用于气缸不平衡估算的方法和系统与流程

文档序号:17428348发布日期:2019-04-17 03:09阅读:488来源:国知局
用于气缸不平衡估算的方法和系统与流程

本说明书总体涉及用于控制车辆发动机来监测空燃比的气缸到气缸不平衡的方法和系统。



背景技术:
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技术实现要素:

可控制诸如空燃比(afr)的发动机参数以确保改进的发动机性能,从而有效地使用排气催化剂并减少废气排放。特别是,空燃比的气缸到气缸不平衡可导致无效率的发动机操作和发动机外排放的增加。此外,发动机气缸之间可能存在扭矩不平衡,这可能导致噪声、振动和粗糙性(nvh)问题。

确定发动机气缸之间的afr变化的一种方式是经由位于排气催化剂下游的氧传感器来感测发动机排气。通过测量排气分量,可确定给定气缸是否比其他气缸以更浓或更稀的空燃比运行。然后可基于所述变化来调节燃料和/或充气参数,以产生具有目标空燃比的空气燃料混合物。然而,氧传感器可能暴露于是来自不同发动机气缸的气体组合的排气。所以可能难以准确地确定不同发动机气缸之间的空气燃料变化。另外,用于气缸的具有许多气缸的发动机排气系统几何形状可使传感器读数向一个气缸的输出偏置得比其他气缸更多。因此,可能更加难以确定具有多于几个气缸的发动机的空气燃料不平衡。另外一些方法可包括监测曲轴上的扭矩脉冲(或者监测所需afr处的曲轴加速度),以及导出扭矩振幅与燃烧空燃比之间的相关性。然而,在所有这些方法中,可能难以区分误差的空气分量与误差的燃料分量。

gottschalk等人在us9,470,159中示出了用于获知基于空气的误差的一种示例性方法。其中,直接燃料喷射器被致动打开以将燃料输送到气缸中。在喷射器被打开和使用时,而且在具有传递函数的情况下,测量直接喷射燃料管线压力的下降以估算气缸中的空气充气量。通过比较以此方式估算的每个气缸的空气充气量,可获知气缸到气缸afr的空气分量或扭矩变化。

然而,本发明人在此也已经认识到这种方法的潜在问题。作为一个示例,估算可能受到燃料管线压力传感器的分辨率范围的限制。例如,在低发动机负荷下,当燃料管线压力低时,燃料管线压力的下降可能不足以通过传感器可靠地测量。作为另一个示例,测量的燃料管线压力的下降可能受到活塞在气缸中的位置的影响,具体地,基于活塞是否位于压缩冲程的上止点(tdc)或下止点(bdc)处。作为又一示例,可能难以区分由于基于燃料的误差引起的燃料管线压力的下降与由于基于空气的误差引起的下降。

此外,排气再循环(egr)流可破坏燃料压力传感器输出和基于燃料压力传感器输出估算的空气流量。特别是,基于进气歧管的配置以及接收egr的进气位置,不同的气缸可获得不同的egr流,从而影响各个气缸空气充气量估算值。

本发明人在此已经认识到上述缺点并且已经开发了一种用于确定发动机气缸中的空燃比不平衡和基于空气的误差的方法,所述方法将气缸组之间的afr变化纳入考虑。在一个示例中,afr不平衡可由用于发动机的方法确定,所述方法包括:在禁用高压泵的情况下从直接喷射器喷射燃料,以将直接喷射燃料轨压力降低到阈值压力以下;然后,将燃料喷射到气缸中并命令所述直接喷射器在所述气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间,而不从所述直接喷射器喷射任何燃料。以此方式,可准确地获知气缸afr变化的空气分量并且可靠地区分其与afr变化的燃料分量。

作为一个示例,当以仅pfi模式操作进气道燃料直接喷射(pfdi)发动机时,发动机控制器可经由联接到高压直接喷射(di)燃料轨的压力传感器来估算气缸的压缩压力。然后,可使用估算的压缩压力来推断气缸的空气充气量。具体地,控制器可在经由进气道喷射器喷射燃料、经由直接喷射器喷射燃料之前禁用联接到di燃料轨的高压泵(hpp),以将高压燃料轨泄放到阈值压力(例如,到下限阈值)。然后,可在紧接在火花被输送到气缸之前启用进气道燃料喷射,可命令di打开一段限定的(较短)持续时间。当直接喷射器打开时,高压燃料轨可暂时性联接到气缸,从而允许经由联接到高压燃料轨的压力传感器来估算气缸中的压缩压力。特别是,压缩压力可被标记为燃料轨压力的瞬态尖峰值。由于压缩压力与气缸容积和吸入每个气缸中的空气量直接相关,所以燃料轨压力的尖峰值可能与该气缸中的空气充气量相关联。通过继续此操作直到估算每个气缸中的空气充气量为止,以及通过对每个气缸重复此操作若干次,可获得每个气缸的稳定平均压力。通过比较每个气缸的值,可获知气缸到气缸afr变化的空气分量。通过在启用egr流时以及在禁用egr流时执行估算,可量化和补偿egr对基于空气的误差估算值的噪声影响。随后,可使用燃料轨压力来估算afr变化的燃料分量。其中,可致动hpp以将di燃料轨压力升高到阈值(例如,上限阈值),之后可启用将燃料直接喷射到气缸中,并且可使燃料轨压力在每次喷射脉冲后的下降与基于每个脉冲的命令脉冲宽度相关联。

以此方式,所述方法提供改进的获知空燃比不平衡的能力。测量气缸压缩压力以估算气缸空气充气量的技术效果在于可更准确地获知气缸组之间的基于空气的误差,并且更准确地区别出基于燃料的误差。通过在仅用进气道喷射对气缸补给燃料的情况下测量di燃料轨压力的上升,可在更宽范围的发动机负荷(包括低发动机负荷)下在燃料轨压力传感器的稳定区域中获知气缸的压缩压力对燃料轨压力的影响。因此,所述方法确保燃料效率得以改进并且排放得以降低。此外,所述方法可对与egr流相关联的空燃比不平衡加以补偿,从而使得能够在更宽范围的发动机工况下执行获知,并且不损害egr用途。通过获知气缸组之间的基于空气的误差,可更好地获知和补偿afr误差。

应当理解,提供上述发明内容是为了以简化的形式来介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或本质特征,所述要求保护的主题的范围仅由随附于具体实施方式的权利要求书限定。另外,所要求保护的主题并不局限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1是具有气缸的发动机的图示。

图2示出了联接到图1的发动机的双喷射器单燃料系统的示意图。

图3示出了用于估算气缸到气缸空燃比变化的空气分量的示例性方法的高级流程图。

图4示出了用于估算气缸到气缸空燃比变化的燃料分量的示例性方法的高级流程图。

图5描绘了在估算气缸空气误差期间,气缸循环中的进气道喷射器和直接喷射器操作相对于气缸气门和火花事件的正时。

图6描绘了估算气缸到气缸空气燃料误差的预示性示例,包括确定空气和燃料分量的误差。

具体实施方式

以下描述涉及用于发动机系统(诸如图1的发动机系统)中的空气燃料误差估算的系统和方法,所述发动机系统被配置用于进气道喷射和直接喷射,如图2的燃料系统中所示。发动机控制器可被配置为执行控制例程,诸如图3至图4的用于检测和区分气缸到气缸空燃比变化的空气分量与所述变化的燃料分量。控制器可在燃烧事件的压缩冲程期间调节直接喷射器打开的正时,如图5所示,以使用燃料轨压力传感器来估算气缸压缩压力,并基于估算的压力来推断气缸空气充气量。参考图6示出了空气和燃料误差估算值的示例。

图1描绘了内燃发动机10的燃烧室(或气缸)14的示例性实施例。发动机10可联接在被配置用于在道路上行驶的推进系统中,诸如车辆5。

发动机10可至少部分地由控制系统(包括控制器12)控制,以及通过来自车辆驾驶员的输入130经由输入装置132控制。在此示例中,输入装置132包括加速器踏板和踏板位置传感器134,用于产生比例踏板位置信号pp。发动机10的气缸(本文中也称为“燃烧室”)14可包括燃烧室壁136,活塞138位于其中。活塞138可联接到曲轴140,使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器54联接到乘用车辆的至少一个驱动轮55。另外,起动机马达(未示出)可经由飞轮联接到曲轴140,以实现发动机10的起动操作。

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是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示的示例中,车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时,发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中,第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间,并且第二离合器56设置在电机52与变速器54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脱离离合器,以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开,和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是变速箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置,包括如并联、串联或串并联混合动力车辆。

电机52从牵引用电池58接收电力以向车轮55提供扭矩。电机52还可作为发电机来操作,以例如在制动操作期间向充电电池58提供电力。

发动机10的气缸14可经由一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146可与发动机10的除了气缸14之外的其他气缸进行通信。在一些示例中,进气通道中的一个或多个可包括增压装置,诸如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1示出了配置有涡轮增压器的发动机10,包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174,和沿排气通道148布置的排气涡轮机176。当增压装置被配置成涡轮增压器时,压缩机174可至少部分地由排气涡轮机176经由轴180提供动力。然而,在其他示例中,诸如当发动机10设置有机械增压器时,压缩机174可由来自马达或发动机的机械输入提供动力,并且可任选地省略排气涡轮176。

