在具有跳过点火控制情况下的发动机诊断

摘要

描述了多种方法和装置用于在车辆行驶的同时在发动机的跳过点火运转期间进行发动机诊断。点火顺序的了解用于确定适当的时间来进行所选择的诊断和/或帮助更好地解释传感器输入或诊断结果。一方面，所选择的诊断在单个汽缸相对于在诊断中所使用的传感器被孤立地点火多次时执行。另一方面，所选择的诊断在发动机使用以下点火顺序运转的同时来进行：该点火顺序确保第一汽缸排中没有汽缸在多个发动机循环内被点火同时第二排中的汽缸至少有时被点火。当状况是正确之时，或者可以命令特定点火顺序实现一个或多个所选择的汽缸的所需的孤立或跳过之时，可以伺机进行所描述的测试。

权利要求

1.一种在车辆行驶的同时控制燃料喷射器修正的方法，该车辆具有内燃发动机，该内燃发动机具有多个汽缸，每个汽缸具有相关联的燃料喷射器，该方法包括：在车辆的正常行驶运转期间使发动机以一种跳过点火运转模式运转；

对于每个汽缸，在发动机的跳过点火运转期间针对与该汽缸相关联的喷射器进行单独的汽缸燃料修正诊断；并且基于单独的汽缸燃料修正诊断来调节这些燃料喷射器中的至少一个的燃料修正。

2.如权利要求1所述的方法，其中该发动机进一步包括位于和多个汽缸相关联的排气路径中的氧气传感器。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

当以跳过点火运转模式运转时标识如下的一个时间段：将这些汽缸中的单个汽缸孤立成与该排气路径相关联的仅有的点火汽缸的时间段；并且其中该单独的汽缸燃料修正诊断在所标识的该时间段期间在被孤立的该汽缸上进行。

4.如权利要求2所述的方法，其中，该氧气传感器是氧传感器。

5.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

(a)在车辆的正常行驶运转期间，以一点火分数或点火顺序指导发动机的运转，该点火分数或点火顺序使与氧气传感器相关联的这些汽缸中的第一汽缸被孤立成在多个发动机循环过程中被点火的、与该氧气传感器相关联的仅有的汽缸；

(b)其中，在孤立期间使用该氧气传感器行针对与被孤立的该汽缸相关联的燃料喷射器进行单独的汽缸燃料修正诊断；

针对与该氧气传感器相关联的这些汽缸中的每个重复步骤(a)和(b)。

6.如权利要求5所述的方法，其中该点火分数通过对与该氧气传感器相关联的这些汽缸中的每个进行测试的一系列单独的汽缸燃料修正诊断而保持不变。

7.如权利要求6所述的方法，其中与该氧气传感器相关联的不同的汽缸通过改变该点火顺序的阶段而被孤立。

8.如权利要求2所述的方法，其中该单独的汽缸燃料修正诊断在至少跳过与该排气路径相关联的下一个汽缸时进行。

9.一种发动机控制器，配置成控制具有多个汽缸的内燃发动机的运转，每个汽缸具有相关联的燃料喷射器，该发动机进一步包括位于与多个汽缸相关联的排气路径中的氧气传感器，其中该发动机控制器设置成在包括内燃发动机的车辆被行驶时执行单独的燃料喷射器修正测试，该发动机控制配置成：(a)在正常行驶条件期间，以一点火分数或点火顺序指导发动机的运转，该点火分数或点火顺序使与氧气传感器相关联的这些汽缸中的第一汽缸被孤立成在多个发动机循环过程中被点火的、与该氧气传感器相关联的仅有的汽缸；

(b)使用该氧气传感器针对与被孤立的该汽缸相关联的燃料喷射器进行单独的汽缸燃料修正诊断；

针对与该氧气传感器相关联的这些汽缸中的每个重复步骤(a)和(b)。

10.如权利要求9所述的发动机控制器，进一步包括：

基于单独的汽缸燃料修正诊断来调节这些燃料喷射器中的至少一个的燃料修正。

11.一种发动机控制器，配置成控制具有多个汽缸的内燃发动机的运转，每个汽缸具有相关联的燃料喷射器，该发动机控制器配置成：在车辆的正常行驶运转期间使发动机以一种跳过点火运转模式运转；

对于每个汽缸，在发动机的跳过点火运转期间针对与该汽缸相关联的喷射器进行单独的汽缸燃料修正诊断；并且基于单独的汽缸燃料修正诊断来调节这些燃料喷射器中的至少一个的燃料修正。

12.如权利要求11所述的发动机控制器，其中该发动机进一步包括位于和多个汽缸相关联的排气路径中的氧气传感器。

13.如权利要求12所述的发动机控制器，进一步配置成：标识如下的一个时间段：将这些汽缸中的单个汽缸孤立成与该排气路径相关联的仅有的点火汽缸的时间段；并且其中该单独的汽缸燃料修正诊断在所标识的该时间段期间在被孤立的该汽缸上进行。

14.如权利要求12所述的发动机控制器，其中，该氧气传感器是氧传感器。

15.如权利要求12所述的发动机控制器，进一步配置成：(a)在车辆的正常行驶运转期间，以一点火分数或点火顺序指导发动机的运转，该点火分数或点火顺序使与氧气传感器相关联的这些汽缸中的第一汽缸被孤立成在多个发动机循环过程中被点火的、与该氧气传感器相关联的仅有的汽缸；

(b)其中，在孤立期间使用该氧气传感器行针对与被孤立的该汽缸相关联的燃料喷射器进行单独的汽缸燃料修正诊断；

针对与该氧气传感器相关联的这些汽缸中的每个重复步骤(a)和(b)；并且其中，该点火分数通过对与该氧气传感器相关联的这些汽缸中的每个进行测试的一系列单独的汽缸燃料修正诊断而保持不变。

16.如权利要求15所述的发动机控制器，其中该点火分数通过对与该氧气传感器相关联的这些汽缸中的每个进行测试的一系列单独的汽缸燃料修正诊断而保持不变。

17.如权利要求16所述的发动机控制器，其中与该氧气传感器相关联的不同的汽缸通过改变该点火顺序的阶段而被孤立。

18.如权利要求12所述的发动机控制器，其中该单独的汽缸燃料修正诊断在至少跳过与该排气路径相关联的下一个汽缸时进行。

19.一种在车辆行驶的同时控制燃料喷射器修正的方法，该车辆具有内燃发动机，该内燃发动机具有多个汽缸，每个汽缸具有相关联的燃料喷射器，该发动机进一步包括位于与多个汽缸相关联的排气路径中的氧气传感器，该方法包括：(a)在正常行驶条件期间，以一点火分数或点火顺序指导发动机的运转，该点火分数或点火顺序使与氧气传感器相关联的这些汽缸中的第一汽缸被孤立成在多个发动机循环过程中被点火的、与该氧气传感器相关联的仅有的汽缸；

(b)使用该氧气传感器针对与被孤立的该汽缸相关联的燃料喷射器进行单独的汽缸燃料修正诊断；并且针对与该氧气传感器相关联的这些汽缸中的每个重复步骤(a)和(b)。

20.如权利要求19所述的方法，进一步包括：

基于单独的汽缸燃料修正诊断来调节这些燃料喷射器中的至少一个的燃料修正。

说明书

在具有跳过点火控制情况下的发动机诊断

[0001] 本申请为申请号201480013081.7、申请日2014年3月12日的名为“在具有跳过点火控制情况下的发动机诊断”的专利申请的分案申请。

[0002] 相关申请

[0003] 本申请要求于2013年3月15日提交的美国临时申请号61/799,180的优先权，该申请通过引用结合在此。

背景技术

[0004] 本发明总体上涉及在内燃发动机的跳过点火控制期间进行的动力传动系诊断。

[0005] 跳过点火发动机控制被理解成提供包括可能提高燃料效率在内的多项益处。通常，跳过点火发动机控制设想在所选择的点火机会期间选择性地跳过某些汽缸的点火。因此，例如一个特定汽缸可能在一次点火机会期间被点火，并且然后在下一个点火机会期间可能被跳过并且然后在下一次点火机会期间被选择性地跳过或点火。这与常规可变排量发动机操作形成对照，在常规可变排量发动机操作中，在某些低负荷操作条件的过程中固定的一组汽缸被停用。

