CN1821562A - 针对点火失败保护催化式排气净化器的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种在车辆中响应通过燃油喷射器供油的多个发动机气缸中的一个的点火失败而控制发动机运转的方法。车辆包括燃油蒸汽存储罐。该方法包括，使至少一个燃油喷射器不起作用，利用开环来控制通过喷射器到气缸的燃油传输，以及使罐的排气不起作用。当点火失败继续的时候，执行所述使其不起作用和利用步骤。

Description

针对点火失败保护催化式排气净化器的装置和方法

技术领域

本发明一般涉及一种车辆中的发动机控制系统，特别涉及一种在气缸点火失败的情况下保护催化式排气净化器的发动机控制系统和方法。

背景技术

通过使用车辆中的发动机废气催化式排气净化器可大大减少汽车的排放。然而，如果在一个或多个发动机气缸中出现点火失败，那么催化式排气净化器可能被损坏。点火失败可以由许多情况导致，例如，车辆点火或喷射系统中导线的断裂或未连接。当点火失败出现的时候，未燃烧的燃油可能从未点火的气缸进入催化式排气净化器，并且可能导致排气净化器中反应温度急剧上升。这种上升可以导致催化式排气净化器的过热和损坏。

在最近制造的车辆中，点火失败可以被典型的检测和诊断。如果点火失败超过临界水平，警示灯将被点亮。利用点火失败检测和诊断来保护催化式排气净化器将是合乎理想的。

发明内容

在一个实施例中，本发明涉及一种在车辆中响应通过多个燃油喷射器供油的多个发动机气缸中的一个的点火失败而控制发动机运转的方法。车辆还包括存储罐，该存储罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以从该存储罐中排出而输送到气缸中。该方法包括，使至少一个燃油喷射器不起作用，利用开环以控制通过喷射器到气缸的燃油传输，以及使罐的排气不起作用。当点火失败继续的时候，执行上述的使其不起作用和利用步骤。

在另一个结构中，本发明涉及一种在车辆中响应通过多个燃油喷射器供油的多个发动机气缸中的一个的点火失败而控制发动机运转的系统。车辆还包括存储罐，该存储罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以从该存储罐中排出以输送到气缸中。该系统包括用于检测点火失败的点火失败检测模块。一个控制模块基于从点火失败检测模块的输入提供点火失败诊断。基于该诊断，控制模块使至少一个燃油喷射器不起作用，利用开环来控制通过喷射器到气缸的燃油传输，以及使罐的排气不起作用。

在又一个实施例中，本发明涉及一种在车辆中控制发动机运转的方法，该车辆包括通过多个燃油喷射器供油的多个发动机气缸。车辆还包括存储罐，该存储罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以从该存储罐中排出以输送到气缸中。该方法包括，检测至少一个气缸的点火失败，并且分析至少一次检测到的点火失败和另外的点火失败。基于该分析，使至少一个燃油喷射器不起作用，利用开环来控制通过喷射器到气缸的燃油传输，以及使罐的排气不起作用。

本发明更进一步的应用领域将从下文提供的详细说明中变得显而易见。可以理解，在说明本发明示例性实施例时，详细的描述和特别的实例仅仅只是起说明的目的，而并不是用来限定本发明的范围。

附图说明

从详细说明和附图中，本发明将会被充分的理解，其中：

图1为依据本发明一个实施例的用于控制车辆中发动机运转的系统的原理框图；以及

图2A和图2B为依据一个实施例的控制车辆中发动机运转的方法的流程图。

具体实施方式

以下本发明各种实施例的说明实际上仅仅是示例性的，决不是限制本发明及其应用或使用。为了清楚起见，同样的附图标记将在附图中表示同样的部件。就如这里使用的，术语模块和/或设备指的是特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或组合的)和存储器、组合逻辑电路或其它提供所述功能的合适的元件。

现在参考图1，车辆包括依据本发明一个实施例的控制发动机运转的系统，该车辆总体上用附图标记20表示。车辆20包括发动机22和油罐26。燃油通过油管30和多个燃油喷射器32从油罐26传输到发动机22。空气通过进气歧管34传输到发动机22。电子节气门控制器(ETC)36基于油门踏板40的位置和由控制模块42执行的节气门控制算法调整位于进气歧管34进气口附近的节流板38。在车辆20控制操作中的控制模块42利用进气歧管绝对压力(MAP)传感器信号44、空气质量流量传感器(MAFS)信号46、进气歧管空气温度(MAT)传感器信号48以及从检测节流板38位置的节气门位置传感器50传来的输入。

发动机22包括多个从燃油喷射器32接收燃油的气缸52。当点火系统54点燃一个气缸52中的燃油的时候，气缸“燃烧”驱动活塞(图中未示)。如现有技术中已知的，气缸52可以成对的同时燃烧。点火失败检测模块56检测一个或多个气缸52中的点火失败。控制模块42利用从点火失败检测模块56传来的输入提供点火失败诊断。点火失败检测模块56可以包括但不限于曲轴传感器，该曲轴传感器检测曲轴58的位置并将位置信号提供给控制模块42。另外的或另一种选择是，点火失败检测模块56可以包括电离检测装置和/或其它用于检测气缸52中点火失败的装置。

控制模块42利用从点火失败检测模块传来的输入来探查是否检测到点火失败、检测的点火失败到了什么程度、和/或在哪个气缸52中检测到了点火失败。例如，可以参考气缸52中的燃烧，通过控制模块42来测量曲轴58的速度变化。这种测量中的反常的变化可以用来表示气缸点火失败，这通过控制模块42与一个或多个明确的气缸52联系起来。当点火失败被检测到超过预定极限的时候，控制模块42打开车辆20乘员车厢中的故障指示灯(MIL)和/或警报。

从油罐26中出来的蒸汽被收集在木炭存储罐60中。存储罐60可以通过通风阀62通风到空气中。存储罐60可以通过排气阀64排气。当蒸汽从存储罐60中排出的时候，被传输到进气歧管34并在发动机气缸52中燃烧。控制模块42控制通风阀62、排气阀64、燃油喷射器32和点火系统54的运转。控制模块42也与油门踏板传感器66连接，该油门踏板传感器66检测油门踏板40的位置并将代表油门踏板位置的信号传递给控制模块42。

催化式排气净化器68通过排气歧管70接收从发动机22中排出的废气。控制模块42采用闭环方式利用一个或多个废气传感器72的输出来调整通过喷射器32到发动机22的燃油传输。

对应点火失败来控制发动机22运转的方法的一个实施例在图2A和2B中总体上由附图标记200来表示。在步骤208中，控制模块确定点火失败检测模块56是否检测到点火失败。如果没有检测到点火失败，那么在步骤212中，控制模块42不打开点火失败故障指示灯(MIL)，并控制返回步骤208。

如果在步骤208中检测到了点火失败，那么在步骤216中，打开点火失败MIL。控制从步骤216进行到步骤220，其中，控制模块42开始开环燃油控制。具体说，例如，控制模块42依据预定的进气和燃油传输估计来控制进气和燃油传输，达到期望的发动机22的运转状态。在步骤224中，控制模块使存储罐排气阀64不起作用，来防止燃油蒸汽传输到进气歧管34。

在步骤228中确定是否检测到两个连续气缸52的点火失败。两个连续气缸52点火失败通常是很少的。当两个连续气缸52点火失败时，点火失败检测模块56只检测单个气缸点火失败这样的机会也是很少的。相应的，如果在步骤228中确定检测到两个连续气缸52已经点火失败，那么控制返回步骤208。如果没有检测到两个连续气缸，那么进行到步骤232。在步骤232中，确定MIL是否因为点火失败而打开。如果MIL没有打开，那么控制转到步骤280；如果MIL打开，那么控制进行到步骤234。

