CN103216348A - 空气/燃料失衡监测器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于监测汽缸空气/燃料失衡的系统和方法。在一个示例方法中，方法包含，基于保持发动机处于化学计量时由在汽缸中一系列富化、稀化以及化学计量状况产生的曲轴加速而识别具有潜在空气/燃料失衡的汽缸。

Description

空气/燃料失衡监测器

【技术领域】

本发明涉及一种用于监测汽缸空气/燃料失衡的系统和方法。

【背景技术】

由于多种原因，发动机中可能会发生与空燃比失衡相关联的汽缸至汽缸（Cylinder to cylinder）的燃烧差异。例如，由于汽缸至汽缸的进气门沉积、堵塞的EGR（排气再循环）孔、电力故障、空气泄漏和/或移位（shift）的燃料喷射器等的不同，可能发生汽缸至汽缸的空燃比失衡。

在一些方法中，可使用成比例的氧传感器（例如UEGO）来监测空燃比的失衡以通过确定与汽缸-至汽缸差异相关的传感器信号的高频部分而计算失衡的量。在这样的方法中，可以通过例如累积每个可校正RPM（转速）窗口汽缸至汽缸差异的量而估算汽缸的空气/燃料失衡。

然而，发明人在此已经认识到这样的方法可能不能提供单独的汽缸能力并且不能将空气物质输送路径故障与燃料通道输送故障区分开从而导致单个汽缸失衡检测中的误差。更进一步的，在这样的方法中，传感器污染和老化可通过降低传感器频率响应而随时间来减损监测能力。

在其它方法中，可使用曲轴加速信号处理来监测汽缸空气/燃料失衡以探测关联于空气/燃料失衡的汽缸至汽缸的燃烧变化。然而，这样的方法可能错误地识别空气/燃料失衡，因为曲轴加速的波动可能是由于很多其它原因引起的，例如火花塞污垢、点火线圈故障等。

【发明内容】

在一个示例方法中，为了至少部分地解决这些问题，提供了一种用于监测汽缸空气/燃料失衡的方法。方法包含，基于通过在汽缸中施加预定模型的富化、稀化以及化学计量状况同时保持排气混合物总体处于计量比而产生的曲轴加速而识别具有潜在空气/燃料失衡的汽缸。例如，可以选择汽缸中预定模型的富化、稀化以及化学计量状况使得通过导入至共用排气通道的其它汽缸中的富化的燃烧来补偿稀化的燃烧。

这样，在失衡监测期间可以减少排放和可驱动性影响以及明显的RPM扰动，因为在监测期间排气保持在化学计量。进一步地，可以在汽缸至汽缸的基础（cylinder to cylinder basis）上识别分布不均的原因以识别失衡的标记（sign）或方向（例如，富化/稀化）以及校正量以减轻单个汽缸失衡的排放影响。至少部分由于应用的模型的预选择，这样的方法是可能的。先验知识从而能使系统补偿空气和/或燃料路径误差。

根据本发明一个实施例，其中空燃比调整在化学计量附近。

根据本发明另一个实施例，其中通过在选择的汽缸中引入一系列富化、稀化以及化学计量状况调整空燃比。

根据本发明又一个实施例，其中在选择的汽缸中引入的一系列富化、稀化和化学计量状况相应通过另一汽缸中一系列稀化、富化和化学计量状况而补偿。

根据本发明又一个实施例，进一步包含基于所述斜率或形状而识别选择的汽缸中的空气/燃料失衡的幅度和方向。

根据本发明又一个实施例，进一步包含基于选择的汽缸中的识别的空气/燃料失衡的幅度和方向而对选择的汽缸施加空气/燃料校正。

根据本发明又一个实施例，进一步包含如果在施加所述空气/燃料校正之后在汽缸中识别失衡则指示选择的汽缸的非燃料相关的劣化。

根据本发明又一个实施例，进一步包含如果幅度高于阈值则指示选择的汽缸的劣化。

根据本发明另一个方面，提供一种用于发动机的系统，包含：控制器，其配置用于：基于通过保持所述发动机处于化学计量时由汽缸中的一系列富化、稀化和化学计量状况而产生的曲轴加速而识别具有潜在空气/燃料失衡的汽缸。

