專利名稱：針對點火失敗保護催化式排氣凈化器的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及一種車輛中的發(fā)動機控制系統(tǒng)，特別涉及一種在氣缸點火失敗的情況下保護催化式排氣凈化器的發(fā)動機控制系統(tǒng)和方法。
背景技術：
通過使用車輛中的發(fā)動機廢氣催化式排氣凈化器可大大減少汽車的排放。然而，如果在一個或多個發(fā)動機氣缸中出現(xiàn)點火失敗，那么催化式排氣凈化器可能被損壞。點火失敗可以由許多情況導致，例如，車輛點火或噴射系統(tǒng)中導線的斷裂或未連接。當點火失敗出現(xiàn)的時候，未燃燒的燃油可能從未點火的氣缸進入催化式排氣凈化器，并且可能導致排氣凈化器中反應溫度急劇上升。這種上升可以導致催化式排氣凈化器的過熱和損壞。
在最近制造的車輛中，點火失敗可以被典型的檢測和診斷。如果點火失敗超過臨界水平，警示燈將被點亮。利用點火失敗檢測和診斷來保護催化式排氣凈化器將是合乎理想的。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種在車輛中響應通過多個燃油噴射器供油的多個發(fā)動機氣缸中的一個的點火失敗而控制發(fā)動機運轉的方法。車輛還包括存儲罐，該存儲罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以從該存儲罐中排出而輸送到氣缸中。該方法包括，使至少一個燃油噴射器不起作用，利用開環(huán)以控制通過噴射器到氣缸的燃油傳輸，以及使罐的排氣不起作用。當點火失敗繼續(xù)的時候，執(zhí)行上述的使其不起作用和利用步驟。
在另一個結構中，本發(fā)明涉及一種在車輛中響應通過多個燃油噴射器供油的多個發(fā)動機氣缸中的一個的點火失敗而控制發(fā)動機運轉的系統(tǒng)。車輛還包括存儲罐，該存儲罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以從該存儲罐中排出以輸送到氣缸中。該系統(tǒng)包括用于檢測點火失敗的點火失敗檢測模塊。一個控制模塊基于從點火失敗檢測模塊的輸入提供點火失敗診斷。基于該診斷，控制模塊使至少一個燃油噴射器不起作用，利用開環(huán)來控制通過噴射器到氣缸的燃油傳輸，以及使罐的排氣不起作用。
在又一個實施例中，本發(fā)明涉及一種在車輛中控制發(fā)動機運轉的方法，該車輛包括通過多個燃油噴射器供油的多個發(fā)動機氣缸。車輛還包括存儲罐，該存儲罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以從該存儲罐中排出以輸送到氣缸中。該方法包括，檢測至少一個氣缸的點火失敗，并且分析至少一次檢測到的點火失敗和另外的點火失敗。基于該分析，使至少一個燃油噴射器不起作用，利用開環(huán)來控制通過噴射器到氣缸的燃油傳輸，以及使罐的排氣不起作用。
本發(fā)明更進一步的應用領域將從下文提供的詳細說明中變得顯而易見?？梢岳斫?，在說明本發(fā)明示例性實施例時，詳細的描述和特別的實例僅僅只是起說明的目的，而并不是用來限定本發(fā)明的范圍。


從詳細說明和附圖中，本發(fā)明將會被充分的理解，其中圖1為依據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于控制車輛中發(fā)動機運轉的系統(tǒng)的原理框圖；以及圖2A和圖2B為依據(jù)一個實施例的控制車輛中發(fā)動機運轉的方法的流程圖。
