CN105649811B - 用于调节燃料喷射器操作的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于调节燃料喷射器操作的方法和系统。公开了用于改善发动机的燃料喷射的系统和方法，所述发动机包括从两个不同的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值和在汽缸周期期间供给到汽缸的燃料分数调节。

Description

用于调节燃料喷射器操作的方法和系统

技术领域

本说明书涉及一种用于调节用于内燃发动机的燃料喷射器操作的系统和方法。所述方法可对于包括进气道和直接燃料喷射器二者的发动机尤其有用。

背景技术

燃料喷射器的操作可通过传递函数或增益进行描述，所述传递函数或增益基于燃料喷射脉冲宽度描述燃料喷射器流量或描述喷射的燃料量。燃料系统的各燃料喷射器可根据单个传递函数操作以提供所期望的发动机空燃比。然而，预期存在会导致喷射到发动机的燃料量不同的燃料喷射器之间的差异。例如，沉积物可形成在喷射器的喷嘴处，从而减少了通过燃料喷射器的燃料流量。在另一些示例中，一个燃料喷射器可具有稍微不同的喷嘴孔，所述喷嘴孔与标称燃料喷射器的燃料流量相比较增加或减少燃料喷射器流量(例如，根据燃料喷射器传递函数操作的燃料喷射器)。所预期的燃料喷射器流量和实际燃料喷射器流量之间的差异可能会导致发动机空燃比的误差。此外，如果所述燃料喷射器在弹道(ballistic)操作区域中被操作(例如，非线性的燃料流量区域)，其中所述燃料喷射器在线性流量范围内不以与燃料喷射器流相同的速率流动，所述燃料喷射器可表现出其输出和所述燃料喷射器传递函数之间的额外燃料流量差异。至少由于这些原因，在发动机的寿命周期期间需要重新表征燃料喷射器流量。

发明内容

这里发明人已经认识到上述缺点，并且已开发了一种用于给汽缸加燃料的方法，其包括：在供应燃料到汽缸的弹道操作区域操作燃料喷射器；并且响应于排气拉姆达(λ)和通过燃料喷射器提供到汽缸的燃料部分调节燃料喷射器的控制参数；并且基于所调节的控制参数操作所述燃料喷射器。

通过基于排气λ和提供到汽缸的燃料分数(a fuel fraction)调节燃料喷射器传递函数或增益，提供汽缸的改进的发动机空气-燃料控制的技术效果是有可能的，所述汽缸包括每缸两个燃料喷射器而不会引入明显加燃料的误差到发动机。例如，第一燃料喷射器可经命令提供大分数燃料到汽缸，而第二燃料喷射器经命令提供小分数燃料到汽缸。因此，如果所述第二燃料喷射器的传递函数或增益包括误差，所述发动机空燃比将仅由误差的分数而变化。此外，由所述第二燃料喷射器的传递函数引入的误差分数可通过用由第二燃料喷射器提供的燃料分数除以发动机排气λ(例如，空燃比除以化学计量空燃比)从所述发动机空燃比分离。所述第二燃料喷射器的传递函数误差可随后超出第二燃料喷射器的传递函数而适应或调节。以这种方式，燃料喷射器传递函数误差可被降低甚至在弹道操作范围内，而不会引起大的发动机空燃比扰动。

本说明书可提供若干优点。具体地，所述方法可降低发动机的空气-燃料误差。此外，所述方法可允许燃料喷射器在由于非线性燃料喷射器的行为被迄今为止避免的脉冲宽度处操作。再者，所述方法可降低发动机排放且提高催化效率。

当单独或结合附图时，根据下面具体实施方式，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由权利要求唯一地限定。此外，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

当单独或参考附图时，通过阅读实施例的示例(本文称为具体实施方式)，将更充分的理解本文描述的优点，其中：

图1是发动机的示意图；

图2示出一种用于调节燃料喷射器操作的方法；

图3示出燃料喷射器的修正量与用于在弹道区域中操作的燃料喷射器的燃料喷射器脉冲宽度的关系的预示性示例曲线图；以及

图4示出了根据图2的方法用于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

本说明书涉及修正燃料喷射器传递函数且基于所修正的燃料喷射器传递函数操作燃料喷射器。燃料喷射器可被并入如图1所示的发动机。可根据图2的方法操作所述发动机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在燃料喷射器操作的弹道区域中进行修正，其中燃料喷射器的流量可以是如图3所示的非线性的。可根据图2的方法按如图4所示的顺序操作发动机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，所述内燃发动机包括多个汽缸，图1示出所述多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，所述汽缸壁具有位于其内并与曲轴40连接的活塞36。飞轮97和环形齿轮99耦合到曲轴40。启动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择地推动小齿轮95以啮合环形齿轮99。启动器96可直接安装在发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，启动器96可通过皮带或链条选择性地供应扭矩给曲轴40。在一个示例中，当启动器96不啮合到发动机曲轴时，启动器96处于基础状态。燃烧室30被示出经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气和排气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53进行操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。

