使用爆震數(shù)據(jù)的發(fā)動機(jī)管理方法
【專利摘要】一種計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的平臺，可包括：被配置為使用爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)來管理發(fā)動機(jī)的硬件和軟件?？梢允褂脕碜远鄠€燃燒循環(huán)的爆震強(qiáng)度來估計爆震強(qiáng)度的統(tǒng)計分布?？梢允褂帽饛?qiáng)度的分布來確定描述性統(tǒng)計，該描述性統(tǒng)計可以表示發(fā)動機(jī)的調(diào)整狀態(tài)?？梢詫⑺嬎愕拿枋鲂越y(tǒng)計與所期望的描述性統(tǒng)計(例如，其代表在發(fā)動機(jī)的期望調(diào)整狀態(tài)期間的運(yùn)行)進(jìn)行比較。可以使用所計算的爆震強(qiáng)度分布與所期望的爆震強(qiáng)度分布之間(例如，所計算的DS與所期望的DS之間)的偏差來調(diào)整發(fā)動機(jī)的控制參數(shù)?？梢栽诎l(fā)動機(jī)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整?？梢灾饌€汽缸進(jìn)行調(diào)整。
【專利說明】
使用爆震數(shù)據(jù)的發(fā)動機(jī)管理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總體涉及發(fā)動機(jī)管理。
【背景技術(shù)】
[0002] 可以對發(fā)動機(jī)進(jìn)行"調(diào)整"以影響其性能。最佳調(diào)整（并且通過擴(kuò)展，發(fā)動機(jī)性能） 通常需要相互沖突要求的組合。通常期望高輸出（例如，高轉(zhuǎn)矩、高功率和高效率，低排放和 低燃料消耗），但不會達(dá)到破壞或以其它方式折損發(fā)動機(jī)或環(huán)境，或者危及用戶的程度。輸 出和安全性的期望組合通常需要尋找在"欠調(diào)整"狀態(tài)(低輸出，但安全性高)與"過調(diào)整"狀 態(tài)(高輸出，但可能造成損壞)之間的最佳調(diào)整。
[0003] 發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況可能會影響性能。在運(yùn)行狀況內(nèi)，安全運(yùn)行通常與受控燃燒（例 如，來自通過火花塞或燃料噴射而點(diǎn)燃的燃燒前緣)相關(guān)聯(lián)。"高輸出"運(yùn)行狀況往往增大了 以爆震為例的不受控燃燒的可能性。
[0004] 可以使發(fā)動機(jī)"過調(diào)整"到引起頻繁和/或激烈爆震的程度。爆震(或爆聲、輕微爆 震、爆轟)是在汽缸內(nèi)發(fā)生不受控爆炸的燃燒事件。典型的爆震包括在受控燃燒區(qū)域之外 (例如，在火焰前緣的前方)的燃料/空氣混合物的容器的瞬時爆燃。在容器的周圍產(chǎn)生局部 沖擊波，并且汽缸壓力可能會大幅上升。低強(qiáng)度或"柔和"的爆震未必是有害的。然而，如果 發(fā)動機(jī)運(yùn)行過于"安全"（例如，與爆震變成有害的條件相差太遠(yuǎn)），則發(fā)動機(jī)性能可能會降 低、燃料消耗可能會增加、并且/或者排放可能會增加。高強(qiáng)度或"劇烈"爆震可能會造成損 壞，尤其是如果頻繁地重復(fù)則可能會造成損壞。在極端情況下，可能會損壞或毀壞發(fā)動機(jī)部 件。
[0005] 最佳的發(fā)動機(jī)管理通常需要對爆震進(jìn)行管理，并且更具體地需要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行控 制以保持適當(dāng)強(qiáng)度的爆震的"合適數(shù)量"。改進(jìn)的爆震檢測和發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)將會在低性能 的"欠調(diào)整"狀態(tài)與可能造成損壞的"過調(diào)整"狀態(tài)之間的期望調(diào)整狀態(tài)下改進(jìn)運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 各種方面提供了使用爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)來管理發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)和方法?？梢源_定在運(yùn)行 窗口中（例如，經(jīng)過一段時間）爆震強(qiáng)度的分配?？梢詫⑺^測的爆震強(qiáng)度分布與所期望的 爆震強(qiáng)度分布(例如，來自理想運(yùn)行的發(fā)動機(jī))進(jìn)行比較。可以使用所觀測的分布與所期望 的分布之間的偏差來調(diào)整發(fā)動機(jī)的控制參數(shù)(例如，將發(fā)動機(jī)調(diào)整回到優(yōu)選的運(yùn)行狀況或 "調(diào)整狀態(tài)"）。
[0007] 計算平臺可以包括計算硬件，該計算硬件具有與處理器和存儲器耦接的計算機(jī)可 讀的非暫態(tài)存儲介質(zhì)，其中，該處理器被配置為與傳感器和發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，該發(fā) 動機(jī)控制系統(tǒng)被配置為使發(fā)動機(jī)運(yùn)行(例如使發(fā)動機(jī)保持在期望的調(diào)整狀態(tài)）。傳感器可以 被配置為感測在燃燒循環(huán)期間發(fā)動機(jī)的一個或更多個汽缸內(nèi)的爆震。存儲介質(zhì)可以具有其 上所包含的指令，處理器能夠執(zhí)行所述指令以執(zhí)行在存儲器中所存儲的方法，該方法包括： 識別至少三個、五個、十個、二十個、五十個、100個、1000個、10000個燃燒循環(huán)的窗口；測量 窗口內(nèi)的至少多個燃燒循環(huán)中的每個燃燒循環(huán)的爆震強(qiáng)度;計算描述性統(tǒng)計(DS)，該DS描 述了所測量的爆震強(qiáng)度的統(tǒng)計分布;將所計算的DS與所期望的DS(例如，其代表所期望的爆 震強(qiáng)度分布)進(jìn)行比較;并且當(dāng)所計算的DS與所期望的DS偏離（例如，偏離量大于閾值)時， 調(diào)整發(fā)動機(jī)的控制參數(shù)。閾值可以足夠大以考慮噪聲或其他錯誤，并且足夠小以促使在性 能顯著削弱之前對調(diào)整狀態(tài)的"重新調(diào)整"。
[0008] 可以定期地執(zhí)行發(fā)動機(jī)調(diào)整。在一些情況下（例如，利用PID(比例、積分、微分)控 制），調(diào)整可以是基本連續(xù)的。某些實(shí)施例包括計算平臺。一些實(shí)施例包括計算平臺以及一 個或更多個傳感器。一些實(shí)施例包括計算平臺（并且任選地包括一個或更多個傳感器），該 計算平臺耦接到發(fā)動機(jī)(例如，其具有一個、兩個、三個、四個、六個、八個、十二個或甚至十 六個汽缸）。
[0009] 發(fā)動機(jī)可以包括一個或更多個汽缸，并且爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)可以包括來自一個和/或 更多個汽缸的測量值?？刂茀?shù)可以包括點(diǎn)火定時、燃料噴射定時、燃料噴射量、燃料噴射 的次數(shù)(按照給定的燃燒循環(huán)）、向汽缸遞送的燃料的量、閥門定時以及在燃燒循環(huán)期間閥 的位置(其可以控制壓縮比）中的至少一個。
[0010] 在一些實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)包括至少第一汽缸和第二汽缸(第一汽缸和第二汽缸可 以具有他們自己的傳感器，或者可以由相同的傳感器來感測）。該方法可以包括計算第一汽 缸的第一 DS和第二汽缸的第二DS?？梢詫⒌谝?DS與（第一汽缸的）期望第一 DS進(jìn)行比較，并 且可以將第二DS與（第二汽缸的）期望第二DS進(jìn)行比較?？梢杂嬎憧傆婦S，該總計DS包括每 個實(shí)際的DS與其各自期望的DS之間的偏差?？梢皂憫?yīng)于總計DS與所期望的總計DS之間的偏 差來調(diào)整控制參數(shù)。在一些情況下，在燃燒循環(huán)的第一窗口上計算第一 DS，并且在燃燒循環(huán) 的第二窗口上計算第二DS。在一些實(shí)施例中，燃燒循環(huán)的第一窗口用于第一汽缸，并且燃燒 循環(huán)的第二窗口用于第二汽缸。第一窗口和第二窗口可以重疊（或者甚至在相同的時間段 上）。第一窗口和第二窗口可以是分離的（例如在獨(dú)立的時間段上）。第一窗口和第二窗口可 以重疊。第一窗口可以與第二窗口具有相同或不同數(shù)量的燃燒循環(huán)。
