内燃机中用于原位燃料喷射器校准的设备和方法技术

提供了用于校准燃料向内燃机的至少一个燃烧室中喷射的设备和方法。该内燃机包括至少一个燃料喷射器和一个燃料歧管。该燃料歧管被加压至燃料歧管压力。该方法包括步骤：（a）从包括燃料供给命令的输入来计算用于内燃机以目标燃料供给运行的指示扭矩；（b）从包括该目标发动机速度的输入来计算用于该内燃机的摩擦扭矩；（c）从该指示扭矩与该摩擦扭矩之间的差来计算扭矩误差；以及（d）确定用于被施加以致动该至少一个燃料喷射器的第一基线脉冲宽度的脉冲宽度校正因数，由此当该内燃机以该目标燃料供给运行时该扭矩误差在预定阈值以下。

Apparatus and method for calibration of an in situ fuel injector in an internal combustion engine

An apparatus and method for Calibrating fuel injection into at least one combustion chamber of an internal combustion engine are provided. The internal combustion engine includes at least one fuel injector and a fuel manifold. The fuel manifold is pressurized to the fuel manifold pressure. The method comprises the steps of: (a) from the fuel supply command input to calculate the target torque for an internal combustion engine to indicate fuel supply operation; (b) from the target engine speed input used to calculate the friction torque of the engine; (c) from the indicated torque and the friction torque difference calculation torque error; and (d) was applied for determining the baseline actuating the first pulse width of the pulse width of the correction factor of the at least one of the fuel injectors, so when the engine fuel supply to the goal of running the torque error is below a predetermined threshold value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机中用于原位燃料喷射器校准的设备和方法
公开了用于校准安装在以零制动扭矩运行的发动机中的燃料喷射器的设备和方法。可以采用该方法来修整用于致动该燃料喷射器的信号的脉冲宽度，以在上档事件（shiftevent）期间向自动化手动传动装置（automatedmanualtransmission）提供精确水平的扭矩。
技术介绍
