CN106168179A - 用于将燃料供应至发动机的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将燃料供应至发动机的方法和系统。提供用于在瞬态发动机工况期间调节经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器供应至发动机的燃料量的方法和系统，其中，响应于瞬态发动机工况调节燃料喷射量。在一个示例中，基于滤波器的时间常数调节燃料喷射量，该时间常数基于直接燃料喷射燃料分数。

Description

用于将燃料供应至发动机的方法和系统

技术领域

本说明书大体涉及用于为包括进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的发动机供应瞬态燃料的方法和系统。瞬态燃料涉及基于燃料积洼(puddle)信息和燃料积洼散布调节递送至发动机汽缸的燃料量，使得期望燃料量可在发动机汽缸中燃烧。

背景技术

针对将燃料喷射到发动机，进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器均具有优缺点。例如，进气道燃料喷射器可以较低发动机温度提供较低发动机排放。另一方面，直接燃料喷射器可提供改善的空气燃料比控制，从而在热发动机工况期间改善车辆排放。通过结合进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器，利用两种类型的燃料喷射器的优点是可能的。

在发动机循环(如，四冲程)期间喷射至发动机汽缸的期望燃料量可在进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器之间进行分配。至每种类型的燃料喷射器的燃料分配可称为在发动机循环期间分别经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器喷射的燃料总量的燃料部分/分数(fraction)或百分比。例如，在发动机循环期间供应至发动机或汽缸的燃料总量的20％或0.2，或20％的直接燃料喷射器燃料分数可经由直接燃料喷射器递送。其余的80％或80％的进气道燃料喷射器燃料分数可经由进气道燃料喷射器递送至发动机或汽缸。因此，直接燃料喷射器供应在发动机循环期间供应的20％燃料分数，而进气道燃料喷射器供应在发动机循环期间供应的80％燃料分数。直接喷射的燃料分数和进气道喷射的燃料分数可随发动机工况(如，发动机转速和发动机负荷或进气歧管压力)变化。然而，当燃料由进气道喷射器供应时，燃料积洼会在汽缸进气道中形成。进一步地，由于在一些情况期间经由直接喷射器喷射燃料，所以燃料积洼会在汽缸内形成。当由于发动机工况导致的燃料积洼膨胀和收缩时，燃料积洼的质量可在瞬态情况期间增加或减少，从而导致发动机空气燃料比误差。因此，可期望为包括进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器二者的发动机提供补偿燃料积洼的形成和/或散布的方法。

发明内容

本文发明人已经意识到上述问题，并且已经开发了一种发动机加燃料方法，包括：从传感器检索发动机操作信息；基于所述发动机操作信息调节喷射到汽缸的燃料总量的直接燃料喷射燃料分数；滤波所述直接燃料喷射燃料分数；以及响应于所述直接燃料喷射燃料分数和滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的差，调节喷射到所述汽缸的燃料的量。

通过滤波直接燃料喷射分数，可以在响应于可增加或减少发动机中的一个或多个燃料积洼的质量的情况改变喷射的燃料量的情况期间提供改善的瞬态燃料控制的技术结果。当期望积洼中的燃料在发动机汽缸中散布且燃烧时，瞬态燃料调节可减少喷射的燃料量。当期望积洼中的燃料增加而不进入汽缸且参与汽缸内的燃烧时，瞬态燃料调节可增加喷射的燃料量。基于直接燃料喷射器燃料分数可调节喷射的燃料量的增加或减少，使得由直接喷射器和/或进气道喷射器喷射的燃料比变化被补偿。即使当燃料积洼大小增加或减少时，该补偿仍操作以提供等价于期望汽缸燃料量的汽缸中的燃料量。

本说明书可提供若干优点。具体地，该方法可改善车辆空气燃料比控制。此外，该方法可与现有瞬态燃料控制策略结合以降低开发成本。进一步地，该方法可基于直接喷射器燃料分数提供增益和时间常数调整二者，使得即使喷射至发动机的燃料总质量不增加，提供至直接喷射燃料喷射器和进气道喷射燃料喷射器的燃料量可被调节以考虑到涉及进气道燃料喷射和直接燃料喷射的燃料积洼。

当单独或结合附图根据下面的具体实施方式，本说明书的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。

应当理解，上面的发明内容被提供是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面提到的或在本公开的任何部分的缺点的实施方式。

