CN110006586A - 用于发动机爆震传感器合理性检查的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于发动机爆震传感器合理性检查的系统和方法”。提供了用于合理化发动机爆震传感器的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括：响应于发动机爆震事件的指示，将发动机爆震传感器的输出与车载传声器的输出相关联，以确定发动机爆震传感器的劣化。通过对照另一个车载传感器(例如，车载传声器)来合理地说明发动机爆震传感器，可以增加诊断保真度。

Description

用于发动机爆震传感器合理性检查的系统和方法
技术领域
本描述总体涉及用于确定爆震传感器劣化的方法和系统。
背景技术
发动机爆震是由点火事件(例如，来自火花塞)的燃烧前沿之外的发动机气缸(例如，燃烧室)中的空气/燃料混合物的自发燃烧引起的。作为示例，气缸内的碳累积可以增加气缸的压缩比，从而导致爆震倾向增加。爆震传感器可以用于识别爆震，使得发动机控制器可以采用各种策略来减轻爆震，诸如通过调整(例如，延迟)火花正时。爆震传感器可以是无源压电装置，其例如响应于所接收的声振动而输出电压。爆震频带中的高振幅爆震传感器输出可指示爆震事件。然而，由于减少发动机爆震的策略可能降低发动机性能、降低燃料经济性并增加排放，因此可以使用爆震传感器的合理性检查来确保在没有爆震事件时不采用爆震减少策略，诸如由于爆震传感器的错误的爆震检测。
解决爆震传感器合理性检查的其他尝试包括基于发动机操作期间的传感器输出来确定爆震传感器劣化。一个示例性方法由Hernandez等人在U.S.7,222,607 B2中示出。其中，计算爆震传感器的爆震能量，并且如果爆震能量低于实验确定的阈值则确定爆震传感器故障。
然而，本发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，仅使用来自爆震传感器本身的输出来合理化爆震传感器可能具有低诊断保真度。例如，在某些条件下，即使爆震传感器没有劣化，爆震传感器输出的能量也可能低于阈值。作为示例，在车辆怠速停止期间或在混合动力电动车辆(HEV)的电动操作模式期间，爆震传感器输出可以处于或接近零。在这些条件下，先前的方法可能导致爆震传感器劣化的错误诊断。作为另一示例，将爆震能量与实验确定的阈值进行比较可能无法区分真实的爆震事件和错误检测到的爆震事件，因为即使在没有爆震的情况下，劣化的爆震传感器也可能具有高于阈值的爆震能量。
发明内容
在一个示例中，可以通过一种方法解决上述问题，该方法包括：响应于来自联接到推进车辆的发动机的爆震传感器的爆震事件的指示，将爆震传感器的输出与车辆上的传声器的输出相关联以确定爆震传感器的劣化。以这种方式，可以对照另一个车载传感器来合理化爆震传感器，从而增加诊断保真度。
作为一个示例，将爆震传感器的输出与传声器的输出相关联包括在爆震事件期间产生爆震传感器输出和传声器输出中的每一个的频率响应。响应于爆震传感器频率响应的主频率与传声器频率响应的主频率匹配，确定爆震传感器是合理的，并且响应于爆震传感器频率的主频率与传声器频率响应的主频不匹配，确定爆震传感器劣化响应。结果，可以使用第二车载传感器确认检测到的爆震事件，从而指示检测到的爆震事件是真实的爆震事件并且爆震传感器是合理的。如果未确认检测到的爆震事件，则可以确定爆震传感器劣化并且即使在没有真实的爆震事件的情况下也检测到爆震。以这种方式，在没有由合理的爆震传感器检测到的真实的爆震事件的情况下，不采用爆震减少策略(包括火花延迟)，从而防止发动机性能下降、燃料经济性降低和排放增加。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一些概念。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或基本特征，该主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了示例性车辆系统的示意图；
图2示出了使用来自车载传声器的输出来执行发动机爆震传感器合理性检查的示例性方法。
图3示意性地示出了用于将爆震传感器的频率响应与车载传声器的频率响应进行比较以确定爆震传感器劣化的信号处理算法的框图。
图4A示出了用于执行发动机爆震传感器合理性检查的预测示例性时间线。
图4B和图4C示出了来自图4A的时间线的所选信号的频域示例。
具体实施方式
以下描述涉及用于执行发动机系统(诸如图1所示的发动机系统)中的爆震传感器的合理性检查的系统和方法。例如，可以通过将爆震传感器的频率响应与车载传声器的时间上匹配的频率响应进行比较来确定爆震传感器劣化，诸如根据图2的示例性方法并使用图3中所示的示例性信号处理算法。当确定爆震传感器是合理的(例如，检测到的爆震事件是真实的爆震事件)时，可以响应于爆震检测来调整火花正时，但是当确定爆震传感器未劣化(例如，检测到的爆震事件是虚假的爆震事件)时，则不调整火花正时，如图4所示。
转到附图，图1描绘了内燃发动机10的气缸14的示例，其可以包括在车辆5中。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统且通过来自车辆操作者130经由输入装置132的输入来控制。在此示例中，输入装置132包括加速踏板，以及用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(本文也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，其中活塞138定位在燃烧室壁136中。活塞138可以联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器54联接到至少一个车轮55，如下面进一步描述的。另外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
在一些示例中，车辆5可以是混合动力车辆，其具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140与电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56提供在曲轴140与电机52之间，并且第二离合器56提供在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号来使离合器接合或脱离，以便将曲轴140与电机52以及与电机52连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54以及与变速器54连接的部件连接或断开。变速器54可以是变速箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。
动力传动系统可以各种方式配置，包括并联、串联或串并联混合动力车辆。在电动车辆实施例中，系统电池58可以是牵引电池，其将电力输送到电机52以向车轮55提供扭矩。在一些实施例中，电机52还可作为发电机来操作，以例如在制动操作期间提供电力来对系统电池58充电。应当理解，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，系统电池58可以是联接到交流发电机46的典型起动、照明、点火(SLI)电池。
交流发电机46可被配置来在发动机运行期间使用经由曲轴140的发动机扭矩来对系统电池58充电。此外，基于发动机的一个或多个电气系统对应的电气需求，交流发电机46可为发动机的一个或多个电气系统供电，诸如一个或多个辅助系统，包括暖通空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统和其他辅助系统。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可基于驾驶舱冷却需求、电池充电要求、其他辅助车辆系统需求以及马达扭矩中的每一个而连续变化。电压调节器可联接到交流发电机46，以便基于系统使用要求(包括辅助系统需求)来调节交流发电机的功率输出。
