基于激光點火系統(tǒng)的診斷法
【專利摘要】提供了能夠進行發(fā)動機診斷的方法和系統(tǒng)，包括使用來自激光點火系統(tǒng)的現(xiàn)有硬件，目視檢查發(fā)動機氣缸。在非燃燒狀況期間，來自激光點火裝置的光脈沖被接收在光測器處，并用于產(chǎn)生可被維修技術(shù)人員訪問的氣缸內(nèi)部圖像。在車輛維修模式期間可用車輛系統(tǒng)的電動馬達將發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至、以及保持發(fā)動機處于能夠使技術(shù)人員執(zhí)行所選擇的診斷測試的特定發(fā)動機位置。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用激光點火系統(tǒng)診斷發(fā)動機的方法和系統(tǒng)。 基于激光點火系統(tǒng)的診斷法

【背景技術(shù)】
[0002] 為了診斷的目的，機修工可能需要間歇性地維修車輛發(fā)動機。診斷可涉及可視地 檢查發(fā)動機組件（例如，為識別劃痕損壞、凸輪軸校準問題等）、將發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至所選擇的 位置以識別組件損壞（例如，檢測液壓鎖）和/或自旋發(fā)動機（例如，執(zhí)行真空測試）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本
【發(fā)明者】在此已認識到一些診斷可能是高耗時、高成本以及高復雜性的。另外，因 為診斷對發(fā)動機位置敏感，所以發(fā)動機位置的小波動基本上會惡化診斷結(jié)果。此外，因為發(fā) 動機中的壓縮力，所以難以使發(fā)動機保持在所選位置。
[0004] 鑒于上述問題，本
【發(fā)明者】已開發(fā)出一種用于混合動力車輛系統(tǒng)的方法，其允許精 確的發(fā)動機定位以用于診斷目的。在一個示例中，可以通過以下方法診斷發(fā)動機，該方法包 含在所選的非燃燒發(fā)動機狀況期間，其中車輛被置于維修模式中，響應于操作者輸入經(jīng)由 電動馬達旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。這樣，可改善發(fā)動機定位，使得機械工能夠可靠地完成車輛診斷。
[0005] 在一個示例中，混合動力車輛在發(fā)動機不燃燒且車輛不被驅(qū)動時的狀況期間可被 置于維修模式中。機械工可使用耦接至車輛的維修診斷工具要求維修模式。這樣，在該模 式中，機械工能夠執(zhí)行一個或更多個診斷測試，一些診斷測試可能要求特定的發(fā)動機定位。 例如，某些診斷測試可能要求特定氣缸的活塞處于特定位置。機械工可以選擇將要執(zhí)行的 診斷測試并可以要求特定的發(fā)動機位置。響應于該要求，可以操作經(jīng)傳動系耦接至發(fā)動機 的車輛系統(tǒng)的電動馬達。發(fā)動機通過電動馬達可旋轉(zhuǎn)至所要求的發(fā)動機位置。此外，馬達 扭矩可用于使發(fā)動機保持在所要求的位置直到機械工已完成診斷測試。一旦完成，機械工 便可以要求新的位置，以便執(zhí)行另一診斷測試，其中電動馬達被操作以旋轉(zhuǎn)并重新定位發(fā) 動機。否則，如果未接收到進一步測試或發(fā)動機定位要求，則車輛可從維修模式中轉(zhuǎn)出，并 返回至車輛可駕駛的操作模式。
[0006] 這樣，在維修模式期間可使用混合動力車輛系統(tǒng)的電動馬達，以輔助用于診斷的 發(fā)動機定位。通過操作馬達以旋轉(zhuǎn)發(fā)動機并使發(fā)動機保持在特定位置，提高了發(fā)動機定位 的精確性，并增加了對位置敏感的診斷的可靠性。通過使用現(xiàn)有車輛硬件定位發(fā)動機，減少 了對成本高且復雜的診斷工具的需求?？傮w上，車輛診斷可被簡化并且是時間和成本有效 的。
[0007] 應當理解，提供以上概述以便以簡化的形式介紹在【具體實施方式】中進一步描述的 一些概念。這并不意味著確定要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍 僅由隨附在具體實施例之后的權(quán)利要求確定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或 在本公開的任何部分提及的任何缺點的實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1示出示例性混合動力車輛系統(tǒng)。
[0009] 圖2示出圖1混合動力車輛系統(tǒng)的示例性內(nèi)燃發(fā)動機。
[0010] 圖3示出激光脈沖發(fā)射至發(fā)動機汽缸從而能夠可視檢查汽缸內(nèi)部的示例。
[0011] 圖4示出基于在非燃燒狀況期間由光檢測器所產(chǎn)生的汽缸內(nèi)圖像診斷汽缸退化 的方法的高級流程圖。
[0012] 圖5示出基于操作者輸入調(diào)整發(fā)動機位置，從而能夠執(zhí)行發(fā)動機診斷法的方法的 高級流程圖。

【具體實施方式】
[0013] 提供了能夠可視檢查使用發(fā)動機激光點火系統(tǒng)（諸如圖1-3的系統(tǒng)）的混合動力 車輛的發(fā)動機汽缸的方法和系統(tǒng)。由激光點火系統(tǒng)（圖3)所發(fā)射的低功率激光脈沖可以用 于產(chǎn)生汽缸內(nèi)部的圖像。然后可以在車輛的中央控制臺上顯示該圖像。發(fā)動機控制器可以 被配置成執(zhí)行控制程序，諸如圖4的程序，從而在非燃燒狀況期間的診斷模式中操作激光 點火裝置?？梢栽谥醒肟刂婆_上向維修提供商（或機修工）顯示由激光點火系統(tǒng)的光檢測 器所產(chǎn)生的圖像，并且維修提供商可以使用該圖像推斷汽缸損壞。當以診斷模式操作時可 以啟動一個或多個中央控制臺的旋鈕，以改進可以改善汽缸內(nèi)部視圖的發(fā)動機的位置。這 樣，可以更快地并且以更低的成本執(zhí)行發(fā)動機診斷。發(fā)動機控制器可以被配置成執(zhí)行服務 程序，諸如圖5中的程序，從而在非燃燒狀況期間改變發(fā)動機位置。在維修模式中，操作者 能夠從位于中央控制臺顯示器中的診斷測試選項目錄中選擇診斷測試。因此，診斷測試的 選擇啟動發(fā)動機傳感器，該發(fā)動機傳感器測量初始發(fā)動機位置，以便將發(fā)動機移至所要求 的發(fā)動機位置，以執(zhí)行診斷測試。
[0014] 圖1示意性地示出具有混合動力推進系統(tǒng)10的車輛。混合動力推進系統(tǒng)10包括 耦接至變速器16的內(nèi)燃發(fā)動機20。變速器16可以是手動變速器、自動變速器或這二者的 組合。此外，可以包括各種額外的組件，諸如液力變矩器和/或其它檔位諸如最終傳動單元 等。變速器16示出為耦接至可以接觸路面的驅(qū)動輪14。
[0015] 在該示例性實施例中，混合動力推進系統(tǒng)還包括能量轉(zhuǎn)換裝置18,該能量轉(zhuǎn)換裝 置18可以包括馬達、發(fā)電機等以及其組合。能量轉(zhuǎn)換裝置18進一步示出為耦接至儲能裝置 22,該儲能裝置22可以包括電池、電容器、飛輪、壓力容器等。能量轉(zhuǎn)換裝置可以被操作以 吸收來自車輛運動和/或發(fā)動機的能量，并將吸收的能量轉(zhuǎn)換成適于被儲能裝置存儲的能 量形式（即，提供發(fā)電機操作）。能量轉(zhuǎn)換裝置還可以被操作以供應輸出（功率、功、扭矩、 速度等）到驅(qū)動輪14和/或發(fā)動機20 (即，提供馬達操作）。應明白，在一些實施例中，能 量轉(zhuǎn)換裝置可以包括馬達、發(fā)電機、或馬達和發(fā)電機兩者，用于在儲能裝置和車輛驅(qū)動輪和 /或發(fā)動機之間提供適當?shù)哪芰哭D(zhuǎn)換的各種其它組件。
