[发明专利]用于跳过点火式发动机的进气诊断

说明书

描述了各种各样用于检测在内燃发动机中的、所命令的空气进气的失效的方法和安排。在一些实施例中，监测进气歧管压力。空气进气事件产生进气歧管压力的波动，这被记录下。通过诊断滤波器处理该信号以帮助确定实际进气是否与所命令的进气相匹配。在其他实施例中，将所测量的曲轴加速度与估算的曲轴加速算进行对比。如果这两个量相差出阈值量，则检测到进气故障。还可以组合这两种检测方法。所描述的方法尤其良好适用于以具有汽缸停用的跳过点火模式和/或动态点火水平调整模式来运行的发动机。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年10月23日提交的临时申请号62/067,873的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及用于诊断内燃发动机中的进气故障的方法和机构。不同实施例涉及对进气歧管压力和/或曲轴角加速度的测量和分析以诊断进气故障。

背景技术

现今在运行中的多数车辆是通过内燃(IC)发动机来供能的。内燃发动机典型地具有多个汽缸或发生燃烧所在的其他工作室。由发动机产生的动力取决于递送至每个工作室的燃料和空气的量。

内燃发动机的燃料效率可以通过改变发动机排量而有实质性改善。这允许在需要时可获得最大转矩，还可以通过在不需要最大转矩时使用较小的排量而显著地减少泵送损失并改善热效率。现今实现一个可变排量发动机的最常见的方法是基本上同时停用一组气缸。在此方法中，当希望跳过燃烧事件时，与所停用的汽缸相关联的进气阀和排气阀保持关闭并且没有燃料喷射。例如，8缸可变排量发动机可以停用这些缸中的一半(即，4个缸)，这样使得仅使用剩余的四个缸进行运转。现今可获得的可商购的可变排量发动机典型地仅支持两种或至多三种排量。

改变发动机的有效排量的另一种发动机控制方法被称为“跳过点火”发动机控制。总的来说，跳过点火式发动机控制设想在所选点火时机过程中选择性地跳过某些缸的点火。因此，特定汽缸可以在一个发动机循环过程中被点火、并且然后在下一个发动机循环过程中被跳过、并且在下下一个发动机循环过程中被选择性地跳过或点火。以此方式，对有效发动机排量的更加精细的控制成为可能。例如，对4缸发动机中的每隔两个缸进行点火将提供有效减少最大发动机排量的1/3，这是通过简单地停用一组缸来产生均匀的点火图案所不能获得的分量排量。类似地，在3缸发动机中每隔一个汽缸进行点火将提供1/2的有效排量，这是通过简单地停用一组汽缸所不能获得的。

美国专利号8,131,445(通过引用结合于此)传授了一种使用动态跳过点火运行方法的连续可变排量发动机，该发动机允许使用单独的汽缸停用平均出任何点火汽缸分数。以跳过点火运行的连续可变排量模式中，所递送的转矩量一般严重依赖于点火分数或没有被跳过的燃烧事件分数。在其他跳过点火方法中，可以从由一组可用的点火图案或分数选定特定的点火图案或点火分数。

为了以动态跳过点火控制来运行，必须以比这些汽缸一直启用的情况更复杂的方式来控制进气阀和排气阀。确切地说，这些进气阀和/或排气阀在跳过的工作循环过程中保持关闭以便使泵送损失最小化。这与依靠所有气缸运转的一个发动机形成对照，在该发动机中，这些进气阀和排气阀在每个工作循环中开启和关闭。现今在用的多数车辆使用凸轮轴来打开和关闭这些进气阀。阀系可以结合凸轮相位器来控制相对于曲轴的阀门打开和关闭的定时。一些凸轮操作发动机还具有可调阀升程。例如，一些发动机具有使阀在“高升程”水平与“低升程”水平之间切换的机构；例如，对于“高升程”最大为11mm的升程以及对于“低升程”最大为4mm的升程。作为对凸轮控制阀的替代方案，一些发动机使用电子阀致动，因为阀运动没有受到凸轮轴旋转限制，所以这在阀打开方面具有更多的灵活性。

对于凸轮操作阀，一种用于将阀停用的方法是将可折叠阀挺杆结合到阀系中。为了将阀启用，挺杆保持其完全伸开，并且为了将阀停用，挺杆折叠从而不会将凸轮凸部轮廓传递至阀。阀的启用/停用是由螺线管控制的，该螺线管通过将高压油提供至可折叠挺杆来使得阀停用。存在其他机构来使具有凸轮操作阀的发动机中的阀停用。