CN106468223B - 发动机运转系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机运转系统和方法。公开了用于评估发动机的汽缸中的汽缸压力分布的方法和系统。在一个示例中，发动机汽缸的燃料喷射正时响应于被安装在发动机汽缸中的一个或多个压力传感器的输出而被调整，以改善发动机燃烧。多个发动机汽缸内的燃烧可以响应于在单个发动机汽缸中感测的压力而被调整。

Description

发动机运转系统和方法

技术领域

本发明涉及发动机运转系统和方法，更具体地，涉及用于评估发动机的汽缸中的汽缸压力分布(profile)的方法和系统。

背景技术

日益增加的更低的发动机排放标准需要愈加更复杂的发动机控制。一种改善发动机运转的方法是在发动机汽缸中安装压力传感器。压力传感器可以为在其中安装压力传感器的汽缸中的每一个和发动机本身提供可以表示针对燃烧位置、燃烧量、质量、发动机性能、持续时间和发动机排放的发动机燃烧的反馈。压力传感器可以被安装在每个发动机汽缸中，使得控制器可以评估汽缸正在运转的方式。例如，如果用于个体汽缸的质量分数燃烧位置中的任一个被延迟长于期望的，那么该汽缸的发动机燃料喷射正时可以被提前，以在特定的汽缸的发动机循环期间提前质量分数燃烧位置的曲轴位置。因此，汽缸压力传感器可以提供汽缸燃烧和运转的重要的且有用的反馈。然而，在每个发动机汽缸中安装压力传感器会增加发动机成本和控制器为处理汽缸压力传感器数据必须提供的计算上的计算能力的量。因此，将会希望能够控制每个发动机汽缸中的燃烧过程，而不必涵盖在每个发动机汽缸中安装压力传感器的成本。

发明内容

发明人在此已经认识到上面提到的缺点，并且已经开发了一种发动机运转方法，其包含：针对两个或两个以上发动机汽缸但是少于多个发动机汽缸，通过比较指示的与未指示的汽缸之间的曲轴信号，评估多个发动机汽缸的运转，所述两个或两个以上发动机汽缸基于参数提供最低均方根误差值；以及在两个或两个以上发动机汽缸中但是少于多个发动机汽缸中安装压力传感器，所述两个或两个以上发动机汽缸基于参数提供最低均方根误差值。

通过选择性地将压力传感器安装到基于来自汽缸的压力传感器输出提供发动机参数的最低均方根误差值的仅一小部分发动机汽缸内，提供改善发动机中的燃烧而不必在每个发动机汽缸中安装压力传感器的技术效果是可能的。进一步，通过在多于一个发动机汽缸中但是在少于所有发动机汽缸中安装压力传感器，能够在比如果仅单个汽缸压力传感器被安装在发动机中更大的程度上为在整个运转映射图内的所有汽缸改善燃烧。具体地，位于两个不同的发动机汽缸中并且为发动机参数提供最低均方根误差值的两个发动机汽缸压力传感器可以是用于控制所有发动机汽缸中的燃烧的基础。例如，被设置于发动机的1号汽缸中的压力传感器和位于发动机的8号汽缸中的压力传感器可以在多个发动机转速与负荷状况下为确定发动机扭矩提供最低均方根误差值。位于1号和8号汽缸中的压力传感器可以是在发动机运转范围内更改所有发动机汽缸中的燃烧并且扩展运转范围的基础。

本说明可以提供若干优点。例如，该方法可以改善一个或多个发动机汽缸中的燃烧。进一步，该方法可以降低改善一个或多个发动机汽缸中的燃烧的成本。此外，该方法可以通过基于表现出更高信噪比的压力传感器确定发动机控制参数的值来改善选定的发动机控制参数的估计。

当单独或结合附图参照以下具体实施方式时，本描述的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了发动机的示意描绘；

图2示出了包括被安装到多个发动机汽缸内的多个压力传感器的示例现有技术发动机；

图3示出了根据本发明的发动机的示例；

图4和图5示出了描述选择发动机汽缸以接收压力传感器的的方法的示例条形图；

图6和图7示出了示出表现出最低均方根误差扭矩值的发动机汽缸的示例发动机转速/负荷表；

图8示出了描述工况的示例表，在该工况下，一个或多个汽缸压力传感器的输出是用于控制所有发动机汽缸中的燃烧的基础；以及

图9示出了用于使发动机运转的方法。

具体实施方式

本说明涉及响应于来自位于汽缸中的压力传感器的压力传感器反馈，基于发动机参数的均方根误差，改善内燃发动机的汽缸内的燃烧。图1示出了内燃发动机的示例汽缸。图2示出了用于汽缸压力传感器的现有技术位置。图3示出了根据本公开的用于汽缸压力传感器的位置的一个示例。图4-图8示出了为汽缸压力传感器选择位置并且将压力传感器部署在发动机汽缸内的示例方式。图9示出了用于使包括压力传感器的发动机运转的示例方法。

