CN109469553A - 用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，该方法包括：利用低通滤波器和移动平均滤波器测量安装在车辆的排气管上的氧传感器的信号；根据氧传感器所测量的信号计算氧传感器粗糙度；对喷射到发动机的每个汽缸中的燃料的燃料喷射量进行调整；根据调整的燃料喷射量检测氧传感器粗糙度的变化；根据燃料喷射量和氧传感器粗糙度之间的关系确定最优燃料喷射量；根据所确定的最优燃料喷射量进行燃料喷射量控制，从而校正每个汽缸的空气燃料比偏差。

Description

用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法
相关申请的交叉引用
该申请要求2017年9月8日提交的韩国专利申请第10-2017-0115168号的优先权的权益，通过引用将其引入本文，就像在本文中全文提到一样。
技术领域
本发明的实施方案涉及一种用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，更具体地，本发明涉及这样一种用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其能够校正每个汽缸的空气燃料比偏差，其中，可能由于发动机中氧传感器的位置和排气歧管的混合特性而导致出现空气燃料比偏差。
背景技术
通常，车辆的发动机在其排气管处设置有氧传感器，并且进行空气燃料比反馈校正，从而根据氧传感器的输出信号增加或减少燃料喷射量。通过该过程，将排气空气燃料比保持在理论空气燃料比附近，使得三元催化器的净化比增大，从而实现排气净化。
在多汽缸发动机中，当每个汽缸的排气空气燃料比存在偏差时，即使所有汽缸的平均排气空气燃料比都保持为理论空气燃料比，也会在较浓或较稀状态下、在每个汽缸处发生燃烧，并且排出排放气体。当在较浓状态下排出排放气体时，大量的HC和CO通过三元催化器。当在较稀状态下排出排放气体时，大量的NOx通过三元催化器。因此，HC、CO和NOx不能有效地净化。
为了防止这种问题，可以根据氧传感器的测量值来估计每个汽缸的排气空气燃料比的偏差，从而校正燃料喷射量，其中，氧传感器设置在三元催化器的前面。通常，高通滤波器对氧传感器信号进行处理，之后，经处理的氧传感器信号用作汽缸之间的偏差指标。利用每个汽缸中燃烧的排放气体依次与氧传感器起反应的事实，使偏差指标与每个汽缸的燃烧时间相匹配。利用汽缸之间的偏差指标对相应汽缸的燃料量进行调节。
这里，假设每个汽缸中燃烧的排放气体依次与氧传感器起反应，应该根据车辆的驾驶状态而不同地应用排放气体移动到氧传感器并且与氧传感器起反应所需要的时间。例如，由于排放气体移动到氧传感器并且与氧传感器起反应所需要的时间根据发动机负载和发动机的转数而不同，因此，该时间应该根据发动机负载和转数而不同。
然而，在该方法中，发动机的燃烧气体的传感器检测正时明显受外部环境(比如，排气歧管的硬件配置和氧传感器的位置)的影响。因此，可能难以准确地测量传感器检测正时。此外，可能难以考虑到大量生产的发动机和车辆之间的偏差。
发明内容
本发明的实施方案致力于提供用于校正空气燃料比偏差的方法，其能够以高可靠性来检测每个汽缸的空气燃料比偏差，并且能够利用实时最优算法减小在所有驾驶状态下的排放气体的动态特性方面的校准负担，而无需考虑排放气体与氧传感器起反应所需要的时间。
本发明的其他目标和优点可以通过如下的描述得以理解，并且参照本发明的实施方案会变得明显。而且，对于本发明所属领域中的技术人员明显的是，可以通过所要求保护的装置及其组合来实现本发明的目标和优点。
