用於發動機未燃燒烴控制的方法和系統的製作方法

2023-05-25 21:04:51

用於發動機未燃燒烴控制的方法和系統的製作方法
【專利摘要】本申請涉及用於發動機未燃燒烴控制的方法和系統。提供方法和系統，用於基於汽缸不平衡和排氣放熱升高的同時監測，檢測發動機的烴吸入。曲軸加速數據在穩態和過渡發動機工況下被監測，而排氣溫度在非再生狀況下被評估。發動機轉速和負載被限制，以減少進一步的烴吸入。
【專利說明】用於發動機未燃燒烴控制的方法和系統
[0001]發明背景/發明概述
[0002]由於各種原因，發動機可導致汽缸扭矩不平衡。這些原因可包括，例如，堵塞的噴油嘴噴孔、過度增壓、燃料質量問題和汽缸中的碳煙積累。發動機控制系統可被配置，以解決汽缸扭矩不平衡，從而提高發動機性能。
[0003]減小汽缸不平衡的一種實例方法由通過Yamaoka等顯示在US7，128，048中。其中，基於汽缸壓力峰值正時從預先確定的正時範圍的偏差，鑑別汽缸不平衡。基於汽缸壓力峰值正時在給定汽缸中相對於預先確定的範圍被延遲還是被提前，發動機控制器可調節輸送至受影響汽缸的內部EGR的量。這使得汽缸中混合物的可燃性得以提高，並且，發動機轉速得以被適當調整。如果偏差足夠大，則發動機運轉的壓燃模式可被抑制，以降低發動機性能衰退。
[0004]然而，本文的
【發明者】已經認識到這樣的方法的潛在問題。作為實例，調節內部EGR的量可不降低由烴在發動機進氣處積累導致的汽缸不平衡。例如，在一些發動機系統中，某些發動機汽缸可更易於烴積累，這是由於發動機進氣系統的特定構造。在本文中，增加內部EGR的量可不利於從那些汽缸釋放烴。作為另一實例，烴可在增壓空氣冷卻器處積累並在踩加速器踏板期間從增壓空氣冷卻器處被迫使進入發動機。增加內部EGR的量可減少在踩加速器踏板期間提供的功率而不增加烴從增壓空氣冷卻器的釋放。如果被留在發動機進氣處，則積累的烴可最終從受影響的汽缸向剩餘的汽缸傳播，進一步導致汽缸不平衡和加速發動機性能衰退。
[0005]因此，在一個實例中，一些上述問題可通過操作發動機的方法得以解決，所述方法包括:響應指示烴氧化的汽缸不平衡和發動機排氣放熱升高，限制發動機轉速和負載，以減少發動機進氣處的烴積累。以這種方式，烴在沿發動機進氣的一個或多個位置處的積累可得以更好地解決。
[0006]在一個實例中，發動機可包括分支的進氣系統，其向第一和第二組汽缸分別提供空氣。由於進氣系統的特定構造，空氣可自節氣門流至Y型接頭，然後從Y型接頭的第一出口流至第一組汽缸和從Y型接頭的第一出口流至第二組汽缸。Y型接頭的第一出口的縱軸可對準遠離第一組的末端汽缸布置的第一汽缸，而Y型接頭的第二出口的縱軸可對準遠離第二組的末端汽缸布置的第一汽缸。結果，第一組的第一汽缸和第二組的第一汽缸可更易於烴積累。基於在穩態發動機工況(例如，怠速狀況)和/或過渡發動機工況(例如，在踩加速器踏板期間)下評估的曲軸加速差異，發動機控制器可確定汽缸不平衡。在穩態狀況和過渡工況下，曲軸數據可在不同的窗口中被評估，窗口至少基於在各個狀況下的質量空氣流量而變化。由於較高的背景噪音，控制器可對在過渡工況下接收的曲軸數據進行重要的信號處理，包括信號的去抖動，以區分由於發動機進氣處烴積累導致的汽缸不平衡與在過渡工況下由於空氣或燃料變化(例如，由於缺火)導致的汽缸不平衡。另外，在排氣微粒過濾器不再生的狀況下，控制器可評估排氣催化劑(諸如，排氣氧化催化劑)上(跨越排氣催化劑，across an exhaust catalyst)的排氣溫差。
[0007]響應排氣放熱升高時檢測的汽缸不平衡，控制器可確定存在積累於發動機進氣處的烴的氧化。尤其地，不受控制的烴積累可沿發動機進氣發生在各個位置，包括發生在曲軸箱、發生在特定汽缸進氣口的附近和發生在增壓空氣冷卻器或發生在增壓空氣冷卻器的附近。響應指示，控制器可限制發動機轉速和負載，以減少發動機進氣處進一步的烴積累。限制可包括限制向所有發動機汽缸一包括不平衡的汽缸一的燃料噴射。限制的程度可基於汽缸不平衡是在過渡工況還是在穩態狀況下被檢測到。例如，響應在過渡工況下檢測的汽缸不平衡和放熱升高，限制可更高和更快，這是由於高的α和β誤差分離，而響應在穩態下檢測的汽缸不平衡和放熱升高，限制可更低和更慢，這是由於較小的α和β誤差分離，其要求較低的去抖動比率。控制器還可提高發動機溫度，以便釋放積累的烴。在本文中，積累的烴的受控制的氧化或蒸發增加對曲軸箱加注過滿的耐受性。進一步，控制器可設置一個或多個診斷代碼、照亮指示燈和設置成組消息(cluster message)，以警告車輛駕駛員在進氣處檢測到烴積累，以便車輛駕駛員在發生發動機實質性能衰退之前將車輛送至保養中心。
[0008]以這種方式，通過利用曲軸加速差異在穩態和過渡發動機工況下鑑別汽缸不平衡和通過使汽缸不平衡與排氣放熱升高相關聯，由於發動機進氣處的烴積累導致的汽缸不平衡可被更好地鑑別，並與由其他發動機位置處烴積累導致的汽缸不平衡和由於其他發動機工況導致的汽缸不平衡(例如，由於燃料噴射器變化導致的那些汽缸不平衡)區分開。通過響應發動機進氣處的烴積累的指示限制發動機轉速和負載，由積累的烴在高空氣流量狀況(諸如踩加速器踏板)流入發動機引起的初級發動機性能衰退可被降低。另外，通過限制烴在發動機進氣處的進一步積累，可由持續汽缸不平衡潛在地引起的次級發動機性能衰退可被降低。
[0009]在另一實施方式中，用於發動機的方法包括:基於排氣催化劑上的排氣溫差高於閾值時第一汽缸和第二汽缸之間的每一曲軸加速差異，指不第一汽缸中的烴積累；和響應於其，限制向第一和第二汽缸各自的燃料噴射。
[0010]在另一實施方式中，曲軸加速差異在發動機處於穩態狀況時在第一窗口中被評估，並在發動機處於過渡工況時在第二、不同的窗口中被評估，第二窗口基於在過渡工況下的質量空氣流量被動態地調節。
[0011]在另一實施方式中，排氣溫差在非再生穩態狀況被評估。
[0012]在另一實施方式中，基於曲軸加速差異和排氣溫差中的每一種進行指示包括用第一權重因子加權曲軸加速差異和用第二、不同的權重因子加權排氣溫差，第一和第二權重因子至少基於曲軸加速差異是在過渡工況還是在穩態狀況下被評估。
[0013]在另一實施方式中，限制包括:當發動機處於穩態狀況時，以第一、較大量限制向第一和第二汽缸各自的燃料噴射，和當發動機處於過渡工況時，以第二、較少量限制向第一和第二汽缸各自的燃料噴射。
