CN112814797A - 用于推断燃料喷射压力的系统和方法及其用途 - Google Patents

用于推断燃料喷射压力的系统和方法及其用途 Download PDF

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罗斯·戴卡斯特拉·普西福尔
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Abstract

本公开提供了“用于推断燃料喷射压力的系统和方法及其用途”。提供了用于控制对车辆中的发动机的气缸的燃料喷射的方法和系统。在一个示例中,一种方法包括:监测与已经被命令将预定量的燃料喷射到发动机气缸中的燃料喷射器相关联的电能分布图;基于所述电能分布图来推断燃料喷射压力;以及基于所述推断的燃料喷射压力来控制后续燃料喷射。通过这种方式,在向所述燃料喷射器供应燃料的燃料轨不包括压力传感器或者所述压力传感器劣化的情况下,可以在不依赖于所述燃料轨中的所述压力传感器的情况下控制燃料喷射。

Description

用于推断燃料喷射压力的系统和方法及其用途
技术领域
本说明书总体上涉及用于基于与燃料喷射器的激活和停用相对应的电能分布图(profile)来推断燃料喷射压力的方法和系统,以及用于此类推断的燃料喷射压力的用途。
背景技术
发动机可以配置有用于将燃料直接喷射到发动机气缸中的直接燃料喷射器(DI)和/或用于将燃料喷射到发动机气缸的进气道中的进气道燃料喷射器(PFI)。燃料喷射的基本概念是通过(例如,经由压力传感器)测量或基于压力调节器设置来知道燃料喷射压力。基于燃料喷射压力,控制策略可以计算必要的燃料喷射器打开时间,以便实现每次燃料喷射事件的期望喷射量。
例如,已知在采用压力调节器来泄放过量燃料压力由此机械地实现恒定的燃料管线/燃料轨压力的条件下,可以在没有喷射压力传感器的情况下使用PFI系统。此实施方式可以节省压力传感器的成本以及减少源自压力传感器可能劣化的情况的任何不利条件。然而,在脉冲式提升燃料泵(pulsed lift fuel pump)用于向燃料喷射器供应燃料的情况下,由于故障模式有可能在此燃料系统的开环行为中引入较大的压力不准确度,因此可能不期望在没有压力传感器的情况下操作此燃料系统。因此,本文认识到,可能期望依赖于其他方法来推断包括至少脉冲式提升泵和进气道燃料喷射器的燃料系统的燃料喷射压力,使得可以减少或避免对专用压力传感器的依赖。按照类似方式,在压力传感器包括在包括脉冲式提升泵和至少进气道燃料喷射器的此燃料系统中的情况下,具有推断燃料轨压力的另一种方式可以使得稳健的诊断能够确定压力传感器何时表现出劣化功能性,并且可以使得燃料系统能够代替劣化的压力传感器进行有效操作。
发明内容
发明人已经认识到上述问题,并且在本文中已经开发出用于至少部分地解决上述问题的系统和方法。在一个示例中,一种方法包括:命令经由燃料喷射器将预定量的燃料喷射到发动机的气缸中;监测与所述燃料喷射器相关联的电能分布图;基于所述受监测电能分布图来推断燃料喷射压力;以及基于所述推断的燃料喷射压力来控制后续燃料喷射。通过这种方式,燃料喷射器本身的操作可以提供对燃料喷射压力的可靠估计,其可以用于燃料系统的后续控制和/或用于诊断手段。
作为一个示例,要喷射到所述发动机的所述气缸中的所述燃料可以包含在燃料轨中,其中所述燃料轨不包括用于测量所述燃料喷射压力的压力传感器。在一个示例中,所述燃料轨可以是低压燃料轨,其中所述燃料喷射器是进气道燃料喷射器,或者在另一个示例中,所述燃料轨可以是高压燃料轨,其中所述燃料喷射器是直接燃料喷射器。在任一示例中,所述燃料喷射器可以是内开型燃料喷射器。
作为另一个示例,控制所述后续燃料喷射可以包括基于所述发动机的点火顺序来控制下一次燃料喷射的燃料喷射脉冲宽度。
作为另一个示例,此方法可以包括基于所述电能分布图来确定燃料喷射器完全打开时间,以及基于所述燃料喷射器完全打开时间来推断所述燃料喷射压力。另外或替代地,所述方法可以包括基于所述电能分布图来确定燃料喷射器完全关闭时间,以及基于所述燃料喷射器完全关闭时间来推断所述燃料喷射压力。
当单独地或结合附图来理解时,根据以下具体实施方式,本说明书的以上优点和其他优点以及特征将显而易见。
应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求限定。另外,所要求保护的主题不限于解决上文或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示意性地描绘了内燃发动机的气缸的示例性实施例;
图2示意性地描绘被配置用于可以与图1的发动机一起使用的进气道喷射和直接喷射的燃料系统的示例性实施例;
图3描绘了本公开的示例性内开式燃料喷射器;
图4描绘了用于控制燃料向发动机气缸的进气道燃料喷射和直接喷射中的一者或两者的高级示例性方法;
图5A至图5E描绘了详述与在图3中描绘的类型的燃料喷射器的激活和/或停用相对应的电能分布图可以如何用于推断燃料喷射器的打开时间和关闭时间的示例性图示;
图6A至图6B描绘了详述基于用于燃料喷射器的激活和停用的电能分布图对打开时间和关闭时间推断的理解如何能够确定燃料压力的示例性曲线图;
图7描绘了用于基于单独燃料喷射器的打开时间确定和/或关闭时间确定来推断燃料压力的高级示例性方法;
图8描绘了用于基于经由图7的方法进行的燃料压力推断来确定燃料轨压力传感器是否按预期或期望起作用的高级示例性方法;
图9描绘了用于推断包括提升泵和没有压力传感器的燃料轨的燃料系统的燃料系统劣化的存在或不存在的高级示例性方法;
图10A至图10B描绘了说明性地传达图9的方法的示例性映射图;
图11A至图11B描绘了示出经由图9的方法获得的数据可以如何用于推断燃料系统劣化的存在或不存在的示例性曲线图;
图12描绘了用于推断包括提升泵和没有压力传感器的燃料轨的燃料系统的燃料系统劣化的存在或不存在的替代方法;
图13A至图13B描绘了说明性地传达图12的方法的示例性图;
图14A至图14B描绘了示出经由图12的方法获得的数据可以如何用于推断燃料系统劣化的存在或不存在的示例性曲线图。
具体实施方式
以下描述涉及用于基于在向车辆系统的发动机供应燃料的燃料喷射器的激活和/或停用期间监测的电能分布图来推断车辆燃料系统的燃料轨中的燃料压力的系统和方法。因此,图1描绘了包括联接到发动机系统和燃料系统的示例性车辆系统。图2描绘了图1的燃料系统的详细视图,其示出了双燃料轨燃料系统,所述双燃料轨燃料系统包括位于燃料箱中的提升泵和向两个燃料轨中的一者供应燃料的高压燃料泵。图2描绘了低压燃料轨向进气道燃料喷射器供应燃料,而高压燃料轨向直接燃料喷射器供应燃料。如本文所讨论的用于推断燃料压力的方法与图3所示的类型的内开式燃料喷射器有关。图4描绘了用于控制燃料到发动机气缸中的进气道喷射和/或直接喷射的高级方法。
如上所述,本文所讨论的系统和方法与基于图3描绘的类型的燃料喷射器的激活和/或停用期间监测的电能分布图来推断燃料压力有关。因此,图5A至图5E描绘了电流和/或电压分布图可以如何用于推断本公开的燃料喷射器的打开时间确定和/或关闭时间确定的示例性图示。图6A至图6B描绘了示出此类打开时间确定和/或关闭时间确定如何能够使得推断燃料轨中的燃料压力的图。
图7描绘了用于基于与本公开的燃料喷射器的激活和/或停用相对应的电能分布图来推断燃料压力的示例性方法。图8描绘了用于基于经由图7的方法推断的燃料压力来对燃料轨压力传感器进行压力传感器合理性检查的示例性方法。图9描绘了用于在其中燃料系统包括没有压力传感器的燃料轨和提升泵的条件下推断燃料系统劣化的存在或不存在的高级示例性方法。图10A至图10B描绘了说明性地详述图9的方法的示例性映射图,并且图11A至图11B描绘了示出图9的方法可以如何用于推断燃料系统劣化的存在或不存在的示例性图。图12描绘了图9的方法的替代高级示例性方法,所述替代高级示例性方法用于在燃料系统包括没有压力传感器的燃料轨和提升泵的条件下推断燃料系统劣化的存在或不存在。图13A至图13B描绘了说明性地详述图12的方法的示例性映射图,并且图14A至图 14B描绘了示出图12的方法可以如何用于推断燃料系统劣化的存在或不存在的示例性图。
现在转向图1,描绘了包括在车辆系统100中的内燃发动机10的燃烧室或气缸的示例。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统和来自车辆操作员130经由输入装置132的输入来控制。在该示例中,输入装置132包括加速踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136,活塞138定位在所述燃烧室壁136 中。活塞138可联接到曲轴140,使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由变速器系统联接到乘用车辆的至少一个驱动轮。此外,起动机马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
气缸14可经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了气缸14之外,进气通道146还可以与发动机10的其他气缸连通。在一些示例中,进气通道中的一者或多者可以包括增压装置,诸如涡轮增压器或机械增压器。例如,图1示出配置有涡轮增压器的发动机10,所述涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿着排气通道148布置的排气涡轮176。在增压装置被配置为涡轮增压器的情况下,压缩机174可以至少部分地由排气涡轮176经由轴 180提供动力。然而,在其他示例中,诸如在发动机10设置有机械增压器的情况下,可以任选地省略排气涡轮176,其中压缩机174可通过来自马达或发动机的机械输入提供动力。包括节流板164的节气门 162可沿着发动机的进气通道设置,以用于改变提供给发动机气缸的进气的流速和/或压力。例如,节气门162可位于压缩机174的下游,如图1所示,或者替代地,可设置在压缩机174的上游。
除气缸14之外,排气通道148还可以接收来自发动机10的其他气缸的排气。排气传感器128被示出为在排放控制装置178的上游联接到排气通道148。传感器128可以从用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器中选择,所述各种合适的传感器例如像线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如所描绘)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。
发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如,气缸14被示出为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中,发动机10的每个气缸(包括气缸14)可以包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可由控制器12经由致动器152来控制。类似地,排气门156可以由控制器12经由致动器154来控制。在一些状况期间,控制器12可改变提供给致动器152和154的信号,以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可由相应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电动气门致动型的、或凸轮致动型的或其组合。可同时控制进气门正时和排气门正时,或者可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这些可能配置中的任一者。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮,并且可利用可由控制器12操作以改变气门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)系统中的一者或多者。例如,气缸14 可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动(包括CPS和/或VCT)控制的排气门。在其他示例中,进气门和排气门可由共同的气门致动器或致动系统或者可变气门正时致动器或致动系统来控制。
气缸14可具有压缩比,所述压缩比是活塞138处于下止点时与处于上止点时的体积比。在一个示例中,压缩比在9:1至10∶1的范围内。然而,在使用不同燃料的一些示例中,可增大压缩比。例如,当使用较高辛烷值燃料或具有较高汽化潜焓的燃料时,可能发生这种情况。如果使用直接喷射,由于直接喷射对发动机爆震的影响,则压缩比也可增加。
在一些示例中,发动机10的每个气缸可以包括用于引发燃烧的火花塞192。在选定操作模式下,点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号SA而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而,在一些实施例中,诸如在发动机10可通过自动点火或通过燃料喷射来引发燃烧的情况下,可以省略火花塞192,就如同一些柴油发动机的情况那样。
