CN104121109A - 喷射器焦化诊断和减轻的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于补偿或缓解在燃料喷射器上累积焦化残渣的系统和方法。本方法包括在喷射器致动的初始电流上升期间,基于燃料喷射器电流分布的移位来调整发动机操作参数。

Description

喷射器焦化诊断和减轻的系统和方法
技术领域
本发明涉及燃料喷射器,例如直接喷射(DI)燃料喷射器。
背景技术
燃料喷射器通过燃料喷射阀的机电致动来计量喷射至发动机的燃料。可调整阀门的打开持续时间,有时被称为喷射器脉冲宽度,以改变喷射时所递送的燃料量。为了提供所要求的被喷射燃料量,可基于包括喷射器打开期间预期的燃料流量的工况来确定打开持续时间。喷射器操作的意外变化可造成燃料计量误差。例如,喷射器焦化,包括阀门量孔处所堆积的沉积物,会影响给定喷射时所递送的燃料量,而且还改变了喷雾形式。燃料计量的变化可是极大的,从而导致不准确的空气/燃料控制和潜在的排放或驾驶性能的影响。
一种试图解决例如由焦化所致的燃料喷射器时间变化的方法是基于所测量的空气-燃料比的适应性的燃料校正。因此,与假设了适当燃料计量的所期望的空气燃料比相比,前馈补偿被提供给基于所测量的空气/燃料比移位的燃料计量。
然而,本文中,发明人已认识到该方法所存在的不同问题。如一个示例,空气计量误差可混淆燃料计量误差,从而导致燃料计量的不正确校正。如第二个示例,即使可分别识别燃料计量误差,也可能无法确定如何校正燃料计量。在使用斜率和偏移(脉冲宽度和喷射量之间)映射喷射器性能的示例中,所测量的空气/燃料比移位被错误地用于更新斜率,而实际上需要更新偏移,反之亦然。
发明内容
提供了至少部分地解决上述问题的不同方法。在一个示例中,该方法包括在喷射器致动的初始电流上升期间,基于燃料喷射器电流分布的移位来调整发动机操作参数。例如,喷射器致动的初始电流上升期间的燃料喷射器的电流分布可提供喷射器焦化指示,其中可与其他形式的燃料或空气计量误差分开识别该指示。以这种方式,更准确地识别燃料喷射器焦化可用于更好地调整喷射器操作,以补偿和/或解决焦化。
在一个示例中,喷射器电流分布的初升或提升阶段可用于表征喷射器打开行为,以及识别该行为因焦化所致的随时间的变化。例如,在喷射器打开时,电流分布可受到打开喷射器所需的力的影响,而在随时间受焦化影响。以这种方式,能够与其他燃料计量和/或空气计量误差分开识别燃料焦化。此种改进的识别能够更准确补偿焦化,和/或有减少焦化的措施。在重复的喷射器事件期间可适应性地监测该指示,从而能过滤和/或平均改进了的检测鲁棒性。
在一个示例中,喷射器的打开时间可随着焦化程度的增加而增加。
本示例性方法的优点是与其它燃料计量退化相比,在识别出焦化后,能够彼此分开地选择性地调整燃料喷射器的斜率和偏移。另外,能够选择性地与空气计量分开更新燃料计量,这是因为燃料焦化效应独立于空气计量误差。
本公开描述了用于补偿或缓解在燃料喷射器上累积焦化残渣的系统和方法。本方法包括在喷射器致动的初始电流上升期间,基于燃料喷射器电流分布的移位来调整发动机操作参数。根据本公开识别和补偿喷射器焦化允许调整正时和施加至喷射器的电压大小,这与使用前述已知方法做出的质量调整相对。
单独通过附图或结合附图时,将通过以下详细说明更清晰地明白本发明的上述优势和其他优势以及特征。
应理解提供以上概要以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的选择性概念。这并不意味着确立所述主题事项的关键或基本特征,其范围仅随附于具体实施方式的权利要求限定。此外,所述的主题事项不限制于解决上述或在本发明中任何部分指出的任何不利的实施方式。此外,本发明者在此认识到本文所指不利,并且不承认已知。
附图说明
图1是直接喷射式发动机的示例性汽缸。
图2A是燃料喷射提升阶段的输入驱动器的示意图。
图2B是燃料喷射拾取阶段(pickup phase)的输入驱动器的示意图。
图2C是燃料喷射保持阶段的输入驱动器的示意图。
图3示出来自清洁的喷射器和焦化的喷射器的拾取阶段和保持阶段的平均电流轨迹。
图4是用于检测燃料喷射更改的方法的流程图。
图5是校正所检测的燃料喷射更改的方法。
具体实施方式
本申请描述了基于操作期间的喷射器电流分布用于识别喷射器的燃料焦化的各种方法。在一个示例中,喷射器电流的初始电流上升速率被映射到焦化指示,并且基于所识别的焦化提供不同的调整。在喷射器打开以递送发动机燃烧期间的燃料,与所预期的分布相比,初始电流上升速率可以是初始打开电流分布。焦化指示可用于调整燃料喷射器参数,如燃料喷射器脉冲宽度和燃料喷射量之间的斜率和/或偏移。此外,可基于喷射器焦化程度指示燃料喷射器退化,和/或可采取补救措施以减少焦化。
