CN108999713A - 用于调节发动机汽缸的燃料供给的方法和系统 - Google Patents

用于调节发动机汽缸的燃料供给的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108999713A
CN108999713A CN201810571541.8A CN201810571541A CN108999713A CN 108999713 A CN108999713 A CN 108999713A CN 201810571541 A CN201810571541 A CN 201810571541A CN 108999713 A CN108999713 A CN 108999713A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
air
injector
fractions
direct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810571541.8A
Other languages
English (en)
Inventor
E·D·桑伯恩
M·T·林伯格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN108999713A publication Critical patent/CN108999713A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3094Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2425Particular ways of programming the data
    • F02D41/2429Methods of calibrating or learning
    • F02D41/2451Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
    • F02D41/2464Characteristics of actuators
    • F02D41/2467Characteristics of actuators for injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0665Tanks, e.g. multiple tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D2041/3881Common rail control systems with multiple common rails, e.g. one rail per cylinder bank, or a high pressure rail and a low pressure rail

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

本申请涉及用于调节发动机汽缸的燃料供给的方法和系统。提供用于使均为发动机汽缸供给燃料的直接喷射器和进气道喷射器的传递函数能够被精确地获悉的方法和系统。在选择的状况期间,直接喷射的燃料份额可以从目标份额主动地改变到直接喷射器的上限和下限中的一个,以便提供可测量的空燃比误差。然后基于相对于主动改变的燃料份额的所述测量的空燃比误差,获悉不同的燃料喷射器的燃料供给误差。

Description

用于调节发动机汽缸的燃料供给的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于向内燃发动机的汽缸供应燃料的系统和方法。
背景技术
进气道燃料直接喷射(PFDI)发动机能够有利地利用燃料的进气道喷射和直接喷射两者。例如,在较高的发动机负载下,可以使用直接燃料喷射将燃料喷射到发动机中,从而改善发动机性能(例如,增加可用扭矩和燃料经济性)。在较低的发动机负载下,可以使用进气道燃料喷射将燃料喷射到发动机中,从而降低车辆排放、噪音、振动和不舒适性(NVH)以及直接喷射系统部件(例如,喷射器、DI泵电磁阀等等)的磨损。
另外,为了提供期望的催化剂性能和减少的排放,PFDI发动机空燃比可以被维持在期望的水平(例如,化学计量比)处。传统的反馈空燃比控制可以包括通过一个或多个排气传感器监测排气氧浓度并且提供发动机中的空燃比误差的反馈,使得基于来自排气传感器的反馈连续校准所输送的燃料量。在PFDI发动机中,空燃比的误差可以归因于燃料喷射系统部件(诸如进气道燃料喷射系统和/或直接燃料喷射系统的部件)。通过识别每个燃料喷射系统(例如,进气道燃料喷射系统或直接燃料喷射系统)的燃料供给误差贡献,可以提供适当的燃料供给校准,并且因此空燃比的任何偏差可以被迅速地校准。因此,能够改善催化转化器效率和发动机性能。
可以使用多种多样的方法来识别PFDI系统中的燃料供给误差的来源(例如,进气道燃料喷射系统或直接燃料喷射系统)。Surnilla等在US 9,631,573中示出了一种示例方法,其中提供了非侵入式(non-intrusive)燃料系统校准例程以识别两个燃料喷射系统中的每一个的燃料供给误差。该方法基于在不同的发动机工况下空燃比的变化相对于每个燃料喷射系统的燃料份额(fraction)的变化的比率来确定燃料供给误差。进一步地,可以通过以下方式区分一个燃料供给系统的燃料供给误差与另一燃料供给系统的误差:基于由燃料供给系统输送的相应燃料份额,将空燃比误差的不同部分分配给每个燃料供给系统。
本文发明人已意识到上述方法的潜在问题。具体地,仅当由每个燃料喷射系统喷射的燃料份额的变化足够大时和/或当所喷射的燃料质量相当大时,Surnilla的方法才能够检测并区分与每个燃料喷射系统相关联的空燃比误差。在较低的喷射燃料质量和较小的燃料份额变化时,即使确定总空燃比误差,也可能难以解析出每个喷射系统的误差贡献。即使解析出误差,获悉的误差的置信因子也可能较低。例如,当直接喷射系统:进气道喷射系统的燃料份额比为20%:80%时,与40%:60%相比,可以实现更准确的误差估计。进一步地,由于燃料供给误差被非侵入性地识别,因此在喷射燃料质量和/或燃料份额的变化足以提供可靠的测试结果的情况下,可能存在有限的喷射事件。如果喷射燃料质量和/或燃料份额的变化被侵入性地改变以提供所需的测试状况,则车辆驾驶性能可以受到影响。作为又一个示例,燃料系统的燃料蒸汽罐的吹扫可以被延迟直到完成校准以降低由吹扫引起的空燃比偏移。因而,如果未经常吹扫罐,则罐可能无法容纳进一步的燃料蒸汽,从而导致排放劣化。该问题可以在较短发动机运行时间已经限制罐吹扫机会的混合动力车辆中被加重。
发明内容
本文发明人已经认识到空燃比的可测量变化可以通过侵入性地调节由每个燃料喷射系统提供的燃料份额被提供,同时根据发动机工况将燃料份额维持在针对每个喷射系统选择的燃料份额上限和下限内。通过侵入性地调节每个燃料喷射系统的燃料份额,每个燃料喷射器燃料份额的充分变化可以被提供,从而使空燃比误差能够经由将被实施的非侵入式校准例程的方法来可靠检测和区分。在一个示例中,可以通过一种用于发动机的方法来获悉PFDI系统中的燃料供给误差,所述方法包括:经由直接喷射器和进气道喷射器在汽缸循环中输送燃料;当当前份额比上限更接近下限时,将直接喷射燃料份额增加到上限;并且当当前份额比下限更接近上限时,将由直接喷射器提供的第一燃料份额减少到下限。以这种方式,燃料供给误差的来源可以被可靠地识别并且被及时地处理。
作为一个示例,初始燃料份额值可以经由非侵入式燃料校准例程被适时地获悉和调整(adapt)。响应于自从上次(非侵入式)燃料调整以来已逝去的预定时间量,可以开始侵入式例程。其中,例如,可以基于发动机转速-负载状况确定每个燃料喷射系统的燃料份额上限和下限。可以选择上限和下限使得能够在不使车辆驾驶性能劣化的情况下实现燃料份额的显著变化。然后控制器可以将先前调整的燃料份额值与上限和下限进行比较,并基于先前调整的燃料份额值与相应的上限和下限中的每一个的距离来选择应用于当前调整燃料份额。例如,如果确定直接喷射系统的先前调整的燃料份额值进一步远离上限,则在当前调整时,可以将上限燃料份额值应用于直接喷射系统。否则,如果确定直接喷射系统的先前调整的燃料份额值进一步远离下限,则在当前调整时,可以将下限燃料份额值侵入性地应用于直接喷射系统。在一个示例中,先前的非侵入式调整可能已经以40%直接喷射和60%进气道喷射来执行。在随后的侵入式调整期间,直接喷射的上限和下限可以被确定为80%和20%。因此,侵入式调整可以以80%直接喷射和20%进气道喷射来执行,并且先前获悉的空燃比误差可以基于最近获悉的空燃比误差来更新。
以这种方式,通过基于动态选择的上限和下限来调节应用于每个燃料喷射系统的燃料份额,可以由每个喷射系统提供燃料份额的显著变化。主动提供受预定极限约束的显著变化的技术效果是:可以实施燃料系统校准,其中可以以较高的置信值获悉燃料供给误差。进一步地,通过仅在需要燃料修整时才能够执行侵入式燃料份额调整,发动机可以尽可能地以期望的/预校准的燃料份额值操作。此外,可以在不损害燃料调整的准确性的情况下减少燃料调整所需的时间量,从而能够更频繁地进行燃料罐吹扫。通过改善罐吹扫频率,减少了排放问题。
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随附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示出了发动机系统的示意图。
图2示出了被联接到图1的发动机系统的双燃料喷射器系统的示意图。
图3A示出了经调整的燃料乘数(adapted fuel multiplier)的示例表格。
图3B示出了经由非侵入式校准例程确定的进气道喷射的燃料和直接喷射的燃料的误差贡献的图形表示。
图4是图示说明用于在双燃料喷射器系统中执行燃料系统校准的示例例程的高级流程图。
图5是演示用于在双燃料喷射器系统中自适应地获悉燃料供给误差的示例例程的流程图。
图6是图示说明用于在双燃料喷射器系统中侵入性地调节喷射器燃料份额的示例例程的流程图。
图7示出了图示说明双燃料喷射器系统中的示例燃料系统校准的图表。
具体实施方式
以下描述涉及用于校准使用双燃料喷射器系统(诸如图2的燃料系统)的发动机(诸如图1的发动机系统)中的燃料系统的系统和方法。控制器可经配置以执行控制例程(诸如图4至图6的示例例程),从而通过适时地执行非侵入式和侵入式燃料系统校准来获悉和区分发动机的直接喷射器和进气道喷射器之间的燃料供给误差的来源。获悉的燃料供给误差可用于更新自适应燃料乘数表,诸如图3A的表格。初始误差组可经由非侵入式例程被适时地获悉,诸如图3B所示。然后可经由侵入式例程来更新误差。在图7处图示说明预示性燃料系统校准,其中基于非侵入式和侵入式校准例程来获悉燃料供给误差。以这种方式,可识别和区分由不同燃料喷射系统导致的燃料供给误差,从而提高燃料喷射准确度并降低空燃比误差。
图1示出具有双喷射器系统的火花点火内燃发动机10的示意图,其中发动机10被配置有直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者。发动机10可以被包括在可经配置以用于在道路上推进的车辆5中。发动机10包括多个汽缸,其中一个汽缸30(也称为燃烧室30)在图1中示出。发动机10的汽缸30被示出包括燃烧室壁32,活塞36位于燃烧室壁32中并且被连接到曲轴40。启动器马达(未示出)可经由飞轮(未示出)被联接到曲轴40,或者替代地,可使用直接发动机启动。
燃烧室30被示为分别经由进气门52和排气门54与进气歧管43和排气歧管48连通。另外,进气歧管43被示出具有节气门64,节气门64调节节流板61的位置以控制来自进气通道42的气流。
进气门52可由控制器12经由致动器152操作。类似地,排气门54可由控制器12经由致动器154激活。在一些状况期间,控制器12可改变提供给致动器152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门52和排气门54的位置可通过相应的气门位置传感器(未示出)来确定。气门致动器可以是电动气门致动型或凸轮致动型或其组合。可同时控制进气门和排气门正时,或者可使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时中可能的任何一种。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮,并且可利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。例如,汽缸30可以替代地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的凸轮致动控制的排气门。在另一些实施例中,进气门和排气门可通过常见的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来控制。
在另一个实施例中,可使用每汽缸四个气门。在又一个示例中,可使用每汽缸两个进气门和一个排气门。
燃烧室30能够具有压缩比,压缩比是活塞36处于底部中心时与处于顶部中心时的体积比。在一个示例中,压缩比可以是大约9:1。然而,在使用不同燃料的一些示例中,压缩比可增加。例如,压缩比可在10:1和11:1之间,或11:1和12:1之间,或更大。
在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可以被配置有一个或多个燃料喷射器用于向汽缸提供燃料。如图1中所示,汽缸30包括两个燃料喷射器66和67。燃料喷射器67被示出为直接被联接到燃烧室30用于与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号DFPW的脉冲宽度成比例地将所喷射的燃料直接输送到其中。以这种方式,直接燃料喷射器67提供所谓的燃料进入燃烧室30的直接喷射(以下称为“DI”)。尽管图1将喷射器67示出为侧喷射器,但其也可位于活塞的顶部,诸如靠近火花塞91的位置。由于一些醇基燃料的较低挥发性,这种位置可改善混合和燃烧。替代地,喷射器可位于顶部并靠近进气门以改善混合。
燃料喷射器66被示出为布置在进气歧管43中,该配置提供所谓的燃料进入汽缸30上游的进气道而不是直接进入汽缸30的进气道喷射(以下称为“PFI”)。进气道燃料喷射器66与经由电子驱动器69从控制器12接收的信号PFPW的脉冲宽度成比例地输送所喷射的燃料。
燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(在图2中详细描述)的高压燃料系统200被输送到燃料喷射器66和67。进一步地,如图2中所示,燃料箱和导轨可各自具有向控制器12提供信号的压力换能器。
在一个示例中,排气流过排气歧管48进入排放控制装置70,所述排放控制装置70能够包括多个催化剂砖。在另一个示例中,能够使用多个排放控制装置,每个排放控制装置都具有多个砖。在一个示例中,排放控制装置70能够是三元型催化剂。
排气传感器76被示出联接到排放控制装置70上游的排气歧管48(其中传感器76能够对应于各种不同的传感器)。例如,传感器76可以是用于提供排气空燃比的指示的许多已知传感器中的任何一种,诸如线性氧传感器、UEGO、双态氧传感器、EGO、HEGO或HC或CO传感器。在此具体示例中,传感器76是向控制器12提供信号EGO的双态氧传感器,其将信号EGO转换成双态信号EGOS。信号EGOS的高电压状态指示排气为化学计量富并且信号EGOS的低电压状态指示排气为化学计量贫。信号EGOS可用于在反馈空气/燃料控制期间有利于在化学计量均匀操作模式期间将平均空气/燃料维持在化学计量。单个排气传感器可服务于1、2、3、4、5或其他数量的汽缸。在一个示例中,传感器76可测量排气前催化剂中的排气氧传感器中的氧含量,并且将发动机中的空燃比误差的反馈提供给控制器12。
无分电器点火系统88响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞91向燃烧室30提供点火火花。
控制器12可通过控制喷射正时、喷射量、喷雾模式等使燃烧室30以各种燃烧模式(包括均匀空气/燃料模式和分层空气/燃料模式)操作。进一步地,可以在燃烧室中形成组合的分层和均匀混合物。在一个示例中,分层可通过在压缩冲程期间操作喷射器66来形成。在另一个示例中,均匀混合物可通过在进气冲程(其可以是打开的气门喷射)期间操作喷射器66和67中的一个或两个来形成。在又一个示例中,均匀混合物可通过在进气冲程(其可以是关闭的气门喷射)之前操作喷射器66和67中的一个或两个而形成。在其他示例中,可在一个或多个冲程(例如进气、压缩、排气等)期间使用来自喷射器66和67中的一个或两个的多次喷射。如下所述,甚至进一步的示例可以是其中在不同的状况下使用不同的喷射正时和混合物形态。
控制器12能够控制由燃料喷射器66和67输送的燃料的量,使得燃烧室30中的均匀的、分层的,或组合的均匀/分层空气/燃料混合物能够被选择为化学计量、化学计量的富值或化学计量的贫值。例如,通过调节由控制器命令给每个燃料喷射器致动器的脉冲宽度控制信号,能够改变所输送的燃料量,控制信号基于发动机转速-负载状况被选择。
控制器12在图1中被示出为常规的微型计算机,其包括中央处理单元(CPU)102、输入/输出(I/O)端口104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110以及常规的数据总线。控制器12被示出为从被联接到发动机10的传感器接收各种信号,除了先前所讨论的那些信号之外,还包括:来自质量空气流量传感器118的所引入的质量空气流量(MAF)的测量值;来自被联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);来自被联接到曲轴40的霍尔效应传感器38的表面点火感测信号(PIP);以及来自节气门位置传感器58的节气门位置TP以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM由控制器12以常规方式从信号PIP产生,并且来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP提供进气歧管中真空或压力的指示。在化学计量操作期间,该传感器能够给出发动机负载的指示。进一步地,该传感器与发动机转速一起能够提供被引导至汽缸的充气(包括空气)的估计。在一个示例中,也用作发动机转速传感器的传感器38在曲轴的每次旋转中生产预定数量的等间隔脉冲。
在一些示例中,发动机可以被联接到混合动力车辆中的电动马达/电池系统。进一步地,在一些示例中,可采用其他发动机配置,例如具有多个燃料喷射器的柴油发动机。进一步地,控制器12可将诸如组件劣化的状况传达到灯,或者替代地传达到显示面板171。
如上所述,图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸,并且每个汽缸具有其自己的进气/排气门组、燃料喷射器、火花塞等。而且,在本文所描述的示例实施例中,发动机可被联接到启动器马达(未示出)用于启动发动机。例如,当驾驶员将点火开关中的钥匙转向驾驶杆时,启动器马达可被供电。启动器在发动机启动后例如在发动机10在预定时间后达到预定转速而被脱离。进一步地,在所公开的实施例中,可使用排气再循环(EGR)系统来将排气的期望部分经由EGR阀(未示出)从排气歧管48传送至进气歧管43。替代地,可通过控制排气门正时将一部分燃烧气体保留在燃烧室中。
在一些示例中,车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中,车辆5是仅具有发动机的传统车辆或仅具有(一个或多个)电动机器的电动车辆。在所示的示例中,车辆5包括发动机10和电动机器152。电动机器152可以是马达或马达/发电机(M/G)。当一个或多个离合器56被接合时,发动机10的曲轴40和电动机器152经由变速器154连接到车轮55。在所描绘的示例中,第一离合器56被设置在曲轴40和电动机器152之间,并且第二离合器56被设置在电动机器152和变速器154之间。控制器12可向每个离合器56的致动器发送信号以接合或断开离合器,以便将曲轴40与电动机器152和与电动机器152连接的部件连接或断开,和/或将电动机器152与变速器154和与变速器154连接的部件连接或断开。变速器154可以是齿轮箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式进行配置,包括如并联、串联或串并联混合动力车辆。
电动机器152从牵引电池158接收电力以向车轮55提供扭矩。电动机器152也可作为发电机操作以例如在制动操作期间提供电力以为电池158充电。
控制器12接收来自图1的各种传感器的信号并且基于所接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器来调节发动机操作。例如,基于从曲轴转速传感器接收的发动机转速信号,控制器可以选择脉冲宽度信号以命令燃料喷射器66和67中的每个。
图2示出具有高压和低压燃料导轨系统的双喷射器单燃料系统200。燃料系统200可被联接到发动机,诸如图1的发动机10。先前介绍的部件可以被类似地编号。
燃料系统200可包括燃料箱201、低压或提升泵202,所述提升泵202经由低压通道204将燃料从燃料箱201供应到高压燃料泵206。提升泵202还经由低压通道208将较低压力下的燃料供应到低压燃料导轨211。因此,低压燃料导轨211专门被联接到提升泵202。燃料导轨211将燃料供应到进气道喷射器215a、215b、215c和215d。高压燃料泵206经由高压通道210将加压燃料供应到高压燃料导轨213。因此,高压燃料导轨213被联接到高压泵(206)和提升泵(202)中的每一个。
高压燃料导轨213将加压燃料供应到燃料喷射器214a、214b、214c和214d。燃料导轨211和213中的燃料导轨压力可分别由压力传感器220和217监测。在一个示例中,提升泵202可以是可以以脉冲模式间歇操作的电子无回流泵系统。发动机汽缸体216可被联接到具有进气空气节气门224的进气通路222。
提升泵202可以被配备有止回阀203,使得低压通道204和208(或替代顺应性元件)保持压力,同时提升泵202具有其降低至在其处停止产生经过止回阀203的流的点的输入能量。
直接燃料喷射器214a至214d和进气道燃料喷射器215a至215d分别将燃料喷射到位于发动机汽缸体216中的发动机汽缸212a、212b、212c和212d中。因此,每个汽缸能够从两个喷射器接收燃料,其中这两个喷射器被放置在不同的位置中。例如,如较早在图1中所讨论的,一个喷射器可以被配置为直接喷射器,其被联接以便将燃料直接供给到燃烧室中,而另一个喷射器被配置为进气道喷射器,其被联接到进气歧管并且将燃料输送到进气门上游的进气道中。因此,汽缸212a从进气道喷射器215a和直接喷射器214a接收燃料,而汽缸212b从进气道喷射器215b和直接喷射器214b接收燃料。
类似于图1,控制器12可分别从被联接到燃料导轨211和213的燃料压力传感器220和217接收燃料压力信号。燃料导轨211和213还可包含一个或多个温度传感器用于感测燃料导轨内的燃料温度。控制器12还可控制进气门和/或排气门或节气门、发动机冷却风扇、火花点火、喷射器以及燃料泵202和206的操作,以控制发动机工况。控制器12可进一步经由节气门位置传感器238接收指示进气空气节气门位置的节气门打开角度信号。