根据本发明的实施方案，一种方法包括：利用低通滤波器和移动平均滤波器测量安装在车辆的排气管上的氧传感器的信号；根据氧传感器所测量的信号计算氧传感器粗糙度(roughness)；对喷射到发动机的每个汽缸中的燃料的燃料喷射量进行调整；根据调整的燃料喷射量检测氧传感器粗糙度的变化；根据燃料喷射量和氧传感器粗糙度之间的关系确定最优燃料喷射量；根据所确定的最优燃料喷射量进行燃料喷射量控制，从而校正每个汽缸的空气燃料比偏差。
计算氧传感器粗糙度可以包括：利用低通滤波器对氧传感器所测量的信号进行处理；在利用低通滤波器对氧传感器所测量的信号进行处理之后，利用移动平均滤波器对氧传感器所测量的信号进行处理；计算利用低通滤波器处理的信号和利用移动平均滤波器处理的信号之间的差；确定用于计算氧传感器粗糙度的粗糙度信号，其中，粗糙度信号等于所计算的利用低通滤波器处理的信号和利用移动平均滤波器处理的信号之间的差；贯穿发动机循环的每个周期确定粗糙度信号的最大值和最小值；计算粗糙度信号的最大值和粗糙度信号的最小值之间的差；确定氧传感器粗糙度，其中，氧传感器粗糙度等于所计算的粗糙度信号的最大值和粗糙度信号的最小值之间的差。
确定最优燃料喷射量可以包括：依次对燃料喷射量进行调整；对于调整的燃料喷射量中的每一个计算氧传感器粗糙度；确定使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量；确定最优燃料喷射量，其中，最优燃料喷射量等于使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量。
确定最优燃料喷射量可以包括：以预先确定的燃料喷射量对初始燃料喷射量进行调整；在对初始燃料喷射量进行调整之后，测量氧传感器粗糙度的增大或减小；当氧传感器粗糙度减小时，在与减小氧传感器粗糙度的方向相同的方向上对燃料喷射量进行调整；当氧传感器粗糙度增大时，在与增大氧传感器粗糙度的方向相反的方向上对燃料喷射量进行调整；确定使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量。
可以根据氧传感器粗糙度的变化的函数，确定在初始燃料喷射量之后的调整的燃料量。
当氧传感器粗糙度的变化大于预先确定的设定值时，调整的燃料量可以增加；当氧传感器粗糙度的变化小于预先确定的设定值时，调整的燃料量可以减少。
当氧传感器粗糙度的变化小于预先确定的设定值时，可以根据调整的燃料量的变化将燃料喷射量确定为最优燃料喷射量。
当对燃料喷射量进行调整时，如果氧传感器粗糙度的变化小于预先确定的设定值的状态保持的次数少于预先确定的次数，可以将燃料喷射量确定为最优燃料喷射量。
确定最优燃料喷射量可以包括：对多个燃料喷射量进行调整；每当对多个燃料喷射量中的每一个进行调整时，计算氧传感器粗糙度的值；根据所计算的氧传感器粗糙度的值确定曲线拟合系数；对于燃料喷射量和氧传感器粗糙度进行曲线拟合；利用曲线拟合系数计算使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量；确定最优燃料喷射量，其中，最优燃料喷射量等于使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量。
当曲线拟合系数小于预先确定的值时，不可以利用曲线拟合确定最优燃料喷射量。
当通过曲线拟合确定的最优燃料喷射量偏离初始燃料喷射量超过预先确定的范围时，不可以利用曲线拟合确定最优燃料喷射量。
所述方法可以进一步包括：以预先确定的次数对燃料喷射量进行调整，从而确定曲线拟合系数；当对燃料喷射量进行调整时，测量氧传感器粗糙度；当对燃料喷射量进行调整时，如果在预先确定的次数中出现所测量的氧传感器粗糙度的拐点，那么停止对燃料喷射量进行调整；根据调整的燃料喷射量确定最优燃料喷射量。.
