CN112814792A - 气缸不平衡校正系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气缸不平衡校正系统和方法。具体地，提供了用于确定和校正内燃发动机的气缸之间的空气/燃料不平衡的系统和方法。确定并实施停用策略。评估发动机是否在气缸之间存在空气/燃料不平衡的情况下操作。当识别到不平衡时，将实施替代停用策略。基于替代停用策略的结果，识别空气/燃料不平衡的源气缸，并校正至该源气缸的燃料流量。

Description

气缸不平衡校正系统和方法
技术领域
本公开总体涉及内燃发动机中的气缸平衡，特别地，涉及使用气缸停用来获知各个气缸空燃比并校正其不平衡。
背景技术
各种系统处理多种工作流体以实现期望的结果。一种应用涉及内燃发动机，比如用于汽车的内燃发动机，其在一个或多个燃烧室内处理进气和燃料。输送到气缸的空燃比是闭环控制的，通常使用排气系统中的λ传感器的输入来进行校正，以实现高效操作和空气/燃料消耗。然而，可能比如由于在气缸之间可能存在的捕获空气比率不平衡而导致气缸间及循环间的变化。
在具有气缸停用的发动机中，气缸控制模块基于在任何给定时间请求的扭矩/功率来确定要被启用的发动机的气缸总数的目标分数。控制器基于气缸总数的预定分数来设置目标分数，并且基于该目标分数来启用/停用发动机气缸的进气阀和排气阀。
λ传感器测量排气中未燃烧的氧气，从而提供需要进行空燃比调整以改善燃烧的指示。然而，λ传感器检测源自多个气缸的混合排气流的属性，而不管在给定时间可能停用多少个。不平衡可能难以诊断，因为单个λ传感器位于一位置以测量来自单个排气路径上所有气缸的流量，从而产生来自多个气缸的排气复合流。
因此，由于比如气缸容积效率(VE)之类的因素受点火顺序和进气/排气歧管调谐效果和喷射器可变性的影响，感测平均空燃比值，并且各个气缸可以操作成比平均A/F比值更浓或更稀。结果，基于各个气缸状况的平均来进行空燃比调整。
因此，期望提供能够减少气缸间变化的系统和方法。此外，结合附图以及前述技术领域和介绍，根据随后的详细描述和所附权利要求，本发明的其他期望特征和特性将变得显而易见。
发明内容
提供了用于确定和校正内燃发动机的气缸之间的空气/燃料不平衡的系统和方法。气缸不平衡校正系统包括具有多个气缸、曲轴、进气系统和排气系统的发动机。一个或多个传感器设置在排气系统中并且配置为产生指示气缸中的空燃比的信号。另一传感器设置成邻近曲轴并且配置为产生指示曲轴速度的信号。控制器配置为确定基本停用策略并在气缸中的第一组停用的情况下操作发动机。使用至少一个传感器信号，评估发动机是否在多个气缸之间存在空气/燃料不平衡的情况下操作。确定替代停用策略，并在气缸中的第二组停用的情况下操作发动机。第二组仅包括第一组中包括的气缸中的一些。基于替代停用策略的结果，确定哪个(些)气缸是空气/燃料不平衡的源气缸。一旦识别，就校正至源气缸的燃料流量。
在另外的实施例中，控制器配置为使用传感器信号来评估发动机是否在变异系数近似指示失火的情况下操作。
在另外的实施例中，控制器配置为当发动机在变异系数近似指示失火的情况下操作时确定替代停用策略。
在另外的实施例中，附加传感器配置为产生指示燃料压力的信号。控制器配置为使用燃料压力信号来评估当发动机在气缸中的第一组停用的情况下操作时并且当发动机在气缸中的第二组停用的情况下操作时的燃料压力的变化。
在另外的实施例中，控制器配置为通过燃料压力的变化来确定燃料喷射器是否具有恶化的性能。
在另外的实施例中，气缸中的两个气缸配置为顺序点火，使得控制器无法使用空燃比信号来辨别两个气缸中的哪个被指示。控制器配置为使用替代停用策略来确定两个气缸的改进的空燃比。
在另外的实施例中，空燃比信号基于排气系统中的氧气水平。控制器配置为基于排气系统中的氧气水平调整发动机气缸的空燃比，并基于替代停用策略的结果调整源气缸的空燃比。
在另外的实施例中，控制器配置成计算容积效率以校正至源气缸的燃料流量。
在另外的实施例中，控制器配置成确定发动机的变异系数是否超过第一阈值并且确定空气/燃料不平衡是否超过第二阈值。
