用于燃料喷射器尖端磨损的机载诊断和补偿的制作方法

本发明总体上涉及诊断燃料喷射器中的性能退化，并且更具体地涉及基于加压燃料贮存器中的压降来评估喷射器的健康。

背景技术：

1、现代内燃发动机中的燃料系统可以是机械中最复杂的零件之一。燃料喷射器典型地必须在其使用寿命期间致动数百万次或甚至数十亿次。高液压、快速致动速度和总体上苛刻的环境可能导致燃料喷射器经历各种磨损现象，这些磨损现象导致性能随着时间的推移而变化。典型地期望每个燃料喷射器以相同的时间关系向发动机输送相同量的燃料，以实现最佳操作，尤其是关于诸如效率和排放的因素。当开始燃料喷射、结束燃料喷射或输送量的正时与目标不一致时，发动机将倾向于不按期望进行。此外，由于制造公差和其它因素，燃料喷射器可能经历随着时间的推移稍微不同的形式和程度的性能退化。

2、在现代燃料系统中通常采用电子微调来通过修改控制燃料喷射器操作的控制信号来补偿喷射器磨损。在shinogle等人的美国专利第re37807e1号中提出了一种已知的电子燃料喷射器微调策略。

技术实现思路

1、在一方面，一种用于内燃发动机的燃料系统的操作方法包括：给流体地连接到燃料系统中的加压燃料贮存器的燃料喷射器中的电致动器通电；以及基于给电致动器通电来打开燃料喷射器中的出口止回阀，以在燃料喷射器输送曲线的尖端磨损敏感区域上的测试点处将燃料从燃料喷射器喷射到发动机中的气缸中。该方法还包括测量由燃料喷射引起的加压燃料贮存器中的压降，基于测量的压降和目标压降之间的差值来计算压降误差，以及基于计算的压降误差来产生喷射器健康信号。

2、在另一方面，一种燃料控制系统包括燃料供给控制单元，其经构造确定燃料喷射器的燃料喷射器输送曲线的尖端磨损敏感区域上的测试点，并且经由在燃料喷射器输送曲线的尖端磨损敏感区域上的测试点处打开燃料喷射器的出口止回阀来给燃料喷射器中的电致动器通电以喷射燃料。燃料供给控制单元还经构造存储由燃料喷射引起的加压燃料贮存器中的压降的测量值，并且基于存储的压降的测量值来产生喷射器健康信号。

3、在又一方面，一种用于内燃发动机的燃料系统包括加压燃料贮存器；压力传感器，其联接到加压燃料贮存器；以及多个燃料喷射器，其流体地连接到加压燃料贮存器，每个燃料喷射器包括控制阀电致动器，和联接到控制阀电致动器的出口止回阀。燃料系统还包括燃料供给控制单元，其联接到压力传感器，并且与每个控制阀电致动器控制通信。燃料供给控制单元包括喷射磨损补偿控制器，其经构造给每个控制阀电致动器通电以从相应的燃料喷射器喷射燃料，并且从压力传感器接收压力测量值，该压力测量值指示由燃料的每次相应喷射引起的加压燃料贮存器中的压降。喷射磨损补偿控制器还经构造基于相应的压力测量值来计算每个相应的燃料喷射器的压降误差，并且基于相应的压降误差来电子地微调每个相应的燃料喷射器。

技术特征：

1.一种用于内燃发动机的燃料系统的操作方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述给电致动器通电之前，关闭流体地连接到所述加压燃料贮存器上的多个其它燃料喷射器中的每一个以及提供所述加压燃料贮存器的高压燃料泵，并且其中：

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述计算压降误差包括基于所述多个压降测量值来计算所述压降误差，并且还包括基于所述压降误差来计算所述燃料喷射器的数值磨损因子。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括基于所述数值磨损因子和存储的磨损因子历史来计算所述燃料喷射器的预测使用寿命期限。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述测试点在所述燃料喷射器输送曲线的尖端磨损不敏感区域上的调零参照点与较高缩放参照点之间；

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量的压降小于所述目标压降，并且所述喷射器健康信号包括基于所述压降误差的大小的通过/失败信号。

7.一种燃料控制系统，包括：

8.根据权利要求7所述的燃料控制系统，其中所述燃料供给控制单元还经构造经由操作所述燃料喷射器来确定所述燃料喷射器输送曲线的尖端磨损不敏感区域上的调零点与较高缩放点之间的所述测试点；

9.根据权利要求7或8所述的燃料控制系统，其中所述燃料供给控制单元还经构造：

10.根据权利要求9所述的燃料控制系统，其中所述燃料供给控制单元还经构造基于所述压降误差来确定所述燃料喷射器的数值磨损因子；以及

11.根据权利要求10所述的燃料控制系统，其中所述燃料供给控制单元还经构造基于所述数值磨损因子来计算预测喷射器使用寿命期限。

12.一种用于内燃发动机的燃料系统，包括：

13.根据权利要求12所述的燃料系统，其中所述喷射器磨损补偿控制器还经构造基于所述相应的压降误差来计算每个燃料喷射器的数值磨损因子。

14.根据权利要求12或13所述的燃料系统，其中所述喷射器磨损补偿控制器还经构造基于所述相应的数值磨损因子来计算每个燃料喷射器的预测喷射器使用寿命期限。

技术总结
一种用于内燃发动机的燃料系统包括燃料控制系统，其具有燃料供给控制单元，其经构造确定燃料喷射器输送曲线的尖端磨损敏感区域上的测试点，并且存储在测试点处由燃料喷射引起的加压燃料贮存器中的压降的测量值。燃料供给控制单元还经构造基于存储的压降测量值产生喷射器健康信号。还公开了用于计算喷射信号持续时间电子微调和预测健康确定的磨损参数的相关方法和控制逻辑。

技术研发人员：D·R·帕克特,A·O·马拉克,B·S·巴肖尔
受保护的技术使用者：卡特彼勒公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4