[发明专利]用于燃料喷射器平衡的方法和系统

说明书

本公开提供了“用于燃料喷射器平衡的方法和系统”。提供了用于减小由于发动机驱动的循环燃料轨压力变化而在计划喷射事件时引发的估计燃料轨压力的误差的方法和系统。在一个示例中，根据在针对对应燃料喷射器定制的移动窗口内收集的燃料轨压力样本来确定在计划喷射事件期间命令的脉冲宽度。在另一个示例中，根据在喷射器操作的静默区期间采样的平均燃料轨压力以及在所述静默区与所述计划喷射事件之间发生的预测燃料轨压力改变事件来确定所命令脉冲宽度。

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系统。

背景技术

发动机可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过程和/或喷射器老化而导致的随时间推移的零件间变异性。随时间推移，喷射器性能可能劣化(例如，喷射器变得堵塞)，这可能进一步增加零件间喷射器变异性。因此，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间的差异在喷射器之间可能有所变化。气缸之间在燃料喷射量上的变异性可导致降低的燃料经济性、增加的排气尾管排放、致使缺乏感知到的发动机平稳性的扭矩变异以及发动机效率的整体下降。用双喷射器系统(诸如双燃料或PFDI系统)操作的发动机可具有甚至更多的燃料喷射器(例如，两倍多)，从而导致喷射器变异性的更大可能性。可能期望对喷射器进行平衡以使得所有喷射器具有类似的误差(例如，所有喷射器的燃料供给不足为1％)。

各种方法通过使跨耦接到喷射器的燃料轨的压降与由对应喷射器喷射的燃料质量相关联来估计喷射器性能。Surnilla等人在U.S.9,593,637中示出一种示例性方法。在这种示例性方法中，基于在喷射器点火之前测量的燃料轨压力(fuel rail pressure，FRP)和在喷射器点火之后的FRP的差异来确定喷射器的燃料喷射量。Geveci等人在U.S.7,523,743中示出另一种示例性方法。在另一种示例性方法中，使用燃料轨压力传感器输入和发动机转速传感器输入来确定单个发动机循环内每个齿位置处的多个压力值。然后，使用多个压力值的平均值或均值来计算单独燃料喷射器误差。一旦计算出单独喷射器误差，就可调整发动机操作以平衡喷射器误差。

然而，本文的发明人已经认识到，即使在针对喷射器变化进行补偿之后也仍可能存在残余气缸燃料分布不均，因为除喷射器变异性之外还存在导致气缸到气缸分布不均的原因。也就是说，即使在学习并考虑单独喷射器误差之后，喷射器之间的喷射器误差也可能存在高于期望的变异。这种残余气缸燃料分布不均可由发动机循环燃料轨压力变异引起，所述发动机循环燃料轨压力变化由向直接喷射器提供动力的高压直接喷射燃料泵(在本文中称为DI泵)的凸轮凸角的动作触发。特别地，燃料轨压力变异在一个发动机循环内可具有重复模式。例如，在具有3凸角泵的V8发动机的情况下，喷射器在720°曲柄转角周期内向燃料轨压力上产生8个均匀间隔的压降。DI泵在720°曲轴转角周期内在燃料轨压力上产生3个均匀间隔的压力增大。这在燃料轨压力上产生具有720°重复周期的模式。通常，每气缸事件周期(在均匀点火的8缸发动机的情况下为90°)估计燃料轨压力(FRP)一次，然后使用FRP来计划将来的燃料喷射。因此，测量FRP与计划喷射时的实际压力异相。此外，相位差随发动机配置而变化，所述发动机配置包括发动机气缸数以及DI泵的凸轮凸角数。燃料轨压力上的发动机环循模式因此产生非预期的发动机循环燃料分布不均。例如，在喷射是基于在泵冲程峰期间估计的燃料轨压力来计划的情况下，或者当压力循环上升但喷射在压力谷期间发生时，燃料在计划喷射事件时可能输送不足。另一方面，在喷射是基于在泵冲程谷期间估计的燃料轨压力来计划的情况下，或者当压力循环下降但压力在实际喷射期间达到峰值时，燃料在计划喷射事件时可能输送过度。

发明内容