在步骤234中，控制模块42检查发动机22的速度和负荷，来确定发动机22是否运转在点火失败气缸的点火失败检测和/辨认精度下降的运转区域。如果发动机22在这样的区域运转，那么控制进行到步骤280。如果发动机不在这样的区域运转，那么控制转到步骤238。

在步骤238中，控制模块42检验一个或多个预先指定的诊断故障代码(DTCs)是否起作用。这样的一个DTC可以表示油门踏板66中错误是否已经被检测到。其它的DTCs也可以被检测到，包括但不限于表示节气门位置传感器50的错误状态的DTC。如果在步骤238中确定这样的DTC是起作用的，那么控制转到步骤280；否则控制进行到步骤242。在一个实施例中，一个或多个上述预先指定的DTCs在起作用的时候可以使得控制模块42不处理从点火失败检测模块56中传来的输入。在这样的实施例中，控制模块42检测何时点火失败不进行诊断处理，并且相应的，使喷射器32起作用。

如现有技术中已知的，可以连接一个扫描工具以便在比如车辆维护保养期间控制车辆20中的各种设备。当进行维护保养的时候，撤销方法200的一个或几个方面是优选的。相应的，在本实施例中，在步骤242中，控制模块42检验是否使用了扫描工具。如果在步骤242中答案是肯定的，那么控制转到步骤280；否则控制转到步骤246。

在步骤246中，控制模块42使至少一个喷射器32不起作用，该喷射器32是通过控制模块42而与点火失败相联系的。在步骤252中，控制模块42检验正确的气缸(也就是检测到点火失败的气缸)是否不起作用。如果该正确气缸不起作用，那么控制进行到步骤256。如果该正确气缸没有停止工作，那么控制进行到步骤280。在步骤256中，确定点火失败是否已经从一个或多个气缸切换到另外的一个或多个气缸。如果是，那么控制进行到步骤280。如果点火失败没有被切换，那么控制进行到步骤260。

通常，如果控制模块42因为各种原因不能诊断点火失败，那么控制模块42可以使诊断点火失败失效。例如，如果从点火失败检测模块56中传来的输入不是足够可靠以允许控制模块42精确诊断点火失败，那么就使点火失败诊断失效。如果在一个预先指定的时间周期内不进行点火失败诊断，那么优选地让喷射器32起作用，使得车辆可以获得最大功率。相应的，在步骤260中，控制模块42确定是否使点火失败诊断的失效已经达到预先指定的时间周期。如果是，那么控制转到步骤280；否则控制进行到步骤264。需要注意的是，点火失败诊断失效的周期非常短(也就是，时间周期比上述极限值短)可以不必让控制转到步骤280。

通常，控制模块42可以使用各种保存在车辆20中的诊断故障代码(DTCs)。从而，控制模块42基于特别的DTC是否起作用或不起作用而可以采取特别的动作。这样的DTCs可以包括比如表明一个喷射器32的电路短路或断开的DTC。其它这样的DTC可以表明一个气缸52的点火电路短路或断开。在步骤264中，控制模块检查一个或多个预先指定的DTCs是否起作用或不起作用。这样的DTCs可以由控制模块42(也就是，在方法200中包括的各个步骤的预先的循环中)预先已经确定为起作用的。

在步骤268中，确定预先起作用的DTC是否变成为不起作用的。这可以是这种情况，例如，当故障发生但是在发动机运转过程中随后该故障又消失的时候。例如，在发动机维护保养期间不连接的喷射器32可以使得DTC起作用，随后当喷射器再连接时又使DTC不起作用。在车辆行驶的时候，其它的故障可以临时被显示。如果这样的故障被检测到并消失了，控制转到步骤280；如果不是，控制进行到步骤272。需要注意的是，在本发明的各种实施例中，故障检测不限于对DTC s的检查，也可以包括传感器的处理以及控制模块42可以获得的其它各种输入。也可以看到，在各种情况下，控制模块42可以基于DTC的当前设定来执行动作，而不必检查这个DTC以前的状态。

