[發明專利]用于燃料噴射器平衡的方法和系統

在審

• 申請號: 202010175799.3
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111691992A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 羅斯·戴卡斯特拉·普西福爾;約瑟夫·托馬斯;大衛·奧辛斯基;邁克爾·烏里奇;保羅·霍拉
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D41/38;F02D41/24
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛

本公開提供了“用于燃料噴射器平衡的方法和系統”。提供了用于減小由于發動機驅動的循環燃料軌壓力變化而在計劃噴射事件時引發的估計燃料軌壓力的誤差的方法和系統。在一個示例中，根據在針對對應燃料噴射器定制的移動窗口內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，根據在噴射器操作的靜默區期間采樣的平均燃料軌壓力以及在所述靜默區與所述計劃噴射事件之間發生的預測燃料軌壓力改變事件來確定所命令脈沖寬度。

技術領域

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

背景技術

發動機可配置有用于將燃料直接噴射到發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致降低的燃料經濟性、增加的排氣尾管排放、致使缺乏感知到的發動機平穩性的扭矩變異以及發動機效率的整體下降。用雙噴射器系統(諸如雙燃料或PFDI系統)操作的發動機可具有甚至更多的燃料噴射器(例如，兩倍多)，從而導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，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噴射器噴射的燃料質量相關聯來估計噴射器性能。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，FRP)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動機轉速傳感器輸入來確定單個發動機循環內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，就可調整發動機操作以平衡噴射器誤差。

然而，本文的發明人已經認識到，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致氣缸到氣缸分布不均的原因。也就是說，即使在學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動機循環燃料軌壓力變異引起，所述發動機循環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。特別地，燃料軌壓力變異在一個發動機循環內可具有重復模式。例如，在具有3凸角泵的V8發動機的情況下，噴射器在720°曲柄轉角周期內向燃料軌壓力上產生8個均勻間隔的壓降。DI泵在720°曲軸轉角周期內在燃料軌壓力上產生3個均勻間隔的壓力增大。這在燃料軌壓力上產生具有720°重復周期的模式。通常，每氣缸事件周期(在均勻點火的8缸發動機的情況下為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，相位差隨發動機配置而變化，所述發動機配置包括發動機氣缸數以及DI泵的凸輪凸角數。燃料軌壓力上的發動機環循模式因此產生非預期的發動機循環燃料分布不均。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，或者當壓力循環上升但噴射在壓力谷期間發生時，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。

發明內容