[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系统。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。

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。用双喷射器系统(诸如双燃料或进气道燃料直接喷射(PFDI)系统)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系统的潜在问题。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)燃料系统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。