[0014]在另一實施方式中，方法還包括減小發動機轉速，以減少發動機曲軸箱發泡。
[0015]在另一實施方式中，用於發動機的方法包括:在第一發動機穩態狀況下，基於在穩態狀況下在第一窗口中評估的汽缸間曲軸加速差異和排氣放熱升高，指示在發動機進氣處的HC積累；在第二發動機過渡工況下，基於在過渡工況下在第二窗口中評估的汽缸間曲軸加速差異和排氣放熱升高，指示在發動機進氣處的HC積累；和在第一和第二狀況下，響應指示，限制向所有發動機汽缸的燃料噴射。[0016]在另一實施方式中，在穩態狀況下第一窗口是基於發動機轉速和扭矩,和在過渡工況下第二窗口是基於質量空氣流動速率。
[0017]在另一實施方式中，第一窗口比第二窗口寬。
[0018]在另一實施方式中，方法還包括在第一穩態狀況下去抖動第一窗口中的汽缸間曲軸加速差異，和在第二過渡工況下，去抖動第二窗口中的汽缸間曲軸加速差異。
[0019]在另一實施方式中，響應指示，限制向所有發動機汽缸的燃料噴射包括:如果指示在發動機穩態狀況下被接收，用第一權重因子限制燃料噴射，和如果指示在發動機過渡工況下被接收，用第二權重因子限制燃料噴射，第一權重因子高於第二權重因子。
[0020]在另一實施方式中，限制燃料噴射包括:在第一穩態狀況下，以第一、較大量限制向所有發動機汽缸的燃料噴射，和第二過渡工況下，以第二、較少量限制向所有發動機汽缸的燃料噴射。
[0021]在另一實施方式中，用於發動機的方法包括:在第一踩加速器踏板期間，基於在第一窗口中評估的汽缸間曲軸加速差異和排氣放熱，指不在發動機進氣處的HC積累；在第二踩加速器踏板期間，基於在第二、不同的窗口中評估的汽缸間曲軸加速差異和排氣放熱，指示在發動機進氣處的HC積累；和在第一和第二踩加速器踏板期間，響應指示，限制向所有發動機汽缸的燃料噴射。
[0022]在另一實施方式中，第一窗口是基於在第一踩加速器踏板期間經過發動機的質量空氣流量和質量空氣流量的變化速率，和其中第二窗口是基於在第二踩加速器踏板期間經過發動機的質量空氣流量和質量空氣流量的變化速率。
[0023]在另一實施方式中，在第一踩加速器踏板期間，質量空氣流量的變化速率高於在第二踩加速器踏板期間的質量空氣流量的變化速率。
[0024]應該理解，提供以上概述以以簡化形式介紹對在詳細描述中進一步描述的概念的選擇。其不意為確定要求保護的主題的關鍵或本質特徵，要求保護的主題的範圍由所述詳細描述之後的權利要求書唯一限定。此外，要求保護的主題不限於解決上面或在本公開內容任何部分所述的任意缺點的實施。
附圖簡介
[0025]圖1顯示發動機系統的部分視圖。
[0026]圖2顯示發動機系統的實例構造。
[0027]圖3顯示程序的示意性描述，該程序基於在過渡工況和穩態狀況下監測的汽缸不平衡和排氣放熱，檢測發動機進氣處的烴積累。
[0028]圖4顯示高水平流程圖，其基於在過渡工況和穩態狀況下監測的汽缸不平衡和排氣放熱，鑑別發動機進氣處的烴積累。
[0029]圖5顯示高水平流程圖，其響應發動機進氣處的烴積累的指示，減輕執行的操作(action)。
[0030]詳細描沭
[0031]描述了方法和系統，其基於汽缸不平衡和排氣放熱升高之間的相關性，指示發動機進氣(諸如圖1-2的發動機系統)的選定位置處烴的不平衡積累。在過渡工況和穩態發動機工況下，評估單獨的發動機汽缸間的曲軸加速差異和排氣催化劑上的排氣溫差(圖3)。控制器可被配置，以收集不同窗口中的數據、執行不同的信號處理和基於數據是在穩態下還是在過渡工況下被收集有區別地加權數據(圖4)。基於發動機進氣處的烴積累的指示，控制器可執行一個或多個緩解步驟(圖5)，包括限制向所有發動機汽缸的燃料噴射，以便加速積累的烴的釋放，同時進一步減少在進氣處的積累。以這種方式，可減輕由於發動機進氣的選定區域處烴積累而造成的發動機性能衰退。
[0032]參考圖1，內燃發動機10包括多個汽缸,其中一個汽缸顯不於圖1，通過發動機電子控制器12被控制。發動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，其中活塞36位於其中並連接至曲軸40。顯示燃燒室30與進氣歧管44和排氣歧管48通過各自的進氣門52和排氣門54連通。每一進氣門和排氣門均可通過進氣門凸輪51和排氣門凸輪53被操作。可選地，一個或多個進氣門和排氣門可通過機電控制的氣門線圈和電樞組件被操作。進氣門凸輪51的位置可通過進氣門凸輪傳感器55而確定。排氣門凸輪53的位置可通過排氣門凸輪傳感器57而確定。
[0033]顯示燃料噴射器66被布置，以將燃料直接噴射至汽缸30，這被本領域的技術人員稱為直接噴射。可選地，燃料可被噴射至進氣口，這被本領域的技術人員稱為進氣道噴射。燃料噴射器66輸送與來自控制器12的信號FPW的脈寬成比例的液體燃料。燃料通過燃料系統(未顯示)——包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌(未顯示)——被輸送至燃料噴射器66。至燃料噴射器66被供應來自響應控制器12的驅動器68的操作電流。另外，顯示進氣歧管44與任選的電子節氣門62——調節節流板64的位置，以控制進氣增壓室46的空氣流量——連通。壓縮機162從進氣42吸引空氣，以供應增壓室46。排氣使連接至壓縮機162的渦輪164旋轉。高壓、兩級燃料系統可用於在噴射器66產生較高燃料壓力。參考圖2的發動機系統顯示發動機10的進氣歧管的實例構造。
[0034]顯示通用排氣氧(UEGO)傳感器126連接至排放控制裝置70上遊的排氣歧管48。可選地，雙態排氣氧傳感器可取代UEGO傳感器126。
[0035]排放控制裝置70可包括一個或多個排氣催化劑和微粒過濾器。在一個實例中，如所述，排放控制裝置70可包括排氣氧化催化劑71下遊的微粒過濾器73。在其他實例中，排放控制裝置70可包括SCR催化劑、三元催化劑、起燃催化劑、氧化催化劑和微粒過濾器中的一個或多個。一個或多個溫度傳感器可連接於排放控制裝置70，用於評估排氣放熱。例如，第一溫度傳感器75可連接在排放控制裝置70的上遊，具體地，排氣氧化催化劑71的上遊，而第二溫度傳感器77連接在排放控制裝置70的下遊，具體地，微粒過濾器73的下遊。另外，第三溫度傳感器76可連接在排氣氧化催化劑71B的下遊，以提供對氧化催化劑上排氣放熱的評估。類似地，一個或多個排氣空-然比傳感器(例如，UEG0、EG0或HEGO氧傳感器)可連接在排放控制裝置的上遊和下遊，包括氧化催化劑71的上遊和下遊和微粒過濾器73的上遊和下遊。
