[發明專利]用于控制燃燒發動機中的各氣缸空燃比的方法和系統

在審

• 申請號: 201910103315.1
• 申請日: 2019-02-01
• 公開（公告）號: CN110107417A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 阿迪希亞·普拉瓦倫·雷·蘭加;戈皮錢德拉·蘇尼拉;瓦迪維蘭·賈加迪桑
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本公開提供了用于控制燃燒發動機中的各氣缸空燃比(AFR)的方法和系統。在一個示例中，一種方法可包括：測量高頻排氣成分；解析所述所測量的高頻排氣成分以確定所述高頻排氣成分的第一氣缸特定分量；基于所述所測量的高頻排氣成分的所述第一氣缸特定分量來估計空燃比(AFR)；以及通過從所述所估計的AFR中減去缸際排氣交互作用來修正所述所估計的AFR。

技術領域

本說明書總體涉及用于控制燃燒發動機中的各氣缸空燃比以提高發動機性能并減少排放的方法和系統。

背景技術

燃燒發動機通常采用排氣氧傳感器(諸如通用排氣氧(UEGO)和加熱型排氣氧(HEGO)傳感器)來測量發動機排氣的空燃比(AFR)。將排氣氧傳感器所測量的AFR反饋到閉環發動機燃料補給控制器，該閉環發動機燃料補給控制器響應地調整對發動機的逐氣缸組燃料補給以實現每個氣缸組的目標總體AFR(例如，化學計量發動機操作，λ＝1)。接近化學計量AFR操作使發動機能夠更有效地運轉，同時減少排放。反饋控制算法可采用自適應學習來減少閉環燃料補給誤差并降低氣缸組到氣缸組的總體燃料補給可變性。

然而，在發動機運轉期間，逐氣缸組燃料補給控制算法并未解決各氣缸到氣缸的AFR可變性。具體地，逐氣缸組燃料補給可實現氣缸組中所有氣缸上求平均的目標總體AFR；然而，各氣缸AFR值可在目標AFR值上下波動。各氣缸AFR的失衡可導致燃料噴射器失衡、進氣充氣和分配誤差、燃燒可變性和燃料補給可變性。因此，各氣缸AFR可變性可導致發動機性能降低(例如，扭矩可變性更高、車輛操控性降低、NVH增加等)且排放增加。

發明內容

發明人在本文已經認識到上述問題并且已經設計了許多方法來至少部分地解決這些問題。在一個示例中，一種用于發動機的方法可包括：測量高頻排氣成分；并且對于發動機的第一氣缸，解析所測量的高頻排氣成分以確定高頻排氣成分的第一氣缸特定分量；基于所測量的高頻排氣成分的第一氣缸特定分量來估計空燃比(AFR)；以及通過從估計的AFR中減去缸際排氣交互作用來修正估計的AFR。以這種方式，可降低燃燒發動機的各氣缸之間的AFR可變性，從而增大車輛操控性，降低發動機NVH并減少排放。作為一個示例，可由位于排氣歧管中的單個高頻排氣成分傳感器確定氣缸組中的各氣缸AFR值。因此，各氣缸AFR可變性可降低，同時保持和/或降低發動機制造成本和復雜性。

應當理解，提供以上發明內容是為了以簡化的形式介紹在具體實施方式中進一步描述的一些概念。這并不意味著識別要求保護的主題的關鍵或必要特征，所述要求保護的主題的范圍由具體實施方式后面的權利要求唯一地限定。此外，所要求保護的主題不限于解決上文或本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1示出了包括高頻排氣氧傳感器的發動機系統的示意圖。

圖2示出了圖示發動機氣缸組的高頻排氣氧測量值的示意圖。

圖3和圖4示出了在各氣缸排氣流道中測量的高頻排氣氧數據的曲線。

圖5示出了圖示為校準各氣缸之間的排氣交互作用參數而生成的發動機數據的曲線。

圖6示出了用于控制各發動機氣缸中的AFR的控制算法的示意圖。

圖7和圖8示出了圖示控制圖1的發動機系統的各氣缸中的AFR的方法的流程圖。

圖9示出了圖示用于校準各氣缸之間的排氣交互作用參數的方法的高級流程圖。

圖10示出了使用圖7和圖8中所描繪的方法來操作發動機系統100的示例時間曲線。

具體實施方式