CN106246374A - 在燃料分配管传感器失效情况下控制燃料喷射系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制内燃发动机燃料喷射系统的燃料分配管压力的方法，内燃发动机包括燃料分配管、至少一个燃料泵、至少一个燃料分配管压力传感器和至少一个喷射器，方法包括步骤：a)检测燃料分配管压力传感器的失效情况；b)基于内燃发动机运行状况确定燃料分配管压力目标值(P*)和喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)；c)确定要供应到燃料分配管的泵燃料输出目标值(Q*_HP)；d)驱动至少一个燃料泵以提供在步骤c)确定的泵燃料输出目标值(Q*_HP)；泵燃料输出目标值(Q*_HP)在步骤c)中基于在步骤b)确定的喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)确定，至少一个燃料喷射器被通电并经过通电时间目标值(ET*)，其基于燃料分配管压力目标值(P*)和喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)确定。

Description

在燃料分配管传感器失效情况下控制燃料喷射系统的方法

技术领域

本发明涉及控制和调整内燃发动机的燃料分配管中燃料压力的方法。方法可广泛地应用于汽车领域，特别是用于对内燃发动机的燃料喷射系统(FIS)的燃料压力进行控制，方法通过汽车系统的电子控制单元(ECU)执行。

背景技术

已知的现代的内燃发动机设置有燃料喷射系统(fuel injection system，FIS)，用于将燃料直接喷射到发动机的汽缸。作为例子，对柴油发动机来说，所谓的共轨系统(Common Rail System，CRS)是最常用的一种。CRS通常包括液压地连接到燃料共轨俄燃料泵和一个或多个电控制的燃料喷射器，所述燃料喷射器分别位于发动机的相应汽缸中且通过专用喷射管而被液压地连接到燃料分配管。

燃料泵被控制为提供泵燃料输出，即将燃料供应到分配管，且至少一个喷射器被控制为提供喷射器燃料输出，即将从分配管离开的燃料供应到发动机的汽缸。

应注意术语“燃料输出”在本文用于指示燃料量或一定时间间隔内提供的燃料量，由此代表燃料流量。还应注意一定时间间隔内提供的燃料量可被称为时间间隔，或例如是燃料泵或发动机在其运行期间的循环(或事件)的至少一部分。如已知的，提供的燃料量可例如根据冲程或燃烧循环等来表示，由此还在这种情况下显示了燃料流量，即一定时间间隔内提供的燃料量。

现在参见燃料喷射系统，分配管压力是确定在发动机中燃料喷射质量的其中一个最重要的参数(例如在汽缸盖中的燃料喷射长度(fuel spray penetration))。分配管压力必须根据发动机运行条件调节。例如，燃料分配管压力的目标值可根据发动机负载对发动机速度的映射确定。由此，燃料分配管压力被控制为到达相关的燃料喷射系统情况下需要的燃料分配管压力的目标值。

燃料分配管压力可被控制为调整通过泵燃料输出而被泵送到燃料分配管的燃料的流量(燃料量)。燃料流量(燃料量)的这种调整可通过基于传感器的反馈控制确定。具体说，压力传感器检测燃料分配管中的压力，且经检测的值与燃料分配管压力目标值相比较。随后，泵送到燃料分配管中的燃料流量(燃料量)被调整为使得燃料分配管压力的目标值和通过燃料分配管压力传感器测量的燃料分配管压力值之间的误差最小化。

燃料泵的燃料输出可以不同方式调整。作为例子，可以控制驱动燃料计量阀的电信号，通常与高压燃料泵相关，以调节供应到燃料分配管中的燃料流量(燃料量)。燃料计量阀可以整合在高压燃料泵中，以便实现单个装置，所述单个装置通常被称为燃料计量单元。燃料计量阀可以例如是吸入控制阀(SCV)或数字阀。驱动计量阀的电信号(即使得高压燃料泵提供所需泵燃料输出的信号，即供应所需燃料流量(燃料量)例如可以是用于SCV的电流或用于数字阀的电脉冲正时。

如上所述，燃料泵的燃料输出根据燃料分配管压力目标值和通过燃料分配管压力传感器测量的压力值之间的差确定。在分配管压力传感器失效的情况下，可以不执行如上所述的反馈控制。结果，燃料分配管压力不能被调节，使得发动机必须关闭以避免问题。

有鉴于上述，本发明实施例的目的是提供一种在燃料分配管压力传感器失效情况期间控制内燃发动机燃料喷射系统的燃料分配管压力的方法。

本发明实施例的另一目的是提供一种控制内燃发动机燃料喷射系统的燃料分配管压力的方法，其允许将燃料喷射系统保持在正确的运行状况(即使燃料分配管压力传感器处于失效状况下也可以)，例如经过足以行驶到技师车间的时间段。

本发明的实施例的另一目的是以简单便宜的方案实现上述目标，其可实施为汽车系统的发动机控制单元。

发明内容

这些和其他目标通过根据独立权利要求限定的本发明的实施例的燃料喷射系统的燃料分配管压力控制方法实现。从属权利要求包括所述实施例的优选和/或有利方面。

本发明的实施例提供用于控制内燃发动机的燃料喷射系统的燃料分配管压力的方法，内燃发动机包括燃料分配管，至少一个燃料泵，至少一个燃料分配管压力传感器和至少一个喷射器，其中方法包括以下步骤：

a)检测燃料分配管压力传感器的失效情况；

b)基于内燃发动机运行状况确定燃料分配管压力目标值和喷射器燃料输出目标值；

c)确定要供应到燃料分配管的泵燃料输出目标值；

d)驱动至少一个燃料泵，以便提供在步骤c)中确定的泵燃料输出目标值)；

其中泵燃料输出目标值在所述步骤c)基于在所述步骤b)确定的喷射器燃料输出目标值确定，且至少一个燃料喷射器被通电并经过通电时间目标值，所述通电时间目标值基于所述燃料分配管压力目标值和所述喷射器燃料输出目标值确定。

有利地，在检测到燃料分配管压力传感器失效情况时，燃料分配管压力控制可在没有燃料分配管压力测量的情况下被执行。

如上所述，术语“燃料输出”是指燃料量或一定时间间隔内提供的燃料量(例如流量)。具体说，在内燃发动机运行状况中确定的喷射器燃料输出目标值表示必须被至少一个喷射器供应到发动机汽缸中的燃料量或燃料流量(即由于至少一个喷射器的运行和其泄露而离开燃料分配管的燃料量或燃料流量)。泵燃料输出目标值表示必须通过燃料泵供应到分配管的燃料量或燃料流量。

根据本发明的一方面，在步骤c)确定的泵燃料输出目标值等于在步骤b)确定的喷射器燃料输出目标值。

本发明的该方面允许在没有燃料分配管压力传感器反馈时以简单的方式保持将燃料喷射系统保持在正确的运行状况。结果，在检测到燃料分配管压力传感器失效情况时，例如在燃料分配管压力传感器停止做功时燃料喷射系统可以以安全的方式运行。