发动机10的气缸14可以经由一系列的进气道142和144以及进气歧管146来接收进气。除了气缸14之外，进气歧管146还可以与发动机10的其他气缸连通。在一些实施例中，进气道中的一个或多个可以包括增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了被配置有涡轮增压器的发动机10，涡轮增压器包括布置在进气道142和144之间的压缩机174以及沿着排气道135布置的排气涡轮176。当增压装置被配置为涡轮增压器时，压缩机174可以至少部分地通过排气涡轮176经由轴180提供动力。然而，在其他示例中，诸如当发动机10设置有机械增压器时，压缩机174可以由来自发动机的机械输入提供动力，并且排气涡轮176可以可选地省略。在其他示例中，发动机10可设置有电动增压器(例如，“电动增压器”)，并且压缩机174可以由电动马达驱动。
包括节流板164的节气门162可以设置在进气道中，以改变提供到发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如，节气门162可以定位在压缩机174的下游，如图1所示，或者可以可替代地设置在压缩机174的上游。
除了气缸14之外，排气歧管148还可以接收来自发动机10的其他气缸的排气。排气传感器126被示出为在排放控制装置178的上游联接到排气歧管148。例如，传感器126可以从各种合适的传感器中选择以用于提供对排气空燃比(AFR)的指示，所述各种合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽范围排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在图1的示例中，排气传感器126是UEGO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在图1的示例中，排放控制装置178是三元催化剂。
发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示出为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，发动机10的每个气缸(包括气缸14)可以包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。进气门150可以通过控制器12经由致动器152控制。类似地，排气门156可以通过控制器12经由致动器154控制。进气门150和排气门156的位置可以由相应的气门位置传感器(未示出)确定。
在一些条件期间，控制器12可以改变提供到致动器152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。气门致动器可以是电动气门致动型、凸轮致动型或其组合。可以同时地控制进气门和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的任一种可能性。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。例如，气缸14可以可替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致动系统)控制。
气缸14可以具有压缩比，该压缩比是活塞138在下止点(BDC)处与在上止点(TDC)处时的容积的比率。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在一些示例中，在使用不同燃料时，压缩比可能增加。例如，当使用辛烷值较高的燃料或具有较高的潜在蒸发焓的燃料时，可能发生这种情况。如果直接喷射因其对发动机爆震的影响而被使用，那么压缩比也可能会增加。
发动机10的每个气缸可以包括用于发起燃烧的火花塞192。在选定的操作模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可以基于发动机工况和驾驶员扭矩需求来调整信号SA的正时。例如，可以在最大制动扭矩(MBT)正时提供火花以最大化发动机功率和效率。控制器12可以将发动机工况(包括发动机转速和发动机负荷)输入到查找表中，并输出用于输入的发动机工况的相应MBT正时。在其他示例中，火花可以从MBT延迟，诸如在发动机起动期间加速催化剂预热或减少发动机爆震的发生。
在一些示例中，发动机10的每个气缸可以被配置有一个或多个燃料喷射器以用于向其提供燃料。作为非限制性示例，气缸14被示出为包括燃料喷射器166。燃料喷射器166可以被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示出为直接地联接到气缸14以用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地在气缸中直接地喷射燃料。以此方式，燃料喷射器166向燃烧气缸14中提供燃料的所谓的直接喷射(以下也称为“DI”)。虽然图1示出了定位到气缸14的一侧的燃料喷射器166，但是燃料喷射器166可以可替代地位于活塞顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当利用醇基燃料进行操作时，由于一些醇基燃料的较低的挥发性，因此这个位置可以增加混合和燃烧。可替代地，喷射器可以位于进气门顶部并靠近其以增加混合。燃料可以经由高压燃料泵以及燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166。另外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
在替代示例中，燃料喷射器166可以按下配置布置在进气道中而不是直接联接到气缸14，在该配置中，向在气缸14上游的进气道中提供所谓的燃料进气道喷射(以下称为“PFI”)。在其他示例中，气缸14可包括多个喷射器，所述多个喷射器可配置为直接燃料喷射器、进气道燃料喷射器或其组合。因此，应当理解，本文所述的燃料系统不应受本文通过示例描述的特定的燃料喷射器配置限制。
燃料喷射器166可以配置成以不同的相对量从燃料系统8接收不同的燃料作为燃料混合物，并且还可以配置成将该燃料混合物直接喷射到气缸14中。此外，可以在气缸的单个循环的不同冲程期间将燃料输送到气缸14。例如，直接喷射的燃料可以在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间至少部分地输送。此外，对于单个燃烧事件，可以每一循环执行一次或多次燃料喷射。在压缩冲程、进气冲程或在被称为分段燃料喷射的其任何适当的组合期间，可以执行多次喷射。
燃料系统8中的燃料箱可以保存不同燃料类型的燃料，诸如具有不同的燃料质量和不同的燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的蒸发热、不同的燃料共混物和/或其组合等。具有不同的蒸发热的燃料的一个示例包括作为具有较低的蒸发热的第一燃料类型的汽油和作为具有较高的蒸发热的第二燃料类型的乙醇。在另一示例中，发动机可以使用汽油作为第一燃料类型，并且使用含醇的燃料共混物(诸如E85(其为约85％乙醇和15％汽油)或M85(其为约85％甲醇和15％汽油))作为第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、甲醇和水的混合物、醇的混合物等。在又一示例中，两种燃料可以是具有不同的醇成分的醇共混物，其中第一燃料类型可以是具有较低的醇浓度的汽油醇共混物，诸如E10(其为约10％乙醇)，而第二燃料类型可以是具有较高的醇浓度的汽油醇共混物，诸如E85(其为约85％乙醇)。另外，第一燃料和第二燃料在其他燃料质量上也可以不同，诸如温度、粘度、辛烷值等的差异。此外，一个或两个燃料箱的燃料特性可能频繁发生变化，例如，因每日箱再填充燃料情况的变化而变化。