具體實施例方式
以下本發(fā)明各種實施例的說明實際上僅僅是示例性的，決不是限制本發(fā)明及其應用或使用。為了清楚起見，同樣的附圖標記將在附圖中表示同樣的部件。就如這里使用的，術語模塊和/或設備指的是特定用途集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或組合的)和存儲器、組合邏輯電路或其它提供所述功能的合適的元件。
現(xiàn)在參考圖1，車輛包括依據(jù)本發(fā)明一個實施例的控制發(fā)動機運轉的系統(tǒng)，該車輛總體上用附圖標記20表示。車輛20包括發(fā)動機22和油罐26。燃油通過油管30和多個燃油噴射器32從油罐26傳輸?shù)桨l(fā)動機22?？諝馔ㄟ^進氣歧管34傳輸?shù)桨l(fā)動機22。電子節(jié)氣門控制器(ETC)36基于油門踏板40的位置和由控制模塊42執(zhí)行的節(jié)氣門控制算法調(diào)整位于進氣歧管34進氣口附近的節(jié)流板38。在車輛20控制操作中的控制模塊42利用進氣歧管絕對壓力(MAP)傳感器信號44、空氣質(zhì)量流量傳感器(MAFS)信號46、進氣歧管空氣溫度(MAT)傳感器信號48以及從檢測節(jié)流板38位置的節(jié)氣門位置傳感器50傳來的輸入。
發(fā)動機22包括多個從燃油噴射器32接收燃油的氣缸52。當點火系統(tǒng)54點燃一個氣缸52中的燃油的時候，氣缸“燃燒”驅動活塞(圖中未示)。如現(xiàn)有技術中已知的，氣缸52可以成對的同時燃燒。點火失敗檢測模塊56檢測一個或多個氣缸52中的點火失敗。控制模塊42利用從點火失敗檢測模塊56傳來的輸入提供點火失敗診斷。點火失敗檢測模塊56可以包括但不限于曲軸傳感器，該曲軸傳感器檢測曲軸58的位置并將位置信號提供給控制模塊42。另外的或另一種選擇是，點火失敗檢測模塊56可以包括電離檢測裝置和/或其它用于檢測氣缸52中點火失敗的裝置。
控制模塊42利用從點火失敗檢測模塊傳來的輸入來探查是否檢測到點火失敗、檢測的點火失敗到了什么程度、和/或在哪個氣缸52中檢測到了點火失敗。例如，可以參考氣缸52中的燃燒，通過控制模塊42來測量曲軸58的速度變化。這種測量中的反常的變化可以用來表示氣缸點火失敗，這通過控制模塊42與一個或多個明確的氣缸52聯(lián)系起來。當點火失敗被檢測到超過預定極限的時候，控制模塊42打開車輛20乘員車廂中的故障指示燈(MIL)和/或警報。
從油罐26中出來的蒸汽被收集在木炭存儲罐60中。存儲罐60可以通過通風閥62通風到空氣中。存儲罐60可以通過排氣閥64排氣。當蒸汽從存儲罐60中排出的時候，被傳輸?shù)竭M氣歧管34并在發(fā)動機氣缸52中燃燒?？刂颇K42控制通風閥62、排氣閥64、燃油噴射器32和點火系統(tǒng)54的運轉?？刂颇K42也與油門踏板傳感器66連接，該油門踏板傳感器66檢測油門踏板40的位置并將代表油門踏板位置的信號傳遞給控制模塊42。
催化式排氣凈化器68通過排氣歧管70接收從發(fā)動機22中排出的廢氣?？刂颇K42采用閉環(huán)方式利用一個或多個廢氣傳感器72的輸出來調(diào)整通過噴射器32到發(fā)動機22的燃油傳輸。
對應點火失敗來控制發(fā)動機22運轉的方法的一個實施例在圖2A和2B中總體上由附圖標記200來表示。在步驟208中，控制模塊確定點火失敗檢測模塊56是否檢測到點火失敗。如果沒有檢測到點火失敗，那么在步驟212中，控制模塊42不打開點火失敗故障指示燈(MIL)，并控制返回步驟208。
