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用于确定采用辊子测试台的燃料喷射器的喷射规律的方法

摘要

用于确定需要测试的燃料喷射器(4)的喷射规律的方法;该方法包括步骤:中断从燃料泵(6)到共轨(5)的燃料供应;避免所有燃料喷射器(4)的开启,除了需要测试的燃料喷射器(4);在需要测试的燃料喷射器(4)开始开启之前,测量在共轨(5)里面的燃料初始压力(Pi);以相同的测试作动时间(T)开启需要测试的燃料喷射器(4)进行大于一的次数(N)的连续开启;在需要测试的燃料喷射器(4)终止开启之后,测量在共轨(5)里面的最终燃料压力(Pf);和作为共轨(5)中的压降(ΔP)的函数,估计燃料量(Q),该燃料量是需要测试的燃料喷射器(4)在开启测试作动时间(T)时实际喷射的量。

著录项

  • 公开/公告号CN103104393A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2013-05-15

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 马涅蒂-马瑞利公司;

    申请/专利号CN201110355906.1

  • 发明设计人 G·塞拉;M·帕罗托;

    申请日2011-11-10

  • 分类号F02M65/00(20060101);

  • 代理机构11326 北京市路盛律师事务所;

  • 代理人吴振江

  • 地址 意大利科贝塔

  • 入库时间 2024-02-19 18:23:12

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2015-10-28

    授权

    授权

  • 2013-11-06

    实质审查的生效 IPC(主分类):F02M65/00 申请日:20111110

    实质审查的生效

  • 2013-09-04

    发明专利申请更正 卷:29 号:20 页码:扉页 更正项目:优先权日 误:20111110 正:20101110 申请日:20111110

    发明专利更正

  • 2013-05-15

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及用于确定燃料喷射器的喷射规律的方法,也即用于确定这样的 规律,其将作动时间绑定到喷射燃料的量上。

本发明有利地用于确定电磁燃料喷射器的喷射规律,在不损失一般性的情 形下将对其进行清楚的参考。

背景技术

电磁燃料喷射器(例如在专利申请EP1619384A2中所述类型的)包括具有 中央供应通道的圆柱形的管状体,其执行燃料传送功能,并以喷嘴终止,该喷 嘴通过由电磁作动器控制的喷射阀调节。该喷射阀提供有销,该销牢固地连接 到需要位移的电磁作动器的移动保持器上,该位移通过电磁作动器在喷嘴对抗 闭合弹簧的闭合位置和开启位置之间的作用而实现,该弹簧推动销进入到闭合 位置。阀座通过密封元件限定出,该密封元件是圆盘形的,下位地和紧密地闭 合支撑体的中央导管并被喷嘴横断。该电磁作动器包括线圈,其外部地设置在 管状体周围,和固定的磁极,其由铁磁材料制成,并设置在管状体内,以磁性 地吸引移动保持器。

通常,喷射阀通过将销推向闭合位置的闭合弹簧的作用而闭合,其中销迫 压在喷射阀的阀座上,而移动保持器与固定的磁极分离开。为了开启喷射阀, 也即将销从闭合位置移动到开启位置,电磁作动器的线圈赋能,从而产生磁场, 对抗闭合弹簧施加的弹性偏压,将移动保持器吸引到固定的磁极;在开启步骤 中,移动保持器的行程在其自身撞击固定的磁极的时候停止。

使用中,引擎的电子控制单元(ECU)确定每个喷射器喷射的燃料量,从 而通过采用喷射规律确定相应的作动时间,其中喷射器必须保持开启,以正好 传送需要喷射的燃料量。显然,所有喷射规律误差(也即存储在引擎的电子控 制单元中的估计的喷射规律与实际喷射规律之间的偏差)直接影响喷射的燃料 量,确定所需的燃烧和实际的燃烧之间的差(具有潜在的燃料消费的增加和潜 在的污染物质的产生的增加)。

当前,喷射器的公称喷射规律存储在引擎的电子控制单元中,但是显然地, 通过结构误差的作用和由于老化现象随着时间的偏移作用,每个喷射器的实际 喷射规律或多或少不同于公称的喷射规律。特别地,电磁燃料喷射器对应于短 的作动时间进而小的喷射燃料量而在快速作用运行区域展现相互之间高分散性 的喷射特征。控制的点火式内燃机(也即根据Otto循环工作)的制造商要求电 磁燃料喷射器能够喷射小量的燃料,在1毫克的数量级,具有足够的精度;这 样的要求基于这样的观察,污染物质在燃烧过程中的产生能够通过将燃料喷射 分解为几个不同喷射而减小。因此,必须可能的是,也在快速作用区域采用高 精度的电磁燃料喷射器,因为只有在快速作用区域能够喷射1毫克数量级的燃 料量。