[0006] 当在可变排量发动机中的一个汽缸被停用时，其气门不被致动，并且尽管活塞通常仍然往复运动，但燃料在动力冲程期间并不燃烧。由于“被停止”汽缸不输送任何净动力，所以成比例增加了其余汽缸上的负载，由此允许其余汽缸以提高的热力学效率运转。在跳过点火控制下，就以下意义上而言，汽缸还优选地在所跳过的工作循环期间停用：当这种气门停用机制有效时，空气不被泵送经过汽缸并且没有燃料被输送和/或燃烧。经常，在所跳过的工作循环期间没有空气被引入至停用的汽缸，由此减少泵送损失。然而，在其他情况下，可能希望在选定的被跳过的工作循环过程中，将排放气体捕获在已停用的汽缸内、或引进空气但不将其从已停用的汽缸释放。在此类情况下，所跳过的汽缸可以有效地充当气体弹簧。尽管停用被跳过的汽缸通常是优选的，但应认识到的是，在某些发动机中或在某些工作循环期间，或在希望真正停用汽缸的某些情形下，这可能不是可行的。当一个汽缸被跳过但未被停用时，在被跳过工作循环过程中，从进气歧管吸入的进入气体被有效地泵送穿过该汽缸。

[0007] 大多数现代乘用车辆是通过由汽油或类似燃料供以动力的四冲程内燃发动机运行的。这些车辆通常装备有被结合到排气系统中以减少对环境有害的排放物的一个或多个催化转化器。这些催化转化器可以使用三向催化器，该三向催化器同时提供多个位点以用于还原和氧化化学反应。确切地，催化器使一氧化碳氧化成二氧化碳并且将碳氢化合物氧化成二氧化碳和水。催化器还将氮氧化物还原成N2和O2。为了有效地运转，必须将催化剂交替地暴露给氧化和还原排气流，这样使得氧化位点和还原位点均变得不饱和而失去其有效性。这通常是通过改变发动机正常运转期间关于化学计量点的燃料/空气比来完成的。

[0008] 尽管跳过点火控制的概念已经存在很长时间，但其传统上还没有用于控制可商购的发动机，因此实施跳过点火控制的额外挑战是确保发动机的其他发动机/动力传动系统在跳过点火控制期间有效地工作。一种这样的系统与发动机诊断有关。如熟悉本领域的人员众所周知的，现代发动机管理系统在发动机运转的同时对与发动机排放物控制功能相关的部件进行大量诊断。这些诊断系统经常被称为“车载诊断”(OBD)系统，并且存在当发动机运行的同时进行的多个发动机诊断协议。现代的OBD系统储存并报告与不同车辆子系统(包括动力传动系)的运转和健康状态有关的大量信息。为了帮助报告，已经开发了多个标准化诊断监测器例程、主动测试、和相关联的故障代码(被称为OBD-II代码)以报告对特定感知到的故障的检测。

[0009] 这些诊断协议中的许多诊断协议与环境问题相关。目前，许多国家具有多项法规，要求发动机在使用过程中监测并调节排放物。某些司法管辖区还要求周期性或连续监测排放物控制过程中所使用的各部件和传感器的状况。这些可以包括要求测试排气系统中所使用的催化转化器(或其他排放物控制装置)和/或测试用于检测运转期间的排放物的传感器(例如，氧气传感器)的规定。通过举例的方式，在美国，有许多要求在使用过程中连续地、每个发动机开/关循环、或以其他规定的间隔进行某些测试的联邦规定和州(尤其是加利福尼亚州)规定。一套与故障和诊断系统要求相关的这种规定在加利福尼亚法规(CCR)的标题13章节1968.2进行了明确表达。当前，许多其他司法管辖区具有多套自己的发动机诊断要求。

[0010] 通过举例的方式，CCR的标题13章节1968.2(e)(6.2.2)要求如果车辆装备有自适应反馈控制，则OBD-II系统必须包括在自适应反馈控制已经用尽了制造商所允许的所有调节时能够检测/报告故障的燃料系统监测器。1968.2(e)(6.2.1)(C)要求对不同汽缸之间的空气燃油比失衡进行监测的汽缸失衡监测器。1968.2(e)(1.2.1)要求在催化器系统的转化能力降低到某些水平时能够检测催化器系统故障的催化器效率监测器。那些监测器中的每个监测器通常要求来自氧气传感器的输入。因此，氧气传感器本身的功效也必须受到监测。实际上，这些测试中的某些测试在发动机正常运转期间执行起来具有挑战性，部分原因是对于执行而言需要特定的运转条件并且将发动机限制成在测试模式下运转可能干扰驾驶员所希望的操作。

[0011] 此外，尽管现有的OBD系统通常效果良好，但当发动机以跳过点火方式运转时，诊断算法中的若干诊断算法并不非常适合使用。本申请描述了非常适于在发动机以跳过点火运转方式运转时进行并加强诊断的各种技术和协议。

发明内容

[0012] 描述了各种改进的方法和装置用于在车辆行驶的同时在发动机的跳过点火运转期间进行发动机诊断。通常，对点火模式的了解(或可以用于推断点火顺序的其他参数)用于确定适当的时间以进行所选择的诊断和/或帮助更好地解释传感器输入或诊断结果。

[0013] 一方面，所选择的诊断在一组汽缸中的仅单个汽缸相对于诊断中所使用的具体传感器被孤立地点火多次时执行。在某些应用中，这赋予了诊断算法分析所孤立的汽缸而极少有或没有相邻汽缸的干扰的能力。通过举例的方式，燃料修正诊断和各种类型的缺火检测测试能够从这种类型的方法中受益。

[0014] 另一方面，所选择的诊断可以在发动机使用以下点火顺序运转的同时来进行(或至少开始)：该点火顺序确保第一汽缸排中没有汽缸在一个时间段内被点火同时第二排中的汽缸至少有时被点火，该时间段包括多个发动机循环。通过举例的方式，催化器和氧气传感器监测器能够从这种类型的方法中受益。在某些这种测试或测试的多个部分过程中，根据正在进行的特定诊断的需要，一定量的受控空气可以被泵送经过所跳过的汽缸。

[0015] 当运转条件正确时，或者可以命令特定点火模式/顺序实现一个或多个所选择的汽缸的所需的孤立或跳过时，所描述的测试可以伺机进行。

[0016] 还描述了用于进行这种测试的控制单元和算法。

附图说明

[0017] 参考结合附图进行的以下说明可以最佳地理解本发明及其优点，在附图中：

[0018] 图1是适用于诊断发动机跳过点火运转期间的缺火和/或空气燃料比的系统的功能框图。

[0019] 图2是展示了多个跳过点火顺序的表格，这些跳过点火顺序用单独的排气歧管内在地使具有两个汽缸排的具体发动机中的汽缸孤立。

[0020] 图3是具有两个汽缸排的发动机的代表性排气系统的示意图。

[0021] 图4是展示了响应测试期间氧气传感器的电压输出的曲线图。

[0022] 图5是展示了典型的发动机氧气传感器输出的曲线图，该输出突出了典型的燃料修正控制的循环性质。

[0023] 图6是流程图，展示了适用于在发动机跳过点火运转期间指导所选择的诊断的执行的诊断调度器。

[0024] 在附图中，相同的参考数字有时用于指定相同的结构元件。还应认识到的是，图中的描绘是图解性的并且不是按比例的。

具体实施方式

[0025] 本发明总体上涉及对跳过点火控制发动机的诊断。跳过点火控制发动机可以用于为车辆提供动力。

[0026] 大多数现代乘用车辆是通过四冲程内燃发动机运转的。这种发动机通常具有多个可以安排在一个或多个排中的汽缸。发动机输出是通过使气流节流进入发动机来控制的，这样使得所有汽缸以基本上相同的进气水平运转，进气水平被减小以减少发动机输出。跳过点火控制提供了一种通过对某些汽缸进行点火而跳过其他汽缸来控制发动机输出以便实现所需发动机输出的不同方法。