参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包含多个汽缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36被设置在汽缸壁32中，并且被耦接至曲轴40。燃烧室30被显示为经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。

示出了燃料喷射器66，其被设置为将燃料直接喷射到燃烧室30内，本领域技术人员称之为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵、燃料轨道(未示出)的燃料系统被输送至燃料喷射器66。由燃料系统输送的燃料压力可以通过改变位置阀来调整，该位置阀调节到燃料泵(未示出)的流动。此外，计量阀可以被布置在燃料轨道中或被布置为靠近燃料轨道，用于闭环燃料控制。泵的计量阀还可以调节到燃料泵的燃料流，由此减少泵送至高压燃料泵的燃料。

进气歧管44被示为与可选电子节气门62连通，可选电子节气门62调整节流板64的位置以便控制来自进气增压室46的气流。压缩机162从进气口42吸入空气以供应给增压室46。排气使通过轴161耦接至压缩机162的涡轮164旋转。增压空气冷却器115冷却由压缩机162压缩的空气。可以通过调整可变叶片控制装置72或压缩机旁路阀158来调整压缩机速度。在替代性示例中，废气门74可以代替可变叶片控制装置72，或除可变叶片控制装置72之外，还可以使用废气门74。可变叶片控制装置72调整可变几何涡轮叶片的位置。当叶片处于打开位置时，排气能够经过涡轮164，几乎不供应使涡轮164旋转的能量。当叶片处于闭合位置时，排气能够经过涡轮164并且将增强的力施加给涡轮164。替代地，废气门74允许排气流动绕过涡轮164，以便减少供应至涡轮的能量。压缩机旁路阀158允许在压缩机162的出口处的压缩空气回到压缩机162的入口。以此方式，可以降低压缩机162的效率以便影响压缩机162的流量，并降低进气歧管压力。

当随着活塞36接近上止点压缩行程通过压缩点火将燃料点燃时，燃烧室30中就开始燃烧。在一些示例中，通用排气氧(UEGO)传感器126可以被耦接至排放装置70上游的排气歧管48。在其他示例中，UEGO传感器可以位于一个或多个排气后处理装置的下游。进一步，在一些示例中，UEGO传感器可以由具有NOx和氧感测元件的NOx传感器来代替。

在较低的发动机温度，电热塞68可以将电能转换为热能，以便升高燃烧室30中的温度。通过升高燃烧室30的温度，通过压缩可以更容易地点燃汽缸空气-燃料混合物。控制器12调整向电热塞68供应的电流和电压。以此方式，控制器12可以调整向电热塞68供应的电力的量。电热塞68突出到汽缸内，并且它还可以包括与电热塞集成在一起的用于确定燃烧室30内的压力的压力传感器。

在一个示例中，排放装置70能够包括微粒过滤器和催化剂砖。在另一示例中，能够使用每个具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，排放装置70能够包括氧化催化剂。在其他的示例中，排放装置可以包括稀NOx捕集器或选择性催化还原(SCR)、和/或柴油微粒过滤器(DPF)。

经由排气再循环(EGR)阀80可以为发动机提供EGR。EGR阀80是三通阀，其关闭或允许排气从排放装置70的下游流向压缩机162上游的发动机进气系统中的位置。在替代性示例中，EGR可以从涡轮164的上游流向进气歧管44。EGR可以绕过EGR冷却器85，或替代地，EGR可以经由经过EGR冷却器85被冷却。在其他示例中，高压和低压EGR系统可以被提供。

控制器12在图1中被示为传统的微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12被示为接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除之前讨论的那些信号之外，还包括：来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦接至加速器踏板130的用于感测由驾驶员132调整的加速器位置的位置传感器134；来自耦接至进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自压力传感器122的升压压力；来自氧传感器126的排气氧浓度；来自感测曲轴40位置的霍尔传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线气流气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。也可以感测用于由控制器12处理的大气压力(传感器未示出)。在本发明的一个优选方面中，发动机位置传感器118在凸轮轴的每个旋转均产生预定数量的等间距的脉冲，根据其能够确定发动机转速(RPM)。

在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四行程循环：该循环包括：进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。在进气行程期间，一般是排气门54关闭并且进气门52打开。通过进气歧管44将空气引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸底部，以便增加燃烧室30内的体积。活塞36接近汽缸底部并且在其行程末端(例如当燃烧室30处于其最大体积时)的位置通常被本领域技术人员称之为下止点(BDC)。在压缩行程期间，排气门54和进气门52关闭。活塞36朝汽缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其行程末端并且最接近汽缸盖(例如当燃烧室30处于其最小体积时)的点通常被本领域技术人员称之为上止点(TDC)。在以下称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在一些示例中，在单个发动机循环期间可以多次将燃料喷射到汽缸。在以下称为点燃的过程中，以压缩点燃的方式点燃所喷射的燃料，从而引起燃烧。在膨胀行程期间，膨胀气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的转动扭矩。最后，在排气冲期间，排气门54打开以便将燃烧过的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞回到TDC。注意，仅仅作为一个示例描述以上内容，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以便提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。进一步，在一些示例中，可以使用两行程循环而不是四行程循环。

