用于汽缸压缩诊断的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于汽缸压缩诊断的方法和系统。本发明专利技术公开了一种执行非侵入式发动机压缩测试的方法和系统。当请求压缩测试时，可以使用来自电池驱动的电动马达的能量不添加燃料地旋转混合动力车辆发动机。多个发动机循环中电池电流的变化用于推断汽缸压缩参数并评估汽缸压缩劣化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及用于汽缸压缩诊断的方法和系统。本专利技术公开了一种执行非侵入式发动机压缩测试的方法和系统。当请求压缩测试时，可以使用来自电池驱动的电动马达的能量不添加燃料地旋转混合动力车辆发动机。多个发动机循环中电池电流的变化用于推断汽缸压缩参数并评估汽缸压缩劣化。【专利说明】用于汽缸压缩诊断的方法和系统【
】本专利技术涉及在混合动力车辆系统中执行非侵入式发动机压缩测试的方法和系统。【
技术介绍
】内燃发动机的每个汽缸内需要足够的压缩水平以正常运转。于是，例行地执行压缩测试以诊断每个汽缸中的压缩水平。不充分的汽缸压缩可以用于诊断汽缸部件，比如气门、衬垫、活塞环等。通常，压缩测试可能是侵入式的需要拆解发动机。例如，维修技术人员可以将火花塞和/或燃料喷射器从发动机拆下使得可以放入压力传感器以测量单个汽缸的压力水平。此外，可能需要不添加燃料地(例如经由起动机马达)将发动机运转至发动机循环中的预期位置。然而，这样的侵入式方法比较困难、费时间，并且还需要培训过的技术人员。此外，将发动机部件(例如火花塞)拆下以执行测试使得拆下的部件容易受损。US4, 539，841显示了一种执行非侵入式压缩测试的示例方法。其中，电磁转速传感器形式的探测器用于在发动机怠速状况期间测量每个汽缸压缩阶段期间的瞬时发动机转速。估算的发动机转速用于推断汽缸峰值压力和峰值功率输出。通过将推断值与标准化的压力曲线比较来诊断汽缸压缩问题。US5，663，493显示了另一种示例非侵入式压缩测试。其中，维修工具用于在使用从电池汲取电流的起动机马达旋转发动机的转动起动阶段监视发动机中的电池电压或电流。该工具基于起动机电流的变化在屏幕上向技工显示每个汽缸的相对压缩。【
技术实现思路
】专利技术人在此已经认识到上述方法的潜在问题。在一个示例中，虽然这些方法是非侵入式的，但是它们需要技术人员来完成。特别地，两种方法都需要经过培训的技术人员使用必须连接至发动机或车辆的特定位置的诊断工具。在US4，539，841的方法中，使用怠速运转的发动机还可能产生可能会影响诊断结果的大量的噪声因素。在US5，663，493的方法中，其方法限于评估发动机转动起动转速时的电池电流变化。这样，可以在其它较高发动机转速时得到更加显著的电流变化。此外，转动起动转速时有限的气流可能产生大量的噪声因素。在任一种方法中，诊断都消耗时间并且结果可能容易产生误差(例如，更容易产生人为误差或噪声引起的误差)。在一个示例中，可以通过一种用于混合动力车辆系统的方法至少部分解决上述问题中的一些，该方法包含:使用马达扭矩通过提前的进气门正时和打开的进气节气门不添加燃料地旋转发动机；并且基于该旋转期间电池电流的变化指示汽缸压缩劣化。这样，可以自动地并且非侵入地执行压缩测试而不需要培训过的技术人员来拆解发动机部件或者使用复杂的诊断工具。例如，当混合动力电动车辆系统处于钥匙关闭状况时，车辆可以从维修技术人员或操作员接收汽缸压缩测试请求。可以经由车辆的交互式触摸(touch-1nteractive)显示屏的交互或者经由简单的诊断工具作出请求。响应于压缩测试请求，控制器可以确定发动机温度是否在规定的范围内(例如高于60° F)。一旦确定，可以使用来自电池驱动的电动马达/发电机的用于推进车辆的马达扭矩不添加燃料地旋转发动机。发动机可以在初期以较低转速(例如100rpm)旋转较短的时间段(例如15秒)以减少由缺少油膜导致的摩擦变化性(frict1n variability)并且使发动机驱动的机械油泵建立足够的压力以帮助驱动发动机凸轮。