專利名稱：用于確定采用輥子測試臺的燃料噴射器的噴射規(guī)律的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定燃料噴射器的噴射規(guī)律的方法，也即用于確定這樣的規(guī)律，其將作動時間綁定到噴射燃料的量上。本發(fā)明有利地用于確定電磁燃料噴射器的噴射規(guī)律，在不損失一般性的情形下將對其進行清楚的參考。
背景技術(shù)：
電磁燃料噴射器(例如在專利申請EP1619384A2中所述類型的)包括具有中央供應(yīng)通道的圓柱形的管狀體，其執(zhí)行燃料傳送功能，并以噴嘴終止，該噴嘴通過由電磁作動器控制的噴射閥調(diào)節(jié)。該噴射閥提供有銷，該銷牢固地連接到需要位移的電磁作動器的移動保持器上，該位移通過電磁作動器在噴嘴對抗閉合彈簧的閉合位置和開啟位置之間的作用而實現(xiàn)，該彈簧推動銷進入到閉合位置。閥座通過密封元件限定出，該密封元件是圓盤形的，下位地和緊密地閉合支撐體的中央導(dǎo)管并被噴嘴橫斷。該電磁作動器包括線圈，其外部地設(shè)置在管狀體周圍，和固定的磁極，其由鐵磁材料制成，并設(shè)置在管狀體內(nèi)，以磁性地吸引移動保持器。通常，噴射閥通過將銷推向閉合位置的閉合彈簧的作用而閉合，其中銷迫壓在噴射閥的閥座上，而移動保持器與固定的磁極分離開。為了開啟噴射閥，也即將銷從閉合位置移動到開啟位置，電磁作動器的線圈賦能，從而產(chǎn)生磁場，對抗閉合彈簧施加的彈性偏壓，將移動保持器吸引到固定的磁極；在開啟步驟中，移動保持器的行程在其自身撞擊固定的磁極的時候停止。使用中，引擎的電子控制單元(ECU)確定每個噴射器噴射的燃料量，從而通過采用噴射規(guī)律確定相應(yīng)的作動時間，其中噴射器必須保持開啟，以正好傳送需要噴射的燃料量。顯然，所有噴射規(guī)律誤差(也即存儲在引擎的電子控制單元中的估計的噴射規(guī)律與實際噴射規(guī)律之間的偏差)直接影響噴射的燃料量，確定所需的燃燒和實際的燃燒之間的差(具有潛在的燃料消費的增加和潛在的污染物質(zhì)的產(chǎn)生的增加)。當(dāng)前，噴射器的公稱噴射規(guī)律存儲在引擎的電子控制單元中，但是顯然地，通過結(jié)構(gòu)誤差的作用和由于老化現(xiàn)象隨著時間的偏移作用，每個噴射器的實際噴射規(guī)律或多或少不同于公稱的噴射規(guī)律。特別地，電磁燃料噴射器對應(yīng)于短的作動時間進而小的噴射燃料量而在快速作用運行區(qū)域展現(xiàn)相互之間高分散性的噴射特征?？刂频狞c火式內(nèi)燃機(也即根據(jù)Otto循環(huán)工作)的制造商要求電磁燃料噴射器能夠噴射小量的燃料，在I毫克的數(shù)量級，具有足夠的精度；這樣的要求基于這樣的觀察，污染物質(zhì)在燃燒過程中的產(chǎn)生能夠通過將燃料噴射分解為幾個不同噴射而減小。因此，必須可能的是，也在快速作用區(qū)域采用高精度的電磁燃料噴射器，因為只有在快速作用區(qū)域能夠噴射I毫克數(shù)量級的燃料量。為了嘗試減小噴射燃料量誤差，要求減小公稱噴射規(guī)律和實際噴射規(guī)律之間可容許的最大偏差，尤其是在快速作用運行區(qū)域；然而，這樣的要求意味著噴射器制造成本的顯著增加，因為這迫使采用更昂貴的材料，更精密的加工技術(shù)(這最終將更加昂貴，因為必須采用更復(fù)雜和精確的機器工具)，和在構(gòu)建末尾過程和構(gòu)建末尾處更大的控制(顯著地增加未完成部件或完成的廢品的數(shù)量)。問題因為燃料噴射器的老化現(xiàn)象而更加復(fù)雜，老化現(xiàn)象決定了噴射特征隨著時間的偏移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用于確定燃料噴射器的噴射規(guī)律的方法，該方法免于上述缺點，特別地，能夠容易和成本有效地實施。根據(jù)本發(fā)明，提供用于確定在噴射系統(tǒng)中需要測試的燃料噴射器的噴射規(guī)律的方法，包括:多個燃料噴射器，供應(yīng)壓力下的燃料到噴射器的共軌(common rail)，和燃料泵，其使在共軌里面的燃料保持在壓力下；該方法包括步驟:完全中斷從燃料泵到共軌的燃料供應(yīng)；避免除了需要測試的燃料噴射器之外所有燃料噴射器的開啟；在需要測試的燃料噴射器開始開啟之前，測量在共軌里面的燃料初始壓力；以相同的測試作動時間開啟需要測試的燃料噴射器許多連續(xù)的開啟；開啟開啟在需要測試的燃料噴射器終止開啟之后，測量在共軌里面的燃料最終壓力；確定在需要測試的燃料噴射器的開啟過程中在共軌中的壓降，其等于燃料初始壓力和燃料最終壓力之間的差值；根據(jù)共軌中的壓降，估計燃料量，該燃料量是需要測試的燃料噴射器在開啟測試作動時間內(nèi)開啟時的實際噴射的量；和在需要測試的燃料噴射器開啟過程中，通過外部作動器引起采用噴射系統(tǒng)的內(nèi)燃機旋轉(zhuǎn)，從而允許需要測試的燃料噴射器以相同的測試作動時間進行大數(shù)目的連續(xù)開啟。