在另外的实施例中，控制器配置成确定曲轴的加速度并且基于该加速度确定是否超过阈值。
在许多其他实施例中，一种控制具有气缸、曲轴、进气系统和排气系统的发动机的方法包括通过设置在排气系统中的传感器产生指示气缸中的空燃比的信号。另一传感器设置成邻近曲轴并且产生指示曲轴速度的信号。控制器确定基本停用策略并在气缸中的一组停用的情况下操作发动机。控制器使用这些信号来确定发动机是否在气缸之间存在空气/燃料不平衡的情况下操作。控制器确定替代停用策略并在气缸中的不同一组停用的情况下操作发动机。基于替代停用策略的结果，控制器确定气缸中的哪个是空气/燃料不平衡的源气缸，并且校正至该源气缸的燃料流量。
在另外的实施例中，控制器使用信号来确定发动机是否在变异系数近似指示失火的情况下操作。
在另外的实施例中，当发动机在变异系数近似指示失火的情况下操作时，控制器确定替代停用策略。
在另外的实施例中，使用燃料压力信号，当发动机在基本和替代停用策略下操作时，控制器确定燃料压力的变化。
在另外的实施例中，使用燃料压力的变化，控制器确定燃料喷射器是否具有恶化的性能。
在另外的实施例中，气缸中的两个气缸配置为顺序点火，使得控制器无法使用空燃比信号来辨别两个气缸中的哪个被指示。控制器使用替代停用策略来确定两个气缸的改进的空燃比。
在另外的实施例中，空燃比信号基于排气系统中的氧气水平。基于排气系统中的氧气水平，控制器调整气缸的空燃比，并基于替代停用策略的结果调整源气缸的空燃比。
在另外的实施例中，控制器计算容积效率以校正至源气缸的燃料流量。
在另外的实施例中，控制器基于曲轴的加速度确定发动机的变异系数是否超过其阈值，并且确定空气/燃料不平衡量是否超过其阈值。
在许多另外的实施例中，一种推进系统包括具有气缸、曲轴、进气系统和排气系统的内燃发动机。传感器设置在排气系统中，响应于氧含量的变化，并产生指示气缸中的空燃比的第一信号。另一传感器设置成邻近曲轴并且产生指示曲轴速度的信号。控制器确定停用策略并在气缸中的一组停用的情况下操作发动机。控制器使用这些信号来确定发动机是否在气缸之间存在空气/燃料不平衡的情况下在停用策略下操作。控制器确定替代停用策略并在不同气缸停用的情况下操作发动机。控制器使用这些信号来确定发动机是否在多个气缸之间存在空气/燃料不平衡的情况下在替代停用策略下操作。基于替代停用策略的结果，控制器识别气缸中的哪个是空气/燃料不平衡的源气缸，并且校正至该源气缸的燃料流量。
附图说明
在下文中将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中：
图1示出了根据各个实施例的具有气缸不平衡系统的推进系统；
图2是图1的系统的内燃发动机的截面2-2；
图3是示出根据各个实施例的气缸不平衡校正系统的控制方面的数据流程图；以及
图4是根据各个实施例的用于实现气缸不平衡校正系统的过程的流程图。
具体实施方式
以下详细描述公开了实施例，其是不旨在限制应用及其用途的示例。此外，无意受在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中提出的任何明示或暗示的理论约束。如本文所用，术语模块是指任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备，单独地或以任何组合，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其他合适部件。
这里可以根据功能和/或逻辑块部件以及各种处理步骤来描述本公开的实施例。应当理解，可以通过配置为执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现这样的块部件。例如，本公开的实施例可以采用各种集成电路部件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。另外，本领域技术人员将认识到，可以结合任何数量的转向系统来实践本公开的实施例，并且本文描述的车辆系统仅仅是本公开的一个示例实施例。