直接燃料喷射器66被示出设置为直接喷射燃料到汽缸30内，本领域技术人员称其为直接喷射。进气道燃料喷射器67喷射燃料到进气道69，本领域技术人员称其为进气道喷射。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传递液体燃料。同样地，燃料喷射器67根据来自控制器12的电压脉冲宽度或燃料喷射器脉冲宽度成比例传递液体燃料。燃料由燃料系统(未示出)传递到燃料喷射器66和67，所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)。燃料以高于被供给到进气道燃料喷射器67的燃料的压力被供给到直接燃料喷射器66。此外，进气歧管44被示出与任选的电子节气门62相连通，节气门62调节节流板64位置以控制从进气口42至进气歧管44的空气流量。在一些示例中，节气门62和节流板64可设置在进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。

无分电器点火系统88响应控制器12经由火花塞92提供点火火花到燃烧室30。通用排气氧(UEGO)传感器126被示为耦合到催化转化器70上游的排气歧管48。可选地，双态排气氧传感器可代替UEGO传感器126。

在一个示例中，转化器70能够包括多种催化剂砖。在另一个示例中，能够使用每个均带有多种砖的多种排放控制装置。在一个示例中，转化器70能够是三元型催化剂。

控制器12在图1中被示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102，输入/输出端口(I/O)104，只读存储器(ROM)106(例如，非暂时性存储器)，随机存取存储器(RAM)108，保活存储器(KAM)110及常规数据总线。控制器12被示出从耦合到发动机10的传感器接收各种信号，除了前面所讨论的那些信号外，还包括：来自耦合到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦合到加速器踏板130用于感测由脚132施加的力的位置传感器134；耦合到制动踏板150用于感测由脚152施加的力的位置传感器154，来自耦合到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自霍尔效应传感器118感测曲轴40位置的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压也可被感测(传感器未示出)以便由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在每次曲轴回转产生预定数量的等距脉冲，由此能够确定发动机转速(RPM)。

在一些示例中，所述发动机可耦合到混合动力车辆中的电动马达/电池系统。此外，在一些示例中，可采用其他发动机构造，例如具有多个燃料喷射器的柴油发动机。此外，控制器12可传达诸如部件退化到灯(或可替代地，到显示面板171)的条件。

在操作期间，发动机10中的每个汽缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常，所述排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移动到汽缸的底部，从而增大燃烧室30内的容积。活塞36邻近汽缸的底部并且处于其冲程的结束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置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被关闭。活塞36移向汽缸盖，从而压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在以下称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在以下称为点火的过程中，所述喷射的燃料由已知的点火装置(诸如火花塞92)点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞的运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以释放所燃烧的空气-燃料混合物到排气歧管48并且活塞返回到TDC。注意，以上仅是作为示例示出，并且进气和排气门打开和/或闭合正时可变化，例如，从而提供正的或负的气门重叠，进气门延迟关闭，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；与汽缸流体连通的进气道燃料喷射器；与汽缸流体连通的直接燃料喷射器；和控制器，所述控制器包括存储在非瞬时存储器中用于命令所述发动机以恒定的空燃比操作同时经由进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器供给燃料到汽缸的可执行指令，用于增加供给到直接燃料喷射器的燃料压力同时继续命令发动机以恒定空燃比操作的附加指令，以及通过减小供给到直接燃料喷射器的燃料脉冲宽度以弹道模式操作直接燃料喷射器，同时继续命令发动机以恒定的空燃比操作的附加指令。

在一些示例中，所述系统进一步包括以恒定的速度和空气质量操作发动机同时命令发动机以恒定空燃比操作的附加指令。所述系统进一步包括调节直接燃料喷射器的传递函数或增益的附加指令。所述系统包括其中基于排气λ调节传递函数或增益。所述系统包括其中基于在汽缸循环期间经由直接燃料喷射器提供到汽缸的燃料分数进一步调节传递函数或增益。所述系统进一步包括递增地增加供给到直接燃料喷射器的燃料压力同时命令发动机以恒定空燃比操作的附加指令。

现在参照图2，其示出了一种用于修正燃料喷射器传递函数并且基于修正的传递函数操作发动机的方法。图2的方法可作为储存在非瞬时存储器中的可执行指令被包括在图1的系统中。此外，图2的方法可提供图4的操作顺序。