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖描述本發(fā)明，所述附圖示例了本發(fā)明非限制性的實施方式，其中:圖1是提供有共軌型噴射系統(tǒng)的內(nèi)燃機的圖示，其中提供了用于確定本發(fā)明的噴射器目的的噴射規(guī)律的方法；圖2是圖1的噴射系統(tǒng)的電磁燃料噴射器的圖表側(cè)視圖和截面圖；圖3是描述圖1的噴射系統(tǒng)的電磁燃料噴射器的噴射規(guī)律的圖表；圖4是安裝有圖1的內(nèi)燃機的車輛的視圖，該車輛安裝在輥子測試臺上，用于在生產(chǎn)線的端部執(zhí)行測試；圖5是示例在生產(chǎn)線端部的測試過程中，在圖1的噴射系統(tǒng)的共軌中，壓力隨時間的演變圖；圖6是圖5的圖中細(xì)節(jié)的放大圖；圖7示例了在內(nèi)燃機正常運行過程中進行的、在共軌中測量的壓降分布圖；圖8是示例在噴射的燃料數(shù)量估計中誤差的演變的圖表，其為測量的數(shù)目的函數(shù)，用于確定噴射規(guī)律；和圖9是另一個圖表，其示例了在噴射的燃料數(shù)量的估計中誤差的演變，為測量數(shù)目的函數(shù)，用于確定噴射規(guī)律。
具體實施例方式在圖1中，數(shù)字I整體上指示內(nèi)燃機，其提供有四個汽缸2和共軌型噴射系統(tǒng)3，用于將燃料直接噴射到汽缸自身內(nèi)。該噴射系統(tǒng)3包括四個電磁燃料噴射器4，每個將燃料直接噴射到內(nèi)燃機I的各個汽缸2內(nèi)，并從共軌5中接收受壓燃料。噴射系統(tǒng)3包括高壓泵6，其將燃料供應(yīng)到共軌5，并通過機械傳送裝置由內(nèi)燃機I的驅(qū)動軸直接作動，其作動頻率直接與驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)速度成比例。依次地，高壓泵6通過設(shè)置在燃料罐8內(nèi)的低壓泵7而供應(yīng)。每個噴射器4在電子控制單元(ECU)的控制下噴射不同的燃料量到相應(yīng)的汽缸2內(nèi)。共軌5提供有壓力傳感器10，其測量在共軌5自身中的燃料壓力P并與電子控制單元9通信。如圖2所示，每個燃料噴射器4基本上繞著縱向軸線圓柱形對稱，并得到控制以從噴嘴11噴射燃料。噴射器4包括支撐體12，其沿著縱向軸線具有可變橫截面的圓柱形管狀形狀，和供應(yīng)導(dǎo)管13，其沿著支撐體12自身的整個長度延伸，以將受壓燃料朝著噴嘴11供應(yīng)。支撐體12在其上部支撐電磁作動器14，并在其下部支撐噴射閥15，該閥下面地限定供應(yīng)導(dǎo)管13 ;使用時，噴射閥15通過電磁作動器14作動，以調(diào)節(jié)流過噴嘴11的燃料，其在噴射閥15自身處獲得。電磁作動器14包括線圈16，其繞著管狀體12外部地設(shè)置，并包圍在塑料環(huán)形盒17中，和固定的磁極18 (也稱為“底”)，其通過鐵磁性材料形成并設(shè)置在在線圈16處的管狀體12內(nèi)。而且，該電磁作動器15包括移動保持器19，其具有圓柱形形狀，由鐵磁性材料制成，并在線圈16賦能時(也即電流流過其時)適于通過磁極18磁性地吸引。最后，電磁作動器15包括管狀磁盒20，其設(shè)置在管狀體12的外面，包括用于在其中容納線圈16的環(huán)形座21，和環(huán)形的磁墊圈22，該磁墊圈22由鐵磁性材料制成并設(shè)置在線圈16之上，以引導(dǎo)磁通繞著線圈16自身閉合。移動保持器19是移動柱塞的一部分，該移動柱塞還包括閘板或銷23，該銷具有與移動保持器19集成的上部和與噴射閥15的閥座24協(xié)作的下部，用于以已知的方式調(diào)節(jié)流過噴嘴11的燃料。特別地，銷23以基本上球形的閘板頭收尾，該閘板頭適于流體密封地抵
靠在閥座上。磁極18中心地穿透并具有中心通孔25，其中部分地容納有關(guān)閉彈簧26，其將移動保持器19推向噴射閥15的閉合位置。特別地，參考體27，其將閉合彈簧26保持壓縮在在磁極18的中心孔25內(nèi)的移動保持器19上，樞軸在固定位置。使用中，當(dāng)電磁作動器14去能時，移動保持器19不被磁極18吸弓丨，閉合彈簧26的彈力沿著銷23 (也即移動柱塞)向下推動移動保持器19到較低的限定位置，其中銷23的閘板頭迫壓在噴射閥15的閥座24上，以使噴嘴11與受壓燃料隔離。當(dāng)電磁作動器14賦能時，移動保持器19通過磁極18磁性地吸引，以對抗閉合彈簧26的彈性偏壓，帶有銷23 (也即移動柱塞)的移動保持器19通過由磁極18自身施加的磁吸引作用而向上運動到上限定位置，其中移動保持器19鄰接在磁極18上，而銷23的閘板頭相對于噴射閥15的閥座24升起，以允許受壓燃料流過噴嘴11。如圖2所示，燃料噴射器4的電磁作動器14的線圈16通過電子控制單元9供應(yīng)，該電子控制單元施加隨著時間可變的電壓v(t)到線圈16的終端上，該電壓決定了在線圈16上隨著時間可變的電流i (t)的流通。如圖3所示，在每個燃料噴射器4中的噴射規(guī)律(也即這樣的規(guī)律，其將作動時間T綁定到噴射的燃料量Q上，并通過作動時間T/噴射的燃料量Q曲線表示)能夠分為三個區(qū)域:初始失效的開啟區(qū)域A，其中作動時間T太短，從而供應(yīng)到電磁作動器14的線圈16上的能量產(chǎn)生不足以克服閉合彈簧26的力的運動力，銷23在噴射閥15的閉合位置中保持靜止(在初始區(qū)域A，噴射的燃料量Q總是為零，而不管作動時間T)?？