CN107762648A - 用于发动机控制的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于发动机控制的方法和系统。用于确定经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射供给燃料的发动机中的空气‑燃料误差的系统和方法。与单个的燃料喷射系统相关联的误差基于单个的燃料喷射系统的误差修正系数的趋势而与共同误差区别开来。考虑共同误差来更新用于每个喷射系统的自适应燃料乘数。
Description
技术领域
本发明涉及用于确定内燃发动机中的燃料喷射器误差的系统和方法。
背景技术
具有直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的双燃料供给发动机系统可以被配置为在宽范围的发动机工况下运转。例如,在较高的发动机转速与负载下,燃料可以被直接喷射到发动机汽缸内,以增加发动机扭矩并提高汽缸充气混合气的冷却,同时使发动机爆震的可能性最小化。在较低的发动机转速与负载下,燃料可以经由进气道燃料喷射被喷射以减少微粒物质排放。具体地,当燃料被吸入到发动机汽缸内时,进气道喷射的燃料可以迅速蒸发,从而减少微粒物质堆积同时改善燃料效率。燃料可以在中等转速与负载期间经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者被喷射到发动机内,以便改善燃烧稳定性并减少发动机排放。因此,具有直接喷射器(DI)和进气道燃料喷射器(PFI)的发动机能够利用每一种喷射类型的优点。
虽然将进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器合并到发动机内有益,但是经由两个不同的喷射系统供应燃料会使将由进气道喷射器引起的喷射误差与由直接喷射器引起的喷射误差难以区分。Surnilla等人在US20160131072中示出了一种用于确定哪一个燃料喷射源正在将燃料供给误差引入到发动机内的示例方法。在其中,进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器误差通过计算燃料乘数(multiplier)值的改变与经由进气道和直接喷射被喷射到发动机内的燃料分数(fraction)的改变的比来确定,其中所述燃料乘数值基于测量的空气燃料比来确定。进气道喷射器误差通过计算燃料乘数值的改变与进气道喷射的燃料的分数的改变的比来确定,并且直接喷射器误差通过计算燃料乘数值的改变与直接喷射的燃料的分数的改变的比来确定。
然而,本文发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例,所述方法不能将直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差与共同误差区别开来。因此,发动机中的空气燃料比误差可以具有来自直接喷射器、进气道喷射器和共同误差中的一个或多个的误差贡献。共同误差可以包括共同的燃料类型误差和/或空气误差。当被喷射到发动机内的燃料的质量退化时,共同的燃料类型误差可以发生。例如,燃料粘度的改变可以引起进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器两者提供比预期的低或大的燃料量,从而引起共同的燃料类型误差。替代地,当被喷射到发动机内的实际燃料不同于预期的燃料时,诸如当被喷射到弹性燃料发动机内的燃料的氧含量偏离被再加注到燃料箱内的燃料的氧含量时,共同的燃料类型误差可以发生。此外,共同误差可以是由退化的发动机传感器(诸如质量空气流量传感器、压力传感器或节气门位置传感器)引起的空气误差。替代地,如果一些发动机汽缸由于汽缸沿着进气通道的位置或由于进气通道的构造而接收比其他汽缸多的空气,则多缸发动机中的空气误差可以发生。
当直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器误差在没有考虑共同误差的情况下被确定时,经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者供给燃料的发动机中的获悉的(learn)空气-燃料误差的差异可以发生。例如,发动机中的共同误差可以被错误地诊断为直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差二者,其中用于两种喷射器的自适应燃料乘数(或传递函数)受到影响。因此,这能够导致对于误差的过度补偿。例如,发动机控制器可以将误差识别为直接喷射器误差或进气道喷射器误差,并且可以通过调整对应的喷射器的传递函数并禁用退化的喷射器来修正误差。然而,如果空气-燃料误差是至少部分地由于共同误差引起的,即使在燃料喷射器的传递函被调整之后,空气-燃料误差也会继续存在。此外,共同误差可以引起燃料喷射器看起来退化了。控制器可以响应于退化的不正确指示而禁用燃料喷射器,因此该具体喷射类型的优点不会被利用。
发明内容
在一个示例中,上述问题可以通过一种方法来解决,所述方法包含:经由第一和第二燃料喷射器为汽缸供给燃料;根据空气燃料比误差和经由所述第一和第二喷射器中的每一个所喷射的燃料的分数估计所述第一喷射器的第一喷射误差、所述第二喷射器的第二喷射误差和共同误差中的每个;以及基于所述共同误差修正所述第一和第二误差中的每一个。通过将直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器中的每一个的单个的误差贡献与共同误差分开,空气-燃料误差可以被更好地补偿。总的来说,发动机性能和排气排放被改善。
例如,总空气-燃料误差可以在利用直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者供给燃料的发动机中被确定为(在排气传感器处确定的)实际的空气燃料比与预期的空气燃料比之间的差。该误差的由于直接燃料喷射器的燃料供给误差的部分可以根据空气燃料比误差的改变速率相对于经由直接喷射被喷射的总燃料的分数的改变速率被确定。同样地,该误差的由于进气道燃料喷射器的燃料供给误差的部分可以根据空气燃料比误差的改变速率相对于经由进气道喷射被喷射的总燃料的分数的改变速率被确定。如果用于进气道喷射器的比和用于直接燃料喷射器的比两者在发动机运转期间改变小量值,但是对应于不同的发动机转速-负载状况的空气-燃料误差高于阈值空气-燃料误差并且具有共同的方向性(即,进气道喷射器和直接燃料喷射器两者均指示浓空气-燃料误差或稀空气-燃料误差),那么误差的一部分可以归因于共同误差。共同误差可以被获悉作为两个比中的最小值。控制器然后可以考虑共同误差来调整每个喷射器的传递函数。例如,共同误差贡献可以在传递函数调整期间被移除。因此,共同误差可以与燃料喷射器误差区别开来,并且相应地被补偿。
此处描述的方法可以提供若干优点。具体地,该方法允许两种燃料供给系统共同的误差与单个的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差区别开来。另外,当针对其单个的误差调整直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数时,共同误差可以被补偿。通过将直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的单个的燃料供给误差与共同误差分开,能够减少由于燃料喷射器误差的过度补偿或欠补偿产生的空气-燃料不平衡。另外,该方法可以减少非退化的燃料喷射器的错误禁用。
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,所要求保护的主题的范围由随附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是具有汽缸的发动机的图示。
图2A示出了自适应燃料乘数的示例表。
图2B示出了用于确定直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差的示例图形输出。
图2C示出了被用来确定以不同转速与负载运转的发动机中的共同误差的自适应燃料乘数的示例表。
图2D示出了用于确定发动机中的共同误差的示例图形输出。
图3示出了用于确定具有直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的发动机中的燃料喷射器误差和共同误差的流程图。
图4示出了用于确定来自直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差贡献的示例图形输出。
图5示出了用于确定发动机中的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器误差以及共同误差的替代性方法。
图6示出了用于将直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差与共同误差分开的示例图形输出。
具体实施方式
以下描述涉及用于确定具有由直接燃料喷射和进气道燃料喷射供给燃料的汽缸的内燃发动机中的空气-燃料误差的系统和方法。图1描绘了经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射供给燃料的发动机汽缸。图2A示出了自适应燃料乘数值的示例表。自适应燃料乘数可以被用来指示具有直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的发动机中的空气-燃料误差。图2B示出了用于将直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差分别确定为自适应燃料乘数值的改变相对于经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射被喷射的燃料的分数的比的示例图形输出。图2C示出了被用来确定以不同转速与负载运转的发动机中的共同误差的自适应燃料乘数的示例表。如果自适应燃料乘数的值超过化学计量比值1.0,共同误差可以被指示。图2D示出了用于确定发动机中的共同误差的示例图形输出。自适应燃料乘数和经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器喷射的燃料的分数的绝对斜率指示共同误差的量值。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图3的示例程序)来获悉并将燃料喷射器误差与图1的系统中的共同误差区别开来。图4示出用于区别并修正共同误差的示例图形输出。图5示出了用于确定来自直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器以及共同误差中的每一个的对总体燃料供给误差的单个贡献的方法。在图6中示出了用于区别和补偿单个贡献的示例图形输出。
参照图1,内燃发动机10可以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中并被连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99被耦接至曲轴40。启动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以啮合环形齿轮99。启动器96可以被直接安装在发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中,启动器96可以通过带或链向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中,当未与发动机曲轴接合时,启动器96可以处于基本状态。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。
直接燃料喷射器66被示为设置为将燃料直接喷射到汽缸30内,本领域技术人员称之为直接喷射。进气道燃料喷射器67将燃料喷射至进气道69,本领域技术人员称之为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。同样地,燃料喷射器67与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道(未示出)的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66和67。燃料可以在较高压力下被供应给直接燃料喷射器66,而燃料可以在较低压力下被供应给进气道燃料喷射器67。此外,进气歧管44可以与可选电子节气门62连通,电子节气门62调整节流板64的位置,以控制从进气装置42到进气歧管44的空气流量。在一些示例中,节气门62和节流板64可以被设置在进气门52与进气歧管44之间,使得节气门62是进气道节气门。
可以为图1的发动机10供给不同类型的燃料。例如,发动机10可以能够使用汽油、柴油、乙醇、甲醇、汽油和乙醇的混合物(例如,为大约85%乙醇和15%汽油的E85)、汽油和甲醇的混合物(例如,为大约85%甲醇和15%汽油的M85)等。在另一示例中,发动机10可以使用一种燃料或燃料混合物(例如,汽油或汽油和乙醇)以及水和燃料的一种混合物(例如,水和甲醇)。在又一示例中,发动机10可以使用汽油和在被耦接至发动机的重整器中产生的重整燃料。
直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器燃料供给误差可以在宽范围状况下运转的发动机中发生。燃料喷射器燃料供给误差可以由堵塞的燃料喷射器、有故障的燃料计量装置、退化的燃料喷射器泵等引起。另外,包括共同的燃料类型误差和空气误差的共同误差也可以在经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者供给燃料的发动机中发生。共同误差将在两种类型的喷射器中可同时观察到的空气误差或燃料供给误差表示为燃料喷射器误差,两种喷射器中的误差在相同的程度上并且以相同的方向性发生。共同的燃料类型误差可以例如由于退化的燃料而发生,并且可以引起进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器两者提供比预期的低或大的燃料量。例如,如果燃料的粘度改变,则燃料喷射器可以喷射与预期的不同的燃料量,引起燃料供给误差。在另一示例中,当被喷射到发动机内的实际燃料不同于预期的燃料时,诸如当被喷射到弹性燃料发动机内的燃料的氧含量偏离被再加注到燃料箱内的燃料的氧含量时,共同的燃料类型误差可以发生。在一个示例中,燃料箱可以用E10来再加注,并且预期E10被喷射到发动机内。然而,由于燃料箱之前用E50来加注,并且当燃料箱用E10来再加注时少量的E50留在燃料箱中,则被喷射到发动机内的燃料的最终成分可以具有高于E10的醇含量(并且因此具有高于E10的氧含量)。这能够导致共同的燃料类型误差。另一方面,共同的空气误差可以由于退化的发动机传感器(诸如质量空气流量传感器、压力传感器或节气门位置传感器)而发生。替代地,如果一些发动机汽缸由于汽缸沿着进气通道的特殊位置或由于进气歧管的构造(例如,通道、集气室、流道等)而接收比其他汽缸更多的空气,共同的空气误差可以发生。如在图3-图4处详述的,发动机控制器可以获悉燃料供给误差,并且确定燃料供给误差是由于直接燃料喷射器燃料供给误差、进气道喷射器燃料供给误差、还是共同误差引起的。如在图5-图6处详述的,发动机控制器可以获悉燃料供给误差,并且确定燃料供给误差的哪部分是由于直接喷射器燃料供给误差、进气道喷射器燃料供给误差和共同误差引起的。在每种情况下,共同误差可以基于空气-燃料误差的改变速率相对于直接喷射的燃料的分数的改变速率的比、以及相对于进气道喷射的燃料的分数的改变速率的比来进行区别。响应于不同的误差,截然不同的减轻措施和传递函数补偿可以被执行以使得发动机能够以期望的空气燃料比被运转。
