用于点火系统的火花塞结垢检测的制作方法_4

文档序号:8408906阅读:来源:国知局
例如,在控制器的计数器上)计数转变时间高于阈值持续时间(例如,在图3处描述的转变阈值)的燃烧循环的次数。如在上文中介绍的,全体燃烧循环中的多个燃烧循环内的长的转变时间(超过阈值)可以表明火花塞结垢的类型。另一方面,各个燃烧事件的转变时间的长度可以表明火花塞结垢的程度,但不表明结垢的类型。
[0051]在508处,该方法包括估计在给定车辆驱动循环上具有大于阈值持续时间的转变时间的发动机(燃烧)循环的比例。在一种示例中,给定驱动循环可以包括阈值次数的连续燃烧事件。在另一示例中,给定驱动循环可以包括被发动机开启/关闭事件中断的阈值次数的燃烧事件。给定驱动循环内的燃烧事件的阈值次数可以进一步基于发动机操作的持续时间和/或车辆行进的距离。以此方式,可以针对阈值距离、阈值时间和/或阈值次数的燃烧事件监测(对应于一个或更多个火花塞的各个汽缸的)每个燃烧事件的转变时间。在一种示例中,508处的估计可以包括在第一计数器上计数给定车辆驱动循环的具有长于阈值持续时间的转变时间的燃烧循环的比例。通过使得具有大于阈值的转变时间的燃烧循环的次数除以被包括在给定车辆驱动循环内的燃烧循环的总次数来确定燃烧循环的比例。在另一示例中,508处的估计可以包括在第二计数器上计数在给定车辆驱动循环的多个燃烧循环上的给定汽缸的平均转变时间。
[0052]在509处,该方法包括存储多个驱动循环的结垢的循环的比例。例如,在给定车辆驱动循环上的具有高于阈值持续时间的转变时间的发动机循环的每个比例(例如,结垢的循环的比例)可以被存储在控制器的存储器内。控制器然后可以利用这个信息来确定指示火花塞结垢的燃烧循环(例如,结垢的循环)的比例是否从一个车辆驱动循环变化到随后的车辆驱动循环。以此方式,控制器可以比较一个或更多个驱动循环的比例。例如,控制器可以确定五个不同驱动循环的比例。控制器然后可以比较五个不同的比例,以确定比例是增加、减小、保持相对恒定还是波动(例如,在多个驱动循环上既增加又减小)。控制器可以进一步确定所述一个或更多个驱动循环上的比例的变化速率。
[0053]在510处,该方法包括确定结垢的燃烧循环的比例是否在一个或更多个车辆驱动循环上波动。换句话说,在510处,该方法可以包括确定在一个或更多个驱动循环上的比例的变化是否在所述一个或更多个驱动循环之间波动。例如,在510处,该方法可以包括确定结垢的燃烧循环的比例是否从第一驱动循环增加到第二驱动循环,且然后从第二驱动循环减小到第三驱动循环。这可以进一步包括在一个或更多个车辆驱动循环中的具有近似零比例的一些车辆驱动循环,由此指示没有火花塞结垢。例如,如果结垢的燃烧循环的第一比例针对第一驱动循环为10%,第二比例针对第二驱动循环为12%,且然后第三比例针对第三驱动循环为8 %,那么驱动循环之间的比例可以被认为是波动的。如果结垢的燃烧循环的比例在一个或更多个车辆驱动循环上波动,那么该方法继续到522,以指示由于碳烟堆积的火花塞结垢。
[0054]在另一实施例中,在510处,额外地或可替代地,该方法可以包括确定在508处确定的比例是否大于阈值百分比。在一种示例中,阈值百分比基于:在没有暴露于燃料添加剂的发动机中,在给定车辆驱动循环上的具有高于阈值持续时间的转变时间的发动机循环的平均百分比(例如,比例)。在没有暴露于燃料添加剂(由于燃烧不含有添加剂的燃料)的发动机中,火花塞会由于碳烟而结垢。然而,碳烟结垢在发动机操作期间可以是间歇性的(在一系列燃烧循环上往复)。相反,燃料添加剂结垢在发动机操作期间可以是相对持久的并且不会消失,即使增加火花塞温度以试图减少形成在火花塞上的碳烟也如是。因此,没有暴露于燃料添加剂的发动机中的平均比例(例如,百分比)会低于燃烧具有燃料添加剂的燃料的发动机。在一些示例中,阈值百分比可以基于表示更持久的火花塞结垢的百分比。
