CN108386284A - 可变排量发动机中的燃料喷射器诊断 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及可变排量发动机中的燃料喷射器诊断，提供用于在可变排量发动机中诊断输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的***和方法。在一个示例中，方法包括，响应于汽缸空气燃料失衡的指示，停用多汽缸发动机的汽缸的子集，执行功率平衡测试以确定在一时间段的停用之后每个汽缸的输出，并且响应于输出低于阈值输出而指示停用汽缸具有劣化燃料喷射器。

Description

可变排量发动机中的燃料喷射器诊断
技术领域
本发明总体涉及用于诊断可变排量发动机中的劣化燃料喷射器的方法。
背景技术
车辆燃料输送***可以包括将燃料直接喷射到发动机的汽缸中的直接燃料喷射器。直接燃料喷射器可以与来自发动机控制器的信号的燃料喷射器脉冲宽度成比例地输送燃料。然而，由于老化、燃料污染或硬件故障，燃料喷射器可能劣化并输送不期望的附加燃料。当输送比预期更多的燃料到发动机时，发动机可能富运行并且经历汽缸之间的空燃比(AFR)失衡(imbalance)。当一个或多个汽缸中的AFR与其他汽缸不同时，汽缸之间的AFR失衡发生。控制策略可能能够通过减少燃料加注例如使用来自排气氧传感器的反馈来校正不期望的附加燃料。然而，如果不期望的附加燃料量相当大，则从劣化的喷射器接收燃料的汽缸可能不发火(misfire)。因此，未燃烧的空气燃料混合物可能转移到排气中。排气中的未燃烧的空气燃料混合物可能参与在排气处理催化剂处的放热反应，生成可能使催化剂和其他排气部件劣化的热量。因此，快速识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器以便可以执行减轻动作是有利的。
存在用于识别劣化燃料喷射器的各种策略，例如，通过在喷射事件的开始处或在无燃料加注状况期间监测燃料轨压力的变化(例如，通过使用压力传感器)。一个示例方法由McEwan等在U.S.20160245221A1中示出。其中，识别劣化燃料喷射器包括当关断给所有汽缸的燃料时，在无燃料加注状况期间的时间段内监测燃料轨压力的变化。如果不存在不期望的燃料输送，则燃料轨压力的变化可能小于阈值变化。然而，如果存在不期望的燃料输送，则燃料轨压力的变化可能大于或等于阈值变化。
发明内容
然而，本文的发明人已经意识到利用此类***的潜在问题。作为一个示例，虽然上述方法识别劣化燃料喷射器的存在，但是确定哪个燃料喷射器被劣化可能是耗费时间的，造成漫长的诊断与修理程序。进一步地，本文的发明人已经意识到可以利用可变排量发动机(VDE)技术来精确定位(pinpoint)劣化的喷射器。可变排量发动机可以被配置为以可变数量的激活汽缸或停用汽缸操作以增加燃料经济性。例如，部分汽缸可以在选择的状况期间被停用，其中所选状况由诸如发动机转速/负载窗口(load window)和车辆速度的参数定义。VDE控制***可以通过控制多个汽缸阀停用器和通过停用给所选汽缸加注燃料的燃料喷射器来禁用所选汽缸。由此，停用汽缸不被加注燃料，并且停用汽缸的进气门和排气门关闭。进一步地，对停用汽缸禁用火花。然而，如果停用汽缸具有劣化燃料喷射器，则液体燃料可能积聚在停用汽缸内。
因此，在一个示例中，上述问题可以通过一种方法解决，该方法包括：响应于来自内燃发动机的汽缸的空气燃料燃烧气体失衡的指示，停用汽缸的子集，包括停用将燃料输送到汽缸子集的燃料喷射器；以及在已经经过一时间段的停用之后推测在停用期间每个汽缸的第一输出。在另一示例中，该方法进一步包括重新激活汽缸的子集达一时间段以驱逐(expel)任何液体燃料；停用汽缸的子集；以及在停用期间推测每个汽缸的第二输出。以此方式，响应于汽缸的第一输出小于阈值并且汽缸的第二输出大于阈值，具有劣化燃料喷射器的汽缸可以决定性地被识别。
作为一个示例，响应于指示第一发动机排(bank)相对于第二发动机排为富的空气燃料燃烧气体失衡，第一发动机排的所有汽缸可以被停用。然而，硬件限制可以限制哪些汽缸可以被停用，并且因此在另一示例中，来自每个发动机排的汽缸的子集可以被停用。因此，具有劣化燃料喷射器的精确汽缸可能不被决定性地识别，但是可以从所有可能的汽缸缩小范围。
应理解的是，提供上述发明内容以便以简化的形式介绍概念选择，这些概念将在具体实施方式中被进一步描述。这不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一限定。另外，要求保护的主题不限于解决在本公开的上文或任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出示例车辆***的示意描绘图。
图2示出可变排量发动机(VDE)***的示例布局。
图3示出说明用于识别两个发动机排之间的AFR失衡的示例方法的高级流程图，该AFR失衡是由于劣化燃料喷射器输送不期望的附加燃料引起的。
图4示出说明用于操作VDE模式中的发动机的示例方法的流程图。
图5示出说明用于执行功率平衡测试以在以VDE模式操作的发动机中识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的第一示例方法的流程图。
图6示出说明用于执行功率平衡测试以在以VDE模式操作的发动机中识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的第二示例方法的流程图。
图7示出说明使用功率平衡测试在以VDE模式操作的发动机中可以如何识别具有输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的汽缸的示例的曲线图。
图8示出用于响应于针对AFR失衡的指示而识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的示例时间线。
具体实施方式
以下说明涉及用于识别将不期望的附加燃料输送到车辆***(诸如图1所示的示例车辆***)的发动机的汽缸的劣化燃料喷射器的***和方法。如图2所示，车辆***可以包括多汽缸可变排量发动机和排气***中的多个排气氧传感器。根据图3的示例方法可以指示汽缸之间的AFR失衡。响应于AFR失衡的指示，发动机可以以VDE模式操作，例如根据图4的方法。功率(power)平衡测试(其示例在图7中被示出)可以被执行以根据图5和图6的示例方法识别劣化燃料喷射器。用于根据图3的方法指示AFR失衡和根据图6的方法执行功率平衡测试的示例时间线在图8中被说明。
图1示出车辆***100的示意图，其显示多汽缸发动机10的一个汽缸，该多汽缸发动机10可以被包括在车辆的推进***中。发动机10可以是如下文关于图2所描述的可变排量发动机(VDE)。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制***和由经由输入装置130来自车辆操作者132的输入来控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(例如汽缸)30可以包括燃烧室壁32，该燃烧室壁32具有位于其中的活塞36。活塞36可以被耦连到曲轴40，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动***被耦连到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮被耦连到曲轴40以实现发动机10的起动操作。
燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气并且可以经由排气通道48排放燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以选择性地经由相应的进气门52和排气门54与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。在该示例中，进气门52可以经由凸轮致动***51通过凸轮致动由控制器12控制。类似地，排气门54可以经由凸轮致动***53由控制器12控制。凸轮致动***51和凸轮致动***53可以各自包括一个或多个凸轮并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的可变排量发动机(VDE)、凸轮廓线变换***(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)***中的一个或多个。进气门52和排气门54的位置可以分别由气门位置传感器(未显示)和/或凸轮轴位置传感器55和凸轮轴位置传感器57确定。在可替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动控制。例如，汽缸30可以可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT***的凸轮致动控制的排气门。在其他实施例中，进气门和排气门可以由共用气门致动器或致动***、或可变气门正时致动器或致动***控制。
