專利名稱：用缸內(nèi)壓力傳感器產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)部件診斷信號的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本方法總體涉及一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)，且更具體地涉及一種用于使 用缸內(nèi)壓力傳感器以便間接地確定發(fā)動(dòng)機(jī)硬件運(yùn)行條件的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這里提供的背景技術(shù)用于總體上介紹本發(fā)明的背景的目的。當(dāng)前所署名發(fā)明人的 工作(在本背景技術(shù)部分中所描述的程度上)和本描述中否則不足以作為申請時(shí)的現(xiàn)有技 術(shù)的各方面，既非明示地也非默示地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)。確定與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的各種硬件的良好運(yùn)行典型地需要用于確定各種類型的硬 件的狀態(tài)的若干傳感器。為發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)不同部件設(shè)置單獨(dú)的傳感器增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的總 成本，并且因此增加了車輛的成本。汽車制造商處于在提供可靠車輛的同時(shí)減小成本的增 大壓力下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于通過使用缸內(nèi)壓力傳感器產(chǎn)生用于與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的各種 硬件的診斷信號的方法和系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，方法包括產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力信號、將所述缸內(nèi)壓力 信號與閾值比較、并且響應(yīng)于比較產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，控制模塊包括將缸內(nèi)壓力信號與閾值比較的比較模塊 和響應(yīng)于比較產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號的故障指示模塊。本發(fā)明提供了下述技術(shù)方案。(1). 一種方法，包括產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力信號；以及將所述缸內(nèi)壓力信號與閾值進(jìn)行比較；以及
響應(yīng)于比較產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號。(2).如(1)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于氣缸氣門的診斷信號。(3).如(2)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于氣缸氣門的所述診斷信號包括產(chǎn) 生用于進(jìn)氣門和排氣門中至少一個(gè)的關(guān)閉的診斷信號。(4).如(2)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于氣缸氣門的所述診斷信號包括通 過使用氣缸指示平均有效壓力(IMEP)的變動(dòng)系數(shù)產(chǎn)生用于氣門的關(guān)閉的診斷信號。(5).如(1)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于再啟用-停用模塊的診斷信號。(6).如(1)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于凸輪軸位置傳感器的診斷信號。(7).如(1)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生用于油控制閥的診斷信號。(8).如(1)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于可切換的滾柱指式隨動(dòng)器的診斷信號。(9).