在步骤272中，控制模块42估计使用者想从车辆20中得到的对发动机功率的需求。例如，控制模块42检查节气门位置传感器50和油门踏板传感器66的至少一种来确定油门踏板40是否处于被压下以便让车辆发动机加速的过程中。如果踏板40转变到较高的值，控制进行到步骤280。如果油门踏板40没有增大，控制进行到步骤276。

在步骤276中，控制模块42确定踏板40是否到达了预定的较高水平(表明例如踏板40被压到其最低位置)，并且也检查是否有一个以上的气缸52点火失败。当踏板40为较高值的时候，如果一个以上的气缸点火失败，那么控制进行到步骤280；否则控制最后返回步骤208。

在步骤280中，控制模块42使不起作用的喷射器32再次起作用，返回到闭环燃油控制，并使存储罐排气阀64再次起作用。这些相同的动作也可以在步骤288中周期性的执行。在这两种情况下，从步骤280到步骤288，控制最终返回到比如步骤208。在本实施例中，在步骤246中在一个或多个喷射器32不起作用之后，控制模块42周期性的使喷射器重新起作用以测试点火失败是否仍然存在。从而，比如在步骤288中，之前不起作用的喷射器再次起作用。控制最终返回到步骤208。

上述方法和系统的实施例可以用来保护催化式排气净化器不受点火失败损坏。通过使点火失败气缸中的燃油喷射器不起作用并起动开环燃油控制，上述控制系统可以防止未燃烧的燃油在催化式排气净化器中产生放热反应。防止了在排气净化器中温度过高，否则可能永久性地损坏排气净化器。驾驶员和车辆所有者由此减轻了花费昂贵的催化式排气净化器的维修或更换。

本领域技术人员现在从上述说明中可以理解，本发明广泛的教导可以通过各种形式实现。因此，当本发明连同其特别的实例得到说明的时候，发明真正的范围并不受到限制，因为在研究附图、说明书和以下的权利要求的基础上，其它的修改对专业人员来说是显而易见的。

Claims (24)

1、一种在车辆中响应于通过多个燃油喷射器供油的多个发动机气缸中的一个气缸的点火失败而控制发动机运转的方法，车辆还包括存储罐，该存储罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以从该存储罐中排出以输送到气缸中，所述方法包括，