响应于控制器12,无分电器点火系统88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126可以被耦接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地,双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
在一个示例中,催化转化器70可以包括多块催化剂砖。在另一示例中,可以使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在又一示例中,转化器70可以是三元型催化剂。
控制器12在图1中被示为传统的微型计算机,其包括:微处理单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106(例如,非临时性存储器)、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和传统的数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号,除了之前所讨论的那些信号外,还包括:来自温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);来自被耦接至通过输入132运转的加速器踏板130的位置传感器134的加速器踏板位置信号;来自被耦接至通过输入152运转的制动器踏板150的踏板位置传感器154的制动器踏板位置信号;来自压力传感器122的发动机歧管压力(MAP);来自被耦接至曲轴40的霍尔效应传感器118的发动机位置信号;来自传感器120的进入发动机的空气质量;以及来自传感器58的节气门位置信号。大气压力也可以被感测(传感器未示出),用于由控制器12进行处理。在本说明的优选方面,发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲,根据其可以确定发动机转速(RPM)。控制器12从图1的各种传感器接收信号,并且基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器来调整发动机运转。例如,基于来自排气传感器的关于空气燃料比误差的输入,控制器可以调整用于每个燃料喷射器的燃料乘数,并且相应地向用于每个燃料喷射器的驱动器发送经调整的信号,以更新用于每个燃料喷射器的燃料喷射脉冲宽度。
在一些示例中,发动机可以被耦接至混合动力车辆中的电动马达/电池系统。另外,在一些示例中,可以采用其他发动机构造,例如具有多个燃料喷射器的柴油发动机。另外,控制器12可以将诸如发动机部件退化的状况通信给显示面板171。
在运转期间,发动机10内的每个汽缸通常经历四个行程循环:循环包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。一般来说,在进气行程期间,排气门54关闭,而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30,并且活塞36移动至汽缸的底部,以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其行程结束的位置(例如,当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩行程期间,进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动,以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其行程结束并最靠近汽缸盖的位置(例如,当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中,燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中,被喷射的燃料通过已知的点火手段如火花塞92点燃,从而导致燃烧。在膨胀行程期间,膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气行程期间,排气门54打开,以便将已燃烧的空气-燃料混合气释放至排气歧管48,并且活塞返回至TDC。注意,上述内容仅作为示例示出,并且进气和排气门打开和/或关闭正时可以改变,诸如以提供正或负气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他示例。
以此方式,图1的系统提供了一种系统,所述系统包含:发动机,所述发动机包括汽缸;进气道燃料喷射器,所述进气道燃料喷射器与汽缸流体连通;直接燃料喷射器,所述直接燃料喷射器与所述汽缸流体连通;排气空气燃料比传感器;以及控制器,所述控制器包括被存储在非临时性存储器中用于以下的可执行指令:当利用闭环空气燃料比控制基于所述来自空气燃料比传感器的反馈使所述发动机运转时,基于空气-燃料误差的改变与在发动机燃料供给期间来自所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器中的燃料分数的改变的比将由于所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器中的一个或多个的退化引起的发动机燃料供给误差与由于到所述进气道和所述直接燃料喷射器两者的气流中的共同误差引起的发动机燃料供给误差区别开来;以及响应于所述区别而调整经由所述进气道燃料喷射和直接燃料喷射中的一个或多个的燃料供给。
图1的系统还提供了一种系统,所述系统包含:发动机,所述发动机包括汽缸;进气道燃料喷射器,所述进气道燃料喷射器与所述汽缸流体连通;直接燃料喷射器,所述直接燃料喷射器与所述汽缸流体连通;排气空气燃料比传感器;以及控制器,所述控制器包括被存储在非临时性存储器中用于以下的可执行指令:当利用闭环空气燃料比控制基于来自空气燃料比传感器的反馈使所述发动机运转时,基于到所述进气道喷射器和所述直接喷射器两者的气流中的共同误差以一修正因子更新用于所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的每一个的自适应燃料乘数,所述共同误差基于空气-燃料误差的改变与在发动机燃料供给期间来自所述进气道喷射器和所述直接喷射器的燃料分数的改变的比来估计;以及使用所述自适应燃料乘数来调整经由所述进气道燃料喷射和直接燃料喷射中的一个或多个的燃料供给。
参照图2A,示出了具有在不同的发动机负载与转速下确定的多个自适应燃料乘数的示例表。自适应燃料乘数值可以被用来指示在宽范围状况下运转的发动机中的空气-燃料误差。在表200中描绘的自适应燃料乘数的示例值可以被用来调整向发动机供应的燃料,如通过下面的等式示出的。
其中Mfuel是向发动机输送的燃料的质量,Mair是被吸入到发动机的空气的质量,Kamrf是自适应燃料乘数值,AFstoich是化学计量空气燃料比,并且Lam是基于测量的空气燃料误差的燃料修正参数。
表200中的水平轴线表示发动机转速,并且发动机转速从左向右增加。竖直轴线表示发动机负载,并且发动机负载沿竖直轴线的方向增加。表200中的水平轴线将该表竖直地分成可以经由发动机转速来索引的多个单元,而竖直轴线将该表水平地分成可以基于发动机负载来索引的多个单元。当发动机正在没有空气-燃料误差的情况下标称地运转时,表200可以用可以基于来自排气传感器(诸如图1处的排气传感器126)的反馈来更新的自适应燃料乘数的单位值填充。自适应燃料乘数的值可以基于在排气传感器处确定的实际的空气燃料比与预期的空气燃料比之间的差来更新。在更新自适应燃料乘数的值之后,更新的值可以被用来确定向发动机汽缸输送的燃料量。例如,发动机可以正在0.3的发动机负载和500rpm的发动机转速的情况下运转。根据表200,自适应燃料乘数值(对应于0.3的发动机负载和500rpm的转速)可以从1.0的初始值改变到0.75。0.25(1.0-0.75)的发动机空气-燃料误差可以基于燃料乘数的以上值来确定。0.25的空气-燃料误差可以指示浓空气-燃料变化。在替代性示例中,发动机可以正在0.8的负载和4000rpm的转速的情况下运转。根据表200,自适应燃料乘数值(对应于0.8的发动机负载和4000rpm的转速)可以从1.0的初始值改变到1.15。0.15(1.15-1.0)的发动机空气-燃料误差可以基于选定的燃料乘数的以上值来确定。0.15的空气-燃料误差可以指示稀空气-燃料变化。
现在参照图2B,示出了用于确定经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者供给燃料的发动机中的燃料供给误差的示例图形输出。第一曲线图示出了被用来确定直接喷射器误差的自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数。第一曲线图的水平轴线表示经由直接喷射(DI)被喷射到发动机内的燃料的分数。直接喷射的燃料的分数可以从0(例如,没有直接喷射的燃料)变化到1.0(例如,所有燃料都被直接喷射)。第二曲线图示出了被用来确定进气道燃料喷射器误差的自适应燃料乘数的值和进气道喷射的燃料的分数。第二曲线图的水平轴线表示进气道喷射的燃料(PFI)的分数。经由进气道燃料喷射器被喷射到发动机内的燃料的分数可以从0(例如,没有进气道喷射的燃料)变化到1.0(例如,所有燃料都被进气道喷射)。每个曲线图的竖直轴线表示自适应燃料乘数(Kamrf)的值,并且Kamrf沿每个竖直轴线的方向增加。
在一个示例中,发动机最初可以在2000rpm的转速和0.4的负载下运转。根据表200,对应于2000rpm的发动机转速和0.4的发动机负载的自适应燃料乘数值可以被确定为0.90。在给定的持续时间之后,发动机转速可以增加至5000rpm,并且发动机负载可以增加至0.8,对应的燃料乘数可以到达1.20的值。如在第一曲线图中图示的,运转时段期间的直接喷射的燃料的分数可以从0.75改变到0.50,如通过线220描绘的,并且自适应燃料乘数(Kamrf)的对应值可以从1.2改变到0.9,如通过线222描绘的。自适应燃料乘数和直接喷射的燃料的分数的斜率224可以被计算以确定直接喷射器误差。斜率224可以被确定为Kamrf的改变与直接喷射的燃料的分数的改变的比,以提供1.2((0.9–1.2)/(0.50–0.75))的值。计算的DI斜率可以与阈值斜率进行比较,以确定一个或多个直接喷射器是否可能退化。如果上面确定的斜率大于阈值斜率,一个或多个直接喷射器则会发生故障。例如,阈值斜率可以被确定为是1.15,但是计算的斜率可以是1.2,那么一个或多个直接喷射器则会是退化的,因为计算的斜率大于阈值斜率。因此,一个或多个直接燃料喷射器的退化可以被指示,并且直接燃料喷射器的传递函数可以被调整以修正燃料供给误差。
参照第二曲线图,(在与第一曲线图中描述的类似的发动机工况下)经由进气道燃料喷射器被喷射到发动机内的燃料的分数可以从0.25改变到0.50,如通过线226描绘的,并且自适应燃料乘数的对应值可以从1.2改变到0.9,如通过线228描绘的。自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率230可以被计算以确定进气道燃料喷射器误差。斜率230可以被确定为Kamrf的改变与进气道喷射的燃料的分数的改变的比,以提供-1.2((0.9–1.2)/(0.50–0.25))的值。计算的PFI斜率可以与阈值斜率进行比较,以确定一个或多个进气道燃料喷射器是否可能退化。例如,计算的绝对PFI斜率可以是1.2,但是阈值斜率可以被确定为是1.1,那么一个或多个进气道燃料喷射器则会是退化的,因为计算的斜率大于阈值斜率。因此,一个或多个进气道燃料喷射器的退化可以被指示,并且进气道燃料喷射器的传递函数可以被调整以补偿燃料供给误差。
如在以上示例中示出的,指示直接喷射器和进气道燃料喷射器中的误差的斜率是类似的,并且高于阈值,但是具有相反的方向性。在这种情况下,DI燃料供给系统可以是有浓故障的,而PFI燃料供给系统可以是有稀故障的。替代地,DI燃料供给系统可以是有稀故障的,而PFI燃料供给系统可以是有浓故障的。发动机可以在不同的转速-负载状况下被连续地运转,并且DI斜率可以被确定为空气-燃料误差的改变与DI燃料分数的改变的比。类似地,PFI斜率可以被确定为空气-燃料误差的改变与PFI燃料分数的改变的比。随后,DI斜率和PFI斜率的值可以被用来在发动机运转期间分别缓慢地适应或估计每个DI误差和PFI误差。
另外,自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以与自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率进行比较,以确定共同误差是否存在。如果计算的DI误差斜率和PFI误差斜率基本上相等,即两种喷射器同时具有浓或稀误差,那么共同误差则会存在,如参照图2C-2D进一步公开的。
例如,可以通过经由提供第一喷射类型(诸如直接喷射)的第一燃料喷射器和提供第二喷射类型(诸如进气道喷射)的第二燃料喷射器将燃料喷射到汽缸而为发动机供给燃料。发动机控制器可以基于(如通过排气传感器估计的)实际的排气空气燃料比与预期的(或命令的)排气空气燃料比的偏差来确定空气-燃料误差。控制器然后可以根据空气燃料比误差的改变速率相对于经由第一燃料喷射器或第二燃料喷射器喷射的燃料的分数确定该误差是与第一燃料喷射器、第二燃料喷射器、还是共同的燃料系统误差相关联。区别与第一燃料喷射器或第二燃料喷射器相关联的误差与共同误差可以包括控制器根据经由第一燃料喷射器喷射的燃料的分数的改变来适应空气燃料比误差的改变以确定用于直接喷射器的第一燃料供给斜率误差修正因子,而根据经由第二燃料喷射器喷射的燃料的分数的改变来适应空气燃料比误差的改变来确定用于进气道喷射器的第二燃料供给斜率误差修正因子。如果第一燃料斜率误差修正因子高于阈值因子,则可以确定空气-燃料误差是由于直接喷射器的燃料供给误差引起的。如果第二燃料斜率误差修正因子高于阈值因子(例如,相同的阈值或不同的阈值),则可以确定空气-燃料误差是由于进气道喷射器的燃料供给误差引起的。如果进气道喷射器误差和直接喷射器误差两者都高于对应的阈值并且在方向性上是类似的(即,指示DI和PFI燃料供给系统两者中的浓或稀修正),那么控制器可以获悉空气燃料比误差作为共同误差。
在其他示例中,如果DI误差和PFI误差两者都高于阈值并且是沿相同的方向有故障的(具有相同的斜率),则总误差的一部分可以被获悉作为共同误差。在其中,两者的最小值可以被获悉作为共同误差,并且DI误差和PFI误差对总误差的单个贡献可以被相应地获悉并考虑。
参照图2C,示出了具有在不同的发动机负载-转速状况下确定的多个自适应燃料乘数的示例表201。表201中的乘数值超过1.0的化学计量比乘数值,这可以指示共同误差的存在。例如,发动机可以在5000rpm的转速和0.8的负载下运转。对应于5000rpm的发动机转速和0.8的发动机负载的自适应燃料乘数值可以根据表201而被确定为1.25。在一个示例中,超过1.2的阈值的燃料乘数值可以指示共同误差的存在。由于上面确定的1.25的燃料乘数值超过1.2的阈值,共同误差可以存在。
