[發(fā)明專利]用于燃料噴射器平衡的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010170294.8
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111692000A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅斯·戴卡斯特拉·普西福爾;邁克爾·烏里奇;約瑟夫·托馬斯;保羅·霍拉;大衛(wèi)·奧辛斯基
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30;F02M39/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升

本公開提供了“用于燃料噴射器平衡的方法和系統(tǒng)”。提供了用于減小由于發(fā)動機驅(qū)動的循環(huán)燃料軌壓力變化而在計劃噴射事件時引發(fā)的估計燃料軌壓力的誤差的方法和系統(tǒng)。在一個示例中，根據(jù)在針對對應(yīng)燃料噴射器定制的移動窗口內(nèi)收集的燃料軌壓力樣本來確定在計劃噴射事件期間命令的脈沖寬度。在另一個示例中，根據(jù)在噴射器操作的靜默區(qū)期間采樣的平均燃料軌壓力以及在所述靜默區(qū)與所述計劃噴射事件之間發(fā)生的預(yù)測燃料軌壓力改變事件來確定所命令脈沖寬度。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書總體上涉及用于校準發(fā)動機的燃料噴射器以便平衡所有發(fā)動機燃料噴射器之間的燃料輸送的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

發(fā)動機可配置有用于將燃料直接噴射到發(fā)動機氣缸中的直接燃料噴射器(DI)和/或用于將燃料噴射到發(fā)動機氣缸的進氣道中的進氣道燃料噴射器(PFI)。燃料噴射器常常具有由于例如不完善的制造過程和/或噴射器老化而導(dǎo)致的隨時間推移的零件間變異性。隨時間推移，噴射器性能可能劣化(例如，噴射器變得堵塞)，這可能進一步增加零件間噴射器變異性。因此，噴射到發(fā)動機的每個氣缸的實際燃料量可能不是期望量，并且實際量與期望量之間的差異在噴射器之間可能有所變化。氣缸之間在燃料噴射量上的變異性可導(dǎo)致降低的燃料經(jīng)濟性、增加的排氣尾管排放、致使缺乏感知到的發(fā)動機平穩(wěn)性的扭矩變異以及發(fā)動機效率的整體下降。用雙噴射器系統(tǒng)(諸如雙燃料或PFDI系統(tǒng))操作的發(fā)動機可具有甚至更多的燃料噴射器(例如，兩倍多)，從而導(dǎo)致噴射器變異性的更大可能性。可能期望對噴射器進行平衡以使得所有噴射器具有類似的誤差(例如，所有噴射器的燃料供給不足為1％)。

各種方法通過使跨耦接到噴射器的燃料軌的壓降與由對應(yīng)噴射器噴射的燃料質(zhì)量相關(guān)聯(lián)來估計噴射器性能。Surnilla等人在U.S.9,593,637中示出一種示例性方法。在這種示例性方法中，基于在噴射器點火之前測量的燃料軌壓力(fuel rail pressure，F(xiàn)RP)和在噴射器點火之后的FRP的差異來確定噴射器的燃料噴射量。Geveci等人在U.S.7,523,743中示出另一種示例性方法。在另一種示例性方法中，使用燃料軌壓力傳感器輸入和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器輸入來確定單個發(fā)動機循環(huán)內(nèi)每個齒位置處的多個壓力值。然后，使用多個壓力值的平均值或均值來計算單獨燃料噴射器誤差。一旦計算出單獨噴射器誤差，就可調(diào)整發(fā)動機操作以平衡噴射器誤差。

然而，本文的發(fā)明人已經(jīng)認識到，即使在針對噴射器變化進行補償之后也仍可能存在殘余氣缸燃料分布不均，因為除噴射器變異性之外還存在導(dǎo)致氣缸到氣缸分布不均的原因。也就是說，即使在學(xué)習并考慮單獨噴射器誤差之后，噴射器之間的噴射器誤差也可能存在高于期望的變異。這種殘余氣缸燃料分布不均可由發(fā)動機循環(huán)燃料軌壓力變異引起，所述發(fā)動機循環(huán)燃料軌壓力變化由向直接噴射器提供動力的高壓直接噴射燃料泵(在本文中稱為DI泵)的凸輪凸角的動作觸發(fā)。特別地，燃料軌壓力變異在一個發(fā)動機循環(huán)內(nèi)可具有重復(fù)模式。例如，在具有3凸角泵的V8發(fā)動機的情況下，噴射器在720°曲柄轉(zhuǎn)角周期內(nèi)向燃料軌壓力上產(chǎn)生8個均勻間隔的壓降。DI泵在720°曲軸轉(zhuǎn)角周期內(nèi)在燃料軌壓力上產(chǎn)生3個均勻間隔的壓力增大。這在燃料軌壓力上產(chǎn)生具有720°重復(fù)周期的模式。通常，每氣缸事件周期(在均勻點火的8缸發(fā)動機的情況下為90°)估計燃料軌壓力(FRP)一次，然后使用FRP來計劃將來的燃料噴射。因此，測量FRP與計劃噴射時的實際壓力異相。此外，相位差隨發(fā)動機配置而變化，所述發(fā)動機配置包括發(fā)動機氣缸數(shù)以及DI泵的凸輪凸角數(shù)。燃料軌壓力上的發(fā)動機環(huán)循模式因此產(chǎn)生非預(yù)期的發(fā)動機循環(huán)燃料分布不均。例如，在噴射是基于在泵沖程峰期間估計的燃料軌壓力來計劃的情況下，或者當壓力循環(huán)上升但噴射在壓力谷期間發(fā)生時，燃料在計劃噴射事件時可能輸送不足。另一方面，在噴射是基于在泵沖程谷期間估計的燃料軌壓力來計劃的情況下，或者當壓力循環(huán)下降但壓力在實際噴射期間達到峰值時，燃料在計劃噴射事件時可能輸送過度。

發(fā)明內(nèi)容