如(8)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生缸內(nèi)壓力信號包括產(chǎn)生壓力-容積曲線 的斜率和積分中的至少一個(gè)，并且其中比較包括比較所述壓力-容積曲線的斜率和積分中 的所述至少一個(gè)。(10).如(1)所述的方法，其特征在于，將所述缸內(nèi)壓力信號與閾值進(jìn)行比較包括 將所述缸內(nèi)壓力與廓線進(jìn)行比較。(11).如⑴所述的方法，其特征在于，將所述缸內(nèi)壓力信號與閾值進(jìn)行比較包括 將所述缸內(nèi)壓力信號與參考壓力信號之間的均方根誤差與所述閾值進(jìn)行比較。(12).如(11)所述的方法，其特征在于，所述閾值包括再啟用-停用閾值。(13).如(1)所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生缸內(nèi)壓力信號包括產(chǎn)生內(nèi)燃機(jī)的每一 個(gè)氣缸的缸內(nèi)壓力信號。(14). 一種控制系統(tǒng)，包括將缸內(nèi)壓力信號與閾值進(jìn)行比較的比較模塊；以及響應(yīng)于比較產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號的故障指示模塊。(15).如(14)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷信號包括氣缸氣門診斷信 號。(16).如(14)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述缸內(nèi)壓力信號對應(yīng)于指示平均 有效壓力(IMEP)。(17).如(14)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷信號包括再啟用-停用模塊 診斷信號。(18).如(14)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷信號包括凸輪軸位置傳感 器診斷信號。(19).如(14)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷信號包括油控制閥診斷信號。(20).如(14)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷信號包括可切換的滾柱指 式隨動(dòng)器的診斷信號。本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將從在此提供的詳細(xì)描述變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解本描 述和特定例子僅旨在圖示目的，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。


從詳細(xì)描述和附圖中將更完整地理解本發(fā)明，其中圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)的方框圖示；圖2是本發(fā)明的控制模塊的方框圖示；圖3是用于確定氣門是否適當(dāng)運(yùn)行的方法的流程圖；圖4是用于確定氣缸停用或再啟用是否發(fā)生的方法的流程圖；圖5是用于間接地確定凸輪軸位置故障的方法的流程圖；圖6是用于確定可變氣門升程機(jī)構(gòu)是否適當(dāng)運(yùn)行的方法的流程圖7是用于通過使用指示平均有效壓力的變動(dòng)系數(shù)確定凸輪軸適當(dāng)運(yùn)行的方法 的流程圖；圖8是平均有效壓力隨時(shí)間的曲線圖；圖9是用于通過使用壓力-容積曲線確定發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門的適當(dāng)運(yùn)行的方法的流程 圖；圖10是壓力_容積示圖的曲線圖，示出油控制閥故障；圖11是發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力-容積曲線的曲線圖，具有處于低升程狀態(tài)中的可切換的滾 柱指式隨動(dòng)器故障；以及圖12是壓力_容積的曲線圖，可切換的滾柱指式隨動(dòng)器處于高升程狀態(tài)中。
