Способ управления двигателем

Способ управления двигателем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке №61/917 863 на выдачу патента США, озаглавленной «СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ БОРЬБЫ С ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫМ ВОСПЛАМЕНЕНИЕМ» («METHOD AND SYSTEM FOR PRE-IGNITION CONTROL»), поданной 18 декабря 2013 года, полное содержание которой таким образом фактически включено в материалы настоящего описания посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к способам и системам для управления двигателем транспортного средства, чтобы уменьшать события преждевременного воспламенения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В определенных условиях работы, цилиндры двигателя могут давать пропуски зажигания или иметь медленное горение. Эти пропуски зажигания или медленное горение могут увеличивать раскаленные остаточные газы, проникающие в соседний цилиндр в течение периодов перекрытия кулачков или клапанов. Когда это происходит, раскаленные остаточные газы могут вызывать переход пропуска зажигания в преждевременное воспламенение внутри смежного цилиндра. Преждевременное воспламенение может формировать очень высокие давления внутри цилиндра, которые могут приводить к волне давления сгорания, подобной детонации при сгорании, но с большей интенсивностью.

К тому же, в двигателях с наддувом, события сгорания с поздним горением, в которых сгорание происходит позже, чем ожидается, также могут приводить к событиям сгорания с преждевременным воспламенением. Более точно, позднее сгорание может приводить к высоким давлениям и температурам в выпускном коллекторе, а также более высоким, чем ожидается, выхлопным остаточным газам. Повышенные давления в выпускном коллекторе могут преодолевать давление пружины выпускного клапана и потенциально открывать выпускные клапаны в смежных цилиндрах, заполняя цилиндр раскаленными выхлопными остаточными газами и повышая вероятность преждевременного воспламенения в смежных цилиндрах. Проблема может усугубляться в выпускных коллекторах малого объема, таких как могут использоваться в системах двигателя с турбонаддувом для минимизации времени выдачи требуемого крутящего момента. По существу, события преждевременного воспламенения могут ослаблять эксплуатационные качества двигателя и вызывать ухудшение характеристик двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что некоторые из этих проблем могут быть по меньшей мере частично преодолены способом для двигателя, включающему в себя этап, на котором в ответ на пропуск зажигания или по меньшей мере неполное сгорание в первом цилиндре, осуществляют избирательное прекращение искрового зажигания второго цилиндра, принимающего выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре. Таким образом, вызванные поздним горением события преждевременного воспламенения могут сокращаться.

В одном из вариантов предложен способ, в котором сгорание в первом цилиндре является более медленным, чем ожидаемое сгорание, при этом установку момента сгорания в первом цилиндре подвергают запаздыванию от пороговой установки момента.

В одном из вариантов предложен способ, в котором пороговая установка момента основана на местоположении пикового давления в первом цилиндре.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором прекращают топливоснабжение второго цилиндра.

В одном из вариантов предложен способ, в котором второй цилиндр определяют на основании определения первого цилиндра и порядка работы двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором второй цилиндр дополнительно определяют на основании конфигурации выпускного коллектора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором прием выхлопных остаточных газов включает в себя этап, на котором принимают остаточные газы, которые включают в себя несгоревшее топливо от неполного сгорания в первом цилиндре.

В одном из вариантов предложен способ, в котором избирательное прекращение искрового зажигания осуществляют до того, как принимают указание преждевременного воспламенения во втором цилиндре, при этом пропуск зажигания определяют на основании одного или более из колебаний скорости вращения двигателя, выходного сигнала датчика топливно-воздушного соотношения, более бедного, чем пороговое значение, давления в цилиндре и тока ионизации.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором избирательно прекращают искровое зажигание и топливоснабжение третьего цилиндра, принимающего выхлопные остаточные газы от сгорания во втором цилиндре.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором возобновляют искровое зажигание при сгорании в третьем цилиндре, работающем после второго цилиндра.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

избирательно прекращают одно из топливоснабжения и искрового зажигания второго цилиндра, принимающего выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре, в ответ на первую установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой запаздыванию от пороговой установки момента на первую, меньшую величину; и

избирательно прекращают искровое зажигание и топливоснабжение второго цилиндра, в ответ на вторую установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой запаздыванию от пороговой установки момента на вторую, большую величину.

В одном из вариантов предложен способ, в котором второй цилиндр определяют на основании каждого из определения первого цилиндра, порядка работы цилиндров двигателя и конфигурации выпускного коллектора двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором в ответ на установку момента дополнительно прекращают топливоснабжение и искровое зажигание третьего цилиндра, принимающего выхлопные остаточные газы из второго цилиндра.

