Способ и система для управления двигателем
ENGINE CONTROL METHOD AND SYSTEM

Область техники
Настоящее раскрытие относится к системам и способам для определения погрешности топливной форсунки в двигателе внутреннего сгорания.
Уровень техники и раскрытие изобретения
Системы двигателей с двойным впрыском топлива, то есть с топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, могут быть выполнены с возможностью работы в широком диапазоне рабочих параметров. Например, при относительно высоких частотах вращения и нагрузках двигателя, топливо можно впрыскивать непосредственно в цилиндры двигателя для повышения крутящего момента двигателя и усиления охлаждения смесей, подаваемых в цилиндр, с одновременным сведением к минимуму возможности детонации в двигателе. При относительно низких частотах вращения и нагрузках двигателя, топливо можно впрыскивать во впускной канал для сокращения выбросов твердых частиц. А именно, испарение впрыскиваемого во впускной канал топлива может происходить быстрее при всасывании в цилиндр двигателя, что снижает образование твердых частиц с одновременным улучшением топливной экономичности. Топливо можно впрыскивать в двигатель и непосредственным впрыском, и впрыском во впускной канал при средних частотах вращения и нагрузках для улучшения устойчивости горения и сокращения выбросов от двигателя. Поэтому наличие в двигателе топливных форсунок непосредственного впрыска НВ (DI) и впрыска во впускной канал ВВК (PFI) обеспечивает возможность использования преимуществ каждого из указанных типов впрыска.
Несмотря на преимущества введения в двигатель топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, подача топлива посредством двух разных систем впрыска может затруднить отличение друг от друга погрешностей впрыска, относящихся соответственно к форсунке впрыска во впускной канал и форсунке непосредственного впрыска. Один пример решения для определения того, какой именно источник впрыска топлива является причиной погрешностей подачи топлива, раскрыт Сурнилла (Surnilla) с соавторами в US 20160131072. Согласно данному решению, погрешности форсунок впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска определяют путем вычисления соотношения изменения значений множителя топлива и изменения долей топлива, впрыскиваемого в двигатель впрыском во впускной канал и непосредственным впрыском, причем значения множителя топлива определяют по результату измерения воздушно-топливного отношения. Погрешность форсунки впрыска во впускной канал определяют путем вычисления соотношения изменения значений множителя топлива и изменения доли топлива впрыска во впускной канал, а погрешность форсунки непосредственного впрыска определяют путем вычисления соотношения изменения значений множителя топлива и изменения доли топлива непосредственного впрыска.
Однако авторы настоящего изобретения выявили потенциальные недостатки такого решения. В качестве одного примера, указанное решение не позволяет отличать погрешности подачи топлива топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал от общей погрешности. Общая погрешность может включать в себя общую погрешность типа топлива и/или погрешность воздуха. Общая погрешность типа топлива может возникать при ухудшении характеристик топлива. Например, из-за изменений вязкости топлива, количество топлива, подаваемого и форсунками впрыска во впускной канал, и форсунками непосредственного впрыска, может быть меньше или больше ожидаемого, что является причиной общей погрешности типа топлива. Или же общая погрешность типа топлива может возникать, когда топливо, фактические впрыскиваемое в двигатель, отлично от ожидаемого, например, когда содержание кислорода в топливе, впрыскиваемом в двигатель с гибким выбором топлива, отлично от содержания кислорода в топливе, доливаемом в топливный бак. Общая погрешность также может представлять собой погрешность воздуха, вызванную ухудшением характеристик того или иного датчика двигателя, например, датчика массового расхода воздуха, датчика давления или датчика положения дросселя. Или же погрешность воздуха в многоцилиндровом двигателе может возникать, если в некоторые цилиндры двигателя поступает больше воздуха, чем в другие цилиндры, из-за расположения цилиндров вдоль воздухозаборного канала или конфигурации заборного канала. Контроллер двигателя может компенсировать погрешность форсунки впрыска во впускной канал или непосредственного впрыска путем регулирования передаточной функции форсунки. Кроме того, форсунку с ухудшившимися характеристиками можно отключить. Однако если причиной воздушно-топливной погрешности является общая погрешность, воздушно-топливная погрешность может сохраниться даже после регулирования передаточной функции в зависимости от погрешности форсунки. Кроме того, топливная форсунка может быть отключена, даже если ее характеристики не ухудшились, что приведет к невозможности использования преимуществ соответствующего типа впрыска.
В одном примере вышеуказанные недостатки позволяет устранить способ для подачи топлива в цилиндр, в котором осуществляют впрыск топлива в цилиндр посредством первой топливной форсунки и второй топливной форсунки; и отличают, за счет обработки датчика отработавших газов и определения, погрешность, относящуюся к первой топливной форсунке или второй топливной форсунке, от общей погрешности топливной системы в зависимости от скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения и доли топлива, впрыскиваемого первой топливной форсункой или второй топливной форсункой, предусматривающий, что по меньшей мере часть погрешности воздушно-топливного отношения определяют как общую погрешность топливной системы, основываясь на том, не превышает ли первое соотношение скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения и доли топлива, впрыскиваемого с помощью первой топливной форсунки, порога второго соотношения скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения и доли топлива, впрыскиваемого с помощью второй топливной форсунки, и превышает ли каждый из первого соотношения и второго соотношения пороговое значение. Обособление индивидуальных погрешностей подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал от общей погрешности позволяет улучшить эксплуатационные показатели двигателя и показатели по выбросам отработавших газов.
Например, воздушно-топливную погрешность в двигателе с подачей топлива как непосредственным впрыском, так и впрыском во впускной канал можно определить как разность фактического воздушно-топливного отношения (определяемого датчиком отработавших газов) и ожидаемого воздушно-топливного отношения. Соотношение скоростей изменения воздушно-топливной погрешности и доли топлива непосредственного впрыска или топлива впрыска во впускной канал представляет собой погрешность крутизны подачи топлива системами непосредственного впрыска топлива и впрыска топлива во впускной канал. Если разность погрешностей крутизны подачи топлива топливных систем НВ и ВВК больше пороговой погрешности крутизны, то та или иная из топливных систем имеет погрешность в сторону обогащения или обеднения. Может быть принята абсолютная погрешность крутизны подачи топлива для системы подачи топлива НВ, и если ее значение выше пороговой погрешности крутизны, система непосредственного впрыска имеет погрешность в сторону обогащения или обеднения. Аналогичным образом, может быть принята абсолютная погрешность крутизны подачи топлива для системы подачи топлива ВВК, и если ее значение выше пороговой погрешности крутизны, система подачи топлива впрыском во впускной канал имеет погрешность в сторону обогащения или обеднения. Если погрешности крутизны подачи топлива изменяются на небольшую величину во время работы двигателя, но воздушно-топливные погрешности, соответствующие разным комбинациям частоты вращения и нагрузки двигателя, выше пороговой воздушно-топливной погрешности и имеют одинаковую направленность (независимо от того, к какой системе они относятся - непосредственного впрыска топлива или впрыска топлива во впускной канал), погрешность крутизны можно отнести к общей погрешности. Затем могут быть приняты разные меры компенсации погрешности в зависимости от того, чем вызвана выявленная погрешность - погрешностью форсунки непосредственного впрыска, форсунки впрыска во впускной канал или общей погрешностью. Например, могут быть применены разные поправки для передаточной функции.
Раскрытое в настоящем описании решение может обеспечивать несколько преимуществ. В частности, данное решение позволяет находить погрешности, общие для обеих систем подачи топлива, отдельно от погрешностей подачи топлива топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал соответственно. Кроме того, могут быть приняты разные меры компенсации общих погрешностей и погрешностей топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал. Обособление индивидуальных погрешностей подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал от общей погрешности позволяет лучше устранять воздушно-топливные дисбалансы. Данное решение также позволяет сократить случаи ошибочного отключения топливных форсунок, характеристики которых не ухудшились.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое раскрытие служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это раскрытие не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание фигур чертежа
ФИГ. 1 иллюстрирует двигатель с цилиндром.
На ФИГ. 2А раскрыт пример таблицы адаптированных множителей топлива.
На ФИГ. 2В раскрыт пример графических выходных данных для определения погрешности подачи топлива топливной форсунки непосредственного впрыска и топливной форсункой впрыска во впускной канал.
На ФИГ. 2С раскрыт пример таблицы адаптированных множителей топлива для определения общей погрешности в двигателе, работающем с разными частотами вращения и нагрузками.
На ФИГ. 2D раскрыт пример графических выходных данных для определения общей погрешности в двигателе.
ФИГ. 3 изображает блок-схему для определения погрешности топливной форсунки и общей погрешности в двигателе с топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал.
На ФИГ. 4 раскрыт пример графических выходных данных для определения долей в погрешности подачи топлива, относящихся к топливным форсункам непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал соответственно.
На ФИГ. 5 раскрыт другой способ для определения погрешностей топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал и общей погрешности в двигателе.
На ФИГ. 6 раскрыт пример графических выходных данных для обособления погрешности подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал от общей погрешности.
Осуществление изобретения
Нижеследующее раскрытие относится к системам и способам для определения воздушно-топливных погрешностей в двигателе внутреннего сгорания с подачей топлива в цилиндры непосредственным впрыском и впрыском во впускной канал. На ФИГ. 1 изображен цилиндр двигателя, топливо в который подают непосредственным впрыском и впрыском во впускной канал. На ФИГ. 2А раскрыт пример таблицы значений адаптированного множителя топлива. Адаптированные множители топлива могут служить для выявления воздушно-топливной погрешности в двигателе с топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал. На ФИГ. 2В раскрыт пример графических выходных данных для определения погрешностей топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал как соотношения изменения значений адаптированного множителя топлива и долей топлива непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал соответственно. На ФИГ. 2С раскрыт пример таблицы адаптированных множителей топлива для определения общей погрешности в двигателе, работающем с разными частотами вращения и нагрузками. На наличие общей погрешности может указывать превышение адаптированными множителями топлива стехиометрического значения 1.0. На ФИГ. 2D раскрыт пример графических выходных данных для определения общей погрешности в двигателе. Абсолютная крутизна адаптированных множителей топлива и долей топлива, впрыскиваемого топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, указывает величину общей погрешности. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения алгоритма управления, например, алгоритма на ФИГ. 3, для нахождения и отличения друг от друга погрешности топливной форсунки и общей погрешности в системе на ФИГ. 1. На ФИГ. 4 представлен пример графических выходных данных для отличения и компенсации общей погрешности. На ФИГ. 5 раскрыт способ для определения индивидуальных долей в совокупной погрешности подачи топлива, относящихся к топливной форсунке непосредственного впрыска и топливной форсунке впрыска во впускной канал, и к общей погрешности. Пример графических выходных данных для отличения и компенсации индивидуальных долей раскрыт на ФИГ. 6.
Изображенным на ФИГ. 1 двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один из которых представлен на ФИГ. 1, может управлять электронный контроллер 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с расположенным между ними и соединенным с коленчатым валом 40 поршнем 36. Маховик 97 и ведомая шестерня 99 соединены с коленчатым валом 40. Стартер 96 содержит шестеренный вал 98 и ведущую шестерню 95. Шестеренный вал 98 выполнен с возможностью выборочного перемещения вперед ведущей шестерни 95 для ввода ее в зацепление с ведомой шестерней 99. Стартер 96 может быть установлен непосредственно на передней или на задней стороне двигателя. В некоторых примерах стартер 96 выполнен с возможностью выборочной подачи крутящего момента на коленчатый вал 40 посредством ремня или цепи. В одном примере стартер 96 может находиться в исходном положении, когда он не находится в зацеплении с коленчатым валом двигателя. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 соответственно через впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Впускной и выпускной клапаны выполнены с возможностью приведения в действие впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. Положение впускного кулачка 51 может определять датчик 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может определять датчик 57 выпускного кулачка.
Топливная форсунка 66 непосредственного впрыска показана расположенной с возможностью впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как «непосредственный впрыск». Топливная форсунка 67 впрыска во впускной канал показана расположенной с возможностью впрыска топлива во впускной канал цилиндра 30, что известно специалистам в данной области техники как «впрыск топлива во впускной канал». Топливная форсунка 66 подает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала от контроллера 12. Аналогичным образом, топливная форсунка 67 подает жидкое топливо пропорционально длительности импульса от контроллера 12. Топливо поступает в топливные форсунки 66 и 67 из топливной системы (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не показаны). Топливо может поступать в топливную форсунку 66 непосредственного впрыска при более высоком давлении, а в топливную форсунку 67 впрыска во впускной канал - при более низком давлении. Кроме того, впускной коллектор 44 выполнен с возможностью связи с необязательным электронным дросселем 62, регулирующим положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из воздухозабора 42 во впускной коллектор 44. В некоторых примерах дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 могут быть расположены между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44, так что дроссель 62 представляет собой проходной дроссель.
В двигатель 10 на ФИГ. 1 можно подавать разные типы топлива. Например, двигатель 10 может быть выполнен с возможностью работы на бензине, дизельном топливе, этаноле, метаноле, смеси бензина и этанола (например, Е85, приблизительно на 85% состоящей из этанола и на 15% из бензина), смеси бензина и метанола (например, М85, приблизительно на 85% состоящей из метанола и на 15% из бензина) и т.п. В еще одном примере двигатель 10 выполнен с возможностью работы на одном топливе или топливной смеси (например, бензине или бензине и этаноле) и одной смеси воды и топлива (например, воды и метанола). В еще одном примере двигатель 10 выполнен с возможностью работы на бензине и риформате, создаваемом в установке риформинга, соединенной с двигателем.
Погрешности подачи топлива топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал могут возникать в двигателе, работающем в широком диапазоне параметров. Погрешности подачи топлива топливными форсунками могут быть следствием засорения топливных форсунок, отказа устройства дозирования топлива, ухудшения характеристик насоса впрыска топлива и т.п. Кроме того, в двигателе с подачей топлива и непосредственным впрыском, и впрыском во впускной канал может возникать общая погрешность, включающая в себя общую погрешность типа топлива и погрешность воздуха. Общая погрешность представляет собой погрешность воздуха или погрешность подачи топлива, которую можно наблюдать одновременно в форсунках обоих типов в виде погрешности топливной форсунки, при этом погрешность в обеих форсунках имеет одну и ту же степень и одну и ту же направленность. Например, общая погрешность типа топлива может быть следствием ухудшения характеристик топлива и может быть причиной подачи и топливными форсунками впрыска во впускной канал, и топливными форсунками непосредственного впрыска количества топлива меньше или больше ожидаемого. Например, при изменении вязкости топлива, топливные форсунки могут подавать топливо в количестве, отличном от ожидаемого, что приводит к возникновению погрешности подачи топлива. В еще одном примере общая погрешность типа топлива может возникать, если топливо, фактически впрыскиваемое в двигатель, отлично от ожидаемого, например, когда содержание кислорода в топливе, впрыскиваемом в двигатель с гибким выбором топлива, отлично от содержания кислорода в топливе, доливаемом в топливный бак. В одном примере в топливный бак может быть долито Е10, в связи с чем ожидают, что в двигатель будет впрыснуто Е10. Однако из-за того, что топливный бак был до этого заправлен Е50, и небольшое количество Е50 оставалось в топливном баке во время долива в него Е10, содержание спирта (и, как следствие, содержание кислорода) в итоговом составе топлива, впрыскиваемого в двигатель, может быть выше, чем в Е10. Результатом может стать общая погрешность типа топлива. Общая погрешность воздуха может быть следствием ухудшения характеристик того или иного датчика двигателя, например, датчика массового расхода воздуха, датчика давления или датчика положения дросселя. Или же общая погрешность воздуха может возникать из-за того, что в некоторые цилиндры двигателя поступает больше воздуха, чем в другие цилиндры, из-за особенностей расположения цилиндров вдоль воздухозаборного канала или конфигурации впускного коллектора (например, канала, приемной трубы, трактов и т.п.). Как раскрыто на ФИГ. 3-4, контроллер двигателя выполнен с возможностью нахождения погрешности подачи топлива и определения того, обусловлена ли данная погрешность подачи топлива погрешностью подачи топлива форсункой непосредственного впрыска, погрешностью подачи топлива форсункой впрыска во впускной канал или общей погрешностью. Как раскрыто на ФИГ. 5-6, контроллер двигателя выполнен с возможностью нахождения погрешности подачи топлива и определения того, какая часть погрешности подачи топлива обусловлена погрешностью подачи топлива форсункой непосредственного впрыска, погрешностью подачи топлива форсункой впрыска во впускной канал и общей погрешностью. В каждом случае общую погрешность можно отличить по соотношению скорости изменения воздушно-топливной погрешности и скорости изменения доли топлива непосредственного впрыска, а также скорости изменения доли топлива впрыска во впускной канал. В зависимости от типа погрешности, могут быть приняты разные меры компенсации и поправки для передаточной функции, обеспечивающие возможность работы двигателя с необходимым воздушно-топливным отношением.
