專利名稱：不具有凸輪傳感器的發(fā)動機(jī)運(yùn)行的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不具有凸輪傳感器的發(fā)動機(jī)運(yùn)行。
背景技術(shù)：
在通常的燃油噴射式發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，必需知道每個氣缸的位置，以便于確定適當(dāng)?shù)娜加蛧娚涠〞r。在傳統(tǒng)的機(jī)車柴油機(jī)中，每個氣缸實(shí)施作功沖程和排氣沖程。連接到曲軸上并且對曲軸運(yùn)行產(chǎn)生響應(yīng)的曲柄輪旋轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)以對于給定的氣缸完成作功沖程和排氣沖程。在作功沖程期間調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的燃油噴射的發(fā)動機(jī)控制過程必須從凸輪軸(對于每兩個曲軸轉(zhuǎn)該凸輪軸完成一轉(zhuǎn))中獲取信息，以便于確定給定的氣缸是在其作功沖程或者排氣沖程，也就是，在第一或者第二曲軸轉(zhuǎn)。這種運(yùn)行通常稱為四沖程模式。
對于一些發(fā)動機(jī)而言，凸輪傳感器的安裝是困難的并且在裝配期間會出現(xiàn)質(zhì)量控制的問題。凸輪傳感器的性能與其在發(fā)動機(jī)中的位置相關(guān)?？臻g限制影響了凸輪傳感器的定位并且導(dǎo)致凸輪傳感器被設(shè)置在過度加速的區(qū)域。在發(fā)動機(jī)制造和裝配的領(lǐng)域人們通常認(rèn)識到利用可實(shí)現(xiàn)所需功能的最小數(shù)目的元件可增加可靠性和降低成本。如果能夠除去凸輪傳感器，那還可消除在凸輪傳感器蓋和定時輪上所實(shí)施的機(jī)加工。能夠起動和運(yùn)轉(zhuǎn)而不需要凸輪信號的燃油噴射式發(fā)動機(jī)是希望的。


圖1示出了V12氣缸發(fā)動機(jī)的透視圖，其可根據(jù)主題發(fā)明的原理進(jìn)行控制。
圖2示出傳統(tǒng)的燃油噴射系統(tǒng)的透視圖，該系統(tǒng)可用于與主題發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合使用。
圖3示出描述通常的V12發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火順序的簡圖。
圖4示出了在沒有凸輪傳感器信號情況下確定發(fā)動機(jī)相位的問題的簡圖。
圖5示出了根據(jù)主題發(fā)明的一個實(shí)施例包括多個不同的處理器的發(fā)動機(jī)控制器單元的簡圖。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的V12發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序的操作的簡圖，該點(diǎn)火順序被實(shí)施以確定發(fā)動機(jī)相位。
圖7示出了示范根據(jù)圖6所示的操作實(shí)施例進(jìn)行發(fā)動機(jī)相位的確定和監(jiān)控發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的簡圖。
圖8示出了示范根據(jù)圖6所示的操作實(shí)施例進(jìn)行發(fā)動機(jī)相位的確定和監(jiān)控發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的簡圖。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的V12發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序的操作的簡圖，該點(diǎn)火順序被實(shí)施以確定發(fā)動機(jī)相位。
圖10a-b示出了示范根據(jù)圖9所示的操作實(shí)施例進(jìn)行發(fā)動機(jī)相位的確定和監(jiān)控發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的簡圖。圖10a示出了右處理器是同相的情形。圖10b示出了左處理器是同相的情形。
圖11a-b示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的V12發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序的操作的簡圖，該點(diǎn)火順序被實(shí)施以確定發(fā)動機(jī)相位。圖11a示出了左處理器是同相的情形。圖11b示出了左處理器不同相的情形。
圖12a-b示出了示范根據(jù)圖11所示的操作實(shí)施例進(jìn)行發(fā)動機(jī)相位的確定和監(jiān)控發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的簡圖。圖12a示出了左處理器是同相的情形。圖12b示出了右處理器是同相的情形。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的V12發(fā)動機(jī)點(diǎn)火順序的操作的簡圖，該點(diǎn)火順序被實(shí)施以確定發(fā)動機(jī)相位。
圖14示出了示范根據(jù)圖13所示的操作實(shí)施例進(jìn)行發(fā)動機(jī)相位的確定和監(jiān)控發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的簡圖。
圖l5是根據(jù)主題發(fā)明的一個實(shí)施例可以被實(shí)施以進(jìn)行從主處理器到左和右處理器的通信的表格命令。
圖16是根據(jù)主題發(fā)明的一個實(shí)施例可以被實(shí)施以進(jìn)行從左和右主處理器到主處理器的通信的表格命令。
圖17是利用如圖15和16所示的命令的功能表。
圖18是表示根據(jù)主題發(fā)明的一個實(shí)施例在主處理器中的文件和功能的表格。
圖19是表示根據(jù)主題發(fā)明的一個實(shí)施例在左和右處理器中的文件和功能的表格。
圖20表示用于最優(yōu)化到單個氣缸的燃料供給的本發(fā)明一個實(shí)施例的流程圖。
圖21是用于識別氣缸的不點(diǎn)火的主題發(fā)明的一個實(shí)施例的流程圖。
圖22a-b示出了當(dāng)運(yùn)行在在此教導(dǎo)的特征實(shí)施例和在發(fā)動機(jī)過渡工況期間時用于計(jì)算發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)施例的曲線圖。圖22a示出了利用在一轉(zhuǎn)開始和結(jié)束處的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的平均值的一個實(shí)施例的曲線圖。圖22b示出了利用在每轉(zhuǎn)結(jié)束處的一個時間點(diǎn)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的一個實(shí)施例的曲線圖。
圖23示出利用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的移動平均值來確定發(fā)動機(jī)相位的實(shí)施例。
圖24示出利用發(fā)動機(jī)加速度來確定發(fā)動機(jī)相位的實(shí)施例。
發(fā)明描述對于通過燃油噴射來運(yùn)行的發(fā)動機(jī)，典型的構(gòu)造包括控制氣缸組噴射的處理器。例如，在V12氣缸發(fā)動機(jī)中，通常說來，一個處理器將控制一組六個氣缸的噴射，并且另一個處理器將控制另外一組六個氣缸的噴射。對于每個氣缸的適當(dāng)噴射正時是基于與氣缸操作連接的曲軸的位置。曲軸的位置由至少一個曲軸位置傳感器不斷的監(jiān)控，并且由曲軸位置傳感器產(chǎn)生的信號信息用來確定曲軸位于360度一轉(zhuǎn)的何處。在V12的例子中，在曲軸的兩轉(zhuǎn)期間所有12個氣缸點(diǎn)火。因而，例如，一個氣缸在曲軸的第一轉(zhuǎn)期間實(shí)施作功沖程，并且在曲軸的第二轉(zhuǎn)期間實(shí)施排氣沖程。但是，在不能獲得凸輪傳感器信號來確定曲軸是在第一或者第二轉(zhuǎn)中的情況下，用來確定曲軸轉(zhuǎn)數(shù)的另一個機(jī)制必須被執(zhí)行。
