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CN102287291B - 燃烧控制系统和方法 - Google Patents

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CN102287291B CN201110128888.3A CN201110128888A CN102287291B CN 102287291 B CN102287291 B CN 102287291B CN 201110128888 A CN201110128888 A CN 201110128888A CN 102287291 B CN102287291 B CN 102287291B
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Abstract

本发明涉及燃烧控制系统和方法。具体地，提供了一种用于直喷式发动机的燃烧控制系统，该系统包括：平均有效压力MEP确定模块、变异系数COV确定模块、火花正时模块、和燃料控制模块。在第一次燃烧事件期间，MEP确定模块基于由气缸压力传感器所测量的气缸压力来确定气缸的第一次燃烧事件的MEP。COV确定模块基于MEP来确定气缸的COV。火花正时模块基于COV来选择性地设定用于气缸的第二次燃烧事件的火花正时。第二次燃烧事件是发生在第一次燃烧事件之后。燃料控制模块基于COV选择性地为第二次燃烧事件提供燃料。

Description

燃烧控制系统和方法
技术领域
本发明涉及发动机控制系统和方法，更具体地，本发明涉及气缸压力。
背景技术
这里所提供的背景技术说明是用于总体上呈现本发明背景的目的。当前署名的发明人的一部分工作在背景技术部分中被描述，这部分内容以及在提交申请时该描述中不另构成现有技术的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。
空气经进气歧管被吸入发动机。节气门阀控制进入到发动机中的空气流量。该空气与来自一个或多个燃料喷射器的燃料混合以形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机的一个或多个气缸中燃烧。例如，可以利用燃料的喷射或者由火花塞提供的火花来引发空气/燃料混合物的燃烧。
空气/燃料混合物的燃烧可产生扭矩和废气。在空气/燃料混合物燃烧期间，经由放热和膨胀产生扭矩。发动机经由曲轴将扭矩传递给变速器，变速器再经由传动系将扭矩传递给一个或多个车轮。废气则从气缸中被排放至排气系统。
发动机控制模块（ECM）控制发动机的扭矩输出。ECM可基于驾驶员输入和/或其它输入来控制发动机的扭矩输出。ECM可以为一个或多个事件来修改向气缸提供燃料和/或火花的方式和时间。在催化剂起燃事件期间，ECM延迟火花正时，并以两次次分开的喷射来向气缸提供燃料。
发明内容
一种用于直喷式发动机的燃烧控制系统，其包括：平均有效压力（MEP）确定模块、变异系数（COV）确定模块、火花正时模块、和燃料控制模块。在第一次燃烧事件期间，MEP确定模块基于由气缸压力传感器所测量的气缸压力来确定气缸的第一次燃烧事件的MEP。COV确定模块基于MEP来确定气缸的COV。火花正时模块基于COV来选择性地设定用于气缸的第二次燃烧事件的火花正时。第二次燃烧事件是在第一次燃烧事件之后。燃料控制模块基于COV来选择性地为第二次燃烧事件提供燃料。
一种用于直喷式发动机的燃烧控制方法，其包括：在第一次燃烧事件期间，基于由气缸压力传感器所测量的气缸压力来确定气缸的第一次燃烧事件的平均有效压力（MEP）；基于该MEP来确定气缸的变异系数（COV）；基于该COV来选择性地设定用于气缸的第二次燃烧事件的火花正时，其中第二次燃烧事件是在第一次燃烧事件之后；以及，基于COV来选择性地为第二次燃烧事件提供燃料。
在本发明的其它特征中，通过由一个或多个处理器执行的计算机程序来实施上述系统和方法。计算机程序可以贮存于计算机可读取的有形介质上，例如但不限于，存储器、非易失性数据存储器、和/或其它合适的有形存储介质。
本发明还包括以下方案：
方案1. 一种用于直喷式发动机的燃烧控制系统，包括：
平均有效压力确定模块，所述平均有效压力确定模块在第一次燃烧事件期间基于由气缸压力传感器所测量的气缸压力来确定关于气缸的第一次燃烧事件的平均有效压力；
变异系数确定模块，所述变异系数确定模块基于所述平均有效压力来确定关于所述气缸的变异系数；
火花正时模块，所述火花正时模块基于所述变异系数来选择性地设定用于所述气缸的第二次燃烧事件的火花正时，其中所述第二次燃烧事件是在所述第一次燃烧事件之后；以及
燃料控制模块，所述燃料控制模块基于所述变异系数来选择性地为所述第二次燃烧事件提供燃料。
方案2. 如方案1所述的燃烧控制系统，其中，所述第一次燃烧事件和第二次燃烧事件是在催化剂起燃事件处于活动时发生的。
方案3. 如方案1所述的燃烧控制系统，其中，所述燃料控制模块基于所述变异系数来确定喷射结束正时，并且在所述喷射结束正时之时禁止在所述第二次燃烧事件期间的燃料供应。
方案4. 如方案3所述的燃烧控制系统，其中，在所述第二次燃烧事件期间，所述燃料控制模块在两次分开的喷射中将燃料喷射到所述气缸中；以及
其中所述燃料控制模块在所述喷射结束正时之时禁止所述两次喷射中的后一次发生的喷射。
方案5. 如方案1所述的燃烧控制系统，其中，所述火花控制模块在催化剂起燃事件开始之后，将所述火花正时设定到预定的火花正时并持续以预定时段；以及
其中所述燃料控制模块将喷射结束正时设定到预定的喷射结束正时并持续以预定时段。 
方案6. 如方案1所述的燃烧控制系统，其中，在所述第二次燃烧事件之后，所述变异系数确定模块基于为所述第二次燃烧事件而确定的第二平均有效压力来更新所述变异系数；以及
其中当所述变异系数小于预定的变异系数时，所述火花控制模块相对于所述第二次燃烧事件所用的火花正时，选择性地使所述气缸的第三次燃烧事件所用的火花正时延迟。
方案7. 如方案6所述的燃烧控制系统，其中，所述燃料控制模块相对于所述第二次燃烧事件所用的燃料供应，维持所述燃料供应以便用于所述第三次燃烧事件。
方案8. 如方案1所述的燃烧控制系统，其中，在所述第二次燃烧事件之后，所述变异系数确定模块基于为所述第二次燃烧事件而确定的第二平均有效压力来更新所述变异系数；以及
其中当所述变异系数大于预定的变异系数时，所述燃料控制模块选择性地将用于所述气缸的第三次燃烧的喷射结束正时设定在预定的喷射结束正时范围内。
方案9. 如方案8所述的燃烧控制系统，其中，相对于所述第二次燃烧事件所用的火花正时，所述火花控制模块维持所述火花正时以便用于所述第三次燃烧事件。
方案10. 如方案9所述的燃烧控制系统，其中，在所述第三次燃烧事件之后，所述变异系数确定模块基于为所述第三次燃烧事件而确定的第三平均有效压力来更新所述变异系数，其中所述变异系数确定模块分别为所述发动机的其它气缸确定变异系数；以及
其中当所述变异系数中最大一个大于第二预定变异系数时，相对于所述第三次燃烧事件所用的火花正时，所述火花控制模块选择性地使所述气缸的第四次燃烧事件所用的火花正时提前。
方案11. 一种用于直喷式发动机的燃烧控制方法，包括：
在第一次燃烧事件期间，基于由气缸压力传感器所测量的气缸压力来确定关于所述气缸的第一次燃烧事件的平均有效压力；
基于所述平均有效压力来确定关于所述气缸的变异系数；
基于所述变异系数选择性地设定用于所述气缸的第二次燃烧事件的火花正时，其中所述第二次燃烧事件是在所述第一次燃烧事件之后；以及
基于所述变异系数选择性地为所述第二次燃烧事件提供燃料。
方案12. 如方案11所述的燃烧控制方法，其中，所述第一次燃烧事件和所述第二次燃烧事件是在催化剂起燃事件处于活动时发生的。
方案13. 如方案11所述的燃烧控制方法，还包括：
基于所述变异系数来确定喷射结束正时；以及
在所述喷射结束正时之时禁止在所述第二次燃烧事件期间的燃料供应。
方案14. 如方案13所述的燃烧控制方法，还包括：
在所述第二次燃烧事件期间，在两次分开的喷射中将所述燃料喷射到所述气缸中；以及
在所述喷射结束正时之时，结束所述两次喷射中后一次发生的喷射。
方案15. 如方案11所述的燃烧控制方法，还包括：
在催化剂起燃事件开始之后，将所述火花正时设定到预定的火花正时并持续以预定时段；以及
将喷射结束正时设定到预定的喷射结束正时并持续以所述预定时段。
方案16. 如方案11所述的燃烧控制方法，还包括：
在所述第二次燃烧事件之后，基于为所述第二次燃烧事件而确定的第二平均有效压力来更新所述变异系数；以及 
当所述变异系数小于预定变异系数时，相对于所述第二次燃烧事件所用的火花正时，选择性地使所述气缸的第三次燃烧事件所用的火花正时延迟。
方案17. 如方案16所述的燃烧控制方法，还包括：
相对于所述第二次燃烧事件所用的燃料供应，维持所述燃料供应以便用于所述第三次燃烧事件。
方案18. 如方案11所述的燃烧控制方法，还包括：
在所述第二次燃烧事件之后，基于为所述第二次燃烧事件所确定的第二平均有效压力来更新所述变异系数；以及
