CN114599869B - 基于发动机子循环质量平衡来利用直接计量泵控制压力的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及控制发动机的压力的方法，所述发动机包括被构造成实现该方法的控制器以及包括该控制器的发动机系统。更具体地，本公开涉及这样的方法，即，该方法基于对燃料系统的质量平衡分析，以确定需要泵送多少质量来维持或实现发动机的某一压力。在一些实施方式中，所述方法可以基于当前发动机状况来分析通过各个泵送事件泵送多少质量。该分析是基于针对给定发动机配置的泵事件和汽缸事件的数量，通过最小可重复泵事件和汽缸事件循环或“子循环”来执行的。

Description

基于发动机子循环质量平衡来利用直接计量泵控制压力的 方法

技术领域

本公开总体上涉及控制发动机内的压力的方法，并且更特别地，涉及基于发动机子循环质量平衡来利用直接计量泵控制压力的方法。

背景技术

在典型的发动机中，将压力控制结构设计为集中于控制一个或多个高压泵的输送，以使期望压力水平与测得的压力水平之间的差最小化。这种压力集中控制结构可能依赖于同等地命令各个泵送事件，而这可以导致对状况变化不太敏感的次优泵运行(例如，效率、可听噪声、泵驱动系统应力、泵耐久性、泵可靠性等)。期望对前述内容进行改进。

发明内容

本公开涉及用于控制发动机的压力的方法，该发动机包括被构造成实现该方法的控制器以及包括该控制器的发动机系统。更具体地，本公开涉及这样的方法，即，该方法基于对燃料系统的质量平衡分析确定需要泵送多少质量来维持或实现发动机的某一压力。在一些实施方式中，所述方法可以基于当前发动机状况来分析通过各个泵送事件泵送多少质量。该分析是基于针对给定发动机配置的泵事件和汽缸事件的数量，通过最小可重复泵事件和汽缸事件循环或“子循环”来执行的。

在本公开的例示性实施方式中，公开了控制发动机系统内的燃料压力的方法。所述方法包括以下步骤：提供发动机系统，该发动机系统包括至少一个泵、控制器、以及包括至少一个汽缸的发动机；计算发动机循环内的汽缸事件与泵事件的比率，以确定最小可重复子循环；对发动机系统执行子循环质量平衡计算，以计算总子循环燃料输送需求；向所述泵事件中的各个泵事件分配总子循环燃料输送需求；以及向发动机系统输送燃料。

所述方法还可以包括以下步骤：接收压力命令值；测量发动机系统的压力反馈值；以及计算压力误差值，以供在子循环质量平衡计算中使用。在这样的方法中，所述方法还可以包括以下步骤：对发动机系统执行第二子循环质量平衡计算，以计算第二总子循环燃料输送需求，其中，第二子循环质量平衡计算包括压力误差值；以及向各个泵事件分配第二总子循环燃料输送需求。包括接收压力命令值的步骤；测量发动机系统的压力反馈值的步骤；以及计算压力误差值以供在子循环质量平衡计算中使用的步骤的方法还可以包括以下步骤：向PID控制器发送压力误差值，其中，该PID控制器向压力误差值应用比例积分微分(proportional integral derivative)，并且传送子循环质量平衡计算的控制信号。

所述方法还可以包括以下步骤：按照子循环最大燃料输送量来限制总子循环燃料输送需求；其中，当总子循环燃料输送需求大于或等于子循环最大燃料输送量时，输送与子循环最大燃料输送量相对应的燃料量；并且其中，当总子循环燃料输送需求小于子循环最大燃料输送量并且大于0时，输送与总子循环燃料输送需求相对应的燃料量。

向发动机系统输送燃料的步骤可以包括：向单个汽缸输送燃料。子循环质量平衡计算可以包括最小可重复子循环中的汽缸事件的整数、每汽缸的发动机燃料需求、至少一种质量影响、以及压力误差值。在这样的计算中，每汽缸的发动机燃料需求可以是将在当前运行状况下发动机系统所需的燃料量除以发动机系统中的发动机汽缸数；所述至少一种质量影响可以包括发动机系统内的泄漏；并且压力误差值可以包括来自发动机系统的压力反馈值与压力命令值之间的差。

