CN107882647A - 用于火花塞结垢监测和清理的方法及系统 - Google Patents

用于火花塞结垢监测和清理的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供了用于在车辆的交付前阶段期间检测火花塞结垢且清洁结垢的火花塞的方法和系统。在一个示例中，方法包括基于发动机操作参数，更新保存在车辆的非易失性存储器中的火花塞结垢指数，并且基于更新的指数指示火花塞结垢。该方法可进一步包括通过沿着规划的路线驱动车辆，清理结垢的火花塞。

Description

用于火花塞结垢监测和清理的方法及系统
技术领域
本说明书大体上涉及在将车辆交付给经销商之前用于监测火花塞结垢和清理结垢的火花塞的方法和系统。
背景技术
火花塞可以被联接到内燃发动机的汽缸，以点燃汽缸内的压缩的空气和燃料充气。当在火花塞的点火尖端处的绝缘体突出部被外来杂质(诸如燃料、油和/或残留碳)覆盖时，火花塞可以被认为结垢。结垢的火花塞会引起失火，从而导致功率损失和增加的车辆排放。
解决火花塞结垢的其他尝试包括基于在先前的运行时期的操作控制发动机操作。由Ma等人在U.S.8150604B2中示出一个示例做法。其中，基于在发动机起动和停止之间的先前发动机运行时期期间的燃料质量，确定火花结垢条件。响应于火花结垢条件，在发动机运行的同时，调整发动机参数，诸如空燃比和火花正时。
然而，本文中的发明人认识到用此类方法的潜在问题。作为一个示例，在车辆的交付前(pre-delivery)阶段期间，现有方法不能解决火花塞结垢。由于交付前工厂编组，所以发动机可起动多次，而没有充分的预热。发动机起动次数过多可能会导致火花塞的大量沉积物，并且产生结垢的火花塞。在交付前阶段中火花塞结垢会以失火而告终，并且检查新车辆中显示的发动机灯，这可能致使新车主不满意和增加的保修成本。另外，由于交付前阶段中有限的发动机运行时期，所以现有火花结垢减轻方法在完全清洁在交付前阶段期间结垢的火花塞方面可能不是有效的。
发明内容
在一个示例中，可通过一种方法解决上述问题，该方法包括：在车辆的交付前阶段期间，响应于发动机起动，增加保存在非易失性(nonvolatile)存储器中的火花塞结垢指数；以及响应于更新的火花塞结垢指数高于阈值，操作发动机以清理(clean)火花塞。以这种方式，在交付后结垢清理操作之前和/或除了交付后结垢清理操作之外，在将车辆交付给经销商之前，可识别火花塞结垢且可清理结垢的火花塞。
作为一个示例，在将车辆交付给经销商之前，可在交付前模式下手动地或自动地设置车辆。当车辆处于交付前模式时，响应于每个发动机起动，更新保存在非易失性存储器中的火花塞结垢指数。在实施例中，可仅响应于发动机起动，更新火花塞结垢指数。在另一个实施例中，可基于发动机操作参数(诸如发动机冷却液温度和发动机运行时间)，进一步更新火花塞结垢指数。通过将火花塞结垢指数保存在非易失性存储器中，指数可反映因在多个发动机运行时期期间外来杂质累积造成的火花塞结垢。该方法可进一步包括显示火花塞结垢指示器，并且基于火花塞结垢指数使指示器以一定频率闪烁，以示出火花塞结垢的严重程度。响应于火花塞结垢，检查员可在一时间段内利用在预定范围内的发动机转速和发动机负载两者沿着规划的路线驱动车辆以清理火花塞。在火花塞清理过程期间，可继续更新火花塞结垢指数和火花塞结垢指示器的频率，使得检查员可通过检查结垢指示器知道清理的进程。一旦完成火花塞清理过程，则可禁用火花塞结垢指示器。以这种方式，可在车辆的交付前阶段中经由单个指示器指示与火花塞结垢有关的状态。通过沿着规划的路线驱动车辆，可更有效地清理结垢的火花塞。在将车辆交付给经销商之后，可手动地或自动地将车辆设置为交付后模式。火花塞结垢指数可在交付后阶段期间继续被更新，并且作为确定点火系统健康状况的因素。
应当理解，提供上面的概述，以用简化的形式介绍在详细描述中另外描述的概念的选择。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附说明书的权利要求书唯一限定。还有，所要求保护的主题不限于解决上面或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出车辆的发动机中的示例燃烧室的示意图。
图2示出用于监测火花塞结垢的高级流程图。
图3A示出在车辆的交付前阶段期间更新火花塞结垢指数的低级流程图。
图3B示出在车辆的交付后阶段期间更新火花塞结垢指数的低级流程图。
图4示出基于火花塞结垢指数指示火花塞结垢的流程图。
图5示出清理结垢的火花塞的示例方法。
图6示出用于监测火花塞清理的流程图。
图7示出演示在车辆的交付前阶段期间在监测火花塞状态的同时发动机参数的变化的时间线。
具体实施方式
以下描述涉及在车辆的交付前阶段期间检测火花塞结垢和清理结垢的火花塞的系统和方法。由于频繁起动和较短的发动机运行时间，所以联接到内燃发动机(诸如图1中所示的发动机)的火花塞可在交付给经销商之前结垢。图2示出了利用保存在车辆的非易失性存储器中的火花塞结垢指数跟踪火花塞结垢的示例方法。根据图3A在车辆的交付前阶段中的每次发动机运行期间，可更新火花塞结垢指数。在将车辆交付给经销商之后，根据图3B，可继续更新火花塞结垢指数。在交付后阶段中的火花塞结垢指数可暗示系统健康状况，并且可用于发动机控制。在车辆的交付前阶段期间，如图4所示，可基于火花塞结垢指数经由火花塞结垢指示器指示火花塞结垢的严重程度。响应于所指示的火花塞结垢，检查员可通过遵循图5中所示的清理过程，以特点方式操作车辆来清理火花塞。图6示出了监测火花塞清理过程的方法。图7演示了在实施示例方法的同时与发动机操作和火花塞结垢有关的参数的变化。
图1示出了内燃发动机10中示例汽缸30的示意性描绘。可至少部分地由包括控制器12的控制系统以及由经由输入设备130来自车辆操作者132的输入控制发动机10。在该示例中，输入设备130包括加速器踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。
发动机10的燃烧室30(也称为汽缸30)可包括具有定位在其中的活塞36的燃烧室壁32。活塞36可联接到曲轴40，使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间传动系统(未示出)联接到车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达可经由飞轮(未示出)联接到曲轴40，以使得能够进行发动机10的起动操作。
燃烧室30可经由进气通道42从进气歧管44接收进入空气，并且可经由排气歧管48和排气通道58排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48能够经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多进气门和/或两个或更多排气门。
在图1的示例中，可经由相应的凸轮致动系统51和凸轮致动系统53通过凸轮致动控制进气门52和排气门54。凸轮致动系统51和凸轮致动系统53可均包括安装在一个或多个凸轮轴(图1中未示出)上的一个或多个凸轮，并且可利用可由控制器12操作以使气门操作变化的凸轮廓线变换(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。可分别地由位置传感器55和位置传感器57确定进气凸轮轴和排气凸轮轴的角度位置。在替代性实施例中，可通过电动气门致动控制进气门52和/或排气门54。例如，汽缸30可替代性地包括经由电动气门致动控制的进气门以及经由凸轮致动控制的排气门，该凸轮致动包括CPS和/或VCT系统。
燃料喷射器66被示为直接地联接到燃烧室30，用于与经由电子驱动器99从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接将燃料喷射到燃烧室30中。以这种方式，燃料喷射器66提供了众所周知的向燃烧室30中的燃料直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)递送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃料室30可替代性地或额外地包括被布置在进气歧管44中的燃料喷射器，该燃料喷射器处于提供众所周知的向燃料室30上游的进气道中的燃料进气道喷射的配置。在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统88能够经由火花塞91将点火火花提供到燃烧室30。
发动机10可以进一步包括压缩设备，诸如涡轮增压器或机械增压器，其包括沿着进气通道42布置的至少一个压缩机94。对于涡轮增压器，可至少部分地由沿着排气通道58布置的排气涡轮92(例如，经由轴)驱动压缩机94。压缩机94从进气通道42吸入空气，以供应增压室46。排气使经由轴96联接到压缩机94的排气涡轮92旋转。对于机械增压器，可至少部分地由发动机和/或电机驱动压缩机94，并且压缩机94可不包括排气涡轮。因此，可通过控制器12改变经由涡轮增压器或机械增压器提供到发动机的一个或多个汽缸的压缩量。
废气门69可跨过(across)涡轮增压器中的排气涡轮92联接。具体地，废气门69可以被包括在联接在排气涡轮92的入口和出口之间的旁路通道67中。通过调整废气门69的位置，可控制由排气涡轮提供的增压量。
进气歧管44被示为与具有节流板64的节气门62连通。在该特定示例中，可通过控制器12经由提供到包括在节气门62中的电动机或致动器(图1中未示出)的信号使节流板64的位置变化，该配置通常被称为电子节气门控制(ETC)。可通过电动机经由轴使节气门位置变化。节气门62可控制从进气增压室46到进气歧管44和燃烧室30(以及其他发动机汽缸)的气流。节流板64的位置可通过来自节气门位置传感器158的节气门位置信号TP提供给控制器12。
排气传感器126被示为被联接到排放物控制设备70上游的排气歧管48。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制设备70被示为沿着排气传感器126和排气涡轮92下游的排气通道58布置。设备70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制设备或其组合。
