专利名称：压电燃料喷射器系统、估计燃料喷射事件的定时特性的方法
技术领域：
本发明涉及燃料喷射系统，涉及用于估计定时喷射事件的方法，并且涉及基于所估计的事件定时对燃料喷射部件进行控制。
背景技术：
在可应用于内燃机的多种燃料供应系统中，使用燃料喷射器将燃料脉冲喷射至发 动机燃烧室内。常用的喷射器是包括喷嘴组件的闭式喷嘴喷射器，所述喷嘴组件具有弹簧加载式(spring-biased)喷嘴阀元件，所述喷嘴阀元件被设置为与允许将燃料喷射至汽缸内的喷嘴口相邻。所述喷嘴阀元件还用于提供对燃料喷射的有意的、突然的结束，由此防止导致废气中未燃烧的碳氢化合物的二次喷射。喷嘴阀位于喷嘴腔内并且由喷嘴弹簧偏置(bias)，使得当致动力超过喷嘴弹簧的偏置力时，所述喷嘴阀元件移动以允许燃料经过喷嘴口，从而标志喷射事件的开始。
发明内容
本公开提供了一种压电致动燃料喷射系统以及一种在燃料喷射周期期间估计定时喷射事件的方法，所述压电致动燃料喷射系统能够根据与在喷射器中感测到的力相对应的信号的特性来估计燃料喷射周期中的燃料喷射定时事件。在本公开的一方面中，一种用于将燃料喷射至内燃机的燃烧室内的压电致动燃料喷射器系统包括包含活塞(plunger)的喷射器主体；具有喷嘴腔的喷嘴壳体，喷射器主体和所述喷嘴壳体以及与所述喷嘴腔的一端相通的喷射器口用于将燃料喷射至所述燃烧室。所述系统包括喷嘴阀元件，所述喷嘴阀元件位于与所述喷射器口相邻的所述喷嘴腔中，所述喷嘴阀可在燃料通过所述喷射器口流入所述燃烧室的打开位置与流经所述喷射器口的燃料被阻挡的关闭位置之间移动。压电致动器可移动以在第一方向上伸展并且在第二方向上收缩。液压链路(link)组件位于所述喷嘴腔内并且与所述压电致动器可操作地连接，以使所述压电式致动器在所述第一方向上的移动使得所述喷嘴阀元件向所述打开位置移动，并且所述压电致动器在所述第二方向上的移动使得所述阀元件向所述关闭位置移动。力传感器位于所述压电致动器与所述液压放大器组件之间并且适合于在燃料喷射周期期间提供指示所述压电致动器与所述液压放大器组件之间的力的信号。控制器适合于接收由所述力传感器提供的所述信号，识别所监测的输出信号的最大值和谷最小值中的至少一个，并且基于所述至少一个识别值估计至少一个燃料供给(fueling)特性在所述喷射周期中的定时。
在本公开的另一个方面中是一种估计压电致动燃料喷射器的燃料喷射事件的定时特性的方法。所述压电致动燃料喷射器包括力传感器，所述力传感器位于压电致动器和与所述压电致动器机械地联接的液压链路组件之间，所述力传感器可操作以输出与所述压电致动器和所述液压链路组件之间的力相对应的信号。所述方法包括以下步骤在所述压电致动燃料喷射器的整个喷射周期内监测从所述力传感器输出的信号；识别所监测的输出信号的最大值和局部谷最小值中的至少一个；以及基于所述至少一个识别值估计至少一个燃料供给特性在所述喷射周期中的定时。
图I是根据示例性实施方式的燃料喷射器的图。图2是示出燃料喷射器的喷射率形状的曲线图。图3是图I中示出的燃料喷射器的简化图。
图4是示出连同图2的对应喷射率形状曲线一起的压电力传感器输出电压的曲线图。图5是示出连同图4的压电力传感器输出电压和对应喷射率形状曲线一起的压电式致动器的示例性电流曲线的曲线图。图6是根据示例性实施方式的在燃料喷射事件期间估计杯溢法流动(cup flow)结束的定时的过程的图。图7是根据示例性实施方式的在燃料喷射事件期间估计喷射结束的定时的过程的图。图8是示出在整个轨压的范围内预测的SOI和EOI事件定时的精度的曲线图。图9是示出根据估计的SOI定时、SOCF定时、EOCF定时以及EOI定时，和根据针对在2800巴下操作的燃料喷射器的HOCF值构造的喷射率形状的曲线图。图10是示出根据估计的SOI定时、SOCF定时、EOCF定时以及EOI定时，和根据针对在700巴下操作的燃料喷射器的HOCF值构造的喷射率形状的曲线图。图11是示出在整个轨压的范围内实际的燃料供给量数据值的曲线和估计的燃料供给量值的曲线的曲线图。图12是根据示例性实施方式的包括控制器的燃料系统的高级图。