在主題發(fā)明的一個方面中，發(fā)明者已經(jīng)設(shè)計(jì)了一個方法來確定在起動時發(fā)動機(jī)的相位，其不需要利用凸輪傳感器信號。該方法包括改變由處理器控制的基本命令順序，并且對于預(yù)定的時期監(jiān)控發(fā)動機(jī)指示值。通常來說，發(fā)動機(jī)指示值是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，但是還可由發(fā)動機(jī)加速度，排氣溫度，平均燃料值或者任意其它可在一定時期內(nèi)對氣缸點(diǎn)火或者未點(diǎn)火作出響應(yīng)的變量來確定。
圖1大體描述了示例的壓縮點(diǎn)火柴油機(jī)10，其采用電子燃料控制系統(tǒng)以用于根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的應(yīng)用。發(fā)動機(jī)10可以為任何較大的柴油機(jī)，例如柴油機(jī)型號FDL-12，F(xiàn)DL-16或者HDL，由Pa，Grove市的通用電氣公司制造。這種發(fā)動機(jī)可包括渦輪增壓器12和多個成套的動力或者燃油噴射裝置14。例如，12缸發(fā)動機(jī)具有12個這樣的動力裝置，同時16缸發(fā)動機(jī)具有16個這樣的動力裝置。發(fā)動機(jī)10還包括進(jìn)氣岐管16，供給燃料到每個動力裝置14的燃料供給管路18，使用來冷卻發(fā)動機(jī)的進(jìn)水歧管20，潤滑油泵22和水泵24，所有的都在現(xiàn)有技術(shù)中已知。連接到渦輪增壓器12的中冷器26便于在渦輪增壓空氣進(jìn)入到一個動力裝置14內(nèi)部的對應(yīng)燃燒室中之前冷卻渦輪增壓空氣。發(fā)動機(jī)可以是V型或者是直列式的，這些在現(xiàn)有技術(shù)中也是已知的。
圖2描述了多個動力裝置14的一個，其包括氣缸28，和用于輸送燃料到氣缸28內(nèi)部的燃燒室中大致以30標(biāo)示的對應(yīng)的燃料供給裝置。每個成套動力裝置14還可包括氣門搖臂軸32，以用于移動通常用34表示的多個彈簧偏壓氣門。氣門搖臂軸32通過氣門搖臂38連接到氣門推桿36上，并且采用現(xiàn)有技術(shù)中已知技術(shù)進(jìn)行致動。
每個成套動力裝置14還包括氣缸套40，其可插入到發(fā)動機(jī)10的氣缸體中鏜出的孔(未示出)中。成套動力裝置14包括氣缸水套或者鑄件以用于容納氣缸28和關(guān)聯(lián)元件。對于通常的發(fā)動機(jī)10，例如在機(jī)車應(yīng)用中使用的，噴射壓力的示例的范圍在大約5-30k.p.s.i之間，但是可以根據(jù)發(fā)動機(jī)采用更大的范圍。示例的燃料供給流量容積范圍在大約50-2600mm3/沖程。每個氣缸排量的示例的范圍可從大約1升到大約15升，或者更高，取決于發(fā)動機(jī)。應(yīng)當(dāng)理解的是本發(fā)明不限于上述示例的范圍。
燃油供給裝置30包括連接到高壓噴射管路44的燃油噴射機(jī)構(gòu)42，該高壓噴射管路44流體連接到燃料壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)46上，例如燃料泵。該構(gòu)造被稱為泵管路噴嘴構(gòu)造。燃料壓力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)46通過燃料推桿48的致動建立壓力，該推桿48由專用于燃料供給致動的發(fā)動機(jī)凸輪軸上的凸起部所致動。燃油供給裝置30包括電子信號線50，以用于接收從電子控制器來的電子信號，如下所述的。電子信號線50提供控制信號到電子控制閥52上，例如電磁線圈，其形成燃油供給裝置30的一部分。
參見圖3，V12發(fā)動機(jī)的通常的點(diǎn)火順序被示出。在第一曲軸轉(zhuǎn)110期間，氣缸6L 114，2R 115，2L 116，4R 117，4L 118和1R 119都以該順序進(jìn)行點(diǎn)火。在第二曲軸轉(zhuǎn)期間，如112所示，氣缸1L 120，5R 121，5L 122，3R 124，3L 125，和6R 126分別以該順序進(jìn)行點(diǎn)火。如圖4所示，第一曲軸轉(zhuǎn)110的上箭頭220所示的氣缸實(shí)施作功沖程；相反地，在第一曲軸轉(zhuǎn)110期間，第一曲軸轉(zhuǎn)12的下箭頭222所示的氣缸正實(shí)施排氣沖程。該發(fā)動機(jī)可利用至少一個處理器來在720度(曲軸2轉(zhuǎn))的過程范圍內(nèi)控制每個氣缸的噴射正時。通常來說，發(fā)動機(jī)包括發(fā)動機(jī)控制器單元(ECU)，其包括一個處理器來控制V型發(fā)動機(jī)的左排的氣缸，并包括另一個處理器來控制V型發(fā)動機(jī)的右排的氣缸。當(dāng)起動發(fā)動機(jī)時，ECU必須準(zhǔn)確的識別曲軸轉(zhuǎn)數(shù)，以便于在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火順序輸送燃料到氣缸中。發(fā)明者已經(jīng)設(shè)計(jì)用于ECU的方法，來通過操作由處理器控制的點(diǎn)火正時和氣缸的選擇來確定曲軸處于那個轉(zhuǎn)。在此使用的術(shù)語“發(fā)動機(jī)相位”是指適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火順序，其中燃油噴射指令基于機(jī)械的限制在某時被送到單個的氣缸中，使得燃料將被噴射入氣缸中并且燃燒將發(fā)生。發(fā)動機(jī)相位與發(fā)動機(jī)相關(guān)，該發(fā)動機(jī)包括多個氣缸，其中所有氣缸的點(diǎn)火發(fā)生在曲軸的720度的過程或者兩轉(zhuǎn)中。在此使用的術(shù)語“不同相”是指一種情況，其中用于氣缸的燃油噴射指令信號被被編程以在與用于該氣缸發(fā)生作功沖程的曲軸轉(zhuǎn)相反的轉(zhuǎn)上被發(fā)送。通常來說，盡管不是必要的，不同相涉及從事件正確位置移動360度的偏移。
圖5示出了用于通常的V12發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)控制器單元300的基本示意圖，該發(fā)動機(jī)包括控制左組的六個氣缸的第一發(fā)動機(jī)控制處理器310，和控制到右組的六個氣缸的噴射的第二發(fā)動機(jī)控制處理器320。信號處理器330包括處理模塊，其被構(gòu)造以在每個曲軸轉(zhuǎn)處產(chǎn)生脈沖。該脈沖被稱為模擬凸輪信號332。
燃油供給裝置30被構(gòu)造以在上止點(diǎn)處作功沖程期間響應(yīng)通過信號線50的接收的任何燃油噴射指令信號，以便于在噴射窗口期間供給燃料到每個氣缸中，其中噴射窗口由燃料凸輪的凸起部的升程所確定。例如，如果凸輪凸起部輪廓上升，于是燃料推桿48(圖2)將被致動以建立燃料壓力，并且然后與致動電磁閥52的燃油噴射指令點(diǎn)火信號合作，到氣缸的燃料的輸送將通過高壓管路44發(fā)生。燃料供給可發(fā)生在作功沖程的前面(即，在壓縮沖程期間)并且持續(xù)到作功沖程期間。例如，燃油噴射可開始在上止點(diǎn)前5度，并繼續(xù)到上止點(diǎn)之后的25度。因此，燃料供給裝置可被構(gòu)造以便對燃料窗口之外接收的任何燃油噴射指令信號不敏感，從而使得沒有燃料在噴射窗口之外輸送到氣缸中。例如，如果凸輪凸起部的外形不再上升，然后燃料推桿48(圖2)將不會被致動以傳送任何燃料，即使存在點(diǎn)火信號也不會導(dǎo)致燃料輸送到氣缸中，因?yàn)樵谶@種情況下燃料推桿將不會被燃料凸輪凸起部所致動。因此，該實(shí)施例利用輸送燃料到氣缸中的競爭性相互關(guān)系1)燃料推桿致動和2)燃油噴射指令信號的存在。如果兩個動作中任一個沒有發(fā)生，那么燃料供給不會發(fā)生。應(yīng)當(dāng)理解到上述相互關(guān)系包括建立在示例的實(shí)施例中的機(jī)電的相互關(guān)系，并且不需要通過軟件代碼來實(shí)現(xiàn)。上述機(jī)械關(guān)系在起動或者操作期間被利用，從而使得在燃料供給裝置中的一個或多個電磁線圈被致動，如同每個氣缸的上止點(diǎn)對應(yīng)于作功沖程。如果實(shí)際上氣缸在作功沖程的上止點(diǎn)處，這會導(dǎo)致氣缸的點(diǎn)火。但是，如果氣缸在排氣沖程的上止點(diǎn)時，燃料供給裝置將不會噴射燃料，由于在此后一的情況中燃料泵凸輪不會向上移動，并且因此沒有燃料流動將發(fā)生，并且即使存在點(diǎn)火信號的情況下氣缸也不會點(diǎn)火。為了在此使用的習(xí)慣，沒有發(fā)生在作功沖程期間(例如，在排氣沖程期間)的電磁線圈的激活指的是與噴射窗口或其部分不同相地發(fā)生的燃油噴射指令(或者點(diǎn)火信號)的產(chǎn)生。燃料怎樣噴射入氣缸中的特定構(gòu)造不是關(guān)鍵的。重要的是噴射(或者點(diǎn)火信號)可以被傳送但是沒有燃料和/或點(diǎn)火將發(fā)生，除非噴射信號在特定的噴射窗口被傳送。傳送噴射信號而沒有發(fā)生到氣缸的噴射的能力允許點(diǎn)火信號的某些操作去闡明發(fā)動機(jī)的適當(dāng)?shù)南辔唬鵁o需利用凸輪傳感器。