图1的系统提供了一种发动机系统，其包含：发动机，其具有多个燃烧室；第一压力传感器，其突出到多个燃烧室中的第一燃烧室内；第二压力传感器，其突出到多个燃烧室中的第二燃烧室内；以及控制器，其包括被存储在非临时性存储器中的指令，以在第一预定的发动机转速与负荷下响应于第一压力传感器的输出而非第二压力传感器的输出调整所有发动机汽缸中的燃烧。

在一些示例中，该发动机系统包括，其中多个燃烧室中的第一燃烧室是表现出发动机扭矩的最低均方根误差值的燃烧室，最低均方根误差值在第一预定的发动机转速与负荷下根据来自位于多个燃烧室中的第一燃烧室中的汽缸压力传感器的输出而被确定。该发动机系统进一步包含额外的控制器指令，以在第二预定的发动机转速与负荷下响应于第二压力传感器而非第一压力传感器的输出而调整所有发动机汽缸中的燃烧。该发动机系统包括，其中多个燃烧室中的第二燃烧室是表现出发动机扭矩的最低均方根误差值的燃烧室，该最低均方根误差值在第二预定的发动机转速与负荷下根据来自位于多个燃烧室中的第二燃烧室中的汽缸压力传感器的输出而被确定。该发动机系统包括，其中所述指令针对个体喷射调整燃料喷射正时和质量。该发动机系统进一步包含额外的控制器指令，以在第三预定的发动机转速与负荷下响应于第一压力传感器的输出或第二压力传感器的输出而调整所有发动机汽缸中的每个中的燃烧。

现在参照图2，示出了示出用于控制发动机10中的燃烧的汽缸压力传感器的位置的现有技术示例。在该示例中，发动机10包括具有燃烧室30的八个汽缸，所述八个汽缸从1到8被连续地编号。每个汽缸被示为包括压力传感器68。每个压力传感器被输入到控制器202。每个汽缸中的燃烧响应于来自正被控制的汽缸中的压力传感器的压力反馈而调整。例如，发动机10的1号汽缸包括压力传感器68。被喷射到1号汽缸内的燃料响应于被安装在1号汽缸中的压力传感器68的输出而被控制。同样地，其他发动机汽缸中的燃烧被类似地控制。

现在参照图3，示出了根据本方法的示出用于控制发动机10中的燃烧的汽缸压力传感器的位置的示例发动机。在该示例中，发动机10也包括具有燃烧室30的八个汽缸，所述八个汽缸从1到8被连续地编号。仅两个压力传感器68被示为被安装在发动机汽缸中。具体地，1号汽缸和8号汽缸均包括一个压力传感器68。每个压力传感器被输入到控制器12。因此，连接到控制器12的压力传感器的数量显著低于用于在图2中示出的控制器202的压力传感器的数量。

由位于1号汽缸中的压力传感器68提供的汽缸压力反馈可以是用于在第一发动机转速与负荷下控制用于汽缸1-8的燃料喷射正时和燃料喷射量的基础。由位于8号汽缸中的压力传感器68提供的汽缸压力反馈可以是用于在第二发动机转速与负荷下控制用于汽缸1-8的燃料喷射正时的基础。进一步，来自位于1号汽缸中的压力传感器68的压力反馈可以是用于在第三发动机转速与负荷下调整第一组发动机汽缸中的燃烧的基础，而来自位于8号汽缸中的压力传感器68的压力反馈可以是用于在第三发动机转速与负荷下调整第二组发动机汽缸中的燃烧的基础，第二组发动机汽缸不同于第一组发动机汽缸。例如，来自1号汽缸的汽缸压力反馈可以是用于在发动机循环(例如，四行程发动机的两次回转)期间控制汽缸1、2、7、5和4中的燃料喷射正时的基础，而来自8号汽缸的汽缸压力反馈可以是用于在相同的发动机循环期间控制汽缸8、3和6中的燃料喷射正时的基础。因此，在少于所有发动机汽缸中的燃烧在汽缸循环期间基于由单个压力传感器观察到的汽缸压力数据而被控制，而在相同的发动机循环期间，其他发动机汽缸中的燃烧基于不同的单个压力传感器的输出而被调整。

