CN105649803B - 用于获知直接燃料喷射器的可变性的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于改善发动机的燃料喷射的系统和方法，所述发动机包括从直接燃料喷射器接收燃料的汽缸。在一个示例中，直接燃料喷射器的传递函数或增益响应于排气λ值和在汽缸循环期间提供到汽缸的喷射器的多个划分的燃料喷射的脉冲宽度被调节。

Description

用于获知直接燃料喷射器的可变性的方法和系统

技术领域

本说明书涉及一种用于调节内燃发动机的燃料喷射器的操作的系统和方法。

背景技术

内燃发动机可使用直接燃料喷射器，其中燃料被直接喷射到发动机汽缸中从而改善燃烧混合物准备并降低汽缸充气温度。直接燃料喷射器被激活的时间量可以是供应给喷射器的燃料压力、发动机转速和发动机负载的函数。因此，在较高压力下，供应给喷射器的燃料脉冲宽度可被调节为短的持续时间(例如，小于500微秒)。然而，以短脉冲宽度操作燃料喷射器可能导致喷射器在非线性区或弹道 (ballistic)区内操作，在该非线性区或弹道区中，喷射的燃料量可能由于燃料脉冲宽度的微小变化而显著地改变。例如，直接燃料喷射器可以输送比弹道区中所期望的更少的燃料，其中在该弹道区中，较短的脉冲宽度被应用于燃料喷射器。另外，弹道区中的可变性可能不呈现线性趋势。同样地，输送燃料到汽缸的燃料喷射器通常具有零件到零件可变性和时间到时间可变性，这是由于诸如不理想的制造工艺和/ 或喷射器老化(例如，堵塞)造成的。因此，由于喷射到每个汽缸中的燃料量不同，喷射器可变性可能导致汽缸扭矩输出不平衡，并且由于无法正确地计量被喷射到每个汽缸中的燃料，喷射器可变性也可能导致更高的废气排放和降低的燃料经济性。至少由于这些原因，可能期望的是发动机的寿命周期期间重新表征(characterize)燃料喷射流量，尤其是在发弹道操作区中重新表征燃料喷射流量。

发明内容

在这里发明者已经认识到上述缺点并且已经提供一种用于汽缸的方法，其包括：响应于表征输送燃料到汽缸的燃料喷射器的控制参数的要求，在汽缸循环期间将燃料喷射量划分(split)为多个喷射；基于排气λ(lambda)值调节控制参数；以及基于调节的控制参数操作燃料喷射器。

在汽缸循环期间，通过将燃料喷射量划分成多个划分的燃料喷射，有可能在不必以可能比期望的更稀或更富的发动机空燃比操作汽缸的情况下提供获知燃料喷射器传递函数或增益的技术效果。特别地，供应给燃料喷射器以输送多个划分的燃料喷射中的每个的脉冲宽度可以被调节到在持续时间上足够短，从而在燃料喷射器的非线性低流量区中操作该燃料喷射器。用于调节燃料喷射器传递函数或增益的校正因子可以基于在废气氧传感器处确定的发动机λ值来确定。例如，在汽缸循环期间，随着燃料喷射的数目的增加，每个划分的燃料喷射的脉冲宽度减小。因此，如果由燃料喷射器响应于脉冲宽度供应的燃料小于期望的量，则传递函数校正因子可以基于λ值相比于在标称的单个燃料喷射期间观察到的标称λ值的变化来确定。以这种方式，通过把燃料喷射划分成多个划分的燃料喷射并测量发动机λ信号，有可能在以期望的空燃比操作发动机的同时表征非线性区内的燃料喷射器。

本说明书可以提供若干优点。特别地，所述方法可以降低发动机的空气-燃料误差。此外，所述方法可以允许以由于非线性的燃料喷射器行为而至今为止被避免的脉冲宽度操作燃料喷射器，由此扩展喷射器操作的范围。此外，所述方法可以降低发动机排放并且提高催化剂效率。

当单独或结合附图时，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将在下列具体实施方式中显而易见。

应当理解，提供以上本发明内容是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

当单独或结合附图时，通过阅读在本文中被称为具体实施方式的实施例的示例，本文中所描述的优点将被更全面地理解，其中：

图1是发动机的示意图；

图2示出用于调节燃料喷射器操作的方法；

图3示出发动机λ与在其弹道操作区中操作的燃料喷射器的燃料喷射器脉冲宽度的预示性示例曲线图；以及

图4示出用于根据图2的方法调节燃料喷射器操作的燃料喷射器操作顺序。

具体实施方式

本说明书涉及更新燃料喷射器传递函数并且基于更新的燃料喷射器传递函数操作燃料喷射器。燃料喷射器可以被包含在如图1所示的发动机中。发动机可以根据图2的方法操作从而更新一个或多个燃料喷射器传递函数。燃料喷射器传递函数可以基于如图3所示的发动机λ在燃料喷射器的非线性操作区中被进行修正。发动机可以根据图2的方法按照如图4所示的顺序操作从而修正燃料喷射器的传递函数。

参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，该内燃发动机包括多个汽缸，该多个汽缸的中一个汽缸在图1中示出。发动机 10包括燃烧室30和汽缸壁32，该汽缸壁具有定位在其中并连接到曲轴40的活塞36。飞轮97和环形齿轮99耦接到曲轴40。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推动小齿轮95 结合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地供应扭矩到曲轴40。在一个示例中，当没有结合到发动机曲轴时，起动机96 处于基本状态。燃烧室30被示出通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48相连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。

直接燃料喷射器66被示出被定位为将燃料直接喷射到汽缸30中，这是本领域的技术人员所熟知的直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器 12的信号的电压脉冲宽度或燃料喷射器脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66，该燃料系统包括燃料箱、燃料泵以及燃料轨(未示出)。

描述燃料喷射器流量或描述基于燃料喷射器脉冲宽度由直接燃料喷射器喷射的燃料量的燃料喷射器传递函数可以在发动机的寿命周期期间如本文中所描述地被表征，从而减小喷射器可变性。例如，由燃料喷射器喷射的燃料量可以比期望的更小或更大。特别地，在低脉冲宽度的喷射器操作区中，期望的燃料喷射量与实际的燃料喷射量之间可能存在显著的差异。另外，在低脉冲宽度区(在此也被称为弹道区) 中的可变性可能是非线性的。因此，可能期望的是表征燃料喷射器流量可变性。在非线性低流量区中的可变性可以通过将给定的燃料喷射划分成多个划分的燃料喷射来获知，使得在保持期望的发动机空燃比的同时，用于输送划分的燃料喷射的每个脉冲宽度在非线性操作区中操作喷射器。在划分的燃料喷射期间测量的发动机λ值可以与在单个标称燃料喷射期间获得的标称λ值相比较，并且燃料喷射器传递函数可以基于λ值相比于标称λ值的变化和划分的燃料喷射的数量进行调节。在本文中将关于图2-4进一步描述获知燃料喷射器可变性传递函数的细节。

必须理解的是，尽管本文中论述的示例描述了获知配备有直接燃料喷射的发动机中的燃料喷射器传递函数，然而类似方法可以被用于确定配备有进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统的发动机系统中的直接喷射器可变性。因此，燃料以高于燃料被供应到进气道燃料喷射器(未示出)的压力供应到直接燃料喷射器66，所述进气道燃料喷射器将燃料输送到汽缸的进气端口。

此外，进气歧管44被示为与可选电子节气门62相连通，所述可选电子节气门调节节流板64的位置从而控制从进气口42到进气歧管 44的空气流量。

在一些示例中，节气门62和节流板64可以被定位在进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62为端口节气门。

无分电器点火系统88响应控制器12通过火花塞92向燃烧室30 提供点火火花。通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126被示为耦接到催化转化器70上游的排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。

在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制设备，其中每个排放控制设备具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。

控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。控制器12被示为接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，除了前面讨论的那些信号，还包括：来自耦接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；耦接到加速器踏板130的位置传感器134用于感测由脚132施加的力；耦接到制动器踏板150的位置传感器154用于感测由脚152施加的力；来自耦接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器感测的曲轴40位置；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量；和来自传感器58的节气门位置的测量。大气压力也可以被感测(未示出传感器)，用于由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每一转产生预定数量的等间隔脉冲，由该等间隔脉冲能够确定发动机转速(RPM)。

在一些示例中，发动机可以耦接至混合动力车辆中的电动机/电池系统。此外，在一些示例中，其他发动机配置可以被采用，例如具有多个燃料喷射器的柴油发动机。此外，控制器12可以将诸如部件退化的情况传送到指示灯，或可替代地，传送到显示面板171。

在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常排气门54闭合且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的体积。活塞36接近汽缸的底部并且在其冲程的终点处的位置(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54闭合。活塞36移向汽缸盖，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程的终点处并且最靠近汽缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小体积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，喷射的燃料由已知点火装置(诸如火花塞92)点火，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空燃混合物释放至排气歧管48并且活塞返至TDC。注意，以上仅以示例形式示出，并且进气门和排气门打开和/或闭合正时可以变化，以便提供正或负气门重叠、迟的进气门闭合或各种其它示例。

因此，图1的系统提供了一种系统，其包括：包括汽缸的发动机；与汽缸流体连通的直接燃料喷射器；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时存储器中的可执行指令，用于在经由直接燃料喷射器供应燃料到汽缸的同时命令发动机以恒定的空燃比操作，以及额外的指令，用于响应于调节燃料喷射器的控制参数的要求经由直接燃料喷射器提供多个燃料喷射。该控制参数可以是增益或传递函数。

在一些示例中，所述系统进一步包括额外的指令，用于响应于调节控制参数的要求调节由燃料喷射器输送的喷射的数量。该传递函数或增益可以基于排气λ来调节。

现在参照图2，其示出用于调节燃料喷射器传递函数并且基于调节的传递函数操作发动机的方法。图2的方法可以作为储存在非暂时性存储器中的可执行指令被包含在图1的系统中。此外，图2的方法可以提供图4的操作顺序。

在202处，方法200判断用于表征燃料喷射器并修改(adapt)燃料喷射器操作的条件是否存在。在一个示例中，当发动机处于驾驶员需求扭矩为零的怠速时，方法200可判断用于表征燃料喷射器的条件存在。在其他示例中，当发动机以恒定发动机转速和负载操作时(例如当车辆在平坦道路上处于巡航控制模式时)，方法200可以判断用于表征燃料喷射器的条件存在。更进一步地，如果自燃料喷射器的最后一次表征之后的阈值持续时间已经过去，则燃料喷射器的表征可被开始。如果方法200判断用于表征燃料喷射器的条件存在，则答案为是，并且方法200进行到204。

