用于增强低喷射量控制的燃料喷射系统的制作方法

本公开总体上涉及用于内燃发动机的燃料喷射系统。具体地，本公开涉及对由燃料喷射系统喷射的相对少量的燃料的控制。

背景技术：

1、燃料喷射式内燃发动机包括联接到加压燃料源的喷射器以用于将燃料输送到发动机气缸中。喷射器由控制系统控制，所述控制系统致动喷射器并使喷射器在期望时间输送期望量的燃料。用于将命令量的燃料输送到发动机气缸用于点火的每个喷射事件可以是一段时间内的多个离散或单独的喷射脉冲的结果(即，在喷射事件期间提供的燃料量是与喷射事件相关联的喷射脉冲量之和)。喷射脉冲可以包含相对少量的燃料。作为非限制性示例，相对较小的发动机可以被控制为产生小于约5ng的喷射脉冲燃料量，而相对较大的发动机可以被控制为产生小于约15mg的喷射脉冲燃料量。

2、喷射器通常在安装到发动机中之前进行测试和表征。定义每个燃料喷射器的性能特性的参数可以被存储为与控制系统相关的校准数据。一种这样的参数是喷射器的受控开启时间与由喷射器输送的燃料量之间的关系。然而，燃料喷射器的性能特性可能随着时间的推移而改变。最初编程的校准数据可能会随着时间的推移而改变。

3、仍然持续需要改进的燃料喷射控制系统和方法。具体地，需要能够适应燃料喷射器的不同性能特性的控制系统和方法。将特别需要能够增强对少量燃料喷射脉冲的控制的控制系统和方法。

技术实现思路

1、所公开实施方案包括用于增强内燃发动机中的燃料输送、特别是少量燃料输送的燃料喷射控制系统和方法。所述系统和方法是动态的，因为由所述系统使用的校准数据可以在发动机操作期间连续地生成和更新。特别的优点来自于所述系统和方法在不将燃料输送到发动机气缸的情况下生成校准数据的能力。

2、示例包括一种用于操作燃料喷射式发动机的方法，其包括：以非喷射状态周期性地操作所述发动机的一个或多个燃料喷射器；生成并存储表示所述一个或多个燃料喷射器在所述非喷射状态下的所述操作的参数信息；基于所述参数信息和表示附加燃料量的信息来以喷射状态操作所述一个或多个燃料喷射器以喷射期望的燃料脉冲。

3、在实施方案中：以所述非喷射状态操作所述一个或多个燃料喷射器包括在多个轨压下周期性地操作所述喷射器；生成并存储所述参数信息包括生成并存储在所述多个轨压中的每个轨压下的参数信息；并且以所述喷射状态操作所述一个或多个燃料喷射器包括使所述喷射器基于所述参数信息和所述轨压喷射所述期望的燃料脉冲。

4、在任何或所有上述实施方案中，生成和存储参数信息包括生成和存储表示非操作或非喷射状态下的先导燃料流的信息。生成和存储参数信息可以包括生成和存储表示所述燃料喷射器从所述非喷射状态转变到所述喷射状态时的阈值开启时间的信息；并且以所述喷射状态操作所述一个或多个燃料喷射器可以包括使所述喷射器基于所述阈值开启时间喷射所述期望的燃料脉冲。以所述喷射状态操作所述一个或多个燃料喷射器可以包括使所述燃料喷射器基于所述参数和表示标称燃料喷射器在非喷射状态下的操作的存储的标称喷射器信息来喷射所述期望的燃料脉冲。

5、在实施方案中，以所述喷射状态操作所述一个或多个燃料喷射器包括使所述燃料喷射器基于所述参数和表示标称燃料喷射器在非喷射状态下的操作的存储的标称喷射器信息来喷射期望的燃料脉冲。在实施方案中，所述参数信息是表示所述燃料喷射器从所述非喷射状态转变到所述喷射状态时的阈值开启时间的信息；并且所述存储的标称喷射器信息表示所述标称喷射器从所述非喷射状态转变到喷射状态时的标称喷射器阈值开启时间。在实施方案中，生成和存储表示所述发动机的所述一个或多个燃料喷射器在所述非喷射状态下的所述操作的信息包括生成和存储表示所述喷射器在所述非喷射状态下的排放流量的信息；并且所述存储的标称喷射器信息包括表示所述标称喷射器在所述非喷射状态下的排放流量的信息。

6、在任何或所有上述实施方案中，表示所述附加燃料量的所述信息包括所述参数信息。表示所述附加燃料量的所述信息包括表示所述发动机的所述一个或多个燃料喷射器在所述喷射状态下的操作的信息。表示所述附加燃料量的所述信息可以包括表示所述发动机的所述一个或多个燃料喷射器在所述喷射状态的弹道区域中的操作的信息。表示所述附加燃料量的所述信息可以包括表示标称喷射器在喷射状态下的操作的存储的标称喷射器信息。所述存储的标称喷射器信息可以包括表示所述标称喷射器在所述喷射状态的弹道区域中的所述操作的信息。