具体实施例方式本公开的许多方面是根据由驱动器、控制器、控制模块和/或计算机系统或其它能够执行编程指令的硬件的元件执行的动作的序列来描述的。将要认识到是，在每个实施方式中，各种动作能够由专用电路(例如，互联以执行专用功能的分立逻辑门)来执行，由诸如程序模块的程序指令来执行，或由上述两者的结合来执行，所述程序指令由一个或更多个处理器(例如中央处理单元(CPU)或微处理器)执行。与本公开一致的实施方式的逻辑能够利用任何类型的适当硬件和/或软件来实现，利用以计算机可读存储介质的形式驻留的部分来实现，该计算机可读存储介质上记录有控制算法(诸如本文公开的可执行逻辑和指令)，并且所述逻辑能够例如被编程以便包括一个或更多个查找表和/或校准参数。所述计算机可读介质能够包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、以及便携式光盘只读存储器(CD-ROM)，或能够存储信息的任何其它固态、磁、和/或光盘介质。因此，能够以多种不同的形式实施各种方面，并且设想所有这些形式都与本公开一致。图I是示例性燃料喷射器10的图，所述燃料喷射器10包括喷嘴壳体12、喷嘴保持器13、包括燃料进口 15的喷射器主体14，该燃料进口 15被配置为向燃料供应腔16供应燃料。燃料供应压力可在大约350-2700巴的压力范围内。上致动器壳体17附接于喷射器主体14的上部以与下致动器壳体18安装在一起。上致动器壳体17包括由波纹管22预加载的压电致动器20(诸如压电叠堆(piezoelectric stack))、压电适配器24以及致动器适配器26。压电力传感器28 (例如由压电陶瓷或其它压电材料制成的压电力传感器芯片)位于燃料喷射器10的上致动器壳体17中，并且位于压电致动器20与上活塞30以及容纳在喷射器主体14中的下活塞32之间，尽管其它实施方式能够包括如下配置在该配置中，压电力传感器位于燃料喷射器中的另外的位置，在该位置处能够感测到机械喷射部件的纵向力和压力并且电压或电流输出与所感测的力或压力相对应。随着压电致动器20的激活，下活塞32与喷嘴壳体12内的腔中所包括的液压放 大器组件34或“液压链路”相互作用，以使得以与喷嘴壳体12中的喷嘴座38安装接合(seated engagement)的方式保持的喷嘴阀元件(针阀)36在激活的持续时间里打开,并且通过喷嘴的口喷射燃料并将燃料喷射至内燃机的燃烧室(现在示出)。更具体地说，针对图I中示出的燃料喷射器10的取向，液压放大器组件34对压电致动器20的运动进行放大并且相对于上活塞30和下活塞32的向下运动反转针阀36的运动，以在向上方向上移动针阀36。其它部件根据需要设置以完善喷射器组件。除了本公开中所描述的新的或不同的特征之外，喷射器一般如同在2009年6月10日提交的标题为“Piezoelectric Direct ActingFuel Injector with Hydraulic Link”的美国临时专利申请序列号61/185，779中描述的燃料喷射器那样地操作，通过引用并入其全部内容合并于此。在燃料喷射期间，压电力传感器28响应于压电致动器20的致动和液压放大器的动力(dynamics)而对瞬态力作出反应，以产生具有与感测到的力相对应的特性的电压或电流信号。以此方式，该压电力传感器28用作燃料喷射器10内部的力/压力传感器。基于对由压电力传感器28提供的特征(signature)(即特性)的分析,能够精确地捕获喷射事件的燃料供给(fueling)特性。图2示出燃料喷射器在整个喷射周期的示例性喷射形状率曲线39，所述喷射形状率曲线39源自发动机(未示出)的汽缸中的压力传感器的测量结果。要理解的是，燃料供给系统配置中的各种因素都能够导致喷射器的喷射率形状的量级、形状以及事件定时的相应改变，诸如轨压、喷嘴PPh (磅每小时)等。本公开的实施方式提供了一种系统和方法，所述系统和方法能够预测燃料喷射器的喷射率形状的定时事件，具体地说，估计标记为点A的喷射开始(SOI)的定时；估计标记为点B的完全展开的喷射流开始(SOCF)的定时；估计标记为点C的完全展开的喷射流结束或者杯溢法流动结束(EOCF)的定时；和/或估计标记为点D的喷射结束(EOI)的定时。此外，能够连同上述定时估计一起来估计标记为F的喷射率形状的高度(H0CF)，以构造燃料喷射器的喷射率形状的相当精确的模型。图3是图I中示出的燃料喷射器的简化图。如图3中所示，随着压电致动器20的压电叠堆通电(energize),该压电致动器20在箭头40的方向上延伸并且相对于共轨中的燃料的压力在箭头42的方向上机械地推动压电力传感器28和喷射器部件41 (其总地代表图I中示出的部件24-26、30和32)。在此状态期间，液压放大器组件34中增强器室的压力增加并且压电力传感器28由于压缩而提供正电压。从压电力传感器28输出的电压从与该压电致动器未通电时的状态(即在缩回状态中)相对应的空载电压值开始，并且一旦致动器20通电，从传感器28输出的电压就在针阀36开始打开时迅速上升至最大值，随后当针阀36完全打开时在与点B相对应的SOCF时间处稳定至几乎恒定的正电平，在最初感测到的喷射事件结束时(即当压电致动器20断电时)的时间处具有拐点(knee point)特性,在与点C相对应的EOCF时间处具有局部最小谷电压值，并且到与点D相对应的EOI定时从所述局部最小谷电压值上升，上述过程能够在下述情况下出现当传感器电压在喷射周期中在达到大于或者等于空载电压值(例如大于等于零伏特)的局部最大电压值的过程中与其空载电压值交叉时，或者在局部最小谷电压值的定时之后在局部最大电压值小于所述空载电压电平的情况下达到所述局部最大电压值的时间处。图4示出连同对应的喷射率形状曲线39 —起的压电力传感器输出电压曲线43。压电力传感器28的压电力输出电压曲线43上的标识符SI至S6与喷射特性的事件的时间 和传感器28在这些点所输出的电压相对应。点SI与致动器开始推动液压放大器34时的事件的定时相对应。在时间SI之前，压电致动器20未通电(空载)，并且因此压电力传感器28的输出处于其空载电压电平。点S2是压电力传感器28所输出的最大电压(在此不例性实施方式中该最大电压大约是200V)，并且仅在喷射SOI信号的通电开始施加至压电致动器20之后出现。S2的定时与针打开(needle opening)或SOI的定时相对应或反映针打开或SOI的定时，S2的定时也与喷射率形状曲线39的图示点A相对应。点S3捕获当压电致动器20断电并且该致动器从液压放大器34开始抽取(pull)该致动器的力或当该压电致动器20开始放电时的定时。点S4与针开始关闭时的时间相对应，即点S4捕获与喷射率形状曲线39的点C相对应的EOCF。S5与针完全关闭时的时间相对应，即捕获在喷射率形状39的D处的喷射结束。虽然图4示出了加载压电致动器20 (使压电致动器20通电)之前“零”伏特的空载电压状态，但是燃料喷射器10的空载或非通电电压电平可以是预定空载电压值周围的值的范围内的一个或更多个电压电平值。本文中使用的术语“零值”或空载值表示没有施加喷射电压以使用于喷射的压电致动器20通电的空载状态。在一些实施方式中，例如，在时间A之前传感器28的输出的电压(或电流)电平的空载状态能够是不同的或是来自时间D处的空载电压，因为压电力传感器28的响应可在稳定状态空载电压周围振荡，或以振荡和/或衰减(dampen)方式接近稳定状态空载电压。现在将说明与压电传感器输出电压曲线43上的点S2相对应的喷射开始(SOI)背后的物理现象。针阀36 —打开，增强器压力就开始下降并且压电传感器电压开始减小，并且此事件为SOI。随着针阀36开始打开，增强器压力开始下降并且压电传感器电压开始扭转(turn around),其表示在图4中被示出为S2的SOI。随着针阀36打开得越来越多，通过喷嘴输出的燃料供给增加并且喷射器体压减小。由压电力传感器28输出的压电力传感器电压捕获压电传感器输出电压曲线43的特性中的主体压力的这些改变。一旦燃料供给稳定至完全展开的流(fully developed flow),喷射器主体压力就稳定并且压电力传感器28的电压输出也稳定，其如曲线43的大致水平区域所示。随着驱动器关闭压电致动器20，由所述致动器推动的力开始逐渐消失，并且因此由液压压力作用在针阀36上的净力开始关闭针阀36。能够根据压电力传感器28的输出电压的特征来预测杯溢法流动的结束(E0CF)，如图4中的点S4。图5是示出喷射率形状曲线39、压电传感器输出电压曲线43以及压电致动器20的电流曲线45的曲线图。图6是估计EOCF的示例性过程60的过程图。如图6中所示，步骤(pix)CeSS)62识别用于压电电流谷(放电期间的最小电流幅度)的时间索引。在图5中，所识别的压电电流谷在Iv处。接下来，在步骤64中，允许经过基于压电致动器20的放电时间(例如，驱动器关闭时间或降落时间)的函数的预定时间周期的等待时间。在示例性应用中，所述等待时间大约为50微秒。在步骤66中，开始搜索反馈电压轨迹(即，压电电压曲线43)的谷(S卩，局部最小值)。在步骤68中，将EOCF设置为等于局部反馈谷出现时的时间。这如图5的压电传感器输出电压曲线43中的点S4所不,该点S4与喷射率形状曲线39的点C相对应。此时，针阀36开始对从燃料喷射器10输出的喷嘴流进行节流(S卩，开始关闭 从燃料喷射器10输出的喷嘴流)。要理解的是，尽管压电(反馈)电压曲线43中出现了两个谷，但是当压电致动器20以慢于或等于喷射器液压能够反应的频率(frequency rate)放电时，仅一个谷能够出现在反馈电压上。上述算法对于除了不需要等待时间的情况以外的其它情况都工作得很好。随着针阀36从其完全打开的位置转变到完全关闭的位置，它对所述喷嘴进行节流或对燃料流进行扼流。结果，喷射器的主体压力开始恢复，并且因此，如从图4和图5中的压电传感器输出电压曲线43 (即，传感器反馈信号)中的点S4到EOI点S5的增加趋势所示。针阀36完全关闭喷射燃料流的所需时间的快或慢取决于驱动器关闭时间和燃料喷射器10中的液压设计。图7示出用于估计燃料喷射器10的EOI的示例性过程70。在从EOCF时间索引开始的步骤72处，执行搜索以识别传感器反馈信号的局部最大电压值及其对应的时间索引。例如，从点S4处的EOCF时间索引开始，搜索压电力传感器输出电压以识别在预定大小的时间窗中的局部最大电压值。接下来，判断步骤74确定所识别的最大电压值是否小于压电力传感器的空载电压值(例如，在所述空载电压值是零或更小的情况下是负值)。如果所识别的最大电压值小于压电力传感器的空载电压值，则将喷射结束EOI设置为与所识别的最大电压值的时间索引相等。如果所识别的最大电压值大于或等于所述空载电压值，则将所述EOI设置为与EOCF时间索引之后的压电力传感器的空载电压值的第一交叉点的时间索引相等，例如预定时间窗期间的第一“零交叉点”。EOI时间的估计如图4中的点S5的时间索引所示，该点与喷射率形状曲线39的点D的时间索引吻合得很好。在关闭期间，点S4与S5之间的电压差与针阀36的运动成比例。对EOCF与EOI之间经过的时间(即，表示针关闭行程时间的点S4与S5之间的时间)的监测，提供了可用于诊断非预期的长EOI延迟和喷射器硬件的可能健康状态的信息。现在将说明估计SOCF的示例性方法。该算法已知由于关闭针阀36而导致的传感器电压的幅度改变，如前所述。因为已知喷射器液压配置并且ECU已知致动器驱动方案，因此，由于针打开而引起的传感器电压改变与由于针关闭而引起的传感器电压改变成比例。将点S4与S5之间的电压差乘以已知增益值，并且随后从力传感器输出(反馈)电压的点S2处的正峰值中减去点S4与S5之间的电压差乘以已知增益值的结果。该计算出的电压点如图4中的点S6所示。将杯溢法流动开始的时间索引SOCF确定为计算出的电压点S6的时间索引。同样，杯溢法流动的高度HOCF或喷射率形状的幅值根据轨压变化或者与轨压相对应。随着轨压的上升，HOCF幅值增大，使得喷射器变空(starve)并且因此所述喷射器的主体压力下降。压电力传感器28对下降的主体压 力作出反应并且表现出电压下降。点S6与点S3之间的电压差与喷射率形状的高度相关。也就是说，如果点S6与点S3之间的电压差很小，则图2和图4中的喷射率形状高度F将更小，反之亦然。可以看出，预测算法能够使用来自压电力传感器28的输出信号来预测诸如SOI和EOI的喷射事件。图8示出整个操作压力图的预测的和实际的SOI和EOI的结果。如图8中所示，较深的点82代表所预测的SOI并且较浅的点83代表所预测的Ε0Ι，并且线84代表实际的SOI并且线85代表实际的EOI。实际的SOI线84的两侧上的线86a、86b和实际的EOI线85的两侧上的线87a、87b在两种情况下代表相关联预测的公差边界(toleranceboundary)(+/-0. 25的曲柄角度)。从图8可以看出，在整个操作轨压图上根据压电力传感器28可很好地估计喷射的开始和结束。根据SOI、SOCF, EOCF和EOI的预测定时以及根据HOCF值，能够将喷射率形状构造为梯形形状。此后，能够通过对重构的梯形喷射形状下面的区域进行积分来计算燃料供给量。在图9和图10中针对2800巴的高轨压和700巴的低轨压分别示出了喷射率形状构造和燃料量估计。图9中的梯形轨迹92和图10中的梯形轨迹94代表针对相应轨压的预测率形状。同样在图9和图10中示出的是分别根据喷射率形状的实际测量值的叠加轨迹96与98。如从图9和图10中能够看到的那样，喷射率形状构造和燃料量估计与实际测量值相比非常好。如图11中所示，各个方形点代表实际的燃料供给量并且各个圆形点代表与轨压相关联的估计的燃料供给量。可以看出，图11基本上示出了整个操作轨压图的实际喷射的燃料供给量与预测喷射的燃料供给量对比的很好的相关性。如以上所说明的，能够精确预测压电燃料喷射器系统的喷射燃料供给特性(喷射的开始/结束、燃料供给量等)。基于这些实时估计，能够实现闭环控制以对能够引起燃料喷射系统中的非预期变化(诸如硬件和操作条件变化、劣化/磨损)的一个或更多条件做出解释。例如，诸如发动机控制模块(ECM)(也称为发动机控制单元(ECU))的控制器或者其它控制器可包括用于执行该预测算法的软件和/或硬件，并且包括用于控制发动机操作的各种参数的其它模块。所述发动机控制器能够在监测燃料喷射器的操作期间在燃料喷射器中产生的力和压力的同时，接收从压电力传感器输出的信号。这些所监测的信号可输入至确定诸如S0I、E0I、燃料供给率以及燃料供给量等的燃料供给特性的预测值的预测算法中。例如由所述算法确定的预测值可与存储在存储器中的预期值进行比较，或者与内燃机的其它燃料喷射器的特性进行比较。控制器能够提供对操作进行的调节，诸如对喷射器定时、持续时间以及燃料压力级别进行的调节，以满足性能需求。另外，所估计的燃料供给特性实时提供对压电致动器叠堆(piezoelectric actuator stack)和机械喷射器部件的健康诊断。图12示出燃料系统120的示例性实施方式，所述燃料系统120包括电可操作以实现控制策略的控制器122，所述控制策略例如包括执行逻辑/指令、监测发动机的状态、确定值/状态、以及例如通过控制诸如发动机节流阀的特定发动机部件、燃料喷射定时、供应至发动机的燃料量来命令和/或控制发动机的操作的特定方面。电子控制器可与各种发动机和/或车辆传感器进行通信，诸如发动机节流阀、发动机速度、发动机温度、发动机负载、传输速度以及车辆速度。控制器122可执行例如本文所述的过程的例程，以确定或者计算估计的SOI、S0CF、E0CF、E0I和HOCF定时，如本文所述。燃料系统120能够检查阈值，以确 定或者计算适当的时间延迟，以控制燃料喷射定时、喷射率形状(rate shaping),同时对诸如制造公差、环境条件、劣化/磨损以及传感器变化的影响燃料喷射的变化进行补偿。控制器120可形成为发动机控制模块(ECM)的组成部分，形成为与ECM分离的单元，或者与ECM通信的一个或者更多个控制器。在图12中示出的示例性实施方式中，控制器122与ECM124分离并且与ECM124通信。控制器122包括与ECM124通信的处理器/驱动器126和存储器128。控制器122还与压电致动器20通信，以使致动器和压电力传感器28通电/断电，以响应于对致动器20的纵向力的感测和燃料喷射器10的主体中的机械力和液压力的感测来接收电压或电流反馈信号。虽然本文使用压电致动器描述了实施方式，但燃料喷射器致动器可替代为另一种类型的电子控制的致动器，诸如螺线管或磁致伸缩型，以直接或间接地影响或者控制所公开的燃料喷射事件的一些方面或者全部方面。虽然在本文中公开了有限数量的示例性实施方式，但本领域技术人员将容易地认识到，可存在对这些实施方式中的任何实施方式的变型，并且这些变型将在所附权利要求的范围内。因此，对本领域技术人员来说将显而易见的是，在不偏离所附权利要求及其等同物的范围内，可对本文描述的系统和方法进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种用于将燃料喷射至内燃机的燃烧室内的压电致动燃料喷射器系统，所述压电致动燃料喷射器系统包括包含活塞的喷射器主体、具有喷嘴腔的喷嘴壳体、喷射器主体和所述喷嘴壳体以及与所述喷嘴腔的一端相通的喷射器口用于将燃料喷射至所述燃烧室中；喷嘴阀元件，所述喷嘴阀元件位于与所述喷射器口相邻的所述喷嘴腔中，所述喷嘴阀可在燃料通过所述喷射器口流入所述燃烧室的打开位置与流经所述喷射器口的燃料被阻挡的关闭位置之间移动；压电致动器，所述压电致动器可移动以在第一方向上伸展并且在第二方向上收缩；液压链路组件，所述液压链路组件位于所述喷嘴腔内，所述液压链路组件与所述压电致动器可操作地连接，以使所述压电致动器在所述第一方向上的移动使得所述喷嘴阀元件向所述打开位置移动并且所述压电致动器在所述第二方向上的移动使得所述阀元件向所述关闭位置移动；以及力传感器，所述力传感器位于所述压电致动器与所述液压放大器组件之间，所述力传感器适合于在燃料喷射周期期间提供表示所述压电致动器与所述液压放大器组件之间的力的信号；控制器，所述控制器适合于接收由所述力传感器提供的所述信号，识别所监视的输出信号的最大值和谷最小值中的至少一个，并且基于所述至少一个识别值估计至少一个燃料供给特性在所述喷射周期中的定时。
2.根据权利要求I所述的系统，其中，所述控制器还适合于控制所述燃料喷射器，以基于所估计的定时来调节至少一个燃料喷射特性。
3.根据权利要求I所述的系统，其中，所述至少一个燃料供给特性是喷射开始、喷射结束、杯溢法流动开始以及杯溢法流动结束中的至少一个。
4.根据权利要求I所述的系统，其中，所述控制器还适合于监测所述压电致动器的电流；并且识别所述压电致动器的电流的电流谷最小值出现的时间，其中，局部谷电压最小值的识别包括识别在所述电流谷最小值的时间之后在所述喷射周期中出现的所述力传感器的所监测的输出信号的第一局部最小值。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，识别最大值中的至少一个包括识别在所述喷射周期中在识别所述局部谷电压最小值之后的时间所述力传感器的所监测的输出信号的电压最大值。
6.根据权利要求5所述的系统，其中如果所识别的电压最大值小于所述力传感器的空载电压值，则所述控制器适合于估计喷射结束的时间作为所述电压最大值的时间；以及如果所识别的电压最大值大于或者等于所述力传感器的所述空载电压值，则所述控制器适合于估计喷射结束的时间作为在所述局部谷最小值的时间之后所述空载电压值的第一交叉点。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，基于所述至少一个识别值估计至少一个燃料供给特性在喷射周期中的定时包括基于所识别的电压最大值与所识别的局部谷电压最小值之差来确定杯溢法流动开始定时。