焖僮饔脜^(qū)域(ballistic area)B，其中銷23從噴射閥15的閉合位置運動到完全開啟位置(其中與銷23集成的移動保持器19鄰接固定的磁極18地設(shè)置)，但是不能夠達到完全開啟位置，這樣在達到完全開啟位置之前回到閉合位置(在快速作用區(qū)域B，噴射的燃料量Q快速增加，并隨著作動時間T以基本上線性的方式增加)；線性區(qū)域D，其中銷23從噴射閥15的閉合位置運動運動到完全開啟位置，在該位置保持給定的時間(在線性區(qū)域D，噴射的燃料量Q隨著作動時間T的增加而以線性方式增力口，但是相對于快速作用區(qū)域B以較小的梯度增加)；連接區(qū)域C，其中銷23在大約閉合開始的時間處達到完全開啟位置，從而其行為非常不線性，因為其極大地受到機械回彈的影響(聯(lián)合區(qū)域C連接快速作用區(qū)域B到線性區(qū)域D，為極大地非線性，從而在該連接區(qū)域C不推薦使用燃料噴射器4)。根據(jù)可能的優(yōu)選實施方式，噴射規(guī)律近似為接近快速作用運行區(qū)域B的線R1，和接近線性運行區(qū)域D并與直線Rl相交的直線R2。直線Rl通過設(shè)置在快速作用運行區(qū)域B的端部上的兩個特征點Pl和P2識別，而直線R2通過設(shè)置在線性運行區(qū)域C的端部處的兩個特征點P3和P4而識別。每個特征點P1-P4顯示相應(yīng)的特征作動時間tl-t4和相應(yīng)的噴射燃料量ql_q4，且特征點P1-P4整體上允許重構(gòu)燃料噴射器4的噴射規(guī)律的充分逼真性。顯然，采用不同數(shù)量的特征點和/或不同的特征點分布是可能的；或者還有的實施方式也是可能的，其不采用直線去近似噴射規(guī)律(例如可以采用樣條函數(shù))。值得注意的是，通過用兩個直線Rl和R2近似噴射規(guī)律所獲得的是對連接區(qū)域C非常差的近似，但是這不是問題，因為由于大的線性缺失，要避免在連接區(qū)域C中使得燃料噴射器4工作。每個燃料噴射器4的公稱噴射規(guī)律開始存儲在電子控制單元9的存儲器中；這樣，作為引擎控制目標(biāo)的函數(shù)，電子控制單元9決定每個燃料噴射器4所需的燃料量Qd，從而采用先前存儲的噴射規(guī)律，作為所需燃料量Qd的函數(shù)，確定每個燃料噴射器4所需的作動時間TcL參見圖4并根據(jù)本發(fā)明第一方面，內(nèi)燃機I的四個燃料噴射器3的每個的實際噴射規(guī)律在標(biāo)定步驟過程中確定，該步驟典型地在車輛28生產(chǎn)的末尾進行，其中裝入內(nèi)燃機I。值得注意的是，內(nèi)燃機I的四個燃料噴射器3的每個的實際噴射規(guī)律的這類確定可以在車輛28壽命的任何時間進行，而不僅僅在生產(chǎn)線的末尾(也即可以在修理介入之后進行，其中需要替換一個或多個燃料噴射器4)。
在標(biāo)定步驟的末尾，在電子控制單元9的存儲器中，初始存儲的每個燃料噴射器4的公稱噴射規(guī)律替換以相應(yīng)的實際噴射規(guī)律，以提高燃料噴射器4的作動精度(也即，從而在每個引擎點，燃料噴射器4噴射的燃料量盡可能地接近引擎控制所需的燃料量)。起初，車輛28耦接到輥子測試臺29上，從而使得輥子測試臺29能夠以恒定的、預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度可旋轉(zhuǎn)地供應(yīng)車輛28的驅(qū)動輪30，以旋轉(zhuǎn)地供應(yīng)內(nèi)燃機I (也即內(nèi)燃機I的驅(qū)動軸)。當(dāng)內(nèi)燃機I通過輥子測試臺29以恒定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)供應(yīng)時，電子控制單元9順序為噴射系統(tǒng)3的每個燃料噴射器4執(zhí)行一系列測試；換句話說，電子控制單元9為第一燃料噴射器4執(zhí)行一系列的測試，然后為第二燃料噴射器4執(zhí)行相同系列的測試，這樣繼續(xù)。對于需要測試的每個燃料噴射器4，測試系列要求順序確定相應(yīng)的燃料量Q，當(dāng)開啟用于多個互相不同的測試作動時間T時(其整體上選自特征作動時間tl-t4)，其為燃料噴射器4實際噴射用于測試的量。換句話說，對于需要測試的每個燃料噴射器4來說，測試系列設(shè)想順序確定相應(yīng)的燃料量Q，其為開啟用于特征作動時間tl-t4時通過燃料噴射器4實際噴射的量。對于需要測試的每個燃料噴射器4和每個作動測試時間T，開啟用于測試作動時間T時由需要測試的燃料噴射器4實際噴射的燃料量Q的確定包括:完全中斷從燃料泵6到共軌5的燃料供應(yīng)，避免需要測試的燃料噴射器4旁邊所有其他燃料噴射器4的開啟，并通過壓力傳感器10測量在需要測量的燃料噴射器4開始開啟之前共軌5中的初始燃料壓力Pi。在初始燃料壓力Pi的測量之后，電子控制單元9開啟需要測試的燃料噴射器4，以相同的作動時間T進行數(shù)目N個連續(xù)的開啟(優(yōu)選地，數(shù)目N是高的，并指示為幾百次的數(shù)量級)；在結(jié)束對需要測試的燃料噴射器4的開啟之后，共軌5中最終的燃料壓力Pf通過壓力傳感器進行測量。電子控制單元9確定在需要測試的燃料噴射器4開啟過程中共軌5中的壓降△ P等于初 始燃料壓力Pi和最終燃料壓力Pf之間的差；最后，電子控制單元9估計開啟用于測試作動時間T時由需要測試的燃料噴射器4實際噴射的燃料量。