所述方法可以进一步包括：当依次对车辆的多个汽缸的燃料喷射量进行调整时，确定每个汽缸的最优燃料喷射量，并且对于多个汽缸确定最终的最优燃料喷射量：根据最终的最优燃料喷射量进行燃料喷射量控制，并且校正每个汽缸的空气燃料比偏差。
当满足学习条件时，可以对燃料喷射量进行调整，在学习条件中，仅仅按照燃料量对排气***的空气燃料比进行调整。
所述方法可以包括，当前的氧传感器粗糙度值小于预先确定的值时，不满足用于进行最优燃料喷射量学习的学习条件。
所述方法还可以包括，将最优燃料喷射量存储在车辆的非易失性存储器中；在用于确定最优燃料喷射量的下一个学习时间时利用所存储的最优燃料喷射量。
附图说明
可以通过参照结合附图(在下面对附图进行简单的描述)的以下描述而更好地理解本文中的实施方案，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件或者功能相似的元件。
图1为示出根据本发明的实施方案的用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，以及与该方法相关的发动机的主要结构的示意图。
图2为示出根据本发明的实施方案的用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法的流程图。
图3为示出氧传感器信号、通过利用低通滤波器对氧传感器信号进行初次滤波而获得的信号，以及通过利用移动平均滤波器对经初次滤波的信号进行二次滤波而获得的信号的信号图。
图4为用于描述通过初次滤波和二次滤波去除氧传感器的噪声分量以及获得汽缸偏差引起的信号分量的过程的示意图。
图5为用于描述根据经初次滤波的信号和经二次滤波的信号而检测一个周期内的氧传感器粗糙度的过程的示意图。
图6为示出通过燃料量调整来检测氧传感器粗糙度的最小值的过程的示意图。
图7为示出通过燃料量调整来检测氧传感器粗糙度的最小值的方法中的极值搜索算法的示意图。
图8为示出通过燃料量调整来检测氧传感器粗糙度的最小值的方法中的二次多项式曲线拟合算法的示意图。
图9为示出通过燃料量调整来检测氧传感器粗糙度的最小值的方法中的抛物线搜索算法的示意图。
图10为示出当进行根据本发明实施方案的用于校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法时，所测量的每个汽缸的氧传感器信号和燃料量的氧信号粗糙度的变化的信号图。
图11为示出氧传感器粗糙度和每个汽缸的氧传感器的检测值之间的偏差关系的图。
应当了解，上述附图不是必须按比例地显示了本发明的基本原理的说明性的各种优选特征的略微简化的画法。本发明的包括例如具体尺寸、方向、位置和外形的具体设计特征将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
具体实施方式
下文中，将参考附图对本发明的优选实施方案进行详细的描述。本领域技术人员应该理解的是，可以以各种不同的方式对所描述的实施方案进行修改，而不脱离本发明的精神或范围。此外，贯穿整个说明书，相似的附图标记指的是相似的元件。
本文中所使用的术语仅出于描述具体实施方案的目的并且并不旨在限制本发明。如此处所使用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“这个”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。应该进一步理解的是，当被用在该说明书中时，术语“包括(comprise)”和/或“包含(comprising)”，指定存在陈述的特征、数值、步骤、操作、元件、和/或组件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、数值、步骤、操作、元件、组件、和/或其组合。如此处所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列出的项目的任意和全部组合。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
