随机提前点火检测系统和方法.pdf

本发明涉及随机提前点火检测系统和方法，具体地，一种用于车辆的系统包括时间标记模块、时段确定模块、随机提前点火（SPI）指示模块和SPI纠正模块。当发动机的曲轴在发动机循环期间处于第一曲轴位置和第二曲轴位置时，时间标记模块分别生成第一时间标记和第二时间标记。时段确定模块确定第一时间标记和第二时间标记之间的时段。SPI指示模块基于所述时段选择性地指示在发动机的气缸内发生SPI事件。SPI纠正模块响应于SPI指示模块指示在所述气缸内发生SPI事件而选择性地调节至少一个发动机运行参数。

权利要求书一种用于车辆的系统，包括：
时间标记模块，当发动机的曲轴在发动机循环期间处于第一曲轴位置和第二曲轴位置时，所述时间标记模块分别生成第一时间标记和第二时间标记；
时段确定模块，所述时段确定模块确定所述第一时间标记和所述第二时间标记之间的时段；
随机提前点火（SPI）指示模块，所述SPI指示模块基于所述时段选择性地指示在所述发动机的气缸内发生SPI事件；以及
SPI纠正模块，所述SPI纠正模块响应于所述SPI指示模块指示在所述气缸内发生所述SPI事件而选择性地调节至少一个发动机运行参数。
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其还包括：确定所述时段和第二时段之间的第一差的增量时段确定模块，
其中：
     当所述曲轴在所述发动机循环期间处于第三位置时，所述时间标记模块生成第三时间标记；
     所述时段确定模块确定所述第二时间标记和所述第三时间标记之间的所述第二时段；以及
     所述SPI指示模块基于所述第一差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
根据权利要求2所述的系统，其特征在于：
当所述曲轴在第二发动机循环期间处于所述第一曲轴位置、所述第二曲轴位置和所述第三曲轴位置时，所述时间标记模块分别生成第四时间标记、第五时间标记和第六时间标记，当所述曲轴在第三发动机循环期间处于所述第一曲轴位置、所述第二曲轴位置和所述第三曲轴位置时，所述时间标记模块分别生成第七时间标记、第八时间标记和第九时间标记；
所述时段确定模块确定所述第四时间标记和所述第五时间标记之间的第三时段，确定所述第五时间标记和所述第六时间标记之间的第四时段，确定所述第七时间标记和所述第八时间标记之间的第五时段，并确定所述第八时间标记和所述第九时间标记之间的第六时段；
所述增量时段确定模块确定所述第三时段和所述第四时段之间的第二差，并确定所述第五时段和所述第六时段之间的第三差；以及
所述SPI指示模块进一步基于所述第二差和所述第三差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
根据权利要求3所述的系统，其特征在于：
所述第二发动机循环跟随所述发动机循环；
所述第三发动机循环跟随所述第二发动机循环；以及
所述SPI指示模块基于所述第一差、所述第二差和所述第三差选择性地指示在所述第二发动机循环期间在所述气缸内发生所述SPI事件。
根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述SPI指示模块确定所述第二差和所述第三差的平均值，并基于所述平均值和所述第一差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述SPI指示模块基于所述平均值和所述第一差之间的第四差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当所述平均值和所述第一差之间的第四差大于预定值时，所述SPI指示模块选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其还包括使能模块，当发动机速度小于预定速度且制动平均有效压力（BMEP）大于预定的BMEP时，所述使能模块启用所述SPI指示模块，当所述发动机速度大于所述预定速度和所述BMEP小于所述预定的BMEP中的至少之一时，所述使能模块禁用所述SPI指示模块。
根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SPI纠正模块响应于所述SPI指示模块指示在所述气缸内发生所述SPI事件而减小升压装置的输出。
一种用于车辆的方法，包括：
当发动机的曲轴在发动机循环期间处于第一曲轴位置和第二曲轴位置时，分别生成第一时间标记和第二时间标记；
确定所述第一时间标记和所述第二时间标记之间的时段；
基于所述时段选择性地指示在所述发动机的气缸内发生随机提前点火（SPI）事件；以及
响应于在所述气缸内发生所述SPI事件的指示而选择性地调节至少一个发动机运行参数。

说明书随机提前点火检测系统和方法