[0016] 發(fā)動機20、能量轉(zhuǎn)換裝置18、變速器16以及驅(qū)動輪14之間所示的連接可以指示 機械能從一個組件傳遞至另一個組件，然而，能量轉(zhuǎn)換裝置18和儲能裝置22之間的連接可 以指示各種能量形式的傳遞（諸如電能、機械能等）。例如，扭矩可以從發(fā)動機20傳遞以經(jīng) 由變速器16驅(qū)動車輛驅(qū)動輪14。如上所述，儲能裝置22可以被配置成以發(fā)電機模式和/ 或馬達模式操作。在發(fā)電機模式中，系統(tǒng)10可以吸收一些或所有來自發(fā)動機20和/或變 速器16的輸出，這可以降低傳遞至驅(qū)動輪14的驅(qū)動輸出量。此外，發(fā)動機轉(zhuǎn)換裝置所接收 的輸出可以用于為儲能裝置22充電。可替代地，儲能裝置22可以從外部能量源24(諸如 插入主電源）接收電荷。在馬達模式中，能量轉(zhuǎn)換裝置可以向發(fā)動機20和/或變速器16 供應機械輸出（諸如通過使用儲存在電池中的電能）。
[0017] 混合動力推進實施例可以包括全部混合動力系統(tǒng)，其中車輛能夠僅在發(fā)動機、僅 在能量轉(zhuǎn)換裝置（例如，馬達）或在兩者的組合上操作。還可以采用輔助的或輕度混合動 力配置，其中發(fā)動機是主要的扭矩源，混合動力推進系統(tǒng)用以在例如急加油門或其它狀態(tài) 期間選擇性地傳遞增加的扭矩。此外，還可以使用起動機/發(fā)電機和/或智能交流發(fā)電機 系統(tǒng)。
[0018] 綜上所述，應該理解的是示例性混合動力推進系統(tǒng)能夠有各種操作模式。例如，在 第一模式中，發(fā)動機20被發(fā)動并用作給驅(qū)動輪14提供動力的扭矩源。在這種情況下，車輛 在"發(fā)動機開啟"模式中操作，且燃料從燃料系統(tǒng)28被供應至發(fā)動機20 (在圖2中進一步 詳細描述）。燃料系統(tǒng)28包括燃料蒸汽回收系統(tǒng)29以儲存燃料蒸汽并降低來自混合動力 車輛推進系統(tǒng)10的排放。
[0019] 在另一個模式中，推進系統(tǒng)可以使用能量轉(zhuǎn)換裝置18(如電動馬達）操作為推動 車輛的扭矩源。在制動、低速及在交通燈處停止等期間可以采用這種"發(fā)動機關(guān)閉"操作模 式。在另一種模式中，其可以被稱為"輔助"模式，替代的扭矩源可以補充由發(fā)動機20提供 的扭矩并與之合作來起作用。如上文所述，能量轉(zhuǎn)換裝置18還可以在發(fā)電機模式中操作， 其中從發(fā)動機20和/或變速器16吸收扭矩。此外，能量轉(zhuǎn)換裝置18可以用以在發(fā)動機20 在不同燃燒模式之間轉(zhuǎn)換期間（如，在火花點火模式與壓縮點火模式之間的轉(zhuǎn)換期間）增 加或吸收扭矩。
[0020] 以上參考圖1描述的各種組件可以通過車輛控制系統(tǒng)40控制，車輛控制系統(tǒng)40 包括帶有計算機可讀指令的控制器12,計算機可讀指令用來實施調(diào)節(jié)車輛系統(tǒng)、多個傳感 器42和多個致動器44的程序和子程序。
[0021] 圖2示出包括在混合動力車輛系統(tǒng)（諸如圖1的混合動力車輛）內(nèi)的多汽缸內(nèi)燃 發(fā)動機20的示例性汽缸的示意圖。通過包括控制器12的控制系統(tǒng)和通過來自車輛操作者 132經(jīng)輸入裝置130的輸入，可以至少部分地控制發(fā)動機20。在該示例中，輸入裝置130包 括加速器踏板和踏板位置傳感器134,用于產(chǎn)生比例踏板位置信號PP。
[0022] 發(fā)動機20的燃燒汽缸30可以包括其中放置活塞36的燃燒汽缸壁32?；钊?6可 以被耦接至曲軸40,使得活塞的往復運動被轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以經(jīng)中間 變速系統(tǒng)耦接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。燃燒汽缸30經(jīng)進氣通道43可以接受來自進氣歧 管45的進氣，經(jīng)排氣通道48可以排出燃燒氣體。進氣歧管45和排氣通道48經(jīng)各個進氣 門52和排氣門54能夠選擇性地與燃燒汽缸30連通。在一些實施例中，燃燒汽缸30可以 包括兩個或者更多個進氣門和/或兩個或者更多個排氣門。
[0023] 在該示例中，通過經(jīng)由各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53的凸輪致動，可以控制進氣門 52和排氣門54。凸輪致動系統(tǒng)51和53每個均可以包括一個或更多個凸輪，并且可以使用 凸輪廓線變換（CPS)、可變凸輪正時（VCT)、可變氣門正時（VVT)和/或可變氣門升程（VVL) 系統(tǒng)中的一個或更多個來改變氣門操作。為了能夠檢測凸輪位置，凸輪致動系統(tǒng)51和53 應具有齒輪?？梢苑謩e通過位置傳感器55和57確定進氣門52和排氣門54的位置。在可 替代的實施例中，可以通過電動閥致動控制進氣門52和/或排氣門54。例如，汽缸30可替 代地包括經(jīng)電動閥致動控制的進氣門以及經(jīng)包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排 氣門。
[0024] 燃料噴射器66被示為直接耦接至燃燒汽缸30,以用于以與經(jīng)由電子驅(qū)動器68從 控制器12接收的信號FPW的脈沖寬度成比例的方式向燃燒汽缸30直接噴射燃料。以這種 方式，燃料噴射器66將所謂的燃料直噴提供至燃燒汽缸30。例如，燃料噴射器可以被安裝 在燃燒汽缸一側(cè)或者燃燒汽缸頂部。燃料可以通過燃料輸送系統(tǒng)（未示出）被輸送至燃料 噴射器66,所述燃料輸送系統(tǒng)包括燃料箱、燃料泵、和燃料軌道。在一些實施例中，燃燒汽缸 30可替代地或額外地包括燃料噴射器，該燃料噴射器被布置在以下配置中的進氣通道42 內(nèi)，該配置將所謂的燃料進氣道噴射提供至燃燒汽缸30上游的進氣道內(nèi)。
[0025] 進氣通道43可以包括充氣運動控制閥（CMCV) 74和CMCV板72,并且可以還包括具 有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在該具體示例中，節(jié)流板64的位置可以通過控制器12經(jīng)信號改 變，該信號提供至包括節(jié)氣門62的電動馬達或者致動器，配置可以被稱為電子節(jié)氣門控制 (ETC)。以這種方式，可以操作節(jié)氣門62,從而改變提供至其它發(fā)動機燃燒汽缸中的燃燒汽 缸30的進氣空氣。在其它實施例中，可以省略CMCV。進氣通道43可以包括空氣質(zhì)量流量 傳感器120和歧管空氣壓力傳感器122,用于將各自的信號MAF和MAP提供至控制器12。
