本發(fā)明總體涉及氣體發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地說(shuō)，涉及預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥診斷法。

背景技術(shù)：

在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，預(yù)燃室通常與每個(gè)汽缸相關(guān)聯(lián)。電子控制的燃料進(jìn)入閥用于向預(yù)燃室提供燃料以便于預(yù)燃室中混合物的點(diǎn)火。當(dāng)預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥中螺線(xiàn)管被通電時(shí)，壓力增大以抵抗彈簧力的作用，并且預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥被打開(kāi)。當(dāng)螺線(xiàn)管被斷電時(shí)，彈簧的組合力和預(yù)燃室中混合物所施加的力超出施加在遠(yuǎn)離預(yù)燃室的側(cè)部上的力，預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥被關(guān)閉。因?yàn)楦邷睾皖A(yù)燃室燃料進(jìn)入閥受到的振動(dòng)，預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥在短時(shí)間的運(yùn)行后可降級(jí)并失去某些功能。在燃料供應(yīng)管線(xiàn)中的燃燒殘留物和顆粒物質(zhì)也可增加預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥的磨損，這可能引起閥泄漏，因而引起汽缸熄火。

此泄漏是預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥的常見(jiàn)問(wèn)題。預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥的泄漏可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的不平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)以及燃燒燃料的消耗的增加。因?yàn)轭A(yù)燃室相對(duì)于主燃室體積更小，所以預(yù)燃室燃料閥的泄漏可明顯地改變預(yù)燃室中的空氣燃料比(AFR)。在預(yù)燃室中精確地控制AFR以確保點(diǎn)火，使得當(dāng)AFR因預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥泄漏而偏離期望值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)，或引起AFR偏離最佳點(diǎn)火范圍，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)可具有更多汽缸和預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥，以及多種因素可影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能，所以在該領(lǐng)域排除氣體發(fā)動(dòng)機(jī)熄火故障以找出根本原因非常耗時(shí)并且成本很高。為了確定哪個(gè)汽缸或閥在正常工作，因?yàn)轭A(yù)燃室燃料進(jìn)入閥的尖端位于預(yù)燃室內(nèi)，或通過(guò)直接地測(cè)量預(yù)燃室或主燃室的溫度(因?yàn)槿紵郎囟瘸?000℃)，直接地測(cè)量預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥運(yùn)動(dòng)是不實(shí)際的或消耗成本。

檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸熄火的系統(tǒng)和方法的一個(gè)實(shí)例在Andrews等人的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,243,641(“’641專(zhuān)利”)中公開(kāi)。所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法包括單規(guī)格類(lèi)型的壓力傳感器，其位于排氣歧管中以檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的所有汽缸的熄火。壓力傳感器檢測(cè)排氣歧管壓力并通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號(hào)提供給微型計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)處理裝置監(jiān)測(cè)來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的壓力波形以確定是否發(fā)生完全熄火或部分熄火。若汽缸發(fā)生部分熄火或完全熄火，汽缸的壓力脈沖強(qiáng)度將下降，因此，使得數(shù)據(jù)處理裝置識(shí)別熄火。數(shù)據(jù)處理裝置可通過(guò)計(jì)算每個(gè)燃燒循環(huán)的平均峰值壓力、作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度和燃料消耗率的函數(shù)的壓力閾值、和基于平均峰值壓力與壓力閾值之間的差值的最小壓力值確定熄火。數(shù)據(jù)處理裝置或者可通過(guò)先計(jì)算所觀(guān)察到的壓力脈沖與平均峰值壓力之間的變異系數(shù)，然后將變異系數(shù)與壓力閾值比較以確定是否至少已發(fā)生部分熄火來(lái)確定熄火。然而，來(lái)自每個(gè)汽缸的脈動(dòng)排氣流可因排氣閥相位的重疊而互相干擾。當(dāng)方法應(yīng)用于具有大汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，排氣流的干擾可限制’641專(zhuān)利中所公開(kāi)方法的有效性。

因此，需要改進(jìn)的預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥診斷法。本發(fā)明的多個(gè)方面可解決這些問(wèn)題和/或缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)方面，本發(fā)明描述了一種檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火的方法。該方法可包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并確定曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在某些方面，該方法可包括確定峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值，確定曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值；并進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查。