发动机10还可以包括联接到每个气缸14以用于识别异常气缸燃烧事件的一个或多个爆震传感器，诸如图1所示的爆震传感器137。在其他示例中，一个或多个爆震传感器可以联接到发动机缸体的选定位置。在一些示例中，爆震传感器137可以是联接到气缸体的加速计。在另一示例中，爆震传感器137可以是配置在每个气缸的火花塞中的电离传感器。爆震传感器137的输出可用于指示气缸14和发动机10中包括的其余气缸中的异常燃烧事件。在一个示例中，基于爆震传感器137在一个或多个限定的窗口(例如，曲柄角正时窗口)中的输出，可以识别和区分因爆震和提前点火中的一个或多个而引起的异常燃烧。例如，可以响应于在爆震窗口中获得的爆震传感器输出高于爆震阈值而识别爆震，同时可以响应于在提前点火窗口中获得的爆震传感器输出高于爆震阈值而识别提前点火。例如，提前点火阈值可以高于爆震阈值，并且提前点火窗口可以早于爆震窗口。在一些示例中，爆震传感器输出可以与曲轴加速度传感器的输出组合以识别爆震和提前点火中的一个或多个。
控制器12在图1中被示出为微计算机，其包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序(例如，可执行指令)和校准值的电子存储介质(在此特定示例中被示出为非暂时只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收信号，包括先前论述的信号并且另外包括：来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却液温度(ECT)；来自联接到排气道135的温度传感器158的排气温度；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置信号(TP)；来自排气传感器126的信号UEGO，其可以由控制器12使用来确定排气的AFR；来自爆震传感器137的爆震信号；以及来自MAP传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自MAP传感器124的歧管压力信号MAP可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可基于发动机冷却剂温度推断发动机温度，并基于从温度传感器158接收的信号推断排放控制装置178的温度。
此外，控制器12可以从联接在车辆5内的车载传声器195接收信号。例如，车载传声器195可用于确定车辆5中和周围的各种声音的声级和/或频率，所述各种声音包括环境声音、语音命令、发动机声音等。在一些示例中，车载传声器195可以位于车辆5的乘客舱中，诸如在车辆的仪表板上，并且可以用于输入来自车辆操作者的语音命令、免提电话交谈等。在其他示例中，车载传声器195可以位于外部，诸如安装在车辆5的外表面上(例如，在挡风玻璃或发动机罩上)，并且可以基于来自车辆5的环境的环境声音用于导航和避障。在其他示例中，车载传声器195可以安装在车辆5的发动机罩下舱中。在每个示例中，车载传声器195发送对应于来自各种源(例如，车辆操作者、发动机和车辆环境)的声压波动的输出信号。控制器12可以基于输出的频率来区分来自各种源的噪声，如下面进一步描述的。
控制器12从图1的各种传感器接收信号、处理所接收的信号并采用图1的各种致动器(例如，燃料喷射器166和火花塞192)基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，控制器可以接收来自爆震传感器137的爆震的指示和来自车载传声器195的声音测量，对所接收的信号进行变换和/或滤波，并且确定爆震传感器137是否合理，诸如根据图2的例程。如果确定爆震传感器137是合理的，则爆震的发生可以被确认为真实的爆震，并且控制器12可以调整发动机操作以减轻进一步发生爆震，诸如通过调整火花塞192的火花正时，如下面进一步描述的。
如上所述，图1示出了多缸发动机的仅一个气缸。因此，每个气缸可以类似地包括其自己的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当理解，发动机10可以包括任何合适的数量的气缸，包括2、3、4、5、6、8、10、12或更多个气缸。此外，这些气缸中的每一个可以包括参考气缸14通过图1描述和描绘的各种部件中的一些或全部。
接下来，图2示出了用于在发动机系统中执行爆震传感器合理性检查的示例性方法200，该发动机系统可以包括在车辆中。例如，该方法包括通过将爆震传感器的输出与车载传声器的输出相关联来确定由爆震传感器所检测到的爆震事件已经发生(例如，真实的爆震检测)或未发生(例如，错误的爆震检测)。如果通过车载传声器确认由爆震传感器所检测到的爆震事件，则可以确定爆震传感器是合理的，并且可以调整发动机操作以减轻爆震。如果通过车载传声器未确认由爆震传感器所检测到的爆震事件，则可以确定爆震传感器劣化，并且可以不调整发动机操作来减轻爆震。可以由控制器(例如，图1的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并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)(例如，图1的爆震传感器137和车载传声器195)接收的信号来执行用于执行方法200和本文包括的其余方法的指令。根据下面描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器(例如，图1的火花塞192)来调整发动机操作。
方法200在202处开始并且包括估计和/或测量工况。工况可包括但不限于发动机转速、发动机负荷、驾驶员扭矩需求(例如，基于联接到操作者踏板的踏板位置传感器的输出)、曲轴角度、发动机温度、燃料箱中可用的燃料的燃料辛烷值、发动机振动水平(例如，由爆震传感器所检测到的)和火花正时。例如，可以基于霍尔效应传感器(例如，图1的霍尔效应传感器120)输出的信号PIP来确定发动机转速和曲轴角度。可以基于来自MAF传感器(例如，图1的MAF传感器122)的MAF的测量值来确定发动机负荷。工况还可以包括环境条件，诸如环境温度、环境压力和环境噪声。环境噪声可以指在发动机关闭时(例如，在静止时，在发动机气缸中没有发生燃烧)由车载传声器所测量的声压波动。例如，环境噪声可以在发动机起动事件之前或在运行后的时间段期间(其中发动机和车辆都关闭，且点火开关处于“关闭”位置)由车载传声器测量，并且存储在控制器的存储器中。此外，可以将获得环境噪声所在的地理位置存储为例如元数据。例如，可以使用诸如全球定位系统的车载导航系统来确定地理位置。
在204处，确定是否满足用于合理化爆震传感器的条件。作为示例，用于合理化爆震传感器的条件可以包括自从爆震传感器最后合理化以来已经过去的阈值持续时间。阈值持续时间可以是预定的持续时间，诸如数天或数周。作为另一示例，用于合理化爆震传感器的条件可包括先前未在当前驾驶循环期间(例如，自最近的车辆钥匙接通事件以来)执行爆震传感器合理性检查。作为又一示例，用于合理化爆震传感器的条件可以包括已经发生驾驶性能问题(诸如发动机失火和发动机迟滞)的指示。用于合理化爆震传感器的条件还可以包括不存在车载传声器劣化的指示。在一些示例中，用于合理化爆震传感器的条件可以另外地或可替代地包括在低环境噪声环境中操作的车辆，特别是如果在方法200中不包括频率滤波器的使用，如下面将进一步描述的。在其他示例中，当在方法200中包括对应于环境噪声减法的频率滤波器的使用时，用于合理化爆震传感器的条件还可以包括车辆处于与(例如，在202处所测量的)之前测量过环境噪声的地方基本相同的地理位置(例如，在阈值距离内，诸如0.25英里)。
