專利名稱：用于設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上的檢測(cè)裝置的故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于一設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上的用于檢測(cè)軸的狀態(tài)的檢測(cè)裝置的故障診斷裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的壓力診斷一檢測(cè)裝置中的故障的故障診斷裝置。
背景技術(shù)：
在發(fā)動(dòng)機(jī)上通常設(shè)置有一檢測(cè)裝置以便檢測(cè)一軸的狀態(tài)，該軸因?yàn)樵摪l(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃燒所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)。例如，曲柄角傳感器檢測(cè)曲軸的旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)。當(dāng)曲柄角傳感器發(fā)生故障時(shí)，不能確定該發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)，從而根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)而進(jìn)行控制變得困難。
鑒于上述問(wèn)題，日本專利公開(kāi)58-197452公開(kāi)了一種電子控制裝置，該裝置使能進(jìn)行點(diǎn)火和燃料噴射而不受曲柄角傳感器中的故障干擾。當(dāng)曲柄角傳感器的信號(hào)輸出停止時(shí)，該電子控制裝置判定該曲柄角裝置發(fā)生故障。在此情況下，該電子控制裝置構(gòu)造成從一驅(qū)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)而不是來(lái)自曲柄角傳感器的信號(hào)(例如，進(jìn)氣量信號(hào))來(lái)檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且自動(dòng)轉(zhuǎn)換成使用一對(duì)應(yīng)于該驅(qū)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)的值的頻率信號(hào)作為點(diǎn)火信號(hào)和噴射脈沖。
根據(jù)上述公開(kāi)，即使曲柄角傳感器發(fā)生故障，仍可以在寬的范圍內(nèi)穩(wěn)定操作。
在上述公開(kāi)中，當(dāng)曲柄角傳感器不輸出信號(hào)時(shí)判定曲柄角傳感器發(fā)生故障。另外，該公開(kāi)公開(kāi)了一種可從進(jìn)氣量信號(hào)而不是曲柄角傳感器的信號(hào)檢測(cè)轉(zhuǎn)速的方法。
但是，盡管該公開(kāi)中的電子控制裝置可根據(jù)曲柄角傳感器的輸出信號(hào)的存在或缺失而判定故障并且根據(jù)進(jìn)氣量檢測(cè)曲軸的轉(zhuǎn)速，但是因?yàn)椴恢罋飧椎膮^(qū)分和曲軸的旋轉(zhuǎn)角，所以該電子控制裝置不能檢測(cè)曲柄角傳感器的異常情況例如由于噪聲等導(dǎo)致的漏脈沖或過(guò)脈沖。另外，當(dāng)進(jìn)氣量小時(shí)也不能根據(jù)進(jìn)氣量判定曲柄角傳感器的異常情況。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種可準(zhǔn)確地檢測(cè)一曲柄角傳感器的異常情況的故障診斷裝置。
根據(jù)本發(fā)明的故障診斷裝置設(shè)置在一發(fā)動(dòng)機(jī)上以用于診斷一檢測(cè)裝置內(nèi)的故障，該檢測(cè)裝置用于檢測(cè)一由于該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃燒所生成的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)的軸的狀態(tài)。該故障診斷裝置包括一用于檢測(cè)該燃燒室內(nèi)的壓力的壓力檢測(cè)部件，以及一診斷部件，該診斷部件用于根據(jù)基于由該壓力檢測(cè)部件檢測(cè)的壓力中的變化而分析出的軸的狀態(tài)和由該檢測(cè)裝置檢測(cè)出的軸的狀態(tài)來(lái)診斷該檢測(cè)裝置中的故障。
根據(jù)本發(fā)明，該故障診斷裝置設(shè)置在一發(fā)動(dòng)機(jī)上以用于診斷一檢測(cè)裝置(例如一曲柄角傳感器)內(nèi)的故障，該檢測(cè)裝置用于檢測(cè)由于該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃燒所生成的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)的軸(例如，曲軸)的狀態(tài)(例如，旋轉(zhuǎn)角的情況)。該故障診斷裝置通過(guò)根據(jù)壓力檢測(cè)部件檢測(cè)該燃燒室內(nèi)的壓力、基于由壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力的變化而分析出的旋轉(zhuǎn)角、以及由曲柄角傳感器檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角來(lái)檢測(cè)根據(jù)曲軸的旋轉(zhuǎn)的一物理值的異常變化，而診斷曲柄角傳感器內(nèi)的故障。例如當(dāng)壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力至少為一預(yù)定值時(shí)，該故障診斷裝置檢測(cè)是否存在來(lái)自曲柄角傳感器的預(yù)定輸入。當(dāng)不存在預(yù)定輸入時(shí)該診斷部件診斷該曲柄角傳感器發(fā)生故障。