当所述变异系数大于预定变异系数时，选择性地将用于所述气缸的第三次燃烧的喷射结束正时设定在预定的喷射结束正时范围内。
方案19. 如方案18所述的燃烧控制方法，还包括：
相对于所述第二次燃烧事件所用的火花正时，维持所述火花正时以便用于所述第三次燃烧事件。
方案20. 如方案19所述的燃烧控制方法，还包括：
在所述第三次燃烧事件之后，基于为所述第三次燃烧事件而确定的第三平均有效压力来更新所述变异系数；
分别确定用于所述发动机的其它气缸的变异系数；以及
当所述变异系数中最大一个大于第二预定变异系数时，相对于所述第三次燃烧事件所用的火花正时，选择性地使所述气缸的第四次燃烧事件所用的火花正时提前。
通过下文中提供的详细描述，本发明的其它应用范围将变得显而易见。应当理解的是，详细描述和具体实例只是以说明为目的，而不是意图限制本发明的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将更全面地理解本发明，其中：
图1是根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本发明原理的示例性燃烧控制模块的功能框图；以及
图3是描述了根据本发明原理的、在催化剂起燃（CLO）事件期间控制向气缸提供燃料和火花的示例性方法的流程图。
具体实施方式
以下的描述在本质上只是示例性的，而不是意图以任何方式限制本发明、其应用和使用。为了清楚起见，在附图中将用相同的附图标记来指示相似的元件。本文中使用的短语“A、B、和C中的至少一个”应当被理解成是利用了非排他性逻辑“或”来表示的逻辑（A或B或C）。应当理解的是，在不改变本发明原理的前提下，方法中的各步骤可按不同的顺序执行。
本文中使用的术语“模块”是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器（共享的、专用的、或成组的）和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其它合适部件。
控制模块控制给发动机的气缸提供燃料和火花。具体地，当给气缸提供燃料时，该控制模块控制提供至给定气缸的燃料量，并且控制用于引发气缸内燃烧的火花正时。与催化剂起燃（CLO）事件不活动时形成对比的是，当CLO事件活动时所述控制模块可以选择性地延迟火花正时并且可以在两次分开的喷射中将燃料提供给气缸。延迟的火花正时和以两次分开的喷射来提供燃料的组合，产生了含有较低浓度的烃的更热的废气。更热的废气可有助于在尽可能早的时间点将催化剂（例如，三效催化剂）升温至高于预定的起燃温度。然而，过分的火花延迟会导致断火。
在燃烧事件期间，本发明的控制模块基于由气缸压力传感器所测量的气缸压力来确定气缸燃烧事件的平均有效压力（MEP）。控制模块基于预定数量的关于该气缸确定的MEP来确定关于该气缸的变异系数（COV）。COV可对应于气缸内的燃烧有多稳定以及离气缸遭遇断火的接近程度。仅仅是举例，当COV增大时，燃烧会变得更加不稳定且发生断火的可能性会增加。
控制模块基于COV来选择性地控制火花正时和燃料喷射结束（EOI）正时。基于COV来控制火花正时和EOI正时，可以使得控制模块能够在尽快使催化剂升温时防止断火。
现在参照图1，图中给出了示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括直喷式发动机102，该发动机燃烧空气/燃料混合物以产生驱动扭矩。空气经节气门阀106被吸入进气歧管104。节气门致动器模块108控制节气门阀106的开度。来自进气歧管104的空气被吸入发动机102的气缸中。虽然发动机102可包含多于一个的气缸，但图中为了例示目的而仅示出了气缸112。
发动机102可利用四冲程气缸循环来工作。下述四个冲程可称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程、和排气冲程。在曲轴114的每次整周旋转期间，在气缸112内发生上述四个冲程中的两个冲程。因此，对于气缸112而言，要经历一个发动机循环的所有四个冲程，曲轴必须旋转两个整周。
在气缸112的进气冲程期间，来自进气歧管104的空气被吸入气缸112。燃料致动器模块116控制与气缸112相关联的燃料喷射器118的开度。喷射的燃料与空气混合，从而在气缸112中形成空气/燃料混合物。在气缸112的压缩冲程期间，活塞（未示出）压缩气缸112内的空气/燃料混合物。