如果在步驟208中檢測到了點火失敗，那么在步驟216中，打開點火失敗MIL?？刂茝牟襟E216進行到步驟220，其中，控制模塊42開始開環(huán)燃油控制。具體說，例如，控制模塊42依據(jù)預定的進氣和燃油傳輸估計來控制進氣和燃油傳輸，達到期望的發(fā)動機22的運轉狀態(tài)。在步驟224中，控制模塊使存儲罐排氣閥64不起作用，來防止燃油蒸汽傳輸?shù)竭M氣歧管34。
在步驟228中確定是否檢測到兩個連續(xù)氣缸52的點火失敗。兩個連續(xù)氣缸52點火失敗通常是很少的。當兩個連續(xù)氣缸52點火失敗時，點火失敗檢測模塊56只檢測單個氣缸點火失敗這樣的機會也是很少的。相應的，如果在步驟228中確定檢測到兩個連續(xù)氣缸52已經(jīng)點火失敗，那么控制返回步驟208。如果沒有檢測到兩個連續(xù)氣缸，那么進行到步驟232。在步驟232中，確定MIL是否因為點火失敗而打開。如果MIL沒有打開，那么控制轉到步驟280；如果MIL打開，那么控制進行到步驟234。
在步驟234中，控制模塊42檢查發(fā)動機22的速度和負荷，來確定發(fā)動機22是否運轉在點火失敗氣缸的點火失敗檢測和/辨認精度下降的運轉區(qū)域。如果發(fā)動機22在這樣的區(qū)域運轉，那么控制進行到步驟280。如果發(fā)動機不在這樣的區(qū)域運轉，那么控制轉到步驟238。
在步驟238中，控制模塊42檢驗一個或多個預先指定的診斷故障代碼(DTCs)是否起作用。這樣的一個DTC可以表示油門踏板66中錯誤是否已經(jīng)被檢測到。其它的DTCs也可以被檢測到，包括但不限于表示節(jié)氣門位置傳感器50的錯誤狀態(tài)的DTC。如果在步驟238中確定這樣的DTC是起作用的，那么控制轉到步驟280；否則控制進行到步驟242。在一個實施例中，一個或多個上述預先指定的DTCs在起作用的時候可以使得控制模塊42不處理從點火失敗檢測模塊56中傳來的輸入。在這樣的實施例中，控制模塊42檢測何時點火失敗不進行診斷處理，并且相應的，使噴射器32起作用。
如現(xiàn)有技術中已知的，可以連接一個掃描工具以便在比如車輛維護保養(yǎng)期間控制車輛20中的各種設備。當進行維護保養(yǎng)的時候，撤銷方法200的一個或幾個方面是優(yōu)選的。相應的，在本實施例中，在步驟242中，控制模塊42檢驗是否使用了掃描工具。如果在步驟242中答案是肯定的，那么控制轉到步驟280；否則控制轉到步驟246。
在步驟246中，控制模塊42使至少一個噴射器32不起作用，該噴射器32是通過控制模塊42而與點火失敗相聯(lián)系的。在步驟252中，控制模塊42檢驗正確的氣缸(也就是檢測到點火失敗的氣缸)是否不起作用。如果該正確氣缸不起作用，那么控制進行到步驟256。如果該正確氣缸沒有停止工作，那么控制進行到步驟280。在步驟256中，確定點火失敗是否已經(jīng)從一個或多個氣缸切換到另外的一個或多個氣缸。如果是，那么控制進行到步驟280。如果點火失敗沒有被切換，那么控制進行到步驟260。