在一个示例中，进气门52和排气门54可以在VDE模式期间经由耦连到气门推杆的液压致动挺杆(lifter)或经由其中没有升程的凸轮凸角被用于停用的气门的凸轮廓线变换机构而被停用。其他气门停用机构也可以被使用，诸如用于电致动气门。在一个实施例中，进气门52的停用可以由第一VDE致动器控制，而排气门54的停用可以由第二VDE致动器控制。在可替代实施例中，单个VDE致动器可以控制汽缸的进气门和排气门两者的停用。在其他实施例中，单个汽缸气门致动器停用多个汽缸(进气门和排气门两者)诸如发动机排中的所有汽缸，或者不同的致动器可以控制所有进气门的停用，而另一不同的致动器控制排上的停用汽缸的所有排气门的停用。将意识到，如果汽缸是VDE发动机的非停用汽缸，则汽缸可以不具有任何气门停用致动器。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置有用于向汽缸提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，汽缸30被示出为包括一个燃料喷射器66，燃料喷射器66被供给来自燃料***172的加压燃料，燃料***172包括用于存储燃料的燃料箱。所示燃料喷射器66直接耦连到汽缸30，用于将燃料与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号的脉冲宽度FPW成比例地直接喷射到汽缸30中。以此方式，燃料喷射器66将被称为直接喷射(下文还被称为“DI”)的燃料提供到汽缸30中。
将意识到，在可替代实施例中，燃料喷射器66可以是将燃料提供到汽缸30上游的进气道中的进气道喷射器。还将意识到，汽缸30可以从多个喷射器接收燃料，诸如多个进气道喷射器、多个直接喷射器或其组合。
如本文使用的，“劣化燃料喷射器”指的是在燃料喷射器的停用之后继续向汽缸输送少量燃料的燃料喷射器(例如，燃料喷射器未被完全关断)。例如，由于燃料喷射器的枢轴和气门座之间的劣化密封或劣化燃料喷射器驱动器(例如电子驱动器68)，不期望的附加燃料可以被输送。
继续图1，进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位置可以由控制器12经由被提供给包括在节气门62中的电动马达或致动器的信号来改变，这种配置通常被称为电子节气门控制(ETC)。以该方式，节气门62可以***作以改变提供到其他发动机汽缸中的燃烧室30的进气。节流板64的位置可以通过节气门位置信号TP被提供给控制器12。进气通道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于将相应的信号MAF和MAP提供给控制器12。
点火***88可以在选择操作模式下响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92将点火火花提供到燃烧室30。虽然显示火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以在具有或没有点火火花的情况下以压缩点火模式***作。
两个上游排气传感器128和129被示出耦连到排放控制装置70上游的排气通道48。上游排气传感器128和上游排气传感器129可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，诸如线性宽带氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)；双态窄带氧传感器或EGO；HEGO(加热型EGO)；或者NOX、HC或CO传感器。在一个实施例中，排气传感器128和排气传感器129分别是第一HEGO传感器和第二HEGO传感器，被配置为指示排气的相对富化(enrichment)或稀化(enleanment)。因此，每个HEGO传感器可以以转换点或在排气从稀转换到富的点处的电压信号的形式提供输出。控制器12使用该输出来确定排气空燃比。
所示排放控制装置70沿着排气传感器126下游的排气通道48被布置。装置70可以是三元催化剂(TWC)，其被配置为减少NOX并且氧化CO和未燃烧的碳氢化合物。在一些实施例中，装置70可以是NOX捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。进一步地，在一些示例中，一个或多个附加排气传感器可以在排放控制装置70下游被耦连到排气通道48，以便指示在穿过装置70之后并且在通过排气管77离开至大气之前的排气的AFR。
如图1所示，车辆***100可以包括排气再循环(EGR)***，以将排气的期望部分从排气通道48经由EGR通道140传送到进气歧管44。提供到进气歧管44的EGR量可以由控制器12经由EGR阀142改变。进一步地，EGR传感器144可以被布置在EGR通道内并且可以提供对排气的压力、温度和浓度中的一个或多个的指示。在一些状况下，EGR***可以被用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度。
控制器12在图1中示出为微型计算机，包括：微处理器单元(CPU)102；输入/输出端口(I/O)104；在该特定示例中被示出为只读存储器芯片(ROM)106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质；随机存取存储器(RAM)108；不失效存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可以从耦连到发动机10的传感器接收各种信号，除了之前所讨论的那些信号之外，还包括：来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦连到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦连到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型传感器)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(MAP)信号。发动机转速RPM可以由控制器12根据信号PIP生成。
存储介质只读存储器106可以利用表示可由处理器102执行的用于执行下文描述的方法以及被预期但未具体列出的其他变体的非暂时性指令的计算机可读数据来编程。
在一些示例中，车辆***100可以是具有对一个或多个车轮可用的多个扭矩源的混合动力车辆。例如，车辆***100可以包括发动机10和电机152，电机152可以是马达或马达/发电机(M/G)。在其他示例中，车辆100是仅有发动机的常规车辆。在所示示例中，车辆***100包括发动机10和电机152。当一个或多个离合器156被接合时，发动机10的曲轴40和电机152经由变速器154连接到车轮155。在所描绘的示例中，第一离合器156被提供在曲轴40和电机152之间，并且第二离合器156被提供在电机152和变速器154之间。控制器12可以将信号发送到每个离合器156的致动器以接合或分离离合器，以便使曲轴40与电机152和连接到电机152的部件连接或断开，和/或使电机152与变速器154和连接到变速器154的部件连接或断开。变速器可以是齿轮箱、行星齿轮***或另一类型的变速器。动力传动***可以以各种方式被配置，包括并联、串联或串并联的混合动力车辆。
电机152从牵引用电池158接收电能以将扭矩提供给车轮155。电机152还可以作为发电机***作，以将电能提供给充电电池158，例如在制动操作期间。
如上所述，图1仅示出多汽缸发动机中的一个汽缸，并且每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
图2示出示例可变排量发动机10，其可以是图1的发动机10。因此，图1和图2的相似部件被相同地编号。图2示出具有汽缸的第一排15a和第二排15b的发动机10。在所描绘的示例中，发动机10是V-8型发动机，其中第一排和第二排各具有四个汽缸。然而在可替代实施例中，发动机可以具有不同数量的发动机汽缸，诸如4个、6个、10个、12个等。如图所示，汽缸2、汽缸4、汽缸6和汽缸8构成第一排15a，并且汽缸1、汽缸3、汽缸5和汽缸7构成第二排15b。