具體實(shí)施例方式下面的描述本質(zhì)上僅是示范性的并且絕不是要限制本發(fā)明及其應(yīng)用或使用。清楚 起見，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識相似的元件。如這里所使用的，短語A、B和C中的 至少一個(gè)應(yīng)當(dāng)被解釋為意指使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解在不改變本 發(fā)明的原則時(shí)，可以以不同順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。如這里所使用的，術(shù)語模塊指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟 件程序或者固件程序的處理器(共用的、專用的、或成組的)和存儲器、組合邏輯電路、和/ 或提供所描述功能的其他適合部件?，F(xiàn)在參考圖1，發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括相應(yīng)氣缸32A-32D中的缸內(nèi)壓力傳感器30A、30B、 30C和30D。每個(gè)缸內(nèi)壓力傳感器30A-30D都產(chǎn)生被傳送到控制模塊40的缸內(nèi)壓力信號。 控制模塊40可以是發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊。雖然僅示出四個(gè)氣缸32A-32D，但是發(fā)動(dòng)機(jī)可包括多 個(gè)不同數(shù)量的氣缸和對應(yīng)的壓力傳感器。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是包括油控制閥46的可變氣門正時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)，油控制閥46用于控制 可切換的滾柱指式隨動(dòng)器48。當(dāng)然，本發(fā)明可應(yīng)用到各種其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)?？刂颇K40可包括用于油控制閥46的控制器，油控制閥46用于控制油的流量， 從而用于控制可切換的滾柱指式隨動(dòng)器48。如果油控制閥46沒有適當(dāng)運(yùn)行，那么它可在兩 氣缸的氣缸壓力中是明顯的。如下所述，滾柱指式隨動(dòng)器48在缸內(nèi)壓力輸出中也可單獨(dú)地 發(fā)生故障。凸輪軸位置傳感器50也可將信號提供給控制模塊40。在下述公開中，凸輪軸位置 傳感器的運(yùn)行或其故障可得到診斷。凸輪軸位置傳感器指示位置并因此為氣門52a-52d指 示期望氣門位置。當(dāng)氣門52a-52d如缸內(nèi)壓力所指示地適當(dāng)運(yùn)行時(shí)，凸輪軸位置傳感器50 的故障可得到確定?？刂颇K40因此間接地控制氣門52a、52b、52c和52d的運(yùn)行并且可確定它們運(yùn) 行的穩(wěn)定性。雖然為簡單起見僅示出一個(gè)氣門，但是，每個(gè)氣缸都包括至少一個(gè)進(jìn)氣門和至 少一個(gè)排氣門。也可在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)設(shè)置多個(gè)進(jìn)氣門和多個(gè)排氣門?？刂颇K40可確定對于每個(gè)氣缸來說火花是否被啟用、確定是否存在噴射器故 障或點(diǎn)火線圈故障并且確定活塞在氣缸內(nèi)的期望位置。控制模塊40可管理發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 并且產(chǎn)生對應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的壓力_容積曲線?，F(xiàn)在參考圖2，更詳細(xì)地示出圖1的控制模塊40?？刂颇K40包括壓力信號產(chǎn)生器模塊120。壓力傳感器30A-30D中的每一個(gè)都可用于產(chǎn)生壓力信號。壓力信號產(chǎn)生器模 塊120可接收來自壓力傳感器的壓力信號并且將這些信號轉(zhuǎn)換成由控制模塊的其余部分 可使用的形式。如下面將要描述的，可使用來自每一個(gè)氣缸的每一個(gè)壓力信號。濾波器模塊122用于對來自壓力信號產(chǎn)生器的壓力信號進(jìn)行濾波?？梢允褂酶鞣N 類型的濾波器。例如，可使用增加相移的單通濾波器。另一類型的濾波器是不增加相移的 雙向?yàn)V波器。還可使用不增加相移的雙通濾波器。濾波過程增加信號的延遲，這取決于信 號的次序。截止頻率可設(shè)定成用于保持檢測的水平，同時(shí)濾去壓力信號中因機(jī)械源或電氣 源產(chǎn)生的高頻噪聲。濾波器的轉(zhuǎn)角頻率可隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度而改變以產(chǎn)生最好的減噪。還可在控制模塊40中設(shè)置比較模塊124。