附图说明

图1是示例发动机的示意图；

图2示出经验确定的进气道燃料分数和直接燃料分数的示例表；

图3示出根据图5的方法的模拟示例发动机操作顺序；

图4示出用于在瞬态发动机工况期间调节燃料的控制系统框图；以及

图5示出用于在瞬态发动机工况期间调节燃料的示例方法。

具体实施方式

以下说明书涉及用于在瞬态发动机工况期间调节供应至发动机的燃料的系统和方法。图1示出包括进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的示例发动机。在图2中示出存储经验确定的进气道燃料喷射分数和直接燃料喷射分数的示例表。在图3中示出显示瞬态燃料调节的模拟示例发动机操作顺序。图4示出用于在瞬态发动机工况期间调节燃料的示例框图。在图5中示出用于在瞬态发动机工况期间调节供应至发动机的燃料的示例方法。

现在参考图1，示出多缸发动机10的一个汽缸的示意图。发动机10可至少部分由包括控制器12的控制系统且经由输入装置180由来自车辆操作者182的输入控制。在该示例中，输入装置180包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号的踏板位置传感器184。

发动机10的燃烧室32可包括由汽缸壁34形成的汽缸，其中定位有活塞36。活塞36可联接到曲轴40，使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统联接到交通工具的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可经由飞轮联接到曲轴40，以实现发动机10的起动操作。

燃烧室32可经由进气通路42接收来自进气歧管44的进气空气，并且可经由排气通路48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通路48能够经由相应的进气门52和排气门54与燃烧室32选择性连通。在一些实施例中，燃烧室32可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

在该示例中，进气门52和排气门54可经由相应的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53均可包括一个或多个凸轮且可利用可通过控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个，以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可分别通过位置传感器55和57确定。在可替换示例中，进气门52和/或排气门54可通过电动气门致动控制。例如，可替换地，汽缸32可包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。

所示直接燃料喷射器69直接联接到燃烧室32，用于将燃料以与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地直接喷射到燃烧室32中。以这种方式，直接燃料喷射器69提供进入燃烧室32中的所谓的燃料直接喷射。例如，燃料喷射器可安装在燃烧室的侧面或其顶部。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器69。在一些示例中，燃烧室32还经由进气道燃料喷射器67供应燃料。进气道燃料喷射器67以以下配置布置在进气歧管344中，即该配置提供在燃烧室32上游进入进气道中的所谓的燃料进气道喷射。

火花经由火花塞66提供至燃烧室32。点火系统可进一步包括点火线圈(未示出)以增加供应至火花塞66的电压。在另一些示例中，如柴油机中，火花塞66可被省略。

进气通路42可包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位置可经由提供给包括有节气门62的电动马达或致动器的信号被控制器12改变，这是通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以这种方式，可操作节气门62以改变提供到燃烧室32以及其他发动机汽缸的进气空气。节流板64的位置可通过节气门位置信号提供给控制器12。进气通路42可包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，以用于感测进入发动机330的空气量。

根据排气流方向，所示排气传感器127联接到在排放控制装置70上游的排气通路148。传感器127可以为用于提供排气空气燃料比指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在一个示例中，上游排气传感器127是UEGO，其被配置为提供输出，如，电压信号，其与存在于排气中的氧量成比例。控制器12经由氧传感器传递函数将氧传感器输出转换成排气空气燃料比。

所示排放控制装置70在排气传感器127的下游沿着排气通路48布置。排放控制装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或它们的组合。在一些示例中，在发动机10的操作期间，通过在特定空气燃料比内操作发动机的至少一个汽缸，排放控制装置70可被周期性重置。

图1中示出的作为微型计算机的控制器12包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在该特定示例中被示出为只读存储器芯片(ROM)106(如，非暂时性存储器)的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可从耦合到发动机10的传感器接收各种信号，除了先前讨论的那些信号外，其包括：来自质量空气流量传感器120的所引入的质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套管114的温度传感器123的发动机冷却液温度(ECT)；来自霍尔效应传感器118(或其它类型)的感测曲轴140位置的发动机位置信号；来自节气门位置传感器165的节气门位置；以及来自传感器122的绝对歧管压力(MAP)信号。可由控制器12根据曲轴位置传感器118生成发动机转速信号。歧管压力信号还提供进气歧管44中的真空或压力指示。注意，可使用上述传感器的各种组合，如，有MAF传感器而没有MAP传感器，或反之亦然。在发动机操作期间，可根据MAP传感器122的输出和发动机转速推断发动机扭矩。进一步地，该传感器以及检测的发动机转速，可为用于估计引入汽缸中的充气(包括空气)的基础。在一个示例中，曲轴位置传感器118(其还用作发动机转速传感器)可在曲轴每次旋转产生预定数目的等间隔脉冲。

