CN104454209A - 用于操作燃料喷射器的控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例提供一种用于操作燃料喷射器(160)的控制设备，燃料喷射器与燃料轨(170)流体连通，以将燃料喷射到内燃发动机(110)中，其中，控制设备包括电子控制单元(450)，配置为识别何时发动机在燃料切断条件下运行，并且然后进行获知过程，以确定造成燃料喷射器喷射目标燃料量(Qtar)的供能时间的实际值(ETA)；其中，获知过程提供给电子控制单元以：将燃料轨压力调节在预定压力值(P)，将燃料喷射器供能以使用不同供能时间值(ETi)进行若干测试喷射，对于每一次测试喷射，测量由测试喷射造成的发动机扭矩值(Ti)，使用该测量的发动机扭矩值及其相应供能时间值来外推供能时间的实际值为对应于发动机参考值(T0)的值，其与目标燃料量一致，其中，每一个测试喷射的供能时间值对于燃料喷射器预先确定，以喷射大于目标燃料量的燃料量。

Description

用于操作燃料喷射器的控制设备
技术领域
本发明总体涉及用于操作燃料喷射器的控制设备，燃料喷射器设置用于喷射燃料到例如机动车辆的内燃发动机等内燃发动机中。
背景技术
已知机动车辆的内燃发动机通常包括限定至少一个汽缸的发动机机和汽缸盖，汽缸具有活塞，汽缸盖闭合汽缸并且与活塞配合以限定燃烧室。燃料和空气混合物布置在燃烧室中并且点燃，导致造成活塞往复运动的热膨胀废气，活塞使曲轴旋转。
燃料由至少一个燃料喷射器提供，燃料喷射器可位于燃烧室内部。燃料喷射器从燃料轨接收燃料，燃料轨与高压燃料泵流体连通，高压燃料泵提高从燃料源接收的燃料的压力。
燃料喷射器连接到电子控制单元(ECU)，电子控制单元(ECU)配置为确定每一次发动机循环期间将要喷射到燃烧室内部的燃料量，并且因此操作燃料喷射器。
为了降低污染排放物和燃烧噪声，将要喷射到燃烧室中的燃料量通常被根据多燃料喷射模式分为多个喷射。通常多燃料喷射模式包括初始喷射，称为引燃喷射，后面跟着一个或多个主喷射、后喷射和后续喷射。
引燃喷射提供用于在主喷射之前喷射小量的燃料，以降低主喷射的爆炸性。这允许降低振动并且优化燃料消耗。
为了进行每一次引燃喷射，电子控制单元给燃料喷射器供能指定时间，通常称为供能时间(ET)，由此使燃料喷射器打开，并且使成比例的燃料量被喷射到燃烧室中。该供能时间的值通常在测试台上进行的实验活动期间预先确定，然后被在电子控制单元的存储系统中存储为校准参数。
该方法的缺点是，存储在存储系统内部的供能时间的值是使用标称燃料喷射系统预先确定的，而真实的内燃发动机燃料喷射系统的操作通常受产品差异及其部件(特别是燃料喷射器)的老化的影响。
因此，实际上由燃料喷射器响应于供能时间的标称值喷射的燃料量从预期量漂移，由此造成噪声增大和较差的废气排放物。
更特别地，如果引燃喷射实际上喷射小于预期量的燃料量，则通常出现发动机噪声增大。相反，如果引燃喷射实际上喷射大于预期量的燃料量，则发动机产生增大量的颗粒材料。如果引燃喷射不点火，则除了不可避免出现的噪声增大之外，NOx排放物也被不利地影响。
为了防止这些缺点，燃料补偿策略由电子控制单元实施。这些补偿策略传统地在燃料喷射器的使用寿命过程中提供周期性地测试每一个燃料喷射器，以获知燃料量漂移。获知的燃料量漂移然后被用于调整喷射器供能时间，以在喷射器使用寿命期间，在喷射燃料量方面具有重复性和提高的精度。
这些测试在内燃发动机在燃料切断条件(即其中电子控制单元停止燃料供给输送)下运行时进行，例如在机动车辆运动并且驾驶员松开油门踏板上的压力时进行。
在这些燃料切断条件过程中，已知的获知策略提供给电子控制单元，以将燃料轨内的压力设置在预定值，并且然后命令燃料喷射器在发动机的一个汽缸中进行测试喷射，而其他燃料喷射器被保持切断供能。该测试喷射通过将燃料喷射器供能标称供能时间值来进行，该标称供能时间应对应于喷射燃料量的目标值，特别地是小量燃料(例如1mm3的燃料)。该小量燃料的燃烧造成发动机扭矩的变化，这不能由驾驶员感受到，但是可通过传感器测量，例如通过曲轴速度传感器。由于测试喷射过程中发动机扭矩与实际喷射的燃料量成比例，因此发动机扭矩测量值被与预定参考值相比较，如果燃料喷射量等于目标燃料量，则该预定参考值确定将要测量的发动机扭矩量。如果发动机扭矩的测量值不同于其参考值，则电子控制单元使用不同供能时间值重复测试一次或多次，直到发现实际上产生发动机扭矩的参考值的供能时间的实际值。供能时间的真实值和其标称值之间的差值然后被计算，并且存储在存储系统中，以使其可由电子控制单元取回并且用于在内燃发动机的正常操作过程中校正引燃喷射的供能时间。
该已知的燃料喷射器获知策略，其通常针对燃料轨压力的不同值，并且分别针对每一个燃料喷射器重复，为迭代搜索，其允许获得校正的非常准确的获知，以应用于供能时间的标称值来补充测试的燃料喷射器的燃料量的漂移。但是，其需要不可预测次数的迭代，以确定供能时间的实际值，因此燃料喷射器获知阶段可能需要非常长时间来完成，这不一定符合最严格的OBD(车上诊断)法律规定。
已经提出其他燃料喷射器获知策略，其可能能够更快。这些策略之一提供用于使用不同的供能时间值进行若干测试喷射，并且计算这些测试喷射中的每一个过程中实际喷射的燃料量。这些燃料喷射量的值传统地根据发动机扭矩的相应测量值计算。该燃料量的计算值及其对应的供能时间值然后被用于插值法中，该插值法提供用于确定将供能时间与喷射燃料量相关联的喷射器特征函数，然后将燃料量的目标值应用于特征函数以确定供能时间的实际值。
该替代策略的缺点是，用于进行测试喷射的供能时间值被选择以由燃料喷射器分配约为目标燃料量的燃料量。这意味着一组这些测试喷射喷射小于目标燃料量的燃料量。由于目标燃料量为小量(例如1mm3)，因此由该组测试喷射喷射的燃料量非常小以至于其对发动机扭矩的影响几乎是可以忽略的。因此，由这些测试喷射产生的发动机扭矩的测量可能受到噪声的严重影响，噪声干扰传感器信号，噪声包括电和机械噪声，因此后面的喷射燃料量的计算、特征函数的确定及供能时间的实际值的差值可能是不可靠的。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种用于获知燃料喷射器在小量范围内的燃料量漂移的技术方案，其能够解决或至少正面地降低现有技术的上述缺点。
另一目的是通过简单、合理并且较廉价的技术方案实现该目标。
这些和其他目的通过本发明的在从属权利要求中记录的实施例实现。从属权利要求涉及本发明的实施例的优选和/或特别有利的方面。
特别的，本发明的一个实施例提供用于操作燃料喷射器的控制设备，燃料喷射器与燃料轨流体连通，以喷射燃料到内燃发动机中，其中，控制设备包括电子控制单元，电子控制单元配置为：
识别何时发动机在燃料切断条件下运行，然后
进行获知过程，以确定造成燃料喷射器喷射目标燃料量的供能时间实际值，
其中，获知过程提供给电子控制单元以：
将燃料轨压力调节在预定压力值，
使用不同的供能时间值将燃料喷射器供能，以进行若干测试喷射，
对于每一个测量喷射，测量由测试喷射造成的发动机扭矩值，
使用测量的发动机扭矩值及其相应的供能时间值来外推供能时间实际值为对应于发动机扭矩参考值的值，该值与目标燃料量一致，
其中，每一个测试喷射的供能时间值对于燃料喷射器预先确定，以喷射大于目标燃料量的燃料量。
该基于外推法的策略有利地允许通过预定和固定数量的测试喷射，例如通过仅三个测试喷射确定供能时间的实际值，由此使得比传统的迭代策略更快。
除此之外，由于测试喷射全部设置为喷射大于目标燃料量的燃料量，因此其对发动机扭矩的影响可非常清楚地由传感器感测。因此，由所有这些测试喷射造成的发动机扭矩的测量较少地受干扰传感器信号的噪声的影响，由此导致比由通过传统的基于插值的策略提供的更可靠的供能时间实际值。
根据控制设备的一方面，每一个测试喷射的供能时间值可预先确定，以使燃料喷射器喷射满足以下关系的燃料量：
1.4﹒Qtar<Q
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
本发明的该方面具有进一步提高能量扭矩测量的可靠性的优点。
根据控制设备的更特别的方面，每一个测试喷射的供能时间值可预先确定，以使燃料喷射器喷射满足以下关系的燃料量：
Q<4﹒Qtar
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
本发明的该方面具有防止测试喷射从所谓的小量范围离开并且防止其扭矩影响可由驾驶员感受到的优点。
根据控制设备的另一方面，供能时间的实际值的外推法可能提供给电子控制单元以：
计算发动机扭矩的每一个测量值及其参考值之间的比率，
使用该比率的计算值及其相应的供能时间值来外推供能时间的实际值为对应于具有单位值的比率的供能时间值。
本发明的该方面是有利的，因为其允许降低实现该策略的计算工作量。
根据控制设备的另一方面，其中，电子控制单元配置为执行外推法，所述外推法可为线性或多项式(例如二次方程式)或指数外推法。
本发明的该方面具有通过低计算工作量产生可靠结果的优点。
根据控制设备的另一方面，电子控制单元可配置为通过发动机的曲轴位置传感器测量发动机扭矩值。
本发明的有利方面是，曲轴的速度变化和发动机扭矩之间存在稳定关系。
根据控制设备的另一方面，电子控制单元也可配置为如果供能时间的实际值在允许值的预定范围之外，则识别燃料喷射器的故障。
本发明的该方面是有利的，因为其允许故障燃料喷射器的快速检测。
根据控制设备的另一方面，其中，电子控制单元也可配置为将供能时间的实际值存储在存储系统中。
本发明的该方面的优点是允许供能时间的实际值用于在发动机的标称操作过程中校正小燃料喷射。
根据控制设备的另一方面，电子控制单元也可配置为重复获知过程若干次，每一次设置不同的燃料轨压力值。
由于本发明的该方面，有利的是，可能形成用于在发动机的标称操作过程中校正小燃料喷射供能时间实际值的完整图。
本发明的另一实施例提供一种操作燃料喷射器的方法，燃料喷射器与燃料轨流体连通，以将燃料喷射到内燃发动机中，其中，该方法包括以下步骤：
识别何时发动机在燃料切断条件下运行，然后
进行获知过程，以确定造成燃料喷射器喷射目标燃料量的供能时间实际值，
其中，获知过程提供用于：
将燃料轨压力调节在预定压力值，
使用不同的供能时间值将燃料喷射器供能，以进行若干测试喷射，
对于每一个测量喷射，测量由测试喷射造成的发动机扭矩值，
使用测量的发动机扭矩值及其相应的供能时间值来外推供能时间实际值为对应于发动机扭矩参考值的值，该值与目标燃料量一致，
其中，每一个测试喷射的供能时间值对于燃料喷射器预先确定，以喷射大于目标燃料量的燃料量。
本发明的该实施例获得了基本上上面所述的控制系统的相同的优点，特别是造成比传统的迭代策略更快并且比传统的差值策略更可靠的那些优点。
根据该方法的一方面，每一个测试喷射的供能时间值可预先确定，以使燃料喷射器喷射满足以下关系的燃料量：
1.4﹒Qtar<Q
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
本发明的该方面具有进一步提高能量扭矩测量的可靠性的优点。
根据该方法的更特别的方面，每一个测试喷射的供能时间值可预先确定，以使燃料喷射器喷射满足以下关系的燃料量：
Q<4﹒Qtar
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
本发明的该方面具有防止测试喷射从所谓的小量范围离开并且防止其扭矩影响可由驾驶员感受到的优点。
根据该方法的另一方面，供能时间的实际值的外推法可能提供用于：
计算发动机扭矩的每一个测量值及其参考值之间的比率，
使用该比率的计算值及其相应的供能时间值来外推供能时间的实际值为对应于具有单位值的比率的供能时间值。
本发明的该方面是有利的，因为其允许降低实现该策略的计算工作量。
根据该方法的另一方面，外推法可以是线性或多项式(例如二项式方程)或指数外推法。
本发明的该方面具有通过低计算工作量产生可靠结果的优点。
根据本方法的另一方面，发动机的扭矩值可通过曲轴位置传感器测量。
本发明的有利方面是，曲轴的速度变化和发动机扭矩之间存在稳定关系。
根据另一方面，该方法可提供为如果供能时间的实际值在允许值的预定范围之外，则识别燃料喷射器的故障。
本发明的该方面是有利的，因为其允许故障燃料喷射器的快速检测。
根据另一方面，该方法可提供用于将供能时间的实际值存储在存储系统中。
本发明的该方面的优点是允许供能时间的实际值用于在发动机的标称操作过程中校正小燃料喷射。
根据另一方面，该方法可提供用于重复获知过程若干次，每一次设置不同的燃料轨压力值。
由于本发明的该方面，有利的是，可能形成用于在发动机的标称操作过程中校正小燃料喷射供能时间实际值的完整图。
该方法可在计算机程序的帮助下进行，所述计算机程序包括用于实现上面所述方法的全部步骤的程序编码，并且可被以包括计算机程序的计算机程序产品的形式实现。该方法还可体现为电磁信号，所述信号被调制为传送一系列数据字节，所述数据字节代表用于进行所述方法的全部步骤的计算机程序。
本发明的另一实施例提供一种操作燃料喷射器的装置，燃料喷射器与燃料轨流体连通，以将燃料喷射到内燃发动机中，其中，该装置包括：
识别何时发动机在燃料切断条件下运行的器件，和
用于进行获知过程，以确定造成燃料喷射器喷射目标燃料量的供能时间实际值的器件，
其中，该器件用于进行获知过程，包括：
用于将燃料轨压力调节在预定压力值的器件，
用于使用不同的供能时间值将燃料喷射器供能，以进行若干测试喷射的器件，
用于对于每一个测量喷射，测量由测试喷射造成的发动机扭矩值的器件，
用于使用测量的发动机扭矩值及其相应的供能时间值来外推供能时间实际值为对应于发动机扭矩参考值的值的器件，该值与目标燃料量一致，
其中，每一个测试喷射的供能时间值对于燃料喷射器预先确定，以喷射大于目标燃料量的燃料量。
本发明的该实施例获得了基本上上面所述的控制系统的相同的优点，特别是造成比传统的迭代策略更快并且比传统的差值策略更可靠的那些优点。
根据该装置的一方面，每一个测试喷射的供能时间值可预先确定，以使燃料喷射器喷射满足以下关系的燃料量：
1.4﹒Qtar<Q
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
本发明的该方面具有进一步提高能量扭矩测量的可靠性的优点。
根据该装置的更特别的方面，每一个测试喷射的供能时间值可预先确定，以使燃料喷射器喷射满足以下关系的燃料量：
Q<4﹒Qtar
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
本发明的该方面具有防止测试喷射从所谓的小量范围离开并且防止其扭矩影响可由驾驶员感受到的优点。
根据该装置的另一方面，用于外推供能时间的实际值的器件可包括：
用于计算发动机扭矩的每一个测量值及其参考值之间的比率的器件，
用于使用该比率的计算值及其相应的供能时间值来外推供能时间的实际值为对应于具有单位值的比率的供能时间值的器件。
本发明的该方面是有利的，因为其允许降低实现该策略的计算工作量。
根据该装置的另一方面，外推法可以是线性或多项式(例如二项式方程)或指数外推法。
本发明的该方面具有通过低计算工作量产生可靠结果的优点。
根据本装置的另一方面，用于测量发动机的扭矩值的器件可包括发动机的曲轴位置传感器。
本发明的有利方面是，曲轴的速度变化和发动机扭矩之间存在稳定关系。
根据另一方面，该装置可包括用于如果供能时间的实际值在允许值的预定范围之外，则识别燃料喷射器的故障的器件。
本发明的该方面是有利的，因为其允许故障燃料喷射器的快速检测。
根据另一方面，该装置可包括用于将供能时间的实际值存储在存储系统中的器件。
本发明的该方面的优点是允许供能时间的实际值用于在发动机的标称操作过程中校正小燃料喷射。
根据另一方面，该装置可包括用于重复获知过程若干次的器件，所述器件配置为每一次设置不同的燃料轨压力值。
由于本发明的该方面，有利的是，可能形成用于在发动机的标称操作过程中校正小燃料喷射供能时间实际值的完整图。
附图说明
现在将仅以举例的方式参照附图描述本发明。
图1示意性地显示了汽车系统的动力总成。
图2是图1的A-A剖视图。
图3显示了根据本发明的一个实施例的用于操作燃料喷射器的方法的流程图。
图4显示了图示对应于目标小量的供能时间实际值的外推法的曲线。
附图标记
100 汽车系统
110 内燃发动机
120 发动机体
125 汽缸
130 汽缸盖
135 凸轮轴
140 活塞
145 曲轴
150 燃烧室
155 凸轮相位器
160 燃料喷射器
170 燃料轨
180 燃料泵
190 燃料源
200 进气歧管
205 进气导管
210 进气端口
215 阀
220 排气端口
225 排气歧管
230 涡轮增压器
240 压气机
250 涡轮机
260 中间冷却器
270 排气系统
275 排气管
280 后处理装置
290 VGT 致动器
300 排气调节系统
310 EGR 冷却器
320 EGR 阀
330 节流体
340 空气流量和温度传感器
350 歧管压力和温度传感器
360 燃烧压力传感器
380 冷却剂和油温度和液面高度传感器
400 燃料轨压力传感器
410 凸轮位置传感器
420 曲轴位置传感器
430 排气压力和温度传感器
440 EGR 温度传感器
445 油门踏板位置传感器
446 油门踏板
450 ECU
460 存储系统
500 框
505 框
510 框
515 框
520 框
525 框
530 框
535 框
540 框
545 框
550 框
P 压力值
EA 实际供能时间值
Qtar 目标燃料量
ETi 供能时间值
ET1 供能时间值
ET2 供能时间值
ET3 供能时间值
ETmin 最小阈值
ETmax 最大阈值
Q 燃料喷射量
Ti 发动机扭矩值
T1 发动机扭矩值
T2 发动机扭矩值
T3 发动机扭矩值
Tref 发动机扭矩参考值
R 比率
Ri 比率值
R1 比率值
R2 比率值
R3 比率值
R* 单位比率值
Oi 操作点
O1 操作点
O2 操作点
O3 操作点
具体实施方式
一些实施例可包括汽车系统100，如图1和2中所示，汽车系统100包括内燃发动机(ICE)110，内燃发动机110具有发动机机体120，发动机机体120限定至少一个汽缸125，汽缸125具有活塞140，活塞140连接用于使曲轴145旋转。汽缸盖130与活塞140配合，以限定燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)布置在燃烧室150中并且点燃，导致造成活塞140往复运动的热膨胀废气。燃料由至少一个燃料喷嘴160提供，并且空气经由至少一个进气端口210提供。燃料被在高压力下从燃料轨170提供给燃料喷嘴160，燃料轨170与高压燃料泵180流体连通，高压燃料泵180提高从燃料源190接收的燃料的压力。汽缸125中的每一个具有至少两个阀215，所述至少两个阀215由凸轮轴135致动，所述凸轮轴135在时间上与曲轴145一起旋转。阀215选择地允许空气从端口210进入燃烧室150中，并且交替地允许废气通过端口220排出。在一些示例中，凸轮相位器155可选择地改变凸轮轴135和曲轴145之间的正时。
空气可被通过进气歧管200分配到进气端口(一个或多个)210。进气导管205可将空气从周围环境提供给进气歧管200。在其他实施例中，可提供节气门本体330来调节进入歧管200中的空气流动。在又一些其他实施例中，可提供强制通风系统，例如涡轮增压器230，其具有旋转地连接到涡轮机250的压气机240。压气机240的旋转提高管道205和歧管200中的空气的压力和温度。布置在管道205中的中间冷却器260可降低空气的温度。涡轮机250通过从排气歧管225接收废气而旋转，排气歧管225将废气从排气端口220引导，并且在通过涡轮机250膨胀之前，经过一系列叶片。废气离开涡轮机250，并且被引导到排气系统270中。该示例显示了可变几何涡轮(VGT)，其具有VGT致动器290，布置用于使叶片运动，以改变废气通过涡轮机250的流动。在其他实施例中，涡轮增压器230可以是固定几何形状的和/或包括废气门。
排气系统270可包括排气管275，排气管275具有一个或多个后处理装置280。后处理装置可以是配置为改变排气组成的任何装置。后处理装置280的以下示例包括但不限于催化转化器(二通或三通)、氧化催化、稀NOx捕集器、碳氢化物吸收器、选择性催化还原(SCR)系统和颗粒过滤器。其他实施例可包括废气再循环(EGR)系统300，其连接在排气歧管225和进气歧管200之间。EGR系统300可包括EGR冷却器310，用于降低EGR系统300中的废气的温度。EGR阀320调节EGR系统300中的废气的流动。
汽车系统100可进一步包括电子控制单元(ECU)450，其与和ICE 110相关联的一个或多个传感器和/或装置通讯。ECU 450可接收来自各个传感器的输入信号，所述传感器配置为产生与ICE 110相关联的各个物理参数成比例的信号。传感器包括但不限于空气质量流量和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和油温度及液面高度传感器380、燃料轨压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲轴位置传感器420、废气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440以及油门踏板446的位置传感器445。而且，ECU 450可产生输出信号到各个控制装置，所述控制装置布置为控制ICE 110的操作，包括但不限于燃料喷嘴160、节气门本体330、EGR阀320、VGT致动器290和凸轮相位器155。应注意，虚线被用于表示ECU 450和各个传感器与装置之间的通讯，但是一些为了清楚被省略。
现在转到ECU 450，该设备可包括与存储系统通讯的数字中心处理单元(CPU)和接口总线。CPU配置为执行作为程序存储在存储系统中的指令，并且向接口总线发送信号和/或从接口总线接收信号。存储系统460可包括各种存储类型，包括光学存储、磁存储、固态存储和其他非易失性存储器。接口总线可配置为向各个传感器和控制装置发送、从各个传感器和控制装置接收以及调制模拟和/或数字信号。程序可体现本文公开的方法，允许CPU执行这样的方法的步骤，并且控制ICE 110。
存储在存储系统460中的程序被从外部经由线缆或以无线方式传输。在汽车系统100之外，其通常作为计算机程序产品可见，该计算机产品在本领域中也称为计算机可读介质或机器可读介质，并且应可理解为存放在载体上的计算机程序，所述载体本质上为暂时性的或非暂时性的，因此计算机程序产品本质上可被认为是暂时性的或非暂时性的。
暂时性计算机程序产品的示例是信号，例如电磁信号，例如光信号，其是用于计算机程序编码的暂时载体。传送这样的计算机程序编码可通过由传统调制技术，例如容易数字数据的QPSK调制信号实现，以使代表所述计算机编码的二进制数据表述在暂时性电磁信号上。这样的信号例如在经由到膝上电脑到WiFi的连接以无线方式传输计算机程序编码时被利用。
在非暂时性计算机程序产品的情况下，计算机程序编码体现在有形存储介质中。存储介质于是为上面提到的非暂时性载体，以使计算机程序编码永久地或非永久地以可获取方式存储在该存储介质中或上。存储介质可以是计算机技术中已知的传统类型，例如闪存、Asic、CD等。
代替ECU 450，汽车系统100可具有提供电子逻辑的不同类型的处理器，例如嵌入控制器、车载计算机或可在车辆中配备的任何处理模块。
ECU 450通常配置为实现很多不同的任务，其中之一是周期性地检测每一个燃料喷射器160在小量范围中的操作。为了完成该任务，ECU 450可配置为进行图3的流程图中示出的方法。
该方法的第一步骤(框500)为识别何时内燃发动机110在燃料切断条件下运行的步骤。为此，ECU 450可配置为通过传感器450监测油门踏板446的位置，并且在油门踏板446被完全释放时识别燃料切断条件。
当内燃发动机110在燃料切断条件下运行时，该方法提供用于ECU 450进行获知过程(总体由框505标示)，其能够确定使燃料喷射器160喷射小目标燃料量Qtar的供能时间的实际值EA。小目标燃料量Qtar通常选择为应由引燃喷射喷射的燃料量。因此，小目标燃料量Qtar可能取决于特定的内燃发动机110。但是，小目标燃料量Qtar可能通常被量化为小于2.5mm3，例如其可能等于1mm3。
获知过程505首先提供用于ECU 450以将燃料轨170内的压力调节为预定值P(框510)。压力值P可在测试台上的实验活动过程中确定，然后存储在连接到ECU 450的存储系统460中。
当燃料轨压力稳定在规定压力P下时，获知过程505提供用于ECU 450以操作测试(框515)，其第一步骤为将燃料喷射器160供能预定供能时间值ETi(框520)，以使燃料喷射器160进行测试喷射，而其他燃料喷射器全部被保持断开供能。
供能时间值ETi被预先确定，以使由燃料喷射器160在测试喷射过程中喷射的燃料量Q大于目标燃料量Qtar。更特别地，供能时间值ETi可被预先确定，以使由燃料喷射器160在测试喷射过程中喷射的燃料量Q满足以下关系：
1.4﹒Qtar<Q<4﹒Qtar
出于该目的，供能时间值ETi可在测试台上的实验活动过程中确定，然后存储在连接到ECU 450的存储系统460中。
测试515然后提供用于ECU 450，以测量(框525)由测试喷射造成的发动机扭矩值Ti。该发动机扭矩值Ti可例如通过曲轴位置传感器420测量，因为在曲轴145的速度变化和由喷射的燃料的燃烧产生的扭矩之间存在直接关系。
测试515然后提供用于ECU 450，以根据以下方程计算(框530)比率R：
Ri＝Ti/Tref
其中Ri是比率值，并且Tref是发动机扭矩的参考值，其与目标燃料量Qtar一致，即其为如果燃料喷射器实际上喷射目标燃料量Qtar而期望测量的值。以该方式，比率值Ri和相应的供能时间值ETi表示燃料喷射器160的真实操作点Oi＝(Ri,Ti)。
根据获知过程505，ECU 450重复整个测试515预定和固定次数，每一次使用不同于其他的但是满足上面提到的关于燃料喷射量的条件的供能时间值ETi，以获取预定和固定数量的燃料喷射器160的真实操作点。
在这里所述的示例中，获知过程505提供用于ECU 450以重复测试515两次，从而总体测量对应于供能时间的三个不同值ET1，ET2，ET3的三个发动机扭矩值T1，T2，T3，以计算三个比率值R1，R2和R3，然后获取如图4中图示的燃料喷射器160的三个真实操作点O1＝(R1,ET1),O2＝(R2,ET2),O3＝(R3,ET3)。但是，应可理解，获知过程的其他实施例可提供用于获取不同数量的真实操作点。
获知过程505然后提供用于ECU 450，以基于真实操作点O1＝(R1,ET1),O2＝(R2,ET2),O3＝(R3,ET3)进行外推法，从而将供能时间的实际值EA估计为对应于具有单位值(R*＝1)的比率R*的供能时间值。如图4中图示的，该外推法可通常包括以下步骤：通过真实操作点O1＝(R1,ET1),O2＝(R2,ET2),O3＝(R3,ET3)产生曲线；将所得曲线延伸出这些真实操作点O1＝(R1,ET1),O2＝(R2,ET2),O3＝(R3,ET3)；和最终在延长的曲线上读取对应于比率R*的供能时间值ETA。根据用于这些步骤中的曲线的种类，外推法可以是线性外推法或多项式外推法或指数外推法。通常，外推法曲线可在测试台上进行的实验活动过程中确定为在规定的燃料轨压力值P处最适合燃料喷射器160的特性的曲线。
在该点处，该方法可提供比较(框540)供能时间值ETA与可能被认为目标燃料量Qtar允许的预定范围值相比较。该允许的范围值可限定为包括在最小阈值ETmin和最大阈值ETmax之间。这些阈值ETmin和ETmax可在测试台上的实验活动过程中确定，然后存储在存储系统460中。
如果供能时间值ETA在允许值范围[ETmin,ETmax]之外，即小于最小阈值ETmin或大于最大阈值ETmax，则该方法可能提供用于ECU 450以识别燃料喷射器160是否故障(框545)，由此允许ECU 450采取必要的对策。
如果供能时间值ETA在允许值范围[ETmin,ETmax]内，则该方法可提供给ECT 450以将供能时间值ETA存储(框550)在存储系统460中。以该方式，供能时间值ETA可能由ECU 450取回并且用于校准发动机正常操作过程中由燃料喷射器160进行的小燃料喷射。
为了形成用于在发动机正常操作过程中校准小燃料喷射的供能时间真实值完整图，ECU 450也可配置为重复整个过程若干次，每一次设置不同的燃料轨压力值P。关于这点，应可观察到，获知过程505中涉及的外推法曲线可能根据燃料轨压力值而改变。
上面所述的方法可能在燃料喷射器160的使用寿命过程中周期性地重复，并且可针对汽车系统100的每一个燃料喷射器160进行。
虽然已经在前面概述和具体实施方式中提出了至少一个示例性实施例，但是应意识到存在大量的变形形式。还应意识到，一个或多个示例性实施例仅为示例，并且不旨在以任何方式限制范围、应用或结构。而且，前面的概述和具体实施方式将提供给本领域技术人员实施至少一个示例性实施例的路径图，应可理解，可在示例性实施例中描述的元件的功能和布置方面做出多种改变，而不偏离所附权利要求及其法律等同物中提出的范围。

Claims (19)

1.一种用于操作燃料喷射器(160)的控制设备，燃料喷射器(160)与燃料轨(170)流体连通，以将燃料喷射到内燃发动机(110)中，其中，控制设备包括电子控制单元(450)，所述电子控制单元(450)配置为：
识别何时发动机(110)在燃料切断条件下运行，然后
进行获知过程，以确定造成燃料喷射器(160)喷射目标燃料量(Qtar)的供能时间实际值(ETA)，
其中，获知过程提供用于电子控制单元以：
将燃料轨压力调节在预定压力值(P)，
使用不同的供能时间值(ETi)将燃料喷射器(160)供能，以进行若干测试喷射，
对于每一个测量喷射，测量由测试喷射造成的发动机扭矩值(Ti)，
使用测量的发动机扭矩值(Ti)及其相应的供能时间值(ETi)来外推供能时间实际值(ETA)为对应于发动机扭矩参考值(T0)的值，该值与目标燃料量(Qtar)一致，
其中，每一个测试喷射的供能时间值(ETi)对于燃料喷射器(160)预先确定，以喷射大于目标燃料量(Qtar)的燃料量。
2.根据权利要求1的控制设备，其中，每一个测试喷射的供能时间值(ETi)预先确定，以使燃料喷射器(160)喷射满足以下关系的燃料量：
1.4﹒Qtar<Q
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
3.根据权利要求2的控制设备，其中，每一个测试喷射的供能时间值(ETi)预先确定，以使燃料喷射器(160)喷射满足以下关系的燃料量：
Q<4﹒Qtar
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，供能时间的实际值(ETA)的外推法提供用于电子控制单元，以：
计算发动机扭矩的每一个测量值(Ti)及其参考值(T0)之间的比率(R)，
使用该比率的计算值(Ri)及其相应的供能时间值(ETi)来外推供能时间的实际值(ETA)为对应于具有单位值的比率(R*)的供能时间值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，电子控制单元(450)配置为执行外推法，所述外推法为线性或多项式或指数外推法。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，电子控制单元(450)配置为通过发动机(110)的曲轴位置传感器(420)测量发动机扭矩值(Ti)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，所述电子控制单元(450)配置为如果供能时间的真实值(ETA)在允许值的预定范围(ETmin，ETmax)之外，则识别燃料喷射器(160)的故障。
8.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，电子控制单元(450)配置为将供能时间的实际值(ETA)存储在存储系统中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的控制设备，其中，电子控制单元(450)配置为重复获知过程若干次，每一次设置不同的燃料轨压力值(P)。
10.一种操作燃料喷射器(160)的方法，燃料喷射器(160)与燃料轨(170)流体连通，以将燃料喷射到内燃发动机(110)中，其中，该方法包括以下步骤：
识别何时发动机(110)在燃料切断条件下运行，然后
进行获知过程，以确定造成燃料喷射器(160)喷射小目标燃料量(Qtar)的供能时间实际值(ETA)，
其中，获知过程提供用于：
将燃料轨压力调节在预定压力值(P)，
使用不同的供能时间值(ETi)将燃料喷射器(160)供能，
对于每一个测量喷射，测量由测试喷射造成的发动机扭矩值(Ti)，
使用测量的发动机扭矩值(Ti)及其相应的供能时间值(ETi)来外推供能时间实际值(ETA)为对应于发动机扭矩参考值(T0)的值，该值与目标燃料量(Qtar)一致，
其中，每一个测试喷射的供能时间值(ETi)预先确定，以使燃料喷射器(160)喷射其值大于目标燃料量(Qtar)的燃料量。
11.一种操作燃料喷射器的装置，燃料喷射器与燃料轨流体连通，以将燃料喷射到内燃发动机中，其中，该装置包括：
识别何时发动机在燃料切断条件下运行的器件，和
用于进行获知过程，以确定造成燃料喷射器喷射目标燃料量的供能时间实际值的器件，
其中，该器件用于进行获知过程，包括：
用于将燃料轨压力调节在预定压力值的器件，
用于使用不同的供能时间值将燃料喷射器供能，以进行若干测试喷射的器件，
用于对于每一个测量喷射，测量由测试喷射造成的发动机扭矩值的器件，
用于使用测量的发动机扭矩值及其相应的供能时间值来外推供能时间实际值为对应于发动机扭矩参考值的值的器件，该值与目标燃料量一致，
其中，每一个测试喷射的供能时间值对于燃料喷射器预先确定，以喷射大于目标燃料量的燃料量。
12.根据权利要求11的装置，其中，每一个测试喷射的供能时间值(ETi)预先确定，以使燃料喷射器(160)喷射满足以下关系的燃料量：
1.4﹒Qtar<Q
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
13.根据权利要求12的装置，其中，每一个测试喷射的供能时间值(ETi)预先确定，以使燃料喷射器(160)喷射满足以下关系的燃料量：
Q<4﹒Qtar
其中，Qtar为目标燃料量，并且Q为测试喷射过程中喷射的燃料量。
14.根据权利要求11的装置，其中用于外推供能时间的实际值的器件可包括：
用于计算发动机扭矩的每一个测量值及其参考值之间的比率的器件，
用于使用该比率的计算值及其相应的供能时间值来外推供能时间的实际值为对应于具有单位值的比率的供能时间值的器件。
15.根据权利要求11的装置，其中外推法可以是线性或多项式或指数外推法。
16.根据权利要求11的装置，其中用于测量发动机的扭矩值的器件可包括发动机的曲轴位置传感器。
17.根据权利要求11的装置，包括用于如果供能时间的实际值在允许值的预定范围之外，则识别燃料喷射器的故障的器件。
18.根据权利要求11的装置，包括用于将供能时间的实际值存储在存储系统中的器件。
19.根据权利要求11的装置，包括用于重复获知过程若干次的器件，所述器件配置为每一次设置不同的燃料轨压力值。
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