如图2中所示,燃料泵202和206可由控制器12控制。控制器12可通过相应的燃料泵控件(未示出)调节由提升泵202和高压燃料泵206馈送到燃料导轨211和213中的燃料的量或速度。通过关闭泵202和206,控制器12也可完全停止对燃料导轨211和213的燃料供应。
如图2中所示,喷射器214a至214d和215a至215d可以被可操作地联接到控制器12并由控制器12控制。从每个喷射器喷射的燃料量和喷射正时可由控制器12从存储在控制器12中的发动机映射图基于发动机转速和/或进气节气门角度或发动机负载来确定。每个喷射器可经由被联接到喷射器(未示出)的电磁阀进行控制。
在汽缸的单循环期间,两个喷射器都可将燃料输送到汽缸。例如,每个喷射器可输送在汽缸30中燃烧的总燃料喷射的一部分。进一步地,从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可随着诸如发动机负载和发动机转速的工况而变化。进气道喷射的燃料可在进气门打开事件、进气门关闭事件(例如基本上在进气冲程之前)期间以及在进气门打开和关闭操作期间被输送。类似地,直接喷射的燃料可在进气冲程期间以及部分地在先前排气冲程期间,例如,在进气冲程期间以及部分地在压缩冲程期间被输送。因而,即使对于单次燃烧事件,喷射的燃料也可在不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器被喷射。此外,对于单次燃烧事件,可在每个循环中执行所输送的燃料的多次喷射。可在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间执行多次喷射。
在确定需要被输送到汽缸的燃料量时,控制器12可经配置以确定短期空燃比校正因子Lambse,用于调节燃料输送以补偿如由排气传感器76所检测的富或贫燃料供给误差。Lambse通常是来自排气传感器76的输出信号的积分,并且当汽缸30以化学计量操作并且不存在稳态空燃比误差或偏移时,Lambse是平均统一值。对于典型的操作示例,Lambse的范围可从0.75至1.25。
长期空燃比自适应校正因子Kamrf(在此也称为自适应燃料乘数)可用于基于发动机转速和负载或空气充气温度将燃料计算校正值存储在自适应燃料乘数表格中。这些校正值用于调节向汽缸30的燃料输送,如下所述:
其中Fuel_mass是输送到发动机的燃料质量,air_mass是引入发动机汽缸的空气质量,Kamrf是经调整的燃料乘数,stoich_afr是针对供应到发动机的燃料的化学计量空燃比,并且Lambse是用于调节燃料输送以补偿如由排气传感器76检测的富或贫燃料供给误差的短期空燃比校正因子。特别地,Lambse是由比例/积分控制器形成的燃料校正乘数,所述比例/积分控制器使用空燃比误差作为控制发动机空燃比的基础。
表格300包括X轴线,所述X轴线将表格竖直分隔成可经由发动机转速索引的多个单元。表格300还包括Y轴线,所述Y轴线将表格水平分隔成可基于发动机负载索引的多个单元。因此,X轴线被标识为发动机转速,并且Y轴线被标识为发动机负载。表格可以被存储在控制器12的KAM中,并在整个发动机操作范围内用作前馈燃料校正(例如直接喷射燃料校正)。表格最初用1填充并且1基于排气传感器反馈而递增或递减。表格值可被限制或缩减到如0.75和1.25之间的预定值。因此,对于多个发动机转速和负载组合,输送到发动机汽缸的燃料量可基于表格中的值进行调节。表格输出值是变量Kamrf。如果发动机具有多个汽缸组,则可提供多个Kamrf值。Kamrf可以是发动机空燃比误差的指示。表格300中的值基于期望的发动机空燃比与如经由氧传感器确定的发动机空燃比之间的误差。基于期望的空燃比与如经由诸如排气传感器76的氧传感器确定的发动机空燃比之间的lambse值或空燃比误差,可以递增加或递减表格300中的值。
进一步地,经由进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统所输送的燃料量(在本文中也称为燃料份额)凭经验确定并且被存储在预定的查找表或函数中。例如,一个表格可对应于确定进气道喷射量,并且一个表格可对应于确定直接喷射量。两个表格可被索引到诸如发动机转速和发动机负载的发动机工况以及其他发动机工况。此外,表格可输出燃料量以在每个汽缸循环经由进气道燃料喷射和/或直接喷射喷射到发动机汽缸。
进一步地,在各种发动机转速-负载状况下的每个喷射系统的燃料份额与Kamrf之间的关系可以被存储在查找表中并且在每次确定新的Kamrf时被更新,使得可根据由每个燃料喷射系统输送的燃料份额更新空燃比误差。进一步地,控制器12还可在每次获悉燃料供给误差时(诸如当检测由每个燃料喷射系统输送的燃料份额量的变化时)将新的燃料份额值更新到KAM中。
本文发明人已认识到,可通过基于喷射到汽缸的燃料的份额分配空气-燃料误差的部分来区分PFDI燃料系统中的进气道喷射燃料系统和直接喷射燃料系统之间的燃料供给误差。如在图4至图6处详细描述的,发动机空燃比误差可经由非侵入式燃料系统校准例程被非侵入式地获悉,非侵入式燃料系统校准例程包括确定命令空燃比与如由排气传感器76测量的实际空燃比之间的差。然后可通过计算空燃比误差的变化与由直接喷射燃料系统提供的燃料份额(在此也称为百分比DI(DI%))的变化之间的比率来将一部分空燃比误差(DI_Kamrf)分配给直接燃料喷射系统。类似地,可通过计算△Kamrf与由进气道燃料喷射系统提供的燃料份额(在此也称为百分比PFI(PFI%))的变化之间的比率来将一部分空燃比误差(PFI_Kamrf)分配给进气道燃料喷射系统。应当理解,百分比PFI可以被计算为(100%-百分比DI),因为由进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统贡献的燃料份额二者必须等于1。
在一个示例中,如果确定DI_Kamrf大于PFI_Kamrf,则燃料供给误差可归因于直接燃料喷射系统。然而,如果情况正好相反,则燃料供给误差可归因于进气道燃料喷射系统。
进一步地,由于非侵入式燃料误差获悉(诸如图5中将详细描述的例程)依赖于发动机转速和发动机负载状况的变化,所以百分比DI可能不会提供充分的变化用于要被实施非侵入式燃料系统校准。因此,为了在百分比DI中提供充分的变化,可实施侵入式燃料系统校准(诸如将在图6中详细描述的例程)。在一个示例中,从非侵入式燃料系统校准例程中获悉的先前调整的百分比DI可以被检索并且与基于发动机转速-负载状况确定的百分比DI上限和下限进行比较。侵入式燃料系统校准例程可进一步包括当先前百分比DI值更远离百分比DI上限时将新百分比DI值改变为百分比DI上限,并且当先前百分比DI更远离百分比DI下限时将新百分比DI值改变为百分比DI下限。如先前提到的,一旦确定新百分比DI,就可实施非侵入式燃料校准例程来识别进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统之间的燃料供给误差。通过侵入性地改变百分比DI,在非侵入式燃料校准期间的燃料误差获悉的准确性可增加。以这种方式,由两个燃料供给系统贡献的燃料供给误差可被精确地识别并迅速地处理,使得可改善发动机性能。现在参考图3B,示出了如最初经由非侵入式或侵入式校准例程获悉的进气道喷射的燃料误差贡献和直接喷射的燃料误差贡献的图形表示。在每种情况下,命令直接喷射的燃料份额(和对应的进气道喷射的燃料份额)以在目标空燃比下操作发动机,且然后基于来自排气传感器的空燃比反馈以及其与目标空燃比的偏差推断输送的燃料的实际份额。特别地,经调整的燃料误差乘数(Kamrf)的值相对于直接喷射的燃料的份额和进气道喷射的燃料的份额进行绘制。
X轴线表示直接喷射到发动机汽缸的燃料的份额。直接喷射的燃料的份额的范围从0(例如,无燃料被直接喷射)到1(例如,在进行直接喷射的汽缸循环期间全部燃料被直接喷射)。Y轴线表示进气道喷射到发动机汽缸的燃料的份额。进气道喷射的燃料的份额的范围从0(例如,无燃料被进气道喷射)到1(例如,在进行直接喷射的汽缸循环期间全部燃料被进气道喷射)。
在位置320处示出第一Kamrf值1.05。如虚线355所指示的,位置320的直接喷射的燃料的部分为0.25,并且如虚线356所指示的,进气道喷射的燃料的部分为0.75。燃料份额值0.25和0.75加起来总共为1。因此,在汽缸循环期间喷射到汽缸的燃料的总量或质量乘以直接燃料份额等于在汽缸循环期间直接喷射的燃料的质量。类似地,在汽缸循环期间喷射到汽缸的燃料的总质量乘以进气道燃料份额等于汽缸循环期间进气道喷射的燃料的质量。在位置322处示出第二Kamrf值0.92。位置322的直接喷射的燃料的部分为0.5,并且进气道喷射的燃料的部分是在接收燃料的汽缸的循环期间喷射的燃料总量的0.25。
Kamrf从320到322的变化是1.05-0.92=0.13。Kamrf的变化相对于直接喷射份额的变化的斜率为0.13/(0.25-0.5)=-0.52。Kamrf的变化相对于进气道喷射份额的变化的斜率为0.13/(0.75-0.25)=0.26。因此,相对于进气道喷射的燃料的份额,Kamrf的变化幅度相对于直接喷射的燃料的份额更大。因此,如果相对于直接喷射的燃料份额的Kamrf变化超过阈值,则可调节直接燃料喷射器传递函数和/或可指示直接燃料喷射系统处于劣化状况。
以这种方式,经调整的燃料误差乘数Kamrf可以是用于确定进气道燃料喷射系统劣化或误差的基础。进一步地,相同的经调整的燃料误差乘数可以是用于确定直接燃料喷射系统劣化误差的基础。
以这种方式,图1至图2的部件实现一种系统,该系统包含:包括汽缸的发动机;与汽缸流体连通的进气道燃料喷射器(PFI);与汽缸流体连通的直接燃料喷射器(DI);用于估计汽缸中的空燃比误差的排气氧传感器;以及控制器。控制器可包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令,用于:基于发动机转速和负载,估计在汽缸循环上相对于DI经由PFI输送的燃料的分流比(split ratio);响应于估计的分流比包括高于自上次估计的分流比以来的DI燃料份额的阈值变化,根据估计的分流比命令燃料,并且响应于估计的分流比包括低于自上次估计的分流比以来的DI燃料份额的阈值变化和已逝去的阈值持续时间,基于直接喷射器的上限和下限中的一个更新估计的分流比,所述上限和下限基于发动机转速和负载被估计,并且根据更新的分流比命令燃料。在一个示例中,估计的分流比包括第一直接喷射的燃料份额和第二进气道喷射的燃料份额,并且其中基于直接喷射器的上限和下限中的一个更新估计的分流比包括:当第一直接喷射的燃料份额更接近直接喷射器的上限时,将第一直接喷射的燃料份额减少到下限并且相应地增加第二进气道喷射的燃料份额;并且当第一直接喷射的燃料份额更接近直接喷射器的下限时,将第一直接喷射的燃料份额增加到上限并相应地减少第二进气道喷射的燃料份额。在进一步的示例中,控制器可包括进一步的指令,用于:基于相对于估计的分流比的空燃比误差的变化率,根据进气道喷射器与直接喷射器之间的估计的分流比,分配在命令燃料之后估计的空燃比误差;并且基于相对于更新的分流比的空燃比误差的变化率,根据进气道喷射器和直接喷射器之间的更新的分流比分配在命令燃料之后估计的空燃比误差。在又一进一步的示例中,分配空燃比误差包括将空燃比误差的第一部分分派给直接喷射器并且将空燃比误差的剩余第二部分分派给进气道喷射器,并且其中控制器包括进一步的指令,用于:响应于第一部分超过第二部分,限制直接喷射器操作;并且响应于第二部分超过第一部分,限制进气道喷射器操作。
