[发明专利]用于爆震传感器诊断的方法和系统

说明书

本公开提供了“用于爆震传感器诊断的方法和系统”。提供了用于通过主动地引发发动机气缸中的爆震来诊断发动机系统的爆震传感器的方法和系统。在位于最靠近所述爆震传感器的发动机气缸中操作激光点火装置，同时所述发动机处于静止状态，并且所述气缸停放成使得进气门和排气门都关闭，以在所述气缸中产生并截留热量。在随后重新起动时，所述气缸中的火花正时被提前，这与所截留的热量相结合而引发爆震，并且引起来自工作的爆震传感器的响应。

技术领域

本说明书总体上涉及用于诊断发动机的爆震传感器的方法和系统。

背景技术

随着发动机老化，其内部积碳会导致发动机压缩比增大。因此，可能会更频繁地发生自燃(诸如提前点火)和/或爆震。发动机可配置有爆震传感器，所述爆震传感器联接到所述发动机缸体，用于检测发动机爆震。爆震传感器可以是在激励时输出电压(例如，在5至18kHz范围内)的压电装置。这种传感器使用发动机振动进行激励，不需要外部电源。响应于传感器的爆震检测(诸如当传感器输出高于爆震阈值时)，发动机控制器可以调整(例如，延迟)火花正时以降低进一步爆震的可能性。为了确保及时的爆震检测和缓解，可定期诊断爆震传感器。

已经开发了各种方法来诊断爆震传感器。Bizub在EP 3054134 A1中示出的一种示例性方法依赖于爆震传感器与曲轴转速数据的比较。具体地，从爆震传感器数据导出一个或多个发动机爆震事件，然后确定所述一个或多个爆震事件是否实际发生在已知时间或已知曲轴位置。Horner等人在US 7,562,558中示出了另一种方法。其中，信号发生器产生预定频率的测试信号并将其施加到爆震传感器。基于测试信号的幅度，如由与爆震传感器相关联的电路检测到的，控制器确定爆震传感器的电路是开路还是短路。

然而，本发明人在此已经认识到此类方法的潜在问题。Bizub的方法依赖于发动机爆震的固有发生来进行爆震传感器诊断。然而，由于发动机爆震更频繁地发生，导致压缩比增大，或者在温度升高的情况下，爆震传感器诊断机会可能是有限的。例如，爆震可能不会自己出现，直到发动机在高负荷条件下操作，诸如在高速公路驾驶或牵引应用期间。爆震传感器诊断机会可能在城市驾驶循环和具有起/停应用的发动机中更加有限。因此，可能存在爆震传感器需要诊断(诸如来满足OBD要求)但是由于缺乏爆震产生的发动机条件而无法在此时进行诊断的情况。

在Horner的方法中，即使经由测试信号引发爆震输出，测试信号也只能在经由测试信号引发的爆震输出不会因实际发动机振动而干扰爆震输出的情况下施加。此外，在两种方法中，如果没有来自发动机燃烧的自然振动，则爆震传感器可能会输出平坦的零电压。零输出是由于传感器劣化还是由于缺乏物理爆震可能不清楚。如果未及时诊断爆震传感器，则可能检测不到爆震和/或发动机控制器可能以不太理想的方式调整火花正时，从而导致发动机性能问题、燃料经济性损失和尾气排放升高。

发明内容

在一个示例中，可以通过一种方法解决上述问题，所述方法包括：经由激光点火装置的操作在气缸中引发爆震事件；以及基于所引发的爆震事件之后的爆震传感器输出来诊断爆震传感器。以这种方式，可以可靠地诊断发动机爆震传感器。

作为一个示例，发动机系统可配置有激光点火和起/停功能。响应于满足怠速停止条件，发动机可停机并且朝向静止位置旋转。具体地，当发动机静止时，发动机可被停机，使得位于最靠近发动机的爆震传感器的气缸停放在密封位置。密封位置可包括气缸的进气门和排气门中的每一者都关闭的位置，诸如气缸的排气冲程的上止点。当发动机静止在该位置时，可操作激光点火器(例如，持续一段时间)以在气缸中产生热量。如果激光器是可操纵的，则可在气缸的不同区域上(例如，随机或有针对性地)调整光束方向和焦点，以便在整个气缸中产生热量。因为进气门和排气门两者都关闭，所以产生的热量被截留在气缸中。当发动机重新起动条件满足时，发动机燃料供应恢复，同时给定气缸的火花正时提前。被截留的热量与火花提前结合，在发动机重新起动期间在给定气缸中引发爆震。观察爆震传感器输出以确定传感器是否对所引发的爆震做出响应。如果未观察到传感器输出，则可推断传感器劣化。