在另一個(gè)方面，本發(fā)明描述了一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊，其配置成檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可包括含有預(yù)定校準(zhǔn)參數(shù)的存儲(chǔ)器。在一些方面，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可經(jīng)編程以確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在發(fā)動(dòng)機(jī)的一組校準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)定范圍內(nèi)運(yùn)行，并且若發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行以及發(fā)動(dòng)機(jī)在一組校準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)定范圍內(nèi)運(yùn)行，啟動(dòng)第一檢測(cè)模式。當(dāng)ECM處于第一檢測(cè)模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊被配置成計(jì)算曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，且發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可被配置成確定曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值。當(dāng)ECM處于第一檢測(cè)模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可被配置成計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在某些方面，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊可經(jīng)編程以確定峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值，并且若曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值或峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的第二檢測(cè)模式。

在又一個(gè)方面，本發(fā)明描述了一種檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火的系統(tǒng)，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)、位于發(fā)動(dòng)機(jī)中的多個(gè)汽缸、聯(lián)接至汽缸的預(yù)燃室、聯(lián)接至預(yù)燃室的燃料輸送閥?？刂破骺杀慌渲贸纱_定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在發(fā)動(dòng)機(jī)的一組校準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)定范圍內(nèi)運(yùn)行，并且若發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行以及發(fā)動(dòng)機(jī)在一組校準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)定范圍內(nèi)運(yùn)行，啟動(dòng)第一檢測(cè)模式。當(dāng)控制器處于第一檢測(cè)模式時(shí)，控制器可被配置成計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，且控制器被配置成確定曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值。當(dāng)控制器處于第一檢測(cè)模式時(shí)，控制器可被進(jìn)一步配置成計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且確定峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值。若曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值或峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值，可啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的第二檢測(cè)模式。在一些方面，控制器可被配置成識(shí)別多個(gè)汽缸中一個(gè)或多個(gè)熄火汽缸。

從下面的詳細(xì)說(shuō)明以及附圖中能夠理解所公開(kāi)的原理的進(jìn)一步和可選的方面和特征?？梢岳斫獾氖牵疚闹兴_(kāi)的系統(tǒng)和方法能夠以其它的不同的方面得以實(shí)施，并且能夠在各個(gè)方面得以修改。因此，應(yīng)該理解，前面的一般說(shuō)明和下面的詳細(xì)說(shuō)明都僅僅是示例性性的和說(shuō)明性的，并且不會(huì)限制所附權(quán)利要求的范圍。

附圖說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)燃室的示意性的剖視圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的預(yù)燃室壓力與曲柄角的相應(yīng)位置的關(guān)系曲線(xiàn)；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的曲線(xiàn)圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的曲線(xiàn)圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的用于檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中的熄火的軟件算法的流程圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中的熄火的方法。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參照附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指的是相同元件，示出了檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火的系統(tǒng)和方法。本文中所列舉的任何數(shù)值僅僅是舉例說(shuō)明的方式。在其它方面，可以使用其它值，并且所述值可以任何適合該應(yīng)用的方式變化。

本發(fā)明的一個(gè)示例性方面提供了一種檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火的方法，該方法包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)燃室或者主燃室內(nèi)的峰值壓力以及實(shí)際的峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以開(kāi)始檢測(cè)是否存在問(wèn)題，例如汽缸熄火。若存在這樣的問(wèn)題，則使用發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查，以確定哪一個(gè)汽缸出現(xiàn)故障。該切斷檢查可通過(guò)下述方式實(shí)施：(1)在維持恒定的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的同時(shí)切斷一個(gè)汽缸(例如，阻止汽缸產(chǎn)生功率)，并且比較為了維持恒定的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，產(chǎn)生的其余汽缸所需的燃料的增加量，或者(2)在維持所提供的燃料的恒定的量的同時(shí)切斷一個(gè)汽缸，并且比較產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出的減少量。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的發(fā)動(dòng)機(jī)100的預(yù)燃室組件101的示意性的剖視圖。在某些方面，預(yù)燃室組件101可具有預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥103(例如，單向閥)，其可用于確保發(fā)動(dòng)機(jī)100內(nèi)的預(yù)燃室燃料輸送的精確控制和一致性。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)102(例如，控制器)可控制發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)方面，包括預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥103和點(diǎn)火裝置105。電子控制的預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥103可位于能引導(dǎo)燃料進(jìn)入預(yù)燃室110的燃料管線(xiàn)109內(nèi)。在某些方面，點(diǎn)火裝置105(例如，火花塞)可伸入預(yù)燃室110內(nèi)，以點(diǎn)燃預(yù)燃室110內(nèi)的燃料。預(yù)燃室組件101可具有多個(gè)孔107，其連接主燃室104和預(yù)燃室組件101，這導(dǎo)致點(diǎn)燃的燃料迅速地通過(guò)孔107，以點(diǎn)燃汽缸112的主燃室104內(nèi)的燃料。孔107還可以在火焰的射流穿過(guò)孔107時(shí)，熄滅產(chǎn)生的火焰的射流。

