CN101586504B - 用于发动机转矩输入每缸空气计算的安全性 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于发动机转矩输入每缸空气计算的安全性。一种用于车辆的每缸空气(APC)安全系统包括：APC确定模块、APC阈值确定模块、和APC诊断模块。所述APC确定模块基于进入发动机的空气质量流量(MAF)来分别确定发动机的第一和第二气缸的第一和第二APC值。所述APC阈值确定模块基于所述第一APC值和所述第一气缸的火花正时来确定APC阈值。所述APC诊断模块在所述第二APC值大于所述第一APC值和所述APC阈值的总和时选择性地诊断所述APC确定模块中的故障。

Description

用于发动机转矩输入每缸空气计算的安全性
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年5月21日提交的美国临时申请No.61/054,914的权益。上述申请的公开内容在此作为参考全文引入。
技术领域
本发明涉及内燃机的控制，且更具体地涉及发动机控制系统。
背景技术
在此提供的背景说明是为了总体上呈现本披露背景的目的。本署名的发明人的工作，就描述在背景技术段的范围来说，以及在提交时否则不足以成为现有技术的说明方面，不被明显地和隐含地接受为本披露的现有技术。
内燃机燃烧气缸内的空气和燃料混合物，以驱动活塞，由此产生驱动转矩。进入发动机的空气流量经由节气门调整。更具体地，所述节气门调节节气门面积，其增加或减小流入发动机的空气流量。当节气门面积增加时，流入发动机的空气流量增加。燃料控制系统调节注入燃料的速率，以向气缸提供所需的空气/燃料混合物。增加向气缸提供的空气与燃料可以增加发动机的转矩输出。
已经开发出发动机控制系统用于控制发动机转矩输出，以达到期望转矩。然而，常规的发动机控制系统并不能如所期望那样准确地控制发动机转矩输出。此外，常规的发动机控制系统不会提供对控制信号的所期望的快速响应或在影响发动机转矩输出的各种装置之间提供协调的发动机转矩控制。
发明内容
一种用于车辆的每缸空气(APC)安全系统包括APC确定模块、APC阈值确定模块、和APC诊断模块。所述APC确定模块基于进入发动机的空气质量流量(MAF)来分别确定发动机的第一和第二气缸的第一和第二APC值。所述APC阈值确定模块基于所述第一APC值和所述第一气缸的火花正时来确定APC阈值。所述APC诊断模块在所述第二APC值大于所述第一APC值和所述APC阈值的总和时选择性地诊断所述APC确定模块中的故障。
在其它特征中，所述第一气缸是按照点火顺序下一个要点火的气缸，所述第二气缸在所述第一气缸之后点火。
在另外的特征中，所述APC阈值确定模块还基于发动机估算转矩输出相对于APC的导数来确定所述APC阈值。
在其它特征中，所述APC诊断模块在所述第二APC值大于所述总和时递增计时器。
在另外的特征中，所述APC安全系统还包括APC存储模块。所述APC诊断模块在所述APC存储模块的至少一个预定位置中设定所述第一APC值。
在其它特征中，当所述计时器大于第一周期时，所述APC诊断模块在所述APC存储模块中设定所述第一APC值之前限制所述第一APC值。
在另外的特征中，所述APC诊断模块基于所述第二APC值来限制所述第一APC值。
在其它特征中，当所述计时器大于第二周期时，所述APC诊断模块诊断到所述故障，其中，所述第二周期大于所述第一周期。
在另外的特征中，当所述第二APC值小于或等于所述总和时，所述APC诊断模块递减所述计时器。
在其它特征中，所述APC安全系统还包括诊断允许模块。所述诊断允许模块基于发动机速度来允许或禁止所述APC诊断模块。
在其它特征中，当所述发动机速度小于速度阈值时，所述诊断允许模块禁止所述APC诊断模块。
一种用于车辆的每缸空气(APC)系统的方法，包括：基于进入发动机的空气质量流量(MAF)来分别确定发动机的第一和第二气缸的第一和第二APC值；基于所述第一APC值和所述第一气缸的火花正时来确定APC阈值；和在所述第二APC值大于所述第一APC值和所述APC阈值的总和时，选择性地诊断所述第一APC值中的故障。
在其它特征中，所述第一气缸是按照点火顺序下一个要点火的气缸，所述第二气缸在所述第一气缸之后点火。