更具體地，在具有多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，例如，燃燒導(dǎo)致的每個(gè)氣缸內(nèi)的壓力的變化可與曲軸的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)。因此，根據(jù)基于在一預(yù)定氣缸內(nèi)由壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力達(dá)到最大值時(shí)的時(shí)間(例如，燃燒壓力的峰值時(shí)間)而分析出的曲軸的旋轉(zhuǎn)角，以及基于曲柄角傳感器檢測(cè)到的一基準(zhǔn)位置(例如，定時(shí)轉(zhuǎn)子的缺少的齒的位置)的曲軸的旋轉(zhuǎn)角，該診斷部件可診斷曲柄角傳感器內(nèi)的故障。當(dāng)曲柄角傳感器檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角和基于燃燒壓力的旋轉(zhuǎn)角之間的差超出預(yù)定范圍時(shí)，該診斷部件診斷該曲柄角傳感器發(fā)生故障。另外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)氣缸時(shí)，通過(guò)為每個(gè)氣缸設(shè)置壓力檢測(cè)部件可檢測(cè)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃燒壓力。因此，可檢測(cè)每個(gè)氣缸的沖程。即，使能辨別氣缸。結(jié)果，可以提供準(zhǔn)確地檢測(cè)曲柄角傳感器的異常情況的故障診斷裝置。另外，因?yàn)榭筛鶕?jù)壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)到的壓力中的變化檢測(cè)曲柄角傳感器的異常情況，所以即使進(jìn)氣量小，仍可檢測(cè)曲柄角傳感器的異常情況。
該發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選地具有多個(gè)氣缸。該軸的狀態(tài)是該軸的旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)。當(dāng)在該多個(gè)氣缸中的一個(gè)預(yù)定氣缸內(nèi)由壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力至少為一預(yù)定壓力時(shí)，診斷單元根據(jù)基于該壓力的變化的旋轉(zhuǎn)角和由該檢測(cè)裝置檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角來(lái)診斷該檢測(cè)裝置內(nèi)的故障。
根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)是該軸(例如，曲軸)的旋轉(zhuǎn)角的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)在該多個(gè)氣缸中的一個(gè)預(yù)定氣缸內(nèi)由該壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力至少為一預(yù)定壓力時(shí)，該診斷部件根據(jù)基于該壓力的變化的旋轉(zhuǎn)角和由該檢測(cè)裝置(例如，曲柄角傳感器)檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角來(lái)診斷該曲柄角傳感器內(nèi)的故障。這樣，該診斷部件可通過(guò)例如將基于在一預(yù)定氣缸內(nèi)由壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力達(dá)到最大值時(shí)的時(shí)間(例如，燃燒壓力的峰值時(shí)間)的曲軸的旋轉(zhuǎn)角與基于由曲柄角傳感器檢測(cè)到的一基準(zhǔn)位置(例如，定時(shí)轉(zhuǎn)子的缺少的齒的位置)的曲軸的旋轉(zhuǎn)角相比較，來(lái)診斷曲柄角傳感器中的故障。
該診斷部件優(yōu)選地將一對(duì)應(yīng)于由壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力的最大值的旋轉(zhuǎn)角與由該檢測(cè)裝置檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角相比較，并根據(jù)該比較的結(jié)果來(lái)診斷該檢測(cè)裝置中的故障。
根據(jù)本發(fā)明，該診斷部件可將對(duì)應(yīng)于由壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力達(dá)到最大值的時(shí)間(例如，燃燒壓力的峰值時(shí)間)的軸(例如，曲軸)的旋轉(zhuǎn)角與由該檢測(cè)裝置(例如，曲柄角傳感器)檢測(cè)到的曲軸的旋轉(zhuǎn)角相比較，以根據(jù)該比較的結(jié)果來(lái)診斷曲柄角傳感器中的故障。
該檢測(cè)裝置優(yōu)選地檢測(cè)該發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，該檢測(cè)裝置是一檢測(cè)該發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的凸輪角傳感器。因此，該故障診斷裝置可診斷該凸輪角傳感器內(nèi)的故障。
該檢測(cè)裝置優(yōu)選地檢測(cè)該發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，該檢測(cè)裝置是一檢測(cè)該發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的曲柄角傳感器。因此，該故障診斷裝置可診斷該曲柄角傳感器內(nèi)的故障。
參照附圖，從下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明中可清楚地了解本發(fā)明的上述或其它目標(biāo)、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
圖1示出一具有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的故障診斷裝置的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。
圖2是由根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的故障診斷裝置執(zhí)行的用于診斷一曲柄角傳感器內(nèi)的故障的程序流程圖。
圖3A-3H是形成根據(jù)本發(fā)明的第一或第二實(shí)施例的故障診斷裝置的各個(gè)傳感器的輸出信號(hào)的時(shí)序圖。
圖4是由根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的故障診斷裝置執(zhí)行的用于診斷一凸輪角傳感器內(nèi)的故障的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的故障診斷裝置。在下面的說(shuō)明中，以同樣的字符來(lái)表示具有同樣的名稱和功能的同樣的部件，并且將不再對(duì)其詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)行重復(fù)。
<第一實(shí)施例>
如圖1所示，一具有根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)200構(gòu)造成具有發(fā)動(dòng)機(jī)ECU(電子控制單元)100，凸輪角傳感器102，曲柄角傳感器104，燃燒壓力傳感器106，曲軸108，定時(shí)轉(zhuǎn)子110，活塞112，燃燒室114，進(jìn)氣通道116，排氣通道118和凸輪軸120?？赏ㄟ^(guò)由該發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100執(zhí)行的程序?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的故障診斷裝置。
在發(fā)動(dòng)機(jī)200中，從進(jìn)氣通道116進(jìn)入的空氣與從一燃料噴射器(未示出)注入的燃料相混合。利用火花塞(未示出)點(diǎn)火使該混合空氣在燃燒室114內(nèi)燃燒。燃燒所產(chǎn)生的壓力即燃燒壓力擠壓活塞112。隨著擠壓活塞112，經(jīng)由一曲柄機(jī)構(gòu)使曲軸108旋轉(zhuǎn)。隨著曲軸108的旋轉(zhuǎn)，與一鏈條或類似物相連接的凸輪軸120和122旋轉(zhuǎn)。然后，隨著凸輪軸120和122的旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在燃燒室114上部的閥打開(kāi)或關(guān)閉。隨著打開(kāi)或關(guān)閉閥，通過(guò)排氣通道118將由燃燒室114內(nèi)的燃燒生成的氣體排出。
發(fā)動(dòng)機(jī)200具有多個(gè)氣缸。盡管氣缸的數(shù)量沒(méi)有特別限制，本實(shí)施例中的發(fā)動(dòng)機(jī)200具有例如4個(gè)氣缸。依照預(yù)定的順序依次在這4個(gè)氣缸內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)火。
凸輪角傳感器102設(shè)置成與一凸出的齒部分相對(duì)，該齒部分設(shè)置在一固定在凸輪軸120上的定時(shí)轉(zhuǎn)子(未示出)上。凸輪角傳感器120將對(duì)應(yīng)于定時(shí)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的凸輪位置檢測(cè)信號(hào)傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100。更具體地，將與設(shè)置在該定時(shí)轉(zhuǎn)子上的齒部分和凸輪角傳感器之間的空隙的變化相對(duì)應(yīng)的凸輪位置檢測(cè)信號(hào)傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100。
曲柄角傳感器104設(shè)置成與固定在曲軸108上的定時(shí)轉(zhuǎn)子110相對(duì)。定時(shí)轉(zhuǎn)子110具有多個(gè)凸出的齒部分。該多個(gè)齒部分被設(shè)置為具有一對(duì)應(yīng)于預(yù)定間隔的角度。曲柄角傳感器104由線圈或類似物構(gòu)成。當(dāng)定時(shí)轉(zhuǎn)子110旋轉(zhuǎn)時(shí)，曲柄角傳感器104將與曲柄角傳感器104和該多個(gè)齒部分之間的氣隙相對(duì)應(yīng)的曲柄位置檢測(cè)信號(hào)傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100。
定時(shí)轉(zhuǎn)子110在預(yù)定位置缺少一齒。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100使用由曲柄角傳感器104檢測(cè)到的該缺少的齒的位置作為基準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)曲軸108的旋轉(zhuǎn)角。
在該4個(gè)氣缸的每一個(gè)的燃燒室114中均設(shè)置有燃燒壓力傳感器106。使用設(shè)置在燃燒壓力傳感器106上的壓電元件檢測(cè)燃燒室114內(nèi)的燃燒壓力。燃燒壓力傳感器106將對(duì)應(yīng)于所檢測(cè)到的燃燒壓力的燃燒壓力檢測(cè)信號(hào)傳送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100。因?yàn)樵谠?個(gè)氣缸的每一個(gè)上均設(shè)置有燃燒壓力傳感器106，所以可檢測(cè)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃燒壓力。因此，可檢測(cè)每個(gè)氣缸的一個(gè)沖程。即，使能辨別氣缸。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100接收到凸輪角傳感器102、曲柄角傳感器104和燃燒壓力傳感器106傳送的多個(gè)信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100構(gòu)造成具有一CPU(中央處理單元)(未示出)和一存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)器(未示出)。