另外，应该理解，下述方法或者其方面中的一个或者多个可以由至少一个控制单元执行。术语“控制单元”可以指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储程序指令，处理器具体地编程为执行所述程序指令以完成下面进一步描述的一个或多个过程。而且，应该理解的是，下述方法可以由包括控制单元连同一个或多个其他组件的装置执行，如本领域技术人员所理解的那样。
现在参照目前公开的实施方案，每个汽缸的空气燃料比偏差和氧传感器粗糙度之间存在相关性。图11中示出了每个汽缸的空气燃料比偏差和氧传感器粗糙度之间的相关性。
在图11的图中，X轴表示每个汽缸的氧传感器的测量值的均方根误差(RMSE)，Y轴表示氧传感器粗糙度值(通过氧传感器的信号处理而获得该氧传感器粗糙度值)，下面将参照本发明的优选实施方案对氧传感器粗糙度值进行描述。如图11中所示，当氧传感器粗糙度值较小时，每个汽缸的氧传感器的偏差较小，当氧传感器粗糙度值较大时，每个汽缸的氧传感器的偏差较大。因此，当可以获得使氧传感器粗糙度值最小的燃料喷射量时，可以利用所获得的燃料喷射量对空气燃料比进行控制，从而使每个汽缸的氧传感器的偏差最小。
有意地对燃料喷射量进行调整，并且同时观察氧传感器粗糙度值的变化，因此而确定使氧传感器粗糙度值最小的燃料喷射量，从而对空气燃料比进行控制，使每个汽缸的氧传感器的偏差最小。
图1为示出根据本发明的实施方案的用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，以及与该方法相关的发动机的主要结构的示意图。
这里，电子控制单元(ECU)10是执行图1和图2中所示的用于校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法的主体。ECU 10控制喷射器20调整燃料喷射量，并且ECU 10通过接收来自氧传感器50(氧传感器50安装在排气管60处)所测量的信号、确定能够使每个汽缸的空气燃料比偏差最小的最优燃料喷射量，并且根据所确定的最优燃料喷射量对喷射器20进行控制而对校正每个汽缸的空气燃料比偏差进行控制。更具体地，ECU 10对喷射器20进行控制，从而对供应到每个汽缸的燃料量进行调整。
喷射器20将与经ECU 10调整的燃料量对应的燃料供应到发动机的每个汽缸30，所供应的燃料在每个汽缸30内燃烧并作为排放气体被排放到每个汽缸30的外部。从每个汽缸30排放的排放气体经由排气收集管40被收集到单个排气管60中，从而被排放到车辆的外部，其中，排气收集管40从每个汽缸30的排放出口延伸。安装在排气管60上的氧传感器50测量排放气体中的氧气比率，并且将测量结果作为预定形式的信号发送到ECU 10。
同时，ECU 10利用低通滤波器和移动平均滤波器对从氧传感器50(氧传感器50安装在排气管60处)发送的所测量的信号进行处理，从而计算氧传感器粗糙度。
图3示出来自氧传感器50的所测量的信号(也即，滤波之前的信号)、利用低通滤波器对所测量的信号进行处理而获得的初次处理的信号，以及利用移动平均滤波器对经初次处理的信号进行处理而获得的二次处理的信号。
如图4中所示，当利用低通滤波器对所测量的信号进行初次处理时，去除氧传感器50的噪声分量。而且，当利用移动平均滤波器对经初次处理的信号进行二次处理时，计算每个汽缸的平均空气燃料比的代表值。此外，当从经初次处理的信号分量的分量中去除经二次处理的信号的分量时，仅仅获得汽缸偏差而引起的信号分量。所获得的信号分量成为图5中所示的氧传感器空气燃料比信号。
接下来，在相应周期期间，当获得氧传感器空气燃料比信号的分量的最小值和最大值之间的差值时，所述差值成为氧传感器粗糙度。如上述参照图11所述，氧传感器粗糙度与每个汽缸的空气燃料比偏差成正比。
因此，ECU 10可以依据氧传感器粗糙度根据每个汽缸的燃料量调整的变化来确定使氧传感器粗糙度最小的最优燃料喷射量。
更具体地，如图6中所示，当对燃料量进行调整时，检测到氧传感器粗糙度值根据燃料量调整的程度(也即，燃料量校正因数)的变化，从而获得使氧传感器粗糙度最小的燃料量校正因数。如上所述，由于氧传感器粗糙度与每个汽缸的空气燃料比偏差成正比，因此，当氧传感器粗糙度最小时，每个汽缸的空气燃料比偏差也最小。因此，当获得使氧传感器粗糙度最小的燃料量校正因数从而确定最优燃料喷射量时，最优燃料喷射量成为能够使每个汽缸的空气燃料比偏差最小的燃料喷射量。
同时，两种最优化方法可以用作确定最优燃料喷射量的方法。
首先，可以利用极值搜索算法确定最优燃料喷射量。图7为示出通过燃料量调整来检测氧传感器粗糙度的最小值的方法中的极值搜索算法的示意图。
为此，首先以预先确定的燃料调整量从初始燃料量对燃料喷射量进行调整，之后在调整燃料喷射量时确定氧传感器粗糙度的增大或减小。此时，当氧传感器粗糙度的检测值f2从初始值f0减小时，在与减少的方向相同的方向上逐渐地进行燃料调整，当氧传感器粗糙度在点f1处的检测值增大时，在与增大的方向相反的方向上进行燃料调整。
由于氧传感器粗糙度的变化在最优燃料喷射量附近减少，因此，当氧传感器粗糙度的变化小于预先确定的参考时，可以利用上述特性将值fOPT确定为最优点。
此外，可以根据氧传感器粗糙度的变化的函数来确定当在第一燃料调整之后进行燃料调整时的调整的量。例如，当氧传感器粗糙度的变化较大时，也即，当氧传感器粗糙度远离最优燃料量时，将调整的燃料量设置为较大，当氧传感器粗糙度的变化较小时，也即，当氧传感器粗糙度靠近最优燃料量时，将调整的燃料量设置为较小。
因此，可以快速收敛到最优点，并且可以进行准确的最优点确定。此外，当氧传感器粗糙度的变化保持在预先确定的水平以下并且当进行燃料调整的次数少于预先确定的次数时，将相应位置(也即，最优点)处的燃料喷射量确定为最优燃料喷射量。
接下来，可以利用曲线拟合方法确定最优燃料喷射量。
图8为示出通过燃料量调整来检测氧传感器粗糙度的最小值的方法中的二次多项式曲线拟合算法的示意图。
图8中所示的曲线拟合算法要求如下先决条件：氧传感器粗糙度与燃料校正的关系具有与图8中所示的二次多项式方程类似的形状。
为了得到二次多项式方程，应该确定三个系数α、β和γ，并且需要三次或者更多次的初始燃料量调整，从而确定三个系数α、β和γ。
ECU 10通过三次初始燃料量调整来获得点f0、f1和f2处的三个氧传感器粗糙度值，从而根据点f0、f1和f2处的三个氧传感器粗糙度值来确定二次多项式方程的三个系数α、β和γ。此外，当确定出二次多项式方程时，可以根据二次多项式方程来确定使氧传感器粗糙度最小的燃料量校正因数，并且可以根据燃料量校正因数来确定最优燃料喷射量。
同时，当二次多项式方程的三个系数α、β和γ小于给定参考时，由于进行燃料调整时的氧传感器粗糙度的变化非常小，因此，难以满足氧传感器粗糙度与燃料校正的关系具有与二次多项式方程类似的形状的先决条件，从而可能在该算法中不能确定最优燃料喷射量。因此，在这种情况下，不是通过曲线拟合算法来确定最优燃料喷射量，而是利用上述极值搜索算法来进行最优燃料喷射量的确定。
而且，甚至当通过曲线拟合算法确定的最优燃料喷射量偏离初始燃料喷射量超过预先确定的范围时，确定出根据曲线拟合算法确定最优燃料喷射量的可靠性变差，从而，不是通过曲线拟合算法来确定最优燃料喷射量，而是利用上述极值搜索算法来进行最优燃料喷射量的确定。
同时，在氧传感器处感测的排放气体的特性可能会根据按照车辆种类的排气***的形状和氧传感器的安装位置而在每个汽缸中有所不同。在这种情况下，燃料喷射量和氧传感器粗糙度值之间的关系与二次多项式方程的形状不同。因此，难以凭借三次燃料量调整通过仅仅估计氧传感器粗糙度来确定最优点。因此，在这种情况下，为了确定燃料喷射量和氧传感器粗糙度值之间的关系，应该在燃料量基于当前的燃料喷射量而增加或减少的方向上进行多次估计。
然而，在这种情况下，将如图9中进行的抛物线搜索算法应用于上述情况时，可以减少进行燃料量调整的次数。在该抛物线搜索算法中，从点f1到点f6以给定次数调整燃料量，从而估计氧传感器粗糙度，并且，当在估计期间出现指示最优点的拐点fOPT时，可以停止估计以减少估计的次数。例如，在图9中所示的示例中，以点f1到点f6的顺序估计燃料量调整和氧传感器粗糙度，并且，由于在点f4处进行估计时在点f3和点f4之间确定出拐点，因此，停止估计并且根据从点f1到点f4的估计结果来确定最优点。
当通过这种抛物线搜索算法确定出最优燃料喷射量时，ECU 10根据所确定的最优燃料喷射量校正每个汽缸的燃料量，从而校正每个汽缸的空气燃料比偏差。