根据本发明一个实施例，其中在汽缸中的一系列富化、稀化以及化学计量状况相应通过在另一汽缸中的一系列稀化、富化以及化学计量状况来补偿。

根据本发明又一个实施例，其中所述识别基于所述曲轴加速相对于和所述一系列富化、稀化以及化学计量状况对应的空燃比的映射的斜率或形状。

应该理解提供上述发明内容以便以简单的形式引入将在下面具体实施方式中将进一步描述的一系列概念。其并不意味着识别权利要求主题的关键或实质的特征，本发明的范围唯一地由权利要求书确定。此外，权利要求主题不限于解决上述的或者在本说明书任意部分提到的缺点的实施方式。

【附图说明】

图1显示了根据本发明的示例发动机的示意图；

图2显示了根据本发明用于监测汽缸空/燃失衡的示例方法；

图3显示了用于在发动机汽缸中引入扭矩加速的示例系列的富化、稀化以及化学计量状况；

图4显示了曲轴加速相对和一系列的富化、稀化以及化学计量对应的空燃比的示例映射图；

图5显示了用于基于曲轴加速而探测燃料状况并相应地调节至发动机的燃料喷射的示例方法；

图6显示了针对汽油的示例扭矩相对于空燃比曲线以及针对乙醇/汽油混合物的示例扭矩相对于空燃比曲线；

图7-8显示了根据本发明的示例交互；

图9显示了从基于前台燃烧事件计数器的表格到基于汽缸组空燃比的表格的示例转换。

【具体实施方式】

本发明涉及监测由于例如各缸的进气门沉积、堵塞的EGR孔、电力故障、空气泄漏和/或偏移的燃料喷射器等存在差异的多种原因而在发动机（例如如图1所示的示例发动机中）中可能发生的汽缸空燃比失衡。

图1显示了示例内燃发动机10的示意图，其中可以实施揭示的系统和方法。在一个示例中发动机10可以为柴油发动机，而在另一示例中可以为汽油发动机。

发动机10可包含一个或多个发动机汽缸组（未显示），每个汽缸组可包含多个发动机汽缸，在图1中仅显示了其中一个汽缸。发动机10可包括燃烧室30以及汽缸壁32，活塞36置于其中并连接至曲轴40。燃烧室30可分别经由各自的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。发动机10可以通过电子发动机控制器12来控制。

发动机10显示为具有设置用于直接喷射燃料进入汽缸30的喷射器66的直接喷射发动机。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和/或高压共轨系统的燃料系统（未显示）而输送至燃料喷射器66。燃料喷射器66与来自控制器12的FPW信号的脉冲宽度成比例地输送燃料。喷射正时和由信号FPW控制的燃料量两者都是可调节的。例如在一些状况下发动机10可利用压缩点火燃烧。发动机10可利用使用点火系统的火花塞92的火花点火，或者压缩点火以及火花点火的组合。

燃烧室30可经由进气道42从进气歧管44接收进气，并且可经由排气歧管48和排气道49排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48可经由各自进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。

在排气歧管48和/或排气道49中可提供一个或多个排气传感器用于感测发动机排气的成分。排气传感器可以为用于提供排气空燃比的指示的任何合适的传感器，例如氧（O2）、氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）或碳氧化合物（CO）传感器。如图1所示，在排气歧管48中可设有通用或宽域氧传感器（UEGO）126。

可以提供排气再循环（EGR）系统用于再循环排气返回进气。EGR系统可包括从排气道49形成到进气道42的EGR通道50，以及在EGR通道51中设置的用于再循环EGR流的EGR阀52。

排放控制装置70显示为沿着排气传感器126下游的排气通道49设置。装置70可以为三元催化剂（TWC）、氮氧化物（NOx）捕集器、多种其它排放控制装置或者其组合。

涡轮增压器可经由进气和排气歧管连接至发动机10。涡轮增压器可包括经由轴连接的在进气中的压缩器85和在排气中的涡轮86。可以沿着发动机的进气道提供包括节流板164的节气门62用于改变提供至发动机汽缸的进气的流率和/或压力。

在图1中控制器12显示为微型计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出（I/O）端口104、只读存储器（ROM）106、随机访问存储器（RAM）108以及常规数据总线。控制器12显示为接收来自连接至发动机10的传感器的多种信号，除了上述的那些信号外，包括：来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度（ECT）、来自连接至进气歧管44的压力传感器116的歧管压力（MAP）的测量值、来自温度传感器117的歧管温度测量值（AT）、来自连接至曲轴40的发动机转速传感器118的发动机转速信号（RPM）。控制器12还可以包括专用集成电路（ASIC）109用于实施在此描述的方法中的一些措施。

