CN111350596A - 用于估计气缸压力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于估计气缸压力的系统和方法”。公开了用于操作发动机并确定与参考气缸的相对压缩比差异的方法和系统。在一个示例中，发动机经由起动机或另一种类型的电机旋转，并且确定与每个发动机气缸有关的发动机减速率。所述发动机减速率形成用于每个发动机气缸的压缩比系数的基础。

Description

用于估计气缸压力的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及发动机气缸压力，并且更具体地涉及一种用于估计气缸压力的系统和方法。

背景技术

发动机可以包括多个气缸，以燃烧燃料并将推进动力传递给车辆。发动机的所有气缸可以被配置成具有相同的压缩比，但是由于活塞与气缸的间隙的变化、活塞尺寸的变化和其他状况，并非所有的气缸都可以具有相同的压缩比。当发动机燃烧燃料时，压缩比差异可能会影响峰值气缸压力，并且气缸压力与期望气缸压力的差异可能会降低发动机燃料经济性，降低发动机扭矩并降低发动机输出功率。因此，可能需要确定和控制气缸中的压力以改善发动机性能和排放。一种确定发动机气缸中的压力的方法是在每个发动机气缸中安装压力传感器。然而，向每个发动机气缸添加压力传感器可能增加发动机成本。因此，可能希望提供一种确定气缸压力而不必在每个发动机气缸中安装压力传感器的方法。

发明内容

本文的发明人已经认识到上述缺点，并且已经开发了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：经由控制器基于从发动机的减速率估计的气缸压缩比，来调整发动机的气缸压力控制致动器。

通过基于从发动机的减速率估计的压缩比来调整气缸压力致动器，可以提供这样的技术效果：优化发动机气缸压力控制，而不必在每个气缸中安装压力传感器。特定地，一个发动机气缸可以装有压力传感器，而所有其他发动机气缸都不具有压力传感器。具有压力传感器的所述一个气缸可以被称为参考气缸。在参考气缸的压缩冲程期间发动机的减速率可以允许参考气缸中的压力和参考气缸的压缩比与在参考气缸的压缩冲程期间发动机的减速率相关。所述相关性可以表示为压缩系数，并且在其他发动机气缸的压缩冲程期间观察到的减速率然后可以与参考气缸的发动机减速率和气缸压力之间的关系相关，以确定不包括压力传感器的其他气缸的压缩系数。不包括压力传感器的气缸的压缩系数可以为影响没有压力传感器的气缸中的气缸压力的调整提供基础。例如，可以调整在发动机循环期间气缸的燃料喷射时间的开始、在所述发动机循环期间所述气缸的燃料喷射时间的结束、以及在所述发动机循环期间向所述气缸喷射的燃料量，以控制没有压力传感器的气缸中的压力来优化发动机功率、扭矩和燃料经济性。

本说明书可以提供几个优点。特定地，所述方法可以改善对发动机气缸的压力控制。另外，所述方法可以以比每个发动机气缸中包括压力传感器的方法更低的成本来应用。此外，所述方法可以改善发动机功率、燃料经济性和扭矩。

当单独或结合附图考虑时，根据以下具体实施方式，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将变得显而易见。

应理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或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示出了示例性发动机的详细示意图；

图2示出了具有多个气缸的发动机的示例性发动机系统配置；

图3示出了用于操作发动机的示例性方法；

图4示出了根据图3的方法的发动机操作序列的曲线图；以及

图5示出了相对于参考气缸的示例性气缸压缩比差异。

具体实施方式

本说明书涉及操作包括压力传感器的发动机。图1示出了包括压力传感器的增压柴油发动机的一个示例。单个压力传感器可以提供用于估计不包括压力传感器的气缸的压缩比和/或压缩系数的基础。图2示出了图1所示的包括多个气缸的发动机的非限制性示例。图3中示出了一种操作发动机的方法。图1和图2的发动机可以如图4所示根据图3的方法操作。图5中示出了八缸发动机的示例性相对压缩比差异。

参考图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，内燃发动机10包括多个气缸，其中一个气缸示出在图1中。控制器12从图1和图2的各个传感器接收信号。控制器12采用图1和图2的各个致动器来基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。

