| 专利名称： | 点火系统的火花塞结污检测 | ||
| 专利名称(英文)： | Detecting fouled spark plug of the ignition system | ||
| 专利号： | CN201410779774.9 | 申请时间： | 20141216 |
| 公开号： | CN104728021A | 公开时间： | 20150624 |
| 申请人： | 福特环球技术公司 | ||
| 申请地址： | 美国密歇根州 | ||
| 发明人： | C·P·格卢格拉; G·J·胡伯斯; 曲秋平; N·W·莫罗 | ||
| 分类号： | F02P17/00 | 主分类号： | F02P17/00 |
| 代理机构： | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人： | 赵蓉民 |
| 摘要： | 本发明涉及点火系统的火花塞结污检测。提供了用于推测由于其上的燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污的方法和系统。在一种示例中，发动机控制器可以基于与火花塞健康状况相关联的发动机运转参数的组合推测由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污。例如，发动机运转参数可以包括在车辆行驶周期内的自适应爆震项的变化、发动机预点火率和发动机排气氧传感器转变频率，以及发动机失火率。 | ||
| 摘要(英文)： | Methods and systems are provided for inferring spark plug fouling due to accumulation of fuel additives thereon. In one example, an engine controller may infer spark plug fouling due to accumulation of fuel additive based on a combination of engine operating parameters correlated with spark plug health. For example, the engine operating parameters may include a change in an adaptive knock term, an engine pre-ignition rate, and engine exhaust oxygen sensor switching frequency over a vehicle drive cycle, and an engine misfire rate. | ||
1.一种用于发动机的方法，所述方法包含： 基于在车辆行驶周期内的自适应爆震项的变化、发动机预点火率、 发动机失火率、排气氧传感器退化率和排气催化剂退化率中的两个或更 多个的组合，推测由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述自适应爆震项包括在所述 行驶周期期间在给定的发动机转速-负荷状况下应用的火花延迟量，所述 方法进一步包含通过设定诊断代码指示由于堆积而引起的所述结污，并 且其中基于自适应爆震项的所述变化推测包括基于在多个发动机循环内 的自适应爆震项的所述变化推测火花塞结污，其中所述多个发动机循环 被包括在给定的车辆行驶周期或不同的车辆行驶周期中的一个内，所述 不同的车辆行驶周期由包括燃料加注事件的车辆事件分开。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机预点火率包括在车 辆行驶周期的阈值持续时间或在所述车辆行驶周期期间行进的阈值距离 中的一个内的预点火事件的次数，所述阈值持续时间包括阈值时间量、 燃烧事件的阈值次数或在所述发动机处消耗的燃料量中的一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述预点火率的推测包括 基于所述预点火率高于阈值率推测火花塞结污，所述阈值率基于在使用 不包括燃料添加剂的燃料的车辆运转期间确立的预点火发生率。
5.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述预点火率的推测包括 基于在所述阈值持续时间内所述预点火率增加阈值量推测火花塞结污。
6.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述排气催化剂退化率的 推测包括基于所述排气催化剂退化率增加至阈值之上推测火花塞结污， 所述排气催化剂退化率基于排气氧传感器转变频率，所述排气氧传感器 转变频率包括耦接在发动机排气催化剂上游的第一排气氧传感器的转变 频率、耦接在所述排气催化剂下游的第二排气氧传感器的转变频率和所 述第一排气氧传感器的所述转变频率与所述第二排气氧传感器的所述转 变频率的比中的一个或多个。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述排气催化剂退化率进一步 基于所述第一排气氧传感器的所述转变频率是在离所述第二排气氧传感 器的所述转变频率的阈值差内、或所述第一排气氧传感器的所述转变频 率与所述第二排气氧传感器的所述转变频率的所述比偏离比为1一个阈 值量。
8.根据权利要求1所述的方法，其中基于在所述车辆行驶周期内的 所述发动机失火率的所述推测包括基于所述发动机失火率高于阈值率推 测火花塞结污，所述阈值率基于在使用不包括燃料添加剂的燃料的车辆 运转期间确立的失火率。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，响应于所述推测， 通过设定诊断代码指示由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污，所 述诊断代码要求火花塞替换，并且其中指示由于燃料添加剂的堆积而引 起的火花塞结污包括指示火花塞结污不是由于碳烟的堆积。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包含，接收关于所述火花 塞的替换的操作者输入，并响应于所述操作者输入，重新设定被配置为 计数在给定的车辆行驶周期内的自适应爆震项的所述变化、所述发动机 预点火率、发动机失火率和所述发动机排气催化剂转变频率中每一个的 监测器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述重新设定基于相对于包 括排气氧传感器的一个或多个其他发动机部件的老化的所述火花塞的老 化。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述火花塞被耦接至汽缸， 所述方法进一步包含，响应于由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结 污的指示，减小发动机负荷，并停用燃料，同时为所述汽缸维持火花点 火正时达阈值持续时间，所述阈值持续时间包括燃烧循环的阈值次数。
13.一种用于发动机的方法，所述方法包含： 在车辆行驶周期内，监测包括自适应爆震项的变化、发动机预点火 率、发动机失火率、排气催化剂退化率和排气氧传感器退化率的多个参 数中每一个；以及 响应于所述监测的参数中的两个或更多个高于对应阈值，指示由于 燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述排气催化剂退化率基于 位于排气催化剂上游与下游的排气氧传感器的响应时间的比和位于所述 排气催化剂上游的所述排气氧传感器中的一个的响应时间中的一个或多 个。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包含，响应于所述监测 的参数中的仅一个高于所述对应阈值，不指示由于燃料添加剂堆积而引 起的火花塞结污。