如本领域内技术人员将会理解的，下面在流程图中描述的特定程序可代表一种或多种任意数目的处理策略，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，可以描述的序列、或并列地执行在此描述的多种动作或功能，或者在某些情况下可以有所省略。类似地，处理的顺序并不是要求达到特征和优点所必须的，而只是提供用于说明和描述的简便。尽管没有清楚描述，取决于使用的特定策略可以重复执行一个或多个说明的动作或功能。此外，这些附图可图形化地代表将编程进入控制器12中的计算机可读存储媒介中的编码。

图2显示了用于监测汽缸空气/燃料失衡的示例方法200。如下面更详细描述的，发动机的汽缸中的一系列富化、稀化以及化学计量状况可用于产生曲轴加速同时保持发动机基本处于化学计量。

在汽缸中产生的一系列富化、稀化以及化学计量状况可从而产生对应于在每个汽缸中的每个富化、稀化或化学计量状况的曲轴加速（例如扭矩变化）。随后可基于曲轴加速相对对应于该汽缸中的一系列富化、稀化以及化学计量状况的空燃比的映射图的斜率或形状而识别汽缸中的潜在空气/燃料失衡。

在一些示例中，在某些状况下，可以与如下参考图5描述的方法500的一个或多个动作一致地执行方法200的一个或多个动作。特别地，方法200包括使用曲轴加速来辅助监测汽缸空气/燃料失衡而方法500包括使用曲轴加速来估算燃料醇含量。

在202处，方法200包括确定是否满足了进入状况。在202处可以检查用于启动空气/燃料监测器的多个进入状况。例如，进入状况可包括后台（background）采样率（例如基于时间的采样）进入状况和/或前台（foreground）采样率（例如基于曲轴角度范围的采样）进入状况。例如，进入状况可取决于全局状况，例如发动机温度（发动机必须暖机以进行测试）、环境温度、缺少瞬变扰动或者转速和负荷需求。在一些示例中，进入状况可取决于局部状况，例如抽取的量、通过监测程序可以容许的瞬变燃料量、闭环补偿例如怠速rpm差异，燃料闭环需求，以及例如火花或空气闭环补偿。

如另一示例，进入状况可以取决于发动机转速和/或可以基于用于减少瞬变空气/燃料影响的多种参数，或者多种其它状况。例如，在低负荷发动机工况期间可以实施空气/燃料失衡监测或者可以计划为以特定时间或间隔执行，例如在已经行驶一定数目英里之后等。在某些示例中，如果在202处没有满足进入状况，可以停用空气/燃料失衡监测程序并在更晚的时间再计划，例如在已经行驶一定数目英里之后、已经经过一定时间段后、在下一次发动机起动之后等。

如果在202处满足进入状况，方法200前进至204处。在204处，方法200包括产生或引入发动机的汽缸中一系列富化、稀化和/或化学计量状况。在一些示例中，如下参考图3描述的，可以基于预定模型在发动机的汽缸中引入该一系列的富化、稀化和化学计量状况。然而，在一些示例中，在汽缸中的该一系列的富化、稀化以及化学计量状况可以是汽缸中随机的空气/燃料变化，而不是被引入该汽缸中。如下所描述的，例如，在正常发动机运转期间在汽缸中发生的随机空气/燃料变化可产生较小的曲轴加速，而该加速可用于监测各个汽缸的空气/燃料失衡。

在汽缸中引入的该富化、稀化以及化学计量状况可取决于发动机中的汽缸的点火次序使得汽缸中的稀化、富化或化学计量状况相互补偿以保持发动机和/或发动机的汽缸组总体保持在化学计量。

可以选择这些引入的稀化、富化和化学计量状况以便于将发动机的汽缸组维持在化学计量同时改变各个汽缸中的空燃比以产生曲轴加速。此外，可以随机分布引入的稀化、富化和化学计量状况使得对于发动机中至少两次连续的点火，在发动机的第一组中的汽缸内的富化状况后不会紧跟着发动机的第二组中的汽缸中的富化状况。