表1示出了在上止點(diǎn)位置或者TDC處的每個氣缸的曲軸轉(zhuǎn)角度數(shù)和由左處理器310或右處理器320控制的每個氣缸的正確相位和不正確的相位。在通常的操作期間，左處理器310和右處理器320彼此同相，或者為相同的相位，意味著兩個處理器接受相同的轉(zhuǎn)作為第一曲軸轉(zhuǎn)和第二曲軸轉(zhuǎn)。如果兩個處理器采用正確的第一和第二轉(zhuǎn)(即，正確相位)它們在四沖程模式下將顯示表1的排2所示的點(diǎn)火順序。如果兩個處理器采用不正確的第一和第二轉(zhuǎn)，它們兩個都為表1的排3所示的不同相。
根據(jù)主題發(fā)明的一個實(shí)施例，在右處理器320上的左處理器310的相位有意相對于另一個移動360度，這導(dǎo)致了如圖6A和B所示的電磁線圈動作。還參見表1的排4-7所示。這稱為相移的4沖程模式。360度的相移會導(dǎo)致這樣的操作，其中從左處理器310或者右處理器320產(chǎn)生的噴射指令信號將在正確的相位中，并且另一個不同相。圖6A示出了當(dāng)處理器310在正確的相位時的氣缸的點(diǎn)火信號和電磁線圈激活。如下面進(jìn)一步描述的，粗體的氣缸表示電磁線圈激活和燃油噴射，以便引起在氣缸中的燃燒(點(diǎn)火)，并且斜體的氣缸表示電磁線圈激活，但是沒有燃油噴射(沒有燃燒發(fā)生)，并且普通黑色(沒有粗體或者斜體)的氣缸表示沒有電磁線圈激活。圖6B示出了如果右處理器320在正確的相位情況下的點(diǎn)火順序。如果左處理器3l0在正確的相位，那么在左組中的第六氣缸114，第二氣缸116，第四氣缸118，和第一氣缸120，第五氣缸122和第三氣缸125將被點(diǎn)火。相反的，如果右處理器320在正確的相位，右組所有的第二氣缸115，第四氣缸117，第一氣缸119，第五氣缸121，第三氣缸124和第六氣缸126將被點(diǎn)火。基于該假設(shè)，根據(jù)一個實(shí)施例確定左處理器310或者右處理器320是否在正確的相位通過測量當(dāng)左處理器310或者右處理器320恢復(fù)到一個或者另一個相位，也就是在相同的相位時的發(fā)動機(jī)速度來實(shí)現(xiàn)。
表1

圖7說明了右和左處理器320和310怎樣分別被同步的一個實(shí)施例。在該情形中，發(fā)動機(jī)在70處啟動，其中左處理器310和右處理器320彼此不同相，處在相移的4沖程模式下，其中左處理器310在正確的相位，右處理器320在不正確的相位。對于第一曲軸轉(zhuǎn)測量窗口75，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速被計(jì)算。在下一個曲軸轉(zhuǎn)72之后，使左處理器310達(dá)到與右處理器320相同的相位。將左處理器310帶入與右處理器320同相使得兩個處理器都與正確的發(fā)動機(jī)相位不同相，因此發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，如測量窗口77和78所示。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的減小表示兩個處理器310和320不同相?；谠撝甘荆幚砥?10和320兩者都對于下一個曲軸轉(zhuǎn)74移動360度，以將它們兩者處于正確的發(fā)動機(jī)相位，從而導(dǎo)致所有的12個氣缸都處于適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火順序或者相位。因此，如測量窗口79所示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加。
圖8示出了類似于圖7所示的同步方法實(shí)施例，但是其中當(dāng)發(fā)動機(jī)在80處起動時右處理器320在正確的相位。在第一曲軸轉(zhuǎn)80期間，左和右處理器310和320相互之間不同相，并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在81處計(jì)算。在第二曲軸轉(zhuǎn)82處，使左側(cè)處理器310達(dá)到與右處理器320相同的相位，并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在85處計(jì)算。因?yàn)樽筇幚砥?10和右處理器320在相同并且正確的相位，發(fā)動機(jī)速度增加。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的此增加表示處理器310，320兩者都在正確的相位，并且正常的運(yùn)行開始。
根據(jù)另一個實(shí)施例，左處理器310和右處理器320被編程來在每轉(zhuǎn)上激活相同的三個氣缸上的電磁線圈。這稱為半二沖程的模式。參見圖9。在第一曲軸轉(zhuǎn)92期間，燃油噴射指令信號被送到左和右組的前三個氣缸中，這些氣缸在90表示。在第二曲軸轉(zhuǎn)93期間，燃油噴射指令信號被送到相同的六個氣缸94中。圖10A表示在同步左處理器310和右處理器320的相位情況下，實(shí)施半二沖程模式的示意圖。在曲軸轉(zhuǎn)180處，發(fā)動機(jī)實(shí)行相移四沖程模式，其中左處理器310和右處理器320移動360度的相位。在第二曲軸轉(zhuǎn)182時，左處理器310和右處理器320都改變?yōu)槿鐖D9所示的半二沖程模式。對于最初的曲軸轉(zhuǎn)180，右處理器320在正確的相位(見粗體的氣缸)。因此，當(dāng)在第二曲軸轉(zhuǎn)182中處理器310和320轉(zhuǎn)變?yōu)榘攵_程模式時，在第二曲軸轉(zhuǎn)期間沒有氣缸點(diǎn)火，從而導(dǎo)致速度181的減小。對于接下來的兩個轉(zhuǎn)184和186而言，左和右處理器310和320保持在半二沖程模式中。在曲軸轉(zhuǎn)184期間，所有六個氣缸以正確的順序點(diǎn)火并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加，如在測量窗口83處。相反的，在下一個連續(xù)的轉(zhuǎn)186中，氣缸不同相并且不點(diǎn)火。因此，在測量窗口185處，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速減小?；谠诎攵_程模式下發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加和減小，正確的相位能夠被確定。左和右處理器310和320被構(gòu)造以確保正確的相位被切換到正常的四沖程模式，并且正常的運(yùn)行開始。圖10B是與圖10A所示的類似的表示，除了左處理器310在起動時處于正確的相位。
圖11A和B表示操作氣缸的點(diǎn)火順序的另一個方法，其目的用于確定正確的發(fā)動機(jī)相位。如圖11A和11B所示的操作方法包括引導(dǎo)左氣缸組以采用正常的四沖程模式，和右氣缸組以采用半二沖程模式，分別如圖6和9所示。需要注意的是分配給左處理器和右處理器的方式能夠被顛倒，例如左處理器被引導(dǎo)實(shí)施半二沖程模式，并且右處理器被引導(dǎo)實(shí)施四沖程模式。這稱為部分的半二沖程的模式。圖11A示出了當(dāng)左處理器處于同相時氣缸的點(diǎn)火。在第一曲軸轉(zhuǎn)110期間，所有六個氣缸在其作功沖程期間點(diǎn)火，見粗體的氣缸1111。在第二曲軸轉(zhuǎn)112期間，僅僅由左處理器控制的氣缸在它們正常的作功沖程期間點(diǎn)火。見粗體的氣缸1112。因此，如果左處理器是同相情況下，在連續(xù)的曲軸轉(zhuǎn)中會存在六個氣缸點(diǎn)火和三個氣缸點(diǎn)火的循環(huán)。這種形式將允許推論出正確的發(fā)動機(jī)相位。圖11B示出了當(dāng)左處理器處于不同相時氣缸的點(diǎn)火。在第一曲軸轉(zhuǎn)110期間，由右處理器控制的第二，第四和第一氣缸點(diǎn)火1114。因?yàn)樽筇幚砥鞑煌嗖⑶业诙幚砥髟诎攵_程模式下，在第二曲軸轉(zhuǎn)112期間沒有氣缸點(diǎn)火。
圖12示范了利用圖11中示出的形式的同步方法。在最初的曲軸轉(zhuǎn)1200時，發(fā)動機(jī)被設(shè)置為相移的四沖程模式。一旦第二曲軸轉(zhuǎn)1220開始，右處理器被轉(zhuǎn)換為半二沖程模式。因?yàn)樽筇幚砥鞅３衷谒臎_程模式并且在正確的相位中，燃燒在測量窗1225和1230期間發(fā)生在三個氣缸中。在下一個連續(xù)的曲軸轉(zhuǎn)1222期間，燃燒發(fā)生在六個氣缸中。因此，如測量窗口1235所示，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加。在下一轉(zhuǎn)1224中，僅僅由左處理器控制的三個氣缸實(shí)施燃燒。因此，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不會增加，見測量窗口1240。圖12B示出了利用圖11中所示的操作的同步方法。在圖12B中，示出了其中左處理器不同相但是右處理器同相的情形。在第一曲軸轉(zhuǎn)1200期間，左和右處理器以相移的四沖程模式起動。在第二曲軸轉(zhuǎn)1220開始處，右處理器被轉(zhuǎn)換為半二沖程模式。在第二轉(zhuǎn)1220期間，沒有燃燒發(fā)生在任何氣缸中，這導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的減小，見與1225相比的測量窗口1230。在下一個連續(xù)轉(zhuǎn)1222期間，燃燒發(fā)生在由右處理器控制的三個氣缸中，并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速稍微增加。見測量窗口1235。在下一轉(zhuǎn)1224上，沒有氣缸發(fā)生燃燒，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速減小。見測量窗口1240。圖12A和B示出了通過利用圖11中所示的操作，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加和減小的特征能夠被檢測到。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加和減小的此種特征使得可以確定正確的發(fā)動機(jī)相位。一旦發(fā)動機(jī)相位被確定，不同相的處理器被修正，并且兩個處理器被切換到正常的四沖程模式。
圖13示出了左右氣缸組的點(diǎn)火順序的另一個操作方法實(shí)施例。根據(jù)該操作，在每個氣缸的每個上止點(diǎn)位置期間，燃油噴射在所有12個氣缸中被命令。這稱為真實(shí)的二沖程模式。該操作導(dǎo)致在第一曲軸轉(zhuǎn)110和第二曲軸轉(zhuǎn)112期間在六個氣缸中的燃燒。在第一曲軸轉(zhuǎn)110期間，如1300示出的氣缸點(diǎn)火，同時氣缸1302接收指令來噴射燃料，但是由于機(jī)械約束，沒有燃油噴射入氣缸中。在第二曲軸轉(zhuǎn)112期間，氣缸1306點(diǎn)火，同時噴射燃料到氣缸l308中的指令發(fā)生，但是沒有燃料被噴射入氣缸1308中。
圖14示出了實(shí)施如圖13所示的操作的同步方法。在第一曲軸轉(zhuǎn)1400期間，左和右處理器兩者被指令在真實(shí)的二沖程模式下進(jìn)行點(diǎn)火。因此，燃燒在測量窗口1245期間發(fā)生在六個氣缸中。因?yàn)槿紵谡鎸?shí)的二沖程模式下的兩個曲軸轉(zhuǎn)期間發(fā)生在六個氣缸中，在二沖程模式期間監(jiān)控發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速將不會顯示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加和減小。因此，在同步期間必須利用另一個操作。對于該例子，第一和第二處理器310，320被設(shè)置為完全的半二沖程模式。因?yàn)閷τ诘诙D(zhuǎn)1410，左和右處理器在首先的三個氣缸中點(diǎn)火，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速減小，如測量窗口1430中所示。在下一轉(zhuǎn)14l5期間，燃燒發(fā)生在六個氣缸中并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加。見測量窗口1435。在下一轉(zhuǎn)1420期間，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速減小，如測量窗口1440中所示。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的增加和減小可允許發(fā)動機(jī)相位的確定。如果一個處理器不同相，則其被設(shè)置為正確的相位，并且兩個處理器被引導(dǎo)來采用正常的四沖程模式。
返回參見圖5，在具體的實(shí)施例中，信號處理器包括至少一個處理模塊，其被構(gòu)造以從至少一個曲軸傳感器(未示出)中產(chǎn)生曲軸信號，和至少一個處理模塊330，其被構(gòu)造以產(chǎn)生模擬的凸輪信號332。模擬凸輪信號通常是在每個曲軸轉(zhuǎn)的開始處產(chǎn)生的信號。在V12的例子中，左處理器310和右處理器320被構(gòu)造以控制燃油噴射的點(diǎn)火順序。因此，在通常的實(shí)施例中，如圖6，9，11和13中描述的不同的操作模式駐留在左和右的處理器310和320中。左和右處理器310，320將實(shí)施的操作(形式)由主處理器340所引導(dǎo)。圖15中的表格示出了用來產(chǎn)生信息幀的消息單元示例，該信息幀由主處理器340傳送到左和/或右處理器310，320中。圖16示出用來產(chǎn)生信息幀的信息單元的表格，該信息幀由左和/或右處理器310，320傳送到主處理器340。在圖17中，基于圖15和16中的設(shè)置的多個功能被示出，其控制發(fā)動機(jī)的同步。注意功能1700，其是控制每個處理器將采用哪一個形式(四沖程模式，半二沖程模式，真實(shí)的二沖程模式)，和每個處理器將采用哪個轉(zhuǎn)為第一轉(zhuǎn)的功能。重要的是左處理器310，右處理器320和主處理器340對于哪一個曲軸轉(zhuǎn)是第一轉(zhuǎn)和哪一個是第二轉(zhuǎn)具有相同的認(rèn)識。為了標(biāo)記這些轉(zhuǎn)，信號處理器330在每個轉(zhuǎn)的開始產(chǎn)生一個信號，稱為模擬凸輪信號332。模擬凸輪信號332包括一系列高低方波。按照慣例，高信號指定為奇數(shù)并且低信號指定為偶數(shù)。在發(fā)動機(jī)起動時，發(fā)動機(jī)控制器單元300不能確定哪一個轉(zhuǎn)是在點(diǎn)火順序中的第一轉(zhuǎn)。因此，采用功能1700的定義，左和右處理器310和320可以被設(shè)置為特定的操作模式來確定適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機(jī)相位并且使發(fā)動機(jī)同步，如上所述。例如，在執(zhí)行相移4沖程模式時，其中左和右處理器相互不同相，構(gòu)造下面消信息幀默認(rèn)時，設(shè)置開始如下EFI＝0模式＝0第一轉(zhuǎn)＝0；為切換不同相的左處理器，下面設(shè)置將實(shí)施EFI＝1模式＝0第一轉(zhuǎn)＝1。
