CN103161595A - 内燃机燃油系统多次喷射控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于内燃机燃油系统多次喷射控制方法，控制方法主要包括两个步骤：第一步根据油轨压力和目标喷射油量读取特征映射表，获取后次喷射指令的基本值；第二步，根据获得的后次喷射控制指令随两次喷射时间间隔的波动模型，综合考虑油轨压力、两次喷射油量、燃油温度、喷油器开启关闭延时等因素对波动模型的影响，获取后次喷射控制指令的修正值。波动模型包含一个基模型和一个衰减模型。基模型用来表征控制指令修正值在一个周期内的变化情况，基模型的形状、幅值等参数由具体的喷油器特性决定。衰减模型主要考虑控制指令修正值随着时间间隔的衰减特性。

Description

内燃机燃油系统多次喷射控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机燃油系统多次喷射控制方法，具体讲是一种用于内燃机燃油系统多次喷射模式下补偿前次喷射对后次喷射影响的控制方法。 

背景技术

机动车排放的颗粒(PM)和氮氧化合物(NOx)是环境污染的主要污染物之一。为了保护环境，各国相继制订排放法规，严格控制PM和NOx的排放。对于安装共轨系统的柴油发动机来讲，提高燃油喷射次数，构造不同的喷油规律，能够同时降低PM和NOx。例如在柴油机的一次工作循环中，将喷入燃烧室柴油的单一喷射分成两次或者多次喷射。对于两次喷射来讲，一般包括一次引导喷射和一次主喷射，或者一次主喷射和一次后继喷射。为了保证柴油机的动力性、经济性以及低排放的要求，精确控制每一次的燃油喷入量至关重要。但是，由于在执行前次喷射时，喷油器控制腔出油口打开，控制腔压力迅速降低，在结束前次喷射式时，喷油器控制腔出油口迅速关闭，在连接油轨和喷油器的高压管道以及喷油器体内的高压管路内发生水锤现象，产生压力波，导致后次喷射的燃油量极大的偏离目标量。因此，必须对后次燃油喷射量进行补偿。 

对后次喷射燃油量的补偿一般有两种方式。一种是直接补偿油量，一种是补偿喷射脉宽。相对于油量补偿，脉宽补偿更加精确，应用更 加方便，反映更迅速。在现有的控制多次喷射燃油量的专利中，主要是对喷油器喷射油量进行修正。中国专利CN 1846049A公开了一种内燃机的燃油喷射系统。该控制系统在多次喷射模式下根据在先喷射与后继喷射之间的时间间隔，相对于目标值改变在后喷射的波动量。当油轨压力为预定的基准压力时，计算随着时间间隔的增加随基准波动模型变化的在后喷射的基准波动量；当油轨压力不是基准油轨压力时，首先获取沿时间间隔增加或减小方向的第一变化率以及沿喷射量的波动量增加或减小方向的第二变化率，然后时间间隔与第一变化率相乘以得出修改的时间间隔，并且与该修改后时间间隔相一致的基准波动量与第二变化率的倒数相乘，将所得到的量作为在后喷射的波动量。同时引入喷油正时对继后喷油波动量的修正。该方法实际就是将油轨压力修正时间间隔，两次喷射目标油量以及喷油器开启正时修正后继喷射的波动量。这种补偿方法存在以下几方面的不足：第一，实际实验中我们发现，后继喷射油量波动量随两次喷射的时间间隔成周期性波动模型，并具有衰减性。不同结构的喷油器，周期性波动模型差别较大。波动频率与喷油器结构、油轨压力等因素有关，但与两次喷射的油量和发动机转速没有关系。油轨压力越大，喷油器控制腔内油轨压力波动频率越大，导致后继喷射油量波动频率越高，且两者波动频率相同。同时，油轨压力还影响周期性波动模型的振幅。因此，仅用油轨压力来修正两次喷射的时间间隔是不够的。本文提出的后继喷射油量波动周期性衰减模型仅需考虑一个周期的模型结构，在保证 补偿准确性的同时大大简化了波动模型。第二，燃油温度影响燃油的密度，对后继喷射波动模型的波动频率和振幅有影响。随着燃油温度的升高，同一工况下相同的喷射间隔后继喷射波动量最大达到5毫升，因此必须考虑燃油温度对后继喷射燃油波动量的修正。第三，喷油器在接受到开启或者关闭的时候，存在一定的延时。尤其是关闭延迟，在不同油轨压力和目标喷射油量下关闭延迟变化较大。开启延时和关闭延时直接影响到两次喷射时间间隔控制的准确性，必须精确考虑。 

