[发明专利]空气/燃料失衡监测器

说明书

【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；