[0036]如在本文中詳細闡述的，在烴被吸入到發動機的狀況下，烴積累可沿發動機進氣發生以及發生在發動機排氣處，諸如發生在微粒過濾器73和緊挨氧化催化劑71上遊的區域。積累的烴在發動機排氣處的氧化是放熱反應，其釋放大量能力於排放控制裝置。尤其地，在微粒過濾器不被再生的狀況下，積累的烴的氧化導致大量熱被釋放在氧化催化劑71的下遊。過多的熱會導致排放控制裝置70性能衰退。通過在非再生狀況下評估氧化催化劑上的溫差，可檢測放熱升高。通過使放熱升高與伴隨的汽缸不平衡相關聯，可檢測烴吸入，並且，可採取發動機性能衰退緩解步驟。
[0037]控制器12作為常規微型計算機顯示於圖1，其包括:微處理器單元102、輸入/輸出埠 104、只讀存儲器106、隨機存取存儲器108、保活存儲器110和常規數據總線。除了之前論述的那些信號之外，顯示控制器12還接收來自與發動機10連接的傳感器的各種信號，包括:來自連接至冷卻套筒114的溫度傳感器112的發動機冷卻液溫度(ECT);連接至加速器踏板130的位置傳感器134，用於檢測通過腳132調節的加速器位置；確定尾氣點火的爆震傳感器(未顯示)；來自連接至進氣歧管44的壓力傳感器122的發動機歧管壓力(MAP)的測量結果；來自檢測曲軸40位置的霍爾傳感器118的發動機位置傳感器；來自傳感器120(例如，熱線式空氣流量計)的、進入發動機的進氣質量的測量結果；來自傳感器58的節氣門位置測量結果；來自溫度傳感器75、76、77的排放控制裝置上的溫差的測量結果；和來自連接在排放控制裝置70上遊和下遊的氧傳感器(未顯示)的排放控制裝置上空-燃比差異的測量結果。大氣壓力還可被檢測(未顯示傳感器)，以通過控制器12進行處理。在本說明書的優選方面，曲軸每旋轉一次，發動機位置傳感器118產生預定數目的等間隔脈衝，由此可確定發動機轉速(RPM)。
[0038]曲軸加速數據還可通過發動機位置傳感器118獲得。如在本文通過參考圖3-4所詳細闡述的，在過渡工況下和穩態發動機工況下，曲軸加速數據可與排氣放熱升高(基於通過溫度傳感器75、76、77評估的排氣溫差被確定)相關，以指示發動機進氣處的烴積累。這可包括烴在選定汽缸處的積累(基於進氣歧管的構造，如在圖2論述的)和/或在連接在壓縮機162下遊的增壓空氣冷卻器附近或其上的積累。基於指示，控制器12可限制發動機轉速和負載，以減少進一步的積累，從而預先制止發動機性能衰退。例如，限制可降低汽缸活塞和其它發動機部件的性能衰退。
[0039]返回圖1，在一些實施方式中，發動機可連接於混合動力車輛中的電動馬達/電池系統。混合動力車輛可具有並聯構造、串聯構造或其變型或組合。此外，在一些實施方式中，可應用其他發動機構造，例如柴油發動機。
[0040]在操作期間，發動機10內的每一汽缸通常經歷四行程周期:該周期包括進氣行程、壓縮行程、膨脹行程和排氣行程。在進氣行程中，通常，排氣門54關閉和進氣門52開啟。空氣通過進氣歧管44引入燃燒室30，並且，活塞36移動到汽缸底部，以便增加燃燒室30內的體積。活塞36接近汽缸底部以及處於其行程末端的位置(例如，當燃燒室30體積最大時)通常被本領域的技術人員稱為下止點(BDC)。在壓縮行程中，進氣門52和排氣門54關閉。活塞36朝向汽缸蓋移動，以便壓縮燃燒室30內的空氣。活塞36處於其行程末端並最接近汽缸蓋的點(例如，當燃燒室30體積最小時)通常被本領域的技術人員稱為上止點(TDC)。在下文中被稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室。在下文中被稱為點火的過程中，噴射的燃料通過已知點火裝置，諸如火花塞92被點燃，導致燃燒。在膨脹行程中，膨脹氣體推動活塞36返回至BDC。曲軸40將活塞運動轉換成旋轉軸的旋轉轉矩。最後，在排氣行程中，排氣門54開啟，以釋放燃燒的空氣燃料混合物至排氣歧管48，並且，活塞返回至TDC0注意，以上僅作為實例被描述，而且，進氣門和排氣門開啟和/或關閉正時可變化，例如，以提供正或負氣門開啟重疊角、遲後進氣門關閉或各種其他實例。
[0041]因此，圖1系統提供發動機系統，其被配置，以通過限制發動機轉速和負載，響應指示烴氧化的汽缸不平衡和發動機排氣放熱升高的同時發生，減少發動機進氣處的烴積累。發動機系統的控制器還可提高發動機溫度，以釋放或燒掉積累的烴。控制器可基於單獨的發動機汽缸(諸如不同發動機機組上的汽缸)之間的曲軸加速差異確定汽缸不平衡，其中曲軸加速在穩態發動機工況和過渡發動機工況下被評估。在過渡發動機工況下評估的曲軸加速差異可在動態適應窗口上被評估，該動態適應窗口不同於在穩態狀況下應用的窗口，其中動態適應窗口在過渡工況下至少基於質量空氣流量被調節。排氣放熱可基於在非再生狀況下(當排氣溫度被主動提高以燃燒碳煙和再生圖1的排氣微粒過濾器時)評估的排放控制裝置(諸如圖1的氧化排氣催化劑)上的排氣溫差被確定。通過利用排氣放熱數據和汽缸不平衡數據，發動機進氣處的烴積累可被更好地鑑別和與汽缸不平衡的其它原因區分，並被適當解決。
[0042]現在參考圖2,顯示發動機系統(諸如圖1的發動機系統)-包括發動機
201——的實例實施方式200，其中特別注意發動機進氣歧管202的構造，該發動機進氣歧管202使某些發動機汽缸更易於烴積累。通過空氣淨化器212過濾的新鮮進氣通過進氣道242被輸送至發動機201。一個或多個傳感器可連接於空氣淨化器的下遊進氣道242，諸如MAP傳感器和/或進氣溫度傳感器，以便發動機運轉可基於進氣狀況被調節。另外的MAP和進氣溫度傳感器可連接於進氣歧管。發動機201可以是增壓發動機，其被配置以一個或多個渦輪增壓器。例如，發動機201可被配置有第一、低壓渦輪增壓器260和第二、高壓渦輪增壓器270。低壓渦輪增壓器260包括第一壓縮機262，其被配置，以使進氣增壓。第一壓縮機262可通過連接至排氣通道248的第一渦輪264的旋轉被驅動。高壓渦輪增壓器270包括第二壓縮機272，其連接在第一壓縮機262的下遊，並被配置，以使進氣進一步增壓。第二壓縮機272可通過連接至第一渦輪264上遊的排氣通道248的第二渦輪274的旋轉被驅動。