在202处，方法200判断用于表征燃料喷射器和调节燃料喷射器操作的条件是否存在。在一个示例中，当发动机正处于零驾驶员需求扭矩的怠速时，方法200可判断存在用于表征燃料喷射器的条件。在另一些示例中，当发动机以恒定发动机转速和负荷操作时，例如当车辆在平坦道路上处于巡航控制模式时，方法200可判断存在用于表征燃料喷射器的条件。如果方法200判断存在用于表征燃料喷射器的条件，则答案为是，然后方法200进行到204。

在204处，方法200调节供给燃料到汽缸的第一燃料喷射器从而输送第一燃料分数，并且方法200调节供给燃料到汽缸的第二燃料喷射器从而输送第二燃料分数。第一燃料喷射器可以是进气道燃料喷射器而第二燃料喷射器可以是直接燃料喷射器。燃料分数是在汽缸循环期间输送到汽缸的燃料量的分数。第一燃料喷射器的燃料分数和第二燃料喷射器的燃料分数加起来为值1。因此，例如，第一燃料喷射器可被调节为燃料分数0.6和第二燃料喷射器可被调节为燃料分数0.4。因此，如果X克燃料经由第一和第二燃料喷射器被提供到汽缸，第一燃料喷射器供给0.6·X克燃料并且第二燃料喷射器供应0.4·X克燃料。

在一个示例中，其中第一燃料喷射器的操作没有被表征并且其中第二燃料喷射器的操作正被表征，第一燃料喷射器被调节为比第二燃料喷射器更大的燃料分数，例如0.6。此外，第二燃料喷射器的燃料分数可被调节，使得第二燃料喷射器以燃料喷射器脉冲宽度操作，其中燃料喷射器的流量是线性的，但接近燃料喷射器的流量是非线性的地方(例如，邻近但不在燃料喷射器操作的弹道区域)。

在具有多于一个汽缸的发动机中，方法200调节所有发动机汽缸的第一喷射器以输送第一燃料分数并且调节所有发动机汽缸的第二燃料喷射器以输送第二燃料分数。通过操作发动机汽缸的第一燃料喷射器以提供比发动机汽缸的第二喷射器更大的燃料分数，降低熄火(misfire)的可能性并比所期望的更富或更稀操作发动机汽缸是可能的，这是因为在第二燃料喷射器的表征期间由第一燃料喷射器供给的燃料保持恒定的大部分喷射的燃料。在第一和第二燃料喷射器的燃料分数被选择之后，方法200进行到206。

在206处，方法200以恒定空气质量操作发动机。在一个示例中，所期望的发动机扭矩根据驾驶员需求扭矩、发动机泵送损失、发动机摩擦损失和附件损失确定。将被喷射的所需量的燃料基于凭经验确定的燃料量，所述燃料量在目前发动机转速处供应所期望的发动机扭矩。通过期望的恒定空燃比乘以所需的燃料量确定发动机空气质量(例如，14.64)。发动机节气门位置被调节从而以目前发动机转速提供发动机空气质量。因此，为了以恒定空气质量操作发动机，所述发动机以恒定的期望发动机扭矩操作。在发动机开始以恒定的空气质量操作之后，方法200进行到208。

在208处，方法200以供应燃料到第二燃料喷射器的燃料轨中的基本压力(basepressure)操作发动机。基本压力可基于存储在由发动机转速和负荷索引的表中的凭经验确定的值。在基本压力下供应燃料到第二燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力保持恒定。第二燃料轨也可供给燃料到其他发动机汽缸的第二喷射器。方法200进行到210。

在212处，方法200以第二燃料喷射器操作发动机，该燃料喷射器被提供比在燃料流的弹道或非线性燃料流量区域操作燃料喷射器的脉冲宽度更大的脉冲宽度。此外，在发动机循环期间(例如，两次公转)发动机的空气流和提供到发动机汽缸的燃料量保持恒定，如前所述。此外，对于具有多于一个汽缸的发动机，方法200提供到其它发动机汽缸中的第二燃料喷射器的燃料喷射器脉冲宽度比在弹道或非线性燃料流量区域中操作其它发动机汽缸中的第二燃料喷射器的脉冲宽度更大。例如，如果当小于400微秒的脉冲宽度被提供到其他发动机汽缸的第二燃料喷射器时其他发动机汽缸的第二燃料喷射器进入弹道模式，大于400微秒的脉冲宽度被提供到其他发动机汽缸的第二燃料喷射器。在发动机开始以恒定空气质量并以恒定的空燃比操作之后，方法200进行到214。

