[發明專利]用于控制燃料壓力的方法和系統

無效

• 申請號: 201010277734.6
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN102011656A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 毛拉·丁提諾;文森佐·拉姆皮諾;尤金尼奧·皮索尼
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F02D41/38
• 分類號: F02D41/38;F02M55/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

技術領域

本發明涉及一種用于控制燃料供應系統中的供應軌道壓力(supply?rail?pressure)的方法，特別用于柴油發動機，且涉及用于執行該方法的裝置。

背景技術

傳統地，柴油發動機的燃料供應系統包括能輸送高達1600bar的高輸出壓力的燃料泵、與發動機的每個汽缸相關聯的噴射器和把該噴射器連接至泵的軌道。噴射器包括電磁鐵(solenoid)或壓電元件以對導閥(pilot?valve)進行電控制。該導閥控制燃料至閥活塞的壓力接收表面的流動，以使得閥活塞的末端被壓靠在噴射器的噴嘴上且阻塞這些噴嘴，或被縮回，允許燃料從噴嘴噴出。由于該操作原理，流入噴射器的燃料僅部分被實際噴射到汽缸內。被用于驅動發活塞的燃料流回到油箱，且通過噴射器的內部泄露流出的燃料也如此。

燃料效率和污染物排放率嚴格依賴于燃料噴射正時。不僅在每個發動機沖程必須預定量的燃料被噴射入汽缸，而且在沖程過程中其還必須發生在正確的時間區間(或多個區間)。由于通過噴射器的流速依賴于軌道壓力(和其它量)，如果軌道壓力太低，噴射預定量的燃料可比希望的耗時，或者如果軌道壓力太高，噴射可比希望的過早停止。而且，燃料的霧化依賴于軌道壓力。不理想的霧化可導致污染物排放增加和/或燃料效率降低。產生理想霧化的燃料壓力依賴于發動機的操作條件，從而當這些操作條件變化時，燃料壓力必須被改變。出于這些原因，控制燃料壓力非常重要。這必須通過以下完成，即控制泵的操作，以使得，在任意時刻處，其傳送速度等于燃料被噴射器從軌道排出的速度。燃料排出速度是操作條件的相當復雜的函數，因為不僅發動機速度(即燃料噴射頻率)可變化，而且每個發動機沖程噴射的燃料量也可變化，且噴射器的泄露速度依賴于其激勵階段的持續時間。而且，即使從軌道的燃料排放速度是準確已知的，泵通常不能被直接地控制來傳送該排出速度，因為泵還具有內部泄露速度，該泄露速度依賴于輸入和輸出壓力以及燃料溫度，以使得在泵速度和傳送速度之間沒有一對一的關系。

傳統地，該問題是通過以下處理的，即實驗分析在各種操作條件下的整個燃料供應系統的性能，和調整泵的控制以使得在所有操作條件下保持適當的燃料軌道壓力。每次當燃料供應系統被修改(例如通過替換一種不同類型的噴射器或燃料泵)時，該分析和調整都必須被重做，這需要相當多的工時。

發明內容

本發明的目的是要提供一種控制方法和用于執行該方法的裝置，其便于把具有不同特性的部件整合到燃料供應系統中。

該目的是通過一種用于控制燃料供應系統中的軌道壓力的方法實現的，該系統包括燃料泵、至少一個噴射器和把噴射器連接到該泵的軌道，該方法包括步驟：

a)建立所述軌道壓力和噴射器的泄露速度之間的關系；

c)基于燃料噴射速度、所述軌道壓力和所述軌道壓力-泄露速度關系估計從所述軌道的燃料排出速度；

d)基于所述燃料排出速度估計所述泵的希望的吸入流動速度；和

e)控制該泵以在所述希望的吸入流動速度下運行。

代替整體分析燃料供應系統，根據本發明，展開了單獨對于燃料供應系統的各部件的實驗分析。軌道壓力和噴射器泄露速度之間的關系比整個系統的性能更容易分析，因為前者與泵的所有特性無關。如果噴射器必須被替換，軌道壓力-泄露速度關系必須被再次對于新噴射器建立，但是泵的特性保持不變。反之亦然，如果僅泵被替換，則不需要更新軌道壓力-泄露速度關系。

優選地，在步驟c)至e)之前，軌道壓力和泵的效率之間的關系也被用實驗方法建立，且由此確定的關系被考慮用于在步驟d)中估計希望的吸入流動速度。

由于燃料的粘度依賴于其溫度，軌道壓力-泄露速度關系應被作為燃料溫度的函數建立。盡管在噴射器和泵的泄露中燃料在解壓時被加熱，燃料溫度的單獨測量(例如在泵的輸入端)是足夠的，因為對于給定的輸入溫度，燃料溫度的增加量由軌道壓力確定。

噴射器的泄露速度依賴于導閥的激勵狀態而改變。由于導閥的工作循環是發動機速度的函數，軌道壓力-泄露速度關系應優選地描述該泄露速度作為至少與噴射器的關閉狀態相關聯的靜態泄露速度和與其打開狀態相關聯的動態泄露速度的發動機速度加權和。

優選地，軌道壓力-泄露速度關系，特別是動態泄露速度，應被作為噴射器激勵時間的函數而建立，因為在導閥的激勵狀態中的噴射器的瞬時泄露速度通常被發現不是恒定的，而是導閥已被激勵時長的函數。