[發(fā)明專(zhuān)利]用于氣缸不平衡估算的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811148402.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109630300A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約瑟夫·萊爾·托馬斯;伊桑·D·桑伯恩;保羅·霍拉;丹尼爾·杜莎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02D41/40
• 分類(lèi)號(hào): F02D41/40;F02D41/30;F02D41/12
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

提供了用于獲知?dú)飧椎綒飧卓諝庾兓姆椒ê拖到y(tǒng)。在PFDI發(fā)動(dòng)機(jī)以僅進(jìn)氣道噴射模式操作的狀態(tài)期間，在進(jìn)氣道燃料噴射之前，可經(jīng)由直接噴射來(lái)降低直接噴射燃料軌壓力。然后，在進(jìn)氣道噴射氣缸中的火花事件之前，可暫時(shí)性打開(kāi)直接噴射器以使用軌壓傳感器來(lái)估算氣缸壓縮壓力，并從其推斷氣缸空氣充氣量。

技術(shù)領(lǐng)域

本說(shuō)明書(shū)總體涉及用于控制車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)監(jiān)測(cè)空燃比的氣缸到氣缸不平衡的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)/發(fā)明內(nèi)容

可控制諸如空燃比(AFR)的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)以確保改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，從而有效地使用排氣催化劑并減少?gòu)U氣排放。特別是，空燃比的氣缸到氣缸不平衡可導(dǎo)致無(wú)效率的發(fā)動(dòng)機(jī)操作和發(fā)動(dòng)機(jī)外排放的增加。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之間可能存在扭矩不平衡，這可能導(dǎo)致噪聲、振動(dòng)和粗糙性(NVH)問(wèn)題。

確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之間的AFR變化的一種方式是經(jīng)由位于排氣催化劑下游的氧傳感器來(lái)感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣。通過(guò)測(cè)量排氣分量，可確定給定氣缸是否比其他氣缸以更濃或更稀的空燃比運(yùn)行。然后可基于所述變化來(lái)調(diào)節(jié)燃料和/或充氣參數(shù)，以產(chǎn)生具有目標(biāo)空燃比的空氣燃料混合物。然而，氧傳感器可能暴露于是來(lái)自不同發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的氣體組合的排氣。所以可能難以準(zhǔn)確地確定不同發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之間的空氣燃料變化。另外，用于氣缸的具有許多氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)幾何形狀可使傳感器讀數(shù)向一個(gè)氣缸的輸出偏置得比其他氣缸更多。因此，可能更加難以確定具有多于幾個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣燃料不平衡。另外一些方法可包括監(jiān)測(cè)曲軸上的扭矩脈沖(或者監(jiān)測(cè)所需AFR處的曲軸加速度)，以及導(dǎo)出扭矩振幅與燃燒空燃比之間的相關(guān)性。然而，在所有這些方法中，可能難以區(qū)分誤差的空氣分量與誤差的燃料分量。

Gottschalk等人在US 9,470,159中示出了用于獲知基于空氣的誤差的一種示例性方法。其中，直接燃料噴射器被致動(dòng)打開(kāi)以將燃料輸送到氣缸中。在噴射器被打開(kāi)和使用時(shí)，而且在具有傳遞函數(shù)的情況下，測(cè)量直接噴射燃料管線壓力的下降以估算氣缸中的空氣充氣量。通過(guò)比較以此方式估算的每個(gè)氣缸的空氣充氣量，可獲知?dú)飧椎綒飧譇FR的空氣分量或扭矩變化。

然而，本發(fā)明人在此也已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種方法的潛在問(wèn)題。作為一個(gè)示例，估算可能受到燃料管線壓力傳感器的分辨率范圍的限制。例如，在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下，當(dāng)燃料管線壓力低時(shí)，燃料管線壓力的下降可能不足以通過(guò)傳感器可靠地測(cè)量。作為另一個(gè)示例，測(cè)量的燃料管線壓力的下降可能受到活塞在氣缸中的位置的影響，具體地，基于活塞是否位于壓縮沖程的上止點(diǎn)(TDC)或下止點(diǎn)(BDC)處。作為又一示例，可能難以區(qū)分由于基于燃料的誤差引起的燃料管線壓力的下降與由于基于空氣的誤差引起的下降。

此外，排氣再循環(huán)(EGR)流可破壞燃料壓力傳感器輸出和基于燃料壓力傳感器輸出估算的空氣流量。特別是，基于進(jìn)氣歧管的配置以及接收EGR的進(jìn)氣位置，不同的氣缸可獲得不同的EGR流，從而影響各個(gè)氣缸空氣充氣量估算值。

本發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述缺點(diǎn)并且已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的空燃比不平衡和基于空氣的誤差的方法，所述方法將氣缸組之間的AFR變化納入考慮。在一個(gè)示例中，AFR不平衡可由用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法確定，所述方法包括：在禁用高壓泵的情況下從直接噴射器噴射燃料，以將直接噴射燃料軌壓力降低到閾值壓力以下；然后，將燃料噴射到氣缸中并命令所述直接噴射器在所述氣缸中的火花事件之前選擇性地打開(kāi)閾值持續(xù)時(shí)間，而不從所述直接噴射器噴射任何燃料。以此方式，可準(zhǔn)確地獲知?dú)飧譇FR變化的空氣分量并且可靠地區(qū)分其與AFR變化的燃料分量。