В одном из вариантов предложен способ, в котором пороговая установка момента основана на местоположении, в котором пороговая массовая доля сгоревшего топлива остается в первом цилиндре.

В одном из вариантов предложен способ, в котором избирательное прекращение топливоснабжения и искрового зажигания осуществляют до того, как принимают указание преждевременного воспламенения во втором цилиндре.

В одном из вариантов предложен способ, в котором большая масса несгоревшего топлива остается в первом цилиндре при второй установке момента относительно первой установки момента.

В одном из еще дополнительных аспектов предложена система двигателя, содержащая:

двигатель;

свечу зажигания, присоединенную к каждому цилиндру двигателя;

топливную форсунку непосредственного впрыска, присоединенную к каждому цилиндру двигателя; и

контроллер, выполненный с машиночитаемыми командами в постоянной памяти для:

в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой запаздыванию от пороговой установки момента,

избирательного прекращения искрового зажигания второго цилиндра, принимающего выхлопные остаточные газы от сгорания в первом цилиндре.

В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для избирательного прекращения топливоснабжения второго цилиндра в ответ на установку момента сгорания в первом цилиндре, являющуюся подвергнутой запаздыванию от пороговой установки момента.

В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер содержит дополнительные команды для:

возобновления топливоснабжения и искрового зажигания третьего цилиндра, принимающего выхлопные остаточные газы от сгорания во втором цилиндре.

В одном из вариантов предложена система, в которой каждый из второго цилиндра и третьего цилиндра выбран на основании определения первого цилиндра и порядка работы цилиндров двигателя.

В одном из примеров, событие пропуска зажигания, неполное сгорание или событие позднего сгорания в первом цилиндре может определяться на основании ускорения коленчатого вала, тока ионизации свечи зажигания, данных давления в цилиндре, топливно-воздушного соотношения выхлопных газов, и т.д. Второй, соседний цилиндр, которые наиболее вероятно должен принимать выхлопные остаточные газы из первого цилиндра, в таком случае, может определяться на основании определения первого цилиндра, порядка работы цилиндров в двигателе, а также конфигурации выпускного коллектора двигателя. В ответ на событие пропуска зажигания или позднего сгорания, подавляющее преждевременное воспламенение действие может выполняться во втором цилиндре для уменьшения вероятности преждевременного воспламенения, вызываемого во втором цилиндре вследствие события позднего горения в первом цилиндре. Это может включать в себя избирательную и временную приостановку искрового зажигания и впрыска топлива во второй цилиндр. В некоторых примерах, только искровое зажигание может деактивироваться, к примеру, когда событие позднего сгорания подвергнуто запаздыванию от пороговой установки момента в меньшей степени, или когда ниже вероятность преждевременного воспламенения во втором цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы. Искровое зажигание и/или топливоснабжение могут прекращаться для события сгорания во втором цилиндре, а затем, повторно возобновляться для непосредственно следующего события сгорания.

Кроме того еще, подавляющее преждевременное воспламенение действие прекращения искрового зажигания и/или впрыска топлива может распространяться на дополнительные цилиндры. Например, третий цилиндр, который наиболее вероятно должен принимать выхлопные остаточные газы от сгорания во втором цилиндре, также может быть подвержен прекращению искрового зажигания и топливоснабжения, чтобы уменьшать вероятность преждевременного воспламенения в третьем цилиндре, обусловленного раскаленными остаточными газами, принятыми из второго цилиндра, и так далее.

Таким образом, посредством прекращения выдачи искры и впрыска топлива в один или более цилиндров, вероятных для (постепенного) приема выхлопных остаточных газов от позднего сгорания в соседнем цилиндре, могут снижаться температура и давление выхлопных остаточных газов. Посредством снижения температуры и давления остаточных газов, вероятность преждевременного воспламенения, вызванного в цилиндре вследствие приема раскаленных выхлопных остаточных газов из осуществляющего позднее горение или пропуски зажигания цилиндра, может уменьшаться. В дополнение, также снижается вероятность преждевременного воспламенения, вызываемого в дальнейших цилиндрах сгоранием в цилиндре, принимающем раскаленные остаточные газы. В общем и целом, может уменьшаться ухудшение характеристик двигателя, обусловленное преждевременным воспламенением.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя внутреннего сгорания.

Фиг. 2 показывает альтернативный вариант осуществления двигателя по фиг. 1.

