具有制造问题的燃料喷射器的早期检测

摘要

本发明涉及具有制造问题的燃料喷射器的早期检测。一种用于燃料喷射器的诊断系统包括用于感测车辆数据的多个传感器。控制器包括燃料喷射器诊断模块，该燃料喷射器诊断模块被配置成在车辆的操作期间接收车辆数据并且选择性地识别电枢卡住的燃料喷射器和枢轴疲劳的燃料喷射器中的至少一个。

权利要求

1.一种用于燃料喷射器的诊断系统，包括：

多个传感器，其用于感测车辆数据；

控制器，其包括燃料喷射器诊断模块，所述燃料喷射器诊断模块被配置成在所述车辆的操作期间接收所述车辆数据并且响应于以下情况来选择性地识别电枢卡住的燃料喷射器：至少一个短期燃料修正值不断增加；和

发生多个气缸失火。

2.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成在发动机冷起动期间识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

3.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成响应于发动机冷启动短期燃料修正值不是标称值识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

4.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成响应于燃料轨压力大于预定燃料轨压力时识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

5.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

6.根据权利要求5所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成响应于在所述窗口中在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅的快速傅里叶变换 ( FFT) 来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

7.根据权利要求5所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成基于作为在包括所述窗口在内的多个窗口中的多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

8.根据权利要求7所述的诊断系统，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成响应于所述多个窗口中的Y个连续窗口中大于或等于X个窗口在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器，其中X和Y是整数，并且X小于Y。

9.根据权利要求1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成进一步响应于在小于预定时间段的时间段期间长期燃料修正值变化超过预定量来识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

10.一种用于燃料喷射器的诊断系统，包括：

多个传感器，其用于感测车辆数据；和

燃料喷射器诊断模块，其被配置成：

在所述车辆的操作期间接收所述车辆数据；和

基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来选择性地识别枢轴疲劳的燃料喷射器；

所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成响应于以下情况来选择性地识别电枢卡住的燃料喷射器：至少一个短期燃料修正值不断增加；和

发生多个气缸失火。

11.根据权利要求10所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成响应于在多个窗口中在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅的快速傅里叶变换 ( FFT) 来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

12.根据权利要求11所述的诊断系统，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成响应于所述多个窗口中的Y个连续窗口中大于或等于X个窗口在大于所述预定频率的频率下具有大于所述预定振幅的振幅来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器，其中X和Y是整数，并且X小于Y。

13.根据权利要求10所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成进一步响应于在小于预定时间段的时间段期间长期燃料修正值变化超过预定量来识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

14.一种用于多个车辆的燃料喷射器的诊断系统，包括：服务器，其远离所述多个车辆定位并且被配置成接收由所述多个车辆在操作期间生成的车辆数据，其中，所述服务器包括：

燃料喷射器诊断模块，其被配置成接收来自所述多个车辆的所述车辆数据并且选择性地识别下列中的至少一者：所述多个车辆中的一个具有电枢卡住的燃料喷射器；和

所述多个车辆中的一个具有枢轴疲劳的燃料喷射器，

其中，所述燃料喷射器诊断模块被进一步配置成响应于以下情况来识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器：在发动机冷起动期间短期燃料修正值不断增加；和

在所述发动机冷起动期间发生气缸失火。

15.根据权利要求14所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

说明书

具有制造问题的燃料喷射器的早期检测

[0001] 引言

[0002] 在此部分中提供的信息是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。在此部分中描述的程度上，当前署名的发明人的著作以及在提交时可能不构成现有技术的描述的各方面，既不明示地也不暗示地被认为是本公开的现有技术。

技术领域

[0003] 本公开涉及内燃发动机，并且更具体地涉及用于发动机的燃料喷射器控制系统和方法。

背景技术

[0004] 空气通过进气歧管被吸入发动机。节气门和/或发动机气门正时控制进入发动机的气流。空气与来自一个或多个燃料喷射器的燃料混合，形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机的一个或多个气缸内燃烧。空气/燃料混合物的燃烧可以由例如由火花塞提供的火花引发。