[0043]渦輪增壓器驅動器276—連接至渦輪增壓器驅動器臂278——連接在第一壓縮機262和第二壓縮機272之間。渦輪增壓器驅動器276被配置，以實現利用電動液壓驅動器或電動馬達操作壓縮機。通過第一(低壓)壓縮機262壓縮的空氣被引導至第二(高壓)壓縮機272，以進一步壓縮。壓縮的進氣通過增壓空氣冷卻器250被冷卻，然後被輸送至發動機進氣歧管202。
[0044]在描述的實施方式中，發動機201被配置以分支的進氣歧管202，其通向兩個機組或兩組汽缸204、206。第一組汽缸204位於進氣歧管202左側，其包括多個汽缸205a_d (在本文中，四個)，而第二組汽缸206位於進氣歧管202的右側，其包括多個汽缸207a-d (在本文中，四個)。進氣可沿進氣道242從節氣門252 (增壓空氣冷卻器250的下遊)流至進氣歧管202的Y型接頭203(或Y型管)。Y型接頭203的第一出口 208可使空氣流入第一組汽缸204 (在本文中，左進氣歧管)，而Y型接頭203的第二出口 210可使空氣流入第二組汽缸206 (在本文中，右進氣歧管)。Y型接頭的分支或出口的具體排列可以是這樣的:每一出口的縱軸對準各個汽缸組的某個汽缸。在描述的實例中，Y型接頭203第一出口 208的縱軸對準第一汽缸——汽缸205a，其遠離末端汽缸(在本文中，汽缸205d)被布置，而Y型接頭203第二出口 210的縱軸對準第二汽缸——汽缸207a，其遠離末端汽缸(在本文中，汽缸207d)被布置。尤其地，分支的進氣歧管的排列導致汽缸205a和207a最接近Y型接頭的各個出口被布置。
[0045]進氣歧管202可包括一個或多個傳感器，諸如溫度傳感器、壓力傳感器、和空-燃比傳感器。例如，顯示MAP傳感器244和進氣溫度(IAT)傳感器246連接至進氣歧管202於Y型接頭203。
[0046]雖然發動機進氣歧管通常被設計，以均勻地分配空氣(和EGR)至單獨的汽缸，但進氣流中不受控制的烴的存在會導致不均勻地分配。不受控制的烴可從進氣系統，諸如從傳感器214上遊，進入任何地方，一直到達排氣系統中的活性微粒過濾器。不受控制的烴可包括，例如，來自燃料、發動機用潤滑油和冷卻液的烴。作為一個實例，過多燃料和油的混合物可自發動機曲軸箱通過曲軸箱通風管218被排到進氣道242。過多的燃料和油可進入曲軸箱，這是由於輸送燃料至噴射器的高壓燃料系統的燃料洩露、通過不頻繁換油的油進入、以及通過頻繁再生排氣微粒過濾器的燃料進入。作為另一實例，油可進入進氣，這是由於在高壓渦輪增壓器270封口中的油洩露。作為再另一實例，冷卻液可自EGR冷卻器230洩露到進氣中。烴洩露的再其它的原因可包括汽缸內燃料洩露路徑、卡住的開式噴射器、裂化的噴射器、有洩露的噴射器、散熱器洩露、EGR冷卻器洩露等。
[0047]在過渡發動機運轉期間，湧入發動機汽缸的突然充氣會驅出不受控制的烴(UHC)液態袋(liquid pocket),以氣-液相將UHC噴霧不均勻地運送到汽缸中，這是由於與小滴慣性有關的流體動力學。這種不均勻的UHC分配導致汽缸不平衡。流體慣性可導致某些汽缸，諸如描述的發動機構造的汽缸205a、205d、207a和207d，比其他汽缸容易吸入更多的烴。因此，受影響的汽缸根據Y型接頭和發動機系統的進氣歧管的設計和構造而在很大程度上不同。
[0048]具體地，在描述的發動機構造中，進氣歧管202的入口從右至左彎曲進來(見節氣門252附近進氣道的彎曲)。結果，進氣歧管左側(即，第一組汽缸204)得到大部分量的不受控制的烴流體(如由箭頭290所示)。由於進氣歧管然後沿著汽缸蓋變直，所以大部分烴流體積累將隨後在歧管末端發生，以便汽缸205d將最終得到大部分烴流體。另外，汽缸205a也將獲得一部分烴流體。具體地，進氣歧管的轉變/彎曲將使流體偏轉，但由於在該位置產生的紊流，也將存在一些烴流量被吸入到汽缸205a中。
[0049]因為不受控制的烴處於液-汽相，並且，燃料顆粒比空氣重，所以，它們在被吸入到發動機汽缸中時趨於被不均勻地分配。參考圖2的實例發動機實施方式，被吸入發動機的任意廢物(debris)，諸如來自燃料和油的不受控制的烴，將趨於停留和積累於汽缸205a和207a。另外，在汽缸205d可存在積累。在排氣催化劑處的不受控制的烴氧化後，該積累可導致實質上汽缸不平衡和放熱升高。
[0050]尤其地，在壓燃式發動機(諸如柴油發動機)中，不均勻定位的稀燃燒導致烴燃燒，通過放熱反應產生碳煙和熱。類似地，在一些汽缸中，不均勻的烴分配導致過多的曲軸加速。例如，烴可在燃燒室中點燃，並引起發動機超速和過速狀況。在一個實例中，汽缸平衡可指燃料噴射器強化應用於特定汽缸的時間校正，以使該特定汽缸在其能力方面像其他發動機汽缸一樣表現，以產生峰值曲軸加速。因此，確定產生大於預期或小於預期的曲軸加速的汽缸表現汽缸不平衡。如在本文中詳細闡述的，汽缸不平衡可基於曲軸加速差異而被確定。例如，通過比較每一汽缸的峰值加速(即，實現峰值汽缸壓力的曲軸加速)與模型閾值，可檢測汽缸不平衡。與排氣放熱升高同時檢測的這些汽缸不平衡反映由於發動機進氣處的不受控制的烴積累而導致的烴氧化。因此，如果使其不受控制，則積累可繼續積聚並最終溢入到其他汽缸中，導致實質上發動機性能衰退。[0051]在一個實例中，如果較大量廢物在汽缸205a (在發動機進氣的左側)處積累，則汽缸不平衡相關問題可主要發生於進氣歧管右側的第二組汽缸。作為另一實例，如果較大量廢物在汽缸207a(在發動機進氣的右側)處積累，則汽缸不平衡相關問題可主要發生於進氣歧管左側的第一組汽缸。
[0052]不受控制的烴也可積累於增壓空氣冷卻器252。具體地，隨著各種油和燃料洩漏物排入到曲軸箱中，曲軸箱流體體積增加。隨著體積增加高於曲軸水平，旋轉的曲軸摻和過多的燃料和油與進氣，形成發泡油混合物。然後，曲軸箱通風管218可運輸泡沫油混合物至渦輪增壓器壓縮機262和272上遊的進氣道242。在冷卻液從EGR冷卻器洩露和油從渦輪增壓器封口洩露的情況下，不受控制的烴可從各個部件直接進入進氣道。油/燃料混合物通過渦輪增壓器的壓縮和穿過增壓冷卻器導致不受控制的烴汽混合物在各種進氣系統的袋中，尤其地，在增壓空氣冷卻器252中，冷凝。在過渡發動機運轉期間，諸如在踩加速器踏板期間，充氣向汽缸的突然湧入會驅出不受控制的烴的液態袋，以汽-液相不均勻地運輸烴的噴霧至汽缸中，這在很大程度上是由於與小滴慣性有關的流體動力學。如上所述，不均勻的分配會導致汽缸不平衡。進入排氣系統的部分燃燒的烴可觸發不受控制的氧化速率，導致排氣放熱升高(例如，在排氣氧化催化劑內，每秒高達65攝氏度的溫度升高)。