在獲得共軌5中的壓降ΛΡ之后，電子控制單元9估計總的燃料量，其為燃料噴射器4在以測試作動時間T開啟過程中其實際噴射的量，作為共軌5中的壓降ΛΡ的函數(shù)，從而通過將總的燃料量除以開啟的數(shù)目N，計算得到在開啟用于測試作動時間T時需要測試的燃料噴射器4實際噴射的燃料量Q。在最簡單的消費中，假定在開啟過程中由燃料噴射器4實際噴射的總?cè)剂狭康扔趶墓曹?中出來的總?cè)剂狭俊９曹?的內(nèi)部容量和燃料的壓縮模量是已知的，從共軌5中出來的總?cè)剂狭亢凸曹?中的壓降ΛΡ之間的相關(guān)性可以計算地或經(jīng)驗地確定。 根據(jù)優(yōu)選實施方式，燃料泵6是在專利申請EP2236809A2中所述的類型，包括至少一個泵送腔，其中往復(fù)運動地運行著活塞，吸入導(dǎo)管，其通過吸入閥調(diào)節(jié)，以將低壓燃料供應(yīng)到泵送腔內(nèi)，和發(fā)送導(dǎo)管，其通過發(fā)送閥調(diào)節(jié)，以將高壓燃料從泵送腔通過供應(yīng)導(dǎo)管供應(yīng)到共軌5。而且，燃料泵6包括流量調(diào)節(jié)設(shè)備，其作用于吸入閥上，保持吸入閥自身在泵送階段過程中也開啟，從而使得出現(xiàn)在泵送腔中并超出共軌5實際供應(yīng)需要的燃料的可變部分返回到吸入導(dǎo)管內(nèi)，而不通過供應(yīng)導(dǎo)管泵送到共軌5。為了完全中斷從燃料泵6到共軌5的燃料供應(yīng)，調(diào)節(jié)設(shè)備作動用于保持吸入閥總是開啟(顯然，在正常開啟吸入閥的情形下，調(diào)節(jié)設(shè)備從不作動，以允許吸入閥的閉合)；這樣，燃料從燃料泵6到共軌5的供應(yīng)被完全排除。
在電磁燃料噴射器4的情形下(典型地用于中壓下的汽油噴射)，不開啟燃料噴射器4，共軌5不展現(xiàn)顯著的燃料泄漏；而且，電磁燃料噴射器4不為它們的作動“消費”燃料(也即為了它們的作動，它們不排出共軌5中的部分壓縮燃料到低壓罐)。因此，在電磁燃料噴射器4的情形下，能夠假定而不犯可感知的錯誤的是，在需要測試的燃料噴射器4開啟過程中，從共軌5中出來的所有燃料通過需要測試的燃料噴射器4自身噴射。替代地，在液壓燃料噴射器4的情形下(典型地用于噴射非常高壓下的柴油)，共軌5展現(xiàn)不可忽略的燃料損失(泄漏)；而且，液壓燃料噴射器4為它們的作動“消費”燃料(也即為它們的作動，排出部分共軌5中的壓縮燃料到低壓罐)。因此，在液壓燃料噴射器的情形下，可能必要的是，估計在需要測試的燃料噴射器4自身的開啟過程中，由于泄漏和/或共軌5的作動而損失的燃料量(燃料泄漏可能不僅發(fā)生在需要測試的燃料噴射器4中，還可能發(fā)生在其他不作動的燃料噴射器4中)；這樣，在估計在需要測試的燃料噴射器4開啟過程中從共軌5中出來的總?cè)剂狭縌作為共軌5中的壓降ΛΡ的函數(shù)之后，在需要測量的燃料噴射器4的開啟過程中通過其實際噴射的總?cè)剂狭縌能夠通過從總?cè)剂狭縌中減去損失的燃料量而計算得到。根據(jù)優(yōu)選實施方式，損失的燃料量作為共軌5中的燃料壓力的函數(shù)而估計。特別地，確定第一基值(contribution),其估計泄漏的損失并直接比例于共軌5中燃料壓力的兩個測量之間消逝的時間間隔的持續(xù)時間，確定第二基值，其估計通過作動產(chǎn)生的泄漏并直接地比例于需要測試的燃料噴射器4的開啟數(shù)目N，最后通過將這兩個基值相加建立燃料量損失。根據(jù)優(yōu)選實施方式，在燃料泵6中斷到共軌5的燃料供應(yīng)和在共軌5中的初始燃料壓力Pi的測量之間等待第預(yù)定時間間隔(幾微秒的指示持續(xù)時間)，以獲得壓力穩(wěn)定，從而提高測量精度；類似地，等待第二預(yù)定時間間隔(幾微秒的初始持續(xù)時間)，該間隔在需要測試的燃料噴射器4的開啟末尾和共軌5中最終燃料壓力Pf的測量之間，以獲得壓力穩(wěn)定，從而提聞測量精度。如前所述，在上述所有燃料噴射器4的系列測試的整個持續(xù)時間中，輥子測試臺29以恒定旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動內(nèi)燃機I ;事實上，通過內(nèi)燃機I的旋轉(zhuǎn)速度通過輥子測試臺29保持恒定的事實，通過需要測試的燃料噴射器專有地噴射的燃料作為測試的效率(也即快速性)和功效(也即精度)的函數(shù)而專有地“度量”，而使得通過需要測試的燃料噴射器4專有地噴射的燃料不必作為內(nèi)燃機I的運動需要的函數(shù)而被“度量”。這樣，測試可以快速地和在最佳條件下進行。輥子測試臺29可以在內(nèi)燃機I傾向于相對于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度慢下來時被用于提供扭矩到驅(qū)動輪30上(這工作在同時只有一個汽缸2工作的情形下，從而通過僅有一個汽缸2產(chǎn)生的扭矩可能不足以保持內(nèi)燃機I旋轉(zhuǎn))，或者可選地，輥子測試臺29可以在內(nèi)燃機I傾向于相對于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度加速時被用于吸收驅(qū)動輪30上的扭矩(典型地在測試持續(xù)時間T接近最大值時，也即特征點t4)。值得注意的是，在進行燃料噴射器4的測試過程中，內(nèi)燃機I的旋轉(zhuǎn)速度不必嚴(yán)格地總是恒定的，但是，在所有情形下，在對燃料噴射器4進行測試時保持內(nèi)燃機I的旋轉(zhuǎn)速度恒定有助于控制和減小測量誤差。通過輥子測試臺29，對于每次估計(也即每個觀測)，可以在相同的測試持續(xù)時間進行大數(shù)目N的燃料噴射器4的連續(xù)開啟，在需要測試的燃料噴射器4的開啟過程中，共軌5中的壓降ΛΡ是高的，從而其確定可以是非常精確的(因為壓降ΛΡ大大高于壓力傳感器10的誤差、液壓和電氣背景噪音、和電子控制單元9讀取壓力傳感器10的輸出的最小分辨率)。圖5表示在燃料量Q的估計過程中，共軌5中燃料壓力的演變，該燃料量Q是在需要測試的燃料噴射器4在測試作動時間T內(nèi)開啟時實際噴射的量；圖5清楚地表示了通過重復(fù)開啟需要測試的燃料噴射器4的作用而在共軌5中的壓降ΛΡ。特別地，圖5以相同的測試作動時間T指出了需要測試的燃料噴射器4的近似75個連續(xù)的開啟。圖5，尤其是在圖6的放大細(xì)節(jié)中，示出了共軌5中的燃料壓力受到脈沖波動，該波動在需要測試的燃料噴射器4的每次開啟處快速衰減。顯然地，上述用于確定燃料噴射器4的噴射規(guī)律的方法只應(yīng)用于專門的條件下，也即當(dāng)車輛28處于合適的、保護的測量環(huán)境中(典型地在生產(chǎn)線的末尾，但是也可以在授權(quán)車間中)。用于確定燃料噴射器4的噴射規(guī)律的不同方法將在下面描述,其在內(nèi)燃機I的正常使用過程中替代地使用。在內(nèi)燃機I的正常使用過程中，電子控制單元9繼續(xù)確定燃料噴射器4的實際噴射規(guī)律，以跟隨時間的偏移(顯然，如果實際噴射規(guī)律在車輛28的生產(chǎn)線的末尾確定的話，如前所述)，或者用于確定第一時間中實際的噴射規(guī)律(顯然，如果實際噴射規(guī)律在車輛28的生產(chǎn)線的末尾未確定的話，如前所述)。如前所述，確定需要測試的燃料噴射器4的實際噴射規(guī)律意味著確定噴射規(guī)律的特征點P1-P4，從而意味著確定燃料量Q，其為在測試作動時間T中開啟時，通過需要測試的燃料噴射器4實際噴射的量，該時間T等于每個特征點P1-P4對應(yīng)的特征作動時間tl-t4。用于估計燃料量Q——其為在測試作動時間T中開啟時，通過需要測試的燃料噴射器4實際噴射的量一的方法完全類似于上述方法:電子控制單元9完全中斷沖燃料泵6到共軌5的燃料供應(yīng)，避免在需要測試的燃料噴射器4旁邊的所有其他燃料噴射器4開啟，在啟動需要測試的燃料噴射器4的開啟之前，測量(在等待了第一預(yù)定時間間隔之后)共軌5中燃料的初始燃料壓力Pi，以相同的測試作動時間T開啟需要測試的燃料噴射器4數(shù)目N個的連續(xù)開啟，最后在結(jié)束需要測量的燃料噴射器4的開啟之后，測量(在等待了第二預(yù)定時間間隔之后)共軌5中的最終燃料壓力Pf。在兩個壓力測量的末尾，電子控制單元9確定在需要測量的燃料噴射器4的開啟過程中共軌5中的壓降ΛΡ，從而估計通過需要測量的燃料噴射器4在測量作動時間T開啟時實際噴射的量，作為共軌5中的壓降Λ P的函數(shù)。值得注意的是，燃料量Q的估計一次只涉及一個需要測量的燃料噴射器4，而所有其他三個燃料噴射器4通常在相同噴射周期中工作；顯然，在燃料量Q的估計過程中，其實際上通過需要測量的燃料噴射器4在開啟測試作動實際T時噴射，而其他三個燃料噴射器4必須嚴(yán)格地關(guān)閉，但是該不可缺少的條件不是限制性的，因為在內(nèi)燃機I中，對于四個汽缸3，四個燃料噴射器4總是在不同時間噴射(每個在驅(qū)動軸的相應(yīng)的半轉(zhuǎn)中，以使得驅(qū)動軸的每兩轉(zhuǎn)中具有四次噴射)，從而，除了例外情形，兩個燃料噴射器4在相同時間噴射的重疊從不發(fā)生。在內(nèi)燃機I正常運行過程中進行的在測試作動時間T中開啟時，通過需要測試的燃料噴射器4實際地噴射的燃料量Q的估計不同于類似的如上所述的在車輛28的生產(chǎn)線的末尾處的估計，因為噴射的燃料必須總是適于內(nèi)燃機I的運動需要:在內(nèi)燃機I的正常運行過程中，不可能的是，噴射的燃料量顯著地不同于內(nèi)燃機I運動所需的最佳燃料量，否則內(nèi)燃機I將出現(xiàn)運行不規(guī)則，這是不能接受的(車輛28的驅(qū)動將察覺這樣的運行不規(guī)則并想象為故障，甚至更壞地認(rèn)為是制造缺陷)。換句話說，噴射的燃料必須首先遵循內(nèi)燃機I的運動需要，然后才是確定估計的需要。關(guān)于內(nèi)燃機I的運動需要的第一結(jié)果是，在每個估計(也即每個觀測)中可能進行相同測試作動時間的非常有限數(shù)目N的需要測試的燃料噴射器4的連續(xù)開啟(當(dāng)測試作動時間短時，不大于5-8個連續(xù)開啟，當(dāng)測試作動時間長時，不大于一個連續(xù)作動)。當(dāng)在相同測試作動時間需要測試的燃料噴射器4的連續(xù)開啟的數(shù)目N小時，在需要測試的燃料噴射器4的開啟過程中，共軌5中的壓降△ P減小，從而其確定是非常不確定的(因為壓降ΛΡ具有類似于壓 力傳感器10的誤差尺寸數(shù)量級、液壓和電氣背景噪音和電子控制單元9讀取壓力傳感器10的輸出時的最小分辨率的尺寸數(shù)量級)。