燒沖程重疊，所以曲軸在任何特定燃燒事件過程中所 經(jīng)歷的凈轉(zhuǎn)矩將受其他汽缸的點火決定影響。盡管壓縮沖程趨向于具有最大沖擊，但在進(jìn) 氣沖程和排氣沖程過程中所經(jīng)歷的差分轉(zhuǎn)矩也可能以顯著的方式不同。例如，在被跳過工 作循環(huán)過程中保持進(jìn)氣閥閉合可能導(dǎo)致在進(jìn)氣過程中在該汽缸中產(chǎn)生非常低的壓力，從而 在一個被跳過工作循環(huán)的進(jìn)氣沖程過程中施加與在一個活動（被點火）工作循環(huán)的進(jìn)氣過 程中將出現(xiàn)的負(fù)轉(zhuǎn)矩相比更大的負(fù)轉(zhuǎn)矩。
[0023] 再進(jìn)一步，不同的跳過點火控制器可以具有不同的閥門致動方案和/或可以使用 不同閥門致動方案的一種結(jié)合，并且此類閥門致動方案可以進(jìn)一步影響曲軸所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)矩 變化。例如，如果一個排氣閥在一個燃燒事件之后未被打開，可能由燃燒氣體在汽缸燃燒室 內(nèi)形成一個"高壓排放氣體彈簧"，并且排氣閥打開的定時可以從緊接在該燃燒事件之后被 延遲到稍后一個工作循環(huán)。這種高壓彈簧將對在所有其他沖程過程中施加的轉(zhuǎn)矩具有顯 著沖擊。在具體與直噴式發(fā)動機(jī)相關(guān)的另一個實例中，一個進(jìn)氣閥可以在一個工作循環(huán)中 被打開，在該工作循環(huán)中無加燃料或燃燒發(fā)生，這樣使得在一個被跳過工作循環(huán)過程中新 鮮空氣充量被捕獲在燃燒室內(nèi)。此類事件將以又一種方式影響凈轉(zhuǎn)矩。在有時被稱為"再 排氣"的再一些情況下，可能希望在正常進(jìn)程中在一個汽缸點火之后打開該排氣閥，并且隨 后在一個隨后的被跳過工作循環(huán)（如緊接在一個活動（被點火）工作循環(huán)之前的那一個） 中再次打開該排氣閥，從而導(dǎo)致一個額外的排氣閥打開事件。在再一些實施中，可以在每個 被跳過工作循環(huán)結(jié)束時采用再排氣。當(dāng)然，也可以應(yīng)用多種其他閥門致動方案，并且應(yīng)當(dāng)明 白，施加至曲軸的力的定時和大小將取決于所有汽缸的狀態(tài)。
[0024] 本發(fā)明設(shè)想用于在在一個跳過點火發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中做出一個缺火確定中將以 上因素中的至少一些考慮在內(nèi)的不同技術(shù)。一個特定實施例設(shè)想基于至少三個點火時機(jī)的 檢查來檢測缺火的一個缺火檢測系統(tǒng)。也就是說，為了確定一個目標(biāo)工作室在一個目標(biāo)點 火時機(jī)過程中是否已經(jīng)缺火，該缺火檢測系統(tǒng)確定在該目標(biāo)點火時機(jī)前后的這些點火時機(jī) 是跳過還是點火。在一些實施例中，另外的或其他的點火時機(jī)被考慮在內(nèi)（例如，相對工作 室是被跳過還是被點火。）取決于這個跳過/點火確定，使用不同的指標(biāo)來驗證一次缺火已 經(jīng)發(fā)生。這種方法允許該缺火檢測系統(tǒng)減少假陽性并且更準(zhǔn)確地確定一次缺火已經(jīng)發(fā)生的 時間。
[0025] 首先參照圖1和圖2,將描述根據(jù)本發(fā)明一個特定實施例的一種用于缺火檢測系 統(tǒng)的方法。圖1是示出一種用于在一個跳過點火發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中檢測缺火的方法100的 流程圖。該方法在圖2所示的缺火檢測系統(tǒng)200中實施。缺火檢測系統(tǒng)200包括一個點火 定時確定模塊202、一個點火控制單元204、一個發(fā)動機(jī)參數(shù)測量模塊206、一個缺火檢測模 塊208以及一個發(fā)動機(jī)250。圖2示出了具有標(biāo)號為1至8的八個汽缸作為工作室的一個 發(fā)動機(jī)250。盡管發(fā)動機(jī)250被示出為具有以雙列安排的8個汽缸，但可以使用具有以不 同配置安排的不同數(shù)目的汽缸的發(fā)動機(jī)。另外，盡管在圖2中示出多種離散模塊，但應(yīng)當(dāng)理 解，在不同實施例中，這些模塊可以結(jié)合和/或一個模塊的操作可以替代地由另一個模塊 來處理。
