СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОПУСКОВ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2018 года по МПК F02P17/02 G01M15/08 F02D41/22 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее описание относится к системе и способам для выявления и подавления пропусков зажигания в двигателе внутреннего сгорания. Системы и способы могут применяться к двигателям с наддувом и безнаддувным двигателям.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Двигатель может давать пропуски зажигания по многим причинам, в том числе, из-за концентрации отработавших газов внутри цилиндра, являющейся большей, чем требуется, и топливовоздушной смеси в цилиндре, являющейся слишком бедной, и/или энергии зажигания, являющейся меньшей, чем требуется. Одним из способов определять, пропустил или нет зажигание цилиндр двигателя, является посредством контроля ускорения и замедления двигателя. Если двигатель не ускоряется после того, как цилиндр проходит верхнюю мертвую точку своего такта сжатия и до того, как следующий цилиндр в порядке работы цилиндров проходит верхнюю мертвую точку в своем такте сжатия, может определяться, что цилиндр двигателя пропустил зажигание. Однако, может быть трудно проводить различие ускорения двигателя из-за сгорания в первом цилиндре от ускорения двигателя от сгорания во втором цилиндре на более высоких числах оборота двигателя, так как события сгорания в двигателе разнесены близко по времени. Следовательно, может не быть возможным принимать меры по подавлению пропусков зажигания для одного цилиндра, который проявляет пропуски зажигания, не настраивая условия эксплуатации всех цилиндров. Поэтому, цилиндры, которые настроены и не дают пропуски зажигания, могут эксплуатироваться менее эффективно, чем требуется.

Изобретатель в материалах настоящей заявки осознал вышеупомянутые недостатки и разработал способ для эксплуатации двигателя, содержащий: открывание и закрывание выпускного клапана цилиндра в течение цикла цилиндра; и начинание выборки отсчетов датчика давления отработавших газов в выпускном канале цилиндра после открывания клапана в течение цикла цилиндра и окончание выборки отсчетов на или до закрывания выпускного клапана в течение цикла цилиндра; и настройку работы цилиндра в ответ на выборку отсчетов датчика давления отработавших газов.

Посредством выборки отсчетов давления отработавших газов цилиндра только во время открывания выпускного клапана цилиндра, может быть возможным определять пропуски зажигания в двигателе в цилиндрах, которые дают пропуски зажигания, не указывая пропуски зажигания в цилиндре, который не дает пропуски зажигание. Кроме того, пиковое давление импульса давления отработавших газов из цилиндра относительно среднего давления отработавших газов может давать более высокое отношение сигнал/шум, чем ускорение двигателя относительно среднего числа оборотов двигателя. Следовательно, основанная на давлении отработавших газов система выявления пропусков зажигания в двигателе может давать меньшее количество ложно положительных указаний пропусков зажигания.

Настоящее описание может давать несколько преимуществ. Например, подход может давать улучшенное выявление пропусков зажигания в двигателе на более высоких числах оборотов двигателя. Дополнительно, подход может устранять источники шума, такие как продувка цилиндра, из данных давления отработавших газов, так чтобы обеспечивалась более высокая степень достоверности по пропускам зажигания в цилиндре. Кроме того, подход может давать улучшенную борьбу с пропусками зажигания для отдельных цилиндров.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего Подробного описания, когда воспринимается в одиночку или в связи с прилагаемыми чертежами.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Преимущества, описанные в материалах настоящей заявки, будут полнее понятны по прочтению примера варианта осуществления, указанного в материалах настоящей заявки как Подробное описание, когда воспринимается в одиночку или со ссылкой на чертежи, где:

фиг. 1 - принципиальная схема двигателя;

фиг. 2 и 3 показывают разные примерные установки фаз клапанного распределения для цилиндра;

фиг. 4 показывает примерное предсказывающие давление отработавших газов в цилиндре; и