根據(jù)基于由燃燒壓力傳感器106檢測(cè)到的燃燒壓力中的變化而分析出的曲軸108的旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)，和曲柄角傳感器106檢測(cè)到的曲軸108的旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)，根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于曲軸108的旋轉(zhuǎn)的一物理值的異常變化來(lái)診斷曲柄角傳感器104中的故障，更具體地，在具有多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃燒所導(dǎo)致的每個(gè)氣缸內(nèi)的壓力變化可與曲軸的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)。因此，本發(fā)明的特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100這樣診斷曲柄角傳感器104中的故障，即通過(guò)將在曲柄角傳感器104檢測(cè)到定時(shí)轉(zhuǎn)子110的缺少的齒的位置時(shí)的曲軸108的旋轉(zhuǎn)角與在特定氣缸內(nèi)由燃燒壓力傳感器106檢測(cè)到的燃燒壓力達(dá)到最大值時(shí)、燃燒壓力的所謂的峰值時(shí)間相關(guān)聯(lián)。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100將基于由燃燒壓力傳感器106檢測(cè)到的燃燒壓力的變化的曲軸108的旋轉(zhuǎn)角與由曲柄角傳感器104檢測(cè)到的曲軸108的旋轉(zhuǎn)角相比較，并且當(dāng)由曲柄角傳感器104檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角與對(duì)應(yīng)于特定氣缸內(nèi)的燃燒壓力的峰值時(shí)間的旋轉(zhuǎn)角之間的差值超過(guò)預(yù)定角時(shí)，判定曲柄角傳感器104發(fā)生故障。這里，曲柄角傳感器104內(nèi)的故障意味著由于在該傳感器內(nèi)電路斷路或短路而出現(xiàn)的漏脈沖或過(guò)脈沖狀態(tài)。
參照?qǐng)D2，將說(shuō)明作為根據(jù)本發(fā)明的故障診斷裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100內(nèi)執(zhí)行的用于診斷曲柄角傳感器104中的故障的程序的結(jié)構(gòu)。
在步驟1000(下文中，“步驟”簡(jiǎn)寫為“S”)中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定一特定氣缸內(nèi)的燃燒壓力是否至少為一預(yù)定值。該特定氣缸是4個(gè)氣缸中的一預(yù)定氣缸。例如，該特定氣缸是這樣一個(gè)氣缸，即其中當(dāng)曲柄角傳感器104檢測(cè)到定時(shí)轉(zhuǎn)子110上缺少的齒時(shí)燃燒壓力達(dá)到峰值。如上所述，可通過(guò)向該4個(gè)氣缸中的每一個(gè)提供壓力傳感器106，來(lái)辨別在燃燒壓力達(dá)到峰值時(shí)的該特定氣缸。在此實(shí)施例中，燃燒壓力達(dá)到峰值的時(shí)間是燃燒壓力達(dá)到最大值的時(shí)間?？筛鶕?jù)每單位時(shí)間燃燒壓力的變化量來(lái)計(jì)算達(dá)到該最大值的時(shí)間。
在S1100中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定是否有來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入。即，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定是否接收到曲柄角傳感器104傳送的曲柄位置檢測(cè)信號(hào)。如果有來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入(S1100中的“是”)，則程序轉(zhuǎn)到S2100。如果沒(méi)有(S1100中的“否”)，則程序轉(zhuǎn)到S1800。
在S1200中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100檢測(cè)缺少的齒。在此實(shí)施例中，根據(jù)曲柄角傳感器104傳送的曲柄位置檢測(cè)信號(hào)的循環(huán)，在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100內(nèi)檢測(cè)該缺少的齒。
在S1300中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定所檢測(cè)到的缺少的齒是否位于正確位置。即，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定基于由曲柄角傳感器104檢測(cè)到的缺少的齒的位置的曲軸108的旋轉(zhuǎn)角與對(duì)應(yīng)于由燃燒壓力傳感器106檢測(cè)到的燃燒壓力達(dá)到最大值時(shí)的燃燒壓力的峰值時(shí)間的曲軸108的旋轉(zhuǎn)角之間的差是否位于預(yù)定范圍內(nèi)。如果該缺少的齒位于正確位置(S1300中的“是”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S1400。如果沒(méi)有位于正確位置(S1300中的“否”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S1800。
在S1400中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100診斷曲柄角傳感器工作正常。在S1500中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定是否有來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入。如果有來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入(S1500中的“是”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S1600。如果沒(méi)有(S1500中的“否”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S1800。
在S1600中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100檢測(cè)缺少的齒。對(duì)缺少的齒的檢測(cè)與上述S1200中的檢測(cè)類似。因此，這里就不再重復(fù)對(duì)其的詳細(xì)說(shuō)明。
在S1700中，作為檢測(cè)缺少的齒的結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定是否存在該缺少的齒。如果存在缺少的齒(S1700中的“是”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S1800。如果不存在(S1700中的“否”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S2000。
在S1800中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100確定曲柄角傳感器104工作異常。即，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100診斷該曲柄角傳感器104發(fā)生故障。
在S1900中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100開(kāi)啟警報(bào)燈。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)與曲柄角傳感器104中的故障相對(duì)應(yīng)的故障代碼。在S2000中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100診斷曲柄角傳感器104正常工作。
下面將說(shuō)明用于根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和流程圖診斷曲柄角傳感器104中的故障的根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置的操作。
如圖3A到3F中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100檢測(cè)分別設(shè)置在4個(gè)氣缸上的燃燒壓力傳感器(1)到(4)的輸出信號(hào)。當(dāng)具有壓力傳感器(2)和(3)的、該4個(gè)氣缸中的兩個(gè)特定氣缸的每一個(gè)內(nèi)的燃燒壓力至少為一預(yù)定值(S100中的“是”)時(shí)，判定是否有來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入(S1100)。如圖3F中所示，當(dāng)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃燒壓力至少為一預(yù)定值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU100生成基準(zhǔn)信號(hào)。如圖3E所示，當(dāng)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃燒壓力達(dá)到峰值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100生成峰值信號(hào)。當(dāng)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃燒壓力小于預(yù)定值時(shí)，不生成基準(zhǔn)信號(hào)和峰值信號(hào)。如圖3G所示，曲柄角傳感器104輸出對(duì)應(yīng)于設(shè)置在定時(shí)轉(zhuǎn)子110上的齒部分的波形。通過(guò)曲柄角傳感器104輸出的相鄰齒之間的波形的周期變成至少為一預(yù)定長(zhǎng)度，可檢測(cè)該缺少的齒的位置。
當(dāng)不存在來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入時(shí)(S1100中的“否”)，判定曲柄角傳感器104操作異常(S1800)，并且開(kāi)啟警報(bào)燈，同時(shí)將故障代碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(S1900)。
當(dāng)存在來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入時(shí)(S1100中的“是”)，則檢測(cè)到缺少的齒(S1200)。如果在特定氣缸內(nèi)對(duì)應(yīng)于燃燒壓力的峰值時(shí)間的旋轉(zhuǎn)角和對(duì)應(yīng)于由曲柄角傳感器104檢測(cè)到的缺少的齒的位置的旋轉(zhuǎn)角之間的差最多為一預(yù)定值時(shí)，可確定所檢測(cè)到的缺少的齒的位置是正確的(S1300中的“是”)并且該曲柄角傳感器104正常工作(S1400)。