存储介质只读存储器106能够使用计算机可读数据编程，计算机可读数据表示由处理器102可实行的非暂时性指令，用于执行以下所述方法以及被设想但为具体列出的其他变型。

操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。一般来讲，进气冲程期间，排气门54关闭，并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室32，并且活塞36移动到汽缸的底部，以便增加燃烧室32内的容积。活塞36在汽缸的底部附近并且在其冲程的结束的位置(例如，当燃烧室32在其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。

在压缩冲程期间，进气门52和排气门54被关闭。活塞36朝汽缸盖移动，以便压缩燃烧室32内的空气。活塞36在其冲程的结束且最靠近汽缸盖的点(例如，当燃烧室32在其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文被称为点火的过程中，喷射的燃料被诸如火花塞66的已知的点火装置点燃，导致燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞运动转化成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以释放燃烧的空气燃料混合物到排气歧管48并且活塞回到TDC。注意，上面仅仅作为示例被描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可改变，例如，以便提供正的或负的气门重叠、迟进气门关闭或各种其它示例。

如上所述，图1示出多缸发动机的仅一个汽缸，并且每个汽缸可类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等等。

因此，图1的系统提供一种发动机系统，包括：包括进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的发动机；和控制器，其包括用于调节经由所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器供应至所述发动机的燃料的非暂时指令，所述调节包括响应于直接燃料喷射燃料分数和滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的差调节喷射至所述发动机的燃料量。该系统进一步包括响应于期望燃料喷射质量和滤波的期望燃料喷射质量之间的差调节经由所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器供应的燃料的附加指令。该系统进一步包括将所述差乘以基于发动机冷却液温度和进气歧管压力的增益的附加指令。该系统进一步包括将所述差乘以燃料质量的附加指令，其中所述燃料质量基于发动机转速和扭矩。该系统进一步包括确定由所述直接燃料喷射器喷射的燃料分数的附加指令。该系统包括，其中，经由所述直接燃料喷射器喷射的所述燃料量基于所述燃料分数。

现参考图2，示出用于确定在发动机循环期间用于供应至发动机的燃料总量的进气道燃料喷射器燃料分数和直接燃料喷射器燃料分数的表。图2的表可为用于确定直接燃料喷射器燃料分数的基础，如图5的方法所述。竖直轴线表示发动机转速，且发动机转速沿竖直轴线被识别。水平轴线表示发动机负荷，且发动机负荷值沿水平轴线被识别。在该示例中，表单元格200包括由逗号分开的两个值。逗号左侧的值表示进气道燃料喷射器燃料分数，而逗号右侧的值表示直接燃料喷射器燃料分数。例如，对于对应于2000RPM和0.2负荷的表值保持经验确定的值0.4和0.6。值0.4或40％为进气道燃料喷射器燃料分数，而值0.6或60％为直接燃料喷射器燃料分数。因此，如果在发动机循环期间期望燃料喷射质量为1克燃料，则0.4克燃料为进气道喷射燃料而0.6克燃料为直接喷射燃料。在另一些示例中，该表可在每个表单元格处仅包含单个值，且可通过从值1中减去表中值确定相应值。例如，如果2000RPM和0.2负荷表单元格包含用于直接喷射器燃料分数的单个值0.6，则进气道喷射器燃料分数为1-0.6＝0.4。

在该示例中，可观察到在较低的发动机转速和负荷处进气道燃料喷射分数最大。在中等水平的发动机转速和负荷处直接燃料喷射分数最大。进气道燃料喷射分数在较高发动机转速处增加，其中，由于汽缸燃烧事件之间的时间缩短，所以直接喷射燃料到汽缸的时间可减少。可观察到如果发动机转速改变而发动机负荷不变，则进气道燃料喷射分数和直接燃料喷射分数可改变。

现参考图3，示出根据图5的方法的瞬态燃料控制示例顺序。该顺序可提供在图1的系统中。时间T1和时间T2处的竖直标记表示在该顺序期间关注的时间。

从图3的顶部的第一曲线为发动机转速随时间变化的曲线。竖直轴线表示发动机转速，且发动机转速沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线表示时间，且时间从图左侧向图右侧增加。