发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，其中活塞36定位在其中并连接到曲轴40。气缸盖13紧固到发动机缸体14。燃烧室30被示出为经由相应的进气门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操作。但是在其他示例中，发动机可以经由单个凸轮轴或推杆操作气门。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。进气提升阀52可以通过可变气门激活/停用致动器59操作，可变气门激活/停用致动器59可以是凸轮驱动气门操作器(例如，如美国专利号9,605,603、7,404,383和7,159,551中所示，所述美国专利的全部内容出于所有目的通过引用方式并入本文)。排气提升阀54可以包括摇杆止动(rocker stop)装置58以在发动机的整个循环内保持排气门打开。摇杆止动装置58可以被称为减压阀致动器。排气门54和摇杆止动装置58的组合可以被称为减压阀。当摇杆止动装置58保持排气门54打开时，供应到气缸30的燃料的流动也可以停止。

燃料喷射器68被示出为定位在气缸盖13中以将燃料直接喷射到燃烧室30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。燃料通过包括燃料箱26、燃料泵21、燃料泵控制阀25和燃料轨(未示出)的燃料系统输送到燃料喷射器68。可以通过改变位置阀来调整通过燃料系统输送的燃料压力，所述位置阀调节到燃料泵(未示出)的流量。另外，计量阀可以位于燃料轨中或附近以用于闭环燃料控制。泵计量阀还可以调节到燃料泵的燃料流量，由此减少泵送到高压燃料泵的燃料。

发动机进气系统9包括进气歧管44、节气门62、格栅加热器16、增压空气冷却器163、涡轮增压器压缩机162和进气增压室42。进气歧管44被示出为与可选的电子节气门62连通，所述电子节气门62调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的气流。压缩机162从进气增压室42吸入空气以供给增压室46。压缩机叶片致动器84调整压缩机叶片19的位置。排气使涡轮164旋转，涡轮164经由轴161联接到涡轮增压器压缩机162。在一些示例中，可以提供增压空气冷却器163。此外，可以提供可选的格栅加热器16，以在发动机10冷起动时加温进入气缸30的空气。可以经由调整涡轮可变叶片控制致动器78或压缩机再循环阀158的位置来调整压缩机转速。在替代示例中，废气门79可以替代涡轮可变叶片控制致动器78，或者除了涡轮可变叶片控制致动器78之外，还可以使用废气门79。涡轮可变叶片控制致动器78调整可变几何形状涡轮叶片166的位置。当叶片处于打开位置时，排气可以通过涡轮164，供应很少的能量来使涡轮164旋转。当叶片处于关闭位置时，排气可以通过涡轮164并在涡轮164上施加增大的力。替代地，废气门79或旁通阀可以允许排气围绕涡轮164流动，以便减少供应到涡轮的能量的量。压缩机再循环阀158允许压缩机162的出口15处的压缩空气返回到压缩机162的入口17。替代地，可以调整压缩机可变叶片致动器78的位置，以改变压缩机162的效率。以这种方式，压缩机162的效率可以降低，从而影响压缩机162的流量并降低压缩机喘振的可能性。此外，通过使空气返回到压缩机162的入口，对空气执行的功可以增大，由此增加空气的温度。还示出了可选的电机165联接到轴161。空气在箭头5的方向上流到发动机10中。

飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96(例如，低电压(以小于30伏操作的)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99，使得起动机96可以在发动机转动起动期间使曲轴40旋转。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以选择性地经由带或链条向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。可以经由人机界面(例如，钥匙开关、按钮、远程射频发射装置等)69或响应于车辆工况(例如，制动踏板位置、加速踏板位置、电池SOC等等)请求发动机起动。电池8可以向起动机96供应电力。控制器12可以监测电池的荷电状态。

当燃料经由燃烧室温度达到被喷射到气缸30的燃料的自动点火温度而自动点火时，燃烧在燃烧室30中开始。气缸中的温度随着活塞36接近上止点压缩冲程而升高。在一些示例中，通用排气氧(UEGO)传感器126可以在排放装置71的上游联接到排气歧管48。在其他示例中，UEGO传感器可以定位在一个或多个排气后处理装置的下游。此外，在一些示例中，UEGO传感器可以由具有NOx和氧感测元件两者的NOx传感器代替。

在较低的发动机温度下，可选的电热塞66可以将电能转换成热能，以便在燃烧室30中喷射器的一个燃料喷雾锥形体旁边产生热点。通过在燃烧室30中燃料喷雾旁边产生热点，可以更容易点燃气缸中的燃料喷雾羽流，释放在整个气缸中传播的热量，升高燃烧室中的温度，并改善燃烧。可以经由可选的压力传感器67测量气缸压力，替代地或另外，传感器67也可以感测气缸温度。

在一个示例中，排放装置71可以包括氧化催化剂，并且其后可以是柴油微粒过滤器(DPF)72和选择性催化还原(SCR)催化剂73。在另一个示例中，DPF 72可以定位在SCR 73的下游。温度传感器70提供对SCR温度的指示。