火花致动器模块120给与气缸112相关联的火花塞122通电，由火花塞122产生的火花点燃空气/燃料混合物。可以相对于活塞处于其最高位置（称为上止点（TDC））时的时刻来规定火花正时。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花正时可与曲轴位置同步。
曲轴位置传感器124监测曲轴114的旋转，并基于曲轴114的位置生成曲轴位置信号。曲轴位置传感器124可以包括可变磁阻（VR）传感器或者另外的合适类型的曲轴位置传感器。曲轴位置信号可以包括脉冲串。当与曲轴114一起旋转的具有N个齿的轮（未示出）的齿经过曲轴位置传感器124时，可以产生脉冲串中的各脉冲。因此，各脉冲对应于这样的曲轴114角度旋转，即：等于360°除以N个齿的量。具有N个齿的轮还可以包括由一个或多个缺失齿构成的缺口。可以基于曲轴位置来确定发动机转速（以每分钟转数（RPM）为单位）。
在燃烧冲程（也称为膨胀冲程）期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下运动，由此驱动曲轴114旋转。燃烧冲程可限定为活塞达到上止点（TDC）的时刻与活塞返回至下止点（BDC）的时刻之间的时间。给定气缸的燃烧事件可以指燃料何时在气缸内燃烧，或者气缸的燃烧冲程。
在排气冲程期间，活塞开始从下止点（BDC）位置向上运动，并将因燃烧而形成的废气从气缸112中排出。废气从气缸112中排放至排气系统130。催化剂132接收由发动机102输出的废气，并与废气中的各种成分发生反应。仅仅是举例，催化剂132可以包括三效催化剂（TWC）、催化转化器、或者另外的合适的废气催化剂。
发动机控制模块（ECM）150经由燃料致动器模块116控制燃料喷射器118。更具体地，ECM 150控制喷射入气缸112中的燃料量以及何时喷射燃料。ECM 150经由火花致动器模块120来控制火花塞122。更具体地，ECM 150可经由火花致动器模块120来控制火花正时。
ECM 150可控制燃料喷射和火花正时，从而控制由发动机102输出的扭矩（例如，曲轴114处的扭矩）。ECM 150可基于由驾驶员输入模块136所提供的驾驶员输入以及来自一个或多个扭矩请求器的输入来调整发动机102的扭矩输出。
ECM 150可基于由一个或多个传感器所测量的参数来选择性地调整一个或多个发动机操作参数。气缸压力传感器152测量气缸112内的压力，并基于所测量的压力生成气缸压力信号。仅仅是举例，可为发动机102的每个气缸提供一个气缸压力传感器。
ECM 150接收气缸压力信号和曲轴位置信号。ECM 150也可接收来自一个或多个其它传感器（例如，发动机冷却剂温度传感器、歧管绝对压力（MAP）传感器、质量空气流量（MAF）传感器、节气门位置传感器、进气温度（IAT）传感器、和/或其它合适的传感器）的信号。
ECM 150也可以控制用于一次或多次事件的燃料喷射和/或火花正时。仅仅是举例，ECM 150可以调整用于执行催化剂起燃（CLO）事件的燃料喷射和火花正时。CLO事件可以在车辆起动（例如，钥匙开启（key ON））之后启动，以使催化剂132的温度提高到高于预定的起燃温度。当催化剂温度低于预定的起燃温度时，催化剂132与废气中各种成分发生反应的能力会受到限制。
当CLO事件处于活动时，ECM 150将给气缸112提供的燃料分为两次分开的喷射。这两次喷射可称为初次燃料喷射和二次燃料喷射。当CLO模式处于活动时，ECM 150还相对于预定的火花正时（例如，MBT）来延迟火花正时。
与在未延迟火花正时的情况下的燃烧相比，延迟的火花正时减小了废气中烃（HC）的量并增高了废气的温度。增高的废气温度给催化剂132提供了额外的热，从而以更快的速率使催化剂132升温。然而，使火花正时延迟可能导致通常所谓的气缸112内的燃烧不稳定性，例如断火和/或扭矩产生的减小。
本发明的ECM 150包括燃烧控制模块170，该模块监测气缸压力信号。燃烧控制模块170基于在气缸内测量的气缸压力来分别为发动机102的每个气缸的每次燃烧事件确定平均有效压力（MEP）。仅仅是举例，燃烧控制模块170在气缸112的燃烧事件期间基于由气缸压力传感器152所测量的气缸压力来相应地确定气缸112的MEP。
燃烧控制模块170还分别基于为各气缸所确定的预定数量的MEP来为所述气缸中的每一个确定变异系数（COV）。仅仅是举例，燃烧控制模块170基于为气缸112所确定的预定数量的MEP来为气缸112确定COV。
当CLO事件处于活动时，燃烧控制模块170基于COV来选择性地确定用于气缸112的火花正时。当CLO事件处于活动时，燃烧控制模块170还基于COV来选择性地确定用于气缸112的二次燃料喷射的喷射结束（EOI）正时。
