可变排量发动机中的燃料喷射器诊断制造技术

本申请涉及可变排量发动机中的燃料喷射器诊断，提供用于在可变排量发动机中诊断输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的系统和方法。在一个示例中，方法包括，响应于汽缸空气燃料失衡的指示，停用多汽缸发动机的汽缸的子集，执行功率平衡测试以确定在一时间段的停用之后每个汽缸的输出，并且响应于输出低于阈值输出而指示停用汽缸具有劣化燃料喷射器。

Fuel injector diagnosis in variable displacement engines

The present application relates to the diagnosis of fuel injectors in variable displacement engines and provides a system and method for diagnosing deteriorated fuel injectors for conveying undesirable additional fuel in variable displacement engines. In one example, the method includes, in response to an indication of cylinder air fuel imbalance, deactivating a subset of a multi-cylinder engine cylinder, performing a power balance test to determine the output of each cylinder after a period of deactivation, and indicating that the deactivated cylinder has deteriorated fuel injection in response to an output below a threshold output. Apparatus.

【技术实现步骤摘要】
可变排量发动机中的燃料喷射器诊断
本专利技术总体涉及用于诊断可变排量发动机中的劣化燃料喷射器的方法。
技术介绍
车辆燃料输送系统可以包括将燃料直接喷射到发动机的汽缸中的直接燃料喷射器。直接燃料喷射器可以与来自发动机控制器的信号的燃料喷射器脉冲宽度成比例地输送燃料。然而，由于老化、燃料污染或硬件故障，燃料喷射器可能劣化并输送不期望的附加燃料。当输送比预期更多的燃料到发动机时，发动机可能富运行并且经历汽缸之间的空燃比(AFR)失衡(imbalance)。当一个或多个汽缸中的AFR与其他汽缸不同时，汽缸之间的AFR失衡发生。控制策略可能能够通过减少燃料加注例如使用来自排气氧传感器的反馈来校正不期望的附加燃料。然而，如果不期望的附加燃料量相当大，则从劣化的喷射器接收燃料的汽缸可能不发火(misfire)。因此，未燃烧的空气燃料混合物可能转移到排气中。排气中的未燃烧的空气燃料混合物可能参与在排气处理催化剂处的放热反应，生成可能使催化剂和其他排气部件劣化的热量。因此，快速识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器以便可以执行减轻动作是有利的。存在用于识别劣化燃料喷射器的各种策略，例如，通过在喷射事件的开始处或在无燃料加注状况期间监测燃料轨压力的变化(例如，通过使用压力传感器)。一个示例方法由McEwan等在U.S.20160245221A1中示出。其中，识别劣化燃料喷射器包括当关断给所有汽缸的燃料时，在无燃料加注状况期间的时间段内监测燃料轨压力的变化。如果不存在不期望的燃料输送，则燃料轨压力的变化可能小于阈值变化。然而，如果存在不期望的燃料输送，则燃料轨压力的变化可能大于或等于阈值变化。
技术实现思路
然而，本文的专利技术人已经意识到利用此类系统的潜在问题。作为一个示例，虽然上述方法识别劣化燃料喷射器的存在，但是确定哪个燃料喷射器被劣化可能是耗费时间的，造成漫长的诊断与修理程序。进一步地，本文的专利技术人已经意识到可以利用可变排量发动机(VDE)技术来精确定位(pinpoint)劣化的喷射器。可变排量发动机可以被配置为以可变数量的激活汽缸或停用汽缸操作以增加燃料经济性。例如，部分汽缸可以在选择的状况期间被停用，其中所选状况由诸如发动机转速/负载窗口(loadwindow)和车辆速度的参数定义。VDE控制系统可以通过控制多个汽缸阀停用器和通过停用给所选汽缸加注燃料的燃料喷射器来禁用所选汽缸。由此，停用汽缸不被加注燃料，并且停用汽缸的进气门和排气门关闭。进一步地，对停用汽缸禁用火花。然而，如果停用汽缸具有劣化燃料喷射器，则液体燃料可能积聚在停用汽缸内。因此，在一个示例中，上述问题可以通过一种方法解决，该方法包括：响应于来自内燃发动机的汽缸的空气燃料燃烧气体失衡的指示，停用汽缸的子集，包括停用将燃料输送到汽缸子集的燃料喷射器；以及在已经经过一时间段的停用之后推测在停用期间每个汽缸的第一输出。在另一示例中，该方法进一步包括重新激活汽缸的子集达一时间段以驱逐(expel)任何液体燃料；停用汽缸的子集；以及在停用期间推测每个汽缸的第二输出。以此方式，响应于汽缸的第一输出小于阈值并且汽缸的第二输出大于阈值，具有劣化燃料喷射器的汽缸可以决定性地被识别。作为一个示例，响应于指示第一发动机排(bank)相对于第二发动机排为富的空气燃料燃烧气体失衡，第一发动机排的所有汽缸可以被停用。然而，硬件限制可以限制哪些汽缸可以被停用，并且因此在另一示例中，来自每个发动机排的汽缸的子集可以被停用。因此，具有劣化燃料喷射器的精确汽缸可能不被决定性地识别，但是可以从所有可能的汽缸缩小范围。应理解的是，提供上述
技术实现思路
以便以简化的形式介绍概念选择，这些概念将在具体实施方式中被进一步描述。这不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一限定。另外，要求保护的主题不限于解决在本公开的上文或任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出示例车辆系统的示意描绘图。图2示出可变排量发动机(VDE)系统的示例布局。图3示出说明用于识别两个发动机排之间的AFR失衡的示例方法的高级流程图，该AFR失衡是由于劣化燃料喷射器输送不期望的附加燃料引起的。图4示出说明用于操作VDE模式中的发动机的示例方法的流程图。图5示出说明用于执行功率平衡测试以在以VDE模式操作的发动机中识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的第一示例方法的流程图。图6示出说明用于执行功率平衡测试以在以VDE模式操作的发动机中识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的第二示例方法的流程图。图7示出说明使用功率平衡测试在以VDE模式操作的发动机中可以如何识别具有输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的汽缸的示例的曲线图。图8示出用于响应于针对AFR失衡的指示而识别输送不期望的附加燃料的劣化燃料喷射器的示例时间线。具体实施方式以下说明涉及用于识别将不期望的附加燃料输送到车辆系统(诸如图1所示的示例车辆系统)的发动机的汽缸的劣化燃料喷射器的系统和方法。如图2所示，车辆系统可以包括多汽缸可变排量发动机和排气系统中的多个排气氧传感器。根据图3的示例方法可以指示汽缸之间的AFR失衡。响应于AFR失衡的指示，发动机可以以VDE模式操作，例如根据图4的方法。功率(power)平衡测试(其示例在图7中被示出)可以被执行以根据图5和图6的示例方法识别劣化燃料喷射器。用于根据图3的方法指示AFR失衡和根据图6的方法执行功率平衡测试的示例时间线在图8中被说明。图1示出车辆系统100的示意图，其显示多汽缸发动机10的一个汽缸，该多汽缸发动机10可以被包括在车辆的推进系统中。发动机10可以是如下文关于图2所描述的可变排量发动机(VDE)。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和由经由输入装置130来自车辆操作者132的输入来控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(例如汽缸)30可以包括燃烧室壁32，该燃烧室壁32具有位于其中的活塞36。活塞36可以被耦连到曲轴40，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统被耦连到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮被耦连到曲轴40以实现发动机10的起动操作。燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气并且可以经由排气通道48排放燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以选择性地经由相应的进气门52和排气门54与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。在该示例中，进气门52可以经由凸轮致动系统51通过凸轮致动由控制器12控制。类似地，排气门54可以经由凸轮致动系统53由控制器12控制。凸轮致动系统51和凸轮致动系统53可以各自包括一个或多个凸轮并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的可变排量发动机(VDE)、凸轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。进气门52和排气门54的位置可以分别由气门位置传感器(未显示)和/或凸轮轴位置传感器55和凸轮轴位置传感器57确定。在可替代实施例中，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包含：响应于来自内燃发动机的汽缸的空气燃料燃烧气体失衡的指示，停用所述汽缸的子集，包括停用将燃料输送给所述汽缸子集的燃料喷射器；以及在已经经过一时间段的停用之后推测在所述停用期间每个所述汽缸的第一输出。

【技术特征摘要】
2017.02.02 US 15/423,3461.一种方法，其包含：响应于来自内燃发动机的汽缸的空气燃料燃烧气体失衡的指示，停用所述汽缸的子集，包括停用将燃料输送给所述汽缸子集的燃料喷射器；以及在已经经过一时间段的停用之后推测在所述停用期间每个所述汽缸的第一输出。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含用于每个所述汽缸的至少一个进气门、至少一个排气门和火花塞，并且其中所述停用包括关闭一个或多个所述进气门和一个或多个所述排气门，并且对每个所述停用汽缸的所述火花塞不输送电力。3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含响应于所述停用汽缸的第一输出低于阈值输出，指示所述汽缸子集的所述燃料喷射器中的一个未被完全关断。4.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含：重新激活所述汽缸子集达一时间段以驱逐任何液体燃料；停用所述汽缸子集；在所述停用期间推测每个所述汽缸的第二输出；以及响应于所述停用汽缸的第一输出低于阈值输出和所述停用汽缸的第二输出高于所述阈值输出，指示所述汽缸子集中的所述燃料喷射器中的一个未被完全关断。5.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含响应于在所述停用期间空气燃料燃烧气体失衡的指示保持，指示所述燃料喷射器中的一个可能劣化并且在未被停用的汽缸子集中输送不期望的附加燃料。6.根据权利要求4所述的方法，其中推测每个所述汽缸的所述输出包含推测每个所述汽缸的发动机转速贡献和推测每个所述汽缸的扭矩输出中的一个或多个，并且所述阈值输出是小于所述停用汽缸的平均发动机转速贡献的预定量和小于所述停用汽缸的平均扭矩输出的预定量中的一个或多个。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含排气通道、排放控制装置和两个排气氧传感器，所述两个排气氧传感器在所述排放控制装置上游和所述汽缸下游的所述排气通道内彼此对称相对地定位，并且其中所述空气燃料燃烧气体失衡的所述指示包括所述两个排气氧传感器的时间对准读数的比率在以1为中心的阈值范围之外。8.根据权利要求7所述的方法，其中基于所述两个排气氧传感器的所述时间对准读数的比率与1的差的量值确定停用的所述时间段，其中停用的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·杜达尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US