CN102767442A - 用于发动机转速控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在自动发动机重起动过程中准确地确定汽缸燃料供给误差的方法和系统。可基于指定汽缸和指定燃烧事件在前次发动机重起动过程中获知燃料供给误差。然后，基于相同的指定汽缸和指定燃烧事件，在随后的发动机重起动过程中可应用所获知的燃料供给误差，从而更好地预测和补偿发动机起动空气燃料比偏差。

Description

用于发动机转速控制的方法和系统

技术领域

本发明一般涉及用于控制发动机转速的方法和系统，尤其在发动机重起动过程中。

背景技术

已研发出这样的车辆，当满足怠速停止条件时，执行发动机停止，然后当满足重起动条件时自动重起动发动机。这种怠速停止系统能够节约燃料、降低排气排放、减少车辆噪音等等。

在发动机重起动过程中，可使用目标空气燃料比曲线控制产生的转矩并且改善发动机的启动性能。可使用不同方法控制发动机启动处的空气燃料比。在US 2007/0051342 A1中Kita描述了一种示例性方法。其中，在发动机升速运转的过程中，曲轴的角速度信息被用于确定与期望转矩曲线的转矩偏差，其由空气燃料比波动引起。然后调整燃料供给以校正空气燃料比的偏差。

然而，在此本发明人已发现该方法的潜在问题。在发动机转动曲轴过程中，使用Kita的调整不能充分解决汽缸之间的空气燃料比变化。具体地，在Kita的方法中，偏差和相应校正值被获知为随发动机转速负荷条件的函数。然而，从发动机重起动时间起，特定汽缸的燃料供给误差可能与燃烧事件的次数联系更紧密。因为由Kita获知的校正即使在跟踪每个缸的基础上可能被不适当地分析，所以燃料供给的误差可能随着时间被抵消。结果，在发动机转动曲轴过程中，尤其是在经配置响应怠速停止条件而频繁启动和停止的车辆中，可出现汽缸之间空气燃料比偏差。然后这些偏差可引起发动机转速的骤升或下降(flare or undershoot)，进而导致发动机转动曲轴过程中的NVH问题。因此，这可降低发动机启动性能并减少驾驶员感觉。

发明内容

因此，在一个实施例中，通过控制发动机的方法可至少部分地解决一些上述问题。在一个实施例中，该方法包括从发动机停止到发动机自动重起动的过程中，基于从第一燃烧事件起的多个燃烧事件和汽缸特征，使燃料供给误差与发动机汽缸关联。在此，基于曲轴转速波动可确定燃料供给误差。按此种方式，当指定的汽缸变化(cylinder-specific variation)与燃烧的点火顺序相连时，可以更好地获知和补偿特定汽缸变化，其中该燃烧点火顺序考虑了在启动过程中被首先点燃的汽缸。例如，该方法可确定发动机重起动的第一燃烧，在其之前没有汽缸燃烧，然后根据自该第一燃烧事件的燃烧顺序，跟踪空气燃料比误差。以该方式，即使首先点燃不同的汽缸，也能提供适当的补偿。注意空气燃料比误差可替代地基于曲轴转速波动的多种因素。此外，存在由曲轴转速波动确定空气燃料比误差的不同方法，并且此种误差还能基于排气空气燃料比信息。

在另一个实施例中，从发动机停止到自动发动机重起动包括无需接收车辆驾驶员重起动要求而重起动发动机。

在另一个实施例中，提供操作发动机的方法，其包含：在从发动机停止到第一自动发动机重起动的过程中，基于每个汽缸位置和每个燃烧事件次数，获知燃料供给误差，其中燃烧事件次数从第一发动机重起动的第一燃烧事件开始计算；以及从发动机停止到第二自动发动机重起动的过程中，基于汽缸位置和当前燃烧事件次数调整汽缸燃料供给，其中燃烧事件次数从第二发动机重起动的第一燃烧事件开始计算。

在另一个实施例中，燃料供给误差是基于曲轴转速波动的；调整汽缸燃料供给包括基于汽缸位置和当前燃烧事件次数应用燃料供给误差，其中该燃料供给误差从第一自动发动机重起动获知；其中该获知包括在发动机转速达到阈值转速之前，获知多个发动机循环的燃料供给误差，以及其中调整包括应用所获知的燃料供给误差直到发动机转速达到阈值转速。

在另一个实施例中，应用还包括，发动机转速达到阈值转速之后，基于排气传感器的空气燃料比反馈调整汽缸燃料供给。

在另一个实施例中，提供发动机系统，其包含：发动机，其在怠速停止条件过程中选择性停用；多个发动机汽缸，每个汽缸均包括用于接收一定量燃料的燃料喷射器；曲轴转速传感器，其经配置估算曲轴转速；排气传感器，其经配置估算排气空气燃料比；以及具有计算机可读指令的控制器，其用于在第一发动机重起动过程中为多个汽缸的每个获知燃料供给误差，其中基于给定汽缸的曲轴转速波动得到多个汽缸的每个的燃料供给误差，其中在发动机停止后的给定燃烧事件次数处点燃该给定汽缸；以及在第二、随后的发动机重起动的过程中，当在发动机停止后的给定燃烧事件次数处点燃给定汽缸时，应用所获知的燃料供给误差。

