GEBIETTERRITORY
Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorsysteme und insbesondere das Steuern einer Kraftstoffeinspritzung in einem Motorsystem.The present disclosure relates to engine systems, and more particularly to controlling fuel injection in an engine system.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Ein Motorsteuerungssystem eines Fahrzeugs steuert die Zufuhr von Luft und Kraftstoff an einen Zylinder eines Motors. Das Gemisch aus Luft und Kraftstoff wird in dem Zylinder verbrannt, um ein Drehmoment zu erzeugen. Insbesondere setzt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches thermische Energie frei, welche Kolben in den Zylindern antreibt, um das Fahrzeug mit Leistung zu versorgen. Ein dem Zylinder zugeordnetes Kraftstoffeinspritzventil stellt den Kraftstoff des Luft/Kraftstoff-Gemisches bereit. Die Kraftstoffmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil bereitgestellt wird, basiert auf einer Luftmenge, die dem Motor für ein Zieldrehmoment bereitgestellt wird.An engine control system of a vehicle controls the supply of air and fuel to a cylinder of an engine. The mixture of air and fuel is burned in the cylinder to produce a torque. In particular, combustion of the air / fuel mixture releases thermal energy that drives pistons in the cylinders to power the vehicle. A fuel injector associated with the cylinder provides the fuel of the air / fuel mixture. The amount of fuel provided by the fuel injector is based on an amount of air provided to the engine for a target torque.
Ein Weg zur Verringerung von Emissionen aus einem Motor umfasst das Rückführen von Abgas in den Verbrennungsprozess. Beispielsweise kann eine Abgasrückführung (AGR) bei einem Dieselmotor verwendet werden. Die AGR verringert Abgasemissionen, neigt aber dazu, die Verbrennung weniger stabil zu machen. Das Bereitstellen einer kleinen Pilot-Einspritzmenge (oder eines ”Schusses”) vor einem Hauptkraftstoffeinspritzschuss kann dazu beitragen, die Verbrennung zu stabilisieren, wenn AGR verwendet wird. Die Kraftstoffmenge ist beim Piloteinspritzschuss typischerweise geringer als beim Hauptschuss. Die Menge und der Zeitpunkt des Piloteinspritzschusses basieren üblicherweise auf einer für den Motor kalibrierten Menge. Abweichungen von der kalibrierten Menge und dem Zeitpunkt des Pilotschusses können dessen Effektivität bei der Verbrennungsunterstützung und beim Verringern von Abgasemissionen mindern.One way to reduce emissions from an engine involves recirculating exhaust gas into the combustion process. For example, exhaust gas recirculation (EGR) may be used in a diesel engine. The EGR reduces exhaust emissions, but tends to make combustion less stable. Providing a small pilot injection amount (or "shot") before a main fuel injection shot can help stabilize combustion when EGR is used. The amount of fuel is typically less at the pilot shot than at the main shot. The amount and timing of the pilot shot usually is based on an amount calibrated for the engine. Deviations from the calibrated amount and timing of the pilot shot can reduce its effectiveness in assisting combustion and reducing exhaust emissions.
Kraftstoffeinspritzventile können betrieben werden, indem einer Kraftstoffeinspritzventil-Einschaltzeitspanne eine Kraftstoffeinspritzmenge zugeordnet wird. Die tatsächliche Menge des resultierenden Pilotschusses oder Hauptschusses kann eine Funktion der Kraftstoffeinspritzventilkonstruktion und des Drucks des Kraftstoffs sein, der aus einem Kraftstoffverteilerrohr an das Kraftstoffeinspritzventil geliefert wird. Durch das Ausführen eines Prüfstandversuchs kann ein Kraftstoffeinspritzventil-Kalibrierungskennfeld erzeugt werden. Tatsächliche Einspritzmengen können für unterschiedliche Einspritzventil-Einschaltzeitspannen bei unterschiedlichen Kraftstoffverteilerrohrdrücken gemessen und gespeichert werden. Wenn ein Steuerungssystem des Motors befiehlt, dass eine gewisse Kraftstoffmenge eingespritzt werden soll, kann das Kalibrierungskennfeld herangezogen werden, um für den Kraftstoffverteilerrohrdruck eine Kraftstoffeinspritzventil-Einschaltzeitspanne zurückzugeben. Alle nicht in dem Kalibrierungskennfeld enthaltenen Werte können aus dem Kalibrierungskennfeld interpoliert werden.Fuel injectors may be operated by allocating a fuel injection amount to a fuel injector on-time period. The actual amount of resulting pilot shot or main shot may be a function of the fuel injector design and the pressure of the fuel delivered from a fuel rail to the fuel injector. By performing a bench test, a fuel injector calibration map may be generated. Actual injection quantities may be measured and stored for different injector on-time periods at different fuel rail pressures. When a control system of the engine commands that a certain amount of fuel be injected, the calibration map may be used to return a fuel injector on-time for fuel rail pressure. Any values not included in the calibration map may be interpolated from the calibration map.
Kraftstoffeinspritzventile und Motorsysteme können Abweichungen derart aufweisen, dass ein Kalibrierungskennfeld mit den Kraftstoffeinspritzeigenschaften eines speziellen Fahrzeugs nicht genau übereinstimmt. Auch können Kraftstoffeinspritzventile fehlerhaft sein oder sich im Laufe der Zeit verschlechtern (d. h. Alterung des Einspritzventils). Die Alterung des Einspritzventils kann zur Einspritzung von Kraftstoffmengen führen, die sich von der erwarteten Menge für eine spezielle Einschaltzeitspanne und einen speziellen Verteilerrohrdruck unterscheiden. Die Piloteinspritzung kann Kraftstoffmengen am unteren Ende des Kraftstoffeinspritzventilbetriebsbereichs umfassen, speziell wenn der Kraftstoffverteilerrohrdruck hoch ist. Das Kraftstoffeinspritzventil kann eine minimale Einschaltzeitspanne aufweisen und es kann sein, dass es bei hohen Kraftstoffverteilerrohrdrücken nicht in der Lage ist, eine kleine Kraftstoffmenge, die für einen Pilotschuss gewünscht ist, zu liefern.Fuel injectors and engine systems may have variations such that a calibration map does not exactly match the fuel injection characteristics of a particular vehicle. Also, fuel injectors may be faulty or degrade over time (i.e., aging of the injector). Aging of the injector may result in the injection of fuel amounts that differ from the expected amount for a particular on-period and a particular rail pressure. The pilot injection may include amounts of fuel at the lower end of the fuel injector operating range, especially when the fuel rail pressure is high. The fuel injector may have a minimum on-time, and at high fuel rail pressures, it may not be able to deliver a small amount of fuel desired for a pilot shot.
Die Druckschrift DE 197 49 816 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung eines Formfaktors für die Energieumsetzung bei einer Brennkraftmaschine auf der Grundlage eines Brennraumdifferenzdruckverlaufs, der einer Differenz zwischen einem in einem Zylinder der Brennkraftmaschine gemessenen Druckverlauf mit Kraftstoffeinspritzung und einem entsprechenden Druckverlauf ohne Kraftstoffeinspritzung entspricht.The publication DE 197 49 816 A1 discloses a method for determining an energy conversion factor in an internal combustion engine based on a combustion chamber differential pressure waveform corresponding to a difference between a fuel injection pressure waveform measured in a cylinder of the internal combustion engine and a corresponding pressure waveform without fuel injection.
In der Druckschrift US 2007/0 246 004 A1 ist ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung bei einer Kompressionszündungs-Kraftmaschine offenbart, bei dem pro Zyklus zwei Kraftstoffmassen in jeden Zylinder der Kraftmaschine eingespritzt werden. Im Anschluss an das Einspritzen der ersten Kraftstoffmasse wird ein Zylinderdruckverhältnis beruhend auf einem aktuell gemessenen Zylinderdruck und einem Zylinderdruck, wenn kein Kraftstoff eingespritzt wird, ermittelt. Beruhend auf diesem Druckverhältnis wird die erste eingespritzte Kraftstoffmasse bei einem nachfolgenden Zyklus justiert.In the publication US 2007/0 246 004 A1 For example, there is disclosed a method of controlling fuel injection in a compression ignition engine in which two fuel masses are injected into each cylinder of the engine per cycle. Following the injection of the first fuel mass, a cylinder pressure ratio is determined based on a currently measured cylinder pressure and a cylinder pressure when no fuel is injected. Based on this pressure ratio, the first injected fuel mass is adjusted in a subsequent cycle.
Die Druckschrift DE 10 2007 012 604 A1 offenbart ein Verfahren zum Regeln einer Einspritzung eines Kraftstoffeinspritzventils einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung auf der Grundlage eines Zylinderdruckverlaufs, wobei nach Abschluss der Verbrennung in einem ersten Zyklus eines Zylinders aus dem bei der Verbrennung erfassten Zylinderdruckverlauf eine lineare Transferfunktion bestimmt wird, die zur Berechnung des Einspritzverlaufs für den nachfolgenden Zyklus herangezogen wird. The publication DE 10 2007 012 604 A1 discloses a method for controlling injection of a fuel injection valve of a direct injection internal combustion engine based on a cylinder pressure curve, wherein upon completion of combustion in a first cycle of a cylinder from the cylinder pressure curve detected during combustion, a linear transfer function is determined that is used to calculate the injection history for the engine subsequent cycle is used.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Kraftstoffeinspritzventile von Brennkraftmaschinen im Betrieb zu diagnostizieren, um Abweichungen bei tatsächlich eingespritzten Kraftstoffmengen von vorgegebenen Sollwerten zu korrigieren und um zu ermitteln, welche minimale Kraftstoffmenge ein Kraftstoffeinspritzventil zuverlässig liefern kann.The object of the invention is to diagnose fuel injection valves of internal combustion engines in operation in order to correct deviations in actual injected fuel quantities from predetermined desired values and to determine which minimum fuel quantity a fuel injection valve can deliver reliably.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Ein System und ein Verfahren umfassen, dass ein Motor während eines ersten Zyklus so betrieben wird, dass ein Kolben in einem Zylinder angetrieben wird, ohne dass ein Kraftstoffeinspritzventil des Zylinders eingeschaltet wird; dass erste Druckdaten des Zylinders für ein vorbestimmtes Kurbelwinkelfenster während des ersten Zyklus beschafft werden; dass das Kraftstoffeinspritzventil während eines zweiten Zyklus eine Einschaltzeitspanne lang eingeschaltet wird; dass zweite Druckdaten des Zylinders während des zweiten Zyklus für das vorbestimmte Kurbelwinkelfenster beschafft werden; dass ein Druckverhältnisdifferenzmittelwert (PRDA) aus den ersten Druckdaten und den zweiten Druckdaten berechnet wird, der einen Mittelwert einer Differenz zwischen diesen Druckdaten darstellt; und dass der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils auf der Grundlage des PRDA-Werts modifiziert wird. Zudem wird ermittelt, ob der PRDA-Wert, welcher der Einschaltzeitspanne zugeordnet ist, die einer Piloteinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils entspricht, im Vergleich mit vorherigen PRDA-Werten in ein vorbestimmtes Muster fällt, die Einschaltzeitspanne wird verringert und das Einschalten, das Beschaffen zweiter Druckdaten und das Berechnen wird wiederholt, bis der PRDA-Wert für die verringerte Einschaltzeitspanne im Vergleich mit den vorherigen PRDA-Werten aus dem vorbestimmten Muster herausfällt.A system and method include operating an engine during a first cycle to drive a piston in a cylinder without turning on a fuel injector of the cylinder; obtaining first pressure data of the cylinder for a predetermined crank angle window during the first cycle; that the fuel injection valve is turned on during a second cycle for a turn-on period; that second pressure data of the cylinder is obtained during the second cycle for the predetermined crank angle window; calculating a pressure ratio difference average (PRDA) from the first print data and the second print data representing an average of a difference between these print data; and that the operation of the fuel injection valve is modified based on the PRDA value. In addition, it is determined whether the PRDA value associated with the on-time period corresponding to a pilot injection of the fuel injection valve falls into a predetermined pattern as compared with previous PRDA values, the on-time is reduced, and the power-on, obtaining second print data and The calculation is repeated until the reduced turn-on period PRDA falls out of the predetermined pattern as compared with the previous PRDA values.
Gemäß weiteren Merkmalen ist die Einschaltzeitspanne einer Kraftstoffsolleinspritzmenge zugeordnet. Das System und Verfahren umfassen, dass ein Kalibrierungskennfeld indiziert wird, um die Einschaltzeitspanne auf der Grundlage der Kraftstoffsolleinspritzmenge und eines Kraftstoffverteilerrohrdrucks zu ermitteln. Das Modifizieren umfasst, dass mindestens ein Einschaltzeitspannenwert des Kalibrierungskennfelds auf der Grundlage des PRDA-Werts verändert wird.In further features, the turn-on period is associated with a fuel -ollector injection amount. The system and method includes where a calibration map is indexed to determine the on-time based on the fuel-injecting amount and a fuel rail pressure. The modifying comprises changing at least one on-period value of the calibration map based on the PRDA value.
Gemäß weiteren Merkmalen umfassen das System und das Verfahren, dass ein PRDA-Kennfeld indiziert wird, um eine tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge auf der Grundlage des PRDA-Werts und eines Kraftstoffverteilerrohrdrucks zu ermitteln. Das System und das Verfahren umfassen, dass mindestens eine Einschaltzeitspanne des Kalibrierungskennfelds verändert wird, wenn die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge von der Kraftstoffsolleinspritzmenge um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht.In other features, the system and method include indexing a PRDA map to determine an actual injected amount of fuel based on the PRDA value and a fuel rail pressure. The system and method includes where at least one on-time period of the calibration map is changed when the actual injected fuel quantity deviates from the fuel -ollective injection amount by more than a predetermined threshold.
Gemäß weiteren Merkmalen umfassen das System und das Verfahren, dass auf ein PRDA-Kennfeld zugegriffen wird, um einen erwarteten PRDA-Wert auf der Grundlage der Kraftstoffsolleinspritzmenge und eines Kraftstoffverteilerrohrdrucks zu ermitteln. Das System und das Verfahren umfassen, dass mindestens eine Einschaltzeitspanne des Kalibrierungskennfelds verändert wird, wenn der tatsächliche PRDA-Wert von dem erwarteten PRDA-Wert um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert abweicht.In other features, the system and method include accessing a PRDA map to determine an expected PRDA value based on the fuel-rail injection amount and a fuel rail pressure. The system and method includes where at least one turn-on period of the calibration map is changed when the actual PRDA value deviates from the expected PRDA value by more than a predetermined threshold.
Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich aus der hier bereitgestellten Beschreibung. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.Further fields of application emerge from the description provided here. It should be understood that the description and specific examples are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.The drawings described herein are for illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure in any way.
1 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Dieselmotorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung; 1 FIG. 12 is a functional block diagram of a diesel engine system according to the present disclosure; FIG.
2 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Motorsteuerungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung; 2 FIG. 10 is a functional block diagram of a motor control module according to the present disclosure; FIG.
3 ist eine Darstellung eines beispielhaften Druckverhältnisdifferenzmittelwerts (PRDA) und von Nachschlagetabellen für Kraftstoffeinspritzventil-Einschaltzeitspannen; 3 FIG. 10 is an illustration of exemplary pressure ratio difference average (PRDA) and fuel injector on-time lookup tables; FIG.
4 veranschaulicht den PRDA über einem angezeigten mittleren Effektivdruck (IMEP) für ein beispielhaftes Kraftstoffeinspritzventil und Betriebsbedingungen; 4 Figure 4 illustrates the PRDA above an indicated mean effective pressure (IMEP) for an exemplary fuel injector and operating conditions;
5 veranschaulicht den PRDA über einer eingespritzten Pilotmenge für ein beispielhaftes Kraftstoffeinspritzventil und Betriebsbedingungen; 5 Figure 4 illustrates the PRDA versus an injected pilot amount for an exemplary fuel injector and operating conditions;
6 zeigt den PRDA über IMEP für ein beispielhaftes Kraftstoffeinspritzventil und Betriebsbedingungen; 6 Figure 4 shows the PRDA via IMEP for an exemplary fuel injector and operating conditions;
7 zeigt eine Kraftstoffeinspritzventil-Einschaltzeitspanne und einen PRDA über einer befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge; 7 shows a fuel injector on-time and a PRDA over a commanded fuel injection amount;
8 ist ein Flussdiagramm, das Schritte bei einer Kraftstoffeinspritzventildiagnose zeigt; und 8th Fig. 10 is a flowchart showing steps in a fuel injection valve diagnosis; and
9 ist ein Flussdiagramm, das Schritte bei einer Piloteinspritzdiagnose zeigt. 9 Fig. 10 is a flowchart showing steps in a pilot injection diagnosis.
GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION
Die folgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen zu beschränken. Es versteht sich, dass in allen Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck Modul eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, eine Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.The following description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the present disclosure, application, or uses. It is understood that in all drawings, corresponding reference numerals designate like or corresponding parts and features. As used herein, the term module refers to an application specific integrated circuit (ASIC), electronic circuit, processor (shared, dedicated, or group) having memory executing one or more software or firmware programs, combinational logic circuitry, and / or other suitable components that provide the described functionality.
Mit Bezug auf 1 ist ein Dieselmotorsystem 10 dargestellt, das ein Mess- und Diagnosesystem für eine Kraftstoffeinspritzung umfasst. Das Motorsystem 10 umfasst einen Motor 12, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Das Motorsystem 10 kann auch ein Kraftstoffsystem 14, einen Ansaugkrümmer 16, einen Abgaskrümmer 18, ein AGR-Ventil 20, einen Einlass 22, eine AGR-Leitung 24, einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) 26, ein Dieselpartikelfilter (DPF) 28, ein Steuerungsmodul 30, Zylinder 40, Kraftstoffeinspritzventile 42, ein Einlassventil 44, einen Sensor 46 und ein Auslassventil 48 umfassen.Regarding 1 is a diesel engine system 10 which includes a measurement and diagnostic system for fuel injection. The engine system 10 includes a motor 12 which burns an air / fuel mixture to produce a drive torque. The engine system 10 can also be a fuel system 14 , an intake manifold 16 , an exhaust manifold 18 , an EGR valve 20 , an inlet 22 , an EGR line 24 , a Diesel Oxidation Catalyst (DOC) 26 , a diesel particulate filter (DPF) 28 , a control module 30 , Cylinder 40 , Fuel Injectors 42 , an inlet valve 44 , a sensor 46 and an exhaust valve 48 include.
Zu Beispielszwecken wird ein Dieselmotor 12 beschrieben. Luft wird durch einen Einlass 22 in einen Ansaugkrümmer 16 eingesaugt. Eine (nicht gezeigte) Drosselklappe kann umfasst sein, um eine Luftströmung in den Ansaugkrümmer 16 zu regeln. Luft in dem Ansaugkrümmer 16 wird auf Zylinder 40 verteilt. Obwohl 1 acht Zylinder darstellt, ist festzustellen, dass der Motor 12 zusätzliche oder weniger Zylinder 40 umfassen kann. Zum Beispiel werden Motoren mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12 und 16 Zylindern betrachtet.For example, a diesel engine will be used 12 described. Air is through an inlet 22 in an intake manifold 16 sucked. A throttle valve (not shown) may be included to direct airflow into the intake manifold 16 to regulate. Air in the intake manifold 16 is on cylinder 40 distributed. Even though 1 represents eight cylinders, it can be seen that the engine 12 additional or less cylinders 40 may include. For example, engines with 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12 and 16 cylinders are considered.
Das Motorsystem 10 umfasst ein Motorsteuerungsmodul 30, das mit Komponenten des Motorsystems 10, etwa dem Motor 12, dem Kraftstoffsystem 14 und zugeordneten Sensoren und Steuerungen wie hier erörtert in Verbindung steht. Das Motorsteuerungsmodul 30 kann ein Kalibrierungskennfeld und ein PRDA-Kennfeld umfassen, die mit dem Kraftstoffsystem 14 und den Kraftstoffeinspritzventilen 42 verwendet werden, um die Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder 40 zu steuern.The engine system 10 includes a motor control module 30 that with components of the engine system 10 like the engine 12 , the fuel system 14 and associated sensors and controllers as discussed herein. The engine control module 30 may include a calibration map and a PRDA map associated with the fuel system 14 and the fuel injection valves 42 used to fuel the fuel injection into the cylinders 40 to control.
Das Kraftstoffsystem 14 kann eine (nicht gezeigte) Kraftstoffpumpe, um Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, und ein (nicht gezeigtes) Kraftstoffverteilerrohr umfassen, um Kraftstoff an die Kraftstoffeinspritzventile 42 zu liefern. Die Kraftstoffeinspritzventile 42 können betrieben werden, indem eine Erregungs- oder Einschaltzeitspanne befohlen wird. Die gelieferte Kraftstoffmenge kann auf einem Kraftstoffverteilerrohrdruck, einer Einschaltzeitspanne, und der Konstruktion des Kraftstoffeinspritzventils 42 basieren.The fuel system 14 For example, a fuel pump (not shown) to pressurize fuel and a fuel rail (not shown) may supply fuel to the fuel injectors 42 to deliver. The fuel injectors 42 can be operated by commanding an energizing or on-period. The amount of fuel delivered may be based on fuel rail pressure, on-time, and the design of the fuel injector 42 based.
Das Motorsteuerungsmodul 30 steuert die Kraftstoffeinspritzventile 42 auf elektronische Weise, um Kraftstoff in die Zylinder 40 einzuspritzen. Ein Einlassventil 44 kann sich selektiv öffnen und schließen, um zu ermöglichen, dass Luft in den Zylinder 40 eintritt. Eine (nicht gezeigte) Nockenwelle kann die Einlassventilstellung regeln. Ein (nicht gezeigter) Kolben kann das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder 40 komprimieren, um eine Verbrennung zu bewirken.The engine control module 30 controls the fuel injection valves 42 electronically to fuel in the cylinder 40 inject. An inlet valve 44 can selectively open and close to allow air into the cylinder 40 entry. A camshaft (not shown) may regulate the intake valve position. A piston (not shown) may contain the air / fuel mixture in the cylinder 40 compress to cause combustion.
Ein Sensor 46 kann derart angeordnet sein, dass der Druck in dem Zylinder gemessen werden kann. Diese gemessenen Druckwerte können von dem Motorsteuerungsmodul 30 zur Messung und Diagnose der Kraftstoffeinspritzung verwendet werden. Der Sensor 46 kann zur Bereitstellung von Messwerten während des gesamten Verbrennungszyklus in der Lage sein. Bei der Messung und Diagnose des Kraftstoffeinspritzventils kann der Druck über ein spezielles Kurbelwinkelfenster gemessen werden. A sensor 46 may be arranged such that the pressure in the cylinder can be measured. These measured pressure values may be from the engine control module 30 used to measure and diagnose fuel injection. The sensor 46 may be capable of providing readings throughout the combustion cycle. When measuring and diagnosing the fuel injection valve, the pressure can be measured via a special crank angle window.
Der Kolben kann eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle antreiben, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Die Kurbelwelle kann mit den jeweiligen Kolben der Zylinder 40 derart verbunden sein, dass die Kolben in einem vorbestimmten Muster angetrieben werden. Ein Verbrennungsabgas in dem Zylinder 40 kann durch einen Abgaskrümmer 18 hinausgedrückt werden, wenn sich ein Auslassventil 48 in einer geöffneten Stellung befindet. Eine (nicht gezeigte) Nockenwelle kann die Auslassventilstellung regeln.The piston may drive a crankshaft (not shown) to produce drive torque. The crankshaft can work with the respective piston of the cylinder 40 be connected such that the pistons are driven in a predetermined pattern. A combustion exhaust gas in the cylinder 40 can through an exhaust manifold 18 be pushed out when an exhaust valve 48 is in an open position. A camshaft (not shown) may regulate the exhaust valve position.
Ein DOC 26 und ein Dieselpartikelfilter (DPF) 28 können das Abgas behandeln. Ein Abgasrückführungssystem (AGR-System), das ein AGR-Ventil 20, einen AGR-Kühler 21, eine Umleitung 22 und eine AGR-Leitung 24 umfasst, kann Abgas in den Ansaugkrümmer 16 einführen. Das AGR-Ventil 20 kann an dem Ansaugkrümmer 16 montiert sein und die AGR-Leitung 24 kann sich von dem Abgaskrümmer 18 zu dem AGR-Ventil 20 hin erstrecken, wobei sie eine Verbindung zwischen dem Abgaskrümmer 18 und dem AGR-Ventil 20 bereitstellt. Der AGR-Kühler 21 kühlt das Abgas, das an den Ansaugkrümmer 16 geliefert wird. Die Umleitung 22 ermöglicht, dass Abgas den AGR-Kühler 21 umgeht. Das Motorsteuerungsmodul 30 kann eine Position des AGR-Ventils 20 elektronisch steuern.A DOC 26 and a diesel particulate filter (DPF) 28 can treat the exhaust. An exhaust gas recirculation (EGR) system that uses an EGR valve 20 , an EGR cooler 21 , a diversion 22 and an EGR pipe 24 includes, exhaust may be in the intake manifold 16 introduce. The EGR valve 20 can on the intake manifold 16 be mounted and the EGR line 24 can be different from the exhaust manifold 18 to the EGR valve 20 extend, wherein it connects between the exhaust manifold 18 and the EGR valve 20 provides. The EGR cooler 21 cools the exhaust gas, which is to the intake manifold 16 is delivered. The diversion 22 allows exhaust gas to be the EGR cooler 21 bypasses. The engine control module 30 can be a position of the EGR valve 20 electronically controlled.
Nun auf 2 Bezug nehmend wird das Steuerungsmodul 30 genauer beschrieben. Das Steuerungsmodul 30 kann ein Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60, ein Datenempfangsmodul 62, ein Kalibrierungskennfeld 64, ein PRDA-Kennfeld 66, ein Motorsystemsteuerungsmodul 68 und ein Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 umfassen. Diese Module des Steuerungsmoduls 30 können sowohl für den Normalbetrieb der Kraftstoffeinspritzventilsteuerung als auch für eine Messung und Diagnose des Kraftstoffeinspritzventils sorgen.Now up 2 Referring to the control module 30 described in more detail. The control module 30 can be a fuel injector diagnostic module 60 , a data reception module 62 , a calibration map 64 , a PRDA map 66 , an engine system control module 68 and a fuel injection control module 70 include. These modules of the control module 30 may provide for both normal operation of fuel injector control and measurement and diagnostics of the fuel injector.
Im Normalbetrieb kann das Motorsystemsteuerungsmodul 68 eine Kommunikation mit dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 umfassen, um die Kraftstoffeinspritzventile 42 anzuweisen, mit einer Einschaltzeitspanne zu arbeiten, um auf der Grundlage eines bekannten Kraftstoffverteilerrohrdrucks eine angeforderte Kraftstoffmenge zu liefern. Das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 kann mit dem Kalibrierungskennfeld 64 kommunizieren, um eine Einschaltzeitspanne des Kraftstoffeinspritzventils 42 auf der Grundlage einer Sollkraftstoffmenge und eines bekannten Kraftstoffverteilerrohrdrucks zu ermitteln.In normal operation, the engine system control module 68 a communication with the fuel injection control module 70 include to the fuel injectors 42 to command a duty cycle to provide a requested amount of fuel based on a known fuel rail pressure. The fuel injection control module 70 can with the calibration map 64 communicate to a turn-on period of the fuel injection valve 42 based on a desired fuel quantity and a known fuel rail pressure to determine.
Um eine Messung und Diagnose des Kraftstoffeinspritzventils auszuführen, kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 mit dem Datenempfangsmodul 62, dem Kalibrierungskennfeld 64, dem PRDA-Kennfeld 66, dem Motorsystemsteuerungsmodul 68 und dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 kommunizieren. Das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 kann das Motorsystemsteuerungsmodul 68 und das Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 anweisen, auf eine Weise zu arbeiten, die eine Messung von Kraftstoffeinspritzmengen und eine Diagnose ermöglicht.In order to carry out a measurement and diagnosis of the fuel injection valve, the fuel injection valve diagnostic module 60 with the data receiving module 62 , the calibration map 64 , the PRDA map 66 , the engine system control module 68 and the fuel injection control module 70 communicate. The fuel injector diagnostic module 60 can the engine system control module 68 and the fuel injection control module 70 instructs to operate in a manner that enables measurement of fuel injection quantities and diagnostics.
Ein erster Schritt umfasst, dass ein Kolben in einem mitbewegten Zustand angetrieben wird, wobei kein Kraftstoff in den Zylinder 40 eingespritzt wird. Druckmessungen, die während des mitbewegten Zustands bei spezifischen Motordrehzahlen aufgenommen werden, können eine Grundlinie zur Ermittlung einer Kraftstoffeinspritzmenge bereitstellen. Ein gespeichertes Druckverhältnis PR im mitbewegten Zustand bei einer spezifischen Motordrehzahl kann ebenfalls verwendet werden. Nachdem die Grundlinie ermittelt ist, kann der Motor 12 derart betrieben werden, dass das Kraftstoffeinspritzventil 42, das getestet wird, mit einer Einschaltzeitspanne ausgelöst wird, die einer Sollkraftstoffmenge zugeordnet ist und von dem Kalibrierungskennfeld 64 bereitgestellt wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 42, das getestet wird, kann bei angegebenen Zeitpunkten ausgelöst werden, etwa bei Verzögerungsüberschüssen (deceleration overruns). Die Grundlinie wird mit Druckmesswerten verglichen, wenn Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt wird. Bei anderen Implementierungen kann der Motor 12 in einem Zündungsauslassmodus betrieben werden, bei dem der Zylinder, der dem Kraftstoffeinspritzventil 42 zugeordnet ist, das getestet wird, während zwei Motorzyklen gezündet wird und während zwei Motorzyklen mitbewegt wird.A first step comprises driving a piston in a co-moving state with no fuel in the cylinder 40 is injected. Pressure measurements taken during the idle state at specific engine speeds may provide a baseline for determining a fuel injection amount. A stored pressure ratio PR in the moved state at a specific engine speed can also be used. After the baseline is determined, the engine can 12 be operated such that the fuel injection valve 42 which is tested is triggered with a switch-on period associated with a desired amount of fuel and from the calibration map 64 provided. The fuel injector 42 which is tested can be triggered at specified times, such as deceleration overruns. The baseline is compared to pressure readings when fuel is injected into the cylinder. In other implementations, the engine may 12 be operated in a Zündungsauslassmodus, wherein the cylinder, the fuel injection valve 42 which is tested while two engine cycles are ignited and moved during two engine cycles.
Das Datenempfangsmodul 62 kann Zylinderdruckdaten 46 sowohl für die mitbewegten als auch die gezündeten Zyklen empfangen. Der Druck kann mit einem regelmäßigen Kurbelwinkelgradintervall gemessen werden. Ein beispielhaftes Kurbelwinkelintervall kann alle 3° sein. Daten von dem Datenempfangsmodul 62 können an das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 übertragen werden, welches die Druckdaten speichern und verwenden kann, um eine Kraftstoffeinspritzmessung und Diagnose auszuführen.The data receiving module 62 can cylinder pressure data 46 received for both moving and ignited cycles. The pressure can be measured with a regular crank angle degree interval. An example crank angle interval may be every 3 °. Data from the data receiving module 62 can connect to the fuel injector diagnostic module 60 which can store and use the print data to perform fuel injection measurement and diagnostics.
Das Kraftstaffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 kann die Druckdaten verwenden, um ein Druckverhältnis (PR) für jede Druckmessung bei gegebenen Kurbelwellenwinkeln zu ermitteln. Das PR kann dem gemessenen Druck dividiert durch einen berechneten oder theoretischen Druck äquivalent sein. Der PRDA kann aus einem Vergleich des PR für einen mitbewegten Zyklus und des PR für einen gezündeten Zyklus über ein spezielles Fenster des Motorbetriebs berechnet werden, wie durch die folgende Gleichung dargestellt ist: The fuel injector diagnostic module 60 may use the pressure data to determine a pressure ratio (PR) for each pressure measurement at given crankshaft angles. The PR may be equivalent to the measured pressure divided by a calculated or theoretical pressure. The PRDA can be calculated from a comparison of the PR for a moving cycle and the PR for an ignited cycle via a specific window of engine operation, as represented by the following equation:
Sobald der PRDA-Wert ermittelt ist, kann das PRDA-Kennfeld 66 herangezogen werden, um eine Kraftstoffmenge zu ermitteln, die dem gemessenen PRDA-Wert und einem bekannten Kraftstoffverteilerrohrdruck zugeordnet ist, was eine tatsächlich gemessene Kraftstoffmenge liefert. Das PRDA-Kennfeld 66 kann erzeugt werden, indem ein beispielhafter Motor getestet wird, um eine Beziehung zwischen dem PRDA, der Einspritzmenge und dem Kraftstoffverteilerrohrdruck bei einer spezifischen Motordrehzahl zu schaffen. Nachdem das PRDA-Kennfeld 66 herangezogen wurde, um die tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge herauszufinden, kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 die gemessene Kraftstoffeinspritzmenge mit der Sollkraftstoffeinspritzmenge zur Diagnose und zur Aktualisierung von Werten in dem Kalibrierungskennfeld 64 vergleichen. Auf diese Weise kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 lernen und das Kalibrierungskennfeld 64 entsprechend aktualisieren.Once the PRDA value is determined, the PRDA map 66 are used to determine an amount of fuel associated with the measured PRDA value and a known fuel rail pressure, which provides an actual measured amount of fuel. The PRDA map 66 can be generated by testing an exemplary engine to establish a relationship between the PRDA, injection quantity, and fuel rail pressure at a specific engine speed. After the PRDA map 66 to find out the actual fuel injection quantity, the fuel injector diagnostic module 60 the measured fuel injection amount with the desired fuel injection amount for diagnosing and updating values in the calibration map 64 to compare. In this way, the fuel injector diagnostic module 60 learn and the calibration map 64 update accordingly.
Nun auf 3 Bezug nehmend, sind zwei Nachschlagetabellen dargestellt. Die rechte Nachschlagetabelle kann dem Kalibrierungskennfeld 64 zugeordnet sein. Wenn ein Verteilerrohrdruck und eine gewünschte Pilot- oder Einspritzmenge bekannt sind, kann die Einschaltzeitspanne in der Tabelle nachgeschlagen werden. Bei der Kopplung mit dem Kraftstoffeinspritzmess- und -diagnosesystem können die Einschaltzeitspannenwerte des Kalibrierungskennfelds 64 auf der Grundlage einer tatsächlich gemessenen Kraftstoffmenge, die einem speziellen Verteilerrohrdruck zugeordnet ist, verändert werden.Now up 3 Referring to Figure 2, two look-up tables are shown. The right look-up table may be the calibration map 64 be assigned. If a manifold pressure and a desired pilot or injection quantity are known, the turn-on period can be looked up in the table. When coupled to the fuel injection measurement and diagnostic system, the on-time span values of the calibration map may 64 be changed on the basis of an actually measured amount of fuel, which is associated with a special manifold pressure.
Die linke Seite von 3 kann eine Nachschlagetabelle für das PRDA-Kennfeld 66 sein. Der PRDA und die Einspritzmenge können eine Beziehung aufweisen, die gemessen und in dem PRDA-Kennfeld 66 gespeichert werden kann. Wenn PRDA-Werte gemessen werden und der Verteilerrohrdruck bekannt ist, kann das PRDA-Kennfeld 66 verwendet werden, um eine tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge zu ermitteln.The left side of 3 can look up a look-up table for the PRDA map 66 be. The PRDA and the injection amount may have a relationship as measured and in the PRDA map 66 can be stored. When PRDA values are measured and the manifold pressure is known, the PRDA map can 66 used to determine an actual injected amount of fuel.
Nun auf 4 Bezug nehmend ist eine Beziehung zwischen gemessenen PRDA-Werten und gemessenen angezeigten mittleren Effektivdruckwerten (IMEP-Werten) dargestellt. Wie in der Technik bekannt ist, stellt IMEP eine Anzeige der von dem Motor geleisteten Nutzarbeit dar. Wenn der PRDA wie erwartet ein genaues Maß der Kraftstoffeinspritzmenge bereitstellt, sollte der Graph von 4 eine lineare Beziehung mit IMEP darstellen. Bei dieser speziellen Messung in einem beispielhaften Motor wird der Motor bei 1000 U/min betrieben, der Kraftstoffverteilerrohrdruck beträgt 1300 bar, der Pilotschusszeitpunkt für den ausgelösten Schuss ist 12° vor dem oberen Totpunkt (bTDC) und die angeforderte Pilotmenge beträgt 4 mm3. 4 bestätigt, dass der PRDA in einer linearen Beziehung mit IMEP ansteigt.Now up 4 Reference is made to a relationship between measured PRDA values and measured indicated mean effective pressure values (IMEP values). As is known in the art, IMEP provides an indication of the work done by the engine. If the PRDA provides an accurate measure of the fuel injection amount as expected, the graph of FIG 4 represent a linear relationship with IMEP. In this particular measurement in an exemplary motor of the motor at 1000 U / min is operated, the fuel rail pressure is 1300 bar, the pilot shot timing for the triggered shot is 12 ° before top dead center (BTDC) and the requested pilot quantity is 4 mm 3. 4 confirms that the PRDA increases in a linear relationship with IMEP.
Nun auf 5 Bezug nehmend ist eine Beziehung zwischen dem PRDA und einer befohlenen Pilotmenge in einem beispielhaften Motor bestätigt, der mit 1000 U/min, einem Kraftstoffverteilerrohrdruck von 600 bar und einem Pilotschuss bei 12° bTDC betrieben wird. PRDA-Messungen wurden wie vorstehend beschrieben ausgeführt. Mit Ausnahme der Sollpiloteinspritzmengen 4 mm3 und 5 mm3 gibt es wenig Überschneidung zwischen den Einspritzmengen und den PRDA-Messwerten. Entsprechend scheint es, dass der PRDA zwischen verschiedenen Einspritzmengen sauber unterscheidet. Mit Bezug auf die befohlene Pilotmenge von 5 mm3 wurde bestätigt, dass das fragliche Einspritzventil tatsächlich weniger als 5 mm3 lieferte, wie durch die PRDA-Messung korrekt vorhergesagt wurde.Now up 5 Relatedly, a relationship between the PRDA and a commanded pilot amount is confirmed in an exemplary engine operating at 1000 rpm, a fuel rail pressure of 600 bar, and a pilot shot at 12 ° bTDC. PRDA measurements were carried out as described above. With the exception of the nominal pilot injection quantities 4 mm 3 and 5 mm 3, there is little overlap between the injection quantities and the PRDA measured values. Accordingly, it seems that the PRDA cleanly distinguishes between different injection quantities. With regard to the commanded pilot quantity of 5 mm 3 , it was confirmed that the injector in question actually delivered less than 5 mm 3 , as correctly predicted by the PRDA measurement.
Nun auf 6 Bezug nehmend bestätigt eine Aufzeichnung der PRDA-Werte von 5 für die unterschiedlichen Einspritzmengen über IMEP, dass größere Einspritzmengen zu einem größeren IMEP führten und umgekehrt. Dies ist die Beziehung, die erwartet wird, wenn der PRDA genaue Messwerte der Einspritzmenge liefert. Bemerkenswert ist auch, dass sich die 5 mm3-Werte mit den 4 mm3-Werten überschneiden, was Erwartungen aus den PRDA-Messwerten von 5 bestätigt.Now up 6 Referring to this, a record of the PRDA values of 5 for the different injection quantities via IMEP, that larger injection volumes led to a larger IMEP and vice versa. This is the relationship that is expected when the PRDA provides accurate fuel injection readings. It is also noteworthy that the 5 mm 3 values overlap with the 4 mm 3 values, which is expected from the PRDA measurements of 5 approved.
Nun auf 7 Bezug nehmend ist ein Graph dargestellt, der die Detektion einer minimalen Pilotmenge unter Verwendung einer PRDA-Messung zeigt. Die durchgezogene Linie stellt Einschaltzeitspannenwerte aus einem beispielhaften Kalibrierungskennfeld dar, um die befohlene Einspritzmenge für die Betriebsbedingungen bei 1000 U/min, einem Kraftstoffverteilerrohrdruck von 600 bar und einem Einspritzzeitpunkt von 12° bTDC anzugeben. Die gestrichelte Linie stellt tatsächlich gemessene PRDA-Werte dar, die einer befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge zugeordnet sind. Wie aus den PRDA-Messwerten ersichtlich ist, wird unter 1 mm3 tatsächlich nur wenig oder kein Kraftstoff eingespritzt und der PRDA kann über 2 mm3 eine allgemein lineare Beziehung aufweisen. Durch die Verwendung gemessener PRDA-Werte kann das Kalibrierungskennfeld für eine tatsächliche minimale Pilotmenge eingestellt werden. Der Minimalwert kann dem Minimalwert zugeordnet werden, über welchem PRDA-Werte eine lineare Beziehung mit der befohlenen Kraftstoffeinspritzmenge beibehalten. Now up 7 Referring now to a graph illustrating the detection of a minimum pilot amount using a PRDA measurement. The solid line represents on-period values from an exemplary calibration map to indicate the commanded injection quantity for operating conditions at 1000 rpm, fuel rail pressure of 600 bar, and injection timing of 12 ° bTDC. The dashed line represents actual measured PRDA values associated with a commanded fuel injection amount. As can be seen from the PRDA measurements, little or no fuel is injected below 1 mm 3 and the PRDA can have a generally linear relationship over 2 mm 3 . By using measured PRDA values, the calibration map can be set for an actual minimum pilot amount. The minimum value may be assigned to the minimum value above which PRDA values maintain a linear relationship with the commanded fuel injection amount.
Nun auf 8 Bezug nehmend umfasst ein Flussdiagramm, das eine Steuerungslogik 100 darstellt, Schritte zum Ausführen einer Kraftstoffeinspritzventildiagnose. Bei Block 102 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 ermitteln, ob eine Einspritzventildiagnose ausgeführt werden soll, was umfassen kann, dass tatsächliche Einspritzmengen gegenüber erwarteten Einspritzmengen getestet werden. Die Einspritzventildiagnose kann im Fahrzeugbetrieb in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, um das Kraftstoffeinspritzventil mit unterschiedlichen Kraftstoffverteilerrohrdrücken und Einspritzmengen zu testen. Wenn die Einspritzventildiagnose ausgeführt werden soll, kann die Steuerungslogik 100 bei Block 104 fortfahren.Now up 8th Referring to FIG. 1, a flowchart including control logic 100 FIG. 10 illustrates steps for performing a fuel injector diagnostic. At block 102 may be the fuel injector diagnostic module 60 determine if an injector diagnostic is to be performed, which may include testing actual injection quantities against expected injection quantities. Injector diagnostics may be performed at regular intervals in vehicle operation to test the fuel injector with different fuel rail pressures and injection quantities. If injector diagnostics are to be performed, the control logic may 100 at block 104 Continue.
Bei Block 104 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 Kraftstoffeinspritzventileinstellungen für die Kraftstoffeinspritzventildiagnose überprüfen. Zum Beispiel kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 die Abtastauflösung, den Einspritzzeitpunkt, die Einspritzmenge, den Einspritzdruck und die Motordrehzahl für die Kraftstoffeinspritzventildiagnose bereitstellen. Eine beispielhafte Abtastauflösung kann das Kurbelwinkelmessfenster umfassen, während dem die PR-Messungen für die mitbewegten und gezündeten Zyklen ausgeführt werden. Eine Abtastauflösung kann auch umfassen, wie oft Messungen während des Kurbelwinkelfensters durchgeführt werden, etwa alle 3–6 Kurbelwinkelgrad. Der Einspritzzeitpunkt kann den Zeitpunkt zum Bereitstellen des Einspritzschusses umfassen, der z. B. 12° bTDC sein kann. Schließlich kann die Einspritzmenge eine Solleinspritzmenge sein, die verwendet wird, um auf eine Einschaltzeitspanne aus dem Kalibrierungskennfeld 64 zuzugreifen. Die Steuerungslogik 100 kann bei Block 106 fortfahren.At block 104 may be the fuel injector diagnostic module 60 Check fuel injector settings for fuel injector diagnostic. For example, the fuel injector diagnostic module 60 Provide sampling resolution, injection timing, injection quantity, injection pressure, and engine speed for fuel injector diagnostics. An exemplary sampling resolution may include the crank angle measurement window during which the PR measurements for the swept and fired cycles are performed. A sampling resolution may also include how often measurements are made during the crank angle window, such as every 3-6 crank angle degrees. The injection timing may include the timing for providing the injection shot, the z. B. 12 ° bTDC can be. Finally, the injection amount may be a target injection amount that is used to respond to an on-time period from the calibration map 64 access. The control logic 100 can at block 106 Continue.
Bei Block 106 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 PR-Werte für einen mitbewegten Zyklus eines Zylinders 40 ermitteln, der dem Kraftstoffeinspritzventil 42 zugeordnet ist, welches getestet werden soll. Das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 kann mit dem Motorsystemsteuerungsmodul 68 und dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 kommunizieren, um den Motor 12 derart zu betreiben, dass ein Kolben in dem Zylinder 40 angetrieben wird, der dem Kraftstoffeinspritzventil 42 zugeordnet ist, welches getestet werden soll, und von dem Kraftstoffeinspritzventil 42, das getestet werden soll, kein Kraftstoff eingespritzt wird. Das Datenempfangsmodul 62 kann Zylinderdruckdaten von dem Sensor 46 empfangen und die Daten an das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 liefern, um PR-Werte zu berechnen. Sobald das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 über Druckdaten für den mitbewegten Zyklus bei einer spezifischen Motordrehzahl verfügt, kann die Steuerungslogik 100 bei Block 108 fortfahren.At block 106 may be the fuel injector diagnostic module 60 PR values for a moving cycle of a cylinder 40 determine the fuel injector 42 is assigned, which is to be tested. The fuel injector diagnostic module 60 can with the engine system control module 68 and the fuel injection control module 70 communicate to the engine 12 to operate such that a piston in the cylinder 40 is driven, the fuel injection valve 42 is assigned, which is to be tested, and from the fuel injection valve 42 to be tested, no fuel is injected. The data receiving module 62 can print cylinder pressure data from the sensor 46 received and the data to the fuel injector diagnostic module 60 to calculate PR values. Once the fuel injector diagnostic module 60 has pressure data for the moving cycle at a specific engine speed, the control logic 100 at block 108 Continue.
Bei Block 108 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 PR-Werte für einen gezündeten Zyklus des Zylinders 40, der dem Kraftstoffeinspritzventil 42 zugeordnet ist, das getestet werden soll, ermitteln. Das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 kann mit dem Motorsystemsteuerungsmodul 68 und dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 kommunizieren, um den Motor 12 derart zu betreiben, dass eine angeforderte Kraftstoffmenge durch das Kraftstoffeinspritzventil 42, das getestet werden soll, auf der Grundlage der Einschaltzeitspannenwerte, die in dem Kalibrierungskennfeld 64 gespeichert sind, und des speziellen Verteilerrohrdrucks eingespritzt werden sollte. Das Datenempfangsmodul 62 kann Zylinderdruckdaten von dem Sensor 46 empfangen und die Daten an das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 liefern, um PR-Werte über das designierte Kurbelwinkelfenster zu berechnen. Das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul kann die Druckdaten für den gezündeten Zyklus schaffen und die Steuerungslogik 100 kann dann bei Block 110 fortfahren.At block 108 may be the fuel injector diagnostic module 60 PR values for a fired cycle of the cylinder 40 , the fuel injector 42 determine which one is to be tested. The fuel injector diagnostic module 60 can with the engine system control module 68 and the fuel injection control module 70 communicate to the engine 12 operate such that a requested amount of fuel through the fuel injection valve 42 which is to be tested based on the on-period values shown in the calibration map 64 and the special manifold pressure should be injected. The data receiving module 62 can print cylinder pressure data from the sensor 46 received and the data to the fuel injector diagnostic module 60 to calculate PR values over the designated crank angle window. The fuel injector diagnostic module may provide the pressure data for the fired cycle and the control logic 100 can then block 110 Continue.
Bei Block 110 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 auf externe Parameter zugreifen, um zu ermitteln, ob der Motor während des Messprozesses korrekt arbeitete. Wenn irgendwelche der externen Parameter einen Fehler beim Motorbetrieb anzeigen, kann die Steuerungslogik 100 zu Block 104 zurückkehren, um erneut zu versuchen, die Druckdaten zu messen. Andernfalls kann die Steuerungslogik 100 bei Block 112 fortfahren.At block 110 may be the fuel injector diagnostic module 60 access external parameters to determine if the motor was operating correctly during the measurement process. If any of the external parameters indicate an error in engine operation, the control logic may 100 to block 104 return to try again to measure the print data. Otherwise, the control logic may 100 at block 112 Continue.
