專利名稱：燃料噴射器故障監(jiān)視裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及設(shè)計(jì)成監(jiān)視安裝在多氣缸內(nèi)燃機(jī)中的燃料噴射器故 障的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置和用于監(jiān)視這種故障的方法。
背景技術(shù)：
用于將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)中的典型燃料噴射器具有會(huì)被燃料中包含的 外物堵塞的問(wèn)題，這將導(dǎo)致打開(kāi)或閉合噴射孔的提升機(jī)構(gòu)的操作的失敗， 或者外物會(huì)沉積到噴射孔上，這會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有燃料的噴射或是噴射的燃料量 的缺少。
內(nèi)燃機(jī)的氣缸間的燃料量的變化將導(dǎo)致包括進(jìn)氣或引入、壓縮、膨脹 和排氣的燃燒循環(huán)(即四沖程循環(huán))中發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化。已知用于校正 將由每個(gè)燃料噴射器噴射的燃料量的技術(shù)，該技術(shù)使用基于響應(yīng)的一個(gè)氣 缸的膨脹沖程中發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)速度與燃燒循環(huán)中發(fā)動(dòng)機(jī)的平均速度的偏差 確定的校正系數(shù)，因此使發(fā)動(dòng)機(jī)的速度變化減小到最低。因此，當(dāng)由于燃 料噴射器之一故障而就沒(méi)有燃料被噴射時(shí)造成偏差時(shí)，校正系數(shù)將具有更 大的值。
曰本專利首次公布No. 2-5736公開(kāi)了一種燃料噴射器故障監(jiān)視器，它是 鑒于上述事實(shí)設(shè)計(jì)的以在相應(yīng)一個(gè)校正系數(shù)大于給定值時(shí)判斷燃料噴射器 之一是否故障。
然而，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均速度與由燃料從故障的一個(gè)燃料噴射器噴射生成 的其瞬時(shí)速度的偏差也很小，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)速度由于一些不同于 燃料噴射器故障的因素而偏離平均速度時(shí)故障確定的錯(cuò)誤。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的是避免現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供可以確保監(jiān)視燃料噴射器故障的精度的燃 料噴射器故障監(jiān)視裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，它設(shè) 計(jì)成監(jiān)視安裝在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中并且工作來(lái)響應(yīng)燃料噴射指令信號(hào)噴射燃
料的燃料噴射器的故障。該燃料噴射器故障監(jiān)視裝置包括(a)噴射器操
作禁止電路，其工作來(lái)禁止燃料噴射指令信號(hào)以在內(nèi)燃機(jī)的操作期間使所
選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中；(b)狀態(tài)監(jiān)視電路， 一旦所選的 一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中就工作來(lái)監(jiān)視內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)；和(c)診斷 電路，其工作來(lái)基于由狀態(tài)監(jiān)視電路監(jiān)視的內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)診斷所選的一個(gè) 燃料噴射器是否故障。
具體地說(shuō)，當(dāng)正常地操作的燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)，它會(huì)突 然地停止噴射燃料，它將導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)的很大變化?；蛘?，當(dāng)故障的燃 料噴射器處于非噴射模式中時(shí)，這意味著燃料不會(huì)繼續(xù)由此噴射，這樣內(nèi) 燃機(jī)的狀態(tài)很難改變。因此，當(dāng)燃料噴射器之一處于非噴射模式中但內(nèi)燃 機(jī)的狀態(tài)幾乎沒(méi)有改變時(shí)，可以判斷為故障。
故障確定也可以基于由于正常地操作的一個(gè)燃料噴射器處于在非噴射 模式中與故障的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中而造成的內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)的 變化之間的比較做出。具體地說(shuō)，如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的變化在其中正 常地操作的燃料噴射器處于非噴射模式中的情形中看起來(lái)很大，并且在其 中故障的燃料噴射器處于非噴射模式中的情形中很難出現(xiàn)。該事實(shí)的使用 使故障確定的錯(cuò)誤減小到最低。
非噴射模式繼續(xù)循環(huán)地執(zhí)行的時(shí)間的長(zhǎng)度可以選取成長(zhǎng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃 燒循環(huán)。這可以保證發(fā)現(xiàn)由于燃料噴射器處于非噴射模式中造成的發(fā)動(dòng)機(jī) 狀態(tài)的變化的精度。
在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，當(dāng)所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中 而由狀態(tài)監(jiān)視電路監(jiān)視的內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)保持不變時(shí)，診斷電路確定所選的 一個(gè)燃料噴射器故障。與駕駛員視覺(jué)地感知發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的變化以判斷所選 的一個(gè)燃料噴射器是否故障相比，這提高了故障確定的精度。
內(nèi)燃機(jī)可以安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中。燃料噴射器故障監(jiān)視裝置包括isc裝
置，用于判斷將由燃料噴射器噴射的燃料的目標(biāo)量以使內(nèi)燃機(jī)處于怠速模 式中，在怠速模式中當(dāng)車(chē)輛駕駛員松開(kāi)加速器時(shí)內(nèi)燃機(jī)速度保持在給定怠 速之上。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于怠速模式中時(shí)，噴射器操作禁止電路使所選的一個(gè) 燃料噴射器處于非噴射模式中。具體地說(shuō)，當(dāng)正常地操作的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)，它
將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)速度的下降。這會(huì)導(dǎo)致燃料的目標(biāo)量由isc裝置增大從而保持
速度在上述給出的怠速之上。換句話說(shuō)，正常地操作的燃料噴射器所需校 正的燃料的目標(biāo)量將很大，這將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)速度在活塞膨脹沖程中的 增大，因此導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間瞬時(shí)速度的很大變化。
可替換的是，當(dāng)故障的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)，燃料的
目標(biāo)量和發(fā)動(dòng)機(jī)速度幾乎沒(méi)有改變。因此，當(dāng)isc裝置執(zhí)行期間進(jìn)入非噴射
模式中時(shí)，噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的量和發(fā)動(dòng)機(jī)速度會(huì)改變。狀態(tài)監(jiān)視電 路發(fā)現(xiàn)這種事件以用在故障確定中。
在其中內(nèi)燃機(jī)安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中的情形中，可以在車(chē)輛靜止時(shí)監(jiān)視燃 料噴射器的故障，因此在車(chē)輛行駛期間保證其駕駛性能。在其中燃料噴射 器的故障被監(jiān)視的情形中，例如，在汽車(chē)車(chē)間中，可以在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)進(jìn) 行這種監(jiān)視，因此保持工作環(huán)境很安靜。
ISC裝置可以判斷將由燃料噴射器噴射的燃料的目標(biāo)量以使內(nèi)燃機(jī)處
于怠速模式中，在怠速模式中當(dāng)車(chē)輛駕駛員松開(kāi)加速器時(shí)內(nèi)燃機(jī)速度保持 在給定怠速之上。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于其中噴射器操作禁止電路基于加速器位置 和內(nèi)燃機(jī)速度判斷將從燃料噴射器噴射的燃料的目標(biāo)量的加速器響應(yīng)模式 中時(shí)，噴射器操作禁止電路使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中， 并且內(nèi)燃機(jī)不處于怠速模式。
具體地說(shuō)，當(dāng)正常地操作的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)，它 將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)速度的下降。這會(huì)導(dǎo)致判斷為加速器位置和發(fā)動(dòng)機(jī)速度的函 數(shù)的燃料的目標(biāo)量增大。換句話說(shuō)，正常地操作的燃料噴射器所需校正的 燃料的目標(biāo)量將很大，這將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)速度在活塞膨脹沖程中的增大， 因此導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)期間瞬時(shí)速度的很大變化。
可替換的是，當(dāng)故障的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)，燃料的 目標(biāo)量和發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)速度幾乎沒(méi)有改變。因此，當(dāng)加速器響應(yīng)模式執(zhí)行 期間進(jìn)入非噴射模式中時(shí)，噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料的量和發(fā)動(dòng)機(jī)速度會(huì)如 上所述改變。狀態(tài)監(jiān)視電路發(fā)現(xiàn)這種事件以用在故障確定中。
燃料噴射器故障監(jiān)視裝置還包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速裝置，用于在機(jī)動(dòng)車(chē)
輛停止并且車(chē)輛駕駛員松開(kāi)加速器時(shí)加速內(nèi)燃機(jī)的速度而不執(zhí)行isc裝置。
加速器響應(yīng)模式用于執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速裝置。具體地說(shuō)，當(dāng)車(chē)輛靜止并且怠速時(shí)可以進(jìn)行故障確定，并且發(fā)動(dòng)機(jī)速度可以由發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速裝置
增大。換句話說(shuō)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于當(dāng)通過(guò)isc裝置發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)可以
進(jìn)行故障確定，因此保證故障確定的精度。
燃料噴射器故障監(jiān)視裝置還包括減速期間噴射平滑裝置，用于在車(chē)輛 駕駛員松開(kāi)加速器以使內(nèi)燃機(jī)減速時(shí)平滑地減小從燃料噴射器噴射的燃料 的目標(biāo)量。在減速期間燃料噴射平滑裝置執(zhí)行時(shí)，噴射器操作禁止電路使 所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
具體地說(shuō)，減速期間燃料噴射平滑裝置避免了加速器松開(kāi)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)速 度的快速下降，因此減少了執(zhí)行非噴射模式時(shí)不舒服的沖擊。然而，當(dāng)正 常地操作的一個(gè)燃料噴射器與減速期間燃料噴射平滑裝置執(zhí)行期間處于非 噴射模式中時(shí)，它將導(dǎo)致燃料噴霧的噴射立即地被切斷，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)速度 就迅速地下降。
可替換的是，當(dāng)故障的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)，燃料的 狀態(tài)幾乎沒(méi)有改變。狀態(tài)監(jiān)視電路發(fā)現(xiàn)這種事件以用在故障確定中。
狀態(tài)監(jiān)視電路可以監(jiān)視作為內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的所選的一個(gè)燃料噴射器處 于非噴射模式中時(shí)將從不同于所選的一個(gè)燃料噴射器的燃料噴射器噴射的 燃料量的變化。
狀態(tài)監(jiān)視電路或者可以監(jiān)視作為內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射器狀態(tài)的所選的一 個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)內(nèi)燃機(jī)速度的變化。
狀態(tài)監(jiān)視電路或者可以監(jiān)視作為內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)的所選的一個(gè)燃料噴射 器處于非噴射模式中時(shí)內(nèi)燃機(jī)工作噪音的變化。
在其中內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的情形中，噴射器操作禁止 電路可以安裝在車(chē)輛中裝配的電子控制單元中以控制燃料噴射器的操作并 且工作來(lái)響應(yīng)來(lái)自車(chē)輛外部的非噴射請(qǐng)求信號(hào)使所選的一個(gè)燃料噴射器處 于非噴射模式中。
此外，噴射器操作禁止電路和狀態(tài)監(jiān)視電路中的至少一個(gè)安裝在車(chē)輛 外部設(shè)置的外部診斷設(shè)備中。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種燃料噴射器故障監(jiān)視方法，它 用于監(jiān)視安裝在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中并且工作來(lái)響應(yīng)燃料噴射指令信號(hào)噴射燃
料的燃料噴射器的故障。該方法包括(a)禁止燃料噴射指令信號(hào)以在內(nèi) 燃機(jī)的操作期間使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中；(b)判斷內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件是否由于所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中而改
變；和(c)當(dāng)確定內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件沒(méi)有改變時(shí)診斷所選的一個(gè)燃料噴射
器出現(xiàn)故障。
在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，內(nèi)燃機(jī)可以安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛 包括ISC裝置，用于判斷將由燃料噴射器噴射的燃料的目標(biāo)量以使內(nèi)燃機(jī)處 于怠速模式中，在怠速模式中當(dāng)車(chē)輛駕駛員松開(kāi)加速器時(shí)內(nèi)燃機(jī)的速度保 持在給定怠速之上。在該情形中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于怠速模式中時(shí)，禁止步驟 使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
可替換的是，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于其中禁止步驟可以基于加速器位置和內(nèi)燃 機(jī)速度判斷將從燃料噴射器噴射的燃料的目標(biāo)量的加速器響應(yīng)模式中時(shí)， 禁止步驟也可以使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，并且內(nèi)燃機(jī) 不處于怠速模式。
燃料噴射器故障監(jiān)視方法還包括在車(chē)輛駕駛員松開(kāi)加速器時(shí)加速內(nèi)燃 機(jī)的速度而沒(méi)有執(zhí)行ISC裝置的步驟。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的速度被加速時(shí)，所選的一
個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
禁止步驟可以在車(chē)輛中安裝的電子控制單元中實(shí)現(xiàn)以控制燃料噴射器 的操作并且工作來(lái)禁止從電子控制單元輸出的燃料噴射指令信號(hào)以響應(yīng)來(lái) 自車(chē)輛外部的非噴射請(qǐng)求信號(hào)使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式 中。
禁止步驟可以在車(chē)輛中安裝的電子控制單元中實(shí)現(xiàn)并且可以工作來(lái)移 除燃料噴射指令信號(hào)從電子控制單元傳遞到燃料噴射器所通過(guò)的線束的連 接器，以使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
判斷步驟基于所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)從不同于所 選的一個(gè)燃料噴射器的燃料噴射器噴射的燃料量的變化判斷內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行 條件是否已經(jīng)改變。
判斷步驟也可以基于所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)內(nèi)燃 機(jī)速度的變化判斷內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件是否已經(jīng)改變。
判斷步驟也可以基于所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中時(shí)內(nèi)燃 機(jī)工作噪音的變化判斷內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件是否已經(jīng)改變。
通過(guò)下文給出的詳細(xì)說(shuō)明和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖可以更好地理 解本發(fā)明，然而，不應(yīng)該認(rèn)為它們用于將本發(fā)明限于特定的實(shí)施例，而是 僅僅用于解釋和理解的目的。
附圖中
圖l是顯示用于依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃料噴射系統(tǒng)的燃料噴射 器故障監(jiān)控系統(tǒng)的框圖2是將由圖1的燃料噴射系統(tǒng)執(zhí)行以控制內(nèi)燃機(jī)的怠速速度的ISC程
序的流程圖3 (a)是顯示氣缸間發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)速度變化的視圖3 (b)是顯示在校正將從每個(gè)燃料噴射器噴射的燃料量時(shí)在氣缸間
發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)速度變化的視圖4是在本發(fā)明的第一實(shí)施例中執(zhí)行以診斷燃料噴射器的故障監(jiān)視程
序的流程圖5 (a)是表示在所有燃料噴射器正常地操作時(shí)將從燃料噴射器噴射 的燃料數(shù)量的表；
圖5 (b)是表示在燃料噴射器之一故障時(shí)將從燃料噴射器噴射的燃料 數(shù)量的表；
圖6 (a)表示指示在第一實(shí)施例中當(dāng)燃料噴射器處于非噴射模式時(shí)的 時(shí)間的非噴射模式標(biāo)記；
圖6 (b)表示由于執(zhí)行非噴射模式而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化； 圖6 (c)表示從燃料噴射器噴射的燃料量的變化； 圖6 (d)表示噴射失效診斷標(biāo)記的狀態(tài)；
圖7是顯示用于依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃料噴射系統(tǒng)的燃料噴射 器故障監(jiān)控系統(tǒng)的框圖8是在本發(fā)明的第三實(shí)施例中執(zhí)行以診斷燃料噴射器的故障監(jiān)視程 序的流程圖9 (a)表示指示在第三實(shí)施例中當(dāng)燃料噴射器處于非噴射模式時(shí)的 時(shí)間的非噴射模式標(biāo)記；
圖9 (b)表示加速器踏板的位置；
圖9 (c)表示在發(fā)動(dòng)機(jī)減速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化； 圖9 (d)表示如圖9 (c)中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化率；圖9 (e)表示從燃料噴射器噴射的燃料目標(biāo)量的變化； 圖9 (f)表示噴射失效診斷標(biāo)記的狀態(tài)；
圖10是在本發(fā)明的第四實(shí)施例中執(zhí)行以診斷燃料噴射器的故障監(jiān)視程 序的流程圖11表示存儲(chǔ)在第四實(shí)施例的燃料噴射系統(tǒng)的ECU中的節(jié)氣門(mén)位置一 發(fā)動(dòng)機(jī)速度—命令噴射量映射圖12 (a)顯示執(zhí)行第四實(shí)施例中非噴射模式的非噴射模式標(biāo)記； 圖12 (b)顯示作為節(jié)氣門(mén)打開(kāi)位置函數(shù)的加速器踏板的狀態(tài)或位置； 圖12 (c)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的速度變化；
圖12 (d)顯示要求從燃料噴射器中噴射的命令噴射量的變化；并且 圖12 (e)顯示噴射失效診斷標(biāo)記的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖，其中相同的參考數(shù)字在幾個(gè)視圖中指的是相同的零件，尤 其是參見(jiàn)圖l，其中顯示了用于依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的柴油機(jī)的燃料噴 射系統(tǒng)，該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成裝備有燃料噴射器17的汽車(chē)共軌燃料噴射系統(tǒng)， 燃料噴射器17將由噴射器故障監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行診斷，如下文詳細(xì)所述。
燃料噴射系統(tǒng)包括燃料箱ll、燃料泵13、共軌15和燃料噴射器17。燃 料泵13用來(lái)將燃料通過(guò)燃料過(guò)濾器12從燃料箱11中抽出。燃料泵13裝備有 由從柴油機(jī)通過(guò)曲軸14傳遞的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)的柱塞，這樣柱塞就在上死點(diǎn)和下 死點(diǎn)之間往復(fù)以交替地抽吸和排放燃料。由燃料泵13排放的燃料供給共軌 15。共軌15在受控的高壓下存儲(chǔ)燃料并且將它通過(guò)高壓燃料路徑16分別地 供給燃料噴射器17。如圖1中所示，柴油機(jī)的四個(gè)氣缸中的每一個(gè)中均安裝 了一個(gè)燃料噴射器。進(jìn)入每個(gè)燃料噴射器17的過(guò)多燃料通過(guò)低壓燃料路徑 18泄露到燃料箱11中。
燃料噴射系統(tǒng)還包括曲柄角傳感器19、加速器位置傳感器20等以監(jiān)視 柴油機(jī)的運(yùn)行狀況。曲柄角傳感器19用來(lái)測(cè)量曲軸14的角位。加速器位置 傳感器20用來(lái)測(cè)量作為駕駛員在加速器踏板上的作用(即駕駛員加速發(fā)動(dòng) 機(jī)的請(qǐng)求)的函數(shù)的加速器踏板的位置。這些傳感器的輸出輸入電子控制 單元(ECU) 30。
12ECU 30由典型的微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)并且用來(lái)分析來(lái)自傳感器19和20的輸 出以控制柴油機(jī)的輸出。ECU 30基本上控制柴油機(jī)的輸出作為加速器踏板 位置的函數(shù)。當(dāng)加速器踏板完全釋放時(shí)，ECU控制以已知的ISC (怠速控制) 反饋模式控制柴油機(jī)以使曲軸14的速度與目標(biāo)值一致以穩(wěn)定柴油機(jī)的操 作。
圖2是將由ECU30以規(guī)則的時(shí)間間隔(例如，微型計(jì)算機(jī)的操作周期或 曲軸14旋轉(zhuǎn)的給定間隔角)執(zhí)行的ISC程序的流程圖。
在進(jìn)入該程序之后，例程進(jìn)行至步驟IO,其中啟動(dòng)ISC反饋模式的條件 已經(jīng)滿足或未滿足。例如，當(dāng)從加速器位置傳感器20的輸出指示加速器踏 板完全地釋放時(shí)，并且從車(chē)輛速度傳感器的輸出指示車(chē)輛速度為零(0)時(shí)， 這樣車(chē)輛就會(huì)停止，在步驟10中獲得"是"應(yīng)答。
例程然后進(jìn)行至步驟12，其中判斷將噴射到柴油機(jī)中以使曲軸14的速
度以反饋模式與目標(biāo)怠速一致的燃料的目標(biāo)量(下文中也被稱作噴射量Q)。 噴射量Q是由定義為使曲軸14的速度朝目標(biāo)怠速變化的前饋?lái)?xiàng)的燃料基本 量和定義為補(bǔ)償曲軸14的目標(biāo)怠速和使用曲柄角傳感器19的輸出判斷的實(shí) 際速度之差所需的校正系數(shù)的燃料量(下文中也被稱為反饋校正量QISC) 之和給出的。
下面的步驟14至26工作來(lái)平滑曲軸14的速度。通常，如圖3 (a)中所 示，曲軸14的速度會(huì)與燃料進(jìn)入柴油機(jī)的氣缸ffl、 #3、 M和tt2中的噴射同 步而瞬時(shí)和連續(xù)地升高，并且這種速度升高的程度會(huì)在氣缸ttl至糾之間改 變。為了消除這種速度變化，步驟14至26平滑曲軸14的速度。
在步驟14中，判斷與燃料噴射到氣缸ttl至糾中的噴射同步出現(xiàn)的曲軸 14速度中的順序升高DNEk的平均值DNEA。如圖3 (a)中的垂直箭頭所示， 每個(gè)速度升高DNEk均是曲軸14剛要與燃料噴射到氣缸ttl至糾中相應(yīng)一個(gè)中 同步升高的速度的最小值和在曲軸14在升高之后達(dá)到最大值時(shí)速度的最大 值之差。
在計(jì)算平均值DNEA之后，例程進(jìn)行至步驟16至26以基于速度升高DNEk 和平均值DNEA之差增大或減小用于平滑氣缸W至ft4間曲軸14速度變化的校 正系數(shù)FCCB。具體地說(shuō)，在步驟16中，氣缸數(shù)目參數(shù)k設(shè)定為表示將選擇柴 油機(jī)的氣缸之一的一 (1)。例程進(jìn)行至步驟18,其中判斷由氣缸數(shù)目參數(shù) k表示的速度升高DNEk之一是否大于平均值DNEA。如果獲得"是"應(yīng)答(DNEk〉DNEA)，然后例程進(jìn)行至步驟20，其中當(dāng)前選擇的校正系數(shù)FCCB之 一減小給定值q?；蛘?，如果獲得的應(yīng)答為"否"，那么例程進(jìn)行至步驟22， 其中校正系數(shù)FCCB的所選之一增大給定值Q。如果速度升高DNEk之一基本上 與平均值DNEA相同，則不校正校正系數(shù)FCCB。
在步驟20或22之后，例程進(jìn)行至步驟24，其中氣缸數(shù)目參數(shù)k增加一 (1)。例程進(jìn)行至步驟26，其中判斷氣缸數(shù)目參數(shù)k是否大于四(4)。如 果獲得的應(yīng)答為"否"，那么例程返回至步驟18以判斷后續(xù)的一個(gè)速度升 高DNEk是否大于平均值DNEA。
具體地說(shuō)，在校正了所有四個(gè)氣缸W至M的校正系數(shù)FCCB之后，例程 進(jìn)行至步驟28，其中由如上所述的噴射量Q和相應(yīng)的一個(gè)校正系數(shù)FCCB之和 給出在包括進(jìn)氣或引入、壓縮、膨脹和排氣的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)(即四沖程 循環(huán))中需要從每個(gè)燃料噴射器17噴射的燃料量(在下文中也將被稱為命 令噴射量)。ECU 30依次驅(qū)動(dòng)燃料噴射器17以噴射所需量的燃料，如上述 方式判斷，因此使氣缸ttl至糾間曲軸14的速度變化減小到最低，如圖3 (b) 所示。
ECU 30向每個(gè)燃料噴射器17輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)(在下文中也被稱為噴 射命令脈沖信號(hào))。每個(gè)燃料噴射器17中均安裝了提升機(jī)構(gòu)，提升機(jī)構(gòu)裝 備有閥驅(qū)動(dòng)器例如電磁螺線管或壓電設(shè)備，電磁螺線管或壓電設(shè)備被驅(qū)動(dòng) 或通電以在由驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的寬度限定的時(shí)段(即，噴射持續(xù)時(shí)間)打開(kāi) 噴射孔并且在驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)下降時(shí)閉合噴射孔。在步驟30中，ECU 30向每 個(gè)燃料噴射器17輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)以噴射在步驟28中確定的命令噴射量的 燃料。
如果燃料噴射器17正常地操作，在步驟28中確定的命令噴射量的燃料 將實(shí)際地噴射到柴油機(jī)中。如果在步驟10中獲得的應(yīng)答是表示尚未滿足啟 動(dòng)該程序的條件的"否"，或是在步驟30之后，例程會(huì)終止。從上面的論 述顯而易見(jiàn)，ISC程序用來(lái)精確地保持曲軸14的速度在發(fā)動(dòng)機(jī)操作的怠速模 式過(guò)程中為目標(biāo)怠速。
通常，燃料噴射器17會(huì)被燃料中包含的異物堵塞，這會(huì)導(dǎo)致打開(kāi)或閉 合噴射孔的提升機(jī)構(gòu)的操作的失效。異物也可以沉積到燃料噴射器17的噴 射孔，這會(huì)導(dǎo)致不噴射燃料或噴射的燃料量缺少。圖4至6表示如何監(jiān)視每個(gè)燃料噴射器17的上述故障(即，在本實(shí)施例
中沒(méi)有燃料噴射失效)。
燃料噴射器17的故障的監(jiān)視是在經(jīng)銷(xiāo)商的汽車(chē)車(chē)間中做出的，例如， 使用充當(dāng)診斷設(shè)備的外部維修工具40。
裝備有該燃料噴射系統(tǒng)的汽車(chē)首先在車(chē)間中被放入發(fā)動(dòng)機(jī)操作的怠速 模式中。然后ECU 30啟動(dòng)ISC程序，如圖2所示。駕駛員將維修工具40連接 至ECU 30。維修工具40由微型計(jì)算機(jī)制成并且一旦連接到ECU 30上就建立 與ECU 30的雙向通信。
接下來(lái)，駕駛員開(kāi)啟維修工具40以開(kāi)始監(jiān)視燃料噴射器17的故障。維 修工具40的微型計(jì)算機(jī)然后以規(guī)則的時(shí)間間隔(例如微型計(jì)算機(jī)的操作周 期或曲軸14旋轉(zhuǎn)的給定間隔角)啟動(dòng)故障監(jiān)視程序，如圖4所示。
首先，在步驟40中，判斷柴油機(jī)是否處于怠速模式中。具體地說(shuō)，從 ECU 30獲得關(guān)于圖2的步驟10中確定的啟動(dòng)ISC程序的條件是否己經(jīng)滿足的 信息。維修工具40的微型計(jì)算機(jī)分析這種信息以判斷柴油機(jī)現(xiàn)在是否在怠 速。如果獲得的應(yīng)答為表示柴油機(jī)怠速的"是"，那么例程進(jìn)行至步驟41， 其中輸出給在該程序循環(huán)中選取的燃料噴射器17之一的噴射命令脈沖信號(hào) 被禁止以使所選燃料噴射器17處于非噴射模式中。具體地說(shuō)從ECU 30輸出 到所選的一個(gè)燃料噴射器17的電磁螺線管的噴射命令脈沖信號(hào)被堵塞以阻 止該燃料噴射器17噴射燃料。
燃料噴射器17在非噴射模式中的布置或者可以通過(guò)從維修工具40向
ECU 30輸出停止信號(hào)以停止輸出噴射命令脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在其中正常地操作的燃料噴射器17進(jìn)入非噴射模式的情形中，將會(huì)使 燃料在柴油機(jī)怠速期間突然地停止噴射，因此導(dǎo)致用于或柴油機(jī)的受控運(yùn) 行條件中控制任務(wù)內(nèi)容的很大變化。可替換的是，在其中燃料噴射器17故 障這樣它就不會(huì)噴射燃料或無(wú)法噴射燃料而處于非噴射模式的情形中，則 不會(huì)導(dǎo)致控制任務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件的變化。
鑒于上述事實(shí)，后面將詳細(xì)描述的下面的步驟42、 43和44判斷控制任 務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件是否已經(jīng)由于燃料噴射器17進(jìn)入非噴射
模式而改變。如果判斷出控制任務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件中沒(méi)有 變化，步驟46確定處于非噴射模式中的所選的一個(gè)燃料噴射器17發(fā)生故障。維修工具40的微型計(jì)算機(jī)輸出指示所選的一個(gè)燃料噴射器17的這種故障的
信號(hào)并且開(kāi)啟噴射失效診斷標(biāo)記。
如果判斷控制任務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件存在變化，然后例 程進(jìn)行至步驟45，其中判斷是否所有燃料噴射器17已經(jīng)在步驟41中進(jìn)入非 噴射模式。如果獲得的應(yīng)答為"否"，那么例程返回至步驟41，其中后續(xù) 的一個(gè)燃料噴射器17就進(jìn)入非噴射模式。如果判斷出控制任務(wù)的內(nèi)容或柴 油機(jī)的受控運(yùn)行條件已經(jīng)改變(即，在步驟42、 43或45中獲得的應(yīng)答為 "否")，并且判斷出所有燃料噴射器17己經(jīng)進(jìn)入非噴射模式(即，在步 驟45中獲得的應(yīng)答為"是")，例程就會(huì)進(jìn)行至步驟47，其中確定所有燃 料噴射器17未進(jìn)入噴射失效條件。維修工具40的微型計(jì)算機(jī)然后輸出表示 所有燃料噴射器17都在正常地操作的診斷信號(hào)。
步驟42監(jiān)視燃料的命令噴射量的變化。步驟43監(jiān)視柴油機(jī)速度的變化。 步驟44監(jiān)視柴油機(jī)的工作噪音(即，燃燒噪音)。這些參數(shù)用于表示柴油 機(jī)狀態(tài)的變化。下文將詳細(xì)描述步驟42、 43和44中的操作。
步驟42:監(jiān)視將被噴射的燃料量的變化
圖5 (a)和5 (b)是顯示從燃料噴射器17噴射的燃料量的變化的表， 燃料噴射一個(gè)持續(xù)時(shí)間，其中在進(jìn)入非噴射模式之前和之后之間，提升機(jī) 構(gòu)經(jīng)過(guò)一個(gè)沖程以將噴射孔打幵一次。
圖5 (a)顯示其中四個(gè)燃料噴射器17均正常地操作的情形。經(jīng)由每個(gè) 燃料噴射器17噴射的燃料的命令噴射量是6mn]3/st。因此，在進(jìn)入非噴射模 式之前從每個(gè)燃料噴射器17實(shí)際噴射的燃料量是6mm3/st。當(dāng)噴射命令脈沖 信號(hào)被禁止以使第一氣缸#1的燃料噴射器17處于非噴射模式中時(shí)，柴油機(jī) 的輸出會(huì)下降對(duì)應(yīng)于6 mm7st的量，這樣柴油機(jī)的速度將減小。圖2的ISC 程序會(huì)在步驟28中立即把將從燃料噴射器17噴射的燃料的命令噴射量從6 mm7st增大到8 mmVst從而補(bǔ)償柴油機(jī)怠速的減小。從第一氣缸ttl的燃料噴 射器17停止噴射燃料開(kāi)始，將從第二至第四氣缸tt2至tt4的燃料噴射器17噴 射的燃料的總量將會(huì)補(bǔ)償?shù)谝粴飧譝的燃料噴射器17已經(jīng)停止噴射的燃料 的量，這樣從所有燃料噴射器17實(shí)際噴射的燃料量的平均值將保持在6 mm'V st。
類似地，當(dāng)?shù)诙恋谒臍飧?2、 #3和#4的燃料噴射器17依次處于非噴 射模式中時(shí)，將從所有燃料噴射器17中的每一個(gè)噴射的燃料的命令噴射量就會(huì)從6 mm7st改變?yōu)? mm7st。從未處于非噴射模式中的每個(gè)燃料噴射器 17實(shí)際噴射的燃料量將是8mm7st。具體地說(shuō)，當(dāng)燃料噴射器17之一處于非 噴射模式中時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致燃料的命令噴射量增大。如果在步驟42中確定命 令噴射量已經(jīng)增大，即，獲得的應(yīng)答為"否"，就會(huì)推斷出發(fā)動(dòng)機(jī)控制任 務(wù)的內(nèi)容由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。
具體地說(shuō)，在步驟42中，判斷Qb減去Qa是否小于給定值A(chǔ)。 "Qa"表示 在進(jìn)入非噴射模式之前在維修工具40中讀取的命令噴射量。"Qb"表示在 進(jìn)入非噴射模式時(shí)在維修工具40中讀取的命令噴射量。如果差(Qb-Qa)大 于給定值A(chǔ)，維修工具40就確定進(jìn)入非噴射模式的燃料噴射器17正在正常地 操作。
如圖5 (b)中所示，在其中第三氣缸tt3的一個(gè)燃料噴射器17故障的情 形中，這樣就不會(huì)噴射燃料。圖2的ISC程序?qū)⑿枰獜拿總€(gè)燃料噴射器17噴 射的燃料的命令噴射量從6 mmVst增大到8 mmVst從而補(bǔ)償未噴射的第三氣 缸#1的燃料噴射器17的燃料量，這樣類似于圖5 (a)中，從所有燃料噴射 器17實(shí)際噴射的燃料量的平均值就保持在6 mm3/st。
如上所述，當(dāng)ECU 30確定命令噴射量從而補(bǔ)償故障燃料噴射器17需要 噴射的燃料量時(shí)，并且輸出至第一氣缸W的燃料噴射器17的噴射命令脈沖 信號(hào)被禁止以使燃料噴射器17處于非噴射模式中時(shí)，將會(huì)使柴油機(jī)的輸出 立即下降對(duì)應(yīng)于8mm7st的量，這樣柴油機(jī)的速度就會(huì)減小。圖2的ISC程序 會(huì)在步驟28中把將從燃料噴射器17噴射的燃料的命令噴射量從8 mm7st增 大到12 mmVst從而補(bǔ)償柴油機(jī)怠速的減小。具體地說(shuō)，需要從燃料噴射器 17噴射的燃料的命令噴射量被判斷成補(bǔ)償未從處于非噴射模式中的第一氣 缸#1的燃料噴射器噴射的燃料量和第三氣缸#3的燃料噴射器17未能?chē)娚涞?燃料量之和。因此，將從所有燃料噴射器17噴射的燃料量的平均值將保持 在6 mmVst。
當(dāng)?shù)谌龤飧?3的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，它意味著輸出至現(xiàn) 在未能?chē)娚淙剂系娜剂蠂娚淦?7的噴射命令脈沖信號(hào)被禁止。因此，在進(jìn) 入非噴射模式之前和之后，命令噴射量將不會(huì)改變，這樣它就保持在8 mm7st (參見(jiàn)圖5 (b)中的劃線區(qū)域)。如果遇到這種情況，就可以推斷出 命令噴射量沒(méi)有改變。因此，在步驟42中獲得"是"應(yīng)答意味著發(fā)動(dòng)機(jī)控 制任務(wù)的內(nèi)容未通過(guò)執(zhí)行非噴射模式改變。具體地說(shuō)，如果步驟42中的差Qb-Qa小于給定值A(chǔ)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制任務(wù)的內(nèi)容未改變時(shí)已經(jīng)進(jìn)入非噴射模式的燃料噴射器17被確定為出現(xiàn)故障，這樣就不會(huì)有燃料被噴射。
圖6 (a)至6 (d)顯示圖5 (b)的實(shí)例中的非噴射模式標(biāo)記、柴油機(jī)的速度變化、從燃料噴射器17噴射的燃料量的變化和噴射失效診斷標(biāo)記。如圖6 (a)中的非噴射模式標(biāo)記所示，燃料噴射器17分別依次處于非噴射模式中標(biāo)記接通持續(xù)時(shí)間T1、 T2、 T3和T4。繼續(xù)執(zhí)行的非噴射模式的時(shí)間長(zhǎng)度選取成長(zhǎng)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)，換句話說(shuō)，對(duì)于標(biāo)記接通持續(xù)時(shí)間T1、T2、 T3和T4之一禁止幾次輸出至每個(gè)燃料噴射器17的噴射命令信號(hào)。圖6 (b)表示由于執(zhí)行非噴射模式而引起的柴油機(jī)速度變化。圖6 (c)表示從燃料噴射器17噴射的燃料量的變化。圖6 (d)表示在圖4的步驟45中設(shè)定的噴射失效診斷標(biāo)記的狀態(tài)。在圖6 (b)中出現(xiàn)的脈動(dòng)表示柴油機(jī)的瞬時(shí)速度變化。柴油機(jī)的速度會(huì)在每個(gè)氣缸的活塞的膨脹沖程過(guò)程中升高并且在它的其它沖程中降低。圖6 (c)中的脈動(dòng)會(huì)與柴油機(jī)的速度變化同步出現(xiàn)，如圖6 (b)中所示。
如由圖6 (c)中可以看出的那樣，對(duì)于其中第一、第二和第四氣缸ttl、井2和糾的燃料噴射器17處于非噴射模式中的每個(gè)持續(xù)時(shí)間T1、 T2和T4從燃料噴射器17噴射的燃料的噴射量會(huì)從在進(jìn)入非噴射模式之前已經(jīng)噴射的Qa增大至Qb。相反，對(duì)于其中第三氣缸ft3的燃料噴射器17處于非噴射模式中的持續(xù)時(shí)間T3，從燃料噴射器17噴射的燃料的噴射量Qb與進(jìn)入非噴射模式之前噴射的燃料的噴射量Qa相比沒(méi)有改變。噴射數(shù)量Qa和Qb表示圖6 (c)
中燃料脈動(dòng)量的平均值。
在步驟42中，或者可以基于非噴射模式執(zhí)行期間噴射量Q的絕對(duì)值進(jìn)行確定。例如，當(dāng)噴射量Qb的絕對(duì)值已經(jīng)超過(guò)給定閾值TH2時(shí)，如圖6 (c)中所示，由于非噴射模式的執(zhí)行，可以判斷從燃料噴射器17噴射的燃料的噴射量已經(jīng)改變。
步驟43:監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化
當(dāng)正常地操作的燃料噴射器17處于非噴射模式中時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致氣缸間燃料噴射量中變化的增大，如圖6 (b)中所示，這會(huì)導(dǎo)致每個(gè)持續(xù)時(shí)間T1、T2和T4期間柴油機(jī)速度的很大變化，而在故障的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，它將不會(huì)導(dǎo)致氣缸間燃料噴射量差異的變化，這樣持續(xù)時(shí)間T3中柴油機(jī)速度的瞬時(shí)變化就不會(huì)與就在持續(xù)時(shí)間T3之前的速度變化發(fā)生改變。
鑒于上述事實(shí)，步驟43判斷在噴射命令信號(hào)被禁止之前柴油機(jī)速度變化的幅值Wa與當(dāng)噴射命令信號(hào)被禁止時(shí)的幅值Wb之差(即Wb—Wa)是否小于給定值B。如果在步驟43中確定差Wb—Wa大于或等于給定值B，即獲得的應(yīng)答為"否"，就可以推斷出柴油機(jī)的速度已經(jīng)改變，這意味著柴油機(jī)的運(yùn)行條件已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變?；蛘撸绻诓襟E43中確定差Wb—Wa小于給定值B，即獲得的應(yīng)答為"是"，就可以推斷出柴油機(jī)的速
度并未因?yàn)榉菄娚淠Ｊ降膱?zhí)行而改變。
步驟43中的判斷或者也可以通過(guò)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變的柴油機(jī)速度的下限值(即，最小值)減小是否低于給定閾值TH1，如圖6 (b)中所示。如果遇到這種情形，就可以確定柴油機(jī)速度變化的幅值已經(jīng)改變。
當(dāng)正常地操作的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，這樣柴油機(jī)的氣缸間燃料的噴射量的變化就會(huì)增大，這樣導(dǎo)致柴油機(jī)的速度變化率增大以及柴油機(jī)速度變化的幅值Wb的增大。具體地說(shuō)，如圖6 (b)所示，柴油機(jī)的速度升高時(shí)斜度Aua或Aub的絕對(duì)值和柴油機(jī)速度降低時(shí)斜度Ada或Adb的絕對(duì)值會(huì)增大。當(dāng)故障的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，如上所述，氣缸間燃料噴射量的變化不會(huì)改變，因此導(dǎo)致在斜度Aua、 Aub、 Ada或Adb中沒(méi)有變化。
鑒于上述事實(shí)，步驟43可以計(jì)算斜度Aud、 Aub、 Ada和Adb的絕對(duì)值的平均值并且判斷當(dāng)該平均值已經(jīng)增大時(shí)柴油機(jī)的速度是否已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行(即，獲得的應(yīng)答為"否")而改變?？商鎿Q的是，當(dāng)平均值未改變時(shí)，步驟43可以確定柴油機(jī)的運(yùn)行條件并未由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。
步驟44:監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的變化
當(dāng)正常地操作的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，這樣氣缸間燃料的噴射量的變化就會(huì)增大，柴油機(jī)速度的脈動(dòng)如上所述會(huì)增大，因此導(dǎo)致柴油機(jī)的工作噪音的增大。此外，噴射到柴油機(jī)的氣缸之一中的燃料量的增大將導(dǎo)致由燃料在氣缸之一中燃燒造成的燃燒噪音的增大。當(dāng)故障的燃料噴射器17處于非噴射模式中持續(xù)時(shí)間T3時(shí)，氣缸間燃料的噴射量的變化如上所述并不會(huì)變化，因此導(dǎo)致工作噪音和燃燒噪音(在下文中被總稱為發(fā)
動(dòng)機(jī)噪音)與持續(xù)時(shí)間T3之前不會(huì)發(fā)生改變。
鑒于上述事實(shí)，步驟44判斷由聲級(jí)傳感器(未顯示)測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音級(jí)的變化是否小于給定值C。如果獲得的應(yīng)答為"否"，這意味著由于非噴射模式的執(zhí)行而己經(jīng)發(fā)生了大于給定值C的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音級(jí)的變化，換句話說(shuō)，柴油機(jī)的運(yùn)行條件已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。如果獲得的應(yīng)答為"是"，這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)噪音未改變，就可以推斷出柴油機(jī)的運(yùn)行條件未由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。
如果在所有的步驟42、 43和44中獲得的應(yīng)答為"是"，這意味著柴油機(jī)的運(yùn)行條件未改變，例程會(huì)進(jìn)行至步驟46，其中所選的一個(gè)燃料噴射器17故障，這樣就不會(huì)有燃料被噴射?；蛘?，如果在步驟42、 43和44中至少一個(gè)步驟中獲得的應(yīng)答為"是"，就可以確定所選的一個(gè)燃料噴射器17故障。步驟42、 43和44中的任一個(gè)均可以省略。
如上所述，噴射故障監(jiān)控系統(tǒng)提供了下面的有益效果。
1) 燃料噴射器17依次進(jìn)入非噴射模式以監(jiān)視柴油機(jī)狀態(tài)的變化。當(dāng)燃
料噴射器17之一進(jìn)入非噴射模式時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)發(fā)生了這種狀態(tài)變化時(shí)，噴射故障監(jiān)控系統(tǒng)確定燃料噴射器17之一正常地操作?；蛘撸?dāng)未發(fā)現(xiàn)狀態(tài)變化時(shí)，噴射故障監(jiān)控系統(tǒng)確定燃料噴射器17之一故障。當(dāng)正常地操作的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，它將導(dǎo)致柴油機(jī)狀態(tài)的大變化，而當(dāng)故障的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，它將幾乎不導(dǎo)致柴油機(jī)狀態(tài)的變化，因此提高了診斷燃料噴射器17的精度。
2) 如上所述，非噴射模式繼續(xù)執(zhí)行的時(shí)間的長(zhǎng)度(即，標(biāo)記接通持續(xù)時(shí)間T1、 T2、 T3和T4)選取成長(zhǎng)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)，這樣對(duì)于每個(gè)標(biāo)記接通持續(xù)時(shí)間T1、 T2、 T3和T4，輸出至每個(gè)燃料噴射器17的噴射命令信號(hào)會(huì)禁止幾次。這將導(dǎo)致與噴射命令信號(hào)僅僅對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)被禁止相比，正常地操作的燃料噴射器17進(jìn)入非噴射模式柴油機(jī)狀態(tài)的變化會(huì)更多的出現(xiàn)，因此提高了診斷燃料噴射器17的精度。
3) 燃料噴射器17的診斷，如上所述，是在柴油機(jī)怠速時(shí)進(jìn)行的。換句話說(shuō)，燃料噴射器17的故障是在柴油機(jī)速度很低時(shí)監(jiān)視的，因此可以保持汽車(chē)車(chē)間中工作環(huán)境很安靜。
圖7顯示了依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃料噴射系統(tǒng)。第一實(shí)施例中燃料噴射器17的診斷，如上所述，是在經(jīng)銷(xiāo)商的汽車(chē)車(chē)間中使用外部維修工具40做出的。具體地說(shuō)，維修工具40在圖4的步驟41中工作以執(zhí)行噴射器操作禁止功能以使噴射命令信號(hào)將燃料噴射器17置于非噴射模式中，在步驟42、 43和44中執(zhí)行狀態(tài)監(jiān)視功能以監(jiān)視柴油機(jī)狀態(tài)的變化，并且在步驟46或47中執(zhí)行診斷功能以診斷燃料噴射器17是否故障。
本實(shí)施例的燃料噴射系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本身執(zhí)行噴射器故障監(jiān)視功能。具體地說(shuō)，在駕駛員驅(qū)動(dòng)裝備有該系統(tǒng)的車(chē)輛時(shí)，ECU 30會(huì)自動(dòng)地診斷燃料噴射器17。 ECU 30中安裝了噴射器操作禁止電路31、狀態(tài)監(jiān)視電路32和診斷電路并且工作來(lái)響應(yīng)車(chē)輛的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的打開(kāi)而啟動(dòng)圖4的故障監(jiān)視程序。這還會(huì)提供附加的優(yōu)點(diǎn)4)消除了將車(chē)輛帶往車(chē)間的需要。然而，維修工具4的使用具有的優(yōu)點(diǎn)是可以診斷設(shè)計(jì)成不在ECU30中執(zhí)行圖4的故障監(jiān)視程
序的、類似于第一實(shí)施例中的燃料噴射系統(tǒng)。
可替換的是，第二實(shí)施例的ECU 30也可以設(shè)計(jì)成僅僅具有噴射器操作禁止電路31、狀態(tài)監(jiān)視電路32和診斷電路中的一個(gè)或兩個(gè)，如果維修工具40設(shè)計(jì)成具有噴射器操作禁止電路31、狀態(tài)監(jiān)視電路32和診斷電路中的另一個(gè)或其余兩個(gè)的話。
下文將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。
第一實(shí)施例設(shè)計(jì)成在柴油機(jī)怠速時(shí)執(zhí)行非噴射模式。第三實(shí)施例設(shè)計(jì)成在執(zhí)行減速期間燃料噴射平滑操作時(shí)執(zhí)行非噴射模式并且具有與圖7中所示相同的結(jié)構(gòu)。具體地說(shuō)，在裝備有該系統(tǒng)的車(chē)輛行駛時(shí)，ECU 30會(huì)自動(dòng)地診斷燃料噴射器17。
當(dāng)車(chē)輛駕駛員釋放加速器踏板以使柴油機(jī)減速時(shí)，減速期間燃料噴射平滑操作由ECU 30啟動(dòng)從而以給定的速率逐漸地減少將從每個(gè)燃料噴射器17噴射的燃料的目標(biāo)量。具體地說(shuō)，從燃料噴射器17噴射的燃料的量會(huì)緩慢地減小而不會(huì)在加速器踏板釋放之后突然地切斷燃料向柴油機(jī)的供給，因此將由于柴油機(jī)的突然減速造成的不舒適的沖擊減小到最低。
ECU 30裝備有噴射器操作禁止電路31和狀態(tài)監(jiān)視電路32并且工作來(lái)響應(yīng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟以規(guī)則的時(shí)間間隔(例如，ECU 30的微型計(jì)算機(jī)的操作周期或給定的曲軸14的旋轉(zhuǎn)間隔角)執(zhí)行圖8的故障監(jiān)視程序。
首先，在步驟50中，判斷是否正在執(zhí)行減速期間燃料噴射操作。如果獲得的應(yīng)答為"是"，那么例程進(jìn)行至步驟51，其中輸出至在該程序循環(huán)中選擇的一個(gè)燃料噴射器17的噴射命令信號(hào)類似于圖4中的步驟41被禁止 以使所選的一個(gè)燃料噴射器17處于非噴射模式。
當(dāng)正常地操作的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，將會(huì)使燃料停止突 然地噴射，因此導(dǎo)致柴油機(jī)速度的快速下降(參見(jiàn)圖9 (c)中標(biāo)記接通持 續(xù)時(shí)間Tl期間的Neb)。當(dāng)發(fā)生故障這樣它就不噴射燃料的燃料噴射器17處 于非噴射模式時(shí)，這意味著將輸出至現(xiàn)在不能?chē)娚淙剂系娜剂蠂娚淦?7的 噴射命令信號(hào)被禁止，因此導(dǎo)致柴油機(jī)速度下降的速率中沒(méi)有變化(參見(jiàn) 圖9 (c)中標(biāo)記接通持續(xù)時(shí)間T3期間的Neb)。
鑒于上述事實(shí)，后面將詳細(xì)描述的下面的步驟50和53判斷控制任務(wù)的 內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件是否己經(jīng)由于燃料噴射器17進(jìn)入非噴射模式 而改變。如果在步驟52或53中判斷出控制任務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行 條件中沒(méi)有變化，步驟55確定處于非噴射模式中的所選的一個(gè)燃料噴射器 17發(fā)生故障。ECU 30輸出指示所選的一個(gè)燃料噴射器17的這種故障的診斷 信號(hào)并且開(kāi)啟噴射失效診斷標(biāo)記。
可替換的是，如果確定控制任務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件發(fā)生 變化，然后例程進(jìn)行至步驟54，其中判斷是否所有燃料噴射器17都在步驟 51中進(jìn)入非噴射模式。如果獲得的應(yīng)答為"否"，那么例程返回至步驟51， 其中后續(xù)的一個(gè)燃料噴射器17就進(jìn)入非噴射模式。如果判斷出控制任務(wù)的 內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件已經(jīng)改變(即，在步驟52或53中獲得的應(yīng)答 為"否")，并且判斷出所有燃料噴射器17已經(jīng)進(jìn)入非噴射模式(即，在 步驟54中獲得的應(yīng)答為"是")，例程就會(huì)進(jìn)行至步驟56，其中確定所有 燃料噴射器17未進(jìn)入噴射失效條件。然后ECU 30輸出表示所有燃料噴射器 17都在正常地操作的診斷信號(hào)。
步驟52監(jiān)視柴油機(jī)的速度下降速率的變化。步驟53監(jiān)視柴油機(jī)的工作
噪音(即，燃燒噪音)。這些參數(shù)用于表示柴油機(jī)狀態(tài)的變化。下文將詳 細(xì)描述步驟52和53中的操作。
步驟52:監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)速度下降速率的變化
步驟52判斷柴油機(jī)的速度變化率是否已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改 變。如果確定變化率已經(jīng)改變(即，獲得應(yīng)答為"否")，就可以推斷出 柴油機(jī)的運(yùn)行條件已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。具體地說(shuō)，在步驟 52中判斷差A(yù)NEb — ANEa是否小于給定值D。
"ANEb"表示在執(zhí)行非噴射模式之前的柴油機(jī)速度的變化率。"ANEa"表示執(zhí)行非噴射模式之后柴油 機(jī)速度的變化率。如果獲得的應(yīng)答為"否"，這意味著差A(yù)NEb — ANEa大 于給定值D，就可以確定處于非噴射模式的燃料噴射器17正正常地操作。
如果獲得的應(yīng)答為"是"，這意味著差A(yù)NEb—ANEa小于給定值D，就 可以確定柴油機(jī)的運(yùn)行條件并未由于非噴射模式的執(zhí)行而改變并且處于非 噴射模式中的燃料噴射器17發(fā)生故障。
圖9 (a)顯示指示非噴射模式執(zhí)行的非噴射模式標(biāo)記。燃料噴射器17 分別依次處于非噴射模式中標(biāo)記接通持續(xù)時(shí)間T1、 T2、 T3和T4。繼續(xù)執(zhí)行
的非噴射模式的時(shí)間長(zhǎng)度選取成長(zhǎng)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)，換句話說(shuō)，對(duì)于標(biāo) 記接通持續(xù)時(shí)間T1、 T2、 T3和T4之一，禁止幾次輸出至每個(gè)燃料噴射器17 的噴射命令信號(hào)。圖9 (b)顯示加速器踏板的狀態(tài)或位置。圖9 (c)顯示 柴油機(jī)速度的變化。圖9 (d)顯示柴油機(jī)的速度下降速率的變化。圖9 (e) 顯示命令噴射量。圖9 (f)顯示在圖8的步驟55中設(shè)定的噴射失效診斷標(biāo)記 的狀態(tài)。圖9 (c)為了說(shuō)明的簡(jiǎn)要而省略了柴油機(jī)速度的瞬時(shí)變化的脈動(dòng)。
可以從圖9 (b)和9 (e)中看出，當(dāng)加速器踏板釋放以使柴油機(jī)減速 時(shí)，將從燃料噴射器17噴射的燃料的命令噴射量會(huì)通過(guò)ECU 30中的減速期 間燃料噴射平滑操作逐漸地減小為零(0)。如圖9 (c)中所示，這會(huì)導(dǎo)致 柴油機(jī)速度逐漸地下降。
當(dāng)?shù)谝粴飧?1的燃料噴射器17在減速期間燃料噴射平滑操作的執(zhí)行期 間處于非噴射模式中持續(xù)時(shí)間T1時(shí)，柴油機(jī)的速度將從進(jìn)入非噴射模式之 前的柴油機(jī)速度NEa改變?yōu)镹Eb。柴油機(jī)速度的變化率因此就會(huì)從ANEa增大 到ANEb，如圖9 (d)所示。同樣的情形適用于其中第二和第四氣缸#2和#4 的燃料噴射器17處于非噴射模式中的持續(xù)時(shí)間T2和T4。相反，當(dāng)故障的第 三氣缸ff3的燃料噴射器17處于非噴射模式中持續(xù)時(shí)間T3時(shí)，在非噴射模式 執(zhí)行之前和之后柴油機(jī)速度的變化率ANEa和ANEb將相同。
在步驟52中，如圖9 (d)所示，可替換的是，可以確定柴油機(jī)速度下 降速率的變化是否大于給定閾值TH3。如果速率變化超過(guò)閾值TH3，可以推 斷出柴油機(jī)速度變化率已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。
步驟53:監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的變化
當(dāng)正常地操作的燃料噴射器17處于非噴射模式時(shí)，這樣氣缸間燃料的 噴射量的變化就會(huì)增大，柴油機(jī)速度的脈動(dòng)如上所述會(huì)增大，因此導(dǎo)致柴油機(jī)的工作噪音的增大。此外，噴射到柴油機(jī)的氣缸之一中的燃料量的增 大將導(dǎo)致由燃料在氣缸之一中燃燒造成的燃燒噪音的增大。當(dāng)故障的燃料
噴射器17處于非噴射模式中持續(xù)時(shí)間T3時(shí)，氣缸間燃料的噴射量的變化如
上所述并不會(huì)變化，因此導(dǎo)致工作噪音和燃燒噪音(即發(fā)動(dòng)機(jī)噪音)不會(huì) 與持續(xù)時(shí)間T3之前發(fā)生改變。
鑒于上述事實(shí)，步驟53判斷由聲級(jí)傳感器(未顯示)測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)噪 音級(jí)的變化是否小于給定值E。如果獲得的應(yīng)答為"否"，這意味著由于非 噴射模式的執(zhí)行而己經(jīng)發(fā)生了大于給定值E的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音級(jí)的變化，換句話 說(shuō)，柴油機(jī)的運(yùn)行條件已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。如果獲得的應(yīng) 答為"是"，這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)噪音未改變，就可由于推斷出柴油機(jī)的運(yùn)行 條件未由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。
如果在52和53這兩個(gè)步驟中獲得的應(yīng)答為"是"，這意味著柴油機(jī)的 運(yùn)行條件未改變，例程會(huì)進(jìn)行至步驟55，其中所選的一個(gè)燃料噴射器17故 障，這樣就不會(huì)有燃料被噴射?；蛘?，如果在步驟52和53中至少一個(gè)步驟 中獲得的應(yīng)答為"是"，就可以確定所選的一個(gè)燃料噴射器17故障。步驟 52或53中的任一個(gè)可以省略。
該實(shí)施例還提供了附加的優(yōu)點(diǎn)5)允許在柴油機(jī)不怠速時(shí)通過(guò)圖8的 故障監(jiān)視程序診斷燃料噴射器17。
第三實(shí)施例的ECU 30也可以設(shè)計(jì)成僅僅具有噴射器操作禁止電路31、 狀態(tài)監(jiān)視電路32和診斷電路中的一個(gè)或兩個(gè)，如果維修工具40設(shè)計(jì)成具有 噴射器操作禁止電路31、狀態(tài)監(jiān)視電路32和診斷電路中的另一個(gè)或其余兩 個(gè)的話。例如，駕駛員可以在經(jīng)銷(xiāo)商的車(chē)間將維修工具40連接至ECU 30并 且通過(guò)維修工具40操作將在ECU 30中執(zhí)行的部分發(fā)動(dòng)機(jī)控制任務(wù)以執(zhí)行減 速期間燃料噴射操作并且啟動(dòng)圖8的故障監(jiān)視程序。
下文將描述第四實(shí)施例。
第一實(shí)施例，如上所述，工作來(lái)使燃料噴射器17處于非噴射模式以在 柴油機(jī)的怠速期間對(duì)它們進(jìn)行診斷。本實(shí)施例設(shè)計(jì)成在發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操 作期間使燃料噴射器17處于非噴射模式中，如下文詳細(xì)描述的那樣。類似 于第二實(shí)施例，ECU 30工作以在駕駛員登上裝備有該系統(tǒng)的車(chē)輛時(shí)自動(dòng)地 執(zhí)行噴射器故障監(jiān)視功能。當(dāng)駕駛員釋放加速器踏板并且駐車(chē)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作將增大或 加速柴油機(jī)的速度。當(dāng)執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作以自動(dòng)地生成與其中加速
器踏板被踩下相同的情形時(shí)，這將會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)圖2中的ISC程序的條件在步 驟10中得不到滿足。柴油機(jī)被迫增大速度而不被ISC程序控制。ECU 30設(shè)計(jì) 成包括噴射器操作禁止電路31和狀態(tài)監(jiān)視電路32并且響應(yīng)車(chē)輛的點(diǎn)火開(kāi)關(guān) 的開(kāi)啟以規(guī)則的時(shí)間間隔(例如，ECU 30的微型計(jì)算機(jī)的操作周期或給定 的曲軸14的旋轉(zhuǎn)間隔角)執(zhí)行圖10的故障監(jiān)視程序。
首先，在步驟60中，判斷柴油機(jī)是否在圖2的ISC程序的控制下處于怠 速模式。如果獲得的應(yīng)答為"是"，那么例程進(jìn)行至步驟61，其中判斷加 速器踏板的位置是否從零(0) 。/。移動(dòng)到預(yù)定的百分之A。具體地說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī) 速度加速操作被啟動(dòng)以將柴油機(jī)的節(jié)氣門(mén)從全閉位置(0%)移動(dòng)到給定的 打開(kāi)位置(A%)以加速柴油機(jī)的速度。
當(dāng)ISC程序未執(zhí)行時(shí)，ECU 30基于所需的載荷和柴油機(jī)的速度計(jì)算將從 燃料噴射器17噴射的燃料的目標(biāo)量(即，命令噴射量)。ECU 30監(jiān)視節(jié)氣 門(mén)的打開(kāi)位置作為指示柴油機(jī)上所需載荷的參數(shù)。圖11表示存儲(chǔ)在ECU的 ROM中的節(jié)氣門(mén)位置一發(fā)動(dòng)機(jī)速度一命令噴射量映射圖。ECU 30使用映射圖 來(lái)判斷需要從每個(gè)燃料噴射器17噴射的燃料的命令噴射量。具體地說(shuō)，一 旦在步驟61中執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作，ECU 30會(huì)在車(chē)輛駐車(chē)時(shí)停用圖2的 ISC程序并且噴射使圖11的映射圖判斷的燃料量。
例程進(jìn)行至步驟62，其中輸出至在該程序循環(huán)中選擇的一個(gè)燃料噴射 器17的噴射命令信號(hào)被禁止從而以圖4的步驟41中描述的方式使所選的一 個(gè)燃料噴射器17處于非噴射模式中。例如，當(dāng)節(jié)氣門(mén)的打開(kāi)位置已經(jīng)在步 驟61中調(diào)節(jié)至60% (即，A%)并且柴油機(jī)的速度為NEa時(shí)，ECU 30確定燃料 的命令噴射量具有在圖ll的載荷平衡線La上限定的值Pa。當(dāng)ECU 30指示燃 料噴射器17噴射命令噴射量Pa的燃料并且使正常地操作的一個(gè)燃料噴射器
處于非噴射模式中時(shí)，它將通過(guò)由于非噴射模式的執(zhí)行而造成的噴射到柴 油機(jī)中的燃料的總量的減少而使柴油機(jī)的速度從NEa減小到NEb。因?yàn)楣?jié)氣
門(mén)的打開(kāi)位置保持不變，ECU 30重新計(jì)算燃料的命令噴射量以具有圖11的
載荷平衡線Lb上的值Pb。這會(huì)導(dǎo)致噴射到柴油機(jī)內(nèi)的燃料量的增大。可替換的是，當(dāng)發(fā)生故障這樣就不噴射燃料的燃料噴射器17處于非噴 射模式中時(shí)，它將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)速度的下降。ECU 30繼續(xù)以計(jì)算燃料的命令 噴射量來(lái)在進(jìn)入非噴射模式之后具有位于載荷平衡線La上的值Pa。
鑒于上述事實(shí)，后面詳細(xì)描述的后續(xù)步驟63、 64和65判斷控制任務(wù)的 內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件是否已經(jīng)由于燃料噴射器17進(jìn)入非噴射模式
而改變。如果判斷控制任務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件中沒(méi)有變化， 即在步驟63、 64和65中獲得的應(yīng)答為"是"，步驟67就確定進(jìn)入非噴射模 式的所選的一個(gè)燃料噴射器17故障。ECU 30輸出指示所選的一個(gè)燃料噴射 器17的這種故障的診斷信號(hào)并且開(kāi)啟噴射失效診斷標(biāo)記。
可替換的是，如果在步驟63、 64或65中確定控制任務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī) 的受控運(yùn)行條件發(fā)生變化，然后例程進(jìn)行至步驟66，其中判斷是否所有燃 料噴射器17都在步驟62中進(jìn)入非噴射模式。如果獲得的應(yīng)答為"否"，那 么例程返回至步驟62，其中后續(xù)的一個(gè)燃料噴射器17就進(jìn)入非噴射模式。 如果判斷出控制任務(wù)的內(nèi)容或柴油機(jī)的受控運(yùn)行條件已經(jīng)改變(即，在步 驟63、 64或65中獲得的應(yīng)答為"否")，并且判斷出所有燃料噴射器17己 經(jīng)進(jìn)入非噴射模式(即，在步驟66中獲得的應(yīng)答為"是")，例程就會(huì)進(jìn) 行至步驟68，其中確定所有燃料噴射器17未進(jìn)入噴射失效條件。然后ECU30 輸出表示所有燃料噴射器17都在正常地操作的診斷信號(hào)。
步驟63監(jiān)視柴油機(jī)速度的變化。步驟64監(jiān)視燃料的命令噴射量的變化。 步驟65監(jiān)視柴油機(jī)的工作噪音(即，燃燒噪音)。這些參數(shù)用于表示柴油 機(jī)狀態(tài)的變化。下文將詳細(xì)描述步驟63、 64和65中的操作。
步驟63:監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化
步驟63判斷一旦執(zhí)行非噴射模式柴油機(jī)的速度是否下降。如果確定速 度已經(jīng)下降(即，獲得的應(yīng)答為"否")，就可以推斷出柴油機(jī)的運(yùn)行條 件已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。具體地說(shuō)，在步驟63中判斷差NEa— NEb是否小于給定值F。 "Nea"表示在執(zhí)行非噴射模式之前柴油機(jī)的速度。 "Neb"表示在執(zhí)行非噴射模式時(shí)柴油機(jī)的速度。如果獲得的應(yīng)答為"否"， 這意味著差NEa—NEb大于給定值F，就可以確定處于非噴射模式的燃料噴射 器17正正常地操作。如果獲得的應(yīng)答為"是"，這意味著差NEa-NEb小于給定值F，就可以 確定柴油機(jī)的運(yùn)行條件并未由于非噴射模式的執(zhí)行而改變，并且在步驟67 中，處于非噴射模式中的燃料噴射器17發(fā)生故障。
圖12 (a)顯示指示非噴射模式執(zhí)行的非噴射模式標(biāo)記。燃料噴射器17 分別依次處于非噴射模式中標(biāo)記接通持續(xù)時(shí)間T1、 T2、 T3和T4。繼續(xù)執(zhí)行
的非噴射模式的時(shí)間長(zhǎng)度選取成長(zhǎng)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)，換句話說(shuō)，對(duì)于標(biāo) 記接通持續(xù)時(shí)間T1、 T2、 T3和T4之一，禁止幾次輸出至每個(gè)燃料噴射器17
的噴射命令信號(hào)。圖12 (b)顯示作為節(jié)氣門(mén)打開(kāi)位置函數(shù)的加速器踏板的 狀態(tài)或位置。圖12 (c)顯示柴油機(jī)速度的變化。圖12 (d)顯示在命令噴 射量的變化。圖12 (e)顯示在圖10的步驟67中設(shè)定的噴射失效診斷標(biāo)記的 狀態(tài)。圖12 (c)為了說(shuō)明的簡(jiǎn)要而省略了柴油機(jī)速度的瞬時(shí)變化的脈動(dòng)。
由圖12 (b)中可以看出， 一旦執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作，節(jié)氣門(mén)的開(kāi) 度會(huì)增大。如圖12 (d)所示，這會(huì)導(dǎo)致需要從燃料噴射器17噴射的燃料的 命令噴射量增大至Qa以加速柴油機(jī)的速度，如圖12 (c)中所示，這樣發(fā)動(dòng) 機(jī)速度就將升高為NEa。
當(dāng)執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作期間第一氣缸ttl的燃料噴射器17處于非噴 射模式持續(xù)時(shí)間T1時(shí)，柴油機(jī)的速度將從進(jìn)入非噴射模式之前柴油機(jī)的速 度NEa下降至NEb。同樣的情形適用于其中第二和第四氣缸tt2和ft4的燃料噴 射器17處于非噴射模式中的持續(xù)時(shí)間T2和T4。相反，當(dāng)故障的第三氣缸#3 的燃料噴射器17處于非噴射模式中持續(xù)時(shí)間T3時(shí)，在非噴射模式執(zhí)行之前 和之后柴油機(jī)的速度NEa和ANEb將相同。
在步驟63中，如圖12 (c)，可替換的是，可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否超 過(guò)給定閾值TH4。如果發(fā)生這種速度增大，可以推斷出柴油機(jī)速度已經(jīng)由于
非噴射模式的執(zhí)行而改變。
步驟64:監(jiān)視將被噴射的燃料量的變化
在發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作執(zhí)行期間正常地操作的燃料噴射器17的非噴射
模式的執(zhí)行如上所述會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)速度的下降，這樣燃料的命令噴射量會(huì) 依照?qǐng)Dll的映射圖增大。相反，在發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作執(zhí)行期間故障的燃 料噴射器17的非噴射模式的執(zhí)行不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化，這樣燃料的 命令噴射量就會(huì)保持恒定。
27鑒于上述事實(shí)，步驟42判斷Qb減去Qa是否小于給定值G。 "Qa"表示在 進(jìn)入非噴射模式之前確定的命令噴射量。"Qb"表示在進(jìn)入非噴射模式時(shí) 確定的命令噴射量。如果差(Qb-Qa)大于給定值G,即，在步驟64中獲得 的應(yīng)答為"否"，ECU 30就會(huì)確定燃料的命令噴射量己經(jīng)增大并且柴油機(jī) 的運(yùn)行條件已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變?；蛘?，如果差(Qb-Qa)小 于給定值G，即在步驟64中獲得的應(yīng)答為"是"，ECU30就確定燃料的命令
噴射量并未增大并且柴油機(jī)的運(yùn)行條件并未由非噴射模式的執(zhí)行而改變。
在步驟64中，可替換的是，可以基于非噴射模式的執(zhí)行確定的燃料的 命令噴射量進(jìn)行確定。具體地說(shuō)，當(dāng)燃料的命令噴射量超過(guò)給定閾值TH5時(shí)， 如圖12 (d)所示，可以確定燃料的命令噴射量已經(jīng)改變。 步驟65:監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的變化
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作的執(zhí)行期間正常地操作的燃料噴射器17處于非 噴射模式中時(shí)，如上所述，它將導(dǎo)致燃料的命令噴射量的增大，這會(huì)導(dǎo)致 氣缸間燃料噴射量的增大的變化。該會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)速度的脈動(dòng)的增大，這 樣柴油機(jī)的工作噪音就會(huì)增大。此外，噴射到柴油機(jī)的氣缸之一中的燃料 量的增大將導(dǎo)致由燃料在氣缸之一中燃燒造成的燃燒噪音的增大。當(dāng)故障 的燃料噴射器17處于非噴射模式中持續(xù)時(shí)間T3時(shí)，氣缸間燃料的噴射量的
變化如上所述并不會(huì)變化，因此導(dǎo)致工作噪音和燃燒噪音(即發(fā)動(dòng)機(jī)噪音) 不會(huì)與持續(xù)時(shí)間T3之前發(fā)生改變。
鑒于上述事實(shí)，步驟65判斷由聲級(jí)傳感器(未顯示)測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)噪 音級(jí)的變化是否小于給定值H。如果獲得的應(yīng)答為"否"，這意味著由于非 噴射模式的執(zhí)行而已經(jīng)發(fā)生了大于給定值H的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音級(jí)的變化，換句話 說(shuō)，柴油機(jī)的運(yùn)行條件已經(jīng)由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。如果獲得的應(yīng) 答為"是"，這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)噪音未改變，就可由于推斷出柴油機(jī)的運(yùn)行 條件未由于非噴射模式的執(zhí)行而改變。
如果在所有的步驟63、 64和65中獲得的應(yīng)答為"是"，這意味著柴油 機(jī)的運(yùn)行條件未改變，例程會(huì)進(jìn)行至步驟67，其中所選的一個(gè)燃料噴射器 17故障，這樣就不會(huì)有燃料被噴射?；蛘撸绻诓襟E63、 64和65中至少 一個(gè)步驟中獲得的應(yīng)答為"是"，就可以確定所選的一個(gè)燃料噴射器17故 障。步驟63、 64和65中的任一個(gè)或兩個(gè)均可以省略。
該實(shí)施例也可以提供和l) 、 2) 、 3)和4)相同的優(yōu)點(diǎn)，如上所述。該實(shí)施例的ECU 30也可以設(shè)計(jì)成僅僅具有噴射器操作禁止電路31、狀 態(tài)監(jiān)視電路32和診斷電路中的一個(gè)或兩個(gè)，如果維修工具40設(shè)計(jì)成具有噴 射器操作禁止電路31、狀態(tài)監(jiān)視電路32和診斷電路中的另一個(gè)或其余兩個(gè) 的話。例如，駕駛員可以將維修工具40連接至停放在經(jīng)銷(xiāo)商的車(chē)間的車(chē)輛 的ECU 30并且通過(guò)維修工具40操作將在ECU 30中執(zhí)行的部分發(fā)動(dòng)機(jī)控制任 務(wù)以執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速操作并且啟動(dòng)圖10的故障監(jiān)視程序。
盡管已經(jīng)通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明以易于更好地理解本發(fā)明，但 是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明能夠在不不處于本發(fā)明的原理的前提下以多種方式實(shí) 現(xiàn)。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)理解成包括在不不處于如所附權(quán)利要求書(shū)中所述的 本發(fā)明的原理的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)的所示實(shí)施例的所有可能的實(shí)施例和改 進(jìn)。
例如，上述實(shí)施例可以如下文所示進(jìn)行修改。
在歩驟42至44、 52、 53和63至65的確定中使用的給定值A(chǔ)至G (或閾值 TH1至TH5)是作為常數(shù)值給出的，然而，它們也可以基于柴油機(jī)的控制狀 態(tài)或操作狀態(tài)改變。
例如，當(dāng)附件例如安裝在車(chē)輛中的空氣調(diào)節(jié)器上的所需載荷增大時(shí)， 在低溫條件下柴油機(jī)暖機(jī)或行駛，ISC反饋模式中使用的目標(biāo)怠速A會(huì)增大。 在這種情形下，當(dāng)正常地操作的燃料噴射器17處于非噴射模式中時(shí)，燃料 的命令噴射量、柴油機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的變化將增大。第一實(shí)施例的步 驟42至44中使用的給定值A(chǔ)、 B和C優(yōu)選地增大以使步驟46或47中確定的錯(cuò)誤
減小到最低。
在第一實(shí)施例中，維修工具40裝備有工作來(lái)執(zhí)行圖4的步驟41中的操作 的噴射器操作禁止電路41和工作來(lái)執(zhí)行圖4的歩驟42、 43和44中操作的狀態(tài) 監(jiān)視電路42。在第二實(shí)施例中，ECU 30裝備有功能類似于噴射器操作禁止 電路41和狀態(tài)監(jiān)視電路42的噴射器操作禁止電路31和狀態(tài)監(jiān)視電路32。附 加的維修工具可以用在包括狀態(tài)監(jiān)視電路32或42的上述實(shí)施例中。發(fā)動(dòng)機(jī)
噪音的變化也可以由駕駛員的耳朵在聽(tīng)覺(jué)上檢測(cè)出。
工作來(lái)判斷燃料噴射器17是否故障的診斷電路可以安裝在附加的維修 工具中而不是ECU 30或維修工具40之一中。在這種情形下，駕駛員視覺(jué)地 感知柴油機(jī)狀態(tài)的變化，如狀態(tài)監(jiān)視電路32或42中采樣的那樣，并且確定 燃料噴射器17是否故障。在第一實(shí)施例中，維修工具40在步驟41中工作以禁止噴射命令信號(hào)以 使燃料噴射器17停止以非噴射模式噴射燃料，然而，每個(gè)燃料噴射器17進(jìn) 入非噴射模式也可以通過(guò)將如圖l或7中所示的線束的一個(gè)連接器17c手動(dòng) 地從燃料噴射器17中拉出來(lái)實(shí)現(xiàn)。線束用于將噴射命令信號(hào)從ECU 30傳遞 到燃料噴射器17。 ECU 30在安裝在典型的機(jī)動(dòng)車(chē)輛中時(shí)通常設(shè)計(jì)成檢測(cè)連 接器17c之一從燃料噴射器17的斷開(kāi)，并且因此可以在檢測(cè)到這種斷開(kāi)時(shí)啟 動(dòng)圖4、 8或10的故障監(jiān)視程序。
也可以通過(guò)抑制ECU 30輸出噴射命令信號(hào)或使ECU 30中的噴射命令信 號(hào)無(wú)效來(lái)進(jìn)入非噴射模式。
上述實(shí)施例可以用來(lái)診斷安裝在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴射器。
權(quán)利要求
1. 一種設(shè)計(jì)成監(jiān)視燃料噴射器的故障的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，燃料噴射器安裝在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中并且工作來(lái)響應(yīng)燃料噴射指令信號(hào)噴射燃料，所述燃料噴射器故障監(jiān)視裝置包括噴射器操作禁止電路，其工作來(lái)禁止燃料噴射指令信號(hào)以在內(nèi)燃機(jī)的操作期間使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中；和狀態(tài)監(jiān)視電路，一旦所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，所述狀態(tài)監(jiān)視電路就工作來(lái)監(jiān)視內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于，還包括基于由所述狀態(tài)監(jiān)視電路監(jiān)視的內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)工作來(lái)診斷所選的一個(gè)燃料 噴射器是否故障的診斷電路，并且其中，當(dāng)由所述狀態(tài)監(jiān)視電路監(jiān)視的內(nèi) 燃機(jī)的狀態(tài)在所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中保持不變時(shí)，所述 診斷電路確定所選的 一個(gè)燃料噴射器出現(xiàn)故障。
3. 如權(quán)利要求l所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于，內(nèi)燃機(jī) 安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，還包括ISC裝置，用于判斷將由燃料噴射器噴射的燃料 的目標(biāo)量以使內(nèi)燃機(jī)處于怠速模式中，在怠速模式中在車(chē)輛駕駛員釋放加 速器時(shí)內(nèi)燃機(jī)的速度保持在給定怠速之上，并且其中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于怠速 模式中時(shí)所述噴射器操作禁止電路使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模 式中。
4. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于，內(nèi)燃機(jī) 安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，還包括ISC裝置，用于判斷將由燃料噴射器噴射的燃料 的目標(biāo)量以使內(nèi)燃機(jī)處于怠速模式中，在怠速模式中在車(chē)輛駕駛員釋放加 速器時(shí)內(nèi)燃機(jī)的速度保持在給定怠速之上，并且其中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于加速 器響應(yīng)模式中時(shí)所述噴射器操作禁止電路使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非 噴射模式中，在加速器響應(yīng)模式中所述噴射器操作禁止電路基于加速器的 位置和內(nèi)燃機(jī)的速度判斷將從燃料噴射器噴射的燃料的目標(biāo)量，并且內(nèi)燃 機(jī)不處于怠速模式。
5. 如權(quán)利要求4所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于，還包括 發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速裝置，用于在機(jī)動(dòng)車(chē)輛停止并且車(chē)輛駕駛員釋放加速器時(shí)加速內(nèi)燃機(jī)的速度而不執(zhí)行isc裝置，并且其中，加速器響應(yīng)模式將執(zhí)行所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度加速裝置。
6. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于，內(nèi)燃機(jī) 安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，還包括減速期間燃料噴射平滑裝置，用于在車(chē)輛駕駛 員釋放加速器以使內(nèi)燃機(jī)減速時(shí)平滑地減少將從燃料噴射器噴射的燃料的 目標(biāo)量，并且其中，當(dāng)所述減速期間燃料噴射平滑裝置被執(zhí)行時(shí)，所述噴 射器操作禁止電路使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
7. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于， 一旦所 選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，所述狀態(tài)監(jiān)視電路就監(jiān)視作為內(nèi) 燃機(jī)的狀態(tài)的將從不同于所選的一個(gè)燃料噴射器的燃料噴射器噴射的燃料 量的變化。
8. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于， 一旦所 選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，所述狀態(tài)監(jiān)視電路就監(jiān)視作為內(nèi) 燃機(jī)的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)速度的變化。
9. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于， 一旦所 選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，所述狀態(tài)監(jiān)視電路就監(jiān)視作為內(nèi) 燃機(jī)的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)工作噪音的變化。
10. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于，內(nèi)燃 機(jī)作為動(dòng)力源安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛內(nèi)，并且其中，所述噴射器操作禁止電路安 裝在裝配在車(chē)輛中的電子控制單元中，以控制燃料噴射器的操作并且工作 來(lái)響應(yīng)來(lái)自車(chē)輛外部的非噴射請(qǐng)求信號(hào)來(lái)使燃料噴射器處于非噴射模式 中。
11. 如權(quán)利要求l所述的燃料噴射器故障監(jiān)視裝置，其特征在于，內(nèi)燃 機(jī)作為動(dòng)力源安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，并且其中，所述噴射器操作禁止電路和 所述狀態(tài)監(jiān)視電路中的至少一個(gè)安裝在設(shè)置在車(chē)輛外部的外部診斷設(shè)備 中。
12. —種用于監(jiān)視燃料噴射器的故障的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，所述 燃料噴射器安裝在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中并且工作來(lái)響應(yīng)燃料噴射指令信號(hào)噴射燃料，所述方法包括禁止燃料噴射指令信號(hào)以在內(nèi)燃機(jī)的操作期間使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中；確定內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件是否由于所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模 式中而改變；并且當(dāng)確定內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件沒(méi)有改變時(shí)診斷所選的一個(gè)燃料噴射器出現(xiàn) 故障。
13. 如權(quán)利要求12所述的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，其特征在于，內(nèi)燃 機(jī)安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，包括ISC裝置，用于判斷將由燃料噴射器噴射的燃料 的目標(biāo)量以使內(nèi)燃機(jī)處于怠速模式中，在怠速模式中當(dāng)車(chē)輛駕駛員釋放加 速器時(shí)內(nèi)燃機(jī)的速度保持在給定怠速之上，并且其中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于怠速 模式中時(shí)所述禁止步驟使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
14. 如權(quán)利要求12所述的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，其特征在于，內(nèi)燃 機(jī)安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，該機(jī)動(dòng)車(chē)輛包括ISC裝置用于判斷將由燃料噴射器噴 射的燃料的目標(biāo)量以使內(nèi)燃機(jī)處于怠速模式中，在怠速模式中當(dāng)車(chē)輛駕駛 員釋放加速器時(shí)內(nèi)燃機(jī)的速度保持在給定怠速之上，并且其中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī) 處于其中所述禁止步驟基于加速器的位置和內(nèi)燃機(jī)的速度確定將從燃料噴 射器噴射的燃料的目標(biāo)量的加速器響應(yīng)模式中時(shí)，所述禁止步驟使所選的 一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，并且內(nèi)燃機(jī)不處于怠速模式。
15. 如權(quán)利要求14所述的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，其特征在于，還包 括當(dāng)車(chē)輛駕駛員釋放加速器時(shí)加速內(nèi)燃機(jī)的速度而不執(zhí)行ISC裝置，并且其中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的速度加速時(shí)，所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
16. 如權(quán)利要求l所述的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，其特征在于，內(nèi)燃 機(jī)作為動(dòng)力源安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛內(nèi)，并且其中，所述禁止步驟在車(chē)輛中安裝 的電子控制單元中實(shí)現(xiàn)以控制燃料噴射器的操作并且工作來(lái)禁止從電子控 制單元輸出的燃料噴射指令信號(hào)以響應(yīng)來(lái)自車(chē)輛外部的非噴射請(qǐng)求信號(hào)使 所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
17. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，其特征在于，內(nèi)燃 機(jī)作為動(dòng)力源安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛內(nèi)，并且其中，所述禁止步驟在車(chē)輛中安裝 的電子控制單元中實(shí)現(xiàn)以控制燃料噴射器的操作并且工作來(lái)移除燃料噴射 指令信號(hào)從電子控制單元向燃料噴射器傳遞所用的線束的連接器，以使所 選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中。
18. 如權(quán)利要求12所述的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，其特征在于， 一旦 所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，所述判斷步驟就基于將從不同于所選的一個(gè)燃料噴射器的燃料噴射器噴射的燃料量的變化來(lái)判斷內(nèi)燃機(jī) 的運(yùn)行條件是否改變。
19. 如權(quán)利要求12所述的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，其特征在于， 一旦所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，所述判斷步驟就基于內(nèi)燃機(jī)速 度的變化來(lái)判斷內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件是否改變。
20. 如權(quán)利要求12所述的燃料噴射器故障監(jiān)視方法，其特征在于， 一旦 所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，所述判斷步驟就基于內(nèi)燃機(jī)工 作噪音的變化來(lái)判斷內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件是否改變。
全文摘要
一種燃料噴射器故障監(jiān)視裝置設(shè)計(jì)成監(jiān)視安裝在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中并且工作來(lái)響應(yīng)燃料噴射指令信號(hào)噴射燃料的燃料噴射器的故障。該裝置包括噴射器操作禁止電路和狀態(tài)監(jiān)視電路。噴射器操作禁止電路工作來(lái)禁止燃料噴射指令信號(hào)以在內(nèi)燃機(jī)操作期間使所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，用于導(dǎo)致由于停止燃料噴射造成的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的變化。一旦所選的一個(gè)燃料噴射器處于非噴射模式中，狀態(tài)監(jiān)視電路就工作來(lái)監(jiān)視內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)用于判斷所選的一個(gè)燃料噴射器是否故障。
文檔編號(hào)F02D41/22GK101463769SQ200810178078
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
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