现在参考图4,示出用于校准PFDI燃料系统的示例例程。用于执行例程400和本文包括的其余方法的指令可基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1和图2所描述的传感器)接收的信号,由控制器(诸如图1和图2的控制器12)执行。根据下面所描述的方法,控制器可采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机操作。
在402处,可估计和/或推断发动机工况。这些工况可包括例如发动机转速、发动机负载、驾驶员扭矩需求、环境状况(例如环境温度和湿度,以及大气压力)、MAP、MAF、MAT、发动机温度、增压水平等。
一旦估计了发动机工况,方法进行到404,在404处确定自非侵入式燃料系统校准例程的上次迭代以来是否已经逝去阈值持续时间。在一个示例中,在已驾驶了预定数英里之后或者在发动机操作的预定持续时间之后,可周期性地执行燃料系统校准,诸如每驾驶周期至少一次。可使用随发动机转速-负载变化而选择的燃料份额值,适时地执行非侵入式燃料系统校准。
如果阈值持续时间还未逝去,则方法进行到416,在416处基于最近的燃料乘数表继续调节到汽缸的燃料供给。这可包括基于估计的发动机转速/负载状况应用最近的自适应燃料乘数值(Kamrf),并且基于最近的Kamrf值应用对应的直接燃料份额和进气道燃料份额。在一个示例中,控制器可从存储在控制器的存储器中的查找表(诸如图3A的表格)中检索最近的Kamrf值。然后方法结束。
如果自燃料系统校准的上次迭代以来已逝去了充足的时间,则方法400进行到406,在406处执行非侵入式PFDI燃料系统校准例程,如将参考图5描述的。非侵入式燃料系统校准例程可包括在每次实施例程时获悉和更新自适应燃料乘数值Kamrf。进一步地,例如,当DI_Kamrf或PFI_Kamrf超过阈值时,可指示劣化的燃料喷射器。仍进一步地,如下所详细描述的,进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统之间的燃料供给误差可通过比较DI_Kamrf与PFI_Kamrf来识别。
在408处,在完成校准例程后,基于非侵入式PFDI燃料系统获悉,自适应燃料乘数表被更新至控制器的存储器中。在一个示例中,诸如参考图3A的表格所示,自适应燃料乘数表格可基于发动机转速和发动机负载被索引并且可提供Kamrf作为输出值。在一个示例中,基于命令空燃比与如经由排气传感器(例如,图1的气体传感器76)确定的实际空燃比之间的空燃比误差,更新的Kamrf值可从先前的Kamrf值递增或递减。在另一个示例中,也可更新DI百分比的改变。如在图4处详细描述的,自适应燃料乘数可进一步更新关于每个燃料喷射系统的状态的信息。例如,当DI_Kamrf超过阈值时,可为直接燃料喷射系统设置标记。类似地,当PFI_Kamrf超过阈值时,可为进气道燃料喷射系统设置标记。替代地,在每次设置标记时,每个燃料喷射系统的误差计数器可递增,使得当误差计数达到阈值时,可提供故障指示灯(MIL)以警告车辆操作者需要修理或更换对应的劣化的燃料喷射器。
在410处,可确定自上次燃料校准以来百分比DI(即,由直接燃料喷射系统提供的燃料份额)是否已经显著地变化。显著变化可包括高于阈值的百分比DI的变化,百分比DI的变化足够大以用于再次适时地实施非侵入式燃料系统校准。替代地,阈值变化可包括至成熟的计数的可校准数和在执行侵入式DI校准之前成熟能够失败的可校准次数。例如,可确定非侵入式燃料系统校准可以任选地在每10秒后重复。因而,非侵入式校准可需要显著的燃料份额变化,以便能够检测到对应的所测量的空燃比误差并可靠地归因于DI燃料供给的变化或PFI燃料供给的变化。因此,如果DI百分比的变化是显著的,则不需要侵入式燃料系统校准,并且方法进行到416,在416处基于非侵入式校准例程的适时运行来继续更新燃料乘数表格,并且基于最近的燃料乘数表格继续调节到汽缸的燃料供给。
然而,如果未检测到显著的百分比DI变化,则方法进行到411。在411处,可确定自上次燃料调整以来所逝去的时间是否已超过阈值持续时间。在一个示例中,确定自上次燃料调整以来的持续时间可包括确定最近是否已更新任何燃料校正值(诸如Kamrf、百分比DI等),并且如果是,则启动计时器并确定自计时器启动以来逝去的持续时间是否已超过阈值持续时间。在另一个示例中,还可包括确定是否发生燃料喷射系统中的任何燃料供给误差,并且如果是,则确定自那时(例如,如经由计时器所测量的)起逝去的持续时间。响应于自上次燃料调整起已逝去的阈值持续时间和小于DI百分比的阈值变化中的每一个,方法进行到412以执行侵入式PFDI燃料系统校准例程。否则,方法返回到411,在411处计时器继续递增直到达到阈值持续时间。
在412处,如将参考图6所描述的,执行侵入式PFDI燃料系统校准例程。侵入式燃料系统校准例程可包括检索上次调整的DI百分比值并将其与DI喷射器的百分比DI上限和下限进行比较,百分比DI上限和下限基于实时发动机转速/负载状况被动态地确定。进一步地,如果先前调整的百分比DI值更远离百分比DI上限,则百分比DI可以被主动转换到百分比DI上限,或者如果先前调整的百分比DI值更远离百分比DI下限,则百分比DI可以被主动地转换到百分比DI下限。通过侵入性地调节百分比DI,可精确地识别燃料供给误差的来源(例如进气道燃料喷射系统和/或直接燃料喷射系统)。
以这种方式,自适应燃料误差获悉策略首先尝试获悉燃料供给误差,而没有任何侵入式百分比DI变化。如果自适应策略未检测到百分比DI的充分变化,则控制器迫使执行百分比DI变化,并运行具有替代百分比DI的发动机,以允许自适应燃料策略更可靠地获悉燃料供给误差。
在已完成侵入式燃料系统校准之后,方法进行到414,在414处基于侵入式燃料系统获悉来更新燃料乘数表。类似于步骤408,更新燃料乘数表可包括基于命令空燃比与如经由排气传感器(例如图1的气体传感器76)确定的实际空燃比之间的空燃比误差来递增或递减Kamrf值。在一个示例中,可以用在侵入式校准期间获悉的Kamrf值替换在非侵入式校准期间获悉的Kamrf值。在另一个示例中,在非侵入式校准期间获悉的Kamrf值可以被更新为在侵入式和非侵入式校准期间获悉的Kamrf值的加权平均值。作为又一个示例,在非侵入式校准期间获悉的Kamrf值可根据在非侵入式校准期间获悉的Kamrf值与在侵入式校准期间获悉的Kamrf值之间的差被更新。然后,侵入式和非侵入式校准可一起工作以使长期燃料修整值成熟。随着针对调整的更多更新发生,增益将下降直到确定最终的长期燃料修整。更新自适应燃料乘数可进一步包括更新用于给定发动机转速-负载状况的新百分比DI值。
在416处,可基于更新的表格来调节随后的发动机燃料供给事件。在一个示例中,可基于更新的Kamrf值调节查找表中的每个燃料喷射系统的燃料份额。在另一个示例中,如果在燃料喷射系统中的一个中指示劣化,则可限制劣化的燃料喷射系统的操作以防止对喷射器的进一步损害,并且因此未劣化的燃料喷射系统的操作可临时增加。
在一个示例中,更新喷射器的传递函数可包括基于相对于增加或减少的直接喷射燃料份额的空燃比的变化率将测量的空燃比误差的第一部分分派给直接喷射器,并且基于相对于进气道喷射燃料份额的空燃比误差的变化率将空燃比误差的第二部分分派给进气道喷射器。进一步地,控制器可基于空燃比误差的第一部分更新直接喷射器的传递函数;并且基于空燃比误差的第二部分更新进气道喷射器的传递函数。然后,控制器可以在第一部分大于第二部分时限制直接喷射器的操作,并且在第二部分大于第一部分时限制进气道喷射器的操作。以这种方式,避免了附加的燃料供给误差。
现在参考图5,示出用于执行非侵入式燃料系统校准的示例例程500。在一个示例中,图5的例程可作为图4的例程的一部分(诸如在406处)被执行。具体地,例程500描述了用于确定和隔离双喷射、单燃料系统中的劣化的燃料供给来源(例如,进气道燃料喷射系统或直接燃料喷射系统)的方法。进一步地,例程500还描述了用于当确定给定燃料喷射系统的劣化时的状况的缓解措施。可响应于检测到显著大的百分比DI变化,触发图5的非侵入式燃料系统校准例程。另外,可精确地识别燃料供给误差的来源(例如进气道燃料喷射系统或直接燃料喷射系统),并且因此可立即解决由具体喷射系统引起的燃料供给误差。
在502处,发动机以闭环空气-燃料控制模式操作。在一个示例中,可在怠速和巡航操作期间启动闭环控制模式,并且可基于从排气传感器(诸如图1的传感器76)接收的信号对燃料喷射进行调节。在闭环空气-燃料控制期间,控制器可基于诸如驾驶员需求扭矩、发动机转速和其他状况的各种发动机工况通过索引表格和/或函数来确定期望的发动机空燃比。在一个示例中,空燃比可以被维持在化学计量比。供应燃料以提供期望的发动机空燃比并且来自排气传感器(例如,图1的排气传感器76)的反馈被用于调节每个燃料喷射器燃料份额。取决于燃料份额,燃料可以被进气道喷射、被直接喷射,或被进气道喷射和直接喷射。一旦发动机在闭环操作,则方法继续到504。
在504处,基于估计的发动机转速和发动机负载状况来调整燃料乘数(Kamrf)。在一个示例中,可基于排气传感器是否正监察排气系统中的贫或富燃料混合物燃烧产物来调整Kamrf值。在另一个示例中,如果短期空燃比校正因子lambse在延长的时间段内指示贫空燃比,则经调整的燃料乘数(Kamrf)可从其初始值递增到较富的空燃值,且反之亦然。另外,可在多个发动机转速和负载状况下调整燃料乘数。附加地,进气道喷射的燃料和直接喷射的燃料的燃料份额可以被存储在同一表格,该表格中存储经调整的燃料乘数。较早前参考图3B描述了示例燃料乘数调整。然后方法在调整燃料乘数之后进行到506。
在506处,可确定任何经调整的燃料乘数是否超出范围。在一个示例中,控制器可确定存储在自适应燃料乘数表中的Kamrf值是否在0.75和1.25之间。替代地,方法还可确定足够数量的经调整的燃料乘数是否已被存储到存储器(例如,至少两个不同的经调整的燃料乘数及其对应的直接喷射燃料份额和进气道喷射燃料份额已被存储在存储器中)。如果燃料乘数在范围内,则方法进行到510。否则,方法进行到508,在508处针对不同的发动机转速-负载状况在闭环空气-燃料控制模式中继续更新多个燃料乘数,并且方法结束。
在510处,确定基于进气道燃料喷射燃料份额的变化率(PFI_Kamrf)的燃料乘数变化率和基于直接燃料喷射燃料份额的变化率(DI_Kamrf)的燃料乘数变化率。经调整的燃料乘数的变化率与直接喷射燃料份额的变化率之间的关系可以被表示为:
其中DI_Kamrf是Kamrf的变化率相对于直接喷射燃料份额的变化的斜率,其中Kamrf是经调整的燃料乘数,并且difrac是直接喷射燃料份额。并且,经调整的燃料乘数的变化率与进气道喷射燃料份额的变化率之间的关系可以被表示为:
其中PFI_Kamrf是Kamrf变化率相对于进气道喷射的燃料份额的变化的斜率,其中Kamrf是经调整的燃料乘数,并且difrac是直接喷射燃料份额。进一步地,例如,关于Kamrf及其对应的直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器燃料份额的信息可以作为子表格被存储在自适应乘数表格中。子表格可基于直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器燃料份额进行索引。另外,直接燃料和进气道燃料的份额的范围可从0(例如,无燃料被直接喷射)到1(例如,在进行直接喷射的汽缸循环期间全部燃料被直接喷射)。
作为示例,基于第一估计的发动机转速-负载状况,可将第一Kamrf值确定为1.05。在另一个示例中,第一Kamrf值也可从查找表(例如自适应燃料乘数表)中推断。进一步地,直接燃料喷射和进气道燃料喷射的燃料份额值可以从子表格中确定。因此,基于Kamrf值在1.05处,可将difrac和pfifrac分别确定为0.25和0.75。在第二发动机转速-负载状况下,可将第二Kamrf确定为0.92。在这种情况下,可将直接燃料喷射和进气道燃料喷射的燃料份额值分别确定为difrac=0.5和pfifrac=0.25。
