專利名稱：用于檢測失效噴射事件的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及燃料噴射系統(tǒng)，更具體地涉及確定燃料噴射器噴針的位置。
背景技術(shù)：
本文所提供的背景技術(shù)描述的目的在于從總體上呈現(xiàn)本公開的背景。當(dāng)前署名的 發(fā)明人的工作，在本背景技術(shù)部分所描述的范圍內(nèi)以及在申請日時可能不作為現(xiàn)有技術(shù)的 那些描述的方面，既不明示也不暗示地確認為是抵觸本公開的現(xiàn)有技術(shù)。燃料噴射系統(tǒng)利用燃料噴射器將燃料噴入發(fā)動機。發(fā)動機控制模塊(ECM)可利用 電壓/電流脈沖來致動燃料噴射器。ECM可控制脈沖的寬度以控制噴入發(fā)動機的燃料量。 ECM可施加寬度變化的脈沖來控制發(fā)動機內(nèi)的燃燒。另外，ECM可施加寬度變化的脈沖來控 制排氣的溫度和成分，以幫助對排放物的控制。當(dāng)施加脈沖時，燃料噴射器可能失效而無法 噴射燃料。ECM可基于發(fā)動機的降速確定燃料噴射器何時失效而無法噴射燃料。

發(fā)明內(nèi)容
一種燃料噴射系統(tǒng)包括噴射器控制模塊、電流檢測模塊和位置確定模塊。所述噴 射器控制模塊在預(yù)定時間段內(nèi)控制流過燃料噴射器的螺線管的電流。所述電流檢測模塊測 量在所述預(yù)定時間段之后流過所述螺線管的電流量。所述位置確定模塊基于流過螺線管的 所述電流量何時小于或等于預(yù)定電流來確定所述燃料噴射器在所述預(yù)定時間段期間是否 噴射了燃料。一種方法包括在預(yù)定時間段內(nèi)控制流過燃料噴射器的螺線管的電流。所述方法還 包括測量在所述預(yù)定時間段之后流過所述螺線管的電流量。另外，所述方法包括基于流過 螺線管的所述電流量何時小于或等于預(yù)定電流來確定所述燃料噴射器在所述預(yù)定時間段 期間是否噴射了燃料。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。方案1. 一種燃料噴射系統(tǒng)，包括噴射器控制模塊，其在預(yù)定時間段內(nèi)控制流過 燃料噴射器的螺線管的電流；電流檢測模塊，其測量在所述預(yù)定時間段之后流過所述螺線 管的電流量；和，位置確定模塊，其基于流過螺線管的所述電流量何時小于或等于預(yù)定電流 來確定所述燃料噴射器在所述預(yù)定時間段期間是否噴射了燃料。方案2.如方案1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，所述噴射器控制模塊利用開關(guān)控制 流過所述螺線管的電流，其中，所述噴射器控制模塊閉合所述開關(guān)以將所述螺線管連接到 功率源，所述功率源提供電流流過所述螺線管，其中，所述噴射器控制模塊斷開所述開關(guān)以 將所述螺線管從所述功率源斷開，并且，當(dāng)所述開關(guān)斷開時所述螺線管放電。方案3.如方案2所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，所述噴射器控制模塊閉合所述開關(guān) 以開始所述預(yù)定時間段，其中，所述噴射器控制模塊斷開所述開關(guān)以結(jié)束所述預(yù)定時間段。方案4.如方案2所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述螺線管放電時，所述電流檢測 模塊測量流過所述螺線管的所述電流量。
方案5.如方案4所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述螺線管放電時，所述螺線管上 的電壓被保持為預(yù)定電壓。方案6.如方案1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，所述位置確定模塊基于所述預(yù)定時 間段的末尾和流過所述螺線管的所述電流量小于或等于所述預(yù)定電流的時間之間的時間 段長度來確定所述燃料噴射器是否噴射了燃料。