发动机10具有带有节气门62的进气歧管44，和耦连到排放控制装置70的排气通道(例如排气歧管)48。两个对称相对的排气氧传感器，即第一排气氧传感器128和第二排气氧传感器129被示出为耦连到排放控制装置70上游的排气通道48。如参考图1所描述的，第一排气氧传感器128和第二排气氧传感器129可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，诸如UEGO、EGO、HEGO等。在所描绘的实施例中，第一排气氧传感器128和第二排气氧传感器129是HEGO传感器，其被配置为指示排气在穿过排放控制装置70之前的相对富化或稀化。例如，HEGO传感器的输出电压可以是排气中存在的氧的量的非线性函数，其中稀供给造成相对低的HEGO传感器电压，并且富供给造成相对高的HEGO传感器电压。如图所示，第一HEGO传感器128被定位以测量来自第一排15a的分区排气流量，将输出信号HEGO1提供给控制器12，并且第二HEGO传感器129被定位以测量来自第二排15b的分区排气流量，将输出信号HEGO2提供给控制器12。排放控制装置70可以包括一种或更多种催化剂，如参考图1所描述的。
在选择的状况期间，诸如当未要求发动机的全扭矩能力时，第一汽缸群组或第二汽缸群组中的一个可以被选择为停用(在本文中也称为VDE操作模式)。例如，第一汽缸群组可以包含汽缸1、汽缸4、汽缸6和汽缸7，并且第二汽缸群组可以包含汽缸2、汽缸3、汽缸5和汽缸8。在另一示例中，第一汽缸群组可以包含第一排15a的汽缸，并且第二汽缸群组可以包含第二排15b的汽缸。如上文关于图1所描述的，每个汽缸可以包括一个或多个燃料喷射器(例如图1的燃料喷射器66)以及进气门和排气门(例如图1的进气门52和排气门54)。在VDE模式期间，所选汽缸群组的汽缸可以通过关断相应的燃料喷射器和停用相应的进气门和排气门而被停用。当关闭禁用的汽缸的燃料喷射器时，剩余的启用汽缸继续进行燃烧，其中对应的燃料喷射器以及进气门和排气门是激活的并运行。为了满足扭矩需求，发动机在激活汽缸上产生相同量的扭矩。这需要更高的歧管压力，导致降低的泵送损失和增加的发动机效率。此外，暴露于燃烧的较低的有效表面面积(仅来自启用的汽缸)减少发动机热量损失，改善发动机的热效率。
发动机10可以以多种物质操作，这些物质可以经由燃料***172被输送到每个汽缸。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制***控制。除了来自第一HEGO传感器128的HEGO1和来自第二HEGO传感器129的HEGO2之外，控制器12还可以接收来自耦连到发动机10的传感器24(例如，图1的MAF传感器120、图1的MAP传感器122、图1的霍尔效应传感器118等)的各种信号，并且控制器12可以将控制信号发送到耦连到发动机和/或车辆的各种致动器22(例如，节气门62、图1的EGR阀142、图1的燃料喷射器66等)。
燃料***172可以进一步耦连到燃料蒸汽回收***(未显示)，燃料蒸汽回收***包括一个或多个滤罐(canister)，用于存储再加注燃料蒸汽和日燃料蒸汽(diurnal fuelvapors)。在选择的状况期间，燃料蒸汽回收***的一个或多个阀可以被调整以将存储的燃料蒸汽吹扫(purge)到发动机进气歧管，从而增加燃料经济性并减少排气排放。在一个示例中，吹扫蒸汽可以被引导到具体汽缸的进气门附近。例如，在VDE操作模式期间，吹扫蒸汽可以被引导到正在点火的汽缸而不被引导到停用汽缸。这可以在针对不同汽缸组被配置有不同进气歧管的发动机中实现。可替代地，一个或多个蒸汽管理阀可以被控制以将吹扫蒸汽引导到激活汽缸。
图3示出示例性方法300，其用于识别两个发动机排之间的AFR失衡，并且响应于所指示的AFR失衡，以VDE模式操作并且执行功率平衡测试以确定AFR失衡是否是由于劣化燃料喷射器将不期望的附加燃料输送到汽缸引起的。方法300和本文包括的其余方法将参考图1和图2中所描绘的部件和***被描述，然而应理解的是在不背离本公开的范围的情况下，该方法可以适用于其他部件和***。用于执行方法300和本文包括的其余方法的指令可以由控制器(例如图1和图2的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机***的传感器(诸如上文参考图1和图2所描述的传感器)接收到的信号来执行。控制器可以采用发动机***的发动机致动器(诸如上文参考图1和图2所述的致动器)以根据下文描述的方法调整发动机操作。
方法300在302处开始并且包括估计和/或测量发动机工况。例如，工况可以包括但不限于燃烧空燃比、发动机冷却剂温度、催化剂温度等。工况可以由耦连到控制器的一个或多个传感器测量，诸如第一HEGO传感器(例如图1和图2的第一HEGO传感器128)和第二HEGO传感器(例如图1和图2的第二HEGO传感器129)，或者工况可以从可获取的数据被估计或推测。
在304处，方法300包括计算信号HEGO1(对应于第一HEGO传感器的输出)与信号HEGO2(对应于第二HEGO传感器的输出)的比率。例如，如关于图2所描述的，第一HEGO传感器可以被定位以测量来自第一发动机排(例如第一排15a)的分区排气，并且第二HEGO传感器可以被定位以测量来自第二发动机排(例如第二排15b)的分区排气。HEGO1和HEGO2对应于来自每个传感器的时间对准测量值。进一步地，HEGO信号比率可以被滤波，以便增加比率的信噪比。
在306处，确定在304处所计算的比率是否大于或等于1。如果排气流量的氧浓度是一致的，则来自第一HEGO传感器和第二HEGO传感器的时间对准信号的第一比率将等于1。排气流量的氧浓度的任何不一致(例如由于AFR失衡引起)将导致HEGO信号之间的变化，并且因此比率将大于1或小于1。如果比率大于或等于1，则方法300进行至308并且包括确定该比率是否大于或等于第一阈值。第一阈值可以建立针对HEGO信号比率的阈值，使得如果比率大于1但小于第一阈值，则比率近似等于1。如果比率既不大于也不等于(not≥)第一阈值，方法300进行到310并且包括维持当前发动机工况。例如，可以维持当前命令的AFR、操作模式等。进一步地，AFR失衡未被指示，并且控制器可以继续使用HEGO1、HEGO2或其组合以用于AFR反馈控制。在310之后，方法300结束。
转向308，如果比率大于或等于第一阈值，则方法300进行至312并且包括指示第一发动机排相对于第二发动机排为富。例如，如果HEGO1与HEGO2的比率大于1，则HEGO1大于HEGO2，指示第一HEGO传感器正在测量比第二HEGO传感器测量的排气更富的排气。然而应注意的是，由任一传感器测量的AFR不必相对于化学计量为富。指示第一发动机排相对于第二发动机排为富可以进一步包括设置指示存在AFR失衡的诊断故障代码(DTC)并且使车辆仪表板上的故障指示器灯(MIL)照亮，例如以警告车辆操作者维修车辆，并且可以进一步包括指示针对MIL的理由。然而，关于AFR失衡来源的决定性确定可以不在312处被指示。方法300接着进行至320，如下文将描述的。
返回306，如果比率既不大于也不等于1(例如比率小于1)，则方法300进行至314并且包括确定该比率是否小于或等于第二阈值。第二阈值可以建立针对HEGO信号比率的阈值，使得如果比率小于1但大于第二阈值，则比率近似等于1。如果比率既不小于也不等于(not≤)第二阈值，则未检测到AFR失衡，并且方法300进行到316并且包括维持当前发动机工况，如针对310所描述的。在316之后，方法300结束。
如果在314处比率小于或等于第二阈值，则方法300进行至318并且包括指示第二发动机排相对于第一发动机排为富。例如，如果HEGO1与HEGO2的比率小于1，则HEGO2大于HEGO1，指示第二HEGO传感器正在测量比第一HEGO传感器测量的排气更富的排气。然而应注意的是，由任一传感器测量的空燃比可以不必相对于化学计量为富。指示第二发动机排相对于第一发动机排为富可以进一步包括设置指示存在AFR失衡的DTC并且使车辆仪表板上的MIL照亮，例如以警告车辆操作者维修车辆，并且可以进一步包括指示针对MIL的理由。然而，如在312处，关于AFR失衡来源的决定性确定可以不在318处被指示。
继续至320，方法300包括以VDE模式操作并且执行功率平衡测试以确定AFR失衡是否是由于劣化燃料喷射器引起的。以VDE模式操作将被在下文关于图4被更具体地描述，并且以VDE模式操作包括选择停用的汽缸。在一些示例中，所选汽缸可以包括被指示为富的发动机排中的汽缸。参考图5描述用于利用在VDE模式期间被停用的富排中的汽缸的功率平衡测试的方法。然而，停用的具体汽缸的能力可能受限于VDE的硬件。因此，参考图6描述用于利用来自在VDE模式中被停用的每个排的汽缸的子集的功率平衡测试的方法。在320之后，方法300结束。