排气再循环(EGR)系统(未示出)可用于将排气的期望的部分从排气通道58传送到进气歧管44。替代性地，可通过控制排气门和进气门的正时，将燃烧气体的一部分作为内部EGR保留在燃烧室中。
在图1中控制器12被示为常规的微型计算机，该常规的微型计算机包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12命令各种致动器，诸如节流板64、废气门69、燃料喷射器66等。控制器12被示为接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，除了先前讨论的这些信号之外，所述信号还包括：来自联接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；联接到加速器踏板130用于感测由车辆操作者132调整的加速器位置的位置传感器134；来自联接到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自联接到增压室46的压力传感器122的增压压力的测量值；来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自空气质量流量(MAF)传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；来自传感器158的节气门位置的测量值；来自EGO传感器128的空燃比(AFR)，以及来自爆振传感器和曲轴加速传感器的异常燃烧。在本说明书的优选方面中，可被用作发动机转速传感器的曲轴传感器118可在曲轴的每转中产生预定数量的等间距脉冲，由此可确定发动机转速(RPM)。此类脉冲可作为上面所提及的表面点火感测信号(PIP)被中继到控制器12。
存储介质只读存储器106可以是非易失性存储器，并且能够利用代表指令的计算机可读数据对存储介质只读存储器106进行编程，其中所述指令可由处理器102执行以用于实行下面描述的方法以及可预期到但未具体列出的其他变型。
如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸具有其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。再者，在本文中所描述的示例实施例中，发动机可以被联接到用于起动发动机的起动机马达(未示出)。例如，当操作者转动转向柱上点火开关内的钥匙时，可为起动机马达提供动力。在发动机起动之后，例如通过在预定时间后发动机10达到预定速度，起动机脱离接合。
控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器来调整发动机操作。例如，调整空燃比可以包括调整发送到驱动器99的FPW信号，以调整喷射到汽缸的燃料量。
图2示出用于在车辆的交付前阶段期间利用火花塞结垢指数PlugFoulingIndex监测火花塞状态的方法200。即使当车辆关停(钥匙关断)时，火花塞结垢指数仍被保存在车辆存储器中。作为示例，火花塞结垢指数可被保存在非易失性存储器(诸如图1中的只读存储器106)中。作为另一个示例，火花塞结垢指数可被保存在保活存储器(诸如图1中的保活存储器110)中，其中当车辆关停时利用电池给存储器提供动力。作为另一个示例，火花塞结垢指数可被保存在其他专用非易失性存储器中。在每次发动机运行期间，可更新火花塞结垢指数。响应于火花塞结垢指数高于阈值，可以通过使火花塞结垢指示器闪烁请求火花塞清理。
可通过控制器基于存储在控制器的存储器上的指令且结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号，执行用于实现方法200和本文中包括的其余方法的指令。根据下述方法，控制器可以利用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
在201处，控制器(诸如图1中的控制器12)通电。例如，响应于钥匙开启事件，发动机控制器可被通电。
在202处，方法200检查火花塞清理请求的存在性。例如，控制器12可检查存储在非易失性随机存取存储器中的火花塞清理请求标志RB。如果设置了RB，则方法200移动到步骤203，其中如图6所示，控制器监测火花塞清理过程。图5中示出关于火花塞清理过程的细节。如果没有设置RB，则方法200移动到步骤204。
在204处，方法200检查是否存在用于重置保存在非易失性存储器中的参数的NVRAM重置命令。作为示例，当存在与ECU存储器相关的错误(例如，校验和错误)或当主要的发动机部件被更换(服务工程师将通过使用扫描工具重置NVRM)时，可设置NVRAM重置命令。在不存在NVRAM重置命令的情况下，方法200移动到206。否则，响应于NVRAM重置命令，方法200移动到205。
在205处，火花塞结垢指数PlugFoulingIndex被重置为零。引用参数PlugFoulingIndexRef被设置为与发动机起动次数VehicleEngineStarts相同。发动机起动次数VehicleEngineStarts为保存在非易失性存储器中的计数。响应于每次发动机起动，计数VehicleEngineStarts增加一。此外，清除火花塞清理请求(RB＝0)。
