Способ для двигателя (варианты) и система двигателя

Способ для двигателя (варианты) и система двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системам и способам улучшенной температурной защиты компонентов при сдерживании детонации в отдельных цилиндрах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Установка опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания может меняться в соответствии с условиями работы двигателя, чтобы обеспечивать оптимальную работу двигателя. В качестве примера, ради повышенного коэффициента полезного действия двигателя и пониженного расхода топлива, установка момента зажигания для каждого цилиндра может располагаться на минимальном опережении искрового зажигания для наилучшего крутящего момента (MBT). Установка опережения зажигания, в таком случае, может подвергаться запаздыванию от оптимальной установки момента в ответ на события аномального сгорания, такие как вследствие детонации. Один из примерных подходов показан Гаральдсоном и другими в WO 2011/023852 (МПК F02P 17/10, F02P 17/12; опубл. 03.03.2011). В нем, сдерживание детонации от цилиндра к цилиндру выполняется посредством сдерживания детонации в каждом цилиндре посредством независимых регулировок в отношении установки момента зажигания каждого цилиндра.

Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у такого подхода. Несмотря на то, что сдерживание детонации от цилиндра к цилиндру предоставляет детонации возможность быстрее подвергаться принятию ответных мер, температура выхлопных газов каждого цилиндра может радикально меняться в зависимости от запаздывания (или опережения) искрового зажигания от других цилиндров в соответственном ряду, а также между рядами (к примеру, в V-образном двигателе). При работе возле предельных температур компонентов, таких как предельные температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов, впуска турбины в системе выпуска, одного или более выпускных клапанов, и т.д., если один или более цилиндров имеют искровое зажигание, подвергнутое запаздыванию от базового значения искрового зажигания, температуры выхлопных газов в таких цилиндрах могут превышать расчетные предельные значения. По существу, это может сокращать срок службы двигателя и повышать потребность в замене компонентов. Температуры компонентов могут регулироваться посредством увеличения/уменьшения подачи топлива по всем цилиндрам всего ряда (например, в рядном двигателе) или обоих рядах (например, в V-образном двигателе). Например, топливоснабжение всех цилиндров двигателя может регулироваться на основании определенной глобальной модели температуры двигателя с глобальными модификаторами для искрового зажигания и лямбда, чтобы дополнительно предсказывать изменение температуры выхлопных газов для каждого цилиндра. Однако это может приводить к избыточным потерям топлива и общим пониженным экономии топлива и рабочим характеристикам двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть преодолены посредством способа для двигателя, который дает возможность сдерживания детонации в отдельном цилиндре наряду с поддержанием температур компонентов в рамках предельных значений с пониженными потерями топлива.

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

поддерживают температуру выхлопных газов двигателя в пределах порогового значения посредством каждой из регулировок искрового зажигания и топливоснабжения, причем регулировка искрового зажигания основана на адаптивных значениях сдерживания детонации для каждого из множества цилиндров двигателя, а регулировка топливоснабжения основана на регулировке искрового зажигания.

В одном из вариантов предложен способ, в котором каждый из множества цилиндров подвергают работе с разной величиной запаздывания искрового зажигания от MBT.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка топливоснабжения является степенью обогащения, причем степень регулируют для каждого из множества цилиндров в ответ на величину запаздывания искрового зажигания отдельного цилиндра из множества цилиндров, подвергнутого наибольшему запаздыванию.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка искрового зажигания включает в себя этап, на котором осуществляют запаздывание установки момента зажигания дальше от минимального опережения искрового зажигания для наилучшего крутящего момента (MBT) в цилиндре при увеличении адаптивного значения сдерживания детонации.

В одном из вариантов предложен способ, в котором адаптивное значение сдерживания детонации для каждого цилиндра основано на предыстории детонации цилиндра, причем адаптивное значение сдерживания детонации увеличивают при увеличении частоты возникновения детонации в цилиндре.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка топливоснабжения на основании регулировки искрового зажигания включает в себя этапы, на которых:

сравнивают величины регулировки искрового зажигания для каждого из множества цилиндров;

определяют один из множества цилиндров, имеющий наибольшую величину запаздывания искрового зажигания; и

регулируют подобным образом впрыск топлива каждого из множества цилиндров на основании наибольшей величины запаздывания искрового зажигания.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка впрыска топлива дополнительно включает в себя этапы, на которых:

определяют повышение температуры выхлопных газов, связанное с наибольшей величиной запаздывания искрового зажигания в одном из множества цилиндров;

определяют степень обогащения топливоснабжения на основании определяемого повышения; и

снабжают топливом каждый из множества цилиндров на основании определяемой степени обогащения для поддержания температуры выхлопных газов ниже пороговой температуры.

В одном из вариантов предложен способ, в котором снабжение топливом включает в себя этап, на котором равным образом обогащают каждый из множества цилиндров на основании наибольшей величины запаздывания искрового зажигания.