可以经由高压排气再循环(EGR)系统83向发动机提供EGR。高压EGR系统83包括阀80、EGR通道81和EGR冷却器85。EGR阀80是阻止或允许排气从排放装置71的上游流向压缩机162下游的发动机进气系统中的位置的阀。EGR可以经由穿过EGR冷却器85进行冷却。还可以经由低压EGR系统75来提供EGR。低压EGR系统75包括EGR通道77和EGR阀76。低压EGR可以从排放装置71的下游流到压缩机162上游的位置。低压EGR系统75可以包括EGR冷却器74。

控制器12在图1中被示出为常规的微型计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器(例如，非暂时性存储器)106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示出为从联接到发动机10的传感器接收各种信号，除了先前讨论的那些信号之外，所述信号还包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；联接到加速踏板130的用于感测由人脚132调整的加速器位置的位置传感器134；来自联接到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值(替代地或另外，传感器121可以感测进气歧管温度)；来自压力传感器122的增压压力；来自氧传感器126的排气氧浓度；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式空气流量计)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。还可以感测(传感器未示出)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，曲轴每旋转一转，发动机位置传感器118产生预定数目的等距脉冲，据此可以确定发动机转速(RPM)。

在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气门54关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸底部并且处于其冲程结束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便在燃烧室30内压缩空气。活塞36处于其冲程结束且最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在一些示例中，可以在单个气缸循环期间向气缸喷射燃料多次。

在下文被称为点火的过程中，喷射的燃料通过压缩点火而点燃，从而产生燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。注意，以上仅作为示例进行描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。此外，在一些示例中，可以使用二冲程循环而不是四冲程循环。

发动机10可以包括在各种配置中，图2中示出了其中一种配置。各种发动机配置可以包括图1中所示的全部或仅一部分部件。在图2中保持发动机10及其相关联的部件的数字标签。此外，图1中所示的部件以及图2中所包括的部件如根据图1所述进行操作并且用相同的数字标签进行标记。因此，为了简洁起见，将不重复对这些元件的描述。

现在参考图2，示出了发动机10具有四个单独的气缸30，它们被编号为1-4。在该示例中，发动机10包括单个气缸压力传感器67，气缸压力传感器67突出到1号气缸中。气缸2-4不包括压力传感器。气缸1-4中的每一个还包括燃料喷射器68、摇杆止动装置(例如，减压致动器)58和排气门54。一个气缸的燃料喷射器68可以独立于其他发动机气缸的燃料喷射器68进行控制。

因此，图1和图2的系统可以提供一种发动机系统，所述发动机系统包括：柴油发动机，其包括具有压力传感器的气缸和多个不具有压力传感器的气缸，所述柴油发动机还包括多个燃料喷射器；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以响应于与柴油发动机的减速率有关的压缩系数来调整多个燃料喷射器中的至少一个的正时。所述发动机系统包括：其中所述气缸是参考气缸，其作为用于确定所述柴油发动机的除了所述参考气缸以外的气缸的压缩系数的基础。所述发动机系统包括：其中在气缸的压缩冲程期间测量所述减速率。所述发动机系统包括：其中调整所述多个燃料喷射器中的所述至少一个的正时包括：针对发动机的循环调整气缸的喷射时间的开始。所述发动机系统包括：其中调整所述多个燃料喷射器中的所述至少一个的正时包括：针对发动机的所述循环调整所述气缸的喷射时间的结束。

现在参考图3，示出了一种用于操作发动机的方法。特定地，示出了一种用于操作内燃发动机的方法的流程图。图3的方法可以作为可执行指令存储在诸如图1和图2所示的系统中的非暂时性存储器中。图3的方法可以被结合到图1和图2的系统中并且可以与所述系统配合。此外，图3的方法的至少一些部分可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令并入，而方法的其他部分可以经由控制器在物理世界中变换装置和致动器的操作状态来执行。根据下文所述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。此外，方法300可以从传感器输入确定选择的控制参数。

在302处，方法300确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于发动机温度、加速踏板位置、环境温度、发动机起动请求、环境压力、驾驶员需求扭矩和发动机转速。可以经由图1中描述的车辆传感器和发动机控制器来确定车辆工况。

