用于分析发动机中的积碳的系统和方法_3

文档序号:8227450阅读:来源:国知局
计数数目(#1与#1,#2与#2,#3与#3,#4与#4,#5与#5,#6与#6,#7与#7,#8与#8)进行比较,你可以看出两者之间的差别。在计数#5和#6的气缸中,排气压力大幅下降。这个长LC和小LC指示发动机点不着火。在图36中,这些差异被置换成数字格式,展示了列在那里的气缸计数列中的气缸。这些气缸数据被分析和比较,然后标定在底部所示的积碳刻度盘上。积碳刻度指示了 4.98,这是感应系统中的大量的积碳。但是该发动机出现发动机不点火。由于不点火,该问题很可能将不能用感应清洁修复。感应清洁大部分是预防性维护,而不是修复。这将是必要的,要在感应系统清洁开始之前提醒服务人员发动机点不着火。在屏幕的右下角,不点火报警灯被点亮,以提醒服务人员。不点火的识别是通过轨迹长度超过阈值来完成,当发动机点不着火时,排气片段的长度很长,且具有极少的方向变化;在这些条件下,不点火被计数。如果在设定的时间段内不点火的数量超出了阈值,不点火指示灯打开。比中间值LCXMisFireMultiplier (变量)大的总的LCs (在整个时间段)的数目大于由MisFireMinimumMisses (变量)设置的阈值,贝U不点火被指示。在该方法中,不点火不能归属到创建它的气缸,这是由于没有触发被关联到特定的发动机气缸点火器点火事件。
[0077]通过示例来看清楚的是,本发明的主题可以确定在内燃机内的碳化合物聚积,并为所述碳确定正确的刻度。同样清楚的是,感应分析器可以确定内燃机是否不点火。这个数据可以通过视觉或听觉报警传送给服务人员。还很重要的是,感应清洁分析器要存储清洁之前的数据到被测车辆的VIN号,所以它可以比较清洁后的结果,以确定碳化合物的清洁效果。
[0078]在本文所示和所描述的感应清洁分析器仪器11的一个实施例中,仪器11可以被称为感应清洁分析系统。该系统11可被用于识别跨越气缸的燃烧周期的压力变化,这可以表示发动机13内的积碳。系统13可以识别出压力变化,表征积碳(例如,为了被系统11的操作员使用而量化或其他展示),和/或基于该压力变化建议一个或多个补救措施或行动。
[0079]如上所述,系统11包括压力传感器31,点火事件检测器33和控制模块35。模块35可以包括或表示一个或多个硬件组件,诸如一个或多个微处理器(也称为处理器),控制器等。屏幕41可以是触摸屏。任选地,一个或多个输入设备,如键盘(未示出)和鼠标(也未示出)可以被设置以提供用户输入,附加到屏幕41上或者替代它。压力传感器31和检测器33分别通过电缆43和45连接。可选地,压力传感器31和/或天线33可以经由无线连接和/或经由一个或多个其他连接而被连接。
[0080]如上所述,点火信号由检测器33识别,其可以表现为或包括放置在发动机13的上方或者靠近发动机的天线33。例如,该天线可以被放置到发动机13上或者靠近发动机13,而不用导电地耦合天线的任何部分到点火线圈19,导线21,或者气缸14中的火花塞。检测器33可以在不同的点火信号被传输时通过检测由导线21传输的点火信号生成的电磁干扰来检测。另外的或者替代地,检测器33可以检测点火信号作为在不同的火花塞点火时由火花塞生成的电磁干扰。
[0081]可选地,可以用系统11与发动机13的线圈的连接来替换检测器33,或在其上增加系统11与发动机13的线圈的连接上。该线圈连接可以是线圈初级信号,线圈次级信号,或线圈指令信号。点火信号也可以或替代地可以作为压缩点火发动机的燃料喷射器的信号而被检测。用这样一个现在直接链接到特定气缸的信号,气缸可被识别成创建每个压力波形的实际气缸。