如果不满足用于合理化爆震传感器的条件，则方法200进行到206并且包括不执行爆震传感器合理性检查。例如，当不满足用于合理化爆震传感器的条件时，可以不执行爆震传感器合理性检查，以便增加结果的保真度。在不执行合理性检查的情况下，不能确定爆震传感器劣化。因此，可以假设爆震传感器是合理的，并且可以响应于爆震传感器的爆震检测来调整火花正时，如下面将在222处描述的。
如果满足用于合理化爆震传感器的条件，则方法200进行到208并且包括确定是否检测到爆震。如关于图1所描述的那样，可以基于在限定的爆震窗口期间获得的爆震传感器的输出(例如，曲柄角正时窗口，诸如对于示例性发动机而言在从TDC起的大约4°到在TDC之后的大约70°之间)来检测爆震。例如，响应于爆震传感器的输出超过爆震窗口内的爆震阈值，可以指示爆震。爆震阈值可以指非零输出振幅，低于该输出振幅，爆震传感器输出对应于由于标称发动机操作引起的发动机振动，并且高于该输出振幅，爆震传感器输出对应于由于爆震引起的发动机振动。
如果未检测到爆震，则方法200进行到210并且包括继续经由爆震传感器监测发动机爆震。在未检测到爆震的情况下，使用车载传声器无法合理化爆震传感器。因此，控制器可以在发动机操作期间继续将爆震传感器的输出与爆震阈值进行比较，使得可以识别爆震事件。方法200可以返回到208。
如果在208处检测到爆震，则方法200进行到212并且包括将爆震传感器输出变换到频域以产生爆震传感器频率响应。例如，控制器可以执行在所检测到的爆震事件期间(例如，在爆震窗口期间)收集的爆震传感器输出的快速傅里叶变换(FFT)。FFT通过将爆震传感器信号信息转换为每个频率的幅度和相位分量来识别由爆震传感器在所检测到的爆震事件上所测量的发动机振动的频率分量。在一些示例中，FFT还可以进一步转换为功率谱，其中每个频率分量的幅度被平方。
在214处，方法200包括将车载传声器的时间上对准的输出变换到频域以产生传声器频率响应。车载传声器的时间上对准的输出是指在所检测到的爆震事件期间由传声器记录的声音振动(例如，与变换的爆震传感器输出相同的时间段，诸如在爆震窗口期间)。例如，控制器可以执行在所检测到的爆震事件上收集的传声器输出的FFT。FFT通过将车载传声器信号信息转换为每个频率的幅度和相位分量来识别由车载传声器在所检测到的爆震事件上所测量的声音振动的频率分量。类似于爆震传感器频率响应，在一些示例中，可以将车载传声器FFT进一步转换为功率谱。虽然声音振动可以包括除了发动机之外的来自非发动机噪声源的声音(例如，来自环境的环境噪声和来自车辆的乘客舱的噪声)，但是产生传声器频率响应可以使得能够将来自发动机的声音振动与来自非发动机噪声源的声音振动区分开，如下面进一步描述的，特别是如果用于合理化爆震传感器的条件不包括车辆在低环境噪声环境中操作。
在216处，方法200可选地包括使用带通滤波器和/或减法滤波器从传声器频率响应中去除环境噪声。作为一个示例，从传声器频率响应中去除环境噪声可以包括使传声器频率响应通过具有预定带宽的带通滤波器，该带通滤波器使得已知(例如，预定)爆震频率范围内的频率能够通过，同时滤除预定带宽之外的频率，包括与非发动机噪声源(例如，环境噪声，包括人类可听到的频率范围)相对应的那些。作为非限制性示例，带通滤波器可以使4kHz至22kHz范围内的频率(例如，滤除小于4kHz和大于22kHz的频率)。另外地或可替代地，控制器可以使用频率减法滤波器来去除对应于环境噪声的各个频率和/或频带。例如，控制器可以在车辆运行后的期间根据由车载传声器进行的测量来确定与环境噪声相对应的各个频率和/或频带。以这种方式，即使在具有高诊断精度的高环境噪声环境中，也可以执行爆震传感器合理性检查。
在218处，确定爆震传感器频率响应的主频率与(可选地经滤波的)传声器频率响应是否匹配。例如，控制器可以将爆震传感器频率响应的主频率与传声器频率响应的主频率进行比较，以确定频率是否相同。爆震传感器频率响应的主频率是指爆震传感器频率响应中具有最高幅度的频率，并且传声器频率响应的主频率是指传声器频率响应中具有最高振幅的频率。
如果主频率匹配，则方法200进行到220并且包括指示爆震传感器是合理的。也就是说，由爆震传感器所测量的发动机振动与由车载传声器所测量的声音振动匹配，从而指示由爆震传感器所检测到的爆震事件是真实的爆震并且不是由于传感器劣化。指示爆震传感器是合理的(而非劣化)可以包括在控制器处设置标志以指示进行了合理性检查并且爆震传感器通过。此外，指示爆震传感器是合理的还可以包括指示所检测到的爆震事件是真实的爆震事件，已经基于车载传声器的输出确认了所检测到的爆震事件。
在222处，方法200包括响应于爆震调整火花正时。例如，响应于在208处检测到的爆震，可以从第一火花正时延迟火花正时，其中基于第一火花正时并且还基于爆震的指示来施加火花延迟量。例如，随着爆震的发生率增加，可以增加所施加的火花延迟量。作为另一示例，当第一火花正时更接近最大制动扭矩(MBT)正时时，可以增加所施加的火花延迟量。第一火花正时可以是标称火花正时，诸如基于发动机转速、发动机负荷和燃料辛烷值中的至少一个确定的，或者可以是先前调整的火花正时(例如，响应于先前的爆震的指示所调整的)。在一个示例中，响应于爆震的指示，火花正时可以减小1-2个曲柄角度。在所检测到的爆震被指示为真实的爆震事件的情况下，火花正时可以保持从第一火花正时延迟。此外，可以响应于随后的爆震事件期间的爆震来调整火花正时，同时指示爆震传感器是合理的(例如，未指示爆震传感器劣化)。在222之后，方法200结束。
如果爆震传感器频率响应和传声器频率响应的主频率在218处不匹配，则方法200进行到224并且包括指示爆震传感器劣化。例如，方法200响应于218处的主频率失配而进行到224。也就是说，由爆震传感器所测量的发动机振动与由车载传声器所测量的声音振动不相关联，从而指示由爆震传感器所检测到的爆震事件没有发生(例如，是虚假的爆震事件)并且可能是传感器劣化的假象。指示爆震传感器劣化可包括在控制器处设置相应的诊断故障代码(DTC)。指示爆震传感器劣化还可以包括例如在车辆的仪表板上点亮故障指示灯(MIL)以警告车辆操作者维修车辆。
在226处，方法200包括响应于由爆震传感器所检测到的爆震而不调整火花正时。例如，在爆震传感器劣化(例如，不合理的)的情况下，爆震传感器可能在不存在爆震时指示爆震事件(例如，检测到虚假的爆震事件)。此外，控制器可以重新调整当前火花正时。例如，因为方法200包括处理随时间收集的信号，所以响应于在爆震传感器劣化的指示(例如，在224处)之前在208检测到爆震，可以从第一火花正时延迟火花正时。因此，火花正时可以提前相应的度数，诸如返回到第一火花正时。在226之后，方法200结束。
在一些示例中，在224处指示爆震传感器劣化之前，方法200还可以包括首先合理化传声器。例如，可以通过改变火花正时并观察传声器和爆震传感器响应的变化来合理化传声器。作为一个示例，如果爆震传感器指示爆震并且传声器没有指示爆震(例如，爆震传感器频率响应和传声器频率响应的主频率在218处不匹配)，则火花正时可以提前被预期来诱导爆震的预定量。如果传声器响应于提前的爆震诱导火花正时仍未检测到爆震，则可以假设传声器劣化并且爆震传感器是合理的(例如，方法200进行到220)。作为另一示例，可以延迟火花正时以防止响应于在218处的主频率失配的爆震。如果即使在火花正时延迟之后爆震传感器仍然检测到爆震，则可以确认爆震传感器劣化(例如，方法200进行到224)。作为又一示例，控制器可响应于在218处主频率不匹配而执行一系列火花正时调整(在所述一系列内提前和延迟火花正时)，分析在每个火花正时调整期间爆震传感器和传声器的频率响应，并使用逻辑规则来确定传声器和/或爆震传感器的合理性。在替代示例中，可以在方法200之外合理化传声器，诸如通过测量由车载信息娱乐系统产生的声音。
以这种方式，响应于爆震传感器的输出(例如，在208处检测爆震事件)和车载传声器的输出中的每一个来调整火花正时(例如，以确定爆震传感器的状况)。例如，响应于爆震传感器检测到爆震，可以最初延迟火花正时。如果确定爆震传感器处于合理状况，则可以维持延迟的火花正时。此外，响应于爆震传感器随后检测到爆震，可以延迟火花正时。通过在爆震检测器处于合理状况时响应于爆震的指示而延迟火花正时，可以减小缸内压力，从而降低进一步爆震的倾向以及作为结果的发动机劣化。如果确定爆震传感器处于劣化状况，则延迟的火花正时可以恢复到先前的正时。此外，响应于爆震传感器随后检测到爆震，可以不延迟火花正时。通过在劣化的爆震传感器检测到爆震时不调整火花正时，可以避免在没有爆震的情况下由于延迟火花而导致的发动机性能下降、燃料经济性降低和排放增加。
因此，在一个示例中，该方法可以包括确定爆震传感器的合理状况，并且响应于此，响应于爆震传感器检测到爆震而调整火花正时；并且确定爆震传感器的劣化状况(其可能不是合理状况)，并且响应于此，响应于爆震传感器检测到爆震而不调整(例如，维持)火花正时。在一些示例中，响应于爆震传感器检测到爆震而调整火花正时发生在指示所述合理状况时或期间，并且响应于爆震传感器检测到爆震而维持火花正时发生在指示不存在所述合理状况时和/或指示劣化状况时或期间。此外，存储在存储器中的指令可以包括从爆震传感器的输出和车载传声器的输出两者确定合理状况，并且作为响应，响应于爆震传感器检测到爆震通过向火花塞发送信号的指令来调整火花正时；并且从爆震传感器的输出和车载传声器的输出两者确定劣化状况，并且作为响应，响应于爆震传感器检测到爆震通过向火花塞发送不同信号的指令来调整火花正时。在一些示例中，该方法可以包括基于确定是否存在合理状况以及确定是否存在劣化状况而确定是否执行响应于爆震传感器检测到爆震而执行调整火花正时以及响应于爆震传感器检测到爆震而不执行调整火花正时中每一个。
如本文中的示例所示，响应于确定爆震传感器的状况而操作和执行动作的方法可以包括在爆震传感器处于合理状况的情况下进行操作(例如，在车辆行驶和发动机燃烧的情况下进行操作)，确定是否存在合理状况(诸如基于爆震传感器输出和车载传声器输出的相关性)并响应于此执行动作；以及在爆震传感器不处于合理状况的情况下进行操作(例如，在爆震传感器处于劣化状况的情况下进行操作)，确定不存在合理状况(例如，存在劣化状况)，以及响应于此而执行不同的动作。例如，响应于确定存在合理状况，可响应于由爆震传感器所检测到的爆震事件而调整发动机操作来减轻发动机爆震，并且响应于确定不存在合理状况(例如，如果存在劣化状况，则可以响应于由爆震传感器所检测到的爆震事件而不调整发动机操作来减轻发动机爆震。
在一些示例中，该方法可以包括基于在最近的爆震事件期间获得的爆震传感器的输出和车载传声器的输出来在合理的爆震传感器状况和劣化的爆震传感器状况之间进行区分，并且响应于该区分而采取不同的动作。例如，当所述区分指示合理的爆震传感器状况时，响应于爆震传感器随后检测到爆震，延迟火花正时。此外，如响应于最近的爆震事件所延迟的那样来维持当前延迟的火花正时。作为另一示例，当所述区分指示劣化的爆震传感器状况时，响应于爆震传感器随后检测到爆震，不延迟火花正时。此外，恢复当前延迟的火花正时。作为另一示例，该方法可包括响应于爆震传感器的输出和车载传声器的输出中的每一个来调整火花正时。
图3示意性地描绘了用于将爆震传感器(例如，图1的爆震传感器137)的输出与车载传声器(例如，图1的车载传声器195)的输出相关联以合理化爆震传感器的信号处理算法300的框图。例如，控制器(例如，图2的控制器12)可以在执行图2的方法200时利用信号处理算法300。如图3中所图示的，在爆震事件期间(例如，由爆震传感器所检测到的)获得的爆震传感器输出301经由FFT被转换为爆震传感器频率响应302。所得到的爆震传感器频率响应302被输入到频率比较特征312中。类似地，在爆震事件期间获得的传声器输出303经由FFT被转换为传声器频率响应304。在一些示例中，如上面关于图2所描述的那样，传声器频率响应304可以首先经过滤波以减少非发动机相关噪声(诸如环境噪声)对爆震传感器合理性检查的影响。例如，在发动机关闭时获得的对应于环境噪声测量的传声器输出305可以经由FFT转换为传声器频率响应306。可以可选地使用频率减法滤波器308从传声器频率响应304中减去对应于在发动机关闭时测量的环境噪声频率的传声器频率响应306。所得到的经滤波传声器频率响应304可以可选地通过带通滤波器310或者直接输入到频率比较特征312中。带通滤波器310可以对应于爆震传感器所遇到的预定爆震频率，使得在传声器频率响应304被输入到频率比较特征312中之前，与爆震相关联的频率通过带通滤波器310，而包括与环境噪声相关联的频率的其他频率被消除。作为另一示例，传声器频率响应304可以在不首先通过频率减法滤波器308的情况下通过带通滤波器310。在其他示例中，传声器频率响应304可以直接输入到频率比较特征312中，而不通过频率减法滤波器308或带通滤波器310中的任一个，特别是当环境噪声低时。
比较特征312可以包括存储在存储器中用于确定爆震传感器频率响应302和(可选地经滤波的)传声器频率响应304中的每一个的主频率的一组指令以及执行该组指令的硬件。比较特征312可以将爆震传感器频率响应302的主频率与(可选地经滤波的)传声器频率响应304的主频率直接进行比较，以确定它们是否匹配并输出相应的爆震传感器诊断结果314。例如，如果爆震传感器频率响应302的主频率与传声器频率响应304的主频率匹配，则爆震传感器诊断结果314指示爆震传感器是合理的，并且由爆震传感器所检测到的爆震是真实的爆震事件。相反，如果爆震传感器频率响应302的主频率与传声器频率响应304的主频率不匹配，则爆震传感器诊断结果314指示爆震传感器劣化，并且由爆震传感器所检测到的爆震没有发生(例如，是虚假的爆震事件)。然后，控制器可以相应地调整发动机操作，诸如通过调整火花正时，如上面关于图3所描述的那样。
接下来，图4A描绘了用于将车辆系统中的爆震传感器(例如，图1的爆震传感器137)的输出与来自车载传声器(例如，图1的车载传声器195)的输出相关联以(诸如根据图2的诊断方法)合理化爆震传感器的时间线的示例性曲线图400。在曲线402中示出了爆震传感器输出，在曲线404中示出了车载传声器输出，在曲线405中示出了爆震窗口的指示，在曲线406中示出了是否满足用于合理化爆震传感器的条件的指示，在曲线408中示出了爆震传感器是否劣化的指示，并且在曲线410中示出了火花正时。对于上述所有情况，横轴表示时间，其中时间沿着水平轴从左向右增加。纵轴表示每个标记的参数。对于曲线402和404，标记的参数沿着纵轴从底部到顶部增加。对于曲线405、406和408，纵轴表示是否指示了标记的参数(例如，“是”或者“否”)。对于曲线410，标称火花正时(“nom”)由虚线412表示，并且纵轴表示火花从标称火花正时提前(“adv”)或延迟(“ret”的量，其中火花提前量从虚线412沿纵轴向上增加，并且火花延迟量从虚线412沿纵轴向下增加。此外，爆震阈值由虚线414指示。
从时间t0开始，发动机以标称火花正时或接近标称火花正时(虚线412)的火花正时(曲线410)操作。虽然标称火花正时显示为平直线，但应当理解，标称火花正时基于发动机工况(包括发动机转速和负荷)而变化。例如，标称火花正时可以是MBT正时或接近MBT正时，其中控制器(例如，图1的控制器12)通过将当前发动机工况(例如，发动机转速和负荷)输入到查找表并输出相应的MBT正时来确定当前的MBT正时。控制器可以向点火系统(例如，图1的点火系统190)发送信号SA以致动发动机的每个火花塞(例如，图1的火花塞192)来以确定的正时发起燃烧。此外，爆震窗口(曲线405)被示出为指示一时间段的阶梯波形式，在该时间段期间，对于燃烧事件可以发生爆震检测。
