测量多脉冲燃料喷射事件期间加燃料量变化的方法和系统与流程

1.本公开总体上涉及燃料喷射器，特别是用于内燃发动机的高压燃料喷射器。


背景技术：

2.燃料喷射器通常用于控制进入内燃发动机每个气缸的燃料流量。燃料喷射器通常设计成移动阀以打开端口，从而将一定量的燃料喷射到相应的气缸，然后移动阀以关闭端口，从而停止燃料喷射。某些燃料喷射系统被配置为在发动机的单个循环内以多次喷射将燃料喷射到气缸中，而不是每个循环一次喷射，这可称为多脉冲燃料喷射。通常，多脉冲燃料喷射包括间隔设定时间段的两个脉冲(例如，“先导”脉冲，然后是“主”脉冲)或三个脉冲(例如，先导脉冲，然后是主脉冲，然后是“后”脉冲)，然而两个、三个或更多脉冲的许多其他组合是常见的。
3.多脉冲事件的根本问题是其他脉冲之后的脉冲会受到前面脉冲的影响。出于最佳燃料经济性(基于制动燃料消耗率，bsfc)、排放(基于排放的nox量)以及噪声和振动(或噪声、振动和粗糙性，nvh)原因，先导+主操作通常以非常小的间隔(脉冲之间的时间间隔)定位。加燃料相互作用影响在小间隔下大。由于加燃料相互作用，后续脉冲(主脉冲或另一个先导脉冲)将比等效的单脉冲事件输送更多或更少的燃料，这具体取决于脉冲间隔和蓄积器压力、先导喷射量和主喷射质量。增加更多脉冲会使影响更加复杂。在某些情况下，由于多次喷射的发生，紧密的先导-主间隔可能会导致燃料喷射系统的电枢“反弹”。
4.虽然在某种程度上可以在命令喷射量、导轨压力和脉冲间隔的燃烧图校准中考虑这种脉冲相互作用，但这种方法远非理想。这种类型的校准工作通常使用标称(或小样本)喷射器硬件执行。现有方法一直是开环加燃料相互作用补偿，由于正常的生产变化和与老化相关的漂移，所述补偿受到燃料喷射器性能变化的影响。这种可变性在给定加燃料命令的扭矩输出、排放、nvh和燃料经济性方面对发动机的预期性能产生负面影响。
5.因此，继续要求在本技术领域作出进一步的贡献。本文公开的本发明的各方面提供了对这些事件的更好和更有效的控制。


技术实现要素：

6.本公开的各种实施方案涉及用于优化经由共轨系统将流体喷射到内燃发动机中的方法和系统。所述方法包括由处理单元从传感器接收在多脉冲燃料喷射事件期间先导脉冲和主脉冲之间的加燃料相互作用的量；由处理单元基于加燃料相互作用的量使用涉及多脉冲燃料喷射事件的加燃料相互作用模型来确定要对先导脉冲或主脉冲进行的调整；以及由处理单元对先导脉冲或主脉冲进行确定的调整。
7.所述方法还可以包括由处理单元增加先导脉冲和主脉冲之间的间隔以允许传感器测量先导脉冲和主脉冲之间的加燃料相互作用的量。所述确定的调整可以包括在主脉冲期间输送的燃料量的变化。可以使用加燃料相互作用模型来确定所述调整，所述加燃料相互作用模型涉及以下一项或多项作为输入：初始压力、命令的脉冲间隔、先导脉冲的加燃料
量或主脉冲的加燃料量。
8.所述方法还可以包括基于工况和加燃料相互作用来调适加燃料相互作用模型，所述工况包括以下中的一者或多者：初始压力、命令的脉冲间隔、先导脉冲的加燃料量或主脉冲的加燃料量。所述方法还可以包括当正在测量加燃料相互作用的量时暂时停用与共轨系统联接的泵。所述加燃料相互作用模型可以包括查找表。可以通过卡尔曼滤波器过滤加燃料相互作用的量以产生预测的加燃料相互作用值。
9.所述方法还可以包括由处理单元将预测的加燃料相互作用值与目标主脉冲燃料量进行比较并确定经调整的开启时间燃料喷射。当目标主脉冲燃料量大于预测的加燃料相互作用时，可以通过计算目标主脉冲燃料量与预测的加燃料相互作用之间的差值来计算调适的燃料量，所述调适的燃料量用于确定所述经调整的开启时间燃料喷射。此外，当目标主脉冲燃料量不大于预测的燃料相互作用时，可基于目标主脉冲燃料量和预测的燃料相互作用来计算调整燃料量，所述调整燃料量用于确定所述经调整的开启时间燃料喷射。所述经调整的开启时间可提供经调整的燃料量以在主脉冲期间进行输送。