[0082]如上所述,各气缸14何时燃烧气缸14中的空气进气/燃料进料可以用来自检测器33的检测信号确定或近似出来。如上所述,检测信号可以表示该时刻(例如,作为有代表性的点火信号)。点火信号可以被用来将使用压力传感器31获得的排气压力波形划分成片段。另外的或替代地,当压力传感器感测到吸入到进气歧管15的空气的压力时,压力波形可以表示进气压力波形,其可以由点火信号被分成片段。
[0083]图37示出了点火信号900的示例。这些点火信号可以是与图12和13中所示的信号相似或相同。点火信号900被图示为表示时间的水平轴902和表示点火信号900的幅值(例如电压)的垂直轴904。如图9中所示,点火信号900包括几个在时间上彼此分开的波峰906。这些波峰906可被用来确定何时被监测的发动机的各气缸14点火(例如,产生火花)或发出点火信号。例如,在一个或多个阈值之上延伸的和/或被至少一指定的、非零时间限制彼此分开的波峰906。例如,波峰可以被识别为点火信号的一部分,该信号在一幅值阈值之上延伸且随着在先的波峰在至少一指定时间限制出现。波峰906可以由控制模块35识别。
[0084]控制模块35可以基于用户输入确定被检查的发动机内的缸14的数量。例如,使用计算机屏幕或其它输入装置,系统11的操作员可以输入发动机中有多少个气缸14。另外或替代地,用户输入可以提供发动机和/或包括该发动机的车辆的品牌,型号,或类型,以及控制模块35可以是指将发动机和/或车辆的不同品牌,型号,识别码,或类型与被检查的发动机中的气缸数量关联起来的表格,列表,数据库,或其他存储结构。此表格,列表,数据库,或其他存储结构可以被存储在控制模块35的内部或者是在外部、但是无论如何可访问控制模块35的存储器中。
[0085]例如,测试中的发动机中的气缸14的数量可以在用系统11执行的感应清洁分析器测试开始时选择。或者,车辆识别码也可用于另一下拉菜单中的发动机类型和气缸数量,或者车辆识别码可以用条码阅读器扫描,或者手动输入,所有的都如图10所示的用户输入屏幕截图所示。图38示出输入屏幕1000的示例,其可以通过显示设备呈现给系统11的操作员。输入屏幕1000可以与图10所示的屏幕截图相同或相似。输入屏幕1000允许操作员手动选择发动机13中的气缸14的数量,比如通过从显示不同气缸14的数量的多个图标1002中选择一个框或其他图标1002。如下所述,该输入可以被系统11用来确定点火信号中的哪个波峰与同一气缸相关联。
[0086]图39示出输入屏幕1300的另一示例,可以通过显示设备呈现给系统11的操作员。输入屏幕1300可以与图11所示的屏幕相同或相似。输入屏幕1300允许操作员以对系统11而言更加自动的或者用户友好的方式确定发动机13中的气缸14的数量,比如通过手动地输入汽车识别码(VIN)到输入屏幕1300的输入部分1302。在表格,列表,数据库,或其他存储结构可以被存储在控制模块35的内部或者是在外部、但是无论如何可访问控制模块35的存储器中,VIN(或其部分)与发送机13中的气缸14的数量相关联。另外或替代地,系统11可以被连接到作为输入装置的光学扫描器,如条形码阅读器。该光学扫描器可以用于扫描印在汽车上或者靠近汽车的标记以确定VIN,或发动机13的品牌,型号,和/或类型。然后系统11例如可以从将VIN(或其部分)和/或发动机13的品牌,型号,和/或类型与发动机13中的气缸14的数量关联起来的表格,列表,数据库或其它存储结构中使用VIN和/或发动机的品牌,型号和/或类型来确定发动机13中的气缸14的数量。
[0087]利用已知的气缸的数量,控制模块35 (例如,基于触发器检测算法操作的微处理器)可以识别点火事件908,该事件代表内燃机中的火花塞点火的时间,或者柴油发动机的电动燃料喷射器开启脉冲发生的时间。在一个实施例中,控制模块35可以基于波峰906被识别的时间识别点火事件908。任选地,控制模块35可以在即使检测器检测不到一个或多个波峰906时识别出点火事件908,例如,由于检测器的不准确的放置,削弱了的点火信号,一些点火线圈被屏蔽,等等。