现在转向图2D,示出了用于确定经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者供给燃料的发动机中的共同误差的示例图形输出。第一曲线图示出了被用来确定直接喷射器误差的自适应燃料乘数值和DI燃料分数。第一曲线图的水平轴线表示经由直接喷射被喷射到发动机内的燃料的分数。直接喷射的燃料的分数可以从0(例如,没有直接喷射的燃料)变化到1.0(例如,所有燃料都被直接喷射)。第二曲线图示出了被用来确定进气道燃料喷射器误差的自适应燃料乘数的值和进气道喷射的燃料的分数。第二曲线图的水平轴线表示进气道喷射的燃料(PFI)的分数。经由进气道燃料喷射器被喷射到发动机内的燃料的分数可以从0(例如,没有进气道喷射的燃料)变化到1.0(例如,所有燃料都被进气道喷射)。每个曲线图的竖直轴线表示自适应燃料乘数(Kamrf)的值,并且Kamrf沿每个竖直轴线的方向增加。
例如,发动机最初可以在5000rpm的转速和0.8的负载下运转。对应于5000rpm的发动机转速和0.8的发动机负载的自适应燃料乘数值可以根据表201而被确定为1.25。在给定的持续时间之后,发动机转速可以从5000rpm降至2000rpm,并且发动机负载可以从0.8降至0.3,并且对应的燃料乘数可以从1.25降至1.23,如在表201中示出的。在一个示例中,超过1.2的阈值的燃料乘数可以指示共同误差的存在。
如在第一曲线图中图示的,运转时段期间的直接喷射的燃料的分数可以从0.95改变到0.50,如通过线232描绘的,并且自适应燃料乘数(Kamrf)的对应值可以从1.25改变到1.23,如通过线234描绘的。自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率236可以被计算。斜率236可以被确定为Kamrf的改变与直接喷射的燃料的分数的改变的比以提供0.04((1.23–1.25)/(0.50–0.95))的值。由于两个燃料乘数值都在1.2的燃料乘数阈值之上,共同误差可以被认为存在。另外,计算的绝对DI斜率可以与绝对PFI斜率进行比较,以确定共同误差的量值,如在下面公开的。
参照第二曲线图,(在与第一曲线图中描述的类似的发动机工况下)经由进气道燃料喷射器被喷射到发动机内的燃料的分数可以从0.05改变到0.50,如通过线238描绘的,并且自适应燃料乘数的对应值可以从1.25改变到1.23,如通过线240描绘的。自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率242可以被确定为Kamrf的改变与进气道喷射的燃料的分数的改变的比以提供-0.04((1.23–1.25)/(0.50–0.05))的值。计算的绝对PFI斜率可以与绝对DI斜率进行比较,以确定共同误差的量值。例如,计算的绝对PFI斜率和DI斜率都等于0.04,则指示0.04的共同误差。因此,一个或多个直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的退化可以被指示,并且直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者的传递函数可以被调整以补偿共同误差。在共同误差被识别之后,燃料乘数可以利用基于共同误差的修正因子来调整。
参照图3,示出了用于确定具有直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的发动机中的燃料供给误差的示例方法300。该方法使得空气-燃料误差能够归因于直接喷射器或进气道喷射器或共同误差。相应地,可以采取截然不同的减轻措施。直接燃料喷射器误差可以基于根据自适应燃料乘数值和经由直接燃料喷射被喷射的燃料的分数的改变速率确定的第一燃料斜率修正因子来确定。进气道燃料喷射器误差可以基于根据自适应燃料乘数值和经由进气道燃料喷射被喷射的燃料的分数的改变速率确定的第二燃料斜率修正因子来确定。通过比较第一和第二燃料斜率修正因子,DI误差和PFI误差可以与共同误差进行区别。用于执行方法300和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且配合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1描述的传感器和输出)接收的信号来执行。控制器可以根据在下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机运转。
在302处,发动机在闭环空气-燃料控制模式下被运转。在闭环空气-燃料控制期间,控制器(诸如图1的控制器12)通过基于驾驶员要求的扭矩、发动机转速、发动机负载和其他发动机工况索引表和/或函数来确定期望的发动机空气燃料比。燃料可以经由直接和/或进气道燃料喷射器被喷射到发动机内以提供期望的发动机空气燃料比,并且来自排气传感器(诸如图1处的排气传感器126)的反馈可以被用来调整被喷射的燃料量。经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器喷射的燃料的分数也可以基于发动机负载与转速来确定,诸如通过索引查找表。作为一示例,在较低的发动机转速与负载下,总燃料量的更大部分可以经由进气道喷射被输送。作为另一示例,在较高的发动机转速与负载下,总燃料量的较大部分可以经由直接喷射被输送。
接下来在304处,方法300基于排气传感器处的传感器读数适应性地调整燃料乘数的值。排气传感器可以依据发动机工况而指示稀或浓空气燃料比。具体地,如果排气传感器在大于阈值持续时间的持续时间内指示稀或浓空气-燃料误差,则自适应燃料乘数可以基于在排气传感器处测量的空气-燃料误差的量值从初始单位值被递增或递减至新的读数。阈值持续时间可以基于燃料乘数值已经被调整的次数来确定。替代地,阈值持续时间可以在自适应获悉期间基于当前的燃料乘数与之前的燃料乘数之间的差超过阈值差来确定。自适应燃料乘数值可以在多个发动机转速与负载下和在多个发动机空气质量/质量流量下被获悉,并且被存储在发动机控制器的存储器中。此外,经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器喷射的燃料的分数和对应的自适应燃料乘数值和发动机负载-转速可以被存储在控制器的存储器中。在不同的发动机转速与负载下获悉并调整燃料乘数值之后,该程序进入到306。
在306处,可以确定燃料乘数值的自适应获悉是否已经到达成熟的获悉极限。获悉成熟性(maturity)可以基于自适应燃料乘数值已经被更新的次数。替代地,如果燃料乘数的当前值与之前值之间的差大于阈值差,那么可以达到成熟的获悉极限。此外,该程序可以确定足够数量的自适应燃料乘数值和经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器喷射的对应的燃料分数是否已经被存储在控制器的存储器中。如果自适应获悉已经达到成熟的获悉极限,该程序进入到308。否者,如果自适应获悉还未成熟,该程序进入到310以继续监测空气燃料比误差和燃料故障状况。
接下来在308处,该程序确定自适应燃料乘数值中的任一个是否在范围之外。如果回答为是,方法300进入到312。否者,回答为否,并且该程序退出,并且不执行对自适应燃料乘数的进一步调整。接下来在312处,自适应燃料乘数和直接喷射的燃料的分数的斜率可以在不同的发动机负载与转速下被确定。发动机可以正在直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者都为发动机提供燃料的情况下运转。替代地,可以仅经由直接燃料喷射为发动机供给燃料。例如,当发动机正在中等转速与负载下运转时,可以在发动机中经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者喷射燃料。在另一示例中,当发动机正在高发动机转速与负载下运转时,可以仅经由直接喷射为发动机供给燃料。在图2B处图示了示例斜率,其中自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率针对在2000–5000rpm的范围内的转速和0.4-0.8的范围内的发动机负载下运转的发动机来确定。自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为:
其中KamrfDI是自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率,Kamrf是自适应燃料乘数,DIfrac是直接喷射的燃料的分数。用于直接燃料喷射器的燃料斜率修正因子可以使用以下等式被自适应地获悉:
KamrfDI-new=KamrfDI-old+α1[d(kamrf)](等式3)
其中KamrfDI-new是燃料乘数值和DI燃料分数的更新的斜率,KamrfDI-old是燃料乘数值和DI燃料分数的之前的斜率,并且α1是第一增益值,其量值是DI燃料分数的函数。
在314处,该程序确定在不同的发动机负载与转速下的自适应燃料乘数和进气道喷射的燃料的分数的斜率。例如,直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者可以正在为在中等转速与负载下运转的发动机提供燃料。在替代性示例中,当发动机正在低发动机转速与负载下运转时,可以仅经由进气道燃料喷射为发动机供给燃料。在图2B处图示了示例斜率,其中自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率针对在2000–5000rpm的范围内的转速和0.4-0.8的范围内的发动机负载下运转的发动机来确定。自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为:
其中KamrfPFI是自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率,并且PFIfrac是进气道喷射的燃料的分数。用于进气道燃料喷射器的燃料斜率修正因子可以使用以下等式被自适应地获悉:
KamrfPFI-new=KamrfPFI-old+α2[d(kamrf)] (等式5)
其中KamrfPFI-new是燃料乘数值和PFI燃料分数的更新的斜率,KamrfPFI-old是燃料乘数值和PFI燃料分数的之前的斜率,并且α2是第二增益值,其量值是PFI燃料分数的函数。
在316处,该程序确定自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率(KamrfDI)是否大于第一阈值燃料供给斜率误差。第一阈值斜率误差可以基于小于基于燃料排放标准的空气燃料比值的最大浓或稀空气燃料比。替代地,可以确定用于直接燃料喷射的误差修正系数是否高于第一阈值斜率。如果计算的斜率大于第一阈值斜率(或用于DI的误差修正系数高于第一阈值斜率),该程序进入到318。在318处,方法300确定燃料供给误差是由于直接喷射器误差引起的。另外,一个或多个直接燃料喷射器的燃料供给误差通过比较计算的DI斜率与第一阈值斜率来确定。作为一示例,如果DI斜率是1.3,则可以确定多于30%的浓修正正在被应用于DI燃料供给。相应地,可以推测DI燃料系统是有稀故障的。作为另一示例,如果DI斜率是0.75,则可以确定多于25%的稀修正正在被应用于DI燃料供给。相应地,可以推测DI燃料系统是有浓故障的。
在一个示例中,计算的DI斜率可以被确定为1.4,但是第一阈值斜率可以被确定为1.15。由于计算的DI斜率大于阈值斜率,一个或多个直接燃料喷射器可以被确定为是退化的。发动机控制器的存储器中的查找表可以被更新,以记录并存储直接喷射器误差的量值和退化的直接燃料喷射器的身份(identity)。
接下来在320处,该程序更新退化的直接燃料喷射器的传递函数以补偿在318处确定的DI误差。在一个示例中,更新DI传递函数可以包含依据DI误差的量值和方向而经由直接喷射提供更少或更多的燃料。例如,如果DI误差被确定为是浓误差,DI传递函数可以被更新以提供更稀的DI燃料喷射。在替代性示例中,更新DI传递函数可以包含依据DI误差的量值和方向而调整直接喷射器正时和持续时间。例如,如果DI误差被确定为是浓误差,则DI传递函数可以被更新以较早地直接喷射燃料和/或直接喷射燃料达较短的持续时间。
返回到316,如果自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率(KamrfDI)小于第一阈值斜率,则可以确定误差不是由于直接喷射器燃料供给误差引起的,并且该程序进入到322。在322处,该程序确定燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数(KamrfPFI)的斜率是否大于第二阈值斜率。替代地,可以确定用于进气道燃料喷射的误差修正系数是否高于第二阈值。第二阈值斜率可以基于小于基于燃料排放标准的空气燃料比值的最大浓或稀空气燃料比。第二阈值斜率可以与第一阈值斜率相同。替代地,它们可以是截然不同的。如果计算的PFI斜率大于第二阈值斜率(或误差修正系数高于第二阈值),该程序进入到324。在324处,可以确定燃料供给误差是由于进气道喷射器误差引起的。另外,一个或多个进气道燃料喷射器的燃料供给误差可以通过比较计算的PFI斜率与第二阈值斜率来确定。作为一示例,如果PFI斜率是1.3,则可以确定多于30%的浓修正正在被应用于PFI燃料供给。相应地,可以推测PFI燃料系统是有稀故障的。作为另一示例,如果PFI斜率是0.75,则可以确定多于25%的稀修正正在被应用于PFI燃料供给。相应地,可以推测PFI燃料系统是有浓故障的。例如,计算的PFI斜率可以被确定为1.2,但是第二阈值斜率可以被确定为1.1。由于计算的PFI斜率大于第二阈值斜率,一个或多个进气道燃料喷射器可以被确定为是退化的。在确定PFI误差之后,方法300进入到326。
在326处,该程序更新退化的进气道燃料喷射器的传递函数以补偿在324中确定的PFI误差。例如,更新PFI传递函数可以包含(依据燃料供给误差的量值和方向)经由进气道燃料喷射器提供更少或更多的燃料以补偿PFI误差。例如,如果PFI误差被确定为是浓误差,则PFI传递函数可以被更新以提供更稀的进气道燃料喷射。替代地,更新PFI传递函数可以包含依据PFI误差的量值和方向而调整进气道燃料喷射器正时和正时的持续时间。例如,如果PFI误差被确定为是浓误差,则PFI传递函数可以被更新以较早地进气道喷射燃料和/或直接喷射燃料达较短的持续时间。
返回到322,如果自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率(KamrfPFI)小于第二阈值斜率,该程序进入到328。在本文中,确定空气-燃料误差不是由于进气道喷射器或直接喷射器的燃料供给误差引起的。在328处,可以确定自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率(KamrfDI)是否等于自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率(KamrfPFI)。替代地,可以确定用于DI和PFI系统两者的误差修正系数是否具有相同的方向性(或符号)。在一个示例中,如果用于DI和PFI系统两者的误差在空气质量的范围内都是浓的(或都是稀的),则两个斜率可以相等和/或两个误差修正系数可以具有相同的方向性。即,两个燃料系统在相同的工况下犯同样的错误(具有浓或稀错误)。如果两个斜率相等(即,KamrfDI等于KamrfPFI),或两个误差修正系数具有共同的方向性,该程序进入到330。在330处,方法300确定空气-燃料误差是由于发动机系统中的共同误差引起的,诸如共同的燃料类型误差或空气测量误差。共同误差然后可以被确定为DI误差和PFI误差中的最小值。例如,共同误差KamrfCE可以被确定为:
KamrfCE=min{(1-kamrfDI),(1-KamrfPFI)} (等式6)