根据本发明的另一方面，在步骤c)确定的泵燃料输出目标值等于喷射器燃料输出目标值和补偿值之和。根据燃料分配管压力目标值确定补偿值。

由于该方面，对上述控制的响应更类似于通过基于分配管压力传感器的燃料反馈控制所实现的控制。

必须注意，补偿值也可被表达为燃料量或一定时间间隔内提供的燃料量(例如流量)。

根据本发明的具体方面，通过拉普拉斯域中的传递函数确定补偿值，其形式是：

${\mathrm{\ΔQ}}_{rail}^{*}=\frac{{\mathrm{sC}}_{hyd}^{*}}{{\mathrm{sC}}_{hyd}^{*}/K_p+1}{P}^{*}$

其中C*_hyd是燃料分配管和连接到它，的管中存储的燃料体积的等效液容K_p是比例增益。

由于这方面，也是在燃料喷射系统的运行状态快速变化时，例如在城市交通中运行期间，可以以尤其有效的方式执行无传感器燃料分配管压力控制。

根据本发明的另一方面，通过将补偿值乘以重新调节因子而重新调整补偿值。

由此，可以调整无燃料分配管压力传感器控制的动态行为。

根据本发明的一方面，重新调节因子等于：

$(1-\frac{C_{hyd}^{*}}{K_p}\·\frac{1}{\mathrm{\τ}})$

其中τ是一延迟，在泵燃料输出目标值等于喷射器燃料输出目标值时燃料分配管压力根据该延迟达到燃料分配管压力目标值。

该方面的优势是无传感器燃料分配管压力控制局域与基于燃料分配管压力传感器的燃料分配管压力反馈控制相同的动态行为。

根据本发明的一方面，根据以下关系：

$\mathrm{\τ}=\frac{\∂P}{\∂Q_{inj}}\·C_{hyd}$

τ取决于喷射器特征和燃料分配管液容C_hyd。

该方面允许计算尤其有效的重新调节因子。

根据本发明的一方面，根据燃料喷射器特征，通电时间目标值燃料分配管压力目标值的函数且是喷射器燃料输出目标值的函数。

该方面的优势是可以选择通电时间目标值的有效值。

根据本发明的一方面，驱动燃料泵的步骤d)通过从名义驱动信号(r_n)确定的驱动信号执行，该名义驱动信号是燃料分配管压力目标值的函数，且是基于通过补偿函数确定的修正项的函数。

由此，可以提供对步骤d)中的泵误差的补偿，因为泵可以供应与期望泵燃料输出(燃料量或燃料流量)目标值不同的泵燃料输出(燃料量或燃料流量)。

根据本发明的一方面，补偿函数取决于内燃发动机的燃料喷射系统的多个运行参数。

由此，补偿函数的输出是尤其准确的。

根据本发明的一方面，补偿函数在所述步骤a)之前确定。

由此，可以使用通过分配管压力传感器收集的数据，以便确定补偿函数。

根据本发明的一方面，方法的步骤是：

s1)根据通过燃料压力传感器测量的燃料分配管压力值确定补偿误差；

s2)根据所述多个运行参数确定多个系数；

s3)通过积分调节器从所述补偿误差确定修正项；

s4)重复步骤s1)–s3)多次，以便根据所述运行参数的不同值获得所述修正项的不同值。

s5)根据所述修正项(Δr)的所述不同值确定补偿函数(560)；

其中积分调节器包括将积分器与所述系数每一个之间的乘积求和的操作，且其中所述步骤s1)–s5)在检测所述燃料分配管压力传感器失效情况的所述步骤a)之前执行。

由此，可以考虑燃料喷射系统的不同运行参数而确定精确的补偿函数。

根据本发明的一方面，方法包括在期间步骤s5)对补偿函数存储的步骤。

由此，补偿函数一旦被存储则可以在未来根据需要使用。

根据本发明的一方面，多个运行参数包括泵燃料输出(燃料量或燃料流量)目标值和燃料泵旋转速度。

根据另一方面本发明，多个运行参数进一步包括燃料分配管压力目标值。

这些参数已经被证明对于确定精确的补偿函数来说是尤其有效的。

本发明的方法可在计算机程序的辅助下执行，计算机程序包括代码用于如上所述方法所有步骤的程序代码，且是包括计算机程序的计算机程序产品的形式。方法还可实施为电磁信号，所述信号被调制以承载数据位序列，其代表执行方法所有步骤的计算机程序。

本发明的另一实施例提供用于内燃发动机的控制设备，包括电子控制单元(ECU)，与电子控制单元(ECU)相关的存储系统，和计算机程序，所述计算机程序包括用于执行如上所述方法所有步骤的程序代码，计算机程序存储在存储系统中。

本发明的另一实施例提供用于控制内燃发动机的燃料喷射系统的燃料分配管压力的控制设备，所述内燃发动机包括燃料分配管，至少一个燃料泵，至少一个燃料分配管压力传感器和至少一个喷射器，其中控制设备包括：

用于检测燃料分配管压力传感器失效情况的器件；

用于基于内燃发动机运行状况确定燃料分配管压力目标值和喷射器燃料输出目标值的器件；

用于确定要被供应到燃料分配管的泵燃料输出目标值的器件；

用于驱动至少一个燃料泵以便提供在步骤c)确定的泵燃料输出目标值的器件；

其中用于确定泵燃料输出目标值的器件包括用于基于喷射器燃料输出目标值确定泵燃料输出目标值的器件。控制设备进一步包括为至少一个燃料喷射器通电并经过通电时间目标值的器件，所述通电时间目标值基于燃料分配管压力目标值和喷射器燃料输出目标值确定。

附图说明

参考附随的附图在实施例的以下详细描述中仅通过例子描述其他特征、优点和细节，其中：

图1示意性地显示了属于机动车辆的汽车系统；

图2是属于图1的汽车系统的内燃发动机的截面A-A；

图3是具有燃料分配管压力的基于传感器反馈控制的燃料喷射系统的方块图；

图4是根据本发明的控制燃料分配管压力的方法的实施例的方块图；

图5是喷射器的特征曲线；

图6是根据本发明的控制燃料分配管压力的方法的进一步实施例的方块图；

图7是是根据本发明的控制燃料分配管压力的方法的进一步实施例的方块图；

图8是在燃料分配管压力传感器的正常状态情况期间根据本发明的控制燃料分配管压力的方法的进一步实施例的方块图；

图9A是图8的积分调节器实施例的方块图；

图9B是被图9A所示的积分调节器使用的系数的图像显示；

图10是根据本发明的控制燃料分配管压力的方法的进一步实施例的方块图；

图11A是图8的积分调节器的进一步实施例的方块图；

图11B是被图11A所示的积分调节器使用的系数的图像显示；

图12是根据本发明的控制燃料分配管压力的方法的进一步实施例的方块图。

具体实施方式

一些实施例可以包括汽车系统100，如图1和2所示，其包括内燃发动机(ICE)110，所述内燃发动机具有发动机缸体120，所述汽缸体限定至少一个汽缸125，所述至少一个汽缸具有联接为让曲轴145旋转的活塞140。汽缸盖130与活塞140协作以限定燃烧室150。

燃料和空气混合物(未示出)设置在燃烧室150中且被点燃，形成的热膨胀排气造成活塞140的往复运动。

通过至少一个燃料喷射器160提供燃料，且通过至少一个进气口210提供空气。从与高压燃料泵180流体连通的燃料分配管170以高压向燃料喷射器160提供燃料，所述高压燃料泵增加从燃料源190接收的燃料压力。汽缸125每一个具有至少两个阀215，所述阀通过凸轮轴135促动，所述凸轮轴与曲轴145适时地旋转。阀215选择性地允许空气从端口210进入燃烧室150且交替地允许排气通过端口220离开。在一些例子中，凸轮相位器155可以选择性地改变凸轮轴135和曲轴145之间的正时。

火花塞360位于在燃烧室150中，所述火花塞是加热元件，其针对发动机的冷起动且还针对燃烧室中燃烧性能的改善而被电激活。

空气可以通过进气歧管200分配到空气进气口(一个或多个)210。空气进气管道205可以从周围环境将空气提供到进气歧管200。在其他实施例中，可以提供节流阀本体330，以调节进入歧管200中的空气流。在其他实施例中，可以提供例如涡轮增压器230(具有压缩机240，其旋转地联接到涡轮机250)这样的强制空气系统。压缩机240的旋转增加管道205和歧管200中空气的压力和温度。设置在管道205中的内部冷却器260可以降低空气的温度。通过从排气歧管225接收排气，涡轮机250旋转，所述排气歧管从排气口220引导排气且在通过涡轮机250膨胀之前经过一系列叶片。该例子显示了可变几何涡轮机(VGT)，VGT促动器290布置为让叶片运动，以改变经过涡轮机250的排气的流动。在其他实施例中，涡轮增压器230可以是固定几何结构的和/或包括废气门。

排气离开涡轮机250且被引导到排气系统270中。排气系统270可以包括排气管275，所述排气管具有一个或多个排气后处理装置280。排气后处理装置可以是配置为改变排气成分的任何装置。排气后处理装置280的一些例子包括但不限于催化转换器(两向和三向(two and three way))、氧化催化器、贫NOx捕获器、碳氢化合物吸收器、选择性催化还原(SCR)系统和颗粒过滤器。其他实施例可以包括联接在排气歧管225和进气歧管200之间的排气再循环(EGR)系统300。EGR系统300可以包括EGR冷却器310，以降低EGR系统300中的排气温度。EGR阀320调节EGR系统300中的排气流动。

汽车系统100可以进一步包括与相关于ICE110的一个或多个传感器450和/或装置通信的电子控制单元(ECU)450。ECU 450可以从各种传感器接收输入信号，所述传感器配置为产生与相关于ICE 110的各种物理参数成比例的信号。传感器包括但不限于空气流量和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、可以整合到点火塞360中的燃烧压力传感器、冷却剂和油温液位传感器380、燃料分配管压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲柄位置传感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440和加速踏板位置传感器445。进而，ECU 450可以产生到各种控制装置的输出信号，所述控制装置布置为控制ICE 110的运行，包括但不限于燃料喷射器160、节流阀本体330、EGR阀320、VGT促动器290、和凸轮相位器155和火花塞360。应注意，虚线用于表示ECU 450和各种传感器和装置之间的通信，但是为了清楚，其中的一些被省略。

现在转到ECU 450，该设备可以包括与存储系统和接口总线通信的数字中心处理单元(CPU)。CPU配置为执行作为程序存储在存储系统460中的指令，且向/从接口总线发送和接收信号。存储系统460可以包括各种存储类型，包括光学存储、磁性存储、固态存储和其他非易失存储器。接口总线可以配置为向/从各种传感器和控制装置发送、接收和调整模拟和/或数字信号。

程序可以实施为本文公开的方法，允许CPU执行这种方法的步骤且控制ICE 110。

存储在存储系统460中的程序经由线缆或以无线方式从外部传递。在汽车系统100以外，其通常是计算机程序产品，其在本领域也被称为计算机可读介质或机器可读介质，且应理解为位于载体上的计算机程序代码，所述载体是瞬时或非瞬时的，结果是计算机程序产品也可被认为是瞬时或非瞬时的。

瞬时计算机程序产品的例子是信号，例如电磁信号，例如光学信号，其是用于计算机程序代码的瞬时载体。对这种计算机程序代码的携带可通过用常规调制技术调制信号来实现，例如用于数字数据的QPSK，使得代表所述计算机程序代码的二进制数据加载到瞬时电磁信号上。这种信号例如在经由WiFi以无线方式将计算机程序代码传递到笔记本电脑时使用。

在非瞬时计算机程序产品的情况下，计算机程序代码实施在实体存储介质中。存储介质是上述的非瞬时载体，使得计算机程序代码以可获取的方式永久地或非永久地存储在存储介质中。存储介质可具有计算机技术领域已知的常规类型，例如闪速存储器，Asic，CD等。

参考图3-12，现在将描述控制内燃发动机110的燃料喷射系统500中燃料分配管压力的方法的可行实施例。在所示实施例中，燃料喷射系统500包括燃料分配管170、燃料泵180、燃料分配管压力传感器400和至少一个喷射器160。

更详细地，图3显示了基于正常压力传感器情况下(即在压力传感器400不处于失效情况时)的具有针对燃料分配管压力的基于传感器的反馈控制的燃料喷射系统500的方块图。具体说，燃料泵180将泵燃料输出(燃料量或燃料流量)Q_HP供应到燃料分配管170。同时，由于至少一个燃料喷射器160和其泄露(leakages)，喷射器燃料输出(燃料量或燃料流量)Q_inj离开燃料分配管。换句话说，喷射器燃料输出Q_inj表示由于燃料喷射器的运行和相对相对泄露而离开燃料分配管的燃料量(燃料流量)。进入燃料分配管170的泵燃料输出(量或流量)Q_HP和离开燃料分配管170的喷射器燃料输出(量或流量)Q_inj之间的差确定燃料分配管压力P的值。

具体说，在泵燃料输出Q_HP超过喷射器燃料输出Q_inj时，燃料分配管压力P升高。类似地，在两个值相同时，燃料分配管压力P保持恒定。相反，在泵燃料输出Q_HP比喷射器燃料输出Q_inj更低时，燃料分配管压力P下降。

差Q_HP-Q_inj和燃料分配管压力P的值之间的关系可通过拉斯域(Laplace domain)内的积分器(integrator)形式的传递函数来表示：

$\frac{1}{{\mathrm{sC}}_{hyd}}$

其中C_hyd是代表存储在燃料分配管170和连接到它的管中的燃料体积的液容(hydraulic capacitance)的值。

为了控制如上所述的系统500的运行，首先确定燃料分配管压力目标值P*(即要在燃料分配管170中实现的)。

在一实施例中，根据常规的策略，燃料分配管压力目标值P*可以通过ECU 450基于发动机运行条件确定。

随后，通过燃料分配管压力传感器400测量燃料分配管压力的实际值P，且例如通过ECU评估燃料分配管压力目标值P*和经检测的燃料分配管压力值P之间的差。

随后，ECU确定泵燃料输出Q_HP(即应该被供应到燃料分配管170中的燃料流量(燃料量))的调整，以便到达燃料分配管压力目标值P*，即以便使得燃料分配管压力目标值P*和经检测的燃料分配管压力值P之间的上述差最小化。

在一实施例中，详细地说，燃料分配管压力的实际值P通过燃料分配管压力传感器400传递到ECU 450。燃料分配管压力的实际值P随后被反馈且与目标值P*相比，以便计算误差P*-P。误差随后用作比例-积分(PI)控制器510的输入，该输入被作为反馈贡献(feed-back contribution)Q*_PI输出。

反馈贡献Q*_PI随后被加到喷射器的燃料输出的目标值Q*_inj(即通过至少一个喷射器请求的燃料流量(燃料量)的目标值，其还表示从燃料分配管170离开的量/流量)。喷射器燃料输出目标值Q*_inj代表在相关的分配管压力P*下离开燃料分配管170(由于燃料喷射器160和泄露造成的)的估计燃料流量(燃料量)。喷射器燃料输出目标值Q*_inj(例如表示燃料量或燃料流量)和相关的压力P*(燃料喷射器特征)之间的关系例如可通过在测试台上执行的实验活动所确定并作为数据项存储于连接到ECU 450的存储系统中。

反馈贡献Q*_PI和喷射器燃料输出目标值Q*_inj之和形成要供应到燃料分配管170的泵燃料输出目标值Q*_HP，即要供应到燃料分配管170的泵燃料流量(或泵燃料量)。燃料泵180随后被驱动以便将燃料泵输出(泵燃料流量或泵燃料量)Q*_HP输送到燃料分配管170。

上述的基于传感器的反馈控制将实际压力值P与目标压力值P*按照以下传递函数关联：

$P=\left(\frac{1}{{\mathrm{sC}}_{hyd}/K_p+1}\right)\·P^{*}$

其中K_p是P_I控制器510的比例部分的增益。出于简单的目的，PI控制器510的积分部分的增益K_I被省略。

在分配管压力传感器400失效的情况下，燃料分配管压力不能被测量且基于传感器的反馈控制不能被执行，由此燃料分配管压力不能被调节。可执行对压力传感器失效情况的检测，例如通过监测压力传感器400的输出信号。如果输出信号保持恒定(例如如果信号保持为零逻辑值或一逻辑值)并经过确定的时间段，则可检测到存在失效情况。

参考图4，根据本发明的方法的实施例提出了，在检测到压力传感器有失效情况时，使得泵燃料输出目标值Q*_HP等于喷射器燃料输出目标值Q*_inj。换句话说，使得泵燃料流量(或泵燃料量)目标值Q*_HP等于喷射器燃料流量(喷射器燃料量)目标值Q*_inj。

而且，至少一个燃料喷射器160被通电(energize)并经过通电时间ET*。根据燃料分配管压力目标值P*和喷射器燃料输出目标值Q*_inj确定通电时间ET*。

具体说，根据如上所述的燃料喷射器特征，在燃料分配管压力P等于燃料分配管压力目标值P*时，通电时间ET*是喷射器160供应喷射器燃料输出目标Q*_inj(即喷射器燃料流量或喷射器燃料量)所需的时间。

换句话说，在存在燃料分配管压力传感器400的失效情况时，使得Q*_HP等于喷射器燃料输出目标值Q*_inj，且喷射器160被通电并经过通电时间ET*，这独立于Q_inj和P的实际(真实)值。

除此之外，已经发现由于喷射器特征的单调性(monotonicity)，上述公开的控制系统是稳定的，使得燃料分配管压力P易于到达燃料分配管压力目标值P*。

具体说，对于给定通电时间，燃料喷射器特征(如图5所示)可以被如下线性化：

$Q_{inj}=Q_{inj}^{*}+\frac{\∂Q_{inj}}{\∂P}\·(P-P^{*})$

且在图4的方块图中引入这种表示，应理解燃料泵180和喷射器160之间的燃料不平衡将用于使得压力水平变换到能保证理想平衡的值，即目标压力P*。

如果泵燃料输出目标值Q*_HP等于喷射器燃料输出目标值Q*_inj，且燃料喷射器的通电时间被选择为如上所述的通电时间目标值ET*，则燃料分配管中的压力P将易于到达燃料分配管压力目标值P*。

换句话说，通过将燃料泵180驱动为供应燃料流量(量)的目标值Q*_HP，所述目标值等于要通过喷射器160供应的燃料流量(量)的目标值Q*_inj，且通过对喷射器160通电并经过通电时间的目标值ET*，则喷射器燃料输出值Q_inj(即通过喷射器160注入的燃料流量或燃料量)将易于到达喷射器燃料输出目标值Q*_inj且燃料分配管压力P将易于到达燃料分配管压力目标值P*。

作为例子，大于P*的燃料分配管压力P的值(如图5的虚线所示)将使得喷射器燃料流量(喷射器燃料量)Q_inj大于Q*_inj。通过燃料泵180(其被驱动为提供等于喷射器燃料输出目标值Q*_inj的泵燃料输出目标值Q*_HP)提供的实际输出(燃料流量或燃料量)Q_HP和通过喷射器160提供的实际流量(量)Q_inj(即从燃料分配管170离开的燃料流量或量)之间的差将使得燃料分配管压力P朝向燃料分配管压力目标值P*减小。

实际燃料分配管压力P经一定延迟τ达到燃料分配管压力目标值P*，这取决于喷射器特征和燃料分配管液容：

$\mathrm{\τ}=\frac{\∂P}{\∂Q_{inj}}\·C_{hyd}$

本实施例可保证调节带宽(regulation bandwidth)的低频范围内的压力调节。由此，在检测到燃料分配管压力传感器失效情况时，可在没有燃料分配管压力测量的情况下被执行燃料分配管压力控制，且发动机可在正确的运行状况下工作。

为了降低如上所述的延迟，进一步的实施例提出，在检测到压力传感器的失效情况时，泵燃料输出目标值Q*_HP(即要通过燃料泵180供应到燃料分配管170的燃料流量(燃料量))等于喷射器燃料输出目标值Q*_inj和补偿值ΔQ*_rail之和，如图6所示的。

补偿值ΔQ*_rail根据燃料分配管压力目标值P*确定。

所述补偿值ΔQ*_rail可被认为类似于之前参考图3所示的基于传感器的反馈控制所述的反馈贡献Q*_PI。通过虚拟模型经对燃料喷射系统500进行模拟而确定该补偿值ΔQ*_rail。

在一实施例中，燃料分配管压力的补偿值ΔQ*_rail和目标值P*通过下方的传递函数(transfer function)530关联：

${\mathrm{\ΔQ}}_{rail}^{*}=\frac{{\mathrm{sC}}_{hyd}^{*}}{{\mathrm{sC}}_{hyd}^{*}/K_p+1}\·P^{*}$

其中C*_hyd是虚拟模型的燃料分配管的液容，且K_p是系统500的PI控制器510的比例部分的前述增益。

使用拉普拉斯反变换函数的离散形式，可根据燃料分配管压力的目标值P*将补偿值ΔQ*_rail计算到ECU 450中，且随后其可加到喷射器燃料输出目标值Q*_inj，以便确定泵燃料输出目标值Q*_HP。

该补偿值ΔQ*_rail在调节带宽的高频范围内运行。由此，喷射器燃料输出目标值Q*_inj和补偿值ΔQ*_rail之和提供无传感器压力控制，其确保可实现与基于通过压力传感器测量的数据(如图3公开的例子)进行分配管压力反馈控制所实现的带宽相同的带宽。换句话说，该实施例允许执行无传感器分配管压力控制，用于提供尤其快速的响应，这例如在内燃发动机的运行状态快速改变时是有用的(例如在城市交通中进行运行期间)。

根据一实施例，为了获得尽可能接近于基于传感器的反馈控制的、无传感器控制系统的动态行为，通过将重新调节因子(rescaling factor)520施加到传递函数530而获得补偿值ΔQ*_rail。

在一实施例中，重新调节因子520等于：

$(1-\frac{C_{hyd}^{*}}{K_p}\·\frac{1}{\mathrm{\τ}})$

在一实施例中，补偿值ΔQ*_rail和燃料分配管压力目标值P*通过之后的传递函数关联，其通过将之前公开的传递函数530和重新调节因子520相乘而获得：

${\mathrm{\ΔQ}}_{rail}^{*}=\frac{{\mathrm{sC}}_{hyd}^{*}}{{\mathrm{sC}}_{hyd}^{*}/K_p+1}\·(1-\frac{C_{hyd}^{*}}{K_p}\·\frac{1}{\mathrm{\τ}})\·P^{*}$

已经证明重新调节因子能改善本实施例的效率。

如上所述的实施例可以一定的准确性确保燃料分配管压力调节，所述准确性取决于燃料泵180的准确性。

换句话说，已经认为在燃料泵180被驱动为供应(提供)泵燃料输出目标值Q*_HP时，其实际上正确地供应燃料泵目标值Q*_HP。

然而，在燃料泵180被驱动为供应泵燃料输出(流量或量)目标值Q*_HP时，燃料泵180可以实际上供应与目标值Q*_HP不同的泵燃料输出(流量或量)值Q_HP。

通过燃料泵180供应的泵燃料流量(量)和泵燃料流量(量)目标值Q*_HP之间的这种失配将对燃料分配管压力P引入调节误差ΔP，这取决于喷射器特征：

$\mathrm{\Δ}P=\frac{\∂P}{\∂Q_{inj}}\·(Q_{HP}-Q_{HP}^{*})$

为了降低上述调节误差ΔP，进一步实施例提供对泵燃料输出值Q_HP(即实际上通过泵180供应的燃料流量(量))和泵燃料输出目标值Q*_HP之间的失配进行补偿的步骤。

具体说，如前所述，燃料泵180可以被驱动信号r驱动，所述驱动信号例如是驱动通常与燃料泵180相关的燃料计量阀的电信号，以调节供应到燃料分配管170的泵燃料输出值Q_HP。出于简单的目的，燃料计量阀和燃料泵在图3中显示为单个单元且具有附图标记180。

可使用泵燃料输出(流量或量)目标值Q*_HP通过ECU确定(例如计算)驱动信号r。在一实施例中，ECU设置有关联函数540，所述关联函数根据泵燃料输出目标值Q*_HP的相关值来产生驱动信号r的值，以作为输出。换句话说，关联函数540代表泵燃料输出目标值Q*_HP和驱动信号之间的理论关系。这种关联函数例如通常通过燃料计量阀的提供者提供。

如上所述，燃料泵180的实际行为可以不同，例如是由于制造差异、制造公差和许多其他因素(例如热漂移)造成的。

结果，对于给定的目标值Q*_HP，名义关联函数540通常产生驱动信号r的名义值r_n，其与驱动信号目标值r*(其实际上允许燃料泵180供应泵燃料输出(流量或量)目标值Q*_HP)相差一偏差量Δr。

使用从压力传感器提供的反馈，用于对泵燃料输出值Q_HP和泵燃料输出目标值Q*_HP之间的失配进行补偿的控制策略例如在本申请申请人的文件US2015/0027411中公开。文件US2015/0027411公开了计算泵燃料输出目标值Q*_HP(具体是泵燃料流量目标值)和泵燃料输出Q_HP(具体是实际上通过燃料泵180供应的泵燃料流量(从通过燃料分配管压力传感器测量的燃料分配管压力P估计))之间的差。随后，考虑名义关联函数的微分(斜率)而计算补偿误差δr。补偿误差δr例如代表应该被供应到计量阀的电流的瞬时增加量，以补偿如上所述的失配。补偿误差δr随后被用作积分调节器(包括拉普拉斯算子形式K/s的积分器)的输入，其产生修正项Δr以作为输出。如上所述，Δr代表驱动信号名义值r_n和驱动信号目标值r*之间的差。修正项Δr随后用于从驱动信号名义值r_n计算驱动信号目标值r*。以此方式，在燃料分配管压力传感器的正常状态期间实现对泵燃料输出Q_HP和泵燃料输出目标值Q*_HP之间失配的准时补偿。

这种补偿不能在没有燃料分配管压力传感器400的帮助下执行。

在根据本发明方法的实施例中，修正项Δr由此通过补偿函数560估计。换句话说，补偿函数560用于获得基于修正项Δr_F的函数，其估计修正项Δr的值。

在一实施例中，补偿函数560取决于内燃发动机的燃料喷射系统的多个运行参数P₁、P₂、…、P_N。换句话说，参数P₁、P₂、…、P_N是补偿函数560的变量。因此，可以根据上述操作参数P₁、P₂、…、P_N获得基于修正项Δr_F的函数，即不需要燃料分配管压力传感器400。

如随后更详细描述的，这些参数例如可以包括泵燃料输出目标值Q*_HP、燃料泵180的旋转速度rpm、燃料分配管压力目标值P*。

在一实施例中，在燃料分配管压力传感器400仍然在运行中时确定补偿函数560，以便随后在燃料分配管压力传感器400本身失效的情况下使用。

具体说，参考图8，显示了本发明的一实施例，其中驱动信号名义值r_n通过名义关联函数540确定，且以参考US2015/0027411如上所述的同样的方式(在分配管压力传感器400测量的帮助下)确定补偿误差δr。通过图块550解释这种计算。

在一实施例中，补偿误差δr用作积分调节器555的输入，其产生修正项Δr作为输出，所述修正项Δr可以用于从驱动信号名义值17开始计算驱动信号目标值r*。积分调节器555不同于在US2015/0027411中公开的相应积分调节器之处在于，通过使用根据燃料喷射系统的运行状况计算的多个权重来执行积分操作。

在一实施例中，积分调节器555包括对积分器与相关的系数a₁₁–a₂₂；a₁₁₁–a₂₂₂之间的乘积进行求和的操作。优选地，系数a₁₁–a₂₂；a₁₁₁–a₂₂₂在积分器之前和之后施加。

拉普拉斯算子域中的积分器优选是k/s的形式。

系数a₁₁–a₂₂；a₁₁₁–a₂₂₂优选是补偿函数560的上述运行参数P₁、P₂、…、P_N的函数。

参考图9A，在第一实施例中，根据两个参数来计算系数a₁₁、a₁₂、a₂₁、a₂₂，所述两个参数即是泵燃料输出目标值Q*_HP和燃料泵旋转速度(在本文中以rpm表示)。

在一实施例中，通过分别将Q*_MAX和Q*_min限定为泵燃料输出目标值Q*_HP的最大值和最小值，且通过分别将rpm_MAX和rpm_min限定为燃料泵旋转速度rpm的最大值和最小值，则系数a11、a12、a21、a22可通过以下的公式计算：

$a_{11}=\frac{(Q_{MAX}^{*}-Q_{HP}^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-rpm)}{(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{\min })}$

$a_{12}=\frac{(Q_{MAX}^{*}-Q_{HP}^{*})\·(rpm-{\mathrm{rpm}}_{min})}{(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

$a_{21}=\frac{(Q_{HP}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-rpm)}{(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

$a_{22}=\frac{(Q_{HP}^{*}-Q_{\min }^{*})\·(rpm-{\mathrm{rpm}}_{\min })}{(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

图9B是在矩阵2x2中排布且针对目标燃料输出值Q*_HP和旋转速度值rpm的一些具体值计算的系数a₁₁、a₁₂、a₂₁、a₂₂的图形展示。

例如，在泵燃料输出目标值Q*_HP等于Q*_MAX且旋转速度值rpm等于rpm_min时，系数a₂₁等于1，且其他系数a₁₁、a₁₂和a₂₂等于0。

在泵燃料输出目标值Q*_HP和旋转速度值rpm呈现相应最大值和最小值之间的中间值时，系数a₁₁、a₁₂、a₂₁、a₂₂彼此相等且等于1/4(见图9B中的中心点)。

在不同实施例中，根据三个运行参数计算系数a₁₁₁、a₁₁₂、a₁₂₁、a₁₂₂、a₂₁₁、a₂₁₂、a₂₂₁、a₂₂₂，所述三个运行参数是：泵燃料输出目标值Q*_HP、燃料泵旋转速度值rpm和燃料分配管压力目标值P*。

类似于之前的实施例，通过将P*_MAX和P*_min分别限定为燃料分配管压力目标值P*的最大值和最小值，系数a₁₁₁、a₁₁₂、a₁₂₁、a₁₂₂、a₂₁₁、a₂₁₂、a₂₂₁、a₂₂₂可通过以下公式计算：

$a_{111}=\frac{(P_{MAX}^{*}-P^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{HP}^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-rpm)}{(P_{MAX}^{*}-P_{min}^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

$a_{112}=\frac{(P_{MAX}^{*}-P^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{HP}^{*})\·(rpm-{\mathrm{rpm}}_{min})}{(P_{MAX}^{*}-P_{\min }^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

$a_{121}=\frac{(P_{MAX}^{*}-P^{*})\·(Q_{HP}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-rpm)}{(P_{MAX}^{*}-P_{\min }^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

$a_{122}=\frac{(P_{MAX}^{*}-P^{*})\·(Q_{HP}^{*}-Q_{\min }^{*})\·(rpm-{\mathrm{rpm}}_{min})}{(P_{MAX}^{*}-P_{min}^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

$a_{211}=\frac{(P^{*}-P_{\min }^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{HP}^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-rpm)}{(P_{MAX}^{*}-P_{\min }^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{\min })}$

$a_{212}=\frac{(P^{*}-P_{\min }^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{HP}^{*})\·(rpm-{\mathrm{rpm}}_{min})}{(P_{MAX}^{*}-P_{min}^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

$a_{221}=\frac{(P^{*}-P_{min}^{*})\·(Q_{HP}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-rpm)}{(P_{MAX}^{*}-P_{min}^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{min})}$

$a_{222}=\frac{(P^{*}-P_{\min }^{*})\·(Q_{HP}^{*}-Q_{\min }^{*})\·(rpm-{\mathrm{rpm}}_{\min })}{(P_{MAX}^{*}-P_{\min }^{*})\·(Q_{MAX}^{*}-Q_{\min }^{*})\·({\mathrm{rpm}}_{MAX}-{\mathrm{rpm}}_{\min })}$

在图11B中显示了系数a₁₁₁、a₁₁₂、a₁₂₁、a₁₂₂、a₂₁₁、a₂₁₂、a₂₂₁、a₂₂₂的图形显示，所述系数针对变量Q*_HP、rpm和P*的一些具体值计算。类似于图9B的图形显示，图11B显示了系数a₁₁₁、a₁₁₂、a₁₂₁、a₁₂₂、a₂₁₁、a₂₁₂、a₂₂₁、a₂₂₂的值，所述系数是在运行参数Q*_HP、rpm和P*的值呈现如上限定的其相关的最大值和最小值时计算的。为了更好地显示，图11B的图形显示仅显示了等于1的那个系数a₁₁₁、a₁₁₂、a₁₂₁、a₁₂₂、a₂₁₁、a₂₁₂、a₂₂₁、a₂₂₂，而其他系数等于0。

通常，可以选择不同运行参数或针对所显示的运行参数的不同组合。结果，系数a₁₁–a₂₂、a₁₁₁–a₂₂₂的数量和形式因此改变。

在确定系数a₁₁–a₂₂、a₁₁₁–a₂₂₂的值之后，每一个系数a₁₁–a₂₂、a₁₁₁–a₂₂₂被积分器k/s相乘。所有这些乘积随后被求和，以获得积分调节器555。在补偿误差δr输入到积分调节器555中时，获得修正项Δr，即修正项Δr是积分调节器555的输出。

如前所述，优选地，系数a₁₁–a₂₂、a₁₁₁–a₂₂₂在积分器k/s之前和之后相乘。

根据一实施例，一旦获得作为相关运行参数P₁、P₂、…、P_N的函数的Δr的多个值，则可以确定补偿函数560。

可根据相关运行参数P₁、P₂、…P_N从对通过经分配管压力传感器400的测量而获得的修正项Δr进行评估来确定所述补偿函数560。

具体说，如前所述，运行参数P₁、P₂、…P_N用作用于补偿函数560的变量。

补偿函数560确定为(例如计算为)逼近在燃料分配管压力传感器的正常状态情况期间根据运行参数P₁、P₂、…P_N确定(例如计算)的修正项Δr的值的趋势。

作为例子，参考图9A、9B的实施例，可根据之前描述的两个参数Q*_HP和rpm从之前计算的修正项Δr的值的评估而计算补偿函数560。

补偿函数例如可根据以下类型限定：

$F(Q_{HP}^{*},rpm)={\mathrm{\α}}_1\·Q_{HP}^{*}+{\mathrm{\α}}_2\·Q_{HP}^{*}\·rpm+{\mathrm{\α}}_3\·rpm+{\mathrm{\α}}_4$

其中，α₁、α₂、α₃和α₄且是补偿函数560的系数。结果，通过确定补偿函数560的系数α₁、α₂、α₃、α₄的值来执行确定补偿函数560的步骤。

如上所述，这些值被计算为使得补偿函数逼近之前计算的修正项Δr的值的趋势。

可针对不同类型的补偿函数560提供其他实施例。

作为例子，补偿函数560可以取决于三个参数P1、P2、…PN，例如泵燃料输出目标值Q*_HP、燃料泵旋转速度rpm和燃料分配管压力目标值P*，如图11A、11B的实施例那样。

在这种情况下，补偿函数例如可根据以下类型限定：

$\begin{array}{c}F(Q_{HP}^{*},rpm,P^{*})={\mathrm{\β}}_1\·P^{*}\·Q_{HP}^{*}\·rpm+{\mathrm{\β}}_2\·P^{*}\·Q_{HP}^{*}+{\mathrm{\β}}_3\·P^{*}\·rpm+{\mathrm{\β}}_4\·Q_{HP}^{*}\·rpm+\\ +{\mathrm{\β}}_5\·P^{*}+{\mathrm{\β}}_6\·Q_{HP}^{*}+{\mathrm{\β}}_7\·rpm+{\mathrm{\β}}_8\end{array}$

如前所述，β₁,…,β₈是补偿函数560的系数。

在一实施例中，补偿函数560随后被存储，例如存储在存储系统460中。

作为例子，参考之前公开的实施例，补偿函数系数α₁-α₄,β₁-β₈可以存储在存储系统460中。

根据一实施例，在检测到燃料分配管压力传感器400的失效情况时，修正项Δr不再能被计算，这也是因为不再可能通过燃料分配管压力传感器400测量燃料分配管压力P。

在这种情况下，可以使用基于代替修正项Δr的修正项Δr_F的函数。

如上所述，基于修正项Δr_F的函数取决于可以在没有燃料分配管压力传感器400的帮助下评估的运行参数P₁、P₂、…P_N。

换句话说，得知运行参数P₁、P₂、…P_N的值(补偿函数560取决于所述运行参数)则可以获得基于修正项Δr_F的函数的值。

作为例子，参考图10，一旦得知泵燃料输出目标值Q*_HP和燃料泵旋转速度rpm，则可以获得基于修正项ΔrF的函数的值。

具体说，在一实施例中，在燃料分配管压力传感器400做功时，修正项Δr的值通过燃料分配管压力传感器400计算。由于积分调节器555，修正项Δr的每一个经计算值与运行参数P₁、P₂、…P_N(在这种情况下是泵燃料输出目标值Q*_HP和燃料泵旋转速度rpm)的相关值关联。

由于这个原因，根据运行参数P₁、P₂、…P_N建立修正项Δr的值的趋势。

随后，可以确定逼近修正项Δr的值的上述趋势的补偿函数560。

作为例子，在这种情况下，可以确定补偿函数的系数α₁-α₄：

$F(Q_{HP}^{*},rpm)={\mathrm{\α}}_1\·Q_{HP}^{*}+{\mathrm{\α}}_2\·Q_{HP}^{*}\·rpm+{\mathrm{\α}}_3\·rpm+{\mathrm{\α}}_4$

随后，在需要时(即在燃料分配管压力传感器400不做功时)，补偿函数560用于根据运行参数P₁、P₂、…P_N计算基于修正项ΔrF的函数的值。

作为例子，在这种情况下，泵燃料输出目标值Q*_HP和燃料泵旋转速度rpm的当前值被用作补偿函数560的输入。换句话说，在得知函数系数α₁-α₄和Q*_HP和rpm的值时，补偿函数560的输出是基于修正项ΔrF的函数的值。

如上所述，对于任何类型的补偿函数560以上讨论都是有效的。作为例子，可以使用图11A、11B、12的实施例的补偿函数560。

换句话说，例如可以使用以下形式的补偿函数560：

$\begin{array}{c}F(Q_{HP}^{*},rpm,P^{*})={\mathrm{\β}}_1\·P^{*}\·Q_{HP}^{*}\·rpm+{\mathrm{\β}}_2\·P^{*}\·Q_{HP}^{*}+{\mathrm{\β}}_3\·P^{*}\·rpm+{\mathrm{\β}}_4\·Q_{HP}^{*}\·rpm+\\ +{\mathrm{\β}}_5\·P^{*}+{\mathrm{\β}}_6\·Q_{HP}^{*}+{\mathrm{\β}}_7\·rpm+{\mathrm{\β}}_8\end{array}$

在这种情况下，为了获得基于修正项ΔrF的函数的所需值，需要的是评估补偿函数系数β₁-β₈(如上所述)且使用Q*_HP、rpm和P*的当前值作为补偿函数560的输入。

以此方式，可通过经基于修正项ΔrF的函数执行的对泵燃料输出值Q_HP和泵燃料输出目标值Q*_HP之间的失配进行的补偿来执行燃料分配管压力的无传感器控制，而不需要燃料分配管压力P。

通常，通过增加与修正项Δr的计算相关的运行参数P₁、P₂、…、P_N的数量N，可增加修正项Δr的准确性。然而，增加运行参数的数量N，对于确定对修正项Δr的值的趋势进行逼近的补偿函数560来说会更复杂。

尽管至少一个示例性实施例已经在前述发明内容和具体实施方式中进行了描述，但是应理解存在许多变化例。还应理解，一个或多个示例性实施例仅是例子，且目的不是以任何方式限制范围、适用性或构造。相反，前面的摘要和详细描述为本领域技术人员提供了实施至少一个示例性实施例的便捷方式，应理解，以对示例性实施例中所述的元件的功能和布置做出各种改变，而不脱离权利要求及其等效方式限定的范围。