比較模塊124可進(jìn)行壓力信號或壓力信 號的導(dǎo)數(shù)之間的各種比較。比較模塊還可使用存儲器126中的閾值和廓線。比較模塊124可將測量到的壓力傳感器信號與閾值進(jìn)行比較以確定進(jìn)氣門或排 氣門是否正關(guān)閉并且確定氣門的運(yùn)行在預(yù)定周期是否穩(wěn)定。比較模塊124還可確定在停缸 期間發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣門是否已經(jīng)被停用或再啟用。比較模塊124還可用于響應(yīng)于氣缸壓力確 定凸輪軸位置傳感器是否適當(dāng)運(yùn)行。比較模塊124可比較變動(dòng)系數(shù)以確定氣門是否適當(dāng)?shù)?轉(zhuǎn)變。比較模塊124還可比較壓力-容積曲線的斜率或積分以確定油控制閥或可切換的滾 柱指式隨動(dòng)器在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)是否適當(dāng)運(yùn)行?？刂颇K40還可包括計(jì)時(shí)器128，用于測量各種事件之間的時(shí)間或?qū)Ω鞣N事件進(jìn) 行計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)器128還可對各種事件之間的相對時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)。為了確定氣缸停用/再啟用，氣缸停用/再啟用模塊130控制發(fā)動(dòng)機(jī)10內(nèi)的氣缸 停用和再啟用。均方根模塊(RMS) 132確定獲得的壓力信號與參考壓力信號之間的均方根 誤差。參考壓力信號可存儲在存儲器126內(nèi)。獲得的壓力樣本與參考壓力樣本之間的均方 根誤差的比較可在比較模塊124中進(jìn)行。在確定凸輪軸位置誤差時(shí)，凸輪軸位置信號模塊136可確定凸輪軸位置信號并且 將凸輪軸位置信號提供給比較模塊124。凸輪軸位置模塊136可提供與氣缸的期望位置相 對應(yīng)的信號。在這種情況下比較模塊124可將缸內(nèi)壓力與最小燃燒壓力進(jìn)行比較以確定燃 燒是否在發(fā)生。這相對于凸輪軸位置來實(shí)施。當(dāng)希望燃燒而燃燒沒有發(fā)生時(shí)，可由故障指 示模塊140指示故障。其他條件也可產(chǎn)生故障指示模塊140中的故障。故障指示模塊140 產(chǎn)生與在比較中所確定出的部件故障相對應(yīng)的診斷信號。氣門升程狀態(tài)模塊142可用于控制氣門升程模塊處的氣門升程狀態(tài)變化。氣門升 程狀態(tài)變化模塊142可將氣門已經(jīng)改變升程狀態(tài)的指示提供給比較模塊124。在比較模塊 124中可提供來自壓力信號發(fā)生器模塊120的缸內(nèi)壓力信號并且比較該信號。比較模塊124 可比較期望升程狀態(tài)變化前后的壓力以確定變化是否發(fā)生。壓力-容積模塊144可確定每一個(gè)氣缸的壓力_容積曲線。壓力_容積特性確定 模塊146可確定壓力-容積特性的斜率或積分。通過在比較模塊124中基于其他氣缸的其 他壓力-容積特性比較斜率或積分，可做出適當(dāng)運(yùn)行的氣門的指示。特別地，如果一個(gè)氣門 未適當(dāng)運(yùn)行，那么可切換的滾柱指式隨動(dòng)器可能出錯(cuò)。如果兩個(gè)氣門沒有和其他氣門一樣 運(yùn)行，那么油控制閥可能故障。在比較模塊124中通過使用來自其他氣缸的在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行 時(shí)的數(shù)據(jù)或者基于存儲在存儲器126中的閾值或廓線可實(shí)施壓力-容積特性的比較。現(xiàn)在參考圖3，闡述使用缸內(nèi)壓力傳感器以檢測氣門關(guān)閉的方法。壓力傳感器可包括探針，輸入壓力施加在探針上，用于壓力傳感器讀數(shù)。探針作用就象彈簧上的質(zhì)量并且也 會讀示出振動(dòng)。由于壓力傳感器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)蓋中的振動(dòng)可被感測到。在步驟310中，操作發(fā)動(dòng)機(jī)。在了解氣門是否應(yīng)當(dāng)關(guān)閉時(shí)操作發(fā)動(dòng)機(jī)。這可以以 各種方式包括使用凸輪軸的傳感器來確定。在步驟312中，確定氣門是否應(yīng)當(dāng)關(guān)閉。也即 是說，監(jiān)測氣門正時(shí)。在步驟314中，控制模塊監(jiān)測缸內(nèi)壓力信號。缸內(nèi)壓力傳感器產(chǎn)生傳 感器信號。