图4示出用于将发动机(例如图2的发动机10)转换到VDE操作模式的方法400。例如，为了增加燃料经济性，发动机可以被转换到VDE操作模式。在另一示例中，如上文参考图3所讨论的，响应于两个发动机排之间的AFR失衡的指示，发动机可以被转换到VDE操作模式。如果指示AFR失衡，则转换到VDE操作模式可以使控制器(例如图1和图2的控制器12)能够使用功率平衡测试来识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器，如将关于图5和图6所讨论的。
方法400在402处开始并且包括估计和/或测量发动机工况。例如，工况可以包括但不限于发动机转速、期望扭矩(例如，来自踏板位置传感器)、歧管压力(MAP)、歧管空气流量(MAF)、发动机温度、火花正时、进气歧管温度等。工况可以由耦连到控制器的一个或多个传感器测量，传感器诸如曲轴位置传感器(例如图1的霍尔效应传感器118)、踏板位置传感器(例如图1的踏板位置传感器134)、MAP传感器(例如图1的MAP传感器122)等。
在404处，确定是否满足VDE模式条件。例如，如果扭矩需求为低，则控制器可以确定一个或多个汽缸可以被停用，其中由剩余的激活汽缸满足扭矩需求。相比之下，如果扭矩需求为高，则控制器可以确定所有汽缸需要保持激活。因此，在一个示例中，如果扭矩需求小于阈值，则可以满足VDE模式条件。
如果VDE模式条件未被满足，则方法400进行至406并且包括维持所有汽缸以激活模式经历燃烧。例如，针对每个汽缸，燃料喷射器(例如图1的燃料喷射器66)、进气门和排气门(例如图1的进气门52和排气门54)以及火花点火将保持激活。在406之后，方法400结束。
返回404，如果VDE模式条件被满足，则方法400进行到408并且包括确定要被选择性停用的汽缸。控制器可以基于估计的发动机工况来选择要停用的汽缸组和/或发动机排。该选择可以基于例如哪个组的汽缸在先前的VDE操作模式期间被停用。例如，如果在先前的汽缸停用状况期间第一发动机排(例如，图2的第一排15a)上的第一组汽缸被停用，则控制器可以在当前VDE操作模式期间选择第二发动机排(例如，图2的第二排15b)上的第二组汽缸用于停用。在另一示例中，如果双HEGO传感器读数指示第一发动机排相对于第二发动机排为富，如参考图3所述，则第一发动机排的汽缸(例如图2中标示的汽缸2、汽缸4、汽缸6、汽缸8)可以被选择用于停用。在另一示例中，由于发动机硬件，汽缸停用可以被限制到具体汽缸。例如，使用V-8发动机作为示例，硬件可以限制对来自每个发动机排的两个具体汽缸(例如，来自第一排15a的汽缸4和汽缸6和来自第二排15b的汽缸1和汽缸7)的停用。
在410处，方法400包括通过禁用相应的燃料喷射器、停用相应的进气门和排气门以及禁用到所选汽缸的火花来停用所选汽缸。在一个示例中，来自先前增压燃烧的排气可以在停用期间被捕集在所选汽缸内。在另一示例中，通过在关闭进气门和排气门之前将空气抽吸到所选汽缸，以便在停用期间新鲜空气可以被捕集在所选汽缸内以提供较低的扭矩脉冲。例如，进气门和排气门可以经由其中没有升程的凸轮被使用的凸轮廓线变换机构或通过致动气门停用器(例如VDE致动器)来关闭，如进一步关于图1所描述。
在412处，方法400包括调整发动机操作参数从而维持发动机扭矩。例如，可以增加进气节气门(例如图1和图2的节气门62)的开度以便增加到激活汽缸的空气流量并且因此维持在VDE模式期间的扭矩。进一步地，激活汽缸中的火花正时可以被调整。例如，火花可以起初被延迟以最小化在向VDE模式转换期间的扭矩扰动并且然后被恢复。进一步地，激活汽缸中的气门正时可以被调整。例如，激活汽缸中的凸轮正时可以被修改，其中凸轮轴被定位成实现期望的汽缸空气充气以用于输送所需扭矩。基于所需扭矩，在一个示例中，排气凸轮可以被延迟以允许排气残留在激活汽缸内。在另一示例中，进气凸轮可以被提前以在激活汽缸中实现增加的体积效率。因此，以上调整可以实现期望的气流以维持期望的发动机扭矩。
在414处，方法400可选择地包括执行功率平衡测试，如关于图5和图6所描述。例如，响应于两个发动机排之间的AFR失衡的指示(例如，如根据图3的方法所识别的)，功率平衡测试可以被执行。在另一示例中，功率平衡测试可以响应于劣化燃料喷射器的指示而被执行，诸如响应于在非燃料加注状况期间燃料轨压力中的变化大于阈值。
在416处，确定是否满足非VDE模式条件。在一个示例中，当发动机扭矩需求增加至阈值以上时，可以满足非VDE(例如再激活)条件。在另一示例中，当发动机已经以VDE模式操作达规定的时间段时，非VDE条件可以被满足。如果非VDE条件未被满足，则方法400进行至418并且包括维持VDE模式中的发动机操作。
如果在416处满足非VDE条件，则方法400进行至420并且包括再激活对停用汽缸的燃料加注和火花。此外，例如，停用汽缸的进气门和排气门经由凸轮廓线变换机构或通过停用气门停用器被再激活，以允许新鲜增压空气进入汽缸并且允许排气离开汽缸。因此，在VDE模式期间被停用的汽缸中的燃烧重新开始。
在422处，方法400包括调整发动机操作参数以维持发动机扭矩。例如，可以减小进气节气门的开度以允许当汽缸被重新激活时气流减小，减少空气充气并且因此减少由于更多汽缸可用于燃烧所引起的对每个汽缸的负载。在一个示例中，进气节气门可以被调整到关闭位置。在另一示例中，节气门开度可以被减小以允许充足气流到增加数量的激活汽缸同时维持扭矩。同时，火花正时可以被延迟以维持所有汽缸上的恒定扭矩，从而减少汽缸扭矩扰动。当重新建立充足气流时，可以恢复火花正时。除了节气门和火花正时调整以外，在422处可以调整气门正时以补偿扭矩扰动。可以修改凸轮正时以将期望的空气充气输送到(一个或多个)汽缸，从而提供所需扭矩。在一个示例中，如果汽缸空气充气较轻(lighter)，则排气凸轮正时可以被提前，以减少残余物并且确保完全燃烧。在另一示例中，如果需要更高扭矩，则进气凸轮可以被充分提前并且排气凸轮可以被延迟以提供更低的稀释和增加的功率。在422之后，方法400结束。
功率平衡测试测量每个汽缸对扭矩输出的相对贡献。如果在以VDE模式操作的同时执行功率平衡测试，则可以识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器。在VDE模式期间，来自先前增压燃烧的空气和/或排气在停用汽缸内的活塞的上行冲程期间被压缩并且在下行冲程期间向下推动活塞。压缩和减压具有不影响发动机输出的均衡效应。然而，如果停用汽缸的燃料喷射器是劣化的并且输送不期望的燃料(例如，燃料喷射器未被完全关断)，则燃料可以积聚在密封汽缸内部。液体燃料是不可压缩的，导致停用汽缸的扭矩输出减小。
如参考图3所描述，例如，响应于两个发动机排之间的AFR失衡的指示，功率平衡测试可以被执行。功率平衡测试可以精确定位输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器，如下文参考图5所描述，或者根据汽缸的数量和发动机的限制，可以使由劣化燃料喷射器供应哪个汽缸的范围缩小，如下文参考图6所描述。
现转向图5，示出用于在以VDE模式操作的发动机(例如图1和图2的发动机10)中执行功率平衡测试的第一示例方法500。方法500在502处开始并且包括以VDE模式操作发动机，如关于图4所描述，其中富发动机排的汽缸被停用。例如，如关于图3所描述，控制器(例如图1和图2的控制器12)可以确定第一发动机排(例如图2的第一排15a)相对于第二发动机排(例如图2的第二排15b)为富。因此，第一发动机排的汽缸可以被停用。在VDE模式期间，停用汽缸被密封，因为对应的进气门和排气门被停用并且处于关闭位置。进一步地，停用汽缸不被加注燃料，其中对应的燃料喷射器被停用。然而，如果停用汽缸的燃料喷射器被劣化使得其未完全关断，则液体燃料在停用期间可以积聚在汽缸中。
在504处，方法500包括在一时间段的停用之后(例如，在停用期间已经经历一时间段之后)确定每个汽缸的扭矩输出。基于在汽缸的做功冲程期间的发动机转速，如由曲轴位置传感器或给出发动机转速指示的任何其他传感器(例如图1的霍尔效应传感器118)所测量的，扭矩输出可以被推测。例如，可以通过控制器使用存储在控制器的存储器内的查找表来计算扭矩输出，其中发动机转速作为输入并且扭矩作为输出。作为另一示例，控制器可以基于为发动机转速的函数的逻辑规则做出关于产生的扭矩量的逻辑确定。在一个示例中，基于AFR失衡的幅度(例如，HEGO1/HEGO2与1之间的差异幅度)来确定停用的时间段，其中随着AFR失衡幅度的增加，停用的时间段减少。在另一示例中，对于AFR失衡的所有幅度，停用的时间段相同。
