CN114320639A - 用于调整燃料喷射器的操作的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供“用于调整燃料喷射器的操作的方法和系统”。描述了用于根据燃料压力和燃料喷射器电信号来调整燃料喷射器操作的方法和系统。在一个示例中，以可以降低燃料喷射器适配负担的方式调整燃料喷射器传递函数值。本文描述的方法和系统可以适用于直接燃料喷射器和进气道燃料喷射器。

Description

用于调整燃料喷射器的操作的方法和系统
技术领域
本说明书总体上涉及用于调整将燃料喷射到内燃发动机的燃料喷射器的操作的方法和系统。
背景技术
内燃发动机可以包括一个或多个燃料喷射器以将燃料直接喷射到气缸中，或者，喷射到气缸的进气道中。可以经由电信号命令燃料喷射器完全打开和完全关闭。燃料喷射器可以在其完全打开时提供燃料流率，并且可以经由调整供应到燃料喷射器的燃料的压力和电信号的正时来控制由燃料喷射器喷射的燃料量。由于燃料喷射器的制造公差和工况，当一个燃料喷射器是新的时，对于给定的燃料喷射命令，该燃料喷射器喷射的燃料量可以是第一量。当燃料喷射器老化时，对于相同的给定燃料喷射命令，由燃料喷射器喷射的燃料量可以是第二量。此外，对于相同的给定燃料喷射命令，由类似于第一燃料喷射器的第二燃料喷射器喷射的燃料量可以是第三量，第三量不同于第一量。因此，期望提供一种调整燃料喷射器的操作的方式，使得燃料喷射命令输送更一致的燃料喷射量。
发明内容
在一个示例中，上述问题可以通过用于操作燃料喷射器的方法来解决，该方法包括：经由控制器命令燃料喷射器从关闭位置打开；以及响应于所述燃料喷射器的操作，调整存储在索引阵列中的一个或多个值，所述索引阵列用于索引存储在所述控制器的存储器中的表或函数，其中所述表或函数存储将经由所述燃料喷射器喷射的燃料质量描述为燃料喷射器脉冲宽度的函数的关系。
通过响应于燃料喷射器的操作调整存储在索引阵列中的一个或多个值，可以提供重新学习燃料喷射器操作的至少一部分的技术结果，所述索引阵列用于索引存储在所述控制器的存储器中的表或函数。具体地，基于压力的燃料喷射器传递函数调整可以小于针对每次燃料喷射器脉冲宽度校正简单地调整一次燃料喷射器传递函数的情况。因此，可以减轻适配燃料控制参数的负担。
本文所述的方法可具有几个优点。具体地，所述方法可以减少适配燃料喷射器传递函数或操作关系所需要的时间量。此外，所述方法可适用于进气道燃料喷射器和直接燃料喷射器。另外，可以在车辆在道路上行驶时执行所述方法。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式所附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出了发动机系统的示意图。
图2示出了根据燃料喷射正时调整燃料喷射器传递函数的现有技术方法的示例性曲线图；
图3示出了根据基于压力的燃料喷射器补偿调整燃料喷射器传递函数的现有技术方法的示例性曲线图；
图4示出了燃料喷射事件的示例性曲线图；
图5示出了燃料喷射器传递函数的示例性水平轴索引值；
图6示出了根据图7的方法的示例性调整后的水平轴索引值；
图7示出了调整燃料喷射器传递函数的示例性方法的高级流程图。
具体实施方式
以下描述涉及用于适配燃料喷射器的关系或传递函数的系统和方法。该关系根据燃料喷射器脉冲宽度和由燃料喷射器喷射的燃料质量来描述燃料喷射器操作。车辆可以是如图1所示的混合动力车辆。或者，所述车辆可以仅包括内燃发动机作为推进源。图2和图3示出了用于调整描述燃料喷射器的操作的关系的现有技术方法。图4示出了单个燃料喷射事件的关注信号。图5和图6示出了示例性燃料喷射器索引和关系。图7为用于调整燃料喷射器的操作的方法的流程图。
参考图1，示出了内燃发动机10。发动机10可以包括在车辆100的被配置成用于行车上路推进的传动系中。在一个示例中，车辆100是混合动力电动车辆。但是，车辆100可以是仅包括内燃发动机作为推进力源的传统车辆。
包括多个气缸(图1中示出了所述多个气缸中的一个气缸)的发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述气缸盖和缸体包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36位于其中并且经由与曲轴40连接进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。包括可选起动机96(例如，低电压(以低于30伏运行的)电机)以用于在发动机起动期间启动发动机。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40提供扭矩从而在发动机起动期间使发动机旋转。一旦达到阈值发动机转速，起动器就可以与发动机分离，然后经由发动机气缸中的燃料燃烧保持发动机旋转。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。