如上所述，壓力傳感器信號還可對應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)中的振動(dòng)。該振動(dòng)可對應(yīng)于進(jìn)氣 門、排氣門或其兩者的關(guān)閉。在步驟316中，將壓力傳感器信號與廓線或閾值進(jìn)行比較。如 果壓力信號的幅值大于閾值，那么壓力傳感器可指示氣門關(guān)閉。同樣，可將壓力信號與作為 閾值的信號廓線進(jìn)行比較。還可使用濾波后的壓力信號。當(dāng)壓力信號對應(yīng)于適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉的 氣門的廓線時(shí)，氣門適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉。在步驟318中，比較被形成為用于確定氣門是否已關(guān)閉。 如果氣門已關(guān)閉，如由與閾值或廓線的比較所標(biāo)識的，那么發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行步驟310并且執(zhí)行 另一核查。可對每一個(gè)氣缸的每一個(gè)氣門進(jìn)行核查。如果氣門沒有適當(dāng)關(guān)閉，那么步驟320產(chǎn)生故障指示符，以便診斷發(fā)動(dòng)機(jī)部件故 障。故障指示符可以是核查發(fā)動(dòng)機(jī)燈或者其他類型的警告消息。故障還可以是可聽指示符， 例如鳴叫或聲音?，F(xiàn)在參考圖4，闡述用于確定氣缸停用和再啟用故障的方法。在某些發(fā)動(dòng)機(jī)中，由 于各種原因可停用氣缸。停缸的一個(gè)例子是在發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)，可切斷到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料。這 可稱為減速燃料切斷。用于停用和再啟用氣缸的其他情形是在高速駕駛期間。由于需求最 少量的動(dòng)力來維持車速，所以可停用若干氣缸。在步驟410中方法開始。在步驟412，如果氣門狀態(tài)在如由計(jì)時(shí)器所標(biāo)識的一段時(shí) 間穩(wěn)定，那么執(zhí)行步驟414。步驟414確定對于氣缸來說是否存在噴射器或線圈故障。如果 存在噴射器或線圈故障，那么在步驟410可再次起動(dòng)系統(tǒng)。步驟414之后，如果對于氣缸來 說沒有噴射器或點(diǎn)火線圈正處于故障，那么步驟416需要一個(gè)氣缸周期的氣缸壓力樣本。 步驟418查詢作為氣缸負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和期望氣門狀態(tài)的函數(shù)的參考?xì)飧讐毫颖??？?將氣缸壓力樣本存儲在如圖2所示的存儲器中。在步驟420，可計(jì)算獲得的壓力樣本與存 儲在存儲器中的參考壓力樣本之間的均方根誤差。在步驟422，如果均方根誤差大于啟用/ 停用閾值，那么在步驟424中可產(chǎn)生對于該特定氣缸的停用/再啟用硬件故障標(biāo)記。返回 參考步驟422，如果RMS誤差不大于停用/再啟用閾值，那么方法繼續(xù)在步驟410中開始。應(yīng)當(dāng)明白，可結(jié)合在本發(fā)明中所提出的其他類型的核查使用該核查。在停缸硬件中排放和配氣機(jī)構(gòu)硬件可能易于遭受故障。本發(fā)明確定多種停缸故 障。被停用的氣門和推桿不應(yīng)經(jīng)受發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的高旋轉(zhuǎn)速度。借助于檢測氣門的故障以適當(dāng) 再啟用，在氣缸再啟用不能發(fā)生時(shí)可通過限制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行來改善發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)保證。當(dāng)設(shè)定 氣缸停用/再啟用標(biāo)記時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可試圖再啟用沒有被再啟用的特定氣缸。現(xiàn)在參考圖5，闡述用于使用缸內(nèi)壓力來診斷凸輪軸位置傳感器故障的方法。凸輪 軸位置靶輪通常編碼成使得取決于氣缸處于上止點(diǎn)壓縮還是上止點(diǎn)排氣而將它們標(biāo)樣為 高或低。位置感測可能失敗，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤正時(shí)的燃料供給和火花點(diǎn)火。氣缸壓力信號可 用于檢測氣缸狀態(tài)的錯(cuò)誤。在步驟510闡述用于檢測凸輪軸狀態(tài)的方法。在方法512中，系統(tǒng)確定對于特定 氣缸來說的燃料和火花是否已經(jīng)被啟用。如果燃料和火花沒被啟用，那么系統(tǒng)在步驟510中再次開始并進(jìn)行另一系統(tǒng)核查。在步驟512中，當(dāng)已經(jīng)啟用燃料和火花時(shí)，執(zhí)行步驟514。 在步驟514中，確定對于該氣缸來說是否已經(jīng)引發(fā)噴射器或線圈故障。如果已經(jīng)引發(fā)噴射 器或線圈故障，那么再次執(zhí)行步驟510。在步驟514中，當(dāng)沒有引發(fā)對于該氣缸來說的噴射器或線圈故障時(shí)，步驟516確定 是否希望氣缸位置處于做功沖程位置范圍。如果希望發(fā)動(dòng)機(jī)處于做功沖程位置范圍，那么 步驟518從缸內(nèi)壓力傳感器確定缸內(nèi)壓力。步驟520將氣缸壓力與最小燃燒壓力進(jìn)行比較。 最小燃燒壓力可被存儲為控制模塊的存儲器中的閾值或廓線。當(dāng)氣缸壓力確實(shí)超過最小燃 燒壓力時(shí)，這表明氣缸適當(dāng)運(yùn)行并且過程再次在步驟510中開始或者開始如本發(fā)明所提出 的另一核查過程。在步驟520中當(dāng)氣缸壓力沒有超過最小燃燒壓力時(shí)，步驟522為該特定 氣缸設(shè)定非燃燒標(biāo)記或其他故障。在步驟524中，如果沒有為全部氣缸設(shè)定非燃燒標(biāo)記，那 么系統(tǒng)再次在步驟510中進(jìn)行。如果在步驟524中為全部氣缸設(shè)定了非燃燒標(biāo)記，那么步 驟526設(shè)定凸輪軸同步故障標(biāo)記。與該故障相對應(yīng)的診斷信號可以各種方式包括指示燈或 可聽噪聲被傳送到車輛操作員?，F(xiàn)在參考圖6，闡述用于確定可變氣門升程機(jī)構(gòu)是否運(yùn)行的方法。該過程可設(shè) 置成用于遵從用于排放物關(guān)鍵成分的法規(guī)。下述方法可被實(shí)施用于均質(zhì)充量壓燃發(fā)動(dòng)機(jī) (HCCI)。在HCCI發(fā)動(dòng)機(jī)中，可關(guān)閉氣門以允許對于一部分運(yùn)行范圍來說在沒有火花點(diǎn)燃時(shí) 自發(fā)燃燒。這典型地是低轉(zhuǎn)矩范圍。在高轉(zhuǎn)矩范圍中，發(fā)動(dòng)機(jī)被操作為火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。 下述方法可用于在監(jiān)測氣缸壓力的情況下迫使氣門所列狀態(tài)之間的切換以驗(yàn)證氣門機(jī)構(gòu) 真正移動(dòng)。如果氣缸壓力沒有變化，那么診斷將設(shè)定故障碼以表明系統(tǒng)故障。在步驟610中，可通過使用高升程狀態(tài)與低升程狀態(tài)之間的變化來改變氣門所列 狀態(tài)或者可指令低升程狀態(tài)和高升程狀態(tài)。在診斷程序期間或在正常發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間可執(zhí) 行所述指令。在步驟612中，在被指令的氣門升程狀態(tài)變化前后，監(jiān)測缸內(nèi)壓力。在步驟614 中，如果所述壓力變化，那么系統(tǒng)正適當(dāng)運(yùn)行并且再次執(zhí)行步驟610。如果所述壓力沒有變 化，那么步驟616產(chǎn)生診斷故障信號。應(yīng)當(dāng)明白，在步驟614中可將測量到的壓力與存儲在 存儲器中的閾值或廓線進(jìn)行比較。另外，可將所述壓力與也可用作閾值的在先壓力進(jìn)行比 較。在先壓力可來自在氣門升程狀態(tài)變化被指令時(shí)之前。診斷故障可設(shè)定可視指示符、可 聽指示符或故障碼。也可產(chǎn)生各種組合的診斷故障?，F(xiàn)在參考圖7，闡述用于診斷兩階配氣機(jī)構(gòu)的方法。特定發(fā)動(dòng)機(jī)條件下的轉(zhuǎn)矩變動(dòng) 在從高升程模式到低升程模式轉(zhuǎn)變時(shí)改變。裝備有能夠確定氣缸點(diǎn)火事件的熱釋放的燃燒 反饋系統(tǒng)的車輛可使用氣門轉(zhuǎn)變點(diǎn)處的變動(dòng)和變動(dòng)中的變化來確定凸輪升程是否已經(jīng)改 變狀態(tài)。可監(jiān)測指示平均有效壓力(IMEP)的變動(dòng)系數(shù)(COV)。指示平均有效壓力的變動(dòng)系 數(shù)可從每一個(gè)氣缸的壓力信號得到。在步驟712中，確定希望的兩階凸輪模式。凸輪模式 可以是高凸輪模式或低凸輪模式。在步驟714中，當(dāng)凸輪模式從高凸輪模式轉(zhuǎn)變到低凸輪 模式時(shí)，在步驟716中管理在所述轉(zhuǎn)變期間的轉(zhuǎn)矩。在步驟718中將指示平均有效壓力的 變動(dòng)系數(shù)與所存儲的指示平均有效壓力的變動(dòng)系數(shù)的平均值進(jìn)行比較。當(dāng)變動(dòng)系數(shù)與所存 儲的平均值比較時(shí)，在步驟720中，可確定轉(zhuǎn)變是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的指示。如果沒有發(fā)生轉(zhuǎn)變， 那么在步驟722中表明故障診斷指示符。如果在步驟714中不請求從高到低的模式轉(zhuǎn)變，那么在步驟724中存儲指示平均 有效壓力的變動(dòng)系數(shù)的平均值。在步驟724之后以及在步驟720之后的轉(zhuǎn)變期間以及在步驟722之后，系統(tǒng)在步驟726中退出?，F(xiàn)在參考圖8，示出輕負(fù)載下3000rpm時(shí)具有兩階低升程故障時(shí)的IMEP的曲線圖。 如可看到的，當(dāng)一個(gè)氣門故障時(shí)，IMEP以下降的IMEP方向穿過正常的兩氣門低狀態(tài)?，F(xiàn)在參考圖9，提出用于確定可切換的滾柱指式隨動(dòng)器或油控制閥的故障的方法。 在步驟910中，操作發(fā)動(dòng)機(jī)?？稍谟糜谠摼唧w診斷的特定組的參數(shù)下或特定狀態(tài)下操作發(fā) 動(dòng)機(jī)。該方法還可發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常規(guī)操作期間的特定運(yùn)行條件下。在步驟912中，確定氣缸壓力。在步驟914中，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的容積。在步驟916中， 隨氣缸的操作產(chǎn)生壓力_容積曲線。在步驟918中，可產(chǎn)生壓力-容積曲線特性。壓力-容積曲線特性可以是所述曲 線的斜率或積分。應(yīng)當(dāng)明白，可為每一個(gè)氣缸確定壓力-容積曲線并且因而確定壓力-容 積特性。由于所述曲線的斜率或所述曲線下的面積可取決于升程狀態(tài)而改變，所以對每一 氣缸的特定曲線部分的斜率或積分進(jìn)行比較允許確定氣門正運(yùn)行在相同的氣門升程狀態(tài)。 在步驟920中，將曲線特性與正常特性或其他曲線進(jìn)行比較。可為發(fā)動(dòng)機(jī)的每一氣缸確定 曲線特性，并且可相互比較每一條曲線。還可將曲線與閾值進(jìn)行比較。在步驟922中，響應(yīng)于所述比較可確定誤差。如果誤差不存在，那么在步驟922中 可再次執(zhí)行該方法。如果產(chǎn)生誤差，那么執(zhí)行步驟924，在步驟924中指示診斷故障。在步 驟922中所確定出的誤差可對應(yīng)于單個(gè)可切換的滾柱指式隨動(dòng)器或油控制閥的故障。當(dāng)單 個(gè)可切換的滾柱指式隨動(dòng)器(SRFF)在被指令轉(zhuǎn)變到特定狀態(tài)但做不到時(shí)，可發(fā)生SRFF故 障。當(dāng)油控制閥(OCV)在被指令供應(yīng)足夠壓力以將(多個(gè))氣缸中與OCV相關(guān)聯(lián)的可切換 的滾柱指式隨動(dòng)器轉(zhuǎn)變到高升程狀態(tài)但做不到時(shí)，或者油控制閥甚至被指令限制壓力到將 (多個(gè))氣缸中與OCV相關(guān)聯(lián)的可切換的滾柱指式隨動(dòng)器以從高升程狀態(tài)轉(zhuǎn)出但做不到時(shí)， 可發(fā)生油控制閥故障，其中，所述限制壓力引起一部分可切換的滾柱指式隨動(dòng)器故障?，F(xiàn)在參考圖10，示出四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的全部四個(gè)氣缸的壓力-容積示圖。如可看到 的，在進(jìn)氣沖程的初始部分期間所追蹤的壓力形狀存在顯著區(qū)別。如由箭頭1010所示，氣 缸1和2處于高升程狀態(tài)，而氣缸3和4處于低升程狀態(tài)?，F(xiàn)在參考圖11，兩階系統(tǒng)故障的壓力_容積示圖，導(dǎo)致八個(gè)進(jìn)氣門中的其中一個(gè) 處于低狀態(tài)，而所有其他進(jìn)氣門處于高升程狀態(tài)。箭頭1110示出氣缸1中的一個(gè)SRFF處 于低升程狀態(tài)中的。這對應(yīng)于可切換的滾柱指式隨動(dòng)器故障。