用于确定燃料喷射器泄漏的系统和方法与流程

本公开总体上涉及对燃烧发动机的燃料喷射器的测试。在特定方面中，本公开涉及一种用于确定燃料泄漏的系统和方法。本公开可适用于重型车辆，诸如卡车、公交车和施工装备。尽管本公开可关于特定车辆来描述，但本公开并不仅限于任何特定车辆。

背景技术：

1、燃烧发动机可配备有燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括流体地连接到燃料轨的燃料喷射器。当运行发动机时，通过一个或多个燃料泵给燃料轨中的燃料加压并且将加压的燃料喷射到发动机中。如果燃料喷射器已用旧或出故障，则燃料可能会从燃料喷射系统泄漏，从而导致次佳的燃烧和/或过多的燃料消耗。燃料喷射系统通常由控制单元控制。所述控制单元可连接到适于测量燃料喷射系统中(诸如燃料轨中)的流体压力的一个或多个压力传感器。所述控制单元通常包括适于至少基于燃料轨(5)中的燃料压力来控制至少一个燃料泵(4a、4b)的比例-积分-微分控制器(pid控制器)。pid控制器可以任何适合的方式实施，诸如以软件和/或硬件来实施。pid控制器的积分响应代表燃料喷射系统的燃料泄漏率。控制单元可响应于积分响应超过阈值而指示燃料喷射系统作为整体发生泄漏。当指示泄漏的燃料喷射系统时，机械工可更换所有燃料喷射器以减轻泄漏。然而，燃料喷射器是昂贵的并且不会始终有现货供应。因此，能够识别哪些燃料喷射器在泄漏以及其泄漏了多少使得可仅更换坏的喷射器将是有利的。

2、us2015/106040一种诊断具有比例-积分-微分(pid)控制器的共轨燃料系统的故障的方法包括确定与第一燃料流动状况和第一轨压力设定对应的第一积分输出。所述方法包括：对所述第一积分输出与阈值积分输出进行比较；以及当所述第一积分输出大于阈值积分输出时，确定与第二燃料流动状况和第一轨压力设定对应的第二积分输出。所述方法包括：当所述第一积分输出大于阈值积分输出时，确定与第一燃料流动状况和第二轨压力设定对应的第三积分输出。所述方法包括：基于第一积分输出、第二积分输出及第三积分输出来识别共轨燃料系统的流动控制阀装置和泄压阀中的至少一者的故障。

技术实现思路

1、本公开的第一方面涉及一种系统，所述系统包括燃料喷射系统和计算机系统，所述计算机系统包括处理器装置。

2、所述燃料喷射系统包括：

3、燃料轨，其限定用于输送燃料的燃料管道；

4、至少一个燃料泵，其流体地连接到所述燃料轨；

5、多个燃料喷射器，所述多个燃料喷射器中的每一者流体地连接到所述燃料轨；以及

6、比例-积分-微分控制器(pid控制器)，其适于至少基于所述燃料轨中的燃料压力来控制所述至少一个燃料泵。

7、所述处理器装置被配置为：在发动机运行的情况下，控制所述至少一个燃料泵将所述燃料轨中的所述压力增大到基准压力，在所述基准压力下，所述pid控制器的积分响应达到预定积分响应阈值。

8、所述处理器装置被配置为：针对每个相应的燃料喷射器，通过以下方式确定与所述燃料喷射器相关联的主要参考积分响应：

9、通过控制相应的燃料喷射器与所述燃料轨之间的相应阀来将每个燃料喷射器与所述燃料轨流体地隔离，其中所有其他燃料喷射器流体地连接到所述燃料轨；

10、在所述发动机运行的情况下，控制所述至少一个燃料泵增大所述燃料轨中的压力直到所述燃料轨中的所述压力达到所述基准压力为止，并且

11、通过获得当前积分响应来获得相应的主要参考积分响应。

12、在将燃料喷射器与所述燃料轨流体地隔离时，流体地隔离的燃料喷射器所致的任何泄漏不再影响所述pid控制器报告的积分响应。所述pid控制器的所述积分响应对应于影响所述燃料轨中的所述压力的任何燃料泄漏率。在特定燃料轨压力下在特定喷射器流体地连接到所述燃料轨的情况下运行所述发动机会给出第一积分响应。在所述特定燃料轨压力下在所述特定喷射器与所述燃料轨流体地隔离的情况下运行所述发动机会给出第二积分响应。通过对所述第一积分响应与所述第二积分响应进行比较，可基于所述第一积分响应与所述第二积分响应之间的任何差来确定所述特定燃料喷射器的泄漏。

13、一些燃料喷射器可仅泄漏一点，并且只有在高于某一压力操作时才会泄漏。为了能够对燃料喷射器的泄漏率进行比较，首先通过研究当在所有燃料喷射器流体地连接到燃料轨的情况下运行所述发动机时燃料喷射系统的泄漏率(即，积分响应)来确立基准压力。增大所述燃料轨压力，直到所述积分响应达到预定积分响应阈值为止。接着，当确定每个燃料喷射器与所述燃料轨流体隔离的影响时，在所述基准压力下运行所述发动机。

14、获得与每个燃料喷射器相关联的所述主要参考积分响应来提供指示每个燃料喷射器的泄漏率的信息。此信息使得能够做出是否更换一个或多个燃料喷射器的决策，由此减少当燃料喷射系统泄漏时更换所有燃料喷射器的需要。

15、在一些示例中，所述处理器装置还可被配置为在确定所述主要参考积分响应之前或之后，针对每个燃料泵或当确定所述主要参考积分响应时已一起使用/将一起使用的燃料泵的组合，确定与所述燃料泵或所述燃料泵的组合相关联的相应基准积分响应。

16、通过以下方式确定每个相应的基准积分响应：

17、在所述发动机在所有燃料喷射器流体地连接到所述燃料轨的情况下运行的情况下，仅使用所述相应的燃料泵或燃料泵的组合将燃料供应到所述燃料轨；

18、将所述燃料轨中的所述燃料压力设定到所述基准压力；以及

19、通过获得所述当前积分响应来获得所述相应的基准积分响应。由此，提供指示参考泄漏率的信息(即相应基准积分响应)以供在评估每个燃料喷射器的泄漏率时使用。

20、如果使用一个或多个辅助燃料泵，则可使用相同燃料泵获得所有燃料喷射器的主要参考积分响应。如果仅使用泵送燃料喷射器作为燃料泵，则由于需要将单独的泵送燃料喷射器与所述燃料轨流体地隔离，因此当确定主要参考积分响应时并不是所有泵送燃料喷射器均可使用。

21、可通过对所述主要参考积分响应与所述预定积分响应阈值进行比较来确定燃料喷射器的泄漏对积分响应造成的影响。然而，比较的结果可受在确定所述主要参考积分响应时使用的燃料泵的改变影响，原因在于积分响应的变化与以不同的速率运行燃料泵相关联，所述不同的速率是当与在获得所述基准压力时使用的燃料泵的数目相比减小燃料泵的数目时所需要的。

22、由于所述基准积分响应是仅使用还在针对每个相应的燃料喷射器确定主要参考积分响应时使用的这些燃料泵而获得，因此通过所获得的基准积分响应来说明使用不同的泵给燃料喷射系统加压对积分响应的影响。相反通过对主要参考积分响应与基准积分响应进行比较来说明所使用的燃料泵的改变的影响，由此提供更准确信息以供在确定每个燃料喷射器的泄漏率时使用。

23、本公开的第二方面涉及一种用于确定燃烧发动机的燃料喷射系统的一个或多个燃料喷射器的燃料泄漏的方法。

24、所述燃料喷射系统包括：

25、燃料轨，其限定用于输送燃料的燃料管道；

26、至少一个燃料泵，其流体地连接到所述燃料轨；

27、多个燃料喷射器，所述多个燃料喷射器中的每一者流体地连接到所述燃料轨；以及

28、比例-积分-微分控制器(pid控制器)，其适于至少基于所述燃料轨中的燃料压力来控制所述至少一个燃料泵。

29、所述方法包括：

30、在发动机运行的情况下，控制所述至少一个燃料泵增大所述燃料轨中的压力直到所述pid控制器的积分响应达到预定积分响应阈值为止，满足阈值的所述燃料压力在下文中被称为基准压力；

31、针对每个相应的燃料喷射器，通过以下方式确定与所述燃料喷射器相关联的主要参考积分响应：

32、a)在每个相应的燃料喷射器与所述燃料轨流体地隔离的情况下，在所有其他燃料喷射器流体地连接到所述燃料轨的情况下，并且

33、b)在发动机运行的情况下，控制所述至少一个燃料泵增大所述燃料轨中的所述压力直到所述燃料轨中的所述压力达到所述基准压力为止；以及通过获得当前积分响应来获得与所述相应流体地隔离的燃料喷射器相关联的所述主要参考积分响应。

34、在将燃料喷射器与所述燃料轨流体地隔离时，流体地隔离的燃料喷射器所致的任何泄漏不再影响所述pid控制器报告的积分响应。所述pid控制器的所述积分响应对应于影响所述燃料轨中的所述压力的任何燃料泄漏率。在特定燃料轨压力下在特定喷射器流体地连接到所述燃料轨的情况下运行所述发动机会给出第一积分响应。在所述特定燃料轨压力下在所述特定喷射器与所述燃料轨流体地隔离的情况下运行所述发动机会给出第二积分响应。通过对所述第一积分响应与所述第二积分响应进行比较，可基于所述第一积分响应与所述第二积分响应之间的任何差来确定所述特定燃料喷射器的泄漏。

35、一些燃料喷射器可仅泄漏一点，并且只有在高于某一压力操作时才会泄漏。为了能够对燃料喷射器的泄漏率进行比较，首先通过研究当在所有燃料喷射器流体地连接到燃料轨的情况下运行所述发动机时燃料喷射系统的泄漏率(即，积分响应)来确立基准压力。增大所述燃料轨压力，直到所述积分响应达到预定积分响应阈值为止。接着，当确定每个燃料喷射器与所述燃料轨流体隔离的影响时，在所述基准压力下运行所述发动机。

36、获得与每个燃料喷射器相关联的所述主要参考积分响应来提供指示每个燃料喷射器的泄漏率的信息。此信息使得能够做出是否更换一个或多个燃料喷射器的决策，由此减少当燃料喷射系统泄漏时更换所有燃料喷射器的需要。

37、在一些示例中，所述方法还包括：

38、c)，针对每个燃料泵或当确定所述主要参考积分响应时已一起使用/将一起使用的燃料泵的组合，通过以下方式确定与所述燃料泵或所述燃料泵的组合相关联的相应的基准积分响应：

39、在所述发动机运行时，在所有燃料喷射器流体地连接到所述燃料轨的情况下，控制所述燃料泵，使得仅通过所述燃料泵或所述燃料泵的组合将燃料供应到所述燃料轨；

40、将所述燃料轨中的所述压力控制到所述基准压力；以及通过获得所述当前积分响应来获得所述相应的基准积分响应。由此，提供指示参考泄漏率的信息(即相应基准积分响应)以供在评估每个燃料喷射器的泄漏率时使用。

41、如果使用一个或多个辅助燃料泵(即不作为泵送燃料喷射器的泵的泵)，则可使用相同的燃料泵获得所有燃料喷射器的主要参考积分响应。如果仅使用泵送燃料喷射器作为燃料泵，则由于需要将单独的泵送燃料喷射器与所述燃料轨流体地隔离，因此当确定主要参考积分响应时并不是所有泵送燃料喷射器均可使用。

42、可通过对所述主要参考积分响应与所述预定积分响应阈值进行比较来确定燃料喷射器的泄漏对积分响应造成的影响。然而，比较的结果可受在确定所述主要参考积分响应时使用的燃料泵的改变影响，原因在于积分响应的变化与以不同的速率运行燃料泵相关联，所述不同的速率是当与在获得所述基准压力时使用的燃料泵的数目相比减小燃料泵的数目时所需要的。

43、由于所述基准积分响应是仅使用还在针对每个相应的燃料喷射器确定主要参考积分响应时使用的这些燃料泵而获得，因此通过所获得的基准积分响应来说明使用不同的泵给燃料喷射系统加压对积分响应的影响。相反通过对主要参考积分响应与基准积分响应进行比较来说明所使用的燃料泵的改变的影响，由此提供更准确信息以供在确定每个燃料喷射器的泄漏率时使用。

44、在一些示例中，所述燃料喷射系统包括至少两个燃料泵，其中所述获得每个燃料喷射器的主要参考积分响应是通过启用燃料泵中的一者并且禁用另一燃料泵而一次仅使用一个燃料泵来执行。

45、仅使用一个燃料泵会减小与燃料泵的泄漏相关的不确定性。

46、在一些示例中，燃料喷射器的子组是泵送燃料喷射器，其中每个燃料泵是所述泵送燃料喷射器中的相应泵送燃料喷射器的泵，并且其中所述获得每个燃料喷射器的主要参考积分响应包括：针对与所述燃料轨流体地隔离的每个泵送燃料喷射器，在获得与所述流体地隔离的泵送燃料喷射器相关联的所述主要参考积分响应时，使用其他泵送燃料喷射器中的一者作为用于给所述燃料轨加压的燃料泵。

47、在一些示例中，所述燃料喷射系统包括至少三个泵送燃料喷射器，其中所述方法还包括确定两个参考泵送燃料喷射器。所述确定两个参考泵送燃料喷射器是在确定所述主要参考积分响应之前执行。所述确定所述两个参考泵包括：

48、针对每个相应的泵送燃料喷射器，通过以下方式获得每个泵送燃料喷射器的次要参考积分响应：

49、在所述发动机运行的情况下，启用通过所述相应的泵送燃料喷射器的所述燃料泵向所述燃料轨的所述燃料供应；以及禁用通过另一泵送燃料喷射器向所述燃料轨的所述燃料供应，以及

50、通过获得所述当前积分响应来获得所述相应的次要参考积分响应。

51、确定所述两个参考泵送燃料喷射器是具有最类似的次要参考积分响应的两个泵送燃料喷射器。

52、一旦已确定两个参考泵送燃料喷射器，则仅使用所述两个参考泵送燃料喷射器中的燃料泵来执行所述主要参考积分响应的确定。

53、在一些示例中，所述方法还包括：

54、针对每个相应的燃料喷射器：

55、确定所述燃料喷射器的燃料泄漏值，所述燃料泄漏值是与所述燃料喷射器相关联的所述主要参考积分响应与所述相应基准积分响应之间的差，或如果尚未获得基准积分响应，则所述燃料泄漏值是与所述燃料喷射器相关联的所述主要参考积分响应与所述预定积分响应阈值之间的差。

56、燃料泄漏值以绝对项指示燃料喷射器泄漏了多少，且因此使得能够容易比较每个燃料喷射器的泄漏率的差。

57、在一些示例中，所述方法还包括：对所有燃料喷射器的每个燃料泄漏值与预定的第一燃料泄漏阈值进行比较，并且响应于所述燃料泄漏值超过所述第一燃料泄漏阈值，提供应更换与所述燃料泄漏值相关联的所述燃料喷射器的指示。

58、在一些示例中，所述方法还包括对第一累计燃料泄漏值与第一累计燃料泄漏阈值进行比较。所述第一累计燃料泄漏值是尚未被确定需要更换的所有泵送燃料喷射器的相应燃料泄漏值之和。所述第一累计燃料泄漏阈值是第二燃料泄漏阈值乘以尚未被确定需要更换的泵送燃料喷射器的数目。所述第二燃料泄漏阈值低于所述第一燃料泄漏阈值。

59、所述方法还包括：响应于所述第一累计燃料泄漏值超过所述第一累计燃料泄漏阈，提供应更换所有泵送燃料喷射器的指示。

60、在一些示例中，所述方法还包括对第二累计燃料泄漏值与第二累计燃料泄漏阈值进行比较。

61、所述第二累计燃料泄漏值是除了泵送燃料喷射器之外并且除了已提供更换指示的任何燃料喷射器之外的所有燃料喷射器的相应燃料泄漏值之和。

62、所述第二累计燃料泄漏阈值是第三燃料泄漏阈值乘以燃料喷射系统中除了泵送燃料喷射器之外并且除了已提供更换指示的任何燃料喷射器之外的燃料喷射器的数目，所述第三燃料泄漏阈值低于所述第一燃料泄漏阈值。

63、所述方法还包括：响应于所述第二累计燃料泄漏值超过所述第二累计燃料泄漏阈值，提供应更换不是泵送燃料喷射器的所有燃料喷射器的指示。

64、在一些示例中，燃料喷射器的流体隔离是通过以下方式达成：

65、在所述发动机停止的情况下，物理地移除要与所述燃料轨流体地隔离的所述燃料喷射器并且堵塞所述燃料轨的对应端口。

66、如果所述燃料喷射系统没有配备用于将每个喷射器与所述燃料轨流体地隔离的截流阀，则所述流体隔离是通过从所述燃料轨物理地移除所述燃料喷射器并且堵塞所述燃料喷射系统的所述端口来执行。

67、在一些示例中，燃料喷射器的流体隔离是通过以下方式达成：

68、关闭所述燃料轨与要流体地隔离的所述燃料喷射器之间的一个或多个阀，使得防止燃料在所述燃料喷射器与所述燃料轨之间移动。

69、如果所述燃料喷射系统配备有用于将每个喷射器与所述燃料轨隔离的截流阀，则所述隔离可通过关闭所述一个或多个阀使得防止燃料在所述燃料喷射器与所述燃料轨之间移动来执行。

70、第三方面涉及一种车辆，所述车辆包括用于执行上文所述的示例的方法的处理器装置。

71、第四方面涉及一种包括程序代码的计算机程序产品，所述程序代码在由处理器装置执行时执行上文所述的示例的方法。

72、第五方面涉及一种包括一个或多个控制单元的控制系统，所述一个或多个控制单元被配置为执行上文所述的示例的方法。

73、第六方面涉及一种包括指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由处理器装置执行时使得所述处理器装置执行上文所述的示例的方法。

74、上述方面、所附权利要求和/或本文在上文和下文中公开的示例可以适当地彼此组合，这对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

75、附加的特征和优点在以下描述、权利要求和附图中公开，并且部分地对于本领域技术人员而言将是显而易见的或者通过如本文描述实践本公开而认识到。本文中还公开了与上文所论述的技术益处相关联的控制单元、计算机可读介质和计算机程序产品。