CN104279066B - 四缸发动机的失火判缸方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四缸发动机的失火判缸方法，检测正常喷油脉宽PW1，并用其乘以0至1之间的燃油减少系数得到失火喷油脉宽PW2，假设一第一缸，用PW2控制假设第一缸喷油量，用PW1控制剩余气缸喷油量，采集飞轮盘一次转动周期内的先后喷油时刻T1和T2，且记录T1前一次喷油时刻为T0，记录T2后一次喷油时刻为T3，计算T32=T3‑T2，T21=T2‑T1，计算ΔTa=T32‑T21、ΔTb=T21‑T10。当在T3时，如果假设第一缸喷油，则把ΔTa和ΔTb赋值给SUM2，否则把ΔTa和ΔTb赋值给SUM1，根据SUM1和SUM2的增大和减小趋势判缸，以在不利用凸轮轴位置传感器的情况下也可完成判缸过程。

Description

四缸发动机的失火判缸方法

技术领域

本发明涉及一种四缸发动机的判缸方法，尤其涉及一种利用失火来判缸的方法。

背景技术

现有四缸发动机一般使用凸轮轴位置传感器进行判缸。凸轮轴位置传感器会先采集凸轮轴的位置信号，并将该位置信号输入四缸发动机的电子控制单元（ECU），以便ECU识别第一气缸的压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点，所以又称为气缸识别传感器。

但是由于采用了凸轮轴位置传感器，势必会造成成本的增加，提高了安装工序的复杂性。

现有技术中也有不采用凸轮轴位置传感器来判缸的方法，四缸发动机的正常喷油顺序为1-3-4-2，根据喷油顺序等参数很容易将四缸发动机的四个气缸区分成两组，第一组为第一气缸和第四气缸，第二组为第二气缸和第三气缸。但是如果想从第一组中区分出第一气缸，现有技术还需要设计较复杂的工况或逻辑推算才能得出。

发明内容

本发明的目的是提供一种四缸发动机的失火判缸方法，其在不利用凸轮轴位置传感器的情况下也可以完成判缸过程。

本发明提供了一种四缸发动机的失火判缸方法，四缸发动机包括四个气缸，可区分成由第一气缸和第四气缸组成的第一组，和由第二气缸和第三气缸组成的第二组，失火判缸方法包括：

a．使能条件判断；

b．如使能条件满足，则检测四缸发动机的正常喷油脉宽PW1；

c．设一个0至1之间的燃油减少系数，用正常喷油脉宽PW1乘以燃油减少系数得到一个失火喷油脉宽PW2；

d．按照第一组和第二组进行分组点火，以第一组中的一个气缸作为假设第一缸，按照四缸发动机的正常喷油顺序从假设第一缸开始依次推定假设第三缸、假设第四缸和假设第二缸，并按照喷油顺序喷油，且以失火喷油脉宽PW2控制假设第一缸的喷油量，以正常喷油脉宽PW1控制假设第三缸、假设第四缸和假设第二缸的喷油量；

e．采集四缸发动机的飞轮盘在一次转动周期内的两个喷油时刻，将该两次喷油时刻按时间顺序分别记录为喷油时刻T1和喷油时刻T2，且记录喷油时刻T1的前一次喷油时刻为喷油时刻T0，记录喷油时刻T2的后一次喷油时刻为喷油时刻T3；

f．计算T3到T2之间的时间差T32=T3-T2，计算T2到T1之间的时间差T21=T2-T1，计算T1到T0之间的时间差T10=T1-T0；

g．计算第一时间偏差值ΔTa=T32-T21，计算第二时间偏差值ΔTb=T21-T10；

h．设定变量SUM1和SUM2，

当处在T3时刻时，如果是假设第一缸喷油，则把ΔTa赋值给SUM2，把ΔTb赋值给SUM2；

当处在T3时刻时，如果是假设第四缸喷油，则把ΔTa赋值给SUM1，把ΔTb赋值给SUM1；

i．如果设定变量次数未到达一预设次数则进入步骤a，否则进入步骤j，且清零统计次数；

j．如果SUM1是增大的趋势，SUM2是减小的趋势，判断假设第一缸为第一气缸；

如果SUM1是减小的趋势，SUM2是增大的趋势，判断假设第一缸为第四气缸；

如果SUM1和SUM2都是增大的趋势或都是减小的趋势，则判断失火，返回步骤a。

在四缸发动机的失火判缸方法的一种示意性实施方式中，在步骤d中以失火喷油脉宽PW2控制假设第一缸的喷油量后，确定四缸发动机的转速补偿量，并按照转速补偿量提高所述四缸发动机的转速。

在四缸发动机的失火判缸方法的一种示意性实施方式中，在步骤d中以失火喷油脉宽PW2控制假设第一缸的喷油量后，确定四缸发动机的进气量补偿量，并按照进气量补偿量提高所述发动机的进气量。

四缸发动机的失火判缸方法无需采用凸轮轴位置传感器，且本身判断过程简单，可减少汽车制造成本。

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对四缸发动机的判缸方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1用以说明一种可以执行四缸发动机的失火判缸方法的判缸装置。

图2用以说明四缸发动机的失火判缸方法的一种示意性实施方式的流程。

图3用以说明四缸发动机的失火判缸方法的一种示意性实施方式中的使能判断流程。

图4通过一曲轴信号以说明气缸的喷油时刻。

标号说明

20 发动机管理单元

22 催化器温度传感模块

24 发动机运转状态传感模块

26 喷油、点火控制模块

30 失火判缸单元

32 使能条件判断模块

34 失火控制模块

342 燃油减少系数确定模组

344 喷油脉宽控制模组

346 气缸顺序假设模组

36 判缸模块

362 喷油时刻采集模组

364 时间偏差值计算模组

366 结果判断模组

368 SUM1设定模组

369 SUM2设定模组。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

图1用以说明一种可以执行四缸发动机的失火判缸方法的判缸装置。如图1所示，四缸发动机的失火判缸装置包括一个发动机管理单元20和一个失火判缸单元30。

发动机管理单元20包括一个催化器温度传感模块22、一个发动机运转状态传感模块24、一个喷油、点火控制模块26。

其中，催化器温度传感模块22可与发动机的催化器连接，以实时监控催化器是否进入过热保护状态。可与发动机运转状态传感模块24连接的有冷却液温度传感器、电气负载、喷油部件、点火部件等，用以感测发动机的运转状态。喷油、点火控制模块26分别与发动机的喷油部件和点火部件连接，用以控制发动机的喷油顺序及点火顺序。

失火判缸单元30包括一个使能条件判断模块32、一个失火控制模块34和一个判缸模块36。其中，使能条件判断模块32与催化器温度传感模块22和发动机运转状态传感模块30信号连接，用以根据催化器温度传感模块22和发动机运转状态传感模块30传出的信息，判断失火判缸的使能条件是否成立。失火控制模块34可根据发动机运转状态传感模块24输出的信息，获取发动机各个气缸的运动情况，假设其中一个为第一气缸并控制其失火，喷油、点火控制模块26可根据失火控制模块34的信息控制喷油量，以最终制造失火。判缸模块36可在发动机出现失火状态后，记录各个与各个气缸对应的喷油时刻，根据喷油时刻最终实现判缸目的，并将判缸结果发送给喷油、点火控制模块26以控制喷油部件和点火部件，完成判缸过程。

其中失火控制模块34包括一个燃油减少系数确定模组342，一个喷油脉宽控制模组344和一个气缸顺序假设模组346，其中，喷油脉宽控制模组344与燃油减少系数确定模组342和喷油、点火控制模块26可信号连接，气缸顺序假设模组346与发动机运转状态传感模块24和喷油、点火控制模块26可信号连接。判缸模块36包括一个喷油时刻采集模组362、一个时间偏差值计算模组364、一个结果判断模组366、一个SUM1设定模组368和一个SUM2设定模组369，其中，喷油时刻记录模组362可采集发动机的喷油时刻，时间偏差值计算模组364可与喷油时刻记录模组362信号连接，结果判断模组366可分别与时间偏差值计算模组364、SUM1设定模组368和SUM2设定模组369信号连接，以完成判缸过程，结果判断模组366可将最终的判缸结果输送给喷油、点火控制模块26以控制喷油部件和点火部件。上述各个模块和模组的具体功能容后详解。