[0053]返回圖2，第一組汽缸204的燃燒產物可被釋放到第一排氣歧管212，而第二組汽缸206的燃燒產物可被釋放到第二排氣歧管214。至少部分排氣可用於使渦輪增壓器渦輪旋轉，然後被釋放到大氣中。例如，排氣可自排氣歧管212、214經通道282、284被引導通過第二渦輪274。
[0054]另外，在要求排氣再循環(諸如當要求發動機稀釋時)的狀況下，至少部分排氣可通過EGR通道231被轉向返回節氣門252下遊的發動機進氣。在描述的實施方式中，顯示EGR通道231從第二排氣歧管214轉向排氣，儘管應該理解，在可選實施方式中，排氣可自第一排氣歧管212和/或兩排氣歧管212和214被轉向。EGR通道可包括排放控制裝置，諸如氧化催化劑232，用於處理再循環至發動機汽缸的排氣。一個或多個EGR冷卻器，諸如第一(水平)EGR冷卻器236和第二(垂直)EGR冷卻器238可包括在EGR通道231中，用於在輸送至汽缸之前冷卻排氣，從而提供冷卻EGR的益處至發動機。通過調節EGR氣門247的開啟，再循環至發動機進氣的排氣量可被調節。一個或多個傳感器，諸如溫度傳感器、壓力傳感器和/或空-然比傳感器，可連接於EGR系統，以控制轉向至發動機進氣的排氣的量、正時、組成以及溫度。例如，第一 EGR入口傳感器230(溫度或空-然比傳感器)可連接在EGR通道231的入口的上遊，而第二 EGR出口傳感器240 (溫度或空-然比傳感器)可連接在EGR通道231出口的上遊，諸如EGR氣門240上遊。作為另一實例，排氣壓力傳感器245可包括在EGR通道231中。
[0055]如在本文通過參考圖3的模型和圖4-5的程序所詳細闡述的，發動機控制器可被配置，以基於排氣放熱升高和基於排氣放熱升高時汽缸不平衡的檢測確定烴氧化，控制器可推斷髮動機進氣處的烴積累。因此，控制器可執行一個或多個操作，包括限制發動機轉速和負載，以便減少進一步的積累和烴向進氣的釋放。通過這樣做，初始汽缸不平衡可被解決，並且，由於積累烴而導致的進一步的汽缸不平衡和潛在的發動機性能衰退可被降低。另夕卜，由於排氣放熱升高而導致的排氣系統部件，諸如氧化催化劑和微粒過濾器的性能衰退也可以被降低。[0056]現在參考圖3，其顯示方法300的示意圖(或方塊圖)，方法300用於檢測發動機進氣處的烴吸入和快速與吸入物反應，以減輕嚴重的發動機性能衰退。因此，圖3方法是對圖4-5的程序中應用的算法的方塊圖描述。
[0057]方法300包括穩態工況監測器302，用於持續檢測和評估發動機穩態工況。另外，過渡狀態監測器304被提供，用於持續檢測和評估過渡發動機工況。過渡狀態監測器304包括動態滯後補償(dynamic lag compensation)和動態調整尺寸的窗口(sizing window),其中，過渡工況被評估。窗口(例如，發生監測的窗口起點和端點)至少基於踩加速器踏板的量(例如，基於踩加速器踏板期間的加速器踏板活動)。動態滯後補償允許對汽缸不平衡和排氣放熱的同時加權監測，以便加速對烴吸入的檢測。動態適應窗口是這樣的窗口:其中，瞬態汽缸不平衡數據被測量，並且，可基於過渡發動機工況被動態地調節。例如，當過渡工況是踩加速器踏板時，窗口可基於質量空氣流量、質量空氣流量的變化速率和/或踩加速器踏板的量(如在踩加速器踏板期間由加速器踏板活動所確定的)。
[0058]各種噪音過濾技術被用於分析曲軸加速數據，以便消除噪音因素，諸如缺火、潮溼、燃料質量。這些過濾技術可包括，例如，噪音排除策略、噪音過濾技術，諸如去抖動算法、偏差累加計算器等。去抖動算法的功能是根據誤差大小加速設置故障的時間。當汽缸不平衡和/或放熱高時，則故障標記被較快地設置。另外，去抖動算法剪去(clip)計算器的最大值，並在不滿足進入狀況時將計算器歸零。這允許在設置故障標記之前故障足夠成熟。以這種方式，提供增強的汽缸不平衡算法，其除了在怠速狀態狀況操作之外，還在過渡發動機工況下操作。
[0059]屬於每一過渡狀態狀況的數據——如通過過渡狀態監測器304所確定，和屬於每一穩態狀況的數據——如通過穩態監測器302所確定，可平行地輸送到基於模型的非預期放熱測量程序塊306和基於模型的汽缸不平衡測量程序塊308。基於模型的汽缸不平衡測量程序塊308中應用的模型可基於發動機運轉參數，諸如發動機轉速、注入的燃料、質量空氣流量(MAF)和入口空氣溫度(IAT)。至少基於這些參數，模型可確定活塞加速的量。
[0060]來自程序塊306和308各自的輸出被平行地輸送到加權的穩態不受控制的烴(UHC)監測器312和加權的瞬態UHC監測器310。基於監測器310、312之間的比較，可鑑別誤差狀態314。尤其地，在穩態狀況下，響應通過模型306檢測的放熱和通過模型308檢測的汽缸不平衡，加權的穩態UHC監測器312可確定穩態狀況下發動機進氣處的烴吸入和發動機排氣處的烴氧化。類似地，在過渡工況下，響應通過模型306檢測的放熱和通過模型308檢測的汽缸不平衡，加權的瞬態UHC監測器310可確定過渡工況下發動機進氣處的烴吸入和發動機排氣處的烴氧化。此外，通過比較監測器310和312的輸出，可確定誤差狀態314並可設置標記。通過利用和比較在過渡工況以及穩態狀況下接收的數據，即使較小的汽缸不平衡和排氣放熱也可被更好地檢測。另外，可使汽缸不平衡數據與具有較高置信度的排氣放熱數據相關聯，從而提高對烴吸入的檢測。通過提高檢測策略的精確度和強度，烴吸入可在烴在發動機進氣處積累至導致實質上發動機部件性能衰退的水平之前被檢測和解決。
[0061]響應對誤差狀態314的檢測,可執行復原策略(healing strategy)316,其是基於多事件或多行駛周期監測。多行駛周期監測包括在開始減輕FMEM操作，諸如減少扭矩之前，在多個行駛周期中監測誤差狀態314的能力。故障復原也可被校準，以在多個行駛周期中逐漸復原，以便在誤差狀態太頻繁時可很快地設置故障。復原策略包括各種發動機性能衰退減緩步驟、以及故障模型和作用管理(FMEM)操作318。作為復原策略的部分執行的操作包括限制發動機轉速和負載。在一個實例中，通過減少向所有發動機汽缸——包括檢測到不平衡(例如，發動機超速)的發動機汽缸以及尚未導致汽缸不平衡的其它汽缸一的燃料噴射，限制發動機轉速和負載。發動機轉速降低減少曲軸箱發泡和增加發動機對曲軸箱加注過滿的耐受性。另外，限制發動機轉速和負載允許峰值汽缸壓力降低。在其他實例中，發動機轉速和負載可通過減少節氣門開啟，減少發動機增壓的量、增加EGR的量等被進一步限制。
