噴射器焦化診斷和減輕的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開了用于補(bǔ)償或緩解在燃料噴射器上累積焦化殘?jiān)南到y(tǒng)和方法。本方法包括在噴射器致動的初始電流上升期間，基于燃料噴射器電流分布的移位來調(diào)整發(fā)動機(jī)操作參數(shù)。
【專利說明】噴射器焦化診斷和減輕的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃料噴射器，例如直接噴射（DI)燃料噴射器。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃料噴射器通過燃料噴射閥的機(jī)電致動來計(jì)量噴射至發(fā)動機(jī)的燃料?？烧{(diào)整閥門 的打開持續(xù)時(shí)間，有時(shí)被稱為噴射器脈沖寬度，以改變噴射時(shí)所遞送的燃料量。為了提供所 要求的被噴射燃料量，可基于包括噴射器打開期間預(yù)期的燃料流量的工況來確定打開持續(xù) 時(shí)間。噴射器操作的意外變化可造成燃料計(jì)量誤差。例如，噴射器焦化，包括閥門量孔處所 堆積的沉積物，會影響給定噴射時(shí)所遞送的燃料量，而且還改變了噴霧形式。燃料計(jì)量的變 化可是極大的，從而導(dǎo)致不準(zhǔn)確的空氣/燃料控制和潛在的排放或駕駛性能的影響。
[0003] -種試圖解決例如由焦化所致的燃料噴射器時(shí)間變化的方法是基于所測量的空 氣-燃料比的適應(yīng)性的燃料校正。因此，與假設(shè)了適當(dāng)燃料計(jì)量的所期望的空氣燃料比相 t匕，前饋補(bǔ)償被提供給基于所測量的空氣/燃料比移位的燃料計(jì)量。
[0004] 然而，本文中，發(fā)明人已認(rèn)識到該方法所存在的不同問題。如一個(gè)示例，空氣計(jì)量 誤差可混淆燃料計(jì)量誤差，從而導(dǎo)致燃料計(jì)量的不正確校正。如第二個(gè)示例，即使可分別識 別燃料計(jì)量誤差，也可能無法確定如何校正燃料計(jì)量。在使用斜率和偏移（脈沖寬度和噴 射量之間）映射噴射器性能的示例中，所測量的空氣/燃料比移位被錯(cuò)誤地用于更新斜率， 而實(shí)際上需要更新偏移，反之亦然。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 提供了至少部分地解決上述問題的不同方法。在一個(gè)示例中，該方法包括在噴射 器致動的初始電流上升期間，基于燃料噴射器電流分布的移位來調(diào)整發(fā)動機(jī)操作參數(shù)。例 如，噴射器致動的初始電流上升期間的燃料噴射器的電流分布可提供噴射器焦化指示，其 中可與其他形式的燃料或空氣計(jì)量誤差分開識別該指示。以這種方式，更準(zhǔn)確地識別燃料 噴射器焦化可用于更好地調(diào)整噴射器操作，以補(bǔ)償和/或解決焦化。
[0006] 在一個(gè)示例中，噴射器電流分布的初升或提升階段可用于表征噴射器打開行為， 以及識別該行為因焦化所致的隨時(shí)間的變化。例如，在噴射器打開時(shí)，電流分布可受到打開 噴射器所需的力的影響，而在隨時(shí)間受焦化影響。以這種方式，能夠與其他燃料計(jì)量和/或 空氣計(jì)量誤差分開識別燃料焦化。此種改進(jìn)的識別能夠更準(zhǔn)確補(bǔ)償焦化，和/或有減少焦 化的措施。在重復(fù)的噴射器事件期間可適應(yīng)性地監(jiān)測該指示，從而能過濾和/或平均改進(jìn) 了的檢測魯棒性。
[0007] 在一個(gè)示例中，噴射器的打開時(shí)間可隨著焦化程度的增加而增加。
[0008] 本示例性方法的優(yōu)點(diǎn)是與其它燃料計(jì)量退化相比，在識別出焦化后，能夠彼此分 開地選擇性地調(diào)整燃料噴射器的斜率和偏移。另外，能夠選擇性地與空氣計(jì)量分開更新燃 料計(jì)量，這是因?yàn)槿剂辖够?yīng)獨(dú)立于空氣計(jì)量誤差。
[0009] 本公開描述了用于補(bǔ)償或緩解在燃料噴射器上累積焦化殘?jiān)南到y(tǒng)和方法。本方 法包括在噴射器致動的初始電流上升期間，基于燃料噴射器電流分布的移位來調(diào)整發(fā)動機(jī) 操作參數(shù)。根據(jù)本公開識別和補(bǔ)償噴射器焦化允許調(diào)整正時(shí)和施加至噴射器的電壓大小， 這與使用前述已知方法做出的質(zhì)量調(diào)整相對。
[0010] 單獨(dú)通過附圖或結(jié)合附圖時(shí)，將通過以下詳細(xì)說明更清晰地明白本發(fā)明的上述優(yōu) 勢和其他優(yōu)勢以及特征。
[0011] 應(yīng)理解提供以上概要以便以簡化的形式介紹在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的選 擇性概念。這并不意味著確立所述主題事項(xiàng)的關(guān)鍵或基本特征，其范圍僅隨附于具體實(shí)施 方式的權(quán)利要求限定。此外，所述的主題事項(xiàng)不限制于解決上述或在本發(fā)明中任何部分指 出的任何不利的實(shí)施方式。此外，本
