催化剂后的汽缸失调监测的制作方法
【专利说明】催化剂后的汽缸失调监测 技术领域
[0001] 本发明大体设及用于检测汽缸空气-燃料失调（imbalance)的方法和系统。 【背景技术】
[0002] 现代车辆使用Ξ元催化剂（TWC)用于汽油发动机的排气后处理。随着日益收紧的 汽车排放政府法规，反馈控制被用来充分地调节发动机空燃比（AFR)。一些车辆具有在TWC 上游的通用排气氧扣EGO)传感器和TWC下游的加热型排气氧（肥GO)传感器下游，W将AFR 控制在化学计量比附近。汽缸中的反馈AFR控制通过将AFR调节为在化学计量比附近的期 望的AFR来实现，在化学计量比附近的期望的AFR转而基于肥GO电压与预定的肥GO电压 设定点的偏差来进行微调。
[0003] 然而，发动机汽缸的物理几何形状和布置在排气系统中产生不均匀的、分区的排 气流状况，所述不均匀的、分区的排气流状况使汽缸中AFR难W确定。诸如汽缸之间的AFR 失调的各种状况会使运种不均匀的、分区的排气流状况加重，使得UEG0传感器不能等同 地检测所有汽缸。当一个或更多个汽缸中的AFR由于汽缸特定状况而不同于其他汽缸中 的AFR时，汽缸之间的AFR失调发生，所述汽缸特定状况诸如为在特定汽缸处的进气歧管 泄漏、阻塞的燃料喷射器、各个汽缸排气再循环流道失调、或燃料流输送问题。由于分区的 排气流，仅可W在汽缸具有相对大的失调的情况下检测到具有空气-燃料失调的汽缸。因 此，较小的失调不能被检测到，导致显著的原料气排放（诸如一氧化氮（C0)或氮的氧化物 (NOx))直接进入排气管，因为有偏差的空气-燃料混合物被直接供给到催化剂，从而超出 允许自化学计量比的短偏差的氧存储缓冲器的承受能力。
【发明内容】
[0004] 发明人在此已经认识到上述问题，并且已经发明解决上述问题的各种方法。具体 地，提供了用于提供识别并减轻发动机汽缸特有的空气-燃料失调状况的技术效果的系统 和方法。在一个示例中，一种方法包含：基于汽缸空气-燃料失调的指示来调整发动机运 转，所述汽缸空气-燃料失调基于来自第二传感器的输出和多个各个汽缸加权因子被检 巧。，所述第二传感器位于第一传感器的下游的排气系统中，所述第一传感器位于所述排气 系统中。
[0005] W此方式，汽缸空气-燃料失调可W基于通过第二排气传感器测量的排气的成分 被检测。经过第二排气传感器的排气是来自所有汽缸的排气流的相对均匀的混合物，并且 因此每个汽缸的空燃比可W被等同地检测。为了在当仅测量排气的混合物而非对应于每一 个各个汽缸的各个未燃烧的燃料时确定每个汽缸的空燃比，多个各个汽缸加权因子被应用 于来自第二排气传感器的输出。多个各个汽缸加权因子可W反映通过第一排气传感器在多 个发动机工况下检测的每个汽缸对空燃比的贡献。
[0006] 应当理解，提供W上概述是为了 W简化的形式介绍一些概念的选择，运些概念在 【具体实施方式】中被进一步描述。运并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征， 要求保护的主题的范围由随附于【具体实施方式】的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的 主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。 【附图说明】
[0007] 图1是图示说明多缸发动机的单个汽缸的发动机系统的示意图。
[0008] 图2是图1的包括多缸发动机的发动机系统的示意图。
[0009] 图3是图示说明用于确定汽缸空气-燃料失调的方法的高级流程图。
[0010] 图4是图示说明利用下游传感器来检测各个汽缸空燃比的方法的流程图。 【具体实施方式】