Бесконтактная система 88 зажигания подает искру зажигания в камеру 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания по сигналу контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода в отработавших газах УДКОГ (UEGO) может быть соединен с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70. Или же вместо УДКОГ 126 можно использовать двухрежимный датчик кислорода в отработавших газах.
В одном примере каталитический нейтрализатор 70 может содержать несколько блоков носителя катализатора. В еще одном примере возможно применение нескольких устройств снижения токсичности выбросов с несколькими блоками носителя каждое. В одном примере каталитический нейтрализатор 70 может быть трехкомпонентного типа.
Контроллер 12 на ФИГ. 1 представляет собой известный микрокомпьютер, содержащий: микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ (ROM)) 106 (например, долговременную память), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ (RAM)) 108, энергонезависимое запоминающее устройство (ЭЗУ (KAM)) 110 и известную шину данных. Контроллер 12 выполнен с возможностью приема, в дополнение к указанным выше сигналам, различных сигналов от соединенных с двигателем 10 датчиков, в том числе сигналов: температуры хладагента двигателя ТХД (ЕСТ) от датчика 112 температуры; положения педали акселератора от датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора, приводимой в действие управляющим воздействием 132; положения тормозной педали от датчика 154 положения педали, соединенного с тормозной педалью 150, приводимой в действие управляющим воздействием 152, давления в коллекторе двигателя (ДВК (MAP)) от датчика 122 давления; положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, соединенного с коленчатым валом 40; массового расхода воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120; и положения дросселя от датчика 58. Также можно определять барометрическое давление (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном варианте раскрываемого изобретения датчик 118 положения двигателя генерирует заданное количество равномерно распределенных импульсов при каждом обороте коленчатого вала с возможностью определения по ним частоты вращения двигателя (в оборотах в минуту). Контроллер 12 принимает сигналы от различных датчиков на ФИГ. 1 и задействует различные исполнительные устройства на ФИГ. 1 для регулирования работы двигателя в зависимости от полученных сигналов и в соответствии с инструкциями в памяти контроллера. Например, в зависимости от входных сигналов от датчика отработавших газов касательно погрешности воздушно-топливного отношения, контроллер может скорректировать множитель топлива для каждой топливной форсунки и направить соответствующим образом скорректированный сигнал на привод каждой топливной форсунки для обновления длительности импульса впрыска топлива для каждой топливной форсунки.
В некоторых примерах двигатель может быть соединен с системой электродвигателя/аккумулятора в гибридном транспортном средстве. В некоторых примерах также возможно применение других конфигураций двигателя, например дизельного двигателя с несколькими топливными форсунками. Контроллер 12 также выполнен с возможностью передачи информации о таких состояниях, как ухудшение характеристик компонентов двигателя, на индикаторное табло 171.
Во время работы каждый цилиндр двигателя 10 обычно совершает четырехтактный цикл: такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. Во время такта впуска обычно происходит закрытие выпускного клапана 54 и открытие впускного клапана 52. Воздух поступает в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, при этом поршень 36 движется к днищу цилиндра для увеличения объема в камере 30 сгорания. Специалисты в данной области техники обычно называют положение, в котором поршень 36 расположен вблизи днища цилиндра и в конце своего хода (например, когда объем камеры 30 сгорания максимален), нижней мертвой точкой НМТ (BDC). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется к литой головке 35 блока цилиндров для сжатия воздуха в камере 30 сгорания. Специалисты в данной области техники обычно называют точку, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к литой головке 35 блока цилиндров (например, когда объем камеры 30 сгорания минимален), верхней мертвой точкой ВМТ (TDC). В процессе, далее именуемом «впрыск», топливо поступает в камеру сгорания. В процессе, далее именуемом «зажигание», впрыснутое топливо воспламеняют с помощью таких известных средств, как свеча 92 зажигания, в результате чего происходит сгорание. Во время рабочего такта расширяющиеся газы вытесняют поршень 36 к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в момент вращения вращающегося вала. И наконец, во время такта выпуска происходит открытие выпускного клапана 54 для сброса продуктов сгорания топливовоздушной смеси в выпускной коллектор 48 и возврат поршня в ВМТ. Следует отметить, что вышеизложенное является не более чем примером, при этом моменты открытия и (или) закрытия впускного и выпускного клапанов можно изменять для создания положительного или отрицательного перекрытия клапанов, запаздывания закрытия впускного клапана и различных других вариантов.
Таким образом, на ФИГ. 1 предложена система, содержащая: двигатель, содержащий цилиндр; топливную форсунку впрыска во впускной канал, соединенную по текучей среде с цилиндром; топливную форсунку непосредственного впрыска, соединенную по текучей среде с указанным цилиндром; датчик воздушно-топливного отношения в отработавших газах; и контроллер с исполняемыми инструкциями в долговременной памяти для: во время эксплуатации двигателя с замкнутым регулированием воздушно-топливного отношения с обратной связью от датчика воздушно-топливного отношения, отличения погрешности подачи топлива в двигатель из-за ухудшения характеристик топливной форсунки впрыска во впускной канал и/или топливной форсунки непосредственного впрыска от погрешности подачи топлива в двигатель, вызванной общей погрешностью потока воздуха и в топливную форсунку впрыска во впускной канал, и в топливную форсунку непосредственного впрыска, по соотношению изменения воздушно-топливной погрешности и изменения долей топлива, поступающего из форсунки впрыска во впускной канал и форсунки непосредственного впрыска во время подачи топлива в двигатель; и регулирования подачи топлива впрыском во впускной канал и/или непосредственным впрыском в зависимости от результата указанного отличения.
На ФИГ. 1 также предложена система, содержащая: двигатель, содержащий цилиндр; топливную форсунку впрыска во впускной канал, соединенную по текучей среде с указанным цилиндром; топливную форсунку непосредственного впрыска, соединенную по текучей среде с указанным цилиндром; датчик воздушно-топливного отношения в отработавших газах; и контроллер с исполняемыми инструкциями в долговременной памяти для: во время эксплуатации двигателя с замкнутым регулированием воздушно-топливного отношения с обратной связью от датчика воздушно-топливного отношения, обновления адаптивного множителя топлива для форсунки впрыска во впускной канал и для форсунки непосредственного впрыска на поправочный коэффициент, зависящий от общей погрешности потока воздуха и в топливную форсунку впрыска во впускной канал, и в топливную форсунку непосредственного впрыска, при этом общую погрешность оценивают по соотношению изменения воздушно-топливной погрешности и изменения долей топлива, поступающего из форсунки впрыска во впускной канал и форсунки непосредственного впрыска во время подачи топлива в двигатель; и регулирования подачи топлива впрыском во впускной канал и/или непосредственным впрыском посредством указанных адаптивных множителей топлива.
На ФИГ. 2А раскрыт пример таблицы с множеством адаптированных множителей топлива, определяемых при разных нагрузках и частотах вращения двигателя. Значения адаптированного множителя топлива можно применять для указания наличия воздушно-топливной погрешности в двигателе, работающем в широком диапазоне параметров. Примеры значений адаптированных множителей топлива в Таблице 200 можно применять для регулирования подачи топлива в двигатель согласно нижеследующему уравнению.
fuel
air
stoich
где M  - масса топлива, подаваемого в двигатель, M  - масса воздуха, всасываемого в двигатель, Kamrf - значение адаптированного множителя топлива, AF  - стехиометрическое воздушно-топливное отношение, a Lam - параметр топливной поправки, зависящий от результата измерения воздушно-топливной погрешности.
Горизонтальная ось в Таблице 200 представляет частоту вращения двигателя, возрастающую слева направо. Вертикальная ось представляет нагрузку двигателя, растущую в направлении вертикальной оси. Горизонтальная ось в Таблице 200 делит таблицу по вертикали на множество ячеек с возможностью поиска по частоте вращения двигателя, а вертикальная ось делит таблицу по горизонтали на множество ячеек с возможностью поиска по нагрузке двигателя. Когда двигатель работает в номинальном режиме без воздушно-топливной погрешности, Таблица 200 может быть заполнена единичными значениями адаптированного множителя топлива с возможностью их обновления в зависимости от данных обратной связи от датчика отработавших газов (например, датчика 126 отработавших газов на ФИГ. 1). Значения адаптированных множителей топлива можно обновлять в зависимости от разности результата определения фактического воздушно-топливного отношения датчиком отработавших газов и ожидаемого воздушно-топливного отношения. По обновленным значениям адаптированных множителей топлива можно определять количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, двигатель может работать с нагрузкой двигателя величиной 0.3 и частотой вращения двигателя 500 об./мин. Согласно Таблице 200, значение адаптированного множителя топлива (соответствующего нагрузке двигателя 0.3 и частоте вращения 500 об./мин) может измениться с исходного значения 1.0 до 0.75. Исходя из вышеуказанных значений множителей топлива можно определить, что воздушно-топливная погрешность двигателя составляет 0.25 (1.0-0.75). Воздушно-топливная погрешность 0.25 может указывать на отклонение воздушно-топливного отношения в сторону обогащения. В другом примере двигатель может работать с нагрузкой 0.8 и частотой вращения 4000 об./мин. Согласно Таблице 200, значение адаптированного множителя топлива (соответствующего нагрузке двигателя 0.8 и частоте вращения 4000 об./мин) может измениться с исходного значения 1.0 до 1.15. Исходя из вышеуказанных значений выбранных множителей топлива можно определить, что воздушно-топливная погрешность двигателя составляет 0.15 (1.15-1.0). Воздушно-топливная погрешность 0.15 может указывать на отклонение воздушно-топливного отношения в сторону обеднения.
На ФИГ. 2В раскрыт пример графических выходных данных для определения погрешностей подачи топлива в двигателе с подачей топлива и непосредственным впрыском, и впрыском во впускной канал. Первый график представляет значения адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска, по которым определяют погрешность форсунки непосредственного впрыска. Горизонтальная ось первого графика представляет долю топлива, впрыскиваемого в двигатель непосредственным впрыском (НВ). Доля топлива непосредственного впрыска может составлять от 0 (например, при отсутствии непосредственного впрыска топлива) до 1.0 (например, все топливо подают непосредственным впрыском). Второй график представляет значения адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал, по которым определяют погрешность топливной форсунки впрыска во впускной канал. Горизонтальная ось второго графика представляет долю топлива впрыска во впускной канал (ВВК). Доля топлива, впрыскиваемого в двигатель посредством топливной форсунки впрыска во впускной канал, может составлять от 0 (например, при отсутствии впрыска топлива во впускной канал) до 1.0 (например, все топливо впрыскивают во впускной канал). Вертикальные оси каждого графика представляют значения адаптированного множителя топлива (Kamrf), при этом Kamrf возрастает в направлении каждой из вертикальных осей.
В одном примере двигатель может сначала работать с частотой вращения 2000 об./мин и нагрузкой 0.4. По Таблице 200 можно определить, что значение адаптированного множителя топлива, соответствующего частоте вращения двигателя 2000 об./мин и нагрузке двигателя 0.4, составляет 0.90. По прошествии некоторого периода, частота вращения двигателя может вырасти до 5000 об./мин, а нагрузка двигателя может вырасти до 0.8, при этом значение соответствующего множителя топлива может достичь 1.20. Как видно из первого графика, доля топлива непосредственного впрыска в указанный период работы может измениться от 0.75 до 0.50, на что указывает линия 220, при этом соответствующие значения адаптированного множителя топлива (Kamrf) могут измениться от 1.2 до 0.9, на что указывает линия 222. Можно вычислить крутизну 224 адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска для определения погрешности форсунки непосредственного впрыска. Крутизну 224 можно определить как соотношение изменения Kamrf и изменения доли топлива непосредственного впрыска с получением значения 1.2 ((0.9-1.2)/(0.50-0.75)). Результат вычисления крутизны НВ можно сравнить с пороговой крутизной на предмет возможного ухудшения характеристик одной или нескольких форсунок непосредственного впрыска. Если вышеуказанный результат определения крутизны превышает пороговый, одна или несколько форсунок непосредственного впрыска могут работать неисправно. Например, может быть установлена пороговая крутизна 1.15, при этом результат вычисления крутизны может составлять 1.2, что указывает на возможное ухудшение характеристик одной или нескольких форсунок непосредственного впрыска, так как результат вычисления крутизны превышает пороговый. Следовательно, можно указать наличие ухудшения характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска и скорректировать передаточную функцию топливной форсунки непосредственного впрыска для компенсации погрешности подачи топлива.
Как видно из второго графика, доля топлива, впрыскиваемого в двигатель посредством топливной форсунки впрыска во впускной канал (при аналогичных параметрах работы двигателя, что и на первом графике), может измениться от 0.25 до 0.50, на что указывает линия 226, при этом соответствующие значения адаптированного множителя топлива могут измениться от 1.2 до 0.9, на что указывает линия 228. Можно вычислить крутизну 230 значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал для определения погрешности форсунки впрыска во впускной канал. Крутизну 230 можно определить как соотношение изменения Kamrf и изменения доли топлива впрыска во впускной канал с получением значения -1.2 ((0.9-1.2)/(0.50-0.25)). Результат вычисления крутизны ВВК можно сравнить с пороговой крутизной на предмет возможного ухудшения характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал. Например, результат вычисления абсолютной крутизны ВВК может составлять 1.2, при этом заданная пороговая крутизна может составлять 1.15, что указывает на возможное ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал, так как результат вычисления крутизны превышает пороговый. Следовательно, можно указать наличие ухудшения характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал и скорректировать передаточную функцию топливной форсунки впрыска во впускной канал для компенсации погрешности подачи топлива.
Из вышеприведенного примера следует, что крутизны, указывающие на наличие погрешности топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, схожи и выше порогового значения, однако имеют противоположную направленность. В данном случае, система подачи топлива НВ может иметь погрешность в сторону обогащения, а система подачи топлива ВВК - в сторону обеднения. Или же система подачи топлива НВ может иметь погрешность в сторону обеднения, а система подачи топлива ВВК - в сторону обогащения. Двигатель можно постоянно эксплуатировать при разных комбинациях частоты вращения и нагрузки, при этом крутизну НВ можно определить как соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива НВ. Аналогичным образом, крутизну ВВК можно определить как соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива ВВК. Впоследствии, по значениям крутизны НВ и ВВК можно медленно корректировать или оценивать погрешности соответственно НВ и ВВК во время работы двигателя.
Кроме того, крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска можно сравнить с крутизной значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал на предмет наличия общей погрешности. Если результаты вычисления крутизны НВ и ВВК по существу равны, то есть обе форсунки одновременно имеют погрешность в сторону обогащения или погрешность в сторону обеднения, может иметь место общая погрешность, как будет подробнее раскрыто на примерах ФИГ. 2C-2D.