使至少一个燃油喷射器不起作用；

利用开环以控制通过喷射器到气缸的燃油传输；以及

使罐的排气不起作用，其中，当点火失败继续的时候，执行所述使其不起作用和利用步骤。

2、权利要求1的方法，还包括：

检验至少一个不起作用的燃油喷射器是否对应于点火失败的气缸；以及

基于所述检验步骤将所述使其不起作用和利用步骤逆转。

3、权利要求1的方法，还包括：

周期性的使至少一个不起作用的喷射器重新起作用；

测试在与至少一个重新起作用的喷射器相关联的气缸中是否发生点火失败；以及

基于所述测试步骤将使其所述不起作用和利用步骤逆转。

4、权利要求3的方法，在发动机运转期间被执行。

5、权利要求1的方法，其中，车辆还包括点火失败检测模块和控制模块，该控制模块基于点火失败检测模块传来的输入提供点火失败诊断，所述方法还包括：

确定点火失败是否由可靠的点火失败诊断所表明；以及

基于所述确定步骤将所述使其不起作用和利用步骤逆转。

6、权利要求5的方法，其中，确定点火失败是否由可靠的点火失败诊断所表明，该确定包括确定控制模块是否在预定的时间周期内没有提供诊断。

7、权利要求5的方法，其中，确定点火失败是否由可靠的点火失败诊断所表明，该确定包括确定发动机是否运转在特定的运转区域。

8、权利要求1的方法，还包括：

确定点火失败是否已经切换到一个或多个其它的气缸；以及

基于所述确定步骤将所述使其不起作用和利用步骤逆转。

9、权利要求1的方法，还包括：

测试在车辆中提示执行所述使其不起作用和利用步骤的条件是否已经消失；以及

基于所述测试步骤将所述使其不起作用和利用步骤逆转。

10、权利要求1的方法，还包括：

估计使用者要从车辆得到的发动机功率的需求，利用车辆的节气门位置传感器和踏板位置传感器中的至少一种来完成所述估计；以及

基于所述估计步骤将所述使其不起作用和利用步骤逆转。

11、权利要求1的方法，还包括：

检查以前起作用的诊断故障代码(DTC)；以及

如果该DTC不起作用，那么将所述使其不起作用和利用步骤逆转。

12、一种车辆中响应通过多个燃油喷射器供油的多个发动机气缸中的一个的点火失败而控制发动机运转的系统，车辆还包括存储罐，该存储罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以从该存储罐中排出而输送到气缸中，所述系统包括，

点火失败检测模块，它检测点火失败；以及

控制模块，该控制模块：

基于所述点火失败检测模块传来的输入而提供点火失败诊断，并基于该诊断：

使至少一个燃油喷射器不起作用；

利用开环来控制通过喷射器传输到气缸的燃油传输；以及

使罐的排气不起作用。

13、权利要求12的系统，其中所述控制模块：

检验至少一个不起作用的燃油喷射器是否对应于点火失败的气缸；以及

基于该检验：

使至少一个不起作用的燃油喷射器再次起作用；

利用闭环以控制通过喷射器传输到气缸的燃油传输；以及

使罐的排气再次起作用。

14、权利要求12的系统，其中所述控制模块：

使至少一个不起作用的燃油喷射器周期性的再次起作用；

测试在与至少一个再次起作用的喷射器相连的气缸中是否发生点火失败；以及

基于该测试：

使至少一个不起作用的燃油喷射器再次起作用；

利用闭环来控制通过喷射器传输到气缸的燃油传输；以及

使罐的排气再次起作用。

15、权利要求12的系统，其中所述控制模块：

确定点火失败是否是由可靠的点火失败诊断所表明；以及

基于该确定：

使至少一个不起作用的燃油喷射器再次起作用；

利用闭环来控制通过喷射器传输到气缸的燃油传输；以及

使罐的排气再次起作用。

16、权利要求15的系统，其中，所述点火失败是否由可靠的点火失败诊断所表明，还包括所述控制模块是否在预定的时间周期内没有提供诊断。

17、权利要求15的系统，其中，所述控制模块还确定发动机是否在与点火失败检测精度降低相关的运转区域中运转。

18、权利要求12的系统，其中所述控制模块：

确定点火失败是否发生在与由点火失败诊断所表明的气缸不同的气缸中；以及

基于该确定：

使至少一个不起作用的燃油喷射器再次起作用；

利用闭环来控制通过喷射器传输到气缸的燃油传输；以及

使罐的排气再次起作用。

19、一种在车辆中控制发动机运转的方法，该车辆包括通过多个燃油喷射器供油的多个发动机气缸，车辆还包括存储罐，该存储罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以从该存储罐中排出而输送到气缸中，所述方法包括：

检测至少一个气缸的点火失败；

分析至少检测到的点火失败中的一次失败和另外的点火失败；并基于所述分析：

使至少一个燃油喷射器不起作用；

利用开环来控制通过喷射器到气缸的燃油传输；以及

使罐的排气不起作用。

20、权利要求19的方法，其中检测点火失败包括：

使不起作用的燃油喷射器周期性的再次起作用；以及

检测在与再次起作用的喷射器相关连的气缸中随后发生的点火失败。

21、权利要求19的方法，其中，所述分析还包括确定车辆的控制模块是否正在提供精确的点火失败诊断。

22、权利要求21的方法，还包括确定车辆发动机是否在与点火失败检测不准确相关的运转区域中运转。

23、权利要求19的方法，其中，所述分析还包括确定涉及点火失败的发动机条件是否被检测到和是否消失。

24、权利要求19的方法，其中，所述分析还包括估计使用者要从车辆得到的对发动机功率的需求，所述估计是利用车辆的节气门位置传感器和油门踏板位置传感器中的至少一种来完成的。

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