范围内传感器故障诊断系统及方法_2

文档序号:9920285阅读:来源:国知局
入在电子控制器中接收,或者可替代地基于动态计算来确定,该动态计算于供给至发动机的燃料的成分可能改变的每次发动机启动时、每次燃料充填时或任意合适的时间周期性地发生。
[0017]现在将在前文的基础上描述发动机诊断系统的一个实施例。图1示出具有多个燃烧气缸的发动机100的框图,本文中所述多个燃烧气缸中的每一者均作为形成于气缸体104内的燃烧气缸102来描述。发动机100(图1)的燃烧气缸102的详细放大视图在图2中以截面示出。为简单起见,在图1和图2这两幅附图中,相同或相似的元件和特征标注以相同的附图
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[0018]发动机100包括与每个燃烧气缸102流体连通的进气歧管106和排气集管108。在图解的实施例中,进气歧管106借由进气流道110与每个燃烧气缸102流体连通,当相应的进气门112打开时所述进气流道可流体地连接至各自的燃烧气缸102。相似地,排气集管108可借由排气流道114经排气门116与每个燃烧气缸102连接。该图解实施例中的进气门112和排气门116的激活通过可变气门激活系统115实现,该可变气门激活系统包括与多个气门关联的致动器117。如图2中所示,进气流道110和排气流道114至少部分地形成在气缸盖118内,然而还可使用一定数量的其它已知发动机构型中的任一者。
[0019]每个燃烧气缸102均包括构造成用于在孔202内往复运动的活塞200。孔202的介于活塞200与气缸盖118之间的部分限定出燃烧室204,当空气/燃料混合物的燃烧发生时该燃烧室通常是封闭的。用于所述空气/燃料混合物的空气一一其还可以包括其它流体,诸如废气和/或气体燃料一一通常经进气流道110供给至燃烧室204。燃料自喷射器230供给至燃烧室,所述喷射器在图解实施例中构造成用于将燃料直接喷射到燃烧室中。在不同的发动机中或者在替代实施例中,喷射器或另一燃料输送阀可位于发动机中的其它位置,以使得燃料和空气在供给至燃烧室204之前预先混合。
[0020]当在燃烧室204中时,空气/燃料混合物随着活塞200移动以减小燃烧室204的容积而被压缩直至燃烧发生。燃烧之后,残留在燃烧室204内的废气经排气门116排放到排气集管108中。活塞200的往复运动转化成曲轴120(图1)的旋转运动。典型地借由连杆208(图2)连接至活塞200的曲轴120包括运行期间可由曲轴位置传感器124(图1)检测的标记或其它特征122。来自曲轴位置传感器124的信息或信号提供给包括非易失性存储器127的电子控制器126。除曲轴位置之外还可另外或者代替该曲轴位置地提供发动机的其它旋转组件的位置。关于曲轴120的角度的信息可与活塞200在气缸内的位置直接关联。已经了解到燃烧室204内的空气/燃料燃烧混合物的密封度等级、多种环境因素及燃料品质和燃料系统的燃料输送的精确度等在发动机运行期间直接影响发动机运行的效率和性能,尤其影响压燃的时机和在燃烧室204中燃烧的燃料的燃烧持续时间和强度。
[0021]在图解实施例中,多种发动机组件有助于运行期间提供给燃烧室204的多种密封功能。如在图2中最佳示出的,气缸盖衬垫210沿着气缸体104与气缸盖118之间的交界面密封设置,使得流体的泄漏沿着该交界面最小化。活塞200沿其外边缘具有多个活塞环凹槽212(示出两个)。活塞环凹槽212中的每一者均具有与孔202的内壁径向地、可滑动地且通常密封地接合的活塞环密封件214。尽管孔202—一活塞环密封件214贴着该孔滑动一一可直接形成到气缸体104中,然而图2中示出发动机100包括气缸衬套216,孔202限定在该气缸衬套内。
[0022]进气门112和排气门116是形成有座部的提动型气门,当进气门112和排气门116关闭时所述座部将进气流道110和排气流道114与燃烧室204流体地阻断。因此,进气门112和排气门116中的每一者均形成有菌状部分218,该菌状部分与形成在气缸盖118内的相应的座部密封地接合。进气门112和排气门116中的每一者均包括连接至菌状部分218的杆部分220。杆部分220包括具有桥接部222(部分地示出)的球窝连接结构。如已知的那样,桥接部222的摇摆运动引起进气门112和排气门116的打开和关闭。桥接部222的激活响应于致动器117的选择性动作,所述致动器可直接激活每个桥接部222或者替代地可响应于可变气门激活系统115的选择性操作——其响应于气门正时信号246——来改变桥接部激活的激活阶段。配置在引导部226与保持部228之间的弹簧224使进气门112和排气门116中的每一者朝向关闭位置偏置。尽管此处示出了用于进气门112和排气门116的结构、安装和致动的一种构型,然而还可使用用于选择或可变气门激活的任意其它合适的构型。
[0023]在图解实施例中,燃料喷射器206包括喷嘴末端232,该喷嘴末端与燃烧室204流体连通地配置并构造成用于在运行期间选择性地将一定量的燃料喷射到燃烧室204中。由喷嘴末端232喷射的燃料与存在于燃烧室204中的空气、空气同废气的混合物、和/或空气同气体燃料的混合物混合,从而形成在燃烧前以已知方式被压缩的易燃混合物。自喷射器230喷射燃料可通过自电子控制器126经由喷射器通信管线234向喷射器提供适当的喷射信号来实现。
[0024]在图2示出的具体示例性实施例中,发动机100是柴油机。因此,在某些工况下一一诸如冷启动工况一一运行或启动发动机时,预热塞236可配置成与燃烧室204流体接触用以加热燃烧室204中的空气/燃料混合物,进而帮助引起易燃混合物的燃烧。更具体地,预热塞236——其为电操作加热器——可向燃烧室204内的空气/燃料混合物供给热能,因而降低了该混合物的闪点或点火温度,用以尤其在冷启动发动机运行工况下帮助发动机运行。如图所示,预热塞236连接至致动器238,该致动器响应于自电子控制器126经由预热塞通信线路240提供的信号激活所述预热塞。
[0025]在图解实施例中,利用与燃烧室204直接接触的预热塞236的存在和位置来提供指示燃烧室204内的流体的压力的输入。这样,预热塞236可滑动但密封地与气缸盖118连接,并将力传递给在该图解实施例中连接至预热塞236的外侧的压力传感器242。替代地,设想到压力传感器242可直接连接以感测气缸压力,而无需诸如此处所示的预热塞这样的介入结构。在一个实施例中,压力传感器242可使用压阻元件和应变计的组合,二者共同提供指示气缸压力的信号。压力传感器242还可通过任意适当且已知的方法来构造,诸如包括压电元件、光学装置、应变装置等的那些方法。替代地,压力传感器242可与燃烧室204直接流体连通地连接。
[0026]无论压力传感器242的安装采用何种类型和位置,直接指示燃烧室204内的流体的压力的信号均经由压力信号通信线路244实时提供给电子控制器126。某些传感器构型,诸如使用压电元件的那些传感器,还可构造成在发动机运行期间提供指示传感器例如在进气门或排气门关闭时所经受的振动的信号。
[0027]电子控制器126可以是单个控制器,或者可包括配置成控制机器的多种功能
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