[0011] 所觀測的DS與所期望的DS之間的偏差可以觸發(fā)對調(diào)整狀態(tài)的調(diào)整（例如，經(jīng)由對 一個或更多個控制參數(shù)的調(diào)整）?？刂茀?shù)的調(diào)整的量值可以取決于所觀測的DS與所期望 的DS之間的偏差的量值。在一些情況下，所觀測的DS與所期望的DS之間的偏差可以觸發(fā)警 報信號(例如，通知數(shù)據(jù)）。當(dāng)控制參數(shù)的值超過閾值時，可以觸發(fā)警報。警報可以通知用戶 和/或啟動安全程序(例如，關(guān)機(jī)、減少節(jié)流(dethrottling)、使停止運(yùn)行）。
[0012] 計算DS可以包括:確定所觀測的爆震強(qiáng)度分布與所預(yù)期的爆震強(qiáng)度分布之間的差 異。所預(yù)期的分布可以經(jīng)過相同數(shù)量的燃燒循環(huán)(與所觀測的爆震強(qiáng)度的窗口相比）。所預(yù) 期的分布可以經(jīng)過燃燒循環(huán)的較大窗口（例如，"理想"或"完美"的爆震強(qiáng)度分布)和/或較 小窗口。
[0013] 在實(shí)施例中，使用（例如所觀測的和所期望的)汽缸特定的爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)來管理發(fā) 動機(jī)(包括多個汽缸）中的每個汽缸。在實(shí)現(xiàn)方式中，每個汽缸具有它自己的傳感器(例如離 子傳感器)及其自己所期望的爆震強(qiáng)度分布(例如，基于其歷史響應(yīng)和/或基準(zhǔn)數(shù)據(jù)），并且 經(jīng)過燃燒循環(huán)的窗口（涉及所有汽缸），針對每個汽缸計算所期望的DS與所觀測的DS的比 較?？梢皂憫?yīng)于該汽缸的爆震強(qiáng)度分布(與所期望的爆震強(qiáng)度分布)的具體偏差來調(diào)整每個 汽缸的一個或更多個控制參數(shù)。
[0014] 爆震強(qiáng)度分布可以被表示為燃燒事件的組（"倉(bin)"）的直方圖，其中，倉中的事 件具有相似的爆震強(qiáng)度（即，在倉的代表性爆震強(qiáng)度的上限與下限內(nèi)）。（倉的）直方圖可以 表示在運(yùn)行窗口中所觀測的爆震強(qiáng)度分布。倉可以包括一范圍內(nèi)的所觀測的爆震強(qiáng)度，其 中，所述一范圍內(nèi)的所觀測的爆震強(qiáng)度被組合在一起成為具有代表性的或"典型的"爆震強(qiáng) 度的"倉"（例如，多個倉的平均爆震強(qiáng)度）。倉可以具有介于倉的上限強(qiáng)度與下限強(qiáng)度(或任 一限值的強(qiáng)度)之間的中間位置的代表性爆震強(qiáng)度。直方圖可以包括至少兩個倉，這包括至 少三個、四個、五個、七個、或九個倉。直方圖可以具有少于1000個倉，這包括少于100個倉， 包括少于1 〇個倉。優(yōu)選的分布具有3個至15個倉，這包括5個至10個倉。
[0015] 可以使用(例如如由直方圖表示的)爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)的窗口來計算關(guān)于該窗口的DS。 (例如基于在運(yùn)行窗口期間所觀測的爆震強(qiáng)度)計算DS可以包括:確定位于或接近平均爆震 強(qiáng)度倉(例如，該倉包括所述分配的平均爆震強(qiáng)度)的倉中的爆震數(shù)量。計算DS可以包括:確 定在發(fā)生了最大數(shù)量的爆震的倉中的多個爆震數(shù)量。DS可以包括爆震強(qiáng)度的范圍或子集 (例如，處于高強(qiáng)度和/或低強(qiáng)度）。示例性子集包括在最低的5%的爆震強(qiáng)度倉中的爆震數(shù) 量、在5%與20%之間的最低爆震強(qiáng)度的倉中的爆震數(shù)量、在最高的40%的爆震強(qiáng)度倉、最 高的60%的爆震強(qiáng)度倉或者甚至最高的80%的爆震強(qiáng)度倉中的爆震數(shù)量。DS可以包括倉的 子集中的爆震數(shù)量。DS可以不包括這樣的爆震強(qiáng)度倉，這樣的爆震強(qiáng)度倉具有獨(dú)立于調(diào)整 狀態(tài)的相似數(shù)量的爆震（例如，通常所觀測的爆震強(qiáng)度的子集hDS可以包括加權(quán)函數(shù)（例 如，根據(jù)這些倉的爆震強(qiáng)度值來對不同的倉或倉的子集進(jìn)行加權(quán)hDS可以包括數(shù)個其他DS 的函數(shù)(例如，針對爆震強(qiáng)度的數(shù)個不同子集所計算的DS的和hDS可以包括:確定其中發(fā)生 了至少一次爆震的多個爆震強(qiáng)度倉。DS可以包括爆震強(qiáng)度分布的統(tǒng)計表示，諸如窗口的平 均爆震強(qiáng)度、窗口中的爆震強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差以及窗口中的爆震強(qiáng)度的偏離。
[0016] DS可以包括:確定大于與平均爆震強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)的爆震強(qiáng)度倉和具有最大數(shù)量的爆 震的爆震強(qiáng)度倉中的至少一者至少20%、優(yōu)選地至少100%、優(yōu)選地至少200%的爆震強(qiáng)度 倉處的爆震數(shù)量。這樣的DS可以代表分布的偏差或擴(kuò)散。
[0017] 計算DS可以包括：向運(yùn)行窗口應(yīng)用"遺忘因子"。遺忘因子可以以如下方式來對爆 震強(qiáng)度分布進(jìn)行加權(quán)：向最近的爆震事件分配較大的權(quán)重，而對過去已久的爆震事件分配 較小的權(quán)重。
[0018] 本說明書通過引用合并2013年11月25日提交的美國臨時專利申請第61/908,189 號。本說明書要求2014年11月24日提交的案卷號12669,1000的標(biāo)題為"Measurement of Knock Intensity"的PCT專利申請第PCT/EP2014/075403號的優(yōu)先權(quán)并且通過引用而合并， 該申請也要求美國臨時專利申請第61/908,189號的優(yōu)先權(quán)。可以將本文中所描述的系統(tǒng)和 方法與在上述申請中所公開的系統(tǒng)和方法結(jié)合使用，并且反之亦然，加以必要的變更。
【附圖說明】
[0019] 圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的發(fā)動機(jī)的示意圖；
[0020] 圖2是根據(jù)某些實(shí)施例的平臺的數(shù)個示例性部件的示意圖；
[0021 ]圖3A和圖3B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的代表性爆震現(xiàn)象；
[0022]圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在運(yùn)行期間在數(shù)個不同的調(diào)整狀態(tài)下的爆震強(qiáng)度r (k)的代表性變化；
[0023]圖5A至圖5C示出了根據(jù)一些實(shí)施例的關(guān)于數(shù)個調(diào)整狀態(tài)的直方圖；
[0024]圖6A和圖6B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的爆震強(qiáng)度分布的代表性偏差；
[0025] 圖7A至圖7B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的不同分組協(xié)議(binning protocol);
