以单独发动机气缸进行空燃比失衡监测和检测的车辆控制的制作方法

本公开涉及具有多缸内燃发动机的车辆识别气缸之间的空燃比失衡的操作。

背景技术：

1、可以控制发动机空燃比以提供期望的催化剂性能、减少排放并且提高发动机燃料效率。对发动机气缸中的空燃比(afr)的控制可以包括通过一个或多个排气氧(ego)传感器监测排气氧并且调整燃料和/或增压空气参数。然而，多缸发动机可以包括与多个(或所有)气缸相关联的单个传感器(ego或其他传感器)，使得可能难以确定与特定传感器相关联的气缸中的哪个气缸导致afr失衡。已经开发了各种策略来检测哪些气缸是造成afr失衡的原因，诸如在燃料切断期间(dfso)控制各个气缸的同时监测ego传感器信号，例如，如us10337430b2中所述。也可以使用基于曲轴位置的方法来监测afr失衡。然而，扭矩需求的瞬态变化(诸如来自各种发动机附件负载)和抽取误差可能会限制可以执行监测的条件。

2、例如，对较小afr失衡的可靠检测利于更好的排放控制，同时减少不必要的干预，诸如警告驾驶员或以可能不利地影响性能或燃料经济性预期的方式控制发动机。用于afr失衡检测的一种现有技术策略使用转速-负载启用网格来指定其中可以可靠地检测来自共享同一传感器的所有气缸的故障的特定工况。该启用网格受到所述组中最差气缸的限制，并且因此可能需要多个发动机循环(例如，100-400)来完成，从而降低了期望的完成率。

技术实现思路

1、本发明人已经认识到，虽然各种现有的诊断策略可能无法识别出有故障的气缸，除非在与传感器相关联的所有气缸都满足预定标准的情况下，但是离线收集的数据可以用于确定可以可靠地检测到afr失衡的特定发动机工况(诸如转速-负载点)的气缸子集。因此，根据本公开的一个或多个实施例使用基于单独气缸的启用网格，其中仅在给定发动机操作点处针对可检测气缸子集启用afr失衡检测。当针对每个气缸完成预定数量的循环(例如，100-400)内的测量时，诊断被认为完成。循环不一定是任何特定气缸所独有的。更确切而言，对于被确定为具有对该工况的可靠检测的气缸子集内的多个气缸，包括来自同一循环的测量值。该策略可以具有各种相关联的优点，包括但不限于将afr失衡监测扩展超出限于气缸组中最弱气缸的可检测性的条件以及提高期望的诊断完成率。

2、鉴于上述内容，发明人在本文中已经开发了用于控制具有多缸内燃发动机的车辆以响应于指示而激活afr监测器的系统和方法，所述指示是当前发动机操作点包括：先前基于针对当前发动机操作点与包括至少一个气缸的一组气缸相关联的传感器信号确定为具有可靠可检测的afr的至少一个气缸；以及基于所述传感器信号不具有可靠可检测的afr的至少一个气缸。

3、在各种实施例中，一种车辆包括：内燃发动机，所述内燃发动机具有多个气缸；传感器，所述传感器被配置为生成与多个气缸中的第一气缸和第二气缸的空燃比相关的传感器信号；以及控制器，所述控制器与传感器通信并且被编程为响应于指示而监测第一气缸的空燃比，所述指示是第一气缸的空燃比测量值满足当前发动机工况的预定标准而第二气缸的空燃比测量值不满足当前发动机工况的预定标准。所述控制器还可以被编程为从查找表中检索所述指示，从而识别多个气缸中的哪些气缸满足当前发动机工况的预定标准。当前发动机工况可以对应于多个预定发动机转速-负载区域中的一者，多个气缸中的每一者与其中空燃比测量值满足预定标准的转速-负载区域中的至少一者相关联，并且所述发动机转速-负载区域中的至少一者包括空燃比测量值针对多个气缸的子集满足预定标准的指示，所述子集包括少于所有所述多个气缸。所述控制器还可以被编程为：随着发动机工况变化，重复地监测被指示为满足当前工况的预定标准的气缸的空燃比，直到获得多个气缸中的每一者的预定数量的空燃比测量值为止。所述控制器可以被编程为在获得多个气缸中的每一者的预定数量的空燃比测量值之后，响应于空燃比失衡超过对应阈值而生成诊断代码。在各种实施例中，传感器包括排气氧传感器，所述排气氧传感器可以包括通用排气氧(uego)传感器或加热型排气氧(hego)传感器。可以由控制器基于在发动机循环内来自传感器的信号的变化的测量来计算空燃比测量值或确定。预定标准可以对应于误报率小于第一阈值并且漏报率小于第二阈值，如使用具有相同数量和配置的气缸和传感器的测试发动机与一个或多个附加的测试传感器离线确定以比较结果。

