专利名称：分析发动机曲轴转速信号的燃油系统诊断的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的操作和控制，包括压燃式发动机。
背景技术：
本部分中的声明仅仅提供与本发明相关的背景信息而不构成现有技术。燃烧正时或相位对诊断燃烧过程中的问题是有用处的。对于在一组特定的参数下 运行的正常燃烧过程，可预测燃烧相位在一小范围内。偏离这小范围内的燃烧循环表示在 燃烧室内的工况超出了预期参数的范围。燃烧循环的分析可以多种方式进行。评估燃烧相位的已知方法依赖于估算燃烧热、燃烧所做的功、或其它反应度量标 准。这些方法检查原始数据并对燃烧数据内的趋势或累积数据点作出反应。然而，压燃式 发动机和其它发动机控制方案在宽发动机工况下运行。有效及时的控制，包括燃油控制、燃 油调节、充量点火正时控制、废气再循环(EGR)控制，对满足操作者对性能和燃油经济性的 需求和符合排放要求来说是必要的。此外，存在许多可变性，包括与部件、系统、操作条件和 燃油有关的可变性例如喷油器、燃油管和燃油压力、环境压力和环境温度、十六烷值和酒 精含量。燃烧中的可变性影响各个气缸的热释放和功输出，结果导致发动机的非最佳性能。 基于实时的发动机性能的燃烧可变性的测量对诊断燃烧过程中的不稳定性是有价值的并 为降低低效的或高排放运行的时间段提供有用的信息。处理复杂的或有噪声的信号并使它们分解为有用信息的方法是已知的。这一类方 法包括通过快速傅立叶变换(FFT)的谱分析。FFT将周期的或重复的信号分解为许多谐波 信号的和，该谐波信号对把信号转化为其频谱的分量是有用的。一旦确定了信号的分量，可 分析这些分量并可从信号中获取信息。发动机性能的变化在曲轴转速方面可能是明显的。测量曲轴转速的多种方法是已 知的。一种方法是使用在发动机的旋转输出轴附近的传感装置。在这种已知的例子中，输 出轴可装备目标轮装置，以某种方式对该目标轮装置做记号以便能得到旋转输出轴角速度 的精确读数。例如，一种已知的例子使用具有凸起指示器的金属轮与磁敏感传感器组合，故 意留出轮的一个没有凸起指示器的记号部分，这样磁传感器的读数明确地测量旋转的凸起 指示器的通道，其中数据流中的缺口表示该记号部分的通道。然而，用于测量旋转轴转速的 许多方法是已知的。—种能将包含与燃烧相关的信息的信号，如旋转输出轴的角速度读数，转换为实 时地描述燃烧正时的分量的系统对控制灵敏的发动机控制方案和增加发动机效率、燃油经 济性和排放控制是有用的。
发明内容
一种内燃机，包括曲轴和多个燃烧室。一种诊断内燃机内燃烧的方法，包括监测曲 轴角速度并基于曲轴角速度生成燃烧室的燃烧相位值。基于预定的喷油曲柄角始点将燃 烧相位值与预期的燃烧相位值比较，并基于该比较确定大于允许的燃烧相位差的燃烧相位差。
现在将参考附图用例子的方式描述一个或多个实施例，其中 图1为根据本发明的具体实施例配置的内燃机的剖视图2为根据本发明的使用曲轴转速传感组件的动力系系统的示意图； 图3为根据本发明的曲轴转速传感组件、曲柄传感器和控制模块的示意图； 图4为根据本发明的可在多缸发动机内一系列燃烧循环期间观察到的示范性的曲轴 转速的曲线图5为根据本发明的示范性的燃烧相位标定曲线的曲线图，其中示出了 SOI曲柄角、最 终燃烧相位值、和评估测得燃烧相位值的示范性的方法；和
图6为根据本发明的示范性的燃烧相位标定曲线的曲线图，其中示出了 SOI曲柄角、最 终燃烧相位值、和评估测得SOI正时曲柄角的示范性的方法。
