CN107476890A - 用于空气燃料不平衡和汽缸停用的控制***和方法 - Google Patents

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Abstract

转矩请求模块基于驾驶员输入确定对发动机的转矩请求。汽缸控制模块基于转矩请求确定待启用发动机的汽缸总数的目标分数。空气燃料不平衡(AFIM)模块选择性地命令汽缸控制模块基于待启用发动机的汽缸总数的预定分数设定目标分数。该汽缸控制模块进一步：响应于该命令而基于预定分数设定目标分数；以及基于目标分数启用和停用发动机的汽缸的进气阀和排气阀的开启。当基于预定分数设定目标点火分数时，AFIM模块基于氧气传感器中的信号的样本进一步选择性地诊断AFIM故障的存在。

Description

用于空气燃料不平衡和汽缸停用的控制***和方法
技术领域
本公开涉及内燃机，并且更具体地涉及空气燃料不平衡和汽缸启用/停用控制***和方法。
背景技术
此处提供的背景描述的目的在于总体地呈现本公开的背景。当前署名的发明人的工作就其在该背景部分中所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本公开的现有技术。
燃料控制***控制对发动机的燃料供应。燃料控制***包括内部控制环和外部控制环。内部控制环可以使用位于排气***中的催化剂上游的废气含氧(EGO)传感器中的数据。催化剂接收由发动机输出的废气。
内部控制环基于上游EGO传感器中的数据控制提供至发动机的燃料量。仅举例而言，当上游EGO传感器指示废气浓(富燃料)时，内部控制环可降低提供至发动机的燃料量。相反地，当废气稀时，内部控制环可增大提供至发动机的燃料量。基于上游EGO传感器中的数据调节提供至发动机的燃料量将发动机内燃烧的空气/燃料混合物调制为近似目标空气/燃料混合物(例如，化学计量混合物)。
外部控制环可以使用位于催化剂下游的EGO传感器中的数据。仅举例而言，外部控制环可以使用上游和下游EGO传感器中的数据以确定由催化剂存储的氧气量以及其他合适的参数。当下游EGO传感器提供意外的数据时，外部控制环还可以使用下游EGO传感器中的数据来修正由上游和/或下游EGO传感器提供的数据。
发明内容
在一特征中，描述了一种车辆的发动机控制***。转矩请求模块基于驾驶员输入确定对发动机的转矩请求。汽缸控制模块基于转矩请求确定待启用的发动机的汽缸的总数的目标分数。空气燃料不平衡(AFIM)模块选择性地命令该汽缸控制模块基于待启用的发动机的汽缸的总数的预定分数设定目标分数。汽缸控制模块进一步：响应于该命令而基于预定分数设定目标分数；以及基于目标分数启用和停用发动机的汽缸的进气阀和排气阀的开启。当基于预定分数设定目标点火分数时，AFIM模块基于来自测量排气***的催化剂上游的排气中的氧气的氧气传感器的信号的样本进一步选择性地诊断AFIM故障的存在。
在进一步特征中，燃料控制模块给基于目标分数启用进气阀和排气阀的汽缸提供燃料，并且禁止给基于目标分数停用进气阀和排气阀的汽缸提供燃料。
在进一步特征中，当存在AFIM故障时，AFIM模块将预定诊断故障代码(DTC)存储在存储器中。
在进一步特征中，当存在AFIM故障时，AFIM模块点亮指示器。
在进一步特征中：AFIM模块命令该汽缸控制模块将目标分数设定为等于预定分数；以及该汽缸控制模块响应于该命令而将目标分数设定为等于预定分数。
在进一步特征中，AFIM模块命令该汽缸控制模块将目标分数设定为以下一项：(i)大于预定分数以及(ii)等于预定分数，且该汽缸控制模块：当预定分数大于基于转矩请求确定的目标分数时，将目标分数设定为等于预定分数；以及当预定分数小于基于转矩请求确定的目标分数时，将目标分数设定为等于基于转矩请求确定的目标分数。
在进一步特征中，AFIM模块命令该汽缸控制模块响应于确定发动机速度在预定速度范围内且发动机负载在预定发动机负载范围内而基于预定分数设定目标分数。
在进一步特征中，AFIM模块命令该汽缸控制模块基于预定分数、独立于发动机速度且独立于发动机负载设定目标分数。
在某个特征中，描述了车辆的发动机控制***。转矩请求模块基于驾驶员输入确定对发动机的转矩请求。汽缸控制模块基于转矩请求确定待启用发动机的汽缸总数的目标分数，并且确定使汽缸实现目标分数的目标点火序列。空气燃料不平衡(AFIM)模块选择性地命令该汽缸控制模块将目标点火序列设定为预定点火序列。汽缸控制模块进一步：响应于该命令而将目标点火序列设定为预定点火序列；以及根据预定点火序列按顺序启用和停用发动机的汽缸的进气阀和排气阀的开启。当将目标点火序列设定为预定点火序列时，AFIM模块基于来自测量排气***的催化剂上游的排气中的氧气的氧气传感器的信号的样本进一步选择性地诊断AFIM故障的存在。
在进一步特征中，燃料控制模块提供燃料至基于目标点火序列启用进气阀和排气阀的汽缸，并且禁止提供燃料至基于目标点火序列停用进气阀和排气阀的汽缸。
在进一步特征中，当存在AFIM故障时，AFIM模块将预定诊断故障代码(DTC)存储在存储器中。
在进一步特征中，当存在AFIM故障时，AFIM模块点亮指示器。
在进一步特征中，AFIM模块命令该汽缸控制模块响应于确定发动机速度在预定速度范围内且发动机负载在预定发动机负载范围内而基于预定点火序列设定目标点火序列。
在进一步特征中，AFIM模块命令该汽缸控制模块基于预定点火序列、独立于发动机速度且独立于发动机负载设定目标点火序列。
在某个特征中，描述了车辆的发动机控制***。转矩请求模块基于驾驶员输入确定对发动机的转矩请求。汽缸控制模块基于转矩请求确定待启用发动机的汽缸总数的目标分数，并且基于目标分数启用和停用发动机的汽缸的进气阀和排气阀的开启。空气燃料不平衡(AFIM)模块基于来自测量排气***的催化剂上游的排气中的氧气的氧气传感器的信号的样本选择性地诊断AFIM故障的存在，当目标分数大于发动机的汽缸总数的预定最小分数时接收到该样本。
在进一步特征中，当(i)目标分数大于发动机的汽缸总数的预定最小分数以及(ii)发动机速度在预定发动机速度范围内时，AFIM模块基于氧气传感器中的信号的样本选择性地诊断AFIM故障的存在。
在进一步特征中，在以下所有情况中AFIM模块基于氧气传感器中的信号的样本选择性地诊断AFIM故障的存在：(i)目标分数大于发动机的汽缸总数的预定最小分数、(ii)发动机速度在预定发动机速度范围内；以及(iii)发动机负载在预定发动机负载范围内。
在进一步特征中，燃料控制模块给基于目标分数启用进气阀和排气阀的汽缸提供燃料，并且禁止给基于目标分数停用进气阀和排气阀的汽缸提供燃料。
在进一步特征中，当存在AFIM故障时，AFIM模块将预定诊断故障代码(DTC)存储在存储器中。
在进一步特征中，当存在AFIM故障时，AFIM模块点亮指示器。
在某个特征中，描述了用于车辆的发动机控制方法。该发动机控制方法包括：基于驾驶员输入确定对发动机的转矩请求；基于转矩请求确定待启用发动机的汽缸总数的目标分数；选择性地命令基于待启用发动机的汽缸总数的预定分数设定目标分数；响应于该命令而基于预定分数设定目标分数；基于目标分数启用和停用发动机的汽缸的进气阀和排气阀的开启；以及当基于预定点火分数设定目标点火分数时，基于来测量排气***的催化剂上游的排气中的氧气的氧气传感器的信号的样本选择性地诊断空气燃料不平衡(AFIM)故障的存在。发动机控制方法还可以包括：提供燃料至基于目标分数启用进气阀和排气阀的汽缸，并且禁止提供燃料至基于目标分数停用进气阀和排气阀的汽缸。发动机控制方法还可以进一步包括：当存在AFIM故障时，AFIM模块将预定诊断故障代码(DTC)存储在存储器中。发动机控制方法还可以进一步包括：当存在AFIM故障时点亮指示器。在各个实施方案中，命令可以包括命令将目标分数设定为等于预定分数；以及响应于该命令而基于预定分数设定目标分数。在各个实施方案中，命令可以包括命令将目标分数设定为以下一项：(i)大于预定分数以及(ii)等于预定分数；且设定目标分数可以包括：当预定分数大于基于转矩请求确定的目标分数时，将目标分数设定为等于预定分数；以及当预定分数小于基于转矩请求确定的目标分数时，将目标分数设定为等于基于转矩请求确定的目标分数。该发动机控制方法还可以包括命令响应于确定发动机速度在预定速度范围内且发动机负载在预定发动机负载范围内而基于预定分数设定目标分数。替代地，该发动机控制方法还可以包括命令基于预定分数、独立于发动机速度且独立于发动机负载设定目标分数。