在本公开的另一例示性实施方式中，公开了控制发动机系统内的燃料压力的方法。所述方法包括以下步骤：计算发动机循环内的汽缸事件与泵事件的比率，以确定最小可重复子循环；对发动机系统执行子循环质量平衡计算，以确定总子循环燃料输送需求；通过子循环燃料输送量来限制总子循环燃料输送需求；向各个泵事件分配总子循环燃料输送需求或者子循环燃料输送量；向发动机系统输送燃料；其中，向发动机系统输送燃料的步骤包括：向发动机系统的至少一个泵输送燃料；测量发动机系统的压力反馈值；根据所测得的压力反馈值来计算压力误差值；以及在子循环质量平衡计算中包括压力误差值。

通过子循环最大燃料输送量来限制总子循环燃料输送需求的步骤可以包括以下步骤：当总子循环燃料输送需求大于或等于子循环最大燃料输送量时，输送子循环最大燃料输送量；以及当总子循环燃料输送需求小于子循环最大燃料输送量并且大于0时，输送总子循环燃料输送需求。测量发动机系统的压力反馈值的步骤可以包括：响应于针对发动机系统的至少一个泵的燃料输送来测量压力反馈值。

所述方法还可以包括以下步骤：计算结合压力误差值的第二子循环质量平衡，以确定第二总子循环燃料输送需求；通过子循环燃料输送量来限制第二总子循环燃料输送需求；向各个泵事件分配第二总子循环燃料输送需求或者子循环燃料输送量；以及向发动机系统输送燃料；其中，向发动机系统输送燃料的步骤包括：向发动机系统的至少一个泵输送燃料。在这样的方法中，所述方法还可以包括以下步骤：通过子循环最大燃料输送量来限制总子循环燃料输送需求；其中，当总子循环燃料输送需求大于或等于子循环最大燃料输送量时，输送与子循环最大燃料输送量相对应的燃料量；并且其中，当总子循环燃料输送需求小于子循环最大燃料输送量并且大于0时，输送与总子循环燃料输送需求相对应的燃料量。

子循环质量平衡计算可以包括最小可重复子循环中的汽缸事件的整数、每汽缸的发动机燃料需求、至少一种质量影响、以及压力误差值。在这样的方法中，每汽缸的发动机燃料需求可以是将在当前运行状况下发动机系统所需的燃料量除以发动机系统中的发动机汽缸数；所述至少一种质量影响可以包括发动机系统内的泄漏；并且压力误差值可以包括来自发动机系统的压力反馈值与压力命令值之间的差。

附图说明

通过参照下面结合附图对本公开的实施方式的描述，本公开的上述和其它特征以及获得它们的方式将变得更清楚并且本公开本身将得到更好理解，其中：

图1是包括燃料供给系统和发动机的发动机系统的概念图；

图2是图1的燃料供给系统的泵送部件的截面侧视图；

图3是泵送配置的现有技术控制方法的结果的图表；

图4是例示根据本公开的泵控制方法的流程图；

图5是例示根据本公开的图4的方法的应用的图表；以及

图6是例示用于图4的泵控制方法的控制系统的框图。

具体实施方式

本文所公开的实施方式并非旨在排它的或将本公开限制成在下列详细描述中所公开的精确形式。相反地，选择并描述这些实施方式，使得本领域其它技术人员可以利用它们的教导。

本公开涉及控制发动机的压力的控制方法。在一些实施方式中，基于对燃料系统的质量平衡分析，以确定需要泵送多少质量来维持或实现发动机的某一压力，从而控制所述压力。在一些实施方式中，所述方法可以基于当前发动机状况来分析通过各个泵送事件泵送多少质量。该分析是基于针对给定发动机配置的泵事件和汽缸事件的数量，通过最小可重复泵事件和汽缸事件循环或“子循环”来执行的。对于本公开的目的来说，“泵事件”被定义为单个泵送部件(例如，活塞-缸泵的单个缸)可以输送其全部扫掠体积或质量的总循环持续时间，即，在凸轮驱动的活塞-缸液压燃料泵的情况下从下止点到上止点的时间。“汽缸事件”包括发动机循环中每汽缸的所有喷射事件。