基于确定的第一Kamrf值和第二Kamrf值,可计算DI_Kamrf和PFI_Kamrf。例如,DI_Kamrf可以是(1.05-0.92)/(0.25-0.5)=-0.52。并且,PFI_Kamrf可以被计算为(1.05-0.92)/(0.75-0.25)=0.26。
如参考图3A的示例所示,通过确定Kamrf的变化率相对于进气道喷射的燃料份额的变化的斜率和Kamrf的变化率相对于直接喷射的燃料份额的变化的斜率,可以在进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统之间分派发动机燃料供给误差。例如,Kamrf的变化率相对于直接喷射的燃料份额的变化的斜率的绝对值越大,归因于直接燃料喷射系统的燃料供给误差的量就越大。一旦确定DI_Kamrf和PFI_Kamrf,则方法进行到512。
在512处,可确定PFI_Kamrf的绝对值是否超过阈值。在一个示例中,阈值可以是由车辆制造商提供的预定数字。在另一个示例中,可基于车辆工况(例如,发动机转速、发动机负载等)获悉和调整阈值。如果PFI_Kamrf的绝对值超过阈值,则方法进行到514,在514处指示PFI劣化。指示PFI劣化可包括通过激活故障指示灯(MIL)来警告车辆操作者。在另一个示例中,PFI劣化可经由显示面板(诸如图1的显示面板171)来指示。指示PFI劣化可进一步包括在516处限制PFI操作并相应地增加DI操作。例如,可减小进气道燃料喷射的操作范围并且可在先前使用进气道燃料喷射的工况期间使用直接燃料喷射来代替进气道燃料喷射器。作为另一个示例,在基于发动机工况确定初始DI:PFI燃料份额之后,响应于PFI劣化的指示,PFI燃料份额可减少同时DI份额相应地增加。可基于PFI_Kamrf的获悉的绝对值相对于阈值之间的差,确定PFI燃料份额的减少,随着差增加,PFI燃料份额(从初始值)进一步减少。然后,方法结束。
然而,如果PFI_Kamrf的绝对值未超过阈值,则方法进行到518,在518处确定DI_Kamrf的绝对值是否超过阈值。类似于用于评估PFI系统的阈值,阈值可以是由车辆制造商提供的预定数字。在另一个示例中,可基于车辆工况(例如,发动机转速、发动机负载等)获悉和调整阈值。DI_Kamrf的阈值可与PFI_Kamrf的阈值是相同值或不同值。
如果DI_Kamrf值的绝对值超过对应的阈值,则方法进行到520,在520处指示DI劣化。进一步地,在522处,方法包括限制DI操作同时相应地增加PFI操作。例如,可减小直接燃料喷射的操作范围,并且可在先前使用直接燃料喷射的工况期间使用进气道燃料喷射来代替直接燃料喷射。作为另一个示例,在基于发动机工况确定初始DI:PFI燃料份额之后,响应于DI劣化的指示,DI燃料份额可减少而PFI份额相应地增加。可基于DI_Kamrf的获悉的绝对值相对于阈值之间的差,确定DI燃料份额的减少,随着差增加,DI燃料份额(从初始值)进一步减少。然后方法结束。
如果DI_Kamrf的绝对值和PFI_Kamrf的绝对值都不超过它们的对应的阈值,则方法500进行到524,在524处确定PFI_Kamrf的绝对值是否大于DI_Kamrf的绝对值。例如,可确定PFI_Kamrf是否超过DI_Kamrf达大于阈值量。如果PFI_Kamrf大于DI_Kamrf(例如,大于阈值量),则控制器可确定诸如基于来自空燃比传感器的反馈所测量的燃料供给误差归因于进气道燃料喷射系统。因此,在526处,可(例如,通过调节进气道燃料喷射系统的偏移或斜率函数)相应地更新进气道燃料喷射系统的传递函数。
然而,如果PFI_Kamrf不大于DI_Kamrf,则方法进行到528,在528处确定DI_Kamrf的绝对值是否大于PFI_Kamrf的绝对值。例如,可确定DI_Kamrf是否超过PFI_Kamrf达大于阈值量。如果DI_Kamrf大于PFI_Kamrf(例如,大于阈值量),则控制器可确定诸如基于来自空燃比传感器的反馈所测量的燃料供给误差归因于直接燃料喷射系统。因此,在530处,可(例如,通过调节直接燃料喷射系统的偏移或斜率函数)相应地更新直接燃料喷射系统的传递函数。
返回到较早前的示例,DI_Kamrf和PFI_Kamrf的绝对值可分别是0.52和0.26。因此,Kamrf的变化幅度相对于直接燃料喷射器的燃料份额更大(即DI_Kamrf>PFI_Kamrf)。因此,燃料供给误差可归因于直接燃料喷射系统,并且例如,可通过调节传递函数的斜率或偏移来进一步调节直接燃料喷射系统的传递函数。因此,在随后的燃料供给事件期间所命令的直接喷射器脉冲宽度可增加或减少。
如果在528处确定DI_Kamrf不大于PFI_Kamrf,也就是说DI_Kamrf和PFI_Kamrf在彼此的范围内,则进行到530,在530处根据上次更新的传递函数继续从直接燃料喷射系统和进气道燃料喷射系统两者供给燃料,并且方法结束。
从526和532中的每一个,方法移动到534。在534处,在随后的燃料供给事件期间进气道燃料和直接喷射系统两者的燃料供给可基于(一个或多个)修正的传递函数。在一个示例中,总燃料量以及经由进气道喷射器和直接喷射器中的每一个输送的燃料份额可根据修正的传递函数递增或递减,使得命令的燃料质量更好地匹配用于给定的发动机工况的期望燃料质量。进一步地,各种燃料校正因子(诸如燃料乘数Kamrf)的更新值、百分比DI的变化以及燃料喷射器传递函数可根据发动机转速和负载被存储在控制器的存储器中,诸如查找表中。
以这种方式,通过执行非侵入式校准例程,可在不影响驾驶性能的情况下快速识别燃料喷射系统中的燃料供给误差的来源,并且可提供缓解措施,使得可避免进一步的燃料供给误差。在一个示例中,控制器可在存在第二劣化的燃料喷射系统的情况下增加第一未劣化的燃料喷射系统的操作。进一步地,燃料喷射劣化指示可允许及时提供燃料系统维修服务。
现在参考图6,图示示出用于执行侵入式燃料系统校准的示例例程。在一个示例中,图6的例程可作为图4的例程的一部分(诸如在412处)被执行。方法允许实施侵入式燃料调节策略,使得能够主动地引起百分比DI(即由直接燃料喷射系统提供的燃料份额)的充分变化以可靠地识别燃料供给误差而不使驾驶性能劣化。
在602处,可基于估计的发动机工况(例如,发动机转速-负载状况)来确定DI系统的百分比上限和下限(本文也称为DI上限和下限)。可以选择上限和下限,从而减少燃料份额的侵入性变化对NVH、驾驶性能、排放和发动机扭矩的影响。在一个示例中,直接喷射燃料份额的上限和下限可以被提供在基于发动机转速和发动机负载索引的查找表中。在一个示例中,在第一发动机转速-负载状况期间,上限和下限可分别为67%和41%。在另一个示例中,第二发动机转速-负载状况期间的上限和下限可分别为15%和0%。上限和下限都可以是单独的转速/负载校准映射图。当挑选这些映射图的值时,可做出各种设计考虑。例如,在怠速发动机转速/负载下,下限和上限都可能为0%DI。这是因为当车辆在怠速下静止时,一些发动机/车辆不能容忍来自DI燃料系统的NVH。较早前参考的67%和41%示例可在DI燃料系统用完67%的燃料时被应用,但PFI喷射系统不会在任何低于47%的情况下提供足够的充气冷却,因此这些限制将保护燃料流量限制和燃烧爆震限制。一旦确定了百分比DI上限和下限,则方法进行到604。
在604处,可检索上次调整的百分比DI。在一个示例中,可从在先前的非侵入式燃料PFDI燃料系统获悉(诸如图4的步骤408和图5的步骤510)期间所更新的自适应燃料乘数表(诸如图3A的表格)中检索上次调整的百分比DI。在另一个示例中,上次调整的百分比DI可以是由车辆制造商设置的预校准值。在一个示例中,上次调整的DI百分比在第一发动机转速-负载状况期间可以是58%并且在第二发动机转速-负载状况期间可以是0%,其中58%DI意味着燃料质量的58%由直接燃料喷射器提供而燃料质量的剩余(100%-58%)42%由进气道燃料喷射器提供,而0%DI意味着燃料质量的100%由进气道燃料喷射器提供(例如,在低负载状况期间)。一旦检索到上次调整的百分比DI,则方法进行到606。
在606处,可确定上次调整的百分比DI是否相对于DI下限更远离DI上限。例如,可将上次调整的百分比DI值与DI上限之间的第一差和上次调整的百分比DI值与DI下限之间的第二差进行比较。如果第一差大于第二差,则可确定上次调整的百分比DI更远离DI上限。否则,如果第一差小于第二差,则可确定上次调整的百分比DI更远离DI下限。如果上次调整的百分比DI更远离上限,则在608处,方法包括基于百分比DI上限调节命令的百分比DI。例如,可将百分比DI从上次调整的百分比DI值主动改变为DI上限值。然而,如果上次调整的百分比DI更接近上限,则方法进行到610,在610处基于下限调节命令的百分比DI。例如,百分比DI可从上次调整的百分比DI值主动改变为DI下限值。如果第一差与第二差相同,则由于对利用直接喷射操作的偏好,所以可以选择上限作为默认值。
以这种方式,控制器可经由直接喷射器和进气道喷射器在汽缸循环中输送燃料;并且当当前份额比上限更接近下限时,将直接喷射燃料份额增加到上限,而当当前份额比下限更接近上限时,将由直接喷射器提供的第一燃料份额减小到下限。在此,直接喷射燃料份额相对于进气道喷射燃料份额递增或递减,其中上限和下限中的每一个都用于直接喷射器并且基于包括发动机转速、负载和操作者扭矩需求的发动机工况。然后控制器可基于相对于增加或减少的燃料份额的空燃比误差来更新直接喷射器的传递函数。另外,进气道喷射燃料份额可基于直接喷射燃料份额,并且控制器可基于相对于进气道喷射燃料份额的空燃比误差进一步更新进气道喷射器的传递函数。
应当理解,响应于自直接喷射器的传递函数的上次更新以来已逝去的阈值持续时间,执行燃料份额的增加或减少。因而,如果自传递函数的上次更新以来未逝去阈值持续时间,则控制器可继续经由直接喷射器和进气道喷射器以当前份额在汽缸循环中输送燃料,并且基于相对于当前份额(如图5所详细描述的)的空燃比误差的变化率,非侵入性地但适时地更新直接喷射器的传递函数。
在一个示例中,通过将新的百分比DI调节到上限,可防止在较高的发动机转速/负载下的进气道燃料喷射的操作,并且因此可降低发动机功率消耗。在另一个示例中,通过在低负载状况下将新的百分比DI值调节到下限,可通过进气道燃料喷射系统输送更多的燃料,并且可避免对NVH的负面影响。一旦检测到百分比DI值的充分变化,则可实施非侵入式燃料校准,如图5所详细描述的。进一步地,通过执行侵入式燃料校准例程,控制器软件(例如动力传动系统控制软件)可需要更少的时间来调整燃料误差。仍进一步地,通过减少运行燃料系统校准例程的时间,可改善燃料箱吹扫能力,因为在已完成燃料系统校准之前可不激活燃料吹扫系统。
参考较早的在第一发动机转速-负载状况期间,上次调整的百分比DI可以是58%(当前燃料份额),上限可以是67%并且下限可以是41%。上次调整的百分比DI与上限之间的第一差(67%-58%=9%)小于上次调整的百分比DI与下限之间的第二差(58%-41%=17%)。因此,百分比DI被迫至下限,也就是说从58%转换至41%。在此,尽管发动机转速-负载状况确保58%DI的使用,但控制器主动将所应用的百分比DI降低至41%,同时相应地增加所应用的百分比PFI,以便提供实现精确的燃料供给误差获悉的DI燃料份额的可测量变化。作为另一个示例,在第二发动机转速-负载状况期间,上次调整的百分比DI可以是0%,其更远离上限(15%)并且更接近下限(0%)。因此,在第二发动机转速-负载状况期间,所应用的百分比DI可以被主动地调节至上限,也就是说从0%转换至15%。在此,尽管发动机转速-负载状况确保无DI的使用,但控制器主动地将所应用的DI增加至15%,同时相应地减小所应用的百分比PFI,以便提供实现精确的燃料供给误差获悉的DI燃料份额的可测量变化。
