用于爆震传感器诊断的方法和系统技术方案

本公开提供了“用于爆震传感器诊断的方法和系统”。提供了用于通过主动地引发发动机气缸中的爆震来诊断发动机系统的爆震传感器的方法和系统。在位于最靠近所述爆震传感器的发动机气缸中操作激光点火装置，同时所述发动机处于静止状态，并且所述气缸停放成使得进气门和排气门都关闭，以在所述气缸中产生并截留热量。在随后重新起动时，所述气缸中的火花正时被提前，这与所截留的热量相结合而引发爆震，并且引起来自工作的爆震传感器的响应。

Method and System for Diagnosis of Detonation Sensors

【技术实现步骤摘要】
用于爆震传感器诊断的方法和系统
本说明书总体上涉及用于诊断发动机的爆震传感器的方法和系统。
技术介绍
随着发动机老化，其内部积碳会导致发动机压缩比增大。因此，可能会更频繁地发生自燃(诸如提前点火)和/或爆震。发动机可配置有爆震传感器，所述爆震传感器联接到所述发动机缸体，用于检测发动机爆震。爆震传感器可以是在激励时输出电压(例如，在5至18kHz范围内)的压电装置。这种传感器使用发动机振动进行激励，不需要外部电源。响应于传感器的爆震检测(诸如当传感器输出高于爆震阈值时)，发动机控制器可以调整(例如，延迟)火花正时以降低进一步爆震的可能性。为了确保及时的爆震检测和缓解，可定期诊断爆震传感器。已经开发了各种方法来诊断爆震传感器。Bizub在EP3054134A1中示出的一种示例性方法依赖于爆震传感器与曲轴转速数据的比较。具体地，从爆震传感器数据导出一个或多个发动机爆震事件，然后确定所述一个或多个爆震事件是否实际发生在已知时间或已知曲轴位置。Horner等人在US7,562,558中示出了另一种方法。其中，信号发生器产生预定频率的测试信号并将其施加到爆震传感器。基于测试信号的幅度，如由与爆震传感器相关联的电路检测到的，控制器确定爆震传感器的电路是开路还是短路。然而，本专利技术人在此已经认识到此类方法的潜在问题。Bizub的方法依赖于发动机爆震的固有发生来进行爆震传感器诊断。然而，由于发动机爆震更频繁地发生，导致压缩比增大，或者在温度升高的情况下，爆震传感器诊断机会可能是有限的。例如，爆震可能不会自己出现，直到发动机在高负荷条件下操作，诸如在高速公路驾驶或牵引应用期间。爆震传感器诊断机会可能在城市驾驶循环和具有起/停应用的发动机中更加有限。因此，可能存在爆震传感器需要诊断(诸如来满足OBD要求)但是由于缺乏爆震产生的发动机条件而无法在此时进行诊断的情况。在Horner的方法中，即使经由测试信号引发爆震输出，测试信号也只能在经由测试信号引发的爆震输出不会因实际发动机振动而干扰爆震输出的情况下施加。此外，在两种方法中，如果没有来自发动机燃烧的自然振动，则爆震传感器可能会输出平坦的零电压。零输出是由于传感器劣化还是由于缺乏物理爆震可能不清楚。如果未及时诊断爆震传感器，则可能检测不到爆震和/或发动机控制器可能以不太理想的方式调整火花正时，从而导致发动机性能问题、燃料经济性损失和尾气排放升高。
技术实现思路
在一个示例中，可以通过一种方法解决上述问题，所述方法包括：经由激光点火装置的操作在气缸中引发爆震事件；以及基于所引发的爆震事件之后的爆震传感器输出来诊断爆震传感器。以这种方式，可以可靠地诊断发动机爆震传感器。作为一个示例，发动机系统可配置有激光点火和起/停功能。响应于满足怠速停止条件，发动机可停机并且朝向静止位置旋转。具体地，当发动机静止时，发动机可被停机，使得位于最靠近发动机的爆震传感器的气缸停放在密封位置。密封位置可包括气缸的进气门和排气门中的每一者都关闭的位置，诸如气缸的排气冲程的上止点。当发动机静止在该位置时，可操作激光点火器(例如，持续一段时间)以在气缸中产生热量。如果激光器是可操纵的，则可在气缸的不同区域上(例如，随机或有针对性地)调整光束方向和焦点，以便在整个气缸中产生热量。因为进气门和排气门两者都关闭，所以产生的热量被截留在气缸中。当发动机重新起动条件满足时，发动机燃料供应恢复，同时给定气缸的火花正时提前。被截留的热量与火花提前结合，在发动机重新起动期间在给定气缸中引发爆震。观察爆震传感器输出以确定传感器是否对所引发的爆震做出响应。如果未观察到传感器输出，则可推断传感器劣化。以这种方式，可通过在发动机重新起动期间在发动机气缸中引发爆震来诊断发动机爆震传感器。通过使用发动机系统的激光点火以在发动机停机时在气缸中产生并截留热量，可利用现有的发动机部件来引发爆震。通过使用激光产生的热量和火花提前来引发气缸中的爆震，发动机控制器不需要等待固有地发生爆震的特定条件。因此，可更频繁地诊断爆震传感器，包括在需要时。通过以及时且更可靠的方式诊断爆震传感器，可更优化地安排爆震缓解火花延迟，可减少燃料经济性损失，并且可更好地控制尾气排放。应当理解，提供以上
技术实现思路
部分是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决以上或本公开中任何部分所指出的任何缺点的实现方式。附图说明图1示出了具有配置有激光点火的发动机的示例性车辆系统的示意图。图2描绘了通过使用激光点火器在发动机气缸中产生和截留热量来诊断发动机爆震传感器的示例性方法的高级流程图。图3示出了用于选择可以启动基于激光的气缸加热的气缸位置的示例映射图。图4示出了通过由激光点火系统引发气缸爆震来诊断发动机爆震传感器的预测示例。具体实施方式以下描述涉及用于通过经由激光点火系统(诸如联接到图1的发动机系统的点火系统)引发气缸爆震来诊断发动机爆震传感器的系统和方法。响应于满足怠速停止条件，当发动机正在停机并旋转到静止时，发动机控制器可执行控制例程(诸如图2的示例例程)，以经由激光点火器的操作在所选气缸中产生热量。控制器可在将所选气缸停放在气缸被密封的位置之后操作激光点火器，其中气缸的进气门和排气门中的每一个均保持关闭，如参考图3所示，使得当发动机静止时，产生的热量可被截留在气缸中。然后，当发动机重新起动时，经由截留的热量与火花正时提前的选择性使用的组合可以在给定的气缸中引发爆震。在引发的爆震事件之后，可基于爆震传感器输出来诊断爆震传感器。参考图4示出了示例性爆震传感器诊断操作。参考图1，描绘了示例性混合动力驱动系统。混合动力驱动系统可被配置在乘用道路车辆中，如混合动力电动车辆5中。混合动力驱动系统包括内燃发动机20。发动机20可以是多缸内燃发动机，所述多缸内燃发动机的一个气缸在图1处详细示出。发动机20可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和车辆驾驶员132经由输入装置130的输入来控制。在该示例中，输入装置130包括加速踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机20的燃烧气缸30可包括燃烧气缸壁32，活塞36位于其中。活塞36可联接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间传动系统154联接到车辆5的至少一个驱动轮155。燃烧气缸30可经由进气通道43从进气歧管45接收进气，并且可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管45和排气通道48可经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧气缸30连通。在一些实施例中，燃烧气缸30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在所示的示例中，进气门52和排气门54可经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53可各自包括一个或多个凸轮，并且可利用凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个系统，这些系统可由控制器12操作以改变气门操作。为了能够检测凸轮位置，凸轮致动系统51和53可具有齿轮。进气门52和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发动机的方法，包括：经由激光点火装置的操作在气缸中引发爆震事件；以及基于所引发的爆震事件之后的爆震传感器输出来诊断爆震传感器。

