专利名称：发动机失火判定装置及其失火判定方法
技术领域：
本发明涉及一种判定发动机失火的装置及方法。
背景技术：
汽油发动机在运转时，由于没有发火、混合气过浓或过稀、压缩压力低或其他原因，导致吸入气缸内的混合气不能燃烧，被称为失火。由于发动机失火现象严重时不但会伤及三效催化转化器，同时会使废气排放高于正常标准，污染环境。对此国内外展开了研究，日本未审查专利公报No.04-171249和日本未审查公报No.58-051243各公开了一种失火设备，通过计算发动机转速的数据，来判断失火与否。
在中国专利申请CN200410037513.6与CN200410037512.1中，公开了一种根据表示内燃机转速变化的诊断数据与基于内燃机工作状态的阈值之间的比较来判断是否发生失火的方法，并根据表示诊断数据与阈值之间的平均相关性的数据对该阈值进行修正。尽管消除了当由于飞轮松动或者离合器的磨损等非失火因素引起发动机转速变化时的影响，但是发动机工作不平稳，汽车处于加、减速等瞬变工况及行驶在颠簸路面时，发动机的转速也会发生变化，此时就不能准确判定是由于失火导致发动机转速的变化，还是由于特殊工况而引起的发动机转速变化，因此会采用一加速度传感器来用于颠簸路面的判断，必要时屏蔽失火诊断，这就存在一定缺陷，不能诊断出此时的失火。
发明内容本发明的目的是首先，提供一种判断简单、易实现的发动机失火判定装置及其失火判定方法；次之，为了克服以上现有技术中的不足，提供一种适应各种不同的工况，失火判定精确有效的发动机失火判定装置及其失火判定方法。
为实现上述目的，本发明提出一种发动机失火判定装置，包括气缸压力传感器、电子控制单元，所述气缸压力传感器与所述电子控制单元连接；所述气缸压力传感器实时采集气缸压力信号，电子控制单元根据该压力信号计算得到该循环气缸内的峰值压力，将此峰值压力与预置的发动机正常着火燃烧时气缸内的压力阀值进行比较，当检测到的峰值压力小于该阀值时，判定发动机失火。
上述的装置，还包括工况检测单元，与所述电子控制单元连接，用于实时检测发动机的各种工作状态。所述工况检测单元包括发动机转速传感器、节气门位置传感器、空气流量计或进气温度压力传感器、冷却液温度传感器，分别与所述电子控制单元连接。还包括报警单元，与所述电子控制单元连接，用于输出报警指示信号。还包括油位传感器，与所述电子控制单元连接，用于检测油箱的油位。
同时，本发明提出了一种发动机失火判定方法，包括如下步骤气缸压力传感器实时采集气缸压力信号，电子控制单元根据该压力信号计算得到该循环气缸内的峰值压力，将此峰值压力与预置的发动机正常着火燃烧时气缸内的压力阀值进行比较，当检测到的峰值压力小于该阀值时，判定发动机失火。
上述的失火判定方法，结合油位传感器实时采集油箱油位信号，电子控制单元根据该油位信号屏蔽低油位失火诊断。
上述的失火判定方法，还结合工况检测单元实时采集的发动机各种工况信息，电子控制单元确定发动机在一定状态下的失火率，与标定的发动机失火率进行比较，当超出此标定值时电子控制单元输出报警信号进行报警。所述工况检测单元实时采集的工况信息包括发动机转速、节气门位置、空气流量、冷却液温度。
上述的的失火判定方法，根据不同工况下的失火率，判断失火率超标的类型为排放损害型或催化器损害型，电子控制单元根据不同超标类型控制报警单元发出不同的报警指示。
由于采用了以上的方案，本发明的装置与方法可以判定发动机稳定工况下的失火，失火判断的程序简化，易实现、低成本。
本发明方法中，是对发动机燃烧状况的实时检测，可以准确地判定加、减速等瞬变工况及行驶在颠簸路面上时的失火，对失火判定的准确率大大提高。结合对油位的实时检测，屏蔽低油位失火诊断，避免因缺油导致的发动机未着火燃烧的引起失火诊断，提高失火诊断的准确性。
本发明的方法，还可以通过确定发动机的工作状态，实时监控发动机失火率，通过与标定的发动机排放超标的失火百分比比较，实时监测发动机排放，及时进行排放超标报警，提醒司机寻求修理，改善车辆的节能、环保性能。
图1为本发明发动机失火诊断实施例的系统图。
图2为本发明发动机失火诊断实施例的控制流程图。
具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，本发明发动机失火诊断装置包括工况检测单元、气缸压力传感器6、油位传感器4、电子控制单元7及故障指示灯8。工况检测单元检测发动机的工作状况，以确定发动机的工况，该单元包括转速传感器1、空气流量计2、节气门位置传感器3及冷却液温度传感器5。气缸压力传感器6用以测量发动机气缸内的压力，由此测得的压力值来判断发动机的燃烧状况，以确定发动机是否失火。油位传感器4用以测量燃油箱的油位，以便在低油位时屏蔽失火诊断，消除因缺油导致的发动机未着火燃烧，提高失火诊断的准确性。工况检测单元、气缸压力传感器6及油位传感器4分别与电子控制单元7的信号输入端相连，电子控制单元由此来确定发动机在一定工况下的失火率，当因失火而致使排放超标时，电子控制单元输出信号，控制故障信号灯报警。