燃烧室30示出为经由相应的进气门52和排气门54而与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮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。进气门52可以由气门启用装置59选择性地启用和停用。排气门54可以由气门启用装置58选择性地启用和停用。气门启用装置58和59可以是机电装置。
燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被所属领域技术人员称为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱83、燃料泵82和燃料轨80的燃料系统输送到燃料喷射器66。燃料轨80中的压力可经由压力传感器81确定。在一个示例中，可以使用高压双级燃料系统来产生更高的燃料压力。在另外的实施例中，燃料可以被输送到气缸30的在进气门52上游的进气道中，以提供燃料的进气道喷射。在另一些实施例中，一部分气缸燃料可以经由直接喷射来输送，而其余部分经由进气道喷射来输送。不同的喷射器可以输送相同的燃料或不同性质的燃料，例如汽油燃料和乙醇燃料。
进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气道42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮机164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。由于节气门62的入口在增压室45内，因此增压室45中的压力可以称为节气门入口压力。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀(CRV)47可以选择性地调整到介于完全打开与完全关闭之间的多个位置。调整CRV 47的开度允许增压进气选择性地再循环到压缩机的上游，从而降低增压室45中的压力。废气门163可以经由控制器12进行调整以允许排气选择性地绕开涡轮164，从而控制压缩机162的转速。空气滤清器43清洁进入发动机进气道42的空气。
无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为在催化转化器70上游联接到排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以取代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装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化器。
控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，所述常规的微计算机包括：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和常规的数据总线。控制器12被示为从联接到发动机10的传感器接收除先前讨论的那些信号之外的各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；联接到推进力踏板130以用于感测由脚132施加的力的位置传感器134；联接到制动踏板150以用于感测由脚152施加的力的位置传感器154；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器，其感测曲轴40的位置；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68的节气门位置的测量值。推进力踏板和制动踏板可以例如在枢转设置中组合以选择增加车辆速度或减小车辆速度。此外，推进力踏板可以与变速器方向选择(例如操纵杆控制)组合。也可以感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面中，曲轴每旋转一圈，发动机位置传感器118产生预定数量的等距脉冲，据此可以确定发动机转速(RPM)。