例如,可以确定共同误差包括与向直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者输送空气的气流路径相关联的气流误差、和与通过直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者喷射的燃料相关联的燃料类型误差中的一个或多个。在另一示例中,共同误差可以是由燃料质量的改变引起的共同的燃料类型误差,所述燃料质量的改变由燃料温度、密度、粘度和化学成分的改变引起。在其他示例中,共同误差可以是归因于退化的空气传感器(诸如图1处的质量空气流量传感器120、压力传感器122和/或节气门位置传感器58)的空气误差。因此,控制器可能不能够区别由于共同的燃料类型误差而发生的共同误差与由于空气误差而发生的共同误差。在一个示例中,发动机可以正在KamrfDI和KamrfPFI两者都被确定为0.7但是浓阈值水平可以被确定为0.9的情况下运转。由于两个斜率相等并且在阈值误差水平之外,可以检测到0.3(1.0-0.7)的浓共同误差。在确定共同误差之后,方法300进入到332。
在332处,该程序更新直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数以补偿在330处确定的共同误差如下:
KamrfDI-new=KamrfDI-old+common error (等式7)
KamrfPFI-new=KamrfPFI-old+common error (等式8)
如在以上示例中示出的,KamrfDI和KamrfPFI将会从0.7改变到1.0,并且commonerror(共同误差)被认作为0.3。
在确定DI、PFI和共同误差中的一个之后,方法300(从320、326和332中的每一个)进入到334。在334处,该方法包括基于系统空气-燃料误差是由于进气道喷射器误差、直接喷射器误差还是共同误差而应用截然不同的减轻措施。此外,截然不同的诊断代码可以响应于DI误差(或退化的直接喷射器)、PFI误差(或退化的进气道喷射器)、或共同误差的指示而被设定。例如,该程序可以在较低的燃料供给误差的情况下将燃料喷射限制于直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器,而在更大的燃料供给误差的情况下禁用喷射器。例如,与直接燃料喷射器相关联的误差可以与进气道燃料喷射器相关联的误差进行比较;以及基于所述比较,直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器中的具有更大误差的喷射器可以被停用,并且可以利用直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器中的具有更小误差的剩余喷射器为发动机供给燃料。作为另一示例,如果在318处确定直接喷射系统是退化的,那么响应于DI误差,控制器可以禁用直接喷射并且仅经由进气道喷射为发动机供给燃料。同样地,如果在324处确定进气道喷射系统是退化的,那么响应于PFI误差,控制器可以禁用进气道喷射并且仅经由直接喷射为发动机供给燃料。在更新直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数之后,该程序可以退出。
返回到328,如果自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率(KamrfDI)不等于自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率(KamrfPFI),该程序进入到336。在336处,该程序分别基于小于第一和第二阈值斜率的KamrfDI和KamrfPFI值确定DI误差和PFI误差。接下来在338处,方法300基于在336处确定的DI误差和PFI误差识别退化的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器。另外,该程序更新每个退化的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数以补偿DI误差和PFI误差。在识别退化的燃料喷射器并且更新对应的传递函数之后,方法300进入到340。在340处,该程序以更新的传递函数运转燃料喷射器以向发动机输出燃料,并且随后该程序退出。
以此方式,直接燃料喷射器误差可以基于被确定为空气-燃料误差的改变速率与经由直接喷射被喷射的燃料的分数的比的第一斜率来识别,并且进气道燃料喷射器误差可以基于被确定为空气-燃料误差的改变速率与经由进气道被喷射的燃料的分数的比的第二斜率来识别。通过比较第一和第二斜率,DI误差和PFI误差可以与共同误差分开以降低对于发动机空气-燃料误差的过度补偿的可能性。另外,DI误差和PFI误差可以通过调整直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数来解决,以减少发动机排放并且改善发动机效率。
图4示出了用于确定利用直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者供给燃料的发动机中的燃料喷射器误差的示例性图形输出400。方法400将会在本文中参照在图1-图3中描绘的方法和系统进行描述。
如所图示,第一曲线图在曲线402处表示发动机转速随着时间的变化。竖直轴线表示发动机转速,并且发动机转速沿竖直轴线的方向增加。第二曲线图在曲线404处表示发动机负载随着时间的变化。竖直轴线表示发动机负载,并且发动机负载沿竖直轴线的方向增加。第三曲线图在曲线406处表示直接喷射的燃料的分数随着时间的变化。竖直轴线表示直接喷射的燃料的分数,并且燃料分数沿竖直轴线的方向增加。第四曲线图在曲线408处表示进气道喷射的燃料的分数随着时间的变化。竖直轴线表示进气道喷射的燃料的分数,并且燃料分数沿竖直轴线的方向增加。第五曲线图在曲线410处表示发动机空气燃料比或λ随着时间的变化。竖直轴线表示发动机空气燃料比或λ,并且空气燃料比或λ沿竖直轴线的方向增加。
第六曲线图在曲线414处表示自适应燃料乘数随着时间的变化。竖直轴线表示自适应燃料乘数,并且自适应燃料乘数的值沿竖直轴线的方向增加。第七曲线图表示燃料乘数值和经由直接喷射被喷射的燃料的分数的斜率、以及燃料乘数值和经由进气道喷射被喷射的燃料的分数的斜率随着时间的变化。竖直轴线表示燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率、燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率,并且两个斜率沿竖直轴线的方向增加。线418表示燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率,并且线420表示燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率。线422表示用于稀喷射器误差的阈值水平,并且线424表示用于浓喷射器误差的阈值水平。第八曲线图在曲线426处表示共同误差的斜率随着时间的变化。共同误差可以是共同的燃料类型误差或空气测量误差。竖直轴线表示共同误差的斜率,并且该斜率沿竖直轴线的方向增加。线428表示用于稀共同误差的阈值水平,并且线430表示用于浓共同误差的阈值水平。
第九曲线图在曲线432处表示直接喷射系统的传递函数随着时间的变化。竖直轴线表示直接喷射系统的传递函数,并且传递函数沿竖直轴线的方向增加。第十曲线图在曲线434处表示进气道燃料喷射系统的传递函数随着时间的变化。竖直轴线表示进气道燃料喷射系统的传递函数,并且传递函数沿竖直轴线的方向增加。对于线432和434,“1”的值表示更新发动机喷射器的传递函数,而“0”的值表示不更新发动机喷射器的传递函数。每个曲线的水平轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。
在T0与T1之间,发动机正在较低的发动机转速(402)和发动机负载(404)下运转,并且因此直接喷射的燃料的分数(406)可以被保持低而进气道喷射的燃料的分数(408)可以被维持在高水平。进气道喷射的燃料的较大分数可以在较低的发动机转速与负载下是期望的,因为经由进气道燃料喷射喷射的燃料迅速地蒸发以减少微粒物质的累积并改善发动机排放。另一方面,直接喷射的燃料的较小分数可以在低发动机转速与负载下被应用以减少碳烟形成和火花塞积垢。在排气传感器(诸如图1处的排气传感器126)处测量的发动机空气燃料比或λ(410)正在化学计量空气燃料比(412)附近振荡。自适应燃料乘数(414)可以在对应于没有发动机空气-燃料误差的状况的初始燃料乘数值(416)附近振荡。由于发动机空气燃料比靠近化学计量比水平并且燃料乘数值和(直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者)喷射的燃料的分数的斜率以及共同误差的斜率不超过阈值,直接喷射器(432)和进气道燃料喷射器(434)的传递函数可以不被更新。
在T1处,发动机转速与负载可以例如响应于驾驶员要求扭矩的增加而增加。直接喷射的燃料的分数可以增加,而进气道喷射的燃料的分数可以减小。在较高的发动机转速与负载下应用大分数的直接喷射的燃料可以提高汽缸充气冷却,以降低发动机爆震的可能性。发动机空气燃料比可以稍微降至化学计量空气燃料比之下,并且自适应燃料乘数值可以稍微降至初始燃料乘数值之下。燃料乘数值和直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者喷射的燃料的分数的斜率保持在阈值误差水平内。同样,共同误差的斜率保持在用于共同误差的阈值水平之下。因此,燃料乘数值的自适应获悉可以继续,并且直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数可以不被更新。
在T1与T2之间,发动机转速与负载可以响应于驾驶员要求扭矩的增加而继续增加。直接喷射的燃料的分数可以继续增加,而进气道喷射的燃料的分数可以继续减小。发动机λ继续在化学计量空气燃料比附近振荡,并且自适应燃料乘数在初始燃料乘数值附近振荡。直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数可以不被更新,因为自适应获悉还未到达成熟水平。获悉成熟水平可以基于获悉持续时间超过阈值持续时间来确定。替代地,成熟水平可以基于当前的与之前的燃料乘数值之间的差超过阈值燃料乘数差来确定。
在T2之前,发动机空气燃料比可以增加至化学计量空气燃料比之上,并且自适应燃料乘数可以增加至初始燃料乘数值之上。因此,自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以增加并且超过用于稀喷射器误差的阈值水平,而自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率保持在阈值误差值之下。共同误差的斜率可以保持在用于共同误差的阈值水平内。由于自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率超过用于稀喷射器误差的阈值水平,则可以确定一个或多个直接燃料喷射器会是退化的。发动机控制器可以被编程为存储燃料供给误差的量值和退化的直接燃料喷射器的身份。控制器估计空气燃料比从闭环控制器的改变或自适应燃料乘数的改变,并且更新如较早在图3处公开的DI斜率(KamrfDI)。类似地,控制器估计空气燃料比从闭环控制器的改变或自适应燃料乘数的改变,并且更新如较早在图3处公开的PFI斜率(KamrfPFI)。控制器可以被进一步调整,以在随后的发动机运转期间更新直接喷射器的传递函数。可以进一步确定进气道燃料喷射器中没有一个是退化的,因为自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率在阈值水平内。同样地,可以确定共同误差不存在,因为共同误差的斜率在阈值内。
在一个示例中,燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为1.3,但是用于稀喷射器误差的阈值水平是1.1。由于计算的DI斜率修正因子大于用于稀喷射器误差的阈值水平,则可以确定一个或多个直接燃料喷射器可以是退化的。此外,燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为0.98,但是用于稀喷射器误差的阈值水平是1.1并且用于浓喷射器误差的阈值水平是0.9。由于计算的PFI斜率修正因子0.98在两个阈值水平内,则可以确定进气道燃料喷射器中没有一个是退化的。
在T2处,由于一个或多个直接燃料喷射器可以是退化的,直接喷射器的传递函数(432)可以通过喷射与燃料供给误差的量值成比例的大的燃料质量来更新。进气道燃料喷射器的传递函数(434)可以不被更新,因为进气道喷射器中没有一个表现出任何燃料供给误差。具有大的燃料供给误差的直接燃料喷射器可以被切断,并且发动机可以利用具有较低的误差和修正的传递函数的直接燃料喷射器来运转。另外,所有进气道喷射器都可以保持运转。随后,发动机转速与负载可以由于驾驶员要求扭矩的增加而继续增加。直接喷射的燃料的分数可以逐渐增加,而进气道喷射的燃料的分数可以缓慢减小。发动机λ可以降至化学计量空气燃料比,并且自适应燃料乘数可以降至初始燃料乘数值。自适应燃料乘数和直接喷射的燃料的分数的斜率可以降至阈值水平,而自适应燃料乘数和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。同样地,共同误差的斜率可以保持在阈值水平内。
在T2与T3之间,具有低燃料供给误差和更新的传递函数的直接燃料喷射器被运转,以补偿之前在T2处确定的燃料供给误差。直接燃料喷射器的传递函数的更新可以在停止之前继续达一短持续时间。此外,所有进气道燃料喷射器都保持运转。发动机转速与负载可以在降低之前保持稳定一段时间。直接喷射的燃料的分数可以被维持在高水平,而进气道喷射的燃料的分数可以被维持在低值。发动机λ在化学计量空气燃料比附近振荡,并且自适应燃料乘数在初始燃料乘数值附近振荡。
在T3之前,发动机空气燃料比可以降至化学计量空气燃料比之下,并且自适应燃料乘数可以降至初始燃料乘数值之下。但是自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。然而,自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以降至用于浓喷射器误差的阈值水平之下。共同误差的斜率可以保持在阈值水平内。由于自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率在阈值水平内,则可以确定运转的直接燃料喷射器中没有一个是退化的。然而,一个或多个进气道燃料喷射器可以是退化的,因为自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率在用于浓喷射器误差的阈值水平之外。发动机控制器可以被编程为存储燃料供给误差的量值和退化的进气道燃料喷射器的身份。控制器可以被进一步调整,以在随后的发动机运转中更新进气道喷射器的传递函数。可以进一步确定共同误差不存在,因为共同误差的斜率在阈值水平内。
例如,燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为0.95,但是用于稀喷射器误差的阈值水平可以被确定为1.1并且用于浓喷射器误差的阈值水平可以是0.9。由于计算的斜率在阈值误差水平内,则可以确定运转的直接燃料喷射器中没有一个是退化的。此外,燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为0.7,但是用于浓喷射器误差的阈值水平可以是0.9。由于计算的斜率0.7在用于浓喷射器误差的阈值极限之外,则可以确定进气道燃料喷射器中的一个或多个可以是退化的,每个退化的喷射器示出浓PFI误差。