ECM 102可被配置成監(jiān)測(cè)特定組的校準(zhǔn)參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件，例如燃料質(zhì)量、軌壓、所需的排氣再循環(huán)(EGR)比、以及點(diǎn)火定時(shí)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行時(shí)，ECM 102可參考發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)圖或者參照表，以獲得對(duì)應(yīng)于校準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)定校準(zhǔn)值。這些校準(zhǔn)圖或者參照表可在發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)過(guò)程中設(shè)置，并且存儲(chǔ)在ECM 102的存儲(chǔ)器中。在某些方面，ECM 102可被配置成確定何時(shí)測(cè)得的校準(zhǔn)參數(shù)基本上接近于對(duì)應(yīng)的預(yù)定校準(zhǔn)值，例如落在大約+/-3％以?xún)?nèi)。此范圍也可以被稱(chēng)為測(cè)量窗，并且可用于確保發(fā)動(dòng)機(jī)不在極端條件下運(yùn)行，例如在挖掘過(guò)程中的挖掘機(jī)，因此本文公開(kāi)的試驗(yàn)可在正常的運(yùn)行條件下進(jìn)行。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的預(yù)燃室壓力與曲柄角的相應(yīng)位置的關(guān)系曲線(xiàn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)量窗內(nèi)運(yùn)行時(shí)，成一系列離散的曲柄角的各汽缸的壓力可在一定的時(shí)間段內(nèi)或者一定數(shù)量的周期內(nèi)(例如，5分鐘，或者1000個(gè)周期)被記錄。通過(guò)選擇在單個(gè)燃燒周期內(nèi)的最大壓力值或者最大過(guò)濾壓力值，可確定每個(gè)燃燒周期內(nèi)的峰值壓力。而且，針對(duì)每個(gè)燃燒周期，還可確定對(duì)應(yīng)于峰值壓力的曲柄角位置。通過(guò)確定對(duì)應(yīng)于預(yù)燃室峰值壓力的曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且通過(guò)確定在某些燃燒周期內(nèi)預(yù)燃室峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)水平的燃燒一致性可隨后被檢查。確定的一個(gè)實(shí)例可以是計(jì)算。確定的標(biāo)準(zhǔn)偏差隨后與在發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)過(guò)程中確定的標(biāo)準(zhǔn)偏差閾值進(jìn)行比較。在一個(gè)方面，圖2可表示例如在100Hz的采樣頻率下收集的用于壓力和曲柄角的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

在一些方面，若預(yù)燃室壓力讀數(shù)是不可用的，主燃室104壓力也可以用于進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算。這些壓力可直接測(cè)量，或者由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(例如，虛擬傳感器)估算。

在圖2中，根據(jù)以度表示的相應(yīng)的曲柄角位置，示出了汽缸的預(yù)燃室峰值壓力。圖2中在2.7度曲柄角處的線(xiàn)上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于汽缸內(nèi)的峰值壓力。例如，在2.7度曲柄角，汽缸內(nèi)的壓力為13.251MPa。在一些方面，在相應(yīng)的曲柄角，相同的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的其它類(lèi)似功能汽缸可具有同樣的壓力。在某些方面，在相應(yīng)的曲柄角，由于缺陷操作或狀態(tài)，例如熄火，相同的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的其它汽缸可顯示不同的壓力。每個(gè)汽缸的特定壓力或者曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差可隨后被確定，并且隨后與來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)圖或者參照表的壓力或者曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差值進(jìn)行比較。

