[发明专利]用于燃料系统诊断的方法和装置

说明书

一种用于在原地运作内燃机的方法和装置，所述方法包括确定所述内燃机的燃烧室的至少一个燃烧特性，所述至少一个特性包括所述燃烧室的实际放热信号；以及输入所述实际放热信号到诊断逻辑树中，以用于诊断由于以下各项中的至少一项的燃烧特性的变化：故障的燃料喷射器；燃烧始点定时误差；以及燃料质量的变化；以及执行缓和技术以补偿燃烧特性的所述变化。

发明领域

本申请涉及对于在内燃机中的燃料系统诊断使用非侵入性燃烧传感器的技术。

发明背景

主要发动机制造商在下一代发动机设计中正越来越多地采用闭环发动机控制来提高可靠性、性能和排放。闭环发动机控制的关键部件是燃烧传感器。燃烧传感器的主要功能是获得关于缸内燃烧的质量的详细信息，所述信息包括放热定时(例如10％、50％和90％)、来自个别汽缸的明显放热的总量和缸内压力。所述信息可用在实时发动机控制中用于平衡汽缸负载以及补偿燃料系统变化性。

获得缸内燃烧信息的最可靠的方法是通过直接测量缸内压力。有用于测量缸内压力的几种技术。但是，现有的缸内压力(燃烧)传感器的成本和耐久性远不是发动机制造商可以接受的。进入燃烧室所需的额外机械加工也增加了实现技术的难度。

燃烧特性(放热)的变化可以是由于除了燃料量的变化之外的许多因素。例如，故障或故障的燃料喷射器可通过将过多或过少燃料引入到燃烧室中或在不同于期望的时机下引入燃料而影响燃烧。燃料质量(热值)的变化也造成燃料特性的变化。在遍及世界的某些地方，如在欧洲，由于不同的管理机构，对于气体燃料的燃料质量在不同区域中不同是常见的。使用燃烧传感器的现有的控制技术不会检测引起燃烧特性变化的这些其他因素，所述燃烧特性变化由于所述控制不可能针对对应的原因而被校正而影响闭环控制。

现有技术缺乏用于确定哪些因素正引起燃烧特性的变化的技术。本方法和装置提供对于在内燃机中的燃料系统诊断使用非侵入性燃烧传感器的技术。

发明内容

用于在原地运作内燃机的改进的方法包括确定发动机的燃烧室的至少一个燃烧特性。至少一个燃烧特性包括用于燃烧室的实际放热信号。将实际放热信号输入到诊断逻辑树中以用于诊断由于以下各项中的至少一项的燃烧特性的变化：(a)与燃烧室相关联的故障的燃料喷射器；(b)燃烧始点定时误差；以及，(c)燃料质量的变化。执行缓和技术以补偿燃烧特性的变化。

方法优选地还包括根据发动机运作条件确定所需的放热信号。比较实际放热信号和所需放热信号之间的差异与预定容差。当这种差异在预定容差的范围之外时，燃料喷射器被诊断为故障。也就是说，当这样的差异大于预定容差的正值时，故障的燃料喷射器正引入过多燃料，而当这样的差异小于预定容差的负值时，那么它正引入过少燃料。

方法还包括确定用于燃烧室的另一燃烧特性，包括实际燃烧始点定时，所述方法将所述另一燃烧特性输入到诊断逻辑树中用于诊断燃烧始点定时误差。根据发动机运作条件确定所需燃烧始点定时。比较实际燃烧始点定时和所需燃烧始点定时之间的差异与第一预定容差；并且当这种差异在第一预定容差的范围之外时，通过调整燃料喷射器的喷射始点定时来校正燃烧始点定时误差。作为在调整燃料喷射器的喷射始点定时之前的先决条件，确定燃料喷射器正引入在第二预定容差的范围内的燃料的数量。