在某个特征中，描述了用于车辆的发动机控制方法。该发动机控制方法包括：基于驾驶员输入确定对发动机的转矩请求；基于转矩请求确定待启用发动机的汽缸总数的目标分数；确定使汽缸实现目标分数的目标点火序列；选择性地命令将目标点火序列设定为预定点火序列；响应于该命令而将目标点火序列设定为预定点火序列；以及根据预定点火序列按顺序启用和停用发动机的汽缸的进气阀和排气阀的开启；以及当将目标点火序列设定为预定点火序列时，基于来自测量排气***的催化剂上游的排气中的氧气的氧气传感器的信号的样本进一步选择性地诊断空气燃料不平衡(AFIM)故障的存在。发动机控制方法还可以包括：提供燃料至基于目标点火序列启用进气阀和排气阀的汽缸，并且禁止提供燃料至基于目标点火序列停用进气阀和排气阀的汽缸。发动机控制方法还可以包括：当存在AFIM故障时，将预定诊断故障代码(DTC)存储在存储器中。发动机控制方法还可以包括：当存在AFIM故障时点亮指示器。在各个实施方案中，该发动机控制方法可以包括命令响应于确定发动机速度在预定速度范围内且发动机负载在预定发动机负载范围内而基于预定点火序列设定目标点火序列。在各个实施方案中，该发动机控制方法可以包括命令基于预定点火序列、独立于发动机速度且独立于发动机负载设定目标点火序列。
在某个特征中，描述了一种用于车辆的发动机控制方法。该发动机控制方法包括：基于驾驶员输入确定对发动机的转矩请求；基于转矩请求确定待启用的发动机的汽缸的总数的目标分数；基于目标分数启用和停用发动机的汽缸的进气阀和排气阀的开启；基于来自测量排气***的催化剂上游的排气中的氧气的氧气传感器的信号的样本选择性地诊断空气燃料不平衡(AFIM)故障的存在，当目标分数大于发动机的汽缸总数的预定最小分数时接收到该样本。该发动机控制方法可以包括当(i)目标分数大于发动机的汽缸总数的预定最小分数以及(ii)发动机速度在预定发动机速度范围内时基于氧气传感器中的信号的样本选择性地诊断AFIM故障的存在。该发动机控制方法可以包括在以下所有情况中基于氧气传感器中的信号的样本选择性地诊断AFIM故障的存在：(i)目标分数大于发动机的汽缸总数的预定最小分数；(ii)发动机速度在预定发动机速度范围内；以及(iii)发动机负载在预定发动机负载范围内。发动机控制方法还可以包括：提供燃料至基于目标分数启用进气阀和排气阀的汽缸，并且禁止提供燃料至基于目标分数停用进气阀和排气阀的汽缸。发动机控制方法还可以包括当存在AFIM故障时，将预定诊断故障代码(DTC)存储在存储器中。发动机控制方法还可以包括当存在AFIM故障时点亮指示器。
从详细说明、权利要求书和附图将会清楚本公开的其他应用领域。详细说明和具体实例仅旨在用于说明目的并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
通过详细说明和附图将更完全地理解本公开，其中：
图1是示例性发动机***的功能框图；
图2是示例性发动机控制模块的功能框图；
图3是示例性燃料控制模块的功能框图；
图4是示例性空气燃料不平衡(AFIM)模块的功能框图；
图5A至5B是描绘执行AFIM诊断以及命令对AFIM诊断使用预定点火分数的示例性方法的流程图；
图6A至6B是描绘执行AFIM诊断以及命令对AFIM诊断使用预定最小点火分数的示例性方法的流程图；
图7A至7B是描绘执行AFIM诊断以及命令对AFIM诊断使用一个或多个预定点火模式的示例性方法的流程图；
图8是描绘响应于AFIM诊断触发事件而执行AFIM诊断的示例性方法的流程图；
图9是描绘执行AFIM诊断但不命令使用预定点火模式或预定点火分数的示例性方法的流程图；以及
图10包括用于各种点火分数的点火序列的示例性说明。
在附图中，可以重复使用附图标记以标识类似和/或相似的元件。
具体实施方式
内燃机在汽缸内燃烧空气和燃料混合物以产生转矩。在某些情况下，发动机控制模块(ECM)可以停用发动机的一个或多个汽缸。ECM可以停用一个或多个汽缸以(例如)当发动机在一个或多个汽缸停用的同时可产生所请求的转矩量时降低燃料消耗。
ECM基于所请求的转矩量确定目标点火分数。目标点火分数可以对应于应该启用以实现所请求的转矩量的汽缸的分数。ECM确定用于实现目标点火分数的目标点火序列并且按照汽缸的预定点火顺序根据目标点火序列产生用于未来(例如，下一个)汽缸的点火命令。点火命令可以是指示未来汽缸应该启用还是停用的值。例如，当未来汽缸应该启用时ECM可以将点火命令设定为1，且当未来汽缸应该停用时将点火命令设定为0。
ECM还可以选择性地确定整个汽缸中是否存在空气/燃料不平衡(AFIM)故障。然而，AFIM故障诊断的精确度和/或可靠性受某些目标点火分数影响。本公开的ECM因此可以使用预定点火分数或至少预定最小点火分数用于执行AFIM故障诊断。另外或替代地，ECM可以使用预定点火序列用于执行AFIM故障诊断。
现在参考图1，提出示例性发动机***100的功能框图。车辆的发动机***100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以基于驾驶员输入模块104中的驾驶员输入产生转矩。
空气通过进气***108吸入至发动机102中。进气***108可以包括进气歧管110和节流阀112。仅举例而言，节流阀112可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)114控制节流致动器模块116，且节流致动器模块116调节节流阀112的开启以控制进入进气歧管110中的空气流。
进气歧管110中的空气吸入至发动机102的汽缸中。虽然发动机102包括多个汽缸，但是为了说明目的，示出单个代表性汽缸118。仅举例而言，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM 114可以命令汽缸致动器模块120在如下文进一步讨论的某些情况下选择性地停用某些汽缸，从而可以提高燃料效率。
发动机102可以使用四冲程循环或另一个合适的发动机循环来操作。下文描述的四冲程循环的四个冲程将称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每次转动期间，四个冲程中的两个冲程发生在汽缸118内。因此，汽缸118经历所有四个冲程必须有两次曲轴转动。对于四冲程发动机，一个发动机循环可以对应于两次曲轴转动。
当汽缸118启用时，进气歧管110中的空气在进气冲程期间通过进气阀122吸入至汽缸118中。ECM 114控制燃料致动器模块124，其调节燃料喷射以实现目标空气/燃料比。燃料可以在中心位置处或诸如靠近每个汽缸的进气阀122的多个位置处喷射至进气歧管110中。在各个实施方案(未示出)中，燃料可以直接喷射至汽缸中或与汽缸相关联的混合室/端口中。燃料致动器模块124可以停止向已停用的汽缸喷射燃料。