[0026] 圖8示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于管理發(fā)動機(jī)的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 提供了使用爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)來進(jìn)行發(fā)動機(jī)管理的系統(tǒng)和方法。可以使用傳統(tǒng)的傳感 器和/或方法(例如相比于閾值的單次測量)來估計爆震強(qiáng)度。可以使用在上述的2014年11 月24日提交的PCT專利申請第PCT/EP2014/075403號中所公開的系統(tǒng)和/或方法來估計爆震 強(qiáng)度(例如，通過使用多個爆震指示器來確定爆震強(qiáng)度）。可以使用傳統(tǒng)的方法來估計爆震 強(qiáng)度。
[0028] 可以使用來自先前燃燒循環(huán)的爆震強(qiáng)度的統(tǒng)計分布來計算描述性統(tǒng)計(DS) AS可 以代表并且/或者用于估計發(fā)動機(jī)的調(diào)整狀態(tài)?？梢允褂盟嬎愕腄S(基于當(dāng)前的觀測值） 與所期望的DS(與期望調(diào)整相關(guān)聯(lián))之間的差異來調(diào)整發(fā)動機(jī)的調(diào)整。可以通過與發(fā)動機(jī)運(yùn) 行(例如定時、加燃料、壓縮)相關(guān)聯(lián)的一個或更多個控制參數(shù)來調(diào)整調(diào)整。可以通過在歷史 燃燒循環(huán)的移動窗口上計算DS來持續(xù)地監(jiān)測DS(并且如果需要則對DS進(jìn)行調(diào)整）。該窗口可 以結(jié)合"遺忘因子"，與很久之前的燃燒事件相比，該遺忘因子對較新的燃燒事件加權(quán)較多。
[0029] 各種實(shí)施例包括可以在平臺上執(zhí)行的計算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，該平臺包括計算硬件和用 于該硬件的軟件指令?？梢允褂眯碌挠布韺?shí)現(xiàn)一些方法。一些實(shí)現(xiàn)可以使用現(xiàn)有硬件，用 新軟件使現(xiàn)有硬件用戶化來創(chuàng)建新的機(jī)器。本文中所描述的各種方法可以通過本文中所述 的平臺來實(shí)現(xiàn)。
[0030] 圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的發(fā)動機(jī)的示意圖。系統(tǒng)100包括發(fā)動機(jī)101，該發(fā)動機(jī)101 具有一個或更多個汽缸110,每個汽缸110具有各自的活塞115。進(jìn)氣閥117向汽缸110提供空 氣(可選地與燃料混合）。排氣閥118允許燃燒產(chǎn)物離開汽缸110?？梢砸噪姶藕?或機(jī)電方式 來致動閥?？梢酝ㄟ^凸輪軸(未示出）、搖臂(未示出）和/或其他致動器(例如壓電致動器、電 磁致動器，未示出）來致動閥，以便相對于活塞115在汽缸110中的上止點(diǎn)（TDC)來調(diào)整閥定 時?？梢灾聞娱y以調(diào)節(jié)閥位置(例如閥被打開的量）。可以將閥致動用于調(diào)整壓縮。
[0031] 可以間接地注入燃料(例如，使用與進(jìn)氣口或節(jié)流閥體(未示出）流體連通的端口 燃料噴射器119)，并且可以使燃料與進(jìn)入的空氣混合并經(jīng)由進(jìn)氣閥117將燃料輸送到發(fā)動 機(jī)。在一些實(shí)施例中，直接噴射器119 '可以將液體燃料(例如柴油、汽油、壓縮天然氣、液態(tài) 丙烷)直接注入（例如噴射）到汽缸110中。一些實(shí)施例包括間接噴射器119和直接噴射器 119'二者。噴射器可以注入一次或更多次燃料噴射(例如，相對于曲柄角在不同時間進(jìn)行燃 料噴射)。
[0032] -個或更多個傳感器130可以提供用于計算汽缸內(nèi)爆震強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。爆震強(qiáng)度r (k)可以表示在特定燃燒循環(huán)(k)期間爆震事件的嚴(yán)重度(例如，在爆震事件期間所釋放的 能量）。傳感器130可以（例如通過在汽缸內(nèi)測量壓力、使用離子電流等)監(jiān)測汽缸內(nèi)的狀況。 傳感器130可以包括離子電流傳感器，該離子電流傳感器可以與火花塞集成一體。傳感器 130可以在汽缸的外部(例如，在發(fā)動機(jī)汽缸上的聲傳感器）。一些實(shí)施例具有與（例如多汽 缸發(fā)動機(jī)的）單個汽缸和/或發(fā)動機(jī)101的另一部分(例如發(fā)動機(jī)體，未示出）相關(guān)聯(lián)的傳感 器。一些多汽缸發(fā)動機(jī)在每個汽缸上均具有傳感器。傳感器130可以包括(例如在不同位置 處的）多個傳感器，即包括汽缸內(nèi)傳感器和汽缸外傳感器、和/或數(shù)個汽缸內(nèi)傳感器和/或數(shù) 個汽缸外傳感器。傳感器可以被定位在與汽缸的中心相距不同距離的位置處。傳感器可以 被定位在相對于進(jìn)氣閥117和/或排氣閥118的不同位置處。傳感器可以被定位在汽缸蓋和/ 或發(fā)動機(jī)體中。一些實(shí)施例利用來自單個傳感器的數(shù)個爆震指標(biāo)(例如，與汽缸內(nèi)壓力對時 間相關(guān)聯(lián)(例如相對于TDC)的傅立葉變換的帶通濾波的信號的不同頻帶）。一些實(shí)施例利用 從數(shù)個不同的傳感器接收到的爆震指標(biāo)。
[0033] 在示例性實(shí)施例中，傳感器130包括離子傳感器，該離子傳感器可以包括火花塞， 該火花塞可以與耦接到發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的用于發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)(未示出）集成。火花塞可 以感測隨著時間的離子電流，所述離子電流可能與倉中的壓力相關(guān)?？梢詫⑺袦y的離子 電流變換到頻域，并且可以選擇一個或更多個頻帶(例如基波、諧波等）?？梢允褂妙l帶中的 信號的量值來計算爆震強(qiáng)度。在一些情況下，使用與兩個或更多個爆震強(qiáng)度頻帶中的每一 個相關(guān)聯(lián)的概率分布函數(shù)(PDF)。對于給定的坐標(biāo)(在爆震指標(biāo)空間y(i，k)中），可以計算 (爆震強(qiáng)度的)數(shù)個頻帶的概率密度，并且(在該坐標(biāo)處)具有最高概率密度的頻帶可以限定 該坐標(biāo)的燃燒事件的爆震強(qiáng)度。
[0034]傳感器130與平臺120進(jìn)行通信，該平臺120可以包括被配置為監(jiān)測傳感器的計算 硬件和軟件，并且平臺120還可以（例如經(jīng)由與未示出的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的通信)監(jiān)測發(fā)動 機(jī)運(yùn)行。平臺120可以與發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)150進(jìn)行通信（并且/或者可以與發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng) 150集成），該發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)150可以（例如使用來自傳感器130的數(shù)據(jù))控制發(fā)動機(jī)101。發(fā) 動機(jī)控制系統(tǒng)150可以包括計算平臺（例如處理器、存儲器、存儲介質(zhì)和所存儲的可由處理 器執(zhí)行的指令），該計算平臺被配置為控制發(fā)動機(jī)101。