在206处，方法200检查发动机是否起动。当汽缸中的活塞移动并且曲轴旋转时，可起动发动机。可通过在汽缸中开始燃烧，起动发动机。替代性地，可通过经由电动马达驱动曲轴起动发动机。如果发动机被起动，则方法200移动到步骤207以继续监测发动机状况。否则，方法200移动到步骤208以从存储器加载PlugFoulingIndex。
在209处，方法200确定车辆是否处于交付前模式。可在生产车辆期间设置交付前模式，并且在将车辆交付给经销商之前清除交付前模式。作为示例，交付前模式可通过在工厂编组期间由工人使用一些特定的工具或通过在检查站处由车辆检查员使用扫描工具来确定。如果车辆处于交付前模式，则方法200可基于发动机操作参数，在211处更新火花塞结垢指数，并且将更新的火花塞结垢指数存回到非易失性存储器。否则，如果车辆处于交付后模式，则方法200可在210处更新火花塞结垢指数。在图3A和图3B中分别解释关于在交付前模式和交付后模式中更新火花塞结垢指数的细节。
在交付前模式中更新火花塞结垢指数之后，方法200在212处将火花塞结垢指数和预定阈值进行比较。响应于指数不高于阈值，方法200可在213处关断火花塞结垢指示器。如果指数高于阈值，则方法200移动到214。
在214处，基于火花塞结垢指数经由火花塞结垢指示器指示火花塞结垢的严重程度。图4中示出关于配置火花塞结垢指示器的细节。方法200可通过设置火花塞清理请求(RB＝1)，请求火花塞清理。方法200还可设置对应于火花塞结垢的诊断代码。
图3A示出在交付前阶段中更新火花塞结垢指数的方法310。仅基于发动机起动次数，更新火花塞结垢指数。替代性地，可基于各种发动机操作参数的总和，更新火花塞结垢指数。
在311处，方法310确定是否使用简单方法更新火花塞结垢指数。如果回答为是，则方法310移动到312。如果回答为否，则方法310移动到313。
在312处，仅基于发动机起动次数，更新火花塞结垢指数。例如，火花塞结垢指数RlugFoulingIndex可被计算为发动机起动次数VehicleEngineStarts和引用参数RlugFoulingIndexRef之间的差值。响应于NVRAM重置或火花塞清理过程的完成，引用参数RlugFoulingIndexRef可设置为等于VehicleEngineStarts。
在313处，除由于发动机起动导致的基础增加1之外，还可以基于发动机操作参数中的一个或多个更新火花塞结垢指数。作为示例，可选择与火花塞结垢有关的N个因素(或发动机操作参数)因素_i(i＝1…N)。作为示例，如果第i个因素增加火花塞结垢，则因素_i可被设置为一。作为另一个示例，如果第i个因素减少火花塞结垢，则因素_i可被设置为负一。在一个实施例中，火花塞结垢指数可为所有N个因素的总和。在另一个实施例中，可在求和之前通过函数func()不同地对每个因素进行加权。例如，如果因素_i对火花塞结垢具有更大的影响，则因素_i可在加到其他因素之前乘以较大的系数。注意，由于负的因素_i，所以火花塞结垢指数可为负数。
在一个实施例中，与火花塞结垢有关的因素可包括发动机冷却液温度。作为示例，如果在发动机起动时发动机冷却液温度低于第一阈值，则可增加火花塞结垢指数。作为另一个示例，如果在发动机停止或发动机运行期结束时发动机冷却液温度低于第二阈值，则可增加火花塞结垢指数。第一阈值与第二阈值可相同。在另一个实施例中，与火花塞结垢有关的因素可包括发动机运行时间的持续时间。发动机运行时间为从发动机起动到发动机停止的持续时间。响应于发动机运行时间短于阈值，可增加火花塞结垢指数。在另一个实施例中，与火花塞结垢有关的因素可包括发动机保持发动机转速高于第一阈值且发动机负载高于第二阈值的持续时间。响应于持续时间长于阈值，火花塞结垢指数可减小。替代性地，可基于发动机扭矩输出更新火花塞结垢指数。例如，响应于高发动机扭矩输出的持续时间，指数可减小。在另一个实施例中，与火花塞结垢有关的因素可包括替代燃料系统的使用。除直接喷射以外，车辆可将燃料进气道喷射到汽缸或两者组合(进气道燃料喷射和直接喷射)。进气道喷射的燃料可为与通过直接喷射喷射的燃料不同的类型。如果发动机以经由进气道喷射的燃料运行，则火花塞结垢指数可增加。
图3B示出在车辆的交付后模式中更新火花塞结垢指数的方法320。可基于多个发动机操作参数更新火花塞结垢指数，并且火花塞结垢指数可被用作点火系统健康状况的指标。不同于交付前模式，在交付后模式中，禁用(关断)火花塞清理请求和火花塞清理指示器两者。
在321处，方法320检查车辆里程表。如果里程表读数高于阈值，则在步骤322处将指示火花塞服务请求。阈值与火花塞的寿命有关。作为示例，可通过点亮火花塞服务灯指示火花塞服务请求。步骤322还可包括将火花塞结垢指数重置为零。如果里程表读数不高于阈值，则方法320移动到步骤323，其中类似于图3A中的步骤313更新火花塞结垢指数。
