用于监测交通工具的内燃发动机的燃料喷射器的监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交通工具的内燃发动机的燃料喷射器的领域，特别是监测燃料喷射器 以便防止故障的领域。
【背景技术】
[0002] 在正常方式中，参考图1，燃料喷射器1包括压电致动器2，其作用于阀装置以便打 开或关闭喷射器1，从而分别允许或停止燃料C向交通工具的发动机的燃烧室中的喷射。以 公知方式，交通工具包括机载发动机控制单元（未示出），以便激活压电致动器2并且控制 喷射。
[0003] 如已知的，压电致动器2主要由一组陶瓷构件组成，所述陶瓷构件限定出预定长 度，其具有使该长度在电场的作用下被修改并且相反地在机械应力的作用下产生电场的性 能。
[0004] 在燃料喷射器1中，压电致动器2配置在阀装置与喷射器的止挡之间。在实践中， 并且以概述方式，当使用电压向压电致动器2施加电荷时，其长度增加并打开喷射器1的阀 装置，其由此在压力作用下向燃烧室中释放燃料C。
[0005] 更具体地，仍然参考图1，在喷射系统包括高压共喷轨的情况下，阀装置包括：蘑 菇状关闭构件3,其由压电致动器2直接致动；和阀针4,其通过与喷射器中的高压接触而 被致动，这通过蘑菇状关闭构件3在压电致动器2的作用下朝其打开位置移动而成为可能。 喷射器1的阀针4适于在关闭位置与被称为喷射位置的打开位置之间移动。喷射器是"伺 服阀"喷射器，其包括被构造成使喷轨的高压燃料的体积与燃料箱的低压体积相关联的阀 装置。换言之，压电致动器2允许阀针4被致使以间接方式移动。
[0006] 实践中，压电致动器2移动蘑菇状关闭构件3,其在打开时允许来自喷轨的高压与 燃料向罐的返回回路的低压相连，其改变位于喷射器1的阀针4的端子处的作用力平衡，从 而允许其向上移动。作为该向上移动的结果，阀针4释放喷射器1的喷嘴5的开口，其允许 燃料C在轨的高压的作用下向燃烧室中喷射。
[0007] 在息止状态，也就是说，在阀装置的关闭位置（蘑菇状关闭构件3和阀针4关闭）， 在压电致动器2与阀装置，更具体地所在压电致动器2与蘑菇状关闭构件3之间存在游隙 J，以便确保所述阀装置的关闭并且防止燃料朝燃烧室的不受控泄漏。在本文的其余部分中 将使用完整的术语或使用缩短形式"致动器游隙"来指代该游隙J。该致动器游隙J通常为 数微米。
[0008] 随时间推移，作为磨损的结果，致动器游隙J的值可能增大，其干扰喷射器1的操 作。这是因为由喷射器1供应的燃料C的量不再足够，其可能导致交通工具的发动机发生 故障。
[0009] -理想方案将是直接测量致动器游隙J的实际值。然而，其一方面要求喷射器1 从交通工具拆下，而另一方面需要非常特殊的工具来允许测量致动器游隙J。因此，实践中， 仅仅偶尔测量致动器游隙J。
[0010] 一理想方案将是集成距离传感器来测量致动器游隙J。鉴于喷射器1的紧凑本质 以及致动器游隙J的数量级，这种方案不能被实施。
[0011] 此外，为了允许有效地喷射燃料，已经提出了控制喷射器1，以便补偿致动器游隙 J的增大，如专利申请US2013066538A1给出的。在本文的其余部分中，该方法被称为"补偿 方法"。
[0012] 根据该补偿方法，喷射器1被控制以便模拟在前的喷射步骤，以便确定充电时间 Tmes，其是在压电致动器2的致动时间与蘑菇状关闭构件3开始移动的时间之间测量的。该 充电时间Tmes对应于压电致动器2直到它补偿致动器游隙J之前的伸展持续时间。为了补 偿致动器游隙J的增大，已经知道依据预定充电时间Tmes增加喷射能量。这样，由喷射器1 供应的燃料量得到修正，尽管存在致动器游隙J。
[0013] 然而，这种补偿方法不允许估算致动器游隙J的值以便确定它是否趋于劣化。因 此，在交通工具发生故障的情况下，技师可以诊断喷射器1的致动器游隙过高并更换它们。 然而，该诊断不是基于任何客观的数据段，从而具有有限的可靠性。实践中，似乎有大量的 喷射器1被不必要地更换，其增加了交通工具的维修成本并且构成一种缺点。此外，在喷射 器失效的情况下，有必要停止交通工具，这将其用户置于劣势。
【发明内容】
[0014] 有必要以可靠的方式监测燃料喷射器，以便在故障变成现实并将用户置于劣势之 前预料到故障。
[0015] 为此目的，本发明涉及一种用于监测交通工具的内燃发动机的燃料喷射器的监测 方法，所述喷射器包括压电致动器，其作用于阀装置以便打开或关闭所述喷射器，从而分别 允许或停止燃料向所述发动机的燃烧室中的喷射，所述燃料喷射器包括致动器游隙，所述 交通工具包括用于执行所述监测方法的机载发动机控制单元，所述监测方法的特征在于它 在交通工具的正常操作期间包括以下步骤： ?在对于给定的多种燃料压力进行喷射之前的模拟步骤期间测量致动器游隙的多种 补偿时间的步骤； ?依据测得的补偿时间计算代表当前致动器游隙的参数的步骤； ?比较代表计算出的当前致动器游隙的参数与致动器游隙的预定基准参数的步骤；以 及 ?在基准参数被超过的情况下发送警告消息的步骤； 基于测得的补偿时间的多项式函数计算代表当前致动器游隙的参数； 所述多项式函数的多项式阶数对应于为不同燃料压力测得的致动器游隙的补偿时间 的数量。
[0016] 在一有利方式中，本发明允许基于补偿时间的测量形成关于燃料喷射器的状态的 可靠指示器，并且其第一功能被重新定向。这是因为补偿时间首先允许燃料的喷射得到改 善，并且其次允许致动器游隙的一致性得到估算。
[0017] 作为本发明的结果，由于过大致动器游隙造成的燃料喷射器的故障有利地以精确 且快速的方式得到检测。这样，可以在交通工具实际上遭受导致交通工具停止不动的故障 之前更换燃料喷射器，这有利于交通工具的用户。此外，这种方法允许由技师执行的诊断操 作得以更容易地进行，其降低维修成本。
[0018] 可以通过直接且快速的方式优选通过连续方式计算代表当前致动器游隙的参数。 连续监测交通工具允许其可靠性得到改善，并使任何故障以及时方式得到检测。
[0019] 优选地，多项式函数的多项式阶数为2~4,优选为3。这种多项式函数包括有限 数量的系数，其加速计算时间。
[0020] 根据一优选方面，所述多项式函数具有多项式阶数n，所述多项式函数的形式为：
【主权项】
1. 一种用于监测交通工具的内燃发动机的燃料喷射器（1)的监测方法，所述喷射器 (I) 包括压电致动器（2)，其作用于阀装置（3、4)以便打开或关闭所述喷射器（1)，从而分 别允许或停止燃料向所述发动机的燃烧室中的喷射，所述燃料喷射器（1)包括致动器游隙 (J) ，所述交通工具包括用于执行所述监测方法的机载发动机控制单元，所述监测方法的特 征在于它在交通工具的正常操作期间包括以下步骤： ?在对于给定的多种燃料压力（Pi、P2、P3)进行喷射之前的模拟步骤期间测量所述致动 器游隙的多种补偿时间（TmesPTmesPTmes3)的步骤（100); ?依据测得的补偿时间（Tme^ TMES2、Tmes3)计算代表当前致动器游隙的参数（PAR(J。)） 的步骤（200); ?比较代表计算出的当前致动器游隙的参数（PAR(J。)）与致动器游隙的预定基准参数 (PAR(Jkef))的步骤（300);以及 ?在基准参数（PAR(Jkef))被超过的情况下发送警告消息的步骤（400); 基于测得的补偿时间（TmesPTme^Tmes3)的多项式函数计算代表当前致动器游隙的参数 (PAR(Jc))； 所述多项式函数的多项式阶数对应于为不同燃料压力（Pi、P2、P3)测得的致动器游隙的 补偿时间（TmesPTmes^Tmes3)的数量。
2. 如权利要求1所述的监测方法，其中，所述多项式函数的多项式阶数为2~4,优选 为3。
3. 如权利要求1或2所述的监测方法，其中，所述多项式函数具有多项式阶数n，所述 多项式函数的形式为：
在该函数中建立系数（an、％am)。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的监测方法，其中，测得的补偿时间（Tmes1I 1^2、TMES3) 通过补偿方法获得，在所述补偿方法中，补偿时间（TmesPT me^Tmes3)对应于测得的向所述压 电致动器施加微弱的电脉冲的持续时间，所述微弱的电脉冲对应于燃料压力在所述喷射器 的电致动的预定基准持续时间内的预定测试变化。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的监测方法，其中，测得的补偿时间（TmesPTmesPT mes3) 是对于200巴~2000巴之间的燃料压力此、P2、P3)获得的。
6. 如权利要求1-5中任一项所述的监测方法，其中，代表当前致动器游隙的参数 (PAR(Jc))是电压。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的监测方法，其中，使代表当前致动器游隙的参数 (PAR(Jc))与测得的补偿时间（T mesPTm^Tmes3)关联的函数是基于经验库（Bhist)通过估 算方法获得的，所述经验库包括对于给定类型的燃料喷射器随时间推移获取的多个要素 (HISTpHIST i),每个要素（HISTpHISTi)使测得的补偿时间（Tmes^TmesPT mes3)与以有效方式 测得的代表当前致动器游隙的参数（PAR(J。)）相关联。
【专利摘要】本发明涉及一种用于监测交通工具的内燃发动机的燃料喷射器的监测方法，喷射器包括作用于阀装置以便打开或关闭喷射器的压电致动器，燃料喷射器包括致动器游隙，所述方法包括：在对于给定的多种燃料压力进行喷射之前的模拟步骤期间测量致动器游隙的多种补偿时间(TMES)的步骤(100)；依据测得的补偿时间(TMES)计算代表当前致动器游隙的参数(PAR(Jc))的步骤(200)；比较代表计算出的当前致动器游隙的参数(PAR(Jc))与致动器游隙的预定基准参数(PAR(JREF))的步骤(300)；以及在基准参数(PAR(JREF))被超过的情况下发送警告消息的步骤(400)；基于测得的补偿时间(TMES1、TMES2、TMES3)的多项式函数计算代表当前致动器游隙的参数(PAR(Jc))；所述多项式函数的多项式阶数对应于为不同燃料压力(P1、P2、P3)测得的致动器游隙的补偿时间(TMES1、TMES2、TMES3)的数量。
【IPC分类】F02D41-22
【公开号】CN104653321
【申请号】CN201410668784
【发明人】勒布隆 M.
【申请人】法国大陆汽车公司, 大陆汽车有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月20日
【公告号】US20150142295