现在参照图4，条形图示出了用于选择发动机汽缸中的哪一个装有压力传感器的预知性数据。垂直轴线表示通过以下等式描述的用于发动机参数的均方根误差(RMSE)：

其中在该示例中，

是基于汽缸压力估计的发动机扭矩，而T是曲轴测量的发动机扭矩。替代地，如果多个发动机扭矩值根据汽缸压力被估计，那么RMSE可以由以下给出：

其中在该示例中，n是数据样本的总数量，t是样本数量，

是基于汽缸压力估计的发动机扭矩，而T是测量的发动机扭矩。在一些示例中，指示的平均有效汽缸压力(IMEP)、燃烧的百分比质量分数(例如，0-100)(MFB)、或其他发动机参数可以代替发动机扭矩来确定用于选择在其中部署汽缸压力传感器的汽缸的RMSE值。水平轴线表示汽缸号，在该示例中8个汽缸。每个条的高度指示基于位于相应的汽缸1-8内的汽缸压力传感器确定的用于发动机扭矩的RMSE值。更高的条指示更高的RMSE值。

在该示例中，在特定的发动机转速与负荷下，1号汽缸提供用于发动机扭矩的最低RMSE值。因此，根据位于1号汽缸中的汽缸压力传感器确定的发动机扭矩在值方面最靠近根据参考标准发动机扭矩确定的发动机扭矩(例如，测力计确定的发动机扭矩)。RMSE值通过线404来指示。4号汽缸在该特定的发动机转速与负荷状况下提供第二最低RMSE值。因此，如果用于汽缸压力传感器的位置仅仅基于图4的条形图而被选择，那么1号汽缸将会被选择为接收汽缸压力传感器，因为它提供这样的信号，所述信号提供相比于标准的最好的发动机扭矩估计。通过选择1号汽缸，用于汽缸压力传感器的信噪比可以被改善。

现在参照图5，条形图示出了用于选择发动机汽缸中的哪一个装有压力传感器的预知性数据。垂直轴线表示用于发动机扭矩的均方根误差(RMSE)和燃烧的质量分数50(例如，MFB50-汽缸中的百分之五十的质量被燃烧的曲轴位置)。水平轴线表示汽缸号，在该示例中8个汽缸。每个条的高度指示基于位于相应的汽缸1-8内的汽缸压力传感器确定的用于发动机扭矩的RMSE值和MFB50。RMSE值随着条的高度增加而增加。像条502一样做标记的条表示发动机扭矩RMSE。像条504一样做标记的条表示用于在条下方指示的汽缸的MFB50-RMSE。

在该示例中，用于8号汽缸的发动机扭矩RMSE值和MFB50RMSE值两者在该特定的发动机转速与负荷状况下都低于所有其他发动机汽缸的发动机扭矩RMSE值和MFB50RMSE值。因此，基于该条形图数据，希望选择选择发动机8号汽缸作为接收汽缸压力传感器的发动机汽缸。

在不同的发动机转度与负荷下的发动机工况的矩阵可以是用于测试汽缸压力传感器位置和基于不同的压力传感器位置的发动机参数的值的基础。例如，用于发动机扭矩的测量的与未测量的相关性(correlation)和RMSE值、MFB50和其他发动机参数可以在500RPM到6000RPM内变动的发动机负荷下以500RPM增量被确定。进一步，相同的参数可以在3巴到15巴内变动的发动机负荷下以3巴增量被确定。以此方式，用于接收压力传感器的最好汽缸可以被确定。

现在参照图6，提供了指示哪一个发动机汽缸在当仅一个压力传感器位于一个发动机汽缸中时预定的发动机工况(例如，发动机转速与负荷状况)下提供最低RMSE扭矩、MFB50位置、或其他发动机参数的预知性表。因此，对于八汽缸发动机，一个汽缸压力传感器可以位于八个可能的汽缸中的一个中。水平单元表示各种发动机转速，如在表的顶部处指示的。垂直单元表示各种发动机负荷(巴)，如沿着表的垂直轴线指示的。例如，单元602表示1600RPM和15巴负荷的发动机工况。单元中的每一个中的值表示为选定的发动机参数(例如，扭矩)提供最低RMSE值和最佳相关性的汽缸号。单元602和其他单元包括词语“ALL”而非编号，并且“ALL”指示所有发动机汽缸都提供低RMSE值。在一个替代性示例中，表示出发动机参数的RMSE值小于根据汽缸压力传感器确定的阈值的发动机汽缸可以被选择为接收汽缸压力传感器。单元608包括2、5和6号，以指示2、5和6号汽缸为选定的发动机参数提供低RMSE值。“-“指示没有发动机汽缸为选定的发动机参数提供可接受的RMSE值。在该示例中，像由宽边界602划定的那些单元一样的表单元表示没有或仅一些发动机汽缸为发动机参数提供可接受的RMSE(例如，小于阈值)值的发动机工况。此外，为空的表单元可以是汽缸压力不被用来更改发动机燃烧的速度/负荷状况。

