用于檢測高壓泵孔磨損的方法
【技術領域】
[0001]本申請大體涉及通過內燃發(fā)動機中的高壓燃料栗的活塞-孔接口(piston-boreinterface)檢測孔磨損和異常燃料泄漏的方法的實施方式。
【背景技術】
[0002]—些車輛發(fā)動機系統(tǒng)利用直接汽缸內燃料噴射和進氣道燃料噴射兩者。燃料輸送系統(tǒng)可以包括用于將燃料壓力提供到燃料噴射器的多個燃料栗。作為一個示例，燃料輸送系統(tǒng)可以包括設置在燃料箱和燃料噴射器之間的較低的壓力燃料栗(或提升栗)和較高的壓力(或直接噴射)燃料栗。高壓燃料栗可以耦接到燃料軌上游的直接噴射系統(tǒng)以增加通過直接噴射器輸送到發(fā)動機汽缸的燃料的壓力。電磁啟動的入口止回閥或溢流閥可以耦接在高壓燃料栗的上游以調節(jié)進入栗壓縮室內的燃料流。然而，當高壓燃料栗的電磁啟動的入口止回閥去激勵/切斷電源(de-energizd)時，諸如當不需要燃料的直接噴射時，栗耐用性會被影響。具體地，當高壓栗未操作時，栗的潤滑和冷卻可以被降低，從而導致栗劣化。栗劣化可以通過栗活塞和栗的孔之間的接口的磨損來表明。磨損可以引起活塞和孔之間的間隙寬度增加，從而相比于正常泄露的燃料量，允許增加流過該間隙的燃料量。損失的燃料可以導致高壓燃料栗以及劣化的栗和/或發(fā)動機性能的低效。已經(jīng)提出了檢測孔磨損的各種方法，孔磨損可以導致過多的燃料通過活塞-孔接口泄漏。
[0003]在由Ilhoshiin等人在US7556023中示出的一種檢測從高壓栗泄漏燃料的方法中，通過高壓栗的柱塞(汽缸)的燃料泄漏的診斷通過基于若干因素的泄漏計算被執(zhí)行。若干因素包括凸輪角度信號、曲軸角度信號、水溫信號、燃料溫度信號和燃料壓力信號。泄漏計算計算同樣用于計算燃料的同質彈性系數(shù)的泄漏量。泄漏計算也包括隨燃料溫度而變化的粘性系數(shù)。
[0004]然而，本申請的發(fā)明人已確定到US7556023的方法的潛在問題。首先，泄漏計算取決于大量傳感器的準確讀數(shù)，諸如各種溫度傳感器、壓力傳感器和角度傳感器。如果一個或更多個傳感器輸出不準確的值，那么泄漏計算會錯誤地診斷從柱塞泄漏的燃料。此外，對于栗操作的預期變化(諸如由于組件磨損和老化的那些變化)，泄漏計算可能未被充分地校準。因此，即使栗操作的變化是由于正常的栗磨損，也存在泄漏被錯誤地檢測的狀況。最后，泄漏計算僅提供任意泄露的診斷，其中在許多栗系統(tǒng)中，小于閾值量的泄漏可能有益于栗潤滑，這也被稱為正常或必要泄漏。計算不能區(qū)分必要燃料泄漏和過多燃料泄漏。

【發(fā)明內容】

[0005]因此，在一個示例中，通過一種方法可以至少部分地解決上述問題，該方法包含:當發(fā)動機在怠速時:將發(fā)動機的直接噴射燃料軌中的壓力增加至閾值燃料軌壓力；基于栗性能模型計算高壓燃料栗的目標栗送率；計算燃料噴射率；比較目標栗送率和燃料噴射率；以及基于該比較，發(fā)出活塞-孔接口泄漏結果。以此方式，在當發(fā)動機正處于怠速時的狀況期間用于檢測活塞-孔磨損的方法可以在車載車輛上連續(xù)執(zhí)行。如本文描述的，栗性能模型可以基于影響從高壓栗栗送的燃料量的若干因素而被校準，從而增加經(jīng)由該模型產(chǎn)生的結果的可靠性。此外，栗性能模型可以與實際高壓栗的測試數(shù)據(jù)比較，使得該模型針對其準確性能夠被驗證。當依賴較少的傳感器時，該檢測方法也許能夠實現(xiàn)高準確性，從而提供組件減少的益處。此外，栗性能模型可以被周期地更新以反映可以不同于新栗執(zhí)行的老化的高壓燃料栗，從而允許更好的補償由公共組件磨損和裂縫引起的栗操作的變化。最后，檢測方法可以更好地區(qū)分高壓栗的正常燃料泄漏和異常燃料泄漏。
[0006]栗性能模型可以基于若干因素，包括由于燃料的體積模量(bulkmodulus)和高壓栗的壓縮室的死體積的燃料損失、栗的正常燃料泄漏和可以包含若干各種燃料損失貢獻而引起的其它原因。栗性能模型可以被圖形化或數(shù)字化地與映射的高壓燃料栗比較，以驗證栗模型的準確性。由于模型可以包含正常的泄漏燃料量(其可以改善栗潤滑，諸如當不需要高壓燃料栗工作時)，上述檢測方法可以經(jīng)配置使操作者知曉異常燃料泄漏。例如，異常燃料泄漏可以由高壓栗的活塞和孔之間的磨損引起。通過增加栗泄漏檢測的準確性和可靠性，栗性能被改善。
[0007]應當理解，上述
【發(fā)明內容】
被提供以簡化的形式介紹將在【具體實施方式】中被進一步描述的一些概念。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍被隨附【具體實施方式】的權利要求唯一地限定。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中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0008]圖1示意性地示出內燃發(fā)動機的汽缸的示例實施例。
[0009]圖2示意性地示出可以與圖1的發(fā)動機一起使用的燃料系統(tǒng)的示例實施例。
[0010]圖3示出圖2的燃料系統(tǒng)的高壓直接噴射燃料栗的示例。
[0011]圖4示出測試的高壓栗的示例圖形化映射圖。
[0012]圖5A示出示例栗性能模型的圖形化表示，其能夠與圖4的映射圖相比較。
[0013]圖5B示出映射圖或栗性能模型在替代軸線上的曲線圖。
[0014]圖6示出孔磨損檢測方法的流程圖，該方法可以向使用者警告異?；钊?孔接口泄漏。
【具體實施方式】
[0015]下面的【具體實施方式】提供關于高壓燃料栗和提出的孔磨損檢測方法以及該方法基于的栗性能模型的信息。圖1給出內燃發(fā)動機中的汽缸的示例實施例，而圖2示出可以與圖1的發(fā)動機一起使用的燃料系統(tǒng)。圖3詳細示出經(jīng)配置將直接燃料噴射提供到發(fā)動機內的高壓栗的示例。正如確定活塞-孔接口泄漏的孔磨損檢測方法的【背景技術】，圖4示出高壓栗的映射圖(或曲線圖)，而圖5A圖形化地示出栗性能模型。另外，圖5B示出映射圖或栗性能模型在替代水平軸線上的曲線圖。高壓栗孔磨損檢測方法如圖6中的流程圖所示，其中無論是正常量的燃料還是異常量的燃料從高壓燃料栗中泄漏出，都會發(fā)出警告操作者或其它使用者的結果。
[0016]關于貫穿該【具體實施方式】所使用的術語，若干圖形被呈現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)點被繪制在2維圖形上。術語圖形和曲線圖可以互換使用，從而指代整個圖形或曲線/線本身。此外，高壓栗或直接噴射栗可以被縮寫為DI或HP栗。類似地，低壓栗或提升栗可以被縮寫為LP栗。另外，燃料軌壓力或直接噴射器的燃料軌內的燃料壓力值可以被縮寫為FRP。栗性能模型或用于數(shù)字化或圖形化表示高壓栗的行為的一個或更多個等式可以被稱為栗模型或簡單稱為模型。正常栗孔接口泄漏(或泄漏)可以指通過栗孔接口滲出HP栗的壓縮室的標稱量的燃料。異常栗孔接口泄漏或(泄漏)可以指由于栗孔磨損而導致的、滲出壓縮室的過量的燃料。
[0017]圖1示出內燃發(fā)動機10的燃燒室或汽缸的示例。發(fā)動機10通過包括控制器12的控制系統(tǒng)和通過經(jīng)由輸入設備132來自車輛操作員130的輸入可以至少部分地被控制。在這個示例中，輸入設備132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生成比例于踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的汽缸(本文也稱為“燃燒室”)14可以包括具有定位在其中的活塞138的燃燒室壁136。活塞138可以耦接到曲軸140使得活塞的往復運動轉變?yōu)榍S的旋轉運動。曲軸140經(jīng)由變速器系統(tǒng)可以耦接到乘客車輛的至少一個驅動輪。進一步地，啟動器馬達(未示出)經(jīng)由飛輪可以耦接到曲軸140以實現(xiàn)發(fā)動機10的啟動操作。
[0018]汽缸14能夠經(jīng)由一系列的進氣空氣通道142、144和146接收進氣空氣。進氣空氣通道146能夠與發(fā)動機10的除了汽缸14之外的其它汽缸連通。在一些示例中，進氣通道中的一個或更多個可以包括升壓設備，諸如渦輪增壓器或機械增壓器。例如，圖1示出發(fā)動機10，該發(fā)動機10經(jīng)配置具有包括在進氣通道142和144之間設置的壓縮機174和沿排氣通道148設置的排氣渦輪機176的渦輪增壓器。壓縮機174可以經(jīng)由軸180由排氣渦輪機176至少部分地驅動，其中升壓設備被配置為渦輪增壓器。然而，在諸如發(fā)動機10裝備有機械增壓器的另一些示例中，排氣渦輪機176可以可選擇地被省略，其中壓縮機174可以由來自馬達或發(fā)動機的機械輸入來驅動。包括節(jié)流板164的節(jié)氣門162可以沿發(fā)動機的進氣通道被提供，用于改變提供到發(fā)動機汽缸的進氣空氣的流率和/或壓力。例如，節(jié)氣門162可以如圖1所示被定位在壓縮機174的下游或替代地可以被提供在壓縮機174的上游。
[0019]除了汽缸14之外，排氣通道148還能夠接收來自發(fā)動機10的其它汽缸的排氣。排氣傳感器128被示出耦接到排放控制裝置178上游的排氣通道148。傳感器128可以選自用于提供排氣空/燃比的指示的各種合適的傳感器，例如，如線性氧傳感器或UEGO (通用排氣氧或寬域排氣氧)、雙態(tài)氧傳感器或EGO (如圖所示)、HEGO (加熱的EGO)、NOx, HC或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其它排放控制裝置或其組合。
[0020]發(fā)動機10的每個汽缸可以包括一個或更多個進氣門和一個或更多個排氣門。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部區(qū)域的至少一個進氣提升閥150和至少一個排氣提升閥156。在一些不例中，發(fā)動機10的每個汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部區(qū)域的至少兩個進氣提升閥和至少兩個排氣提升閥。
[0021]進氣門150可以經(jīng)由致動器152通過控制器12來控制。類似地，排氣門156可以經(jīng)由致動器154通過控制器12來控制。在一些狀況期間，控制器12可以改變提供到致動器152和154的信號以控制相應進氣門和排氣門的打開和關閉。進氣門150和排氣門156的位置可以由相應氣門位置傳感器(未示出)來確定。氣門致動器可以是電氣門致動類型或凸輪致動類型或其組合。進氣門正時和排氣門正時可以同時地被控制或可以使用任意一個可能的可變進氣凸輪正時、可變排氣凸輪正時、雙獨立可變凸輪正時或固定凸輪正時被控制。每個凸輪致動系統(tǒng)可以包括一個或更多個凸輪并且可以利用凸輪廓線變換(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，其中這些系統(tǒng)可以由控制器12操作以改變氣門操作。例如，汽缸14可以替代地包括經(jīng)由電氣門致動控制的進氣門和經(jīng)由包括CPS和/或VCT的凸輪致動控制的排氣門。在另一些實施例中，進氣門和排氣門可以由常用的氣門致動器或致動系統(tǒng)或可變氣門正時致動器或致動系統(tǒng)來控制。
[0022]汽缸14能夠具有壓縮比，該壓縮比是當活塞138在底中心時的體積與在頂中心時的體積之比。在一個示例中，壓縮比在9:1到10:1的范圍內。然而，在使用不同的燃料的一些示例中，壓縮比可以增加。例如，當使用較高的辛烷值燃料或具有較高的汽化潛焓的燃料時，這可以發(fā)生。如果使用直接噴射，由于其對發(fā)動機爆震的影響，壓縮比也可以增加。
[0023]在一些示例中，發(fā)動機10的每個汽缸可以包括用于開始燃燒的火花塞192。在選擇的操作模式下，響應于來自控制器12的火花提前信號SA，點火系統(tǒng)190能夠經(jīng)由火花塞192將點火火花提供到燃燒室14