，激光脈沖可以在較低功率范圍中被發(fā)射到每個未燃燒汽缸內(nèi)。同樣地，當以第三診斷模式運轉(zhuǎn)時，每個均被引導到一個或多個汽缸組件的多個診斷程序可以被執(zhí)行。
[0108]如果第三診斷模式?jīng)]有被選擇，則該程序移動到808以禁用激光點火系統(tǒng)。如果第三診斷模式被確認，那么在810，該程序包含接收關(guān)于所選診斷程序的輸入。如上所述，當以第三診斷模式運轉(zhuǎn)時，被引導到不同汽缸組件的不同診斷程序可以被執(zhí)行?？刂破骺梢詮能囕v操作者，例如通過圖2的顯示器135，接收關(guān)于被診斷處于第三診斷模式的組件的輸入。當以第三診斷模式運轉(zhuǎn)時，所診斷的汽缸內(nèi)組件或條件可以作為非限制性示例包含汽缸曲軸和汽缸凸輪軸。在一些示例中，根據(jù)將被診斷的組件，由激光系統(tǒng)發(fā)射的激光脈沖的數(shù)量、頻率、取向以及功率等級可以變化。
[0109]在812，在接收輸入后，該程序包含運轉(zhuǎn)每個汽缸內(nèi)的激光點火裝置。具體地，激光點火裝置(如，圖1的激光系統(tǒng))可以較低的功率在汽缸的進氣沖程期間運轉(zhuǎn)。此外或可選地，激光點火裝置可以在每個發(fā)動機汽缸的排氣沖程期間運轉(zhuǎn)。以較低功率運轉(zhuǎn)包含以低于起始汽缸燃燒所要求的閾值功率的功率運轉(zhuǎn)。通過在進氣沖程期間以較低的功率運轉(zhuǎn)激光點火裝置，激光脈沖可以被引導進汽缸內(nèi)，以便在進氣沖程期間平面掃掠汽缸。通過在進氣沖程期間激光器快速地掃掠汽缸的內(nèi)部，汽缸可以被照明，好像被燈泡照明一樣，并且該照明可以被用于捕獲汽缸內(nèi)部的圖像，進而允許操作者觀測并且評估汽缸的內(nèi)部，而不必移除組件以便可視檢查。
[0110]在814，該程序包含根據(jù)激光點火裝置的運轉(zhuǎn)而識別每個汽缸內(nèi)的活塞方位。識別每個汽缸內(nèi)的活塞方位包含對于每個汽缸，感測活塞的頂表面反射的光，并且根據(jù)運轉(zhuǎn)激光點火裝置和感測光之間逝去的時間來估計活塞方位。例如，活塞的位置可以通過使用具有可重復的線性頻率斜坡的頻率調(diào)制的激光光束的頻率調(diào)制方法而確定。
[0111]在816，該程序進一步包含根據(jù)激光點火裝置的運轉(zhuǎn)識別每個汽缸內(nèi)的汽缸氣門方位。在一個示例中，汽缸氣門是進氣門。在其他示例中，汽缸氣門可以是排氣門。識別汽缸氣門方位包含對于每個汽缸，發(fā)送汽缸氣門反射的光。如參考圖4-5詳細描述的，除了活塞的方位之外，激光系統(tǒng)可以被用于確定汽缸內(nèi)的氣門方位。其中，可以響應于來自激光系統(tǒng)的光被至少部分地阻擋到達汽缸活塞的頂部而推斷進氣門打開。由于與當發(fā)射的脈沖沒有被阻擋時活塞的頂表面反射的光的量相比，反射光的量減少，所以控制器可以解釋這種偏差并且使用該信息以確定給定汽缸的進氣門是打開的。根據(jù)行駛周期內(nèi)氣門運轉(zhuǎn)的順序，控制器也可以推斷出汽缸的排氣門被關(guān)閉。在可替換的示例中，在排氣沖程期間激光器運轉(zhuǎn)中活塞表面反射的光的量的下降可以被用于推斷排氣門打開(以及進氣門關(guān)閉)。
[0112]在進氣門和/或排氣門被耦接到各自的凸輪的實施例中，照明測量數(shù)據(jù)也可以被用于推斷耦接到氣門的凸輪和一個或多個凸輪軸的方位。例如，對于每個汽缸，控制器可以感測汽缸反射的光并且根據(jù)運轉(zhuǎn)激光點火裝置和感測光之間逝去的時間而估計汽缸的進氣凸輪方位。