通常，如果控制模塊42因為各種原因不能診斷點火失敗，那么控制模塊42可以使診斷點火失敗失效。例如，如果從點火失敗檢測模塊56中傳來的輸入不是足夠可靠以允許控制模塊42精確診斷點火失敗，那么就使點火失敗診斷失效。如果在一個預先指定的時間周期內(nèi)不進行點火失敗診斷，那么優(yōu)選地讓噴射器32起作用，使得車輛可以獲得最大功率。相應的，在步驟260中，控制模塊42確定是否使點火失敗診斷的失效已經(jīng)達到預先指定的時間周期。如果是，那么控制轉到步驟280；否則控制進行到步驟264。需要注意的是，點火失敗診斷失效的周期非常短(也就是，時間周期比上述極限值短)可以不必讓控制轉到步驟280。
通常，控制模塊42可以使用各種保存在車輛20中的診斷故障代碼(DTCs)。從而，控制模塊42基于特別的DTC是否起作用或不起作用而可以采取特別的動作。這樣的DTCs可以包括比如表明一個噴射器32的電路短路或斷開的DTC。其它這樣的DTC可以表明一個氣缸52的點火電路短路或斷開。在步驟264中，控制模塊檢查一個或多個預先指定的DTCs是否起作用或不起作用。這樣的DTCs可以由控制模塊42(也就是，在方法200中包括的各個步驟的預先的循環(huán)中)預先已經(jīng)確定為起作用的。
在步驟268中，確定預先起作用的DTC是否變成為不起作用的。這可以是這種情況，例如，當故障發(fā)生但是在發(fā)動機運轉過程中隨后該故障又消失的時候。例如，在發(fā)動機維護保養(yǎng)期間不連接的噴射器32可以使得DTC起作用，隨后當噴射器再連接時又使DTC不起作用。在車輛行駛的時候，其它的故障可以臨時被顯示。如果這樣的故障被檢測到并消失了，控制轉到步驟280；如果不是，控制進行到步驟272。需要注意的是，在本發(fā)明的各種實施例中，故障檢測不限于對DTC s的檢查，也可以包括傳感器的處理以及控制模塊42可以獲得的其它各種輸入。也可以看到，在各種情況下，控制模塊42可以基于DTC的當前設定來執(zhí)行動作，而不必檢查這個DTC以前的狀態(tài)。
在步驟272中，控制模塊42估計使用者想從車輛20中得到的對發(fā)動機功率的需求。例如，控制模塊42檢查節(jié)氣門位置傳感器50和油門踏板傳感器66的至少一種來確定油門踏板40是否處于被壓下以便讓車輛發(fā)動機加速的過程中。如果踏板40轉變到較高的值，控制進行到步驟280。如果油門踏板40沒有增大，控制進行到步驟276。
在步驟276中，控制模塊42確定踏板40是否到達了預定的較高水平(表明例如踏板40被壓到其最低位置)，并且也檢查是否有一個以上的氣缸52點火失敗。當踏板40為較高值的時候，如果一個以上的氣缸點火失敗，那么控制進行到步驟280；否則控制最后返回步驟208。
在步驟280中，控制模塊42使不起作用的噴射器32再次起作用，返回到閉環(huán)燃油控制，并使存儲罐排氣閥64再次起作用。這些相同的動作也可以在步驟288中周期性的執(zhí)行。在這兩種情況下，從步驟280到步驟288，控制最終返回到比如步驟208。在本實施例中，在步驟246中在一個或多個噴射器32不起作用之后，控制模塊42周期性的使噴射器重新起作用以測試點火失敗是否仍然存在。從而，比如在步驟288中，之前不起作用的噴射器再次起作用?？刂谱罱K返回到步驟208。
上述方法和系統(tǒng)的實施例可以用來保護催化式排氣凈化器不受點火失敗損壞。通過使點火失敗氣缸中的燃油噴射器不起作用并起動開環(huán)燃油控制，上述控制系統(tǒng)可以防止未燃燒的燃油在催化式排氣凈化器中產(chǎn)生放熱反應。防止了在排氣凈化器中溫度過高，否則可能永久性地損壞排氣凈化器。駕駛員和車輛所有者由此減輕了花費昂貴的催化式排氣凈化器的維修或更換。