技术领域
本发明涉及内燃发动机，且更具体地涉及内燃发动机中的随机提前点火（SPI）。
背景技术
这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作，以及本描述的在申请时可能不构成现有技术的各方面，既非明示也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。
发动机控制系统监测发动机的曲轴的位置。可以基于曲轴位置确定曲轴的旋转速度（发动机速度）和曲轴加速度。仅举例，可基于曲轴位置、发动机速度和/或加速度来控制燃料供给、点火正时、节气门开度和/或其它发动机参数。
曲轴位置监测系统通常包括控制模块（例如，发动机控制模块）、曲轴位置传感器和随曲轴旋转的齿轮。齿轮可以具有数量为N的齿，曲轴位置传感器可以监测齿的经过。当齿轮的齿经过曲轴传感器时，曲轴位置传感器生成曲轴位置信号中的脉冲。
控制模块基于曲轴位置信号中的脉冲确定曲轴位置。控制模块可以以各种曲轴旋转间隔确定曲轴位置。作为例子，控制模块可以以大于或等于90°的曲轴旋转的间隔确定曲轴位置。曲轴位置信号的分辨率（例如，每曲轴旋转的采样数）会随着间隔减小而增大。
发明内容
一种用于车辆的系统包括时间标记模块、时段确定模块、随机提前点火（SPI）指示模块和SPI纠正模块。当发动机的曲轴在发动机循环期间处于第一曲轴位置和第二曲轴位置时，所述时间标记模块分别生成第一时间标记和第二时间标记。所述时段确定模块确定所述第一时间标记和所述第二时间标记之间的时段。所述SPI指示模块基于所述时段选择性地指示在所述发动机的气缸内发生SPI事件。所述SPI纠正模块响应于所述SPI指示模块指示在所述气缸内发生所述SPI事件而选择性地调节至少一个发动机运行参数。
一种用于车辆的方法包括：当发动机的曲轴在发动机循环期间处于第一曲轴位置和第二曲轴位置时，分别生成第一时间标记和第二时间标记；确定所述第一时间标记和所述第二时间标记之间的时段；基于所述时段选择性地指示在所述发动机的气缸内发生随机提前点火（SPI）事件；以及响应于在所述气缸内发生所述SPI事件的指示而选择性地调节至少一个发动机运行参数。
本发明还提供如下方案：
1、一种用于车辆的系统，包括：
时间标记模块，当发动机的曲轴在发动机循环期间处于第一曲轴位置和第二曲轴位置时，所述时间标记模块分别生成第一时间标记和第二时间标记；
时段确定模块，所述时段确定模块确定所述第一时间标记和所述第二时间标记之间的时段；
随机提前点火（SPI）指示模块，所述SPI指示模块基于所述时段选择性地指示在所述发动机的气缸内发生SPI事件；以及
SPI纠正模块，所述SPI纠正模块响应于所述SPI指示模块指示在所述气缸内发生所述SPI事件而选择性地调节至少一个发动机运行参数。
2、根据方案1所述的系统，其特征在于，其还包括：确定所述时段和第二时段之间的第一差的增量时段确定模块，
其中：
     当所述曲轴在所述发动机循环期间处于第三位置时，所述时间标记模块生成第三时间标记；
     所述时段确定模块确定所述第二时间标记和所述第三时间标记之间的所述第二时段；以及
     所述SPI指示模块基于所述第一差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
3、根据方案2所述的系统，其特征在于：
当所述曲轴在第二发动机循环期间处于所述第一曲轴位置、所述第二曲轴位置和所述第三曲轴位置时，所述时间标记模块分别生成第四时间标记、第五时间标记和第六时间标记，当所述曲轴在第三发动机循环期间处于所述第一曲轴位置、所述第二曲轴位置和所述第三曲轴位置时，所述时间标记模块分别生成第七时间标记、第八时间标记和第九时间标记；
所述时段确定模块确定所述第四时间标记和所述第五时间标记之间的第三时段，确定所述第五时间标记和所述第六时间标记之间的第四时段，确定所述第七时间标记和所述第八时间标记之间的第五时段，并确定所述第八时间标记和所述第九时间标记之间的第六时段；
所述增量时段确定模块确定所述第三时段和所述第四时段之间的第二差，并确定所述第五时段和所述第六时段之间的第三差；以及
所述SPI指示模块进一步基于所述第二差和所述第三差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
4、根据方案3所述的系统，其特征在于：
所述第二发动机循环跟随所述发动机循环；
所述第三发动机循环跟随所述第二发动机循环；以及
所述SPI指示模块基于所述第一差、所述第二差和所述第三差选择性地指示在所述第二发动机循环期间在所述气缸内发生所述SPI事件。
5、根据方案3所述的系统，其特征在于，所述SPI指示模块确定所述第二差和所述第三差的平均值，并基于所述平均值和所述第一差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