[0062]另外的復原策略步驟包括增加發動機溫度，以釋放一些積累的烴。尤其地，積累的烴的受控制的燃燒允許汽缸損害被減少和/或被容忍。再其他的復原策略步驟包括警告車輛駕駛員，以便駕駛員可將車輛送至保養中心，以進一步評估。可利用顯示於儀錶板顯示屏上的成組消息或通過照亮故障指示燈(或扳手燈)警告車輛駕駛員。進一步，可設置各種診斷代碼，其可通過保養中心的維修人員進行檢索，並用於更好地追溯烴吸入事件。
[0063]現在參考圖4，方法400描述程序，其在穩態和過渡發動機工況下，連續評估和監測曲軸加速數據和排氣溫度數據，以便可靠地檢測和指示發動機進氣處的烴吸入。可響應指示執行的降低發動機性能衰退的緩解步驟詳細闡述於圖5的程序中。因此，圖4-5的程序應用之前在圖3介紹的算法。
[0064]在402，方法包括評估和/或測量發動機工況。這些包括，例如，發動機轉速和負載、驅動器轉矩要求、排氣溫度、排氣催化劑溫度、增壓水平、環境狀況(環境溫度、壓力、溼度等)、歧管壓力、歧管空氣流量等。
[0065]在404，可確定發動機過渡工況是否存在。在一個實例中，如果質量空氣流量的變化速率高於閾值速率，可確定發動機過渡工況，諸如在踩加速器踏板期間或鬆開踩加速器踏板期間。如果過渡工況未被確認，則在424，程序包括確定發動機穩態狀況是否存在。在一個實例中，如果質量空氣流量的速率變化低於閾值速率，可確定發動機穩態狀況。在另一實例中，如果發動機處於發動機怠速，則可確定發動機穩態狀況。
[0066]在確認過渡工況後，在406，單獨的發動機汽缸之間的曲軸加速差異可被確定。類似地，在確認穩態狀況後，在426，單獨的發動機汽缸之間的曲軸加速差異可被確定。尤其地，當發動機處於穩態狀況時，曲軸加速差異在第一窗口中被評估，和當發動機處於過渡工況時，在第二、不同的窗口中被評估。因此，在過渡發動機工況下，至少基於過渡發動機工況下的質量空氣流量或質量空氣流量的變化速率，第二窗口可被動態地調節。相比之下，第一窗口可基於穩定的發動機轉速和負載。除了限定穩態和過渡工況的特定窗口的進入狀況之夕卜，基於車輛速度、環境溫度、冷卻液溫度、PTO狀態、輸入誤差狀態等的進入狀況的核心設置(core set)可用於確定穩態狀況下的第一窗口和過渡工況下的第二窗口。例如，根據汽缸不平衡程度和放熱大小窗口可更寬或更窄。例如，對於相同水平的誤差狀態，第一窗口可小於第二窗口。
[0067]各種噪音過濾技術和算法可用於過濾每一窗口中的曲軸加速數據。例如，在穩態狀況下，第一窗口中的汽缸間曲軸加速差異可被去抖動。類似地，在過渡工況下，第二窗口中汽缸間曲軸加速差異可被去抖動。
[0068]在408，基於在過渡工況下評估的曲軸加速數據(在406)，可確定汽缸不平衡。類似地，在428，基於在穩態狀況下評估的曲軸加速數據(在426)，可確定汽缸不平衡。在一個實例中，發動機包括不同的機組，其中具有成組的汽缸，諸如具有第一汽缸組的第一機組和具有第二汽缸組的第二機組。其中，基於第一和第二組汽缸各自的單獨的發動機汽缸之間的曲軸加速差異，確定汽缸不平衡，在穩態發動機工況和過渡發動機工況下分別評估曲軸加速。
[0069]在一個實例中，隨著燃料噴射器強化汽缸使該汽缸在能力方面像其他發動機汽缸一樣表現以產生峰值曲軸加速所需的時間校正，汽缸平衡可被評估。因此，如果汽缸相對於其他汽缸(諸如相同組中的其他汽缸)過多地產生或過少地產生曲軸加速，則可確定汽缸不平衡。如果在408或428未確定汽缸不平衡，則程序可結束。
[0070]如果基於第二曲柄角窗口中的曲軸加速差異，在408確定汽缸不平衡，則在416，控制器可設置標記或診斷代碼，以指示在過渡工況下發動機進氣處的烴積累。具體地，標記可指示在過渡工況下發動機進氣處的烴積累已經超過允許的界限一如通過模型所確定的。類似地，如果基於第一曲柄角窗口中的曲軸加速差異，在428確定汽缸不平衡，則在436，控制器可設置標記或診斷代碼，以指示在穩態狀況下發動機進氣處的烴積累。具體地，標記可指示在穩態狀況下發動機進氣處的烴積累已經超過允許的界限一如通過模型所確定的。因此，用於在過渡工況下指示烴積累的標記或診斷代碼可不同於用於在穩態狀況下指示烴積累的標記或診斷代碼。在穩態狀況下，模型的值一針對其在436評估烴積累一可根據發動機轉速和環境溫度被確定。
[0071]與步驟406和408平行，在410，可確定微粒過濾器是否被再生。類似地，與步驟426和428平行，在430，可確定微粒過濾器是否被再生。因此，發動機排氣可包括一個或多個排放控制裝置，諸如微粒過濾器和布置在微粒過濾器上遊的排氣氧化催化劑。在微粒過濾器被再生的狀況下，排放控制裝置的排氣溫度可被主動提高，以便燃燒掉碳煙和積累在微粒過濾器中的微粒物質。因此，為使得由於有效過濾器再生而經歷的放熱升高與由於烴吸入而導致的放熱升高區分開來，程序僅在確認存在非再生狀況存在後繼續進行。
[0072]在412和432，在過渡工況和穩態狀況下分別評估排氣放熱。在穩態狀況下，排氣放熱可在第一窗口期間被評估，和在過渡工況下，可在第二窗口期間被評估。放熱可基於排氣氧化催化劑上的排氣溫差。因此，在412，當微粒過濾器不被再生時，在發動機過渡工況下，排氣氧化催化劑上的排氣溫差在第二窗口中被評估。類似地，在432，當微粒過濾器不被再生時，在發動機穩態狀況下，排氣氧化催化劑上的排氣溫差在第一窗口中被評估。接下來，在414和434，可確定是否存在放熱升高。例如，可確定評估的排氣氧化催化劑上的排氣溫差是否聞於閾值差。
[0073]因此，如果未確認放熱升高，則程序可結束。相比之下，如果在穩態狀況下在第一窗口中確定放熱升高或在過渡工況下在第二窗口中確定放熱升高，則在416和436，控制器設置適當的標記或診斷代碼，以指示烴積累已經超過允許的界限。
[0074]雖然上述步驟詳細闡述在過渡工況或穩態狀況下基於限定的曲柄角窗口中的汽缸不平衡或放熱升高鑑別發動機進氣處的烴吸入，但還可基於限定窗口中汽缸不平衡和放熱升高各自的同時發生執行烴吸入的指示。尤其地，汽缸速度變化可由於各種因素，諸如燃料噴射器變化、汽缸充氣變化、缺火和烴吸入(諸如燃料和/或油)而被引起。類似地，排氣放熱升高可由於各種因素而被引起。在本文中，