[0026] 首先，在圖1的步驟102中，通過點火定時確定模塊202和/或點火控制單元204 來獲得點火信息。點火定時確定單元204被安排用于發(fā)出用于使發(fā)動機(jī)250以跳過點火方 式操作并且遞送一個所希望的轉(zhuǎn)矩和/或點火分?jǐn)?shù)（firingfraction)的一系列點火命 令。跳過點火點火順序可以用多種多樣的方式來確定。例如，可以使用S-A轉(zhuǎn)換器或任 何適合的控制算法來生成點火順序。在一些實施例中，該點火順序是選自預(yù)定義點火順序 的一個庫。該系列的點火命令被傳輸至點火控制單元204。
[0027]點火控制單元204被安排用于使用所接收點火順序來協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)250的工作室的 點火。點火控制單元204從任何適合的源（例如，發(fā)動機(jī)250)接收識別適合的工作室的 數(shù)據(jù)，并且使一個選定工作室與每個點火命令匹配?？紤]一個簡單實例，在該簡單實例中， 該點火控制單元從該點火定時確定單元接收對應(yīng)地指示跳過、點火、跳過和跳過的O-1? 的一個短點火順序。在這個實例中，該發(fā)動機(jī)可以被構(gòu)造成使得以1-8-7-2-6-5-4-3的一 個重復(fù)順序安排汽缸點火時機(jī)。也就是說，將具有一個點火時機(jī)的第一汽缸可能是汽缸1， 之后是汽缸8,并且隨后是汽缸7等。點火控制單元204確定應(yīng)當(dāng)使哪些汽缸與每個點火命 令匹配（例如，該點火控制單元可以根據(jù)該順序確定汽缸1、8、7和2對應(yīng)地應(yīng)當(dāng)被跳過、點 火、跳過和跳過。）本發(fā)明設(shè)想使用此類點火信息（即，點火順序和相應(yīng)工作室的識別碼或 編號）來幫助檢測缺火。注意，由于需要時間來給汽缸加燃料并啟用/停用這些閥門，點火 /跳過信息典型地是在執(zhí)行一個點火/跳過命令之前可獲得的。
[0028] 在圖1的步驟104處，發(fā)動機(jī)參數(shù)測量模塊206將窗口分配給每個點火時機(jī)。該 窗口可以是對應(yīng)于一個目標(biāo)工作室的一個目標(biāo)點火時機(jī)的任何適合的時間段或間隔。稍后 將橫跨該窗口來測量一個特定發(fā)動機(jī)參數(shù)，以便幫助確定是否已經(jīng)發(fā)生一次缺火。該窗口 的特性可能根據(jù)發(fā)動機(jī)參數(shù)測量的類型而不同。
[0029]例如，在一個實施例中，有待測量的發(fā)動機(jī)參數(shù)是曲軸角加速度。當(dāng)該目標(biāo)工作室 中發(fā)生燃燒時，該曲軸角加速度趨向于增大。因此，一個適合的窗口可以是覆蓋該目標(biāo)工作 室的動力沖程的至少部分的一個窗口。在不同實施例中，可以使預(yù)期的單造汽缸轉(zhuǎn)矩的和 與預(yù)期的曲軸加速度或其他發(fā)動機(jī)參數(shù)關(guān)聯(lián)，以便提供用于在圖1的步驟110中確定該目 標(biāo)點火時機(jī)是否是一次缺火的閾值。
[0030] 在另一個實施例中，有待測量的發(fā)動機(jī)參數(shù)是排放氣體。也就是說，排氣系統(tǒng)中的 一個或多個傳感器檢測在該點火時機(jī)過程中產(chǎn)生的一個排放氣體"脈沖"中的氧或其他組 分的水平。這個分析用于幫助確定是否已經(jīng)發(fā)生一次缺火。這個測量可以在一個不同的窗 口內(nèi)發(fā)生。由于涉及排放氣體，適當(dāng)?shù)拇翱诳梢愿采w或?qū)?yīng)于該目標(biāo)工作室的排氣沖程的 至少一部分。另外，該窗口還可以合并一個偏移以便將相應(yīng)排氣"脈沖"從排氣閥橫越至排 氣傳感器所需要的時間考慮在內(nèi)?？傮w上，該窗口可以根據(jù)缺火檢測系統(tǒng)200的特性廣泛 變化。感測缺火的排氣傳感器方法可以與該曲軸加速度方法和其他可能的缺火檢測手段結(jié) 合。
[0031] 圖3中不出了多個窗口與一個相應(yīng)工作室的多個點火時機(jī)之間的關(guān)聯(lián)的實例。在 這個實例中，示出了一個八汽缸、四沖程發(fā)動機(jī)的曲軸的總計270°的旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)過程中， 存在對應(yīng)于工作室1、8和7的點火或跳過的三個點火時機(jī)。一個窗口被分配給這些點火時 機(jī)和工作室中的每一個。每個窗口是對應(yīng)于曲軸的90°旋轉(zhuǎn)的一個角窗口區(qū)段。圖3示出 了對應(yīng)于工作室8的一個點火時機(jī)的一個示例性角窗口區(qū)段302。