Например, топливо в двигатель может поступать путем его впрыска в цилиндр посредством первой топливной форсунки, обеспечивающей первый тип впрыска (например, непосредственный впрыск), и второй топливной форсунки, обеспечивающей второй тип впрыска (например, впрыск во впускной канал). Контроллер двигателя может определять воздушно-топливную погрешность по отклонению фактического воздушно-топливного отношения в отработавших газах (по результату оценки датчиком отработавших газов) от ожидаемого (или заданного) воздушно-топливного отношения в отработавших газах. Затем контроллер может определить, относится ли данная погрешность к первой топливной форсунке, второй топливной форсунке или к общей погрешности топливной системы, в зависимости от соотношения скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения и доли топлива, впрыскиваемого посредством первой топливной форсунки или второй топливной форсунки. Отличение погрешности, относящейся к первой топливной форсунке или второй топливной форсунке, от общей погрешности может включать в себя коррекцию контроллером изменения погрешности воздушно-топливного отношения в зависимости от изменения доли топлива, впрыскиваемого посредством первой топливной форсунки, для определения первого поправочного коэффициента погрешности крутизны подачи топлива для форсунки непосредственного впрыска, и коррекцию изменения погрешности воздушно-топливного отношения в зависимости от изменения доли топлива, впрыскиваемого посредством второй топливной форсунки, для определения второго поправочного коэффициента погрешности крутизны подачи топлива для форсунки впрыска во впускной канал. Если первый поправочный коэффициент погрешности крутизны подачи топлива выше порогового, можно установить, что воздушно-топливная погрешность обусловлена погрешностью подачи топлива форсункой непосредственного впрыска. Если второй поправочный коэффициент погрешности крутизны подачи топлива выше порогового (например, того же самого или другого порога), можно установить, что воздушно-топливная погрешность обусловлена погрешностью подачи топлива форсункой впрыска во впускной канал. Если погрешности и форсунки впрыска во впускной канал, и форсунки непосредственного впрыска превышают соответствующие пороги и имеют одинаковую направленность (то есть указывают на коррекцию в сторону обогащения или обеднения в обеих системах подачи топлива НВ и ВВК), контроллер может определить данную погрешность воздушно-топливного отношения как общую погрешность.
В других примерах некоторая доля в совокупной погрешности может быть определена как общая погрешность, если и погрешность НВ, и погрешность ВВК выше порога и имеют одну и ту же направленность (с одной и той же крутизной). В этом случае, наименьшая из этих двух может быть определена как общая погрешность с соответствующим определением и учетом отдельных долей погрешности НВ и погрешности ВВК в совокупной погрешности.
На ФИГ. 2С раскрыт пример таблицы 201 с множеством адаптированных множителей топлива, определенных при разных комбинациях нагрузки и частоты вращения двигателя. Значения множителя в Таблице 201 превышают стехиометрическое значение множителя 1.0, что может указывать на наличие общей погрешности. Например, двигатель может работать с частотой вращения 5000 об./мин и нагрузкой 0.8. По Таблице 201 можно определить, что значение адаптированного множителя топлива, соответствующего частоте вращения двигателя 5000 об./мин и нагрузке двигателя 0.8, составляет 1.25. В одном примере значения множителя топлива выше порогового значения 1.2 могут указывать на наличие общей погрешности. Так как значение множителя топлива 1.25, определенное выше, превышает пороговое значение 1.2, возможно наличие общей погрешности.
На ФИГ. 2D раскрыт пример графических выходных данных для определения общей погрешности в двигателе с подачей топлива и непосредственным впрыском, и впрыском во впускной канал. Первый график представляет значения адаптированного множителя топлива и доли топлива НВ, по которым определяют погрешность форсунки непосредственного впрыска. Горизонтальная ось первого графика представляет долю топлива, впрыскиваемого в двигатель непосредственным впрыском. Доля топлива непосредственного впрыска может составлять от 0 (например, при отсутствии непосредственного впрыска топлива) до 1.0 (например, все топливо подают непосредственным впрыском). Второй график представляет значения адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал, по которым определяют погрешность топливной форсунки впрыска во впускной канал. Горизонтальная ось второго графика представляет долю топлива впрыска во впускной канал (ВВК). Доля топлива, впрыскиваемого в двигатель посредством топливной форсунки впрыска во впускной канал, может составлять от 0 (например, при отсутствии впрыска топлива во впускной канал) до 1.0 (например, все топливо впрыскивают во впускной канал). Вертикальные оси каждого графика представляют значения адаптированного множителя топлива (Kamrf), при этом Kamrf возрастает в направлении каждой из вертикальных осей.
Например, двигатель может сначала работать с частотой вращения 5000 об./мин и нагрузкой 0.8. По Таблице 201 можно определить, что значение адаптированного множителя топлива, соответствующего частоте вращения двигателя 5000 об./мин и нагрузке двигателя 0.8, составляет 1.25. По прошествии заданного периода, частота вращения двигателя может упасть с 5000 об./мин до 2000 об./мин, а нагрузка двигателя может упасть с 0.8 до 0.3, при этом соответствующий множитель топлива может упасть с 1.25 до 1.23, как видно из Таблицы 201. В одном примере множители топлива выше порога 1.2 могут указывать на наличие общей погрешности.
Как видно из первого графика, доля топлива непосредственного впрыска в указанный период работы может измениться от 0.95 до 0.50, на что указывает линия 232, при этом соответствующие значения адаптированного множителя топлива (Kamrf) могут измениться от 1.25 до 1.23, на что указывает линия 234. Может быть вычислена крутизна 236 значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска. Крутизну 236 можно определить как соотношение изменения Kamrf и изменения доли топлива непосредственного впрыска с получением значения 0.04 ((1.23-1.25)/(0.50-0.95)). Так как оба значения множителя топлива выше порога множителя топлива 1.2, можно считать, что имеет место общая погрешность. Кроме того, результат вычисления абсолютной крутизны НВ можно сравнить с абсолютной крутизной ВВК для определения величины общей погрешности, как раскрыто ниже.
Как видно из второго графика, доля топлива, впрыскиваемого в двигатель посредством топливной форсунки впрыска во впускной канал (при аналогичных параметрах работы двигателя, что и на первом графике), может измениться от 0.05 до 0.50, на что указывает линия 238, при этом соответствующие значения адаптированного множителя топлива могут измениться от 1.25 до 1.23, на что указывает линия 240. Крутизну 242 значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал можно определить как соотношение изменения Kamrf и изменения доли топлива впрыска во впускной канал с получением значения -0.04 ((1.23-1.25)/(0.50-0.05)). Результат вычисления абсолютной крутизны ВВК можно сравнить с абсолютной крутизной НВ для определения величины общей погрешности. Например, результаты вычисления абсолютной крутизны ВВК и абсолютной крутизны НВ равны 0.04, что указывает на наличие общей погрешности величиной 0.04. Следовательно, можно указать наличие возможного ухудшения характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал и скорректировать передаточные функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал для компенсации общей погрешности. После определения общей погрешности, множители топлива можно скорректировать на поправочный коэффициент, зависящий от общей погрешности.
На ФИГ. 3 раскрыт пример способа 300 для определения погрешностей подачи топлива в двигателе с топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал. Способ позволяет отнести воздушно-топливную погрешность к форсунке непосредственного впрыска, или к форсунке впрыска во впускной канал, или к общей погрешности. Соответственно, могут быть приняты разные меры компенсации. Погрешность подачи топлива форсункой непосредственного впрыска можно определить по первому поправочному коэффициенту крутизны подачи топлива, определенному в зависимости от скорости изменения значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска. Погрешность топливной форсунки впрыска во впускной канал можно определить по второму поправочному коэффициенту крутизны подачи топлива, определенному в зависимости от скорости изменения значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал. Сравнив первый и второй поправочные коэффициенты крутизны подачи топлива, погрешности НВ и ВВК можно отличить от общей погрешности. Инструкции для реализации способа 300 и остальных раскрытых в настоящем описании способов может осуществлять контроллер в соответствии с инструкциями в памяти контроллера и во взаимосвязи с сигналами от датчиков системы двигателя, например, датчиков и выходных сигналов, раскрытых выше на примере ФИГ. 1. Контроллер может задействовать исполнительные устройства системы двигателя для регулирования работы двигателя в соответствии с раскрытыми ниже способами.
На шаге 302 двигатель эксплуатируют в режиме замкнутого регулирования воздушно-топливного отношения. Во время замкнутого регулирования воздушно-топливного отношения, контроллер (например, контроллер 12 на ФИГ. 1) определяет необходимое воздушно-топливное отношение в двигателе по таблицам и/или функциям зависимости от запрошенного водителем крутящего момента, частоты вращения двигателя, нагрузки двигателя и других параметров работы двигателя. Топливо можно впрыскивать в двигатель посредством топливных форсунок непосредственного впрыска и/или топливных форсунок впрыска во впускной канал для создания необходимого воздушно-топливного отношения в двигателе, а по данным обратной связи от датчика отработавших газов (например, датчика 126 отработавших газов на ФИГ. 1) можно корректировать количество впрыскиваемого топлива. Доли топлива, впрыскиваемого топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, также можно определять в зависимости от нагрузки и частоты вращения двигателя, например, путем поиска в табулированной зависимости. Например, при более низких частоте вращения и нагрузке двигателя, большую часть общего количества топлива можно подавать впрыском во впускной канал. В качестве еще одного примера, при более высокой частоте вращения и нагрузке двигателя, большую часть общего количества топлива можно подавать непосредственным впрыском.
Далее, на шаге 304 способа 300 адаптируют значение множителя топлива в зависимости от показаний датчика отработавших газов. Датчик отработавших газов может указывать наличие бедного или богатого воздушно-топливного отношения в зависимости от параметров работы двигателя. А именно, если датчик отработавших газов указывает наличие воздушно-топливной погрешности в сторону обеднения или обогащения в течение периода больше порогового, адаптированный множитель топлива можно увеличить или уменьшить от исходного единичного значения до нового значения в зависимости от результата измерения величины воздушно-топливной погрешности датчиком отработавших газов. Пороговый период может быть определен в зависимости от того, сколько раз значения множителя топлива были скорректированы. Или же пороговый период может быть определен в процессе адаптивного определения на основании того, что разность текущего множителя топлива и предыдущих множителей топлива превысила пороговую. Значения адаптированного множителя топлива можно определять при множестве частот вращения и нагрузок двигателя и множестве масс воздуха в двигателе/массовых расходов через двигатель и сохранять в памяти контроллера двигателя. Кроме того, в памяти контроллера могут быть сохранены доли топлива, подаваемого топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, и соответствующие значения адаптированного множителя топлива и комбинации нагрузки и частоты вращения двигателя. После определения и коррекции значений множителя топлива при разных частотах вращения и нагрузках двигателя, алгоритм следует на шаг 306.
На шаге 306 можно проверить, достигло ли адаптивное определение значений множителя топлива предела достаточности определения. Достаточность определения может зависеть от количества обновлений значений адаптированного множителя топлива. Или же предел достаточности определения может быть достигнут, если разность текущего и предыдущего значений множителя топлива больше пороговой. Кроме того, алгоритм может проверить, достаточное ли количество значений адаптированного множителя топлива и соответствующих долей топлива, впрыскиваемого топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, было сохранено в памяти контроллера. Если адаптирующее определение достигло предела достаточности определения, алгоритм следует на шаг 308. В противном случае, если адаптирующее определение не достигло достаточности, алгоритм следует на шаг 310 для продолжения отслеживания погрешностей воздушно-топливного отношения и состояний топливного сбоя.
Далее, на шаге 308 алгоритм определят, выходят ли какие-либо значения адаптированного множителя топлива за пределы диапазона. Если ответ будет "ДА", способ 300 следует на шаг 312. В противном случае ответ будет "НЕТ", и выполнение алгоритма завершают без каких-либо дополнительных корректировок адаптивных множителей топлива. Далее, на шаге 312 может быть определена крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска при разных нагрузках и частотах вращения двигателя. Двигатель может работать с подачей топлива и топливными форсунками непосредственного впрыска, и топливными форсунками впрыска во впускной канал. Или же топливо в двигатель может поступать только непосредственным впрыском. Например, топливо можно впрыскивать в двигателе и топливными форсунками непосредственного впрыска, и топливными форсунками впрыска во впускной канал, когда двигатель работает со средней частотой вращения и нагрузкой. В еще одном примере топливо в двигатель может поступать только непосредственным впрыском, когда двигатель работает с высокой частотой вращения и нагрузкой двигателя. На ФИГ. 2В раскрыт пример крутизны, где крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска определяют для двигателя, работающего с частотами вращения в диапазоне 2000-5000 об./мин и нагрузкой двигателя в диапазоне 0.4-0.8. Крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска составляет:
DI
frac
где Kamrf  - крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска, Kamrf - адаптированный множитель топлива, DI - доля топлива непосредственного впрыска. Поправочный коэффициент крутизны подачи топлива для топливной форсунки непосредственного впрыска может быть адаптивно определен по следующему уравнению:
DI-new
DI-old
1
где Kamrf  - обновленная крутизна значений множителя топлива и доли топлива НВ, Kamrf  - предыдущая крутизна значений множителя топлива и доли топлива НВ, а α - первое значение прироста, величина которого зависит от доли топлива НВ.
Далее, на шаге 314 алгоритм определяет крутизну адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал при разных нагрузках и частотах вращения двигателя. Например, топливо в двигатель, работающий со средней частотой вращения и нагрузкой, могут подавать и топливные форсунки непосредственного впрыска, и топливные форсунки впрыска во впускной канал. В другом примере топливо в двигатель может поступать только впрыском во впускной канал, когда двигатель работает с низкой частотой вращения и нагрузкой двигателя. На ФИГ. 2В раскрыт пример крутизны, где крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал определяют для двигателя, работающего с частотами вращения в диапазоне 2000-5000 об./мин и нагрузкой двигателя в диапазоне 0.4-0.8. Крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал составляет:
PFI
frac
где Kamrf  - крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал, a PFI - доля топлива впрыска во впускной канал. Поправочный коэффициент крутизны подачи топлива для топливной форсунки впрыска во впускной канал может быть адаптивно определен по следующему уравнению:
PFI-new
PFI-old
2
где Kamrf  - обновленная крутизна значений множителя топлива и доли топлива ВВК, Kamrf  - предыдущая крутизна значений множителя топлива и доли топлива ВВК, а α - второе значение прироста, величина которого зависит от доли топлива ВВК. Определив крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал, способ 300 следует на шаг 316.
DI
На шаге 316 алгоритма определяют, превышает ли крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска (Kamrf ) первую пороговую погрешность крутизны подачи топлива. В основе первой пороговой погрешности крутизны может лежать максимально богатое или бедное воздушно-топливное отношение меньше значения воздушно-топливного отношения, зависящего от норматива выбросов топлива. Или же можно определить, превышает ли коэффициент поправки на погрешность для непосредственного впрыска топлива первую пороговую крутизну. Если результат вычисления крутизны превышает первую пороговую крутизну (или коэффициент поправки на погрешность для НВ выше первой пороговой крутизны), алгоритм следует на шаг 318. На шаге 318 способа 300 устанавливают, что погрешность подачи топлива обусловлена погрешностью форсунки непосредственного впрыска. Кроме того, определяют погрешность подачи топлива одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска путем сравнения результата вычисления крутизны НВ с первой пороговой крутизной. Например, если крутизна НВ составляет 1.3, можно установить, что для подачи топлива НВ применяют поправку в сторону обогащения, превышающую 30%. Отсюда можно сделать вывод, что топливная система НВ имеет погрешность в сторону обеднения. В качестве еще одного примера, если крутизна НВ составляет 0.75, можно установить, что для подачи топлива НВ применяют поправку в сторону обеднения, превышающую 25%. Отсюда можно сделать вывод, что топливная система НВ имеет погрешность в сторону обогащения.
В одном примере может быть установлено, что результат вычисления крутизны НВ составляет 1.4, при этом первая пороговая крутизна составляет 1.15. Так как результат вычисления крутизны НВ превышает пороговый, можно установить наличие ухудшения характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска. Можно обновить табулированную зависимость в памяти контроллера двигателя для регистрации и сохранения в памяти величины погрешности форсунки непосредственного впрыска и идентификации топливных форсунок непосредственного впрыска с ухудшившимися характеристиками.