6、根据方案5所述的系统，其特征在于，所述SPI指示模块基于所述平均值和所述第一差之间的第四差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
7、根据方案5所述的系统，其特征在于，当所述平均值和所述第一差之间的第四差大于预定值时，所述SPI指示模块选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
8、根据方案1所述的系统，其特征在于，其还包括使能模块，当发动机速度小于预定速度且制动平均有效压力（BMEP）大于预定的BMEP时，所述使能模块启用所述SPI指示模块，当所述发动机速度大于所述预定速度和所述BMEP小于所述预定的BMEP中的至少之一时，所述使能模块禁用所述SPI指示模块。
9、根据方案1所述的系统，其特征在于，所述SPI纠正模块响应于所述SPI指示模块指示在所述气缸内发生所述SPI事件而减小升压装置的输出。
10、根据方案9所述的系统，其特征在于，所述SPI纠正模块响应于所述SPI指示模块指示在所述气缸内发生所述SPI事件而向所述气缸提供富燃料的空气/燃料混合物。
11、一种用于车辆的方法，包括：
当发动机的曲轴在发动机循环期间处于第一曲轴位置和第二曲轴位置时，分别生成第一时间标记和第二时间标记；
确定所述第一时间标记和所述第二时间标记之间的时段；
基于所述时段选择性地指示在所述发动机的气缸内发生随机提前点火（SPI）事件；以及
响应于在所述气缸内发生所述SPI事件的指示而选择性地调节至少一个发动机运行参数。
12、根据方案11所述的方法，其特征在于，其还包括：
确定所述时段和第二时段之间的第一差；
当所述曲轴在所述发动机循环期间处于第三位置时，生成第三时间标记；
确定所述第二时间标记和所述第三时间标记之间的所述第二时段；以及
基于所述第一差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
13、根据方案12所述的方法，其特征在于，其还包括：
当所述曲轴在第二发动机循环期间处于所述第一曲轴位置、所述第二曲轴位置和所述第三曲轴位置时，分别生成第四时间标记、第五时间标记和第六时间标记；
当所述曲轴在第三发动机循环期间处于所述第一曲轴位置、所述第二曲轴位置和所述第三曲轴位置时，分别生成第七时间标记、第八时间标记和第九时间标记；
确定所述第四时间标记和所述第五时间标记之间的第三时段；
确定所述第五时间标记和所述第六时间标记之间的第四时段；
确定所述第七时间标记和所述第八时间标记之间的第五时段；
确定所述第八时间标记和所述第九时间标记之间的第六时段；
确定所述第三时段和所述第四时段之间的第二差；
确定所述第五时段和所述第六时段之间的第三差；以及
进一步基于所述第二差和所述第三差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
14、根据方案13所述的方法，其特征在于，其还包括：基于所述第一差、所述第二差和所述第三差选择性地指示在所述第二发动机循环期间在所述气缸内发生所述SPI事件，
其中，所述第二发动机循环跟随所述发动机循环，以及
其中，所述第三发动机循环跟随所述第二发动机循环。
15、根据方案13所述的方法，其特征在于，其还包括：
确定所述第二差和所述第三差的平均值；以及
基于所述平均值和所述第一差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
16、根据方案15所述的方法，其特征在于，其还包括：基于所述平均值和所述第一差之间的第四差选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
17、根据方案15所述的方法，其特征在于，其还包括：当所述平均值和所述第一差之间的第四差大于预定值时，选择性地指示在所述气缸内发生所述SPI事件。
18、根据方案11所述的方法，其特征在于，其还包括：
当发动机速度小于预定速度且制动平均有效压力（BMEP）大于预定的BMEP时，启用所述选择性地指示；以及
当所述发动机速度大于所述预定速度和所述BMEP小于所述预定的BMEP中的至少之一时，禁用所述选择性地指示。
19、根据方案11所述的方法，其特征在于，其还包括：响应于在所述气缸内发生所述SPI事件的指示而减小升压装置的输出。
20、根据方案19所述的方法，其特征在于，其还包括：响应于在所述气缸内发生所述SPI事件的指示而向所述气缸提供富燃料的空气/燃料混合物。
本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解的是，该详细描述和具体示例仅用于说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，附图中：