喷射的燃料与空气混合并且在汽缸118中产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火发动机，在该情况中，压缩导致空气/燃料混合物点燃。替代地，发动机102可以是火花点火发动机，在该情况中，火花致动器模块126基于ECM 114中的信号激励汽缸118中的火花塞128，从而点燃空气/燃料混合物。诸如均质充量压缩点火(HCCI)发动机的某些类型的发动机可以执行压缩点火和火花点火这二者。可以相对于当活塞在其最顶部位置(将称为上止点(TDC))的时间指定火花的正时。
火花致动器模块126可以受指定TDC之前或之后多久才产生火花的正时信号控制。因为活塞位置直接与曲轴旋转有关，所以火花致动器模块126的操作可以与曲轴的位置同步。火花致动器模块126可以禁止向已停用的汽缸提供火花或向已停用的汽缸提供火花。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，由此驱动曲轴。燃烧冲程可以限定为活塞到达TDC与活塞返回至最底部位置(将称为下止点(BDC))的时间之间的时间。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC上移并且通过排气阀130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气***134从车辆中排出。排气***134包括催化剂136，诸如三效催化剂(TWC)或四效催化剂。催化剂136与排气成分(诸如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等)发生反应。
上游废气含氧(EGO)传感器(US EGO传感器)138位于催化剂136上游。下游EGO传感器(DSEGO传感器)139位于催化剂136下游。US EGO传感器138可以位于(例如)排气歧管的排气流道的汇流点处或另一个合适位置处。
US EGO传感器138和DS EGO传感器139测量它们的相应位置处的排气中的氧气量，并且基于氧气量产生EGO信号。仅举例而言，US EGO传感器138基于催化剂136上游的氧气量产生上游EGO(USEGO)信号。DS EGO传感器139基于催化剂136下游的氧气量产生上游EGO(DSEGO)信号。
US EGO传感器138和DS EGO传感器139可以各自包括通用EGO(UEGO)传感器(又称为宽带或宽范围EGO传感器)或另一种合适类型的EGO传感器。EGO传感器还可称为空气/燃料比传感器。例如，宽范围EGO传感器可以称为宽范围空气/燃料(WRAF)传感器。切换式EGO传感器产生EGO信号(以电压为单位)，并且当氧气浓度分别为稀和浓时将EGO信号在低电压(例如，约0.2V)与高电压(例如，约0.8V)之间切换。相比之下，UEGO传感器产生对应于废气的当量比(EQR)的EGO信号并且提供浓与稀之间的测量。
进气阀122可以受进气凸轮轴140控制，而排气阀130可以受排气凸轮轴142控制。在各个实施方案中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可以控制汽缸118的多个进气阀(包括进气阀122)和/或可以控制多组汽缸(包括汽缸118)的进气阀(包括进气阀122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可以控制汽缸118的多个排气阀和/或可以控制多组汽缸(包括汽缸118)的排气阀(包括排气阀130)。虽然已经示出且讨论了基于凸轮轴的阀致动，但是可以实施无凸轮阀致动器。虽然示出了单独的进气凸轮轴和排气凸轮轴，但是可以使用具有用于进气阀和排气阀这二者的凸角的一个凸轮轴。
汽缸致动器模块120可以通过禁止开启进气阀122和/或排气阀130而停用汽缸118。可以由进气凸轮相位器148相对于活塞TDC改变开启进气阀122的时间。可以由排气凸轮相位器150相对于活塞TDC改变开启排气阀130的时间。相位器致动器模块158可以基于ECM 114中的信号控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。在各个实施方案中，可以省略凸轮定相。可变阀升程(未示出)还可以受相位器致动器模块158控制。在各个其他实施方案中，进气阀122和/或排气阀130可以受除凸轮轴外的致动器(诸如机电致动器、电动液压致动器、电磁致动器等)控制。
发动机***100可以包括向进气歧管110提供加压空气的一个或多个增压装置，诸如涡轮增压器或增压器。例如，图1示出包括由流过排气***134的废气驱动的涡轮增压器涡轮160-1的涡轮增压器。涡轮增压器还包括由涡轮增压器涡轮1601驱动并且压缩通向节流阀112中的空气的涡轮增压器涡轮160-2。如下文进一步讨论，发动机***100可以包括一个以上增压装置，诸如连续或并联涡轮增压器。
废气门162控制通过且绕过涡轮增压器涡轮160-1的排气流。废气门还可以称为(涡轮增压器)涡轮旁通阀。废气门162可以允许排气绕过涡轮增压器涡轮1601以减少由涡轮增压器提供的进气空气压缩。ECM 114可以经由废气门致动器模块164控制涡轮增压器。废气门致动器模块164可以通过控制废气门162的开启来调制涡轮增压器的增压。在各个实施方案中，多个涡轮增压器可以受废气门致动器模块164控制。涡轮增压器可以具有可变几何形状，其可以受涡轮致动器模块(未示出)控制。
冷却器(例如，充量冷却器或中间冷却器)可以耗散压缩的空气充量中所含的一定热量，该热量可随着空气压缩而产生。虽然为了说明目的而单独示出，但是涡轮增压器涡轮160-1和涡轮增压器涡轮160-2可以彼此机械地联接，从而将进气放置成紧靠热排气。压缩的空气充量可以吸收排气***134的部件中的热量。
发动机***100可以包括废气再循环(EGR)阀170，其选择性地将废气改向返回至进气歧管110。EGR阀170可以位于涡轮增压器涡轮160-1上游。EGR阀170可以受EGR致动器模块172控制。
曲轴位置可以使用曲轴位置传感器180来测量。发动机速度可以基于使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置来确定。发动机冷却剂的温度可以使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量。ECT传感器182可以位于发动机102内或其中有冷却剂循环的其他位置(诸如散热器(未示出))处。
进气歧管110内的压力可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量。在各个实施方案中，可以测量发动机真空，其是周围空气压力与进气歧管110内的压力之间的差值。流入进气歧管110中的空气的质量流速可以使用质量空气流(MAF)传感器186来测量。在各个实施方案中，MAF传感器186可以位于还包括节流阀112的壳体中。
节流阀112的位置可以使用一个或多个节流位置传感器(TPS)190来测量。吸入至发动机102中的空气的温度可以使用进气温度(IAT)传感器192来测量。发动机***100还可以包括一个或多个其他传感器193。其他传感器193可以包括(例如)位于催化剂136上游的氧气传感器、位于催化剂136下游的氧气传感器、周围空气压力传感器和/或其他合适的传感器。催化剂136上游的氧气传感器测量流入催化剂136中的氧气的量。位于催化剂136下游的氧气传感器测量流出催化剂136中的氧气的量。ECM 114可以使用传感器中的信号来做出发动机***100的控制决定。