圖15-17僅表示能夠被實(shí)施的消息語言的一個例子。采用的程序語言不是關(guān)鍵的，只要程序語言能夠?qū)崿F(xiàn)所需的功能。圖18是示出根據(jù)主題發(fā)明的通常的實(shí)施例在主處理器340中的文件和功能的表格。表格19表示了根據(jù)主題發(fā)明的通常的實(shí)施例在左和右燃油噴射控制處理器310，320的每個中的文件和功能。
根據(jù)另一個方面，主題發(fā)明涉及在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間測量對應(yīng)于發(fā)動機(jī)的單一個氣缸的加速度的裝置和方法。類似燃油噴射組分和燃料噴霧的質(zhì)量和尺寸等多個發(fā)動機(jī)參數(shù)能夠引起在氣缸之間的燃燒質(zhì)量的改變，以及對于特定氣缸在發(fā)動機(jī)的壽命期間的燃燒質(zhì)量的改變。這些差別能夠?qū)е掳l(fā)動機(jī)性能，燃料消耗和排放水平的惡化。知道對應(yīng)于每個氣缸的時間間隔處曲軸的加速使得可以推斷出重要的發(fā)動機(jī)事件和性能，例如但不限于燃油噴射正時和燃油噴射質(zhì)量的最優(yōu)化。此外，對于給定窗口的知道曲軸加速是用于通過控制處理器但是不需要凸輪傳感器同步燃油噴射的一種方法。在基本的實(shí)施例中，通過測量諸如曲柄輪的回轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)加速度確定曲軸的加速，曲柄輪包括多個圍繞曲柄輪隔開的多個元件。設(shè)置為鄰近曲柄輪的一個或多個曲軸位置傳感器基于所述元件的通過由曲軸位置傳感器產(chǎn)生位置信號。處理器單元可通信的連接到一個或多個曲軸位置傳感器上并且被構(gòu)造以測量曲軸旋轉(zhuǎn)的時間周期窗口。優(yōu)選的，該單元被構(gòu)造以測量對應(yīng)于發(fā)動機(jī)每個氣缸的旋轉(zhuǎn)時間窗口。對于由曲軸位置傳感器的兩個元件的通過發(fā)生的時間周期，或者由曲軸位置傳感器的預(yù)定數(shù)目的元件的通過產(chǎn)生的時間周期可提供數(shù)據(jù)點(diǎn)，該數(shù)據(jù)點(diǎn)可允許計(jì)算不發(fā)火或者另外的產(chǎn)生有性能問題的氣缸。對應(yīng)于遭受問題的特定氣缸的上止點(diǎn)位置的曲柄輪上的元件之間的時間將增大。
如上所述，曲軸加速度信息可用來監(jiān)控單個的氣缸的性能，并且通過增加或者減小燃料質(zhì)量或者燃油噴射正時來修正性能問題。在一個實(shí)施例中，主題發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)控制器單元，其被構(gòu)造以收集曲軸加速度信息和相比其它單個氣缸或者作為整體的所有氣缸來計(jì)算單個氣缸的性能。在特定的實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)控制器單元被構(gòu)造以產(chǎn)生燃燒質(zhì)量指示值。該燃料質(zhì)量指示值為1到100之間的數(shù)，并且從在發(fā)動機(jī)試驗(yàn)中十個相似類型發(fā)動機(jī)運(yùn)行的平均值中進(jìn)行計(jì)算，并且是從噴射開始時間到40度曲軸旋轉(zhuǎn)的元件到元件脈沖計(jì)數(shù)的加權(quán)平均值，然后被從對一個完整轉(zhuǎn)而測量的平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速所計(jì)算的平均計(jì)算脈沖計(jì)數(shù)所除，并且轉(zhuǎn)換為百分?jǐn)?shù)。該數(shù)可通過對于該氣缸組的排氣溫度數(shù)據(jù)歸一化，并且還由進(jìn)氣歧管氣壓所修正。在對于特定氣缸的燃燒質(zhì)量指示值的儲存值和實(shí)際測量指示值之間的差表示在燃燒質(zhì)量中的任何偏差。然后這可用來計(jì)算對于每個氣缸必須被增加或者減小燃料量的比例，以便于將該特定氣缸的性能與其他氣缸一致。用于收集燃燒數(shù)據(jù)的優(yōu)選條件如下(a)發(fā)動機(jī)水溫穩(wěn)定持續(xù)120到180秒并且在100以上。
(b)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定持續(xù)120到180秒并且在440轉(zhuǎn)/分以上。
(c)發(fā)動機(jī)燃料量穩(wěn)定持續(xù)120到180秒并且在100mm3/沖程以上。和(d)發(fā)動機(jī)潤滑油溫度穩(wěn)定持續(xù)l20到180秒并且在100之上。
而且，在燃燒質(zhì)量指示值的儲存值和實(shí)際測量指示值之間的差表示在燃燒質(zhì)量中的任何偏差。通常來說，如果偏差超過了預(yù)定百分比(例如，超過2到20％)，則氣缸被表示為具有不點(diǎn)火的一個氣缸。
圖20表示最優(yōu)化氣缸性能的方法實(shí)施例。根據(jù)該方法實(shí)施例，對于每個氣缸的質(zhì)量指示值通過獲得并且處理不同的參數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生2000。一旦質(zhì)量指示值被產(chǎn)生，對于特定氣缸的加速值被確定2010。加速值與質(zhì)量指示值進(jìn)行比較2015。基于從步驟2015實(shí)現(xiàn)的差別，燃料量的適當(dāng)?shù)恼{(diào)整在2020處被計(jì)算?；谠?020期間實(shí)施的計(jì)算，到單個氣缸的燃料量在2025處被調(diào)整。
在另一個實(shí)施例中，氣缸加速度用來識別內(nèi)燃機(jī)的任一個氣缸是否不點(diǎn)火。參見圖21中的流程圖，對于每個氣缸的質(zhì)量指示值在2100處產(chǎn)生。對于單個氣缸的加速值在2110處獲得。加速值與質(zhì)量指示值在2115處進(jìn)行比較?；谠摫容^，任意不點(diǎn)火的氣缸可在2120處識別。
如上所述，觀測曲軸的周期性加速提供了單個氣缸狀況的特別高的分辨能力。由于這高分辨能力，曲軸加速度可用作如上所述確定發(fā)動機(jī)相位的方法實(shí)施例的發(fā)動機(jī)指示值。在圖7，8，10，12和14示出的方法的描述需要對一些指示值的監(jiān)控，以觀測通過操作左和右處理器的形式所引起的發(fā)動機(jī)指示值的變化。在上述圖的的描述中示例的發(fā)動機(jī)指示值是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。但是，每個同步的方法具有一定的優(yōu)點(diǎn)和一定的局限性。例如，在圖7和8中描述的四沖程同步方法很難在發(fā)動機(jī)過渡工況至其正常運(yùn)行速度期間實(shí)施。但是，四沖程同步方法可允許平穩(wěn)的起動。利用氣缸加速度作為發(fā)動機(jī)指示值可提供必要的信息來實(shí)施四沖程同步方法實(shí)施例，甚至當(dāng)發(fā)動機(jī)在過渡工況中時。換句話說，對于每個氣缸觀測氣缸加速度將提供關(guān)于哪個氣缸點(diǎn)火和哪個氣缸沒有點(diǎn)火的使用者信息?？紤]到對通過左和右處理器引導(dǎo)的噴射順序進(jìn)行的預(yù)定操作，于是這些消息能夠推斷哪個處理器是同相的。