图1是根据本发明的示例车辆系统的功能框图；
图2是根据本发明的示例发动机控制模块的功能框图；
图3是随曲轴位置变化的时段变化（增量时段）的示例曲线图；
图4是随曲轴位置变化的气缸压力的示例曲线图；以及
图5是描绘出根据本发明的检测并指示随机提前点火（SPI）事件是否在气缸内发生的示例的流程图。
具体实施方式
下面的描述本质上仅是示例性的并且决不是要限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记标识相似的元件。如这里所使用的，短语A、B和C中的至少一个应当被解释为使用非排他逻辑或的逻辑（A或B或C）。应当理解的是，在不改变本发明的原理的情况下，可以以不同的顺序执行方法内的步骤。
如这里所使用的，术语模块可以指或包括：专用集成电路（ASIC）；电子电路；组合逻辑电路；场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器（共用的、专用的、或成组的）；提供所描述功能的其它适合部件；或上述的一些或全部的组合，例如以芯片上系统的形式，或者可以是上述的一部分。术语模块可以包括存储由处理器执行的代码的存储器（共用的、专用的、或成组的）。
如上面所使用的，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并可以指程序、例程、函数、类和/或对象。如上面所使用的，术语共用意味着来自多个模块的一些或全部代码可以使用单个（共用的）处理器来执行。另外，来自多个模块的一些或全部代码可以由单个（共用的）存储器存储。如上面所使用的，术语成组意味着来自单个模块的一些或全部代码可以使用一组处理器或一组执行引擎来执行。例如，处理器的多个芯和/或多个线程可以被视为执行引擎。在各种实施方式中，执行引擎可以跨处理器、跨多个处理器以及跨多个位置的处理器例如并行处理布置的多个服务器而成组。另外，来自单个模块的一些或全部代码可以使用一组存储器存储。
这里描述的装置和方法可以由通过一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序来执行。计算机程序包括存储在非瞬时的有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括存储的数据。非瞬时的有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储器和光存储器。
当N‑齿轮的齿经过曲轴位置传感器时，曲轴位置传感器生成曲轴位置信号中的脉冲。N‑齿轮随发动机的曲轴而旋转。N‑齿轮可具有用于例如60个等间隔的齿（即，N=60）的空间。N‑齿轮可以包括大约等间隔的58个齿和缺失2个大约等间隔的齿的空隙。因此，每个齿（包括缺失的齿）的给定点（例如，边缘）可以间隔大约6°（360°/60=6°）的旋转距离。
控制模块例如发动机控制模块（ECM）基于曲轴位置信号确定各种参数。仅举例，ECM可以基于在曲轴位置信号中检测的脉冲数来确定曲轴位置。ECM还可以确定两个脉冲（对应于两个齿）之间的时段，并基于这两个脉冲之间的时段以及两个齿之间的旋转距离确定曲轴的旋转速度。ECM还可以基于曲轴位置确定加速度和一个或多个其它参数。
在一些情况下，在发动机的气缸内会发生随机提前点火（SPI）事件。仅举例，当发动机速度小于预定的速度（例如，大约3000转每分钟），并且发动机负载大于预定的负载时，会发生SPI。
当在曲轴位置信号中检测到脉冲时，本发明的ECM生成时间标记。ECM确定连续的时间标记之间的时段，并确定连续的时段之间的增量时段（时段变化）。ECM基于增量时段选择地指示在发动机的气缸内是否发生SPI事件。更具体地说，ECM基于在给定的活塞位置由气缸压力的突然的一个事件变化引起的增量时段差来选择性地指示在气缸内是否发生SPI事件。
现在参照图1，给出了示例车辆系统100的功能框图。发动机102生成用于车辆的扭矩。空气经进气歧管104被吸入到发动机102中。可通过节气门106改变进入发动机102的空气流量。节气门致动器模块108（例如，电子节气门控制器）控制节气门106的开度。一个或多个燃料喷射器例如燃料喷射器110将燃料与空气混合，以形成可燃的空气/燃料混合物。燃料致动器模块112控制燃料喷射器。
气缸114包括结合到曲轴118的活塞（未示出）。尽管发动机102被示为仅包括气缸114，但是发动机102可以包括多于一个的气缸。气缸114的一个燃烧循环可以包括四个冲程：进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一个发动机循环包括每个气缸经历一个燃烧循环。
