CN105736164A - 用于控制喷射器驱动的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于控制喷射器驱动的方法和装置，其中用于控制喷射器驱动的方法包括：在车辆的首次起动或者首次点火时阻止燃料供应；在预定的时间内驱动喷射器；学习和控制喷射器的打开时间，使得依据喷射器特性的喷射器的打开时间遵循参考打开时间。通过该方法和装置，可以在燃料首次供应至喷射器之前，根据喷射器的特性来学习和修正喷射器之间的偏差，从而防止排放变差。

Description

用于控制喷射器驱动的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于控制喷射器驱动的方法和装置，通过该方法和装置，可以在燃料首次供应至喷射器之前，根据喷射器的特性来学习和修正喷射器之间的偏差，从而防止排放变差。

背景技术

通常，用于车辆的燃料控制设备是如下的一种设备：其在最大可燃烧状态的所有驱动条件下，供应用于燃烧所需的混合气体至发动机，并且该燃料控制设备是主要影响发动机的输出和效率的重要构件。

燃料控制设备包括：燃料箱、燃料泵、燃料过滤器、燃料分配管道组件、燃料压力控制器、喷射器、各种传感器和电子控制单元等等。

在这些构件之中，喷射器是如下的设备：其根据来自电子控制单元(ECU)的操作信号，以预定的压力将供应的燃料喷射至发动机的燃烧室。

这里，电磁阀被嵌入在喷射器中，用于根据从ECU传输的信号来喷射燃料至燃烧室。即，当根据从ECU传输的信号而电流被施加至形成电磁阀的线圈时，针阀与电枢(armature)吸在一起，同时在线圈周围产生磁场，从而打开喷射器，由此喷射燃料至发动机的燃烧室。

具体地，驱动半导体需要嵌入在ECU中，所述驱动半导体能够学习喷射器的打开/关闭的区域。

此外，在喷射少量燃料时，由于喷射器的偏差而在如上所述的燃料系统中会发生燃料喷射量的偏差，因而由于燃料喷射量的偏差而增加例如PN的污染物质。

因此，随着针对例如PN的空气污染的法规更加严格，需要对喷射器的偏差进行修正。具体地，由于将实施排放气体的新法规Euro6+，所以先进的汽车工业致力于能够满足相应法规的研发技术。

排放气体的法规Euro6+的本质涉及严格的颗粒量(ParticleNumber)的标准，而用于降低PN的本质技术涉及燃料的多次喷射。

这里，燃料的多次喷射涉及用于通过将燃料的喷射时间分成若干个时间来喷射少量燃料至发动机的技术，其不同于用于将大量的燃料一次喷射至发动机的技术。根据燃料的多次喷射，相比于用于将大量的燃料一次喷射至发动机的技术，颗粒数量降低。

此外，由于燃料的多次喷射的本质涉及在短时间内精确地将比现有技术更少量的燃料喷射至发动机，所以一定需要精确地控制用于喷射燃料的喷射器。

图1为显示了普通的喷射器的燃料喷射量与燃料喷射时间之间的关系的曲线图。

参见图1，在普通的喷射器的情况下，随着燃料喷射时间减少，燃料喷射量与燃料喷射时间之间的相互关系呈现为非线性的。

当燃料喷射量与燃料喷射时间之间的相互关系呈现为非线性时，可能无法预期或控制要喷射的精确燃料量。因此，必须开发用于补偿非线性的技术。

作为克服上述缺点的解决方案，已经提出了用于补偿非线性特性的技术：其通过在喷射器驱动时修正偏差，并且感知喷射器之间的特性变化，以及参照随后的偏差补偿来提高响应速度。

这里，用于确定喷射器之间的特性偏差的方法可以利用例如电压或电流的因素，并且该因素可以用于补偿喷射器之间的特性偏差。

然而，可以在通常的燃料喷射程序期间以及在大规模生产车辆之后首次操作喷射器时使用喷射器的控制方法，依据喷射器的种类或者制造商而存在固有的特性偏差，使得在喷射器之间会存在偏差。

即，当首次操作喷射器时，依据例如喷射器的单独特性的各种因素(即喷射器产品分布、针阀的动态行为偏差、喷射器的驱动偏差、油压和温度偏差等)，而在电驱动信号与喷射器的打开和关闭操作之间存在偏差。

因此，这些偏差会持续导致电磁阀的升程量偏差，并且当不考虑阀门的升程量偏差的情况下喷射燃料时，会发生喷射量偏差，因而颗粒物质(PM)和颗粒量(PN)增加，由此使排放变差。

上述作为本申请的相关技术的描述仅用于帮助理解本发明的背景技术，不应被解释为包括在本领域技术人员已知的相关技术中。

发明内容

本发明已经提出解决上述缺陷的技术方案，并且本发明的一个目标涉及提供如下的一种控制喷射器驱动的方法和装置，经由该方法和装置，可以在燃料首次供应至喷射器之前，根据喷射器的特性来学习和修正喷射器之间的偏差，从而防止排放变差。