[0055]在另一实施例中,在510处,该方法可以包括确定在给定车辆驱动循环的多个燃烧循环上的给定汽缸的平均转变时间是否大于阈值转变时间。如在上文中所讨论的,阈值转变时间可以基于没有暴露于含有燃料添加剂的燃料的发动机中的平均转变时间。
[0056]如果在510处比例(或平均转变时间)不大于阈值,那么该方法继续到522,以指示由于碳烟而非由于燃料添加剂而引起火花塞结垢。在一些实施例中,这可以与确定一个或更多个驱动循环上的比例的变化一起进行。以此方式,如果所述一个或更多个驱动循环内的每一个比例均低于阈值并且所述一个或更多个驱动循环上的比例的变化是波动的,那么该方法可以只进行到522,以指示碳烟结垢。
[0057]因此,在522处,该方法包括指示由于碳烟的火花塞结垢。因此,不警告操作者,并且发动机操作可以继续,而不需要立即替换或维护火花塞。在一种示例中,响应于确定火花塞已经由于碳烟而结垢,控制器可以设定第一诊断代码并记录发生碳烟堆积所处的状况。在多个燃烧事件之后的规律的发动机操作(例如,规律的燃烧事件)期间从火花塞烧除碳烟是可能的。然而,可选地,该方法可以继续到524,以调整发动机操作参数从而主动地(例如,干扰地)从火花塞烧除碳烟。可以通过增加火花塞的温度从而有效地从火花塞烧除碳烟来至少部分地去除火花塞上的碳烟堆积。在一种示例中,在524处,该方法可以包括增加怠速发动机转速和/或负荷或提前花火正时中的一种或更多种。可以经由对变速器的调整(诸如经由变速器升档或降档)来增加发动机转速或负荷。在另一示例中,在524处,该方法可以继续阈值次数的燃烧循环。燃烧循环的阈值次数可以基于能够导致碳烟从火花塞去除的燃烧循环的次数。
[0058]该方法然后可以循环回到504,以重新估计从停顿开始到控制线上的电流的转变点的时间(例如,转变时间)。因此,该方法可以继续回到506和508,以监测每个火花塞和每个燃烧事件的转变时间,并计数转变时间大于阈值持续时间的循环。该方法然后可以在510处重新估计比例是否大于阈值百分比和/或一系列驱动循环上的比例的变化是否波动,以核实结垢是否已经解决。在一些实施例中,该方法可以进一步包括,如果所有比例都近似为零(例如,驱动循环上的所有转变时间都低于阈值持续时间),指示没有由于碳烟或由于燃料添加剂的火花塞结垢。
[0059]返回到510,如果所述一个或更多个驱动循环上的结垢的燃烧循环的比例没有波动,那么该方法继续到511。在511处,该方法包括确定所述一个或更多个车辆驱动循环上的结垢的燃烧循环的比例是否相对恒定或增加。换句话说,在511处,该方法可以包括确定在一个或更多个驱动循环上的比例的变化在所述一个或更多个驱动循环之间是否保持相对恒定或增加。例如,在511处,该方法可以包括确定结垢的燃烧循环的比例是否从第一驱动循环增加到第二驱动循环增加到第三驱动循环。例如,如果结垢的燃烧循环的第一比例针对第一驱动循环为40%,第二比例针对第二驱动循环为50%,然后第三比例针对第三驱动循环为60%,那么驱动循环之间的比例可以被认为是增加的。如果结垢的循环的比例没有增加并且不是相对恒定的,那么比例可以近似为零(或非常小的百分比)。因此,该方法继续到530,以指示没有火花塞结垢。
[0060]然而,如果结垢的燃烧循环的比例在所述一个或更多个车辆驱动循环上增加或保持相对恒定,那么该方法继续到512,以指示由于燃料添加剂堆积的火花塞结垢。在另一实施例中,如果结垢的燃烧循环的比例在所述一个或更多个车辆驱动循环上增加或保持相对恒定并且每一个比例均大于阈值,那么该方法继续到512,以指示由于燃料添加剂堆积的火花塞结垢。由于结垢的燃烧循环的比例在一个或更多个车辆驱动循环上增加和/或保持相对恒定,所以火花塞结垢会更持久,由此指示火花塞结垢是由于燃料添加剂而不是只由于碳烟。
