用于检测高压泵孔磨损的方法
【技术领域】
[0001]本申请大体涉及通过内燃发动机中的高压燃料栗的活塞-孔接口(piston-boreinterface)检测孔磨损和异常燃料泄漏的方法的实施方式。
【背景技术】
[0002]—些车辆发动机系统利用直接汽缸内燃料喷射和进气道燃料喷射两者。燃料输送系统可以包括用于将燃料压力提供到燃料喷射器的多个燃料栗。作为一个示例，燃料输送系统可以包括设置在燃料箱和燃料喷射器之间的较低的压力燃料栗(或提升栗)和较高的压力(或直接喷射)燃料栗。高压燃料栗可以耦接到燃料轨上游的直接喷射系统以增加通过直接喷射器输送到发动机汽缸的燃料的压力。电磁启动的入口止回阀或溢流阀可以耦接在高压燃料栗的上游以调节进入栗压缩室内的燃料流。然而，当高压燃料栗的电磁启动的入口止回阀去激励/切断电源(de-energizd)时，诸如当不需要燃料的直接喷射时，栗耐用性会被影响。具体地，当高压栗未操作时，栗的润滑和冷却可以被降低，从而导致栗劣化。栗劣化可以通过栗活塞和栗的孔之间的接口的磨损来表明。磨损可以引起活塞和孔之间的间隙宽度增加，从而相比于正常泄露的燃料量，允许增加流过该间隙的燃料量。损失的燃料可以导致高压燃料栗以及劣化的栗和/或发动机性能的低效。已经提出了检测孔磨损的各种方法，孔磨损可以导致过多的燃料通过活塞-孔接口泄漏。
[0003]在由Ilhoshiin等人在US7556023中示出的一种检测从高压栗泄漏燃料的方法中，通过高压栗的柱塞(汽缸)的燃料泄漏的诊断通过基于若干因素的泄漏计算被执行。若干因素包括凸轮角度信号、曲轴角度信号、水温信号、燃料温度信号和燃料压力信号。泄漏计算计算同样用于计算燃料的同质弹性系数的泄漏量。泄漏计算也包括随燃料温度而变化的粘性系数。
[0004]然而，本申请的发明人已确定到US7556023的方法的潜在问题。首先，泄漏计算取决于大量传感器的准确读数，诸如各种温度传感器、压力传感器和角度传感器。如果一个或更多个传感器输出不准确的值，那么泄漏计算会错误地诊断从柱塞泄漏的燃料。此外，对于栗操作的预期变化(诸如由于组件磨损和老化的那些变化)，泄漏计算可能未被充分地校准。因此，即使栗操作的变化是由于正常的栗磨损，也存在泄漏被错误地检测的状况。最后，泄漏计算仅提供任意泄露的诊断，其中在许多栗系统中，小于阈值量的泄漏可能有益于栗润滑，这也被称为正常或必要泄漏。计算不能区分必要燃料泄漏和过多燃料泄漏。
【发明内容】
[0005]因此，在一个示例中，通过一种方法可以至少部分地解决上述问题，该方法包含:当发动机在怠速时:将发动机的直接喷射燃料轨中的压力增加至阈值燃料轨压力；基于栗性能模型计算高压燃料栗的目标栗送率；计算燃料喷射率；比较目标栗送率和燃料喷射率；以及基于该比较，发出活塞-孔接口泄漏结果。以此方式，在当发动机正处于怠速时的状况期间用于检测活塞-孔磨损的方法可以在车载车辆上连续执行。如本文描述的，栗性能模型可以基于影响从高压栗栗送的燃料量的若干因素而被校准，从而增加经由该模型产生的结果的可靠性。此外，栗性能模型可以与实际高压栗的测试数据比较，使得该模型针对其准确性能够被验证。当依赖较少的传感器时，该检测方法也许能够实现高准确性，从而提供组件减少的益处。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执行的老化的高压燃料栗，从而允许更好的补偿由公共组件磨损和裂缝引起的栗操作的变化。最后，检测方法可以更好地区分高压栗的正常燃料泄漏和异常燃料泄漏。
[0006]栗性能模型可以基于若干因素，包括由于燃料的体积模量(bulkmodulus)和高压栗的压缩室的死体积的燃料损失、栗的正常燃料泄漏和可以包含若干各种燃料损失贡献而引起的其它原因。栗性能模型可以被图形化或数字化地与映射的高压燃料栗比较，以验证栗模型的准确性。由于模型可以包含正常的泄漏燃料量(其可以改善栗润滑，诸如当不需要高压燃料栗工作时)，上述检测方法可以经配置使操作者知晓异常燃料泄漏。例如，异常燃料泄漏可以由高压栗的活塞和孔之间的磨损引起。通过增加栗泄漏检测的准确性和可靠性，栗性能被改善。
[0007]应当理解，上述
【发明内容】
被提供以简化的形式介绍将在【具体实施方式】中被进一步描述的一些概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附【具体实施方式】的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0008]图1示意性地示出内燃发动机的汽缸的示例实施例。
[0009]图2示意性地示出可以与图1的发动机一起使用的燃料系统的示例实施例。
[0010]图3示出图2的燃料系统的高压直接喷射燃料栗的示例。
[0011]图4示出测试的高压栗的示例图形化映射图。
[0012]图5A示出示例栗性能模型的图形化表示，其能够与图4的映射图相比较。
[0013]图5B示出映射图或栗性能模型在替代轴线上的曲线图。
[0014]图6示出孔磨损检测方法的流程图，该方法可以向使用者警告异常活塞-孔接口泄漏。
【具体实施方式】
[0015]下面的【具体实施方式】提供关于高压燃料栗和提出的孔磨损检测方法以及该方法基于的栗性能模型的信息。图1给出内燃发动机中的汽缸的示例实施例，而图2示出可以与图1的发动机一起使用的燃料系统。图3详细示出经配置将直接燃料喷射提供到发动机内的高压栗的示例。正如确定活塞-孔接口泄漏的孔磨损检测方法的【背景技术】，图4示出高压栗的映射图(或曲线图)，而图5A图形化地示出栗性能模型。另外，图5B示出映射图或栗性能模型在替代水平轴线上的曲线图。高压栗孔磨损检测方法如图6中的流程图所示，其中无论是正常量的燃料还是异常量的燃料从高压燃料栗中泄漏出，都会发出警告操作者或其它使用者的结果。
[0016]关于贯穿该【具体实施方式】所使用的术语，若干图形被呈现，其中数据点被绘制在2维图形上。术语图形和曲线图可以互换使用，从而指代整个图形或曲线/线本身。此外，高压栗或直接喷射栗可以被缩写为DI或HP栗。类似地，低压栗或提升栗可以被缩写为LP栗。另外，燃料轨压力或直接喷射器的燃料轨内的燃料压力值可以被缩写为FRP。栗性能模型或用于数字化或图形化表示高压栗的行为的一个或更多个等式可以被称为栗模型或简单称为模型。正常栗孔接口泄漏(或泄漏)可以指通过栗孔接口渗出HP栗的压缩室的标称量的燃料。异常栗孔接口泄漏或(泄漏)可以指由于栗孔磨损而导致的、渗出压缩室的过量的燃料。
[0017]图1示出内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例。发动机10通过包括控制器12的控制系统和通过经由输入设备132来自车辆操作员130的输入可以至少部分地被控制。在这个示例中，输入设备132包括加速器踏板和用于产生成比例于踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(本文也称为“燃烧室”)14可以包括具有定位在其中的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可以耦接到曲轴140使得活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。曲轴140经由变速器系统可以耦接到乘客车辆的至少一个驱动轮。进一步地，启动器马达(未示出)经由飞轮可以耦接到曲轴140以实现发动机10的启动操作。
[0018]汽缸14能够经由一系列的进气空气通道142、144和146接收进气空气。进气空气通道146能够与发动机10的除了汽缸14之外的其它汽缸连通。在一些示例中，进气通道中的一个或更多个可以包括升压设备，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出发动机10，该发动机10经配置具有包括在进气通道142和144之间设置的压缩机174和沿排气通道148设置的排气涡轮机176的涡轮增压器。压缩机174可以经由轴180由排气涡轮机176至少部分地驱动，其中升压设备被配置为涡轮增压器。然而，在诸如发动机10装备有机械增压器的另一些示例中，排气涡轮机176可以可选择地被省略，其中压缩机174可以由来自马达或发动机的机械输入来驱动。包括节流板164的节气门162可以沿发动机的进气通道被提供，用于改变提供到发动机汽缸的进气空气的流率和/或压力。例如，节气门162可以如图1所示被定位在压缩机174的下游或替代地可以被提供在压缩机174的上游。
[0019]除了汽缸14之外，排气通道148还能够接收来自发动机10的其它汽缸的排气。排气传感器128被示出耦接到排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以选自用于提供排气空/燃比的指示的各种合适的传感器，例如，如线性氧传感器或UEGO (通用排气氧或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO (如图所示)、HEGO (加热的EGO)、NOx, HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。
[0020]发动机10的每个汽缸可以包括一个或更多个进气门和一个或更多个排气门。例如，汽缸14被示出包括位于汽缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些不例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可以包括位于汽缸的上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
[0021]进气门150可以经由致动器152通过控制器12来控制。类似地，排气门156可以经由致动器154通过控制器12来控制。在一些状况期间，控制器12可以改变提供到致动器152和154的信号以控制相应进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由相应气门位置传感器(未示出)来确定。气门致动器可以是电气门致动类型或凸轮致动类型或其组合。进气门正时和排气门正时可以同时地被控制或可以使用任意一个可能的可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时被控制。每个凸轮致动系统可以包括一个或更多个凸轮并且可以利用凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或更多个，其中这些系统可以由控制器12操作以改变气门操作。例如，汽缸14可以替代地包括经由电气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在另一些实施例中，进气门和排气门可以由常用的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制。
[0022]汽缸14能够具有压缩比，该压缩比是当活塞138在底中心时的体积与在顶中心时的体积之比。在一个示例中，压缩比在9:1到10:1的范围内。然而，在使用不同的燃料的一些示例中，压缩比可以增加。例如，当使用较高的辛烷值燃料或具有较高的汽化潜焓的燃料时，这可以发生。如果使用直接喷射，由于其对发动机爆震的影响，压缩比也可以增加。
[0023]在一些示例中，发动机10的每个汽缸可以包括用于开始燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统190能够经由火花塞192将点火火花提供到燃烧室14