确定空气燃料比失衡的方法和系统与流程

文档序号:13277014阅读:636来源:国知局
确定空气燃料比失衡的方法和系统与流程

本说明书总体上涉及用于控制车辆发动机以监测减速燃料切断(dfso)期间的空气燃料比失衡的方法和系统。



背景技术:

能够控制发动机空气燃料比以提供改善的催化剂性能,减少排放并提高发动机燃料效率。具体地,用于控制发动机气缸中的空气燃料比的系统可以包括监测排气传感器处的排气氧浓度并调节燃料和/或增压空气参数以减小空气燃料比变化,使排气催化剂的劣化减到最小并改善发动机性能。

由makki等人在us7,000,379中提供了发动机空气燃料比控制系统和方法的示例。其中,使用内部反馈控制回路基于联接在排气催化剂上游的第一排气传感器的输入来控制发动机空气燃料比,并且使用外部反馈控制回路改变提供给所述内部反馈控制回路的空气燃料比,以将第二排气传感器(联接在所述排气催化剂上)的输出维持在所需参考值的预定范围内。催化剂模型基于来自第二排气传感器的输入来确定催化剂动力学的变化。

然而,当使用这种发动机空气燃料比控制系统时,诸如排气系统的几何形状以及排气传感器的位置和灵敏度等因素可能在测得的空气燃料比中产生差异。例如,联接在接收来自多个气缸的排气的发动机排气系统上游的排气传感器可以使传感器读数偏向靠近所述排气传感器的气缸的输出,而不是远离气缸的输出。由此,可能难以确定具有多个气缸的发动机中的气缸间的空气燃料比失衡。此外,在排气传感器处的不良排气混合可能在测得的空气燃料比中产生进一步的差异,并且使得难以校正气缸空气燃料比失衡。

在其它发动机系统中,能够使用基于曲轴加速度的方法来监测气缸空气燃料比失衡。然而,扭矩需求的瞬时变化(诸如来自各种发动机附加负荷)和清除误差可能会影响气缸空气燃料比失衡的获知。



技术实现要素:

鉴于上述内容,本发明人在此已经开发了一种用于确定气缸组之间的空气燃料比失衡的方法。在一个示例中,一种方法包括:在减速燃料切断(dfso)期间,依次对气缸组的气缸进行点火,每个气缸以被选择用于提供预期空气燃料偏差的燃料脉冲宽度来加注燃料;并且基于在dfso期间与最大稀空气燃料比的实际空气燃料偏差相对于所述预期空气燃料偏差之间的误差,指示每个气缸的空气燃料比变化。在一个示例中,可以基于在加热型排气传感器处估计的空气燃料偏差来执行所述获知。以这种方式,可以改善获知每个发动机气缸中的空气燃料比失衡,同时使与传感器灵敏度和排气混合有关的问题最小化。

例如,响应于气缸中的富的第一空气燃料变化(其中,实际空气燃料比比预期空气燃料比更富),控制器可以获知第一空气燃料误差,并且在随后的运行期间,可以根据第一空气燃料误差使气缸的加注燃料变稀。同样地,响应于气缸中的稀的第二空气燃料变化(其中,实际空气燃料比比预期空气燃料比更稀),控制器可以获知第二空气燃料误差,并且在随后的运行期间,可以根据第二空气燃料误差使气缸的加注燃料变富。通过基于空气燃料变化来确定气缸空气燃料失衡并且基于空气燃料误差来调节气缸中的加注燃料,可以减小气缸空气燃料比变化,同时使与传感器灵敏度和排气混合相关的问题最小化。

这里描述的方法可以提供若干优点。例如,当发动机的每个气缸排中的单个气缸正点火而其余气缸被停用时,获知空气燃料比误差,允许更好地检测气缸组之间的空气燃料比失衡。因此,所述方法确保减少排放并提高燃料效率。此外,通过基于下游排气传感器的传感器读数来获知气缸空气燃料比失衡,可以进一步减少与传感器位置和灵敏度有关的问题,同时使由于不良排气混合所引起的误差最小化。

上面的讨论包括本发明人所做出的并且不被认为是众所周知的认知。应当理解,提供以上概述是为了以简化的形式介绍对在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意在识别所要求保护的主题的关键或基本特征,所要求保护的主体的范围由随附的权利要求书唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中所提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1表示具有气缸的发动机。

图2表示具有变速器和各种部件的发动机。

图3表示具有两个气缸排的v-8发动机。

图4表示用于确定dfso的状况的方法。

图5表示用于确定开环空气燃料比控制的状况和启动的方法。

图6表示用于在开环空气燃料比控制期间对所选气缸组进行点火并基于hego传感器响应获知气缸空气燃料失衡的方法。

图7表示用于在开环空气燃料比控制期间对所选气缸组进行点火并基于hego和/或uego传感器响应获知气缸空气燃料失衡的方法。

图8表示用于基于hego传感器响应来确定空气燃料比失衡的图形数据测量的开环空气燃料比控制。

图9表示用于基于uego和hego传感器响应来确定空气燃料比失衡的图形数据测量的开环空气燃料比控制。

图10是用于确定是否要在所选气缸中启动燃料喷射以确定气缸空气燃料比失衡的方法的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于在dfso期间检测空气燃料比失衡(例如,发动机气缸的空气燃料比的变化)的系统和方法。图1展示了包括位于排放控制装置上游的排气传感器的发动机的单个气缸。图2描绘了发动机、变速器以及其它车辆部件。图3描绘了具有两个气缸排、两个排气歧管和两个排气传感器的v-8发动机。图4涉及用于确定dfso的状况的方法。图5示出了在dfso期间启动开环空气燃料比控制的方法。图6展示了用于基于hego传感器响应执行开环空气燃料比控制和获知气缸空气燃料失衡的示例性方法。图7展示了用于基于hego和/或uego传感器响应执行开环空气燃料比控制和获知气缸空气燃料失衡的示例性方法。图8表示用于基于hego传感器响应来确定空气燃料比失衡的图形数据测量的开环空气燃料比控制。图9表示用于基于hego和/或uego传感器响应来确定空气燃料比失衡的图形数据测量的开环空气燃料比控制。最后,图10示出了用于确定是否要在所选气缸中启动燃料喷射以确定气缸空气燃料比失衡的方法。

继续图1,示出了显示在汽车的推进系统中可以包括的发动机系统100的多气缸发动机10的一个气缸的示意图。可至少部分由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制发动机10。在此示例中,输入装置130包括加速器踏板和踏板位置传感器134用于产生比例踏板位置信号。发动机10的燃烧室30可以包括由气缸壁32形成的气缸,活塞36位于所述气缸中。活塞36可以联接至曲轴40,使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统联接至车辆的至少一个驱动轮。另外,启动马达可以经由飞轮联接至曲轴40以允许发动机10的启动操作。

燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气,并且可以经由排气通道48排放燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些示例中,燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

在该示例中,进气门52和排气门54可以经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53可以各自包括一个或多个凸轮并且可以利用凸轮轮廓线变换(cps)系统、可变凸轮正时(vct)系统、可变气门正时(vvt)系统、和/或可变气门升程(vvl)系统中的一个或多个,这些系统可以由控制器12操作从而改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在替代示例中,进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动控制。例如,气缸30可以可替代地包括:经由电动气门致动控制的进气门以及经由包括cps和/或vct系统的凸轮致动控制的排气门。

显示燃料喷射器69直接联接至燃烧室30,以便直接将燃料与从控制器12接收的信号的脉宽成比例地喷射到燃烧室中。以此方式,燃料喷射器69提供所谓的将燃料直接喷射到燃烧室30内的缸内直喷。例如,燃料喷射器可以安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵、燃料轨道的燃料系统(未示出)被递送至燃料喷射器69。在一些示例中,在提供所谓的将燃料喷射到燃烧室30上游的进气道中的进气道喷射的构型中,燃烧室30可以替代地或者额外地包括安排在进气歧管44中的燃料喷射器。

经由火花塞66向燃烧室30提供火花。点火系统可以进一步包括点火线圈(未示出),用于增加向火花塞66供应的电压。在其它示例(诸如柴油机)中,火花塞66可以被省略。

进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在此具体示例中,控制器12可以经由向包括有节气门62的电动马达或致动器提供的信号改变节流板64的位置,这是通常称为电子节气门控制(etc)的配置。以此方式,节气门62可以被操作以在其它发动机气缸中改变被提供至燃烧室30的进气空气。通过节气门位置信号可以向控制器12提供节流板64的位置。进气通道42可以包括用于感测进入发动机10的空气量的质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122。

显示排气传感器126联接至位于排放控制装置70上游(根据排气流的方向)的排气通道48。此外,显示另一个排气传感器127联接至位于排放控制装置70下游(根据排气流的方向)的排气通道48。传感器126和127可以是任何适合的用于提供排气空气燃料比的指示的传感器,诸如线性氧传感器、或通用或宽域排气氧传感器(uego)、双态氧传感器或ego、加热型排气氧传感器(hego)。在一个示例中,上游排气传感器126是uego传感器,并且127是hego传感器,两种排气传感器都被配置成用于提供输出信号(如电压信号),所述输出信号与排气中的含氧量成比例。控制器12通过氧传感器传递函数将氧传感器的输出转换成排气空气燃料比。

在另一个示例中,联接在催化剂上游的uego传感器126被配置为识别将导致燃料在第一块催化剂面处的不准确燃烧的空气燃料失衡。联接在催化剂下游的hego传感器127被配置为推测由第二块催化剂面处的不准确燃料引起的空气燃料失衡。因此,在hego传感器处接收的排气倾向于比在uego传感器处接收的排气更热。

显示沿着排气传感器126下游和排气传感器127上游的排气通道48安排排放控制装置70。装置70可以是三元催化剂(twc)、nox捕集器、各种其它排放控制装置或以上的组合。在一些示例中,在发动机10的运行过程中,排放控制装置70可以通过在具体的空气燃料比内操作发动机的至少一个气缸被定期地重置。

排气再循环(egr)系统140可以将来自排气通道48的排气的需要部分经由egr通道152传送至进气歧管44。控制器12通过egr阀144可以改变向进气歧管44提供的egr的量。在一些状况下,egr系统140可以用于调节燃烧室中空气燃料混合物的温度,从而提供在某些燃烧模式中控制点火正时的方法。

控制器12在图1中被示出为微型计算机,包括微处理器单元(cpu)102、输入/输出端口(i/o)104、在此示例中被示出为只读存储器芯片(rom)106(例如非瞬态存储器)的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(ram)108、保活存储器(kam)110、以及数据总线。除了先前讨论的那些信号以外,控制器12可以从联接至发动机10的传感器中接收不同信号,包括:从质量空气流量传感器120中接收的引导质量空气流量(maf)的测量值;从联接至冷却套筒114的温度传感器112接收的发动机冷却剂温度(ect);来自对曲轴40的位置进行感测的霍尔效应传感器118(或其它类型)的发动机位置信号;来自节气门位置传感器的节气门位置;以及来自传感器122的歧管绝对压力(map)信号。控制器12可以根据曲轴位置传感器118生成发动机转速信号。歧管压力信号也提供进气歧管44中的真空或压力的指示。应注意的是,可以使用以上传感器的各种组合,如有maf传感器而没有map传感器,或反之亦然。在发动机运行期间,可以从map传感器122的输出和发动机转速推导发动机扭矩。另外,此传感器与检测的发动机转速一起可以是估计引导到气缸中的充气(包括空气)的依据。在一个示例中,曲轴每转过一转,曲轴位置传感器118(也被用作发动机转速传感器)可以产生预定数量的等距脉冲。

