用于扭矩控制的方法和系统技术方案

本申请提供了用于扭矩控制的方法和系统，公开了用于检测所有发动机汽缸间的空燃比失衡的方法和系统。在一个示例中，方法(或系统)可包括基于每个通过置信因子进行加权的排气空燃比、排气歧管压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况来确定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于确定车辆的内燃发动机内汽缸间扭矩失衡的方法和系统。
技术介绍
发动机排放物规范要求检测所有发动机汽缸间的空燃比(AFR)失衡。当由于如进气歧管泄漏、燃料喷射器错误、排气再循环错误以及燃料流输送问题等问题引起在一个或多个汽缸内的AFR与其他汽缸的AFR不同时，可发生汽缸间的AFR失衡。除了减少排放物之外，汽缸间的失衡可导致降低发动机性能和车辆驾驶性能的扭矩错误。用于检测汽缸间的AFR失衡的一个示例方法由Behr等人在美国专利U.S.7802563中示出。其中，基于在等于或高于在选择的工况期间汽缸的点火频率的频率下排气UEGO传感器的响应而确认AFR失衡。具体地，当车辆不处于发动机瞬时工况时，如果由UEGO传感器检测到的高频差分信号的整合(integration)高于阈值，则确认失衡。用于AFR失衡检测的其他方法涉及基于排气歧管压力检测AFR失衡。但是，专利技术人在此已经认识到关于这些方法的潜在问题。作为一个示例，当使用排气传感器时，如在Behr的方法中，可能存在由于在排气传感器中排气的不充分混合导致的未检测出汽缸间失衡的情况。此外，由于排气传感器的不充分预热，排气传感器可能无法在发动机冷起动状况期间可靠地检测出汽缸间失衡。作为另一示例，当使用排气歧管压力检测AFR失衡时，所述检测可被压力传感器和汽缸之间的距离影响。随着距离增加，来自其他汽缸的排气更容易与来自被估计的汽缸的排气混合。换句话说，任何给定的方法的可靠性均可基于工况改变。同样地，如果在当传感器输出不可靠时的条件期间响应于AFR失衡的指示调节了汽缸燃料或空气喷射，则可产生进一步的AFR和扭矩问题。
技术实现思路
在一个示例中，上面描述的问题可至少部分地通过这样的方法解决，所述方法包括：基于由排气传感器估计的排气空燃比、由压力传感器估计的排气歧管压力以及由曲轴扭矩传感器估计的个体汽缸扭矩中的每一个指示汽缸间失衡。以这种方式，在给定的驱动周期内更宽的发动机工况范围内，可更加可靠地确认汽缸间失衡。作为一个示例，在给定的驱动周期内，可以在不同的工况下估计排气AFR、排气歧管压力以及个体汽缸扭矩中的每一个。可通过以置信因子(confidence factor)对估计的排气AFR、估计的排气歧管压力以及估计的个体汽缸扭矩中的每一个进行加权而确认汽缸间失衡。置信因子可基于估计类型和执行所述估计类型的工况而被调节。例如，基于排气传感器的输出的失衡估计的置信因子可在当排气混合较低时的条件期间减少，并且在当排气混合较高时的条件期间增加。基于压力传感器的输出的AFR估计的置信因子可在压力传感器和汽缸的排气门之间的距离大于阈值时减小，并且在所述距离小于所述阈值的情况下增大。类似地，基于曲轴扭矩传感器的输出的失衡估计的置信因子可在冷起动期间增大，并且在稳态操作期间减小。因此，在驱动周期期间在较不可靠的条件下收集的特定汽缸失衡估计可被较少地加权，而在驱动周期期间在更可靠的条件下收集的特定汽缸失衡估计可被较多地加权。这样，所述方法允许克服任何单一估计方法的缺点，从而提高了汽缸失衡估计的总体准确性和可靠性。应当理解，上面的
技术实现思路
被提供以简化的形式来介绍将在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在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系统的示意图。图2A和图2B示出了激光曲轴扭矩传感器和磁性曲轴扭矩传感器的示意图。图3示出了用于确认汽缸间失衡的示例性方法的高级流程图。图4示出了用于确认汽缸间失衡的可替换的示例性方法的高级流程图。图5示出了用于侵入地确认汽缸间失衡的示例性方法。图6示出了用于使用激光或磁性曲轴扭矩传感器估计个体汽缸扭矩的示例性方法。具体实施方式以下描述涉及用于确认车辆内汽缸间失衡的系统和方法。图1示出了多汽缸发动机系统内一个汽缸的示意图。发动机系统可包括用于感测排气AFR的排气传感器、用于感测排气歧管压力的压力传感器以及用于感测个体汽缸扭矩的曲轴扭矩传感器。使用激光的曲轴扭矩传感器和使用硬盘驱动磁性感测技术的曲轴扭矩传感器分别显示在图2A和图2B中。发动机控制器可经配置以执行如图3-4的示例性例程的控制例程，从而基于感测的数据确认汽缸间失衡。如图5-6所示，这些可以包括被动式或侵入式失衡诊断方法。通过对从各种传感器收集的数据进行不同的加权，基于数据被感测的工况，提高了汽缸失衡估计的可靠性。图1说明了示出多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图，其可被包括在汽车的推进系统中。发动机10可至少部分地通过包括控制器12的控制系统并通过经由输入装置130自车辆操作者的输入而被控制。在本示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即，汽缸)30可包括具有位于其内的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可耦接到曲轴40，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统耦接到车辆的至少一个驱动轮。