发动机电热塞断开检测方法及其系统以及计算机可读介质与流程

1.本发明涉及一种诊断和检测柴油发动机的电热塞中是否存在断开的方法。


背景技术：

2.柴油发动机的电热塞使得能够容易地起动发动机，生成平滑且稳定的空转状态，并且通过加热供应至燃烧室的空气或燃料来减少废气中的有害物质。
3.当这样的电热塞断开时，废气中的有害物质在发动机运转时增加，因此需要快速确定当前情况并且采取适当的措施进行维护。
4.本发明的背景技术部分中包括的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，而不能被认为是对信息构成本领域技术人员已知的现有技术的认可或任何形式的暗示。


技术实现要素：

5.本发明的各个方面旨在提供一种发动机电热塞断开检测方法，该方法能够容易快速且准确地确定柴油发动机的电热塞的断开，并且在没有特定设备的情况下当电热塞断开以被配置为引导快速、准确维护时确定哪个汽缸具有断开的电热塞。
6.为了实现本发明的目的，发动机电热塞断开检测方法可以包括：当由控制器识别车辆的发动机起动信号时，由控制器通过执行快速升温模式升高多个电热塞的温度；当执行快速升温模式时，由控制器使用车辆的发动机起动早期电压和车辆的电压来确定电热塞是否断开和断开次数；在确定一个或多个电热塞断开时，由控制器识别具有至少一个断开的电热塞的发动机的汽缸；以及由控制器存储断开的电热塞的数量以及与对应的汽缸相关的信息。
7.当识别车辆的发动机起动信号时，控制器可以将车辆中的电池的电压存储为发动机起动早期电压，在执行快速升温模式的同时测量电池的电压，当执行快速升温模式时，从发动机起动早期电压确定电池的电压降，并且基于电压降来确定电热塞是否已经断开以及断开次数。
8.控制器可以被配置为通过将电压降与预定的断开映射图进行比较来确定断开的电热塞的数量，并且断开映射图可以被配置为示出电压降越大，断开的电热塞的数量越小。
9.控制器可以被配置为将发动机rpm传感器信号的rpm偏差超出预定范围的汽缸确定为具有断开的电热塞的汽缸。
10.控制器可以被配置为确定至少一个断开的电热塞的数量是否与rpm偏差超出预定范围的汽缸的数量相同，并且当至少一个断开的电热塞的数量与汽缸的数量相同时，可以存储断开的电热塞的数量以及与对应的汽缸相关的信息。
11.当断开的电热塞的数量与rpm偏差超出预定范围的汽缸的数量不同时，控制器可以存储指示所有汽缸的电热塞已经断开的信息。
12.当rpm偏差超出预定范围的汽缸的数量大于断开的电热塞的数量时，控制器可以存储指示所有汽缸的电热塞已经断开的信息。
13.控制器还可以考虑振动传感器的信号，该振动传感器可以在确定电热塞已经断开的汽缸时测量发动机的汽缸体的振动。
14.根据本发明的各种示例性实施方式，当在柴油发动机中电热塞断开时，能够容易、快速且准确地检测电热塞并且准确地确定断开的电热塞属于哪个汽缸，使得执行准确且快速的维护。因此，可以减少来自发动机的废气中的有害物质并且能够方便维护。
15.本发明的方法和设备具有从附图和以下具体实施方式部分将显而易见或更详细阐述的其他特征和优点，附图被结合在此并且与以下具体实施方式部分一起用于解释本发明的特定原理。
附图说明
16.图1是概念地示出可以应用本发明的各种示例性实施方式的发动机的视图；
17.图2是示出根据本发明的各种示例性实施方式的发动机电热塞断开检测方法的示例性实施方式的流程图；
18.图3是示出根据本发明的各种示例性实施方式的电池在快速升温模式下的电压降的曲线图；
19.图4是示出根据本发明的各种示例性实施方式的断开映射图的实例的视图；以及
20.图5是示出根据本发明的各种示例性实施方式的识别发动机rpm传感器信号的rpm偏差超出正常范围的汽缸的曲线图。
21.可以理解的是，附图不一定按比例，呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文包括的本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由特殊目的的应用和使用环境决定。
22.在图中，贯穿附图的若干图，参考数字指的是本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