在304处，方法300判断是否请求发动机起动或发动机是否正在运转(例如，燃烧燃料并旋转)。在一个示例中，方法300可以基于钥匙开关的位置或按钮的状态来判断请求发动机起动。替代地，可以基于选择的变速器挡位、驾驶员需求扭矩和制动踏板位置来生成发动机起动请求。如果发动机正在燃烧燃料并且在其自身动力下旋转，则方法300可以判断发动机正在运转。如果方法300判断请求发动机起动或发动机正在运转，则答案为是，并且方法300前进到330。否则，答案为否，并且方法300前进到306。

在330处，方法300测量参考气缸(例如，发动机的唯一一个包括压力传感器的气缸)中的压力。在参考气缸的压缩冲程期间测量气缸压力。此外，方法300可以测量发动机的膨胀或动力冲程中的压力以针对当前气缸循环确定气缸中的峰值压力的位置。方法300前进到332。

在332处，方法300基于在330处观察到的峰值气缸压力的位置来调整参考气缸的燃料喷射正时。在一个示例中，方法300调整燃料喷射正时的开始，使得峰值气缸压力的位置处于预定的曲轴角度(例如，参考气缸的上止点压缩冲程之后的15个曲轴度)。如果参考气缸的峰值压力的位置在预定曲轴角度之后，则可以将参考气缸的喷射正时的开始提前。如果参考气缸的峰值压力的位置在预定曲轴角度之前，则可以延迟参考气缸的喷射正时的开始。此外，方法300可以响应于在330处观察到的峰值压力来调整喷射的燃料量。例如，如果在330处确定的峰值压力小于预期的压力，则可以增加喷射到参考气缸的燃料量。如果在330处确定的峰值压力大于预期的压力，则可以减少喷射到参考气缸的燃料量。此外，当调整喷射的开始和/或喷射到参考气缸中的燃料量时，可以调整参考气缸的燃料喷射正时的结束。另外或替代地，方法400还可以调整可能影响参考气缸中的气缸压力的其他致动器。例如，可以调整供应给电热塞的能量的量或凸轮正时，以修改参考气缸中的峰值压力的位置(例如，最高压力或比气缸循环期间气缸中观察到的其他压力更大的压力的曲轴角位置)。

在一个示例中，参考气缸的峰值气缸压力的期望位置的表或函数被存储在控制器存储器中，并且控制器内的气缸压力控制程序调整燃料喷射正时以实现参考气缸的峰值气缸压力的期望位置和值。可以针对燃料十六烷值、发动机温度和环境温度，对峰值气缸压力曲轴位置提供调整。方法300前进到334。

在334处，方法300基于在330处观察到的峰值气缸压力的位置以及相应气缸的压缩系数或压缩比来调整非参考气缸的燃料喷射正时。例如，如果1号气缸是参考气缸，则2号气缸中的压力可以经由调整燃料喷射正时、凸轮轴正时或经由针对2号气缸确定的压缩系数供应给电热塞的能量的量来调整。在一个示例中，以经验确定的针对气缸循环的喷射时间的燃料喷射开始、燃料喷射量、喷射时间的结束、凸轮轴正时调整、或供应给用于气缸的电热塞值的能量的量的一个或多个表或函数可以经由其致动器正在被调整的气缸的压缩系数或压缩比的值来引用。所述表或函数输出对针对气缸循环的喷射时间的燃料喷射开始、燃料喷射量、喷射时间的结束、凸轮轴正时调整或供应给用于气缸的电热塞的能量的量的调整。根据表或函数的输出调整各种致动器。

以这种方式，在310处针对每个气缸确定的压缩比和/或压缩系数可以是用于调整一个或多个致动器的基础，所述一个或多个致动器可以调整非参考气缸中的压力。可以通过经由发动机的减速率使每个非参考气缸中的压力与参考气缸中的压力相关联来以这种方式调整每个非参考气缸的峰值压力的位置和峰值压力的值。换句话说，可以响应于发动机气缸之间的相对压缩系数或压缩比来调整非参考气缸中的压力。方法300前进以退出。

在306处，方法300判断是否需要确定非参考气缸的压缩比系数和/或压缩比。压缩比系数和/或压缩比可以在制造发动机之后并且在交付给最终客户之前在发动机处于装配线上时确定。此外，可以在车辆正在维护或“在维护中”时确定压缩比系数。确定压缩比系数的请求可以由技术人员经由人机界面发出。如果方法300判断需要确定压缩比系数和/或压缩比，则答案为是，并且方法300前进到308。否则，答案为否，并且方法300前进到320。

在320处，方法300保持可能已经存储在控制器存储器中的压缩比系数和/或压缩比。例如，如果不希望确定压缩比系数，则可以保持在组装工厂确定的压缩比系数。方法300前进以退出。