具体实施例方式现在参考附图，其中图示仅仅是为了说明某些具体实施例的目的而不是限制某些 具体实施例的目的，图1是描述根据本发明实施例配置的内燃机10、控制模块5、和废气后 处理系统15的示意图。示范性的发动机由多缸直喷压燃式内燃机组成，其具有连接到曲轴 24并在气缸20内可移动的往复式活塞22，该活塞限定了可变容积燃烧室34。响应于操作 转矩需求(Tcj keq),曲轴M可操作地连接到车辆变速器和传动系以将牵引转矩传递到该变 速器和传动系。发动机优选采用四冲程操作，其中每个发动机燃烧循环包括分成四个180 度阶段(进气-压缩-做功-排气)的曲轴M的720度角的旋转，该四个阶段描述在发动机 气缸20内活塞22的往复运动。多齿目标曲柄轮沈连接到曲轴并随其转动。发动机包括 监测发动机工作的传感装置和控制发动机工作的执行机构。传感装置和执行机构传递信号 地或可操作地连接到控制模块5。发动机优选包括直喷四冲程内燃机，其包括由在气缸内上止点和下止点之间往复 运动的活塞限定的可变容积燃烧室和包含进气门和排气门的气缸盖。活塞在重复循环内往 复运动，每个循环包括进气、压缩、做功和排气冲程。发动机优选具有主要为贫理想配比的空气/燃油工况。本领域技术人员理解本发 明的各方面适用于主要以贫理想配比运行的其它发动机配置，例如，贫燃点燃式发动机。在 压燃式发动机的正常工作期间，在每个发动机循环期间当燃油充量喷射入燃烧室内以与进 入空气形成气缸充量时发生燃烧事件。随后充量在压缩冲程期间通过其压缩动作燃烧。发动机适合于在宽范围的温度、气缸充量(空气、燃油和废气再循环)和喷油事件 下工作。这里描述的方法特别适于与以贫理想配比运行的直喷压燃发动机一起操作以确定 在正在进行的工作期间与每个燃烧室内的热释放相关的参数。该方法还适用于其它发动机 配置，包括点燃式发动机，包括那些适合于使用勻质充量压燃式(HCCI)策略的发动机。该 方法适用于每个发动机循环每个气缸使用多个燃油喷射事件的系统，例如，使用用于燃油 重整的引燃喷射、用于发动机功率的主喷射事件、和用于后处理管理的后燃燃油喷射事件 的系统，上述每个均影响气缸压力。
传感装置安装在发动机上或发动机附近以监测物理特征并生成与发动机和环境 参数相关的信号。传感装置包括曲轴转动传感器，其包括通过感测曲轴轮沈齿上的边缘来 监测曲轴转速(RPM)的曲轴传感器44。曲轴传感器是公知的，可包括，例如，霍尔效应传感 器、感应传感器或磁阻传感器。来自曲轴传感器44 (RPM)输出的信号输入到控制模块5。 存在燃烧压力传感器30，其包括适用于监测气缸内压力(C0MB_PR)的压力传感装置。燃烧 压力传感器30优选包括非插入式装置，该非插入式装置包括具有环形截面的测力传感器， 该环形截面适于在用于电热塞观的开口处安装到气缸盖内。燃烧压力传感器30和电热塞 28配合安装，燃烧压力机械地通过电热塞传递到传感器30。传感器30的传感元件的输出 信号C0MB_PR与气缸压力成比例。传感器30的传感元件包括压电陶瓷或适用于同样目的 的其它装置。其它传感装置优选包括用于监测歧管压力(MAP)和环境大气压力(BARO)的歧 管压力传感器，用于监测进气质量流量(MAF)和进气温度(Tin)的质量型空气流量传感器， 和冷却剂传感器35 (COOLANT)。该系统可包括排气传感器(未示出)，其用于监测一个或多 个排气参数的状态，例如，温度、空气/燃油比和组成成分。本领域技术人员理解这里可存 在用于控制和诊断目的的其它传感装置和方法。除了其它装置，以操作者转矩需求Tclkeq形 式的操作者输入通常通过节气门踏板和刹车踏板获得。发动机优选装备有用于监测操作并 用于系统控制目的的其它传感器(未示出)。每个传感装置通过传递信号地连接到控制模块 5以提供信号信息，该信号信息通过控制模块转换为表示相应的监测到的参数的信息。