从图3的顶部的第二曲线为发动机负荷随时间变化的曲线。竖直轴线表示发动机负荷，且发动机负荷(如，汽缸空气充气除以理论上的最大汽缸空气充气)沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线表示时间，且时间从图左侧向图右侧增加。

从图3的顶部的第三曲线为在发动机循环期间喷射到发动机的燃料总质量随时间变化的曲线。竖直轴线表示在发动机循环期间喷射到发动机的燃料总质量，且喷射的燃料总质量沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线表示时间，且时间从图左侧向图右侧增加。

从图3的顶部的第四曲线为在汽缸循环期间喷射的进气道燃料质量随时间变化的曲线。竖直轴线表示在汽缸循环期间喷射的进气道燃料质量，且在汽缸循环期间喷射的进气道燃料质量沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线表示时间，且时间从图左侧向图右侧增加。

从图3的顶部的第五曲线为在汽缸循环期间喷射的直接燃料质量随时间变化的曲线。竖直轴线表示在汽缸循环期间喷射的直接燃料质量，且在汽缸循环期间喷射的直接燃料质量沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线表示时间，且时间从图左侧向图右侧增加。

在发动机循环期间喷射的进气道燃料质量加上在发动机循环期间喷射的直接燃料质量等于在发动机循环期间喷射的燃料的总质量。五个曲线中的每个与其他曲线同时发生。

在时间T0，响应驾驶员扭矩要求(未示出)，发动机转速正逐渐增加。发动机负荷是恒定的，且在发动机循环期间喷射的燃料的总质量是恒定的。进气道喷射的燃料质量和直接喷射的燃料质量也是恒定的。发动机转速逐渐增加直到时间T1。

在时间T1，联接到发动机的变速器(未示出)从较低档位升档到较高档位(如，从第一档位到第二档位)。因此，在驾驶员不改变驾驶员要求扭矩的情况下发动机转速减小。发动机负荷保持恒定，因为驾驶员要求扭矩未改变。可以基于驾驶员要求扭矩的燃料总质量也保持在恒定值。然而，进气道燃料喷射分数和直接燃料喷射分数响应于发动机转速变化而变化。具体地，进气道燃料喷射分数增加而直接燃料喷射分数降低。进气道燃料喷射分数和直接燃料喷射分数的变化导致进气道燃料积洼质量变化。具体地，进气道燃料积洼质量增加，使得瞬态燃料补偿经由进气道燃料喷射器提供附加燃料至发动机汽缸并且减少经由直接燃料喷射器至发动机汽缸的燃料。通过增加经由进气道燃料喷射器喷射的燃料量，经由进气道燃料喷射器进入汽缸的燃料量为经由进气道燃料喷射器进入汽缸的期望燃料量。附加燃料量会增加燃料积洼质量，从而降低与进气道燃料喷射有关的发动机空气燃料误差的可能性。直接燃料喷射量减少，使得喷射的燃料总量保持一样。然而，在一些示例中，燃料总量可增加一段时间(如，对应于时间常数的持续时间)以反映出至发动机进气道燃料积洼的附加燃料。

在时间T1和时间T2之间，发动机转速随车辆加速而逐渐增加。另外，即使发动机负荷和喷射的燃料总质量保持恒定，进气道喷射的燃料质量也减少。喷射到发动机的直接燃料的质量随喷射的进气道燃料的质量减少而增加，以抵消进气道喷射的燃料的减少。

在时间T2，响应驾驶员减少驾驶员要求扭矩(未示出)，发动机负荷降低。发动机转速保持恒定，因为由于驾驶员要求扭矩减少导致车辆不再加速。驾驶员要求扭矩和发动机负荷变化导致喷射到发动机的燃料总质量减少。因此，喷射的进气道燃料分数增加，如由喷射到汽缸的进气道燃料的质量增加所指示的。喷射的进气道燃料的质量增加至大于将在相同稳态发动机负荷时喷射至发动机的值，使得进气道中的燃料积洼可被建立为适于新的发动机负荷的水平。喷射的直接燃料的质量减少以抵消进气道喷射的燃料的增加，从而补偿进气道喷射的燃料的增加。进气道喷射的燃料的增加基于瞬态燃料滤波器的时间常数持续预定时间量，且然后进气道喷射的燃料质量达到对应于进气道燃料喷射分数和喷射到汽缸的总燃料质量的稳态值。