为了简洁起见，与信号处理、数据传输、信令、控制和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作部件)有关的常规技术在此处可能不会详细描述。此外，本文包含的各个附图中所示的连接线旨在表示各个元件之间的示例功能关系和/或物理联接。应当注意，在本公开的实施例中可以存在许多替代或附加的功能关系或物理连接。
如本文所述，公开的系统和方法实施例获知内燃发动机的气缸之间的空气/燃料比不平衡并且针对需要校正的任何识别出的气缸应用燃料命令校正。例如，可以评估失火状况和/或空气/燃料不平衡，以确定在向各个气缸的空气输送中是否存在差异。同样例如，可以评估燃料导轨压力变化，以确定例如通过喷射器向各个气缸的燃料输送中是否存在差异。当发现差异时，可以采用具有选择性点火分数变化的气缸停用来隔离需要校正的一个或多个气缸。另外，可以通过使用气缸停用来更精确地确定造成排气串扰的相邻点火气缸中的空燃比来实现改进的气缸平衡。
实施例可以包括推进系统100和气缸不平衡校正系统102，如图1中示意性示出，其包括还在图2中示意性示出的内燃发动机110。在该实施例中，发动机110通常具有限定八个气缸124的发动机缸体120，每个气缸具有联接以旋转曲轴126的活塞125。在当前实施例中，为方便起见，包括编号为1-8的八个气缸124。在其他实施例中，可以包括不同数量的气缸124。至少一个气缸盖130与每个活塞125配合以限定燃烧室132。燃料和空气混合物(未示出)被输送到燃烧室132中并被点燃，导致热膨胀的排气引起活塞125的往复运动。燃料由至少一个燃料喷射器136提供，其中一个示出为理解每个气缸124可具有单独的燃料喷射器136。燃烧空气通过气缸盖130中的至少一个进气端口138供应。燃料从与高压燃料泵142流体连通的燃料导轨140以高压被提供给燃料喷射器136，该高压燃料泵142增加从燃料源(未示出)接收的燃料的压力。每个气缸124具有作为火花点火系统的一部分的火花塞157。每个气缸124具有至少两个阀146，其由随曲轴126及时旋转的一个或多个凸轮轴148致动。虽然示出了顶置凸轮轴148，但在其他实施例中，可以采用不同的布置，例如具有推杆操作的顶置阀。阀146选择性地允许空气从相应的进气端口138进入燃烧室132，并交替地允许排气通过气缸盖130中的排气端口150排出。每个气缸152的每个阀146可以由致动器155选择性地停用，以消除一个或多个气缸做功，如下所述。在多个实施例中，致动器155禁止凸轮轴148打开阀146。
进气可以通过进气歧管154分配到进气端口138。进气管道系统156通过进气口158从周围环境输送空气以供应到进气歧管154。进气管道系统156可以包括常规部件，比如空气滤清器、充气系统和节气门体。排气歧管168将来自排气端口150的排气通过排气系统引导至尾管172。排气系统可以包括后处理系统170。
推进系统100还包括控制系统200，其通常包括控制器210、各种致动器和传感器系统216。控制器210可以从传感器系统216接收各种信号，并且向各种致动器发送控制信号以用于推进系统100的操作。传感器系统216包括感测推进系统100的可观察状况的一个或多个感测装置。在该实施例中，感测装置包括但不限于用于产生比例踏板位置信号的加速器踏板位置传感器212、排气/氧气/宽范围空气燃料(WRAF)传感器214、进气管道压力传感器218、空气质量流量和进气温度传感器220、歧管压力和温度(TMAP)传感器222、冷却剂和机油温度及液位传感器226、燃油导轨压力传感器228、凸轮位置传感器230、曲轴位置传感器232、排气压力传感器234和冷却剂温度传感器240。控制器210与传感器系统216通信地耦合，以从各种传感器接收输入信号，这些传感器配置为产生与与推进系统100相关的各种物理参数成比例的信号。使用各种感测的值，控制器210可以常规地确定多个参数，比如曲轴126的角速度和加速度以及复合的空气/燃料不平衡(AFI)。