在214处，方法200在发动机基于来自排气氧传感器的输出操作时确定λ值。λ值是发动机的目前空燃比除以化学计量的空燃比(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转换成发动机空燃比。λ的目前值被存储到控制器存储器。此外，第二燃料喷射器的脉冲宽度也可被存储到存储器。在λ值被存储到存储器之后，方法200进行到216。

在216处，方法200在所述第二燃料轨中递增燃料压力。通过在第二燃料轨中递增压力，如果第二燃料喷射器的脉冲宽度保持恒定，由于第二燃料喷射器两侧增大的压降，第二燃料喷射器的流率将增加。供给到第二燃料轨的燃料压力可通过从222循环回到216递增地增加多次。同样地，供给到其他发动机汽缸的第二喷射器的燃料压力增加。在第二燃料轨的燃料压力被递增之后，方法200进行到218。

在218处，方法200响应在第二燃料轨中燃料压力的增加而减小供给到第二燃料喷射器的燃料脉冲宽度，使得发动机可继续以处于或接近恒定命令的空燃比操作。换句话说，控制器12调节燃料喷射脉冲宽度以补偿或调节燃料压力的增加，这增加了燃料喷射器的流量，使得发动机空燃比继续被命令到所期望的恒定值。此外，减小燃料喷射器脉冲宽度将燃料喷射器移到弹道非线性流量区域，使得第二燃料喷射器的传递函数可被表征在其弹道操作区域中。第二燃料喷射器脉冲宽度被减小到某个值，该值被预期基于第二燃料喷射器的传递函数提供所期望的恒定发动机空燃比。注意，第二燃料喷射器的传递函数可包括倍增器，该倍增器基于第二燃料喷射器两侧的压降调节提供到第二燃料喷射器的脉冲宽度(例如，第二燃料轨的燃料压力和其中正被喷射燃料的汽缸内燃料压力之间的压力差)。此外，第二燃料喷射器的传递函数可将燃料流量与燃料喷射器脉冲宽度关联。同样地，供给到其他发动机汽缸的第二喷射器的燃料脉冲宽度也类似减小。在燃料喷射器脉冲宽度被调节以保持所期望的恒定发动机空燃比之后，方法200进行到220。

在220处，方法200在发动机基于来自排气氧传感器的输出操作时确定λ值。λ值是发动机目前空燃比除以化学计量的空燃比。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的目前值被存储到控制器存储器。此外，第二燃料喷射器的脉冲宽度和其它汽缸的第二燃料喷射器的脉冲宽度被存储到存储器。用于输送期望的发动机空燃比的第二燃料喷射器的脉冲宽度和由排气氧传感器观察到的λ值之间的误差是在第二燃料喷射器的弹道操作区域中的第二燃料喷射器传递函数的误差的指示。同样地，用于输送所期望的发动机空燃比的其他汽缸的第二燃料喷射器脉冲宽度和由排气氧传感器观察到的λ值之间的误差是在第二燃料喷射器的弹道操作区域中的其他汽缸的第二燃料喷射器传递函数的误差的指示。在λ值被存储到存储器之后，方法200进行到222。

在222处，方法200判断供应燃料到所述第二燃料喷射器和其它汽缸的第二燃料喷射器的第二燃料轨中的燃料压力是否大于阈值压力。在一个示例中，阈值压力是这样的压力，在该压力处第二燃料喷射器的脉冲宽度正好在第二燃料喷射器在弹道或非线性燃料流量范围操作的区域内。例如，如果燃料喷射器在燃料喷射脉冲宽度小于400微秒的弹道模式，那么阈值压力是这样的压力，该压力导致脉冲宽度在200微秒处被供给到第二燃料喷射器或在第二燃料喷射器已知没有打开时的脉冲宽度。如果答案为是，方法200进行到224。否则，方法200返回到216。

在224处，方法200降低在第二燃料轨中的燃料压力至基本燃料压力，并响应于第二燃料轨内的燃料压力降低而增加第二燃料喷射器的脉冲宽度，使得所期望的发动机空燃比可被保持。特别是，第二燃料轨中的燃料压力降低到某个水平，该水平导致第二燃料喷射的脉冲宽度增大至燃料喷射器在线性流量区域中操作时的脉冲宽度。同样地，在第二燃料轨道中的燃料压力降低到某个水平，该水平导致其它汽缸的第二燃料喷射器的脉冲宽度在线性流量区域中操作。在第二燃料轨内的燃料压力降低并且第二燃料喷射的脉冲宽度增加之后，方法200进行到226。

在226处，方法200在第二燃料轨道中的燃料压力增加的时间期间在步骤214至220处操作的燃料喷射器的脉冲宽度下确定第二燃料喷射器的标称脉冲宽度的修正。在一个示例中，用于每个递增的燃料压力的燃料脉冲宽度的修正通过以下等式确定：