控制器12从图1的各种传感器接收信号，并基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器(诸如节气门62、燃料喷射器66、火花塞91等)来调整发动机操作。作为一个示例，控制器可以向燃料喷射器发送脉冲宽度信号以调整输送到气缸的燃料量。控制器12可以经由人机界面195从人工操作员或车辆乘客接收输入。人机界面可以是触摸屏、触摸面板、按键开关或其他已知的输入设备。
在操作期间，发动机10内的每个气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，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36在气缸底部附近并且在其冲程结束时的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)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关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时并且最靠近气缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。
在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞移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打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。应注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
在一些示例中，车辆100可以是具有对一个或多个车轮155可用的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆100是仅具有内燃发动机的常规车辆或仅具有电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆100包括发动机10和电机153。电机153可以是马达或马达/发电机。发动机10的曲轴40和电机153经由变速器157连接到车轮155。在所描述的示例中，第一离合器156设置在曲轴40与电机153之间。电机153被示出为直接联接到变速器157。控制器12可向每个离合器156的致动器发送信号以接合或脱离离合器，以便将曲轴40与电机153和与所述电机连接的部件连接或断开，和/或将电机153与变速器157和与所述变速器连接的部件连接或断开。在其他示例中，不需要包括离合器。变速器157可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。动力传动系统可以以各种方式配置，包括被配置为并联、串联或串-并联式混合动力车辆。
电机153从牵引电池158接收电力以向车轮155提供扭矩。例如在制动操作期间，电机153还可作为发电机操作，以提供电力来对电池158充电。
因此，图1和图2的系统提供了一种车辆系统，所述车辆系统包括：发动机，其包括燃料喷射器；和控制器，其具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使控制器：响应于燃料喷射器的打开时间，调整存储在索引阵列中的一个或多个值，所述索引阵列用于索引存储在控制器存储器中的表或函数，其中所述表或函数存储将经由燃料喷射器喷射的燃料质量描述为燃料喷射器脉冲宽度的函数的关系；并且响应于调整后的一个或多个值，经由燃料喷射器向发动机喷射燃料。系统还包括用于打开燃料喷射器并监测燃料喷射器的打开时间的附加指令。系统还包括用于停用燃料喷射泵并在燃料喷射泵被停用时向发动机喷射燃料的附加指令。系统还包括用于调整所述表或函数中的一个或多个值的附加指令，所述表或函数存储将经由燃料喷射器喷射的燃料质量描述为燃料喷射器脉冲宽度的函数的关系。系统包括其中在发动机负荷小于阈值发动机负荷时停用燃料喷射器泵。系统还包括附加指令，所述指令在由控制器执行时使控制器：响应于基于压力的燃料喷射器平衡，调整存储描述经由燃料喷射器喷射的燃料质量的所述关系的所述表或函数中的值。系统包括其中基于压力的燃料喷射基于燃料轨中的燃料的压降来估计经由燃料喷射器喷射的燃料量。
现在参考图2，该曲线图以图表形式示出了用于调整燃料喷射器脉冲宽度与由燃料喷射器喷射的燃料质量之间的关系的操作的第一种现有技术方法(例如，燃料喷射器传递函数)如何操作。曲线图200包括由曲线202表示的第一关系，其描述燃料喷射器的基线操作(例如，尚未适配的关系)。曲线图200包括由曲线204表示的第二关系，其是第一关系202的时移版本。竖轴表示喷射的燃料质量。水平轴表示燃料喷射器脉冲宽度。
用于调整燃料喷射器脉冲宽度和喷射的燃料质量之间的关系的第一种现有技术方法可以相对于燃料喷射器脉冲宽度时间改变燃料喷射器脉冲宽度和燃料喷射器喷射的燃料质量之间的关系，如箭头250所指示。例如，如果第一关系202是尚未调整以补偿燃料喷射器正时的基线或关系，则当观察到的燃料喷射器打开时间超过标称燃料喷射器打开时间20微秒时，其值可向右移动20微秒以生成第二关系204从而实现给定质量的待喷射燃料。图4示出了一个示例性燃料喷射事件的正时。现有技术方法可以将用于生成第一关系202的每个值或数据点移动20微秒以生成第二关系204。因此，当燃料喷射器打开时间比被命令提供给定质量的喷射燃料的时间长二十微秒时，第一关系202中的数据点210变成第二关系204中的数据点212。
现在参考图3，该曲线图以图表形式示出了用于调整燃料喷射器脉冲宽度与由燃料喷射器喷射的燃料质量之间的关系的操作的第二种现有技术方法(例如，燃料喷射器传递函数)如何操作。曲线图300包括由曲线302表示的第一关系，其描述燃料喷射器的基础操作(例如，尚未适配的关系)。曲线图300包括由曲线304表示的第二关系，其是燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的基于压力的适配关系。竖轴表示喷射的燃料质量。水平轴表示燃料喷射器脉冲宽度。
用于调整燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系的第二种现有技术方法可以根据基于燃料轨压力的压降的燃料质量估计值来增加或减少所述关系中的喷射燃料质量值。对于燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系，针对特定燃料喷射器脉冲宽度喷射的燃料质量可以如箭头350所指示增加或减少。例如，如果第一关系302是尚未调整以补偿燃料喷射器正时的基线或关系，则其值可以适于根据喷射的燃料量的基于压力的估计值和规定的燃料喷射器脉冲宽度来生成第二关系304。在方法700的描述中进一步详细描述了基于压力的燃料喷射器补偿。虽然示出了偏移误差，但是偏移和增益误差可能更典型。
现在转向图4，示出了示例性燃料喷射事件的关注信号。这些信号能够帮助确定燃料喷射事件的长度或持续时间(例如，燃料喷射器从关闭位置打开以喷射燃料，然后关闭以结束燃料喷射事件)。
图4顶部的第一曲线图是燃料喷射器命令信号(例如，用于启用(例如，打开)和停用(例如，关闭)燃料喷射器的晶体管-晶体管逻辑(TTL)电平信号)对时间的曲线图。竖轴表示TTL信号电平，并且当轨迹402处于接近竖轴箭头的电平时，命令燃料喷射器打开或启用。当轨迹402处于水平轴附近的电平时，命令燃料喷射器关闭或停用。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。轨迹402表示燃料喷射器命令状态。
图4顶部的第二曲线图是燃料喷射器燃料流量对时间的曲线图。竖轴表示燃料喷射器流率，并且燃料喷射器流率沿竖轴箭头方向增加。当轨迹404靠近水平轴时，燃料喷射器流率为零。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。轨迹404表示燃料喷射器流率。
图4顶部的第三曲线图是燃料喷射器电压(例如，燃料喷射器处的电压)对时间的曲线图。竖轴表示燃料喷射器电压，并且燃料喷射器电压沿竖轴箭头方向增加。当轨迹406靠近水平轴时，燃料喷射器电压为零。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。轨迹406表示燃料喷射器电压。燃料喷射器电压可以在控制器内的驱动器晶体管处确定并且不需要在燃料喷射器处精确测量。
在时间t0，命令燃料喷射器关闭并且燃料喷射器流率为零。燃料喷射器电压为零。在这些情况下，燃料喷射器不会向发动机喷射燃料。
在时间t1，命令燃料喷射器打开或开启。在命令燃料喷射器开启时，燃料喷射器流率为零。当命令燃料喷射器开启时，燃料喷射器电压增加。
在时间t2，燃料喷射器在其打开时开始使燃料流动。时间t1与时间t2之间的时间可以称为喷射器打开时间延迟。可以在车辆制造时测量打开时间延迟并将其存储在控制器存储器中。命令燃料喷射器保持开启，并且燃料喷射器电压保持在较高电平。
在时间t3，命令燃料喷射器关闭。然而，当燃料喷射器的磁场开始减弱时，燃料继续流经燃料喷射器。由于进入燃料喷射器的电流的突然切断，因此燃料喷射器电压变为负值。