【發(fā)明者】在此認(rèn)識到本文所指不利，并且不承認(rèn)已知。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是直接噴射式發(fā)動機(jī)的不例性汽缸。
[0013] 圖2A是燃料噴射提升階段的輸入驅(qū)動器的示意圖。
[0014] 圖2B是燃料噴射拾取階段（pickup phase)的輸入驅(qū)動器的示意圖。
[0015] 圖2C是燃料噴射保持階段的輸入驅(qū)動器的示意圖。
[0016] 圖3示出來自清潔的噴射器和焦化的噴射器的拾取階段和保持階段的平均電流 軌跡。
[0017] 圖4是用于檢測燃料噴射更改的方法的流程圖。
[0018] 圖5是校正所檢測的燃料噴射更改的方法。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 本申請描述了基于操作期間的噴射器電流分布用于識別噴射器的燃料焦化的各 種方法。在一個(gè)示例中，噴射器電流的初始電流上升速率被映射到焦化指示，并且基于所識 別的焦化提供不同的調(diào)整。在噴射器打開以遞送發(fā)動機(jī)燃燒期間的燃料，與所預(yù)期的分布 相比，初始電流上升速率可以是初始打開電流分布。焦化指示可用于調(diào)整燃料噴射器參數(shù)， 如燃料噴射器脈沖寬度和燃料噴射量之間的斜率和/或偏移。此外，可基于噴射器焦化程 度指示燃料噴射器退化，和/或可采取補(bǔ)救措施以減少焦化。
[0020] 在一個(gè)示例中，電流上升速率的減少可指示焦化增加，且噴射器上升速率的變化 程度可指示焦化程度。此外，僅在所選條件下，例如在低燃料脈沖寬度條件期間（例如，小 于閾值），可執(zhí)行焦化識別，以更好地識別偏移變化?？稍诟呷剂厦}沖寬度條件期間（例如， 大于閾值）執(zhí)行焦化識別，以更好地識別斜率變化。此外，可使用低脈沖寬度焦化識別和高 脈沖寬度焦化識別的組合。
[0021] 在另一示例中，電流分布移位（例如，時(shí)間延遲）也可被用作焦化指示，較大的移 位指示較大程度的焦化。以這種方式，可識別、指示和處理因焦化的噴射器而導(dǎo)致的燃料計(jì) 量變化，該變化來自于打開時(shí)間（其導(dǎo)致燃料計(jì)量偏移變化）的變化，以及靜流能力的變化 (其導(dǎo)致燃料計(jì)量斜率變化）。
[0022] 圖1描述了使用可經(jīng)歷焦化的燃料噴射器的示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例。圖2描述 了可用于操作噴射器的各種驅(qū)動器電路，且該電路還可用于識別焦化。圖3示出焦化和無 焦化情況下的示例性電流分布。圖4-圖5描述了可通過圖1控制系統(tǒng)實(shí)施的用于識別、解 決噴射器焦化的程序。
[0023] 圖1示出內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室或者汽缸的示例性實(shí)施例。發(fā)動機(jī)10可接收來自包 括控制器12的控制系統(tǒng)的控制參數(shù)和來自車輛操作員130經(jīng)輸入裝置132的輸入。在該 示例中，輸入裝置132包括加速器踏板和踏板位置傳感器134,用于產(chǎn)生比例踏板位置信號 PP。發(fā)動機(jī)10的汽缸（在此還被稱為"燃燒室"）14可包括其中設(shè)置了活塞138的燃燒室 壁體136。活塞138可被耦合至曲軸140,使得活塞的往復(fù)運(yùn)動被轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 曲軸140可經(jīng)變速系統(tǒng)耦合至客車的至少一個(gè)驅(qū)動輪。此外，起動電動機(jī)可經(jīng)飛輪耦合至 曲軸140,從而能夠進(jìn)行發(fā)動機(jī)10的起動操作。汽缸14可經(jīng)一系列進(jìn)氣通道142、144以及 146接收進(jìn)氣。與除汽缸14之外，進(jìn)氣通道146還可以與發(fā)動機(jī)10的其他汽缸連通。在一 些實(shí)施例中，一個(gè)或更多進(jìn)氣通道可包括升壓裝置，例如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。例如， 圖1示出配有渦輪增壓器的發(fā)動機(jī)10,其中渦輪增壓器包括布置在進(jìn)氣通道142和144之 間的壓縮機(jī)174以及沿排氣通道148布置的排氣渦輪176。壓縮機(jī)17經(jīng)由軸180至少部分 由排氣渦輪176提供動力，其中增壓裝置被配置為渦輪增壓器。然而，在其他示例中，例如 其中發(fā)動機(jī)10具有機(jī)械增壓器的示例中，可選擇性省略排氣渦輪176,其中壓縮機(jī)174可 以通過來自馬達(dá)或者發(fā)動機(jī)的機(jī)械輸入提供動力?？裳匕l(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通道提供包括節(jié)流板 164的節(jié)流閥20,以用于改變被提供至發(fā)動機(jī)汽缸的進(jìn)氣的流動速率和/或壓力。例如，節(jié) 流閥20可被設(shè)置在如圖1所示的壓縮機(jī)174下游，或者替代性地被設(shè)置在壓縮機(jī)174的上 游。