在T3处,由于运转的直接燃料喷射器中没有一个是退化的,直接喷射器的传递函数可以不被更新。然而,进气道燃料喷射器的传递函数可以被更新,因为进气道喷射器中的一个或多个表现出燃料供给误差。更新进气道燃料喷射器的传递函数可以包括更新进气道喷射的燃料的量以补偿燃料供给误差。具有大的燃料供给误差的进气道燃料喷射器可以被切断,并且发动机可以利用具有更新的传递函数的进气道燃料喷射器来运转。在T3与T4之间,具有低燃料供给误差和更新的传递函数的进气道燃料喷射器被运转,以补偿之前确定的燃料供给误差。进气道燃料喷射器的传递函数的更新可以在更新过程被停止之前继续达一短持续时间。此外,具有较低误差的所有直接燃料喷射器都保持运转。随后,发动机转速与负载可以由于驾驶员要求扭矩的降低而逐渐降低。直接喷射的燃料的分数可以逐渐减小,而进气道喷射的燃料的分数可以缓慢增加。发动机λ可以增加至化学计量空气燃料比,并且自适应燃料乘数可以增加至初始燃料乘数值。自适应燃料乘数和直接喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。但是自适应燃料乘数和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以增加至阈值水平。另外,共同误差的斜率可以保持在阈值水平内。
在T4之前,发动机空气燃料比可以再次降至化学计量空气燃料比之下,并且自适应燃料乘数可以降至初始燃料乘数值之下。自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。类似地,自适应燃料乘数值和气道喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。然而,共同误差的斜率可以超过用于浓共同误差的阈值,并且可以确定浓共同误差存在。共同误差可以是例如由燃料质量的改变引起的共同的燃料类型误差。替代地,共同误差可以是由退化的传感器(诸如空气质量、压力或节气门位置传感器)引起的空气测量误差。发动机控制器可以设定一诊断代码以指示共同误差,所述诊断代码与响应于DI误差或PFI误差而被设定的代码截然不同。控制器可以被进一步编程为在随后的发动机运转中更新直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者的传递函数以补偿共同误差。
在T4处,直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数可以由于共同误差的存在而被更新。更新直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数可以包括更新经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者喷射的燃料量以补偿共同误差。例如,直接燃料喷射器的传递函数可以响应于获悉空气燃料比误差作为与直接燃料喷射器相关联的误差而被调整;进气道燃料喷射器的传递函数可以响应于获悉空气燃料比误差作为与进气道燃料喷射器相关联的误差而被调整;以及响应于获悉空气燃料比误差作为共同误差而调整直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器中的每一个的传递函数。在一个示例中,具有大的燃料供给误差的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器可以被切断,并且发动机可以仅利用具有较低误差的燃料喷射器来运转。随后,发动机转速与负载可以由于驾驶员要求扭矩的进一步降低而降至低值。直接喷射的燃料的分数可以降至低值,而进气道喷射的燃料的分数可以增加至高值。发动机λ可以增加至化学计量空气燃料比,并且自适应燃料乘数可以增加至初始燃料乘数值。自适应燃料乘数和(直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者的)喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。另外,共同误差的斜率可以增加并且保持在阈值水平内。
在T4与T5之间,具有低燃料供给误差的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器可以被运转,以补偿在T4之前确定的共同误差。直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数的更新可以在更新过程被停止之前继续达一短持续时间。发动机转速与负载被维持在低值。直接喷射的燃料的分数可以保持在低值,而进气道喷射的燃料的分数可以停留在高值。发动机λ继续在化学计量空气燃料比附近振荡,并且自适应燃料乘数在初始燃料乘数值附近振荡。
以此方式,直接喷射器误差可以基于空气-燃料误差和经由直接喷射被喷射的燃料的分数的斜率来识别,进气道燃料喷射器误差可以基于空气-燃料误差和经由进气道喷射被喷射的燃料的分数的斜率来识别。通过比较第一和第二斜率,直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差可以与共同误差分开以提供发动机空气-燃料误差的更好估计。另外,直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差可以通过调整DI和PFI传递函数来解决,以减少发动机排放并且改善发动机效率。
参照图5,示出了用于确定具有直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的发动机中的燃料供给误差的示例方法500。该方法使得空气燃料比误差的由于共同误差引起的部分能够与所述空气燃料比误差的由于直接喷射器和进气道喷射器引起的部分区别开来。相应地,直接和进气道喷射器传递函数调整可以考虑共同误差部分来更新。直接燃料喷射器的燃料供给误差可以基于自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率来确定。类似地,进气道喷射器误差可以基于自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率来确定。另外,共同误差可以基于DI和PFI斜率的比较而与直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器误差分开。此外,直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差可以基于共同误差来调整。用于执行方法500和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1描述的传感器和输出)接收的信号来执行。控制器可以根据在下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机运转。
在502处,方法500使发动机在闭环空气-燃料控制模式下运转。在闭环空气-燃料控制期间,控制器(诸如图1处的控制器12)通过基于驾驶员要求扭矩、发动机转速和其他工况索引表和/或函数来确定期望的发动机空气燃料比。燃料可以经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器被喷射到发动机内以提供期望的发动机空气燃料比,并且来自排气传感器(诸如图1处的排气传感器126)的反馈可以被用来调整被喷射的燃料量。经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器喷射的燃料的分数可以基于发动机负载与转速来确定,诸如通过索引查找表。作为一示例,在较低的发动机转速与负载下,总燃料量的较大部分可以经由进气道喷射被输送。作为另一示例,在较高的发动机转速与负载下,总燃料量的较大部分可以经由直接喷射被输送。
接下来在504处,方法500基于排气传感器处的传感器读数适应性地调整燃料乘数的值。排气传感器可以依据发动机工况而指示稀或浓燃料混合气。具体地,如果排气传感器在延长的持续时间内指示稀或浓空气-燃料误差,自适应燃料乘数可以基于测量的空气-燃料误差的量值从初始单位值被递增或递减至新的读数。自适应燃料乘数值可以在多个发动机转速与负载状况、以及一系列发动机空气质量/空气质量流量下被获悉,并且被存储在控制器的存储器中。此外,对应于自适应燃料乘数和发动机转速-负载的直接和进气道喷射的燃料的分数可以被存储在发动机控制器的存储器中。在获悉并调整不同的发动机负载与转速下的燃料乘数值之后,该程序进入到506。
在506处,方法500确定自适应获悉是否已经达到成熟的获悉极限。获悉极限可以基于自适应燃料乘数值已经被更新的次数。替代地,如果燃料乘数的当前值与之前值之间的差超过阈值差,那么可以在自适应获悉期间达到获悉极限。此外,该程序可以确定足够数量的自适应燃料乘数值(和对应的直接和进气道燃料分数)是否已经被存储在发动机控制器的存储器中。如果自适应获悉已经达到成熟的获悉极限,该程序进入到508。否者,如果自适应还未成熟,该程序进入到510以继续监测空气燃料比误差和燃料故障状况。
接下来在508处,方法500确定自适应燃料乘数值中的任一个是否在范围之外。如果回答为是,则方法500进入到512。否者,回答为否,并不执行对自适应燃料乘数的进一步调整。该程序然后退出。
在512处,该程序确定在不同的发动机负载与转速下的自适应燃料乘数和直接喷射的燃料的分数的斜率。在图2B处图示了示例斜率,其中自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率针对在500–5000rpm的范围内的转速和0.4-0.8的范围内的负载的情况下运转的发动机来确定。自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为:
其中KamrfDI是自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率,Kamrf是自适应燃料乘数,FDI是直接喷射的燃料的分数。在确定自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率之后,方法500进入到514。
在514处,该程序确定在不同的发动机负载与转速下的自适应燃料乘数和进气道喷射的燃料的分数的斜率。在图2B处图示了示例斜率,其中自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率针对在2000–5000rpm的范围内的转速和0.4-0.8的范围内的负载下运转的发动机来确定。自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为:
其中KamrfPFI是自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率,并且FPFI是进气道喷射的燃料的分数。在确定自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率之后,方法500进入到516。
在516处,该程序确定自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的绝对斜率(KamrfDI)和自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的绝对斜率(KamrfPFI)是否大于阈值斜率。阈值斜率误差可以基于小于基于燃料排放标准的空气燃料比值的最大浓或稀空气燃料比。替代地,可以确定用于直接燃料喷射和进气道喷射高于阈值中的每一个的误差修正系数是否高于阈值。如果计算的斜率大于阈值斜率,该程序进入到518。否者,该程序进入到520。
接下来在518处,方法500确定直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差和共同误差。在这种情况下,可以假设总误差具有第一直接喷射误差分量、第二进气道喷射器误差分量和第三共同误差分量。因此,将直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差与共同误差分开以实现DI和PFI传递函数的适当修正会是期望的。例如,获悉空气燃料比误差的至少一部分作为共同误差可以包括,获悉空气燃料比误差的第一部分作为共同误差,并且获悉空气燃料比误差的第二其余部分作为与第一进气道燃料喷射器和/或第二直接燃料喷射器相关联的误差,其中所述第一部分基于PFI误差的第一斜率和DI误差的第二斜率中的最小值,如在下面详述的。第一燃料喷射器可以是直接燃料喷射器,并且第二燃料喷射器可以是进气道燃料喷射器。
在另一示例中,当空气-燃料误差的改变与来自进气道燃料喷射器的燃料分数的改变的比高于阈值时,进气道燃料喷射器的退化可以被指示;当空气-燃料误差的改变与来自直接燃料喷射器的燃料分数的改变的比低于阈值时,直接燃料喷射器的退化可以被指示;当空气-燃料误差的改变与来自进气道喷射器和直接喷射器中的每一个的燃料分数的改变的比高于阈值并且空气-燃料误差的改变与来自进气道喷射器的燃料分数的改变的比在空气-燃料误差的改变与来自直接喷射器中的每一个的燃料分数的改变的比的阈值内时,由于共同误差引起的发动机燃料供给误差可以被指示。空气-燃料误差可以基于命令的空气燃料比与通过空气燃料比传感器估计的实际的空气燃料比之间的差来确定,并且其中空气燃料比误差的改变被获悉作为被命令至进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器中的每一个的自适应燃料乘数的改变。
共同误差KamrfCE基于单位值和每个单个的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的计算的斜率之间的差中的最小值来确定,如通过下面的等式示出的。
KamrfCE=min{(1-KamrfDI),(1-KamrfPFI)} (等式11)
可以通过调整经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射被输送的燃料的分数来进行用于发动机中的燃料供给误差的修正,如通过下面的等式示出的。
Kamrfcorr=KamrfDI(FDI)+KamrfPFI(FPFI) (等式12)
其中,Kamrfcorr是补偿发动机中的DI误差和PFI误差的燃料修正。然而,如果共同误差与直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者的燃料供给误差被分组在一起,那么在等式8中示出的燃料修正则会过度补偿DI误差和PFI误差。因此,在修正发动机空气-燃料误差之前将共同误差与直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差分开是期望的。例如,可以通过经由第一燃料喷射器和第二燃料喷射器将燃料喷射到汽缸而为发动机供给燃料;并且与第一燃料喷射器或第二燃料喷射器相关联的误差根据空气燃料比误差的改变速率和经由第一燃料喷射器或第二燃料喷射器喷射的燃料的分数而与共同的燃料系统误差区别开来,如参照图6详述的。另外,将燃料喷射到汽缸内可以在多个发动机空气质量流量区域中的每一个中被执行,并且其中与第一燃料喷射器或第二燃料喷射器相关联的误差和共同的燃料系统误差在多个发动机空气质量流量区域中的每一个中根据空气质量流量来获悉。
