[发明专利]用于控制燃烧发动机中的各气缸空燃比的方法和系统

说明书

本公开提供了用于控制燃烧发动机中的各气缸空燃比(AFR)的方法和系统。在一个示例中，一种方法可包括：测量高频排气成分；解析所述所测量的高频排气成分以确定所述高频排气成分的第一气缸特定分量；基于所述所测量的高频排气成分的所述第一气缸特定分量来估计空燃比(AFR)；以及通过从所述所估计的AFR中减去缸际排气交互作用来修正所述所估计的AFR。

技术领域

本说明书总体涉及用于控制燃烧发动机中的各气缸空燃比以提高发动机性能并减少排放的方法和系统。

背景技术

燃烧发动机通常采用排气氧传感器(诸如通用排气氧(UEGO)和加热型排气氧(HEGO)传感器)来测量发动机排气的空燃比(AFR)。将排气氧传感器所测量的AFR反馈到闭环发动机燃料补给控制器，该闭环发动机燃料补给控制器响应地调整对发动机的逐气缸组燃料补给以实现每个气缸组的目标总体AFR(例如，化学计量发动机操作，λ＝1)。接近化学计量AFR操作使发动机能够更有效地运转，同时减少排放。反馈控制算法可采用自适应学习来减少闭环燃料补给误差并降低气缸组到气缸组的总体燃料补给可变性。

然而，在发动机运转期间，逐气缸组燃料补给控制算法并未解决各气缸到气缸的AFR可变性。具体地，逐气缸组燃料补给可实现气缸组中所有气缸上求平均的目标总体AFR；然而，各气缸AFR值可在目标AFR值上下波动。各气缸AFR的失衡可导致燃料喷射器失衡、进气充气和分配误差、燃烧可变性和燃料补给可变性。因此，各气缸AFR可变性可导致发动机性能降低(例如，扭矩可变性更高、车辆操控性降低、NVH增加等)且排放增加。

发明内容

发明人在本文已经认识到上述问题并且已经设计了许多方法来至少部分地解决这些问题。在一个示例中，一种用于发动机的方法可包括：测量高频排气成分；并且对于发动机的第一气缸，解析所测量的高频排气成分以确定高频排气成分的第一气缸特定分量；基于所测量的高频排气成分的第一气缸特定分量来估计空燃比(AFR)；以及通过从估计的AFR中减去缸际排气交互作用来修正估计的AFR。以这种方式，可降低燃烧发动机的各气缸之间的AFR可变性，从而增大车辆操控性，降低发动机NVH并减少排放。作为一个示例，可由位于排气歧管中的单个高频排气成分传感器确定气缸组中的各气缸AFR值。因此，各气缸AFR可变性可降低，同时保持和/或降低发动机制造成本和复杂性。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，所述要求保护的主题的范围由具体实施方式后面的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或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示出了包括高频排气氧传感器的发动机系统的示意图。

图2示出了图示发动机气缸组的高频排气氧测量值的示意图。

图3和图4示出了在各气缸排气流道中测量的高频排气氧数据的曲线。

图5示出了图示为校准各气缸之间的排气交互作用参数而生成的发动机数据的曲线。

图6示出了用于控制各发动机气缸中的AFR的控制算法的示意图。

图7和图8示出了图示控制图1的发动机系统的各气缸中的AFR的方法的流程图。

图9示出了图示用于校准各气缸之间的排气交互作用参数的方法的高级流程图。

图10示出了使用图7和图8中所描绘的方法来操作发动机系统100的示例时间曲线。

具体实施方式