[0088]例如,在一个实施例中,控制模块35检查点火信号并识别波峰电压做为波峰906,代表内燃机中的火花塞的点火事件908或者柴油发动机的电动燃料喷射器开启脉冲何时实际发生。控制模块35也可选择性地检查点火信号并识别波峰电压做为波峰906,代表在指定的时间段由点火事件908补偿的时间。
[0089]控制模块35可以通过在基于波峰906何时发生和/或基于发动机的一个或多个操作参数的时间识别该点火事件908,来确保点火事件908在相对于发动机的实际运转的精确时间随着发生而被识别。这些操作参数可通过用户输入获得和/或从包括在控制模块35中的或以其他方式可访问控制模块35的存储结构获得。操作参数可包括发动机中的若干气缸14,测试中的发动机的典型的(例如,平均值,中间值,或指定的)运行速度(例如,每分钟转数或RPM),测试中的发动机的实际运行速度,等等。
[0090]控制模块35可以相对于波峰906的检测移动(随着时间)点火事件908的标识,和/或在没有波峰906被标识的地方识别点火事件908,以确保点火事件908与发动机的预期点火事件时间间隔是一致的(例如,是相关的)。预期的点火事件时间间隔表示根据发动机的操作参数而预期要发生点火事件的时间段或时间。例如,发动机的不同品牌,型号,和/或类型,发动机的不同运转速度,发动机内的不同气缸数量,等等,都可以与预期或计算出要发生点火事件的不同时间相关联。
[0091]如果控制模块35没有在预期时间或预期时间段之内识别出波峰906(例如,基于发动机的品牌,型号和/或类型,发动机运转速度,气缸数量,等等),控制模块35可以确定在该预期时间或预期时间段内出现了点火间隔,尽管在该时间或该时间段内没有检测到波峰。例如,如果控制模块35检测到在先前时间的先前波峰906并且期望在后继时间检测到后继波峰906 (根据发动机的操作参数),但实际上并没有检测到后续波峰906,控制模块35仍然可以基于发动机的操作参数考虑在后继时间或后继时间段内会出现点火事件。这可以对被测试的发动机每个气缸确保一个均匀和/或更准确地识别准确排气(或在图7和8的实施例的情况下是进气)片段长度的点火事件标记。
[0092]控制模块35基于被控制模块35识别出的点火事件识别感兴趣的的瞬时片段910。这些感兴趣片段910可以代表气缸14的燃烧周期。这些感兴趣片段感兴趣片段910可以通过顺序点火事件908绑定(根据时间)。如果发动机的进气压力被监测,那么感兴趣片段910910可以代表感兴趣的进气片段。如果发动机的排气压力被监测,那么感兴趣区的片段可以代表感兴趣的排气片段。
[0093]点火事件908和/或感兴趣片段910可以代表气缸14的燃烧周期。例如,不同的点火事件908可以代表不同气缸14的动力冲程发生或者被指示发生的时间(例如,通过传递点火信号)。感兴趣片段910可以代表各气缸14的发生燃烧周期四个冲程的整个时间段。例如,气缸14的感兴趣片段910可以在气缸14的动力冲程开始,跨越排气冲程和进气冲程延伸,并且在压缩冲程的末尾或靠近压缩冲程的末尾终止。
[0094]在感兴趣片段910和/或点火事件908被识别之后,点火事件908或感兴趣片段910中的一个被选作微处理器启动气缸计数的点。在一个实施例中,所选择的点火事件908或感兴趣片段910不必对应于发动机的第一气缸(或者任意特定气缸)的点火。根据哪个点火事件908或感兴趣片段910被选择,控制模块35可以将不同的感兴趣片段910与发动机的不同气缸14相关联。例如,如果发动机有四个气缸14,那么控制模块35可以将间隔四个的感兴趣片段910分别与不同的气缸相关联。一个气缸可以与第一、第五、第九,等感兴趣片段910相关联,另一气缸可以与第二、第六、第十,等感兴趣片段910相关联,另一气缸可以与第三、第七、第十一,等感兴趣片段910相关联,且另一个气缸可以与第四、第八、第十二,等感兴趣片段910相关联。作为另一示例,如果发动机有六个气缸14,则控制模块35可以将间隔六个的感兴趣片段910与不同的气缸相关联。感兴趣片段910与压力传感器31检测到的压力波形比较,以将不同波形片段与发动机的不同气缸14相关联。
