СПОСОБ (ВАРИАНТЫ ) И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ И ВЫЯВЛЕНИЕ РАЗБАЛАНСИРОВКИ ЦИЛИНДРОВ Российский патент 2019 года по МПК F01N11/00 

Область техники, к которой относится изобретения

Настоящее изобретение относится к общей области способов и систем для выявления разбалансировки цилиндров сгорания в двигателе.

Уровень техники

Для обеспечения требуемой эффективности катализатора и сокращения выбросов может быть предусмотрено поддержание состава топливовоздушной смеси двигателя на требуемом (например, стехиометрическом) уровне. Как правило, регулирование состава топливовоздушной смеси с обратной связью содержит контроль содержания кислорода в выхлопных газах при помощи одного или нескольких датчиков выхлопа и корректировку параметров топлива и/или наддувочного воздуха для обеспечения соответствия требуемому составу топливовоздушной смеси. Однако такое регулирование с обратной связью может не учитывать различия состава топливовоздушной смеси между разными цилиндрами, что может привести к снижению к.п.д. двигателя и качества выбросов. Хотя для осуществления индивидуального регулирования состава топливовоздушной смеси по цилиндрам были предложены различные подходы, направленные на уменьшение перепадов состава топливовоздушной смеси между цилиндрами, насколько известно авторам настоящего изобретения, такие перепады по-прежнему могут иметь место. В число проблем, связанных с разбалансировкой цилиндров по составу топливовоздушной смеси, могут входить, например, повышение выбросов оксидов азота (NO_x), окиси углерода (СО), и углеводородов, детонация в двигателе, неполное сгорание и увеличение расхода топлива.

В соответствии с некоторыми из подходов к проблеме разбалансировки по составу топливовоздушной смеси, например, предусматривают подсчет отклонений состава топливовоздушной смеси от ожидаемого значения при применении регулирования флуктуации состава топливовоздушной смеси. Один из примеров такого подхода с подсчетом представлен авторами Hasegawa и др. в патенте США №7721591. В соответствии с данным решением, в случае превышения числом случаев, в которых отклонение состава топливовоздушной смеси превосходит пороговое значение, заранее определенного числа делают вывод о наличии в данном цилиндре двигателя аномалии. Другой подход к определению разбалансировки по составу топливовоздушной смеси содержит метод дифференциального суммирования, в соответствии с которым производят измерения перепадов значений (например, высот) сигналов датчиков выхлопных газов с частотами, соответствующими частоте зажигания двигателя или удвоенной частоте зажигания двигателя, и производят суммирование таких величин, превышающих порог подавления фонового шума. Затем результат суммирования сравнивают с пороговым значением отклонения для выявления разбалансировки по составу топливовоздушной смеси.

Однако авторы настоящего изобретения также выявили в таких системах и потенциальные недостатки. Например, подход описанный в работе Hasegawa, основан на использовании регулирования флуктуаций состава топливовоздушной смеси для дифференциации состава топливовоздушной смеси для каждого индивидуального цилиндра. Регулирование флуктуаций намеренно варьирует состав топливовоздушной смеси для каждого цилиндра. Такое регулирование состава топливовоздушной смеси подразумевает вмешательство в работу двигателя и может привести к ухудшению качества выбросов и/или переобогащению топливной смеси. В другом примере метод суммирования может иметь недостаток, связанный с вариациями измерения перепадов высот сигналов, которые могут нарушать согласованность результатов. Кроме того, многие значения перепадов высот сигналов, полученные в соответствии с методом суммирования, могут попадать в диапазон шумовых сигналов датчика, в котором порог разделения между малыми и большими отклонениями от стехиометрического состава топливовоздушной смеси слишком низок. Для компенсации такого положения может быть повышен порог фонового шума, что приводит к уменьшению числа измерений и снижению достоверности результатов. Другое ограничение метода суммирования состоит в сужении области его применимости до режимов работы с высокой нагрузкой на транспортное средство.

Раскрытие изобретения

В соответствии с одним из примеров осуществления изобретения для устранения вышеописанных недостатков предлагается способ корректировки режима работы двигателя в случае разбалансировки по составу топливовоздушной смеси. Наличие разбалансировки выявляют по суммарному числу случаев, в которых измеренные межпиковые перепады значений лямбда (соотношения компонентов топливовоздушной смеси) выхлопного тракта меньше некоторого порогового значения, нормированному на суммарное значение межпиковых колебаний. Таким образом, обеспечена возможность контроля разбалансировки по составу топливовоздушной смеси без нарушения нормальной работы двигателя путем подсчета случаев, в которых межпиковые перепады значения лямбда лежат ниже порогового значения (например, не указывают на наличие разбалансировки цилиндров), и сравнение числа включенных в подсчет случаев с пороговым значением разбалансировки. Проведение анализа перепадов, находящихся ниже шумового порога, позволяет увеличить число измерений и повысить качество выявления неисправностей.

Следует понимать, что вышеприведенное раскрытие изобретения представлено для описания в упрощенной форме некоторых из концепций, более подробно описанных в нижеследующем описании осуществления изобретения. Оно не предназначено для определения ключевых или существенных характеристик настоящего изобретения, объем которого определен исключительно пунктами формулы изобретения, приведенными после подробного описания его осуществления. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, обеспечивающими устранение недостатков, указанных выше или в любой другой части настоящего описания.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая пример системы транспортного средства.

На фиг. 2 представлена блок-схема верхнего уровня, иллюстрирующая пример способа подсчета для измерения отклонений состава топливовоздушной смеси от стехиометрического.

На фиг. 3 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ подсчета с использованием значений перепада состава топливовоздушной смеси (LAMDIF).

На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ подсчета с использованием межпиковых перепадов.

На фиг. 5 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ использования значений LAMDIF и межпиковых подсчетов для определения разбалансировки по составу топливовоздушной смеси.

На фиг. 6 представлен график, иллюстрирующий пример результатов событий ПЗ в данных транспортного средства.

На фиг. 7 представлен график, иллюстрирующий результаты LAMDIF для межпиковых перепадов.

На фиг. 8 представлен график, иллюстрирующий выделение неисправностей при измерении процентного отклонения состава топливовоздушной смеси от стехиометрического.

Осуществление изобретения

Ниже следует более конкретное описание способа и системы диагностики системы двигателя, приведенное со ссылками на прилагаемые чертежи. Следует отметить, что нижеследующее описание одного из вариантов осуществления изобретения приведено в качестве иллюстрирующего примера, и также могут быть применены различные альтернативные варианты его осуществления.

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая двигательную систему 100, в которую входит один из цилиндров многоцилиндрового двигателя 10, который может быть предусмотрен в составе силовой установки транспортного средства. Управление двигателем 10 может по меньшей мере частично осуществлено системой управления, содержащей контроллер 12, и вводом сигналов управления, осуществляемым оператором 132 транспортного средства через средства 130 ввода. В данном примере средства 130 ввода содержат педаль акселератора и датчик 134 положения педали, вырабатывающий пропорциональный сигнал положения педали (ПП). Камера сгорания (т.е. цилиндр 30) двигателя 10 может содержать стенки 32 камеры сгорания, внутри которых расположен поршень 36. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40 для обеспечения преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен с по меньшей мере одним ведущим колесом транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, с коленчатым валом 40 может быть соединен через маховик двигатель стартера для обеспечения возможности запуска двигателя 10 в работу.