存储介质只读存储器106能够被编程有计算机可读数据,所述数据表示由处理器102执行的指令,用于完成以下说明的方法以及其它被预期但没有具体列举的变体。

在运行过程中,发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环:所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间,通常,排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30中,并且活塞36移动到气缸的底部,以增加燃烧室30内的容积。活塞36在气缸底部附近并且在其冲程结束处(例如,当燃烧室30在其最大容积处)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)。

在压缩冲程过程中,进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝向气缸盖移动,以压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时并且最接近气缸盖(例如,当燃烧室30在其最小容积处)所在的点通常被本领域技术人员称为上止点(tdc)。在下文称为喷射的过程中,燃料被引入到燃烧室中。在下文称为点火的过程中,喷射的燃料被诸如火花塞66的已知点火装置点火,导致燃烧。

在膨胀冲程过程中,膨胀气体推动活塞36返回到bdc。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气门54打开,以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48,并且所述活塞返回到tdc。注意,以上所示的仅是示例,并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变,如以提供正气门或负气门重叠,进气门延迟关闭,或各种其它示例。

如上所述,图1仅仅示出了多缸发动机的一个气缸,且每个气缸均可类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

如本领域技术人员将理解的,下面在流程图中描述的具体例程可表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的任意数量的处理策略中的一种或多种处理策略。这样,所展示各个动作或功能可以按照所展示的顺序、并行执行,或者在一些情况下被省略。同样,处理顺序不必要求达到特征和优点,但是提供为了方便展示和说明。虽然没有明确说明,但是一个或多个所示动作或功能可以根据所使用的特定的策略重复执行。此外,这些图以图形方式表示要编程到控制器12中的计算机可读存储介质中以由控制器结合发动机硬件执行的代码,如图1所展示的。

图2是车辆传动系200的框图。传动系200可由发动机10供电。在一个示例中,发动机10可以是汽油发动机。在替代示例中,可以采用其它发动机构造,例如柴油发动机。发动机10可以用发动机起动系统(未示出)起动。此外,发动机10可以通过诸如燃料喷射器、节气门等扭矩致动器204产生或调节扭矩。

可以将发动机输出扭矩传递至液力变矩器206,以通过接合一个或多个离合器(包括前进离合器210)来驱动自动变速器208,其中所述液力变矩器可以被称为变速器的部件。液力变矩器206包括经由液压流体将扭矩传递到涡轮222的叶轮220。可以将一个或多个离合器接合,以改变发动机车轮214之间的机械优势。可以经由速度传感器225来确定叶轮转速,并且可以从速度传感器226或车速传感器230来确定涡轮转速。液力变矩器的输出进而可以由液力变矩器锁止离合器212控制。因此,当液力变矩器锁止离合器212完全脱离时,液力变矩器206经由液力变矩器涡轮与液力变矩器叶轮之间的流体传递将扭矩传递到自动变速器208,由此能够使扭矩增加。相反,当液力变矩器锁止离合器212完全接合时,发动机输出扭矩经由液力变矩器离合器直接传递到变速器208的输入轴(未示出)。可替代地,液力变矩器锁止离合器212可以部分地接合,由此能够使一定量的扭矩传到要调节的变速器。控制器12可以被配置为通过响应于各种发动机工况或基于驾驶员的发动机运行请求调节液力变矩器锁止离合器来调节由液力变矩器传递的扭矩量。

来自自动变速器208的扭矩输出可以进而被传到车轮214以推动车辆。具体地,在将输出驱动扭矩传递到车轮之前,自动变速器208可以响应于车辆行驶状况在输入轴(未示出)处调节输入驱动扭矩。

此外,可以通过接合车轮制动器216锁定车轮214。在一个示例中,可以响应于驾驶员将脚压在制动踏板(未示出)上接合车轮制动器216。以类似的方式,可以通过响应于驾驶员将其脚从制动踏板上放开使车轮制动器216分离而解锁车轮214。

机械油泵(未示出)可以与自动变速器208流体连通,以提供液压压力以接合各种离合器,如前进离合器210和/或液力变矩器锁止离合器212。例如,机械油泵可以根据液力变矩器206运行,并且可以通过发动机或变速器输入轴的旋转来驱动。因此,机械油泵中产生的液压压力可以随着发动机转速的增加而增加,并且可以随着发动机转速的降低而降低。

图3示出了包括以v型配置的多个气缸的发动机10的示例版本。在此示例中,发动机10被配置为可变排量发动机(vde)。发动机10包括多个燃烧室或气缸30。发动机10的多个气缸30被布置成在不同的发动机排上的气缸组。在所描绘的示例中,发动机10包括两个发动机气缸排30a、30b。因此,气缸被布置为布置在第一发动机排30a上并标记为a1-a4的第一组气缸(在所描绘的示例中为四个气缸),以及布置在第二发动机排30b上并标记为b1-b4的第二组气缸(在所描绘的示例中为四个气缸)。应当理解,虽然图1所描绘的示例示出了气缸布置在不同的排上的v型发动机,但这并不意味着限制,并且在替代示例中,发动机可以是所有发动机气缸都在一个共用发动机排上的直列式发动机。

发动机10能够经由与分支进气歧管44a、44b连通的进气通道42接收进气空气。具体地,第一发动机排30a经由第一进气歧管44a从进气通路42接收进气空气,而第二发动机排30b经由第二进气歧管44b从进气通道42接收进气空气。虽然发动机排30a、30b被示出具有共用进气歧管,但是应当理解,在替代示例中,发动机可以包括两个单独的进气歧管。能够通过调节节流板64上的节气门62的位置来控制供给发动机的气缸的空气量。另外,能够通过改变与气缸连接的一个或多个进气门的进气门正时来调节供应到特定排上的每组气缸的空气量。

在第一发动机排30a的气缸处产生的燃烧产物被引导到第一排气歧管48a中的一种或多种排气催化剂,其中燃烧产物在排放到大气之前在所述第一排气歧管进行处理。第一排放控制装置70a连接到第一排气歧管48a。第一排放控制装置70a可以包括一种或多种排气催化剂,如紧密联接催化剂。在一个示例中,排放控制装置70a处的紧密联接催化剂可以是三元催化剂。在排放控制装置70a处理在第一发动机排30a处产生的排气。

在第二发动机排30b的气缸处产生的燃烧产物经由第二排气歧管48b排出到大气中。第二排放控制装置70b联接至第二排气歧管48b。第二排放控制装置70b可以包括一种或多种排气催化剂,例如紧密联接催化剂。在一个示例中,排放控制装置70a处的紧密联接催化剂可以是三元催化剂。在排放控制装置70b处理在第二发动机排30b产生的排气。

如上所述,排气歧管的几何形状可能会影响在额定发动机运行期间气缸的空气燃料比的排气传感器测量。在额定发动机运行(例如,以化学计量比运行的所有发动机气缸)期间,排气歧管的几何形状可以允许发动机排的某些气缸的空气燃料比与同一排的其它气缸相比更多地被读取,从而降低排气传感器的灵敏度,以检测单独传感器的空气燃料比失衡。例如,发动机排30a包括四个气缸a1、a2、a3和a4。在额定发动机运行期间,来自a1的排气可以流向最靠近上游排气传感器126a的排气歧管的一侧,并且因此提供了强大的、准确的排气传感器读数。然而,在额定发动机运行期间,来自a1的排气可以流向最靠近下游排气传感器127a的排气歧管的一侧,并且因此提供了另一强大的、准确的排气传感器读数。以这种方式,可以在额定发动机运行期间以更高的精度获知气缸组中的空气燃料比失衡。此外,为了使识别多个气缸之间的空气燃料比失衡的问题最小化,优选的是停用发动机排的除了一个气缸以外的所有气缸并测量被激活的气缸的空气燃料比。

虽然图3示出了联接至相应的车底排放控制装置的每个发动机排,但是在替代示例中,每个发动机排可以联接至相应的排放控制装置70a、70b、但联接至被定位在共用排气通道下游的共用车底排放控制装置。

各种传感器可以联接至发动机300。例如,第一排气传感器126a可以联接至在第一排放控制装置70a的上游的第一发动机排30a的第一排气歧管48a,而第二排气传感器126b联接至在第二排放控制装置70b的上游的第二发动机排30b的第二排气歧管48b。在另外的示例中,第一排气传感器127a可以联接至第一排放控制装置70a下游的第一发动机排30a的第一排气歧管48a,而第二排气传感器127b联接至第二排放控制装置70b下游的第二发动机排30b的第二排气歧管48b。还可以包括诸如温度传感器等的其它传感器,其例如联接至(多个)车底排放控制装置。如图1所阐述的,排气传感器126a、126b、127a和127b可以包括排气氧传感器,如ego、hego或uego传感器。

在所选发动机工况期间可以选择性地停用一个或多个发动机气缸。例如,在dfso期间,当发动机继续旋转时,可以停用发动机的一个或多个气缸。气缸停用可以包括停用用于被停用的气缸的燃料和火花。另外,空气可以继续流过被停用的气缸,排气传感器可以在进入dfso时在所述气缸中测量最大稀空气燃料比。在一个示例中,发动机控制器可以在转换为dfso期间选择性地停用发动机的所有气缸,然后在转换回非dfso模式期间重新激活所有气缸。

图4展示了用于确定机动车辆中的dfso状况的示例性方法400。dfso可以用于通过关断对发动机的一个或多个气缸的燃料喷射来增加燃料经济性。在一些示例中,可以使用在dfso期间的开环空气燃料比控制确定发动机气缸的空气燃料比,如将在下面更详细描述的。将在下面进一步详细描述dfso状况。可以基于存储在控制器的存储器中的指令并与从发动机系统的传感器(如参考图1-3的上述的传感器)接收的信号相结合,通过控制器来执行用于进行方法400以及本文包括的其它方法的指令。所述控制器可以根据下述方法采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机的工作。

方法400从402处开始,在402处包括确定、估计和/或测量当前发动机运行参数。当前发动机运行参数可以包括车速、节气门位置和/或空气燃料比。在404处,方法400包括确定是否符合一个或多个dfso激活状况。dfso状况可以包括但不限于以下项中的一个或多个:没有踩下加速器406,车速恒定或降低408以及踩下制动踏板410。可以使用加速器位置传感器来确定加速器踏板位置。加速器踏板位置可以在未施加或踩下加速器踏板时占据基本位置,并且加速器踏板可以在施加加速器增加时离开基本位置。另外地或可替代地,在加速器踏板联接至节气门的示例中或者在节气门以加速器踏板跟随模式进行操作的示例中,可以经由节气门位置传感器来确定加速器踏板位置。由于扭矩需求是恒定的或者没有增加,对于dfso优选的是恒定的或降低的车速。可以由车速传感器来确定车速。可以通过制动踏板传感器来确定制动踏板被踩下。在一些示例中,可能存在其它合适的状况使dfso发生。

在412处,方法400判断是否符合以上列出的dfso状况中的一个或多个。如果符合(多种)状况,则方法400可以进行到方法500以确定关于图5进一步详细描述的开环空气燃料比控制的状况。如果没有一个状况符合,则方法400可以进行到414以维护当前发动机运行参数并且不启动dfso。所述方法可以在维持当前发动机运行状况之后退出。

在一些示例中,可以使用gps/导航系统来预测何时符合dfso状况。由gps使用的用于预测dfso状况被符合的信息可以包括但不限于路线方向、交通信息和/或天气信息。作为示例,gps可能能够检测驾驶员当前路径的下游的交通量并预测发生的一个或多个dfso状况。通过预测符合一个或多个dfso状况,控制器可以计划何时启动dfso。

方法400是控制器(例如控制器12)确定车辆是否可以进入dfso的示例性方法。在符合一个或多个dfso状况时,控制器(例如,控制器与一个或多个附加硬件装置(如传感器、阀门等)组合)可以执行图5的方法500。

图5展示了用于确定是否符合开环空气燃料比控制状况的示例性方法500。在一个示例中,可以在驾驶了阈值数量的车辆里程(例如,2500英里)之后启动开环空气燃料比控制。在另一示例中,可以在感测到标准发动机运行状况(例如,发动机的所有气缸都在点火)期间的空气燃料比之后的下一个dfso事件期间启动开环空气燃料比控制。在开环空气燃料比控制期间,所选的一组气缸可以被点火,并且可以检测它们的空气燃料比,如关于图6-7所讨论的。基于检测到的空气燃料比,可以获知喷射器加注燃料误差。

在此将参考图1-3所描绘的部件和系统来描述方法500,特别是关于发动机10、气缸排30a和30b、传感器126a、传感器127a和控制器12。可以由控制器根据其上存储的计算机可读介质来执行方法500。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,方法500可以应用于不同配置的其它系统。

方法500可以在502处开始,并且基于在方法400中确定符合dfso状况来启动dfso。启动dfso包括关断供应给发动机的所有气缸的燃料,使得可以不再发生燃烧(例如,停用气缸)。在504处,如上所述,方法500确定在dfso之前的额定发动机运行期间是否感测到空气燃料比失衡。另外地或可替代地,由于先前的开环空气燃料比控制,方法500还可以确定是否车辆已经行进了阈值距离(例如,2500英里)。如果没有检测到空气燃料比失衡和/或未行进阈值距离,则方法500进行到506。在506处,方法500继续使发动机以dfso模式运行,直到出现需要退出dfso的情况。在一个示例中,当驾驶员施加加速器踏板或当发动机转速降低到小于阈值速度时,可能需要退出dfso。如果出现退出dfso模式的状况,则方法500退出。

返回到504,如果检测到空气燃料比失衡,则方法500可以进行到508,以监测开环空气燃料比控制是否提供了预期的结果。在508处,方法500监测进入开环空气燃料的状况。例如,方法500感测排气系统中的空气燃料比或λ(例如,经由监测排气氧浓度)来确定是否已经从发动机气缸中排出燃烧副产物且发动机气缸正在抽吸新鲜空气。dfso启动后,发动机排气逐渐变稀,直到稀空气燃料比达到饱和值。饱和值可以对应于新鲜空气的氧浓度,或者它可能比对应于新鲜空气的值稍富,因为即使已经针对若干发动机转速切断燃料喷射,少量碳氢化合物也可能离开气缸。方法500监测发动机排气,以确定排气中的氧含量是否已经增加到大于阈值。所述状况还可以包括识别是否以恒定速度驾驶车辆。以这种方式,对于每个气缸组测量的结果可以与在变化的车速期间测量的结果更一致。在开始监测排气空气燃料比之后,方法500继续进行到510。

在510处,方法500判断是否符合进入开环空气燃料比控制的状况。在一个示例中,选定的状况是排气空气燃料比比预定时间量(例如,1秒)的阈值更稀。在一个示例中,阈值是对应于在氧传感器处感测到的新鲜空气读数的预定百分比(例如,10%)内的值。如果不符合状况,则方法500返回到508,以继续监测是否符合进入开环空燃控制的选定状况。如果符合开环空气燃料比控制的状况,则方法500进行到512以启动开环空气燃料比控制。在启动开环空气燃料比控制之后,所述方法进行到514。

在514处,所述方法包括基于排气传感器的输出来确定气缸空气燃料比失衡。在516处,包括(仅)基于在第一状况期间的hego传感器响应来获知空气燃料比失衡。所述第一状况可以例如包括:uego传感器劣化或只对所述传感器附近的气缸(如所述传感器的阈值距离内的气缸)敏感,并且对远处的气缸(如所述传感器的阈值距离以外的气缸)不响应。作为另一示例,在518处,确定气缸失衡可以包括在第二状况期间基于hego和uego传感器响应中的每一个来获知空气燃料比失衡。所述第二状况可以例如包括:uego传感器没有劣化和/或传感器读数没有偏向所述uego传感器附近的气缸(如所述传感器的阈值距离内的气缸)。响应于第一状况,方法500然后可以进行到方法600以基于hego传感器响应来确定气缸空气燃料比失衡,否则在第二状况期间,方法500进行到方法700以基于hego和/或uego传感器响应来确定气缸空气燃料比失衡。将参照图6-7描述开环空气燃料比控制的操作方法。应当理解的是,在另外的示例中,如在hego传感器劣化的第三状况下,确定气缸空气燃料比失衡可以包括(仅)基于uego传感器响应来获知空气燃料比失衡。

本文公开的方法与现有技术的依赖于排气传感器以相对于化学计量精确测量空气燃料比的空气燃料比失衡监测相反。在此发明人已经确定,由于排气通道相对于排气传感器的位置的几何形状,这些测量可能是不准确的。另外地或可替代地,这种类型的空气燃料比监测可能在燃烧发动机的一个或多个其它气缸中的空气燃料混合物的同时不能准确地确定单个气缸的空气燃料比。发明人进一步确定,在dfso期间,在达到阈值稀空气燃料比之后,通过对包括至少一个气缸的气缸组进行点火可以检测空气燃料比失衡。以这种方式,所述方法可以将气缸组的λ值和阈值稀空气燃料比之间的差与气缸组的预期λ值和阈值稀空气燃料比之间的差进行比较。

方法500可以存储在控制器(例如控制器12)的非瞬时存储器中,以确定车辆是否可以在dfso期间启动开环空气燃料比控制。在符合一个或多个开环空气燃料比控制状况时,控制器(例如,控制器与一个或多个附加硬件装置(如传感器、阀门等)组合)可以执行图6的方法600。这里将参考图1-3所示的部件和系统来描述方法600,特别是关于发动机10、气缸排30a和30b、传感器127和控制器12。方法600可以由执行存储在其上的计算机可读介质的控制器来进行。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,方法600可以应用于不同配置的其它系统。

图6展示了用于基于hego传感器响应(如在第一状况期间)执行开环空气燃料比控制的示例性方法600。所述第一状况可以包括hego传感器响应达到其全稀饱和值。在一个示例中,开环空气燃料比控制可以选择气缸组以重新激活燃烧空气燃料混合物并在dfso期间监测所述气缸组的空气燃料比。气缸组可以是单独的气缸排的一对对应的气缸,如每排上的第一气缸。在单独的各排上彼此对应的气缸可以具有共同的点火顺序或位置。例如,所选气缸可以是每排的第一个点火气缸,或者是位于各排的一端处的气缸。作为示例,关于图3,气缸a1和b1可以包括气缸组。可替代地,可以选择气缸以360曲轴度间隔燃烧空气燃料混合物,以提供均匀的点火和平顺的扭矩生成。

本文描述的方法感测与气缸中的燃烧事件相关的下游加热型排气氧(hego)传感器的输出变化,所述气缸在发动机转动且一部分发动机气缸没有对空气燃料混合物进行燃烧的dfso事件期间被重新激活。hego传感器输出与排气中的氧浓度成比例的信号。并且,由于气缸组只有一个气缸可以同时燃烧空气和燃料,所以氧传感器输出可以指示气缸燃烧空气和燃料的气缸空气燃料失衡。因此,本方法可以增加用于确定气缸空气燃料比失衡的信噪比。在一个示例中,在气缸接收燃料的排气门被打开之后的气缸组点火期间,对于每次气缸点火都对hego传感器输出电压(被转换为空气燃料比或λ(例如,空气燃料化学计量值))进行采样。然后评估采样的氧传感器信号以确定λ值或空气燃料比。期望λ值与所要求的λ值相关。

方法600在602处开始,在602处在开环空气燃料比控制期间选择要被点火的气缸组。在一些示例中,气缸组可以只包括一个气缸。在其它示例中,气缸组可以包括多个气缸,其中至少一个气缸是选自每个气缸排。气缸组的选择可以包括:选择气缸的数量和身份,所述选择基于点火顺序和气缸位置中的一个或多个。作为一个示例,关于图3,可以选择每个气缸排上的排气传感器(例如,传感器126)最上游的气缸作为气缸组(例如,气缸a1和b1)。另外地或可替代地,可以选择在各排上具有共用的点火顺序的气缸作为气缸组(例如气缸a1和b3)。在一些示例中,气缸可以360度间隔燃烧,以使发动机扭矩的产生平顺。因此,气缸在点火顺序和位置上可能是相似的。

在选择气缸组之后,方法600进行到603以确定是否符合对所选气缸组的燃料喷射的状况。可以如图10的方法1000中所述来确定启动燃料喷射的状况。特别地,方法1000包括基于当前的发动机工况来确定是否向所选择的气缸组的气缸(在获知气缸空气燃料失衡期间)供应燃料。在一个示例中,针对气缸组获知最后一个喷射器误差以后,响应于已经过去的阈值持续时间,可以针对所选气缸组起动加注燃料。如果不符合燃料喷射状况,则方法600可以进行到604以继续监测燃料喷射状况,直到符合燃料喷射状况。

如果符合燃料喷射状况,方法600可以进行到605,以通过喷射一定量的燃料并在所选的气缸组中燃烧空气燃料混合物来对所选的气缸组进行点火。在一个示例中,喷射一定量的燃料包括:在606处,在第一运行状况期间,在所选的气缸组的每个气缸中喷射不同量的燃料,同时保持其余气缸停用(例如,没有喷射燃料),同时发动机继续旋转。可以调节每个气缸中喷射的燃料量,以在对所选气缸组的气缸进行点火时提供限定的排气空气燃料比扰动。第一运行状况可以包括可用于校准的已知hego偏差的可用性。可替代地,喷射一定量可以包括:在607处,在第二运行状况期间,将固定量的燃料喷射到所选气缸组的每个气缸中,同时保持其余气缸停用。喷射到每个气缸中的固定量的燃料可以在所选气缸组的气缸中提供不同的排气空气燃料比扰动,每个扰动基于所喷射的燃料量。第二运行状况可以包括预先确定特定的hego偏差以维持良好平衡的发动机。

在将燃料喷射到所选气缸组的气缸中之后,方法600可以对所选气缸组点火一次或多次,以在点火气缸中的每次燃烧事件之后燃烧产物排出之后产生排气空气燃料比的扰动。例如,如果所选气缸组包括气缸a1和b1,则气缸a1和气缸b1二者都进行点火。点火气缸a1在气缸a1中的燃烧混合物排出到排气系统之后产生在诸如hego传感器(例如,图3处的传感器127a)的排气传感器处感测到的排气空气燃料比扰动。同样地,点火气缸b1在气缸b1中的燃烧混合物排出到排气系统之后产生也经由诸如hego传感器(例如,图3处的传感器127b)的排气传感器处感测到的排气空气燃料比扰动。换句话说,当停用所有气缸时,来自气缸a1和b1的燃烧气体压低(例如,富化)在相应排气通道中感测到的稀排气空气燃料比。如上所述,所选的(多个)气缸可以在一个或多个发动机循环中燃烧空气和燃料,同时其它气缸保持停用并且不接收燃料。

如图3所示,对所选的包括气缸a1和气缸b1的气缸进行点火导致排气从气缸a1流向传感器127a以及排气从气缸b1流向传感器127b。以这种方式,每个传感器仅测量单独气缸的排气,并且其结果是可以避免传感器盲区。