通常，控制器210可以产生输出信号，以输送到布置成控制推进系统100的操作的各种受控装置，包括但不限于将燃料计量到气缸124中的燃料喷射器136。注意，虚线可用于指示控制器100与各种传感器和设备之间的通信，但为了清楚起见通常将它们省略。控制器210可以包括任意数量的电子控制模块，并且配置为从包括传感器系统216的各种源接收信息，处理该信息，并基于其而提供控制信号/命令以实现比如气缸不平衡校正系统102、推进系统100以及相关系统的操作之类的结果。在所描绘的实施例中，控制器210包括处理器250和存储器设备252，并且与存储设备254耦合。处理器250执行控制器210的计算和控制功能，并且可以包括任何类型的处理器或多个处理器、比如微处理器之类的单个集成电路或者协同工作以完成处理单元的功能的任何适当数量的集成电路设备和/或电路板。在操作期间，处理器250执行一个或多个程序，并且可以使用数据，其中每个都可以包含在存储设备254内，因此处理器250在执行本文所述的过程中控制控制器210的总体操作，比如以下结合图4进一步描述的过程。
存储器设备252可以是任何类型的合适存储器。例如，存储器设备252可以在例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保持活动存储器(KAM)中包括易失性和非易失性存储。KAM可以包括永久性或非易失性存储器，其可以在处理器250掉电时用于存储各种操作变量。可以使用许多已知存储器设备中的任何一种来实现存储器设备252，比如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存或者能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储器设备，其中一些数据表示由控制器210使用的可执行指令。在某些实施例中，存储器设备252可以位于计算机芯片上和/或共同位于与处理器250相同的计算机芯片上。在所描绘的实施例中，存储器设备252可以将上述程序连同数据的一个或多个存储值一起存储，比如用于短期数据访问。
存储设备254存储数据，比如用于长期数据访问，以用于自动控制推进系统100及其相关系统。存储设备254可以是任何合适类型的存储设备，包括直接访问存储设备，比如硬盘驱动器、闪存系统、软盘驱动器和光盘驱动器。在一示例性实施例中，存储设备254包括源，存储器设备252从该源接收执行本公开的一个或多个过程的一个或多个实施例的程序，比如下文结合图4进一步描述的过程(以及任何子过程)的步骤。在另一示例性实施例中，程序可以直接存储在存储器设备252中和/或以其他方式由其访问。程序表示可执行指令，由电子控制器210在处理信息和控制推进系统100及其子系统以及气缸不平衡校正系统102时使用，如下文进一步描述。指令可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。指令在由处理器250执行时支持比如来自各种传感器的信号的接收和处理以及用于自动控制推进系统100的部件和系统的逻辑、计算、方法和/或算法的性能。处理器250可基于逻辑、计算、方法和/或算法产生用于气缸不平衡校正系统102的控制信号，并自动控制推进系统100的各种部件和系统。应当理解，数据存储设备254可以是控制器210的一部分，与控制器210分离，可以是一个或多个控制器的一部分，或者是多个系统的一部分。存储器设备252和数据存储设备254与处理器250一起工作以访问和使用程序和数据。尽管推进系统100的部件描绘为是同一系统的一部分，但应当理解，在某些实施例中，这些特征可以包括多个系统。另外，在各个实施例中，推进系统100可以包括各种其他车辆设备和系统的全部或一部分，和/或可以耦合到各种其他车辆设备和系统。
控制器210控制推进系统100的操作以传递期望的操作性能，包括扭矩、速度和排放管理。通常，控制器210使用可用输入，包括来自传感器系统216以及本文标识的致动器的输入，以向控制器210提供参数数据以有效地控制各种功能。例如，基于数据输入，控制器210精确地计算容积效率并且控制用于每个气缸124中的化学计量的空气燃料混合物的适当量的燃料的输送。代替控制器210，可以使用不同类型的处理器来提供电子逻辑，例如嵌入式控制器、车载计算机或可能部署在应用中的任何处理模块。
控制器210确定何时检测到失火故障。发动机气缸124在其不能有效地燃烧燃烧室中的空气/燃料混合物时失火。导致失火/变异系数(COV)的状况可能来自许多问题，比如空燃比不正确、正时不当、压缩不当或火花不当。控制器210监视发动机参数，并且当检测到失火状况时，产生指示该状况的故障代码。为了本公开的目的，选择那些参数的阈值，使其小于触发故障报告所需的水平，并且监视COV状况并将其与阈值进行比较。为了确定COV，控制器210可接收输入以确定气缸124中的指示平均有效压力(IMEP)，包括来自曲轴位置传感器232的发动机速度和加速度。
控制器210还监视指示AFI的参数，并基于是否满足一个或多个条件来确定是否存在AFI。控制器可以基于排气/WRAF传感器214的输出来推断气缸空气燃料不平衡。当采用WRAF传感器214时，能够检测气缸124中的复合空气/燃料混合物。来自WRAF传感器214的信号对排气中的变化的氧气水平做出反应，并且能够确定发动机110的复合空燃比。排气流过尾管172作为复合物，并且仅使用WRAF传感器214可能难以辨别排气源于哪个气缸124。例如，点火顺序和排气歧管几何形状可以导致在给定时间在源于多个气缸124中的WRAF传感器214处存在排气包。
控制器210另外命令通过其相应的喷射器136将要输送到每个气缸124的燃料量。命令的燃料量与给定发动机110的当前操作状态时的化学计量条件所需的量相关。控制器210还经由燃料导轨压力传感器228监视在燃料导轨140中的压力。每次喷射器136将一定量的燃料计量到气缸124中时，在燃料导轨140中发生压降，并且燃料导轨压力传感器228对于选定的点火分数报告复合压降。压降是实际输送到启用气缸124的燃料量的代表。输送的实际燃料量可能与命令的量一致或可能与之偏离，比如由于喷射器性能的偏差。
控制器210进一步确定点火分数并执行动态燃料管理(DFM)策略。DFM控制所有16个阀146，使得可以选择性地停用八个气缸124中的任何一个。除其他参数外，控制器210使用发动机负载来确定采用哪个点火分数。可以通过比如来自进气温度传感器220、歧管压力和温度传感器222、加速器踏板位置传感器238和冷却剂温度传感器240的各种输入来确定发动机负载。采用许多停用配置，其范围从少至两个气缸操作模式到正常V8操作。各种气缸点火顺序的次序由控制器210控制。
操作分数的示例包括1/3、2/5、3/8、2/3、5/9和4/5。例如，分数4/5表示五个气缸序列中的四个活动，而仅剩五个序列中的一个气缸不点火。选择分母是因为它们平均分为四冲程发动机110所需的720度旋转。例如，以2/3分数为例，前720度旋转的停用气缸为1、2和4。在接下来的720度旋转中，停用的气缸为8、6和3。在许多实施例中，存在8气缸操作的64个可用分数。控制器210根据驾驶员通过踏板输入的扭矩请求以及其他因素来确定在给定时间需要多少个气缸124。然后选择点火缸124及其优化顺序。
参照图3，气缸不平衡校正系统102通常通过控制器210的操作来执行，并且可以配置为包括点火分数确定模块302、点火分数执行模块304、参数评估模块306、计算模块308、校正模块310和数据存储库312。通常，点火分数确定模块302确定可用气缸124的什么分数被采用以及发动机110以什么点火顺序操作。在该实施例中，点火分数执行模块304通过信号305执行基本点火分数和替代点火分数，该信号305启动阀致动器155的操作以及具有火花塞157的火花点火系统的控制。首先选择基本点火分数，然后替代点火分数用于空气/燃料平衡诊断目的，如下所述。
参数评估模块306在执行基本点火分数和替代点火分数期间评估COV、AFI和ΔP，以评估空气/燃料不平衡。计算模块308确定在进气冲程期间被吸入气缸124中的空气燃料混合物的质量密度的比率。为了校正不平衡，可使用新估计的每个气缸空气(使用COV、AFI的百分比偏差)来计算容积效率。另外，可以计算火花变化。计算模块308可以使用附加输入，比如来自歧管压力和温度传感器222的信号332、来自进气温度传感器220的信号336、来自WRAF传感器214的信号322、来自控制器210的其他模块的输入以及来自数据存储库312的数据比如容积和常数。校正模块310使用气缸124的新计算的容积效率来产生信号314，以调整至气缸124的燃料流量，以及火花参数以经由信号344来校正AFI，从而校正气缸124之间的不平衡。校正模块310可以从控制器210的其他模块接收信号340，数据包括关于先前燃料流量以确定校正系数。计算模块308还可利用来自歧管压力和温度传感器222的输入来计算压力差，以评估空气/燃料不平衡。校正模块310可以基于由作为不平衡源的源气缸124产生的ΔP的差来确定用于不平衡喷射器136的新燃料率命令。校正模块310通过经由信号314调整至所识别气缸的燃料流量和/或经由信号344调整火花塞157的火花正时来施加必要的校正。
另外参考图4且继续参考图1-3，以流程图的形式示出了比如可以由气缸不平衡校正系统102执行的过程400。过程400开始于402，比如当推进系统100的操作开始时。读取404包括传感器系统216的传感器输入在内的传感器输入连同来自控制器210的其他模块的输入。特别地，比如来自加速器踏板位置传感器212的信号315将发动机110的所请求的功率输入提供给点火分数确定模块302。此外，比如来自曲柄位置传感器232的信号316将发动机110的速度尤其是曲轴132的角速度的输入提供给点火分数确定模块302。信号318还可以提供来自控制器210的另一模块的发动机负载输入，其可以由来自进气温度传感器220、歧管压力和温度传感器222、加速器踏板位置传感器238和冷却剂温度传感器240的输入确定。信号318被输送到点火分数确定模块302。过程400进行到确定406点火分数，以用于当负载不需要所有八个气缸124的操作时在某些气缸124停用的情况下在当前负载下的发动机110的操作。例如，基于当前负载需求，发动机可以向该需求供应四个气缸已停用且仅气缸位置1、2、7和8点火。然后，过程400比如通过经由控制器210和点火分数执行模块304来操作致动器155和火花点火系统来执行408DFM策略，以禁用停用的阀146和火花塞157的操作。
当发动机110在一个或多个气缸124停用的情况下操作时，控制器210进行到例如通过参数评估模块306来评估410燃料导轨140中的压力变化(ΔP)。控制器110监视发动机参数，包括来自燃料导轨压力传感器228的信号324。根据8个气缸操作时的压力与由选择的点火分数所产生的压力之间的差确定由选择的点火分数所产生的压降，并被记录和可以存储在数据存储库312中。过程400从评估414ΔP步骤进行到比如通过参数评估模块306确定412燃料ΔP是否小于阈值或者其是否等于或大于阈值。选择压力差阈值作为一个燃料喷射器136何时产生与另一燃料喷射器136不相称的压力以及该压力差量将导致气缸124之间可察觉的发动机性能变化的指示。预定阈值可以存储在比如数据存储库312中并由参数评估模块306引用。当确定是肯定的，并且燃料ΔP小于阈值时，当发动机110仍在一个或多个气缸124停用的情况下操作时，控制器210进行到例如通过参数评估模块306来评估414COV。控制器110监视发动机参数以寻找失火状况的指示，这可以使用常规方法来完成，比如使用信号316来确定曲轴加速度。这些参数的阈值由参数评估模块306访问，比如从数据存储库312。阈值被选择所在的值小于会触发COV故障报告的水平。在访问了预定COV阈值并确定与失火有关的参数的状态之后，参数评估模块306然后确定418是否达到COV阈值。
而且，当发动机110在一个或多个气缸124停用的情况下操作时，控制器210进行到比如通过参数评估模块306访问通过信号322输送的WRAF传感器214输入来评估416AFI。控制器110监视发动机参数，比如来自WRAF传感器214的信号，寻找空燃比不平衡状况的指示。这些参数的阈值由参数评估模块306访问，比如从数据存储库312。控制器210可以包括空气燃料不平衡模块(未示出)，其接收并存储来自WRAF传感器214的信号样本。AFI模块基于样本诊断是否存在AFI故障。阈值被选择所在的幅度小于会触发AFI模块故障报告的水平。在访问预定AFI阈值并确定AFI相关参数的状态之后，参数评估模块306然后确定418是否达到AFI阈值。