作為在需要測試的燃料噴射器4的開啟過程中受顯著誤差(其在一些不幸的情形下也可能達到壓降ΛΡ的100% )影響的共軌5中的壓降△ P，必須對燃料量Q進行高數(shù)目的估計(幾百數(shù)量級)，該燃料量是需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的量。結(jié)果，在內(nèi)燃機I的正常使用過程中，電子控制單元(在長的時間周期上，也即在內(nèi)燃機I的幾小時的運行上)對燃料量Q進行一系列的估計(幾千數(shù)量級)，該燃料量是需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的量，從而電子控制單元9統(tǒng)計地處理燃料量Q的一系列估計，以確定平均燃料量Q，其為需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的量。顯然，為了確定需要測試的燃料噴射器4的實際噴射規(guī)律，采用了平均燃料量Q，其為需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的量。根據(jù)優(yōu)選實施方式，電子控制單元9確定需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的燃料量Q，這通過提供給燃料量Q的一系列估計的運動平均計算而實現(xiàn)。根據(jù)優(yōu)選實施方式，電子控制單元9統(tǒng)計地處理燃料量Q的一系列估計，除了需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的平均燃料量外，還確定平均燃料量Q的置信指數(shù)(confidence index);這樣的置信指數(shù)指示燃料量Q到什么程度上是“可靠的”(也即精確的，也即對應(yīng)于事實)，還指示在確定平均燃料量Q中較高、較低的最大誤差。只在置信指數(shù)高于預(yù)定可接收門限時(也即只在平均燃料量Q “足夠”可靠時)，電子控制單元9才采用平均燃料量Q有效地作動燃料噴射器4的噴射(也即采用平均燃料量Q以更新燃料噴射器4的噴射規(guī)律)。顯然，如同已經(jīng)所述的，作動時間T選自整個特征作動時間tl、t2、t3、t4，以確定特征點P1-P4，從而通過兩個直線Rl和R2重構(gòu)每個燃料噴射器4的實際噴射規(guī)律。使用中，電子控制單元9采用存儲的噴射規(guī)律為每個燃料噴射器4確定所需的燃料量Qd，其為引擎控制目標(biāo)的函數(shù)，從而確定每個燃料噴射器4所需的作動時間Td，其為所需的燃料量Qd的函數(shù)。通常，每個燃料噴射器4將確切地采用所需的作動時間Td作動；替代地，估計的作動，電子控制單元9將每個測試作動時間T與所需的作動時間Td作比較，以建立是否至少一個測試作動時間Td與所需的作動時間Td相似，從而估計需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的燃料量Q，如果這樣的測試作動時間T與所需的作動時間Td是相似的話。測試作動時間T與所需的作動時間Td相似，如果測試作動時間T中噴射的燃料量Q等于所需作動時間Td噴射的所需燃料量Qd的因數(shù)減去公差間隔的話，也即如果在測試作動時間T中噴射的燃料量Q乘以整個數(shù)目(包括數(shù)目1，也即測試作動時間T可以等同于所需的作動時間Td)等于在所需作動時間Td噴射的所需的燃料量Qd減去公差間隔的話(顯然這是非常困難的，以獲得最好的等同而不允許微小的偏差)。因此，通過需要測試的燃料噴射器4實際噴射的估計的燃料量Q包括進行需要測試的燃料噴射器4傳送所需燃料量Qd(減去公差間隔)所需數(shù)目的開啟，其為內(nèi)燃機I的引擎控制所需。換句話說，如果測試作動時間T噴射的燃料量Q是所需燃料量Qd的三分之一(也即測試作動時間噴射的燃料量Q是所需燃料量Qd的三分之幾數(shù)量級的因數(shù))，那么該估計考慮在測試作動時間T中執(zhí)行燃料噴射器4的三個連續(xù)開啟。根據(jù)優(yōu)選實施方式，誤差間隔作為對應(yīng)于分析的測試作動時間T的平均燃料量Q的置信指數(shù)的函數(shù)而確定，從而當(dāng)置信指數(shù)小時(也即當(dāng)許多其他估計對于提高置信指數(shù)是不可缺少的時)，誤差間隔更廣(也即更容易或更頻繁地發(fā)現(xiàn)與所需燃料量Qd的相似性)，當(dāng)置信指數(shù)高時(也即當(dāng)其他估計對于提高置信指數(shù)是不可缺少時)，誤差區(qū)間將更窄(也即更困難，也即更小頻率地發(fā)現(xiàn)與所需燃料量Qd的相似性)。在辨識出相似的測試作動時間之后，對所需的作動時間Td減去誤差間隔，電子控制單元9改變電子控制單元I在誤差間隔中所要求的所需的燃料量Qd，從而使得對應(yīng)于測試作動時間T的平均燃料量Q正好是所需燃料量Qd的因數(shù)(顯然可能是這樣的情形，其中對應(yīng)于測試作動時間T的平均燃料量Q等同于所需的燃料量Q)。如果可能的話(也即如果內(nèi)燃機I包括吸入閥的開啟的精確檢測，也即通過所謂的“多空氣”系統(tǒng))，電子控制單元9改變汽缸2的吸入閥的開啟規(guī)律，其中需要測試的燃料噴射器4作為所需燃料量Qd的改變的函數(shù)；這樣，在這樣的汽缸2中的燃燒總是具有所需的空氣/燃料比(還在這樣的情形下，通過誤差間隔產(chǎn)生稍微不同于所需運動扭矩的扭矩)。根據(jù)優(yōu)選實施方式，當(dāng)兩個估計都需要改變(在誤差間隔內(nèi))通過內(nèi)燃機I的引擎控制所要求的所需的燃料量Qd時，電子控制單元9對實際噴射的燃料量Q的兩個連續(xù)估計在時間上互相間隔開。換句話說，電子控制單元9避免在連續(xù)較短的時間內(nèi)對內(nèi)燃機I的引擎控制所要求的所需燃料量Qd進行連續(xù)數(shù)目的改變，以避免產(chǎn)生車輛28司機能夠察覺到的運行不規(guī)則。換句話說，為了進行由需要測試的燃料噴射器4在作動時間T噴射的燃料量Q的估計，始于內(nèi)燃機I的引擎控制所要求的所需燃料量Qd，電子控制單元9可以決定通過改變所需的燃料量Qd(在誤差間隔內(nèi))和通過將噴射分為幾個連續(xù)噴射而改變(“超控”)噴射特征。值得注意的是，噴射特征的改變(“超控”)總是并每次只發(fā)生在需要測試的一個燃料噴射器4上，在相同的噴射周期中，另外三個燃料噴射器4正常地工作；而且，在誤差間隔中，其建立所需燃料量Qd的最大變化，該燃料量受限于減小一毫克的燃料。結(jié)果，噴射特征的改變(“超控”)不產(chǎn)生顯著的作用，進而可被車輛28司機察覺的作用。根據(jù)優(yōu)選實施方式，電子控制單元9給予長的所需的作動時間Td，用于進行燃料量Q的估計，該燃料量通過燃料噴射器4實際地噴射，從而使得對應(yīng)于測試作動時間T的平均燃料量Q盡可能頻繁地為執(zhí)行需要測試的燃料噴射器4的幾個連續(xù)開啟所需的燃料量Qd的小部分(fraction)。換句話說，需要測試的燃料噴射器4連續(xù)開啟的數(shù)目越高,共軌5中的壓降△ P越高，進而壓降ΛΡ的測量精度越高；從而優(yōu)選地是，采用長的所需作動時間Td(也即高的所需燃料量Qd)以進行估計，從而進行需要測試的燃料噴射器4的幾個連續(xù)的開啟。為了加速計算平均燃料量Q，方便的是，在每個估計中，盡可能地增加每個單個需要測試的燃料噴射器4的連續(xù)噴射的數(shù)目。圖7的圖表表示壓降Λ P的測量，其作為進行的估計的數(shù)目S的函數(shù)；虛線表示壓降ΛΡ的“真實”值。值得注意的是，測量的壓降ΛΡ在真實值周圍具有寬的可變性，從而只通過統(tǒng)計地處理高數(shù)目的估計就能夠在確定平均燃料量Q中獲得好的精度，該燃料量是需要測試的燃料噴射器4開啟測試作動時間T時實際噴射的量。圖8的圖表表示在平均燃料量的確定中導(dǎo)致的誤差ε的估計，該燃料量為根據(jù)進行的估計的數(shù)目S，需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的量(誤差ε反比于置信指數(shù))?？捎^測的是，誤差ε隨著進行的估計的數(shù)目S的增加而逐漸減小(也即置信指數(shù)逐漸增加)。圖9的圖表表示在平均燃料量的確定中導(dǎo)致的誤差ε的估計，該燃料量為根據(jù)進行的估計的數(shù)目S，需要測試的燃料噴射器4在開啟測試作動時間T時實際噴射的量。值得注意的是，誤差ε在幾百個估計之后已經(jīng)包括在±0.1mg內(nèi)。用于確定燃料噴射器的噴射的上述方法具有許多優(yōu)點。 首先，用于確定噴射器的噴射規(guī)律的上述方法允許以高精度識別實際的噴射規(guī)律，從而允許采用實際的噴射規(guī)律控制內(nèi)燃機I的燃燒；這樣，內(nèi)燃機I的燃燒控制在所有引擎點都非常精確，尤其是在快速作用的運行區(qū)域B。值得注意的是，燃料噴射精度不通過減小噴射器的特征的分散而達到(非常復(fù)雜和昂貴的操作)，而是對于每個噴射器，通過知道相應(yīng)的實際的噴射規(guī)律的可能性而達到(這可以展現(xiàn)偏差，即使相對高的公稱的噴射規(guī)律)。
而且，用于確定燃料噴射器的噴射規(guī)律的上述方法在已有的電子控制單元中也是簡單的和成本有效的，因為相對于通常呈現(xiàn)在燃料噴射器系統(tǒng)中的，無需額外的硬件，高的計算能力也不需要，也不需要大的存儲能力。
權(quán)利要求
1.用于確定在噴射系統(tǒng)(3)中需要測試的燃料噴射器(4)的噴射規(guī)律的方法，包括:多個燃料噴射器(4)，供應(yīng)處于壓力下的燃料到噴射器(4)的共軌(5)，和燃料泵￠)，其使在共軌(5)里面的燃料保持在壓力下； 該方法包括步驟: 完全中斷從燃料泵(6)到共軌(5)的燃料供應(yīng)； 除了需要測試的燃料噴射器(4)，避免所有燃料噴射器(4)的開啟； 在需要測試的燃料噴射器(4)開始開啟之前，測量在共軌(5)里面的燃料初始壓力(Pi); 以相同的測試作動時間(T)以大于一的某數(shù)目(N)次的連續(xù)開啟的方式開啟需要測試的燃料噴射器⑷； 在需要測試的燃料噴射器(4)終止開啟之后，測量在共軌(5)里面的燃料最終壓力(Pf); 確定在需要測試的燃料噴射器(4)的開啟過程中在共軌(5)中的壓降(ΛΡ)，其等于燃料初始壓力(Pi)和燃料最終壓力(Pf)之間的差值； 