在204处，方法200从一组发动机汽缸中选择一个汽缸用于直接燃料喷射器表征。换言之，汽缸的直接燃料喷射器被选择以确定直接燃料喷射器传递函数是否准确地描述直接燃料喷射器操作或燃料流量。直接燃料喷射器的增益或传递函数描述通过直接燃料喷射器的燃料流量和/或基于供应给直接燃料喷射器的电压的脉冲宽度经由直接燃料喷射器输送的燃料量。在一个示例中，方法200开始于选择编号为1 的汽缸的直接燃料喷射器。然而，在其他示例中可以选择其他汽缸。在汽缸被选择之后，方法200进行到208。

在208处，方法200以恒定压力将燃料供应到直接燃料喷射器导轨。通过以恒定压力将燃料供应到燃料导轨，有可能更准确地表征燃料喷射器燃料流量速率和喷射的燃料量。在燃料以恒定压力被供应给燃料导轨之后，方法200进行到210。

在210处，方法200以恒定空气质量操作发动机。可以随着发动机转速的改变，通过调节节气门或其他空气控制设备的位置来以恒定空气质量操作发动机。如果发动机转速保持恒定，则空气质量调节设备的位置可以保持不变。恒定的空气质量可以是预定量，例如，用于怠速发动机的空气量或在当前车辆工况下保持恒定车速的空气量。通过以恒定的空气质量操作发动机，有可能更准确地确定燃料喷射器燃料输送误差，因为发动机空燃比不太可能由于空气充气误差而变化。在开始以恒定的空气质量操作发动机之后，方法200进行到212。

在212处，方法200调节供应燃料到所选汽缸的直接燃料喷射器以在单个燃料喷射中输送期望的燃料量。期望的燃料量是为了获得期望的发动机空燃比而在所选汽缸的汽缸循环期间输送到该汽缸的燃料量。在一个示例中，期望的发动机空燃比是化学计量。因此，单个燃料喷射可以在汽缸循环的进气冲程期间被输送。在期望的燃料量被选择和应用之后，方法200进行到214。

在214处，方法200基于来自排气氧传感器(例如，UEGO传感器)的输出确定操作发动机的λ值。λ值是发动机的当前空燃比除以化学计量空燃比(例如，14.3/14.64＝0.977)。氧传感器输出电压，该电压通过氧传感器传递函数被转换成发动机空燃比。λ的当前值被存储到控制器存储器中。此外，供应给直接燃料喷射器的电压的脉冲宽度也可以被存储到存储器中。在λ值被存储到存储器中之后，方法200 进行到216。

在216处，方法200在所选汽缸的循环期间将经由直接燃料喷射器喷射到所选汽缸的期望的燃料量划分成两个划分的燃料喷射。两个喷射可以在汽缸循环的进气冲程期间通过向直接燃料喷射器供应两个电压脉冲宽度或喷射脉冲宽度来提供。例如，直接燃料喷射器可以被提供用于输送第一燃料量的第一脉冲宽度和用于输送第二燃料量的第二脉冲宽度。基于第一脉冲宽度的第一喷射燃料量可以等于基于第二脉冲宽度的第二喷射燃料量。此外，在两个脉冲宽度中命令的燃料量可以相加为总的燃料量，当与所选汽缸的空气量结合时，该总的燃料量在所选汽缸中提供值为1的λ。例如，当由第一脉冲宽度提供的第一燃料喷射量等于由第二脉冲宽度提供的第二燃料喷射量时，如果在λ值为1时需要X克燃料来操作所选的汽缸，则由直接燃料喷射器喷射的燃料量可以是第一量0.5·X和第二量0.5·X。因此，在汽缸循环期间，基于供应到直接燃料喷射器的第一脉冲宽度喷射的燃料量是由直接燃料喷射器喷射的总燃料的百分之五十。在汽缸循环期间，基于供应到直接燃料喷射器的第二脉冲宽度喷射的燃料量也是由直接燃料喷射器喷射的总燃料的百分之五十。在提供到所选汽缸的直接燃料喷射器的第一和第二脉冲宽度被调节为在两个脉冲宽度之间输送的燃料的预定划分之后，方法200进行到218。

在218处，方法200基于排气氧传感器的输出确定操作发动机的λ值。λ值为发动机的当前空燃比除以化学计量空燃比。氧传感器输出电压，该电压通过氧传感器传递函数被转换成发动机空燃比。λ的当前值被存储在控制器存储器中。此外，直接燃料喷射器的两个脉冲宽度和多个喷射(例如，两个喷射)也可以被存储到存储器。用于输送期望的发动机空燃比的直接燃料喷射器的脉冲宽度和由排气氧传感器观测的λ值之间的误差可以指示在直接燃料喷射器的弹道操作区中的直接燃料喷射器的传递函数的误差。例如，当误差包括比期望的更高的发动机空燃比(即，比要求的更少的燃料被输送)时，更新的传递函数可以被增大。在另一个示例中，当误差包括比期望的更低的发动机空燃比(即，比要求的更多的燃料被输送)时，更新的传递函数可以被减小。因此，比以线性模式操作直接燃料喷射器的脉冲宽度更大的喷射器脉冲宽度被预期对λ误差具有较小影响。在λ值被存储到存储器中之后，方法200进行到220。