可通過(guò)判定對(duì)應(yīng)于在生成峰值信號(hào)時(shí)由曲柄角傳感器104檢測(cè)到的缺少的齒的位置的旋轉(zhuǎn)角是否位于預(yù)定范圍內(nèi)，來(lái)檢測(cè)該缺少的齒?；蛘撸l(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100可通過(guò)在特定氣缸內(nèi)的燃燒壓力至少為一預(yù)定值時(shí)即在生成該基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)檢測(cè)到缺少的齒，來(lái)確定該缺少的齒位于正確位置。
當(dāng)判定所檢測(cè)到的缺少的齒的位置不正確時(shí)(S1300中的“否”)，則可確定曲柄角傳感器104工作異常(S1800)。
當(dāng)特定氣缸內(nèi)的燃燒壓力小于指定值時(shí)(S1000中的“否”)，判定是否有來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入(S1500)。如果沒(méi)有來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入(S1500中的“否”)，則確定曲柄角傳感器104工作異常。如果有來(lái)自曲柄角傳感器104的輸入(S1500中的“是”)，則檢測(cè)該缺少的齒(S1600)。如果用曲柄角傳感器104檢測(cè)到對(duì)應(yīng)于該缺少的齒的波形(S1700中的“是”)，則確定曲柄角傳感器104工作異常。如果曲柄角傳感器104沒(méi)有檢測(cè)到對(duì)應(yīng)于該缺少的齒的波形(S1700中的“否”)，則確定曲柄角傳感器104正常工作(S2000)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上以用于診斷曲柄角傳感器內(nèi)的故障，該曲柄角傳感器用于檢測(cè)由于該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃燒所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)的曲軸的旋轉(zhuǎn)角。該故障診斷裝置通過(guò)根據(jù)燃燒壓力傳感器檢測(cè)該燃燒室內(nèi)的壓力、基于由燃燒壓力傳感器檢測(cè)到的壓力中的變化而分析出的旋轉(zhuǎn)角、以及曲柄角傳感器檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角來(lái)檢測(cè)根據(jù)曲軸的旋轉(zhuǎn)的一物理值的異常變化，來(lái)診斷曲柄角傳感器內(nèi)的故障。當(dāng)燃燒壓力傳感器檢測(cè)到的壓力至少為一預(yù)定值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測(cè)是否存在來(lái)自曲柄角傳感器的預(yù)定輸入。當(dāng)不存在預(yù)定輸入時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU診斷該曲柄角傳感器發(fā)生故障。更具體地，在具有多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，燃燒導(dǎo)致的每個(gè)氣缸內(nèi)的壓力的變化可與曲軸的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)聯(lián)。因此，根據(jù)基于在預(yù)定氣缸內(nèi)由燃燒壓力傳感器檢測(cè)到的壓力達(dá)到最大值的時(shí)間(例如，燃燒壓力的峰值時(shí)間)而分析出的曲軸的旋轉(zhuǎn)角，以及基于曲柄角傳感器檢測(cè)到的基準(zhǔn)位置(例如，定時(shí)轉(zhuǎn)子的缺少的齒的位置)的曲軸的旋轉(zhuǎn)角，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU診斷曲柄角傳感器內(nèi)的故障。當(dāng)由曲柄角傳感器檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角和基于燃燒壓力的旋轉(zhuǎn)角之間的差超出預(yù)定范圍時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU診斷該曲柄角傳感器發(fā)生故障。另外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)氣缸時(shí)，通過(guò)為每個(gè)氣缸設(shè)置燃燒壓力傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU可檢測(cè)每個(gè)氣缸內(nèi)的燃燒壓力。因此，可檢測(cè)每個(gè)氣缸的沖程。即，使能辨別氣缸。結(jié)果，可以提供可精確地檢測(cè)曲柄角傳感器的異常情況的故障診斷裝置。另外，因?yàn)楦鶕?jù)由燃燒壓力傳感器檢測(cè)到的壓力中的變化來(lái)檢測(cè)曲柄角傳感器的異常情況，所以即使進(jìn)氣量很小，仍可檢測(cè)曲柄角傳感器的異常情況。
<第二實(shí)施例>
下面將說(shuō)明一根據(jù)第二實(shí)施例的故障診斷裝置。具有根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與第一實(shí)施例中所述的發(fā)動(dòng)機(jī)200的構(gòu)造類似。因此，將不再對(duì)其詳細(xì)說(shuō)明進(jìn)行重復(fù)。
盡管根據(jù)第一實(shí)施例的故障診斷裝置被描述為一用于診斷曲柄角傳感器104中的故障的裝置，但是本發(fā)明不局限于此。根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上以用于診斷這樣一裝置內(nèi)的故障，該裝置用于檢測(cè)由于該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃燒所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)的軸的狀態(tài)。因此，根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置可診斷例如凸輪角傳感器102中的故障。
