[发明专利]用于预点火控制的方法和系统

说明书

本发明涉及用于预点火控制的方法和系统。提供用于解决当使用直吹空气输送操作时发生的预点火的方法和系统。用于提供正向进气到排气门重叠的可变凸轮正时装置响应于预点火的指示被调整以瞬时地减小气门重叠。在直吹模式期间施加的预点火减缓负载限制和富集调整不同于当直吹空气未被输送时所施加的预点火减缓负载限制和富集。

技术领域

本说明大体涉及用于减缓使用直吹(blow-through)空气操作的发动机中预点火的方法和系统。

背景技术

升压发动机可以提供比类似功率的自然吸气式发动机更大的燃料效率和更低的排放。然而，在瞬变状况期间，升压发动机的功率、燃料效率和排放-控制性能会变差。这样的瞬变状况可以包括快速地增加或减小操作员转矩需求、发动机负载、发动机转速或质量空气流量。例如，当要求的发动机输出转矩快速地增加时，涡轮增压器压缩机会需要经由排气质量流量增加来自涡轮增压器涡轮机的输入(例如，转矩)以输送增加的升压空气流到发动机。然而，如果驱动压缩机的涡轮机未完全地加速旋转(spin up)，这样的转矩会是不可用的。因此，不期望的功率迟滞会在进气空气流增加到需要的水平之前发生。

为了减小功率迟滞，升压发动机可以以直吹模式操作，其中气门正时被调整以增加正向气门重叠。增加的气门重叠增加输送到涡轮机的能量，从而减少升压的总时间。然而，发明人在此已经认识到当以直吹模式操作时，其包括低发动机转速和高发动机负载状况，发动机会易于有异常燃烧事件，如由于预点火。由于预点火的早期异常燃烧能够引起非常高的缸内压力，并且能够导致类似于燃烧爆震但具有较大的强度的燃烧压力波。这样的异常燃烧事件能够引起快速的发动机退化。

尽管可以通过减小升压装置的输出或使受影响的汽缸的预点火富集(enrich)可以减缓预点火事件，但是如由Buslepp等人在美国专利申请2013/0054109中所示出的，当以直吹模式操作时，这些减缓调整不会是切实可行的选择。作为示例，在直吹模式期间，发动机在汽缸中通常以化学计量空燃比操作，但是在排气催化剂处是稀的，这是由于在高气门重叠的时期期间空气流从进气装置进入排气装置。在此类状况期间，由于过热使用临时的汽缸富集的预点火减缓可以引起催化剂退化。具体地，在催化剂处可用的过量的氧可以在导致催化剂处的过温状况的预点火检测之后与喷射的丰富的燃料起反应。作为另一示例，减小升压装置的输出会影响发动机转矩输出和涡轮迟滞。

发明内容

鉴于这些问题，发明人已经开发一种用于解决当发动机以气门重叠操作时会发生的预点火的方法。一种示例方法包括：当以直吹模式操作时，响应于预点火的指示，减小气门重叠。以此方式，在直吹操作期间可以降低预点火发生。

在一种示例中，发动机在当涡轮迟滞是可能的状况期间(例如，在踩加速器踏板事件期间)可以以直吹模式操作。其中，可变凸轮正时装置可以被致动以将一个或更多个发动机汽缸的第一进气门或排气门正时从不具有气门重叠的正时调整到具有更多个正向气门重叠(例如，具有完全正向进气门到排气门重叠)的正时。经由汽缸从进气装置到排气装置的空气流被用于减少转矩时间。响应于当以直吹模式操作时接收的预点火的指示，控制器可以独立于第二预点火计数器增加第一预点火计数器，该第二预点火计数器仅响应于当以直吹模式之外的模式操作时接收的预点火的指示而增加。当第一预点火计数器的输出超过上限阈值时，可以采取负载限制动作。具体地，发动机负载可以通过减少空气的直吹而被限制，如通过调整可变凸轮正时装置以减小正向气门重叠。在一个示例中，发动机可以以无气门重叠被临时地操作。此外，发动机可以被临时地富集。随着发动机负载经由气门重叠的减小被限制，预点火事件的发生降低并且可以减少第一计数器。随着第一计数器的输出逐渐地降低时，气门重叠可以被逐渐地增加直到具有较高的(例如，完全)正向气门重叠的发动机操作被恢复。