这样，进气道喷射的燃料和直接喷射的燃料量可被调节以补偿进入燃料积洼且增加进气歧管中的燃料积洼质量的燃料和离开燃料积洼且降低进气歧管中的燃料积洼质量的燃料。补偿进气道燃料喷射量和直接燃料喷射量可在瞬态发动机工况期间提供改善的空气燃料控制。

现参考图4，框图400是用于描述用于在瞬态或变化的工况期间的发动机操作的进气道燃料喷射燃料补偿和直接燃料喷射燃料补偿的控制框图。

输入期望燃料质量至求和点402和滤波器406。期望燃料质量可基于发动机转速和驾驶员要求扭矩。此外，来自排气氧传感器(如，传感器127)的反馈空气燃料比调节可被添加至期望燃料质量。例如，期望空气燃料比和来自传感器的测量的空气燃料比之间的误差可由控制算法(如，比例/积分算法)处理，以生成对期望燃料质量的反馈调节。这样，空气燃料比反馈独立于DI(直接喷射)分数变化的效果，且能够实现改善的控制。换句话说，能够减少负面的反馈相互作用(如，反馈校正会遇到基于DI分数变化的本文描述的前馈调节)，因为不基于任何空气燃料比反馈调节直接调节DI分数。然而，仅通过期望燃料质量，空气燃料比反馈校正实际上调节喷射的燃料量。

驾驶员需求扭矩可基于加速器踏板位置和车辆速度。绝对歧管压力(MAP)、自发动机起动以来的时间、发动机进气门正时和排气门正时、气门温度、发动机转速、正在发动机中燃烧的燃料的挥发性、发动机燃料消耗、发动机温度、燃料温度以及直接喷射(DI)燃料分数被输入至框404中。在框404，第一滤波器时间常数和增益基于输入至框404的参数被确定。在一个示例中，该参数索引经验确定的值构成的表和/或函数，该表和/或函数当被结合时输出滤波器增益和时间常数。滤波器增益和时间常数被输入至框406。

在框406，滤波期望燃料质量。滤波器可具有一阶低通滤波器的形式。框406输出滤波的燃料质量至求和点402，其中，滤波的期望燃料质量被从期望燃料质量中减去。得到的燃料质量被引导到求和点410。

直接喷射(DI)燃料分数被输入至求和点424和滤波器422。直接喷射燃料分数可经由如在图2中所示的查找表被确定。在一个示例中，直接燃料分数基于发动机转速和发动机负荷或扭矩。发动机进气歧管压力、发动机温度和直接燃料喷射燃料分数被输入至框420，其中，确定用于第二滤波器的增益和时间常数。在一个示例中，该参数索引经验确定的值构成的表和/或函数，该表和/或函数当被结合时输出滤波器增益和时间常数。滤波器增益和时间常数被输入至框422。

在框422，滤波直接燃料喷射燃料分数。滤波器可具有一阶低通滤波器的形式。框422输出滤波的直接燃料喷射燃料分数至求和点424，在此滤波的直接燃料喷射燃料分数被从直接燃料喷射燃料分数中减去。得到的直接燃料喷射燃料分数被引导到框426，在此其被乘以增益。在一个示例中，该增益为经验确定的值，该值由发动机冷却液温度和发动机进气歧管压力索引且随二者变化。框426的输出被引导到相乘点428，在此其乘以期望燃料质量且被期望燃料质量缩放。相乘点428的输出在求和点410处加至求和点402的输出。最终，求和点的输出被输出至求和点412，在此其被加至期望燃料质量以提供喷射到发动机汽缸的燃料质量。因此，喷射到发动机汽缸的燃料质量为期望燃料质量加上基于直接燃料喷射燃料分数的燃料质量和基于滤波的期望燃料质量的燃料质量。在框408，喷射的燃料质量经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器输出至发动机汽缸。进气道燃料喷射分数和直接燃料喷射分数确定分别经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器喷射到发动机的燃料质量。

现参考图5，示出用于调节供应至发动机的燃料量的方法。图5的方法可增加或减少供应至发动机汽缸的基础量或期望燃料量，以补偿增加发动机进气道积洼的质量的燃料或减少发动机进气道积洼的质量的燃料。进一步地，在一些情况期间，该方法可增加或减少期望燃料量，以补偿增加或减少由于直接燃料喷射导致的发动机汽缸中的燃料积洼质量的燃料。图5的方法的至少一部分可被合并为存储在非暂时性存储器中的可执行指令。进一步地，图5的方法的各部分可为由物理世界中的控制器所采取的为了变换燃料喷射器操作的动作。