为了尝试减小喷射燃料量误差,要求减小公称喷射规律和实际喷射规律之 间可容许的最大偏差,尤其是在快速作用运行区域;然而,这样的要求意味着 喷射器制造成本的显著增加,因为这迫使采用更昂贵的材料,更精密的加工技 术(这最终将更加昂贵,因为必须采用更复杂和精确的机器工具),和在构建末 尾过程和构建末尾处更大的控制(显著地增加未完成部件或完成的废品的数 量)。

问题因为燃料喷射器的老化现象而更加复杂,老化现象决定了喷射特征随 着时间的偏移。

发明内容

本发明的目的在于提供用于确定燃料喷射器的喷射规律的方法,该方法免 于上述缺点,特别地,能够容易和成本有效地实施。

根据本发明,提供用于确定在喷射系统中需要测试的燃料喷射器的喷射规 律的方法,包括:多个燃料喷射器,供应压力下的燃料到喷射器的共轨(common  rail),和燃料泵,其使在共轨里面的燃料保持在压力下;

该方法包括步骤:

完全中断从燃料泵到共轨的燃料供应;

避免除了需要测试的燃料喷射器之外所有燃料喷射器的开启;

在需要测试的燃料喷射器开始开启之前,测量在共轨里面的燃料初始压力 ;

以相同的测试作动时间开启需要测试的燃料喷射器许多连续的开启;

开启开启

在需要测试的燃料喷射器终止开启之后,测量在共轨里面的燃料最终压力 ;

确定在需要测试的燃料喷射器的开启过程中在共轨中的压降,其等于燃料 初始压力和燃料最终压力之间的差值;

根据共轨中的压降,估计燃料量,该燃料量是需要测试的燃料喷射器在开 启测试作动时间内开启时的实际喷射的量;和

在需要测试的燃料喷射器开启过程中,通过外部作动器引起采用喷射系统 的内燃机旋转,从而允许需要测试的燃料喷射器以相同的测试作动时间进行大 数目的连续开启。

附图说明

现在将结合附图描述本发明,所述附图示例了本发明非限制性的实施方式, 其中:

图1是提供有共轨型喷射系统的内燃机的图示,其中提供了用于确定本发 明的喷射器目的的喷射规律的方法;

图2是图1的喷射系统的电磁燃料喷射器的图表侧视图和截面图;

图3是描述图1的喷射系统的电磁燃料喷射器的喷射规律的图表;

图4是安装有图1的内燃机的车辆的视图,该车辆安装在辊子测试台上, 用于在生产线的端部执行测试;

图5是示例在生产线端部的测试过程中,在图1的喷射系统的共轨中,压 力随时间的演变图;

图6是图5的图中细节的放大图;

图7示例了在内燃机正常运行过程中进行的、在共轨中测量的压降分布图;

图8是示例在喷射的燃料数量估计中误差的演变的图表,其为测量的数目 的函数,用于确定喷射规律;和

图9是另一个图表,其示例了在喷射的燃料数量的估计中误差的演变,为 测量数目的函数,用于确定喷射规律。

具体实施方式

在图1中,数字1整体上指示内燃机,其提供有四个汽缸2和共轨型喷射 系统3,用于将燃料直接喷射到汽缸自身内。该喷射系统3包括四个电磁燃料喷 射器4,每个将燃料直接喷射到内燃机1的各个汽缸2内,并从共轨5中接收受 压燃料。喷射系统3包括高压泵6,其将燃料供应到共轨5,并通过机械传送装 置由内燃机1的驱动轴直接作动,其作动频率直接与驱动轴的旋转速度成比例。 依次地,高压泵6通过设置在燃料罐8内的低压泵7而供应。

每个喷射器4在电子控制单元(ECU)的控制下喷射不同的燃料量到相应 的汽缸2内。共轨5提供有压力传感器10,其测量在共轨5自身中的燃料压力 P并与电子控制单元9通信。

如图2所示,每个燃料喷射器4基本上绕着纵向轴线圆柱形对称,并得到 控制以从喷嘴11喷射燃料。喷射器4包括支撑体12,其沿着纵向轴线具有可变 横截面的圆柱形管状形状,和供应导管13,其沿着支撑体12自身的整个长度延 伸,以将受压燃料朝着喷嘴11供应。支撑体12在其上部支撑电磁作动器14, 并在其下部支撑喷射阀15,该阀下面地限定供应导管13;使用时,喷射阀15 通过电磁作动器14作动,以调节流过喷嘴11的燃料,其在喷射阀15自身处获 得。