在另外的特征中，所述方法还包括：还基于发动机估算转矩输出相对于APC的导数来确定所述APC阈值。
在其它特征中，所述方法还包括：在所述第二APC值大于所述总和时递增计时器。
在另外的特征中，所述方法还包括：在至少一个预定位置中设定所述第一APC值。
在其它特征中，所述方法还包括：当所述计时器大于第一周期时，在所述设定之前限制所述第一APC值。在其它特征中，所述限制包括基于所述第二APC值来限制所述第一APC值。
在另外的特征中，所述选择性地诊断包括：当所述计时器大于第二周期时，诊断到所述故障，其中，所述第二周期大于所述第一周期。
在其它特征中，所述方法还包括：当所述第二APC值小于或等于所述总和时，递减所述计时器。
在另外的特征中，所述方法还包括：基于发动机速度来允许或禁止所述诊断。在其它特征中，所述允许或禁止包括：当所述发动机速度小于速度阈值时，禁止所述诊断。
本发明的进一步应用领域从在此提供的详细说明显而易见。应当理解的是，详细说明和具体示例虽然表示本发明的优选实施例，但是仅用于说明的目的且并没有意图限制本披露的范围。
附图说明
从详细说明和附图将更充分地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本发明原理的示例性发动机控制系统的功能框图；
图3是根据本发明原理的示例性APC安全模块的功能框图；和
图4是描绘了由根据本发明原理的APC安全模块执行的示例性步骤的流程图。
具体实施方式
以下说明本质上仅为示范性的且绝不意图限制本发明、它的应用、或使用。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标记标识类似的元件。如在此所使用的，短语A、B和C中的至少一个应当理解为是指使用非排他逻辑或的一种逻辑(A或B或C)。应当理解的是，方法内的步骤可以以不同顺序执行而不改变本发明的原理。
如在此所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适的部件。
每缸空气(APC)确定模块分别确定发动机的第一和第二气缸的第一和第二APC值。所述APC确定模块基于进入发动机的空气质量流量(MAF)来确定所述第一和第二APC值。发动机控制器使用所述第一APC来估算发动机的转矩输出，并可以基于所述估算转矩来调整一个或更多发动机参数。
APC诊断模块基于APC阈值和所述第一和第二APC值来选择性地诊断所述APC确定模块中的故障。更具体地，所述APC诊断模块在所述第二APC值大于所述第一APC值和所述APC阈值的总和时选择性地诊断所述APC确定模块中的故障。
现参考图1，示出了示例性发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括发动机102，发动机102基于驾驶员输入模块104提供的驾驶员输入燃烧空气/燃料混合物，以产生车辆的驱动转矩。空气通过节气门阀112吸入进气歧管110。发动机控制模块(ECM)114提供指令给节气门致动器模块116来调节节气门阀112的开度，以控制吸入进气歧管110的空气量。
来自进气歧管110的空气被吸入到发动机102的气缸中。虽然发动机102可以包括多个气缸，但是为了示例的目的示出了单个有代表性的气缸118。仅是举例，发动机102可以包括2，3，4，5，6，8，10，和/或12个气缸。ECM 114可以指令气缸致动器模块120选择性停用所述气缸中的一个或更多，以提高燃料经济性。
来自进气歧管110的空气通过相关进气门122被吸入到气缸118中。ECM 114控制由燃料喷射系统124喷射的燃料量。燃料喷射系统124可以在中心位置处将燃料喷射入进气歧管110或在多个位置处(例如在每个气缸的进气门的附近)喷射入进气歧管110。可选地，燃料喷射系统124可以将燃料直接喷入气缸。
喷射的燃料与空气混合，并且产生空气/燃料混合物。气缸118中的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。基于来自ECM114的信号，火花致动器模块126激活与气缸118相关的火花塞128，其点燃空气/燃料混合物。火花正时可以相对于活塞位于其最高位置时的时间规定，该最高位置称之为上止点(TDC)，空气/燃料混合物在该点处被最大程度地压缩。