在一个示例中,电流上升速率的减少可指示焦化增加,且喷射器上升速率的变化程度可指示焦化程度。此外,仅在所选条件下,例如在低燃料脉冲宽度条件期间(例如,小于阈值),可执行焦化识别,以更好地识别偏移变化。可在高燃料脉冲宽度条件期间(例如,大于阈值)执行焦化识别,以更好地识别斜率变化。此外,可使用低脉冲宽度焦化识别和高脉冲宽度焦化识别的组合。
在另一示例中,电流分布移位(例如,时间延迟)也可被用作焦化指示,较大的移位指示较大程度的焦化。以这种方式,可识别、指示和处理因焦化的喷射器而导致的燃料计量变化,该变化来自于打开时间(其导致燃料计量偏移变化)的变化,以及静流能力的变化(其导致燃料计量斜率变化)。
图1描述了使用可经历焦化的燃料喷射器的示例性发动机系统的示例。图2描述了可用于操作喷射器的各种驱动器电路,且该电路还可用于识别焦化。图3示出焦化和无焦化情况下的示例性电流分布。图4-图5描述了可通过图1控制系统实施的用于识别、解决喷射器焦化的程序。
图1示出内燃机10的燃烧室或者汽缸的示例性实施例。发动机10可接收来自包括控制器12的控制系统的控制参数和来自车辆操作员130经输入装置132的输入。在该示例中,输入装置132包括加速器踏板和踏板位置传感器134,用于产生比例踏板位置信号PP。发动机10的汽缸(在此还被称为“燃烧室”)14可包括其中设置了活塞138的燃烧室壁体136。活塞138可被耦合至曲轴140,使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经变速系统耦合至客车的至少一个驱动轮。此外,起动电动机可经飞轮耦合至曲轴140,从而能够进行发动机10的起动操作。汽缸14可经一系列进气通道142、144以及146接收进气。与除汽缸14之外,进气通道146还可以与发动机10的其他汽缸连通。在一些实施例中,一个或更多进气通道可包括升压装置,例如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1示出配有涡轮增压器的发动机10,其中涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机17经由轴180至少部分由排气涡轮176提供动力,其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而,在其他示例中,例如其中发动机10具有机械增压器的示例中,可选择性省略排气涡轮176,其中压缩机174可以通过来自马达或者发动机的机械输入提供动力。可沿发动机的进气通道提供包括节流板164的节流阀20,以用于改变被提供至发动机汽缸的进气的流动速率和/或压力。例如,节流阀20可被设置在如图1所示的压缩机174下游,或者替代性地被设置在压缩机174的上游。
除了汽缸14之外,排气通道148还可接收发动机10的其他汽缸的排气。示出排气传感器128耦合至排气污染控制装置178上游的排气通道148。传感器128可选自用于提供排气空气/燃料比率指示的各种合适的传感器,例如线性氧传感器UEGO(通用或者宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或者EGO(如图所示)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或者CO传感器。排气污染控制装置178可以是三元催化器(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或者其组合。
可通过位于排气通道148内的一个或更多温度传感器(未示出)测量排气温度。可选地,可基于发动机工况,例如速度、负荷、空气燃料比率(AFR)、火花延迟等等,推出排气温度。另外,可通过一个或更多排气传感器128计算排气温度。应明白地是可选地通过本文所列温度估计方法的任意组合,可估计排气温度。
发动机10的每个汽缸可包括一个或更多进气门和一个或更多排气门。例如,示出汽缸14包括位于汽缸14上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中,发动机10的每个汽缸(包括汽缸14),可包括位于汽缸上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