[0035] 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)150可以經(jīng)由（除其他外)對一個或更多個控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來控 制發(fā)動機(jī)1 〇 1?？刂茀?shù)可以包括點(diǎn)火定時(例如針對火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)）?？刂茀?shù)可以包括 燃料噴射定時(例如，噴射的次數(shù)，噴射的定時、燃料量），即可以將燃料注入到進(jìn)氣閥117的 端口上游(例如，經(jīng)由間接噴射器119)和/或直接注入到噴射器110中（例如，經(jīng)由直接噴射 器119 '）?？刂茀?shù)可以包括被輸送到汽缸110的燃料的量。控制參數(shù)可以包括一個或更多 個閥117、118的位置和/或一個或更多個閥117、118的定時?？梢允褂瞄y位置或定時(相對于 TDC)來控制汽缸110內(nèi)的壓縮、（流入或流出汽缸110的氣體的）漩渦特性、廢氣再利用的量 等。
[0036] 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)150可以接收對輸出的需求（例如轉(zhuǎn)矩、功率），并且控制發(fā)動機(jī) 101以（例如通過由活塞115驅(qū)動的曲軸(未示出））響應(yīng)該需求。根據(jù)在燃燒循環(huán)期間發(fā)動機(jī) 運(yùn)行時的一組控制參數(shù)，一個或更多個運(yùn)行狀況可以表征與滿足功率需求相關(guān)聯(lián)的一組運(yùn) 行變量（例如負(fù)荷、速度、點(diǎn)火定時、噴射定時、閥定時、Β Μ E P (制動平均有效壓力）等）。 〇pC〇nditi〇n(k)可以是描述在燃燒循環(huán)(k)期間發(fā)動機(jī)101的運(yùn)行狀況的一組控制參數(shù)，并 且可以包括負(fù)荷、速度和/或環(huán)境數(shù)據(jù)。
[0037] 下表描述了用于某些實(shí)施例的注釋。
[0038] 表格 1
[0040] 圖2是根據(jù)某些實(shí)施例的平臺的數(shù)個示例性部件的示意圖。平臺（例如120)可以包 括硬件(例如處理器、存儲器、存儲裝置等)和軟件(例如在存儲器中所存儲的并能夠由處理 器執(zhí)行以執(zhí)行方法的指令）。平臺120可以包括服務(wù)器(例如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù) 庫服務(wù)器等）并且/或者與該服務(wù)器進(jìn)行通信。平臺120可以包括或向用戶設(shè)備提供圖形輸 入和/或音頻輸出。平臺120可以被配置為從用戶設(shè)備接收輸入。在某些配置中，用戶設(shè)備通 過網(wǎng)絡(luò)使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)際協(xié)議（IP)來與平臺120進(jìn)行通信，并且可以使用一個或更多個IP地址。 在一些情況下，通信可以包括加密信息。
[0041] 在示例性的實(shí)施例中，平臺120包括各種硬件部件，其包括處理器210、存儲器220、 存儲裝置230、輸入/輸出（I /0)接口 240、通信網(wǎng)絡(luò)接口 250以及顯示接口 260。這些元件通常 可以經(jīng)由系統(tǒng)總線270連接在一起。平臺120可以經(jīng)由通信總線280(例如與發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng) 150)通信。在一些實(shí)施例中，平臺120包括并且/或者被配置為控制視頻卡和/或顯示裝置 (未示出）。
[0042] 處理器210可以被配置為執(zhí)行指令。在一些實(shí)施例中，處理器210包括能夠處理可 執(zhí)行指令的集成電路或任意處理器。在一些實(shí)施例中，處理器210可以包括高速緩存、多核 處理器、視頻處理器及/或其他處理器。處理器210可以包括可編程邏輯控制器(PLC)。
[0043] 存儲器220可以是被配置為存儲數(shù)據(jù)的任意存儲器。存儲器220的示例包括計算機(jī) 可讀非暫態(tài)存儲介質(zhì)，其可以包括被配置為存儲可執(zhí)行指令的任意介質(zhì)。例如，存儲器系統(tǒng) 220可以包括但不限于存儲設(shè)備如1^1、1?01、11^1、閃速存儲器和/或存儲器。
[0044] 某些配置包括作為平臺120的一部分的存儲裝置230。在其他配置中，存儲裝置230 可以被遠(yuǎn)程地實(shí)現(xiàn)為例如位于遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)庫(未示出）的一部分。存儲裝置230可以是被配 置為接收、存儲和提供數(shù)據(jù)的任意存儲裝置。存儲裝置230還可以包括計算機(jī)可讀存儲介質(zhì) 諸如閃速存儲器、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器和/或磁帶。存儲裝置230可以包括:被配置為保 存和組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，平臺120包括呈RAM形式的存儲 器220以及呈硬盤驅(qū)動器和/或閃速存儲器形式的存儲裝置230。
[0045] 輸入和輸出（I/O)可以經(jīng)由I/O接口 240來實(shí)現(xiàn)，該I/O接口 240可以包括與各種位 于遠(yuǎn)端的設(shè)備諸如用戶設(shè)備和/或發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行對接的硬件和/或軟件。在一些實(shí)施 例中，I/O接口 240可以與本地鍵盤、鼠標(biāo)、指針進(jìn)行交互等。
[0046] 通信網(wǎng)絡(luò)接口 250可以與各種用戶設(shè)備進(jìn)行通信，并且這樣的通信可以包括網(wǎng)絡(luò) 諸如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和/或互聯(lián)網(wǎng)的使用。通信網(wǎng)絡(luò)接口250可以支持串口、并口、USB、火線、 以太網(wǎng)和/或ΑΤΑ通信。通信網(wǎng)絡(luò)接口 250還可以支持802.11、802.16、GSM、CDMA、EDGE以及各 種其他無線通信協(xié)議。
[0047] 顯示接口 260可以包括用于控制顯示裝置(諸如LED顯示器、0LED顯示器、CRT、等離 子顯示器等)并且/或者與該顯示裝置進(jìn)行通信的任何電路。在一些配置中，顯示界面260包 括視頻卡和存儲器。在某些配置中，用戶設(shè)備可以包括視頻卡和圖形顯示，并且顯示接口 260可以與用戶設(shè)備的視頻卡進(jìn)行通信以顯示信息。
[0048]各種部件的功能可以包括可執(zhí)行指令的使用，該可執(zhí)行指令可以存儲在計算機(jī)可 讀存儲介質(zhì)(例如存儲器和/或存儲裝置）中。在一些實(shí)施例中，可以將可執(zhí)行指令存儲在存 儲器220和/或存儲裝置230中?？蓤?zhí)行指令可以被取回并由處理器210執(zhí)行，并且可以包括 軟件、固件和/或程序代碼?？蓤?zhí)行指令可以由處理器執(zhí)行來執(zhí)行一種或更多種方法。
[0049]圖3A和圖3B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的代表性爆震現(xiàn)象。圖3A示意性地示出了來自 傳感器130的在單個燃燒循環(huán)(k)(的不同版本)期間的作為時間的函數(shù)的數(shù)據(jù)。非燃燒曲線 300描述了在沒有發(fā)生燃燒的汽缸內(nèi)的（例如來自對汽缸中的氣體加壓的活塞的）壓力。燃 燒曲線310示出了在控制燃燒事件期間汽缸內(nèi)的壓力(無實(shí)質(zhì)爆震）。爆震曲線320示出了代 表性爆震響應(yīng)，并且可以結(jié)合(例如與氣缸內(nèi)與壓力波相關(guān)聯(lián)的)波狀特征。爆震曲線320可 以包括與一個或更多個高頻分量(其可以與汽缸內(nèi)的共振相關(guān)聯(lián))重疊的非常低的頻率分 量(例如如在燃燒曲線310中的單調(diào)的頻率分量）。
[0050] 圖3B示出了其中已對爆震曲線320進(jìn)行帶通濾波的示例性處理。濾波曲線322可以 是爆震曲線320的帶通濾波形式。帶通濾波可以包括除去在傳感器數(shù)據(jù)的期望范圍（或頻 帶)之外的信號分量(例如，與曲線310相關(guān)聯(lián)的基線或單調(diào)響應(yīng)）。
[0051] 可以從濾波后的曲線322中提取用于描述爆震強(qiáng)度的各種數(shù)據(jù)以計算爆震強(qiáng)度r (k)。在一些情況下，r(k)330可以是過濾曲線322(例如在燃燒循環(huán)內(nèi)的給定時間段內(nèi)）的最 大量值改變。在一些情況下，r(k)332可以是(例如在某一時間段上的）積分區(qū)域，其包括多 個積分區(qū)域。可以使用其他方法針對給定燃燒循環(huán)計算爆震強(qiáng)度r(k)。然后，可以在燃燒循 環(huán)的窗口上確定爆震強(qiáng)度。
[0052]圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例的在運(yùn)行期間在數(shù)個不同的調(diào)整狀態(tài)下的爆震強(qiáng)度r (k)的代表性變化。針對大約500個模擬燃燒循環(huán)的窗口，圖4示出了針對三種不同調(diào)整狀態(tài) 中的每種調(diào)整狀態(tài)的所觀測的爆震強(qiáng)度的變化(與來自三種不同調(diào)整狀態(tài)的數(shù)據(jù)疊加）。點(diǎn) (菱形)400來自"欠調(diào)整"狀態(tài)，在"欠調(diào)整"狀態(tài)下發(fā)動機(jī)在低性能狀態(tài)(但低損壞可能性） 下運(yùn)行。星410來自"期望"調(diào)整狀態(tài)，該"期望"調(diào)整狀態(tài)使在性能與安全性之間的權(quán)衡最優(yōu) 化。圓420來自"超時"狀態(tài)，在"超時"狀態(tài)下發(fā)動機(jī)可能會被損壞。
[0053]如在窗口之間的（所觀測的爆震強(qiáng)度的）重疊所示，特定的調(diào)整狀態(tài)可以與大范圍 的爆震強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)，并且來自一種調(diào)整狀態(tài)的范圍內(nèi)可以與來自另一種調(diào)整狀態(tài)的范圍重 疊。所期望的調(diào)整狀態(tài)(例如產(chǎn)生星410)可以具有一些高強(qiáng)度爆震(經(jīng)常與過調(diào)整狀態(tài)相關(guān) 聯(lián))和一些低強(qiáng)度爆震(經(jīng)常與欠調(diào)整狀態(tài)相關(guān)聯(lián)）。例如，區(qū)域440示出了具有幾乎相同的 爆震強(qiáng)度的兩次觀測，盡管是由"過調(diào)整"調(diào)整狀態(tài)得到的（區(qū)域中的）圓和由"期望"調(diào)整狀 態(tài)得到的（區(qū)域中的)星。
[0054] 爆震可能受隨機(jī)過程所影響。因此，單次爆震事件無法穩(wěn)健地識別所述燃燒循環(huán) 的特定調(diào)整狀態(tài)。劇烈爆震的單次觀測可能由"過調(diào)整"狀態(tài)引起，但劇烈爆震也可能由"正 確調(diào)整"或"欠調(diào)整"狀態(tài)引起。
[0055] 盡管單次爆震事件可能歸因于任意數(shù)量的不同調(diào)整狀態(tài)，但是可以使用觀測窗口 中的爆震強(qiáng)度的分布來識別特定的調(diào)整狀態(tài)?？梢允褂盟谕姆植寂c所觀測的分布之間 的偏差來調(diào)整控制參數(shù)以將發(fā)動機(jī)調(diào)整到所期望的調(diào)整狀態(tài)?？梢越?jīng)由對運(yùn)行窗口中的多 個先前燃燒事件的分析來解釋隨機(jī)爆震過程。
[0056] 可以由預(yù)期的爆震強(qiáng)度分布來表示所期望的調(diào)整狀態(tài)。在運(yùn)行期間，可以使用所 觀測的爆震強(qiáng)度分布與所期望的分布之間的偏差來指示與所期望的調(diào)整狀態(tài)的偏差。響應(yīng) 于此偏差，可以調(diào)整一個或更多個發(fā)動機(jī)控制參數(shù)以使發(fā)動機(jī)處于所期望的調(diào)整狀態(tài)。可 以使用在運(yùn)行窗口期間的爆震強(qiáng)度分布來管理發(fā)動機(jī)。在一些情況下，少數(shù)的（例如一個） 數(shù)據(jù)點(diǎn)可表示該分布?？梢允褂弥狈綀D來圖示示例性分布和用于描述示例性分布的數(shù)個相 關(guān)數(shù)據(jù)(例如描述性統(tǒng)計），其中，將數(shù)據(jù)"離散化"或"分組"以使得將具有相似爆震強(qiáng)度的 觀測一起分組到同一倉或組中，該倉被分配了代表性爆震強(qiáng)度。直方圖生成可以減少計算 時間。實(shí)施例無需要求直方圖本身的生成。
[0057]圖5A至圖5C示出了根據(jù)一些實(shí)施例的關(guān)于數(shù)個調(diào)整狀態(tài)的（在類似的運(yùn)行窗口上 的)直方圖。圖5A示出了在發(fā)動機(jī)處于"欠調(diào)整"狀態(tài)的運(yùn)行窗口期間的模擬爆震強(qiáng)度。圖5B 示出了在發(fā)動機(jī)處于"期望"調(diào)整狀態(tài)的運(yùn)行窗口期間的模擬爆震強(qiáng)度。圖5C示出了在發(fā)動 機(jī)處于"過調(diào)整"狀態(tài)的運(yùn)行窗口期間的模擬爆震強(qiáng)度。圖5A至圖5C將圖4中的數(shù)據(jù)改變?yōu)?直方圖形式，從而提供了圖形化的便捷方式來說明爆震強(qiáng)度分布之間的統(tǒng)計變化的差異并 且說明示例性的描述性統(tǒng)計。通常不要求將數(shù)據(jù)實(shí)際圖形化為直方圖格式。
[0058]可以使用描述性統(tǒng)計(DS)來表示直方圖和/或窗口中的爆震強(qiáng)度的統(tǒng)計分布，并 且通過擴(kuò)展，DS可以識別發(fā)動機(jī)的調(diào)整狀態(tài)。圖5A至圖5C圖示了數(shù)個示例性的描述性統(tǒng)計。 DS500是(窗口中的）具有最大數(shù)量的所觀測爆震的爆震強(qiáng)度倉。DS502可以是DS500爆震的 數(shù)量。DS510可以是平均爆震強(qiáng)度(并且/或者是包括平均爆震強(qiáng)度的倉KDS512可以是倉中 的均值處的爆震數(shù)量和/或接近均值的爆震數(shù)量（例如，倉的平均是在均值的任一側(cè)）。 DS520可以是DS500的爆震強(qiáng)度的倍數(shù)(例如2倍、3倍、5倍、10倍、0.5倍、0.2倍)的爆震數(shù)量。 在示例性圖5A至圖5C中，DS520是倉中的具有如下爆震強(qiáng)度的爆震的數(shù)量，該爆震強(qiáng)度是在 發(fā)生最大數(shù)量(DS500)的爆震強(qiáng)度的5x(五倍）。對于大于1的倍數(shù)，DS520可以代表直方圖的 標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0059] DS可以包括一系列的爆震強(qiáng)度。DS 530可以是在一系列爆震強(qiáng)度倉(例如，高強(qiáng)度 爆震的窗口）中的爆震數(shù)量。DS530可以包括多個子范圍（例如DS 532、03534、03536)。03 540可以包括具有低強(qiáng)度(例如，遠(yuǎn)低于在出現(xiàn)最大數(shù)量的爆震的爆震強(qiáng)度）的一系列爆震 強(qiáng)度(或倉)中的爆震數(shù)量。
[0060]通過選擇適當(dāng)?shù)拿枋鲂越y(tǒng)計（和/或其組合），可以做出（例如所觀測的與所期望 的）統(tǒng)計分布之間的快速比較。爆震強(qiáng)度的分布可以得到DS，該DS與理想DS的偏差是調(diào)整狀 態(tài)需要被調(diào)整的指示。響應(yīng)于這樣的偏差，發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)可以調(diào)整一個或更多個控制參 數(shù)(例如，點(diǎn)火定時、噴射定時、燃料量、閥定時、閥位置等）。隨后，可以（針對理想值)對隨后 窗口中的爆震強(qiáng)度分布進(jìn)行該調(diào)整效果的評估，以確保正確地調(diào)整調(diào)整。這樣的系統(tǒng)可以 提供調(diào)整狀態(tài)的"閉環(huán)"控制，其中，基于移動運(yùn)行窗口連續(xù)地將動態(tài)計算的DS與所期望的 DS進(jìn)行比較?？梢允褂么吮容^的持續(xù)結(jié)果來保持發(fā)動機(jī)的最佳調(diào)整狀態(tài)。