其他传感器193包括加速器踏板位置(APP)传感器，可以包括离合器踏板位置(CPP)传感器(例如，在手动变速器的情况中)，并且可以包括一种或多种其他类型的传感器。APP传感器测量加速器踏板在车辆的乘客车厢内的位置。CPP传感器测量离合器踏板在车辆的乘客车厢内的位置。其他传感器193还可以包括测量车辆的纵向加速度的一个或多个加速度传感器。
ECM 114可以与变速器控制模块194通信以(例如)协调发动机操作与变速器195中的换档。例如，ECM 114可以减小换档期间的发动机转矩。
ECM 114可以与混合动力控制模块196通信以(例如)协调发动机102的操作与电动马达198。电动马达198还可以用作发电机，并且可以用于产生电能以供车辆电***使用和/或存储在电池中。虽然仅示出且讨论了电动马达198，但是可以实施多个电动马达。在各个实施方案中，ECM 114、变速器控制模块194和混合动力控制模块196的各个功能可以集成至一个或多个模块中。
ECM 114在车辆启用的时间与车辆下一次关闭的时间之间启用和关闭发动机102。用户可以例如通过致动点火钥匙、按钮或开关启用车辆。用户可以例如通过致动点火钥匙、按钮或开关来关闭车辆。
电动马达198可以耦接至变速器195并且用于车辆推进和停止。例如，在某些类型的车辆中，发动机102可以仅操作成(例如，当车辆的电池组的充电状态下降至预定充电状态以下时)产生用于电动马达198的动力，且电动马达198可以总是用于车辆推进。在其他类型的车辆中，电动马达198可以在发动机102关闭时且在发动机102正运行时(例如，补充发动机转矩输出)用于车辆推进。
改变发动机参数的每个***可以称为发动机致动器。每个发动机致动器具有相关联的致动器值。例如，节流致动器模块116可以称为发动机致动器，且节流开启面积可以称为致动器值。在图1的实例中，节流致动器模块116通过调整节流阀112的叶片的角度来实现节流开启面积。
火花致动器模块126也可以称为发动机致动器，而对应的致动器值可以是火花正时的大小。其他发动机致动器可以包括汽缸致动器模块120、燃料致动器模块124、相位器致动器模块158、废气门致动器模块164和EGR致动器模块172。对于这些发动机致动器，致动器值可以分别对应于汽缸启用/停用序列(或模式)、燃料供应速率、进气和排气凸轮相位器角度、目标废气门开启以及EGR阀开启。ECM 114可以控制致动器值以导致发动机102产生所请求的发动机输出转矩。
现在参考图2，提出示例性发动机控制***的功能框图。转矩请求模块204基于一个或多个驾驶员输入212确定发动机102的转矩请求208。驾驶员输入212可以包括(例如)加速器踏板位置、制动器踏板位置、巡航控制输入和/或一个或多个其他合适的驾驶员输入。例如，转矩请求208可以随着加速器踏板位置(相对于预定静止加速器踏板位置，诸如零)增大而增大，且反之亦然。转矩请求模块204可以另外或替代地基于一个或多个其他转矩请求(诸如由ECM 114产生的转矩请求和/或接收自车辆的其他模块(诸如变速器控制模块194、混合动力控制模块196、底盘控制模块等)的转矩请求)确定转矩请求208。
一个或多个发动机致动器是基于转矩请求208和/或一个或多个其他参数来控制。例如，节流控制模块216可以基于转矩请求208确定目标节流开启220。节流致动器模块116可以基于目标节流开启220调整节流阀112的开启。
火花控制模块224基于转矩请求208确定目标火花正时228。火花致动器模块126基于目标火花正时228产生火花。燃料控制模块232基于转矩请求208确定一个或多个目标燃料供应参数236。例如，目标燃料供应参数236可以包括最终当量比(EQR)请求、用于喷射该量的燃料喷射的次数以及每次喷射的正时。燃料致动器模块124基于目标燃料供应参数236喷射燃料。下文进一步讨论最终EQR请求。
相位器控制模块237基于转矩请求208确定目标进气凸轮相位器角度238和排气凸轮相位器角度239。相位器致动器模块158可以基于目标进气凸轮相位器角度238和排气凸轮相位器角度239分别调节进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150。
废气门控制模块240基于转矩请求208设定目标废气门开启242。废气门致动器模块164基于目标废气门开启242控制废气门162的开启。仅举例而言，废气门致动器模块164可以基于目标废气门开启242使用将目标废气门开启与目标目标占空比(DC)关联的函数或映射确定施用至废气门162的目标DC。废气门致动器模块164可以基于目标DC施用信号至废气门162。
汽缸控制模块244对于汽缸的点火顺序中的下一汽缸(“下一汽缸”)产生启用/停用命令248。启用/停用命令248指示应当启用还是停用下一汽缸。仅举例而言，汽缸控制模块244可以在应当启用下一汽缸时将启用/停用命令248设定为第一状态(例如，1)并且在应当停用下一汽缸时将启用/停用命令248设定为第二状态(例如，0)。虽然启用/停用命令248已被且将被讨论为针对预定点火顺序中的下一汽缸而产生，但是启用/停用命令248可以针对紧跟着预定点火顺序中的下一汽缸的第二汽缸、紧跟着预定点火顺序中的第二汽缸的第三汽缸或紧接着预定点火顺序中的下一汽缸的另一个汽缸而产生。
当启用/停用命令248指示应当停用下一汽缸时，汽缸致动器模块120停用下一汽缸的进气阀和排气阀。当启用/停用命令248指示应当启用停用下一汽缸时，汽缸致动器模块120允许下一汽缸的进气阀和排气阀的开启和关闭。
当启用/停用命令248指示应当停用下一汽缸时，燃料控制模块232停止下一汽缸的燃料供应。当启用/停用命令248指示应当启用下一汽缸时，燃料控制模块232设定目标燃料供应参数236以向下一汽缸提供燃料。当启用/停用命令248指示应当启用下一汽缸时，火花控制模块224可以向下一汽缸提供火花。当启用/停用命令248指示应当停用下一汽缸时，火花控制模块224可以向下一汽缸提供火花或停止提供火花。
汽缸停用不同于燃料切断(例如，将燃料切断减速)。当汽缸停用时，汽缸的进气阀和排气阀维持关闭。当切断至汽缸的燃料时，汽缸的进气阀和排气阀仍然可以是开启和关闭的。
汽缸控制模块244可以基于目标点火分数(FF)252产生启用/停用命令248。目标点火分数252的分子对应于汽缸的预定点火顺序中的接下来的N个汽缸中要启用的汽缸的目标数量(M)，且N是目标点火分数的分母。例如，目标点火分数5/8指示应当启用预定点火顺序中的接下来的8个汽缸中的5个。在此实例中，因此预定点火顺序中的接下来的8个汽缸中的3个应当停用。目标点火分数0对应于发动机102的所有汽缸停用(且启用0个汽缸)，且目标点火分数1对应于启用发动机102的所有汽缸(且0个汽缸停用)。
一个或多个预定点火模式(或序列)可以与每个可能的目标点火分数相关联。图10中说明提供2/9、1/4、3/7和4/9的点火分数(FF)的预定点火模式的实例。在图10中，1指示点火顺序中的相应汽缸应该启用(并且点火)，且0指示点火顺序中的相应汽缸应该停用(并且不要点火)。图10的行对应于不同的发动机循环(1、2、3、4、5、6、7、8、9等)，而列代表汽缸的点火顺序(1、8、7、2、6、5、4、3)中的单个汽缸。发动机循环是指发动机的所有汽缸经历一次完整的燃烧循环(例如，2次曲轴转动)所需要的周期。在图10中，8个汽缸发动机在汽缸的点火顺序下的实例是汽缸1、汽缸8、汽缸7、汽缸2、汽缸6、汽缸5、汽缸4，接着汽缸3，接着以汽缸1重新开始。基于目标点火分数252，汽缸控制模块244可以选择预定点火模式并且根据选定预定点火模式产生启用/停用命令248。
