CN104696086A - 诊断多喷射器系统中的喷射器变化性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及诊断多喷射器系统中的喷射器变化性的方法。描述了用于诊断双燃料、多喷射器系统中的喷射器变化性的各种系统和方法。在一个示例中，启用一个汽缸中的单一喷射器，而向其余汽缸加注第一燃料，并且随后以预定的顺序经由启用的喷射器将第二燃料喷射到所述一个汽缸内，并测量燃料轨道压降。另外，针对喷射器关闭延迟的增加修正每个喷射事件之后所测量的压降。

Description

诊断多喷射器系统中的喷射器变化性的方法
技术领域
本申请涉及诊断双燃料发动机中燃料喷射系统中的喷射器变化性。
背景技术
例如，由于不完美的制造过程和/或喷射器老化，燃料喷射器往往具有件与件之间的变化性和随时间的变化性。随时间逝去，喷射器性能会退化(例如，喷射器变得堵塞)，这会进一步增加喷射器件与件之间的变化性。因此，喷射到发动机的每个汽缸的实际燃料量可能不是期望的量，并且实际的量与期望的量之间的差在喷射器之间可能变化。这种差异能够导致降低的燃料经济性、增加的尾气管排放以及发动机效率的整体降低。另外，以双喷射器系统(诸如，双燃料或PFI/DI系统)运转的发动机甚至可以具有更多的燃料喷射器(例如，两倍)，由于喷射器退化会导致更大的发动机性能退化的可能性。各种各样的方法可以被用来估计喷射器性能的变化性。
一种示例方法是Pursifull在US 8,118,006中所使用的方法，其中可以通过每次隔离一个燃料喷射器来诊断包括第一和第二燃料轨道的双燃料发动机中的喷射器变化性。例如，暂停第二燃料到第二燃料轨道内的泵送，而将第一燃料喷射到除了发动机的单一汽缸以外的所有汽缸，并且当第二燃料轨道中的泵送被暂停时，将第二燃料喷射到单一汽缸内并使对应的第二燃料轨道中的压降与喷射器运转和可能的退化相关联。具体地，比较测量的压降与期望的压力减小，并且与以下故障中的任一种相关联：喷射器堵塞、喷射器泄漏和/或喷射器的完全失效。
发明人在此已经意识到上述方法的潜在问题。例如，在喷射器校准事件期间，当喷射器被测试时，燃料轨道压力降低。轨道压力的这种下降会降低喷射器背压，引起喷射器关闭延迟的增加，并且明显地影响测量的压降的准确性。另外，如果校准事件发生在更长的时间段内，随着对应的喷射器关闭延迟的大增加的燃料轨道压力的更大的总体下降会明显地影响压降测量的准确性。因为使测量的压降与期望的降低相关联以预测喷射器退化的存在(或不存在)，所以不准确的测量能够导致与喷射器故障和随后的加注燃料调整有关的不正确的结论。
发明内容
发明人在此已经认识到上述问题，并且已经发明至少部分地解决它的方法。在一种示例方法中，提供了一种用于在每个喷射事件时测量与关闭延迟相关联的压降并且针对喷射器关闭延迟的增加修正所计算的压降的方法。例如，在多喷射器、双燃料系统中，高压泵可以被运转为暂时升高耦接至正被测试的喷射器的第二轨道中的第二燃料的压力。一旦压力处于预定的水平并且在暂停泵运转之后，可以经由直接喷射器向单一汽缸喷射第二燃料，而能够经由各自的进气道喷射器向其他汽缸加注第一燃料。在每次喷射时，燃料轨道压力降低连同相关联的喷射器关闭延迟可以被测量，然后针对关闭延迟的增加进行修正。例如，相比于基本轨道压力下的关闭延迟，可以计算在每个轨道压力下的关闭延迟的百分比增加，并且能够修正轨道压力的下降以适应关闭延迟的增加。
以此方式，通过测量燃料轨道压降并针对喷射器的关闭延迟来调整这些能够获悉喷射器退化，并随后获悉喷射器变化性。在每个汽缸具有多个喷射器的发动机中，可以通过向除了一个汽缸以外的所有汽缸加注燃料来隔离单一喷射器用于校准，并且经由正被校准的喷射器将第二燃料喷射到该单一汽缸内。在校准期间，可以测量与每个喷射事件相关联的压降以及关闭延迟。通过修正关闭延迟的增加，能够作出更准确的压降的确定，特别是当燃料轨道的总压降明显时。因此，该修正的压降将导致由喷射器输送的燃料量的更精确的调整。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1描绘了发动机的示意图。
图2示出了双燃料、双喷射器系统的示意图。
图3是图示说明确认喷射器校准事件的需要并基于某些状况执行它的程序的示例流程图。
图4呈现了说明示例燃料喷射器诊断程序的流程图。
图5是示出了示例燃料轨道压降修正程序的流程图。
图6A和图6B示出了诊断程序期间的示例燃料喷射正时和燃料轨道压力变化。
图7描述了示出喷射斜率与喷射压力之间的关系的映射图。
图8示出了与喷射事件的次数有关的修正的与未修正的压降的比较。
具体实施方式