角窗口區(qū)段302在用于 該相應(yīng)工作室的活塞到達(dá)上止點（TDC)的時間處或周圍（例如，在一個四沖程發(fā)動機(jī)中的 一個動力沖程開始時）開始。應(yīng)當(dāng)理解，以上實例用于說明性目的，并且這些窗口的特性和 它們被分配的方式可能因不同的應(yīng)用而變化。例如，應(yīng)當(dāng)理解，可以使用比曲軸的90°旋轉(zhuǎn) 更長或更短的窗口。窗口的長度可以隨發(fā)動機(jī)中的汽缸數(shù)目而變化。例如，由于具有較少 汽缸的發(fā)動機(jī)每轉(zhuǎn)存在較少點火時機(jī)，可以在這些發(fā)動機(jī)中使用較長窗口。另外，與每個汽 缸相關(guān)聯(lián)的時間窗口可以重疊。
[0032] 返回圖1的流程圖，發(fā)動機(jī)參數(shù)測量模塊206在該相應(yīng)窗口過程中測量一個發(fā)動 機(jī)參數(shù)的變化（圖1的步驟106)。這個測量可以例如使用一個或多個傳感器（例如，一個 曲軸位置傳感器、排放氣體傳感器等）來獲得。發(fā)動機(jī)參數(shù)測量模塊206接收執(zhí)行該測量 所需要的任何輸入或發(fā)動機(jī)參數(shù)，例如，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)、汽缸識別信息、來自點火定時確 定模塊202/點火控制單元204的點火信息等。在該窗口過程中可以測量多種不同發(fā)動機(jī) 參數(shù)。例如，在一些實施例中，測量一個曲軸相關(guān)的參數(shù)或曲軸角加速度。
[0033] 以下是用于計算如圖3所示的工作室8的角窗口區(qū)段302內(nèi)的曲軸角加速度的一 個示例性公式。在圖3中，角窗口區(qū)段302被分成兩個子區(qū)段：較早子區(qū)段305b和較晚子 區(qū)段305a。該示例性公式如下：
[0034] 曲軸角加諫度=平抝諫度（305a)_平抝諫度（305b)A時間（305ab)
[0035] 其中平均速度（305a)和平均速度（305b)對應(yīng)地是曲軸子區(qū)段305a和305b內(nèi)的 平均速度，并且A時間（305ab)是指該曲軸從子區(qū)段305b的中點旋轉(zhuǎn)至子區(qū)段305a的中 點所需要的時間。盡管這些子區(qū)段305a和305b被示出為具有相等的持續(xù)時間，但并不需 要如此。另外，這些子區(qū)段305a和305b不需要是連續(xù)的，即這些區(qū)段之間可以存在一個間 隙。關(guān)于曲軸旋轉(zhuǎn)的這些子區(qū)段的定時可以根據(jù)發(fā)動機(jī)操作情況和缺火檢測算法來調(diào)整。 在一些情況下，可以使用多于兩個子區(qū)段。子區(qū)段持續(xù)時間和定時可以根據(jù)發(fā)動機(jī)操作情 況變化?？梢酝ㄟ^測量該曲軸上的多個參考標(biāo)記越過一個固定參考點之間的經(jīng)過時間來確 定平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。這些曲軸參考標(biāo)記可以圍繞該曲軸以近似6度的間隔均勻分布。可以 處理來自曲柄的原始信號，以便計算一個子區(qū)段中的平均轉(zhuǎn)速、多個子區(qū)段之間的加速度 以及加速度變化（多對子區(qū)段之間的加速度的變化）。在不同實施例中，加速度變化的測量 要求使用至少三個子區(qū)段，這樣使得可以測量加速度的變化。在缺火確定中也可以使用加 速度的高階時間導(dǎo)數(shù)，子區(qū)段的數(shù)目隨之增加。可以對該曲柄信號應(yīng)用不同過濾算法以便 提高所有這些測量值的準(zhǔn)確度?？傮w上，針對每個工作室的多個點火事件執(zhí)行發(fā)動機(jī)參數(shù) 變化的計算。因此，發(fā)動機(jī)參數(shù)測量模塊建立每個工作室的點火事件以及工作室的相應(yīng)發(fā) 動機(jī)參數(shù)變化（例如，曲軸角加速度數(shù)據(jù)）的一個歷史。此數(shù)據(jù)稍后用于幫助確定一個特 定工作室是否缺火。
[0036] 可以在步驟106中測量多種發(fā)動機(jī)參數(shù)。在一些實施例中，如以上所指出，可以測 量曲軸相關(guān)的參數(shù)，如曲軸角加速度或其導(dǎo)數(shù)（加速度變化）。在其他實施例中，發(fā)動機(jī)參 數(shù)測量包括對排放氣體的分析。例如，如先前討論的，不同設(shè)計包括測量發(fā)動機(jī)排