部分重叠和非重叠的曲轴角度的持续期可 大约为采样窗口总持续期的三分之一。例如，在206中，自A5至A7的曲轴角度可通过窗口 207和209部分地重叠，同时自A7和A9的曲轴角度可仅被窗口 209采样。在步骤314处， 程序300将曲轴波动与阈值进行对比。如果波动高于阈值，则确定失火且程序300移动至 步骤316。如果波动低于阈值，则程序300移动至步骤318且指示未检测到失火。
[0032] 在一个示例中，可基于在采样窗口内的曲轴转动来计算曲轴波动。在采样窗口内 的平均曲轴速度可首先被计算。具体地，在每个采样点处的曲轴转动可被总计并且除以采 样窗口中的采样数量。然后，曲轴转动减去平均转动速度得到由于曲轴振动的曲轴波动。在 另一个示例中，曲轴波动的SNR(信噪比）可与预定阈值进行比较。预定阈值可为2 :1，即， 曲轴波动的振幅为噪音级的两倍。
[0033] 在步骤316中，响应于失火的确定，失火计数可递增。在一个示例中，该失火计数 可包括在控制单元的存储器中并且可反映已经发生的汽缸失火事件的数量。
[0034] 在步骤320中，可确定是否失火计数器的失火计数高于阈值数量。在一个示例中， 可确定是否已经发生汽缸失火事件的阈值数量。另外，可确定汽缸失火事件的阈值数量是 否已经发生在持续期或车辆行进的距离上，或者在给定驱动周期上。如果阈值计数已经超 过，则在步骤322处，可设置诊断代码，可执行缓解动作。最后，失火事件可在324处显示至 操作者。例如，响应于发生的汽缸失火事件的阈值数量，发动机可在FMEM模式下操作。其 中，可执行一个或多个缓解动作，包括比化学计量学更富化（rich)地（例如，使汽缸对持续 期富化的操作）操作（受影响的）汽缸、限制发动机气流（例如，对于持续期限制发动机气 流）、限制涡轮增压器增压水平的总量、以及降低EGR量。
[0035] 作为另一个示例，响应于该指示，可调节燃料喷射参数。例如，在第一汽缸燃烧事 件期间可接收失火指示，并且基于该失火指示，控制器可调节在随后的（例如，随后立刻 的）第二汽缸燃烧事件期间至发动机汽缸的燃料喷射。该调节可包括推进燃料喷射并且选 择性地执行在冷发动机上的使用燃料加热器的更多汽化加热。在一些实施例中，可响应于 失火的指示来调节其他的燃烧参数。
[0036] 在图5中进一步解释了所披露的方法的示例性益处，该图示出了频率分量在曲 轴波动中的分析和处理。图5A示出了作用在曲轴上的曲轴角度域（crankshaft angle domain)中的扭矩。时间变化扭矩具有由在图5B中示出的发动机阶次表现出的频谱 (frequency content)。引起曲轴扭转振动的扭矩包括燃烧扭矩和活塞/连接杆惯性扭矩。 由于燃烧扭矩的频率分量在图5C中示出。因为对于每个汽缸的燃烧事件于每2次曲轴循 环重复，因此燃烧扭矩具有包括全发动机阶次（1，2, 3等）以及半发动机阶次（0. 5,1. 5, 2. 5 等）的完整阶次内容（order content)。在每个发动机阶次处的燃烧扭矩的大小基于发动 机负荷。由于活塞/连接杆往复运动质量惯性的频率分量在图中示出。因为活塞动力 随着每次曲轴循环来重复，因此活塞/连接杆惯性扭矩仅具有全阶次内容（1，2, 3等），而没 有半发动机阶次内容。惯性扭矩大小基于发动机速度而非发动机负荷。因此，如果发动机 在中至低发动机负荷且中至高发动机速度下操作时，对于曲轴扭转振动的SNR会由于减少 的燃烧扭矩和增加的活塞/连接杆惯性扭矩而减小。在这些发动机操作条件下，曲轴扭转 振动由于失火而难以区分。
[0037] 结合的扭矩阶次内容（图5B)为具有适当的大小和位相的燃烧扭矩和惯性扭矩的 总和。半阶次仅基于燃烧且全阶次基于燃烧扭矩和惯性扭矩。这是非重叠曲轴角度采样在 中至低发动机负荷且中至高发动机速度下使用的主要原因。重叠的采样窗口操作为选择性 地包括对应于燃烧激励（半阶次）的谐波（harmonics)，而非由于燃烧和惯性激励（全阶 次）的谐波。通过使用基于发动机负荷和发动速度的不同的采样方案，当前的失火检测方 法可在所有发动机条件下稳定地操作。
