用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)失火的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本描述涉及一種用于檢測(cè)并緩解內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的失火(misfire)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法可應(yīng)用于增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)或自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)可由于各種原因失火，這些原因包括:汽缸內(nèi)排氣的濃度大于期望的濃度；汽缸內(nèi)的空氣燃料混合物太??；以及/或者火花能量小于期望的能量。確定發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸是否已經(jīng)失火的一種方式是通過監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)加速和減速。如果在汽缸穿過其壓縮沖程的上止點(diǎn)之后且在隨后的汽缸以發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序穿過其壓縮沖程的上止點(diǎn)之前發(fā)動(dòng)機(jī)不加速，則可確定發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸已經(jīng)失火。然而，在較高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下區(qū)別從在第一汽缸中燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)加速與從在第二汽缸中燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)加速可能是困難的，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)燃燒事件在時(shí)間上緊密間隔。因此，不可能在沒有調(diào)整所有汽缸的工況的情況下為正表現(xiàn)出失火的一個(gè)汽缸采取失火緩解動(dòng)作。因此，被調(diào)整的且未失火的汽缸可以比所期望的更低效地操作。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以上提到的缺點(diǎn)并且已開發(fā)了一種用于操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法包括:在汽缸循環(huán)期間打開和關(guān)閉汽缸的排氣門；在該汽缸循環(huán)期間打開該排氣門之后開始對(duì)該汽缸的排氣通道中的排氣壓力傳感器采樣，并且在該汽缸循環(huán)期間關(guān)閉該排氣門時(shí)或之前結(jié)束采樣；以及響應(yīng)對(duì)該排氣壓力傳感器采樣來調(diào)整該汽缸的操作。
[0004]通過僅在汽缸的排氣門打開期間對(duì)該汽缸的排氣壓力采樣，可能在不指示未失火的汽缸中的失火的情況下確定失火的汽缸中的發(fā)動(dòng)機(jī)失火。進(jìn)一步地，來自汽缸的排氣壓力脈沖的峰值壓力相對(duì)于平均排氣壓力可以提供比相對(duì)于平均發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)加速更高的信噪比。因此，基于排氣壓力的發(fā)動(dòng)機(jī)失火檢測(cè)系統(tǒng)可提供更少的失火的錯(cuò)誤判斷指示。
[0005]本描述可提供若干優(yōu)點(diǎn)。例如，該方法可在較高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下提供改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)失火檢測(cè)。另外，該方法可消除來自排氣壓力數(shù)據(jù)的噪聲源，如汽缸鼓風(fēng)(blow through),使得可提供汽缸失火的較高的置信度。進(jìn)一步地，該方法可為單個(gè)汽缸提供改進(jìn)的失火控制。
[0006]當(dāng)單獨(dú)地或結(jié)合附圖時(shí)，本描述的上述優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征根據(jù)下面的【具體實(shí)施方式】將是顯而易見的。
[0007]應(yīng)該理解，提供上述概述是以簡(jiǎn)化的形式介紹在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的一些概念。這并不意在識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，其中所要求保護(hù)的主題的范圍由【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不限于解決上面或在本公開的任何部分中所提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0008]當(dāng)單獨(dú)地或參照附圖時(shí)，通過閱讀在本文中被稱為【具體實(shí)施方式】的實(shí)施例的示例將更完全地理解本文所描述的優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0009]圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖；
[0010]圖2和圖3示出汽缸的不同示例性氣門正時(shí)；
[0011]圖4示出示例性已知汽缸排氣壓力；以及
[0012]圖5示出用于檢測(cè)和緩解發(fā)動(dòng)機(jī)失火的示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本描述涉及檢測(cè)和控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的失火。圖1示出示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其中可經(jīng)由排氣壓力傳感器確定失火。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣壓力采樣被定時(shí)來降低來自其他發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的排氣壓力的影響。另外，根據(jù)如圖2和圖3所示的相對(duì)于曲軸位置的曲軸和/或排氣門正時(shí)，調(diào)整相對(duì)于曲軸位置的樣本位置。失火的汽缸的排氣壓力可基于圖4中所示的峰值排氣壓力和其他特征與失火的汽缸的排氣壓力區(qū)別。最后，用于確定汽缸失火和降低隨后失火的可能性的方法在圖5中示出。持續(xù)時(shí)間或以度表示的位置是以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸度表示的。
[0014]參照?qǐng)D1，包括多個(gè)汽缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10由電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12控制，其中一個(gè)汽缸在圖1中示出。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括燃燒室30和具有活塞36定位在其中且連接到曲軸40的汽缸壁32。飛輪97和環(huán)形齒輪99聯(lián)接到曲軸40。起動(dòng)器96包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可選擇性地推進(jìn)小齒輪95來接合環(huán)形齒輪99。起動(dòng)器96可直接安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)的前部或其后部。在一些示例中，起動(dòng)器96可選擇性地經(jīng)由皮帶或鏈供給轉(zhuǎn)矩至曲軸40。在一個(gè)示例中，當(dāng)不接合到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸時(shí)，起動(dòng)器96處于基本狀態(tài)。燃燒室30被示出經(jīng)由各自進(jìn)氣門52和排氣門54與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。每個(gè)進(jìn)氣門和排氣門可由進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進(jìn)氣凸輪51的位置可由進(jìn)氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可由排氣凸輪傳感器57確定。進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53可相對(duì)于曲軸40移動(dòng)。
[0015]燃料噴射器66被示出經(jīng)定位直接將燃料噴射到汽缸30中，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解的直接噴射?？商娲兀剂峡蓢娚涞竭M(jìn)氣道，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解的進(jìn)氣道噴射。燃料噴射器66輸送與來自控制器12的信號(hào)的脈沖寬度成比例的液體燃料。燃料通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送到燃料噴射器
66ο
[0016]另外，進(jìn)氣歧管44被示出在壓縮機(jī)162和任選電子節(jié)氣門62的下游。壓縮機(jī)162由沖擊在渦輪164上的排氣產(chǎn)生的力驅(qū)動(dòng)。軸161將渦輪164機(jī)械地聯(lián)接到壓縮機(jī)162，從而允許渦輪164驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)162，使得處于正壓力的空氣可供給至進(jìn)氣歧管44。電子節(jié)氣門62調(diào)整節(jié)流板64的位置來控制從空氣進(jìn)氣口 42至壓縮機(jī)162和進(jìn)氣歧管44的空氣流量。在一個(gè)示例中，可使用低壓直接噴射系統(tǒng)，其中燃料壓力可以升高到約20-30巴?？商娲?，高壓、雙級(jí)燃料系統(tǒng)可用來產(chǎn)生較高的燃料壓力。
[0017]無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)88響應(yīng)控制器12經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點(diǎn)火火花。通用排氣氧(UEGO)傳感器126被示出聯(lián)接到催化轉(zhuǎn)換器70的上游的排氣歧管48?？商娲?，雙態(tài)排氣氧傳感器可代替UEGO傳感器126。排氣壓力傳感器123定位在排氣排出汽缸30的排氣通道中。排氣壓力傳感器123可定位在汽缸蓋49內(nèi)或者定位在排氣歧管48中。
[0018]在一個(gè)示例中，轉(zhuǎn)換器70可以包括多塊催化劑磚。在另一示例中，能夠使用多個(gè)排放控制裝置，其中每個(gè)排放控制裝置都具有多塊磚。在一個(gè)示例中，轉(zhuǎn)換器70能夠是三元類型催化劑。
[0019]控制器12在圖1中示為常規(guī)微型計(jì)算機(jī)，包括:微處理器單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/o) 104、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 106(例如，非臨時(shí)性存儲(chǔ)器)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 108、保活存儲(chǔ)器(KAM) 110和常規(guī)數(shù)據(jù)總線。控制器12被示出接收來自聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器的各種信號(hào)，除了前面所討論的那些信號(hào)，包括:來自聯(lián)接到冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度(ECT);用于感測(cè)由駕駛員132施加的力的聯(lián)接到加速器踏板130的位置傳感器134 ;來自聯(lián)接到進(jìn)氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力(MAP)的測(cè)量值；來自感測(cè)曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118的發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器；來自傳感器120的進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量的測(cè)量值