在另一示例中，可以使用每个汽缸的做功冲程的发动机转速贡献来替代扭矩输出。在另一示例中，可以使用相关(relative)压缩测试。相关压缩测试使用高安培数电流探针以测量曲柄事件期间的电池电流，因为艰难压缩液体的汽缸将比健康汽缸汲取更多电流(例如，压缩比率减少)。相关压缩测试可以是离场(off-board)的侵入式诊断。然而，如果发动机是混合动力车辆(诸如图1的车辆***100)的一部分，则可以使用车辆***的电动马达(例如图1的电动马达152)，使相关压缩测试成为用于混合动力车辆的车载诊断。
在506处，方法500包括计算停用汽缸的平均扭矩输出和设定针对低扭矩输出的第一阈值。例如，第一阈值可以相对于平均扭矩输出被设定，使得低于第一阈值的任何扭矩输出被认为是低扭矩输出。进一步地，通过相对于平均扭矩输出设定第一阈值，第一阈值可以基于发动机转速和发动机模型而改变，这可以不用绝对阈值来解释。
在508处，确定每个停用汽缸的扭矩输出是否小于第一阈值。如上所述，由于液体燃料的存在，扭矩输出减少。因此，识别相对于其他停用汽缸具有低扭矩输出的停用汽缸可以指示汽缸内的液体积聚，这可能由输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器所造成。然而，低扭矩输出也可能由其他形式的汽缸劣化导致，诸如未完全关闭的劣化汽缸阀。
如果停用汽缸的扭矩输出小于第一阈值，则方法500进行至510并且包括指示在具有小于第一阈值的扭矩输出的停用汽缸中的劣化。例如，故障指示器灯(MIL)可以在车辆仪表板上被照亮以警告车辆操作者维修车辆并且可以进一步包括指示MIL的理由。进一步地，控制器可以设置指示劣化汽缸的诊断故障代码(DTC)。然而，劣化的来源可以不在510处被确定。
在512处，方法500包括打开具有小于第一阈值的扭矩输出的停用汽缸的燃料喷射器并且关闭VDE模式。打开燃料喷射器缓解活动(motive)燃料轨压力，因此如果喷射器被劣化并且未完全关断，则将不再存在驱动燃料输送通过劣化喷射器的压力梯度。停用汽缸的进气门和排气门被重新激活，但是火花和燃料加注保持禁用。随着进气门和排气门被激活，当发动机旋转时汽缸内的任何液体被朝向排气装置驱逐。
在514处，方法500包括以VDE模式操作发动机，其中富排中的汽缸被停用，如在502处。以VDE模式操作发动机包括停用对应的进气门和排气门，使得停用汽缸被密封。进一步地，停用汽缸保持不被加注燃料，其中对应的燃料喷射器被停用，并且火花保持禁用。
在516处，方法500包括确定每个汽缸的扭矩输出，如在504处所述。然而，尽管方法500包括在504处在一时间段的停用之后确定每个汽缸的扭矩输出，但是在516处每个汽缸的扭矩输出可以被确定而不需要等待时间段经过。
在518处，方法500包括计算停用汽缸的平均扭矩输出和设定针对低扭矩输出的第二阈值。例如，第二阈值可以相对于平均扭矩输出被设定，使得低于第二阈值的任何扭矩输出被认为是低扭矩输出。在一些示例中，第二阈值不同于第一阈值(如在506所确定的)。在其他示例中，第二阈值可以与第一阈值具有相同值。
在520处，确定每个停用汽缸的扭矩输出是否大于第二阈值。如上所述，由于存在液体燃料，扭矩输出减少，但是扭矩输出减少也可能由其他形式的劣化导致，诸如未完全关闭的汽缸阀。因此，如果在508处确定的低扭矩输出是由于汽缸内的不可压缩液体导致，通过在512处从汽缸驱逐任何积聚的液体，劣化汽缸的扭矩输出不再减少。然而，如果劣化汽缸的扭矩输出保持低，则低扭矩输出可能是由于劣化的另一来源而不是未被完全关断的劣化燃料喷射器导致。
如果每个停用汽缸的扭矩输出大于第二阈值，则方法500进行到522并且包括对(在510处)被指示为劣化的停用汽缸的劣化燃料喷射器进行指示。例如，MIL可以在车辆仪表板上被照亮以警告车辆操作者维修车辆并且可以进一步包括指示针对MIL的理由。进一步地，控制器可以设置指示具有劣化燃料喷射器的精确汽缸的DTC。在522之后，方法500结束。
如果每个停用汽缸的扭矩输出不大于第二阈值(例如，停用汽缸的扭矩输出小于或等于第二阈值)，则方法500进行至524并且包括指示在停用汽缸中未识别出劣化燃料喷射器。例如，在510处指示的劣化汽缸可能具有另一形式的劣化，诸如汽缸阀未完全关闭。控制器可以执行附加的诊断方法以识别劣化的来源。在524之后，方法500结束。
返回508，如果每个停用汽缸的扭矩输出不小于第一阈值(例如，每个停用汽缸的扭矩输出大于或等于第一阈值)，则方法500进行至524并且包括指示在停用汽缸中未识别出劣化燃料喷射器。例如，如果响应于发动机排之间的AFR失衡的指示，VDE模式功率平衡测试被执行，则AFR失衡可以替代地由其他因素造成，诸如在特定汽缸处的进气歧管泄露、个体汽缸排气再循环流道失衡或燃料流动输送问题。控制器可以执行附加的诊断方法以识别AFR失衡的来源。在524之后，方法500结束。
现转向图6，示出用于在以VDE模式操作的发动机(例如图1和图2的发动机10)中执行功率平衡测试的第二示例性方法600。具体地，图6的方法600不同于图5的方法500，不同之处在于如果在VDE模式期间发动机不能停用发动机排的所有汽缸，则方法600可以被执行。另外，响应于即使发动机排之间的AFR失衡未被识别(例如，如果存在一个上游排气氧传感器)而发动机运转相对于命令的AFR为富的指示，或在发动机中存在劣化燃料喷射器的任何其他指示，方法600可以被执行。
方法600在602处开始并且包括如关于图4所述的以VDE模式操作发动机，其中来自每个发动机排的选择的汽缸被停用。例如，在V-8发动机中，来自每个发动机排的两个汽缸可以被停用(例如，图2的第一排15a的汽缸4和汽缸6，以及图2的第二排15b的汽缸1和汽缸7)。在VDE模式期间，停用汽缸被密封，因为对应的进气门和排气门被停用，并且对应的燃料喷射器被停用。然而，如果停用汽缸的燃料喷射器被劣化并且输送不期望的附加燃料，则在停用期间液体燃料可以积攒在汽缸中，如上文所述。
在604处，方法600包括在停用的预定时间段之后确定每个汽缸的扭矩输出。可以基于汽缸的做功冲程期间的发动机转速(如由曲轴位置传感器或给出发动机转速指示的任何其他传感器(例如图1的霍尔效应传感器118)所测量)来推测扭矩输出。例如，可以由控制器使用存储在控制器的存储器内的查询表来计算扭矩输出，其中发动机转速作为输入并且扭矩作为输出。作为另一示例，控制器可以基于为发动机转速的函数的逻辑规则进行关于产生的扭矩量的逻辑确定。
在另一示例中，可以使用每个汽缸的做功冲程的发动机转速贡献来替代扭矩输出。在另一示例中，可以使用相关压缩测试。相关压缩测试使用高安培数电流探针以测量曲柄事件期间的电池电流，因为艰难压缩液体的汽缸将比健康汽缸汲取更多电流(例如，压缩比率减少)。相关压缩测试可以是离场的侵入式诊断。然而，如果车辆***是混合动力车辆(诸如图1的车辆***100)，则可以使用车辆***的电动马达(例如图1的电动马达152)，使相关压缩测试成为用于混合动力车辆的车载诊断。
在608处，确定每个停用汽缸的扭矩输出是否小于第一阈值。如上所述，由于液体燃料的存在，扭矩输出减少。因此，识别相对于其他停用汽缸具有低扭矩输出的停用汽缸可以指示汽缸内的液体积聚，这可能由输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器导致。然而，低扭矩输出也可能由其他形式的汽缸劣化引起，诸如未完全关闭的劣化汽缸阀。
如果停用汽缸的扭矩输出小于第一阈值，则方法600进行至610并且包括指示具有小于第一阈值的扭矩输出的停用汽缸中的劣化。例如，MIL可以在车辆仪表板上被照亮以警告车辆操作者维修车辆并且可以进一步包括指示针对MIL的理由。进一步地，控制器可以设置指示劣化汽缸的诊断故障代码(DTC)。然而，劣化的来源可以不在610处被确定。
在612处，方法600包括打开具有小于第一阈值的扭矩输出的停用汽缸的燃料喷射器并且关闭VDE模式。打开燃料喷射器缓解活动燃料轨压力，因此如果喷射器被劣化并且未被完全关断，则将不再存在驱动燃料输送通过劣化喷射器的压力梯度。停用汽缸的进气门和排气门被重新激活，但是火花和加注燃料保持禁用。通过进气门和排气门被激活，随着发动机旋转汽缸内的任何液体朝向排气装置被驱逐。
在614处，方法600包括以VDE模式操作发动机，其中来自每个发动机排的选则的汽缸被停用，如在602处(例如，在602处被停用的相同汽缸在614处被停用)。以VDE模式操作发动机包括停用对应的进气门和排气门，使得停用汽缸被密封。进一步地，停用汽缸保持不被加注燃料，其中对应的燃料喷射器被停用，并且火花保持禁用。
在616处，方法600包括确定每个汽缸的扭矩输出，如在604所述。然而，尽管方法600包括在604处的在一时间段的停用之后确定每个汽缸的扭矩输出，但是在616处可以确定每个汽缸的扭矩输出而不需要等待时间段经过。