在220处，方法200判断在汽缸循环期间由直接燃料喷射器供应的划分的燃料喷射的数目是否小于阈值数目。在一个示例中，该阈值数量可以是预定值，诸如4。

在一些示例中，附加地或可替换地，该方法可以判断供应给直接燃料喷射器的划分的燃料喷射的第n个脉冲宽度是否处于最小的期望脉冲宽度，其中n可以是1、2或者小于或等于阈值数目的任意数字。在一些其他示例中，最小脉冲宽度可以是预定值，例如100微秒。最小脉冲宽度是在直接燃料喷射器的非线性或弹道操作区中操作该直接燃料喷射器的脉冲宽度，其中在非线性或弹道操作区中，通过直接燃料喷射器的燃料流量是非线性的。

如果方法200判断由燃料喷射器供应的划分的燃料喷射的数目不小于阈值数目，则方法200进行到230。否则，答案为是并且则方法 200进行到222。

在222处，方法200调节由燃料喷射器提供的划分的燃料喷射的数目以在所选汽缸的循环期间输送期望的燃料量。例如，在汽缸循环期间输送期望的燃料量的划分的燃料喷射的数目可以通过1来递增。作为示例，如果在先前的汽缸循环期间，被喷射到汽缸中的期望的燃料量经由两个燃料喷射输送，则用于当前汽缸循环的期望的燃料量可以经由三个燃料喷射输送。即，在当前汽缸循环期间，被输送到汽缸中的期望燃料量可以被划分成三个燃料喷射。在一个示例中，在汽缸循环期间由划分的燃料喷射输送的燃料总量总计达到某一燃料量，当与所选汽缸的空气量相结合时，该燃料量基于在所选汽缸中提供值为1 的λ。

此外，每个划分的燃料喷射可以在汽缸循环的进气冲程期间被输送，并且每个划分的燃料喷射可以输送相同的燃料量。即，燃料输送可以被划分成多个对称的划分的燃料喷射。例如，当燃料喷射的数目为三时，直接燃料喷射器可以被供应用于输送第一燃料量的第一脉冲宽度、用于输送第二燃料量的第二脉冲宽度以及用于输送第三燃料量的第三脉冲宽度，其中第一、第二和第三量中的每个均相当于在汽缸循环上输送到汽缸的总燃料质量的三分之一。在第一脉冲宽度被输送到直接燃料喷射器之后，在相同汽缸循环期间将第二脉冲宽度供应给燃料喷射器。在第二脉冲宽度被输送到直接燃料喷射器之后，在相同汽缸循环期间将第三脉冲宽度输送到喷射器。在一个示例中，第一脉冲宽度、第二脉冲宽度，以及第三脉冲宽度可被调节以输送相同的燃料量。即，在汽缸循环中的每次燃料喷射期间供应给喷射器的每个脉冲宽度可被调节以输送相同的燃料量。因此，在汽缸循环期间，随着用于输送期望的燃料喷射量的燃料喷射的数目的增加，在每个划分的喷射期间输送的燃料量减少。因此，输送到直接燃料喷射器用于每个划分的燃料喷射的脉冲宽度也减小。

通过在每个汽缸循环期间增加划分的燃料喷射的数目，燃料喷射器脉冲宽度可以被减小，并且因此，直接燃料喷射器可以被逐渐驱动，从而更接近或更深入到直接燃料喷射器的非线性操作范围中操作。以这种方式，通过在汽缸的连续供应燃料周期上增加燃料喷射的数目，直接燃料喷射器可以下面的方式被驱动到其非线性操作范围，即减少发动机供应燃料误差还提供确定燃料喷射器供应燃料误差的能力。方法200返回到218以记录调节燃料喷射的数目和应用于所选汽缸的直接燃料喷射器的燃料脉冲宽度的影响。

返回到220，如果方法200判断划分的燃料喷射的数目不小于阈值数目，则方法200可以进行到230。即，如果达到用于表征喷射器的喷射的阈值数目(例如四)，则该方法可以进行到230。在230处，方法 200判断是否所有发动机的直接燃料喷射器的操作已经被表征。如果并非所有直接燃料喷射器的操作已经被表征，则答案是否并且方法200 进行到232，否则，答案为是并且方法200进行到240。

在232处，方法200从汽缸中选择其直接燃料喷射器尚未被表征的新汽缸。例如，如果编号为1的汽缸其供应燃料的直接燃料喷射器已经被表征，则选择编号为2的汽缸。在一些示例中，选择用于表征的汽缸的顺序可以基于点火次序。例如，在具有点火次序为1-3-4-2的汽缸1-4的直列式4汽缸发动机中，在汽缸1已经被表征之后，汽缸3 可以被表征。此外，先前所选的汽缸可以恢复以不具有划分的燃料喷射的正常模式操作。即，期望的燃料量可以在一个单次进气冲程燃料喷射中被输送。在新的汽缸被选择用于燃料喷射器表征之后，方法200 返回至212。