Фиг. 3 показывает высокоуровневую блок-схему операций способа выполнения подавляющего преждевременное воспламенение действия в одном или более цилиндров в ответ на позднее сгорание в соседнем цилиндре.

Фиг. 4-5 показывают примерные регулировки установки момента зажигания и впрыска топлива двигателя, выполняемые в ответ на событие пропуска зажигания или позднего сгорания в цилиндре.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Последующее описание относится к системам и способам обнаружения подачи раскаленных остаточных газов в цилиндр в ответ на позднее сгорание в соседнем цилиндре и регулировки искрового зажигания и/или впрыска топлива в находящийся под влиянием цилиндр, чтобы сокращать вызванные поздним горением или пропусками зажигания события преждевременного воспламенения. В одном из примеров, регулировка искрового зажигания и/или впрыска топлива может включать в себя избирательное прекращение искрового зажигания и впрыска топлива в находящийся под влиянием цилиндр. В двигателях, сконфигурированных небольшими выпускными коллекторами, таких как системы двигателя по фиг. 1-2, выхлопные остаточные газы от события позднего сгорания в первом цилиндре могу повышать давления в выпускном коллекторе, так что остаточные газы принудительно принимаются во втором, соседнем цилиндре. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 3, чтобы регулировать искровое зажигание и/или впрыск топлива во второй цилиндр (например, выводить из работы искровое зажигание и/или впрыск топлива), если первый цилиндр дает пропуски зажигания, или если установка момента сгорания в первом цилиндре задержана сверх пороговой установки момента, при этом большое количество выхлопных остаточных газов могло бы выпускаться из первого цилиндра в выпускной коллекторе и потенциально принудительно приниматься во втором цилиндре (например, во время перекрытия клапанов). Примерные регулировки впрыска топлива и искрового зажигания описаны со ссылкой на фиг. 4-5. Посредством временного прекращения искрового зажигания (например, вывода из работы воспламенения топлива) и/или впрыска топлива в цилиндр, принимающий раскаленные остаточные газы, температура остаточных газов может понижаться, и может уменьшаться вероятность вызванного поздним горением или пропуском зажигания преждевременного воспламенения. Это, в свою очередь, может уменьшать ухудшение характеристик двигателя из-за событий преждевременного воспламенения.

Фиг. 1 - схематичное изображение, показывающее один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами 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. Камера 30 (то есть, цилиндр) 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 транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Цилиндр 30 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 30. В некоторых вариантах осуществления, один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 1 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопных газов, расположенной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопных газов через вал 180, где устройство наддува выполнено в виде турбонагнетателя. Однако, в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопных 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. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.

Выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 30. В одном из примеров, выпускной канал 148 может принимать выхлопные газы из всех цилиндров двигателя 10. Однако, в некоторых вариантах осуществления, как конкретизировано на фиг. 2, выхлопные газы из одного или более цилиндров могут направляться в первый выпускной канал, наряду с тем, что выхлопные газы из одного или более других (остальных) цилиндров могут направляться во второй, отличный выпускной канал, отдельные выпускные каналы затем сходятся дальше ниже по потоку на или за пределами устройства снижения токсичности выхлопных газов с выхлопными газами. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи указания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в выхлопных газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO. Устройство 178 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.

Температура выхлопных газов может оцениваться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 148. В качестве альтернативы, температура выхлопных газов может логически выводиться на основании условий работы двигателя, таких как скорость вращения, нагрузка, топливно-воздушное соотношение (AFR), запаздывание искрового зажигания, и т.д. Кроме того, температура выхлопных газов может вычисляться по одному или более датчиков 128 выхлопных газов. Может быть принято во внимание, что температура выхлопных газов, в качестве альтернативы, может оцениваться любой комбинацией способов оценки температуры, перечисленных в материалах настоящего описания.

Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 30 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 30. В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10, в том числе, цилиндр 30, 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), 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 30, 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 30 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 30 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, в выбранных рабочих режимах. Как дополнительно обсуждено ниже со ссылкой на фиг. 3-5, в ответ на позднее сгорание или пропуск зажигания в первом цилиндре, искра зажигания может деактивироваться во втором соседнем цилиндре, принимающем выхлопные остаточные газы из первого цилиндра, чтобы уменьшать вероятность преждевременного воспламенения во втором цилиндре.

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 30, включающий в себя одну топливную форсунку 166. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 30 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 30 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. 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 30.