随后可以通过(经由进气凸轮正时提前)完全提前的进气门正时以及完全打开的进气节气门以较高转速(例如1000rpm-2000rpm或更高转速)旋转发动机较长时间段。可以将发动机转速调节至允许在驱使歧管压力(MAP)趋于大气压力(BP)时保持发动机转速控制的可实现的最低发动机转速。通过打开节气门并提前进气凸轮，发动机汽缸可以吸入更多空气使得达到更高的峰值压力。这样，这显著改善了信噪比。随后在一个或多个发动机循环中(特别地，在每个汽缸的压缩行程期间)监视电池电流(或电压)的变化。由于电池具有内阻，电池端子两端的电压作为发动机旋转阻力的函数而变化，该旋转阻力根据每个汽缸中的压缩而变化。电流的变化用于估算每个汽缸的压缩行程产生的扭矩。随后使用标量(scalar)算法将估算的扭矩用于推断每个汽缸的压缩压力。通过比较每个汽缸推断的压缩压力与预期的汽缸压缩压力，可以识别汽缸压缩的劣化并且可以设置识别未通过测试的特定汽缸的诊断代码。维修技术人员随后可以诊断受影响的汽缸。这样，可以非侵入地执行汽缸压缩测试而不需要发动机拆解。在维修技术人员的测试请求之后自动地运行测试，实现了减少大量时间和成本的益处。此外，可以减少火花塞螺纹和其它发动机部件的损坏。通过基于电池电流的变化推断汽缸压力，减少了专用汽缸压力传感器的需求。总之，提供了简单又精确的非侵入式压缩测试。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于混合动力车辆的方法，该方法包含:响应于压缩测试的请求，使用来自电池驱动的马达的扭矩通过提前的进气门正时和打开的进气节气门不添加燃料地旋转发动机；以及响应于在所述旋转期间从电池电流变化推断的汽缸压缩压力的变化指示汽缸压缩的劣化。根据本专利技术的一个实施例，不添加燃料地旋转发动机包括当车辆没有运转时不添加燃料地旋转发动机。根据本专利技术的一个实施例，不添加燃料地旋转发动机进一步包括仅在发动机温度高于第一阈值时旋转。根据本专利技术的一个实施例，通过提前的进气门正时旋转包括通过完全提前的进气凸轮旋转，并且其中通过打开的进气节气门旋转包括通过完全打开进气节气门旋转。根据本专利技术的一个实施例，指示包括:基于电池电流的变化估算每个发动机汽缸的压缩行程扭矩；基于估算的汽缸压缩行程扭矩推断每个发动机汽缸的压缩压力；以及基于汽缸的推断汽缸压缩压力低于汽缸的预期汽缸压缩压力而指示压缩劣化。根据本专利技术的一个实施例，估算包括当进气歧管压力基本上处于或接近大气压力时基于电池电流的变化估算压缩行程扭矩。根据本专利技术的一个实施例，基于估算的汽缸压力行程扭矩推断每个发动机汽缸的压缩压力包括:使用基于发动机冷却剂温度和发动机转速的因子修改估算的压缩行程扭矩以去除扭矩估算的摩擦影响；以及使用标量算法将修改的压缩行程扭矩转换为推断的压缩压力。根据本专利技术的一个实施例，汽缸的预期汽缸压缩压力基于发动机转速、发动机温度、歧管压力和大气压力中的一者或多者。根据本专利技术的另一方面，提供一种混合动力车辆系统，包含:包括汽缸的发动机；连接至电池的电动马达/发电机；连接至进气门的进气凸轮；连接至发动机进气歧管的进气节气门；以及具有计算机可读指令的控制器，指令用于:响应于操作员压缩测试的请求，使用马达不添加燃料地旋转发动机同时完全提前进气凸轮并且完全打开进气节气门；监视汽缸压缩行程期间电池电流的变化；基于监视的变化估算汽缸压缩扭矩和汽缸压缩压力中的每者；以及基于估算的汽缸压缩压力偏离于预期汽缸压缩压力而指示汽缸压缩劣化。根据本专利技术的一个实施例,旋转发动机包括以基于电池荷电状态的发动机转速旋转发动机，转速随着荷电状态的增加而增加。应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合动力车辆的方法，包含：使用马达扭矩通过提前的进气门正时以及打开的进气节气门不添加燃料地旋转发动机；以及基于所述旋转期间电池电流的变化指示汽缸压缩劣化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·R·马丁，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US