[0024] 除了汽缸14之外，排氣通道148還可接收發(fā)動機(jī)10的其他汽缸的排氣。示出排 氣傳感器128耦合至排氣污染控制裝置178上游的排氣通道148。傳感器128可選自用于 提供排氣空氣/燃料比率指示的各種合適的傳感器，例如線性氧傳感器UEG0(通用或者寬 域排氣氧傳感器）、雙態(tài)氧傳感器或者EG0 (如圖所示）、HEG0 (加熱型EGO)、N0x、HC或者C0 傳感器。排氣污染控制裝置178可以是三元催化器（TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制 裝置或者其組合。
[0025] 可通過位于排氣通道148內(nèi)的一個(gè)或更多溫度傳感器（未示出）測量排氣溫度。 可選地，可基于發(fā)動機(jī)工況，例如速度、負(fù)荷、空氣燃料比率（AFR)、火花延遲等等，推出排氣 溫度。另外，可通過一個(gè)或更多排氣傳感器128計(jì)算排氣溫度。應(yīng)明白地是可選地通過本 文所列溫度估計(jì)方法的任意組合，可估計(jì)排氣溫度。
[0026] 發(fā)動機(jī)10的每個(gè)汽缸可包括一個(gè)或更多進(jìn)氣門和一個(gè)或更多排氣門。例如，示出 汽缸14包括位于汽缸14上部區(qū)域的至少一個(gè)進(jìn)氣提升閥150和至少一個(gè)排氣提升閥156。 在一些實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)10的每個(gè)汽缸（包括汽缸14)，可包括位于汽缸上部區(qū)域的至少兩 個(gè)進(jìn)氣提升閥和至少兩個(gè)排氣提升閥。
[0027] 通過經(jīng)凸輪致動系統(tǒng)151的凸輪致動，控制器12可控制進(jìn)氣門150。因此，經(jīng)凸 輪致動系統(tǒng)153,控制器12可控制排氣門156。凸輪致動系統(tǒng)151和153每個(gè)均可包括一 個(gè)或更多凸輪，并且可使用一個(gè)或更多凸輪輪廓線變換系統(tǒng)（CPS)、可變凸輪正時(shí)（VCT)、 可變氣門正時(shí)（VVT)和/或可變氣門升程（VVL)系統(tǒng)，這些可由控制器12操作，以改變氣 門操作。分別通過氣門位置傳感器（未示出）和/或曲軸位置傳感器155和157,可以確 定進(jìn)氣門150和排氣門156的操作。在可選實(shí)施例中，可以通過電動氣門致動控制進(jìn)氣門 和/或排氣門。例如，汽缸14可更換地包括經(jīng)電動氣門致動控制的進(jìn)氣門以及經(jīng)包括CPS 和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。在其他實(shí)施例中，可以通過通用氣門致動器或 者致動系統(tǒng)，或者可變氣門正時(shí)致動器或者致動系統(tǒng)控制進(jìn)氣門和排氣門?？烧{(diào)整（通過 提前或者延遲VCT系統(tǒng)）凸輪正時(shí)，以調(diào)整發(fā)動機(jī)稀釋度與EGR流配置，從而降低EGR瞬態(tài) 和改進(jìn)發(fā)動機(jī)性能。
[0028] 汽缸14能夠有一個(gè)壓縮比，該壓縮比為活塞138處于下止點(diǎn)時(shí)與上止點(diǎn)時(shí)的容積 的比例。常規(guī)地，壓縮比在9 :1到10 :1范圍內(nèi)。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可增 大壓縮比。例如，這將在使用較高辛烷燃料或者具有較高潛在汽化焓的燃料時(shí)發(fā)生。如果 使用直接噴射，壓縮比可還會增加，這是由于其對發(fā)動機(jī)爆震的影響。
[0029] 在一些實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)10的每個(gè)汽缸可包括用于起動燃燒的火花塞192。在選 擇的運(yùn)行模式下，點(diǎn)火系統(tǒng)190能夠響應(yīng)于來自控制器12的火花提前信號SA經(jīng)由火花塞 192向燃燒室14提供點(diǎn)火火花。
[0030] 作為非限制性示例，示出的汽缸14包括一個(gè)燃料噴射器166。示出的燃料噴射器 166直接耦合至汽缸14,以用于以與經(jīng)由電子驅(qū)動器168從控制器12接收的信號FPW的脈 沖寬度成比例的方式向其直接噴射燃料。以下參考圖2A-圖2C描述了用于電子驅(qū)動器168 的升壓、拾取和保持階段的示例性驅(qū)動器。以這種方式，燃料噴射器166將燃料通過所謂直 接噴射（后文還被稱為"DI"）提供至燃燒汽缸14。雖然圖1示出作為側(cè)噴射器的噴射器 166,但噴射器可還位于活塞頂上，例如，接近火花塞192的位置。燃料可從包括燃料箱、燃 料泵和燃料軌道的高壓燃料系統(tǒng)8輸送至燃料噴射器166。可選地，燃料在低壓處可通過單 級燃料泵輸送，在該情況中，在壓縮沖程過程中的直接燃料噴射正時(shí)將比使用高壓燃料系 統(tǒng)的情況更加受限。另外，盡管未示出，燃料箱可具有將信號提供至控制器12的壓力傳感 器。應(yīng)明白地是，在可選實(shí)施例中，噴射器166可以是將燃料提供至汽缸14上游的進(jìn)氣道 的進(jìn)氣道噴射器。
[0031] 如上所述，圖1僅示出多汽缸發(fā)動機(jī)的一個(gè)汽缸。因此，每個(gè)汽缸可類似地包括其 自身一組進(jìn)氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等等。
[0032] 盡管未示出，應(yīng)明白地是發(fā)動機(jī)10可還包括一個(gè)或更多排氣再循環(huán)通道，用于將 至少部分排氣從發(fā)動機(jī)排氣口轉(zhuǎn)向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口。因此，通過再循環(huán)一些排氣，可影響發(fā)動 機(jī)稀釋，其通過降低發(fā)動機(jī)爆震、峰值汽缸燃燒溫度和壓力、節(jié)流損失以及NOx排放，可改 進(jìn)發(fā)動機(jī)性能。一個(gè)或更多EGR通道可包括LP-EGR通道，其耦合于渦輪增壓器上游的發(fā)動 機(jī)進(jìn)氣口和渦輪下游的發(fā)動機(jī)排氣口之間，并且經(jīng)配置提供低壓（LP)EGR。一個(gè)或更多EGR 通道可還包括ΗΡ-EGR通道，其耦合于壓縮機(jī)下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口和渦輪上游的發(fā)動機(jī)排 氣口之間，并且經(jīng)配置提供高壓（HP)EGR。在一個(gè)示例中，可在例如缺少由渦輪增壓器所提 供的升壓條件下，提供ΗΡ-EGR流，而在例如存在渦輪增壓器升壓和/或當(dāng)排氣溫度高于閾 值的條件下，可提供LP-EGR流?？梢越?jīng)LP-EGR閥調(diào)整通過LP-EGR通道的LP-EGR流，而經(jīng) ΗΡ-EGR閥（未示出）可以調(diào)整通過ΗΡ-EGR通道的ΗΡ-EGR流。
[0033] 控制器12在圖1中被示為微型計(jì)算機(jī)，其包括微處理器單元106、輸入/輸出端口 108、可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)（其在該特定示例中被示為只讀存儲芯片110)、 隨機(jī)存取存儲器112、?；畲鎯ζ?14以及數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可接收來自被耦合至發(fā)動機(jī) 10的傳感器的不同信號，除了那些先前已述信號之外，還包括來自空氣質(zhì)量流傳感器122 的引入的空氣質(zhì)量流（MAF)測量；來自被耦合至冷卻套筒118的溫度傳感器116的發(fā)動機(jī) 冷卻液溫度（ECT);來自被耦合至曲軸140的霍爾效應(yīng)傳感器（或者其他類型）120的表面 點(diǎn)火感測信號（PIP);來自節(jié)流閥位置傳感器的節(jié)流閥位置（TP);以及來自傳感器124的 絕對歧管壓力信號（MAP)?？梢酝ㄟ^控制器12自信號PIP產(chǎn)生發(fā)動機(jī)速度信號RPM。來自 歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可被用于提供進(jìn)氣歧管中的真空或者壓力指示。又一 個(gè)其他傳感器可包括燃料水平傳感器和燃料組成傳感器，其被耦合至燃料系統(tǒng)的燃料箱。
[0034] 存儲媒體只讀存儲器110可編有計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示由處理器106可執(zhí) 行用于實(shí)施以下所述方法，以及預(yù)先考慮但并未具體列出的其他變體的指令。
[0035] 現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖2A-圖2C，示出噴射器166 (圖1所示）的示例性輸入驅(qū)動器。噴射器驅(qū) 動器具有控制圖1所示噴射器166的多個(gè)階段，其控制了噴射器166的點(diǎn)火。每個(gè)驅(qū)動器 均可是發(fā)動機(jī)控制器12的組件。
[0036] 在圖2A中，示出了在燃料噴射的提升階段控制電流的噴射器驅(qū)動器的示意圖。該 初始提升階段的噴射器驅(qū)動器包括輸入I b_t和TmaxbMSt。IbOTSt是升壓期間的校準(zhǔn)目標(biāo)峰值 電流。I bOTSt可依據(jù)噴射器尺寸而改變。TMxb(K)St是實(shí)現(xiàn)、。^的校準(zhǔn)最大時(shí)間。這些輸入值 還可受到噴射器焦化的影響，因?yàn)榻够捎绊憞娚淦鏖_口的尺寸和形狀，并且還影響了噴 射器打開時(shí)的速度或打開噴射器所需的力。圖2A所示噴射器驅(qū)動器采取了目標(biāo)輸入和輸 出 Ub〇〇st 和 Tb。。；^，UbQQSt 是提升階段的開放式電容電壓，而TbOTSt是實(shí)現(xiàn)IbOTSt的時(shí)間。
[0037] 現(xiàn)在參考圖2B，示出在燃料噴射的拾取階段的噴射器驅(qū)動器的示意圖。拾取階段 的噴射器驅(qū)動器接收輸入1^"、1' 1和1'2。IAeff是拾取階段的校準(zhǔn)有效電流。?\是連同提升 階段的拾取階段的校準(zhǔn)持續(xù)時(shí)間。1~ 2是拾取電流和保持電流之間的校準(zhǔn)過渡時(shí)間。保持階 段的噴射器驅(qū)動器則輸出Upidtup和Ι Α。
[0038] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2C，示出在燃料噴射的保持階段的噴射器驅(qū)動器的示意圖。保持階段 是噴射器維持打開的同時(shí)向燃燒室供應(yīng)燃料的階段。保持階段至噴射器驅(qū)動器的輸入包括 Illoldeff、^HysMax 和V ^Holdeff 是拾取階段的校準(zhǔn)有效電流。 ^Holdeff 可根據(jù)可由焦化所致的基 線來指示噴射器行為差異。IHysMax是保持階段期間電流控制時(shí)的校準(zhǔn)最大滯后。Ti是所需 的脈沖寬度。保持階段的噴射器驅(qū)動器輸出U H()1(^PIH()ld。uH()ld是保持階段的電壓，、。^是 保持階段的電流。
[0039] 圖3示出來自焦化的噴射器（虛線）和清潔的噴射器（實(shí)線）的示例性平均電流 軌跡。焦化的噴射器的平均軌跡示出右移，指示實(shí)現(xiàn)目標(biāo)峰值電流的時(shí)間增加。這可由噴 射器焦化所造成的機(jī)械阻或電阻所致，并可通過對噴射器驅(qū)動器的相應(yīng)調(diào)整或通過實(shí)施以 下參考圖5進(jìn)一步詳述的移除燃料噴射器上的焦化的步驟可減輕。提升階段是由302所指 的電流初始陡升段，在303處達(dá)到頂峰，拾取階段是由304所指的電流減少和趨于平緩段， 保持階段部分被看做是306處的電流趨于平緩段。
[0040] 圖4中，示出根據(jù)本公開的方法的流程圖。方法400開始于確定噴射器電流分布 的402處。發(fā)動機(jī)控制器12可使用在燃料噴射的升壓、拾取以及保持階段由噴射器驅(qū)動器 確定的值，以確定噴射器打開的電流分布。
[0041] 接下來，在404處，比較噴射器電流分布與基礎(chǔ)分布。基礎(chǔ)分布可以是在例如噴射 器更換后的噴射器清潔循環(huán)后周期性取得的已獲知分布。此外，基礎(chǔ)分布可以是例如已被 上傳至發(fā)動機(jī)控制器12的只讀存儲器110的存儲分布?；A(chǔ)分布可包括例如圖3所示的 整體分布，或可包括到達(dá)峰值電流的時(shí)間，該時(shí)間開始于提升階段302開始直到303處的峰 值電流。
[0042] 在406處，根據(jù)與基礎(chǔ)分布比較的404的比較，確定初始上升或提升階段302是否 移位。參考單個(gè)噴射的平均軌跡或電流分布可確定該移位。還可基于給定電流處的時(shí)間延 遲的預(yù)定閾值確定移位。在可選實(shí)施例中，可基于兩軌跡之間的統(tǒng)計(jì)差概率的閾值來確定 移位。如果噴射器電流分布的初始提升階段未移位（否），則方法返回。如果在406處，噴 射器提升階段的初始斜率移位（是），則該方法前進(jìn)到步驟407,其中指示出存在基于焦化 的噴射器退化，并且還指示出設(shè)定了噴射器被焦化的診斷代碼。另外，空氣燃料比測量可用 于確定噴射器的燃料計(jì)量是否與所期望的公差不同。
[0043] -旦在407處指示噴射器焦化，就在408處采取化解或補(bǔ)償噴射器焦化的措施。這 些步驟可包括調(diào)整燃料調(diào)度或其它操作參數(shù)。這可包括：修正前饋燃料計(jì)量（例如，噴射器 打開延遲和/或靜態(tài)燃料流量假設(shè)）；調(diào)整噴射正時(shí)，以補(bǔ)償打開時(shí)間的移位；調(diào)整燃料軌 壓力，以彌補(bǔ)燃料噴霧變化；調(diào)整其他發(fā)動機(jī)操作參數(shù)（例如，點(diǎn)火正時(shí)、速度/負(fù)荷），以 幫助移除噴射器焦化。下面參考圖5更詳細(xì)地描述這些步驟。應(yīng)當(dāng)理解，這些步驟是由發(fā)動 機(jī)控制器12實(shí)施，考慮了發(fā)動機(jī)的操作參數(shù)。在所有發(fā)動機(jī)條件期間可不采取某些步驟。 除了為緩解噴射器焦化而采取的步驟外，可更改供給至燃料噴射器的電流，以補(bǔ)償焦化。例 如，可降低提升階段（圖2A所示）到噴射器驅(qū)動器的輸入T bMSt (實(shí)現(xiàn)IbMSt的時(shí)間）。另 夕卜，或可替代地，降低TbOTSt增加 IbMSt還可用于補(bǔ)償噴射器退化。
[0044] 一旦在步驟410處實(shí)施了用于補(bǔ)償或緩解噴射器焦化的方法，則對其進(jìn)行再次評 估，即噴射器電流分布的初始斜率并因此到達(dá)峰值電流的時(shí)間或提升階段302是否移位。 如果在步驟410處回答為否，則在408處所實(shí)施的步驟可能已成功，并在步驟411處移除基 于焦化的噴射器退化的指示。如果在410處，噴射器電流分布的提升階段仍移位（是），則 噴射器焦化可持續(xù)，對電流驅(qū)動器的更改可能不足以補(bǔ)償焦化。
[0045] 然后本方法前進(jìn)至412,在412處，可產(chǎn)生更換噴射器的信號。一旦更換了噴射器， 在414便移除基于焦化的退化的指示。在更換了噴射器的事件中，可獲得噴射器電流分布 的新的基礎(chǔ)分布，并將其存儲在發(fā)動機(jī)控制器內(nèi)用于以后比較。然后，本方法返回。
[0046] 應(yīng)明白能夠有方法變體。例如，步驟410處的退化指示可導(dǎo)致用于緩解噴射器焦 化的不同或額外步驟，并且可基于依據(jù)駕駛的時(shí)間或距離來代替或補(bǔ)充根據(jù)持續(xù)的焦化來 更換噴射器。
[0047] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5,示出的方法用于緩解或補(bǔ)償噴射器焦化。方法500開始于502,在 502處，確定噴射器電流分布的初升是否如圖4所示的步驟406發(fā)生移位。如果噴射器電流 分布未移位（否），則該方法返回。
[0048] 如果在502處，與基礎(chǔ)分布相比，噴射器電流分布移位（是），則該方法前進(jìn)到步 驟504,在504處，指示出存在基于焦化的噴射器退化，并且還指示出設(shè)定了噴射器被焦化 的診斷代碼。在506處，確定了焦化程度。可通過噴射器電流分布和基礎(chǔ)分布之間的峰值 電流的偏移量（參看圖3中的303)來確定焦化程度。該偏移可被測量為到達(dá)峰值電流的 時(shí)間和基礎(chǔ)電流分布之間的差異，其中基礎(chǔ)電流分布可以是到達(dá)峰值電流的基本時(shí)間。在 可替代實(shí)施例中，焦化程度可被確定為噴射器電流分布和基礎(chǔ)分布之間的提升階段的斜率 差異（參看圖3中的302)。
[0049] 在508處，確定焦化程度是否大于第一閾值。第二閾值可以是基礎(chǔ)分布和噴射器 電流分布之間的提升階段峰值的時(shí)間差異（參看圖3中的303)。此外，第二閾值可以是提 升階段的斜率差異（參看圖3中的302)。如果在508處，焦化程度超過第二閾值（是），則 方法前進(jìn)至步驟510,在510處實(shí)施了用于緩解噴射器焦化的步驟。
[0050] 在用于移除噴射器中的焦化的可能動作中，包括增加燃料軌壓力、調(diào)整空氣燃料 比或增加 EGR率。增加軌道壓力可提供用于移除噴射器尖端上的焦化的機(jī)械力，或可增加 通過焦化的噴射器開口所噴射的燃料量。對空氣燃料比或EGR率的改變可導(dǎo)致未燃碳?xì)浠?合物的可用性，該未燃碳?xì)浠衔锟捎米鹘够瘹堅(jiān)倪€原劑。此外，對空氣燃料比和EGR率 的調(diào)整可更改燃燒溫度，該燃燒溫度還可增加降低焦化殘?jiān)目赡苄浴？稍陬A(yù)定的時(shí)間量 或發(fā)動機(jī)循環(huán)次數(shù)期間實(shí)行用于緩解焦化的不同方法。此外，可實(shí)行與基礎(chǔ)分布相比的噴 射器電流分布的額外檢查，從而確定是否充分緩解噴射器焦化。
[0051] 如果在508處噴射器焦化未超過第二閾值（否），則方法前進(jìn)至步驟512,在此評 估噴射器焦化是否超過第一閾值。第一閾值可基于第二閾值的相同參數(shù)。然而，第一閾值 可包括較小的提升階段303的峰值時(shí)間偏移，或較小的提升階段302的斜率差異程度。如 果未超過該第一閾值（否），則焦化程度不足以顯著影響燃料噴射，該方法返回。
[0052] 如果在512處超過（是）第一閾值，則在514處實(shí)施補(bǔ)償噴射器焦化的步驟。這 些步驟之一是調(diào)整噴射器致動，其特定示例可以是通過增加 IbMSt和降低TbOTSt來更改提升 階段噴射器驅(qū)動器（圖2A所示）?？稍谀撤N程度上降低T bMSt，從而增加提升階段的斜率， 或使得在較早時(shí)間點(diǎn)開始提升階段、或兩者。增加 IbMSt (提升期間的目標(biāo)峰值電流）或降 低TbOTSt (實(shí)現(xiàn)IbOTSt的時(shí)間）可導(dǎo)致噴射器電流分布，該噴射器電流分布未移位且更為接近 類似于基礎(chǔ)分布并具有調(diào)整噴射正時(shí)的效應(yīng)。根據(jù)本公開可在噴射器電路中提供較大的電 容，從而提供用于補(bǔ)償噴射器焦化的增加的升壓電壓。調(diào)整噴射器驅(qū)動信號的凈效應(yīng)可以 是燃料噴射打開持續(xù)時(shí)間增加了給定要求的燃料噴射量。火花正時(shí)調(diào)整可還用于補(bǔ)償由 焦化的噴射器所致的被更改的噴射正時(shí)。例如，火花延遲程度可基于所估計(jì)的噴射器焦化 程度而增加或減少?？苫诿科走M(jìn)行火花調(diào)整，其與識別了噴射器焦化的汽缸相關(guān)。以 這種方式，基于這些不同（第一和第二）發(fā)動機(jī)汽缸間的不同焦化程度，在不同發(fā)動機(jī)汽缸 (例如，第一和第二汽缸）之間可有區(qū)別地調(diào)整火花正時(shí)。此外，火花調(diào)整可僅限于所選的 條件，例如在起動期間或在非起動條件期間。一旦實(shí)施補(bǔ)償噴射器焦化的步驟，則方法返回 至圖4的步驟410。
[0053] 應(yīng)理解，在可替代實(shí)施例中可同時(shí)采取既緩解焦化，又補(bǔ)償焦化的動作。此外，在 例如更改空氣燃料比或EGR率的可行性較小的高發(fā)動機(jī)需求的條件下，用于補(bǔ)償焦化的動 作可更為成功。
[0054] 本公開描述了用于，或緩解在燃料噴射器上累積焦化殘?jiān)南到y(tǒng)和方法。本方法 包括在噴射器致動的初始電流上升期間，基于燃料噴射器電流分布的移位來調(diào)整發(fā)動機(jī)操 作參數(shù)。
[0055] 注意到在此包括的示例控制和估計(jì)程序可在各種發(fā)動機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置中 使用。本文所述特定程序可代表任何數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或更多，例如事件驅(qū)動、中斷 驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等等。因此，所示不同動作、操作和/或功能可按所示次序、并列執(zhí)行 或在一些情況中被省略。同樣地，未必需要按該處理順序?qū)崿F(xiàn)本文所述示例性實(shí)施例的特 征和優(yōu)勢，其被提供是為了便于解釋和描述。根據(jù)所使用的特定策略，可重復(fù)執(zhí)行一個(gè)或更 多所示動作、操作和/或功能。此外，所述動作、操作和/或功能可經(jīng)圖形代表的代碼被編 入發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲媒體的非暫時(shí)性存儲器內(nèi)。
[0056] 應(yīng)明白，因?yàn)槟苡懈鞣N變體，所以本文所公開的配置和程序本質(zhì)上是示例性的，并 且這些特定的實(shí)施例不應(yīng)被視作具有限制意義。例如上述技術(shù)能夠被應(yīng)用于V-6、I-4、I_6、 V-12、對置4缸及其他發(fā)動機(jī)類型。本公開主題包括本文中公開的不同系統(tǒng)和配置以及其 他特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎和非明顯組合和子組合。
[0057] 隨附的權(quán)利要求特別指出了被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的某些組合以及子組 合。這些權(quán)利要求可指代"一個(gè)"元件或"第一"元件或其中的等效物。此類權(quán)利要求應(yīng)理 解成包括一個(gè)或更多此類元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或更多此類元件。本發(fā)明特 征、功能元件和/或特性的其他組合和子組合可由本發(fā)明權(quán)利要求修正或經(jīng)過在此或相關(guān) 申請中呈現(xiàn)的新權(quán)利要求加以要求。不管是否比原始權(quán)利要求的范圍更寬、更窄、等同或者 不同，這種權(quán)利要求均被視為包括在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種方法，其包括： 在噴射器致動的初始電流上升期間，基于燃料噴射器電流分布的移位，調(diào)整發(fā)動機(jī)操 作參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中燃料噴射器電流分布的移位是到達(dá)峰值電流的時(shí) 間的變化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述移位大于閾值移位時(shí)，指示所述燃料噴 射器的退化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移位基于所述燃料噴射器電流分布和基礎(chǔ)分 布之間的差異。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述移位是從基礎(chǔ)分布到達(dá)峰值電流的時(shí)間變 化，其中所述基礎(chǔ)分布是到達(dá)峰值電流的基本時(shí)間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述基礎(chǔ)分布是已獲知的噴射器分布。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述基礎(chǔ)分布是已存儲的噴射器分布。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整所述發(fā)動機(jī)操作參數(shù)包括增加針對給定要求 的燃料噴射量的燃料噴射打開持續(xù)時(shí)間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整所述發(fā)動機(jī)操作參數(shù)包括增加燃料軌壓力。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)整所述發(fā)動機(jī)操作參數(shù)包括調(diào)整噴射器致動。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中調(diào)整噴射器致動包括在燃料噴射器致動的提升 階段，增加實(shí)現(xiàn)目標(biāo)峰值電流的時(shí)間。
12. -種用于發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)，其包括： 由噴射器正時(shí)信號控制的噴射器，由噴射器驅(qū)動器遞送的所述噴射器正時(shí)信號包括： 提升階段、拾取階段以及保持階段；以及 發(fā)動機(jī)控制器，其包括儲存在存儲器內(nèi)的指令，從而基于噴射器電流分布的提升階段 是否與基礎(chǔ)分布的所述提升階段不同來調(diào)整操作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述提升階段包括遞送至所述燃料噴射器的電 流的初始增加。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中確定噴射器電流分布的所述提升階段是否與所 述基礎(chǔ)分布不同還包括確定與所述基礎(chǔ)分布相比的預(yù)定電流時(shí)的所述噴射器電流分布的 時(shí)間延遲是否大于預(yù)定閾值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括空氣燃料比測量，所述測量確定所述噴射器 的燃料計(jì)量是否與期望的公差不同。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括燃料軌，其中如果確定噴射器電流分布的所 述提升階段與基礎(chǔ)分布的所述提升階段不同，則增加燃料軌壓力。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述噴射器驅(qū)動器包括目標(biāo)峰值電流的輸入、 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)峰值電流的時(shí)間以及實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)峰值電流的最大時(shí)間。
18. -種方法，其包括： 借助于噴射器驅(qū)動器控制燃料噴射； 比較噴射器電流分布與基礎(chǔ)分布； 確定所述噴射器電流分布的提升階段是否與所述基礎(chǔ)分布不同；以及 如果確定所述噴射器電流分布的所述提升階段與所述基礎(chǔ)分布不同，則實(shí)施緩解噴射 器焦化的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述噴射器電流分布是到達(dá)峰值電流的時(shí)間， 并且所述基礎(chǔ)電流分布是到達(dá)峰值電流的基本時(shí)間。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述噴射器驅(qū)動器還包括提升階段、拾取階段 以及保持階段。
【文檔編號】F02M65/00GK104121109SQ201410164614
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】T·A·瑞帕森, J·N·阿瑞, E·克蘭吉爾 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司