包括节流板164的节气门162可设置在发动机进气通道中,用于改变提供给发动机气缸的进入空气的流速和/或压力。例如,节气门162可定位在压缩机174的下游,如图2所示,或者可选地设置在压缩机174的上游。

排气通道148可接收来自发动机10的除了气缸14之外的其他气缸的排气。排气传感器128被示出联接到排放控制装置178上游的排气通道148。例如,排气传感器128可从各种合适的传感器中选择,用于提供排气空燃比(afr)的指示,诸如线性氧传感器或uego(通用或宽域排气氧传感器);双态氧传感器或ego(如图所描绘);hego(加热型ego传感器);或nox、hc或co传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(twc)、nox捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。

发动机10的每个气缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如,示出的气缸14包括至少一个进气提升阀150和至少一个位于气缸14的上部区域处的排气提升阀156。在一些示例中,发动机10的每个气缸(包括气缸14)可包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。进气门150可由控制器12经由致动器152进行控制。类似地,排气门156可由控制器12经由致动器154进行控制。进气门150和排气门156的位置可由相应的气门位置传感器(未示出)确定。

在一些条件下,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。气门致动器可以是电动气门致动类型、凸轮致动类型或其组合。可同时控制进气门正时和排气门正时,或者可使用任何可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮,并且可以利用凸轮廓线变换(cps)、可变凸轮正时(vct)、可变气门正时(vvt)和/或可变气门升程(vvl)系统中的一个或多个,其可由控制器12操作以改变气门操作。例如,气缸14可选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。在其他示例中,进气门和排气门可由共同的气门致动器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致动系统)控制。

气缸14可具有压缩比,压缩比是当活塞138处于下止点(bdc)时与处于上止点(tdc)时的体积比。在一个示例中,压缩比在9:1至10:1的范围内。然而,在使用不同燃料的一些示例中,压缩比可增加。例如,当使用较高辛烷值燃料或具有较高汽化潜焓的燃料时,可能发生这种情况。压缩比也可在由于其对发动机爆震的影响而使用直接喷射的情况下增加。

在一些示例中,发动机10的每个气缸可包括用于启动燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下,点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号sa经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可基于发动机工况和驾驶员扭矩需求来调节信号sa的正时。例如,可以最大制动扭矩(mbt)正时提供火花以使发动机功率和效率最大化。控制器12可将发动机工况(包括发动机转速、发动机负荷和排气afr)输入到查找表中,并输出用于输入发动机工况的对应mbt正时。

在一些示例中,发动机10的每个气缸可配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例,气缸14被示出包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示出直接联接到气缸14,用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的脉冲信号宽度fpw-1成比例地直接向其中喷射燃料。以此方式,燃料喷射器166提供所谓的燃料直接喷射(以下也称为“di”)到气缸14中。虽然图1示出了被定位到气缸14一侧的燃料喷射器166,但是燃料喷射器166可选地位于活塞的顶部,诸如靠近火花塞192的位置。当使用醇基燃料操作发动机时,由于一些醇基燃料具有较低的挥发性,这样的位置可能增加混合和燃烧。可选地,喷射器可位于顶部并靠近进气门以增加混合。燃料可从燃料系统8的燃料箱经由高压燃料泵和燃料轨输送到燃料喷射器166。此外,燃料箱可具有向控制器12提供信号的压力传感器。

燃料喷射器170被示出布置在进气通道146中而不是直接联接到气缸14,这种配置提供所谓的将燃料进气道喷射(下文中也称为“pfi”)到气缸14上游的进气口中。燃料喷射器170可与经由电子驱动器171从控制器12接收的脉冲信号宽度fpw-2成比例地喷射接收自燃料系统8的燃料。应当注意,代替多个电子驱动器(诸如用于燃料喷射器166的电子驱动器168和用于燃料喷射器170的电子驱动器171,如图所描绘),可使用单个电子驱动器来用于这两个燃料喷射器。

在可选示例中,燃料喷射器166和170中的每一者可被配置成直接燃料喷射器,用于将燃料直接喷射到气缸14中。在再一示例中,燃料喷射器166和170中的每一者可被配置成进气道燃料喷射器,用于在进气门150的上游喷射燃料。在其他示例中,气缸14可仅包括单个燃料喷射器,所述单个燃料喷射器被配置为以不同的相对量从燃料系统接收不同的燃料作为燃料混合物,并且进一步被配置为作为直接燃料喷射器将该燃料混合物直接喷射到到气缸中或者作为进气道燃料喷射器在进气门的上游喷射该燃料混合物。因此,应当理解,本文所描述的燃料系统不应受到本文通过举例描述的特定燃料喷射器配置的限制。

在气缸的单个循环期间,燃料可通过这两个喷射器输送到气缸14。例如,每个喷射器可输送在气缸14中燃烧的总燃料量的一部分。另外,由每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可工况而变化,诸如发动机负荷、爆震和排气温度。进气道喷射的燃料可在打开的进气门事件、关闭的进气门事件(例如,基本上在进气冲程之前)期间以及在打开的和关闭的进气门操作期间输送。类似地,例如,直接喷射的燃料可至少部分地在前一排气冲程期间、在进气冲程期间以及在压缩冲程期间输送。如此,即使对于单个燃烧事件,也可在不同的时刻从进气道喷射器和直接喷射器喷射所喷射的燃料。此外,对于单个燃烧事件,可每个循环执行多次喷射所输送的燃料。可在压缩冲程、进气冲程或其任何适当组合期间执行所述多次喷射。

燃料喷射器166和170可具有不同的特性。这些不同的特性包括大小差异,诸如像一个喷射器具有比另一个更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同的喷射角、不同的工作温度、不同的目标、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的位置等。而且,根据喷射器170和166之中的所喷射燃料的分配比,可实现不同的效果。

燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统(在图2处作详细说明)输送到燃料喷射器166和170。另外,如图2所示,燃料箱和燃料轨可各自具有向控制器12提供信号的压力传感器。

燃料系统8中的燃料箱可容纳不同燃料类型的燃料,诸如具有不同燃料品质和不同燃料分量的燃料。差异可包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料共混物和/或它们的组合等。具有不同汽化热的燃料的一个示例包括具有较低汽化热的汽油作为第一燃料类型,和具有较大汽化热的乙醇作为第二燃料类型。在另一个示例中,发动机可使用汽油作为第一燃料类型和含醇燃料共混物作为第二燃料类型,诸如e85(大约85%乙醇和15%汽油)或m85(大约85%甲醇和15%汽油)。其他可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。在再一示例中,这两种燃料可以是具有不同醇分量的醇共混物,其中第一燃料类型可以是具有较低浓度的醇的汽油醇共混物,诸如e10(大约10%乙醇),而第二燃料类型可以是具有更高浓度的醇的汽油醇共混物,诸如e85(大约85%乙醇)。此外,第一燃料和第二燃料在其他燃料品质方面也可能不同,诸如温度、粘度、辛烷值等的差异。另外,一个或两个燃料箱的燃料特性可能经常变化,例如,由于油箱重新加注引起的的每日变化。

可基于氧传感器128的输出来确定空燃比误差。除了给定气缸的空燃比误差之外,在各个气缸之间也可能存在空燃比的变化,并且因此存在扭矩输出的变化。这可能是由于接收到气缸的空气充气量的差异,诸如由于空气流量的固有差异,这归因于进气歧管的配置/设计、流道长度、气门位置以及发动机缸体上每个气缸的位置。另外地或可选地,变化可能是由于在气缸处接收的燃料的差异,诸如由于喷射器喷嘴形状和大小的固有差异、喷射器位置、其他喷射器差异、燃料轨压力脉动等。如参考图3至图4所详细说明,可检测由于空气分量引起的扭矩变化并将其与燃料分量的变化区分开,从而使得能够适当地处理每个误差。特别地,在选定的条件下,可利用联接到直接喷射器的高压燃料轨的燃料轨压力传感器(如图2所详细说明)来测量气缸的压缩压力,并基于压缩压力来推断空气充气量。在其他条件期间,可使用燃料轨压力在每次直接喷射事件后的下降来获知命令燃料体积与实际输送到气缸的燃料体积之间的差异。

控制器12在图1中被示出为微计算机,该微计算机包括:微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序(例如,可执行指令)和校准值的电子存储介质(在此特定示例中被示出为非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。控制器12可从联接到发动机10的传感器接收各种信号,包括先前讨论的信号,并且另外包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量计(maf)的测量值;来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ect);来自联接到排气通道148的温度传感器158的排气温度;来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(pip);来自节气门位置传感器的节气门位置(tp);来自map传感器124的歧管绝对压力信号(map)。可通过控制器12从信号pip产生发动机每分钟转速信号(rpm)。来自map传感器124的歧管压力信号map可用来提供进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度。控制器12接收来自图1的各种传感器的信号,并采用图1的各种致动器,以基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调节发动机操作。例如,响应于如图3处所确定的空气误差的指示,控制器可调节发动机燃料补给来维持目标空燃比。在一个示例中,响应于空气误差,其中比所需更多的空气被输送到发动机气缸,控制器可增加喷射到该气缸的燃料的脉冲宽度,以便将燃烧空燃比维持在化学计量处或其附近。