对于汽油发动机，当活塞达到上止点压缩终了时，气缸内的压力为0.6～1.2MPa，而当火花塞发火，气缸内压缩的混合气被点燃燃烧时，气缸内的最大压力可高达3～5MPa，由此可在电子控制单元中设置一压力阀值，该压力阀值可通过试验来确定，在发动机运行时，每次点火时，由气缸压力传感器采集点火之后的气缸压力信号，电子控制单元由此气缸压力信号可计算得气缸峰值压力值，将此压力与压力阀值进行比较，若小即可判断发动机失火。此压力判断不但适用于稳态判断，且也可在加、减速瞬态工况及颠簸路面上进行判断，同时精度更高。
本例的控制流程图如图2所示在步骤21中，电子控制单元接收工况检测单元检测到的发动机工作状况的输入信号，工况检测单元包括转速传感器1、空气流量计2、节气门位置传感器3及冷却液温度传感器5，用于确定发动机的运行工况。
在步骤22中，电子控制单元接收油位传感器4的信号，判断燃油箱油位，以确定是否进行失火判断，如果油位较低，则执行步骤28，屏蔽失火判断，否则执行步骤23。
在步骤23中，电子控制单元则进行点火计数。
在步骤24中，电子控制单元则将由气缸压力传感器测得的峰值压力值与压力阀值进行比较，若小于该阀值，则执行步骤25。该阀值为发动机正常着火燃烧时气缸内的峰值压力值。
在步骤25中，计失火次数，并以故障码的形式存储。
在步骤26中，判断失火是否超出限值，当失火率超标时，则执行步骤27。
在步骤27中，电子控制单元控制信号故障灯报警。由于在发动机工况不同时，其失火率对排放的影响不同，可根据不同工况下的失火率，判断失火率超标的类型；当失火率超标仅引起发动机超标排放，但不至于损坏催化器时，为排放损害型，此时在两个连续的工作循环中报告，电子控制单元输出报警信号，点亮故障灯；当与标定值比较，失火率过大，为催化器损害型，此时电子控制单元控制故障灯立即点亮并闪烁。其中，失火率超标范围多大会引起催化器的损坏，通过试验标定来确定。
综上所述，本发明通过气缸压力传感器计算得气缸内的压力，由此来判断发动机是否失火，不但可简化判定程序，同时可适用于任何工况，且精度更高。
权利要求
1.一种发动机失火判定装置，其特征是包括气缸压力传感器、电子控制单元，所述气缸压力传感器与所述电子控制单元连接；所述气缸压力传感器实时采集气缸压力信号，电子控制单元根据该压力信号计算得到该循环气缸内的峰值压力，将此峰值压力与预置的发动机正常着火燃烧时气缸内的压力阀值进行比较，当检测到的峰值压力小于该压力阀值时，判定发动机失火。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是还包括工况检测单元，与所述电子控制单元连接，用于实时检测发动机的各种工作状态。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是还包括报警单元，与所述电子控制单元连接，用于输出报警指示信号。
4.如权利要求1所述的装置，其特征是还包括油位传感器，与所述电子控制单元连接，用于检测油箱的油位。
5.如权利要求2所述的装置，其特征是所述工况检测单元包括发动机转速传感器、节气门位置传感器、空气流量计或进气温度压力传感器、冷却液温度传感器，分别与所述电子控制单元连接。
6.发动机失火判定方法，包括如下步骤气缸压力传感器实时采集气缸压力信号，电子控制单元根据该压力信号计算得到该循环气缸内的峰值压力，将此峰值压力与预置的发动机正常着火燃烧时气缸内的压力阀值进行比较，当检测到的峰值压力小于该压力阀值时，判定发动机失火。
7.如权利要求6所述的失火判定方法，其特征是结合油位传感器实时采集油箱油位信号，电子控制单元根据该油位信号屏蔽低油位失火诊断。
8.如权利要求6或7所述的失火判定方法，其特征是结合工况检测单元实时采集的发动机各种工况信息，电子控制单元确定发动机在一定状态下的失火率，与标定的发动机失火率进行比较，当超出此标定值时电子控制单元输出报警信号进行报警。
9.如权利要求8所述的的失火判定方法，其特征是根据不同工况下的失火率，判断失火率超标的类型为排放损害型或催化器损害型，电子控制单元根据不同超标类型控制报警单元发出不同的报警指示。
10.如权利要求8所述的的失火判定方法，其特征是所述工况检测单元实时采集的工况信息包括发动机转速、节气门位置、空气流量、冷却液温度。
全文摘要
本发明公开一种发动机失火判定装置与失火判定方法，气缸压力传感器实时采集气缸压力信号，电子控制单元根据该压力信号计算得到该循环气缸内的峰值压力，将此峰值压力与预置的发动机正常着火燃烧时气缸内的压力阀值进行比较，当检测到的实时气缸峰值压力值小于该阀值时，判定发动机失火。本发明可以判定发动机稳定工况下的失火，失火判断的程序简化，易实现、低成本。由于是对发动机燃烧状况的实时检测，可以准确地判定加、减速等瞬变工况及行驶在颠簸路面上时的失火，对失火判定的准确率大大提高。结合对油位的实时检测，屏蔽低油位失火诊断，避免因缺油导致的发动机未着火燃烧的引起失火诊断，提高失火诊断的准确性。
文档编号F02D45/00GK101078379SQ20061002105
公开日2007年11月28日 申请日期2006年5月24日 优先权日2006年5月24日
发明者张永平 申请人:比亚迪股份有限公司