可以 理解，这种配置是说明性的，并非限制性的，从而包括可被功能相等的装置和算法替代的各 种传感装置。执行机构安装在发动机上并通过控制模块5响应于操作者输入控制以达到各种 性能目标。执行机构包括电控制节气门装置，其响应于指令输入(ETC)控制节气门开度，以 及多个燃油喷油器12用于响应于指令输入(INJ_Pff)直接将燃油喷射入每个燃烧室内，所 有这些响应于操作者转矩需求(Tcj keq)而被控制。存在排气再循环阀32和冷却器(未示出)， 其响应于来自控制模块的控制信号(EGR)控制外部再循环废气到发动机进气门的流动。电 热塞观包括已知装置，其安装在每个燃烧室内，适用于与燃烧压力传感器30 —起使用。燃油喷油器12是燃油喷射系统的元件，该系统包括多个高压燃油喷油器装置，每 个喷油器装置均适用于响应于控制模块的指令信号INJ_PW直接将包含大量燃油的燃油充 量喷射到其中一个燃烧室内。每个燃油喷油器12从燃油分配系统(未示出)获得加压燃油， 并具有包括最小脉冲宽度和相关的最小可控燃油流率和最大燃油流率的操作特征。发动机可装备可操作以调节每个气缸进气门和排气门的开度和关度的可控制的 气门系，包括气门正时、相位(即，相对于曲柄角和活塞位置的正时)，和气门开度的升程大 小中的任何一个或多个。一个示范性的系统包括可变凸轮相位器，其适用于压燃式发动机、 点燃式发动机和勻质充量压燃式发动机。控制模块5优选包括一个或多个通用数字计算机，该计算机通常包括微处理器 或中央处理单元、包括非易失性存储器(其包括只读存储器(ROM)和电可编程只读存储器 (EPROM))的存储介质、随机存取存储器、高速时钟、模数(A/D)和数模(D/A)电路、和输入/ 输出电路和装置(1/0)，以及合适的信号调节和缓冲电路。控制模块具有一组控制算法，包 括存储在非易失性存储器内并被执行以提供每个计算机相应功能的常驻程序指令和标准。 算法通常在预置循环周期期间被执行以致于每个算法在每个循环周期至少执行一次。使用
6预置标准，算法通过中央处理单元执行并可操作以监测来自上述传感装置的输入并执行控 制和诊断程序以控制执行机构的操作。循环周期通常每隔一定时间被执行，例如在正在运 转的发动机和车辆运行期间每隔3. 125,6. 25、12. 5、25和100毫秒。作为选择，算法可响应 于事件的发生而执行。基于事件的算法和发动机运转包括从燃烧传感器30的压力监测，其 中对应于曲轴轮沈上经过的每个齿进行测量。因此，当曲轴轮包括60X-2X轮时，燃烧感测 发生在每6度的曲轴转动，其中一个齿和测量对应于每个活塞的在0上止点处的曲柄设置。控制模块5执行存储在其中的算法代码以控制在系统上装备的上述执行机构以 控制发动机运转，包括节气门位置、燃油喷射质量和正时、EGR阀位置以控制再循环废气的 流动、电热塞操作、以及对进气门和/或排气门正时、相位和升程的控制。控制模块适用于 接收来自操作者(例如，节气门踏板位置和刹车踏板位置)的用于确定操作者转矩需求Ttj KEQ 的输入信号和来自指示发动机转速(RPM)和进气空气温度(Tin)和冷却剂温度和其他环境 条件的传感器的输入信号。现在参考图2，示出了根据本发明的实施例配置的动力系系统8。动力系系统8包 括发动机10、曲轴M、变速器组件40、曲轴转速传感组件50、曲轴传感器44和输出轴90。 曲轴M是发动机10的部件，其用于将动力从在发动机内往复运动的平移活塞传送到旋转 输出轴。本发明的实施例还包括有在发动机10和变速器组件40之间以直线的方式定位的 曲轴转速传感组件50 ；然而，可以理解，曲轴转速传感组件50可由任何能量化曲轴M的转 动位置的装置或能量化发动机转速的传动系的任何连接部分代替。