例如，如果发动机被设计成使得在完整的发动机循环期间存在八个泵事件和六个汽缸喷射事件，并且发动机的燃料需求可以超过单个泵事件所需的燃料需求，则最小可重复循环将是四个泵事件和三个汽缸事件。在这样的情况下，压力控制算法将尝试通过对四个泵事件和三个汽缸事件的这个循环而不是八个泵事件和六个汽缸事件的完整发动机循环执行质量平衡分析来平衡压力。这样的分析允许可重复的泵事件和缸事件循环的质量需求在泵送事件之间进行划分，并且允许该方法基于期望运行模式和系统能力来指派要单独向各个泵事件发送的泵命令。

如本文所使用的，“质量平衡计算”指的是根据下式1的计算，其中，计算总子循环燃料输送需求：

式1：

总子循环燃料输送需求＝(根据泵事件与汽缸事件的比率的汽缸事件的整数)*每汽缸的发动机燃料需求+其它质量影响+PID控制输出

如本文所使用的，“总子循环燃料输送需求”表示每子循环的所有泵事件需要累积地输送至轨道以接近或维持目标压力的燃料量。

本公开提供了用于各种构造的燃料泵的各种控制方法以实现不同的泵运行目的，其中一个目的是更高的总体效率。更具体地，对于具有变化的物理构造和驱动机构(例如，被联接至曲轴的齿轮)的泵，本公开的控制方法允许定制泵运行，以实现更高的效率、更少的可听噪声、更少的振动、更少的刺耳声、更大的泵可靠性、更大的泵寿命循环、更恒定的总体蓄压器(accumulator)燃料压力、和/或在燃料喷射事件期间更恒定的燃料压力。根据泵的运行状况，可以实现这些目的的加权或未加权组合。

本文所描述的某些操作包括评估一个或更多个参数。如本文所利用的“评估”包括但不限于通过本领域已知的任何方法接收值，至少包括：从数据链路或网络通信接收值、接收指示该值的电子信号(例如，电压、频率、电流或PWM信号)、接收指示该值的软件参数、从计算机可读介质上的存储器位置读取该值、通过本领域已知的任何手段接收作为运行时参数的值，通过接收可以据以计算所解释的参数的值，和/或通过参考被解释为参数值的默认值。

现在参照图1，发动机系统10包括燃料供给系统11和发动机12。燃料供给系统11通常包括：燃料泵14、共轨燃料蓄压器16、多个燃料喷射器18以及控制器20。发动机12通常包括多个汽缸22，其中多个活塞24在由燃料燃烧提供的动力下往复运动，从而经由相应的多个连杆28使曲轴26旋转。燃料泵14(其在该示例中被描绘为具有两个泵送部件30)从燃料源(未示出)接收燃料、对燃料加压、并将加压的燃料提供给蓄压器16。所述多个燃料喷射器18(它们在控制器20的控制下被联接至蓄压器16并从该蓄压器接收燃料)在发动机循环期间的特定时间将燃料输送至汽缸22，如本领域所公知的。

图1所示的控制器20的高度简化图包括处理器32和非暂时性存储器34，其中,存储器34存储关于控制器20和发动机系统12的运行的指令以及其它必要信息，而处理器32执行所述指令。控制器20实质上比所示的更复杂，并且可以包括多个处理器和存储器装置、以及多个其它电子组件。作为例示，控制器20从联接至蓄压器16的压力传感器36接收压力测量结果136(图4)。在另一实施方式中，压力传感器36被定位在加压燃料系统的任何部分中，并且可以被定位在泵的出口之后、燃料管线中、或者燃料喷射器中。压力测量结果136指示蓄压器16中的燃料压力，并且控制器20响应于压力测量结果136来控制泵14的运行。更具体地，控制器20独立地控制各个泵送部件30的各个潜在高压泵送事件的所输送的泵送量输出。该能力允许控制器20基于泵和系统的瞬时运行状态，使泵14以不同的控制模式运行，以改善相对于期望输出的性能，诸如燃料经济性、燃料效率、可听噪声、泵驱动系统应力、泵耐久性、泵可靠性以及压力变化。