在608处,每当燃烧副产物从燃烧空气和燃料的气缸释放到排气系统中时,方法600估计λ值。λ值可以与喷射到气缸的燃料量相关,并且可以通过调节施加到接收燃料的气缸的燃料喷射器的燃料脉冲宽度来提供喷射到气缸的燃料量。作为一个示例,在第一运行状况期间,可以在所选气缸组的每个气缸中喷射不同量的燃料,以针对每个气缸产生固定的λ值。可替代地,在第二运行状况期间,可以将固定量的燃料喷射到所选气缸组的每个气缸中,以针对每个气缸产生不同的λ值。

在确定λ值之后,判断实际λ值是否与预期λ值不同。预期λ值可以基于以下各项中的一个或多个:气缸排中的气缸位置,供应到气缸的燃料总量,发动机温度,发动机点火顺序,加注燃料正时以及通过变速器传递的扭矩。例如,在添加固定量的燃料的情况下,预期λ值可以对应于所述固定量。作为另一示例,在添加不同量的燃料的情况下,预期λ值可以对应于与不同量的燃料相关联的固定λ。

气缸间空气燃料失衡可能是由于一个或多个气缸的空气燃料比偏离所需的或预期的发动机空气燃料比。可以针对λ值中的一个或其平均值确定实际气缸λ和预期λ之间的差异,并且可以基于在609处的实际λ值来获知喷射器加注燃料误差。

在609处,方法600包括获知喷射器加注燃料误差。获知喷射器加注燃料误差包括:确定气缸空气燃料比比预期的是更稀(例如,过量氧气)还是更富(例如,过量燃料),并且存储所获知的误差用于在dfso终止之后气缸的将来的运行。具体地,在610处,在第一运行状况期间,基于将所选气缸组的每个气缸的实际hegoλ值与预期的固定λ值进行比较来获知喷射器加注燃料误差。可替代地,在611处,在第二运行状况期间,可以基于相应的喷射量,基于将所选气缸组的每个气缸的实际hegoλ值与这个气缸组的每个气缸的预期λ值进行比较来获知加注燃料误差。如果在608处确定的λ值小于气缸的预期λ值(例如,富空气燃料比)的阈值范围,则控制器可以获知要基于所述误差的大小而在所述气缸的未来燃烧事件期间注入更少的燃料。λ误差的大小可以等于在608处确定的预期λ值和实际λ值之间的差。获知可以包括:根据所评估的气缸的身份而将预期λ值和实际λ值之间的差存储在存储器中。作为一个示例,响应于气缸组中的富的第一λ变化(其中,实际λ比预期λ更富),控制器可以获知第一误差,并且可以在随后的运行期间根据第一空气燃料误差而使所述气缸组的加注燃料变稀。同样地,响应于气缸组中的稀的第二λ变化(其中,实际λ比预期λ更稀),控制器可以获知第二空气燃料误差,并且可以在随后的运行期间根据第二空气燃料误差而使所述气缸组的加注燃料变富。例如,如果所选气缸组的气缸的λ值为1.8,并且预期λ值为1.7,则可以存在大小为0.1的稀空气燃料比的λ变化。所述大小可以被获知并应用于dfso之后的将来的第一气缸组中的燃烧,使得燃料喷射可以补偿气缸中的0.1的λ变化(例如,喷射超过所确定的量的燃料量,过量的燃料与0.1的大小成比例),所述气缸呈现了所述变化。

在另一示例中,可以将在气缸中的若干燃烧事件中确定的单一λ值或λ值的平均值与预期λ值范围(例如,1.7λ-1.4λ)进行比较。如果单一λ值或λ值的平均值在预期范围内,则未检测到空气燃料比失衡。然而,如果单一λ值或λ值的平均值在预期范围之外,则可以确定存在气缸空气燃料比失衡。控制器可以基于λ的范围和λ值之间的差的大小而在将来的气缸燃烧期间喷射更多的或更少的燃料。在一个示例中,如果预期值是1.7λ和1.4λ之间的范围,但是实际λ值为1.9λ,则可以将附加燃料喷射到气缸中,因为λ值1.9比预期值更稀。通过以基于λ误差为0.2的系数增加喷射到气缸的燃料的基础量补偿较稀的λ值。

还应该注意的是,如果在将燃料喷射到重新激活的气缸的时间进行变速器换档请求,则针对喷射器误差获知的燃料喷射停止,直到换档完成。类似地,如果在将燃料喷射到不同气缸期间发生变速器换档请求,则可以延迟气缸的加注燃料和λ变化分析,直到换档完成。通过在变速器换档期间不执行气缸加注燃料和获知气缸失衡,可以降低引起λ变化的可能性。在获知所选气缸组的气缸中的空气燃料比失衡之后,方法600进行到612。

在612处,方法600判断是否已经评估所有气缸并已经确定所有气缸的λ值。如果所有气缸的λ值尚未被评估,则答案为否并且方法600进行到613。否则,答案为是且方法600前进到616。

在613处,方法600判断是否仍然存在dfso状况。驾驶员可以在喷射器误差获知期间施加加速器踏板,从而导致退出dfso状况。可替代地,操作者可以请求关闭发动机,从而导致退出dfso模式。如果不符合dfso状况,则方法600进行到614。否则,方法600前进到615。

在614处,方法600退出dfso并返回到闭环空气燃料比控制。通过向停用的气缸供应火花和燃料而重新激活气缸。以这种方式,即使没有获得发动机的所有气缸的λ值,开环空气燃料比控制也被禁用。在一些示例中,如果过早地禁用开环空气燃料比控制,则控制器可以存储针对所选的(多个)气缸组进行测量的任何λ值,并且因此最初在下一个开环空气燃料比控制期间选择不同的气缸组。因此,如果在开环空气燃料比控制期间没有获取针对气缸组的λ值,则此气缸组可以是确定λ值而用于在随后的dfso事件期间确立是否存在失衡的第一气缸组。在发动机返回到闭环空气燃料控制之后,方法600继续退出。

在615处,方法600选择用于确定λ值以确立是否存在失衡的下一个气缸组。选择下一个气缸组可以包括选择除在先前气缸组中选择的气缸之外的不同气缸。例如参考图3,可以在完成气缸a1和b1的分析之后选择气缸a3和b3。另外地或可替代地,方法600可以沿着气缸排依次选择气缸组。例如,气缸a2和b3可以包括所选气缸组的点火气缸a1和b1之后的气缸组。如上所述,方法600返回到603,以通过重新激活所选气缸组并监测预期的和实际的排气空气燃料比之间的差来重新进行燃料喷射器获知。持续这种操作,直到所有气缸都经过评估。

在对所有气缸进行评估之后,在616处,方法600停用开环空气燃料比控制,包括终止气缸激活和气缸组的选择。此后,方法600返回以恢复所有气缸都停用并且未确定气缸失衡的dfso。在发动机进入dfso之后,方法600进行到618。

在618处,方法600判断是否仍然存在dfso状况。如果答案为否,则方法600进行到620。否则,答案为是,并且方法600返回到618以维持dfso运行。如果施加加速器踏板或扭矩需求增加,则可能不再符合dfso状况。

在620处,方法600退出dfso并在闭环燃料控制中重新激活所有气缸。可以根据发动机的点火顺序重新激活气缸。重新激活气缸包括恢复到发动机的燃料和火花。在重新激活发动机气缸之后,方法600进行到622。

在622处,方法600基于在609处获知的对应的喷射器误差调节呈现λ变化的任何气缸的运行。所述调节可以包括调节喷射到发动机气缸的燃料量,如经由调节燃料脉冲宽度和/或燃料喷射正时。燃料喷射正时调节可以与预期λ值和所确定的λ值之间的差成比例,如在609处所述。例如,如果预期λ值为1.7并且测得的λ值为1.5,则误差大小可以等于0.2,表明特定气缸中的富空气燃料比偏差。所述调节可以进一步包括:基于λ误差的类型经由脉冲宽度调节来喷射更大量的燃料或更少量的燃料。例如,如果一个气缸指示富λ变化或误差,则所述调节可以包括一次或多次喷射更少的燃料并且向气缸提供更多的空气。在应用与已获知的每个气缸的λ误差相对应的调节之后,可以退出方法600。

在一个示例中,在发动机是具有两个气缸排的六缸发动机的情况下,图4-6中描述的方法可以基于以下等式确定在第一运行状况期间的具有气缸1-3的气缸排的气缸的空气燃料失衡:

k1*mf1=m*h_v等式1

k2*mf2=m*h_v等式2

k3*mf3=m*h_v等式3

其中mf1是在dfso期间喷射到气缸1的燃料的质量,mf2是在dfso期间喷射到气缸2的燃料的质量,mf3是在dfso期间喷射到气缸3的燃料的质量。所述系数k1、k2和k3是喷射器误差的系数,并且可以分别用于指示气缸1、2和3中的空气燃料失衡。经由求解三个未知数的三个等式来确定值k1、k2和k3。系数m是常数,与空气燃料失衡无关。系数h_v是来自第一、第二和第三气缸的固定hegoλ响应。

可替代地,在第二运行状况期间,可以基于以下等式来确定具有气缸1-3的气缸排的气缸的空气燃料失衡:

k1*mf=m*h_v1等式4

k2*mf=m*h_v2等式5

k3*mf=m*h_v3等式6

其中mf是在dfso期间喷射到气缸1-3的燃料的质量,系数k1、k2和k3是喷射器误差的系数并且可以分别用于指示气缸1、2和3中的空气燃料失衡。通过求解三个未知数的三个等式来确定值k1、k2和k3。系数m是常数,与空气燃料失衡无关。系数h_v1是来自第一气缸的hegoλ响应,h_v2是来自第二气缸的hegoλ响应,并且h_v3是来自第三气缸的hegoλ响应。

因此,图6的方法提供了一种方法,包括:在减速燃料切断(dfso)期间,依次对气缸组的气缸进行点火,每个气缸以燃料脉冲宽度加注燃料,所述燃料脉冲宽度被选择以提供预期空气燃料偏差;并且基于在dfso期间与最大稀空气燃料比的实际空气燃料偏差相对于所述预期空气燃料偏差之间的误差,指示每个气缸的空气燃料比变化。所述预期空气燃料偏差可以是在联接在排气催化剂下游的排气传感器处的预期空气燃料偏差,其中由联接在所述排气催化剂下游的所述排气传感器估计所述实际空气燃料偏差,并且其中所述排气传感器是加热型排气传感器。附加地或可选地,所述预期空气燃料偏差可以基于所述排气传感器的灵敏度,并且进一步基于所述气缸组的喷射器的最小脉冲宽度。可替代地,所述预期空气燃料偏差可以进一步基于发动机转速、发动机温度和发动机负荷中的一个或多个。所述方法可以进一步包括:在随后的所有发动机气缸点火的发动机运行期间,基于所指示的空气燃料比变化来调节气缸加注燃料。此外,调节气缸加注燃料可以包括:基于空气燃料误差调节气缸的燃料喷射器脉冲宽度。所述燃料喷射还可以包括:确定所喷射的燃料量,其中所喷射的燃料量可以小于阈值喷射。阈值喷射可以基于驾驶性能,其中喷射大于阈值喷射的燃料量可能会降低驾驶性能。

图7展示了示例性方法700,所述方法700用于在uego传感器和hego传感器二者都没有劣化并且uego传感器不是对特定气缸敏感或偏向特定气缸(如所述uego传感器的阈值距离内的气缸)时的第二状况期间基于uego和hego响应中的每一个来执行开环空气燃料比控制。这里将参考图1-3所示的部件和系统来描述方法700,特别是关于发动机10、气缸排30a和30b、传感器127和控制器12。方法700可以由执行存储在其上的计算机可读介质的控制器来进行。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,方法700可以应用于不同配置的其它系统。

在方法700的一个示例中,开环空气燃料比控制可以选择气缸组以重新激活燃烧空气燃料混合物并在dfso期间监测所述气缸组的空气燃料比。气缸组可以是单独的气缸排的一对对应的气缸,如每排上的第一气缸。在单独的各排上彼此对应的气缸可以具有共同的点火顺序或位置。例如,所选气缸可以是每排的第一个点火气缸,或者是位于各排的一端处的气缸。作为示例,关于图3,气缸a1和b1可以包括气缸组。可替代地,可以选择气缸来以360曲轴度间隔燃烧空气燃料混合物,以提供均匀的点火和平顺的扭矩生成。

本文描述的方法感测与气缸中的燃烧事件相关的下游加热型排气氧(hego)传感器的输出变化和上游排气氧(uego)传感器的输出变化,所述气缸在发动机转动且一部分发动机气缸没有对空气燃料混合物进行燃烧的dfso事件期间被重新激活。hego和uego传感器二者都输出与排气中的氧浓度成比例的信号。并且,由于气缸排只有一个气缸可以在燃烧空气和燃料,所以氧传感器输出可以指示在燃烧空气和燃料的气缸的气缸空气燃料失衡。因此,本方法可以增加用于确定气缸空气燃料比失衡的信噪比。在一个示例中,在气缸接收燃料的排气门被打开之后的气缸组点火期间,对于每次气缸点火都对hego和uego传感器输出电压(被转换为空气燃料比或λ值(例如,从空气燃料化学计量值中减去空气燃料))进行采样。然后估计采样的氧传感器信号以确定hego和uegoλ值。期望两个λ值与所要求的λ值相关。

方法700在702处开始,在702处在开环空气燃料比控制期间选择要被点火的气缸组。在一些示例中,气缸组可以只包括一个气缸。在其它示例中,气缸组可以包括多个气缸,其中至少一个气缸选自每个气缸排。气缸组的选择可以包括:选择气缸的数量和身份,所述选择基于点火顺序和气缸位置中的一个或多个。作为一个示例,关于图3,可以选择每个气缸排上的排气传感器(例如,传感器126)最上游的气缸作为气缸组(例如,气缸a1和b1)。另外地或可替代地,可以选择在各排上具有共用的点火顺序的气缸作为气缸组(例如气缸a1和b3)。在一些示例中,气缸可以360度间隔燃烧,以使发动机扭矩的产生平顺。因此,气缸在点火顺序和位置上可能是相似的。

在选择气缸组之后,方法700进行到703以确定是否符合对所选气缸组的燃料喷射的状况。可以如图10的方法1000所述来确定启动燃料喷射的状况。特别地,方法1000包括基于当前的发动机运行状况来确定是否向所选择的气缸组的气缸(在获知气缸空气燃料失衡期间)供应燃料。在一个示例中,自针对气缸组最后一个喷射器误差获知以来响应于已经过去的阈值持续时间,可以针对所选气缸组启动加注燃料。如果不符合燃料喷射状况,则方法700可以进行到704以继续监测燃料喷射状况,直到符合燃料喷射状况。

如果符合燃料喷射状况,则方法700可以进行到705,以通过喷射一定量的燃料并在所选的气缸组中燃烧空气燃料混合物来对所选的气缸组进行点火。在一个示例中,喷射一定量的燃料包括:在706处,在第一状况期间,在所选的气缸组的每个气缸中喷射不同量的燃料,同时保持其余气缸停用(例如,没有喷射燃料),同时发动机继续旋转。可以调节每个气缸中喷射的燃料量,以在对所选气缸组的气缸进行点火时提供限定的排气空气燃料比扰动。第一运行状况可以包括可用于校准的已知hego偏差的可用性。可替代地,喷射一定量的燃料可以包括:在707处,在第二状况期间,将固定量的燃料喷射到所选气缸组的每个气缸,同时保持其余气缸停用。喷射到每个气缸中的固定量的燃料可以在所选气缸组的气缸中提供不同的排气空气燃料比扰动,所述扰动对应于喷射量。所述第二运行状况可以包括:预先确定特定的hego偏差,以维持良好平衡的发动机(或者使气缸间失衡保持小于阈值水平)。

在将燃料喷射到所选气缸组的气缸中之后,方法700可以对所选气缸组点火一次或多次,以在点火气缸中的每次燃烧事件之后燃烧产物排出之后产生排气空气燃料比的扰动。例如,如果所选气缸组包括气缸a1和b1,则气缸a1和气缸b1二者都进行点火。点火气缸a1产生在气缸a1中的燃烧混合物排出到排气系统之后经由氧传感器(例如126a和127a,图3)感测到的排气中的空气燃料扰动。点火气缸b1产生在气缸b1中的燃烧混合物排出到排气系统之后经由氧传感器(例如126b和127b,图3)感测到的排气中的空气燃料扰动。换句话说,当停用所有气缸时,来自气缸a1和b1的燃烧气体压低(例如,富化)在相应排气通道中感测到的稀排气空气燃料比。如上所述,所选的(多个)气缸可以在一个或多个发动机循环中燃烧空气和燃料,同时其它气缸保持停用并且不接收燃料。

如图3所描绘的,对所选的包括气缸a1和气缸b1的气缸进行点火导致排气从气缸a1流向传感器126a和127a以及排气从气缸b1流向传感器126b和127b。以这种方式,每对传感器仅测量单独气缸的排气,并且其结果是可以避免传感器盲区。

在708处,每当燃烧副产物从燃烧空气和燃料的气缸释放到排气系统中时,方法700确定hego和/或uegoλ值。hego和uegoλ值可以与喷射到气缸中的燃料量相关,并且可以通过调节施加到接收燃料的气缸的燃料喷射器的燃料脉冲宽度来提供喷射到气缸的燃料量。作为一个示例,在第一状况期间,可以在所选气缸组的每个气缸中喷射不同量的燃料,以针对每个点火气缸产生固定的λ值。可替代地,在第二状况期间,可以将固定量的燃料喷射到气缸组的每个气缸中,以针对每个气缸产生不同的λ值。

在确定hego和/或uegoλ值之后,判断实际λ值是否与预期λ值不同。预期λ值可以基于以下各项中的一个或多个:气缸排中的气缸位置,供应到气缸的燃料总量,发动机温度,发动机点火顺序,加注燃料正时以及通过变速器传递的扭矩。例如,在添加固定量的燃料的情况下,预期λ值可以对应于所述固定量。作为另一示例,在添加不同量的燃料的情况下,预期λ值可以对应于与不同量的燃料相关联的固定λ。

气缸间空气燃料失衡可能是由于一个或多个气缸的空气燃料比偏离所需的或预期空气燃料比所导致的。可以针对λ值中的一个或其平均值确定实际气缸λ值和预期λ值之间的差异,并且可以基于在709处的实际λ值来获知喷射器加注燃料误差。在709处,方法700包括获知喷射器加注燃料误差。获知喷射器加注燃料误差包括:确定气缸空气燃料比比预期的是更稀(例如,过量氧气)还是更富(例如,过量燃料),并且存储所获知的误差用于在dfso终止之后气缸的将来的运行。具体地,在710处,在第一状况期间,基于将所选气缸组的每个气缸的实际hego和/或uegoλ值与预期的固定的hego和/或uegoλ值进行比较来获知喷射器加注燃料误差。可替代地,在711处,在第二状况期间,可以基于相应的喷射量,基于将所选气缸组的每个气缸的实际hego和/或uegoλ值与这个气缸组的每个气缸的预期的hego和/或uegoλ值进行比较来获知加注燃料误差。如果在708处确定的hego和/或uegoλ值小于气缸的预期的hego和/或uegoλ值(例如,富空气燃料比)的阈值范围,则控制器可以获知要基于所述误差的大小而在所述气缸的未来燃烧事件期间注入更少的燃料。hegoλ误差的大小可以等于预期的hegoλ值和实际的hegoλ值之间的差,而uegoλ误差可以等于预期的uegoλ值和在708处确定的实际的uegoλ值之间的差。获知可以包括:根据所评估的气缸的身份将预期的hego和/或uegoλ值和实际的hego和/或uegoλ值之间的差存储在存储器中。作为一个示例,响应于气缸组中的富的第一hego和/或uegoλ变化(其中,实际λ比预期λ更富),控制器可以获知第一空气燃料误差,并且可以在随后的运行期间根据第一空气燃料误差使所述气缸组的加注燃料变稀。同样地,响应于气缸组中的稀的第二hego和/或uegoλ变化(其中,实际λ比预期λ更稀),控制器可以获知第二空气燃料误差,并且可以在随后的运行期间根据第二空气燃料误差使所述气缸组的加注燃料变富。例如,如果排气被充分混合并且hego传感器被充分升温,则可以使用hego传感器检测气缸空气燃料比失衡。在另一示例中,uego传感器可能劣化,或者uego传感器可以选择性地对uego传感器的阈值距离内的气缸较敏感,而对所述阈值距离以外的气缸较不敏感。在这种情况下,可以使用hego传感器识别气缸间空气燃料失衡。如果所选气缸组的气缸的hegoλ值为1.8,并且预期的hegoλ值为1.7,则可以存在大小为0.1的稀空气燃料比λ变化。所述大小可以被获知并应用于dfso之后的将来的第一气缸组中的燃烧,使得燃料喷射可以补偿气缸中的0.1的λ变化(例如,喷射超过所确定的量的燃料量,过量的燃料与0.1的大小成比例),所述气缸呈现所述变化。

在另一示例中,在hego不活动时的冷启动状况期间,或者当hego劣化时,可以使用uego传感器获知气缸空气燃料比失衡。可以将在气缸中的若干燃烧事件中确定的单一λ值或λ值的平均值与预期λ值范围(例如,2.0λ-1.8λ)进行比较。如果单一λ值或λ值的平均值在预期范围内,则未检测到空气燃料比失衡。然而,如果单一λ值或λ值的平均值在预期范围之外,则可以确定存在气缸空气燃料比失衡。控制器可以基于λ值的范围和λ值之间的差的大小在将来的气缸燃烧期间喷射更多的或更少的燃料。在一个示例中,如果预期值是2.0λ和1.8λ之间的范围,但是实际λ值为2.1λ,则可以将附加燃料喷射到气缸中,因为λ值2.1比预期值更稀。通过以基于λ误差为0.1的系数增加喷射到气缸的燃料的基础量补偿较稀的λ值。

还应该注意的是,如果在将燃料喷射到重新激活的气缸的时间内进行变速器换档请求,则针对喷射器误差获知的燃料喷射停止,直到换档完成。类似地,如果在将燃料喷射到不同气缸期间发生变速器换档请求,则可以延迟气缸的加注燃料和λ变化分析,直到换档完成。通过在变速器换档期间不执行气缸加注燃料和获知气缸失衡,可以降低引起λ变化的可能性。在获知所选气缸组的气缸中的空气燃料比失衡之后,方法700进行到712。

在712处,方法700判断是否已经评估所有气缸并已经确定所有气缸的λ值。如果所有气缸的λ值尚未被评估,则答案为否,并且方法700进行到713。否则,答案为是且方法700前进到716。

在713处,方法700判断是否仍然存在dfso状况。驾驶员可以在喷射器误差获知期间施加加速器踏板,从而导致退出dfso状况。可替代地,操作者可以请求关闭发动机,从而导致退出dfso模式。如果不符合dfso状况,则方法700进行到714。否则,方法700前进到715。

在714处,方法700退出dfso并返回到闭环空气燃料比控制。通过向停用的气缸供应火花和燃料重新激活气缸。以这种方式,即使没有获得发动机的所有气缸的λ值,开环空气燃料比控制也被禁用。在一些示例中,如果过早地禁用开环空气燃料比控制,则控制器可以存储针对所选的(多个)气缸组进行测量的任何λ值,并且因此最初在下一个开环空气燃料比控制期间选择不同的气缸组。因此,如果在开环空气燃料比控制期间没有获取针对气缸组的λ值,则此气缸组可以是确定λ值而用于在随后的dfso事件期间确立是否存在失衡的第一气缸组。在发动机返回到闭环空气燃料控制之后,方法700继续退出。

在715处,方法700选择用于确定λ值以确立是否存在失衡的下一个气缸组。选择下一个气缸组可以包括选择除在先前气缸组中选择的气缸之外的不同气缸。例如参考图3,可以在完成气缸a1和b1的分析之后选择气缸a3和b3。另外地或可替代地,方法700可以沿着气缸排依次选择气缸组。例如,气缸a2和b3可以包括所选气缸组的点火气缸a1和b1之后的气缸组。如上所述,方法700返回到703,以通过重新激活所选气缸组并监测预期的和实际的排气空气燃料比之间的差来重新进行燃料喷射器获知。持续这种操作,直到所有气缸都经过评估。

在评估所有气缸之后,在716处,方法700停用开环空气燃料比控制,包括终止气缸激活和气缸组的选择。此后,方法700返回以恢复所有气缸都停用并且未确定气缸失衡的dfso。在发动机进入dfso之后,方法700进行到718。

在718处,方法700判断是否仍然存在dfso状况。如果答案为否,则方法700进行到720。否则,答案为是,并且方法700返回到718以维持dfso运行。如果施加加速器踏板施力或扭矩需求增加,则可能不再符合dfso状况。

在720处,方法700退出dfso并在闭环燃料控制中重新激活所有气缸。可以根据发动机的点火顺序重新激活气缸。重新激活气缸包括恢复到发动机的燃料和火花。在重新激活发动机气缸之后,方法700进行到722。

在722处,方法700基于在709处获知的对应的喷射器误差调节呈现λ变化的任何气缸的运行。所述调节可以包括调节喷射到发动机气缸的燃料量,如经由调节燃料脉冲宽度和/或燃料喷射正时。燃料喷射正时调节可以与预期λ值和所确定的λ值之间的差成比例,如在709处所述。例如,如果预期hegoλ值为1.7并且测得的hegoλ值为1.5,则误差大小可以等于0.2,表明特定气缸中的富空气燃料比偏差。所述调节可以进一步包括:基于λ误差的类型经由脉冲宽度调节来喷射更大量的燃料或更少量的燃料。例如,如果一个气缸指示浓λ变化或误差,则所述调节可以包括一次或多次喷射更少的燃料并且向气缸提供更多的空气。在应用与已获知的每个气缸的λ误差相对应的调节之后,可以退出方法700。

在一个示例中,在发动机是具有两个气缸排的六缸发动机的情况下,图4-5和图7中描述的方法可以基于以下等式确定具有气缸1-3的气缸排的气缸的空气燃料失衡:

k1*mf=m*v1等式7

k2*mf=m*v2等式8

k3*mf=m*v3等式9

其中mf是在dfso期间喷射到气缸1-3的燃料的质量,系数k1、k2和k3是喷射器误差的系数并且分别用于指示气缸1、2和3中的空气燃料失衡。通过求解三个未知数的三个等式来确定值k1、k2和k3。系数m是常数,与空气燃料失衡无关。系数v1是来自第一气缸的hego或uegoλ响应,v2是来自第二气缸的hego或uegoλ响应,并且v3是来自第三气缸的hego或uegoλ响应。

图8描绘了运行顺序800,展示了包括三个气缸(例如,具有两个气缸排的v6发动机,每排包括三个气缸)的发动机气缸排的示例结果。线802表示是否正发生dfso,线804表示第一气缸的喷射器的运行状况(活动或停用),线806表示第二气缸的喷射器的运行状况(活动或停用),并且线808表示第三气缸的喷射器的运行状况(活动或停用)。对于线804、806和808,值“1”表示燃料喷射器喷射燃料(例如,气缸点火),并且值“0”表示不喷射燃料(例如,气缸停用)。实线810表示以电压为单位的加热型排气传感器(hego)响应,虚线812表示预期λ响应,并且线814表示化学计量的λ值(例如,1)。每个曲线图的水平轴线表示时间,且时间从图的左侧到图的右侧增加。

在t1之前,第一、第二和第三气缸正在额定发动机运行(例如,化学计量的空气燃料比)下进行点火,分别由线804、806和808所示。因此,气缸产生基本上等于0.1的电压值,如线810所指示的。较高的电压值指示较稀的空气燃料比,而较低的电压值指示较富的空气燃料比。可以由控制器(例如,图1处的控制器12)从由排气传感器测量的发动机排气系统中的氧浓度来计算电压值。dfso被禁用,如线802所指示的。

在t1处,符合dfso状况并启动dfso。作为dfso的结果,不再将燃料喷射到发动机的所有气缸中(即,到所有气缸的燃料和火花都被停用),并且在空气通过发动机气缸泵送而不喷射燃料时,电压开始下降。

在t1之后和t2之前,dfso继续,并且电压继续下降并达到最小电压。在启动dfso之后,喷射器可能不会开始喷射燃料,直到经过阈值时间(例如,5秒)。另外地或可替代地,喷射器可以响应于由hego传感器检测到的最小电压开始喷射燃料。在t1和t2之间监测所选气缸组的点火状况。

在t2处,由于符合所选气缸组的点火状况(例如,没有零点扭矩,车速小于阈值车速,并且没有降档),第一气缸被激活,并且因此喷射器1被选择性地重新激活以将燃料喷射到第一气缸中。

在t2之后并在t3之前,第一气缸正在燃烧。如图所示,第一气缸燃烧两次并产生两个单独的燃料脉冲宽度,每个燃料脉冲宽度对应于单个燃烧事件。通过hego传感器测量排气氧浓度,并且控制器基于与最小电压的偏差而产生对应于每个燃烧事件的电压值。如本领域技术人员将理解的,可以执行其它适当次数的点火。如图所示,燃烧时对第一气缸的燃料喷射产生不同的λ值。然而,在一些示例中,开环空气燃料比控制可以喷射不同量的燃料,使得每次喷射提供基本上不同的喷射量的燃料,但是具有相似的电压值。

将第一气缸测量的电压值与期望的电压值(线812)进行比较。预期电压可以基于以下各项中的一个或多个:气缸排中的气缸位置,供给到气缸的总燃料量,发动机点火顺序以及加注燃料正时。如果测得的电压值不等于预期电压值,则可以指示引起气缸间空气燃料失衡的空气燃料比变化,并且可以获知喷射器误差,如上面关于图6所述。在所描绘的示例中,第一气缸电压值等于预期电压值,因此没有针对第一气缸获知空气燃料比变化或误差值。

作为一个示例,响应于气缸中的富的第一空气燃料变化(其中,实际空气燃料比比预期空气燃料比更富),控制器可以获知第一误差,并且可以在随后的运行期间根据第一误差而使气缸的加注燃料变稀。同样地,响应于气缸中的稀的第二空气燃料变化(其中,实际空气燃料比比预期空气燃料比更稀),控制器可以获知第二误差,并且可以在随后的运行期间根据第二误差而使气缸的加注燃料变富。例如,如果所选气缸的空气燃料值为1.8并且空气燃料比的预期值为1.7,则可以存在大小为0.1的稀空气燃料比变化。所述大小可以被获知并应用于dfso之后的将来的所述气缸中的燃烧,使得燃料喷射可以补偿0.1的空气燃料变化(即喷射超过所确定的量的燃料量,过量的燃料与0.1的大小成比例)。

在一些示例中,另外地或可替代地,可以将测得的空气燃料比的值与阈值范围进行比较,如上所述。如果测得的空气燃料比的值不在阈值范围内,则可以指示和获知失衡。另外地或可替代地,在一些示例中,开环空气燃料比控制可以运行给定的次数,并且可以对结果求平均值以指示空气燃料比失衡(如果有的话)。

在t3处,第一气缸被停用且dfso继续。电压返回到最小电压。在t3之后并在t4之前,dfso继续,而所选气缸组不进行点火。因此,空气燃料比保持在最小电压。开环空气燃料比控制可以选择下一个气缸组来点火。开环空气燃料比控制可以在对下一个气缸组之前进行点火之前允许电压恢复到最小电压,以便保持各气缸组的背景(例如,最小电压)一致。监测下一个气缸组的点火状况。

在一些示例中,另外地或替代地,对下一气缸组进行点火可以在对第一气缸组进行点火之后直接发生。例如,以这种方式,开环空气燃料比控制可以在t3处选择下一个气缸组,并且不允许电压返回到最小电压。

在t4处,激活第二气缸,并选择性地激活喷射器2,并且由于符合气缸点火状况而将燃料喷射到所述第二气缸中。dfso继续且第一和第三气缸保持停用。在t4之后并在t5之前,将第二气缸点火两次,并且产生两个燃料脉冲宽度,每个燃料脉冲宽度对应于第二气缸中的单个燃烧事件。对于第二气缸,排气氧浓度被转换成对应于电压值的测得的电压值。测得的第二气缸的电压值基本上等于预期电压值。因此,获知没有空气燃料比失衡。

在t5处,第二气缸被停用,并且结果是电压值向最小电压值减小,同时dfso继续。在t5之后并在t6之前,开环空气燃料比控制选择下一个气缸组,并且允许电压在点火下一个气缸组之前返回到最小电压。dfso继续,其中所有气缸保持停用。监测下一个气缸组的点火状况。

在t6处,激活第三气缸,并选择性地激活喷射器3,并且由于符合气缸点火状况而将燃料喷射到所述第三气缸中。dfso继续且第一和第二气缸保持停用。在t6之后并在t7之前,将第三气缸点火两次,并且产生两个燃料脉冲宽度,每个燃料脉冲宽度对应于第三气缸内的单个燃烧事件。排气氧浓度被转换成对应于第三气缸中的燃烧事件的测得的电压值。测得的第三气缸的λ值(810)小于预期电压值(812)。因此,第三气缸具有空气燃料比失衡,更具体地,是空气燃料比误差或变化。第三气缸的空气-燃料误差或电压误差被获知并且可以应用于在发动机运行之后的将来的第三气缸的运行。

例如,响应于气缸中的稀空气燃料变化(其中,实际空气燃料比比预期空气燃料比更稀),控制器可以获知空气燃料误差,并且可以在随后的运行期间根据空气燃料误差而使气缸的加注燃料变富。

在t7处,停用第三气缸,并且因此停用所有气缸。停用开环空气燃料比控制,并且dfso可继续,直到不再符合dfso状况。在t7之后并且在t8之前,dfso继续,并且所有气缸都保持停用。由hego传感器测得的电压等于最小电压。

在t8处,不再符合dfso状况(例如,发生踩加速器踏板),并且dfso退出。退出dfso包括将燃料喷射到发动机的所有气缸中。因此,第一气缸从喷射器1接收燃料,并且第二气缸从喷射器2接收燃料,而在开环空气燃料比控制期间没有获知任何调节。第三气缸的燃料喷射器可以基于所获知的空气燃料比变化接收燃料喷射调节,以增加或减少供应到第三气缸的燃料。(多次)调节可以包括在dfso之前的相似状况期间喷射与燃料喷射相比增加的燃料量,因为所获知的空气燃料比变化基于稀空气燃料比变化。通过喷射增加量的燃料,第三气缸空气燃料比可以基本上等于化学计量空气燃料比(例如,电压等于0.1)。t8之后,继续进行额定发动机运行。dfso保持停用。第一、第二和第三气缸被点火,并且hego传感器测量基本上等于化学计量值的电压值。

