циклов двигателя. В материалах настоящей заявки, во время вывода из работы, непосредственно предшествующего первому возобновлению работы цилиндра, большее количество масла может накачиваться в цилиндр вследствие более высокого разрежения в двигателе наряду с тем, что, во время вывода из работы, непосредственно предшествующего второму выводу из работы цилиндра, меньшее количество масла накачивается в цилиндр вследствие более низкого разрежения в двигателе. В одном из примеров, во время первого возобновления работы цилиндра и вывода из работы, предшествующего первому возобновлению работы цилиндра, наддув двигателя может быть активирован.
В ответ на указание преждевременного воспламенения в цилиндре, принятое во время первого или второго возобновления работы цилиндра, подвергнутый возобновлению работы цилиндр может обогащаться на основании указания. Второе возобновление работы цилиндра может включать в себя одно из возобновления работы цилиндра из состояния выключения холостого хода и возобновления работы цилиндра из состояния перекрытия топлива при замедлении. В сравнение, первое возобновление работы цилиндра может включать в себя возобновление работы цилиндра из режима VDE.
В одном из примеров, обогащение во время первого возобновления работы цилиндра может быть первым обогащением. Способ дополнительно может включать в себя, во время третьего возобновления работы цилиндра из вращения двигателя с более высокой, чем пороговая, нагрузкой цилиндра вслед за первым возобновлением работы цилиндра, при этом указание преждевременного воспламенения принимается во время первого возобновления работы цилиндра, обогащение подвергаемого возобновлению работы цилиндра до приема указания преждевременного воспламенения в цилиндре происходит с более высокой степенью обогащения, чем первое обогащение. То есть обогащение может повышаться в ответ на указание преждевременного воспламенения. Во время четвертого возобновления работы цилиндра у вращающегося двигателя с более высокой, чем пороговая, нагрузкой цилиндра вслед за первым возобновлением работы цилиндра, в котором указание преждевременного воспламенения не принимается во время первого возобновления работы цилиндра, способ может включать в себя обогащение подвергаемого возобновлению работы цилиндра до приема указания преждевременного воспламенения в цилиндре, с более низкой степенью обогащения, чем первое обогащение. То есть обогащение может понижаться или усекаться в ответ на отсутствие указания преждевременного воспламенения.
Далее, с обращением к фиг. 8, показано выполнение примерного обогащения цилиндра во время перехода цилиндров двигателя между режимами с VDE и без VDE. В частности, многомерная характеристика 800 изображает требование крутящего момента на графике 802, режим работы двигателя (с VDE или без VDE) на графике 804, отношение количества воздуха к количеству топлива сгорания данного цилиндра двигателя на графике 806 и выходной сигнал датчика детонации, присоединенного к данному цилиндру двигателя, на графике 808.
До t1, на основании требования крутящего момента водителя (график 802), двигатель может быть работающим на всех цилиндрах, работающих на стехиометрии (график 806) и без выведенных из работы цилиндров. То есть двигатель может находиться в режиме без VDE (график 804). В t1, может быть небольшой подъем требования крутящего момента, в ответ на который средние нагрузки цилиндров могут повышаться наряду с продолжением эксплуатировать двигатель в режиме без VDE с цилиндрами, осуществляющими сгорание на стехиометрии. В материалах настоящей заявки, упреждающее обогащение цилиндров не требуется вследствие низкой вероятности преждевременного воспламенения. В t2, может быть дальнейший рост требования крутящего момента до более высокого, чем пороговый, уровня 803. В ответ на повышенное требование крутящего момента, средняя нагрузка цилиндра может повышаться наряду с продолжением эксплуатировать двигатель в режиме без VDE. По существу, преждевременное воспламенение в двигателе может не происходить во время условий высокой нагрузки, и упреждающее обогащение может не выполняться. По существу, поскольку изображенная амплитуда изменения нагрузки часто возникает во время работы в режиме без VDE, упреждающее обогащение, выполняемое во время повышения нагрузки, в то время как в режиме без VDE, оказывало бы влияние на выбросы, если бы инициировалось часто.
В t3, может быть падение требования крутящего момента. Для улучшения экономии топлива двигателя один или более цилиндров двигателя (например, цилиндры первого ряда цилиндров двигателя) могут выводиться из работы наряду с тем, что требование крутящего момента может удовлетворяться оставшимися действующими цилиндрами (например, цилиндрами второго ряда цилиндров двигателя). Таким образом, в t3, двигатель может переводиться из режима без VDE в режим с VDE, при этом один или более цилиндров выводятся из работы посредством отключения топливных форсунок цилиндра (как показано на графике 806) и/или работы клапанов. В частности, график 806 показывает условия сгорания цилиндра двигателя, выбранного для избирательного вывода из работы.