如上所述，在根据本发明实施方案的用于校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法中，对所有汽缸的最优信号进行控制而无需确定和测量每个汽缸的空气燃料比，从而减少每个汽缸的偏差。因此，不考虑根据车辆种类的排气***的形状和氧传感器安装位置的不同，而可以相对可靠地校正每个汽缸的空气燃料比偏差。
下文中，参照图2对ECU 10进行的用于校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法进行详细的描述。
图2为示出根据图1的本发明的用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法的流程图。
如图2中所示，ECU 10首先确定是否满足学习条件以执行根据本发明的实施方案的用于校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法(S10)。
如上所述，根据本发明的实施方案的校正方法应该满足如下条件：仅仅在发动机工作并且排气***的空气燃料比应该仅仅通过燃料量调整而变化时执行该校正方法。因此，ECU 10首先在执行用于校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法之前确定是否满足上述条件。
为此，ECU 10根据是否激活了氧传感器信号、空气燃料比反馈是否可行、是否发生不完全燃烧、发动机的负载和速度、外部环境(比如，外部空气温度和大气压力)、发动机冷却液的温度、燃料净化阀的状态、点火后经历的时间等等来确定是否执行所述校正方法。
同时，当频繁地执行用于校正空气燃料比偏差的方法时，担心燃料喷射量调整消耗大量的燃料，并且车辆的驾驶能力变差。因此，下面将进行描述的氧传感器粗糙度值也可以被认为是学习条件中的一个。
更具体地，为了使对燃料效率和驾驶能力的负面影响最少，当下面将进行描述的氧传感器粗糙度值小于预先确定的值时，ECU 10可以确定执行用于校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法的需求较低，从而停止执行用于校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法。
当确定满足学习条件时，ECU 10控制喷射器20从而对于多个汽缸中的第一汽缸对燃料喷射量进行调整(S20)。当对燃料喷射量进行调整时，空气燃料比变化，因此，流动到排气管60中的排放气体中的氧浓度也变化。ECU 10接收利用氧传感器50(氧传感器50安装在排气管60处)测量的关于排放气体中的氧浓度的信号，并且对所测量的信号进行滤波从而计算氧传感器粗糙度(S30)。
接下来，ECU 10应用上述极值搜索算法或曲线拟合算法来计算氧传感器粗糙度，从而确定最优燃料喷射量(S40)。
当确定出最优燃料喷射量时，ECU 10确定是否对所有汽缸进行最优控制。以汽缸的顺序依次执行，并且对所有汽缸执行根据本发明的实施方案的最优控制。也即，ECU 10确定当前进行最优控制的第n个汽缸是否是最后的汽缸(S50)。
作为确定结果，当存在还未进行最优控制的汽缸时，ECU 10进行：燃料量的调整(S20)，氧传感器粗糙度的计算(S30)，对于相应汽缸的最优燃料量的确定(S40)。
在对所有汽缸进行了最优控制之后，确定每个汽缸的最终的最优燃料喷射量(S70)。ECU 10将每个汽缸的最终的最优燃料喷射量存储在ECU 10的内部或外部的非易失性存储器中(S80)。此外，ECU 10根据最终的最优燃料喷射量对于每个汽缸进行燃料喷射控制(S90)。同时，所存储的最终的最优燃料喷射量用于燃料喷射控制，直到下一个学习时间为止。
图10示出执行根据本发明的用于校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法时，所测量的每个汽缸的氧传感器信号和燃料量的氧信号粗糙度的变化。
如图10中所示，通过ECU 10对每个汽缸的燃料量进行调整，并且在对每个汽缸的燃料量进行调整时，确定能够使氧传感器粗糙度最小的最优燃料量校正值。当最终确定出每个汽缸的最优燃料量校正值时，根据相应的最优燃料量校正值来确定最优燃料喷射量，并且针对每个汽缸进行燃料供应控制。