燃烧控制模块170基于火花正时来设定用于气缸112的下一次燃烧事件的火花正时。燃烧控制模块170基于EOI正时来控制用于气缸112的下一次燃烧事件的二次燃料喷射。更具体地，燃烧控制模块170在EOI正时的时刻结束二次燃料喷射。
在下一次燃烧事件之后，燃烧控制模块170为下一次燃烧事件确定新MEP，并基于该新MEP来更新气缸112的COV。燃烧控制模块170基于COV来选择性地调整用于气缸112的下一次燃烧事件的火花正时和/或EOI。燃烧控制模块170可继续这个确定新MEP、更新COV、并选择性地调整火花正时和/或EOI正时的过程，直到CLO事件结束。
虽然图中将燃烧控制模块170图示并描述为位于ECM 150内，但是燃烧控制模块170也可位于另外的合适位置。仅仅是举例，燃烧控制模块170可位于ECM 150的外部、或者位于另外合适的模块中。
现在参照图2，图中给出了燃烧控制模块170的示例性实施方式的功能框图。燃烧控制模块170包括：燃料控制模块204、火花控制模块208、催化剂起燃（CLO）模块212、和计时器模块216。燃烧控制模块170还包括平均有效压力（MEP）确定模块220、存储模块224、和变异系数（COV）确定模块228。虽然燃烧控制模块170将被描述成与控制给气缸112提供燃料和火花有关，但是对于发动机102的其它气缸而言，燃烧控制模块170也可以相似或相同的方式执行。
燃料控制模块204控制向气缸112提供燃料。火花控制模块208控制用于气缸112的火花正时。在正常运行期间，燃料控制模块204可在一次喷射中给气缸112提供燃料。当CLO事件处于活动时，燃料控制模块204给气缸112提供二次燃料喷射。当CLO处于活动时，火花控制模块208将火花正时延迟（相对于正常运行）。二次燃料喷射和延迟的火花正时的组合，可增加提供给催化剂132的热量。
CLO 模块212生成催化剂起燃（CLO）信号，该信号指示了CLO事件是否处于活动中。仅仅是举例，当CLO事件处于活动中时，CLO模块212可将CLO信号设定为活动状态（例如，5伏）。当CLO事件处于非活动时，CLO信号可处在非活动状态（例如，0伏）。
例如，在车辆起动时（例如，钥匙开启），如果催化剂132的温度低于预定的起燃温度，那么CLO模块212可激活CLO事件。当催化剂132的温度超过预定的起燃温度时，CLO模块212可停止CLO事件。
当CLO处于活动中时，燃料控制模块204可确定用于二次燃料喷射的燃料量。在各实施方式中，该量可以是预定的量（例如，质量）。当CLO事件处于活动中时，燃料控制模块204还确定二次燃料喷射应当何时执行。更具体地，当CLO事件处于活动中时，燃料控制模块204确定用于二次燃料喷射的喷射结束（EOI）正时。EOI正时是指燃料控制模块204结束二次燃料喷射的时刻。可以相对于预定的活塞位置（如TDC位置或BDC位置）来指定EOI正时。
在各实施例中，在激活CLO事件之后，燃料控制模块204可将EOI正时设定为预定的EOI正时（例如，基础EOI正时）并持续以预定的时段。仅仅是举例，该预定的时段可为大约1.0秒。在各实施例中，在激活CLO事件之后，火花控制模块208可将火花正时设定为预定的火花正时（例如，基础火花正时）并持续以预定的时段。
当激活CLO事件（例如，当CLO信号从非活动状态转换到活动状态时）时，计时器模块216可以使计时器递增。计时器模块216还可以在CLO事件被激活时将计时器重设至预定的重设值（例如，0.0）。这样，计时器自激活CLO事件开始跟踪所经过的时段。
在已经过了预定时段之后（例如，当计时器大于预定时段时），燃料控制模块204基于为气缸112所确定的变异系数（COV）来确定用于气缸112的EOI正时。在已经过了预定时段之后，火花控制模块208基于COV来确定用于气缸112的火花正时。COV确定模块228如下所述那样确定COV。当CLO事件被停止时，燃料控制模块204和火花控制模块208可返回至对气缸112提供燃料和火花的正常控制。
MEP确定模块220确定气缸112的各燃烧事件的MEP。在燃烧事件期间，MEP确定模块220基于由气缸压力传感器152所测量的气缸压力来确定给定燃烧事件的MEP。以这样的方式，MEP确定模块220为气缸112的每次燃烧事件确定一个MEP。存储模块224接收来自MEP确定模块220的MEP并存储这些MEP。存储模块224可以存储气缸112的MEP。
