用于扭矩控制的方法和系統(tǒng)技術(shù)方案

本申請?zhí)峁┝擞糜谂ぞ乜刂频姆椒ê拖到y(tǒng)，公開了用于檢測所有發(fā)動機(jī)汽缸間的空燃比失衡的方法和系統(tǒng)。在一個示例中，方法(或系統(tǒng))可包括基于每個通過置信因子進(jìn)行加權(quán)的排氣空燃比、排氣歧管壓力以及汽缸扭矩而指示汽缸失衡，其中所述置信因子基于工況來確定。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)一般涉及用于確定車輛的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)內(nèi)汽缸間扭矩失衡的方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
發(fā)動機(jī)排放物規(guī)范要求檢測所有發(fā)動機(jī)汽缸間的空燃比(AFR)失衡。當(dāng)由于如進(jìn)氣歧管泄漏、燃料噴射器錯誤、排氣再循環(huán)錯誤以及燃料流輸送問題等問題引起在一個或多個汽缸內(nèi)的AFR與其他汽缸的AFR不同時，可發(fā)生汽缸間的AFR失衡。除了減少排放物之外，汽缸間的失衡可導(dǎo)致降低發(fā)動機(jī)性能和車輛駕駛性能的扭矩錯誤。用于檢測汽缸間的AFR失衡的一個示例方法由Behr等人在美國專利U.S.7802563中示出。其中，基于在等于或高于在選擇的工況期間汽缸的點(diǎn)火頻率的頻率下排氣UEGO傳感器的響應(yīng)而確認(rèn)AFR失衡。具體地，當(dāng)車輛不處于發(fā)動機(jī)瞬時工況時，如果由UEGO傳感器檢測到的高頻差分信號的整合(integration)高于閾值，則確認(rèn)失衡。用于AFR失衡檢測的其他方法涉及基于排氣歧管壓力檢測AFR失衡。但是，專利技術(shù)人在此已經(jīng)認(rèn)識到關(guān)于這些方法的潛在問題。作為一個示例，當(dāng)使用排氣傳感器時，如在Behr的方法中，可能存在由于在排氣傳感器中排氣的不充分混合導(dǎo)致的未檢測出汽缸間失衡的情況。此外，由于排氣傳感器的不充分預(yù)熱，排氣傳感器可能無法在發(fā)動機(jī)冷起動狀況期間可靠地檢測出汽缸間失衡。作為另一示例，當(dāng)使用排氣歧管壓力檢測AFR失衡時，所述檢測可被壓力傳感器和汽缸之間的距離影響。隨著距離增加，來自其他汽缸的排氣更容易與來自被估計(jì)的汽缸的排氣混合。換句話說，任何給定的方法的可靠性均可基于工況改變。同樣地，如果在當(dāng)傳感器輸出不可靠時的條件期間響應(yīng)于AFR失衡的指示調(diào)節(jié)了汽缸燃料或空氣噴射，則可產(chǎn)生進(jìn)一步的AFR和扭矩問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在一個示例中，上面描述的問題可至少部分地通過這樣的方法解決，所述方法包括：基于由排氣傳感器估計(jì)的排氣空燃比、由壓力傳感器估計(jì)的排氣歧管壓力以及由曲軸扭矩傳感器估計(jì)的個體汽缸扭矩中的每一個指示汽缸間失衡。以這種方式，在給定的驅(qū)動周期內(nèi)更寬的發(fā)動機(jī)工況范圍內(nèi)，可更加可靠地確認(rèn)汽缸間失衡。作為一個示例，在給定的驅(qū)動周期內(nèi)，可以在不同的工況下估計(jì)排氣AFR、排氣歧管壓力以及個體汽缸扭矩中的每一個。可通過以置信因子(confidence factor)對估計(jì)的排氣AFR、估計(jì)的排氣歧管壓力以及估計(jì)的個體汽缸扭矩中的每一個進(jìn)行加權(quán)而確認(rèn)汽缸間失衡。置信因子可基于估計(jì)類型和執(zhí)行所述估計(jì)類型的工況而被調(diào)節(jié)。例如，基于排氣傳感器的輸出的失衡估計(jì)的置信因子可在當(dāng)排氣混合較低時的條件期間減少，并且在當(dāng)排氣混合較高時的條件期間增加。基于壓力傳感器的輸出的AFR估計(jì)的置信因子可在壓力傳感器和汽缸的排氣門之間的距離大于閾值時減小，并且在所述距離小于所述閾值的情況下增大。類似地，基于曲軸扭矩傳感器的輸出的失衡估計(jì)的置信因子可在冷起動期間增大，并且在穩(wěn)態(tài)操作期間減小。因此，在驅(qū)動周期期間在較不可靠的條件下收集的特定汽缸失衡估計(jì)可被較少地加權(quán)，而在驅(qū)動周期期間在更可靠的條件下收集的特定汽缸失衡估計(jì)可被較多地加權(quán)。這樣，所述方法允許克服任何單一估計(jì)方法的缺點(diǎn)，從而提高了汽缸失衡估計(jì)的總體準(zhǔn)確性和可靠性。應(yīng)當(dāng)理解，上面的
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
被提供以簡化的形式來介紹將在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的概念的選擇。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護(hù)的主題不限于解決以上或在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。附圖說明圖1示出了示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖。圖2A和圖2B示出了激光曲軸扭矩傳感器和磁性曲軸扭矩傳感器的示意圖。圖3示出了用于確認(rèn)汽缸間失衡的示例性方法的高級流程圖。圖4示出了用于確認(rèn)汽缸間失衡的可替換的示例性方法的高級流程圖。圖5示出了用于侵入地確認(rèn)汽缸間失衡的示例性方法。圖6示出了用于使用激光或磁性曲軸扭矩傳感器估計(jì)個體汽缸扭矩的示例性方法。具體實(shí)施方式以下描述涉及用于確認(rèn)車輛內(nèi)汽缸間失衡的系統(tǒng)和方法。圖1示出了多汽缸發(fā)動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)一個汽缸的示意圖。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可包括用于感測排氣AFR的排氣傳感器、用于感測排氣歧管壓力的壓力傳感器以及用于感測個體汽缸扭矩的曲軸扭矩傳感器。使用激光的曲軸扭矩傳感器和使用硬盤驅(qū)動磁性感測技術(shù)的曲軸扭矩傳感器分別顯示在圖2A和圖2B中。發(fā)動機(jī)控制器可經(jīng)配置以執(zhí)行如圖3-4的示例性例程的控制例程，從而基于感測的數(shù)據(jù)確認(rèn)汽缸間失衡。如圖5-6所示，這些可以包括被動式或侵入式失衡診斷方法。通過對從各種傳感器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的加權(quán)，基于數(shù)據(jù)被感測的工況，提高了汽缸失衡估計(jì)的可靠性。圖1說明了示出多汽缸發(fā)動機(jī)10的一個汽缸的示意圖，其可被包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。發(fā)動機(jī)10可至少部分地通過包括控制器12的控制系統(tǒng)并通過經(jīng)由輸入裝置130自車輛操作者的輸入而被控制。在本示例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)10的燃燒室(即，汽缸)30可包括具有位于其內(nèi)的活塞36的燃燒室壁32。活塞36可耦接到曲軸40，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲軸40可經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)耦接到車輛的至少一個驅(qū)動輪。曲軸40也可經(jīng)由飛輪耦接到起動機(jī)馬達(dá)以使能發(fā)動機(jī)10的起動操作。另外，曲軸扭矩傳感器可耦接到曲軸40用于監(jiān)測發(fā)動機(jī)扭矩。在一個示例性實(shí)施例中，扭矩傳感器可以是激光扭矩傳感器(如圖2A所示)或磁性扭矩傳感器(如圖2B所示)。也可使用其它扭矩傳感器。如圖3-4詳細(xì)描述，發(fā)動機(jī)控制器可基于扭矩傳感器的加權(quán)輸出推斷出汽缸扭矩失衡。燃燒室30可經(jīng)由進(jìn)氣通道42接收來自進(jìn)氣歧管44的進(jìn)氣并且可經(jīng)由排氣通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48可經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54與燃燒室30選擇性地連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可包括兩個或多個進(jìn)氣門和/或兩個以上排氣門。在本示例中，進(jìn)氣門52和排氣門54可經(jīng)由一個或多個凸輪通過凸輪致動進(jìn)行控制，并且可利用可由控制器12操作的凸輪廓線變換(CPS)系統(tǒng)、可變凸輪正時(VCT)系統(tǒng)、可變氣門正時(VVT)系統(tǒng)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個或多個以改變氣門操作。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可分別通過位置傳感器55和57進(jìn)行確定。在可替換的實(shí)施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門54可由電動氣門致動控制。例如，汽缸30可以可替換地包括經(jīng)由電動氣門致動控制的進(jìn)氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。在一些實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)10的每個汽缸可配置為具有用于向汽缸提供燃料的一個或多個燃料噴射器。作為非限制性示例，汽缸30被示出為包括一個燃料噴射器66，其被從燃料系統(tǒng)172供給燃料。燃料噴射器66被示出為直接耦接到汽缸30，以用于經(jīng)由電子驅(qū)動器68與從控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例地直接噴射燃料到汽缸30中。以這種方式，燃料噴射器66提供了所謂的燃料的直接噴射(以下也稱為“DI”)到燃燒汽缸30中。應(yīng)當(dāng)理解，在可選實(shí)施例中，噴射器66可以是提供燃料到汽缸30上游的進(jìn)氣端口中的進(jìn)氣道噴射器。還應(yīng)當(dāng)理解，汽缸30可從如多個進(jìn)氣道噴射器、多個直接噴射器或它們的組合等多個噴射器接收燃料。繼續(xù)圖1，進(jìn)氣通道42可包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在此具體示例中，節(jié)流本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于發(fā)動機(jī)的方法，其包括：基于由排氣傳感器估計(jì)的排氣空燃比、由壓力傳感器估計(jì)的排氣歧管壓力以及由曲軸扭矩傳感器估計(jì)的個體汽缸扭矩中的每一個而指示汽缸間失衡。

【技術(shù)特征摘要】
2015.06.22 US 14/746,5511.一種用于發(fā)動機(jī)的方法，其包括：基于由排氣傳感器估計(jì)的排氣空燃比、由壓力傳感器估計(jì)的排氣歧管壓力以及由曲軸扭矩傳感器估計(jì)的個體汽缸扭矩中的每一個而指示汽缸間失衡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括，響應(yīng)于所述指示，施加空燃比校正到失衡汽缸，所述空燃比校正包括校正的燃料噴射量，其中調(diào)節(jié)燃料噴射器致動器的燃料噴射器脈沖寬度，從而提供所述校正的燃料噴射量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述排氣空燃比指示包括基于由第一置信因子加權(quán)的所述排氣空燃比，基于所述排氣歧管壓力指示包括基于由第二置信因子加權(quán)的所述排氣壓力，并且基于個體汽缸扭矩指示包括基于由第三置信因子加權(quán)的所述個體汽缸扭矩。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括基于加權(quán)的所述排氣空燃比、加權(quán)的所述排氣歧管壓力以及加權(quán)的所述個體汽缸扭矩而計(jì)算每個發(fā)動機(jī)汽缸的組合的失衡參數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包括如果任意所述發(fā)動機(jī)汽缸的組合的失衡參數(shù)與所有發(fā)動機(jī)汽缸的組合的失衡參數(shù)的平均值的偏差大于閾值，則設(shè)置診斷代碼。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中基于發(fā)動機(jī)工況調(diào)節(jié)所述第一置信因子、第二置信因子和第三置信因子中的一個或多個。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括在當(dāng)所述排氣傳感器處的排氣混合低于閾值時的條件期間減小所述第一置信因子。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括在發(fā)動機(jī)冷起動之后的暖機(jī)期間減小所述第一置信因子。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括在燃料類型調(diào)節(jié)期間減小所述第一置信因子。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括在富操作期間增大所述第一置信因子。11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括隨著所述壓力傳感器和所述汽缸之間距離的增加而減小所述第二置信因子。12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)包括在稀操作期間增...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：D·R·馬丁，K·J·米勒，J·E·羅林格，
申請(專利權(quán))人：福特環(huán)球技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US