空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，从而驱动旋转的曲轴(未示出)。活塞随后开始再次向上运动，并且通过排气门130排出燃烧的副产物。燃烧的副产物经由排气系统134从车辆排出。
进气门122可以由进气凸轮轴140控制，同时排气门130可以由排气凸轮轴142控制。在各种实施例中，多个进气凸轮轴可以控制每个气缸的多个进气门和/或可以控制多组气缸的进气门。相似地，多个排气凸轮轴可以控制每个气缸的多个排气门和/或可以控制多组气缸的排气门。气缸致动器模块120可以通过中断燃料和火花的提供和/或禁用气缸排气门和/或进气门而停用气缸。
进气门122开启的时间可以通过进气凸轮移相器148相对于活塞TDC而改变。排气门130开启的时间可以通过排气凸轮移相器150相对于活塞TDC而改变。移相器致动器模块158基于来自ECM 114的信号控制进气凸轮移相器148与排气凸轮移相器150。
发动机系统100也可以包括增压装置，所述增压装置向进气歧管110提供加压的空气。例如，如图1所示，所述增压装置可以包括涡轮增压器160。该涡轮增压器160可以将压缩空气充气提供给进气歧管110。该涡轮增压器160可以由例如流经排气系统134的废气提供动力。用于产生压缩空气充气的空气可以从进气歧管110和/或任何其它合适的源获得。
废气旁通门164可以允许废气旁通涡轮增压器160，从而降低涡轮增压器的输出(或增压)。ECM 114经由增压致动器模块162控制涡轮增压器160。增压致动器模块162可以通过控制废气旁通门164的位置而调节涡轮增压器160的增压。
可选发动机系统可以包括增压器，所述增压器提供压缩空气给进气歧管110并由曲轴驱动。发动机系统100也可以包括废气再循环(EGR)阀170，EGR阀170基于来自ECM 114的EGR信号而将废气选择性地改向，以返回至进气歧管110。
发动机系统100可以包括各测量发动机参数的各种传感器。例如，发动机系统100包括发动机速度传感器180，发动机速度传感器180以每分钟转数(RPM)来测量发动机速度。发动机速度传感器180可以例如基于曲轴的旋转速度来测量发动机速度。发动机系统100也包括歧管绝对压力(MAP)传感器184、空气质量流量(MAF)传感器186、节气门位置传感器(TPS)188、进气空气温度(IAT)传感器190、和/或任何其它合适的传感器。
MAP传感器184测量进气歧管110中的压力。在各种实施例中，可以测量发动机真空度，发动机真空度为环境空气压力(即，大气压力)与进气歧管110中的压力之间的差。MAF传感器186测量通过节气门阀112的空气质量流量。一个或更多节气门位置传感器(如，TPS188)测量节气门阀112的位置。IAT传感器190测量吸进发动机系统100的空气的温度。ECM 114可以使用来自各个传感器的信号以作出发动机系统100的控制决定。
ECM 114也可以与变速器控制模块194通讯，以协调变速器(未示出)中的换挡。例如，ECM 114可以在换挡过程中降低转矩。ECM 114也可以与混合动力控制模块196通讯，以协调发动机102与电动马达198的运行。电动马达198也可以用作发电机，且可以用于产生电能，以由车辆电气系统使用和/或存储在电池中。在各个实施例中，ECM 114、变速器控制模块194、和混合动力控制模块196可以集成为一个或更多模块。
现参考图2，示出了示例性发动机控制系统200的功能框图。发动机控制模块(ECM)114包括车轴转矩裁定模块216。所述车轴转矩裁定模块216在来自于所述驾驶员输入模块104的驾驶员输入和其它车轴转矩请求之间进行裁定。例如，所述驾驶员输入可以包括加速踏板位置。所述其它车轴转矩请求可以包括在换档期间请求的转矩减小，在车轮打滑期间请求的转矩减小、和控制车辆速度的转矩请求。
所述车轴转矩裁定模块216输出预测转矩和即时转矩。所述预测转矩是为了满足驾驶员转矩和/或速度请求而在未来需要的转矩量。所述即时转矩是为了满足临时转矩请求(如对换档或车轮打滑而请求的转矩减小)而在当前需要的转矩。