本領域技術人員現(xiàn)在從上述說明中可以理解，本發(fā)明廣泛的教導可以通過各種形式實現(xiàn)。因此，當本發(fā)明連同其特別的實例得到說明的時候，發(fā)明真正的范圍并不受到限制，因為在研究附圖、說明書和以下的權利要求的基礎上，其它的修改對專業(yè)人員來說是顯而易見的。
權利要求
1.一種在車輛中響應于通過多個燃油噴射器供油的多個發(fā)動機氣缸中的一個氣缸的點火失敗而控制發(fā)動機運轉的方法，車輛還包括存儲罐，該存儲罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以從該存儲罐中排出以輸送到氣缸中，所述方法包括，使至少一個燃油噴射器不起作用；利用開環(huán)以控制通過噴射器到氣缸的燃油傳輸；以及使罐的排氣不起作用，其中，當點火失敗繼續(xù)的時候，執(zhí)行所述使其不起作用和利用步驟。
2.權利要求1的方法，還包括檢驗至少一個不起作用的燃油噴射器是否對應于點火失敗的氣缸；以及基于所述檢驗步驟將所述使其不起作用和利用步驟逆轉。
3.權利要求1的方法，還包括周期性的使至少一個不起作用的噴射器重新起作用；測試在與至少一個重新起作用的噴射器相關聯(lián)的氣缸中是否發(fā)生點火失??；以及基于所述測試步驟將使其所述不起作用和利用步驟逆轉。
4.權利要求3的方法，在發(fā)動機運轉期間被執(zhí)行。
5.權利要求1的方法，其中，車輛還包括點火失敗檢測模塊和控制模塊，該控制模塊基于點火失敗檢測模塊傳來的輸入提供點火失敗診斷，所述方法還包括確定點火失敗是否由可靠的點火失敗診斷所表明；以及基于所述確定步驟將所述使其不起作用和利用步驟逆轉。
6.權利要求5的方法，其中，確定點火失敗是否由可靠的點火失敗診斷所表明，該確定包括確定控制模塊是否在預定的時間周期內(nèi)沒有提供診斷。
7.權利要求5的方法，其中，確定點火失敗是否由可靠的點火失敗診斷所表明，該確定包括確定發(fā)動機是否運轉在特定的運轉區(qū)域。
8.權利要求1的方法，還包括確定點火失敗是否已經(jīng)切換到一個或多個其它的氣缸；以及基于所述確定步驟將所述使其不起作用和利用步驟逆轉。
9.權利要求1的方法，還包括測試在車輛中提示執(zhí)行所述使其不起作用和利用步驟的條件是否已經(jīng)消失；以及基于所述測試步驟將所述使其不起作用和利用步驟逆轉。
10.權利要求1的方法，還包括估計使用者要從車輛得到的發(fā)動機功率的需求，利用車輛的節(jié)氣門位置傳感器和踏板位置傳感器中的至少一種來完成所述估計；以及基于所述估計步驟將所述使其不起作用和利用步驟逆轉。
11.權利要求1的方法，還包括檢查以前起作用的診斷故障代碼(DTC)；以及如果該DTC不起作用，那么將所述使其不起作用和利用步驟逆轉。
12.一種車輛中響應通過多個燃油噴射器供油的多個發(fā)動機氣缸中的一個的點火失敗而控制發(fā)動機運轉的系統(tǒng)，車輛還包括存儲罐，該存儲罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以從該存儲罐中排出而輸送到氣缸中，所述系統(tǒng)包括，點火失敗檢測模塊，它檢測點火失??；以及控制模塊，該控制模塊基于所述點火失敗檢測模塊傳來的輸入而提供點火失敗診斷，并基于該診斷使至少一個燃油噴射器不起作用；利用開環(huán)來控制通過噴射器傳輸?shù)綒飧椎娜加蛡鬏敚灰约笆构薜呐艢獠黄鹱饔谩?br> 13.權利要求12的系統(tǒng)，其中所述控制模塊檢驗至少一個不起作用的燃油噴射器是否對應于點火失敗的氣缸；以及基于該檢驗使至少一個不起作用的燃油噴射器再次起作用；利用閉環(huán)以控制通過噴射器傳輸?shù)綒飧椎娜加蛡鬏?