当发动机操作时，爆震传感器测量发动机振动并产生相应的输出(曲线402)，该输出由控制器接收。归于于标称发动机操作(例如，未发生异常燃烧)而测量的发动机振动相对于发动机爆震产生的振动较小，其中爆震传感器输出(曲线402)保持低于爆震阈值(虚线414)。车载传声器也测量在发动机操作期间发生的声音(包括来自标称发动机操作的噪声和环境噪声)，并向控制器发送相应的输出(曲线404)。此外，在时间t0和时间t1之间，满足用于合理化爆震传感器的条件(曲线406)。例如，自上次执行爆震传感器诊断以来可能已经过了阈值持续时间，如关于图2所描述的那样。此外，未指示爆震传感器劣化(曲线408)。
在时间t1时，爆震传感器输出(曲线402)超过爆震窗口(曲线405)内的爆震阈值，从而指示爆震事件已经发生。响应于所检测到的爆震事件，火花正时(曲线410)从标称火花正时(虚线412)延迟，诸如从MBT正时延迟。由于在时间t1时满足用于合理化爆震传感器的条件(曲线406)，因此控制器使用在所检测到的爆震事件(例如，在相应的爆震窗口期间)期间获得的爆震传感器输出(曲线402)和车载传声器输出(曲线404)来执行爆震传感器合理性检查。被分析以执行爆震传感器合理性检查的爆震传感器输出和车载传声器输出由虚线框416限定，爆震传感器输出和车载传声器输出具有相同的时间范围。如关于图2所描述的那样，控制器执行在虚线框416内所采样的爆震传感器输出和车载传声器输出中的每一个的FFT。
转到图4B，曲线图417示出了在虚线框416内所采样的爆震传感器输出和车载传声器输出中的每一个的所得到的频率响应。具体地，爆震传感器FFT的单边频谱在曲线420a中示出，并且车载传声器FFT的单边频谱在曲线422a中示出。对于上述情况，横轴表示频率，其中频率沿着横轴从左到右增加。纵轴表示每个频率响应的幅度，其中幅度沿着纵轴从下到上增加。爆震传感器FFT(曲线420a)的主频率处于由虚线424指示的频率处。车载传声器FFT(曲线422a)的主频率也出现在虚线424的频率处。因此，在所检测到的爆震事件期间由爆震传感器和车载传声器所测量的主频率匹配。
返回到图4A，在时间t2时，因为主频率匹配，所以确定爆震传感器是合理的，并且未指示爆震传感器劣化(曲线408)。此外，由于所检测到的爆震事件被确认为真实的爆震，因此火花正时(曲线410)保持从标称火花正时(虚线412)延迟以避免进一步发生爆震。在所执行的爆震传感器合理的情况下，不再满足用于合理化爆震传感器的条件(曲线406)。此外，在没有指示爆震传感器劣化的情况下，控制器可以响应于由爆震传感器所检测到的进一步爆震事件(例如，当爆震传感器输出超过爆震窗口内的爆震阈值时)而继续延迟火花正时。
在稍后的时间t3时，发动机再次以标称火花正时或接近标称火花正时(虚线412)的火花正时(曲线410)操作，并且再次满足用于合理化爆震传感器的条件(曲线406)。例如，时间t3可以是时间t2之后的数天或数周。在发动机工作和操作(例如，在发动机气缸内发生燃烧)的情况下，爆震传感器测量发动机振动并产生相应的输出(曲线402)，该输出在时间t4之前小于爆震阈值(虚线414)。车载传声器也测量在发动机操作期间发生的声音，并向控制器发送相应的输出(曲线404)。
在时间t4时，爆震传感器输出(曲线402)超过爆震窗口(曲线405)内的爆震阈值(虚线414)，从而指示爆震事件已经发生。响应于爆震事件，火花正时(曲线410)从标称火花正时(虚线412)延迟。因为在时间t4时满足用于合理化爆震传感器的条件(曲线406)，所以控制器通过执行在所检测到的爆震事件期间(例如，如虚线框418所限定的)所采样的爆震传感器输出(曲线402)和车载传声器输出(曲线404)中的每一个的FFT来再次执行爆震传感器合理性检查。
转到图4C，曲线图419示出了在由虚线框418所限定的时间范围内所采样的爆震传感器输出和车载传声器输出中的每一个的所得到的频率响应。爆震传感器FFT的单边频谱在曲线420b中示出，并且车载传声器FFT的单边频谱在曲线422b中示出。如图4B中所示，横轴表示频率，其中频率沿着横轴从左到右增加，并且纵轴表示标记的频率响应的幅度，其中幅度沿着纵轴从下到上增加。爆震传感器FFT(曲线420b)的主频率处于由虚线426指示的频率处。车载传声器FFT(曲线422b)的主频率未出现在虚线426的频率处。因此，在所检测到的爆震事件期间由爆震传感器和车载传声器所测量的主频率不匹配。
返回到图4A，在时间t5时，因为主频率不匹配，所以确定爆震传感器是不合理的，并且指示爆震传感器劣化(曲线408)。此外，因为所检测到的爆震事件未被车载传声器输出证实(例如，所检测到的爆震事件是虚假的爆震事件)，所以火花正时(曲线410)返回到标称火花正时(虚线412)以避免发动机性能下降和燃料经济性降低。在爆震传感器合理的情况下，不再满足用于合理化爆震传感器的条件(曲线406)。
在时间t6时，爆震传感器输出(曲线402)再次超过爆震窗口(曲线405)内的爆震阈值(虚线414)。因为指示爆震传感器劣化(曲线408)，所以火花正时(曲线410)响应于所检测到的爆震事件而不延迟，而是保持在标称火花正时(虚线412)。例如，在指示爆震传感器劣化的情况下(例如，确定爆震传感器处于劣化状况)，在时间t6时所检测到的爆震事件被假设为虚假的爆震事件。以这种方式，由于劣化的爆震传感器检测到虚假的爆震，不调整火花正时。结果，发动机性能和燃料经济性增加。
以这种方式，通过将爆震传感器的输出与车载传声器的输出相关联，可以稳健地识别爆震传感器的劣化，使得在没有真实的爆震的情况下不采用用于减轻发动机爆震的发动机控制策略，诸如火花延迟。例如，当爆震传感器劣化时，所检测到的爆震事件可能是虚假的。通过响应于劣化的爆震传感器检测到虚假的爆震而不延迟火花，避免了发动机性能下降和燃料经济性降低。此外，通过将爆震传感器的输出与车载传声器的输出相关联，确认了真实的爆震，诸如当确定爆震传感器是合理的时。
使用车载传声器来合理化爆震传感器的技术效果是爆震事件可以被识别为真实的爆震或虚假的爆震，并且火花正时可以响应于真实的爆震而延迟，而响应于虚假的爆震而不延迟，从而增加了发动机性能和燃料经济性。
作为一个示例，一种方法包括：响应于来自联接到推进车辆的发动机的爆震传感器的爆震事件的指示，将爆震传感器的输出与车辆上的传声器的输出相关联以确定爆震传感器的劣化。在前述示例中，另外地或可选地，响应于爆震传感器的输出大于预定爆震窗口内的爆震阈值而指示爆震事件。在任何或所有前述示例中，将爆震传感器的输出与传声器的输出相关联以确定爆震传感器的劣化另外地或可选地包括：从在爆震事件上获得的输出产生爆震传感器的频率响应；从在爆震事件上获得的输出产生传声器的频率响应；并确定爆震传感器频率响应的主频率是否与传声器频率响应的主频率匹配。在任何或所有前述示例中，该方法另外地或可选地还包括：在确定爆震传感器频率响应的主频率是否与传声器频率响应的主频率匹配之前，使传声器频率响应通过一个或多个滤波器。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，一个或多个滤波器包括频率减法滤波器和带通滤波器。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，频率减法滤波器从传声器频率响应中去除对应于环境噪声的频率，该频率对应于基于在发动机关闭时获得的传声器的输出所确定的环境噪声。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，带通滤波器使对应于爆震的传声器频率响应的频率通过。在任何或所有前述示例中，该方法另外地或可选地还包括：响应于爆震传感器频率响应的主频率与传声器频率响应的主频率匹配，指示爆震传感器是合理的；并且响应于爆震传感器频率响应的主频率与传声器频率响应的主频率不匹配，指示爆震传感器劣化。在任何或所有前述示例中，该方法另外地或可选地还包括：当确定爆震传感器未劣化时，响应于随后爆震事件的指示，调整发动机的点火火花正时；并且当指示爆震传感器劣化时，不执行点火火花正时的调整。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，将爆震传感器的输出与传声器的输出相关联以确定爆震传感器的劣化在低环境噪声条件期间发生。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，在发动机关闭时基于传声器的输出来确定低环境噪声条件。