[0026] 廢氣傳感器126被示為耦接至催化轉(zhuǎn)換器70上游的排氣通道48。傳感器126可以 是用于提供廢氣空氣/燃料比指示的任何合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或者UEG0(通 用或?qū)捰驈U氣氧傳感器）、雙態(tài)氧傳感器或者EGO、HEG0(加熱型EGR)、NOx、HC、或者C0傳 感器。排氣系統(tǒng)可以包括點火催化劑和車身底部催化劑、以及排氣歧管、上游和/或下游空 氣燃料比傳感器。在一個示例中，催化轉(zhuǎn)換器70可以包括多個催化劑磚塊。在另一個示例 中，可以使用多個排放控制裝置，每個排放控制裝置均具有多個磚塊。在一個示例中，催化 轉(zhuǎn)換器70可以是三元催化劑。
[0027] 控制器12在圖1中被示為微型計算機，其包括微處理器單元（CPU) 102、輸入/輸 出端口（I/O) 104、用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(zhì)，其在該特定示例中被示為只 讀存儲芯片106、隨機存取存儲器（RAM) 108、?；畲嫒∑鳎↘AM) 109以及數(shù)據(jù)總線?？刂破?12可以從被耦接至發(fā)動機20的傳感器接受各種信號和信息，除了之前所討論的那些信號， 還包括：來自空氣質(zhì)量流傳感器120的感應質(zhì)量空氣流量（MAF)的測量值；來自耦接至冷 卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻液溫度（ECT);在一些示例中，可以選擇性地包 括來自耦接至曲軸40的霍爾效應傳感器（或者其它類型）118的成形點火檢波（PIP)信號； 來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置（TP);以及來自空氣壓力傳感器122的絕對歧管壓力 信號（MAP)。發(fā)動機20可以選擇性地包括霍爾效應傳感器118,因為該傳感器與以本文所 述的發(fā)動機激光系統(tǒng)相似的能力起作用。存儲介質(zhì)只讀存儲器芯片106可以被編程為具有 計算機可讀數(shù)據(jù)，其代表可以被處理器102執(zhí)行的指令，以執(zhí)行下述方法及其變形。
[0028] 發(fā)動機20還包括激光系統(tǒng)92。激光系統(tǒng)92包括激光激發(fā)源88和激光控制單元 (IXU)90。IXU90使激光激發(fā)源88產(chǎn)生激光能。IXU90可以從控制器12接收操作指令。激 光激發(fā)源88包括激光振蕩部分86和聚光部分84。聚光部分84使激光振蕩部分86所產(chǎn)生 的激光會聚于燃燒汽缸30的激光焦點82上。
[0029] 光檢測器94可以位于汽缸30頂部作為激光的一部分，并可以接收來自活塞36頂 部表面的返回脈沖。光檢測器94包括具有鏡頭的攝像機。在一個示例中，該攝像機是電荷 耦接裝置（CXD)。該C⑶攝像機可以被配置成檢測和讀取IXU90發(fā)射的激光脈沖。在一個 示例中，當LCU發(fā)射紅外線頻率范圍內(nèi)的激光脈沖時，CCD攝像機可以操作和接收紅外線頻 率范圍內(nèi)的脈沖。在該實施例中，攝像機也可以被稱為紅外攝像機。在其它實施例中，攝像 機還可以是能夠在可見光譜以及紅外光譜內(nèi)操作的全譜CCD攝像機。攝像機可以包括用于 聚焦被檢測激光脈沖和產(chǎn)生汽缸內(nèi)部圖像的鏡頭。在一個示例中，鏡頭是產(chǎn)生汽缸內(nèi)的全 景或半球形圖像的魚眼鏡頭。在IXU90發(fā)射激光后，激光在激光焦點82處掃描汽缸30的 內(nèi)部區(qū)域?？梢酝ㄟ^光檢測器94內(nèi)的攝像機檢測從活塞36反射的光能。
[0030] 激光系統(tǒng)92被配置成以不止一種能力操作。例如，在燃燒狀況期間，激光能可以 被利用于在發(fā)動機的動力沖程期間點燃空氣/燃料混合物，包括在發(fā)動機轉(zhuǎn)動、發(fā)動機暖 機操作、以及暖機后的發(fā)動機操作期間。由燃料噴射器66所噴射的燃料可以在至少一部分 進氣沖程期間形成空氣/燃料混合物，其中由激光激發(fā)源88所產(chǎn)生的激光能點燃空氣/燃 料混合物開始燃燒否則不可燃的空氣/燃料混合物并驅(qū)動活塞36向下。
[0031] 作為另一示例，在非燃燒狀況期間，當在診斷模式中操作時，激光點火裝置可以用 于產(chǎn)生汽缸內(nèi)部的圖像。該圖像可以在車輛中央控制臺上顯示給機修工，以便工人們可以 執(zhí)行可視檢查并識別任何汽缸退化。具體地，耦接至光檢測器94的激光點火裝置將光脈沖 傳遞至汽缸30。光檢測器94包括配備有魚眼鏡頭的紅外攝像機，該魚眼鏡頭產(chǎn)生無線地 傳遞至發(fā)動機控制器并可以在車輛顯示器上查看的圖像。在操作激光點火裝置時，控制中 央控制臺上旋鈕的操作者可以調(diào)整發(fā)動機位置。這些調(diào)整包括使發(fā)動機從最初發(fā)動機位置 向前或向后轉(zhuǎn)動，進而允許汽缸退化的檢查和檢測。作為又一個示例，在其它非燃燒狀況期 間，當按位置確定模式操作時，激光脈沖可以用于確定活塞在發(fā)動機汽缸內(nèi)的位置。這可以 實現(xiàn)更精確的發(fā)動機位置確定。
[0032] IXU90可以定向激光激發(fā)源88,從而依據(jù)操作狀況，在不同位置處和不同功率級 聚焦激光能。例如，在燃燒狀況期間，激光能可以聚焦在遠離汽缸30內(nèi)部區(qū)域內(nèi)的汽缸壁 32的第一位置處，以便點燃空氣/燃料混合物。在一個實施例中，第一位置可以接近動力 沖程的上止點（TDC)。此外，在該點火模式中用于開始汽缸燃燒的激光脈沖可以是較高功 率級。此外，IXU90可以定向激光激發(fā)源88,從而產(chǎn)生定向至第一位置的第一多個激光脈 沖，從靜止的第一燃燒可以接收來自激光激發(fā)源88的激光能，該激光能大于被傳遞至第一 位置用于之后燃燒的激光能。另外，在點火期間，可以在高能量強度下快速脈沖激光裝置， 以點燃空氣/燃料混合物。
[0033] 作為另一個示例，在非燃燒狀況期間，激光能可以用于識別汽缸活塞的位置，從而 推測發(fā)動機位置。在發(fā)動機起動或重新起動期間，可以使用精準的發(fā)動機位置確定，以選擇 開始了第一燃燒事件的汽缸。在活塞位置的確定期間，激光裝置可以在低能量強度下掃描 激光脈沖。例如，激光可以通過重復的線性頻率斜坡進行頻率調(diào)制，以確定發(fā)動機內(nèi)的一個 或更多個活塞的位置。位于汽缸頂部的光檢測器94可以檢測從活塞反射的光能?；诩?光脈沖的發(fā)射和通過光檢測器檢測從活塞反射的光之間的時間差，發(fā)動機控制器可以確定 汽缸內(nèi)的活塞位置。
[0034] 如另一個示例，在非燃燒狀況期間，當在診斷模式中操作時，激光能可以用于可視 檢查汽缸內(nèi)部以識別發(fā)動機退化。因此，激光能可以聚焦在多個位置處，例如從汽缸壁32 的一端，覆蓋汽缸30整個內(nèi)部區(qū)域，到汽缸壁32的另一端，以便掃描整個汽缸。激光裝置可 以掃描具有低能量強度以高頻率經(jīng)過汽缸的激光脈沖。例如，激光可以通過重復線性頻率 斜坡進行頻率調(diào)制。另外，可以以不同頻率檢測汽缸內(nèi)的不同材料。通過很快地掃描盡可 以能多的汽缸，激光作為寬射束或燈泡起作用。在診斷模式和活塞確定模式操作時所使用 的激光脈沖比在點火模式操作時所使用的激光脈沖功率級更低。在一個示例中，在診斷模 式中所使用的激光脈沖的功率級可以基本上低于點火模式中所使用的激光脈沖的功率級， 諸如以不傷害眼睛的等級。位于汽缸頂部的光檢測器94可以檢測從活塞和汽缸壁反射的 光能，光檢測器的CCD攝像機可以使用由激光所產(chǎn)生的光射束捕捉汽缸內(nèi)部的圖像。然后， 圖像可以傳遞并顯示給車輛操作者，操作者可以基于圖像識別汽缸退化。
[0035] 車輛系統(tǒng)10可以包括車輛駕駛室內(nèi)的車輛儀表板。車輛儀表板可以包括中央控 制臺140。因此，中央控制臺可以以是位于車輛駕駛室中央，尤其是車輛駕駛室前面的控制 支承表面。中央控制臺140可以包括各種控制，例如旋鈕138、刻度盤142、以及按鈕136。 各種控制可以通過車輛操作者致動以調(diào)整駕駛室狀況。各種控制可以包括，例如，音量控制 旋鈕138,其耦接至車輛的音樂系統(tǒng)用以調(diào)整駕駛室內(nèi)的音樂音量、調(diào)整按鈕136,其耦接 至車輛的無線電系統(tǒng)，用以調(diào)整無線電頻道的選擇、以及溫度控刻度盤142,其耦接至車輛 的HVAC系統(tǒng)，用以調(diào)整駕駛室加熱和冷卻溫度。
[0036] 中央控制臺140還可以包括顯示器135。顯示器可以是觸摸感應顯示器，該顯示 器能夠使車輛操作者經(jīng)觸摸互動選擇車輛設定。該顯示器還可以用于顯示當前車輛設定。 另外，顯示器可以用于在行駛期間顯示導航系統(tǒng)（諸如GPS)、電話功能或者所訪問的網(wǎng)絡 應用。在非燃燒狀況期間，當激光點火裝置在診斷模式下操作時，顯示器135用于描繪汽缸 30內(nèi)側(cè)的圖像，該圖像由耦接至激光檢測系統(tǒng)92的光檢測器94拍攝。具體地，由激光檢 測系統(tǒng)的CCD攝像機所拍攝的汽缸內(nèi)部圖像，例如被無線地傳遞至發(fā)動機控制系統(tǒng)，并在 顯示器135上顯示給車輛操作者（例如，機修工）。基于經(jīng)由顯示器上的觸摸互動所選擇 的操作者顯示偏好，可以顯示任何或所有汽缸的汽缸內(nèi)部圖像。另外，在診斷模式期間，一 個或更多個旋鈕138被啟動用于發(fā)動機位置控制（并且停止用于駕駛室控制）。例如，在 非燃燒狀況期間，當在診斷模式下操作時，音量控制按鈕可以被啟動為用于發(fā)動機位置控 制并且停止用于音量控制。結(jié)果，對音量控制旋鈕138的調(diào)整可以用于從初始發(fā)動機位置 調(diào)整發(fā)動機位置，以輔助于汽缸的可視檢查。例如，可以確定汽缸活塞被定位在或接近當前 顯示在顯示器135上的汽缸頂部處，從而阻擋了汽缸內(nèi)部的全視圖。為了改善視圖，車輛操 作者可以緩慢地轉(zhuǎn)動音量控制旋鈕（例如，順時針或逆時針），這進而移動發(fā)動機位置（例 如向后或向前），這樣活塞經(jīng)調(diào)整朝著汽缸底部緩慢地移動至發(fā)動機系統(tǒng)的功率分流發(fā)電 機/馬達。在發(fā)動機包括行星齒輪變速器的實施例中，馬達可以保持外環(huán)靜止（這樣保持 車輪靜止），同時發(fā)電機（或恒星齒輪）使用來自發(fā)電機位置的分解器的反饋，或使用具有 霍爾效應傳感器定位系統(tǒng)的60-2曲柄輪來旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其中霍爾效應傳感器定位系統(tǒng)用 于實際發(fā)動機定位反饋。這樣的活塞移動可以允許操作者接收代表汽缸內(nèi)部更完整視圖的 圖像，并能夠使他做出更精確的檢查。例如，改善的視圖能夠使操作者檢查汽缸壁以評估損 壞。此外，在診斷模式期間，可以啟動相同的音量控制旋鈕，或可替代地中央控制臺旋鈕、刻 度盤、或按鈕，從而能夠使在顯示器135上顯示的汽缸圖像被放大（例如，放大或縮?。?。
[0037] 控制器12控制IXU90并具有非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其包括代碼，以基于溫 度（例如ECT)來調(diào)整激光能傳遞的位置。激光能可以被定向在汽缸30內(nèi)的不同位置處。 控制器12還可以結(jié)合額外的或可替換的傳感器以用于確定發(fā)動機20的操作模式，該傳感 器包括額外的溫度傳感器、壓力傳感器、扭矩傳感器以及檢測發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度、空氣量以及 燃料噴射量的傳感器。額外地或可替換地，LCU90可以直接與各種傳感器（諸如用于檢測 ECT的溫度傳感器）連通，以用于檢測發(fā)動機20的操作模式。
[0038] 如上所述，圖1僅示出多缸發(fā)動機中的一個汽缸，并且每個汽缸可以類似地包括 自身的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、激光點火系統(tǒng)等。
[0039] 圖3描述了激光系統(tǒng)92 (圖2)如何將激光發(fā)射至汽缸30,以便激光系統(tǒng)的光檢測 器可以捕捉汽缸內(nèi)部圖像的示例性實施例300。圖像可以顯示給車輛操作者，從而能夠為汽 缸損壞進行可視檢查。因此，圖1-2中已介紹的組件在圖3中不再介紹。
[0040] 圖3示出激光系統(tǒng)92的示例性操作，其包括激光激發(fā)源88、光檢測器94以及 IXU90。IXU90使激光激發(fā)源88產(chǎn)生激光能。高頻激光脈沖被定向至汽缸的不同位置，以盡 可能多的掃描汽缸。例如，激光脈沖302可以定向至汽缸壁315、汽缸30內(nèi)部、活塞頂表面 313以及氣門52和54的內(nèi)表面（也就是，面向汽缸的表面）。通過盡可以能快地掃描多的 汽缸，激光脈沖302作為寬射束光源或燈泡起作用，從而能夠使光檢測器94 (具體地，CCD攝 像機）捕捉汽缸內(nèi)部的圖像320。因此，當在診斷期間作為用于圖像捕捉的光源來操作時， 激光點火系統(tǒng)（或激光裝置）可以被認為是在投影儀或照明模式中操作。LCU90可以接收 來自控制器12的操作指令，諸如功率模式。當在診斷模式中操作時，激光系統(tǒng)92以高頻率 發(fā)射一系列低功率脈沖。相比之下，在點火期間，可以在高能量強度下快速脈沖激光，以點 燃空氣/燃料混合物。在一個示例中，在診斷模式期間，可以在具有重復線性頻率斜坡的頻 率調(diào)制下，以低能量強度脈沖激光。低功率頻率激光脈沖可以被發(fā)射在紅外光譜內(nèi)。光檢 測器系統(tǒng)可以位于汽缸頂部作為激光部分，并可以使用汽缸內(nèi)部反射的光能捕捉汽缸圖像 320,其中光檢測器系統(tǒng)包括具有魚眼鏡頭的在紅外光譜（例如，紅外(XD攝像機）內(nèi)操作 的(XD攝像機。捕捉的圖像可以包括汽缸壁315、進氣門52和排氣門54面向汽缸的表面、 活塞頂部表面313以及汽缸30內(nèi)部的圖像。捕捉的圖像320可以通過光檢測器94無線地 傳遞至控制器12,用以在車輛中央控制臺140內(nèi)的顯示器135上顯示。