当确定418关于COV和AFI均不超过阈值而为否定时，过程400返回到开始402并从其进行。当COV和/或AFI参数之一或两者都超过相应的阈值意味着确定418为肯定时，过程400进行到计算420气缸容积效率估计和/或火花校正。例如，确定418COV超过其阈值指示活动气缸124是不平衡源，而确定418AFI超过其阈值指示活动气缸124是不平衡源。对于在评估414COV或评估416AFI中识别的气缸124，当COV超过其阈值时，比如通过计算模块308来计算430新的容积效率。对于在评估416AFI中识别的气缸，比如通过计算模块308计算420火花校正。火花校正可以调整由火花塞157产生的火花的正时。
返回确定412燃料ΔP是否小于阈值，当确定412为否定并且ΔP不小于其阈值时，过程400进行到计算422燃料校正。燃料校正可以是燃料率变化。例如，计算422可以确定对用于燃料喷射器136的操作的控制信号的修改以输出更大的燃料率。
过程400进行到应用424如在步骤420、422可以计算的校正。通过经由比如来自校正模块310的流量信号314调整至所识别的气缸的燃料流量来校正424任何计算的容积效率校正420，修改所涉及的燃料喷射器136的操作。通过经由比如来自校正模块310的火花信号344调整所识别的气缸的火花，通过修改所涉及的火花塞157的操作，来校正任何计算的火花校正420。单独地，应用424任何计算422的燃料校正。计算模块308可以基于由不平衡气缸124的操作所产生的ΔP的差而在发现不平衡喷射器136时计算434新的燃油率命令。校正模块310通过经由流量信号314调整至所识别的气缸的燃料流量到来应用424必要的校正432。应当理解，当不平衡不能与一个或多个特定气缸124相关时，校正可以为1，表示信号314、344不影响操作变化。
在应用424任何校正之后，过程400进行到确定426是否实施替代DFM策略。例如，当气缸124之间的不平衡持续时，当发动机110是新的时或在发动机的寿命期间周期性地，确定426可以是肯定的。在其他情况下，确定426可以为否定的，并且过程可以返回到开始402。当确定426为肯定的时，过程400进行到选择428替代DFM策略。
比如通过点火分数确定模块302选择替代DFM策略428包括选择分数，该分数使用相同数量的停用气缸124作为基本分数，但具有与在确定点火分数406步骤选择时不同的一组启用气缸124。选择418替代DFM策略是为了识别作为感知或可能的不平衡的源的气缸124或燃料喷射器136。例如，假设在确定点火分数406步骤将气缸位置1、2、7和8选择为基本点火分数，则选择替代DFM策略428可以选择四个气缸中的新的一组，其仅包括气缸位置1、2、7、8中的两个。然后比如通过点火分数执行模块304执行408替代DFM策略。例如，通过将四个操作气缸中的两个更改为不同的两个气缸，可以评估哪一对气缸包含不平衡的源气缸。过程400进行步骤410-424。在下一次迭代中，从启用的气缸中掉落的两个气缸之一可以加回到下一点火分数，以代替原来DFM策略中的一个气缸。以此方式，通过多次迭代，可以识别造成不平衡的气缸124或一组气缸124。当推进系统100关闭时，过程400结束。
通过前述实施例，系统和方法获知空气/燃料不平衡并进行校正。当不平衡是由于不同的物理气缸容积(如可能因制造差异而发生)而出现时可被校正。所得的不同容积可能导致不同的空燃比，其中并非所有比例都处于优选的化学计量比。当不平衡是由于燃料率的差异而出现时可被校正，比如由于喷射器差异而可能发生，包括由于性能随时间的恶化而引起的差异。另外，当WRAF传感器由于相邻排气包的混合而难以辨别不平衡源气缸时，所公开的系统和方法使得能够获知每个气缸的真实空燃比。