4、根据本公开的实施例还可以包括一种用于控制具有内燃发动机的车辆的方法，所述内燃发动机包括多个气缸，其中多个气缸中的至少第一气缸和第二气缸与传感器相关联，所述传感器被配置为提供用于确定第一气缸和第二气缸的空燃比的信号，所述方法包括由车辆控制器：监测先前被识别为具有满足当前发动机工况的预定标准的空燃比确定的气缸的空燃比，所述先前被识别的气缸包括针对至少一个发动机工况的第一气缸和第二气缸中的仅一者；随着发动机工况改变，重复所述监测，直到多个气缸中的每一者具有预定数量的空燃比确定为止；并且响应于多个气缸之间的空燃比变化超过相关联的阈值而生成诊断信号。所述方法可以包括控制器访问查找表以选择先前被识别为具有满足当前发动机工况的预定标准的空燃比确定的气缸，所述查找表由对应于当前发动机工况的发动机转速-负载区域索引。在各种实施例中，车辆传感器是通用排气氧(uego)传感器，其中监测空燃比包括基于在发动机循环内来自传感器的信号的波动的测量来计算度量。预定标准可以对应于生成诊断信号的误报率和漏报率，如通过比较使用一个或多个附加传感器从测试发动机收集的数据以验证在各种发动机操作点的生产中所使用的发动机传感器的空燃比指示来确定。所述方法可以包括计算多个气缸之间的平均空燃比变化，其中响应于平均空燃比变化超过相关联的阈值而生成诊断信号。

5、根据本公开的实施例还可以包括一种用于控制包括多缸内燃发动机的车辆的方法，所述多缸内燃发动机具有与一组气缸相关联的传感器，所述方法包括由车辆控制器：选择包含少于所有所述一组气缸的气缸子集用于空燃比监测，所述子集包括先前基于来自针对当前发动机转速-负载操作区域的传感器的信号被识别为具有可靠空燃比确定的气缸；重复为不同的发动机转速-负载操作区域选择气缸子集，直到发动机的所有气缸都具有预定数量的空燃比确定为止；并且响应于不同气缸的空燃比确定之间的差值超过对应的阈值，生成空燃比失衡信号。选择气缸子集可以包括从由当前发动机转速-负载操作区域访问的先前存储的查找表中检索气缸列表。所述方法还可以包括通过针对具有与多缸内燃发动机相同数量的气缸的代表性测试发动机的多个发动机转速-负载区域中的每一者使用第二传感器测量每个气缸的空燃比来将气缸识别为具有可靠的空燃比确定。替代地或组合地，可以通过针对特定情况调整命令的燃料来人为引入空燃比失衡。例如，可以通过将第一气缸的命令的燃料质量减少/增加20％来在第一气缸上引入20％的稀/富失衡。因为人为引入的失衡是已知的，所以可以使用单个传感器来评估检测的可靠性。将气缸识别为具有可靠的空燃比确定可以包括排除具有高于对应阈值的误报率的气缸，所述误报率与基于来自与所述一组气缸相关联的传感器的信号确定空燃比失衡高于对应阈值而基于来自第二传感器的信号没有检测到实际空燃比失衡相关联。类似地，将气缸识别为具有可靠的空燃比确定可以包括排除具有高于对应阈值的漏报率的气缸，所述漏报率与基于来自第二传感器而不是与所述一组气缸相关联的传感器的信号检测到空燃比失衡相关联。

6、以上讨论包括由发明人做出的并且不被认为是公知的认识。应理解，提供以上技术实现要素：是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，主题的范围由具体实施方式之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。