在另一个实施例中，应用包括应用所获知的燃料供给误差直到发动机转速达到怠速，以及在怠速后，根据排气传感器的空气燃料比反馈调整汽缸燃料供给。

在另一个实施例中，控制器包括存储器，并且其中获知燃料供给误差包括在控制器存储器的查找表中存储针对多个汽缸的每个的燃料供给误差，其中所述表参考汽缸特征和自发动机停止的燃烧事件次数。

应理解，提供上述概要从而以简化的形式介绍在具体实施方式中被进一步描述的所选概念。这并不意味要确定所要求保护主题的关键或重要特征，其范围仅通过具体实施方式后的权利要求来限定。此外，所要求保护的主题不被限制于解决以上或本发明任何部分中的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出局部发动机视图。

图2示出自关闭状况的自动重起动发动机的高级流程图。

图3示出根据本发明获知燃料供给误差的高级流程图。

图4示出根据本发明应用所获知的燃料供给误差的高级流程图。

图5示出获知燃料供给误差和基于所获知的燃料供给误差调整随后燃料供给的示例。

具体实施方式

下列说明涉及发动机系统的系统和方法，例如图1的发动机系统，其经配置响应于所选的怠速停止条件被自动地停用，并且响应于重起动的条件被自动地重起动。具体地，在发动机重起动过程中可获知燃料供给误差，并且在随后的重起动过程中应用燃料供给误差，从而在发动机转动曲轴过程中能够实现期望的发动机转速曲线。发动机控制器可经配置用于执行控制程序，例如图2-图4中所描绘的那些，从而在从发动机停止到自动重起动操作的过程中，基于每个汽缸和每个燃烧事件获知燃料供给误差，然后在从发动机停止到随后自动重起动过程中，基于每个汽缸和每个燃烧事件应用获知的燃料供给误差。可基于曲轴转速波动获知燃料供给误差，并将其存储在查找表中。图5示出获知的燃料供给误差参数以及将其应用至随后燃料供给的示例图。通过改善燃料供给误差获知，能够减少发动机转速波动，从而改善发动机重起动的质量。

图1示出内燃机10的燃烧室或汽缸的示例实施例。发动机10可接收包括控制器12的控制系统的控制参数，和通过输入装置132自车辆驾驶员130的输入。在该实施例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(本文，还称为“燃烧室”)14可包括在其中安置了活塞138的燃烧室壁136。活塞138可被联接至曲轴140，这样活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由传动系统被联接至客车的至少一个主动轮。此外，起动电动机可经由飞轮被联接至曲轴140，从而能够使发动机10启动运转。

汽缸14能够通过一系列进气通道142、144和146接收进气。除汽缸14外，进气通道146能够同发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可包括增压装置，比如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出配置了涡轮增压器的发动机10，其中该涡轮增压器包括在进气通道142和144之间布置的压缩机174，和沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可通过轴180至少部分地由排气涡轮176驱动，其中增压装置被配置成涡轮增压器。但是，在其他示例中，例如在发动机10被提供了机械增压器的情况中，可选择性地省略排气涡轮176，其中压缩机174可通过马达或发动机的机械输入驱动。可沿着发动机的进气通道提供包括节流板164的节气门162，以便改变提供至发动机汽缸的进气流动速率和/或压力。例如，如图1所示，可在压缩机174下游设置节气门162，或可选地在压缩机174上游提供。

除汽缸14外，排气通道148能够接收来自发动机10的其他汽缸的排气。示出排气传感器128被联接至排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可选自用于提供排气空气/燃料比示数的指示的各种适当的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气传感器)、双态氧传感器或EGO(如所示出)、HEGO(加热的EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化器(TWC)、NOx捕集器、各种其他的排放控制装置，或其组合。

可通过位于排气通道148内的一个或多个温度传感器(未示出)估算排气温度。可替代地，基于例如转速、负荷、空气燃料比(AFR)、火花延迟等等发动机工况可推断出排气温度。

发动机10的每个汽缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14上区域的至少一个进气提升门150和至少一个排气提升门156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸，包括汽缸14，可包括位于汽缸上区域的至少两个进气提升门和至少两个排气提升门。

进气门150可通过凸轮致动系统151由凸轮致动被控制器12控制。类似地，排气门156可通过凸轮致动系统153被控制器12控制。凸轮致动系统151和153可均包括一个或多个凸轮，并且可利用如下系统的一个或多个：凸轮轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVT)系统，这些系统可由控制器12操作，从而改变气门运行。可分别由气门位置传感器155和157确定进气门150和排气门156的位置。在可替代实施例中，可通过电子气门致动控制进气门和/或排气门。例如，汽缸14可替代地包括通过电子气门致动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在又一个实施例中，可通过公共气门致动器或致动系统，或可变气门正时致动器或致动系统控制进气门和排气门。