在一个示例中,仅基于发动机工况确定的当前份额包括自传递函数的上次更新以来低于直接喷射燃料份额的阈值变化。相比之下,增加和减少的燃料份额中的每一个都包括高于直接喷射燃料份额的阈值变化。通过主动地提供高于直接喷射燃料份额的阈值变化,提供DI燃料份额的显著变化,从而允许以较高的置信因子获悉燃料供给误差。
从608和610中的每一个,方法移动到612以基于来自排气空燃比传感器的反馈自适应地获悉DI和PFI燃料系统中的每一个的燃料乘数,如较早前在图4至图5处所详细描述的。例如,基于侵入性地提供(高于阈值的)DI燃料份额变化和对应的空燃比变化,可获悉DI系统的燃料供给误差并且可相应地确定DI燃料系统的自适应乘数。
以这种方式,发动机控制器调整燃料误差所需的时间量被减少。通过使发动机能够尽可能以期望的或预校准的百分比DI运行,可非侵入性地获悉燃料误差。仅当燃料修整需要被调整时,通过迫使发动机以更新的百分比DI运行,可更可靠地获悉燃料误差,同时降低侵入式获悉的频率和持续时间。通过更准确地获悉自适应燃料误差和燃料修整,能够适时地实施罐吹扫。
现在参考图7,示出示例燃料系统校准诊断。示例包括经由非侵入式燃料系统校准例程(在t0至t3之间)来获悉燃料供给误差并且经由侵入式燃料系统校准例程(在t4至t5之间)通过侵入性地调节百分比DI来获悉燃料供给误差。映射图形700描绘了在曲线702处的发动机转速、在704处的百分比DI、在曲线707处的百分比PFI、在708处的自适应燃料乘数、在曲线709处的发动机空燃比、在710处的DI传递函数更新以及在712处的侵入式燃料供给误差诊断请求。所有曲线相对于时间沿着x轴线进行了描绘。时间标记t1-t6描绘了在燃料系统校准期间的重要时间点。
在t1之前,发动机在低速-低负载区域(曲线702)中操作,其中发动机汽缸以相对于直接喷射的燃料(曲线704)的进气道喷射的燃料(曲线707)的较高份额进行燃料供给,从而维持以目标排气空燃比(诸如处于化学计量或其附近)操作发动机。此时的DI百分比是DI_1。由于进气道喷射的燃料在较低的发动机负载下良好蒸发,所以在较低的发动机负载下较大的进气道燃料喷射份额可以是期望的,并且当直接喷射燃料量低时,可减少直接喷射燃料泵。发动机空燃比反馈校正lambse值在值1左右振荡。自适应燃料乘数Kamrf在期望值附近(1.00附近)波动,并且控制器根据发动机转速-负载状况基于燃料乘数值继续更新DI和PFI燃料量。在t0和t1之间,DI燃料份额未显著变化,且因此不实施燃料校准。因此,不更新DI传递函数并且不执行侵入式诊断请求。如由直接喷射器传递函数更新状态所指示的,直接喷射器传递函数未被更新。直接喷射燃料份额、进气道喷射燃料份额和自适应燃料乘数被存储在存储器(未示出)中。
在t1处,车辆操作者请求的发动机扭矩需求可增加(诸如由于操作者增加加速器踏板下压)。因此,发动机转速增加并且总燃料质量的较高比例可作为直接喷射的燃料被输送。百分比DI从DI_1增加到DI_2,同时百分比PFI相应地降低以将排气空燃比维持在化学计量比处。在t1处(从DI_1到DI_2)的百分比DI的变化足够大以触发非侵入式燃料校准例程。将排气传感器输出的变化(以及由此导致的空燃比变化)与命令的DI百分比的变化进行比较。控制器检测富空燃比误差,并基于其与百分比DI的变化的比较,将Kamrf降至较低值(例如,Kamrf从1.00降至0.92)。富误差指示比所命令的有更多的燃料被输送,但此时还不清楚过量燃料是由于直接喷射器还是进气道喷射器(或这两者)造成的。将燃料乘数的变化率与PFI燃料份额(PFI_Kamrf)的变化率和DI燃料份额(DI_Kamrf)的变化率中的每一个进行比较。基于DI_Kamrf比PFI_Kamrf具有更大绝对值,获悉的燃料供给误差可归因于直接燃料喷射系统。
响应于燃料供给误差是由于直接燃料喷射系统的指示,在t2处,更新DI燃料系统的传递函数(曲线710)。在t2之后,根据更新的传递函数确定DI燃料百分比,使得在恒定的发动机负载下所应用的DI百分比(DI_3)小于在t2之前提供的对应的DI燃料份额(DI_2)。作为校正的结果,空燃比返回到1.0。另外,Kamrf值可以被更新到自适应乘数表中。然后非侵入式校准例程可结束。在t3处,操作者扭矩需求减少导致PFI百分比增加并且DI百分比相应地下降。此时DI百分比的下降未显著更大,因此不重新启动非侵入式校准。
在t4处,例如由于自上次燃料调整以来已逝去阈值持续时间,可以认为满足用于侵入式燃料系统校准例程状况的状况。因此,检索上次调整的百分比DI(DI_3)。然后控制器可基于发动机转速-负载状况确定百分比DI(曲线703处的DI_4)的上限和百分比DI(曲线705处的DI_5)的下限。然后控制器将上次调整的百分比DI(DI_3)与DI百分比上限和下限(DI_4和DI_5)进行比较以选择限值中更远的一个。在本示例中,在t4处,控制器可确定上次调整的百分比DI更远离下限。因此,在t5处,侵入式例程被启动,其中百分比DI(曲线704)被调节到下限(DI_5)。通过基于下限改变百分比DI,可实现足够大的百分比DI变化,这样可允许非侵入式例程获悉PFDI系统中的燃料供给误差。在t5和t6之间,与在t1-t2处一样,基于关于空燃比变化的反馈来改变自适应燃料乘数。然后,自适应燃料乘数的变化与DI百分比(D3至D5)的命令的变化相关联,以获悉DI燃料供给误差。然后基于获悉来更新DI传递函数,使得在t6之后,基于具有更新的传递函数的发动机工况,发动机可恢复燃料供给。
以这种方式,发动机控制器可随着操作者扭矩需求变化而估计当前直接喷射(DI)燃料份额、DI上限和DI下限中的每一个。然后,在第一状况期间,控制器可命令当前DI燃料份额并基于相对于当前DI燃料份额的空燃比误差(非侵入性地,如在t1至t3处所示)获悉DI传递函数。相比之下,在第二状况期间,控制器可命令DI上限和下限中的一个,并且基于相对于命令的上限或下限的空燃比误差(侵入性地,如在t4至t6处所示)获悉DI传递函数。在一个示例中,在第一状况期间,当前DI燃料份额包括高于自上次命令的DI燃料份额以来的燃料份额的阈值变化,而在第二状况期间,当前DI燃料份额包括低于自上次命令的DI燃料份额以来的燃料份额的阈值变化。在另一示例中,第一状况包括低于自DI传递函数的上次获悉以来已逝去的阈值持续时间,并且第二状况包括高于自DI传递函数的上次获悉以来已逝去的阈值持续时间。在前述的示例中,在第二状况期间的命令可包括当当前DI燃料份额比下限更远离DI上限时命令DI上限,并且当当前DI燃料份额比上限更远离DI下限时命令DI下限,其中命令DI上限包括将当前DI燃料份额增加到DI上限,并且其中命令DI下限包括将当前DI燃料份额减少到DI下限。在进一步的示例中,在第一状况期间,非侵入性地命令目标DI燃料份额,而在第二状况期间,侵入性地命令上限和DI限值中的一个,同时超控当前DI燃料份额,并且其中在第一状况和第二状况中的每一个期间,发动机在闭环空燃比控制中操作以确定空燃比误差。在进一步的示例中,空燃比误差处于经调整的燃料乘数的形式,并且方法进一步包括:在第一状况期间,基于当前DI燃料份额命令进气道喷射(PFI)燃料份额,并且基于相对于命令的PFI燃料份额的空燃比误差获悉PFI传递函数;并且在第二状况期间,基于命令的DI上限和下限中的一个命令进气道喷射(PFI)燃料份额,并且基于相对于命令的PFI燃料份额的空燃比误差获悉PFI传递函数。在另一个示例中,发动机被联接在混合动力车辆中,并且方法进一步包括:在第一状况期间,能够在车辆的行驶周期期间将燃料蒸汽从罐较迟地吹扫到发动机进气口,并且在第二状况期间,能够在车辆的行驶周期期间将燃料蒸汽从罐较早地吹扫到发动机进气口。
以这种方式,来自直接喷射系统的燃料供给误差贡献可更好地与由进气道喷射系统引起的燃料供给误差贡献分开。通过能够精确识别并及时处理误差,可改善发动机性能。通过能够侵入式燃料份额调节,能够提供DI燃料份额的目标变化,从而提高燃料误差获悉的可靠性和置信因子。通过根据校准的燃料份额上限和下限调节侵入式燃料份额调节,即使当执行侵入性操作时,也可维持发动机NVH、驾驶性能和排放。通过仅当需要燃料调整(或燃料修整)时才能够选择性地和间歇性地执行侵入式校准,发动机可以以期望的/预校准的燃料份额操作行驶周期的较长部分,从而改善发动机驾驶性能。通过协调侵入式和非侵入式燃料供给误差获悉例程的使用,燃料调整所需的时间量可被缩短,从而允许燃料罐吹扫操作在行驶周期中被较早地开始,因为一旦完成燃料调整才能启用燃料吹扫。因而,这使更完全的罐吹扫能够被执行。识别来自每个燃料喷射系统的燃料供给误差贡献的技术效果是:可及时补偿空燃比的任何偏差,从而导致改善的催化转换器效率和发动机性能。
一种示例方法包括:经由直接喷射器和进气道喷射器在汽缸循环中输送燃料;当当前份额比上限更接近下限时,将直接喷射燃料份额增加到上限;并且当当前份额比下限更接近上限时,将由直接喷射器提供的第一燃料份额减小到下限。在前述的示例中,附加地或可选地,直接喷射燃料份额相对于进气道喷射燃料份额增加或减少,并且其中上限和下限中的每一个都用于直接喷射器并且基于包括发动机转速、负载和操作者扭矩需求的发动机工况。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,方法进一步包括基于相对于增加或减少的燃料份额的空燃比误差更新直接喷射器的传递函数。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,进气道喷射燃料份额可基于直接喷射燃料份额,方法进一步包括基于相对于进气道喷射燃料份额的空燃比误差更新进气道喷射器的传递函数。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,增加或减少燃料份额响应于自直接喷射器的传递函数的上次更新以来已逝去的阈值持续时间。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,当前份额包括低于自传递函数的上次更新以来直接喷射燃料份额的阈值变化,并且其中增加和减少的燃料份额中的每一个包括高于直接喷射燃料份额的阈值变化。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,方法进一步包括响应于低于自传递函数的上次更新以来已逝去的阈值持续时间,经由直接喷射器和进气道喷射器以当前份额在汽缸循环中输送燃料,并且基于相对于当前份额的空燃比误差的变化率更新直接喷射器的传递函数。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,基于相对于增加或减少的直接喷射燃料份额的空燃比的变化率将空燃比误差的第一部分分派给直接喷射器并且基于相对于进气道喷射燃料份额的空燃比误差的变化率将空燃比误差的第二部分分派给进气道喷射器;基于空燃比误差的第一部分更新直接喷射器的传递函数;并且基于空燃比误差的第二部分更新进气道喷射器的传递函数。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,方法进一步包括当第一部分大于第二部分时,限制直接喷射器的操作,并且当第二部分大于第一部分时,限制进气道喷射器的操作。