在进气冲程期间，活塞接近最底部的位置，空气和燃料可以被提供到气缸114。最底部的位置可以称作下止点（BDC）位置。在压缩冲程期间，曲轴118朝最顶部的位置驱动活塞，并压缩气缸114内的空气/燃料混合物。最顶部的位置可以称作上止点（TDC）位置。在各种类型的发动机中，火花塞120可以点燃空气/燃料混合物。火花致动器模块122控制火花塞120。
空气/燃料混合物的燃烧在膨胀冲程期间驱动活塞远离TDC位置，并旋转地驱动曲轴118。旋转力（即，扭矩）可以是用于以预定的点火顺序跟随气缸的一个或多个气缸的燃烧循环的压缩冲程的压缩力的源。由空气/燃料混合物的燃烧产生的废气在排气冲程期间从气缸114排出。
凸轮轴相位器124可以控制气缸114的进气门和/或排气门的开度。更具体地，凸轮轴相位器124控制凸轮轴（未示出）的旋转，以控制进气门和/或排气门的开度。相位器致动器模块126控制凸轮轴相位器124。
在各种实施方案中，可以执行一个或多个升压装置，例如升压装置127。在自然吸气式发动机系统中省略升压装置。升压装置127可以包括例如涡轮增压机或增压器。升压装置127可以增大进气歧管104内的压力。升压致动器模块128控制升压装置127。升压可以被描述为进气歧管104内的压力大于环境压力的量。
曲轴位置传感器130监测N‑齿轮132，并基于N‑齿轮132的旋转生成曲轴位置信号134。仅举例，曲轴位置传感器130可以包括可变磁阻（VR）传感器、霍尔效应或其它适当类型的曲轴位置传感器。N‑齿轮132随曲轴118旋转。N‑齿轮132包括用于N个等间隔的齿的空间。
每当N‑齿轮132的齿（例如，齿的上升沿或下降沿）经过曲轴位置传感器130时，曲轴位置传感器130生成曲轴位置信号134中的脉冲。因此，曲轴位置信号134中的每个脉冲可以对应于曲轴118的由等于360°被N除的量的角旋转。
仅举例，N‑齿轮132可以包括用于60个等间隔的齿（即，N=60）的空间，因此，曲轴位置信号134中的每个脉冲对应于大约6°的曲轴旋转（360°/60=6°/齿）。在各种实施方案中，可以略去N个齿中的一个或多个。仅举例，在各种实施方案中，可以略去N个齿中的两个。一个或多个缺失的齿可以用于指示曲轴118的旋转的完成。
发动机102将扭矩输出到变速器140。变速器140可以包括手动型变速器、自动型变速器、自动手动型变速器或其它适当类型的变速器。变速器140可以经由变速器输出轴142和驱动系（未示出）将扭矩输出到一个或多个轮（未示出）。
尽管N‑齿轮132的连续的齿之间的旋转距离应当相等（例如，在以上示例中为6°），但是连续的齿之间的旋转距离可以改变。此改变可以由于例如制造公差、部件到部件的偏差、磨损、传感器偏差和/或一个或多个其它源。
发动机控制模块（ECM）160可以选择性地获知N‑齿轮132的每对连续的齿之间的距离。ECM 160基于齿之间的距离和曲轴位置信号来确定曲轴118的位置。ECM 160监测连续的齿之间的时段，并基于连续的齿之间的时段和齿之间的距离生成发动机速度。在给定曲轴位置的发动机速度对应于在曲轴位置的瞬时发动机速度（曲轴118的旋转速度）。ECM 160还监测连续的时段之间的变化（增量时段），并可以基于时段的变化生成加速度。
当曲轴118在用于气缸114的预定位置范围内时，ECM 160存储用于气缸114的增量时段。ECM 160可以对于每个发动机循环存储用于气缸114的增量时段。当已经针对预定数量的发动机循环存储了用于气缸114的增量时段时，ECM 160可以基于在给定位置的增量时段相对于来自气缸114的先前的和随后的点火事件的在给定位置的增量时段的变化来确定在气缸114内是否发生随机提前点火（SPI）事件。ECM 160还可以基于发生峰值的增量时段的曲轴位置的变化来确定SPI事件的水平。如果未检测到和/或未补救，则SPI事件会导致发动机损坏。SPI与不发火和爆燃不同。
现在参照图2，给出了ECM 160的示例实施方案的功能框图。燃料控制模块202生成燃料信号，燃料致动器模块112基于燃料信号控制燃料喷射量和正时。火花控制模块204可以生成火花信号，火花致动器模块122可以基于火花信号控制火花正时。升压控制模块206可以生成升压信号，升压致动器模块128可以基于升压信号控制升压装置127。
脉冲检测模块210接收使用曲轴位置传感器130生成的曲轴位置信号134。当在曲轴位置信号134中检测到脉冲时，脉冲检测模块210可以生成指示符214。每当在曲轴位置信号134中检测到脉冲时，脉冲检测模块210可以生成指示符。脉冲检测模块210还可以指示脉冲指示齿是沿正向方向还是沿反向方向经过。
位置确定模块218可以基于在曲轴位置信号134中检测的脉冲数来确定曲轴位置222。位置确定模块218可以进一步基于齿是沿正向方向还是沿反向方向经过来确定曲轴位置222。位置确定模块218可以使用例如Kalman滤波器、Chebyshev滤波器、Butterworth II型滤波器或其它适当类型的滤波器来生成曲轴位置222。曲轴位置222可以对应于给定时间时的曲轴118的角位置。