[0061]描述性統(tǒng)計可以是多個爆震強(qiáng)度的函數(shù)和/或多個爆震強(qiáng)度倉的函數(shù)(例如，在多 個不同爆震強(qiáng)度的每個爆震強(qiáng)度處的所觀測的爆震數(shù)量與所期望的爆震數(shù)量之間的差值 的函數(shù)）。例如，考慮如在100個燃燒循環(huán)(k)的窗口上所測量的爆震強(qiáng)度值j = 20的直方圖。 在窗口中的每個強(qiáng)度倉處的所期望的爆震數(shù)量可以是a(j)(例如，如圖5B所示）。在運(yùn)行窗 口期間，在每個強(qiáng)度倉處的所觀測的爆震數(shù)量可以是n(j)(例如，如圖5A或圖5C所示）?？梢?使用（在多個強(qiáng)度和/或倉上的）總響應(yīng)來識別爆震強(qiáng)度的分布?？梢酝ㄟ^，在可包括(對于 所有j)的每個爆震強(qiáng)度處的所觀測響應(yīng)與所期望響應(yīng)之間的差異的函數(shù)，來定義示例性響 應(yīng)，，所述示例性響應(yīng)的以下示例不是窮舉列表：
[0065] 各種實(shí)施例可以包括損失函數(shù)，該損失函數(shù)用于使期望值與實(shí)際值之間的偏差的 數(shù)值極小化?？梢葬槍σ幌盗斜饛?qiáng)度(例如針對爆震強(qiáng)度的子集)來確定這樣的函數(shù)。函 數(shù)可以結(jié)合加權(quán)(例如，根據(jù)該偏差的爆震強(qiáng)度值來對所觀測的與所期望的之間的偏差進(jìn) 行加權(quán)）。圖5B示出了代表性的加權(quán)函數(shù)550(例如在以對數(shù)尺度示出的此情況下為多項(xiàng) 式），該加權(quán)函數(shù)550增加對(很少觀測到的）低爆震強(qiáng)度和高爆震強(qiáng)度的加權(quán)并且降低對經(jīng) 常觀測到的爆震強(qiáng)度(例如接近平均爆震強(qiáng)度)的加權(quán)。這樣的加權(quán)函數(shù)可以將檢測靈敏度 偏置向那些比通常所觀測到的爆震強(qiáng)度提供更多有用的辨別信息的一系列爆震強(qiáng)度(例如 非常低的和非常高的）。
[0066] 圖5A至圖5C的直方圖與圖4的原始數(shù)據(jù)之間的比較表明了使用統(tǒng)計分布來確定調(diào) 整狀態(tài)的實(shí)用性。直方圖之間的差異可以使這些差異更加明顯。
[0067]圖6A和圖6B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的爆震強(qiáng)度分布的代表性偏差。圖6A針對每個 爆震強(qiáng)度倉圖示了（該倉中的）所期望的爆震數(shù)量與（該倉中的）所觀測的爆震數(shù)量之間的 差異。在圖6A中，在期望狀態(tài)和欠調(diào)整狀態(tài)之間存在差異（即，圖5B與圖5A之間的差異）。在 此情況下，（在低強(qiáng)度的范圍內(nèi)所期望的-所觀測的)示例性DS540為負(fù)。（在介質(zhì)強(qiáng)度范圍內(nèi) 所期望的-所觀測的）DS 532略微為正，并且(在高強(qiáng)度范圍內(nèi)所期望的-所觀測的）DS 534 為零。
[0068] 圖6B示出了在"過調(diào)整"運(yùn)行窗口期間所期望得爆震數(shù)量與所觀測的爆震數(shù)量之 間的倉(binwise)差異（即圖5B與圖5C之間的差異）。在此情況下，DS540為正，DS532為負(fù)，以 及DS 534為負(fù)。
[0069] 如圖4所示，單次爆震事件通常是調(diào)整狀態(tài)的弱指示(例如區(qū)域440)。與此相反，比 較圖6A和圖6B，DS 540、DS 532和DS 534的量和值在"欠調(diào)整"狀態(tài)和"過調(diào)整"狀態(tài)方面顯 著不同。因此，可以使用這些描述性統(tǒng)計來調(diào)整發(fā)動機(jī)的調(diào)整狀態(tài)。通過將統(tǒng)計分布"提取" 到幾個(或者甚至一個)值(DS)中，可以改善計算速度，從而改善了發(fā)動機(jī)控制。
[0070] 通過選擇適當(dāng)?shù)腄S(或其組合），可以通過DS的偏差來識別與所期望的運(yùn)行狀況的 偏差。然后，可以（例如以閉環(huán)方式）調(diào)整發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況以使發(fā)動機(jī)處于所期望的調(diào)整狀 態(tài)(并且因此使DS返回到期望值）?？梢詫υ撜{(diào)整進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到DS與理想DS的偏差低于閾 值為止(將可接受限值限定為與理想DS的偏差）。在一些情況下（例如多汽缸發(fā)動機(jī)），可以 計算總計閾值?？傆嬮撝悼梢悦枋龆鄠€DS的偏差的可接受限值(例如，給定的DS相對于其各 自的閾值的測試的組合）。
[0071] 可以（可選地用加權(quán)）選擇描述性統(tǒng)計的組合來在調(diào)整狀態(tài)之間進(jìn)行區(qū)別。例如 (使用圖6A和圖6B的DS):
[0072] DS ' =-0 · 5*DS540+DS532+10*DS534
[0073] DS'合并了（在DS 540與DS 532之間的）正負(fù)差異。當(dāng)DS'為正時，發(fā)動機(jī)可能為欠 調(diào)整，可以調(diào)整控制參數(shù)以增加調(diào)整狀態(tài)(例如增加輸出）。當(dāng)DS'為負(fù)時，發(fā)動機(jī)可能為過 調(diào)整，可以調(diào)整控制參數(shù)以降低調(diào)整狀態(tài)（例如降低輸出）。根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同類型、占空 比、運(yùn)行環(huán)境、燃料類型等，可以使用各種不同的描述性統(tǒng)計。關(guān)于DS和/或DS'的閾值可以 與汽缸相關(guān)(例如，第一汽缸具有用于觸發(fā)調(diào)整的DS'的第一閾值，以及第二汽缸具有用于 觸發(fā)調(diào)整的DS'的第二閾值。第一閾值和第二閾值可以具有相同的閾值。
[0074]圖7A至圖7B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的不同的柱形分組(binning)協(xié)議。直方圖的 倉寬度可以描述所組合在一起(在同一"倉"中）的爆震強(qiáng)度的范圍。可以使用如圖7A中的粗 分級來管理一些發(fā)動機(jī)。一些發(fā)動機(jī)可以受益于如7B中的細(xì)分級的使用。粗分級可以改進(jìn) 計算效率;細(xì)分級可以改進(jìn)不同響應(yīng)的分辨率(例如，提供更復(fù)雜的DS計算）。
[0075]圖8示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于管理發(fā)動機(jī)的方法?？梢允褂梅椒?00通過以下 方式來管理發(fā)動機(jī)(例如發(fā)動機(jī)101):測量在燃燒循環(huán)的窗口上聚集的多個爆震強(qiáng)度，并且 (例如在該運(yùn)行狀況下）將這些爆震強(qiáng)度的統(tǒng)計分布與所期望的或"理想的"爆震強(qiáng)度分布 進(jìn)行比較。
[0076] 在步驟810中，識別燃燒循環(huán)的窗口?？梢允褂迷谇暗模ɡ?，前3個、前5個、前10 個、前20個、前50個、前100個、前1000個、前1E4個、前1E5個)燃燒循環(huán)窗口來評估發(fā)動機(jī)的 運(yùn)行?？梢愿鶕?jù)預(yù)計會發(fā)生與所期望運(yùn)行的偏差的時間段來選擇窗口大小。例如，單汽缸發(fā) 動機(jī)每分鐘600轉(zhuǎn)(rpm)，600個燃燒循環(huán)的窗口表示過去60秒的（該倉的）運(yùn)行。這樣，移動 的60秒窗口可能使發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)對數(shù)分鐘內(nèi)（甚至在一分鐘內(nèi)）的改變作出響應(yīng)。較長的 窗口（例如，幾分鐘、甚至幾個小時)可以"抑制(dampen)"響應(yīng)，從而在不改變控制參數(shù)的情 況下允許短期偏差。較短的窗口（例如1秒至1 〇秒)可以提供較快的響應(yīng)。選擇較大的窗口可 以提供較多的數(shù)據(jù)，這可以改進(jìn)統(tǒng)計準(zhǔn)確度。選擇較小的窗口可以提供較新的發(fā)動機(jī)運(yùn)行 的"快照"，并且因此可以提供對與預(yù)期運(yùn)行的偏差的較快響應(yīng)。窗口可以少于1E5,這包括 少于1E4個燃燒循環(huán)，包括少于1000個燃燒循環(huán)，包括少于100個燃燒循環(huán)。