用于发动机的另一示例方法包括:随着操作者扭矩需求变化,估计当前直接喷射(DI)燃料份额、DI上限和DI下限中的每一个,在第一状况期间,命令当前DI燃料份额并且基于相对于当前DI燃料份额的空燃比误差获悉DI传递函数;并且在第二状况期间,命令DI上限和下限中的一个,并且基于相对于命令的上限或下限的空燃比误差获悉DI传递函数。在前述的示例中,附加地或可选地,在第一状况期间,当前DI燃料份额包括高于自上次命令的DI燃料份额以来的燃料份额的阈值变化,并且其中在第二状况期间,当前DI燃料份额包括低于自上次命令的DI燃料份额以来的燃料份额的阈值变化。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,第一状况包括低于自DI传递函数的上次获悉以来已逝去的阈值持续时间,并且其中第二状况包括高于自DI传递函数的上次获悉以来已逝去的阈值持续时间。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,在第二状况期间的命令包括当当前DI燃料份额比下限更远离DI上限时命令DI上限,并且当当前DI燃料份额比上限更远离DI下限时命令DI下限,其中命令DI上限包括将当前DI燃料份额增加到DI上限并且其中命令DI下限包括将当前DI燃料份额减少到DI下限。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,在第一状况期间,非侵入性地命令目标DI燃料份额,其中在第二状况期间,侵入性地命令上限和DI限值中的一个,同时超控当前DI燃料份额,并且其中在第一状况和第二状况中的每一个期间,发动机在闭环空燃比控制中操作以确定空燃比误差。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,空燃比误差处于经调整的燃料乘数的形式,方法进一步包括:在第一状况期间,基于当前DI燃料份额命令进气道喷射(PFI)燃料份额并且基于相对于命令的PFI燃料份额的空燃比误差获悉PFI传递函数;并且在第二状况期间,基于命令的DI上限和下限中的一个,命令进气道喷射(PFI)燃料份额,并且基于相对于命令的PFI燃料份额的空燃比误差,获悉PFI传递函数。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,发动机被联接在混合动力车辆中,方法进一步包括,在第一状况期间,能够在车辆的行驶周期期间将燃料蒸汽从罐较迟地吹扫到发动机进气口,并且在第二状况期间,能够在车辆的行驶周期期间将燃料蒸汽从罐较早地吹扫到发动机进气口。
另一示例系统包含:包括汽缸的发动机;与汽缸流体连通的进气道燃料喷射器(PFI);与汽缸流体连通的直接燃料喷射器(DI);用于估计汽缸中的空燃比误差的排气氧传感器;以及控制器,所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令,用于:基于发动机转速和负载估计在汽缸循环上相对于DI经由PFI输送的燃料的分流比;响应于估计的分流比包括高于自上次估计的分流比以来的DI燃料份额的阈值变化,根据估计的分流比命令燃料,并且响应于估计的分流比包括低于自上次估计的分流比以来的DI燃料份额的阈值变化和已逝去的阈值持续时间,基于直接喷射器的上限和下限中的一个更新估计的分流比,所述上限和下限基于发动机转速和负载被估计,并且根据更新的分流比命令燃料。在前述示例中,附加地或可选地,估计的分流比包括第一直接喷射的燃料份额和第二进气道喷射的燃料份额,并且其中基于直接喷射器的上限和下限中的一个更新估计的分流比包括:当第一直接喷射燃料份额更接近直接喷射器的上限时,将第一直接喷射燃料份额减少到下限并且相应地增加第二进气道喷射燃料份额;并且当第一直接喷射燃料份额更接近直接喷射器的下限时,将第一直接喷射燃料份额增加到上限并且相应地减小第二进气道喷射燃料份额。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,控制器包括进一步的指令,用于:基于相对于估计的分流比的空燃比误差的变化率,根据进气道喷射器与直接喷射器之间的估计的分流比分配在命令燃料之后估计的空燃比误差;并且基于相对于更新的分流比的空燃比误差的变化率,根据进气道喷射器和直接喷射器之间的更新的分流比分配在命令燃料之后估计的空燃比误差。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,分配空燃比误差包括将空燃比误差的第一部分分派给直接喷射器并且将空燃比误差的剩余第二部分分派给进气道喷射器,并且其中控制器包括进一步的指令,用于:响应于第一部分超过第二部分,限制直接喷射器操作;并且响应于第二部分超过第一部分,限制进气道喷射器操作。在进一步的表示中,发动机被联接在混合动力车辆系统中。
在进一步的表示中,一种方法包括:经由直接喷射器和进气道喷射器在汽缸循环上输送燃料,由直接喷射器提供的第一燃料份额被设置成直接喷射器的上限和下限中的一个,所述上限和下限基于发动机工况;并且基于相对于第一燃料份额的空燃比误差更新直接喷射器的传递函数。在前述示例中,方法附加地或可选地进一步包括:基于发动机转速和负载估计由直接喷射器提供的目标燃料份额;当目标燃料份额与上限之间的差大于目标燃料份额与下限之间的差时,将第一燃料份额设置为直接喷射器的上限;并且当目标燃料份额与上限之间的差大于目标燃料份额与下限之间的差时,将第一燃料份额设置为直接喷射器的下限。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,工况包括发动机转速和负载。
注意,本文中包括的示例控制和估计例程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例程可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中,并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制系统执行。在本文中所描述的具体例程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执行、并行地被执行,或在一些情况下被省略。同样,所述处理顺序不是实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点所必须要求的,而是为了便于图示说明和描述而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略,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。
应当了解,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。
随附权利要求具体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关联申请中提出新的权利要求来要求保护。这些权利要求,无论与原始权利要求相比范围更宽、更窄、相同或不相同,都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种方法,其包括:
经由直接喷射器和进气道喷射器在汽缸循环中输送燃料;
当当前份额比上限更接近下限时,将直接喷射燃料份额增加到所述上限;以及
当所述当前份额比所述下限更接近所述上限时,将由所述直接喷射器提供的第一燃料份额减小到所述下限。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述直接喷射燃料份额相对于进气道喷射燃料份额增加或减少,并且其中所述上限和所述下限中的每一个均用于所述直接喷射器并且基于包括发动机转速、负载和操作者扭矩需求的发动机工况。
3.根据权利要求2所述的方法,其进一步包括:基于相对于所述增加或减少的燃料份额的空燃比误差,更新所述直接喷射器的传递函数。
4.根据权利要求2所述的方法,其中所述进气道喷射燃料份额基于所述直接喷射燃料份额,所述方法进一步包括:基于相对于所述进气道喷射燃料份额的所述空燃比误差,更新所述进气道喷射器的传递函数。
5.根据权利要求3所述的方法,其中所述增加或减少所述燃料份额响应于自所述直接喷射器的所述传递函数的上次更新以来已逝去阈值持续时间。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述当前份额包括低于自所述传递函数的上次更新以来的直接喷射燃料份额的阈值变化,并且其中所述增加和减少的燃料份额中的每一个均包括所述直接喷射燃料份额的高于阈值变化。
7.根据权利要求5所述的方法,其进一步包括:响应于少于自所述传递函数的所述上次更新以来已逝去的少于所述阈值持续时间,经由所述直接喷射器和所述进气道喷射器以所述当前份额在所述汽缸循环中输送燃料,并且基于相对于所述当前份额的所述空燃比误差的变化率,更新所述直接喷射器的所述传递函数。
8.根据权利要求4所述的方法,其中更新所述传递函数包括:
基于相对于所述增加或减少的直接喷射燃料份额的所述空燃比的变化率,将所述空燃比误差的第一部分分派给所述直接喷射器,并且基于相对于所述进气道喷射燃料份额的所述空燃比误差的所述变化率,将所述空燃比误差的第二部分分派给所述进气道喷射器;
基于所述空燃比误差的所述第一部分,更新所述直接喷射器的所述传递函数;以及
基于所述空燃比误差的所述第二部分,更新所述进气道喷射器的所述传递函数。
9.根据权利要求8所述的方法,其进一步包括:当所述第一部分大于所述第二部分时,限制所述直接喷射器的操作,并且当所述第二部分大于所述第一部分时,限制所述进气道喷射器的操作。
10.根据权利要求3所述的方法,其中所述空燃比误差为经调整的燃料乘数的形式,所述方法进一步包括:
在第一状况期间,基于当前直接喷射燃料份额即DI燃料份额,命令进气道喷射燃料份额即PFI燃料份额,并且基于相对于所述命令的PFI燃料份额的所述空燃比误差,获悉PFI传递函数;以及
在第二状况期间,基于命令的上限和下限DI中的一个,命令进气道喷射燃料份额即PFI燃料份额,并且基于相对于所述命令的PFI燃料份额的所述空燃比误差,获悉PFI传递函数。
11.根据权利要求10所述的方法,其进一步包括:在所述第一状况期间,使得在车辆的行驶周期期间将燃料蒸汽从罐较迟地吹扫到发动机进气口,并且在所述第二状况期间,使得在车辆的所述行驶周期期间将所述燃料蒸汽从所述罐较早地吹扫到发动机进气口。
12.一种系统,其包括:
发动机,其包括汽缸;
进气道燃料喷射器即PFI,其与所述汽缸流体连通;
直接燃料喷射器即DI,其与所述汽缸流体连通;
排气氧传感器,其用于估计所述汽缸中的空燃比误差;和
控制器,其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令,用于:
基于发动机转速和负载,估计在汽缸循环上相对于DI经由所述PFI输送的燃料的分流比;
响应于所述估计的分流比包括自上次估计的分流比以来的DI燃料份额高于阈值变化,根据所述估计的分流比命令燃料,并且
响应于所述估计的分流比包括自所述上次估计的分流比以来的DI燃料份额低于阈值变化和已逝去阈值持续时间,基于所述直接喷射器的上限和下限中的一个,更新所述估计的分流比,所述上限和所述下限基于所述发动机转速和负载被估计,并且根据所述更新的分流比命令燃料。
13.根据权利要求12所述的系统,其中所述估计的分流比包括第一直接喷射的燃料份额和第二进气道喷射的燃料份额,并且其中基于所述直接喷射器的上限和下限中的一个,更新所述估计的分流比包括:
当所述第一直接喷射的燃料份额更接近所述直接喷射器的所述上限时,将所述第一直接喷射的燃料份额减少到所述下限并且相应地增加所述第二进气道喷射的燃料份额;以及
当所述第一直接喷射的燃料份额更接近所述直接喷射器的所述下限时,将所述第一直接喷射的燃料份额增加到所述上限并且相应地减小所述第二进气道喷射的燃料份额。
14.根据权利要求12所述的系统,其中所述控制器包括进一步的指令,用于:
基于相对于所述估计的分流比的所述空燃比误差的变化率,根据所述进气道喷射器与所述直接喷射器之间的所述估计的分流比,分配在命令燃料之后估计的所述空燃比误差;并且
基于相对于所述更新的分流比的所述空燃比误差的所述变化率,根据所述进气道喷射器和所述直接喷射器之间的所述更新的分流比,分配在命令燃料之后估计的所述空燃比误差。