汽缸控制模块244可以(例如)基于转矩请求208和/或一个或多个其他车辆操作参数确定目标点火分数252。例如，汽缸控制模块244可以随着转矩请求208增大而增大目标点火分数252，且反之亦然。
图3是燃料控制模块232的示例性实施方案的功能框图。燃料控制模块232可以包括命令发生器模块304、外环模块308、内环模块312以及参考发生模块316。
命令发生器模块304可以确定一个或多个发动机操作条件。仅举例而言，发动机操作条件可以包括(但不限于)发动机速度320、单缸空气(APC)、发动机负载324和/或其他合适参数。可以对某些发动机***中的一个或多个未来燃烧事件预测APC。发动机负载324可以基于例如APC与发动机102的最大APC的比来确定。发动机负载324替代地可以基于所指示的平均有效压力(IMEP)、发动机转矩或指示发动机负载的另一个合适参数来确定。
命令发生器模块304还产生基本当量比(EQR)请求328。基本EQR请求328可以基于APC而产生并且用于实现催化剂136上游的空气/燃料混合物的目标当量比(EQR)。仅举例而言，目标EQR可以包括化学计量EQR(即，1.0)。命令发生器模块304还确定目标下游废气输出(目标DS EGO)332。命令发生器模块304可以基于(例如)一个或多个发动机操作条件确定目标DS EGO332。
命令发生器模块304还可以对基本EQR请求328产生一个或多个开环燃料供应修正336。开环燃料供应修正336可以包括(例如)传感器修正和误差修正。仅举例而言，传感器修正可以对应于对基本EQR请求328的修正以适应USEGO传感器138的测量。误差修正可以对应于基本EQR请求328中的修正以解决可发生的误差，诸如确定APC时的误差以及归因于燃料蒸汽至发动机102的供应(即，燃料蒸汽清除)的误差。
外环模块308还可以对基本EQR请求328产生一个或多个开环燃料供应修正340。外环模块308可以产生(例如)氧气存储量修正和氧气存储量维持修正。仅举例而言，氧气存储量修正可以对应于基本EQR请求328中的修正以将催化剂136的氧气存储量调节为预定周期内的目标氧气存储量。氧气存储量维持修正可以对应于基本EQR请求328中的修正以将催化剂136的氧气存储量调制为近似目标氧气存储量。
外环模块308可以基于US EGO传感器138中的US EGO信号344和DS EGO传感器139中的DS EGO信号348估计催化剂136的氧气存储量。外环模块308可以产生开环燃料供应修正340以将催化剂136的氧气存储量调整为目标氧气存储量和/或将氧气存储量维持为近似目标氧气存储量。外环模块308还可以产生开环燃料供应修正340以最小化DS EGO信号与目标DS EGO信号332之间的差值。
内环模块312基于US EGO信号344与期望US EGO之间的差值确定上游EGO修正(USEGO修正)。US EGO修正可以对应于(例如)基本EQR请求328中的修正以最小化US EGO信号344与期望US EGO之间的差值。
参考发生模块316产生参考信号352。仅举例而言，参考信号352可以包括正弦波、三角波或另一种合适类型的周期信号。参考发生模块316可以选择性地改变参考信号352的振幅和频率。仅举例而言，参考发生模块316可以随着发动机负载324增大而增大频率和振幅，且反之亦然。参考信号352可以提供至内环模块312以及一个或多个其他模块。
参考信号352可以用于产生最终EQR请求356。参考信号352可以在预定浓EQR与预定稀EQR之间切换提供至催化剂136的废气的EQR，且反之亦然。仅举例而言，预定浓EQR可以约为3％浓(例如，1.03的EQR)，且预定稀EQR可以约为3％稀(例如，约0.97的EQR)。切换EQR可以提高催化剂136的效率。另外，将EQR从预定浓EQR切换至预定稀EQR(且反之亦然)可以用于诊断US EGO传感器138、催化剂136和/或DS EGO传感器139中的故障。
内环模块312基于基本EQR请求328和US EGO修正确定最终EQR请求356。内环模块312进一步基于传感器修正、误差修正、氧气存储量修正以及氧气存储维持修正以及参考信号352确定最终EQR请求356。仅举例而言，内环模块312可以将最终EQR请求356设定为基于或等于基本燃料请求328、US EGO修正、传感器修正、误差修正、氧气存储量修正以及氧气存储维持修正以及参考信号352的和。燃料致动器模块124基于最终EQR请求356控制至待供应燃料的下一个汽缸的燃料喷射。仅举例而言，燃料致动器模块124可以使用脉宽调制(PWM)控制燃料喷射。
再次参考图3，燃料控制模块232还包括空气燃料不平衡(AFIM)模块404(又参见图4)。AFIM模块404存储US EGO传感器138中的US EGO信号344的样本。AFIM模块404基于样本诊断是否存在AFIM故障。
当诊断到AFIM故障时，AFIM模块404可以采取一个或多个补救措施。例如，AFIM模块404可以将AFIM故障的指示器(例如，与AFIM故障相关联的预定诊断故障代码)存储在ECM114的存储器中、产生故障的存在的视觉指示器(例如，点亮指示器360，诸如故障指示灯)、调整对一个或多个汽缸的燃料供应和/或当诊断到AFIM故障时执行一个或多个其他补救措施。
然而，使用小于1的目标点火分数的操作可影响是否存在AFIM故障的诊断。根据本申请，在各个实施方案中，AFIM模块404可以命令汽缸控制模块244将目标点火分数设定为预定点火分数用于诊断是否存在AFIM故障。当满足一个或多个AFIM诊断使能条件时或(例如)响应于发动机启用且独立于是否满足AFIM诊断使能条件，AFIM模块404可以发出命令。
在各个实施方案中，汽缸控制模块244可以将目标点火分数设定为预定点火分数。在各个实施方案中，汽缸控制模块244可以使用预定点火分数作为用于设定目标点火分数的最小值。更具体地，汽缸控制模块244可以(例如，基于如上文所讨论的转矩请求208)确定目标点火分数。当确定的目标点火分数小于或等于预定点火分数时，汽缸控制模块244可以将目标点火分数设定为预定点火分数。当确定的目标点火分数大于预定点火分数时，汽缸控制模块244可以将目标点火分数设定为确定的目标点火分数。
在各个实施方案中，AFIM模块404可以命令使用一个或多个预定点火模式来诊断是否存在AFIM故障。例如，AFIM模块404可以命令在第一预定周期内使用第一预定点火模式(例如，启用发动机102的一半汽缸)并且命令在第二预定周期内使用第二预定点火模式(例如，启用发动机102的另一半汽缸)。当满足AFIM诊断使能条件时或(例如)响应于发动机启用且独立于是否满足AFIM诊断使能条件，AFIM模块404可以发出命令。
在各个实施方案中，AFIM模块404可以被动地执行AFIM诊断。例如，当满足AFIM诊断使能条件且目标点火分数大于或等于用于执行AFIM诊断的预定最小点火分数时，AFIM模块404可以收集用于AFIM诊断的样本。
图4是AFIM模块404的示例性实施方案的功能框图。采样模块406选择性地采样USEGO信号344并且提供US EGO样本412至诊断模块408。采样模块406可以预定速率采样USEGO信号344(诸如曲轴角度(CAD)的每个预定数量采样一次，如通过使用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置420所指示)。采样模块406还可以将样本数字化以产生US EGO样本412。
诊断模块408执行是否存在AFIM故障的诊断。诊断模块408还基于US EGO样本412确定是否执行AFIM诊断和/或基于在命令424的执行期间产生的US EGO样本412产生用于执行AFIM诊断的启用/停用命令424。