[0113]在818，該程序包含根據(jù)在814處在每個汽缸內(nèi)執(zhí)行的活塞方位測量而確定發(fā)動機的曲軸方位。同樣地，在820，該程序包含根據(jù)在816處對每個汽缸執(zhí)行的汽缸氣門(進氣門或排氣門)或凸輪(進氣或排氣凸輪)測量而確定發(fā)動機的凸輪軸方位。從818開始，該程序繼續(xù)進行到822、832以及842中的每個，以便根據(jù)每個汽缸的活塞方位指示發(fā)動機曲軸的退化(在822)，以便根據(jù)每個汽缸的氣門方位指示發(fā)動機凸輪軸的退化(在832)和/或根據(jù)活塞和氣門方位測量指示曲軸相對于凸輪軸的失準。
[0114]具體地，在822，該程序包含比較發(fā)動機汽缸之間活塞的相對方位(如在818處確定的)O例如，第一汽缸的活塞方位可以被確定并且被用于估計剩余發(fā)動機汽缸的活塞方位(例如，根據(jù)它們的點火順序和發(fā)動機配置)。
[0115]同樣地，相對方位可以被靜態(tài)地(如描述的)或動態(tài)地捕獲。例如，如果當發(fā)動機正在移動時激光器以低能量模式運轉(zhuǎn)，則來自激光系統(tǒng)的光可以被汽缸活塞的頂部反射，并且所反射的光將具有相對于所發(fā)射的初始光不同的頻率。這種可檢測的頻移被已知為多普勒效應并且在活塞正在移動的情況下具有相對于活塞的速率的已知關(guān)系。因此，照明測量可以被用于確定活塞的方位和速率。除了使用方位信息以識別退化之外，活塞的方位和速率也可以被用于協(xié)調(diào)點火事件的正時和空氣/燃料混合物的噴射。例如，方位信息可以被用于確定發(fā)動機從怠速-停止狀況中重新啟動時哪個汽缸首先點火。
[0116]在824，可以確定是否在汽缸的相對活塞方位之間具有差異。例如，汽缸活塞的預期方位可以與真實的估計值比較。同樣地，根據(jù)給定汽缸內(nèi)活塞的方位，可以推斷出發(fā)動機的剩余汽缸內(nèi)活塞的方位(例如，根據(jù)發(fā)動機內(nèi)汽缸點火順序和汽缸配置)。因此，活塞方位的相對方位和相對偏差可以被計算。如果具有偏離，則在826，曲軸退化可以被指示。在一個示例中，根據(jù)第一汽缸的活塞方位相對于第二汽缸的活塞方位間的偏差高于閾值量，曲軸退化可以被指示。指示退化可以包含，例如，設置診斷代碼以指示曲軸被扭曲。在可替換示例中，控制器可以設置診斷代碼以指示曲軸被損壞。在進一步的示例中，由于扭曲的曲軸導致的曲軸退化可以區(qū)別于由于損壞的曲軸導致的曲軸退化。作為一個示例，如果曲軸被損壞，則至少一些汽缸的方位可以不改變。相比之下，如果曲軸被扭曲，則所有的汽缸將仍處于運動中，但是可以在所有汽缸的正時/方位之間觀測到不期望的偏移量。如果曲軸退化沒有被確定，則該程序可以結(jié)束。
[0117]將意識到的是，雖然圖8的程序描述了車輛處于未燃燒模式，但是這可以不是限制性狀況。在圖8的程序的一些實施例中，當車輛處于燃燒模式中時，不同的基于方位的診斷程序可以被啟動。例如，當發(fā)動機正在燃燒時，曲軸診斷可以被執(zhí)行，以便發(fā)動機可以作為診斷程序的一部分而轉(zhuǎn)動，以更好地區(qū)別扭曲的曲軸與損壞的曲軸。
[0118]在832，該程序包含比較發(fā)動機汽缸間的氣門的相對方位(如在820處確定的)。由于每個汽缸的凸輪(如，進氣凸輪)方位與每個汽缸的相應氣門(如，進氣門)位置直接相關(guān)。所以該程序可以額外地比較汽缸的相對凸輪方位(如在816處確定的)。例如，第一汽缸的進氣門或進氣凸輪方位可以被確定并且被用于估計剩余發(fā)動機汽缸的進氣門或進氣凸輪方位(如，根據(jù)它們的點火順序、發(fā)動機配置以及汽缸沖程)。同樣地，相對方位可以被靜態(tài)地或動態(tài)地捕獲，如上所述。除了使用方位信息以便識別退化之外，氣門或凸輪方位測量也可以被用于協(xié)調(diào)點火事件的正時和空氣/燃料混合物的噴射。例如，方位信息也可以被用于確定哪個汽缸首先點火和哪個汽缸首先獲得燃料。例如，進氣門打開的汽缸可以被確定將處于進氣沖程，并且在從怠速-停止狀況的發(fā)動機重新啟動期間可以接收燃料。