现在参照图2，更详细地示出了例示性泵送部件30。泵送部件30通常包括壳体38、挺杆40、以及辊42。由螺线管46控制的入口阀44被设置在壳体38的上端处。出口阀48还被设置在壳体38中。壳体38包括限定泵送室52的筒体(barrel)50。联接至挺杆40的柱塞54在泵送室52中往复运动，从而在向上泵送冲程期间压缩泵送室52中的任何燃料，以输送至出口阀48，并从该出口阀那里输送至蓄压器16。在另一实施方式中，柱塞54不联接至挺杆40。在向下填充冲程期间，燃料可以通过入口阀44被输送至泵送室52。

柱塞54的往复运动是由联接至曲轴26(图1)的凸轮轴56的旋转运动以及复位弹簧58的向下偏置力来提供动力的。随着凸轮轴56的旋转，被安装至凸轮轴56的偏心叶(lobe)60也随之旋转。由于弹簧58的偏置力，使得辊42仍保持与叶60接触。因此，在凸轮轴56旋转半圈期间，叶60连同挺杆40和柱塞54一起向上推动辊42。在凸轮轴56旋转另半圈期间，弹簧58连同挺杆40和柱塞54一起向下推动辊42，以使辊与叶60接触。切换入口阀44的运行状态(例如，打开或关闭)是由控制器20来控制的，以使泵送部件30根据下述各种控制方法将一定量的燃料输送至蓄压器16。

所有种类的泵均具有指示泵的能量效率相对于泵的输出的关系的效率分布图。参照图3，描绘了高压燃料泵(诸如图1的泵14)的典型效率分布图。如图所示，当输送等于泵的泵送容量的100％的泵送量时，该泵实现其最高的总效率(约80％)。如本领域已知的，总是存在固定的能量损失，这阻止了任何泵实现100％效率。对于低于40％，尤其是低于20％的泵送量，泵的总效率迅速降低。该示例分布图简单地提供了当以最大泵送容量运行时燃料泵在较高效率下运行的已知原理的例示图。使用该原理以在根据本公开的多个控制方法中实现较高效率的泵运行。

在常规的燃料泵控制方法中，控制器20接收来自压力传感器36的蓄压器燃料压力反馈，并且控制泵14的运行，以使实现并维持蓄压器16中的期望平均压力。当由压力传感器36测得的压力低时，控制器20命令泵14以这样的方式运行，即，将更高压力的燃料提供给蓄压器16。在稳态、时间平均的运行状况下，随着喷射器18从蓄压器16移除以输送至汽缸22，泵14向蓄压器16提供相同量的燃料。

另外，在燃料供给系统11中，泵必须具有大于在发动机12的稳态运行状况下所需的输送容量。在某些运行状况下，通常是暂态的，发动机12将需要最大量的燃料。在这种状况下，必须将泵定型成输送该量的燃料加上附加余量(例如，15％、20％等)以考虑系统中的其它变量。另外，燃料泵可能在某些工作温度下经历泄漏。因此，燃料泵必然是“过度设计的”。结果，典型的燃料泵很少以全容量运行，这如图3所示那样，导致不期望的效率。

上面提及的控制方法可以被视为具有以下特征中的一个或更多个：(1)二元泵送(binary pumping)；(2)定相泵送(phased pumping)；(3)温和泵送；以及(4)泵送以最小化注射压力变化。二元泵送表示在各个泵送事件期间使泵送部件30中的各个泵送部件以二元或数字方式运行，使得泵送部件30以其容量的100％或其容量的0％输出燃料。定相泵送表示使泵送部件30运行，以提供相对于燃料喷射器18的汽缸事件的定相优先定时的燃料输送泵送事件。温和泵送表示使泵送部件30以这样的方式运行，即，在燃料喷射器18的各个汽缸事件开始时或期间，使蓄压器16具有相同或基本相同的燃料压力。

图4和图6例示了在方法100内发动机系统12的控制器20的功能。除了处理器32和存储器34之外，控制器20还具有被构造成在功能上执行用于管理发动机系统10的运行的操作的模块。在某些实施方式中，控制器20形成处理子系统的一部分，该处理子系统包括具有存储器、处理以及通信硬件的一个或更多个计算装置。控制器20可以由单个装置或分布式装置构成，并且控制器20的功能可以由硬件和/或软件来执行。在某些实施方式中，控制器20包括被构造成在功能上执行控制器20的操作的一个或更多个模块。在某些实施方式中，控制器20可以响应于发动机系统10的压力反馈值136和压力命令值114来更改发动机系统10的运行。

控制器20与发动机12电连通，使得控制器20经由压力控件(control)158监测发动机12内的压力。初始地，在发动机12的运行期间，控制器20切换压力控件158的激活状态156，以使压力控件158被激活。该压力控件158一旦被激活，就根据发动机12的压力反馈值136和发动机12的压力命令值114来确定压力误差值112，然后将该压力误差值发送至控制器20。控制器20还发起用于确定每汽缸的发动机燃料需求106、其它质量影响108以及最大泵事件容量122的内部子例程。控制器20还从存储器34检索发动机系统10的内部存储值，诸如每子循环的泵事件120以及每子循环的汽缸或汽缸事件104。然后，控制器计算质量平衡126以确定发动机子循环的燃料输送量，并且在将该燃料量输送至泵134之前执行本文进一步描述的附加功能。在输送之后，控制器20根据从燃料输送产生的压力反馈值136以及来自发动机12的压力命令值114来接收新的压力误差112。然后重复上述过程，直到发动机12处于不活动或关闭状态，并且将压力控件158切换成不活动或关闭状态。

现在，主要参照图4，示出了用于控制发动机压力的方法100。特别地，方法100提供了一种利用直接计量泵来控制压力的方法。方法100使用发动机子循环质量平衡来控制单独汽缸内的压力。这样，单独汽缸可以在发动机循环内对发动机系统10(图1)的运行变化作出响应，而不是等待下一个完整的发动机循环。

方法100开始于框102，其中，控制器20确定发动机系统10的压力控件158(图6)是否活动。如果压力控件158是活动的，则控制器20从存储器34中检索每子循环的汽缸或汽缸事件的数量104，并将该值传送至单元116。控制器20还从存储器34中检索每子循环的泵事件的数量120，并将该值传送至单元124，以用于与最大泵事件容量122进行聚合。

参照图5，示出了示例性泵事件和汽缸事件数据，以确定每子循环的汽缸或汽缸事件的值104以及每子循环的泵事件的值120(图4、图6)。即，给定发动机配置的子循环可以根据发动机系统10的示例性数据来加以确定。如图5所示，发动机系统10(图1)被设计成使得完整的发动机循环涵盖曲轴26(图1)旋转或完整两转的完整发动机循环的角度持续时间(例如，对于4循环(4-cycle)发动机为720度，或者对于2循环发动机为360度)。对于其它发动机系统，可以在本公开的范围内不同地定义完整的发动机循环。在图5所示的完整发动机循环期间，存在八个泵事件i至viii以及六个汽缸事件(IA、IB、II、III、IV、V以及VI)。事件1A和1B各自构成汽缸事件的一半。根据该信息，最少或最小可重复子循环包括四个泵事件和三个汽缸事件。换句话说，每子循环的泵事件的数量是四个泵事件，并且每子循环的汽缸事件的数量是三个汽缸事件。

根据图5的子循环确定，由压力控制算法控制的方法100通过执行对子循环而不是完整发动机循环的质量平衡分析或者更一般的质量平衡分析(例如，“流入减去流出”分析)，来平衡发动机系统10的压力。这允许所计算的子循环的质量需求容易地在泵送事件之间进行划分。该划分可以在发动机系统10的软件中的某一其它点处被命令，并且允许响应于发动机系统10中的变化(例如，发动机加速、减速等)来对发动机系统10进行粒度控制。

再次参照图4，控制器20还执行内部子例程计算，以确定每汽缸的发动机燃料需求106、其它质量影响108(例如，泄漏)以及最大泵事件容量122。每汽缸的发动机燃料需求106可以通过将当前运行状况下发动机系统10所需的燃料量除以发动机12内的汽缸的数量22来加以计算。一旦计算出每汽缸的发动机燃料需求106，就将该值传送至单元116。将每汽缸的发动机燃料需求值106和每子循环的汽缸或汽缸事件的值104的聚合传送至单元118，该单元118还接收其它质量影响的值108。在一个实施方式中，质量影响108可以包括来自轨道、泵、减压阀或其它组件的泄漏。

压力误差值112在被传送至单元118之前首先被传送至比例积分微分(PID)控制器110。可设想的是，在其它实施方式中，例如，可以使用其它合适的控制器，诸如比例(P)控制器或比例积分(PI)控制器。另选控制器方法例如包括全状态反馈控制。根据从发动机系统10接收到的压力命令值114与测得的发动机系统10的压力反馈值136之间的差来计算压力误差值112。压力命令值114表示发动机系统10的期望压力，而压力反馈值136表示运行期间发动机系统10的压力。将压力命令值114和压力反馈值136传送至单元138，其中，计算压力误差值112并将该压力误差值传送至PID控制器110。

一旦PID控制器110接收到压力误差值112，PID控制器就将比例积分微分应用于压力误差值112，并将控制信号传送至单元118，以用于通过上述式1来计算总子循环燃料输送需求。

控制器20通过在框128处确定的子循环最大燃料输送量来限制总子循环燃料输送需求。即，子循环最大燃料输送量128是总子循环燃料输送需求126的上限。子循环最大燃料输送量128结合了从单元124接收到的信息，该信息包括每子循环的泵事件120和最大泵事件容量122的聚合。可以为发动机系统10的单独泵送部件中的各个泵送部件确定最大泵事件容量122。在一个实施方式中，最大泵事件容量122是考虑到发动机速度或泵压力而可以在所存储的电子控制模块(ECM)的数据表中找到的值。在另一实施方式中，泵事件最大容量可以是基于诸如发动机速度或泵压力的各种发动机状况的实时计算。

如上提及，子循环最大燃料输送量128用作总子循环燃料输送需求126的上限。例如，子循环最大燃料输送量128将总子循环燃料输送需求126限制为介于0与可用最大燃料输送量之间的值。如果总子循环燃料输送需求126大于或等于子循环最大燃料输送量128，则将与子循环最大燃料输送量28相对应的燃料量从泵14输送至轨道16。然后，喷射器18将燃料从轨道16中抽出并将该燃料输送至发动机12的汽缸22。如果总子循环燃料输送需求126小于或等于零，则没有燃料从泵14输送至轨道16。然而，喷射器18仍可以将燃料输送至发动机12的汽缸22。这种事件例如可以发生在低压力暂态状况期间，其中泵需求可以等于零，但是喷射器18继续起作用。如果总子循环燃料输送需求126小于子循环最大燃料输送量128，则将与总子循环燃料输送需求126相对应的燃料量经由上述相同路径输送至发动机12的汽缸22。

然后，控制器20将子循环最大燃料输送量128或者总子循环燃料输送需求126分配给子循环的各个泵事件。燃料的分配取决于每子循环的泵事件120以及泵运行模式130。即，一旦基于子循环最大燃料输送量128限制了总子循环燃料输送需求126，就将式1的总子循环燃料输送需求126或者子循环最大燃料输送量128除以每子循环的泵事件的数量120。泵运行模式130包括：根据发动机12的控制模式来确定发动机子循环中的哪些泵事件是活动的。即，控制器20可以基于泵14和发动机12的瞬时运行状态，使泵14以不同的控制模式运行，以改善相对于期望输出的性能，诸如燃料经济性、燃料效率、可听噪声、泵驱动系统应力、泵耐久性、泵可靠性以及压力变化。

在一个实施方式中，子循环燃料输送量的分配132在子循环的泵事件之间是相等的。然而，可设想的是，在其它实施方式中，子循环燃料输送量的分配在子循环的泵事件之间是可变的。在2017年10月24日提交的题为“FUEL PUMP PRESSURE CONTROL STRUCTUREAND METHODOLOGY”的PCT申请No.PCT/US2017/058078中提供了在子循环的泵事件之间的子循环燃料输送量的各种分配方法的进一步描述，其公开通过引用其全部内容而并入于此。

在框134处，控制器20基于框132处的分配确定来将燃料输送至汽缸22。在框136处，随着将燃料输送至汽缸22，控制器20测量发动机系统10的压力。将该压力测量结果发送至单元138并与来自发动机12的压力命令值114结合使用以确定压力误差值112，从而重新开始方法100的步骤。即，在预定时段之后，方法100被配置成在框134处，重新测量发动机系统10的压力，该压力被用于计算压力误差值112。在计算出压力误差值112之后，重复方法100。

在另一实施方式中，可以基于泵事件发生来执行方法100的迭代。例如，在框134处，一旦将燃料分配输送至发动机子循环的单个泵，就测量发动机系统10的压力，该压力被用于计算压力误差值112。然后，重复方法100。例如，再次参照图5，在框136处，一旦泵事件i发生，方法100就测量发动机12的压力并且计算压力误差值112。然后，通过执行包括后续压力误差值112的子循环质量平衡计算126来重复方法100。当计算子循环质量平衡126时，最小可重复子循环可以移位，使得最小可重复子循环包括泵事件ii至v以及汽缸事件II至IV(四个泵事件和三个汽缸事件)。一旦方法100完成并且在泵缸处发生汽缸事件II，就在计算后续子循环质量平衡126时，使最小可重复子循环可以移位，使得最小可重复子循环包括泵事件iii至vi以及汽缸事件III至V(四个泵事件和三个汽缸事件)。该过程在发动机运行的持续时间内迭代。

方法100的迭代性质提供了发动机汽缸的颗粒控制。换句话说，通过连续地更新当前发动机运行所需的燃料，迭代方法100使得发动机系统10能够更响应于发动机运行的变化。

本文中包括模块的描述强调控制器20的所述方面的结构独立性，并且例示了控制器20的一组操作和责任。执行相似总体操作的其它分组被理解为处于本申请的范围内。模块可以在计算机可读介质上的硬件和/或软件中实现，并且模块可以跨各种硬件或软件组件分布。另外，控制器20不需要包括本文所讨论的所有模块。

这样，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所讨论的示例性实施方式进行各种修改和增加。例如，虽然上述实施方式涉及特定特征，但是本发明的范围也包括具有特征的不同组合的实施方式和不包括全部所述特征的实施方式。因此，本发明的范围旨在涵盖落入权利要求的范围内的所有这样的另选例、修改例以及变型例及其所有的等同物。

Claims (15)

1.一种控制发动机系统内的燃料压力的方法，所述方法包括：

提供发动机系统，所述发动机系统包括至少一个泵、控制器、以及包括至少一个汽缸的发动机；

计算发动机循环内的汽缸事件与泵事件的比率，以确定最小可重复子循环；

对所述发动机系统执行子循环质量平衡计算，以计算总子循环燃料输送需求；

向所述泵事件中的各个泵事件分配所述总子循环燃料输送需求；以及

向所述发动机系统输送燃料；

其中，所述汽缸事件包括发动机循环中每汽缸的所有喷射事件；以及

其中，所述泵事件是所述发动机系统的单个泵送部件能够输送其全部扫掠体积或质量的总循环持续时间。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

接收压力命令值；

测量所述发动机系统的压力反馈值；以及

计算压力误差值，以在所述子循环质量平衡计算中使用。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：

对所述发动机系统执行第二子循环质量平衡计算，以计算第二总子循环燃料输送需求，其中，所述第二子循环质量平衡计算包括所述压力误差值；以及

向各个泵事件分配所述第二总子循环燃料输送需求。

4.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：

向PID控制器发送所述压力误差值，其中，所述PID控制器向所述压力误差值应用比例积分微分，并且传送用于所述子循环质量平衡计算的控制信号。

5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

按照子循环最大燃料输送量来限制所述总子循环燃料输送需求；

其中，当所述总子循环燃料输送需求大于或等于所述子循环最大燃料输送量时，输送与所述子循环最大燃料输送量相对应的燃料量；并且

其中，当所述总子循环燃料输送需求小于所述子循环最大燃料输送量并且大于0时，输送与所述总子循环燃料输送需求相对应的燃料量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子循环质量平衡计算包括所述最小可重复子循环中的所述汽缸事件的整数、每汽缸的发动机燃料需求、所述发动机系统内的泄漏、以及压力误差值。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述每汽缸的发动机燃料需求是将在当前运行状况下所述发动机系统所需的燃料量除以所述发动机系统中的发动机汽缸数；

其中，所述压力误差值包括来自所述发动机系统的压力反馈值与压力命令值之间的差。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述发动机系统输送燃料的步骤包括：向单个汽缸输送所述燃料。

9.一种控制发动机系统内的燃料压力的方法，所述方法包括：

计算发动机循环内的汽缸事件与泵事件的比率，以确定最小可重复子循环；

对所述发动机系统执行子循环质量平衡计算，以确定总子循环燃料输送需求；

按照子循环最大燃料输送量来限制所述总子循环燃料输送需求；

向各个泵事件分配所述总子循环燃料输送需求或者所述子循环最大燃料输送量；

向所述发动机系统输送燃料；

其中，向所述发动机系统输送燃料的步骤包括：向所述发动机系统的至少一个泵输送燃料；

测量所述发动机系统的压力反馈值；

根据所测得的压力反馈值来计算压力误差值；以及

在所述子循环质量平衡计算中包括所述压力误差值；

其中，所述汽缸事件包括发动机循环中每汽缸的所有喷射事件；以及

其中，所述泵事件是所述发动机系统的单个泵送部件能够输送其全部扫掠体积或质量的总循环持续时间。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，按照所述子循环最大燃料输送量来限制所述总子循环燃料输送需求的步骤包括：

当所述总子循环燃料输送需求大于或等于所述子循环最大燃料输送量时，输送所述子循环最大燃料输送量；以及

当所述总子循环燃料输送需求小于所述子循环最大燃料输送量并且大于0时，输送所述总子循环燃料输送需求。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，测量所述发动机系统的所述压力反馈值的步骤包括：响应于针对所述发动机系统的至少一个泵的燃料输送来测量所述压力反馈值。

12.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：

计算结合所述压力误差值的第二子循环质量平衡，以确定第二总子循环燃料输送需求；

按照子循环燃料输送量来限制所述第二总子循环燃料输送需求；

向各个泵事件分配所述第二总子循环燃料输送需求或者所述子循环最大燃料输送量；以及

向所述发动机系统输送所述燃料；

其中，向所述发动机系统输送所述燃料的步骤包括：向所述发动机系统的至少一个泵输送所述燃料。

13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：

按照子循环最大燃料输送量来限制所述总子循环燃料输送需求；

其中，当所述总子循环燃料输送需求大于或等于所述子循环最大燃料输送量时，输送与所述子循环最大燃料输送量相对应的燃料量；并且

其中，当所述总子循环燃料输送需求小于所述子循环最大燃料输送量并且大于0时，输送与所述总子循环燃料输送需求相对应的燃料量。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述子循环质量平衡计算包括所述最小可重复子循环中的汽缸事件的整数、每汽缸的发动机燃料需求、所述发动机系统内的泄漏、以及压力误差值。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述每汽缸的发动机燃料需求是将在当前运行状况下所述发动机系统所需的燃料量除以所述发动机系统中的发动机汽缸数；

其中，所述压力误差值包括来自所述发动机系统的压力反馈值与压力命令值之间的差。

Images