根據(jù)共軌(5)中的壓降(ΛΡ)，估計燃料量(Q)，該燃料量是需要測試的燃料噴射器(4)在測試作動時間(T)內(nèi)開啟時實際噴射的量；和 在需要測試的燃料噴射器(4)開啟過程中，通過外部作動器引起采用噴射系統(tǒng)(3)的內(nèi)燃機(I)旋轉(zhuǎn)，從而允許需要測試的燃料噴射器(4)以相同的測試作動時間(T)進行大數(shù)目的連續(xù)開啟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述`的方法，還包括步驟: 保持內(nèi)燃機(I)在恒定旋轉(zhuǎn)速度，該旋轉(zhuǎn)速度通過外部作動器預(yù)先確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟:采用電機傳動的輥子測試臺(29)引起結(jié)合有內(nèi)燃機(I)的車輛(28)的驅(qū)動輪(30)旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟: 順序地和對需要測試的燃料噴射器(4)進行一系列不同預(yù)定測試作動時間(T)的測試；和 順序地為噴射系統(tǒng)(3)的每個燃料噴射器(4)進行該系列的測試。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟: 在從燃料泵(6)供應(yīng)燃料到共軌(5)的中斷和測量在共軌(5)里面的燃料初始壓力(Pi)之間等待第一預(yù)定時間間隔，以獲得壓力穩(wěn)定性；和 在需要測試的燃料噴射器(4)結(jié)束開啟和測量共軌(5)里面的燃料最終壓力(Pf)之間等待第二預(yù)定時間間隔，以獲得壓力穩(wěn)定性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟: 根據(jù)共軌(5)中的壓降(ΛΡ)估計總的燃料量，該總的燃料量是需要測試的燃料噴射器(4)在相同的測試作動時間(T)內(nèi)開啟時實際噴射的量；和 通過將總的燃料量除以開啟的數(shù)目(N)計算燃料量(Q)，該燃料量(Q)通過需要測試的燃料噴射器(4)在測試作動時間(T)內(nèi)的開啟過程中實際地噴射。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，還包括步驟: 估計損失的燃料量，其由于泄漏和/或作動，在需要測試的燃料噴射器(4)的開啟過程中通過共軌(5)損失； 根據(jù)共軌(5)中的壓降(ΛΡ)估計總的燃料量(Q)，其在需要測試的燃料噴射器(4)的開啟過程中從共軌(5)中產(chǎn)生；和 通過從總的燃料量(Q)中減去損失的燃料量計算總的燃料量(Q)，其通過需要測試的燃料噴射器(4)在其開啟過程中實際地噴射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括步驟:根據(jù)共軌(5)里面的燃料壓力估計損失的燃料量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括步驟: 確定第一基值，其直接與共軌(5)中燃料壓力的兩個測量之間消逝的時間間隔的持續(xù)時間成比例； 確定第二基值，其直接需要測試的燃料噴射器(4)的開啟數(shù)目(N)成比例； 通過將這兩個基值相加估計燃料量損失。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，還包括步驟: 在設(shè)計階段建立一組特征作動時間(tl、t2、t3、t4)，其允許燃料噴射器(4)的噴射規(guī)律的精確重構(gòu)；和 從這組特征作動時間(tl、t2、t3、t4)中選擇測試作動時間(T)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括步驟:建立四個特征作動時間(tl、t2、t3、t4):兩個第一特征作動時間(tl、t2、t3、t4)，其屬于快速作用運行區(qū)域(B)并用于以第一直線(Rl)近似快速作用運行區(qū)域(B)，和兩個第二特征作動時間(tl、t2、t3、t4)，其屬于線性運行區(qū)域(D)，并用于具有與第一直線(Rl)交叉的第二直線(R2)近似線性運行區(qū)域Φ)。
全文摘要
用于確定需要測試的燃料噴射器(4)的噴射規(guī)律的方法；該方法包括步驟中斷從燃料泵(6)到共軌(5)的燃料供應(yīng)；避免所有燃料噴射器(4)的開啟，除了需要測試的燃料噴射器(4)；在需要測試的燃料噴射器(4)開始開啟之前，測量在共軌(5)里面的燃料初始壓力(Pi)；以相同的測試作動時間(T)開啟需要測試的燃料噴射器(4)進行大于一的次數(shù)(N)的連續(xù)開啟；在需要測試的燃料噴射器(4)終止開啟之后，測量在共軌(5)里面的最終燃料壓力(Pf)；和作為共軌(5)中的壓降(ΔP)的函數(shù)，估計燃料量(Q)，該燃料量是需要測試的燃料噴射器(4)在開啟測試作動時間(T)時實際噴射的量。
文檔編號F02M65/00GK103104393SQ20111035590
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者G·塞拉, M·帕羅托 申請人:馬涅蒂-馬瑞利公司