在240处，在表征所有燃料喷射器后，方法200确定用于所有发动机汽缸的直接燃料喷射器的弹道或非线性区的校正。在燃料喷射划分率被调节期间，在步骤218至222中燃料喷射器操作的脉冲宽度处，对燃料喷射器的标称脉冲宽度(例如，现有的传递函数值)进行校正。在一个示例中，燃料脉冲宽度校正被确定为在该脉冲宽度下的发动机λ值和多个脉冲宽度的函数。例如，燃料脉冲宽度校正可以被描述为：

Total％reduction＝f(％change_in_lambda_from_nom,

num_cylinders_per_bank,num_of_split_injections)

其中Total％reduction是在特定直接燃料喷射器脉冲宽度处应用于所选汽缸的直接燃料喷射器的传递函数的校正，％ change_in_lambda_from_nom是在特定的脉冲宽度下整个汽缸组的观测的λ值相比于当直接燃料喷射器基于初始脉冲宽度被提供燃料时应用的脉冲宽度下的汽缸组的λ值(例如，在214处的λ值)的百分比变化， num_cylinders_per_bank是每组的汽缸数目(例如V6发动机每组可以具有 3个汽缸，而I4发动机一组中可以具有4个汽缸)，而num_of_split_injections 是划分的喷射的数目。校正可以基于在218处储存的λ值和脉冲宽度被确定并应用于所选汽缸的所有直接燃料喷射器。

例如，在特定的脉冲宽度下，λ稀值(lean value)指示燃料供应减少且因此更新的传递函数可以被增大。作为示例，在不具有划分的燃料喷射的标称发动机操作期间，标称λ值可以是1.01。当通过两个划分的燃料喷射操作时，例如，每个以450微秒，λ值可以增加至1.12。λ值的增加指示当喷射器以450微秒操作时燃料供应的减少。燃料供应的百分比减少可以被确定为：

因此，对于V6发动机，当喷射器以450微秒操作时，燃料供应的减少为16.5％(100*(1.12-1.01)*3/2)。因此，传递函数可以被增大使得在450微秒下喷射器可以输送16.5％的更多燃料从而以化学计量操作发动机。类似地，在划分的燃料喷射期间，如果喷射器以示出λ值减小(由于在操作的脉冲宽度下增加的燃料供应)的脉冲宽度操作，则更新的传递函数可以被减小。

该校正可以被应用于所有发动机汽缸的所有直接燃料喷射器。方法 200在步骤218和222之间在直接燃料喷射器被操作的脉冲宽度下对所有直接燃料喷射器的传递函数进行类似调节。

在242处，存储在表格或函数中代表直接燃料喷射器的传递函数的值通过将存储在传递函数中的值乘以在240处确定的相应喷射器校正并且更新结果返回到直接燃料喷射器传递函数表格进行调节。例如，如果直接燃料喷射器传递函数将400微秒脉冲宽度下的直接燃料喷射器的流量描述为Z，并在240处确定的用于400微秒脉冲宽度的校正为5％，则存储在直接燃料喷射器的传递函数中的调节的值为0.05·Z。对于在222 处执行的燃料脉冲宽度的每次递减，对于直接燃料喷射器被提供不同于 400微秒的脉冲宽度时同样执行调节。同样地，其他汽缸的直接燃料喷射器传递函数可以类似地进行调节。在其中单个传递函数描述所有发动机的汽缸直接燃料喷射器的操作的情况下，单个传递函数也被类似地调节。方法200将修正后的传递函数或多个函数储存在存储器中，并且进行到244。

在244处，方法200基于调节和更新的直接燃料喷射器传递函数通过供应燃料到发动机汽缸来操作发动机。例如，脉冲宽度被提供给每个发动机汽缸的直接燃料喷射器，脉冲宽度基于在汽缸的循环期间期望被输送至汽缸的燃料质量和根据期望的被喷射至汽缸的燃料的质量输出燃料喷射器脉冲宽度的传递函数。在响应于一个或多个修正的直接燃料喷射器传递函数操作发动机汽缸之后，方法200进行到退出。

因此，图2的方法提供了一种用于供应燃料给汽缸的方法，包括：在汽缸循环期间，响应于表征输送燃料到汽缸的燃料喷射器的控制参数的要求，将燃料喷射量划分为多个喷射；基于排气λ值调节控制参数；以及基于调节的控制参数操作燃料喷射器，其中供应给喷射器用于输送多个喷射中的每个喷射的每个脉冲宽度在非线性操作区中操作喷射器，并且其中非线性操作区是其中经过燃料喷射器的燃料流量是非线性的操作区。

方法进一步包括基于在多个喷射中的每个期间输送相等划分的燃料量来划分燃料量，其中控制参数是燃料喷射器增益或燃料喷射器传递函数，并且调节的控制参数被储存在存储器中。方法进一步包括所述燃料喷射器是直接燃料喷射器，其中多个喷射基于提供值为1的发动机λ，并且其中响应于表征喷射器的控制参数的要求，燃料喷射器以恒定导轨压力操作同时包括汽缸的发动机以恒定转速和空气质量操作。

现在参照图3，示出了燃料喷射器校正量与用于燃料喷射器在非线性区或弹道区内操作的燃料喷射器脉冲宽度的示例曲线图。图1所示的燃料喷射器可以以类似图3所示的方式来操作。