汽缸14能够具有压缩比，其为活塞138从底部中心到顶部中心时的容积比。常规地，压缩比的范围是9∶1到10∶1。然而，在一些使用不同燃料的实施例中，压缩比可被增加。例如，当使用较高辛烷燃料或具有较高汽化潜焓的燃料时，可发生压缩比增加的情况。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的作用，也可增加压缩比。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可包括用于开始燃烧的火花塞192。在所选的操作模式下，点火系统190能够响应于控制器12的点火提前信号SA通过火花塞192为燃烧室14提供点火火花。然而，在一些实施例中，可省略火花塞192，例如一些柴油发动机的情况，发动机10可通过自动点火或通过燃料喷射开始燃烧。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可配置一个或多个用于向其中提供燃料的燃料喷射器。作为非限制性的示例，示出汽缸14包括一个燃料喷射器166。示出燃料喷射器166直接联接至汽缸14，以便向其中直接喷射与信号FPW的脉冲宽度成比例的燃料，其中信号FPW通过电子驱动器168由控制器12接收。以这种方式，燃料喷射器166将所谓的直接喷射(下文也可简称为“DI”)的燃料提供至燃烧汽缸14。虽然图1示出喷射器166为侧向喷射器，但是其还可位于活塞上方，例如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的低挥发性，当用醇基燃料操作发动机时，这样的位置可改善混合和燃烧。可选地，喷射器可位于进气门上方和附近，从而改善混合。燃料可从高压燃料系统8被输送至燃料喷射器166，其中高压燃料系统8包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨。可替代地，当处于低压时，可通过单级燃料泵输送燃料，在此情况下，在压缩冲程过程中，直接燃料喷射的正时比使用高压燃料系统情况下所受的限制要多。进一步地，虽然没有示出，但是燃料箱可具有为控制器12提供信号的压力传感器。应明白，在可替代的实施例中，喷射器166可以是进气道喷射器，其中该进气道喷射器将燃料提供至汽缸14上游的进气口。

如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸。因此，每个汽缸可类似地包括其自身的进气/排气门、燃料喷射器、火花塞装置等等。

燃料系统8的燃料箱可容纳具有不同燃料品质的燃料，例如不同的燃料成分。这些不同可包括不同的乙醇含量、不同的辛烷、不同的汽化热、不同的燃料混合(掺杂燃料)、和/或其组合等等。

图1中的控制器12显示为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)106、输入/输出口(I/O)108、用于可执行程序和校准值的电子存储媒介，其在该具体示例中作为只读存储器芯片(ROM)110示出、随机存取存储器(RAM)112、保活存储器(KAM)114、和数据总线。存储媒介只读存储器110能够使用计算机可读数据编程，其中计算机可读数据表示可由处理器106执行以下所描述的方法和程序以及被预期但未具体列出的其他变体的指令。控制器12可接收来自联接至发动机10的传感器的不同信号，除了那些先前已讨论的信号之外，还包括如下测量/测量值：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)；来自联接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)、来自EGO传感器128的汽缸AFR、和自爆震传感器和曲轴加速传感器的异常燃烧。控制器12可从信号PIP产生发动机转速信号RPM。在进气歧管内，歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可被用于提供真空、或压力指示。

基于一个或多个上述传感器的输入，控制器12可调整一个或多个致动器，例如燃料喷射器166、节气门162、火花塞199、进气/排气门和凸轮等等。控制器可接收来自不同传感器的输入数据，处理输入数据，并且响应于所处理的输入数据基于其中所编程的对应于一个或多个程序的指令或代码而触发致动器。在此参考图2-图4描述示例控制程序。

现在转向图2，描述了响应于怠速停止条件自动关闭发动机，以及响应于重起动条件自动重起动发动机的示例程序200。程序能够在应用前次重起动操作时所获知的燃料供给误差使发动机自动重起动，同时基于当前重起动操作，更新燃料供给误差。

在202，可估计和/或测量发动机的工况。这些可包括例如，环境温度和压力、发动机温度、发动机转速、曲轴转速、变速器转速、电池充电状态、可用燃料、燃料的乙醇含量等等。

在204，可确定是否满足怠速停止条件。例如，怠速停止条件可包括例如发动机运行(例如，正在实施燃烧)、电池充电状态高于阈值(例如，超过30％)、车辆速度低于阈值(例如，不超过30mph)、未作出空调要求、发动机温度(例如，由发动机冷却剂温度推导)高于阈值、车辆驾驶员未要求启动、驾驶员所要求转矩低于阈值、踩下制动踏板等等。如果未满足怠速停止条件，程序将结束。然而，如果满足任何或所有怠速停止条件，那么在206，控制器可实行自动发动机怠速停止操作并且停用发动机。这可包括切断对发动机的燃料喷射和/或火花点火。一旦停用，发动机会开始旋转直至停止。

在可替代实施例中，虽然程序描述响应发动机怠速停止条件而停用发动机，但是可确定是否已接收车辆驾驶员的停止要求。在一个示例中，自车辆驾驶员的停止要求可响应于车辆点火被移向断开位置被确认。如果收到驾驶员停止要求，发动机可类似地通过切断发动机汽缸的燃料和/或火花而停用发动机，然后发动机可缓慢旋转至停止。

