CN112240249A - 用于燃料喷射器平衡的方法和*** - Google Patents
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Abstract
本公开提供了“用于燃料喷射器平衡的方法和***”。提供了用于在直接喷射器在每个气缸事件中将燃料作为一组燃料喷射进行输送时获知喷射器校正的方法和***。所述校正使用基于压力的喷射器平衡方法来获知,所述方法依靠跨该组燃料喷射感测到的压力降。根据喷射间间隔和各个脉冲宽度命令来获知该组喷射的各个脉冲的误差。
Description
技术领域
本说明书总体上涉及用于校准发动机的燃料喷射器以便平衡所有发动机燃料喷射器之间的燃料输送的方法和***。
背景技术
发动机可以被配置有用于将燃料直接喷射到发动机气缸中的直接燃料喷射器(DI)和/或用于将燃料喷射到发动机气缸的进气道中的进气道燃料喷射器(PFI)。燃料喷射器常常具有由于例如不完善的制造工艺和/或喷射器老化而导致的随时间变化的零件间差异性。随着时间变化,喷射器性能可能劣化(例如,喷射器变得堵塞),这可能进一步增加喷射器零件间差异性。结果,喷射到发动机的每个气缸的实际燃料量可能不是期望量,并且实际量与期望量之差可能在喷射器之间变化。气缸之间燃料喷射量的差异性可能导致燃料经济性降低、排气尾管排放增加、导致缺乏感知到的发动机平稳性的扭矩变化以及发动机效率的整体下降。用双喷射器***(诸如双燃料或进气道燃料直接喷射(PFDI)***)操作的发动机可以具有甚至更多的燃料喷射器(例如,两倍多),从而导致喷射器差异性的可能性更大。
各种方法通过使联接到喷射器的燃料轨两端的压力降与由对应的喷射器喷射的燃料质量相关(也称为基于压力的喷射器平衡(PBIB))来估计喷射器性能。Surnilla等人在U.S.9,593,637中示出一种示例性方法。其中,基于在喷射器点火之前测量的燃料轨压力(FRP)与在喷射器点火之后的FRP的差来确定直接喷射器的燃料喷射量。在获知(learn)了各个喷射器误差之后,调整发动机燃料供应以便使所有燃料喷射器误差趋向于共同误差,由此平衡燃料喷射器误差。为了减少FRP估计结果与造成压力变化的其他原因(诸如同时进行其他直接喷射器点火以及(凸轮致动的)高压直接喷射燃料泵的泵冲程)的混淆,在发起喷射器点火之前禁用燃料泵。
本文中的发明人已经认识到此类***的潜在问题。作为一个示例,基于PBIB的方法要求将连续喷射事件间隔开大于阈值持续时间或以曲柄转角度数表示的距离。然而,直接喷射(DI)燃料***可能会在给定的喷射事件中输送多次燃料喷射。例如,用于喷射事件的总燃料可以被分流并且通过多次直接喷射输送,以解决颗粒物问题、爆震问题等。在许多情况下,多次直接喷射可能比PBIB平衡所需的最小阈值持续时间更紧密。作为示例,喷射可能比约6毫秒更紧密,而PBIB平衡需要至少8毫秒的喷射间间隔。对于多个DI事件,较小的喷射间间距可能会阻止PBIB用于获知DI误差和在后续事件中调适或修整喷射器燃料供应。通过映射多个脉冲宽度和燃料轨压力的每种组合来获知喷射器误差实际上也是不可行的。结果,喷射器差异性可能持续存在。
在多次直接喷射中在前的喷射会影响后续喷射的事实可能会进一步加剧差异性。具体地,DI燃料喷射器可能具有三个主要影响:喷射器打开时间、当喷射器完全打开时的燃料流率以及喷射器关闭时间。所有这三个因素都会影响被计量到发动机气缸中的燃料质量。基于PBIB的方法提供了由于所有这三种现象而喷射的燃料质量的度量。在关闭喷射器之后,电气电路和磁路会保留一些能量约4或5毫秒。如果在该时间段内重新接通喷射器的电源,则重新打开时间将大幅缩短。这影响了由喷射器输送的燃料质量。
本文中的发明人已经认识到,在另外两个维度(具体是在前的喷射脉冲宽度和在前的喷射间距)上对喷射器进行表征可以使得能够更可靠和可行地评估脉冲组合的差异性。具体地,对于多个DI事件的给定喷射(每个喷射事件可以包括两次或更多次对称或不对称喷射),在前的脉冲宽度在喷射结束(EOI)时影响喷射器磁性装置处的残余能量。这可能很大程度上与喷射器即将关闭之前存在的喷射器电流有关。在前的喷射间距会影响喷射器处的磁能衰减。换句话说,喷射器关闭时间(例如,最多5ms)会影响后后续(紧密间隔)喷射所需的开启时间。在600rpm时,给定的喷射器每200ms喷射一次。在6000rpm时,给定的喷射器每20ms喷射一次,并且最大可能的喷射器持续时间为12ms。因此,单次喷射不会以通过上述机制彼此影响而告终。
发明内容
在一个示例中,可以通过一种方法来解决上述问题,所述方法包括:获知在气缸事件中来自直接喷射器的一组燃料喷射的第一喷射脉冲之后的每个喷射脉冲的燃料质量误差,所述获知基于该组燃料喷射中的总燃料轨压力降并且进一步基于喷射间间隔;以及在另一个气缸事件的后一组燃料喷射期间,调整用于所述直接喷射的传递函数。通过这种方式,可以通过跨脉冲宽度和燃料轨压力的组合(包括在多个(或分流)直接喷射事件期间)的基于压力的平衡方法可靠地获知喷射器差异性。换句话说,对于单次喷射和多次喷射两者都进行了喷射器表征。根据该信息并通过注意喷射间距,可以考虑喷射间距的影响。
作为一个示例,控制器可以对喷射器执行PBIB获知以对单个气缸喷射事件执行一组多次喷射。在一个示例中,该组喷射包括针对给定气缸喷射事件的两次喷射。控制器可以测量双重喷射的FRP降,然后计算与FRP降相关联的燃料质量。控制器然后可以估计第一次喷射的预期燃料质量降,并且从总双重喷射燃料质量中减去该预期燃料质量降以确定第二次喷射的燃料质量变化。在又其他示例中,控制器可以从校准表中检索预期燃料轨压力降和相关联的燃料质量,所述校准表填充有来自在给定的喷射器下在限定的脉冲宽度断点处的每个喷射事件的单次喷射的数据。
通过这种方式,由于后续喷射的紧密间隔,在所述后续喷射时及时调整直接燃料喷射器。例如,在6MPa FRP时,喷射间隔为6ms的两个400μs的脉冲预期每次喷射3mg。然而,这些脉冲间隔开1ms,因此当运行PBIB获知时,可以获知燃料质量为6.5mg。然后,这种额外的燃料归因于第二次喷射的打开时间缩短(由于紧密的喷射间隔)。第一次喷射可能仍会喷射其预期的3mg。然而,第二次喷射因为其打开时间缩短而一定喷射了3.5mg。因此,可以获知到在1ms喷射间隔时,在后续喷射中预期会有额外0.5mg燃料。
在根据多次喷射的第二次喷射事件计算出燃料质量之后,然后对第二燃料质量误差进行标度化(scale),使得可以在喷射期间将其施加于参考FRP而非实际FRP。一个示例性参考FRP值是10MPa。需要参考FRP是因为如下事实:在离散FRP下校准/测试喷射器、然后通过压力比(实际FRP/参考FRP)的平方根针对实际FRP调整喷射器。
因为在双重喷射的第一次喷射之后剩余的残余电能会影响第二次喷射时喷射器的打开时间,所以需要测量第二次喷射的实际打开时间以准确地确定喷射的质量误差。在一个示例中,使用喷射器电流信号的方法测量打开和/或关闭时间。然后,经由考虑喷射质量与脉冲宽度之间关系的映射,将质量误差转换为脉冲宽度误差。然后,利用衰减因子进一步调整所获知的脉冲宽度调整,所述衰减因子考虑由于第一次喷射与第二次喷射之间的脉冲宽度间距而导致的进一步脉冲宽度减小。可以基于第二次喷射的喷射器打开时的喷射器电流来确定衰减因子,因为所述电流影响螺线管的能量水平。然后,使用所获知的误差来更新自适应表,所述自适应表调整来自给定的喷射器的后续多次喷射的脉冲宽度。
作为示例,如果确定第二次喷射事件的更新误差为37μs,则在来自给定的喷射器的后续双重喷射事件期间,第二喷射脉冲宽度可以减小37μs以实现喷射器平衡和燃料喷射控制。替代地,可以根据喷射的燃料质量来存储校正,但是需要参考离散FRP。增量FRP(前喷射FRP减去后喷射FRP)方法自然会识别实际喷射质量。替代地,可以经由燃料喷射器斜率(例如,在10MPa下为21mg/sec)将质量转换为脉冲宽度校正。
通过这种方式,可以改善喷射器平衡和燃料喷射计量。具体地,即使多次喷射的间距小于PBIB获知所需的最小间距,也可以使用可靠的基于燃料轨压力降的感测方法来获知一组多次喷射的喷射特定燃料误差。获知一组多次喷射事件的燃料误差、然后解析出该组中的每个喷射事件的各个误差的技术效果是,可以自适应地更新喷射事件的脉冲宽度调整。具体地,可以更新一组多次喷射事件中的每个喷射事件的燃料供应误差以考虑该组喷射中的第一次喷射的残余电能对同一组中的后续喷射(诸如对后续喷射打开时间)的影响。可以基于早期喷射的脉冲宽度以及与早期喷射相距的时间间距来考虑残余电能。通过调整在一组多次喷射中的每次喷射施加到喷射器的脉冲宽度,可以平衡各个误差之间的误差,从而改善发动机性能并降低废气排放。
应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了包括发动机的示例性推进***的示意图。
图2示出了联接到图1的发动机的示例性燃料***。
图3示出了用于基于燃料轨来获知给定的喷射器的各个喷射事件误差的示例性方法的高级流程图,所述喷射器在每个气缸事件的一组多次喷射事件中喷射燃料。
图4描绘了在燃料喷射***处的燃料轨压力降与喷射的燃料量之间的图形关系。
图5示出了具有单次喷射事件的喷射器的示例性表征。
图6比较在PBIB获知的背景中一组多次喷射事件中的喷射事件与单次喷射事件之间的示例性间隔。
图7示出了描绘在气缸事件中具有一组多次喷射事件的喷射器的脉冲宽度的示例性表征的表格。
具体实施方式
以下描述涉及用于校准发动机中的燃料喷射器的***和方法,诸如联接在图1的推进***中的图2的燃料***。燃料喷射器可以是直接燃料喷射器和/或进气道燃料喷射器。控制器可以被配置为执行控制程序,诸如图3的示例性程序,以获知每个喷射事件输送多次喷射的喷射器的脉冲宽度误差(图6)。控制器可以获知该组喷射的燃料轨压力降,并且将感测到的压力降与所输送的燃料的总体积关联(图4至图5)。然后,控制器可以通过补偿喷射器处来自在前的喷射的残余能量的影响来获知该组喷射中在紧密间隔的在前的喷射后的每次喷射产生的误差(图7)。具体地,可以经由衰减因子来补偿该组喷射中的在前的喷射脉冲宽度和喷射间间距的影响。可以调整针对给定喷射的后续多个喷射命令以考虑所获知的脉冲宽度误差,由此平衡喷射器误差并改善燃料计量。
图1示出了具有双喷射器***的火花点火式内燃发动机10的示意图,其中发动机10被配置有直接燃料喷射和进气道燃料喷射两者。发动机10可以包括在车辆5中。发动机10包括多个气缸,其中一个气缸30(也称为燃烧室30)在图1中示出。发动机10的气缸30被示为包括燃烧室壁32与定位在其中并且连接到曲轴40的活塞36。起动机马达(未示出)可以经由飞轮(未示出)联接到曲轴40,或者替代地,可以使用直接发动机起动。
燃烧室30被示为分别经由进气门52和排气门54与进气歧管43和排气歧管48连通。另外,进气歧管43被示为具有节气门64,所述节气门调整节流板61的位置以控制来自进气通道42的气流。
进气门52可以由控制器12经由致动器152来控制。类似地,排气门54可以由控制器12经由致动器154来激活。在一些状况期间,控制器12可以改变被提供给致动器152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门52和排气门54的位置可以由相应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电动气门致动型或凸轮致动型或其组合。可同时控制进气门正时和排气门正时,或者可使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时这些可能配置中的任一者。每个凸轮致动***可以包括一个或多个凸轮,并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)***中的一者或多者。例如,气缸30可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门以及经由凸轮致动(包括CPS和/或VCT)控制的排气门。在其他实施例中,进气门和排气门可以由共同气门致动器或致动***或可变气门正时致动器或致动***来控制。
在另一个实施例中,每个气缸可以使用四个气门。在又一个示例中,每个气缸可以使用两个进气门和一个排气门。
燃烧室30可以具有压缩比,所述压缩比是在活塞36位于下止点与上止点处时的体积比。在一个示例中,压缩比可以是大约9:1。然而,在使用不同燃料的一些示例中,压缩比可增大。例如,它可能介于10:1至11:1或11:1至12:1之间,或更高。
在一些实施例中,发动机10的每个气缸可以被配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。如图1中所示,气缸30包括两个燃料喷射器66和67。燃料喷射器67被示为直接联接到燃烧室30,以用于与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号脉冲宽度DFPW成比例地直接向燃烧室中输送所喷射的燃料。通过这种方式,直接燃料喷射器67向燃烧室30中提供所谓的燃料直接喷射(在下文中称为“DI”)。尽管图1将喷射器67示为侧面喷射器,但是喷射器也可以位于活塞的顶部上方,诸如靠近火花塞91的位置。由于一些醇基燃料具有较低的挥发性,因此此类位置可以改进混合和燃烧。替代地,喷射器可以位于进气门的顶部上方并且靠近进气门以改进混合。
在向气缸30上游的进气道中而非直接向气缸30中提供所谓的燃料进气道喷射(在下文中称为“PFI”)的配置中,燃料喷射器66被示为布置在进气歧管43中。进气道燃料喷射器66与经由电子驱动器69从控制器12接收的信号脉冲宽度PFPW成比例地输送所喷射的燃料。
燃料可以由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料***190输送到燃料喷射器66和67。另外,燃料箱和燃料轨可以各自具有向控制器12提供信号的压力传感器。参考图2详细描述包括燃料泵和喷射器以及燃料轨的示例性燃料***。
直接喷射的燃料可以在单个喷射事件中输送,或者在每个气缸事件中分流成多次喷射事件。例如,在单个DI喷射事件期间,100%的燃料质量作为单个DI喷射事件被输送到气缸。相比之下,在多次喷射事件期间,诸如在双重喷射事件中,50%的总DI燃料质量可以作为第一DI事件而输送,而剩余50%的总燃料质量可以作为第二DI事件被输送到同一气缸中。其他比率可以包括30%和70%、40%和60%等。此外,可以调整分流喷射的正时,使得例如第一DI事件在气缸事件的进气冲程期间发生,而第二DI事件在同一气缸事件的压缩冲程期间发生。在一个示例中,可以使用分流DI喷射来减少颗粒物排放。其他分流喷射可以包括例如每个气缸事件3次喷射。
在一个示例中,排气流过排气歧管48进入排放控制装置70,所述排放控制装置可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中,可以使用多个排放控制装置,每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中,排放控制装置70可以是三元催化器。
排气传感器76被示为在排放控制装置70的上游联接到排气歧管48(其中传感器76可以对应于各种不同的传感器)。例如,传感器76可以是用于提供排气空气/燃料比的指示的许多已知传感器中的任一者,诸如线性氧传感器、UEGO、双态氧传感器、EGO、HEGO、或者HC或CO传感器。在该特定示例中,传感器76是双态氧传感器,其向控制器12提供信号EGO,所述控制器将信号EGO转换为双态信号EGOS。信号EGOS的高电压状态指示排气处于浓化学计量,并且信号EGOS的低电压状态指示排气处于稀化学计量。信号EGOS可以在反馈空气/燃料控制期间有利地用来在化学计量均匀操作模式期间维持化学计量的平均空气/燃料。单个排气传感器可以服务于1、2、3、4、5或其他数量的气缸。
无分电器点火***88响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞91向燃烧室30提供点火火花。
控制器12可以通过控制喷射正时、喷射量、喷雾模式等来使燃烧室30以多种燃烧模式操作,包括均匀空气/燃料模式和分层空气/燃料模式。另外,组合的分层和均匀混合物可以在腔室中形成。在一个示例中,分层的层可以通过在压缩冲程期间操作喷射器66来形成。在另一个示例中,均匀混合物可以通过在进气冲程期间操作喷射器66和67中的一者或两者(其可以是开气门喷射)来形成。在又一个示例中,均匀混合物可以通过在进气冲程之前操作喷射器66和67中的一者或两者(其可以是闭气门喷射)来形成。在其他示例中,来自喷射器66和67中的一者或两者的多次喷射可以在一个或多个冲程(例如,进气、压缩、排气等)期间使用。另一些示例可以是在不同状况下使用不同的喷射正时和混合物形成的情况,如以下所描述的。
控制器12可以控制由燃料喷射器66和67输送的燃料量,使得腔室30中的均匀的、分层的或组合的均匀/分层空气/燃料混合物可以被选择为处于化学计量、浓化学计量值或稀化学计量值。
如上文所描述,图1仅示出了多气缸发动机的一个气缸,并且每个气缸具有其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。此外,在本文所描述的示例性实施例中,发动机可以联接到用于起动发动机的起动机马达(未示出)。例如,当驾驶员转动转向柱上的点火开关中的钥匙时,起动机马达得到供电。在发动机起动(例如,发动机10在预定时间之后达到预定转速)之后,起动机脱离接合。另外,在所公开的实施例中,排气再循环(EGR)***可以用于经由EGR阀(未示出)将排气的期望部分从排气歧管48导引到进气歧管43。替代地,通过控制排气门正时,可以将燃烧气体的一部分保留在燃烧室中。
在一些示例中,车辆5可以是具有可供用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中,车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示示例中,车辆5包括发动机10和电机53。电机53可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时,发动机10的曲轴140和电机53经由变速器57连接到车轮55。在所描绘的示例中,第一离合器56设置在曲轴140与电机53之间,并且第二离合器56设置在电机53与变速器57之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送使离合器接合或脱离接合的信号,以便使曲轴140与电机53和与其连接的部件连接或断开连接,和/或使电机53与变速器57和与其连接的部件连接或断开连接。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮***或另一类型的变速器。动力传动***可以各种方式来配置,包括作为并联、串联或串并联混合动力车辆。
电机53从动力电池58接收电力以向车轮55提供扭矩。电机53也可以充当发电机,以例如在制动操作期间提供电力以便给电池58充电。
控制器12在图1中被示为常规微计算机,其包括:中央处理单元(CPU)102、输入/输出(I/O)端口104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12被示为从联接到发动机10的传感器接收各种信号,除先前讨论的那些信号之外,所述各种信号还包括:来自质量空气流量传感器118的进气质量空气流量(MAF)的测量值;来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器38的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器58的节气门位置TP以及来自传感器122的歧管绝对压力信号MAP。控制器12以常规方式从信号PIP产生发动机转速信号RPM,并且来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP提供进气歧管中的真空或压力的指示。在化学计量操作期间,该传感器可以给出对发动机负荷的指示。另外,连同发动机转速,该传感器可以提供进入气缸中的充气(包括空气)的估计值。在一个示例中,也用作发动机转速传感器的传感器38在曲轴的每转中产生预定数量的等距脉冲。控制器12从图1的各种传感器接收信号,并采用图1的各种致动器(诸如节气门61、燃料喷射器66和67、火花塞91等)来基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令调整发动机操作。作为一个示例,控制器可以向进气道喷射器和/或直接喷射器发送脉冲宽度信号以调整输送到气缸的燃料量。
图2示意性地描绘燃料***(诸如图1的燃料***190)的示例性实施例200。燃料***200可以***作来将燃料输送到发动机,诸如图1的发动机10。燃料***200可以由控制器操作来执行参考图3的方法描述的操作中的一些或全部。
燃料***200包括用于在车辆上存储燃料的燃料存储箱210、低压燃料泵(LPP)212(在本文中也称为燃料提升泵212)和高压燃料泵(HPP)214(在本文中也称为燃料喷射泵214)。燃料可以经由燃料加注通道204提供给燃料箱210。在一个示例中,LPP 212可以是至少部分地设置在燃料箱210内的电动低压燃料泵。LPP 212可以由控制器222(例如,图1的控制器12)操作以经由燃料通道218将燃料提供给HPP 214。LPP 212可以被配置为所谓的燃料提升泵。作为一个示例,LPP 212可以是包括电动(例如,DC)泵马达的涡轮(例如,离心)泵,由此可以通过改变被提供给泵马达的电力(由此增加或降低马达转速)来控制跨泵的压力增大和/或穿过泵的体积流率。例如,在控制器减少被提供给提升泵212的电力时,体积流率和/或跨提升泵的压力增大可减小。可以通过增加被提供给提升泵212的电力来增大体积流率和/或跨泵的压力增大。作为一个示例,被供应给低压泵马达的电力可以从交流发电机或车辆上的其他能量存储装置(未示出)获得,由此控制***可以控制用于向低压泵提供动力的电气负荷。因此,通过改变被提供给低压燃料泵的电压和/或电流,调整在高压燃料泵214的入口处提供的燃料的流率和压力。
LPP 212可以流体联接到过滤器217,所述过滤器可以去除燃料中所包含的可能会潜在地损坏燃料处理部件的小杂质。可以促进燃料输送并且维持燃料管线压力的止回阀213可以流体定位在过滤器217的上游。在止回阀213处于过滤器217上游的情况下,低压通道218的顺度可以增加,这是因为过滤器的体积在物理上可以较大。此外,泄压阀219可以用于限制低压通道218中的燃料压力(例如,来自提升泵212的输出)。泄压阀219可以包括例如以指定压力差安置和密封的滚珠和弹簧机构。泄压阀219可以被配置为打开的压力差设定点可以呈现各种合适值;作为非限制性示例,设定点可以是6.4巴或5巴(g)。孔口223可以用于允许将空气和/或燃料蒸气从提升泵212中泄放出去。孔口223处的这种泄放还可以用于向用于将燃料从燃料箱210内的一个位置转移到另一位置的射流泵提供动力。在一个示例中,孔口止回阀(未示出)可以与孔口223串联放置。在一些实施例中,燃料***8可以包括一个或多个(例如,一系列)止回阀,所述一个或多个止回阀流体联接到低压燃料泵212以阻止燃料在阀的上游回漏。在这种背景下,上游流是指从燃料轨250、260朝向LPP 212行进的燃料流,而下游流是指从LPP朝向HPP 214并且在HPP 214上去往燃料轨的标称燃料流方向。
由LPP 212提升的燃料可以在低压下供应到通向HPP 214的入口203的燃料通道218中。HPP 214可以接着将燃料输送到第一燃料轨250,所述第一燃料轨联接到第一组直接喷射器252(在本文中也被称为第一喷射器组)中的一个或多个燃料喷射器。由LPP 212提升的燃料也可以被供应给第二燃料轨260,所述第二燃料轨联接到第二组进气道喷射器262(在本文中也被称为第二喷射器组)中的一个或多个燃料喷射器。HPP 214可以***作以将输送到第一燃料轨的燃料的压力升高到高于提升泵压力,其中联接到直接喷射器组的第一燃料轨在高压下操作。结果,可以启用高压DI,同时可以在较低压力下操作PFI。
尽管第一燃料轨250和第二燃料轨260中的每一者被示为将燃料分配给相应喷射器组252、262中的四个燃料喷射器,但是应当明白,每个燃料轨250、260可以将燃料分配给任何合适数量的燃料喷射器。作为一个示例,第一燃料轨250可以针对发动机的每个气缸将燃料分配给第一喷射器组252中的一个燃料喷射器,而第二燃料轨260可以针对发动机的每个气缸将燃料分配给第二喷射器组262中的一个燃料喷射器。控制器222可以单独地经由进气道喷射驱动器237致动进气道喷射器262中的每一者并且经由直接喷射驱动器238致动直接喷射器252中的每一者。控制器222、驱动器237、238和其他合适的发动机***控制器可以包括控制***。尽管驱动器237、238被示为在控制器222外部,但是应当明白,在其他示例中,控制器222可以包括驱动器237、238或者可以被配置为提供驱动器237、238的功能性。控制器222可以包括未示出的另外的部件,诸如图1的控制器12中所包括的那些。
HPP 214可以是发动机驱动的正排量泵。作为一个非限制性示例,HPP 214可以是Bosch HDP5高压泵,其利用螺线管激活的控制阀236(例如,燃料体积调节器、磁性电磁阀等)来改变每个泵冲程的有效泵送体积。HPP的出口止回阀236由外部控制器进行机械控制,而不是电子控制。与马达驱动的LPP 212相比,HPP 214可以由发动机进行机械驱动。HPP214包括泵活塞228、泵压缩室205(在本文中也被称为压缩室)和阶状空间227。泵活塞228经由凸轮230从发动机曲轴或凸轮轴接收机械输入,由此根据凸轮驱动的单缸泵的原理来操作HPP。传感器(图2中未示出)可以被定位在凸轮230附近以使得能够确定凸轮的角位置(例如,在0度至360度之间),所述角位置可以被中继到控制器222。
在一个示例中,DI泵凸轮可以被放置在发动机的排气凸轮(即,用于控制排气门正时的凸轮)上。因此,在一些实施例中,当禁用DI泵凸角时,控制器可以考虑排气冲程的角度正时。然而,因为排气凸轮角度调整的范围较小(例如40°),所以这是较小的考虑因素。
提升泵燃料压力传感器231可以沿着燃料通道218定位在提升泵212与高压燃料泵214之间。在该配置中,来自传感器231的读数可以被解释为提升泵212的燃料压力(例如,提升泵的出口燃料压力)和/或高压燃料泵的入口压力的指示。来自传感器231的读数可以用于评估燃料***200中的各种部件的操作,确定是否向高压燃料泵214提供足够的燃料压力使得高压燃料泵摄取液体燃料而不是燃料蒸气,和/或以使供应给提升泵212的平均电力最小化。
第一燃料轨250包括用于向控制器222提供直接喷射燃料轨压力的指示的第一燃料轨压力传感器248。同样地,第二燃料轨260包括用于向控制器222提供进气道喷射燃料轨压力的指示的第二燃料轨压力传感器258。发动机转速传感器233可以用于向控制器222提供发动机转速的指示。因为泵214由发动机202例如经由曲轴或凸轮轴进行机械驱动,所以发动机转速的指示可以用于识别高压燃料泵214的转速。
第一燃料轨250沿着燃料通道278联接到HPP 214的出口208。止回阀274和泄压阀(也被称为泵泄压阀)272可以定位在HPP 214的出口208与第一(DI)燃料轨250之间。泵泄压阀272可以联接到燃料通道278的旁通通道279。出口止回阀274仅在直接喷射燃料泵214的出口处的压力(例如,压缩室出口压力)高于燃料轨压力时才打开以允许燃料从高压泵出口208流入燃料轨中。泵泄压阀272可以限制HPP 214的下游和第一燃料轨250的上游的燃料通道278中的压力。例如,泵泄压阀272可以将燃料通道278中的压力限制到200巴。当燃料轨压力大于预定压力时,泵泄压阀272允许燃料从DI燃料轨250朝向泵出口208流出。阀244和242组合工作以使低压燃料轨260保持加压到预定低压。泄压阀242有助于限制由于燃料的热膨胀而可能在燃料轨260中累积的压力。
控制器222可以被配置为通过与凸轮轴同步地对电磁阀通电或断电(基于电磁阀配置)来调节通过控制阀236进入HPP 214的燃料流量。因此,螺线管激活的控制阀236可以在第一模式中操作,其中阀236定位在HPP入口203内以限制(例如,抑制)行进通过螺线管激活的控制阀236的燃料量。取决于电磁阀致动的正时,转移到燃料轨250的体积是变化的。电磁阀也可以在第二模式中操作,其中螺线管激活的控制阀236被有效地禁用,并且燃料可以在阀的上游和下游行进,以及进出HPP 214。
因此,螺线管激活的控制阀236可以被配置为调节压缩到直接喷射燃料泵中的燃料的质量(或体积)。在一个示例中,控制器222可以调整螺线管压力控制止回阀的关闭正时以调节所压缩的燃料的质量。例如,迟压力控制阀关闭可以减少摄取到压缩室205中的燃料质量的量。螺线管激活的止回阀打开和关闭正时可以相对于直接喷射燃料泵的冲程正时进行协调。当螺线管通电时,入口止回阀236就位。当(经由给螺线管供电)选择入口止回阀236时,泵将在其压缩冲程上泵送。当泄压阀232与螺线管操作的控制阀236之间的压力大于预定压力(例如,10巴)时,泄压阀232允许燃料从螺线管激活的控制阀236朝向LPP 212流出。当螺线管操作的控制阀236被停用(例如,不通电)时,螺线管操作的控制阀以直通模式操作,并且泄压阀232将压缩室205中的压力调节到泄压阀232的单个泄压设定点(例如,高出传感器231中的压力达10巴)。调节压缩室205中的压力允许从活塞顶部到活塞底部形成压力差。阶状空间227中的压力为低压泵的出口压力(例如,5巴),而活塞顶部的压力为泄压阀调节压力(例如,15巴)。压力差允许燃料通过活塞与泵缸壁之间的空隙从活塞顶部渗漏到活塞底部,由此润滑HPP 214。当螺线管控制阀236处于通电位置时,检查流量。
凸轮凸角230的冲程数以及因此由凸轮凸角施加在DI燃料轨压力上的发动机循环压力模式的数量以及由所述模式导致的压力增加可以是凸轮凸角的配置的函数。例如,具有三个凸角的凸轮可以产生三个均匀间隔开的动程或升程,而具有四个凸角的凸轮可以产生4个均匀间隔开的动程或升程,并且具有五个凸角的凸轮可以其运动的720°循环产生五个均匀间隔开的动程或升程。此外,具有四凸角凸轮的燃料流量可以高于具有三凸角凸轮或五凸角凸轮的燃料流量。
基于发动机工况,燃料可以由一个或多个进气道喷射器262和直接喷射器252输送。例如,在高负荷工况期间,燃料可以经由仅直接喷射在给定的发动机循环中输送到气缸,其中进气道喷射器262被禁用。在另一个示例中,在中等负荷工况期间,燃料可以经由直接喷射和进气道喷射中的每一者在给定发动机循环中输送到气缸。作为又另一示例,在低负荷工况、发动机起动以及暖机怠速状况期间,燃料可以经由仅进气道喷射在给定发动机循环中输送到气缸,其中直接喷射器252被禁用。
此处应注意,图2的高压泵214被呈现为高压泵的一种可能的配置的说明性示例。图2中所示的部件可以被移除和/或更换,而当前未示出的附加部件可以被添加到泵214,同时仍维持将高压燃料输送到直接喷射燃料轨和进气道喷射燃料轨的能力。
控制器12还可以控制燃料泵212和214中的每一者的操作以调整被输送到发动机的燃料的量、压力、流率等。作为一个示例,控制器12可以改变燃料泵的压力设定、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料流率以将燃料输送到燃料***的不同位置。电联接到控制器222的驱动器(未示出)可以用于根据需要向低压泵发送控制信号,以调整低压泵的输出(例如,速度、流量输出和/或压力)。
燃料喷射器可以具有由于制造以及由于老化而导致的喷射器间差异性。理想地,为了提高燃料经济性,期望每个气缸具有匹配的燃料喷射量以匹配燃料输送命令。通过平衡进入所有气缸的空气和燃料喷射,改进发动机性能。具体地,燃料平衡经由对排气催化器操作的影响来改进排气排放控制。另外,燃料平衡提高燃料经济性,这是因为浓于或稀于期望的燃料供应降低燃料经济性并导致对于实际的相对空燃比而言不合适的点火正时。因此,对于燃料投资而言,达到预期的相对空燃比对将气缸能量最大化具有主要和次要的影响。
可以通过称为基于压力的喷射器平衡(PBIB)的方法来获知和解决喷射器误差,其中通过在禁用燃料泵的同时比较喷射事件之前和之后的燃料轨压力(FRP)来获知与喷射事件相关联的压力降。将基于压力降估计的在喷射事件期间实际输送的燃料质量与基于被命令到喷射器的脉冲宽度推断的预期被输送的燃料质量进行比较。通过获知各个喷射器误差,然后调整总体发动机燃料供应,可以使每个喷射器趋向于共同(例如,平均)误差,由此改善发动机扭矩均匀性。
然而,PBIB获知需要8+毫秒喷射间间隔以允许测量前喷射和后喷射的压力。具体地,喷射结束(EOI)后前3毫秒至5毫秒是允许FRP稳定下来的消隐时段。从消隐时段结束开始,对FRP进行采样并取平均值,直到下一次喷射的喷射开始(SOI)为止。
简要地转向图6,映射图600描绘了喷射事件中可以用于PBIB获知的FRP变化。曲线图604描绘了可以施加于向连续点火气缸中的一系列单次喷射事件的脉冲宽度。以定期时间间隔和/或曲柄转角度数(沿着x轴描绘)施加喷射。每个喷射事件与对应的燃料轨压力降相关联,FRP的逐渐变化如曲线图602所示。在608处示出与第一单次喷射事件610相关联的一个示例性FRP降。对于喷射事件610,相关联的FRP降608具有噪声时段(NP)和静默时段(quiet period)(QP)。噪声时段包括喷射器打开和关闭的FRP采样区域,以及喷射器关闭之后的压力振荡或振铃的持续时间。静默时段包括针对给定喷射事件(事件610)的压力样本,所述给定喷射事件在噪声时段之外并且在后续喷射事件(事件612)的压力采样之前。每个喷射事件类似地具有限定的NP和QP。在针对喷射事件610的PBIB获知期间,丢弃在噪声时段中、在对应静默时段之外收集的样本,并且确定在静默时段中收集的样本的平均压力。通过相同方式,对于紧接着的后续喷射事件612,丢弃该事件的NP(未示出)中收集的样本,并且确定在该事件QP(未示出)中收集的样本的平均压力。然后,使用与所采样的平均压力之间的差值相对应的压力变化ΔP来推断实际喷射的燃料质量,并且将其与预期喷射的燃料质量进行比较。例如,压力降可以与参考映射图(诸如图4的映射图400)结合使用来推断已输送的燃料喷射量。可以将其与燃料轨体积、燃料密度和体积模量一起使用以估计实际输送的燃料质量。然后,根据在喷射时的FRP,将预期燃料质量与实际燃料质量之间的差值被获知作为在喷射事件610期间输送燃料的喷射器的喷射器误差。然后将所述获知用于填充和更新存储在控制器存储器中的映射图。在图5的映射图500处示出了对燃料喷射脉冲宽度与燃料喷射质量之间的关系或传递函数的示例性获知。所述映射图的更细粒度取决于喷射器特性的波动。每个脉冲宽度获知一次。例如,跨典型的喷射器操作区域可以存在30个脉冲宽度。对于PFDI***,控制器可以指定给定的脉冲宽度,并且通过PFI喷射补偿剩余的气缸燃料需求。因此,我们命令30个离散脉冲宽度中的一者。并且,我们将结果标度化为燃料轨压力的标准水平。该步骤消除了将DI燃料轨压力精细地离散化的需求。由于采样时段中的样本的振荡变化,所返回的增量压力并不表示低的差异性数。因此,我们需要将增量压力的重复平均化。将15到30个重复平均化将变化降低到较低水平。
相同的方法还用于测量一次喷射或一组紧密间隔的喷射。控制器选择最小数量的喷射间隔。标准间隔的一个示例是1毫秒。然而,在其他示例中,可以选择1、2或3毫秒的间隔。多个喷射器间隔的成本是它们需要相互获知。
在公开的方法中,控制器可以获知单次喷射,然后获知具有给定喷射间隔(例如,1毫秒)的多次喷射。作为示例,如果单次喷射被获知具有3mg的燃料质量,则可以预期2次相等的喷射将产生6mg的燃料质量。然而,因为喷射器在第二次喷射时打开得更快,所以可以感测到指示6.5mg的压力增量。因此,控制器可以获知到,在在前的喷射之后1毫秒的喷射需要向其添加0.5mg的补偿以实现其预期的燃料输送。
如果将一系列单次喷射事件(在曲线图604处描绘)被替换为一系列多次喷射事件,诸如在曲线图606处描绘的一系列双重喷射事件,则该组喷射的间隔将比允许各个喷射PBIB获知发生的间隔更紧密。例如,可能无法可靠地为该组喷射中的每次喷射限定NP和QP。从表面上看,这可能会阻止PBIB用于获知、调适和修整每个气缸事件的多次喷射内的各个喷射脉冲。因而,已知当在单个喷射器上以比6毫秒更紧密的间隔发生直接喷射时,在前的喷射的发生(例如,该组喷射中的第一次喷射)影响下一次喷射(例如,该组喷射中的第二次喷射)。更具体地,后续喷射受到喷射脉冲之间的间距的影响。在前的喷射脉冲宽度影响EOI时的喷射器磁性装置(即,控制喷射器开度的螺线管)中的残余能量。这在很大程度上与在前的喷射结束时喷射器关闭之前的喷射器电流有关。在前的喷射间距影响磁能衰减。该衰减在大约6毫秒后可忽略不计。
如本文参考图3所详细说明,可以通过应用改进的PBIB获知来获知来自给定的喷射器的一组喷射的各个喷射脉冲的误差。具体地,可以获知与整组喷射相关联的FRP降以确定在解析出每个单独脉冲的燃料质量贡献和相关联的误差之前输送的总燃料质量。通过依靠包括基于在前的喷射间距的校正因子的自适应填充表,可以执行脉冲宽度校正以改善喷射器平衡和燃料计量。
现在转到图3,在300处示出了用于经由基于压力降的喷射器平衡方法来准确地获知一组喷射中的每次喷射的各个喷射误差的示例性方法。所述方法使得能够获知对在给定气缸事件中将燃料从喷射器输送到气缸的一组燃料脉冲中的每个脉冲的脉冲宽度调整。用于执行方法300的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机***的传感器(诸如上文参考图1至图2描述的传感器)接收的信号来执行。根据以下所描述的方法,控制器可以采用发动机***的发动机致动器来调整发动机操作。
在302处,所述方法包括估计和/或测量发动机工况。这些包括例如发动机转速、扭矩需求、歧管压力、歧管空气流量、环境条件(例如,环境温度、压力和湿度)、发动机稀释度等。被连续监测的其他工况包括燃料供应参数,诸如燃料轨压力、喷射正时、喷射间时段和DI泵冲程正时。
在304处,可以确定是否满足基于压力的喷射器平衡(PBIB)条件。替代地,可以确定是否满足喷射器校准条件。如果满足PBIB条件,则可以开始PBIB获知。如果自从发动机的燃料喷射器的上次校准以来,车辆操作已经过阈值持续时间和/或距离,则可以认为满足PBIB条件。作为另一个示例,只要可能,就可以适时地执行PBIB。例如,如果发动机以经由直接燃料喷射器输送到发动机气缸的燃料来进行燃料供应操作,则认为满足PBIB条件。其中,在使用直接喷射器的任何时间,都可以对燃料轨进行采样,并且可以针对该条件对喷射器进行校准和平衡。尽管喷射器校准和燃料轨压力采样条件被限定为燃料喷射脉冲宽度和FRP的函数,但是应当明白,可以选择其他变量。
在一些示例中,可以基于估计的燃料供应参数逐个事件地确认PBIB条件。例如,控制器可以查看即将到来的气缸喷射事件(其可以包括燃料到气缸中的单次喷射或气缸由同一直接喷射器到气缸中的一组喷射)或阈值数量的喷射事件,以确定是否可以对它们执行PBIB获知。然后,如果燃料供应参数指示连续气缸喷射事件之间有足够的喷射间间隔以便能够进行FRP采样和对一个周期中的FRP进行平均化,则确认PBIB条件。这允许在喷射事件前后为PBIB获知提供足够的FRP采样窗口。如果燃料供应参数指示彼此立即连续点火的气缸中的喷射事件之间存在重叠,则FRP信号可能不可用于PBIB获知。还可以评估燃料供应参数以确定是否有DI泵冲程中的任一者的角度增加而干扰FRP样本和平均时段。如果是,则使该事件的FRP信号再次呈现为不可用于PBIB平衡。
如果不满足PBIB条件,则在306处,所述方法包括不收集联接到直接喷射燃料轨和/或进气道喷射燃料轨的燃料轨压力传感器的输出。然后,所述方法结束。
在其他示例中,可以连续收集FRP样本,并且基于是否满足PBIB条件和/或基于样本按照喷射间时段来说是否可用并且是否与其他喷射或泵冲程事件重叠来执行是否将FRP样本用于PBIB平衡的决定。诸如由于与后续喷射事件相距小于间距阈值(例如,小于6毫秒)或者由于与DI泵冲程重叠而不能用于PBIB获知的样本可以被丢弃。
在308处,响应于满足PBIB条件,可以确定针对PBIB获知而分析的即将到来的喷射事件是否每个气缸喷射事件包括一次或多次喷射。如早期所讨论,在给定喷射事件中,燃料可以通过直接喷射器作为单次喷射或分流喷射输送到气缸,在所述分流喷射中,总燃料质量在多次(例如,2次、3次或更多次)喷射之间分流。如果确定喷射事件为单次喷射事件,则在310处,所述方法继续进行常规的PBIB获知,其中将脉冲宽度命令给气缸的燃料喷射器,并且以限定的间隔对FRP进行采样以估计喷射时的FRP降。例如,基于期望被输送的燃料质量将脉冲宽度命令给燃料喷射器。期望的燃料质量可以是在PBIB获知时操作员所请求的发动机扭矩的函数。在喷射和喷射器校准操作期间,控制器以限定的采样率(诸如每1毫秒采样1个)连续采样燃料轨压力(FRP)。可以根据喷射事件数量以及发动机位置对样本进行索引。当喷射事件是进气道喷射事件时,采样的燃料轨压力可以包括进气道喷射燃料轨压力,或者当喷射事件是直接喷射事件时可以包括直接喷射燃料轨压力。在一个示例中,以1kHz频率对燃料轨压力进行采样。例如,可以每1毫秒周期一次(即,1毫秒周期,12位压力采样)的低数据速率对燃料轨压力进行采样。在又其他示例中,可以诸如10kHz的高速度(即,0.1毫秒周期)对燃料轨压力进行采样,然而更高的采样率可能并不经济。作为采样的结果,按照气缸点火的顺序,针对来自发动机的每个喷射器(或来自针对PBIB获知选择的选定的一组喷射器)的每个喷射事件收集多个压力样本。在本文中,每个喷射事件被限定为从恰好在喷射器打开之前开始并且恰好在后续喷射事件中另一个喷射器打开之前结束的时段。压力信号可以随着点火气缸数量的减少而改善。控制器然后可以获知与所执行的每个喷射事件相关联的压力降。在一个示例中,控制器可以将在当前喷射事件的静默时段内收集的FRP样本的平均燃料轨压力与在紧接着前一个喷射事件的静默时段内收集的FRP样本的平均燃料轨压力进行比较,并且可以将压力降获知为平均压力的差值。
在312处,基于测量的FRP降来获知每个喷射事件的燃料质量降。换句话说,所述控制器基于对应获知到的压力降来估计在给定喷射事件中分配的实际燃料质量。在一个示例中,使压力降与喷射质量关联的映射图(诸如图4的映射图400)可以用于估计所分配的燃料质量。在所描绘的示例中(映射图400),在喷射事件中的燃料轨压力降与在该喷射事件期间由喷射器分配的燃料喷射量之间存在线性关系。然后可以使用模型、传递函数、查找表或算法来从实际分配的燃料体积来获知所分配的燃料质量。通过考虑燃料的体积模量和燃料密度以及喷射时的燃料轨体积,从燃料喷射量确定实际喷射燃料质量。在一个示例中,根据等式(1)确定实际喷射质量:
实际喷射质量=(ΔP/体积模量)*燃料轨体积*燃料密度(1)
其中ΔP是所测量的燃料轨压力降。
还根据喷射时存在的FRP来获知喷射的燃料质量。还可以获知给定喷射事件中的压力降并且根据喷射器标识和对应气缸标识对所述压力降进行索引。
在314处,控制器基于估计的燃料质量降来获知喷射器误差,并且施加对应的误差校正以与其余喷射器一起平衡给定的喷射器的误差。例如,所述控制器可以计算所命令的预期喷射质量(基于命令的占空比脉冲宽度和喷射事件时的平均FRP)与根据压力差计算的所输送的实际喷射质量之间的喷射器误差。所计算的燃料质量差是在将来的喷射中需要补偿以平衡喷射器的喷射器误差。具体地,计算给定的喷射器的燃料质量误差作为命令的燃料质量(基于命令的脉冲宽度确定的)与实际燃料质量(基于所测量的压力差确定的)之间的差值。然后,将给定的喷射器的燃料质量误差与其他气缸的对应燃料质量误差或所有发动机气缸喷射器的平均燃料质量误差进行比较。例如,在单个发动机循环(其中每个气缸在所述循环中被供应燃料一次)内,将喷射_n期间燃料分配到第一气缸中所经由的第一进气道或直接燃料喷射器的燃料质量误差与燃料分配到其余发动机气缸中的每一者中所经由的对应进气道或直接燃料喷射器的燃料质量误差进行比较。基于喷射器之间的燃料质量误差的差异,确定喷射器之间所需的平衡度。计算所有喷射器中的校正值,对其求平均,然后从各个喷射器校正值中减去平均值以获知在不影响气缸中的平均燃料供应的情况下平衡喷射器所需的其余喷射器间校正值。通过这种方式,经由基于压力的喷射器平衡(PBIB)方法来获知和校正燃料喷射器之间的相对误差。所述控制器然后基于对应的获知到的误差将燃料校正施加于每个燃料喷射器以平衡喷射器之间的误差。更具体地,将燃料校正应用于所有发动机燃料喷射器,使得所有喷射器具有共同的平均误差。例如,可以基于每个喷射器的所获知的燃料质量误差和平均燃料喷射器误差来更新每个燃料喷射器的传递函数,以针对给定的脉冲宽度命令减少由每个喷射器喷射的燃料质量的差异性。控制器可以基于在命令脉冲宽度之后的燃料轨压力的感测变化来获知给定的燃料喷射器的燃料质量误差,并且调整同一喷射器下的后续燃料供应事件期间燃料喷射器的传递函数,以使所获知的燃料质量误差趋向于所有发动机喷射器中的共同燃料质量误差。然后,所述方法结束。
应当明白,由于在测量中可能存在噪声,因此在单个测量中未校正误差。因此,控制器旨在校正平均误差,而不是尝试对***噪声作出响应。在一个示例中,这通过在每次通过时进行一定百分比的必需校正(例如,在第一次通过时进行20%的必需校正)、然后进行另一次测量并在第二次通过时进行另一次20%校正(依此类推)来完成。因此,校正将导致平均误差收敛至零。
例如,如果控制器基于平均FRP(经由移动窗口或静默区域方法估计的)并根据喷射器_n处喷射事件后的压力降将8.000mg的喷射量命令给喷射器_n,则可以确定8.200mg的实际喷射质量,然后控制器可以获知给定的燃料喷射器过度燃料供应0.200mg。为了平衡所有喷射器的误差,对每个喷射器确定相似的误差并进行平均。将喷射器_n的0.200mg误差与平均误差进行比较。例如,如果平均误差计算为0.180mg,则调整每个喷射器的燃料供应以使(发动机的每个喷射器的)喷射器误差达到平均误差。在这种情况下,调整给喷射器_n的命令以将0.020mg的盈余量考虑在内。因此,调整喷射器误差以平衡喷射器不同于调整误差以对误差进行校正。为了校正误差,将调整喷射器命令以将0.200mg的盈余量考虑在内。
在单次喷射事件中获知的喷射器误差可以用于校正来自给定的喷射器的后续单次喷射事件中的喷射器误差。另外,所获知的喷射器误差可以用于填充表,所述表随后用于在执行多次喷射事件时获知给定的喷射器的喷射器误差。如下文详细说明,在确定用于执行一次喷射的喷射器的特性之后,控制器可以获知所述误差作为一组喷射的第一脉冲的特性。这是因为一组喷射的第一脉冲不受在前的脉冲的影响。然后,控制器可以命令喷射器执行双重喷射,并且基于双重喷射中的总FRP降和第一脉冲的特性找到双重喷射的第二脉冲的特性。类似地,在获知第一脉冲和第二脉冲的特性之后,控制器可以命令喷射器执行三重喷射,并且基于三重喷射中的总FRP降以及第一脉冲和第二脉冲的特性找到三重喷射的第三脉冲的特性,以此类推。诸如当喷射器由于现有的发动机工况而命令双脉冲或三重脉冲时,可以主动地(通过主动地命令双脉冲或三重脉冲)或适时地执行对双重脉冲或三重脉冲的获知。
返回到308,如果待评估的即将到来的喷射包括每个气缸事件有多次喷射事件,则控制器继续执行PBIB获知的修正版本。具体地,在316处,控制器命令在每个气缸事件的多次喷射中的喷射事件中输送目标燃料质量。可以根据发动机转速和驾驶员扭矩需求来确定总燃料质量。在一个示例中,在要主动执行获知的情况下,在单次喷射事件期间(如在310至314)执行了喷射器的单个脉冲的表征之后,控制器可以从喷射器命令双重喷射事件。可以命令双重喷射的每次喷射输送与早期的单次喷射相同量的燃料。例如,在命令3mg燃料的单次喷射之后,命令双重喷射,其中命令每次喷射输送3mg燃料。因为发动机还必须输送基于扭矩需求命令的燃料,所以控制器可以调整燃料脉冲以便使得能够满足扭矩需求,同时还调整燃料脉冲以使得能够同时执行获知。
在双重喷射中命令的两个3mg脉冲预期产生6mg。然而,当它们紧密间隔(例如,相隔X毫秒)时,第二脉冲的提前打开可能会导致实际输送6.5mg燃料。因此,对于在前一个脉冲结束后X毫秒内输送的脉冲,所获知的固定加数为0.5。
在一个示例中,双重喷射可以包括分流为50%的DI进气冲程喷射:50%的DI压缩冲程喷射的总燃料质量。在不脱离本发明的范围的情况下,其他分流比也是可能的。此外,控制器可以在双重喷射期间连续采样FRP,并且测量多次喷射中的总FRP降。例如,控制器可以将在紧接的前一个单次喷射事件的静默时段中(在紧接的前一个气缸事件期间)收集的FRP样本的平均压力与在双重喷射事件的第二脉冲之后(并且在紧接的后续气缸事件之前)的静默时段中收集的FRP样本的平均压力进行比较。可以将压力差获知为当前双重喷射中的总FRP降。
在318处,可以根据早期讨论的等式(等式(1))来估计与所测量的总FRP降相关联的燃料质量。其中,首先通过考虑有效体积模量和燃料轨体积将燃料轨压力降转换为所分配的燃料体积。然后,通过考虑燃料密度将所分配的燃料体积转换为喷射的燃料质量。还根据喷射时存在的FRP来获知喷射的燃料质量。还获知压力降并且根据喷射器标识和对应气缸标识对所述压力降进行索引。
在318处,估计双重喷射的第一次喷射的燃料质量。控制器可以针对单个喷射事件检索喷射器的喷射器误差(或特性),并且使用该误差来估计在第一燃料脉冲下输送的实际燃料质量。在一个示例中,在单次喷射事件后表征喷射器之后,控制器可以生成针对给定的喷射器的映射图,如图5的映射图500。然后,在多次喷射事件的表征期间,控制器可以检索映射图500,并且使用它来确定在针对命令的分流喷射的第一喷射脉冲下从喷射器输送的燃料质量。
作为示例,对于PFDI***,只要不超过针对该特定气缸事件请求的总燃料量,控制器就能够输送任意量的DI燃料。因此,控制器可以运行燃料供应序列。例如,控制器可以选择几个FRP(例如,6、12、20MPa)中的一者,并且将脉冲宽度设定为多个(例如,30个)不同的数字,诸如:220、230、240、250、......600、1200和3000微秒。然后,控制器在获知了单次喷射后对双重喷射重复该操作。此外,控制器可以选择喷射之间的标准间距,诸如1毫秒间隔。
在320处,在估计第一脉冲的燃料质量之后,控制器估计在第二脉冲下输送的燃料质量。控制器可以从所输送的总燃料质量(从316处的FRP降推断的)中减去针对第一喷射脉冲估计的燃料质量以推断第二喷射脉冲的燃料质量。然后,在第二脉冲下输送的燃料质量用于获知和调适由于第二次喷射而产生的质量贡献。
在322处,控制器将第二次喷射质量误差获知为在第二脉冲下输送的实际燃料质量(如在320处所获知的)与意图在第二脉冲下输送的燃料质量(如从在316处命令给喷射器的分流脉冲宽度推断的)之间的差值。同样在322处,参考FRP来对第二次喷射质量误差进行标度化。具体地,施加校正因子以补偿第二喷射脉冲时的FRP相对于参考FRP之间的差值。因为该补偿与积分增益混合,所以它用于提供积分控制以更改修正表。所述校正将第二次喷射燃料质量误差转换为脉冲宽度误差。
选择FRP的一种示例性方法是主要查看预期燃料量和可喷射燃料质量的时间。随着发动机转速的增加,喷射时间变短。为了缩短输送给定燃料量所需的时间,提高了燃料压力。因此,在历史上,控制器主要通过发动机转速提高燃料轨压力,其次以期望的DI燃料量提高燃料轨压力。期望的燃料轨压力在历史上本质上是连续的;然而,我们注意到使燃料轨压力具有离散值是有利的。现在,燃料轨压力在操作期间可能取任何值,但是设定离散FRP很有用,因为对于大多数操作,喷射器在最初校准喷射器的情况以及喷射器进行其PBIB获知的情况下都处于操作中。