確定何時(shí)校準(zhǔn)參數(shù)基本上接近來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)過(guò)程的相應(yīng)的預(yù)定校準(zhǔn)值以開(kāi)始汽缸壓力和曲柄角的測(cè)量，以及確定標(biāo)準(zhǔn)偏差并且將其與標(biāo)準(zhǔn)偏差閾值比較的過(guò)程可被稱(chēng)為第一檢測(cè)模式。在一個(gè)示例性的方面，若確定的標(biāo)準(zhǔn)偏差中至少一個(gè)大于其相應(yīng)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)偏差閾值，ECM 102可隨后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的第二檢測(cè)模式。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的曲線(xiàn)圖。在圖3中，示出了發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的測(cè)試結(jié)果，其中繪制了傳輸至發(fā)動(dòng)機(jī)以維持恒定的功率的燃料的百分比與時(shí)間(以秒計(jì))的關(guān)系曲線(xiàn)。圖3中識(shí)別的每個(gè)汽缸號(hào)對(duì)應(yīng)于通過(guò)切斷該汽缸的功率貢獻(xiàn)并且記錄來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)果數(shù)據(jù)測(cè)試識(shí)別的汽缸的時(shí)間。

在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查中，ECM 102可配置成命令發(fā)動(dòng)機(jī)在部分負(fù)載狀態(tài)(例如，在800rpm以及50％負(fù)載狀態(tài))或者在低怠速狀態(tài)下運(yùn)行。在某些方面，ECM 102可隨后通過(guò)在剩余的汽缸運(yùn)行以維持相同的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷/轉(zhuǎn)矩的同時(shí)停止汽缸運(yùn)行并且隨后記錄發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，例如，所用的燃料的百分比，來(lái)測(cè)試每個(gè)汽缸。通過(guò)增加輸送至仍然在點(diǎn)火狀態(tài)的其它汽缸的燃料，維持發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒定。在某些方面，通過(guò)停止燃料輸送或者通過(guò)不啟動(dòng)汽缸的預(yù)燃室內(nèi)的點(diǎn)火，汽缸可被切斷或者停止。按照依次的方式，在一定時(shí)間周期內(nèi)，每個(gè)汽缸都被測(cè)試。

在圖3中，六個(gè)汽缸中的每一個(gè)都被分別切斷一段時(shí)間。如圖所示，汽缸1從大約60秒至140秒被切斷，汽缸2從大約160秒至240秒被切斷，汽缸3從大約260秒至340秒被切斷，汽缸4從大約360秒至440秒被切斷，汽缸5從大約460秒至540秒被切斷，并且汽缸6從大約560至640秒被切斷。如圖3所示，例如，當(dāng)汽缸1被切斷時(shí)，輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料從大約80％增長(zhǎng)到120％以維持發(fā)動(dòng)機(jī)功率。當(dāng)汽缸被切斷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率由剩余的五個(gè)汽缸產(chǎn)生。為了維持同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，其它五個(gè)汽缸必須以高于正常運(yùn)行條件下時(shí)的功率工作。

ECM 102可被配置成按照限定的順序切斷汽缸，例如，如圖3所示，汽缸1-2-3-4-5-6。當(dāng)測(cè)試特定的汽缸時(shí)，所述汽缸被切斷，而剩余的汽缸仍保持運(yùn)行。完成特定汽缸的測(cè)試時(shí)，在下一個(gè)汽缸被切斷前，該汽缸可以重新激活，這樣使得一次只有一個(gè)汽缸被切斷。若每個(gè)汽缸都正常運(yùn)行，那么每個(gè)汽缸貢獻(xiàn)等份的總功率。當(dāng)一個(gè)汽缸被切斷，輸送至剩余的汽缸的燃料只需要較小的燃料增加就可以維持來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的恒定的功率(參見(jiàn)圖3中汽缸4)時(shí)，此時(shí)異常(例如，熄火)汽缸可被識(shí)別。在圖3中，汽缸1、2、3、5和6很可能正常運(yùn)行(或者至少彼此相等地運(yùn)行)，因?yàn)楫?dāng)其中的一個(gè)被切斷時(shí)，燃料增加的百分比對(duì)于每個(gè)測(cè)試的汽缸是相同的(例如，如圖3所示從大約80％至120％)。

然而，圖3中汽缸4的曲線(xiàn)表明，與其它汽缸相比，汽缸4產(chǎn)生較少的功率，并且因此可能是熄火的。當(dāng)汽缸4被切斷，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料增加的百分比為大約80％至90％。當(dāng)汽缸4被切斷時(shí)，維持發(fā)動(dòng)機(jī)功率所需的燃料增加的相對(duì)少的量表明其它汽缸不必補(bǔ)償太多汽缸4的損失，意味著與其它汽缸相比，汽缸4運(yùn)行時(shí)，它沒(méi)有盡可能地工作。因此，由于汽缸4被切斷時(shí)所需的燃料增加的百分比小于其它汽缸被切斷時(shí)所需的燃料增加的百分比，汽缸4可被識(shí)別為異常汽缸并且報(bào)告給用戶(hù)(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)的操作者或者車(chē)輛的駕駛者)。

當(dāng)使用一個(gè)或者多個(gè)負(fù)載傳感器時(shí)，汽缸切斷測(cè)試可在部分負(fù)載條件下進(jìn)行，并且發(fā)動(dòng)機(jī)仍可提供特定水平的有用的功率，以避免停機(jī)。在其它方面，當(dāng)在低怠速狀態(tài)下進(jìn)行汽缸切斷測(cè)試時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)上的寄生力僅為需求轉(zhuǎn)矩(功率)，并且不需要負(fù)載傳感器信息。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的曲線(xiàn)圖。在圖4中，示出了發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查的測(cè)試結(jié)果，其中繪制了來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出的百分比與時(shí)間(以秒計(jì))的關(guān)系曲線(xiàn)。圖4中識(shí)別的每個(gè)汽缸號(hào)對(duì)應(yīng)于通過(guò)切斷該汽缸的功率貢獻(xiàn)并且記錄來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)果數(shù)據(jù)測(cè)試識(shí)別的汽缸的時(shí)間。

與圖3的發(fā)動(dòng)機(jī)切斷檢查類(lèi)似，ECM 102被配置成按照限定的順序切斷汽缸，例如，以汽缸1-2-3-4-5-6的順序。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，若每個(gè)汽缸都正常運(yùn)行，其將貢獻(xiàn)等份的總功率。為了檢查汽缸，ECM 102可被配置成向每個(gè)汽缸的主燃室104和預(yù)燃室提供恒定的燃料流。隨后，ECM 102可通過(guò)停用預(yù)燃室燃料輸送閥以切斷至預(yù)燃室的燃料，或者通過(guò)不啟動(dòng)汽缸的預(yù)燃室內(nèi)的點(diǎn)火，來(lái)停止被測(cè)試的汽缸的工作。由于到達(dá)主燃室104內(nèi)的燃料流是恒定的，當(dāng)一個(gè)汽缸被切斷，功率將下降。通過(guò)監(jiān)測(cè)總發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的功率或者負(fù)載下降，異常或者熄火汽缸可被識(shí)別。通過(guò)檢查總發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率或者渦輪速度的下降百分比，在發(fā)動(dòng)機(jī)切斷檢查過(guò)程中，熄火汽缸可被識(shí)別。通過(guò)將每個(gè)汽缸的切斷檢查輸出(例如，如圖4所示，當(dāng)汽缸被切斷時(shí)在恒定燃料流下發(fā)動(dòng)機(jī)功率的百分比)與沒(méi)有汽缸被切斷時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的平均百分比功率輸出，異常汽缸可被識(shí)別。

例如，如圖4所示，當(dāng)汽缸1被切斷時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率的百分比從大約80％下降至大約50％。然而，當(dāng)汽缸4被切斷時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率的百分比僅從大約80％下降至大約70％。在圖4中，當(dāng)所有的汽缸都運(yùn)行時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率的平均百分比為大約80％，然而，當(dāng)汽缸1-3和5-6的每一個(gè)都切斷時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率的百分比下降至大約50％，而當(dāng)汽缸4被切斷時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率的百分比為大約70％。因此，由于汽缸4被切斷時(shí)功率下降的百分比小于其它汽缸被切斷時(shí)功率下降的百分比，汽缸4可被識(shí)別為異常汽缸并且報(bào)告給用戶(hù)。