在208，可确定是否满足自动发动机重起动条件。重起动条件可包括例如发动机处于怠速停止(例如，未实施燃烧)、电池充电状态低于阈值(例如，少于30％)、车辆速度高于阈值、空调要求被做出、发动机温度低于阈值、排放控制装置温度低于阈值(例如，低于点火温度)、驾驶员要求的转矩高于阈值、车辆电力负荷高于阈值、制动踏板被释放、加速器踏板被踩下等等。在209，如果未满足重起动条件，发动机将维持怠速停止状态。

比较来讲，在210，如果满足任何或所有重起动条件，并且未收到车辆驾驶员的重起动要求，发动机可自动地重起动。这可包括重新运行和转动曲轴起动发动机。在一个示例中，可借助启动电机转动曲轴起动发动机。此外，可恢复执行对发动机汽缸的燃料喷射和火花点火。为响应自动重新运行，可开始逐渐增加发动机转速。

在212，程序包括在从发动机停止到当前自动发动机重起动的过程中，基于从第一燃烧事件的燃烧事件次数和汽缸特征获知燃料供给误差并使燃料供给误差与发动机汽缸关联。在此，第一燃烧事件为在尚未发生燃烧事件之前的燃烧事件。在一个示例中，可基于曲轴转速波动确定燃料供给误差。如图3中详细说明的，关联可包括基于燃烧事件次数，为给定的汽缸区分燃料供给误差，其中该燃烧事件次数从重起动的第一燃烧事件起计算。同样地，关联可还包括基于汽缸编号，为给定的燃烧事件次数(从重起动的第一燃烧事件起)区分燃料供给误差。因此，可基于各汽缸为每个发动机汽缸实施获知。如本文详细说明的，基于在212获知的关联，可调整随后燃料供给(也就是，在随后自动发动机重起动的汽缸燃料供给)。

在214，程序包括基于在前次重起动时获知的燃料供给误差，调整发动机汽缸燃料供给。如在图4中详细说明的，这包括为在转动曲轴过程中的每次燃烧事件确定燃烧事件次数和在该燃烧事件次数处被点燃的汽缸特征，以及基于其指定组合重新得到对应指定组合的燃料供给误差(在前次发动机重起动时获知)，并且应用该燃料供给误差。因此，在当前自动发动机重启动过程中获知的燃料供给误差(在212)可被应用于随后自动发动机的重起动，而在前次自动发动机重起动过程中获知的燃料供给误差可被应用于当前自动发动机的重起动(在214)。在一个示例中，调整燃料供给可包括基于获知的燃料供给误差，调整每个汽缸的燃料喷射的燃料脉冲宽度。

应明白，仅在自动发动机重起动的过程中，可执行关联和获知(如在212)，其中发动机响应于重起动条件被满足且未收到来自驾驶员重起动的要求而被重起动。也就是说，在从发动机停止条件后驾驶员要求的重起动过程中，例如，发动机冷启动后驾驶员要求关闭，无法基于特定汽缸和特定燃烧事件获知燃料供给误差。同样地，前次获知的燃料供给误差(如在214)的应用还可仅在自动发动机重起动过程而不是在驾驶员要求的发动机重起动(例如，发动机冷启动)的过程中被执行。

在所描述的实施例中，燃料供给误差的获知和/或基于获知的关联的燃料供给调整可在发动机转动曲轴过程中继续直到发动机转速达到阈值转速。因此，在216，其可确认发动机转速是否处于或高于阈值转速。在一个示例中，阈值可以是发动机怠速。在220，如果未达到发动机怠速，则程序包括基于在前次发动机重起动获知的燃料供给误差以开环方式继续调整发动机汽缸的燃油喷射。同样地，可在当前重起动以及转动曲轴过程的多个发动机循环中继续获知燃料供给误差，直到发动机转速达到阈值转速。因此，在发动机达到怠速之前，一个或多个排气传感器的温度可能低于操作温度，并且从这些传感器中接收的空气燃料比反馈是不可靠的。比较来讲，当处于较低发动机转速时，曲轴转速传感器可具有较高分辨率，并且可更准确地与发动机转速关联。因此，当空气燃料比反馈不那么可靠时，通过使用更加可靠的所获知燃料供给误差前馈补偿空气燃料比扰动，可减小发动机转动转矩扰动。

在218，在发动机达到阈值转速后，程序包括基于空气燃料比反馈以闭环方式调整随后的发动机汽缸燃料供给。可从排气传感器例如排气氧传感器接收空气燃料比反馈。因此，当发动机达到怠速时，排气传感器已达到操作温度并且可提供准确的空气燃料比反馈。因此，仅当反馈可靠时，通过使用空气燃料比反馈反馈补偿空气燃料比扰动，可减小发动机转动转矩扰动。

按此方法，可在发动机加速运转过程的多个发动机循环中获知并收集燃料供给误差。通过将燃料供给误差不仅与特定汽缸关联，还同特定燃烧事件关联，可更好地分析燃烧事件间变化、以及汽缸间空气燃料比变化。通过更好地估算空气燃料比扰动，可更好地预测并补偿随后发动机加速运转过程中的转矩和发动机转速波动。通过减小发动机转速和转矩波动，可减小NVH问题。以此方法，可改善发动机启动性能。