【技术特征摘要】
2018.02.08 US 15/891,9461.一种用于发动机的方法，包括：经由激光点火装置的操作在气缸中引发爆震事件；以及基于所引发的爆震事件之后的爆震传感器输出来诊断爆震传感器。2.如权利要求1所述的方法，还包括：基于所述气缸的位置相对于所述爆震传感器在发动机缸体上的位置来选择所述气缸。3.如权利要求2所述的方法，其中所述选择包括选择相对于其余发动机气缸最靠近所述爆震传感器的气缸。4.如权利要求1所述的方法，其中所述诊断包括：响应于所引发的爆震事件之后低于阈值的爆震传感器输出，指示爆震传感器劣化。5.如权利要求4所述的方法，还包括：响应于所述指示，减少进气充量以限制发动机负荷。6.如权利要求1所述的方法，其中经由在所述气缸中施加火花提前来进一步引发所述爆震事件。7.如权利要求6所述的方法，其中所述引发包括：在发动机停机期间，使所述发动机旋转到静止在所述气缸被密封的位置，其中进气门和排气门中的每一者都关闭；在所述发动机静止时，使所述激光点火装置在所述密封气缸中操作一段持续时间；以及在随后的发动机重新起动期间，恢复向所述气缸输送燃料，其中所述气缸的火花正时从MBT提前。8.如权利要求7所述的方法，其中在所述气缸中操作所述激光点火装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德·杜道尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US