Камера 30 сгорания может получать входящий воздух из впускного коллектора 44 через впускной тракт 42 и может выпускать выхлопные газы через выхлопной тракт 48. Впускной коллектор 44 и выхлопной коллектор 48 могут получать выборочное сообщение с камерой 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выхлопной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления камера 30 сгорания может содержать два или более впускных клапанов и/или два или более выхлопных клапанов. В данном примере осуществления управление впускным клапаном 52 и выхлопным клапаном 54 может быть обеспечено кулачковым приводным механизмом при помощи одного или нескольких кулачков с использованием одной или нескольких систем переключения профиля кулачка (ППК), изменения фаз кулачкового распределения (ИФКР), изменения фаз газораспределения (ИФГ) и/или изменения высоты подъема клапанов (ИВПК), которые могут быть приведены в действие контроллером 12 для регулирования работы клапанов. Положения впускного клапана 52 и выхлопного клапана 54 могут быть определены при помощи соответствующих датчиков 55 и 57 положения. В альтернативных вариантах осуществления управление впускным клапаном 52 и/или выхлопным клапаном 54 может быть обеспечено электрическим приводом клапанов. Например, в одном из альтернативных вариантов осуществления цилиндра 30 управление впускным клапаном может быть обеспечено электрическим приводом клапана, а управление выпускным клапаном - кулачковым приводным механизмом с использованием систем ППК и/или ИФКР.

В некоторых вариантах осуществления каждый из цилиндров двигателя 10 может быть оборудован одним или несколькими топливными инжекторами для подачи в него топлива. Представленный в качестве не налагающего каких-либо ограничений примера цилиндр 30 содержит один топливный инжектор 66, подающим топливо из топливной системы 172. Представленный топливный инжектор 66 соединен с цилиндром 30 напрямую для впрыска непосредственно в цилиндр топлива, количество которого пропорционально ширине топливного импульса (ШТИ), получаемого от контроллера 12 через электронный драйвер 68. Таким образом, топливный инжектор 66 осуществляет так называемый прямой впрыск (также обозначаемый далее аббревиатурой «ПВ») топлива в цилиндр 30 сгорания.

Следует понимать, что в альтернативных вариантах осуществления инжектор 66 может представлять собой распределительный инжектор, осуществляющий подачу топлива во впускной тракт перед цилиндром 30. Также следует понимать, что цилиндр 30 может получать топливо от нескольких инжекторов, например, от нескольких распределительных инжекторов, от нескольких инжекторов прямого впрыска или от нескольких инжекторов обоих типов.

Как показано на фиг. 1, впускной тракт 42 может содержать дроссельную заслонку 62, содержащую пластину 64 дроссельной заслонки. В данном примере осуществления контроллер 12 может изменять положение пластины 64 дроссельной заслонки при помощи сигнала, подаваемого на электрический двигатель или привод, предусмотренный в дроссельной заслонке 62 в конфигурации, обычно называемой системой электронного управления дроссельной заслонкой (ЭУДЗ). Таким образом, дроссельная заслонка 62 может быть использована для изменения подачи воздуха в камеру 30 сгорания, как и в другие цилиндры двигателя. Положение пластины 64 дроссельной заслонки может быть передано контроллеру 12 сигналом TP положения дроссельной заслонки. Впускной тракт 42 может дополнительно содержать датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 давления воздуха в коллекторе для подачи соответствующих сигналов массового расхода воздуха (МРВ) и давления воздуха в коллекторе (АДК) в контроллер 12.

В некоторых режимах работы система 88 зажигания может обеспечивать подачу в камеру 30 сгорания искры зажигания в соответствии с сигналом опережения зажигания (ОЗ), поступающим от контроллера 12. Хотя на чертеже представлены компоненты системы искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления камера 30 сгорания или одна или несколько камер сгорания двигателя 10 могут работать в режиме воспламенения от сжатия, с использованием искры зажигания или без ее использования.

На чертеже представлен задний относительно направления течения газов выхлопной газоанализатор 126, соединенный с выхлопным трактом 48 перед средствами 70 снижения токсичности выхлопных газов. Задний газоанализатор 126 может представлять собой любой соответствующий датчик, определяющий соотношение содержания воздуха и топлива в выхлопных газах, например, универсальный или широкополосный линейный датчик содержания кислорода в выхлопных газах (УДКВГ), узкополосный двухпозиционный датчик содержания кислорода в выхлопных газах (ДКВГ), нагреваемый датчик содержания кислорода в выхлопных газах (НДКВГ), или датчик содержания оксидов азота (NOx), углеводородов (НС) или монооксида углерода (СО). В соответствии с одним из вариантов осуществления задний газоанализатор 126 представляет собой датчик УДКВГ, выполненный с возможностью формирования выходного сигнала, например, сигнала напряжения, пропорционального содержанию кислорода в выхлопных газах. Контроллер 12 использует такой выходной сигнал для определения соотношения содержания воздуха и топлива в выхлопных газах.

На чертеже представлены средства 70 снижения токсичности выхлопных газов, расположенные в выхлопном тракте 48 перед газоанализатором 126 выхлопных газов. Средства 70 снижения токсичности выхлопных газов могут представлять собой трехкомпонентный катализатор (ТКК), выполненный с возможностью уменьшения содержания оксидов азота, а также окисления СО и несгоревших углеводородов. В соответствии с некоторыми из вариантов осуществления средства 70 могут представлять собой уловитель NO_X, а также различные другие средства снижения токсичности выхлопных газов или их сочетания.

На чертеже представлен второй передний выхлопной газоанализатор 128, подсоединенный к выхлопному тракту 48 после средств 70 снижения токсичности выхлопных газов. Передний газоанализатор 128 может представлять собой любой соответствующий датчик, определяющий соотношение содержания воздуха и топлива в выхлопных газах, например, УДКВГ, ДКВГ, НДКВГ и т.д. В соответствии с одним из вариантов осуществления передний газоанализатор 128 представляет собой датчик НДКВГ, выполненный с возможностью индикации относительного обогащения или обеднения выхлопных газов, проходящих через катализатор. В таком случае такой датчик НДКВГ может выдавать на выход двухпозиционный сигнал или сигнал напряжения, соответствующий точке изменения выхлопных газов с обедненных на обогащенные.

На чертеже представлен третий передний выхлопной газоанализатор 129, подсоединенный к выхлопному тракту 48 после средств 70 снижения токсичности выхлопных газов и расположенный симметрично напротив датчика 128 НДКВГ. Передний газоанализатор 129 может представлять собой любой соответствующий датчик, определяющий соотношение содержания воздуха и топлива в выхлопных газах, например, УДКВГ, ДКВГ, НДКВГ и т.д. В соответствии с одним из вариантов осуществления передний газоанализатор 129 представляет собой датчик НДКВГ, выполненный с возможностью индикации относительного обогащения или обеднения выхлопных газов, проходящих через катализатор. В таком случае такой датчик НДКВГ может выдавать на выход двухпозиционный сигнал или сигнал напряжения, соответствующий точке изменения выхлопных газов с бедных на богатые.