通过经凸轮致动系统151的凸轮致动,控制器12可控制进气门150。因此,经凸轮致动系统153,控制器12可控制排气门156。凸轮致动系统151和153每个均可包括一个或更多凸轮,并且可使用一个或更多凸轮轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统,这些可由控制器12操作,以改变气门操作。分别通过气门位置传感器(未示出)和/或曲轴位置传感器155和157,可以确定进气门150和排气门156的操作。在可选实施例中,可以通过电动气门致动控制进气门和/或排气门。例如,汽缸14可更换地包括经电动气门致动控制的进气门以及经包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在其他实施例中,可以通过通用气门致动器或者致动系统,或者可变气门正时致动器或者致动系统控制进气门和排气门。可调整(通过提前或者延迟VCT系统)凸轮正时,以调整发动机稀释度与EGR流配置,从而降低EGR瞬态和改进发动机性能。
汽缸14能够有一个压缩比,该压缩比为活塞138处于下止点时与上止点时的容积的比例。常规地,压缩比在9:1到10:1范围内。然而,在使用不同燃料的一些示例中,可增大压缩比。例如,这将在使用较高辛烷燃料或者具有较高潜在汽化焓的燃料时发生。如果使用直接喷射,压缩比可还会增加,这是由于其对发动机爆震的影响。
在一些实施例中,发动机10的每个汽缸可包括用于起动燃烧的火花塞192。在选择的运行模式下,点火系统190能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。
作为非限制性示例,示出的汽缸14包括一个燃料喷射器166。示出的燃料喷射器166直接耦合至汽缸14,以用于以与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例的方式向其直接喷射燃料。以下参考图2A-图2C描述了用于电子驱动器168的升压、拾取和保持阶段的示例性驱动器。以这种方式,燃料喷射器166将燃料通过所谓直接喷射(后文还被称为“DI”)提供至燃烧汽缸14。虽然图1示出作为侧喷射器的喷射器166,但喷射器可还位于活塞顶上,例如,接近火花塞192的位置。燃料可从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的高压燃料系统8输送至燃料喷射器166。可选地,燃料在低压处可通过单级燃料泵输送,在该情况中,在压缩冲程过程中的直接燃料喷射正时将比使用高压燃料系统的情况更加受限。另外,尽管未示出,燃料箱可具有将信号提供至控制器12的压力传感器。应明白地是,在可选实施例中,喷射器166可以是将燃料提供至汽缸14上游的进气道的进气道喷射器。
如上所述,图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸。因此,每个汽缸可类似地包括其自身一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等等。
尽管未示出,应明白地是发动机10可还包括一个或更多排气再循环通道,用于将至少部分排气从发动机排气口转向发动机进气口。因此,通过再循环一些排气,可影响发动机稀释,其通过降低发动机爆震、峰值汽缸燃烧温度和压力、节流损失以及NOx排放,可改进发动机性能。一个或更多EGR通道可包括LP-EGR通道,其耦合于涡轮增压器上游的发动机进气口和涡轮下游的发动机排气口之间,并且经配置提供低压(LP)EGR。一个或更多EGR通道可还包括HP-EGR通道,其耦合于压缩机下游的发动机进气口和涡轮上游的发动机排气口之间,并且经配置提供高压(HP)EGR。在一个示例中,可在例如缺少由涡轮增压器所提供的升压条件下,提供HP-EGR流,而在例如存在涡轮增压器升压和/或当排气温度高于阈值的条件下,可提供LP-EGR流。可以经LP-EGR阀调整通过LP-EGR通道的LP-EGR流,而经HP-EGR阀(未示出)可以调整通过HP-EGR通道的HP-EGR流。
控制器12在图1中被示为微型计算机,其包括微处理器单元106、输入/输出端口108、可执行程序和校准值的电子存储介质(其在该特定示例中被示为只读存储芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114以及数据总线。控制器12可接收来自被耦合至发动机10的传感器的不同信号,除了那些先前已述信号之外,还包括来自空气质量流传感器122的引入的空气质量流(MAF)测量;来自被耦合至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却液温度(ECT);来自被耦合至曲轴140的霍尔效应传感器(或者其他类型)120的表面点火感测信号(PIP);来自节流阀位置传感器的节流阀位置(TP);以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。可以通过控制器12自信号PIP产生发动机速度信号RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可被用于提供进气歧管中的真空或者压力指示。又一个其他传感器可包括燃料水平传感器和燃料组成传感器,其被耦合至燃料系统的燃料箱。
存储媒体只读存储器110可编有计算机可读数据,该数据表示由处理器106可执行用于实施以下所述方法,以及预先考虑但并未具体列出的其他变体的指令。
现转向图2A-图2C,示出喷射器166(图1所示)的示例性输入驱动器。喷射器驱动器具有控制图1所示喷射器166的多个阶段,其控制了喷射器166的点火。每个驱动器均可是发动机控制器12的组件。
在图2A中,示出了在燃料喷射的提升阶段控制电流的喷射器驱动器的示意图。该初始提升阶段的喷射器驱动器包括输入Iboost和Tmaxboost。Iboost是升压期间的校准目标峰值电流。Iboost可依据喷射器尺寸而改变。Tmaxboost是实现Iboost的校准最大时间。这些输入值还可受到喷射器焦化的影响,因为焦化可影响喷射器开口的尺寸和形状,并且还影响了喷射器打开时的速度或打开喷射器所需的力。图2A所示喷射器驱动器采取了目标输入和输出Uboost和Tboost,Uboost是提升阶段的开放式电容电压,而Tboost是实现Iboost的时间。
现在参考图2B,示出在燃料喷射的拾取阶段的喷射器驱动器的示意图。拾取阶段的喷射器驱动器接收输入IAeff、T1和T2。IAeff是拾取阶段的校准有效电流。T1是连同提升阶段的拾取阶段的校准持续时间。T2是拾取电流和保持电流之间的校准过渡时间。保持阶段的喷射器驱动器则输出Upickup和IA
现在转向图2C,示出在燃料喷射的保持阶段的喷射器驱动器的示意图。保持阶段是喷射器维持打开的同时向燃烧室供应燃料的阶段。保持阶段至喷射器驱动器的输入包括IHoldeff、IHysMax和Ti。IHoldeff是拾取阶段的校准有效电流。IHoldeff可根据可由焦化所致的基线来指示喷射器行为差异。IHysMax是保持阶段期间电流控制时的校准最大滞后。Ti是所需的脉冲宽度。保持阶段的喷射器驱动器输出UHold和IHold。UHold是保持阶段的电压,IHold是保持阶段的电流。
图3示出来自焦化的喷射器(虚线)和清洁的喷射器(实线)的示例性平均电流轨迹。焦化的喷射器的平均轨迹示出右移,指示实现目标峰值电流的时间增加。这可由喷射器焦化所造成的机械阻或电阻所致,并可通过对喷射器驱动器的相应调整或通过实施以下参考图5进一步详述的移除燃料喷射器上的焦化的步骤可减轻。提升阶段是由302所指的电流初始陡升段,在303处达到顶峰,拾取阶段是由304所指的电流减少和趋于平缓段,保持阶段部分被看做是306处的电流趋于平缓段。
图4中,示出根据本公开的方法的流程图。方法400开始于确定喷射器电流分布的402处。发动机控制器12可使用在燃料喷射的升压、拾取以及保持阶段由喷射器驱动器确定的值,以确定喷射器打开的电流分布。
接下来,在404处,比较喷射器电流分布与基础分布。基础分布可以是在例如喷射器更换后的喷射器清洁循环后周期性取得的已获知分布。此外,基础分布可以是例如已被上传至发动机控制器12的只读存储器110的存储分布。基础分布可包括例如图3所示的整体分布,或可包括到达峰值电流的时间,该时间开始于提升阶段302开始直到303处的峰值电流。
在406处,根据与基础分布比较的404的比较,确定初始上升或提升阶段302是否移位。参考单个喷射的平均轨迹或电流分布可确定该移位。还可基于给定电流处的时间延迟的预定阈值确定移位。在可选实施例中,可基于两轨迹之间的统计差概率的阈值来确定移位。如果喷射器电流分布的初始提升阶段未移位(否),则方法返回。如果在406处,喷射器提升阶段的初始斜率移位(是),则该方法前进到步骤407,其中指示出存在基于焦化的喷射器退化,并且还指示出设定了喷射器被焦化的诊断代码。另外,空气燃料比测量可用于确定喷射器的燃料计量是否与所期望的公差不同。
一旦在407处指示喷射器焦化,就在408处采取化解或补偿喷射器焦化的措施。这些步骤可包括调整燃料调度或其它操作参数。这可包括:修正前馈燃料计量(例如,喷射器打开延迟和/或静态燃料流量假设);调整喷射正时,以补偿打开时间的移位;调整燃料轨压力,以弥补燃料喷雾变化;调整其他发动机操作参数(例如,点火正时、速度/负荷),以帮助移除喷射器焦化。下面参考图5更详细地描述这些步骤。应当理解,这些步骤是由发动机控制器12实施,考虑了发动机的操作参数。在所有发动机条件期间可不采取某些步骤。除了为缓解喷射器焦化而采取的步骤外,可更改供给至燃料喷射器的电流,以补偿焦化。例如,可降低提升阶段(图2A所示)到喷射器驱动器的输入Tboost(实现Iboost的时间)。另外,或可替代地,降低Tboost增加Iboost还可用于补偿喷射器退化。
一旦在步骤410处实施了用于补偿或缓解喷射器焦化的方法,则对其进行再次评估,即喷射器电流分布的初始斜率并因此到达峰值电流的时间或提升阶段302是否移位。如果在步骤410处回答为否,则在408处所实施的步骤可能已成功,并在步骤411处移除基于焦化的喷射器退化的指示。如果在410处,喷射器电流分布的提升阶段仍移位(是),则喷射器焦化可持续,对电流驱动器的更改可能不足以补偿焦化。
然后本方法前进至412,在412处,可产生更换喷射器的信号。一旦更换了喷射器,在414便移除基于焦化的退化的指示。在更换了喷射器的事件中,可获得喷射器电流分布的新的基础分布,并将其存储在发动机控制器内用于以后比较。然后,本方法返回。
应明白能够有方法变体。例如,步骤410处的退化指示可导致用于缓解喷射器焦化的不同或额外步骤,并且可基于依据驾驶的时间或距离来代替或补充根据持续的焦化来更换喷射器。
现在转向图5,示出的方法用于缓解或补偿喷射器焦化。方法500开始于502,在502处,确定喷射器电流分布的初升是否如图4所示的步骤406发生移位。如果喷射器电流分布未移位(否),则该方法返回。
如果在502处,与基础分布相比,喷射器电流分布移位(是),则该方法前进到步骤504,在504处,指示出存在基于焦化的喷射器退化,并且还指示出设定了喷射器被焦化的诊断代码。在506处,确定了焦化程度。可通过喷射器电流分布和基础分布之间的峰值电流的偏移量(参看图3中的303)来确定焦化程度。该偏移可被测量为到达峰值电流的时间和基础电流分布之间的差异,其中基础电流分布可以是到达峰值电流的基本时间。在可替代实施例中,焦化程度可被确定为喷射器电流分布和基础分布之间的提升阶段的斜率差异(参看图3中的302)。
在508处,确定焦化程度是否大于第一阈值。第二阈值可以是基础分布和喷射器电流分布之间的提升阶段峰值的时间差异(参看图3中的303)。此外,第二阈值可以是提升阶段的斜率差异(参看图3中的302)。如果在508处,焦化程度超过第二阈值(是),则方法前进至步骤510,在510处实施了用于缓解喷射器焦化的步骤。
在用于移除喷射器中的焦化的可能动作中,包括增加燃料轨压力、调整空气燃料比或增加EGR率。增加轨道压力可提供用于移除喷射器尖端上的焦化的机械力,或可增加通过焦化的喷射器开口所喷射的燃料量。对空气燃料比或EGR率的改变可导致未燃碳氢化合物的可用性,该未燃碳氢化合物可用作焦化残渣的还原剂。此外,对空气燃料比和EGR率的调整可更改燃烧温度,该燃烧温度还可增加降低焦化残渣的可能性。可在预定的时间量或发动机循环次数期间实行用于缓解焦化的不同方法。此外,可实行与基础分布相比的喷射器电流分布的额外检查,从而确定是否充分缓解喷射器焦化。
如果在508处喷射器焦化未超过第二阈值(否),则方法前进至步骤512,在此评估喷射器焦化是否超过第一阈值。第一阈值可基于第二阈值的相同参数。然而,第一阈值可包括较小的提升阶段303的峰值时间偏移,或较小的提升阶段302的斜率差异程度。如果未超过该第一阈值(否),则焦化程度不足以显著影响燃料喷射,该方法返回。
如果在512处超过(是)第一阈值,则在514处实施补偿喷射器焦化的步骤。这些步骤之一是调整喷射器致动,其特定示例可以是通过增加Iboost和降低Tboost来更改提升阶段喷射器驱动器(图2A所示)。可在某种程度上降低Tboost,从而增加提升阶段的斜率,或使得在较早时间点开始提升阶段、或两者。增加Iboost(提升期间的目标峰值电流)或降低Tboost(实现Iboost的时间)可导致喷射器电流分布,该喷射器电流分布未移位且更为接近类似于基础分布并具有调整喷射正时的效应。根据本公开可在喷射器电路中提供较大的电容,从而提供用于补偿喷射器焦化的增加的升压电压。调整喷射器驱动信号的净效应可以是燃料喷射打开持续时间增加了给定要求的燃料喷射量。火花正时调整可还用于补偿由焦化的喷射器所致的被更改的喷射正时。例如,火花延迟程度可基于所估计的喷射器焦化程度而增加或减少。可基于每汽缸进行火花调整,其与识别了喷射器焦化的汽缸相关。以这种方式,基于这些不同(第一和第二)发动机汽缸间的不同焦化程度,在不同发动机汽缸(例如,第一和第二汽缸)之间可有区别地调整火花正时。此外,火花调整可仅限于所选的条件,例如在起动期间或在非起动条件期间。一旦实施补偿喷射器焦化的步骤,则方法返回至图4的步骤410。
应理解,在可替代实施例中可同时采取既缓解焦化,又补偿焦化的动作。此外,在例如更改空气燃料比或EGR率的可行性较小的高发动机需求的条件下,用于补偿焦化的动作可更为成功。
本公开描述了用于,或缓解在燃料喷射器上累积焦化残渣的系统和方法。本方法包括在喷射器致动的初始电流上升期间,基于燃料喷射器电流分布的移位来调整发动机操作参数。
注意到在此包括的示例控制和估计程序可在各种发动机和/或车辆系统配置中使用。本文所述特定程序可代表任何数量的处理策略中的一个或更多,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。因此,所示不同动作、操作和/或功能可按所示次序、并列执行或在一些情况中被省略。同样地,未必需要按该处理顺序实现本文所述示例性实施例的特征和优势,其被提供是为了便于解释和描述。根据所使用的特定策略,可重复执行一个或更多所示动作、操作和/或功能。此外,所述动作、操作和/或功能可经图形代表的代码被编入发动机控制系统中的计算机可读存储媒体的非暂时性存储器内。
应明白,因为能有各种变体,所以本文所公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些特定的实施例不应被视作具有限制意义。例如上述技术能够被应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸及其他发动机类型。本公开主题包括本文中公开的不同系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显组合和子组合。
随附的权利要求特别指出了被认为是新颖的和非显而易见的某些组合以及子组合。这些权利要求可指代“一个”元件或“第一”元件或其中的等效物。此类权利要求应理解成包括一个或更多此类元件的结合,既不要求也不排除两个或更多此类元件。本发明特征、功能元件和/或特性的其他组合和子组合可由本发明权利要求修正或经过在此或相关申请中呈现的新权利要求加以要求。不管是否比原始权利要求的范围更宽、更窄、等同或者不同,这种权利要求均被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种方法,其包括:
在喷射器致动的初始电流上升期间,基于燃料喷射器电流分布的移位,调整发动机操作参数。
2.根据权利要求1所述的方法,其中燃料喷射器电流分布的移位是到达峰值电流的时间的变化。
3.根据权利要求1所述的方法,还包括在所述移位大于阈值移位时,指示所述燃料喷射器的退化。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述移位基于所述燃料喷射器电流分布和基础分布之间的差异。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述移位是从基础分布到达峰值电流的时间变化,其中所述基础分布是到达峰值电流的基本时间。
6.根据权利要求4所述的方法,其中所述基础分布是已获知的喷射器分布。
7.根据权利要求4所述的方法,其中所述基础分布是已存储的喷射器分布。
8.根据权利要求1所述的方法,其中调整所述发动机操作参数包括增加针对给定要求的燃料喷射量的燃料喷射打开持续时间。
9.根据权利要求1所述的方法,其中调整所述发动机操作参数包括增加燃料轨压力。
10.根据权利要求1所述的方法,其中调整所述发动机操作参数包括调整喷射器致动。
11.根据权利要求10所述的方法,其中调整喷射器致动包括在燃料喷射器致动的提升阶段,增加实现目标峰值电流的时间。
12.一种用于发动机的系统,其包括:
由喷射器正时信号控制的喷射器,由喷射器驱动器递送的所述喷射器正时信号包括:提升阶段、拾取阶段以及保持阶段;以及
发动机控制器,其包括储存在存储器内的指令,从而基于喷射器电流分布的提升阶段是否与基础分布的所述提升阶段不同来调整操作。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述提升阶段包括递送至所述燃料喷射器的电流的初始增加。
14.根据权利要求12所述的方法,其中确定喷射器电流分布的所述提升阶段是否与所述基础分布不同还包括确定与所述基础分布相比的预定电流时的所述喷射器电流分布的时间延迟是否大于预定阈值。
15.根据权利要求12所述的方法,还包括空气燃料比测量,所述测量确定所述喷射器的燃料计量是否与期望的公差不同。
16.根据权利要求12所述的方法,还包括燃料轨,其中如果确定喷射器电流分布的所述提升阶段与基础分布的所述提升阶段不同,则增加燃料轨压力。
17.根据权利要求12所述的方法,其中所述喷射器驱动器包括目标峰值电流的输入、实现目标峰值电流的时间以及实现所述目标峰值电流的最大时间。
18.一种方法,其包括:
借助于喷射器驱动器控制燃料喷射;
比较喷射器电流分布与基础分布;
确定所述喷射器电流分布的提升阶段是否与所述基础分布不同;以及
如果确定所述喷射器电流分布的所述提升阶段与所述基础分布不同,则实施缓解喷射器焦化的步骤。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述喷射器电流分布是到达峰值电流的时间,并且所述基础电流分布是到达峰值电流的基本时间。
20.根据权利要求18所述的方法,其中所述喷射器驱动器还包括提升阶段、拾取阶段以及保持阶段。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108386284A (zh) * 2017-02-02 2018-08-10 福特环球技术公司 可变排量发动机中的燃料喷射器诊断
CN110242434A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 潍柴动力股份有限公司 数据处理方法及装置
CN110753786A (zh) * 2017-05-08 2020-02-04 Mtu 腓特烈港有限责任公司 用于符合需求地维护喷射器的方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5849975B2 (ja) * 2013-02-25 2016-02-03 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置および燃料噴射システム
JP6413582B2 (ja) * 2014-10-03 2018-10-31 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
EP3091214B1 (en) * 2015-05-08 2018-11-21 Continental Automotive GmbH Monitoring method to monitor the built up of obstructing coatings due to coking in sprayholes of a fuel injector jet nozzle, compensation method to compensate negative effects of these obstructing coatings and electronic control unit for a combustion engine
JP2017106354A (ja) * 2015-12-08 2017-06-15 株式会社デンソー 制御装置
US10018144B2 (en) * 2016-08-19 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for engine control
US10018143B2 (en) * 2016-08-19 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for engine control
US10152834B1 (en) * 2017-08-24 2018-12-11 GM Global Technology Operations LLC Combustion engine airflow management systems and methods
DE102018126693A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Erkennung einer Verkokung im Einlasstrakt eines Verbrennungsmotors
DE102018126692A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Erkennung einer Verkokung im Einlasstrakt eines Verbrennungsmotors mit Kraftstoffdirekteinspritzung