当在曲轴位置信号134中检测到脉冲时，时间标记模块226生成时间标记230。每当在曲轴位置信号134中检测到脉冲时，时间标记模块226生成时间标记。时间标记模块226可以通过时间标记存储模块234中的分别与时间标记对应的曲轴位置222来索引时间标记。时间标记模块226可以通过发动机循环索引时间标记存储模块234中的时间标记。下面给出了对存储在时间标记存储模块234中的数据进行举例说明的示例表。  
曲轴位置222时间标记230CP1T1CP2T2CP3T3. . .. . .CPMTM
CP1是与曲轴位置信号134中的第一脉冲对应的曲轴位置222的第一值，CP2是与曲轴位置信号134中的第二脉冲对应的曲轴位置222的第二值，CP3是与曲轴位置信号134中的第三脉冲对应的曲轴位置222的第三值，CPM是与曲轴位置信号134中的第M脉冲对应的曲轴位置222的第M值。M是大于1的整数。T1是与曲轴位置信号134中的第一脉冲（以及第一曲轴位置）对应的第一时间标记，T2是与曲轴位置信号134中的第二脉冲（以及第二曲轴位置）对应的第二时间标记。T3是与曲轴位置信号134中的第三脉冲（以及第三曲轴位置）对应的第三时间标记，TM是与曲轴位置信号134（以及第M曲轴位置）中的第M脉冲对应的第M时间标记。
时段确定模块238基于曲轴位置222的时间标记230和最后曲轴位置的时间标记来确定曲轴位置222的时段242。仅举例，时段确定模块238可以设定时段242等于曲轴位置222的时间标记230和最后曲轴位置的时间标记之间的时段。下面给出了对在各种曲轴位置的时段242的值进行举例说明的示例表。  
曲轴位置222时间标记230时段242CP1T1P1=T1‑T0CP2T2P2=T2‑T1CP3T3P3=T3‑T2. . .. . .. . .CPMTMPM=TM‑TM‑1
P1是与第一曲轴位置（CP1）对应的时段242，P2是与第二曲轴位置（CP2）对应的时段242，P3是与第三曲轴位置（CP3）对应的时段242，PM是与第M曲轴位置（CPM）对应的时段242。给定曲轴位置222的时段242可以用于生成在给定曲轴位置222处的瞬时发动机速度，如下面进一步讨论的。
增量时段确定模块246基于曲轴位置222的时段242和最后曲轴位置的时段来确定曲轴位置222的增量时段250。仅举例，增量时段确定模块246可以基于曲轴位置222的时段242和最后曲轴位置的时段之间的差来设定增量时段250。下面给出了对各种曲轴位置的增量时段250的值进行举例说明的示例表。  
曲轴位置222时间标记230时段242增量时段250CP1T1P1=T1‑T0DP1=P1‑P0CP2T2P2=T2‑T1DP2=P2‑P1CP3T3P3=T3‑T2DP3=P3‑P2. . .. . .. . .. . .CPMTMPM=TM‑TM‑1DPM=PM‑PM‑1
DP1是与第一曲轴位置（CP1）对应的增量时段250，DP2是与第二曲轴位置（CP2）对应的增量时段250，DP3是与第三曲轴位置（CP3）对应的增量时段250，DPM是与第M曲轴位置（CPM）对应的增量时段250。给定曲轴位置222的增量时段250可以用于生成在给定曲轴位置222处的瞬时（曲轴）加速度。
存储控制模块254选择性地将具有相应的曲轴位置222的增量时段250存储在增量时段存储模块258内。存储控制模块254在增量时段存储模块258内使增量时段250与气缸114相关联。存储控制模块254还使增量时段250与在其期间发生曲轴位置222的发动机循环相关联。以这种方式，增量时段存储模块258包括气缸和发动机循环特定的增量时段。
存储控制模块254可以基于相应的曲轴位置222和气缸114的预定曲轴位置范围对气缸114和当前发动机循环确定是否将增量时段250存储在增量时段存储模块258内。当曲轴位置222在气缸114的预定曲轴位置范围内时，存储控制模块254可以将增量时段250存储在增量时段存储模块258中。仅举例，预定曲轴位置范围可以在活塞到达气缸114内的TDC位置（BTDC）之前的大约20度（°）和活塞到达TDC位置（ATDC）之后的大约40°之间。下面给出了对存储在增量时段存储模块258中的数据进行举例说明的示例表。  
发动机循环气缸曲轴位置222增量时段2501112CP1DP11112CP2DP21112CP3DP3. . .112. . .. . .2112CP1DP12112CP2DP22112CP3DP3. . .112. . .. . .3112CP1DP13112CP2DP23112CP3DP3. . .112. . .. . .