如以上所描述,图1仅示出了多缸发动机中的一个气缸。如此,每个气缸可类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当理解,发动机10可包括任何合适数量的气缸,包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。另外,这些气缸中的每一个可包括参考气缸14通过图1描述和描绘的各种部件中的一些或全部。

图2展示了具有高压和低压燃料轨系统的双喷射器单燃料系统200。燃料系统200可联接到发动机,诸如图1的发动机10,并且可操作以将燃料输送到发动机。燃料系统200可由控制器操作,以执行参考图3至图4描述的操作中的一些或全部。先前介绍的部件用类似的标记表示。

燃料系统200可包括燃料箱210、低压泵或提升泵212,提升泵212将燃料从燃料箱210供应到高压燃料泵214。提升泵212还将较低压力处的燃料经由燃料通道218(本文也称为燃料管线218)供应到低压燃料轨260。因此,低压燃料轨260专门联接到提升泵212。燃料轨260将燃料供应到进气道喷射器262a、262b、262c和262d。高压燃料泵214将加压燃料供应到高压燃料轨250。因此,高压燃料轨250联接到高压泵214和提升泵212中的每一者。

由于老化和磨耗及损伤,以及获知了喷射器到喷射器空燃比变化的燃料分量,燃料喷射器可能需要针对可变性进行间歇地校准。作为变化的结果,喷射到发动机的每个气缸的实际燃料量可能不是所需的量,并且偏差可能导致燃料经济性降低、尾气排放增加以及发动机效率整体降低。

高压燃料轨250将加压燃料供应到直接燃料喷射器252a、252b、252c和252d。可分别通过压力传感器248和258监测燃料轨250和260中的燃料轨压力。在一个示例中,提升泵212可以是可以脉冲形式间歇操作的电子止回泵系统。在另一个示例中,提升泵212可以是包括电动(例如,dc)泵马达的涡轮(例如,离心)泵,由此可通过改变提供给泵马达的电功率来控制泵两端的压力增加和/或通过泵的体积流量,从而增加或降低马达转速。例如,当控制器减小提供给提升泵212的电功率时,可减小提升泵两端的体积流量和/或压力增大。可通过增加提供给提升泵212的电功率来增加泵两端的体积流量和/或压力增大。作为一个示例,提供给提升泵马达的电功率可从车辆(未示出)上的交流发电机或其他能量存储装置获得,由此控制系统可控制用于对提升泵212提供动力的电力负荷。因此,通过改变提供给提升泵的电压和/或电流,在hp燃料泵214的入口处提供的燃料的流量和压力得以调节。

提升泵212可配备有止回阀213,使得燃料管线218(或可选的柔顺性元件)保持压力,同时提升泵212使其输入能量减小到其中止产生经过止回阀213的流的程度。提升泵212可流体联接到过滤器217,过滤器217可去除燃料中包含的可能潜在地损坏燃料处理部件的小杂质。在止回阀213在过滤器217的上游的情况下,低压通道218的柔顺性可增加,因为过滤器的体积可以是物理上大的。此外,可采用泄压阀219来限制低压通道218中的燃料压力(例如,来自提升泵212的输出)。泄压阀219可包括例如以指定的压差安置和密封的球和弹簧机构。泄压阀219可被配置为打开的压差设定点可假定各种合适的值;作为非限制性示例,设定点可以是6.4巴或5巴(g)。在一些实施例中,燃料系统200可包括一个或多个(例如,一系列)止回阀,所述止回阀流体联接到低压燃料泵212,以阻止燃料在气门的上游泄漏回来。

提升泵燃料压力传感器231可沿着燃料通道218定位在提升泵212与hp燃料泵214之间。在此配置中,来自传感器231的读数可解释为提升泵212的燃料压力(例如,提升泵的出口燃料压力)和/或高压燃料泵的入口压力的指示。来自传感器231的读数可用来评估燃料系统200中的各种部件的操作,以确定是否向高压燃料泵214提供足够的燃料压力,使得高压燃料泵吸入液体燃料而不是燃料蒸气,和/或以使供应给提升泵212的平均电功率最小化。

高压燃料轨250可沿燃料通道278联接到高压燃料泵214的出口208。止回阀274和泄压阀272(也称为泵安全阀)可定位在高压燃料泵214的出口208与高压燃料轨250之间。泵安全阀272可联接到燃料通道278的旁路通道279。仅当直接喷射燃料泵214的出口处的压力(例如,压缩室出口压力)高于燃料轨压力时,出口止回阀274才打开以允许燃料从高压泵出口208流入燃料轨中。泵安全阀272可限制燃料通道278、高压燃料泵214的下游和高压燃料轨250的上游中的压力。例如,泵安全阀272可将燃料通道278中的压力限制到200巴。当燃料轨压力大于预定压力时,泵安全阀272允许燃料朝向泵出口208流出di燃料轨250。

附接在lp燃料轨的入口处的是止回阀244,用于控制燃料从提升泵流到燃料轨以及从燃料轨流到提升泵。压力止回阀244在燃料泵向燃料管线输送预定压力时打开。

直接燃料喷射器252a-252d和进气道燃料喷射器262a-262d分别将燃料喷射到位于发动机缸体201中的发动机气缸201a、201b、201c和201d中。因此,每个气缸可从两个喷射器接收燃料,其中这两个喷射器放置在不同的位置中。例如,如前面在图1中所讨论,一个喷射器可被配置成直接喷射器,其被联接以便直接将燃料补给到燃烧室中,而另一个喷射器被配置成进气道喷射器,其联接到进气歧管并将燃料输送到进气门上游的进气口中。因此,气缸201a从进气道喷射器262a和直接喷射器252a接收燃料,而气缸201b从进气道喷射器262b和直接喷射器252b接收燃料。

虽然示出了高压燃料轨250和低压燃料轨260中的每一者将燃料分配到相应喷射器组252a-252d和262a-262d的四个燃料喷射器,但是应当理解,每个燃料轨250、260可将燃料分配到任何合适数量的燃料喷射器。

类似于图1,控制器12可分别从联接到燃料轨260和250的燃料压力传感器258和248接收燃料压力信号。燃料轨260和250还可包括用于感测燃料轨内的燃料温度的温度传感器,诸如分别联接到燃料轨260和250的传感器202和203。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、火花点火以及燃料泵212和214的操作以控制发动机工况。

燃料泵212和214可由控制器12控制,如图2所示。控制器12可通过相应的燃料泵控制器(未示出)来调控由提升泵212和高压燃料泵214进给到燃料轨260和250中的燃料的量或速度。控制器12还可通过关断泵212和214来完全停止供应到燃料轨260和250的燃料。

喷射器262a-262d和252a-252d能够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根据存储在控制器12中基于发动机转速和/或进气节气门角度或发动机负荷的发动机特性曲线确定。每个喷射器可经由联接到喷射器(未示出)的电磁阀来控制。在一个示例中,控制器12可经由进气道喷射驱动器237单独地致动进气道喷射器262中的每一个,并且经由直接喷射驱动器238致动直接喷射器252中的每一个。控制器12、驱动器237、238和其他合适的发动机系统控制器可包括控制系统。虽然驱动器237、238被示出在控制器12的外部,但是应当理解,在其他示例中,控制器12可包括驱动器237、238,或者可被配置为提供驱动器237、238的功能。

在一个示例中,根据经验来确定经由进气道喷射器和直接喷射器输送的燃料量并将其存储在多个预定的查找表或函数中。例如,一个表可对应于确定进气道喷射量,并且一个表可对应于确定直接喷射量。两个表可被索引到发动机工况,诸如发动机转速和发动机负荷以及其他发动机工况。另外,在每个气缸循环中,所述表可输出一定量的燃料,以经由进气道燃料喷射和/或直接喷射喷射到发动机气缸。

因此,根据发动机工况,燃料可经由进气道喷射器和直接喷射器或仅经由直接喷射器或仅经由进气道喷射器喷射到发动机。例如,控制器12可基于来自如以上所描述的预定查找表的输出,来确定经由进气道喷射器和直接喷射器或者仅经由直接喷射器或者仅经由进气道喷射器将燃料输送到发动机。

可对以上示例性系统进行各种修改或调整。例如,燃料通道218可包括一个或多个过滤器、压力传感器、温度传感器和/或泄压阀。燃料通道可包括一个或多个燃料冷却系统。

以此方式,图1至图2的部件实现了一种发动机系统,其包括:包括气缸的发动机;联接到气缸的进气道喷射器;联接到气缸的直接喷射器;将燃料经由直接喷射燃料轨输送到直接喷射器的高压燃料泵;用于估算直接喷射燃料轨压力的压力传感器;以及控制器。所述发动机系统还可包括控制器,所述控制器配置有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令,用于在禁用燃料泵的情况下操作直接喷射器直到燃料泵压力降到第一阈值压力以下为止,然后禁用直接喷射器;在所述气缸的压缩冲程期间,但在所述气缸的火花事件之前暂时性打开直接喷射器,而不输送任何燃料;基于燃料轨压力在暂时性打开期间的变化来估算气缸空气充气量;以及基于估算的气缸空气充气量来调节后续的气缸燃料补给。在一个示例中,暂时性打开是对气缸的预定数量的喷射事件执行,其中估算的气缸空气充气量是对预定数量的喷射事件求平均的平均气缸空气充气量,并且其中调节后续的气缸燃料补给包括:经由进气道喷射器和直接喷射器中的一者或多者来调节后续的气缸燃料补给。在另一示例中,气缸可以是多个发动机气缸中的一个气缸,其中燃料补给和暂时性打开是在气缸的多个连续喷射事件中对多个发动机气缸中的每一个执行,并且其中基于估算的气缸空气充气量来调节后续的气缸燃料补给包括:基于对应气缸的估算的气缸空气充气量相对于对多个发动机气缸求平均的平均气缸空气充气量估算值,来调节对每个发动机气缸的后续的燃料补给。此外,可在仅经由进气道喷射器对气缸补给燃料时或在减速燃料切断事件期间执行暂时性打开。

现在转到图3,示出了用于获知气缸之间的空燃比误差的空气分量的示例性方法300。所述方法实现了通过对获知的空气误差(诸如使用燃料补给调节器)加以补偿来减小气缸到气缸的扭矩变化。用于执行方法300的指令和本文包括的其余方法可由控制器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(诸如以上参考图1描述的传感器)接收的信号来执行。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302处,所述方法包括估算和/或测量发动机工况。例如,可确定诸如发动机转速、发动机负荷、操作者扭矩需求、增压压力、发动机稀释(例如,egr流)周围条件(诸如环境温度、大气压力、周围温度)等的参数。

在304处,所述方法包括基于估算的发动机工况来确定燃料喷射规范。确定燃料喷射规范可包括确定燃料是否经由进气道喷射、直接喷射或其组合进行输送。另外,还可确定燃料量、喷射正时、每次喷射事件的喷射次数等。例如,发动机控制器可基于发动机转速/负荷状态来确定燃料分流比(包括进气道喷射燃料与直接喷射燃料的比率)。控制器可参考存储在控制器的存储器中的发动机转速/负荷特性曲线来确定要喷射的燃料量、燃料喷射类型(或多种类型)以及喷射次数。在直接喷射的情况下,控制器可进一步确定进气冲程直接喷射燃料相对于压缩冲程直接喷射燃料的比率。在一个示例中,在较低的发动机转速/负荷和较冷的发动机状况下,燃料喷射规范可包括在排气冲程或进气冲程中经由单个进气道喷射输送所有喷射的燃料。作为另一个示例,在较高的发动机转速/负荷和较暖的发动机状况下,燃料喷射规范可包括在进气冲程和/或压缩冲程中经由多次直接喷射输送的所有喷射的燃料。作为又一示例,在中速负荷下,可经由进气道喷射输送一部分燃料,并且可经由(单次或多次)直接喷射输送剩余的燃料。

在306处,可确定燃料喷射规范是否包括仅进气道燃料喷射(仅pfi)。如果是,那么在310处,所述方法包括禁用经由直接喷射燃料轨联接到直接喷射器的高压泵。提升泵将燃料从燃料箱供应到高压泵并且还经由进气道喷射燃料轨供应到进气道喷射器可继续操作。直接喷射燃料轨可以是高压燃料轨,而进气道喷射燃料轨可以是低压燃料轨。此外,在禁用高压泵的情况下,可从直接喷射器喷射燃料以将直接喷射燃料轨压力降低到阈值压力以下。例如,控制器可将脉冲宽度命令(例如,单次命令或间歇地重复命令)给直接喷射器以使燃料轨压力能够泄放。用来泄放燃料轨压力的直接喷射可以是进气冲程直接喷射。然后将喷射的燃料与所需的燃料质量绑定,以实现所需的空燃比。例如,可经由进气道喷射调节器(诸如通过提供所需燃料质量的剩余部分经由进气道喷射)对用来泄放燃料轨压力的直接喷射加以补偿,以维持目标空燃比。

在316处,可确定处于高压燃料轨的燃料轨压力(hp_frp)是否低于阈值压力。可将阈值压力确定为大气压力的函数,并且在一个示例中,可以是100psi。阈值压力可作为发动机转速和负荷的函数进一步校准,使得即使在低负荷发动机操作期间也可经由燃料轨压力的变化可靠地估算空气误差。在一个示例中,阈值压力是下限阈值,低于所述下限阈值,直接喷射器的致动(或打开)可导致没有燃料从喷射器流出到对应的气缸中。例如,在气缸燃烧事件期间,阈值压力可降低到气缸中所预期的压缩压力以下。由于在燃烧之前tdc附近的气缸压力是负荷的直接函数,随着负荷增加,所得气缸压力也将增加。因此,在另一个示例中,控制器可以相同的燃料轨压力为目标或基于负荷(气缸压力)缩放压力,以保持相同的预期偏移量。例如,控制器可基于逻辑规则、模型或算法做出有关阈值压力的逻辑确定,所述算法使用发动机转速和负荷作为输入并产生阈值压力作为输出。如果燃料轨压力不低于阈值压力,那么在318处,所述方法包括在禁用高压泵(hpp)直到达到阈值压力为止的情况下,继续经由直接喷射来喷射燃料。在将燃料轨压力降低到阈值压力以下之后,可禁用直接喷射器。然后,在320处,所述方法包括将燃料进气道喷射到气缸中。在一个示例中,将燃料进气道喷射到气缸中包括在气缸的进气冲程或(紧接先前的)排气冲程期间进行进气道喷射。应当理解,将燃料进气道喷射到气缸中包括不将燃料直接喷射到气缸中并且维持禁用hpp。

在322处,所述方法包括命令直接喷射器在气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间,而不从直接喷射器喷射任何燃料。特别是,命令直接喷射器在气缸的压缩冲程期间打开。在火花事件之前打开阈值持续时间可包括在火花事件之前打开阈值曲轴转角度数。另外,直接喷射器可保持打开一段限定的持续时间,诸如限定数量的曲轴转角度数。di被命令在火花事件之前打开的阈值持续时间或所处的发动机位置可基于发动机转速。其中,根据转速函数来调节di被命令打开的曲轴转角度数。在一个示例中,命令di在火花事件之前打开5度并且保持打开几毫秒,直到经过足够的时间以便可以进行稳定的压力测量为止。作为另一个示例,在火花事件之前打开阈值持续时间可包括在预定义的初始发动机位置打开并且在预定义的最终发动机位置处关闭。在一个示例中,命令di在15度btdc处打开并保持打开几毫秒,直到10度btdc为止。此外,di打开的正时可基于发动机转速而变化,以实现火花跟踪。例如,打开di的正时可基于发动机转速来调节,使得di打开可在火花事件之前5度处完成。在另一个示例中,可将最小脉冲宽度命令给直接喷射器。在再一示例中,可基于燃料轨压力传感器的范围和灵敏度来调节命令给di的脉冲宽度,使得di打开足够的时间以供传感器检测可测量的变化。

例如,控制器可基于作为发动机转速和气缸火花事件的正时的函数的逻辑规则做出逻辑确定(例如,有关命令di打开的正时)。控制器可使用模型、查找表或算法,所述算法使用发动机转速作为输入,并在cad中产生di将被命令打开所处的发动机位置作为输出。然后,控制器可产生控制信号(诸如脉冲宽度信号),所述控制信号被发送到燃料喷射器致动器以在确定的发动机位置处打开di。作为在进气道加燃料的气缸中的火花事件之前打开di的结果,可通过直接喷射燃料轨压力传感器来测量气缸的压缩压力。如本文所用,气缸的压缩压力是指紧接在燃烧过程之前的压缩冲程中的气缸中的压力。由于燃烧压力与气缸容积和吸入气缸中的空气量直接相关,通过将气缸经由di的开口暂时性联接到di燃料导轨,现有di燃料导轨压力传感器可用于准确地估算气缸空气充气量。作为暂时性打开di的结果,di燃料轨中的压力增加。在一个示例中,燃料轨压力可从100psi上升到150psi。因此,从气缸吸入到燃料轨道中的任何空气可与燃料轨道中的燃料一起溶解。在324处,经由di燃料轨压力传感器估算燃料轨压力(hp_frp)的上升。各种发动机工况或事件可能影响燃料轨压力测量值,并且可在计算归因于每次di打开事件的燃料压力上升时将其纳入考虑。因此,在一些示例中,程序可使燃料压力与经由各种传感器感测的各种发动机工况相关联。例如,由喷射器打开产生的瞬态压力脉动可能暂时影响燃料轨压力测量值,从而影响校准精度。如此,可选择燃料压力的采样以减少喷射器点火的瞬态效应。另外地或可选地,如果喷射器点火正时与燃料轨压力测量相关联,那么可在求出喷射器校准值时将由喷射器点火引起的暂时的压力变化纳入考虑。类似地,进气门和/或排气门打开和关闭、进气压力和/或排气压力、曲轴转角位置、凸轮位置、火花点火和发动机燃烧也可能影响燃料轨压力测量值,并且可能与燃料轨压力测量值相关联,以准确计算归因于各个气缸事件的燃料轨压力上升。

在326处,所述方法包括基于燃料轨压力在直接喷射器的选择性打开后的上升来获知气缸空气燃料误差。特别是,控制器可基于燃料轨压力的上升获知气缸的空气充气量估算值。根据以下等式可将空气充气确定为喷射器流动特性、脉冲宽度和空气密度的函数:充气[质量]=(流量/持续时间)*密度。