在324处，可基于火花塞健康状况调整发动机操作以减轻火花塞结垢。火花塞结垢指数可反映火花塞健康状况。例如，较低的火花塞结垢指数指示较健康的火花塞。作为一个示例，响应于高火花塞结垢指数，可操作发动机以增加空燃比。作为另一个示例，可操作发动机，以增加火花塞的温度来燃烧火花塞上的沉积物，诸如增加电流，并且响应于高火花塞结垢指数，以较高的发动机转速或较高的发动机负载区域的方式操作发动机。注意，重要的是，用于高火花塞结垢指数的发动机控制策略应完全遵从国家的排放法规。
图4示出当设置对火花塞清理的请求时经由结垢指示器指示火花塞结垢的方法400。基于火花塞结垢指数，通过调整火花塞结垢指示器的频率指示火花塞结垢的严重程度。每当设置火花塞清理请求时，方法400可与图2中的方法200或图6中的方法600并行地运行。
在401处，方法400将火花塞结垢指数PlugFoulingIndex与阈值T1进行比较。如果指数高于T1，则在403处进一步将指数与阈值T2进行比较，其中T2大于T1。如果指数不高于T1，则在402处结垢指示器被设为以频率P1闪烁。如果指数不高于T2，则在404处结垢指示器被设置为以频率P2闪烁，其中P2高于P1。如果指数高于T2，则在405处结垢指示器被设置为以频率P3闪烁，其中P3高于P2。以这种方式，响应于较大的火花塞结垢指数，结垢指示器以较高的频率闪烁。在另一个实施例中，结垢指示器的频率可被设置为结垢指数的函数。例如，频率可与结垢指数成比例地增加。
在406处，定时器PlugFoulingFlshCnt被初始化为零。在407处，将定时器与闪烁周期进行比较，该闪烁周期为从401到405确定的频率的倒数。如果定时器不超过周期，则定时器随时间增加。一旦定时器超过闪烁周期，在409处，火花塞结垢指示器就逆转其状态，并且将定时器重置为零。例如，如果火花塞结垢指示器的当前状态为开启，则火花塞结垢指示器可逆转到关断状态。以这种方式，指示器以基于火花塞结垢指数确定的频率闪烁。
在410处，方法400确定是否继续指示火花塞结垢。当禁用对火花清理的请求时，该方法可停止指示火花塞结垢。替代性地，当火花塞结垢指数为零或负数时，该方法可确定停止指示火花塞结垢。如果确定停止指示火花塞结垢，则方法400在步骤411处禁用或关断结垢指示器。否则，方法400返回步骤406。
在另一个实施例中，结垢指示器的强度可被设置为结垢指数的函数。例如，强度可随着增加的结垢指数而增加。
图5示出在车辆的交付前阶段期间用于制造厂或经销商检查员的示例清理过程500。清理过程要求检查员在预定持续时间内以在一定范围内的发动机转速和发动机负载驱动车辆，以去除火花塞结垢。
在501处，检查员可唤醒发动机控制器。作为示例，发动机控制器可以响应于钥匙开启事件被唤醒。作为另一个示例，可通过打开车辆的驾驶员侧车门唤醒发动机控制器。
在502处，检查员检查火花塞结垢指示器是否闪烁。如果火花塞结垢指示器没有闪烁，则在503处检查员可不顾火花塞的状态来驱动车辆。如果火花塞结垢指示器在闪烁，则在504处检查员可基于结垢指示器的闪烁频率，确定火花塞结垢的严重程度。例如，当结垢指示器以较高的频率闪烁时，结垢更严重。
在505处，检查员确定是否清理火花塞。如果检查员确定不清理火花塞，则过程500移动到506，其中检查员可将车辆停放在等待区域。如果检查员决定清理火花塞，则过程500转到507。
在507处，检查员可将车辆设置到运输模式，规划路线，并且以规划的路线驱动车辆。路线可足够长以使车辆维持中等发动机转速和发动机负载，而不会有太多停止。可基于在504处确定的结垢的严重程度确定规划的路线的长度。例如，响应于更严重的火花塞结垢，规划的路线可更长。作为示例，在以规划的路线驱动车辆的同时，检查员可维持高于3000RPM的发动机转速和高于40％的发动机负载。发动机控制器可如图6中所示监测火花塞清理过程。
在508处，检查员检查火花塞结垢指示器的状态。如果指示器闪烁，则在509处检查员保持驱动车辆。如果指示器关断，则在510处检查员可停止驱动车辆。在510处，如果在制造厂中执行清理过程500，则检查员可进一步将车辆切换回到交付前模式。
图6示出监测火花塞清理过程的方法600。诸如图5中所示，在车辆的交付前阶段期间，响应于火花塞清理请求，检查员可以以特定发动机转速和发动机负载驱动车辆，以清洁火花结垢。同时，车辆控制器(诸如图1中的控制器12)可与方法500并行地执行方法600以监测火花塞清理的进程。例如，控制器可通过更新火花塞结垢指示器的频率指示进程，并且在火花塞清理过程完成时对火花塞清理请求和火花塞结垢指示器进行重置。
在601处，方法600确定车辆是否处于交付前模式且为可驱动的。如果操作者将车辆设置为运输模式，则车辆在交付前模式下为可驱动的。运输模式可为在建造车辆之后和将车辆交付给经销商之前新车辆的模式。如果回答为否，则方法600移动到602，其中清洁定时器被重置到零。如果在601处的回答为是，则方法600移动到603。
在603处，方法600确定清洗定时器(the cleanout timer)是否大于阈值。在实施例中，阈值可被设置为与火花塞结垢指数成比例，使得严重的火花塞结垢可需要较长的驱动时间来清洁。如果回答为是，则火花塞清理过程移动到604。在604处，方法600清除与火花塞结垢和火花塞清理请求相关的诊断代码。火花塞结垢指示器被关断，并且PlugFoulingIndexRef被设置为车辆发动机起动次数VehicleEngineStarts。另外，清洗定时器被重置为零。如果在603处的回答为否，则方法移动到605。