在一些情況下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可用作為指示值來確定發(fā)動機(jī)相位，甚至在發(fā)動機(jī)的過渡工況期間。在過渡工況期間利用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速作為指示值通常需要實(shí)施完全的半二沖程的形式，因?yàn)樽儎拥陌l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速允許有可識別的特征，甚至當(dāng)發(fā)動機(jī)正處于斜線加速，也就是說加速到預(yù)定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。圖22a表示當(dāng)發(fā)動機(jī)在過渡工況時設(shè)置為完全的半二沖程的模式的發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的曲線圖。奇數(shù)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表示為o并且偶數(shù)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表示為x。第一x22-22表示在點(diǎn)0和點(diǎn)1處發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的平均值。第一圓22-24表示在點(diǎn)1和點(diǎn)2處的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的平均值。通過計(jì)算連續(xù)的o處轉(zhuǎn)速減去連續(xù)的x處轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)產(chǎn)生的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可以確定。但是，利用在整個轉(zhuǎn)上的平均速度進(jìn)行該計(jì)算存在缺點(diǎn)。例如，在一些情況下，通過連接實(shí)心圓和x形成的線相對平。該平的特征將使得正確的發(fā)動機(jī)相位的確定困難。也就是說，(3個連續(xù)的o)-(3個連續(xù)的x)始終不大于0。圖22b表示計(jì)算的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的修正。在該圖中，奇數(shù)和偶數(shù)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表示為在每個轉(zhuǎn)的開始處獲得的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)這樣產(chǎn)生了足夠高/低的特征，以便于確定正確的發(fā)動機(jī)相位時，由于僅僅獲得一個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)點(diǎn)，噪音能夠干涉該確定。為了解決這些噪音問題，在每個轉(zhuǎn)結(jié)束處獲取三個樣值，然后被平均以計(jì)算對于該轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
根據(jù)另一個實(shí)施例，采用連續(xù)轉(zhuǎn)上的平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，能夠在發(fā)動機(jī)在過渡工況時確定發(fā)動機(jī)相位。發(fā)動機(jī)起動利用曲軸轉(zhuǎn)1和曲軸轉(zhuǎn)2(奇數(shù)/偶數(shù)指定能夠分配給它們的每一個)中的平均速度在完全的半二沖程模式中發(fā)生。通常在發(fā)動機(jī)達(dá)到225rpm的發(fā)動機(jī)曲軸排出速度之后并且利用曲軸中的平均速度，實(shí)施計(jì)算。平均速度采用下面公式進(jìn)行計(jì)算AvgSpeed=Speedt+Speedt-1+Speedt-23]]>圖23示出了此算法的實(shí)施。在這種情況下，(在3個連續(xù)曲軸轉(zhuǎn)1的末端處的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的總和)-(在3個連續(xù)曲軸轉(zhuǎn)2的末端處的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的總和)＝(783.9-790.9)＝-7.0。這意味著一旦切換到相同相位的四沖程模式時，相位需要被修正360度。
根據(jù)另一個實(shí)施例，通過利用在曲軸轉(zhuǎn)1和曲軸轉(zhuǎn)2(奇數(shù)/偶數(shù)指定能夠分配給它們中的每一個)中的發(fā)動機(jī)加速度可確定在過渡工況期間的發(fā)動機(jī)相位。發(fā)動機(jī)起動發(fā)生在完全的半二沖程模式下。通常在發(fā)動機(jī)達(dá)到225rpm的發(fā)動機(jī)曲軸排出速度之后，實(shí)施計(jì)算。平均速度采用下面公式進(jìn)行計(jì)算AvgSpeed=Speedt+Speedt-1+Speedt-23]]>平均加速度可通過對平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速求導(dǎo)進(jìn)行計(jì)算AvgAcc=∂AvgSpd∂t]]>在每個曲軸轉(zhuǎn)期間的移動平均加速度可利用下面公式進(jìn)行計(jì)算RolledAvgAcc=Σi=11=NAvgAcc1N]]>其中i＝1是曲軸轉(zhuǎn)的第一個樣值(開始)，并且i＝N是曲軸轉(zhuǎn)的最后的樣值(結(jié)束)。
參見圖24，在這種情況下，(在3個連續(xù)的曲軸轉(zhuǎn)1期間移動平均發(fā)動機(jī)加速度(acc)的總和)-(在3個連續(xù)的曲軸轉(zhuǎn)2期間的移動平均發(fā)動機(jī)加速度的總和)＝(-22.47-168.1)＝-190.57。這意味著一旦切換到相同相位的四沖程模式時，相位需要被修正360度。
雖然本發(fā)明的不同的實(shí)施例已經(jīng)在此被示出和描述，明顯的是這些實(shí)施例僅僅為了示例而提供。在沒有脫離本發(fā)明的精神的前提下能夠?qū)嵤┰S多變型，變化和替換。因此，意圖是本發(fā)明僅僅由所附的權(quán)利要求的精神和范圍進(jìn)行限制。這些實(shí)施例可適用于許多發(fā)動機(jī)構(gòu)造，包括但不限于直列的4，6，8，12和16缸發(fā)動機(jī)和V4，V6，V8和V16發(fā)動機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種用于確定內(nèi)燃機(jī)的曲軸相位的方法，所述內(nèi)燃機(jī)(10)包括多個氣缸(28)，這些氣缸的點(diǎn)火順序發(fā)生在所述曲軸的兩轉(zhuǎn)中，其中第一組氣缸的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的一轉(zhuǎn)期間，并且第二組氣缸的作功沖程發(fā)生的所述曲軸的不同轉(zhuǎn)期間，每個氣缸被構(gòu)造以擁有其中允許燃料被噴射的噴射窗口，所述方法包括在噴射窗口期間，產(chǎn)生指令信號以噴射燃料到所述第一組氣缸中的至少一個氣缸中；在與所述噴射窗口不同相的時間，產(chǎn)生指令信號以噴射燃料到所述第一組氣缸的至少一個氣缸中；監(jiān)控發(fā)動機(jī)性能的指示值，該指示值響應(yīng)于所述氣缸的點(diǎn)火和不點(diǎn)火；和基于與在噴射窗口期間所述的燃油噴射指令信號產(chǎn)生以及與所述噴射窗口不同相的所述燃油噴射指令信號的產(chǎn)生相對應(yīng)的所述發(fā)動機(jī)指示值中的波動來推斷出正確的發(fā)動機(jī)相位。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)動機(jī)指示值從由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速度，曲軸加速度，排氣溫度和平均燃料值組成的組中選出。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)動機(jī)是V型發(fā)動機(jī)，其包括左氣缸列，一半屬于所述的第一組并且一半屬于所述的第二組；和右氣缸列，一半屬于所述的第一組并且一半屬于所述的第二組，并且其中所述點(diǎn)火順序由發(fā)動機(jī)控制器單元(300)控制，該發(fā)動機(jī)控制器單元(300)包括第一處理模塊(310)，其被構(gòu)造以引導(dǎo)用于所述左氣缸列的燃油噴射指令信號；和第二處理模塊(320)，其被構(gòu)造以引導(dǎo)用于所述右氣缸列的燃油噴射指令信號，其中所述的第一和第二處理模塊中的至少一個設(shè)置為半二沖程模式。