[0119]在834，可以確定的是，是否在汽缸的相對凸輪或氣門方位之間具有差異。例如，汽缸氣門或凸輪的預期方位可以與真實估計值比較。同樣地，根據(jù)給定汽缸內(nèi)進氣門的方位，在發(fā)動機的剩余汽缸內(nèi)的進氣門的方位以及發(fā)動機的所有汽缸內(nèi)排氣門的方位可以被推斷(如，根據(jù)發(fā)動機內(nèi)汽缸點火順序和汽缸配置)。因此，氣門或凸輪內(nèi)的相對方位和相對偏差可以被計算。如果具有偏離，則在836，凸輪軸退化可以被指示。在一個示例中，可以根據(jù)第一汽缸相對于第二汽缸的氣門方位之間的偏差高于閾值量，凸輪軸退化可以被指示。在另一示例中，其中氣門被獨立地致動，可以確定給定汽缸的測量的氣門方位是否為氣門方位被預期的方位。例如，可以確定氣門方位是否指示打開的進氣門，其中汽缸的進氣門已經(jīng)被致動打開?？商鎿Q地，可以確定氣門方位是否指示關(guān)閉的進氣門，其中汽缸的進氣門沒有被致動打開。指示退化可以包含，例如，設置診斷代碼以指示凸輪軸被扭曲或損壞。在可替換的示例中，控制器可以設置診斷代碼以指示被耦接到凸輪軸的電動凸輪系統(tǒng)退化。在進一步的示例中，由于扭曲的凸輪軸導致的凸輪軸退化可以區(qū)別于由于損壞的凸輪軸導致的凸輪軸退化。作為一個示例，如果凸輪軸被損壞，至少一些汽缸可以不具有凸輪事件，而其他的汽缸可以具有凸輪事件。相比之下，如果凸輪軸被扭曲，則所有的汽缸將具有凸輪事件，但是非預期的偏移量可以在所有汽缸的凸輪事件正時之間被觀測到。在不具有軸的純致動器系統(tǒng)的情況下，測量進氣門方位可以與每個汽缸的命令的進氣門方位比較，以識別退化。如果凸輪軸退化沒有被確定，則該程序可以結(jié)束。
[0120]將會意識到的是，雖然圖8的程序描述了車輛處于未燃燒模式中，但是這可以不是限制性狀況。在圖8的程序的一些實施例中，當車輛處于燃燒模式時，各種基于方位的診斷程序可以被啟動。例如，在發(fā)動機正在燃燒時，凸輪軸診斷可以被執(zhí)行，以便發(fā)動機能夠被轉(zhuǎn)動以作為診斷程序的一部分，從而更好地區(qū)別扭曲的凸輪軸與損壞的凸輪軸。
[0121]在842，該程序包含比較曲軸的相對方位與凸輪軸的方位。作為一個示例，根據(jù)所有發(fā)動機汽缸的活塞方位確定的曲軸方位可以與根據(jù)發(fā)動機汽缸的氣門方位確定的凸輪軸方位相比較。例如，每個汽缸的活塞方位(如在814確定的)可以與同一給定汽缸的進氣門方位(如在816確定的)比較。此外，根據(jù)汽缸的活塞方位，汽缸沖程并且因此汽缸氣門方位可以被估計。然后真實的和期望的氣門可以被比較。例如，第一汽缸的活塞方位可以被確定用于估計給定的第一汽缸的進氣門或進氣凸輪方位。
[0122]在844，可以確定是否在如根據(jù)活塞方位確定的估計值方位和預期值方位之間具有差異。如果具有偏離，則在846，汽缸曲軸相對于凸輪軸的失準可以被指示。例如，根據(jù)估計的汽缸氣門方位與預期的氣門方位的偏離，失準可以被指示，其中預期的氣門方位基于同一汽缸的估計的活塞方位。在此，汽缸氣門方位可以是汽缸進氣門方位。如上所述，根據(jù)檢測由發(fā)動機的激光點火裝置生成的并將被汽缸活塞反射的激光信號所花費的時間，汽缸活塞方位被識別，同時根據(jù)檢測由發(fā)動機的激光點火裝置生成的并將被汽缸氣門反射的激光信號所花費的時間，汽缸氣門方位被識別。