Следует принимать во внимание, что в кроме того других вариантах осуществления, двигатель может приводиться в действие посредством впрыска переменной топливной смеси или подавляющей детонацию/преждевременное воспламенение текучей среды через две форсунки (форсунку 166 непосредственного впрыска и форсунку оконного впрыска) и изменения относительного количества впрыска из каждой форсунки.

Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 посредством топливной системы 80 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.

Топливо может подаваться форсункой(ами) в цилиндр в течение одиночного цикла двигателя цилиндра. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого из форсунки(ок) может меняться в зависимости от условий работы. Например, распределение может меняться в зависимости от скорости изменения заряда воздуха цилиндра, природы события аномального сгорания в цилиндре (к примеру, есть ли событие пропуска зажигания, событие детонации или событие преждевременного воспламенения в цилиндре). 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.

Как описано выше, фиг. 1 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 80 могут удерживать топливо или подавляющие детонацию/преждевременное воспламенение текучие среды с разными качествами, такие как разные составы. Эти различия могут включать в себя разное содержание спиртов, разное содержание воды, разное октановое число, разную теплоту испарения, разные топливные смеси и/или их комбинации, и т.д. В одном из примеров, подавляющие детонацию/преждевременное воспламенение текучие среды с разным содержанием спиртов могли бы включать в себя одно топливо, являющееся бензином, и другое, являющееся этиловым спиртом или метиловым спиртом. В еще одном примере, двигатель может использовать бензин в качестве первого вещества, и спиртосодержащую топливную смесь, такую как E85 (которая является приблизительно 85% этилового спирта и 15% бензина) или M85 (которая является приблизительно 85% метилового спирта и 15% бензина) в качестве второго вещества. Другие спиртосодержащие виды топлива могли бы быть смесью спирта и воды, смесью спирта, воды и бензина, и т.д. В еще одном другом примере, оба топлива могут быть спиртовыми смесями, при этом первое топливо может быть спиртобензиновой смесью с более низким соотношением спирта, чем спиртобензиновая смесь второго топлива с более высоким соотношением спирта, к примеру, E10 (которое имеет значение приблизительно 10% этилового спирта) в качестве первого топлива и E85 (которое имеет значение приблизительно 85% этилового спирта) в качестве второго топлива. В еще одном другом примере, одна из текучих сред может включать в себя воду наряду с тем, что другая текучая среда является бензиновой или спиртовой смесью. Дополнительно, первое и второе топливо также могут различаться по другим качествам топлива, таким как различие по температуре, вязкости, октановому числу, скрытому теплосодержанию парообразования, и т.д. Кроме того другие подавляющие преждевременное воспламенение текучие среды могут включать в себя воду, метиловый спирт, жидкость омывателя (такую как смесь приблизительно 60% воды и 40% метилового спирта), и т.д.

Более того, характеристики топлива у топлива или подавляющей преждевременное воспламенение текучей среды, хранимых в топливном баке, могут часто меняться. В одном из примеров, водитель может пополнять топливный бак посредством E85 в один день, а E10 в следующий, и E50 в следующий. Изменения пополнения бака изо дня в день, таким образом, могут давать в результате частое изменение составов топлива, тем самым, оказывая влияние на состав топлива, подаваемого в форсунку 166.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя один (как изображено) или более датчиков 90 детонации, распределенных по корпусу двигателя (например, по блоку двигателя). Когда включены в состав, множество датчиков детонации могут быть распределены по блоку цилиндров двигателя симметрично или несимметрично. Датчик 90 детонации может быть акселерометром, датчиком ионизации или датчиком вибраций. В одном из примеров, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью обнаруживать и различать вибрации блока двигателя, сформированные вследствие событий аномального сгорания, таких как детонация и преждевременное воспламенение, от принудительного открывания (и последующего хлопающего закрывания) выпускного клапана цилиндра на основании выходного сигнала (например, временных характеристик, амплитуды, интенсивности, частоты, и т.д., сигнала) одного или более датчиков 90 детонации. Контроллер может оценивать выходные сигналы датчиков в разных временных интервалах, которые специфичны цилиндрам, и которые основаны на природе обнаруживаемой вибрации. Например, вибрации, вырабатываемые вследствие принудительного открывания выпускного клапана цилиндра выхлопными остаточными газами, выпущенными из осуществляющего позднее горение цилиндра, могут идентифицироваться выходными сигналами датчиков детонации, считанными в интервале, которые находится относительно позже в течение события открытого выпускного клапана осуществляющего позднее горение цилиндра. В сравнение, события аномального сгорания в цилиндре, происходящие в работающем цилиндре, могут идентифицироваться по выходным сигналам датчиков детонации, считанным в интервале, которые находится относительно раньше в течение события открытого выпускного клапана осуществляющего позднее горение цилиндра. В одном из примеров, интервалы, в которых оцениваются сигналы детонации, могут быть интервалами угла поворота коленчатого вала.