中国专利CN1995730A提出了一种用于控制多次燃油喷射的供给量系统，该系统能够保证当初始喷射未能完全结束与后继喷射开始之前时，保证喷入燃烧室的燃油总量与目标值一致。该方法存在一定的局限性。以三次喷射为例，一般来讲，引导喷射结束到主喷射开始之间的时间间隔在5度左右，而主喷射结束到后继喷射开始之间的时间间隔也在5到8度左右。如果两次喷射间隔过短，将导致ECU元器件发热量大增，严重时将会烧毁某些部件。另外，从应用角度将，如果两次喷射产生重叠将起不到多次喷射的效果。因此，在实际过程中应该避免相邻的两次喷射重叠。具体做法是将两次喷射修正后的时间间隔与标定的最小时间间隔相比较，取较大的一个值。 

中国专利CN101277170A说明了一种用于控制多次喷射模式下喷油器实际喷出燃料量的装置。该方法在获取实际燃料喷出量的基础上，监控参考燃料喷出特性与所获取的实际燃料喷出特性之间的距 离，从而校正参考燃料喷出特性。该方法主要用于校正喷油器针阀磨损之后，喷油器的开启和关闭延时与刚出厂时的标定数据有所偏差，导致后次喷射油量的波动。该方法首先要有实际燃料喷出特性获取装置，这在柴油机实际应用当中是没有这种装置的，一般在实验台架才会有该装置。因此，用实验室台架上得到的喷油器针阀磨损数据来近似替代实际柴油机应用过程中的针阀磨损情况是有所欠缺的。特别是在油轨压力波动零点阶跃处，如果补偿不到位会导致“反补”的情况发生。例如，由于补偿模型不精确或者由于喷油器针阀磨损导致的实际油轨压力波动偏离波动补偿模型，这种影响在波动模型零点阶跃处表现更加明显。实际波动补偿应该在零点“下方”，即负值，而波动补偿模型可能还在零点“上方”，即补偿值仍为正值，这将导致补偿后的后次燃油喷射量相对于补偿前更加偏离期望值。为了克服上述现象，本发明提出了在后次喷射量波动补偿模型的零点T₀±Δt处，补偿值均为0。实验证明，该方法能够在保证后次喷射油量基础上有效防止“反补”的情况发生。 

发明内容

本发明提供一种用于内燃机燃油系统多次喷射控制方法，具体讲是一种用于内燃机燃油系统多次喷射模式下补偿前次喷射对后次喷射影响的控制方法。在内燃机的多次喷射模式下，本发明能够消除前次喷射结束之后，在喷油器和共轨管内产生的压力波随两次喷射的时间间隔的变化而对后次喷射实际油量的影响，从而精确控制后次喷射 燃油量。 

控制方法主要包括两个步骤：第一步根据油轨压力和目标喷射油量读取特征映射表，获取后次喷射指令的基本值；第二步，根据获得的后次喷射控制指令随两次喷射时间间隔的波动模型，综合考虑油轨压力、两次喷射油量、燃油温度、喷油器开启关闭延时等因素对波动模型的影响，获取后次喷射控制指令的修正值。 

