專利名稱：檢測(cè)和補(bǔ)償直噴式系統(tǒng)中的噴射器變異性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制直噴式燃料系統(tǒng)的燃料噴射的方法及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的燃料噴射器通常由于例如不完美的制造工藝和/或噴射器老 化而具有件與件之間(piece to piece)和不同使用時(shí)間之間(time to time)的變異 性。由于噴射到每個(gè)汽缸中的燃料量不同，該噴射器變異性會(huì)造成汽缸扭矩輸出不平 衡，且由于不能正確地計(jì)量噴射到每個(gè)汽缸中的燃料，該噴射器變異性還會(huì)造成較高 的尾管排放及降低的燃料經(jīng)濟(jì)性。
為了補(bǔ)償噴射器變異性，可以使用對(duì)噴射時(shí)間等噴射參數(shù)進(jìn)行修正的修正系數(shù)。 例如，美國(guó)專利5,176,122公開了一種方法，該方法利用平均修正系數(shù)和單個(gè)修正系 數(shù)兩者進(jìn)行修正以校正噴射器變異性。為了校準(zhǔn)平均修正系數(shù)和和單個(gè)修正系數(shù)，在 怠速工況等各種工況下停止燃料供給時(shí)執(zhí)行校準(zhǔn)噴射事件。具體來(lái)說，在校準(zhǔn)噴射事 件期間，當(dāng)執(zhí)行燃料噴射時(shí)，在燃料導(dǎo)管壓力從正常工作壓力降至較低閾值時(shí)監(jiān)視燃 料導(dǎo)管壓力。然后使用燃料導(dǎo)管壓力降來(lái)計(jì)算和更新修正系數(shù)。此外，為了確定單個(gè) 修正系數(shù)，可以執(zhí)行一些噴射器的噴射事件而停用其他噴射器或減少其他噴射器的噴 射量。
發(fā)明人在此認(rèn)識(shí)到一些與校準(zhǔn)修正系數(shù)的上述方法關(guān)聯(lián)的潛在問題。例如，在校 準(zhǔn)噴射事件期間，監(jiān)視從正常工作壓力到較低閾值壓力的燃料導(dǎo)管壓力降，由于較低 閾值壓力因噴射器不能精確地計(jì)量低于特定壓力的燃料而受限，可用于給定的校準(zhǔn)噴 射事件的壓力降的量因此受限。換句話說，用于給定的校準(zhǔn)噴射事件的噴射次數(shù)和噴 射量可能不足以精確地校準(zhǔn)所有噴射器。除上述問題之外，使用噴射器停用進(jìn)行的單 個(gè)汽缸噴射器校準(zhǔn)會(huì)造成不期望的空燃比偏移、汽缸之間不平衡的扭矩產(chǎn)生量及增加 的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)(如在怠速工況下)。此外，在燃料導(dǎo)管壓力保持在正常工作壓力時(shí)， 由于相對(duì)低的燃料壓力，相對(duì)少量的燃料會(huì)于校準(zhǔn)期間出現(xiàn)在燃料導(dǎo)管中。因此，出 現(xiàn)在燃料導(dǎo)管中的少量燃料會(huì)增加燃料計(jì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱的敏感性，進(jìn)而使校準(zhǔn)結(jié)果降 級(jí)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題中的至少部分，可以使用這樣的燃料噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用低 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況和高于正常的燃料導(dǎo)管工作壓力下的噴射器校準(zhǔn)。在一個(gè)示例中，提供一種用于控制直噴式燃料系統(tǒng)的燃料噴射的方法，該燃料系
統(tǒng)具有燃料泵，該方法包括可變地操作燃料泵以將燃料壓力保持在選擇的壓力；臨 時(shí)地增加泵操作以使壓力增加從而足夠高于所述選擇的壓力，然后減少泵操作；在減 少泵操作之后的至少一次燃料噴射期間，使壓力減小與噴射器搡作相關(guān)(correlating), 及基于所述相關(guān)調(diào)節(jié)燃料噴射操作。
通過使用高于選擇的工作壓力的增加壓力，可以有足夠大的噴射量來(lái)對(duì)后續(xù)的噴 射保持足夠的燃料導(dǎo)管壓力降，以進(jìn)行精確的噴射器校準(zhǔn)。在使用渦輪增壓器來(lái)增大 進(jìn)氣壓力時(shí)尤其如此，在該情況下，噴射壓力必須克服汽缸中增壓下的空氣壓力。另 外，在精確的校準(zhǔn)希望每噴射器進(jìn)行多次噴射和/或需要校準(zhǔn)多個(gè)噴射器時(shí)，還可以 有足夠次數(shù)的校準(zhǔn)噴射。此外，還可以在比適合于當(dāng)前工況的壓力低的壓力下避免使 用噴射器或減少工作的噴射器。在一個(gè)具體示例中，通過在低負(fù)荷工況下執(zhí)行這樣的 操作，可以為噴射器校準(zhǔn)提供足夠的壓力增加，因?yàn)榭梢栽谶@樣的低負(fù)荷工況下使用 較低的工作壓力，即(用于校準(zhǔn)噴射器的臨時(shí)壓力增加之前的)工作壓力足夠低，從 而可以提供足夠的空間以實(shí)現(xiàn)期望的壓力增加來(lái)執(zhí)行精確的噴射器校準(zhǔn)。