X轴表示燃料喷射器脉冲宽度。燃料喷射器脉冲宽度可在从零到几十毫秒的持续时间内变化。Y轴表示根据标称燃料喷射器流量速率的燃料流量校正。标称校正的值为1。当燃料喷射器流量小于标称时，校正因子是标称的一部分(例如，0.8)。校正可以作为1除以0.8(即，1/0.8) 应用。当燃料喷射器流量超过标称时，校正因子可大于1(例如，1.1)。圆圈代表不同燃料喷射器脉冲宽度的各自的数值。

在本示例中，当燃料脉冲宽度小于大约500微秒(0.5毫秒)微秒时燃料喷射器开始在非线性或弹道范围内操作。此范围由引导线(leader) 302指示。在更高或更长的脉冲宽度下，当燃料喷射器脉冲宽度大于 500微秒(0.5毫秒)微秒时，燃料喷射器流量是如由值1所指示的标称量。此范围由引导线306指示。当由曲线组 300所描述的燃料喷射器以450微秒的脉冲宽度操作时，燃料喷射器流量是标称燃料喷射器流量速率的大约80％，如由引导线304所指示的，这表明当喷射器操作在低脉冲宽度范围内时，供应燃料的量被减少比预期更大的量。因此，当燃料喷射器被供应450微秒喷射脉冲时此特定燃料喷射器的燃料流量速率被减小(在应用校正之前)。即，相比于特定喷射器的标称(100％)，在450微秒下燃料供应为80％。这表明对于在450微秒下的喷射器，当要求燃料流量为1时，喷射器的实际输送为0.8。因此，校正因子为0.8并且1/校正因子(即，1/0.8＝1.25)倍的燃料可以被应用于以标称流量1来操作喷射器。

校正因子进一步响应于小于500微秒的燃料喷射器脉冲宽度而减小。在燃料喷射器脉冲宽度大于500微秒时，来自标称的校正是1(例如，无校正)。当特定脉冲宽度被应用于燃料喷射器时，燃料喷射器的标称流量速率可以与校正相乘从而提供喷射器的燃料流量速率。

在图3中示出的多个校正值可以被存储在表格或函数中作为燃料喷射器的传递函数。校正值可以根据图2的方法进行调节或更新。因此，有可能在燃料喷射器的弹道操作范围内描述燃料喷射器流量，其中在弹道操作范围内燃料喷射器可能展现出非线性流量。

现在参照图4，其示出用于根据图2的方法调节燃料喷射的燃料喷射器操作顺序。水平标记T1-T6表示在该顺序期间的感兴趣的时间 (times of interest)。图4在曲线402处描述示例发动机转速，在曲线404处描述发动机空气质量，在曲线406出描述发动机λ，在曲线408 处描述燃料喷射的数目，以及在曲线410 处描述每个喷射的脉冲宽度。在图4所讨论的所有曲线图中，X轴表示时间并且时间从曲线图左侧到曲线图右侧增加。

从图4的顶部起的第一曲线图是发动机转速与时间的曲线图。Y 轴表示发动机转速并且发动机转速沿Y轴箭头的方向增加。

从图4的顶部起的第二曲线图是发动机空气质量与时间的曲线图。 Y轴表示发动机空气质量(例如，通过发动机的空气流量)并且空气质量沿Y轴箭头方向增加。

从图4的顶部起的第三曲线图是发动机λ与时间的关系曲线图。 Y轴表示发动机λ并且发动机λ沿Y轴箭头方向增加。

从图4的顶部起的第四曲线图是在所选汽缸的循环期间由所选汽缸的直接燃料喷射器供应的多个进气划分的燃料喷射与时间的曲线图。Y轴表示燃料喷射的数目并且燃料喷射的数目沿Y轴箭头方向增加。

从图4的顶部起的第五曲线图是在所选汽缸的循环期间供应给所选汽缸的直接燃料喷射器的脉冲宽度与时间的曲线图。Y轴表示燃料脉冲宽度并且燃料脉冲宽度沿Y轴箭头方向增大。

在时间T0处，发动机以恒定的发动机转速与恒定的空气质量操作。发动机λ值是1(例如，期望的λ值)。在汽缸循环期间只有一个燃料脉冲宽度被供应给直接燃料喷射器。即，单个燃料喷射(没有划分的燃料喷射)可以被执行。在单个燃料喷射期间获得的发动机λ值可以是标称λ值。

在时间T1处，发动机转速和空气质量保持在它们各自的恒定值。响应于表征直接燃料喷射器的要求，进气燃料喷射的数目被递增至两个。第一脉冲宽度等于第二脉冲宽度，并且每个脉冲宽度长于用于进入直接燃料喷射器的弹道操作区内的脉冲宽度，在所述弹道操作区内燃料喷射器流量是非线性的。因此，发动机λ值稳定在值1处。在时间T1之后和时间T2之前的短时间内，发动机λ值、直接燃料喷射器脉冲宽度以及喷射的数目被存储到存储器。

在时间T2处，发动机转速和空气质量继续保持在它们各自的恒定值。响应于燃料喷射的数目小于阈值数目(在本例中，阈值数目可以是四)，燃料喷射的数目被递增至三次。随着划分的燃料喷射的数目的增加，每个划分的燃料喷射的脉冲宽度被减小。因此，第一、第二以及第三脉冲宽度都足够短，从而使直接燃料喷射器进入非线性或弹道操作模式，在该操作模式中，通过直接燃料喷射器的燃料流量可以是非线性的。发动机λ值增加指示燃料喷射器脉冲宽度没有供应期望的燃料量并且燃料喷射器处于弹道区内。所增加的λ值指示直接燃料喷射器传递函数正提供燃料脉冲到直接燃料喷射器，这导致比期望的更稀的空燃比。在时间T2之后和时间T3之前的短时间内，发动机λ值、直接燃料喷射器脉冲宽度以及燃料喷射的数目被存储到存储器。

在时间T3处，发动机转速和空气质量继续保持在它们各自的恒定值。响应于燃料喷射的数目小于阈值数目，供应给所选汽缸的燃料喷射的数目被进一步增加。每个划分的喷射的燃料脉冲宽度驱使直接燃料喷射器在直接燃料喷射器的非线性操作区中更深地操作。发动机λ值减小微小的量但仍保持在标称以上。相比于标称更高的λ值指示直接燃料喷射器传递函数正提供燃料脉冲到直接燃料喷射器，这导致比期望的更稀的空燃比。在时间T3之后和时间T4之前的短时间内，发动机λ值、直接燃料喷射器脉冲宽度以及脉冲宽度的数目被存储到存储器。

在时间T4处，发动机转速和空气质量继续保持在它们各自的恒定值。响应于燃料喷射的数目小于阈值数目，直接燃料喷射器在汽缸循环期间仅基于提供期望的燃料量的单个脉冲宽度进行操作。λ值收敛回到值1。直接燃料喷射器脉冲宽度在弹道区之外的线性区内操作直接燃料喷射器的值。在时间T4之后，直接燃料喷射器传递函数可以被调节以改善直接燃料喷射器操作的传递函数特征。在一个示例中，在直接燃料喷射传递函数中的条目(entry)可以通过将直接燃料喷射器传递函数中的当前值乘以校正值来调节，如在图2的方法中所描述的，该校正值基于发动机λ相比于标称值的变化和燃料喷射的数目。直接燃料喷射器随后可以基于修正的传递函数进行操作。

必须理解的是，尽管这里所讨论的示例描述了获知配备有直接燃料喷射的发动机中的燃料喷射器传递函数，然而类似方法可以被用于确定配备有进气道燃料喷射系统和直接燃料喷射系统的发动机系统中的直接喷射器可变性。例如，第一燃料部分可以经由第一进气道燃料喷射器被供应给发动机的汽缸，同时第二燃料部分经由第二直接燃料喷射器被供应到汽缸。此外，响应于表征直接燃料喷射器的要求，在汽缸循环期间，多个划分的燃料喷射可以被供应给直接燃料喷射器。直接燃料喷射器的控制参数(例如，传递函数或增益)可以基于当直接燃料喷射器输送划分的燃料喷射并且在非线性区内操作时产生的排气λ值进行调节，并且直接燃料喷射器可以基于调节的控制参数进行操作。

在一个示例中，一种用于汽缸的方法可以包括：以恒定转速和空气质量操作包括汽缸的发动机；响应于表征供应燃料到汽缸的燃料喷射器的要求，在汽缸循环期间操作喷射器以输送多个划分的燃料喷射，其中供应给喷射器用于输送每个划分的燃料喷射的脉冲宽度在非线性区内操作喷射器；基于当燃料喷射器在非线性区内操作时产生的发动机λ值和划分的燃料喷射的数目调节燃料喷射器的控制参数；以及基于调节的控制参数操作燃料喷射器。其中燃料喷射器是直接燃料喷射器；控制参数是传递函数或增益，其中在汽缸循环期间，每个脉冲宽度被供应给喷射器以输送恒定的划分的燃料量。该方法可以进一步包括在每个后续的汽缸循环期间顺序地每汽缸循环的喷射的数目直到达到划分的喷射的阈值数目，并且可以包括随着每汽缸循环的喷射的数目的增加，在每个汽缸循环期间减小每个划分的喷射的脉冲宽度。

该方法可以进一步包括通过多个喷射输送的燃料总量基于在汽缸循环期间提供值为1的λ的汽缸内的混合物。进一步，该方法可以包括命令发动机以恒定转速和空气质量操作的同时以恒定空燃比操作，并且响应于表征燃料喷射器的要求以恒定导轨压力操作供应燃料到喷射器的燃料导轨。再进一步，该方法可以包括在汽缸循环期间，任意两个划分的燃料喷射被分隔开最小曲柄角度。

在另一示例中，一种用于包括直接燃料喷射器的汽缸的方法可以包括：在获知情况下，比较单个标称燃料喷射的第一UEGO输出与多个划分的燃料喷射的第二UEGO输出从而获知供应燃料到汽缸的燃料喷射器的燃料喷射器可变性传递函数；并且基于传递函数调节燃料喷射器参数；其中所述燃料喷射器参数是燃料喷射器增益。该方法可以进一步包括在多个划分的燃料喷射中的每个期间供应给喷射器的脉冲宽度在弹道区内操作喷射器，并且可以进一步包括以恒定导轨压力操作供应喷射器的燃料导轨并且以恒定转速和空气质量操作包括汽缸的发动机。