在308处，方法300在没有向发动机燃料喷射时并在减压阀被激活(例如，气缸正在减压)时，经由电机使发动机曲轴旋转第一预定转数。通过在减压阀被激活时使发动机曲轴旋转，方法300可能能够确定每个气缸的基线发动机减速率。替代地，方法300可以确定使气缸旋转通过气缸的压缩冲程所需的时间，作为估计气缸的压缩系数的方式。

方法300还可以在没有向发动机喷射燃料时并且在使曲轴旋转第一预定转数之后或之前未激活减压阀时，经由电机使发动机曲轴旋转第二预定转数。通过在减压阀被激活时使发动机曲轴旋转，方法300可能能够确定以气缸的当前气缸压缩比操作的每个气缸的发动机减速率。替代地，方法300可以确定使气缸旋转通过气缸的压缩冲程所需的时间，作为估计气缸的压缩系数的方式。

在310处，方法300确定在每个气缸的每个压缩冲程期间发动机的减速率，以确定气缸压缩系数。例如，方法300可以确定在从1号气缸的上止点(TDC)压缩冲程之前的90个曲轴度延伸到1号气缸的气缸循环期间的1号气缸TDC的曲轴间隔期间，在1号气缸的压缩冲程期间发动机以X个曲轴度/秒的速率减速。发动机减速率可以经由观察到的曲轴位置来确定。可以针对当减压阀被激活时和减压阀被停用时的状况来确定发动机减速率。发动机气缸的压缩系数可以从气缸的发动机减速率确定。在一个示例中，确定参考气缸的压缩冲程期间的发动机减速率。接下来，确定每个其他发动机气缸的发动机减速率，并且将每个特定气缸的发动机减速率除以参考气缸的减速率，以确定每个气缸的压缩系数。例如，如果1号气缸是参考气缸，并且1号气缸的发动机减速率为X，则2号气缸的压缩系数可以经由将2号气缸的发动机的减速率Y除以X来确定。

替代地，方法300可以确定使气缸旋转通过气缸的压缩冲程所需的时间量，作为估计气缸的压缩系数的方式。在一个示例中，确定发动机曲轴旋转通过参考气缸的压缩冲程所需的时间量。接下来，确定使发动机旋转通过每个压缩冲程的时间量，并且将发动机使每个气缸旋转通过其压缩冲程的时间量除以发动机旋转通过参考气缸的压缩冲程所需的时间量。例如，如果1号气缸是参考气缸，并且使发动机旋转通过1号气缸的压缩冲程所需的时间量为B秒，则2号气缸的压缩系数可以经由将使发动机旋转通过2号气缸的压缩冲程所需的时间A除以B而确定。

在另一替代例中，方法300可以根据参考气缸的减速率来估计每个气缸的压缩比。例如，在1号气缸为参考气缸的情况下，1号气缸的压缩比可以经由测量从1号气缸的进气门关闭(IVC)的曲轴角度到1号气缸的压缩冲程的TDC的气缸压力的变化而确定。还在1号气缸的压缩冲程期间确定1号气缸的发动机减速率，并且可以根据1号气缸的发动机减速率与针对1号气缸确定的压缩比之间的关系来估计非参考气缸的压缩比。在一个示例中，确定每个非参考气缸的发动机减速率，并且确定参考气缸的发动机减速率与非参考气缸的发动机减速率之间的差。然后，将发动机减速率的差应用于引用或索引以经验确定的气缸压缩比调整的表，所述表输出压缩比调整。然后将压缩比调整应用于参考气缸的压缩比，以确定非参考气缸的压缩比。

例如，如果1号气缸是参考气缸，并且确定其压缩比为18:1，并且1号气缸的发动机减速率为Z个曲轴度/秒，则2号气缸的压缩比可以由2号气缸的发动机减速率确定。特定地，如果2号气缸的发动机减速率为W曲轴度/秒，则发动机减速率之差为Z-W。Z-W的结果可以用于索引或引用以经验确定的气缸压缩比调整的表，所述表输出针对2号气缸的压缩比调整的值(例如，Q＝0.05)。2号气缸的估计压缩比则为18:1+0.05＝18.05:1。

非参考气缸的气缸压缩比也可以在非参考气缸的减压阀被停用的情况下进行确定。非参考气缸的气缸压缩比可以如先前所述那样确定，除了当确定发动机减速率时停用其减压阀之外。此外，参考气缸和非参考气缸的气缸压缩系数可以如先前所述那样确定，除了当确定发动机减速率时停用其减压阀之外。在2号气缸的压缩冲程期间捕获的发动机减速率可以被称为在减压阀打开(例如，被激活)的情况下2号气缸的发动机减速率和在减压阀关闭(例如，被停用)的情况下2号气缸的发动机减速率。可以以类似的方式确定其他发动机气缸的减速率。方法300可以将在减压阀被激活的情况下的气缸压缩比与在减压阀被停用的情况下的气缸压缩比或压缩系数进行比较。如果压缩比或压缩系数之间几乎没有差异，则方法300可以认为减压阀劣化或在本过程中劣化。方法300前进到312。

在312处，方法300判断是否已经确定了每个非参考气缸的压缩系数。如果是，则方法300前进到314。如果不是，则方法300返回到306，在306处，发动机旋转和压缩系数的确定可以继续。

在314处，方法300将压缩系数存储在控制器存储器中以供控制器随后使用。方法300前进以退出。

以这种方式，在参考气缸中观察到的压力可以是用于调整非参考气缸中的压力的基础。在非参考气缸的压缩冲程期间观察到的发动机减速率可以是用于确定非参考气缸的压缩比或压缩系数的基础。

因此，图3的方法可以提供一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：经由控制器基于从发动机的减速率估计的气缸压缩系数，来调整发动机的气缸压力控制致动器。所述发动机方法还包括在确定所述发动机的减速率时经由电机使所述发动机旋转。所述发动机方法还包括在不向发动机喷射燃料的情况下使所述发动机旋转。所述发动机方法还包括在减压阀被激活的情况下使所述发动机旋转。所述发动机方法包括：其中当所述气缸处于压缩冲程时，从所述发动机的减速率确定所述气缸压缩比。所述发动机方法包括：其中所述气缸压缩系数进一步由参考气缸中的压力确定。所述发动机方法包括：其中所述参考气缸是所述发动机的唯一一个包括压力传感器的气缸。所述发动机方法包括：其中所述气缸压力控制致动器是燃料喷射器。

图3的方法还提供了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：在减压阀被激活的情况下，经由起动机使发动机旋转；在减压阀被停用的情况下，经由起动机使发动机旋转；以及在减压阀被激活和停用的情况下使发动机旋转时，经由控制器基于从发动机的减速率估计的气缸压缩系数，来调整发动机的气缸压力控制致动器。所述发动机方法包括：其中减压阀是排气门。所述发动机方法还包括在减压阀被激活的情况下使发动机旋转时不向发动机喷射燃料。所述发动机方法包括：其中当发动机正在燃烧燃料时调整气缸压力控制致动器。所述发动机方法包括：其中所述气缸压力控制致动器是燃料喷射器。所述发动机方法还包括根据发动机的减速率确定气缸的压缩系数。所述发动机方法还包括根据参考气缸内的压力确定气缸的压缩系数。

现在参考图4，示出了发动机的示例性预示性发动机操作序列。图4的操作序列可以经由图1和图2的系统执行图3中所述的方法的指令来产生。图4的曲线图在时间上对齐并同时发生。t0-t3处的竖直标记表示序列期间特别重要的时间。

从图4的顶部开始的第一曲线图表示发动机起动机状态相对于时间的关系。迹线402表示发动机起动机状态，并且当迹线402处于水平轴线附近的低水平时，发动机起动机关闭并且不使发动机曲轴旋转。当迹线402处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，发动机起动机开启并使发动机曲轴旋转。竖直轴线表示发动机起动机状态。水平轴线表示发动机位置，并且沿水平轴线表示发动机位置。

从图4的顶部开始的第二曲线图表示1号气缸的活塞的位置相对于时间的关系。迹线404表示1号气缸的活塞的位置。竖直轴线表示1号气缸的活塞的位置。水平轴线表示发动机位置，并且时间从图的左侧到右侧增加。沿水平轴线的竖条将1号气缸的冲程分开。1号气缸压缩冲程由C表示。1号气缸动力或膨胀冲程由P表示。1号气缸进气冲程由I表示。1号气缸排气冲程由E表示。在曲轴区域450中确定发动机减速率以确定1号气缸的发动机减速率。

从图4的顶部开始的第三曲线图表示2号气缸的活塞的位置相对于时间的关系。迹线406表示2号气缸的活塞的位置。竖直轴线表示2号气缸的活塞的位置。水平轴线表示发动机位置，并且时间从图的左侧到右侧增加。沿水平轴线的竖条将2号气缸的冲程分开。2号气缸压缩冲程由C表示。2号气缸动力或膨胀冲程由P表示。2号气缸进气冲程由I表示。2号气缸排气冲程由E表示。在曲轴区域451中确定发动机减速率以确定2号气缸的发动机减速率。