[0095]图40是发动机的压力波形1100的示意性示例。压力波形1100代表在发动机的运行期间,以及同一发动机中的多个气缸14的多个点火事件和/或多个四冲程燃烧周期中,测量的发送机排气或进气压力。压力波形1100被图示为沿着代表时间的水平轴线1102和代表压力幅值的垂直轴1106。因为进气或排气压力在几个或所有气缸14的上游或下游(如上面描述和示出)测量,所以可能不知道哪个压力波形对应于哪个气缸14的点火事件。例如,因为每个气缸14分别将空气从其他气缸14使用的同一进气气流通道吸入气缸14(如进气空气),而且每个气缸14分别将废弃的空气进气/燃料进料从气缸14排出到相同的排气气流通道(如排气岐管或尾管),所以压力波形1100独自可能不足以识别该压力波形1100的哪个片段或部分表示由气缸14中的单独个体产生的进气或排气压力。
[0096]为了确定压力波形1100中的哪个部分对应于由不同的气缸所产生的进气或排气压力,控制模块35可以将气缸14的感兴趣片段910和/或点火事件908与压力波形1100比较。例如,感兴趣的各个片段910发生的时间段可以与压力波形1100进行(例如,重叠)比较,以确定哪个压力波形1100在相应的感兴趣片段910期间发生或被测量。
[0097]在相同的时间段内可以产生不同的波形片段1100(例如,处于其内)作为不同的感兴趣片段910。例如,第一感兴趣片段910可以从时间t0延长到在后的时间tl。发生在该相同时间段内的压力波形1100作为第一感兴趣片段910(如从时间t0到时间tl)可以是第一波形片段1100A。随后,第二感兴趣片段910可以从时间tl延长到在后的时间t2o发生在该相同时间段内的压力波形1100作为第二感兴趣片段910可以是第二波形片段1100B。随后,第三感兴趣片段910可以从时间t2延长到在后的时间t3。发生在该相同时间段内的压力波形1100作为第三感兴趣片段910可以是第三波形片段1100C。除此之外的其它的感兴趣片段910可以被识别为除此之外的其它的波形片段。
[0098]另外或替代地,波形片段1106可以被识别为不同的点火事件908。当点火事件908发生时或者被识别时,控制模块305可以包括压力波形1100上的发生在一个时间段的那部分,该时间段开始于与点火事件908相同(或者偏离于点火事件908 —指定时间段)的时间,结束于一指定时间段之后。例如,如果在时间t0发生了第一点火事件908,控制模块35可以开始包括压力波形1100上的跟在时间to之后一指定的时间段的那部分,如几毫秒或几秒。
[0099]压力波形1100上的跟在在这个指定的时间段期间发生点火事件908的时间之后的那部分被包括在第一波形片段1106A内。如果在稍后的时间tl,发生了随后的第二点火事件908,控制模块35可以开始包括压力波形1100上的跟在时间tl之后的相同指定时间段的那部分。压力波形1100上的跟在在这个指定的时间段期间发生第二点火事件908的时间之后的那部分被包括在第二波形片段1106B内。如果在稍后的时间t2,发生了随后的第三点火事件908,控制模块35可以开始包括压力波形1100上的跟在时间t2之后的相同指定时间段的那部分。压力波形1100上的跟在在这个指定的时间段期间发生第三点火事件908的时间之后的那部分被包括在第三波形片段1106C内。除此之外的其它波形片段1106可以用类似的方
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