因此，在图6中示出的表指示，仅当单个压力传感器是用于控制所有发动机汽缸中的燃烧的基础时，单个压力传感器不能为一些工况提供期望的数据。因此，如果燃料喷射基于单个压力传感器在用宽边界勾画的区域处的输出而被调整，那么发动机汽缸中燃烧不能如期望的那样被改善。

现在参照图7，提供了指示哪些个发动机汽缸在当仅两个压力传感器位于两个发动机汽缸中时的预定的发动机工况(例如，发动机转速与负荷状况)下提供最低RMSE扭矩、MFB50位置、或其他发动机参数的预知性表。因此，对于八汽缸发动机，两个汽缸压力传感器可以位于八个汽缸中的任何两个中。水平单元表示各种发动机转速，如在表的顶部处指示的。垂直单元表示各种发动机负荷(巴)，如沿着表的垂直轴线指示的。单元中的每一个中的值表示为选定的发动机参数(例如，扭矩)提供最低RMSE值的汽缸号。包括词语“ALL”而非编号的单元指示所有发动机汽缸都提供可接受的RMSE值。“-”指示没有发动机汽缸为选定的发动机参数提供低RMSE值。因为发动机包括八个汽缸以及在不同汽缸中的两个压力传感器，所以存在28种不同的传感器组合可能性。

单元708包括数字25/28。数字28表示不同的传感器组合可能性的数量，而数字25表示提供低RMSE值或低于阈值的RMSE值的传感器位置的数量。因此，28种可能的汽缸压力组合中的25种为发动机参数提供低RMSE值。指示2、5和6号汽缸的2、5和6为选定的发动机参数提供低RMSE值。在该示例中，仅存在两个由宽边界702划定的表区域，所述表区域指示没有或或仅一些发动机汽缸为发动机参数提供低RMSE值。进一步，压力传感器提供低RMSE值的可能的替代性汽缸的数量被增加。

因此，在图7中示出的表指示，仅当两个压力传感器是用于控制所有发动机汽缸中的燃烧的基础时，两个压力传感器可以提供更多机会来基于压力传感器数据提供期望的参数值。因此，如果燃料喷射基于是用于确定低RMSE值发动机参数的基础的两个压力传感器的输出而被调整，那么计算不期望的发动机参数值的可能性会降低。

现在参照图8，预知性表指示两个汽缸压力传感器中的哪一个是用于调整发动机汽缸内的燃烧的基础。水平单元表示各种发动机转速，如在表的顶部处指示的。垂直单元表示各种发动机负荷(巴)，如沿着表的垂直轴线指示的。发动机转速与负荷状况中的每一种由单元来表示，如通过宽宽地勾画的单元802示出的。每个单元被分为类似于804和806的两个单元。没有阴影背景的单元(诸如单元804)表示用于当第一压力传感器位于基于与在图7中示出的表类似的表中的数据选择的第一汽缸中时的运转状态。具有阴影背景的单元(诸如单元806)表示用于当第二压力传感器位于基于与在图7中示出的表类似的表中的数据选择的第二汽缸中时的运转状态。

单元中的“X”表示，相关的传感器是激活的，并且用于发动机汽缸的燃烧调整基于来自由“X”指示的传感器的数据。单元中的“F”表示，相关的传感器的输出可以被用于诸如为压力传感器被安装在其中的汽缸确定IMEP的特征。因此，基于在2600RPM和3巴负荷下的单元802，用于所有发动机汽缸的燃烧调整都基于第一压力传感器的输出，第一压力传感器位于第一汽缸中。第二压力传感器输出可以用于特征。

对于由810指示的表单元，第一汽缸(例如，3号汽缸)中的第一压力传感器和第二汽缸(例如，5号汽缸)中的第二压力传感器是用于基于第一和第二压力传感器的输出的所有发动机汽缸的燃烧调整的基础。单元810的燃烧调整是用于当发动机转速为2000RPM并且发动机负荷为9巴时。燃烧调整可以增加或减小汽缸压力和/或提前或延迟MFB50和/或MFB10。进一步，燃烧调整可以增加或减少选定的排气成分(例如，减少汽缸排气产物中的HC)。

现在参照图9，示出了用于使发动机运转的方法。图9的方法的至少一部分可以作为被存储在控制器的非临时性存储器中的指令被并入。进一步，图9的方法的其他部分可以作为在物理世界中执行的动作经由个体和/或控制器来实现。

在902处，发动机装备有压力传感器。一个压力传感器可以适合于每个发动机汽缸，或替代地，当发动机在多种工况下被重复地运转时，单个压力传感器可以在不同的发动机汽缸之间被轮换(rotated)。压力传感器提供与汽缸压力成比例的电输出(例如，电压)。在压力传感器被安装在发动机中之后，方法900进入到904。