在502，方法500确定发动机工况。发动机工况可通过从发动机和车辆系统中的传感器和致动器接收数据被确定。发动机工况可包括但不限于发动机转速、驾驶员要求扭矩、发动机负荷、发动机冷却液温度、发动机进气歧管压力、自起动以来的时间、气门正时、燃料挥发性和燃料温度。进一步地，车辆工况(如，车辆速度)可在502被确定。在确定发动机工况之后，方法500继续到504。

在504，方法500基于工况确定期望燃料质量。在一个示例中，期望燃料质量被经验确定且存储在基于发动机转速和驾驶员要求扭矩的表中。该表经由发动机转速和驾驶员要求扭矩被索引。在另一些示例中，期望燃料质量基于进入发动机的空气量和期望发动机空气燃料比。针对每个发动机汽缸，确定期望燃料质量。在确定期望燃料质量之后，方法500继续到506。

在506，方法500确定期望燃料质量时间常数和增益。时间常数表示在发动机工况(如，转速和负荷)变化之后进气歧管燃料积洼质量达到均衡燃料积洼质量所用的发动机循环数量。增益表示进入或离开燃料积洼的燃料质量变化的大小，其响应于工况变化。在一个示例中，时间常数和增益是经验确定的且存储在表和/或函数中，其基于发动机进气歧管压力、自起动以来的时间、气门正时、气门温度、发动机转速、燃料消耗、燃料挥发性、发动机冷却液温度、燃料温度和直接燃料喷射器燃料分数被索引。该表和/或函数输出期望燃料质量时间常数和增益。在确定期望燃料质量时间常数和增益之后，方法500继续到508。

在508，方法500基于期望燃料质量确定滤波的期望燃料质量。具体地，在506确定的增益和时间常数是低通滤波器的参数，期望燃料质量被输入至低通滤波器，且低通滤波器输出滤波的期望燃料质量。在滤波期望燃料质量之后，方法500继续到510。

在510，方法500基于滤波的期望燃料质量确定第一燃料调节。具体地，滤波的燃料质量被从期望燃料质量中减去以确定第一燃料调节。在确定第一燃料调节之后，方法500继续到512。

在512，方法500确定供应至发动机的燃料总量的直接喷射(DI)燃料分数。在一个示例中，直接喷射燃料分数是经验确定的且存储至如图2中示出和描述的表中。该表由发动机转速和负荷或扭矩索引，且该表输出直接喷射燃料分数。在确定直接喷射燃料分数之后，方法500继续到514。

在514，方法500确定直接燃料喷射燃料分数时间常数和增益。时间常数表示在直接喷射燃料分数变化之后进气歧管燃料积洼质量达到均衡燃料积洼质量所用的发动机循环数量。增益表示进入或离开燃料积洼的燃料质量变化的大小，其响应于直接喷射燃料分数变化。在一个示例中，时间常数和增益是经验确定的且存储在表和/或函数中，其基于发动机进气歧管压力、发动机转速、燃料消耗、发动机冷却液温度和直接喷射燃料分数被索引。该表和/或函数输出期望直接燃料喷射燃料分数时间常数和增益。在确定直接喷射燃料分数时间常数和增益之后，方法500继续到516。

在516，方法500基于直接燃料喷射燃料分数确定滤波的直接燃料喷射燃料分数。具体地，在514确定的增益和时间常数是低通滤波器的参数，直接燃料喷射燃料分数被输入至低通滤波器，且低通滤波器输出滤波的直接燃料喷射燃料分数。在滤波直接燃料喷射燃料分数之后，方法500继续到518。

在518，方法500确定滤波的直接燃料喷射燃料分数和直接燃料喷射燃料分数之间的差。具体地，滤波的直接燃料喷射燃料分数被从直接燃料喷射燃料分数中减去。在确定该差之后，方法500继续到520。

在520，方法500将在518确定的差乘以增益和喷射的燃料质量以确定第二燃料调节。在一个示例中，基于发动机冷却液温度、直接燃料喷射燃料分数、发动机转速和发动机进气歧管压力，经验地确定增益。基于发动机冷却液温度、直接燃料喷射燃料分数、发动机转速和发动机进气歧管压力，索引存储在存储器中的增益值。在确定第二燃料调节之后，方法500继续到522。

