预燃室燃料进入阀诊断法制造技术

本发明专利技术描述了检测发动机的汽缸熄火的系统和方法。该系统和方法可包括确定发动机的燃烧室中曲柄角的标准偏差，并确定发动机的燃烧室中峰值压力的标准偏差。若曲柄角位置的标准偏差大于曲柄角的标准偏差的阈值，或若峰值压力的标准偏差大于峰值压力的标准偏差的阈值，可进行发动机汽缸切断检查以识别一个或多个熄火汽缸。

Precombustion chamber fuel valve diagnosis method

Systems and methods for detecting engine cylinder misfire. The system and method may include determining the standard deviation of the crank angle in the combustion chamber of the engine and determining the standard deviation of the peak pressure in the combustion chamber of the engine. If the standard deviation of the crank angle position is greater than the standard deviation of the crank angle threshold, the standard deviation or the standard deviation of the peak pressure is greater than the peak pressure if the threshold can be cut off check engine cylinder to identify one or more off the cylinder.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及气体发动机，更具体地说，涉及预燃室燃料进入阀诊断法。
技术介绍
在天然气发动机中，预燃室通常与每个汽缸相关联。电子控制的燃料进入阀用于向预燃室提供燃料以便于预燃室中混合物的点火。当预燃室燃料进入阀中螺线管被通电时，压力增大以抵抗弹簧力的作用，并且预燃室燃料进入阀被打开。当螺线管被断电时，弹簧的组合力和预燃室中混合物所施加的力超出施加在远离预燃室的侧部上的力，预燃室燃料进入阀被关闭。因为高温和预燃室燃料进入阀受到的振动，预燃室燃料进入阀在短时间的运行后可降级并失去某些功能。在燃料供应管线中的燃烧残留物和颗粒物质也可增加预燃室燃料进入阀的磨损，这可能引起阀泄漏，因而引起汽缸熄火。此泄漏是预燃室燃料进入阀的常见问题。预燃室燃料进入阀的泄漏可导致发动机的不平稳运转以及燃烧燃料的消耗的增加。因为预燃室相对于主燃室体积更小，所以预燃室燃料阀的泄漏可明显地改变预燃室中的空气燃料比(AFR)。在预燃室中精确地控制AFR以确保点火，使得当AFR因预燃室燃料进入阀泄漏而偏离期望值时，发动机不能正常启动，或引起AFR偏离最佳点火范围，导致发动机熄火。因为发动机可具有更多汽缸和预燃室燃料进入阀，以及多种因素可影响发动机性能，所以在该领域排除气体发动机熄火故障以找出根本原因非常耗时并且成本很高。为了确定哪个汽缸或阀在正常工作，因为预燃室燃料进入阀的尖端位于预燃室内，或通过直接地测量预燃室或主燃室的温度(因为燃烧温度超出2000℃)，直接地测量预燃室燃料进入阀运动是不实际的或消耗成本。检测发动机汽缸熄火的系统和方法的一个实例在Andrews等人的美国专利号6,243,641(“’641专利”)中公开。所公开的系统和方法包括单规格类型的压力传感器，其位于排气歧管中以检测内燃机的所有汽缸的熄火。压力传感器检测排气歧管压力并通过模数转换器将信号提供给微型计算机。数据处理装置监测来自传感器的数据所产生的压力波形以确定是否发生完全熄火或部分熄火。若汽缸发生部分熄火或完全熄火，汽缸的压力脉冲强度将下降，因此，使得数据处理装置识别熄火。数据处理装置可通过计算每个燃烧循环的平均峰值压力、作为发动机速度和燃料消耗率的函数的压力阈值、和基于平均峰值压力与压力阈值之间的差值的最小压力值确定熄火。数据处理装置或者可通过先计算所观察到的压力脉冲与平均峰值压力之间的变异系数，然后将变异系数与压力阈值比较以确定是否至少已发生部分熄火来确定熄火。然而，来自每个汽缸的脉动排气流可因排气阀相位的重叠而互相干扰。当方法应用于具有大汽缸的发动机时，排气流的干扰可限制’641专利中所公开方法的有效性。因此，需要改进的预燃室燃料进入阀诊断法。本专利技术的多个方面可解决这些问题和/或缺点中的一个或多个。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术描述了一种检测发动机的汽缸的熄火的方法。该方法可包括确定发动机的燃烧室中峰值压力的标准偏差，并确定曲柄角位置的标准偏差。在某些方面，该方法可包括确定峰值压力的标准偏差是否大于峰值压力的标准偏差的阈值，确定曲柄角位置的标准偏差是否大于曲柄角的标准偏差的阈值；并进行发动机汽缸切断检查。在另一个方面，本专利技术描述了一种发动机控制模块，其配置成检测发动机的汽缸的熄火。发动机控制模块可包括含有预定校准参数的存储器。在一些方面，发动机控制模块可经编程以确定发动机是否在稳态条件下运行，确定发动机是否在发动机的一组校准参数的预定范围内运行，并且若发动机在稳态条件下运行以及发动机在一组校准参数的预定范围内运行，启动第一检测模式。当ECM处于第一检测模式时，发动机控制模块被配置成计算曲柄角位置的标准偏差，且发动机控制模块可被配置成确定曲柄角位置的标准偏差是否大于曲柄角的标准偏差的阈值。当ECM处于第一检测模式时，发动机控制模块可被配置成计算发动机的燃烧室中峰值压力的标准偏差。在某些方面，发动机控制模块可经编程以确定峰值压力的标准偏差是否大于峰值压力的标准偏差的阈值，并且若曲柄角位置的标准偏差大于曲柄角的标准偏差的阈值或峰值压力的标准偏差大于峰值压力的标准偏差的阈值，启动发动机汽缸切断检查的第二检测模式。在又一个方面，本专利技术描述了一种检测发动机的汽缸的熄火的系统，其包括发动机、位于发动机中的多个汽缸、联接至汽缸的预燃室、联接至预燃室的燃料输送阀。控制器可被配置成确定发动机是否在稳态条件下运行，确定发动机是否在发动机的一组校准参数的预定范围内运行，并且若发动机在稳态条件下运行以及发动机在一组校准参数的预定范围内运行，启动第一检测模式。当控制器处于第一检测模式时，控制器可被配置成计算发动机的燃烧室中曲柄角位置的标准偏差，且控制器被配置成确定曲柄角位置的标准偏差是否大于曲柄角的标准偏差的阈值。当控制器处于第一检测模式时，控制器可被进一步配置成计算发动机的燃烧室中峰值压力的标准偏差，并且确定峰值压力的标准偏差是否大于峰值压力的标准偏差的阈值。若曲柄角位置的标准偏差大于曲柄角的标准偏差的阈值或峰值压力的标准偏差大于峰值压力的标准偏差的阈值，可启动发动机汽缸切断检查的第二检测模式。在一些方面，控制器可被配置成识别多个汽缸中一个或多个熄火汽缸。从下面的详细说明以及附图中能够理解所公开的原理的进一步和可选的方面和特征。可以理解的是，本文中所公开的系统和方法能够以其它的不同的方面得以实施，并且能够在各个方面得以修改。因此，应该理解，前面的一般说明和下面的详细说明都仅仅是示例性性的和说明性的，并且不会限制所附权利要求的范围。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个方面的发动机的预燃室的示意性的剖视图；图2示出了根据本专利技术的一个方面的预燃室压力与曲柄角的相应位置的关系曲线；图3示出了根据本专利技术的一个方面的发动机汽缸切断检查的曲线图；图4示出了根据本专利技术的另一个方面的发动机汽缸切断检查的曲线图；图5示出了根据本专利技术的一个方面的用于检查发动机的汽缸中的熄火的软件算法的流程图；图6示出了根据本专利技术的一个方面的检查发动机的汽缸中的熄火的方法。具体实施方式现在参照附图，其中相同的附图标记指的是相同元件，示出了检测发动机的汽缸的熄火的系统和方法。本文中所列举的任何数值仅仅是举例说明的方式。在其它方面，可以使用其它值，并且所述值可以任何适合该应用的方式变化。本专利技术的一个示例性方面提供了一种检测发动机的汽缸的熄火的方法，该方法包括确定发动机的预燃室或者主燃室内的峰值压力以及实际的峰值压力的标准偏差，以开始检测是否存在问题，例如汽缸熄火。若存在这样的问题，则使用发动机汽缸切断检查，以确定哪一个汽缸出现故障。该切断检查可通过下述方式实施：(1)在维持恒定的发动机功率的同时切断一个汽缸(例如，阻止汽缸产生功率)，并且比较为了维持恒定的发动机功率，产生的其余汽缸所需的燃料的增加量，或者(2)在维持所提供的燃料的恒定的量的同时切断一个汽缸，并且比较产生的发动机的功率输出的减少量。图1示出了根据本专利技术的一个方面的发动机100的预燃室组件101的示意性的剖视图。在某些方面，预燃室组件101可具有预燃室燃料进入阀103(例如，单向阀)，其可用于确保发动机100内的预燃室燃料输送的精确控制和一致性。发动机控制模块(ECM)102(例如，控制器)可控制发动机的多个方面，包括预燃室燃料进入阀103和点火装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测发动机的汽缸的熄火的方法，其包括如下步骤：确定所述发动机的燃烧室中的峰值压力的标准偏差；确定曲柄角位置的标准偏差；确定所述峰值压力的所述标准偏差是否大于所述峰值压力的所述标准偏差的阈值；确定曲柄角位置的所述标准偏差是否大于曲柄角的所述标准偏差的阈值；以及进行发动机汽缸切断检查。