[0005] 空气/燃料混合物的燃烧产生扭矩和废气。扭矩经由在空气/燃料混合物的燃烧期间的放热和膨胀产生。发动机经由曲轴将扭矩传递到变速器，并且变速器经由传动系将扭矩传递到一个或多个车轮。废气从气缸排出到排气系统。

[0006] 燃料喷射器的不正确操作可以导致一个或多个问题。例如，燃料喷射器的不正确操作可以导致怠速不稳或发动机失火。如果故障燃料喷射器一直未诊断出来，发动机可能会出现另外的问题。

发明内容

[0007] 一种用于燃料喷射器的诊断系统包括用于感测车辆数据的多个传感器。控制器包括燃料喷射器诊断模块，该燃料喷射器诊断模块被配置成在车辆的操作期间接收车辆数据并且选择性地识别电枢卡住的燃料喷射器和发生枢轴疲劳的燃料喷射器中的至少一个。

[0008] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成基于短期燃料修正值来识别电枢卡住的燃料喷射器。燃料喷射器诊断模块被配置成响应于短期燃料修正值增加和气缸失火发生来识别电枢卡住的燃料喷射器。

[0009] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成在发动机冷起动期间识别电枢卡住的燃料喷射器。燃料喷射器诊断模块被配置成当发动机冷启动短期燃料修正值不是标称值时识别电枢卡住的燃料喷射器。

[0010] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成当燃料轨压力大于预定燃料轨压力时识别电枢卡住的燃料喷射器。燃料喷射器诊断模块被配置成基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别枢轴疲劳的燃料喷射器。燃料喷射器诊断模块被配置成响应于在窗口中在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅的FFT来识别枢轴疲劳的燃料喷射器。

[0011] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成基于作为在多个窗口中的多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别枢轴疲劳的燃料喷射器。

[0012] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成响应于多个窗口中的Y个连续窗口中大于或等于X个窗口在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅来识别枢轴疲劳的燃料喷射器，其中X和Y是整数，并且X小于Y。

[0013] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成进一步响应于在小于预定时间段的时间段期间长期燃料修正值变化超过预定量来识别电枢卡住的燃料喷射器。

[0014] 一种用于燃料喷射器的诊断系统包括用于感测车辆数据的多个传感器。燃料喷射器诊断模块被配置成在车辆的操作期间接收车辆数据并基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来选择性地识别枢轴疲劳的燃料喷射器。

[0015] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块还被配置成基于短期燃料修正值来识别电枢卡住的燃料喷射器。燃料喷射器诊断模块被配置成在发动机冷起动期间响应于短期燃料修正值增加和气缸失火发生来识别电枢卡住的燃料喷射器。

[0016] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成响应于在多个窗口中在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅的FFT来识别枢轴疲劳的燃料喷射器。燃料喷射器诊断模块被配置成响应于多个窗口中的Y个连续窗口中大于或等于X个窗口在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅来识别枢轴疲劳的燃料喷射器，其中X和Y是整数，并且X小于Y。

[0017] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成进一步响应于在小于预定时间段的时间段期间长期燃料修正值变化超过预定量来识别电枢卡住的燃料喷射器。

[0018] 一种用于多个车辆的燃料喷射器的诊断系统，其包括服务器，该服务器远离多个车辆定位并且被配置成接收由多个车辆在操作期间生成的车辆数据。该服务器包括燃料喷射器诊断模块，该燃料喷射器诊断模块被配置成接收来自多个车辆的车辆数据并选择性地识别多个车辆中具有发生电枢卡住的燃料喷射器的车辆和多个车辆中具有发生枢轴疲劳的燃料喷射器的车辆中的至少一个。

[0019] 在其它特征中，燃料喷射器诊断模块被配置成响应于在发动机冷起动期间短期燃料修正值增加和在发动机冷起动期间气缸失火发生来识别电枢卡住的燃料喷射器。燃料喷射器诊断模块被配置成基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别枢轴疲劳的燃料喷射器。

[0020] 本发明提供下列方案。

[0021] 方案1. 一种用于燃料喷射器的诊断系统，包括：

[0022] 多个传感器，其用于感测车辆数据；

[0023] 控制器，其包括燃料喷射器诊断模块，所述燃料喷射器诊断模块被配置成在所述车辆的操作期间接收所述车辆数据并且选择性地识别下列中的至少一者：

[0024] 电枢卡住的燃料喷射器；和

[0025] 枢轴疲劳的燃料喷射器。

[0026] 方案2. 根据方案1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成基于短期燃料修正值来识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

[0027] 方案3. 根据方案1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成响应于以下情况来识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器：

[0028] 短期燃料修正值不断增加；和

[0029] 发生气缸失火。

[0030] 方案4. 根据方案2所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成在发动机冷起动期间识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

[0031] 方案5. 根据方案3所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成当发动机冷启动短期燃料修正值不是标称值时识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

[0032] 方案6. 根据方案3所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成当燃料轨压力大于预定燃料轨压力时识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

[0033] 方案7. 根据方案1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

[0034] 方案8. 根据方案7所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成响应于在所述窗口中在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅的FFT来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

[0035] 方案9. 根据方案1所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成基于作为在多个窗口中的多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

[0036] 方案10. 根据方案9所述的诊断系统，所述燃料喷射器诊断模块被配置成响应于所述多个窗口中的Y个连续窗口中大于或等于X个窗口在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器，其中X和Y是整数，并且X小于Y。

[0037] 方案11. 根据方案8所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成进一步响应于在小于预定时间段的时间段期间长期燃料修正值变化超过预定量来识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

[0038] 方案12. 一种用于燃料喷射器的诊断系统，包括：

[0039] 多个传感器，其用于感测车辆数据；和

[0040] 燃料喷射器诊断模块，其被配置成：

[0041] 在所述车辆的操作期间接收所述车辆数据；和

[0042] 基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来选择性地识别枢轴疲劳的燃料喷射器。

[0043] 方案13. 根据方案12所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块还被配置成基于短期燃料修正值来识别电枢卡住的燃料喷射器。

[0044] 方案14. 根据方案13所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成在发动机冷起动期间响应于下列情况识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器：

[0045] 短期燃料修正值不断增加；和

[0046] 发生气缸失火。

[0047] 方案15. 根据方案12所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成响应于在多个窗口中在大于预定频率的频率下具有大于预定振幅的振幅的FFT来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

[0048] 方案16. 根据方案15所述的诊断系统，所述燃料喷射器诊断模块被配置成响应于所述多个窗口中的Y个连续窗口中大于或等于X个窗口在大于所述预定频率的频率下具有大于所述预定振幅的振幅来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器，其中X和Y是整数，并且X小于Y。

[0049] 方案17. 根据方案12所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成进一步响应于在小于预定时间段的时间段期间长期燃料修正值变化超过预定量来识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器。

[0050] 方案18. 一种用于多个车辆的燃料喷射器的诊断系统，包括：

[0051] 服务器，其远离所述多个车辆定位并且被配置成接收由所述多个车辆在操作期间生成的车辆数据，

[0052] 其中，所述服务器包括：

[0053] 燃料喷射器诊断模块，其被配置成接收来自所述多个车辆的所述车辆数据并且选择性地识别下列中的至少一者：

[0054] 所述多个车辆中的一个具有电枢卡住的燃料喷射器；和

[0055] 所述多个车辆中的一个具有枢轴疲劳的燃料喷射器。

[0056] 方案19. 根据方案18所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成响应于以下情况来识别所述电枢卡住的所述燃料喷射器：

[0057] 在发动机冷起动期间短期燃料修正值不断增加；和

[0058] 在所述发动机冷起动期间发生气缸失火。

[0059] 方案20. 根据方案18所述的诊断系统，其中，所述燃料喷射器诊断模块被配置成基于作为在窗口中多组连续发动机转数的函数的气缸失火的快速傅里叶变换(FFT)来识别所述枢轴疲劳的所述燃料喷射器。

[0060] 从详细描述、权利要求书和附图中，本公开的另外的应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅仅旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

[0061] 本公开将从详细描述和附图中变得更全面地被理解，其中：

[0062] 图1A是根据本公开的发动机控制系统的示例的功能框图：

[0063] 图1B是根据本公开的发动机控制系统的示例的功能框图；

[0064] 图2A和图2B是根据本公开的燃料喷射器的示例的侧剖视图；

[0065] 图3是根据本发明的单次燃烧事件的燃料喷射器正时图的示例；

[0066] 图4是根据本公开的作为时间函数的短期燃料修正值的示例；

[0067] 图5是根据本公开的作为时间函数的失火计数值的示例；

[0068] 图6是根据本公开的用于诊断燃料喷射器中卡住的电枢的方法的示例的流程图；

[0069] 图7和图8是根据本公开的作为发动机转数的函数的失火计数值的示例；

[0070] 图9和图10是根据本公开的FFT幅度的示例；

[0071] 图11A至图11D是根据本公开的作为发动机转数的函数的燃料修正LTM的示例；和[0072] 图12是根据本公开的用于诊断燃料喷射器中的枢轴疲劳的方法的示例的流程图。

[0073] 在附图中，附图标记可以被重复使用来标识相似和/或相同的元件。

具体实施方式

[0074] 发动机在气缸内燃烧空气和燃料的混合物以产生驱动扭矩。节气门调节进入发动机的气流。燃料由燃料喷射器喷射。火花塞可以在气缸内产生火花以引发燃烧。火花塞在一些类型的发动机中可以省略，诸如柴油发动机。可以控制气缸的进气门和排气门来调节进入和离开气缸的流量。

[0075] 燃料喷射器从燃料轨接收燃料。在一些示例中，高压燃料泵从低压燃料泵接收燃料，并对燃料轨内的燃料加压。低压燃料泵从燃料箱抽取燃料，并向高压燃料泵提供燃料。燃料喷射器将燃料直接喷射到发动机的气缸中。功率被施加到燃料喷射器以打开燃料喷射器(例如，燃料喷射器的枢轴或锚)。

[0076] 燃料喷射器中的一个或多个可能具有制造问题。制造问题的示例包括枢轴疲劳和/或电枢卡住。枢轴的不正确的热处理可以导致枢轴疲劳，并比预期更早地失效。电枢的间隙减小可能导致电枢的不一致的移动。当这些类型的制造问题未被及早检测到时，燃料喷射器可能导致额外的损坏，这增加了保修成本。

[0077] 根据本公开的系统和方法执行具有制造问题的燃料喷射器的早期识别。更具体地，该系统和方法监测控制和诊断信号，以识别具有制造问题的燃料喷射器，从而允许在进一步损坏发生之前进行更早的修理。

[0078] 现在参考图1A，呈现了示例发动机系统100的功能框图。发动机系统100包括发动机102，发动机102燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动扭矩。虽然发动机102将被讨论为火花点火直喷式(SIDI)发动机，但是发动机102可以包括另一种类型的直喷式发动机。在一些示例中，除了发动机102之外，可以提供一个或多个电动马达和/或马达发电机单元(MGU)(未示出)。

[0079] 空气通过节气门108被吸入进气歧管106。节气门108可以改变进入进气歧管106的气流。仅作为示例，节气门108可以包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控制模块(ECM) 110控制节气门致动器模块112(例如，电子节气门控制器或ETC)，并且节气门致动器模块112控制节气门108的打开。

[0080] 来自进气歧管106的空气被吸入发动机102的气缸。虽然发动机102可以包括多于一个的气缸，但是仅示出了单个代表性气缸114。来自进气歧管106的空气通过进气门118被吸入气缸114。每个气缸可以设置一个或多个进气门。

[0081] ECM 110控制经由燃料喷射器121进入气缸114的燃料喷射(例如，量和正时)。燃料喷射器121将诸如汽油或柴油燃料的燃料直接喷射到气缸114中。在一些示例中，燃料喷射器121是螺线管型直接喷射燃料喷射器。ECM 110可以控制燃料喷射以实现期望的空气/燃料比，诸如化学计量空气/燃料比。燃料喷射器提供用于每个气缸。

[0082] 喷射的燃料与空气混合，并在气缸114中产生空气/燃料混合物。基于来自ECM 110的信号，火花致动器模块122可以激励气缸114中的火花塞124。可以为每个气缸提供火花塞。由火花塞124产生的火花点燃空气/燃料混合物。火花塞在一些类型的发动机中可以省略，诸如柴油发动机。

[0083] 发动机102可以使用四冲程循环或另一合适的操作循环来操作。下面描述的四个冲程可以被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每次旋转期间，在气缸114内发生四个冲程中的两个。因此，需要曲轴旋转两圈，气缸才能经历所有四个冲程。

[0084] 在进气冲程期间，来自进气歧管106的空气通过进气门118被吸入气缸114。由燃料喷射器121喷射的燃料与空气混合，并在气缸114中形成空气/燃料混合物。在燃烧循环期间可以执行一次或多次燃料喷射。在压缩冲程期间，气缸114内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞，从而驱动曲轴。在排气冲程期间，燃烧的副产物通过排气门126排出到排气系统127。

[0085] 低压燃料泵142从燃料箱146抽吸燃料，并将燃料在低压下提供到高压燃料泵150。虽然仅示出了燃料箱146，但是可以实现多于一个的燃料箱146。高压燃料泵150进一步对燃料轨154内的燃料加压。发动机102的燃料喷射器，包括燃料喷射器121，经由燃料轨154接收燃料。由低压燃料泵142提供的低压相对于由高压燃料泵150提供的高压进行描述。

[0086] 低压燃料泵142可以是电驱动泵。高压燃料泵150可以是由发动机102机械驱动的可变输出泵。泵致动器模块158可以控制高压燃料泵150的操作(例如，输出)。泵致动器模块158基于来自ECM 110的信号控制高压燃料泵150。泵致动器模块158还可以控制低压燃料泵
142的操作(例如，开/关状态)。

[0087] 发动机系统100可以包括一个或多个传感器180。例如，传感器180可以包括一个或多个燃料压力传感器、空气质量流量(MAF)传感器、歧管绝对压力(MAP)传感器、进气温度(IAT)传感器、冷却剂温度传感器、油温传感器、曲轴位置传感器、一个或多个车轮速度传感器、燃料轨压力传感器和/或一个或多个其他合适的传感器。

[0088] ECM 110包括燃料喷射器诊断模块190，其执行一个或多个诊断以识别一个或多个燃料喷射器的制造问题。燃料喷射器诊断模块190包括电枢诊断模块192，该电枢诊断模块192被配置成诊断与卡住的电枢相关的制造问题。燃料喷射器诊断模块190包括枢轴诊断模块194，其被配置成诊断与枢轴疲劳相关的制造问题。

[0089] 现在参考图1B，多个车辆的ECM 110可以发送车辆数据以用于远程处理，而不是本地处理捕获的数据。例如，多个车辆可以包括无线收发器195，其向蜂窝或卫星收发器196发送数据和从蜂窝或卫星收发器196接收数据，蜂窝或卫星收发器196直接或间接连接到诸如因特网的分布式通信系统197。远程服务器198直接或间接连接到分布式通信系统197，并包括燃料喷射器诊断模块190，该模块基于从多个车辆发送的车辆数据执行一个或多个诊断以识别多个车辆的一个或多个燃料喷射器的制造问题。燃料喷射器诊断模块190包括上述电枢诊断模块192和/或枢轴诊断模块194。如果诊断出喷射器问题，则远程服务器198生成诊断消息并将其发送到发送诊断出喷射器问题的车辆数据的多个车辆中的对应车辆。在一些示例中，诊断消息生成视觉或听觉消息，以使燃料喷射器或车辆得到维修。

[0090] 现在参考图2A和图2B，示出了燃料喷射器200的示例。燃料喷射器200包括容纳电枢214的主体210，电枢214径向布置在导向套筒216的内部。当通电时，电枢214选择性地抵靠一个或多个弹簧230向上移动枢轴222，这暂时释放抵靠限定喷嘴238的喷嘴主体236的内表面的枢轴球234上的压力。当枢轴球上的压力释放时，燃料通过喷嘴238。当断电时，电枢214不抵靠弹簧230施加力，并且枢轴222抵靠阻塞喷嘴238的喷嘴主体236的内表面偏压枢轴球234。

[0091] 由于制造问题，燃料喷射器中的一个或多个可以导致不正确的操作。制造问题的示例包括枢轴疲劳和/或电枢卡住。例如，枢轴的不正确的热处理可以导致枢轴疲劳，并比预期更早地失效。电枢的间隙减小可能导致电枢的不一致的移动。当这些类型的制造问题未被及早检测到时，喷射器可能导致额外的损坏，并增加保修成本。

[0092] 现在参考图3、图4和图5，示出了燃料喷射器的故障和标称操作。在图3中，示出了单次燃烧事件的燃料喷射器正时图。在图4中，示出了用于补偿故障操作的短期燃料修正。在图5中，示出了每个气缸的失火计数。根据本公开的系统和方法从控制和诊断信号中提取特征，以早期识别与制造问题相关的失效模式。

[0093] 在冷起动操作期间，在图3的上部中示出了具有标称脉冲的喷射器开口，并且在图3的下部中示出了具有故障脉冲的喷射器开口。可以看出，电枢和导向套筒之间减小的间隙需要更大的力，并且因此增加了喷射器的响应时间。更少的燃料被输送，并且怠速变得不平稳。这个问题可以通过使喷射器打开更长的时间段来补偿(如图4所示的短期燃料修正)。当较少的燃料被输送时，这种情况也可能导致气缸失火(如图5所示)。

[0094] 现在参考图6，示出了用于检测具有制造问题的燃料喷射器的方法300。在320，冷启动阈值温度被获取。在324，该方法基于冷起动温度和发动机温度确定发动机是否正在冷起动。在一些示例中，冷却剂温度被用作发动机温度，并且与冷起动阈值温度进行比较，以确定发动机起动是否是冷起动。

[0095] 如果324为假，则该方法返回到320。如果324为真，则方法在328继续，并且检索短期燃料修正值。在332，该方法确定冷启动短期燃料修正值是否是标称值。如果332为真，则该方法返回到320。如果332为假，则该方法在334继续，并且确定燃料轨压力是否处于低误差状态。如果334为真，则该方法在338继续，并且设置与可疑燃料压力问题相关的诊断标志(而不设置与燃料喷射器相关的诊断标志)。

[0096] 如果334为假，则该方法在340继续，并且基于进气系统健康参数确定进气系统是否健康。用于确定空气系统是否健康的系统和方法的示例可以在共同转让的名称为“COMBUSTION ENGINE AIRFLOW MANAGEMENT SYSTEMS AND METHODS”的美国专利No. 10,
026,241和名称为“COMBUSTION ENGINE AIRFLOW MANAGEMENT SYSTEMS AND METHODS”的美国专利No. 10,152,834中找到，这两份专利均以引用方式全文并入本文中。如果340为假并且进气系统不健康，则该方法诊断可疑的空气输送问题并设置诊断标志(而不是燃料喷射器诊断标志)。

[0097] 如果340为真并且进气系统健康，则该方法在348确定短期燃料修正是否不断增加。在一些示例中，短期燃料修正的斜率和/或幅度分别与预定的斜率和/或幅度进行比较。例如，如果斜率大于预定斜率(诸如0.4、0.5、0.6、0.7和/或另一个值)和/或如果短期燃料修正的幅度大于预定幅度(诸如标称短期燃料修正值的110%或120%)(尽管可以使用其他阈值)，则短期燃料修正被认为不断增加。在一些示例中，如果斜率和/或幅度超过预定的斜率和/或幅度，则短期燃料修正被认为不断增加。

[0098] 如果348为假(短期燃料修正不断减少或没有充分增加)，则该方法在352确定另一个喷射器故障是可疑的。如果348为真(短期燃料修正正在充分增加)，则该方法在360继续，并确定是否在气缸上检测到失火。在一些示例中，一次失火就足够了，尽管可以使用更高次数的失火。如果360为真，则该方法在364继续，并且识别具有卡住的电枢的喷射器。如果360为假，则该方法在368继续，并且确定发动机是否具有多个气缸组。如果368为真，则该方法在374生成识别电枢卡住的气缸组的通知。如果368为假，则该方法在372生成发动机电枢卡住的通知。

[0099] 现在参考图7至图10，气缸特定的失火模式用于识别由于枢轴疲劳导致的喷射器失效。在图7和图8中，失火作为发动机总转数的函数被收集。在一些示例中，连续发动机转数的失火计数被收集、分组或分箱（binned）。在一些示例中，针对包括B次发动机转数的每个箱或组收集失火计数，其中B是大于100的整数。例如，B可以设置为100、200、500、1000、2000或其他发动机转数。

[0100] 移动窗口快速傅里叶变换(FFT)可以用于揭示具有大幅度的较高频率信号的存在。发动机转数的每个箱等同于一个时间单位。移动窗口包括M个箱，其中M是大于1的整数。
在一些示例中，B = 25、50、75或100，尽管可以使用更高或更低的数字。在移动窗口上执行FFT。然后，移动窗口递增一个箱，并且重复FFT。

[0101] 在图9和图10中，示出了两个移动窗口FFT的幅度和频率阈值的示例。可以针对特定的发动机和/或车辆调整幅度和频率阈值。

[0102] 现在参考图11A至图11D，示出了作为发动机转速的函数的长期燃料修正的突然变化。在图11A和图11B中的400以及图11C和图11D中的410处示出了长期燃料修正中的相对突然的变化。

[0103] 现在参考图12，示出了用于诊断具有制造问题的燃料喷射器的方法500。在510，发动机转数数据被收集。在514，该方法确定是否有任何气缸失火。如果514为假，则该方法返回到510。如果514为真，则该方法在518继续，并且执行移动窗口快速傅里叶变换(FFT)。在522，该方法确定是否存在振幅大于预定振幅的高于预定频率的信号频率。仅作为示例，图9和图10示出了预定频率和/或幅度的示例。

[0104] 如果522为假，则该方法在532继续(诊断除燃料喷射器制造问题之外的问题)。如果522为真，该方法在534继续，并且确定长期燃料修正中是否有变化。在一些示例中，如果斜率和/或幅度正在充分增加和/或减小，则长期燃料修正被认为正在变化。

[0105] 例如，如果长期燃料修正的斜率大于预定的正斜率(和/或小于预定的负斜率)和/或如果长期燃料修正的幅度大于第一预定幅度(和/或小于第二预定幅度)，则长期燃料修正被认为正在变化，尽管可以使用其他阈值。例如，预定正斜率可以等于0.4、0.5、0.6、0.7和/或另一个值。例如，预定负斜率可以等于‑0.4、‑0.5、‑0.6、‑0.7和/或另一个值。

