CN109973273A - 用于校正gdi喷射器的静态流量偏差的方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法及其系统。所述方法包括计算每个气缸的目标压降量以及基于检测压降量的每个气缸的相对压降量。通过将每个气缸的相对压降量与全部气缸的相对压降量的平均值进行比较以首次调节每个气缸的喷射校正因数。随后通过将全部气缸的喷射校正因数的平均值与1进行比较以再次调节喷射校正因数。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月27日提交的韩国专利申请第10-2017-0181249号的优先权,其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种用于校正汽油直接喷射(GDI)喷射器的静态流量偏差的方法和系统,更具体地,涉及一种旨在校正GDI发动机的气缸之间的燃料喷射量的偏差的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法和系统。
背景技术
汽油直接喷射(GDI)技术已广泛用于提高汽油发动机的燃油经济性。然而,由于直接喷射过程会产生大量颗粒物质的特性,该过程受到与柴油发动机相同水平的颗粒质量(PM)和颗粒数(PN)的规定。
为了响应这些规定,已经将汽油颗粒过滤器(GPF)、低压废气再循环(例如,低压EGR)、高压(例如,约350巴)喷射系统等应用于GDI发动机并且基于颗粒物质形成机理研发了喷射器硬件和燃料喷射控制。然而,尽管付出这些努力,但是近来已经证明,由于喷射器的制造公差和焦化/老化而导致的气缸之间的空燃比的偏差导致了PN增加。因此,需要研究解决这些问题的措施。
发明内容
本发明提供一种用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法和系统,通过调节喷射校正因数来校正GDI发动机的气缸之间的燃料喷射量的偏差,以进行气缸之间的相对校正。
通过以下描述可以理解本发明的其他目的和优点,并且参照本发明的示例性实施例,本发明的其他目的和优点将变得显而易见。此外,对于本发明所属领域的技术人员显而易见的是,本发明的目的和优点可以通过所要求保护的方法及其组合来实现。
根据实现上述目的的本发明的一方面,一种用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法可以包括:根据燃料压缩等式,计算每个气缸的目标压降量;根据燃料压力传感器在每个气缸中检测的每个气缸的检测压降量以及在计算目标压降量时计算的每个气缸的目标压降量计算每个气缸的相对压降量;通过将在计算相对压降量时计算的每个气缸的相对压降量与全部气缸的相对压降量的平均值进行比较以首次调节每个气缸的喷射校正因数;以及通过将首次调节的全部气缸的喷射校正因数的平均值与1进行比较以再次调节每个气缸的喷射校正因数。
根据本发明的另一方面,一种用于校正汽油直接喷射(GDI)喷射器的静态流量偏差的系统可以包括:控制器,其配置为校正发动机管理系统(EMS)中喷射器的静态流量,并且控制器可以包括学习条件确定单元,其配置为确定用于学习喷射器的静态流量偏差的条件;检测单元,其配置为检测燃料的压降量;以及学习单元,其配置为学习喷射器的静态流量的偏差。
根据本发明的用于校正汽油直接喷射(GDI)喷射器的静态流量偏差的方法和系统通过气缸之间的相对值首次调节每个气缸的喷射校正因数,该因数用于校正每个气缸的燃料喷射量,其中气缸之间的相对值是由全部气缸的相对压降量的平均值得出的,随后再次调整喷射校正因数,使得全部气缸的喷射校正因数的平均值等于1。因此,可以更精确地校正气缸之间的相对燃料喷射量,从而使每个气缸的燃料喷射量的偏差最小化,从而有助于改善燃烧的稳定性以及减小PN。
应当理解,本发明的前述一般描述和以下详细描述均是示例性和说明性的,并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述,将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点,其中:
图1是示出根据本发明示例性实施例的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法中的过程的流程图;以及
图2是根据本发明示例性实施例的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的系统的框图。
具体实施方式
可以理解的是,本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它相似的术语一般包括机动车辆,例如包括运动型多功能车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的客车;包括各种艇和船在内的水运工具,以及航空器等等,并包括混合动力车辆、电动车辆、内燃车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如,来自非石油资源的燃料)。
尽管将示例性实施例描述为使用多个单元以执行示例性过程,但应理解的是,示例性过程也可以由一个或多个模块执行。此外,可以理解的是,术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储模块,处理器具体配置为执行上述模块,以执行下面将进一步描述的一个或多个过程。
在此使用的术语仅用于说明特定实施例,而非旨在限制本发明。如在本文使用的,单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文明确指示。要进一步理解的是,当在本说明书中使用“包括”和/或“包含”时,是指陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。如在本文使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和全部的组合。
除非上下文特别或明确说明,此处所用的术语“约”理解为在技术的正常容差范围内,比如在平均值的两个标准偏差内。“约”可以理解为规定数值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%之内。除非上下文明确指示,否则此处的所有数值均可由术语“约”修饰。
下面将参照附图详细描述根据本发明的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法和系统。然而,可以省略对本领域公知的功能和结构的详细描述,以避免不必要地模糊本发明的主旨。
图1是示出根据本发明的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法中的过程的流程图。参照图1,上述方法可以包括:根据燃料压缩等式计算每个气缸的目标压降量(S10);根据燃料压力传感器在每个气缸中检测的每个气缸的检测压降量以及在计算目标压降量时计算的每个气缸的目标压降量计算每个气缸的相对压降量(S20);通过将在计算相对压降量时计算的每个气缸的相对压降量与全部气缸的相对压降量的平均值进行比较以首次调节每个气缸的喷射校正因数(S30);以及通过将首次调节的全部气缸的喷射校正因数的平均值与1进行比较以再次调节每个气缸的喷射校正因数(S40)。
在计算目标压降量时,更新目标气缸的指数i,并且可以通过将由以下等式1表示的燃料压缩等式获得的每燃料喷射量的压降量乘以目标燃料喷射量以计算每个气缸的目标压降量
其中,p、T、ρ和Bs分别代表燃料轨压力、燃料温度、燃料密度和燃料的绝热体积模量,并且V代表燃料轨和喷射器中的燃料体积。
在计算相对压降量时,可以计算每个气缸的相对压降量ri。相对压降量定义为通过将每个气缸的检测压降量(dpi)除以在计算目标压降量时计算的每个气缸的目标压降量而获得的值,如以下等式2所示,每个气缸的检测压降量(dpi)是由燃料压力传感器获得的有效测量值。
在首次调节喷射校正因数时,通过将在计算相对压降量时计算的每个气缸的相对压降量ri与全部气缸的相对压降量的平均值进行比较,可以首次调节每个气缸的喷射校正因数ki,如以下等式3所示。
其中,n代表发动机的气缸数,并且γ代表考虑到瞬态响应阻尼特性和收敛能力而可以适当调整的增益值。
当再次调节喷射校正因数时,可以通过将在喷射校正因数的首要调节中首次调节的全部气缸的喷射校正因数ki的平均值与1进行比较以再次调节每个气缸的喷射校正因数kj,如以下等式4所示。
其中,n代表发动机的气缸数,并且α代表考虑到瞬态响应阻尼特性和收敛能力而可以适当调整的增益值。
如上所述,根据本发明的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法可以根据从全部气缸的相对压降量的平均值导出的气缸之间的相对值首次调节校正每个气缸的燃料喷射量的每个气缸的喷射校正因数,随后再次调整喷射校正因数,使得全部气缸的喷射校正因数的平均值等于1。因此,可以校正气缸之间的相对燃料喷射量。
此外,由于燃料温度模型、燃料的特性值等原因,根据等式1的燃料压缩等式具有不确定性。然而,本发明可以通过根据气缸之间的相对值计算喷射校正因数以减小燃料压缩等式的这种不确定性。
参照图1,附图标记S25表示确定可以执行根据本发明的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法的学习条件的过程。附图标记S50表示使用在喷射校正因数的再次调节S40中最终调节的喷射校正因数来校正燃料喷射量的过程。
图2是根据本发明的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的系统的框图。参照图2,根据本发明的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的系统可以包括控制器1,其配置成校正发动机管理系统(EMS)中的喷射器的静态流量,随后基于校正的流量操作喷射器。具体地,控制器可以包括:学习条件确定单元11,其配置为确定用于学习喷射器的静态流量的偏差的条件;检测单元12(例如,传感器),其配置为检测燃料的压降量;以及学习单元13,其配置为学习喷射器的静态流量的偏差。控制器可以包括处理器和存储器,并且可以配置为操作其各种单元。
学习条件确定单元11可以配置为确定是否可以执行用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法的条件,即,RPM、燃料温度等是否处于适当范围内(例如,500~2200RPM,-30~90℃)。随后,学习条件确定单元11可以配置为将所确定的信息提供给检测单元以检测燃料压降(例如,减少)量,以及提供给学习单元以学习喷射器的静态流量的偏差。
如果RPM、燃料温度等太低或太高(例如,在适当范围之外),则可能无法保证输入变量的准确性。因此,可以不在这种条件(例如,当输入变量超出适当范围时)下执行该方法。此外,检测单元12可以配置为检测每个气缸的压降量并将每个气缸的检测压降量发送至学习单元13以学习喷射器的静态流量的偏差。
学习单元13可以配置为通过将从检测单元12接收的每个气缸的检测压降量除以计算的每个气缸的目标压降量以计算相对压降量,随后可以配置为根据从所计算的全部气缸的相对压降量的平均值导出的气缸之间的相对值首次调节喷射校正因数。随后,学习单元13可以配置为再次调节喷射校正因数,使得全部气缸的喷射校正因数的平均值等于1,从而学习喷射器的静态流量的偏差。
此外,参照图2,附图标记3表示燃料控制器,其配置为从用于学习控制器1中的喷射器的静态流量的偏差的学习单元13接收喷射校正因数,以校正喷射器的静态流量的偏差,并且可配置为校正燃料喷射量并基于校正的燃料喷射量操作喷射器。
如上所述的根据本发明的用于校正GDI喷射器的静态流量偏差的方法和系统具有改进的学习精确度、没有过冲或下冲的瞬态响应阻尼特性和快速收敛能力。该方法和系统还能够在将对诸如λ控制的其他燃料学习例程的任何影响最小化的同时执行。此外,该方法和系统使每个气缸的燃料喷射量的偏差最小化,从而有助于改善燃烧的稳定性以及减小PN。
在本说明书和附图中公开的示例性实施例仅用于容易地解释和说明本发明的技术思想的目的,而非限制权利要求中阐述的本发明的范围。本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行各种修改和等同的其他示例性实施例。
Claims (11)
1.一种用于校正汽油直接喷射GDI喷射器的静态流量偏差的方法,包括以下步骤:
根据燃料压缩等式,由控制器计算每个气缸的目标压降量;
根据每个气缸的检测压降量以及每个气缸的目标压降量由所述控制器计算每个气缸的相对压降量,所述检测压降量由燃料压力传感器在每个气缸中检测;
通过将所述每个气缸的相对压降量与全部气缸的相对压降量的平均值进行比较,由所述控制器首次调节每个气缸的喷射校正因数;
通过将全部气缸的喷射校正因数的平均值与1进行比较,由所述控制器再次调节每个气缸的喷射校正因数;
基于再次调节的喷射校正因数,由所述控制器校正气缸之间的燃料喷射量;以及
根据所述燃料喷射量,由所述控制器操作所述GDI喷射器。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将通过燃料压缩等式获得的每燃料喷射量的压降量乘以目标燃料喷射量以计算每个气缸的目标压降量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在计算相对压降量时,计算每个气缸的相对压降量,所述相对压降量定义为将每个气缸的检测压降量除以每个气缸的目标压降量而获得的值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,通过将每个气缸的相对压降量与全部气缸的相对压降量的平均值进行比较,以首次调节每个气缸的喷射校正因数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,通过将全部气缸的喷射校正因数的平均值与1进行比较,以再次调节每个气缸的喷射校正因数。
6.一种校正汽油直接喷射GDI喷射器的静态流量偏差的方法,包括以下步骤:
由控制器通过气缸之间的相对值首次调节每个气缸的喷射校正因数,所述喷射校正因数用于校正每个气缸的燃料喷射量,所述气缸之间的相对值是由全部气缸的相对压降量ri的平均值得出的,所述相对压降量定义如下:
其中,dpi表示由燃料压力传感器检测的每个气缸的检测压降量,并且表示由燃料压缩等式计算得出的每个气缸的目标压降量;以及
由所述控制器再次调节所述喷射校正因数,使得全部气缸的喷射校正因数的平均值等于1,以校正气缸之间的相对燃料喷射量。
7.一种用于实现根据权利要求1所述的用于校正汽油直接喷射GDI喷射器的静态流量偏差的方法的系统,包括:
控制器,其配置为校正发动机管理系统EMS中喷射器的静态流量偏差,
其中所述控制器配置为确定用于学习喷射器的静态流量偏差的条件;检测燃料的压降量;以及学习喷射器的静态流量的偏差。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述控制器配置为确定能够学习喷射器的静态流量偏差的条件,以检测燃料压降量并学习喷射器的静态流量的偏差。
9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述控制器配置为利用燃料压力传感器的信号检测燃料压降量,并检测每个气缸的压降量,以学习喷射器的静态流量的偏差。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述控制器配置为:
通过将每个气缸的检测压降量除以由燃料压缩等式计算得出的每个气缸的目标压降量以计算相对压降量;
通过气缸之间的相对值以首次调节所述喷射校正因数,所述相对值由计算的全部气缸的相对压降量的平均值得出;以及
再次调节所述喷射校正因数,使得全部气缸的喷射校正因数的平均值等于1,以学习喷射器的静态流量的偏差。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述控制器配置为根据再次调节的喷射校正因数校正气缸之间的燃料喷射量;以及根据所述燃料喷射量操作GDI喷射器。
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