16.根据权利要求13所述的方法，其进一步包含，响应于所述指示， 减小发动机负荷，并在一定数目的燃烧事件中停止到耦接至所述结污的 火花塞的汽缸的燃料。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述汽缸是第一汽缸，所述 方法进一步包含，响应于所述指示，停止到没有耦接至所述结污的火花 塞的第二汽缸的燃料，所述第二汽缸被配置为接收来自所述第一汽缸的 排气残余物。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述汽缸是第一汽缸，所述 方法进一步包含，响应于指示，使没有耦接至所述结污的火花塞的第二 汽缸暂时加浓，所述第二汽缸被配置为接收来自所述第一汽缸的排气残 余物。
19.根据权利要求13所述的方法，其进一步包含，监测耦接至火花 塞的点火线圈的控制电流，并响应于所述控制电流的转变时间超过阈值 而指示由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污，并且其进一步包含， 基于多个所述监测的参数高于对应阈值指示由于燃料添加剂而引起的火 花塞结污的严重性，所述严重性随着高于对应阈值的监测的参数的数量 的增加而增加。
20.一种发动机系统，所述系统包含： 发动机，其包括汽缸； 点火系统，其包括点火线圈和耦接至所述汽缸的火花塞的控制线； 和 控制器，其具有在非临时性存储器上的计算机可读指令，用于： 在车辆行驶周期内，为超过第一阈值的自适应爆震项的变化、超 过第二阈值的发动机预点火率、超过第三阈值的发动机失火率、超过第 四阈值的排气催化剂退化率和超过第五排阈值的排气氧传感器退化率中 的每一个设定诊断标志； 在两个或更多个诊断标志被设定时的第一状况期间，指示由于燃 料添加剂堆积而引起的所述火花塞的结污；以及 在仅一个诊断标志被设定时的第二状况期间，不指示由于燃料添 加剂堆积而引起的所述火花塞的结污，并开始火花塞清洁程序。
1.一种用于发动机的方法，所述方法包含： 基于在车辆行驶周期内的自适应爆震项的变化、发动机预点火率、 发动机失火率、排气氧传感器退化率和排气催化剂退化率中的两个或更 多个的组合，推测由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述自适应爆震项包括在所述 行驶周期期间在给定的发动机转速-负荷状况下应用的火花延迟量，所述 方法进一步包含通过设定诊断代码指示由于堆积而引起的所述结污，并 且其中基于自适应爆震项的所述变化推测包括基于在多个发动机循环内 的自适应爆震项的所述变化推测火花塞结污，其中所述多个发动机循环 被包括在给定的车辆行驶周期或不同的车辆行驶周期中的一个内，所述 不同的车辆行驶周期由包括燃料加注事件的车辆事件分开。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机预点火率包括在车 辆行驶周期的阈值持续时间或在所述车辆行驶周期期间行进的阈值距离 中的一个内的预点火事件的次数，所述阈值持续时间包括阈值时间量、 燃烧事件的阈值次数或在所述发动机处消耗的燃料量中的一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述预点火率的推测包括 基于所述预点火率高于阈值率推测火花塞结污，所述阈值率基于在使用 不包括燃料添加剂的燃料的车辆运转期间确立的预点火发生率。
5.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述预点火率的推测包括 基于在所述阈值持续时间内所述预点火率增加阈值量推测火花塞结污。
6.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述排气催化剂退化率的 推测包括基于所述排气催化剂退化率增加至阈值之上推测火花塞结污， 所述排气催化剂退化率基于排气氧传感器转变频率，所述排气氧传感器 转变频率包括耦接在发动机排气催化剂上游的第一排气氧传感器的转变 频率、耦接在所述排气催化剂下游的第二排气氧传感器的转变频率和所 述第一排气氧传感器的所述转变频率与所述第二排气氧传感器的所述转 变频率的比中的一个或多个。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述排气催化剂退化率进一步 基于所述第一排气氧传感器的所述转变频率是在离所述第二排气氧传感 器的所述转变频率的阈值差内、或所述第一排气氧传感器的所述转变频 率与所述第二排气氧传感器的所述转变频率的所述比偏离比为1一个阈 值量。
8.根据权利要求1所述的方法，其中基于在所述车辆行驶周期内的 所述发动机失火率的所述推测包括基于所述发动机失火率高于阈值率推 测火花塞结污，所述阈值率基于在使用不包括燃料添加剂的燃料的车辆 运转期间确立的失火率。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含，响应于所述推测， 通过设定诊断代码指示由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污，所 述诊断代码要求火花塞替换，并且其中指示由于燃料添加剂的堆积而引 起的火花塞结污包括指示火花塞结污不是由于碳烟的堆积。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包含，接收关于所述火花 塞的替换的操作者输入，并响应于所述操作者输入，重新设定被配置为 计数在给定的车辆行驶周期内的自适应爆震项的所述变化、所述发动机 预点火率、发动机失火率和所述发动机排气催化剂转变频率中每一个的 监测器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述重新设定基于相对于包 括排气氧传感器的一个或多个其他发动机部件的老化的所述火花塞的老 化。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述火花塞被耦接至汽缸， 所述方法进一步包含，响应于由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结 污的指示，减小发动机负荷，并停用燃料，同时为所述汽缸维持火花点 火正时达阈值持续时间，所述阈值持续时间包括燃烧循环的阈值次数。
13.一种用于发动机的方法，所述方法包含： 在车辆行驶周期内，监测包括自适应爆震项的变化、发动机预点火 率、发动机失火率、排气催化剂退化率和排气氧传感器退化率的多个参 数中每一个；以及 响应于所述监测的参数中的两个或更多个高于对应阈值，指示由于 燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述排气催化剂退化率基于 位于排气催化剂上游与下游的排气氧传感器的响应时间的比和位于所述 排气催化剂上游的所述排气氧传感器中的一个的响应时间中的一个或多 个。
15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包含，响应于所述监测 的参数中的仅一个高于所述对应阈值，不指示由于燃料添加剂堆积而引 起的火花塞结污。
16.根据权利要求13所述的方法，其进一步包含，响应于所述指示， 减小发动机负荷，并在一定数目的燃烧事件中停止到耦接至所述结污的 火花塞的汽缸的燃料。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述汽缸是第一汽缸，所述 方法进一步包含，响应于所述指示，停止到没有耦接至所述结污的火花 塞的第二汽缸的燃料，所述第二汽缸被配置为接收来自所述第一汽缸的 排气残余物。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述汽缸是第一汽缸，所述 方法进一步包含，响应于指示，使没有耦接至所述结污的火花塞的第二 汽缸暂时加浓，所述第二汽缸被配置为接收来自所述第一汽缸的排气残 余物。
19.根据权利要求13所述的方法，其进一步包含，监测耦接至火花 塞的点火线圈的控制电流，并响应于所述控制电流的转变时间超过阈值 而指示由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污，并且其进一步包含， 基于多个所述监测的参数高于对应阈值指示由于燃料添加剂而引起的火 花塞结污的严重性，所述严重性随着高于对应阈值的监测的参数的数量 的增加而增加。