[0123]在另一示例中，根據(jù)估計的曲軸方位和估計的凸輪軸方位之間的偏差高于閾值量，失準可以被指示。例如，根據(jù)所有發(fā)動機汽缸的測量的進氣門或進氣凸輪方位(如，根據(jù)位于本位的進氣門/凸輪)，凸輪軸方位可以被估計(如，凸輪軸本位可以被確定)。接著，根據(jù)凸輪軸方位，與凸輪軸方位相關(guān)的曲軸方位可以被確定。發(fā)動機可以具有達到從本位中改變曲軸的閾值量的容差(如，達到4度)。如果曲軸方位被移位超過4度，那么失準可以被確定。響應于該差異，控制器可以在846設置診斷代碼。響應于失準的指示，控制器可以將偏移量施加到凸輪方位，直到軸的對準被恢復。
[0124]用這種方式，基于照明的方位測量可以被用于診斷發(fā)動機凸輪軸、汽缸曲軸、汽缸進氣門、汽缸排氣門以及汽缸進氣凸輪或排氣凸輪。
[0125]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖9，示例程序900被顯示用于噴射器噴射模式診斷。在一個示例中，程序900可以是被執(zhí)行為第一診斷模式(模式_1)的一部分的診斷程序，如圖6所述。
[0126]在902，該程序包含確認噴射器診斷已經(jīng)被選擇。例如，可以確認發(fā)動機處于第一診斷模式中。否則程序可以結(jié)束。
[0127]在一些實施例中，可以使用被配置為移動工具的激光系統(tǒng)執(zhí)行噴射器診斷。當在移動工具應用中時，該程序包含，可選地在904，在發(fā)動機的進氣歧管中安裝激光器和光電探測器(如，CCD攝像機)。根據(jù)被診斷的燃料噴射器是直接燃料噴射器還是進氣道燃料噴射器，進氣歧管中激光器和攝像機的定位可以變化。例如，如果直接燃料噴射器的噴射模式正被診斷，則激光器和攝像機可以被布置在一直線內(nèi)，例如在火花塞的位置。相比之下，如果進氣道燃料噴射器的噴射模式正被診斷，則激光器和攝像機可以被布置成彼此成角度，例如使激光器和攝像機處于噴射器噴射的直線中的進氣端口中。將會意識到的是，激光器和攝像機可以都需要與噴射器噴射模式處于視線內(nèi)。在一個示例中，這種要求可以指定第二組低功率激光器處于進氣道噴射的發(fā)動機的進氣端口中。
[0128]在906，該程序包含調(diào)整混合動力車輛的電動馬達的輸出，其中發(fā)動機被耦接以便在診斷程序期間維持限定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速-載荷狀況。例如，馬達輸出可以被調(diào)整以維持在噴射器噴射模式診斷程序的最后一次迭代(或所有之前的迭代)期間使用的參考發(fā)動機轉(zhuǎn)速-載荷。
[0129]在908，該程序包含以較低功率等級運轉(zhuǎn)激光點火裝置，以便將激光脈沖引導進汽缸中，以在汽缸的進氣沖程期間平面掃掠汽缸，其中激光脈沖具有足夠用于汽缸照明但是不足以啟動汽缸燃燒的功率。在910，該程序包含從燃料噴射器的燃料噴射起限定的時間，使激光平面地掃掠到燃料噴射器噴射的路徑內(nèi)。例如，激光器可以迅速連續(xù)地被點火，以便提供橫跨噴射器噴射的路徑的平面掃掠或激光電弧。
[0130]在912，控制器可以接收在激光器運轉(zhuǎn)期間由光電探測器(如，CXD攝像機)捕獲的圖像。同樣地，光電探測器可以使用在較低功率模式中由激光器運轉(zhuǎn)生成的光捕獲圖像。圖像可以表示燃料噴射器噴射模式的圓錐截面。示例性燃料噴射器噴射模式圖像被參考圖10描繪并且論述。在914，圖像可以被顯示給操作者，例如維護技術(shù)人員或技工。在一個示例中，圖像可以被顯示在車輛的中心控制臺上的顯示裝置上?？商鎿Q地，圖像可以被顯示在被耦接到移動診斷工具的顯示裝置上。