[0077] 在多汽缸發(fā)動機(jī)中，窗口可以包括來自每個倉的每個燃燒事件、來自每個倉的燃 燒事件的子集、來自一個倉的每個燃燒事件、來自一個倉的燃燒事件的子集、或先前燃燒事 件的其他組合。
[0078] 在一些情況下，可以將"遺忘因子"結(jié)合到對窗口的選擇中。在這樣的情況下，可以 向每個燃燒循環(huán)應(yīng)用加權(quán)，使得最近的燃燒循環(huán)具有最高的權(quán)重而較遠(yuǎn)的(過去的)燃燒循 環(huán)具有較小的權(quán)重。向窗口中的燃燒事件的加權(quán)應(yīng)用指數(shù)衰減的遺忘因子可以（向最近周 期)提供快速響應(yīng)，但仍提供用于合并大量的(盡管低加權(quán)的）先前循環(huán)。燃燒循環(huán)的窗口可 以在運(yùn)行之前被確定，并且可以在運(yùn)行期間被更新(例如增加、減少）。在可選的步驟812中， 將遺忘因子結(jié)合到對窗口的識別中。
[0079] 計算描述性統(tǒng)計的優(yōu)選方法可以包括:使用(例如如下的)遺忘因子來更新爆震強(qiáng) 度的出現(xiàn)頻率。令nj(k)表示第j個爆震強(qiáng)度的估計頻率并且令J來定義爆震強(qiáng)度水平，其中 J為正整數(shù)。此外，針對以周期(k)測量的爆震強(qiáng)度1，令
[0081 ]然后，可以將頻率(平均出現(xiàn)次數(shù))計算為
[0082] nj(k) =Anj(k-l) + (l-A)5j,i(k) (0.2)
[0083] 其中，λ為遺忘因子，〇<λ<1，λ的選擇可以是設(shè)計的折衷并且可以取決于應(yīng)用?？?以將相應(yīng)的描述性統(tǒng)計Q(k)計算(例如)為：
[0085]其中，Wj為加權(quán)因子。
[0086] 在步驟820中，測量（例如使用來自傳感器130的數(shù)據(jù)計算）窗口中的多個爆震強(qiáng) 度?？梢詼y量在窗口中的每個燃燒循環(huán)的爆震強(qiáng)度。可以測量在窗口中的爆震強(qiáng)度的子集。
[0087] 在步驟830中，計算描述性統(tǒng)計(DShDS可以表示所測量的在窗口中的爆震強(qiáng)度的 統(tǒng)計分布(可選地并入遺忘因子）。
[0088]在步驟840中，可以將所計算的DS與所期望的DS進(jìn)行比較。所期望的DS可以表示針 對"理想調(diào)整的"發(fā)動機(jī)（即，在所期望的調(diào)整狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)行）的（在類似的窗口上的)爆震 強(qiáng)度的預(yù)期統(tǒng)計分布。所計算的DS(表示實(shí)際運(yùn)行)和所期望的DS(表示"理想的"運(yùn)行)之間 的偏差可以指示發(fā)動機(jī)未運(yùn)行于所期望的調(diào)整狀態(tài)。
[0089]在步驟850中，當(dāng)所計算的DS與所期望的DS偏離的量大于閾值時，對控制參數(shù)進(jìn)行 調(diào)整。閾值可以包括(所觀測的與所期望的之間）差異的量值。閾值可以包括(所觀測的DS與 所期望的DS偏離的）時長。在示例性實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)150通過改變控制參數(shù)(例如 點(diǎn)火定時、燃料噴射量、燃料噴射定時）來調(diào)整發(fā)動機(jī)101的調(diào)整狀態(tài)。然后，可以測量在后 續(xù)運(yùn)行窗口中的爆震強(qiáng)度(具有經(jīng)調(diào)整的控制參數(shù)）以確保發(fā)動機(jī)在改進(jìn)的調(diào)整狀態(tài)下運(yùn) 行，或者(如果所計算的DS繼續(xù)偏離所期望的DS)以進(jìn)一步調(diào)整一個或更多個控制參數(shù)。
[0090] 從爆震強(qiáng)度分布的差異獲得的數(shù)據(jù)可以便于發(fā)動機(jī)管理，特別是便于管理隨機(jī)過 程如爆震?？梢允褂肈S來估計或近似爆震強(qiáng)度的分布，并且所觀測的DS與所預(yù)期的DS之間 的偏差可以表示所觀測的爆震強(qiáng)度分布與所期望的爆震強(qiáng)度分布之間的偏差?？梢允褂眠@ 些分布偏差來調(diào)整發(fā)動機(jī)的控制參數(shù)，從而在后續(xù)運(yùn)行期間改變發(fā)動機(jī)的調(diào)整狀態(tài)。
[0091] 先前燃燒循環(huán)的移動窗口（使用遺忘因數(shù)以可選地加權(quán))和對其中的強(qiáng)度分布的 監(jiān)測可以提供用于發(fā)動機(jī)的"實(shí)時"控制。影響爆震的改變(例如不同的燃料源)可以表現(xiàn)為 爆震強(qiáng)度分布的改變，這可以使用DS來評估。實(shí)際的DS與所期望的DS之間的偏差可以觸發(fā) 控制參數(shù)的調(diào)整，使得發(fā)動機(jī)適應(yīng)所述改變。通過使用爆震強(qiáng)度的統(tǒng)計分布，發(fā)動機(jī)管理系 統(tǒng)可以更有效地對抗隨機(jī)過程對爆震測量的影響。因此，可以使發(fā)動機(jī)在結(jié)合高性能、良好 的燃油經(jīng)濟(jì)性和低排放量但不損壞發(fā)動機(jī)的最優(yōu)調(diào)整狀態(tài)下運(yùn)行。本文所公開的實(shí)施例還 可以涉及具有隨機(jī)響應(yīng)的其他過程的管理。本說明書是說明性的，并非限制性的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種計算平臺（120)，包括： 計算硬件，所述計算硬件包括計算機(jī)可讀非暫態(tài)存儲介質(zhì)（230)，所述存儲介質(zhì)親接到 處理器(210)和存儲器(220)，所述處理器被配置為與傳感器（130)和發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)（150) 進(jìn)行通信，所述發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)（150)被配置為使發(fā)動機(jī)（101)運(yùn)行，所述傳感器被配置為 感測在燃燒循環(huán)期間發(fā)動機(jī)(101)的汽缸(110)內(nèi)的爆震，所述處理器能夠執(zhí)行存儲介質(zhì)所 包含的指令以實(shí)施在所述存儲器中所存儲的方法(800)，所述方法包括： 識別燃燒循環(huán)的窗口，所述燃燒循環(huán)優(yōu)選地為至少三個、優(yōu)選地為至少十個、優(yōu)選地為 至少100個； 測量在窗口內(nèi)的多個燃燒循環(huán)中的每個燃燒循環(huán)的爆震強(qiáng)度； 計算描述性統(tǒng)計(DS)，所述描述性統(tǒng)計描述了所測量的爆震強(qiáng)度的分布； 將所計算的DS與所期望的DS進(jìn)行比較，所期望的DS表示所期望的爆震強(qiáng)度的分布；以 及 當(dāng)所計算的DS與所期望的DS偏離的量大于閾值時，對所述發(fā)動機(jī)的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào) 整。