在一个方面中，本发明提供了一种用于控制喷射器驱动的方法，其包括以下步骤：在车辆首次起动或者首次点火时阻止燃料供应；在预定的时间内驱动喷射器；学习和控制喷射器的打开时间，使得依据喷射器特性的喷射器的打开时间跟随参考打开时间。

用于控制喷射器驱动的方法还可以包括：在阻止步骤之前确定车辆的起动或点火操作是否是首次的步骤。

当在确定步骤中确定出车辆的起动和点火操作不是首次时，可以控制为通过供应燃料来操作车辆的起动或点火。

在驱动步骤中，可以采用不同驱动模式来驱动喷射器多次。

学习和控制的步骤可以包括以下步骤：在喷射器被驱动期间，当喷射器打开时输入打开时间；基于相同的驱动时间来计算喷射器的打开时间与参考打开时间之间的差值；利用计算出的差值来修正喷射器的打开时间，并将修正值包括在喷射器的打开时间中。

在学习和控制步骤之后，可以控制为通过供应燃料来操作车辆的起动或点火。

在另一个方面中，本发明提供了包括控制器的用于控制喷射器驱动的装置，所述装置在车辆首次起动或首次点火时阻止燃料供应；在预定的时间内驱动喷射器；根据喷射器的特性来学习和控制喷射器的打开时间，以跟随参考打开时间。

附图说明

图1为显示了通常的喷射器的燃料喷射量与燃料喷射时间之间的关系的曲线图；

图2为显示了根据本发明的实施方案的喷射器驱动的控制方法的流程图；以及

图3为显示了根据本发明的实施方案的喷射器驱动学习装置的学习方法的示图。

应当理解，附图并非是按照比例的，而是图示性地简化呈现本文所公开的本发明的各种优选特征。本文所公开的本发明的各种优选特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例示于附图中并且描述如下。尽管将结合示例性实施方案来描述本发明，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。

本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的，并非旨在限制本发明。正如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚说明。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其它的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。正如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。

除非另有说明，包括本文中所使用的技术和科学术语的全部术语可以具有对于本发明相关技术领域的技术人员而言通常可理解的相同含义。另外，通常在词典中定义的术语被另外地解释为具有对应于当前所公开的相关技术文献和内容的含义，而不能理想地解释或者正式地解释，除非另有特别的限定。

在下文中，将参照附图来描述根据本发明的优选示例的用于控制喷射器驱动的方法和装置。

本发明的喷射器驱动的控制方法可以包括：阻止步骤S20、驱动步骤S30以及学习和控制步骤S40。

然而，在下文中在描述本发明的特征之前将描述如下的方法：其根据喷射器在通常的驱动情况和点火情况(在喷射器首次操作之后燃料供应至喷射器的情况)的特性来修正喷射器的偏差，从而控制喷射器。

例如，根据喷射器的特性来修正偏差的系统可以包括：微控制单元(MCU)、驱动半导体和喷射器。

在这种情况下，微控制单元接收来自驱动半导体的接口信号，并且产生用于控制喷射器操作的控制脉冲。

另外，驱动半导体根据从微控制单元施加的控制脉冲来补偿喷射器的喷射时间，从而输出驱动控制信号。另外，驱动半导体检测和计算表征喷射器的驱动特性的信号，并且反映补偿喷射器的喷射时间偏差时的结果。然而，其能够控制为：在微控制器中而不是驱动半导体中执行检测和计算表征喷射器的驱动特性的信号。

微控制单元和驱动半导体可以是已在相关领域中公开的微控制单元和驱动半导体，并且除此之外，还可以使用用于控制喷射器的喷射时间的其它微控制单元和/或驱动半导体。

例如，随后将描述的控制器可以包括作为集成控制器的微控制单元和驱动半导体，并且在一些情况下，控制器可以包括在微控制单元或者驱动半导体中。

根据上述配置，驱动半导体每当喷射器被驱动时检测喷射器的特性，然后基于检测的信息在后续的喷射操作中直接控制喷射器的燃料喷射时间。

另外，喷射器在根据从驱动半导体施加至喷射器的驱动控制信号而补偿燃料喷射时间时喷射燃料，并且输出表征其驱动特性的输出信号至驱动半导体。此时，表征喷射器的驱动特性的信号可以为在喷射器喷射燃料时所消耗的电压和电流，并且在一些情况下，电压和电流之一可以被选择并且用于检测喷射器的驱动特性。