20.一种发动机系统，所述系统包含： 发动机，其包括汽缸； 点火系统，其包括点火线圈和耦接至所述汽缸的火花塞的控制线； 和 控制器，其具有在非临时性存储器上的计算机可读指令，用于： 在车辆行驶周期内，为超过第一阈值的自适应爆震项的变化、超 过第二阈值的发动机预点火率、超过第三阈值的发动机失火率、超过第 四阈值的排气催化剂退化率和超过第五排阈值的排气氧传感器退化率中 的每一个设定诊断标志； 在两个或更多个诊断标志被设定时的第一状况期间，指示由于燃 料添加剂堆积而引起的所述火花塞的结污；以及 在仅一个诊断标志被设定时的第二状况期间，不指示由于燃料添 加剂堆积而引起的所述火花塞的结污，并开始火花塞清洁程序。
翻译：相关申请的交叉引用
本申请要求2013年12月19日提交的标题为“SPARK PLUG FOULING DETECTION FOR IGNITION SYSTEM(用于点火系统的火花塞结污检 测)”的美国临时专利申请号61/918,585的优先权，为了所有目的，其整 个内容被并入本文以供参考。
技术领域
本公开涉及用于检测并解决由于内燃发动机中的燃料添加剂而引起 的火花塞结污/积碳(fouling)的方法和系统。
背景技术
发动机点火系统可以包括用于向火花点火式发动机的燃烧室输送电 流以点燃空气-燃料混合物并促使燃烧的火花塞。基于发动机工况，火花 塞结污会发生，其中火花塞隔离物的点火尖端被覆以外来物质，诸如燃 料、机油或碳烟。一旦结污，直到火花塞被充分地清洁或被更换，火花 塞才能提供触发汽缸燃烧的足够电压。
在不理想的燃料质量控制方面，由热火花塞引起的火花塞结污和预 点火是显著的问题。燃料添加剂(诸如甲基环戊二烯基三羰基锰(MMT)、 铅或二茂铁)会在火花塞陶瓷上积聚导电且绝热的沉积物。这种积聚会 引起预点火(PI)，并且随后引起发动机损坏。积聚还会引起失火(misfire)。 燃料添加剂还会覆在燃烧室上，从而导致汽缸压缩比的增加和更高的燃 烧爆震循环的发生。另外，燃料添加剂的堆积不能被很容易地去除。
发明内容
在一种示例中，可以通过用于推测由于其上的燃料添加剂的堆积而 引起的火花塞结污的方法来解决与火花塞结污以及有关的预点火相关联 的问题。早期检测能够以及时的方式采取适当的缓解措施，由此预先制 止发动机退化。一种示例方法包含：基于在车辆行驶周期内的自适应爆 震项的变化、发动机预点火率、排气氧传感器退化率和排气催化剂退化 率中的两个或更多个的组合，推测由于燃料添加剂的堆积而引起的火花 塞结污。以此方式，能够更可靠地识别并相应地解决来自添加剂的火花 塞结污。
作为示例，在车辆行驶周期内，控制器可以监测与火花塞健康状况 相关联的多个参数。这些参数可以包括自适应爆震项的变化、发动机预 点火率、发动机失火率(misfire rate)、发动机排气催化剂退化率和排气氧 传感器退化率。例如，控制器可以监测在车辆行驶周期内在给定的发动 机转速-负荷运转点处应用的火花角度延迟的变化。可以在预定的发动机 运转的持续时间(例如，发动机循环的时间或次数)或预定的车辆行进 的距离内监测自适应爆震项。响应于具有自适应爆震项的逐渐更大的变 化的爆震率的增加，可以提示火花塞结污。作为另一示例，控制器可以 在预定的发动机运转的持续时间(例如，发动机循环的时间或次数)或 预定的车辆行进的距离内监测发动机预点火率。如果预点火率高于阈值 率(例如，基于发动机的预点火历史的阈值率)，那么可以提示火花塞结 污。作为又一示例，控制器可以在预定的发动机运转的持续时间(例如， 发动机循环的时间或次数)或预定的车辆行进的距离内监测发动机失火 率。如果失火率高于阈值率(例如，基于发动机的失火历史的阈值率)， 那么可以提示火花塞结污。作为又一示例，控制器可以监测位于排气催 化剂上游的排气氧传感器的退化率。在一种示例中，排气氧传感器退化 率可以基于排气氧传感器的转变频率或响应时间，退化率随着转变频率 的减小而增加。作为另一示例，控制器可以监测排气催化剂的退化率。 在一种示例中，排气催化剂退化率可以基于位于排气催化剂上游的排气 氧传感器的转变频率或响应时间和位于排气催化剂下游的排气氧传感器 的转变频率或响应时间。如果前催化剂和后催化剂氧传感器的转变频率 或响应时间相距彼此小于阈值差，或如果前催化剂与后催化剂转变频率 或响应时间的比高于/低于阈值，那么可以提示火花塞结污。
这样，如果参数中的只一个受影响，那么控制器可以确定火花塞不 是由于燃料添加剂的堆积而结污，而可能是由于碳烟的堆积而结污。因 此，可以采取缓解措施来烧除碳烟并清洁火花塞。然而，如果多个(例 如，两个或更多个)被监测的参数受影响，那么控制器可以推测火花塞 已经由于燃料添加剂的堆积(而非由于碳烟)而结污。多个被监测的参 数可以具有与它们相关联的加权系数，因此它们必须出现在一起，由于 相比于其他更受燃料添加剂影响，一些参数承载更大的加权。因此，可 以采取缓解措施来减少结污引起的预点火，诸如通过减小发动机负荷， 停用到一个或更多个发动机汽缸的燃料等。此外，诊断代码可以被设定 以建议火花塞替换。
以此方式，通过可靠地识别由于燃料添加剂而引起的火花塞结污， 可以减少并及时缓解火花塞结污引起的预点火。通过监测变化可能与火 花塞健康状况相关联的多个参数，能够在不必只依赖于复杂且昂贵的方 法(例如，转变电流测量)的情况下准确地推断由于燃料添加剂堆积而 引起的火花塞结污。通过监测排气前和排气后催化剂空燃比传感器的输 出的变化，同样可以及时识别并解决由于燃料添加剂堆积而引起的催化 剂退化。通过基于故障或退化的迹象而非预定的时间段或车辆使用量提 供火花塞替换建议，不会过早提供火花塞更换建议，从而为驾驶员降低 总的车辆运转成本，同时还降低发动机预点火的风险。通过诊断火花塞 健康状况，延长发动机寿命。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些 概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的 主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之 后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或 在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1是发动机的示意图。
图2示出了用于基于发动机运转参数的组合推测来自燃料添加剂的 火花塞结污的方法的流程图。
图3示出了用于基于推测的火花塞结污的类型确定缓解动作的方法 的流程图。
具体实施方式
以下描述涉及用于推测由于其上的燃料添加剂的堆积而引起的火花 塞结污的系统和方法。火花塞被包括在发动机系统(诸如图1的发动机 系统)中。可以基于与火花塞健康状况相关联的多个参数的变化推测火 花塞结污。图2示出了监测用于火花塞结污的迹象的多个参数的方法。 例如，发动机控制器可以监测自适应爆震项的变化、发动机预点火率、 发动机失火率和发动机排气氧传感器转变频率(或指示排气催化剂退化 或排气氧传感器退化的率的其他参数)。可以相对于设定的阈值监测这些 参数。如果被监测的参数中的一个或更多个降至用于推测火花塞结污的 阈值范围内，那么可以设定指示可能的火花塞结污的标志。此外，代替 标志，可以使这些参数加权，并且与其他传感器相结合考虑这些参数， 以便确定火花塞结污。基于在车辆行驶周期内(或在多个车辆行驶周期 内)设定的标志的数量，发动机控制可以确定一个或更多个火花塞是否 已由于燃料添加剂而结污。图3示出了用于推测由于燃料添加剂(多个 设定的标志)或由于碳烟(只一个设定的标志)而引起的火花塞结污并 然后采取清洁火花塞、减少预点火和/或替换火花塞的缓解动作的方法。 以此方式，火花塞结污的早期检测使能够采取适当的缓解措施，由此降 低发动机退化。