曲轴传感器44布置在 曲轴转速传感组件50处以便曲轴传感器44可测量与曲轴M的位置相关的转动数据。控 制模块5与曲轴传感器44通讯以收集由曲轴传感器44采集到的任意数据。图3描述了根据本发明具体实施例的曲轴转速传感组件50、曲轴传感器44和控制 模块5之间的相互作用。控制模块5可包含数据处理器，或其可简单地包含端口或连接到 端口，系统外的装置可通过该端口收集的数据。在特定实施例中，曲轴M的任何转动都产 生基本匹配的或成比例的曲轴轮沈的转动。曲轴传感器M与曲轴轮沈相互作用，以便曲轴传感器44可收集有关曲轴轮沈的 每个转动的详细数据。曲轴轮26的一个公知的例子描述了多个目标轮凸起指示器与磁性 曲轴传感器44配合使用。如本领域中公知的，磁传感器可用来检测位于传感器附近金属质 量的变化。当轮转动时，每个独立的凸起指示器在曲轴传感器44内产生脉冲，该脉冲被中 继到控制模块5。在一个公知的例子中，曲轴轮沈包括没有指示的空白部分。该空白部分 作为转动记号，以便对收集到的数据的任何后序处理可区分各个脉冲。如上所述，曲轴转速 传感组件50连接到曲轴M以便曲轴M的任何转动都产生基本匹配的或成比例的曲轴轮 26的转动。在一个公知的例子中，曲轴转速传感组件50的曲轴轮沈包括与处于上止点位 置的发动机10的记号气缸有关的空白部分。当曲轴轮沈转动通过空白部分时，发动机控 制特征可使发动机函数与相对于空白部分的已知位置并因此相对于发动机的记号气缸的 上止点位置的后序转动读数合拍。可标定到已知气缸位置的函数包括气门正时、点火正时 和燃油喷油器正时。虽然使用凸起指示器描述优选实施例，但可使用许多不同形式的指示， 包括代替凸起指示器的凹陷，代替凸起指示器的槽口切口，光学可辨认条纹或其他样式，或 可从旋转轮或轴转化为数据流的其他指示形式。由于记号气缸的正时可与曲轴轮沈相关，所以剩余气缸的正时也与曲轴轮相关。多个曲轴位置可与单独的凸起指示器相关地使用并显示与发动机10的多个气缸的已知正 时紧密联系。这样，曲轴转速传感组件50可用于对各气缸的发动机函数的控制。发动机内发生的燃烧很难直接监测。传感器可检测和测量进入气缸的燃油流量和 空气流量，传感器可监测应用到火花塞的特定电压，诸如按程序的喷油始点(SOI)或按程序 的点火正时的输入值可以是已知的，或处理器可收集将预测对产生自点火是必要的条件的 许多信息。然而，这些读数和数据点一起仅仅预测燃烧而不测量实际燃烧结果。如上所述， 用于测量曲轴转速的方法是公知的。在上述具体实施例中，多齿曲轴轮沈连接到曲轴并随 其一起转动。提供给控制模块5的来自曲轴轮沈的信号提供关于连接到在发动机每个气缸 内的活塞的曲轴的详细信息。如上所述，曲轴转速作为燃烧循环和发动机内相关的做功冲 程的结果而变化。在个别气缸内燃烧循环的小变化将改变活塞的加速度，从而影响曲轴转 速，曲轴转速明显的表现在控制模块5接收到的信号中。例如，部分气缸缺火可导致具有延 迟正时的燃烧循环。延迟正时将导致与预期曲轴转速相比较曲轴转速可测量的变化。曲轴 转速因此包含描述燃烧周期的直接信息，包括燃烧相位信息。在已知工况下在已知正时处 已知充量的燃烧产生气缸内可预期的结果。基于燃烧过程的理解和不同输入对燃烧相位的 影响，可分析曲轴转速以评估特定气缸内的燃烧。通过估算气缸燃烧过程的状态和将该状 态与预期气缸读数作比较，可在故障、缺火或效率低的运转方面对气缸进行评估。这种评估 对在勻质充量压燃(HCCI)、压燃(如在柴油机应用中实施的)或其它自点火策略下运转的发 动机特别重要，因为在气缸工况的小变化可妨碍对产生高效有序自点火来说必要的条件， 高效有序的自点火对获得正常运行发动机的效率、燃油经济性和低排放的益处是必要的。