[0041] 如上所述，低功率光脈沖可以通過激光點火裝置發(fā)射在紅外（IR)光譜內(nèi)，且(XD 攝像機被配置成在IR光譜內(nèi)操作。在可選實施例中，光檢測器94具有全譜CCD攝像機，該 攝像機可以被調(diào)整為與激光頻率配合；因此，攝像機可以在IR和光（例如日光或燈泡）的 其它光譜內(nèi)操作，并具有在檢測到非IR光狀況下禁用激光的能力。在一些示例中，活塞位 置可以阻擋汽缸內(nèi)側(cè)顯示圖320中的汽缸內(nèi)部的全視圖。一旦阻擋圖像，車輛操作者（例 如，維修技術(shù)人員或機修工）可以主動對活塞位置做出調(diào)整，以便更好地查看汽缸。例如， 在圖像320指示活塞接近汽缸（例如，在T⑶處）頂部的狀況期間，額外的調(diào)整允許發(fā)動機 緩慢精確地調(diào)準，以便將活塞向下移至汽缸底部。在診斷模式期間，可以啟動車輛中央控制 臺140的一個或更多個旋鈕、刻度盤或按鈕，以便能夠進行發(fā)動機位置控制，其中通過操作 旋鈕、刻度盤、或按鈕，發(fā)動機系統(tǒng)的功率分流發(fā)電機/馬達被操作以調(diào)整發(fā)動機位置。在 所描述的示例中，當視圖中活塞接近汽缸頂部時，操作者能夠調(diào)整位于車輛中央控制臺140 上的音量控制旋鈕138,以便使發(fā)動機從初始發(fā)動機位置向前或向后轉(zhuǎn)動。如果發(fā)動機從初 始發(fā)動機位置向后轉(zhuǎn)動以向下移動活塞，則控制器可以同時打開發(fā)動機的進氣門，以降低 進氣歧管膨脹。
[0042] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4,程序400描述了基于激光點火系統(tǒng)的光檢測器所產(chǎn)生的汽缸內(nèi)圖 像，用于診斷汽缸退化的方法。為了進行汽缸退化診斷，該系統(tǒng)在非燃燒狀況期間拍攝圖 像。本方法能夠在不移除汽缸內(nèi)任何組件的情況下對發(fā)動機進行可視檢查，因此允許更快、 更簡化的診斷測試。
[0043] 在402處，該方法包括確定是否車輛接通。在所述示例中，車輛是混合動力電動車 輛。在一個示例中，可以基于車輛鑰匙接通事件確認車輛接通。如果車輛未接通，則在414 處，禁用激光點火。一旦確認車輛接通，則在404處，該方法包括估計和/或推斷車輛和發(fā) 動機操作狀況。這些可以包括，例如，驅(qū)動器扭矩需求、車輛速度、電池充電狀態(tài)（S0C)、發(fā)動 機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機溫度、催化劑溫度、升壓水平、MAP、MAF、環(huán)境狀況（溫度、壓力、濕度等）。因 此，基于車輛操作狀況，可以確定車輛操作模式。例如，如果驅(qū)動器要求少于閾值要求且電 池 S0C高于閾值電荷水平，則車輛可以在電動模式（還被稱為發(fā)動機關(guān)閉模式或非燃燒模 式）下操作，在電動模式中，使用源自系統(tǒng)電動馬達和/或電池的功率來推動車輛。作為可 選示例，如果驅(qū)動器要求高于閾值要求和/或電池 S0C低于閾值電荷水平，則車輛可以在發(fā) 動機接通模式下操作，在發(fā)動機接通模式中，使用源自發(fā)動機內(nèi)的汽缸燃燒的功率來推動 車輛。
[0044] 因此，在406處，程序確定是否在發(fā)動機關(guān)閉模式（本文中還被稱為非燃燒模式） 下操作車輛。如果否，則在408處，確認車輛處于發(fā)動機接通模式（本文中還被稱為燃燒模 式）。在408處，如果車輛處于燃燒模式，則在410處，激光點火裝置經(jīng)操作將處于較高功率 水平的激光脈沖定向至汽缸，從而點燃汽缸內(nèi)的空氣燃料混合物。
[0045] 轉(zhuǎn)向406,如果車輛處于非燃燒模式，則在412處，可以確定是否已選擇激光診斷 模式。在一個示例中，如果車輛接通、處于輔助模式、且變速器的駐車鎖爪轉(zhuǎn)至"停車"位 置，則可以選擇診斷模式。在車輛操作的有規(guī)律間隔處（例如在車輛操作的閾值距離或自 最后診斷操作后的車輛操作的閾值時間后）選擇診斷模式?？商娲兀囕v操作者經(jīng)中央 控制臺上的選擇可以主動選擇診斷模式。如果未選擇診斷模式且車輛在發(fā)動機關(guān)閉模式下 操作，則程序返回至414以禁用激光點火裝置。
[0046] 如果車輛操作者在412處選擇激光診斷模式，則程序前進至416處，其中激光點火 裝置經(jīng)操作將處于低功率水平的激光脈沖定向至汽缸內(nèi)部，在紅外光譜內(nèi)，以掃描汽缸。因 此，激光點火裝置在診斷模式中按比在燃燒狀況（在410處）期間所使用的功率水平更低 的功率水平下操作。具體地，激光點火裝置發(fā)射頻繁低功率激光脈沖貫穿汽缸，有效地充當 光射束。這樣，激光在診斷期間可以在投影儀或照明模式中進行操作。耦接至激光點火裝 置的光檢測器可以使用由激光脈沖所產(chǎn)生的光射束，來捕捉汽缸內(nèi)部的圖像。光檢測器包 括攝像機和聚光鏡頭。例如，光檢測器可以是帶有魚眼鏡頭的紅外攝像機（例如CCD)，用于 使用來自激光脈沖的光來產(chǎn)生汽缸內(nèi)部圖像。
[0047] 在418處，程序包括接收由光檢測器所捕捉的汽缸內(nèi)部圖像。在一個示例中，在發(fā) 動機系統(tǒng)內(nèi)，所捕捉的圖像從光檢測器無線地傳遞至發(fā)動機控制器。在420處，在車輛中央 控制臺（例如，中央控制臺的顯示裝置上）上向車輛操作者顯示所接收的圖像?？梢砸云?特有的方式顯示該圖像。在一個示例中，可以顯示從所有發(fā)動機汽缸中所捕捉的圖像且車 輛操作者可以使用顯示器上的觸摸互動、或中央控制臺上的按鈕、選擇單個汽缸用以查看。 另外，操作者可以使用中央控制臺的按鈕、旋鈕、或刻度盤、或顯示器的其他觸摸互動，從而 放大汽缸視圖（例如，放大視圖內(nèi)的汽缸圖像）。本文中，車輛操作者可以是基于所捕捉的 圖像能夠診斷發(fā)動機退化（例如，評估汽缸壁損壞）的維修技術(shù)人員或機修工。
[0048] 在422處，程序包括啟動操作者控制的車輛中央控制臺的旋鈕，以用于發(fā)動機位 置控制。因此，這允許旋鈕（諸如中央控制臺的無線電音量控制旋鈕）停止用于音量控制， 并且啟動為用于進行對發(fā)動機位置的調(diào)整，從而調(diào)整汽缸內(nèi)活塞位置。在非燃燒狀況期間， 所啟動的操作者控制的旋鈕可以經(jīng)混合動力車輛系統(tǒng)的電動發(fā)電機耦接至發(fā)動機，以便基 于由車輛操作者對旋鈕位置的調(diào)整，調(diào)整汽缸內(nèi)的活塞位置。車輛操作者可以基于由光檢 測器所捕捉的并在中央控制臺的顯示器上所顯示的圖像進行位置調(diào)整。例如，如果所捕捉 的圖像指示視圖內(nèi)的汽缸位置接近汽缸頂部，其阻擋了汽缸壁和氣門視圖，則車輛操作者 可以緩慢轉(zhuǎn)動旋鈕以調(diào)整發(fā)動機位置，從而將活塞位置精確地調(diào)整至提供更好的汽缸內(nèi)部 視圖的位置。調(diào)整汽缸內(nèi)的活塞位置需要轉(zhuǎn)動旋鈕，從而將發(fā)動機從初始發(fā)動機位置向后 或向前旋轉(zhuǎn)?？刂破骺梢园匆蠡诎l(fā)動機位置調(diào)整來執(zhí)行節(jié)氣門位置調(diào)整。例如，如果 發(fā)動機需要從初始位置向后轉(zhuǎn)動，以促使活塞朝向汽缸底部，則在422處，當向后轉(zhuǎn)動發(fā)動 機時，控制器可以增加進氣門開口，以降低進氣歧管膨脹。
[0049] 車輛操作者可以基于在中央控制臺上顯示給操作者的圖像診斷發(fā)動機狀態(tài)，其包 括汽缸壁和氣門狀態(tài)。因此，通過使用由光檢測器所捕捉的圖像，操作者能夠可視地檢查 汽缸內(nèi)部并識別退化（諸如氣門損壞或評估損壞）。如果車輛操作者基于所捕捉的圖像確 定退化，則操作者可以將該指示提供至車輛控制系統(tǒng)（例如，通過選擇中央控制臺上的按 鈕）。然后，發(fā)動機控制系統(tǒng)可以基于操作者輸入設置診斷代碼以指示發(fā)動機退化。