曲轴40也可经由飞轮耦接到起动机马达以使能发动机10的起动操作。另外，曲轴扭矩传感器可耦接到曲轴40用于监测发动机扭矩。在一个示例性实施例中，扭矩传感器可以是激光扭矩传感器(如图2A所示)或磁性扭矩传感器(如图2B所示)。也可使用其它扭矩传感器。如图3-4详细描述，发动机控制器可基于扭矩传感器的加权输出推断出汽缸扭矩失衡。燃烧室30可经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气并且可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或多个进气门和/或两个以上排气门。在本示例中，进气门52和排气门54可经由一个或多个凸轮通过凸轮致动进行控制，并且可利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可分别通过位置传感器55和57进行确定。在可替换的实施例中，进气门52和/或排气门54可由电动气门致动控制。例如，汽缸30可以可替换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系统的凸轮致动控制的排气门。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可配置为具有用于向汽缸提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，汽缸30被示出为包括一个燃料喷射器66，其被从燃料系统172供给燃料。燃料喷射器66被示出为直接耦接到汽缸30，以用于经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接喷射燃料到汽缸30中。以这种方式，燃料喷射器66提供了所谓的燃料的直接喷射(以下也称为“DI”)到燃烧汽缸30中。应当理解，在可选实施例中，喷射器66可以是提供燃料到汽缸30上游的进气端口中的进气道喷射器。还应当理解，汽缸30可从如多个进气道喷射器、多个直接喷射器或它们的组合等多个喷射器接收燃料。继续图1，进气通道42可包括具有节流板64的节气门62。在此具体示例中，节流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：基于由排气传感器估计的排气空燃比、由压力传感器估计的排气歧管压力以及由曲轴扭矩传感器估计的个体汽缸扭矩中的每一个而指示汽缸间失衡。

【技术特征摘要】
2015.06.22 US 14/746,5511.一种用于发动机的方法，其包括：基于由排气传感器估计的排气空燃比、由压力传感器估计的排气歧管压力以及由曲轴扭矩传感器估计的个体汽缸扭矩中的每一个而指示汽缸间失衡。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括，响应于所述指示，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喷射量，其中调节燃料喷射器致动器的燃料喷射器脉冲宽度，从而提供所述校正的燃料喷射量。3.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述排气空燃比指示包括基于由第一置信因子加权的所述排气空燃比，基于所述排气歧管压力指示包括基于由第二置信因子加权的所述排气压力，并且基于个体汽缸扭矩指示包括基于由第三置信因子加权的所述个体汽缸扭矩。4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括基于加权的所述排气空燃比、加权的所述排气歧管压力以及加权的所述个体汽缸扭矩而计算每个发动机汽缸的组合的失衡参数。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括如果任意所述发动机汽缸的组合的失衡参数与所有发动机汽缸的组合的失衡参数的平均值的偏差大于阈值，则设置诊断代码。6.根据权利要求3所述的方法，其中基于发动机工况调节所述第一置信因子、第二置信因子和第三置信因子中的一个或多个。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述调节包括在当所述排气传感器处的排气混合低于阈值时的条件期间减小所述第一置信因子。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述调节包括在发动机冷起动之后的暖机期间减小所述第一置信因子。9.根据权利要求6所述的方法，其中所述调节包括在燃料类型调节期间减小所述第一置信因子。10.根据权利要求6所述的方法，其中所述调节包括在富操作期间增大所述第一置信因子。11.根据权利要求6所述的方法，其中所述调节包括随着所述压力传感器和所述汽缸之间距离的增加而减小所述第二置信因子。12.根据权利要求6所述的方法，其中所述调节包括在稀操作期间增...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·马丁，K·J·米勒，J·E·罗林格，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US