10.如本文所公开的发动机燃料系统可包括导轨；多个燃料喷射器流体地联接到导轨，燃料喷射器被配置为从其喷射燃料；控制系统，其包括至少一个传感器和可操作地联接到多个燃料喷射器的处理单元，所述至少一个传感器被配置为测量多脉冲燃料喷射事件期间先导脉冲和主脉冲之间的加燃料相互作用的量。所述处理单元可以被配置为：基于所述测量的加燃料相互作用的量，使用涉及多脉冲燃料喷射事件的加燃料相互作用模型来确定要对先导脉冲或主脉冲进行的调整；以及对先导脉冲或主脉冲进行确定的调整。
11.所述处理单元可以增加先导脉冲和主脉冲之间的间隔以允许传感器测量先导脉冲和主脉冲之间的加燃料相互作用的量。所述确定的调整可以包括在主脉冲期间输送的燃料量的变化。可使用加燃料相互作用模型来确定所述调整，所述加燃料相互作用模型涉及以下一项或多项作为输入：初始压力、命令的脉冲间隔、先导脉冲燃料量或主脉冲燃料量。所述处理单元还可以被配置为基于多个喷射器的工况和加燃料相互作用来调适加燃料相互作用模型，所述工况包括以下中的一者或多者：初始压力、命令的脉冲间隔、先导脉冲的加燃料量或主脉冲的加燃料量。所述处理单元还可以被配置为在测量加燃料相互作用的量时暂时停用与导轨联接的多个喷射器。
12.虽然公开了多个实施方案，但是本公开的其他实施方案将从以下示出和描述本公开的说明性实施方案的详细描述中对本领域技术人员变得显而易见。因此，附图和详细描述本质上应视为说明性且非限制性的。
附图说明
13.考虑到下面的描述，结合下面的附图，将更容易理解这些实施方案，其中相同的附图标记表示相同的元件。这些描绘的实施方案应被理解为对本公开的说明而不是以任何方式进行限制。
14.图1是示出在规定的正常操作间隔下由于多脉冲事件引起的总导轨压降测量的图形。
15.图2是示出在强制较大间隔下由于多脉冲事件引起的总导轨压降测量的图形。
16.图3是示出由控制单元执行以控制多脉冲燃料喷射的正时和量的软件算法的实施
方案的流程图。
17.图4a是收集的数据的间隔(ms)与q相互作用(mg)的标绘图。
18.图4b是间隔(ms)与q相互作用(mg)的标绘图，收集的数据减去在非常低的间隔时间下收集的数据。
19.图4c是叠加在图4b的标绘图上的分段1-d查找表最小二乘估计。
20.图5a是增益先导量相对于以mg表示的先导量的图示。实际和外推的y截距确定x(1)和x(2)的值。
21.图
x
b是增益
主量
相对于以mg表示的主量的图示。实际和外推的y截距确定x(3)、x(4)和x(5)的值；使用外推的x轴截距。图6a示出间隔相对于q相互作用的原始实验数据，图6b示出了使用利用最小二乘查找表估计的系数生成的图形，图6c示出了查找值相对于间隔时间的标绘图，并且图6d示出了针对每个样本的拟合计算的残差。
22.图7a至图7d示出残差的标绘图。图7a示出残差相对于q
p
；图7b示出残差相对于qm；图7c示出了残差相对于水力间隔；并且图7d示出了最小二乘法拟合的残差的直方图。
23.图8是系数c1、c2、c3、c4、c5、c6和c7的盒须图。每个标绘的系数的平均值、标准偏差、最小值和最大值以表格形式示出在标绘图下方。
24.图9是系数c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7的i-mr图表。n值、平均值、相对于每个系数的总体标准偏差以及每个系数内的标准偏差以表格形式示出在系数的i-mr标绘图下方。
25.图10是所测量的输送燃料经由多脉冲喷射到内燃发动机中的流程图。
26.图11是在基于模拟对多脉冲事件进行调整之后确定的每个样本的加燃料误差(y轴)相对于在500巴的燃料导轨流体静压力下确定的每个样本(x轴)的标绘图。
27.图12是在基于模拟对多脉冲事件进行调整之后确定的每个样本的加燃料误差(y轴)相对于在1500巴的燃料导轨流体静压力下确定的每个样本(x轴)的标绘图。
28.图13是示出根据本文公开的实施方案的方法的流程图。
29.贯穿若干附图，对应的附图标记指示对应的部分。尽管附图表示本发明的实施方案，但是附图不一定按比例绘制，并且某些特征可能被放大以更好地示出和解释本发明。
30.虽然本公开易产生各种修改和替代形式，但是特定实施方案通过举例在附图中示出并且在下文中详细描述。然而，意图并非将本公开限制于所描述的特定实施方案。相反，本公开旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本公开范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