7、在任何或所有上述实施方案中，表示附加时间量的信息包括定义多个实验设计燃料喷射器的标称喷射器打开时间与实际打开时间之间的关系的信息。

8、在任何或所有上述实施方案中，所述期望的燃料脉冲是相对较少量的燃料脉冲，所述量任选地是所述燃料喷射器的弹道打开区域内的量或任选地是所述燃料喷射器的所述弹道打开区域的下半部内的量。

9、在任何或所有上述实施方案中，生成和存储参数信息包括生成和存储表示所述一个或多个燃料喷射器在喷射状态下在多个气缸压力下的操作的参数信息；并且操作所述一个或多个燃料喷射器以喷射期望的燃料脉冲包括使所述喷射器基于所述参数信息和所述气缸压力喷射所述期望的燃料脉冲。

10、示例包括一种用于包括一个或多个燃料喷射器的燃料喷射式发动机的控制系统，其包括：存储器，所述存储器存储数据，所述数据定义：标称先导信息，所述标称先导信息表示标称燃料喷射器在多个轨压下的阈值开启时间和相关联的先导排放流量，其中所述标称燃料喷射器对应于所述发动机的所述一个或多个燃料喷射器，并且所述阈值开启时间表示所述标称喷射器在相关联的轨压下在非喷射状态与喷射状态之间转变的时间；所述一个或多个燃料喷射器的阈值开启时间信息；以及标称增量开启时间信息，所述标称增量开启时间信息表示多个期望的低燃料量并基于所述多个轨压；输入，所述输入接收：轨压；以及用于低燃料量喷射脉冲的命令，其中所述低燃料量任选地是在所述一个或多个燃料喷射器的弹道范围内的量，或者任选地是在所述一个或多个燃料喷射器的所述弹道范围的下半部内的量；一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：在多个开启时间和多个轨压下以非喷射状态事件周期性地操作所述发动机的所述一个或多个燃料喷射器；响应于所述非喷射状态事件而确定所述一个或多个燃料喷射器的排放流量；响应于所述非喷射状态事件而基于确定的排放流量和所述标称先导信息来确定并存储所述一个或多个燃料喷射器的所述阈值开启时间信息，其中所述阈值开启时间信息表示所述燃料喷射器在所述多个轨压下从所述非喷射状态转变到喷射状态的开启时间；以及响应于所述低燃料量喷射脉冲的所述命令，基于所述存储的阈值开启时间信息、所述存储的标称增量开启时间信息和所述轨压来生成表示所述低燃料量喷射脉冲的控制信号。

11、在实施方案中，所述一个或多个处理器被配置为通过以下操作来确定所述一个或多个燃料喷射器在各个轨压下的所述阈值开启时间信息并将其存储为在所述各个轨压下的各个阈值开启时间：基于相关联的开启时间和轨压来生成并在所述存储器中存储定义在所述非喷射状态事件期间的确定的排放流量的一个或多个自适应排放流量系数；生成并在所述存储器中存储定义所述阈值开启时间下的所述排放流量关于所述阈值开启时间的变化而引起的变化的一个或多个自适应增量排放流量系数；以及基于所述一个或多个自适应排放流量系数、所述一个或多个自适应增量排放流量系数、所述标称先导信息和所述轨压生成并在所述存储器中存储所述各个阈值开启时间。

12、在实施方案中，所述一个或多个处理器被配置为通过基于所述各个阈值开启时间生成并存储定义所述阈值开启时间与所述轨压之间的连续关系的曲线拟合系数来确定并存储所述一个或多个燃料喷射器的所述阈值开启时间信息。

13、在任何或所有上述实施方案中，所述一个或多个处理器被配置为：确定并在所述存储器中存储用于所述一个或多个喷射器的喷射器弹道区域加燃料信息，包括：在多个开启时间和多个轨压下在喷射状态事件期间在弹道区域中周期性地操作所述发动机的所述一个或多个燃料喷射器；响应于所述喷射状态事件，确定并存储表示所述喷射的燃料脉冲量以及相关联的开启时间和轨压的信息；以及响应于所述低燃料量喷射脉冲的所述命令：基于所述喷射器弹道区域加燃料信息生成喷射器增量开启时间；以及基于所述存储的阈值开启时间信息、所述存储的标称增量开启时间信息、所述喷射器增量开启时间和所述轨压来生成表示所述低燃料量喷射脉冲的控制信号。在实施方案中，所述存储器存储数据，所述数据定义：标称喷射器弹道区域加燃料信息；并且所述一个或多个处理器被配置为：基于所述标称喷射器弹道区域加燃料信息和所述喷射器弹道区域加燃料信息来确定所述喷射器增量开启时间。在实施方案中，所述存储器存储数据，所述数据定义：标称增量打开速度校准信息，所述标称增量打开速度校准信息定义在多个轨压和期望的低加燃料量下多个实验设计燃料喷射器的标称打开时间与实际打开时间之间的关系；并且所述一个或多个处理器被配置为：基于所述标称喷射器弹道区域加燃料信息、所述喷射器弹道区域加燃料信息和所述标称增量打开速度校准信息来确定所述喷射器增量开启时间。在实施方案中，所述一个或多个处理器被配置为基于所述存储的阈值开启时间信息、所述存储的标称增量开启时间信息和所述存储的喷射器增量开启时间来确定并存储定义所述少量燃料喷射脉冲的开启时间和轨压之间的连续关系的曲线拟合系数。