在一些方面，可在大約10-30分鐘內(nèi)進(jìn)行燃料閥診斷，盡管該時(shí)間可能取決于發(fā)動(dòng)機(jī)配置，例如被測(cè)試的汽缸的數(shù)量?？蓪?duì)具有任何數(shù)量的汽缸(例如，6個(gè)汽缸至32個(gè)汽缸)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行汽缸切斷檢查。在某些方面，負(fù)載傳感器可以是與一個(gè)或者多個(gè)與執(zhí)行汽缸(例如，動(dòng)臂汽缸、連桿汽缸或者鏟斗汽缸)相關(guān)聯(lián)的壓力傳感器。另一方面，負(fù)載傳感器可以是策略性地放置在機(jī)器的配合機(jī)械部件之間的機(jī)械負(fù)荷傳感器、或者虛擬傳感器(例如，根據(jù)發(fā)電的應(yīng)用中的電壓和安培數(shù)的估計(jì)值)。在一些方面，渦輪速度可代替負(fù)載傳感器用作指示器。

工業(yè)實(shí)用性

所公開(kāi)的檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火的系統(tǒng)和方法可應(yīng)用于包含汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)的任意應(yīng)用中。本發(fā)明的預(yù)燃室燃料進(jìn)入閥診斷法的系統(tǒng)和方法可用于例如獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)，或者用于可聯(lián)接至機(jī)器(未示出)的發(fā)動(dòng)機(jī)。在一些方面，機(jī)器可以是長(zhǎng)途運(yùn)輸車(chē)輛(例如卡車(chē))、或者可以是進(jìn)行與工業(yè)，例如采礦業(yè)、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸，或者本領(lǐng)域已知的任何其它工業(yè)相關(guān)的某些類(lèi)型的操作的任何其它類(lèi)型的機(jī)械。例如，機(jī)器可以是越野載重車(chē)、推土機(jī)，例如自卸車(chē)，挖掘機(jī)，前端裝載機(jī)等等。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火的軟件算法的流程圖。過(guò)程500開(kāi)始于框502，在該框中ECM確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行。若發(fā)動(dòng)機(jī)未在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行，則過(guò)程500進(jìn)行到框524，在該框中ECM將等待發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行。相反，若發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行，則過(guò)程500進(jìn)行到框504，在該框中ECM隨后確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在測(cè)量窗中運(yùn)行。若發(fā)動(dòng)機(jī)未在測(cè)量窗中運(yùn)行，則過(guò)程500進(jìn)行到框522，在該框中ECM可等待發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)量窗中運(yùn)行。然而，相反地，若發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)量窗中運(yùn)行，則過(guò)程500進(jìn)行到框506，在該框中ECM可計(jì)算在預(yù)燃室110或主燃室104中峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差和峰值壓力的位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差。隨后，在框508中，每一確定的標(biāo)準(zhǔn)偏差都與標(biāo)準(zhǔn)偏差閾值進(jìn)行比較。若兩個(gè)確定的標(biāo)準(zhǔn)偏差都不大于閾值，則過(guò)程500進(jìn)行到框516，以繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。然而，若兩個(gè)確定的標(biāo)準(zhǔn)偏差中的任一個(gè)大于其閾值，則過(guò)程500進(jìn)行到框510，在該框中ECM在確定是否可進(jìn)行汽缸切斷檢查。若，例如，由于重負(fù)載條件而無(wú)法進(jìn)行汽缸切斷檢查，則過(guò)程500將進(jìn)行到框518，在該框中警告消息可發(fā)送給用戶(hù)，且測(cè)試可在下一個(gè)低怠速周期期間進(jìn)行嘗試。