31.在以下详细描述中，参考了构成所述详细描述的一部分的附图，并且在附图中以图示的方式示出了实践本公开的具体实施方案。这些实施方案进行了充分详细的描述，以使得本领域技术人员能够实践本公开，并且应当理解，可使用其他实施方案并且可作出结构变化而不背离本公开的范围。因此，以下详细描述不应被视为限制性的，并且本公开的范围由所附权利要求及其等同物来限定。
32.贯穿本说明书对“一个实施方案”、“实施方案”或类似语言的提及是指结合实施方案所描述的具体特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施方案中。贯穿本说明书的短语“在一个实施方案中”、“在实施方案中”、及类似语言的出现可以但不一定都指同一实施方案。类似地，术语“实施方式”的使用是指具有结合本公开的一个或多个实施方式描述
的特定特征、结构或特性的实施方式，然而，如果没有明确的相关性以相反方式指示，实施方式可以与一个或多个实施方案相关联。此外，本文所述主题的所述特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合在一个或多个实施方案中。
33.本公开中的实施方案和示例针对具有可变特性的喷射器提供了用于测量、调适和补偿在多脉冲燃料喷射事件的后续脉冲中发生的量变化(燃料相互作用)的方法和系统。实施方案和示例可以在发动机燃料系统中实施，所述发动机燃料系统包括导轨(也称为“共轨”)、流体地联接到导轨的多个燃料喷射器以及联接到燃料喷射器的控制系统。控制系统可以包括传感器和处理单元，所述处理单元接收由传感器获取的测量值以执行如本文进一步解释的计算和确定。传感器可以是任何合适的传感器，其可以测量量变化，诸如脉冲之间的加燃料相互作用。处理单元可以是任何合适的处理器，诸如任何合适的计算装置中的中央处理单元、片上系统或集成电路。处理单元对量变化进行调适和补偿。
34.这种补偿，就开启时间和/或间隔调整而言，可以通过了解每个单独喷射器的喷射特性、加燃料相互作用测量值、导轨压力和温度以及命令的开启时间和脉冲之间的间隔来创建。基于本文公开的多脉冲补偿算法的系统针对多脉冲操作单独地确定和补偿每个喷射器的加燃料相互作用误差。所述算法具有适应制造变化和与老化相关的变化的能力。因此，所述算法通过在多脉冲操作期间实现更紧密的加燃料和每个脉冲的正时精度而增加了燃料经济性益处以及排放和nvh改善。
35.图1和图2示出了在先导+主操作期间测量加燃料相互作用的测量策略。在图1和图2中，当泵被开启或激活时，导轨压力101处于正常操作并保持在特定水平，如图所示。当泵关闭或停用时，导轨压力101由于先导+主操作102的测量而下降。在图1中，先导-主间隔103保持与正常操作期间相同。总压降由先导量、主量和相互作用量引起的压降组成。压降经由音速和高压共轨系统的几何形状与加燃料量成比例。
36.总燃料测量值可以写成单个贡献的总和，如下所示：
37.q
总1
＝q
先导
+q
主
+q
相互作用
ꢀꢀ
(方程式1)
38.对于采用基于单脉冲测量的闭环加燃料控制(clfc)的系统，可以使用本领域已知的方法计算或测量存在后续脉冲的先导量(q
先导
)。在一些示例中，传感器用于测量先导量(q
先导
)。总量(q
总1
)也被测量，例如使用传感器。因此，未知量是主量(q
主
)和相互作用量(q
相互作用
)。通过测量q
主
，可以使用方程式(1)计算q
相互作用
。现在参考图2，为了更准确地测量主量(q
主
)，在先导+主操作102中在先导和主脉冲之间强制比图1中的间隔103大的间隔200，使得加燃料相互作用近似为零。先导和主之间的脉冲间隔103只是为了测量主量(q
主
)的目的而改变为更大的间隔200，如图2所示。如图2所描绘的，总加燃料测量值(q
总2
)被写成：
39.q
总2
＝q
先导
+q
主
ꢀꢀ
(方程式2)。
40.在方程式(2)中，总量(q
总2
)没有来自燃料相互作用的贡献，即q
相互作用
＝0，因为先导和主放置得更远，没有可检测的脉冲与脉冲的相互作用。因此，可以基于方程式(2)通过从总加燃料量测量值(q
总2
)中减去先导量(q
先导
)来计算主量(q
主
)。
41.一旦测量了主量(q
主
)，则使用方程式(1)从总量(q
总1
)中减去先导量(q
先导
)和主量(q
主
)来计算紧密间隔下的加燃料相互作用(q
相互作用）
，如下：
42.q
相互作用
＝q
总1-q
先导-q
主
ꢀꢀ
(方程式3)。
43.加燃料相互作用的经验表明，与等效的单脉冲事件相比，后续脉冲(主脉冲或先导
脉冲)将输送更多或更少的燃料。测试数据和/或喷射器模拟与系统识别技术相结合，被用来创建涉及多脉冲喷射事件的加燃料相互作用模型。该模型的输入可以包括工况，诸如以下一者或多者：初始压力、命令的脉冲间隔、命令的先导量(先导脉冲的加燃料量)或主量(主脉冲的加燃料量)。模型参数可包括喷射器特性，诸如：水力喷射持续时间、喷射开始延迟和喷射结束延迟等。模型输出可以包括实际输送的燃料量和第二脉冲的实际正时。如果需要，其他喷射参数，诸如喷射开始、喷射结束、持续时间或喷射脉冲的质心，也可以用公式表示为输出。
44.图3示出了示出由控制单元执行以控制多脉冲燃料喷射的正时和量的软件算法的实施方案的流程图。在最上面的方框301中，确定先导、主和多脉冲相互作用的测量策略，参见上面的方程式(3)。在中间方框302中，创建加燃料相互作用模型，使得所述模型被配置为适应制造变化和与老化相关的变化，例如使得调适的先导-主相互作用低于默认先导-主相互作用。在底部方框303中，通过改变脉冲的正时，例如通过缩短主脉冲的持续时间(如图3中所示)和/或在脉冲发生时移动(例如，更早或更晚)，来补偿燃料相互作用模型的燃料相互作用误差。
45.下面描述可以根据本公开进行的实验和模拟的一些示例。
46.在一个示例中，进行了台架测试。测量先导脉冲对在单缸事件中的多命令燃料喷射事件中喷射的主燃料量的质量的影响。被认为影响该参数的变量包括：先导脉冲的量、命令的燃料喷射内脉冲之间的间隔、导轨压力和单个燃料喷射器的特性。
47.使用六(6)个接近标称的喷射器执行多项测试计划。具体变量变化如下：
48.1.先导量：1mg至5mg(2mg)
49.2.主量：4mg至130mg(4mg至130mg)
50.3.水力间隔：0.05ms至1ms(0.05ms至0.7ms)
51.4.导轨压力：500巴至2100巴(500巴和1500巴)
52.在3次运行中的每一次上收集840个测试点的数据，产生一个包含每个喷射器2520个数据点的数据集。上面括号中的值已用于获得图中所示的2520个数据点。
53.然后，对台架测试数据进行分析。现在参考图4a和图4b，测量以毫克(mg)表示的q相互作用相对于以毫秒(ms)表示的水力间隔时间的变化。图4a示出了获得的原始数据，图4b示出了图4a所示在经过编辑以移除在非常低的间隔时间下收集的数据点之后的原始数据。对图4b所示的数据进行进一步分析，如下所解释的。
54.现在参考图4c，示出了用于基于图4b中所示的数据生成基础查找表的选择点的表示。查找表的值是通过执行1-d最小二乘法拟合创建的，分辨率为15点(示出为由连续的白线连接)，每个测试计划的间隔为0.05至0.7毫秒。这个查找表可以被称为“基础查找表”，因为这个基础查找被计算用于估计系数和最终查找，其中考虑了先导脉冲的量q
p
、主脉冲的数量qm、它们之间的间隔以及导轨压力的影响。此拟合中使用的数据与图4b中呈现的数据相同。
55.随后开发了一个模型以使用以下方程式(方程式4)预测多个喷射事件相互之间的影响：
[0056][0057]
在方程式(4)中，v
增益
表示竖直缩放，h
偏移
表示数据中的任何水平偏移。方程式中的s代表水力间隔，以ms为单位，q代表相互作用，以mg为单位。q相对于s是基于10到20个可校准断点的查找表的基础。q
p
和s
p
基于qi、q
i+1
、si和s
i+1
的测量或计算来确定。
[0058]
然后基于方程式(4)计算出以下方程式(方程式5)：
[0059][0060]
其中q
相互作用
是加燃料相互作用的量，增益
先导量
是由于先导量引起的增益，增益
主量
是由于主量引起的增益，p是压力，表
k-1
和表k是从查找表中获得的值，间隔
k-1
和间隔k是先导脉冲和主脉冲之间的间隔，间隔msmt是进行测量的先导喷射和主喷射事件之间的间隔，c
p
是导轨压力系数，并且是偏移系数。方程式(4)中除了压力p和间隔msmt之外的每个变量都被称为系数，并且可以离线确定或在线估计，如下所解释的。
[0061]
系数1和2是归因于q
p
(即先导量)的增益；系数3、4、5是归因于ｑm(即主量)的增益；系数6归因于压力的增益；并且系数7是水平调整的偏移量。例如，系数3、5和7的值是针对适当的喷射器数据(诸如从美国能源部获得的数据)离线确定的校准值。系数1、2、4和6的值是使用(例如使用流量计测量的)压降测量值估计的。使用的此类流量计的示例可包括瑞士巴塞尔的aic systems ag制造的流量计。
[0062]
增益
先导量
、增益
主量
和c
p
为在线估计的；并且表
k-1
、表k、间隔
k-1
、间隔k和是要离线确定的校准值。基于公开内容，可以理解，不同的估计和/或校准方法可用于得出适当的值，诸如通过从美国能源部获得数据并测量如使用流量计测量的压降测量值。在一些示例中，使用p值测试来分析数据，其中导致较大可变性的系数具有较高的p值。为了创建稳健模型，可以选择具有较高p值的系数以用于生成模拟喷射事件相互影响的模型。除了p值之外，还可以执行单值-移动极差(i-mr)测试，其中其结果可以展示每个给定变量的变化水平。
[0063]
为了确定方程式(5)中增益
先导量
的值，可以执行以下算法，其中qp＝先导量：
[0064]
(1)对于qp＜qp_cal：
[0065]
(2)其他：gp＝x(2)
[0066]
在上述算法中，qp_cal被定义为可校准的qp阈值。图5a示出了以图形方式描绘先导量的增益如何受先导量影响的算法。虚线指示较高的压力。
[0067]
为了确定方程式(5)中增益
先导量
的值，可以执行以下算法，其中qm＝主量：
[0068]
(1)对于qm《qmid：
[0069]
(2)对于qmid《qm《qmh：
[0070][0071]
(3)对于qm》qmh：
[0072]
图5b示出了以图形方式描绘主量的增益如何受先导量影响的算法。虚线指示较高的压力。在上述算法中，x(1)至x(5)的值为系数，其中x(1)、x(2)、x(4)是在线估计的，而x(3)、x(5)是离线估计的。
[0073]
现在参考图6a至图6d，图6a示出作为间隔时间(ms)的函数标绘的实验数据ｑ相互作用。图6b示出了使用利用值的最小二乘查找表估计的系数来估计的数据，所述值使用上面公开的方法来确定，标绘的q相互作用相对于间隔时间(ms)。图6c仅示出了如上估计的查找表值，标绘的q相互作用相对于间隔时间(ms)。图6d示出每个收集的样本的拟合残差。对主要变量“先导量”、“主量”和“水力间隔”的残差进行的统计分析表明没有明显的未建模趋势。
[0074]
现在参考图7a至图7d，示出了残差值相对于qp(图7a)、qm(图7b)和水力间隔(图7c)的标绘图以及残差和残差的最小二乘拟合(lsf)的直方图(图7d)。lsf拟合的σ值为2.089mg/stk。
[0075]
参考表1，使用p值测试来分析数据。导致较大可变性的系数具有较高的p值。为了创建稳健模型，仅使用具有较高p值的系数来生成模拟喷射事件相互影响的模型。系数的p值如表2所指示。
[0076]
组n平均值95％ci标准偏差95％cic1611.171(9.4294，12.913)1.6597(1.0360，4.0706)c265.0514(3.5101，6.5926)1.4687(0.9168,3.6021)c36-0.26118(-6e-01，0.1125)0.35604(0.2222,0.8732)c460.85430(0.0521，1.6565)0.76437(0.4771，1.8747)c56-0.28219(-6e-01，0.0667)0.33244(0.2075，0.8153)c6614.176(12.533，15.819)1.5658(0.9774,3.8402)c764.531e-04(-8e-03，0.0094)0.0085208(0.0053，0.0209)