方案7.如方案1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，所述位置確定模塊基于所述電流量 小于上閾值的時間和大于所述預(yù)定電流的時間之間的時間段長度來確定所述燃料噴射器 是否噴射了燃料。方案8.如方案1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，所述預(yù)定時間段小于500微秒。方案9.如方案1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，所述位置確定模塊基于流過所述螺 線管的所述電流量何時小于或等于所述預(yù)定電流來確定所述預(yù)定時間段末尾時所述燃料 噴射器的噴針的位置。方案10.如方案1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其中，所述噴射器控制模塊在所述預(yù)定時 間段內(nèi)控制電流以施加次級脈沖，其中，所述次級脈沖在氣缸循環(huán)期間初級脈沖之后被施 力口，并且，所述噴射器控制模塊施加所述次級脈沖以噴射所述初級脈沖期間被噴射燃料量 的小于40%。方案11. 一種方法，包括在預(yù)定時間段內(nèi)控制流過燃料噴射器的螺線管的電流； 測量在所述預(yù)定時間段之后流過所述螺線管的電流量；并且，基于流過螺線管的所述電流 量何時小于或等于預(yù)定電流來確定所述燃料噴射器在所述預(yù)定時間段期間是否噴射了燃 料。方案12.如方案11所述的方法，其中，還包括利用開關(guān)控制流過所述螺線管的 電流；閉合所述開關(guān)以將所述螺線管連接到功率源，所述功率源提供電流流過所述螺線管； 斷開所述開關(guān)以將所述螺線管從所述功率源斷開；并且，當(dāng)所述開關(guān)斷開時使所述螺線管 放電。方案13.如方案12所述的方法，其中，還包括閉合所述開關(guān)以開始所述預(yù)定時間 段；并且，斷開所述開關(guān)以結(jié)束所述預(yù)定時間段。方案14.如方案12所述的方法，其中，還包括當(dāng)所述螺線管放電時，測量流過所述 螺線管的所述電流量。方案15.如方案14所述的方法，其中，還包括當(dāng)所述螺線管放電時，將所述螺線管 上的電壓保持為預(yù)定電壓。方案16.如方案11所述的方法，其中，還包括基于所述預(yù)定時間段的末尾和流過 所述螺線管的所述電流量小于或等于所述預(yù)定電流的時間之間的時間段長度來確定所述 燃料噴射器是否噴射了燃料。方案17.如方案11所述的方法，其中，還包括基于所述電流量小于上閾值的時間 和大于所述預(yù)定電流的時間之間的時間段長度來確定所述燃料噴射器是否噴射了燃料。方案18.如方案11所述的方法，其中，還包括在小于500微秒的時間內(nèi)控制流過 所述螺線管的電流。方案19.如方案11所述的方法，其中，還包括基于流過所述螺線管的所述電流量 何時小于或等于所述預(yù)定電流來確定所述預(yù)定時間段末尾時所述燃料噴射器的噴針的位置。方案20.如方案11所述的方法，其中，還包括在所述預(yù)定時間段內(nèi)控制電流以施 加次級脈沖，其中，所述次級脈沖在氣缸循環(huán)期間初級脈沖之后被施加，并且，所述次級脈 沖被施加以噴射所述初級脈沖期間被噴射燃料量的小于40%。通過后文提供的詳細描述將明了本公開進一步的應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些 詳細描述和特定示例僅僅用于說明的目的，而并不旨在限制本公開的范圍。


根據(jù)詳細描述和附圖，本公開將得到更加全面的理解，附圖中圖1是根據(jù)本公開的發(fā)動機系統(tǒng)的功能方框圖；圖2A是根據(jù)本公開的發(fā)動機系統(tǒng)的氣缸的剖面圖；圖2B是燃料噴射器的剖面圖，燃料噴射器的噴針處于打開位置；圖2C是燃料噴射器的剖面圖，燃料噴射器的噴針從打開位置轉(zhuǎn)變到關(guān)閉位置；圖2D是燃料噴射器的剖面圖，燃料噴射器的噴針處于關(guān)閉位置；圖3是根據(jù)本公開的發(fā)動機控制模塊的功能方框圖；圖4A根據(jù)本公開示出了當(dāng)噴針處于關(guān)閉位置時發(fā)動機控制模塊和燃料噴射器之 間的通信；圖4B根據(jù)本公開示出了當(dāng)噴針處于打開位置時發(fā)動機控制模塊和燃料噴射器之 間的通信；圖5根據(jù)本公開示出了噴射事件之后，使燃料噴射器停用以及檢測下閾值電流之 間的時間段；圖6根據(jù)本公開示出了失效噴射事件之后，使燃料噴射器停用以及檢測下閾值電 流之間的時間段；圖7根據(jù)本公開示出了噴射事件之后，上閾值電流和下閾值電流之間的時間段；圖8根據(jù)本公開示出了失效噴射事件之后，上閾值電流和下閾值電流之間的時間 段；圖9示出了根據(jù)本公開的用于確定燃料噴射器噴針位置的第一方法；圖10示出了根據(jù)本公開的用于確定燃料噴射器噴針位置的第二方法；并且圖11示出了根據(jù)本公開的用于確定被噴射燃料量的方法。
具體實施例方式下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不試圖以任何方式限制本公開、其應(yīng)用或 用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同附圖標記來表示相似元件。如本文所使用的，短 語“A、B和C中的至少一個”應(yīng)當(dāng)解釋為指的是邏輯“A或者B或者C”的含義，其中使用了 非排他的邏輯或。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不改變本公開原理的情況下，方法內(nèi)的步驟可按照不同 順序執(zhí)行。如本文所使用的，術(shù)語“模塊”可以指的是下述部件的部分或者包括下述部件專 用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共用處理器、專 用處理器或組處理器)和/或存儲器(共用存儲器、專用存儲器或組存儲器)、組合邏輯電路和/或提供所述功能的其他適合部件。
通常，發(fā)動機控制模塊(ECM)可基于發(fā)動機的加速來檢測燃料被噴入發(fā)動機(后 文中稱為“噴射事件”)。然而，當(dāng)施加到燃料噴射器的脈沖足夠短(例如，被噴射燃料量很 小)時，ECM可能檢測不到噴射事件(即，單一的噴射事件)。因此，ECM可能檢測不到對應(yīng) 于足夠短脈沖的失效噴射事件。根據(jù)本公開的噴射檢測系統(tǒng)基于失效噴射事件之后流過燃料噴射器螺線管的電 流量來檢測對應(yīng)于短脈沖的失效噴射事件(即單一的失效噴射事件)。噴射檢測系統(tǒng)可基 于失效噴射事件之后螺線管放電的時間長度來檢測失效噴射事件。另外，噴射檢測系統(tǒng)可 基于該時間長度確定短脈沖期間被噴射的燃料量?，F(xiàn)在參見圖1，示例性發(fā)動機系統(tǒng)100包括燃燒發(fā)動機102。雖然示出的是火花點 燃直接噴射發(fā)動機，但也已經(jīng)考慮到了端口燃料噴射發(fā)動機和壓縮點燃發(fā)動機。發(fā)動機控 制模塊(ECM) 104與發(fā)動機系統(tǒng)100的各部件通信。這些部件可包括如本文所討論的發(fā)動 機102、多個傳感器以及多個致動器。ECM 104可實施本公開的噴射檢測系統(tǒng)。ECM 104可致動節(jié)氣門106以調(diào)節(jié)進入進氣歧管108的空氣流。進氣歧管108內(nèi) 的空氣被分配到氣缸Iio內(nèi)。ECM 104致動燃料噴射器112以將燃料噴入氣缸110。ECM 104可致動火花塞114以點燃氣缸110內(nèi)的空氣/燃料混合物。替代性地，在壓縮點燃發(fā)動 機中，空氣/燃料混合物可由壓縮過程點燃。壓縮點燃發(fā)動機可包括柴油發(fā)動機和均質(zhì)充 量壓縮點燃(HCCI)發(fā)動機。雖然示出了發(fā)動機102的四個氣缸110，但發(fā)動機102也可包 括多于或少于四個的氣缸。發(fā)動機曲軸(未示出)以發(fā)動機速度或與發(fā)動機速度成比例的速率旋轉(zhuǎn)。僅作為 示例，曲軸傳感器116可包括可變磁阻傳感器和霍爾效應(yīng)傳感器中的至少一個。ECM 104可 基于來自曲軸傳感器116的信號來確定發(fā)動機工作期間的曲軸位置。ECM 104可基于曲軸位置確定活塞(未示出)位置。例如，ECM104可基于曲軸位置 確定活塞處于上止點(TDC)。ECM 104可基于活塞位置致動燃料噴射器112和火花塞114。進氣凸輪軸118調(diào)節(jié)進氣門120的位置以使得空氣能夠進入氣缸110。當(dāng)排氣門 124處于打開位置時，氣缸110內(nèi)的燃燒排氣通過排氣歧管122被排出。排氣凸輪軸(未示 出)調(diào)節(jié)排氣門124的位置。盡管示出了進氣和排氣門120、124，但發(fā)動機102中的每個氣 缸110可包括多個進氣和排氣門120、124。燃料系統(tǒng)向發(fā)動機102供應(yīng)燃料。燃料系統(tǒng)可包括燃料箱128、低壓泵(LPP) 130、 高壓泵(HPP) 132、燃料軌134和燃料噴射器112。燃料儲存在燃料箱128內(nèi)。LPP 130泵送 來自燃料箱128的燃料并且將燃料提供給HPP 132。HPP 132對燃料進行加壓以便經(jīng)由燃 料軌134輸送到燃料噴射器112。ECM 104致動控制閥136以調(diào)節(jié)從LPP130被提供到HPP 132的燃料?，F(xiàn)在參見圖2A，示出了氣缸110的剖面圖。氣缸110包括活塞150。燃料噴射器 112和火花塞114可連接到氣缸110。進氣門120調(diào)節(jié)被吸入燃燒室152的入口空氣量。 ECM 104可致動燃料噴射器112以將燃料噴入燃燒室152。ECM 104可通過功率源154致動 燃料噴射器112。功率源154可向燃料噴射器112提供功率以致動燃料噴射器112。因此， ECM 104可控制功率源154以向燃料噴射器112提供功率?；鸹ㄈ?14可點燃燃燒室152 內(nèi)的燃料。排氣門124可打開以允許排氣離開燃燒室152。雖然所示氣缸110包括了燃料噴射器112，但燃料噴射器112也可在氣缸110的外部噴射燃料(即端口燃料噴射)。
現(xiàn)在參見圖2B-2D，燃料噴射器112可包括燃料噴射器殼體156、出口 158、噴針 160、螺線管162和彈簧164。燃料噴射器112可經(jīng)由殼體156連接到發(fā)動機102。ECM 104 可向螺線管162施加功率以在螺線管162的芯內(nèi)產(chǎn)生磁場。在后文中，向螺線管162施加 功率可稱為“啟用燃料噴射器112”。因此，ECM 104可啟用燃料噴射器112以在螺線管112 的芯內(nèi)產(chǎn)生磁場。在后文中，降低給螺線管112的功率可稱為“停用燃料噴射器112”。例 如，當(dāng)燃料噴射器112被停用時，功率源154可向燃料噴射器112供應(yīng)零功率。因此，當(dāng)ECM 104停用燃料噴射器112時，螺線管162內(nèi)的磁場將衰減。噴針160可包括噴針頭166和噴針尖168。噴針頭166可定位成當(dāng)燃料噴射器112 被停用時鄰近螺線管162。ECM 104可啟用燃料噴射器112以將噴針頭166吸入螺線管162。 因此，ECM 104可啟用燃料噴射器112以將噴針尖168吸入噴射器殼體156。當(dāng)噴針尖168 被吸入噴射器殼體156時，燃料噴射器112的出口 158可打開。在后文中，當(dāng)ECM 104啟用 燃料噴射器112時，噴針160可被看作處于打開位置。圖2B的噴針處于打開位置。當(dāng)噴針 160處于打開位置時，燃料可流動穿過出口 158并進入燃燒室152。雖然所示且所描述的燃料噴射器112在噴針160被吸入噴射器殼體156時噴射燃 料，但替代性的噴射器也可利用從殼體突出的噴針噴射燃料?？墒褂卯?dāng)噴針從殼體突出時 噴射燃料的燃料噴射器來實施噴射檢測系統(tǒng)。當(dāng)ECM 104停用燃料噴射器112時，彈簧164可推動噴針160到達關(guān)閉位置。因 此，當(dāng)燃料噴射器被停用時，噴針160可從打開位置轉(zhuǎn)變到關(guān)閉位置。圖2C示出了噴針160 從打開位置到關(guān)閉位置的轉(zhuǎn)變。在燃料噴射器112被停用之后，噴針160可處于關(guān)閉位置 一段時間。當(dāng)噴針160處于關(guān)閉位置時，燃料不可流動穿過出口 158并進入燃燒室152。圖 2D示出了處于關(guān)閉位置的噴針160。ECM 104可施加功率(例如脈沖)以在一段時間(后文中稱為“脈沖時間段”)內(nèi) 啟用燃料噴射器112。在脈沖時間段期間，燃料可流動穿過出口 158并進入燃燒室152。ECM 104可改變脈沖時間段的長度以控制被噴入燃燒室152的燃料量。ECM 104可增大脈沖時 間段的長度以增大被噴入燃燒室152的燃料量。ECM 104可減小脈沖時間段的長度以減小 被噴入燃燒室152的燃料量。用于啟用燃料噴射器112的脈沖可被描述為初級脈沖或次級脈沖。初級脈沖可具 有比次級脈沖相對較長的脈沖時間段。僅作為示例，初級脈沖可將噴針頭166吸入螺線管 162直到噴針頭166到達產(chǎn)生恒定流率的穩(wěn)定位置。次級脈沖可以是具有相對短脈沖時間段的脈沖。僅作為示例，次級脈沖可具有小 于500 μ s的脈沖時間段。次級脈沖也可指的是初級脈沖之后被施加的脈沖。在一些實施 方式中，可在一個氣缸循環(huán)內(nèi)初級脈沖之后施加一個或多個次級脈沖(即，分段噴射)。例 如，可在施加初級脈沖之后施加次級脈沖以提供初級脈沖燃料的一部分(例如，初級脈沖 的 40% )。相比于初級脈沖，由于縮短的脈沖時間段，次級脈沖可將噴針頭166吸入螺線管 162較短的距離。當(dāng)脈沖是次級脈沖時，被噴射燃料量和脈沖持續(xù)時間之間的關(guān)系可以是 非線性的。當(dāng)脈沖是初級脈沖時，被噴射燃料量和脈沖持續(xù)時間之間的關(guān)系可以是線性的。 ECM 104可施加次級脈沖以噴射減少的燃料量。例如，ECM 104可施加初級脈沖而后施加次級脈沖，以控制發(fā)動機102內(nèi)的燃燒過程。另外，ECM104可施加次級脈沖以控制排氣的溫 度和成分，從而幫助對排放物的控制。
當(dāng)ECM 104在脈沖時間段內(nèi)啟用燃料噴射器112時，燃料噴射器112可能失效而 無法噴射燃料。在后文中，無法響應(yīng)于來自ECM 104的脈沖噴射燃料可稱為“失效噴射事 件”。ECM 104可在ECM 104施加初級脈沖時檢測失效噴射事件。燃燒室152內(nèi)初級脈沖的 點燃可導(dǎo)致發(fā)動機速度提高。因此，ECM 104可基于來自曲軸傳感器116的信號檢測初級 脈沖的失效噴射。例如，當(dāng)ECM 104命令初級脈沖而燃料噴射器112無法響應(yīng)于初級脈沖 噴射燃料時，ECM 104可基于來自曲軸傳感器116的信號檢測發(fā)動機102的降速。由于次級脈沖的點燃可能不會顯著提高發(fā)動機的加速，所以可能無法基于發(fā)動機 102的加速檢測次級脈沖的點燃。因此，ECM 104可能無法檢測次級脈沖的失效噴射。本公 開的噴射檢測系統(tǒng)可基于燃料噴射器112被停用后流過螺線管162的電流量確定何時存在 次級脈沖的失效噴射。例如，噴射檢測系統(tǒng)可基于時間量確定何時存在次級脈沖的失效噴 射，該時間量對應(yīng)于流過螺線管162的電流量的預(yù)定變化?，F(xiàn)在參見圖3，ECM 104包括噴射器控制模塊180、電流檢測模塊182以及位置確 定模塊184。噴射器控制模塊180可選擇性地啟用和停用燃料噴射器112。電流檢測模塊 182可測量噴射器控制模塊180停用燃料噴射器112之后流過螺線管162的電流量。位置 確定模塊184可基于燃料噴射器112被停用后一段時間內(nèi)流過螺線管162的電流量變化來 確定燃料噴射器112被停用時噴針160的位置。噴射器控制模塊180可在脈沖時間段內(nèi)啟用噴射器112。噴射器控制模塊180可 在脈沖時間段的末尾停用燃料噴射器112。噴射器控制模塊180可儲存對應(yīng)于噴射器控制 模塊180何時停用燃料噴射器112的時間。在后文中，該對應(yīng)于噴射器控制模塊180何時 停用燃料噴射器112的時間可稱為“停用時間”。電流檢測模塊182可測量在停用時間之后流過燃料噴射器112的螺線管162的電 流量。電流檢測模塊182可檢測流過螺線管162的電流量何時小于或等于下閾值。電流檢 測模塊182可儲存對應(yīng)于流過螺線管162的電流量小于或等于下閾值時的下閾值時間。僅 作為示例，下閾值可包括零安培的電流。因此，電流檢測模塊182可儲存對應(yīng)于流過螺線管 162的電流量等于零安培時的下閾值時間。電流檢測模塊182可檢測流過螺線管162的電流量何時小于或等于上閾值。電流 檢測模塊182可儲存對應(yīng)于流過螺線管162的電流量小于或等于上閾值時的上閾值時間。 僅作為示例，上閾值可包括等于螺線管162被啟用時流過螺線管162的電流量的電流量。因 此，電流檢測模塊182可將上閾值時間設(shè)置為等于停用時間。螺線管162可在上閾值時間 和下閾值時間之間的時間段期間從上閾值電流放電到下閾值電流。在后文中，上閾值時間 和下閾值時間之間的時間段可稱為“放電時間”。電流檢測模塊182可基于上閾值時間和下 閾值時間確定放電時間。例如，電流檢測模塊182可基于上閾值時間和下閾值時間之間的 差確定放電時間。位置確定模塊184可基于放電時間確定燃料噴射器112被停用時噴針160的位 置。例如，位置確定模塊184可確定停用之前噴針160是處于打開位置還是關(guān)閉位置。因 此，位置確定模塊184可確定當(dāng)燃料噴射器112被啟用時是噴射了燃料還是存在失效噴射 事件。在一些實施方式中，位置確定模塊184可在放電時間大于預(yù)定閾值時確定出現(xiàn)了失效噴射事件。
該預(yù)定閾值可取決于涉及燃料噴射器112的電學(xué)和機械性質(zhì)的各種因素。燃料噴 射器112的電學(xué)性質(zhì)可包括但不限于螺線管162的電感和/或磁阻。燃料噴射器112的機 械性質(zhì)可包括但不限于燃料噴射器112的工作壓力、彈簧164的張力、噴針160的尺寸以及 噴針160和噴針頭166的材料成分。燃料噴射器112的機械性質(zhì)還可影響燃料噴射器112的電學(xué)性質(zhì)。例如，噴針160 和噴針頭166的材料成分可影響噴針頭166被吸入螺線管162時螺線管162的電感和磁 阻。磁阻可以是噴針頭166被吸入螺線管162的距離(即，螺線管166內(nèi)的空氣間隙)以 及電感的函數(shù)。螺線管162的電感可取決于脈沖時間段，因為噴針頭166被吸入螺線管162 的距離可取決于脈沖時間段。例如，相比于較短的脈沖，較長的脈沖可將噴針頭166吸入螺 線管162更多?？傊?，預(yù)定閾值可以是基于燃料噴射器112的機械和電學(xué)性質(zhì)而計算的值。 在一些實施方式中，當(dāng)可使用曲軸檢測來檢驗正常工作時，燃料噴射器112的機械和電學(xué) 性質(zhì)可基于對應(yīng)于初級脈沖的停用電流行為而得到確定。現(xiàn)在參見圖4A，一幅示例性示意圖示出了噴射檢測系統(tǒng)的電操作。電感器 (Lsolenoid)可代表螺線管162。噴射器控制模塊180可閉合開關(guān)186以將螺線管162接地。 功率源154(Vsupply)可在開關(guān)186將螺線管162接地時向螺線管162施加功率。當(dāng)螺線管 162被接地時，電流可流過電流檢測模塊182和螺線管162。因此，當(dāng)開關(guān)186閉合時，噴針 160可處于打開位置。圖4A的電流檢測模塊182可為電流提供不影響其他系統(tǒng)部件(例如 螺線管162)工作的低電阻路徑?，F(xiàn)在參見圖4B，噴射器控制模塊180可斷開開關(guān)186以停用噴射器112。當(dāng)開關(guān) 186斷開時，螺線管162上可形成電壓。二極管Dl和D2可調(diào)節(jié)螺線管162上形成的電壓。 時間變化電流(I0pJ可在電壓達到幅度VDi。de時流過這些二極管。電流‘㈤可隨時間衰減。 電流Ι_η的變化率可與這些二極管上的電壓成比例。電流IOpen在開關(guān)186已經(jīng)斷開一段時 間后可衰減到零。圖4B的電流檢測模塊182可為電流提供不影響其他系統(tǒng)部件工作的低 電阻路徑。位置確定模塊184可基于從Ι_η小于或等于上閾值的時間到小于或等于下 閾值的時間的時間量來確定停用時間時噴針160的位置。例如，位置確定模塊184可基于 從停用時間開始直到‘ 等于零安培時的時間段長度來確定停用時間時噴針160的位置?，F(xiàn)在參見圖5-6，示出了示例性燃料噴射器112的電流Ι_η。圖5_6的虛線示出了 燃料噴射器112何時被停用。圖5示出了燃料噴射器112的電流Ι_η，該燃料噴射器112響 應(yīng)于來自ECM 104的脈沖而噴射燃料。圖6示出了失效噴射事件后的電流Ι_η。在圖5-6 中，從停用時間開始測量放電時間直到流過螺線管162的電流量小于或等于下閾值。圖5 的放電時間是116 μ S。圖6的放電時間是130 μ s。因此，當(dāng)噴射事件失效時，示例性燃料 噴射器112的放電時間可變得更大。僅作為示例，當(dāng)在噴射檢測系統(tǒng)中使用圖5-6的示例性燃料噴射器112時，預(yù)定閾 值可被設(shè)置為大于116 μ s的值。因此，當(dāng)噴射檢測系統(tǒng)使用圖5-6的示例性燃料噴射器112 時，當(dāng)噴射檢測系統(tǒng)確定放電時間大于116 μ s時，噴射檢測系統(tǒng)可確定出現(xiàn)了失效噴射事 件。現(xiàn)在參見圖7-8，示出了示例性燃料噴射器112的電流Ι_η。圖7示出了燃料噴射器112的電流I0pm，該燃料噴射器112響應(yīng)于來自ECM 104的脈沖而噴射燃料。圖8示出了 失效噴射事件后的電流Ι_η。在圖7-8中，從電流Ι_η小于或等于上閾值開始測量放電時 間直到電流IQpen小于或等于下閾值。圖7的放電時間是68μ S。圖8的放電時間是80μ s。 因此，當(dāng)噴射事件失效時，示例性燃料噴射器112的放電時間可變得更大。
僅作為示例，當(dāng)在噴射檢測系統(tǒng)中使用圖7-8的示例性燃料噴射器112時，預(yù)定閾 值可被設(shè)置為大于68 μ s的值。因此，當(dāng)噴射檢測系統(tǒng)使用圖7-8的示例性燃料噴射器112 時，當(dāng)放電時間大于68 μ s時，噴射檢測系統(tǒng)可確定出現(xiàn)了失效噴射事件。雖然所描述的失效噴射事件的放電時間長于成功噴射事件的放電時間，但在一些 實施方式中，成功噴射事件可能具有比失效噴射事件更長的放電時間。因此，對應(yīng)于失效噴 射事件和成功噴射事件的放電時間可取決于特定燃料噴射器的機械和電學(xué)性質(zhì)。本公開的噴射檢測系統(tǒng)也可基于放電時間確定噴針頭166和噴針160被吸入螺線 管162的距離。因此，噴射檢測系統(tǒng)可基于放電時間確定被噴入燃燒室152的燃料量。換 句話說，噴射檢測系統(tǒng)可不依賴于燃料噴射器112被致動的脈沖時間段來確定被噴入燃燒 室152的燃料量。位置確定模塊184可基于放電時間確定噴針頭166被吸入螺線管162的距離以及 對應(yīng)的被噴入燃燒室152的燃料量。圖5-6示出了失效噴射事件的放電時間(130 μ s)可大 于成功噴射事件的放電時間(116 μ S)。130 μ s的放電時間可對應(yīng)于不噴射燃料。116 μ s 的放電時間可對應(yīng)于噴射燃料的第一量。因此，130 μ S和116 μ S之間的放電時間可分別對 應(yīng)于噴射零和第一量之間的燃料量。僅作為示例，如果電流檢測模塊182確定放電時間為 122 μ s，則位置確定模塊184可確定被噴射的燃料量大于130 μ s放電時間的被噴射量而小 于116 μ s放電時間的被噴射燃料量?，F(xiàn)在參見圖9，用于確定燃料噴射器噴針位置的第一方法200開始于步驟201。在 步驟202中，噴射器控制模塊180停用燃料噴射器112。在步驟204中，噴射器控制模塊180 確定停用時間。在步驟206中，電流檢測模塊182確定流過螺線管162的電流量是否小于 或等于下閾值。如果步驟206的結(jié)果為否，則方法200重復(fù)步驟206。如果步驟206的結(jié)果 為是，則方法200繼續(xù)到步驟208。在步驟208中，電流檢測模塊182確定下閾值時間。在 步驟210中，電流檢測模塊182基于停用時間和下閾值時間確定放電時間。在步驟212中，位置確定模塊184確定放電時間是否小于或等于預(yù)定閾值。如果 步驟212的結(jié)果為否，則方法200繼續(xù)到步驟214。如果步驟212的結(jié)果為是，則方法200 繼續(xù)到步驟216。在步驟214中，位置確定模塊184確定燃料噴射器112失效而無法噴射燃 料。在步驟216中，位置確定模塊184確定燃料噴射器112噴射了燃料。方法200在步驟 218中結(jié)束。現(xiàn)在參見圖10，用于確定燃料噴射器噴針位置的第二方法300開始于步驟301。在 步驟302中，噴射器控制模塊180停用燃料噴射器112。在步驟304中，電流檢測模塊182 確定流過螺線管162的電流量是否小于或等于上閾值。如果步驟304的結(jié)果為否，則方法 300重復(fù)步驟304。如果步驟304的結(jié)果為是，則方法300繼續(xù)到步驟306。在步驟306中， 電流檢測模塊182確定上閾值時間。在步驟308中，電流檢測模塊182確定流過螺線管162 的電流量是否小于或等于下閾值。如果步驟308的結(jié)果為否，則方法300重復(fù)步驟308。如 果步驟308的結(jié)果為是，則方法300繼續(xù)到步驟310。在步驟310中，電流檢測模塊182確定下閾值時間。
在步驟312中，電流檢測模塊182基于上閾值時間和下閾值時間確定放電時間。在 步驟314中，位置確定模塊184確定放電時間是否小于或等于預(yù)定閾值。如果步驟314的 結(jié)果為否，則方法300繼續(xù)到步驟316。如果步驟314的結(jié)果為是，則方法300繼續(xù)到步驟 318。在步驟316中，位置確定模塊184確定燃料噴射器112失效而無法噴射燃料。在步驟 318中，位置確定模塊184確定燃料噴射器112噴射了燃料。方法300在步驟320中結(jié)束?，F(xiàn)在參見圖11，用于確定被噴射燃料量的方法400開始于步驟401。在步驟402 中，噴射器控制模塊180停用燃料噴射器112。在步驟404中，噴射器控制模塊180確定停 用時間。在步驟406中，電流檢測模塊182確定流過螺線管162的電流量是否小于或等于 下閾值。如果步驟406的結(jié)果為否，則方法400重復(fù)步驟406。如果步驟406的結(jié)果為是， 則方法400繼續(xù)到步驟408。在步驟408中，電流檢測模塊182確定下閾值時間。在步驟 410中，電流檢測模塊182基于停用時間和下閾值時間確定放電時間。在步驟412中，位置 確定模塊184基于放電時間確定被噴射的燃料量。方法400在步驟414中結(jié)束。本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在能夠從前面的描述意識到本公開的廣泛教導(dǎo)可按照多種形 式實施。因此，盡管本公開包括了具體示例，但本公開的真實范圍卻不應(yīng)當(dāng)限于這些具體示 例，因為本領(lǐng)域技術(shù)人員在研究了附圖、說明書和所附權(quán)利要求后將會明白其他的修改。
權(quán)利要求
一種燃料噴射系統(tǒng)，包括噴射器控制模塊，其在預(yù)定時間段內(nèi)控制流過燃料噴射器的螺線管的電流；電流檢測模塊，其測量在所述預(yù)定時間段之后流過所述螺線管的電流量；和位置確定模塊，其基于流過螺線管的所述電流量何時小于或等于預(yù)定電流來確定所述燃料噴射器在所述預(yù)定時間段期間是否噴射了燃料。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器控制模塊利用開關(guān)控 制流過所述螺線管的電流，其中，所述噴射器控制模塊閉合所述開關(guān)以將所述螺線管連接 到功率源，所述功率源提供電流流過所述螺線管，其中，所述噴射器控制模塊斷開所述開關(guān) 以將所述螺線管從所述功率源斷開，并且，當(dāng)所述開關(guān)斷開時所述螺線管放電。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器控制模塊閉合所述開 關(guān)以開始所述預(yù)定時間段，其中，所述噴射器控制模塊斷開所述開關(guān)以結(jié)束所述預(yù)定時間 段。
4.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述螺線管放電時，所述電流檢 測模塊測量流過所述螺線管的所述電流量。
5.如權(quán)利要求4所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述螺線管放電時，所述螺線管 上的電壓被保持為預(yù)定電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述位置確定模塊基于所述預(yù)定 時間段的末尾和流過所述螺線管的所述電流量小于或等于所述預(yù)定電流的時間之間的時 間段長度來確定所述燃料噴射器是否噴射了燃料。
7.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述位置確定模塊基于所述電流 量小于上閾值的時間和大于所述預(yù)定電流的時間之間的時間段長度來確定所述燃料噴射 器是否噴射了燃料。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定時間段小于500微秒。
9.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述位置確定模塊基于流過所述 螺線管的所述電流量何時小于或等于所述預(yù)定電流來確定所述預(yù)定時間段末尾時所述燃 料噴射器的噴針的位置。
10.一種方法，包括在預(yù)定時間段內(nèi)控制流過燃料噴射器的螺線管的電流；測量在所述預(yù)定時間段之后流過所述螺線管的電流量；并且基于流過螺線管的所述電流量何時小于或等于預(yù)定電流來確定所述燃料噴射器在所 述預(yù)定時間段期間是否噴射了燃料。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢測失效噴射事件的系統(tǒng)和方法。一種燃料噴射系統(tǒng)包括噴射器控制模塊、電流檢測模塊和位置確定模塊。所述噴射器控制模塊在預(yù)定時間段內(nèi)控制流過燃料噴射器的螺線管的電流。所述電流檢測模塊測量在所述預(yù)定時間段之后流過所述螺線管的電流量。所述位置確定模塊基于流過螺線管的所述電流量何時小于或等于預(yù)定電流來確定所述燃料噴射器在所述預(yù)定時間段期間是否噴射了燃料。
文檔編號F02M65/00GK101988452SQ20101024608
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月3日
發(fā)明者C·D·馬里奧特, D·R·維爾納, K·J·巴斯勒普 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司