Далее, на шаге 320 алгоритм обновляет передаточную функцию для топливных форсунок непосредственного впрыска с ухудшившимися характеристиками для компенсации погрешности НВ, определенной на шаге 318. В одном примере обновление передаточной функции НВ может включать в себя уменьшение или увеличение подачи топлива непосредственным впрыском в зависимости от величины и направленности погрешности НВ. Например, если будет установлено, что погрешность НВ представляет собой погрешность в сторону обогащения, передаточную функцию НВ можно обновить для обеднения смеси при НВ топлива. В другом примере обновление передаточной функции НВ может включать в себя регулирование моментов и продолжительности впрыска форсункой непосредственного впрыска в зависимости от величины и направленности погрешности НВ. Например, если будет установлено, что погрешность НВ представляет собой погрешность в сторону обогащения, передаточную функцию НВ можно обновить для непосредственного впрыска топлива в более ранний момент и/или с меньшей продолжительностью.
DI
PFI
Если на шаге 316 будет установлено, что крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска (Kamrf ) меньше первой пороговой крутизны, можно установить, что погрешность не обусловлена погрешностью подачи топлива форсункой непосредственного впрыска, и алгоритм следует на шаг 322. На шаге 322 алгоритма определяют, превышает ли крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал (Kamrf ) вторую пороговую крутизну. Или же можно проверить, превышает ли коэффициент поправки на погрешность для впрыска топлива во впускной канал второй порог. В основе второй пороговой крутизны может лежать максимально богатое или бедное воздушно-топливное отношение меньше значения воздушно-топливного отношения, зависящего от норматива выбросов топлива. Вторая пороговая крутизна может быть такой же, как и первая пороговая крутизна. Или же они могут быть отличны друг от друга. Если результат вычисления крутизны ВВК больше второй пороговой крутизны (или коэффициент поправки на погрешность превышает второй порог), алгоритм следует на шаг 324. На шаге 324 можно установить, что погрешность подачи топлива обусловлена погрешностью форсунки впрыска во впускной канал. Кроме того, можно определить погрешность подачи топлива одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал путем сравнения результата вычисления крутизны ВВК со второй пороговой крутизной. Например, если крутизна ВВК составляет 1.3, можно установить, что для подачи топлива ВВК применяют поправку в сторону обогащения, превышающую 30%. Отсюда можно сделать вывод, что топливная система ВВК имеет погрешность в сторону обеднения. В качестве еще одного примера, если крутизна ВВК составляет 0.75, можно установить, что для подачи топлива ВВК применяют поправку в сторону обеднения, превышающую 25%. Отсюда можно сделать вывод, что топливная система ВВК имеет погрешность в сторону обогащения. Например, может быть установлено, что результат вычисления крутизны ВВК составляет 1.2, при этом вторая пороговая крутизна составляет 1.1. Так как результат вычисления крутизны ВВК больше второй пороговой крутизны, может быть установлено наличие ухудшения характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал. Определив погрешность ВВК, способ 300 следует на шаг 326.
На шаге 326 алгоритм обновляет передаточную функцию топливных форсунок впрыска во впускной канал с ухудшившимися характеристиками для компенсации погрешности ВВК, определенной на шаге 324. Например, обновление передаточной функции ВВК может включать в себя уменьшение или увеличение подачи топлива топливными форсунками впрыска во впускной канал (в зависимости от величины и направленности погрешности подачи топлива) для компенсации погрешности ВВК. Например, если будет установлено, что погрешность ВВК является погрешностью в сторону обогащения, Передаточную функцию ВВК можно обновить для обеднения смеси при впрыске топлива во впускной канал. Или же обновление передаточной функции ВВК может включать в себя регулирования моментов и продолжительности впрыска во впускной канал в зависимости от величины и направленности погрешности ВВК. Например, если будет установлено, что погрешность ВВК является погрешностью в сторону обогащения, Передаточную функцию ВВК можно обновить для впрыска топлива во впускной канал в более ранний момент и/или с меньшей продолжительностью.
PFI
DI
PFI
DI
PFI
СЕ
Если на шаге 322 будет установлено, что крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал (Kamrf ) меньше второй пороговой крутизны, алгоритм следует на шаг 328. В данном случае устанавливают, что воздушно-топливная погрешность не обусловлена погрешностью подачи топлива форсункой впрыска во впускной канал или форсункой непосредственного впрыска. На шаге 328 можно проверить, равна ли крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска (Kamrf ) крутизне значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал (Kamrf ). Или же можно проверить, имеют ли коэффициенты поправки на погрешность для систем НВ и ВВК одну и ту же направленность (или знак). В одном примере обе крутизны могут быть равными и/или оба коэффициенты поправки на погрешность могут иметь одну и ту же направленность, если обе системы - НВ и ВВК - имеют погрешность в сторону обогащения (или обеднения) в некотором диапазоне масс воздуха. То есть обе топливные системы имеют погрешность одного характера (в сторону обогащения или обеднения) в одинаковом рабочем состоянии. Если крутизны равны друг другу (то есть Kamrf  равна Kamrf ), или оба коэффициента поправки на погрешность имеют одну и ту же направленность, алгоритм следует на шаг 330. На шаге 330 способа 300 устанавливают, что воздушно-топливная погрешность обусловлена общей погрешностью в системе двигателя, например, общей погрешностью типа топлива или погрешностью измерения воздуха. Затем можно определить общую погрешность как наименьшее из значений погрешности НВ и погрешности ВВК. Например, общую погрешность, Kamrf  можно определить по нижеследующему уравнению.
DI
PFI
Например, может быть установлено, что общая погрешность включает в себя погрешность потока воздуха, относящуюся к пути потока воздуха, по которому воздух поступает и в топливную форсунку непосредственного впрыска, и в топливную форсунку впрыска во впускной канал, и погрешность типа топлива, относящуюся к топливу, впрыскиваемому и топливной форсункой непосредственного впрыска, и топливной форсункой впрыска во впускной канал. В еще одном примере общая погрешность может представлять собой общую погрешность типа топлива, обусловленную изменениями качества топлива, являющимися следствием изменений температуры, плотности, вязкости и химического состава топлива. В других примерах общая погрешность может представлять собой погрешность воздуха, относимую на счет ухудшения характеристик воздушного датчика (например, датчика 120 массового расхода воздуха, датчика 122 давления и/или датчика 58 положения дросселя на ФИГ. 1). Поэтому контроллер может не быть способен отличить общую погрешность, обусловленную общей погрешностью типа топлива, от общей погрешности, обусловленной погрешностью воздуха. В одном примере, во время работы двигателя может быть установлено, что и Kamrf , и Kamrf  составляют 0.7, при этом может быть задан пороговый уровень погрешности в сторону обогащения 0.9. Так как крутизны равны друг другу и обе выходят за уровень пороговой погрешности, может быть выявлена общая погрешность в сторону обогащения величиной 0.3 (1.0-0.7). Определив общую погрешность, способ 300 следует на шаг 332.
На шаге 332 алгоритм обновляет передаточную функцию топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал для компенсации общей погрешности, определенной на шаге 330, следующим образом:
DI
PFI
Из вышеприведенного примера следует, что Kamrf  и Kamrf  изменятся от 0.7 до 1.0, а общая погрешность принята равной 0.3.
Определив погрешность НВ, или погрешность ВВК или общую погрешность, способ 300 следует на шаг 334 (с шага 320, или 326, или 332). На шаге 334 способ предусматривает применение отличных друг от друга мер компенсации в зависимости от того, чем обусловлена воздушно-топливная погрешность в системе: погрешностью форсунки впрыска во впускной канал, погрешностью форсунки непосредственного впрыска или общей погрешностью. Кроме того, могут быть установлены отличные друг от друга диагностические коды в зависимости от того, наличие какой погрешности будет указано: погрешности НВ (или ухудшения характеристик форсунки непосредственного впрыска), погрешности ВВК (или ухудшения характеристик форсунки впрыска во впускной канал) или общей погрешности. Например, алгоритм может ограничить подачу топлива в топливные форсунки непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с меньшими погрешностями подачи топлива и отключить форсунки с большими погрешностями подачи топлива. Например, погрешность, относящуюся к топливной форсунке непосредственного впрыска, можно сравнить с погрешностью, относящейся к топливной форсунке впрыска во впускной канал; и по результатам сравнения можно отключить топливную форсунку непосредственного впрыска или впрыска во впускной канал с большей погрешностью, при этом подачу топлива в двигатель можно осуществлять посредством остальных топливных форсунок непосредственного впрыска или впрыска во впускной канал с меньшей погрешностью. В качестве еще одного примера, если на шаге 318 будет установлено ухудшение характеристик системы непосредственного впрыска, то, в связи с погрешностью НВ, контроллер может отключить непосредственный впрыск и подавать топливо в двигатель только впрыском во впускной канал. Аналогичным образом, если на шаге 324 будет установлено ухудшение характеристик системы впрыска во впускной канал, то, в связи с погрешностью ВВК, контроллер может отключить впрыск во впускной канал и подавать топливо в двигатель только непосредственным впрыском. После обновления передаточных функций топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, выполнение алгоритма можно завершить.
DI
PFI
DI
PFI
Если на шаге 328 будет установлено, что крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска (Kamrf ) не равна крутизне значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал (Kamrf ), алгоритм следует на шаг 336. На шаге 336 алгоритма проверяют, находятся ли значения погрешностей НВ и ВВК, в основе которых лежат Kamrf  и Kamrf , на уровне ниже первой и второй пороговой крутизны соответственно. Далее, на шаге 338, способ 300 идентифицирует топливные форсунки непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с ухудшившимися характеристиками в зависимости от результатов определения погрешностей НВ и ВВК на шаге 336. Кроме того, алгоритм обновляет передаточные функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с ухудшившимися характеристиками для компенсации погрешности НВ и ВВК. Идентифицировав топливные форсунки с ухудшившимися характеристиками и обновив соответствующие передаточные функции, способ 300 следует на шаг 340. На шаге 340 алгоритма эксплуатируют топливные форсунки с обновленными передаточными функциями для подачи топлива в двигатель, после чего выполнение алгоритма завершают.
Таким образом, погрешность форсунки непосредственного впрыска можно выявить по первой крутизне, определяемой как соотношение скорости изменения воздушно-топливной погрешности и доли топлива, впрыскиваемого непосредственным впрыском, а погрешность топливной форсунки впрыска во впускной канал можно выявить по второй крутизне, определяемой как соотношение скорости изменения воздушно-топливной погрешности и доли топлива, впрыскиваемого во впускной канал. Сравнив первую крутизну со второй, погрешности НВ и ВВК можно обособить от общей погрешности для снижения вероятности избыточной компенсации воздушно-топливных погрешностей в двигателе. Кроме того, погрешности НВ и ВВК можно преодолеть путем коррекции передаточных функций топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал для сокращения выбросов от двигателя и повышения КПД двигателя.
На ФИГ. 4 раскрыт пример графических выходных данных 400 для определения погрешности топливной форсунки в двигателе, топливо в который подают и топливные форсунки непосредственного впрыска, и топливные форсунки впрыска во впускной канал. Способ 400 будет раскрыт в настоящем описании на примере способов и систем на ФИГ. 1-3.
Как показано на фигуре, первая диаграмма представляет изменение частоты вращения двигателя во времени на графике 402. Вертикальная ось представляет частоту вращения двигателя, растущую в направлении вертикальной оси. Вторая диаграмма представляет изменение нагрузки двигателя во времени на графике 404. Вертикальная ось представляет нагрузку двигателя, растущую в направлении вертикальной оси. Третья диаграмма представляет изменение доли топлива непосредственного впрыска во времени на графике 406. Вертикальная ось представляет долю топлива непосредственного впрыска, растущую в направлении вертикальной оси. Четвертая диаграмма представляет изменение доли топлива впрыска во впускной канал во времени на графике 408. Вертикальная ось представляет долю топлива впрыска во впускной канал, растущую в направлении вертикальной оси. Пятая диаграмма представляет изменение воздушно-топливного отношения или коэффициента избытка воздуха в двигателе во времени на графике 410. Вертикальная ось представляет воздушно-топливное отношение или коэффициент избытка воздуха в двигателе, растущий в направлении вертикальной оси.
Шестая диаграмма представляет изменение адаптированного множителя топлива во времени на графике 414. Вертикальная ось представляет адаптированный множитель топлива, значение которого растет в направлении вертикальной оси. Седьмая диаграмма представляет изменения крутизны значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска и крутизны значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал во времени. Вертикальная ось представляет крутизну значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска, и крутизну значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал, при этом обе крутизны растут в направлении вертикальной оси. Линия 418 представляет крутизну значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска, а линия 420 представляет крутизну значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал. Линия 422 представляет пороговый уровень погрешности форсунки в сторону обеднения, а линия 424 представляет пороговый уровень погрешности форсунки в сторону обогащения. Восьмая диаграмма представляет изменение крутизны общей погрешности во времени на графике 426. Общая погрешность может представлять собой общую погрешность типа топлива или погрешность измерения воздуха. Вертикальная ось представляет крутизну общей погрешности, растущую в направлении вертикальной оси. Линия 428 представляет пороговый уровень для общей погрешности в сторону обеднения, а линия 430 представляет пороговый уровень для общей погрешности в сторону обогащения.
Девятая диаграмма представляет изменение передаточной функции системы непосредственного впрыска во времени на графике 432. Вертикальная ось представляет передаточную функцию системы непосредственного впрыска, растущую в направлении вертикальной оси. Десятая диаграмма представляет изменение передаточной функции системы впрыска топлива во впускной канал во времени на графике 434. Вертикальная ось представляет передаточную функцию системы впрыска топлива во впускной канал, растущую в направлении вертикальной оси. Для линий 432 и 434, значение "1" означает обновление передаточной функции форсунки двигателя, а значение "0" - отсутствие обновления передаточной функции форсунки двигателя. Горизонтальные оси каждого графика представляют время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Между Т0 и Т1 двигатель работает с относительно низкой частотой вращения двигателя (402) и нагрузкой двигателя (404), в связи с чем долю топлива непосредственного впрыска (406) можно удерживать на низком уровне, а долю топлива впрыска во впускной канал (408) можно поддерживать на высоком уровне. Большие доли топлива впрыска во впускной канал могут быть нужны при более низких частоте вращения и нагрузке двигателя в связи с тем, что впрыскиваемое во впускной канал топливо быстро испаряется, благодаря чему происходит уменьшение образования твердых частиц и улучшение показателей по выбросам от двигателя. Меньшие доли топлива непосредственного впрыска можно применять при низких частотах вращения и нагрузках двигателя для уменьшения образования сажи и загрязнения свечи зажигания. Результат измерения воздушно-топливного отношения или коэффициента избытка воздуха в двигателе (410) датчиком отработавших газов (например, датчиком 126 отработавших газов на ФИГ. 1) колеблется вблизи стехиометрического воздушно-топливного отношения (412). Адаптированный множитель топлива (414) может колебаться вблизи исходного значения множителя топлива (416), соответствующего состоянию без воздушно-топливной погрешности двигателя. Так как воздушно-топливное отношение в двигателе близко к стехиометрическому уровню, и крутизны значений множителя топлива и доли впрыскиваемого топлива (топливных форсунок и непосредственного впрыска, и впрыска во впускной канал), а также крутизна общей погрешности не превышают пороговые значения, передаточные функции форсунок непосредственного впрыска (432) и топливных форсунок впрыска во впускной канал (434) можно не обновлять.
В момент Т1 частота вращения и нагрузка двигателя могут возрасти в связи с возрастанием запрошенного водителем крутящего момента, например. Доля топлива непосредственного впрыска может возрасти, а доля топлива впрыска во впускной канал - упасть. Применение больших долей топлива непосредственного впрыска при более высокой частоте вращения и нагрузке двигателя позволяет усилить охлаждение заряда в цилиндр для снижения вероятности детонации в двигателе. Воздушно-топливное отношение в двигателе может упасть немного ниже стехиометрического, а значение адаптированного множителя топлива может упасть немного ниже исходного значения множителя топлива. Крутизны значений множителя топлива и доли впрыскиваемого топлива для топливных форсунок и непосредственного впрыска, и впрыска во впускной канал остаются в пределах уровней пороговой погрешности. Аналогичным образом, крутизна общей погрешности остается ниже пороговых уровней для общей погрешности. Поэтому адаптирующее определение значений множителя топлива может быть продолжено, а передаточные функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал можно не обновлять.