在其他示例中,可以在汽缸循环期间经由第一燃料喷射器和第二燃料喷射器将燃料喷射到发动机汽缸,所述第一和第二燃料喷射器具有截然不同的燃料喷射类型;并且然后基于由所述第一燃料喷射器提供的第一燃料分数、由所述第二燃料喷射器提供的第二燃料分数和所述空气-燃料误差中的每一个而将在所述汽缸循环期间来自所述汽缸的空气-燃料误差选择性地分配给与所述燃料系统相关联的共同误差。在一个示例中,来自所述汽缸的所述空气-燃料误差的选择性分配可以进一步包括,用所述第一燃料分数的改变获悉所述空气-燃料误差的第一改变速率;用所述第二燃料分数的改变获悉所述空气-燃料误差的第二改变速率;以及如果所述第一速率在所述第二速率的阈值差内,并且所述第一和第二速率中的每一个高于阈值,则将所述空气-燃料误差分配给所述共同误差。在另一示例中,来自所述汽缸的所述空气-燃料误差的选择性分配可以进一步包括,如果所述第一速率在所述第二速率的所述阈值差之外而所述第一和所述第二高于所述阈值,则将所述空气-燃料误差的第一部分分配给所述第一燃料喷射器,所述第一部分基于由所述第一燃料喷射器提供的所述第一燃料分数;以及将所述空气-燃料误差的第二部分分配给所述第二燃料喷射器,所述第二部分基于由所述第二燃料喷射器提供的所述第二燃料分数。在其他示例中,所述空气-燃料误差的选择性分配可以进一步包括,将对应于所述共同误差的自适应燃料乘数分配给所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器中的每一个;其中对应于所述共同误差的所述自适应燃料乘数是与对应于所述空气-燃料误差的仅被分配给所述第一燃料喷射器的所述第一部分的第二乘数截然不同的第一乘数,并且也与对应于所述空气-燃料误差的仅被分配给所述第二燃料喷射器的所述第二部分的第三乘数截然不同。
接下来在522处,方法500可以考虑共同误差的与直接喷射器误差分组在一起的部分来更新自适应燃料乘数和直接喷射的燃料的分数的斜率。类似地,自适应燃料乘数和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以考虑共同误差的可以与进气道燃料喷射器误差分组在一起的部分来进行更新。自适应燃料乘数和经由直接燃料喷射器喷射的燃料的分数的更新的斜率(KamrfDI_new)以及自适应燃料乘数和经由进气道燃料喷射器喷射的燃料的分数的更新的斜率(KamrfPFI_new)可以在自适应燃料乘数表的每个单元处通过从在512处确定的kamrfDI(在下文中被重名为KamrfDI_old)和在514处确定的KamrfPFI(在下文中被重名为KamrfPFI_old)的值减去共同误差来确定,如在下面的等式中示出的。
KamrfDI_new=KamrfDI_old-KamrfCE (等式13)
KamrfPFI_new=KamrfPFI_old-KamrfCE (等式14)
例如,自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率(kamrfDI)可以被确定为1.6。类似地,自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率(kamrfPFI)可以被确定为1.3。共同误差0.3可以基于DI和PFI斜率来确定。通过从单个的直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差减去共同误差0.3,更新的DI斜率1.3(1.6-0.3)和更新的PFI斜率1.0(1.3-0.3)可以被确定。另外,阈值斜率可以被确定为0.6,并且用于浓和稀喷射器误差的阈值水平可以分别被确定为0.9和1.1。更新的DI斜率被确定为大于阈值斜率和用于稀喷射器误差的阈值水平。因此,可以确定稀直接燃料喷射器误差会存在。PFI斜率被确定为大于阈值斜率,但是在用于浓和稀喷射器误差的阈值水平内。因此,可以确定进气道燃料喷射器中没有一个是退化的。以此方式,直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差可以与共同误差分开,以最小化过度补偿燃料供给误差同时改善发动机排放。
接下来在524处,该程序基于共同误差的与直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差分组在一起的部分更新自适应燃料乘数表中的每个单元中的共同误差。该程序在自适应燃料乘数表的每个单元处通过将在518处确定的共同误差(KamrfCE)添加到共同误差的可以与直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者的燃料供给误差(Tcorr)分组在一起的部分来确定修正的共同误差(Tcorrnew),如在下面的等式中示出的。修正的共同误差然后被存储在自适应燃料乘数表的每个单元中。共同误差被直接添加到在图2A中公开的自适应乘数表。
Tcorrnew=Tcorr+KamrfCE (等式15)
在526处,该程序使发动机利用具有较低燃料供给误差的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器来运转。在这种情况下,具有大的燃料供给误差的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者都可以被禁用。在一个示例中,第一燃料喷射器或第二燃料喷射器可以响应于空气-燃料误差的第一部分和第二部分中的较大者而被运转。在另一示例中,被喷射到发动机内的燃料可以被调整以更新被命令至直接燃料喷射器的自适应燃料乘数,同时响应于进气道燃料喷射器的退化而禁用进气道喷射器;以及被命令至进气道燃料喷射器的自适应燃料乘数可以被更新,同时响应于直接燃料喷射器的退化而禁用直接喷射器。在调整发动机以利用具有较小误差的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器运转之后,该程序退出。
返回到516,如果该程序确定自适应燃料乘数和直接喷射的燃料的分数的斜率不大于第一阈值斜率,方法500进入到520。在520处,方法500确定不存在共同误差。另外,直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差可以基于小于第一阈值的KamrfDI和KamrfPFI的绝对值来确定。在这种情况下,DI误差和PFI误差可以小于较早在518处确定的燃料喷射器误差。接下来在528处,直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的退化可以基于直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差来指示。例如,自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为0.75。类似地,自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为0.98。另外,阈值斜率可以被确定为0.8,并且用于浓和稀喷射器误差的阈值水平可以分别被确定为0.9和1.1。DI斜率被确定为小于阈值斜率,并且在用于浓喷射器误差的阈值水平之外。因此,可以确定浓DI误差会存在。PFI斜率被确定为大于阈值斜率,并且在用于喷射器误差的阈值水平内。因此,可以确定进气道燃料喷射器中没有一个是退化的。
在530处,该程序更新指示退化的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数。所述更新可以包括将预定的燃料量喷射到发动机内以补偿在520处确定的任何燃料喷射器误差。例如,如果稀DI误差被指示,发动机控制器可以被调整以将更多燃料喷射到发动机内以补偿DI误差。替代地,发动机控制器可以被调整以将更少空气喷射到发动机内从而补偿DI误差。接下来在532处,方法500使具有更新的传递函数的燃料喷射器运转,并且退出。
以此方式,向发动机输送燃料的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的燃料供给误差可以基于不同发动机工况下的燃料乘数值的改变速率与喷射的燃料的分数的比来确定。如果燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率超过第一阈值斜率,一个或多个直接燃料喷射器则会是退化的。同样地,如果燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率超过第二阈值斜率,则一个或多个进气道燃料喷射器会是退化的。通过比较空气-燃料误差的改变速率与直接燃料喷射系统和进气道燃料喷射系统的燃料分数的比,共同的燃料类型或空气测量误差可以被确定。以此方式,在直接燃料喷射系统和进气道燃料喷射系统的燃料供给误差与共同误差之间进行区别会是可能的。
参照图6,示出了用于确定经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者供给燃料的发动机中的燃料喷射器误差和共同误差的示例性图形输出600。方法600将会在本文中参照在图1-图2和图5中描绘的方法和系统进行描述。
如所图示的,第一曲线图在曲线602处表示发动机转速随着时间的变化。竖直轴线表示发动机转速,并且发动机转速沿竖直轴线的方向增加。第二曲线图在曲线604处表示发动机负载随着时间的变化。竖直轴线表示发动机负载,并且发动机负载沿竖直轴线的方向增加。第三曲线图在曲线606处表示直接喷射的燃料的分数随着时间的变化。竖直轴线表示直接喷射的燃料的分数,并且燃料分数沿竖直轴线的方向增加。第四曲线图在曲线608处表示进气道喷射的燃料的分数随着时间的变化。竖直轴线表示进气道喷射的燃料的分数,并且燃料分数沿竖直轴线的方向增加。第五曲线图在曲线610处表示发动机空气燃料比或λ随着时间的变化。竖直轴线表示发动机空气燃料比或λ,并且空气燃料比或λ沿竖直轴线的方向增加。
第六曲线图在曲线614处表示自适应燃料乘数随着时间的变化。竖直轴线表示自适应燃料乘数,并且自适应燃料乘数的值沿竖直轴线的方向增加。第七曲线图在曲线618处表示燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率(kamrfDI)随着时间的变化。竖直轴线表示燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率,并且斜率沿竖直轴线的方向增加。线622表示用于直接燃料喷射器的稀阈值水平,并且线624表示用于直接燃料喷射器的浓误差阈值水平。第八曲线图在曲线626处表示燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率(kamrfPFI)随着时间的变化。竖直轴线表示燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率,并且该斜率沿竖直轴线的方向增加。线630表示用于进气道燃料喷射器的稀阈值水平,并且线632表示用于进气道燃料喷射器的浓阈值水平。
第九曲线图在曲线634处表示共同误差的斜率(kamrfCE)随着时间的变化。共同误差可以是共同的燃料类型误差或空气测量误差。竖直轴线表示共同误差的斜率,并且该斜率沿竖直轴线的方向增加。线638表示稀阈值水平,并且线640表示共同误差的浓阈值水平。
第十曲线图在曲线642处表示直接喷射系统的传递函数随着时间的变化。竖直轴线表示直接喷射系统的传递函数,并且传递函数沿竖直轴线的方向增加。第十一曲线图在曲线644处表示进气道燃料喷射系统的传递函数随着时间的变化。竖直轴线表示进气道燃料喷射系统的传递函数,并且传递函数沿竖直轴线的方向增加。对于线632和644,“1”的值表示更新发动机喷射器的传递函数,而“0”的值表示不更新发动机喷射器的传递函数。每个曲线的水平轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。
在T0与T1之间,发动机正在较低的发动机转速(602)和发动机负载(604)下运转,并且因此直接喷射的燃料的分数(606)可以被保持低而进气道喷射的燃料的分数(608)可以被维持在高水平。较大分数的进气道喷射的燃料可以在较低的发动机转速与负载下是期望的,因为经由进气道燃料喷射器喷射的燃料迅速地蒸发以减少微粒物质的累积并改善发动机排放。另一方面,小分数的直接喷射的燃料在低发动机转速与负载下被应用以减少碳烟形成和火花塞积垢。在排气传感器(诸如图1处的排气传感器126)处测量的发动机空气燃料比或λ(610)正在化学计量空气燃料比(612)附近振荡。自适应燃料乘数(614)可以在对应于没有发动机空气-燃料误差的状况的初始燃料乘数值(616)附近振荡。由于发动机空气燃料比接近化学计量比并且燃料乘数值和(经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者)喷射的燃料的分数的斜率以及共同误差的斜率在用于共同误差的阈值水平内,直接燃料喷射器的传递函数(642)和进气道燃料喷射器的传递函数(644)可以不被更新。
在T1处,发动机转速与负载可以例如响应于驾驶员要求扭矩的增加而增加。直接喷射的燃料的分数可以增加,而进气道喷射的燃料的分数可以减小。在较高的发动机转速与负载下应用大分数的直接喷射的燃料可以提高汽缸充气冷却,以降低发动机爆震的可能性。发动机空气燃料比可以稍微降至化学计量比水平之下,并且自适应燃料乘数可以稍微降至初始燃料乘数值之下。燃料乘数值和经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器两者喷射的燃料的分数的斜率(kamrfDI和kamrfPFI)可以保持低于阈值水平。同样地,共同误差(kamrfCE)可以保持低于阈值水平。燃料乘数值的自适应获悉可以继续,并且直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器的传递函数可以不被更新。
在T1与T2之间,发动机转速与负载可以响应于驾驶员要求扭矩的增加而继续增加。直接喷射的燃料的分数可以继续增加,而进气道喷射的燃料的分数可以继续减小。发动机空气燃料比继续在化学计量比水平附近振荡,并且自适应燃料乘数在初始燃料乘数值附近振荡。直接燃料喷射器的传递函数和进气道燃料喷射器的传递函数可以不被更新,因为自适应获悉还未达到成熟水平。获悉成熟水平可以基于获悉持续时间超过阈值持续时间来确定。替代地,获悉成熟水平可以基于当前的与之前的燃料乘数值之间的差超过阈值燃料乘数差来确定。
在T2之前,发动机空气燃料比可以增加至化学计量比水平之上,并且自适应燃料乘数可以增加至初始燃料乘数值之上。因此,直接和进气道喷射的燃料误差(kamrfDI和kamrfPFI)可以增加并且超过稀误差阈值水平。类似地,共同误差(kamrfCE)也可以增加并且超过稀共同误差阈值水平。由于直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差超过阈值误差水平,则可以确定一个或多个直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器会是退化的。除了直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差两者的存在外,也可以确定共同误差存在。然而,被确定的DI误差和PFI误差可以包括共同误差的一部分。因此,会存在对将共同误差与在T2之前确定的DI误差和PFI误差分开的需要。在这种情况下,共同误差的与DI误差(618)合在一起的部分被分出,并且更新的DI误差可以被确定如通过虚线曲线620示出的。另外,共同误差的与PFI误差(626)合在一起的部分被分出,并且更新的PFI误差可以被确定为通过虚线曲线628来示出。类似地,共同误差的与DI误差(618)和PFI误差(626)分开的部分可以被添加到原始共同误差(634),以确定更新的共同误差(636)。
