[发明专利]用于表征进气道燃料喷射器的方法和系统

说明书

本发明涉及用于表征进气道燃料喷射器的方法和系统，提供了用于校准发动机进气道喷射器的方法和系统。在对低压燃料轨加压之后，可以禁用提升泵，并且进气道喷射器可变性可以通过在保持喷射电压时扫掠喷射压力并且随后在保持喷射压力时扫掠喷射电压而与每次进气道喷射事件中测量的燃料轨压力下降相关联。被学习为喷射电压和喷射压力的函数的进气道喷射器可变性映射然后通过考虑由于喷射器温度变化引起的喷射器可变性而被变换为学习为喷射电流和喷射压力的函数的映射。

技术领域

本发明总体上涉及用于校准发动机的进气道燃料喷射器的方法和系统。

背景技术

发动机可以配置有用于将燃料直接喷射到发动机汽缸中的直接燃料喷射器(DI)和/或用于将燃料喷射到发动机汽缸的进气道中的进气道燃料喷射器(PFI)。例如，由于不完善的制造工艺和/或喷射器老化，燃料喷射器往往具有逐件(piece-to-piece)可变性和逐时(time-to-time)可变性。随着时间的推移，喷射器性能可能劣化(例如，喷射器变得堵塞)，这可能进一步增加逐件喷射器的可变性。因此，喷射到发动机的每个汽缸的实际燃料量可能不是期望的量，并且实际量和期望量之间的差值可能在喷射器之间变化。这种不一致可能导致燃料经济性降低、尾气排放量增加并且发动机效率整体下降。此外，利用双喷射器系统如双燃料或PFDI系统操作的发动机甚至可能具有更多的燃料喷射器(例如两倍)，从而由于喷射器劣化而导致发动机性能劣化的更大可能性。

多种方法可用于估算喷射器性能的可变性。Surnilla等人在US20150159578中示出了一种学习了直接喷射器可变性的示例方法。操作高压泵以提高直接喷射燃料轨压力，并且然后停用泵。随后以预定序列将燃料直接喷射预定次数。通过测量每次喷射事件之后的燃料轨压力下降和相关的喷射器关闭延迟来学习喷射器可变性。压力下降被校正以考虑关闭延迟的增加，并且然后将校正的压力下降与由喷射器输送的燃料量相关联。通过比较命令的燃料质量与所输送的燃料质量，学习喷射器的可变性。

本文的发明人已经确认上述方法的潜在问题。具体地，Surnilla的方法可能无法可靠且无干扰地诊断进气道喷射器。作为一个示例，进气道燃料喷射器的诊断将要求停用提升泵。然而，禁用提升泵会对下游高压泵的操作产生负面影响，并从而影响经由直接喷射器向汽缸加注燃料。因此，进气道喷射器可能无法通过非侵入式方式被诊断。作为另一个示例，在进气道喷射事件之后测量的压力下降可能在较低的燃料轨(或进气道喷射)压力以及在较低的进气道喷射容积处不准确，例如可能在低负荷条件下发生。具体地，作为“数值的百分比”喷射的燃料量可能随着被命令喷入进气道喷射器的燃料量或脉冲宽度减小而降低准确度，从而导致测量的压力下降不准确。同样，在较低的燃料轨压力下，可能摄入燃料蒸汽而不是液体燃料，从而导致测量的压力下降不准确。作为又一个示例，所测量的压力下降可能受到施加到进气道喷射器的电压的影响。压力下降测量值的不准确可以转化成喷射器可变性估算的不准确。喷射器偏移由喷射器打开时间和喷射器关闭时间的差值产生。如果喷射器打开延迟和关闭延迟是相同的并且是对称的，则喷射器偏移量可以忽略不计。然而，喷射器开度受供应电压、喷射器电阻和喷射压力(对于给定的喷射器设计和燃料状况)支配。喷射器关闭受不同的设置参数支配。燃料喷射器误差可能导致汽缸内的空燃比不一致、导致熄火、燃料经济性降低、尾气排放增加并且发动机效率整体下降。本文的发明人已经认识到，在暂停提升泵操作之后，进气道喷射燃料轨压力可以保持升高一段有限的持续时间。通过在进气道喷射燃料轨的入口上游包括平行泄压阀，燃料轨压力可以进一步增加(例如，高于燃料管路压力)，同时延长在升高的压力下的操作的持续时间。升高的压力允许喷射事件后的压力下降被放大并被更准确地学习。另外，进气道燃料喷射可能比预期更耐燃料蒸汽。因此，由于蒸汽压力基本上恒定并且没有燃料喷射引起的压力脉动，所以当在提升泵禁用时在燃料蒸汽压力或其附近操作时，进气道燃料喷射准确度可以增加。同时，由于燃料的体积模量，高压燃料泵可以被禁用并且燃料压力可以保持在高压燃料系统中。

发明内容