[0077]
表1：系数的p值测试
[0078][0079]
表1(续)：系数的p值测试
[0080]
系数#p值
10.58320.66130.49340.09050.04560.25670.629
[0081]
表2：系数的p值，取自表1
[0082]
现在参考图8，盒须图示出了盒的长度，并且须的长度对应于给定系数的变化量。现在参考图9，执行了单值-移动极差(i-mr)测试，其中i-mr图表展示了每个给定变量的变化水平。表2(p值)、图8(盒须图)和图9(i-mr)中所提到的测试结果被编译，使得这些测试的加权结果总结在表3中。
[0083][0084][0085]
表3：对系数执行的上述三个测试(p值、盒须图和i-mr)的编译结果
[0086]
在所分析的所有七(7)个系数中，七个中的四(4)个(具体而言，所示示例中的系数1、2、4和6)被认为足够高，足以有效地解释基本上所有的数据的可变性并生成稳健的模型，因此选择这些系数进行调适。因此，其余三(3)个系数(所示示例中的系数3、5和7)在建模过程中被视为常数。通过选择为单个气缸收集的数据集来创建过程噪声协方差(以矩阵q 4x4的形式)。该数据库用于估计为所选气缸选择的四个系数。在该示例中，对生成六组不同数据的所有六(6)个气缸重复该过程。计算四个系数和六次重复的协方差。
[0087]
增益先导量(先导量)、增益主量(主量)和压力相关的系数被选择用于进行调适。参见表4，其中选择了与由于先导量引起的增益相关的系数1和2、与由于主量引起的增益相关的系数4和与由于压力引起的增益相关的系数6。
[0088][0089]
表4：系数及其说明
[0090]
通过以下过程选择系数的噪声协方差矩阵(例如，矩阵q-4x4)以进行调适：(1)针对所选四个系数估计单个气缸的数据集，(2)针对六缸发动机，分析每个气缸的数据集(总共六个数据集)，以及(3)计算六个数据集的四个系数之间的协方差。
[0091]
现在参考图10，示出了关于用于基于被识别为足以对多脉冲事件建模的四个系数来调节燃料到内燃发动机中的多脉冲喷射的过程1000的流程图。每次多脉冲喷射事件1002喷射的燃料总量是目标主脉冲中的燃料量q
mo
1004与原位测量的先导喷射中的燃料量ｑ
先导
1006的总和。所述过程的输出是针对先导喷射事件和主喷射事件中的燃料正时和量进行了优化的经调整的多脉冲喷射事件。为了进一步细化系数的相关性和模型的预测完整性，通过卡尔曼滤波器1008处理输入。卡尔曼滤波器1008使用在多个时间帧上测量的相互作用值的线性二次估计或联合概率分布来过滤输入的相互作用值，并且随后输出预测的加燃料相互作用ｑ
int
1010的值。
[0092]
模型中的关键决策点是预测加燃料相互作用ｑ
int
1010和目标主脉冲q
mo
1014的相对量的比较1012。如果q
mo
1014大于ｑ
int
1010，则从q
mo
1014的值中减去ｑ
int
1010的值(如方框1016所示)以生成调适的量q
调适
1018。然后，q
调适
1018通过燃料喷射开启时间转换算法(fon)1020被处理以产生调适的开启时间开启时间
调适
1022，其中“开启时间”被定义为实际喷射时间或燃料喷射器保持打开的时间间隔。如果q
mo
不大于q
int
，则使用以下方程式(在方框1024中示出)来确定调整量q
调整
：
[0093][0094]
之后通过fon 1020处理ｑ
调整
以输出调适的开启时间值开启时间
调适
1022。开启时间
调适
1022的值被转换以产生输出用于调节多脉冲喷射事件1002的参数的开启时间
调整
1026。之后，获取总加燃料测量值q
总
1028并将其用作过程1000的下一个循环的输入。
[0095]
评估了模型减少由先导燃料喷射脉冲和主燃料喷射脉冲之间的相互作用引起的燃料损失的能力。将经调整的开启时间加燃料量与在500巴的燃料轨静水压力下确定的经调整的加燃料量(经调整的加燃料量-(总加燃料量-预测的相互作用))进行比较。现在参考图11，示出了在基于模拟(y轴)相对于每个样本(x轴)对多脉冲事件进行调整之后确定的每个样本的加燃料误差的标绘图。先导脉冲和主脉冲之间的原始相互作用(绿线，1101)的误差明显大于补偿后的残差相互作用(蓝线，1102)。作为参考，图11包括指示理想化相互作用
的线，即x轴，其中每个样本的加燃料误差为零(黑线，1103)。调整之后脉冲之间的平均残差相互作用的测量值也示出在同一标绘图上(红线，1104)。
[0096]
通过将经调整的开启时间加燃料量与在1500巴的燃料轨静水压力下确定的经调整的加燃料量(调整后的加燃料量-(总加燃料量-预测的相互作用))进行比较，进一步测试了模拟的准确性。现在参考图12，示出了在基于模拟(y轴)相对于每个样本(x轴)对多脉冲事件进行调整之后确定的每个样本的加燃料误差的标绘图。先导事件和主事件之间的原始相互作用(绿线，1201)的误差明显大于补偿后的残差相互作用(蓝线，1202)。作为参考，图12包括指示理想化相互作用的线，即x轴，其中每个样本的加燃料误差为零(黑线，1203)。调整之后脉冲之间的平均残差相互作用的测量值也示出在同一标绘图上(红线，1204)。
[0097]
对图11和图12中表示的数据的分析表明基于本发明的模型调整燃料输送参数导致多脉冲加燃料事件中脉冲之间的相互作用平均减少76％。
[0098]
图13示出了根据一些实施方案的图3所示算法如何操作的方法。在步骤1301中，算法，或更具体地，根据算法操作的燃料喷射系统的处理单元(诸如中央处理单元、片上系统或任何其他合适的计算装置)测量多脉冲燃料喷射事件期间先导操作和主操作之间的加燃料相互作用的量。也就是说，所述算法测量先导操作对主操作的相互作用的量，并记录先导操作与主操作之间的时间间隔。然后，在步骤1302中，所述算法确定在多脉冲燃料喷射事件中的下一个先导操作和主操作中需要进行的调整量以补偿加燃料相互作用。这个确定是例如通过输入测量值来做出的，所述测量值诸如每个单独的喷射器的喷射特性、加燃料相互作用、导轨压力和温度以及命令的开启时间和操作之间的间隔。
[0099]
在步骤1303中，处理单元执行算法输出的所确定的调整。例如，所述调整可以包括将先导操作和主操作之间的间隔增加由算法确定的某个值。在一些示例中，所述调整还可以包括改变每次操作期间输送的实际燃料量。在一些示例中，所述算法结合了查找表，所述查找表确定对于先导和主操作/脉冲之间的指示间隔有多少加燃料相互作用。查找表可以根据喷射器的喷射特性和/或工况进行修改或调适。所述算法还使用涉及多脉冲喷射事件的加燃料相互作用模型，其中可以输入初始压力、命令的脉冲间隔、命令的先导量或主量中的一者或多者。在步骤1303之后，算法返回到步骤1301来再次测量加燃料相互作用的量，以观察先前确定的调整是否有效地减少加燃料相互作用。
[0100]
在不脱离本公开的范围的情况下，本公开的主题可以以其他特定形式体现。所描述的实施方案应被认为在所有方面仅是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员将认识到与所公开的实施方案一致的其他实施方式是可能的。上面的详细描述和其中描述的示例仅出于说明和描述的目的而不是为了限制而呈现。例如，所描述的操作可以以任何合适的方式进行。可以以任何合适的顺序执行这些方法，同时仍然提供所描述的操作和结果。因此，可以设想本公开的实施方案涵盖落入上文公开和本文要求保护的基本原理的范围内的任何和所有修改、变化或等同物。此外，虽然以上描述描述了处理器执行代码形式的硬件、状态机形式的硬件或能够产生相同效果的专用逻辑，但也可设想其他结构。

技术特征：
1.一种用于优化经由共轨系统将流体喷射到发动机中的方法，其包括：由处理单元从传感器接收在多脉冲燃料喷射事件期间先导脉冲和主脉冲之间的加燃料相互作用的量；由所述处理单元基于所述加燃料相互作用的量使用涉及所述多脉冲燃料喷射事件的加燃料相互作用模型来确定要对所述先导脉冲或所述主脉冲进行的调整；以及由所述处理单元对所述先导脉冲或所述主脉冲进行所述确定的调整。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括由所述处理单元增加所述先导脉冲和所述主脉冲之间的间隔以允许所述传感器测量所述先导脉冲和所述主脉冲之间的所述加燃料相互作用的量。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定的调整包括在所述主脉冲期间输送的燃料量的变化。4.根据权利要求1所述的方法，其中使用加燃料相互作用模型来确定所述调整，所述加燃料相互作用模型涉及以下一项或多项作为输入：初始压力、命令的脉冲间隔、所述先导脉冲的加燃料量或所述主脉冲的加燃料量。5.根据权利要求1所述的方法，其还包括基于工况和所述加燃料相互作用来调适所述加燃料相互作用模型，所述工况包括以下中的一者或多者：初始压力、命令的脉冲间隔、所述先导脉冲的加燃料量或所述主脉冲的加燃料量。6.根据权利要求1所述的方法，其还包括当正在测量所述加燃料相互作用的量时暂时停用与所述共轨系统联接的泵。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述加燃料相互作用模型包括查找表。8.根据权利要求1所述的方法，其中通过卡尔曼滤波器过滤所述加燃料相互作用的量以产生预测的加燃料相互作用值，所述方法还包括：由所述处理单元将所述预测的加燃料相互作用值与目标主脉冲燃料量进行比较并确定经调整的开启时间燃料喷射。9.根据权利要求8所述的方法，其中当所述目标主脉冲燃料量大于所述预测的加燃料相互作用时，通过计算所述目标主脉冲燃料量与所述预测的加燃料相互作用之间的差值来计算调适的燃料量，所述调适的燃料量用于确定所述经调整的开启时间燃料喷射。10.根据权利要求8所述的方法，其中当所述目标主脉冲燃料量不大于所述预测的燃料相互作用时，基于所述目标主脉冲燃料量和所述预测的燃料相互作用来计算调整燃料量，所述调整燃料量用于确定所述经调整的开启时间燃料喷射。11.一种发动机燃料系统，其包括：导轨；多个燃料喷射器，其流体地联接到所述导轨，燃料喷射器被配置为从其喷射燃料；控制系统，其包括至少一个传感器和可操作地联接到所述多个燃料喷射器的处理单元，所述至少一个传感器被配置为测量多脉冲燃料喷射事件期间先导脉冲和主脉冲之间的加燃料相互作用的量，所述处理单元被配置为：基于所述测量的加燃料相互作用的量，使用涉及所述多脉冲燃料喷射事件的加燃料相互作用模型来确定要对所述先导脉冲或所述主脉冲进行的调整；以及对所述先导脉冲或所述主脉冲进行所述确定的调整。12.根据权利要求11所述的发动机燃料系统，其中所述处理单元增加所述先导脉冲和
所述主脉冲之间的间隔以允许所述传感器测量所述先导脉冲和所述主脉冲之间的所述加燃料相互作用的量。13.根据权利要求11所述的发动机燃料系统，其中所述确定的调整包括在所述主脉冲期间输送的燃料量的变化，并且使用加燃料相互作用模型来确定所述调整，所述加燃料相互作用模型涉及以下一项或多项作为输入：初始压力、命令的脉冲间隔、先导脉冲燃料量或主脉冲燃料量。14.根据权利要求11所述的发动机燃料系统，所述处理单元还被配置为基于所述多个喷射器的工况和所述加燃料相互作用来调适所述加燃料相互作用模型，所述工况包括以下中的一者或多者：初始压力、命令的脉冲间隔、所述先导脉冲的加燃料量或所述主脉冲的加燃料量。15.根据权利要求11所述的发动机燃料系统，所述处理单元还被配置为在测量所述加燃料相互作用的量时暂时停用与所述导轨联接的所述多个喷射器。

技术总结
本发明提供了一种用于分析和优化经由共轨系统将流体喷射到内燃发动机中的方法。一旦为给定的喷射系统确定了各种喷射参数，这些数据就可以用于为系统的顺序喷射事件的影响建模。然后可以使用处理器来运行模型并调整顺序燃料喷射事件以优化发动机性能和燃料使用。燃料喷射事件以优化发动机性能和燃料使用。燃料喷射事件以优化发动机性能和燃料使用。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：康明斯有限公司
技术研发日：2020.07.29
技术公布日：2023/6/28