Между Т1 и Т2 частота вращения и нагрузка двигателя могут продолжить расти в связи с ростом запрошенного водителем крутящего момента. Доля топлива непосредственного впрыска может продолжить расти, а доля топлива впрыска во впускной канал может продолжить падать. Коэффициент избытка воздуха в двигателе продолжает колебание вблизи стехиометрического воздушно-топливного отношения, а адаптированный множитель топлива колеблется вблизи исходного значения множителя топлива. Передаточные функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал можно не обновлять, так как адаптирующее определение не достигло достаточного уровня. Достижение уровня достаточности определения может быть установлено на основании превышения порогового периода определения. Или же достижение уровня достаточности может быть установлено на основании того, что разность текущих и предыдущих значений множителя топлива превышает пороговую разность множителей топлива.
DI
PFI
Перед T2 воздушно-топливное отношение в двигателе может превысить стехиометрическое, а адаптированный множитель топлива может превысить исходное значение множителя топлива. Как следствие, крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска может возрасти и превысить пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения, а крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал остается ниже значений пороговой погрешности. Крутизна общей погрешности может оставаться в пределах пороговых уровней для общей погрешности. Так как крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска превышает пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения, можно установить, что возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска. Контроллер двигателя может быть запрограммирован с возможностью сохранения в памяти величины погрешности подачи топлива и идентификационных данных для топливных форсунок непосредственного впрыска с ухудшившимися характеристиками. Контроллер оценивает изменение воздушно-топливного отношения по данным от контроллера замкнутого регулирования или изменение адаптивных множителей топлива и обновляет крутизну НВ (Kamrf ), как раскрыто выше на ФИГ. 3. Аналогичным образом, контроллер оценивает изменение воздушно-топливного отношения по данным от контроллера замкнутого регулирования или изменение адаптивных множителей топлива и обновляет крутизну ВВК (Kamrf ), как раскрыто выше на ФИГ. 3. Контроллер может быть дополнительно настроен с возможностью обновления передаточных функций форсунок непосредственного впрыска во время последующей работы двигателя. Кроме того, может быть установлено, что характеристики ни одной из топливных форсунок впрыска во впускной канал не ухудшились, так как крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал лежит в пределах пороговых уровней. Аналогичным образом, можно установить, что общая погрешность отсутствует, так как крутизна общей погрешности лежит в пределах пороговых значений.
В одном примере может быть установлено, что крутизна значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска составляет 1.3, при этом пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения составляет 1.1. Поскольку результат вычисления поправочного коэффициента крутизны НВ превышает пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения, можно установить, что возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска. Кроме того, может быть установлено, что крутизна значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал составляет 0.98, при этом пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения составляет 1.1, а пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения составляет 0.9. Так как результат вычисления поправочного коэффициента крутизны ВВК величиной 0.98 лежит в пределах обоих пороговых уровней можно установить, что характеристики ни одной из топливных форсунок впрыска во впускной канал не ухудшились.
В момент Т2, поскольку возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска, передаточная функция (432) форсунок непосредственного впрыска может быть обновлена путем впрыска большой массы топлива пропорционально величине погрешности подачи топлива. Передаточную функцию (434) для топливных форсунок впрыска во впускной канал можно не обновлять, так как ни одна из форсунок впрыска во впускной канал не демонстрирует каких-либо признаков погрешности подачи топлива. Топливные форсунки непосредственного впрыска с большой погрешностью подачи топлива могут быть отсечены, и двигатель можно эксплуатировать с форсунками непосредственного впрыска с меньшей погрешностью и скорректированными передаточными функциями. Кроме того, все форсунки впрыска во впускной канал могут оставаться в рабочем состоянии. Далее, частота вращения и нагрузка двигателя могут продолжить расти в связи с возрастанием запрошенного водителем крутящего момента. Доля топлива непосредственного впрыска может плавно расти, а доля топлива впрыска во впускной канал может медленно падать. Коэффициент избытка воздуха в двигателе может упасть до стехиометрического воздушно-топливного отношения, а адаптированный множитель топлива может упасть до исходного значения множителя топлива. Крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска может упасть до пороговых уровней, а крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал может оставаться в пределах пороговых уровней. Аналогичным образом, крутизна общей погрешности может оставаться в пределах пороговых уровней.
Между Т2 и Т3 топливные форсунки непосредственного впрыска с малой погрешностью подачи топлива и обновленными передаточными функциями эксплуатируют для компенсации погрешности подачи топлива, определенной ранее в момент Т2. Обновление передаточных функций для топливных форсунок непосредственного впрыска может быть продолжено в течение короткого периода, а затем остановлено. Кроме того, все топливные форсунки впрыска во впускной канал остаются в рабочем состоянии. Частота вращения и нагрузка двигателя могут оставаться постоянными, а затем упасть. Доли топлива непосредственного впрыска можно поддерживать на высоких уровнях, а доли топлива впрыска во впускной канал можно удерживать на низких значениях. Коэффициент избытка воздуха в двигателе продолжает колебание вблизи стехиометрического воздушно-топливного отношения, а адаптированный множитель топлива колеблется вблизи исходного значения множителя топлива.
Перед Т3 воздушно-топливное отношение в двигателе может упасть ниже стехиометрического, а адаптированный множитель топлива может упасть ниже исходного значения множителя топлива. При этом крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска может оставаться в пределах пороговых уровней. Однако крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал могут упасть ниже порогового уровня для погрешности форсунки в сторону обеднения. Крутизна общей погрешности может оставаться в пределах пороговых уровней. Так как крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска лежит в пределах пороговых уровней, можно установить, что характеристики ни одной из работающих топливных форсунок непосредственного впрыска не ухудшились. Однако возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал, так как крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал выходит за пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения. Контроллер двигателя может быть запрограммирован с возможностью сохранения в памяти величины погрешности подачи топлива и идентификационных данных топливных форсунок впрыска во впускной канал с ухудшившимися характеристиками. Контроллер может быть дополнительно настроен с возможностью обновления передаточных функций форсунок впрыска во впускной канал во время последующей работы двигателя. Кроме того, может быть установлено, что общая погрешность отсутствует, так как крутизна общей погрешности лежит в пределах пороговых уровней.
Например, может быть установлено, что крутизна значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска составляет 0.95, при этом может быть задан пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения 1.1, а пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения может составлять 0.9. Так как результат вычисления крутизны лежит в пределах уровней пороговой погрешности, можно установить, что характеристики ни одной из работающих топливных форсунок непосредственного впрыска не ухудшились. Кроме того, может быть установлено, что крутизна значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал составляет 0.7, при этом пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения может составлять 0.9. Так как результат вычисления крутизны величиной 0.7 выходит за пороговый предел для погрешности форсунки в сторону обеднения, можно установить, что возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал, при этом каждая форсунка с ухудшившимися характеристиками имеет погрешность ВВК в сторону обогащения.
В момент Т3, поскольку характеристики ни одной из работающих топливных форсунок непосредственного впрыска не ухудшились, передаточную функцию форсунок непосредственного впрыска можно не обновлять. При этом передаточная функция для топливных форсунок впрыска во впускной канал может быть обновлена, так как одна или несколько форсунок впрыска во впускной канал имеют погрешность подачи топлива. Обновление передаточной функции для топливных форсунок впрыска во впускной канал может включать в себя обновление количества топлива впрыска во впускной канал для компенсации погрешности подачи топлива. Топливные форсунки впрыска во впускной канал с большой погрешностью подачи топлива могут быть отсечены, а двигатель можно эксплуатировать с топливными форсунками впрыска во впускной канал с обновленными передаточными функциями. Между Т3 и Т4 топливные форсунки впрыска во впускной канал с малой погрешностью подачи топлива и обновленными передаточными функциями эксплуатируют для компенсации ранее определенной погрешности подачи топлива. Обновление передаточных функций для топливных форсунок впрыска во впускной канал может быть продолжено в течение короткого периода до тех пор, пока процесс обновления не будет остановлен. Кроме того, все топливные форсунки непосредственного впрыска с меньшей погрешностью остаются в рабочем состоянии. Далее частота вращения и нагрузка двигателя могут плавно падать в связи со снижением запрошенного водителем крутящего момента. Доля топлива непосредственного впрыска может плавно падать, а доля топлива впрыска во впускной канал может медленно расти. Коэффициент избытка воздуха в двигателе может вырасти до стехиометрического воздушно-топливного отношения, а адаптированный множитель топлива может вырасти до исходного значения множителя топлива. Крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска могут оставаться в пределах пороговых уровней. При этом крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал могут вырасти до пороговых уровней. Кроме того, крутизна общей погрешности может оставаться в пределах пороговых уровней.
Перед Т4 воздушно-топливное отношение в двигателе может вновь упасть ниже стехиометрического, а адаптированный множитель топлива может упасть ниже исходного значения множителя топлива. Крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска могут оставаться в пределах пороговых уровней. Аналогичным образом, крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал могут оставаться в пределах пороговых уровней. Однако крутизна общей погрешности может превысить порог для общей погрешности в сторону обогащения, в связи с чем можно установить, что имеет место общая погрешность в сторону обогащения. Общая погрешность может представлять собой общую погрешность типа топлива, вызванную изменениями качества топлива, например. Или же общая погрешность может представлять собой погрешность измерения воздуха, обусловленную ухудшением характеристик того или иного датчика, например, массового расхода воздуха, давления или положения дросселя. Контроллер двигателя может установить диагностический код для указания наличия общей погрешности, при этом данный диагностический код будет отличен от кодов, установленных в связи с погрешностью НВ или погрешностью ВВК. Контроллер также может быть запрограммирован с возможностью обновления передаточных функций топливных форсунок и непосредственного впрыска, и впрыска во впускной канал во время последующей работы двигателя для компенсации общей погрешности.
В момент Т4 передаточные функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал могут быть обновлены в связи с наличием общей погрешности. Обновление передаточной функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал может включать в себя обновление количества топлива и непосредственного впрыска, и впрыска во впускной канал для компенсации общей погрешности. Например, передаточная функция топливной форсунки непосредственного впрыска может быть скорректирована, если будет установлено, что погрешность воздушно-топливного отношения относится к топливной форсунке непосредственного впрыска; передаточная функция топливной форсунки впрыска во впускной канал может быть скорректирована, если будет установлено, что погрешность воздушно-топливного отношения относится к топливной форсунке впрыска во впускной канал; при этом передаточную функцию и топливной форсунки непосредственного впрыска, и топливной форсунки впрыска во впускной канал корректируют, если будет установлено, что погрешность воздушно-топливного отношения является общей погрешностью. В одном примере топливные форсунки непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с большой погрешностью подачи топлива могут быть отсечены, при этом двигатель можно эксплуатировать только с топливными форсунками с меньшей погрешностью. Далее частота вращения и нагрузка двигателя могут упасть до низких значений в связи с дальнейшим снижением запрошенного водителем крутящего момента. Доля топлива непосредственного впрыска может упасть до низкого значения, а доля топлива впрыска во впускной канал может вырасти до высокого значения. Коэффициент избытка воздуха в двигателе может вырасти до стехиометрического воздушно-топливного отношения, а адаптированный множитель топлива может вырасти до исходного значения множителя топлива. Крутизна адаптированного множителя топлива и доли впрыскиваемого топлива (для топливных форсунок и непосредственного впрыска, и впрыска во впускной канал) может оставаться в пределах пороговых уровней. Кроме того, крутизна общей погрешности может возрасти и оставаться в пределах пороговых уровней.
Между Т4 и Т5 топливные форсунки непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с малой погрешностью подачи топлива можно эксплуатировать для компенсации общей погрешности, определенной до Т4. Обновление передаточных функций топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал может быть продолжено в течение короткого периода до тех пор, пока процесс обновления не будет остановлен. Частоту вращения и нагрузку двигателя сохраняют на низких значениях. Доли топлива непосредственного впрыска могут оставаться на низких значениях, а доли топлива впрыска во впускной канал - на высоких значениях. Коэффициент избытка воздуха в двигателе продолжает колебание вблизи стехиометрического воздушно-топливного отношения, а адаптированный множитель топлива колеблется вблизи исходного значения множителя топлива.
Таким образом, погрешность форсунки непосредственного впрыска можно идентифицировать по крутизне воздушно-топливной погрешности и доле топлива, впрыскиваемого непосредственным впрыском, а погрешность топливной форсунки впрыска во впускной канал можно идентифицировать по крутизне воздушно-топливной погрешности и доле топлива впрыска во впускной канал. Сравнение первой крутизны со второй позволяет обособить погрешности топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал от общей погрешности обеспечивает возможность улучшения оценки воздушно-топливной погрешности двигателя. Кроме того, погрешности подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал можно компенсировать путем коррекции передаточных функций НВ и ВВК для сокращения выбросов от двигателя и повышения КПД двигателя.
На ФИГ. 5 раскрыт пример способа 500 для определения погрешностей подачи топлива в двигателе с топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал. Способ позволяет отличать часть погрешности воздушно-топливного отношения, обусловленную общей погрешностью, от частей погрешности, относящихся к форсунке непосредственного впрыска и форсунке впрыска во впускной канал. Соответственно, поправки для передаточных функций форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал могут быть обновлены с учетом части общей погрешности. Погрешность подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска можно определять по крутизне значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска. Аналогичным образом, погрешность форсунки впрыска во впускной канал можно определять по крутизне значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал. Кроме того, общую погрешность можно обособить от погрешностей топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал по результатам сравнения крутизны НВ и ВВК. Кроме того, погрешности подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал можно корректировать в зависимости от общей погрешности. Инструкции для реализации способа 500 и остальных раскрытых в настоящем описании способов может осуществлять контроллер в соответствии с инструкциями в памяти контроллера и во взаимосвязи с сигналами от датчиков системы двигателя, например, датчиков и выходных сигналов, раскрытых выше на примере ФИГ. 1. Контроллер может задействовать исполнительные устройства системы двигателя для регулирования работы двигателя в соответствии с раскрытыми ниже способами.
На шаге 502 способа 500 двигатель эксплуатируют в режиме замкнутого регулирования воздушно-топливного отношения. Во время замкнутого регулирования воздушно-топливного отношения, контроллер (например, контроллер 12 на ФИГ. 1) определяет необходимое воздушно-топливное отношение в двигателе по таблицам и/или функциям зависимости от запрошенного водителем крутящего момента, частоты вращения двигателя и других параметров. Топливо можно впрыскивать в двигатель топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал для создания необходимого воздушно-топливного отношения в двигателе, а количество впрыскиваемого топлива можно корректировать по данным обратной связи от датчика отработавших газов (например, датчика 126 отработавших газов на ФИГ. 1). Доли топлива, впрыскиваемого топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, можно определять в зависимости от нагрузки и частоты вращения двигателя, например, путем поиска в табулированной зависимости. Например, при более низких частоте вращения и нагрузке двигателя, большую часть общего количества топлива можно подавать впрыском во впускной канал. В качестве еще одного примера, при более высокой частоте вращения и нагрузке двигателя, большую часть общего количества топлива можно подавать непосредственным впрыском.
Далее, на шаге 504 способа 500 адаптируют значение множителя топлива в зависимости от показаний датчика отработавших газов. Датчик отработавших газов может указывать на то, что топливная смесь является бедной или богатой, в зависимости от параметров работы двигателя. А именно, если датчик отработавших газов указывает наличие воздушно-топливной погрешности в сторону обеднения или обогащения в течение продолжительного периода, адаптированный множитель топлива можно увеличить или уменьшить от исходного единичного значения до нового значения в зависимости от величины результата измерения воздушно-топливной погрешности. Адаптированный множитель топлива может быть определен при множестве комбинаций частоты вращения и нагрузки двигателя, а также в некотором диапазоне масс воздуха в двигателе / массовых расходов воздуха через двигатель, и сохранен в памяти контроллера. Кроме того, в памяти контроллера двигателя могут быть сохранены доли топлива непосредственного впрыска и топлива впрыска во впускной канал, соответствующие адаптированному множителю топлива и комбинациям частоты вращения и нагрузки двигателя. После определения и коррекции значения множителя топлива при разных нагрузках и частотах вращения двигателя, алгоритм следует на шаг 506.