COV确定模块228基于预定数量的MEP来确定气缸112的COV。仅仅是举例，预定数量的MEP可以包括为气缸112所确定的最后五个MEP（对应于最后的预定数量的燃烧事件）。该预定的时段（在此时段内可分别将火花正时和EOI正时设定为预定的火花正时和EOI正时）可对应于MEP确定模块220所用的确定预定数量的MEP的最大时段。
例如，COV确定模块228可利用以下方程式来计算COV：
，
其中，COV是由MEP的平均值得出的MEP的COV，“Mean”是MEP的平均值，N是为气缸112所确定的MEP的预定数量，N是大于1的整数，MEP1是为气缸112所确定的N个MEP中的第一个MEP，MEP2是为气缸112所确定的N个MEP中的第二个MEP，MEPN是为气缸112所确定的N个MEP中的第N个MEP。存储模块224可存储气缸112的COV。
在已经过了预定时段之后，燃料控制模块204和火花控制模块208分别基于COV来确定用于气缸112的下一次燃烧事件的火花正时和EOI正时。火花控制模块208可作为COV的函数，从COV到延迟的火花正时的映射，或者以另外合适的方式，确定用于下一次燃烧事件的火花正时。燃料控制模块204可作为COV的函数，从COV到EOI正时的映射，或者以另外合适的方式，确定用于下一次燃烧事件的二次燃料喷射的EOI正时。
此后，当MEP确定模块220为最近完成的气缸112的燃烧事件确定新的MEP时，在气缸112的各燃烧事件之后，COV确定模块228可以确定用于气缸112的COV。仅仅是举例，COV确定模块228确定包含新MEP在内且排除了预定数量的MEP中最早MEP的COV。这样，在各燃烧事件之后，COV确定模块228基于新的MEP来更新COV，该更新的COV反映了预定数量的最近确定的MEP。
燃料控制模块204和/或火花控制模块208可基于更新的COV做出调整。当更新的COV小于第一预定COV时，火花控制模块208可进一步延迟用于下一次燃烧事件的火花正时。第一预定COV可对应于如下的COV：若高于此COV，则气缸112的燃烧会不稳定且会引起断火。仅仅是举例，第一预定COV可为大约17%或0.17。在各实施例中，火花控制模块208可进一步延迟火花正时以预定量。这样，如果气缸112内的燃烧是稳定的，则可进一步延迟火花正时，从而给催化剂132提供额外的热。
当更新的COV大于或等于第一预定COV时，燃料控制模块204可启动在预定（即，基础）EOI正时附近的预定范围内对EOI正时的扫描。可基于需要使用不同EOI正时的一个或多个条件来建立所述预定范围。例如，这些条件可包括：燃料喷射器118的老化、在活塞上的积碳、发动机与发动机的差异、和其它合适的条件。
燃料控制模块204可生成EOI扫描信号，该信号指示了燃料控制模块204是否正在执行扫描。仅仅是举例，当燃料控制模块正在执行扫描时，燃料控制模块204可将EOI扫描信号设定为活动状态（例如，5伏）。否则， EOI扫描信号可以被设定为非活动状态（例如，0伏）。当正在执行EOI扫描时，火花控制模块208维持火花正时。
所述的预定范围可以包含多个预定的EOI正时。在执行扫描时，燃料控制模块204可将用于气缸112的下一次燃烧事件的EOI正时设定为预定的EOI正时中的一个。在下一次燃烧事件之后，选择模块232可从发动机102所有气缸的COV中选出最大的COV。
如果最大COV小于或等于第二预定COV，那么燃料控制模块204可以返回至基于气缸112的COV来控制用于气缸112下一次燃烧事件的EOI正时。然而，如果最大COV大于第二次预定COV，那么燃料控制模块204可将用于气缸112下一次燃烧事件的EOI正时设定为预定范围内的预定EOI正时中的另一个。仅仅是举例，第二预定COV可为大约15%或0.15。第二次预定COV小于第一预定COV。
当预定范围内的每个预定的EOI正时都已经在之前被选择过并且最大COV仍然保持大于第二预定COV时，燃料控制模块204可以认为扫描的执行完成。当扫描的执行完成时，燃料控制模块204可将EOI扫描信号从活动状态转换到非活动状态。
当扫描被认为完成时（例如，当EOI扫描信号从活动状态转换到非活动状态时），火花控制模块208可使用于气缸112的下一次燃烧事件的火花正时提前。火花控制模块208可使用于气缸112的各连续燃烧事件的火花正时提前以预定量，直到最大COV变得小于或等于第二预定COV时为止。当最大COV小于或等于第二预定COV时，火花控制模块208可返回至基于气缸112的COV来控制用于气缸112的火花正时。
现在参照图3，图中给出了描述在CLO事件期间对给气缸112提供燃料和火花进行控制的示例性方法300的流程图。控制可始于步骤304，其中控制确定CLO事件是否是活动的。如果为“是”，则控制继续进入步骤308；如果为“否”，则控制结束。
