催化劑后的汽缸失調(diào)監(jiān)測(cè)的制作方法
【專利說明】催化劑后的汽缸失調(diào)監(jiān)測(cè) 技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明大體設(shè)及用于檢測(cè)汽缸空氣-燃料失調(diào)（imbalance)的方法和系統(tǒng)。 【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代車輛使用Ξ元催化劑（TWC)用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣后處理。隨著日益收緊的 汽車排放政府法規(guī)，反饋控制被用來充分地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比（AFR)。一些車輛具有在TWC 上游的通用排氣氧扣EGO)傳感器和TWC下游的加熱型排氣氧（肥GO)傳感器下游，W將AFR 控制在化學(xué)計(jì)量比附近。汽缸中的反饋AFR控制通過將AFR調(diào)節(jié)為在化學(xué)計(jì)量比附近的期 望的AFR來實(shí)現(xiàn)，在化學(xué)計(jì)量比附近的期望的AFR轉(zhuǎn)而基于肥GO電壓與預(yù)定的肥GO電壓 設(shè)定點(diǎn)的偏差來進(jìn)行微調(diào)。
[0003] 然而，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的物理幾何形狀和布置在排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生不均勻的、分區(qū)的排 氣流狀況，所述不均勻的、分區(qū)的排氣流狀況使汽缸中AFR難W確定。諸如汽缸之間的AFR 失調(diào)的各種狀況會(huì)使運(yùn)種不均勻的、分區(qū)的排氣流狀況加重，使得UEG0傳感器不能等同 地檢測(cè)所有汽缸。當(dāng)一個(gè)或更多個(gè)汽缸中的AFR由于汽缸特定狀況而不同于其他汽缸中 的AFR時(shí)，汽缸之間的AFR失調(diào)發(fā)生，所述汽缸特定狀況諸如為在特定汽缸處的進(jìn)氣歧管 泄漏、阻塞的燃料噴射器、各個(gè)汽缸排氣再循環(huán)流道失調(diào)、或燃料流輸送問題。由于分區(qū)的 排氣流，僅可W在汽缸具有相對(duì)大的失調(diào)的情況下檢測(cè)到具有空氣-燃料失調(diào)的汽缸。因 此，較小的失調(diào)不能被檢測(cè)到，導(dǎo)致顯著的原料氣排放（諸如一氧化氮（C0)或氮的氧化物 (NOx))直接進(jìn)入排氣管，因?yàn)橛衅畹目諝?燃料混合物被直接供給到催化劑，從而超出 允許自化學(xué)計(jì)量比的短偏差的氧存儲(chǔ)緩沖器的承受能力。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述問題，并且已經(jīng)發(fā)明解決上述問題的各種方法。具體 地，提供了用于提供識(shí)別并減輕發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸特有的空氣-燃料失調(diào)狀況的技術(shù)效果的系統(tǒng) 和方法。在一個(gè)示例中，一種方法包含：基于汽缸空氣-燃料失調(diào)的指示來調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)，所述汽缸空氣-燃料失調(diào)基于來自第二傳感器的輸出和多個(gè)各個(gè)汽缸加權(quán)因子被檢 巧。，所述第二傳感器位于第一傳感器的下游的排氣系統(tǒng)中，所述第一傳感器位于所述排氣 系統(tǒng)中。
[0005] W此方式，汽缸空氣-燃料失調(diào)可W基于通過第二排氣傳感器測(cè)量的排氣的成分 被檢測(cè)。經(jīng)過第二排氣傳感器的排氣是來自所有汽缸的排氣流的相對(duì)均勻的混合物，并且 因此每個(gè)汽缸的空燃比可W被等同地檢測(cè)。為了在當(dāng)僅測(cè)量排氣的混合物而非對(duì)應(yīng)于每一 個(gè)各個(gè)汽缸的各個(gè)未燃燒的燃料時(shí)確定每個(gè)汽缸的空燃比，多個(gè)各個(gè)汽缸加權(quán)因子被應(yīng)用 于來自第二排氣傳感器的輸出。多個(gè)各個(gè)汽缸加權(quán)因子可W反映通過第一排氣傳感器在多 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況下檢測(cè)的每個(gè)汽缸對(duì)空燃比的貢獻(xiàn)。