現(xiàn)在參考圖12，示出圖11的相反示圖。箭頭1210示出氣缸1中的一個(gè)SRFF處于 高升程狀態(tài)，而氣缸1中的其他SRFF和其他氣缸中的每一個(gè)的所有SRFF處于低升程狀態(tài)。 如可看到的，在壓力_容積示圖的初始部分期間所追蹤的壓力斜率可用于指示特定氣缸氣 門的問題。如果一對氣缸的單個(gè)氣缸具有明顯不同的斜率，那么可切換的滾柱指式隨動(dòng)器 故障或油控制閥分別地可能出現(xiàn)故障。對于所有氣缸來說對于進(jìn)氣沖程的一部分或整個(gè)泵 送周期來說還可計(jì)算壓力相對于容積的積分。具有處于低升程狀態(tài)的一個(gè)或兩個(gè)氣門的氣 缸會降低所計(jì)算的積分值。壓力對容積曲線的積分被限定為功。當(dāng)一個(gè)氣缸或一對氣缸具 有顯著不同的所計(jì)算值時(shí)，可分別地確定可切換的滾柱指式隨動(dòng)器故障或油控制閥故障?？梢愿鞣N形式來實(shí)施本發(fā)明的廣泛教導(dǎo)。因此，雖然本發(fā)明包括特定例子，但是， 本發(fā)明的真正范圍不應(yīng)受到如此限制，因?yàn)樵趯Ω綀D、說明書和隨附權(quán)利要求進(jìn)行研究的 基礎(chǔ)上，其他變型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得顯而易見。
權(quán)利要求
一種方法，包括產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壓力信號；以及將所述缸內(nèi)壓力信號與閾值進(jìn)行比較；以及響應(yīng)于比較產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于氣缸氣門的診斷信號。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于氣缸氣門的所述診斷信號包括產(chǎn) 生用于進(jìn)氣門和排氣門中至少一個(gè)的關(guān)閉的診斷信號。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于氣缸氣門的所述診斷信號包括通 過使用氣缸指示平均有效壓力(IMEP)的變動(dòng)系數(shù)產(chǎn)生用于氣門的關(guān)閉的診斷信號。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于再啟用-停用模塊的診斷信號。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于凸輪軸位置傳感器的診斷信號。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于油控制閥的診斷信號。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號包括產(chǎn)生 用于可切換的滾柱指式隨動(dòng)器的診斷信號。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生缸內(nèi)壓力信號包括產(chǎn)生壓力_容積曲線 的斜率和積分中的至少一個(gè)，并且其中比較包括比較所述壓力-容積曲線的斜率和積分中 的所述至少一個(gè)。
10.一種控制系統(tǒng)，包括將缸內(nèi)壓力信號與閾值進(jìn)行比較的比較模塊；以及響應(yīng)于比較產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號的故障指示模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及用缸內(nèi)壓力傳感器產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)部件診斷信號的方法和系統(tǒng)。具體而言，一種用于診斷發(fā)動(dòng)機(jī)部件功能的方法和控制模塊，包括將缸內(nèi)壓力信號與閾值進(jìn)行比較的比較模塊以及響應(yīng)于比較產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)部件的診斷信號的故障指示模塊。
文檔編號G01L23/22GK101886580SQ201010143169
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者D·G·布倫南, D·R·維爾納, J·R·杜爾佐, J·T·施巴塔, J·考吉爾, K·J·巴斯勒普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司