根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置通過(guò)根據(jù)基于由燃燒壓力傳感器106檢測(cè)到的燃燒壓力的變化而分析出的凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)、以及由凸輪角傳感器102檢測(cè)的凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)來(lái)檢測(cè)根據(jù)凸輪軸120的旋轉(zhuǎn)的一物理值的異常變化，來(lái)診斷凸輪角傳感器102內(nèi)的故障。
更具體地，將特定氣缸內(nèi)的燃燒壓力的變化與來(lái)自凸輪角傳感器102的凸輪位置檢測(cè)信號(hào)輸入相關(guān)聯(lián)。即，根據(jù)從特定氣缸(具有燃燒壓力傳感器(1)的氣缸)內(nèi)的燃燒壓力至少為一預(yù)定值時(shí)直到一用于相繼燃燒的氣缸(具有燃燒壓力傳感器(2)的氣缸)內(nèi)的燃燒壓力變化時(shí)如圖3H所示存在來(lái)自凸輪角傳感器102的凸輪位置檢測(cè)信號(hào)輸入還是不存在該輸入，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定凸輪角傳感器102是否發(fā)生故障。
參照?qǐng)D4，下面將說(shuō)明一作為根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置的在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100內(nèi)執(zhí)行的用于診斷凸輪角傳感器102中的故障的程序的結(jié)構(gòu)。
在S3000中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定一特定氣缸(1)內(nèi)的燃燒壓力是否至少為一預(yù)定值。該特定氣缸(1)是4個(gè)氣缸內(nèi)的預(yù)定氣缸?？扇缟纤隼迷O(shè)置在該4個(gè)氣缸的每一個(gè)上的燃燒壓力傳感器來(lái)辨別該特定氣缸(1)。在此實(shí)施例中，特定氣缸(1)是具有燃燒壓力傳感器(1)的氣缸。當(dāng)該特定氣缸內(nèi)的燃燒壓力至少為該預(yù)定值時(shí)(S3000中的“是”)，過(guò)程轉(zhuǎn)到S3100。如果不是(S3000中的“否”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S3300。
在S3100中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定在一特定氣缸(2)內(nèi)的燃燒壓力發(fā)生變化之前是否有來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入。該特定氣缸(2)是該4個(gè)氣缸中的在該特定氣缸(1)之后點(diǎn)火的氣缸。在此實(shí)施例中，該特定氣缸(2)是具有燃燒壓力傳感器(2)的氣缸。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定在該特定氣缸(2)中的燃燒壓力發(fā)生變化之前是否接收到由凸輪角傳感器102傳送的凸輪位置檢測(cè)信號(hào)。如果在該特定氣缸(2)中的燃燒壓力發(fā)生變化之前存在來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入(S3100中的“是”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S3200。如果不存在(S3100中的“否”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S3400。在S3200中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100確定凸輪角傳感器102正常工作。
在S3300中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定是否有來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入。即，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100判定是否接收到凸輪角傳感器102傳送的凸輪位置檢測(cè)信號(hào)。如果有來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入(S3300中的“是”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S3400。如果沒(méi)有(S3300中的“否”)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到S3600。
在S3400中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100確定凸輪角傳感器102工作異常。即，診斷凸輪角傳感器102發(fā)生故障。在S3500中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100開(kāi)啟一警報(bào)燈并將對(duì)應(yīng)于凸輪角傳感器102內(nèi)的故障的故障代碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)。在S3600中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 100確定凸輪角傳感器100工作正常。
下面將說(shuō)明基于上述結(jié)構(gòu)和流程圖的用于診斷凸輪角傳感器102中的故障的根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置的操作。
當(dāng)燃燒壓力傳感器(1)檢測(cè)到的燃燒壓力—其輸出波形如圖3A所示—變成至少為一預(yù)定值時(shí)(S3000中的“是”)，判定在燃燒壓力傳感器(2)檢測(cè)到的燃燒壓力—其輸出波形如圖3B所示—發(fā)生變化之前是否有來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入。如果存在如圖3H所示的來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入(S3100中的“是”)，則確定凸輪角傳感器102工作正常(S3200)。如果沒(méi)有來(lái)自凸輪角傳感器的輸入(S3100中的“否”)，則確定凸輪角傳感器102工作異常，并且開(kāi)啟警報(bào)燈，同時(shí)將故障代碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)(S3500)。另一方面，當(dāng)由燃燒壓力傳感器(1)檢測(cè)到的燃燒壓力小于該預(yù)定值時(shí)(S3000中的“否”)，則判定是否有來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入(S3300)。如果有來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入(S3300中的“是”)，則確定凸輪角傳感器102工作異常(S3400)。另一方面，如果沒(méi)有來(lái)自凸輪角傳感器102的輸入(S3300中的“否”)，則確定凸輪角傳感器102工作正常(S3600)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的故障診斷裝置設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上并且可診斷凸輪角傳感器中的故障，該凸輪角傳感器用于檢測(cè)由于該發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)的燃燒所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角。
盡管已詳細(xì)描述和說(shuō)明了本發(fā)明，但是可清楚地了解，其僅作為說(shuō)明和示例而不作為限制，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上用于診斷檢測(cè)裝置內(nèi)的故障的故障診斷裝置，該檢測(cè)裝置用于檢測(cè)由于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃燒所生成的驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)的軸的狀態(tài)，所述故障診斷裝置包括用于檢測(cè)所述燃燒室內(nèi)的壓力的壓力檢測(cè)部件；以及診斷部件，該診斷部件根據(jù)基于由所述壓力檢測(cè)部件檢測(cè)的壓力的變化而分析出的該軸的狀態(tài)和由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)出的所述軸的狀態(tài)來(lái)診斷所述檢測(cè)裝置中的故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的故障診斷裝置，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)氣缸，所述軸的狀態(tài)是該軸的旋轉(zhuǎn)角的狀態(tài)，并且當(dāng)在所述多個(gè)氣缸中的一預(yù)定氣缸內(nèi)由所述壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力至少為一預(yù)定壓力時(shí)，所述診斷部件根據(jù)基于所述壓力的變化的旋轉(zhuǎn)角和由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角來(lái)診斷所述檢測(cè)裝置內(nèi)的故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的故障診斷裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置將對(duì)應(yīng)于由所述壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的壓力的一最大值的旋轉(zhuǎn)角與由所述檢測(cè)裝置檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角相比較，并根據(jù)比較結(jié)果來(lái)診斷所述檢測(cè)裝置中的故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的故障診斷裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的一凸輪軸的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一個(gè)的故障診斷裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的一輸出軸的狀態(tài)。
全文摘要
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU(100)執(zhí)行一程序，該程序包括以下步驟，即判定一特定氣缸內(nèi)的燃燒壓力是否至少為一預(yù)定值(S1000)，判定是否有來(lái)自一曲柄角傳感器(104)的輸入，檢測(cè)一缺少的齒(S1200)，判定該缺少的齒是否位于正確位置(S1300)，如果該缺少的齒位于正確位置(S1300中的“是”)則確定該曲柄角傳感器(104)工作正常(S1400)，并且如果該缺少的齒沒(méi)有位于正確位置(S1300中的“否”)則判定該曲柄角傳感器(104)工作異常。
文檔編號(hào)F02D41/22GK1641199SQ20051000030
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2005年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者服部一孝 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社