现在转向图3，描述了用于在自动发动机重起动过程中获知燃料供给误差的示例程序300。图3的程序可作为图2程序的一部分被执行，例如步骤212。应明白，当发动机曲轴转动时，可在多个发动机循环过程中为自动发动机重起动的每次燃烧事件执行图3的程序。

在302，从发动机重起动的第一燃烧事件开始计算，可确定燃烧事件次数，之前在该汽缸中未出现燃烧事件。例如，可确定给定的燃烧事件是否为第一、第二、第三、第四等等燃烧事件。在304，可确定在给定的燃烧事件中点燃的汽缸特征。该特征包括汽缸编号、汽缸位置、和/或汽缸点火顺序位置。因此，汽缸特征可反映发动机缸体内的汽缸物理位置，以及与其点火顺序是否一致。在一个示例中，发动机可以是直列式四缸发动机，其具有从排的外侧汽缸开始串联连续编号的汽缸(1-2-3-4)，但是其中汽缸按1-3-4-2顺序点燃。在此，可确定在给定的燃烧事件中点燃的汽缸是否是汽缸1、2、3或4。

在306，可在给定的燃烧事件处为给定的汽缸确定曲轴波动。可通过曲轴转速传感器估算曲轴波动，其中曲轴转速传感器经配置用于估算曲轴转速。在308，基于曲轴波动，可为已确定的燃烧事件次数和相应的汽缸编号的特定组合获知燃料供给误差。所获知的燃料供给误差可被用于更新查找表。例如，控制器可包括存储器，并且控制器可在控制器存储器(例如，在KAM中)的查找表中为每个汽缸存储燃料供给误差，其中表参考汽缸特征和发动机停止后的燃烧事件次数。参考图5示出用于存储所获知的燃料供给误差的示例查找表。

基于曲轴波动获知的燃料供给误差可包括例如每次转动曲柄事件后的发动机转速曲线或所观察的曲轴转速估算由每个独立的汽缸产生的转矩。因为转矩是空气燃料比函数，所以还基于曲轴转速或发动机转速曲线为每个分段汽缸估算空气燃料比。在多个次(例如，一次或数次)转动曲柄事件后，确定估算的空气燃料比和所期望的空气燃料比的差异。基于差异的校正在控制器的存储器中(例如，在KAM中)被获知并保存，以便用于适应未来空气燃料比。例如，基于校正，可改变汽缸燃料喷射器的燃料脉冲宽度。

因此，发动机动态由常微分方程公式控制：

$J\frac{\mathrm{d\ω}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{B\ω}\left(t\right)=\mathrm{\τ}\left(t\right),---\left(1\right)$

其中J、B、和ω(t)分别为发动机惯量、阻尼、和转速。通过燃烧产生的转矩由τ(t)表示。假设关于汽缸燃烧前的发动机转速为ω(tk)，那么相同汽缸燃烧后的发动机转速为ω(tk+1)，然后

$\mathrm{\ω}\left(t_{k+1}\right)=\frac{{\mathrm{\τ}}_k+\mathrm{J\ω}\left(t_k\right))}{J}{e}^{-\frac{B}{J}\left(t_{k+1-}{t}_k\right)},---\left(2\right)$

其中τ(k)为由k-th燃烧产生的转矩。此处，如果由j-th汽缸产生k-th转矩，则假设τ(k)＝τ^j。这意味着我们假设在曲柄转动过程中汽缸产生的所有转矩几乎相等。然而，由于喷射器或汽缸内的变化性关联的汽缸间空气燃料比分布误差，缸间产生的转矩能够是不同的。

不失一般性，下列等式关注汽缸1，且其结果可被用于估算其他汽缸产生的转矩。因此可重新排列等式(2)从而获得：

$\mathrm{\ω}\left(t_{k+1}\right)-\mathrm{\ω}\left(\mathrm{tk}\right)e^{-\frac{B}{J}\left(t_{k+1-}{t}_k\right)}={\mathrm{\τ}}^1\frac{1}{J}{e}^{-\frac{B}{J}\left(t_{k+1-}{t}_k\right)},---\left(3\right)$

那么引进下列因素，

$y_k=\mathrm{\ω}\left(t_{k+1}\right)-\mathrm{\ω}\left(\mathrm{tk}\right)e^{-\frac{B}{J}\left(t_{k+1-}{t}_k\right)}$ 且 $x_k=\frac{1}{J}{e}^{-\frac{B}{J}\left(t_{k+1-}{t}_k\right)},---\left(4\right)$

并且现在等式从观察y_k和x_k估算τ¹(汽缸1的转矩)，其中k＝0、1、2......n。可使用最小二乘法估算汽缸1产生的转矩，以及因此的汽缸1的空气燃料比。解决方法被计算如下：

${\mathrm{\τ}}^1=\left(\underset{k=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_k{y}_k\right){\left(\underset{k=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x_k}^2\right)}^{-1}.---\left(5\right)$