其中，％Correction_to_2ndinjectiorpw是在特定的第二燃料喷射器脉冲宽度下施加于第二燃料喷射器的传递函数的修正，％change_in_lambda_at_the_pw_from_nom是在当第二燃料喷射器在基本压力下被供给燃料时施加的燃料脉冲宽度处，在特定的脉冲宽度处观察到的λ值从用于整个汽缸组的λ值的百分比变化(例如，在214处的λ值)，并且fuel_frac_2nd_cyl是当施加特定的第二燃料喷射器脉冲宽度时由第二燃料喷射器供给的燃料分数。因此，如果在特定的第二燃料喷射器脉冲宽度处的λ值改变5％并且由第二燃料喷射器提供的燃料分数是0.4，对于特定的第二燃料喷射器脉冲宽度的第二燃料喷射器传递函数值被调节0.05/.4＝12.5个百分比。此外，其他汽缸的第二燃料喷射器的传递函数的修正可以以相同的方式执行。然而，在一些示例中，发动机的所有第二燃料喷射器将使用相同的传递函数。因此，用于所有发动机汽缸的第二燃料喷射器的单一传递函数可被修正。方法200在第二燃料喷射器在步骤214和222之间操作的所有脉冲宽度处对第二燃料喷射器的传递函数执行类似调节。

在228处，存储在表示第二燃料喷射器的传递函数的表或函数中的值通过将在226处所确定的相应的喷射器修正值乘以存储在传递函数中的值并且将结果存储回第二燃料喷射器传递函数内被修正。例如，如果第二燃料喷射器的传递函数将在300微秒的脉冲宽度处的第二燃料喷射器的流量描述为Z，并在226处确定的用于300微秒的脉冲宽度的修正为10％，则存储在第二燃料喷射器的传递函数中的修正值为0.1·Z。用于当第二燃料喷射器被提供不同于300微秒的脉冲宽度时的修正也被执行用于在216处所执行的燃料压力中的每个增量。同样地，用于其他汽缸的第二燃料喷射器的传递函数的修正可被类似地执行。在其中单一传递函数描述所有发动机汽缸的第二燃料喷射器的操作的情况下，单一传递函数也类似地被调节。方法200将修改的(一个或多个)传递函数存储在存储器中并且进行到230。

在230处，方法200基于修正和存储的第二燃料喷射器传递函数通过供给燃料到发动机汽缸而操作发动机。例如，脉冲宽度被提供到每个发动机汽缸的第二燃料喷射器，所述脉冲宽度基于在汽缸的周期期间被输送到汽缸的期望的燃料质量和根据要喷射到汽缸的期望的燃料质量输出燃料喷射器脉冲宽度的传递函数。在发动机汽缸响应一个或多个修正的第二燃料喷射器传递函数而操作之后，方法200进行到退出。

应当注意，方法200的描述中提到的第一燃料喷射器和/或其他汽缸的第一燃料喷射器可以是图1中所示的进气道燃料喷射器。相应地，方法200的描述中提到的第二燃料喷射器和/或其他汽缸的所述第二燃料喷射器可以是图1中所示的直接燃料喷射器。可选地，第一燃料喷射器可以是直接燃料喷射器并且第二燃料喷射器可以是进气道燃料喷射器。

因此，图2的方法提供了一种用于给汽缸加燃料的方法，其包括：在供应燃料到汽缸的弹道操作区域中操作燃料喷射器；并且响应于排气λ和由燃料喷射器提供到汽缸的燃料分数小于1，调节所述燃料喷射器的控制参数；以及基于所调节的控制参数，操作燃料喷射器。所述方法包括其中弹道操作区域是其中通过燃料喷射器的燃料流量是非线性的操作区域。所述方法包括其中所述控制参数是燃料喷射器的增益或传递函数。

在一个示例中，所述方法包括其中所调节的控制参数被存储到存储器。所述方法包括其中燃料喷射器是直接燃料喷射器。所述方法包括其中汽缸是在发动机中，并且当燃料喷射器在弹道模式中操作时其中所述发动机以恒定的转速和空气质量操作。所述方法包括其中燃料分数小于0.5。