电磁作动器14包括线圈16,其绕着管状体12外部地设置,并包围在塑料 环形盒17中,和固定的磁极18(也称为“底”),其通过铁磁性材料形成并设置 在在线圈16处的管状体12内。而且,该电磁作动器15包括移动保持器19,其 具有圆柱形形状,由铁磁性材料制成,并在线圈16赋能时(也即电流流过其时) 适于通过磁极18磁性地吸引。最后,电磁作动器15包括管状磁盒20,其设置 在管状体12的外面,包括用于在其中容纳线圈16的环形座21,和环形的磁垫 圈22,该磁垫圈22由铁磁性材料制成并设置在线圈16之上,以引导磁通绕着 线圈16自身闭合。

移动保持器19是移动柱塞的一部分,该移动柱塞还包括闸板或销23,该销 具有与移动保持器19集成的上部和与喷射阀15的阀座24协作的下部,用于以 已知的方式调节流过喷嘴11的燃料。特别地,销23以基本上球形的闸板头收 尾,该闸板头适于流体密封地抵靠在阀座上。

磁极18中心地穿透并具有中心通孔25,其中部分地容纳有关闭弹簧26, 其将移动保持器19推向喷射阀15的闭合位置。特别地,参考体27,其将闭合 弹簧26保持压缩在在磁极18的中心孔25内的移动保持器19上,枢轴在固定 位置。

使用中,当电磁作动器14去能时,移动保持器19不被磁极18吸引,闭合 弹簧26的弹力沿着销23(也即移动柱塞)向下推动移动保持器19到较低的限 定位置,其中销23的闸板头迫压在喷射阀15的阀座24上,以使喷嘴11与受 压燃料隔离。当电磁作动器14赋能时,移动保持器19通过磁极18磁性地吸引, 以对抗闭合弹簧26的弹性偏压,带有销23(也即移动柱塞)的移动保持器19 通过由磁极18自身施加的磁吸引作用而向上运动到上限定位置,其中移动保持 器19邻接在磁极18上,而销23的闸板头相对于喷射阀15的阀座24升起,以 允许受压燃料流过喷嘴11。

如图2所示,燃料喷射器4的电磁作动器14的线圈16通过电子控制单元9 供应,该电子控制单元施加随着时间可变的电压v(t)到线圈16的终端上,该 电压决定了在线圈16上随着时间可变的电流i(t)的流通。

如图3所示,在每个燃料喷射器4中的喷射规律(也即这样的规律,其将 作动时间T绑定到喷射的燃料量Q上,并通过作动时间T/喷射的燃料量Q曲线 表示)能够分为三个区域:

初始失效的开启区域A,其中作动时间T太短,从而供应到电磁作动器14 的线圈16上的能量产生不足以克服闭合弹簧26的力的运动力,销23在喷射阀 15的闭合位置中保持静止(在初始区域A,喷射的燃料量Q总是为零,而不管 作动时间T)。

快速作用区域(ballistic area)B,其中销23从喷射阀15的闭合位置运动到 完全开启位置(其中与销23集成的移动保持器19邻接固定的磁极18地设置), 但是不能够达到完全开启位置,这样在达到完全开启位置之前回到闭合位置(在 快速作用区域B,喷射的燃料量Q快速增加,并随着作动时间T以基本上线性 的方式增加);

线性区域D,其中销23从喷射阀15的闭合位置运动运动到完全开启位置, 在该位置保持给定的时间(在线性区域D,喷射的燃料量Q随着作动时间T的 增加而以线性方式增加,但是相对于快速作用区域B以较小的梯度增加);

连接区域C,其中销23在大约闭合开始的时间处达到完全开启位置,从而 其行为非常不线性,因为其极大地受到机械回弹的影响(联合区域C连接快速 作用区域B到线性区域D,为极大地非线性,从而在该连接区域C不推荐使用 燃料喷射器4)。

根据可能的优选实施方式,喷射规律近似为接近快速作用运行区域B的线 R1,和接近线性运行区域D并与直线R1相交的直线R2。直线R1通过设置在 快速作用运行区域B的端部上的两个特征点P1和P2识别,而直线R2通过设 置在线性运行区域C的端部处的两个特征点P3和P4而识别。每个特征点P1-P4 显示相应的特征作动时间t1-t4和相应的喷射燃料量q1-q4,且特征点P1-P4 整体上允许重构燃料喷射器4的喷射规律的充分逼真性。显然,采用不同数量 的特征点和/或不同的特征点分布是可能的;或者还有的实施方式也是可能的, 其不采用直线去近似喷射规律(例如可以采用样条函数)。值得注意的是,通过 用两个直线R1和R2近似喷射规律所获得的是对连接区域C非常差的近似,但 是这不是问题,因为由于大的线性缺失,要避免在连接区域C中使得燃料喷射 器4工作。

