CN105041540A - 用于检测高压泵孔磨损的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供检测高压泵孔磨损的方法，其中泵的活塞和孔之间的磨损可以引起过量燃料从泵的压缩室中泄漏出。需要的可靠方法涉及泵性能模型，该泵性能模型包含若干种物理效应并且通过真实的高压泵测试数据被验证。提出的方法涉及比较基于泵性能模型的目标泵送率与真实的燃料喷射率，以便确定是否异常量的燃料从高压泵泄漏。

Description

用于检测高压泵孔磨损的方法

技术领域

本申请大体涉及通过内燃发动机中的高压燃料泵的活塞-孔接口(piston-boreinterface)检测孔磨损和异常燃料泄漏的方法的实施方式。

背景技术

一些车辆发动机系统利用直接汽缸内燃料喷射和进气道燃料喷射两者。燃料输送系统可以包括用于将燃料压力提供到燃料喷射器的多个燃料泵。作为一个示例，燃料输送系统可以包括设置在燃料箱和燃料喷射器之间的较低的压力燃料泵(或提升泵)和较高的压力(或直接喷射)燃料泵。高压燃料泵可以耦接到燃料轨上游的直接喷射系统以增加通过直接喷射器输送到发动机汽缸的燃料的压力。电磁启动的入口止回阀或溢流阀可以耦接在高压燃料泵的上游以调节进入泵压缩室内的燃料流。然而，当高压燃料泵的电磁启动的入口止回阀去激励/切断电源(de-energizd)时，诸如当不需要燃料的直接喷射时，泵耐用性会被影响。具体地，当高压泵未操作时，泵的润滑和冷却可以被降低，从而导致泵劣化。泵劣化可以通过泵活塞和泵的孔之间的接口的磨损来表明。磨损可以引起活塞和孔之间的间隙宽度增加，从而相比于正常泄露的燃料量，允许增加流过该间隙的燃料量。损失的燃料可以导致高压燃料泵以及劣化的泵和/或发动机性能的低效。已经提出了检测孔磨损的各种方法，孔磨损可以导致过多的燃料通过活塞-孔接口泄漏。

在由Ilhoshiin等人在US7556023中示出的一种检测从高压泵泄漏燃料的方法中，通过高压泵的柱塞(汽缸)的燃料泄漏的诊断通过基于若干因素的泄漏计算被执行。若干因素包括凸轮角度信号、曲轴角度信号、水温信号、燃料温度信号和燃料压力信号。泄漏计算计算同样用于计算燃料的同质弹性系数的泄漏量。泄漏计算也包括随燃料温度而变化的粘性系数。

然而，本申请的发明人已确定到US7556023的方法的潜在问题。首先，泄漏计算取决于大量传感器的准确读数，诸如各种温度传感器、压力传感器和角度传感器。如果一个或更多个传感器输出不准确的值，那么泄漏计算会错误地诊断从柱塞泄漏的燃料。此外，对于泵操作的预期变化(诸如由于组件磨损和老化的那些变化)，泄漏计算可能未被充分地校准。因此，即使泵操作的变化是由于正常的泵磨损，也存在泄漏被错误地检测的状况。最后，泄漏计算仅提供任意泄露的诊断，其中在许多泵系统中，小于阈值量的泄漏可能有益于泵润滑，这也被称为正常或必要泄漏。计算不能区分必要燃料泄漏和过多燃料泄漏。

发明内容

因此，在一个示例中，通过一种方法可以至少部分地解决上述问题，该方法包含：当发动机在怠速时：将发动机的直接喷射燃料轨中的压力增加至阈值燃料轨压力；基于泵性能模型计算高压燃料泵的目标泵送率；计算燃料喷射率；比较目标泵送率和燃料喷射率；以及基于该比较，发出活塞-孔接口泄漏结果。以此方式，在当发动机正处于怠速时的状况期间用于检测活塞-孔磨损的方法可以在车载车辆上连续执行。如本文描述的，泵性能模型可以基于影响从高压泵泵送的燃料量的若干因素而被校准，从而增加经由该模型产生的结果的可靠性。此外，泵性能模型可以与实际高压泵的测试数据比较，使得该模型针对其准确性能够被验证。当依赖较少的传感器时，该检测方法也许能够实现高准确性，从而提供组件减少的益处。此外，泵性能模型可以被周期地更新以反映可以不同于新泵执行的老化的高压燃料泵，从而允许更好的补偿由公共组件磨损和裂缝引起的泵操作的变化。最后，检测方法可以更好地区分高压泵的正常燃料泄漏和异常燃料泄漏。

泵性能模型可以基于若干因素，包括由于燃料的体积模量(bulkmodulus)和高压泵的压缩室的死体积的燃料损失、泵的正常燃料泄漏和可以包含若干各种燃料损失贡献而引起的其它原因。泵性能模型可以被图形化或数字化地与映射的高压燃料泵比较，以验证泵模型的准确性。由于模型可以包含正常的泄漏燃料量(其可以改善泵润滑，诸如当不需要高压燃料泵工作时)，上述检测方法可以经配置使操作者知晓异常燃料泄漏。例如，异常燃料泄漏可以由高压泵的活塞和孔之间的磨损引起。通过增加泵泄漏检测的准确性和可靠性，泵性能被改善。

应当理解，上述发明内容被提供以简化的形式介绍将在具体实施方式中被进一步描述的一些概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示意性地示出内燃发动机的汽缸的示例实施例。

图2示意性地示出可以与图1的发动机一起使用的燃料系统的示例实施例。

图3示出图2的燃料系统的高压直接喷射燃料泵的示例。

图4示出测试的高压泵的示例图形化映射图。

图5A示出示例泵性能模型的图形化表示，其能够与图4的映射图相比较。

图5B示出映射图或泵性能模型在替代轴线上的曲线图。

图6示出孔磨损检测方法的流程图，该方法可以向使用者警告异常活塞-孔接口泄漏。

具体实施方式

下面的具体实施方式提供关于高压燃料泵和提出的孔磨损检测方法以及该方法基于的泵性能模型的信息。图1给出内燃发动机中的汽缸的示例实施例，而图2示出可以与图1的发动机一起使用的燃料系统。图3详细示出经配置将直接燃料喷射提供到发动机内的高压泵的示例。正如确定活塞-孔接口泄漏的孔磨损检测方法的背景技术，图4示出高压泵的映射图(或曲线图)，而图5A图形化地示出泵性能模型。另外，图5B示出映射图或泵性能模型在替代水平轴线上的曲线图。高压泵孔磨损检测方法如图6中的流程图所示，其中无论是正常量的燃料还是异常量的燃料从高压燃料泵中泄漏出，都会发出警告操作者或其它使用者的结果。

关于贯穿该具体实施方式所使用的术语，若干图形被呈现，其中数据点被绘制在2维图形上。术语图形和曲线图可以互换使用，从而指代整个图形或曲线/线本身。此外，高压泵或直接喷射泵可以被缩写为DI或HP泵。类似地，低压泵或提升泵可以被缩写为LP泵。另外，燃料轨压力或直接喷射器的燃料轨内的燃料压力值可以被缩写为FRP。泵性能模型或用于数字化或图形化表示高压泵的行为的一个或更多个等式可以被称为泵模型或简单称为模型。正常泵孔接口泄漏(或泄漏)可以指通过泵孔接口渗出HP泵的压缩室的标称量的燃料。异常泵孔接口泄漏或(泄漏)可以指由于泵孔磨损而导致的、渗出压缩室的过量的燃料。

图1示出内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例。发动机10通过包括控制器12的控制系统和通过经由输入设备132来自车辆操作员130的输入可以至少部分地被控制。在这个示例中，输入设备132包括加速器踏板和用于产生成比例于踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(本文也称为“燃烧室”)14可以包括具有定位在其中的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可以耦接到曲轴140使得活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。曲轴140经由变速器系统可以耦接到乘客车辆的至少一个驱动轮。进一步地，启动器马达(未示出)经由飞轮可以耦接到曲轴140以实现发动机10的启动操作。