图1描述了用于车辆的发动机系统100。车辆可以是具有与路面接触 的驱动轮的道路车辆。发动机系统100包括发动机10，发动机10包含多 个汽缸。图1详细地描述了一个这样的汽缸或燃烧室。发动机10的各种 部件可以由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸 壁32，活塞36被设置在其中，并且被连接至曲轴40。燃烧室30被显示 为经由各自的进气门152和排气门154与进气歧管144和排气歧管148 连通。每个进气和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。可 代替地，进气和排气门中的一个或更多个可以通过机电控制的气门线圈 和衔铁组件而运转。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。 排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。
燃料喷射器66被示出设置为将燃料直接喷射到汽缸30内，本领域 技术人员称之为直接喷射。可替代地，燃料可以被喷射至进气道，本领 域技术人员称之为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号 FPW的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵 和燃料轨道(未示出)的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。自 响应于控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供应运转电流。此外，进 气歧管144被显示为与可选电子节气门62连通，电子节气门62调整节 流板64的位置，以控制到发动机汽缸30的气流。这可以包括控制来自 进气升压室146的升压空气的气流。在一些实施例中，节气门62可以省 略，并且可以经由单个空气进气系统节气门(AIS节气门)82控制到发 动机的气流，其中空气进气系统节气门(AIS节气门)82被耦接至进气 通道42并且被布置在升压室146上游。
在一些实施例中，发动机10被配置为提供排气再循环或EGR。当被 包括时，经由EGR通道135和EGR阀138在空气进气系统(AIS)节气 门82下游的位置处从涡轮164下游的排气系统中的位置向发动机空气进 气系统提供EGR。当存在驱动流的压力差时，可以将EGR从排气系统吸 到进气系统。可以通过部分关闭AIS节气门82来产生压力差。节流板84 控制压缩机162入口处的压力。可以电动控制AIS，并且可以基于可选位 置传感器88调整其位置。
压缩机162从空气进气通道42吸入空气，供应给升压室146。在一 些示例中，空气进气通道42可以包括具有过滤器的空气箱(未示出)。 排气使经由轴161耦接至压缩机162的涡轮164旋转。真空运转的废气 门致动器72允许排气绕过涡轮164，使得能够在变化的工况下控制升压 压力。在替代实施例中，废气门致动器可以是压力或电动致动的。响应 于增加的升压需求(诸如在操作者踩加速器踏板期间)，可以关闭废气门 72(或可以减小废气门的开度)。通过关闭废气门，能够增加涡轮上游的 排气压力，从而升高涡轮转速和峰值功率输出。这允许升高升压压力。 此外，当压缩机再循环阀部分打开时，可以使废气门朝向关闭位置移动， 以维持期望的升压压力。在另一示例中，响应于减小的升压需求(诸如 在操作者松加速器踏板期间)，可以打开废气门72(或可以增加废气门的 开度)。通过打开废气门，能够降低排气压力，从而降低涡轮转速和涡轮 功率。这允许降低升压压力。
压缩机再循环阀158(CRV)可以被提供在围绕压缩机162的压缩机 再循环路径159中，使得可以使空气从压缩机出口移动到压缩机入口， 以便降低可以在压缩机162两端形成的压力。增压空气冷却器157可以 被设置在压缩机162下游的通道146中，用于冷却输送至发动机进气装 置的升压空气充气。在所描述的示例中，压缩机再循环路径159被配置 为使已冷却的压缩空气从增压空气冷却器157的下游再循环至压缩机入 口。在替代示例中，压缩机再循环路径159可以被配置为使压缩空气从 压缩机的下游和增压空气冷却器157的上游再循环至压缩机入口。可以 经由来自控制器12的电信号打开以及关闭CRV 158。CRV 158可以被配 置为具有默认的半打开位置的三态阀，它能够从半打开位置移动到完全 打开位置或完全关闭位置。
无分电器电子点火系统90响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室 30提供点火火花。点火系统90可以包括感应线圈点火系统，其中点火线 圈变压器被连接至发动机的每个火花塞。
第一排气氧传感器126被示为耦接至催化转化器70上游的排气歧管 148。第二排气氧传感器186被示为耦接在转化器70下游的排气装置中。 第一排气氧传感器126和第二排气氧传感器186可以是通用排气氧传感 器(UEGO)传感器、加热型排气氧传感器(HEGO)或双态排气氧传感 器(EGO)中的任何一个。UEGO可以是线性传感器，其中输出是与空 燃比成比例的线性泵送电流。
转化器70包括排气催化剂。例如，转化器70可以包括多块催化剂 砖。在另一示例中，可以使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。 在一种示例中，转化器70可以是三元型催化剂。尽管所描述的示例示出 了在涡轮164上游的第一排气氧传感器126，但应认识到，在替代实施例 中，第一排气氧传感器126可以被设置在涡轮164下游且转化器70上游 的排气歧管中。另外，第一排气氧传感器126在本文中可以被称为前催 化剂氧传感器，而第二排气氧传感器186可以在本文中可以被称为后催 化剂氧传感器。第一和第二氧传感器可以给出排气空燃比的指示。例如， 第二排气氧传感器186可以用于催化剂监测，而第一排气氧传感器126 可以用于发动机控制。另外，第一排气氧传感器126和第二排气氧传感 器186二者都可以以传感器在稀与浓空燃控制之间转变(例如，从稀到 浓或从浓到稀转变)的转变频率或响应时间运转。在一种示例中，排气 氧传感器退化率可以基于传感器的转变频率，退化率随着转变频率的降 低而增加。在另一示例中，排气氧传感器退化率可以基于排气氧传感器 的响应时间，退化率随着响应时间的减少而增加。例如，如果传感器是 线性传感器(诸如UEGO)，那么传感器退化率可以基于传感器的响应时 间。可替代地，如果传感器不是线性传感器(诸如HEGO)，那么传感器 退化率可以基于传感器的转变频率。为了下面描述方法的目的，转变频 率和响应时间可以在推测火花塞结污中可交换地使用。然而，在一些实 施例中，转变频率与响应时间的分析可以分别基于排气氧传感器是非线 性的还是线性的。
发动机10可以进一步包括沿着发动机的主体(例如，沿着汽缸体) 分布的一个(如所描述的)或更多个爆震传感器91。当被包括时，多个 爆震传感器可以沿汽缸体对称地或不对称地分布。爆震传感器91可以是 加速度计(例如，振动传感器)、离子传感器或缸内传感器。在一种示例 中，控制器12可以被配置为利用爆震传感器91检测由于不正常燃烧事 件(诸如爆震和预点火)而产生的汽缸体振动。
另外，控制器12可以被配置为执行自适应爆震控制。具体地，响应 于利用爆震传感器91感测爆震，控制器12可以将一定量的火花角度延 迟应用于点火正时。可以基于存储在速度/负荷特性映射图中的值确定当 前速度-负荷运转点下的火花延迟量。这可以被称为自适应爆震项。当发 动机再次在相同的速度-负荷区域中运转时，可以更新该速度-负荷运转点 下的自适应爆震项。以此方式，可以在发动机运转期间更新自适应爆震 项。可以在预定的发动机运转的持续时间(例如，发动机循环的时间或 次数)或预定的车辆行进的距离内监测自适应爆震项。如果爆震率随适 应爆震项的变化的增加而增加，那么可以指示火花塞结污。这样，如在 下文中参照图2-3进一步描述的，控制器可以经由爆震传感器91监测爆 震，以及监测自适应爆震项的变化，以便推测火花塞结污的水平。