可在多个连续燃烧事件中继续进行获知。例如,控制器可在多个连续气缸事件中获知发动机的多个气缸中的每一个的空气充气量估算值,同时发动机以仅pfi模式操作。然后,控制器可通过对多个气缸的估算值求平均来求出发动机的平均空气充气量估算值。另外,可在每个给定气缸中的多个燃烧事件中对多个气缸中的每一个执行获知。控制器可反复地在多个燃烧事件中估算每个气缸的空气充气量,并求出气缸的平均空气充气量估算值。

如前面所指出,在每次事件中,di燃料轨压力可能上升。例如,在连续事件中,燃料轨压力可能从100psi逐渐上升到200psi。在328处,可确定燃料轨压力是否高于阈值压力,诸如上限阈值,高于所述上限阈值,燃料可能在di被命令打开时无意中喷射到气缸中。在一个示例中,上限阈值压力为500psi。因此,可继续进行获知直到燃料轨压力高于上限阈值压力为止。然后,在330处,所述方法包括在维持禁用hpp的情况下,从直接喷射器喷射燃料(例如,在进气冲程中)以将燃料轨压力降低到下限阈值压力,然后,在332处,在燃料轨压力低于下限阈值压力之后重新开始获知。例如,控制器可移动以在发动机点火顺序中的下一个气缸中执行空气充气量估算。否则,如果在328处未达到上限阈值,那么所述方法直接移至332并继续进行获知。虽然使用直接喷射来降低燃料轨压力,但是可以减小进气道喷射燃料质量以维持所需的燃料质量,以实现目标空燃比。

在334处,所述方法包括基于每个气缸的空气充气量估算值的比较结果来估算气缸到气缸空燃比(afr)误差的空气分量。例如,控制器可基于每个气缸的空气充气量估算值(例如,平均空气充气量估算值)之间的偏差来获知气缸afr误差的空气分量。作为一个示例,可将第一发动机气缸的平均空气充气量估算值与第二发动机气缸(诸如点火顺序中的下一个气缸点火)的平均空气充气量估算值进行比较,并且可基于它们之间的差异来求出第一气缸和第二气缸的afr误差的空气分量。作为另一个示例,可将第一发动机气缸的平均空气充气量估算值与所有发动机气缸的平均空气充气量估算值进行比较,并且可基于它们之间的差异来求出第一气缸的afr误差的空气分量。例如,可从每个气缸中取出若干样品。然后可以对这些样本进行求平均。然后,通过所有气缸的平均值来定义总体发动机空气充气量。然后,基于各个气缸平均值与总体发动机平均值来计算每个气缸的误差。

在336处,所述方法包括基于空气分量并且进一步基于afr误差的燃料分量来调节气缸燃料补给。如图4处所详细说明,通过使燃料轨压力在一系列将燃料直接喷射到气缸中的每一个后的变化相关联,可获知空气误差的燃料分量。通过获知与afr误差的燃料分量不同的空气分量,可相应地对每个误差加以补偿。在一个示例中,控制器可增加对气缸的气缸燃料补给,因为所获知的空气充气量估算值超过预期的空气充气量估算值(或平均估算值)。作为另一个示例,当所获知的空气充气量估算值降到预期的空气充气量估算值(或平均估算值)以下时,控制器可减少对气缸的气缸燃料补给。在另外的示例中,可基于所获知的空气误差来调节其他发动机扭矩致动器。例如,可基于所获知的空气误差来调节气门正时。

返回到306,如果发动机不处于仅pfi模式,那么在308处,可确定发动机是否处于仅di模式。如果发动机不处于仅di模式,也就是说,发动机处于pfdi模式,在pfdi模式中经由进气道喷射和直接喷射中的每一者对气缸补给燃料,那么所述方法移至314以延迟afr误差的空气分量的估算。这是因为仅pfi模式对空气误差估算提供最稳定的数据点。

如果确认是处于仅di模式,那么在312处,可确定是否存在减速燃料切断(dfso)事件。在dfso期间,瞬时停止发动机燃料补给,同时气缸气门操作继续,从而导致发动机自旋、未被补给燃料。可在低发动机负荷期间(诸如响应于松加速器踏板事件、车辆行驶下坡)或在滑行期间执行dfso,以减少发动机燃料消耗。如果确认不是处于dfso,那么所述方法移至314以延迟afr误差的空气分量的估算。在仅di模式期间,启用hpp和直接喷射器,并且通过基于扭矩需求将脉冲宽度命令给直接喷射器来提供气缸燃料补给。如果确认是处于dfso,那么所述方法移至310以禁用hpp,并经由di喷射燃料以降低燃料轨压力。此后,如在仅pfi模式期间所讨论的那样进行估算,其中命令di在气缸火花事件之前选择性地打开,并且基于燃料轨压力在命令后的上升来推断气缸的空气充气量估算值。

应当理解,响应于改变燃料喷射规范的扭矩瞬态(诸如踩加速器踏板或松加速器踏板),可中止图3的方法中描述的获知。例如,响应于踩加速器踏板,可中止获知,并且控制器可转变为经由进气道喷射和直接喷射或仅直接喷射对发动机补给燃料。所获知的空气充气量估算值可保存在控制器的存储器中,此后,获知可保持暂停,直到发动机工况有利于获知恢复为止。例如,可暂停获知,直到仅经由进气道喷射对发动机补给燃料为止,届时程序可从最后获知的气缸事件继续,或者从限定的起始点重新开始。

在一些示例中,图3的方法可在启用egr的情况下执行,然后在禁用egr的情况下执行以获知egr对空气估算的噪音影响。例如,基于egr输送到发动机进气中的位置,诸如基于egr通道在何处及何时联接到进气通道,一些发动机气缸可比其他气缸接收更多或更少的egr流。因此,通过获知egr对气缸的充气量估算值的影响,可以更好地补偿空气误差。随后应用于气缸的空气误差的补偿在启用egr时与在禁用egr时可以不同。例如,一旦对新鲜空气充气流进行计算(在没有egr的情况下,“不具有egr的气缸空气充气”),那么可再次进行测量以确定各个气缸的egr(在启用egr的情况下,“气缸_egr”)。由于egr取代新鲜空气,所以基于所测量的不具有egr的空气充气量和所测量的每个气缸的egr来计算气缸的实际新鲜空气充气量。具体地,将气缸的实际新鲜空气充气量(“气缸_新鲜空气”)确定为:

气缸_新鲜空气=气缸空气充气_不具有egr-气缸_egr。

现在转到图4,示出了用于获知气缸之间的空燃比误差的燃料分量的示例性方法400。所述方法实现了通过对获知的空气误差(诸如使用燃料补给调节器)加以补偿来减小气缸到气缸的扭矩变化。

在402处,所述方法包括估算和/或测量发动机工况。例如,可确定诸如发动机转速、发动机负荷、操作者扭矩需求、增压压力、发动机稀释(例如,egr流)周围条件(诸如环境温度、大气压力、周围温度)等的参数。在404处,可确定是否存在用于确定发动机气缸之间的afr误差的燃料分量的估算条件。在一个示例中,可响应于以下情况来确认估算条件:发动机处于低负荷操作区域(诸如当发动机转速和/或操作者扭矩需求低于阈值时)、发动机温度大于确保当发动机温度相对稳定时执行喷射器校准喷射事件的阈值温度(例如,80℃以上)、以及自上次估算燃料误差起发动机操作所经过的阈值持续时间或距离。如果不满足估算条件,那么在406处,所述方法延迟afr误差的燃料分量的估算。这是因为现有条件不能对燃料误差估算提供稳定的数据点。当发动机处于di模式、pfi模式或pfdi模式时,可能发生这种情况。

如果满足估算条件,那么在408处,所述方法包括操作hpp以将直接喷射燃料轨压力上升到阈值压力以上。作为示例,控制器可通过向hpp发布额外的泵冲程、增加泵冲程频率和/或对至少一个冲程增加泵冲程来增加燃料轨压力,使得高压燃料轨中的燃料压力达到预定的阈值校准压力。在一个示例中,所述阈值校准压力是上限阈值压力,诸如200psi。可基于发动机转速、发动机负荷、增压操作、进气充气压力、多个校准喷射(针对发动机,或针对每个喷射器)和/或其他工况来增加hpp操作。在410处,可相对于阈值校准压力来评估燃料轨压力。如果未达到预定的阈值校准压力,那么在412处,所述方法包括继续hpp操作直到达到目标燃料轨压力为止。否则,一旦达到所述压力,那么在414处,可禁用hpp。此外,可命令将燃料体积经由直接喷射器喷射到第一气缸中。命令体积可基于燃料轨压力和燃料密度。在一个示例中,控制器确定所需的燃料轨压力并计算需要从轨道移除以实现目标压力的燃料量。基于燃料密度将燃料质量转换为体积。然后,基于喷射器流动特性将体积转换为流动持续时间(即,脉冲宽度)。控制器可基于要输送的目标体积将脉冲宽度命令给直接喷射器。如下所详细说明,控制器可以预定的序列(例如,喷射器#1,喷射器#2,喷射器#3,喷射器#4,或者以针对发动机规定的点火顺序)运行一系列燃料喷射,并且重复所述序列达预定次数(例如,3次发动机循环,其中每个喷射器在每个发动机循环期间至少操作一次)。