例如,获悉空气燃料比误差的一部分作为共同误差可以包括,获悉空气燃料比误差的第一部分作为共同误差,并且获悉空气燃料比误差的第二其余部分作为与直接或进气道燃料喷射器相关联的误差,其中所述第一部分基于第一斜率和第二斜率中的最小值。在另一示例中,可以通过经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器将燃料喷射到汽缸为发动机供给燃料;以及根据空气燃料比误差的改变速率和经由直接燃料喷射器或进气道燃料喷射器喷射的燃料的分数,将与直接燃料喷射器或进气道燃料喷射器相关联的误差与共同的燃料系统误差区别开来。另外,将燃料喷射到汽缸内可以在多个发动机空气质量流量区域中的每一个中执行,并且其中与直接燃料喷射器或进气道燃料喷射器相关联的误差和共同的燃料系统误差在多个发动机空气质量流量区域中的每一个中根据空气质量流量来获悉。
在其他示例中,可以在汽缸循环期间经由直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器将燃料喷射到发动机汽缸,所述直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器具有截然不同类型的燃料喷射;并且然后基于由所述直接燃料喷射器提供的第一燃料分数、由所述进气道燃料喷射器提供的第二燃料分数和所述空气-燃料误差中的每一个而将在所述汽缸循环期间来自所述汽缸的空气-燃料误差选择性地分配给与所述燃料系统相关联的共同误差。在一个示例中,来自所述汽缸的所述空气-燃料误差的选择性分配可以进一步包括,用所述第一燃料分数的改变获悉所述空气-燃料误差的第一改变速率;用所述第二燃料分数的改变获悉所述空气-燃料误差的第二改变速率;以及如果所述第一速率在所述第二速率的阈值差内,并且所述第一和第二速率中的每一个高于阈值,则将所述空气-燃料误差分配给所述共同误差。在另一示例中,来自所述汽缸的所述空气-燃料误差的选择性分配可以进一步包括,如果所述第一速率在所述第二速率的所述阈值差之外而所述第一速率和所述第二速率高于所述阈值,则将所述空气-燃料误差的第一部分分配给所述直接燃料喷射器,所述第一部分基于由所述直接燃料喷射器提供的所述第一燃料分数;以及将所述空气-燃料误差的第二部分分配给所述进气道燃料喷射器,所述第二部分基于由所述进气道燃料喷射器提供的所述第二燃料分数。在又一示例中,发动机可以正在DI和PFI斜率1.6和1.3以及共同误差0.3的情况下运转。通过从单个的直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差减去共同误差0.3,更新的DI斜率1.3(1.6-0.3)和更新的PFI斜率1.0(1.3-0.3)可以被确定。以此方式,直接燃料喷射器误差和进气道燃料喷射器误差可以与共同误差分开,以最小化过度补偿双燃料发动机中的燃料供给误差同时改善发动机排放。
在将直接燃料喷射误差和进气道燃料喷射误差与共同误差分开之后,发动机控制器可以被编程为存储DI误差和PFI误差以及共同误差的量值。控制器也可以被编程为识别退化的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器。控制器可以设定诊断代码以警告维修技师共同误差。
例如,运转的发动机可以示出燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的更新的斜率1.3,但是用于稀喷射器误差的阈值水平被确定为1.1。而且,燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的更新的斜率可以被确定为1.2。另外,稀共同误差可以被确定为0.2,但是用于稀共同误差的阈值水平可以被确定为0.15。由于直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器误差超过用于喷射器误差的阈值水平,则可以确定一个或多个直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器是退化的。此外,共同误差被确定为大于稀共同误差的阈值水平。因此,共同误差的存在可以被确认。因此,发动机控制器可以被调整(在随后的发动机运转期间),以更新直接燃料喷射器的传递函数和进气道燃料喷射器的传递函数从而补偿DI误差和PFI误差以及共同误差。
在T2处,由于一个或多个直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器会是退化的,直接燃料喷射器的传递函数(642)和进气道燃料喷射器的传递函数(644)可以被更新。例如,更新直接燃料喷射器的传递函数和进气道燃料喷射器的传递函数可以包括(经由直接燃料喷射和进气道燃料喷射)喷射与DI误差和PFI误差的量值成比例的大的燃料质量。具有大的燃料供给误差的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器可以被切断,并且发动机可以仅利用具有较低的误差和更新的传递函数的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器来运转。
在一个示例中,被喷射到发动机内的燃料可以被调整以更新被命令至直接燃料喷射器的自适应燃料乘数,同时响应于进气道燃料喷射器的退化而禁用进气道喷射器;以及被命令至进气道燃料喷射器的自适应燃料乘数可以被更新,同时响应于直接燃料喷射器的退化而禁用直接喷射器。
发动机转速与负载可以由于驾驶员要求扭矩的增加而继续增加。直接喷射的燃料的分数可以逐渐增加,而进气道喷射的燃料的分数可以缓慢减小。发动机空气燃料比可以降至化学计量比水平,并且自适应燃料乘数可以降至初始燃料乘数值。自适应燃料乘数和经由DI和PFI两者喷射的燃料的分数的斜率可以降至阈值水平。类似地,共同误差可以降至阈值水平。
在T2与T3之间,具有低燃料喷射器误差和更新的传递函数的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器被运转,以补偿在T2之前确定的燃料喷射器误差。直接燃料喷射器的传递函数的更新可以在更新过程被停止之前继续一短持续时间。发动机转速与负载可以在降低之前保持稳定一段时间。直接喷射的燃料的分数可以被维持在高水平,而进气道喷射的燃料的分数可以被维持在低值。发动机空气燃料比继续在化学计量比水平附近振荡,并且自适应燃料乘数可以继续在初始燃料乘数值附近振荡。
在T3之前,发动机空气燃料比可以降至化学计量空气燃料比之下,并且自适应燃料乘数值可以降至初始燃料乘数值之下。自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率(618)可以保持在阈值水平内,并且因此可以确定不存在DI误差。然而,自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率(626)可以超过用于浓喷射器误差的阈值水平(632)。共同误差的斜率可以保持在阈值水平内,并且可以确定共同误差不存在。由于自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率超过用于浓喷射器误差的阈值水平,则可以确定一个或多个进气道燃料喷射器会是退化的。发动机控制器可以被编程为存储PFI误差的量值和退化的进气道燃料喷射器的身份。
例如,燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为0.95,但是用于浓喷射器误差的阈值水平被确定为0.9。由于计算的DI斜率在用于浓喷射器误差的阈值水平内,则可以确定运转的直接燃料喷射器中没有一个是退化的。此外,燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以被确定为0.75,但是用于稀喷射器误差的阈值水平被确定为1.1。由于PFI斜率0.75在0.9和1.1的阈值误差水平之外,则可以确定进气道燃料喷射器中的一个或多个可以是具有浓PFI误差的退化情况。
在T3处,进气道燃料喷射器的传递函数可以被更新,因为进气道喷射器中的一个或多个表现出燃料供给误差。更新进气道燃料喷射器的传递函数可以包括更新进气道喷射的燃料的量以补偿燃料供给误差。例如,更少燃料可以被喷射到发动机汽缸内,以补偿在T3之前确定的浓PFI误差。替代地,更多空气可以被喷射到发动机汽缸内,以补偿进气道燃料喷射器误差。具有大的燃料供给误差的进气道燃料喷射器可以被切断,并且发动机可以利用具有更新的传递函数的进气道燃料喷射器和具有较低的燃料供给误差的直接喷射器来运转。在T3与T4之间,具有更新的传递函数的进气道燃料喷射器可以被运转,以补偿PFI误差。进气道燃料喷射器的传递函数的更新可以在更新过程被停止之前继续达一短持续时间。另外,具有较低燃料供给误差的所有直接燃料喷射器都可以保持运转。随后,发动机转速与负载可以由于驾驶员要求扭矩的降低而逐渐降低。直接喷射的燃料的分数可以逐渐减小,而进气道喷射的燃料的分数可以缓慢增加。发动机空气燃料比可以增加至化学计量比水平,并且自适应燃料乘数可以增加至初始燃料乘数值。自适应燃料乘数和直接喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。自适应燃料乘数和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以增加并且保持在阈值水平内。另外,共同误差的斜率可以保持在阈值水平内。
在T4之前,发动机空气燃料比可以再次降至化学计量空气燃料比之下,并且自适应燃料乘数也可以降至初始燃料乘数值之下。自适应燃料乘数值和直接喷射的燃料的分数的斜率可以减小,并且超过用于浓喷射器误差的阈值水平。因此,可以确定浓DI误差会存在。发动机控制器可以被编程为识别退化的直接燃料喷射器和DI误差的量值。控制器可以被进一步编程为在随后的发动机运转中更新直接燃料喷射器两者的传递函数以补偿DI误差。然而,自适应燃料乘数值和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。同样地,共同误差的斜率可以保持在阈值水平内。可以确定不存在PFI误差和共同误差,并且因此进气道燃料喷射器的传递函数可以不被更新。
在T4处,(在T4之前被识别为退化的)直接燃料喷射器的传递函数可以被更新以补偿DI误差。更新直接燃料喷射器的传递函数可以包括更新经由直接喷射喷射的燃料量以补偿DI误差。具有大的燃料供给误差的直接燃料喷射器可以被切断,并且发动机可以仅利用具有较低误差的燃料喷射器来运转。随后,发动机转速与负载可以由于驾驶员要求扭矩的进一步降低而降至低值。直接喷射的燃料的分数可以降至低值,而进气道喷射的燃料的分数可以增加至高值。发动机空气燃料比可以增加至化学计量比水平,并且自适应燃料乘数可以增加至初始燃料乘数值。自适应燃料乘数和经由直接燃料喷射器喷射的燃料的分数的斜率可以增加并且保持在阈值水平内。自适应燃料乘数和进气道喷射的燃料的分数的斜率可以保持在阈值水平内。另外,共同误差的斜率可以保持在阈值水平内。
在T4与T5之间,具有低燃料供给误差的直接燃料喷射器利用更新的传递函数被运转,以补偿在T4之前确定的DI误差。直接燃料喷射器的传递函数的更新可以在更新过程被停止之前继续达一短持续时间。发动机转速与负载被维持在低值。直接喷射的燃料的分数可以保持在低值,而进气道喷射的燃料的分数可以停留在高值。发动机λ继续在化学计量空气燃料比附近振荡,并且自适应燃料乘数可以在初始燃料乘数值附近振荡。
以此方式,通过分级处理(binning)一系列空气质量单元内的用于单个的喷射系统的空气-燃料误差修正系数,当发动机转速-负载状况改变时,单个的喷射系统的误差的常见移动可以与共同误差更好地关联。因此,这使得与进气道燃料喷射系统或直接燃料喷射系统相关联的单个的喷射系统误差能够与共同的燃料或空气误差更好地区别开来,允许采取适当的减轻措施。具体地,用于直接喷射器和进气道喷射器的传递函数可以在考虑共同误差时基于其单个的误差来调整。这样一来,能够减少未退化的燃料喷射器的不准确禁用。通过响应于空气-燃料误差而更可靠地补充自适应乘数,发动机排放可以被改善。
在一个示例中,一种方法包含:经由第一和第二燃料喷射器为汽缸供给燃料;根据空气燃料比误差和经由所述第一和第二喷射器中的每一个喷射的燃料的分数估计所述第一喷射器的第一喷射误差、所述第二喷射器的第二喷射误差和共同误差中的每个;以及基于所述共同误差修正所述第一和第二误差中的每一个。在前述示例中,额外地或可选地,所述共同误差是对于所述第一和第二喷射器中的每一个来说共同的燃料系统误差,所述共同误差包括与将空气输送到所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器两者的气流路径相关联的气流误差、以及与通过所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器两者喷射的所述燃料相关联的燃料类型误差中的一个或多个。
在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,根据所述空气燃料比误差和所述分数进行估计包括:将空气燃料比误差的改变速率除以经由所述第一燃料喷射器喷射的燃料的所述分数来确定第一斜率;将空气燃料比误差的所述改变速率除以经由所述第二燃料喷射器喷射的燃料的所述分数来确定第二斜率;以及如果所述第一斜率在所述第二斜率的阈值差内,并且所述第一和第二斜率中的每一个高于阈值,则获悉所述第一和第二斜率中的最小值作为共同误差。在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,基于所述共同误差修正所述第一和第二误差中的每一个包括:基于所述共同误差确定修正因子;以及通过应用所述修正因子来减小所述第一和所述第二误差中的每一个。前述示例中的任一个或全部可以额外地或可选地进一步包含,以所述减小的第一误差调整所述第一燃料喷射器的传递函数;以所述减小的第二误差调整所述第二燃料喷射器的传递函数;以及使用所述第一和所述第二燃料喷射器的所述经调整的传递函数来调整所述汽缸的燃料供给。
在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,所述估计进一步包括:如果所述第一斜率不在所述第二斜率的所述阈值差内,当所述第一斜率高于所述阈值时,则获悉所述空气燃料比误差作为与所述第一燃料喷射器相关联的所述误差;以及当所述第二斜率高于所述阈值时,则获悉所述空气燃料比误差作为与所述第二燃料喷射器相关联的所述误差。此外,前述示例中的任一个或全部可以额外地或可选地进一步包含,比较所述减小的第一误差与所述减小的第二误差;当所述第一误差较大时停用所述第一喷射器,并且利用所述第二燃料喷射器为所述发动机供给燃料;以及当所述第二误差较大时停用所述第二喷射器,并且利用所述第一燃料喷射器为所述发动机供给燃料。在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,所述喷射在多个发动机空气质量流量区域中的每一个中被执行,并且其中所述第一、第二和共同误差中的每一个在所述多个发动机空气质量流量区域中的每一个中根据空气质量流量来获悉。在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,所述第一燃料喷射器是直接燃料喷射器,并且其中所述第二燃料喷射器是进气道燃料喷射器。