[0027] 尽管跳过点火控制概念已经存在一些时间并且其关于燃料经济性的潜在益处是已知的，但至今跳过点火控制还没有实现广泛接受。本申请人已经开发出具有使标准汽车发动机的跳过点火控制实用的可能性的动态跳过点火控制技术并且已经提交了针对各种动态跳过点火控制安排和跳过点火控制集成在通常动力传动系控制中的多项专利申请。这些专利申请包括美国专利号7,954,474；7,886,715；7,849,835；7,577,511；8,099,224；8,131,445；8,131,447；以及8,336,521美国专利申请号13/309,460、13/654,217、13/654,
244、13/774,134和美国临时专利申请号61/682,065；61/677,888；61/683,553；61/682,
151；61/682,553；61/682,135；61/897,686；以及61/682,168；其中的每一个通过引用以其全文结合在此以用于所有目的。这些申请中的许多申请描述了动态跳过点火控制，其中在每个工作循环开始前不久决定是否对具体汽缸进行点火。

[0028] 在诊断领域，具有许多可以通过在诊断中考虑点火记录来改进的诊断技术。例如，缺火检测是车载诊断通常定为目标的一个领域，并且存在若干具体针对缺火检测的OBD-II代码。如果使用传统的缺火诊断而没有针对跳过点火控制发动机进行修改，则诊断系统至少部分地由于有意跳过点火机会而错误地报告“缺火”。因此，应认识到的是，需要调节诊断算法来解释跳过点火控制。进一步地，跳过点火操作可以有利地用于帮助改进动力传动系诊断。

[0029] 如熟悉本领域的人员将认识到的，传统的缺火检测算法通常基于曲轴加速度或曲轴速度变化。曲轴加速度可以通过测量两个相邻时间间隔期间的曲轴旋转速度并对这些旋转速度进行比较来确定。可以对用于测量旋转速度的时间间隔的持续时间及其相对于汽缸1的上止点(TDC)的阶段、或者任何其他曲轴绝对取向参考进行调节以优化诊断测量。总之，当发动机在所有汽缸正常运转期间正确工作时，曲轴加速度模式在点火之间将保持相对一致。每个汽缸点火机会具有与其燃烧冲程相关联的相关联曲轴加速度量值和特征曲线。当然，加速度特征曲线和峰值的大小将根据多个运行参数变化，包括(但不限于)发动机设置(如进气质量(MAC)、引火定时等)发动机转速、排挡数(gear)和离合器接合、动力传动系负载和其他因素。然而，通常，在稳态运转期间，与每次点火相关联的特征曲线和峰值在形状和大小上将大致一致。相比之下，当汽缸缺火时，与缺火汽缸相关联的曲轴加速度峰值和特征曲线将通常与和“正常”点火相关联的曲轴加速度峰值和特征曲线显著不同。当诊断算法检测到这种异常情况(并且尤其是当发现这种异常情况重复时)时，将产生诊断缺火代码。

[0030] 跳过点火控制期间产生的曲轴加速度特征曲线可能看起来会与在全缸正常运转期间经历的一致模式非常不同。例如，如果发动机以跳过点火模式运转并且点火分数是1/3(例如，每次点火接着是两次跳过)，则汽缸实际上可以在第一、第四和第七可获得的点火机会期间点火，从而每隔两次点火机会产生相关联的主加速度峰值。介于中间的汽缸被跳过，并且因此当燃烧可能已经发生时，曲轴加速度的变化小得多。如熟悉本领域的人员将认识到的，传统的缺火检测算法将与所跳过的点火机会相关联的时隙期间缺乏主加速度峰值解释为缺火并且当缺火检测的频率和/或幅值超过内置到缺火检测算法内的阈值时可能按照缺火报告这种汽缸。

[0031] 为了大幅度减少或消除这种错误的缺火检测，可以修改缺火检测算法以将实际点火记录考虑在内，这样使得缺火检测算法实际上仅考虑点火的汽缸。即，当一个汽缸被跳过时，关于那个特定汽缸，不需要努力检测缺火事件。以此方式，与错失的点火机会相关联的时隙期间缺乏加速度峰值将不会被解释为相关联的汽缸缺火。

[0032] 此外，应认识到的是，有许多影响曲轴转矩的因素。例如，在压缩冲程期间，压缩进入空气需要能量，并且那个能量来自曲轴，由此充当曲轴上的负转矩。具有多个汽缸的发动机通常被设计成在一致间隔处它们的工作循环彼此异相，这样使得一个汽缸的压缩发生，同时在另一个汽缸中发生燃烧。在正常的全缸操作中，由每次点火产生的转矩、每个压缩冲程所需要的转矩、以及其他发动机产生的转矩在稳态操作过程中倾向于相对恒定。因此，汽缸相位的均匀间距倾向于导致每个汽缸以差不多一样的方式受其他汽缸中正发生的事件影响，这在正常的全缸操作过程中，有助于促进与每个点火机会相关联的峰值和轮廓之间的一致性。

[0033] 在跳过点火运转时，其他汽缸的影响将不会总是那么一致。例如，在某些实施方式中，可以以一种方式操作气门，其中进气门和排气门在“点火”工作循环期间以正常的顺序打开并且两者在整个跳过的工作循环中均保持关闭。这将导致在工作循环的每个冲程期间施加于曲轴的力，每个冲程在所跳过的工作循环期间与在点火工作循环期间看到的不同。最显著的，在其中使用低压排气捕获的一个被跳过工作循环期间，仅少量的残留排放气体将保持在汽缸中，并且因此在一个被跳过工作循环期间在压缩冲程期间所给予的转矩将非常不同于在活动(被点火)工作循环过程中所给予的转矩，因为在被跳过工作循环期间将没有压缩进入气体所需要的相对大的负转矩。由于与一个汽缸相关联的压缩冲程将通常与另一个汽缸的燃烧冲程重叠，所以在任何具体燃烧事件期间曲轴所经受的净转矩将受到其他汽缸的点火决定的影响。尽管压缩冲程常具有最大影响，但在进气和排气冲程期间经受的差动转矩也可以以显著的方式不同。例如，在所跳过的工作循环期间保持进气门关闭可能在进气期间引起在汽缸中形成非常低的压力，由此在所跳过的工作循环的进气冲程期间给予比在活动的(被点火)工作循环的进气期间发生的更大的负转矩。