汽缸14能够经由一系列的进气空气通道142、144和146接收进气空气。进气空气通道146能够与发动机10的除了汽缸14之外的其它汽缸连通。在一些示例中，进气通道中的一个或更多个可以包括升压设备，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出发动机10，该发动机10经配置具有包括在进气通道142和144之间设置的压缩机174和沿排气通道148设置的排气涡轮机176的涡轮增压器。压缩机174可以经由轴180由排气涡轮机176至少部分地驱动，其中升压设备被配置为涡轮增压器。然而，在诸如发动机10装备有机械增压器的另一些示例中，排气涡轮机176可以可选择地被省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入来驱动。包括节流板164的节气门162可以沿发动机的进气通道被提供，用于改变提供到发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，节气门162可以如图1所示被定位在压缩机174的下游或替代地可以被提供在压缩机174的上游。

除了汽缸14之外，排气通道148还能够接收来自发动机10的其它汽缸的排气。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以选自用于提供排气空/燃比的指示的各种合适的传感器，例如，如线性氧传感器或UEGO(通用排气氧或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如图所示)、HEGO(加热的EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。

发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的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。在一些示例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。

进气门150可以经由致动器152通过控制器12来控制。类似地，排气门156可以经由致动器154通过控制器12来控制。在一些状况期间，控制器12可以改变提供到致动器152和154的信号以控制相应进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由相应气门位置传感器(未示出)来确定。气门致动器可以是电气门致动类型或凸轮致动类型或其组合。进气门正时和排气门正时可以同时地被控制或可以使用任意一个可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时被控制。每个凸轮致动系统可以包括一个或更多个凸轮并且可以利用凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或更多个，其中这些系统可以由控制器12操作以改变气门操作。例如，汽缸14可以替代地包括经由电气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在另一些实施例中，进气门和排气门可以由常用的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制。

汽缸14能够具有压缩比，该压缩比是当活塞138在底中心时的体积与在顶中心时的体积之比。在一个示例中，压缩比在9:1到10:1的范围内。然而，在使用不同的燃料的一些示例中，压缩比可以增加。例如，当使用较高的辛烷值燃料或具有较高的汽化潜焓的燃料时，这可以发生。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，压缩比也可以增加。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于开始燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统190能够经由火花塞192将点火火花提供到燃烧室14。然而，在一些实施例中，火花塞192可以被省略，诸如发动机10可以通过自动点火或通过燃料的喷射开始燃烧的实施例中，这可以是具有一些柴油发动机的情况。

在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以经配置具有用于向其提供燃料的一个或更多个燃料喷射器。作为一个非限制性的示例，汽缸14被示出包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以经配置输送从燃料系统8接收的燃料。如参考图2和图3所详述的，燃料系统8可以包括一个或更多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示出直接耦接到汽缸14，用于经由电子驱动器168将成比例于从控制器12接收的信号的脉冲宽度FPW-1的燃料直接喷射至其中。以此方式，燃料喷射器166提供被称为向燃烧汽缸14内的燃料的直接喷射(下文也称为“DI”)。虽然图1示出定位在汽缸14的一侧的喷射器166，但其可以替代地位于活塞的顶部，如接近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的较低的挥发性，当使用醇基燃料操作发动机时，此类位置可以改善混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于进气门的顶部或接近进气门以改善混合。燃料可以经由高压燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱被输送到燃料喷射器166。进一步地，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。

燃料喷射器170被示出以如下配置设置在进气通道146中，而不是设置在汽缸14中，该配置提供被称为向汽缸14上游的进气道内的燃料的进气道喷射(下文也称为“PFT”)。燃料喷射器170可以经由电子驱动器171成比例于控制器12接收的信号的脉冲宽度FPW-2喷射从燃料系统8接收的燃料。注意，单个驱动器168或171可以用于两种燃料喷射系统，或多个驱动器，例如可以如所描述的驱动器168用于燃料喷射器166并且驱动器171用于燃料喷射器170。

在替代示例中，燃料喷射器166和170中的每个可以被配置为直接燃料喷射器，用于将燃料直接喷入汽缸14。在又一示例中，燃料喷射器166和170中的每个可以被配置为进气道喷射器，用于将燃料喷射到进气门150的上游。在又一些示例中，汽缸14可以包括仅单个燃料喷射器，该单个燃料喷射器经配置接收来自燃料系统的、具有不同相对量的不同的燃料，作为燃料混合物，并且进一步经配置作为直接燃料喷射器将该燃料混合物直接喷入汽缸内或作为进气道燃料喷射器将该燃料混合物直接喷入进气门的上游。因此，应当认识到，本文描述的燃料系统不应当通过本文示例描述的特定燃料喷射器配置而被限制。

燃料在汽缸的单个循环期间可以通过两个喷射器被输送到汽缸。例如，每个喷射器可以输送汽缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。

进一步地，从每个喷射器输送的燃料的分配量和/或相对量可以随诸如发动机负载、爆震和排气温度的工况而改变，如本文下面所描述的。进气道喷射的燃料可以在打开进气门事件、关闭进气门事件(例如，大体在进气冲程之前)期间以及在打开和和关闭进气门操作两者期间被输送。类似地，例如，直接喷射的燃料可以在进气冲程期间被输送以及在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间部分地被输送和在压缩冲程期间部分地被输送。因此，即使对于单个燃烧事件，喷射的燃料可以在不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射。此外，对于单个燃烧事件，输送的燃料的多次喷射可以每周期被执行。多次喷射可以在压缩冲程、进气冲程或其任意合适的组合期间被执行。

如上面描述的，图1示出多汽缸发动机的仅一个汽缸。因此，每个汽缸可以类似地包括它自己的一组进气门/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。应当认识到，发动机10可以包括任意适合数量的汽缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个汽缸。进一步地，这些汽缸中的每个能够包括由参考汽缸14的图1描述和示出的各种组件的部分或全部。

燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些包括大小的不同，例如，一个喷射器可以具有比其它喷射器大的喷射孔。其它不同包括但不限于，不同的喷射角、不同的操作温度、不同的目标、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的位置等。此外，根据喷射器170和166之间喷射的燃料的分配比，可以实现不同的效果。

燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同的燃料特性和不同的燃料成分的燃料。不同可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的混合燃料和/或其组合等。具有不同的汽化热的燃料的一个示例可以包括如具有较低的汽化热的第一燃料类型的汽油和如具有较高的汽化热的第二燃料类型的乙醇。在另一示例中，发动机可以将汽油用作第一燃料类型并且将包含诸如E85(其大约85％乙醇和15％汽油)或M85(其大约85％甲醇和15％汽油)的混合燃料的醇用作第二燃料类型。其它可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。

在又一示例中，两种燃料可以是具有不同的醇成分的醇混合物，其中第一燃料类型可以是具有较低的醇浓度的汽油醇混合物，诸如E10(其大约10％乙醇)，而第二燃料类型可以是具有较高的醇浓度的汽油醇混合物，诸如E85(其大约85％乙醇)。附加地，第一燃料和第二燃料在其它燃料特性方面也可以不同，诸如温度、粘度、辛烷值等不同。此外，一个或两个燃料箱的燃料特性可以频繁地改变，例如，由于每天燃料箱再加注的变化。

控制器12在图1中被示为微型计算机，包括微处理器单元(CPU)106、输入/输出端口(I/O)108、在这个特定示例中用于存储可执行指令被示为非临时性只读存储器芯片110的可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)112、保活存储器(KAM)114和数据总线。控制器12可以接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除了前面讨论的这些信号，还包括来自空气质量流量传感器122的引入的空气质量流量(MAF)的测量值；来自耦接到冷却套管118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以通过控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。

图2示意性地示出图1的示例燃料系统8。燃料系统8可以被操作以将燃料输送到发动机，诸如图1的发动机10。燃料系统8可以由控制器操作以执行参考图6的程序流程图描述的部分或全部操作。

燃料系统8能够将来自一个或多个不同的燃料源的燃料提供到发动机。作为一个非限制性的示例，第一燃料箱202和第二燃料箱212可以被提供。虽然燃料箱202和212在分离式容器的背景下被描述用于存储燃料，但应当认识到，这些燃料箱反而可以被配置为具有分开的燃料存储区域的单个燃料箱，该分开的燃料存储区域由壁或其它合适的隔膜分离。更进一步地，在一些实施例中，该隔膜可以被经配置选择性地转变在两个或更多个燃料存储区域之间的燃料的选择组分，从而使燃料混合物能够通过隔膜至少部分地分离成第一燃料存储区域处的第一燃料类型和第二燃料存储区域处的第二燃料类型。