【發明者】已經認識到，通過使汽缸不平衡與排氣放熱升高相關聯，由於燃料噴射器變化或缺火而導致的汽缸不平衡可更好地區別於由烴吸入導致的汽缸不平衡，從而允許採取適當的緩解步驟。這包括能夠使烴吸入被更早地和/或更精確地檢測。
[0075]例如，在408在過渡工況下確定汽缸不平衡之後，程序可任選地進行至414，以確定放熱升高是否在相同的窗口中同時發生。如果是，則在416，響應汽缸不平衡和放熱升高各自的同時發生，可確定烴吸入，並且，控制器可設置標記，以指示在過渡工況下發動機進氣處的烴積累已經超過允許的界限——如通過模型所確定的。作為另一實例，在414在過渡工況下確定放熱升高之後，程序可任選地進行至408，以確定汽缸不平衡是否在相同的窗口中同時發生。如果是，則在416，控制器可設置標記，以指示在過渡工況下發動機進氣處的烴吸入。在此應該理解，與響應汽缸不平衡或放熱升高的標記的設置相比，指示烴吸入的標記的設置可響應汽缸不平衡和放熱升高的同時發生而較早發生。
[0076]以相同的方式，在428在穩態狀況下確定汽缸不平衡之後，程序可任選地進行至434，以確定放熱升高是否在相同的窗口中同時發生。如果是，則在436，響應汽缸不平衡和放熱升高各自的同時發生，可確定烴吸入，並且，控制器可設置標記，以指示在穩態狀況下發動機進氣處的烴積累已經超過允許的界限——如通過模型所確定的。作為另一實例，在434在穩態狀況下確定放熱升高之後，程序可任選地進行至428，以確定汽缸不平衡是否在相同的窗口中同時發生。如果是，則在436，控制器可設置標記，以指示在穩態狀況下發動機進氣處的烴吸入。在此應該理解，與響應汽缸不平衡或放熱升高的標記的設置相比，指示烴吸入的標記的設置可響應汽缸不平衡和放熱升高的同時發生而較早發生。
[0077]應該理解，在兩者均超過的狀況下，在確定烴吸入期間，對汽缸不平衡數據和排氣放熱數據的加權可基於汽缸不平衡是在過渡工況還是在穩態狀況下被檢測而不同。例如，基於曲軸加速差異和排氣溫差中的每一種的指示可包括用第一權重因子加權曲軸加速差異和用第二、不同的權重因子加權排氣溫差，第一和第二權重因子至少基於曲軸加速差異是在過渡工況下還是在穩態狀況下被評估。
[0078]指示發動機進氣處的烴積累之後，響應指示烴氧化的汽缸不平衡和/或發動機排氣放熱升高，可在416和436執行一個或多個緩解步驟。如詳細闡述於圖5，這些可包括，例如，限制發動機轉速和負載，以減少發動機進氣處的烴積累。
[0079]現在參考圖5，方法500描述程序，其響應在過渡工況或穩態發動機工況下烴吸入的指示，執行各種緩解步驟。烴吸入可基於在過渡工況下或穩態發動機工況下排氣放熱升高時經歷的每一汽缸間曲軸加速差異(或汽缸不平衡)而被確定。
[0080]在502，程序包括升高發動機溫度，以釋放在發動機進氣處積累的烴。在本文中，吸入的烴的受控制的燃燒使得發動機進氣處的烴負載減少，並且，進一步的汽缸不平衡也減少。
[0081]在504，程序包括限制發動機轉速和負載。具體地，限制包括限制向所有發動機汽缸的燃料噴射。在一個實例中，在發動機包括第一和第二汽缸的情況下，基於排氣催化劑的排氣溫差高於閾值時第一汽缸和第二汽缸之間的每一曲軸加速差異，可在第一汽缸中指不烴積累。響應於其，向第一和第二汽缸各自的燃料噴射可被限制，以降低發動機轉速和負載。在本文中，通過降低發動機轉速，減少可導致烴吸入的發動機曲軸箱發泡。
[0082]限制的程度基於曲軸加速差異是在過渡發動機工況下還是在穩態發動機工況下被鑑別。例如，限制可包括當發動機處於穩態狀況時，以第一、較大量限制向所有發動機汽缸的燃料噴射(例如，上述實例中第一和第二汽缸中的每一個)，和當發動機處於過渡工況時，以第二、較少量限制向所有發動機汽缸的燃料噴射(例如，上述實例中第一和第二汽缸中的每一個)。另外，限制的量可基於汽缸不平衡的程度和排氣放熱升高的升高程度。
[0083]在506，程序還包括設置診斷代碼和照亮故障燈，以指示發動機進氣處的烴積累。在一個實例中，基於烴吸入的指示是在過渡工況下還是在穩態狀況下被接收，可設置不同的診斷代碼。故障燈可以是，例如，扳手燈。另外，燈可伴隨顯示在儀錶板屏(或面板)上的成組消息，以便警告車輛駕駛員。燈和消息可用於警告車輛駕駛員將車輛送至保養中心，以進一步維修。通過警告車輛駕駛員使車輛儘快被維修，降低由於烴吸入導致的初級發動機性能衰退。另外，可降低由於汽缸不平衡和放熱升高導致的次級發動機性能衰退。
[0084]在一個實例中，在第一發動機穩態狀況下，基於在穩態狀況下在第一窗口中評估的汽缸間曲軸加速差異和排氣放熱升高，控制器可指示發動機進氣處的烴(HC)積累。在第二發動機過渡工況下，基於在過渡工況下在第二窗口中評估的汽缸間曲軸加速差異和排氣放熱升高，控制器可指示在發動機進氣處的HC積累。在第一和第二狀況下，控制器均可響應指示限制向所有發動機汽缸的燃料噴射。
[0085]在本文中，在穩態狀況下，第一窗口是基於發動機轉速和扭矩(諸如穩定的發動機轉速和扭矩)，和在過渡工況下，第二窗口是基於踩加速器踏板。例如，第一窗口可比第二窗口寬。控制器還可在每一窗口中執行廣泛的噪音過濾。例如，控制器可在第一穩態狀況下去抖動第一窗口中的汽缸間曲軸加速差異，和在第二過渡工況下，去抖動第二窗口中的汽缸間曲軸加速差異。
[0086]響應指示限制向所有發動機汽缸的燃料噴射可包括:如果指示在發動機穩態狀況下被接收，用第一權重因子限制燃料噴射，和如果指示在發動機過渡工況下被接收，用第二權重因子限制燃料噴射，第一權重因子高於第二權重因子。例如，控制器可在第一穩態狀況下，以第一、較大量限制向所有發動機汽缸的燃料噴射和第二過渡工況下，以第二、較少量限制向所有發動機汽缸的燃料噴射。另外，限制的量可基於汽缸不平衡的程度和排氣放熱升高的升高程度。
[0087]作為另一實例，控制器可在第一踩加速器踏板期間，基於在第一窗口中評估的汽缸間曲軸加速差異和排氣放熱，指示在發動機進氣處的HC積累，而在第二踩加速器踏板期間，基於在第二、不同的窗口中評估的汽缸間曲軸加速差異和排氣放熱，指示在發動機進氣處的HC積累。然後，在第一和第二踩加速器踏板期間，可增加去抖動計算器。當去抖動計算器高於模型閾值時，則響應指示，可限制向所有發動機汽缸的燃料噴射。
[0088]在本文中，第一窗口的起動可基於在第一踩加速器踏板期間經過發動機的質量空氣流量的變化速率，而第二窗口的起動基於在第二踩加速器踏板期間經過發動機的質量空氣流量的變化速率。兩個窗口開啟的持續時間可以是質量空氣流量的函數。相比之下，燃料噴射可不依賴於質量空氣流量的變化速率，而是僅用於確定機會窗口，在該機會窗口中，需要發生汽缸不平衡和DOC上的排氣放熱的監測兩者。