Кроме того, в описываемых вариантах осуществления система рециркуляции выхлопных газов (РВГ) может направлять требуемую часть выхлопных газов из выхлопного тракта 48 во впускной тракт 42 через канал 140 РВГ. Контроллер 12 может регулировать количество рециркулированных выхлопных газов, подаваемых во впускной тракт 42, при помощи клапана 142 РВГ. Кроме того, в канале может быть предусмотрен датчик 144 РВГ, обеспечивающий измерение одного или из следующих нескольких параметров выхлопных газов: давления, температуры и концентрации. В некоторых условиях система РВГ может быть использована для регулирования температуры воздушно-топливной смеси в камере сгорания.

Контроллер 12, представленный на фиг. 1, представляет собой микрокомпьютер, содержащий микропроцессорное устройство 102 (МПУ), порты 104 ввода/вывода, электронные средства хранения исполнимых программ и калибровочных значений, представленные в данном примере в виде микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство 108 (ОЗУ), энергонезависимую память 110 (ЭНП) и шину передачи данных. Контроллер 12 может получать помимо сигналов, описанных выше, различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в том числе результаты измерений массового расхода всасываемого воздуха (МРВ) от датчика 120 массового расхода воздуха; температуры охлаждающей жидкости двигателя (ТОЖД) от температурного датчика 112, схематически представленного на чертеже в одной точке двигателя 10; сигналы профиля зажигания (ПЗ) от датчика 118 Холла (или датчика другого типа), соединенного с коленчатым валом 40; сигнал положения дроссельной заслонки (ПДЗ) от датчика положения дроссельной заслонки; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (АДК) от датчика 122. Сигнал скорости вращения двигателя (СВД) может быть сформирован контроллером 12 на основе сигнала ПЗ.

Постоянная память 106 средства хранения данных, может быть запрограммирована с использованием пригодных для считывания компьютером данных, представляющих собой инструкции, исполнимые процессором 102 для осуществления нижеописанных способов, а также других, предполагаемых, но прямо не перечисленных, их вариантов.

Как указано выше, на фиг. 1 представлен лишь один цилиндр многоцилиндрового двигателя, причем каждый из цилиндров может сходным образом содержать свой собственный комплект, в который могут входить впускные/выхлопные клапаны, топливный инжектор, свеча зажигания и т.д.

Специалисту в данной области должно быть очевидно, что конкретные процедуры, представленные на нижеследующих блок-схемах, могут представлять одну или несколько из возможных стратегий обработки, таких как событийная стратегия, стратегия прерываний, многозадачная стратегия, многопоточная стратегия и т.п. Таким образом, различные представленные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в представленной последовательности, выполнены параллельно или, в некоторых случаях, пропущены. Аналогичным образом, данный порядок выполнения не обязательно необходим для осуществления характеристик и преимуществ описанных вариантов осуществления изобретения, но приведен для ясности представления и описания. Одно или несколько из представленных действий, операций и/или функций могут быть выполнены неоднократно в зависимости от конкретной используемой стратегии, даже если такое повторение явно не проиллюстрировано. Кроме того, представленные схемы содержат графическое представление кода, который может быть запрограммирован в пригодных для считывания компьютером средствах хранения данных в составе контроллера 12 и исполнен контроллером в сочетании с аппаратными средствами двигателя, проиллюстрированными на фиг. 1.

На фиг. 2 представлена блок-схема верхнего уровня, иллюстрирующая пример способа 200 выявления случаев разбалансировки по составу топливовоздушной смеси с применением способа подсчета по настоящему изобретению. В частности, способ 200 подразумевает использование числа сигналов для выявления случаев разбалансировки конкретного цилиндра по составу топливовоздушной смеси. Способ 200 описан ниже со ссылками на компоненты и системы, представленные на фиг. 1, хотя следует понимать, что данный способ может быть применен и к другим системам без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Способ 200 может быть исполнен контроллером 12 и содержит вычисление состава топливовоздушной смеси по данным выхлопного газоанализатора, например, газоанализатора 126, расположенного перед катализатором.

Способ 200 может быть осуществлен в системе 100 по фиг. 1. Например, контроллер 12 может содержать аппаратное и/или программное обеспечение, выполненное с возможностью исполнения способа 200 в сочетании с проиллюстрированными аппаратными средствами двигателя, например, различными датчиками и приводами.

На этапе 202 в соответствии с данным способом определяют параметры работы двигателя. В число параметров работы двигателя в частности, но не исключительно, могут входить скорость вращения двигателя, нагрузка на двигатель, заданный состав топливовоздушной смеси, состав выхлопной топливовоздушной смеси, измеренный выхлопным газоанализатором (например, газоанализатором 126) и другие параметры. На этапе 204 в соответствии с данным способом производят регулирование состава топливовоздушной смеси двигателя. Регулирование состава топливовоздушной смеси может включать в себя определение заданного (например, целевого) состава топливовоздушной смеси двигателя (например, в соответствии со скоростью вращения двигателя и нагрузкой на двигатель), определение текущего состава выхлопной топливовоздушной смеси на основе сигнала обратной связи, получаемого от выхлопного газоанализатора, и корректировку одного или нескольких параметров работы двигателя (например, объема впрыска топлива) в зависимости от разницы между целевым и текущим составами топливовоздушной смеси. Выхлопной газоанализатор, используемый для регулирования состава топливовоздушной смеси может представлять собой, например, датчик УДКВГ, установленный перед катализатором.

В процессе регулирования состава топливовоздушной смеси выхлопные газы могут быть направления от группы цилиндров на выхлопной газоанализатор. Такой выхлопной газоанализатор может быть установлен так, чтобы на такой выхлопной газоанализатор были направлены выхлопные газы от некоторой группы цилиндров, например, группы цилиндров в составе ряда цилиндров двигателя, расположенной перед выхлопным газоанализатором. В соответствии с одним из примеров осуществления на такой газоанализатор могут быть направлены выхлопные газы лишь части из цилиндров двигателя. Например, такой выхлопной газоанализатор может быть установлен после точки слияния выхлопного тракта, в которой предусмотрено объединение подветвей выхлопного коллектора, ведущих от отдельных цилиндров соответствующего ряда цилиндров двигателя, но до точки слияния выхлопного тракта, в которой предусмотрено объединение ветвей выхлопного коллектора, ведущих от отдельных рядов цилиндров двигателя. Таким образом, на выхлопной газоанализатор могут быть направлены только выхлопные газы, поступающие от соответствующей группы цилиндров.

На этапе 205 данного способа может быть предусмотрено включение монитора разбалансировки цилиндров. Вкратце, как будет разъяснено ниже, монитор разбалансировки цилиндров собирает и анализирует выходные данные выхлопного газоанализатора для определения наличия или отсутствия в некотором цилиндре разбалансировки по составу топливовоздушной смеси. Кроме того, для контроля разбалансировки по составу топливовоздушной смеси, вызванной вариациями состава топливовоздушной смеси между отдельными цилиндрами, и регулирования состава топливовоздушной смеси в нескольких цилиндрах двигателя с обратной связью может быть использован один и тот же газоанализатор. Включение монитора разбалансировки цилиндров может быть произведено в любой момент работы двигателя или предусмотрено только в определенных условиях работы двигателя. Например, включение монитора разбалансировки цилиндров может быть предусмотрено только в условиях работы двигателя в установившемся режиме и/или только по достижении двигателем оптимальной рабочей температуры. Это может быть связано с невозможностью обеспечения достаточной точности работы выхлопного газоанализатора при чрезмерно низкой температуре. В соответствии с некоторыми примерами осуществления монитор разбалансировки цилиндров может быть включен в течение всего времени работы двигателя, либо может быть включаем лишь периодически.

На этапе 206 данного способа предусмотрено обнаружение и/или прием сигнала от выхлопного газоанализатора. Обнаруженные сигналы, поступающие от каждого из выхлопных газоанализаторов, могут содержать выходные сигналы напряжения, соответствующие концентрации кислорода в выхлопных газах, которая может быть преобразована в соотношение компонентов топливовоздушной смеси. Однако определенное таким образом соотношение компонентов топливовоздушной смеси может соответствовать суммарному составу топливовоздушной смеси, в результате чего его соотнесение с конкретными цилиндрами двигателя может быть затруднительно. Для выделения соотношений компонентов топливовоздушной смеси для каждого отдельного цилиндра может быть предусмотрено измерение сигналов выхлопных газоанализаторов с частотой, равной или большей частоты зажигания двигателя, как разъяснено ниже.

В соответствии с одним из примеров осуществления процедура обработки сигналов выхлопного газоанализатора, производимой на этапе 206, может включать в себя обработку контроллером сигналов выхлопного газоанализатора, производимую через половинные или полные интервалы сигналов ПЗ (интервалы зажигания). В таком случае контроллер может произвести вычисления для определения значения перепада состава топливовоздушной смеси (обозначаемого LAMDIF) на основе результатов измерений выхлопных газоанализаторов, соответствующих последовательным сигналам ПЗ. Затем способ может произвести переход к этапу 208 и произвести сравнение значений LAMDIF с пороговым значением. В соответствии с данным примером осуществление пороговое значение может быть использовано для обеспечения возможности учета данных, которые в другом случае могли бы быть ошибочно интерпретированы в связи с наличием шумового фона. Например, пороговое значение может быть выбрано так, чтобы исключить измерения, ограничивающие возможности выявления отклонений, в то же время сохраняя достаточное количество учитываемых измерений для обеспечения достоверности диагностики. Это позволяет повысить качество выявления отклонений. В соответствии с одним из примеров осуществления пороговое значение может быть установлено в диапазоне от 0,1 до 0,175. Данный пример более подробно рассмотрен ниже со ссылками на фиг. 3 и 6.

Вторая процедура обработки сигналов выхлопного газоанализатора, производимой на этапе 206, может включать в себя измерение межпиковых перепадов сигналов выхлопного газоанализатора в течение заданного периода (например, нескольких целых рабочих циклов двигателя). Амплитуда межпиковых колебаний может быть вычислена и сопоставлена с пороговым значением. Такое пороговое значение может совпадать с пороговым значением, описанным выше (например, установленным в диапазоне от 0,1 до 0,175) или быть отличным от него в зависимости от параметров работы. В соответствии с одним из примеров осуществления может быть предусмотрено изменение порогового значения в соответствии с изменениями скорости вращения двигателя и/или нагрузки на него; например, пороговое значение может быть увеличено по мере увеличения скорости вращения двигателя. Пороговое значение может быть применено по тем же соображениям, описанным выше в данном примере осуществления. Более подробное обсуждение данного примера приведено ниже со ссылками на фиг. 4, 7 и 8.

Как более подробно описано ниже со ссылками на фиг. 5, может быть предусмотрено одновременное исполнение обеих процедур измерения/подсчета или лишь одной из процедур измерения/подсчета. Применение лишь одной из процедур измерения/подсчета может обеспечить снижение вычислительной нагрузки на контроллер. В то же время, применение обеих процедур измерения и выявление разбалансировки цилиндров в случае обнаружения признаков разбалансировки оп результатам применения одной или обеих процедур может обеспечить возможность повышения чувствительности и/или устойчивости выявления разбалансировки.

На этапе 208 данного способа определяют, следует ли учитывать измерение, полученное в течение данного периода измерения в зависимости от результатов сравнения измеренной величины с вышеописанным пороговым значением. Если такая величина не меньше порогового значения («НЕТ»), способ переходит к этапу 201, и данное измерение не включают в подсчет. Если такая величина меньше порогового значения («ДА»), данное измерение включают в подсчет. В обоих случаях способ переходит затем к этапу 214 (т.к. исключенное из подсчета измерение должно быть включено в суммарное число возможных измерений, описанное ниже). На этапе 214 контроллер продолжает исполнение способа 200, повторяя этапы 206-212 для всех измерений, произведенных в течение временного промежутка, заданного контроллером.

На этапе 216 данного способа может быть предусмотрено сравнение числа измерений, включенных в подсчет, нормированного на суммарное число измерений, произведенных в течение заданного временного промежутка, со вторым пороговым значением, определяющее наличие или отсутствие разбалансировки цилиндра. Второе пороговое значение может представлять собой фиксированное пороговое значение, например, установленное в диапазоне от 80 до 90%, или может быть переменным, например, в зависимости от скорости вращения двигателя и/или нагрузки на его. В соответствии с одним из примеров осуществления второе пороговое значение увеличивают по мере увеличения скорости вращения двигателя.

Если результат подсчета измерений не превосходит второго порогового значения, способ может осуществлять индикацию наличия разбалансировки на этапе 218, а контроллер может осуществлять корректировку режима работы двигателя для устранения выявленной разбалансировки на этапе 222. Такая корректировка может включать в себя, например, ограничение крутящего момента двигателя, снижение давления наддува, корректировку момента зажигания и/или изменение управления подачей топлива с обратной связью для поддержания требуемого состава топливовоздушной смеси (например, ограничение регулирования подачи топлива с обратной связью). После выполнения корректировки режима работы двигателя способ может перейти к этапу 226. На этапе 226 контроллер может известить оператора о наличии разбалансировки путем зажигания светового индикатора неисправности и/или выдать код диагностики, сохраненный в памяти контроллера. Если результат подсчета измерений превосходит второе пороговое значение, индикацию наличия разбалансировки не осуществляют (этап 220), и на этапе 224 сохраняют текущий режим работы двигателя. После исполнения этапа 224 или 226 способ 200 заканчивает исполнение.

Таким образом, в соответствии с вышеописанным способом 200 обработку сигнала выхлопного газоанализатора производят с частотой, соответствующей, например, частоте зажигания двигателя (или ее половине), для получения данных о составе топливовоздушной смеси в отдельных цилиндрах. Перепад между последовательными значениями соотношения компонентов топливовоздушной смеси может быть определен и сопоставлен с пороговым значением выявления неисправности. Значения перепада, меньшие порогового значения, свидетельствуют о сравнительно малых расхождениях между измерениями и, таким образом, не указывают на наличие неисправности данного цилиндра по составу топливовоздушной смеси. В то же время, значения перепада, большие порогового значения, свидетельствуют о сравнительно больших расхождениях между измерениями и, таким образом, могут указывать на наличие неисправности данного цилиндра по составу топливовоздушной смеси. Все значения перепада, меньшие порогового значения (например, не соответствующие неисправности), включают в подсчет, нормируют на суммарное число обработанных измерений и сопоставляют с пороговым значением разбалансировки. Если нормированное число подсчитанных измерений, не соответствующих неисправности, меньше порогового значения разбалансировки, то осуществляют индикацию наличия разбалансировки данного цилиндра и могут производить корректировку режима работы двигателя.