В t4, в ответ на повышение требования крутящего момента до более низкого, чем пороговый, уровня 803, средние нагрузки цилиндров у действующих цилиндров могут повышаться с действующими цилиндрами, осуществляющими сгорание на стехиометрии, наряду с продолжением эксплуатировать двигатель в режиме VDE. В t5, требование крутящего момента может повышаться дальше, но оставаться ниже порогового уровня 803. В ответ на повышенное требование крутящего момента в t5, цилиндры могут подвергаться возобновлению работы, и двигатель может переводиться обратно в режим без VDE. В материалах настоящей заявки, упреждающее обогащение цилиндров не требуется вследствие низкой вероятности преждевременного воспламенения. Между t5 и t6, двигатель может работать в режиме без VDE со всеми цилиндрами, осуществляющими сгорание на стехиометрии.
В t6, в ответ на падение требования крутящего момента, как в t3, двигатель может переводиться из режима без VDE в режим с VDE, при этом один или более цилиндров выводятся из работы посредством отключения топливных форсунок цилиндра (как показано на графике 806) и/или работы клапанов.
В t7, требование крутящего момента может вновь повышаться до выше порогового уровня 803. В ответ на повышение требования крутящего момента до более высокого, чем пороговый, уровня 803, режим двигателя может переводиться обратно из режима с VDE в режим без VDE. Более точно, выведенные из работы цилиндров могут подвергаться возобновлению работы посредством возобновления топливоснабжения и работы клапанов цилиндров. Однако, поскольку преждевременное воспламенение в цилиндре может происходить во время возобновления в состоянии высокой нагрузки, упреждающее обогащение может выполняться. Более точно, выведенные из работы цилиндры могут временно обогащаться во время повышения нагрузки цилиндра в t7. Обогащение может быть основано на повышении требования крутящего момента, а также предшествующей продолжительности работы в режиме с VDE (то есть продолжительности от t6 до t7). По существу, обогащение, выполняемое в t7, может быть большим, чем обогащение, выполняемое в t2, с более высокой степенью обогащения и в течение большего количества циклов обогащения. Это происходит потому, что склонность к преждевременному воспламенению в течение возобновления работы цилиндра с более высокой, чем пороговая, нагрузкой во время перехода с режима с VDE в режим без VDE является более высокой, чем склонность к преждевременному воспламенению во время соответствующего повышения нагрузки цилиндра наряду с оставлением в режиме с VDE или в режиме без VDE. По существу, после того, как истекло определенное количество циклов обогащения, определенное в t7, стехиометрическое сгорание в цилиндре может возобновляться. Посредством выполнения упреждающего обогащения в t7, преждевременное воспламенение может предотвращаться, как указывается выходным сигналом датчика (график 808), остающимся ниже порогового значения 809 преждевременного воспламенения.
Таким образом, посредством изменения упреждающего обогащения цилиндра во время повышения требования крутящего момента и нагрузки цилиндра до более высоких, чем пороговый, уровней, на основании того, подвергается ли цилиндр возобновлению работы или поддерживается действующим, разные склонности к преждевременному воспламенению могут подвергаться принятию ответных мер надлежащим образом.
Будет принято во внимание, что, несмотря на то, что примеры по фиг. 7-8 изображают упреждающие обогащения, выполняемые в ожидании события преждевременного воспламенения и до того, как принято указание преждевременного воспламенения в цилиндре, события преждевременного воспламенения могут происходить даже после упреждающего обогащения. Если они происходят, контроллер может дополнительно обогащать находящийся под влиянием цилиндр для принятия мер в ответ на преждевременное воспламенение. В дополнение, упреждающее обогащение цилиндра может обновляться с использованием замкнутого контура управления на основании обратной связи касательно частот событий преждевременного воспламенения. Например, последующие упреждающие обогащения могут повышаться, чтобы лучше принимать меры в ответ на дальнейшее преждевременное воспламенение.
В качестве примера, способ для двигателя может содержать, в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, принимаемое во время работы с активированным наддувом и выведенными из работы одним или более цилиндров, возобновление работы одного или более цилиндров наряду с поддержанием наддува; и обогащение подвергаемых возобновлению работы цилиндров в течение длительности возобновления работы до приема указания преждевременного воспламенения. Обогащение может быть основано на каждом из требования крутящего момента, уровня наддува двигателя и предшествующей продолжительности вывода из работы цилиндров. Один или более выведенных из работы цилиндров могут быть соединены в первый ряд цилиндров двигателя, двигатель дополнительно включает в себя второй ряд цилиндров двигателя, при этом, во время возобновления работы, сгорание в цилиндрах второго ряда цилиндров двигателя поддерживается на стехиометрии. Контроллер также может усиливать наддув в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента после возобновления работы одного или более цилиндров. В сравнение, в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, принятое во время работы с деактивированным наддувом и одним или более цилиндров, выведенных из работы, контроллер может возобновлять работу одного или более цилиндров наряду с поддержанием наддува деактивированным и наряду с дополнительным поддержанием сгорания в цилиндре на стехиометрии до тех пор, пока не принято указание преждевременного воспламенения.