图2的方法还提供了一种用于给汽缸加燃料的方法，其包括：以恒定速度和空气质量操作发动机；通过第一燃料喷射器供给第一燃料分数到发动机汽缸，同时通过第二燃料喷射器供给第二燃料分数到汽缸；增加供给到第二燃料喷射器的燃料的压力；响应于增加供给到第二燃料喷射器的燃料的压力，减小供给到第二燃料喷射器的脉冲宽度，从而在弹道区域操作第二燃料喷射器；并且响应于所产生的排气λ调节所述第二燃料喷射器的控制参数，同时第二燃料喷射器在弹道区域中操作；并且基于所调节的控制参数操作所述第二燃料喷射器。所述方法包括其中第一燃料喷射器是进气道燃料喷射器，并且其中所述第二燃料喷射器是直接燃料喷射器。

在一些示例中，所述方法包括其中基于经由第二燃料喷射器供给到汽缸的燃料分数进一步调节控制参数。所述方法包括其中所述第二燃料喷射器的燃料流量在弹道区域是非线性的。所述方法包括其中所述控制参数是传递函数或增益。所述方法进一步包括命令所述发动机以恒定空燃比操作同时以恒定转速和空气质量操作并且同时增加供给到所述第二燃料喷射器的燃料的压力。所述方法包括其中第一燃料分数大于0.5。

现在参照图3，其示出燃料喷射器的修正量与用于在非线性或弹道区域中操作的燃料喷射器的燃料喷射器脉冲宽度的关系的示例曲线图。图1示出的燃料喷射器可类似于图3中所示的方式操作。

X轴线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轴线表示根据标称燃料喷射器流率的燃料流量修正。标称修正具有值1。当燃料喷射器流量小于标称时，修正因子是标称的分数(例如，0.8)。正如我们应用此修正因子为(1/0.8)。当燃料喷射器流量大于标称时，修正因子大于1(例如，1.1)。圆圈代表对于不同燃料喷射器脉冲宽度的各个数据值。

在该示例中，当燃料脉冲宽度小于约500微秒(0.5毫秒)时，燃料喷射器开始在非线性或弹道范围内操作。此范围由引导段302指示。在更高或更长的脉冲宽度中，当燃料喷射器脉冲宽度大于500微秒(0.5毫秒)时，燃料喷射器流量是如由值1所表示的标称量。此范围由引导段306指示。当由曲线300所描述的燃料喷射器以450微秒的脉冲宽度操作时，燃料喷射器的流量是大约由引导段304所指示的标称燃料喷射器流率的80％。这指示当在低脉冲宽度区域移动时，加燃料的量比预期降低更大程度。因此，当燃料喷射器被供给450微秒喷射脉冲时，该特定的燃料喷射器的燃料流率减小。所以，如果在450微秒处，相对于标称为特定喷射器加80％的燃料。这意味着，当要求在450微秒喷射器燃料流量为1时，它实际上输送了0.8。因此，修正因子为0.8，并且我们需要要求-1/修正因子(即，1/0.8＝1.25)倍的燃料从而在标称流量为1时操作喷射器。

响应于小于500微秒的燃料喷射器脉冲宽度，修正因子进一步降低。在燃料喷射器脉冲宽度大于500微秒时，来自标称的修正是1(如，无修正)。当特定的脉冲宽度施加于燃料喷射器时，燃料喷射器的标称流率可与修正相乘从而提供喷射器的燃料流率。

图3中所示的多个修正值可作为燃料喷射器的传递函数被存储在表或函数中。修正值可根据图2的方法被调节或更新。因此，有可能描述在燃料喷射器的弹道操作范围内的燃料喷射器的流量，其中燃料喷射器可展现出非线性流量。

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。垂直标记T1-T6表示在顺序期间的关注时间。

来自图4顶部的第一曲线图是发动机转速与时间的关系曲线图。Y轴线表示发动机转速并且发动机转速沿Y轴线箭头的方向增加。X轴线表示时间并且时间从曲线图左侧到曲线图右侧增加。

来自图4顶部的第二曲线图是发动机空气质量与时间的关系曲线图。Y轴线表示发动机空气质量(例如，通过发动机的空气流量)并且发动机空气质量沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从曲线图左侧到曲线图右侧增加。

来自图4顶部的第三曲线图是发动机λ与时间的关系曲线图。Y轴线表示发动机λ并且发动机λ沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从曲线图左侧到曲线图右侧增加。水平线402表示发动机λ值为1。

来自图4顶部的第四曲线图是在供应燃料给直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力与时间的关系曲线图。Y轴线表示在燃料轨中的燃料压力并且燃料压力沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从曲线图左侧到曲线图右侧增加。

来自图4顶部的第五曲线图是直接燃料喷射器脉冲宽度与时间的关系曲线图。Y轴线表示直接喷射器脉冲宽度并且直接喷射器脉冲宽度沿Y轴线箭头方向增大。X轴线表示时间并且时间从曲线图左侧到曲线图右侧增加。