后次喷射指令的基本值映射表是在实验室环境中获取的，改变油轨压力和喷射指令，获取喷射燃油量，最后形成喷射指令的特征映射表。 

喷射指令的修正值计算方法中包含一个随两次喷射时间间隔的波动模型，波动模型是周期性变化的，其特征参数包括波动形状、周期和幅值。波动形状由具体的喷油器特性决定。波动周期与喷油器本身的结构以及燃油压力和燃油温度有关。波动幅值由油轨压力和前次喷射目标油量读取特征映射表获得，同时后次喷射目标油量和燃油温度随两次喷射时间间隔对幅值有一定的修正。 

波动模型包含一个基模型和一个衰减模型。基模型用来表征控制指令修正值在一个周期内的变化情况，基模型的形状、幅值等参数由具体的喷油器特性决定。在该模型的零点阶跃T₀±Δt处，对后次喷射指令修正值补偿值为零，这样可以有效防止“反补”情况的发生。在本发明的一个实例中，基模型的获取方法是：在后次喷射控制指令基本值的基础上，调整后次喷射指令，使后次喷射油量达到目标值。获 取后次喷射指令随着时间间隔变化而变化的数据，通过离散傅立叶变换，获取基函数。同时获取周期、幅值等特征参数，并存成对应的映射表。 

喷射指令的修正值的计算方法中包含一个衰减模型，该衰减模型为一个斜坡函数，斜坡函数的斜率由是前次喷射油量和油轨压力共同决定，其自变量是前后两次喷射的时间间隔。衰减模型是考虑前次喷射对后次喷射引起的压力波的衰减特性。 

前后两次喷射的时间间隔为喷射油量和发动机转速的函数，与喷油器开启延时和关闭延时密切相关，并且为了避免两次喷射重叠，存在一个最小的时间间隔。前后两次喷射的时间间隔是指前次喷射结束到后次喷射开启之间的时间间隔。由于控制指令和喷油器系统之间存在着一定的延迟现象，为了精确计算前次喷射和后次喷射之间的时间间隔，需要将喷油器开启和关闭延时考虑进去。延迟时间是喷射油量和燃油压力的函数，具体方法是将喷油器的开启延时和关闭延时形成特征映射表。另外，为了防止内燃机燃油系统电子控制单元出现过热甚至损坏，需要定义最小的安全时间间隔。 

附图说明

图1是应用本发明一个实例中的内燃机燃油系统结构简图； 

图2是一种用于高压共轨燃油系统的喷油器原理图。 

图3A是内燃机多次喷射模式示意图； 

图3B是两次喷射之间最小时间间隔示意图； 

图3C是喷油器开启延时和关闭延时对时间间隔修正示意图； 

图4A是后喷油量目标值MAP图； 

图4B是后喷定时目标值MAP图； 

图5A是喷油器关闭延时MAP图； 

图5B为喷油器开启延时MAP图； 

图6A是不同主喷射油量下的高压管路内的压力波动图。 

图6B是不同燃油压力下的高压管路内的压力波动图。 

图7A是不同的后喷射目标油量下，后喷射实际油量的波动图。 

图7B是不同的主喷射油量情况下，后喷射实际油量的波动图； 

图7C是不同油轨压力下，后喷射实际油量的波动图； 

图8A是不同的后喷射油量下，修正的控制指令示意图； 

图8B是在不同的主喷射油量下，修正控制指令示意图； 

图8C是在不同的油轨压力下，修正的控制指令的示意图； 

图9A是本发明在燃油系统多次喷射控制方法中实际应用的一个示意图； 

图9B是波动模型的示意图； 

图10A是波动模型中所用到的基模型示意图； 

图10B是基模型漂移示意图； 

图10C是波动模型中衰减函数示意图； 

图11是本发明在电子控制单元中的计算步骤； 

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明所述内燃机燃油系统多次喷射模式下补偿前次喷射对后次喷射影响的控制方法。 