在步骤308，控制确定计时器是否大于预定时段。换句话说，在步骤308，控制确定CLO事件是否已处于活动中并持续以至少预定时段。如果为“是”，则控制继续进入步骤316；如果为“否”，则在步骤312控制分别将用于气缸112的火花正时和EOI正时设定为预定的（例如，基础）火花和EOI正时，并返回至步骤304。仅仅是举例，预定时段可为大约1.0秒，或者另外的合适时段（在此时段内控制可确定预定数量的MEP）。
在步骤316，控制基于为气缸112所确定的预定数量的MEP来确定气缸112的COV。在气缸112的预定数量的燃烧期间，控制基于由气缸压力传感器152所测量的气缸压力来相应地确定MEP。在步骤320，控制基于COV来确定用于气缸112的下一次燃烧事件的火花正时和EOI正时。在步骤324，控制将用于气缸112的下一次燃烧事件的火花正时和EOI正时分别设定成所确定的火花正时和EOI正时。
在步骤328，在气缸112的下一次燃烧事件期间，控制监测由气缸压力传感器152所测量的气缸压力。在步骤332，控制基于该气缸压力来确定用于下一次燃烧事件的新MEP，并基于该新的MEP来更新COV。在步骤336，控制确定更新的COV是否大于第一预定COV。如果为“否”，那么控制继续进入步骤340；如果为“是”，那么控制继续进入步骤348。下面将对步骤348进行进一步的描述。仅仅是举例，第一预定COV可为大约17%或0.17。
在步骤340，控制确定CLO事件是否处于活动中。如果为“是”，则在步骤344控制将使用于气缸112的下一次燃烧事件的火花正时延迟，并返回至步骤328。在步骤344，控制还维持用于下一次燃烧事件的EOI正时。在各实施例中，控制可将火花正时延迟以预定量。
在步骤348（即，当更新的COV大于第一预定COV时），控制在预定范围内扫描EOI正时。在步骤348，控制可将用于气缸112的下一次燃烧事件的EOI正时设定为所述范围内的预定的EOI正时中的一个。在步骤348，控制维持用于下一次燃烧事件的火花正时。在步骤352，控制可确定CLO事件是否处于活动中。如果为“是”，则控制继续进入步骤356；如果为“否”，则控制结束。
在步骤356。控制确定下一次燃烧事件的新MEP并基于该新MEP来更新COV。在步骤360，控制选择最大COV。更具体地，在步骤360，可以为发动机102的每个气缸确定一个COV，并且控制可选择这些COV中的最大一个作为最大COV。
在步骤364，控制确定最大COV是否小于第二预定COV。如果为“是”，则控制可返回至步骤320；如果为“否”，则控制可继续进入步骤368。这样，如果最大COV小于第二预定COV，则控制可返回到基于气缸112的COV来控制火花正时和EOI。仅仅是举例，第二预定COV可为大约15%或0.15。
在步骤368，控制确定EOI扫描是否完成。如果为“是”，则在步骤372控制使用于气缸112的下一次燃烧事件的火花正时提前，并且返回至352；如果为“否”，则控制返回至步骤348。在步骤348，控制在预定范围内的预定EOI中选择以前未被选择的另一个。在步骤348，一旦预定范围内的全部预定EOI都已经被选择，EOI扫描可以被认为完成。
本公开的广泛教示可以多种形式实施。因此，虽然本公开包括具体实例，但本发明的真实范围不应受如此限制，这是因为本领域技术人员在研究了附图、说明书和所附权利要求之后其它变型将变得显而易见。

Claims (18)

1.一种用于直喷式发动机的燃烧控制系统，包括：
平均有效压力确定模块，所述平均有效压力确定模块在第一次燃烧事件期间基于由气缸压力传感器所测量的气缸压力来确定关于气缸的第一次燃烧事件的平均有效压力；
变异系数确定模块，所述变异系数确定模块基于所述平均有效压力来确定关于所述气缸的变异系数；
火花控制模块，所述火花控制模块基于所述变异系数来选择性地设定用于所述气缸的第二次燃烧事件的火花正时，其中所述第二次燃烧事件是在所述第一次燃烧事件之后；以及
燃料控制模块，所述燃料控制模块基于所述变异系数来选择性地为所述第二次燃烧事件提供燃料；
其中，所述燃料控制模块基于所述变异系数来确定喷射结束正时，并且在所述喷射结束正时之时禁止在所述第二次燃烧事件期间的燃料供应。
2.如权利要求1所述的燃烧控制系统，其中，所述第一次燃烧事件和第二次燃烧事件是在催化剂起燃事件处于活动时发生的。
3.如权利要求1所述的燃烧控制系统，其中，在所述第二次燃烧事件期间，所述燃料控制模块在两次分开的喷射中将燃料喷射到所述气缸中；以及