在416处,在第一气缸中的喷射后,所述方法包括估算高压燃料轨压力在每次喷射事件后的下降。具体地,在每次喷射事件中,当燃料在禁用hpp的情况下被输送到气缸中时,di燃料轨压力可能下降。例如,在连续事件中,燃料轨压力可能从200psi逐渐下降到100psi。控制器可计算由于第i喷射器的每次喷射引起的燃料压力下降(δpij)(例如,如果每个喷射器在校准喷射循环期间喷射3次并且校准喷射循环在校准事件期间运行3次,那么j=1,2,3...9)。δpij对应于由于在第j次喷射期间由第i喷射器喷射引起的di燃料轨中的压力下降。各种发动机工况或事件可能影响燃料轨压力测量值,并且可在计算归因于每次喷射的燃料压降(δpij)时纳入考虑。因此,在一些示例中,程序可使燃料压力与经由各种传感器感测的各种发动机工况相关联。例如,由喷射器点火产生的瞬时压力脉动可能暂时影响燃料轨压力测量,从而影响校准精度。如此,可选择燃料压力的采样以减少喷射器点火的瞬态效应。另外地或可选地,如果喷射器点火正时与燃料轨压力测量值相关联,那么可在确定喷射器校准值时将由喷射器点火引起的暂时压力下降纳入考虑。类似地,进气门和/或排气门打开和关闭、进气压力和/或排气压力、曲轴转角位置、凸轮位置、火花点火和发动机燃烧也可能影响燃料轨压力测量值,并且可能与燃料轨压力测量值相关联,以准确计算归因于每一次喷射的燃料轨压力下降。

在418处,所述方法包括基于在该喷射事件时估算的燃料轨压力下降来估算在每次喷射事件时实际喷射到气缸中的体积。例如,控制器可使用等式(1)来计算每次喷射中实际喷射的燃料量qij,如下:

qij=δpij/c(1)

其中c是用于将燃料压力下降量转换为喷射的燃料量的预定常系数。另外,控制器可使用等式(2)来确定由喷射器i实际喷射的平均燃料量(qi),如下:

其中j是喷射器i的喷射次数(例如,如果每个喷射器在校准喷射循环期间喷射3次并且校准喷射循环在校准事件期间运行3次,那么j=1,2,3...9)。

在420处,基于命令体积(基于命令给直接喷射器的脉冲宽度)与气缸中接收的实际体积(基于对应的燃料轨压力的下降)之间的差异来确定气缸燃料补给误差。在422处,在确定第一气缸的燃料补给误差之后,控制器移动以在点火顺序(或预定的校准序列)中的下一个气缸中执行燃料误差估算。

在424处,所述方法包括基于每个气缸的燃料补给估算值(或燃料补给误差)的比较结果来估算气缸到气缸afr误差的燃料分量。在一个示例中,控制器可使用等式(3)来计算每个燃料喷射器i(例如,对于四缸发动机,i=1,2,3或4)的校正系数,如下:

ki=qc/qi(3)

控制器可用新计算的ki更新喷射器i的校正系数。例如,新计算的ki将替换存储在可能当前用来校准喷射器i的控制单元的保活存储器(kam)中的旧ki。在另外一些示例中,控制器可基于每个气缸的燃料误差估算值之间的偏差来获知气缸afr误差的燃料分量。作为一个示例,可将第一发动机气缸的平均燃料误差估算值与第二发动机气缸(诸如点火顺序中的下一个气缸点火)的平均燃料误差估算值进行比较,并且可基于它们之间的差异来求出第一气缸和第二气缸的afr误差的燃料分量。作为另一个示例,可将第一发动机气缸的平均燃料误差与所有发动机气缸的平均燃料误差进行比较,并且可基于它们之间的差异来求出第一气缸的afr误差的燃料分量。

在426处,所述方法包括从控制器的存储器中检索气缸到气缸afr误差的空气分量。基于燃料轨压力在气缸火花事件之前、在di的打开后的上升,可在仅pfi模式期间确定空气误差,如图3所详细说明。

在428处,所述方法包括基于空气分量并且进一步基于afr误差的燃料分量来调节气缸燃料补给。通过获知与afr误差的燃料分量不同的空气分量,可相应地对每个误差加以补偿。作为一个示例,当获知的燃料误差增大时,控制器可增加对气缸的气缸燃料补给。作为另一个示例,当获知的燃料误差减小时,控制器可减少对气缸的气缸燃料补给。在另外的示例中,可基于所获知的燃料误差来调节其他发动机扭矩致动器。例如,可基于所获知的空气误差来调节火花正时。作为另一个示例,可以基于所学习的燃料误差来调节燃料轨压力。在一些示例中,可经由燃料补给调节器来调节空气和燃料误差中的每一个。在其他示例中,相较于燃料误差补偿,可经由不同的调节器(例如,不同的扭矩致动器)对空气误差加以补偿。例如,可使用火花来调节扭矩。作为另一个示例,可调节egr流以改变总百分比误差(例如,通过将egr流率从10%减小到5%)。这将仍然允许一些egr有益效果,而不推动气缸超过obd阈值从而失去平衡。

以此方式,在禁用高压燃料泵的情况下,在命令直接喷射器在仅经由进气道喷射补给燃料的气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间时,发动机控制器可基于直接喷射燃料轨压力的第一变化来获知气缸扭矩变化的空气分量。然后,在命令直接喷射器在仅经由直接喷射补给燃料的气缸中打开时,控制器可基于直接喷射燃料轨压力的第二变化来获知气缸扭矩变化的燃料分量。在一个示例中,直接喷射燃料轨压力的第一变化包括燃料轨压力的上升,而直接喷射燃料轨压力的第二变化包括燃料轨压力的下降。在获知空气分量的同时,可命令直接喷射器在直接喷射燃料轨压力已经降低到第一阈值压力以下之后选择性地打开。相比之下,在获知燃料分量期间,可命令直接喷射器在直接喷射燃料轨压力已经上升到第二阈值压力以上之后打开。在获知空气分量以及获知燃料分量期间,禁用联接到直接喷射器的高压燃料泵。此外,在获知空气分量期间,可仅经由进气道喷射对发动机补给燃料,而在获知燃料分量期间,可仅经由直接喷射对发动机补给燃料。在pfdi发动机中,在可经由进气道喷射和直接喷射对发动机补给燃料的情况下,控制器可在获知期间仅经由进气道喷射对发动机补给燃料。如果发动机是di发动机,那么即使在获知期间,发动机也将经由直接喷射来补给燃料。

现在转到图5,示出了给定发动机气缸的气门正时和活塞位置相对于发动机位置的示例性特性曲线500,并且描绘了用于空气误差估算的直接喷射器打开的正时。在所选择的条件期间,诸如当仅经由进气道喷射对气缸补给燃料时,发动机控制器可命令直接喷射器打开以将气缸与di燃料轨(及其压力传感器)暂时性联接,而不将燃料喷射到气缸中。然后,可基于燃料轨压力的变化来推断气缸的空气充气量估算值误差。

特性曲线500展示了以曲轴转角度数(cad)沿x轴的发动机位置。曲线508描绘了活塞位置(沿着y轴)相对于它们从上止点(tdc)和/或下止点(bdc)的位置,并且进一步相对于它们在发动机循环的四个冲程(进气、压缩、做功和排气)内的位置。如通过正弦曲线508所指出,活塞从tdc逐渐向下移动,从而在做功冲程结束时在bdc处降到最低点。然后,活塞在排气冲程结束时返回到tdc处的顶部。然后,活塞在进气冲程期间再次朝向bdc向下移动,从而在压缩冲程结束时返回到tdc处的初始顶部位置。

曲线502和504描绘了在正常发动机操作期间排气门(虚线曲线502)和进气门(实线曲线504)的气门正时。如图所展示,排气门可在正当活塞在做功冲程结束时降到最低点的时候打开。然后,排气门可在活塞完成排气冲程时关闭,从而至少保持打开直到后续的进气冲程已经开始为止。以相同的方式,进气门可在进气冲程开始时或之前打开,并且可至少保持打开直到后续的压缩冲程已经开始为止。

由于排气门关闭与进气门打开之间的正时差异,在排气冲程结束之前和进气冲程开始之后的较短持续时间内,进气门和排气门两者都可打开。两个气门都可打开的时间段称为正进气门与排气门重叠506(或者简称为正气门重叠),由曲线502和504的交汇处的阴影线区域表示。在一个示例中,正进气门与排气门重叠506可以是发动机在发动机冷起动期间所存在的默认凸轮位置。

特性曲线500(从顶部开始)的第三个曲线图描绘了在气缸事件期间燃料喷射器打开和关闭的示例性正时。进气道喷射器的操作被示出为阴影线块,而直接喷射器的操作被示出为条纹块。从特性曲线500的顶部开始的第四个曲线图,曲线图510描绘了联接到直接喷射器的高压燃料轨的燃料轨压力。

