[发明专利]用于诊断预燃烧室中的空气和燃料偏移的系统和方法

说明书

本公开提供了“用于诊断预燃烧室中的空气和燃料偏移的系统和方法”。提供了用于具有预燃烧室点火系统的车辆发动机的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：基于在停止对发动机的气缸的燃料供应并减少通过所述发动机的气流时学习的空气喷射偏移和燃料喷射偏移来调整到所述发动机的预燃烧室的空气喷射量和燃料喷射量中的一者或多者。通过这种方式，可以更准确地向所述预燃烧室提供空气和燃料，由此减少预燃烧室失火的发生。

技术领域

本说明书总体上涉及用于控制车辆发动机以诊断气缸的主动预燃烧室中的空气和/或燃料偏移的方法和系统。

背景技术

内燃发动机在气缸内燃烧空气/燃料混合物以产生扭矩，所述扭矩可以用于推进车辆。在一些此类发动机中，点火源用于在压缩冲程期间点燃每个气缸内的空气-燃料混合物。例如，在传统的火花点火发动机中，每个气缸包括用于直接点燃气缸内的空气-燃料混合物的火花塞。在其他示例中，气缸内的空气-燃料混合物可以被来自预燃烧腔室(在本文中称为“预燃烧室”)的热气体和火焰射流点燃。预燃烧室可以是位于气缸的余隙容积中的壁围腔室，并且可以包括火花塞、O₂或空气喷射器以及燃料喷射器。在发动机操作期间，将第一空气-燃料混合物引入预燃烧室中，并且将第二空气-燃料混合物引入气缸中。当指示点火时，预燃烧室中的火花塞致动，从而点燃第一空气-燃料混合物。当第一空气-燃料混合物燃烧时，火焰和热气体射流可离开预燃烧室并经由预燃烧室壁中的一个或多个孔进入气缸。这些射流点燃气缸中的第二空气-燃料混合物以产生扭矩。

在一些工况期间，预燃烧室点火可以提供优于火花点火发动机的性能和效率提高。例如，与传统的火花点火发动机的类似气缸相比，具有预燃烧室点火的气缸可以在更高(例如，更稀)的空燃比(AFR)下操作，这可能导致具有预燃烧室预点火的气缸中的燃料消耗较少。在其他示例中，具有预燃烧室点火的气缸可产生比由火花塞点火的气缸更多的功率，这是由于气缸中燃烧速率增大，这可减少发生爆震燃烧的时间量，由此允许点火正时进一步朝向最大制动扭矩(MBT)前进。

然而，预燃烧室点火可能受到不准确的空气和/或燃料喷射的影响。例如，空气喷射器可能将比所命令的空气更多的空气喷射到预燃烧室中，从而在预燃烧室内产生比所期望的AFR更稀的AFR。在另一个示例中，空气喷射器可能将比所命令的燃料更多的燃料喷射到预燃烧室中，从而在预燃烧室内产生比期望更浓的AFR。在一些示例中，空气喷射器和燃料喷射器两者可能都具有导致它们分别不准确地输送空气和燃料的喷射偏移。当预燃烧室以空气喷射偏移和燃料喷射偏移中的一者或其两者操作时，相对于预燃烧室在无喷射偏移的情况下操作，可能更频繁地发生预燃烧室失火。预燃烧室失火可包括例如由于过度稀AFR而使预燃烧室中的空气-燃料混合物未点燃，并且可对发动机性能产生负面影响。作为一个示例，当预燃烧室失火时，不向气缸中的空气-燃料混合物提供点火源。结果，气缸也失火(例如，气缸中不发生燃烧)，这可能会降低发动机功率输出。然而，即使预燃烧室点火，当前的失火检测方法也无法区分由预燃烧室失火引起的失火与由气缸失火引起的失火。结果，可能难以识别失火源，这可能增加维修时间和相关联的成本。

发明内容

本文发明者已经认识到上述问题并已经开发出一种至少部分地解决它们的方法。在一个示例中，可以通过一种方法来解决上述问题，所述方法包括：基于在停止对发动机的气缸的燃料供应并减少通过所述发动机的气流时学习的偏移来调整到所述发动机的预燃烧室的空气喷射量和燃料喷射量中的至少一者。通过这种方式，可以识别和校正预燃烧室中的空气喷射和/或燃料喷射误差，由此减少预燃烧室失火的发生。

作为一个示例，所述偏移可以包括所述预燃烧室的空气喷射器的空气喷射偏移和所述预燃烧室的燃料喷射器的燃料喷射偏移。可以基于在以一系列空燃比扰动操作所述预燃烧室时获得的排气测量值来学习所述空气喷射偏移和所述燃料喷射偏移。例如，所述排气测量值可以包括排气氧传感器中在一系列空燃比扰动中的每个空燃比下来自预燃烧室的燃烧气体的氧测量值。通过在停止对所述发动机的气缸的燃料供应并减少通过所述发动机的气流时获得排气测量值，可以在至少减少来自进气的干扰并且没有来自气缸燃烧气体的干扰的情况下测量来自预燃烧室的燃烧气体，从而提高测量准确度并增加信噪比。