其中所述燃料控制模块在所述喷射结束正时之时禁止所述两次喷射中的后一次发生的喷射。
4.如权利要求1所述的燃烧控制系统，其中，所述火花控制模块在催化剂起燃事件开始之后，将所述火花正时设定到预定的火花正时并持续一预定时段；以及
其中所述燃料控制模块将喷射结束正时设定到预定的喷射结束正时并持续所述预定时段。
5.如权利要求1所述的燃烧控制系统，其中，在所述第二次燃烧事件之后，所述变异系数确定模块基于为所述第二次燃烧事件而确定的第二平均有效压力来更新所述变异系数；以及
其中当所述变异系数小于预定的变异系数时，所述火花控制模块相对于所述第二次燃烧事件所用的火花正时，选择性地使所述气缸的第三次燃烧事件所用的火花正时延迟。
6.如权利要求5所述的燃烧控制系统，其中，所述燃料控制模块相对于所述第二次燃烧事件所用的燃料供应，维持所述燃料供应以便用于所述第三次燃烧事件。
7.如权利要求1所述的燃烧控制系统，其中，在所述第二次燃烧事件之后，所述变异系数确定模块基于为所述第二次燃烧事件而确定的第二平均有效压力来更新所述变异系数；以及
其中当所述变异系数大于预定的变异系数时，所述燃料控制模块选择性地将用于所述气缸的第三次燃烧的喷射结束正时设定在预定的喷射结束正时范围内。
8.如权利要求7所述的燃烧控制系统，其中，相对于所述第二次燃烧事件所用的火花正时，所述火花控制模块维持所述火花正时以便用于所述第三次燃烧事件。
9.如权利要求8所述的燃烧控制系统，其中，在所述第三次燃烧事件之后，所述变异系数确定模块基于为所述第三次燃烧事件而确定的第三平均有效压力来更新所述变异系数，其中所述变异系数确定模块分别为所述发动机的其它气缸确定变异系数；以及
其中当所述变异系数中最大一个大于第二预定变异系数时，相对于所述第三次燃烧事件所用的火花正时，所述火花控制模块选择性地使所述气缸的第四次燃烧事件所用的火花正时提前。
10.一种用于直喷式发动机的燃烧控制方法，包括：
在第一次燃烧事件期间，基于由气缸压力传感器所测量的气缸压力来确定关于所述气缸的第一次燃烧事件的平均有效压力；
基于所述平均有效压力来确定关于所述气缸的变异系数；
基于所述变异系数选择性地设定用于所述气缸的第二次燃烧事件的火花正时，其中所述第二次燃烧事件是在所述第一次燃烧事件之后；
基于所述变异系数选择性地为所述第二次燃烧事件提供燃料；
基于所述变异系数来确定喷射结束正时；以及
在所述喷射结束正时之时禁止在所述第二次燃烧事件期间的燃料供应。
11.如权利要求10所述的燃烧控制方法，其中，所述第一次燃烧事件和所述第二次燃烧事件是在催化剂起燃事件处于活动时发生的。
12.如权利要求10所述的燃烧控制方法，还包括：
在所述第二次燃烧事件期间，在两次分开的喷射中将所述燃料喷射到所述气缸中；以及
在所述喷射结束正时之时，结束所述两次喷射中后一次发生的喷射。
13.如权利要求10所述的燃烧控制方法，还包括：
在催化剂起燃事件开始之后，将所述火花正时设定到预定的火花正时并持续一预定时段；以及
将喷射结束正时设定到预定的喷射结束正时并持续所述预定时段。
14.如权利要求10所述的燃烧控制方法，还包括：
在所述第二次燃烧事件之后，基于为所述第二次燃烧事件而确定的第二平均有效压力来更新所述变异系数；以及
当所述变异系数小于预定变异系数时，相对于所述第二次燃烧事件所用的火花正时，选择性地使所述气缸的第三次燃烧事件所用的火花正时延迟。
15.如权利要求14所述的燃烧控制方法，还包括：
相对于所述第二次燃烧事件所用的燃料供应，维持所述燃料供应以便用于所述第三次燃烧事件。
16.如权利要求10所述的燃烧控制方法，还包括：
在所述第二次燃烧事件之后，基于为所述第二次燃烧事件所确定的第二平均有效压力来更新所述变异系数；以及
当所述变异系数大于预定变异系数时，选择性地将用于所述气缸的第三次燃烧的喷射结束正时设定在预定的喷射结束正时范围内。
17.如权利要求16所述的燃烧控制方法，还包括：
相对于所述第二次燃烧事件所用的火花正时，维持所述火花正时以便用于所述第三次燃烧事件。
18.如权利要求17所述的燃烧控制方法，还包括：
在所述第三次燃烧事件之后，基于为所述第三次燃烧事件而确定的第三平均有效压力来更新所述变异系数；
分别确定用于所述发动机的其它气缸的变异系数；以及
当所述变异系数中最大一个大于第二预定变异系数时，相对于所述第三次燃烧事件所用的火花正时，选择性地使所述气缸的第四次燃烧事件所用的火花正时提前。
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