以这种方式，通过将燃料喷射划分成多个燃料喷射，改变喷射的数目，并且比较在划分的燃料喷射期间的发动机λ值与在单个燃料喷射期间所确定的标称λ值，可以确定用于获知在非线性弹道喷射器操作区内的喷射器可变性的校正因子，并且燃料喷射器传递函数可以基于该校正因子进行调节。通过基于校正因子调节燃料喷射器传递函数，在非线性区域内的燃料喷射器可变性可以被降低。因此，喷射器操作的范围可以被扩展，从而允许燃料喷射器在由于非线性燃料喷射器行为而被避免的脉冲宽度下进行操作。此外，通过降低在非线性区内的可变性，发动机空燃误差可以被降低。因此，发动机排放可以被减少，并且催化剂效率可以被提高。

注意，包括在本文中的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/ 或车辆系统构造一起使用。本文公开的控制方法和程序可以存储为非临时性存储器中的可执行指令，且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件的控制系统实施。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种行为、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在一些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文面描述的实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略，所示的行为、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复地执行。此外，所述的行为、操作和/或功能可以图形化地被程序化到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器之内的代码，其中所述的行为通过执行包括各种发动机硬件组件与电子控制器的系统中的指令而被实施。

应当认识到，本文所公开的构造和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以使用到V-6、I-4、I-6、V-12、后置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和构造和其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

下面的权利要求具体指出被当做新颖的和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这样的元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过本申请的修改或通过在这个相关的申请中出现的新权利要求被要求保护。这样的权利要求，无论是比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (19)

1.一种用于汽缸的方法，其包括：

响应于校正输送燃料到所述汽缸的燃料喷射器的操作的要求，在所述汽缸的循环期间将燃料喷射量划分为多个喷射；

基于排气λ值和在所述汽缸的所述循环期间的燃料喷射的实际总数目调节所述燃料喷射器的燃料流量参数；以及

基于所述燃料流量参数操作所述燃料喷射器。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包括响应于校正所述燃料喷射器的操作的所述要求，在两个或更多个汽缸循环中递增所述多个喷射直到达到燃料喷射的预定数目，以及响应于校正所述燃料喷射器的操作的所述要求，在每次所述多个喷射被递增时调节所述燃料流量参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中对燃料量进行划分基于在所述多个喷射中的每个喷射期间输送相等的划分燃料量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料流量参数是燃料喷射器增益或燃料喷射器传递函数。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节的燃料流量参数被储存到存储器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃料喷射器是直接燃料喷射器，并且其中所述多个喷射基于提供值为1的发动机排气λ值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中响应于校正所述燃料喷射器的操作的所述要求，以恒定导轨压力操作所述燃料喷射器并且以恒定转速和空气质量操作包括所述汽缸的发动机。

8.一种用于汽缸的方法，其包括：

以恒定转速和空气质量操作包括所述汽缸的发动机；

响应于校正向汽缸供应燃料的燃料喷射器的操作的要求，操作所述喷射器以在汽缸循环期间输送多个划分的燃料喷射，其中供应给所述喷射器用于输送每个划分的燃料喷射的脉冲宽度在非线性区内操作所述喷射器；

基于所述燃料喷射器在所述非线性区内操作时所产生的发动机排气λ值和在所述汽缸循环期间的燃料喷射的实际总数目来调节所述燃料喷射器的控制参数；以及

基于所述调节的控制参数操作所述燃料喷射器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述燃料喷射器是直接燃料喷射器，并且其中所述控制参数是传递函数或增益。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述汽缸循环期间，每个脉冲宽度被供应给所述喷射器以输送恒定的划分的燃料量。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括，响应于校正所述燃料喷射器的操作的所述要求，在每个随后的汽缸循环期间，顺序地增加每汽缸循环喷射的数目，直到达到划分的喷射的阈值数目。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在每个汽缸循环期间随着每汽缸循环的喷射的数目的增加，减小每个划分的喷射的脉冲宽度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中通过所述多个划分的燃料喷射输送的燃料总量基于在所述汽缸循环期间提供具有值为1的λ的所述汽缸中的混合物。

14.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括在以恒定转速和空气质量操作的同时命令所述发动机以恒定空燃比操作。

15.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括响应于校正所述燃料喷射器的操作的所述要求，以恒定导轨压力操作供应燃料到所述喷射器的燃料导轨。

16.根据权利要求9所述的方法，其中在汽缸循环期间任意两个划分的燃料喷射被隔开最小曲柄角度。

17.一种用于包括直接燃料喷射器的汽缸的方法，其包括：

在获知情况期间，比较单个标称燃料喷射的第一UEGO输出与多个划分的燃料喷射的第二UEGO输出，将所述比较的结果除以在汽缸循环期间的燃料喷射的实际总数目以确定供应燃料的变化；

根据供应燃料的变化获知用于供应燃料到所述汽缸的所述燃料喷射器的燃料喷射器可变性传递函数；和

基于所述传递函数调节燃料喷射器参数；

其中所述燃料喷射器参数是燃料喷射器增益。

18.根据权利要求17所述的方法，其中在所述多个划分的燃料喷射的每个期间供应给所述喷射器的脉冲宽度在弹道区内操作所述喷射器，并且进一步包括：

响应于校正所述燃料喷射器的操作的要求，针对每个汽缸循环递增燃料喷射的所述实际总数目直到针对每个汽缸达到喷射的预定数目。

19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括以恒定导轨压力操作供应所述喷射器的燃料导轨并且以恒定转速和空气质量操作包括所述汽缸的发动机。

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