WO2021195093A1 (en) * 2020-03-27 2021-09-30 Cummins Inc. Systems and methods for skip-fire operation control

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040000288A1 (en) * 2002-07-01 2004-01-01 Caterpillar Inc. Fuel injection control system and method
US20040260449A1 (en) * 2003-04-10 2004-12-23 Axel Heinstein Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle in particular
US20110125386A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Ford Global Technologies, Llc Fuel injector interface and diagnostics
CN102245880A (zh) * 2008-12-11 2011-11-16 罗伯特·博世有限公司 用于运行内燃机的燃料喷射系统的方法
WO2012148418A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 International Engine Intellectual Property Company, Llc Method of compensating for injector aging

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8989994B2 (en) * 2012-07-06 2015-03-24 Caterpillar Inc. System and method for fault diagnosis in fuel injection system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040000288A1 (en) * 2002-07-01 2004-01-01 Caterpillar Inc. Fuel injection control system and method
US20040260449A1 (en) * 2003-04-10 2004-12-23 Axel Heinstein Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle in particular
CN102245880A (zh) * 2008-12-11 2011-11-16 罗伯特·博世有限公司 用于运行内燃机的燃料喷射系统的方法
US20110125386A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Ford Global Technologies, Llc Fuel injector interface and diagnostics
WO2012148418A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 International Engine Intellectual Property Company, Llc Method of compensating for injector aging

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108386284A (zh) * 2017-02-02 2018-08-10 福特环球技术公司 可变排量发动机中的燃料喷射器诊断
CN110753786A (zh) * 2017-05-08 2020-02-04 Mtu 腓特烈港有限责任公司 用于符合需求地维护喷射器的方法
CN110242434A (zh) * 2019-06-28 2019-09-17 潍柴动力股份有限公司 数据处理方法及装置

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