[0050] 這樣，在第一燃燒狀況期間，激光點火裝置經(jīng)操作點燃汽缸內(nèi)的空氣燃料混合物， 而在第二非燃燒狀況期間，激光點火裝置經(jīng)操作診斷汽缸內(nèi)部。本文中，在第一狀況期間， 以較高功率水平操作激光點火裝置，同時在第二狀況期間，以較低功率水平操作激光點火 裝置。光檢測器耦接至汽缸，用以檢測來自激光點火裝置的激光脈沖。在每個第一和第二 狀況期間，激光點火裝置可以被操作成在紅外光譜內(nèi)發(fā)射激光脈沖，且也可以在紅外光譜 內(nèi)操作光檢測器。
[0051] 光檢測器在第二狀況期間使用來自激光脈沖的光來捕捉汽缸內(nèi)部的圖像。光檢測 器的輸出（例如，汽缸內(nèi)部圖像）可以被傳遞至發(fā)動機控制器并在車輛中央控制臺上向車 輛操作者顯示。發(fā)動機可以耦接至混合動力電動車，在診斷期間，可以通過車輛操作者（例 如機修工）基于對操作者控制的旋鈕的調(diào)整來主動改變發(fā)動機位置。本文中，通過經(jīng)由混 合動力電動車輛的電動發(fā)電機的旋鈕，能夠主動進行發(fā)動機位置改變?？刂破骺梢曰诎l(fā) 動機位置變化調(diào)整節(jié)氣門位置。例如，當發(fā)動機從初始位置向后旋轉(zhuǎn)時，可以打開節(jié)氣門。
[0052] 還應明白的是在第三非燃燒狀況中，可以以較低功率水平操作激光點火裝置，從 而確定活塞在汽缸內(nèi)的位置，以便發(fā)動機位置控制。因此，耦接至汽缸的光檢測器可以檢測 從活塞頂部表面反射的所發(fā)射的激光脈沖。基于從激光點火裝置發(fā)射激光時的時間到通過 光檢測器檢測到反射的激光脈沖時所持續(xù)的時間，控制器可以確定活塞位置。精準的發(fā)動 機位置信息可以在隨后發(fā)動機重啟期間用于識別用于執(zhí)行第一燃燒事件的汽缸，從而改善 發(fā)動機重啟時間。
[0053] 這樣，在非燃燒狀況期間，激光點火裝置可以經(jīng)操作用于診斷目的，且可以基于耦 接至汽缸的光檢測器的輸出指示汽缸診斷。通過操作激光點火裝置用作光源，激光點火系 統(tǒng)的攝像機可以有利地用于捕捉汽缸內(nèi)部的圖像。這樣能夠使機修工在降低成本和時間的 情況下執(zhí)行發(fā)動機的可視檢查。
[0054] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5,程序500描述基于操作者輸入調(diào)整發(fā)動機位置從而能夠執(zhí)行發(fā)動 機診斷的方法。該系統(tǒng)基于操作者輸入，允許混合動力車輛系統(tǒng)的電動馬達將發(fā)動機旋轉(zhuǎn) 至所要求的位置，從而能夠使操作者執(zhí)行多種診斷測試。
[0055] 在502處，該方法包括確認已選擇維修模式。可以在所選的非燃燒狀況期間確認 維修模式，其中已通過操作者選擇維修模式。操作者可以是能夠通過執(zhí)行一個或更多個診 斷測試來診斷發(fā)動機狀態(tài)的維修技術(shù)人員或機修工。因此，當車輛未在駕駛時，諸如當發(fā) 動機關(guān)閉下車輛停駐時，可以選擇維修模式。此外，維修模式可以代表診斷車輛組件（例 如，發(fā)動機、變速器、電池等）時的車輛模式。在一個示例中，操作者可以經(jīng)由耦接至車輛的 維修診斷工具提供選擇維修模式的操作者輸入?？商娲?，操作者可以經(jīng)由車輛用戶界面 (例如，經(jīng)由車輛中央控制臺上的觸摸互動顯示器或經(jīng)由中央控制臺上的按鈕）提供選擇 維修模式的操作者輸入。如果未要求維修模式，則結(jié)束該程序。
[0056] -旦確認了維修模式要求，控制器便可以將車輛轉(zhuǎn)變成維修模式。在一個示例中， 在維修模式中，控制器可以在中央控制臺顯示器上為操作者呈現(xiàn)多種診斷測試選項。操作 者能夠從車輛中央控制臺上顯示的用戶界面上呈現(xiàn)的若干診斷測試中，選擇將要執(zhí)行的診 斷測試（例如，在一系列診斷測試中首先將執(zhí)行的診斷測試）。用戶界面上所顯示的多種診 斷測試可以包括，例如，液壓鎖測試、凸輪軸失準測試、汽缸可視檢查等。
[0057] 在504處，程序包括接收來自操作者的發(fā)動機位置要求?？梢越?jīng)維修診斷工具接 收來自操作者的發(fā)動機位置要求。可替代地，經(jīng)由中央控制臺上的用戶界面可以接收來自 操作者的發(fā)動機位置要求。發(fā)動機位置要求可以包括所要求的發(fā)動機的特定汽缸的活塞位 置。
[0058] 在一個示例中，發(fā)動機位置要求可以包括執(zhí)行特定診斷測試所要求的特定發(fā)動機 位置（例如，特定發(fā)動機汽缸內(nèi)的特定活塞位置）。例如，操作者可以選擇將要執(zhí)行的診斷 測試（通過控制器顯示的多個選項），以及選擇將執(zhí)行所選診斷測試的發(fā)動機位置。在本文 中，控制器可以接收顯示器上的操作者診斷選擇，同時還接收關(guān)于發(fā)動機位置要求的操作 者輸入（例如，經(jīng)由用戶界面或經(jīng)由維修診斷工具）。在可替代的示例中，控制器可以預編 有所選診斷測試所期望的發(fā)動機位置。例如，控制器的查閱表可以被填入數(shù)據(jù)，并可以響應 于操作者的診斷選擇而被控制器引用。本文中，控制器僅可以接收顯示器上的操作者診斷 選擇，并可以基于操作者診斷選擇來推斷發(fā)動機位置要求。例如，當操作者選擇液壓鎖測試 時，控制器可以推斷在1-4發(fā)動機內(nèi)所要求的發(fā)動機位置包括被定位在壓縮TDC處的發(fā)動 機汽缸2的活塞，以便可以執(zhí)行液壓鎖測試?？商娲?，活塞可以移至汽缸底部，攝像機或 檢測器可以用于尋找汽缸內(nèi)的流體。此外，還可以因為積碳、活塞熔化或外物的出現(xiàn)而查看 汽缸。
[0059] 在506處，程序使用車輛傳感器確定初始發(fā)動機位置。例如，控制器可以從車輛發(fā) 動機位置傳感器中接收初始位置估計（包括特定汽缸的特定活塞的位置估計）。在508處， 基于初始發(fā)動機位置和所要求的發(fā)動機位置之間的差異，該程序包括經(jīng)車輛系統(tǒng)的電動馬 達將發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至所要求的發(fā)動機位置。具體地，電動馬達（其沿傳動系耦接至發(fā)動機） 經(jīng)操作將發(fā)動機從所測量的初始發(fā)動機位置旋轉(zhuǎn)至所要求的發(fā)動機位置。在一個示例中， 電動馬達的轉(zhuǎn)速、扭矩和/或功率設定可以基于所測量的初始發(fā)動機位置和所要求的發(fā)動 機位置之間的差異，其中當差異越高時馬達旋轉(zhuǎn)的越快，而當差異越低時馬達旋轉(zhuǎn)的越慢。 因此，一旦發(fā)動機處于所要求的位置，便可以開始所選診斷測試。
[0060] 在510處，該程序確定診斷測試是否完成。因此，可以經(jīng)用戶界面從操作者接收關(guān) 于完成診斷測試的輸入。例如，一旦操作者成功完成所選診斷，操作者便可以致動中央控制 臺按鈕，在中央控制臺上做出選擇或使維修診斷工具與車輛斷開，以指示該測試已經(jīng)完成。 如果測試還未完成，則在512處，發(fā)動機經(jīng)馬達扭矩維持在所要求的發(fā)動機位置直到接收 到指示完成診斷測試的操作者輸入。具體地，發(fā)動機位置經(jīng)馬達扭矩維持在所要求的位置， 以便抵消可能不平衡的壓縮力。
[0061] 應明白雖然程序建議在診斷測試完成前經(jīng)電動馬達維持發(fā)動機位置，但在可替代 的示例中，基于測試性質(zhì)，可以不必維持發(fā)動機。例如，一些測試可能要求精準的預定位，但 并不要求在測試期間保持位置。如一個示例，當所選擇的診斷測試是真空測試時，發(fā)動機可 以旋轉(zhuǎn)至所選位置，然后發(fā)動機可以自旋（例如，經(jīng)馬達）以評估發(fā)動機的真空產(chǎn)生潛能。
[0062] 如果在510處接收指示完成診斷測試的輸入，則在514處，可以確定是否已從操作 者接收到新發(fā)動機位置要求。在一個示例中，一旦完成第一、初始診斷測試，操作者便可以 進行到執(zhí)行第二、隨后診斷測試。本文中，如在504處，操作者可以選擇將要執(zhí)行的診斷測 試（來自控制器顯示的剩余選項），以及選擇將執(zhí)行所選診斷測試的發(fā)動機位置。可替代 地，控制器可以接收顯示器上新的操作者診斷選擇，并可以基于最近操作者診斷選擇來推 斷新的發(fā)動機位置要求。在另一個示例中，一旦完成診斷測試，操作者便可以完成發(fā)動機診 斷，并且無需運行進一步的診斷測試。本文中，操作者可以致動中央控制臺的按鈕，或在中 央控制臺上做出選擇，以指示無需進一步發(fā)動機位置調(diào)整。
[0063] 如果在514處無新的位置要求，且操作者輸入指示完成所有診斷測試，則在518 處，響應于從操作者處接收到無進一步發(fā)動機位置要求，控制器將車輛從維修模式轉(zhuǎn)為非 維修模式（或操作模式）。尤其是，發(fā)動機經(jīng)電動馬達旋轉(zhuǎn)至默認發(fā)動機位置（例如，默認 發(fā)動機位置用于重啟發(fā)動機），且車輛從維修模式轉(zhuǎn)為操作模式（例如，非維修模式）。
[0064] 返回至514,如果發(fā)動機確實從操作者處接收到新的發(fā)動機位置要求和/或用于 新的診斷測試的進一步診斷測試選擇，則在516處，發(fā)動機經(jīng)電動馬達旋轉(zhuǎn)至進一步要求 的發(fā)動機位置。然后，來自電動馬達的馬達扭矩用于將發(fā)動機保持在所要求的位置，直到完 成最近所選診斷測試。然后基于操作者輸入重復步驟510-516,直到操作者指示所有測試已 完成，且無需進一步發(fā)動機位置調(diào)整。當完成所有診斷測試且從操作者處未接收到進一步 發(fā)動機位置要求時，車輛返回至操作模式。這樣，維修技術(shù)人員可以有利地使用混合動力車 輛系統(tǒng)的電動馬達來精準地定位發(fā)動機，以便執(zhí)行發(fā)動機診斷。
[0065] 在一個示例中，混合動力車輛系統(tǒng)包括發(fā)動機，該發(fā)動機包括帶有活塞的汽缸。發(fā) 動機經(jīng)傳動系f禹接至車輛的電動馬達和驅(qū)動輪。車輛系統(tǒng)可以包含中央控制臺，該中央控 制臺包括用于接收操作者輸入的顯示器。該系統(tǒng)還可以包括用于測量發(fā)動機位置的傳感器 以及基于操作者診斷測試的選擇用于執(zhí)行調(diào)整的控制器。在發(fā)動機非燃燒狀況期間，響應 于操作者要求維修模式，具有計算機可讀指令的控制器可以將車輛轉(zhuǎn)為維修模式。一旦車 輛被配置成維修模式，車輛中央控制臺中的顯示器可以向操作者提供多種可選擇診斷測試 選項。操作者可以在顯示器上選擇診斷測試，以允許控制器接收包括所要求的發(fā)動機特定 汽缸的活塞位置在內(nèi)的發(fā)動機位置要求?？刂破骺梢越邮諄碜攒囕v傳感器的初始發(fā)動機位 置估計，并可以操作電動馬達，以便將發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至所要求的位置。電動馬達操作可以基于 初始發(fā)動機位置估計和發(fā)動機位置要求之間的差異。在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至所要求的發(fā)動機位置 后，發(fā)動機可以維持在所要求的發(fā)動機位置，同時完成操作者所選診斷測試。如果接收到進 一步發(fā)動機位置要求和進一步診斷測試操作者選擇輸入，則相應重新調(diào)整發(fā)動機位置直到 完成所有診斷測試。當從操作者處未接受到進一步發(fā)動機位置要求時，控制器可以將車輛 返回至非維修模式。
[0066] 這樣，通過使用具有激光點火系統(tǒng)的混合動力車輛內(nèi)的現(xiàn)有硬件，在所選非燃燒 狀況期間可以執(zhí)行發(fā)動機診斷。通過操作激光點火裝置以提供能夠使光檢測器捕捉汽缸內(nèi) 部圖像的光脈沖，維修技術(shù)人員可以以具有成本和時間效益的方式執(zhí)行汽缸的可視檢查。 同樣還使用混合動力車輛系統(tǒng)的電動馬達將發(fā)動機精確地定位在所選的發(fā)動機位置，可以 準確且更為可靠地執(zhí)行位置敏感的診斷測試。這樣，可以提高維修技術(shù)人員所執(zhí)行的發(fā)動 機診斷的質(zhì)量。
[0067] 注意，在本文中包括的示例控制和估計程序能夠與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配 置一起使用。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個或多個， 諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務、多線程等。因此，所描述的各種動作、操作和/或功能可 以所示順序、并行地被執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣，實現(xiàn)在本文中所描述的示例 實施例的特征和優(yōu)點不一定需要所述處理順序，但是為了便于圖示說明和描述而提供了所 述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動作、操作和/或功能中的一個或多個可 以被重復執(zhí)行。另外，所描述的動作、操作和/或功能可以圖形地表示被編程到發(fā)動機控制 系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非瞬態(tài)存儲器的代碼。
[0068] 應認識到，在本文中所公開的配置和程序本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實 施例不被認為是限制性的，因為許多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應用于V-6、1-4、 1-6、V-12、對置4缸和其它發(fā)動機類型。本公開的主題包括在本文中所公開的各種系統(tǒng)和 構(gòu)造和其它的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。