[0131]在916，控制器可以檢索并且顯示預期的噴射器噴射模式的參考圖像。根據(jù)所捕獲的圖像(在912)或根據(jù)噴射器診斷程序的選擇(在902)，參考圖像可以被自動地檢索并且顯示。可替換地，一旦從車輛操作者例如通過(觸摸-交互作用)顯示裝置接收到輸入，則參考圖像可以被檢索。參考圖像可以包含在給定的參考發(fā)動機轉(zhuǎn)速-載荷條件下先前所診斷的給定燃料噴射器的圖像，其中沒有噴射器退化被確定?？商鎿Q地，參考圖像可以包含在給定的參考發(fā)動機轉(zhuǎn)速-載荷條件下先前所診斷的相應燃料噴射器(如，相似的進氣道或直接燃料噴射器)的圖像，其中沒有噴射器退化被確定。用這種方式，生成的圖像和參考圖像可以被呈現(xiàn)給車輛操作者以便比較分析。
[0132]在918，可以確定指示噴射器退化的操作者輸入是否被接收到。例如，操作者可以比較生成的圖像與參考圖像，以便判斷噴射器噴射模式是否如所要求的。圖10描繪了由被耦接到激光系統(tǒng)的光電探測器用激光電弧捕獲的示例性噴射器噴射模式圖像。在1000，預期的噴射模式被顯示。具體地，1000可以是當噴射器沒有退化時在參考發(fā)動機轉(zhuǎn)速-載荷條件期間所捕獲的表示燃料噴射器噴射模式的參考圖像。相比之下，1002描繪了退化的噴射器噴射模式。因為在1002處的噴射錐不是圓錐形狀(與1000的圓錐形狀的噴射錐比較)，并且具有缺失的或歪斜的部分圓錐截面，因此根據(jù)圖像，操作者可以確定燃料噴射器退化。例如，噴射器可以被確定被阻塞。
[0133]如果操作者輸入指示燃料噴射器的退化，則在920，控制器可以設置診斷代碼以指示退化?？刂破饕部梢哉埱笕剂蠂娚淦魈鎿Q。如果沒有輸入被接收，則控制器可以在922指示燃料噴射器沒有退化。可選地，如果沒有退化被確定，則控制器可以將燃料噴射器診斷程序的給定迭代期間所捕獲的圖像保存在控制器的存儲器內(nèi)，以便在診斷程序的后續(xù)迭代期間用作參考圖像。
[0134]現(xiàn)在參考圖11，用于診斷汽缸氣流模式的示例性程序1100被顯示。在一個示例中，程序1100可以是被執(zhí)行為第一診斷模式(模式_1)的一部分的診斷程序，如圖6所述。而且，可以使用被配置為移動工具的激光系統(tǒng)執(zhí)行診斷程序。
[0135]在1102，該程序包含確認氣流診斷已經(jīng)被選擇。例如，可以確認發(fā)動機處于第一診斷模式中。否則程序可以結(jié)束。在1104，該程序包含向進氣系統(tǒng)提供高濕度空氣。例如，水噴射可以被噴入或引入到進氣系統(tǒng)(或直接進入進氣歧管中)。在可替換的示例中，取代高濕度空氣的是，煙霧可以被提供給發(fā)動機的進氣系統(tǒng)。
[0136]在1106，該程序包含以較低功率模式運轉(zhuǎn)激光器。如先前論述的，激光系統(tǒng)被運轉(zhuǎn)以將激光脈沖引導進汽缸內(nèi)，以便在汽缸的進氣沖程期間平面掃掠汽缸，其中激光脈沖具有足夠用于汽缸照明但是不足以啟動汽缸燃燒的功率。在1108，該程序包含從進氣門打開(IVO)起的限定時間使激光在平面內(nèi)掃掠到汽缸氣流的路徑內(nèi)。例如，激光器可以被迅速連續(xù)地點火以在進氣沖程期間提供橫跨汽缸的平面掃掠。
[0137]在一些示例中，進氣門上游的進氣端口內(nèi)的渦流控制閥或充氣運動控制閥可以在引入潮濕空氣或煙霧期間被運轉(zhuǎn)，以使進氣沖程期間在汽缸內(nèi)接收的氣流的渦流運動加重。
[0138]在1110，控制器可以接收激光器運轉(zhuǎn)期間由光電探測器(如，CXD攝像機)捕獲的圖像。同樣地，