在522，方法500将来自510的第一燃料调节和来自520的第二燃料调节加在一起。进一步地，针对每个发动机汽缸，第一燃料调节和第二燃料调节被加至在504确定的期望燃料质量，以确定喷射到每个发动机汽缸的燃料量。第一燃料调节和第二燃料调节可被描述为瞬态燃料调节。在确定用于每个发动机汽缸的燃料量之后，方法500继续到524。

在524，方法500确定分配到每个汽缸的燃料如何经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器递送。具体地，方法500索引在图2处描述的表或函数且将在522确定的每个汽缸的燃料量乘以直接燃料喷射燃料分数。例如，如果在522确定的汽缸的燃料量为0.05克且直接燃料喷射燃料分数为0.3，则由汽缸的直接燃料喷射器喷射的燃料量为0.015。如在522确定的喷射到汽缸的燃料总量中的余下的0.035克燃料经由进气道燃料喷射器喷射。这样，喷射到汽缸的燃料总量在在进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器之间进行分配。在针对发动机汽缸将燃料在进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器之间进行分配之后，方法500继续到526。

在526，方法500通过打开进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器递送在524确定的直接燃料喷射燃料量和进气道燃料喷射燃料量至发动机汽缸。燃料喷射器可配置为如图1中所示。在经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器将燃料喷射至发动机汽缸之后，方法500继续到退出。

因此，图5的方法提供一种发动机加燃料方法，包括：从传感器检索发动机操作信息；基于所述发动机操作信息调节喷射的燃料总量的直接燃料喷射燃料分数；滤波所述直接燃料喷射燃料分数；以及响应于所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的差，调节喷射的燃料量。该方法包括其中，所述差进一步乘以基于发动机冷却液温度和进气歧管压力的增益。该方法包括其中，所述差进一步乘以燃料质量，所述燃料质量基于发动机转速和扭矩。该方法包括其中，喷射的所述燃料总量是在发动机循环期间的进气道喷射燃料质量与直接喷射燃料质量的和。该方法包括其中，所述直接燃料喷射燃料分数是在所述发动机循环期间所述直接喷射燃料质量除以喷射的燃料总量的质量。该方法包括其中，所述直接燃料喷射燃料分数随发动机转速变化。

图5的方法也提供一种发动机加燃料方法，包括：从传感器检索发动机操作信息；基于所述发动机操作信息调节喷射的燃料总量的直接燃料喷射燃料分数和期望燃料喷射质量；滤波所述直接燃料喷射燃料分数和所述期望燃料喷射质量；以及响应于所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的差，调节喷射的燃料量，并且进一步地，响应于所述期望燃料喷射质量和所述滤波的期望燃料喷射质量之间的差，调节喷射的燃料量。该方法进一步包括响应于所述期望燃料喷射质量与所述期望燃料喷射质量和所述滤波的期望燃料喷射质量之间的所述差的和，调节喷射的燃料量。该方法进一步包括基于所述直接燃料喷射燃料分数确定被应用于所述直接燃料喷射燃料分数的滤波器的时间常数和增益。

在一些示例中，该方法进一步包括基于所述直接燃料喷射燃料分数确定被应用到所述期望燃料喷射质量的滤波器的时间常数。该方法进一步包括经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器递送调节后的喷射的燃料量。该方法包括其中，经由所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器喷射的调节后的喷射的燃料量基于所述直接燃料喷射燃料分数。该方法包括其中，所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的所述差进一步乘以基于发动机冷却液温度和进气歧管压力的增益。该方法包括其中，所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的所述差进一步乘以基于发动机转速和扭矩的燃料质量。

在另一种表示中，一种发动机加燃料方法，包括：基于来自排气氧传感器的反馈调节期望燃料质量，基于调节后的期望燃料质量确定喷射到汽缸的燃料的总量的直接燃料喷射燃料分数而不是基于该反馈进一步调节，以及基于滤波的直接燃料喷射燃料分数通过进气道喷射器和直接喷射器递送喷射的燃料。此外，该方法可包括从传感器检索发动机操作信息；基于所述发动机操作信息调节喷射至汽缸的燃料总量的直接燃料喷射燃料分数；滤波所述直接燃料喷射燃料分数；以及响应于所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的差，调节喷射至汽缸的所述燃料总量。