从图4的顶部开始的第四曲线图表示3号气缸的活塞的位置相对于时间的关系。迹线408表示3号气缸的活塞的位置。竖直轴线表示3号气缸的活塞的位置。水平轴线表示发动机位置，并且时间从图的左侧到右侧增加。沿水平轴线的竖条将3号气缸的冲程分开。3号气缸压缩冲程由C表示。3号气缸动力或膨胀冲程由P表示。3号气缸进气冲程由I表示。3号气缸排气冲程由E表示。在曲轴区域452中确定发动机减速率以确定3号气缸的发动机减速率。

从图4的顶部开始的第五曲线图表示4号气缸的活塞的位置相对于时间的关系。迹线410表示4号气缸的活塞的位置。竖直轴线表示4号气缸的活塞的位置。水平轴线表示发动机位置，并且时间从图的左侧到右侧增加。沿水平轴线的竖条将4号气缸的冲程分开。4号气缸压缩冲程由C表示。4号气缸动力或膨胀冲程由P表示。4号气缸进气冲程由I表示。4号气缸排气冲程由E表示。在曲轴区域453中确定发动机减速率以确定4号气缸的发动机减速率。

从图4的顶部开始的第六迹线是气缸1-4的减压阀状态的曲线图。竖直轴线表示减压阀状态，并且当迹线412处于竖直轴线箭头附近的水平时，减压阀关闭。当迹线412处于水平轴线附近的较低水平时，减压阀打开(例如，释放气缸中的压力)。迹线412表示气缸1-4的减压阀的状态。

在时间t0处，发动机停止(不燃烧并且不旋转)，并且其不转动起动(例如，在经由电机或起动机提供的动力下旋转)。气缸1-4的减压阀被关闭，使得当气缸旋转通过其相应的冲程时，保持气缸中的压力。发动机停止，使得1号气缸处于其压缩冲程的半途。

在时间t1处，压缩系数确定序列开始，并且发动机曲轴经由起动机(未示出)开始旋转，这导致气缸1-4的活塞开始运动。气缸1-4的减压阀也被打开，使得可以确定在减压阀打开的情况下气缸1-4的发动机减速率。

在时间t1和时间t2之间，起动机继续使曲轴旋转，并且气缸中的活塞发生变化，并且气缸移动通过其各个冲程。减压阀保持打开，并且确定气缸1-4的发动机减速率。气缸1-4的发动机气缸减速率可以针对发动机的多个循环被平均。

在时间t2处，压缩系数确定序列继续并且发动机曲轴经由起动机(未示出)保持旋转。气缸1-4的减压阀被关闭，使得可以确定在减压阀关闭的情况下气缸1-4的发动机减速率。

在时间t2和时间t3之间，起动机继续使曲轴旋转，并且气缸中的活塞发生变化，并且气缸移动通过其各个冲程。减压阀保持关闭，并且确定气缸1-4的发动机减速率。气缸1-4的发动机气缸减速率可以针对发动机的多个循环被平均。压缩系数确定序列在时间t3处结束。

以这种方式，可以为每个发动机的气缸确定压缩系数。当发动机正在操作并燃烧燃料以控制气缸压力时，可以随后应用压缩系数。

现在参考图5，示出了相对于1号气缸的发动机气缸压缩比差异的条形图。条501-508以图形方式表示气缸相对于1号气缸的压缩比差异。沿水平轴线列出了与每个指示条相对应的气缸编号。沿竖直轴线表示相对于1号气缸的压缩比差值。

1号气缸的条表示与1号气缸的差值为0％，因为将1号气缸的压缩比与其自身进行了比较。2号、4号、7号和8号气缸的条也以零差表示。3号、5号和6号气缸的条表示这些气缸的压缩比与1号气缸的压缩比之间的微小差异。3号、5号和6号气缸的压缩系数将表示相对于1号气缸的压缩比的压缩比差异。

应注意，本文包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。此外，方法的多个部分可以是在现实世界中采取的用于改变装置状态的物理动作。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等等)中的一种或多种。因此，所说明的各种动作、操作和/或功能可以按照所说明的顺序执行、并行地执行或者在一些情况下省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性示例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。取决于所使用的特定策略，可以重复执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令而执行。如果需要，可以省略本文所述的一个或多个方法步骤。