В одном из вариантов предложен способ, в котором множество цилиндров соединены в первый ряд двигателя, а двигатель дополнительно содержит второй ряд двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых при обогащении каждого из множества цилиндров первого ряда двигателя снабжают топливом цилиндры второго ряда на или около стехиометрии.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых осуществляют запаздывание установки момента зажигания от MBT в каждом из множества цилиндров второго ряда двигателя на основании адаптивных значений сдерживания детонации для каждого из множества цилиндров двигателя, и обогащают каждый из множества цилиндров второго ряда на основании наибольшей величины запаздывания искрового зажигания, определяемой для одного из множества цилиндров второго ряда.

В одном из вариантов предложен способ, в котором снабжение топливом включает в себя этап, на котором обогащают один из множества цилиндров на основании определяемого повышения для поддержания температуры выхлопных газов ниже пороговой температуры, при этом снабжают топливом оставшиеся из множества цилиндров на основании топливоснабжения одного из множества цилиндров, чтобы поддерживать отношение количества воздуха к количеству топлива выхлопных газов на или около стехиометрии.

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

осуществляют дифференцированное запаздывание установки момента искрового зажигания в множестве цилиндров двигателя на основании адаптивных значений сдерживания детонации соответствующих цилиндров; и

регулируют впрыск топлива в каждый из множества цилиндров на основании установки зажигания только одного из множества цилиндров, имеющего наибольшую величину запаздывания искрового зажигания для поддержания температуры выхлопных газов ниже пороговой температуры.

В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка топливоснабжения включает в себя этап, на котором равным образом регулируют степень обогащения у каждого из множества цилиндров, причем степень обогащения пропорциональна наибольшей величине запаздывания искрового зажигания и не зависит от запаздывания искрового зажигания оставшихся цилиндров, при этом множество цилиндров двигателя содержится в первом ряду двигателя, а регулировка впрыска топлива для поддержания температуры выхлопных газов включает в себя этап, на котором регулируют впрыск топлива каждого из множества цилиндров двигателя первого ряда двигателя для поддержания температуры выхлопных газов первого ряда двигателя ниже пороговой температуры.

В одном из вариантов предложен способ, в котором температуру выхлопных газов первого ряда двигателя поддерживают ниже пороговой температуры независимо от температуры выхлопных газов второго, другого ряда двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором пороговая температура основана на одном или более из температуры выпускного клапана, температуры на впуске турбины и температуры каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

В одном из вариантов предложен способ, в котором осуществление запаздывания установки момента искрового зажигания на основании адаптивных значений сдерживания детонации включает в себя этапы, на которых осуществляют запаздывание установки момента искрового зажигания с более высокой степенью запаздывания искрового зажигания в первом цилиндре, имеющем более высокую предрасположенность к детонации, и осуществляют запаздывание установки момента искрового зажигания с более низкой степенью запаздывания искрового зажигания во втором цилиндре, имеющем более низкую предрасположенность к детонации, при этом регулировка впрыска топлива включает в себя этап, на котором обогащают каждый из первого и второго цилиндра со степенью обогащения, основанной на более высокой степени запаздывания искрового зажигания в первом цилиндре.

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

первую группу цилиндров в первом ряду двигателя;

вторую группу цилиндров во втором ряду двигателя;

топливную форсунку, присоединенную к каждому цилиндру двигателя;

свечу зажигания, присоединенную к каждому цилиндру двигателя; и

контроллер с машиночитаемыми командами, хранимыми в постоянной памяти, для:

определения адаптивных значений сдерживания детонации для установки момента зажигания цилиндра цилиндр за цилиндром на основании возникновения детонации в соответствующих цилиндрах;

осуществления запаздывания установки момента зажигания дифференцированно в каждом цилиндре двигателя на основании соответствующих адаптивных значений детонации;

определения изменения температуры выхлопных газов, связанного с регулировками искрового зажигания в каждом цилиндре;

определения первого цилиндра в первой группе цилиндров, имеющего наибольшее запаздывание искрового зажигания, в первом ряду двигателя;

определения второго цилиндра во второй группе цилиндров, имеющего наибольшее запаздывание искрового зажигания, во втором ряду двигателя; и

снабжения топливом каждого цилиндра из первой группы цилиндров на основании запаздывания искрового зажигания первого цилиндра при снабжении топливом каждого цилиндра из второй группы цилиндров на основании запаздывания искрового зажигания второго цилиндра для поддержания температуры выхлопных газов в каждом ряду двигателя ниже пороговой температуры.

В одном из вариантов предложена система, в которой снабжение топливом каждого цилиндра из первой группы включает в себя равное обогащение каждого цилиндра первой группы на основании запаздывания искрового зажигания первого цилиндра; при этом снабжение топливом каждого цилиндра из второй группы включает в себя обогащение каждого цилиндра второй группы на основании запаздывания искрового зажигания второго цилиндра.

В одном из вариантов предложена система, в которой пороговая температура основана на одном или более из температуры каталитического нейтрализатора, впуска турбины в системе выпуска и одного или более выпускных клапанов, при этом адаптивные значения сдерживания детонации включают в себя регулировку установки момента зажигания для цилиндра на основании прогнозной вероятности детонации в цилиндре.

Например, адаптивные значения детонации могут определяться для каждого цилиндра по отдельности за многочисленные ездовые циклы на основании возникновений детонации в каждом цилиндре. На основании адаптивного значения детонации каждого цилиндра, каждый цилиндр может осуществлять работу с разной величиной запаздывания искрового зажигания от MBT. Например, цилиндры с более высокой предрасположенностью к детонации могут иметь более высокие адаптивные значения детонации и могут осуществлять работу с установкой момента зажигания дальше от MBT, наряду с тем, что цилиндры с более низкой предрасположенностью к детонации могут иметь более низкие адаптивные значения детонации и могут осуществлять работу с установкой момента зажигания, подвергнутой запаздыванию от MBT в меньшей степени (например, без запаздывания искрового зажигания, с искровым зажиганием на MBT, или с искровым зажиганием, подвергнутым опережению от MBT). Топливоснабжение цилиндра затем может регулироваться от ряда к ряду на основании определенных регулировок искрового зажигания, чтобы давать возможность регулирования температуры выхлопных газов для определенного ряда. Более точно, что касается каждого ряда, может определяться цилиндр, имеющий наибольшую величину запаздывания искрового зажигания. Топливоснабжение всех цилиндров такого ряда затем может регулироваться на основании наибольшей величины запаздывания искрового зажигания, чтобы поддерживать температуру выхлопных газов данного ряда ниже порогового значения. В качестве примера, все цилиндры ряда могут обогащаться на основании наибольшей величины запаздывания искрового зажигания. Подобным образом, искровое зажигание цилиндров другого ряда двигателя (к примеру, в V-образном двигателе) может регулироваться на основании соответствующих адаптивных значений наряду с тем, что топливоснабжение регулируется на основании цилиндра с наибольшей величиной запаздывания искрового зажигания. В качестве альтернативы, цилиндр с наибольшей величиной запаздывания искрового зажигания может снабжаться топливом на основании наибольшей величины запаздывания искрового зажигания, чтобы давать возможность регулироваться температурам выхлопных газов, наряду с тем, что топливоснабжение оставшихся цилиндров другого данного ряда может регулироваться на основании определенного топливоснабжения, чтобы поддерживать отношение количества воздуха к количеству топлива выхлопных газов данного ряда на или около стехиометрии, или любом базовом командном отношении количества воздуха к количеству топлива (таком как при работе с широко открытой педалью - самом бедном для наилучшего крутящего момента (LBT)).

Таким образом, сдерживание детонации от цилиндра к цилиндру может достигаться наряду с компенсацией различий выработки тепла выхлопных газов, обусловленных различной регулировкой искрового зажигания цилиндров. Посредством регулировки топливоснабжения цилиндра на основании модификатора искрового зажигания у цилиндра наихудшего случая, может обеспечиваться более точное прогнозирование повышения температуры выхлопных газов вследствие регулировки искрового зажигания. Посредством топливоснабжения всех цилиндров ряда двигателя на основании модификатора искрового зажигания цилиндра с наибольшей величиной запаздывания искрового зажигания (цилиндра наихудшего случая), может лучше гарантироваться, что любой цилиндр или ряд не превышает предельные температуры компонентов двигателя. Таким образом, регулирование температуры выхлопных газов улучшается. Посредством расчета количества топлива, которое должно добавляться в каждый ряд цилиндра, на основании модификатора топливоснабжения с поправкой на температуру выхлопных газов, сдерживание температуры и детонации может достигаться без расходования топлива впустую. По существу, это улучшает общую экономию топлива двигателя и рабочие характеристики двигателя.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается определить 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 - местный вид двигателя.

Фиг. 2 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа определения модификаторов искрового зажигания цилиндр за цилиндром на основании адаптивных значений детонации, а кроме того, регулировки специфичных ряду модификаторов топливоснабжения на основании модификатора искрового зажигания цилиндра наихудшего случая у ряда двигателя.

Фиг. 3 показывает примерную регулировку искрового зажигания и топливоснабжения двигателя для сдерживания детонации и температуры выхлопных газов согласно настоящему изобретению.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложены способы и системы для сдерживания детонации в системе двигателя, такой как система двигателя по фиг. 1, к тому же, наряду с поддержанием температуры выхлопных газов в пределах расчетных предельных значений для компонентов. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 2, для регулировки модификаторов искрового зажигания для каждого цилиндра на основании индивидуальных адаптивных значений детонации наряду с регулировкой модификаторов топливоснабжения для каждого цилиндра ряда двигателя глобально на основании запаздывания искрового зажигания у цилиндра наихудшего случая. Посредством регулировки топливоснабжения ряда на основании повышения температуры выхлопных газов, связанного с цилиндром, имеющим наибольшую величину запаздывания искрового зажигания, температура выхлопных газов может поддерживаться в рамках расчетных предельных значений для компонента без растрачивания впустую дополнительного топлива. Примерная регулировка показана со ссылкой на фиг. 3.

Фиг. 1 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 впускные 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 настоящего описания 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. 1 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, расположенный между впускными каналами 142 и 144, и турбину 176 в системе выпуска, расположенную 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 14. 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 определяться 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, отношение количества воздуха к количеству топлива (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 определяться любой комбинацией способов определения 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 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. Кроме того, в 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 следует принимать 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 форсунок (например, форсунки непосредственного впрыска и форсунки 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 работы. 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 регулировки 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 определения AFR в цилиндре. В одном из примеров, датчик AFR может быть датчиком состава выхлопных газов, таких как датчик 128 Посредством измерения количества остаточного кислорода (для бедных смесей) или несгоревших углеводородов (для богатых смесей) в выхлопных 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. 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 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 испарения, разные топливные смеси и/или их комбинации, и т.д.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя датчик 90 детонации, присоединенный к каждому цилиндру 14 для определения событий аномального сгорания в цилиндре. В альтернативных вариантах осуществления, один или более датчиков 90 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, к примеру, чтобы определить возникновение детонации в одном или более цилиндров. В качестве примера, детонация может указываться в ответ на сигналы датчика детонации, которые сформированы в интервале, происходящем после события искрового зажигания в цилиндре. В дополнение, детонация может указываться в ответ на выходные сигналы датчиков детонации, которые являются более высокими, чем пороговое значение, по интенсивности, и возникают с большей, чем пороговая, частотой.

В ответ на указание детонации, может применяться подавляющее действие. Например, детонация может решаться с использованием запаздывания зажигания и/или EGR (рециркуляции выхлопных газов). Например, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от MBT при увеличении интенсивность детонации. В дополнение, предрасположенность каждого цилиндра к детонации может определяться и использоваться для обновления таблицы адаптивных значений детонации, как конкретизировано на фиг. 2. По мере того, как частота возникновения детонации в цилиндре возрастает, адаптивное значение сдерживания детонации цилиндра может увеличиваться. Кроме того, по мере того, как увеличивается адаптивное значение детонации для цилиндра, регулировка искрового зажигания цилиндра может включать в себя осуществление запаздывания установки момента зажигания дальше от MBT. Адаптивное значение детонации и множитель подвергнутого запаздыванию искрового зажигания, определенные во время цикла двигателя (или ездового цикла транспортного средства), затем могут использоваться для регулировки установки момента зажигания в цилиндре во время последующего цикла двигателя (или ездового цикла транспортного средства) в качестве части упреждающего сдерживания детонации (до того, как возникает событие детонации).

Таким образом, адаптивное значение детонации каждого цилиндра изучается независимо, и каждый цилиндр эксплуатируется с разной величиной запаздывания искрового зажигания от MBT. То есть, может быть неравномерное запаздывание искрового зажигания между цилиндрами. Поскольку величина запаздывания зажигания оказывает влияние на количество тепла выхлопных газов, вырабатываемого в цилиндре, неравномерное запаздывание искрового зажигания может побуждать некоторые цилиндры (такие как с более высокой предрасположенностью к детонации, а потому, более высоким запаздыванием искрового зажигания) вырабатывать больше тепла, чем другие. Чтобы предоставлять температурам нагрева выхлопных газов в двигателе, или ряду двигателя, возможность поддерживаться в рамках расчетных предельных значений для компонента, топливоснабжение всех цилиндров двигателя, или ряда двигателя, может регулироваться на основании цилиндра с наибольшей величиной запаздывания искрового зажигания, как конкретизировано на фиг. 2. То есть, на основании цилиндра «наихудшего случая». В частности, повышение температуры нагрева выхлопных газов, связанное с наибольшей величиной запаздывания искрового зажигания в цилиндре с наибольшим адаптивным значением детонации, может предсказываться. Регулировка (например, обогащение) топливоснабжения затем может определяться на основании спрогнозированного повышения температуры, так чтобы температура выхлопных газов ряда могла поддерживаться ниже пороговой температуры. Все цилиндры данного ряда двигателя затем могут снабжаться топливом подобным образом, с общей степенью обогащения, на основании наибольшей величины запаздывания искрового зажигания цилиндра наихудшего случая.

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 110 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 112, энергонезависимую оперативную 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 дав