燃料噴射器特性的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的領(lǐng)域總體涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴射，并且具體地涉及燃料噴射器操作特性。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料噴射器通常逐件變化并隨時(shí)間變化，例如，因?yàn)椴煌昝赖闹圃爝^程和/或噴射器老化(例如，堵塞)。噴射器變化可以引起汽缸轉(zhuǎn)矩輸出不平衡，因?yàn)閲娚涞矫總€(gè)汽缸內(nèi)的燃料量不同，且還可以引起較高的尾管排放并減小燃料經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)闆]有正確測量噴射至每個(gè)汽缸內(nèi)的燃料的能力。
[0003]美國專利第7，841，319號(hào)公開了表征直接噴射燃料噴射器的操作和減緩燃料噴射的不準(zhǔn)確性的方法。特別地，可以在命令燃料噴射器噴射給定的燃料量之后停用燃料栗?；谌剂宪壷挟a(chǎn)生的壓力下降，計(jì)算噴射的實(shí)際燃料量。通過比較命令的燃料量與噴射的實(shí)際燃料量，燃料噴射器操作可以被診斷和/或補(bǔ)償以減緩燃料測量的不準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述方法具有的問題。具體地，執(zhí)行曲軸角度域中燃料軌壓力的采樣。因此，其它任務(wù)也可以在曲軸角度域中執(zhí)行，諸如過濾。當(dāng)這些行為在一個(gè)事件的基礎(chǔ)上執(zhí)行時(shí)，它們相對于可以在時(shí)間域中執(zhí)行的類似行為產(chǎn)生附加計(jì)算成本和復(fù)雜度。這些問題通過使曲軸角度行為與時(shí)間域行為一致而花費(fèi)的努力被加重。
[0005]至少部分解決上述問題的一種途徑包括一種表征燃料噴射器操作的方法，其包含:通過比較單個(gè)噴射器的多個(gè)噴射器命令中每個(gè)的總和與栗入第一燃料軌的燃料量，確定定位在第一燃料軌中的兩個(gè)或多個(gè)燃料噴射器中的單個(gè)燃料噴射器的流量誤差，該燃料量被預(yù)定。
[0006]在更具體的示例中，多次噴射中的每次噴射在由燃料栗執(zhí)行的連續(xù)完整的栗沖程之間執(zhí)行，燃料栗將燃料供應(yīng)至第一燃料軌中的兩個(gè)或多個(gè)燃料噴射器。
[0007]在該示例的另一個(gè)方面中，多次噴射中的每次噴射在燃料栗已經(jīng)執(zhí)行完整的栗沖程且在跟隨完整的栗沖程的通過燃料栗的栗送已經(jīng)被抑制之后發(fā)生。
[0008]以此方式，燃料噴射器的操作可以單獨(dú)地表征且具體的燃料噴射器流量誤差可以被補(bǔ)償，從而增加燃料測量準(zhǔn)確性。因此，通過這些行為可以獲得技術(shù)效果。
[0009]當(dāng)單獨(dú)或與附圖相結(jié)合時(shí)，根據(jù)下面的【具體實(shí)施方式】，本描述的上述優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)以及特征將是顯而易見的。
[0010]應(yīng)當(dāng)理解，上述概要被提供以簡化的形式介紹精選構(gòu)思，這些構(gòu)思將被進(jìn)一步描述在【具體實(shí)施方式】中。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍被緊隨【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0011]圖1示意性描述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例汽缸。
[0012]圖2圖示說明具有高壓雙燃料軌系統(tǒng)的燃料噴射系統(tǒng)。
[0013]圖3示出圖示說明用于確定是否執(zhí)行燃料噴射器特性程序的程序的流程圖。
[0014]圖4A和圖4B示出圖示說明用于表征燃料噴射器操作的程序的流程圖。
[0015]圖5示出燃料壓力曲線和燃料體積總和曲線，并且在示例燃料噴射器特性周期期間，燃料壓力曲線和燃料體積總和曲線兩者均為時(shí)間的函數(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如上所述，燃料噴射器經(jīng)常由于例如不完美的制造過程和/或噴射器老化而表現(xiàn)出物理變異和時(shí)間變異。這種變異能夠?qū)е掠扇剂蠂娚淦鬟M(jìn)行的燃料測量不準(zhǔn)確，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡、增加排放和/或減小燃料經(jīng)濟(jì)性。在一些方法中，可以通過停用燃料栗、隨后命令(co_and)燃料噴射器噴射確定的燃料量并且測量燃料軌中的所得的燃料的壓力下降來表征燃料噴射器操作。通過比較命令的燃料量與噴射的實(shí)際燃料量，燃料噴射器操作可以被診斷和/或補(bǔ)償以減輕燃料計(jì)量的不準(zhǔn)確性。
[0017]因此，提供用于表征燃料噴射器操作的各種方法。在一個(gè)實(shí)施例中，一種表征燃料噴射器操作的方法包含:通過比較單個(gè)噴射器的多個(gè)噴射器命令中的每個(gè)的總和與栗入第一燃料軌的燃料量，確定定位在第一燃料軌中的兩個(gè)或多個(gè)燃料噴射器中的單個(gè)燃料噴射器的流量誤差，該燃料量被預(yù)定。圖1示意性描述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例汽缸，并且圖2圖示說明具有高壓雙燃料軌系統(tǒng)的燃料噴射系統(tǒng)。圖1和圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)還包括經(jīng)配置以執(zhí)行圖3和圖4(4A-4B)中描述的方法的控制器。圖5針對示例燃料噴射器特性周期示出兩者均為時(shí)間的函數(shù)的燃料壓力和燃料體積總和的曲線。
[0018]圖1示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸以及連接至該汽缸的進(jìn)氣路徑和排氣路徑。在圖1示出的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10在一個(gè)示例中能夠使用兩種不同的物質(zhì)和/或兩個(gè)不同的噴射器。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以使用汽油和包含諸如乙醇、甲醇以及汽油和乙醇的混合物(例如，E85，其為大約85%的乙醇和15%的汽油)、汽油和甲醇的混合物(例如，M85，其為大約85%的甲醇和15%的氣體)等燃料的醇。進(jìn)一步地，作為另一個(gè)示例，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以使用一種燃料或混合燃料(例如，汽油或汽油和乙醇)以及水和燃料(例如，水和甲醇)的一種混合物。作為另一個(gè)示例，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以使用汽油和在耦接到發(fā)動(dòng)機(jī)的重整器(reformer)中產(chǎn)生的重整燃料。在另一個(gè)示例中，使用兩種燃料系統(tǒng)，但每種燃料系統(tǒng)使用相同的燃料，諸如汽油。在又一個(gè)實(shí)施例中，單個(gè)噴射器(諸如直接噴射器)可以用于噴射汽油和醇基燃料的混合物，其中混合物中兩種燃料量的比可以通過控制器12經(jīng)由例如混合閥來調(diào)整。在又一個(gè)實(shí)施例中，針對每個(gè)汽缸，使用兩個(gè)不同的噴射器，諸如進(jìn)氣道噴射器和直接噴射器。在又一個(gè)實(shí)施例中，除了不同的位置和不同的燃料之外，還可以使用不同大小的噴射器。
[0019]圖1針對至少一個(gè)汽缸示出每個(gè)汽缸具有兩個(gè)燃料噴射器的一個(gè)示例燃料系統(tǒng)。進(jìn)一步地，每個(gè)汽缸可以具有兩個(gè)燃料噴射器?？梢栽诟鞣N位置配置兩個(gè)噴射器，諸如兩個(gè)進(jìn)氣道噴射器、一個(gè)進(jìn)氣道噴射器和一個(gè)直接噴射器(如圖1所示)或其它。
[0020]繼續(xù)圖1，其示出雙噴射系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)10具有直接燃料噴射和進(jìn)氣道燃料噴射兩者以及火花點(diǎn)火。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10包含多個(gè)燃燒室，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10由電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12控制。發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室30被示出包括燃燒室壁32，其中活塞36定位在燃燒室壁32中并且連接至曲軸40。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)(未示出)可以經(jīng)由飛輪(未示出)連接到曲軸40，或替代地可以使用直接發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
[0021]在一個(gè)特定示例中，活塞36可以包括凹處或碗狀物(bowl)(未示出)以在需要時(shí)幫助形成空氣和燃料的分層進(jìn)氣(stratified charge)。然而，在替代實(shí)施例中，可以使用盤形活塞。
[0022]燃燒室或汽缸30被示出經(jīng)由相應(yīng)的進(jìn)氣門52a和52b (未示出)以及排氣門54a和54b (未示出)與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。因此，當(dāng)可以使用每個(gè)汽缸四個(gè)氣門時(shí)，在另一個(gè)示例中，也可以使用每個(gè)汽缸單個(gè)進(jìn)氣門和單個(gè)排氣門。在又一個(gè)示例中，可以使用每個(gè)汽缸兩個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門。
[0023]燃燒室30能夠具有壓縮比，該壓縮比是活塞36在下止點(diǎn)與上止點(diǎn)時(shí)的體積比。在一個(gè)示例中，壓縮比可以為大約9:1。然而，在使用不同燃料的一些示例中，壓縮比可以增加。例如，其可以在10:1和11:1或11:1和12:1之間或更大。
[0024]燃料噴射器66A被示出直接連接到燃燒室30，用于與接收自控制器12的經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器68的信號(hào)dfpw的脈沖寬度成比例地將噴射的燃料直接輸送到燃燒室30中。雖然圖1將噴射器66A示為側(cè)噴射器，但是噴射器66A也可以位于活塞的頂部，諸如接近火花塞92的位置。該位置由于一些醇基燃料的較低的揮發(fā)性可以改善混合和燃燒。替代地，噴射器可以位于頂部(overhead)并接近進(jìn)氣門以改善混合。
[0025]燃料可以通過包括燃料箱、燃料栗和燃料軌的高壓燃料系統(tǒng)(示出在圖2中)被輸送至燃料噴射器66A。替代地，燃料可以在較低壓力下通過單級(jí)燃料栗輸送，在這種情況下，直接燃料噴射的正時(shí)在壓縮沖程期間比如果使用高壓燃料系統(tǒng)更受限制。進(jìn)一步地，雖然未示出，但是燃料箱(或多個(gè)燃料箱)可以(每個(gè))具有向控制器12提供信號(hào)的壓力變送器(transducer)。
[0026]燃料噴射器66B被示出連接到進(jìn)氣歧管44，而不是直接連接到汽缸30。燃料噴射器66B成與接收自控制器12的經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器68的信號(hào)pfpw的脈沖寬度成比例地輸送噴射的燃料。注意，單個(gè)驅(qū)動(dòng)器68可以用于兩種燃料噴射系統(tǒng)，或可以使用多個(gè)驅(qū)動(dòng)器。燃料系統(tǒng)164還以示意性形式被示出，并將蒸汽輸送至進(jìn)氣歧管44。
[0027]進(jìn)一步地，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括具有存儲(chǔ)箱93的燃料重整器97，燃料重整器97用于將氣體燃料供應(yīng)至燃料噴射器66a和66b中的一個(gè)或兩個(gè)。氣體燃料可以通過栗96和止回閥82從存儲(chǔ)箱93被供應(yīng)至一個(gè)或兩個(gè)燃料噴射器。栗96給在存儲(chǔ)箱93中從燃料重整器97供應(yīng)的氣體燃料加壓。當(dāng)栗96的輸出處于低于存儲(chǔ)箱93的壓力時(shí)，止回閥82限制氣體燃料從存儲(chǔ)箱93到燃料重整器97的流動(dòng)。在一些實(shí)施例中，止回閥82可以被定位在栗96的上游。在其它實(shí)施例中，止回閥82可以被定位為與栗96平行。進(jìn)一步地，止回閥82可以替代地為主動(dòng)控制閥。在該實(shí)施例中，主動(dòng)控制閥在栗正在操作時(shí)被打開。例如，到栗96的控制信號(hào)可以是簡單的開/關(guān)信號(hào)。在其它示例中，控制信號(hào)可以是連續(xù)可變的電壓、電流、脈沖寬度、期望速度或期望流速等。進(jìn)一步地，栗96可以利用一個(gè)或多個(gè)旁通閥(未示出)被關(guān)閉、減速或禁用。
[0028]燃料重整器97包括催化劑72且可以進(jìn)一步包括可選的用于重整從燃料箱91供應(yīng)的醇的電加熱器98。示出的燃料重整器97被連接到催化劑70和排氣歧管48下游的排氣系統(tǒng)。然而，燃料重整器97可以連接到排氣歧管48并位于催化劑70的上游。燃料重整器97可以使用排氣熱以驅(qū)動(dòng)通過燃料箱91供應(yīng)的醇的吸熱脫氫并促進(jìn)燃料重整。
[0029]