[0034] 再进一步地，不同的跳过点火控制器可以具有不同的气门致动方案和/或可以使用不同气门致动方案的组合，并且这种气门致动方案可以进一步影响曲轴所经受的转矩变化。例如，如果排气门在燃烧事件之后没有打开，则被捕获的燃烧气体可能在汽缸燃烧室内有效地产生“高压排气弹簧”。这种高压弹簧将对在所有其他冲程期间施加的转矩具有显著影响。可以将燃烧气体捕获，虽然一些气体在气门和活塞环周围泄漏，直到排气门在某一后续工作循环打开。在具体地与直喷式发动机相关的另一个实例中，进气门可以在不发生加燃料或燃烧的工作循环中打开，这样使得在所跳过的工作循环期间空气充量可以被捕获在燃烧室内。这种事件将以又另一种方式影响净转矩。在有时被称为“再排气”的又另一些情况下，可能希望在正常进程中在一个汽缸点火之后打开该排气门，并且随后在一个随后的被跳过工作循环(如紧接在一个活动(被点火)工作循环之前的那一个)中再次打开该排气门，从而导致一个额外的排气门打开事件。在又另一些实施方式中，可以在每个所跳过的工作循环结束时使用再排气。当然，也可以应用多种其他气门致动方案，并且应当明白，施加至曲轴的力的定时和大小将取决于所有汽缸的状态。

[0035] 其他汽缸的跳过/点火决定所给予的差动转矩(并且当使用时，不同的气门致动方案)可能大到足以影响缺火检测算法。相应地，在此描述的各实施例中，缺火检测算法适于解释这种预期转矩变化。

[0036] 当汽缸在跳过点火运转期间缺火时，与缺火汽缸相关联的曲轴加速度峰值和特征曲线将通常与在“正常”点火期间预期的曲轴加速度峰值和特征曲线显著不同。当诊断算法检测到这种异常情况(并且尤其是当发现这种异常情况重复时)时，将产生诊断缺火代码。

[0037] 接下来参照图1，将描述根据一个代表性实施例的发动机诊断模块。在该图中，多个部件被展示为单独的功能块，以方便更好地理解设计。在某些实施例中，它们可以实际上被实施为单独的部件。然而，更经常地，这些功能块中的许多功能块(或所有功能块)将被集成到单个部件[例如，发动机控制单元(ECU)或动力传动系控制模块(PCM)]中，或者这些功能块被集成在不同的构型中。在所展示的实施例中，诊断模块112被安排成与发动机控制器100、跳过点火控制器104以及曲轴转矩计算器108协作。发动机控制器100被安排成用于以总体上传统的方式控制发动机。当发动机以跳过点火方式运转时，跳过点火控制器104负责确定点火顺序，即，哪个汽缸工作循环要点火，以及哪些汽缸工作循环要跳过。针对本发明的目的，大多数任何类型的跳过点火控制器可以被用作元件104。通过举例的方式，所引用的专利和专利申请中的某些专利和专利申请中所描述的各种跳过点火控制器中的任何跳过点火控制器以及各种各样的其他跳过点火控制器可以用于此目的。当使用不同类型的气门致动方案时，气门致动方案还可以由跳过点火控制器104来确定。

[0038] 诊断模块112包括缺火检测模块111、排放气体诊断模块113和任何其他所需和/或适当的诊断模块114。

[0039] 转矩计算器108被安排成用于基于发动机的当前运转状态使用发动机控制器对预期跳过点火点火顺序和气门致动策略的了解来计算预期的曲轴转矩特征曲线。预期的转矩特征曲线109被提供至缺火检测模块111，该缺火检测模块是诊断模块112的一部分。缺火检测模块111被安排成用于使用所测量的曲轴加速度来确定针对每次实际点火所预期的曲轴加速度并且如果以及在缺火发生时检测缺火并且根据需要储存和报告适当的缺火诊断。

[0040] 如图1中所展示的，转矩计算器108基于多个因素(如进气质量131、燃料充量132、点火顺序105(并且当合适时，气门正时顺序106)、发动机转速134)和/或针对转矩模型认为合适的其他因素来确定预期转矩。可以从ECU 100接收进气质量131和燃料充量132。可以从跳过点火控制器104接收点火顺序和气门正时顺序，并且可以从发动机转速传感器接收发动机转速134。当然，应认识到的是，在其他实施例中，可以使用其他输入变量(例如，在各实施例中，可以使用凸轮正时和进气歧管绝对压力(MAP)替换MAC)预期转矩和/或可以从其他合适的源接收这些输入中的任何输入。

[0041] 在所展示的实施例中，缺火检测模块111从转矩计算器108接收预期转矩特征曲线109，从跳过点火控制器104接收点火顺序113，并且接收实际发动机转速134。基于这些输入，缺火检测模块计算预期曲轴加速度特征曲线并且将预期加速度与和点火事件相关联的实际加速度进行比较。如果与具体点火相关联的加速度特征曲线和/或峰值加速度不与预期加速度特征曲线和/或预期峰值加速度相对密切地匹配，则标识可能的缺火事件并且可以根据所需的缺火检测协议记录和/或报告缺火事件。应认识到的是，用于计算预期曲轴加速度的特定公式、用于确定缺火是否已经发生和/或是否报告缺火发生的阈值被预期是根据不同的发动机和不同的诊断目标而变化很大。进一步地，尽管所描述的实施例考虑到观看曲轴加速度，但应认识到的是缺火检测算法可以是基于相关参数的，如发动机转速、曲轴位置、或曲轴跃度(加速度的导数)。替代地，替换或除了曲轴加速度以外，还可以使用这些参数的组合和/或其他因素。

[0042] 虽然点火/跳过顺序的可变性可能使缺火事件的检测复杂，但具有简化缺火检测的其他跳过点火控制方面。跳过点火运转的一个属性是在全缸运转期间，点火汽缸上的汽缸负载大于相应的汽缸负载。这增加了与点火事件相关联的曲轴加速度并且使得对缺火的识别更容易，因为缺火将引起曲轴加速度特征曲线更大的变化。

[0043] 发动机控制器的各部件可以以硬件或软件实施。发动机控制器经常包括处理器、存储器和被安排成由处理器执行以便执行所描述的功能性的各计算机代码控制算法。这种代码通常存储在处理器可访问的非易失性存储器中并且利用存储在表格以及处理器可访问的其他数据结构中的各项数据。

[0044] 排放气体监测

[0045] 某些类型的诊断基于对排放气体的分析，并且这种诊断还将受到点火顺序和气门致动策略的影响。燃料修正是一种部分基于对排放气体的分析的诊断类型，并且存在若干OBD-II算法和确切地针对包括以下内容的加燃料故障的相关联代码：

[0046] P0170燃料修正故障(第1排)。

[0047] P0171系统太稀(第1排)。

[0048] P0172系统太浓(第1排)。

[0049] P0173燃料修正故障(第2排)。

[0050] P0174系统太稀(第2排)。

[0051] P0175系统太浓(第2排)。

[0052] 在许多车辆中，排放气体氧气传感器或氧传感器的输出是发动机燃料控制反馈环路中的关键输入。在本申请中，术语氧气传感器和氧传感器可互换地用作能够提供关于燃烧气体的内容物的有用信息的传感器，并且应认识到的是，所使用的特定排放气体传感器的性质对于本发明而言不是关键性的。至少一个氧气传感器可以位于发动机与催化转化器之间的排气系统中。ECU使用氧气传感器的输出来使燃料混合物平衡，当传感器读取到是浓的时稀释该混合物，并且当传感器读取到是稀的时使该混合物变浓。氧气传感器输出可以用于调节输送到点火汽缸的燃料量以维持基本上化学计量燃烧状态。这通常是通过根据燃料控制反馈环路的一部分修正规定量的输送燃料或燃料充量来完成的。规定的燃料充量将根据发动机参数(如转速)变化，并且MAC可以由查阅表或某种其他手段来限定。典型的可接受的修正值的范围可以从0.7到1.4，尽管可以使用更大或更小的修正值。如果修正值长期在这些极限以外，则可能产生修正故障错误代码。如果修正值在所规定的极限内，但它们在不同排或汽缸之间显著变化，则也可能产生错误代码。这种错误可以被描述为修正失衡。如熟悉本领域的人员将认识到的，氧气传感器的输出电压在正常运转期间并不保持恒定。而是，常常根据空气/燃料比从浓到稀的调制而从高到低来回切换，以确保催化器在或者还原或者氧化状态下变得完全饱和。通过举例的方式，图5中展示了在正常控制下的典型的氧气传感器输出。该输出在高信号级与低信号级之间具有正确的幅值，从而表明功能正确，并且输出调制遵循燃料/空气比的调制，从而表明响应正确。