23.现在将详细参考本发明的各种实施方式，本发明的实例在附图中示出并在下文中描述。尽管将结合本发明的示例性实施方式来描述本发明(多个发明)，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明(多个发明)限制于那些示例性实施方式。另一方面，本发明(多个发明)旨在不仅覆盖示例性实施方式，而且覆盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代方案、修改、等同物以及其他实施方式。
24.图1是概念地示出可以应用本发明的各种示例性实施方式的发动机的视图。发动机e具有用于每个汽缸的电热塞gp，该电热塞gp被配置为加热所供应的空气或燃料。电热塞gp被配置为由发动机控制单元(ecu)控制的电热塞控制单元(gcu)控制，并且ecu可以通过从曲柄速度传感器ckp接收发动机的曲轴的旋转速度来检测发动机的rpm。
25.电热塞gp可以分别直接布置在汽缸的燃烧室中，或者可以分别布置在恰好在燃烧室之前的进气口中，但是为了便于描述，举例说明电热塞gp分别布置在汽缸中。
26.作为参考，ecu可以是下面将描述的控制器，并且控制器可以表示包括gcu的一般装置。
27.参考图2，本发明的发动机电热塞断开检测方法的示例性实施方式包括：当识别车辆的发动机起动信号时，通过由控制器执行快速升温模式来升高电热塞gp的温度(s10)；当
执行快速升温模式时，由控制器使用车辆的发动机起动早期电压和电压确定电热塞gp是否断开以及断开次数(s20)；在确定一个或多个电热塞gp断开时，由控制器识别具有断开的电热塞gp的汽缸(s30)；以及由控制器存储断开的电热塞gp的数量以及与对应的汽缸相关的信息(s50)。
28.也就是说，根据本发明的各种示例性实施方式，当车辆的发动机起动时，控制器被配置为确定电热塞gp是否断开，并且当电热塞gp断开时，识别断开次数和具有对应的电热塞gp的汽缸并且使用当以快速升温模式升高电热塞gp的温度时生成的电池电压的变化来存储信息。因此，仅对应的电热塞gp可以在车辆的后期维护中容易地更换，由此可以方便地对车辆进行维护。
29.当确定一个或多个电热塞gp断开时，如上所描述，控制器可以通过打开警示灯或者生成警示声音或引导语音来促使驾驶员进行车辆维修，使得驾驶员可以识别情况。
30.当识别车辆的发动机起动信号时，控制器将此时车辆中的电池的电压存储为发动机起动早期电压，在执行快速升温模式的同时测量电池的电压，当执行快速升温模式时，从发动机起动早期电压确定电池的电压降，并且基于电压降来确定电热塞gp是否已经断开以及断开次数。
31.快速升温模式是指将电热塞gp的温度升高至1000℃的水平的同时将11v或更高的电池电压施加至电热塞gp持续约3秒。
32.因此，当控制器执行快速升温模式时，将电力同时供应至多个电热塞gp，使得电池的电压下降。在瞬时情况下，断开的电热塞gp的数目越大，电压降越小，并且本发明的物理特性在本发明的不同示例性实施方式中使用。
33.作为参考，图3是例示在没有任何电热塞gp断开的正常状态和电热塞gp断开的状态中的电压降的图。
34.控制器被配置为通过将电压降与预定的断开映射图进行比较来确定断开的电热塞gp的数量。断开映射图被配置为示出电压降越大，断开的电热塞gp的数量越小。
35.即，控制器通过从发动机起动早期电压减去当执行快速升温模式时的电池电压来获得电池的电压降，并且如图3所示，从断开映射图中获得与电压降对应的断开次数。
36.断开映射图在设计阶段通过许多测试和分析预先确定，并且存储在控制器或单独的存储装置中，使得控制器可以参考断开映射图。
37.控制器被配置为将发动机rpm传感器信号的rpm偏差超出正常范围的汽缸确定为具有断开的电热塞gp的汽缸。
38.也就是说，当汽缸的电热塞gp断开时，由于缺火，与正常汽缸的动力汽缸相比，发动机曲轴的转速在汽缸的动力冲程中减小，并且rpm偏差变得与正常汽缸示出的范围不同。因此，使用rpm偏差识别汽缸。
39.例如，图5是示出当在包括四个汽缸的发动机中一个汽缸的电热塞gp断开时根据时间变化的汽缸的rpm偏差的曲线图。显著向下定位的一条线示出超出正常范围的状态，这意味着对应的汽缸的电热塞gp已经断开。
40.当获得断开的电热塞的数量gp和与对应的汽缸相关的信息时，控制器将当前信息存储在存储装置中，当车辆进行修理时，控制器将断开的电热塞gp的数量和与对应的汽缸相关的信息连同故障码一起输出，使得在不检查所有的电热塞gp的情况下维修人员能够容