如上所述，根据本发明的实施方案，对每个汽缸的燃料喷射量进行调整，并且之后对单个的主要氧传感器所测量的信号进行处理，从而使得可以针对所有汽缸进行空气燃料比的最优控制。因此，不需要测量每个汽缸的空气燃料比以校正每个汽缸的空气燃料比偏差，并且，因此，不需要找出将汽缸彼此区分的方法。
因此，不考虑根据车辆种类的排气***的形状的不同或者氧传感器的安装位置的不同，而可以相对可靠地校正每个汽缸的空气燃料比，从而可以在研发各种车辆时持续地应用控制方法。
根据所公开的根据本发明的实施方案的校正发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，通过对于所有汽缸对最优信号进行控制来减少每个汽缸的偏差，而无需确定和测量每个汽缸的空气燃料比，从而不考虑根据车辆的种类的排气***的形状的不同或者氧传感器安装位置的不同而可以相对可靠地校正空气燃料比偏差。
因此，在研发各种车辆时可以持续地应用根据本发明的实施方案的校正每个汽缸的空气燃料比偏差的方法。
此外，根据本发明的实施方案，可以有效地减少汽缸之间的空气燃料比偏差，从而提高燃料效率。
此外，根据本发明的实施方案，当每个汽缸的空气燃料比偏差都减少时，可以增加燃烧稳定性，因此，可以保证燃料量的稀薄裕度，从而具有减少排放气体的效果。
此外，根据本发明的实施方案，可以有效地改善空气燃料比偏差导致的怠速噪声和振动(NVH)，并且可以增加发动机的扭矩效率，从而可以提高驾驶稳定性。
另外，根据本发明的实施方案，由于不像现有技术中那样需要根据驾驶状态而不同地设置氧传感器的反应时间以检测空气燃料比偏差，因此，当应用实时空气燃料比校正逻辑时，可以减少在发动机校准方面的负担。
尽管已经关于某些实施方案对本发明进行了描述，但是，对于本领域技术人员明显的是，可以进行各种改变和修改，而不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，所述方法包括：
利用低通滤波器和移动平均滤波器测量安装在车辆的排气管上的氧传感器的信号；
根据氧传感器所测量的信号计算氧传感器粗糙度；
对喷射到发动机的每个汽缸中的燃料的燃料喷射量进行调整；
根据调整的燃料喷射量检测氧传感器粗糙度的变化；
根据燃料喷射量和氧传感器粗糙度之间的关系确定最优燃料喷射量；
根据所确定的最优燃料喷射量进行燃料喷射量控制，从而校正每个汽缸的空气燃料比偏差。
2.根据权利要求1所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，计算氧传感器粗糙度包括：
利用低通滤波器对氧传感器所测量的信号进行处理；
在利用低通滤波器对氧传感器所测量的信号进行处理之后，利用移动平均滤波器对氧传感器所测量的信号进行处理；
计算利用低通滤波器处理的信号和利用移动平均滤波器处理的信号之间的差；
确定用于计算氧传感器粗糙度的粗糙度信号，其中，所述粗糙度信号等于所计算的利用低通滤波器处理的信号和利用移动平均滤波器处理的信号之间的差；
贯穿发动机循环的每个周期确定粗糙度信号的最大值和最小值；
计算粗糙度信号的最大值和粗糙度信号的最小值之间的差；
确定氧传感器粗糙度，其中，所述氧传感器粗糙度等于所计算的粗糙度信号的最大值和粗糙度信号的最小值之间的差。
3.根据权利要求1所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，确定最优燃料喷射量包括：
依次对燃料喷射量进行调整；
对于调整的燃料喷射量中的每一个计算氧传感器粗糙度；
确定使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量；
确定最优燃料喷射量，其中，所述最优燃料喷射量等于使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量。
4.根据权利要求3所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，确定最优燃料喷射量还包括：
以预先确定的燃料喷射量对初始燃料喷射量进行调整；
在对初始燃料喷射量进行调整之后，测量氧传感器粗糙度的增大或减小；
当氧传感器粗糙度减小时，在与减小氧传感器粗糙度的方向相同的方向上对燃料喷射量进行调整；
当氧传感器粗糙度增大时，在与增大氧传感器粗糙度的方向相反的方向上对燃料喷射量进行调整；