В качестве еще одного примера, система двигателя может содержать двигатель, включающий в себя множество цилиндров; избирательно отключаемую топливную форсунку, присоединенную к каждому цилиндру двигателя; избирательно отключаемые впускные и/или выпускные клапаны, присоединенные к каждому цилиндру двигателя; и датчик детонации для считывания аномального сгорания в цилиндре. Система двигателя дополнительно может включать в себя контроллер с машинно-читаемыми командами, хранимыми в постоянной памяти, для: избирательного вывода из работы одного или более цилиндров двигателя в ответ на понижение требования крутящего момента двигателя; и в ответ на повышение требования крутящего момента до более высокого, чем пороговая нагрузка цилиндра, возобновления работы одного или более выведенных из работы цилиндров двигателя; и обогащения подвергаемых возобновлению работы цилиндров со степенью обогащения в течение некоторого количества циклов двигателя после возобновления работы двигателя, степень обогащения и количество цилиндров двигателя настраиваются на основании каждого из нагрузки цилиндра и продолжительности избирательного вывода из работы.
Обогащение может включать в себя, во время первого возобновления работы цилиндра с более высокой, чем пороговая, нагрузкой цилиндра, обогащение подвергаемых возобновлению работы цилиндров с первой, более низкой степенью обогащения в течение первого, меньшего количества циклов двигателя в ответ на отсутствие указания преждевременного воспламенения (PI); и во время второго возобновления работы цилиндра с более высокой, чем пороговая, нагрузкой цилиндра, обогащение подвергаемых возобновлению работы цилиндров с второй, более высокой степенью обогащения в течение второго, большего количества циклов двигателя в ответ на указание PI. Во время первого возобновления работы цилиндра с нагрузкой цилиндра, более высокой, чем пороговая нагрузка, обогащение подвергаемого возобновлению работы цилиндра может выполняться с первой величиной в ответ на указание PI; а во время второго возобновления работы в цилиндре с нагрузкой цилиндра, более высокой, чем пороговая нагрузка, обогащение подвергаемого возобновлению работы цилиндра может выполняться с второй величиной до указания PI, вторая величина находится выше, чем первая величина.
В еще одном представлении, способ для двигателя включает в себя, во время возобновления работы цилиндра в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента и до того, как принято указание преждевременного воспламенения в цилиндре, обогащение подвергаемого возобновлению работы цилиндра через некоторое количество циклов двигателя после того, как истекло возобновление работы, обогащение настраивается на основании каждого из требования крутящего момента и предыдущей продолжительности вывода из работы цилиндра, количество циклов обогащения основано на частоте событий преждевременного воспламенения в подвергаемом возобновлению работы цилиндре. Количество циклов двигателя, через которое обогащение инициируется по возобновлению работы цилиндра, может изучаться с использованием замкнутого контура управления в ответ на обратную связь с датчика детонации. Таким образом, в ответ на обратную связь с датчика детонации, принимаемую раньше после возобновления работы цилиндра, обогащение может инициироваться через меньшее количество циклов двигателя. В сравнение, в ответ на обратную связь с датчика детонации, принимаемую позже после возобновления работы цилиндра, обогащение может инициироваться через большее количество циклов двигателя.
В еще одном другом представлении, способ для двигателя включает в себя, во время перехода цилиндра из режима с VDE в режим без VDE в ответ на более высокое, чем пороговое, требование крутящего момента, и до того, как принято указание преждевременного воспламенения в цилиндре, обогащение подвергаемого возобновлению работы цилиндра на основании обратной связи с датчика детонации, обратная связь принимается во время предыдущего перехода цилиндра из режима с VDE в режим без VDE в ответ на более высокий, чем пороговый, крутящий момент. Обогащение настраивается на основании каждого из требования крутящего момента и предшествующей продолжительности вывода из работы цилиндра, количество циклов обогащения основано на обратной связи с датчиком детонации.
Таким образом, преждевременное воспламенение в цилиндре, вызванное во время возобновления работы цилиндра маслом, захваченным внутри выведенного из работы цилиндра, может лучше подвергаться принятию ответных мер. Посредством лучшей идентификации условий возобновления работы выбранных цилиндров, где захваченное масло может действовать в качестве источника воспламенения, преждевременно воспламенение может лучше упреждаться и подвергаться принятию ответных мер посредством обогащения выбранных цилиндров во время возобновления работы. По существу, это уменьшает потери топлива, которые могут происходить, если цилиндры уже обогащались во время какого-нибудь возобновления работы. Посредством адаптивного изучения склонности к преждевременному воспламенению цилиндров во время выбранных возобновлений работы из VDE и настройки упреждающего обогащения цилиндра с использованием замкнутого контура управления на основании возникновения событий преждевременного воспламенения во время возобновления работы, подавление преждевременного воспламенения может дополнительно оптимизироваться. Вообще, преждевременное воспламенение в цилиндре может лучше подвергаться принятию ответных мер в двигателе с переменным рабочим объемом во время возобновления работы с высокими нагрузками, и могут улучшаться рабочие характеристики двигателя с переменным рабочим объемом.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машинно-читаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Будет принято во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Должно быть понятно, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.