来自图4顶部的第六曲线图是进气道燃料喷射的燃料分数与时间的关系曲线图。Y轴线表示进气道燃料喷射的燃料分数并且进气道燃料喷射的燃料分数沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从曲线图左侧到曲线图右侧增加。

来自图4顶部的第七曲线图是直接燃料喷射器的燃料分数与时间的关系曲线图。Y轴线表示直接燃料喷射器的燃料分数并且直接燃料喷射器的燃料分数沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从曲线图左侧到曲线图右侧增加。

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，所期望的λ值)并且燃料轨压力处于用于以目前发动机转速和负荷操作发动机的基本燃料压力。基本燃料压力可凭经验确定并存储到存储器中的表，所述表可通过发动机转速和负荷索引。直接燃料喷射器脉冲宽度处于较低的中等水平并且进气道喷射器的燃料分数被设定为恒定值，所述恒定值大于所述直接喷射器的燃料分数。

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并且在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力响应表征直接燃料喷射器的要求而增加。直接燃料喷射器脉冲宽度响应在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的更高压力而减小。在力求保持恒定的发动机空燃比中直接燃料喷射器脉冲宽度减小。直接燃料喷射器脉冲宽度进入弹道区域，在弹道区域中燃料喷射器流量是非线性的。进气道和直接喷射器的燃料分数保持不变。发动机λ值开始增加，从而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，从而导致比所期望的更稀的发动机空燃比。在时间T1之后且在时间T2之前的短时间，发动机λ值和直接燃料喷射器脉冲宽度被存储到存储器。

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并且在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力响应燃料轨中的压力未达到预定压力而增加。直接燃料喷射器脉冲宽度响应在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的较高的压力而减小。以这种方式，燃料喷射器脉冲宽度在较高燃料压力存在的情况下被调节从而保持发动机空燃比。进气道和直接喷射器的燃料分数保持不变。发动机λ值增加甚至更多从而指示燃料喷射器脉冲宽度进一步进入弹道区域。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，从而导致比所期望的更稀的空燃比。在时间T2之后且在时间T3之前的短时间，发动机λ值和直接燃料喷射器脉冲宽度被存储到存储器。

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，并且在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力响应在燃料轨中的压力未达到预定压力而增加。响应在供应燃料给直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力的增加，直接燃料喷射器脉冲宽度被减小甚至更多。因此，燃料脉冲宽度被再次调节以保持发动机空燃比。进气道和直接喷射器的燃料分数保持不变。发动机λ值增加仍更多，从而指示燃料喷射器脉冲宽度仍处于弹道区域中。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，从而导致比所期望的更稀的空燃比。在时间T3之后且在时间T4之前的短时间，发动机λ值和直接燃料喷射器脉冲宽度被存储到存储器。

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并且在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力响应于在燃料轨中的压力未达到预定压力而增加。响应于在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力的增加，直接燃料喷射器脉冲宽度被减小甚至更多。进气道和直接喷射器的燃料分数保持不变。发动机λ值再次增加，但这次增加较少量。直接燃料喷射器脉冲宽度仍处于弹道区域中。所增加的λ值指示直接燃料喷射器传递函数仍正提供燃料脉冲到直接燃料喷射器，从而导致比所期望的更稀的空燃比。在时间T4之后且在时间T5之前的短时间，发动机λ值和直接燃料喷射器脉冲宽度被存储到存储器。

在时间T5处，发动机转速和空气质量继续保持在它们各自的恒定值并且在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力响应于在燃料轨中的压力未达到预定压力而增加。响应于在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力的增加，直接燃料喷射器脉冲宽度被减小甚至更多。进气道和直接喷射器的燃料分数保持不变。发动机λ值保持在与时间T4处相同的值。直接燃料喷射器脉冲宽度仍处于弹道区域中。所增加的λ值指示直接燃料喷射器传递函数仍正提供燃料脉冲到直接燃料喷射器，从而导致比所期望的更稀的空燃比。在时间T5之后且在时间T6之前的短时间，发动机λ值和直接燃料喷射器脉冲宽度被存储到存储器。

在时间T6处，发动机转速和空气质量继续保持在它们各自的恒定值并且在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力响应于在燃料轨中的压力已达到预定压力而降低。直接燃料喷射器脉冲宽度响应于在供应燃料到直接燃料喷射器的燃料轨中的燃料压力的增加而增加。进气道和直接喷射器的燃料分数保持不变。发动机λ值返回到值1。直接燃料喷射器脉冲宽度增加至在弹道区域之外的线性区域。在时间T6之后的短时间，发动机λ值和直接燃料喷射器脉冲宽度被存储到存储器。