注意，本文包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置使用。进一步地，本文所描述的方法可以是物理世界中通过控制器所采用的动作和控制器内的指令的组合。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时存储器中，且可由控制系统进行，所述控制系统包括与各种传感器、致动器以及其它发动机硬件组合的控制器。本文描述的专用程序可表示任何数量的处理策略，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等中的一个或多个。因此，示出的各种动作、操作和/或功能可以示出的顺序、并行执行或在其它情况下省略。同样地，处理的顺序不一定需要实现本文所描述的示例性实施例的特征和优点，而是为了便于说明和描述而提供的。根据使用的特定策略，可重复执行示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可用图表表示被编程进发动机控制系统中计算机可读存储介质的非暂时存储器的代码，其中通过执行系统中的指令进行所述动作，所述系统包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件。

这样就结束了本说明。在不偏离本说明的精神和范围的情况下，本领域技术人员对其的阅读将想到多种改变和修改。例如，在天然气、汽油、柴油或替代燃料配置中操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10以及V12发动机可使用本说明以获益。

下面的权利要求特别指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。应该理解，此类权利要求包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或多个此类元件。所公开的特征、功能、元素和/或特性的其它组合和子组合可通过本权利要求的修正或通过这个或相关申请的新权利要求的提出被要求保护。这样的权利要求，无论是更宽于，更窄于，等于，或不同于原始的权利要求的范围，也被视为包括在本公开的主题之内。

Claims (20)

1.一种发动机加燃料方法，包括：

从传感器检索发动机操作信息；

基于所述发动机操作信息调节喷射到汽缸的燃料总量的直接燃料喷射燃料分数；

滤波所述直接燃料喷射燃料分数；以及

响应于所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的差，调节喷射到所述汽缸的所述燃料总量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述差进一步乘以基于发动机冷却液温度和进气歧管压力的增益。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述差进一步乘以燃料质量，所述燃料质量基于发动机转速和扭矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，喷射的所述燃料总量是在发动机循环期间至所述汽缸的进气道喷射燃料质量与至所述汽缸的直接喷射燃料质量的和。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述直接燃料喷射燃料分数是在所述发动机循环期间至所述汽缸的所述直接喷射燃料质量除以喷射至所述汽缸的所述燃料总量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述直接燃料喷射燃料分数随发动机转速变化。

7.一种发动机加燃料方法，包括：

从传感器检索发动机操作信息；

基于所述发动机操作信息调节喷射到汽缸的燃料总量的直接燃料喷射燃料分数和至所述汽缸的期望燃料喷射质量；

滤波所述直接燃料喷射燃料分数和所述期望燃料喷射质量；以及

响应于所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的差，调节喷射到所述汽缸的燃料量，并且响应于所述期望燃料喷射质量和所述滤波的期望燃料喷射质量之间的差，进一步调节喷射到所述汽缸的所述燃料量。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括响应于所述期望燃料喷射质量和所述期望燃料喷射质量和所述滤波的期望燃料喷射质量之间的所述差的和，调节喷射的所述燃料量。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括基于所述直接燃料喷射燃料分数确定应用于所述直接燃料喷射燃料分数的滤波器的时间常数和增益。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括基于所述直接燃料喷射燃料分数确定应用于所述期望燃料喷射质量的滤波器的时间常数。

11.根据权利要求7所述的方法，进一步包括经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器递送调节后的喷射的燃料量。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，经由所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器喷射的所述调节后的燃料量基于所述直接燃料喷射燃料分数。

13.根据权利要求7所述的方法，其中，所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的所述差进一步乘以基于发动机冷却液温度和进气歧管压力的增益。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述直接燃料喷射燃料分数和所述滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的所述差进一步乘以基于发动机转速和扭矩的燃料质量。

15.一种发动机系统，包括：

包括进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器的发动机；和

控制器，其包括用于调节经由所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器供应至所述发动机的燃料的非暂时指令，所述调节包括响应于直接燃料喷射燃料分数和滤波的直接燃料喷射燃料分数之间的差调节喷射至所述发动机的燃料量。

16.根据权利要求15所述的系统，进一步包括响应于期望燃料喷射质量和滤波的期望燃料喷射质量之间的差调节经由所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器供应的燃料的附加指令。

17.根据权利要求15所述的系统，进一步包括将所述差乘以基于发动机冷却液温度和进气歧管压力的增益的附加指令。

18.根据权利要求17所述的系统，进一步包括将所述差乘以基于发动机转速和扭矩的燃料质量的附加指令。

19.根据权利要求15所述的系统，进一步包括确定由所述直接燃料喷射器喷射的燃料分数的附加指令。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，经由所述直接燃料喷射器喷射的所述燃料量基于所述燃料分数。