CN109681320B 用于可变压缩比发动机的系统和方法 （福特全球技术公司）

US2015083072A1,2015.03.26US2007215126A1,2007.提供了用于改进可变压缩比发动机的校准缸燃料流量和IMEP来检测和应对气缸间压缩比2基于在所述发动机的每个压缩比设定下每个气缸的燃料流量和峰值扭矩中的每一个基于校准的可变压缩比发动机的压缩比计划，更新EGR校准计划，根2.如权利要求1所述的方法，其中所述压缩比计划的校准包括针对每个气缸获悉在多个压缩比设定中的每一个下实际压缩比与命令的压缩比识别在实际压缩比与命令的压缩比之间具有最高差值的发动机气基于所识别的发动机气缸的所述实际压缩比而调整通到所述发动基于所识别的发动机气缸的所述实际压缩比而调整通到所述发动5.如权利要求1所述的方法，其中根据经更7.如权利要求6所述的方法，其中所述发动机联接在车辆中，并且其中所述经更新的8.如权利要求7所述的方法，其中所述调整还包括：当发动机负荷高于所述阈值负荷估计在所述发动机的多个压缩比设定中的每一个下每个气缸的燃料流量和峰值扭矩获悉指示在所述多个压缩比设定中的每一个下所述发动机的燃获悉指示在所述多个压缩比设定中的每一个下所述发动机的扭矩的不同的第二参数；基于对所述第一参数和所述第二参数中的一个的选择而致动每个发动机气缸的可变3需求低于阈值时基于具有所述第一参数的最低值的发动机气缸而致动所述可变压缩比机VCR机构，所述VCR机构联接到所述多个气缸中的每个气缸的活塞缸内的活塞位置的机械改变来在所述给定气缸中应用多个压缩比控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读基于在所述多个压缩比设定中的每一个下每个气缸的燃料流量和峰值扭矩中的每一基于在高于阈值发动机负荷下的所述标称压缩比校准而调整通到所述发动机的EGR流基于在低于阈值发动机负荷下的经更新的所述标称压缩比校准的最低压缩比而调整所述标称压缩比校准和标称EGR校准中的每一个是基于在车辆制造之前收集的发动机测试4[0003]内燃发动机的压缩比(CR)被限定为活塞处于下止点(BDC)时的气缸容积与活塞处准(诸如基于来自原型发动机的CR数据的排气再循环(EGR)校准或可变凸轮正时(VCT)校准)对于生产发动机来说可能不是最佳的。所得的较高的气缸间的CR变化可能在具有低于在所述发动机的每个压缩比设定下每个气缸的燃料流量和峰值扭矩中的每一个而校准可(EGR)校准计划来调整通到所述发动机的EGR流量。以此方式，改进了VCR发动机的稀释优[0007]作为一个示例，可以根据每个VCR机构设定来量化VCR发动机的每个气缸的实际可以基于在VCR发动机的每个CR设定下每个气缸的所获悉的(learned)燃料流量和IMEP而5提高VCR发动机的效率。通过根据VCR发动机的每个CR设定来获悉所有气缸的燃料流量和动机。此外，可以在不依赖于昂贵的制造方法和/或部件的情况下校准VCR发动机的EGR和VCT计划。基于所有发动机气缸的最低映射CR而修改VCR发动机的标称EGR/VCT计划的技术效果是可以通过允许基本EGR/VCT校准而更接近稳定性极限来操作以提高VCR发动机的效[0014]图5描绘了VCR发动机的标称EGR和VCT计划与经修改的EGR和VCT计划之间的示例[0017]以下描述涉及用于被配置有可变压缩比(VCR)机构的发动机系统的系统和方法，制时的状况期间，控制器还可以基于映射的气缸间CR变化而修改标称EGR(排气再循环)或6[0018]图1描绘了内燃发动机10的燃烧室或气缸的示例性实施例。发动机10可以包括在车辆系统5(诸如被配置为用于在道路上推进的车辆)中。发动机10可以接收来自包括控制就是说，活塞处于下止点(BDC)时的气缸容积与活塞处于上止点(TDC)时的气缸容积的比示例性实施例中，CR可以在第一较低CR(其中活塞处于BDC时的气缸容积与活塞处于TDC时的气缸容积的比率较小)与第二较高CR(其中该比率较高)之间变化。在其它示例性实施例[0021]在一个示例中，改变活塞在燃烧室内的位置也改变了活塞在气缸内的相对位机构可联接到的非常规的曲柄系统的非限制性示例包括可变扬程距离(distancehead)曲偏心轮的移动可以通过活塞杆中的油道来控以被配置为经由改变活塞位置或气缸盖位置或气缸盖容积的机械调整来调整发动机的CR。过控制器发送信号以将VCR机构致动到第一位置来以第一较低压缩比操作，在该第一位置7的传感器中选择以用于提供对排气空气/燃料比的指示，各种合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽范围排气氧)、双态氧传感器或EGO(如所描绘)、HEGO(加热的EGO)、[0026]排气温度可以由位于排气道148中的一个或多个温度传感器(未示出)估计。可替出了气缸14，气缸14包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个[0028]进气门150可以由控制器12通过经由凸轮致动系统151的凸轮致动来控制。类似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。8[0029]气缸14可以具有压缩比，该压缩比是活塞138在下止点处与在上止点处时的容积缩比也可以基于驾驶员需求经由对致动VCR机构194的VCR致动器192的调整而机械地改变，定的操作模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞10可以通过自动点火或通过喷射燃料来发起燃烧的情况下，如一些柴油发动机的情况那喷射器166被示出为直接地联接到气缸14以用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的射燃料以提供化学计量的AFR。可以包括AFR传感器以提供对缸内AFR的估计。在一个示例9[0035]燃料系统8中的燃料箱可以保存具有不同的燃料质量(诸如不同的燃料成分)的燃[0036]发动机10还可以包括联接到每个气缸14的爆震传感器90以用于识别异常气缸燃执行程序和校准值的电子存储介质(在此特定示例质量空气流量(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)；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其它类型)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)；来自传感器124的绝对歧管压力信号产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供对进气歧管中的真空或压力[0038]非暂时性存储介质只读存储器110可以用计算机可读数据编程，计算机可读数据表示可由处理器106执行以用于执行以下描述的方法以及所预期但未具体地列出的其它变变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号来使离合器接合或脱离，[0042]如参考图2至图3详述的，发动机控制器可以基于在VCR发动机的每个CR设定下每个气缸的燃料使用和扭矩输出的经计算的差值而更新CR校准(也就是说，CR在给定发动机引起的性能损失。用于执行方法200以及本文包括的其它方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令且结合从发动机系统的传感器(诸如以上参考图1描述的传定和第二较高压缩比设定之间机械地改变发动机压缩比。VCR机构可以通过机械地改变气[0046]在206处，该方法包括检索在所期望的标称压缩比设定下每个气缸的实际压缩比[0047]在208处，该方法包括计算在检索到的实际压缩比下与每个气缸相关联的燃料经该气缸的燃料经济性在高负荷下因附加的火花延迟(之后的是爆震受限的燃烧定相)而降[0048]在212处，该方法包括计算在检索到的实际压缩比下与每个气缸相关联的燃料损通过使用每个气缸中的射频收发器、或通过测量曲柄转角决定的曲轴加速度曲线来量化。每个气缸的已知CR可以在发动机制造之后立即存储在控制器的存储器中，并且如果需要，变化较小的发动机将会在204处选择的所期望的标称CR下最有效地操作，因为此所期望的标称CR是根据测试气缸间的实际CR变化较小的原型发动机确定的(参见例如图7的映射图VCR致动器发送信号以移动VCR机构来使CR减小0.2比率。对于其中一个或多个气缸具有比的标称CR低(如图7的映射图700的曲线704所示)，所期望的标称CR根据测试气缸间的实际个示例中，在发动机负荷小于阈值负荷时需要发动机稀释控制，其中燃烧稳定性是对EGR变化较小的原型发动机的映射数据可以用于根据CR来量化最佳(燃烧稳定性受限的)EGR[0057]在304处，方法300包括量化在发动机的每个CR设定下发动机的每个气缸的实际的尺寸而量化。每个气缸的已知CR可以在发动机制造之后立即存储在控制器的存储器中，[0058]在306处，方法300包括根据在当前工况下的VCR机构设定(标称CR)来量化每个气料流量仅是总燃料流量除以气缸数量。IMEP是基于原型发动机上的气缸压力数据。在306或制动燃料消耗率(BSFC)，而在更高负荷状况下料流量的VCR设定。通过在部分负荷状况期间选择对应于最小总发动机燃料流量的VCR设么该方法包括选择对应于最大总IMEP的VCR设定。通过在峰值负荷状况期间选择对应于最的原型发动机的映射数据可以用于根据CR来量化最佳(燃烧稳定性受限的)EGR和/或VCT计于最低CR气缸而不是使用标称CR来计算在轻负荷下的燃烧稳定性受限的EGR和/或VCT设燃烧稳定性是约束条件)的发动机，可以应用较低EGR量和/或较低气门重叠和/或较早EVC劣化或因未满足VCR致动器进入条件而确定VCR劣化。未满足的VCR致动器进入条件可以包[0065]图5示出了基于来自在每个气缸上具有基本上相同的CR的原型发动机的数据的在最大EGR速率。在较高BMEP下，EGR速率可能因EGR对容积效率的负面影响而降低。在较低确定当前所期望的EGR速率。类似的方法将用于通过根据具有最低CR的气缸来改变用于烧定相的效率损失之间的基本折衷而产生的。这些折衷的结果确定每个BMEP的最佳CR(最提供最高燃料经济性并且在高负荷状况下提供最高发动机输出，尽管存在气缸间的CR变化，但是仍可提高发动机性能。通过还基于所有发动机气缸的映射CR而调整VCR发动机的所述压缩比计划校准而根据经更新的排气再循环(EGR)校准计划来调整通到所述发动机的机气缸的所述实际压缩比而调整通到所述发动机的EGR流量。在前述示例中的任一个或全基于所识别的发动机气缸的所述实际压缩比而调整通到所述发动机的EGR流量。在前述示基于具有所述第二参数的最高值的所述发动机气缸而致动所述可变压缩比机比与所述实际压缩比之间的差值高于阈值差值而经由可变压缩比机构的机械致动来转变VCR机构联接到所述多个气缸中的每个气缸的活塞，以用于经由给定气缸内的活塞位置的一个下每个气缸的燃料流量和峰值扭矩中的每一个而更新所述发动机的标称压缩比校准；基于在高于阈值发动机负荷下的所述标称压缩比校准而调整通到所述发动机的EGR流量；以及基于在低于阈值发动机负荷下的所述经更新的压缩比校准的最低压缩比而调整通到气缸中的所识别的一个估计发动机稀释；以及基于所述所估计的发动机稀释而调整所述且其中所述标称压缩比校准和所述标称EGR校准中的每一个是基于在车辆制造之前收集的的每一个下所述发动机的总扭矩为在所述对应压缩比设定下每个气缸的所述扭矩的总和。低于阈值时，将所述机构致动到多个压缩比设定中的具有最低总发动机燃料流量的一个；的多个压缩比中的最低者而调整发动机稀释校准。在前述示例中的任一个或全部示例中，所述方法还包括响应于在车辆制造之后的发动机操作而更新所述发动机的所述标称校准，所述标称校准是基于在所述车辆制造之前的发动机测试，所述车辆包括混合动力电动车所述转变包括致动可变压缩比机构以机械地改变所述发动机的每个气缸的所述实际压缩调整排气再循环(EGR)量和可变凸轮正时计划中的一个。在前述示例中的任一个或全部示VCR机构联接到所述多个气缸中的每个气缸的活塞，用于经由给定气缸内的活塞位置的机中的每一个下每个气缸的燃料流量和峰值扭矩中的每一个而更新所述发动机的压缩比校缸，量化总发动机燃料流量为在所述多个压缩比设定中的每一个下所述燃料流量的总和；以及获悉在所述多个压缩比设定中的每一个下所述发动机的总扭矩为在所述多个压缩比新是根据基于在车辆制造之前的发动机测试的标称压缩比校准。在任何或所有前述示例个的最低压缩比设定而更新所述发动机的EGR校准；以及基于发动机负荷且还基于所述经[0073]应注意，本文包括的示例性控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以通过包括与各种传感器、致动器和其它发动机硬件结合的控制器的控制系统执根据所使用的特定策略来重复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另12、对置4和其它发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其它特和/或性质的其它组合和子组合可以通过本发明的权利要求的修正或通过在本申请或相关比设定下每个气缸的燃料流量和峰值扭矩中的每一个而校准可变压缩比发动机的压缩比计划；以及基于所述压缩比计划校准而根据经更新的排气再循环(EGR)校准计划来调整通机气缸的所述实际压缩比而调整通到所述发动机的E于所识别的发动机气缸的所述实际压缩比而调整通到所[0080]根据一个实施例，根据经更新的EGR校准计划的所述调整包括基于所述发动机的比设定中的所述最低者的降低而减小EGR流量，减小所述EG