在618处，方法600包括计算停用汽缸的平均扭矩输出和设定针对低扭矩输出的第二阈值。例如，第二阈值可以相对于平均扭矩输出被设定，使得低于第二阈值的任何扭矩输出被认为是低扭矩输出。在一些示例中，第二阈值不同于第一阈值(如在606所确定的)。在其他示例中，第二阈值可以与第一阈值具有相同值。
在620处，确定每个停用汽缸的扭矩输出是否大于第二阈值。如上所述，由于存在液体燃料，扭矩输出减少，但扭矩输出减少也可以由于其他形式的劣化导致，诸如未完全关闭的汽缸阀。因此，如果在608处确定的低扭矩输出是由于汽缸内的不可压缩液体导致，通过在612处从汽缸驱逐任何积聚的液体，劣化汽缸的扭矩输出不再减少。然而，如果劣化汽缸的扭矩输出保持低，则低扭矩输出可能是由于劣化的另一来源而不是未被完全关断的劣化燃料喷射器导致。
如果每个停用汽缸的扭矩输出大于第二阈值，则方法600进行到622，并且包括对(在610处)被指示为劣化的停用汽缸的劣化燃料喷射器进行指示。例如，MIL可以在车辆仪表板上被照亮以警告车辆操作者维修车辆并且可以进一步包括指示针对MIL的理由。进一步地，控制器可以设置指示具有劣化燃料喷射器的精确汽缸的DTC。在622之后，方法600结束。
如果每个停用汽缸的扭矩输出不大于第二阈值(例如，停用汽缸的扭矩输出小于或等于第二阈值)，则方法600进行至624并且包括指示在停用汽缸中未识别出劣化燃料喷射器。例如，在610处指示的劣化汽缸可以具有另一形式的劣化，诸如汽缸阀未完全关闭。
返回608，如果每个停用汽缸的扭矩输出不小于阈值(例如，每个停用汽缸的扭矩输出大于或等于阈值)，则方法600进行至624并且包括指示在停用汽缸中未识别出劣化燃料喷射器。
在626处，方法600可选地包括，基于HEGO1和HEGO2的比率而确定可能具有输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的一个或多个激活汽缸，HEGO1和HEGO2分别是如关于图3所述的第一HEGO传感器和第二HEGO传感器的输出。例如，在八汽缸VDE发动机中，如果停用被限于汽缸1、汽缸4、汽缸6和汽缸7(如图2所标示)，则可以确定：如果第一HEGO传感器相对于第二HEGO传感器读数为富，则汽缸2和/或汽缸8可能具有劣化燃料喷射器，或者如果第二HEGO传感器相对于第一HEGO传感器读数为富，则汽缸3和/或汽缸5可能具有劣化燃料喷射器。在四汽缸VDE发动机中，由于更少的汽缸组合，则可以确定精确的汽缸。例如，MIL可以在车辆仪表板上被照亮以警告车辆操作者维修车辆，并且可以进一步包括指示针对MIL的理由。进一步地，控制器可以设置指示可能具有劣化燃料喷射器的汽缸的DTC。然而在八汽缸VDE发动机中，功率平衡测试可能无法决定性地确定劣化燃料喷射器是AFR失衡的来源，这可能替代地由其他因素引起，诸如在特定汽缸处的进气歧管泄露、个体汽缸排气再循环流道失衡或燃料流动输送问题。控制器可以执行附加的诊断方法以识别AFR失衡的来源。
然而，响应于发动机运转为富的指示而无需关于哪个发动机排为富的附加信息(例如，一个上游排气氧传感器被呈现)，或者响应于劣化燃料喷射器的指示，方法600可以被执行，并且因此626可以被省略。如果可能，控制器可以在相反(opposite)的汽缸被停用的情况(例如，激活的汽缸被停用并且停用的汽缸被激活)下重复方法600。因此，虽然发动机排之间的AFR失衡的指示可以帮助加速诊断过程，但是以VDE操作模式使用功率平衡测试诊断劣化燃料喷射器不是必需的。
在626之后，方法600结束。
图7示出可以被用于在以VDE模式操作的V-8发动机中识别具有输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的汽缸的示例功率平衡测试的曲线图700。X轴线显示汽缸编号，并且Y轴线代表扭矩输出，其中扭矩输出从底部到顶部增加。曲线702显示每个汽缸中的扭矩输出，其中由停用汽缸所产生的平均最大扭矩输出(例如在做功冲程期间)由虚线704表示。在曲线图700的示例中，汽缸点火次序是8-4-3-6-5-7-2-1。位于第一发动机排(例如图2的第一排15a)内的汽缸4和汽缸6和位于第二发动机排(例如图2的第二排15b)内的汽缸7和汽缸1被停用。
如曲线702所示，激活汽缸(例如8、3、5和2)比停用汽缸具有更高的扭矩输出。所有停用汽缸具有大致相等的扭矩输出，该扭矩输出比虚线706所表示的用于识别具有低扭矩输出的汽缸的阈值高。因此，劣化未在停用汽缸中被指示。相反，虚区段708显示汽缸4的降低的扭矩输出，该扭矩输出低于阈值706。因此，汽缸4的劣化被指示。在如关于图5和图6所描述的，在驱逐积聚在汽缸4内的潜在液体之后，可以重复功率平衡测试，以更决定性地识别由于输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器导致的低扭矩输出的来源。因此，如果当重复功率平衡测试(如在曲线702中)时汽缸4的扭矩输出在由虚线706表示的阈值之上，则指示汽缸4的劣化燃料喷射器。
如果功率平衡测试显示用于停用汽缸的相等的扭矩输出，如曲线702所示，但是发动机排之间的AFR失衡被指示(如上文参考图3所述)，则输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器可能存在于激活汽缸中，如关于图6所述。在图7的示例中，如果第一发动机排相对于第二发动机排为富，则汽缸2或汽缸8可能具有输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器。如果第二发动机排相对于第一发动机排为富，则汽缸3或汽缸5可能具有输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器。
图8示出说明响应于AFR失衡的指示而将发动机转换到VDE模式以识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的示例的曲线图800。例如，可以根据图3的方法指示AFR失衡、根据图4的方法将发动机转换到VDE模式、以及根据图6的方法执行功率平衡测试以识别劣化燃料喷射器。曲线802显示经滤波的HEGO1与HEGO2的比率(HEGO1/HEGO2)；曲线808显示AFR失衡的指示；曲线810显示发动机操作模式；曲线812显示汽缸1、汽缸4、汽缸6和汽缸7的激活状态；曲线814显示汽缸2、汽缸3、汽缸5和汽缸8的激活状态；曲线816显示用于汽缸1的估计燃料积聚，曲线818显示用于汽缸4的估计燃料积聚，曲线820显示用于汽缸6的估计燃料积聚，并且曲线822显示用于汽缸7的估计燃料积聚；以及曲线826显示劣化燃料喷射器的指示。另外，虚线804表示HEGO1与HEGO2的比率等于1，虚线806a表示用于指示AFR失衡的第一阈值，虚线806b表示用于指示AFR失衡的第二阈值，并且虚线824表示停用汽缸中积聚的燃料的阈值量。针对以上全部，X轴线表示时间，其中时间从左向右增加。Y轴线指的是所标示的参数，其中除曲线808、曲线810、曲线812、曲线814、曲线826以外数值从底部到顶部增加，在曲线808中，AFR失衡的指示是“开”或“关”；在曲线810中，操作模式被指示为“VDE”或“非VDE”；在曲线812和曲线814中，对应的汽缸被指示为“开”(激活的)或“关”(停用的)；在曲线826中，劣化燃料喷射器的指示是“关”或由汽缸编号指定。
在图8的示例中，发动机(例如图2的发动机10)是具有各自包含四个汽缸的两个发动机排的八汽缸发动机。汽缸2、汽缸4、汽缸6和汽缸8构成第一发动机排(例如图2的第一排15a)，并且汽缸1、汽缸3、汽缸5、和汽缸7构成第二发动机排(例如图2的第二排15b)。进一步地，如参考图2所述，第一HEGO传感器(例如图2的HEGO传感器128)被定位以测量来自第一发动机排的分区排气中的氧浓度，输出信号HEGO1；并且第二HEGO传感器(例如图2的HEGO传感器129)被定位以测量来自第二发动机排的分区排气的氧浓度，输出信号HEGO2。
在t0处，发动机以非VDE模式操作(曲线810)，其中所有汽缸激活，如曲线812和曲线814所示。另外，HEGO1与HEGO2的比率(曲线802)等于1(虚线804)，指示来自第一发动机排的排气和来自第二发动机排的排气具有相等的氧浓度。因此，不指示AFR失衡(曲线808)。由于所有汽缸激活，预期燃料不在任何汽缸中积聚，如由曲线816、曲线818、曲线820和曲线822的基线水平所示，并且不存在劣化燃料喷射器的指示，如曲线826的“关”位置所示。估计的燃料积聚可以是预示性示例，因为汽缸内的燃料积聚可能不是可物理测量的参数。然而，在其他示例中，控制器(例如图1和图2的控制器12)可以估计汽缸中积聚的燃料量。
在t0和t1之间，第一HEGO传感器开始相对于第二HEGO传感器读数为富，如HEGO1与HEGO2的比率(曲线802)变得大于1(虚线804)所指示的。响应于HEGO1与HEGO2的比率(曲线802)变得大于第一阈值(虚线806a)，AFR失衡被指示(曲线808)。进一步地，HEGO1与HEGO2的比率大于第一阈值指示第一发动机排相对于第二发动机排为富。相反地，如果HEGO1与HEGO2的比率小于第二阈值(虚线806b)，则将指示第二发动机排相对于第一发动机排为富。因此，第一阈值(虚线806a)和第二阈值(虚线806b)创建以1(虚线804)为中心的阈值范围。
在t1处，发动机转换成以VDE模式操作(曲线810)，如参考图4所述。在VDE模式期间，汽缸1、汽缸4、汽缸6和汽缸7被停用(曲线812)并且汽缸2、汽缸3、汽缸5和汽缸8保持开启(曲线814)。如果停用汽缸由未完全关断的劣化燃料喷射器加注燃料，则液体燃料可能开始在汽缸中积聚。在t1和t2之间，HEGO1与HEGO2的比率降低(如曲线802所示)，并且返回到1(虚线804)。响应于HEGO1与HEGO2的比率降低至阈值806a以下，AFR失衡的指示被关闭(曲线808)。HEGO1与HEGO2的比率返回至1意味着停用汽缸中的一个正使得第一发动机排比第二发动机排更富地运转，这可能是由于劣化燃料喷射器输送比所要求的更多燃料。对于停用汽缸，汽缸4和汽缸6处于第一发动机排。因此，如果第一发动机排由于输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器而正在富运转，则劣化燃料喷射器的位置被缩小到汽缸4或汽缸6的范围。
在t1和t2之间，当发动机以VDE模式操作时，燃料开始在汽缸4中积聚，如曲线818所示。燃料不在汽缸1(曲线816)、汽缸6(曲线820)或汽缸7(曲线822)中积聚。汽缸4中的估计燃料积聚超过虚线824所指示的阈值，高于该阈值则汽缸将在功率平衡测试期间展现减少的扭矩输出。
在t2处，执行功率平衡测试，如参考图5和图6所述，并且图7说明功率平衡测试的示例。由于汽缸4中的估计燃料积聚大于阈值824，功率平衡测试将汽缸4识别为相对于其他停用汽缸具有减少的扭矩输出。
在t2和t3之间，发动机继续以VDE模式操作(曲线810)。这样，燃料继续在停用的密封汽缸4中积聚，如曲线818的正斜率所示。在t3处，响应于满足离开VDE模式的条件(如关于图4所述)，发动机从VDE模式切换到非VDE操作模式(曲线810)。在非VDE操作模式中，汽缸1、汽缸4、汽缸6和汽缸7被激活(曲线812)并且汽缸2、汽缸3、汽缸5和汽缸8保持激活(曲线814)。如此，进气门和排气门激活。
从t3处开始，汽缸4的再激活引起在停用期间积聚在汽缸4中的燃料(曲线818)朝向排气装置被驱逐。因此，第一HEGO传感器相对于第二HEGO传感器读数为富，如曲线802所示。响应于HEGO1与HEGO2的比率(曲线802)大于阈值806a，AFR失衡再次被指示(曲线808)。在积聚的燃料被驱逐之后，HEGO1与HEGO2的比率(曲线802)再次下降至低于阈值806a，并且AFR失衡的指示(曲线808)被关闭。
在t4处，发动机被转换回VDE操作模式(曲线810)，其中汽缸1、汽缸4、汽缸6和汽缸7被再次停用，如曲线812所示。重复功率平衡测试，如参考图5和图6所述。由于汽缸4中的估计燃料积聚低于阈值824，停用汽缸的扭矩输出大致相等(例如，大致等于停用汽缸的平均扭矩输出)。因此，由于在(如t2处执行的)第一功率平衡测试期间的减小的扭矩输出和在第二功率平衡测试期间的平均扭矩输出，针对汽缸4指示劣化燃料喷射器(曲线826)。
以此方式，VDE模式可以被用于精确定位未完全关断并且输送不期望的附加燃料到汽缸的劣化燃料喷射器，从而使诊断和修理程序简化。如果硬件不允许具有劣化喷射器的汽缸被停用，则本文描述的方法可以被用于排除不具有劣化燃料喷射器的汽缸，这也使诊断和修理程序简化。虽然首先使用来自双HEGO传感器的输出检测AFR失衡可以是有益的，但使即使没有先前的AFR失衡指示，以VDE模式执行功率平衡测试也可以识别将不期望的燃料供给到停用汽缸的劣化燃料喷射器。
以VDE模式操作发动机达一时间段并且执行功率平衡测试的技术效果是可以识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器。
一个示例方法包含，响应于来自内燃发动机的汽缸的空气燃料燃烧气体失衡的指示，停用汽缸的子集，包括停用将燃料输送给汽缸子集的燃料喷射器；以及在已经经过一时间段的停用之后推测在停用期间每个汽缸的第一输出。在前述示例中，附加或可选地，该方法进一步包含用于每个汽缸的至少一个进气门、至少一个排气门和火花塞，并且其中停用包括关闭(一个或多个)进气门和(一个或多个)排气门并且对每个停用汽缸的火花塞不输送电力。在任何或全部前述示例中，该方法可以附加或可选地包含，响应于停用汽缸第一输出低于阈值输出来指示汽缸子集的燃料喷射器中的一个未完全关断。在任何或全部前述示例中，该方法可以附加或可选地包含，重新激活汽缸子集达一时间段以驱逐任何液体燃料；停用汽缸子集；推测每个汽缸在停用期间的第二输出；以及响应于停用汽缸的第一输出低于阈值输出和停用汽缸的第二输出高于阈值输出而指示汽缸子集中的燃料喷射器中的一个未完全关断。在任何或全部前述示例中，该方法可以附加或可选地包含，响应于在停用期间空气燃料燃烧气体失衡的指示保持，指示燃料喷射器中的一个可能被劣化并且在未被停用的汽缸的子集中输送不期望的附加燃料。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，推测每个汽缸的输出包含推测每个汽缸的发动机转速贡献和推测每个汽缸的扭矩输出中的一个或多个，并且阈值输出是小于停用汽缸的平均发动机转速贡献的预定量和小于停用汽缸的平均扭矩输出的预定量中的一个或多个。在任何或全部前述示例中，该方法可以附加或可选地包含排气通道、排放控制装置和两个排气氧传感器，所述两个排气氧传感器在排放控制装置上游和汽缸下游的排气通道内彼此对称相对地定位，并且其中空气燃料燃烧气体失衡的指示包括两个排气氧传感器的时间对准读数的比率在以1为中心的阈值范围之外。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，基于两个排气氧传感器的时间对准读数的比率与1的差的量值(magnitude)来确定停用的时间段，其中停用的时间段随着量值的增加而减少。
另一示例方法包含，响应于比所命令的更多燃料被供应到内燃发动机的汽缸的指示，停用汽缸子集，密封汽缸子集的每个汽缸，停用将燃料输送到汽缸子集的燃料喷射器，并且停用将火花提供给汽缸子集的火花塞；在停用期间在已经经过一预定时间段之后推测每个汽缸的第一输出；以及响应于停用汽缸的第一输出小于阈值输出，指示停用汽缸被劣化。在前述示例中，附加或可选地，该方法进一步包含重新激活汽缸子集；停用汽缸子集并推测每个汽缸的第二输出；以及响应于停用汽缸的第一输出小于阈值输出并且停用汽缸的第二输出大于阈值输出，指示将燃料输送给停用汽缸的燃料喷射器被劣化。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，该方法进一步包含用于每个汽缸的至少一个进气门和至少一个排气门，并且其中密封汽缸包括关闭(一个或多个)进气门和(一个或多个)排气门。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，将比所命令的更多的燃料供应给内燃发动机的汽缸的指示基于在非加注燃料状况期间燃料轨压力减少大于阈值。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，输出是发动机转速贡献和扭矩输出中的一个或多个。
用于车俩的另一示例***包含：发动机，其包含耦连到曲轴的多个汽缸，每个汽缸包含活塞、一个或多个进气门、一个或多个排气门、和燃料喷射器；燃料箱，其被耦连到燃料输送***，燃料输送***被配置为使输送到燃料喷射器的燃料加压；一个或多个排气传感器，其被耦连在排放控制装置上游的发动机排气装置内；以及控制器，其持有(holding)存储在非暂时性存储器中的可执行指令，当所述指令被执行时，引起控制器以：基于来自一个或多个排气传感器的输出来确定富燃料状况的存在；在停用测试周期期间选择性地停用汽缸子集，包括停用将燃料输送到汽缸子集的燃料喷射器；以及密封汽缸子集，包括停用汽缸子集的每个汽缸的一个或多个进气门和一个或多个排气门，其中一个或多个进气门和一个或多个排气门在停用测试周期期间保持关闭。在前述示例中，附加或可选地，该***进一步包含电机，该电机被配置为在停用测试周期期间使发动机的曲轴旋转，并且其中在每个汽缸的压缩冲程期间测量电机的电流汲取。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，控制器进一步包括指令以响应于在汽缸的压缩冲程期间的电流汲取大于阈值，指示将燃料输送给汽缸子集的燃料喷射器未完全关断。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，控制器进一步包括指令以执行：在停用测试周期期间执行第一功率平衡测试；重新激活汽缸子集以驱逐来自汽缸子集的任何液体燃料；停用汽缸子集并执行第二功率平衡测试；以及响应于第一功率平衡测试指示汽缸的低输出并且第二功率平衡测试指示汽缸的平均输出，指示将燃料输送给汽缸子集的汽缸的燃料喷射器未被完全关断。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，功率平衡测试包括推测每个汽缸的扭矩输出并且低输出包含扭矩输出小于阈值扭矩输出。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，发动机包含第一发动机排和第二发动机排，并且汽缸子集包括第一发动机排的汽缸。在任何或全部前述示例中，附加或可选地，发动机包含第一发动机排和第二发动机排，并且汽缸子集包括每个发动机排的汽缸。
注意，本文包括的示例控制和估计例程可以被用于各种发动机和/或车辆***配置。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令被存储于非暂时性存储器中并且可以由控制***执行，该控制***包括结合各种传感器、致动器以及其他发动机硬件的控制器。本文描述的具体例程可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，处理策略诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的以及类似物。这样，所示出的各种动作、操作和/或功能可以按示出的顺序被执行、并行地被执行或者在一些情况中被省略。同样地，处理顺序对于实现本文描述的示例实施例的特征和优势不是必需的，其仅被提供以易于说明和描述。所说明的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据正在使用的特定策略而被反复执行。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可以图形化地表示被编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器的代码，其中通过执行***中的指令来实施所描述的动作，所述***包括结合电子控制器的各种发动机硬件部件。
将理解的是，本文公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为是限制意义的，因为很多变体是可能的。例如，以上技术可以被应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包括对各种***和配置的所有新颖和不显而易见的组合和子组合，以及本文公开的其他特征、功能和/或属性。
随附权利要求具体指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或者其等同物。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类元件的合并，既不要求也不排除两个或多个此类元件。可以通过对本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。此类权利要求，无论其与原权利要求相比范围更宽、更窄、相等还是不同，都被认为包括在本发明的主题内。

Claims (15)

1.一种方法，其包含：
响应于来自内燃发动机的汽缸的空气燃料燃烧气体失衡的指示，停用所述汽缸的子集，包括停用将燃料输送给所述汽缸子集的燃料喷射器；以及
在已经经过一时间段的停用之后推测在所述停用期间每个所述汽缸的第一输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含用于每个所述汽缸的至少一个进气门、至少一个排气门和火花塞，并且其中所述停用包括关闭一个或多个所述进气门和一个或多个所述排气门，并且对每个所述停用汽缸的所述火花塞不输送电力。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含响应于所述停用汽缸的第一输出低于阈值输出，指示所述汽缸子集的所述燃料喷射器中的一个未被完全关断。
4.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含：
重新激活所述汽缸子集达一时间段以驱逐任何液体燃料；
停用所述汽缸子集；
在所述停用期间推测每个所述汽缸的第二输出；以及
响应于所述停用汽缸的第一输出低于阈值输出和所述停用汽缸的第二输出高于所述阈值输出，指示所述汽缸子集中的所述燃料喷射器中的一个未被完全关断。
5.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含响应于在所述停用期间空气燃料燃烧气体失衡的指示保持，指示所述燃料喷射器中的一个可能劣化并且在未被停用的汽缸子集中输送不期望的附加燃料。
6.根据权利要求4所述的方法，其中推测每个所述汽缸的所述输出包含推测每个所述汽缸的发动机转速贡献和推测每个所述汽缸的扭矩输出中的一个或多个，并且所述阈值输出是小于所述停用汽缸的平均发动机转速贡献的预定量和小于所述停用汽缸的平均扭矩输出的预定量中的一个或多个。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含排气通道、排放控制装置和两个排气氧传感器，所述两个排气氧传感器在所述排放控制装置上游和所述汽缸下游的所述排气通道内彼此对称相对地定位，并且其中所述空气燃料燃烧气体失衡的所述指示包括所述两个排气氧传感器的时间对准读数的比率在以1为中心的阈值范围之外。
8.根据权利要求7所述的方法，其中基于所述两个排气氧传感器的所述时间对准读数的比率与1的差的量值确定停用的所述时间段，其中停用的所述时间段随着所述量值的增加而减少。
9.一种***，其包含：
发动机，其包含耦连到曲轴的多个汽缸，每个汽缸包含活塞、一个或多个进气门、一个或多个排气门、以及燃料喷射器；
燃料箱，其耦连到燃料输送***，所述燃料输送***被配置使输送到所述燃料喷射器的燃料加压；
一个或多个排气传感器，其耦连在排放控制装置上游的发动机排气装置内；以及
控制器，其持有存储在非暂时性存储器中的可执行指令，当所述可执行指令被执行时，引起所述控制器以：
基于来自所述一个或多个排气传感器的输出确定富燃料状况的存在；
在停用测试周期期间选择性地停用汽缸子集，包括停用将燃料输送到所述汽缸子集的燃料喷射器；以及
密封所述汽缸子集，包括停用所述汽缸子集的每个汽缸的所述一个或多个进气门和所述一个或多个排气门，其中在所述停用测试周期期间所述一个或多个进气门和所述一个或多个排气门保持关闭。
10.根据权利要求9所述的***，其进一步包含电机，所述电机被配置为在所述停用测试周期期间使所述发动机的所述曲轴旋转，并且其中在每个汽缸的压缩冲程期间测量所述电机的电流汲取。
11.根据权利要求10所述的***，其中所述控制器进一步包括指令以响应于在所述汽缸的所述压缩冲程期间的所述电流汲取大于阈值，指示将燃料输送到所述汽缸子集的汽缸中的燃料喷射器未被完全关断。
12.根据权利要求9所述的***，其中所述控制器进一步包括指令以：
在所述停用测试周期期间执行第一功率平衡测试；
重新激活所述汽缸子集以驱逐来自所述汽缸子集的任何液体燃料；
停用所述汽缸子集并执行第二功率平衡测试；以及
响应于所述第一功率平衡测试指示所述汽缸的低输出并且所述第二功率平衡测试指示所述汽缸的平均输出，指示将燃料输送到所述汽缸子集的汽缸的燃料喷射器未被完全关断。
13.根据权利要求9所述的***，其中所述功率平衡测试包括推测每个汽缸的扭矩输出，并且低输出包含所述扭矩输出小于阈值扭矩输出。
14.根据权利要求9所述的***，其中所述发动机包含第一发动机排和第二发动机排，并且所述汽缸子集包括所述第一发动机排的汽缸。
15.根据权利要求9所述的***，其中所述发动机包含第一发动机排和第二发动机排，并且所述汽缸子集包括每个发动机排的汽缸。
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