專利名稱：用于燃料噴射系統(tǒng)的故障部位檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于燃料噴射系統(tǒng)的故障部位檢測器。
背景技術(shù)：
JP-2009-85164A(US-2009-0088951Al)示出了一種燃料噴射系統(tǒng)，其具有檢測共軌和燃料噴射器的噴射孔之間的燃料通道中的燃料壓力的燃料壓力傳感器。基于燃料壓力傳感器的檢測值，檢測指示由于燃料噴射而引起的燃料壓力中的變化的燃料壓力波形。由于基于燃料壓力波形能夠計算出實際噴射率變化，因此基于該實際噴射率變化來反饋控制燃料噴射的操作。此外，在以上燃料噴射系統(tǒng)中，當(dāng)計算的噴射率變化較大地偏離了指定值時，系統(tǒng)的計算機確定故障，例如燃料噴射器的阻塞發(fā)生。在該燃料噴射系統(tǒng)中，雖然計算機確定了燃料噴射故障是否存在，但它不能識別哪個部位有故障。例如，當(dāng)燃料從共軌中泄漏時，可能共軌和燃料噴射器都需要換新的，盡管燃料噴射器沒有故障。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的目的是提供一種用于燃料噴射系統(tǒng)的故障部位檢測器，該故障部位檢測器能識別燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位。故障部位檢測器適用于具有燃料噴射器和燃料壓力傳感器的燃料噴射系統(tǒng)，其中所述燃料噴射器噴射在蓄壓器(accumulator)中蓄壓的燃料，所述燃料壓力傳感器檢測從蓄壓器到燃料噴射器的噴射孔的燃料供應(yīng)通道中的燃料壓力。故障部位檢測器包括燃料壓力波形檢測部件，其基于燃料壓力傳感器的檢測值檢測燃料壓力中的變化作為燃料壓力波形；燃料噴射率參數(shù)計算部件，其基于燃料壓力波形計算用于識別與燃料壓力波形對應(yīng)的噴射率波形所需要的多個噴射率參數(shù)；確定部件，其確定噴射率參數(shù)的每個學(xué)習(xí)值是否是異常值；以及故障部位識別部件，其基于確定部件已確定的異常學(xué)習(xí)值的組合來識別燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位。 根據(jù)以上配置，基于異常學(xué)習(xí)值的組合能夠精確地識別燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位。


根據(jù)參考附圖作出的以下詳細描述，本公開的以上和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。在附圖中圖I是示出根據(jù)實施例的安裝了檢測器的燃料噴射系統(tǒng)的輪廓的結(jié)構(gòu)圖；
圖2A、2B和2C是示出相對于燃料噴射命令信號的燃料噴射率和燃料壓力中的變化的圖；圖3是示出了根據(jù)實施例的噴射率參數(shù)的學(xué)習(xí)處理和燃料噴射命令信號的設(shè)置處理的框圖；圖4是示出了根據(jù)實施例的用于計算噴射率參數(shù)的處理的流程圖；圖5A、5B和5C是分別地示出噴射汽缸壓力波形Wa、非噴射汽缸壓力波形Wu和噴射壓力波形Wb的圖；圖6A、6B、6C和6D是用于解釋補償燃料噴射量的不足的處理的圖；
圖7是示出根據(jù)實施例的用于確定學(xué)習(xí)值是否是異常的和用于識別燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位的處理的流程圖；以及圖8A、8B、8C、8D和8E是用于說明用來識別故障部位的處理的圖。
具體實施例方式以下，將描述實施例。控制裝置適用于具有四汽缸(#1_#4)的內(nèi)燃機(柴油機)。圖I是示出了提供給每一個汽缸的燃料噴射器10、提供給每一個燃料噴射器10的燃料壓力傳感器20、電子控制單元(ECU) 30等的示意圖。首先，將解釋包括燃料噴射器10的發(fā)動機的燃料噴射系統(tǒng)。由高壓泵41泵送燃料箱40中的燃料并且在共軌(蓄壓器)42中蓄壓以提供給每一個燃料噴射器10(#1-#4)。每一個燃料噴射器10 (#卜#4)按預(yù)定順序依次執(zhí)行燃料噴射。高壓燃料泵41是間歇地釋放高壓燃料的柱塞泵。吸入控制閥(SCV)41a調(diào)整從燃料箱40提供給燃料泵41的燃料量。ECU 30控制SCV 41a，使得調(diào)整從燃料泵41提供給共軌42的燃料量，以使得共軌42中的壓力與目標(biāo)燃料壓力一致。燃料噴射器10由主體11、針狀閥體12、致動器13等組成。主體11定義高壓通道Ila和噴射孔lib。針狀閥體12容納在主體11中以打開/關(guān)閉噴射孔lib。主體11定義與高壓通道Ila和低壓通道Ild相連的背壓室11c?？刂崎y14在高壓通道Ila和低壓通道Ild之間進行轉(zhuǎn)換，以使得高壓通道Ila與背壓室Ilc相連通或者低壓通道Ild與背壓室Ilc相連通。在圖I中，當(dāng)對致動器13通電并且控制閥14隨著活塞15向下移動時，背壓室Ilc與低壓通道Ild連通，以使得背壓室Ilc中的燃料壓力降低。因此，降低了施加到閥體12的背壓以使得拉升(閥門開啟)針狀閥體12。閥體12的上表面12a尚開閥座表面lie,從而通過噴射孔Ilb噴射燃料。當(dāng)致動器13去通電時，活塞15通過彈簧16向上偏離以使得控制閥14向上移動。背壓室Ilc與高壓通道Ila連通，以使得背壓室Ilc中的燃料壓力增加。因此，增加了施加至_體12的背壓并且彈簧17向下偏離閥體12，以使得閥主體12下落(閥門關(guān)閉)。閥體12的上表面12a座落于閥座表面Ile上，從而終止燃料噴射。ECU 30控制致動器13來驅(qū)動閥體12。當(dāng)針狀閥體12打開噴射孔Ilb時，高壓通道Ila中的高壓燃料通過噴射孔Ilb而被噴射到發(fā)動機的燃燒室(沒有示出)。燃料壓力傳感器20被提供給每一個燃料噴射器10。燃料壓力傳感器20包括閥桿21 (測壓元件)和壓力傳感器元件22。閥桿21被提供給主體11。閥桿21具有響應(yīng)高壓通道Ila中的高燃料壓力而彈性地變形的隔膜21a。壓力傳感器元件22被布置在隔膜21a上以向E⑶30傳送取決于隔膜21a的彈性變形的壓力檢測信號。
ECU 30具有計算例如燃料噴射次數(shù)、燃料噴射開始時間、燃料噴射結(jié)束時間和燃料噴射量的目標(biāo)燃料噴射狀態(tài)的微計算機。例如，微計算機將與發(fā)動機負荷和發(fā)動機速度相關(guān)的最佳燃料噴射狀態(tài)存儲在燃料噴射狀態(tài)地圖中。因此，基于當(dāng)前發(fā)動機負荷和發(fā)動機速度，根據(jù)燃料噴射狀態(tài)地圖計算目標(biāo)燃料噴射狀態(tài)?；趯⒃诤竺嬖敿毭枋龅娜剂蠂娚鋮?shù)td、te、Ra、Ri3、Rmax，設(shè)定與所計算的目標(biāo)噴射狀態(tài)對應(yīng)的燃料噴射命令信號tl、t2、Tq (圖2A)。這些命令信號被發(fā)送到燃料噴射器10。
基于燃料壓力傳感器20的檢測值，由燃料壓力波形(參考圖2C)來說明燃料壓力中的變化。此外，基于該燃料壓力波形，計算出表示燃料噴射率中的變化的燃料噴射率波形(圖2B)，由此檢測燃料噴射狀態(tài)。然后，學(xué)習(xí)識別噴射率波形的噴射率參數(shù)Ra、Ri3 ,Rmax,并且學(xué)習(xí)識別燃料噴射命令信號(脈沖啟動時間tl、脈沖終止時間t2和脈沖啟動時段Tq)和噴射狀態(tài)之間的相關(guān)性的噴射率參數(shù)“ td”、“ te ”。具體地，通過最小二乘法將從點Pl到點P2的下降壓力波形近似成下降直線L α。在點Ρ1，燃料壓力由于燃料噴射而開始下降。在點Ρ2，燃料壓力停止下降。然后，計算出時間點LBa，在該時間點LBa，燃料壓力變?yōu)榻葡陆抵本€La上的參考值B a。因為時間點LBa和燃料噴射開始時間Rl彼此具有相關(guān)性，因此基于時間點LBa計算燃料噴射開始時間R1。具體地，先于時間點LBa預(yù)定時間延遲Ca的時間點被定義為燃料噴射開始時間Rl0此外，通過最小二乘法將從點P3到點P5的上升壓力波形近似為上升直線L β。在點Ρ3，燃料壓力由于燃料噴射的終止而開始上升。在點Ρ5，燃料壓力停止上升。然后，計算時間點LB β，在該時間點LB β，燃料壓力變?yōu)榻粕仙本€L β上的參考值B β。因為時間點LB β和燃料噴射結(jié)束時間R4彼此具有相關(guān)性，因此基于時間點LB β計算燃料噴射終止時間R4。具體地，先于時間點LBi3預(yù)定時間延遲Ci3的時間點被定義為燃料噴射結(jié)束時間R4。考慮到下降直線L a的傾斜度和噴射率增加的傾斜度彼此具有高相關(guān)性，因此基于下降直線La的傾斜度計算表示圖2(b)中燃料噴射率的增加的直線Ra的傾斜度。具體地，將線La的傾斜度乘以指定的系數(shù)來獲得直線Ra的傾斜度。同樣地，考慮到上升直線Li3的傾斜度和噴射率降低的傾斜度彼此具有高相關(guān)性，因此基于上升直線Lβ的傾斜度計算表示燃料噴射率的降低的直線RP的傾斜度。然后,基于直線Ra、RP ,計算出閥門關(guān)閉開始時間R23。在該時間R23，閥體12隨著燃料噴射結(jié)束命令信號開始下落。具體地，直線Ra和RP的交點被定義為閥門關(guān)閉開始時間R23。此外，計算相對于脈沖啟動時間tl的燃料噴射開始時間Rl的燃料噴射開始時間延遲“td”。此外，計算相對于脈沖終止時間t2的閥門關(guān)閉開始時間R23的燃料噴射結(jié)束時間延遲“te”。獲得下降直線L a和上升直線L β的交點并且計算與該交點對應(yīng)的壓力作為交點壓力Pa β。此外，計算參考壓力Pbase和交點壓力P α β之間的差壓ΛΡΥ?？紤]到差壓ΛΡΥ和最大噴射率Rmax彼此具有高相關(guān)性，因此基于差壓ΛΡΥ計算出最大噴射率Rmax0具體地，將差壓ΛΡΥ乘以相關(guān)系數(shù)C Y來計算最大噴射率Rmax。在差壓ΛΡΥ小于指定值ΔΡ Y th(小噴射)的情況下，最大燃料噴射率Rmax被定義如下Rmax = APyXCy
在差壓ΔΡγ不小于指定值A(chǔ)PYth(大噴射)的情況下,預(yù)定值R Y被定義為最大噴射率Rmax。小噴射對應(yīng)于閥門12在噴射率達到預(yù)定值R Y之前開始下落的情況。由閥座表面lie和12a限制燃料噴射量。同時，大噴射對應(yīng)于閥門12在噴射率達到預(yù)定值R Y之后開始下落的情況。燃料噴射量取決于噴射孔Ilb的流通面積。附帶地，當(dāng)噴射命令時段Tq足夠長并且即使在達到最大噴射率后噴射孔Ilb還是打開的時，噴射率波形的形狀變?yōu)樘菪?，如圖2B中所示。同時，在小噴射的情況下，噴射率波形的形狀變?yōu)槿切?。對?yīng)于大噴射情況中的最大噴射率Rmax的以上預(yù)定值R Y ,隨著燃料噴射器10的老化磨損而變化。例如，如果顆粒物質(zhì)在噴射孔Iib中聚積并且燃料噴射量隨著老化而減少，則圖2C中所示的壓力下降量ΛΡ變得較小。此外，如果閥座表面lle、12a磨損以及燃料噴射量增加，則壓力下降量ΛΡ變得較大。應(yīng)當(dāng)注意，壓力下降量ΛΡ與由于燃料噴射而引起的檢測壓力下降量相對應(yīng)。例如，其對應(yīng)于從參考壓力Pbase到點P2，或者從點Pl到點P2的壓力下降量。 在本實施例中，考慮到大噴射中的最大噴射率Rmax(預(yù)定值Ry)與壓力下降量ΔΡ具有高相關(guān)性，因此基于壓力下降量ΛΡ來設(shè)定預(yù)定值RY。S卩，大噴射中的最大噴射率Rmax的學(xué)習(xí)值對應(yīng)于基于壓力下降量Λ P的預(yù)定值RY的學(xué)習(xí)值。如上，能夠根據(jù)燃料壓力波形計算出噴射率參數(shù)td、te、Ra、Ri3、Rmax。然后，基于這些參數(shù)td、te、Ra、Ri3、Rmax的學(xué)習(xí)值，能夠計算出與燃料噴射命令信號(圖2A)對應(yīng)的噴射率波形(參考圖2B)。計算出的噴射率波形的面積(圖2B中的陰影面積)對應(yīng)于燃料噴射量。因此，基于噴射率參數(shù)能夠計算出燃料噴射量。圖3是示出燃料噴射率參數(shù)的學(xué)習(xí)處理和燃料噴射命令信號的設(shè)置處理的框圖。噴射率參數(shù)計算部件31基于由燃料壓力傳感器20所檢測的燃料壓力波形來計算噴射率參數(shù) td、te、Ra、R@、Rmax。學(xué)習(xí)部件32學(xué)習(xí)所計算的噴射率參數(shù)并且在ECU 30的存儲器中儲存更新的參數(shù)。因為噴射率參數(shù)根據(jù)提供的燃料壓力(共軌42中的燃料壓力)而變化，因此優(yōu)選地，結(jié)合提供的燃料壓力或者參考壓力Pbase (參考圖2C)來學(xué)習(xí)噴射率參數(shù)。相對于燃料壓力的燃料噴射率參數(shù)被儲存在如圖3中所示的噴射率參數(shù)地圖M中。設(shè)定部件(控制部件)33從噴射率參數(shù)地圖M中獲得與當(dāng)前燃料壓力相對應(yīng)的噴射率參數(shù)(學(xué)習(xí)值)。然后，基于所計算的噴射率參數(shù)，設(shè)定與目標(biāo)噴射狀態(tài)對應(yīng)的燃料噴射命令信號“tl”、“t2”、“Tq”。當(dāng)根據(jù)以上燃料噴射命令信號操作燃料噴射器10時，燃料壓力傳感器20檢測燃料壓力波形。基于該燃料壓力波形，噴射率參數(shù)計算部件31計算噴射率參數(shù) td、te、Ra、R@、Rmax。S卩，檢測和學(xué)習(xí)相對于燃料噴射命令信號的實際燃料噴射狀態(tài)(噴射率參數(shù)td、te、Ra、Ri3、RmaX)?；谠搶W(xué)習(xí)值，設(shè)定與目標(biāo)噴射狀態(tài)一致的燃料噴射命令信號。因此，基于實際噴射狀態(tài)來反饋控制燃料噴射命令信號，從而以這種方式精確地控制實際燃料噴射狀態(tài)以便在即使損耗隨著老化而增加時也與目標(biāo)噴射狀態(tài)相一致。具體地，基于噴射率參數(shù)反饋控制噴射命令時段Tq以使得實際燃料噴射量與目標(biāo)燃料噴射量相一致。參考圖4，下文將描述用于從燃料壓力波形導(dǎo)出噴射率參數(shù)td、te、Ra、R0 ,Rmax的處理。每當(dāng)執(zhí)行一次燃料噴射時通過E⑶30的微計算機執(zhí)行圖4中所示的該處理。
在步驟SlO中(燃料壓力波形檢測部件)，計算機計算被用于計算噴射率參數(shù)的燃料噴射波形Wb (校正的壓力波形)。在以下描述中，目前在其中執(zhí)行燃料噴射的汽缸被稱為噴射汽缸，以及目前在其中沒有執(zhí)行燃料噴射的汽缸被稱為非噴射汽缸。此外，在噴射汽缸10中提供的燃料壓力傳感器20被稱為噴射汽缸壓力傳感器，而在非噴射汽缸10中提供的燃料壓力傳感器20被稱為非噴射汽缸壓力傳感器。由噴射汽缸壓力傳感器20檢測的燃料壓力波形Wa(參考圖5A)不僅包括由于燃料噴射而引起的波形還包括由于以下描述的其他情況而引起的波形。在燃料泵41間歇地向共軌42提供燃料的情況下，整個燃料壓力波形Wa在燃料泵提供燃料同時燃料噴射器10噴射燃料時上升。即，燃料壓力波形Wa包括表示由于燃料噴射引起的燃料壓力變化的燃料壓力波形Wb(參考如5C)和表示通過燃料泵41的燃料壓力增加的壓力波形Wu(參考圖5B)。甚至在燃料泵41沒有提供燃料同時燃料噴射器10噴射燃料的情況下，燃料噴射系統(tǒng)中的燃料壓力在燃料噴射器10噴射燃料之后立即減少。因此，整個燃料壓力波形Wa下降。即，燃料壓力波形Wa包括表示由于燃料噴射而引起的燃料壓力變化的波形Wb和表示燃料噴射系統(tǒng)中燃料壓力減小的波形WucL考慮到由非噴射汽缸壓力傳感器20檢測的非噴射壓力波形Wu(Wud)表示共軌42中的燃料壓力變化，從由噴射汽缸壓力傳感器20檢測的噴射壓力波形Wa中減去非噴射壓力波形Wu (Wud)來獲得噴射波形Wb。圖2C中示出了噴射波形Wb。此外，在執(zhí)行多噴射的情況下，在圖2C中示出的由于先前的噴射而引起的壓力脈沖Wc與燃料壓力波形Wa相重疊。具體地，在噴射之間的間隔短的情況下，壓力脈沖Wc顯著地影響燃料壓力波形Wa。因此，優(yōu)選地，從燃料壓力波形Wa中減去壓力脈沖Wc和非噴射壓力波形Wu (Wud)來計算噴射波形Wb。在步驟Sll (參考壓力計算部件)中，參考壓力波形的平均燃料壓力被計算為參考壓力Pbase。參考壓力波形對應(yīng)于燃料壓力還沒有由于燃料噴射而開始下降的時間段的噴射波形Wb的一部分。例如，與從噴射開始命令時間tl到指定的時間過去的時間段“TA”對應(yīng)的噴射分量Wb的一部分能夠被定義為參考壓力波形?；蛘?，基于下降壓力波形的微分值計算出拐點P1，并且與從噴射開始命令時間tl到拐點Pl的時間段對應(yīng)的噴射分量Wb的一部分被定義為參考壓力波形。在步驟S12 (近似部件)中，噴射波形Wb的下降部分被近似為下降直線La。例如，與從噴射開始命令時間tl到指定的時間過去的指定的時間段TB對應(yīng)的噴射波形Wb的一部分可以被定義為下降壓力波形?；蛘?，基于下降壓力波形的微分值計算拐點Pl和P2，并且與拐點Pl和P2之間對應(yīng)的噴射波形Wb的一部分可以被定義為下降壓力波形。然后，基于下降壓力波形的燃料壓力值，通過最小二乘法近似直線La。或者，在微分值最小的下降波形的點處的切線可以被定義為近似直線La。在步驟S13(近似部件)中，噴射波形Wb的上升部分被近似為上升直線Li 。例如，與從噴射結(jié)束命令時間t2到指定的時間過去的指定的時間段TC對應(yīng)的噴射波形Wb的一部分可以被定義為上升壓力波形?；蛘?，基于上升壓力波形的微分值計算出拐點P3和P5，并且，與拐點P3和P5之間對應(yīng)的噴射波形Wb的一部分可以被定義為上升壓力波形。然后，基于上升壓力波形的燃料壓力值，通過最小二乘法近似直線Lβ。或者，在微分值最大的上升波形的點處的切線可以被定義為近似直線Lβ。在步驟S14中，基于參考壓力Pbase，計算參考值Ba和Ββ。例如，比參考壓力Pbase低指定量的壓力值可以被定義為參考值B a和Ββ。應(yīng)當(dāng)注意，參考值B a和Ββ并非總是彼此相等的。此外，壓力值的以上指定的量可以根據(jù)參考壓力Pbase和燃料溫度而變化。然后，在步驟S15中，計算出燃料壓力變?yōu)樵诮浦本€La上的參考值Ba的時間點LB a。因為時間點LB a和燃料噴射開始時間Rl彼此具有相關(guān)性，因此基于時間點LB a計算出燃料噴射開始時間R1。具體地，先于時間點LBa指定的時間延遲Ca的時間點被定義為燃料噴射開始時間Rl。然后，在步驟S16中，計算燃料壓力變?yōu)榻浦本€Li 上的參考值Ββ的時間點 LB β。因為時間點LB β和燃料噴射結(jié)束時間R4彼此具有相關(guān)性，因此基于時間點LB β計算出燃料噴射結(jié)束時間R4。具體地，先于時間點LBi3指定的時間延遲Ci3的時間點被定義為燃料噴射結(jié)束時間R4。以上時間延遲Ca、Ci3可以根據(jù)參考壓力Pbase和燃料溫度而變化。然后，在步驟S17中，考慮到線La的傾斜度和噴射率增長的傾斜度彼此具有高相關(guān)性，因此基于直線L a的傾斜度計算表示圖2B中燃料噴射率中的增長的直線R a的傾斜度。具體地，將線La的傾斜度乘以指定的系數(shù)來獲得直線Ra的傾斜度。此外，基于在步驟S15中計算出的燃料噴射開始時間Rl和在步驟S17中計算出的直線R a的傾斜度，能夠識別直線Ra。此外，在步驟S17中，考慮到線L β的傾斜度和噴射率減少的傾斜度彼此具有高相關(guān)性，因此基于直線Li3的傾斜度計算表示燃料噴射率的減少的直線Rβ的傾斜度。具體地，將線Li3的傾斜度乘以指定的系數(shù)來獲得直線RP的傾斜度。此外，基于在步驟S16中計算出的燃料噴射結(jié)束時間R4和在步驟S17中計算出的直線R β的傾斜度，能夠識別直線
。壓力值的以上指定系數(shù)可以根據(jù)參考壓力Pbase和燃料溫度而改變。在步驟S18中，基于在步驟S17中計算出的直線Ra、Rβ，計算閥門關(guān)閉開始時間R23。在該時間R23，閥體12開始隨著燃料噴射結(jié)束命令信號而下落。具體地，直線Ra和
的交點被定義為閥門關(guān)閉開始時間R23。在步驟S19中，計算相對于脈沖啟動時間tl的燃料噴射開始時間Rl的燃料噴射開始時間延遲“td”。此外，計算相對于脈沖終止時間t2的閥門關(guān)閉開始時間R23的燃料噴射結(jié)束時間延遲“te”。燃料噴射結(jié)束時間延遲“te”是從噴射結(jié)束命令時間t2到開始操作控制閥14的時間延遲。這些時間延遲“td”、“te”是表示相對于燃料噴射命令信號的噴射率變化的響應(yīng)延遲的參數(shù)。此外，從時間tl到時間R2的時間延遲、從時間t2到時間R3的時間延遲以及從時間t2到時間R4的時間延遲是表示響應(yīng)延遲的參數(shù)。在步驟S20中，確定參考壓力Pbase和交點壓力Pa β之間的差壓ΛΡΥ是否小于指定值A(chǔ)PYth。當(dāng)在步驟S20中答案為“是”時，程序進行到步驟S21，在該步驟S21中，基于差壓P Y計算出最大噴射率Rmax (Rmax = APyXC Y)。當(dāng)在步驟S20中答案為“否”時，程序進行到步驟S22(最大噴射率計算部件)，在該步驟S22中，預(yù)定值R Y被定義為最大噴射率Rmax。
如果燃料噴射系統(tǒng)的 組成部件隨著老化而損耗，則即使燃料噴射命令信號沒有改變，噴射率波形的形狀也可能改變。例如，噴射率波形可能變得較小，如由圖6B中的實線所示。在該情況中，如圖6C中所示，延遲噴射結(jié)束命令時間t2以便確保燃料噴射量。然而，如果校正量超過閾值，如圖6D中所示，則即使燃料噴射量變?yōu)槟繕?biāo)值，燃燒狀態(tài)也會偏離期望的狀態(tài)。其排放和操縱性能退化，并且發(fā)動機輸出也可能會損耗。根據(jù)本實施例，估計發(fā)動機輸出中的損耗將會發(fā)生，如下。即，當(dāng)噴射率波形如圖6B、6C、6D中所示進行變形時，相對于初始值的噴射率參數(shù)td、te、Ra、R0、Rmax的學(xué)習(xí)值的變化超過閾值TH，如圖6A中所示。學(xué)習(xí)值中的這種異常在發(fā)動機輸出中的損耗之前發(fā)生。即，在時間點TlO發(fā)生學(xué)習(xí)值的異常之后，發(fā)動機輸出開始損耗。因此，如果提前檢測到學(xué)習(xí)值的異常，則能夠在發(fā)動機輸出在時間點T20實際損耗之前估計發(fā)動機輸出中的損耗的發(fā)生。此外，根據(jù)本實施例，除了發(fā)動機輸出中的損耗的發(fā)生的估計，還能夠根據(jù)圖7和圖8中所示的程序識別燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位。圖7是示出ECU 30的微計算機在學(xué)習(xí)部件32更新學(xué)習(xí)值時執(zhí)行的以上程序的流程圖。在步驟S30(確定部件)中，計算機確定噴射率參數(shù)td、te、Ra、R0、Rmax中的每一個學(xué)習(xí)值是否是異常值。具體地，計算出相對于初始值(參考圖6A)的學(xué)習(xí)值的變化AL。初始值是當(dāng)燃料噴射器10被裝運時的學(xué)習(xí)值。當(dāng)變化Λ L超過閾值TH時，計算機確定學(xué)習(xí)值是異常值?；蛘撸?dāng)通過從當(dāng)前學(xué)習(xí)值中減去初始值計算變化AL時，在指定的時段中的學(xué)習(xí)值的平均值能夠被用作當(dāng)前學(xué)習(xí)值，從而限制學(xué)習(xí)誤差影響異常確定。在步驟S31中，開啟警告塊以便通知車輛駕駛員在燃料噴射系統(tǒng)中發(fā)生故障了。在發(fā)動機輸出中的損耗的發(fā)生的時間點Τ20之前的時間點TlO執(zhí)行該通知。因此，在步驟S31中的通知對應(yīng)于發(fā)動機輸出中的損耗將要發(fā)生的預(yù)告。在步驟S32(故障部位識別部件)中，計算機基于在步驟S30中確定的異常學(xué)習(xí)值的組合和噴射率參數(shù)td、te、Ra、R0 ,Rmax的正常學(xué)習(xí)值的組合來識別燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位。參考圖8A到SE，以下將描述用來識別燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位的處理。圖8A示出了圖2B中所示的大噴射的噴射率波形。該噴射率波形表示沒有異常學(xué)習(xí)值存在的正常情況。同時，圖8B到SE中的實線示出了在燃料噴射系統(tǒng)中各種故障發(fā)生的情況下的噴射率波形。直線Ra的傾斜度相當(dāng)于噴射率的增長速度并且被學(xué)習(xí)為噴射率參數(shù)Ra。直線Ri3的傾斜度相當(dāng)于噴射率的減少速度并且被學(xué)習(xí)為噴射率參數(shù)R3。在8A到8E中，在每一個表格中示出了步驟S30中的確定結(jié)果。正常噴射率參數(shù)用“〇”表示，而異常噴射率參數(shù)用“ X ”表示。在圖8A中，所有的噴射率參數(shù)被表示為“〇”。在8B到8E中，一些噴射率參數(shù)被表示為“ X ”。參考8B到8E,將會詳細描述每一種情況下的異常。圖8B示出了燃料噴射器10的噴射孔Ilb被阻塞的情況。如果噴射孔Ilb被阻塞，則由虛線說明的正常噴射率波形被變形為由實線說明的異常噴射率波形。即，噴射率的增長速度和減少速度變得低于指定值并且最大噴射率Rmax變得小于指定值，從而計算機確定三個學(xué)習(xí)值Ra、RP、Rmax是異常值。然而，即使噴射孔Ilb被阻塞，計算機確定其他學(xué)習(xí)值“td”、“te”是正常值。因此，在計算機確定學(xué)習(xí)值Ra、、Rmax是異常值而學(xué)習(xí)值“td”、“te”是正常值的情況下，計算機在步驟S32確定噴射孔Ilb被阻塞并且識別燃料噴射器10的噴射孔Ilb為故障部位。圖SC示出了致動器13的驅(qū)動力，例如螺線管的引力退化，使得不能夠迅速地操作控制閥14的情況。如果致動器13的引力運行不足，則由虛線說明的正常噴射率波形被變形為由實線說明的異常噴射率波形。即，噴射率的增長速度變得低于指定值，并且將燃料噴射開始時間延遲“td”延長得長于指定時間段，從而計算機確定兩個學(xué)習(xí)值“td”、Ra是異常值。但是，即使致動器13的引力運行不足，計算機確定其他學(xué)習(xí)值“te”、Ri3、Rmax是正常值。因此，在計算機確定學(xué)習(xí)值“td” 、Ra是異常值而學(xué)習(xí)值“te”、RiK Rmax是正常值的情況下，計算機在步驟S32確定致動器13的驅(qū)動力退化并且識別燃料噴射器10的致動器13為故障部位。圖8D示出了燃料通道被外物阻塞并且減少了它的流通面積的情況。該燃料通道對應(yīng)于燃料泵41的出口和燃料噴射器10的噴射孔Ilb之間的高壓通道。具體地，燃料噴射器10的高壓通道I la、連接共軌42和燃料噴射器10的高壓管42b和/或連接燃料泵41的出口和共軌42的高壓管中的流通面積減小。如果噴射率波形僅相對于指定汽缸是異常的，則高壓通道Ila或者高壓管42b被識別為噴射系統(tǒng)中的故障部位。如果流通面積被異常地減少，則在圖8D中由虛線說明的正常噴射率波形被變形為由實線說明的異常噴射率波形。即，噴射率的減少速度變得高于指定值，并且燃料噴射開始時間延遲“td”短于指定時段，從而計算機確定兩個學(xué)習(xí)值“te”、Ri3是異常值。但是，SP使流通面積異常地減少，計算機確定其他學(xué)習(xí)值“td”、Ra、Rmax是正常值。因此，在計算機確定學(xué)習(xí)值“te”、是異常值以及學(xué)習(xí)值“td”、Ra、Rmax是正常值的情況下，計算機在步驟S32確定燃料通道，例如高壓通道Ila和高壓管42b被外物阻塞并且它的流通面積被異常地減少。計算機識別燃料通道為故障部位。圖SE示出了燃料噴射器10的閥門關(guān)閉機構(gòu)變得有故障使得燃料通過燃料噴射器10持續(xù)地噴射。具體地，在這種情況下，活塞15不能良好地滑動，彈簧16、17不能工作，或者閥門12不能良好地滑動。如果如上燃料噴射器10的閥門關(guān)閉機構(gòu)變得有故障，則即使噴射結(jié)束命令信號被發(fā)送到燃料噴射器10，燃料噴射器10也不能關(guān)閉噴射孔lib。如果異常持續(xù)燃料噴射發(fā)生，則在圖SE中由虛線說明的正常噴射率波形被變形為由實線說明的異常噴射率波形。即，即使產(chǎn)生噴射結(jié)束命令信號，噴射率也不能開始減少。因為噴射率不能變?yōu)榱?，因此不能計算出燃料噴射結(jié)束時間延遲和噴射率的減少速度。因此，計算機確定兩個學(xué)習(xí)值“te”、Ri3是異常值。然而，即使燃料噴射器10的閥門關(guān)閉機構(gòu)變得有故障，計算機確定其他學(xué)習(xí)值“td”、Ra、Rmax是正常值。同時，相對于連續(xù)燃料噴射的噴射率波形，計算機確定所有的學(xué)習(xí)值td、te、Ra、Ri3、Rmax是異常值。因此，在計算機確定學(xué)習(xí)值“te”、是異常值而學(xué)習(xí)值“td”、Ra、Rmax是正常值的情況下，計算機在步驟S32確定燃料通過燃料噴射器10異常地連續(xù)噴射并且識別燃料噴射器10的閥門關(guān)閉機構(gòu)為故障部位。燃料噴射器10的閥門關(guān)閉機構(gòu)包括活塞15、彈簧16、17和閥門12。在步驟S32中識別的關(guān)于故障部位的信息被儲存在存儲器中，從而能夠向維修工通知故障部位。如上所述，根據(jù)本實施例，基于異常學(xué)習(xí)值的組合能夠精確地識別燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位。此外，可以事先通知發(fā)動機輸出可能被損耗。因此，能夠事先避免發(fā)動機輸出中的損耗。此外，僅當(dāng)在步驟S30中答案為“是”時在步驟S32中識別故障部位，使得能夠減少識別故障部位的頻率并且也能夠減少計算機的計算負荷。[其他實施例]本發(fā)明不僅限于以上描述的實施例，而是能夠例如以下方式來執(zhí)行。并且，能夠組合每一個實施例的特性配置。在以上實施例中，從噴射開始命令時間tl到燃料噴射開始時間Rl的時間延遲被學(xué)習(xí)為噴射率參數(shù)的燃料噴射開始時間延遲“td”。然而，作為修改，基于從噴射開始命令時間“tl”到點“PO”的時段，計算機計算燃料噴射器10的閥門打開時間延遲。該時間延遲可 以被學(xué)習(xí)為噴射率參數(shù)的燃料噴射開始時間延遲。閥門打開時間延遲對應(yīng)于控制閥14的操作延遲。在以上實施例中，從噴射結(jié)束命令時間t2到閥門關(guān)閉開始時間R23的時間延遲被學(xué)習(xí)為噴射率參數(shù)的燃料噴射結(jié)束時間延遲“te”。然而，作為修改，從噴射結(jié)束命令時間t2到燃料噴射結(jié)束時間R4的時間延遲可以被學(xué)習(xí)為燃料噴射結(jié)束時間延遲?；趪娚渎蕝?shù)td、te、Ra、R0、Rmax計算的燃料噴射量可以被用作用來在步驟S32中識別故障部位的噴射率參數(shù)的學(xué)習(xí)值?；蛘?，所計算的燃料噴射量相對于噴射命令時間段Tq的比率可以被用作用來在步驟S32中識別故障部位的噴射率參數(shù)的學(xué)習(xí)值。燃料壓力傳感器20能夠被布置在共軌42的出口 42a和噴射孔Ilb之間的燃料供應(yīng)通道中的任何地方。例如，燃料壓力傳感器20能夠被布置在連接共軌42和燃料噴射器10的高壓管42b中。此外，在共軌42中或者在從燃料泵41到共軌42的燃料供應(yīng)通道中可以提供燃料壓力傳感器20。
權(quán)利要求
1.一種用于燃料噴射系統(tǒng)的故障部位檢測器，所述燃料噴射系統(tǒng)被提供有用于噴射在蓄壓器(42)中蓄壓的燃料的燃料噴射器(10)和用于檢測從所述蓄壓器(42)到所述燃料噴射器(10)的噴射孔(Ilb)的燃料供應(yīng)通道中的燃料壓力的燃料壓力傳感器(20)，所述故障部位檢測器包括 燃料壓力波形檢測部件(SlO)，其基于所述燃料壓力傳感器(20)的檢測值檢測所述燃料壓力中的變化作為燃料壓力波形； 燃料噴射率參數(shù)計算部件(31)，其基于所述燃料壓力波形計算用于識別與所述燃料壓力波形對應(yīng)的噴射率波形所需要的多個噴射率參數(shù)(td、te、Ra、Ri3、Rmax)； 確定部件(S30)，其確定所述噴射率參數(shù)的每一個學(xué)習(xí)值是否是異常值；以及 故障部位識別部件(S32)，其基于所述確定部件已經(jīng)確定的異常學(xué)習(xí)值的組合識別所述燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的故障部位檢測器，其中 所述噴射率參數(shù)包括所述噴射率的增長速度(Ra)、所述噴射率的減少速度(Ri3)，以及最大燃料噴射率(Rmax)， 所述故障部位識別部件(S32)在所述確定部件(S30)確定所述噴射率的所述增長速度(Ra)和所述減少速度(Ri3)分別地低于預(yù)定值并且所述最大燃料噴射率(Rmax)小于預(yù)定值時確定所述燃料噴射器(10)的所述噴射孔(Ilb)被阻塞并且識別所述噴射孔(Ilb)為故障部位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障部位檢測器，其中 從燃料噴射開始命令被發(fā)送到所述燃料噴射器(10)時起到所述燃料噴射器(10)實際開始打開或者所述燃料噴射器實際噴射所述燃料時止的時間段被定義為燃料噴射開始時間延遲， 從燃料噴射結(jié)束命令被發(fā)送到所述燃料噴射器(10)時起到所述燃料噴射器(10)實際開始關(guān)閉或者所述燃料噴射器實際結(jié)束燃料噴射時止的時間段被定義為燃料噴射結(jié)束時間延遲，以及 如果所述確定部件(S30)確定所述燃料噴射開始時間延遲和所述燃料噴射結(jié)束時間延遲中的至少一個不是異常值，則所述故障部位識別部件識別所述噴射孔(Ilb)為故障部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中的任何一項所述的故障部位檢測器，其中 從燃料噴射開始命令被發(fā)送到所述燃料噴射器(10)時起到所述燃料噴射器(10)實際開始打開或者所述燃料噴射器實際噴射所述燃料時止的時間段被定義為燃料噴射開始時間延遲， 所述噴射率參數(shù)至少包括所述燃料噴射開始時間延遲和所述噴射率的增長速度(Ra)，以及 所述故障部位識別部件在所述確定部件(S30)確定所述噴射率的所述增長速度(Ra)低于預(yù)定值并且所述燃料噴射開始時間延遲長于預(yù)定時間段時確定用于打開所述燃料噴射器(10)的致動器(13)的驅(qū)動力退化并且識別所述致動器(13)為故障部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障部位檢測器，其中 從燃料噴射結(jié)束命令被發(fā)送到所述燃料噴射器(10)時起到所述燃料噴射器(10)實際開始關(guān)閉或者所述燃料噴射器實際結(jié)束燃料噴射時止的時間段被定義為燃料噴射結(jié)束時間延遲，以及 當(dāng)所述確定部件(S30)確定所述燃料噴射結(jié)束時間延遲、所述噴射率的所述減少速度(Re)和所述最大燃料噴射率(Rrnax)中的至少一個不是異常值時，所述故障部位識別部件識別所述致動器(13)為故障部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的故障部位檢測器，其中 從燃料噴射結(jié)束命令被發(fā)送到所述燃料噴射器(10)時起到所述燃料噴射器(10)實際開始關(guān)閉或者所述燃料噴射器實際結(jié)束燃料噴射時止的時間段被定義為燃料噴射結(jié)束時間延遲， 所述噴射率參數(shù)至少包括所述燃料噴射結(jié)束時間延遲和所述噴射率的減少速度(R3)，以及 所述故障部位識別部件在所述確定部件(S30)確定所述噴射率的所述減少速度(R3)高于預(yù)定值并且所述燃料噴射結(jié)束時間延遲短于預(yù)定時間段時確定所述燃料供應(yīng)通道被阻塞并且其流通面積減小，以及識別所述燃料供應(yīng)通道為故障部位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障部位檢測器，其中 從燃料噴射開始命令被發(fā)送到所述燃料噴射器(10)時起到所述燃料噴射器(10)實際開始打開或者所述燃料噴射器實際噴射所述燃料時止的時間段被定義為燃料噴射開始時間延遲， 當(dāng)所述確定部件(S30)確定所述燃料噴射開始時間延遲、所述噴射率的所述增長速度(Ra)和所述最大燃料噴射率(Rmax)中的至少一個不是異常值時，所述故障部位識別部件識別所述燃料供應(yīng)通道為所述故障部位。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的故障部位檢測器，其中 從燃料噴射結(jié)束命令被發(fā)送到所述燃料噴射器(10)時起到所述燃料噴射器(10)實際開始關(guān)閉或者所述燃料噴射器實際結(jié)束燃料噴射時止的時間段被定義為燃料噴射結(jié)束時間延遲， 所述噴射率參數(shù)至少包括所述燃料噴射結(jié)束時間延遲和所述噴射率的減少速度(R3)，以及 所述故障部位識別部件在所述確定部件(S30)確定由于所述燃料噴射率沒有開始減少的事實而不能夠計算所述燃料噴射結(jié)束時間延遲和所述噴射率的所述減少速度(R3)時，確定所述燃料噴射器10的閥門關(guān)閉機構(gòu)有故障，并且識別所述閥門關(guān)閉機構(gòu)為所述故障部位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的故障部位檢測器，其中 從燃料噴射開始命令被發(fā)送到所述燃料噴射器(10)時起到所述燃料噴射器(10)實際開始打開或者所述燃料噴射器實際噴射所述燃料時止的時間段被定義為燃料噴射開始時間延遲， 當(dāng)所述確定部件(S30)確定所述燃料噴射開始時間延遲、所述噴射率的所述增長速度(Ra)和所述最大燃料噴射率(Rmax)中的至少一個不是異常值時，所述故障部位識別部件識別所述閥門關(guān)閉機構(gòu)為故障部位。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的故障部位檢測器，其中當(dāng)所述 確定部件(S30)確定所述噴射率參數(shù)中的至少一個為異常值時，所述故障部位識別部件執(zhí)行所述故障部位的識別。
全文摘要
一種故障部位檢測器，其具有檢測部件(S10)和計算部件(31)，所述檢測部件(S10)基于燃料壓力傳感器(20)的檢測值檢測燃料壓力中的變化作為燃料壓力波形，所述計算部件(31)基于所述燃料壓力波形計算用于識別與所述燃料壓力波形對應(yīng)的噴射率波形所需的多個噴射率參數(shù)(td、te、Rα、Rβ、Rmax)。此外，所述檢測器具有確定部件(S30)和識別部件(S32)，所述確定部件(S30)確定所述噴射率參數(shù)中的每一個學(xué)習(xí)值是否是異常值，所述識別部件(S32)基于所述確定部件已經(jīng)確定的異常學(xué)習(xí)值的組合識別所述燃料噴射系統(tǒng)中的故障部位。
文檔編號F02M45/08GK102644515SQ20121003421
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者高島祥光 申請人:株式會社電裝