图9描绘了运行顺序900,展示了包括三个气缸(例如,具有两个气缸排的v6发动机,每排包括三个气缸)的发动机气缸排的示例结果。线902表示是否正发生dfso,线904表示第一气缸的喷射器的运行状况(活动或停用),线906表示第二气缸的喷射器的运行状况(活动或停用),并且线908表示第三气缸的喷射器的运行状况(活动或停用)。对于线904、906和908,值“1”表示燃料喷射器喷射燃料(例如,气缸点火),值“0”表示不喷射燃料(例如,气缸停用)。实线910表示以电压为单位的加热型排气传感器(hego)响应,虚线912表示预期hego响应,并且线914表示化学计量的电压值(例如,0.1)。较高的电压值表示较稀的空气燃料比,而较低的电压值表示较富的空气燃料比。实线916表示以λ为单位的上游排气传感器(uego)响应,虚线918表示预期的uegoλ响应。实线920表示化学计量的λ值(例如,1)。每个曲线图的水平轴线表示时间,且时间从图的左侧到图的右侧增加。

在t1之前,第一、第二和第三气缸在额定发动机运行(例如,化学计量的空气燃料比)下进行点火,如分别由线904、906和908所示。因此,气缸产生基本上等于0.1的hego电压值,如线910所指示的,并且uegoλ值等于1,如由线916所指示的。可以由控制器(例如,图1的控制器12)从由排气传感器(例如,图1的传感器126和127)测得的发动机排气系统中的氧浓度来计算hego电压和uegoλ值。dfso被禁用,如由线902所指示的。

在t1处,符合dfso状况并启动dfso。作为dfso的结果,不再将燃料喷射到发动机的所有气缸中(即,到所有气缸的燃料和火花都被停用),并且在空气通过发动机气缸泵送而不喷射燃料时,电压或空气燃料比开始下降。

在t1之后和t2之前,dfso继续,并且由hego传感器(910)感测到的电压继续下降并达到最小电压。由uego传感器(916)感测到的空气燃料比增加并达到最大稀空气燃料比。

在启动dfso之后,喷射器可能不会开始喷射燃料,直到经过阈值时间(例如,5秒)。另外地或可替代地,喷射器可以响应于分别由hego和uego传感器检测到的预定电压和空气燃料比的值而开始喷射燃料。在t1和t2之间监测所选气缸组的点火状况。

在t2处,由于符合所选气缸组的点火状况(例如,没有零点扭矩,车速小于阈值车速,并且没有降档),第一气缸被激活,并且因此喷射器1被选择性地重新激活以将燃料喷射到第一气缸中。

在t2之后并在t3之前,第一气缸正在燃烧。如图所示,第一气缸燃烧两次并产生两个单独的燃料脉冲宽度,每个燃料脉冲宽度对应于单个燃烧事件。通过hego传感器测量排气氧浓度,并且控制器基于与最小电压的偏差产生对应于每个燃烧事件的hego电压值。通过uego传感器测量排气氧浓度,并且控制器基于与最大空气燃料比的偏差产生对应于每个燃烧事件的uegoλ值。如本领域技术人员将理解的,可以执行其它适当次数的点火。如图所示,燃烧时对第一气缸的燃料喷射产生不同的hego电压值和uegoλ值。然而,在一些示例中,开环空气燃料比控制可以喷射不同量的燃料,使得每次喷射提供基本上不同的喷射量的燃料,但是具有相似的hego电压和uegoλ值。

将第一气缸测得的电压或λ值与预期的电压或λ值进行比较。预期的电压或λ值可以基于以下各项中的一个或多个:气缸排中的气缸位置,供给到气缸的总燃料量,发动机点火顺序以及加注燃料正时。将hego电压值(910)与预期的hego电压值(912)进行比较,而将uegoλ值(916)与预期的uegoλ值(918)进行比较。如果测得的hego电压和/或uegoλ值不等于预期的hego电压和/或uegoλ值,则可以指示引起气缸间空气燃料失衡的空气燃料比变化,并且可以获知喷射器误差,如上面关于图7所述。在所描绘的示例中,第一气缸的hego电压和uegoλ值等于预期的hego电压和uegoλ值,因此没有针对第一气缸获知空气燃料比变化或误差值。

作为一个示例,响应于气缸中的富的第一空气燃料变化(其中,实际空气燃料比比预期空气燃料比更富),控制器可以获知第一误差,并且可以在随后的运行期间根据第一误差使气缸的加注燃料变稀。同样地,响应于气缸中的稀的第二空气燃料变化(其中,实际空气燃料比比预期空气燃料比更稀),控制器可以获知第二误差,并且可以在随后的运行期间根据第二误差使气缸的加注燃料变富。例如,如果所选气缸的hego空气燃料比的值为1.8并且hego空气燃料比的预期值为1.7,则可以存在大小为0.1的稀空气燃料比变化。还有,如果所选气缸的uego空气燃料比的值为2.2并且预期的uego空气燃料比的值为1.9,则可以存在大小为0.3的稀空气燃料比变化。基于hego和uego空气燃料变化,平均空气燃料比可以被计算为0.2。所述空气燃料误差的大小可以应用于dfso之后的将来的所述气缸中的燃烧,使得燃料喷射可以补偿0.2的空气燃料变化(即喷射超过所确定的量的燃料量,过量的燃料与0.2的大小成比例)。

在t3处,第一气缸被停用,且dfso继续。hego电压值返回到最小电压,而uegoλ值增加到最大稀空气燃料比。在t3之后并在t4之前,dfso继续,而所选气缸组不进行点火。因此,hego电压值保持在最小电压,而uegoλ值保持在最大空气燃料比。开环空气燃料比控制可以选择下一个气缸组来点火。开环空气燃料比控制可以允许电压返回到最小电压(在hego传感器的情况下),并且最大稀空气燃料比(在uego传感器的情况下)在顺次对下一个气缸组进行点火之前保持各个气缸组的背景(例如,针对hego传感器的最小电压,以及针对uego传感器的最大稀空气燃料比)一致。监测下一个气缸组的点火状况。

在一些示例中,另外地或替代地,对下一气缸组进行点火可以在对第一气缸组进行点火之后直接发生。例如,以这种方式,开环空气燃料比控制可以在t3处选择下一个气缸组,并且不允许hego电压返回到最小电压值或uegoλ值返回到最大λ值。

在t4处,激活第二气缸,并选择性地激活喷射器2,并且由于符合气缸点火状况而将燃料喷射到所述第二气缸中。dfso继续且第一和第三气缸保持停用。在t4之后并在t5之前,将第二气缸点火两次,并且产生两个燃料脉冲宽度,每个燃料脉冲宽度对应于第二气缸中的单个燃烧事件。排气氧浓度被转换为分别对应于第二气缸的hego电压和uegoλ值的测得的hego电压和uegoλ值。第二气缸的测得的hego电压和uegoλ值分别基本上等于预期的hego电压和uegoλ值。因此,获知没有空气燃料比失衡。

在t5处,第二气缸被停用,并且其结果是,hego电压值朝向最小电压减小,而uegoλ值朝向最大稀空气燃料比增加。dfso继续。在t5之后并在t6之前,开环空气燃料比控制选择下一个气缸组,并且在对下一个气缸组进行点火之前允许hego电压返回到最小电压并且uegoλ值返回到最大空气燃料比。dfso继续,其中所有气缸保持停用。监测下一个气缸组的点火状况。

在t6处,激活第三气缸,并选择性地激活喷射器3,并且由于符合气缸点火状况而将燃料喷射到所述第三气缸中。dfso继续且第一和第二气缸保持停用。在t6之后并在t7之前,将第三气缸点火两次,并且产生两个燃料脉冲宽度,每个燃料脉冲宽度对应于第三气缸内的单个燃烧事件。在hego和uego传感器两者处的排气氧浓度分别被转换为分别对应于第三气缸中的燃烧事件的测得的电压和λ值。测得的第三气缸的hego电压值(910)小于预期hego电压值(912)。同样地,测得的第三气缸的uegoλ值(916)小于预期的uegoλ值(918)。因此,第三气缸具有空气燃料比失衡,更具体地,是空气燃料比误差或变化。第三气缸的空气燃料误差或λ误差被获知并且可以应用于在发动机运行之后的将来的第三气缸的运行。例如,响应于气缸中的稀空气燃料变化(其中,实际空气燃料比比预期空气燃料比更稀),控制器可以获知空气燃料误差,并且可以在随后的运行期间根据空气燃料误差而使气缸的加注燃料变富。

在t7处,停用第三气缸,并且因此停用所有气缸。停用开环空气燃料比控制,并且dfso可继续,直到不再符合dfso状况。在t7之后并且在t8之前,dfso继续,并且所有气缸都保持停用。在hego传感器处测得的电压等于最小空气燃料比,而在uego传感器处测得的λ值等于最大稀空气燃料比。

在t8处,不再符合dfso状况(例如,发生踩加速器踏板),并且停用dfso。停用dfso包括将燃料喷射到发动机的所有气缸中。因此,第一气缸从喷射器1接收燃料,并且第二气缸从喷射器2接收燃料,而在开环空气燃料比控制期间没有获知任何调节。第三气缸的燃料喷射器可以基于所获知的空气燃料比变化来接收燃料喷射正时调节,以增加或减少供应到第三气缸的燃料。(多次)调节可以包括在dfso之前的相似状况期间喷射与燃料喷射相比增加的燃料量,因为所获知的空气燃料比变化基于稀空气燃料比变化。通过喷射增加量的燃料,第三气缸空气燃料比可以基本上等于化学计量空气燃料比(例如,uegoλ等于1)。t8之后,继续进行额定发动机运行。dfso保持停用。第一、第二和第三气缸被点火,并且hego和uego传感器测量电压和空气燃料比的值基本上等于化学计量的电压和空气燃料比的值(例如,针对hego传感器为0.1,并且针对uego传感器为1.0)。

现在参考图10,示出为了确定气缸失衡的目的而判断是否供应燃料以重新激活被停用的气缸的方法。可以结合图4-7所示的方法来应用图10的方法,以提供图8-9中所示的顺序。可替代地,图10的方法可以是何时可以包括排气样本以获知气缸的空气燃料失衡的基础。

在1002处,方法1000判断是否存在变速器换档请求或者是否正在进行变速器换档。在一个示例中,方法1000可以基于存储器中的变量的值来确定请求或正在进行换档。所述变量可以根据车速和驾驶员要求扭矩而改变状态。如果方法1000判断为请求或正在进行变速器换档,则答案为是,并且方法1000进行到1016。否则,答案为否,并且方法1000前进到1004。通过在变速器换档期间不将燃料喷射到停用的气缸,可以降低空气燃料比变化以改善空气燃料信噪比。

在1004处,方法1000判断请求发动机转速是否在所需转速范围(例如,在1000-3500rpm)内。在一个示例中,方法1000可以从发动机位置或速度传感器来确定发动机转速。如果方法1000判断发动机转速在所需范围内,则答案为是,并且方法1000进行到1006。否则,答案为否,并且方法1000前进到1016。通过在发动机转速超出范围时不将燃料喷射到停用的气缸,可以减少空气燃料比变化以改善空气燃料信噪比。

在1006处,方法1000判断请求发动机减速度是否在所需范围(例如,小于300rpm/秒)内。在一个示例中,方法1000可以从发动机位置或速度传感器来确定发动机减速度。如果方法1000判断发动机减速度在所需范围内,则答案为是,并且方法1000进行到1008。否则,答案为否,并且方法1000前进到1016。通过在发动机减速率超出范围时不将燃料喷射到停用的气缸,可以减少空气燃料比变化以改善空气燃料信噪比。