控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存 储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器 12被示为接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除之前讨论的 那些信号之外，还包括：来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的 发动机冷却液温度(ECT)；耦接至加速器踏板130用于感测车辆操作者 的足部132调整的加速器踏板位置(PP)的位置传感器134；用于确定尾 气点火的爆震传感器；来自耦接至进气歧管144的压力传感器121的发 动机歧管压力(MAP)的测量；来自耦接至升压室146的压力传感器122 的升压压力的测量；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118(或其 他可变磁阻传感器)的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线 空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量；以及来自传感器58的节 气门位置的测量。大气压力也可以被感测(传感器未示出)，用于由控制 器12处理。在本描述的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每个 旋转均产生预定数量的等间距的脉冲，根据其能够确定发动机转速 (RPM)。
在一些实施例中，发动机可以被耦接至混合动力车辆中的电动马达/ 电池系统。混合动力车辆可以具有并联配置、串联配置或者其变体或其 组合。
在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个行程循环：循环 包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。一般来说，在进气行 程期间，排气门154关闭，而进气门152打开。空气经由进气歧管144 引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内 的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其行程结束的位置(例如，当燃烧 室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。 在压缩行程期间，进气门152和排气门154关闭。活塞36朝向汽缸盖移 动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其行程结束并最靠近汽缸 盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员 称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。 在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段(如 火花塞92)点燃，从而导致燃烧。在膨胀行程期间，膨胀的气体将活塞 36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后， 在排气行程期间，排气门154打开，以便将已燃烧的空气-燃料混合物释 放至排气歧管148，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例 进行描述，并且进气和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供 正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。
在一种实施例中，点火线圈电路可以包括火花塞结污检测部件。在 这种实施例中，可以基于点火线圈的控制线的控制电流在停顿命令的应 用之后降至预定值之下所需的转变时间确定火花塞结污。然而，这种检 测火花塞结污的方法的实施是复杂且昂贵的。因此，不是所有发动机系 统都会包括具有火花塞结污检测部件的点火线圈电路。反而，控制器可 以监测与火花塞健康状况相关联的多个发动机运转参数，并且可以基于 多个发动机运转参数中的一个或更多个的变化推测由于燃料添加剂堆积 而引起的火花塞结污。
针对火花塞结污监测的参数可以包括自适应爆震项、发动机预点火 率、发动机失火率、排气催化剂退化率和排气氧传感器退化率中的一个 或更多个。排气催化剂和排气氧传感器退化率可以基于一个或更多个排 气氧传感器的转变频率(或响应时间)。这些参数中的一个或更多个相对 于设定的阈值的变化可以指示可能的火花塞结污。如果只是参数中的一 个受影响，那么控制器可以确定火花塞没有由于燃料添加剂的堆积而结 污。火花塞由于碳烟而结污会是可能的。在这种情况下，控制器可以采 取缓解动作，以便从火花塞(例如，通过增加火花塞温度并烧除碳烟) 去除可能的碳烟。然而，如果被监测的参数中的多个(例如，两个或更 多个)受影响，那么控制器可以推测火花塞已经由于燃料添加剂的堆积 (而非由于碳烟)而结污。随着被监测的受影响的参数的数量增加，推 测的火花塞结污的程度会增加。因此，可以采取缓解措施来减少结污引 起的预点火，诸如通过减小发动机负荷，停用到一个或更多个发动机汽 缸的燃料等。此外，诊断代码可以被设定为建议火花塞替换。
在图2处示出了用于监测上述参数并为可能的火花塞结污设定标志 的方法200。具体地，方法200可以包括监测与火花塞健康状况相关的多 个发动机运转参数。用于执行方法200的指令可以被存在发动机控制器 (诸如图1中示出的控制器12)上。另外，控制器可以根据指令执行方 法200。当方法200中描述的参数从标准或之前的水平退化时，控制器可 以推测由于燃料添加剂而引起的可能的火花塞结污。在一种示例中，控 制器可以监测参数。控制器可以为进入预定的火花塞结污范围的每个参 数设定指示可能的火花塞结污的标志，该范围基于设定的参数阈值。如 果不只一个标志被设定，那么控制器可以推测火花塞结污。此外，随着 设定的标志的数量增加，控制器可以推测增加的火花塞结污的水平或量 (例如，确定火花塞结污的相对严重性)。
方法200在202处以估计和/或测量发动机工况开始。发动机工况可 以包括发动机转速与负荷、质量空气流量、扭矩需求、升压、歧管压力 (MAP)、歧管空气充气温度(MCT)、空燃比(λ)、燃料醇含量、大气 压力、环境状况(例如，环境温度、压力、湿度等)、发动机预点火历史、 曲轴加速度、爆震率、排气氧传感器转变频率等。
在204处，该方法包括确定爆震是否正在发生和/或在设定的时间段 (例如，燃烧循环的次数或发动机运转的持续时间)内是否已经发生。 如上所述，控制器可以利用爆震传感器监测发动机爆震。如果检测到爆 震，该方法继续到206，以基于存储的发动机转速-负荷状况调整火花延 迟。控制器还可以更新并跟踪变化的自适应爆震项。在一些示例中，来 自燃料添加剂的火花塞结污会在发动机燃烧循环的次数(或行进的里程 数或发动机运转的时间量)内造成爆震率增加和/或造成自适应爆震项的 变化率增加。在208处，控制器确定自适应爆震项的变化是否大于阈值 (例如，是否快于阈值率)。在一种示例中，这可以包括增加至阈值率之 上的自适应爆震项的变化率。阈值可以基于指示火花塞结污的爆震率的 增加。例如，可以在每次燃料加注时存储自适应项。然后，控制器可以 在一系列再加注事件期间跟踪自适应爆震项的变化率。在替代实施例中， 可以在一系列燃烧循环、发动机运转的持续时间、和/或车辆行进的距离 内监测自适应爆震项。这样，如果自适应爆震项的变化正在增加，因此， 在208处，该方法可以包括确定爆震率是否增加至阈值率之上(在车辆/ 发动机循环的次数或发动机运转的持续时间内)。如果爆震率增加至阈值 之上和/或自适应爆震项的变化率增加至阈值之上，那么在210处，控制 器可以设定指示可能的火花塞结污的标志(例如，标志_1)。标志_1可以 是通过自适应爆震项推测的指示可能的火花塞结污的标志。在一些示例 中，标志可以包括基于自适应爆震项的变化率的火花塞结污的可能水平 的估计。例如，当率进一步增加至阈值之上时，火花塞结污会更严重。 如果在208处自适应爆震项和/或爆震率的变化不超过其各自的阈值，那 么在211处，该方法包括不设定标志。