相反，若可進(jìn)行汽缸切斷檢查，則過(guò)程500進(jìn)行到框512，以進(jìn)行測(cè)試。ECM 102隨后檢查在框514中是否可識(shí)別到一個(gè)或多個(gè)異常汽缸。若識(shí)別不到異常汽缸，則過(guò)程500進(jìn)行到框518，在該框中警告消息可發(fā)送給用戶(hù)，且測(cè)試可在下一個(gè)低怠速周期期間進(jìn)行嘗試。在另一方面，若可識(shí)別該一個(gè)或多個(gè)異常汽缸，則過(guò)程500可進(jìn)行到框520，在該框中警告消息可發(fā)送給識(shí)別有缺陷汽缸的用戶(hù)。過(guò)程500隨后進(jìn)行到框524，在該框中其可被重復(fù)任意次。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火的方法。檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的熄火的方法600可包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行的框602。若發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行，則在框604中，方法600可隨后確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否在發(fā)動(dòng)機(jī)的一組校準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)定范圍內(nèi)運(yùn)行。在框606中，若發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行，且發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)的一組校準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)定范圍內(nèi)運(yùn)行，則確定相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中的峰值壓力的曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差。同樣地，在框608中，若發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)條件下運(yùn)行，且發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)的一組校準(zhǔn)參數(shù)的預(yù)定范圍內(nèi)運(yùn)行，則確定相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中的峰值壓力的曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

方法600可隨后在框610中確定相對(duì)于峰值壓力的曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值。在框612中，方法600可確定峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差是否大于峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值。在某些方面，若相對(duì)于峰值壓力的曲柄角位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于曲柄角的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值，或峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于峰值壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差的閾值，則方法600可在框614中確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否能夠在當(dāng)前時(shí)間下進(jìn)行汽缸切斷檢查。若發(fā)動(dòng)機(jī)能夠進(jìn)行汽缸切斷檢查，則可隨后在框616中進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查。在框618中，方法600可確定是否能夠通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸切斷檢查識(shí)別到一個(gè)或多個(gè)異常汽缸。若能夠識(shí)別到一個(gè)或多個(gè)異常汽缸，則消息可發(fā)送給識(shí)別該一個(gè)或多個(gè)異常汽缸的用戶(hù)。

ECM 102可被配置成接收與機(jī)器運(yùn)行參數(shù)相關(guān)的信息，和/或者被配置為監(jiān)測(cè)、記錄、存儲(chǔ)、標(biāo)記、處理和/或傳遞此類(lèi)信息。在某些方面，ECM102可包括多個(gè)部件，例如，存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、中央處理單元或任何其它可用于運(yùn)行應(yīng)用程序的部件。

雖然本發(fā)明的多個(gè)方面可大體上描述為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，這些方面可存儲(chǔ)在各種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，計(jì)算機(jī)芯片和二級(jí)存儲(chǔ)裝置，包括硬盤(pán)、軟盤(pán)、光介質(zhì)、CD-ROM或其它形式的RAM或ROM)中，或可從其進(jìn)行讀取。各種其它已知電路可與ECM 102相關(guān)聯(lián)，例如，電源電路、信號(hào)調(diào)節(jié)電路、螺線(xiàn)管驅(qū)動(dòng)器電路、通信電路和其它合適的電路。

應(yīng)當(dāng)理解的是，前面的描述提供了所公開(kāi)的系統(tǒng)和技術(shù)的實(shí)例。然而，可以預(yù)見(jiàn)的是，本發(fā)明的其它實(shí)施方式與上述實(shí)例可能在細(xì)節(jié)上有所不同。本發(fā)明或其實(shí)例的所有參考意在引用在那時(shí)所討論的特定實(shí)例，而不意在更廣泛地暗示對(duì)本發(fā)明內(nèi)容范圍的任何限制。相對(duì)于某些特征的區(qū)別和貶低的所有語(yǔ)言意在表明不傾向于那些特征，但并不完全排除來(lái)自本發(fā)明范圍的這種特征本發(fā)明，除非另有說(shuō)明。

除非本文中另有說(shuō)明，否則在此對(duì)數(shù)值范圍的敘述僅僅用作一種速記方法，分別指出落入范圍內(nèi)的各單獨(dú)數(shù)值，并且各單獨(dú)數(shù)值均包含在說(shuō)明書(shū)內(nèi)，如同在本文中個(gè)別列舉一樣。除非在本文中另有說(shuō)明或上下文內(nèi)容明顯矛盾，否則本文所述的所有方法都可以任何合適的順序進(jìn)行。