易且准确地仅更换断开的电热塞gp。
41.控制器被配置为确定断开的电热塞gp的数量是否与rpm偏差超出正常范围时的汽缸的数量相同(s40)，当至少一个断开的电热塞的数量与汽缸的数量相同时，能够存储断开的电热塞的数量gp以及与对应的汽缸相关的信息。
42.这是为了仅存储准确的检测结果，并且使用结果进行维护以防止维护错误。当在维护中电热塞gp的数量和对应的汽缸的数量相同时，在不检查其他电热塞gp的情况下，可以通过准确地替换对应的电热塞gp来确保完成维护。
43.当断开的电热塞gp的数量与rpm偏差超出预定范围的汽缸的数量不同时，控制器可以存储指示所有汽缸的电热塞已经断开的信息。
44.这是为了在维护中检查所有电热塞gp，因为当基于电压降确定的断开的电热塞gp的数量与基于发动机rpm的偏差确定的汽缸的数量不同时，难以准确地确定哪些电热塞gp已经断开。
45.当rpm偏差超出预定范围的汽缸的数量大于基于电压降确定的断开的电热塞的数量时，控制器可以存储指示所有汽缸的电热塞gp已经断开的信息。
46.在这种情况下，可以检查其电热塞gp已经断开或估算为断开的所有汽缸的电热塞gp，因此可以进一步提高后期维护的可靠性。
47.控制器还可以考虑振动传感器的信号，该振动传感器可以在确定其电热塞已经断开的汽缸时测量发动机的汽缸体的振动。
48.例如，当在汽缸体上增加诸如爆震传感器的振动传感器并且通过振动传感器比较动力冲程的汽缸的振动时，可以更可靠地识别由于电热塞gp的断开而缺火的汽缸。
49.此外，与控制装置(诸如，“控制器”、“控制单元”、“控制装置”或“控制模块”)等相关的术语是指包括存储器和处理器的硬件装置，该处理器被配置为执行被解释为算法结构的一个或多个步骤。存储器存储算法步骤，并且处理器执行算法步骤以进行根据本发明的各种示例性实施方式的方法的一个或多个过程。根据本发明的示例性实施方式的控制器可以通过非易失性存储器和处理器来实现，该非易失性存储器被配置为存储用于控制车辆的各种部件的操作的算法或有关用于执行算法的软件命令的数据，该处理器被配置为使用存储在存储器中的数据进行上述操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。可替代地，存储器和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以作为一个或多个处理器实现。
50.控制装置可以是由预定程序操作的至少一个微处理器，该预定程序可以包括用于进行前述各种示例性实施方式中包括的方法的一系列命令。
51.前述发明还可以被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储数据的任何数据存储装置，该数据之后可以由计算机系统读取。计算机可读记录介质的实例包括硬盘驱动器(hdd)、固态盘(ssd)、硅盘驱动器(sdd)、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘、光学数据存储装置等，并且实现为载波(例如，经由互联网传输)。
52.在本发明的各种示例性实施方式中，上述的每个操作可以由控制器执行，并且控制器可以由多个控制器或集成的单个控制器配置。
53.为了便于说明和所附权利要求中的准确限定，术语“上部”、“下部”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“向上地”、“向下地”、“前面”、“后面”、“背面”、“里面”、“外面”、“向内”、“向
外”、“内部的”、“外部的”、“内”、“外”、“向前”和“向后”用于参考图中所显示的特征的位置描述示例性实施方式的这些特征。将进一步理解的是，术语“连接”或其派生词是指直接和间接连接两者。
54.出于示出和描述的目的呈现了本发明的具体示例性实施方式的前述描述。它们并非旨在是穷尽的或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行许多修改和变型。选择和描述示例性实施方式是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域的其他技术人员能够制造和利用本发明的各种示例性实施方式以及其各种替代和修改。旨在是使本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。