所述即时转矩可以使用快速响应的发动机致动器实现，而较慢的发动机致动器目标在于实现所述预测转矩。例如，火花正时可以使用火花致动器模块126相对快地调整，而凸轮移相器角度和节气门位置可能响应较慢。所述车轴转矩裁定模块216将所述预测转矩和即时转矩输出给驱动转矩裁定模块218。
在各种实施例中，如混合动力车辆中，所述车轴转矩裁定模块216可以将述预测转矩和即时转矩输出给混合动力优化模块220。所述混合动力优化模块220确定多少转矩应当由发动机102产生，多少转矩应当由电动马达198产生。所述混合动力优化模块220然后将修正后的预测和即时转矩值输出给驱动转矩裁定模块218。在各种实施例中，所述混合动力优化模块220可以在混合动力控制模块196中实现。
所述驱动转矩裁定模块218将接收的预测和即时转矩与驱动转矩请求进行裁定。所述驱动转矩请求可以包括例如用于发动机过速保护的转矩减小和用于防止失速的转矩增加。
致动模式模块222从驱动转矩裁定模块218接收预测转矩和即时转矩。基于模式设置，致动模式模块222确定将如何实现预测和即时转矩。致动模式模块222把要实现的预测和即时转矩分别传输给预测转矩控制模块224和即时转矩控制模块226。
所述预测转矩控制模块224基于预测转矩确定期望发动机参数。仅作为示例，所述预测转矩控制模块224可以基于预测转矩确定期望歧管绝对压力(MAP)、期望节气门面积、和/或期望每缸空气(APC)。
所述即时转矩控制模块226基于即时转矩确定期望火花提前。例如，所述期望火花提前可以相对于预定火花正时(如，为产生最大量转矩而标定的火花正时)来确定。所述火花致动器模块126基于该期望火花提前来控制所述火花正时。
增压排定模块228基于期望MAP控制增压致动器模块162，且增压致动器模块162控制所述增压装置。节气门致动器模块116基于期望节气门面积控制节气门阀112的开度。移相器排定模块230基于期望APC产生进气和排气移相器指令。移相器排定模块230还可以基于其它发动机参数(如发动机速度)来产生进气和排气移相器指令。移相器致动器模块158基于所述指令控制进气和排气凸轮移相器148和150。
转矩估算模块232确定发动机102的估算转矩输出。转矩估算模块232可以基于APC、火花提前、MAF、和/或任何其它合适参数来确定估算转矩。所述估算转矩可以定义为通过将火花提前设定为标定值在当前空气流量状况下能够即时产生的转矩量。该值可以基于发动机102在所述发动机速度和APC时能够产生最大转矩量的火花提前来标定。
所述估算转矩可以被传输给预测转矩控制模块224和/或即时转矩控制模块226。预测转矩控制模块224和即时转矩控制模块226可以基于所述估算转矩调整各自的期望参数。
根据本申请的转矩估算模块232包括确定第一APC和第二APC的APC安全模块(APCSM)300(见图3)。所述第一APC和第二APC可以分别称为APC1和APC2。APC安全模块300基于在计算第一APC和第二APC时的工作状况确定APC阈值。
APC安全模块300基于所述第一APC和第二APC以及所述APC阈值来选择性地诊断故障的发生。所述故障可能归因于例如所述第一APC和/或第二APC的计算。虽然显示和讨论APC安全模块300处于转矩估算模块232内，但是APC安全模块300可以实施在任何合适位置，且可以在转矩估算模块232外部。
现在参考图3，示出了APC安全模块(APCSM)300的示例性实施例的功能框图。APC安全模块300包括APC确定模块302、APC存储模块304、计算模块306、和APC阈值确定模块308。APC安全模块300也包括APC诊断模块310和诊断允许模块312。
ECM 114按照预定顺序指令发动机102各个气缸的点火事件。气缸点火的顺序可以称为点火顺序。APC确定模块302基于由MAF传感器186测量的MAF来确定第一APC(APC1)和第二APC(APC2)。第一APC和第二APC也可以基于进气和排气移相器角度、RPM、MAP、和/或任何其它合适参数来确定。APC确定模块302以预定速率(如，每个点火事件一次)计算和输出该对APC(即，一个第一APC和一个第二APC)。