图3包括随三个连续发动机循环的曲轴位置302变化绘制出的增量时段250的示例曲线。现在参照图2和图3，示例迹线304在最后完成的发动机循环（n）期间跟踪随曲轴位置302变化的增量时段250。示例迹线308在第二至最后的发动机循环（n‑1）期间跟踪随曲轴位置302变化的增量时段250。示例迹线312在第二至最后的发动机循环（n‑1）紧之前（n‑2）发动机循环期间跟踪随曲轴位置302变化的增量时段250。
SPI指示模块262基于最后三个发动机循环（n、n‑1和n‑2）的增量时段选择性地生成SPI指示符266。SPI指示符266指示在n‑1发动机循环期间是否在气缸114内发生SPI事件。
SPI指示模块262可以分别确定对于预定范围内的曲轴位置的平均增量时段。SPI指示模块262可以分别基于对于n和n‑2发动机循环的曲轴位置的增量时段来确定对于曲轴位置的平均增量时段。仅举例，对于给定的曲轴位置316，SPI指示模块262可以基于n发动机循环320的增量时段和第n‑2发动机循环324的增量时段的平均值来确定对于曲轴位置316的平均增量时段。SPI指示模块262可以类似地确定对于每个其它曲轴位置的平均增量时段。下面给出了平均增量时段的示例表。  
曲轴位置222平均增量时段CP1ADP1= CP2ADP2=CP3ADP3=. . . CPMADPM=
ADP1是对于第一曲轴位置222的平均增量时段，ADP2是对于第二曲轴位置222的平均增量时段，ADP3是对于第三曲轴位置222的平均增量时段，ADPM是对于第M曲轴位置222的平均增量时段。DP1(n‑2)是对于n‑2发动机循环的第一曲轴位置的增量时段250，DP1(n)是对于n发动机循环的第一曲轴位置的增量时段250，DP2(n‑2)是对于n‑2发动机循环的第二曲轴位置的增量时段250，DP2(n)是对于n发动机循环的第二曲轴位置的增量时段250。DP3(n‑2)是对于n‑2发动机循环的第三曲轴位置的增量时段250，DP3(n)是对于n发动机循环的第三曲轴位置的增量时段250，DPM(n‑2)是对于n‑2发动机循环的第M曲轴位置的增量时段250，DPM(n)是对于n发动机循环的第M曲轴位置的增量时段250。
SPI指示模块262可以分别确定对于预定范围内的曲轴位置的增量时段差。SPI指示模块262可以分别基于对于曲轴位置的增量时段和平均增量时段来确定对于曲轴位置的增量时段差。仅举例，对于给定的曲轴位置，SPI指示模块262可以基于n‑1发动机循环的对于曲轴位置的平均增量时段和对于曲轴位置的增量时段250之间的差来确定增量时段差。SPI指示模块262可以类似地确定对于每个其它曲轴位置的增量时段差。下面给出了增量时段差的示例表。  
曲轴位置222增量时段差CP1DPD1= DP1(n‑1) – ADP1CP2DPD2= DP2(n‑1) – ADP2CP3DPD3= DP3(n‑1) – ADP3. . . CPMDPDM=DPM(n‑1) – DPM
DPD1是对于第一曲轴位置的增量时段差，DPD2是对于第二曲轴位置的增量时段差，DPD3是对于第三曲轴位置的增量时段差，DPDM是对于第M曲轴位置的增量时段差。DP1是对于n‑1发动机循环的第一曲轴位置的增量时段，DP2是对于n‑1发动机循环的第二曲轴位置的增量时段，DP3是对于n‑1发动机循环的第三曲轴位置的增量时段，DPM是对于n‑1发动机循环的第M曲轴位置的增量时段。
SPI指示模块262可以基于一个或多个增量时段差来确定是否在n‑1发动机循环期间在气缸114内发生SPI事件。仅举例，当一个或多个增量时段差大于预定值时，SPI指示模块262可以确定出在n‑1发动机循环期间在气缸114内发生了SPI事件。反之，当增量时段差均小于预定值时，SPI指示模块262可以确定出在n‑1发动机循环期间在气缸114内未发生SPI事件。预定值可以是可校准的，并可以设定为例如对应于大约3.0兆帕（MPa）或其它适当值的气缸114内的压力变化。当发生SPI事件时，SPI指示模块262可以将SPI指示符266设定到活跃状态。当未发生SPI事件时，SPI指示模块262可以将SPI指示符266设定到非活跃状态。
当发生SPI事件时，SPI指示模块262还可以确定并指示SPI事件的水平。SPI指示模块262可以确定n‑1发动机循环的峰值压力。峰值压力可以对应于n‑1发动机循环的增量时段250，其中，在气缸114内出现了最大压力。SPI指示模块262可以基于与具有最大幅值的增量时段250对应的曲轴位置222来确定SPI事件的水平。
现在参照图4，给出了随曲轴位置408变化的气缸压力404的示例曲线。每条示例迹线的火花正时在大约曲轴位置412处发生。示例迹线416跟踪在维持最小气缸压力的发动机循环期间随曲轴位置408变化的气缸压力404。示例迹线420跟踪在维持平均气缸压力的发动机循环期间随曲轴位置408变化的气缸压力404。示例迹线424跟踪在维持最大气缸压力的发动机循环期间随曲轴位置408变化的气缸压力404。