在一些示例中,发动机10的每个气缸可被配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例,气缸14被示出为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料喷射器166被示为直接联接到气缸14,以用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号 FPW-1的脉冲宽度成比例地直接向气缸中喷射燃料。通过这种方式,燃料喷射器166向燃烧气缸14中提供所谓的燃料直接喷射(在下文中称为“DI”)。尽管图1示出喷射器166被定位到气缸14一侧,但是喷射器166替代地可以位于活塞的顶部上方,诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料具有较低挥发性,因此当使用醇基燃料操作发动机时,这种位置可改进混合和燃烧。替代地,喷射器可位于进气门的上方并且靠近进气门以改进混合。可以经由高压燃料泵和燃料轨将燃料从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166。此外,燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
燃料喷射器170被示出为以向气缸14上游的进气道中提供所谓的燃料进气道喷射(在下文中称为“PFI”)的配置布置在进气通道146 而非气缸14中。燃料喷射器170可与经由电子驱动器171从控制器 12接收的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。可以理解,驱动器168和驱动器171在一些示例中可以是相同类型的驱动器(例如,进气道燃料喷射器在一些示例中可以由直接喷射驱动器驱动,以减少或消除电池电压对进气道燃料喷射器的打开时间参数的依赖性)。因此,在一些示例中,用于驱动进气道燃料喷射器和直接喷射器的驱动器的类型可以是相同的,而在其他示例中,用于驱动进气道燃料喷射器和直接喷射器的驱动器的类型可以是不同的。然而,可以理解,PFI驱动器不可以用于驱动直接燃料喷射器。
在替代示例中,燃料喷射器166和170中的每一者可被配置为用于将燃料直接喷射到气缸14中的直接燃料喷射器。在又一个示例中,燃料喷射器166和170中的每一者可被配置为用于在进气门150的上游喷射燃料的进气道燃料喷射器。在又一些其他示例中,气缸14可以仅包括单个燃料喷射器,所述单个燃料喷射器被配置为以不同的相对量从燃料系统接收不同的燃料作为燃料混合物,并且进一步被配置为作为直接燃料喷射器将此燃料混合物直接喷射到气缸中,或者作为进气道燃料喷射器在进气门的上游喷射此燃料混合物。因而,应当理解,本文所描述的燃料系统不应受本文以举例方式描述的特定燃料喷射器配置的限制。
在气缸的单个循环期间,燃料可以通过这两个喷射器输送到气缸。例如,每个喷射器可以输送在气缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外,从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可随着工况而变化,所述工况诸如是诸如在下文描述的发动机负载、爆震和排气温度。进气道喷射的燃料可在打开的进气门事件、关闭的进气门事件(例如,基本上在进气冲程之前)期间以及在打开和关闭的进气门操作期间输送。类似地,例如,可在进气冲程期间以及部分在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间并且部分在压缩冲程期间输送直接喷射的燃料。因此,即使对于单个燃烧事件,也可在不同正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射所喷射的燃料。此外,对于单个燃烧事件,每个循环可对所输送的燃料执行多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或者它们的任何适当组合期间执行多次喷射。
燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些特性包括大小差异,例如,一个喷射器可具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其他差异包括但不限于不同的喷雾角、不同的工作温度、不同的定向、不同的喷射正时、不同的喷雾特性、不同的位置等。此外,取决于喷射器170与166之间所喷射的燃料的分配比,可实现不同的效果。
燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱。燃料系统8中的一个或多个燃料箱可保存不同燃料类型的燃料,诸如具有不同燃料品质和不同燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的水含量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料共混物和/或它们的组合等。具有不同汽化热的燃料的一个示例可包括作为第一燃料类型的具有较低汽化热的汽油和作为第二种燃料类型的具有较高汽化热的乙醇。在另一个示例中,发动机可使用汽油作为第一燃料类型并使用含醇燃料共混物(诸如E85(它是大约85%的乙醇和15%的汽油)或M85(它是大约85%的甲醇和15%的汽油))作为第二燃料类型。其他可用物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。
在再一些示例中,燃料可以是具有不同醇成分的醇共混物,其中第一燃料类型可以是具有较低醇浓度的汽油醇共混物,诸如E10(其为大约10%乙醇),而第二燃料类型可以是具有较大醇浓度的汽油醇共混物,诸如E85(其为大约85%乙醇)。另外,第一燃料和第二燃料在其他燃料品质方面也可不同,诸如温度、粘度、辛烷值等的差异。此外,一个或两个燃料箱的燃料特性可以例如由于燃料箱再填充的逐日变化而频繁变化。
尽管以上讨论涉及具有两个燃料箱的燃料系统,但是可以理解,在其他示例中,在不脱离本公开的范围的情况下,燃料系统可以仅仅包括单个燃料箱。
控制器12在图1中被示为微计算机,所述微计算机包括:微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在此特定示例中被示为用于存储可执行指令的非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114以及数据总线。控制器12可从联接到发动机10的传感器接收各种信号,除先前讨论的那些信号之外,所述各种信号还包括:来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值;来自联接到冷却套筒 118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT);来自联接到曲轴 140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自传感器 124的歧管绝对压力信号(MAP)。发动机转速信号(RPM)可由控制器 12根据信号PIP来生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP 可用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12从图1的各种传感器接收信号,并且采用图1的各种致动器以基于所接收信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。
如上所述,图1仅示出多缸发动机的一个气缸。因而,每个气缸可类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当理解,发动机10可包括任何合适数量的气缸,包括2个、3个、 4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。此外,这些气缸中的每一者可包括由图1参考气缸14所描述和描绘的各种部件中的一些或全部部件。
车辆系统100可以包括可供一个或多个车辆车轮175使用的多个扭矩源。在所示的示例中,车辆系统100是包括电机153的混合动力电动车辆系统(HEV),然而在其他示例中,在不脱离本公开的范围的情况下,车辆系统可以不是混合动力电动车辆系统。电机153可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器172接合时,发动机10 的曲轴140和电机153经由变速器155连接到车轮175。在所描绘的示例中,第一离合器设置在曲轴140与电机153之间,而第二离合器设置在电机153与变速器155之间。控制器12可以向每个离合器172 的致动器发送信号以接合或分离离合器,以便将曲轴与电机153和与其连接的部件连接或断开,和/或将电机153与变速器155和与其连接的部件连接或断开。变速器155可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置,包括被配置为并联、串联或混联式混合动力车辆。
电机153从牵引电池158(本文中也描述为车载能量存储装置、能量存储装置或电池)接收电力以向车轮175提供扭矩。例如在制动操作期间,电机153还可以用作发电机以提供电力来对牵引电池158 充电。
车载能量存储装置158可以周期性地从驻留在车辆外部(例如,并非车辆一部分)的电源191接收电能,如由箭头194所指示。作为非限制性示例,车辆系统100可被配置为插电式混合动力电动车辆 (PHEV),其中电能可经由电能传输电缆193从电源191供应到能量存储装置158。在从电源191给能量存储装置158再充电的操作期间,电传输电缆193可以电联接能量存储装置158和电源191。当车辆推进系统被操作以推进车辆时,电传输电缆193可以在电源191与能量存储装置158之间断开。控制器12可以识别和/或控制存储在能量存储装置处的电能的量,所述电能的量可以被称为荷电状态(SOC)。
在其他示例中,可以省略电传输电缆193,其中可以在能量存储装置158处从电源191无线地接收电能。例如,能量存储装置158可以经由电磁感应、无线电波和电磁谐振中的一者或多者来从电源191 接收电能。因而,应当理解,可以使用任何合适的方法以便从并不构成车辆一部分的电源给能量存储装置158再充电。
图2示意性地描绘了上文在图1中讨论的燃料系统8的示例性实施例200。燃料系统8可以被操作以将燃料输送到发动机,诸如图 1的发动机10。燃料系统8可以由控制器操作来执行参考图3的方法描述的操作中的一些或全部。
燃料系统8包括用于在车辆上存储燃料的燃料存储箱210、低压燃料泵(LPP)212(在本文中也称为脉冲式燃料提升泵212)和高压燃料泵(HPP)214(在本文中也称为燃料喷射泵214)。燃料可以经由燃料加注通道204提供给燃料箱210。在一个示例中,LPP 212可以是至少部分地设置在燃料箱210内的电动低压燃料泵。LPP 212可以由控制器12操作以经由燃料通道218向HPP 214提供燃料。LPP 212可以被配置为所谓的燃料提升泵。作为一个示例,LPP 212可以是包括电动(例如,DC)泵马达的涡轮(例如,离心)泵,由此可以通过改变提供给泵马达的电力(由此增加或降低马达转速)来控制跨泵的压力增加和 /或穿过泵的体积流速。例如,在控制器减少提供给提升泵212的电力时,体积流速和/或跨提升泵的压力增加可减小。可以通过增加提供给提升泵212的电力来增大体积流速和/或跨泵的压力增加。作为一个示例,被供应给低压泵马达的电力可以从交流发电机或车辆上的其他能量存储装置(未示出)获得,由此控制系统可以控制用于向低压泵提供动力的电气负载。因此,通过改变提供给低压燃料泵的电压和/或电流,调整在高压燃料泵214的入口处提供的燃料的流速和压力。
LPP 212可以流体联接到过滤器217,所述过滤器可以去除燃料中所包含的可能不利地影响燃料处理部件的小杂质。可以促进燃料输送并且维持燃料管线压力的止回阀213可以流体定位在过滤器217的上游。在止回阀213处于过滤器217上游的情况下,低压通道218的顺度可以增加,这是因为过滤器的体积在物理上可以较大。此外,泄压阀219可以用于限制低压通道218中的燃料压力(例如,来自提升泵212的输出)。泄压阀219可以包括例如以指定压力差安置和密封的滚珠和弹簧机构。泄压阀219可以被配置为打开的压力差设置点可以采取各种合适值;作为非限制性示例,设置点可以是6.4巴或5巴 (g)。孔口223可以用于允许将空气和/或燃料蒸气从提升泵212中泄放出去。孔口223处的这种泄放还可以用于向用于将燃料从燃料箱 210内的一个位置转移到另一位置的射流泵提供动力。在一个示例中,孔口止回阀(未示出)可以与孔口223串联放置。在一些实施例中,燃料系统8可以包括一个或多个(例如,一系列)止回阀,所述一个或多个止回阀流体联接到低压燃料泵212以阻止燃料在阀的上游回漏。在这种背景下,上游流是指从燃料轨250、260朝向LPP 212行进的燃料流,而下游流是指从LPP朝向HPP 214并且在HPP 214上去往燃料轨的标称燃料流方向。