第一APC对应于按照点火顺序下一个气缸内在该气缸点火时的估算空气量。第二APC对应于按照点火顺序在下一个气缸之后的气缸内在该气缸点火时的估算空气量。换句话说，第二APC对应于在下一个气缸之后的气缸内的估算空气量。
APC存储模块304包括存储器，如易失性存储器(例如，随机存取存储器)。APC存储模块304接收第一APC并将第一APC存储在预定位置。各种车辆系统或模块(如ECM 114)从APC存储模块304读取第一APC，并可以基于第一APC作出控制决定。例如，第一APC用于计算估算转矩。空气流量、火花正时、和/或其它参数可以基于估算转矩调节。因而，校验第一APC的有效性和准确性确保有效的发动机工作并增加系统稳定性。
计算模块306基于第一APC来计算估算转矩。计算模块306也可以基于其它工作状况(如，火花正时)来计算估算转矩。仅作为示例，计算模块306可以使用以下公式计算估算转矩：T＝a1*APC+a2*APC2+a3*SPK+a4*SPK2+a5*SPK*APC+a6*SPK2*APC+a7，(1)其中，T是估算转矩，a1-a7是对于发动机102标定的转矩系数，SPK是当前火花正时(提前)，且APC是第一APC。关于转矩估算的进一步讨论可以见于题为“Torque Estimator for Engine RPM and TorqueControl”的共同转让的美国专利No.6,704,638，该专利的全部内容在此作为参考引入。
计算模块306也计算APC导数值。APC导数值对应于估算转矩相对于APC的偏导数(dT/dAPC)。仅作为示例，且假设公式(1)中的所有变量与APC无关，计算模块306可以使用以下公式计算APC导数值：dT/dAPC＝a1+a2*APC2+a5*SPK+a6*SPK2，(2)其中，dT/dAPC是APC导数值，APC是第一APC，SPK是火花正时，且a1-a6是转矩系数。
APC阈值确定模块308基于APC导数值和预定转矩来确定APC阈值。APC阈值对应于在当前工作状况下将导致由发动机102输出的转矩的可观察变化的APC变化。APC阈值是动态的且随着工作状况变化。仅作为示例，APC阈值可以使用以下公式计算：
Figure G2009101417035D00101
其中，预定转矩可以是可标定的，且可以基于例如车辆驾驶员可观察的发动机102输出的转矩变化来设定。
诊断允许模块312基于发动机速度选择性地允许和禁止APC诊断模块310。仅作为示例，当发动机速度大于预定速度时，诊断允许模块312允许APC诊断模块310。所述预定速度可以是可标定的，且可以设定为例如500.0rpm。
当被允许时，APC诊断模块310确定第一和第二APC之间的差。APC诊断模块310基于从第二APC减去第一APC来确定第一和第二APC之间的差。换句话说，APC诊断模块310使用以下公式来确定第一和第二APC之间的差：差＝APC2-APC1(4)其中，差是第一和第二APC之间的差，APC1和APC2分别是第一和第二APC。
APC诊断模块310基于对第一和第二APC之间的差与APC阈值的比较来递增或递减计数器或计时器，如计时器314。例如，当第一和第二APC之间的差大于APC阈值时，APC诊断模块310递增计时器314。换句话说，当第二APC大于第一APC与APC阈值的总和时，APC诊断模块310递增计时器314。否则，APC诊断模块310可以递减计时器314。
APC诊断模块310将第一APC提供给APC存储模块304以便存储。然而，APC诊断模块310可以在将第一APC提供给APC存储模块304之前限制第一APC。更具体地，APC诊断模块310基于计时器314与第一时间周期的比较来选择性地限制所提供的第一APC。
例如，当计时器314大于或等于第一时间周期时，APC诊断模块310可以限制第一APC。当发生发动机瞬态时，如一个或更多气缸停用时，第一和第二APC可以偏离超出APC阈值。第一周期可以是可标定的，且可以基于在这种发动机瞬态之后第一和第二APC会聚所需要的周期。仅作为示例，第一周期可以设定为100.0ms。
APC诊断模块310可以任何合适的方式限制第一APC。APC诊断模块310可以基于例如第二APC和APC阈值来限制提供给APC存储模块304的第一APC。仅作为示例，APC诊断模块310可以使用以下公式来限制第一APC：APC1＝APC2-APC阈值(5)其中，APC1和APC2分别是第一和第二APC。
APC诊断模块310基于计时器314与第二时间周期的比较来选择性地诊断APC确定模块302中的故障。APC诊断模块310基于所述诊断来产生APC故障指示器(例如，信号)。仅作为示例，当计时器314大于或等于第二时间周期时，APC诊断模块310诊断到故障。第二周期可以是可标定的，且可以设定为例如约175.0ms或200.0ms。仅作为示例，第二周期可以设定为之后驾驶员可以感觉到发动机102输出的转矩的变化的最大时间量。
在各个实施例中，APC诊断模块310等待以便诊断APC确定模块302中的故障，直到计时器314大于第二时间周期。当诊断到故障时，也可以采取补救动作。仅作为示例，补救动作可以包括降低发动机102的转矩输出和/或点亮指示器，如“检查发动机”灯。
现在参考图4，示出了描绘由APC安全模块300执行的示例性步骤的流程图。控制过程以步骤402开始，其中，控制过程将计时器设定为预定复位值，如零(0.0)。控制过程前进到步骤404，其中，控制过程确定发动机速度是否大于预定速度。如果为真，那么控制过程前进到步骤406；否则，控制过程保持在步骤404。仅作为示例，预定速度可以设定为500.0rpm。
在步骤406，控制过程获得第一APC(APC1)和第二APC(APC2)。第一APC对应于按照点火顺序下一个气缸内在该气缸点火时的估算空气量。第二APC对应于按照点火顺序在下一个气缸之后的气缸内在该气缸点火时的估算空气量。在步骤408，控制过程确定APC阈值。APC阈值可以使用上述公式(3)来确定。
控制过程前进到步骤410，其中，控制过程确定第一和第二APC之间的差是否大于APC阈值。换句话说，在步骤410，控制过程确定第二APC是否大于第一APC与APC阈值的总和。如果是，控制过程前进到步骤412；否则，控制过程转到步骤424。
在步骤412，控制过程递增计时器。由此，当第二APC大于第一APC与APC阈值的总和时，控制过程递增计时器。控制过程以步骤414继续，其中，控制过程确定计时器是否大于第一周期。如果是，控制过程前进到步骤416；否则，控制过程返回到步骤404。仅作为示例，第一周期可以设定为100.0ms。
在步骤416，控制过程限制第一APC并在APC存储模块304中设定第一APC。由此，当计时器超过第一周期时，控制过程限制第一APC。控制过程可以基于第二APC和APC阈值来限制第一APC。仅作为示例，控制过程可以使用上述公式(5)来设定第一APC。
控制过程以步骤418继续，其中，控制过程确定计时器是否大于或等于第二周期。如果是真，那么控制过程前进到步骤420；否则，控制过程返回到步骤404。仅作为示例，第二周期可以设定为200.0ms。在步骤420，控制过程诊断并报告故障，且控制过程结束。由此，当计时器超过第二周期时，控制过程报告故障。当报告故障时，也可以采取补救动作，如降低发动机102的转矩输出。
回到步骤424(即，当第一APC与第二APC之间的差小于或等于APC阈值时)，控制过程递减计时器。因而，控制过程基于第一APC与第二APC之间的差是否大于APC阈值来递减计时器或递增计时器。如果是，控制过程递增计时器；否则，控制过程递减计时器。在步骤426中，控制过程确定计时器是否小于零(0.0s)。如果是，控制过程返回到步骤402，其中，计时器设定为零；否则，控制过程返回到步骤404。换句话说，控制过程将计时器限制为零。
现在本领域中技术人员能够从前述说明理解到，本发明的广泛教示可以以多种形式实施。因此，尽管本发明包括特定的示例，由于当研究附图、说明书和以下权利要求书时，其他修改对于技术人员来说是显而易见的，所以本发明的真实范围并不如此限制。

Claims (22)

1.一种用于车辆的每缸空气量安全系统，包括：
每缸空气量确定模块，所述每缸空气量确定模块基于进入发动机的空气质量流量(MAF)来分别确定所述发动机的第一和第二气缸的第一和第二每缸空气量值；
每缸空气量阈值确定模块，所述每缸空气量阈值确定模块基于所述第一每缸空气量值和所述第一气缸的火花正时来确定每缸空气量阈值；和
每缸空气量诊断模块，所述每缸空气量诊断模块在所述第二每缸空气量值大于所述第一每缸空气量值和所述每缸空气量阈值的总和时选择性地诊断所述每缸空气量确定模块中的故障。
2.根据权利要求1所述的每缸空气量安全系统，其中，所述第一气缸是按照点火顺序下一个要点火的气缸，所述第二气缸在所述第一气缸之后点火。
3.根据权利要求1所述的每缸空气量安全系统，其中，所述每缸空气量阈值确定模块进一步基于所述发动机的估算转矩输出相对于每缸空气量的导数来确定所述每缸空气量阈值。
4.根据权利要求1所述的每缸空气量安全系统，其中，所述每缸空气量诊断模块在所述第二每缸空气量值大于所述总和时递增计时器。
5.根据权利要求4所述的每缸空气量安全系统，还包括每缸空气量存储模块，其中，所述每缸空气量诊断模块在所述每缸空气量存储模块的至少一个预定位置中设定所述第一每缸空气量值。
6.根据权利要求5所述的每缸空气量安全系统，其中，当所述计时器大于第一周期时，所述每缸空气量诊断模块在所述每缸空气量存储模块中设定所述第一每缸空气量值之前限制所述第一每缸空气量值。
7.根据权利要求6所述的每缸空气量安全系统，其中，所述每缸空气量诊断模块基于所述第二每缸空气量值来限制所述第一每缸空气量值。
8.根据权利要求6所述的每缸空气量安全系统，其中，当所述计时器大于第二周期时，所述每缸空气量诊断模块诊断到所述故障，其中，所述第二周期大于所述第一周期。
9.根据权利要求4所述的每缸空气量安全系统，其中，当所述第二每缸空气量值小于或等于所述总和时，所述每缸空气量诊断模块递减所述计时器。
10.根据权利要求1所述的每缸空气量安全系统，还包括诊断允许模块，其中，所述诊断允许模块基于发动机速度来允许或禁止所述每缸空气量诊断模块。
11.根据权利要求10所述的每缸空气量安全系统，其中，当所述发动机速度小于速度阈值时，所述诊断允许模块禁止所述每缸空气量诊断模块。
12.一种用于车辆的每缸空气量系统的方法，包括：
基于进入发动机的空气质量流量(MAF)来分别确定所述发动机的第一和第二气缸的第一和第二每缸空气量值；
基于所述第一每缸空气量值和所述第一气缸的火花正时来确定每缸空气量阈值；和
在所述第二每缸空气量值大于所述第一每缸空气量值和所述每缸空气量阈值的总和时，选择性地诊断所述第一每缸空气量值中的故障。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一气缸是按照点火顺序下一个要点火的气缸，所述第二气缸在所述第一气缸之后点火。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括：进一步基于所述发动机的估算转矩输出相对于每缸空气量的导数来确定所述每缸空气量阈值。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括：在所述第二每缸空气量值大于所述总和时递增计时器。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：在至少一个预定位置中设定所述第一每缸空气量值。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：当所述计时器大于第一周期时，在所述设定之前限制所述第一每缸空气量值。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述限制包括基于所述第二每缸空气量值来限制所述第一每缸空气量值。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述选择性地诊断包括：当所述计时器大于第二周期时，诊断到所述故障，其中，所述第二周期大于所述第一周期。
20.根据权利要求15所述的方法，还包括：当所述第二每缸空气量值小于或等于所述总和时，递减所述计时器。
21.根据权利要求12所述的方法，还包括：基于发动机速度来允许或禁止所述诊断。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述允许或禁止包括：当所述发动机速度小于速度阈值时，禁止所述诊断。
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