在时间T6之后，直接燃料喷射器传递函数可被调节以提高直接燃料喷射器操作的传递函数表征。在一个示例中，在直接燃料喷射传递函数中的条目(entries)可通过由修正值乘以在直接燃料喷射器的传递函数中的目前值进行调节，所述修正值基于发动机λ的变化，所述变化来自标称值除以如图2的方法所描述的直接燃料喷射器的燃料分数。直接燃料喷射器可随后基于所修正的传递函数进行操作。

注意，这里所包含的示例控制和估计例程那个在各种发动机和/或车辆的系统配置中使用。这里公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非瞬时存储器中，并且可由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器以及其它发动机硬件的结合执行。这里描述的具体例程可代表任何数量的处理策略中的一者或多者，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所说明的各种动作、操作和/或功能可以按说明的顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现本文描述的示例实施例的特点和优点时，处理的顺序不是必须要求的，而是为了便于说明和描述。根据所用的具体策略，一个或多个说明性的动作、操作和/或功能可以重复执行。此外，所示的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时存储器内的代码，其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。

本说明书至此结束。本领域技术人员在阅读了本说明书时在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可想到许多变化和更改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替代燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可使用本说明书以获益。

Claims (20)

1.一种用于给汽缸加燃料的方法，其包括：

在供应燃料到所述汽缸的弹道操作区域操作燃料喷射器；并且

响应于排气λ和通过所述燃料喷射器提供到所述汽缸的燃料分数，调节所述燃料喷射器的控制参数；并且

基于调节的控制参数操作所述燃料喷射器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述弹道操作区域是通过所述燃料喷射器的燃料流量为非线性的操作区域。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制参数是燃料喷射器增益或传递函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调节的控制参数被存储到存储器。

5.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。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述汽缸是在发动机中，并且其中当所述燃料喷射器在弹道模式中操作时所述发动机以恒定的转速和空气质量操作。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述燃料分数小于0.5。

8.一种用于给汽缸加燃料的方法，其包括：

以恒定的转速和空气质量操作发动机；

经由第一燃料喷射器提供第一燃料分数到所述发动机的汽缸，同时经由第二燃料喷射器提供第二燃料分数到所述汽缸；

增加提供到所述第二燃料喷射器的燃料的压力；

响应于增加提供到所述第二燃料喷射器的所述燃料的压力，减小提供到所述第二燃料喷射器的脉冲宽度以在弹道区域中操作所述第二燃料喷射器；并且

当所述第二燃料喷射器在所述弹道区域中操作时，响应于产生的排气λ，调节所述第二燃料喷射器的控制参数；以及

基于所述调节的控制参数，操作所述第二燃料喷射器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一燃料喷射器是进气道燃料喷射器，并且其中所述第二燃料喷射器是直接燃料喷射器。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，基于经由所述第二燃料喷射器提供到所述汽缸的燃料分数，进一步调节所述控制参数。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二燃料喷射器的燃料流量在所述弹道区域中是非线性的。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述控制参数是传递函数或增益。

13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括命令所述发动机以恒定的空燃比操作，同时以恒定速度和空气质量操作并且同时增加提供到所述第二燃料喷射器的所述燃料的压力。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一燃料分数大于0.5。

15.一种用于给汽缸加燃料的系统，其包括：

发动机，其包括汽缸；

进气道燃料喷射器，其与所述汽缸流体连通；

直接燃料喷射器，其与所述汽缸流体连通；和

控制器，其包括：存储在非瞬时存储器中用于命令所述发动机以恒定空燃比操作同时经由所述进气道燃料喷射器和所述直接燃料喷射器提供燃料给所述汽缸的可执行指令、用于增加提供到所述直接燃料喷射器的燃料压力同时继续命令所述发动机以所述恒定空燃比操作的附加指令、以及经由减小提供到所述直接燃料喷射器的燃料脉冲宽度而在弹道模式中操作所述直接燃料喷射器同时继续命令所述发动机以所述恒定空燃比操作的附加指令。

16.根据权利要求15所述的系统，进一步包括以恒定转速和空气质量操作所述发动机同时命令所述发动机以所述恒定空燃比操作的附加指令。

17.根据权利要求15所述的系统，进一步包括调节所述直接燃料喷射器的传递函数或增益的附加指令。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，基于排气λ，调节所述传递函数或增益。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，进一步基于在汽缸周期期间经由所述直接燃料喷射器提供到所述汽缸的燃料分数，调节所述传递函数或增益。

20.根据权利要求15所述的系统，进一步包括递增地增加供给到所述直接燃料喷射器的燃料压力同时所述发动机被命令以所述恒定空燃比操作的附加指令。

Images