作为另一示例，一种方法包括：响应于联接到发动机的爆震传感器的输出和被配置为测量由发动机产生的声音的传声器的输出中的每一个来调整火花正时。在前述示例中，响应于爆震传感器的输出和传声器的输出中的每一个来调整火花正时另外地或可选地还包括：响应于爆震传感器的输出超过爆震阈值，检测到爆震事件；并且响应于所检测到的爆震事件从第一火花正时延迟火花正时。在任何或所有前述示例中，该方法另外地或可选地还包括：经由快速傅里叶变换确定在所检测到的爆震事件期间所采样的爆震传感器输出的频率分量；经由所述快速傅里叶变换确定在所检测到的爆震事件期间所采样的传声器输出的频率分量；响应于所确定的爆震传感器输出的频率分量的主频率与所确定的传声器输出的频率分量的主频率匹配，将火花正时维持在延迟的火花正时；并且，响应于所确定的爆震传感器输出的频率分量的主频率与所确定的传声器输出的频率分量的主频率不匹配，将火花正时恢复到第一火花正时。在任何或所有前述示例中，该方法另外地或可选地还包括：响应于所确定的爆震传感器输出的频率分量的主频率与所确定的传声器输出的频率分量的主频率不匹配，指示爆震传感器劣化；响应于随后检测到的爆震事件，不调整火花正时。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，响应于爆震传感器的输出和传声器的输出中的每一个来调整火花正时在发动机在低环境噪声环境中操作时发生，在起动发动机之前基于传声器的输出来确定所述低环境噪声环境。
作为另外的示例，一种车辆系统包括：包括多个气缸的发动机，每个气缸包括与其联接的火花塞；联接到发动机的爆震传感器；联接在车辆中的传声器；控制器，其将指令保存在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时致使控制器执行以下操作：基于在爆震传感器检测到爆震期间获得的爆震传感器的输出和传声器的输出来确定爆震传感器的状况；基于所确定的状况在爆震传感器随后检测到爆震期间调整由火花塞所提供的火花的正时。在前述示例中，另外地或可选地，爆震传感器的状况是合理状况和劣化状况中的一个。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，基于在爆震传感器检测到爆震期间所获得的爆震传感器的输出和传声器的输出来确定爆震传感器的状况包括：将在检测到爆震期间所获得的爆震传感器的输出和传声器的输出中的每一个变换成频域；响应于爆震传感器的经变换输出与传声器的经变换输出之间的主频率匹配，指示爆震传感器处于合理状况；并且，响应于爆震传感器的经变换输出与传声器的经变换输出之间的主频率失配，指示爆震传感器处于劣化状况。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，基于所确定的状况在所述爆震传感器随后检测到爆震期间调整由火花塞所提供的火花的正时包括：当所确定的状况是合理状况时，响应于随后检测到爆震，延迟火花正时；并且当所确定的状况是劣化状况时，响应于随后检测到爆震，不延迟火花正时。
在另一种表示中，一种方法包括：基于联接到发动机的爆震传感器的输出和被配置为测量由发动机产生的声音的传声器的输出来确定所检测到的发动机爆震事件是真实的还是虚假的；响应于所检测到的发动机爆震事件是真实的，延迟火花正时；并且于所响应检测到的发动机爆震事件是虚假的，不延迟火花正时。在前述示例中，另外地或可选地，所检测到的发动机爆震事件响应于爆震传感器的输出超过爆震阈值。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，基于爆震传感器的输出和传声器的输出来确定所检测到的发动机爆震事件是真实的还是虚假的包括：响应于满足用于合理化爆震传感器的条件，经由快速傅立叶变换确定在所检测到的发动机爆震事件期间所采样的爆震传感器输出的频率分量；经由所述快速傅立叶变换确定在所检测到的发动机爆震事件期间所采样的传声器输出的频率分量；响应于所确定的爆震传感器输出的频率分量的主频率与所确定的传声器输出的频率分量的主频率匹配，指示所检测到的爆震事件是真实的；并且响应于所确定的爆震传感器输出的频率分量的主频率与所确定的传声器输出的频率分量的主频率不匹配，指示所检测到的爆震事件是虚假的。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，用于合理化爆震传感器的条件包括发动机在低环境噪声环境中操作和自先前已合理化爆震传感器以来已经过去了阈值持续时间中的至少一个。在任何或所有前述示例中，另外地或可选地，基于在起动发动机之前由传声器所测量的声音来确定所述低环境噪声环境。
注意，本文中所包括的示例性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。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因而，所示的各种动作、操作或功能可以所示顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理次序不是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于示出和描述而提供。一个或多个所示的动作、操作和/或功能可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行。
应当理解，本文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应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种/个”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的合并，从而既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修订或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求的范围相比更宽、更窄、相同或不同，都被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种方法包括：响应于来自联接到推进车辆的发动机的爆震传感器的爆震事件的指示，将爆震传感器的输出与车辆上的传声器的输出相关联以确定爆震传感器的劣化。
根据一个实施例，响应于爆震传感器的输出大于预定爆震窗口内的爆震阈值而指示爆震事件。
根据一个实施例，将爆震传感器的输出与传声器的输出相关联以确定爆震传感器的劣化被提供为具有：从在爆震事件上获得的输出产生爆震传感器的频率响应；从在爆震事件上获得的输出产生传声器的频率响应；并确定爆震传感器频率响应的主频率是否与传声器频率响应的主频率匹配。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，在确定爆震传感器频率响应的主频率是否与传声器频率响应的主频率匹配之前，使传声器频率响应通过一个或多个滤波器。
根据实施例，一个或多个滤波器包括频率减法滤波器和带通滤波器。
根据一个实施例，频率减法滤波器从传声器频率响应中去除对应于环境噪声的频率，该频率对应于基于在发动机关闭时获得的传声器的输出所确定的环境噪声。
根据一个实施例，带通滤波器使对应于爆震的传声器频率响应的频率通过。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于爆震传感器频率响应的主频率与传声器频率响应的主频率匹配，指示爆震传感器是合理的；并且响应于爆震传感器频率响应的主频率与传声器频率响应的主频率不匹配，指示爆震传感器劣化。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，当确定爆震传感器未劣化时，响应于随后爆震事件的指示，调整发动机的点火火花正时；并且当指示爆震传感器劣化时，不执行点火火花正时的调整。