[0011] W下描述设及用于利用催化剂后的排气传感器（post-catalyst exhaust gas sensor)来检测汽缸空气-燃料失调（imbalance)的系统和方法。失调的汽缸空燃比可有 助于增加排气排放，并且因此发动机系统可W监测失调的汽缸空燃比，并且如果检测到失 调的汽缸空燃比，则调整发动机运转和/或告知操作者。通常，利用设置在催化剂上游的排 气传感器监测汽缸失调，其中不正常浓或稀排气的各个"未燃烧的燃料"可能被检测到移动 经过排气传感器。然而，排气传感器不能等同地检测来自每个汽缸的排气成分。例如，排气 歧管几何形状、传感器位置和排气成分都会影响传感器的等同地监测每个汽缸能力。因此， 可能难W区别弱感测的汽缸的真实失调与强感测的汽缸的正常运转之间的差。运种监测的 另一缺点是，它需要排气传感器W相对快的速率被采样并被处理。运在高发动机转速下在 车辆的控制器上产生显著的计时加载，导致监测在某些运转区域中失效。
[0012] 根据本文中所公开的实施例，催化剂后的排气传感器（例如，下游传感器）可W被 采样，W便监测汽缸空气-燃料失调。所公开的汽缸监测检测当在不同的运转范围（例如， 不同的转速-负荷状况）时催化剂后的气体成分如何改变。催化剂后的排气是来自汽缸组 上的所有汽缸的排气的经混合的混合物。然而，混合物的成分基于各个汽缸由催化剂前的 传感器（例如，上游排气传感器）的感测权重而有偏差。因此，催化剂后的气体成分对上游 传感器在给定工况下如何感测每个汽缸高度敏感。
[0013] 在映射过程中，感测能力能够在各种转速/负荷状况下被量化。上游传感器的运 种动态感测响应能够被用作自然或被动干扰的来源。在典型的驱动循环期间，发动机在许 多不同的转速/负荷状况下运转。汽缸感测贡献和因而产生的催化剂后的空燃比能够被采 集，形成贯穿运转范围的带有值的数据组。数据组能够被回归，从而针对给定汽缸组上的每 一个汽缸产生近似的贡献因子。
[0014] 运种类型的处理将会W相对缓慢的速率来完成，因为催化剂混合并过滤用于汽缸 失调测量的气体。因此，不存在快速采样的益处。针对运些转速/负荷状况中的每一个的 数据可W在特定时间段被平均，并且平均值可W被用于回归，W减少计时加载。图1-2图示 了包括用于监测汽缸失调的第一上游传感器和第二下游传感器的发动机系统。图1-2的发 动机系统还包括存储用于执行本文中所描述的方法和程序（诸如在图3-4中图示说明的方 法）的指令的控制器。
[0015] 图1-2图示了示出包括多缸发动机10的发动机系统100的示意图，多缸发动机10 可W被包括在汽车的推进系统中。图1示出了多缸发动机10的一个汽缸，而图2示出了发 动机10的所有汽缸。可W至少部分地由包括控制器12的控制系统w及经由输入装置130 来自车辆操作者132的输入控制发动机10。在运个示例中，输入装置130包括加速器踏板 和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室（即，汽 缸）30可W包括燃烧室壁32,活塞36被设置在燃烧室壁32中。活塞36可W被禪连至曲轴 40,使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可W经由中间变速器系统禪连 至车辆的至少一个驱动轮。另外，启动器马达可W经由飞轮禪连至曲轴40, W实现发动机 10的启动运转。
[0016] 燃烧室30可W经由进气通道42从进气歧管44接收进气空气，并且可W经由排气 通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由各自的进气口 52和排气口 54 与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可W包括两个或更多个进气口和/ 或两个或更多个排气口。在运个示例中，可W经由一个或更多个凸轮通过凸轮驱动控制进 气口 52和排气口 54,并且可W使用下列系统中的一个或多个：凸轮轮廓线变换系统（CP巧、 可变凸轮正时（VCT)系统、可变气口正时（WT)系统和/或可变气口升程（WL)系统，运些 系统可W由控制器12运转W改变气口运转。进气口 52和排气口 54的位置可W分别由气 口位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中，进气口 52和/或排气口 54可W由电 动气口驱动控制。例如，汽缸30可W可替代地包括通过电动气口驱动控制的进气口和通过 包括(PS系统和/或VCT系统的凸轮驱动控制的排气口。
[0017] 在一些实施例中，发动机10的每个汽