图5A是描绘执行AFIM诊断并且命令使用预定点火分数的示例性方法的流程图。控制可以开始于504。在504处，诊断模块408可以确定先前在当前驱动循环期间是否已经执行(通过)了AFIM诊断。驱动循环可以指代驾驶员(例如，经由点火钥匙、按钮或开关)开启车辆的点火***的第一时间与驾驶员下一次关闭车辆的点火***的第二时间之间的周期。如果504为真，那么控制可以结束。如果504为假，那么控制可以继续进行至508。
在508处，诊断模块408可以产生命令424以命令使用预定点火分数。预定点火分数可以是(例如)1、1/2或适用于AFIM诊断的另一个点火分数。在512处，汽缸控制模块244将目标点火分数252设定为预定点火分数、基于目标点火分数252确定目标点火模式，并且根据目标点火模式产生启用/停用命令248。汽缸控制模块244基于启用/停用命令248启用或停用汽缸的点火顺序中的下一个汽缸。
在516处，诊断模块408使得能够对AFIM诊断使用US EGO样本412。下文进一步讨论AFIM诊断的执行。在520处，诊断模块408可以确定在当前驱动循环内是否完成了AFIM诊断的执行。如果520为真，那么控制可以结束，且汽缸控制模块244可以基于转矩请求208确定目标点火分数252。如果520为假，那么控制可以返回至508以继续使用预定点火分数来执行AFIM诊断。
如图5B中所示，诊断模块408可以在继续进行508之前在550处确定是否满足AFIM使能条件。例如，诊断模块408可以确定发动机速度320是否在预定速度范围内且发动机负载324是否在预定发动机负载范围内。如果550为真，那么控制可以继续进行至508。如果550为假，那么控制可以保持在550处。在图5A的实例中，控制可以继续进行至508，而无关于是否满足AFIM使能条件。
图6A是描绘执行AFIM诊断并且命令使用预定最小点火分数的示例性方法的流程图。如上文所讨论，控制可以开始于504。
在604处，诊断模块408可以产生命令424以命令使用预定最小点火分数。预定最小点火分数可以是(例如)1/2、大于1/2或适用于AFIM诊断的另一个点火分数。在608处，汽缸控制模块244基于转矩请求208确定目标点火分数252。在612处，汽缸控制模块244确定目标点火分数252是否大于预定最小点火分数。如果612为假，那么汽缸控制模块244在616处将目标点火分数设定为等于预定最小点火分数，且控制继续进行至620。如果612为真，那么控制转移至620。
在620处，汽缸控制模块244基于目标点火分数252确定目标点火模式并且根据目标点火模式产生启用/停用命令248。汽缸控制模块244基于启用/停用命令248启用或停用汽缸的点火顺序中的下一个汽缸。如上文所讨论，控制继续进行至516和520。
如图6B中所示，诊断模块408可以在继续进行604之前在650处确定是否满足AFIM使能条件。例如，诊断模块408可以确定发动机速度320是否在预定速度范围内且发动机负载324是否在预定发动机负载范围内。如果650为真，那么控制可以继续进行至604。如果650为假，那么控制可以保持在650处。在图6A的实例中，控制可以继续进行至604，而无关于是否满足AFIM使能条件。
图7A是描绘执行AFIM诊断并且命令使用一个或多个预定点火模式的示例性方法的流程图。如上文所讨论，控制可以开始于504。
在704处，诊断模块408可以产生命令424以命令使用一个或多个预定点火模式。例如，诊断模块408可以命令在第一预定周期内使用预定点火模式中的第一预定点火模式，接着命令在紧接着第一预定周期的第二预定周期内使用预定点火模式中的第二预定点火模式。预定点火模式中的第一预定点火模式可以是不同的。仅举例而言，预定点火模式中的第一预定点火模式可以用于启用发动机102的所有汽缸的一半并且停用发动机102的另一半汽缸。预定点火模式中的第二预定点火模式可以用于启用发动机102的另一半汽缸并且停用发动机102的该一半汽缸。第一和第二预定周期可以具有相同或不同长度，并且可以(例如)为发动机循环的次数。虽然提供了两个预定点火模式和预定周期的实例，但是可以使用不同的预定点火模式和/或预定周期。另外，可以使用更多或更少预定点火模式和/或预定周期。
在708处，汽缸控制模块244根据预定点火模式确定目标点火模式并且根据目标点火模式产生启用/停用命令248。汽缸控制模块244基于启用/停用命令248启用或停用汽缸的点火顺序中的下一个汽缸。如上文所讨论，控制接着继续进行至516和520。
如图7B中所示，诊断模块408可以在继续进行704之前在750处确定是否满足AFIM使能条件。例如，诊断模块408可以确定发动机速度320是否在预定速度范围内且发动机负载324是否在预定发动机负载范围内。如果750为真，那么控制可以继续进行至704。如果750为假，那么控制可以保持在750处。在图7A的实例中，控制可以继续进行至704，而无关于是否满足AFIM使能条件。
图8是描绘响应于AFIM诊断触发事件而执行AFIM诊断的示例性方法的流程图。控制可以开始于804，其中诊断模块408确定是否已经将ECM114的非易失存储器(NVM)复位、是否已经从存储器中清除了一个或多个预定故障指示器(例如，与故障相关联的预定DTC)和/或是否存在用于将所存储的AFIM诊断数据复位的一个或多个其他条件。例如，如下文进一步讨论，用于将所存储的AFIM诊断数据复位的条件包括当在AFIM诊断的执行期间基于USEGO样本412确定的标准化值大于预定值时。如果804为真，那么控制可以继续进行至808。如果804为假，那么控制可以执行AFIM诊断但不命令使用预定点火分数、预定最小点火分数或一个或多个预定点火模式。例如，如果804为假，那么控制可以继续进行至图9，图9在下文进一步讨论。
在808处，诊断模块408可以产生命令424以命令使用为1的预定点火分数。基于为1的预定点火分数，将启用发动机102的所有汽缸。诊断模块408在808处又将所存储的AFIM数据复位，如下文进一步讨论。在812处，汽缸控制模块244将目标点火分数252设定为预定点火分数、基于目标点火分数252确定目标点火模式，并且根据目标点火模式产生启用/停用命令248。基于为1的预定点火分数，目标点火模式是启用所有汽缸，且汽缸控制模块244基于启用/停用命令248启用汽缸的点火顺序中的下一个汽缸。
在816处，诊断模块408使得能够对AFIM诊断使用US EGO样本412。下文进一步讨论AFIM诊断的执行。在820处，诊断模块408可以确定在当前驱动循环内是否完成了AFIM诊断的执行。如果820为真，那么控制可以结束，且汽缸控制模块244可以基于转矩请求208确定目标点火分数252。如果820为假，那么控制可以返回至804以(例如)使用用于执行AFIM诊断的预定点火分数继续完善如下文讨论的AFIM存储数据。一旦AFIM存储数据已经完善(例如，已经获得预定量的AFIM数据)来诊断是否存在(或不存在)AFIM故障，AFIM诊断将完成且控制将结束。
图9是描绘执行AFIM诊断但不命令使用预定点火分数、预定最小点火分数或一个或多个预定点火模式的示例性方法的流程图。如上文所讨论，控制可以开始于504。
在904处，诊断模块408可以确定是否满足AFIM使能条件。例如，诊断模块408可以确定发动机速度320是否在预定速度范围内且发动机负载324是否在预定发动机负载范围内。如果904为真，那么控制可以继续进行至908。如果904为假，那么控制可以保持在904处。
在908处，汽缸控制模块244基于转矩请求208确定目标点火分数252。在912处，汽缸控制模块244基于目标点火分数252确定目标点火分数并且根据目标点火模式产生启用/停用命令248。汽缸控制模块244基于启用/停用命令248启用或停用汽缸的点火顺序中的下一个汽缸。
在916处，诊断模块408可以确定目标点火分数252是否大于预定最小点火分数。预定最小点火分数可以是(例如)1/2、大于1/2或适用于AFIM诊断的另一个点火分数。如上文所讨论，如果916为真，那么控制继续进行至516和520。如果916为假，那么控制返回至904。
返回参考图4，当确定执行如上文所讨论的AFIM诊断时，诊断模块408提供US EGO样本412至方差模块432。方差模块432监测US EGO样本412并且可以存储US EGO样本412。方差模块432确定US EGO样本412的预定数量的平均值(未示出)。仅举例而言，US EGO样本412的预定数量可以是相当于最近的US EGO样本412的一次发动机循环。平均值可以包括加权平均值或另一种合适类型的平均值。每当接收到新的US EGO样本412，方差模块432可以基于包括新的US EGO样本412的US EGO样本412的预定数量更新该平均值。
每当接收到US EGO样本412，方差模块432确定方差值436。方差模块432基于平均值与US EGO样本412之间的差值确定方差值436。零方差值436指示与方差值436相关联的汽缸的输出相对于汽缸的平均值输出是平衡的。
方差模块432存储至少预定数量的方差值436。以此方式，至少预定数量(N)的最近确定的方差值436可以存储在方差模块432中，其中N是整数。N可以设定为(例如)方差值436的至少预定最小数量，其是基于每个发动机循环所采用的US EGO样本412的数量。仅举例而言，预定最小数量可以等于每个发动机循环内受US EGO传感器138监测的燃烧事件的速率的两倍。每当接收到US EGO样本412用于AFIM诊断，诊断模块408将由计数器模块440跟踪的计数器值递增。
当方差值436小于第一预定值时，诊断模块408可以诊断出不存在AFIM故障且结束AFIM诊断。当AFIM诊断结束时，汽缸控制模块244返回至目标点火分数的正常确定(还没有这么做的话)(例如，参见图9)。
诊断模块408通常基于下文进一步讨论的滤波值444诊断是否存在AFIM故障。一旦已经收集到预定数量的US EGO样本412用于AFIM诊断，确定滤波值444。当方差值436小于第一预定值时诊断出不存在AFIM故障允许诊断模块408诊断出在早于等待预定数量的US EGO样本412不存在AFIM故障。当方差值436小于第一预定值时，可能无法基于滤波值444诊断AFIM故障的存在，即便样本的剩余部分具有最大可能方差。
求平均值模块448确定所确定的方差值436的平均值452。每当确定方差值436，求平均值模块448更新平均值452。例如，求平均值模块448可以将平均值452设定为基于或等于所确定的方差值436的和除以相加的方差值436的数量。所使用的方差值436的数量可以由计数器模块440的计数器值指示。
当方差值436的平均值452小于第二预定值时，诊断模块408可以诊断出不存在AFIM故障且结束AFIM诊断。如上所述，诊断模块408通常基于滤波值444诊断是否存在AFIM故障。当平均值452小于第二预定值时诊断出不存在AFIM故障允许诊断模块408诊断出在早于等待预定数量的US EGO样本412不存在AFIM故障。当平均值452小于第二预定值时，可能无法基于滤波值444诊断AFIM故障的存在，即便样本的剩余部分具有最大可能方差。
标准化模块456将平均值452标准化以产生标准化值460。标准化模块456可以(例如)基于使用MAF传感器186测量的MAF464、使用MAP传感器184测量的MAP468和/或一个或多个其他合适参数将平均值452标准化。标准化模块456可以(例如)使用一个或多个查找表和/或函数基于MAF464、MAP468和/或一个或多个其他参数将平均值452平均化，该查找表和/或函数使平均值与标准化值关联。在输出标准化值460之前，标准化模块456还可以将标准化值460乘以标量。该标量可以是固定的、预定值或可以基于一个或多个其他参数确定。
标准化模块456可以响应于确定已经收集了预定数量的US EGO样本412用于AFIM诊断而将平均值452标准化。例如，当由计数器模块440跟踪的计数器值或等于US EGO样本412的预定数量时，标准化模块456可以将平均值标准化。
滤波模块472施用滤波器至标准化值460以及标准化值460的先前值的预定数量以确定滤波值444。仅举例而言，滤波模块472可以施用加权移动平均值滤波器，诸如更近值的权重大于更旧值的指数加权移动平均值滤波器。然而，可以使用另一种合适类型的滤波器。标准化值460的先前值的预定数量是整数并且大于1。
标准化值460大于第三预定值可以是AFIM诊断触发事件(例如，图8)。当标准化值460大于第三预定值时，诊断模块408可以触发AFIM诊断数据的多次评估。这样做可使滤波值444更快完善。在开始获得新的AFIM诊断数据之前，诊断模块408可以将先前存储的AFIM诊断数据复位。例如，诊断模块408可以将计数器值复位、将US EGO样本412的收集样本复位、将方差值436的确定值复位、将平均值452的确定值复位、将由标准化模块456使用的值复位，并且将标准化值460的先前值复位。
诊断模块408基于滤波值444诊断是否存在AFIM故障。例如，当滤波值444大于预定AFIM故障值时，诊断模块408可以指示存在AFIM故障。当滤波值444小于预定AFIM故障值时，诊断模块408可以指示不存在AFIM故障。诊断模块408可以经由故障信号476指示存在还是不存在AFIM故障。例如，故障信号476可以包括存储器中的预定DTC，且当存在AFIM故障时诊断模块408可以将故障信号476设定为第一状态，且当不存在AFIM故障时将故障信号476设定为第二状态。当存在AFIM故障时，诊断模块408另外或替代地可以采取一个或多个其他补救措施，诸如调整燃料供应(例如，增大和/或降低具体汽缸的燃料供应)以降低汽缸的空气/燃料不平衡和/或点亮指示器360。
以上描述的本质仅仅是说明性的并且决不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可通过各种形式来实施。因此，虽然本公开包括特定实例，但是本公开的真实范围不应当局限于此，因为当研究图式、说明书和以下权利要求书之后将明白其他修改。应当理解的是，方法内的一个或多个步骤可以不同顺序(或同时)执行且不更改本公开的原理。另外，虽然每个实施例在上述被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的任何一个或多个这样的特征均可在任何其他实施例的特征中和/或结合任何其他实施例的特征来实施，即便该组合没有明确描述。换言之，所描述实施例并不相互排斥，且一个或多个实施例彼此的置换保留在本公开的范围内。
元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系是使用各种术语来描述，该术语包括“连接”、“接合”、“耦接”、“相邻”、“紧靠”、“在......顶部上”、“在......上方”、“在......下方”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，该关系可为其中第一元件与第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但是也可为其中第一元件与第二元件之间(空间上或功能上)存在一个或多个介入元件的间接关系。如本文所使用，短语A、B和C中的至少一个应被理解为意味着使用非排他性逻辑OR的逻辑(A OR B OR C)，且不应被理解为意味着“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。