在212处，该方法包括确定预点火是否正在发生或在设定的时间量 内是否已经发生。如果控制器检测到预点火是一个或更多个汽缸，那么 该方法继续到214，以使受影响的汽缸中的空燃比变浓(enrich)。这可以 包括调整到受影响的汽缸的燃料喷射。控制器还可以使发动机预点火 (PI)计数器递增。PI计数器可以保持发动机中发生的预点火事件的次 数的跟踪。控制器然后可以监测在持续时间内的预点火事件的次数。因 此，控制器可以针对持续时间确定预点火率。持续时间可以包括发动机 运转的时间量、发动机循环的次数和/或车辆行进的里程数。在另一种示 例中，PI计数器可以保持在某一组工况下发动机中发生的PI事件的次数 的跟踪。例如，如果当发动机转速低于阈值时第一PI发生，那么第一PI 事件可以不通过PI计数器进行计数。然而，如果当发动机转速超过阈值 转速时第二PI事件发生，那么第二PI事件可以通过PI计数器进行计数， 由此朝向可能的结污的指示计数。以此方式，方法200中设定的标志中 的一个或更多个可以被设定在特定的发动机运转区域中，或存在由于火 花塞结污而正在发生的状况的更高的可能性的发动机运转区域中标志或 结污状况的加权系数会更高。
在216处，控制器确定预点火率是否已经增加至阈值率之上。在一 种示例中，这可以包括在持续时间内预点火的变化率增加至阈值率之上。 阈值率可以基于在没有结污的火花塞或没有燃料添加剂(例如，发动机 没有暴露于燃料添加剂)的情况下车辆中的预点火率。在另一示例中， 阈值率可以基于在使用不包括燃料添加剂的燃料的发动机运转期间的预 点火率。如果预点火率(例如，在持续时间内的变化率)超过阈值率， 那么在218处，控制器可以设定指示可能的火花塞结污的标志(标志_2)。 额外地或可替代地，如果预点火率正在时间段(或发动机循环的次数) 内增加阈值量，那么控制器可以设定指示可能的火花塞结污的标志。标 志_2可以是通过预点火率或预点火事件的次数推测的指示可能的火花塞 结污的标志。在一些示例中，标志可以包括基于预点火率的火花塞结污 的可能水平的估计。例如，当PI率进一步增加至阈值之上时，火花塞结 污会更严重。如果在216处预点火率不大于阈值，那么在219处，该方 法包括不设定标志。
在220处，该方法包括确定失火(例如，汽缸失火)是否已经发生。 在一种示例中，可以基于曲轴加速度检测汽缸失火。在另一示例中，汽 缸失火可以基于排气空燃比，例如，基于排气氧传感器的输出。在又一 示例中，汽缸失火可以基于通过耦接至火花塞的离子传感器确定的火花 塞离子化(例如，离子电流)(如果离子传感器被包括发动机的点火系统 中)。如果检测到汽缸失火，那么该方法继续到222，以调整发动机运转 参数从而缓解失火。在一种示例中，失火缓解动作可以包括调整花火正 时或燃料喷射中的一个或更多个。例如，如果检测到失火，那么可以停 用到失火的汽缸的燃料。额外地或可替代地，可以针对多个燃烧事件使 输送到与受影响的汽缸邻近的汽缸的燃料暂时加浓。在222处，该方法 还可以包括更新发动机失火计数器。例如，每当失火发生时，控制器都 可以使失火计数器递增，以便跟踪在持续时间内的失火事件的次数。因 此，控制器可以确定在持续时间内的发动机失火率(例如，在持续时间 内的发动机失火的变化率)。在一种示例中，持续时间可以是预定的发动 机运转的持续时间(例如，发动机循环的次数或时间段)或预定的车辆 行进的距离。在224处，控制器确定失火率是否高于阈值率。在一种示 例中，阈值可以基于发动机的失火率。因此，阈值率可以是超过由于使 用不含有燃料添加剂的燃料的正常发动机运转而引起的标准失火率的阈 值量。如果失火率大于阈值，那么在226处，控制器设定指示可能的火 花塞结污的标志(标志_3)。额外地或可替代地，如果失火率正在持续时 间内以阈值率增加(或增加阈值量)，那么控制器可以设定指示可能的火 花塞结污的标志。
标志_3可以是根据在持续时间内的失火率或失火的次数推测的指示 可能的火花塞结污的标志。在一些示例中，标志可以包括基于失火率的 火花塞结污的可能水平的估计。例如，随着失火率进一步增加至阈值之 上，火花塞结污会更严重。如果在224处失火不大于阈值，那么在227 处，该方法包括不设定标志。此外，可以针对最近的行驶周期(例如， 接通到切断)跟踪失火。在更低的阈值数量的行驶周期内发生并解决的 失火可以表示碳烟结污，而在许多行驶周期内(例如，在更低的阈值数 量内)持续的失火可以表示燃料添加剂结污。在另一示例中，在所有发 动机汽缸内相对均匀分布的失火可以表示碳烟结污，而单个汽缸内持续 的失火可以表示由于燃料添加剂而引起的火花塞结污。
在228处，控制器估计和/或测量设置在排气催化剂上游的第一排气 氧传感器(例如，上游排气氧传感器(诸如图1中示出的排气氧传感器 126)，在本文中被称为前催化剂氧传感器)的第一转变频率或响应时间 和设置在排气催化剂下游的第二排气氧传感器(例如，下游排气氧传感 器(诸如图1中示出的排气氧传感器186)，在本文中被称为后催化剂氧 传感器)的第二转变频率或响应时间。燃料添加剂还会在排气氧传感器 上堆积并使排气氧传感器结污，以及造成排气催化剂退化。如果传感器 退化和/或排气催化剂退化中任一个或两个发生，那么由于燃料添加剂而 引起的火花塞结污也会是可能的。
在230处，该方法包括确定排气催化剂退化的率是否大于阈值(或 排气催化剂退化率的变化率是否大于阈值)。阈值可以基于使用不含有燃 料添加剂的燃料的发动机运转中的标准排气催化剂衰退率。例如，燃烧 具有燃料添加剂的燃料的发动机中的衰退率可以快于仅暴露于标称燃料 (例如，没有添加剂的燃料)的发动机中的衰退率。在一种示例中，排 气催化剂退化率可以基于前和后催化剂氧传感器之间的转变频率或响应 时间差。例如，如果前催化剂氧传感器的第一转变频率或响应时间 (Sw_freq_pre)与后催化剂氧传感器(Sw_freq_post)的第二转变频率或 响应时间之间的差的绝对值小于阈值差，那么可以指示火花塞结污。阈 值差可以基于使用不含有燃料添加剂的燃料的发动机运转中的标准排气 催化剂衰退率。额外地或可替代地，如果前催化剂与后催化剂转变频率 (或响应时间)的比在阈值1内，那么排气催化剂退化率可以超过阈值， 并且可以指示火花塞结污。转变频率比或响应时间为1可以指示两个频 率或响应时间基本相同并且排气催化剂退化。因此，如果转变频率或响 应时间差低于阈值和/或两个排气传感器之间的转变频率比或响应时间比 在阈值1内，那么在232处，控制器可以设定标志(标志_4)。在另一实 施例中，不同的方法可以被用来确定排气催化剂的退化率。如果排气催 化剂退化率大于阈值退化率，那么在232处，控制器设定标志_4。标志 _4可以是根据排气催化剂退化率(其可以通过前催化剂氧传感器与后催 化剂氧传感器之间的转变频率或响应时间差或比进行确定)推测的指示 可能的火花塞结污的标志。在一些示例中，标志可以包括基于转变频率 差或响应时间或比的火花塞结污的可能水平的估计。例如，随着排气催 化剂退化率进一步增加至阈值之上(或转变频率或响应时间差进一步降 至转变频率或响应时间阈值之下)，火花塞结污会更严重。如果在230处 排气催化剂退化率不大于阈值，那么233处，该方法包括不设定标志。
在234处，该方法包括确定前催化剂排气氧传感器退化率(例如， 退化的变化率)是否大于阈值。在一种示例中，退化率可以基于前催化 剂氧传感器的转变频率或响应时间。例如，如果前催化剂氧传感器的转 变频率或响应时间低于阈值转变频率或响应时间，那么传感器退化率可 以大于阈值退化率。随着前催化剂氧传感器的结污和退化增加，转变频 率或响应时间减小。这样，阈值可以基于未结污的氧传感器的转变频率 或响应时间或使用不含有燃料添加剂的燃料的标准发动机中的转变频率 或响应时间衰退率。如果前催化剂氧传感器的转变频率或响应时间低于 阈值和/或排气氧传感器退化率大于阈值退化率，那么在236处，控制器 设定标志(标志_5)。标志_5可以是根据前催化剂氧传感器的退化率(或 转变频率或响应时间)推测的指示可能的火花塞结污的标志。在一些示 例中，标志可以包括基于转变频率或响应时间的火花塞结污的可能水平 的估计。例如，随着退化率进一步增加至阈值之上(或随着转变频率或 响应时间进一步降至阈值转变频率或响应时间之下)，火花塞结污会更严 重。如果在234处前催化剂氧传感器退化率不大于阈值，那么在237处， 该方法包括不设定标志。
在相对于设定的阈值检查所有上述参数之后，该方法继续到238，以 确定设定的标志的数量。在一种示例中，这可以包括将设定的标志的总 数量加起来。在另一示例中，该方法可以包括确定设定的标志的加权数 量。例如，每个标志(例如，标志_1，标志_2，标志_3等)均可以具有 与标志相关联的不同加权。不同的参数可以是更强的火花塞结污的指示。 例如，燃料添加剂结污会比前催化剂氧传感器的转变频率或响应时间的 减小更强烈地影响自适应爆震项、预点火或失火，因为另外的噪声因素 会影响排气传感器或排气催化剂的衰退率。另外，转变频率或催化剂性 能的退化只可以指示对维护和/或替换排气氧传感器和/或催化剂的需要。 因此，控制器可以使每个标志不同地加权，从而予以更可能推测火花塞 结污的参数更大的加权。控制器然后可以将所得的加权的标志加起来， 以确定设定的标志的加权数量。如在图3处示出的，一旦标志的(正常 或加权的)数量被确定，该方法就会继续基于推测的火花塞结污的类型 确定适当的缓解动作或指示信息和诊断代码。以此方式，如在图3进一 步描述的，发动机运转参数或标志的不同组合可以指示更高或更低的火 花塞结污量，并且指示火花塞结污是最可能由于燃料添加剂还是最可能 由于碳烟。
图3示出了从图2处的方法200继续的方法300。因此，方法300示 出了基于在方法200期间设定的(正常或加权的)的标志的数量采取缓 解动作。具体地，在302处，该方法包括确定多个标志是否被设定。在 另一实施例中，在302处，该方法可以包括设定的标志的数量或加权的 数量是否大于标志的阈值数量。标志的阈值数量可以基于指示在方法200 处描述的发动机运转参数的退化是由于燃料添加剂的标志的数量。这样， 如果在阈值数量内的多个标志或若干个标志被设定，那么在304处，控 制器可以推测由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污。在306处，该 方法包括设定火花塞替换的诊断代码。在一种示例中，这可以包括警告 车辆操作者火花塞需要替换。一旦更换/替换火花塞(如在替换火花塞之 后通过使用者输入或重新设定的输入所指示的)，控制器就可以重新设定 监测器(例如，计数器)，该监视器被配置为计数在给定的车辆行驶周期 内的自适应爆震项的变化、发动机预点火率、失火率、发动机排气催化 剂转变频率或响应时间和前催化剂转变频率中的每一个。例如，重新设 定监测器可以包括基于相对于包括排气氧传感器的一个或更多个另外的 发动机部件的老化火花塞(例如，被替换的火花塞)的老化重新设定监 测器。另外的发动机部件可以包括上游排气氧传感器、下游排气氧传感 器、燃料喷射器、活塞环、汽缸等中的一个或更多个。另外，可以基于 退化率曲线确定重新设定的值。退化率曲线可以包括基于发动机部件的 老化的重新设定的值，重新设定的值随着发动机部件的老化的增加而增 加(例如，从零进一步增加或完全重新设定)。由于另外的发动机部件已 经暴露于燃料添加剂并且在替换火花塞期间没有被替换，因此相比于几 乎没有或没有暴露于燃料添加剂的更新的发动机部件，更可能结污的更 老的发动机部件会增加新替换的火花塞的退化的率。
在308处，控制器可以采取措施以减少预点火、失火和由火花塞结 污引起的其他不利事件。具体地，控制器可以减小发动机负荷和/或停用 到耦接至结污的火花塞(多个火花塞)的汽缸(多个汽缸)的燃料。在 一种示例中，在308处，该方法可以包括停用到没有耦接至结污的火花 塞的第二汽缸的燃料，第二汽缸被配置为接收来自第一汽缸的排气残余 物。在另一示例中，在308处，该方法可以包括使没有耦接至结污的火 花塞的第二汽缸暂时加浓，第二汽缸被配置为接收来自第一汽缸的排气 残余物。
在310处，可选地，该方法可以基于火花塞点火线圈的控制线的转 变电流确认由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污。如果转变电流大 于在时间段内长于第二阈值的阈值，那么会使火花塞结污。在一种实施 例中，该方法可以进一步包括，调整发动机运转以便增加火花塞温度并 烧除由于碳烟而引起的任何火花塞结污。如果火花塞结污继续存在，那 么可以确认火花塞结污是由于燃料添加剂堆积。然而，在310处，该方 法可以不在不包括用于确定的火花塞结污的点火线圈电路配置的发动机 中执行。
在又一示例中，转变电流还可以是被包括在法200(在图2中示出) 中的加权输入或标志中的一个。例如，通过火花塞处的测量指示的来去 的结污更可能会是由于碳烟。然而，随着时间增加的转变电流的退化可 以是基于重金属的MMT或结污的更强的指示。
返回到302，如果一个或更少的标志被设定，那么该方法继续到312， 以指示没有由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污。该方法然后继续 到313，以确定一个标志是否被设定(例如，至少一个标志)。如果一个 标志没有被设定(例如，没有标志被设定)，那么在315处，该方法继续 指示没有火花塞结污(由于碳烟或燃料添加剂)。该方法然后结束，其中 没有诊断代码被设定。在一些示例中，如果只一个标志被设定，那么可 以指示由于碳烟而引起的火花塞结污。因此，在一种示例中，如在314 处所示出的，控制器可以设定用于响应于一个标志被设定的火花塞清洁 的诊断代码。然后，在316处，控制器然后可以增加发动机负荷，使火 花塞尖端温度升高至阈值温度之上预定的持续时间(例如一定数目的燃 烧循环)。在另一示例中，在316处，控制器可以提前火花，以便增加火 花塞温度。如果清洁过程不起作用并且火花塞仍然结污，由于燃料添加 剂而引起的结污是更可能的，并且如在306处示出的那样会建议维护。 在一种实施例中，该方法可以包括重新检查图2处的运转参数。如果相 同或更多的标志随后被设定，控制器可以设定指示由于燃料添加剂而引 起的可能的火花塞结污的诊断代码。在另一示例中，在314处，可替代 地，该方法可以包括使发动机运转燃烧循环的阈值次数。在燃烧循环的 阈值次数之后，该方法可以包括如在上文中所描述的那样重新检查火花 塞结污。以此方式，如果火花塞由于碳烟而结污，那么使发动机运行燃 烧循环的阈值次数可以在不必主动增加火花塞温度来烧除碳烟的情况下 解决碳烟结污。因此，在314处，该方法可以包括，经由增加火花塞温 度主动清洁火花塞，或通过使发动机运转多个燃烧循环来非主动地解决 火花塞结污，使得结污可以自然而然地解决。
以此方式，基于发动机运转参数推测由于燃料添加剂而引起的火花 塞结污可以提供用于在转变电流测量期间确定火花塞结污的更便宜且更 不复杂的方法。另外，通过监测其变化可能与火花塞健康状况相关联的 多个参数，可以降低由于燃料添加剂而引起的火花塞结污的严重性和/或 可能性。此外，可以基于经确定的火花塞结污采取措施，以便减少结污 量、缓解结污的火花塞的影响和/或替换结污的火花塞。因此，可以减少 发动机退化，由此增加发动机的寿命。
作为一种实施例，一种用于发动机的方法包含：基于在车辆行驶周 期内的自适应爆震项的变化、发动机预点火率、发动机失火率、排气氧 传感器退化率和排气催化剂退化率中的两个或更多个的组合，推测由于 燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污。作为一种示例，自适应爆震项 包括在行驶周期期间在给定的发动机转速-负荷状况下应用的火花延迟 量，并且该方法进一步包含通过设定诊断代码指示由于堆积而引起的结 污。基于自适应爆震项的变化推测可以包括基于在多个发动机循环内的 自适应爆震项的变化推测火花塞结污，其中多个发动机循环被包括在给 定的车辆行驶周期或不同的车辆行驶周期中的一个内，不同的车辆行驶 周期由包括燃料加注事件的车辆事件分开。作为另一示例，发动机预点 火率包括在车辆行驶周期的阈值持续时间或在车辆行驶周期期间行进的 阈值距离中的一个内的预点火事件的次数，阈值持续时间包括阈值时间 量、燃烧事件的阈值次数或在发动机处消耗的燃料量中的一个。基于预 点火率的推测可以包括基于预点火率高于阈值率推测火花塞结污，阈值 率基于在使用不包括燃料添加剂的燃料的车辆运转期间确立的预点火发 生率。在另一示例中，基于预点火率的推测包括基于预点火率在阈值持 续时间内增加达阈值量推测火花塞结污。作为又一示例，基于排气催化 剂退化率的推测包括基于排气催化剂退化率增加至阈值之上推测火花塞 结污，排气催化剂退化率基于排气氧传感器转变频率，排气氧传感器转 变频率包括耦接在发动机排气催化剂上游的第一排气氧传感器的转变频 率、耦接在排气催化剂下游的第二排气氧传感器的转变频率和第一排气 氧传感器的转变频率与第二排气氧传感器的转变频率的比中的一个或更 多个。排气催化剂退化率进一步基于第一排气氧传感器的转变频率是在 离第二排气氧传感器的转变频率的阈值差内、或第一排气氧传感器的转 变频率与第二排气氧传感器的转变频率的比偏离比为1一个阈值量(being a threshold amount from one)。例如，阈值差和阈值量基于燃烧不含有燃 料添加剂的燃料的发动机中的预定的转变频率退化率。另外，基于排气 氧传感器退化率的推测可以包括基于排气氧传感器退化率增加至阈值之 上推测火花塞结污，排气氧传感器退化率基于第一排气氧传感器的转变 频率降至阈值之下。阈值可以基于燃烧不含有燃料添加剂的燃料的发动 机中的预定的转变频率退化率。此外，基于在车辆行驶周期内的发动机 失火率的推测包括基于发动机失火率高于阈值率推测火花塞结污，阈值 率基于在使用不包括燃料添加剂的燃料的车辆运转期间确立的失火率。
该方法可以进一步包含，响应于所述推测，通过设定诊断代码指示 由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污，诊断代码要求火花塞替换。 指示由于燃料添加剂的堆积而引起的火花塞结污可以包括指示火花塞结 污不是由于碳烟的堆积。该方法可以进一步包含，接收关于火花塞的替 换的操作者输入，并响应于操作者输入，重新设定被配置为计数在给定 的车辆行驶周期内的自适应爆震项的变化、发动机预点火率、发动机失 火率和发动机排气催化剂转变频率中每一个的监测器。以此方式，该方 法可以包括，为监测器中的每一个确立新的基线，因此最近安装的火花 塞的结污可以被确定。在一种示例中，重新设定基于相对于包括排气氧 传感器的一个或更多个其他发动机部件的老化的火花塞的老化。在另一 示例中，火花塞被耦接至汽缸，并且该方法进一步包含，响应于由于燃 料添加剂的堆积而引起的火花塞结污的指示，减小发动机负荷，并停用 燃料，同时为汽缸维持火花正时达阈值持续时间，阈值持续时间包括燃 烧循环的阈值次数。
作为另一实施例，一种用于发动机的方法包含：在车辆行驶周期期 间，监测包括自适应爆震项的变化、发动机预点火率、发动机失火率、 排气催化剂退化率和排气氧传感器退化率的多个参数中每一个。该方法 进一步包含，响应于被监测的参数中的两个或更多个高于对应阈值，指 示由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污。在一种示例中，排气催化 剂退化率基于位于排气催化剂上游与下游的排气氧传感器的响应时间的 比。例如，排气氧传感器可以包括位于排气催化剂上游的第一氧传感器 和位于排气催化剂下游的第二氧传感器。在另一示例中，排气氧传感器 退化率基于位于排气催化剂上游的排气氧传感器中的一个的响应时间。
该方法进一步包含，响应于被监测的参数中的只一个高于对应阈值， 不指示由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污。该方法进一步包含， 响应于指示由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞结污，减小发动机负荷， 并在多个燃烧事件内停用到耦接至结污的火花塞的汽缸的燃料。在一种 示例中，汽缸是第一汽缸，并且该方法进一步包含，响应于所述指示， 停用到没有耦接至结污的火花塞的第二汽缸的燃料，第二汽缸被配置为 接收来自第一汽缸的排气残余物。在另一示例中，汽缸是第一汽缸，并 且该方法进一步包含，响应于指示，使没有耦接至结污的火花塞的第二 汽缸暂时加浓，第二汽缸被配置为接收来自第一汽缸的排气残余物。该 方法进一步包含，监测耦接至火花塞的点火线圈的控制电流，并响应于 控制电流的转变时间超过阈值而指示由于燃料添加剂堆积而引起的火花 塞结污。在又一示例中，该方法进一步包含，基于多个被监测的参数高 于对应阈值指示由于燃料添加剂而引起的火花塞结污的严重性，严重性 随着高于对应阈值的被监测的参数的数量的增加而增加。
作为又一实施例，一种发动机系统包含：发动机，其包括汽缸；点 火系统，其包括点火线圈和耦接至汽缸的火花塞的控制线；以及控制 器，其具有在非临时性存储器上的计算机可读指令，用于：在车辆行驶 周期期间，为超过第一阈值的自适应爆震项的变化、超过第二阈值的发 动机预点火率、超过第三阈值的发动机失火率、超过第四阈值的排气催 化剂退化率和超过第五排阈值的排气氧传感器退化率中的每一个设定诊 断标志。该方法进一步包含，在两个或更多个诊断标志被设定时的第一 状况下，指示由于燃料添加剂堆积而引起的火花塞的结污，而在只一个 诊断标志被设定时的第二状况下，不指示由于燃料添加剂堆积而引起的 火花塞的结污，并开始火花塞清洁程序。火花塞清洁程序可以包括增加 发动机负荷、花火提前和/或发动机怠速转速中的一个或更多个，以便在 预定的持续时间内将火花塞的尖端温度升高至阈值温度之上。该方法可 以进一步包含，基于火花塞的控制线的转变电流确认由于燃料添加剂堆 积而引起的火花塞结污。
注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车 辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执 行指令存储在非临时性存储器中。在本文中所描述的具体程序可以代表 任意数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多 任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以按说明 的顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文 中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺 序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的 特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复 执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动 机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且 这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如， 上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。 本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、功 能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的 组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或 其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合， 既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/ 或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关 联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始 权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开 的主题内。