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中： 所述發(fā)動機(jī)包括至少第一汽缸和第二汽缸，其中優(yōu)選地，所述傳感器包括用于感測所 述第一汽缸的第一傳感器和用于感測所述第二汽缸的第二傳感器； 所述窗口包括來自所述第一汽缸和所述第二汽缸的爆震強(qiáng)度，優(yōu)選地至少為來自所述 第一汽缸的第一組爆震強(qiáng)度和來自所述第二汽缸的第二組爆震強(qiáng)度； 所計算的DS包括所計算的關(guān)于所述第一汽缸的第一 DS和所計算的關(guān)于所述第二汽缸 第二 DS; 所期望的DS包括所期望的關(guān)于所述第一汽缸的第一 DS和所期望的關(guān)于所述第二汽缸 的第二DS;并且 所述控制參數(shù)包括： 第一控制參數(shù)，當(dāng)所計算的第一 DS與所期望的第一 DS偏離的量高于第一閾值時所述第 一控制參數(shù)被調(diào)整；以及 第二控制參數(shù)，當(dāng)所計算的第二DS與所期望的第二DS偏離的量高于第二閾值時所述第 二控制參數(shù)被調(diào)整； 其中優(yōu)選地，所述第一閾值和所述第二閾值是不同的。3. 根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機(jī)包括至少第一汽缸和第 二汽缸，其中優(yōu)選地，所述傳感器包括用于感測所述第一汽缸的第一傳感器和用于感測所 述第二汽缸的第二傳感器，所述方法還包括： 對所計算的用于所述第一汽缸的第一 DS和所計算的用于所述第二汽缸第二DS進(jìn)行計 算； 將所計算的用于所述第一汽缸的第一 DS與所期望的用于所述第一汽缸的第一 DS進(jìn)行 比較； 將所計算的關(guān)于所述第二汽缸的第二DS與所期望的關(guān)于所述第二汽缸的第二DS進(jìn)行 比較，其中優(yōu)選地，所期望的第二DS與所期望的第一 DS具有不同的值； 計算總計DS偏差，所述總計DS偏差包括關(guān)于所述第一汽缸和所述第二汽缸的實(shí)際的DS 與所期望的DS的偏差；以及 優(yōu)選地當(dāng)所述總計DS超過一總計閾值時，在所述總計DS指示需要進(jìn)行調(diào)整時，對控制 參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，優(yōu)選地當(dāng)所述第一窗口和所述第二窗口覆蓋相同 的時間段時，所計算的第一DS是在燃燒循環(huán)的第一窗口上計算的，并且所計算的第二DS是 在燃燒循環(huán)的第二窗口上計算的。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述控制參數(shù)包括以下中的至少一 個： 點(diǎn)火定時； 燃料噴射定時； 輸送到所述汽缸的燃料的量； 閥定時；以及 在燃燒循環(huán)期間閥的位置； 其中優(yōu)選地，所述發(fā)動機(jī)包括多個汽缸，并且所述控制參數(shù)是汽缸相關(guān)點(diǎn)火時間、汽缸 相關(guān)燃料噴射定時和汽缸相關(guān)燃料量中的至少一個。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，還包括當(dāng)發(fā)生以下中的至少一者時發(fā)送通 知數(shù)據(jù)： 實(shí)際的DS與所期望的DS之間的差值超過一DS警報值；以及 控制參數(shù)的值超過一控制參數(shù)警報值。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，計算所述DS包括： 計算由爆震強(qiáng)度倉組成的直方圖，每個倉包括一范圍內(nèi)的爆震強(qiáng)度，所述直方圖包括2 至100個倉，優(yōu)選地為3至20個倉，優(yōu)選地為3至10個倉。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，計算所述DS包括:確定所述直方圖的平均爆震強(qiáng) 度倉處的爆震數(shù)量。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，計算所述DS包括:確定具有最大數(shù)量的爆震的爆 震強(qiáng)度倉處的爆震數(shù)量。10. 根據(jù)權(quán)利要求8和9中任一所述的系統(tǒng)，其中，計算所述DS包括:確定大于與平均爆 震強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)的爆震強(qiáng)度倉和具有最大數(shù)量的爆震的爆震強(qiáng)度倉中的至少一者至少20%、 優(yōu)選地至少100%、優(yōu)選地至少200%的爆震強(qiáng)度倉處的爆震數(shù)量。11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，計算所述DS包括:確定所述直方圖內(nèi)的爆震強(qiáng)度 的子集內(nèi)的爆震數(shù)量。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述子集包括以下中的至少一個： 最低的5 %的爆震強(qiáng)度倉中的爆震數(shù)量， 在5%與20%之間的最低爆震強(qiáng)度的倉中的爆震數(shù)量；以及 在最高的40 %的爆震強(qiáng)度倉中的爆震數(shù)量，優(yōu)選地最高的60 %的爆震強(qiáng)度倉中的爆震 數(shù)量，優(yōu)選地最高的80 %的爆震強(qiáng)度倉中的爆震數(shù)量。13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，計算所述DS包括:確定具有至少一個爆震的爆震 強(qiáng)度倉的數(shù)量。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，計算所述DS包括:估計所述分布的統(tǒng)計模型的至 少一個參數(shù)，其中優(yōu)選地，估計包括計算以下中的至少一個： 所述爆震強(qiáng)度的平均值； 所述爆震強(qiáng)度的中值； 所述爆震強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差；以及 所述爆震強(qiáng)度的偏離。15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，計算所述DS包括：向所述爆震強(qiáng)度 應(yīng)用遺忘因子，所述遺忘因子基于所述燃燒循環(huán)從時間窗口的端點(diǎn)起的過去的時間間距來 降低對所述燃燒循環(huán)的加權(quán)。16. -種用于管理在燃燒循環(huán)期間燃燒燃料的發(fā)動機(jī)的方法(800)，所述方法包括： 識別燃燒循環(huán)的窗口，所述燃燒循環(huán)優(yōu)選地為至少三個并且少于1〇,〇〇〇個，優(yōu)選地少 于1000個； 測量在窗口內(nèi)的至少多個燃燒循環(huán)中的每個燃燒循環(huán)的爆震強(qiáng)度； 計算描述性統(tǒng)計(DS)，所述描述性統(tǒng)計描述了所測量的爆震強(qiáng)度的分布； 將所計算的DS與所期望的DS進(jìn)行比較，所期望的DS表示所期望的爆震強(qiáng)度的分布；以 及 當(dāng)所計算的DS從所期望的DS偏離，優(yōu)選地當(dāng)偏離的量大于一閾值時，對所述發(fā)動機(jī)的 控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。17. -種方法，包括： 識別燃燒循環(huán)的窗口，所述燃燒循環(huán)優(yōu)選地為至少三個，優(yōu)選為至少五個、十個、二十 個、五十個、100個、1 〇〇〇個或10，〇〇〇個，并且優(yōu)選地少于100，〇〇〇個； 測量在窗口內(nèi)的多個燃燒循環(huán)的爆震強(qiáng)度； 計算描述性統(tǒng)計(DS)，所述描述性統(tǒng)計描述了所測量的爆震強(qiáng)度的分布； 將所計算的DS與所期望的DS進(jìn)行比較，所期望的DS表示所期望的爆震強(qiáng)度的分布；以 及 當(dāng)所計算的DS與所期望的DS偏離的量大于一閾值時，對所述發(fā)動機(jī)的控制參數(shù)進(jìn)行調(diào) 整。
【文檔編號】G01L23/22GK106030272SQ201480074011
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年11月24日
【發(fā)明人】J·安格比, J·本特松
【申請人】Sem公司