汽缸中的一系列富化、稀化和化学计量状况在一系列空燃比内调节汽缸中的空燃比，从而产生曲轴加速。在选择汽缸中的空燃比可以调节至接近化学计量以在选择的汽缸中引起较小的扭矩变化。如下更详细的描述，可以监测扭矩变化并用于识别空燃比失衡的标记（例如富化或稀化）并且可辅助探测空气/燃料分布不均的缘由以及校正量以减轻各个汽缸失衡的排放影响。

由空气/燃料空气/燃料微扰（perturbations）导致的曲轴加速可以通过例如控制器12来监测和处理。在一些示例中，如下参考图5描述的，除了监测空气/燃料失衡之外，曲轴加速还可以用于估算燃料醇含量。

继续图2，在206处，方法200包括确定与在204处在汽缸中产生的该一系列富化、稀化以及化学计量状况相关联的曲轴加速。在点火汽缸的做功冲程期间可以估算曲轴加速。

在一些示例中，确定曲轴加速可包括针对在汽缸中引起的每个稀化、富化或化学计量状况产生的每个曲轴加速计算标准化的扭矩加速。可以多种方式标准化曲轴加速。例如，可以通过指示的扭矩减去附件负荷的值而标准化估算曲轴加速。如另一个示例，可以通过火花正时和火花提前之间的偏移值来标准化曲轴加速。

用于每个汽缸的和用于在汽缸中引入的每个稀化、富化和化学计量状况的标准化加速值和相关联的空燃比值可以存储在控制器12的存储器部件中用于如下所述的进一步的处理。例如，如图4所示如下所述，标准化扭矩加速可用于构成曲轴加速相对空燃比的映射图，空燃比对应于在选择的汽缸中引起的一系列富化、稀化以及化学计量状况。

在210处，方法200包括，对于每个汽缸，计算加速相对于汽缸中引入的相应稀化、富化和化学计量状况的曲线拟合（curve fit）。在一些示例中，可以使用二次曲线拟合或者任何合适的曲线拟合方法。如下所述图4显示了对加速相对于空燃比数据的示例曲线拟合。

在212处，基于对加速相对汽缸中引入的相应稀化、富化以及化学计量状况的曲线拟合，方法200包括在对应于曲线拟合的预校准的扭矩曲线（例如理想扭矩曲线）上找到空燃比点。预校准扭矩曲线可以为曲轴加速相对汽缸空燃比的预校准曲线并且可以存储在例如控制器12的存储器部件中的查值表中。

可以多种方式查找用于汽缸的对应于曲线拟合的理想扭矩曲线上的空燃比点。例如，可以采用匹配算法以查找曲线拟合匹配的理想扭矩曲线的区域。示例匹配算法可包括面积比例（area ratio）方法，其用于最小化理想扭矩曲线和通过汽缸中稀化、富化和化学计量状况产生的曲线拟合之间的面积差异。根据另一个示例，可采用中点曲线偏离法（midpoint curve deviationapproach）来查找对应于曲线拟合的理想曲线上的空燃比点。如又一个示例，可以使用曲线拟合的斜率（slope）来查找具有基本匹配的斜率的理想曲线上的点。

在222处，方法200包括基于在理想曲线上识别的对应于曲线拟合的空燃比计算空燃比偏离。例如，当匹配理想扭矩曲线时，用于汽缸的曲线拟合可以朝指示汽缸中富化或者稀化失衡的富化或者稀化的方向偏移使得空气/燃料偏移（shift）对应于空气/燃料偏离的幅度。

空燃比偏离可以用于确定对应于从曲线拟合的化学计量点到在理想扭矩曲线上的匹配点处的空燃比点的空燃比偏移量和方向的校正因子。如下所述，校正因子可用于确定应用于汽缸的燃料校正的量和标记以校正失衡。

在224处，方法200包括确定是否偏离超出预校准水平。例如，空燃比偏离的阈值量可以存储在控制器12的存储器部件中。预校准水平可对应于汽缸中发生的空燃比偏离的可接受量。如果在224处偏离超过预校准水平，方法200前进至226处。