因为估算的转矩为已知的空气燃料比函数，所以其能够根据下列等式求得：

$A/F^1=\frac{{\mathrm{\η}}_f{Q}_{\mathrm{HV}}{m}_{\mathrm{cyl}}}{4\mathrm{\π}{\mathrm{\τ}}^1},---\left(6\right)$

其中η_f为燃料转换率，Q_HV为燃料热值，A/F¹为估算的汽缸1空气燃料比，并且m_cyl为每720曲轴角度引入汽缸的空气质量。

可按照相同的步骤同样地估算出其他汽缸的空气燃料比。如果估算的汽缸空气燃料比偏离期望的空气燃料比，那么在一次或数次曲柄转动事件后，在存储器(例如，在KAM中)中为未来曲柄事件保存期望的校正(或燃料供给误差)。

现在转向图4，描述了示例性程序400，其用于将燃料供给误差应用至第二、随后的自动发动机重起动，其中该燃料供给误差在第一自动发动机重起动过程中被获知。图4的程序可作为图2程序的一部分执行，例如步骤214。应明白，可在当发动机转动曲柄时，在多个发动机循环中在随后自动发动机重起动的每次燃烧事件过程中执行图4的程序。

在402，按照从发动机重起动的第一燃烧事件开始计算，可确定燃烧事件次数。例如，可确定所给定的燃烧事件是否为第一、第二、第三、第四等燃烧事件。在404，可确定在给定燃烧事件中点燃的汽缸特征。因此，发动机可包括沿发动机缸体的多个汽缸位置。此处，可确定在该燃烧事件中点燃哪个指定汽缸。参考前次的直列式四缸发动机的示例，可确定在给定燃烧事件点燃的汽缸是否为汽缸1、2、3或4。因此，基于活塞在前次发动机停止时刻的位置，可改变在自动发动机重起动过程中选择用于第一燃烧事件的汽缸。基于燃料供给和充气因素，发动机控制器可选择用于第一燃烧的汽缸。例如，可基于活塞位置(例如，在进气冲程中停止的汽缸)、汽缸的曲轴角度等等选择汽缸。

在406，可从查找表重新得到对应于燃烧事件次数和汽缸编号的特定组合的燃料供给误差。也就是，在特定汽缸(在404被确定的汽缸)，而不是发动机的任何其他汽缸中，所选的燃料供给误差相应于特定的燃烧事件次数(在402被确定的燃烧事件次数)。同样地，在重起动过程中，当在给定的燃烧事件次数，而不是任何其他的燃烧事件次数点燃该特定汽缸时，应用的燃料供给误差对应于该特定汽缸。在408，可应用重新得到的燃料供给误差，从而在特定的燃烧事件中调整特定汽缸燃料供给。

作为一个示例，控制器在当第一汽缸处于自第一燃烧事件的第一次数燃烧事件处可获知第一汽缸的第一燃料供给误差，并且在第一汽缸处于自第一燃烧事件的第二次数燃烧事件处可获知第一汽缸的第二燃料供给误差。然后，在第二、随后、自动发动机重起动过程中，控制器可仅在第一汽缸处于自第二重起动的第一燃烧事件之后的第一次数燃烧事件处应用第一燃料供给误差，并且仅在第一汽缸处于第二重起动的第一燃烧事件之后的第二次数燃烧时间处应用第二燃料供给误差。即，如果第一汽缸处于第二燃烧事件次数则不可应用第一燃烧误差。同样地，如果第二汽缸处于第一燃烧事件次数则不可应用第二燃料供给误差。

例如另一个示例，控制器可获知用于第一汽缸的第一燃料供给误差，其中在第一燃烧事件次数点燃第一汽缸，并且获知用于第二汽缸的第二燃料供给误差，其中在第一燃烧事件次数点燃第二汽缸。在此，第一燃烧事件次数从第一自动发动机重起动的第一燃烧事件开始计算。然后，在第二、随后的自动发动机重起动过程中，控制器可在第一燃烧事件次数点燃第一汽缸(其中该燃烧事件次数从第二重起动的第一燃烧事件开始计算)时应用第一燃料供给误差，并且在第二燃烧事件次数点燃第一汽缸时(其中该燃烧事件从第二重起动的第一燃烧事件开始计算)时应用第二燃料供给误差。在此，如果在第一燃烧事件次数点燃第二汽缸，则不可应用第一燃料供给误差。同样地，如果在第二燃烧事件次数点燃第二汽缸，则不可应用第二燃料供给误差。

在发动机转速达到怠速之前，可在第一、前次发动机重起动的发动机转动过程中获知并收集燃料供给误差。然后，仍在发动机转速达到怠速之前，可在第二、随后发动机重起动的发动机转动过程中应用燃料供给误差。一旦发动机达到怠速，并且在排气传感器已经被充分预热，则可基于排气传感器的空气燃料比反馈调整汽缸燃料供给。