在时间t4，燃料喷射器电压的斜率的大小随着燃料喷射器电压向零衰减而增加。斜率的这种变化可以是确定燃料喷射器关闭时间的基础，因为电压降低可以指示燃料喷射器的磁场崩溃，这可以指示燃料喷射器的关闭时间。燃料喷射器关闭延迟可以是时间t3与时间t4之间的时间量。燃料喷射器打开时间或开启时间可以估计为时间t2与时间t4之间的时间量或时间t4减去时间t2。燃料喷射器脉冲宽度(例如，燃料喷射器喷射燃料的时间量)可以估计为时间t4减去时间t2。
现在参考图5，示出了用于表示燃料喷射器脉冲宽度和喷射的燃料质量之间的基线关系(例如，尚未针对发动机工况进行适配的关系)的值。另外，还示出了用于引用或索引关系的阵列。所述关系可以是图2和图3所示的类型。
表500包括用于描述燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系的阵列。阵列定位成行502和列504。在该示例中，指示了行0和行29以及列0和列2。其他行号和列号遵循相同的编号约定。每个行/列对表示控制器存储器中的一个存储器单元或位置。存储器可以是随机存取存储器、保活存储器或电可擦除存储器。因此，在行0列0处，存储器保存数据值0。在行29列2处，存储器保存值10。
列0中的数据表示进入存储器位置的水平轴索引位置的阵列，所述存储器位置保存燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系的值。列1中的数据表示与列0中所示的水平轴索引位置相关联的燃料喷射器燃料脉冲宽度值的阵列。列2中的数据表示燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系中的值阵列。可以基于列1中的数据对列2中的数据进行索引或引用。例如，为确定将经由脉冲宽度为480微秒的燃料喷射器喷射的燃料量，这对应于图2中所示的数据点210，可以经由燃料喷射器脉冲宽度索引(列1)通过燃料脉冲宽度(480微秒)引用表500。480微秒的燃料脉冲宽度索引值对应于水平轴索引阵列(列1)中的水平轴索引位置24。对应于水平轴索引位置24的燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料量(列4)之间的关系中的数据值为4.5毫克。
当发起基于燃料压力的燃料喷射器补偿时，可以调整燃料喷射器关系阵列中的值。另外，用于补偿燃料喷射器正时的现有技术方法可以调整燃料喷射器关系阵列(列2)中的值。因此，如果执行基于燃料压力的燃料喷射器补偿，之后再进行燃料喷射器正时补偿，则可能需要重新调整燃料喷射器关系阵列中的值，因为燃料喷射器关系阵列中的值的改变可能使得有必要改变在当前车辆工况下调整燃料喷射器关系阵列中的哪个数据条目。
现在参考图6，类似于图5，示出了表示燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系的值。另外，还示出了用于引用或索引关系的阵列。除了燃料脉冲宽度值阵列已经根据图7的方法进行适配之外，图6所示的关系及其索引阵列与图5所示类似。
表600包括用于描述燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系的阵列。阵列定位成行602和列604。在该示例中，指示了行0和行29以及列0和列2。其他行号和列号遵循相同的编号约定。每个行/列对表示控制器存储器中的一个存储器单元或位置。
列0中的数据表示进入存储器位置的水平轴索引位置的阵列，所述存储器位置保存燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系的值。列1中的数据表示与列0中所示的水平轴索引位置相关联的燃料脉冲宽度值阵列。列2中的数据表示燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系中的值阵列。
当发起基于燃料压力的燃料喷射器补偿时，可以调整燃料喷射器关系阵列中的值。另外，图7的方法可以响应于燃料喷射器正时补偿来调整燃料喷射器脉冲宽度阵列(列1)中的值。这可以允许执行基于燃料压力的燃料喷射器补偿，之后再执行燃料喷射器正时补偿。调整燃料喷射器脉冲宽度索引值可能不会导致基于压力的燃料喷射器补偿重新适配燃料喷射器关系数据阵列中的值。因此，可以减少改变燃料喷射器关系数据阵列中的值的自适应工作量。
响应于燃料喷射器脉冲宽度正时比所命令的或预期的燃料喷射器脉冲宽度短20微秒，与图5所示的值相比，燃料喷射器脉冲宽度阵列(列1)中的值已经被调整。因此，行0列1处的值是200微秒，而在图5中，行0列1处的值先前为220微秒。类似地，燃料喷射器脉冲宽度阵列中的其他值已被调整以补偿已确定的20微秒。通过更新脉冲宽度阵列索引中的值而不是燃料喷射器关系数据阵列中的值，基于压力的燃料喷射器补偿可以避免对燃料喷射器关系数据阵列中的数据值进行较小调整或对所述数据值进行较小调整。因此，可以减少适配燃料喷射器关系数据阵列中的值的时间量和工作量。
现在参考图7，示出了用于调整燃料喷射器传递函数或关系的示例性方法700的高级流程图。图7的方法可以作为存储在控制器的非暂时性存储器中的可执行指令结合到图1的系统中。另外，方法700的其他部分可以经由控制器变换物理世界中的装置和致动器的操作状态来执行。控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
在702处，方法700确定工况。可以经由本文所述的传感器和致动器来确定发动机和车辆工况。在一个示例中，工况可以包括但不限于环境温度、环境压力、发动机温度、发动机转速、车辆速度、燃料轨压力和推进力踏板位置。方法700前进到704。
在704处，方法700判断是否存在用于执行基于压力的燃料喷射器平衡的条件。在一个示例中，可以在发动机温度大于阈值温度并且驾驶员需求扭矩或功率小于阈值的条件下执行基于压力的燃料喷射器平衡。如果方法700判断存在执行基于压力的燃料喷射器平衡的条件，则答案为是，并且方法700前进到706。否则，答案为否，并且方法700前进到710。
在706处，方法700开始执行基于压力的燃料喷射器平衡。基于压力的燃料喷射器平衡可以根据美国专利第7.717.088号中描述的方法来执行，该专利以引用的方式完全并入本文。
控制器运行校准喷射序列预定K次(例如，3次)。例程还可以预先确定喷射器在校准喷射序列中的启用顺序。可以确定在校准喷射序列中每个喷射器可以被启用(例如，从关闭位置打开)的时间和次数。其还可以包括一个计数机构，以跟踪喷射器的启用并确保在进行到下一个校准喷射序列之前，所有喷射器循环喷射。例如，对于具有4个喷射器的4缸发动机，例程可以预先确定校准将按以下序列用于校准喷射序列：喷射器#1、#2、#3、#4，并且校准喷射序列可以在燃料喷射器校准例程中重复3次。例程还可以确定，在上一次燃料喷射器校准例程结束之后经过预定时间(例如，10分钟)之后可以重复燃料喷射器校准例程。
控制单元为每个喷射器运行燃料喷射器传递函数适配例程。例如，如果发动机是四缸发动机并且每个发动机具有一个喷射器，则燃料喷射器传递函数适配例程可以运行四次，每个喷射器一次。
控制器12请求高压燃料供应泵(例如，82)发出额外的泵冲程，增加泵冲程频率，和/或增加至少一个冲程的泵冲程，使得高压燃料轨(例如，80)中的燃料压力达到预定目标校准压力(Pm)。
控制器12关闭高压燃料供应泵82，使得不再有燃料经由燃料泵82进一步供应到高压燃料轨80。
控制单元以预定序列(例如，喷射器#1，喷射器#2，喷射器#3，喷射器#4，或者以针对发动机规定的点火顺序)运行一系列燃料喷射，并且重复该序列预定L次(例如，3次发动机循环，其中每个喷射器在每个发动机循环期间至少运行一次)，同时监测作为时间或高压燃料储备中的喷射事件的函数的燃料压力(P)分布曲线。可以命令每次燃料喷射提供预定的燃料喷射器脉冲宽度。喷射系列可以安排为使得在喷射结束时，P达到或下降到正常运行目标压力(Pn)以下，其中Pn是正常燃料喷射事件期间高压燃料储备的预期目标燃料压力。在一些示例中，例程可以监测高压燃料轨80中的燃料压力。例程还可基于工况(其可包括发动机工况)使高压燃料轨中的燃料压力在下一次校准喷射序列开始之前返回到正常运行目标压力(Pn)
控制器12计算由于第i喷射器的每次喷射引起的燃料压降(ΔPij)(例如，如果每个喷射器在校准喷射循环期间喷射3次并且校准喷射循环在校准事件期间运行3次，那么j＝1，2，3，......，9)。ΔPij对应于由于在第j次喷射期间由第i喷射器喷射引起的高压燃料储备的压降。各种发动机工况或事件可能影响燃料轨压力测量值，并且可以在计算归因于每次喷射的燃料压降(ΔPij)时加以考虑。因此，在一些示例中，例程可使燃料压力与经由各种传感器感测到的各种发动机工况相关联。
控制器12使用以下等式计算每次喷射Qij中实际喷射的燃料量。
Qij＝ΔPij/C
其中C是用于将燃料压降量转换为喷射的燃料量的预定常系数。
控制单元还使用以下等式确定由喷射器i(Qi)实际喷射的平均燃料量。
Figure BDA0003291124520000151
其中j是喷射器i的喷射次数(例如，如果每个喷射器在校准喷射循环期间喷射3次并且校准喷射循环在校准事件期间运行3次，那么j＝1，2，3，......，9)。方法700前进到708。
在708处，控制器12运行燃料喷射器传递函数适配序列。控制器修正燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系中的值，这可以是向发动机喷射燃料的基础。在一个示例中，方法700经由根据所命令的燃料脉冲宽度索引或引用燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系来更新存储器位置中的值。与在预定燃料喷射序列期间所命令的燃料喷射器脉冲宽度相对应的关系中的值可以用值Qi进行修正。例如，如果值Qi为3.5并且燃料喷射器根据图5所示的燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系喷射燃料，且所命令的燃料喷射脉冲宽度为430微秒。则位于索引位置21处的燃料喷射器值3.3被更新为值3.5。这样，燃料喷射器脉冲宽度与喷射的燃料质量之间的关系可以被更新或适配，从而提高经由燃料喷射器喷射到发动机的燃料量的准确度。方法700前进到710。
在710处，方法700判断是否满足燃料喷射器正时补偿的条件。在一个示例中，当发动机温度高于阈值温度时，可以提供燃料喷射器正时补偿。如果方法700判断满足燃料喷射器正时补偿的条件，则答案为是，并且方法700前进到712。否则，答案为否，并且方法700前进到720。
在712处，方法700启用每个燃料喷射器并命令每个燃料喷射器提供预定的燃料脉冲宽度。方法700监测每个燃料喷射器的电压并基于相应燃料喷射器的电压计算每个气缸的实际燃料喷射脉冲宽度。在一个示例中，方法700确定每个气缸的燃料喷射脉冲宽度，如图4中所描述和所示。例如，燃料喷射器脉冲宽度开始时间可以是命令燃料喷射器启用的时间加上预定的燃料喷射器延迟时间(例如，图4中的时间t2)。燃料喷射器关闭时间可以是燃料喷射器电压斜率以规定方式变化或下降到阈值电平以下的时间(例如，图4中所示的时间t4)。实际燃料喷射脉冲宽度可以是开始时间与关闭时间之间的时间量。方法700前进到714。
在714处，方法700确定所命令的燃料喷射脉冲宽度与实际燃料喷射脉冲宽度之间的差值。例如，如果所命令的燃料喷射器燃料脉冲宽度为400微秒而实际燃料喷射器燃料脉冲宽度为380微秒，则差值为380-400＝-20微秒。方法700前进到716。
在716处，方法700判断所命令的燃料喷射脉冲宽度与实际燃料喷射脉冲宽度之间的差值是否大于阈值量。如果大于，则答案为是，并且方法700前进到718。否则，答案为否，并且方法700前进到720。
在718处，方法700调整阵列中的值，所述阵列用于索引或引用燃料喷射器脉冲宽度与经由燃料喷射器喷射的燃料量之间的燃料喷射器关系。可以根据在716处确定的差值来调整阵列中用于索引或引用燃料喷射器关系的每个值。例如，如果用于索引燃料喷射器脉冲宽度与由燃料喷射器喷射的燃料质量之间的关系的基线阵列如图5所示，则调整燃料喷射器燃料脉冲宽度索引阵列中的燃料喷射器燃料脉冲宽度值，如图6所示。方法700前进到720。
在720处，方法700根据一个或多个燃料喷射器传递函数将燃料喷射到发动机的气缸。例如，方法700可以命令600微秒的燃料喷射脉冲宽度从而向发动机气缸喷射6毫克燃料。可以根据如图2所示的燃料喷射器传递函数来确定600微秒的燃料喷射脉冲宽度。方法700前进到退出。
因此，方法700可以调整燃料喷射器脉冲宽度索引阵列中的值，使得可以减少基于压力的燃料喷射器平衡例程的工作量。具体地，通过调整燃料喷射器脉冲宽度索引阵列中的值，可以不必在完成燃料喷射器正时适配序列时执行基于压力的燃料喷射器平衡例程。
这样，图7的方法提供了一种用于操作燃料喷射器的方法，包括：经由控制器命令燃料喷射器从关闭位置打开；以及响应于燃料喷射器的操作，调整存储在索引阵列中的一个或多个值，该索引阵列用于索引存储在控制器的存储器中的表或函数，其中该表或函数存储将经由燃料喷射器喷射的燃料质量描述为燃料喷射器脉冲宽度的函数的关系。该方法包括其中控制器调整值。该方法还包括响应于调整后的值经由燃料喷射器和控制器将燃料喷射到发动机。
在一些示例中，该方法还包括确定燃料喷射器打开的时间量。该方法包括其中燃料喷射器打开的时间量是基于燃料喷射器的电压。该方法包括其中响应于燃料喷射器打开的时间量调整一个或多个值。该方法包括其中存储在索引阵列中的值表示燃料喷射器脉冲宽度。
图7的方法还提供了一种用于操作燃料喷射器的方法，包括：执行基于压力的燃料喷射器平衡程序，并调整表或函数中的值，该表或函数存储将经由燃料喷射器喷射的燃料质量描述为控制器存储器中的燃料喷射器脉冲宽度的函数的关系；在经由控制器执行基于压力的燃料喷射器平衡程序之后命令燃料喷射器从关闭位置打开；以及在执行第一基于压力的燃料喷射器平衡程序之后，响应于燃料喷射器的操作，调整存储在索引阵列中的一个或多个值，该索引阵列用于索引表或函数。该方法包括其中索引阵列保存燃料脉冲宽度值。该方法包括其中基于压力的燃料喷射器平衡程序包括停用燃料泵。该方法包括其中基于压力的燃料喷射器平衡程序包括将燃料喷射到气缸。该方法包括其中基于压力的燃料喷射器平衡程序包括经由燃料轨中的压降估计喷射的燃料量。该方法还包括在执行基于压力的燃料喷射器平衡程序之后确定燃料喷射器打开的时间量。