示例迹线428跟踪在发生SPI事件且未发生爆燃的发动机循环期间随曲轴位置408变化的气缸压力404。示例迹线432跟踪在发生SPI事件且发生爆燃的发动机循环期间随曲轴位置408变化的气缸压力404。如图4所示，当气缸压力条件逐渐地指示发生SPI事件时，峰值气缸压力改变（在图4中为提前）。
再参照图2，当发动机速度小于预定速度，并且发动机负载参数大于预定负载值时，会发生SPI事件。发动机速度确定模块270可以基于时段242以及与曲轴位置222和最后曲轴位置对应的两个齿之间的距离来确定对于曲轴位置222处的发动机速度272。发动机速度272可以对应于在曲轴位置222的瞬时发动机速度。发动机速度确定模块270可以使用例如Kalman滤波器、Chebyshev滤波器、Butterworth II型滤波器或其它适当类型的滤波器来生成发动机速度272。
在各种实施方案中，可以使用制动平均有效压力（BMEP）作为发动机负载参数。在其它实施方案中，可以使用其它适当的发动机负载参数。BMEP确定模块274基于发动机速度272确定BMEP 276。仅举例，可以分别在燃烧循环的预定曲轴位置处基于两个或更多个发动机速度的平方来生成对于气缸114的燃烧循环的指示功。可以基于发动机102的指示功和置换容积生成气缸114的燃烧循环的指示平均有效压力（IMEP）。可基于IMEP确定BMEP。
使能模块280基于n‑2、n‑1和n发动机循环上的发动机速度272和BMEP 276选择性地启用和禁用SPI指示模块262。仅举例，当发动机速度272在n‑2、n‑1和n发动机循环期间大于预定速度至少一次，和/或BMEP 276在n‑2、n‑1和n发动机循环期间小于预定负载值至少一次时，使能模块280可以禁用SPI指示模块262。以这种方式，当发动机速度272大于预定速度，和/或BMEP 276大于预定负载值时，使能模块280防止SPI指示模块262指示发生SPI事件。
相反，当发动机速度272在n‑2、n‑1和n发动机循环期间保持小于预定速度，并且BMEP 276在n‑2、n‑1和n发动机循环期间保持大于预定负载值时，使能模块280可以启用SPI指示模块262。仅举例，预定速度可以是大约3000转每分钟（rpm）或其它适当的速度，预定负载值可以为大约13巴的BMEP或其它适当的值。
SPI纠正模块284响应于SPI指示模块262指示发生SPI事件而选择性地调节至少一个发动机运行参数。仅举例，当已发生SPI事件时，SPI纠正模块284可以指令燃料控制模块202增加提供的燃料的量，以提供更富裕的空气/燃料混合物。SPI纠正模块284可以指令燃料控制模块202增加提供到气缸114的燃料的量。另外地或替代地，SPI纠正模块284可以指令升压控制模块206减小由升压装置127提供的升压的量。另外地或替代地，SPI纠正模块284可以指令火花控制模块204禁止爆燃控制并使用预定组的最佳火花正时设定火花正时。SPI纠正模块284可以另外地或替代地采取一种或多种其它适当的补救措施。
现在参照图5，给出了示出检测并指示SPI事件是否发生的示例方法500的流程图。控制可以开始于504，在504，控制确定并选择性地存储n（最后）发动机循环的增量时段。
在508，控制确定n发动机循环是否完成。如果是，则控制继续至512。如果否，则返回到504。在512，控制确定在n、n‑1或n‑2发动机循环期间发动机速度272是否大于预定速度和/或BMEP 276是否小于预定负载值至少一次。如果是，则控制可以在516禁用SPI事件检测和指示，并且控制可以结束。如果否，则控制继续至520。
在520，控制确定平均增量时段。控制基于对于n发动机循环的曲轴位置的增量时段和对于n‑2发动机循环的曲轴位置的增量时段的平均值确定对于曲轴位置的平均增量时段。在524，控制确定增量时段差。控制基于n‑1发动机循环的对于曲轴位置的平均增量时段和对于曲轴位置的增量时段之间的差来确定对于曲轴位置的增量时段差。
在528，控制确定一个或多个增量时段差是否大于预定值。如果否，则控制可以在532指示在n‑1发动机循环期间未发生SPI事件，并且控制可以结束。如果是，则控制可以继续至536。预定值可以是可校准的，并可以设定为例如对应于大约3.0兆帕（MPa）或其它适当值的气缸114内的压力变化。
在536，控制可以指示在n‑1发动机循环期间发生SPI事件，并采取补救措施。补救措施可以包括例如将富燃料的空气/燃料混合物提供到气缸114、减小升压、指令使用预定组的最佳火花正时和/或一种或多种其它适当的补救措施。
在540，控制可以确定在n、n‑1和n‑2发动机循环期间发生峰值压力的曲轴位置。在544，控制可以基于在n‑1发动机循环期间发生峰值压力的曲轴位置来确定SPI事件的水平。控制可以进一步基于发生或应当发生峰值压力的一个或多个曲轴位置来确定SPI事件的水平。然后控制可以结束。尽管将控制示为结束，但是图5可以是一个控制环的举例说明，并且控制可以返回到504。
本发明的广义教导可以以各种形式实施。因此，虽然本发明包括具体示例，但是，本发明的真正范围不应局限于此，因为在研究附图、说明书和下面的权利要求书的基础上其他修改对于本领域技术人员来说将变得显而易见。