Данный способ использует в качестве признака разбалансировки наличие изменений в измерениях заднего датчика содержания кислорода в выхлопных газах (УДКВГ) изменений, возникающих при наличии неустойчивого режима сгорания. Сигнал датчика УДКВГ имеет форму, по существу, очень приблизительно соответствующую синусоиде. При применении данного способа напряжение сигнала УДКВГ (преобразованное в величину LAMBSE) измеряют раз в один период сигнала ПЗ (или в половину периода сигнала ПЗ). Затем оценивают измеренный сигнал для определения пиков сигнала (точек изменения направления) и вычисляют дифференциал высоты сигнала, равный абсолютному значению перепада между соседними пиками. Такой перепад соотношения компонентов топливовоздушной смеси может быть назван межпиковым перепадом (PEAKDIF).

В случае отсутствия разбалансировки цилиндров значение PEAKDIF, как правило, мало. Возникновение разбалансировки цилиндров приводит к росту значения PEAKDIF. Такие различия значения сигнала позволяют использовать значение PEAKDIF в качестве индикатора разбалансировки. Величина PEAKDIF (как и результаты любого дифференциального измерения сигнала LAMBSE) в зависимости от результатов тестирования может не всегда быть достоверной, в связи с чем интегрирование значений PEAKDIF по некоторому периоду может давать недостоверный результат суммирования и затруднять выявление неисправностей. Однако «подсчет» таких величин, как правило, приводит к нормализации результата. Возникновение разбалансировки вызывает уменьшение числа «значений PEAKDIF, меньших порогового значения», что приводит к получению большего числа измерений, соответствующих неисправности. В некоторых примерах осуществления число измерений PEAKDIF, превышающих пороговое значение, также может быть использовано для определения наличия или отсутствия разбалансировки.

Кроме того, может быть предусмотрено использование монитора в широком диапазоне скоростей вращения двигателя и нагрузок на него с разными пороговыми значениями PEAKDIF, зависящими от текущих значений скорости/нагрузки, или распределение результатов подсчета по разным диапазонам скорости/нагрузки для обеспечения возможности взвешивания данных. Таким образом может быть обеспечена возможность работы монитора в наиболее оптимальных диапазонах скорости/нагрузки и соответствующего взвешивания результатов с учетом возможностей обнаружения неисправностей.

Таким образом, способ по вышеописанному варианту осуществления обеспечивает возможность корректировки режима работы двигателя в случае возникновения разбалансировки цилиндров по составу топливовоздушной смеси. Наличие такой разбалансировки выявляют по суммарному числу случаев, в которых измеренные межпиковые перепады соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси были меньше порогового значения, нормированному на суммарное число межпиковых колебаний.

В соответствии с одним из примеров осуществления корректировка режима работы двигателя содержит ограничение корректировки подачи топлива с обратной связью для поддержания требуемого состава топливовоздушной смеси. Способ может дополнительно включать в себя оповещение об обнаруженной разбалансировке цилиндров при помощи кода диагностики, сохраненного в памяти.

Каждый измеренный межпиковый перепад соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси может содержать соответствующую межпиковую амплитуду измеренного сигнала выхлопного газоанализатора. Измерения сигналов выхлопного газоанализатора могут производить по меньшей мере один раз на каждое событие зажигания цилиндра.

Для определения суммарного числа случаев, в которых измеренные межпиковые перепады соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси меньше порогового значения, способ может включать в себя определение каждой межпиковой амплитуды измеренного сигнала выхлопного газоанализатора в течение заданного периода и принятие в качестве суммарного числа таких случаев числа межпиковых амплитуд, определенных в течение такого заданного периода, меньших порогового значения.

Для нормировки суммарного числа случаев, в которых измеренные межпиковые перепады соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси меньше порогового значения, способ может включать в себя деление числа межпиковых амплитуд, меньших порогового значения на суммарное число межпиковых амплитуд, определенных в течение заданного периода, для определения нормированного числа межпиковых амплитуд, меньших порогового значения.

В соответствии с некоторыми примерами осуществления пороговое значение представляет собой первое пороговое значение, а индикацию наличия разбалансировки осуществляют, если нормированное число межпиковых амплитуд, меньших первого порогового значения, меньше второго порогового значения. В некоторых примерах осуществления первое пороговое значение зависит от скорости вращения двигателя и/или нагрузки на двигатель; например, первое пороговое значение может быть увеличено по мере увеличения скорости вращения двигателя.

На фиг. 3 представлена более подробная блок-схема использования подсчета LAMDIF для контроля разбалансировки двигателя (например, двигателя 10) по составу топливовоздушной смеси при помощи выхлопного газоанализатора, установленного в выхлопном тракте двигателя внутреннего сгорания с датчиком ПЗ, соединенным с коленчатым валом (например, с коленчатым валом 40). Способ 300 может быть применен в системе 100 по фиг. 1.

Способ 300 может быть исполнен в качестве части способа 200, например, в случае включения монитора разбалансировки цилиндров для измерения сигнала выхлопного газоанализатора. Этап 302 данного способа содержит измерение сигнала выхлопного газоанализатора с некоторой частотой в течение заданного временной периода. Частота, с которой производят измерения сигнала выхлопного газоанализатора, может быть подобрана соответствующим образом и установлена соответствующей отдельным событиям зажигания цилиндров. В соответствии с одним из примеров осуществления измерения сигнала выхлопного газоанализатора могут производить при каждом приеме контроллером сигнала ПЗ. Сигнал ПЗ может быть передаваем датчиком коленчатого вала, например, датчиком 118 Холла, при каждом прохождении вблизи такого датчика Холла определенным зубом (или отсутствующим зубом) шестерни, соединенной с коленчатым валом. В других вариантах осуществления измерения сигнала выхлопного газоанализатора могут производить дважды на каждый сигнал ПЗ, один раз на каждые два сигнала ПЗ или с другой соответствующей частотой. Заданный временной период может представлять собой соответствующий временной диапазон измерений и может быть задан, например, в виде некоторого числа (например, 50) рабочих циклов двигателя, в виде некоторого числа (например, 50 или 100) измерений сигнала датчика или в виде временной длительности.

На этапе 304 контроллер вычисляет несколько значений перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси. Данная операция может включать в себя преобразование измеренных сигналов выхлопного газоанализатора в значения соотношения компонентов топливовоздушной смеси (например, значения лямбда) и вычисление на этапе 306 перепада между значениями соотношения компонентов топливовоздушной смеси первого измерения и второго, следующего за ним, измерения, также называемого величиной LAMDIF. Более подробное описание вычисления величины LAMDIF приведено ниже со ссылками на фиг. На этапе 308 данного способа для каждого вычисленного значения LAMDIF определяют, меньше ли данное значение LAMDIF первого заранее определенного порогового значения. Такое пороговое значение может представлять собой значение, определенное контроллером в соответствии с текущим режимом работы двигателя так, чтобы включать в себя от 90% до 95% всех данных. Это означает, что измерения, меньшие или равные пороговому значению, могут быть включены в подсчет, так как критерии выявления неисправности для них соответствуют стандартам точного определения отклонений от стехиометрического состава топливовоздушной смеси. Например, первое заранее определенное пороговое значение может охватывать диапазон значений от 0,1 до 0,175, который может содержать от 90% до 95% всех произведенных измерений. В случае положительного ответа способ переходит к этапу 310. На этапе 310 данного способа производят подсчет значений LAMDIF, меньших первого порогового значения. В случае отрицательного ответа на этапе 308 способ 300 переходит к этапу 312, на котором в соответствии с данным способом подсчета измерений не производят. После обоих этапов 310 и 312 производят переход к этапу 314, на котором сравнение значения LAMDIF с первым пороговым значением повторяют для каждого из значений LAMDIF, вычисленных в течение заданного периода. Затем исполнение способа 300 завершают.

На фиг. 4 представлена блок-схема способа 400 для вычисления перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси на основе анализа сигналов выхлопного газоанализатора. Способ 400 может быть исполнен в рамках исполнения способа 200, например, в случае включения монитора разбалансировки цилиндров по составу топливовоздушной смеси. Подобно способам 200 и 300 способ 400 обеспечивает контроль разбалансировки двигателя по составу топливовоздушной смеси при помощи выхлопного газоанализатора (например, датчика 126), установленного в выхлопном тракте (например, в выхлопном тракте 48) двигателя внутреннего сгорания (например, двигателя 10). Способ 400 может быть применен в системе 100 по фиг. 1. Например, контроллер 12 может содержать сохраненные в контроллере инструкции, выполняемые для исполнения способа 400.

На этапе 402 контроллер принимает выходной сигнал выхлопного газоанализатора и сохраняет его в памяти, например, в виде графика зависимости измеренного соотношения компонентов топливовоздушной смеси от времени. Длительность времени измерений может коррелировать с заданным числом (например, равным 50) циклов работы двигателя или другим соответствующим промежутком, зависящим от скорости вращения двигателя. На этапе 404 контроллер вычисляет межпиковые перепады по измерениям, полученным на этапе 402. Результаты измерений, полученные в выходных сигналах газоанализатора, содержат пики, и межпиковые перепады вычисляют на основе амплитуды таких пиков. Более подробное описание этапов 402, 404 приведено ниже со ссылками на фиг. 7.

На этапе 406 данного способа определяют, меньше ли межпиковые перепады заранее определенного первого порогового значения. Такое первое пороговое значение может быть аналогично первому пороговому значению, описанному выше со ссылками на фиг. 2 и 3. В случае положительного ответа способ переходит к этапу 408. На этапе 408 данного способа производят подсчет межпиковых перепадов, меньших первого порогового значения. В случае отрицательного ответа на этапе 406 способ переходит к этапу 410, и подсчета межпиковых перепадов не производят. Затем исполнение способа 400 может быть завершено.

Таким образом, как описано выше со ссылками на фиг. 3-4, может быть предусмотрено измерение сигналов выхлопного газоанализатора с требуемой частотой в течение заданного периода и их обработка для определения наличия или отсутствия в каждом измерении признаков разбалансировки цилиндров. Число измерений, не содержащих признаков разбалансировки цилиндров, может быть сопоставлено с пороговым значением разбалансировки для установления наличия или отсутствия разбалансировки цилиндров. Сигналы выхлопного газоанализатора могут быть измерены и преобразованы в значения LAMDIF или межпиковые перепады. В некоторых примерах осуществления оптимальной может быть обработка сигналов выхлопного газоанализатора только в соответствии со способом 300 или в соответствии со способом 400, описанными выше. Однако в других примерах осуществления оптимальной может быть обработка сигналов выхлопного газоанализатора в соответствии с обоими этими способами и осуществление индикации наличия разбалансировки цилиндров в случае индикации разбалансировки цилиндров по любому из способов измерения/подсчета или обоим таким способам, как описано ниже со ссылками на фиг. 5.

На фиг. 5 представлена подробная блок-схема способа 500, включающего в себя элементы способов 300 и 400. Способ 500 может быть исполнен в рамках исполнения способа 200, например, в случае включения монитора разбалансировки цилиндров по составу топливовоздушной смеси. Подобно способам 200, 300 и 400 способ 500 обеспечивает контроль разбалансировки двигателя по составу топливовоздушной смеси при помощи выхлопного газоанализатора (например, датчика 126), установленного в выхлопном тракте (например, в выхлопном тракте 48) двигателя внутреннего сгорания (например, двигателя 10). Способ 500 может быть применен в системе 100 по фиг. 1. Например, контроллер 12 может содержать сохраненные в контроллере инструкции, выполняемые для исполнения способа 500. В способе 500 используют для проведения диагностики разбалансировки цилиндров по составу топливовоздушной смеси оба способа измерений при помощи выхлопного газоанализатора, описанные выше со ссылками на фиг. 3 и 4 (например, способ 300 с использованием значений LAMDIF и способ 400 с использованием межпиковых перепадов). Одновременное применение обоих способов обладает многочисленными преимуществами, в том числе, но не исключительно, связанными с повышением чувствительности к разбалансировке цилиндров, расширением набора данных и резервным дублированием подсчета на случае сбоя одного из способов.

На этапе 502 данного способа производят сравнение результатов подсчетов данных способов 300 и 400. На этапе 504 данного способа определяют, меньше ли результат подсчета какого-либо из способов 300 и 400 заранее определенного второго порогового значения. В соответствии с одним из примеров осуществления, если на этапе 504 один или несколько результатов подсчета находят меньшим второго порогового значения, способ переходит к этапу 506, осуществляет индикацию наличия разбалансировки и переходит к этапу 510. Если оба результата подсчета больше второго порогового значения, способ переходит к этапу 508 и не осуществляет индикацию наличия разбалансировки. На этапе 510 контроллер может произвести корректировку режима работы двигателя для диагностики разбалансировки по составу топливовоздушной смеси. На этапе 512 контроллер может сохранить текущий режим работы двигателя. Одно из преимуществ исполнения обоих способов для измерения разбалансировки по составу топливовоздушной смеси может состоять в повышении качества выявления разбалансировки цилиндров. Способы 300 и 400 обеспечивают оценку одних и тех же данных разными методами, и если один из способов выявляет соответствие второму пороговому значению, а второй способ такого соответствия не выявляет, это может способствовать обнаружению разбалансировки по составу топливовоздушной смеси, которая могла быть не вычислена в случае использования лишь одного из способов.

В соответствии со вторым примером осуществления способ переходит к этапу 508 и осуществляет индикацию наличия разбалансировки, только если результаты подсчета по обоим способам 300 и 400 находят на этапе 504 меньшими второго порогового значения. Как было описано выше, одновременное применение обоих способов с установлением наличия разбалансировки в случае превышения второго порогового значения результатами подсчета лишь по одному из способов может обладать многочисленными преимуществами. Например, в определенных режиме работах двигателя один из способов может быть более достоверным, чем другой (например, один из способов может быть более достоверным при высоких скоростях и высоких нагрузках, а второй способ может быть более достоверным при низких скоростях и низких нагрузках). В таком случае контроллер может осуществлять индикацию наличия разбалансировки даже в случае превышения второго порогового значения лишь одним из способов. Однако в некоторых примерах осуществления наличие разбалансировки может быть установлено лишь в случае превышения второго порогового значения результатами подсчета по обоим способам измерения. Таким образом может быть получен устойчивый способ диагностики, исключающий ложное выявление разбалансировки цилиндров. После этого исполнение способа 500 может быть завершено.

Таким образом, вышеописанный способ 500 может обеспечивать измерение сигналов выхлопного газоанализатора для определения как значений LAMDIF, так и значений межпиковых перепадов, и сравнивать каждое из соответствующих значений с первым пороговым значением. Для каждого из значений LAMDIF и межпиковых значений производят подсчет значений, меньших первого порогового значения, (т.е. значений, попадающих в группу отсутствия неисправности) и нормировку результатов подсчета на суммарное число проанализированных измерений. Каждую из нормированных групп отсутствия неисправности сравнивают со вторым пороговым значением. В соответствии с одним из примеров осуществления индикация наличия разбалансировки цилиндров может быть осуществлена, если любая из нормированных групп отсутствия неисправности (т.е. группа, содержащая значения LAMDIF, или группа, содержащая межпиковые значения) меньше второго порогового значения. В соответствии с другим примером осуществления индикация наличия разбалансировки цилиндров может быть осуществлена, только если обе нормированные группы отсутствия неисправности меньше второго порогового значения.

На фиг.6 502 представлен график, иллюстрирующий пример данных транспортного средства в примере осуществления двигательной системы, например, системы 100 по фиг. 1. Система 100 может быть выполнена с возможностью измерения (например, получения «моментального снимка») сигнала, передаваемого датчиком 126 контроллеру 12 в момент, соответствующий событию профиля зажигания (ПЗ), для контроля разбалансировки нескольких цилиндров двигателя внутреннего сгорания по составу топливовоздушной смеси. Измеренный сигнал может быть преобразован в значение соотношения компонентов топливовоздушной смеси на момент данного события ПЗ и может быть использован для вычисления перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси (LAM_DIF). Такое вычисление может быть произведено для определения разницы между соотношением компонентов топливовоздушной смеси на момент данного события ПЗ и соотношением компонентов топливовоздушной смеси на момент предыдущего события ПЗ. Графическое представление величины LAMDIF обозначено на фиг. 6 ссылочным номером 604.

На фиг. 7 представлен график 700, содержащий кривую 702 зависимости соотношения компонентов топливовоздушной смеси от времени. Ссылочный номер 704 обозначает межпиковый перепад, описанный в способе 400. Величину межпикового перепада вычисляют путем определения разницы между величинами двух соседних пиков графика, также называемыми амплитудами пиков. Величина 704 соответствует лишь одному из примеров такого вычисления. В течение заданной длительности измерений каждый из межпиковых перепадов вычисляют и сравнивают с пороговым значением разбалансировки, как описано выше со ссылками на фиг. 2 и 4.

Как было указано выше, значение перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси может быть сопоставлено с пороговым значением для определения соответствия данного значения перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси потенциальной разбалансировке цилиндра по составу топливовоздушной смеси или состоянию отсутствия неисправности (например, значения, меньшие порогового значения, рассматривают как значения, соответствующие отсутствию неисправности). Пороговое значение может быть установлено на уровне, обеспечивающем оптимальное разделение между значениями перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси, соответствующим большим и малым отклонениям от стехиометрического состава. На фиг. 8 представлен график 800 процентного отклонения от стехиометрического состава для разных уровней богатого и бедного составов топливовоздушной смеси. Отрезок 802 представляет пример диапазона пороговых значений, обеспечивающего достоверное выявление неисправностей. В таком диапазоне пороговых значений от 90% до 95% всех вычисленных значений перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси (например, в соответствии с описанными выше способами 300 или 400) меньше порогового значения. То есть, пороговое значение выбирают так, чтобы 90-95% всех вычисленных значений перепада были меньше порогового значения. Выделение неисправности, обозначенное отрезками 804A-D, соответствует разнице между работой двигателя на бедной и/или богатой смеси на 25% и работой двигателя на бедной и/или богатой смеси на 7%. Чем выше процентное отклонение от стехиометрического состава между 25% и 7% обеднения и/или обогащения, тем выше качество выделения неисправности. Кривые 806-812 представляют собой графики работы цилиндра двигателя на богатой смеси на 25%, бедной смеси на 25%, богатой смеси на 7% и бедной смеси на 7%, соответственно.

Таким образом, данный способ подсчета обеспечивает возможность точной диагностики разбалансировки по составу топливовоздушной смеси контроллером двигателя. Подсчет числа измерений, меньших порогового значения, нормированного на суммарное число межпиковых колебаний, позволяет получить более достоверные данные, чем способ суммирования, учитывающий только измерения, превышающие пороговое значение.

Технический эффект данного способа подсчета содержит подсчет числа измерений, меньших порогового значения, нормированного на суммарное число межпиковых колебаний, и сравнение полученного значения с пороговым значением разбалансировки для повышения качества управления работой двигателя. Если такое число ниже порогового значения, можно заключить, что существует сравнительно большое число измерений, превышающих пороговое значение, и существует разбалансировка по составу топливовоздушной смеси, причем система управления может принять соответствующие меры.

Таким образом, в соответствии с описанными системами и способами предлагается способ содержащий определение значений межпиковой разницы в сигнале выхлопного газоанализатора; включение в подсчет каждого определенного значения межпиковой разницы, меньшего первого заранее определенного порогового значения; и оповещение о наличии разбалансировки цилиндров через средства отображения транспортного средства в случае снижения числа определенных значений межпиковой разницы, меньших первого заранее определенного порогового значения, ниже второго заранее определенного порогового значения.

Определенная межпиковая разница в сигнале выхлопного газоанализатора может представлять собой соответствующие межпиковые амплитуды сигнала выхлопного газоанализатора. В соответствии с одним из примеров осуществления первое заранее определенное пороговое значение может быть изменено по мере изменений скорости вращения двигателя. Способ может дополнительно включать в себя корректировку режима работы двигателя в случае выявления разбалансировки цилиндров. Операция корректировки режима работы двигателя может включать в себя снижение предельного значения крутящего момента двигателя.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения предлагается система, содержащая: двигатель, содержащий несколько цилиндров; выхлопной газоанализатор; и контроллер, содержащий инструкции для корректировки режима работы двигателя в случае разбалансировки цилиндров оп составу топливовоздушной смеси, причем наличие разбалансировки выявляют по числу включенных в подсчет перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси, нормированному на суммарное число перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси, вычисленному на основе сигнала обратной связи выхлопного газоанализатора, полученного в течение заданного периода.

В соответствии с одним из примеров осуществления контроллер содержит инструкции для определения перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси как межпиковой амплитуды сигнала выхлопного газоанализатора и включения в подсчет перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси, межпиковая амплитуда которого меньше некоторого порогового значения, в подсчет перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси.

В суммарное число перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси могут входить включенные в подсчет перепады соотношения компонентов топливовоздушной смеси и исключенные из подсчета перепады соотношения компонентов топливовоздушной смеси, причем исключенные из подсчета перепады соотношения компонентов топливовоздушной смеси представляют собой межпиковые амплитуды сигнала выхлопного газоанализатора, большие данного порогового значения.

Система может дополнительно содержать датчик скорости вращения двигателя, а контроллер может содержать инструкции для определения перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси как разницы между первым выходным сигналом выхлопного газоанализатора, измеренным в момент передачи датчиком скорости вращения двигателя контроллеру первого сигнала, и вторым выходным сигналом выхлопного газоанализатора, измеренным в момент передачи датчиком скорости вращения двигателя контроллеру второго сигнала, и включения данного перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси в подсчет перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси, если разница между первым выходным сигналом и вторым выходным сигналом меньше некоторого порогового значения.