В дополнительных примерах, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью обнаруживать и различать первопричину вибраций на основании выходного сигнала (например, временных характеристик, амплитуды, интенсивности, частоты, и т.д., сигнала) одного или более датчиков детонации, а также скорости изменения параметра, указывающего заряд воздуха цилиндра, такого как скорость изменения давления в коллекторе (MAP), воздушный поток коллектора (MAF), и т.д.

Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что фиг.1 предлагает использование датчиков детонации для считывания вибраций блока двигателя и принудительного поступления выхлопных остаточных газов в цилиндр, в альтернативных примерах, другие акселерометры, датчики вибраций или датчики давления в цилиндре могут использоваться для считывания вибраций. Кроме того, акселерометры, датчики вибрации, датчики давления в цилиндре и датчики ионизации также могут использоваться для указания события пропуска зажигания в цилиндре и проведения различия события пропуска зажигания от событий детонации или преждевременного воспламенения. Событие пропуска зажигания также может указываться на основании колебаний скорости вращения двигателя и/или выходного сигнала датчика топливно-воздушного соотношения выхлопных газов, являющегося более бедным, чем пороговое значение, как конкретизировано ниже.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 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 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую 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 вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 122 массового расхода воздуха; температуру хладагента 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 90 детонации и датчика ускорения коленчатого вала. Сигнал скорости вращения 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. Кроме того, другие датчики, такие как датчики давления в цилиндре, датчики детонации и/или датчики преждевременного воспламенения, могут быть присоединены к двигателю 10 (например, корпусу двигателя), чтобы помогать в идентификации событий аномального сгорания.

Постоянное запоминающее устройство 110 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 106 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

Фиг. 2 показывает примерный вариант осуществления двигателя 200, который может быть двигателем 10 по фиг. 1, в котором выхлопные газы из разных групп цилиндров направляются в разные выпускные каналы сегментированного выпускного коллектора. Разные выпускные каналы могут соединяться в расположенном ниже по потоку местоположении выпускного коллектора, на или около устройства снижения токсичности выхлопных газов.

Двигатель 200 включает в себя систему 202 регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), систему 204 переключения профиля кулачков (CPS), устройство 208 снижения токсичности выхлопных газов, в том числе, каталитический нейтрализатор выхлопных газов, и головку 210 блока цилиндров с множеством цилиндров 212 (в изображенном примере, проиллюстрировано четыре расположенных в линию цилиндра C1-C4). Впускной коллектор 214 выполнен с возможностью подавать всасываемый воздух и/или топливо в цилиндры 212, и сегментированный встроенный выпускной коллектор 216 выполнен с возможностью выпускать продукты сгорания из цилиндров 212. Сегментированный выпускной коллектор 216 может включать в себя множество выпускных каналов или выходов, каждый присоединен к устройству снижения токсичности выхлопных газов в разных местоположениях вдоль сегментированного выпускного коллектора 216. В дополнительном варианте осуществления, разные выходы могут быть присоединены к разным компонентам системы выпуска. Несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает впускной коллектор 214, являющийся отдельным от головки 210 блока цилиндров, и выпускной коллектор 216, являющийся встроенным в головку 210 блока цилиндров, в других вариантах осуществления, впускной коллектор 214 может быть встроенным и/или выпускной коллектор 216 может быть отдельным от головки 210 блока цилиндров.

Головка 210 блока цилиндров включает в себя четыре цилиндра, помеченных C1-C4. Цилиндры 212 каждый может включать в себя свечу зажигания и топливную форсунку для подачи топлива непосредственно в камеру сгорания, как описано выше на фиг. 1. Однако, в альтернативных вариантах осуществления, каждый цилиндр может не включать в себя свечу зажигания и/или топливную форсунку непосредственного впрыска. Каждый из цилиндров может обслуживаться одним или более клапанов. В настоящем примере, цилиндры 212 каждый включает в себя два впускных клапана и два выпускных клапана. Каждый впускной и выпускной клапан выполнен с возможностью открывать и закрывать впускное окно и выпускное окно, соответственно. Впускные клапаны I1-I8 и выпускные клапана помечены E1-E8. Цилиндр C1 включает в себя впускные клапан