[0061]在514处,该方法包括调整受影响的汽缸和/或一个或更多个另外的汽缸的燃料供给。在一种示例中,在514处,该方法可以包括限制发动机负荷。在另一示例中,在514处,该方法可以包括使被配置为接收来自第一汽缸的排气残余物的第二汽缸暂时加浓,其中结垢的火花塞被耦接至第一汽缸。以此方式,可以降低第二汽缸中的预点火风险。在又一示例中,在514处,该方法可以包括切断到耦接至结垢的火花塞的燃烧室(例如,第一汽缸)的燃料喷射(和/或火花)。
[0062]该方法在516处然后可以包括警告车辆操作者和/或指示火花塞需要被更换(例如,通过设定建议火花塞替换或更换的诊断代码)。例如,控制器可以设定第二诊断代码(不同于第一诊断代码),并记录发生燃料添加剂堆积所处的状况。在另一示例中,指示火花塞结垢可以包括向仪表板上的图标或显示装置发送指令,以向驾驶员显示关于火花塞更换建议的视频指示。额外地或可替代地,指示可以包括向扬声器系统发出指令,以输出关于火花塞更换建议的音频指示(例如,音频信息、系统嘟嘟声等)。另外,指示由于燃料添加剂的火花塞结垢可以包括设定诊断代码。
[0063]在518处,该方法包括确定结垢的火花塞是否已经被更换。例如,一旦更换火花塞,控制器就可以接收指示新的火花塞已经被安装在发动机中的信号。一旦更换结垢的火花塞,在520处就重新设定该火花塞的对应监测器(例如,计数器)。如上所述,计数器可以是如下计数器,其被配置为计数在给定车辆驱动循环上的具有高于阈值持续时间的点火电流转变时间的燃烧循环的比例。
[0064]除了使火花塞结垢外,燃料添加剂的堆积还会引起发动机排气装置内的排气氧传感器和/或排气催化剂的退化。如在上文中介绍的,排气氧传感器可以在转变频率(或响应时间)下操作。随着时间的推移并且随着传感器退化,转变频率(或响应时间)相对于新的和/或未退化的传感器的转变频率会减小。另外,随着排气催化剂退化,预催化剂排气氧传感器(例如,上游UEGO传感器)和后催化剂排气氧传感器(例如,下游HEGO传感器)的转变频率会更紧密地匹配。例如,两个传感器的转变频率之间的差可以减小,并且小于阈值差。基于发动机是以没有添加剂的标准燃料操作还是以包括燃料添加剂(诸如MMT)的燃料操作,排气氧传感器和/或排气催化剂会以不同的速率退化。例如,当退化是由于标准燃料对比包括燃料添加剂(具有更高辛烷水平)的燃料时,排气传感器的转变频率会以不同的速率衰退。类似地,由于燃料添加剂污染,相对于规律的排气催化剂退化,排气催化剂会不同地退化。
[0065]图6示出了用于基于基于点火线圈转变时间所指示的由于燃料添加剂的火花塞结垢(如在图5处确定的)来确定排气氧传感器退化的方法600。在一种示例中,排气氧传感器可以是设置在排气催化剂上游的排气氧传感器(诸如图1中示出的排气氧传感器126) ο在另一示例中,排气氧传感器可以是设置在排气催化剂下游的排气氧传感器(诸如图1中示出的排气氧传感器186)。另外,排气氧传感器可以是UEGO、HEGO或EGO传感器。方法600可以由控制器(诸如图1中示出的控制器12)执行。
[0066]该方法在602处以确定排气氧传感器(例如,UEGO或HEG0)的转变频率开始。转变频率(或响应时间)可以在排气氧传感器的操作阶段期间由控制器确定。例如,排气氧传感器反馈电压在一定时间段上沿增加或减小方向越过阈值电压的次数可以表示转变频率。在另一不例中,排气氧传感器的响应时间可以与对规划的燃料输送的响应(例如,规划的燃料输送的变化发生的次数)相关。
[0067]在604处,该方法包括确定基于点火线圈转变时间是否指示由于燃料添加剂的火花塞结垢(如在图5处确定的)。如果火花塞结垢不是由于燃料添加剂(或火花塞没有结垢),那么该方法结束。可替代地,如果在
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