参考图5示出选择性地应用如图2-图4的每个程序的获知的燃料供给误差的示例。具体地，图5示出在第一自动发动机重起动过程中获知的燃料供给误差的表500。表500描述为查找表，其参考汽缸特征和发动机停止后的燃烧事件次数。表可被存储在控制器的存储器中并在每次发动机重起动过程中更新。图5还示出在随后发动机重起动过程中应用所获知的燃料供给误差的第一示例510、和第二示例520。

从发动机停止到第一自动发动机重起动的过程中，发动机控制器可基于每个汽缸位置和每个燃烧事件次数获知燃烧误差。在此，从发动机停止到自动发动机重起动包括无需接收车辆驾驶员的重起动的要求而重起动发动机。然后可将获知的燃料供给误差存储在查找表500中。如在此使用的，汽缸位置指发动机缸体内的汽缸位置，且与其编号关联。在所述示例中，发动机可以是直列式四缸发动机，其具有从排的外侧汽缸串联并且编号从汽缸_1到汽缸_4的汽缸。应明白，在所述示例中，汽缸编号与汽缸点火顺序并不对应，点火顺序为汽缸_1、接着是汽缸_3、接着是汽缸_4、接着是汽缸_2，然后再返回至汽缸_1。然而，在可替代的发动机配置中，例如在直列式三缸发动机中，汽缸位置可与点火顺序位置对应。

在发动机转速达到阈值转速(例如，发动机怠速)之前，可为多个发动机循环获知燃料供给误差。在所述示例中，表500示出在两次发动机循环中收集的燃料供给误差(也就是，四汽缸发动机的八次燃烧事件)。在此，两次发动机循环为从发动机停止后的第一两个发动机循环。八次燃烧事件被相应地编为事件#1-8，其中事件#1指示从发动机停止后的第一燃烧事件、事件#2指示从发动机停止后的第二燃烧事件、等等。根据汽缸位置(汽缸_1到汽缸_4)和燃烧事件次数(事件#1到事件#8)，将燃料供给误差制成表格并参考。因此，当汽缸_1为在第一燃烧事件点燃的汽缸时，可获知燃料供给误差Δ1-1，当汽缸_1为在第二燃烧事件点燃的汽缸时，可获知燃料供给误差Δ1-2，等等。类似地，当汽缸_2为在第一燃烧事件点燃的汽缸时，可获知燃料供给误差Δ2-1，当汽缸_3为在第一燃烧事件点燃的汽缸时，可获知燃料供给误差Δ3-1，等等。

从发动机停止到第二自动发动机重起动的过程中，控制器可基于每个汽缸位置和当前燃烧事件次数调整汽缸燃料供给。在此种情况下，燃烧事件次数从第二发动机重起动的第一燃烧事件开始计算。具体地，根据在第一自动发动机重起动时获知燃料供给误差表500，控制器可基于汽缸位置和当前燃烧事件次数应用燃料供给误差。也就是，可应用对应汽缸位置和燃烧事件次数的指定组合的燃料供给误差。

在第一示例510中，可通过在第一燃烧事件点燃汽缸4开始第二自动发动机重起动。因此，在第一燃烧事件，可应用燃料供给误差Δ4-1。在第二燃烧事件，当点燃汽缸2时，可应用燃料供给误差Δ2-2等等。因为已知汽缸的点火顺序，所以一旦确定第一点火汽缸，在此是汽缸_4，控制器可遵循设置(set)512调整燃料供给误差。

在第二示例520中，可通过第一燃烧事件点燃汽缸1开始第二自动发动机重起动。因此，在第一燃烧事件，可应用燃料供给误差Δ1-1。在第二燃烧事件，当点燃汽缸3时，可应用燃料供给误差Δ3-2等等。因为已知汽缸的点火顺序，所以一旦确定第一点火汽缸，在此处是汽缸_1，控制器可遵循设置514调整燃料供给误差。

以此方式，在发动机停止到随后自动发动机重起动过程中，如在指定燃烧事件点燃指定汽缸时，可应用在指定燃烧事件中点燃的指定汽缸的燃料供给误差，从而更好地预测和校正空气燃料比偏差，其中该燃料供给误差在发动机停止到前次自动发动机重起动过程中获知。因此，这能使汽缸之间的变化和燃烧事件间的变化得到更好地补偿。在所选的发动机转动曲轴期间内，通过获知并前馈应用燃料供给误差，当排气传感器不太灵敏，而曲轴转速传感器更灵敏时，曲轴波动可被有利地用于校正转矩扰动。在所选的发动机转动曲轴期间后，基于排气传感器输出的反馈调整汽缸燃料供给，当排气传感器更灵敏时，反馈可被有利地用于校正转矩扰动。在发动机曲柄转动过程中，通过改善燃料供给异常的校正，可实现所需的发动机转速曲线，减少NVH问题，并且改善发动机启动性能。

注意，包括在此的示例性控制和估算程序能够用于不同发动机和/或车辆系统配置。在此描述的指定程序可表示许多处理策略的一个或更多，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程、等等。如此，所示的不同行为、操作、或功能可按所示次序、并列执行、或在一些情况下被省略。同样地，实现在此描述的示例性实施例的特征和优势，未必需要按该处理顺序，其被提供是为了便于解释和说明。根据所使用的特定策略，可重复执行一个或更多所示作用或功能。进一步地，在发动机控制系统中，所述行为可用图形表示待被编入到计算机可读存储媒体内的代码。