；以及使罐的排氣再次起作用?br> 14.權利要求12的系統(tǒng)，其中所述控制模塊使至少一個不起作用的燃油噴射器周期性的再次起作用；測試在與至少一個再次起作用的噴射器相連的氣缸中是否發(fā)生點火失??；以及基于該測試使至少一個不起作用的燃油噴射器再次起作用；利用閉環(huán)來控制通過噴射器傳輸?shù)綒飧椎娜加蛡鬏?；以及使罐的排氣再次起作用?br> 15.權利要求12的系統(tǒng)，其中所述控制模塊確定點火失敗是否是由可靠的點火失敗診斷所表明；以及基于該確定使至少一個不起作用的燃油噴射器再次起作用；利用閉環(huán)來控制通過噴射器傳輸?shù)綒飧椎娜加蛡鬏?；以及使罐的排氣再次起作用?br> 16.權利要求15的系統(tǒng)，其中，所述點火失敗是否由可靠的點火失敗診斷所表明，還包括所述控制模塊是否在預定的時間周期內(nèi)沒有提供診斷。
17.權利要求15的系統(tǒng)，其中，所述控制模塊還確定發(fā)動機是否在與點火失敗檢測精度降低相關的運轉區(qū)域中運轉。
18.權利要求12的系統(tǒng)，其中所述控制模塊確定點火失敗是否發(fā)生在與由點火失敗診斷所表明的氣缸不同的氣缸中；以及基于該確定使至少一個不起作用的燃油噴射器再次起作用；利用閉環(huán)來控制通過噴射器傳輸?shù)綒飧椎娜加蛡鬏?；以及使罐的排氣再次起作用?br> 19.一種在車輛中控制發(fā)動機運轉的方法，該車輛包括通過多個燃油噴射器供油的多個發(fā)動機氣缸，車輛還包括存儲罐，該存儲罐中可以收集燃油蒸汽，并且燃油蒸汽可以從該存儲罐中排出而輸送到氣缸中，所述方法包括檢測至少一個氣缸的點火失?。环治鲋辽贆z測到的點火失敗中的一次失敗和另外的點火失??；并基于所述分析使至少一個燃油噴射器不起作用；利用開環(huán)來控制通過噴射器到氣缸的燃油傳輸；以及使罐的排氣不起作用。
20.權利要求19的方法，其中檢測點火失敗包括使不起作用的燃油噴射器周期性的再次起作用；以及檢測在與再次起作用的噴射器相關連的氣缸中隨后發(fā)生的點火失敗。
21.權利要求19的方法，其中，所述分析還包括確定車輛的控制模塊是否正在提供精確的點火失敗診斷。
22.權利要求21的方法，還包括確定車輛發(fā)動機是否在與點火失敗檢測不準確相關的運轉區(qū)域中運轉。
23.權利要求19的方法，其中，所述分析還包括確定涉及點火失敗的發(fā)動機條件是否被檢測到和是否消失。
24.權利要求19的方法，其中，所述分析還包括估計使用者要從車輛得到的對發(fā)動機功率的需求，所述估計是利用車輛的節(jié)氣門位置傳感器和油門踏板位置傳感器中的至少一種來完成的。
全文摘要
一種在車輛中響應通過燃油噴射器供油的多個發(fā)動機氣缸中的一個的點火失敗而控制發(fā)動機運轉的方法。車輛包括燃油蒸汽存儲罐。該方法包括，使至少一個燃油噴射器不起作用，利用開環(huán)來控制通過噴射器到氣缸的燃油傳輸，以及使罐的排氣不起作用。當點火失敗繼續(xù)的時候，執(zhí)行所述使其不起作用和利用步驟。
文檔編號F02D41/02GK1821562SQ20061000696
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權日2005年1月26日
發(fā)明者R·J·庫巴尼, V·A·懷特, D·P·格倫 申請人:通用汽車公司