8.根据权利要求I所述的系统，其中，基于所述至少一个识别值估计至少一个燃料供给特性在喷射周期中的定时包括识别所监测的传感器输出信号的最大值的时间作为喷射开始的估计时间。
9.一种估计压电致动燃料喷射器的燃料喷射事件的定时特性的方法，所述压电致动燃料喷射器包括力传感器，所述力传感器位于压电致动器和与所述压电致动器机械地联接的液压链路组件之间，所述力传感器可操作以输出与所述压电致动器与所述液压链路组件之间的力相对应的信号，所述方法包括以下步骤在所述压电致动燃料喷射器的整个喷射周期内监测从所述力传感器输出的信号；识别所监测的输出信号的最大值和局部谷最小值中的至少一个；以及基于所述至少一个识别值估计至少一个燃料供给特性在所述喷射周期中的定时。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括以下步骤控制所述燃料喷射器以基于所估计的定时调节至少一个燃料喷射特性。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个燃料供给特性是喷射开始、喷射结束、杯溢法流动开始以及杯溢法流动结束中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括以下步骤监测所述压电致动器的电流；并且识别所述压电致动器的电流的电流谷最小值出现的时间，其中，识别所述局部谷电压最小值包括识别在所述电流谷最小值的时间之后在所述喷射周期中出现的所述力传感器的所监测的输出信号的第一局部最小值。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，识别最大值中的至少一个的步骤包括识别在所述喷射周期中在识别所述局部谷电压最小值之后的时间所述力传感器的所监测的输出信号的电压最大值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中如果所识别的电压最大值小于所述力传感器的空载电压值，则估计喷射结束的时间作为所述电压最大值的时间；并且如果所识别的电压最大值大于或者等于所述力传感器的所述空载电压值，则估计喷射结束的时间作为在所述局部谷最小值的时间之后所述空载电压的第一交叉点。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，基于所述至少一个识别值估计至少一个燃料供给特性在喷射周期中的定时的步骤包括基于所识别的电压最大值与所识别的局部谷电压最小值之差来确定杯溢法流动开始定时。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述至少一个识别值估计至少一个燃料供给特性在喷射周期中的定时的步骤包括识别所监测的传感器输出信号的最大值的时间作为喷射开始的估计时间。
全文摘要
本公开提供了一种燃料喷射器系统和方法，其中基于感测到的所述喷射器内的力来估计压电致动燃料喷射器的燃料喷射周期期间的事件的定时。所述力传感器位于压电致动器和与所述压电致动器机械地联接的液压链路组件之间，并且所述力传感器可操作以输出与所述压电致动器与所述液压链路组件之间的力相对应的信号。根据所述传感器输出信号中所包含的信息，能够估计至少一个燃料供给特性在所述喷射周期中的定时，以允许对燃料喷射器特性进行调节，从而对诸如制造公差、环境条件、劣化/磨损的影响燃料喷射的变化进行补偿。
文档编号F02M61/10GK102933836SQ201180024366
公开日2013年2月13日 申请日期2011年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者S·S·贾拉勒, D·W·梅迈尔宁, R·E·雷兴格尔, E·B·马宁, J·卡莫纳-瓦尔德斯, A·A·绍尔, S·温卡塔拉曼, W·D·丹尼尔 申请人:康明斯知识产权公司