【技术特征摘要】
2015.10.27 US 14/9235481.一种检测发动机的汽缸的熄火的方法，其包括如下步骤：确定所述发动机的燃烧室中的峰值压力的标准偏差；确定曲柄角位置的标准偏差；确定所述峰值压力的所述标准偏差是否大于所述峰值压力的所述标准偏差的阈值；确定曲柄角位置的所述标准偏差是否大于曲柄角的所述标准偏差的阈值；以及进行发动机汽缸切断检查。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括如下步骤：识别一个或多个熄火汽缸。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括如下步骤：确定所述发动机是否在稳态条件下运行；以及确定所述发动机是否在所述发动机的一组校准参数的预定范围内运行。4.根据权利要求3所述的方法，其中，若所述发动机在所述稳态条件下运行，且所述发动机在所述发动机的所述一组校准参数的所述预定范围内运行，则进行所述确定曲柄角位置的标准偏差的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中，若所述发动机在所述稳态条件下运行，且所述发动机在所述发动机的所述一组校准参数的所述预定范围内运行，则进行所述确定所述峰值压力的标准偏差的步骤。6.根据权利要求5所述的方法，其中，若曲柄角位置的所述标准偏差大于曲柄角的所述标准偏差的阈值，或所述峰值压力的所述标准偏差大于所述峰值压力的所述标准偏差的阈值，则进行所述执行发动机汽缸切断检查的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括如...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛新宇，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US