与曲轴运转相关的传感器读数包含与在燃烧室内发生的燃烧直接相关的信息。 当每个气缸点火时，活塞的做功冲程驱动曲轴，增加曲轴转速或产生角加速度。当发动机 的活塞没有进行做功冲程时，由于与摩擦、载荷等等相关的损失，曲轴减速。稳态的平均 发动机速度工况描述了由做功冲程引起的速度增加匹配做功冲程之外经历的速度减少 的情况，其中在稳态的平均发动机速度工况中一定时间段上的曲轴的净平均转速保持恒 定。在理想的发动机理论模式下，曲轴的角速度因此可以与发动机内发生的燃烧循环相 一致的平滑的上下样式绘制。然而，发动机是复杂的机械，曲轴转速读数包含除了燃烧循 环的测量值之外的来自其他来源的大量的曲轴速度振荡。图4示出了根据本发明的示范 性的八缸发动机内来自曲轴转速传感器的曲轴转速读数。如在数据曲线图中可看到的， 可确定总体循环的上下样式。总体的样式与发动机内燃烧循环的上述影响相关。由总 体波动样式中的抖动的上下样式指示的曲线中的小波动表示由做功冲程之外的力引起 的振荡。在现有技术中存在多种用于过滤掉噪声数据以形成有用信息的方法。例如，快 速傅立叶变换(FFTs)是现有技术中公知的数学方法。一个称为谱分析的FFT方法分析 复杂信号并将该信号分成其多个分量部分，该多个分量部分可表示为多个谐波的和。由 爛表示的曲轴转速信号的谱分析如下所示
信号的每个分量N表示曲轴转速上的周期输入，N的每次增量包括更高频率信 号。实验分析示出了由燃烧和在燃烧循环不同阶段移动的活塞引起的速度振荡倾向为第 一、最低频率谐波。通过隔离第一谐波信号，可以测量和评估由于燃烧引起的曲轴转速振 荡。如在现有技术中已知的，FFTs提供与每个所确定的谐波的幅值和相位相关的信息，在上面公式的每个谐波中记录为*项。因此第一谐波的角度或A是追踪燃烧相位信息的主项。 通过分析FFT输出的与可归因于燃烧的曲轴转速相关的分量，该分量的相位信息可量化并 与预期的相位或其他气缸的相位作比较。这种比较允许评估测得相位值且如果差值大于阈 值相位差时显示警告，显示在该气缸内的燃烧问题。当输入信号处于稳定状态时，最有效地估算通过FFTs分析的信号。变化的输入信 号的瞬时影响可在执行的估算中产生误差。虽然已知用于补偿瞬时输入信号的影响的方 法，但这里公开的方法在怠速或稳态的平均发动机速度条件下最好地被执行，在该条件下 其中瞬时量的影响基本被消除。一个已知的在可接受的稳定试验时间段内完成该试验的方 法是在稳态的发动机运行周期期间每隔试验间隔进行采样并利用控制模块内的算法确认 或淘汰所获得的试验数据。应该注意，尽管试验数据优选在怠速或稳态的发动机运转时获得，但从这些分析 获得的信息可通过复杂算法或发动机模型用于实现在发动机运转的各种范围内的更精确 的发动机控制。例如，如果在怠速阶段的试验和分析示出了四号气缸具有部分受阻塞的喷 油器，那么可在不同的运转范围内调整该气缸的燃油喷射正时以补偿察觉到的问题。图5表示标定曲线，示出了根据本发明的与最终预期曲轴转速相位值相对的SOI 值。这种曲线可通过建模或其他适用于精确预测发动机运转的技术实验地、经验地、预测性 地开发，且多个标定曲线可被同一发动机用于每个气缸和不同发动机设置、工况或运转范 围。对于任意选择的SOI曲柄角值，绘制给出预期曲轴转速相位值的点。标定曲线与一些 限定的公差配合可用于判断测得曲轴转速相位，对于发动机控制器内所选或按程序的SOI 值来说，是否在当前燃烧循环的正常运转公差内。根据本发明，可执行将测得值与预期值进行比较以评估燃烧相位的不同实施例。 测得值与预期值的比较的不同实施例可利用图5曲线所示的发动机标定数据来执行。所想 到的方法包括固定SOI正时或燃烧相位之一并根据曲线评估与预期值相对的其他项的测 得值。在图5所示示范性的曲线中，限定了比较，其中所选的SOI正时曲柄角从发动机运转 中测量，在这个示范性的曲线中，例如，在9. 5度处。使用标定曲线，估算所选的燃烧相位值 并与从曲轴转速数据的分析中得到的测得燃烧相位值作比较。从这个示例曲线图上的标定 曲线，估算所选的燃烧相位值等于负120. 8。对曲轴转速数据的分析得到负124. 8的测得 燃烧相位值。该SOI正时的允许的燃烧相位差定义为正0. 6和负0. 9。所选的燃烧相位值 与测得燃烧相位值作比较，如果测得燃烧相位值与所选的燃烧相位值的区别大于允许的差 值，则产生警告。在示例曲线图中，测得燃烧相位值与所选的燃烧相位值的区别大于允许的 差值，所以警告显示是恰当的。允许的燃烧相位差可以是正和负的同一值，或如在该示例图 中，大于预期燃烧相位值的值和小于预期燃烧相位值的值可不同。此外，不同的允许的燃烧 相位差可被定义以用于不同的SOI正时范围或特定的值。此外允许的燃烧相位差可基于其 他发动机条件或测得参数调整。例如，在火花辅助点火下运行的发动机与在在压燃下运行 的发动机相比可具有不同的允许的燃烧相位差。如图5所示，允许的燃烧相位差值可在不 同的SOI正时曲柄角上集中地描述为诊断阈值带。许多因素用于选择允许的燃烧相位差值。允许的值的范围必须足够大以致于允许 由发动机运转的正常变化、改变诸如温度、燃油型号、车辆保养历史之类的条件以及节气门 设置或车辆载荷中的变化引起的燃烧相位中的正常偏差。然而，允许的值的范围必须足够
9小以便确定重要的气缸故障。尽管试验优选在怠速或稳态的发动机运转下执行，但可通过 向允许的燃烧相位差值添加一些修正或应用算法以适应在瞬时情况中预期的变化从而实 现在瞬时条件下的使用。例如，如果已知在发动机运转的某个区域中的节气门特别增加引 起的加速度是命令某一 SOI正时，那么基于当前条件，历史驾驶习惯(例如，驾驶员是否在 路上在特定点频繁加速)，GPS信息等的对该区域中的发动机运行的期望可用来调整允许的 燃烧相位差值以作补偿。在所利用的任意方法中的允许的燃烧相位差值的范围将在各应用 之间不同并可通过建模或其他适用于精确预测发动机运转的技术实验地、经验地、预测性 地确定。如上所述，上述选择SOI正时曲柄角和比较燃烧相位值的方法可逆转，且所选的 或设定的SOI正时曲柄角可与测得或预期的SOI正时曲柄角作比较。参考图6，所选的SOI 正时曲柄角可根据当前发动机设置来定义。测得燃烧相位值可从对曲轴转速数据的分析中 获得。根据该测得燃烧相位值，测得SOI正时曲柄角基于标定曲线而被开发。所选的SOI 正时曲柄角与测得SOI正时曲柄角比较，如果测得SOI正时曲柄角与所选的SOI正时曲柄 角的不同大于允许的差值，则产生警告。在图6的示例图中，所选的SOI正时曲柄角定义在 9. 5度。测得燃烧相位值在负124. 8处获得。该测得燃烧相位值产生负三度的测得SOI正 时曲柄角。允许的SOI正时差值定义为正负3. 5度。在示例图中，测得SOI正时曲柄角与 所选的SOI正时曲柄角的不同大于允许的差值，则警告显示是恰当的。如上有关允许的燃 烧相位差的内容所述，允许的SOI正时差在应用之间以及不同运行范围和运行条件上可不 同，不旨在限制于这里说明的特定实施例。由于确定的燃烧问题或气缸故障条件发出的警报可以是多种形式，包括但不足限 于警告灯显示、听得见的音调或信息、驾驶员界面装置上的显示、或在通讯网络上传播的信 息。此外，不认为紧要的错误信息或故障记录可记录在记忆储存装置中，优选通讯地与上述 控制模块5连接或统一，由维修人员检查而不警示驾驶员。本发明描述了优选实施例及其改进。进一步的改进和改变可在他人阅读并理解本 说明书的情况下进行。因此，应该注意，本发明不限制于公开为打算实施本发明的最佳模式 的具体实施例，而本发明包括落入附加权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于诊断内燃机内燃烧的方法，其中内燃机包括曲轴和多个燃烧室，该方法包括监测曲轴角速度；基于所述曲轴角速度生成燃烧室的燃烧相位值；基于预定喷油曲柄角始点将所述燃烧相位值与预期燃烧相位值比较；和基于所述比较确定大于允许燃烧相位差的燃烧相位差。
2.权利要求1的方法，其中生成燃烧相位值包括所述曲轴角速度的快速傅立叶变换。
3.权利要求2的方法，其中生成燃烧相位值包括使用所述快速傅立叶变换以确定包 括与燃烧循环相关的第一谐波波形的波形。
4.权利要求1的方法，其中所述监测曲轴角速度包括在发动机怠速工况期间监测曲 轴角速度。
5.权利要求1的方法，其中所述监测曲轴角速度包括在稳态的平均发动机速度工况 期间监测曲轴角速度。
6.权利要求5的方法，其中在稳态的平均发动机速度工况期间监测曲轴角速度包括 每隔试验间隔时间监测曲轴角速度和验证所述试验间隔时间为稳态的平均发动机速度工 况。
7.一种用于诊断内燃机内燃烧的方法，其中内燃机包括曲轴和多个燃烧室，该方法包括监测曲轴角速度；基于所述曲轴角速度生成燃烧室的燃烧相位值；基于所述燃烧相位值估算喷油曲柄角始点；将所述喷油曲柄角始点与预定喷油曲柄角始点比较；和基于所述比较确定大于允许喷油曲柄角始点差值的喷油曲柄角始点差值。
8.权利要求7的方法，其中基于所述曲轴角速度生成燃烧室的燃烧相位值包括使用 快速傅立叶变换以确定包括与燃烧循环相关的第一谐波波形的波形。
9.权利要求7的方法，其中所述监测曲轴角速度包括在发动机怠速工况期间监测曲 轴角速度。
10.权利要求7的方法，其中所述监测曲轴角速度包括在稳态的平均发动机速度工况 期间监测曲轴角速度。
11.一种用于诊断发动机内燃烧的装置包括发动机，其包括由气缸内在上止点和下止点之间往复运动的活塞限定的可变容积燃烧 室和气缸盖；发动机转速传感器，其生成包括曲轴角速度的发动机转速数据；和 控制模块，其配置为 监测所述发动机转速数据，基于所述发动机转速数据生成所述气缸的燃烧相位值，基于预定喷油曲柄角始点将所述燃烧相位值与预期燃烧相位值作比较，和基于所述比较确定大于允许燃烧相位值差值的燃烧相位值差值。
12.权利要求11的装置，其中所述发动机包括以贫理想配比运行的直喷式发动机。
13.权利要求11的装置，其中所述控制模块使用所述发动机转速数据的快速傅立叶 变换以生成所述测得燃烧相位值。
14.权利要求13的装置，其中所述快速傅立叶变换对所述发动机转速数据进行操作 以确定包括与燃烧循环相关的第一谐波波形的波形。
15.权利要求11的装置，其中所述控制模块监测所述发动机转速数据包括分析所述 发动机转速数据以确定怠速运转的间隔时间。
16.权利要求11的装置，其中所述控制模块监测所述发动机转速数据包括分析所述 发动机转速数据以确定稳态的平均发动机速度工况的间隔时间。
全文摘要
诊断内燃机内的燃烧，包括监测曲轴角速度和基于曲轴角速度生成燃烧室的燃烧相位值。基于预定喷油曲柄角始点将燃烧相位值与预期燃烧相位值比较并基于该比较确定大于允许燃烧相位差的燃烧相位差。
文档编号F02D1/16GK102066731SQ200980122638
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月3日 优先权日2008年6月16日
发明者C-B·M·关, F·A·马特库纳斯, I·哈斯卡拉, P·A·巴蒂斯顿, Y-Y·王 申请人:通用汽车环球科技运作公司