以下描述涉及用于控制包括如图2所示的第一和第二燃料轨道以及第一和第二燃料泵的多喷射器、多物质发动机(诸如，双燃料发动机)中的燃料喷射的方法。在图1中描绘了每个汽缸(对于多缸发动机中的至少一个汽缸)具有两个燃料喷射器的示例燃料系统。两个喷射器可以以各种位置进行配置，诸如，两个进气道喷射器、一个进气道喷射器和一个直接喷射器(如图1所示)或其他。控制器可以被配置以执行程序(诸如，图3-5的示例程序)，以确认对喷射器校准的需要、诊断燃料喷射器并修正所测量的压降。在图6A和图6B中图示说明了燃料喷射正时和对应的燃料轨道压力的下降的示例。图7描绘了喷射斜率与喷射压力之间的关系，而图8图示说明了针对关闭延迟和其他因素修正所测量的压降的重要性。
图1示出了具有双喷射器系统的火花点火内燃发动机10的示意图，其中发动机10具有直接和进气道燃料喷射两者。发动机10包含多个汽缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸30(也被称为燃烧室30)。发动机10的汽缸30被示为包括燃烧室壁32，活塞36被设置在其中并被连接至曲轴40。启动器马达(未示出)可以经由飞轮(未示出)耦接至曲轴40，或可替代地，可以使用直接发动机启动。
燃烧室30被示为分别经由进气门52和排气门54与进气歧管43和排气歧管48连通。此外，进气歧管43被示为具有节气门64，节气门64调整节流板61的位置，从而控制来自进气通道42的空气流。
进气门52可以由控制器12经由致动器152操作。类似地，排气门54可以由控制器12经由致动器154激活。在一些状况期间，控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号，从而控制各个进气门和排气门的打开和关闭。进气门52和排气门54的位置可以由各自的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电子气门致动型或凸轮致动型或其组合。可以同时控制进气门和排气门正时，或可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的可能性中的任一个。每个凸轮致动系统可以包括一个或更多个凸轮，并且可以利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或更多个，以改变气门操作。例如，汽缸30可以可替代地包括经由电子气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他实施例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统控制。
在另一实施例中，每个汽缸可以使用四个气门。在又一示例中，每个汽缸可以使用两个进气门和一个排气门。
燃烧室30可以具有压缩比，其为活塞36在下止点时与在上止点时的体积的比率。在一个示例中，压缩比可以约为在9：1。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可以增加压缩比。例如，它可以在10：1与11：1之间、或在11：1与12：1之间或更大。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以被配置有用于向汽缸提供燃料的一个或更多个喷射器。如图1所示，汽缸30包括两个燃料喷射器66和67。燃料喷射器67被示出直接耦接至燃烧室30，用于与经由电子驱动器68自控制器12接收的信号DFPW的脉冲宽度成比例的喷射燃料直接输送到汽缸中。以此方式，燃料喷射器67提供了到燃烧室30内的所谓的燃料的直接喷射(在下文中被成为“DI”)。虽然图1将喷射器67示为侧喷射器，但它也可以位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞91的位置。由于一些醇基燃料的更低的挥发性，这种位置可以改善混合和燃烧。可替代地，喷射器可以位于顶部并靠近进气门以改善混合。
燃料喷射器66被示为以如下配置布置在进气歧管43中，该配置提供了到汽缸30上游的进气道而非直接到汽缸30内的所谓的燃料的进气道喷射(在下文中被成为“PFI”)。燃料喷射器66输送经由电子驱动器68与自控制器12接收的信号PFPW的脉冲宽度成比例的喷射燃料。注意，单一驱动器68可以用于两个燃料喷射系统，或可以使用多个驱动器。
燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道(未示出)的高压燃料系统200输送至燃料喷射器66和67。可替代地，燃料在较低压力下通过单级燃料泵输送，其中在压缩行程期间，直接燃料喷射的正时在这种情况下会比使用高压燃料系统的情况下更受限制。另外，虽然未示出，但燃料箱(或多个燃料箱中每一个)可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。
在一个示例中，排气通过排气歧管48流入能够包括多块催化剂砖的排放控制装置70。在另一示例中，可以使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，排放控制装置70能够是三元型催化剂。
排气传感器76被示出为耦接至排放控制装置70上游的排气歧管48(其中传感器76能够对应于各种不同的传感器)。例如，传感器76可以是用于提供排气空燃比指示的众多已知传感器中的任何一种，例如线性氧传感器、UEGO、双态氧传感器、EGO、HEGO、或HC或CO传感器。在这个具体示例中，传感器76是向控制器12提供信号EGO的双态氧传感器，控制器12将信号EGO转换为双态信号EGOS。高电压状态的信号EGOS表示排气是浓化学计量比，而低电压状态的信号EGOS表示排气是稀化学计量比。信号EGOS可以被用来在反馈空气/燃料控制期间获益，以便在化学计量比均匀的操作模式期间将平均的空气/燃料维持在化学计量比处。空燃比控制的进一步细节包括在本文中。
响应于来自控制器12的火花提前信号SA，无分电器电火系统88经由火花塞91向燃烧室30提供点火火花。
控制器12可以通过控制喷射正时、喷射量、雾化状态等而引起燃烧室30以各种燃烧模式(包括均匀的空气/燃料模式和分层的空气/燃料模式)操作。另外，组合的分层的和均匀的混合物可以形成在该室中。在一个示例中，分层的层可以通过在压缩行程期间操作喷射器66而形成。在另一示例中，均匀的混合物可以通过在进气行程期间操作喷射器66和67中的一个或两个(这可以是打开的气门喷射)而形成。在又一示例中，均匀的混合物可以通过在进气行程之前操作喷射器66和67中的一个或两个(这可以是关闭的气门喷射)而形成。在另一些示例中，从喷射器66和67中的一个或两个的多次喷射可以在一个或更多个行程(例如，进气、压缩、排气等)期间被使用。如在下文中所描述的，甚至进一步的示例可以是在不同的状况下使用不同的喷射正时和混合物形成的示例。
控制器12能够控制通过燃料喷射器66和67输送的燃料量，以便燃烧室30中的均匀的、分层的或组合的均匀的/分层的空气/燃料混合物能够被选择为处在化学计量比、浓化学计量比的值或稀化学计量比的值处。
控制器12在图1中被示为常规的微型计算机，包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)116、随机存取存储器(RAM)108、保活存取器(KAM)110和常规的数据总线。控制器12被示为接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自质量空气流量传感器118的引入的质量空气流量(MAF)的测量；来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自耦接至曲轴40的霍尔效应传感器38的表面点火感测信号(PIP)；以及来自节气门位置传感器58的节气门位置(TP)和来自传感器122的歧管绝对压力信号MAP。发动机转速信号RPM由控制器12根据信号PIP以常规的方式产生，并且来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP提供进气歧管内的真空或压力的指示。在化学计量比的操作期间，该传感器能够给出发动机负荷的指示。此外，该传感器连同发动机转速能够提供引入到汽缸的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的传感器38在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲。
如在上文中所描述的，图1仅示出了多缸发动机中的一个汽缸，并且每个汽缸具有其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。而且，在本文中所描述的示例实施例中，发动机可以被耦接至用于启动发动机的启动器马达(未示出)。例如，当驾驶员转动转向柱上的点火开关中的钥匙时，可以为启动器马达提供动力。启动器在发动机启动后(例如，通过使发动机10在预定时间之后达到预定转速)分开。另外，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以被用来经由EGR阀(未示出)将期望部分的排气从排气歧管48路由/传送(route)至进气歧管43。可替代地，通过控制排气门正时可以将一部分燃烧气体保留在燃烧室中。