[0038] 图6示出了在中至低发动机负荷且中至高发动机速度期间带有重叠的采样窗口 的改良的SNR。发动机失火被引导至14汽油直喷发动机的每个单独的汽缸。图6A示出了 由使用在图2的204中所显示的非重叠采样窗口采样曲轴转动所产生的曲轴波动。失火信 号由于曲轴波动的低SNR而难以识别。图6B示出了由使用在图2的206中所显示的重叠 窗口采样曲轴转动所产生的曲轴波动。曲轴波动的SNR由于失火而明显增加，并且噪音水 平降低。因此，发动机失火可通过分析曲轴波动的SNR而更加容易地识别出。
[0039] 以这种方式，通过在中至低发动机负荷且中至高发动机速度期间使用重叠窗口采 样曲轴波动，以及在其他发动机条件中使用非重叠窗口采样曲轴波动，可以对燃烧扭矩更 敏感且对惯性扭矩较不敏感的方式来选择性地采样曲轴扭转振动。因此，由于失火的曲轴 波动的信噪比可在所有发动机条件下得到改善，且发动机失火可被稳定地识别。而且，通过 利用重叠的采样窗口，实现降低测量曲轴波动的传感器位置的敏感度，增加了发动机系统 设计的灵活性。
[0040] 注意，本文包括的示例性控制和估计程序可用于各种发动机和/或车辆系统结 构。本文所述的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中并且可由包 括与各种传感器、驱动器以及其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统来执行。本文所 述的特定程序可代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任 务、多线程等。这样，示出的各种行为、操作和/或功能可以在所示顺序执行、并行执行或者 在一些情况下省略。类似地，处理顺序不一定需要实现本文所述示例性实施例的功能和优 势，而是为了便于说明和描述而提供。所述行为、操作和/或功能中的一个或多个可以根据 使用的特定策略而重复执行。此外，所述行为、操作和/或功能可以图形地表示编程到发动 机控制系统中的计算机可读存储介质中的代码，其中，所述的行为可通过执行在包括与电 动控制器相结合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来实现。
[0041] 应当理解，本文公开的结构和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不 应在限制性的意义上来理解，因为众多变型是可能的。例如，上面的技术可应用于V-6、I-4、 1-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和结构 以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
[0042] 在一个示例中，用于发动机的方法可包括：在第一汽缸中执行燃烧，随后执行在第 二汽缸中执行燃烧；在发动机操作期间检测曲轴波动；使用第一采样窗口和第二采样窗口 来采样曲轴波动，其中第一和第二采样窗口的每一个均包括在发动机点火阶次中的至少一 个燃烧事件，且第一和第二采样窗口彼此重叠；以及基于采样的曲轴波动将失火显示至车 辆操作者。第一窗口可以第一和第二窗口中之一的持续期的大约三分之一重叠第二窗口。 此外在于本段的任意一个前述元件结合时，第一和第二窗口的曲轴角度持续期大约相等， 其中在第一和第二窗口之间曲轴角度重叠的总量大约为相等的持续期的三分之一。此外在 与本段的任意一个前述元件结合时，显示在车辆操作期间由车辆的控制单元执行，其中曲 轴波动与曲轴角度同步地采样。此外在与本段的任意一个前述元件结合时，第一窗口大于 紧邻的压缩的汽缸上止点之间的曲轴度