在另一示例中,一种用于发动机燃料系统的方法可以包含:在汽缸循环期间经由第一燃料喷射器和第二燃料喷射器将燃料喷射到发动机汽缸,所述第一和第二燃料喷射器具有截然不同类型的燃料喷射;将在所述汽缸循环期间来自所述汽缸的空气-燃料误差的第一部分分配给与所述第一燃料喷射器相关联的第一误差;将所述空气-燃料误差的第二部分分配给与所述第二燃料喷射器相关联的第二误差;以及将所述空气-燃料误差的第三部分分配给与所述燃料系统相关联的共同误差,其中所述第一、第二和第三部分中的每一个是基于由所述第一燃料喷射器提供的第一燃料分数、由所述第二燃料喷射器提供的第二燃料分数和所述空气-燃料误差中的每一个。前述示例可以额外地或可选地包含,所述分配包括:用所述第一燃料分数的改变获悉所述空气-燃料误差的第一改变速率;用所述第二燃料分数的改变获悉所述空气-燃料误差的第二改变速率;以及如果所述第一速率在所述第二速率的阈值差内,并且所述第一和第二速率中的每一个高于阈值,则将所述第一速率和所述第二速率中的最小值分配给所述共同误差。在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,所述分配进一步包括:如果所述第一速率在所述第二速率的所述阈值差之外而所述第一速率和所述第二速率高于所述阈值,则基于由所述第一燃料喷射器提供的所述第一燃料分数分配所述第一部分;以及基于由所述第二燃料喷射器提供的所述第二燃料分数分配所述第二部分。
此外,前述示例中的任一个或全部可以额外地或可选地进一步包含,将对应于所述第一误差的第一自适应燃料乘数分配给所述第一燃料喷射器;将对应于所述第二误差的第二自适应燃料乘数分配给所述第二燃料喷射器;基于所述共同误差以修正因子更新所述第一和第二自适应燃料乘数中的每一个;以及利用所述更新的第一和第二自适应燃料乘数中的每一个调整所述发动机的燃料供给。前述示例中的任一个或全部可以额外地或可选地进一步包含,响应于所述空气-燃料误差的所述第一部分大于所述第二部分而限制所述第一燃料喷射器的运转;以及响应于所述空气-燃料误差的所述第二部分大于所述第一部分而限制所述第二燃料喷射器的运转。在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,限制所述第一燃料喷射器的运转包括仅经由所述第二喷射器为所述发动机供给燃料,并且其中限制所述第二燃料喷射器的运转包括仅经由所述第一喷射器为所述发动机供给燃料。
在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,所述第一、第二和第三部分中的每一个根据空气质量流量来获悉。另一示例发动机系统包含:发动机,所述发动机包括汽缸;进气道燃料喷射器,所述进气道燃料喷射器与所述汽缸流体连通;直接燃料喷射器,所述直接燃料喷射器与所述汽缸流体连通;排气空气燃料比传感器;以及控制器,所述控制器包括被存储在非临时性存储器中用于以下的可执行指令:当利用闭环空气燃料比控制基于来自空气燃料比传感器的反馈使所述发动机运转时,基于到所述进气道和所述直接喷射器两者的气流中的共同误差以修正因子更新用于所述进气道和所述直接喷射器中的每一个的自适应燃料乘数,所述共同误差基于空气-燃料误差的改变与在发动机燃料供给期间来自所述进气道和所述直接喷射器的燃料分数的改变的比来估计;以及使用所述自适应燃料乘数来调整经由进气道燃料喷射和直接燃料喷射中的一个或多个的燃料供给。在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,用于所述进气道喷射器的所述自适应燃料乘数是基于空气-燃料误差的所述改变与来自所述进气道喷射器的燃料分数的所述改变的第一比,其中用于所述直接喷射器的所述自适应燃料乘数是基于空气-燃料误差的所述改变与来自所述直接喷射器的燃料分数的所述改变的第二比,其中当第一比和第二比在彼此的阈值内时,所述共同误差基于所述第一比和所述第二比中的最小值,并且其中所述更新包括减小用于所述进气道和所述直接喷射器中的每一个的所述自适应燃料乘数。
此外,前述示例中的任一个或全部可以额外地或可选地进一步包含,当所述经调整的用于所述进气道喷射器的自适应燃料乘数高于阈值时,指示所述进气道燃料喷射器的退化;当所述经调整的用于所述直接燃料喷射器的自适应燃料乘数高于所述阈值时,指示所述直接燃料喷射器的退化;以及当所述经调整的用于所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的每一个的自适应燃料乘数具有共同的方向性并且每个经调整的自适应燃料乘数高于所述阈值时,指示发动机燃料供给误差归因于所述共同误差。在前述示例中的任一个或全部中,额外地或可选地,所述空气-燃料误差基于命令的空气燃料比与通过所述空气燃料比传感器估计的实际的空气燃料比之间的差,并且其中调整所述燃料供给包括:响应于所述进气道燃料喷射器的退化,更新被命令至所述直接燃料喷射器的所述自适应燃料乘数,同时禁用所述进气道喷射器;以及响应于所述直接燃料喷射器的退化,更新被命令至所述进气道燃料喷射器的所述自适应燃料乘数,同时禁用所述直接喷射器。
注意,本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令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。在本文中所描述的具体程序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。因此,所描述的各种动作、操作和/或功能可以按所示顺序、并行地被执行,或者在省略的一些情况下被执行。同样,实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序,但是为了便于图示说明和描述而提供了所述处理顺序。根据所使用的特定策略,所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码,其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
应认识到,在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的,并且这些具体的实施例不被认为是限制性的,因为许多变体是可能的。例如,上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造以及其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求特别地指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合,既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或相关申请中提出新的权利要求而要求保护。这些权利要求,无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同,都被认为包括在本公开的主题内。
Claims (20)
1.一种用于为汽缸供给燃料的方法,其包含:经由第一燃料喷射器和第二燃料喷射器将燃料喷射到所述汽缸;以及根据空气燃料比误差的改变速率和经由所述第一燃料喷射器或所述第二燃料喷射器喷射的燃料的分数,将与所述第一燃料喷射器或所述第二燃料喷射器相关联的误差与共同的燃料系统误差区别开来。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述共同的燃料系统误差包括与将空气输送到所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器两者的气流路径相关联的气流误差、以及与通过所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器两者喷射的所述燃料相关联的燃料类型误差中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的方法,其中根据所述空气燃料比误差和所述分数进行估计包括:将空气燃料比误差的改变速率除以经由所述第一燃料喷射器喷射的燃料的所述分数确定第一斜率;将空气燃料比误差的所述改变速率除以经由所述第二燃料喷射器喷射的燃料的所述分数确定第二斜率;以及如果所述第一斜率在所述第二斜率的阈值差内,并且所述第一斜率和所述第二斜率中的每一个高于阈值,则获悉所述第一斜率和所述第二斜率中的最小值作为所述共同误差。
4.根据权利要求1所述的方法,其中基于所述共同误差修正所述第一误差和所述第二误差中的每一个包括:基于所述共同误差确定修正因子;以及通过应用所述修正因子减小所述第一误差和所述第二误差中的每一个。
5.根据权利要求4所述的方法,其进一步包含:以所述减小的第一误差调整所述第一燃料喷射器的传递函数;以所述减小的第二误差调整所述第二燃料喷射器的传递函数;以及使用所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器的经调整的传递函数调整所述汽缸的燃料供给。
6.根据权利要求3所述的方法,其中所述估计进一步包括:如果所述第一斜率不在所述第二斜率的所述阈值差内,则当所述第一斜率高于所述阈值时,获悉所述空气燃料比误差作为与所述第一燃料喷射器相关联的所述误差;以及当所述第二斜率高于所述阈值时,则获悉所述空气燃料比误差作为与所述第二燃料喷射器相关联的所述误差。
7.根据权利要求4所述的方法,其进一步包含,比较所述减小的第一误差与所述减小的第二误差;当所述第一误差较大时停用所述第一喷射器,并且利用所述第二燃料喷射器为所述发动机供给燃料;以及当所述第二误差较大时停用所述第二喷射器,并且利用所述第一燃料喷射器为所述发动机供给燃料。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述喷射在多个发动机空气质量流量区域中的每一个中被执行,并且其中所述第一误差、所述第二误差和共同误差中的每一个在所述多个发动机空气质量流量区域中的每一个中根据空气质量流量获悉。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一燃料喷射器是直接燃料喷射器,并且其中所述第二燃料喷射器是进气道燃料喷射器。
10.一种用于发动机燃料系统的方法,其包含:在汽缸循环期间经由第一燃料喷射器和第二燃料喷射器将燃料喷射到发动机汽缸,所述第一燃料喷射器和所述第二燃料喷射器具有截然不同类型的燃料喷射;将在所述汽缸循环期间来自所述汽缸的空气-燃料误差的第一部分分配给与所述第一燃料喷射器相关联的第一误差;将所述空气-燃料误差的第二部分分配给与所述第二燃料喷射器相关联的第二误差;以及将所述空气-燃料误差的第三部分分配给与所述燃料系统相关联的共同误差,其中所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分中的每一个基于由所述第一燃料喷射器提供的第一燃料分数、由所述第二燃料喷射器提供的第二燃料分数和所述空气-燃料误差中的每一个。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述分配包括:用所述第一燃料分数的改变获悉所述空气-燃料误差的第一改变速率;用所述第二燃料分数的改变获悉所述空气-燃料误差的第二改变速率;以及如果所述第一速率在所述第二速率的阈值差内,并且所述第一速率和所述第二速率中的每一个高于阈值,则将所述第一速率和所述第二速率中的最小值分配给所述共同误差。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述分配进一步包括:如果所述第一速率在所述第二速率的所述阈值差之外同时所述第一速率和所述第二速率高于所述阈值,则基于由所述第一燃料喷射器提供的所述第一燃料分数分配所述第一部分;以及基于由所述第二燃料喷射器提供的所述第二燃料分数分配所述第二部分。
13.根据权利要求10所述的方法,其进一步包含:将对应于所述第一误差的第一自适应燃料乘数分配给所述第一燃料喷射器;将对应于所述第二误差的第二自适应燃料乘数分配给所述第二燃料喷射器;基于所述共同误差以修正因子更新所述第一自适应燃料乘数和所述第二自适应燃料乘数中的每一个;以及利用更新的所述第一自适应燃料乘数和所述第二自适应燃料乘数中的每一个调整所述发动机的燃料供给。
14.根据权利要求11所述的方法,其进一步包含:响应于所述空气-燃料误差的所述第一部分大于所述第二部分而限制所述第一燃料喷射器的运转;以及响应于所述空气-燃料误差的所述第二部分大于所述第一部分而限制所述第二燃料喷射器的运转。
15.根据权利要求14所述的方法,其中限制所述第一燃料喷射器的运转包括仅经由所述第二喷射器为所述发动机供给燃料,并且其中限制所述第二燃料喷射器的运转包括仅经由所述第一喷射器为所述发动机供给燃料。
16.根据权利要求10所述的方法,其中根据空气质量流量获悉所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分中的每一个。
17.一种发动机系统,其包含:发动机,所述发动机包括汽缸;进气道燃料喷射器,所述进气道燃料喷射器与所述汽缸流体连通;直接燃料喷射器,所述直接燃料喷射器与所述汽缸流体连通;排气空气燃料比传感器;以及控制器,所述控制器包括被存储在非临时性存储器中用于以下的可执行指令:当利用闭环空气燃料比控制基于来自所述空气燃料比传感器的反馈使所述发动机运转时,基于到所述进气道喷射器和所述直接喷射器两者的气流中的共同误差以修正因子更新用于所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的每一个的自适应燃料乘数,所述共同误差基于空气-燃料误差的改变与在发动机燃料供给期间来自所述进气道喷射器和所述直接喷射器的燃料分数的改变的比估计;以及使用所述自适应燃料乘数调整经由所述进气道燃料喷射和所述直接燃料喷射中的一个或多个的燃料供给。
18.根据权利要求17所述的系统,其中用于所述进气道喷射器的所述自适应燃料乘数基于空气-燃料误差的所述改变与来自所述进气道喷射器的燃料分数的所述改变的第一比,其中用于所述直接喷射器的所述自适应燃料乘数基于空气-燃料误差的所述改变与来自所述直接喷射器的燃料分数的所述改变的第二比,其中当所述第一比和所述第二比在彼此的阈值内时,所述共同误差基于所述第一比和所述第二比中的最小值,并且其中所述更新包括减小用于所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的每一个的所述自适应燃料乘数。
19.根据权利要求17所述的系统,其进一步包含:当经调整的用于所述进气道喷射器的所述自适应燃料乘数高于阈值时,指示所述进气道燃料喷射器的退化;当经调整的用于所述直接燃料喷射器的所述自适应燃料乘数高于所述阈值时,指示所述直接燃料喷射器的退化;以及当所述经调整的用于所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的每一个的自适应燃料乘数具有共同的方向性并且每个经调整的自适应燃料乘数高于所述阈值时,指示发动机燃料供给误差归因于所述共同误差。
20.根据权利要求19所述的系统,其中所述空气-燃料误差基于命令的空气燃料比与通过所述空气燃料比传感器估计的实际的空气燃料比之间的差,并且其中调整所述燃料供给包括:响应于所述进气道燃料喷射器的退化,更新被命令至所述直接燃料喷射器的所述自适应燃料乘数,同时禁用所述进气道喷射器;以及响应于所述直接燃料喷射器的退化,更新被命令至所述进气道燃料喷射器的所述自适应燃料乘数,同时禁用所述直接喷射器。
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