[0006] 應(yīng)當(dāng)理解，提供W上概述是為了 W簡(jiǎn)化的形式介紹一些概念的選擇，運(yùn)些概念在 【具體實(shí)施方式】中被進(jìn)一步描述。運(yùn)并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征， 要求保護(hù)的主題的范圍由隨附于【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的 主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。 【附圖說明】
[0007] 圖1是圖示說明多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的單個(gè)汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0008] 圖2是圖1的包括多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0009] 圖3是圖示說明用于確定汽缸空氣-燃料失調(diào)的方法的高級(jí)流程圖。
[0010] 圖4是圖示說明利用下游傳感器來檢測(cè)各個(gè)汽缸空燃比的方法的流程圖。 【具體實(shí)施方式】
[0011] W下描述設(shè)及用于利用催化劑后的排氣傳感器（post-catalyst exhaust gas sensor)來檢測(cè)汽缸空氣-燃料失調(diào)（imbalance)的系統(tǒng)和方法。失調(diào)的汽缸空燃比可有 助于增加排氣排放，并且因此發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可W監(jiān)測(cè)失調(diào)的汽缸空燃比，并且如果檢測(cè)到失 調(diào)的汽缸空燃比，則調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和/或告知操作者。通常，利用設(shè)置在催化劑上游的排 氣傳感器監(jiān)測(cè)汽缸失調(diào)，其中不正常濃或稀排氣的各個(gè)"未燃燒的燃料"可能被檢測(cè)到移動(dòng) 經(jīng)過排氣傳感器。然而，排氣傳感器不能等同地檢測(cè)來自每個(gè)汽缸的排氣成分。例如，排氣 歧管幾何形狀、傳感器位置和排氣成分都會(huì)影響傳感器的等同地監(jiān)測(cè)每個(gè)汽缸能力。因此， 可能難W區(qū)別弱感測(cè)的汽缸的真實(shí)失調(diào)與強(qiáng)感測(cè)的汽缸的正常運(yùn)轉(zhuǎn)之間的差。運(yùn)種監(jiān)測(cè)的 另一缺點(diǎn)是，它需要排氣傳感器W相對(duì)快的速率被采樣并被處理。運(yùn)在高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下在 車輛的控制器上產(chǎn)生顯著的計(jì)時(shí)加載，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)在某些運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中失效。
[0012] 根據(jù)本文中所公開的實(shí)施例，催化劑后的排氣傳感器（例如，下游傳感器）可W被 采樣，W便監(jiān)測(cè)汽缸空氣-燃料失調(diào)。所公開的汽缸監(jiān)測(cè)檢測(cè)當(dāng)在不同的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍（例如， 不同的轉(zhuǎn)速-負(fù)荷狀況）時(shí)催化劑后的氣體成分如何改變。催化劑后的排氣是來自汽缸組 上的所有汽缸的排氣的經(jīng)混合的混合物。然而，混合物的成分基于各個(gè)汽缸由催化劑前的 傳感器（例如，上游排氣傳感器）的感測(cè)權(quán)重而有偏差。因此，催化劑后的氣體成分對(duì)上游 傳感器在給定工況下如何感測(cè)每個(gè)汽缸高度敏感。
[0013] 在映射過程中，感測(cè)能力能夠在各種轉(zhuǎn)速/負(fù)荷狀況下被量化。上游傳感器的運(yùn) 種動(dòng)態(tài)感測(cè)響應(yīng)能夠被用作自然或被動(dòng)干擾的來源。在典型的驅(qū)動(dòng)循環(huán)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)在許 多不同的轉(zhuǎn)速/負(fù)荷狀況下運(yùn)轉(zhuǎn)。汽缸感測(cè)貢獻(xiàn)和因而產(chǎn)生的催化劑后的空燃比能夠被采 集，形成貫穿運(yùn)轉(zhuǎn)范圍的帶有值的數(shù)據(jù)組。數(shù)據(jù)組能夠被回歸，從而針對(duì)給定汽缸組上的每 一個(gè)汽缸產(chǎn)生近似的貢獻(xiàn)因子。