На шаге 506 способа 500 проверяют, достигло ли адаптивное определение предела достаточности определения. В основе предела определения может лежать количество случаев обновления значений адаптированного множителя топлива. Или же предел определения может быть достигнут во время адаптирующего определения, когда будет превышена пороговая разность текущего и предыдущего значений множителя топлива превышает. Кроме того, алгоритм может проверить, достаточное ли количество значений адаптированного множителя топлива (и соответствующих долей топлива непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал) было сохранено в памяти контроллера двигателя. Если адаптирующее определение достигло предела достаточности определения, алгоритм следует на шаг 508. В противном случае, если адаптирующее определение не достигло достаточности, алгоритм следует на шаг 510 для продолжения отслеживания погрешностей воздушно-топливного отношения и состояний топливного сбоя.
Далее, на шаге 508 способа 500 проверяют, выходит ли какое-либо значение адаптированного множителя топлива за пределы диапазона. Если ответ будет "ДА", способ 500 следует на шаг 512. В противном случае ответ будет "НЕТ", и никакие дополнительные корректировки адаптивных множителей топлива не выполняют. Затем выполнение алгоритма завершают.
На шаге 512 алгоритм определяет крутизну адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска при разных нагрузках и частотах вращения двигателя. На ФИГ. 2В раскрыт пример крутизны, в котором крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска определяют для двигателя, работающего с частотами вращения в диапазоне 500-5000 об./мин и нагрузками в диапазоне 0.4-0.8. Крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска можно определить по нижеследующему уравнению.
DI
DI
где Kamrf  - крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска, Kamrf - адаптированный множитель топлива, F  - доля топлива непосредственного впрыска. Определив крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска, способ 500 следует на шаг 514.
На шаге 514 алгоритм определяет крутизну адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал при разных нагрузках и частотах вращения двигателя. На ФИГ. 2В раскрыт пример крутизны, в котором крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал определяют для двигателя, работающего с частотами вращения в диапазоне 2000-5000 об./мин и нагрузками в диапазоне 0.4-0.8. Крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал можно определить по нижеследующему уравнению.
PFI
PFI
где Kamrf  - крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал, a F - доля топлива впрыска во впускной канал. Определив крутизну значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал, способ 500 следует на шаг 516.
DI
PFI
На шаге 516 алгоритм определяет, превышает ли абсолютная крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска (Kamrf ) и абсолютная крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал (Kamrf ) пороговую крутизну. В основе пороговой крутизны может лежать максимально богатое или бедное воздушно-топливное отношение меньше значения воздушно-топливного отношения, зависящего от норматива выбросов топлива. Или же можно определить, превышает ли коэффициент поправки на погрешность для непосредственного впрыска топлива и впрыска во впускной канал соответствующий порог. Если результат вычисления крутизны превышает пороговый, алгоритм следует на шаг 518. В противном случае, алгоритм следует на шаг 520.
Далее, на шаге 518 способа 500 определяют погрешность подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал и общую погрешность. В данном случае можно исходить из того, что совокупная погрешность содержит первый компонент - погрешность непосредственного впрыска, второй компонент - погрешность форсунки впрыска во впускной канал, и третий компонент - общую погрешность. Поэтому может быть нужно обособить погрешность топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал от общей погрешности для надлежащей коррекции передаточных функций НВ и ВВК. Например, определение по меньшей мере части погрешности воздушно-топливного отношения как общей погрешности может включать в себя определение первой части погрешности воздушно-топливного отношения как общей погрешности и второй, остальной, части погрешности воздушно-топливного отношения как погрешности, относящейся к первой топливной форсунке впрыска во впускной канал и/или второй топливной форсунке непосредственного впрыска, причем первую часть определяют исходя из наименьшего из значений первой крутизны погрешности ВВК и второй крутизны погрешности НВ, как подробнее раскрыто ниже. Первая топливная форсунка может представлять собой топливную форсунку непосредственного впрыска, а вторая топливная форсунка может представлять собой топливную форсунку впрыска во впускной канал.
В еще одном примере наличие ухудшения характеристик топливной форсунки впрыска во впускной канал может быть указано, если соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива, подаваемого топливной форсункой впрыска во впускной канал, превышает порог; наличие ухудшения характеристик топливной форсунки непосредственного впрыска может быть указано, если соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива, подаваемого топливной форсункой непосредственного впрыска, ниже порога; наличие погрешности подачи топлива в двигатель, обусловленной общей погрешностью, может быть указано, если соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения долей топлива форсунок впрыска во впускной канал и непосредственного впрыска выше порогового, при этом соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменение доли топлива, подаваемого форсункой впрыска во впускной канал лежит в пределах порогового соотношения изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива, подаваемого каждой из форсунок непосредственного впрыска. Воздушно-топливную погрешность можно определять по разности заданного воздушно-топливного отношения и результата оценки фактического воздушно-топливного отношения датчиком воздушно-топливного отношения, причем изменение погрешности воздушно-топливного отношения определяют как изменение адаптированного множителя топлива, заданного для топливной форсунки впрыска во впускной канал и для топливной форсунки непосредственного впрыска.
СЕ
Общую погрешность Kamrf  определяют по минимальному значению разности единичного значения результата вычисления крутизны по отдельности для топливной форсунки непосредственного впрыска и топливной форсунки впрыска во впускной канал согласно нижеследующему уравнению.
Погрешности подачи топлива в двигателе можно корректировать путем коррекции долей топлива, подаваемого непосредственным впрыском и впрыском во впускной канал согласно нижеследующему уравнению.
corr
где, Kamrf  - топливная поправка для компенсации погрешности НВ и ВВК в двигателе. Однако при объединении общей погрешности с погрешностью подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, применение топливной поправки по Уравнению 8 может привести к избыточной компенсации погрешностей НВ и ВВК. Поэтому нужно обособить общую погрешность от погрешности подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал перед тем, как компенсировать воздушно-топливную погрешность двигателя. Например, топливо в двигатель можно подавать впрыском топлива в цилиндр посредством первой топливной форсунки и второй топливной форсунки; при этом погрешность, относящуюся к первой топливной форсунке или второй топливной форсунке, отличают от общей погрешности топливной системы по скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения и доли топлива, впрыскиваемого первой топливной форсункой или второй топливной форсункой, как раскрыто на примере ФИГ. 6. Кроме того, впрыск топлива в указанный цилиндр можно выполнять в каждой из множества областей массового расхода воздуха через двигатель, причем погрешность, относящуюся к первой топливной форсунке или второй топливной форсунке, и общую погрешность топливной системы определяют в каждой из множества областей массового расхода воздуха через двигатель в зависимости от массового расхода воздуха.
В других примерах топливо можно впрыскивать в цилиндр двигателя посредством первой топливной форсунки и второй топливной форсунки во время рабочего цикла цилиндра, при этом первая и вторая топливные форсунки осуществляют отличные друг от друга типы впрыска топлива; а затем выборочно относят, за счет обработки датчика отработавших газов и определения, воздушно-топливную погрешность в данном цилиндре в данном рабочем цикле цилиндра к общей погрешности, относящейся к топливной системе, в зависимости от первой доли топлива, подаваемой первой топливной форсункой, второй доли топлива, подаваемой второй топливной форсункой, и воздушно-топливной погрешности. В одном примере выборочное отнесение воздушно-топливной погрешности в указанном цилиндре может дополнительно включать в себя определение первой скорости изменения воздушно-топливной погрешности при изменении первой доли топлива; определение второй скорости изменения воздушно-топливной погрешности при изменении второй доли топлива; и, если разность первой и второй скоростей находится в пределах пороговой, и первая и вторая скорости выше порога, отнесение воздушно-топливной погрешности к общей погрешности. В еще одном примере выборочное отнесение воздушно-топливной погрешности в указанном цилиндре может дополнительно включать в себя отнесение первой части воздушно-топливной погрешности к первой топливной форсунке, если разность первой и второй скоростей не находится в пределах пороговой, при этом первая и вторая скорости превышают пороговую, при этом первая часть зависит от первой доли топлива, подаваемой первой топливной форсункой; и отнесение второй части воздушно-топливной погрешности ко второй топливной форсунке, при этом вторая часть зависит от второй доли топлива, подаваемой второй топливной форсункой. В других примерах выборочное отнесение воздушно-топливной погрешности может дополнительно включать в себя отнесение адаптированного множителя топлива, соответствующего общей погрешности, к первой и ко второй топливным форсункам; причем адаптированный множитель топлива, соответствующий общей погрешности, представляет собой первый множитель, отличный от второго множителя, соответствующего первой части воздушно-топливной погрешности и относимого только к первой топливной форсунке, и отличный от третьего множителя, соответствующего второй части воздушно-топливной погрешности и относимого только ко второй топливной форсунке.
DI_new
PFI
new
DI
DI_old
PFI
PFI_old
Далее, на шаге 522 способа 500 можно обновить крутизну адаптированных множителей топлива и доли топлива непосредственного впрыска с учетом части общей погрешности, объединенной с погрешностью форсунки непосредственного впрыска. Аналогичным образом, крутизну адаптированных множителей топлива и доли топлива впрыска во впускной канал можно обновить с учетом части общей погрешности, которая может быть объединена с погрешностью топливной форсунки впрыска во впускной канал. Адаптированную крутизну адаптированных множителей топлива и доли топлива, впрыскиваемого форсункой непосредственного впрыска (Kamrf ), и адаптированную крутизну адаптированных множителей топлива и доли топлива, впрыскиваемого топливной форсункой впрыска во впускной канал (Kamrf_), можно определить в каждой ячейке таблицы адаптивных множителей топлива путем вычитания общей погрешности из значения kamrf, определенного на шаге 512 (с последующим переименованием в Kamrf), и Kamrf , определенного на шаге 514 (с последующим переименованием в Kamrf), как видно из следующих уравнений.
DI
PFI
Например, может быть установлено, что крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска (kamrf) составляет 1.6. Аналогичным образом, может быть установлено, что крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал (kamrf) составляет 1.3. Общая погрешность величиной 0.3 может быть определена по крутизне НВ и ВВК. Путем вычитания общей погрешности 0.3 из соответствующих погрешностей топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, может быть определена адаптированная крутизна НВ величиной 1.3 (1.6-0.3) и адаптированная крутизна ВВК величиной 1.0 (1.3-0.3). Кроме того, может быть установлено, что пороговая крутизна составляет 0.6, а пороговые уровни для погрешности форсунки в сторону обогащения и обеднения - соответственно 0.9 и 1.1. Устанавливают, что адаптированная крутизна НВ превышает пороговую крутизну и пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения. Следовательно, можно установить, что имеет место погрешность топливной форсунки непосредственного впрыска в сторону обеднения. Устанавливают, что крутизна ВВК превышает пороговую крутизну, но лежит в пределах пороговых уровней для погрешности форсунки в сторону обогащения и обеднения. Следовательно, можно установить, что характеристики ни одной из топливных форсунок впрыска во впускной канал не ухудшились. Так можно обособить погрешности топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал от общей погрешности для сведения к минимуму возможности избыточной компенсации погрешностей подачи топлива с одновременным улучшением показателей в части выбросов от двигателя.
new
CF
Далее, на шаге 524 алгоритм обновляет общую погрешность в каждой ячейке таблицы адаптивных множителей топлива в зависимости от части общей погрешности, объединенной с погрешностями топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал. Алгоритм определяет скорректированную общую погрешность (Tcorr ) в каждой ячейке таблицы адаптивных множителей топлива путем суммирования общей погрешности (Kamrf ), определенной на шаге 518, с частью общей погрешности, которая может быть объединена с погрешностью подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и топливных форсунок впрыска во впускной канал (Tcorr), как видно из нижеследующего уравнения. Затем скорректированную общую погрешность сохраняют в каждой ячейке таблицы адаптированных множителей топлива. Общую погрешность добавляют непосредственно в таблицу адаптивных множителей, раскрытую на ФИГ. 2А.
На шаге 526 алгоритма эксплуатируют двигатель с топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с меньшей погрешностью подачи топлива. В данном случае, и топливные форсунки непосредственного впрыска, и топливные форсунки впрыска во впускной канал с большой погрешностью подачи топлива могут быть отключены. В одном примере первую топливную форсунку или вторую топливную форсунку можно эксплуатировать в зависимости от того, какая часть воздушно-топливной погрешности больше - первая или вторая. В еще одном примере подачу топлива в двигатель можно регулировать для обновления адаптированного множителя топлива, заданного для топливной форсунки непосредственного впрыска, с одновременным отключением форсунки впрыска во впускной канал в связи с ухудшением характеристик топливной форсунки впрыска во впускной канал; адаптированный множитель топлива, заданный для топливной форсунки впрыска во впускной канал, может быть обновлен с одновременным отключением форсунки непосредственного впрыска в связи с ухудшением характеристик топливной форсунки непосредственного впрыска. Алгоритм следует на шаг завершения после того, как будет отрегулирована работа двигателя для эксплуатации его с топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с меньшей погрешностью.
DI
PFI
Если на шаге 516 алгоритм установит, что крутизна адаптированных множителей топлива и доли топлива непосредственного впрыска не превышает первую пороговую крутизну, способ 500 следует на шаг 520. На шаге 520 способа 500 устанавливают, что общая погрешность отсутствует. Кроме того, может быть установлено наличие погрешности подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, исходя из того, что абсолютные значения Kamrf  и Kamrf  меньше первого порога. В данном случае, погрешности НВ и ВВК могут быть меньше погрешности топливной форсунки, определенной ранее на шаге 518. Далее, на шаге 528 может быть указано наличие ухудшения характеристик топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал на основании погрешностей топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал. Например, может быть установлено, что крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска составляет 0.75. Аналогичным образом, может быть установлено, что крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал составляет 0.98. Кроме того, может быть установлена пороговая крутизна величиной 0.8, и пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обогащения и обеднения величиной 0.9 и 1.1 соответственно. Устанавливают, что крутизна НВ меньше пороговой крутизны и выходит за пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения. Следовательно, можно установить, что может иметь место погрешность НВ в сторону обогащения. Устанавливают, что крутизна ВВК превышает пороговую крутизну и лежит в пределах пороговых уровней для погрешности форсунки. Следовательно, можно установить, что характеристики ни одной из топливных форсунок впрыска во впускной канал не ухудшились.
На шаге 530 алгоритм обновляет передаточные функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с указанием наличия ухудшения характеристик. Указанное обновление может включать в себя впрыск заранее заданного количества топлива в двигатель для компенсации погрешности топливной форсунки, определенной на шаге 520. Например, если указывают наличие погрешности НВ в сторону обеднения, контроллер двигателя можно отрегулировать для увеличения впрыска топлива в двигатель для компенсации погрешности НВ. Или же контроллер двигателя можно отрегулировать для уменьшения подачи воздуха в двигатель для компенсации погрешности НВ. Далее, на шаге 532 способа 500 эксплуатируют топливные форсунки с обновленными передаточными функциями и следуют на шаг завершения.
Таким образом, погрешность подачи топлива топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, подающих топливо в двигатель, можно определять по соотношению скоростей изменений значений множителя топлива и долей впрыскиваемого топлива при разных параметрах работы двигателя. Возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска, если крутизна значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска превышает первую пороговую крутизну. Аналогичным образом, возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал, если крутизна значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал превышает вторую пороговую крутизну. Сравнив соотношение скорости изменения воздушно-топливной погрешности и долей топлива систем непосредственного впрыска и впрыска топлива во впускной канал, можно определить общую погрешность типа топлива или погрешность измерения воздуха. Это позволяет отличить погрешности подачи топлива системами непосредственного впрыска топлива и впрыска топлива во впускной канал от общей погрешности.
На ФИГ. 6 раскрыт пример графических выходных данных 600 для определения погрешности топливной форсунки и общая погрешность в двигателе с подачей топлива и топливными форсунками непосредственного впрыска, и топливными форсунками впрыска во впускной канал. Способ 600 будет раскрыт в настоящем описании на примерах способов и систем на ФИГ. 1-2 и ФИГ. 5.