应当理解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体示例不应当被视为具有限制含义，因为众多变型是可能的。例如，以上技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖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视为新颖且并非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”要素或“第一”要素或其等效物。此类权利要求应当被理解为包括结合一个或多个此类要素，从而既不要求也不排除两个或更多个此类要素。通过修正本权利要求或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。这样的权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或是不同，同样被认为包括在本公开的主题内。

根据本发明，一种发动机操作方法包括：经由控制器基于从发动机的减速率估计的气缸压缩系数，来调整发动机的气缸压力控制致动器。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，在确定所述发动机的减速率时经由电机使所述发动机旋转。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，在不向发动机喷射燃料的情况下使发动机旋转。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，在减压阀被激活的情况下使发动机旋转。

根据一个实施例，在所述气缸处于压缩冲程时，从所述发动机的减速率确定所述气缸压缩系数。

根据一个实施例，气缸压缩系数进一步由参考气缸中的压力确定。

根据一个实施例，参考气缸是发动机的唯一一个包括压力传感器的气缸。

根据一个实施例，气缸压力控制致动器是燃料喷射器。

根据本发明，一种发动机操作方法包括：在减压阀被激活的情况下，经由起动机使发动机旋转；在减压阀被停用的情况下，经由起动机使发动机旋转；以及在减压阀被停用的情况下使发动机旋转时，经由控制器基于从发动机的减速率估计的气缸压缩系数，来调整发动机的气缸压力控制致动器。

根据一个实施例，减压阀是排气门。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，在减压阀被停用的情况下使发动机旋转时不向发动机喷射燃料。

根据一个实施例，当发动机正在燃烧燃料时调整气缸压力控制致动器。

根据一个实施例，气缸压力控制致动器是燃料喷射器。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，根据发动机的减速率确定气缸的压缩比。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，根据参考气缸内的压力确定气缸的压缩系数。

根据本发明，提供了一种发动机系统，所述发动机系统具有：柴油发动机，其包括具有压力传感器的气缸和多个不具有压力传感器的气缸，所述柴油发动机还包括多个燃料喷射器；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以响应于与柴油发动机的减速率有关的压缩系数来调整多个燃料喷射器中的至少一个的正时。

根据一个实施例，气缸是参考气缸，其作为用于确定所述柴油发动机的除了所述参考气缸以外的气缸的压缩系数的基础。

根据一个实施例，在气缸的压缩冲程期间测量减速率。

根据一个实施例，调整所述多个燃料喷射器中的所述至少一个的正时包括：针对发动机的循环调整气缸的喷射时间的开始。

根据一个实施例，调整所述多个燃料喷射器中的所述至少一个的正时包括：针对发动机的所述循环调整所述气缸的喷射时间的结束。

Claims (13)

1.一种发动机操作方法，其包括：

经由控制器基于从发动机的减速率估计的气缸压缩系数，来调整所述发动机的气缸压力控制致动器。

2.如权利要求1所述的发动机操作方法，其还包括在确定所述发动机的所述减速率时经由电机使所述发动机旋转。

3.如权利要求2所述的发动机操作方法，其还包括在不向所述发动机喷射燃料的情况下使所述发动机旋转。

4.如权利要求3所述的发动机操作方法，其还包括在减压阀被激活的情况下使所述发动机旋转。

5.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中当所述气缸处于压缩冲程时，从所述发动机的所述减速率确定所述气缸压缩系数。

6.如权利要求5所述的发动机操作方法，其中所述气缸压缩系数进一步由参考气缸中的压力确定。

7.如权利要求6所述的发动机操作方法，其中所述参考气缸是所述发动机的唯一一个包括压力传感器的气缸。

8.如权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述气缸压力控制致动器是燃料喷射器。

9.一种发动机系统，其包括：

柴油发动机，其包括具有压力传感器的气缸和多个不具有压力传感器的气缸，所述柴油发动机还包括多个燃料喷射器；以及

控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令以响应于与所述柴油发动机的减速率有关的压缩系数来调整所述多个燃料喷射器中的至少一个的正时。

10.如权利要求9所述的发动机系统，其中所述气缸是参考气缸，其作为用于确定所述柴油发动机的除了所述参考气缸以外的气缸的压缩系数的基础。

11.如权利要求9所述的发动机系统，其中在气缸的压缩冲程期间测量所述减速率。

12.如权利要求9所述的发动机系统，其中调整所述多个燃料喷射器中的所述至少一个的正时包括：针对所述发动机的循环调整气缸的喷射时间的开始。

13.如权利要求12所述的发动机系统，其中调整所述多个燃料喷射器中的所述至少一个的正时包括：针对所述发动机的所述循环调整所述气缸的喷射时间的结束。

Images