应明白在此描述的配置和程序实质上为示例，并且因为能有许多变化，所以这些具体的实施例不应视作具有限制意义。例如上述技术能够被应用于V-6、L-4、L-6、V-12，对置4，和其他发动机类型。本发明的主题事项包括在此描述的不同系统和配置的所有新颖和非明显组合和子组合、以及其他特征、功能、和/或特性。

下列权利要求特别指出被视为是新颖和非明显的确认组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”元件或“第一”元件或其中的等价物。此类权利要求应理解成包括一个或更多此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多此类元件。本发明特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可由本发明权利要求修正或经过在此或关联申请中呈现的新权利要求加以要求。此类权利要求，无论比原始权利要求范围更宽、更窄、等同、或不同，仍被视作包括于本发明主题事项内。

Claims (10)

1.一种控制发动机的方法，其包含：

从发动机停止到自动发动机重起动过程中，

基于从第一燃烧事件起的多个燃烧事件和汽缸特征，使燃料供给误差与发动机汽缸关联，可基于曲轴转速波动指明所述燃料供给误差。

2.根据权利要求1所述方法，其中所述关联包括基于从所述发动机重起动的所述第一燃烧事件开始的燃烧事件次数，为给定的汽缸区分燃料供给误差；其中可基于各个汽缸为每个所述发动机的汽缸实施所述关联。

3.根据权利要求2所述方法，其中所述关联还包括基于汽缸编号，为从所述发动机重起动的所述第一燃烧事件开始的给定燃烧事件次数区分燃料供给误差；还包含，基于所述关联调整随后的燃料供给。

4.根据权利要求3所述方法，其中为给定汽缸区分燃料供给误差包括，当第一汽缸处于从所述第一燃烧事件开始的第一燃烧事件次数时，获知所述第一汽缸的第一燃料供给误差，以及当所述第一汽缸处于从所述第一燃烧事件开始的第二燃烧事件次数时，获知所述第一汽缸的第二燃料供给误差。

5.根据权利要求4所述方法，其中所述关联在第一自动发动机重起动过程中，并且其中所述调整包括，在随后的第二自动发动机重起动的过程中，当所述第一汽缸在从所述第二重起动的第一燃烧事件开始的所述第一燃烧事件次数点燃时，应用所述第一燃料供给误差，以及当所述第一汽缸在从所述第二发动机重起动的第一燃烧事件开始的所述第二燃烧事件次数点燃时，应用所述第二燃料供给误差。

6.根据权利要求3所述方法，其中为给定燃烧事件次数区分燃料供给误差包括，为在第一燃烧事件次数处点燃的第一汽缸获知第一燃料供给误差，并且为在所述第一燃烧事件次数处点燃的第二汽缸获知第二燃料供给误差，所述第一燃烧事件次数从所述第一燃烧事件开始计算。

7.根据权利要求6所述方法，其中所述关联在第一自动发动机重起动过程中，并且其中所述调整包括，在随后的第二自动发动机重起动过程中，当所述第一汽缸在从所述第二重起动的第一燃烧事件开始的第一燃烧事件次数处被点火时应用所述第一燃料供给误差，并且在当所述第二汽缸在所述第一燃烧事件次数处被点火时应用所述第二燃料供给误差。

8.根据权利要求3所述的方法，其中所述关联包括获知燃料供给误差直到发动机转速达到阈值转速；其中所述调整包括基于所述关联调整随后的燃料供给，直到所述发动机转速达到所述阈值转速，并且在所述发动机达到所述阈值转速后，基于空气燃料比反馈调整随后燃料供给。

9.一种运行发动机的方法，其包含：

在从发动机停止到第一自动发动机重起动的过程中，基于每个汽缸位置和每个燃烧事件次数获知燃料供给误差，所述燃烧事件次数从所述第一发动机重起动的第一燃烧事件开始计算；以及

在从发动机停止到第二自动发动机重起动的过程中，基于汽缸位置和当前燃烧事件次数调整汽缸燃料供给，所述燃烧事件次数从所述第二发动机重起动的第一燃烧事件开始计算。

10.一种发动机系统，其包含：

发动机，其在怠速停止状况过程中被选择性停用；

多个发动机汽缸，每个汽缸包括用于接收一定量燃料的燃料喷射器；

曲轴转速传感器，其经配置估算曲轴转速；

排气传感器，其经配置估算排气的空气燃料比；以及

控制器，其具有计算机可读指令，并被用于

在第一发动机重起动过程中，为多个汽缸的每个获知燃料供给误差，所述多个汽缸的每个的所述燃料供给误差基于在发动机停止后的给定燃烧事件次数点燃给定汽缸的曲轴转速波动；以及

在第二、随后的发动机重起动的过程中，当在发动机停止后的所述给定燃烧事件次数点燃所述给定汽缸时，应用所述获知的燃料供给误差。

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