Как показано на фигуре, первая диаграмма представляет изменение частоты вращения двигателя во времени на графике 602. Вертикальная ось представляет частоту вращения двигателя, растущую в направлении вертикальной оси. Вторая диаграмма представляет изменение нагрузки двигателя во времени на графике 604. Вертикальная ось представляет нагрузку двигателя, растущую в направлении вертикальной оси. Третья диаграмма представляет изменение доли топлива непосредственного впрыска во времени на графике 606. Вертикальная ось представляет долю топлива непосредственного впрыска, растущую в направлении вертикальной оси. Четвертая диаграмма представляет изменение доли топлива впрыска во впускной канал во времени на графике 608. Вертикальная ось представляет долю топлива впрыска во впускной канал, растущую в направлении вертикальной оси. Пятая диаграмма представляет изменение воздушно-топливного отношения или коэффициента избытка воздуха в двигателе во времени на графике 610. Вертикальная ось представляет воздушно-топливное отношение или коэффициент избытка воздуха в двигателе, растущий в направлении вертикальной оси.
DI
PFI
Шестая диаграмма представляет изменение адаптированного множителя топлива во времени на графике 614. Вертикальная ось представляет адаптированный множитель топлива, значение которого растет в направлении вертикальной оси. Седьмая диаграмма представляет изменение крутизны значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска (kamrf) во времени на графике 618. Вертикальная ось представляет крутизну значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска, растущую в направлении вертикальной оси. Линия 622 представляет пороговый уровень погрешности в сторону обеднения для топливной форсунки непосредственного впрыска, а линия 624 представляет пороговый уровень погрешности в сторону обогащения для топливной форсунки непосредственного впрыска. Восьмая диаграмма представляет изменение крутизны значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал (kamrf) во времени на графике 626. Вертикальная ось представляет крутизну значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал, растущую в направлении вертикальной оси. Линия 630 представляет пороговый уровень погрешности в сторону обеднения для топливной форсунки впрыска во впускной канал, а линия 632 представляет пороговый уровень погрешности в сторону обогащения для топливной форсунки впрыска во впускной канал.
CE
Девятая диаграмма представляет изменение крутизны общей погрешности (kamrf) во времени на графике 634. Общая погрешность может представлять собой общую погрешность типа топлива или погрешность измерения воздуха. Вертикальная ось представляет крутизну общей погрешности, растущую в направлении вертикальной оси. Линия 638 представляет пороговый уровень погрешности в сторону обеднения, а линия 640 - пороговый уровень погрешности в сторону обогащения для общей погрешности.
Десятая диаграмма представляет изменение передаточной функции системы непосредственного впрыска во времени на графике 642. Вертикальная ось представляет передаточную функцию системы непосредственного впрыска, растущую в направлении вертикальной оси. Одиннадцатая диаграмма представляет изменение передаточной функции системы впрыска топлива во впускной канал во времени на графике 644. Вертикальная ось представляет передаточную функцию системы впрыска топлива во впускной канал, растущую в направлении вертикальной оси. Для линий 632 и 644, значение "1" означает обновление передаточной функции форсунки двигателя, а значение "0" - отсутствие обновления передаточной функции форсунки двигателя. Горизонтальные оси каждого графика представляют время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Между Т0 и Т1 двигатель работает с относительно низкой частотой вращения двигателя (602) и нагрузкой двигателя (604), в связи с чем долю топлива непосредственного впрыска (606) можно удерживать на низком уровне, а долю топлива впрыска во впускной канал (608) можно поддерживать на высоком уровне. Большие доли топлива впрыска во впускной канал могут быть нужны при более низких частоте вращения и нагрузке двигателя, так как испарение топлива, впрыскиваемого топливной форсункой впрыска во впускной канал, происходит быстро, что позволяет уменьшить образование твердых частиц и улучшить показатели по выбросам двигателя. Небольшие доли топлива непосредственного впрыска применяют при низких частотах вращения и нагрузках двигателя для уменьшения образования сажи и загрязнения свечи зажигания. Результат измерения воздушно-топливного отношения или коэффициента избытка воздуха в двигателе (610) датчиком отработавших газов (например, датчиком 126 отработавших газов на ФИГ. 1) колеблется около стехиометрического воздушно-топливного отношения (612). Адаптированный множитель топлива (614) может колебаться вблизи исходного значения множителя топлива (616), соответствующего состоянию без воздушно-топливной погрешности двигателя. Так как воздушно-топливное отношение в двигателе близко к стехиометрическому, а крутизна значений множителя топлива и доли впрыскиваемого топлива (и топливными форсунками непосредственного впрыска, и топливными форсунками впрыска во впускной канал) и крутизна общей погрешности лежат в пределах пороговых уровней для общей погрешности, передаточные функции форсунок непосредственного впрыска (642) и топливных форсунок впрыска во впускной канал (644) можно не обновлять.
DI
PFI
CE
В момент Т1 частота вращения и нагрузка двигателя могут возрасти в связи с возрастанием запрошенного водителем крутящего момента, например. Доля топлива непосредственного впрыска может возрасти, а доля топлива впрыска во впускной канал - упасть. Применение больших долей топлива непосредственного впрыска при более высокой частоте вращения и нагрузке двигателя позволяет усилить охлаждение заряда в цилиндр для снижения вероятности детонации в двигателе. Воздушно-топливное отношение в двигателе может упасть немного ниже стехиометрического уровня, а адаптированный множитель топлива может упасть немного ниже исходного значения множителя топлива. Крутизны значений множителя топлива и доли топлива, впрыскиваемого и топливными форсунками непосредственного впрыска, и топливными форсунками впрыска во впускной канал (kamrf и kamrf) могут оставаться ниже пороговых уровней. Аналогичным образом, общая погрешность (kamrf) может оставаться ниже пороговых уровней. Адаптирующее определение значений множителя топлива может быть продолжено, и передаточные функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал можно не обновлять.
Между Т1 и Т2 частота вращения и нагрузка двигателя могут продолжить расти в связи с ростом запрошенного водителем крутящего момента. Доля топлива непосредственного впрыска может продолжить расти, а доля топлива впрыска во впускной канал может продолжить падать. Воздушно-топливное отношение в двигателе продолжает колебание вблизи стехиометрического уровня, а адаптированный множитель топлива колеблется вблизи исходного значения множителя топлива. Передаточные функции топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал можно не обновлять, так как адаптирующее определение не достигло достаточного уровня. Уровень достаточности определения можно определить на основании того, что период определения превысил пороговое время. Или же уровень достаточности определения можно определить на основании того, что разность текущих и предыдущих значений множителя топлива превысила пороговую разность множителей топлива.
DI
PFI
CE
Перед Т2 воздушно-топливное отношение в двигателе может превысить стехиометрический уровень, а адаптированный множитель топлива может превысить исходное значение множителя топлива. Как следствие, погрешности непосредственного впрыска топлива и впрыска топлива во впускной канал (kamrf и kamrf) могут возрасти и превысить пороговый уровень погрешности в сторону обеднения. Аналогичным образом, общая погрешность (kamrf) может возрасти и превысить пороговый уровень общей погрешности в сторону обеднения. Так как погрешности топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал превышают уровни пороговой погрешности, можно установить, что возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал. Помимо наличия погрешностей топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, также можно установить, что имеет место общая погрешность. При этом результаты определения погрешностей НВ и ВВК могут включать в себя часть общей погрешности. Поэтому может быть нужно обособить общую погрешность от погрешностей НВ и ВВК, определенных до Т2. В данном случае, часть общей погрешности, объединенную с погрешностью НВ (618), обособляют с возможностью определения обновленной погрешности НВ, как показано точечной кривой 620. Кроме того, часть общей погрешности, объединенную с погрешностью ВВК (626), обособляют с возможностью определения обновленной погрешности ВВК, как показано точечной кривой 628. Аналогичным образом, часть общей погрешности, обособленную от погрешности НВ (618) и погрешности ВВК (626), можно прибавить к исходной общей погрешности (634) для определения обновленной общей погрешности (636).
Например, определение по меньшей мере части погрешности воздушно-топливного отношения как общей погрешности может включать в себя определение первой части погрешности воздушно-топливного отношения как общей погрешности и второй, остальной, части погрешности воздушно-топливного отношения как погрешности, относящейся к топливным форсункам непосредственного впрыска или впрыска во впускной канал, причем в основе первой части лежит минимальное значение из значений первой крутизны и второй крутизны. В еще одном примере топливо в двигатель можно подавать путем впрыска топлива в цилиндр посредством топливной форсунки непосредственного впрыска и топливной форсунки впрыска во впускной канал; при этом погрешность, относящуюся к топливной форсунке непосредственного впрыска или топливной форсунке впрыска во впускной канал, отличают от общей погрешности топливной системы в зависимости от скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения и доли топлива, впрыскиваемого топливной форсункой непосредственного впрыска или топливной форсункой впрыска во впускной канал. Кроме того, впрыск топлива в цилиндр можно осуществлять в каждой из множества областей массового расхода воздуха через двигатель, причем погрешность, относящуюся к топливной форсунке непосредственного впрыска или топливной форсунке впрыска во впускной канал, и общую погрешность топливной системы определяют в каждой из множества областей массового расхода воздуха через двигатель в зависимости от массового расхода воздуха.
В других примерах топливо можно впрыскивать в цилиндр двигателя посредством топливной форсунки непосредственного впрыска и топливной форсунки впрыска во впускной канал во время рабочего цикла цилиндра, при этом топливные форсунки непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал осуществляют отличные друг от друга типы впрыска топлива; а затем выборочно относят воздушно-топливную погрешность в данном цилиндре в данном рабочем цикле цилиндра к общей погрешности, относящейся к топливной системе, в зависимости от первой доли топлива, подаваемой топливной форсункой непосредственного впрыска, второй доли топлива, подаваемой топливной форсункой впрыска во впускной канал, и воздушно-топливной погрешности. В одном примере выборочное отнесение воздушно-топливной погрешности в указанном цилиндре может дополнительно включать в себя определение первой скорости изменения воздушно-топливной погрешности при изменении первой доли топлива; определение второй скорости изменения воздушно-топливной погрешности при изменении второй доли топлива; и, если разность первой и второй скоростей находится в пределах пороговой, и первая и вторая скорости выше порога, отнесение воздушно-топливной погрешности к общей погрешности. В еще одном примере выборочное отнесение воздушно-топливной погрешности в указанном цилиндре может дополнительно включать в себя отнесение первой части воздушно-топливной погрешности к топливной форсунке непосредственного впрыска, если разность первой и второй скоростей не находится в пределах пороговой, при этом первая и вторая скорости превышают пороговую, при этом первая часть зависит от первой доли топлива, подаваемой топливной форсункой непосредственного впрыска; и отнесение второй части воздушно-топливной погрешности к топливной форсунке впрыска во впускной канал, при этом вторая часть зависит от второй доли топлива, подаваемой топливной форсункой впрыска во впускной канал. В еще одном примере двигатель может работать с крутизной НВ и ВВК величиной 1.6 и 1.3 соответственно и общей погрешностью величиной 0.3. Путем вычитания общей погрешности 0.3 из отдельных погрешностей топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал можно определить адаптированную крутизну НВ величиной 1.3 (1.6-0.3) и адаптированную крутизну ВВК величиной 1.0 (1.3-0.3). Так можно обособить погрешности топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал от общей погрешности для сведения к минимуму избыточной компенсации погрешностей подачи топлива в двигатель с двумя типами впрыска топлива с одновременным улучшением показателей по выбросам от двигателя.
Обособив погрешности непосредственного впрыска топлива и впрыска топлива во впускной канал от общей погрешности, контроллер двигателя можно запрограммировать с возможностью сохранения величины погрешностей НВ и ВВК и общей погрешности. Контроллер также может быть запрограммирован с возможностью идентификации топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с ухудшившимися характеристиками. Контроллер может установить диагностический код для извещения специалиста по техобслуживанию о наличии общей погрешности.
Например, адаптированная крутизна значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска в работающем двигателе может составлять 1.3, при этом установлен пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения величиной 1.1. Также может быть установлено, что адаптированная крутизна значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал составляет 1.2. Кроме того, может быть установлено, что общая погрешность в сторону обеднения составляет 0.2, при этом может быть установлен пороговый уровень для общей погрешности в сторону обеднения 0.15. Так как погрешности топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал превышают пороговый уровень для погрешности форсунки, можно установить, что возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал. Кроме того установлено, что общая погрешность превышает пороговый уровень общей погрешности в сторону обеднения. Поэтому может быть подтверждено наличие общей погрешности. Как следствие, контроллер двигателя можно отрегулировать (во время последующей работы двигателя) для обновления передаточных функций топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал для компенсации погрешностей НВ и ВВК и общей погрешности.
В момент Т2, поскольку возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал, передаточные функции форсунок непосредственного впрыска (642) и топливных форсунок впрыска во впускной канал (644) могут быть обновлены. Например, обновление передаточных функций топливных форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал может включать в себя впрыск большой массы топлива (непосредственным впрыском и впрыском во впускной канал) пропорционально величине погрешности НВ и ВВК. Топливные форсунки непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с большой погрешностью подачи топлива могут быть отсечены, а двигатель можно эксплуатировать только с топливными форсунками непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с меньшей погрешностью и обновленными передаточными функциями.
В одном примере подачу топлива в двигатель можно отрегулировать для обновления адаптированного множителя топлива, заданного для топливной форсунки непосредственного впрыска, с одновременным отключением форсунки впрыска во впускной канал в связи с ухудшением характеристик топливной форсунки впрыска во впускной канал; адаптированный множитель топлива, заданный для топливной форсунки впрыска во впускной канал, может быть обновлен с одновременным отключением форсунки непосредственного впрыска в связи с ухудшением характеристик топливной форсунки непосредственного впрыска.
Частота вращения и нагрузка двигателя могут продолжить расти в связи с возрастанием запрошенного водителем крутящего момента. Доля топлива непосредственного впрыска может плавно расти, а доля топлива впрыска во впускной канал может медленно падать. Воздушно-топливное отношение в двигателе может упасть до стехиометрического уровня, а адаптированный множитель топлива может упасть до исходного значения множителя топлива. Крутизны адаптированного множителя топлива и доли топлива, впрыскиваемого и НВ, и ВВК могут упасть до пороговых уровней. Аналогичным образом, общая погрешность может упасть до пороговых уровней.
Между Т2 и Т3 топливные форсунки непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал с малой погрешностью топливной форсунки и обновленными передаточными функциями эксплуатируют для компенсации погрешности топливной форсунки, определенной до Т2. Обновление передаточных функций для топливных форсунок непосредственного впрыска может быть продолжено в течение короткого периода до тех пор, пока процесс обновления не будет остановлен. Частота вращения и нагрузка двигателя могут оставаться постоянными, а затем упасть. Доли топлива непосредственного впрыска можно поддерживать на высоких уровнях, а доли топлива впрыска во впускной канал можно удерживать на низких значениях. Воздушно-топливное отношение в двигателе продолжает колебание вблизи стехиометрического уровня, а адаптированный множитель топлива может продолжить колебание вблизи исходного значения множителя топлива.
Перед Т3 воздушно-топливное отношение в двигателе может упасть ниже стехиометрического, а значения адаптированного множителя топлива могут упасть ниже исходного значения множителя топлива. Крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска (618) может оставаться в пределах пороговых уровней, в связи с чем можно установить, что погрешность НВ отсутствует. При этом крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал (626) может превышать пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения (632). Крутизна общей погрешности может оставаться в пределах пороговых уровней, и можно установить, что общая погрешность отсутствует. Можно установить, что возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал, так как крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал превышает пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения. Контроллер двигателя может быть запрограммирован с возможностью сохранения в памяти величины погрешности ВВК и идентификационных данных топливных форсунок впрыска во впускной канал с ухудшившимися характеристиками.