[0014] 運(yùn)種類型的處理將會(huì)W相對(duì)緩慢的速率來完成，因?yàn)榇呋瘎┗旌喜⑦^濾用于汽缸 失調(diào)測(cè)量的氣體。因此，不存在快速采樣的益處。針對(duì)運(yùn)些轉(zhuǎn)速/負(fù)荷狀況中的每一個(gè)的 數(shù)據(jù)可W在特定時(shí)間段被平均，并且平均值可W被用于回歸，W減少計(jì)時(shí)加載。圖1-2圖示 了包括用于監(jiān)測(cè)汽缸失調(diào)的第一上游傳感器和第二下游傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。圖1-2的發(fā) 動(dòng)機(jī)系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)用于執(zhí)行本文中所描述的方法和程序（諸如在圖3-4中圖示說明的方 法）的指令的控制器。
[0015] 圖1-2圖示了示出包括多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的示意圖，多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10 可W被包括在汽車的推進(jìn)系統(tǒng)中。圖1示出了多缸發(fā)動(dòng)機(jī)10的一個(gè)汽缸，而圖2示出了發(fā) 動(dòng)機(jī)10的所有汽缸?？蒞至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)w及經(jīng)由輸入裝置130 來自車輛操作者132的輸入控制發(fā)動(dòng)機(jī)10。在運(yùn)個(gè)示例中，輸入裝置130包括加速器踏板 和用于產(chǎn)生成比例的踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室（即，汽 缸）30可W包括燃燒室壁32,活塞36被設(shè)置在燃燒室壁32中。活塞36可W被禪連至曲軸 40,使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸40可W經(jīng)由中間變速器系統(tǒng)禪連 至車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。另外，啟動(dòng)器馬達(dá)可W經(jīng)由飛輪禪連至曲軸40, W實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī) 10的啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0016] 燃燒室30可W經(jīng)由進(jìn)氣通道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣空氣，并且可W經(jīng)由排氣 通道48排出燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣通道48能夠經(jīng)由各自的進(jìn)氣口 52和排氣口 54 與燃燒室30選擇性地連通。在一些實(shí)施例中，燃燒室30可W包括兩個(gè)或更多個(gè)進(jìn)氣口和/ 或兩個(gè)或更多個(gè)排氣口。在運(yùn)個(gè)示例中，可W經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)凸輪通過凸輪驅(qū)動(dòng)控制進(jìn) 氣口 52和排氣口 54,并且可W使用下列系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)：凸輪輪廓線變換系統(tǒng)（CP巧、 可變凸輪正時(shí)（VCT)系統(tǒng)、可變氣口正時(shí)（WT)系統(tǒng)和/或可變氣口升程（WL)系統(tǒng)，運(yùn)些 系統(tǒng)可W由控制器12運(yùn)轉(zhuǎn)W改變氣口運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)氣口 52和排氣口 54的位置可W分別由氣 口位置傳感器55和57確定。在可替代的實(shí)施例中，進(jìn)氣口 52和/或排氣口 54可W由電 動(dòng)氣口驅(qū)動(dòng)控制。例如，汽缸30可W可替代地包括通過電動(dòng)氣口驅(qū)動(dòng)控制的進(jìn)氣口和通過 包括(PS系統(tǒng)和/或VCT系統(tǒng)的凸輪驅(qū)動(dòng)控制的排氣口。
[0017] 在一些實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