每个燃料喷射器4的公称喷射规律开始存储在电子控制单元9的存储器中; 这样,作为引擎控制目标的函数,电子控制单元9决定每个燃料喷射器4所需 的燃料量Qd,从而采用先前存储的喷射规律,作为所需燃料量Qd的函数,确 定每个燃料喷射器4所需的作动时间Td。

参见图4并根据本发明第一方面,内燃机1的四个燃料喷射器3的每个的 实际喷射规律在标定步骤过程中确定,该步骤典型地在车辆28生产的末尾进行, 其中装入内燃机1。值得注意的是,内燃机1的四个燃料喷射器3的每个的实际 喷射规律的这类确定可以在车辆28寿命的任何时间进行,而不仅仅在生产线的 末尾(也即可以在修理介入之后进行,其中需要替换一个或多个燃料喷射器4)。

在标定步骤的末尾,在电子控制单元9的存储器中,初始存储的每个燃料 喷射器4的公称喷射规律替换以相应的实际喷射规律,以提高燃料喷射器4的 作动精度(也即,从而在每个引擎点,燃料喷射器4喷射的燃料量尽可能地接 近引擎控制所需的燃料量)。

起初,车辆28耦接到辊子测试台29上,从而使得辊子测试台29能够以恒 定的、预定旋转速度可旋转地供应车辆28的驱动轮30,以旋转地供应内燃机1 (也即内燃机1的驱动轴)。当内燃机1通过辊子测试台29以恒定的旋转速度 旋转供应时,电子控制单元9顺序为喷射系统3的每个燃料喷射器4执行一系 列测试;换句话说,电子控制单元9为第一燃料喷射器4执行一系列的测试, 然后为第二燃料喷射器4执行相同系列的测试,这样继续。对于需要测试的每 个燃料喷射器4,测试系列要求顺序确定相应的燃料量Q,当开启用于多个互相 不同的测试作动时间T时(其整体上选自特征作动时间t1-t4),其为燃料喷射 器4实际喷射用于测试的量。换句话说,对于需要测试的每个燃料喷射器4来 说,测试系列设想顺序确定相应的燃料量Q,其为开启用于特征作动时间t1-t4 时通过燃料喷射器4实际喷射的量。

对于需要测试的每个燃料喷射器4和每个作动测试时间T,开启用于测试 作动时间T时由需要测试的燃料喷射器4实际喷射的燃料量Q的确定包括:完 全中断从燃料泵6到共轨5的燃料供应,避免需要测试的燃料喷射器4旁边所 有其他燃料喷射器4的开启,并通过压力传感器10测量在需要测量的燃料喷射 器4开始开启之前共轨5中的初始燃料压力Pi。在初始燃料压力Pi的测量之后, 电子控制单元9开启需要测试的燃料喷射器4,以相同的作动时间T进行数目N 个连续的开启(优选地,数目N是高的,并指示为几百次的数量级);在结束对 需要测试的燃料喷射器4的开启之后,共轨5中最终的燃料压力Pf通过压力传 感器进行测量。电子控制单元9确定在需要测试的燃料喷射器4开启过程中共 轨5中的压降ΔP等于初始燃料压力Pi和最终燃料压力Pf之间的差;最后,电 子控制单元9估计开启用于测试作动时间T时由需要测试的燃料喷射器4实际 喷射的燃料量。

在获得共轨5中的压降ΔP之后,电子控制单元9估计总的燃料量,其为燃 料喷射器4在以测试作动时间T开启过程中其实际喷射的量,作为共轨5中的 压降ΔP的函数,从而通过将总的燃料量除以开启的数目N,计算得到在开启用 于测试作动时间T时需要测试的燃料喷射器4实际喷射的燃料量Q。在最简单 的消费中,假定在开启过程中由燃料喷射器4实际喷射的总燃料量等于从共轨5 中出来的总燃料量。共轨5的内部容量和燃料的压缩模量是已知的,从共轨5 中出来的总燃料量和共轨5中的压降ΔP之间的相关性可以计算地或经验地确 定。

根据优选实施方式,燃料泵6是在专利申请EP2236809A2中所述的类型, 包括至少一个泵送腔,其中往复运动地运行着活塞,吸入导管,其通过吸入阀 调节,以将低压燃料供应到泵送腔内,和发送导管,其通过发送阀调节,以将 高压燃料从泵送腔通过供应导管供应到共轨5。而且,燃料泵6包括流量调节设 备,其作用于吸入阀上,保持吸入阀自身在泵送阶段过程中也开启,从而使得 出现在泵送腔中并超出共轨5实际供应需要的燃料的可变部分返回到吸入导管 内,而不通过供应导管泵送到共轨5。为了完全中断从燃料泵6到共轨5的燃料 供应,调节设备作动用于保持吸入阀总是开启(显然,在正常开启吸入阀的情 形下,调节设备从不作动,以允许吸入阀的闭合);这样,燃料从燃料泵6到共 轨5的供应被完全排除。

在电磁燃料喷射器4的情形下(典型地用于中压下的汽油喷射),不开启燃 料喷射器4,共轨5不展现显著的燃料泄漏;而且,电磁燃料喷射器4不为它们 的作动“消费”燃料(也即为了它们的作动,它们不排出共轨5中的部分压缩 燃料到低压罐)。因此,在电磁燃料喷射器4的情形下,能够假定而不犯可感知 的错误的是,在需要测试的燃料喷射器4开启过程中,从共轨5中出来的所有 燃料通过需要测试的燃料喷射器4自身喷射。

替代地,在液压燃料喷射器4的情形下(典型地用于喷射非常高压下的柴 油),共轨5展现不可忽略的燃料损失(泄漏);而且,液压燃料喷射器4为它 们的作动“消费”燃料(也即为它们的作动,排出部分共轨5中的压缩燃料到 低压罐)。因此,在液压燃料喷射器的情形下,可能必要的是,估计在需要测试 的燃料喷射器4自身的开启过程中,由于泄漏和/或共轨5的作动而损失的燃料 量(燃料泄漏可能不仅发生在需要测试的燃料喷射器4中,还可能发生在其他 不作动的燃料喷射器4中);这样,在估计在需要测试的燃料喷射器4开启过程 中从共轨5中出来的总燃料量Q作为共轨5中的压降ΔP的函数之后,在需要 测量的燃料喷射器4的开启过程中通过其实际喷射的总燃料量Q能够通过从总 燃料量Q中减去损失的燃料量而计算得到。

根据优选实施方式,损失的燃料量作为共轨5中的燃料压力的函数而估计。 特别地,确定第一基值(contribution),其估计泄漏的损失并直接比例于共轨5 中燃料压力的两个测量之间消逝的时间间隔的持续时间,确定第二基值,其估 计通过作动产生的泄漏并直接地比例于需要测试的燃料喷射器4的开启数目N, 最后通过将这两个基值相加建立燃料量损失。

根据优选实施方式,在燃料泵6中断到共轨5的燃料供应和在共轨5中的 初始燃料压力Pi的测量之间等待第预定时间间隔(几微秒的指示持续时间), 以获得压力稳定,从而提高测量精度;类似地,等待第二预定时间间隔(几微 秒的初始持续时间),该间隔在需要测试的燃料喷射器4的开启末尾和共轨5中 最终燃料压力Pf的测量之间,以获得压力稳定,从而提高测量精度。

如前所述,在上述所有燃料喷射器4的系列测试的整个持续时间中,辊子 测试台29以恒定旋转速度旋转地驱动内燃机1;事实上,通过内燃机1的旋转 速度通过辊子测试台29保持恒定的事实,通过需要测试的燃料喷射器专有地喷 射的燃料作为测试的效率(也即快速性)和功效(也即精度)的函数而专有地 “度量”,而使得通过需要测试的燃料喷射器4专有地喷射的燃料不必作为内燃 机1的运动需要的函数而被“度量”。这样,测试可以快速地和在最佳条件下进 行。辊子测试台29可以在内燃机1倾向于相对于预定旋转速度慢下来时被用于 提供扭矩到驱动轮30上(这工作在同时只有一个汽缸2工作的情形下,从而通 过仅有一个汽缸2产生的扭矩可能不足以保持内燃机1旋转),或者可选地,辊 子测试台29可以在内燃机1倾向于相对于预定旋转速度加速时被用于吸收驱动 轮30上的扭矩(典型地在测试持续时间T接近最大值时,也即特征点t4)。值 得注意的是,在进行燃料喷射器4的测试过程中,内燃机1的旋转速度不必严 格地总是恒定的,但是,在所有情形下,在对燃料喷射器4进行测试时保持内 燃机1的旋转速度恒定有助于控制和减小测量误差。

通过辊子测试台29,对于每次估计(也即每个观测),可以在相同的测试持 续时间进行大数目N的燃料喷射器4的连续开启,在需要测试的燃料喷射器4 的开启过程中,共轨5中的压降ΔP是高的,从而其确定可以是非常精确的(因 为压降ΔP大大高于压力传感器10的误差、液压和电气背景噪音、和电子控制 单元9读取压力传感器10的输出的最小分辨率)。

图5表示在燃料量Q的估计过程中,共轨5中燃料压力的演变,该燃料量 Q是在需要测试的燃料喷射器4在测试作动时间T内开启时实际喷射的量;图 5清楚地表示了通过重复开启需要测试的燃料喷射器4的作用而在共轨5中的压 降ΔP。特别地,图5以相同的测试作动时间T指出了需要测试的燃料喷射器4 的近似75个连续的开启。图5,尤其是在图6的放大细节中,示出了共轨5中 的燃料压力受到脉冲波动,该波动在需要测试的燃料喷射器4的每次开启处快 速衰减。

显然地,上述用于确定燃料喷射器4的喷射规律的方法只应用于专门的条 件下,也即当车辆28处于合适的、保护的测量环境中(典型地在生产线的末尾, 但是也可以在授权车间中)。用于确定燃料喷射器4的喷射规律的不同方法将在 下面描述,其在内燃机1的正常使用过程中替代地使用。

在内燃机1的正常使用过程中,电子控制单元9继续确定燃料喷射器4的 实际喷射规律,以跟随时间的偏移(显然,如果实际喷射规律在车辆28的生产 线的末尾确定的话,如前所述),或者用于确定第一时间中实际的喷射规律(显 然,如果实际喷射规律在车辆28的生产线的末尾未确定的话,如前所述)。

如前所述,确定需要测试的燃料喷射器4的实际喷射规律意味着确定喷射 规律的特征点P1-P4,从而意味着确定燃料量Q,其为在测试作动时间T中开启 时,通过需要测试的燃料喷射器4实际喷射的量,该时间T等于每个特征点P1-P4 对应的特征作动时间t1-t4。

用于估计燃料量Q——其为在测试作动时间T中开启时,通过需要测试的 燃料喷射器4实际喷射的量——的方法完全类似于上述方法:电子控制单元9 完全中断冲燃料泵6到共轨5的燃料供应,避免在需要测试的燃料喷射器4旁 边的所有其他燃料喷射器4开启,在启动需要测试的燃料喷射器4的开启之前, 测量(在等待了第一预定时间间隔之后)共轨5中燃料的初始燃料压力Pi,以 相同的测试作动时间T开启需要测试的燃料喷射器4数目N个的连续开启,最 后在结束需要测量的燃料喷射器4的开启之后,测量(在等待了第二预定时间 间隔之后)共轨5中的最终燃料压力Pf。在两个压力测量的末尾,电子控制单 元9确定在需要测量的燃料喷射器4的开启过程中共轨5中的压降ΔP,从而估 计通过需要测量的燃料喷射器4在测量作动时间T开启时实际喷射的量,作为 共轨5中的压降ΔP的函数。

值得注意的是,燃料量Q的估计一次只涉及一个需要测量的燃料喷射器4, 而所有其他三个燃料喷射器4通常在相同喷射周期中工作;显然,在燃料量Q 的估计过程中,其实际上通过需要测量的燃料喷射器4在开启测试作动实际T 时喷射,而其他三个燃料喷射器4必须严格地关闭,但是该不可缺少的条件不 是限制性的,因为在内燃机1中,对于四个汽缸3,四个燃料喷射器4总是在不 同时间喷射(每个在驱动轴的相应的半转中,以使得驱动轴的每两转中具有四 次喷射),从而,除了例外情形,两个燃料喷射器4在相同时间喷射的重叠从不 发生。

在内燃机1正常运行过程中进行的在测试作动时间T中开启时,通过需要 测试的燃料喷射器4实际地喷射的燃料量Q的估计不同于类似的如上所述的在 车辆28的生产线的末尾处的估计,因为喷射的燃料必须总是适于内燃机1的运 动需要:在内燃机1的正常运行过程中,不可能的是,喷射的燃料量显著地不 同于内燃机1运动所需的最佳燃料量,否则内燃机1将出现运行不规则,这是 不能接受的(车辆28的驱动将察觉这样的运行不规则并想象为故障,甚至更坏 地认为是制造缺陷)。换句话说,喷射的燃料必须首先遵循内燃机1的运动需要, 然后才是确定估计的需要。

关于内燃机1的运动需要的第一结果是,在每个估计(也即每个观测)中 可能进行相同测试作动时间的非常有限数目N的需要测试的燃料喷射器4的连 续开启(当测试作动时间短时,不大于5-8个连续开启,当测试作动时间长时, 不大于一个连续作动)。当在相同测试作动时间需要测试的燃料喷射器4的连续 开启的数目N小时,在需要测试的燃料喷射器4的开启过程中,共轨5中的压 降ΔP减小,从而其确定是非常不确定的(因为压降ΔP具有类似于压力传感器 10的误差尺寸数量级、液压和电气背景噪音和电子控制单元9读取压力传感器 10的输出时的最小分辨率的尺寸数量级)。作为在需要测试的燃料喷射器4的开 启过程中受显著误差(其在一些不幸的情形下也可能达到压降ΔP的100%)影 响的共轨5中的压降ΔP,必须对燃料量Q进行高数目的估计(几百数量级), 该燃料量是需要测试的燃料喷射器4在开启测试作动时间T时实际喷射的量。

结果,在内燃机1的正常使用过程中,电子控制单元(在长的时间周期上, 也即在内燃机1的几小时的运行上)对燃料量Q进行一系列的估计(几千数量 级),该燃料量是需要测试的燃料喷射器4在开启测试作动时间T时实际喷射的 量,从而电子控制单元9统计地处理燃料量Q的一系列估计,以确定平均燃料 量Q,其为需要测试的燃料喷射器4在开启测试作动时间T时实际喷射的量。 显然,为了确定需要测试的燃料喷射器4的实际喷射规律,采用了平均燃料量 Q,其为需要测试的燃料喷射器4在开启测试作动时间T时实际喷射的量。

根据优选实施方式,电子控制单元9确定需要测试的燃料喷射器4在开启 测试作动时间T时实际喷射的燃料量Q,这通过提供给燃料量Q的一系列估计 的运动平均计算而实现。

根据优选实施方式,电子控制单元9统计地处理燃料量Q的一系列估计, 除了需要测试的燃料喷射器4在开启测试作动时间T时实际喷射的平均燃料量 外,还确定平均燃料量Q的置信指数(confidence index);这样的置信指数指示 燃料量Q到什么程度上是“可靠的”(也即精确的,也即对应于事实),还指示 在确定平均燃料量Q中较高、较低的最大误差。只在置信指数高于预定可接收 门限时(也即只在平均燃料量Q“足够”可靠时),电子控制单元9才采用平均 燃料量Q有效地作动燃料喷射器4的喷射(也即采用平均燃料量Q以更新燃料 喷射器4的喷射规律)。

显然,如同已经所述的,作动时间T选自整个特征作动时间t1、t2、t3、t4, 以确定特征点P1-P4,从而通过两个直线R1和R2重构每个燃料喷射器4的实 际喷射规律。

使用中,电子控制单元9采用存储的喷射规律为每个燃料喷射器4确定所 需的燃料量Qd,其为引擎控制目标的函数,从而确定每个燃料喷射器4所需的 作动时间Td,其为所需的燃料量Qd的函数。通常,每个燃料喷射器4将确切 地采用所需的作动时间Td作动;替代地,估计的作动,电子控制单元9将每个 测试作动时间T与所需的作动时间Td作比较,以建立是否至少一个测试作动时 间Td与所需的作动时间Td相似,从而估计需要测试的燃料喷射器4在开启测 试作动时间T时实际喷射的燃料量Q,如果这样的测试作动时间T与所需的作 动时间Td是相似的话。

测试作动时间T与所需的作动时间Td相似,如果测试作动时间T中喷射 的燃料量Q等于所需作动时间Td喷射的所需燃料量Qd的因数减去公差间隔的 话,也即如果在测试作动时间T中喷射的燃料量Q乘以整个数目(包括数目1, 也即测试作动时间T可以等同于所需的作动时间Td)等于在所需作动时间Td 喷射的所需的燃料量Qd减去公差间隔的话(显然这是非常困难的,以获得最好 的等同而不允许微小的偏差)。因此,通过需要测试的燃料喷射器4实际喷射的 估计的燃料量Q包括进行需要测试的燃料喷射器4传送所需燃料量Qd(减去公 差间隔)所需数目的开启,其为内燃机1的引擎控制所需。换句话说,如果测 试作动时间T喷射的燃料量Q是所需燃料量Qd的三分之一(也即测试作动时 间喷射的燃料量Q是所需燃料量Qd的三分之几数量级的因数),那么该估计考 虑在测试作动时间T中执行燃料喷射器4的三个连续开启。

根据优选实施方式,误差间隔作为对应于分析的测试作动时间T的平均燃 料量Q的置信指数的函数而确定,从而当置信指数小时(也即当许多其他估计 对于提高置信指数是不可缺少的时),误差间隔更广(也即更容易或更频繁地发 现与所需燃料量Qd的相似性),当置信指数高时(也即当其他估计对于提高置 信指数是不可缺少时),误差区间将更窄(也即更困难,也即更小频率地发现与 所需燃料量Qd的相似性)。

在辨识出相似的测试作动时间之后,对所需的作动时间Td减去误差间隔, 电子控制单元9改变电子控制单元1在误差间隔中所要求的所需的燃料量Qd, 从而使得对应于测试作动时间T的平均燃料量Q正好是所需燃料量Qd的因数 (显然可能是这样的情形,其中对应于测试作动时间T的平均燃料量Q等同于 所需的燃料量Q)。如果可能的话(也即如果内燃机1包括吸入阀的开启的精确 检测,也即通过所谓的“多空气”系统),电子控制单元9改变汽缸2的吸入阀 的开启规律,其中需要测试的燃料喷射器4作为所需燃料量Qd的改变的函数; 这样,在这样的汽缸2中的燃烧总是具有所需的空气/燃料比(还在这样的情形 下,通过误差间隔产生稍微不同于所需运动扭矩的扭矩)。

根据优选实施方式,当两个估计都需要改变(在误差间隔内)通过内燃机1 的引擎控制所要求的所需的燃料量Qd时,电子控制单元9对实际喷射的燃料量 Q的两个连续估计在时间上互相间隔开。换句话说,电子控制单元9避免在连 续较短的时间内对内燃机1的引擎控制所要求的所需燃料量Qd进行连续数目的 改变,以避免产生车辆28司机能够察觉到的运行不规则。

换句话说,为了进行由需要测试的燃料喷射器4在作动时间T喷射的燃料 量Q的估计,始于内燃机1的引擎控制所要求的所需燃料量Qd,电子控制单元 9可以决定通过改变所需的燃料量Qd(在误差间隔内)和通过将喷射分为几个 连续喷射而改变(“超控”)喷射特征。值得注意的是,喷射特征的改变(“超控”) 总是并每次只发生在需要测试的一个燃料喷射器4上,在相同的喷射周期中, 另外三个燃料喷射器4正常地工作;而且,在误差间隔中,其建立所需燃料量 Qd的最大变化,该燃料量受限于减小一毫克的燃料。结果,喷射特征的改变(“超 控”)不产生显著的作用,进而可被车辆28司机察觉的作用。

根据优选实施方式,电子控制单元9给予长的所需的作动时间Td,用于进 行燃料量Q的估计,该燃料量通过燃料喷射器4实际地喷射,从而使得对应于 测试作动时间T的平均燃料量Q尽可能频繁地为执行需要测试的燃料喷射器4 的几个连续开启所需的燃料量Qd的小部分(fraction)。换句话说,需要测试的 燃料喷射器4连续开启的数目越高,共轨5中的压降ΔP越高,进而压降ΔP的 测量精度越高;从而优选地是,采用长的所需作动时间Td(也即高的所需燃料 量Qd)以进行估计,从而进行需要测试的燃料喷射器4的几个连续的开启。为 了加速计算平均燃料量Q,方便的是,在每个估计中,尽可能地增加每个单个 需要测试的燃料喷射器4的连续喷射的数目。

图7的图表表示压降ΔP的测量,其作为进行的估计的数目S的函数;虚 线表示压降ΔP的“真实”值。值得注意的是,测量的压降ΔP在真实值周围具 有宽的可变性,从而只通过统计地处理高数目的估计就能够在确定平均燃料量 Q中获得好的精度,该燃料量是需要测试的燃料喷射器4开启测试作动时间T 时实际喷射的量。

图8的图表表示在平均燃料量的确定中导致的误差ε的估计,该燃料量为 根据进行的估计的数目S,需要测试的燃料喷射器4在开启测试作动时间T时 实际喷射的量(误差ε反比于置信指数)。可观测的是,误差ε随着进行的估计 的数目S的增加而逐渐减小(也即置信指数逐渐增加)。

图9的图表表示在平均燃料量的确定中导致的误差ε的估计,该燃料量为 根据进行的估计的数目S,需要测试的燃料喷射器4在开启测试作动时间T时 实际喷射的量。值得注意的是,误差ε在几百个估计之后已经包括在±0.1mg 内。

用于确定燃料喷射器的喷射的上述方法具有许多优点。

首先,用于确定喷射器的喷射规律的上述方法允许以高精度识别实际的喷 射规律,从而允许采用实际的喷射规律控制内燃机1的燃烧;这样,内燃机1 的燃烧控制在所有引擎点都非常精确,尤其是在快速作用的运行区域B。值得注 意的是,燃料喷射精度不通过减小喷射器的特征的分散而达到(非常复杂和昂 贵的操作),而是对于每个喷射器,通过知道相应的实际的喷射规律的可能性而 达到(这可以展现偏差,即使相对高的公称的喷射规律)。

而且,用于确定燃料喷射器的喷射规律的上述方法在已有的电子控制单元 中也是简单的和成本有效的,因为相对于通常呈现在燃料喷射器系统中的,无 需额外的硬件,高的计算能力也不需要,也不需要大的存储能力。

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