在一些示例中，第一燃料箱202可以存储第一燃料类型的燃料而第二燃料箱212可以存储第二燃料类型的燃料，其中第一和第二燃料类型具有不同的成分。作为一个非限制性的示例，包含在第二燃料箱212中的第二燃料类型可以包括提供具有比第一燃料相对大的爆震抑制能力的第二燃料类型的较高浓度的一种或更多种组分。

通过示例，第一燃料和第二燃料均可以包括一种或更多种烃组分，但第二燃料也可以包括比第一燃料浓度高的醇组分。在一些状况下，当以相对于第一燃料合适的量输送时，该醇组分能够向发动机提供爆震抑制，并且可以包括任何合适的醇，诸如乙醇、甲醇等。因为醇能够提供比诸如汽油和柴油的一些烃基燃料大的爆震抑制，由于增加的汽化潜热和醇的增压中冷容量，所以包含较高浓度的醇组分的燃料在选择的工况期间能够可选择地被用于向发动机爆震提供增加的阻力。

作为另一示例，醇(例如，甲醇、乙醇)可以具有添加到其中的水。因此，水减小在存储的燃料中产生增加的灵活性的醇燃料的可燃性。附加地，水含量的汽化热增强醇燃料当作爆震抑制剂的能力。更进一步地，水含量能够降低燃料的总成本。

作为一个具体的非限制性的示例，第一燃料箱中的第一燃料类型可以包括汽油并且第二燃料箱中的第二燃料类型可以包括乙醇。作为另一非限制性的示例，第一燃料类型可以包括汽油并且第二燃料类型可以包括汽油和乙醇的混合物。在又一些示例中，第一燃料类型和第二燃料类型均可以包括汽油和乙醇，其中第二燃料类型包括比第一燃料(例如，作为第一燃料类型的E10和作为第二燃料类型的E85)浓度高的乙醇组分。作为又一示例，第二燃料类型可以具有比第一燃料类型相对高的辛烷值，从而使第二燃料具有比第一燃料有效的爆震抑制。应当认识到，这些示例应当被认为非限制性的，因为具有相对不同的爆震抑制特性的其它合适的燃料可以被使用。在又一些示例中，第一和第二燃料箱中的每个可以存储相同的燃料。虽然描述的示例说明了具有两种不同的燃料类型的两个燃料箱，但应当认识到，在替代实施例中，可以存在仅具有单个燃料类型的单个燃料箱。

燃料箱202和212可以在其燃料存储容量方面不同。在描述的示例中，其中第二燃料箱212存储具有较高的爆震抑制能力的燃料，第二燃料箱212可以具有比第一燃料箱202小的燃料存储容量。然而，应当认识到，在替代实施例中，燃料箱202和212可以具有相同的燃料存储容量。

燃料可以经由相应燃料填充通道204和214被提供到燃料箱202和212。在一个示例中，其中燃料箱存储不同的燃料类型，燃料填充通道204和214可以包括燃料识别标志，用于识别有待被提供到对应燃料箱的燃料类型。

与第一燃料箱202连通的第一低压燃料泵(LPP)208可以被操作以经由第一燃料通道230将第一类型的燃料从第一燃料箱202供应到第一组进气道喷射器242。在一个示例中，第一燃料泵208可以是至少部分布置在第一燃料箱202内的电力驱动的较低的压力燃料泵。由第一燃料泵208提升的燃料在较低的压力下可以被供应到耦接到第一组进气道喷射器242(本文也称为第一喷射器组)的一个或更多个燃料喷射器的第一燃料轨240内。虽然第一燃料轨240被示出将燃料分配到第一喷射器组242的四个燃料喷射器，但应当认识到，第一燃料轨240可以将燃料分配到任何合适数量的燃料喷射器。作为一个示例，对于发动机的每个汽缸，第一燃料轨240可以将燃料分配到第一喷射器组242的一个燃料喷射器。注意，在另一些示例中，第一燃料通道230可以经由两个或更多个燃料轨将燃料提供到第一喷射器组242的燃料喷射器。例如，其中发动机汽缸被配置成V型配置，两个燃料轨可以用于将来自第一燃料通道的燃料分配到第一喷射器组中的每个燃料喷射器。

直接喷射燃料泵228被包括在第二燃料通道232中并且可以经由LPP208或LPP218被供应燃料。在一个示例中，直接喷射燃料泵228可以是发动机驱动的正排量泵。直接喷射燃料泵228可以经由第二燃料轨250与一组直接喷射器连通，并且可以经由电磁阀236与一组进气道喷射器242连通。因此，由第一燃料泵208提升的较低的压力燃料可以通过直接喷射燃料泵228而被进一步加压，以便将直接喷射的较高的压力燃料供应到耦接到一个或更多个直接燃料喷射器252(本文也称为第二喷射器组)的第二燃料轨250。在一些示例中，燃料过滤器(未示出)可以被布置在直接喷射燃料泵228的上游以移除来自燃料的颗粒。进一步地，在一些示例中，燃料蓄压器(未示出)可以被耦接到燃料过滤器的下游、在低压泵和高压泵之间。

与第二燃料箱212连通的第二低压燃料泵218可以被操作以经由第二燃料通道232将第二燃料类型从第二燃料箱202供应到直接喷射器252。以此方式，第二燃料通道232流体地将第一燃料箱和第二燃料箱中的每个耦接到直接喷射器组。在一个示例中，第二燃料泵218也可以是至少部分布置在第二燃料箱212内的电力驱动的低压燃料泵(LPP)。因此，由低压燃料泵218提升的较低的压力燃料可以通过较高的压力燃料泵228而进一步被加压，以便将直接喷射的较高的压力燃料供应到耦接到一个或更多个直接燃料喷射器的第二燃料轨250。在一个示例中，第二低压燃料泵218和直接喷射燃料泵228能够被操作以在较高的燃料压力下向第二燃料轨250提供第二燃料类型而第一燃料类型的燃料压力通过第一低压燃料泵208被提供到第一燃料轨240。

第一燃料通道230和第二燃料通道232之间的流体连通可以通过第一旁路通道224和第二旁路通道234实现。具体地，第一旁路通道224可以使第一燃料通道230耦接到直接喷射燃料泵228上游的第二燃料通道232，而第二旁路通道234可以使第一燃料通道230耦接到直接喷射燃料泵228下游的第二燃料通道232。一个或更多个卸压阀可以被包括在燃料通道和/或旁路通道中以阻止或禁止燃料流返至燃料存储箱内。例如，第一卸压阀226可以被提供在第一旁路通道224中以减小或阻止从第二燃料通道232到第一燃料通道230和第一燃料箱202的燃料回流。第二卸压阀222可以被提供在第二燃料通道232中以减小或阻止从第一或第二燃料通道进入第二燃料箱212的燃料回流。在一个示例中，较低的压力泵208和218可以具有并入泵的卸压阀。并入的卸压阀可以限制各自的提升泵燃料管路中的压力。例如，如果电磁阀236(有意地或无意地)被打开并且直接喷射燃料泵228正在泵送时，并入第一燃料泵208中的卸压阀可以限制以其他方式会在第一燃料轨240中产生的压力。

在一些示例中，第一和/或第二旁路通道也可以用于输送燃料箱202和212之间的燃料。燃料输送可以通过第一或第二旁路通道中的附加止回阀、卸压阀、电磁阀和/或泵的内含物(inclusion)而被促进，例如，电磁阀236。在又一些示例中，燃料存储箱中的一个可以被设置在比其它燃料存储箱高的高度处，由此燃料可以经由旁路通道中的一个或更多个从较高的燃料存储箱被输送到较低的燃料存储箱。以此方式，燃料可以通过重力在燃料存储箱之间输送，而不必须需要燃料泵以促进燃料输送。