Bei Block 112 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 den PRDA auf der Grundlage der Differenz zwischen den gezündeten PR-Werten und den mitbewegten PR-Werten über das Kurbelwinkelmessfenster berechnen. Die Steuerungslogik kann bei Block 114 fortfahren. Bei Block 114 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 auf das PRDA-Kennfeld 66 zugreifen, um eine tatsächliche Kraftstoffeinspritzmenge, die dem berechneten PRDA-Wert zugeordnet ist, zu ermitteln. Die Steuerungslogik kann bei Block 116 fortfahren. At block 112 may be the fuel injector diagnostic module 60 calculate the PRDA based on the difference between the fired PR values and the moving PR values over the crank angle window. The control logic may be at block 114 Continue. At block 114 may be the fuel injector diagnostic module 60 on the PRDA map 66 to determine an actual fuel injection amount associated with the calculated PRDA value. The control logic may be at block 116 Continue.
Bei Block 116 kann der tatsächliche PRDA-Wert mit einem Ziel-PRDA-Wert verglichen werden, der aus dem PRDA-Kennfeld 66 für den speziellen Verteilerrohrdruck, die Einspritzmenge, und die Motordrehzahl geholt wurde. Alternativ kann die tatsächliche Einspritzmenge aus dem PRDA-Kennfeld 66 mit der Solleinspritzmenge verglichen werden. Die Steuerungslogik 100 kann bei Block 118 fortfahren. Bei Block 118 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 den Fehler bei der eingespritzten Kraftstoffmenge oder bei dem PRDA-Wert mit einem Fehlerschwellenwert vergleichen. Der Fehlerschwellenwert kann ein Absolutwert sein oder er kann ein Prozentwert der Zieleinspritzmenge sein. Wenn der Fehler den Schwellenwert nicht überschreitet, kann die Steuerungslogik 100 enden. Wenn der Fehler den Schwellenwert überschreitet, kann die Steuerungslogik 100 bei Block 120 fortfahren.At block 116 For example, the actual PRDA value may be compared to a target PRDA value obtained from the PRDA map 66 for the special manifold pressure, injection quantity, and engine speed. Alternatively, the actual injection quantity may be from the PRDA map 66 be compared with the target injection amount. The control logic 100 can at block 118 Continue. At block 118 may be the fuel injector diagnostic module 60 compare the injected fuel amount error or the PRDA value to an error threshold. The error threshold may be an absolute value or it may be a percentage of the target injection amount. If the error does not exceed the threshold, the control logic may 100 end up. If the error exceeds the threshold, the control logic may 100 at block 120 Continue.
Bei Block 120 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 dem Motorsystemsteuerungsmodul 68 mitteilen, dass bei einem Kraftstoffeinspritzventil 42 ein Fehler aufgetreten ist. Das Motorsystemsteuerungsmodul 68 kann diese Information verwenden, um Diagnosecodes bereitzustellen, auf die ein Techniker zugreifen kann. Das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 kann auf der Grundlage des Fehlers auch das Kalibrierungskennfeld 64 aktualisieren. Zum Beispiel kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 die gemessene Kraftstoffeinspritzmenge zur Berechnung neuer Einschaltzeitspannen und/oder Kraftstoffmengen, die dem Kalibrierungskennfeld 64 zugeordnet sind, verwenden. Dies kann umfassen, dass das Kalibrierungskennfeld 64 mit einer neuen Einschaltzeitspanne für die Sollkraftstoffmenge und den Kraftstoffverteilerrohrdruck, der dem Messwert zugeordnet ist, aktualisiert wird. Auf der Grundlage der zuletzt gemessenen Kraftstoffeinspritzmenge und weiterer vorheriger gemessener Mengen können auch weitere Einschaltzeitspannen verändert werden. Sobald das Kalibrierungskennfeld 64 aktualisiert ist, kann die Steuerungslogik 100 enden.At block 120 may be the fuel injector diagnostic module 60 the engine system control module 68 notify that at a fuel injector 42 an error has occurred. The engine system control module 68 can use this information to provide diagnostic codes that a technician can access. The fuel injector diagnostic module 60 may also display the calibration map based on the error 64 To update. For example, the fuel injector diagnostic module 60 the measured fuel injection amount for calculating new on-time periods and / or fuel quantities corresponding to the calibration map 64 are assigned. This may include the calibration map 64 is updated with a new turn-on period for the desired fuel amount and the fuel rail pressure associated with the measured value. On the basis of the last measured fuel injection quantity and other previously measured quantities, further switch-on periods can also be changed. Once the calibration map 64 is updated, the control logic 100 end up.
Nun auf 9 Bezug nehmend umfasst ein Flussdiagramm, das eine Steuerungslogik 200 darstellt, Schritte zum Ausführen einer Piloteinspritzdiagnose. Bei Block 202 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 ermitteln, ob eine Pilotdiagnose ausgeführt werden soll, was umfassen kann, dass bei einer vorbestimmten Pilotmenge gestartet wird und die Pilotmenge verringert wird, bis die Piloteinspritzung nicht mehr in ein lineares Muster fällt. Die Pilotdiagnose kann im Fahrzeugbetrieb in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, um das Kraftstoffeinspritzventil mit verschiedenen Kraftstoffverteilerrohrdrücken zu testen. Wenn die Pilotdiagnose ausgeführt werden soll, kann die Steuerungslogik 200 bei Block 204 fortfahren.Now up 9 Referring to FIG. 1, a flowchart including control logic 200 FIG. 10 illustrates steps for performing a pilot injection diagnostic. At block 202 may be the fuel injector diagnostic module 60 determining if a pilot diagnostic is to be performed, which may include starting at a predetermined pilot amount and decreasing the pilot amount until the pilot injection no longer falls in a linear pattern. The pilot diagnostics may be performed at regular intervals in vehicle operation to test the fuel injector at various fuel rail pressures. If the pilot diagnosis is to be executed, the control logic can 200 at block 204 Continue.
Bei Block 204 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 Kraftstoffeinspritzventil-Einstellungen für die Pilotdiagnose überprüfen. Zum Beispiel kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 die Abtastauflösung, den Einspritzzeitpunkt, die Einspritzmenge, den Verteilerrohrdruck und die Motordrehzahl für die Piloteinspritzdiagnose bereitstellen. Die Abtastauflösung kann beispielsweise das Kurbelwinkelmessfenster umfassen, in dem die Druckmessungen für die mitbewegten und gezündeten Zyklen ausgeführt werden. Eine Abtastauflösung kann auch umfassen, wie oft Messungen während des Kurbelwinkelmessfensters ausgeführt werden, etwa alle 3–6 Kurbelwinkelgrad. Der Einspritzzeitpunkt kann den Zeitpunkt zur Bereitstellung des Pilotschusses umfassen, etwa 12° bTDC. Schließlich kann die Einspritzmenge eine Einspritzmenge sein, die verwendet wird, um auf eine Einschaltzeitspanne in dem Kalibrierungskennfeld 64 zuzugreifen. Für die Pilotdiagnose kann die Pilotmenge anfänglich auf eine relativ hohe Menge für die Motorkonfiguration eingestellt werden, etwa 3 mm3. Die Steuerungslogik 200 kann bei Block 206 fortfahren.At block 204 may be the fuel injector diagnostic module 60 Check the fuel injection valve settings for the pilot diagnosis. For example, the fuel injector diagnostic module 60 Provide sampling resolution, injection timing, injection quantity, manifold pressure, and engine speed for pilot injection diagnosis. The sampling resolution may include, for example, the crank angle measurement window in which the pressure measurements for the moving and fired cycles are performed. A sampling resolution may also include how often measurements are made during the crank angle measurement window, such as every 3-6 crank angle degrees. The injection timing may include the timing for providing the pilot shot, about 12 ° BTDC. Finally, the injection amount may be an injection amount that is used to respond to a turn-on period in the calibration map 64 access. For the pilot diagnosis, the pilot quantity may initially be set to a relatively high amount for the engine configuration, about 3 mm 3 . The control logic 200 can at block 206 Continue.
Bei Block 206 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 ein mitbewegtes PR für den Zylinder 40 ermitteln, der dem Kraftstoffeinspritzventil 42 zugeordnet ist, das getestet werden soll. Das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 kann mit dem Motorsystemsteuerungsmodul 68 und dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 kommunizieren, um den Motor 12 derart zu betreiben, dass ein Kolben in dem Zylinder 40 angetrieben wird, welcher dem Kraftstoffeinspritzventil 42 zugeordnet ist, das getestet werden soll, und kein Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 42 eingespritzt wird, das getestet werden soll. Das Datenempfangsmodul 62 kann Zylinderdruckdaten von dem Sensor 46 über das designierte Kurbelwinkelfenster empfangen und die Daten an das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 liefern, um das mitbewegte PR zu ermitteln. Sobald das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 über PR-Daten für den mitbewegten Zyklus verfügt, kann die Steuerungslogik 200 bei Block 208 fortfahren.At block 206 may be the fuel injector diagnostic module 60 a moving PR for the cylinder 40 determine the fuel injector 42 is assigned to be tested. The fuel injector diagnostic module 60 can with the engine system control module 68 and the fuel injection control module 70 communicate to the engine 12 to operate such that a piston in the cylinder 40 which is the fuel injection valve 42 is assigned to be tested, and no fuel from the fuel injection valve 42 injected, which is to be tested. The data receiving module 62 can print cylinder pressure data from the sensor 46 via the designated crank angle window and receive the data to the fuel injector diagnostic module 60 to determine the co-moving PR. Once the fuel injector diagnostic module 60 has PR data for the moving cycle, the control logic 200 at block 208 Continue.
Bei Block 208 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 ein gezündetes PR für den Zylinder 40 ermitteln, der dem Kraftstoffeinspritzventil 42 zugeordnet ist, das getestet werden soll. Das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 kann mit dem Motorsystemsteuerungsmodul 68 und dem Kraftstoffeinspritzsteuerungsmodul 70 kommunizieren, um den Motor 12 derart zu betreiben, dass die Pilotkraftstoffmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil 42, das getestet werden soll, auf der Grundlage der Einschaltzeitspannenwerte, die in dem Kalibrierungskennfeld 64 gespeichert sind, und dem speziellen Verteilerrohrdruck eingespritzt werden soll. Das Datenempfangsmodul 62 kann Zylinderdruckdaten von dem Sensor 46 über das designierte Kurbelwinkelfenster empfangen und die Daten an das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 liefern, um das gezündete PR zu ermitteln. Sobald das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 die PR-Daten für den gezündeten Zyklus geschaffen hat, kann die Steuerungslogik 200 dann bei Block 210 fortfahren.At block 208 may be the fuel injector diagnostic module 60 a detonated PR for the cylinder 40 determine the fuel injector 42 is assigned to be tested. The fuel injector diagnostic module 60 can with the engine system control module 68 and the fuel injection control module 70 communicate to the engine 12 to operate such that the pilot fuel amount from the fuel injection valve 42 which is to be tested based on the on-period values shown in the calibration map 64 are stored, and the particular distribution pipe pressure to be injected. The data receiving module 62 can print cylinder pressure data from the sensor 46 via the designated crank angle window and receive the data to the fuel injector diagnostic module 60 deliver to detect the ignited PR. Once the fuel injector diagnostic module 60 has created the PR data for the fired cycle, the control logic can 200 then at block 210 Continue.
Bei Block 210 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 auf externe Parameter zugreifen, um zu ermitteln, ob der Motor während des Messprozesses korrekt arbeitete. Wenn irgendeiner der externen Parameter einen Fehler beim Motorbetrieb anzeigt, wird die Steuerungslogik 200 zu Block 204 zurückkehren, um erneut zu versuchen, die Druckdaten zu messen. Andernfalls kann die Steuerungslogik 200 bei Block 212 fortfahren.At block 210 may be the fuel injector diagnostic module 60 access external parameters to determine if the motor was operating correctly during the measurement process. If any one of the external parameters indicates an error in engine operation, the control logic becomes 200 to block 204 return to try again to measure the print data. Otherwise, the control logic may 200 at block 212 Continue.
Bei Block 212 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 den PRDA auf der Grundlage der Differenz zwischen dem gezündeten PR und dem mitbewegten PR über das Kurbelwinkelmessfenster berechnen. Die Steuerungslogik kann bei Block 214 fortfahren. Bei Block 214 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 auf das PRDA-Kennfeld zugreifen, um eine Kraftstoffeinspritzmenge zu ermitteln, die dem berechneten PRDA-Wert zugeordnet ist. Die Steuerungslogik kann bei Block 216 fortfahren.At block 212 may be the fuel injector diagnostic module 60 calculate the PRDA based on the difference between the ignited PR and the co-moving PR over the crank angle measurement window. The control logic may be at block 214 Continue. At block 214 may be the fuel injector diagnostic module 60 access the PRDA map to determine a fuel injection amount associated with the calculated PRDA value. The control logic may be at block 216 Continue.
Bei Block 216 kann der tatsächliche PRDA-Wert mit weiteren gemessenen PRDA-Werten für den speziellen Verteilerrohrdruck und die Motordrehzahl bei unterschiedlichen Einspritzmengen verglichen werden. Wie in 7 dargestellt ist, kann der PRDA eine lineare Beziehung mit der Einspritzmenge aufweisen, wenn sich das Kraftstoffeinspritzventil über der minimalen Pilotmenge befindet. Das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 kann die Menge ermitteln, um welche der gemessene PRDA-Wert von dem erwarteten linearen Wert abweicht. Die Steuerungslogik 200 kann bei Block 218 fortfahren. Bei Block 218 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 die Abweichung von der erwarteten linearen Beziehung mit einer Maximalabweichung vergleichen. Wenn der Fehler die Maximalabweichung nicht überschreitet, kann die Steuerungslogik 200 bei Block 222 fortfahren. Wenn der Fehler die Maximalabweichung überschreitet, kann die Steuerungslogik 200 bei Block 220 fortfahren.At block 216 For example, the actual PRDA value can be compared with other measured PRDA values for the particular rail pressure and engine speed for different injection quantities. As in 7 2, the PRDA may have a linear relationship with the injection amount when the fuel injector is above the minimum pilot amount. The fuel injector diagnostic module 60 can determine the amount by which the measured PRDA value deviates from the expected linear value. The control logic 200 can at block 218 Continue. At block 218 may be the fuel injector diagnostic module 60 compare the deviation from the expected linear relationship with a maximum deviation. If the error does not exceed the maximum deviation, the control logic may 200 at block 222 Continue. If the error exceeds the maximum deviation, the control logic may 200 at block 220 Continue.
Bei Block 220 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 das Kalibrierungskennfeld 64 auf der Grundlage der minimalen Pilotmenge aktualisieren. Zum Beispiel kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 eine minimale Pilotmenge in dem Kalibrierungskennfeld 64 als eine Einschaltzeitspanne einstellen, die größer als die Einschaltzeitspanne ist, die der Pilotmenge zugeordnet ist, die um einen Schwellenwert abgewichen ist. Sobald das Kalibrierungskennfeld 64 aktualisiert ist, kann die Steuerungslogik 200 enden.At block 220 may be the fuel injector diagnostic module 60 the calibration map 64 update based on the minimum pilot amount. For example, the fuel injector diagnostic module 60 a minimum pilot amount in the calibration map 64 as a turn-on period greater than the turn-on period associated with the pilot amount deviated by a threshold. Once the calibration map 64 is updated, the control logic 200 end up.
Bei Block 222 kann das Kraftstoffeinspritzventil-Diagnosemodul 60 die zu testende Pilotmenge verringern und mit dem Testen der Pilotmenge fortfahren, bis ein Minimum aufgefunden wird. Auf diese Weise wird die Piloteinspritzdiagnose mit dem Verringern der getesteten Menge fortfahren, bis die minimale Pilotmenge ermittelt ist.At block 222 may be the fuel injector diagnostic module 60 Decrease the pilot quantity to be tested and continue pilot testing until a minimum is found. In this way, the pilot injection diagnostic will continue to decrease the amount tested until the minimum pilot amount is determined.
Fachleute können nun aus der vorstehenden Beschreibung feststellen, dass die breiten Lehren der vorliegenden Offenbarung in einer Vielzahl von Formen implementiert werden können. Obwohl diese Offenbarung in Verbindung mit speziellen Beispielen derselben beschrieben wurde, soll daher der wahre Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche weitere Modifikationen begegnen werden.Those skilled in the art will now appreciate from the foregoing description that the broad teachings of the present disclosure can be implemented in a variety of forms. Therefore, while this disclosure has been described in conjunction with specific examples thereof, the true scope of the disclosure should not be so limited since other modifications will become apparent to the skilled practitioner upon a study of the drawings, the specification, and the following claims.