此外，参照图2来具体地回顾本发明的技术特征，首先当车辆的首次起动或者首次点火操作时，在阻止步骤S20中阻止燃料供应。

此时，在阻止步骤S20之前可以包括用于确定车辆的起动或点火操作是否是首次的确定步骤S10。

即，当确定出在制造车辆之后起动或点火操作是首次时，燃料泵的继电器操作被关断，由此阻止燃料供应至燃料管路和喷射器。

这里，车辆的起动或点火操作是否是首次可以通过控制器1来确定。

然而，当在确定步骤S10中确定出车辆的起动和点火操作不是首次时，可以控制为通过供应燃料来操作车辆的起动或点火。

例如，通过对燃料泵的继电器操作为使其打开以供应燃料至燃料管路和喷射器3，来正常地执行对应于驾驶员意图的车辆的起动或点火操作。

随后，当在确定步骤S10中确定出车辆的起动和点火操作是首次并且燃料供应被阻止时，通过驱动步骤S30在预定的时间内驱动喷射器3。

例如，在驱动步骤S30中，喷射器3可以采用不同的驱动模式而被驱动多次。

即，根据车辆的行驶状况以及根据行驶状况被合理地控制并喷射至燃烧室中燃料量，发动机被驱动为怠速状态、低负载状态、中负载状态和高负载状态。在这种情况下，用于喷射器的打开操作而将电流施加至电磁阀的喷射器的驱动时间是不同的，其中，喷射器被驱动为受若干行驶情况影响的各种驱动模式。

随后，在学习和控制步骤S40中学习喷射器的打开时间，使得依据喷射器3的特性的喷射器的打开时间遵循参考打开时间。

更具体地，学习和控制步骤S40可以包括：输入步骤S41、计算步骤S42和修正步骤S43。

在输入步骤S41中，在喷射器被驱动时输入喷射器的打开时间。

例如，参见图3，当电信号(电流)被施加至电磁阀/与电磁阀断开时，驱动喷射器使其打开/关闭，并且此时根据喷射器的动作而产生感应电压，产生的感应电压信号被传输至控制器1。这里，控制器1根据感应电压信号的变化来测量喷射器的打开时间。

随后，基于相同的喷射器的驱动时间，在计算步骤S42中计算喷射器的打开时间与设定的参考打开时间之间的差值。

此后，当在计算步骤S42中存在差值时，将喷射器的打开时间修正为包括在修正步骤S43中计算出的差值。

例如，假设在喷射器的预定驱动时间期间，参考打开时间设定为40ms，则当在相同的喷射器的驱动时间期间，喷射器的实际打开时间被测量为30ms时，控制喷射器的打开时间以进行反馈，从而使得差值10ms影响喷射器的当前打开时间。

另外，根据本发明的示例性实施方案，可以控制为：在学习和控制步骤S40之后，通过供应燃料来操作车辆的起动或点火。

例如，通过对燃料泵的继电器操作使其打开，而将燃料供应至燃料管路和喷射器3，从而正常地执行对应于驾驶员意图的车辆的起动和点火操作。

此外，本发明的用于车辆的喷射器驱动控制装置可以通过控制器1中的控制操作来实施。

更具体地，当为首次起动或首次点火时，控制器1阻止燃料供应，在预定的时间内驱动喷射器1，并且根据喷射器的特性来学习和控制喷射器的打开时间，以遵循参考打开时间。

如上所述，当在制造车辆之后为车辆的首次起动或点火时，在预定的时间(正常为一秒)内驱动喷射器，而不喷射燃料，由此学习喷射器的打开时间，从而防止由于燃料的喷射量的误差而引起的PM和PN增加。

具体地，在喷射器的操作部分(其中，不喷射燃料)学习喷射器3的驱动，从而提高学习的可靠性，且进一步地在相同的条件(不喷射燃料和相同的温度)下操作喷射器3若干次以进行学习，由此提高学习的可靠性。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，且显然的是，根据以上教导若干修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述以解释本发明的特定原理及其实际应用，由此使得本领域的其它技术人员能够利用并实现本发明的各种示例性实施方案及其各种可替选方式和修改方式。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (7)

1.一种用于控制喷射器驱动的方法，其包括：

在车辆的首次起动或者首次点火时阻止燃料供应；

在预定的时间内驱动喷射器；

学习和控制喷射器的打开时间，使得依据喷射器特性的喷射器的打开时间遵循参考打开时间。

2.根据权利要求1所述的用于控制喷射器驱动的方法，进一步地包括：在阻止步骤之前确定车辆的起动或点火操作是否是首次。

3.根据权利要求2所述的用于控制喷射器驱动的方法，其中，当在确定步骤中确定出车辆的起动或点火操作不是首次时，车辆的起动或点火被控制为通过供应燃料来操作。

4.根据权利要求1所述的用于控制喷射器驱动的方法，其中，在驱动步骤中，采用不同的驱动模式来多次驱动喷射器。

5.根据权利要求1所述的用于控制喷射器驱动的方法，其中，学习和控制步骤包括：

在喷射器被驱动期间，当喷射器打开时输入打开时间；

基于相同的驱动时间来确定喷射器的打开时间与参考打开时间之间的差值；

利用确定出的差值来修正喷射器的打开时间，并将修正值包括在喷射器的打开时间中。

6.根据权利要求1所述的用于控制喷射器驱动的方法，其中，在学习和控制步骤之后，车辆的起动或点火控制为通过供应燃料来操作。

7.一种用于控制喷射器驱动的装置，所述装置包括控制器，在车辆首次起动或首次点火时阻止燃料供应；在预定的时间内驱动喷射器；根据喷射器的特性来学习和控制喷射器的打开时间，以遵循参考打开时间。