由LPP 212提升的燃料可以在低压下供应到通向HPP 214的入口203的燃料通道218中。HPP214可以随后将燃料输送到第一燃料轨250,所述第一燃料轨联接到第一组直接喷射器252(在本文中也被称为第一喷射器组,参考图1中的燃料喷射器166)中的一个或多个燃料喷射器。由LPP 212提升的燃料也可以被供应给第二燃料轨260,所述第二燃料轨联接到第二组进气道喷射器262(在本文中也被称为第二喷射器组,参考图1中的燃料喷射器170)中的一个或多个燃料喷射器。HPP214可以被操作以将输送到第一燃料轨的燃料的压力升高到高于提升泵压力,其中联接到直接喷射器组的第一燃料轨在高压下操作。结果,可以实现高压DI,同时可以在较低压力下操作PFI。
尽管第一燃料轨250和第二燃料轨260中的每一者被示为将燃料分配给相应喷射器组252、262中的四个燃料喷射器,但是应当理解,每个燃料轨250、260可以将燃料分配给任何合适数量的燃料喷射器。作为一个示例,第一燃料轨250可以针对发动机的每个气缸将燃料分配给第一喷射器组252(例如,直接喷射器)中的一个燃料喷射器,而第二燃料轨260可以针对发动机的每个气缸将燃料分配给第二喷射器组262(例如,进气道燃料喷射器)中的一个燃料喷射器。控制器12可以单独地经由进气道喷射驱动器171致动进气道喷射器262中的每一者并且经由直接喷射驱动器168致动直接喷射器252中的每一者。控制器12、驱动器171、168和其他合适的发动机系统控制器可包括控制系统。尽管驱动器171、168被示出在控制器12的外部,但是应当理解,在其他示例中,控制器12可包括驱动器171、 168,或者可被配置为提供驱动器171、168的功能。控制器12可以包括未示出的附加部件,诸如包括在图1的控制器12中的那些部件。如上文所讨论的,在一些示例中,驱动器171可以是直接喷射驱动器,并且驱动器168也可以是直接喷射驱动器。如上所述,依赖于DI驱动器可以减少或消除电池电压对进气道燃料喷射器的打开时间参数的依赖性。
HPP214可以是发动机驱动的正排量泵。作为一个非限制性示例, HPP 214可以是Bosch HDP5高压泵,其利用螺线管激活的控制阀(例如,燃料量调节器、磁性螺线管阀等)来改变每个泵冲程的有效泵量。 HPP的出口止回阀274由外部控制器进行机械控制,而不是电子控制。与马达驱动的LPP 212相比,HPP 214可以由发动机机械地驱动,然而,在其他示例中,可以在不脱离本公开的范围的情况下对HPP 214 进行电子控制。HPP 214包括泵活塞228、泵压缩室205(在本文中也被称为压缩室)和阶状空间227。泵活塞228经由凸轮230从发动机曲轴或凸轮轴接收机械输入,从而根据凸轮驱动的单缸泵的原理来操作 HPP。传感器(图2中未示出)可以被定位在凸轮230附近以使得能够确定凸轮的角位置(例如,在0度至360度之间),所述角位置可以被中继到控制器12。
提升泵燃料压力传感器231可以沿着燃料通道218定位在提升泵212与高压燃料泵214之间。在该配置中,来自传感器231的读数可以被解释为提升泵212的燃料压力(例如,提升泵的出口燃料压力) 和/或高压燃料泵214的入口压力的指示。来自传感器231的读数可以用于评估燃料系统8中的各种部件的操作,确定是否向高压燃料泵 214提供足够的燃料压力使得高压燃料泵摄取液体燃料而不是燃料蒸气,和/或以使供应给提升泵212的平均电力最小化。
第一燃料轨250可以包括第一燃料轨压力传感器248以用于向控制器12提供对直接喷射燃料轨压力的指示,然而在不脱离本公开的范围的情况下,第一燃料轨250在其他示例中可以不包括第一燃料轨压力传感器。同样地,第二燃料轨260可以包括第二燃料轨压力传感器258以用于向控制器12提供对进气道喷射燃料轨压力的指示,然而在不脱离本公开的范围的情况下,第二燃料轨260在其他示例中可以不包括第二燃料轨压力传感器。发动机转速传感器233可以用于向控制器12提供发动机转速的指示。在HPP214由发动机10例如经由曲轴或凸轮轴进行机械驱动的条件下,对发动机转速的指示可以用于识别HPP 214的转速。
第一燃料轨250沿着燃料通道278联接到HPP 214的出口208。出口止回阀274和泄压阀(也被称为泵泄压阀)272可以定位在HPP 214的出口208与第一(DI)燃料轨250之间。泵泄压阀272可以联接到燃料通道278的旁通通道279。出口止回阀274仅在直接喷射燃料泵214的出口处的压力(例如,压缩室出口压力)高于燃料轨压力时才打开以允许燃料从高压泵出口208流入燃料轨中。泵泄压阀272可以限制HPP 214的下游和第一燃料轨250的上游的燃料通道278中的压力。例如,泵泄压阀272可以将燃料通道278中的压力限制到200 巴。当燃料轨压力大于预定压力时,泵泄压阀272允许燃料从DI燃料轨250朝向泵出口208流出。阀244和242组合工作以使低压燃料轨260保持加压到预定低压。泄压阀242有助于限制由于燃料的热膨胀而可能在燃料轨260中累积的压力。尽管以上讨论包括泵泄压阀 272和泄压阀242,但是在其他示例中,在不脱离本公开的范围的情况下,可以不包括泵泄压阀272和泄压阀242。
基于发动机工况,燃料可以由一个或多个进气道喷射器262和直接喷射器252输送。例如,在高负载条件期间,燃料可以经由仅直接喷射在给定的发动机循环中输送到气缸,其中进气道喷射器262可被禁用。在另一个示例中,在中负载条件期间,燃料可经由直接喷射和进气道喷射中的每一者在给定发动机循环中输送到气缸。作为又另一示例,在低负载条件、发动机起动以及暖机怠速条件期间,燃料可以经由仅进气道喷射在给定发动机循环中输送到气缸,其中直接喷射器 252可被禁用。
此处应当注意,图2的高压泵214被呈现为高压泵的一种可能的配置的说明性示例。图2中所示的部件可以被移除和/或更换,而当前未示出的附加部件可以被添加到泵214,同时仍维持将高压燃料输送到直接喷射燃料轨和进气道喷射燃料轨的能力。
控制器12还可以控制燃料泵212和214中的每一者的操作以调整被输送到发动机的燃料的量、压力、流速等。作为一个示例,控制器12可以改变燃料泵的压力设置、泵冲程量、泵占空比命令和/或燃料流速以将燃料输送到燃料系统的不同位置。电联接到控制器12的驱动器(未示出)可以用于根据需要向低压泵发送控制信号,以调整低压泵的输出(例如,速度、流量输出和/或压力)。
图3示出了可以用于将燃料从燃料系统(例如,燃料系统8)供应到发动机(例如,发动机10)的示例性燃料喷射器300的示意图。燃料喷射器300可以是任何类型的喷射器。例如,燃料喷射器300可以是直接喷射器(例如,图1中的直接喷射器166)或进气道燃料喷射器(例如,图1中的进气道喷射器170)。可以理解,基于燃料喷射器打开的方式,燃料喷射器300可以被称为内开式喷射器,如下面将更详细地阐述的。
燃料喷射器300包括喷嘴主体302,其可以用作阀座支撑件和阀壳体的一部分。喷嘴主体302内的阀机构303可在轴向方向上(例如,沿着燃料喷射器300的中心轴线355)移位。阀机构303可以是例如可在中心轴线355的方向上滑动的轴针或针。在一些示例中,阀机构 303可以至少部分地由永久磁化的材料构成。例如,阀机构303可以由诸如铁之类的材料构成,所述材料可以通过外部磁场磁化并且在移除外部磁场之后保持磁化。在其他示例中,阀机构303可以基本上由铁磁材料(诸如铁、镍、钴和/或其合金)构成。
燃料喷射器300可以是内开式燃料喷射器,其具有形成在阀座主体305中的至少一个喷出孔口307,使得当喷射器驱动器电路311被激活以致动阀机构时,阀机构303提升离开阀机构座305以在阀开闭构件304与阀座表面306之间产生间隙,使得燃料可以流出孔口307。
阀机构303联接到阀开闭构件304,所述阀开闭构件与形成在阀机构座主体305上的阀座表面306配合以形成密封座。阀机构座主体 305可以固定地联接到喷嘴主体302的下游端356。然而,阀座表面 306也可以直接形成在喷嘴主体302的基部部分上。例如,阀开闭构件304可以是球形或截头圆锥形的,使得在关闭位置中,阀开闭构件 304与阀座表面306接合以切断经由位于燃料喷射器的下游端356中的孔口(例如,孔口307)穿过燃料喷射器的燃料流。
在一些示例中,阀机构303可以穿透在上游阀壳体337中的内部开口中的电枢320。电枢320可以联接到阀机构303,以便可沿着中心轴线355的方向轴向移位。磁性电枢320在中心轴线355的方向上的路径可以由第一上凸缘321和第二下凸缘322限制,所述第一上凸缘可以与阀机构303的上游部分一体地形成,所述第二下凸缘联接到电枢320下游的阀机构303。复位弹簧323支撑在第一凸缘321上,所述复位弹簧使处于关闭位置的阀机构303偏置抵靠在阀机构座305 上。复位弹簧323可以由调整套筒324预加应力。
上游阀壳体337包括喷射器驱动器电路311,所述喷射器驱动器电路响应于喷射开始(SOI)事件而致动阀机构。喷射器驱动器电路311 可以包括用于致动阀机构的电磁致动器,并且可以包括缠绕到线圈支架312上的磁线圈310,所述线圈支架搁置抵靠在用作内极333的连接件313上。可以根据工况在两个相反方向上并且以不同的量向磁线圈供应电流。在从中心轴线355向外的方向上,磁路可以由外部磁性部件314密封。磁线圈310经由线319通过可以经由电插头317供应的电流来激励。
燃料经由燃料喷射器300的上游端359处的中心燃料供应装置 316供应,并且由插入其中的过滤器元件325过滤。燃料喷射器300 可以通过密封件328与燃料分配器管线(例如,燃料轨)封离,并且通过另一个密封件336与气缸盖(例如,气缸14)封离。
具体地,燃料喷射器300可以从控制器12接收燃料脉冲宽度信号FPW以控制燃料喷射。信号FPW通过激励电磁致动器线圈310以发起来自燃料喷射器300的燃料喷射开始(SOI)来管理燃料喷射。另外,FPW可以决定来自燃料喷射器300的燃料喷射结束(EOI)。具体地,在燃料喷射期间,加压燃料可以从燃料轨(例如,图2中的第一燃料轨250或第二燃料轨260)经由入口316供应到燃料喷射器300,所述加压燃料的流量由电磁致动器管理,所述电磁致动器具有联接到阀机构303的线圈310,所述阀机构从阀座305提升以将燃料喷射到气缸14中。
在操作中,复位弹簧323与其提升方向相反地作用在阀针303的第一凸缘321上,使得阀开闭构件304保持抵靠阀座表面306密封接触。可以通过在第一方向上通过磁线圈310供应第一量的电流来执行对磁线圈310的激励。第一方向上的第一量的电流产生磁场,所述磁场向上吸引阀机构303以将阀机构303提升离开阀座305。例如,磁场可以使磁性电枢320在提升方向上移动以抵抗复位弹簧323的弹簧力。阀机构的总升程可以由在静止位置中存在于连接件313与磁性电枢320之间的工作间隙来限定。磁性电枢320也在提升方向上沿着第一凸缘321承载。连接到阀机构303的阀开闭构件304提升离开阀座表面306,并且燃料通过喷出孔口307喷出。
在阀机构由永磁化材料构成的情况下,在阀机构中存在磁场,例如,阀机构的磁偶极矩可以沿着阀机构的中心轴线的方向延伸。在这种情况下,可以选择供应给喷射器驱动器311的电流的方向,使得由磁线圈310产生的磁场具有方向与阀机构的磁偶极矩相反的磁偶极矩,使得由磁线圈310产生的磁场吸引永磁化的阀机构以从阀机构座提升阀机构。在该示例中,可以减少供应给喷射器驱动器的电流量,因为阀机构中的磁场提供了附加的力来提升阀机构。
响应于喷射事件结束,在第一方向上供应给喷射器驱动器311的第一量的电流中断,并且在磁场充分衰减之后,磁性电枢320由于复位弹簧323的压力而下降离开连接件313使得阀机构303在与提升方向相反的方向上移动。阀开闭构件304下放在阀座表面306上,并且燃料喷射器300再次关闭。
图1至图3示出了有各种部件的相对定位的燃料系统的示例性配置。至少在一个示例中,如果被示出为直接彼此接触或直接联接,则此类元件可分别称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,被示出为彼此邻接或相邻的元件可各自彼此邻接或相邻。作为示例,彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例,在至少一个示例中,仅在其间具有空间并且没有其他部件的彼此相隔定位的元件可被称作如此。
如本文所讨论的,一种用于车辆的系统可以包括:燃料系统,所述燃料系统包括脉冲式提升泵,所述脉冲式提升泵将燃料从燃料箱供应到低压燃料轨;以及一组进气道燃料喷射器,所述一组进气道燃料喷射器将燃料从所述低压燃料轨供应到发动机的一组气缸。所述系统还可以包括控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器命令经由所述一组进气道燃料喷射器中的进气道燃料喷射器将预定量的所述燃料喷射到所述一组气缸中的气缸中。所述控制器可以存储另外的指令以基于进气道燃料喷射器完全打开时间和/或燃料喷射器完全关闭时间来确定所述燃料轨中的所述燃料的燃料喷射压力;以及基于所述燃料喷射压力控制对另一个发动机气缸的后续燃料喷射的燃料喷射脉冲宽度。
对于此系统,所述一组进气道燃料喷射器可以是内开式燃料喷射器,所述内开式燃料喷射器包括阀机构,所述阀机构的打开速率和关闭速率是所述燃料喷射压力的函数。
对于此系统,所述低压燃料轨可以不包括压力传感器。
对于此系统,所述控制器可以存储另外的指令以在所述发动机以燃烧模式操作时基于每个燃料喷射器完全打开时间和/或每个燃料喷射器完全关闭时间来连续地更新所述燃料喷射压力。
对于此系统,所述控制器可以存储另外的指令以基于分别与所述燃料喷射器的激活和/或停用相对应的受监测电能分布图来推断所述进气道燃料喷射器完全打开时间和/或所述燃料喷射器完全关闭时间。