Следует отметить, что вышеописанные процедуры управления и оценки могут быть применены в системах двигателей и/или транспортных средств разных конфигураций. Описанные способы и процедуры управления могут быть сохранены в виде исполнимых инструкций в энергонезависимой памяти. Конкретные описанные процедуры могут представлять одну или несколько из неограниченного числа стратегий обработки, таких как событийная стратегия, стратегия прерываний, многозадачная стратегия, многопоточная стратегия и т.п. Таким образом, различные представленные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в представленной последовательности, выполнены параллельно или, в некоторых случаях, пропущены. Аналогичным образом, данный порядок выполнения не обязательно необходим для осуществления характеристик и преимуществ описанных вариантов осуществления изобретения, но приведен для ясности представления и описания. Одно или несколько из представленных действий, операций и/или функций могут быть выполнены неоднократно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут быть графическим представлением кода, программируемого в энергонезависимой, пригодной для чтения компьютером памяти средств хранения данных в системе управления двигателем. Следует понимать, что описанные конфигурации и процедуры представлены в качестве примера, а данные конкретные варианты осуществления не налагают каких-либо ограничений, поскольку могут быть предусмотрены многочисленные другие варианты. Например, вышеописанная технология может быть применена к двигателям типов V-6, I-4, I-6, V-12, с четырьмя оппозитными цилиндрами и других типов. В объем настоящего изобретения входят все новые и неочевидные сочетания и подсочетания различных систем и конфигураций, а также другие раскрытые характеристики, функции и/или свойства.

В нижеследующих пунктах формулы изобретения в частности определены некоторые сочетания и подсочетания, рассматриваемые как новые и неочевидные. В пунктах формулы изобретения может быть упомянут «некоторый» элемент или «первый» элемент или использованы другие эквивалентные формулировки. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения охватывают включение одного или нескольких таких элементов, не требуя и не исключая наличие двух или более таких элементов. Притязания на другие сочетания и подсочетания раскрытых характеристик, функций, элементов и/или свойств могут быть осуществлены путем внесения поправок в формулу настоящего изобретения или представления новых пунктов формулы изобретения в настоящей заявке или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, охват которых может быть более широким или более узким, чем охват исходной формулы изобретения, равным ему или отличным от него, следует считать включенными в пределы объема настоящего изобретения.

Описаны системы и способы контроля разбалансировки по составу топливовоздушной смеси, применяемые для контроля разбалансировки двигателя внутреннего сгорания по составу топливовоздушной смеси. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения предусмотрена корректировка режима работы двигателя в случае разбалансировки цилиндров по составу топливовоздушной смеси, выявляемому по суммарному числу случаев, в которых измеренные межпиковые перепады соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси меньше некоторого порогового значения, нормированному на суммарное число межпиковых колебаний. Предлагаемый подход может быть использован для выявления разбалансировки по составу топливовоздушной смеси между цилиндрами двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ работы двигателя, содержащий:

корректировку режима работы двигателя в случае разбалансировки цилиндров по составу топливовоздушной смеси, причем разбалансировку выявляют по суммарному числу случаев, в которых измеренные межпиковые перепады соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси меньше порогового значения, нормированному на суммарное число межпиковых колебаний.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что корректировка режима работы двигателя содержит ограничивающую корректировку управления подачей топлива с обратной связью для поддержания требуемого состава топливовоздушной смеси.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит индикацию о выявленной разбалансировке цилиндров при помощи кода диагностики, сохраненного в памяти.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждый измеренный межпиковый перепад соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси содержит соответствующую межпиковую амплитуду измеренного сигнала выхлопного газоанализатора.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что для определения суммарного числа случаев, в которых измеренные межпиковые перепады соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси меньше порогового значения, при этом способ содержит:

определение всех межпиковых амплитуд сигналов выхлопного газоанализатора, измеренных в течение заданного периода, и

принятие суммарного числа случаев в качестве числа межпиковых амплитуд, определенных в течение такого заданного периода и меньших порогового значения.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что для нормировки суммарного числа случаев, в которых измеренные межпиковые перепады соотношения компонентов выхлопной топливовоздушной смеси меньше порогового значения, способ содержит деление числа межпиковых амплитуд, меньших порогового значения, на суммарное число межпиковых амплитуд, определенных в течение заданного периода, с целью определения нормированного числа межпиковых амплитуд, меньших порогового значения.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что пороговое значение представляет собой первое пороговое значение, причем индикацию разбалансировки осуществляют, если нормированное число межпиковых амплитуд, меньших первого порогового значения, меньше второго порогового значения.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что первое пороговое значение зависит от скорости вращения двигателя и/или от нагрузки на двигатель.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что первое пороговое значение увеличивают по мере увеличения скорости вращения двигателя.

10. Способ по п. 4, отличающийся тем, что измерения сигнала выхлопного газоанализатора производят по меньшей мере один раз на каждое событие зажигания цилиндра.

11. Способ, содержащий:

определение значений межпиковых перепадов сигнала выхлопного газоанализатора двигателя;

включение в подсчет каждого из определенных значений межпиковых перепадов, меньших первого заранее определенного порогового значения; и

индикацию наличия разбалансировки цилиндров через средства отображения транспортного средства, в случае снижения результата подсчета определенных значений межпиковых перепадов, меньших первого заранее определенного порогового значения, ниже второго заранее определенного порогового значения.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что определенные значения межпиковых перепадов сигнала выхлопного газоанализатора включают в себя соответствующие межпиковые амплитуды сигнала выхлопного газоанализатора.

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что первое заранее определенное пороговое значение изменяют по мере изменения скорости вращения двигателя.

14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно содержит корректировку режима работы двигателя в случае индикации разбалансировки цилиндров.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что корректировка режима работы двигателя содержит снижение предельного значения крутящего момента двигателя.

16. Система, содержащая:

двигатель, содержащий несколько цилиндров;

выхлопной газоанализатор; и

контроллер, содержащий инструкции для:

корректировки режима работы двигателя в случае разбалансировки цилиндров по составу топливовоздушной смеси, причем разбалансировку выявляют по числу включенных в подсчет перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси, нормированному на суммарное число перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси, вычисленных на основе сигнала обратной связи выхлопного газоанализатора в течение заданного периода.

17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что контроллер содержит инструкции для определения перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси как межпиковой амплитуды сигнала от выхлопного газоанализатора и определения того, что перепад соотношения компонентов топливовоздушной смеси включен в подсчет, если межпиковая амплитуда меньше некоторого порогового значения.

18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что в суммарное число перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси входят включенные в подсчет перепады соотношения компонентов топливовоздушной смеси и исключенные из подсчета перепады соотношения компонентов топливовоздушной смеси, причем исключенные из подсчета перепады соотношения компонентов топливовоздушной смеси содержат межпиковые амплитуды, большие данного порогового значения.

19. Система по п. 16, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчик скорости вращения двигателя, при этом контроллер содержит инструкции для определения перепада соотношения компонентов топливовоздушной смеси как разницы между первым выходным сигналом выхлопного газоанализатора, измеренным в момент передачи датчиком скорости вращения двигателя контроллеру первого сигнала, и вторым выходным сигналом выхлопного газоанализатора, измеренным в момент передачи датчиком скорости вращения двигателя контроллеру второго сигнала, и определения того, что перепад соотношения компонентов топливовоздушной смеси включен в подсчет перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси, если разница между первым выходным сигналом и вторым выходным сигналом меньше некоторого порогового значения.

20. Система по п. 16, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью осуществления индикации разбалансировки, если нормированное число включенных в подсчет перепадов соотношения компонентов топливовоздушной смеси меньше некоторого порогового значения, причем корректировка режима работы двигателя содержит корректировку момента зажигания.