在图中，箭头的方向(如由箭头部指示)大体上表明了对图示感兴趣的信息(诸如数据或指令)的流动。例如，当元件A和B交换多种信息但是从元件A传输至元件B的信息与图示有关时，箭头可以从元件A指向元件B。此单向箭头并不暗示没有其他信息从元件B传输至元件A。另外，为了使信息从元件A发送至元件B，元件B可以发送对信息到达元件A的请求或接收确认。
在包括以下定义的本申请中，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”来代替。术语“模块”可以指代以下项或是以下项的部分或包括以下项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合式模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合式模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或成组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或成组)；提供所述功能性的其他合适的硬件部件；或某些或所有上述的组合，诸如在片上***中。
该模块可以包括一个或多个接口电路。在某些实例中，接口电路可以包括连接至局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能性可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在进一步实例中，服务器(又称为远程或云服务器)模块可以完成代表客户端模块的某些功能性。
如上文所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、功能、类别、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的某些或所有代码的单个处理器电路。术语成组处理器电路涵盖结合另外的处理器电路来执行来自一个或多个模块的某些或所有代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖离散裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器单元的多个核心、单个处理器电路的多个线程或上述组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的某些或所有代码的单个存储器电路。术语成组存储器电路涵盖结合另外的存储器来存储来自一个或多个模块的某些或所有代码的存储器电路。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的术语计算机可读介质并不涵盖(诸如在载波上)传播通过介质的暂时性电或电磁信号；术语计算机可读介质可以因此被视为有形且非暂时性的。非暂时性、有形计算机可读介质的非限制实例是非易失性存储器电路(诸如快闪存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁性存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动)和光学存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的设备和方法可以部分或完全由通过配置通用计算机以执行计算机程序中实施的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来实施。上述功能块、流程图部件和其他元件用作软件规范，其可通过本领域技术人员或编程者的常规作业而转译为计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出***(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作***、用户应用程序、背景服务、背景应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)待剖析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)、(ii)汇编代码、(iii)由编译器从源代码产生的目标代码、(iv)由解译器执行的源代码、(v)由即时编译器编译并执行的源代码，等。仅举例而言，源代码可以使用来自包括以下项的语言的语法写入：C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Lua知
在35U.S.C.§112(f)的含义内，权利要求书中叙述的元件均不旨在是装置加功能元件，除非元件使用短语“用于......的装置”明确叙述或在使用短语“用于......的操作”或“用于......的步骤”的方法权利要求书的情况中。

Claims (8)

1.一种发动机控制***，其包括：
转矩请求模块，其基于驾驶员输入确定对发动机的转矩请求；
汽缸控制模块，其基于所述转矩请求确定待启用的所述发动机的汽缸的总数的目标分数；
空气燃料不平衡(AFIM)模块，其选择性地命令所述汽缸控制模块基于待启用的所述发动机的汽缸的所述总数的预定分数设定所述目标分数，
其中所述汽缸控制模块进一步：
响应于所述命令而基于所述预定分数设定所述目标分数；以及
基于所述目标分数启用和停用所述发动机的所述汽缸的进气阀和排气阀的开启；并且
其中当基于所述预定分数设定所述目标点火分数时，所述AFIM模块基于来自测量排气***的催化剂上游的排气中的氧气的氧气传感器的信号的样本进一步选择性地诊断AFIM故障的存在。
2.根据权利要求1所述的发动机控制***，其进一步包括燃料控制模块，所述燃料控制模块给基于所述目标分数启用进气阀和排气阀的汽缸提供燃料，并且禁止给基于所述目标分数停用进气阀和排气阀的汽缸提供燃料。
3.根据权利要求1所述的发动机控制***，其中当所述存在AFIM故障时，所述AFIM模块将预定诊断故障代码(DTC)存储在存储器中。
4.根据权利要求1所述的发动机控制***，其中当存在所述AFIM故障时，所述AFIM模块点亮指示器。
5.根据权利要求1所述的发动机控制***，其中：
所述AFIM模块命令所述汽缸控制模块将所述目标分数设定为等于所述预定分数；并且
所述汽缸控制模块响应于所述命令而将所述目标分数设定为等于所述预定分数。
6.根据权利要求1所述的发动机控制***，其中：
所述AFIM模块命令所述汽缸控制模块将所述目标分数设定为以下一项：(i)大于所述预定分数以及(ii)等于所述预定分数；并且
所述汽缸控制模块：
当所述预定分数大于基于所述转矩请求确定的所述目标分数时，将所述目标分数设定为等于所述预定分数；以及
当所述预定分数小于基于所述转矩请求确定的所述目标分数时，将所述目标分数设定为等于基于所述转矩请求确定的所述目标分数。
7.根据权利要求1所述的发动机控制***，其中所述AFIM模块命令所述汽缸控制模块响应于确定发动机速度在预定速度范围内且发动机负载在预定发动机负载范围内而基于所述预定分数设定所述目标分数。
8.根据权利要求1所述的发动机控制***，其中所述AFIM模块命令所述汽缸控制模块基于所述预定分数、独立于发动机速度且独立于发动机负载设定所述目标分数。
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