根据一个实施例，将爆震传感器的输出与传声器的输出相关联以确定爆震传感器的劣化在低环境噪声条件期间发生。
根据一个实施例，在发动机关闭时基于传声器的输出来确定低环境噪声条件。
根据本发明，一种用于火花点火发动机的方法包括响应于联接到发动机的爆震传感器的输出和被配置为测量由发动机产生的声音的传声器的输出中的每一个来调整火花正时。
根据一个实施例，响应于爆震传感器的输出和传声器的输出中的每一个来调整火花正时包括：响应于爆震传感器的输出超过爆震阈值，检测到爆震事件；并且响应于所检测到的爆震事件从第一火花正时延迟火花正时。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，经由快速傅里叶变换确定在所检测到的爆震事件期间所采样的爆震传感器输出的频率分量；经由所述快速傅里叶变换确定在所检测到的爆震事件期间所采样的传声器输出的频率分量；响应于所确定的爆震传感器输出的频率分量的主频率与所确定的传声器输出的频率分量的主频率匹配，将火花正时维持在延迟的火花正时；并且，响应于所确定的爆震传感器输出的频率分量的主频率与所确定的传声器输出的频率分量的主频率不匹配，将火花正时恢复到第一火花正时。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于所确定的爆震传感器输出的频率分量的主频率与所确定的传声器输出的频率分量的主频率不匹配，指示爆震传感器劣化；响应于随后检测到的爆震事件，不调整火花正时。
根据一个实施例，响应于爆震传感器的输出和传声器的输出中的每一个来调整火花正时在发动机在低环境噪声环境中操作时发生，在起动发动机之前基于传声器的输出来确定所述低环境噪声环境。
根据本发明，提供了一种车辆系统，其具有：包括多个气缸的发动机，每个气缸包括与其联接的火花塞；联接到发动机的爆震传感器；联接在车辆中的传声器；控制器，其将指令保存在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时致使控制器执行以下操作：基于在爆震传感器检测到爆震期间获得的爆震传感器的输出和传声器的输出来确定爆震传感器的状况；基于所确定的状况在爆震传感器随后检测到爆震期间调整由火花塞所提供的火花的正时。
根据一个实施例，爆震传感器的状况是合理状况和劣化状况中的一个。
根据一个实施例，基于在爆震传感器检测到爆震期间所获得的爆震传感器的输出和传声器的输出来确定爆震传感器的状况包括：将在检测到爆震期间所获得的爆震传感器的输出和传声器的输出中的每一个变换成频域；响应于爆震传感器的经变换输出与传声器的经变换输出之间的主频率匹配，指示爆震传感器处于合理状况；并且，响应于爆震传感器的经变换输出与传声器的经变换输出之间的主频率失配，指示爆震传感器处于劣化状况。
根据一个实施例，基于所确定的状况在所述爆震传感器随后检测到爆震期间调整由火花塞所提供的火花的正时包括：当所确定的状况是合理状况时，响应于随后检测到爆震，延迟火花正时；并且当所确定的状况是劣化状况时，响应于随后检测到爆震，不延迟火花正时。

Claims (15)

1.一种方法，其包括：
响应于来自联接到推进车辆的发动机的爆震传感器的爆震事件的指示，将所述爆震传感器的输出与所述车辆上的传声器的输出相关联以确定所述爆震传感器的劣化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中响应于所述爆震传感器的所述输出大于预定爆震窗口内的爆震阈值而指示所述爆震事件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述爆震传感器的所述输出与所述传声器的所述输出相关联以确定所述爆震传感器的劣化包括：
从在所述爆震事件上获得的输出产生所述爆震传感器的频率响应；
从在所述爆震事件上获得的输出产生所述传声器的频率响应；和
确定所述爆震传感器频率响应的主频率是否与所述传声器频率响应的主频率匹配。
4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：
在确定所述爆震传感器频率响应的所述主频率是否与所述传声器频率响应的所述主频率匹配之前，使所述传声器频率响应通过一个或多个滤波器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述一个或多个滤波器包括频率减法滤波器和带通滤波器。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述频率减法滤波器从所述传声器频率响应中去除对应于环境噪声的频率，所述频率对应于基于在所述发动机关闭时获得的所述传声器的输出所确定的所述环境噪声。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述带通滤波器使对应于爆震的所述传声器频率响应的频率通过。
8.根据权利要求3所述的方法，其还包括：
响应于所述爆震传感器频率响应的所述主频率与所述传声器频率响应的所述主频率匹配，指示所述爆震传感器是合理的；和
响应于所述爆震传感器频率响应的所述主频率与所述传声器频率响应的所述主频率不匹配，指示所述爆震传感器劣化。
9.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
当确定所述爆震传感器未劣化时，响应于随后爆震事件的指示，调整所述发动机的点火火花正时；并且
当指示所述爆震传感器劣化时，不执行所述点火火花正时的所述调整。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述将所述爆震传感器的所述输出与所述传声器的所述输出相关联以确定所述爆震传感器的劣化在低环境噪声条件期间发生。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述发动机关闭时基于所述传声器的所述输出来确定所述低环境噪声条件。
12.一种车辆系统，其包括：
包括多个气缸的发动机，每个气缸包括与其联接的火花塞；
联接到所述发动机的爆震传感器；
联接在所述车辆中的传声器；
控制器，其将指令保存在非暂时性存储器中，所述指令在被执行时致使所述控制器执行以下操作：
基于在所述爆震传感器检测到爆震期间所获得的所述爆震传感器的输出和所述传声器的输出来确定所述爆震传感器的状况；
基于所确定的状况在所述爆震传感器随后检测到爆震期间调整由所述火花塞所提供的火花的正时。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述爆震传感器的所述状况是合理状况和劣化状况中的一个。
14.根据权利要求13所述的系统，其中基于在所述爆震传感器检测到爆震期间所获得的所述爆震传感器的所述输出和所述传声器的所述输出来确定所述爆震传感器的所述状况包括：
将在检测到爆震期间所获得的所述爆震传感器的所述输出和所述传声器的所述输出中的每一个变换成频域；
响应于所述爆震传感器的经变换输出与所述传声器的经变换输出之间的主频率匹配，指示所述爆震传感器处于所述合理状况；并且
响应于所述爆震传感器的经变换输出与所述传声器的经变换输出之间的主频率失配，指示所述爆震传感器处于所述劣化状况。
15.根据权利要求13所述的系统，其中基于所确定的状况在所述爆震传感器随后检测到爆震期间调整由所述火花塞所提供的所述火花的所述正时包括：当所确定的状况是所述合理状况时，响应于随后检测到爆震，延迟所述火花正时；并且当所确定的状况是所述劣化状况时，响应于随后检测到爆震，不延迟所述火花正时。
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