在所描绘的气缸事件中,气缸在禁用联接到直接喷射器的hpp从而导致低于阈值燃料轨压力(hp_frp)的情况下操作。发动机控制器被配置为经由在cad1处的排气冲程中的进气道喷射向气缸提供总燃料量。然后,在压缩冲程中,在气缸中的火花事件514之前,命令直接喷射器在cad2处打开较短持续时间。在所描绘的示例中,将最小脉冲宽度命令给直接喷射器。由于di被命令在燃料导轨压力较低时打开,所以没有燃料直接喷射到气缸中。作为di打开的结果,气缸的燃烧室暂时性联接到di燃料轨,并且经由di燃料轨压力传感器感测气缸的压缩压力。特别是,观察燃料轨压力中的尖峰值512。由于压缩压力是气缸容积和空气充气量的函数,可基于感测到的燃料轨压力尖峰值512来推断给定气缸的空气充气量估算值。通过随后将给定气缸的空气充气量估算值与其他发动机气缸的估算值进行比较,可确定气缸到气缸afr误差的空气分量并对其加以补偿。

参考图6描绘示例性发动机空气分量和燃料分量误差估算值。特性曲线600描绘了曲线图602处的高压燃料泵操作、曲线图604处的高压(di)燃料轨压力、命令给曲线图606处的对应气缸的进气道喷射器的脉冲宽度、以及命令给曲线图608处的对应气缸的直接喷射器的脉冲宽度。随着时间的推移沿x轴描绘所有曲线图。基于点火顺序(在所描绘的示例中为1-3-4-2)标记气缸事件(1-4)。气缸火花事件用星号描绘。星号相对于命令给至少di的脉冲宽度的位置指示相对的点火正时。

在t1之前,发动机与提升泵(未示出)和hpp操作中的每一个一起操作。此时,经由进气道喷射和直接喷射中的每一个对发动机补给燃料。所输送的燃料的分流比包括pfi燃料相对于di燃料的较高比率,如命令的脉冲宽度的差异所示。在t1处,操作者扭矩需求(例如,踩加速器踏板事件)下降,响应于此,仅经由直接喷射对发动机补给燃料。因此,在t1处,禁用hpp。空气误差估算条件被认为满足。在t1与t2之间,燃料轨压力(frp)降低到下限阈值thr_l,以便使得能够进行空气误差估算。通过经由di反复喷射燃料来降低frp,控制器将较短(例如,最小)脉冲宽度命令给di。

在t2处,一旦frp降低,就在下一个点火气缸(此处为气缸2)中发起空气估算,其方式为通过在排气冲程期间进气道喷射燃料,然后命令di在气缸的火花事件之前打开。di在压缩冲程期间的打开导致没有燃料被直接喷射,但是导致在610处针对一个气缸所描绘的燃料轨压力出现尖峰值。类似地,在t2与t3之间的连续气缸事件中,基于frp在di在气缸的压缩冲程期间打开后的上升,对气缸1-4中的每一个多次估算空气充气量,该气缸仅经由进气道喷射来补给燃料。

在t3处,frp达到上限阈值thr_u,从该上限阈值thr_u不能可靠地估算frp的进一步上升。因此,暂停获知,并且在t3与t4之间(如在t1到t2),通过经由di反复喷射燃料将燃料轨压力(frp)降低到下限阈值thr_l,控制器将较短(例如,最小)脉冲宽度命令给di。在t4处,一旦frp已经降低到thr_l,就重新开始获知。获知包括基于该气缸事件的对应的frp(例如,610)上升来获知每个气缸的空气充气量估算值。然后,将每个气缸的空气充气量估算值彼此进行比较,以识别比预期更稀或比预期更浓的气缸。

在t5处,操作者扭矩需求(例如,踩加速器踏板事件)上升,响应于此,经由进气道喷射和直接喷射对发动机补给燃料。因此,在t5处,启用hpp。所输送的燃料的分流比包括di燃料相对于pfi燃料的较高比率,如命令的脉冲宽度的差异所示。在t6之前不久,操作者扭矩需求(例如,另一个踩加速器踏板事件)进一步上升,响应于此,仅经由直接喷射对发动机补给燃料。在t6之前,气缸4中的燃烧事件在燃料的仅直接喷射的情况下发生。

在t6处,燃料误差估算条件被认为满足。由于frp已经处于或高于上限阈值压力thr_u,所以不需要进一步的泵操作,并且hpp被禁用。另外,通过在进气冲程期间直接喷射预定量的燃料以及测量所得的燃料轨压力下降(在612处针对一个气缸所描绘),在下一个点火气缸(此处为气缸2)中发起燃料估算。类似地,在t6与t7之间的连续气缸事件中,基于frp在di将燃料喷射到气缸(所述气缸仅经由直接喷射补给燃料)中后的下降,对气缸1-4中的每一个多次估算燃料。获知包括基于该气缸事件的对应的frp(例如,612)下降来获知每个气缸的燃料补给估算值。然后,将每个气缸的燃料估算值与基于命令的脉冲宽度的燃料体积进行比较,以识别比预期更稀或比预期更浓的气缸。

在t7处,操作者扭矩需求(例如,踩加速器踏板事件)增加,响应于此,仅经由直接喷射对发动机补给燃料。因此,在t7处,启用hpp,并且禁用获知。在t7之后,基于每个气缸的气缸到气缸afr变化的所获知空气和燃料误差分量来调节对每个气缸的燃料补给。例如,通过扩展脉冲宽度(相较于以虚线所示的未调节的脉冲宽度)来增加气缸1中的燃料补给。作为另一个示例,通过减少脉冲宽度(相较于以虚线所示的未调节的脉冲宽度)来降低气缸4中的燃料补给。

以此方式,可通过获知并区分afr误差的空气分量与afr误差的燃料分量来减小气缸到气缸可变性。通过基于空气分量和燃料分量来调节后续的发动机燃料补给,可使用单个致动器对气缸之间的扭矩变化加以补偿。通过从气缸压缩压力推断空气误差,可在依赖于现有传感器并且不引发egr的噪声影响的同时准确地估算气缸空气充气量。通过在禁用高压泵而没有燃料直接喷射到气缸中,从而减少结果的损坏的情况下,命令di在火花事件之前打开。通过估算在仅用进气道喷射对气缸补给燃料的情况期间di燃料轨压力的上升,可使用更可靠且稳定的数据点来推断空气充气量。通过获知空气误差并对其加以补偿,可减少气缸扭矩变化,从而改进发动机排放和nvh。

一种示例性方法,其包括:在禁用高压泵的情况下从直接喷射器喷射燃料,以将直接喷射燃料轨压力降低到阈值压力以下;然后,将燃料进气道喷射到气缸中并命令所述直接喷射器在所述气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间,而不从所述直接喷射器喷射任何燃料。在前述示例中,另外地或任选地,所述方法还包括:基于所述燃料轨压力在所述选择性打开后的上升来获知气缸空燃比误差。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,获知所述气缸空燃比误差包括:基于所述燃料轨压力的所述上升来获知所述气缸的空气充气量估算值。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,所述方法还包括:响应于所述获知的气缸空燃比误差来调节气缸燃料补给,当所述获知的空气充气量估算值超过预期的空气充气量估算值时所述气缸燃料补给增加,当所述获知的空气充气量估算值超过所述预期的空气充气量估算值时所述气缸燃料补给减少。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,所述气缸是多个发动机气缸中的一个,所述方法还包括:在多个连续气缸事件中获知所述多个发动机气缸中的每一个的空气充气量估算值。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,获知所述气缸空燃比误差还包括:基于所述多个发动机气缸的所述空气充气量估算值之间的偏差来获知所述气缸空燃比误差。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,在每个气缸中的多个燃烧事件中对所述多个气缸中的每一个执行所述获知,并且其中给定气缸的所述空气充气量估算值是对所述给定气缸中的所述多个燃烧事件求平均的平均空气充气量估算值。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,所述阈值压力是大气压力的函数,并且其中所述阈值持续时间是基于发动机转速和负荷。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,所述阈值压力是下限阈值压力,所述方法还包括:获知所述气缸空燃比误差直到所述燃料轨压力高出上限阈值压力为止,上限阈值压力高于所述下限阈值压力,然后,在禁用所述高压泵的情况下从所述直接喷射器喷射燃料以将所述燃料轨压力降低到所述下限阈值压力,以及在所述燃料轨压力低于所述下限阈值压力之后重新开始所述获知。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,将燃料进气道喷射到所述气缸中包括:在所述气缸的排气冲程或进气冲程期间进行进气道喷射,并且其中所述直接喷射器被命令在所述气缸的压缩冲程期间选择性地打开。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,所述方法还包括:在将所述直接喷射燃料轨压力降低到阈值压力以下之后禁用所述直接喷射器,并且其中将燃料进气道喷射到所述气缸中包括:不直接将燃料喷射到所述气缸中并维持禁用所述高压泵。

