用于确定离开喷射器的燃料量的方法
【专利摘要】用于确定离开直接喷射柴油发动机喷射器的燃料量的方法，所述燃料量被供给至活塞在其中移动的所述发动机的气缸，燃料的喷射由引燃喷射和紧接的主喷射来进行，在引燃喷射期间，第一燃料量被喷射到气缸中，在主喷射期间，比第一燃料量大的第二燃料量被喷射到气缸中，所述方法涉及如下步骤：a)以低怠速操作发动机，b)确定气缸中的最大压力，以及c)使用在低怠速时在气缸中的最大压力值与引燃喷射期间被喷射到气缸中的燃料量之间的预先定义的一对一关系，从所述最大压力来确定在引燃喷射期间被喷射到气缸中的燃料量。
【专利说明】用于确定离开喷射器的燃料量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定离开直接喷射柴油发动机的喷射器并供给所述发动机的内部燃烧室的气缸的燃料量的方法。本发明更特别地涉及所谓的“共轨喷射”发动机。
【背景技术】
[0002]在这种类型的发动机中，将燃料喷射到气缸中通常分两个阶段进行。在与气缸相关联的活塞的上死点(TDC)之前，一次或多次喷射少量的第一燃料量，然后在上死点之后喷射更大量的第二燃料量。所述第一燃料量的喷射，通常被称为引燃喷射(Pilotinjection)，用于为通过被称为主喷射的后续喷射所输送的第二燃料量的燃烧做准备。这种两阶段喷射的目的是显著地降低操作噪音、未燃气体排放以及发动机燃料消耗。
[0003]在喷射器的寿命期间，会发生在引燃喷射和主喷射期间输送的燃料量从制造商提供的标称值发生漂移。这些漂移有很多原因:喷射器的堵塞、喷射器在燃烧室的壁中的不正确安装、磨损等等。这些漂移能够显著地导致增加发动机噪音和/或振动和/或卡嗒卡嗒噪音和/或污染物排放。
[0004]在终端用户抱怨之后，建造者网络(constructor network)不得不就上述问题之一对车辆进行分析，在车辆上执行一定数量的检查，这些检查点之一涉及检查喷射器的正确操作。
[0005]目前，建造者网络仅有少量的手段来检查喷射器的正确操作。于是喷射器一般被送给喷射器制造商用于进行分析。在实践中，建造者网络的技术员拆卸喷射器并且将它们送到他的部件返回中心，其进而将它们送到喷射器制造商用于进行分析。然后在实验室中使用高科技装备来实施分析，使得特别有可能精确地测量喷射燃料的微小量。该传输和分析过程可能需要数周。为了不使车辆在此期间不能移动，在待分析的喷射器被拆卸之后采取措施，用新的喷射器更换待分析的喷射器，而不用等待分析结果。因此，这种喷射器的更换导致成本，其由汽车建造者或者喷射器制造商或两者承担，取决于分析结果。
[0006]然而，分析结果并不总是能确定问题的确切起因。在实践中，在被送入分析实验室中时，每个喷射器一般会被清洗，例如通过超声，以便移除可能污染用于测量离开喷射器的燃料量的实验室流量测量仪器的物质(烟灰等)。有时也拆开喷射器，以便实施更全面的调查。因此获得的结果是清洗和/或拆开之后的喷射器的分析结果。如果如此获得的结果指示在预定参考点处的流量测量与最初在生产线末端处执行的流量测量一致，和/或该测量保持在建造者限定的预定波动带内，则这仅指示喷射器在清洗和/或拆开之后操作正常。不可能知道问题的确切起因。
[0007]在实践中，于是有可能的是:喷射器并不是故障的源头，或者甚至所述故障已经通过清洗和/或拆开喷射器的行为而得到了解决。因此该解决方法在成本、诊断时间和基于结果的诊断方面都不令人满意。
[0008]此外，本发明的目的之一是提出一种通过确定离开直接喷射柴油发动机的喷射器的燃料量来诊断喷射器的功能的非侵入方法，其易于在建造者网络中施行，是可靠的并且不需要拆卸所述喷射器。
[0009]文献EP 1862659是已知的，其特别教导了一种方法和装置，用于在对应于引燃喷射的曲轴的角度窗口(angular window)内，根据燃烧室中释放的瞬时热量的积分(integration)来确定引燃喷射流量，该瞬时热量通过引燃喷射带内的压力测量获得。这种方法需要大量的计算和存储器件。
【发明内容】
[0010]本发明目的在于减轻这些缺陷。为此，本发明涉及一种用于确定离开共轨直接喷射柴油发动机的喷射器的燃料量的非侵入方法，所述燃料量供给活塞在其中移动的所述发动机的气缸，燃料的喷射由引燃喷射和紧接的主喷射来进行，在引燃喷射期间，第一燃料量被喷射到燃烧室中，在主喷射期间，比第一燃料量大的第二燃料量被喷射到燃烧室中。所述方法值得注意的地方在于它包括如下步骤:
[0011]a)以怠速操作发动机，
[0012]b)确定气缸中的最大压力，以及
[0013]c)借助于在怠速时在气缸中的最大压力值与引燃喷射期间被喷射到气缸中的燃料量之间的预先定义的一对一关系，从所述最大压力来确定在引燃喷射期间被喷射到气缸中的燃料量。
[0014]因此，根据本发明，引燃和/或主喷射期间所喷射的燃料量由发动机怠速操作时气缸中的压力测量来确定。在实践中，在发动机怠速时，通常处于引燃喷射和主喷射之间的气缸中的最大压力直接取决于在引燃喷射期间喷射的燃料量。因此有可能确定引燃喷射期间离开喷射器的燃料量。而且，由于主喷射期间喷射的燃料量和引燃喷射期间喷射的燃料量通过预定的相关性关系而紧密关联，所以有可能据此推导出主喷射期间喷射的燃料量。
[0015]根据一特定实施例，所述方法包括:借助于使主量和引燃量相关联的预定的相关性关系，从在引燃喷射期间喷入气缸的燃料量，来确定在主喷射期间喷入气缸的燃料量。
[0016]根据一特定实施例，由于压力一般在接近于活塞的上死点处最大，所以通过测量活塞处于其上死点时的气缸中的压力来确定最大压力。
[0017]根据另一特定实施例，通过在引燃喷射与主喷射之间在气缸中执行多次压力测量，然后选择具有最高值的压力测量，来确定最大压力。
[0018]根据一特定实施例，优选在存在于弓丨燃喷射的时刻与主喷射的时刻之间并包含与活塞的上死点相对应的时刻(instant)在内的测量间隔内实施压力测量。
[0019]有利地，测量间隔以对应于活塞的上死点的时刻为中心。
[0020]根据一特定实施例，通过安装在气缸盖上的气缸压力传感器来实施压力测量。如果气缸不包括任何压力传感器，则可采取措施来安装一个压力传感器代替预热火花塞。在该情况下，本发明的方法包括:在步骤a)之前，拆卸预热火花塞的步骤，以及安装代替所述预热火花塞的压力传感器的步骤。
[0021]因此，本发明的方法能够在最初没有在燃烧室中装配有压力传感器的车辆上施行。
[0022]本发明还涉及一种用于直接喷射柴油发动机的喷射器的诊断方法，其包括以下步骤:[0023].确定离开如上所限定的喷射器的燃料量，
[0024].比较确定的量与参考量，以及
[0025].根据比较结果准备诊断报告。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]通过在以下参考附图，从下面的详细说明性描述中，将更好地理解本发明，其它目的、细节、特征和优点将变得更加显而易见，附图中:
[0027]-图1是示出了当发动机在怠速操作时作为发动机曲轴角的函数的在气缸中存在的压力的图；
[0028]-图2是示出了当发动机在怠速操作时作为发动机曲轴角的函数的在气缸中释放的热的图；
[0029]-图3是示出了当发动机在怠速操作时在引燃喷射所输送的燃料量和气缸中的最大压力之间的关系的图；
[0030]-图4是用于施行本发明的方法的装配有压力传感器的气缸的图；并且
[0031]-图5是示出了为引燃喷射确定的燃料量和主喷射所输送的燃料量之间的相关性的图。
具体实施方 式
[0032]根据本发明，其提出从发动机在怠速操作时的气缸中的压力测量来确定在引燃和/或主喷射期间所喷射的燃料量。
[0033]通过参考图1和2，能看出:当发动机在怠速时，在活塞在燃烧室中移动期间，气缸中释放的热和压力发生改变。在活塞的上死点之前应用引燃喷射，所述上死点(TDC)对应于等于0°的曲轴角。例如，在曲轴的15°与12°角位置之间执行，如在图1和2中由最左侧阴影区域示出的。在TDC之后执行主喷射，例如在曲轴的6°和9°角位置之间，如在图1和2中由最右侧阴影区域示出的。
[0034]如能够在图1中看出的，气缸内的压力随着活塞接近上死点而增加。它基本上线性地增加，直到来自引燃喷射的燃料的燃烧。该燃烧大约发生在曲轴的9°和5°角位置之间。在该燃烧时，气缸中释放的热急剧增加。然后该热的释放伴随着气缸内的压力的增加。如能够在这些图中看出的，释放的热和压力的这些增加取决于引燃喷射期间输送的燃料量，在说明书中在以下被称为引燃量。
[0035]图1示出了九条压力曲线，参考Pl到P9，并且图2示出了九条释放热曲线，参考Cl到C9，这些曲线中的每个对应于给定的引燃量。下表指示与所述曲线中的每个相关联的引燃量:
[0036]
压力曲线(巴) I热曲线(J)I引燃量(mg /循环)
PlCl0.80
P2C2085
【权利要求】
1.一种用于确定离开直接喷射柴油发动机的喷射器的燃料量的方法，所述燃料量供给活塞在其中移动的所述发动机的气缸，燃料的喷射由引燃喷射和紧接的主喷射来进行，在引燃喷射期间，第一燃料量被喷射到气缸中，在主喷射期间，比第一燃料量大的第二燃料量被喷射到气缸中，所述方法的特征在于包括如下步骤: a)以怠速操作发动机， b)确定气缸中的最大压力，以及 c)借助于在怠速时在气缸中的最大压力值与引燃喷射期间被喷射到气缸中的燃料量之间的预先定义的一对一关系，从所述最大压力来确定在引燃喷射期间被喷射到气缸中的燃料量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括:借助于使主量和引燃量相关联的预定的相关性关系，从在引燃喷射期间喷入气缸的燃料量，来确定在主喷射期间喷入气缸的燃料量。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在引燃喷射和主喷射之间，活塞达到它的上死点，通过测量在活塞位于上死点时的气缸中的压力来确定最大压力。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过在气缸中执行多次压力测量，然后选择具有最高值的压力测量，来确定最大压力。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在包含与活塞的上死点相对应的时刻在内的测量间隔内实施压力测量。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测量间隔以对应于活塞的 上死点的时刻为中心。
7.如权利要求4至6中任一项所述的方法,其特征在于，在引燃喷射的时刻与主喷射的时刻之间实施压力测量。
8.如权利要求3至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述压力测量通过安装在气缸盖上的气缸压力传感器来实施。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括:在步骤a)之前，拆卸安装在气缸盖上的预热火花塞的步骤，以及安装代替所述预热火花塞的压力传感器的步骤。
10.一种用于直接喷射柴油发动机的喷射器的诊断方法，包括以下步骤: ?依照如权利要求1至9中任一项所述的方法来确定离开喷射器的燃料量， ?比较所述确定的量与参考量，以及 ?根据比较结果准备诊断报告。
【文档编号】F02D41/22GK103782023SQ201280023003
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年4月17日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】M·莱布龙 申请人:法国大陆汽车公司, 大陆汽车有限公司