[0089]以這種方式，基於數據是在穩態狀況下還是在過渡工況下被接收，曲軸加速數據可在不同的窗口中被處理。通過利用在過渡工況和怠速/穩態狀況下處理的數據，由烴吸入引起的汽缸不平衡可被更可靠地檢測。類似地，響應烴吸入的指示的限制可基於指示是在穩態狀況下還是在過渡工況下被接收而被差異地調節，以便更好地減輕烴積累。[0090]在一個實例中，來自各種源的烴洩漏物可排入到發動機曲軸箱中。發動機的連接杆可攪動曲軸箱油，該曲軸箱油在與烴混合時導致曲軸箱中發泡。烴泡沫可通過連接曲軸箱與進氣的曲軸箱通風管移動至發動機進氣系統。另外，來自各種源的烴洩漏物可直接排入到發動機進氣。隨著烴在發動機進氣中積累，形成小的烴池(pool)。空氣的突然湧入一如在踩加速器踏板期間所經歷的，可驅出烴池，並使烴移動到發動機汽缸中，其中由於進氣歧管的構造，一些汽缸比其它汽缸吸入更多的烴。由於發動機汽缸中烴吸入，不受控制的燃燒可發生在燃燒室中，導致汽缸不平衡。同時，可不參與汽缸內燃燒的烴被運輸至排氣系統，在該排氣系統中，未燃燒的烴被氧化(尤其地，在排氣DOC處)。這導致DOC上不受控制的排氣放熱。因此，通過在排氣DOC上監測放熱升高和同時監測汽缸不平衡的汽缸加速數據，可精確地診斷和解決烴吸入。
[0091]在一個實例中，控制器可確認一組通用「核心進入狀況」，即，這樣的進入狀況:其必需被滿足，以實現對柴油氧化催化劑上排氣放熱和待發起的汽缸不平衡的監測。這些進入狀況包括，例如，窗口內的環境溫度、高於閾值的冷卻液溫度、高於閾值的車輛速度或被指示的PTO狀況。另外，上述輸入的誤差狀態可已經被指示。
[0092]接下來，控制器可確認放熱檢測的進入狀況，即，這樣的狀況:其必需被滿足，以實現對放熱的監測。這些包括，例如，高於閾值的DOC入口溫度(其中所述閾值是環境溫度的函數)、不處於再生中的DPF再生狀況、充分暖的排氣D0C、高於閾值的排氣DOC出口溫度、被指示的熱穩定排氣系統(DPF再生後或快速停車-起步後)。與此同時，控制器可確認汽缸不平衡檢測的進入狀況。這可包括確認DPF沒有再生。用於穩態檢測的前提可包括確認發動機轉速在窗口內、發動機轉矩在窗口內和發動機轉速和扭矩是穩定的。用於過渡狀態檢測的前提可包括，例如，基於質量空氣流量的變化速率，確定檢測窗口的開始，和基於質量空氣流動速率，確定檢測窗口的結束。
[0093]當所有進入前提和狀況均被滿足後，響應在各個窗口中發生的汽缸不平衡和放熱升高——如針對穩態和過渡工況所限定的，控制器可確定烴在發動機進氣和/或曲軸箱中積累和需要採取緩解步驟以減少進一步的積累。
[0094]以這種方式，汽缸不平衡和排氣放熱升高之間的相關性可用於鑑別烴沿發動機進氣系統的積累。通過利用實質的信號處理和廣泛的算法來評估在穩態以及在過渡發動機工況下收集的汽缸不平衡數據，可減少由於缺火或由於烴在可選發動機位置的積累而經歷的噪音因素，並且，可更精確地診斷髮動機進氣處的烴積累。通過以受控制地限制發動機轉速和負載響應積累，可抑制實質的發動機性能衰退。
[0095]如將被本領域的普通技術人員所理解地，本文所述程序可代表任意數目處理策略中的一個或多個，所述處理策略諸如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等。因此，所示的各個步驟或功能均可在所示的程序中執行，並行執行，或在一些情況中被省略。類似地，不一定要求處理順序達到本文所述的目標、特徵和優勢，而是提供來方便說明和描述。儘管沒有清楚地示例，但本領域的普通技術人員將會認識到，一個或多個示例的步驟或功能可重複執行，這取決於所應用的具體策略。
[0096]現在結束說明書。本領域的技術人員通過閱讀本說明書，將會想到許多變化和修改而不背離本說明書的精神和範圍。例如，以天然氣、汽油、柴油或可選燃料配置運轉的13、
14、15、V6、V8、VlO和V12發動機可應用本申請說明書，以獲得益處。
【權利要求】
1.用於發動機的方法，包括: 響應指示烴氧化的汽缸不平衡和發動機排氣放熱升高，限制發動機轉速和負載，以減少發動機進氣處的烴積累。
2.權利要求1所述的方法，進一步包括:使進氣從節氣門流至Y型接頭，然後從所述Y型接頭的第一出口流至第一組汽缸和從所述Y型接頭的第二出口流至第二組汽缸，所述Y型接頭的所述第一出口的縱軸對準遠離所述第一組的末端汽缸布置的第一汽缸，所述Y型接頭的所述第二出口的縱軸對準遠離所述第二組的末端汽缸布置的第二汽缸。
3.權利要求2所述的方法，其中所述汽缸不平衡基於所述第一組和第二組汽缸各自的單獨的發動機汽缸之間的曲軸加速差異，所述曲軸加速在穩態發動機工況和過渡發動機工況下被評估。
4.權利要求3所述的方法，其中，在過渡發動機工況下評估的曲軸加速差異包括在所述過渡發動機工況下在動態適應窗口上評估的曲軸加速差異，所述動態適應窗口至少基於在所述過渡發動機工況下的質量空氣流量被調節。
5.權利要求3所述的方法，其中所述發動機排氣包括氧化催化劑和微粒過濾器，並且，其中所述排氣放熱是基於在微粒過濾器不被再生時在發動機穩態狀況下評估的氧化排氣催化劑兩側的排氣溫差。
6.權利要求2所述的方法，其中，限制發動機轉速和負載包括限制向所有發動機汽缸的燃料噴射。
7.權利要求2所述的方法，其中，限制的程度是基於曲軸加速差異是在過渡發動機工況下還是在穩態發動機工況下被鑑別到。
8.權利要求2所述的方法，進一步包括:設置診斷代碼和照亮故障燈，以指示所述發動機進氣處的所述烴積累。
9.權利要求2所述的方法，進一步包括:升高發動機溫度，以釋放在所述發動機進氣處積累的所述烴。
10.用於發動機的方法，包括: 基於排氣催化劑組的排氣溫差高於閾值時第一汽缸和第二汽缸之間的每一曲軸加速差異，指示第一汽缸中的烴積累；和 響應於其，限制向所述第一和第二汽缸每一個的燃料噴射。
【文檔編號】F02D41/00GK103573443SQ201310339486
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2012年8月7日
【發明者】G·K·坎馬斯, J·G·弗雷澤, A·克龍貝格, A·沙阿, T·C·埃裡克森, B·L·福爾頓, S·伊利 申請人:福特環球技術公司