在904处，发动机在多种工况下运转。汽缸压力数据和发动机参数被收集到控制器的存储器。控制器可以在用于发动机汽缸的各种工况下基于汽缸压力传感器输出确定发动机参数的值(诸如发动机扭矩和MFB50)。此外，未基于汽缸压力传感器的发动机参数也可以被确定。例如，发动机扭矩可以经由测力计负荷单元被确定。方法900还基于汽缸压力传感器输出为每个发动机汽缸确定RMSE值。RMSE值可以如针对图4描述的那样被确定。在汽缸压力数据和发动机参数值被存储到控制器的存储器或数据库之后，方法900进入到906。

在906处，基于为发动机参数提供最低RMSE值和最佳相关性的发动机汽缸中的压力传感器输出，一小部分发动机汽缸被选择为接收汽缸压力传感器。RMSE值基于汽缸压力传感器输出，并且少于所有发动机汽缸被选择为接收汽缸压力传感器。在一个示例中，基于类似于在图6和7中示出的表的数据映射图，两个发动机汽缸被选择为接收汽缸压力传感器。基于在发动机的运转范围内为一个或多个发动机参数(例如，发动机扭矩、MFB50、MFB10、曲轴齿时间、或其他发动机参数)提供最低RMSE值的发动机汽缸中的压力传感器的输出选择汽缸。曲轴齿时间指的是当曲轴的第一齿被检测到时与当曲轴的第二齿被检测到时之间的时间量。RMSE和最佳相关性值可以针对不同的发动机转速与负荷在测量的与未测量的汽缸曲轴齿时间之间被确定。RMSE和相关性值在不同的发动机转速与负荷下被确定，因为值会在不同的工况之间发生改变。

估计的变量与变量的测量结果之间的最佳相关性可以经由如通过以下等式确定的相关系数来确定：

其中ρ_xy是相关系数，cov(x，y)是协方差，σ_x是x的标准偏差，并且其中σ_y是y的标准偏差，其中x是测量的变量，而y是估计的变量。最靠近1的值的相关系数是被考虑为“最佳”值的变量的相关性。因此，具有最靠近1(例如，0与1之间的最高值)和最低RMSE值的汽缸的变量的相关系数被选择为接收压力传感器。在发动机运转范围内为发动机参数提供最低RMSE值的发动机汽缸被选择之后，方法900进入到908。

在908处，汽缸压力传感器被安装在发动机运转范围内针对发动机参数表现出最低RMSE值的发动机汽缸中。在一个示例中，汽缸压力传感器被并入到为发动机汽缸提供热的电热塞内。例如，如在图4和5中示出的，1和8号汽缸可以接收汽缸压力传感器。因此，发动机的多于一个发动机汽缸装备有压力传感器。进一步，少于发动机汽缸的总数量装备有压力传感器。例如，如果发动机是八汽缸发动机，那么最多七个汽缸压力传感器可以被放置到七个发动机汽缸内。此外，填充有在各种发动机工况下限定哪一个压力传感器会被应用以控制发动机汽缸中的燃烧的入口的表或映射图被存储控制器存储器中(例如，与图8的表类似的表)。在汽缸压力传感器被安装在发动机汽缸中之后，方法900进入到910。

在910处，一个或多个压力传感器被选择为为控制器提供发动机反馈。控制器基于工况选择压力传感器。在一个示例中，发动机通过燃烧空气和燃料而运转。一个或多个传感器选自在908处描述的表。来自一个或多个压力传感器的数据被收集，并且是用于燃烧控制调整的基础。例如，如果发动机正在2600RPM和3巴负荷(例如，图8的单元802)下运转，那么汽缸压力数据从第一汽缸(不一定是1号汽缸)中的第一汽缸压力传感器被收集，并且该数据是用于其余汽缸中的燃烧调整基础。在910处，方法900根据已知方法可以确定发动机扭矩、IMEP、MFB50、或其他汽缸压力衍生的发动机参数。汽缸压力数据可以在单个汽缸循环或多个汽缸循环内被收集。在汽缸数据被收集并且发动机参数被确定之后，方法900进入到912。

在912处，发动机致动器被调整以调整发动机汽缸中的燃烧。发动机致动器响应于来自在910处选择的汽缸压力传感器的数据而被调整。在一个示例中，致动器是燃料喷射器，并且喷射时间的开始、喷射时间的结束、和/或被喷射的燃料量可以被调整，以增加发动机扭矩和/或调整汽缸的循环期间的峰值汽缸压力的正时。进一步，凸轮正时和节气门位置也可以响应于汽缸压力数据和根据汽缸压力数据确定的发动机参数而被调整。如果发动机是火花点火式发动机，那么火花正时也可以响应于汽缸压力数据而被调整。例如，如果根据汽缸压力数据估计的发动机扭矩小于期望的，那么被喷射的燃料量可以被增加，并且节气门打开量也可以被增加。在发动机致动器响应于来自选定的汽缸压力传感器的汽缸压力数据而被调整之后，方法900退出。