15.根据权利要求14所述的系统,其中分配所述空燃比误差包括将所述空燃比误差的第一部分分派给所述直接喷射器并且将所述空燃比误差的剩余第二部分分派给所述进气道喷射器,并且其中所述控制器包括进一步的指令,用于:
响应于所述第一部分超过所述第二部分,限制直接喷射器操作;并且
响应于所述第二部分超过所述第一部分,限制进气道喷射器操作。
CN201810571541.8A 2017-06-06 2018-06-06 用于调节发动机汽缸的燃料供给的方法和系统 Pending CN108999713A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/615,575 US10294882B2 (en) 2017-06-06 2017-06-06 Methods and systems for adjusting fueling of engine cylinders
US15/615,575 2017-06-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108999713A true CN108999713A (zh) 2018-12-14

Family

ID=64279395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810571541.8A Pending CN108999713A (zh) 2017-06-06 2018-06-06 用于调节发动机汽缸的燃料供给的方法和系统

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10294882B2 (zh)
CN (1) CN108999713A (zh)
DE (1) DE102018113077A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112855370A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 丰田自动车株式会社 发动机装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10823101B1 (en) * 2019-11-05 2020-11-03 GM Global Technology Operations LLC System and method for learning an injector compensation
CN112304159B (zh) * 2020-10-29 2022-08-16 上海空间推进研究所 集成供气装置
JP7428151B2 (ja) * 2021-01-28 2024-02-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US11346297B1 (en) 2021-06-24 2022-05-31 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for improving fuel injection repeatability
US11739706B2 (en) 2021-06-24 2023-08-29 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for improving fuel injection repeatability
CN114962042B (zh) * 2021-08-24 2023-05-30 长城汽车股份有限公司 控制发动机混合喷射燃料的方法及其装置和车辆
US11692501B1 (en) * 2022-01-06 2023-07-04 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for fuel injector balancing
US11754013B1 (en) * 2022-02-18 2023-09-12 GM Global Technology Operations LLC Enhanced minimum mass limit for direct injection engines
US11739709B1 (en) 2022-08-04 2023-08-29 Fca Us Llc PDI volumetric efficiency pasting

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4442318B2 (ja) 2004-05-21 2010-03-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両におけるデュアル噴射型内燃機関の空燃比学習制御方法および空燃比学習制御装置
US7933710B2 (en) 2008-01-31 2011-04-26 Denso Corporation Abnormality diagnosis device of internal combustion engine
JP2009203884A (ja) 2008-02-27 2009-09-10 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2009281328A (ja) 2008-05-23 2009-12-03 Toyota Motor Corp 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JP5527247B2 (ja) 2011-02-17 2014-06-18 トヨタ自動車株式会社 気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JP2012219622A (ja) 2011-04-04 2012-11-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP5273202B2 (ja) 2011-05-23 2013-08-28 トヨタ自動車株式会社 空燃比ばらつき異常検出装置
JP2014013032A (ja) 2012-06-04 2014-01-23 Toyota Motor Corp 気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
JP5724963B2 (ja) 2012-08-01 2015-05-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の診断装置
US9631573B2 (en) * 2014-11-07 2017-04-25 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for adjusting fueling of engine cylinders
US10018144B2 (en) * 2016-08-19 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for engine control
US10041434B2 (en) * 2016-09-08 2018-08-07 Ford Global Technologies, Llc Fuel injection operation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112855370A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 丰田自动车株式会社 发动机装置
CN112855370B (zh) * 2019-11-27 2023-04-07 丰田自动车株式会社 发动机装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10900432B2 (en) 2021-01-26
US20190234333A1 (en) 2019-08-01
DE102018113077A1 (de) 2018-12-06
US10294882B2 (en) 2019-05-21
US20180347494A1 (en) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108999713A (zh) 用于调节发动机汽缸的燃料供给的方法和系统
US10989132B2 (en) Method and system for fuel injector balancing
US8037874B2 (en) Fuel based cylinder knock control
CN104879257B (zh) 用于表征进气道燃料喷射器的方法和系统
CN110107417A (zh) 用于控制燃烧发动机中的各气缸空燃比的方法和系统
US20200291885A1 (en) Method and system for fuel injector balancing
CN108869073A (zh) 用于表征进气道燃料喷射器的方法和系统
CN108386284A (zh) 可变排量发动机中的燃料喷射器诊断
CN108798919A (zh) 用于发动机控制的系统和方法
US10989129B1 (en) Systems and methods for adjusting fueling in a cylinder with a pre-chamber
US10428751B2 (en) Method and system for characterizing a port fuel injector
US10934955B2 (en) Method and system for fuel injector balancing
CN107762648A (zh) 用于发动机控制的方法和系统
DE102015110793A1 (de) System und verfahren zur selektiven zylinderdeaktivierung
US9404435B2 (en) Methods and systems for adjusting fuel injector operation
CN110513213A (zh) 用于调整发动机爆震背景噪声水平的方法和系统
US11703006B2 (en) Systems and methods for diagnosing air and fuel offsets in a prechamber
CN110030097A (zh) 用于控制发动机燃料供应的方法和系统
CN110513214A (zh) 调整可变排量发动机的发动机爆震背景噪声的方法及系统
CN109630300A (zh) 用于气缸不平衡估算的方法和系统
CN110513204A (zh) 用于可变排量发动机爆震控制的方法及系统
CN107762647A (zh) 用于发动机控制的方法和系统
CN108869081A (zh) 用于调整直接燃料喷射器的方法和系统
US9334846B2 (en) Method and system of controlling bank to bank component temperature protection during individual cylinder knock control
CN108571393A (zh) 进气道燃料喷射的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination