Способ для ограничения течи топливного инжектора (варианты) и система для двигателя - RU2718654C2
Код документа: RU2718654C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к общей области способов и систем для управления двигателем транспортного средства с целью выполнения восстанавливающих действий в случае обнаружения течи топливного инжектора.
Уровень техники
Топливная система может содержать топливный инжектор прямого впрыска, обеспечивающий впрыск топлива под высоким давлением непосредственно в цилиндр. Подача топлива под высоким давлением из топливной системы может быть особенно полезна во время запуска двигателя и на других этапах работы двигателя для повышения кпд. сгорания топлива и т.д. Топливный инжектор прямого впрыска может регулировать уровень подачи топлива пропорционально ширине импульса сигнала впрыска топлива, получаемого от контроллера двигателя. Однако старение компонентов, загрязнение топлива или отказы оборудования может приводить к непредусмотренным течам топливного инжектора. Течи топливного инжектора могут вызывать в соответствующем цилиндре, получающем топливо из инжектора, пропуски зажигания. В таком случае несгоревшая воздушно-топливная смесь может быть выведена в выпускную систему вместе с отработавшими газами. Попавшая в выпускную систему несгоревшая воздушно-топливная смесь может участвовать в экзотермической реакции в катализаторе отработавших газов с выделением чрезмерного количества тепла. Выделенное при этом тепло может вызывать чрезмерное повышение температуры отработавших газов, что может привести к тепловому разрушению компонентов выпускной системы.
Один из примеров решения, направленного на ограничение течей инжектора был представлен авторами Wakemen et al. в патенте США №5685268. В соответствии с данным решением в случае обнаружения утечки в топливной системе двигатель может быть переключен в аварийный режим с уменьшенным давлением топлива.
Однако авторы настоящего изобретения выявили потенциальные недостатки, присущие такому решению. Например, отложения, накопленные в топливном инжекторе, могут препятствовать полному закрытию топливного инжектора, что приводит к утечке топлива в соответствующий цилиндр. Уменьшение давления в топливной рампе может не обеспечивать удаления таких отложений. В результате может возникнуть необходимость преждевременного отключения двигателя для предотвращения дальнейших утечек из закупоренного инжектора вплоть до замены или снятия и очистки закупоренного инжектора.
Раскрытие изобретения
В соответствии с одним из примеров осуществления изобретения вышеописанный недостаток может быть устранен путем применения способа, включающего в себя: в случае обнаружения течи топливного инжектора выполняют первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления в течение первого числа рабочих циклов цилиндра, причем первые восстанавливающие действия включают в себя увеличение давления в топливной рампе до первого давления в рампе; и осуществляют впрыск топлива во все цилиндры на такте сжатия; а в случае сохранения течи уменьшают давление в рампе до низкого давления в рампе; и осуществляют впрыск топлива во все цилиндры на такте впуска. Таким образом, выполнение восстанавливающих действий с использованием высокого давления может обеспечить возможность уменьшения закупоривания топливного инжектора, которое может препятствовать его герметичному закрытию.
Например, в результате диагностики течи топливных инжекторов может быть обнаружена течь в инжекторе (называемом в дальнейшей части настоящего описания протекающим инжектором), подающем топливо в один из цилиндров. В случае обнаружения такой течи контроллер может выполнить первый комплекс восстанавливающих действий для выдувания любых возможных осаждений или загрязнений (накопленных в результате загрязнения топлива, старения и т.д.), закупоривающих указанный топливный инжектор и, таким образом, препятствующих герметичному закрытию инжектора, производимому, когда впрыск топлива не требуется. Первый комплекс восстанавливающих действий может включать в себя увеличение давления в топливной рампе (например, давление в топливной рампе может быть увеличено до первого давления, превышающего пороговое давление), увеличение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на указанный инжектор, и подача команды на впрыск топлива на такте сжатия. Кроме того, выполнение первого комплекса восстанавливающих действий может быть обеспечено в течение первого числа рабочих циклов цилиндра. Таким образом, подача увеличенного количества топлива под высоким давлением на такте сжатия может привести к выдуванию осаждений, закупоривающих указанный топливный инжектор.
Кроме того, в случае сохранения наличия течи после завершения выполнения первого комплекса восстанавливающих действий может быть выполнен второй комплекс восстанавливающих действий, который может включать в себя увеличение давления в топливной рампе (например, в топливной рампе может быть увеличено до второго давления, превышающего пороговое давление), увеличение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на указанный инжектор, и подача команды на впрыск топлива в цилиндр, в который топливо поступает из протекающего инжектора, на такте впуска. Таким образом, всасывание, создаваемое в результате подачи увеличенного количества топлива под высоким давлением на такте впуска, может быть использовано для облегчения удаления осаждений, закупоривающих инжектор, если продувка инжектора путем подачи топлива под высоким давлением на такте сжатия не привела к прекращению течи. Кроме того, если течь по-прежнему существует в указанном инжекторе, для уменьшения интенсивности течи могут быть выполнены восстанавливающие действия с использованием низкого давления, включающие в себя уменьшение давления в топливной рампе до третьего давления, меньшего порогового давления, и переноса момента впрыска топлива на такт впуска. Однако если после выполнения второго комплекса восстанавливающих действий с использованием высокого давления течи более не обнаруживают, двигатель может возобновить нормальную работу в соответствии текущими условиями работы.
Таким образом, выполнение восстанавливающих действий с использованием высокого давления в случае обнаружения течи в топливном инжекторе может обеспечить возможность уменьшения количества осаждений, закупоривающих указанный топливный инжектор. В результате, количество топлива, протекающего из инжектора в цилиндр, может быть уменьшено. Следовательно, может быть снижено количество топлива, участвующего в экзотермической реакции на каталитическом конвертере, что предотвращает чрезмерное повышение температуры отработавших газов и вызываемое им термическое разрушение компонентов отработавших газов. Кроме того, в условиях, в которых восстанавливающие действия с использованием высокого давления приводят к уменьшению интенсивности течи, но не к полному устранению такой течи, может быть уменьшен перерасход топлива, существующий вплоть до производства необходимых ремонтных работ. Кроме того, уменьшение интенсивности течи обеспечивает возможность предотвращения преждевременного выхода из рабочего состояния транспортного средства, эксплуатация которого может быть продолжена вплоть до производства необходимых ремонтных работ.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема двигателя.
На фиг. 2 представлена схема системы подачи топлива для двигателя внутреннего сгорания, проиллюстрированного на фиг. 1.
На фиг. 3А представлена блок-схема, иллюстрирующая пример способа обнаружения течи в топливном инжекторе, содержащемся в системе подачи топлива по фиг. 2, и выполнения восстанавливающих действий для уменьшения размеров течи топливного инжектора.
На фиг. 3В представлена блок-схема, иллюстрирующая пример способа выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления в случае обнаружения течи в топливном инжекторе.
На фиг. 3С представлена блок-схема, иллюстрирующая пример способа выполнения восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач в случае обнаружения течи в топливном инжекторе.
На фиг. 4 представлен пример последовательности впрыска топлива в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 5 иллюстрирует пример ограничения течи топливного инжектора с использованием высокого давления и ограничения течи топливного инжектора с использованием низкого давления в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 6 иллюстрирует пример ограничения течи топливного инжектора с использованием программы переключения передач в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагаются решения для ограничения течей, выявленных в топливных инжекторах. Топливные инжекторы могут быть предусмотрены в составе системы подачи топлива, например, системы подачи топлива по фиг. 2, предназначенной для подачи топлива в двигатель, представленный на фиг. 1. Контроллер, например, контроллер 12 по фиг. 1-2, может быть выполнен с возможностью выполнения первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления, вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления и восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач для выдувания или вытягивания потенциального загрязнения, закупоривающего топливный инжектор и вызывающего течь инжектора в случае обнаружения течи в топливном инжекторе. Кроме того, после выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления и восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач, снижающих уровень течи такой течи до уровня, меньшего порогового значения, двигатель может возобновить работу в нормальном режиме, соответствующем текущим условиям работы двигателя. Однако если выполнение восстанавливающих действий с использованием высокого давления и программы переключения передач не приводит к снижению уровня течи до уровня, меньшего порогового значения, для снижения уровня течи могут быть выполнены восстанавливающие действия с использованием низкого давления. Пример последовательности впрыска топлива при выполнении восстанавливающих действий с использованием высокого давления и низкого давления представлен на фиг. 4. Пример ограничения течи с использованием высокого давления и с использованием низкого давления проиллюстрирован на фиг. 5. Пример ограничения течи с использованием программы переключения передач проиллюстрирован на фиг. 6.
На фиг. 1 представлен двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий несколько цилиндров, причем один из цилиндров представлен на фиг. 1, управляемый электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра, между которыми расположен поршень 36, соединенный с коленчатым валом 40. Маховик 97 и его зубчатый венец 99 соединены с коленчатым валом 40. Стартер 96 содержит ведущий вал 98 и ведущую шестерню 95. Ведущий вал 98 может избирательно выдвигать ведущую шестерню 95 для зацепления с зубчатым венцом 99 маховика. Стартер 96 может быть установлен непосредственно перед двигателем или за двигателем. В некоторых примерах осуществления стартер 96 может избирательно подавать крутящий момент на коленчатый вал 40 через ременную или цепную передачу. В соответствии с одним из примеров осуществления стартер 96 находится в основном состоянии, когда он не соединен с коленчатым валом двигателя. Как показано на схеме, камера 30 сгорания сообщается со впускным коллектором 44 и с выпускным коллектором 48 через впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 соответственно. Управление впускным и выпускным клапанами может быть обеспечено, соответственно, впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 положения впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может быть определено датчиком 57 положения выпускного кулачка.
Представленный на схеме топливный инжектор 66 прямого впрыска расположен для обеспечения возможности впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30 в соответствии с конфигурацией, известной специалистам в данной области под названием прямого впрыска. Топливный инжектор 66 подает топливо в количестве, пропорциональном ширине импульса напряжения или импульса впрыска топлива, получаемого в виде сигнала, поступающего от контроллера 12. Топливо поступает в топливный инжектор из топливной системы (не представлена), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не представлены). Кроме того, представленный на схеме впускной коллектор 44 сообщается с электромеханической дроссельной заслонкой 62, которая регулирует положение дроссельной шайбы 64 для управления расходом воздуха, поступающего из воздухозаборника 42 во впускной коллектор 44. Бесконтактная система 88 зажигания обеспечивает образование в камере 30 сгорания искры зажигания, вырабатываемой свечой 92 искрового зажигания по команде контроллера 12. Как показано на схеме, универсальный датчик 126 содержания кислорода в отработавших газах УДКОГ (UEGO) подсоединен к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического преобразователя 70. В альтернативном варианте осуществления вместо УДКОГ может быть использован двухпозиционный датчик содержания кислорода в отработавших газах.
В соответствии с одним из примеров осуществления преобразователь 70 может содержать несколько блоков каталитического нейтрализатора. В соответствии с другим примером осуществления может быть использовано несколько модулей очистки отработавших газов, каждый из которых содержит несколько таких блоков. В соответствии с одним из примеров осуществления преобразователь 70 может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в виде микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 102 (МПУ), порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (ПЗУ), например, постоянную память, оперативное запоминающее устройство 108 (ОЗУ), энергонезависимое запоминающее устройство 110 (ЭЗУ) и шину данных. Контроллер 12 может принимать, в дополнение к рассмотренным выше сигналам, разнообразные сигналы от связанных с двигателем 10 датчиков, в том числе: показания температуры хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112 температуры, соединенного с рубашкой 114 охлаждения; показания датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора для измерения усилия, прилагаемого ногой 132 водителя; показания датчика 154 положения, соединенного с педалью 150 тормоза для измерения усилия, прилагаемого ногой 152 водителя; значения давления воздуха в коллекторе (ДВК) двигателя, измеренные датчиком 122 давления, соединенным с впускным коллектором 44; данные о вращении двигателя, измеренные датчиком 118 на эффекте Холла, определяющим положение коленчатого вала 40; результаты измерений массового расхода воздуха, поступающего в двигатель, датчиком 120; и результаты измерений положения дроссельной заслонки датчиком 58. Кроме того, может быть предусмотрено измерение барометрического давления (датчик не представлен), результаты которого также поступают на обработку контроллером 12. В соответствии с одним из предпочтительных аспектов настоящего изобретения датчик 118 положения двигателя вырабатывает на каждый оборот коленчатого вала заранее определенное число равномерно распределенных импульсов, по которым может быть определена частота вращения двигателя (ЧВД).
В некоторых примерах осуществления такой двигатель может быть связан с системой электродвигателя и электрической батареи в рамках гибридного транспортного средства. Кроме того, в некоторых примерах осуществления могут быть использованы другие конфигурации двигателя, например, конфигурация дизельного двигателя с распределенными топливными инжекторами. Кроме того, контроллер 12 может передавать информацию о состоянии системы, например, о неисправности ее компонентов, панели 171 световой или, в альтернативном варианте, дисплейной индикации.
В рабочем режиме каждый из цилиндров в составе двигателя 10 как правило проходит четырехтактный цикл: этот цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выхлопа. В общем случае на такте впуска выпускной клапан 54 закрывают, а впускной клапан 52 открывают. Воздух входит в камеру сгорания 30 через впускной коллектор 44, а поршень 36 перемещают в нижнюю часть цилиндра так, чтобы увеличить внутренний объем камеры 30 сгорания. Как правило, специалисты в данной области называют положение в конце такта, в котором поршень 36 находится у нижней стенки цилиндра (например, когда внутренний объем камеры 30 сгорания максимален), нижней мертвой точкой (НМТ). На такте сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещают в направлении верхней части цилиндра так, чтобы обеспечить сжатие воздуха в камере 30 сгорания. Как правило, специалисты в данной области называют положение в конце такта, в котором поршень 36 находится максимально близко к головке цилиндра (например, когда внутренний объем камеры 30 сгорания минимален), верхней мертвой точкой (ВМТ). В рамках процесса, далее называемого в настоящем описании впрыском, в камеру сгорания вводят топливо. В рамках процесса, далее называемого в настоящем описании зажиганием, топливо воспламеняют при помощи средств зажигания, например, искровой свечи 92 зажигания, что приводит к его сгоранию. На такте расширения происходит расширение газов, вызывающее возвратное перемещение поршня в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня во вращательное движение вращающегося вала. Наконец, на такте выхлопа выпускной клапан 54 открывают для выпуска продуктов сгорания воздушно-топливной смеси в выпускной коллектор 48, причем происходит возврат поршня в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное описание представлено исключительно в качестве примера, а время открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов может быть изменено, например, для обеспечения положительного или отрицательного перекрытия клапанов, позднего закрытия впускного клапана и различных других изменений.
Как было указано выше, на фиг. 1 представлен лишь один из цилиндров многоцилиндрового двигателя, причем каждый из цилиндров может аналогичным образом содержать свой собственный набор из впускного и выпускного клапанов, топливного инжектора, свечи искрового зажигания и т.д.
В соответствии с одним из вариантов осуществления система по фиг. 1 может представлять собой систему, содержащую двигатель, содержащий цилиндр; топливный инжектор прямого впрыска, находящийся в сообщении для передачи текучих сред с таким цилиндром; и контроллер, содержащий исполнимые инструкции, сохраненные в долговременной памяти, для: повышения давления в топливной рампе, обеспечивающей подачу топлива в инжектор, до первого значения давления в топливной рампе, превышающего пороговое давление, в случае обнаружения наличия течи в топливном инжекторе в течение первого числа рабочих циклов цилиндра; и подачи команды на впрыск топлива на такте сжатия; а также повышения давления в топливной рампе до второго значения давления в топливной рампе, превышающего пороговое давление, в случае обнаружения продолжающегося наличия течи в топливном инжекторе в течение второго числа рабочих циклов цилиндра после первого числа рабочих циклов цилиндра с подачей команды на впрыск топлива в указанном цилиндре на такте впуска при одновременной подаче команды на впрыск топлива в остальных цилиндрах двигателя на такте сжатия.
Кроме того, контроллер данной системы дополнительно содержит инструкции для снижения давления в топливной рампе до третьего значения давления в топливной рампе, меньшего порогового давления, и подачи команды на впрыск топлива во всех цилиндрах двигателя на такте впуска в случае обнаружения продолжающегося наличия течи в топливном инжекторе после выполнения второго числа рабочих циклов.
На фиг. 2 представлена схема системы 210 подачи топлива, которая может быть использована для подачи топлива в двигатель 10 внутреннего сгорания, представленный на фиг. 1. Система подачи топлива может содержать топливный бак 212, по существу окружающий топливный насос 214 низкого давления. В соответствии с одним из примеров осуществления топливный насос 214 низкого давления может представлять собой подкачивающий насос с электронным приводом. В соответствии с другими примерами осуществления в качестве топливного насоса 214 низкого давления может быть использован другой соответствующий насос, обеспечивающий возможность подачи топлива под повышенным давлением в компоненты, расположенные ниже по потоку, например, центробежный насос. Приведение в действие топливного насоса 214 низкого давления может быть обеспечено сигналом управления, передаваемым контроллером 12. В соответствии с некоторыми из примеров осуществления для управления работой насоса 214 может быть предусмотрен модуль управления (не представлен).
Кроме того, топливный насос низкого давления может повышать давление в части системы подачи топлива, расположенной ниже по потоку. Топливный насос низкого давления может быть связан для передачи текучих сред с запорным клапаном 216, обозначенным стандартным символом шара с пружиной, посредством топливного канала 218. Запорный клапан 216 в определенных условиях допускает течение топлива по направлению потока и предотвращает течение топлива в обратном направлении при наличии достаточного перепада давления. В соответствии с другими примерами осуществления для предотвращения течения топлива в топливный бак в направлении, обратном нормальному направлению потока, могут быть использованы другие соответствующие клапаны. Запорный клапан 216 может быть связан для передачи текучих сред с топливным фильтром 220 посредством топливного канала 222. Топливный фильтр может обеспечивать удаление из топлива, протекающего по топливному каналу, нежелательных частиц. Также может быть предусмотрен регулятор 224 давления топлива, соединенный с топливным каналом 225.
Как показано на фиг. 2, топливный канал 225 может выходить из топливного бака, обеспечивая соединение для передачи текучих сред между топливным фильтром и аккумулятором 226 давления топлива. В соответствии с некоторыми из примеров осуществления аккумулятор давления топлива может представлять собой аккумулятор давления топлива конструкции Фриденберга. В соответствии с другими примерами осуществления аккумулятор давления топлива может представлять собой другой соответствующий топливный аккумулятор, обеспечивающий возможность накопления большего количества топлива в системе подачи топлива ниже по потоку от насоса низкого давления. В соответствии с другими примерами осуществления аккумулятор давления топлива может быть удален. Ниже по потоку от аккумулятора давления топлива может быть подсоединен для передачи текучих сред электромагнитный клапан 227. Электромагнитный клапан 227 может содержать запорный клапан 228. Контроллер 12 может быть соединен с электромагнитным клапаном 227 для передачи электронных сигналов. В указанном примере осуществления при отсутствии подачи питания на электромагнитный клапан 227 текучая среда может свободно протекать через указанный клапан. Однако при подаче контроллером питания на электромагнитный клапан 227 запорный клапан 228 при определенных условиях может предотвращать течение текучей среды выше по потоку от запорного клапана 228. В соответствии с другими примерами осуществления изобретения запорный клапан 228 может быть выполнен с возможностью предотвращения течения текучей среды выше клапана по потоку при наличии подачи питания на электромагнитный клапан 227. Срабатывание электромагнитного клапана может быть синхронизировано с положением кулачка насоса высокого давления для получения эффективного рабочего объема от 0 до 0,25 см3 на ход поршня.
Насос 230 высокого давления может быть подсоединен ниже по потоку от аккумулятора 226 давления топлива посредством топливного канала 232. В соответствии с данным примером осуществления топливный насос высокого давления представляет собой вытеснительный насос с механическим приводом, содержащий поршень 234, цилиндр 235 и кулачок 236. Для приведения в действие насоса высокого давления может быть использована механическая энергия, вырабатываемая двигателем. В соответствии с другими примерами осуществления насос высокого давления может представлять собой другой соответствующий насос, например, насос с электронным приводом.
Также может быть предусмотрен запорный клапан 328, подсоединенный ниже по потоку от насоса высокого давления посредством топливного канала 240. Обводной топливный канал 242 может быть подсоединен непосредственно выше и ниже по потоку от запорного клапана 238. Обводной топливный канал может содержать предохранительный клапан 244. В соответствии с данным примером осуществления предохранительный клапан 244 представляет собой запорный клапан, обозначенный стандартным в данной области символом шара с пружиной. В соответствии с другими примерами осуществления предохранительный клапан может представлять собой другой соответствующий клапан, предотвращающий чрезмерное повышение давления ниже по потоку от клапана 244, которое может привести к повреждению расположенных ниже по потоку компонентов, а также предотвращающий при определенных условиях течение топлива вверх по потоку. В соответствии с некоторыми примерами осуществления запорный клапан 238 и обводной топливный канал 242 могут быть совместно обозначены как предохранительный клапан 246 параллельного порта ПКПП (PPRV).
Топливная рампа 250 может быть соединена с предохранительным клапаном 246 параллельного порта топливным каналом 248. К топливной рампе может быть подключен датчик 252 давления. Датчик давления может иметь электронное соединение с контроллером 12. Кроме того, датчик давления может производить измерения давления топлива в топливной рампе. В других примерах осуществления датчик давления может быть подключен к другой точке системы подачи топлива ниже по потоку от насоса высокого давления. В соответствии с некоторыми примерами осуществления к топливной рампе может быть подключен температурный датчик (не представлен). Температурный датчик может производить измерения температуры топливной рампы. Топливная рампа может быть связана для передачи текучей среды с несколькими топливными инжекторами 254. Топливные инжекторы могут обеспечивать подачу топлива в двигатель 10. Старение, загрязнение топлива и/или неисправность оборудования могут вызывать непредусмотренные утечки топлива из топливных инжекторов 254. Обнаружение таких течей и действия по их ограничению могут быть произведены для обеспечения соответствия требованиям различных средств контроля выбросов, защиты оборудования от повреждений и предотвращения чрезмерного повышения температуры отработавших газов, связанного с увеличением вероятности пропусков зажигания, вызванным течью инжекторов. Более подробное описание процедур выявления течей и восстанавливающих действий, направленных на снижение интенсивности утечки топлива из инжекторов системы подачи топлива по фиг. 2, приведено со ссылками на фиг. 3А-6.
На фиг. 3А представлен пример осуществления способа 300а выполнения восстанавливающих действий в случае обнаружения течи в топливном инжекторе, обеспечивающем подачу топлива в двигатель, например, в двигатель 10 по фиг. 1. Способ по фиг. 3 может быть включен в состав системы по фиг. 1-2 в виде исполнимых инструкций, сохраненных в долговременной памяти контроллера, например, контроллера 12 по фиг. 1-2.
На этапе 302 способа 300 производят оценку и/или измерение условий работы транспортного средства. В число оцениваемых условий могут входить, например, частота вращения двигателя (Ne), скорость транспортного средства (Vs), нагрузка, температура двигателя, воздушно-топливное отношение (ВТО) сгорания, температура катализатора отработавших газов, параметры окружающей среды, положение педалей и т.д.
Затем, на этапе 304 способа 300 определяют, выполнены ли условия для диагностики течи топливных инжекторов. Условия для диагностики течи топливных инжекторов могут зависеть, например, от типа предполагаемой диагностики течи топливных инжекторов и могут включать в себя определение времени, истекшего после предыдущего выполнения процедуры диагностики, и его сравнение с пороговым значением. В соответствии с одним из примеров осуществления, если диагностика течи основана на падении давления в топливной рампе, процедура диагностики течи топливных инжекторов может быть выполнена контроллером в условиях отключения двигателя и/или в условиях отсечки топлива в режиме замедления (ОТРЗ). В соответствии с другим примером осуществления, если диагностика течи основана на контроле ускорения вращения коленчатого вала или крутящего момента газовых сил, производимого в результате сгорания топлива в цилиндрах, процедура диагностики течи топливных инжекторов может быть выполнена в условиях ОТРЗ. В соответствии с некоторыми другими примерами осуществления контроллер может отменить выполнение процедуры диагностики течи топливных инжекторов в случае работы двигателя с высокой нагрузкой. В случае отсутствия условий для диагностики течи топливных инжекторов способ 300 может завершить работу, не проводя диагностики течи топливных инжекторов. В случае наличия условий для диагностики течи топливных инжекторов способ 300 переходит к этапу 306.
На этапе 306 способа 300 проводят диагностику течи топливных инжекторов. В соответствии с одним из примеров осуществления проведение диагностики течи топливных инжекторов может включать в себя контроль изменений давления в топливной рампе в начале процедуры впрыска. Например, может быть предусмотрен контроль величины уменьшения давления в топливной рампе в начале впрыска (например, при помощи датчика давления). В случае уменьшения давления на величину, меньшую порогового значения, может быть установлено, что инжектор был открыт еще до получения команды на открытие, и, таким образом, может быть предположено наличие течи топливного инжектора.
В соответствии с другим примером осуществления проведение диагностики течи топливных инжекторов может включать в себя контроль изменений давления в топливной рампе в течение некоторого времени в условиях ОТРЗ. Например, в условиях ОТРЗ производят отсечку подачи топлива во все цилиндры. В отсутствие течи величина изменения давления в топливной рампе может быть меньше порогового значения. Однако в случае наличия течи величина изменения давления в топливной рампе может достичь порогового значения или может быть больше порогового значения.
В соответствии с другим примером осуществления проведение диагностики течи топливных инжекторов может включать в себя контроль увеличения ускорения вращения коленчатого вала и/или выходного крутящего момента газовых сил в условиях ОТРЗ. Например, в условиях ОТРЗ с отсечкой подачи топлива во все цилиндры впускные и выпускные клапаны могут продолжать действовать. Соответственно, может происходить перемещение воздуха через цилиндры. Кроме того, в условиях ОТРЗ искровое зажигание может быть отключено для увеличения срока службы свечи зажигания, обеспечивающей возникновение искры. Однако во время проведения диагностики течи топливных инжекторов зажигание может быть включено в конкретном цилиндре, так как в случае наличия течи в цилиндре может присутствовать воздушно-топливная смесь, и искра может вызвать ее воспламенение. В связи с этим возможно увеличение ускорения вращения коленчатого вала и увеличение выходного крутящего момента двигателя. Следовательно, течь топливного инжектора может быть выявлена по увеличению ускорения вращения коленчатого вала, превышающему пороговое значение, и/или увеличению выходного крутящего момента двигателя, превышающему пороговое значение, в условиях ОТРЗ. Таким образом, диагностика течи топливных инжекторов может быть произведена путем контроля ускорения вращения коленчатого вала и/или выходного крутящего момента в условиях ОТРЗ. Кроме того, проведение диагностики может быть продолжено вплоть до проверки наличия течи во всех инжекторах. Например, диагностика течи может быть проведена для инжектора I1, обеспечивающего подачу топлива в цилиндр 1, путем выработки искры в цилиндре 1 (без выработки искры в остальных цилиндрах) в течение заранее определенного числа рабочих циклов цилиндра с контролем изменений ускорения вращения коленчатого вала и/или выходного крутящего момента; затем может быть проведена проверка инжектора I2, обеспечивающего подачу топлива в цилиндр 2, путем выработки искры в цилиндре 2 (без выработки искры в остальных цилиндрах) в течение заранее определенного числа рабочих циклов цилиндра с контролем полученных изменений ускорения вращения коленчатого вала и/или выходного крутящего момента и так далее, пока все цилиндры не будут проверены.
После проведения диагностики течи топливных инжекторов способ 300а переходит к этапу 308. На этапе 308 способа 300а может быть предусмотрено определение наличия течи топливных инжекторов по результатам диагностики течи топливных инжекторов. В случае отсутствия течи («НЕТ») определяют, что течь топливных инжекторов отсутствует, и способ 300 переходит к этапу 326. На этапе 326 процедура обнаружения течи топлива может быть завершена, после чего может быть возобновлена нормальная работа двигателя в соответствии с существующими условиями работы двигателя. Если же на этапе 308 устанавливают наличие течи («ДА»), то определяют наличие течи топливных инжекторов, и способ 300 переходит к этапу 310.
На этапе 310 способа 300 может быть предусмотрена идентификация одного или нескольких протекающих топливных инжекторов, а также идентификация цилиндров, соответствующих каждому из протекающих топливных инжекторов. То есть может быть определен цилиндр, подачу топлива в который обеспечивает протекающий топливный инжектор. Например, топливный инжектор I1 может обеспечивать подачу топлива в цилиндр 1. Диагностика течи топливных инжекторов путем контроля ускорения вращения коленчатого вала или крутящего момента двигателя в условиях ОТРЗ может выявить увеличение ускорения вращения коленчатого вала, превышающее пороговое значение, в случае выработки искры в цилиндре 1. Следовательно, может быть установлено, что вследствие течи инжектора I1 воздушно-топливная смесь присутствует в цилиндре 1, что приводит к ее сгоранию и соответствующему увеличению ускорения вращения коленчатого вала (или выходного крутящего момента двигателя) при выработке искры в цилиндре 1. Таким образом, инжектор 11 может быть идентифицирован в качестве протекающего топливного инжектора, а цилиндр 1 может быть идентифицирован в качестве цилиндра, подачу топлива в который обеспечивает протекающий топливный инжектор. Хотя вышеприведенный пример иллюстрирует идентификацию одного протекающего цилиндра, следует понимать, что также могут быть идентифицированы несколько протекающих топливных инжекторов и соответствующих им цилиндров.
После идентификации протекающего топливного цилиндра способ 300 переходит к этапу 312. На этапе 312 способа 300 может быть предусмотрено выполнение восстанавливающих действий для уменьшения интенсивности течи и, следовательно, уменьшения последствий течи, например, повышения температуры отработавших газов, вызванного пропусками зажигания, связанными с протечкой топлива из протекающего топливного инжектора в цилиндр. Восстанавливающие действия могут включать в себя увеличение давления в топливной рампе до заранее выбранного значения и поддержание такого давления в течение порогового числа рабочих циклов для выдувания/вытягивания закупоривающих загрязнений, которые могут препятствовать полному закрытию топливного инжектора. Более подробное описание выполнения восстанавливающих действий приведено ниже со ссылками на фиг. 3В.
На фиг. 3В представлен способ 300b выполнения первых и вторых восстанавливающих действий в случае обнаружения течи топливного инжектора (например, протекающего топливного инжектора, обнаруженного на этапе 310 по фиг. 3А). Способ по фиг. 3В может быть включен в состав системы по фиг. 1-2 в виде исполнимых инструкций, сохраненных в долговременной памяти контроллера, например, контроллера 12 по фиг. 1-2. В частности, способ 300b может включать в себя восстанавливающие действия, которые могут быть выполнены при давлении, превышающем пороговое значение, для уменьшения количества закупоривающих веществ, содержащихся в протекающем топливном инжекторе, если такое закупоривание препятствует полному закрытию инжектора, что приводит к возникновению течи.
На этапе 330 способа 300b может быть произведен выбор протекающего инжектора для выполнения восстанавливающих действий. В соответствии с одним из примеров осуществления такой выбор может быть случайным. В соответствии с другим примером осуществления такой выбор может быть основан на интенсивности течи. Например, если выбор основан на интенсивности течи, первым может быть выбран инжектор с наибольшей интенсивностью течи, затем может быть выбран инжектор со следующей по интенсивности течью, а инжектор с наименьшей интенсивностью течи может быть выбран последним.
Затем, на этапе 332 способа 300b, может быть произведено определение интенсивности течи из выбранного инжектора. Например, интенсивность течи может быть определена по одному или нескольким из следующих параметров: величина перепада давления, измеренная в начале впрыска, величина увеличения скорости вращения коленчатого вала и величина увеличения крутящего момента двигателя, вызванного течью инжектора. После определения интенсивности течи способ 300b переходит к этапу 334.
На этапе 334 способа 300b может быть произведено определение требуемого давления в топливной рампе в соответствии с ранее определенной интенсивностью течи. Например, требуемое давление в рампе может превышать пороговое значение и может возрастать по мере увеличения интенсивности течи. Другими словами, при наличии течи большей интенсивности может быть использовано более высокое требуемое давление в топливной рампе, которое должно быть достаточно высоким для выдувания возможных загрязнений, закупоривающих протекающий инжектор. Однако если интенсивность течи превышает максимальное пороговое значение, соответствующее увеличение давления в топливной рампе может приводить к чрезмерному перерасходу топлива. Таким образом, если интенсивность утечки превышает пороговое значение, требуемое давление в топливной рампе может быть установлено равным максимальному пороговому значению без превышения максимального порогового значения.
Затем, на этапе 336 способа 300b, может быть произведено требуемое число впрысков, соответствующее требуемому давлению в рампе и интенсивности течи. Например, при более высоком давлении в рампе для выдувания загрязнений, закупоривающих протекающий инжектор, может быть необходимо меньшее число впрысков. Таким образом, при одной и той же интенсивности течи требуемое число впрысков может падать по мере увеличения требуемого давления в рампе. В соответствии с одним из примеров осуществления в первых условиях, при некоторой определенной интенсивности течи, восстанавливающие действия могут быть выполнены при высоком давлении в рампе и с меньшим числом впрысков, а во вторых условиях при той же интенсивности утечки восстанавливающие действия могут быть выполнены при давлении в рампе, меньшем такого высокого давления, и с большим числом впрысков, чем в первых условиях. Первые и вторые условия могут быть определены в зависимости от времени, имеющегося для выполнения восстанавливающих действий.
После определения требуемого давления в топливной рампе и требуемого числа впрысков способ 300b переходит к этапу 338. На этапе 338 способа 300b может быть выполнен первый комплекс восстанавливающих действий, производимых в течение требуемого числа впрысков. Первый комплекс восстанавливающих действий может включать в себя этап 340 повышения давления в топливной рампе до требуемого значения; этап 342 увеличения ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на выбранный инжектор, до первой ширины импульса впрыска топлива, причем на остальные инжекторы могут подавать импульс впрыска топлива второй ширины (например, стандартной ширины); и этап 344 впрыска топлива во все цилиндры на такте сжатия. Например, в блоке из трех цилиндров ширина импульса впрыска топлива для выбранного инжектора может быть увеличена, а ширина импульса впрыска топлива для двух других топливных инжекторов может быть уменьшена для обеспечения соответствия нормам содержания выбросов в отработавших газах. Так, например, в блоке из трех цилиндров, если требуемая ширина импульса впрыска топлива для каждого из топливных инжекторов равна 100 миллисекундам, на выбранный (протекающий) инжектор может быть подан импульс впрыска топлива первой ширины (например, равной 120 миллисекундам), большей, чем вторая ширина импульса впрыска топлива (например, равная 90 миллисекундам), подаваемого на каждый из двух других топливных инжекторов, если количество впрыскиваемого топлива линейно зависит от ширины импульса. Кроме того, первая ширина импульса может зависеть от интенсивности течи. Например, первая ширина импульса может быть увеличена при большей интенсивности течи. Однако первая ширина импульса не может превышать порогового значения ширины импульса впрыска топлива во избежание перерасхода топлива при высокой интенсивности течи.
После выполнения первого комплекса восстанавливающих действий в течение требуемого числа впрысков способ 300b переходит к этапу 346. На этапе 346 способа 300b может быть произведена диагностика течи топливных инжекторов, описанная выше в рамках этапа 306 по фиг. 3А, для определения того, обеспечил ли первый комплекс восстанавливающих действий устранение потенциального закупоривания указанного инжектора. Другими словами, диагностика течи топливных инжекторов может быть произведена на этапе 346, чтобы установить наличие или отсутствие продолжающейся течи выбранного инжектора после выполнения первого комплекса восстанавливающих действий. Например, может быть установлено, произошло ли после выполнения первого комплекса восстанавливающих действий снижение интенсивности течи данного топливного инжектора до уровня, меньшего пороговой интенсивности течи.
Затем, на этапе 348 способа 300b, может быть произведена проверка обнаружения течи в выбранном топливном инжекторе. Отрицательный результат проверки («НЕТ») означает, что течь не обнаружена. В случае отсутствия обнаруженной течи может быть предположено, что восстанавливающие действия устранили закупоривание выбранного инжектора. Соответственно, после установления отсутствия течи в выбранном топливном инжекторе способ переходит к этапу 354. На этапе 354 способа 300b может быть произведена проверка выполнения первого комплекса восстанавливающих действий на всех обнаруженных протекающих инжекторах. Получение на этапе 354 утвердительного ответа («ДА») означает, что восстанавливающие действия с использованием высокого давления были выполнены на всех протекающих инжекторах. В таком случае способ 300b переходит к этапу 358. На этапе 358 способа 300b может быть произведено возобновление работы двигателя в соответствии с текущими условиями работы двигателя, что может включать в себя прекращение диагностики топливных инжекторов. В случае получения на этапе 354 отрицательного ответа («НЕТ») способ 300b переходит к этапу 360. На этапе 360 может быть выбран протекающий инжектор, для которого первый комплекс восстанавливающих действий еще не был выполнен. После выбора такого протекающего инжектора способ 300b может снова перейти к этапу 322.
Получение же на этапе 348 положительного результата («ДА») означает обнаружение течи, и в этом случае способ 300b переходит к этапу 350. На этапе 350 способа 300b может быть предусмотрено выполнение второго комплекса восстанавливающих действий в течение требуемого числа впрысков. Хотя на прилагаемых иллюстрациях первые и вторые восстанавливающие действия представлены выполняемыми в течение равного числа рабочих циклов цилиндра, в соответствии с некоторыми из примеров осуществления первые восстанавливающие действия могут выполнять в течение первого числа циклов, причем первое число циклов зависит от первой интенсивности течи, определенной перед выполнением первых восстанавливающих действий. Аналогичным образом, вторые восстанавливающие действия могут выполнять в течение второго числа циклов, причем второе число циклов зависит от второй интенсивности течи, определенной после выполнения первых восстанавливающих действий и перед выполнением вторых восстанавливающих действий. Например, если первая интенсивность течи больше второй интенсивности течи, первое число циклов может быть больше, чем второе число циклов.
Второй комплекс восстанавливающих действий может включать в себя этап 352 увеличения давления в топливной рампе до требуемого значения; этап 354 увеличения ширины импульса впрыска топлива для выбранного инжектора до третьей ширины импульса впрыска топлива при подаче четвертой ширины импульса впрыска топлива во все остальные инжекторы; и этап 356 впрыска на такте впуска (то есть изменения момента впрыска с такта сжатия на такт впуска) для цилиндра, в которое подает топливо выбранный протекающий инжектор при сохранении впрыска на такте сжатия для всех остальных цилиндров. Например, в блоке из трех цилиндров ширина импульса, подаваемого на выбранный инжектор, может быть увеличена, а ширина импульсов, подаваемых на два других топливных инжектора, может быть уменьшена для обеспечения соответствия нормам содержания выбросов в отработавших газах. Так, например, в блоке из трех цилиндров, если требуемая ширина импульса впрыска топлива для всех топливных инжекторов равна 100 миллисекундам, в выбранный (протекающий) инжектор могут подавать импульс впрыска топлива третьей ширины (например, равной 120 миллисекундам), большей, чем четвертая ширина (например, равная 90 миллисекундам) импульса впрыска топлива, подаваемого на два остальных топливных инжектора, в предположении линейной зависимости количества впрыскиваемого топлива от ширины импульса. Кроме того, третья ширина импульса может зависеть от интенсивности течи. Например, третья ширина импульса может быть увеличена при большей интенсивности течи. Однако третья ширина импульса не может превышать порогового значения ширины импульса впрыска топлива во избежание перерасхода топлива при высокой интенсивности течи. Таким образом, всасывание, возникающее в результате ввода большего количества топлива под высоким давлением на такте впуска, может быть использовано для удаления отложений, закупоривающих инжектор, если продувка инжектора путем подачи топлива под высоким давлением на такте сжатия не обеспечила уменьшения интенсивности течи.
После выполнения второго комплекса восстанавливающих действий способ 300b переходит к этапу 352. На этапе 352 способа 300b производят проверку выполнения первого комплекса или первого и второго комплексов восстанавливающих действий для всех протекающих инжекторов. Отрицательный результат («НЕТ») проверки на этапе 352 означает, что первый комплекс или первый и второй комплексы восстанавливающих действий были выполнены не для всех протекающих инжекторов. В таком случае способ 300b переходит к этапу 356. На этапе 356 способа 300b могут производить выбор протекающего инжектора, для которого не были выполнены первый комплекс или первый и второй комплексы восстанавливающих действий с выполнением восстанавливающих действий с использованием высокого давления для уменьшения закупоривания протекающего инжектора. Например, если в инжекторе I2, подающем топливо в цилиндр 2, и в инжекторе I3, подающем топливо в цилиндр 3, были обнаружены течи, может быть проведена проверка выполнения первого и второго комплексов восстанавливающих действий для инжекторов I2 и I3. Если восстанавливающие действия были выполнены только для инжектора I2, инжектор I3 может быть выбран для выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления. После выбора протекающего инжектора способ 300b может снова перейти к этапу 332.
В случае же положительного результата («ДА») проверки на этапе 352 способ 300b снова переходит к этапу 314 по фиг. 3А. Это означает, что первый комплекс или первый и второй комплексы восстанавливающих действий с использованием высокого давления были выполнены для всех протекающих инжекторов, и способ снова переходит к этапу 314 по фиг. 3А.
Как показано на фиг. 3А, после выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления, представленных на фиг. 3В, способ 300а переходит к этапу 314. На этапе 314 способа 300а производят диагностику течи топливных инжекторов, чтобы определить, привели ли восстанавливающие действия с использованием высокого давления, выполненные для протекающих инжекторов, к уменьшению или прекращению течи. В соответствии с одним из примеров осуществления проведение диагностики течи топливных инжекторов может включать в себя контроль изменений давления в топливной рампе в начале впрыска. Например, наличие течи топливного инжектора может быть констатировано, если такое изменение меньше порогового значения. В соответствии с другим примером осуществления проведение диагностики течи топливных инжекторов может включать в себя контроль изменений давления в топливной рампе в течение некоторого времени в условиях ОТРЗ, причем наличие течи топливного инжектора может быть констатировано, если изменение давления в топливной рампе в условиях ОТРЗ превышает пороговое значение. В соответствии с другим примером осуществления проведение диагностики течи топливных инжекторов может включать в себя контроль увеличения ускорения вращения коленчатого вала или выходного крутящего момента газовых сил в условиях ОТРЗ, причем наличие течи топливного инжектора может быть констатировано, если увеличение ускорения вращения коленчатого вала превышает пороговое значение.
По завершении диагностики течи топливных инжекторов способ 300а переходит к этапу 316. На этапе 316 способа 300а может быть проведена проверка обнаружения течи топливного инжектора. Положительный результат («ДА») такой проверки означает, что течь топливного инжектора по-прежнему присутствует после выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления. В таком случае могут быть выполнены дальнейшие действия по ограничению течи. Таким образом, после получения подтверждения наличия течи топливного инжектора на этапе 316 способ 300а переходит к этапу 317. Если подтверждение течи топливного инжектора на этапе 316 отсутствует, способ 300а переходит к этапу 326. На этапе 326 способа 300а может быть произведено возобновления работы двигателя в соответствии с текущими условиями работы двигателя. Например, в случае констатации отсутствия течи топливных инжекторов после выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления может быть предположено, что восстанавливающие действия с использованием высокого давления обеспечили прочистку закупоривания выявленных протекающих инжекторов. В таком случае диагностика течи топливных инжекторов может быть прекращена, и работа двигателя в соответствии с текущими условиями работы двигателя может быть возобновлена.
На этапе 317 способа 300а может быть предусмотрено выполнение восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач для прочистки топливного инжектора. Восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач могут включать в себя работу транспортного средства с максимальной нагрузкой путем переключения на наивысшую передачу с целью увеличения относительного уровня впрыска топлива, что приводит к увеличению длительности воздействия находящегося под давлением топлива на застрявшие частицы, приводящие к закупориванию инжектора. После этого может быть предусмотрена работа транспортного средства на нанизей передаче для увеличения разрежения внутри соответствующего цилиндра, что может привести к смещению частиц, застрявших в протекающем топливном инжекторе. Более подробное описание выполнения восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач приведено ниже со ссылками на фиг. 3С.
После выполнения восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач способ 300а может перейти к этапу 318. На этапе 318 способа 300а производят диагностику течи топливных инжекторов, чтобы определить, привели ли выполненные для протекающих инжекторов восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач к уменьшению или устранению течи. Как было описано выше, в соответствии с одним из примеров осуществления диагностика течи топливных инжекторов может включать в себя контроль изменений давления в топливной рампе в начале впрыска. В соответствии с другим примером осуществления диагностика течи топливных инжекторов может включать в себя контроль изменений давления в топливной рампе в течение некоторого времени в условиях ОТРЗ, причем наличие течи топливного инжектора определяют, если изменение давления в топливной рампе в условиях ОТРЗ превышает пороговое значение. В соответствии с другим примером осуществления диагностика течи топливных инжекторов может включать в себя контроль увеличения ускорения вращения коленчатого вала или выходного крутящего момента газовых сил в условиях ОТРЗ, причем наличие течи топливного инжектора определяют, если увеличение ускорения вращения коленчатого вала превышает пороговое значение.
По завершении диагностики течи топливных инжекторов способ 300а переходит к этапу 319. На этапе 319 способа 300а может быть проведена проверка обнаружения течи топливного инжектора. Положительный результат («ДА») такой проверки означает, что течь топливного инжектора по-прежнему присутствует после выполнения восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач. В таком случае могут быть выполнены дальнейшие действия по ограничению течи. Таким образом, после получения подтверждения наличия течи топливного инжектора на этапе 319 способ 300а переходит к этапу 320. На этапе 320 способа 300а может быть выполнен третий комплекс восстанавливающих действий для всех инжекторов. Третий комплекс восстанавливающих действий может представлять собой восстанавливающие действия с использованием низкого давления и может включать в себя этап 321 снижения давления в топливной рампе с целью уменьшения интенсивности течи топливных инжекторов. Например, в случае констатации продолжения течи топливного инжектора после выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления давление в топливной рампе может быть уменьшено в соответствии с интенсивностью течи для уменьшения интенсивности течи топливного инжектора. Уменьшенное давление в топливной рампе может быть ниже давления в топливной рампе, устанавливаемого для восстанавливающих действий с использованием высокого давления. В соответствии с одним из примеров осуществления давление в топливной рампе может быть снижено до уровня, меньшего порогового давления в топливной рампе. Уменьшение интенсивности течи топливного инжектора может обеспечить уменьшение количества топлива, попадающего в выпускную систему в связи с течью топливного инжектора. Следовательно, может быть уменьшено количество топлива, способного вступить в экзотермическую реакцию в каталитическом конвертере, что обеспечивает уменьшение количества тепла, вырабатываемого в выпускной системе в связи с течью инжектора. Третий комплекс восстанавливающих действий может дополнительно включать в себя этап 322 переноса момента впрыска для всех цилиндров на такт впуска. Например, момент впрыска может быт перенесен с такта сжатия на такт впуска для обеспечения возможности впрыска при уменьшенном давлении в топливной рампе. Другими словами, впрыск топлива на такте впуска может быть произведен при давлении в топливной рампе, более низком, чем в случае впрыска топлива на такте сжатия. Таким образом, поскольку давление в топливной рампе уменьшено для уменьшения интенсивности течи, момент впрыска топлива может быть перенесен на такт впуска.
Если подтверждение течи топливного инжектора на этапе 319 отсутствует, способ 300а переходит к этапу 323. На этапе 323 способа 300а может быть произведено возобновления работы двигателя в соответствии с текущими условиями работы двигателя. Например, в случае констатации отсутствия течи топливных инжекторов после выполнения восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач может быть предположено, что восстанавливающие действия обеспечили прочистку закупоривания выявленных протекающих инжекторов. В таком случае диагностика течи топливных инжекторов может быть прекращена, и работа двигателя в соответствии с текущими условиями работы двигателя может быть возобновлена.
На фиг. 3С представлен способ 300 с выполнения восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач в случае обнаружения течи топливных инжекторов (например, на этапе 316 по фиг. 3А). Например, восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач могут быть выполнены для прочистки протекающих топливных инжекторов перед выполнением восстанавливающих действий с использованием низкого давления на такте впуска (например, восстанавливающих действий с использованием низкого давления, предусмотренных на этапе 320 по фиг. 3А), если выполнение восстанавливающих действий с использованием высокого давления (например, восстанавливающих действий с использованием высокого давления по фиг. 3В) не приводит к устранению течи (то есть если течь по-прежнему присутствует после выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления). Хотя в приведенном примере восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач выполняют после выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления, следует понимать, что такие восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач могут быть выполнены до выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления. В альтернативном варианте восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач могут быть выполнены после выполнения первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления, но до выполнения вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления. Способ по фиг. 3С может быть включен в состав системы по фиг. 1-2 в виде исполнимых инструкций, сохраненных в долговременной памяти контроллера, например, контроллера 12 по фиг. 1-2.
На этапе 358 способа 300 с предусмотрено использование первой программы переключения передач в течение первого числа рабочих циклов цилиндра. Использование первой программы переключения передач в течение первого числа рабочих циклов цилиндра может включать в себя этап 360 переключения с текущей требуемой передачи на наивысшую передачу, что приводит к работе транспортного средства с максимальной нагрузкой. Первое число рабочих циклов цилиндра может быть определено в соответствии с интенсивностью течи протекающего топливного инжектора. Затем использование первой программы переключения передач может включать в себя этап 362 впрыска топлива на такте сжатия. Работа транспортного средства с максимальной нагрузкой может привести к увеличению относительного количества впрыскиваемого топлива. Таким образом, может быть увеличено время воздействия подаваемого под давлением топлива на застрявшие частицы, закупоривающие топливный инжектор, что может способствовать высвобождению таких застрявших частиц. Например, транспортное средство может работать на требуемой передаче (например, на третьей передаче). Во время выполнения восстанавливающих действий с использованием первой программы переключения передач транспортное средство может быть переключено на наивысшую передачу (например, на пятую передачу) на первое число рабочих циклов цилиндра.
После работы транспортного средства на наивысшей передаче в течение первого числа рабочих циклов цилиндра способ 300с переходит к этапу 364. Этап 364 способа 300с предусматривает использование второй программы переключения передач в течение второго числа рабочих циклов цилиндра. Использование второй программы переключения передач в течение второго числа рабочих циклов цилиндра может включать в себя этап 366 переключения с наивысшей передачи на наинизшую передачу, что приводит к работе транспортного средства с максимальной частотой вращения двигателя и минимальной нагрузкой. Второе число рабочих циклов цилиндра может быть определено в соответствии с интенсивностью течи протекающего топливного инжектора. Затем использование второй программы переключения передач может включать в себя этап 368 впрыска топлива на такте сжатия. Работа транспортного средства на наинизшей передаче может привести к увеличению уровня разрежения внутри цилиндра, что может способствовать высвобождению застрявших частиц. Например, транспортное средство может работать на наивысшей передаче (например, на пятой передаче). Во время выполнения восстанавливающих действий с использованием второй программы переключения передач транспортное средство может быть переключено с наивысшей передачи (например, с пятой передачи) на наинизшую передачу (например, на первую передачу) на второе число рабочих циклов цилиндра.
После работы транспортного средства на наинизшей передаче в течение второго числа рабочих циклов цилиндра способ 300с может снова перейти к этапу 318 по фиг. 3А.
В соответствии с одним из примеров осуществления этапы переключения с требуемой передачи на наивысшую передачу и последующего переключения с наивысшей передачи на наинизшую передачу могут быть повторены требуемое число раз, причем такое требуемое число раз определяют в зависимости от интенсивности течи.
Хотя вышеописанные примеры осуществления предусматривают работу на наивысшей передаче с последующей работой на наинизшей передаче, следует понимать, что транспортное средство может быть сначала переключено на наинизшую передачу, а затем - на наивысшую передачу, и этапы переключения с требуемой передачи на наинизшую передачу и последующего переключения с наинизшей передачи на наивысшую передачу могут быть повторены требуемое число раз.
В соответствии с другим примером осуществления переключение с наивысшей передачи или наинизшей передачи на наинизшую передачу или наивысшую передачу может быть повторено требуемое число раз.
Такое решение обеспечивает возможность диагностики течи топливных инжекторов и выполнения восстанавливающих действий, направленных на уменьшение течи топливных инжекторов.
В соответствии с одним из примеров осуществления решения по фиг. 3А-3С предлагается способ, включающий в себя: выполнение в случае обнаружения течи в топливном инжекторе первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления в течение первого числа рабочих циклов цилиндра, причем первые восстанавливающие действия включают в себя увеличение давления в топливной рампе до первого давления в рампе и впрыск топлива во все цилиндры на такте сжатия; а в случае сохранения течи - уменьшение давления в топливной рампе до низкого давления в рампе в случае сохранения течи; и впрыск топлива во все цилиндры на такте впуска. Первые восстанавливающие действия в соответствии с настоящим способом могут дополнительно включать в себя увеличение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на указанный инжектор, до первой ширины импульса при подаче импульса впрыска топлива со второй шириной на все остальные инжекторы, причем вторая ширина импульса меньшей первой ширины импульса.
Настоящий способ дополнительно включает в себя выполнение вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления в течение второго числа рабочих циклов цилиндра, причем вторые восстанавливающие действия включают в себя увеличение давления в топливной рампе до второго давления в рампе; увеличение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на указанный топливный инжектор до третьей ширины импульса при подаче импульсов минимальной четвертой ширины, меньшей, чем третья ширина импульса, на остальные инжекторы; и впрыск топлива в цилиндр, в который топливо поступает из данного топливного инжектора, на такте впуска при впрыске топлива в остальные цилиндры на такте сжатия. Способ включает в себя определение продолжающегося наличия течи в инжекторе на основе обнаружения течи инжектора после выполнения вторых восстанавливающих действий. Кроме того, в соответствии с настоящим способом топливный инжектор представляет собой топливный инжектор прямого впрыска.
Кроме того, в соответствии с настоящим способом первое давление в топливной рампе определяют в соответствии с первой интенсивностью течи инжектора, определенной до выполнения первых восстанавливающих действий; причем первое число рабочих циклов цилиндра определяют в соответствии с первым давлением в топливной рампе; причем второе давление в топливной рампе определяют в соответствии со второй интенсивностью течи инжектора, определенной после выполнения первых восстанавливающих действий и до выполнения вторых восстанавливающих действий; причем второе число рабочих циклов цилиндра определяют в соответствии со вторым давлением в топливной рампе.
Кроме того, в соответствии с настоящим способом низкое давление в топливной рампе определяют в соответствии с третьей интенсивностью течи инжектора, определенной после выполнения вторых восстанавливающих действий и до уменьшения давления в топливной рампе; причем низкое давление в топливной рампе меньше первого давления в топливной рампе и второго давления в топливной рампе.
В соответствии с настоящим методом первое число впрысков уменьшают по мере увеличения первого давления в топливной рампе; причем второе число впрысков уменьшают по мере увеличения второго давления в топливной рампе. Кроме того, в соответствии с настоящим методом в случае сохраняющегося наличия течи транспортное средство, содержащее указанный инжектор, переключают с требуемой передачи на наивысшую передачу, а затем данное транспортное средство переключают с наивысшей передачи на наинизшую передачу.
На фиг. 4 представлены графики 400, на которых по оси X отложено угловое положение двигателя, выраженное в градусах угла поворота коленчатого вала (УПКВ). Кривая 402 иллюстрирует положение поршней (отложенное по оси Y) относительно их положения до верхней мертвой точки (ДМВТ) и/или после верхней мертвой точки (ПМВТ), а также относительно четырех тактов (впуска, сжатия, рабочего такта и выхлопа) рабочего цикла двигателя. Как показывает синусоидальная кривая 402, поршень совершает постепенное перемещение вниз от ВМТ, достигая нижней точки, т.е. НМТ, к концу такта впуска. Затем поршень совершает возвратное перемещение вверх, достигая ВМТ к концу такта сжатия. После этого пистон снова совершает перемещение вниз, к НМТ, в течение рабочего такта и возвратное перемещение вверх, достигая своего исходного верхнего положения в ВМТ к концу такта выхлопа.
На втором сверху из графиков 400 представлен пример последовательности 404 впрыска топлива, которая может быть использована в отсутствие обнаружения течи топливного инжектора.
На третьем сверху из графиков 400 представлен пример последовательности 406 впрыска топлива, которая может быть использована во время выполнения первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления в случае обнаружения течи топливного инжектора.
На четвертом сверху из графиков 400 представлен пример последовательности 408 впрыска топлива, которая может быть использована во время выполнения вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления в случае обнаружения течи топливного инжектора.
На пятом сверху из графиков 400 представлен пример последовательности 410 впрыска топлива, которая может быть использована во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления в случае обнаружения отсутствия уменьшения интенсивности течи ниже порогового уровня интенсивности течи в результате выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления.
Последовательность 404 впрыска топлива может быть использована, если течь топливного инжектора не обнаружена. Как показывает последовательность 404, если течь топливного инжектора не обнаружена, впрыск топлива может быть произведен на такте сжатия; причем ширина d1 импульса впрыска топлива и давление в топливной рампе (не представлено) могут быть установлены в соответствии с требуемым количеством топлива. Требуемое количество топлива может быть определено в соответствии с текущими условиями работы двигателя, в том числе частотой вращения двигателя, нагрузкой и т.д. Как было описано выше со ссылками на фиг. 3А и 3В, в случае выявления протекающего инжектора могут быть выполнены первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления. При выполнении первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления может быть использована последовательность 406 впрыска топлива. Первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления могут включать в себя увеличение давления в топливной рампе до первого требуемого давления в рампе, большего давления в топливной рампе, используемого в отсутствие обнаружения течи. Первое требуемое давление в топливной рампе может быть определено в соответствии с интенсивностью течи в протекающем инжекторе. Первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления могут дополнительно включать в себя увеличение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на протекающий инжектор, до ширины d2, причем ширина d2 может быть большей, чем d1. В соответствии с некоторыми другими примерами осуществления ширина d2 импульса может быть равна d1. Таким образом, ширина импульса впрыска топлива может быть определена в соответствии с интенсивностью течи. Кроме того, при выполнении первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления впрыск топлива может быть осуществлен на такте сжатия, как показывает последовательность 406. Увеличение давления в топливной рампе и увеличение ширины импульса впрыска топлива обеспечивают возможность увеличения количества топлива, впрыскиваемого под высоким давлением в течение рабочего цикла цилиндра. Впрыск большего количества топлива под высоким давлением может привести к устранению возможного загрязнения, закупоривающего топливный инжектор. Кроме того, первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления могут быть выполнены в течение первого числа рабочих циклов цилиндра. Первое число рабочих циклов цилиндра может быть определено в соответствии с требуемым давлением в топливной рампе. Таким образом, первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления могут быть выполнены для выдувания возможных загрязнений топлива, которые могут закупоривать топливный инжектор, препятствуя закрыванию топливного инжектора.
Однако в случае продолжения течи протекающего инжектора после завершения первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления могут быть выполнены вторые восстанавливающие действия с использованием высокого давления. Таким образом, если первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления не приводят к устранению закупоривания, может быть предусмотрено выполнение вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления в течение второго числа рабочих циклов цилиндра. Вторые восстанавливающие действия с использованием высокого давления могут включать в себя повышение давления в топливной рампе до второго требуемого давления в рампе и использование последовательности 408 впрыска топлива. В соответствии с одним из примеров осуществления второе требуемое давление в рампе может быть равно первому требуемому давлению в рампе. В соответствии с другим примером осуществления второе требуемое давление в рампе может быть ниже первого требуемого давления в рампе. Кроме того, вторые восстанавливающие действия с использованием высокого давления с применением последовательности 408 впрыска топлива могут включать в себя впрыск топлива на такте впуска (то есть перенос момента впрыска топлива с такта сжатия на такт впуска) и увеличение ширины импульса впрыска топлива для указанного инжектора. Например, ширина импульса впрыска топлива на время выполнения вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления может быть установлена равной d3, что позволяет увеличить количество топлива, вводимого во время выполнения вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления. В соответствии с одним из примеров осуществления значение d3 может быть равно значению d2. В соответствии с некоторыми другими примерами осуществления значение d3 может быть меньше значения d2. Кроме того, в соответствии со всеми примерами осуществления значение d3 может быть больше или равно значению d1. Как было описано выше, увеличение давления в топливной рампе и увеличение ширины импульса впрыска топлива могут обеспечить увеличение количества топлива, впрыскиваемого под высоким давлением. Кроме того, перенос момента впрыска топлива с такта сжатия на такт впуска может способствовать устранению закупоривания при помощи всасывания. Таким образом, в случае отсутствия устранения течи протекающего инжектора после выполнения первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления могут быть выполнены вторые восстанавливающие действия с использованием высокого давления для вытягивания возможных загрязнений, закупоривающих топливный инжектор.
Кроме того, если выполнение вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления не приводит к прекращению течи, могут быть выполнены восстанавливающие действия с использованием низкого давления. Выполнение восстанавливающих действий с использованием низкого давления может включать в себя уменьшение давления в топливной рампе до третьего требуемого давления в рампе для уменьшения интенсивности течи и перенос момента впрыска топлива на такт впуска, как показывает последовательность 410. Поскольку давление в цилиндрах на такте впуска ниже, чем на такте сжатия, перенос момента впрыска топлива с такта сжатия на такт впуска обеспечивает возможность впрыска топлива при более низком давлении в топливной рампе. Это обеспечивает возможность уменьшения интенсивности течи топлива. Кроме того, ширина d4 импульса впрыска топлива, подаваемого на топливный инжектор во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления, может быть меньше, чем d2 и d3. В соответствии с одним из примеров осуществления помимо уменьшения давления в топливной рампе и переноса момента впрыска топлива на такт впуска ширина импульса впрыска топлива, подаваемого на топливный инжектор в отсутствие обнаруженной течи, может быть больше ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на тот же инжектор во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления, при тех же условиях работы двигателя. Уменьшение ширины импульса впрыска топлива во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления (в дополнение к уменьшению давления в топливной рампе и переноса момента впрыска топлива) обеспечивает возможность дальнейшего уменьшения интенсивности течи из топливного инжектора. Однако в соответствии с некоторыми из примеров осуществления ширина импульса впрыска топлива, подаваемого на инжектор в отсутствие обнаруженной течи, может быть равна ширине импульса, подаваемого на тот же инжектор во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления. Кроме того, уменьшение давления в топливной рампе и впрыск топлива на такте впуска могут привести к ограничению возможного уровня наддува. Соответственно, требуемый уровень наддува может быть скорректирован для сохранения стехиометрического воздушно-топливного отношения отработавших газов.
Таким образом, момент впрыска топлива может быть изменен во время выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления так, чтобы обеспечить выдувание или отсасывание из топливного инжектора загрязнений, закупоривающих такой инжектор и вызывающих течь. Кроме того, момент впрыска топлива может быть изменен во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления для уменьшения интенсивности течи.
В соответствии с одним из примеров осуществления в дополнение к уменьшению давления в топливной рампе и переносу момента впрыска топлива с такта сжатия на такт впуска может быть предусмотрена корректировка момента зажигания. Например, момент зажигания может быть по возможности установлен перед ОМЗ для обеспечения максимального теплоотвода в блок цилиндров двигателя, а не в выпускную систему. Установка момента зажигания перед ОМЗ может быть произведена как во время выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления, так и во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления. На фиг. 5 представлена рабочая последовательность 500, иллюстрирующая пример восстанавливающих действий, которые могут быть выполнены в случае обнаружения течи из топливного инжектора (например, одного из топливных инжекторов 254 по фиг. 2 или топливного инжектора 66 по фиг. 1). Последовательность по фиг. 5 может быть выполнена путем исполнения инструкций в системе по фиг. 1-2 в соответствии со способами по фиг. 3А-3В. Вертикальные маркеры, соответствующие моментам t0-t3, обозначают ключевые моменты последовательности. На всех нижеописанных графиках по оси X отложено время, причем время возрастает на графиках слева направо.
На первом сверху графике фиг. 5 представлена зависимость давления в топливной рампе от времени. По оси Y отложено давление в топливной рампе, причем давление в топливной рампе возрастает в направлении, обозначенном стрелкой оси Y.
На втором сверху графике фиг. 5 представлена зависимость интенсивности течи от времени. По оси Y отложена интенсивность течи, причем интенсивность течи возрастает в направлении, обозначенном стрелкой оси Y.
На третьем сверху графике фиг. 5 представлена зависимость момента впрыска топлива от времени. По оси Y отложены значения момента впрыска топлива, которые могут соответствовать впрыску топлива на такте сжатия и впрыску топлива на такте впуска.
На четвертом сверху графике фиг. 5 представлена зависимость максимального возможного уровня наддува от времени. По оси Y отложен максимальный возможный уровень наддува, причем максимальный возможный уровень наддува возрастает в направлении, обозначенном стрелкой оси Y.
До момента t1 течь топливного инжектора может не быть обнаружена. Например, условия работы двигателя могут быть неблагоприятны для диагностики топливных инжекторов, вследствие чего диагностику течи топливных инжекторов могут не проводить, и потенциальные течи, которые могут существовать в двигателя, могут быть не обнаружены. Однако в соответствии с другим примером осуществления диагностика течи топливных инжекторов может быть проведена без обнаружения каких-либо течей. Соответственно, в случае отсутствия обнаружения течи до момента t1 двигатель может работать в соответствии с текущими условиями работы двигателя. Например, впрыск топлива могут производить на такте сжатия при требуемом давлении в топливной рампе (причем требуемое давление в топливной рампе определяют в соответствии с текущими условиями работы двигателя) для подачи в цилиндр требуемого количества топлива.
В момент t1 условия работы двигателя могут быть благоприятны для проведения диагностики течи топливных инжекторов, и следовательно, может быть проведена первая диагностика течи. Проведение диагностики течи было подробно описано выше со ссылками на фиг. 3А и 3В. Кроме того, изменения давления в топливной рампе не указаны в указанном примере для упрощения описания. Первая диагностика течи может включать в себя выявление течи (504) в топливном инжекторе (например, в одном из топливных инжекторов 254 по фиг. 2 или топливном инжекторе 66 по фиг. 1), называемом далее в настоящем описании протекающим инжектором. В примере осуществления, описываемом со ссылками на фиг. 5, в остальных топливных инжекторах может быть не обнаружено течи. В таком случае первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления могут быть выполнены между моментами t1 и t2 в течение первого числа рабочих циклов цилиндра для ограничения течи в протекающем инжекторе. Выполнение первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления может включать в себя увеличение давления в топливной рампе (502) до первого требуемого давления в рампе, определенного в соответствии с интенсивностью течи протекающего инжектора; увеличение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на протекающий инжектор, при сохранении нормальной ширины импульсов впрыска топлива, подаваемых на остальные топливные инжекторы (как описано выше со ссылками на фиг. 3В и 4) для сохранения соответствия нормам содержания выбросов в отработавших газах; и впрыск топлива на такте сжатия (506) в каждом из рабочих циклов цилиндра в течение первого числа рабочих циклов цилиндра. Например, на протекающий инжектор могут подавать импульс первой ширины, большей, чем вторая ширина импульсов, подаваемых на остальные инжекторы.
По завершении первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления в течение первого числа рабочих циклов в момент t2 может быть проведена вторая диагностика течи для проверки устранения всех возможных загрязнений, закупоривающих топливный инжектор, в результате первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления. Другими словами, вторая диагностика течи может быть проведена, чтобы установить, привели ли первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления к прекращению течи из протекающего топливного инжектора. Подробное описание проведения диагностики течи было приведено выше со ссылками на фиг. 3А и 3В. Вторая диагностика течи может по-прежнему указывать на наличие течи в протекающем инжекторе, что означает, что первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления не обеспечили прекращения течи из протекающего топливного инжектора. В таком случае между моментами t2 и t3 могут быть выполнены в течение второго числа рабочих циклов цилиндра вторые восстанавливающие действия с использованием высокого давления, которые могут включать в себя увеличение давления в топливной рампе до второго требуемого давления в рампе (502); увеличение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на протекающий инжектор, причем для остальных инжекторов может быть сохранена нормальная ширина импульса впрыска топлива (как описано выше со ссылками на фиг. 3B и 4); и перенос момента впрыска топлива с такта сжатия на такт впуска. Например, на протекающий инжектор могут подавать импульс впрыска топлива, имеющий третью ширину, большую, чем четвертая ширина импульса, подаваемого на остальные топливные инжекторы. Кроме того, момент впрыска топлива в цилиндр, в который топливо поступает из протекающего инжектора, может быть перенесен с такта сжатия на такт впуска, причем впрыск топлива в остальные цилиндры может по-прежнему быть предусмотрен на такте сжатия. Второе требуемое давление в рампе может быть определено в соответствии с интенсивностью течи, определенной во время второй диагностики течи, а второе число рабочих циклов цилиндра может быть определено в соответствии со вторым давлением в рампе. Хотя в проиллюстрированном примере осуществления во время выполнения первых и вторых восстанавливающих действий поддерживают одно и то же высокое давление, следует понимать, что в соответствии с некоторыми из примеров осуществления второе требуемое давление в рампе может быть ниже, чем первое требуемое давление в рампе, и выше, чем давление в рампе в отсутствие выполнения восстанавливающих действий. Увеличение давления в рампе и увеличение ширины импульса обеспечивают возможность увеличения количества впрыскиваемого топлива. Кроме того, впрыск увеличенного количества топлива под высоким давлением на такте впуска может обеспечить удаление загрязнений, закупоривающих указанный топливный инжектор и вызывающих течь, путем всасывания.