Например, может быть установлено, что крутизна значений множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска составляет 0.95, при этом установлен пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения величиной 0.9. Так как результат вычисления крутизны НВ лежит в пределах порогового уровня для погрешности форсунки в сторону обеднения, можно установить, что характеристики ни одной из работающих топливных форсунок непосредственного впрыска не ухудшились. Кроме того, может быть установлено, что крутизна значений множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал составляет 0.75, при этом установлен пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения величиной 1.1. Так как крутизна ВВК величиной 0.75 выходит за пределы уровней пороговой погрешности 0.9 и 1.1, можно установить, что возможно ухудшение характеристик одной или нескольких топливных форсунок впрыска во впускной канал с погрешностью ВВК в сторону обогащения.
В момент Т3 передаточная функция для топливных форсунок впрыска во впускной канал может быть обновлена, так как одна или несколько форсунок впрыска во впускной канал имеют погрешность подачи топлива. Обновление передаточной функции для топливных форсунок впрыска во впускной канал может включать в себя обновление количества топлива впрыска во впускной канал для компенсации погрешности подачи топлива. Например, в цилиндры двигателя можно впрыскивать меньше топлива для компенсации погрешности ВВК в сторону обогащения, определенной до Т3. Или же в цилиндры двигателя можно подавать больше воздуха для компенсации погрешности топливной форсунки впрыска во впускной канал. Топливные форсунки впрыска во впускной канал с большой погрешностью подачи топлива могут быть отсечены, а двигатель можно эксплуатировать с топливными форсунками впрыска во впускной канал с обновленными передаточными функциями и форсунками непосредственного впрыска с меньшей погрешностью подачи топлива. Между Т3 и Т4 топливные форсунки впрыска во впускной канал с обновленными передаточными функциями можно эксплуатировать для компенсации погрешности ВВК. Обновление передаточных функций для топливных форсунок впрыска во впускной канал может быть продолжено в течение короткого периода до тех пор, пока процесс обновления не будет остановлен. Кроме того, все топливные форсунки непосредственного впрыска с меньшей погрешностью подачи топлива могут оставаться в рабочем состоянии. Затем частота вращения и нагрузка двигателя могут плавно падать в связи со снижением запрошенного водителем крутящего момента. Доля топлива непосредственного впрыска может плавно падать, а доля топлива впрыска во впускной канал может медленно расти. Воздушно-топливное отношение в двигателе может вырасти до стехиометрического уровня, а адаптированный множитель топлива может вырасти до исходного значения множителя топлива. Крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска может оставаться в пределах пороговых уровней. Крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал может возрасти и оставаться в пределах пороговых уровней. Кроме того, крутизна общей погрешности может оставаться в пределах пороговых уровней.
Перед Т4 воздушно-топливное отношение в двигателе может вновь упасть ниже стехиометрического, а адаптированный множитель топлива также может упасть ниже исходного значения множителя топлива. Крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива непосредственного впрыска может упасть и превысить пороговый уровень для погрешности форсунки в сторону обеднения. Поэтому можно установить, что может иметь место погрешность НВ в сторону обогащения. Контроллер двигателя может быть запрограммирован с возможностью идентификации топливных форсунок непосредственного впрыска с ухудшившимися характеристиками и величины погрешности НВ. Контроллер также может быть запрограммирован с возможностью обновления передаточных функций обеих топливных форсунок непосредственного впрыска во время последующей работы двигателя для компенсации погрешности НВ. При этом крутизна значений адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал может оставаться в пределах пороговых уровней. Аналогичным образом, крутизна общей погрешности может оставаться в пределах пороговых уровней. Можно установить, что погрешность ВВК и общая погрешность отсутствуют, в связи с чем передаточную функцию для топливных форсунок впрыска во впускной канал можно не обновлять.
В момент Т4 передаточные функции для топливных форсунок непосредственного впрыска (идентифицированных как форсунки с ухудшившимися характеристиками до Т4) могут быть обновлены для компенсации погрешности НВ. Обновление передаточной функции для топливных форсунок непосредственного впрыска может включать в себя обновление количества топлива, впрыскиваемого непосредственным впрыском, для компенсации погрешности НВ. Топливные форсунки непосредственного впрыска с большой погрешностью подачи топлива могут быть отсечены, а двигатель можно эксплуатировать только с топливными форсунками с меньшей погрешностью. Затем частота вращения и нагрузка двигателя могут упасть до низких значений в связи с дальнейшим снижением запрошенного водителем крутящего момента. Доля топлива непосредственного впрыска может упасть до низкого значения, а доля топлива впрыска во впускной канал может вырасти до высокого значения. Воздушно-топливное отношение в двигателе может вырасти до стехиометрического уровня, а адаптированный множитель топлива может вырасти до исходного значения множителя топлива. Крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива, впрыскиваемого топливными форсунками непосредственного впрыска, может возрасти и оставаться в пределах пороговых уровней. Крутизна адаптированного множителя топлива и доли топлива впрыска во впускной канал может оставаться в пределах пороговых уровней. Кроме того, крутизна общей погрешности может оставаться в пределах пороговых уровней.
Между Т4 и Т5 топливные форсунки непосредственного впрыска с малой погрешностью подачи топлива эксплуатируют с обновленными передаточными функциями для компенсации погрешности НВ, определенной до Т4. Обновление передаточных функций для топливных форсунок непосредственного впрыска может быть продолжено в течение короткого периода до тех пор, пока процесс обновления не будет остановлен. Частоту вращения и нагрузку двигателя сохраняют на низких значениях. Доли топлива непосредственного впрыска могут оставаться на низких значениях, а доли топлива впрыска во впускной канал могут оставаться на высоких значениях. Коэффициент избытка воздуха в двигателе продолжает колебание вблизи стехиометрического воздушно-топливного отношения, а адаптированный множитель топлива может колебаться вблизи исходного значения множителя топлива.
Таким образом, сортировка коэффициентов поправки на воздушно-топливную погрешность для отдельных систем впрыска по ячейкам диапазона масс воздуха при изменении комбинаций частоты вращения и нагрузки двигателя позволяет улучшить корреляцию общих изменений погрешности отдельных систем впрыска с общими погрешностями. Это позволяет лучше отличать погрешности отдельных систем впрыска, относящиеся к системе впрыска во впускные каналы или к системе непосредственного впрыска, от общих погрешностей топлива или воздуха, что позволяет принимать надлежащие меры компенсации. В частности, передаточные функции для форсунок непосредственного впрыска и впрыска во впускной канал можно корректировать в зависимости от индивидуальных погрешностей, при этом учитывая общие погрешности. Это позволяет сократить число ошибочных отключений топливных форсунок, чьи характеристики не ухудшились. Повышение надежности компенсации адаптивных множителей в зависимости от воздушно-топливных погрешностей позволяет улучшить показатели по выбросам от двигателя.
В одном примере способ для подачи топлива в цилиндр содержит шаги, на которых: осуществляют впрыск топлива в цилиндр посредством первой топливной форсунки и второй топливной форсунки; и отличают погрешность, относящуюся к первой топливной форсунке или второй топливной форсунке, от общей погрешности топливной системы в зависимости от скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения и доли топлива, впрыскиваемого первой топливной форсункой или второй топливной форсункой. В предыдущем примере, дополнительно или необязательно, общая погрешность топливной системы включает в себя погрешность потока воздуха, относящуюся к пути потока воздуха, по которому воздух поступает и в первую топливную форсунку, и во вторую топливную форсунку, и/или погрешность типа топлива, относящуюся к топливу, впрыскиваемому и первой топливной форсункой, и второй топливной форсункой. Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, отличение включает в себя: деление скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения на долю топлива, впрыскиваемого посредством первой топливной форсунки, для определения первой крутизны; деление скорости изменения погрешности воздушно-топливного отношения на долю топлива, впрыскиваемого посредством второй топливной форсунки, для определения второй крутизны; и, если разность первой крутизны и второй крутизны не выходит за пределы пороговой, и первая крутизна, и вторая крутизна превышают пороговое значение, определение по меньшей мере части погрешности воздушно-топливного отношения как общей погрешности.
Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, отличение также включает в себя: если разность первой крутизны и второй крутизны выходит за пределы пороговой, определение погрешности воздушно-топливного отношения как погрешности, относящейся к первой топливной форсунке, когда первая крутизна выше порогового значения; и определение погрешности воздушно-топливного отношения как погрешности, относящейся ко второй топливной форсунке, когда вторая крутизна выше порогового значения. Все предыдущие примеры или любой из них могу дополнительно или необязательно содержать шаги, на которых: корректируют передаточную функцию первой топливной форсунки в связи с тем, что погрешность воздушно-топливного отношения определена как погрешность, относящаяся к первой топливной форсунке; корректируют передаточную функцию второй топливной форсунки в связи с тем, что погрешность воздушно-топливного отношения определена как погрешность, относящаяся ко второй топливной форсунке; и корректируют передаточные функции первой топливной форсунки и второй топливной форсунки в связи с тем, что погрешность воздушно-топливного отношения определена как общая погрешность. Все предыдущие примеры или любой из них могут дополнительно или необязательно содержать шаги, на которых: если погрешность, относящаяся к первой топливной форсунке, превышает пороговую, подают топливо в двигатель посредством только второй топливной форсунки; если погрешность, относящаяся ко второй топливной форсунке, превышает пороговую, подают топливо в двигатель посредством только первой топливной форсунки; и, если имеет место общая погрешность, продолжают подачу топлива в двигатель посредством и первой, и второй топливных форсунок.
Кроме того, все предыдущие примеры или любой из них могут дополнительно или необязательно содержать шаги, на которых: сравнивают погрешность, относящуюся к первой топливной форсунке, с погрешностью, относящейся ко второй топливной форсунке; и, в зависимости от результата сравнения, отключают первую или вторую топливную форсунку с большей погрешностью и подают топливо в двигатель посредством другой из указанных первой и второй форсунок, имеющей меньшую погрешность. Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, определение по меньшей мере части погрешности воздушно-топливного отношения как общей погрешности включает в себя определение первой части погрешности воздушно-топливного отношения как общей погрешности и второй, остальной, части погрешности воздушно-топливного отношения как погрешности, относящейся к первой или ко второй топливной форсунке, причем в основе первой части лежит минимальное значение из значений первой крутизны и второй крутизны. Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, впрыск осуществляют в каждой из множества областей массового расхода воздуха через двигатель, причем погрешность, относящуюся к первой топливной форсунке или второй топливной форсунке, и общую погрешность топливной системы определяют в каждой из множества областей массового расхода воздуха через двигатель в зависимости от массового расхода воздуха. Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, первая топливная форсунка представляет собой топливную форсунку непосредственного впрыска, причем вторая топливная форсунка представляет собой топливную форсунку впрыска во впускной канал.
В еще одном примере способ для топливной системы двигателя может содержать шаги, на которых: осуществляют впрыск топлива в цилиндр двигателя посредством первой топливной форсунки и второй топливной форсунки во время рабочего цикла цилиндра, при этом первая и вторая топливные форсунки осуществляют отличные друг от друга типы впрыска топлива; выборочно относят воздушно-топливную погрешность в данном цилиндре в данном рабочем цикле цилиндра к общей погрешности, относящейся к топливной системе, в зависимости от первой доли топлива, подаваемой первой топливной форсункой, второй доли топлива, подаваемой второй топливной форсункой, и воздушно-топливной погрешности. Предыдущий пример может дополнительно или необязательно отличаться тем, что выборочное отнесение включает в себя: определение первой скорости изменения воздушно-топливной погрешности при изменении первой доли топлива; определение второй скорости изменения воздушно-топливной погрешности при изменении второй доли топлива; и, если разность первой и второй скоростей находится в пределах пороговой, и первая и вторая скорости выше порога, отнесение воздушно-топливной погрешности к общей погрешности. Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, выборочное отнесение включает в себя: если разность первой и второй скоростей не находится в пределах пороговой, при этом первая и вторая скорости превышают пороговую, отнесение первой части воздушно-топливной погрешности к первой топливной форсунке, при этом первая часть зависит от первой доли топлива, подаваемой первой топливной форсункой; и отнесение второй части воздушно-топливной погрешности ко второй топливной форсунке, при этом вторая часть зависит от второй доли топлива, подаваемой второй топливной форсункой.
Кроме того, во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, выборочное отнесение воздушно-топливной погрешности включает в себя отнесение адаптированного множителя топлива, соответствующего общей погрешности, к первой и ко второй топливным форсункам. Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, адаптированный множитель топлива, соответствующий общей погрешности, представляет собой первый множитель, отличный от второго множителя, соответствующего первой части воздушно-топливной погрешности и относимого только к первой топливной форсунке, и отличный от третьего множителя, соответствующего второй части воздушно-топливной погрешности и относимого только ко второй топливной форсунке. Все предыдущие примеры или любой из них могут дополнительно или необязательно содержать шаг, на котором ограничивают работу первой топливной форсунки или второй топливной форсунки в зависимости от того, какая из частей воздушно-топливной погрешности больше - первая или вторая.
Еще один пример системы двигателя содержит двигатель, содержащий цилиндр; топливную форсунку впрыска во впускной канал, соединенную по текучей среде с указанным цилиндром; топливную форсунку непосредственного впрыска, соединенную по текучей среде с указанным цилиндром; датчик воздушно-топливного отношения в отработавших газах; и контроллер с исполняемыми инструкциями в долговременной памяти для: во время эксплуатации двигателя с замкнутым регулированием воздушно-топливного отношения с обратной связью от датчика воздушно-топливного отношения в отработавших газах для предоставления воздушно-топливной погрешности, отличения определенной погрешности подачи топлива в двигатель из-за ухудшения характеристик топливной форсунки впрыска во впускной канал и/или топливной форсунки непосредственного впрыска от погрешности подачи топлива в двигатель, определенной на основании указанной обратной связи, вызванной общей погрешностью потока воздуха, и в топливную форсунку впрыска во впускной канал и в топливную форсунку непосредственного впрыска, по соотношению изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива, поступающего из форсунки впрыска во впускной канал и форсунки непосредственного впрыска во время подачи топлива в двигатель; и регулирования подачи топлива с помощью форсунки впрыска во впускной канал и/или форсунки непосредственного впрыска в зависимости от результата указанного отличения.
Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, указанное отличение включает в себя: указание наличия ухудшения характеристик топливной форсунки впрыска во впускной канал, когда соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива, подаваемого топливной форсункой впрыска во впускной канал, превышает порог; указание наличия ухудшения характеристик топливной форсунки непосредственного впрыска, когда соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива, подаваемого топливной форсункой непосредственного впрыска, ниже порога; указание наличия погрешности подачи топлива в двигатель, обусловленной общей погрешностью, когда соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения долей топлива, подаваемых форсункой впрыска во впускной канал и форсункой непосредственного впрыска, выше порогового и соотношение изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива, подаваемого форсункой впрыска во впускной канал, находится в пределах порога соотношения изменения воздушно-топливной погрешности и изменения доли топлива, подаваемого каждой форсункой непосредственного впрыска. Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, воздушно-топливная погрешность основана на разности заданного воздушно-топливного отношения и результата оценки фактического воздушно-топливного отношения датчиком воздушно-топливного отношения, причем изменение погрешности воздушно-топливного отношения определяют как изменение адаптированного множителя топлива, заданного для топливной форсунки впрыска во впускной канал и для топливной форсунки непосредственного впрыска. Во всех предыдущих примерах или в любом из них, дополнительно или необязательно, регулирование подачи топлива включает в себя: обновление адаптированного множителя топлива, заданного для топливной форсунки непосредственного впрыска, с одновременным отключением форсунки впрыска во впускной канал в связи с ухудшением характеристик топливной форсунки впрыска во впускной канал; и обновление адаптированного множителя топлива, заданного для топливной форсунки впрыска во впускной канал, с одновременным отключением форсунки непосредственного впрыска в связи с ухудшением характеристик топливной форсунки непосредственного впрыска.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящем описании способы и алгоритмы управления можно хранить в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти с возможностью их реализации системой управления, содержащей контроллер, во взаимодействии с различными датчиками, исполнительными устройствами и другими техническими средствами в составе двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, с возможностью реализации раскрытых действий путем выполнения инструкций в системе, содержащей указанные различные технические компоненты в составе двигателя, во взаимодействии с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.