[0027]转化器70包括排气催化剂。例如，转化器70能够包括多块催化剂砖。在另一示例中，能够使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一种示例中，转化器70能够是三元型催化剂。尽管所描述的示例示出在涡轮164上游的第一排气氧传感器126，但应认识到，在替代实施例中，第一排气氧传感器126可以被设置在涡轮164下游且转化器70上游的排气歧管中。另外，第一排气氧传感器126在本文中可以被称为预催化剂氧传感器，而第二排气氧传感器186在本文中可以被称为后催化剂氧传感器。第一和第二氧传感器可以给出排气空燃比的指示。例如，第二排气氧传感器186可以用于催化剂监测，而第一排气氧传感器126可以用于发动机控制。另外，第一排气氧传感器126和第二排气氧传感器186都可以以传感器在稀与富空燃控制之间转变(例如，从稀到富或从富到稀转变)的转变频率或响应时间操作。在一种示例中，排气氧传感器退化速率可以基于传感器的转变频率，退化速率随着转变频率的降低而增加。在另一示例中，排气氧传感器退化速率可以基于排气氧传感器的响应时间，退化速率随着响应时间的减少而增加。例如，如果传感器是线性传感器(诸如UEG0)，那么传感器退化速率可以基于传感器的响应时间。可替代地，如果传感器不是线性传感器(诸如HEG0)，那么传感器退化速率可以基于传感器的转变频率。为了下面描述方法的目的，转变频率和响应时间可以在推测火花塞结垢中被互换地使用。然而，在一些实施例中，转变频率与响应时间的分析可以分别基于排气氧传感器是非线性的还是线性的。
[0028]控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/o) 104、只读存储器(ROM) 106、随机存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110和常规数据总线。控制器12被示为接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除之前讨论的那些信号之外，还包括:来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);耦接至加速器踏板130用于感测车辆操作者的足部132调整的加速器踏板位置(PP)的位置传感器134 ;用于确定尾气点火的爆震传感器(未示出)；来自耦接至进气歧管144的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自耦接至升压室146的压力传感器122的升压压力的测量值；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120 (例如，热线空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压力也可以被感测(传感器未示出)以用于被控制器12处理。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次回转均产生预定数量的等间距脉冲，根据其能够确定发动机转速(RPM)。
[0029]在一些实施例中，发动机可以被耦接至混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可以具有并联配置、串联配置或者其变体或其组合。
[0030]在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个冲程循环:循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门154关闭，而进气门152打开。空气经由进气歧管144被引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其冲程结束的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门152和排气门154关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束并最靠近汽缸盖的位置(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火器件如火花塞92点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门154打开，以便将已燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管148，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例进行描述，并且进气和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。
[0031]图2示出了可以被包括在图1的发动机100中的示例点火系统200。点火系统200包括用于给变压器的感应点火线圈202充电以激励火花塞204的点火电路以及火花塞结垢与预点火检测部件、电阻205 (Rl)和207 (R2)、二极管D2以及用于评估来自点火系统的电压和/或电流输出以便确定火花塞结垢的水平的停顿条件/限制(qualificat1n) /检测模块206。点火电路包括火花塞204，火花塞204被连接至点火线圈202的次级绕组208的高电压端。次级绕组208的低电压端经由前馈二极管212(D1)被连接至电压电源210(例如，车辆电池的电压)，前馈二极管212 (Dl)与两个电阻205 (Rl)和207 (R2)并联。在点火线圈停顿开始的时候，点火线圈的次级绕组208可以产生近似1000V的峰值(也被称为前馈电压或VfT)。VfT随着停顿的持续时间而缓慢地衰减。VfT的峰值的幅值和衰减速率取决于线圈的特性和在停顿期间被施加于线圈的初级绕组209的电池电压的幅值。总Vff被分配在火花塞204与次级绕组208的低电压端之间，这由火花塞处的对地阻抗(例如，基于火花塞结垢水平的结垢阻抗)和前馈二极管212两端的对电压电源210的阻抗确定。前馈二极管212在点火线圈中通常被用作在停顿开始时防止火花塞204处的大电流(例如，电弧放电)。二极管两端的阻抗由以相互串联且与二极管212并联方式放置的两个电阻205 (Rl)和207(R2)确定。通过选择电阻值，信号输出可以被“调谐”为在选定火花塞结垢水平是有效的以便防止发动机由于火花塞结垢引起失火，并且可靠地检测预点火的发生。例如，较低的电阻值会使检测更不敏感(例如，使得能够感测相对更高水平的结垢)，而更高的值会使检测更敏感(例如，使得能够感测相对更低水平的结垢)。