自动化手动传动装置，也被已知为自动机械式传动装置或半自动传动装置，是采用电子传感器、气动技术、致动器和处理器来根据操作员的命令或由计算机执行换档（gearshift）的系统。实质上，它可以被描述为运行手动传动装置的机器人。为了适当地换档，该发动机必须提供精确且可重复量的扭矩。要求操作员来手动地使曲轴转数（RPM）与驱动轴转数同步的任何传动装置是非同步的。尽管汽车和轻型卡车几乎普遍地使用同步传动装置，但重型卡车和机械设备（machinery）由于若干原因仍在使用非同步的手动传动装置。同步器（synchronizer）中的摩擦材料（诸如黄铜）比锻钢的档位（gears）更容易磨损和破损。该机构的简单性提高了可靠性且降低了成本。此外，使同步传动装置上档的过程比使非同步传动装置上档的过程慢，这种超时会有经济上的影响，因为可以减少里程。然而，在变换档位中涉及大量的驾驶员技术。非同步传动装置是基于如下认识来设计的：受过训练的操作员将按照已知的时序协调来换档。重型卡车操作员使用被已知为双离合器的技术来变换档位。该技术包括下列步骤以换高速档（upshift）。操作员释放加速踏板，压低离合器踏板以打开离合器，将变速箱（gearbox）上档成空档，然后释放离合器踏板以闭合离合器。操作员等待发动机速度减小到适合于上档成下一个档位的水平，此时操作员再次打开离合器，上档成且接合下一个档位，闭合离合器，最终踩下加速踏板。有经验的操作员可以有效率地执行整个机动动作，结果是非常平滑的档位变换。相反，为了换低速档（downshift），必须在接合下一个档位之前在变速箱处于空档时增大发动机速度。步骤的序列如下。操作员释放加速踏板，压低离合器踏板以打开离合器，拉至空档，释放离合器踏板以闭合离合器，且踩下加速踏板，直到发动机速度增大至同步速度后才发起档位接合。当发动机速度与传动装置速度同步时，驾驶员打开离合器，接合档位，闭合离合器，且踩下加速踏板。此操作可能非常难以掌握，因为它要求驾驶员准确地衡量该车辆（传动装置）和发动机的速度。与双离合器相比，在处于空档时保持离合器打开（如在同步传动装置中的典型上档过程中执行的）为驾驶员的运动和努力赋予了更多经济性。然而，若发动机和传动装置具有变化着的驱动负载，则分立的离合器板上可能发生显著的磨损。简言之，磨损发生越多，离合器就不得不“滑动”以匹配发动机与传动装置之间的转数。双离合器可以通过在离合器闭合之前促进发动机和传动装置RPM的匹配来使该离合器板磨损最小化。通过使用离合器在换档过程中断开驱动部件，适当地为发动机和传动装置卸载了由相对的部件施加的过度压力。当发动机速度与传动装置速度之间存在扩展的时延或差异时，双离合器使档位选择便利，尽管耗费时间。当获得商业驾驶员执照时，双离合器通常是一个测试要求。有经验的驾驶员在换档时使用已知为无离合器上档的技术，而不是双离合器。运载重负载（例如40吨以上）的重型卡车可以具有多达24个档位。利用双离合器技术使卡车从静止达到全速，需要来自驾驶员的许多努力和专心。许多有经验的驾驶员已学会何时在不使用离合器的情况下换档是可行的。此技术被已知为无离合器上档、漂档（float-shift）或跳档（skip-shift），它消除了离合器的使用，除了在发动或停止时。然而，无离合器上档技术的不协调的执行导致当它们接合时，档位未适当地同步，这引起传动装置的加速磨损。在非同步手动传动系统中，双离合器和无离合器换挡选择都需要技术熟练的驾驶员，以使部件上的磨损最小化且提供最佳的燃料经济性。在重型卡车或机械设备中提供自动化手动传动装置有优势，因为它放宽了对技术熟练的操作员的需要。更多的初级驾驶员可以被雇佣以操作该装备，而不增加部件上的磨损和降低燃料经济性。然而，将自动化手动传动装置与由气体燃料（诸如液化天然气（LNG）或压缩天然气（CNG））供给燃料的发动机的结合中存在许多挑战。在用气体燃料（诸如天然气）供给燃料的一些发动机中，在该燃料进入燃料喷射器之前，该燃料在共用燃料歧管（commonfuelrail）中在压力下处于气相。高压泵或压缩机被用于将该气体燃料的压力增加至该共用燃料歧管中的合适的喷射压力。与在获得且维持高压相对容易的不可压缩的燃料（诸如柴油或汽油）相反，气体燃料系统中的高压泵或压缩机积极地工作至更大程度，以在气体燃料被喷射到燃烧室中时维持该气体燃料压力。该气体燃料喷射器压力必须足以既克服当该燃料喷射器致动时所经受的缸内压力，又足以在可用的时间内喷射期望量的燃料。报告发动机的精确度的空载扭矩（no-loadtorque），即当该发动机未被传动装置加载时，必须被很好的限定，以使得在换档事件期间，该自动化手动传动装置中的档位可以被同步。无论是采用双离合器技术换档还是采用无离合器上档换档技术，都需要空载扭矩控制。