在605和606处，方法600确定当前发动机转速和发动机负载是否在一定范围内。该范围可为预定范围。例如，该范围可为发动机转速高于3000RPM和发动机负载>＝40％。在另一个实施例中，可基于火花塞结垢指数确定该范围。例如，该范围可被定义为发动机转速高于第一阈值和发动机负载高于第二阈值，并且第一阈值和第二阈值可随着火花塞结垢指数增加而增加。如果发动机负载或转速在范围之外，则方法600移动到607，以设置火花塞清理请求。否则，方法600移动到608。
在608处，清洗定时器随时间增加。另外，方法600可基于清洗定时器更新火花塞结垢指数。作为示例，火花塞结垢指数可随增加的清洗定时器而减小。作为另一个示例，当清洗定时器高于阈值时，火花塞结垢指数可减小。以这种方式，火花塞结垢指示器的闪烁频率可随着清理过程的进程/进行而减小。通过检查火花塞结垢指示器，检查员可知道清理过程的进程。
图7示出当实施上面公开的方法时在车辆的交付前模式期间与发动机操作和火花塞结垢相关的参数的变化。图中的x轴为时间。时间如由箭头所示的从左到右增加。从顶部数的第一个图例示发动机状态，具体地发动机开或关状态。当发动机状态为开，发动机开始运行或曲轴开始旋转。从顶部数的第二个图为发动机冷却液温度。从顶部数的第三个图为发动机转速。从顶部数的第四个图为火花塞结垢指数PlugFoulingIndex。注意，虽然图中所示的火花塞结垢指数为零或正整数，但火花塞结垢指数可为负数。当火花塞结垢指数为负数时，禁用结垢指示器。在另一个实施例中，火花塞结垢指数可为分数。从顶部数的第五个图为火花塞结垢指示器的状态。指示器的状态可为开或关。当状态为开时，向指示器供电，并且指示器可以如从顶部数的第六个图所示的频率闪烁。在第六个图中，y轴的箭头指示增加的闪烁频率。
从T0到T1，在零发动机转速的情况下发动机关停。发动机冷却液温度低于阈值720。火花塞结垢指数为零，并且火花塞结垢指示器为关断。
在T1处，响应于发动机起动，火花塞结垢指数增加一。由于在发动机起动时发动机冷却液温度低于阈值720，所以火花塞结垢指数增加一。这样，火花塞结垢指数变为二。在T2处，发动机停止。由于在从T1到T2的该运行期期间发动机运行时间长于阈值P，如第一个图所示的，所以基于发动机运行时间不更新火花塞结垢指数。然而，由于在发动机停止时发动机冷却液温度仍旧低于阈值720，所以火花塞结垢指数增加一，并且变为三。
在T3处，响应新的发动机起动，火花塞结垢指数变为四。发动机冷却液温度超过阈值720。这样，基于冷却液温度不更新指数。从T3到T4，发动机转速增加，并且高于阈值730。在T4处，响应于在一段时期733内发动机转速停留在高于阈值730，火花塞指数减小一，并且变为三。在T5处，在发动机冷却液温度高于阈值720的情况下发动机停止，并且火花塞指数依然为三。
在T6处，在从T5到T6停止后，发动机起动。火花塞指数增加二。该增加是由于发动机起动和发动机冷却液温度低于阈值720。响应于火花塞指数达到阈值740，火花塞结垢指示器被转为开启，并且以从图7顶部数的第六个图中所示的频率闪烁。在T7处，在发动机冷却液温度高于阈值720的情况下发动机停止。由于从T6到T7的发动机运行时间短于阈值P，所以火花塞结垢指数增加一。响应于火花塞结垢指数达到阈值741，火花塞结垢指示器以第二频率闪烁，第二频率高于第一频率。
在T8处，响应于闪烁的火花塞结垢指示器，检查员起动发动机，并且进行清洁结垢的火花塞。响应于发动机起动，火花塞结垢指数增加一。从T8到T9，检查员在734的持续时间上以高于阈值731的速度驱动发动机。作为结果，火花塞结垢指数减小二，并且火花塞结垢指示器的频率也减小到第一频率。在T10处，响应于在732的持续时间上发动机转速超过阈值731，发动机控制器确定火花塞清理过程的完成，并且将火花塞结垢指数重置为零。发动机控制器也在T10处关断火花塞结垢指示器。当检查员发现火花塞结垢指示器关断时，他可在T11处停止车辆。这样，火花塞结垢指示器在清理过程期间保持更新。因而，检查员可通过检查火花塞结垢指示器知道清理过程的进程。
注意，虽然图7中仅示出发动机转速，但是发动机负载可遵循与发动机转速相同的趋势。可基于发动机转速和发动机负载两者更新火花塞结垢指数。
以这种方式，可在将车辆交付给经销商之前检测火花塞结垢并且清理结垢的火花塞。利用保存在车辆的非易失性存储器中的火花塞结垢指数跟踪火花塞状态的技术效果是：该方法考虑到在多个发动机运行期内累积的残留物。基于火花塞结垢指数使火花塞结垢指示器闪烁的技术效果是：可将火花塞结垢的严重程度报告给检查员。通过在一段持续时间内以在一定范围内的发动机转速和发动机负载驱动车辆以清理火花塞的技术效果是：可非侵入性地清理结垢的火花塞。在火花塞清理过程期间指示火花塞结垢指数的技术效果是：检查员可知道清理过程的进程。
作为一个实施例，一种方法，包括：在车辆的交付前阶段期间，响应于发动机起动，增加保存在非易失性存储器中的火花塞结垢指数；以及响应于更新的火花塞结垢指数高于阈值，操作发动机以清理火花塞。在该方法的第一示例中，其中仅响应于发动机起动的次数，更新火花塞结垢指数。该方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括基于发动机冷却液温度更新火花塞结垢指数。该方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中响应于在发动机运行期开始时发动机冷却液温度低于阈值，增加火花塞结垢指数。该方法的第四示例任选地包括第一示例到第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中响应于在发动机运行期结束时发动机冷却液温度低于阈值，增加火花塞结垢指数。该方法的第五示例任选地包括第一示例到第四示例中的一个或多个，并且进一步包括，响应于在长于阈值的持续时间内发动机转速高于第一阈值及发动机负载高于第二阈值，减小火花塞结垢指数。该方法的第六示例任选地包括第一示例到第五示例中的一个或多个，并且进一步包括响应于发动机运行时间短于阈值，增加火花塞结垢指数。该方法的第七示例任选地包括第一示例到第六示例中的一个或多个，并且进一步包括当在车辆制造期间使用替代燃料系统校准时，减小火花塞结垢指数。该方法的第八示例任选地包括第一示例到第七示例中的一个或多个，并且进一步包括，当清理火花塞时，重置火花塞结垢指数。
作为另一个实施例，一种方法，包括：起动发动机；从存储器加载火花塞结垢指数；更新火花塞结垢指数；将更新的火花塞结垢指数保存到存储器；以及在车辆的交付前阶段期间基于更新的火花塞结垢指数使指示器灯以一定频率闪烁。在该方法的第一示例中，进一步包括在长于持续时间上以高于阈值的发动机扭矩输出操作发动机之后，关断指示器灯。该方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，其中基于火花塞结垢指数，调整持续时间。该方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中基于火花塞结垢指数，调整阈值。该方法的第四示例任选地包括第一示例到第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中通过响应于每次发动机起动增加火花塞结垢指数，更新火花塞结垢指数。该方法的第五示例任选地包括第一示例到第四示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中响应于增加的火花塞结垢指数，指示器灯以较高的频率闪烁。该方法的第六示例任选地包括第一示例到第五示例中的一个或多个，并且进一步包括，当火花塞结垢指数低于或等于零时，禁用指示器灯。该方法的第七示例任选地包括第一示例到第六示例中的一个或多个，并且进一步包括在车辆的交付前阶段期间，响应于闪烁的指示器灯，操作车辆以清理火花塞。该方法的第八示例任选地包括第一示例到第七示例中的一个或多个，并且进一步包括在车辆的交付后阶段中禁用指示器灯，并且使用火花塞结垢指数跟踪火花塞的健康状况。
作为另一个实施例，一种车辆系统，包括：发动机；火花塞，该火花塞联接到发动机的汽缸；控制器，该控制器被配置成具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述指令用于：响应于发动机起动，加载保存在非易失性存储器中的火花塞结垢指数；在车辆的交付前阶段期间，基于发动机工况更新火花塞结垢指数；以及基于火花塞结垢指数，指示火花塞结垢的严重程度。在该系统的第一示例中，其中控制器被配置成用于基于发动机工况，更新火花塞结垢指数，该发动机工况包括在发动机循环期间发动机冷却液温度、发动机转速、发动机负载和发动机运行时间中的一个或多个。
注意，本文中所包括的示例控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文中公开的控制方法和例程可被存储为非暂时性存储器中的可执行指令，并且可由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件组合的控制器的控制系统完成本文中公开的控制方法和例程。本文中描述的具体例程可表示诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的任何数量的处理策略中的一个或多个。同样地，可按所例示的顺序、并行地或在一些情况下省略地实行所例示的各种动作、操作和/或功能。同样地，处理的次序不一定要求实现本文中所描述的示例实施例的特征和优点，而是被提供用于便于说明和描述。根据所使用的特定策略，可重复实行所例示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过执行在包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中的指令，完成所描述的动作。
应当了解，本文中所公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为具有限制意义，因为许多变化是可能的。例如，上面的技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包括本文中所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非明显的组合以及子组合。
以下权利要求书特别指出被视为新颖和非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个(an)”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。可通过修正本权利要求或通过在本申请或相关申请中新的权利要求的介绍，要求保护所公开的特征、功能、要素和/或属性的其他组合和子组合。无论在范围上与原始权利要求相比是更宽、更窄、相等或不同，此类权利要求都将被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
在车辆的交付前阶段期间，响应于发动机起动，增加被保存在非易失性存储器中的火花塞结垢指数；以及
响应于更新的火花塞结垢指数高于阈值，操作所述发动机以清理火花塞。
2.根据权利要求1所述的方法，其中仅响应于发动机起动的次数，更新所述火花塞结垢指数。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于发动机冷却液温度更新所述火花塞结垢指数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中响应于在发动机运行期开始时所述发动机冷却液温度低于阈值，增加所述火花塞结垢指数。
5.根据权利要求3所述的方法，其中响应于在发动机运行期结束时所述发动机冷却液温度低于阈值，增加所述火花塞结垢指数。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于在长于阈值的持续时间内发动机转速高于第一阈值及发动机负载高于第二阈值，减小所述火花塞结垢指数。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于发动机运行时间短于阈值，增加所述火花塞结垢指数。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括当使用替代燃料系统校准时，减小所述火花塞结垢指数。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括当清理所述火花塞后，重置所述火花塞结垢指数。
10.一种方法，包括：
起动发动机；
从存储器加载火花塞结垢指数；
更新所述火花塞结垢指数；
将更新的火花塞结垢指数保存到所述存储器；以及
在车辆的交付前阶段期间，基于所述更新的火花塞结垢指数使点亮的指示器以一定频率闪烁。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在长于持续时间地以高于阈值的发动机扭矩输出操作所述发动机之后，关断所述指示器。
12.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述火花塞结垢指数，调整所述持续时间。
13.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述火花塞结垢指数，调整所述阈值。
14.根据权利要求10所述的方法，其中通过响应于每次发动机起动增加所述火花塞结垢指数，更新所述火花塞结垢指数。
15.根据权利要求10所述的方法，其中响应于增加的火花塞结垢指数，以更高的频率使所述指示器闪烁。
16.根据权利要求10所述的方法，进一步包括当所述火花塞结垢指数低于或等于零时，禁用所述指示器。
17.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在所述车辆的所述交付前阶段期间，响应于闪烁的指示器，操作所述车辆以清理所述火花塞。
18.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在所述车辆的交付后阶段期间禁用所述指示器，并且使用所述火花塞结垢指数跟踪所述火花塞的健康状况。
19.一种车辆系统，包括：
发动机；
火花塞，所述火花塞联接到所述发动机的汽缸；
控制器，所述控制器被配置成具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令所述计算机可读指令用于：
响应于发动机起动，加载保存在非易失性存储器中的火花塞结垢指数；
在所述车辆的交付前阶段期间，基于发动机工况更新所述火花塞结垢指数；以及
基于所述火花塞结垢指数，指示火花塞结垢的严重程度。
20.根据权利要求19所述的车辆系统，其中所述控制器被配置成用于基于包括在发动机循环期间的发动机冷却液温度、发动机转速、发动机负载和发动机运行时间中的一个或多个的发动机工况更新所述火花塞结垢指数。
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