图9的方法提供了一种发动机运转方法，其包含：针对两个或两个以上发动机汽缸但是少于多个发动机汽缸，评估多个发动机汽缸的运转，所述两个或两个以上发动机汽缸基于参数提供最低均方根误差值；以及在两个或两个以上发动机汽缸但是少于多个发动机汽缸中安装压力传感器，所述两个或两个以上发动机汽缸基于参数提供最低均方根误差值。该方法包括，其中两个或两个以上发动机汽缸包括基于参数提供最低均方根误差值的仅两个发动机汽缸。该方法包括，其中评估多个发动机汽缸的运转包括将基于多个发动机汽缸中的每一个中的压力传感器的发动机扭矩的估计与测量的发动机扭矩比较，并且其中发动机扭矩的估计包括针对容纳压力传感器的多个发动机汽缸中的每一个的发动机扭矩估计。

在一些示例中，该方法进一步包含，响应于被安装在两个或两个以上发动机汽缸中的压力传感器的输出而调整发动机致动器。该方法包括，其中发动机致动器是燃料喷射器，并且其进一步包含，响应于安装的压力传感器中的一个或多个而调整不包括压力传感器的至少一个汽缸中的燃料喷射器。该方法包括，其中评估多个发动机汽缸的运转包括使包括多个发动机汽缸的发动机在多个发动机转速与负荷状况下运转。该方法包括，其中所述参数是被燃烧的燃料的质量分数。

图9的方法还提供了一种发动机运转方法，其包含：在两个或两个以上发动机汽缸但是少于发动机的所有汽缸中安装传感器，所述两个或两个以上发动机汽缸基于参数提供最低均方根误差值；将数据从传感器接收到控制器；以及在第一发动机转速与负荷下仅响应于传感器中的第一传感器而调整所有汽缸的运转。该方法包括，其中所有汽缸的运转经由调整被喷射到发动机的每个发动机汽缸内的燃料量而被调整。该方法进一步包含，在第二发动机转速与负荷下仅响应于传感器中的第二传感器而调整所有汽缸的运转。

在一些示例中，该方法进一步包含，在第三发动机转速与负荷下仅响应于传感器中的两个传感器而调整所有汽缸的运转。该方法包括，其中所有汽缸的运转经由调整被喷射到所有汽缸的燃料的正时而被调整。该方法包括，其中所述传感器是压力传感器。该方法包括，其中所述最低均方根误差值是发动机扭矩的误差值。

本领域技术人员能理解，图9中描述的方法可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。因此，所描述的各种步骤或功能可以按说明的顺序执行、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样地，实现此处所描述的本发明的目标、特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为便于图释和说明提供了所述处理顺序。进一步，在本文中描述的方法可以是由控制器在物理世界中采取的动作与控制器内的指令的组合。在本文中公开的控制方法和程序的至少一些部分可以作为可执行指令被存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统执行。尽管没有明确地说明，但是本领域技术人员应认识到，根据正在被使用的特定策略可以重复执行所描述的步骤、方法或功能中的一个或多个。

在另一表示中，描述了一种使发动机(诸如柴油共同轨道喷射发动机)运转的方法。该方法可以包括，响应于感测的汽缸压力而调整发动机运转。在一个示例中，汽缸压力可以在发动机的多个截然不同的汽缸中被感测，所述发动机具有多于多个汽缸，其中除所述多个汽缸之外的汽缸没有汽缸压力传感器。在一个示例中，在第一模式期间，到发动机的所有汽缸的燃料喷射量和/或燃料喷射正时等可以响应于来自汽缸中的第一汽缸的汽缸压力(而非响应于来自汽缸中的第二汽缸的汽缸压力)而被调整，而在不同的第二模式期间，到发动机的所有汽缸的燃料喷射量和/或燃料喷射正时等可以响应于来自汽缸中的第二汽缸的汽缸压力而被调整。在第三模式下，到发动机的所有汽缸的燃料喷射量和/或燃料喷射正时等可以响应于来自汽缸中的第一和第二汽缸两者的汽缸压力(例如，经由被对齐的压力读数曲轴转角的平均值)而被调整。第一和第二模式可以是横跨发动机的速度负荷映射图的方格边界，因此对于第一和第二模式中的每个模式来说，存在多个不连续的并且截然不同的非重叠区域。此外，可以存在第四运转模式，其中燃料喷射量和/或燃料喷射正时不响应于第一和第二汽缸压力感测值中的任一个而被调整(例如，来自两个传感器的数据都被忽略)。

在此结束本说明书，本领域技术人员阅读此说明书会想起许多变体或更改，而不违背本说明书的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或代用燃料配置运转的单汽缸、I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12和V16发动机能够有利地使用本说明书。

Claims (19)

1.一种发动机运转方法，其包含：

通过为所述发动机装备一个或多个压力传感器并且基于所述压力传感器比较多个发动机汽缸中每个汽缸的扭矩估计，评估所述多个发动机汽缸的运转，其中所述多个发动机汽缸包括两个以上汽缸；

选择基于参数提供最低均方根误差值的两个或两个以上发动机汽缸但是少于全部所述多个发动机汽缸，所述参数是所述比较的函数；

仅在选择的所述两个或两个以上发动机汽缸中的每个中选择性安装压力传感器；并且

响应于被安装的所述压力传感器的输出，调整所述多个发动机汽缸中的每个汽缸中的发动机致动器，其中所述多个发动机汽缸包括未安装压力传感器的至少一个发动机汽缸。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述两个或两个以上发动机汽缸包括基于所述参数提供所述最低均方根误差值的仅两个发动机汽缸，并且其中压力传感器被安装在提供所述参数的估计的值与测量的值之间的相关性的最高值的两个或两个以上发动机汽缸中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中评估所述多个发动机汽缸的运转包括将基于所述多个发动机汽缸中的每一个中的压力传感器的发动机扭矩的估计与曲轴测量的发动机扭矩比较，并且其中所述发动机扭矩的估计包括针对容纳压力传感器的所述多个发动机汽缸中的每一个的发动机扭矩估计。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机致动器是燃料喷射器，并且所述方法进一步包含，响应于安装的压力传感器中的一个或多个，调整不包括压力传感器的至少一个汽缸中的燃料喷射器。

5.根据权利要求1所述的方法，其中评估所述多个发动机汽缸的运转包括使包括所述多个发动机汽缸的发动机在多个发动机转速与负荷状况下运转。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述参数是从0到100的燃料燃烧位置的任一质量分数。

7.一种发动机运转方法，其包含：

在两个或两个以上发动机汽缸但是少于发动机的所有汽缸中安装传感器，所述两个或两个以上发动机汽缸在所述发动机被装备一个或多个压力传感器时基于参数提供最低均方根误差值；

将数据从所述传感器接收到控制器；以及

在第一发动机转速与负荷下仅响应于所述传感器中的第一传感器，调整所有所述汽缸的运转，包括未安装传感器的至少一个汽缸的运转。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所有所述汽缸的运转经由调整被喷射到所述发动机的每个发动机汽缸内的燃料量而被调整。

9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含，在第二发动机转速与负荷下仅响应于所述传感器中的第二传感器，调整所有所述汽缸的运转。

10.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含，在第三发动机转速与负荷下仅响应于所述传感器中的两个传感器，调整所有所述汽缸的运转。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所有所述汽缸的运转经由调整被喷射到所有所述汽缸的燃料的正时而被调整。

12.根据权利要求7所述的方法，其中所述传感器是压力传感器。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述最低均方根误差值是发动机扭矩的误差值。

14.一种发动机系统，其包含：

发动机，其具有包括两个以上汽缸的多个汽缸；

第一压力传感器，其突出到所述多个汽缸中的第一汽缸内；

第二压力传感器，其突出到所述多个汽缸中的第二汽缸内；以及

控制器，其包括被存储在非临时性存储器中的指令，以在第一预定的发动机转速与负荷下，响应于所述第一压力传感器的输出而非第二压力传感器的输出，调整所述多个发动机汽缸中所有汽缸的燃烧，包括调整未安装压力传感器的至少一个发动机汽缸的燃烧；

其中所述第一汽缸和所述第二汽缸具有发动机扭矩的最低均方根误差值。

15.根据权利要求14所述的发动机系统，其中所述最低均方根误差值在所述第一预定的发动机转速与负荷下根据来自位于所述多个汽缸中的所述第一汽缸中的汽缸压力传感器的输出而被确定。

16.根据权利要求14所述的发动机系统，其进一步包含额外的控制器指令，以在第二预定的发动机转速与负荷下，响应于所述第二压力传感器而非所述第一压力传感器的输出，调整所有发动机汽缸中的燃烧。

17.根据权利要求16所述的发动机系统，其中所述最低均方根误差值在所述第二预定的发动机转速与负荷下根据来自位于所述多个汽缸中的所述第二汽缸中的汽缸压力传感器的输出而被确定。

18.根据权利要求14所述的发动机系统，其中所述指令调整燃料喷射正时。

19.根据权利要求14所述的发动机系统，其进一步包含额外的控制器指令，以在第三预定的发动机转速与负荷下，响应于所述第一压力传感器的输出或所述第二压力传感器的输出，调整所有发动机汽缸中的每一个中的燃烧。

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