[0106] 长期燃料修正的第一预定幅度可以设置为等于标称长期燃料修正值的110%或120%。长期燃料修正的第二预定幅度可以设置为等于标称长期燃料修正值的80%或90%。

[0107] 如果534为真，则该方法在538继续，并且确定在小于预定时间段的时间段内是否观察到变化。如果534或538为假，则在540诊断出除了燃料喷射器的制造问题之外的问题。

[0108] 如果538为真，则该方法在544继续，并且确定在Y个先前移动窗口中的X个中是否观察到具有大幅度的较高频率，其中X和Y是整数，并且X <= Y。仅作为示例，X= 4且Y = 7，尽管可以使用其他值。

[0109] 如果544为真，则在548，燃料喷射器被标记为具有枢轴疲劳问题。如果544为假，则诊断出除了燃料喷射器的制造问题之外的问题。

[0110] 本文所述的系统和方法可以用于检测枢轴疲劳和/或电枢卡住的燃料喷射器。通过较早检测到这些类型的制造问题，可以在造成额外损坏和增加的保修成本之前更换喷射器。

[0111] 先前的描述本质上仅仅是说明性的，决不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以多种形式实现。因此，虽然本公开包括特定的示例，但是本公开的真实范围不应该被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求后，其他修改将变得显而易见。应当理解，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行，而不改变本公开的原理。此外，尽管每个实施例在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例中实施和/或与任何其他实施例的特征组合，即使该组合没有被明确描述。换句话说，所描述的实施例不是互斥的，并且一个或多个实施例彼此的排列仍然在本公开的范围内。

[0112] 元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系使用各种术语来描述，包括“连接的”、“接合的”、“联接的”、“相邻的”、“紧挨着的”、“在...的顶部上”、“在...上方”、“在...下方”和“设置在”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件和第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一元件和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，但是也可以是在第一元件和第二元件之间存在一个或多个中间元件(空间上或功能上)的间接关系。如本文所用，短语“A、B和C中的至少一个”应该被解释为使用非排他性逻辑“或”来表示逻辑(A或B或C)，并且不应该被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。

[0113] 在附图中，箭头所指的箭头方向通常表示图示感兴趣的信息流(诸如数据或指令)。例如，当元件A和元件B交换各种信息，但是从元件A传送到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。这个单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B传送到元件A。此外，对于从元件A传送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对信息的请求或收到确认。

[0114] 在本申请中，包括下面的定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指、是其一部分或包括：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或组)；提供所描述功能的其他合适的硬件部件；或上述的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。

[0115] 模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、互联网、广域网(WAN)或它们的组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以代表客户端模块完成一些功能。

[0116] 如上文所使用，术语“代码”可以包括软件、固件和/或微码，并且可以指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语“共享处理器电路”涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语“组处理器电路”涵盖与附加的处理器电路结合来执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖分立管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程或者上述的组合。术语“共享存储器电路”涵盖存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语“组处理器电路”涵盖与附加的存储器结合来存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。

[0117] 术语“存储器电路”是术语计算机可读介质的子集。如本文所用，术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质(诸如在载波上)传播的暂时电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。

[0118] 本申请中描述的装置和方法可以部分或全部由专用计算机实施，该专用计算机通过配置通用计算机来执行体现在计算机程序中的一个或多个特定功能而创建。上面描述的功能框、流程图组件和其他元件用作软件规范，其可以通过熟练的技术人员或程序员的日常工作翻译成计算机程序。

[0119] 计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形的计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。

[0120] 计算机程序可以包括：(i)要被解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)、XML(可扩展标记语言)或JSON (JS 对象简谱)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)由解释器执行的源代码，(v)由即时编译器编译和执行的源代码，等等。仅作为示例，源代码可以使用包括下列在内的语言的语法编写：C、C++、C#、Objective‑C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(活动服务器页面)、PHP (PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK和Python®。