[0053] 如果氧气传感器的平均电压高位运行，则指示可能由于出人意料地低的空气充量(MAC)引入至汽缸或者过度燃油喷射引起的浓状态。如果平均电压读数低位运行，则可能由于真空泄漏或因为传感器本身劣质，混合物变稀。无论原因如何，当异常氧气传感器输出发生时，异常将由诊断算法检测出来并且被报告和/或以所需的方式处理。

[0054] 当排气事件被跳过(由于或者跳过工作循环或者排气事件延迟)时，氧气传感器将被暴露给来自之前的点火机会的排放气体的时间段与普通过程中相比更长。这可能会中断燃料控制反馈环路。相应地，可能有用的是还在排放气体监测诊断中考虑点火和/或排气顺序。作为特定的实例，调节单独汽缸燃料修正将更容易，由于当发动机跳过某些汽缸时，来自每个点火汽缸的排放气体在氧气传感器上方驻留较长时期。后续汽缸点火之间还将具有更少的排气混合。这两种属性允许更准确地感测任何汽缸点火时排放气体的氧气含量。

[0055] 在不同车辆中，氧气传感器可以定位在排气系统中的不同位置上，并且经常使用多个氧气传感器。例如，在具有两个排气歧管的车辆中，常见的是在每个排气歧管中提供一个或多个氧气传感器并且在这个或这些催化转化器周围提供辅助氧气传感器。通过在V型发动机中的每个排气歧管中具有单独的氧气传感器，发动机的右排和左排能够彼此独立地受到监测。然而，由于氧气传感器的响应时间和来自不同排气事件的排放气体之间具有某种混合的事实，单独诊断汽缸(尤其是当发动机以高发动机转速运转时)传统上是非常困难的。

[0056] 跳过点火控制可以用于在发动机运转期间方便独立地监测汽缸(或者如果需要，在各独特的汽缸子集中)的排放气体。例如，考虑四缸发动机，其带有单个排气歧管和在催化转化器上游的一个氧气传感器。如果发动机点火间隔非常均匀、以25％的点火分数运行，则将每隔三个汽缸点火一次。即，同一汽缸将被反复点火。当然，当选择仅对一个汽缸进行点火的特定点火模式时，出现相同的结果。当同一汽缸被反复点火时，则排放气体将局限于单个汽缸的排气，由此允许对单个汽缸进行诊断分析。这种单独的汽缸诊断可以根据命令进行作为特定诊断协议的一部分(例如，通过命令将汽缸孤立的具体点火分数或通过命令将汽缸孤立的具体点火顺序)。此外或替代地，单独汽缸诊断可以当跳过点火控制器发出将汽缸孤立的点火分数命令(例如，在4缸发动机中命令25％的点火分数)时伺机进行。

[0057] 具有两个带有单独氧气传感器的排气歧管的八缸发动机提供甚至更多地机会将汽缸孤立。通过举例的方式，点火间隔非常均匀、以1/8、1/4、3/8和5/8的点火分数运转的八缸发动机可以引起将一排中的汽缸之一孤立的反复点火顺序。这种顺序倾向于具有良好的NVH(噪声、振动、和不平顺性)特性并且提供发动机更平滑地产生转矩。间隔非常均匀的点火顺序的一个显著特性在于连续点火之间的跳过数量最多相差一，尽管这没有完全限定间隔非常均匀的顺序。当使用这种顺序(或者伺机或者按照命令)时，能够分析与所孤立的汽缸相关联的排放气体，由此方便诊断单个汽缸。更普遍地，任何时候在间隔非常均匀的点火下发出是1/8或1/16的整数倍的点火分数时，仅固定的一组汽缸将被点火。1/8的点火分数致使单个汽缸点火，这内在地将那个汽缸孤立。2/8的点火分数致使可能在同一排或在不同排内的两个汽缸点火。当它们在不同排时，能够独立地分析每个汽缸。3/8的点火分数致使三个汽缸点火，这些汽缸可能全都在同一排内，或者可能以一排中两个汽缸点火而另一排中单个汽缸被点火而分布。在这种情况下，能够独立地分析和诊断第二排中被点火的单个汽缸。甚至当点火分数高于3/8时，可能存在单个汽缸将以非常适合于单缸分析和/或诊断的反复方式被孤立的情况(或者强制性的或者偶然)。

[0058] 图2是展示了特定汽缸之间按照所选择的点火分数(全都是1/8的整数倍)的点火分布的表格500，这些点火分数在具体发动机设计中将导致单个汽缸孤立。所表示的发动机具有汽缸点火顺序1(L)-8(R)-7(L)-2(R)-6(R)-5(L)-4(R)-3(L)，其中“R”表示右排中的汽缸，而“L”表示左排中的汽缸。在该附图中，每行表示不同的物理点火模式。列501指示点火分数。列集503按顺序时序包括针对每个汽缸的不同列，其中每行中的条目组合以指示点火顺序，其中“1’s”表示点火，而“0’s”表示跳过。在所展示的实例中，每个点火决定是一个二元决定，即，跳过或点火，并且因此8缸点火模式相当于一个数字字节(8位)，该数字字节具有列505中给出的相应的十进制表示。列集507以不同的方式表示与列集503相同的信息。在这一集合中，列按照汽缸点火顺序用物理汽缸编号标记，在该实例中，顺序是1-8-7-2-6-5-4-3点火顺序。在这一集合中，点火用“1’s”表示，而跳过各自用“s”表示。列集509表示与列集503和507相同的信息，但这次突出了被点火的排。因此，标记为“L”的列位于左列排中，而标记为“R”的列位于右列排中。被点火的汽缸如果在左排，则该汽缸的条目被标记为“L”，而如果该汽缸在右排，则标记为“R”。所跳过的汽缸的条目被标记为“s”。

[0059] 这些行被分组在各自将具体汽缸孤立的点火顺序集合中。因此，例如，行集521示出了将汽缸1孤立的4个点火顺序。行集522示出了将汽缸8(按顺序第二个汽缸被点火)孤立的2个点火顺序。行集523示出了将汽缸7(按顺序第三个汽缸被点火)孤立的3个点火顺序。行集524示出了将汽缸2(按顺序第四个汽缸被点火)孤立的4个点火顺序。行集525示出了将汽缸6(按顺序第五个汽缸被点火)孤立的4个点火顺序。行集526示出了将汽缸5(按顺序第六个汽缸被点火)孤立的3个点火顺序。行集527示出了将汽缸4(按顺序第七个汽缸被点火)孤立的2个点火顺序。行集523示出了将汽缸3(按顺序第八个汽缸被点火)孤立的4个点火顺序。

[0060] 出于解释的目的，仅示出了点火分数是1/8的倍数的点火顺序。然而，应认识到的是，根据发动机设计，可能具有许多其他点火分数，这些点火分数将具有将一排中的单个汽缸孤立的特性。例如，在所描述的实施例中，点火顺序为00010010 01001001的点火分数5/16具有反复排点火顺序sssRssRs sRssRssL，该反复排点火顺序意味着3号物理汽缸是左排中将被点火的仅有的汽缸，并且意味着每隔其点火机会的一次机会被点火一次。当然，也具有许多其他这种顺序。

[0061] 尽管表格500基于根据支持间隔非常均匀的点火的跳过点火控制方法运转的具体8缸发动机，但应认识到的是，能够针对不同发动机和针对使用不同类型的跳过点火控制约束、定义或模式运转的发动机构建类似的表格。这包括具有不同汽缸数量的发动机；具有超过两个单独监测的排气歧管(或者排气歧管段)的发动机；在其他类型的跳过点火控制下运行的发动机等。

[0062] 用这一知识可以进行若干独特类型的诊断。例如，如果需要，在发动机的另外的普通跳过点火运转期间，发动机可以被置于诊断性跳过点火模式下。即，当车辆在普通过程上使用跳过点火控制行驶时，可以选择诊断性跳过点火顺序，该诊断性跳过点火顺序具有高到足以输送所需转矩的点火分数，但为了诊断性目的将其相关联的块中的一个或多个具体汽缸孤立。例如，如果图2中所表示的对发动机所请求的转矩需要至少30％的点火分数，则发动机可以以3/8点火分数运转并且对其他发动机参数(如歧管压力、凸轮正时、加燃料等)进行合适调节以输送所需转矩。在这种状态下，除了4号和8号物理汽缸以外的所有汽缸能够如在表格500中可以看到的那样(见列集507)单独测试。如果运转条件允许以1/8或1/4的点火分数运转，则能够测试所有这些汽缸。并且以5/8的运转点火分数，可以将物理汽缸1、2、3和6孤立以用于诊断。这种在发动机以另外的正常运转期间将具体汽缸孤立以供排放气体监测同时仍然输送所需发动机输出的能力提供了在传统车辆中不可获得的单独汽缸诊断、修正和/或其他控制机会。

[0063] 当条件适合于跳过点火模式下所孤立的汽缸诊断时，能够指导跳过点火控制器使用将第一汽缸孤立的特定适当的点火分数和阶段。一旦已经诊断了那个汽缸，就可以根据需要改变点火顺序的阶段从而将第二汽缸孤立以供诊断。可以反复进行这一过程以将可以以所选择的点火分数被孤立和诊断的每个汽缸孤立。只要进行渐变的阶段转变，总发动机输出将仍然基本上遵循诊断期间所请求的发动机输出，并且阶段变化的振动影响应相对较小。

[0064] 当在使用间隔非常均匀的点火同时某些汽缸在具体不能再具体点火分数下被孤立时，于是不同的点火顺序可以因此用于将其余的汽缸孤立和/或(当可能时)可以使用方便将其余汽缸孤立的不同的点火分数。

[0065] 所描述的方法对于发动机诊断而言是非常有力的工具。在发动机正常运转期间，当能够使用方便将汽缸孤立的点火模式或点火分数输送跳过点火控制发动机的所需输出时，则趋于延长的周期。通过利用这些周期，各诊断能够在发动机正常运转期间运行，这在传统全缸运转期间调度将是不可能的或将是更困难的。

[0066] 在上述实例中，考虑到了为了方便诊断，肯定指导发动机利用特定物理汽缸点火顺序。然而，应认识到的是，当发动机被置于内在地将排气歧管排中的单个点火汽缸孤立的模式下时，这种诊断还能够伺机完成。例如，申请人的其他专利和专利申请中的某些专利和专利申请描述了使用(有时可变的)一组可用的点火分数的跳过点火控制器。如果可用的点火分数中的某些点火分数具有内在地将排中的汽缸孤立的状态(例如，图2中所表示的发动机中的1/8、1/4、3/8和5/8点火分数)，则任何时候发出那些点火分数命令时，可以进行检查以确定当前被指导的顺序阶段是否确实将汽缸孤立。如果是，则可以对所孤立的汽缸进行任何所需的单独汽缸诊断。

[0067] 为了更好地理解机会性方法，应认识到的是，当点火分数被量化和限制成对于那个具体点火分数而言间隔非常均匀时，针对每个可能的点火分数存在固定的一组物理汽缸点火顺序。标题为Managing Engine Firing Patterns and Pattern Transitions During Skip Fire Engine Operation(发动机跳过点火运转期间管理发动机点火模式和模式转变)的通过引用被结合在此的美国临时专利申请号61/801,472中进一步解释了这一特性。对于那份申请的图5中所表示的发动机的3/8、1/2和5/8的点火分数而言，那些可能的顺序(顺序状态)中的某些顺序将会使汽缸孤立而有些将不会。由于控制器知道点火顺序，所以该控制器能够容易地确定当前状态是否将汽缸孤立，并且如果孤立，则哪个汽缸被孤立。还应注意的是，当图5中所表示的发动机以1/4的点火分数运转时，各顺序或者将两个汽缸(每个汽缸在单独排中)孤立或者根本不将汽缸孤立。再次，控制器能够容易地确定当前状态。
当然，当两个汽缸被孤立时，这两个汽缸能够同时被单独诊断。

[0068] 仍进一步地，存在许多在一排内内在地具有延长的点火汽缸孤立周期的跳过点火点火顺序，甚至当物理汽缸点火模式随时间变化时。当或者了解或者能够预测预期顺序时，或者在了解了过去的顺序之后，诊断例程能够识别单个汽缸被点火的周期并且将这种信息用作单独汽缸诊断的一部分。

[0069] 所描述的排放气体诊断可以由例如图1中所展示的诊断模块112内的排放气体诊断模块113或者以多种其他方式进行。在所展示的实施例中，排放气体诊断模块113包括被安排成用于检查排气系统中的催化器中的一个或多个催化器的效率的催化器效率监测器121以及还有被安排成用于检查排气系统中的一个或多个氧气传感器的效率的氧气传感器响应监测器123。氧气传感器响应监测器123可以包括针对催化器上游或下游的氧气传感器两者的测试。

[0070] 以上排放气体监测讨论主要集中于可以对所孤立的汽缸伺机或以其他方式进行的诊断。在多排发动机(如V型发动机)中，跳过点火控制的另一个特征在于其各排有时能够被孤立，这样使得那个具体排中没有汽缸被点火。即，在某一点火模式(例如，以某一点火分数)下，具体汽缸排内没有汽缸将会被点火。这些无点火排孤立能够用于方便其他类型的诊断。典型地，令人希望的是在所跳过的工作循环期间将汽缸停用，这样使得既没有空气也没有燃料被泵送经过这些汽缸。然而，当需要时，与“不活动的”排相关联的气门和燃料喷射器能够以方便诊断的方式运转。

[0071] 为了帮助展示能够利用排孤立的这些测试类型中的某些类型，考虑现代排气系统的性质是有用的。如熟悉本领域的人员将认识到的，现代车辆中使用各种各样不同的排气系统。通过举例方式，图3展示了可以与具有两个汽缸排的发动机结合使用的代表性排气系统。所展示的排气系统300具有从第一汽缸排290接收排放气体的第一排气歧管302和从第二汽缸排295接收排放气体的第二排气歧管304。通常被称为“Y”形管的排气管308连接排气歧管并且将排放气体从这些排气歧管引至下游的催化转化器315(有时被称为“车身底部”催化器)。在某些系统中，Y形管催化转化器312、313提供在Y形管308的每个分支309、310中。这些有时被称为“紧密耦合的”或上游催化器。排气管318将排放气体从催化转化器运至消声器321，并且排放气体通过尾管324被排出该消声器321。通常遍布排气系统提供许多氧(氧气)传感器340以监测各阶段处的排放气体。这将会经常包括在每个催化器312、313和
315上游和下游两处的多个传感器。出于本专利的目的，位于催化器上游的传感器有时被称为“前置”或“上游”传感器，并且位于催化器下游的传感器有时被称为“后置”或“下游”传感器。

[0072] 虽然图3示出了具有三个催化器312、313和315的排气系统，但应认识到的是，许多不同的氧气传感器和催化剂构型是可能的。在具有两个排的某些发动机中，可以存在催化器312和313，但可以省略催化器315。替代地，可以省略催化器312和313而可以存在单个催化器315。对于单排发动机而言，可以使用单个催化器或者可以串联使用两个催化器。在此描述的方法中的至少某些方法适用于具有氧气传感器和催化器的任何排气系统。

[0073] 如以上指出的，工业已经开发出许多诊断监测器、测试和协议以便符合命令监测催化器和传感器的效率的政府规定。当发动机在负载下以正常方式运转时，这些测试中的某些测试要求以难于进行的方式控制排放气体。某些现代汽车被安排成当驾驶员刹车或以其他方式将其脚抬离加速踏板时在一段时期内完全切断燃料输送。这经常被称为减速燃料切断(DFCO)。某些诊断测试被设计成在这种DFCO事件期间和/或之后立即执行。这通常有效，因为不要求发动机在这种时期中输送转矩，所以存在使发动机在适合于进行这些测试的条件下运转的一些空间。

[0074] 催化器效率监测器121和后置O2传感器响应监测器(其是实施在氧气传感器响应监测器123内的监测器之一)是利用减速燃料切断事件的许多车载诊断监测器中的两个监测器。后置O2传感器响应监测器和催化器效率监测器两者均要求足够长的DFCO事件以完全用尽(后置O2慢响应监测器)或者在监测器能够启动(催化器效率监测器)之前使催化器完全氧饱和。此外，这些监测器还可以具有许多其他需要满足的进入条件，如催化器温度和气流要求。在某些情况下，为了避免错误检测和确保监测器算法稳健性，监测器需要三个或更多DFCO事件。此外，某些其他监测器可以竞争完成同一车辆减速机会。因此，在某些行驶条件下，有时难于执行经常足以满足政府规定命令的最低完成率要求的所有监测器算法。

[0075] 为了更好地展示在跳过点火运转期间进行这些类型的测试的优点，描述了典型的后置O2传感器响应监测器的功能。该后置O2传感器是位于催化器下游的氧气监测器。为了确定氧气传感器的响应，人们可以评估从浓(氧气用尽)环境(其对应于高传感器电压)到稀(存在氧气)环境(由低传感器电压指示)的传感器电压衰减。后置氧气传感器(即，催化器的下游)的响应将催化器和传感器两者的响应卷积。为了测量下游传感器的响应，催化器本身必须接近于氧气被完全用尽以提供浓环境和接近于完全氧饱和以提供稀环境。

[0076] 一种现有方法考虑了当检测到DFCO事件时执行后置O2传感器测试。在这种测试中，一旦检测到DFCO事件，汽缸在浓环境下运行(而不是被切断)的时间段足以用尽被测试的传感器上游的催化器中的氧气。一旦催化器氧气被用尽，经过传感器的排放气体将会是浓的，这导致后置氧气传感器的高压输出。一旦燃料浓(氧气耗尽)环境已经建立，到汽缸的燃料被切断同时气门仍然以引起空气被泵送通过汽缸的方式操作。空气使催化器相对快速地氧饱和，由此提供由氧气传感器反映为低压输出的稀环境。氧气传感器的信号电压的转换速率(斜率)从浓到稀的减小反映了传感器的响应与催化剂的响应相卷积。正确行使功能的催化器和后置氧气传感器可以产生图4中以图形方式展示的结果。

[0077] 如果传感器响应的斜率太低(即，传感器电压下降得不够快)，则指示后置氧气传感器出现故障(响应不足)。如果传感器的斜率太高(即，传感器电压下降太快)，则指示催化器出现故障，因为该催化器氧饱和太快。

[0078] 在跳过点火控制下，甚至在车辆正常运转期间(即，无需等待合适的DFCO事件发生)，能够使用所孤立的排容易地进行这种测试。即，当排被孤立时，那个排能够以描述的方式运转以方便测试该排的排气路径中的任何氧气传感器。在正常跳过点火运转期间执行这种测试的进一步的优点在于节流阀在跳过点火运转期间通常开得相当大，而节流阀在DFCO事件期间将通常关闭。因此，当空气被泵送经过发动机时，传递通过每个跳过的汽缸的空气量(MAC)可能比当节流阀关闭时在DFCO期间可能的空气量大得多。此外，发动机通常在正常运转期间比在DFCO事件期间以更高的速度转动。这些因素允许空气被更快地泵送经过催化器，而不需要侵入性地命令节流阀在这种诊断期间大开，这允许传感器响应测试进行得更快并且从浓到稀的转变更急剧，这两种情况都是令人希望的。

[0079] 另一个与排气相关的测试监测催化器的效率。通常，车辆在浓环境下运转一段时间，该段时间是催化器从氧饱和稀状态转变至浓(完全用尽)状态所需的时间段。催化器效率监测器121确定用尽催化器所需的过量燃料量，这是对其容量的良好指示。与上述后置O2传感器测试相同，催化器效率监测器121经常在DFCO事件期间开始执行。确切地，在DFCO事件期间使被测试的催化器饱和。当燃料切断事件结束时，汽缸在浓环境下运行并且监测器将过量燃料求积分以确定催化器的容量。应认识到的是，跳过点火排孤立可以用于通过在所选择的工作循环期间将空气泵送经过所跳过的汽缸来使相关联的紧密耦合的催化器饱和。当该排变得再次活动(或者根据指导在命令点火的测试中，或者在正常控制下)时，那排中的汽缸在浓环境下运行并且催化器容量可以通过跟踪相关联的排中的汽缸内用尽催化器中所储存的氧气所需的过量燃料量来确定。

[0080] 在所结合的专利和专利申请中所描述的许多跳过点火系统中，汽缸能够在点火机会上由点火机会基本原则被单独停用。这种精细的气门致动控制级允许实现对在任何时候被泵送经过排气系统的空气量的相对精确的控制级，这旨在进一步减轻环境问题。

[0081] 将认识到的是，诊断监测器能够被容易地更新以利用其对实际和/或预期点火顺序的了解。用于调度、指导和评估各诊断例程的结果的实际算法基于特定监测器的需要、制造商偏好、政府规定等可能有很大不同。通过举例方式，图6展示了一种对排放气体诊断监测器进行调度的方法600，这些排放气体诊断监测器在确定进行特定诊断测试的适当时间时利用对跳过点火顺序的了解。所描述的步骤可以由诊断监测器112内的处理器、由ECU 100或者由任何其他合适的处理部件进行。当然，具有能够调度和追踪这种测试的许多其他方式。

[0082] 现在参照图6，首先确定发动机是否以跳过点火模式运转(602)。如果发动机不以跳过点火模式运转，则跳过点火诊断调度器简单地等待直到它检测到跳过点火运转并且允许传统诊断管理来控制诊断例程调度。当发动机以跳过点火模式运转，能够评估当前的点火分数和阶段以确定任何汽缸是否被孤立，并且如果被孤立，则哪些特定汽缸被孤立(604)。该孤立可以是汽缸(或其他组)排中的单个汽缸孤立，作为发动机中仅有的点火汽缸的汽缸孤立，或者是适合于可用测试的任何其他方式。如上所述，在某些情况下，两个不同的汽缸在其相关联的排内可以被孤立，并且在这种情况下能够注意到两个被孤立的汽缸。

[0083] 如果实际上一个(或多个)汽缸被孤立，则只要点火分数或点火模式保持不变，针对那个汽缸的任何孤立汽缸诊断就能够伺机执行。因此，调度器可以被安排成针对所孤立的汽缸来查看任何诊断是否到期(606)。如果诊断所孤立的汽缸诊断到期并且对测试的任何其他运转要求得到满足，则对所孤立的汽缸进行适当的测试(608)。在某些实施方式中，可能令人希望的是任何时候汽缸被孤立时伺机进行可用的诊断，由此消除检查需要606。然而，只要发动机以相同的点火分数运行，这就会导致测试反复地进行，这对于某些测试而言可能是不希望的。因此，在许多实例中，可能令人希望的是调度器对特定汽缸测试的执行可能适当的窗口进行标记。

[0084] 在已经命令测试之后，可以进行检查以确定该测试是否实际完成(610)。这种检查可能有用，因为许多诊断测试可能需要若干个发动机循环竞争并且有可能的是运转条件可能以要求点火顺序变化的方式而变化，这可能在测试完成之前对测试产生干扰。基于测试是否完成，测试被标记为已完成(612)或未完成或已终止(614)。

[0085] 除了确定当前的点火分数和阶段是否将汽缸孤立以外，还可能关于当前的FF是否将所跳过的汽缸排孤立进行确定(620)。如果当前的点火分数/阶段将所跳过的汽缸排孤立，则调度器可以针对所跳过的汽缸排来查看基于任何跳过的排的诊断测试是否到期(622)。如果这种测试到期并且执行该测试所需的任何其他运转条件得到满足，则可以执行所跳过的排测试(624)。之后，逻辑可以流至610以确定该测试是否已经按之前所描述的完成。

[0086] 应认识到的是，针对所孤立的排和所孤立的汽缸的测试顺序完全在诊断测试设计者的判断内，并且关于实例，确实能够在事件基础上并行地识别这种条件。甚至可能存在一排中单个汽缸被孤立同时第二排中没有汽缸被点火的时间，从而提供了同时进行不同类型的测试的机会。

[0087] 任何时候确定跳过点火条件对于到期的机会性诊断测试而言是不正确时(例如，像步骤606、620和622无分支所表示的)或者在相关机会性测试已经完成或终止之后，可以进行检查以确定与跳过点火运转相容的任何诊断测试是否优先执行(630)。通过举例方式，政府规定要求某些类型的诊断测试和监测器需要在每个行驶循环中在特定间隔内执行。如果在正常运转期间时间已经过去而诊断模块还没有机会运行特定测试，运行测试可能变成首要任务并且可能设置适当的标记，从而指出如果可能，需要执行测试。如果优先化测试可以在跳过点火运转期间运行，并且运转条件允许，则可以命令发动机使用确保所需条件(例如，将特定汽缸或排孤立)同时仍然输送所需发动机输出的跳过点火点火模式或点火分数运转。为了方便此内容，调度器确定当前的运转条件是否允许跳过点火控制在同时提供方便执行所需测试所需的汽缸运转条件的同时输送所请求的发动机输出(632)。如果允许，则诊断模块112指令跳过点火控制器104(图1)使用所需点火模式、顺序或分数指导发动机的运转(634)。然后进行优先化的诊断测试(636)。一旦命令了该测试，逻辑就可以流至610以确定该测试是否已经按之前所描述的完成。

[0088] 如果在630中确定当前没有跳过点火相容测试得以优化或者在步骤632中确定当前的发动机转矩要求或其他运转条件使得在跳过点火运转期间进行测试不切实际，则逻辑可以返回至步骤602，其中所描述的方法继续进行直到确定条件适合于在跳过点火运转期间进行诊断测试。当然，如果测试的执行变成强制性的，则可以以相同的方式方便测试，在发动机的所有汽缸运转期间，所需测试目前被优先化。

[0089] 尽管仅详细描述了本发明的一些特定实施例，但应认识到的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可以以许多其他形式来实施。例如，仅描述了一些特殊监测器和诊断算法。应认识到的是，许多其他诊断算法可以通过结合对跳过点火顺序的了解和/或将跳过点火顺序的影响考虑到诊断算法内而得以改进。

[0090] 以上讨论考虑到将汽缸或汽缸排(如不点火排)孤立一个适合于进行诊断测试的时间段。汽缸/排的孤立优选地保持的时间段可能基于具体测试的性质而有很大不同。经常令人希望的是将孤立保持若干个发动机循环，尽管对于所有诊断测试而言不要求那样。通过举例方式，某些测试(如燃料修正)可能要求完成仅仅一些发动机循环，如至少5个发动机循环(10次曲轴旋转)。涉及到使催化器饱和的其他测试可能要求更多循环，大约100。测试持续时间可以从小于一秒到几秒变化。

[0091] 尽管主要在缺火检测和排放气体监测环境下描述了本发明，但对跳过点火点火顺序的使用了解也可以用于多种其他应用中。例如，了解点火顺序在排放物管理、喷射器电路控制、排放物控制和怠速控制诊断也可能是有用的。

[0092] 无修改的、将受到结合气门停用的跳过点火运转负面影响的另一个诊断例程是气流合理性。这一诊断通常是通过实施若干不同的气流估计方案来实现的，每个方案取决于不同的传感器集合并且将其输出进行比较。如果这两个独立的方案所估计的气流在某一公差内不相符，则宣布用于每个气流估计方案的传感器集合中的任一集合或两者出现故障。例如，传统的“速度密度”空气估计使用进气歧管绝对压力(MAP)和温度与发动机rpm和凸轮阶段用于估计发动机汽缸引起的新鲜空气充量。另一种气流估计方法是基于空气流量计(MAF)。可以使用每种型号，可能结合适当的发动机进气系统部件型号使用。在气门停用的跳过点火运转中，在每个估计方案没有意识到气门停用情况下，两个估计方案将产生非常不同的结果；速度密度方法没有意识到某些气门是关闭的而比检测实际气流的基于MAF传感器的方法估计到更多气流。转让给申请人的未决美国专利申请13/794,157描述了精确测量气流和进气质量的方法并且可以与在此描述的本发明结合。

[0093] 存在某些类型的诊断，在以传统全缸点火模式运转的发动机的正常负载运转期间传统上执行起来非常困难。这部分是由于传感器的响应时间被用作诊断时的输入。因此，若干传统诊断算法被设计成仅在发动机低速运转期间执行。使发动机在输送所需发动机转矩的跳过点火模式下运转可以方便在全缸运转期间可能不切实际的诊断。这可以是以上关于排放气体监测所讨论的孤立汽缸分析形式。或者其可以仅基于对同一排或整个发动机中一定数量的之前和/或以后的点火机会将被跳过的了解，这内在地提供了更多时间来分析单个汽缸点火的影响或效应。监测和调节单独其他燃料修正的诊断是受益于跳过点火运转中总体上较慢点火速率的测试的特定实例。

[0094] 在所描述的实施例中的许多实施例中，所使用的跳过点火顺序被描述成在那个具体点火分数下可能实现间隔非常均匀的点火的顺序。本方法的显著优点在于，非常均匀的间隔旨在减少振动和不平顺性并且由此提供更平滑和更令人希望的发动机运转。尽管在许多实施方式中非常均匀的点火间隔将是优选的，但是当对点火顺序进行不那么严格的限制时，大量点火模式可以用于将排内的具体汽缸孤立足够的时间来进行所需诊断。这种权衡在许多情况下可能是可接受的折衷。例如，与较高发动机转速下相比，跳过点火引起的振动在较低发动机转速下趋于具有更大的问题。因此，诊断算法可以被安排成用于在发动机以较高发动机转速运转时指导使用不是“间隔非常均匀”的特定点火顺序。本方法特别有用，因为有许多诊断技术目前在发动机以高发动机转速运转时不能实际进行。然而，排中汽缸的孤立可以给出充分的时间来进行诊断，甚至当发动机以高速运转时。因此，当前的实施例应被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明并不局限于在此给出的细节，而是可以在所附权利要求书的范围和等同范围内修改。