[0032]停顿条件和火花塞结垢/预点火模块206通过连接在电阻205 (Rl)与207 (R2)之间的输入分支连接至点火电路，以便基于输入分支的位置处的电压的衰减速率确定火花塞结垢的水平，如在下文中更详细地描述的。控制信号可以通过控制线214提供，并且被用来开始点火电路的点火线圈202的停顿。例如，控制信号可以由动力传动系统控制模块(PCM) 215提供。在停顿开始的时候，控制信号上的电流吸收器216和218均开启(ON)(例如，开关220闭合)。停顿信号条件模块222接收控制信号，并检测停顿的开始沿。在停顿的开始沿处，控制信号被发送至固态开关装置，诸如绝缘门极双极型晶体管(IGBT) 223，其建立和中断到点火线圈202的初级绕组209的电流。停顿信号条件模块和固态装置可以形成用于点火线圈的停顿控制的智能驱动器，其包括译码或以其他方式解释为点火线圈的控制提供的停顿命令的解释逻辑。
[0033]停顿信号条件模块222还可以命令空白阶段产生器224产生保持开关220闭合的空白阶段(例如，具有500 μ秒的持续时间)，以便在停顿开始时避免前馈电压上存在的任何响声。因此，空白阶段产生器可以在停顿开始期间针对特定时间间隔输出逻辑I。空白阶段产生器224的输出被提供作为到控制开关220的逻辑或门226的输入。具体地，当或门226的输出为逻辑I时(例如，当到或门226的任何输入都为I时)，逻辑或门226可以控制开关220保持闭合。
[0034]在上文中所描述的输入分支被连接在两个感测电阻205 (Rl)与207 (R2)之间的节点处以及钳位二极管D2的阴极处，其中钳位二极管D2将保持输入电压不小于地电位之下的二极管前向电压，并且为比较器228提供感测电压(V.)，比较器228用于比较感测电压与230处的参考电压(例如，电池电压与地电位之间的比例计量地(rat1metrically)设定的电压)。感测电压是出现在次级绕组208的高电压端处的电压的倒数，并且其幅值与电阻205 (Rl)和207 (R2)之间的比例和火花塞204的分路阻抗(例如，结垢水平)有关。比较器228可以被配置为，当感测电压小于230处的参考电压时输出逻辑1，而当感测电压大于参考电压时输出逻辑O。
[0035]因为逻辑或门226被配置为在门226的输出为逻辑I时维持开关220处于闭合状态，所以开关220在空白阶段期间保持闭合。在空白阶段之后，开关220由电压比较器228的输出和D触发器232的状态控制。D触发器232在每个停顿结束的时候(例如，在从停顿信号条件模块222接收的时钟信号的下降沿处)存储和/或输出比较器228的输出，并且在其他时候(例如，在时钟信号的稳定状态或上升沿处)输出存储的值。如果D触发器232存储逻辑0，则开关220由电压比较器228控制。因为前馈电压在整个停顿期间衰减，所以在火花塞处的结垢处于中等水平下的某一时刻，感测电压将会上升至阈值水平之上(例如，参考电压之上)。这时候，电流吸收器218关闭(例如，开关220打开)。电流吸收器水平的这种变化由PCM 215中的驱动器集成电路(IC)检测，并且从停顿开始到转变点的时间间隔的长度(例如，衰减时间)被解释为火花塞处存在的结垢水平。该信息被通信至PCM215中的微处理器。如果微处理器确定结垢水平过大(例如，在比较检测到的结垢水平与结垢阈值或比较衰减时间与衰减阈值之后)，微处理器可以警告驾驶员更换火花塞。例如，微处理器可以向驾驶员提供视觉的、音频的和/或其他类型的建议更换火花塞的指示。
[0036]可以控制D触发器232在停顿的后沿处存储比较器的状态。如果发生预点火，则这样的状况将会在停顿结束时(例如，当0##时)引起等于逻辑I的比较器输出。该逻辑I在停顿结束时被采集，并且引起开关220在停顿阶段之后的整个持续时间内保持闭合。在该停顿阶段期间，微处理器会将闭合的开关状态解释为对应于之前燃烧事件中的预点火(PD的发生，并输出更换火花塞的指示。
[0037]图3是用于配合图2的构造控制点火线圈并检测火花塞结垢和/或预点火并且由此控制发动机(诸如图1的发动机)中的火花产生的方法300的流程图。例如，方法300可以由图1的控制器12和/或图2的PCM 215执行，并且利用由图2的集成电路提供的测量和/或输出。
[0038]在302处，方法300包括输出停顿命令以控制点火线圈(诸如图2的点火线圈202)。例如，停顿命令可以是具有定义长度的脉冲(例如，在长于阈值的持续时间上施加的脉冲)。在命令的停顿期间，电流经过点火线圈的初级绕组，从而产生磁场。响应于在模块(诸如图2的停顿信号条件模块222)处检测到停顿命令，空白阶段可以在开关闭合以维持或设定电流吸收器处于“开启”状态的期间产生，如在304处指出的。
[0039]在空白阶段在306处结束之后，在308处，比较点火电路中的感测的位置处的具有与火花塞的结垢水平有关的幅值的电压(例如，图2的Vi^1 )与参考电压。如在310处指出的，如果Vi^1小于参考电压(例如，在310处为”否”)，方法300前进到312，以闭合开关或维持闭合的开关，并且然后前进到314，以确定停顿命令信号的后沿是否被检测到。停顿命令的后沿可以包括脉冲的终止，以触发通过点火线圈的初级绕组的电流的中断和/或停止。通过初级绕组的电流的中断引起点火线圈的相应次级绕组两端的高电压脉冲(