4.一種在內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動機(jī)中評價單個氣缸性能的方法，該發(fā)動機(jī)包括可操作地連接到多個活塞的曲軸，該多個活塞設(shè)置在多個氣缸中，所述方法包括(a)測量與在第一氣缸中的期望燃燒相對應(yīng)所述曲軸的第一旋轉(zhuǎn)間隔的時間周期，以獲得第一加速度的測量值，(b)測量與至少三個氣缸的期望燃燒相對應(yīng)所述曲軸的第二旋轉(zhuǎn)間隔的時間周期，以獲得第二加速度測量值，(c)均衡所述第二加速測量值，以對應(yīng)表示長度上類似于所述第一旋轉(zhuǎn)間隔的旋轉(zhuǎn)間隔的值，以獲得均衡值；和(d)比較所述第一加速度測量值與所述均衡值，其中在所述第一加速度測量值和所述均衡值之間的差表示所述第一氣缸與所述發(fā)動機(jī)的其它氣缸相比在性能上的差。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述曲軸包括附裝在其上的回轉(zhuǎn)件，此回轉(zhuǎn)件包括多個圍繞所述回轉(zhuǎn)件等距離間隔的多個元件，并且其中所述第一旋轉(zhuǎn)間隔包括與兩個所述元件通過一個點(diǎn)之間的距離相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)度數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二旋轉(zhuǎn)間隔包括所述回轉(zhuǎn)件的完整的一轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述均衡包括獲得這樣的旋轉(zhuǎn)間隔的平均加速度值，其中該旋轉(zhuǎn)間隔對應(yīng)于一個旋轉(zhuǎn)度數(shù)，該旋轉(zhuǎn)度數(shù)對應(yīng)于兩個所述元件之間的距離。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一測量值和所述第二測量值在從下面的狀況組成的組中選出的發(fā)動機(jī)狀況期間獲得a)發(fā)動機(jī)水溫穩(wěn)定持續(xù)120-180秒并且在100以上；b)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定持續(xù)120到180秒并且在440rpms之上；c)發(fā)動機(jī)燃料量穩(wěn)定持續(xù)120到180秒并且在1mm3/沖程上；d)發(fā)動機(jī)油溫穩(wěn)定持續(xù)120-180秒并且在100以上；和e)上述情況的組合。
9.一種與機(jī)車發(fā)動機(jī)(10)一起使用的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，其包括嵌入所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊，用于將燃料指令信號引導(dǎo)到所述發(fā)動機(jī)的左氣缸列和所述發(fā)動機(jī)的右氣缸列中；計(jì)算機(jī)可讀第一程序代碼模塊，用于在從相移四沖程模式，完全半二沖程模式，部分半二沖程模式和完全二沖程模式組成的組中選擇出來的一種模式下起動所述發(fā)動機(jī)；計(jì)算機(jī)可讀第二程序代碼模塊，用于使所述計(jì)算機(jī)切換發(fā)動機(jī)模式到從同相的四沖程模式，部分半二沖程模式和完全半二沖程模式組成的組中選擇出來的一種模式中；計(jì)算機(jī)可讀第三程序代碼模塊，用于使得所述計(jì)算機(jī)觀察響應(yīng)于所述氣缸點(diǎn)火的發(fā)動機(jī)指示值中的變化；和計(jì)算機(jī)可讀第四模塊，用于使得所述計(jì)算機(jī)調(diào)整發(fā)動機(jī)到適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機(jī)相位。
10.一種與機(jī)車發(fā)動機(jī)一起使用的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，其包括嵌入在所述計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀程序模式模塊，以用于確定所述發(fā)動機(jī)的曲軸相位，所述發(fā)動機(jī)包括多個氣缸，這些氣缸的點(diǎn)火順序發(fā)生在所述曲軸的兩個轉(zhuǎn)中，其中第一組氣缸的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的一轉(zhuǎn)期間，并且第二組氣缸的作功沖程發(fā)生的所述曲軸的不同轉(zhuǎn)期間，每個氣缸被構(gòu)造以擁有其中允許燃料被噴射的噴射窗口；計(jì)算機(jī)可讀第一程序模塊，用于在噴射窗口期間導(dǎo)致計(jì)算機(jī)產(chǎn)生指令信號，從而噴射燃料在或者第一組氣缸或者第二組氣缸中的至少一個氣缸中；計(jì)算機(jī)可讀第二程序代碼模塊，用于在與所述噴射窗口不同相的時間導(dǎo)致計(jì)算機(jī)產(chǎn)生指令信號，從而噴射燃料在或者第一組氣缸或者第二組氣缸中的至少一個氣缸中；和計(jì)算機(jī)可讀第三程序代碼模塊，用于導(dǎo)致所述計(jì)算機(jī)基于發(fā)動機(jī)指示值來確定哪一轉(zhuǎn)對應(yīng)于所述第一組氣缸中的氣缸點(diǎn)火，該發(fā)動機(jī)指示值響應(yīng)于所述氣缸的點(diǎn)火和不點(diǎn)火。
11.一種用于確定內(nèi)燃機(jī)(10)的正確發(fā)動機(jī)相位而不需要凸輪傳感器的方法，其中所述內(nèi)燃機(jī)包括第一組氣缸，它們的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的第一轉(zhuǎn)期間，和第二組氣缸，它們的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的第二轉(zhuǎn)期間，以及發(fā)動機(jī)控制器單元，該發(fā)動機(jī)控制器單元接收響應(yīng)于所述曲軸旋轉(zhuǎn)的信號流，所述方法包括在從相移4沖程模式、真實(shí)二沖程模式、和部分半二沖程模式組成的組中選擇的模式中起動所述發(fā)動機(jī)；設(shè)置發(fā)動機(jī)模式為從同相位4沖程模式和完全半二沖程模式組成的組中選擇的模式；和觀測響應(yīng)于所述氣缸點(diǎn)火的發(fā)動機(jī)指示值的變化，其中基于所述變化，確定正確的發(fā)動機(jī)相位。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述發(fā)動機(jī)指示值是從由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，曲軸加速度，排氣溫度和平均燃料值組成的組中選出的至少一個；并且所述方法還包括引導(dǎo)所述發(fā)動機(jī)到調(diào)節(jié)后的速度。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中如果當(dāng)設(shè)置所述發(fā)動機(jī)模式到同相位4沖程模式下時所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速減小，則發(fā)動機(jī)相位被移動360度。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述發(fā)動機(jī)指示值是加速度，并且當(dāng)所述發(fā)動機(jī)處于過渡工況時，所述觀測發(fā)生。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述設(shè)置包括設(shè)置所述發(fā)動機(jī)到完全半二沖程模式；和其中當(dāng)所述發(fā)動機(jī)相位被確定時，所述方法還包括切換所述發(fā)動機(jī)到同相位4沖程模式并且調(diào)整所述發(fā)動機(jī)到所述確定的發(fā)動機(jī)相位。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括在改變發(fā)動機(jī)相位之后觀測所述發(fā)動機(jī)指示值；和如果基于所述發(fā)動機(jī)不點(diǎn)火，發(fā)動機(jī)指示值證明所述發(fā)動機(jī)相位是不正確的，將發(fā)動機(jī)相移動360度。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，如果發(fā)生所述信號流的中斷，所述方法還包括設(shè)置所述發(fā)動機(jī)到從同相位4沖程模式和完全半二沖程模式組成的組中選擇出來的模式。