图1是高压共轨燃油系统结构简图。图中燃油从带有粗滤器的油箱1中吸入至燃油精滤器2，其中一部分燃油在高压油泵3的柱塞腔加压形成高压燃油并从油泵出油阀口流经高压油管汇集入共轨管5，为喷油器7的高压喷射提供稳定持续的高压燃油源，多余部分从油泵上的溢流阀处与喷油器7回油一起流回油箱1；高压燃油从共轨管5经高压油管分别流向各缸的喷油器7；喷油器7根据电子控制单元ECU8输出的脉冲给定时刻和给定宽度，按特征喷射特性将燃油喷入发动机各缸的燃烧室中。共轨管5一端安装有燃油压力传感器6，实时监控共轨管内的燃油压力情况，当燃油压力超过允许的最大值时，泄压阀4打开，共轨管内的燃油压力迅速降低到安全范围内，以保证整个系统的安全。共轨系统的电子控制8单元采集各个传感器实时检测的柴油机和共轨系统状态参数，通过内置的控制策略及储备数据发出精确的电流脉冲信号，并使对应的共轨泵电磁阀、喷油器电磁阀等产生电磁力，以驱动对应的执行器进行动作，使供油量、油轨压力、喷油角度和喷油量按需求进行反馈调节。共轨喷油系统所采用的传感器9包括：转速传感器，共轨压力传感器，冷却液温度传感器，燃油温度传感器，曲轴转角传感器(或凸轮轴转角传感器)，加速踏板传感器等多种，有的发动机上还装有：车速传感器，空气流量传感器，大气压力传感器，增压压力传感器，大气温度传感器等其他传感器。 电子控制单元8的执行器驱动信号10包括：喷油器电磁阀和高压油泵电磁阀驱动信号。 

图2是一种用于高压共轨燃油系统的电控喷油器7原理图。喷油器7设置有能定位在阀座31上的针阀27，针阀27的顶端和阀座31形成有吸取室29，阀座31在吸取室29的顶端设置有喷射孔30，针阀27周围和阀座31之间形成有蓄压室28。蓄压室28通过一燃油供给管道连接到共轨管5，该燃油供给管道穿过喷油器7内部和燃油供给管路的内部，即高压管路33。共轨管5通过高压管路33向蓄压室28供给高压燃油。喷油器7内部设置有控制室25，控制室25和蓄压室28之间设置有活塞26，活塞26和喷油器7体内设置有弹簧32，弹簧32对活塞具有向下的作用力。控制室25通过进油孔24连接到高压管路33，控制室25同时设置有出油孔23，作用在出油孔23上端的是控制阀22，控制阀22受电磁阀21的控制。 

当电子控制器ECU8向电磁阀21发送控制指令时，电磁阀21使控制阀22升起并打开出油孔23，控制室25内压力随之下降，从而使活塞26作用在针阀27上的压力下降。当蓄压室28作用在针阀27上的上升力大于活塞26和弹簧32作用在针阀27上的向下力时，针阀27离开阀座，喷射孔33开始喷射高压燃油。当电子控制器ECU8发送的控制指令结束时，电磁阀21和控制阀22关闭出油孔23。高压燃油经过进油孔24进入控制室25中，使控制室25内压力升高，作用在活塞26上的压力加大，迫使针阀27重新落回阀座31上，关 闭喷射孔30，停止喷油。 

一方面，针阀27落回阀座时，关闭喷射孔30，使得蓄压室28内的压力突然升高而产生压力波，压力波通过高压管道33传播，在与共轨管5的连接处反射，并且返回蓄压室28。另一方面，控制室25的出油孔23的开启和关闭也会产生压力波，即出油孔23开启后，控制室25内压力迅速降低，产生压力波；出油孔23关闭后，控制室25内压力迅速升高，产生压力波。这些压力波通过进油孔24传播到高压管路33，并进一步传播到蓄压室28。蓄压室28的压力出现忽高忽低的波动，此时进行后次喷射，在蓄压室28压力高时，后次喷射的燃油量变大，在蓄压室28压力低时，后次喷射的燃油量变小，即后次喷射燃油量出现波动。 

在本发明中，一个喷油器在发动机一个工作循环内至少执行燃油喷射两次。图3A是一种典型的内燃机燃油系统的多次喷射模式，在主喷射M之前有两次预喷射PiI1和PiI2，在主喷射M之后有两次后喷射PoI1和PoI2。任何相邻的两次喷射都构成前次喷射和后次喷射关系，如预喷射PiI2和主喷射M，预喷射PiI2为前次喷射，主喷射M为后次喷射。而对于主喷射M和后喷射PoI1，主喷射M则为前次喷射，PoI1为后次喷射。图3B中以主喷射M和相邻的后喷射PoI为例，说明两次相邻喷射之间的时间间隔存在一个最小安全值。这是因为喷油器开启和维持电流都比较大，如果相邻两次喷射时间间隔太小，会导致电子控制器ECU8元件发热，甚至烧毁损坏。图3C中， 针阀27落座时刻相对于主喷射M的控制指令下降沿延时了TDE，即关闭延时为TDE；针阀27升起时刻相对于后喷射PoI的控制指令的上升沿延时了TDS，即开启延时为TDS。基于指令时间间隔、开启延时TDS和关闭延时TDE来决定主喷射M和后喷射PoI之间的实际时间间隔，由以下等式(1)决定： 

实际时间间隔＝指令时间间隔+TDS-TDE  (1) 

本发明将以图3C中主喷射M和相邻的后喷射PoI为例进行详细说明。 

在本次发明的实施实例中，如图4A所示，后喷射PoI的目标油量是主喷射M的目标油量和发动机转速的函数。在发动机实际运行中，电子控制器ECU8通过实时计算主喷射油量和发动机转速，查询预存在ECU的MAP图，来获取后喷射油量目标值。并且，如图4B所示，后喷射定时为主喷射油量和发动机转速的函数，发动机在实际运行中，根据计算获得的主喷射油量和转速数据，实时更新后喷射定时基本值。后次喷射定时的基本值为理论所期望的后次喷射触发值，并没有考虑喷油器开启延时和关闭延时的影响，为了保证后次喷射定时的精确性，需要进一步考虑喷油器的开启延时和关闭延时。 

图5A为喷油器关闭延时随喷射油量和燃油压力变化MAP图，横坐标为喷射油量，纵坐标为燃油喷射前的油轨压力。图中可以清晰的看到喷油器的关闭延时随喷射油量和油轨压力的变化而有明显不同，如果直接用固定值来代替不同情况下的喷油器关闭延时，显然会存在 很大的误差。具体来讲，喷油器的关闭延时随喷射油量的增大逐渐增大，并在油量不大的时刻变化较大，并在某一时刻达到一个峰值。当油量大于某一值后，喷油器的关闭延时变化缓慢。油轨压力对喷油器关闭延时的影响不是很大，近似于油轨压力越大，喷油器关闭延时越小。同样，喷油器的开启延时也要同时考虑喷射油量和油轨压力的影响，不能用固定值代替，如图5B所示。 

图6A是三种不同主喷射油量下的高压管路33内的压力波动图。横坐标是时间，0时刻表示主喷射结束，即针阀27落座的时刻。纵坐标是高压管路33内的实际压力与目标压力之差。“+”表示主喷射M的油量是20mm3/st，“.”表示主喷射的油量是40mm3/st，“o”表示主喷射的油量是60mm3/st。不同主喷射油量下，压力波的幅值不同，具体来讲，主喷射油量增加，压力波的幅值增大。由于喷油器的阻尼特性，压力波随着时间逐渐衰减，具体来讲，主喷射油量越大，衰减越慢，主喷射油量越小，衰减越快。图6B是三种不同目标燃油压力下的高压管路33内的压力波动图。横坐标是时间，0时刻表示主喷射结束，即针阀27落座的时刻。纵坐标是高压管路33内的实际压力与目标压力之差。“+”表示目标燃油压力是1120bar，“o”表示目标燃油压力是800bar，“.”表示目标燃油压力是600bar。不同目标燃油压力下，压力波的周期不同，具体来讲，目标燃油压力越大，周期越小，即压力波的频率越大，压力波波动越快。不同目标燃油压力下，压力波的幅值不同，具体来讲，目标燃油压力越大，压力波的幅值越大。 不同的目标燃油压力下，压力波的衰减特性也不一样，具体来讲，目标燃油压力越大，压力波衰减的越快。从以上分析可以知道，压力波的周期、幅值和衰减特性和主喷射油量以及目标燃油压力有关，压力波会导致后喷射PoI的油量随着主喷射M和后喷射PoI之间的时间间隔而波动，如图7A～图7C所示。 

图7A是三种不同的后喷射目标油量的情况下后喷射油量的波动图。横坐标是主喷射M和后喷射PoI之间的时间间隔，纵坐标是后喷射实际油量和目标油量的差值。“+”、“o”和“□”分别表示后喷射的目标油量是5mm3/st、10mm3/st和20mm3/st。后喷射目标油量越大，实际油量的波动幅度绝对量越大，但是相对量变小，也就是后喷射目标油量越小，越容易受到压力波动的影响。后喷射目标油量对油量的波动周期没有影响。图7B是在三种不同的主喷射油量情况下后喷射油量的波动图。横坐标是主喷射M和后喷射PoI之间的时间间隔，纵坐标是后喷射实际油量和目标油量的差值。“+”、“o”和“□”分别表示主喷射油量是20mm3/st、60mm3/st和100mm3/st。主喷射油量对后喷射油量波动的幅值有影响，具体来说，主喷射油量越大，后喷射油量波动幅值越大。图7C是在三种不同油轨压力下后喷射油量的波动图。横坐标是主喷射M和后喷射PoI之间的时间间隔，纵坐标是后喷射实际油量和目标油量的差值。“+”、“o”和“□”分别表示油轨压力是480bar、640bar和800bar。油轨压力对后喷射油量波动的幅值和频率都有影响，具体来讲，油轨压力越大，油量波动的幅值越大，波 动频率越快。总之，后次喷射的油量受后次喷射目标油量、前次喷射目标油量和油轨压力的影响，随着前后次喷射之间的时间间隔而波动。由于控制指令控制最终喷射的油量，因此本发明采用对最终的控制指令进行修正的方法来消除前次喷射引起的后次喷射油量的波动。修正的控制指令通过图8A～图8C进行说明。 

图8A是在三种不同的后喷射油量下修正的控制指令示意图。横坐标是主喷射M和后喷射PoI之间的时间间隔，纵坐标是修正的控制指令值。“+”、“o”和“□”分别表示后喷射的目标油量是5mm3/st、10mm3/st和20mm3/st。通过对图7A的分析可以知道，后喷射目标油量越大，油量的波动幅值绝对值越大，在相同的油轨压力下，修正的控制指令值也就越大。由于油量呈现周期性波动的特征，修正的控制指令也呈现周期性的特征，后喷射目标油量对修正控制指令的周期没有影响。图8B是在三种不同的主喷射油量下修正控制指令示意图。横坐标是主喷射M和后喷射PoI之间的时间间隔，纵坐标是修正的控制指令值。“+”、“o”和“□”分别表示主喷射的目标油量是20mm3/st、60mm3/st和100mm3/st。通过图7B的分析可以知道，主喷射油量越大，后喷射油量的波动越大，对应的修正控制指令的值越大。主喷射油量对修正控制指令的频率也有影响，主喷射油量越大，修正控制指令的频率越快。图8C是在三种不同的油轨压力下修正的控制指令的示意图。横坐标是主喷射M和后喷射PoI之间的时间间隔，纵坐标是修正的控制指令值。“+”、“o”和“□”分别表示油轨压力是480bar、 600bar和800bar。通过图7C的分析可知，油轨压力越大，后喷射的油量波动越大，但是控制指令和油轨压力密切相关，在相同的油量下，油轨压力越大，控制指令越小。在图8C中，油轨压力越大，修正的控制指令越小，但是频率越快。总之，油轨压力波动引起油量波动，并使得为精确控制油量而修正的控制指令也呈周期性的波动，后次喷射目标油量、前次喷射目标油量和油轨压力对修正控制指令的的影响不相同，因此在对后次喷射油量精确控制时，需要分别考虑这些因素的影响，在图9A和图9B中做更详细的说明。 

图9A和图9B是本发明燃油系统多次喷射控制方法的一个示意图。在多次喷射模式下，为精确控制每一次喷射的燃油量，需要考虑至少一次前次喷射的影响。如图9A所示，首先，根据参数a和参数b读取前次喷射油量特征映射表获取前次喷射目标油量，通过参数c和参数d读取后次喷射油量特征映射表获取后次喷射目标油量。参数a、b、c、d是表征发动机工况的变量，在本发明的一个具体实例中，参数a、b分别是发动机转速、油门踏板位置，参数c、d分别是前次喷射目标油量和发动机转速。其次，根据后次喷射目标油量和油轨压力读取控制指令基本值特征映射表获取后次喷射控制指令的基本值，控制指令基本值特征映射表在实验室中获取，预存在电子控制单元ECU8中，见图1。再次，根据前次喷射目标油量、后次喷射目标油量、油轨压力以及前后两次喷射时间间隔，通过波动模型计算后次喷射控制指令的修正值。最后，将控制指令基本值和修正值相加得到最 终的后次喷射控制指令，通过波动模型对控制指令的修正，消除前次喷射引起的油轨压力波动对后次喷射油量的影响。在计算前后两次喷射时间间隔时，需要将喷油器的开启延时和关闭延时考虑进去，具体方法见式(1)。 

图9B是波动模型的示意图。通过图8A～图8C可知，为精确控制后次喷射油量，后次喷射控制指令的修正值呈周期性的波动，并随着时间间隔的增加存在一定的衰减性。因此，波动模型分为两个部分，一是确定波动模型的周期和振幅；二是通过衰减函数将波动模型覆盖到所处时间间隔范围内。波动模型的周期由油轨压力和喷油器结构等因素共同决定。以油轨压力为例，假设当油轨压力为800bar时，后喷波动模型的周期为T，而当油轨压力增加到1200bar时，后喷波动模型的周期为0.95T，此时将时间间隔除以0.95，即可消除油轨压力对波动周期的影响。波动模型的幅值由油轨压力、前次喷射油量、后次喷射目标油量和燃油温度共同决定。通过油轨压力和前次喷射油量读取特征映射表获取幅值的基本值，通过后次喷射目标油量和燃油温度对幅值进行修正。以后次喷射目标油量对幅值修正为例，假设后次喷射目标油量为2.5mm3/st时，该修正比例系数为1，当后次喷射目标油量增加到5mm3/st，幅值修正比例系数为1.25，则经过后次喷射目标油量修正后的幅值扩大到基本幅值的1.25倍。同理，当后次喷射目标油量减少到1.5mm3/st时，修正比例系数为0.87，则修正后幅值缩小为基本幅值的0.87倍。燃油温度对基本幅值的修正和上述方 法一样。图9B中的衰减模型是考虑到控制指令修正值随着时间间隔的衰减特性，在本发明的一个实例中，衰减模型是一个斜坡函数。 

图10A是本发明应用中所用到的基模型示意图。即一个周期内后次喷射控制指令修正基本函数。横坐标为两次喷射的时间间隔，纵坐标为基模型的基本波动幅值。基模型用来表征控制指令修正值在一个周期内的变化情况，基模型的形状、幅值等参数由具体的喷油器特性决定。基模型形状的精确与否直接影响到油量控制精度。如果基模型形状与实际的波动形状存在差异的话，在差异点处补偿效果将不会明显，甚至会出现补偿后的后次喷射油量比补偿前波动更加剧烈。为了防止上述现象的发生，一定要控制基模型的精确性。但是，实际上由于喷油器存在个体差异或者由于喷油器针阀磨损等原因，会导致的实际的波动形状稍微偏离基模型所示波动形状，会影响实际补偿的效果，如图10B所示。该影响将导致补偿精度下降，并且在基模型零点阶跃处表现更加明显，即图示T₀±Δt处。举例来讲，当实际波动补偿应该在零点“下方”，即负值，而当基模型漂移之后，波动补偿可能还在零点“上方”，即补偿值仍为正值，这将导致补偿后的后次燃油喷射量相对于补偿前更加偏离期望值。为了克服上述现象，本发明提出了在后次喷射量波动补偿模型的零点T₀±Δt处，补偿值均为0。实验证明，该方法能够在保证当基模型存在一定量的漂移时，保证补偿精度，防止“反补”的情况发生。 

图10C为波动模型中衰减函数示意图，横坐标为两次喷射的时间 间隔，纵坐标为衰减系数。衰减函数考虑到控制指令修正值随着时间间隔的衰减特性，当时间间隔为0时，衰减系数为1，随着时间间隔的逐渐增大，衰减系数逐渐减小。衰减系数跟当前油轨压力和前次喷射油量有关，不同的油轨压力、不同的前次喷射油量，衰减系数变化规律是不一样的。 

图11是本发明在电子控制单元ECU8中的计算步骤。步骤100和101分别计算后次喷射目标油量和定时。在步骤102中，根据油轨压力和后次喷射目标油量计算后次喷射控制指令基本值TBase。在步骤103中，根据油轨压力和前次喷射目标油量计算基模型幅值A，在步骤103、104中分别根据后次喷射目标油量和燃油温度计算基模型的修正系数k1和k2。在步骤106和107中，计算前后两次喷射的时间间隔，具体计算方法见式(1)。在步骤108中，根据油轨压力和前次喷射油量计算基模型周期。在步骤109中，根据实际前后两次喷射的时间间隔计算基模型值M。在步骤110中，根据油轨压力和前次喷射油量计算斜坡函数值D。在步骤111中，计算后次喷射控制指令的修正值ΔT＝(A*k1*k2)*M*D，最终在步骤112中，后次喷射控制指令T＝TBase+ΔT。 

Claims (10)

1.一种用于内燃机燃油系统多次喷射控制方法，其特征在于：控制方法主要包括两个步骤：第一步根据油轨压力和目标喷射油量读取特征映射表，获取后次喷射指令的基本值；第二步，根据获得的后次喷射控制指令随两次喷射时间间隔的波动模型，综合考虑油轨压力、两次喷射油量、燃油温度、喷油器开启关闭延时等因素对波动模型的影响，获取后次喷射控制指令的修正值，保证后次喷射质量的精确性。

2.根据权利要求1所述的后次喷射控制指令随两次喷射时间间隔的波动模型，其特征在于：该波动模型是周期性变化的，特征参数包括波动形状、周期和幅值。

3.根据权利要求2所述的波动模型，其中所述的波动周期与喷油器本身的结构以及燃油压力和燃油温度有关。

4.根据权利要求2所述的波动模型，其中所述的波动幅值与前次喷射油量、后次喷射目标油量、燃油压力、燃油温度和两次喷射时间间隔有关。

5.根据权利要求书4所述的两次喷射的时间间隔，该时间间隔为喷射油量和发动机转速的函数，与喷油器开启延时和关闭延时密切相关，并且为了避免两次喷射重叠，存在一个最小的时间间隔。

6.根据权利要求5所述的喷油器开启和关闭延时，其特征在于该延迟时间是喷射油量和燃油压力的函数。

7.根据权利要求2所示的波动模型，其特特征在于该模型包含一个基模型和一个衰减模型。

8.根据权利要求书7所示的基模型，其特征在于该基模型用来表征控制指令修正值在一个周期内的变化情况，基模型的形状、幅值等参数由具体的喷油器特性决定。

9.根据权利要求8所示的基模型，其特征在于在该模型的零点阶跃T0±Δt处，对后次喷射指令修正值补偿值为零。

10.根据权利要求7所示的衰减模型，其特征在于该衰减模型为一个斜坡函数，斜坡函数的斜率由是前次喷射油量和油轨压力共同决定，其自变量是前后两次喷射的时间间隔。

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