在226处，方法200包括指示探测到汽缸失衡。例如，扭矩波动在阈值范围之外的各个汽缸可以识别为潜在的具有空气/燃料失衡的汽缸。特别地，汽缸中的曲轴加速可产生扭矩波动，从其可以识别汽缸中潜在的空气/燃料失衡。例如，如果汽缸中扭矩波动落在预定阈值范围之外，则该汽缸可以识别为潜在的具有空气/燃料失衡的汽缸。一旦已经确认了空气/燃料失衡，如下所述可以执行确认汽缸的劣化的合适指示且可以对确认的汽缸应用燃料添加的校正以尝试校正空气/燃料失衡。

在228处，方法200包括对已经指示为失衡的一个或多个汽缸应用空燃比校正。例如，可以基于识别的汽缸中的空气燃料失衡的识别的幅度和方向而对识别的汽缸应用空气/燃料校正。例如，控制器12可调节提供至已经识别为潜在失衡的汽缸中的燃料量。控制器12可以随后继续监测空气/燃料失衡以试图校正在识别汽缸中的空气/燃料失衡。在一些示例中，可在确认在识别的汽缸中的失衡之前执行对识别汽缸的该燃料校正。

在一些示例中，可以重复框204-218。例如，如果有效地应用了空燃比校正，则可以补偿空燃比偏移。然而，如果在汽缸中持续存在失衡，则问题可能与燃料不相关，且如果在应用空气/燃料校正后在汽缸中识别出失衡则可以做出标记以指示标识的汽缸的非燃料相关的劣化。此外，可以发送指示至车载诊断系统指示汽缸失衡使得例如可以实施维修。

图3显示了用于在示例V-6发动机302的发动机汽缸中引起扭矩加速的示例系列的富化、稀化以及化学计量状况。发动机302包括第一组汽缸（组1）304，其包括汽缸306（汽缸1）、汽缸308（汽缸2）以及汽缸310（汽缸3）。发动机302还包括第二组汽缸（组2）312，其包括汽缸314（汽缸4）、汽缸316（汽缸5）以及汽缸318（汽缸6）。进气歧管320和排气歧管322连接至组304的汽缸。进气歧管324和排气歧管326连接至组312中的汽缸。

在表格328中显示了用于在发动机汽缸中产生一系列富化、稀化以及化学计量状况的示例模型。在表格328中，在三列中显示了三组示例模型，其中栏330显示了第一模型设置，栏332显示了第二模型设置，且栏334显示了第三模型设置。在栏中的每个输入为燃料质量乘数，其可应用到（apply to）化学计量（λ=1）。例如，在栏330，当汽缸1点火时乘数0.88应用至汽缸1，当汽缸2点火时乘数1.07应用至汽缸2，当汽缸3点火时1.07应用至汽缸3等。

选择这些乘数使得当以特定点火次序应用至汽缸时每个汽缸组平均维持在化学计量。栏332和334显示了其它示例模型，其包括如在栏330中相同的乘数但是对于不同汽缸具有不同值，而当应用时仍然能维持发动机处于化学计量。

图3中表格336显示了栏330中的模型组可以怎样应用至V-6发动机302的汽缸使得在空气/燃料变化期间发动机大体保持在化学计量。在该示例中，汽缸的点火次序为1-4-2-5-3-6，且在发动机循环期间基于点火次序将表格328中栏330中的模型应用至汽缸。例如，在点火期间在汽缸1中引入燃料质量乘数0.88（富化状况），随后在点火期间在汽缸4中引入燃料质量乘数1.16（稀化状况），随后在点火期间在汽缸2中引入燃料质量乘数1.07（稀化状况）,随后在点火期间在汽缸5中引入燃料质量乘数0.94（富化状况），随后在点火期间在汽缸3中引入燃料质量乘数1.07（稀化状况），最终在点火期间在汽缸6中引入燃料质量乘数0.94（富化状况）。

对于例如如图3所描述的在汽缸中产生的每个富化、稀化以及化学计量状况，可以监测对应于每个引入状况的扭矩加速并存储在如图4所示在映射图402处显示的映射中。

图4中的映射图402显示了在汽缸中应用一系列富化、稀化和化学计量状况所引起的三种示例可能性。在汽缸中引入的一系列富化、稀化和化学计量状况在接近化学计量的一系列空燃比的范围内调节汽缸中的空燃比。例如，如图3所示，汽缸1中的空燃比可以在对应于表格328第一行的0.88、1.07和1.07之间循环。此外，在多个发动机循环期间可以在给定汽缸中引入多种不同系列的富化、稀化和化学计量状况以便于获得用于给定汽缸的曲轴加速相对于空燃比的数据。随后可以例如图4中映射图402所示的映射曲轴加速相对对应的空燃比。

例如，在映射图402中曲线404可以是对于其中在选定汽缸中产生一系列富化、稀化合化学计量状况的第一示例情景的加速相对空燃比数据（显示为402中的框）的曲线拟合。曲线404可随后与显示在图4的映射图412中的理想扭矩曲线410相比较。通过使用曲线404的斜率或形状，可如上参考图2中步骤212所描述的获取理想曲线410上的匹配点。在此示例中，曲线404的斜率对应于理想曲线410上的化学计量点，指示选择的汽缸没有明显的空气/燃料失衡。

在映射图402中通过曲线406描述了第二示例情景。曲线406为对于其中在选择汽缸中产生一系列富化、稀化以及化学计量状况的第二示例情景下加速相对空燃比数据（在图402中显示为圆圈）的示例曲线拟合。在此示例中，曲线406具有负斜率（negative slope），且当与映射图412中的理想扭矩曲线410相比时，曲线406对应于理想曲线上的稀化点，指示选择的汽缸中的稀化的失衡。

此外，通过将曲线406与理想曲线410相比，可以确定偏离414。在此示例中，偏离414对应于汽缸中的稀化偏移的量或幅度。随后该稀化偏移的量可用于对选择的汽缸应用校正以减轻失衡。例如，由于选择的汽缸是在稀化的方向上失衡，可以增加喷射进入选择的汽缸的燃料量以补偿失衡。

在映射图402中通过曲线408说明了第三示例情景。曲线408为对于其中在选择汽缸中产生一系列富化、稀化以及化学计量状况的第三示例情景下加速相对空燃比数据（在图402中显示为三角形）的示例曲线拟合。在此示例中，曲线408具有正斜率（positive slope），且当与映射图412中的理想扭矩曲线410相比，曲线408对应于理想曲线上的富化点，指示选择的汽缸中的富化的失衡。

如上所述，通过将曲线408与理想曲线410相比，可以确定偏离416。在此示例中，偏离416对应于汽缸中富化偏移的量。该富化偏移的量随后可用于对选择的汽缸应用校正以减轻失衡。例如，由于选择的汽缸是在富化方向上失衡，可以减少喷射进入选择的汽缸中的燃料量以补偿失衡。

如上所描述的，例如如上参考图2和3所描述的曲轴加速微扰，也可以用于识别在发动机中使用的燃料的醇含量。图5显示了用于基于曲轴加速探测燃料状况并相应调节至汽缸的燃料喷射的示例方法500。

在一些示例中，在某些状况下，可以与方法200的一个或多个步骤一致地或者依次执行方法500的一个或多个步骤。例如，在第一发动机运转模式期间，方法200可用于探测空气/燃料失衡，其中在第二发动机运转模式期间，可以执行方法500。

在502处，方法500包括确定是否满足了燃料探测状况。例如，燃料探测状况可以是取决于发动机转速的和/或可包括多个参数以减少瞬变空气/燃料影响或多种其它状况。如另一示例，燃料探测状况可取决于最近的燃料添加事件，其中已经添加了具有未知醇浓度的燃料用于在发动机中的使用。

如果在502处满足燃料探测条件，方法500前进至504处。在504处，方法500包括确定是否满足了非失衡监测状况。具体来说，在一些示例中，在使用曲轴加速监测空气/燃料失衡期间可不执行从曲轴加速估算燃料醇含量。

如果在504处满足非失衡监测状况，方法500前进至506处。在506处，方法500包括通过曲轴加速来选择汽缸用于调节。可以基于多个因素来选择汽缸。例如，可以选择已经确认具有空气/燃料失衡的汽缸。如另一个示例，可以选择还没有识别为具有潜在空气/燃料失衡的汽缸。此外，取决于例如传感器位置和发动机工况可以选择多个汽缸或仅一个汽缸。

在508处，方法500包括以选择的幅度和频率在一系列空燃比的范围内在选择的汽缸中调节汽缸空燃比。例如，如上所述，可以在汽缸中引入一系列富化、稀化和化学计量状况同时保持发动机处于化学计量。这样调节汽缸空燃比可产生例如可通过控制器12监测的曲轴加速，其用于下面描述的扭矩映射中。

在510处，方法500包括映射由于曲轴加速导致的扭矩失衡与空气/燃料调节以描绘扭矩曲线。通过在给定汽缸围绕闭环控制目标以足够幅度的执行这些命令的汽缸内λ偏移并观察在该汽缸的做功冲程中的曲轴加速差异，可以映射扭矩相对λ偏移的形状。

在512处，方法500包括从映射的扭矩曲线估算燃料醇浓度。例如，可以基于映射的斜率与来自传感器（例如，传感器126）的用作为参考的空燃比读数来确定燃料醇含量。在这样的示例中，可以响应于映射的增加的斜率来识别增加的燃料醇含量。

例如，图6显示了在602处针对汽油的示例扭矩相对空燃比曲线以及在604处的针对乙醇/汽油混合物的示例扭矩相对空燃比曲线。图6说明了扭矩相对空燃比曲线可怎样随着增加的醇含量偏移。在此示例中，对于乙醇和汽油的混合物在扭矩相对空燃比曲线604上斜率606显示为处于化学计量，而对于汽油在扭矩相对空燃比曲线602上斜率608显示为处于化学计量。特别地，图6说明了可基于扭矩相对空燃比曲线的斜率而怎样识别未知燃料混合物的化学计量。例如，汽缸中空燃比在14.6附近振荡会给出针对汽油的第一斜率和针对乙醇和汽油混合物的第二斜率，其中第二斜率的幅度高于第一斜率的幅度。

如另一个示例，可以基于与扭矩相对于开环λ映射匹配的模型确定燃料醇含量。例如，通过在汽缸的做功冲程中将曲轴加速差异加至用于对于所有汽缸的用于达到闭环目标的命令λ的已知的平均偏移，可以通过比较扭矩相对λ偏移的形状与扭矩相对于开环λ的形状而近似计算燃料的乙醇含量。在一些示例中，这两个映射可以组合为一个相关性度量（metric of correlation），其可以用于确定燃料的醇含量。此外，在一些示例中，可以例如经由ASIC109应用逻辑，其可包括首先查看假定的开环相对闭环空燃比，并随后发起基于第二模型的侵入式监测器以确认并更精确地测量燃料的醇含量。

在514处，方法500包括在闭环空气/燃料控制中基于识别的燃料醇含量调节希望的空燃比设置。例如，可以基于识别的燃料的醇含量而调节对发动机的燃料喷射。例如，可以通过控制器12通过增加或减少提供至发动机的醇含量来调节燃料喷射。通过基于燃料醇含量而调节发动机空燃比，可以获得增加的空气/燃料控制，减少的空气/燃料失衡以及降低的排放。

图7显示了根据本发明的在空气/燃料失衡监测器702和前台（foreground）燃料界面之间的示例交互700。在图7中显示的燃料界面包括λ域界面（domaininterface）704，燃料质量域界面706以及脉冲宽度域界面708。

汽缸空气充气710输入至质量域界面706中的燃料质量计算器712。燃料质量计算器配置用于基于多个参数713确定将喷射进入汽缸的燃料质量。例如，在确定燃料量时，燃料质量计算器可根据壁浸湿、来自蒸发排放系统的燃料、机油中燃料、贮存室中的燃料等。在一个示例中，程序基于工况确定这些参数713中的每一个，例如程序可从壁浸湿模型、来自燃料蒸汽抽取系统的燃料量、通过发动机机油贡献的燃料量、来自曲轴箱强制通风（PCV）系统的燃料、来自进气歧管的从其它汽缸推回的再吸入燃料（称为回推燃料）等确定进入汽缸的燃料量。

此外，燃料质量计算器与λ域界面704交互以接收在λ域704中确定的燃料/空气比率。λ域704经由空燃比计算器714确定空燃比，空燃比计算器714基于多个参数715（例如损失燃料、设定值以及开环相对闭环反馈）确定空燃比。在一些示例中，程序基于工况确定参数715，例如程序可基于损失燃料模型和/或从空气/燃料传感器读数确定损失燃料量，例如，λ设定值可基于预定或希望的发动机动力加浓（power enrichment）和/或发动机部件保护参数。