18.一種用于確定內(nèi)燃機(jī)(10)的正確發(fā)動機(jī)相位而不需要凸輪傳感器的方法，其中所述內(nèi)燃機(jī)包括第一組氣缸，它們的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的第一轉(zhuǎn)期間，和第二組氣缸，它們的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的第二轉(zhuǎn)期間，以及發(fā)動機(jī)控制器單元(300)，該發(fā)動機(jī)控制器單元接收響應(yīng)于所述曲軸旋轉(zhuǎn)的信號流，所述方法包括在從由相移四沖程模式，真實(shí)二沖程模式，部分半二沖程模式和完全半二沖程模式組成的組中選擇出來的起動模式下起動所述發(fā)動機(jī)；和觀測作為所述氣缸的點(diǎn)火或者不點(diǎn)火或者兩者結(jié)果的發(fā)動機(jī)加速度的變化，其中基于所述變化，確定正確的發(fā)動機(jī)相位。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括在發(fā)動機(jī)相位確定之前設(shè)置所述發(fā)動機(jī)(10)到不同于所述起動模式的模式。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括切換所述發(fā)動機(jī)(10)到同相位4沖程模式，并且調(diào)整所述發(fā)動機(jī)到所述確定的發(fā)動機(jī)相位。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括在調(diào)整發(fā)動機(jī)相位之后觀測所述發(fā)動機(jī)指示值；和如果基于所述發(fā)動機(jī)不點(diǎn)火，發(fā)動機(jī)指示值證明所述發(fā)動機(jī)相位是不正確的，將發(fā)動機(jī)相移動360度。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，如果發(fā)生所述信號流的中斷，所述方法還包括設(shè)置所述發(fā)動機(jī)到從同相位4沖程模式和完全半二沖程模式組成的組中選擇出來的模式。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述觀測發(fā)生在發(fā)動機(jī)的過渡工況期間。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括引導(dǎo)所述發(fā)動機(jī)(10)到調(diào)節(jié)后的速度。
25.一種用于確定內(nèi)燃機(jī)(10)的正確發(fā)動機(jī)相位而不需要凸輪傳感器的方法，其中所述內(nèi)燃機(jī)(10)包括第一組氣缸，它們的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的第一轉(zhuǎn)期間，和第二組氣缸，它們的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的第二轉(zhuǎn)期間，以及發(fā)動機(jī)控制器單元(300)，該發(fā)動機(jī)控制器單元接收響應(yīng)于所述曲軸旋轉(zhuǎn)的信號流，所述方法包括在從由相移四沖程模式，真實(shí)二沖程模式，部分半二沖程模式和完全半二沖程模式組成的組中選擇出來的起動模式下起動所述發(fā)動機(jī)；和觀測響應(yīng)于所述氣缸點(diǎn)火的發(fā)動機(jī)指示值中的變化，其中基于所述變化，確定正確的發(fā)動機(jī)相位。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述發(fā)動機(jī)指示值是從由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，曲軸加速度，排氣溫度和平均燃料值組成的組中選出的至少一個。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，還包括引導(dǎo)所述發(fā)動機(jī)(10)到調(diào)節(jié)后的速度。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述起動模式是完全半二沖程模式，發(fā)動機(jī)指示值是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且觀測所述變化發(fā)生在發(fā)動機(jī)過渡工況期間。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括在發(fā)動機(jī)相位確定之前設(shè)置所述發(fā)動機(jī)到不同于所述起動模式的模式。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括切換所述發(fā)動機(jī)到同相位4沖程模式，并且調(diào)整所述發(fā)動機(jī)到所述確定的發(fā)動機(jī)相位。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括在調(diào)整發(fā)動機(jī)相位之后觀測所述發(fā)動機(jī)指示值；和如果基于所述發(fā)動機(jī)不點(diǎn)火，發(fā)動機(jī)指示值證明所述發(fā)動機(jī)相位是不正確的，將發(fā)動機(jī)相移動360度。
32.如權(quán)利要求25所述的方法，其中如果發(fā)生所述信號流的中斷，所述方法還包括設(shè)置所述發(fā)動機(jī)到從同相位4沖程模式和完全半二沖程模式組成的組中選擇出來的模式。
33.一種發(fā)動機(jī)控制器單元(300)，其被構(gòu)造用于控制內(nèi)燃機(jī)(10)的點(diǎn)火順序，所述內(nèi)燃機(jī)(10)包括多個氣缸(28)，這些氣缸的點(diǎn)火順序發(fā)生在所述曲軸的兩轉(zhuǎn)中，其中第一組氣缸的作功沖程發(fā)生在所述曲軸的一轉(zhuǎn)期間，并且第二組氣缸的作功沖程發(fā)生的所述曲軸的不同轉(zhuǎn)期間，每個氣缸被構(gòu)造以擁有其中允許燃料被噴射的噴射窗口，所述發(fā)動機(jī)控制器單元(300)包括第一處理模塊，其被構(gòu)造以用于在噴射窗口期間產(chǎn)生指令信號，以噴射燃料在或者第一組氣缸或者第二組氣缸中的至少一個氣缸中；第二處理模塊，其被構(gòu)造以用于在與所述噴射窗口不同相的時間產(chǎn)生指令信號，從而噴射燃料在或者第一組氣缸或者第二組氣缸中的至少一個氣缸中；和第三處理模塊，其被構(gòu)造以用于基于發(fā)動機(jī)指示值來確定哪一轉(zhuǎn)對應(yīng)于所述第一組氣缸中的氣缸點(diǎn)火，該發(fā)動機(jī)指示值響應(yīng)于所述氣缸的點(diǎn)火和不點(diǎn)火。
全文摘要
在此公開的是起動和/或操作發(fā)動機(jī)(10)的方法，其消除了對凸輪傳感器的使用的需要。與該方法一起實(shí)施的內(nèi)燃機(jī)(10)包括多個氣缸，它們的點(diǎn)火順序發(fā)生在曲軸的兩轉(zhuǎn)中，其中第一組氣缸包括在第一曲軸轉(zhuǎn)期間的作功沖程，和第二組氣缸包括在第二曲軸轉(zhuǎn)期間的作功沖程。該方法包括操作燃油噴射指令信號以不按它們的適當(dāng)?shù)捻樞虬l(fā)生，監(jiān)控響應(yīng)于氣缸的點(diǎn)火和不點(diǎn)火的發(fā)動機(jī)指示值，并且基于在發(fā)動機(jī)指示值中的波動識別正確的發(fā)動機(jī)相位。而且，在此公開了軟件產(chǎn)品的實(shí)施例，其包括程序代碼模塊，其導(dǎo)致發(fā)動機(jī)控制單元(300)來操作燃油噴射指令信號的產(chǎn)生，以不按它們正確的順序發(fā)生。
文檔編號F02D41/14GK1981124SQ200580022323
公開日2007年6月13日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者A·E·謝克, B·N·阿爾姆斯特德特, M·托羅爾 申請人:通用電氣公司