在1008处,方法1000判断发动机负荷是否在所需范围(例如,在0.1和0.6之间)内。在一个示例中,方法1000可以从进气歧管压力传感器或质量空气流量传感器来确定发动机负荷。如果方法确定发动机负荷在所需范围内,则答案为是,并且方法1000进行到1009。否则,答案为否,并且方法1000前进到1016。通过在发动机负荷超出范围时不将燃料喷射到停用的气缸,可以减少空气燃料比变化以改善空气燃料信噪比。

在1009处,方法1000判断液力变矩器离合器是否打开并且液力变矩器是否被解锁。如果液力变矩器被解锁,则液力变矩器涡轮和叶轮可以以不同的速度旋转。液力变矩器叶轮和涡轮转速可以指示传动系是否通过或处于零扭矩点。然而,如果液力变矩器离合器被锁定,则零扭矩点的指示可能会不太清楚。可以感测到液力变矩器离合器状态,或者存储器中的位可以指示液力变矩器离合器是否打开。如果液力变矩器离合器被解锁,则答案为是,并且方法1000进行到1010。否则,答案为否,并且方法1000前进到1014。因此,在一些示例中,当需要确定气缸空气燃料比失衡时,可以命令液力变矩器离合器打开以解锁液力变矩器。

在1010处,方法1000确定液力变矩器叶轮转速和液力变矩器涡轮转速之间的差的绝对值。速度差可以指示发动机转换穿过发动机扭矩等于传动系扭矩的零扭矩点。在车辆减速期间,发动机扭矩可能会降低,并且车辆惯性可以将负扭矩从车轮传递到车辆传动系。因此,被称为齿轮游隙的车辆齿轮之间的空间可增加到齿轮短暂地不能正啮合的位置,并且然后齿轮啮合在所述齿轮的相对侧上。在齿轮齿之间存在间隙的情况(例如,齿轮齿没有正啮合)是零扭矩点。齿轮游隙的增加和齿轮齿的随后重新接合可导致传动系扭矩扰动,这样可导致气缸空气量变化,从而可导致空气燃料比变化。因此,可能期望在dfso期间在零扭矩点处不将燃料喷射到所选气缸,以减少使空气燃料比失衡确定偏斜的可能性。液力变矩器叶轮转速在扭矩变换器涡轮转速的阈值转速内(例如,在±25rpm内)可以指示处于或穿过齿轮之间的空间增加或游隙扩大的零扭矩点。因此,可以停止燃料喷射,直到传动系转换穿过零扭矩点,以避免引起空气燃料比失衡确定误差的可能性。可替代地,可能不会起动燃料喷射,直到在dfso期间传动系穿过零扭矩点并且齿轮齿重新接合之后。在确定涡轮转速和叶轮转速差的绝对值之后,方法1000进行到1012。

在1012处,方法1000判断液力变矩器叶轮转速和液力变矩器涡轮转速的差的绝对值是否大于阈值(例如,50rpm)。如果是这样,答案为是,并且方法1000进行到1014。否则,答案为否,并且方法1000前进到1016。

在1014处,方法1000指示,符合在dfso期间激活对所选发动机气缸的燃料喷射以确定气缸空气燃料失衡的状况。所以,可以通过将燃料喷射到所选气缸中并燃烧燃料来重新激活一个或多个停用的发动机气缸。方法1000指示,对于图4-7的方法,在dfso期间将燃料喷射到选定的停用气缸的状况存在并退出。

可替代地,在1014处,方法1000指示,符合用于施加或使用排气空气燃料或λ样品以确定气缸的空气燃料失衡的状况。因此,可以包含排气样品,以确定在dfso期间重新激活的气缸的平均排气λ值或空气燃料值。

在1016处,方法1000指示,不符合在dfso期间激活对所选发动机气缸的燃料喷射以确定气缸空气燃料失衡的状况。因此,一个或多个停用的发动机气缸继续停用,直到存在用于将燃料喷射到停用的气缸的情况。另外,应注意的是,可以停止一个或多个气缸的加注燃料,然后响应于存在喷射燃料变为不存在喷射燃料然后稍后再变为存在喷射燃料的情况而重新起动。在一些示例中,气缸失衡的分析开始于气缸接收燃料,使得没有基于在不喷射燃料的情况之前和之后的空气燃料比而对气缸的空气燃料求平均值。方法1000指示,对于图4-7的方法,在dfso期间将燃料喷射到选定的停用气缸的状况不存在并退出。

可替代地,在1016处,方法1000指示,不符合用于施加或使用排气空气燃料或λ样品以确定气缸的空气燃料失衡的状况。因此,可以不包含排气样品以确定在dfso期间重新激活的气缸的平均排气λ值或空气燃料值。以这种方式,开环空气燃料比控制可以从第一个所选定的气缸组到第二个所选定气缸组更一致(例如,复制)。本领域技术人员将理解,可以应用其它合适的状况及其组合来开始燃料喷射到在dfso事件期间停用的气缸。例如,燃料喷射可以在排气空气燃料比比阈值空气燃料比更稀之后开始预定的时间量。

在一个示例中,一种方法包括:在减速燃料切断(dfso)事件期间,依次对气缸组的气缸进行点火,每个气缸以燃料脉冲宽度加注燃料,所述燃料脉冲宽度被选择以提供固定空气燃料偏差;并且基于在dfso期间与最大稀空气燃料比的实际空气燃料偏差相对于所述固定空气燃料偏差之间的误差,指示每个气缸的空气燃料比变化。在前述示例中,附加地或可选地,所述固定空气燃料偏差被确定为在联接在排气催化剂下游的排气传感器处的固定空气燃料偏差,其中由联接在所述排气催化剂下游的所述排气传感器估计所述实际空气燃料偏差,并且其中所述排气传感器是加热型排气传感器。在任何一个或全部前述示例中,附加地或可选地,基于所述排气传感器的灵敏度来确定所述固定空气燃料偏差,并且进一步基于所述气缸组的喷射器的最小脉冲宽度来进行确定。在任何一个或所有前述示例中,附加地或可选地,基于发动机转速、发动机温度和发动机负荷中的一个或多个来进一步确定所述固定空气燃料偏差。任何一个或全部前述示例可以附加地或可选地进一步包括:在随后的所有发动机气缸点火的发动机运行期间,基于所指示的空气燃料比变化来调节气缸加注燃料。

在前述示例中,附加地或可选地,调节气缸加注燃料包括基于所述误差调节所述气缸的燃料喷射器脉冲宽度。在任一或全部前述示例中,附加地或可选地,基于点火顺序以及所述点火顺序内的气缸位置中的一个或多个来选择气缸组。在任何或所有前述示例中,附加地或可选地,在所述dfso期间测量所述最大稀空气燃料比之后,发生以所述燃料脉冲宽度对所述气缸组加注燃料。在任何或全部前述示例中,附加地或可选地,所述气缸组被加注燃料并运行以在所述dfso期间多次执行燃烧循环,从而产生多次空气燃料比响应,并且其中所指示的空气燃料比变化基于多次空气燃料比响应的平均值。

在又一示例中,一种方法包括:在禁用通向发动机的共同排气装置的所有气缸之后,依次对每个禁用的气缸加注燃料;在第一状况期间,基于与最大稀空气燃料比的实际空气燃料偏差相对于在联接在共同排气装置中的排气催化剂的下游的第一排气传感器处的固定空气燃料偏差之间的第一误差,获知所述禁用的气缸中的每一个的空气燃料比变化;并且在第二状况期间,基于与最大稀空气燃料比的所述实际空气燃料偏差相对于在联接在共同排气装置中的排气催化剂的上游的第二排气传感器处估计的所述固定空气燃料偏差之间的第二误差,获知所述空气燃料比变化。前述示例可以附加地或可选地进一步包括:在第三状况期间,相对于所述第二误差,基于所述第一误差获知所述空气燃料比变化。在任何一个或所有前述示例中,附加地或可选地,获知空气燃料比变化是相对于所述第二误差、基于所述第一误差,并且获知空气燃料比变化基于所述第一误差和所述第二误差的平均值。在任何一个或全部前述示例中,附加地或可选地,所述第一状况包括:所述第二排气传感器劣化,或者所述第二排气传感器选择性地对所述第二排气传感器的阈值距离内的气缸较敏感而对所述阈值距离以外的气缸较不敏感,其中所述第二状况包括:所述第二排气传感器没有劣化,或者所述第二排气传感器在所述第二排气传感器的阈值距离内没有选择性地对气缸较敏感,并且其中所述第三状况包括所述第一排气传感器劣化。任何一个或全部前述示例可以附加地或可选地进一步包括:在所述获知之后重新激活所述气缸,并且基于所述获知在所述重新激活期间调节气缸加注燃料。在任何一个或所有前述示例中,附加地或可选地,在所述第一状况期间,所述第一排气传感器处的所述固定空气燃料偏差高于阈值偏差,并且在所述第二状况期间,所述第一排气传感器处的所述固定空气燃料偏差低于所述阈值偏差。在任何一个或所有前述示例中,附加地或可选地,所述固定空气燃料偏差基于发动机负荷和转速。在任何一个或所有前述示例中,附加地或可选地,通向共同排气装置的所述气缸被联接在共同的发动机排上,并且其中所述固定空气燃料偏差基于在所述共同的发动机排上顺序地加注燃料的气缸的位置。在任何一个或所有前述示例中,附加地或可选地,所述固定空气燃料偏差进一步基于所述被顺序地加注燃料的气缸的点火顺序。

在另一示例性方法中,一种方法包括:在减速燃料切断(dfso)事件期间,依次对气缸组的每个气缸进行点火,每个气缸以燃料脉冲宽度加注燃料,所述燃料脉冲宽度被选择以在联接在排气催化剂下游的第一排气传感器处提供第一固定空气燃料偏差并在联接在所述排气催化剂上游的第二排气传感器处提供不同的第二固定空气燃料偏差;并且基于所述第一传感器处的实际空气燃料偏差和所述第一固定偏差之间的第一误差并且进一步基于所述第二传感器处的实际空气燃料偏差和所述第二固定偏差之间的第二误差指示每个气缸的空气燃料比变化。在前述示例中,在所述减速燃料切断之后,相对于最大稀空气燃料比来测量所述第一固定偏差、所述第二固定偏差和所述实际偏差中的每一个。

注意到的是,本文所包括的示例性控制和估算例程可以与各种发动机和/或车辆系统构型一起使用。本文所公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非易失性存储器中,并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其它发动机硬件来执行。本文所描述的具体例程可表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的任意数量的处理策略中的一种或多种处理策略。如此,所展示的各种动作、操作和/或功能可以按照所展示的顺序、并行执行,或者在一些情况下被省略。同样,处理顺序不必要求达到在此描述的示例的特征和优点,但是提供为了方便展示和说明。取决于所使用的具体策略,一个或多个展示的动作、操作和/或功能可以重复执行。另外,所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非易失性存储器中的代码,其中,通过在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令并结合电子控制器来执行所描述的动作。

应理解的是,在此公开的构型和例程本质上是示例性的,并且这些具体示例并不被认为是限制意义的,因为许多变体是可能的。例如,可以将以上技术应用到v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸发动机和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和构型、以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求书具体地指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可以引用“一个”元件或“一个第一”元件或其等效物。这种权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件、和/或特性的其它组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过本申请或相关申请中的新的权利要求的显现来要求保护。此类权利要求书,与原权利要求书相比在范围上无论更宽、更窄、对等还是不同,同样被认为是被包括在本公开的主题之中。

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