图2用以说明四缸发动机的失火判缸方法的一种示意性实施方式的流程，现结合图1和图2说明发动机的催化器的诊断流程。

如图2所示，四缸发动机的失火判缸方法开始后，程序先于S10判断发动机是否满足进行失火判缸的使能条件。这些条件主要是用于判断发动机是否已进入正常的工作状态，并排除非正常工况对失火判缸的干扰。

如果S10的判断结果表示发动机不满足失火判缸的使能条件，则程序停止，结束本次判缸过程。如果S10的判断结果表示发动机满足失火判缸的使能条件，则程序进入S22，喷油脉宽控制模组344会通过喷油、点火控制模块26检测正常喷油脉宽PW1，然后执行步骤S24。

在步骤S24，燃油减少系数确定模组342会确定一个在0至1之间的燃油减少系数，并将其输送给喷油脉宽控制模组344，喷油脉宽控制模组344会用正常喷油脉宽PW1乘以燃油减少系数得到一个失火喷油脉宽PW2，然后进入步骤S26。

在步骤S26， 四缸发动机的四个气缸可分为两组，第一组为第一气缸和第四气缸，第二组为第二气缸和第三气缸。汽缸顺序假设模组可以第一组中的一个汽缸作为假设第一缸，按照四缸发动机的正常喷油顺序，即1-3-4-2的喷油顺序从假设第一缸开始依次推定假设第三缸、假设第四缸和假设第二缸，喷油、点火控制模块26根据上述顺序依次向各个缸喷油，且可根据喷油脉宽控制模组344传出的信息，以失火喷油脉宽PW2控制假设第一缸的喷油量，以正常喷油脉宽PW1控制假设第三缸、假设第四缸和假设第二缸的喷油量。

在步骤S28，喷油时刻采集模组362可采集四缸发动机的飞轮盘在一次转动周期内的两个喷油时刻，请同时参见图4，将该两次喷油时刻按时间顺序分别记录为喷油时刻T1和喷油时刻T2，且记录喷油时刻T1的前一次喷油时刻为喷油时刻T0，记录喷油时刻T2的后一次喷油时刻为喷油时刻T3，然后进入步骤S30.

在步骤S30，时间偏差值计算模组364可计算T3到T2之间的时间差T32=T3-T2，计算T2到T1之间的时间差T21=T2-T1，计算T1到T0之间的时间差T10=T1-T0，时间偏差值计算模组364还可计算第一时间偏差值ΔTa=T32-T21和计算第二时间偏差值ΔTb=T21-T10，然后进入步骤S32。

在步骤S32，结果判断模组366进行设定变量SUM1和SUM2的过程：

当处在T3时刻时，如果是假设第一缸喷油，则把ΔTa输送给SUM2统计模组，以赋值给SUM2，把ΔTb输送给SUM2统计模组，以赋值给SUM2，即把ΔTa和ΔTb加到SUM2中，

当处在T3时刻时，如果是假设第四缸喷油，则把ΔTa输送给SUM1统计模组，以赋值给SUM1，把ΔTb输送给SUM1统计模组，以赋值给SUM1，即把ΔTa和ΔTb加到SUM1中，

设定变量SUM1和SUM2的过程结束后，进入步骤S34。

在步骤S34，结果判断模组366会判断设定变量次数是否达到一预设次数，如果未达到则返回步骤S10，如果达到则进入步骤S36。

在步骤S36，结果判断模组366会进行如下判断：

如果SUM1统计模组中的SUM1是增大的趋势，SUM2统计模组的SUM2是减小的趋势，则判断假设第一缸为第一气缸，然后结束判缸过程；

如果SUM1统计模组中的SUM1是减小的趋势，SUM2统计模组的SUM2是增大的趋势，则判断假设第一缸为第四气缸，然后结束判缸过程；

如果SUM1统计模组中的SUM1和SUM2统计模组的SUM2都是增大的趋势或都是减小的趋势，则判断失火，返回步骤a。

上述判断原理如下：

当处在T3时刻时，如果是假设第一缸喷油，根据喷油顺序，则与此T3时刻对应的T1时刻应该是假设第四缸在喷油，与此T3时刻对应的T2时刻是假设第二缸在喷油，与此T3时刻对应的T0时刻是假设第三缸在喷油。由于ΔTa= T32-T21，所以此时的ΔTa即可表示从假设第四缸到假设第一缸的加减速情况。由于ΔTb=T21-T10，所以此时的ΔTb即可表示从假设第三缸到假设第二缸的加减速情况。即表示上述加减速情况的ΔTa和ΔTb都赋值给了SUM2。

当处在T3时刻时，如果是假设第四缸喷油，根据喷油顺序，则与此T3时刻对应的T1时刻应该是假设第一缸在喷油，与此T3时刻对应的T2时刻是假设第三缸在喷油，与此T3时刻对应的T0时刻是假设第二缸在喷油。由于ΔTa= T32-T21，所以此时的ΔTa即可表示从假设第一缸到假设第四缸的加减速情况。由于ΔTb=T21-T10，所以此时的ΔTb即可表示从假设第二缸到假设第三缸的加减速情况。即表示上述加减速情况的ΔTa和ΔTb都赋值给了SUM1。

如果SUM1是增大的趋势，则说明其中的ΔTa和ΔTb都是正数，且可分别表示从假设第一缸到假设第四缸是减速的过程，从假设第二缸到假设第三缸是减速的过程。SUM2是减小的趋势，则说明其中的ΔTa和ΔTb都是负数，且可分别表示，从假设第四缸到假设第一缸是加速的过程，从假设第三缸到假设第二缸是加速的过程。上述情况与发动机第一汽缸失火后，转速会下降，到第四气缸正常喷油后转速又会回升的情形相同，所以可以证明假设第一缸为第一气缸。

如果SUM1是减小的趋势，则说明其中的ΔTa和ΔTb都是负数，且可分别表示从假设第一缸到假设第四缸是加速的过程，从假设第二缸到假设第三缸是加速的过程。SUM2是增大的趋势，则说明其中的ΔTa和ΔTb都是正数，且可分别表示，从假设第四缸到假设第一缸是减速的过程，从假设第三缸到假设第二缸是减速的过程。上述情况表现为第四气缸失火，所以可以证明假设第一缸为第四气缸。

如果SUM1和SUM2都是增大的趋势或都是减小的趋势，则判断失火，返回步骤a。

例如，发动机的实际转速为937RPM，采集12转的数据，得出SUM1= -2004微秒；SUM2=3945微秒，则说明SUM1是减小的趋势，SUM2是增大的趋势，可判断假设第一缸实际是第四汽缸。

上述失火判缸方法无需采用凸轮轴位置传感器，且本身判断过程简单，可减少汽车制造成本。

在步骤S26中以失火喷油脉宽PW2控制假设第一缸的喷油量后，可确定四缸发动机的转速补偿量，并按照转速补偿量提高四缸发动机的转速。上述步骤可以保证发动机稳定，保证驾驶员的驾驶舒适性，防止其误认为出现故障。

在步骤S26中以失火喷油脉宽PW2控制假设第一缸的喷油量后，还可确定四缸发动机的进气量补偿量，并按照进气量补偿量提高发动机的进气量。上述步骤同样可以保证发动机稳定，保证驾驶员的驾驶舒适性，防止其误认为出现故障。

图3用以说明图2中使能判断的一种示意性实施方式。

在步骤S12中，冷却液温度传感器可将发动机的冷却液温度通过发动机运转状态传感模块24发送给使能条件判断模块32，以根据冷却液温度判断发动机是否处于热车阶段，冷却液温度过低时失火会导致四缸发动机的震动明显甚至停机，冷却液温度过高时失火会在驾驶过程中进行判缸，导致驾驶性变差。一般冷却液的温度需要大于-20℃。如果发动机处于热车阶段则进入步骤S13，否则结束判缸过程。

在步骤S13中，发动机运转状态传感模块24会将电气负载的开闭情况发送给使能条件判断模块32，如果电气负载开启则增加四缸发动机负载，四缸发动机的转速会发生变化，会导致判缸采集的数据错误，所以如果判断电气负载未开启，则进入步骤S14，否则结束判缸过程。

在步骤S14中，使能条件判断模块32会通过发动机运转状态传感模块24判断喷油部件是否正常，如果正常则进入步骤S15，否则结束判缸过程。

在步骤S15中，使能条件判断模块32会通过发动机运转状态传感模块24判断点火部件是否正常，如果正常则进入步骤S16，否则结束判缸过程。

在步骤S16中，使能条件判断模块32会通过发动机运转状态传感模块24判断发动机运转是否稳定，没有进入减速断油或动力加浓等工况，如果发动机运转稳定，则进入步骤S17，否则结束判缸过程。

在步骤S17中，使能条件判断模块32会通过催化器温度传感模块22感测催化器是否进入了过热保护，因失火会使排放劣化，所以又可能会导致催化器烧坏，所以如果判断催化器的温度正常，则进入图2中的步骤S22，否则结束判缸过程。

上述S12至S17都是使能条件的判断步骤，本领域技术人员可以理解，根据实际车况和驾驶情况，也有可能会出现不同的使能条件需要判断，同样使能条件的判断顺序也不一定要按照图3中所示的流程顺序，即本领域技术人员可以根据实际情况自行选择需要判断的使能条件及使能条件的判断顺序。

四缸发动机的失火判缸方法可在不利用凸轮轴位置传感器的情况下也可以完成判缸过程，可减少汽车的制造成本。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1. 四缸发动机的失火判缸方法，所述四缸发动机包括四个气缸，其特征在于，所述四个气缸可区分成由第一气缸和第四气缸组成的第一组，和由第二气缸和第三气缸组成的第二组，所述失火判缸方法包括：

a．使能条件判断；

b．如所述使能条件满足，则检测所述四缸发动机的正常喷油脉宽PW1；

c．设一个0至1之间的燃油减少系数，用所述正常喷油脉宽PW1乘以所述燃油减少系数得到一个失火喷油脉宽PW2；

d．按照所述第一组和所述第二组进行分组点火，以所述第一组中的一个气缸作为假设第一缸，按照四缸发动机的正常喷油顺序从所述假设第一缸开始依次推定假设第三缸、假设第四缸和假设第二缸，并按照所述喷油顺序喷油，且以所述失火喷油脉宽PW2控制所述假设第一缸的喷油量，以所述正常喷油脉宽PW1控制所述假设第三缸、假设第四缸和假设第二缸的喷油量；

e．采集所述四缸发动机的飞轮盘在一次转动周期内的两个喷油时刻，将该两次喷油时刻按时间顺序分别记录为喷油时刻T1和喷油时刻T2，且记录所述喷油时刻T1的前一次喷油时刻为喷油时刻T0，记录所述喷油时刻T2的后一次喷油时刻为喷油时刻T3；

f．计算T3到T2之间的时间差T32=T3-T2，计算T2到T1之间的时间差T21=T2-T1，计算T1到T0之间的时间差T10=T1-T0；

g．计算第一时间偏差值ΔTa=T32-T21，计算第二时间偏差值ΔTb=T21-T10；

h．设定变量SUM1和SUM2，

当处在T3时刻时，如果是所述假设第一缸喷油，则把ΔTa赋值给SUM2，把ΔTb赋值给SUM2；

当处在T3时刻时，如果是所述假设第四缸喷油，则把ΔTa赋值给SUM1，把ΔTb赋值给SUM1；

i．如果设定变量次数未到达一预设次数则进入步骤a，否则进入步骤j，且清零统计次数；

j．如果SUM1是增大的趋势，SUM2是减小的趋势，判断所述假设第一缸为第一气缸；

如果SUM1是减小的趋势，SUM2是增大的趋势，判断所述假设第一缸为第四气缸；

如果SUM1和SUM2都是增大的趋势或都是减小的趋势，则判断失火，返回步骤a。

2. 如权利要求1所述四缸发动机的失火判缸方法，其中，在所述步骤d中以所述失火喷油脉宽PW2控制所述假设第一缸的喷油量后，确定所述四缸发动机的转速补偿量，并按照所述转速补偿量提高所述四缸发动机的转速。

3. 如权利要求1所述的四缸发动机的失火判缸方法，其中，在所述步骤d中以所述失火喷油脉宽PW2控制所述假设第一缸的喷油量后，确定所述四缸发动机的进气量补偿量，并按照所述进气量补偿量提高所述发动机的进气量。