用于发动机的另一种示例性方法包括:在禁用高压燃料泵的情况下,在命令直接喷射器在仅经由进气道喷射进行燃料补给的气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间时,基于直接喷射燃料轨压力的第一变化来获知气缸扭矩变化的空气分量;以及在命令直接喷射器在仅经由进气道喷射进行燃料补给的气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间时,基于直接喷射燃料轨压力的第二变化来获知所述气缸扭矩变化的燃料分量。在前述示例中,另外地或任选地,所述直接喷射燃料轨压力的第一变化包括所述燃料轨压力的上升,并且其中所述直接喷射燃料轨压力的第二变化包括所述燃料轨压力的下降。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,在获知所述空气分量期间,命令所述直接喷射器在所述直接喷射燃料轨压力已经降低到第一阈值压力以下之后选择性地打开,并且其中在获知所述燃料分量期间,命令所述直接喷射器在所述直接喷射燃料轨压力已经上升到第二阈值压力以上之后打开。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,在所述获知所述空气分量以及所述获知所述燃料分量期间,禁用联接到所述直接喷射器的高压燃料泵。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,在获知所述空气分量期间,仅经由进气道喷射对所述发动机补给燃料,并且其中在获知所述燃料分量期间,仅经由直接喷射对所述发动机补给燃料。

一种示例性发动机系统,其包括:包括气缸的发动机;联接到所述气缸的进气道喷射器;联接到所述气缸的直接喷射器;经由直接喷射燃料轨将燃料输送到所述直接喷射器中的高压燃料泵;用于估算直接喷射燃料轨压力的压力传感器;以及具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令的控制器,所述指令用于:在禁用所述燃料泵的情况下操作所述直接喷射器直到所述燃料轨压力下降到第一阈值压力以下为止,然后禁用所述直接喷射器;在所述气缸的压缩冲程期间,但在所述气缸的火花事件之前,暂时性打开所述直接喷射器,而不输送任何燃料;基于所述燃料轨压力在所述暂时性打开期间的变化来估算气缸空气充气量;以及基于所述估算的气缸空气充气量来调节后续的气缸燃料补给。在前述示例中,另外地或任选地,所述暂时性打开是对所述气缸的预定数量的喷射事件执行,其中所述估算的气缸空气充气量是对所述预定数量的喷射事件求平均的平均气缸空气充气量,并且其中调节后续的气缸燃料补给包括:经由所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一者或多者来调节后续的气缸燃料补给。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,所述气缸是多个发动机气缸中的一个气缸,其中所述燃料补给和暂时性打开是在所述气缸的多个连续喷射事件中对所述多个发动机气缸中的每一个执行,并且其中基于所述估算的气缸空气充气量来调节后续的气缸燃料补给包括:基于对应气缸的所述估算的气缸空气充气量相对于对所述多个发动机气缸求平均的平均气缸空气充气量估算值,来调节对每个发动机气缸的后续的燃料补给。在任一或所有前述示例中,另外地或任选地,所述暂时性打开是在仅经由所述进气道喷射器对所述气缸补给燃料时或在减速燃料切断事件期间执行。

在另一个表示中,发动机系统可联接在混合动力电动车辆中。

应当注意,本文包括的示例性控制和估算程序可与各种发动机和/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作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可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。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样,所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序并行地或者在某些情况下省略地执行。同样地,处理顺序不一定是实现本文所描述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述提供的。可根据所使用的特定策略重复执行所展示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外,所描述的动作、操作和/或功能可图形化表示要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,其中通过执行包括与电子控制器相结合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行所描述的动作。

应当理解,本文公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被认为是限制性的,因为许多变化是可能的。例如,上述技术可以应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合及子组合。

权利要求具体地指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可指代“一个”元素或“第一”元素或其等效物。此类权利要求应理解为包括一个或多个此类元素的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类元素。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合及子组合可以通过修改本权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求书来要求保护。此类权利要求,无论是否比原始权利要求的范围更宽、更窄、与其相同或不同,也被认为包括在本公开的主题内。

根据本发明,提供了一种方法,其具有:在禁用高压泵的情况下从直接喷射器喷射燃料,以将直接喷射燃料轨压力降低到阈值压力以下;然后,将燃料喷射到气缸中并命令所述直接喷射器在所述气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间,而不从所述直接喷射器喷射任何燃料。

根据一个实施例,上述发明的进一步特征在于,基于所述燃料轨压力在所述选择性打开后的上升来获知气缸空燃比误差。

根据一个实施例,上述发明的特征还在于,基于所述燃料轨压力的所述上升来获知所述气缸的空气充气量估算值。

根据一个实施例,上述发明的特征还在于,响应于所述获知的气缸空燃比误差来调节气缸燃料补给,当所述获知的空气充气量估算值超过预期的空气充气量估算值时所述气缸燃料补给增加,当所述获知的空气充气量估算值超过所述预期的空气充气量估算值时所述气缸燃料补给减少。

根据一个实施例,所述气缸是多个发动机气缸中的一个,所述方法还包括:在多个连续气缸事件中获知所述多个发动机气缸中的每一个的空气充气量估算值。

根据一个实施例,上述发明的特征还在于,获知所述气缸空燃比误差还包括:基于所述多个发动机气缸的所述空气充气量估算值之间的偏差来获知所述气缸空燃比误差。

根据一个实施例,上述发明的特征还在于,在每个气缸中的多个燃烧事件中对所述多个气缸中的每一个执行所述获知,并且其中给定气缸的所述空气充气量估算值是对所述给定气缸中的所述多个燃烧事件求平均的平均空气充气量估算值。

根据一个实施例,所述阈值压力是大气压力的函数,并且其中所述阈值持续时间基于发动机速度和负荷。

根据一个实施例,所述阈值压力是下限阈值压力,所述方法还包括:获知所述气缸空燃比误差直到所述燃料轨压力高出上限阈值压力为止,上限阈值压力高于所述下限阈值压力,然后,在禁用所述高压泵的情况下从所述直接喷射器喷射燃料以将所述燃料轨压力降低到所述下限阈值压力,以及在所述燃料轨压力低于所述下限阈值压力之后重新开始所述获知。

根据一个实施例,上述发明的特征还在于,将燃料喷射到所述气缸中包括:在所述气缸的排气冲程或进气冲程期间进行喷射,并且其中所述直接喷射器被命令在所述气缸的压缩冲程期间选择性地打开。

根据一个实施例,上述发明的特征还在于,在将所述直接喷射燃料轨压力降低到阈值压力以下之后禁用所述直接喷射器,并且其中将燃料进气道喷射到所述气缸中包括:不直接将燃料喷射到所述气缸中并维持禁用所述高压泵。

根据本发明,提供了一种用于发动机的方法,其具有:在禁用高压燃料泵的情况下,在命令直接喷射器在仅经由进气道喷射进行燃料补给的气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间时,基于直接喷射燃料轨压力的第一变化来获知气缸扭矩变化的空气分量;以及在命令直接喷射器在仅经由进气道喷射进行燃料补给的气缸中的火花事件之前选择性地打开阈值持续时间时,基于直接喷射燃料轨压力的第二变化来获知所述气缸扭矩变化的燃料分量。

根据一个实施例,所述直接喷射燃料轨压力的第一变化包括所述燃料轨压力的上升,并且其中所述直接喷射燃料轨压力的第二变化包括所述燃料轨压力的下降。

根据一个实施例,在获知所述空气分量期间,命令所述直接喷射器在所述直接喷射燃料轨压力已经降低到第一阈值压力以下之后选择性地打开,并且其中在获知所述燃料分量期间,命令所述直接喷射器在所述直接喷射燃料轨压力已经上升到第二阈值压力以上之后打开。

根据一个实施例,在所述获知所述空气分量以及所述获知所述燃料分量期间,禁用联接到所述直接喷射器的高压燃料泵。

根据一个实施例,在获知所述空气分量期间,仅经由进气道喷射对所述发动机补给燃料,并且其中在获知所述燃料分量期间,仅经由直接喷射对所述发动机补给燃料。

根据本发明,提供了一种发动机系统,其具有:包括气缸的发动机;联接到所述气缸的进气道喷射器;联接到所述气缸的直接喷射器;经由直接喷射燃料轨将燃料输送到所述直接喷射器中的高压燃料泵;用于估算直接喷射燃料轨压力的压力传感器;以及具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令的控制器,所述指令用于:在禁用所述燃料泵的情况下操作所述直接喷射器直到所述燃料轨压力下降到第一阈值压力以下为止,然后禁用所述直接喷射器;在所述气缸的压缩冲程期间,但在所述气缸的火花事件之前,暂时性打开所述直接喷射器,而不输送任何燃料;基于所述燃料轨压力在所述暂时性打开期间的变化来估算气缸空气充气量;以及基于所述估算的气缸空气充气量来调节后续的气缸燃料补给。

根据一个实施例,所述暂时性打开是对所述气缸的预定数量的喷射事件执行,其中所述估算的气缸空气充气量是对所述预定数量的喷射事件求平均的平均气缸空气充气量,并且其中调节后续的气缸燃料补给包括:经由所述进气道喷射器和所述直接喷射器中的一者或多者来调节后续的气缸燃料补给。

根据一个实施例,所述气缸是多个发动机气缸中的一个气缸,其中所述燃料补给和暂时性打开是在所述气缸的多个连续喷射事件中对所述多个发动机气缸中的每一个执行,并且其中基于所述估算的气缸空气充气量来调节后续的气缸燃料补给包括:基于对应气缸的所述估算的气缸空气充气量相对于对所述多个发动机气缸求平均的平均气缸空气充气量估算值,来调节对每个发动机气缸的后续的燃料补给。

根据一个实施例,所述暂时性打开是在仅经由所述进气道喷射器对所述气缸补给燃料时或在减速燃料切断事件期间执行。

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