[〇〇69] 本申請的權(quán)利要求具體地指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和子組 合。這些權(quán)利要求可能涉及"一個"元件或"第一"元件或其等同物。這些權(quán)利要求應當被 理解為包括一個或多個這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或多個這種元件。所公開 的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過在這 個或關(guān)聯(lián)申請中提出新的權(quán)利要求而得要求保護。這些權(quán)利要求，無論與原始權(quán)利要求范 圍相比更寬、更窄、相同或不相同，都被認為包括在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于混合動力車輛發(fā)動機的方法，其包括： 在選擇的非燃燒發(fā)動機狀況期間，其中所述車輛已置于維修模式中，響應于操作者輸 入經(jīng)由電動馬達旋轉(zhuǎn)所述發(fā)動機。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述操作者輸入是所要求的發(fā)動機位置，其包括 所要求的所述發(fā)動機的特定氣缸的活塞位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述操作者輸入由操作者經(jīng)由耦接至所述車輛的 維修診斷工具提供。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述操作者輸入進一步包括在顯示多個診斷測試 選項的所述車輛的用戶界面上選擇的診斷測試。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述用戶界面包括在所述車輛的中央控制臺上的 顯示器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進一步包含，經(jīng)由車輛傳感器測量初始發(fā)動機位置， 其中經(jīng)由所述電動馬達旋轉(zhuǎn)所述發(fā)動機包括基于所要求的發(fā)動機位置和所測量的初始發(fā) 動機位置之間的差異來調(diào)整所述電動馬達。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進一步包含，經(jīng)由馬達扭矩將所述發(fā)動機維持在所 要求的發(fā)動機位置直到接收到指示所述診斷測試完成的操作者輸入。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進一步包含，響應于指示所述診斷測試完成的所述 操作者輸入，將所述車輛從所述維修模式轉(zhuǎn)換至操作模式。
9. 一種用于混合動力車輛發(fā)動機的方法，其包含： 在車輛操作的維修模式期間， 使用車輛傳感器測量初始發(fā)動機位置； 經(jīng)由耦接至所述車輛的維修診斷工具從操作者接收發(fā)動機位置要求；以及 經(jīng)由電動馬達將所述車輛旋轉(zhuǎn)至所要求的發(fā)動機位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)包括基于所述初始發(fā)動機位置和所要 求的發(fā)動機位置之間的差異，操作所述電動馬達，從而將所述發(fā)動機從所述初始發(fā)動機位 置旋轉(zhuǎn)至所要求的發(fā)動機位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所要求的發(fā)動機位置包括所要求的所述發(fā)動機 的特定氣缸的活塞位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中從所述操作者接收發(fā)動機位置要求包括經(jīng)由顯 示多個診斷測試選項的所述車輛的用戶界面上的所述維修診斷工具從所述操作者接收診 斷測試選擇，并且其中所要求的發(fā)動機位置基于所述診斷測試選擇。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其進一步包含，經(jīng)由馬達扭矩將所述發(fā)動機維持在 所要求的發(fā)動機位置直到接收到指示所述診斷測試完成的操作者輸入。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進一步包含，響應于從所述操作者接收進 一步的發(fā)動機位置要求，經(jīng)由所述電動馬達將所述發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至進一步所要求的發(fā)動機位 置；以及響應于未從所述操作者接收到進一步的發(fā)動機位置要求，經(jīng)由所述電動馬達將所 述發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至默認發(fā)動機位置并將所述車輛從所述維修模式轉(zhuǎn)換至非維修模式。
15. -種混合動力車輛系統(tǒng)，其包含： 發(fā)動機，其包括具有活塞的汽缸； 電動馬達； 傳動系，其將所述發(fā)動機和所述電動馬達彼此耦接并用于驅(qū)動所述車輛的車輪； 中央控制臺，其包括用于接收操作者輸入的顯示器； 傳感器，其用于測量發(fā)動機位置；以及 具有用于以下操作的計算機可讀指令的控制器： 當操作者要求維修模式時，在選擇的非燃燒狀況期間將所述車輛轉(zhuǎn)至維修模式； 在所述維修模式期間，在所述中央控制臺的所述顯示器上向所述操作者顯示多個診斷 測試選項； 接收所述顯示器上的操作者診斷測試選擇； 經(jīng)由維修診斷工具進一步接收有關(guān)發(fā)動機位置要求的操作者輸入；以及 基于所述發(fā)動機位置要求，操作所述電動馬達以旋轉(zhuǎn)所述發(fā)動機。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中操作所述電動馬達包括從所述傳感器接收初始 發(fā)動機位置估計，并基于所述初始發(fā)動機位置估計和所述發(fā)動機位置要求之間的差異操作 所述電動馬達。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括用于以下操作的進一步指令： 在將所述發(fā)動機旋轉(zhuǎn)至所要求的發(fā)動機位置后，將所述發(fā)動機維持在所要求的發(fā)動機位 置，同時完成基于所述操作者診斷測試選擇的診斷測試。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述操作者診斷測試選擇包括液壓鎖測試、壓 縮測試、凸輪軸偏心測試以及氣缸可視檢查中的一個或多個。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述控制器包括用于以下操作的進一步指令： 在所述診斷測試完成后，如果未從所述操作者接收到進一步發(fā)動機位置要求，則恢復 非維修模式；如果從所述操作者接收到進一步發(fā)動機位置要求和進一步診斷測試選擇，則 基于所述進一步發(fā)動機位置要求，經(jīng)由所述電動馬達進一步旋轉(zhuǎn)所述發(fā)動機，并維持所述 發(fā)動機位置直到完成基于所述進一步診斷測試選擇的診斷測試。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述發(fā)動機位置要求包括所要求的所述發(fā)動機 的特定氣缸的活塞位置。
【文檔編號】F02P23/00GK104110343SQ201410155899
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月17日
【發(fā)明者】D·R·馬丁, L·A·馬丁 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司