фиг. 5 показывает примерный способ для выявления и подавления пропусков зажигания в двигателе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее описание имеет отношение к выявлению и борьбе с пропусками зажигания в двигателе внутреннего сгорания. Фиг. 1 показывает примерную систему двигателя, где пропуски зажигания могут определяться с помощью датчика давления отработавших газов. Выборка отсчетов давления отработавших газов цилиндра двигателя спланирована по времени, чтобы уменьшать влияние от давления отработавших газов других цилиндров двигателя. Дополнительно, местоположения отсчетов относительно положения коленчатого вала настраиваются согласно установкам фаз распределительного вала и/или распределения выпускных клапанов относительно положения коленчатого вала, как показано на фиг. 2 и 3. Давление отработавших газов цилиндра, который дает пропуски зажигания, может отличаться от давления отработавших газов цилиндра, который не дает пропуски зажигания, на основании пикового давления отработавших газов и других признаков, показанных на фиг. 4. В заключение, способ для определения пропусков зажигания в цилиндре и понижения вероятности последующих пропусков зажигания показан на фиг. 5. Длительности или местоположения, выраженные в градусах, представлены в градусах поворота коленчатого вала двигателя.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Маховик 97 и зубчатый венец 99 присоединены к коленчатому валу 40. Стартер 96 включает в себя ведущий вал 98 зубчатой передачи и ведущую шестерню 95. Ведущий вал 98 зубчатой передачи может избирательно выдвигать ведущую шестерню 95 для зацепления с зубчатым венцом 99. Стартер 96 может быть установлен непосредственно спереди двигателя или сзади двигателя. В некоторых примерах, стартер 96 может избирательно подавать крутящий момент на коленчатый вал 40 через ремень или цепь. В одном из примеров, стартер 96 находится в базовом состоянии, когда не зацеплен с коленчатым валом двигателя. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана. Кулачок 51 впускного клапана и кулачок 53 выпускного клапана могут перемещаться относительно коленчатого вала 40.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускное окно, что известно специалистам в данной области техники как оконный впрыск. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала из контроллера 12. Топливо подается в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана).

В дополнение, впускной коллектор 44 показан ниже по потоку от компрессора 162 и необязательного электронного дросселя 62. Компрессор 162 приводится в движение силой, вырабатываемой отработавшими газами, сталкивающимися с турбиной 164. Вал 161 механически присоединяет турбину 164 к компрессору 162, тем самым, предоставляя турбине 164 возможность приводить в движение компрессор 162, так чтобы воздух под положительным давлением мог подаваться во впускной коллектор 44. Электронный дроссель 62 настраивает положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42 в компрессор 162 и впускной коллектор 44. В одном из примеров, может использоваться система непосредственного впрыска низкого давления, где давление топлива может подниматься до приблизительно 20-30 бар. В качестве альтернативы, двухкаскадная топливная система высокого давления может использоваться для формирования более высоких давлений топлива.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода отработавших газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода отработавших газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO. Датчик 123 давления отработавших газов расположен в выпускном канале, где отработавшие газы выходят из цилиндра 30. Датчик 123 давления отработавших газов может быть расположен внутри головки 49 блока цилиндров или в выпускном коллекторе 48.

Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выбросов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (например, долговременная память), оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания силы, приложенной водителем 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120; положение тормозной педали с датчика 154 положения тормозной педали, когда водитель 132 нажимает тормозную педаль 150; и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения двигателя вырабатывает предопределенное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

В некоторых примерах, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Кроме того, в некоторых примерах, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливовоздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Таким образом, система по фиг. 1 предусматривает систему транспортного средства, содержащую: двигатель, включающий в себя цилиндр; Датчик давления, расположенный в выпускном канале цилиндра; исполнительный механизм для подавления пропусков зажигания в цилиндре; и контроллер, включающий в себя постоянные команды, выполняемые для выборки отсчетов датчика давления только во время открывания выпускного клапана цилиндра и для не использования отсчетов, собранных во время условий продувки цилиндра, для настройки исполнительного механизма. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для определения пикового давления отработавших газов во время открывания выпускного клапана цилиндра. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для управления исполнительным механизмом в ответ на пиковое давление отработавших газов, являющееся меньшим, чем справочное давление отработавших газов. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для настройки времени открывания выпускного клапана и времени закрывания выпускного клапана. Система транспортного средства включает в себя те случаи, когда выборка отсчетов датчика давления включает в себя сбор множества отсчетов, и где первый отсчет из множества отсчетов задержан на предопределенное время после открывания выпускного клапана.

Далее, со ссылкой на фиг. 2, показана первая круговая диаграмма фаз газораспределения клапана, которая иллюстрирует распределение по времени выборки отсчетов давления отработавших газов. Установки фаз клапанного распределения, показанные на фиг. 2, могут быть реализованы в системе по фиг. 1, а проиллюстрированные моменты выборки отсчетов происходят согласно способу по фиг. 5.

Внутреннее кольцо 202 представляет прогнозирующую установку фаз открывания впускного клапана для четырехтактного двигателя, показанного на фиг. 1. Внешнее кольцо 204 представляет прогнозирующую установку фаз открывания выпускного клапана для четырехтактного двигателя, показанного на фиг. 1. Положения верхней мертвой точки (ВМТ, TDC) в тактах сжатия и выпуска указаны в верхней части вертикальной линии 201. Подобным образом, положения нижней мертвой точки (НМТ, BDC) в тактах впуска и расширения указаны в нижней части вертикальной линии 201. Открывание впускного клапана обозначено IVO, закрывание впускного клапана обозначено IVC, открывание выпускного клапана обозначено EVO, и закрывание выпускного клапана обозначено EVC. Таким образом, IVO происходит во время такта впуска, и впускной клапан остается открытым на протяжении такта впуска до ранней части такта сжатия. EVO происходит во время такта расширения, и выпускной клапан остается открытым до ранней части такта впуска. В этом примере, EVO находится на 50° раньше НМТ в такте выпуска, а EVC находится на 19° позже ВМТ в такте выпуска. IVO находится на 15° раньше ВМТ в такте впуска, а IVC находится на 35° позже НМТ в такте впуска, где градусы являются градусами угла поворота коленчатого вала.

Согласно способу по фиг. 5, датчик давления отработавших газов, расположенный в выпускном окне цилиндра, может подвергаться выборке отсчетов в течение времени, когда открыт выпускной клапан. На фиг. 2, выпускной клапан открыт в течение длительности 210 и длительности 212. Однако, в некоторых примерах, давление отработавших газов может не подвергаться выборке отсчетов в течение периода 212 перекрытия открывания впускного и выпускного клапанов. В течение перекрытия впускного и выпускного клапанов, давление отработавших газов может повышаться, если давление во впускном коллекторе является большим, чем давление отработавших газов. Таким образом, давление отработавших газов может находиться под влиянием положительного давления во впускном коллекторе. Выборка отсчетов давления отработавших газов может быть основана на положении коленчатого вала или времени после того, как открыт выпускной клапан. Если выборка отсчетов является основанной на положении коленчатого вала, отсчеты давления отработавших газов могут браться на расстоянии предопределенного количества градусов угла поворота коленчатого вала. В качестве альтернативы, отсчеты на выпуске могут браться в течение длительности 212, а затем отбрасываться или не использоваться для определения интегральных или пиковых давлений отработавших газов. Таким образом, в этом примере, выборка отсчетов датчика давления отработавших газов может находиться между на 50° раньше НМТ в такте выпуска и на 19° позже ВМТ в такте выпуска. В качестве альтернативы, в этом примере, выборка отсчетов датчика давления отработавших газов может находиться между на 50° раньше НМТ в такте выпуска и на 15° раньше ВМТ в такте впуска.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, показана вторая круговая диаграмма фаз газораспределения клапана, которая иллюстрирует распределение по времени выборки отсчетов давления отработавших газов. Установки фаз клапанного распределения, показанные на фиг. 3, могут быть реализованы в системе по фиг. 1, а проиллюстрированные моменты выборки отсчетов происходят согласно способу по фиг. 5. Внутреннее 202 и внешнее 204 кольца представляют такие же впускной и выпускной клапаны, как описанные на фиг. 2. Однако, во втором примере по фиг. 3, установка фаз распределения выпускного клапана была подвергнута запаздыванию на 20°, так что EVO находится на 30° раньше НМТ в такте выпуска, а EVC находится на 39° позже ВМТ в такте выпуска. Дополнительно, время перекрытия открывания впускного клапана и открывания выпускного клапана увеличивается вследствие запаздывания установки фаз распределения выпускного клапана. В частности, длительность перекрытия увеличивается с 34° до 54°. Согласно способу по фиг. 5, давление отработавших газов может подвергаться выборке отсчетов в течение длительности 310 по фиг. 3. Кроме того, давление отработавших газов может подвергаться выборке отсчетов, или выборка отсчетов может быть прекращена в течение длительности 312 согласно способу по фиг. 5. Поэтому, в примерах, где выборка отсчетов прекращена в течение периодов перекрытия, длительность выборки отсчетов давления отработавших газов сокращается с интервала выборки отсчетов в 215° до 195° между интервалом выборки отсчетов давления отработавших газов (например, 210 и 212), показанным на фиг. 2, и интервалом выборки отсчетов давления отработавших газов (например, 310 и 312), показанным на фиг. 3.

Далее, со ссылкой на фиг. 4, показан график предсказывающих давлений отработавших газов. График включает в себя вертикальную ось Y и горизонтальную ось X. Ось Y представляет давление отработавших газов. Давление отработавших газов возрастает положительно в направлении стрелки выше оси X. Давление отработавших газов возрастает отрицательно в направлении стрелки ниже оси X. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.

Штрих-пунктирная кривая 404 представляет давление отработавших газов во время открывания выпускного клапана для цилиндра, который дал пропуск зажигания. Сплошная кривая 402 представляет давление отработавших газов во время открывания выпускного клапана для цилиндра, который не дал пропуск зажигания. Может наблюдаться, что кривая 402 имеет более высокое пиковое давление. Таким образом, пропуски зажигания в двигателе в течение цикла цилиндра могут отличаться от отсутствия пропусков зажигания пиковым давлением отработавших газов, измеренным во время открывания выпускного клапана. Дополнительно, может наблюдаться, что интеграл кривой 402 дает большее положительное значение, чем интеграл кривой 404. Поэтому, пропуски зажигания в двигателе в течение цикла цилиндра могут отличаться от отсутствия пропусков зажигания интегралом давления отработавших газов, измеренным во время открывания выпускного клапана цилиндра, диагностируемого на наличие или отсутствие пропусков зажигания.

Далее, со ссылкой на фиг. 5, показан способ для определения наличия или отсутствия пропусков зажигания в двигателе. Способ по фиг. 5 может быть включен в систему по фиг. 1 в качестве исполняемых команд, хранимых в постоянной памяти.

На 502, способ 500 оценивает, следует или нет контролировать двигатель касательно пропусков зажигания. В одном из примеров, выявление пропусков зажигания в двигателе инициируется в ответ на запрос запустить двигатель. Выявление пропусков зажигания в двигателе может быть постоянно действующим, или оно может избирательно выводиться из работы. Если способ 500 делает вывод, что следует контролировать пропуски зажигания двигателя, ответом является да, и способ 500 переходит на 504. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на выход.

На 504, способ 500 определяет положение двигателя. В одном из примеров, положение двигателя определяется с помощью датчика положения коленчатого вала и датчика положения распределительного вала. Комбинация датчиков положения коленчатого вала и распределительного вала предоставляет контроллеру возможность определять, где находится ВМТ цилиндра номер один в такте сжатия, а также такты для оставшихся цилиндров двигателя. Например, датчик положения коленчатого вала может считывать 59 зубцов колеса положения в течение одного оборота двигателя. Датчик кулачка может выводить один импульс на триста шестьдесят градусов поворота коленчатого вала за каждые два оборота двигателя Зубцы коленчатого вала и импульс датчика кулачка предоставляют возможность индивидуальной идентификации положений всех цилиндров двигателя. В других примерах, количество зубцов коленчатого вала и импульсов распределительного вала может быть скорректировано, чтобы предоставлять возможность более быстрой идентификации положения двигателя. Положение двигателя обновляется по мере того, как вращается двигатель. Способ 500 переходит на 506 после того, как определено положение двигателя.

На 506, способ 500 определяет установку фаз открывания впускного клапана (IVO), установку фаз открывания выпускного клапана (EVO) и установку фаз закрывания выпускного клапана (EVC) для каждого цилиндра двигателя. В одном из примеров, способ 500 индексирует справочные таблицы или функции, которые выводят IVO, EVO и EVC, на основании положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Таким образом, положение распределительного вала и положение коленчатого вала индексируют таблицы и/или функции, и выводятся IVO, EVO и EVC. Способ 500 переходит на 508 после того, как определены IVO, EVO и EVC.

На 508, способ 500 оценивает, присутствует ли продувка цилиндра. В одном из примеров, давление во впускном коллекторе сравнивается с давлением отработавших газов. Если давление во впускном коллекторе является большим, чем давление отработавших газов, и присутствует перекрытие открывания впускного и закрывания выпускного клапанов, способ 500 может определять, что присутствует продувка. Если перекрытие времени открывания впускного и выпускного клапанов является коротким, или если давление во впускном коллекторе является всего лишь слегка более высоким, чем давление отработавших газов, способ 500 может определять, что продувка отсутствует. Во время продувки, воздух из впускного коллектора течет через цилиндр и поступает в выпускной канал до того, как закрывается выпускной клапан. Воздух из впускного коллектора может повышать давление отработавших газов и ухудшать возможность проведения различия условий пропусков зажигания от без пропусков зажигания во время некоторых условий эксплуатации двигателя. Если способ 500 делает вывод, что присутствует продувка, ответом является да, и способ 500 переходит на 510. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на 512.

На 510, способ 500 выбирает области в течение открывания выпускного клапана цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания, для прекращения выборки отсчетов. В качестве альтернативы, способ 500 выбирает отсчеты, которые не должны быть включены в определение давал или нет пропуск зажигания диагностируемый цилиндр. В одном из примеров, часть всей области перекрытия открывания впускного и выпускного клапанов цилиндра (например, количества градусов поворота коленчатого вала) может не подвергаться выборке отсчетов, или отсчеты в этой области могут не быть включены в определение, давал или нет цилиндр пропуск зажигания. Например, давление отработавших газов для цилиндра может не подвергаться выборке отсчетов, или отсчеты могут игнорироваться для определения пропусков зажигания в цилиндре во время областей 212 и 312, показанных на фиг. 2 и 3. Однако, в некоторых примерах, область перекрытия впускного и выпускного клапанов может подвергаться выборке отсчетов или использоваться для определения пропусков зажигания, когда давление во впускном коллекторе двигателя является меньшим, чем давление отработавших газов, так что давление отработавших газов не превышается давлением во впускном коллекторе.

Дополнительно, в некоторых примерах, первая часть времени открывания выпускного клапана цилиндра, начинающаяся с EVO и продолжающаяся предопределенное время от EVO, может не подвергаться выборке и не включаться в определение, давал или нет пропуск зажигания цилиндр. Посредством не осуществления выборки отсчетов или игнорирования отсчетов давления отработавших газов в этой области времени открывания выпускного клапана, условия выборки отсчетов во время дросселированного потока из цилиндра могут избегаться, так что дросселированный поток не оказывает влияния на диагностику пропусков зажигания. Способ 500 переходит на 512 после того, как способ 500 делает вывод, что часть времени открывания выпускного клапана не должна включаться в определение пропусков зажигания.

На 512, способ 500 настраивает временные характеристики выборки отсчетов давления отработавших газов на выпускном окне для каждого цилиндра на основании EVO и IVO или EVC. В одном из примеров, способ 500 осуществляет выборку отсчетов давления отработавших газов в каждом выпускном окне каждого цилиндра, чтобы определять пропуски зажигания в каждом цилиндре, так чтобы выявление пропусков зажигания одного цилиндра могло иметь меньшую вероятность нахождения под влиянием давления отработавших газов из других цилиндров двигателя. В одном из примеров, датчик давления отработавших газов для цилиндра подвергается выборке отсчетов на предопределенных углах поворота коленчатого вала или с предопределенными интервалами времени от EVO до EVC. В других примерах, интервалы, определенные на 510, могут устраняться из выборки отсчетов или обработки отсчетов цилиндра, чтобы повышать отношение сигнал/шум давления отработавших газов для цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания. Таким образом, давление отработавших газов цилиндра может подвергаться выборке отсчетов, начиная с EVO, или с предопределенного момента времени впоследствии, до IVO или EVC. Посредством не осуществления выборки отсчетов в течение части времени перекрытия впускного и выпускного клапанов, может быть возможным улучшать отношение сигнал/шум сигнала давления отработавших газов для цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания. Давление отработавших газов для цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания, не подвергается выборке отсчетов, или отсчеты не используются для определения пропусков зажигания, когда выпускной клапан цилиндра закрыт. Множество отсчетов давления отработавших газов может браться в течение времени открывания выпускного клапана, чтобы давать профиль давления отработавших газов для цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания.

Дополнительно, начало выборки отсчетов давления отработавших газов настраивается по мере того, как меняется установка фаз распределения кулачков выпускного клапана или выпускного клапана. Например, если EVO подвергнуто запаздыванию на десять градусов угла поворота коленчатого вала, начало выборки отсчетов давления отработавших газов для цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания, подвергается запаздыванию на десять градусов угла поворота коленчатого вала. Кроме того, справочное давление, которое является основой для сравнения давления отработавших газов, корректируется на изменение установки фаз распределения выпускного клапана. Например, первое справочное давление отработавших газов является основой для сравнения с действующим давлением отработавших газов, когда установка фаз распределения выпускного клапана не подвергнута запаздыванию. Однако второе справочное значение давления отработавших газов является основой для сравнения с действующим давлением отработавших газов, когда установка фаз распределения выпускного клапана подвергнута запаздыванию на пять градусов угла поворота коленчатого вала.

Давление отработавших газов цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания, подвергается выборке отсчетов во время открывания выпускного клапана с определенным распределением по времени или на определенных углах поворота коленчатого вала. Давление отработавших газов для каждого цилиндра двигателя подвергается выборке отсчетов подобным образом.

Таким образом, во время первого состояния, когда присутствует продувка (например, воздух течет через цилиндр из впускного коллектора и в выпускное окно во время перекрытия впускного и выпускного клапанов), не осуществляют выборку отсчетов и не используют отсчеты давления отработавших газов из цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания, в течение периода перекрытия впускного и выпускного клапанов (например, от IVO до EVC). Таким образом, могут уменьшаться влияния продувки воздуха через цилиндр во время выборки отсчетов давления отработавших газов на определение пропусков зажигания. Во время второго состояния, где продувка отсутствует, осуществляют выборку отсчетов в течение периода перекрытия впускного и выпускного клапанов, чтобы определять давление отработавших газов на всем времени открывания выпускного клапана. Выборка отсчетов давления отработавших газов в течение всего времени открывания выпускного клапана может давать представление о величине EGR в цилиндре, так что EGR может уменьшаться в последующем цикле цилиндра, если выявлены пропуски зажигания. Способ 500 переходит на 514 после того, как осуществлена выборка отсчетов давления отработавших газов для цилиндров двигателя.

На 514, способ 500 определяет пиковое давление отработавших газов и другие атрибуты давления отработавших газов, чтобы определять пропуски зажигания в цилиндрах двигателя. В одном из примеров, каждый отсчет давления отработавших газов цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания, сравнивается с другими отсчетами давления отработавших газов, взятыми во время открывания выпускного клапана, и величина отсчета, имеющего наибольшее значение, определяется являющейся пиковым давлением в цилиндре. В других примерах, два или более отсчетов могут усредняться для определения пикового давления отработавших газов для цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания.

В других примерах, множество отсчетов давления отработавших газов для цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания, может интегрироваться по времени, в течение которого берутся отсчеты (например, от EVO до IVO), чтобы определять интегральное давление отработавших газов. В кроме того других примерах, способ 500 может определять производную давления отработавших газов между отсчетами давления отработавших газов для определения скорости повышения давления отработавших газов. Способ 500 переходит на 516 после того, как определены атрибуты давления отработавших газов цилиндров, диагностируемых на пропуски зажигания.

На 516, способ 500 оценивает, определены или нет пропуски зажигания в одном или более цилиндров двигателя. В одном из примеров, пиковое давление отработавших газов во время открывания выпускного клапана сравнивается со справочным давлением, чтобы определять, присутствует или нет пропуск зажигания в конкретном цилиндре. Если справочное давление отработавших газов является большим, чем измеренное давление отработавших газов, может определяться, что пропуски зажигания присутствуют в цилиндре. В других примерах, интегральное давление отработавших газов во время открывания выпускного клапана цилиндра, диагностируемого на пропуски зажигания, сравнивается со справочным интегральным давлением отработавших газов. Если справочное интегральное давление отработавших газов является большим, чем измеренное интегральное давление отработавших газов, может определяться, что диагностируемый цилиндр дал пропуск зажигания. Подобным образом, скорость повышения давления отработавших газов может сравниваться со справочной скоростью повышения давления отработавших газов. Если справочная скорость повышения давления отработавших газов является большей, чем измеренная скорость повышения давления отработавших газов, может делаться вывод, что цилиндр дал пропуск зажигания. Если способ 500 делает вывод, что один или более цилиндров двигателя дали пропуск зажигания, ответом является да, и способ 500 переходит на 520. Иначе, ответом является нет, и способ 500 осуществляет выход.

На 520, способ 500 настраивает энергию искрового зажигания, величину рециркуляции отработавших газов (EGR) и/или количество топлива для цилиндров двигателя, указанных дающими пропуски зажигания. В частности, энергия искрового зажигания может повышаться посредством увеличения времени выдержки катушки зажигания. Кроме того, величина EGR для цилиндра может уменьшаться, и/или топливовоздушное соотношение цилиндра может обогащаться, чтобы понижать вероятность пропусков зажигания. Способ 500 переходит на выход после того, как были предприняты действия для настройки исполнительных механизмов для понижения вероятности пропусков зажигания в цилиндрах, которые оценены дающими пропуски зажигания.

Таким образом, пропуски зажигания для каждого цилиндра двигателя могут определяться по датчику давления отработавших газов, расположенному в выпускном окне цилиндра. Давление отработавших газов цилиндра может подвергаться выборке отсчетов во время выбранных периодов времени открывания выпускного клапана цилиндра.

Таким образом, способ по фиг. 5 предусматривает эксплуатацию двигателя, содержащую: открывание и закрывание выпускного клапана цилиндра в течение цикла цилиндра; и начинание выборки отсчетов датчика давления отработавших газов в выпускном канале цилиндра после открывания клапана в течение цикла цилиндра и окончание выборки отсчетов на или до закрывания выпускного клапана в течение цикла цилиндра; и настройку работы цилиндра в ответ на выборку отсчетов датчика давления отработавших газов в течение цикла цилиндра. Способ дополнительно содержит сбор профиля давления отработавших газов во время открывания выпускного клапана и сравнение собранного профиля давления отработавших газов со справочным профилем давления отработавших газов. Способ дополнительно содержит настройку энергии искрового зажигания, подаваемой в цилиндр, в ответ на интеграл отсчетов, являющийся большим, чем интеграл справочного профиля давления отработавших газов.

В некоторых примерах, способ дополнительно содержит повышение обогащения топливовоздушного соотношения цилиндра в ответ на указание пикового давления из выборки отсчетов давления отработавших газов в течение цикла цилиндра, являющегося большим, чем пиковое давление справочного профиля давления отработавших газов. Способ включает в себя те случаи, когда выборка отсчетов датчика давления отработавших газов включает в себя выдачу множества отсчетов датчика давления отработавших газов в течение цикла цилиндров. Способ дополнительно содержит задерживание первого отсчета из множества отсчетов датчика давления отработавших газов на предопределенное время после открывания выпускного клапана. Способ включает в себя те случаи, когда предопределенное время после открывания выпускного клапана инвариантно к числу оборотов двигателя. Способ дополнительно содержит не осуществление выборки отсчетов датчика давления отработавших газов во время условий продувки в цилиндре.

Способ по фиг. 5 также предусматривает способ для эксплуатации двигателя, содержащий: настройку времени открывания и закрывания выпускного клапана цилиндра; настройку выборки отсчетов датчика давления отработавших газов в выпускном канале цилиндра, чтобы начиналась после открывания клапана в течение цикла цилиндра и чтобы заканчивалась после закрывания выпускного клапана в течение цикла цилиндра; и настройку работы цилиндра в ответ на выборку отсчетов датчика давления отработавших газов в течение цикла цилиндра. Способ дополнительно содержит не осуществление выборки отсчетов датчика давления отработавших газов во время условий продувки в цилиндре. Способ дополнительно содержит не использование отсчетов, собранных во время условий продувки в цилиндре, для настройки работы цилиндра.

В одном из примеров, способ дополнительно содержит не осуществление выборки отсчетов датчика давления отработавших газов во время перекрытия впускного и выпускного клапанов цилиндра. Способ дополнительно содержит не использование отсчетов, собранных во время перекрытия впускного и выпускного клапанов цилиндра, для настройки работы цилиндра. Способ дополнительно содержит определение пикового давления и сравнение пикового давления со справочным давлением. Способ дополнительно содержит настройку работы цилиндра, когда справочное давление превышает пиковое давление.

Как будет приниматься во внимание рядовым специалистом в данной области техники, способ, описанный на фиг. 5, может представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовой специалист в данной области техники будет осознавать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции, способы и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машинно-читаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.

Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники напомнило бы многие изменения и модификации, не выходя из сущности и объема описания. Например, рядные двигатели I3, I4, I5, V-образные двигатели V6, V8, V10 и V12, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности, для выявления и подавления пропусков зажигания. Технический результат заключается в улучшении выявления пропусков зажигания в двигателе на более высоких числах оборотов двигателя, в том числе и для отдельных цилиндров. Предложены система и способ для улучшения выявления и подавления пропусков зажигания в двигателе. Пропуски зажигания в двигателе определяются посредством выборки отсчетов давления отработавших газов цилиндра в течение времени, когда выпускной клапан цилиндра находится в открытом состоянии. Если указаны пропуски зажигания, исполнительный механизм настраивается, чтобы понижать вероятность пропусков зажигания в течение последующего цикла цилиндра. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ для эксплуатации двигателя, состоящий в том, что:

открывают и закрывают выпускной клапан цилиндра в течение цикла цилиндра;

начинают выборку отсчетов датчика давления отработавших газов в выпускном канале цилиндра после открывания выпускного клапана в течение цикла цилиндра и заканчивают выборку отсчетов при или до закрывания выпускного клапана в течение цикла цилиндра и не осуществляют выборку отсчетов датчика давления отработавших газов во время условий продувки в цилиндре, причем условия продувки включают в себя условие, когда впускной клапан цилиндра открыт, в то время как выпускной клапан открыт, и давление впускного коллектора больше, чем давление отработавших газов;

определяют пиковое давление отработавших газов на основе выборки отсчетов датчика давления отработавших газов и

настраивают работу цилиндра в ответ на пиковое давление отработавших газов.

2. Способ по п. 1, в котором выборка отсчетов датчика давления отработавших газов включает в себя сбор профиля давления отработавших газов, причем работа цилиндра настраивается на основе сравнения собранного профиля давления отработавших газов со справочным профилем давления отработавших газов.

3. Способ по п. 2, в котором настройка работы цилиндра включает в себя настройку энергии искрового зажигания, подаваемого в цилиндр, в ответ на интеграл отсчетов, являющийся большим, чем интеграл справочного профиля давления отработавших газов.

4. Способ по п. 2, в котором настройка работы цилиндра включает в себя повышение обогащения топливовоздушного соотношения цилиндра, когда пиковое давление отработавших газов больше, чем пиковое давление отработавших газов справочного профиля давления отработавших газов.

5. Способ по п. 1, в котором выборка отсчетов датчика давления отработавших газов заключается в том, что выдают множество отсчетов датчика давления отработавших газов в течение цикла цилиндра, причем способ дополнительно состоит в задержке первого отсчета из множества отсчетов датчика давления отработавших газов на предопределенное количество времени после открывания выпускного клапана.

6. Способ по п. 5, в котором предопределенное количество времени после открывания выпускного клапана инвариантно к числу оборотов двигателя.

7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий выборку отсчетов датчика давления отработавших газов во время перекрытия выпускного клапана и впускного клапана, когда давление впускного коллектора меньше, чем давление отработавших газов.

8. Способ для эксплуатации двигателя, состоящий в том, что:

настраивают время открывания и закрывания выпускного клапана цилиндра;

настраивают выборку отсчетов датчика давления отработавших газов в выпускном канале цилиндра, чтобы она начиналась после открывания выпускного клапана в течение цикла цилиндра и чтобы заканчивалась на или до закрывания выпускного клапана в течение цикла цилиндра;

не осуществляют выборку отсчетов датчика давления отработавших газов во время условий продувки в цилиндре, причем условия продувки включают в себя условие, когда впускной клапан цилиндра открыт, в то время как выпускной клапан открыт, и давление впускного коллектора больше, чем давление отработавших газов;

определяют пиковое давление отработавших газов на основе выборки отсчетов датчика давления отработавших газов и

настраивают работу цилиндра в ответ на пиковое давление отработавших газов.

9. Способ по п. 8, дополнительно состоящий в том, что сравнивают пиковое давление отработавших газов со справочным давлением отработавших газов.

10. Способ по п. 9, дополнительно состоящий в том, что настраивают работу цилиндра, когда справочное давление отработавших газов превышает пиковое давление отработавших газов.

11. Система транспортного средства, содержащая:

двигатель, включающий в себя цилиндр;

датчик давления, расположенный в выпускном канале цилиндра;

исполнительный механизм для подавления пропусков зажигания в цилиндре и

контроллер, включающий в себя постоянные команды, выполняемые для выборки отсчетов датчика давления только во время открывания выпускного клапана цилиндра и для неиспользования отсчетов, собранных во время условий продувки цилиндра, для настройки исполнительного механизма, для определения пикового давления отработавших газов на основе выборки отсчетов датчика давления и для настройки работы цилиндра в ответ на определение пикового давления отработавших газов, причем условия продувки включают в себя условие, когда впускной клапан цилиндра открыт, в то время как выпускной клапан открыт, и давление впускного коллектора больше, чем давление отработавших газов в выпускном канале.

12. Система транспортного средства по п. 11, дополнительно содержащая неосуществление выборки отсчетов датчика давления во время условий дросселированного потока из цилиндра.

13. Система транспортного средства по п. 12, дополнительно содержащая дополнительные команды для управления исполнительным механизмом в ответ на пиковое давление отработавших газов, являющееся меньшим, чем справочное давление отработавших газов.

14. Система транспортного средства по п. 11, дополнительно содержащая дополнительные команды для настройки времени открывания выпускного клапана и времени закрывания выпускного клапана.

15. Система транспортного средства по п. 11, в которой выборка отсчетов датчика давления заключается в том, что собирают множество отсчетов, причем первый отсчет из множества отсчетов задерживается на предопределенное количество времени после открывания выпускного клапана.