以提供排气的压力、温度和浓度中的一个或更多个的指示。在一些条件下，EGR系统可以用于调节燃烧室内空气和燃料混合物的温度。
[0027]控制器12在图1中被显示为微型计算机，其包括:微处理器单元102、输入/输出端口 104、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被显示为只读存储器芯片106)、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12可以接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除了前面讨论的这些信号，还包括:来自空气质量流量传感器120的引入空气质量流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);来自耦接到曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其它类型)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自传感器122的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速RPM可以由控制器12从信号PIP中产生。
[0028]存储介质只读存储器106能够用表示由处理器102可执行的非临时性指令的计算机可读数据来编程，用于执行下面描述的方法以及可预期但未具体列出的其它变体。
[0029]如上所述，图1仅示出多汽缸发动机中的一个汽缸，且每个汽缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
[0030]如将由本领域技术人员所认识的，下面在流程图中描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种行为或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在一些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。虽然未明确说明，但是根据使用的特定策略，所示的行为或功能中的一个或更多个可以被重复地执行。进一步地，这些图形图形化表示编程到控制器12中的计算机可读存储介质的、由控制器与发动机硬件结合实施的代码，如图1所示。
[0031]图2是图示说明根据本公开使用计数方法来识别空/燃不平衡故障的示例方法200的高级流程图。特别地，方法200涉及使用信号的数量来识别与汽缸关联的空/燃不平衡故障。本文将参考图1中描述的组件和系统来描述方法200，但是应当理解该方法可以被应用于其它系统，而不脱离本公开的范围。方法200可以由控制器12实施，且包含根据排气传感器诸如位于催化剂上游的传感器126来计算空燃比。
[0032]方法200可以在图1的系统100中被实施。例如，控制器12可以包括被配置为与所图示说明的发动机硬件(诸如各种传感器和致动器)结合以实施方法200的硬件和/或软件中的一个或更多个。
[0033]在202处，该方法包括确定发动机操作参数。发动机操作参数可以包括但不限于发动机转速、发动机负载、命令的空燃比、由排气传感器(诸如传感器126)测量的排气空燃比和其它参数。在204处，该方法包括执行发动机空/燃控制。空/燃控制可以包括确定命令的(例如，目标)发动机空燃比(例如，基于发动机转速和负载)、基于来自排气传感器的反馈确定当前排气空燃比以及基于目标空燃比和当前空燃比之间的差异调整一个或更多个发动机操作参数(诸如燃料喷射量)。例如，在空/燃控制中使用的排气传感器可以是定位在催化剂上游的UEGO传感器。
[0034]在空/燃控制期间，排气可以从一组汽缸被传送至排气传感器。排气传感器可以按该方式被定位，使得排气从一组汽缸(诸如排气传感器上游的发动机汽缸排中的一组汽缸)被传送至排气传感器。在一个示例中，排气仅从发动机汽缸的子集被传送至传感器。例如，排气传感器可以定位在排气的汇合点处或下游，其中在该点处从内燃发动机的对应发动机汽缸排的单个汽缸引出的排气歧管的子分支聚集，且在排气歧管的汇合点上游，其中在该点处从单个发动机汽缸排引出的排气歧管的分支聚集。以此方式，排气仅可以从对应的一组汽缸被传送至排气传感器。
[0035]在205处，方法200可以启动汽缸不平衡监测。简单地说，汽缸不平衡监测收集并分析排气传感器输出，以便确定是否存在汽缸空/燃不平衡，这将在下面解释。此外，单个气体传感器可以用于监测由于汽缸间空/燃变化而产生的空燃比不平衡并且提供多个发动机汽缸的空/燃反馈控制。汽缸不平衡监测可以在发动机操作期间的任何时间启动，或者其可以仅在某些工况下启动。例如，不平衡监测可以仅在稳态工况期间和/或仅在发动机已经达到最佳操作温度时开始。这可能是由于排气传感器的温度太低而不能准确地操作。在一些示例中，汽缸不平衡监测可以在发动机操作期间的所有时间下被执行，或者其可以仅周期性地被执行。