该发动机必须以可预测的方式响应何时档位接合和啮合以及负载被转移至该发动机，以确保平滑的过度而不是生硬和不连贯的上档事件。该自动化手动传动装置预期，如果它命令零净扭矩（指示扭矩等于摩擦扭矩），则发动机速度将保持恒定。该自动化手动传动装置还响应于现有摩擦扭矩以上的小扭矩请求来计算特定的发动机速度，以提供“同步扭矩”和“扭矩颠簸（torquebumps）”，在自动化上档期间它们二者都被使用。扭矩准确度最终取决于燃料递送准确度。燃料喷射器的性能的特征可以在于，将所递送的燃料量关联到它们的接通时间（ontime）（打开时间（timeopen）），例如见图1中的图表，它例示了燃料接通时间（Fuel-On-time）特性。x轴示出了燃料的命令量，且y轴示出了递送该燃料量所需要的接通时间。每个燃料喷射器具有其自己的燃料接通时间特性。当燃料喷射器被制造时，它们被制成为遵守某一水平内燃料接通时间容限，但由于由制造容限引入的变数（variablitity），在规格内制成的燃料喷射器不完全相同。此外，在燃料喷射器的整个磨合期（break-inperiod），存在显著的燃料喷射流变化。例如，在发动机中的首个30至50小时的喷射之后，流经该喷射器的燃料流可能存在显著的变化。在发动机的运行寿命中，通过喷射器的燃料递送一直在改变，尽管比在初始磨合期中更慢。这样的变化可以有许多原因，包含由碳沉积的形成导致的气孔碳化（gas-holecarboning）。在喷射导引燃料和主要燃料（诸如分别是柴油和天然气）二者的双燃料喷射器中，已经发现，用于这两种燃料的喷射展现了上面所提及的行为。参照图1，已经发现，在生产运转中以及在整个运行生命周期上，对于不同的燃料喷射器，对于报告该自动化手动传动装置的精确要求的扭矩，该图表的在临界接通时间TC以上的部分在可接受水平的容限内。相反，在生产运转内以及在整个运行生命周期上，对于不同的燃料喷射器，该图表的在临界接通时间TC以下的部分已经被发现不在可接受水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校准燃料向以零制动扭矩运行的内燃机的至少一个燃烧室内的喷射的方法，该内燃机包括至少一个燃料喷射器和一个加压至燃料歧管压力的燃料歧管，该方法包括步骤：(a)从包括燃料供给命令的输入来计算用于该内燃机以目标燃料供给运行的指示扭矩，该目标燃料供给是通过以目标内燃机速度运行内燃机来获得的；(b)从包括该目标内燃机速度的输入来计算用于该内燃机的摩擦扭矩；(c)从该指示扭矩与该摩擦扭矩之间的差来计算扭矩误差；以及(d)确定用于被施加以致动该至少一个燃料喷射器的第一基线脉冲宽度的脉冲宽度校正因数，由此当该内燃机以该目标燃料供给运行时该扭矩误差在预定范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 CA 2,754,1371.一种校准燃料向以零制动扭矩运行的内燃机的至少一个燃烧室内的喷射的方法，该内燃机包括至少一个燃料喷射器和一个加压至燃料歧管压力的燃料歧管，该方法包括步骤：(a)从包括燃料供给命令的输入来计算用于该内燃机以目标燃料供给运行的指示扭矩，该目标燃料供给是通过以目标内燃机速度运行内燃机来获得的；(b)从包括该目标内燃机速度的输入来计算用于该内燃机的摩擦扭矩；(c)从该指示扭矩与该摩擦扭矩之间的差来计算扭矩误差；以及(d)确定用于被施加以致动该至少一个燃料喷射器的第一基线脉冲宽度的脉冲宽度校正因数，由此当该内燃机以该目标燃料供给运行时该扭矩误差在预定范围内。2.根据权利要求1所述的方法，其中该燃料是气体燃料。3.根据权利要求1所述的方法，其中确定该脉冲宽度校正因数的步骤包括子步骤：在反馈控制环路中修改该脉冲宽度校正因数。4.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在该燃料喷射器于该内燃机中的磨合期之前被执行。5.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在该燃料喷射器于该内燃机中的磨合期之后被执行。6.根据权利要求1所述的方法，其中该方法以预定时间间隔在该内燃机被保养时被执行。7.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在该内燃机空转时，且在确定该扭矩误差在该预定范围以外之后，被执行。8.根据权利要求1所述的方法，其中当该内燃机的温度在正常内燃机运行温度范围以外时，该校准终止。9.根据权利要求1所述的方法，其中当包括该内燃机的车辆具有大于零的车辆速度时，该校准终止。10.根据权利要求1所述的方法，其中当包括该内燃机的车辆的选定档位不是停车或空档时，该校准终止。11.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在该内燃机的一个燃料喷射器上被执行。12.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在该内燃机的所有燃料喷射器上被执行。13.根据权利要求1所述的方法，其中该目标燃料供给还通过运行内燃机风扇来被操控。14.根据权利要求1所述的方法，其中该方法进一步包括步骤：针对用于该内燃机的多个目标燃料供给，相继地重复步骤(a)至(d)。15.根据权利要求1所述的方法，其中该方法进一步包括步骤：针对该燃料歧管中的多个燃料歧管压力，相继地重复步骤(a)至(d)。16.根据权利要求1所述的方法，其中该方法进一步包括步骤：针对多个目标燃料供给和燃料歧管压力组合，相继地重复步骤(a)至(d)，每个相应的目标燃料供给和燃料歧管压力组合限定一个校准状况。17.根据权利要求16所述的方法，其中用于相应校准状况的相应脉冲宽度校正因数与相应燃料供给命令和燃料歧管压力组合关联。18.根据权利要求17所述的方法，其中用于相应未校准的燃料供给命令和燃料歧管压力组合的相应脉冲宽度校正因数，是通过用于相应校准的燃料供给命令和燃料歧管压力组合的相应脉冲宽度校正因数之间的插值来确定的。19.根据权利要求17所述的方法，其中用于相应未校准的燃料供给命令和燃料歧管压力组合的相应脉冲宽度校正因数，是通过用于相应校准的燃料供给命令和燃料歧管压力组合的相应脉冲宽度校正因数和固定的脉冲宽度校正因数之间的插值来确定的。20.根据权利要求1所述的方法，其中该方法在计算指示扭矩步骤之前包括子步骤：(a)生成将所述内燃机驱动至该目标内燃机速度的燃料供给命令；(b)基于该燃料供给命令和该燃料歧管压力，来生成该第一基线脉冲宽度；以及(c)针对用于该至少一个燃料喷射器的第一系列喷射事件，来生成作为该第一基线脉冲宽度和该脉冲宽度校正因数的函数的第一脉冲宽度。21.根据权利要求20所述的方法，其中确定该脉冲宽度校正因数的步骤包括子步骤：确定该至少一个燃料喷射器是欠燃料供给；以及修改该脉冲宽度校正因数以增大所述第一脉冲宽度。22.根据权利要求20所述的方法，其中确定该脉冲宽度校正因数的步骤包括子步骤：确定该至少一个燃料喷射器是过燃料供给；以及修改该脉冲宽度校正因数以减小所述第一脉冲宽度。23.根据权利要求20所述的方法，其中确定该脉冲宽度校正因数的步骤包括子步骤：确定该扭矩误差不在该预定范围内；基于该扭矩误差来调整该脉冲宽度校正因数；生成将所述内燃机驱动至第一目标内燃机速度的第二燃料供给命令；以及基于该第二燃料供给命令和该燃料歧管压力，针对用于至少一个燃料喷射器的第二系列喷射事件来生成第二脉冲宽度，该第二脉冲宽度被生成作为由该脉冲宽度校正因数校正的第二基线脉冲宽度的函数；由此该第一脉冲宽度基本等于该第二脉冲宽度。24.根据权利要求23所述的方法，其中该扭矩误差在该预定范围内，且该脉冲宽度校正因数与该第二燃料供给命令和该燃料歧管压力关联。25.根据权利要求23所述的方法，其中当该至少一个燃料喷射器由该第一脉冲宽度致动时，第一量的燃料被喷射到该至少一个燃烧室中，且当该...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·汤普森，O·P·M·勒博斯坦德，
申请(专利权)人：西港能源有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA