CN108204307B

CN108204307B - 用于控制流体喷射的系统和方法以及车辆

Info

Publication number: CN108204307B
Application number: CN201711363724.2A
Authority: CN
Inventors: Y·胡; S·E·帕里什
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2037-12-18
Also published as: US10273923B2; CN108204307A; DE102017130230A1; US20180171928A1

Abstract

一种车辆包括具有燃烧气缸的发动机，以及配置为将多个燃料脉冲提供给气缸的至少一个燃料喷射器。控制器被编程以发出第一燃料脉冲指令以致动燃料喷射器，从而允许作为第一燃料质量的燃料通过燃料喷射器。控制器还被编程为监测燃料喷射器两端的电压，并且基于电压的变化率来确定初始燃料喷射器开度大小。控制器还被编程为响应于第一燃料质量大于数量阈值而将初始燃料喷射器开度大小指定为最大燃料喷射器开度大小。控制器进一步编程为应用缩放因子来调整第二燃料脉冲指令，以将最大燃料喷射器开度大小标准化为预定的全开值。

Description

用于控制流体喷射的系统和方法以及车辆

技术领域

本公开涉及控制流体脉冲喷射。更具体地，本公开涉及用于内燃机的燃料喷射。

背景技术

电子燃油喷射可用于调节内燃机的燃油输送。某些示例性燃料喷射器可以包括定位成将加压燃料输送到发动机气缸的燃烧室中的电磁线圈致动或压电阀装置。每个喷射器可以基于发动机运行工况在燃烧循环期间被激励一段时间（即，喷射持续时间）。每个气缸在每个燃烧循环期间可能发生多次燃料喷射事件。多次喷射的燃料质量和正时影响燃烧质量和整体燃料效率。

发明内容

一种车辆包括具有燃烧气缸的发动机，以及配置为向每个气缸供应多个燃料脉冲的至少一个燃料喷射器。控制器被编程以发出第一燃料脉冲指令以致动燃料喷射器，从而允许作为第一燃料质量的燃料通过燃料喷射器。控制器还被编程为监测燃料喷射器两端的电压，并且基于电压的变化率来确定初始燃料喷射器开度大小。控制器还被编程为响应于第一燃料质量大于数量阈值而将初始燃料喷射器开度大小指定为最大燃料喷射器开度大小。控制器进一步被编程以应用缩放因子来调整第二燃料脉冲指令以将最大燃料喷射器开度量值标准化为预定的全开值。

一种通过电磁线圈驱动的阀门提供数量控制的流体脉冲的方法包括在阀门入口处提供加压流体，并指令阀门的第一脉冲通过阀门供应第一流体质量。所述方法还包括基于阀门处的残余电压的变化来计算阀门的至少一个初始开度大小。所述方法进一步包括响应于引起流体质量大于质量阈值的初始打开大小而将初始打开大小指定为最大打开位置。所述方法还包括基于相对于预定的全开校准值的阀门的最大打开位置来存储缩放因子，并且使用缩放因子来调整后续的流体脉冲指令。

一种流体输送系统包括电磁线圈和电源，电磁线圈被配置为选择性地提升阀门的针栓以允许加压流体穿过阀门，电源提供能量以致动电磁线圈。控制器被编程为发出指令以致动电磁线圈以引起多个流体脉冲并且监测电磁线圈两端的电压。控制器还被编程为基于在第一流体脉冲期间监测的电压来确定第一提升高度。控制器还被编程为响应于第一流体脉冲的流体质量大于数量阈值而将第一提升高度指定为最大提升高度。控制器还被编程为应用缩放因子来调整至少一个后续流体脉冲，以将最大提升高度标准化为预定的全开值。

附图说明

图1是内燃机的示意图。

图2是燃料喷射器两端的电压随时间的变化率曲线。

图3是未经调整的燃料喷射器开度大小相对指令脉冲宽度的曲线图。

图4是经调整的燃料喷射器开度大小相对指令脉冲宽度的曲线图。

图5是标准化开口量相对燃料脉冲量的曲线图。

图6是使燃料喷射器开度大小标准化的方法的流程图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应该理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，其它实施例可以采取各种替代形式。这些附图不一定成比例；一些特征可能被夸大或最小化，以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其它附图中所示的特征组合，以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式，可能期望对特征进行与本公开的教导一致的各种组合和修改。

参考图1，内燃机10输出转矩作为车辆推进系统的一部分。发动机10可以以包括自动点火燃烧模式和火花点火燃烧模式的多种燃烧模式中的任何一种来运行。进气与可燃燃料混合并在燃烧室内燃烧。发动机10可以使用空气对燃料的化学计量比选择性地运行。在某些运行工况下，空气燃料比相对于化学计量混合物刻意调整为富或稀。为了实现混合比的变化，可以精确地调节输送用于燃烧的燃料和/或空气的量。本公开的各方面也可以应用于各种类型的内燃机系统和燃烧循环。发动机10选择性地联接到变速器，以通过车辆的传动系统将牵引力传输到至少一个车轮。变速器可以包括混合动力变速器，该混合动力变速器包括额外的推进源以向传动系提供补充牵引力。

发动机10可以是具有在气缸13内可滑动地移动的至少一个往复式活塞14的多缸直喷四冲程内燃机。应当理解的是，本公开的系统和方法可同样适用于不同的燃烧循环，例如对应于二冲程内燃机的燃烧循环。活塞14在相应气缸13内的运动提供了可变容积的燃烧室16。每个活塞14连接到旋转的曲轴12，旋转的曲轴12将直线往复运动转换为旋转运动以旋转传动系部件。

进气系统向进气歧管29提供进气，进气歧管29引导空气并将空气分配到燃烧室16。进气系统可包括气流管道系统和用于监测和控制气流的装置。进气系统还可以包括用于监测质量气流和进气温度的质量气流传感器32。电控节气阀34可用于控制通向发动机10的气流。可设置进气歧管29中的压力传感器36以监测歧管绝对压力和大气压力。还可以设置外部流动通道（未示出）以将排气从发动机排气再循环回到进气歧管29。再循环排气的流动可以通过排气再循环（EGR）阀38来调节。发动机10可以包括其它系统，包括涡轮增压器系统50，或者替代地，包括增压器系统以对输送到发动机10的进气加压。

从进气歧管29到燃烧室16的气流由一个或多个进气阀20调节。离开燃烧室16到排气歧管39的排气流由一个或多个排气阀18调节。可以通过控制进气和排气可变升程控制装置22和24来分别控制和调节进气阀20和排气阀18的打开和关闭。进气和排气升程控制装置22和24可以配置为分别控制和操作进气凸轮轴和排气凸轮轴。进气和排气凸轮轴的旋转与曲轴12的旋转正时机械地链接和分度。因此，进气阀20和排气阀18的打开和关闭与曲轴12和活塞14的位置协调一致。

可变升程控制装置22、24还可以包括可控机构以分别改变进气阀20和排气阀18的阀门升程或开度的大小。升程大小可以根据离散步骤（例如，高升程或低升程）而变化或连续变化。阀门升程位置可根据推进系统的运行工况（包括发动机10的转矩需求）而变化。可变升程控制装置22、24还可包括可变凸轮相位机构以分别控制和调整进气阀20和排气阀18的打开和关闭的相位（即，相对正时）。相位调整包括将进气阀20和排气阀18的打开时间相对于相应气缸15中的曲轴12和活塞14的位置移位。

可变升程控制装置22、24中的每一个可以能够相对于曲轴旋转具有大约60-90度的相位范围，以允许相对于每个气缸15的活塞14的位置提前或延迟进气阀20和排气阀18中的一个的打开和关闭。相位的范围由进气和排气可变升程控制装置22、24限定和限制，所述进气和排气可变升程控制装置22、24包括凸轮轴位置传感器，以确定进气凸轮轴和排气凸轮轴的旋转位置。可变升程控制装置22、24可以使用由控制器5控制的电动液压、液压和电动控制力中的一个来致动。

发动机10还包括燃料喷射系统，该燃料喷射系统包括多个高压燃料喷射器28，每个高压燃料喷射器28被配置为响应于来自控制器5的信号而将预定质量的燃料直接喷射到燃烧室16之一中。为了说明的目的，在图1中示出单个燃料喷射器，推进系统可以包括根据燃烧气缸的数量的任何数量的燃料喷射器。燃料喷射器28通过燃料导轨40从燃料分配系统供应加压燃料。压力传感器48监测燃料导轨40内的燃料导轨压力，并向控制器5输出对应于燃料导轨压力的信号。

燃料分配系统还包括高压燃料泵46，以经由燃料轨40将加压燃料输送到燃料喷射器28。例如，高压泵46可以产生以高达约5,000 psi的压力输送到燃料轨20的燃料压力。在一些示例中，可以采用甚至更高的燃料压力。控制器5基于操作者转矩请求和发动机速度来确定目标燃料导轨压力，并且使用燃料泵46来控制压力。在一个示例中，燃料喷射器28包括电磁线圈致动装置以打开喷嘴以喷射燃料。然而，可以预期的是，本公开的方面也可以应用于利用压电致动装置或其它类型的致动来分配燃料的燃料喷射器。燃料喷射器28还包括穿过气缸盖15中的开口放置的喷嘴，以将加压燃料分配到燃烧室16中。燃料喷射器28的喷嘴包括燃料喷射器尖端，其特征在于具有多个开口、喷洒角度和在给定压力下的容积流量。示例性的燃料喷射器喷嘴可以包括在约1450 psi下具有70度喷洒角度和10 cc/s的流速的8孔配置。

每个燃料喷射器可以包括喷嘴尖端附近的针栓部分。当相对尖端上游的孔口偏置时，针栓与喷嘴相交接以限制或切断燃料流动。当使用电源提供的能量启动燃料喷射器时，电磁线圈对能量作出响应并且致动针栓，将其从孔口提离，以允许高压燃料流过。燃料围绕针栓流动并通过喷嘴末端附近的开口喷出，以喷洒到燃烧缸16中与空气混合来促进燃烧。火花点火系统可以被设置为响应于来自控制器5的信号将火花能量提供给火花塞用于点燃或辅助点燃每个燃烧室16中的气缸充气。

可以快速连续地发生一系列的多个针栓提升或燃料脉冲，以获得最佳的燃烧工况，而不使燃烧气缸过度饱和。例如，实现期望的目标燃料质量的单个较长的脉冲可能导致大于渗透气缸内喷洒的最佳深度。相反，总计成目标燃料质量的连续的多个较小的脉冲可能具有较少的气缸整体渗透度并且产生更期望的燃烧工况，从而导致更好的燃料经济性和减少的排放（例如颗粒）。另外，每个相应的针栓提升的提升高度影响在每个脉冲期间通过喷射器的燃料的质量。

控制器5发出燃料脉冲宽度（FPW）指令以影响喷射器保持打开以允许燃料通过的持续时间。燃料喷射器可以相对于喷射持续时间在燃料质量输送的线性区域和非线性区域两者中操作。燃料质量输送的线性区域包括指令喷射持续时间，指令喷射持续时间在给定的燃料压力下具有相应的已知且独特的燃料质量输送。燃料质量输送的线性区域包括在恒定的燃料压力下燃料质量输送随着喷射持续时间的增加而单调增加的区域。然而，燃料质量输送的非线性区域包括在给定的燃料压力下具有未知的或不可预测的燃料质量输送的指令喷射持续时间，包括燃料喷射器可以在不同的喷射持续时间输送相同燃料质量数量的非单调区域。线性和非线性区域的边界可以针对不同的燃料喷射器系统而变化。

发动机10配备有用于监测发动机运行的各种感测装置，包括能够输出RPM数据和曲轴旋转位置的曲轴传感器42。压力传感器30输出指示由控制器5监测的缸内压力的信号。压力传感器30可以包括将缸内压力水平转换为电信号的压力换能器。压力传感器30实时（包括在每个燃烧事件期间）监测缸内压力。排气传感器39被配置为监测排气，并且通常包括空气/燃料比传感器。来自燃烧压力传感器30和曲轴传感器42中的每一个的输出信号由控制器5监测，控制器5确定燃烧相位，即对于每个燃烧事件相对于每个气缸13的曲轴12的曲轴角度的燃烧压力和燃料脉冲的正时。优选地，发动机10和控制器5被机械化以在每个气缸点火事件期间监测和确定每个发动机气缸13的有效压力的状态。或者，可以在本公开范围内使用其它传感系统来监测其它燃烧参数的状态，例如离子感应点火系统和非侵入式气缸压力传感器。

本文使用的术语控制模块、模块、控制器、处理器和其它类似术语是指任何合适的装置或装置的各种组合，包括专用集成电路（ASIC）、电子电路、中央处理单元（优选包括微处理器）以及执行一个或多个软件或固件程序的相关联的存储器和存储装置（只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等）、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、适当的信号调制和缓冲电路，以及其它合适的部件以提供所描述的功能。控制器5包括一组控制算法，包括存储在存储器中并被执行以提供期望的功能的常驻软件程序指令和校准。算法优选在预设的循环周期中执行。算法诸如由中央处理单元执行，并且可操作用于监测来自感测装置和其它联网的控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程以控制多个不同致动器中的任何致动器的操作。在持续的发动机和车辆操作期间，循环可以定期执行。或者，可以响应于控制器观察到的一个或多个事件的发生来执行算法。

控制器5还被编程为控制节气阀34以经由控制信号控制进入发动机的进气的质量流量。在一个示例中，节气阀34被指令通过修改进气量和再循环排气量两者来全开节气阀以控制歧管压力。涡轮增压器系统50优选地包括可变几何涡轮（VGT）装置。控制器5发送信号以引导VGT装置的叶片的角度。用VGT位置传感器测量叶片的角度，以向控制器5提供反馈控制。控制器5调节增压水平，从而控制进气量和再循环排气量。在其它示例中，可以利用增压器系统以类似的方式修改歧管压力。

控制器5还被编程为通过控制排气再循环阀38的打开来控制排气再循环的量。通过控制排气再循环阀38的打开，控制器5调节再循环排气率和排气量与进气量的比例。

控制器5还被编程为在发动机10的持续的操作期间基于来自曲轴传感器42的输入来指令与活塞14的位置相对应的喷射开始（SOI）。控制器5使用燃料喷射器对于每个气缸13的每个燃烧事件产生燃料喷射事件。喷射事件可以由喷射器打开脉冲持续时间和喷射燃料质量来限定。在至少一个示例中，控制器5在每个燃烧事件期间指令多次连续的燃料喷射。至少基于操作者转矩请求由控制器5选择在每个燃烧事件期间输送的总燃料质量。控制器5例如通过加速器踏板8的位置监测来自操作者的输入信号以确定操作者转矩请求。控制器5发出指令来操作燃料喷射器以提供加总到总目标燃料质量的一系列燃料脉冲。

由于在燃料喷射器中剩余的剩余能量以及由较早的脉冲引起的剩余电枢运动，多个燃料脉冲紧密连续地施加可能对随后的脉冲造成影响。并且从更一般的意义上来说，稍后的燃料脉冲（无论是否紧密间隔）可能受益于在较早的燃料喷射器操作期间收集的数据。在一些示例中，控制器5可以使用来自指示系统操作的监测信号的反馈。燃料喷射器的闭环控制可以依赖于为每个喷射器确定待估计的打开延迟。而且，实时直接而准确地测量打开延迟可能是困难的。

可以监测来自每个燃料喷射器的电压信号以指示燃料喷射器性能。更具体地说，电压的导数或变化率dV/dt被用来划分与燃料喷射器致动有关的某些事件的正时。参考图2，曲线图200描绘了喷射器电压的变化率dV/dt的曲线。水平轴线202表示以μs为单位的时间。竖直轴线204表示以每秒伏特（V/s）为单位的喷射器两端电压的变化率。曲线206表示在燃料脉冲期间喷射器电压的变化率的曲线。dV/dt曲线的某些特征对应于喷射脉冲期间的关键事件。大约位置208处的局部最小值与喷射器针栓关闭时间点或关闭时间CT相关。响应于PWM指令的发出，控制器监测电压以指示阀门关闭时间。关闭时间CT是从PWM指令（可以从指令的开始或结束时测量）到单个燃料脉冲事件的结束的持续时间。在大约位置210处的相邻局部最大值对应于阀门关闭之后的电压尖峰。如上所述，脉冲之后的残余电压需要时间消散。在大约位置208处的局部最小值和在大约位置210处的局部最大值之间的dV/dt的变化与阀门的阀门提升高度或开度大小OM相关。更具体地，控制器可以基于dV/dt的变化的大小212来计算OM。也就是说，从局部最小值到下一个局部最大值的dV/dt变化量212与阀门开度值相关。开度大小OM又与弹道区域中的计量燃料的量相关，并且可以用于间接确定针对某些工况的喷射器打开延迟。关闭时间CT和开度大小OM可以直接从电压分布dv/dt测量。

额外的操作因素可能降低燃料喷射脉冲量的准确度和/或精度。例如，即使在应用开环控制时，每个喷射器内的机械和电气部件的变化也会导致从喷射器到喷射器的大量数量变化（对于喷射器的相同设计/型号）。喷射量与喷射打开时间高度相关。这种关系适用于单一喷射和多喷射两种情况。注意，喷射的打开时间被定义为燃料实际上流过喷射器的时间量。这样，通过将喷射的打开时间控制为期望的打开时间，可以使用闭环控制来将每个喷射控制为期望的量，其可以以基于一组参考喷射器的离线校准为特征。单独的喷射器带有与喷射器校准所基于的一组参考喷射器的固有性能差异。

如上所述，可以使用喷射器残余电压为每次喷射估计关闭时间CT。给定脉冲的开度大小OM与甚至在弹道区域计量的燃料相关，并且可用于提取喷射器打开延迟。在某些运行工况下，CT和OM都被用来估计特定喷射器与参考喷射器的打开延迟OD的偏差。因此，在不同运行工况下对每个燃料喷射器的开度大小OM的估计的改进可以提高燃料脉冲的整体控制准确度。

参考图3，曲线图300描绘了响应于一系列不同燃料脉冲指令的两个不同的燃料喷射器的操作。水平轴线302表示以μs指令的FPW。竖直轴线304表示喷射器开度大小OM的程度，其中完全关闭的值基本上为零。如上所述，OM可以基于监测dv/dt或喷射期间的残余电压，返回参照主燃料喷射器的表征来计算。主燃料喷射器的完全打开位置对应于等于1.0的OM值（未示出）。第一喷射器由曲线306表征，第二燃料喷射器由曲线308表征。第一喷射器和第二喷射器中的每一个具有相同的部件类型，并基于相同的主燃料喷射器校准。可以看出，对于小量燃料喷射（例如，由小于大约1,000 μs的FPW指令产生的），存在燃料喷射器在燃料脉冲期间未达到最大提升高度的情况。而且，随着指令喷射量增加，与每个特定燃料喷射器相关联的OM接近恒定值-对应于全开阀门提升高度的恒定值。换句话说，响应于具有大于量阈值的流体质量的指令脉冲宽度，每个燃料喷射器最终完全打开。

如图3所示，当仅使用来自主燃料喷射器校准的相关性时，样本燃料喷射器的操作包括导致OM值不是1.0的全开状态的变化。具体而言，表示样本第一燃料喷射器的曲线306接近等于约0.73的第一恒定值310。并且，表示第二样本燃料喷射器的曲线308接近等于约0.89的第二恒定值312。还应该理解的是，对于小量喷射，由于在给定脉冲期间输送较小的燃料质量，所以误差的大小更为显著。对于不同的喷射器，这种燃料喷射器部件之间的变化（以及测量电路变化）和所计算的OM的相应不一致性可能导致不准确的打开延迟计算以及对于一系列脉冲输送的总燃料质量的进一步误差。

即使对于每个燃料喷射器不同，在较大的FPW指令处得到的稳定恒定值也可用于实时确定缩放因子，以实现跨喷射器的标准化OM计算。这部分因为相对于其它变化源，单个喷射器物理最大开度大小的变化可以忽略不计。如上所述，对于较大的喷射量，OM值接近恒定值，并且可以用于重新缩放OM的整体计算以获得喷射器之间的一致计算。一般来说，需要对多个燃料喷射器中的每一个独立地计算OM值，以将OM返回标准化为主燃料喷射器。实施车载校准，使得每个喷射器持续实时学习缩放因子。提供在每个喷射器的使用寿命过程中进行学习的算法抵御可能改变相应的OM计算的喷射器的老化。

参考图4，曲线图400描绘了开度大小计算的结果，该结果已经被缩放以考虑两个示例燃料喷射器和主燃料喷射器之间的差异。类似于上面讨论的曲线300，水平轴线302表示以μs指令的FPW，而竖直轴线304表示喷射器开度大小OM的程度。与每个特定燃料喷射器相关联的初始OM被缩放以调整最大开度大小以更好地与主燃料喷射器的已知最大开度大小对准。曲线306'表示第一示例燃料喷射器的缩放的开度大小，而曲线308'表示第二示例燃料喷射器的缩放的开度大小。缩放技术将每个喷射器的最大升程位置与预定值314对准（即，在图4的示例中为1.0）。应该理解的是，每个燃料喷射器所需的调整量可以是唯一的，并且因此独立的缩放可以提高相应喷射器的整体燃料脉冲准确度。每个喷射器的所需调节量被存储在存储器中，并被用于调整每个相应喷射器的未来开度大小计算。

根据一些示例，对于新的喷射器，实时打开延迟OD的计算被禁用，直到有足够的机会来学习用于准确计算OM的缩放因子。更准确的OD估计提高了燃料控制准确度，特别是在小量喷射时遇到的弹道区域。在这种情况下，可以使用基于主喷射器校准的默认OD值来生成FPW指令，直到请求足够数量的大量燃料脉冲。产生缩放因子所需的大量脉冲的数量可能取决于运行工况和数据的稳定性。在正常发动机运行期间，存在若干工况其中一个或多个燃料脉冲的所需燃料质量数量将导致燃料喷射器打开到完全升程大小。在一个示例中，在怠速工况期间，可能存在不需要小量紧密间隔的脉冲的持续时间，并且多个较大的燃料脉冲足以用于发动机运行。当这样的工况持续时，具有高于预定量阈值的数量的燃料脉冲的样本数量增加。在一些示例中，使用一个或多个数据过滤器来导出用于每个喷射器的缩放因子以确保稳定的值。OM计算对于每个燃料喷射器独立地进行缩放，使得相应的最大升程位置全部被设定为标准化的最大打开值，诸如值1.0。

经重新缩放的OM值与计量的燃料量具有更好的相关性，因此计算打开延迟更有效（更准确）。实时学习算法自动重新缩放开度大小测量以消除部件到部件的变化。而且，可以通过为OM计算维持累积缩放因子并且在每次确定后续缩放因子时实施持续加权平均来考虑累积效应。根据一些示例，下面的等式（1）被用于计算当前缩放因子

。

（1）

使用上述比例加权确定第n个缩放因子

，将第一比例标量值a应用于先前的缩放因子

。类似地，将第二比例标量值b应用于基于新获取的数据采样的新计算的缩放值

。根据一些示例，比例标量值a和b的值可以基于先前缩放因子和当前计算的缩放因子值的相对置信度。在其它示例中，可以通过希望避免整体缩放因子的突然变化来驱动比例，并且因此对于用于运行值确定的新计算的缩放因子提供较少的权重。以这种方式，适当的权重可以分配给每个先前的值，以及新的调整计算来导出调整缩放因子

的运行平均值。一旦建立了OM缩放，可以持续调整缩放因子以保持累积的缩放因子。当然，可能会有重置过程（诸如燃油输送诊断）将缩放因子恢复到原始校准设置。

参考图5，曲线图500示出了上面讨论的示例性燃料喷射器的重新缩放的OM值与输送的实际燃料质量之间的相关性。水平轴线502表示以毫克为单位的喷射脉冲的燃料质量。竖直轴线504表示如上所述的缩放的开度大小OM。数据集506对应于第一喷射器，并且数据集508对应于第二喷射器。可以看出，由于OM计算的部件到部件变化导致的燃料质量输送中的几乎所有误差都通过用于OM计算的缩放来消除。因此，缩放的OM值可能适合于如上所述计算燃料喷射器的打开延迟。

参考图6，方法600描绘了用于补偿OM计算中的变化的算法的步骤。在步骤602，缩放因子计数器n被设置为零以开始跟踪已确定缩放因子的次数。

在步骤604，所述算法包括基于如上所述的燃料喷射器处的残余电压的变化率来计算燃料脉冲的初始OM值。例如，从局部最小值到下一个局部最大值的dV/dt的变化大小与开度大小或燃料喷射阀提升高度相关。如上所述，在燃料脉冲之后的残余电压曲线对于给定系统内的每个燃料输送系统、每个燃料喷射器模型和/或每个燃料喷射器部件是独特的。

如果在步骤606处喷射的指令燃料质量小于燃料量阈值，则该算法可以包括绕过实时OD计算并且依赖于先前存储的校准值。也就是说，如果输送的燃料量不能保证完全提升燃料喷射器阀，则所述算法包括在步骤608中禁用OD的实时计算，并且使用从主燃料喷射器校准确定的默认OD值。因此，对于每个新的燃料喷射器，禁用实时计算OD，直到有足够的机会学习用于测量每个喷射器的OM的适当的缩放因子。在这种情况下，在步骤610中使用默认的OD值来发出用于一个或多个燃料脉冲的FPW指令。根据一个示例，使用预定的默认OD值来调整基于用于校准的主燃料喷射器的FPW指令

如果在步骤606中，喷射的指令燃料质量等于或大于燃料量阈值，则测量的OM值可以馈送给给定喷射器的缩放因子的学习。在步骤616中，所述算法包括基于将测量的OM调整到预定值来存储缩放因子数据样本，如以上示例中所讨论的。

在步骤618中，所述算法包括递增缩放因子计数器n以确定是否已经获得足够的样本来确信地表征特定燃料喷射器的性能。如果在步骤620缩放因子计数器小于计数阈值，则所述算法返回到步骤604以继续对足够大的数量的燃料脉冲进行采样以继续改善给定燃料喷射器的缩放因子。

如果在步骤620中缩放因子计数器等于或大于计数阈值，则所述算法包括基于多个OM缩放因子数据样本的集合来计算燃料喷射器的整体缩放因子。在步骤622，所述算法包括将整体缩放因子应用于给定燃料喷射器的燃料脉冲OM曲线。该曲线被标准化，使得基于已知的全开燃料喷射器将曲线的稳定部分调整到预定值。对于每个燃料喷射器独立实施上述标准化，使得将每个喷射器的全开设定为预定值。

在步骤624中，使用与每个燃料喷射器相对应的标准化的OM曲线来计算当前运行工况下的燃料脉冲打开延迟OD，如上所述。并且，基于每个燃料喷射器的预期OD，在步骤610中针对每个喷射器生成FPW指令，以针对喷射器的一个或多个燃料脉冲产生期望的燃料质量和脉冲正时。最终的FPW指令因此被调整为计算的OM值和OD值两者的函数。

在步骤612中，所述算法包括对缩放因子重置请求的轮询。响应于系统故障，控制器可以自动产生重置请求，以便清除任何遗留的调整值并重新开始燃料喷射器缩放过程。在其它示例中，控制器可以响应于超过最大计数阈值的采样数量而自动发出重置请求。在进一步的替代示例中，可以由希望诊断与燃料喷射器相关的故障或者在部件更换之后的用户产生重置请求。如果在步骤612没有接收到重置请求，则所述算法包括在步骤604中继续监测dV/dt以确定适当的OD数据采样以根据需要继续调整缩放因子。如上所述，可以在每个喷射器的使用寿命期间持续重复OM标准化过程，以考虑由于老化效应而导致的性能差异。

另一方面，如果在步骤612接收到重置请求，则所述算法包括将OD和OM缩放因子设置回默认校准设置。然后，该过程包括返回到步骤602以将缩放因子计数器n重置为零并且重新开始缩放处理。

尽管本公开已经在“第一”脉冲和随后的脉冲的上下文中呈现了数量控制的燃料脉冲，但是应当理解，所描述的方法还可以应用于先前的全开脉冲可以用于标准化的任何后续脉冲。例如，第三脉冲可以被认为是相对于给定序列的实际第二脉冲的“第二”或随后的脉冲。也就是说，通过应用从较早的脉冲收集的数据，特别是全开度大小脉冲，可以更好地控制给定的燃料脉冲。较早的脉冲可以在给定的脉冲序列内先行，或者可以从任何较早的脉冲序列中收集标准化数据。因此，作为先前脉冲数量和停顿量的函数形成的校准可以应用于随后的后续脉冲。还应该理解，一系列喷射脉冲内的脉冲可能受到一个或多个先前喷射的相互作用的影响。校准数据和存储的算法因此可以使用本文所讨论的技术而更加广泛，并且考虑了一系列内的更多数量的脉冲。

进一步设想，使用多个紧密间隔的喷射事件来控制喷洒渗透的技术可应用于任何类型的快速循环流体喷洒喷射器，其在各种应用中喷洒流体而不仅限于发动机燃烧室。可以在许多应用中使用多次连续的喷射，诸如但不限于用于柴油选择性催化还原（SCR）系统的尿素喷射、喷涂和液体药物的其它分配。

本文公开的过程、方法或算法可以交付给处理装置、控制器或计算机/由处理装置、控制器或计算机实现，处理装置、控制器或计算机可以包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法可被存储为可由控制器或计算机以多种形式执行的数据和指令，所述形式包括但不限于永久存储在不可写存储介质（诸如ROM装置）以及可变地存储在可写存储介质（诸如软盘、磁带、CD、RAM装置以及其它磁性和光学介质）上的信息。过程、方法或算法也可以在软件可执行对象中实现。或者，过程、方法或算法可以使用适当的硬件组件（诸如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、状态机、控制器）或其它硬件组件或装置、或者硬件、软件和固件组件的组合全部或部分地实现。

虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应该理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如之前所描述的，各个实施例的特征可以被组合以形成可能没有明确描述或示出的本发明的另外的实施例。虽然各种实施例可能已被描述为提供优点或相对于一个或多个所需特性而优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员认识到取决于具体的应用和实现可以折中一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、易于组装等。因此，相对于一个或多个特性不如其它的实施例或现有技术的实施方式有利的所描述的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定的应用可能是期望的。

Claims

1.一种车辆，包括：

内燃机，具有至少一个气缸以燃烧燃料；

至少一个燃料喷射器，被配置为将燃料质量脉冲供应到所述至少一个气缸；以及

控制器，被编程为

发出第一燃料脉冲指令以致动所述燃料喷射器，从而允许作为第一燃料质量的加压燃料通过所述燃料喷射器，

监测所述燃料喷射器两端的电压，

基于电压的变化率来确定初始燃料喷射器开度大小，

响应于第一燃料质量大于数量阈值，将所述初始燃料喷射器开度大小指定为最大燃料喷射器开度大小值，以及

应用缩放因子来调整第二燃料脉冲指令，以将所述最大燃料喷射器开度大小标准化为预定的全开值。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述初始燃料喷射器开度大小包括多个样本，并且所述控制器还被编程为响应于所述多个样本大于计数阈值，将所述初始燃料喷射器开度大小指定为最大燃料喷射器开度大小。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于重置请求来重置所述初始燃料喷射器开度大小的采样计数。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述初始燃料喷射器开度大小进一步基于电压变化率的局部最小值和相邻局部最大值之间的差值。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于随后的燃料脉冲指令引起燃料质量大于所述数量阈值来更新所述缩放因子。

6.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于所述第一燃料质量小于所述数量阈值而将默认调整值应用于所述第二燃料脉冲。

7.根据权利要求1所述的车辆，其中所述至少一个燃料喷射器包括多个燃料喷射器，并且所述控制器还被编程为应用不同的缩放因子来独立地调整所述多个燃料喷射器中的每一个燃料喷射器的指令。

8.一种用于控制流体喷射的方法，包括：

在阀门入口处提供加压流体；

指令所述阀门的第一脉冲通过所述阀门供应第一流体质量；

基于所述阀门处的残余电压的变化来计算所述阀门的至少一个初始开度大小；

响应于引起流体质量大于质量阈值的初始开度大小，将所述初始开度大小指定为最大打开位置；

基于相对于预定全开校准值的所述阀门的最大打开位置来存储缩放因子；以及

使用缩放因子调整至少一个后续流体脉冲指令。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括基于残余电压的第一变化对用于第一阀的流体脉冲指令应用第一调整，以及基于残余电压的第二变化对用于第二阀的流体脉冲指令施加第二调整。

10.一种用于控制流体喷射的系统，包括：

电磁线圈，被配置为选择性地提升阀门的针栓以允许加压流体穿过所述阀门；

电源，提供能量以致动所述电磁线圈；以及

控制器，被编程为

发出指令以致动所述电磁线圈以引起多个流体脉冲，

监测所述电磁线圈两端的电压，

基于在第一流体脉冲期间监测的电压确定第一提升高度，

响应于所述第一流体脉冲的流体质量大于数量阈值，将所述第一提升高度指定为最大提升高度，以及

应用缩放因子来调整至少一个后续流体脉冲，以将所述最大提升高度标准化为预定的全开值。