[0036]在206处，该方法包括检测和/或接收来自排气传感器的信号。对于每个排气传感器，检测的信号可以包括指示排气氧浓度的电压输出，其可以转换为空燃比。然而，这种检测的空燃比可能指示总排气空燃比，因此可能难以与发动机的特定汽缸相关联。如下面所解释，为了区分每个汽缸的个体空燃比，可以使用处于或高于发动机的点火频率的频率对排气传感器信号进行采样。
[0037]在206处执行的对排气传感器信号进行采样的示例方法可以涉及在半PIP间隔或全PIP间隔下由控制器对排气传感器进行采样。然后控制器可以执行计算，以便基于在连续PIP信号期间的排气传感器样本确定空燃比差分(称为LAMDIF)值。然后该方法可以前进到208并将LAMDIF值与阈值比较。在该示例中，该阈值可以被用于利用否则可能被误解为信号噪声的数据。例如，该阈值可以是排除限制故障分离且同时维持计数到大样本大小的样本的适当阈值，以便可信地确定诊断。这提供改善的故障分离。在一个示例中，阈值可以在0.1-0.175的范围内。在图3和图6中更详细地讨论该示例。
[0038]在206处执行的对排气传感器信号采样的第二示例方法可以包括在给定持续时间(例如，多个发动机周期)内对来自排气传感器的峰间差值采样。峰间振荡的振幅可以与阈值对比着计算和测量。该阈值可以是上面讨论的相同的阈值(例如，固定在0.1-0.175的范围内)，或者其可以基于操作参数而改变。在一个示例中，该阈值可以随发动机转速和/或负载变化而变化，例如，该阈值可以随发动机转速增加而增加。在该示例中，使用该阈值的原因可以与上面描述的原因相同。在图4、图7和图8中更详细地讨论该示例。
[0039]如下面关于图5更详细描述的，可以同时执行两种采样/计数方法，或者可以仅执行一种采样方法/计数方法。通过仅执行一种采样方法，可以减少控制器的处理负载。相比之下，通过执行两种采样方法并且在一种或两种采样方法指示不平衡时指示汽缸不平衡，可以提供更敏感和/或鲁棒的不平衡检测。
[0040]在208处，该方法包括基于样本是否小于上述阈值而确定是否对在采样窗口期间接收的样本计数。如果答案为否，则该方法前进到210且样本未被计数。如果答案为是，则样本小于阈值且被计数。两个程序前进到214(因为非计数样本将包括在下面描述的样本的总可能数量中)。在214处，控制器继续进行方法200，从而针对所有样本在由控制器设定的给定持续时间内重复206到212。
[0041 ] 在216处，该方法可以包括将标准化到给定持续时间内的样本的总数量的被计数样本的数量与指示是否存在汽缸不平衡的第二阈值进行比较。例如，第二阈值可以是固定阈值，诸如在80%-90%的范围内，或者其可以基于发动机转速和/或负载而改变。在一个示例中，第二阈值可以随发动机转速增加而增加。
[0042]如果样本计数未超过第二阈值，则该方法可以指示不平衡218，且控制器可以响应于所指示的汽缸不平衡执行发动机操作调整222。作为一个示例，调整可以包括限制发动机扭矩、降低升压压力、调整火花正时和/或反馈添加燃料的改变，以维持期望的空燃比(例如，限制反馈添加燃料调整的调整)。在执行发动机操作调整之后，该方法可以前进到226。在226处，控制器可以经由点亮故障指示灯来通知操作者该不平衡和/或控制器可以设置存储在控制器的存储器中的诊断代码。如果样本计数确实超过第二阈值，则在220处不指示不平衡的指示并且在224处维持当前发动机操作。在224或226之后，方法200退出。
[0043]因此，上述方法200以例如对应于发动机的点火频率(或一半点火频率)的频率对排气传感器信号采样，以便获取个体汽缸的空燃比数据。连续空燃比之间的差异可以被确定并与故障阈值比较。低于该阈值的差值显示从一个样本到下一个样本的相对小的偏差量，因此不指示汽缸空燃比故障。然而，高于该阈值的差值显示相对大的偏差量，且可以指示汽缸空燃比故障。小于该阈值的所有差值(例如，无故障样本)被计数、相对于所分析的样本的总数量被标准化并且与不平衡阈值比较。如果标准化的无故障样本计数小于不平衡阈值，则汽缸不平衡被指示且发动机操作可以被调整。
[0044]该方法将上游排气氧传感器(UEGO)在不稳定燃烧期间存在的可变性用作不平衡的指示器。UEGO传感器本质上是非常粗糙的正弦波。出于该方法的目的，UEGO传感器电压(转换为空燃比值(Iambse))在每个PIP (或半个PIP)被采样。然后采样信号被评估以确定信号的峰值(方向变化)且差分信号长度被计算为连续峰值之间的绝对值。该空燃比差值可以被称为峰值差值(peakdif)。
[0045]通常，当不存在汽缸不平衡时，峰值差值小。随着更多的汽缸不平衡被引入，峰值差值增加。由于信号值的这些差异，峰值差值能够被用作不平衡的指示器。基于测试结果，峰值差值(或就此而言，空燃比值(Iambse)信号的任何差值采样)的大小并非总是一致的，因为在一定时期内对峰值差值的量值积分可能导致不一致的求和结果和检测困难。然而，对这些量值进行“计数”易于使结果标准化。当存在不平衡时，“低于阈值的峰值差值计数”的数量将被减小，从而导致更大的故障计数值。在一些示例中，高于