这些离散压力成为参考压力。使用先前设计的术语,这些是断点FRP(折线图上在其间进行插值的点)。控制器可以选择例如3个参考FRP,它们也是离散的期望FRP。而且,重要的是,这些参考/期望FRP中的每一者可以具有自己的喷射器电流波形。因为控制器以在期望/参考FRP之外的实际FRP进行操作,所以我们需要一种将喷射质量标度化为压力的方式。这是通过按实际压力与参考压力之比的平方根进行标度化来完成的。参考早期示例,在6MPa下300微秒脉冲宽度可能会产生3mg,但是如果FRP稍微超过6MPa,则所述脉冲宽度将产生更多的燃料质量。因此,我们通过以方式计算预期质量:
在与第一断点相同的断点处调整第二脉冲宽度。此外,第二脉冲的脉冲宽度(PW)校正需要两个附加的维度校正,以补偿在前的喷射脉冲的脉冲宽度和脉冲之间的间距两者。因为预期在第一脉冲之后喷射器的残余电能会影响在第二脉冲下喷射器的打开时间,所以需要测量然后考虑第二脉冲的打开时间。
控制器可以参考图5的映射图500以将燃料质量误差转换为脉冲宽度误差,诸如全升程增益(full lift gain)。作为示例,映射图500可以用于转换误差。例如,在全升程增益下使用映射(曲线图500),可以确定如果第二喷射脉冲的质量误差为1mg,则根据等式(2),所需的PW校正为:
参考FRP下的第二次喷射PW误差=参考FRP下的第二次喷射质量误差/0.020mg/μs=50μs。 (2)
例如,控制器可以在小的PW(例如,200至600微秒)中施加精细的脉冲宽度扩展获知。在该区域中,燃料量通常少于任何正在运行的发动机所需的燃料量。因此,它允许控制器进行运行一组PW的侵入性研究。第二阶段可以评估较大的PW。当发动机控制***需要大的PW时,必须适时地获知较大的PW。喷射器特性在该区域相当笔直,并且不需要在低PW区域中所需的精细PW间隔。例如,控制器可以在该区域中在800、1000、1500、2000和3000微秒下获知。以相同方式来执行获知,其中控制器等待直到命令的总发动机燃料超过那些PW将提供的燃料为止。因此,如果正常的DI PW为2104微秒,则它将使控制器有机会在断点2000、1500、1000或800微秒处喷射。将经由PFI(或经由发动机冲程的不同部分的DI)喷射平衡的燃料。
经由积分调适,该脉冲宽度调整被施加于前一个脉冲的持续时间和与前一个脉冲相距的间距的两个维度。所述实施方式包括在324处根据脉冲之间的间距来更新脉冲宽度误差的自适应表。例如,控制器可以构造数组或随后将要查找的调适查找表。所述数组可以表示在限定间距(例如,为1000μs的基本间距)下第二脉冲的PW的减少。在可能的范围内,最好对间距进行标准化。通过这种方式,与必须获知大量离散间距的情况相比,需要获知的间距更少,因此获知更快。
在图7的表702处示出了示例性数组。其中,右列示出了所述表中表示在前的PW的先验确立的索引。左列示出了根据当前获知确定的PW减小量。
例如,在脉冲之间的较小间距下可以观察到较大的效果,而在脉冲之间的较大间距下可以观察到较小的效果。此外,间距可以被标准化。例如,假设对每个参考FRP执行获知。然后,控制器可以为每个间距增加燃料质量。例如,控制器可以针对1ms间距添加0.3mg,针对2ms间距添加2.2mg,依此类推,直到针对6毫秒间距达到0mg为止。替代地或另外,控制器可以在脉冲宽度校正与燃料量校正之间转换,但是数据本身表现为燃料量校正。所发生的物理的东西是喷射比其他情况更快打开,因此合理地视为对脉冲宽度的校正。因此,可以通过任何一种方式表示校正。
接下来,在326处,所述方法包括以基于脉冲间距确定的校正因子向经标度化的第二喷射器误差施加进一步的PW校正。因而,随着双重喷射的第一脉冲与第二脉冲之间的间距增加,喷射器的磁能衰减。校正因子(也被称为衰减因子)可以先验地确定,并且用于填充另一个表,诸如图7的表704。对于1000μs的基本间距时间,衰减因子为1.0。随着间距减小,由于第一脉冲结束时喷射器的磁能对双重喷射的第二脉冲的影响(或第二脉冲对三重脉冲的第三脉冲的影响,以此类推)更大,因此衰减因子增大。
作为示例,如果双重喷射的第一PW(或在表征另一个PW之前立即输送的任何在前的PW)为400μs,则后续脉冲减小量是60μs(根据图7的表702)。如果在前的喷射间距是2000μs,则衰减因子是0.50(根据图7的表704)。PW衰减因子在被施加到乘积时导致:60μs x 0.50=30μs。
在328处,所述方法包括利用喷射器特性来更新自适应PW表。即,计算的PW减小量用于更新参考1000μs的间距时间的自适应表(即,图7的表702)的值。然后,在330处,在来自给定的喷射器的后续多次喷射事件期间,将获知的误差施加到命令的PW。所述方法随后结束。
例如,假设在前的喷射PW(例如,双重喷射的第一脉冲的PW)为400μs并且脉冲间距为2000μs,则衰减因子为0.50(根据图7的表704)。此外,假设在参考FRP下的第二次喷射PW误差被确定为50μs。
控制器首先根据等式(3)使用衰减因子将PW参考到参考间距下的误差:
参考间距下的PW误差=参考FRP下的第二次喷射PW误差/衰减因子(3)
使用该等式,PW误差被确定为50μs/0.50=25μs。
因此,自适应表中当前的值为50μs,但是新值被确定为25μs。换句话说,误差为25-50=-25μs。根据等式(4)确定自适应增量:
自适应增量=误差x积分增益 (4)
在该示例中,自适应增量为-25μs x 0.2=-13μs。
例如,当在较小的脉冲宽度下运行批处理操作时,控制器可以在每个FRP下对每个脉冲宽度执行30次左右的重复。我们将获得30次重复的平均值,并且将该数字用作燃料量校正(以质量或体积表示)。小脉冲宽度适合于以批处理模式进行侵入性测试。然而,较大的脉冲宽度在批处理模式下处理它们的机会较小,因此需要一种使控制器不断获知的过程。因此,使用一种更适合不断获知的算法,而非进行30次重复、取平均值并将其用作校正。在这种情况下,每次喷射已知量都会获得数据,并且由于喷射而能够进行增量FRP测量。因为这是高噪声信号,所以将其与一阶滤波器中的电流校正混合在一起。为此,例如将新校正值的20%与旧校正值的80%相加。
因此,自适应表中的值已经从50μs变为50-13μs=37μs。在实施期间,在这些条件下施加于第二脉冲的脉冲宽度在这种情况下必须从其正常值开始减小37μs。
通过这种方式,PBIB获知用于检测燃料质量误差,所述燃料质量误差是在获知单次喷射的喷射特性之后归因于双重喷射的第二脉冲。然后,控制器可以为要施加于第二窄间距脉冲的PW校正表计算校正增量。通过这种方式,修正的PBIB获知使得能够适配和修整窄间距组喷射脉冲组中的任何燃料喷射脉冲,否则由于喷射间间隔不足无法经由经典的PBIB获知来适配和修整。
应当明白,尽管参考双重喷射描述图3的方法,但是这并不意味着是限制性的。图3的方法可以类似地迭代以识别三重喷射的第三脉冲的特性,依此类推。例如,在为单次喷射表征喷射器之后,控制器可以获知第一脉冲的喷射器特性。然后将这种获知用于表征双重喷射的第二脉冲。然后将第二脉冲获知用于表征三重喷射的第三脉冲,以此类推。
也可以经由使用多个映射图、算法和/或查找表(诸如图5的映射图)执行脉冲宽度调整。例如,假设喷射器意图在12MPa的当前FRP下喷射8.76mg燃料,如12MPa参考曲线图502上的点506所示。然而,如曲线图处500所示,控制器只能对10MPa进行喷射器校准。尽管图5曾经只适用于单次喷射,但是双重喷射中存在两次单次喷射。
作为解决方案,控制器可以将燃料质量减小根据等式(5)确定的因子:
因此,修正后的燃料质量为0.913*8.76mg=8.00mg。这对应于10MPa参考曲线图上的点508。因此,控制器可以在10MPa的参考FRP下命令8.00mg。
此外,假设与命令的燃料质量相关联的压力降为120kPa。根据等式(1),基于燃料轨体积和密度确定所输送的实际燃料质量:
实际燃料质量=(120kPA/700MPa)*60ml*0.75mg/ml=7.71mg
燃料质量误差=8.76-7.71=1.05mg
为了一遍校正整个误差,需要将命令的PW下的喷射器校准提高1.05mg。因此,喷射的质量校正将在被测PW下改变。在这种校正就位后,在下一次从期望的燃料质量中查找PW时,PW将从在前的事件开始发生变化。
通过这种方式,通过获知跨一组喷射的总燃料轨压力降并且通过依靠基于各个脉冲宽度和脉冲间距的校正因子,可以获知一组窄间隔脉冲中的每个脉冲的喷射器特性。对一组短间隔脉冲施加修正的PBIB获知的技术效果是可以顺序地获知有序脉冲的特性。通过自适应地获知并且根据脉冲间距和脉冲宽度更新燃料质量对脉冲宽度误差校正,可以准确地确定一组喷射脉冲中的每个脉冲的喷射器校正。结果,控制器可能能够提供所有发动机气缸的喷射器之间的更好平衡,从而提高发动机燃料供应准确性和整体发动机性能。
一种用于发动机的示例性方法包括:获知在气缸事件中来自直接喷射器的一组燃料喷射的第一喷射脉冲之后的每个喷射脉冲的燃料喷射误差,所述获知基于该组燃料喷射中的总燃料轨压力降并且进一步基于喷射间间隔;以及在命令另一个气缸事件的后续一组燃料喷射时,基于所获知的燃料喷射误差来调整用于所述直接喷射器的传递函数。在前述示例中,另外或任选地,所述获知进一步基于在该组燃料喷射的每个喷射脉冲下命令的脉冲宽度。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,基于该组燃料喷射中的总燃料轨压力降进行的所述获知包括:将在自从该组燃料喷射的最后喷射脉冲之后的喷射器关闭结束以来的延迟之后采样的燃料轨压力进行平均化;基于所述平均化的燃料轨压力相对于在紧接的前一气缸事件中测量的平均化燃料轨压力来获知所述总燃料轨压力降;以及将所述总燃料轨压力降转换为实际总分配燃料质量。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,在命令单个燃料喷射脉冲时获知所述直接喷射器的所述燃料质量误差之后,执行获知一组燃料喷射的每个喷射脉冲的燃料喷射误差。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,该组喷射包括双重喷射,并且其中获知每个喷射脉冲的燃料喷射误差包括获知所述双重喷射的第二脉冲的所述燃料质量误差作为在该组喷射中分配的所述实际总燃料质量与在所述第一喷射脉冲下分配的燃料质量之间的差值,在所述第一喷射脉冲下分配的所述燃料质量根据在所述第一喷射脉冲下命令的所述脉冲宽度和在命令所述单个燃料喷射脉冲时所述直接喷射器的所获知的燃料质量误差来推断。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述方法还包括通过基于所述双重喷射的所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲之间的所述喷射间间隔施加第一校正来将所述第二喷射脉冲的所述燃料质量误差转换为脉冲宽度误差。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述脉冲宽度误差随着所述双重喷射的所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲之间的所述喷射间间隔从阈值间距开始降低而增大。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述方法还包括在施加所述第一校正之后施加第二校正以将所述第二脉冲的所述燃料质量误差转换为脉冲宽度误差,所述第二校正基于在所述第二喷射脉冲下命令的所述脉冲宽度。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述第二校正的施加随着所述喷射间间隔减小而减小针对所述双重喷射的所述第二喷射脉冲命令的所述脉冲宽度。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,基于所获知的燃料喷射误差来调整用于所述直接喷射器的所述传递函数包括基于校正后的脉冲宽度误差来更新所述直接喷射器的双重喷射的第二喷射脉冲的脉冲宽度传递函数表。
另一种用于燃料***的示例性方法包括:将在气缸事件中输送燃料作为来自直接喷射器的分流直接喷射;基于所述分流喷射下的总燃料轨压力降、喷射间间距和在第二喷射脉冲下命令的脉冲宽度中的每一者来获知所述分流喷射的至少所述第二喷射脉冲的燃料质量误差;以及基于所获知的燃料质量误差来调整来自所述直接喷射器的后续燃料供应。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述方法还包括:基于在来自所述直接喷射器的早期单次喷射事件中感测到的燃料轨压力降来检索所述分流喷射的紧接着在所述第二喷射脉冲之前的第一喷射脉冲的所述燃料质量误差。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述分流喷射包括至少所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲分离小于阈值喷射间间距。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,获知所述分流喷射的至少所述第二喷射脉冲的所述燃料质量误差包括:获知基于所述第一喷射脉冲的所述燃料质量误差在所述第二喷射脉冲下输送的实际燃料质量和在所述分流喷射下输送的总燃料质量,所述总燃料质量根据所述分流喷射下的所述总燃料轨压力降推断;基于输送的所述实际燃料质量相对于基于所述第二喷射脉冲的命令的脉冲宽度的命令的燃料质量来计算所述第二喷射脉冲的初始燃料质量误差;以及利用基于所述喷射间间距的第一衰减因子和基于所述第二喷射脉冲的所述命令的脉冲宽度的第二衰减因子来更新所述初始燃料误差。在任何或所有前述示例中,另外或替代地,所述调整包括:基于所述第二喷射脉冲的所获知的燃料质量误差来获知所述分流喷射的所述第二喷射脉冲的脉冲宽度校正因子;在后续气缸事件中从所述直接喷射器的燃料供应期间,其中燃料被输送作为包括至少另一个第一喷射脉冲和另一个第二喷射脉冲的分流喷射,基于在所述后续气缸上输送的目标燃料质量为所述第二喷射脉冲选择脉冲宽度命令;以及用所述脉冲宽度校正因子来更新选定的脉冲宽度命令。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,当所述分流喷射是在所述气缸事件中来自所述直接喷射器的双重喷射时,所获知的燃料误差是针对所述双重喷射的所述第二喷射脉冲;并且当所述分流喷射是在所述气缸事件中来自所述直接喷射器的三重喷射时,所获知的燃料误差是针对所述三重喷射的第三喷射脉冲。
另一种示例性***包括:直接燃料喷射器,所述直接燃料喷射器联接到发动机气缸,所述直接喷射器将燃料作为单次喷射或分流喷射从燃料轨输送到所述发动机气缸中;燃料轨压力传感器,所述燃料轨压力传感器联接到所述燃料轨;以及控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器:获知与燃料到所述气缸中的所述单次喷射相关联的第一压力降;然后获知与燃料到所述气缸中的所述分流喷射相关联的第二压力降,所述分流喷射包括双重喷射;基于所述第一压力降来获知所述直接喷射器的第一校正因子;基于所述第二压力降来获知所述直接喷射器的第二校正因子;以及在燃料从所述直接喷射器的后续分流喷射期间,利用所述第一校正因子调整所述分流喷射的第一喷射脉冲的脉冲宽度命令,并且利用所述第一校正因子和第二校正因子中的每一者调整所述分流喷射的第二后续喷射脉冲的所述脉冲宽度命令。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述控制器包括另外的指令以根据所述分流喷射的所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲之间的间距来更新所述第二校正因子。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述更新的第二校正因子随着所述间距增大而缩短所述后续分流喷射的所述第二喷射脉冲的所述脉冲宽度命令。在任何或所有前述示例中,另外或任选地,所述直接喷射器是第一直接燃料喷射器,所述发动机还包括第二直接燃料喷射器,并且其中所述控制器包括另外的指令以:获知所述发动机的所述第一直接燃料喷射器和第二直接燃料喷射器中的每一者的喷射器误差;以及调整每个喷射器的传递函数以使所获知的喷射器误差趋向于共同误差,所述共同误差包括所有所获知的喷射器误差的平均误差。
在另外的表示中,所述发动机***联接在混合动力电动车辆或自主车辆中。在另一种表示中,一种用于发动机的方法包括:获知作为双重喷射输送到气缸中的燃料的实际燃料质量与命令的燃料质量之间的误差,所述误差根据所述双重喷射的各个喷射之间的喷射间间隔来获知,并且在气缸喷射事件期间,根据所获知的误差来调整被命令到双重喷射的第二喷射的脉冲宽度。在前述示例中,另外或任选地,被命令到所述双重喷射的所述第二喷射的所述脉冲宽度随着所述喷射间间隔减小而减小。
应当注意,本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆***配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制***结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一者或多者,所述处理策略诸如为事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此,所示的各种动作、操作和/或功能可按照所示的顺序执行、并行地执行或者在某些情况下进行省略。同样地,不一定需要所述处理次序来实现本文描述的示例性实施例的特征和优势,而是出于说明和描述的简易性而提供。可以依据所使用的特定策略来反复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将要编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的***中执行指令来实施所描述的动作。
应当明白,本文公开的配置和程序在本质上是示例性的,并且不应在限制意义上看待这些特定实施例,因为众多变化是可能的。例如,以上技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种***和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。
如本文所使用,除非另有指定,否则术语“约”应理解为是指范围的正负百分之五。
所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类要素的并入,从而既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可通过修改本发明权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明,一种用于发动机的方法包括:获知在气缸事件中来自直接喷射器的一组燃料喷射的第一喷射脉冲之后的每个喷射脉冲的燃料喷射误差,所述获知基于该组燃料喷射中的总燃料轨压力降并且进一步基于喷射间间隔;以及在命令另一个气缸事件的后续一组燃料喷射时,基于所获知的燃料喷射误差来调整所述直接喷射器的操作。
根据一个实施例,调整所述直接喷射器的所述操作包括调整所述直接喷射器的传递函数,其中所述获知进一步基于在该组燃料喷射的每个喷射脉冲下命令的脉冲宽度。
根据一个实施例,基于该组燃料喷射中的总燃料轨压力降进行的所述获知包括:将在自从该组燃料喷射的最后喷射脉冲之后的喷射器关闭结束以来的延迟之后采样的燃料轨压力进行平均化;基于所述平均化的燃料轨压力相对于在紧接的前一气缸事件中测量的平均化燃料轨压力来获知所述总燃料轨压力降;以及将所述总燃料轨压力降转换为实际总分配燃料质量。
根据一个实施例,在命令单个燃料喷射脉冲时获知所述直接喷射器的所述燃料质量误差之后,执行获知一组燃料喷射的每个喷射脉冲的燃料喷射误差。
根据一个实施例,该组喷射包括双重喷射,并且其中获知每个喷射脉冲的燃料喷射误差包括获知所述双重喷射的第二脉冲的所述燃料质量误差作为在该组喷射中分配的所述实际总燃料质量与在所述第一喷射脉冲下分配的燃料质量之间的差值,在所述第一喷射脉冲下分配的所述燃料质量根据在所述第一喷射脉冲下命令的所述脉冲宽度和在命令所述单个燃料喷射脉冲时所述直接喷射器的所获知的燃料质量误差来推断。
根据一个实施例,本发明的特征还在于,通过基于所述双重喷射的所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲之间的所述喷射间间隔施加第一校正来将所述第二喷射脉冲的所述燃料质量误差转换为脉冲宽度误差。
根据一个实施例,所述脉冲宽度误差随着所述双重喷射的所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲之间的所述喷射间间隔从阈值间距开始降低而增大。
根据一个实施例,本发明的特征还在于,在施加所述第一校正之后施加第二校正以将所述第二脉冲的所述燃料质量误差转换为脉冲宽度误差,所述第二校正基于在所述第二喷射脉冲下命令的所述脉冲宽度。
根据一个实施例,所述第二校正的施加随着所述喷射间间隔减小而减小针对所述双重喷射的所述第二喷射脉冲命令的所述脉冲宽度。
根据一个实施例,基于所获知的燃料喷射误差来调整用于所述直接喷射器的所述传递函数包括基于校正后的脉冲宽度误差来更新所述直接喷射器的双重喷射的第二喷射脉冲的脉冲宽度传递函数表。
根据本发明,一种用于燃料***的方法包括:将在气缸事件中输送燃料作为来自直接喷射器的分流直接喷射;基于所述分流喷射下的总燃料轨压力降、喷射间间距和在第二喷射脉冲下命令的脉冲宽度中的每一者来获知所述分流喷射的至少所述第二喷射脉冲的燃料质量误差;以及基于所获知的燃料质量误差来调整来自所述直接喷射器的后续燃料供应。
根据一个实施例,本发明的特征还在于,基于在来自所述直接喷射器的早期单次喷射事件中感测到的燃料轨压力降来检索所述分流喷射的紧接着在所述第二喷射脉冲之前的第一喷射脉冲的所述燃料质量误差。
根据一个实施例,所述分流喷射包括至少所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲分离小于阈值喷射间间距。
根据一个实施例,获知所述分流喷射的至少所述第二喷射脉冲的所述燃料质量误差包括:获知基于所述第一喷射脉冲的所述燃料质量误差在所述第二喷射脉冲下输送的实际燃料质量和在所述分流喷射下输送的总燃料质量,所述总燃料质量根据所述分流喷射下的所述总燃料轨压力降推断;基于输送的所述实际燃料质量相对于基于所述第二喷射脉冲的命令的脉冲宽度的命令的燃料质量来计算所述第二喷射脉冲的初始燃料质量误差;以及利用基于所述喷射间间距的第一衰减因子和基于所述第二喷射脉冲的所述命令的脉冲宽度的第二衰减因子来更新所述初始燃料误差。
根据一个实施例,所述调整包括:基于所述第二喷射脉冲的所获知的燃料质量误差来获知所述分流喷射的所述第二喷射脉冲的脉冲宽度校正因子;在后续气缸事件中从所述直接喷射器的燃料供应期间,其中燃料被输送作为包括至少另一个第一喷射脉冲和另一个第二喷射脉冲的分流喷射,基于在所述后续气缸上输送的目标燃料质量为所述第二喷射脉冲选择脉冲宽度命令;以及用所述脉冲宽度校正因子来更新选定的脉冲宽度命令。
根据一个实施例,当所述分流喷射是在所述气缸事件中来自所述直接喷射器的双重喷射时,所获知的燃料误差是针对所述双重喷射的所述第二喷射脉冲;并且当所述分流喷射是在所述气缸事件中来自所述直接喷射器的三重喷射时,所获知的燃料误差是针对所述三重喷射的第三喷射脉冲。
根据本发明,提供了一种***,所述***具有:直接燃料喷射器,所述直接燃料喷射器联接到发动机气缸,所述直接喷射器将燃料作为单次喷射或分流喷射从燃料轨输送到所述发动机气缸中;燃料轨压力传感器,所述燃料轨压力传感器联接到所述燃料轨;以及控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器:获知与燃料到所述气缸中的所述单次喷射相关联的第一压力降;然后获知与燃料到所述气缸中的所述分流喷射相关联的第二压力降,所述分流喷射包括双重喷射;基于所述第一压力降来获知所述直接喷射器的第一校正因子;基于所述第二压力降来获知所述直接喷射器的第二校正因子;以及在燃料从所述直接喷射器的后续分流喷射期间,利用所述第一校正因子调整所述分流喷射的第一喷射脉冲的脉冲宽度命令,并且利用所述第一校正因子和第二校正因子中的每一者调整所述分流喷射的第二后续喷射脉冲的所述脉冲宽度命令。
根据一个实施例,所述控制器包括另外的指令以:根据所述分流喷射的所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲之间的间距来更新所述第二校正因子。
根据一个实施例,所述更新的第二校正因子随着所述间距增大而缩短所述后续分流喷射的所述第二喷射脉冲的所述脉冲宽度命令。
根据一个实施例,所述直接喷射器是第一直接燃料喷射器,所述发动机还包括第二直接燃料喷射器,并且其中所述控制器包括另外的指令以:获知所述发动机的所述第一直接燃料喷射器和第二直接燃料喷射器中的每一者的喷射器误差;以及调整每个喷射器的传递函数以使所获知的喷射器误差趋向于共同误差,所述共同误差包括所有所获知的喷射器误差的平均误差。
Claims (15)
1.一种用于发动机的方法,其包括:
获知在气缸事件中来自直接喷射器的一组燃料喷射的第一喷射脉冲之后的每个喷射脉冲的燃料喷射误差,所述获知基于所述一组燃料喷射中的总燃料轨压力降并且进一步基于喷射间间隔;以及
在命令另一个气缸事件的后续一组燃料喷射时,基于所获知的燃料喷射误差来调整所述直接喷射器的操作。
2.如权利要求1所述的方法,其中调整所述直接喷射器的所述操作包括调整所述直接喷射器的传递函数,其中所述获知进一步基于在所述一组燃料喷射的每个喷射脉冲下命令的脉冲宽度。
3.如权利要求2所述的方法,其中基于所述一组燃料喷射中的总燃料轨压力降进行的所述获知包括:
将在自从所述一组燃料喷射的最后喷射脉冲之后的喷射器关闭结束以来的延迟之后采样的燃料轨压力进行平均化;
基于所述平均化的燃料轨压力相对于在紧接的前一气缸事件中测量的平均化燃料轨压力来获知所述总燃料轨压力降;以及
将所述总燃料轨压力降转换为实际总分配燃料质量。
4.如权利要求3所述的方法,其中在命令单个燃料喷射脉冲时获知所述直接喷射器的所述燃料质量误差之后,执行获知一组燃料喷射的每个喷射脉冲的燃料喷射误差。
5.如权利要求4所述的方法,其中所述一组喷射包括双重喷射,并且其中获知每个喷射脉冲的燃料喷射误差包括获知所述双重喷射的第二脉冲的所述燃料质量误差作为在所述一组喷射中分配的所述实际总燃料质量与在所述第一喷射脉冲下分配的燃料质量之间的差值,在所述第一喷射脉冲下分配的所述燃料质量根据在所述第一喷射脉冲下命令的所述脉冲宽度和在命令所述单个燃料喷射脉冲时所述直接喷射器的所获知的燃料质量误差来推断。
6.如权利要求5所述的方法,其还包括:通过基于所述双重喷射的所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲之间的所述喷射间间隔施加第一校正来将所述第二喷射脉冲的所述燃料质量误差转换为脉冲宽度误差,其中所述脉冲宽度误差随着所述双重喷射的所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲之间的所述喷射间间隔从阈值间距开始降低而增大。
7.如权利要求6所述的方法,其还包括在施加所述第一校正之后施加第二校正以将所述第二脉冲的所述燃料质量误差转换为脉冲宽度误差,所述第二校正基于在所述第二喷射脉冲下命令的所述脉冲宽度。
8.如权利要求7所述的方法,其中所述第二校正的施加随着所述喷射间间隔减小而减小针对所述双重喷射的所述第二喷射脉冲命令的所述脉冲宽度。
9.如权利要求8所述的方法,其中基于所获知的燃料喷射误差来调整用于所述直接喷射器的所述传递函数包括基于校正后的脉冲宽度误差来更新所述直接喷射器的双重喷射的第二喷射脉冲的脉冲宽度传递函数表。
10.一种***,其包括:
直接燃料喷射器,所述直接燃料喷射器联接到发动机气缸,所述直接喷射器将燃料作为单次喷射或分流喷射从燃料轨输送到所述发动机气缸中;
燃料轨压力传感器,所述燃料轨压力传感器联接到所述燃料轨;以及
控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器:
将在气缸事件中输送燃料作为来自所述直接喷射器的分流直接喷射;
基于所述分流喷射下的总燃料轨压力降、喷射间间距和在第二喷射脉冲下命令的脉冲宽度中的每一者来获知所述分流喷射的至少所述第二喷射脉冲的燃料质量误差;以及
基于所获知的燃料质量误差来调整来自所述直接喷射器的后续燃料供应。
11.如权利要求10所述的***,其中所述控制器包括另外的指令以:
基于在来自所述直接喷射器的早期单次喷射事件中感测到的燃料轨压力降来检索所述分流喷射的紧接着在所述第二喷射脉冲之前的第一喷射脉冲的所述燃料质量误差。
12.如权利要求11所述的***,其中所述分流喷射包括至少所述第一喷射脉冲与所述第二喷射脉冲分离小于阈值喷射间间距。
13.如权利要求12所述的***,其中获知所述分流喷射的至少所述第二喷射脉冲的所述燃料质量误差包括:
获知基于所述第一喷射脉冲的所述燃料质量误差在所述第二喷射脉冲下输送的实际燃料质量和在所述分流喷射下输送的总燃料质量,所述总燃料质量根据所述分流喷射下的所述总燃料轨压力降推断;
基于输送的所述实际燃料质量相对于基于所述第二喷射脉冲的命令的脉冲宽度的命令的燃料质量来计算所述第二喷射脉冲的初始燃料质量误差;以及
利用基于所述喷射间间距的第一衰减因子和基于所述第二喷射脉冲的所述命令的脉冲宽度的第二衰减因子来更新所述初始燃料误差。
14.如权利要求10所述的***,其中所述调整包括:
基于所述第二喷射脉冲的所获知的燃料质量误差来获知所述分流喷射的所述第二喷射脉冲的脉冲宽度校正因子;
在后续气缸事件中从所述直接喷射器的燃料供应期间,其中燃料被输送作为包括至少另一个第一喷射脉冲和另一个第二喷射脉冲的分流喷射,基于在所述后续气缸上输送的目标燃料质量为所述第二喷射脉冲选择脉冲宽度命令;以及
用所述脉冲宽度校正因子来更新选定的脉冲宽度命令。
15.如权利要求10所述的***,其中当所述分流喷射是在所述气缸事件中来自所述直接喷射器的双重喷射时,所获知的燃料误差是针对所述双重喷射的所述第二喷射脉冲;并且当所述分流喷射是在所述气缸事件中来自所述直接喷射器的三重喷射时,所获知的燃料误差是针对所述三重喷射的第三喷射脉冲。
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