对于此系统,所述燃料轨可以包括压力传感器,并且所述控制器可以存储另外的指令以响应于所述燃料喷射压力与由所述压力传感器指示的受监测燃料喷射压力相差超过预定阈值而指示所述压力传感器劣化,并且响应于所述压力传感器被指示为劣化而基于所述燃料喷射压力来控制对另一个气缸的所述后续燃料喷射的所述燃料喷射脉冲宽度。
对于此系统,所述进气道燃料喷射器完全打开时间可以独立于供应到所述进气道燃料喷射器的电压。
图4示出了用于控制燃料喷射器(例如,图1中的直接燃料喷射器166和/或进气道燃料喷射器170)的示例性高级方法400。用于执行方法400和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器(例如,图1 中的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1和图2描述的传感器)接收的信号来执行。根据下文所述的方法,控制器可以采用发动机(例如,图1中的发动机10)和/或燃料系统(例如,图2中的燃料系统8)的致动器来改变物理世界中的装置的状态。
在402处,控制器可以确定发动机工况。发动机工况可以包括发动机负载、发动机温度、发动机转速、操作员扭矩需求等。根据估计的工况,可以确定多个发动机参数。例如,在404处,可以确定燃料喷射计划。这可以包括确定要输送到气缸的燃料量(例如,基于扭矩需求)以及喷射正时。此外,可以选择最适合当前发动机工况的燃料喷射模式。在一个示例中,在高发动机负载下,可以选择经由直接喷射器将燃料直接喷射(DI)到发动机气缸中,以便利用DI的充气冷却属性,使得发动机气缸可以在较高压缩比下操作而不会引起非期望的发动机爆震。如果选择直接喷射,则控制器可以确定燃料是作为单次喷射还是分流为多次喷射进行输送,并且进一步确定是否在进气冲程和/ 或压缩冲程中输送一次或多次喷射。在另一个示例中,在较低发动机负载下和发动机起动时(特别是在冷起动期间),可以选择经由进气道燃料喷射器将燃料进气道喷射(PFI)到发动机气缸的进气道中,以便减少微粒物质排放。如果选择进气道喷射,则控制器可以确定是在关闭进气门事件还是在打开进气门事件期间输送燃料。可能还存在其他条件,其中燃料的一部分可以经由进气道喷射器输送到气缸,而燃料的其余部分经由直接喷射器输送到气缸。确定燃料喷射计划还可以包括针对每个喷射器基于估计的发动机工况来确定燃料喷射器脉冲宽度以及喷射脉冲之间的持续时间。
在406处,所述程序包括基于当前发动机操作参数来确定是否仅请求进气道燃料喷射。例如,在低发动机负载和低发动机温度以及发动机起动的条件期间,可以仅请求PFI。如果确定当前未请求仅PFI,则在408处,所述程序可以包括确定是否仅请求直接喷射。例如在高发动机负载期间和/或在高发动机温度的条件期间,DI可能是期望的。如果确定仅请求DI,则在410处,可以经由直接喷射器(诸如图1中的直接喷射器252)将燃料喷射到发动机中。控制器可以调整直接喷射器的喷射脉冲宽度,以便经由直接喷射器根据所确定的燃料供给计划来提供燃料。在一些示例中,脉冲宽度可以根据燃料喷射压力(例如,对应燃料轨中的燃料压力)来确定。如将在下面更详细地阐述,在一些示例中,可以基于与燃料喷射器激活/停用(例如,燃料喷射器的致动和去致动(de-actuation))相对应的电能分布图来推断燃料喷射压力。可以理解,在仅请求DI的情况下,可以中断PFI。在PFI中断的情况下,可以经由泄压阀242来泄放由于例如向PFI供应燃料的燃料轨 (例如,图2中的第二燃料轨260)中的燃料的热膨胀引起的压力累积。
如果确定不期望仅PFI或仅DI用于燃料供给,则在412处,所述程序可以确定是否请求DI和PFI两者进行燃料喷射。如果确定已经请求了直接喷射和进气道喷射两者,则在414处,控制器可以向联接到直接喷射器和进气道喷射器中的每一者的致动器发送信号,以基于所确定的燃料供给计划来发起燃料供给。每个喷射器可以输送总燃料喷射的一部分以供燃烧。从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以基于工况(诸如发动机负载、爆震、排气温度等)而变化。如果在412处未请求DI和PFI两者,则可以理解,车辆可以在纯电动操作模式下操作,并且可以维持此类操作参数。可以根据对应的燃料轨中的燃料喷射压力来控制每种喷射器类型的燃料喷射脉冲宽度,并且如上文所讨论,在一些示例中,可以基于单独的燃料喷射器激活/停用的电能分布图来推断燃料喷射压力,所述电能分布图对应于下文将阐述的打开时间和/或关闭时间参数。
返回到406,如果确定仅期望PFI,则在416处,控制器可以向进气道喷射器(诸如图1中的进气道喷射器170)命令所确定的脉冲宽度以发起燃料喷射。另外,可以理解,控制器可以停用直接喷射器。在DI中断的情况下,可以经由泵泄压阀272来泄放由于例如向DI供应燃料的燃料轨(例如,图2中的第一燃料轨250)中的燃料的热膨胀引起的压力累积。
如上面所讨论,控制燃料喷射器以便实现期望的发动机工况可以包括确定燃料喷射器脉冲宽度。燃料喷射器脉冲宽度确定将多少燃料喷射到对应的发动机气缸中,并且是燃料轨压力的函数。换句话说,燃料喷射的基本概念是喷射压力是已知的,随后可以基于喷射压力来计算喷射器的所需打开时间以实现每次喷射事件的期望喷射量。在一个示例中,可以经由压力传感器(例如,图2中的第一燃料轨压力传感器248或第二燃料轨压力传感器258)来确定燃料轨压力。另外或替代地,可以根据已知的压力调节器设置来确定燃料轨压力。
如上所述,可能期望通过另一种手段来推断燃料轨压力。例如,压力传感器在一些情况下可能发生故障。在其他示例中,通过另一种手段推断燃料轨压力可以使得能够对现有燃料轨压力传感器执行诊断。在一些示例中,能够通过另一种手段推断燃料轨压力可以实现在不依赖于此传感器的情况下控制燃料喷射的能力,这可以降低复杂性和成本。按照类似方式,在一些示例中,能够通过另一种手段推断燃料轨压力可以实现避免燃料输送系统的压力调节器方面的能力,这可以降低复杂性和成本。
在本文中认识到,可以使用燃料喷射器本身作为压力测量装置。燃料喷射器可以是内开式的(参考图3中的燃料喷射器300)或外开式的(未示出)。在内开式燃料喷射器的情况下,用电动力打开喷射器不仅要克服弹簧(例如,图3中的复位弹簧323)的偏置力,而且还必须克服作用在燃料喷射器的轴针(参考图3中的阀机构303)上的燃料压力。因此,就打开燃料喷射器而言,与较低燃料压力相比,较高燃料压力可导致较长的打开时间。按照类似方式,与较低燃料压力相比,较高燃料压力可导致更快的关闭时间参数。因此,如将在下面进一步阐述的,可以基于燃料喷射器打开时间和/或关闭时间测量值来推断燃料压力。
转向图5A,示出了可以在一些示例中用于致动燃料喷射器的示例性电路500。具体地,燃料喷射器505(例如,与燃料喷射器166相同或与燃料喷射器170相同)可以经由控制器(例如,图1中的控制器12)、经由包括低侧功率开关508的电路500来致动,所述低侧电源开关与齐纳二极管510并联。可以理解,齐纳二极管510可以保护电路500免受由于自感应引起的过电压,例如,当停止对喷射器线圈的激励时可能发生自感应。
在具有无电流线圈(例如,图3中的线圈310)的断电模式下,阀机构(例如,图3中的阀机构303)可以通过弹簧(例如,图3中的复位弹簧323)和燃料轨中的燃料压力的力而安置抵靠阀座(例如,图3中的阀机构座305)。当命令电源511接通时,线圈可以被激励并且可能出现电磁场,因此使阀机构从阀座脱离安置并且使得燃料能够被喷射到发动机气缸。停用激励电流可再次导致喷射器关闭。如下面将更详细地阐述,测量第一电路位置512处的电压和测量第二电路位置513 处的电流可以使得能够确定燃料喷射器何时完全打开和完全关闭。
现在转向图5B,示例性图示545以图形方式描绘了致动脉冲(曲线图550)、电流(曲线图552)、燃料喷射气门升程(曲线图554)和喷射到发动机气缸的燃料量(曲线图556)之间的关系。在时间t0处,没有致动电压被供应到燃料喷射器(曲线图550),并且因此也没有供应电流(曲线图552)。因此,阀尚未丝毫打开(0升程,曲线图554),并且没有燃料被喷射到对应的发动机气缸(曲线图556)。
在时间t1处,燃料喷射器被致动(例如,向燃料喷射器供应电压)。然而,在阀机构达到全升程之前需要一段时间。延迟时间(例如,时间 t1与t2之间的时间段)可以取决于多个变量,包括但不限于致动电压、燃料压力、歧管压力、温度、喷射器弹簧力等。t2处的电流中的拐点可以被理解为指示阀机构已达到全升程的时间。因此,可以理解,通过监测电流(例如,图5A中的第二电路位置513处的电流),可以推断关闭时间。如上所述并且将在下面进一步阐述的,打开时间可以是燃料压力的函数,并且因此可以基于电流迹线(其中完全打开对应于电流迹线中的拐点,如时间t2处所示)来推断燃料压力。
喷射器关闭可以观察到的效果与喷射器打开观察到的效果类似。例如,在时间t3处,停止向燃料喷射器供应电压。电流在时间t3至 t4之间相应地减小,并且阀关闭。尽管在该示例性图示545中电流衰减快于阀变得完全关闭,但是在其他示例中,电流可能以与阀关闭更紧密对应的方式衰减。更具体地,当在时间t3处不再致动阀时,线圈中的感应磁场花费一些时间来消散,因此当中断电压供应时阀不会立即关闭。
在经由图5A中描绘的电路类型激励燃料喷射器的情况下,可以理解,受监测电压信号(例如,在图5A中的第一电路位置512处的受监测电压信号)可以用于推断阀何时完全关闭。此外,如上文所讨论,可以使用受监测电流信号(例如,在图5A中的第二电路位置513处的受监测电流信号)推断阀何时完全打开。转向图5C,示例性图示570 以图形方式描绘了可以如何使用电流来推断阀何时完全打开以及可以如何使用电压来推断阀何时完全关闭。因此,图示570示出了气门升程(曲线图580)、电流(曲线图582)和电压(曲线图584)之间的关系。
在时间t0处,可以理解,没有电压(曲线图584)被施加到燃料喷射器,并且因此,不存在气门升程(曲线图580),因为没有电流(曲线图582)提供给燃料喷射器线圈。在时间t1处,施加电压脉冲以致动打开燃料喷射器。在时间t1至t2之间,电流增加,并且在时间t2处,电流迹线中的拐点(参考箭头586)指示阀完全打开。
在时间t3处,中断电压命令。时间t3至t4之间的电压迹线可以被理解为是齐纳二极管(例如,图5A中的齐纳二极管510)的熄灭电压的结果。具体地,当低侧开关(例如,图5A中的低侧功率开关508) 断开时,通过喷射器的线圈的电流崩塌。然而,由于电磁感应,电流中没有阶跃,并且在喷射器上产生负电压。该负电压受齐纳电压限制。对于大于齐纳电压的电压,发生二极管的击穿。在击穿结束之后,不再有电流流过燃料喷射器。保存在线圈中的其余能量被金属芯中的涡流耗散。可以在线圈的端子处观察到感应电压。因此,在时间t4处电压的斜率变化(参考箭头587)指示燃料喷射器完全关闭。可以理解,对于喷射器打开,当阀机构达到燃料喷射器的上止点时,出现电流中的拐点(参考箭头586)。拐点是针速度的快速变化的结果,并且是螺线管的电感的快速变化的结果。对于喷射器关闭,由于螺线管的电感的快速变化,再次出现斜率变化(参考箭头587)。
转向图5D,描绘了示例性图示590,其示出了峰值保持驱动器 (例如,经低阻抗或电流调节的)随时间推移的电流(曲线图591)。具体地,此峰值保持驱动器可以与具有需要更多电流来打开的低电阻线圈的燃料喷射器一起使用。因此,电路中包括开关机构,所述开关机构在喷射器打开之后将电流降低到较低水平。一旦喷射器打开,保持其打开的电流就要少得多。基于图5D,可以理解,时间t1至t2之间的时间范围表示燃料喷射器完全打开时间(参考线592),并且时间t3至 t4之间的时间范围表示喷射器完全关闭时间(参考线593)。如所描绘的,在时间t2至t3之间出现峰值电流,之后在时间t2至t3之间切换到较低水平。
转向图5E,描绘了示例性图示595,其示出了饱和驱动器系统(例如,高阻抗)随时间推移的电流(曲线图596)。具体地,在饱和驱动器系统中使用的喷射器可能需要跨越其线圈的高电阻阀,以使得喷射器能够在低电流水平下操作。基于图5E,可以理解,时间t1至t2之间的时间范围表示燃料喷射器完全打开时间(参考线597),并且时间t3 至t4之间的时间范围表示喷射器完全关闭时间(参考线598)。如所描绘,电流在时间t2至t3之间饱和。
如上面所讨论,本文认识到,燃料喷射器完全打开时间和燃料喷射器完全关闭时间可能受到作用在阀机构(例如,图3中的阀机构303) 上的燃料压力的影响,并且通过使用上文概述的策略(例如,响应于喷射器激活/停用而监测燃料喷射器的电能分布图),可以基于所推断的打开时间确定和关闭时间确定来推断燃料压力。因此,转向图6A,示例性图示600以图形方式描绘了在y轴上的打开时间和在x轴上的燃料压力(参考插图601)。如曲线图605所证明,打开时间随着燃料压力增加而单调增加,并且打开时间随着燃料压力减小而单调减少。因此,本文认识到打开时间确定可以用于推断燃料压力。
转向图6B,示例性图示650以图形方式描绘了在y轴上的关闭时间和在x轴上的燃料压力(参考插图601)。如曲线图655所证明,关闭时间随着燃料压力增加而单调地减少(例如,与较小的燃料压力相比,增加的燃料压力迫使阀机构更快地关闭),并且关闭时间随着燃料压力减小而单调地增加(例如,在较小压力迫使阀机构关闭时,阀机构关闭较慢)。因此,本文认识到关闭时间确定可以用于推断燃料压力。
在一些示例中,可以组合方式使用打开时间和关闭时间两者来推断燃料压力。例如,打开时间确定可以用于推断第一燃料压力,并且关闭时间确定可以用于推断第二燃料压力。例如,可以将第一燃料压力和第二燃料压力一起求平均以得出所确定的燃料压力。
在一些示例中,可以使用针对特定燃料喷射器的任何数量的打开时间确定和/或关闭时间确定来推断燃料压力。例如,为了获得更高置信度的燃料压力确定,可以获得打开时间和/或关闭时间的多个测量值,并且将它们一起求平均以推断燃料压力。
可以理解,对燃料压力的确定可以不限于一个燃料喷射器打开时间和/或关闭时间。例如,在一些示例中,在不脱离本公开的范围的情况下,可以组合使用多个燃料喷射器打开和/或关闭的打开时间和/或关闭时间来推断燃料压力。
在本文中认识到,诸如(除了燃料压力之外,还有)温度和喷射器弹簧力之类的变量可能会影响打开时间确定和关闭时间确定。因此,可以理解,为了从打开时间确定和/或关闭时间确定来推断燃料压力,可能必须补偿另外影响打开时间和/或关闭时间的变量。例如,可以通过在多个燃料压力下校准(例如,离线校准)单独的燃料喷射器来考虑此类变量。例如,校准可以涉及实际测量和/或实验建模方法。通过进行此类校准工作,可以将一个或多个查找表存储在控制器中,所述查找表可以使得控制器能够根据每个单独的燃料喷射器的打开时间确定和/或关闭时间确定来推断燃料压力。可以理解,在一些示例中,电压本身可能会影响特定燃料喷射器的打开时间/关闭时间。然而,本文认识到,可以例如通过将DI喷射器驱动器用于DI和PFI两者来避免电压的影响,因为DI喷射器驱动器可以消除打开/关闭对电池电压的依赖性。
在本文中另外认识到,在一些示例中,可以基于根据打开时间和 /或关闭时间的所推断的压力测量值来推断特定燃料喷射器未按期望或预期起作用(例如,由于堵塞、至少部分地常开故障、常闭故障等)。作为一个示例,特定燃料喷射器打开时间可以反映与由多个(例如,3 个)其他燃料喷射器确定的燃料压力在很大程度上不同(例如,相差大于5%,或相差大于10%)的燃料压力。在此示例中,可以推断出“正确的”燃料压力很可能是经由多个燃料喷射器确定的燃料压力,并且与不同的所报告的燃料压力相关联的特定燃料喷射器可能至少在某种程度上劣化(例如,堵塞、常开故障、常闭故障等)。如下面将进一步详细讨论的,在一些示例中,可以经由如经由燃料轨中的压力传感器监测的压力来证实此确定,或者此确定可以基于泄压点。
现在转向图7,描绘了用于基于如在激活/停用时从燃料喷射器电能分布图推断的燃料喷射器打开时间确定和/或关闭时间确定来推断燃料轨压力的高级示例性方法700。将参考在本文描述并且在图1至图3中示出的系统来描述方法700,但应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下可以将类似方法应用于其他系统。方法700可以由控制器(诸如图1中的控制器12)执行,并且可以作为可执行指令在控制器处存储在非暂时性存储器中。用于执行方法700和本文包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如上文参考图1和图2描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以采用车辆系统致动器,诸如燃料泵(例如,图 2中的燃料泵212)、一个或多个进气道燃料喷射器(例如,图1中的进气道燃料喷射器170)、一个或多个直接燃料喷射器(例如,图1中的直接燃料喷射器166等)来根据下面描绘的方法改变物理世界中的装置的状态。
方法700开始于705,并且包括指示是否满足用于命令打开特定燃料喷射器的条件。关于图7的方法,可以理解,燃料喷射器可以是直接燃料喷射器(例如,图1中的DI 166)或进气道燃料喷射器(例如,图1中的PFI 170)。例如,满足用于命令特定燃料喷射器打开的条件可以包括以下指示:从特定燃料喷射器接收燃料的气缸处于其中请求将燃料输送到气缸的进气冲程或压缩冲程。如果在705处不满足条件,则方法700前进到710,其中可以维持当前喷射器状态。例如,如果喷射器已经打开,则喷射器可以维持在其当前状态。如果喷射器关闭,则喷射器可以维持关闭。然后,方法700可以结束。
返回到705,响应于对满足燃料喷射器打开的条件的指示,方法 700前进到715。在715处,方法700包括命令打开燃料喷射器。命令打开燃料喷射器可以被理解为包括向燃料喷射器供应电压,所述电压在燃料喷射器的线圈(例如,图3中的线圈310)中产生电流。在715 处命令燃料喷射器打开的情况下,方法700前进到720。在720处,方法700包括基于燃料喷射器电路的受监测电能分布图来确定燃料喷射器的打开时间(例如,完全打开时间)。具体地,如上文关于图5A 至图5E所讨论,电流迹线中的拐点(例如参见图5C中的时间t2)可以用于推断燃料喷射器何时完全打开,或者换句话说,气门升程何时处于其最大100%提升能力。因此,阀最初被致动的时间与指示电流迹线中的拐点之前的时间之间的时间可以反映燃料喷射器的打开时间。在720处确定打开时间的情况下,方法700前进到725。在725处,方法700包括将结果存储在控制器中。
前进到730,方法700包括指示是否满足用于命令关闭燃料喷射器的条件。例如,可以在发起命令打开燃料喷射器之前确定用于控制燃料喷射器的脉冲宽度,并且因此所确定的脉冲宽度可以决定在激活燃料喷射器之后何时命令关闭(例如,停用)燃料喷射器。如果在730 处不满足用于燃料喷射器关闭的条件,则燃料喷射器可以维持打开。替代地,响应于满足用于关闭燃料喷射器的条件,方法700前进到 740。在735处,方法700包括通过移除供应到控制燃料喷射器的电路的电压来命令关闭燃料喷射器。换句话说,在735处,方法700包括停用燃料喷射器,使得燃料喷射器关闭。
响应于燃料喷射器的停用,方法700前进到740。在740处,方法700包括基于在燃料喷射器从全开状态转换到全闭状态时出现的喷射器的电能分布图来确定关闭时间。作为一个示例,电能分布图可以与电压相关,如上面关于图5C所讨论的。作为另一个示例,电能分布图可以与电流相关,如上面关于图5D至图5E所讨论的。
在740处确定关闭时间的情况下,方法700前进到745,其中将结果存储在控制器中。在750处,方法700确定是否存在对来自一个或多个其他燃料喷射器的附加数据的请求。例如,如上所述,可能存在以下情况:对任何数量的不同燃料喷射器进行打开时间确定和/或关闭时间确定,使得控制器可以对所推断的打开时间确定和/或关闭时间确定求平均和/或以其他方式进行比较以准确地预测或推断燃料压力。因此,如果在750处存在对来自一个或多个其他燃料喷射器的数据的附加请求,则方法700可以返回到步骤705,其中可以确定是否满足下一个燃料喷射器被命令打开的条件,并且如果是,则方法700 可以再次如上文所讨论地那样进行。
返回到750,响应于仅请求一个燃料喷射器打开时间和/或关闭时间确定的情况,或者响应于已经获取来自预定数量的燃料喷射器的数据的情况,方法700前进到755。在755处,方法700包括基于针对已经获取数据的每个喷射器的测量的打开时间和/或测量的关闭时间来推断燃料轨压力。具体地,如上文关于图6A至图6B所讨论的,可以基于特定燃料喷射器和/或多个燃料喷射器的打开时间确定和/或关闭时间确定来推断燃料压力。对燃料压力的推断可以包括控制器参考一个或多个查找表,所述查找表使得控制器能够基于打开时间确定和/或关闭时间确定来准确地推断燃料压力。
在确定燃料压力的情况下,方法700前进到760,其中方法700 包括使用所推断的燃料轨压力进行脉冲宽度确定,以便如上面关于图 4所讨论的那样控制适当的一个或多个燃料喷射器和/或用于相关诊断,如将在下面关于图8讨论的。然后,方法700可以结束。
因此,如本文所讨论,一种方法可以包括命令经由燃料喷射器将预定量的燃料喷射到发动机的气缸中。响应于所述命令,所述方法可以包括监测与所述燃料喷射器相关联的电能分布图。所述方法可以包括基于所述电能分布图来推断燃料喷射压力,以及基于所述推断的燃料喷射压力来控制后续燃料喷射。
对于此方法,要喷射到所述发动机的所述气缸中的所述燃料可以包含在燃料轨中,其中所述燃料轨可以不包括用于测量所述燃料喷射压力的压力传感器。所述燃料轨可以是低压燃料轨,并且所述燃料喷射器可以是进气道燃料喷射器。替代地,所述燃料轨可以是高压燃料轨,并且所述燃料喷射器可以是直接燃料喷射器。
对于此方法,所述燃料喷射器可以是内开式配置的燃料喷射器。
对于此方法,控制所述后续燃料喷射可以包括基于所述发动机的点火顺序来控制下一次燃料喷射的燃料喷射脉冲宽度。
对于此方法,所述方法还可以包括基于所述电能分布图来确定燃料喷射器完全打开时间,并且可以包括基于所述燃料喷射器完全打开时间来推断所述燃料喷射压力。
对于此方法,所述方法还可以包括基于所述电能分布图来确定燃料喷射器完全关闭时间,以及基于所述燃料喷射器完全关闭时间来推断所述燃料喷射压力。
可以理解,在一些示例中,经由图7的方法推断的燃料压力在燃料轨中不包括压力传感器的情况下可以严格地用于控制单独燃料喷射器的脉冲宽度,所述压力传感器向特定的单独燃料喷射器供应燃料。换句话说,在根据喷射器打开时间确定和/或喷射器关闭时间确定一致地或定期地确定燃料压力的情况下,可以避免依赖于此燃料轨压力传感器。在燃料轨确实包括压力传感器的其他示例中,可以理解,在推断出用于监测燃料轨压力的压力传感器已经劣化的情况下可以依赖于如关于图7的方法所讨论的燃料压力确定来控制燃料喷射器脉冲宽度。
现在转向图8,描绘了用于确定用于监测燃料轨(例如,图2中的第二燃料轨260)中的压力的压力传感器(例如,图2中的第二燃料轨压力传感器258)是否按期望起作用或者被推断为在某种程度上劣化的高级示例性方法800。简而言之,所述方法可以包括基于一个或多个燃料喷射器的打开时间确定和/或关闭时间确定来推断燃料轨压力,然后使用所推断的燃料轨压力作为用于推断所述压力传感器是否表现出劣化功能的相关手段。
方法800可以由控制器(诸如图1中的控制器12)执行,并且可以作为可执行指令在控制器处存储在非暂时性存储器中。用于执行方法 800和本文包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如上文参考图1和图 2描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以采用车辆系统致动器,诸如燃料泵(例如,图2中的燃料泵212)、一个或多个进气道燃料喷射器(例如,图1中的进气道燃料喷射器170)、一个或多个直接燃料喷射器(例如,图1中的直接燃料喷射器166等)来根据下面描绘的方法改变物理世界中的装置的状态。
方法800开始于805并且包括经由图7的方法测量燃料压力。在基于图7的方法来推断燃料压力的情况下,方法800前进到810。在 810处,方法800包括将经由图7的方法确定的推断的燃料压力与经由压力传感器测量的燃料压力进行比较。所测量的燃料压力可以对应于单个压力测量值,或者可以表示预定数量的压力测量值的平均值。所述比较可以由控制器基于存储在非暂时性存储器中的指令来执行。
在815处,方法800包括确定所推断的燃料压力是否与所测量的燃料压力相差超过预定阈值。预定阈值可以表示5%或更大、10%或更大、15%或更大、20%或更大等的差值。例如,如果所推断的燃料压力比所测量的燃料压力大10%以上,则可以推断出所推断的压力与所测量的压力相差超过预定阈值。
如果在815处所推断的燃料压力与所测量的燃料压力相差在预定阈值内,则方法800前进到820。在820处,方法800包括指示用于测量燃料压力的压力传感器按期望或预期起作用。可将结果存储在例如控制器中。前进到825,方法800包括基于来自压力传感器的输出(例如,根据图4的方法)来控制燃料喷射器脉冲宽度。换句话说,在燃料轨中包括压力传感器的车辆系统中,只要压力传感器被推断为按期望或预期起作用,就可以依赖压力传感器来控制燃料喷射器脉冲宽度。然后,方法800可以结束。尽管方法800被描绘为结束,但是可以理解,可以周期性地(例如,定期地、以预定间隔)执行方法800。例如,尽管未明确示出,但是可以理解,可以在自从进行先前压力传感器诊断以来经过预定持续时间、在自从进行先前压力传感器诊断以来行驶了预定英里数之后中的一者或多者之后、响应于压力传感器可能异常操作的指示(例如,发动机迟滞或其他劣化的发动机操作)等来发起方法800。
返回到815,在控制器确定所推断的燃料压力与所测量的燃料压力相差超过预定阈值的情况下,方法800前进到830。在830处,方法800包括指示压力传感器劣化。可将结果存储在例如控制器中。可以理解,为了推断压力传感器劣化(和没有劣化),控制器可能必须能够决定性地确定基于燃料喷射器打开时间确定和/或关闭时间确定推断的压力是准确的,并且不反映例如劣化的燃料喷射器功能的某个方面。作为一个示例,当来自不同燃料喷射器的多个推断的燃料压力确定都一致时,控制器可以确定所推断的燃料压力是准确的。例如,如果确定与四个不同的燃料喷射器相对应的四次不同的燃料压力推断处于燃料压力预期基本上类似(例如,相差小于5%,相差小于2%,相差小于1%)的情况下,则控制器可以确定所推断的燃料压力准确地反映燃料压力。在不脱离本公开的范围的情况下,可以使用更多或更少数量的推断的压力测量。
响应于对压力传感器劣化的指示,方法800前进到835。在835 处,方法800包括基于所推断的压力来控制燃料喷射器脉冲宽度,其中如先前所讨论的,基于一个或多个单独的燃料喷射器的打开时间确定和/或关闭时间确定来确定所推断的压力。换句话说,因为压力传感器被指示为劣化,所以随后替代地可以依赖于用于推断燃料压力的方法来进行燃料喷射器脉冲宽度确定,以便根据上面讨论的图4的方法来控制燃料喷射。
可以理解,关于图8讨论的方法可以应用于监测向PFI供应燃料的燃料轨中的压力的压力传感器和/或应用于监测向DI供应燃料的不同燃料轨中的压力的不同压力传感器。例如,针对向PFI供应燃料的燃料轨可以经由图7的方法来推断压力,使得监测向PFI供应燃料的燃料轨中的燃料压力的压力传感器可以根据图8的方法来诊断。在另一个示例中,针对向DI供应燃料的燃料轨可以经由图7的方法来推断压力,使得监测向DI供应燃料的燃料轨中的燃料压力的压力传感器可以根据图8的方法来诊断。
因此,如本文所讨论,一种方法可以包括命令燃料喷射器将燃料轨中所包含的预定量的燃料输送到发动机的气缸。所述方法还可以包括确定从所述燃料喷射器被致动打开至所述燃料喷射器完全打开的第一持续时间和/或确定从所述燃料喷射器被致动关闭至所述燃料喷射器完全关闭的第二持续时间。所述方法还可以包括基于所述第一持续时间和/或所述第二持续时间来指示与压力传感器相关联的劣化的存在或不存在,所述压力传感器确定所述燃料轨中的测量的燃料喷射压力。
对于此方法,所述方法还可以包括:基于所述第一持续时间和/或所述第二持续时间来确定推断的燃料喷射压力;当所述推断的燃料喷射压力在所述测量的燃料喷射压力的预定阈值内时,指示所述压力传感器不存在劣化;以及当所述推断的燃料喷射压力不在所述测量的燃料喷射压力的所述预定阈值内时,指示所述压力传感器存在劣化。在此示例中,所述方法还可以包括响应于不存在与所述压力传感器相关联的劣化的指示而基于所述测量的燃料喷射压力来控制燃料喷射参数;以及响应于存在与所述压力传感器相关联的劣化的指示而基于所述推断的燃料喷射压力来控制所述燃料喷射参数。
对于此方法,可以分别响应于致动打开所述燃料喷射器和致动关闭所述燃料喷射器而基于与所述燃料喷射器相关联的受监测电能分布图来推断所述第一持续时间和所述第二持续时间。
对于此方法,所述燃料轨可以是高压燃料轨或低压燃料轨,并且所述燃料喷射器可以分别是直接燃料喷射器或进气道燃料喷射器。
如上所述,在具有基于打开时间确定和/或关闭时间确定来推断燃料压力的能力的情况下,其中所述打开时间确定和/或关闭时间确定是基于燃料喷射器激活/停用的电能分布图,可以避免依赖于包括脉冲式提升泵(例如,图2中的燃料泵212)的燃料系统的一个或多个燃料轨压力传感器。在此示例中,将所推断的燃料压力与建模的压力相关可以使得能够确定整个燃料系统的特定方面是否劣化。
转向图9,高级示例性方法900描绘了用于将所推断的燃料压力测量值与建模的燃料压力相关以推断燃料系统劣化的存在/不存在的方法。方法900涉及评估每个气缸双燃料轨系统的单个燃料双喷射器中的进气道燃料喷射器。具体地,高压燃料轨(例如,图2中的第一燃料轨250)和低压燃料轨(例如,图2中的第二燃料轨260)两者中的燃料轨压力可以升高到预定水平,在所述预定水平下,可以暂停泵送,并且可以经由PFI将燃料喷射到单个气缸中以便检测低压轨中由于喷射而导致的压力降。发动机的其他气缸可以继续由它们的相应DI 加燃料,并且可以一次使用一个进气道喷射器来执行诊断,由此维持发动机效率。可以顺序地诊断每个进气道喷射器。可以理解,可以执行图9的诊断程序以一次诊断单个气缸(如图所示)或一次诊断一排气缸。
方法900可以由控制器(诸如图1中的控制器12)执行,并且可以作为可执行指令在控制器处存储在非暂时性存储器中。用于执行方法 900和本文包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如上文参考图1和图 2描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以采用车辆系统致动器,诸如提升泵(例如,图2中的燃料泵212)、一个或多个进气道燃料喷射器(例如,图1中的进气道燃料喷射器170)、一个或多个直接燃料喷射器(例如,图1中的直接燃料喷射器166)、高压燃料泵(例如,图 2中的燃料泵214)等来根据下面描绘的方法改变物理世界中的装置的状态。
方法900开始于905,并且包括指示是否满足用于将所推断的燃料压力与建模的燃料压力相关的条件。在自从上次进行所述相关性方法以来行驶预了定英里数、在自从上次进行所述相关性方法以来经过预定持续时间之后中的一者或多者之后、响应于对可能存在燃料系统劣化的指示(例如,对发动机迟滞、失速、发动机喘振等的指示)等,可以满足此类相关性方法的条件。如果在905处指示不满足条件,则方法900前进到910,其中维持当前工况。例如,可以在不进行图9 的诊断方法的情况下维持当前燃料喷射计划。然后,方法900可以结束。
返回到905,响应于指示满足用于进行图9的诊断方法的条件,方法900可以前进到915。在915处,方法900包括选择特定发动机气缸进行燃料喷射器诊断。特定气缸和燃料喷射器对可以根据预定顺序来选择,或者可以基于特定气缸的燃料喷射可能存在某个问题的某种指示(例如,失火)来选择。
在选择了气缸和燃料喷射器对的情况下,方法900前进到920。在920处,方法900包括操作提升泵(例如,图2中的泵212)以将低压燃料轨(例如,图2中的第二燃料轨260)中的压力升高到第一阈值压力(例如,最大压力或泄压点)。例如,可以控制提升泵,使得低压燃料轨内的燃料压力处于第一阈值压力。
前进到925,可以操作高压泵(例如,图2中的HPP 214)以将高压燃料轨内的压力增加到第二阈值压力。如所讨论的,DI可以在比 PFI更高的压力下操作。因此,第二阈值压力可以高于第一阈值压力。通过在校准事件之前升高整个燃料系统中的压力,足够的燃料可用于通过喷射器进行正确计量并且进行多次喷射事件。
因此,与其中由于柔性导管而在低压燃料轨中对燃料加压的提升泵系统不同,高压泵系统是刚性的。这是因为高压系统中的燃料压力存储是由于燃料的体积模量而引起的。因此,通过将高压燃料轨中的压力升高到足够高的压力(例如,处于最大允许水平或高于阈值压力),即使在直接喷射器向发动机供应燃料时,也可以瞬时关闭高压泵。由于进气道喷射器诊断需要禁用提升泵,并且由于提升泵提升燃料以通过对高压燃料轨进行充分加压来供高压泵进行进一步加压,因此高压泵和提升泵都可以在进气道喷射器诊断期间禁用,而不影响经由直接喷射器进行的发动机燃料输送。
前进到930,方法900包括同时或顺序地停用提升泵和高压泵(例如,首先停用提升泵,然后停用高压泵)。因此,第一燃料量可以存在于低压燃料轨内,并且第二燃料量可以存在于高压燃料轨内。在暂停燃料泵送之后,在935处,方法900包括经由直接喷射器将燃料喷射到未被选择用于进行喷射器诊断的气缸。替代地,在940处,方法900 包括在满足用于向选定气缸提供燃料的条件时经由与选定气缸相对应的进气道燃料喷射器喷射燃料达预定喷射次数。满足用于经由进气道燃料喷射向选定气缸提供燃料(以及经由直接喷射向其余气缸提供燃料)的条件可以例如基于发动机的点火顺序。
前进到945,方法900包括基于上面在图7中针对向选定气缸进行每次燃料喷射讨论的方法来推断低压燃料轨中的燃料压力。换句话说,可以依赖于上面讨论的一个或多个电能分布图来推断燃料喷射器打开时间和/或关闭时间,其中打开时间确定和/或关闭时间确定进而可以用于如所讨论的那样推断燃料压力。例如,可以预先选择对选定气缸的喷射次数,并且所述喷射次数可以是期望多少数据点来将所推断的燃料压力变化与建模的燃料压力变化相关的函数。
前进到950,方法900包括确定是否已经完成预定次数的喷射。如果否,则方法900返回到940,其中继续向选定气缸进行一次或多次燃料喷射。替代地,响应于已经完成预定次数的喷射的指示,方法 900前进到955。在955处,方法900包括将每次喷射时推断的燃料压力的结果存储在控制器中。可以理解,每次喷射时推断的燃料压力可以对应于压力降,因为可以预期每次燃料喷射都会进一步降低对应的低压燃料轨中的压力。继续到960,方法900包括任选地针对控制器请求诊断的任何另外的燃料喷射器重复步骤915至955。如所讨论的,可以类似地将针对每个燃料喷射器获取的数据点存储在控制器中。
前进到965,方法900包括将与每个单独的燃料喷射器/选定的气缸对的数据点相对应的所确定的压力变化与建模的压力变化进行比较。可以理解,建模的压力变化可以是在给定特定燃料喷射器脉冲宽度、预定喷射次数、初始燃料轨压力和其他变量(包括但不限于燃料轨中的燃料温度)的情况下燃料轨中的预期压力变化。
前进到970,方法900包括基于所确定的压力变化与建模的压力变化的比较来推断劣化的存在或不存在。例如,如果所确定的压力变化相差超过预定阈值差(例如,相差大于5%,相差大于10%,相差大于15%,相差大于20%等),则可以确定存在劣化。在一些示例中,可以确定劣化是由于特定燃料喷射器的劣化引起的,如上面关于图 11A所讨论的。在其他示例中,劣化可以被确定为是不同类型(例如,与PFI燃料轨等相关联的泄压机构,例如,图2中的泄压阀242)或其他止回阀(例如,图2中的阀244)的劣化,如下面将关于图11B所讨论的。替代地,如果所确定的压力变化在建模的压力变化的预定阈值差内,则可以确定与PFI相关联的元件部分正在按期望或预期起作用。无论是推断出劣化的存在还是不存在,都可以将结果存储在控制器中。
前进到975,方法900包括更新操作参数。在970处指示不存在劣化的情况下,方法900可以包括在975处更新用于进行图9的诊断程序的计划。例如,基于通过结果,可以针对未来时间(或者在自从当前进行的诊断以来已经行驶了特定英里数之后)安排另一次诊断程序。
替代地,在970处指示存在劣化的情况下,方法900可以包括在 975处响应于劣化而采取缓解动作。作为一个示例,缓解动作可以包括命令提升泵将燃料轨压力驱动到其已知的泄压点以用于PFI的未来燃料喷射程序。另外或替代地,缓解动作可以包括在控制器中设置标志和/或在车辆仪表板中设置故障指示器以警告车辆操作员维修车辆的请求。在确定特定燃料喷射器本身表现出劣化功能操作的情况下,则在一些示例中,可以相应地调整所述特定喷射器的燃料喷射脉冲宽度以补偿所确定的劣化功能。在确定特定燃料喷射器表现出劣化功能的其他示例中,缓解动作可以包括在可能的情况下避免使用所述喷射器,例如经由直接燃料喷射进行补偿。然后,方法900可以结束。
转向图10A至图10B,图10A描绘了与图9的方法相对应的示例性映射图1000,其示出了在y轴上绘制的燃料喷射正时和在x轴上绘制的气缸编号。所描绘的示例是针对四缸发动机,其中每个气缸包括直接喷射器和进气道喷射器。顶部曲线图1002表示直接喷射器的点火序列,并且经由直接喷射器进行的燃料喷射的每个部分由虚线框描绘。图10A的底部曲线图1004表示进气道喷射器的点火序列,并且进气道喷射的燃料的每个部分被示出为对角条纹框。线1003表示与图10B的映射图1010的时间t1相对应的进气道喷射器校准序列的开始。线1005表示与图10B的映射图1010的时间t2相对应的正时。曲线图1012示出了在校准期间进气道喷射器向单个气缸加添燃料时低压燃料轨(例如,图2中的第二燃料轨260)内的燃料轨压力的变化。曲线图1014描绘了在多个直接喷射器为其余三个气缸加燃料时高压燃料轨(例如,图2中的第一燃料轨250)内的燃料轨压力的变化。
在图10A中由线1003表示的时间t1之前,在图9中的校准过程未进行时的发动机操作期间,可以经由PFI和DI两者向发动机的每个气缸提供燃料,并且可以将两个燃料轨中的燃料压力维持在初始操作压力。在线1003处,基于满足用于进行图9的校准诊断的条件,进气道喷射器校准序列可以针对向气缸1提供燃料的进气道喷射器开始。在校准事件期间,气缸1可以排他地接收进气道喷射的燃料,而气缸2、3和4可以接收直接喷射的燃料。
如由图10B的映射图1010所示,在时间t1处的校准事件开始之前,燃料轨压力可以增加到两个燃料轨中的每一者中的阈值水平。联接到进气道喷射器的低压燃料轨中的压力可以从初始水平PI_pi增加到上限阈值水平PI_Po。类似地,联接到直接喷射器的高压燃料轨中的压力可以从初始DI_pi上升到阈值水平DI_Po。高压燃料轨中的阈值压力DI_Po高于低压燃料轨中的阈值压力PI_Po。在将两个燃料轨加压到其相应的上限阈值之后,暂停所有燃料泵送,直到给定进气道喷射器的校准事件完成(或禁用)。例如,如果高压燃料轨中的燃料压力下降到低于预定最小压力阈值,则可以禁用校准事件。预定最小压力阈值可以是DI燃料喷射受损时的燃料压力。例如,这可能发生,因为在校准期间针对每次进气道燃料喷射发生多次直接燃料喷射。因此,在高压燃料轨中的燃料下降到低于预定最小压力阈值的情况下,可以禁用校准诊断。
在每次喷射之后,燃料轨中的每一者中的压力可能经历如图10B 所示的下降。可以经由上面在图7中讨论的方法来确定每次喷射的压力。进气道喷射器性能可以通过将每次喷射后的压力降与建模的或预期压力降相关来评估。例如,在时间t2处,在经由进气道燃料喷射器喷射之后的燃料轨压力降(在映射图1000上的线1005处表示)可以被计算为P1(喷射事件之前的压力)与P2(所述喷射事件之后的压力)之间的差值。
如上面关于图9的方法所讨论,在一些示例中,可以通过针对每个单独的PFI/气缸对简单地重复图9的方法来诊断一个以上的PFI。转向图11A,描绘了示例性图示1100,其示出了在图9的诊断方法 (如图10A至图10B中所示)期间作为四缸发动机的每个PFI的时间的函数的低压燃料轨(例如,图2中的第二燃料轨260)中的压力。曲线图1105表示与气缸1相对应的第一PFI,曲线图1106表示与气缸 2相对应的第二PFI,曲线图1107表示与气缸3相对应的第三PFI,并且曲线图1108表示与气缸4相对应的第四PFI。曲线图1110表示作为发动机气缸中的每一者的时间的函数的建模的或预期压力。线 1112表示用于指示燃料系统劣化的存在或不存在的预定阈值。
如图11A所示,当燃料经由单独PFI喷射到其相应的气缸时,低压燃料轨中的压力随时间推移稳定地下降。可以理解,在该示例中“时间”是相对的,因为对每个PFI的诊断不是同时进行的,而是顺序地进行的。此外,曲线图可以被理解为表示对与每个单独PFI相对应的单独测量的压力降的拟合。
曲线图1105、1106和1107中的每一者被示出为在建模的或预期压力降(曲线图1110)的预定阈值(线1112)内,而曲线图1108被示出为在建模的或预期压力降的预定阈值之外。在该示例性图示中,与已经通过图9的诊断程序的其余PFI相比,第四PFI的压力降随时间推移变化得更快(曲线图1108)。因此,在此示例中,控制器可以推断出存在与第四PFI喷射器相关联的劣化功能操作,而其余PFI喷射器被推断为按期望或预期起作用。更具体地,由于与其余PFI相比第四PFI 与更快的压力下降相关联的事实,控制器可以推断出第四PFI卡在至少部分打开位置,由此使PFI呈现在每次燃料喷射时打开超过预期时间段。尽管未明确示出,但是在其中异常PFI被确定为具有比预期更慢(并且比其余PFI更慢)的压力降的另一个示例中,控制器可以推断出异常PFI可能处于常闭故障,由此使PFI呈现在每次燃料喷射时关闭超过预期时间段。
例如,在依赖于打开时间确定和关闭时间确定两者来推断燃料压力并且燃料喷射器处于常开故障的情况下,打开时间可以是预期的,但是关闭时间可能较长(由于喷射器处于常开故障)。可以将较长的关闭时间推断为较低压力,因为在较低压力的情况下,阀可以更慢地关闭。替代地,在燃料喷射器处于常闭故障的情况下,打开时间可能较长(由于阀处于常闭故障),这可以被推断为更大压力,而关闭时间可以是预期的。在燃料喷射器处于常开故障的情况下,因此控制器可以通过对打开时间测量值和关闭时间测量值求平均来推断低于实际压力,而对于燃料喷射器处于常闭故障的情况,控制器因此可以通过对打开时间测量值和关闭时间测量值求平均来推断高于实际压力。
转向图11B,描绘了示例性图示1150,其示出了在图9的诊断方法(如图10A至图10B中所示)期间作为四缸发动机的每个PFI的时间的函数的低压燃料轨(例如,图2中的第二燃料轨260)中的压力。曲线图1155表示与气缸1相对应的第一PFI,曲线图1156表示与气缸2相对应的第二PFI,曲线图1157表示与气缸3相对应的第三PFI,并且曲线图1158表示与气缸4相对应的第四PFI。曲线图1160表示作为单独喷射器中的每一者的时间的函数的建模的或预期压力降。线 1162表示用于指示劣化的存在或不存在的预定阈值。
如图11B所示,当燃料经由单独PFI喷射到其相应的气缸时,低压燃料轨中的压力随时间推移稳定地下降。类似于上文讨论的,在该示例中“时间”是相对的,因为对每个PFI的诊断不是同时进行的,而是顺序地进行的。此外,曲线图可以被理解为表示对与每个单独PFI 相对应的单独测量的压力降的拟合。
曲线图1155至1158中没有一个被确定为在建模的或预期压力降 (曲线图1160)的预定阈值(线1162)内。在此示例中,可能不太可能所有PFI都表现出劣化,而是可能指示更一般的燃料系统劣化。换句话说,泄压机构(例如,图2中的泄压阀242)可能存在问题,止回阀(例如,图2中的止回阀244)可能存在问题等。
图10A至图10B的映射图和图11A至图11B的对应曲线图与图 9的方法有关,其中单独地(例如,顺序地)诊断单独PFI。然而,本文认识到,在另一个示例中,可能有机会以更快速方式推断是否可能存在燃料系统劣化,其中如果此快速诊断指示很可能不存在燃料系统劣化,则可以避免使用图9的诊断,直到推断出可能或预期燃料系统劣化的存在。因此,转向图12,高级示例性方法1200描绘了用于将所推断的燃料压力测量值与建模的燃料压力相关以推断燃料系统劣化的存在/不存在的替代方法。类似于图9的方法,方法1200涉及评估每个气缸双燃料轨系统的单个燃料双喷射器中的进气道燃料喷射器。具体地,高压燃料轨(例如,图2中的第一燃料轨250)和低压燃料轨 (例如,图2中的第二燃料轨260)两者中的燃料轨压力可以升高到预定水平,在所述预定水平下,可以暂停泵送,并且可以经由PFI将燃料喷射到多个气缸中的每一者以便检测向PFI供应燃料的燃料轨中的压力降。尽管每个气缸从进气道燃料喷射接收燃料,但是每个气缸可以另外经由直接喷射接收燃料。通过这种方式,可以如下方式进行图9的诊断:与上文关于图9至11B所讨论的相比,减少得出燃料系统劣化的结论所花费的时间量。
方法1200可以由控制器(诸如图1中的控制器12)执行,并且可以作为可执行指令在控制器处存储在非暂时性存储器中。用于执行方法1200和本文包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如上文参考图1 和图2描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以采用车辆系统致动器,诸如提升泵(例如,图2中的燃料泵212)、一个或多个进气道燃料喷射器(例如,图1中的进气道燃料喷射器170)、一个或多个直接燃料喷射器(例如,图1中的直接燃料喷射器166)、高压燃料泵(例如,图2中的燃料泵214)等来根据下面描绘的方法改变物理世界中的装置的状态。
方法1200开始于1205,并且包括指示是否满足用于将所推断的燃料压力与建模的燃料压力相关的条件。在自从上次进行所述相关性方法以来行驶了预定英里数、在自从上次进行所述相关性方法以来经过预定持续时间之后中的一者或多者之后、响应于对可能存在燃料系统劣化的指示(例如,对发动机迟滞、失速、发动机喘振等的指示)等,可以满足此类相关性方法的条件。如果在1205处指示不满足条件,则方法1200前进到1210,其中维持当前工况。例如,可以在不进行图12的诊断方法的情况下维持当前燃料喷射计划。然后,方法1200 可以结束。
返回到1205,响应于指示满足用于进行图12的诊断方法的条件,方法1200可以前进到1215。在1215处,方法1200包括操作提升泵以将低压燃料轨中的压力升高到第一阈值压力(例如,最大压力或泄压点),并且还可以包括操作较高压力泵以将高压燃料轨中的压力增加到第二阈值压力,方式与上文关于图9中的步骤920和925所讨论的方式类似。
前进到1220,方法1200包括以与上文在图9的步骤930处讨论的方式类似的方式(例如,同时地或顺序地)停用提升泵和高压泵。在泵停用的情况下,所述方法包括响应于满足用于经由直接喷射器和进气道燃料喷射器两者将燃料喷射到它们相应的发动机气缸的条件(例如,基于发动机点火顺序)而这么做。换句话说,与图9的方法(其中选择一个气缸用于进气道燃料喷射,而其余气缸接收直接燃料喷射) 不同,图12的方法包括维持向发动机气缸中的每一者的进气道燃料喷射和直接燃料喷射两者。
前进到1225,方法1200包括在针对每个PFI的每个进气道燃料喷射时经由图7的方法推断低压燃料轨中的燃料压力。具体地,在点火顺序为1、4、3、2的情况下,可以理解,可以响应于对气缸1的燃料喷射、然后响应于对气缸4的燃料喷射、然后响应于对气缸3的燃料喷射、然后响应于对气缸2的燃料喷射等等来推断低压燃料轨中的压力。换句话说,由如上面在图7处讨论的电能分布图推断的打开时间确定和/或关闭时间确定可以实现在每次进气道燃料喷射时的低压燃料轨压力确定。
前进到1230,方法1200包括将所推断的压力结果存储在控制器中。在1235处,方法1200包括确定是否已经进行预定总次数的喷射。可能期望确保每个气缸接收相同次数的燃料喷射,并且因此在一些示例中,预定喷射总次数可以是4的倍数(对于四缸发动机)。例如,对于四缸发动机,预定喷射次数可以是8次、12次、16次、20次等。
如果在1235处尚未满足预定喷射次数,则方法1200如上文所讨论的那样继续将燃料喷射到气缸。替代地,响应于已经进行预定次数的喷射,方法1200前进到1240。在1240处,方法1200包括处理数据。在一些示例中,处理数据可以包括推断与随时间变化的低压燃料轨的压力降数据的拟合相对应的斜率,如将在图14A至图14B更详细地阐述的。
在步骤1245处,可以将处理后的数据与建模的或预期压力变化进行比较。此比较的细节将在图14A至图14B中更详细地讨论。基于所述比较,可以确定劣化的存在或不存在。在1255处,方法1200 可以包括基于确定劣化的存在或不存在来更新操作参数。例如,类似于上面关于图9所讨论的,响应于不存在劣化,可以更新用于进行图 12的校准方法的计划。替代地,响应于对劣化的指示,可以在控制器中设置标志和/或可以在车辆仪表板中点亮MIL以便通知车辆操作员维修车辆的请求。在指示劣化的一些示例中,控制器可以安排诊断以推断劣化来源,这可以包括安排上面关于图9讨论的诊断。在指示燃料系统劣化的一些示例中,在可能的情况下,控制器可以命令动力传动系统优先以电动操作模式操作,以避免进一步使用劣化的燃料系统。然后,方法1200可以结束。
现在转向图13A至图13B,图13A描绘了与图12的方法相对应的示例性映射图1300,其示出了在y轴上绘制的燃料喷射正时和在x 轴上绘制的气缸编号。类似于图10A,所描绘的示例是针对四缸发动机,其中每个气缸包括直接喷射器和进气道喷射器。顶部曲线图1302 表示直接喷射器的点火序列,并且经由直接喷射器进行的燃料喷射的每个部分由虚线框描绘。图13A的底部曲线图1304表示进气道喷射器的点火序列,并且进气道喷射的燃料的每个部分被示出为对角条纹框。线1303表示与图13B的映射图1310的时间t1相对应的进气道校准序列的开始。线1305表示与图13B的映射图1310的时间t2相对应的正时。曲线图1312示出了在校准程序期间进气道喷射器向每个气缸加添燃料时低压燃料轨(例如,图2中的第二燃料轨260)内的燃料轨压力的变化。曲线图1314描绘了在校准程序期间经由直接喷射将燃料喷射到发动机气缸时高压燃料轨(例如,图2中的第一燃料轨250)内的燃料轨压力的变化。
在图13A中由线1303表示的时间t1之前,在图12中的校准过程未进行的发动机操作期间,可以经由PFI和DI两者向发动机的每个气缸提供燃料,并且可以(例如,经由控制图2中的脉冲式提升泵 212的操作)将两个燃料轨中的燃料压力维持在初始操作压力。在线1303处,基于满足用于进行图12的校准诊断的条件,进气道喷射器校准序列可以针对进气道燃料喷射器而开始。与图9的程序相对,图 12的程序允许每个发动机气缸经由进气道喷射和直接喷射两者接收燃料。
如由图13B的映射图1310所示,在时间t1处的校准事件开始之前,燃料轨压力可以增加到两个燃料轨中的每一者中的阈值水平。联接到进气道喷射器的低压燃料轨中的压力可以从初始水平PI_Pi增加到上限阈值水平PI_Po。类似地,联接到直接喷射器的高压燃料轨中的压力可以从初始DI_Pi上升到阈值水平DI_Po。高压燃料轨中的阈值压力DI_Po高于低压燃料轨中的阈值压力PI_Po。在将两个燃料轨加压到其相应的上限阈值之后,暂停所有燃料泵送,直到给定进气道喷射器的校准事件完成(或禁用)。例如,如果高压燃料轨中的燃料压力下降到低于预定最小压力阈值,则可以禁用校准事件。预定最小压力阈值可以是DI燃料喷射受损时的燃料压力。
在每次喷射之后,燃料轨中的每一者中的压力可能经历如图13B 所示的下降。可以经由上面在图7中讨论的方法来确定每次喷射的压力。进气道喷射器性能可以通过将每次喷射后的压力降与建模的或预期压力降相关来评估。例如,在时间t2处,在经由进气道燃料喷射器喷射之后的燃料轨压力降(在映射图1000上的线1005处表示)可以被计算为P1(喷射事件之前的压力)与P2(所述喷射事件之后的压力)之间的差值。
图14A至图14B说明性地描绘了可以经由图12的方法获得的各种数据。具体地,图14A描绘了示例性图示1400,其示出了其中燃料轨(例如,图2中的低压燃料轨260)的随时间推移的压力变化(如经由上文关于图7讨论的打开时间确定和/或关闭时间确定所推断的)被指示为与随时间推移的建模的压力变化相关(例如,在其预定阈值内) 的示例。因此,曲线图1403描绘了所推断的压力降,并且曲线图1405 描绘了建模的压力降。预定阈值由线1406表示。如图所示,基于发动机点火顺序(例如,1-4-3-2)在每个燃料喷射器的每个燃料喷射器打开/关闭事件处推断压力。如上文所讨论,可以获得预定数量的推断的压力确定,这可以使得能够快速评估燃料系统中是否可能存在劣化。在图14A的示例性图示中,因为随时间推移的所推断的压力变化在建模的压力变化的预定阈值内,所以可以理解,控制器可以推断不存在燃料系统劣化。
替代地,图14B中的示例性图示1450描绘了随时间推移的所推断的压力变化与建模的压力变化不相关的情况。具体地,曲线图1453 描绘了燃料轨(例如,图2中的低压燃料轨260)的随时间推移的所推断的压力变化(如经由上文关于图7讨论的打开时间确定和/或关闭时间确定所推断的)。曲线图1455描绘了随时间推移的建模的压力变化。预定阈值由线1456表示。在示例性图示1450中,因为随时间推移的所推断的压力变化不在随时间推移的建模的压力变化的预定阈值内,所以可以理解,控制器可以推断可能存在燃料系统劣化源。劣化可以源自燃料喷射器本身中的一者或多者(例如,常开故障或常闭故障),或者可能与另一劣化源或类型(例如,泄压机构劣化、止回阀劣化等) 有关。因此,在其中进行图12的方法并且所返回的数据类型具有与图14B所描绘的本质类似的本质的情况下,随后控制器可以安排与上面在图9讨论的后续测试类似的后续测试,以便更好地理解可能发生的导致所推断的压力变化与建模的压力变化不相关的特定类型的燃料系统劣化。
通过这种方式,可以基于单独燃料喷射器的操作来确定燃料喷射压力。具体地,可以基于针对燃料喷射器激活/停用的受监测电能分布图来推断与单独的内开式燃料喷射器的打开时间和关闭时间有关的信息,并且打开时间确定和/或关闭时间确定可以用于推断燃料喷射压力。因此,当依赖于燃料喷射器向发动机气缸提供燃料时,可以基于单独燃料喷射器的电能分布图来连续地更新燃料喷射压力。
基于单独燃料喷射器的操作来推断燃料喷射压力的技术效果在于,在一些示例中,可以避免依赖于对应的燃料轨压力传感器,这可以降低车辆燃料系统的成本和复杂性。例如,特定的技术效果是,包括进气道燃料喷射器和经由脉冲式提升泵接收燃料的低压燃料轨的燃料系统可以在没有专用燃料轨压力传感器的情况下操作。在其他示例中,基于单独燃料喷射器的操作来推断燃料喷射压力的技术效果是,可以使用所推断的燃料喷射压力来确定燃料轨压力传感器是按期望或预期起作用还是表现出劣化功能。
本文讨论的系统和方法可以实现一种或多种系统和一种或多种方法。在一个示例中,一种方法包括:命令经由燃料喷射器将预定量的燃料喷射到发动机的气缸中;响应于所述命令,监测与所述燃料喷射器相关联的电能分布图;基于所述电能分布图来推断燃料喷射压力;以及基于所述推断的燃料喷射压力来控制后续燃料喷射。在所述方法的第一示例中,所述方法还包括其中要喷射到所述发动机的所述气缸中的所述燃料包含在燃料轨中;并且其中所述燃料轨不包括用于测量所述燃料喷射压力的压力传感器。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括其中所述燃料轨是低压燃料轨;并且其中所述燃料喷射器是进气道燃料喷射器。所述方法的第三示例任选地包括所述第一至第二示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述燃料轨是高压燃料轨;并且其中所述燃料喷射器是直接燃料喷射器。所述方法的第四示例任选地包括所述第一至第三示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述燃料喷射器是内开式配置的燃料喷射器。所述方法的第五示例任选地包括所述第一至第四示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中控制所述后续燃料喷射包括基于所述发动机的点火顺序来控制下一次燃料喷射的燃料喷射脉冲宽度。所述方法的第六示例任选地包括所述第一至第五示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括基于所述电能分布图来确定燃料喷射器完全打开时间;以及基于所述燃料喷射器完全打开时间来推断所述燃料喷射压力。所述方法的第七示例任选地包括所述第一至第六示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括基于所述电能分布图来确定燃料喷射器完全关闭时间;以及基于所述燃料喷射器完全关闭时间来推断所述燃料喷射压力。
一种方法的另一个示例包括:命令燃料喷射器将包含在燃料轨中的预定量的燃料输送到发动机的气缸;确定从所述燃料喷射器被致动打开至所述燃料喷射器完全打开的第一持续时间和/或确定从所述燃料喷射器被致动关闭至所述燃料喷射器完全关闭的第二持续时间;以及基于所述第一持续时间和/或所述第二持续时间来指示与压力传感器相关联的劣化的存在或不存在,所述压力传感器确定所述燃料轨中的所测量的燃料喷射压力。在所述方法的第一示例中,所述方法还包括:基于所述第一持续时间和/或所述第二持续时间来确定推断的燃料喷射压力;当所述推断的燃料喷射压力在所述测量的燃料喷射压力的预定阈值内时,指示所述压力传感器不存在劣化;以及当所述推断的燃料喷射压力不在所述测量的燃料喷射压力的所述预定阈值内时,指示所述压力传感器存在劣化。所述方法的第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括:响应于不存在与所述压力传感器相关联的劣化的指示而基于所述测量的燃料喷射压力来控制燃料喷射参数;以及响应于存在与所述压力传感器相关联的劣化的指示而基于所述推断的燃料喷射压力来控制所述燃料喷射参数。所述方法的第三示例任选地包括所述第一至第二示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中分别响应于致动打开所述燃料喷射器和致动关闭所述燃料喷射器而基于与所述燃料喷射器相关联的受监测电能分布图来推断所述第一持续时间和所述第二持续时间。所述方法的第四示例任选地包括所述第一至第三示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述燃料轨是高压燃料轨或低压燃料轨;并且其中所述燃料喷射器分别是直接燃料喷射器或进气道燃料喷射器。
一种用于车辆的系统的示例包括:燃料系统,所述燃料系统包括脉冲式提升泵,所述脉冲式提升泵将燃料从燃料箱供应到低压燃料轨;一组进气道燃料喷射器,所述一组进气道燃料喷射器将燃料从所述低压燃料轨供应到发动机的一组气缸;以及控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器:命令经由所述一组进气道燃料喷射器中的进气道燃料喷射器将预定量的所述燃料喷射到所述一组气缸中的气缸中;基于进气道燃料喷射器完全打开时间和/或燃料喷射器完全关闭时间来确定所述燃料轨中的所述燃料的燃料喷射压力;以及基于所述燃料喷射压力来控制对另一个发动机气缸的后续燃料喷射的燃料喷射脉冲宽度。在所述系统的第一示例中,所述系统还包括其中所述一组进气道燃料喷射器是内开式燃料喷射器,所述内开式燃料喷射器包括阀机构,所述阀机构的打开速率和关闭速率是所述燃料喷射压力的函数。所述系统的第二示例任选地包括所述第一示例,并且还包括其中所述低压燃料轨不包括压力传感器。所述系统的第三示例任选地包括所述第一至第二示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述控制器存储另外的指令以在所述发动机以燃烧模式操作时基于每个燃料喷射器完全打开时间和/或每个燃料喷射器完全关闭时间来连续地更新所述燃料喷射压力。所述系统的第四示例任选地包括所述第一至第三示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述控制器存储另外的指令以基于分别与所述燃料喷射器的激活和/或停用相对应的受监测电能分布图来推断所述进气道燃料喷射器完全打开时间和/或所述燃料喷射器完全关闭时间。所述系统的第五示例任选地包括所述第一至第四示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述燃料轨包括压力传感器;并且其中所述控制器存储另外的指令以响应于所述燃料喷射压力与由所述压力传感器指示的受监测燃料喷射压力相差超过预定阈值而指示所述压力传感器劣化;并且响应于所述压力传感器被指示为劣化而基于所述燃料喷射压力来控制对另一个气缸的所述后续燃料喷射的所述燃料喷射脉冲宽度。所述系统的第六示例任选地包括所述第一至第五示例中的任何一者或多者或每一者,并且还包括其中所述进气道燃料喷射器完全打开时间独立于供应到所述进气道燃料喷射器的电压。
在另一种表示中,一种方法包括:推断在与向车辆的发动机供应燃料的多个燃料喷射器的激活和停用相对应的第一时间内燃料轨中的第一压力降,所述推断的第一压力降是基于所述多个燃料喷射器中的每一者的打开时间确定和/或关闭时间确定;将所述推断的第一压力降与第一建模的压力降进行比较;以及响应于所述推断的第一压力降与所述第一建模的压力降不相关而指示存在燃料系统劣化。在所述方法的一个示例中,所述方法包括:推断与对选自所述多个燃料喷射器中的单个燃料喷射器的激活和停用相对应的所述燃料中的第二压力降;将所述第二压力降与第二建模的压力降进行比较;以及响应于所述第二压力降与所述第二建模的压力降不相关而指示所述燃料系统劣化对应于所述单个燃料喷射器。换句话说,所述方法可以包括进行图12的方法,并且响应于对燃料系统劣化的指示而进行图9的方法以便潜在地查明燃料系统劣化源。
应当注意,本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定程序可以表示任何数量的处理策略中的一者或多者,所述处理策略诸如为事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。所示的各种动作、操作和/或功能可按照所示的顺序执行、并行地执行或者在某些情况下进行省略。同样地,不一定需要所述处理次序来实现本文描述的示例性实施例的特征和优势,而是出于说明和描述的简易性而提供。可以依据所使用的特定策略来反复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施所描述的动作。
应当理解,本文公开的配置和程序在本质上是示例性的,并且不应在限制意义上看待这些特定实施例,因为众多变化是可能的。例如,以上技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。
如本文所使用,除非另有指定,否则术语“约”应理解为是指范围的正负百分之五。
所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类要素的并入,从而既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可通过修改本发明权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种方法,其包括:
命令经由燃料喷射器将预定量的燃料喷射到发动机的气缸中;
响应于所述命令,监测与所述燃料喷射器相关联的电能分布图;
基于所述电能分布图来推断燃料喷射压力;以及
基于所述推断的燃料喷射压力来控制后续燃料喷射。
2.根据权利要求1所述的方法,其中要喷射到所述发动机的所述气缸中的所述燃料包含在燃料轨中;并且
其中所述燃料轨不包括用于测量所述燃料喷射压力的压力传感器。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述燃料轨是低压燃料轨;并且
其中所述燃料喷射器是进气道燃料喷射器。
4.根据权利要求2所述的方法,其中所述燃料轨是高压燃料轨;并且
其中所述燃料喷射器是直接燃料喷射器。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述燃料喷射器是内开式配置的燃料喷射器。
6.根据权利要求1所述的方法,其中控制所述后续燃料喷射包括基于所述发动机的点火顺序来控制下一次燃料喷射的燃料喷射脉冲宽度。
7.根据权利要求1所述的方法,其还包括基于所述电能分布图来确定燃料喷射器完全打开时间;以及
基于所述燃料喷射器完全打开时间来推断所述燃料喷射压力。
8.根据权利要求1所述的方法,其还包括基于所述电能分布图来确定燃料喷射器完全关闭时间;以及
基于所述燃料喷射器完全关闭时间来推断所述燃料喷射压力。
9.一种用于车辆的系统,其包括:
燃料系统,所述燃料系统包括脉冲式提升泵,所述脉冲式提升泵将燃料从燃料箱供应到低压燃料轨;
一组进气道燃料喷射器,所述一组进气道燃料喷射器将燃料从所述低压燃料轨供应到发动机的一组气缸;以及
控制器,所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令,所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器:
命令经由所述一组进气道燃料喷射器中的进气道燃料喷射器将预定量的所述燃料喷射到所述一组气缸中的气缸中;
基于进气道燃料喷射器完全打开时间和/或燃料喷射器完全关闭时间来确定所述燃料轨中的所述燃料的燃料喷射压力;以及
基于所述燃料喷射压力来控制对另一个发动机气缸的后续燃料喷射的燃料喷射脉冲宽度。
10.根据权利要求9所述的系统,其中所述一组进气道燃料喷射器是内开式燃料喷射器,所述内开式燃料喷射器包括阀机构,所述阀机构的打开速率和关闭速率是所述燃料喷射压力的函数。
11.根据权利要求9所述的系统,其中所述低压燃料轨不包括压力传感器。
12.根据权利要求9所述的系统,其中所述控制器存储另外的指令以在所述发动机以燃烧模式操作时基于每个燃料喷射器完全打开时间和/或每个燃料喷射器完全关闭时间来连续地更新所述燃料喷射压力。
13.根据权利要求9所述的系统,其中所述控制器存储另外的指令以基于分别与所述燃料喷射器的激活和/或停用相对应的受监测电能分布图来推断所述进气道燃料喷射器完全打开时间和/或所述燃料喷射器完全关闭时间。
14.根据权利要求9所述的系统,其中所述燃料轨包括压力传感器;并且
其中所述控制器存储另外的指令以响应于所述燃料喷射压力与由所述压力传感器指示的受监测燃料喷射压力相差超过预定阈值而指示所述压力传感器劣化;并且
响应于所述压力传感器被指示为劣化而基于所述燃料喷射压力来控制对另一个气缸的所述后续燃料喷射的所述燃料喷射脉冲宽度。
15.根据权利要求9所述的系统,其中所述进气道燃料喷射器完全打开时间独立于供应到所述进气道燃料喷射器的电压。
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