应当注意，本文所包括的示例性控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实施。本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一者或多者。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理顺序不一定是实现本文中描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作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来执行。
应当理解，本文中公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些特定的实施例不应被视为具有限制意义，因为众多变化是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
如本文所使用，除非另有指定，否则术语“近似”被解释为表示所述范围的±5％。
所附权利要求特别地指出被视为新颖的且非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可以指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同，都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (14)

1.一种用于操作燃料喷射器的方法，其包括：
经由控制器命令燃料喷射器从关闭位置打开；以及
响应于所述燃料喷射器的操作，调整存储在索引阵列中的一个或多个值，所述索引阵列用于索引存储在所述控制器的存储器中的表或函数，其中所述表或函数存储将经由所述燃料喷射器喷射的燃料质量描述为燃料喷射器脉冲宽度的函数的关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器调整所述一个或多个值。
3.根据权利要求1所述的方法，其还包括响应于调整后的一个或多个值经由所述燃料喷射器和所述控制器向发动机喷射燃料。
4.根据权利要求1所述的方法，其还包括确定所述燃料喷射器打开的时间量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述燃料喷射器打开的所述时间量是基于所述燃料喷射器的电压。
6.根据权利要求4所述的方法，其中响应于所述燃料喷射器打开的所述时间量来调整所述一个或多个值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中存储在所述索引阵列中的所述一个或多个值表示燃料喷射器脉冲宽度。
8.一种车辆系统，其包括：
发动机，其包括燃料喷射器；以及
控制器，其具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：
响应于所述燃料喷射器的打开时间，调整存储在索引阵列中的一个或多个值，所述索引阵列用于索引存储在控制器存储器中的表或函数，其中所述表或函数存储将经由所述燃料喷射器喷射的燃料质量描述为燃料喷射器脉冲宽度的函数的关系，并且响应于调整后的一个或多个值，经由所述燃料喷射器向所述发动机喷射燃料。
9.根据权利要求8所述的系统，其还包括用于打开所述燃料喷射器并监测所述燃料喷射器的所述打开时间的附加指令。
10.根据权利要求8所述的系统，其还包括用于停用燃料喷射泵并在所述燃料喷射泵被停用时向所述发动机喷射燃料的附加指令。
11.根据权利要求10所述的系统，其还包括用于调整所述表或函数中的一个或多个值的附加指令，所述表或函数存储将经由所述燃料喷射器喷射的燃料质量描述为燃料喷射器脉冲宽度的函数的所述关系。
12.根据权利要求10所述的系统，其中当发动机负荷小于阈值发动机负荷时停用所述燃料喷射泵。
13.根据权利要求8所述的系统，其还包括附加指令，所述附加指令在由所述控制器执行时使所述控制器：响应于基于压力的燃料喷射器平衡，调整所述表或函数中的值，所述表或函数存储描述经由所述燃料喷射器喷射的燃料质量的所述关系。
14.根据权利要求13所述的系统，其中基于压力的燃料喷射基于燃料轨中燃料的压降来估计经由所述燃料喷射器喷射的燃料量。
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