燃料质量计算器712还与失衡监测器702交互以接收质量乘数以及基准燃料乘数以便实施空气/燃料失衡模型从而基于如上所述的预定模型在发动机汽缸中引入曲轴加速。例如，针对如上所述的监测程序，一组失衡模型可依次施加至燃料质量计算器以在汽缸中实施轻微空气/燃料失衡。

随后燃料质量输出至包括脉冲宽度计算器716的脉冲宽度域708，脉冲宽度计算器716基于多个参数717计算用于喷射进入汽缸的脉冲宽度。例如，参数717可基于发动机工况例如希望的喷射斜率和偏置、喷射模式、烟粒极限等。随后燃料脉冲宽度718可输出至发动机。

图8说明了空气燃料失衡逻辑802和前台燃料逻辑804之间的交互。为了如上所述运行空气燃料失衡测试，在803处，系统从前台燃料逻辑804请求许可。如果在805处准予了许可，系统基于一组模型808将一组乘数806施加至基准燃料项。如果在一组连续的模型808期间未启用（disabled）进入状况，系统中止并返回没有完成的模型的开始。逻辑的最终结果为对于给定汽缸的计算的加速项810以及对应于模型808的模型索引。

图9显示了从基于前台燃烧事件计数器的表格902（例如，从曲轴转速传感器118产生的方波）到基于汽缸组空燃比的表格904的示例转换。图示出了模型的应用程序906和称为“装箱程序（binning process）”之间的交互。模型设计为“正交”（orthogonal）的以如上所述通过模型重复将整个汽缸组维持在化学计量。因此，系统使汽缸点火次序、模型索引、以及空气燃料装箱单元（binning cell）相关联以存储重复的模型计算。例如，图9示出了其中汽缸索引0与汽缸6相关联而索引1至5与汽缸1-5相关联的策略。

应该理解在此示出的配置和程序仅为示例性质，且这些具体实施例并不能认为是限制性的，因为存在多种可能的变形。

本发明的主题包括在此揭示的多种系统和配置以及其它特征、功能、和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。例如，一旦基于压力的测量值可用，可以基于当压力的测量不可用时先前获取的增加的烟粒负荷的比较而适应性地更新模型。

下面的权利要求特别指出了被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”元件或者“第一”元件或者其等同物。这样的权利要求应该被理解为包括采用一个或多个这样的元件，既不要求也不排除两个或多个这样的元件。所揭示的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过修改本权利要求或者通过在本申请或者相关申请中提出新的权利要求而要求保护。这样的权利要求，不论其与原权利要求书相比范围更宽、更窄、等同或者不同，都认为包括在本发明的主题中。

Claims (10)

1.一种用于发动机的方法，包含：

基于通过保持所述发动机处于化学计量时由汽缸中的一系列富化、稀化以及化学计量状况而产生的曲轴加速而识别具有潜在空气/燃料失衡的汽缸。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述汽缸的中所述一系列富化、稀化以及化学计量状况通过在另一汽缸中的一系列稀化、富化以及化学计量状况来补偿。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述汽缸中的所述一系列的富化、稀化以及化学计量状况是基于预定模型而在所述汽缸中引入的。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述汽缸中的所述一系列富化、稀化以及化学计量状况是在所述汽缸中的随机空气/燃料的变化。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述识别基于所述曲轴加速相对于和所述一系列富化、稀化和化学计量状况相对应的空燃比的映射的斜率或形状。

6.如权利要求5所述的方法，进一步包含基于所述斜率或形状而在所述识别的汽缸中识别空气/燃料失衡的幅度和方向。

7.如权利要求5所述的方法，进一步包含基于在所述识别的汽缸中的所述识别的空气/燃料失衡的幅度和方向而施加空气/燃料校正至所述识别的汽缸。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包含如果在施加所述空气/燃料校正之后在所述汽缸中识别出失衡则指示所述识别的汽缸的非燃料相关的劣化。

9.如权利要求5所述的方法，进一步包含如果所述幅度高于阈值则指示所述识别的汽缸的劣化。

10.一种用于发动机的方法，包含：

通过保持所述发动机处于化学计量时在一系列空燃比范围内调整选定汽缸中的空燃比而产生曲轴加速；

基于所述曲轴加速相对所述调整的空燃比的映射的斜率和形状而识别所述选择的汽缸中潜在的空气/燃料失衡。

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