图2图示说明了具有高压双燃料轨道系统的双喷射器、双燃料系统200，其例如可以是耦接至图1中的发动机10的燃料系统。燃料系统200可以包括燃料箱201a和201b；低压(或提升)燃料泵202a和202b，其分别经由低压通道204a和204b从燃料箱201a和201b向高压燃料泵206a和206b供应燃料。高压燃料泵206a和206b分别经由高压通道208a和208b向高压燃料轨道210a和210b供应加压的燃料。高压燃料轨道210a向燃料喷射器214a、214b、214c和214d供应加压的燃料，而高压燃料轨道210b向燃料喷射器214e、214f、214g和214h供应加压的燃料。燃料喷射器将燃料喷射到位于发动机体216中的发动机汽缸212a、212b、212c和212d内。未喷射的燃料可以经由各自的燃料返回通道(未示出)返回到燃料箱201a和201b。发动机体216可以被耦接至具有进气空气节气门224的进气路径222。
因此，每个汽缸均能够从两个喷射器接收燃料，其中每个喷射器供应彼此不同的燃料，或两个喷射器被布置在不同的位置。例如，如先前在图1中所讨论的，一个喷射器可以被配置为耦接的以便将燃料直接喷射到燃烧室的直接喷射器，而另一个喷射器被配置为耦接至进气歧管并将燃料输送到进气门上游的进气道内的进气道喷射器。
系统还可以包括控制单元226。控制单元226可以是发动机控制单元、动力传动系统控制单元、控制系统、分开单元或各种控制单元的组合。控制单元226在图2中被示为微型计算机，包括输入/输出(I/O)端口228、中央处理单元(CPU)232、在这个具体示例中作为只读存储器(ROM)芯片230示出的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)234、保活存取器(KAM)236和数据总线。
类似于图1中的控制单元12，控制单元226可以被进一步耦接至用于感测并控制车辆工况的各种其他传感器252和各种致动器254(例如，燃料喷射致动器、火花点火致动器、节流阀致动器等)。例如，控制单元226可以经由各自的位于高压燃料轨道210a和210b中的燃料压力传感器220a和220b从高压燃料轨道210a和210b接收燃料压力信号。控制单元226还可以控制进气门和/或排气门或节气门、发动机冷却风扇、火花点火、喷射器和燃料泵的操作以控制发动机工况。
控制单元还可以接收经由节气门位置传感器238指示进气空气节气门位置的节气门打开角度信号、来自质量空气流量传感器240的进气空气流量信号、来自发动机转速传感器242的发动机转速信号、经由加速器踏板位置传感器246的来自踏板244的加速器踏板位置信号、曲轴转角传感器248和来自发动机温度传感器250的发动机冷却液温度(ECT)信号。
除了上面提到的信号外，控制单元226还可以接收来自各种其他传感器252的其他信号。例如，控制单元226可以接收来自耦接至曲轴的霍尔效应传感器(未示出)的表面点火感测信号(PIP)和来自如图1所示的歧管压力传感器的歧管压力信号MAP。
控制单元226可以经由各种致动器254控制各种车辆部件的操作。例如，控制单元226可以通过各自的燃料喷射器致动器(未示出)控制燃料喷射器214a–h的操作，并通过各自的高压燃料泵致动器(未示出)控制高压燃料泵206a和206b的操作。
高压燃料泵206a和206b可以被耦接至图2所示的控制单元226，并由控制单元226控制。控制单元226可以调节由高压燃料泵206a和206b通过各自的高压燃料泵控制(未示出)供给到高压轨道210a和210b内的燃料的量或速度。控制单元226还可以完全停止到高压燃料轨道210a和210b的燃料供应。此外，高压燃料泵206a和206b可以包含，一个或更多个安全阀，当高压燃料轨道210a和210b中的燃料压力高于期望的燃料压力时，安全阀降低高压燃料轨道中的燃料压力。
虽然在这个示例中喷射器被耦接至发动机汽缸，但在其他示例中，喷射器可以被耦接至进气路径。被直接耦接至发动机汽缸的燃料喷射器可以位于汽缸活塞(未示出)的顶部或位于发动机汽缸的一侧上。喷射器214a-h可以被可运转地耦接至控制单元(诸如，如图2所示的控制单元226)，并由控制单元控制。控制单元226可以基于发动机转速和/或进气节气门角度或发动机负荷根据存储在控制单元226中的发动机映射图来确定从喷射器喷射的燃料量和喷射正时。可以经由耦接至喷射器的电磁阀(未示出)控制喷射器。喷射器可以不喷射向喷射器供应的所有燃料，并且可以通过返回路径(诸如返回通道)(未示出)将一部分供应的燃料返回到燃料箱。
高压燃料轨道210a和210b还可以包含用于感测高压燃料轨道210a和210b中的燃料温度的一个或更多个温度传感器和用于感测高压燃料轨道210a和210b中的燃料压力的一个或更多个压力传感器。它们还可以包含一个或更多个安全阀，如果高压燃料轨道中的压力大于期望的压力，当安全阀被打开时，安全阀会降低高压燃料轨道中的压力，并经由燃料返回通道将多余的燃料返回到燃料箱。
可以对上述示例系统作出各种其他更改或调整。例如，燃料通道(例如，204a、204b、208a和208b)可以包含一个或更多个过滤器、泵、压力传感器、温度传感器和/或安全阀。燃料通道可以包括一个或多个管路。可以存在一个或更多个燃料冷却系统。进气路径222可以包含一个或更多个空气过滤器、涡轮增压器和/或缓冲罐。发动机可以包含一个或更多个发动机冷却风扇、冷却回路、火花点火、阀和控制件。发动机可以被耦接至排气路径。
以此方式，可能控制各个汽缸或汽缸组的加注燃料。此外，为了校准可以隔离一个喷射器，而其他汽缸继续从其他喷射器接收燃料，由此使发动机在校准期间的操作明显不受影响。另外，燃料轨道压力(FRP)在校准期间的任何变化都可以由耦接至燃料轨道的允许喷射器性能评价的压力传感器监测。
在图3至图5中示出了可以由控制器12执行的示例程序。图3中的程序300验证基于发动机工况是否能够执行喷射器诊断。同时，图4中的程序400执行燃料喷射器诊断，而图5中的程序500更改针对喷射器关闭延迟的增加和其他修正所测量的燃料轨道压力(FRP)的压降。
在图3中，程序300基于存在的发动机工况确定是否应该运行喷射器诊断程序。具体地，程序300基于需要哪种燃料用于发动机操作和自上一次喷射器校准以后的时间量确定诊断程序是否是期望的。例如，在两种燃料都需要的状况期间，可以不运行诊断程序，因为在校准期间暂停燃料中的一种燃料的喷射。
在程序300的302处，确定发动机工况。发动机工况可以包括负荷、温度、转速等。
一旦发动机工况被验证，程序300就进入到304，在304处确认发动机操作是否期望两种燃料。例如，如果发动机正在高负荷下操作，那么两种燃料的喷射会是期望的，以便继续在高负荷下操作。作为另一示例，发动机可以正在低负荷状况下操作，并且发动机可以利用一种或两种燃料操作。
如果确定两种燃料都是期望的，那么程序300移动到306，在306处程序结束，而发动机操作继续。另一方面，如果确定对于操作两种燃料都不是期望的(例如，可以使用一种或两种燃料，但两种燃料都不是最佳发动机效率所必需的)，程序300继续到308，在308处评估自上一次喷射器校准以后的时间是否大于或等于预定的阈值。作为示例，每个驱动循环、每隔一个驱动循环或在驱动行驶预定的若干英里之后一次或更多次喷射器校准可能是期望的。
如果自上一次喷射器校准以后的时间不大于或等于预定的阈值，那么程序300结束。相比之下，如果自上一次喷射器校准以后的时间大于或等于预定的阈值，那么程序300进入到310，在310处执行喷射器诊断程序(这将会在下文中参照参照图4进行描述)，其紧随312处的针对每个喷射事件的压降修正程序(这将会在下文中参照参照图5进行详述)。
继续到图4，其图示说明了用于燃料喷射器的诊断程序400。具体地，轨道的一个中的燃料轨道压力首先被升高至预先设定的水平，然后暂停泵送，并且燃料被喷射到单一汽缸内，以便检测由于喷射而引起的压降。因此，其他燃料轨道泵可以向发动机的其他燃料轨道和其他汽缸供应燃料，并且每次使用一个喷射器来执行诊断程序，由此维持发动机效率。
在步骤402处，通过激活被耦接至燃料轨道B的高压泵将燃料轨道B中的轨道压力增加至预定的水平。通过在给喷射器点火之前升高压力，足够的燃料可用于通过喷射器的正确计量并且可用于多个喷射事件。在404处，耦接至燃料轨道B的高压泵被关闭，由此暂停燃料B到燃料轨道B内的泵送。例如，在双燃料系统中，燃料系统可以包括第一燃料轨道(例如，燃料轨道A)和第二燃料轨道(例如，燃料轨道B)，第一燃料轨道被耦接至第一燃料泵(例如，燃料泵A)，第一燃料泵将第一燃料(例如，燃料A)泵送到第一燃料轨道内，第二燃料轨道被耦接至第二燃料泵(例如，燃料泵B)，第二燃料泵将第二燃料(例如，燃料B)泵送到第二燃料轨道内。燃料A和燃料B可以是各种燃料，诸如，汽油、乙醇、气态重整燃料、汽油与醇基燃料的混合物、燃料与水的混合物等。
在燃料轨道B中的燃料B的泵送被暂停之后，在406处，在除了一个发动机汽缸以外的所有汽缸中均执行燃料A的喷射。例如，如果燃料轨道B中的燃料B的泵送被暂停，那么将燃料A喷射到除了单一汽缸以外的所有汽缸。作为一个示例，在四缸发动机中，燃料A可以被喷射到汽缸2、3和4，但不被喷射到汽缸1。在另一示例中，燃料A可以经由进气道喷射器添加到汽缸2、3和4的进气道内，而汽缸1中的进气道喷射器被维持不操作以校准汽缸1中的直接喷射器。
其次，在408处，当燃料轨道B中的燃料B的泵送被暂停并且在除了发动机的单一汽缸以外的所有发动机汽缸中均执行燃料A的喷射时，燃料B被喷射到该单一汽缸。在一个示例中，可以经由耦接至燃烧室的直接喷射器输送燃料B。在其他示例中，对于预定的次数，可以以预定的顺序将燃料B喷射到该单一汽缸。图6A示出了以预定的顺序仅点火一个喷射器的示例喷射器校准。
因为燃料轨道B中的泵送已经暂停，所以燃料的量随着每次喷射而减少，并且因此燃料轨道压力(FRP)随着每次喷射而降低。压降在每个喷射器加注燃料事件时进行测量，并且针对喷射器关闭延迟进行修正，这将在图5中详细描述。一旦确定完成了喷射器校准事件，在步骤410处以及在步骤412处恢复燃料B的泵送，基于获悉的修正通过校准的喷射器调整喷射到单一汽缸的燃料量。例如，如果通过喷射器喷射的燃料量多于期望的，则校准喷射器，使得每次喷射更少的燃料(例如，通过修正系数补偿喷射)，以便补偿喷射器退化并维持系统的效率。在另一示例中，可以基于获悉的修正作出对喷射器斜率与偏移的更新(在脉冲宽度与在给定的轨道压力下喷射的燃料量之间)。每个燃料喷射器都会具有其自己的获悉的修正因数，使得能够追踪并补偿每个燃料喷射器的随时间的退化。
应认识到，虽然针对直接喷射器详述说明了上述的诊断程序，但能够针对单一汽缸中的进气道喷射器执行类似的诊断程序。例如，当轨道B中的加注燃料被升高至预定的压力、泵送被关闭并且耦接至单一未被加注燃料的汽缸的单一进气道喷射器可以被隔离并且被校准时，在四缸发动机中，高压燃料泵继续将燃料泵送到被耦接至射入到3个汽缸内的直接喷射器的燃料轨道A内。
图5示出了示例程序500，其图示说明了针对喷射器延迟的修正和应用于所测量的压降的其他修正。在502处，基于来自被耦接至燃料轨道的压力传感器的信号测量压差。喷射器点火之前的FRP与喷射器点火之后的FRP的差被计算为ΔPinj。将会在下文中参照图6A和图6B描述示例压差测量。
在曲线600处示出了燃料喷射正时的示例，并且在曲线610处图示说明了在四缸发动机中的喷射器诊断程序期间的燃料轨道的对应的燃料压力变化。在喷射器诊断程序在602处开始之前，燃料轨道中的燃料压力被维持在正常的操作压力PO(如在曲线610中示出的)，并且发出正常的泵行程。如在曲线600中示出的，在诊断程序在602处开始之前，耦接至燃料轨道B的所有喷射器都在正常地操作。在喷射器诊断程序开始时，在泵送被暂停并且耦接至汽缸1的喷射器被激活之前，增加燃料轨道中的燃料轨道压力(例如，经由更多或更大的泵行程)至预定的水平Pd。例如，汽缸1可以从将燃料直接喷射到燃烧区域的直接喷射器接收燃料。在另一示例中，可以经由布置在进气歧管中的进气门上游的进气道喷射器为汽缸1加注燃料。如在曲线610中示出的，对于每次喷射，燃料轨道中的压力下降，并且测量为喷射事件之前的压力P1与直接在喷射事件之后的压力P2之间的差(ΔPinj)。当计算压降时，为了更高的准确性，可以估计喷射事件之前以及之后的多个压力读数的平均值。
此外，随着校准事件的持续时间增加，燃料轨道中的总压力从开始到最后的降低能够是明显的。例如，在曲线610中，当在更长的时间段内执行校准时，压力从Pd到Pf的下降能够是相当大的。在此类情况下，各种因素(诸如，关闭延迟、打开延迟以及其他)在后续喷射时对测量的压降的影响能够是相当大的，这将会在图8的描述中进一步详述。
返回到程序500，在504处，利用以下公式计算压力修正因数K：
其中，
基本FRP是定义基本体积模量(bulk modulus)处的燃料轨道压力；
实际FRP是喷射事件之后的FRP；
上述计算基于压差(ΔP)与体积流率以及FRP的方根之间的关系。
在506处，基于以下方程确定体积模量修正X：
X＝BM_基本/BM_实际
其中，
BM_基本是基本FRP下的体积模量；
BM_实际是实际FRP下的体积模量；
因此，可以观察到基本模量修正X随着BM_实际减小而增加。
其次，在步骤508处，当FRP在每次喷射之后降低时，在每个轨道压力下测量关闭延迟的百分比增加。具体地，在每次喷射之后，比较在该轨道压力下的关闭延迟的变化与在基本FRP下的关闭延迟，并计算百分比增加。
参照图7和描绘了喷射斜率与喷射器压力之间的关系的曲线700进一步描述喷射器关闭延迟。喷射器压力是喷射器两端的压力，并且因此是燃料轨道压力(FRP)与进气歧管或汽缸内的压力之间的压差。喷射器斜率是燃料质量随着时间变化的曲线的斜率，并且因此是流率的变化。喷射器关闭延迟是喷射器压力与喷射器斜率的函数。例如，喷射器关闭延迟随着喷射器压力的降低而增加。在升压的状况期间，进气歧管内的高压能够通过提供对喷射器关闭的阻力而使关闭延迟增加。在另一示例中，燃料轨道压力的降低会使喷射器暴露在其中的背压降低，并且因此会增加喷射器关闭延迟。
现在返回到程序500，在步骤510处，利用以下公式计算修正的压降：
ΔP修正的＝ΔPinj*K*X*D
其中，
ΔPinj＝喷射事件之前的压力–喷射事件之后的压力(例如，根据曲线610的P1–P2)；
K＝压力修正；
X＝体积模量修正；
D＝喷射事件之后在实际的轨道压力下关闭延迟从基本FRP下的关闭延迟的百分比增加。
因此，在每个喷射事件之后所测量的压降针对在该轨道压力下的喷射器的关闭延迟的增加进行更改，以及针对压力和体积模量进行修正。
转向图8，其图示说明了随着喷射事件次数的增加，修正的与未修正的压降的示例比较。曲线802示出了修正的压力变化，而曲线804表示未修正的压降。如早前针对曲线610所描述的，如果校准事件被长时间执行足以引起从Pd到Pf的FRP的相当大的下降，那么因素(诸如，关闭延迟)的影响变得显著。如图8所示，随着喷射事件次数的上升，用于修正的压降的曲线802示出了ΔP从第一喷射直至喷射事件结束时的最小变化。另一方面，用于未修正的压降的曲线804更急剧地下降，其错误地指示轨道压力的下降随着喷射事件次数的增加而下降。因此，随着喷射器事件的次数上升，针对关闭延迟的增加来调整所测量的压降变得更重要。
例如，参照图6B中的曲线610，P5处的喷射器关闭延迟大于P2处的喷射器关闭延迟，因为P5处的燃料轨道压力(后喷射)小于轨道压力P2。如早前参照图7所描述的，是喷射器压力的函数的喷射器关闭延迟随着燃料轨道压力和喷射器背压降低而增加。因此，相比于基本燃料轨道压力下的关闭延迟，在轨道压力P5下的关闭延迟的百分比增加可以多于轨道压力P2下的类似的关闭延迟的百分比增加。因此，针对P5下所测量的压降的喷射器关闭延迟修正可以大于针对P下所测量的压降所需要的类似的修正。同样，Pf下的关闭延迟的增加和对应的修正可以相当多地高于轨道压力P1下的关闭延迟的增加和对应的修正。
如早前针对所曲线802讨论的，针对喷射器关闭延迟所修正的测量的压降能够提供燃料轨道压力的降低的更准确的指示，由此导致在校准事件之后由喷射器输送的燃料的更精确的调整。再次参照图6B中的曲线610，如果校准事件在相对短时间间隔之后停止，例如，在燃料轨道压力P2下，轨道压降会受到关闭延迟更小的影响。修正的压降与未修正的压降之间的差可以是最小的，并且任何获悉的对喷射器的修正因此可以是类似的。在一个示例中，P2下的修正的压降可以与期望的压降相比较，并且在没有任何调整的情况下校准之后的喷射器加注燃料可以保持相同。然而，如果执行校准事件直至Pf，其中燃料轨道压力随着对应的喷射器关闭延迟的更大增加已经明显下降，那么修正的压降可能与明显不同于测量的压降。例如，修正的压降可以表示比测量的更大的压力的下降，这指示过多燃料可以被喷射到燃烧室内。基于该获悉，正被校准的喷射器可以被调整为以更小的脉冲宽度操作。
以此方式，对于双燃料、多喷射器系统的燃料喷射器中的件与件之间的变化性能够被分析并且被修正。通过针对对应的喷射器关闭延迟的增加修正每个所测量的燃料轨道压降，能够更精确地校准燃料喷射器。对于在更长的持续时间内执行的校准事件，该修正会是更重要的。通过适应关闭延迟的增加，修正的压降能够导致更准确的喷射器性能的判读，并且由此改善发动机操作。
注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示有待被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和配置以及其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
如下的权利要求具体地指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求来要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于控制包括第一和第二轨道的每个汽缸多喷射器的发动机的燃料喷射的方法，其包含：
当每个汽缸仅单一喷射器被启用时：
将第一燃料喷射到除了所述发动机的单一汽缸之外的所有汽缸；
经由喷射器将第二燃料喷射到所述单一汽缸内；以及
响应于所述第二轨道的压降和所述喷射器的关闭延迟而指示喷射器退化。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包含：
在喷射所述第二燃料之前：
升高所述第二轨道的燃料轨道压力；以及
暂停仅被耦接至所述第二轨道的燃料泵的泵运转；
其中针对所述喷射器的关闭延迟的修正包括在每个轨道压降下相比于基本燃料轨道压力的延迟的百分比增加。
3.根据权利要求1所述的方法，其中针对关闭延迟的修正随燃料轨道压力的降低而增加。
4.根据权利要求1所述的方法，其中多喷射器系统包括用于每个发动机汽缸的进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中通过直接喷射器将所述第二燃料喷射到单一汽缸内，而经由进气道喷射器向其余汽缸加注所述第一燃料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述退化进一步基于对压力和体积模量所修正的压降，其中修正随实际的体积模量的降低而增加。
7.一种用于控制包括第一和第二燃料轨道的多喷射器、双燃料发动机的燃料喷射的方法，其包含：
当不需要双燃料运转时：
经由进气道喷射器将第一燃料喷射到除了所述发动机的一个汽缸以外的所有汽缸；
当所述第二燃料轨道中的泵送被暂停时，经由直接喷射器将所述第二燃料喷射到一个剩余汽缸内；以及
使针对喷射器关闭延迟所修正的压降与喷射器退化相关联。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包含：
在暂停被耦接至第二燃料轨道的泵运转之前：
将第二燃料轨道中的压力增加至预先设定的水平；其中，
喷射器关闭延迟修正随燃料轨道压力的降低而增加。
9.根据权利要求8所述的方法，其中喷射器的关闭延迟的增加从在基本燃料轨道压力下的关闭延迟的百分比增加而计算。
10.根据权利要求7所述的方法，其还包含：
在每个喷射事件时针对压力和体积模量修正燃料轨道压降，并且基于所述修正的燃料轨道压降调整随后的燃料喷射。
11.根据权利要求7所述的方法，其中一旦通过第二泵恢复所述第二燃料的泵送，基于所述修正的压降调整所述一个汽缸中的所述第二燃料的燃料喷射。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一燃料是汽油，而所述第二燃料是乙醇。
13.一种用于车辆中的发动机的系统，其包含：
多个汽缸，每个汽缸具有第一和第二喷射器，其中所述第一喷射器被耦接至第一燃料轨道，而所述第二喷射器被耦接至第二燃料轨道；和
控制系统，其包含计算机可读存储介质，所述介质包含以下指令，用于：
在第一状况期间，经由所述第一喷射器将燃料喷射到所有汽缸；以及
在不需要两种燃料时的第二状况期间：
经由所述第一喷射器将燃料喷射至除了一个汽缸以外的所有汽缸；以及
使被耦接至所述第二喷射器的高压泵运转，以使燃料轨道压力升高至预定的水平；以及
暂停燃料到所述第二燃料轨道内的泵送，而继续将燃料泵送至所述第一燃料轨道内；以及
仅经由所述第二喷射器将燃料喷射到所述一个汽缸；以及
基于针对关闭延迟所修正的燃料轨道压降指示喷射器退化。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一喷射器喷射第一燃料，而所述第二喷射器喷射第二燃料。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一喷射器被配置为进气道喷射器，而所述第二喷射器被配置为直接喷射器。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述第一状况包括仅一种燃料被使用并且诊断程序没有正被执行的工况。
17.根据权利要求14所述的系统，其中所述第二状况包括两种燃料均被使用并且诊断程序正被执行的工况。
18.根据权利要求13所述的系统，其还包含以下指令，其用于，在第三状况期间，经由所述第一和第二喷射器喷射所有汽缸。
19.根据权利要求13所述的系统，其中所述燃料轨道压降基于喷射器关闭延迟的增加被修正一定量，所述喷射器关闭延迟的增加根据在每个轨道压力下相比于基本轨道压力的关闭延迟的百分比变化而计算。
20.根据权利要求19所述的系统，其中喷射器的关闭延迟修正随燃料轨道压力降低而增加。
CN201410729174.1A 2013-12-05 2014-12-04 诊断多喷射器系统中的喷射器变化性的方法 Active CN104696086B (zh)

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