燃料系统8的各种组件与诸如控制器12的发动机控制系统通讯。例如，除了参考图1先前所描述的传感器之外，控制器12还可以接收来自与燃料系统8相关联的各种传感器的工况的指示。各种输入可以包括，例如，经由相应燃料液面传感器206和216存储在燃料存储箱202和212中的每个中的燃料量的指示。控制器12也可以接收来自一个或更多个燃料成分传感器的燃料成分的指示，除了或作为替代从排气传感器(诸如图1的传感器128)推知的燃料成分的指示。例如，存储在燃料存储箱202和212中的燃料的燃料成分的指示可以由相应燃料成分传感器210和220来提供。附加地或替代地，一个或更多个燃料成分传感器可以沿着燃料存储箱和其相应燃料喷射器组之间的燃料通道被提供在任意合适的位置。例如燃料成分传感器238可以被提供在第一燃料轨240处或沿着第一燃料通道230和/或燃料成分传感器248可以被提供在第二燃料轨250处或沿着第二燃料通道232。作为一个非限制性的示例，燃料成分传感器能够提供具有包含在燃料中的爆震抑制组分浓度的指示或燃料的辛烷值的指示的控制器12。例如，燃料成分传感器中的一个或更多个可以提供燃料的醇含量的指示。

注意，燃料输送系统内的燃料成分传感器的相对位置能够提供不同的优点。例如，设置在燃料轨处或沿将燃料喷射器与一个或更多个燃料存储箱耦接的燃料通道设置的传感器238和248能够提供产生的燃料成分的指示，其中两种或更多种不同的燃料在被输送到发动机之前组合。相比之下，传感器210和220可以在燃料存储箱处提供燃料成分的指示，这可能不同于实际输送到发动机的燃料的成分。

控制器12也能够控制燃料泵208、218和228中的每个的操作以调整输送到发动机的燃料的量、压力、流率等。作为一个示例，控制器12能够改变燃料泵的压力设置、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料流率以将燃料输送到燃料系统的不同位置。电子地耦接到控制器12的驱动器(未示出)可以根据需要用于将控制信号发送到低压泵中的每个，以调整相应低压泵的输出(例如，转速)。经由直接喷射泵被输送到直接喷射器组的第一或第二燃料类型的量可以通过调整和协调第一或第二LPP的输出和直接喷射泵的输出而被调整。例如，较低的压力燃料泵和较高的压力燃料泵可以被操作以维持规定的燃料轨压力。耦接到第二燃料轨的燃料轨压力传感器可以经配置提供直接喷射器组处可用的燃料压力的估计值。然后，基于估计的轨压力和期望的轨压力之间的不同，可以调整泵输出。在一个示例中，其中高压燃料泵是体积排量燃料泵，控制器可以调整高压泵的流控制阀以改变每个泵冲程的有效泵体积。

因此，当直接喷射燃料泵正在操作时，泵的压缩室中的高压迫使流体进入活塞-孔接口，从而确保有效的泵润滑和小的冷却效果。然而，在当不需要直接喷射泵操作的状况期间，诸如当不需要燃料的直接喷射时，和/或当第二燃料箱212中的燃料液面低于阈值时(即，没有足够的爆震抑制燃料可用)，如果通过泵的燃料流是不持续的，直接喷射燃料泵可能未被充分地润滑。

在图2的燃料系统8的替代实施例中，第二燃料箱212可以被省略，使得燃料系统8是具有进气道燃料喷射和直接燃料喷射两者的单个燃料系统。另外，在另一些实施例中，可以利用多于两种燃料。附加地，在另一些示例中，燃料可以仅被供应到直接喷射器252并且进气道喷射器242可以被省略。在这个示例系统中，低压燃料泵208经由旁路通道224将燃料供应到直接喷射燃料泵228。控制器12通过调整直接喷射泵228的流控制阀而调整直接喷射燃料泵228的输出。直接喷射泵可以在选定状况期间(诸如在车辆减速期间或当车辆下坡行驶时)停止向燃料轨250提供燃料。进一步地，在车辆减速或当车辆下坡行驶时，一个或更多个直接燃料喷射器252可以被停用。

图3示出在图2的系统中示出的直接喷射燃料泵228的示例实施例。直接喷射燃料泵压缩室308的入口303经由如图2所示的低压燃料泵供应燃料。燃料可以在其通过直接喷射燃料泵228时被加压并且通过泵出口304被供应到燃料轨。在描述的示例中，直接喷射泵228可以是包括泵活塞306和活塞杆320、泵压缩室308(本文也称为压缩室)和步进空间318(step-room)的机械驱动的排量泵。将步进空间318连接到泵入口399的通道可以包括蓄压器309，其中该通道允许燃料从步进空间再进入入口399周围的低压管路。假定活塞306在图3中的下止点(BDC)位置处，泵排量可以被表示为排量377。随着活塞306从上止点(TDC)移动到BDC，DI泵的排量可以根据活塞306扫过的体积被测量，或反之亦然。第二体积也存在于压缩室308内，第二体积是泵的间隙体积378。间隙体积限定当活塞306在TDC处时保持的压缩室308内的区域。换言之，附加体积377和378形成压缩室308。活塞306也包括顶部305和底部307。步进空间和压缩室可以包括定位在泵活塞的相对侧上的腔。在一个示例中，发动机控制器12可以经配置通过驱动凸轮310驱动直接喷射泵228中的活塞306。凸轮310包括四个凸角并且每两次发动机曲轴旋转完成一次凸轮旋转。

电磁启动的入口止回阀312可以被耦接到泵入口303。控制器12可以经配置通过激励或去激励与驱动凸轮同步的电磁阀(基于电磁阀配置)而调节通过入口止回阀312的燃料流。因此，电磁启动的入口止回阀312可以在两种模式下被操作。在第一模式下，电磁启动的止回阀312被定位在入口303之内以限制(例如，禁止)在电磁启动的止回阀312上游传送的燃料量。相比之下，在第二模式下，电磁启动的止回阀312被有效地禁用并且燃料能够在入口止回阀的上游和下游传送。

因此，电磁启动的止回阀312可以经配置调节被压缩进入直接喷射燃料泵内的燃料质量(或体积)。在一个示例中，控制器12可以调整电磁启动的止回阀的关闭正时以调节压缩的燃料质量。例如，晚关闭入口止回阀可以减小被吸入压缩室308内的燃料质量的量。电磁启动的止回阀打开和关闭正时可以相对于直接喷射燃料泵的冲程正时而被协调。

泵入口399允许燃料到止回阀302和卸压阀301。止回阀302沿通道335被定位在电磁启动的止回阀312的上游。止回阀302被偏置以阻止燃料流出电磁启动的止回阀312并且进入泵入口399。止回阀302允许流从低压燃料泵到电磁启动的止回阀312。止回阀302与卸压阀301平行耦接。当卸压阀301和电磁启动的止回阀312之间的压力大于预定压力(例如，10巴)时，卸压阀301允许燃料流(或其他流体流)通过电磁启动的止回阀312朝向低压燃料泵。当电磁启动的止回阀312被停用(例如，未被电激励)时，电磁启动的止回阀在通过模式下操作并且卸压阀301将压缩室308中的压力调节为卸压阀301的单个卸压设定值(例如，15巴)。调节压缩室308中的压力允许从活塞顶部305到活塞底部307形成压力差。步进空间318中的压力是低压泵的出口压力(例如，5巴)而活塞顶部处的压力是卸压阀调节压力(例如，15巴)。压力差允许燃料从活塞顶部305通过活塞306和泵汽缸壁350之间的间隙渗出到活塞底部307，从而润滑直接喷射燃料泵228。燃料从活塞顶部305(邻近压缩室308)渗出到活塞底部307(邻近步进空间318)在下文可以称为正常活塞-孔接口泄漏，其中汽缸壁350可以限定孔并且接口是壁350和活塞306的邻近区域。正常活塞-孔接口泄漏可以等于或小于阈值量的泄漏，阈值量的泄漏可以有益于泵润滑。正常状态的泄漏是由于DI泵228的设计所致，以便确保充分的润滑。此外，泄漏可以有助于减小活塞和孔之间发生的磨损量。穿过活塞-孔接口的燃料的体积率(或量)(正常泄漏)可以在泵和燃料系统之间变化，这取决于若干因素，包括泵大小、期望的燃料轨压力、燃料类型和燃料管路的几何形状。换言之，限定正常活塞-孔接口泄漏的阈值量的泄漏可以是上述因素的函数。

活塞306在压缩室308内上下往复运动。当活塞306沿减小压缩室308的体积的方向行进时，直接燃料喷射泵228处于压缩冲程。当活塞306沿增加压缩室308的体积的方向行进时，直接燃料喷射泵228处于进气冲程。

前向流出口止回阀316可以被耦接在压缩室308的出口304的下游。仅当直接喷射燃料泵228(例如，压缩室出口压力)的出口处的压力大于燃料轨压力时，出口止回阀316打开以允许燃料从压缩室出口404流入燃料轨。因此，在当不需要直接喷射燃料泵操作的状况期间，控制器12可以停用电磁启动的入口止回阀312并且卸压阀301在大部分压缩冲程期间将压缩室中的压力调节为单一基本恒定的压力(例如，调节压力±0.5巴)。在进气冲程时，压缩室308中的压力下降到接近提升泵(208和/或218)的压力的压力。当压缩室308中的压力超过步进空间318中的压力时，可以进行DI泵228的润滑。当控制器12停用电磁启动的止回阀312时，这个压力差也可以有助于泵润滑。这种调节方法的一个结果是燃料轨被调节为最小压力，该最小压力大约为302的卸压。因此，如果阀302具有10巴的卸压设定值，则燃料轨压力变为15巴，因为这10巴加上提升泵压力的5巴。具体地，压缩室308中的燃料压力在直接喷射燃料泵228的压缩冲程期间被调节。因此，在直接喷射燃料泵228的至少压缩冲程期间，润滑被提供到泵。当直接燃料喷射泵进入进气冲程时，压缩室中的燃料压力可以被减小，并且只要压力差保持仍可以提供某一级别的润滑。另一止回阀314(卸压阀)可以与止回阀316平行放置。当燃料轨压力大于预定压力时，阀314允许燃料流出DI燃料轨朝向泵出口304。

注意，图3的DI泵228被描述为DI泵的一种可能配置的示例性示例。图3示出的组件可以被移除和/或改变并且目前未被示出的附加组件可以被添加到泵228并且仍然保持将高压燃料输送到直接喷射燃料轨的能力。作为一个示例，卸压阀301和止回阀302在燃料泵228的另一些实施例中可以被移除。此外，下面描述的方法可以应用到泵228的各种配置以及图2的燃料系统8的各种配置。

当设计车辆的燃料系统时，可以被考虑的因素是直接喷射泵(诸如图2和图3示出的泵228)的性能。泵性能特性可以以若干方式应用，包括在不同工况期间预测DI泵的行为。泵性能可以以称为泵性能模型的表列值或图形的形式被量化。这些模型可以通过变量和常量被设计和操纵，以便于接近地与泵实体匹配，在这种情况下该泵为直接喷射燃料泵。在这个背景下，泵实体指从泵测试收集的数据，其中泵运行一段时间并且改变一个或更多个参数。再次重申，当等式和其它基于物理学的参数用于量化泵的性能时，数据可以在泵性能模型中被编译，诸如在校正阶段期间。另一方面，泵映射图可以由从测试泵并且测量/记录泵的输出获得的物理的、真实的数据产生。在稍后更详细描述的泵性能模型的使用可以接近地反映泵映射图，以便比较理想的或期望的泵行为与实际的泵行为。

作为一个用于检索泵映射图的泵数据的示例，泵可以以每分钟转数(RPM)为单位测量的增加的转速运行，泵转速的变量可以随着水平轴线以图形的形式表示。附加地，当泵转速正在增加时，燃料轨压力可以保持恒定值。由于驱动凸轮310的旋转速度导致泵转速增加，所以发动机转速也可以同时增加。当泵转速持续地或以其它方式增加时，相应的参数可以被持续地测量，在这种情况下液体燃料的部分体积通过DI泵来泵送并且从压缩室308出来。泵送的液体燃料的部分体积可以随竖直轴线图形化地表示。泵送的液体燃料的部分体积可以是泵送的实际燃料体积和泵送的理想燃料体积之间的比率。当比较可以泵送不同的燃料量的不同DI泵之间的泵特性时，部分可能更有用。接着，燃料轨压力可以增加并且泵通过转速范围再次增加并且泵送的部分液体体积再次被记录。这种方法可以产生若干条曲线，该若干条曲线能够呈现在共同的图形上。注意，在这个测量过程期间，随着泵活塞306的压缩冲程的开始，同时电磁启动的入口止回阀312可以关闭(被激励)，这意味着吸入压缩室308的燃料体积不能反向逸入通道335内。这个关闭正时也可以称为100％泵占空比。为了准确地映射DI泵，电磁阀激励可能是必须的。

图4示出示例泵映射图400，该泵映射图400示出随水平轴线的泵转速以及随竖直轴线的泵效率。泵效率可以等于泵送的部分液体燃料体积，因为两者相比于多少燃料被理想地泵入燃料轨，均表示多少燃料被实际地泵入燃料轨。例如，50％的泵效率相当于泵送的0.5部分液体体积，意味着压缩室308中一半压缩的燃料被传入燃料轨(泵出口304的下游)。图4包含11条单独曲线401-411，每条相当于在恒定燃料轨压力下DI泵的性能曲线。通常，燃料轨压力随每条较低的曲线增加。例如，曲线411可以相当于2MPa的燃料轨压力而曲线401可以相当于16MPa的燃料轨压力。曲线401-411可以通过测量如先前描述的一系列数据点形成。在图4中，数据在一系列泵转速415、425、435、445、455、465和475处获取。例如，转速415可以是250RPM而转速445可以是1500RPM并且转速475可以是3000RPM。如图所示。形成每条曲线401-411的数据点位于沿相同的泵转速415-475，但注意，那些点可以位于任意泵转速处。

在图4中，映射图400的最左侧(较低的泵转速)和映射图400的右侧(较高的泵转速)之间存在差别。接近转速435的左侧，其可以是100RPM，泵效率大幅降低。到转速435的右侧，与曲线401-411相关联的效率保持大体恒定并且相比于转速435的左侧的效率仅稍微变化。这种特征将在稍后更详细的描述。

如映射图400所示，确定较低的泵效率的来源可以用于确定DI泵问题和/或调整泵的操作参数以实现更好的整体性能。虽然映射图400可以有利于量化泵特性，但整个映射图在正常操作期间也许不能在车载车辆上被执行，因为泵操作可以通过改变发动机要求被确定。因此，泵性能模型反而可以被存储在车载车辆上，用于量化泵效率和/或确定DI泵的问题。利用泵性能模型，诸如燃料轨压力和泵转速的变量可以被输入并且泵性能模型可以输出泵效率(泵送的部分燃料体积)。泵效率乘以泵活塞的排量可以被转换为泵送的实际燃料体积。泵活塞的排量可以是理想泵送的燃料体积。以此方式，当泵送的模型化的实际燃料体积在车载车辆上通过诸如控制器12的设备计算时，从DI泵中泵送的测量的实际燃料体积可以通过传感器测量。最后，可以比较泵送的模型化的实际燃料体积和泵送的测量的实际燃料体积。通过比较，如果两个值之间有大差异，则问题可能存在于DI泵中。

DI泵的性能可以用于确定泵低效和/或问题的可能来源，并且那些问题可以被改正以增加泵效率并且实现更好的整体车辆性能。对于一个示例问题，除了如前面提到的正常泵孔接口泄漏之外，过多的燃料可以从DI泵中损失。该过多的燃料损失可以至少部分由活塞和孔(汽缸壁350)之间的磨损引起。由于活塞和孔之间发生磨损或材料磨耗和/或移除，活塞和孔之间的间隙会增加，这可以引起比正常量大的燃料逸出压缩室308并且进入步进空间318或泵的后侧。过多的燃料损失，即，除了正常泄漏之外，被迫使通过活塞-孔接口的燃料体积，在下文中被称为异常活塞-孔接口泄漏(异常泄漏)。异常活塞-孔接口泄漏可以比上述阈值量的泄漏大。

发明人在此已经认识到用于确定异常泄漏何时会发生的其他诊断方法可以具有弱信噪比，其中弱信噪比可以导致不精确的结果。此外，其它诊断方法可以基于泵性能模型，该泵性能模型可以不准确反应实体(泵映射图)。此外，模型可以被充分地校正，用于各种泵状况，诸如由于泵的延长使用导致的预期的劣化(这也可以被称为泵老化)。因此，发明人在此已经提出DI泵孔磨损检测方法或可以产生能够用于确定异常活塞-孔接口泄漏(由孔磨损引起)的结果的诊断功能，其中异常活塞-孔接口泄漏稍后能够被解决。提出的检测方法根据基于物理学的泵性能模型，该泵性能模型包含若干因素并被示出更接近地与泵映射图的实体匹配，如下面更详细描述的。

泵性能模型可以包括任意数量的变量/或常量，该变量和/常量可以被操纵以更好反映DI泵如何操作的实体。作为一个示例，发明人在此已经提出泵模型，该泵模型涉及两个物理效应以及附加常量，该两种物理效应可以有助于泵送比理想量少的燃料。物理效应中的一种可以是由于燃料的体积模量和压缩室的间隙体积378的大小所导致的损失的泵送体积，这也可以被称为泵的死体积。燃料的体积模量是对均匀压缩抵抗的燃料的测量值，这也可以被认为是燃料的压缩系数的测量值。由于间隙体积378的大小连同燃料的体积模量一起变化，喷入燃料轨的燃料量可以相应地被影响。在一些燃料系统中，随着间隙体积378增加，HP泵有效性(即，效率)可以减小。特别地，第一物理效应(间隙体积和体积模量)可以导致作为FRP的函数的损失的燃料质量。

第二物理效应可以是由于通过活塞-孔接口的正常泄漏率导致的损失的泵送体积，如前文描述的并且被称为正常活塞-孔接口泄漏。另外，该正常泄漏对确保泵润滑是必要的。泄漏率，即，燃料多快被排出通过活塞-孔接口，这可以取决于压缩室308中的压力以及增压被维持在压缩室多久(被称为压力时间(time-at-pressure))。压力时间可以至少部分取决于电磁启动的入口止回阀312的激励正时。特别地，第二物理效应(正常燃料泄漏)可以导致作为FRP和可用于泄漏的时间两者的函数的损失的燃料质量，第二物理效应可以被表示为发动机转速的倒数或1/RPM。最后，附加常量可以是其它因素，这可以包括损失的泵送体积的附加来源，诸如在电磁阀312的入口止回阀的关闭和/或在DI燃料泵的出口处的止回阀的关闭期间的排出体积。由于止回阀移位导致的燃料损失也可以被称为由于止回阀扫过的区域导致的燃料损失。其它因素可以是独立于诸如发动机转速和FRP等的变量的恒定值。

利用有助于泵性能模型(两种物理效应和常量)的因素，等式可以基于三个值被限定，其中每个与三个因素相关联。下面呈现的数值基于泵性能模型和映射的DI泵之间的重复评估和比较。应当理解，下面呈现的值可以不同并且举例说明该基于物理学的泵性能模型的相同的一般概念。

对于下面的等式，FRP＝燃料轨压力(MPa)，N＝发动机转速(RPM)，DC＝占空比或电磁启动的入口止回阀的激励正时，以及D＝泵排量(cc)。第一值，即FV1＝部分损失体积1，量化其它因素且可以是恒定值，诸如0.02。

第二值，即FV2＝部分损失体积2，量化燃料的体积模量和间隙体积的大小，并且该第二值是燃料轨压力的函数。该值能够被改写为FV2＝0.0045*FRP。

第三值，即FV3＝部分损失体积3，量化正常活塞-孔接口泄漏，并且该第三值是发动机转速、燃料轨压力和占空比的函数。该值能够被改写为5*N/(FRP*DC)。在另一些实施例中，FV3可以取决于仅发动机转速和FRP，并且不依赖泵占空比。

注意，三个值已经被量化限定，每个包含如先前描述的因素，液体燃料的总损失部分体积可以被表示为：FV_T＝总损失部分体积＝FV1+FV2+FV3。相反地，泵送的液体燃料体积部分可以被表示为：PV＝部分泵送体积＝1-FV_T。为了在泵送的总部分体积和每次活塞冲程时泵送的体积之间进行转换，下面的等式可以被使用：VP＝每次冲程泵送的体积＝D*PV＝目标泵送率。目标泵送率是基于泵性能模型通过DI泵进行泵送的燃料体积，在这种情况下存在正常活塞-孔接口泄漏。如稍后描述的，目标泵送率可以与其它值比较以确定异常活塞-孔接口泄漏是否可以存在。总之，在这个示例中，泵性能模型可以基于由于燃料的体积模量和泵压缩室的死体积导致的燃料损失、通过活塞-孔接口的正常泄漏和其它因素被计算。

注意，三个常量在总损失部分体积等式(FV_T)中被采用，其中三个常量为0.02、0.0045和5，每个分别与三个值FV1、FV2和FV3中的其中一个相关联。正如与其它试图复制从测试中获得的数据的模型属于标准惯例一样，三个常量可以被改变以更好地符合映射的泵曲线，诸如图4示出的那些。这里三个常量的给定值可以根据特定泵、燃料和发动机系统而改变。

注意，上面的泵性能模型基于两种物理效应和其它因素，其可以是多个可能的泵性能模型中的一个。在另一可能的模型中，不同的常量可以与两种物理效应和其它因素相关联，且不同于值0.02、0.0045和5。此外，物理效应可以根据诸如温度或燃料成分的附加变量建立。在另一示例中，第三物理效应可以是由于通过DI泵和附接的燃料轨的燃料流限制所导致的损失的泵送体积。在高流率下，大量的燃料排量损失可能发生，因为在泵和附接的燃料系统组件中存在限制。第三物理效应(限制)可以导致损失的燃料质量，损失的燃料质量作为燃料流率和泵送的燃料质量的平方的函数。该第三物理效应可以被包括在上面的FV_T等式中并且被量化为部分损失体积4或FV4。延伸此概念，可见当找到燃料损失的其它因素时，附加物理效应可以被包括。例如，其它物理效应可以是温度和高度。

以此方式，附加泵性能模型可以利用用于检测异常活塞-孔接口燃料泄漏(如稍后描述的)的方法被实施，而不脱离本公开的范围。上面的泵性能模型涉及FV1、FV2和FV3，且是许多可能的泵性能模型中的一个示例。虽然单个泵模型可以涉及不同的物理效应和其它参数，但是它们可以共享试图接近匹配通过DI泵映射图量化的DI泵的操作实体的共同目标。如下面进一步详细描述的，准确的泵性能模型可以用于将期望的泵操作与实际的泵操作比较，以便检测诸如异常活塞-孔接口燃料泄漏的故障。

图5A以图形化形式示出泵性能模型500。在图5A中，给出了与部分泵送体积等式(PV＝1-FV_T)的变量以形成曲线501-509。图5A共享许多特征，类似于图4A示出的那些。每条单独曲线501-509可以对应于恒定的燃料轨压力。例如，曲线509可以对应于0MPa的燃料轨压力，而曲线501可以对应于16MPa的燃料轨压力。图5A的每个数据点沿泵转速515、525、535、545、555、565和575的竖直线。例如，转速515可以是250RPM，而转速545可以是1500RPM并且转速575可以是3000RPM。注意，在这种情况下，发动机转速是给定泵转速的两倍。例如，泵转速535可以是1000RPM而对应的发动机转速可以是2000RPM。此外，对于泵性能模型500的图形示出的每条曲线，随着泵活塞306的压缩冲程开始，同时电磁启动的入口止回阀312可以以如当对泵映射图采取测量时所描述的相同的方式关闭(被激励)(也被称为100％占空比)。因此，数字化的占空比(DC)在部分泵送体积等式中等于1。以此方式，能够做出在图4的泵映射图400和图5A的泵性能模型500的图形之间的比较。

图5A示出如关于图4描述的相同行为，其中图形的最左侧比图形的右侧呈现较低的效率(或泵送的部分体积)。物理上，这表明HP泵可以在将较低的转速下以较低的效率执行。此外，这表明当其在较高的转速下操作并且向燃料轨供应较低的压力时(曲线图400和500的右上角)，HP泵可以维持最佳性能。附加地，曲线401-411的总体形状和501-509类似。图4和图5的曲线之间的这种类似性可以表明涉及两种物理效应和附加常量的上述基于物理学的泵性能模型500是如映射图400量化的DI泵的真实行为的准确表示。应当理解，模型和映射图之间的比较当用于确定泵效率的两种方法(400和500)涉及具有具体的间隙体积和排量的相同的直接喷射泵时仅可以是适用的。此外，映射图400和模型500之间的直接比较当压缩冲程开始的同时两种方法利用激励的电磁启动的止回阀或100％占空比时仅可以是相关的。

注意，图4的泵映射图400和图5A的泵性能模型500可以以稍微不同于图4和图5A示出的曲线图的方式被绘制。转至图5B，图形550的替代曲线图被示出。应当理解，图形550可以是HP泵的映射图或泵性能模型的图形化表示。图5B的竖直轴线是泵送的部分体积，与图5A的竖直轴线一样。在另一些示例中，竖直轴线也可以被标记为泵效率，该泵效率等于泵送的部分体积，如先前说明的。水平轴线不是以RPM测量的泵转速而是以1/RPM为单位的泵转速的倒数。图形550的每条单独线581-587可以相当于恒定的燃料轨压力。例如，线587可以相当于2MPa的燃料轨压力而线581可以相当于14MPa的燃料轨压力。一系列往复泵转速沿水平轴线分布，其包括往复转速590、591、592、593、594、595、596和597。例如，往复转速590可以是60001/RPM而转速593可以是6001/RPM并且转速597可以是2001/RPM。此外，对于图形500示出的每条线，随着泵活塞306的压缩冲程开始，同时电磁启动的入口止回阀312可以以如关于图4和图5B所描述的相同的方式关闭(被激励)，这也被称为100％占空比。因此，数值上，占空比(DC)在部分泵送体积等式中等于1。注意，线581-587是线性的，而图4的曲线401-411和图5A的曲线501-509是非线性的。此外，如果曲线401-411和501-509的每个数据点的泵转速数据被互换以反映1/RPM的单位并且以1/RPM为水平轴线绘制，然后曲线401-411和501-509可以类似于线581-587大体上是直线。以此方式，除了提供与HP泵的物理结构相关的特性之外，线501-509的线性还可以提供泵映射图或泵性能模型的较简单的表示。

随着对上述基于物理学的泵性能模型的理解，现描述提出的DI泵孔磨损检测方法。如先前提到的，泵性能模型的效用是其可以被存储在控制器中(诸如车载车辆上的控制器12)，用在正常泵操作期间。在同等意义上，基于物理学的泵性能模型可以在正常发动机操作期间被利用。

因此，发明人在此已经提出一种DI泵孔磨损检测方法或可以产生能够用于确定(由孔磨损引起的)异常活塞-孔接口泄漏的结果的诊断功能，其中异常活塞-孔接口泄漏稍后能够被解决。第一步骤诊断是否存在异常活塞-孔接口泄漏，该第一步骤可以在一个或更多个预定情况期间分析泵性能。预定情况可以包括诸如通过服务技术人员的手动操作者命令、整个时间周期的具体次数或满足发动机状况的每次时间。接着，一系列测量值可以由车辆上的一个或更多个传感器记录以形成一系列数据。然后，该一系列数据可以与基于物理学的性能模型比较。如果检测到差异超过阈值，则发出诊断活塞-孔接口为异常泄漏的错误，并且因此在活塞和DI泵的汽缸壁之间已经发生磨损。随着发出的错误存储在车辆中，服务技术人员和/或车辆操作者可以意识到异常泄漏并且可以采取修缮动作，诸如替换泵组件。

基于物理学的泵性能模型可以在校正阶段期间产生，这可以在将其安装至车辆中之前的高压泵的测试期间发生。然后，该模型可以稍后编程到车辆控制器的存储器中。校正阶段能够在车辆系统的研发阶段期间发生，其中各种组件被测试为安装在最终的车辆中的潜在候选物。一旦高压泵位于车辆内部并且车辆由操作者(顾客)驱动，然后泵孔磨损检测方法可以根据预定情况开始。在执行孔磨损检测方法期间，泵性能模型可以用于产生泵送数据。

图6示出示例DI泵孔磨损检测方法600的流程图。检测方法600可以在车载车辆上执行。首先，在601处，若干种工况可以被确定。这些工况包括，例如，发动机转速、周围空气状况、燃料成分和温度、选择一种或更多种开始状况、如下面说明的选择阈值燃料轨压力、发动机燃料需求、发动机温度等。在确定状况之后，可以选择具体的基于物理学的性能模型，诸如如先前描述的模型500。在602处，基于发动机工况和选定的泵性能模型，可以确定是否已经满足开始状况。开始状况可以包括，例如，接收表示来自诸如在车辆维护期间的服务技术人员的人的启动命定的输入、接收发动机控制器的自动启动命令或每次发动机进入怠速状况时发出启动命令或其它类似状况。如果未满足602的开始状况，则然后程序结束并且在未执行泵孔泄漏诊断的情况下可以恢复发动机操作。相反地，如果确认任意或所有的开始状况，则然后在603处泄漏检测诊断程序可以前进并且发动机被带入至怠速。在603后的每个后续步骤期间，发动机保持处于怠速并且如果发动机呈现怠速以外的转速，则然后方法600可以终止。

接着，在604处，虽然怠速发动机转速被维持，但发动机的直接喷射燃料轨中的压力增加到阈值燃料轨压力。阈值燃料轨压力可以是DI泵最易受异常泄漏影响的FRP。例如，阈值FRP的较高的值可以在DI泵的顶部和底部之间产生较大的压力差，从而促使更多燃料通过活塞-孔接口。在达到阈值燃料轨压力之后，在605处HP泵的目标泵送率可以基于泵性能模型被计算。在这个步骤中，先前描述的基于物理学的泵性能模型可以与总损失部分体积(FV_T)的等式一起使用。若干变量可以被加进总损失部分体积的等式，包括但不限于，发动机转速、燃料轨压力和泵占空比。这些值可以通过发动机的一个或更多个传感器测量。根据损失体积等式(FV_T)，可以计算目标泵送率。目标泵送率表示基于泵性能模型被预期由DI泵泵送的燃料体积，包括正常活塞-孔接口泄漏。泵性能模型可以被存储在控制器(诸如控制器12)中并且由该控制器来计算，该控制器具有存储在非临时性存储器中的计算机可读指令，并且该控制器可以位于具有发动机(诸如发动机10)的车载车辆上。

接着，在606处，燃料喷射率可以被估计或计算，其中燃料喷射率是被喷入发动机的汽缸的燃料量。另外，发动机的一个或更多个传感器可以测量计算燃料喷射率所需要的参数。在607处，对目标泵送率和估计的燃料喷射率进行比较。再次重申，目标泵送率能够被认为是由DI泵泵送的期望燃料体积，而燃料喷射率能够被认为是喷射的实际燃料体积，其直接相当于由DI泵泵送的实际燃料体积，因为DI泵流体地耦接到图3所示的燃料轨(和喷射器)。另外，包括不确定值(avalueofuncertainty)的裕度(margin)可以被限定，该不确定值可以基于泵性能模型的准确度。作为一个示例，如果泵性能模型未与映射的泵匹配，则然后可以分配比如果泵性能模型与映射的泵接近地匹配的大的裕度。不确定值可以降低发生错误的泵孔接口泄漏结果。

在完成比较之后，可以发出活塞-孔接口泄漏结果，该结果基于由DI泵泵送的(基于模型的)期望燃料体积和由DI泵泵送的实际估计的燃料体积之间的比较。如果在步骤607中的比较确定目标泵送率大于燃料喷射率超过一个裕度，则泵劣化被确定。具体地，在步骤608处，活塞-孔接口泄漏被诊断为异常。换言之，由于燃料喷射率小于目标喷射率超过一个裕度，则然后比预期更多的燃料可以逸出压缩室，从而表示由孔磨损引起的异常活塞-孔接口泄漏。在此，响应于目标泵送率大于燃料喷射率超过一个裕度，可以确定多于阈值量的燃料从泵压缩室泄漏至泵的步进空间。相反地，如果在步骤607中的比较确定目标泵送率等于或小于燃料喷射率加一裕度，则然后在步骤609处活塞-孔接口泄漏结果是正常的。换言之，由于燃料喷射率(如由裕度确定的)接近或高于目标泵送率，则然后正常量的燃料可以逸出压缩室，从而表示正常活塞-孔接口泄漏并且存在过度的孔磨损。此外，对应于正常活塞-孔接口泄漏结果的燃料泄漏量可以润滑高压燃料泵。在此，响应于目标泵送率小于燃料喷射率加一裕度，可以确定少于阈值量的燃料从压缩室泄漏至DI泵的步进空间。

注意，步骤604-607和608或609仅可以在如步骤603中设定的发动机怠速期间被完成。例如，如果存在怠速并且在步骤605处计算目标泵送率，而当在步骤606处(根据由发动机传感器收集的数据)计算燃料喷射率时，如果发动机转速在怠速范围外增加，则然后方法600将会被异常终止并且将不完成后续步骤。此外，在这种状况下将不会发出泄漏结果。只有在发动机怠速期间，孔磨损检测方法600可以被彻底完成。如果在步骤604-607和608或609的任意步骤期间或之间不存在发动机怠速，则然后检测方法600被异常终止。在替代实施例中，步骤603可以包括使发动机进入与怠速不同的工况。例如，当在603处发动机正在缓慢地起动转动并且随后在步骤604-608或604-609起动转动时，检测方法600也可以被执行。在另一些示例中，在603处发动机启动顺序可以被控制。根据特定燃料和发动机系统，在603处可以控制不同发动机工况以增加异常活塞-孔接口泄漏的敏感性，以便发出如在607中确定的正确结果。

在发出异常活塞-孔接口泄漏结果的情况中，操作者或技术人员可以意识到异常泄漏并且可以采取动作以解决异常泄漏。例如，响应于确定多于阈值量的燃料从孔泄漏，诊断代码可以被设定和/或故障指示灯可以被设定。解决程序可以包括替换DI泵组件并且调整高压泵的操作命令以调整其泵送特性。以此方式，孔磨损检测方法600使可能存在的异常泄漏能够被周期性地评估并且如果磨损被检测，则泄漏可以及时地被解决。

在一些实施例中，方法600可以与其它燃料系统诊断同时执行。例如，方法600可以和燃料喷射器诊断一起开始，该燃料喷射器诊断也可以利用增加的燃料轨压力和预测的燃料流率或燃料喷射率。虽然燃料喷射器诊断可以确定诸如喷射器242和252的燃料喷射器是否正在无故障操作，但泵孔磨损检测方法600可以通过比较泵性能模型的泵送率与实际测量的燃料喷射率确定是正常燃料量还是异常燃料量正泄漏通过泵孔接口。此外，在步骤606处，方法600可以包括从燃料喷射器诊断收集数据，以便计算燃料喷射率。在方法600期间，HP泵可以在如由发动机怠速状况确定的较低转速下操作。替代地，在HP泵的正常操作期间，较高的转速可以由车辆操作者控制，其可以延迟执行方法600。

以此方式，孔磨损检测方法被提供，其可以以若干方式可靠地确定存在的活塞-孔接口泄漏。首先，提出的孔磨损检测方法基于泵性能模型(图5A)，该泵性能模型被示出以呈现类似于实际映射的泵数据(图4)的行为。因此，泵性能模型可以用于输出目标泵送率，该目标泵送率可以更精确地与从HP泵预期的真实值匹配。此外，根据开始状况，孔检测方法可以在有助于车辆操作的多种情况期间被执行。例如，在每次发动机怠速期间实施该方法允许存在有待检测的活塞-孔接口泄漏并且由于发动机处于怠速而不干扰破坏发动机性能。另外，由于该方法可以在多种情况期间被执行，从泵压缩室泄漏出来的燃料可以及时地被检测。另外，该方法可以在不降低孔磨损检测方法的准确性的情况下利用较少的组件。

注意，包含在本文中的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令被存储在非临时性存储器中。本文所描述的具体程序可以代表任意数目的处理策略中的一个或更多个，如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在某些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略，所示的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复地执行。此外，所示的动作、操作和/或功能可以图形化地表示有待被编程到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。

应当认识到，本文所公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以适用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置和其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

下面的权利要求具体指出被认为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解包括一个或多个这样的元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过本申请的修改或通过在这个或相关的申请中提出新权利要求而被要求保护。这样的权利要求，无论是比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：

当发动机在怠速时：

将所述发动机的直接喷射燃料轨中的压力增加到阈值燃料轨压力；

基于泵性能模型，计算高压燃料泵的目标泵送率；

计算燃料喷射率；

比较所述目标泵送率和所述燃料喷射率；以及

基于所述比较，发出活塞-孔接口泄漏结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述比较确定所述目标泵送率大于所述燃料喷射率超过一个裕度，所述活塞-孔接口泄漏结果是异常的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述裕度包括不确定值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述比较确定所述目标泵送率等于或小于所述燃料喷射率加一裕度，所述活塞-孔接口泄漏结果是正常的。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述裕度包括不确定值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述泵性能模型基于由于所述燃料的体积模量和所述高压燃料泵的压缩室的死体积导致的燃料损失、通过所述活塞-孔接口的正常泄漏和其它因素计算。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述泵性能模型通过具有存储在非临时性存储器中的计算机可读指令的控制器计算，所述控制器位于具有所述发动机的车载车辆上。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料喷射率基于来自所述发动机中的一个或多个传感器的测量值计算。

9.一种方法，其包含：

在起动状况完成的情况下并且当发动机在怠速时：

将所述发动机的直接喷射燃料轨中的压力增加到阈值燃料轨压力；

基于泵性能模型，计算高压燃料泵的目标泵送率；

计算燃料喷射率；

比较所述目标泵送率和所述燃料喷射率；以及

如果所述目标泵送率大于所述燃料喷射率超过一个裕度，诊断活塞-孔接口为异常泄漏。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述裕度包括不确定值。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述泵性能模型基于由于燃料的体积模量和所述高压燃料泵的压缩室的死体积导致的燃料损失、通过所述活塞-孔接口的正常泄漏和其它因素计算。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述泵性能模型通过具有存储在非临时性存储器中的计算机可读指令的控制器计算，所述控制器位于具有所述发动机的车载车辆上。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述燃料喷射率基于来自所述发动机中的一个或多个传感器的测量值计算。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述起动状况包括人的启动命令、发动机控制器的自动启动命令或每次所述发动机进入所述怠速状况时发出的启动命令。

15.一种燃料系统，其包含：

一个或多个直接燃料喷射器，其经配置向发动机的一个或多个汽缸内喷射燃料；

燃料轨，其流体地耦接到所述一个或多个直接燃料喷射器；

高压燃料泵，其流体地耦接到所述燃料轨；和

控制器，其具有存储在非临时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于以下操作：

当发动机在怠速时，增加所述燃料轨中的压力；基于泵性能模型，计算所述高压燃料泵的目标泵送率；计算燃料喷射率；比较所述目标泵送率和所述燃料喷射率；以及基于所述比较，发出活塞-孔接口泄漏结果。

16.根据权利要求15所述的燃料系统，其中如果所述比较确定所述目标泵送率大于所述燃料喷射率超过一个裕度，所述活塞-孔接口泄漏结果是异常的。

17.根据权利要求16所述的燃料系统，其中所述裕度包括不确定值。

18.根据权利要求15所述的燃料系统，其中如果所述比较确定所述目标泵送率小于所述燃料喷射率加一裕度，所述活塞-孔接口泄漏结果是正常的。

19.根据权利要求18所述的燃料系统，其中所述裕度包括不确定值。

20.根据权利要求18所述的燃料系统，其中对应于所述正常的活塞-孔接口泄漏结果的一定量的燃料泄漏润滑所述高压燃料泵。