确定使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量。
5.根据权利要求4所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，根据氧传感器粗糙度的变化的函数，确定在初始燃料喷射量之后的调整的燃料量。
6.根据权利要求5所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中：
当氧传感器粗糙度的变化大于预先确定的设定值时，调整的燃料量增加；
当氧传感器粗糙度的变化小于预先确定的设定值时，调整的燃料量减少。
7.根据权利要求4所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，当氧传感器粗糙度的变化小于预先确定的设定值时，根据调整的燃料量的变化将燃料喷射量确定为最优燃料喷射量。
8.根据权利要求7所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，当对燃料喷射量进行调整时，如果氧传感器粗糙度的变化小于预先确定的设定值的状态保持的次数少于预先确定的次数，将燃料喷射量确定为最优燃料喷射量。
9.根据权利要求3所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，确定最优燃料喷射量还包括：
对多个燃料喷射量进行调整；
每当对多个燃料喷射量中的每一个进行调整时，计算氧传感器粗糙度的值；
根据所计算的氧传感器粗糙度的值确定曲线拟合系数；
对于燃料喷射量和氧传感器粗糙度进行曲线拟合；
利用曲线拟合系数计算使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量；
确定最优燃料喷射量，其中，所述最优燃料喷射量等于使氧传感器粗糙度最小的燃料喷射量。
10.根据权利要求9所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，当曲线拟合系数小于预先确定的值时，不利用曲线拟合确定最优燃料喷射量。
11.根据权利要求9所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，当通过曲线拟合确定的最优燃料喷射量偏离初始燃料喷射量超过预先确定的范围时，不利用曲线拟合确定最优燃料喷射量。
12.根据权利要求9所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，进一步包括：
以预先确定的次数对燃料喷射量进行调整，从而确定曲线拟合系数；
当对燃料喷射量进行调整时，测量氧传感器粗糙度；
当对燃料喷射量进行调整时，如果在预先确定的次数中出现所测量的氧传感器粗糙度的拐点，那么停止对燃料喷射量进行调整；
根据调整的燃料喷射量确定最优燃料喷射量。
13.根据权利要求1所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，进一步包括：当依次对车辆的多个汽缸的燃料喷射量进行调整时，确定每个汽缸的最优燃料喷射量，并且对于多个汽缸确定最终的最优燃料喷射量：
根据最终的最优燃料喷射量对燃料喷射量进行控制；
校正每个汽缸的空气燃料比偏差。
14.根据权利要求1所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，当满足学习条件时，对燃料喷射量进行调整，在所述学习条件中，仅仅按照燃料量对排气***的空气燃料比进行调整。
15.根据权利要求13所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，其中，当前的氧传感器粗糙度值小于预先确定的值时，不满足用于进行最优燃料喷射量学习的学习条件。
16.根据权利要求1所述的用于校正车辆的发动机的每个汽缸的空气燃料比偏差的方法，还包括：当确定出最优燃料喷射量时：
将最优燃料喷射量存储在车辆的非易失性存储器中；
在用于确定最优燃料喷射量的下一个学习时间时利用所存储的最优燃料喷射量。
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