附图标记

P 燃料分配管压力

P* 燃料分配管压力目标值

Q_HP 泵燃料输出值

Q*_HP 泵燃料输出目标值

Q_inj 喷射器燃料输出值

Q*_inj 喷射器燃料输出目标值

ET 通电时间

ET* 通电时间目标值

Q*_PI 反馈贡献

补偿值

K_p PI控制器的比例部分的增益

K_I PI控制器的积分部分的增益

τ 延迟

C_hyd 燃料分配管的液容

C*_hyd 燃料分配管的等效液容

ΔP 压力调节误差

P₁、P₂、…P_N 运行参数

Rpm 燃料泵的旋转速度

r 燃料泵的驱动信号

r_n 驱动信号的名义值

r* 驱动信号目标值

δr 补偿误差

Q*_min Q*_HP的最小值

Q*_MAX Q*_HP的最大值

rpm_min rpm的最小值

rpm_MAX rpm的最大值

P*_min P*的最小值

P*_MAX P*的最大值

a11-a22 系数

a111-a222 系数

α₁-α₄ 补偿函数的系数

β₁-β₈ 补偿函数的系数

Δr 修正项

Δr_F 基于修正项的函数

100 机动车辆

105 汽车系统

110 内燃发动机

120 发动机缸体

125 汽缸

130 汽缸盖

135 凸轮轴

140 活塞

145 曲轴

147 齿轮箱

148 离合器

150 燃烧室

155 凸轮相位器

160 燃料喷射器

170 燃料分配管

180 燃料泵

190 燃料源

200 进气歧管

205 空气进气管

210 进气口

215 阀

220 排气口

225 排气歧管

230 涡轮增压器

240 压缩机

250 涡轮机

260 内部冷却器

270 后处理系统

275 排气管

290 VGT促动器

300 排气再循环系统

305 EGR管道

310 EGR冷却器

320 EGR阀

330 节流阀本体

340 空气流量和温度传感器

350 歧管压力和温度传感器

360 火花塞

380 冷却剂和油温液位传感器

400 燃料分配管压力传感器

410 凸轮位置传感器

420 曲柄位置传感器

430 速度计

440 EGR温度传感器

445 加速器踏板位置传感器

450 ECU

460 存储系统

500 燃料喷射系统

510 PI控制器

520 重新调节因子图块

530 传递函数图块

540 关联函数图块

550 补偿误差图块

555 积分调节器

560 补偿函数

Claims (15)

1.一种控制内燃发动机(110)的燃料喷射系统(500)的燃料分配管压力的方法，所述内燃发动机包括燃料分配管(170)、至少一个燃料泵(180)、至少一个燃料分配管压力传感器(400)和至少一个喷射器(160)，方法包括以下步骤：

a)检测所述燃料分配管压力传感器(400)的失效情况；

b)基于内燃发动机运行状况确定燃料分配管压力目标值(P*)和喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)；

c)确定要供应到燃料分配管(170)的泵燃料输出目标值(Q*_HP)；

d)驱动至少一个燃料泵(180)，以便提供在步骤c)确定的泵燃料输出目标值(Q*_HP)；

其中泵燃料输出目标值(Q*_HP)在所述步骤c)中基于在所述步骤b)确定的喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)确定，且至少一个燃料喷射器(160)被通电并经过通电时间目标值(ET*)，所述通电时间目标值基于所述燃料分配管压力目标值(P*)和所述喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)确定。

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述步骤c)确定的所述泵燃料输出目标值(Q*_HP)等于在所述步骤b)确定的喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)。

3.如权利要求1所述的方法，其中在所述步骤c)确定的所述泵燃料输出目标值(Q*_HP)等于喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)和补偿值(ΔQ*_rail)之和，根据燃料分配管压力目标值(P*)确定所述补偿值。

4.如权利要求3所述的方法，其中通过传递函数(530)确定所述补偿值ΔQ*_rail，所述传递函数是以下形式：

${\mathrm{\ΔQ}}_{rail}^{*}=\frac{{\mathrm{sC}}_{hyd}^{*}}{{\mathrm{sC}}_{hyd}^{*}/K_p+1}{P}^{*}$

其中C*_hyd是燃料分配管(170)和连接到它的管中存储的燃料体积的等效液容且K_p是比例增益。

5.如权利要求4所述的方法，其中，通过将所述传递函数(530)乘以重新调节因子(520)，所述补偿值(ΔQ*_rail)被重新调节。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述重新调节因子(520)等于：

$(1-\frac{C_{hyd}^{*}}{K_p}\·\frac{1}{\mathrm{\τ}})$

其中τ是一延迟，在泵燃料输出目标值(Q*_HP)等于喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)时燃料分配管压力P根据该延迟达到燃料分配管压力目标值P*。

7.如权利要求6所述的方法，根据以下关系：

$\mathrm{\τ}=\frac{\∂P}{\∂Q_{inj}}\·C_{hyd}$

τ取决于喷射器特征和燃料分配管液容C_hyd。

8.如前述任一项权利要求所述的方法，其中根据燃料喷射器特征，所述通电时间目标值(ET*)是燃料分配管压力目标值(P*)和喷射器燃料输出目标值(Q*_inj)的函数。

9.如前述任一项权利要求所述的方法其中，驱动燃料泵(180)的步骤d)通过驱动信号(r*)执行，所述驱动信号(r*)从名义驱动信号(r_n)确定，所述名义驱动信号是泵燃料输出目标值(Q*_HP)的函数，且是基于通过补偿函数(560)确定的修正项(Δr_F)的函数。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述补偿函数(560)取决于内燃发动机(110)的燃料喷射系统(500)的多个运行参数(P₁、P₂、…、P_N)。

11.如权利要求10所述的方法，其中在检测到所述燃料分配管压力传感器(400)的失效情况的所述步骤a)之前确定所述补偿函数(560)。

12.如权利要求10或11所述的方法，包括步骤：

s1)根据通过燃料压力传感器(400)测量的燃料分配管压力值(P)确定补偿误差(δr)；

s2)根据所述多个运行参数(P₁、P₂、…、P_N)确定多个系数(a₁₁–a₂₂；a₁₁₁–a₂₂₂)；

s3)通过积分调节器(555)从所述补偿误差(δr)确定修正项(Δr)；

s4)重复步骤s1)–s3)多次，以便根据所述运行参数(P₁、P₂、…、P_N)的不同值获得所述修正项(Δr)的不同值。

s5)根据所述修正项(Δr)的所述不同值确定补偿函数(560)；

其中所述积分调节器(555)包括将积分器与所述系数(a₁₁–a₂₂；a₁₁₁-a₂₂₂)每一个之间的乘积求和的操作，且其中在检测到所述燃料分配管压力传感器(400)的失效情况的所述步骤a)之前执行至少所述步骤s1)–s4)。

13.如前述权利要求10到12中任一项所述的方法，包括在所述步骤s5)期间存储所述补偿函数(560)的步骤。

14.如前述权利要求10到13中任一项所述的方法，其中所述多个运行参数(P₁、P₂、…、P_N)包括要通过燃料泵(180)供应到燃料分配管(170)的泵燃料输出目标值(Q*_HP)和燃料泵旋转速度(rpm)。

15.如前述权利要求10到14中任一项所述的方法，其中所述多个运行参数(P₁、P₂、…、P_N)进一步包括燃料分配管压力目标值(P*)。