Затем, по завершении выполнения вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления, в момент t3 может быть проведена третья диагностика течи топлива для проверки продолжающегося наличия течи. Третья диагностика течи может выявить продолжающееся наличие течи в протекающем инжекторе, что означает, что выполнение первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления и вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления не привело к прекращению течи. В таком случае в момент t3 и после него могут быть выполнены восстанавливающие действия с использованием низкого давления вплоть до устранения течи в протекающем инжекторе. Восстанавливающие действия с использованием низкого давления могут включать в себя уменьшение давления в топливной рампе (502) и перенос момента впрыска топлива для всех цилиндров на такт впуска (506). Кроме того, максимальный возможный уровень наддува может быть изменен в зависимости от давления в топливной рампе и момента впрыска топлива. Например, во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления (например, в момент t3 и после него), максимальный возможный уровень наддува может быть ниже, чем во время нормальной работы двигателя (например, между моментами t0 и t1). Следовательно, во время выполнения восстанавливающих действий с использованием низкого давления уровень возможного наддува может быть ограничен. Выполнение восстанавливающих действий с использованием низкого давления в случае отсутствия устранения течи в результате выполнения восстанавливающих действий с использованием высокого давления может обеспечить возможность уменьшения интенсивности течи (504). Таким образом, могут быть сокращены потери топлива и перерасход топлива, вызываемые течью инжектора.
Таким образом, для уменьшения течи в протекающем топливном инжекторе могут быть выполнены восстанавливающие действия с использованием высокого давления и низкого давления.
В соответствии с одним из примеров осуществления последовательности по фиг. 5 предлагается способ, включающий в себя следующие этапы: в случае обнаружения течи в топливном инжекторе выполняют первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления в течение требуемого числа рабочих циклов цилиндра с последующим выполнением вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления в течение требуемого числа рабочих циклов цилиндра; а в случае сохранения течи выполняют восстанавливающие действия с использованием низкого давления; причем первые восстанавливающие действия с использованием высокого давления включают в себя увеличение давления в топливной рампе до требуемого давления в топливной рампе; увеличение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на указанный инжектор, до первой ширины импульса при подаче на остальные инжекторы второй ширины импульса впрыска топлива, меньшей, чем первая ширина; и подача команды на впрыск топлива во все цилиндры на такте сжатия.
Кроме того, в соответствии с настоящим способом вторые восстанавливающие действия с использованием высокого давления включают в себя сохранение давления в топливной рампе, равного требуемому давлению в топливной рампе; сохранение ширины импульса впрыска топлива, подаваемого на указанный инжектор, равной первой ширине импульса, при подаче на остальные инжекторы второй ширины импульса впрыска топлива; и подача команды на впрыск топлива в цилиндр, в который топливо поступает из указанного инжектора, на такте впуска с подачей команды на впрыск топлива в остальные цилиндре на такте сжатия; причем восстанавливающие действия с использованием низкого давления могут включать в себя уменьшение давления в топливной рампе; и подача команды на впрыск топлива во все цилиндры на такте впуска.
В соответствии с настоящим способом топливный инжектор представляет собой инжектор прямого впрыска; причем требуемое число рабочих циклов цилиндра определяют в соответствии с требуемым давлением в топливной рампе; причем требуемое давление в топливной рампе определяют в соответствии с первой интенсивностью течи инжектора, определенной до выполнения первых и вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления.
Кроме того, в соответствии с настоящим способом сохранение течи определяют в случае превышения интенсивностью течи указанного инжектора после завершения выполнения первых и вторых восстанавливающих действий с использованием высокого давления пороговой интенсивности.
В соответствии с одним из примеров осуществления настоящего способа наличие течи определяют, если падение давления в топливной рампе меньше порогового значения.
В соответствии с другим примером осуществления настоящего способа наличие течи определяют, если ускорение вращения коленчатого вала в условиях отсечки топлива в режиме замедления превышает пороговое значение.
Хотя вышеприведенные примеры иллюстрируют выбор одного протекающего инжектора для восстанавливающих действий и выполнение восстанавливающих действий на выбранном инжекторе с последующим выбором другого инжектора для выполнения восстанавливающих действий следует понимать, что вышеописанные восстанавливающие действия могут быть выполнены на нескольких инжекторах одновременно.
На фиг. 6 представлена рабочая последовательность 600, иллюстрирующая пример восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач, которые могут быть выполнены в случае обнаружения течи из топливного инжектора (например, одного из топливных инжекторов 254 по фиг. 2 или топливного инжектора 66 по фиг. 1). Последовательность по фиг. 6 может быть выполнена путем исполнения инструкций в системе по фиг. 1-2 в соответствии со способом по фиг. 3С. Вертикальные маркеры, соответствующие моментам t0-t3, обозначают ключевые моменты последовательности. На всех нижеописанных графиках по оси X отложено время, причем время возрастает на графиках слева направо.
На первом сверху графике фиг. 6 представлена зависимость интенсивности течи топливного инжектора от времени. По оси Y отложена интенсивность течи инжектора, причем интенсивность течи возрастает в направлении, обозначенном стрелкой оси Y.
На втором сверху графике фиг. 6 представлена зависимость момента впрыска топлива от времени. По оси Y отложены значения момента впрыска топлива, которые могут соответствовать впрыску топлива на такте сжатия и впрыску топлива на такте впуска.
На третьем сверху графике фиг. 6 представлена зависимость номера передачи от времени. По оси Y отложены номера передач, причем номер передачи возрастает в направлении, обозначенном стрелкой оси Y. Горизонтальной линией 608 обозначена требуемая передача.
До момента t1 транспортное средство может работать на требуемой передаче 608, причем в соответствии с результатами диагностики течи топливных инжекторов, описанной выше со ссылками на фиг. 3А, в топливном инжекторе может быть обнаружена течь (602). После обнаружения течи топливного инжектора могут быть выполнены восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач для устранения любых частиц, закупоривающих топливный инжектор и, таким образом, вызывающих течь данного топливного инжектора. В таком случае в момент t1 транспортное средство может быть переключено с работы на требуемой передаче на работу на наивысшей передаче. Затем, между моментами t1 и t2, транспортное средство может работать на наивысшей передаче. Переключение с требуемой передачи на наивысшую передачу может привести к работе транспортного средства с максимальной нагрузкой, что может вызвать увеличение относительного количества впрыскиваемого топлива. В результате этого время, в течение которого подаваемое под давлением топливо может воздействовать на застрявшие частицы, закупоривающие топливный инжектор, может возрасти, что может способствовать удалению застрявших частиц. Кроме того, между моментами t1 и t2 впрыск топлива могут производить на такте сжатия (604).
Затем, в момент t2, транспортное средство может быть переключено с наивысшей передачи на наинизшую передачу, а между моментами t2 и t3 транспортное средство может продолжать работу на наинизшей передаче, причем впрыск топлива могут производить на такте сжатия. Работа транспортного средства на наинизшей передаче может привести к увеличению разрежения внутри цилиндра, что может способствовать удалению застрявших частиц.
Затем, в момент t3, транспортное средство может быть переключено с наинизшей передачи на наивысшую передачу, а между моментами t3 и t4 транспортное средство может продолжать работу на наивысшей передаче. Впоследствии, в момент t4, транспортное средство может быть переключено с наивысшей передачи на наинизшую передачу, а между моментами t4 и t5 транспортное средство может продолжать работу на наинизшей передаче. Кроме того, в момент t2 и между моментами t2 и t5 впрыск топлива могут производить на такте сжатия.
В момент t5 диагностика течи топливных инжекторов может выявить наличие течи топливного инжектора после выполнения восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач. В таком случае для уменьшения интенсивности течи могут быть выполнены восстанавливающие действия с использованием низкого давления, включающие в себя уменьшение давления в топливной рампе и впрыск топлива на такте впуска. Однако если после выполнения восстанавливающих действий с использованием программы переключения передач течи топливного инжектора не обнаруживают, транспортное средство может возобновить нормальную работу в соответствии с текущими условиями работы.
В соответствии с некоторыми из примеров осуществления восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач могут быть выполнены в дополнение к восстанавливающим действиям с использованием высокого давления (например, восстанавливающим действиям с использованием высокого давления по фиг. 3B). В соответствии с некоторыми другими примерами осуществления восстанавливающие действия с использованием программы переключения передач могут быть выполнены вместо восстанавливающих действий с использованием высокого давления.
В соответствии с некоторыми другими примерами осуществления восстанавливающие действия могут включать в себя намеренное обстукивание проблемного цилиндра для смещения возможных осаждений в закупоренном инжекторе.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, причем описанные действия выполняют путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.
Реферат
Изобретение относится к способам и системам для управления двигателем транспортного средства с целью выполнения восстанавливающих действий в случае обнаружения течи топливного инжектора. Предлагаются способы и системы для выполнения восстанавливающих действий в случае обнаружения течи топливного инжектора. В соответствии с одним из примеров осуществления способ может включать в себя в случае обнаружения течи топливного инжектора выполнение первых восстанавливающих действий с использованием высокого давления (338), включающих в себя увеличение давления в топливной рампе (340), увеличение ширины импульса впрыска топлива (342), подаваемого на протекающий топливный инжектор, и подачу команды на впрыск топлива на такте сжатия (344). В случае сохранения течи уменьшают давление в топливной рампе (321) и осуществляют впрыск топлива во все цилиндры на такте впуска (322). Технический результат - уменьшение закупоривания топливного инжектора, уменьшение расхода топлива. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.
Формула
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Устройство управления двигателем внутреннего сгорания (варианты)
Патенты аналоги
Устройство управления двигателем внутреннего сгорания (варианты)