尽管在前面的详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，但应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施方式仅是示例，并且无意以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求及其合法等同物所阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种气缸不平衡校正系统，包括：
发动机，其具有多个气缸、曲轴、进气系统和排气系统；
第一传感器，其设置在排气系统中并且配置为产生指示多个气缸中的空燃比的第一信号；
第二传感器，其设置成邻近曲轴并且配置为产生指示曲轴速度的第二信号；以及
控制器，其配置为：
确定基本停用策略，并在多个气缸中的第一组停用的情况下操作发动机；
使用第一信号和第二信号中的至少一个来评估发动机是否在多个气缸之间存在空气/燃料不平衡的情况下操作；
确定替代停用策略，并在多个气缸中的第二组停用的情况下操作发动机，其中第二组仅包括第一组中包括的多个气缸中的一些；
基于替代停用策略的结果，识别多个气缸中的第一组中的哪个是空气/燃料不平衡的源气缸；以及
校正至该源气缸的燃料流量。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器配置为使用第一信号和第二信号中的至少一个来评估发动机是否在变异系数近似指示失火的情况下操作。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器配置为仅当发动机在变异系数近似指示失火的情况下操作时才确定替代停用策略。
4.根据权利要求1所述的系统，包括第三传感器，其配置为产生指示燃料压力的第三信号，其中，所述控制器配置为使用第三信号来评估当发动机在多个气缸中的第一组停用的情况下操作时并且当发动机在多个气缸中的第二组停用的情况下操作时的燃料压力的变化。
5.根据权利要求4所述的系统，包括发动机上的燃料喷射器，其中，所述控制器配置为通过燃料压力的变化来确定燃料喷射器是否具有恶化的性能。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个气缸中的两个气缸配置为顺序点火，使得所述控制器无法仅使用第一信号来辨别两个气缸中的哪个由第一信号指示，并且其中，所述控制器配置为使用替代停用策略来确定两个气缸的改进的空燃比。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一传感器基于排气系统中的氧气水平产生所述第一信号，并且其中，所述控制器配置为：
基于排气系统中的氧气水平调整多个气缸的空燃比；以及
基于替代停用策略的结果调整源气缸的空燃比。
8.一种控制具有多个气缸、曲轴、进气系统和排气系统的发动机的方法，该方法包括：
通过设置在排气系统中的第一传感器产生指示多个气缸中的空燃比的第一信号；
通过设置成邻近曲轴的第二传感器产生指示曲轴速度的第二信号；
通过控制器确定停用策略；
通过控制器使用停用策略来在多个气缸中的第一组停用的情况下操作发动机；
通过控制器使用第一信号和第二信号中的至少一个来评估发动机是否在多个气缸之间存在空气/燃料不平衡的情况下操作；
通过控制器确定替代停用策略；
通过控制器使用替代停用策略来在多个气缸中的第二组停用的情况下操作发动机，其中第二组仅包括第一组中包括的多个气缸中的一些；
通过控制器并基于替代停用策略的结果，识别多个气缸中的第一组中的哪个是空气/燃料不平衡的源气缸；以及
通过控制器校正至该源气缸的燃料流量。
9.根据权利要求8所述的方法，包括通过所述控制器使用第一信号和第二信号中的至少一个来评估发动机是否在变异系数近似指示失火的情况下操作。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一传感器基于排气系统中的氧气水平产生所述第一信号，并且包括：
通过控制器基于排气系统中的氧气水平调整多个气缸的空燃比；以及
通过控制器并基于替代停用策略的结果调整源气缸的空燃比。
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