此外，通過在相關(guān)期間(correlation)使用較高的起始燃料導(dǎo)管壓力，在校準(zhǔn)
燃料噴射器時(shí)燃料導(dǎo)管可以加注有較新鮮且溫度較低的燃料。這可以減少燃料導(dǎo)管溫 度敏感性并因此增強(qiáng)相關(guān)的結(jié)果。
最后，在發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)噴射器緊接著泵操作的減少執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的噴射的示例 中，可以避免在停用單個(gè)噴射器或單個(gè)噴射器的噴射量減少時(shí)產(chǎn)生任何扭矩不平衡。


圖1示出示例發(fā)動(dòng)機(jī)；
圖2示出具有高壓燃料的燃料噴射系統(tǒng)；
圖3示出示例燃料噴射器校準(zhǔn)例程；
圖4示出示例校準(zhǔn)噴射例程；
圖5示出示例噴射器修正系數(shù)計(jì)算和更新例程；
圖6示出用于確定髙壓燃料貯存器的目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(PJ的示例例程；及 圖7是示出校準(zhǔn)噴射循環(huán)中的燃料噴射正時(shí)、高壓燃料貯存器中的燃料壓力改變 及燃料泵行程的時(shí)間圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸，以及連接到該汽缸的進(jìn)氣和排氣路徑。 繼續(xù)圖l，示出直噴系統(tǒng)，其中發(fā)動(dòng)機(jī)IO使用直接燃料噴射以及火花點(diǎn)火。包 括多個(gè)燃燒室的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10由電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器l2控制。發(fā)動(dòng)機(jī)io的燃燒室30 如圖所示包括燃燒室壁32,活塞36位于其中并連接到曲軸40。起動(dòng)機(jī)馬達(dá)(未示出)可以經(jīng)飛輪(未示出)連接到曲軸40,或者可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)。
在一個(gè)具體示例中，如果需要，活塞36可以包括凹槽或—凹腔(未示出)以有助 于形成分層的空燃進(jìn)氣。在一些示例中，可以使用盤形活塞。
燃燒室或汽缸30如圖所示經(jīng)相應(yīng)的進(jìn)氣門52a和52b (未示出)及排氣門54a 和54b (未示出)與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。因此，雖然每汽缸使用四個(gè)氣 門，但在另一個(gè)示例中，也可以每汽缸使用一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門。在又一個(gè)示例 中，每汽缸可以使用兩個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門。
燃料噴射器66A如圖所示直接連接到燃燒室30,用于與經(jīng)電子驅(qū)動(dòng)器68從控制 器12接收的信號(hào)脈沖寬度dfpw成比例地向其中供給噴射的燃料。雖然圖1示出噴射 器66A是側(cè)置噴射器，但噴射器也可以位于活塞上方，如靠近火花塞92的位置處。 由于某些基于酒精的燃料揮發(fā)性較低，這樣的位置可以改進(jìn)混合及燃燒?；蛘?，噴射 器可以位于進(jìn)氣門上方附近以改進(jìn)混合。
燃料可以由包括燃料箱、燃料泵及燃料導(dǎo)管的高壓燃料系統(tǒng)(見圖2)供給到燃 料噴射器66A。此外，雖然未示出，但一個(gè)(或多個(gè))燃料箱(的每個(gè))可以具有向 控制器12提供信號(hào)的壓力傳感器。
進(jìn)氣歧管44如圖所示經(jīng)節(jié)流板62與節(jié)氣門體58連通。在該具體示例中，節(jié)流 板62連接到電動(dòng)馬達(dá)94,以使橢圓的節(jié)流板62的位置由控制器12通過電動(dòng)馬達(dá)94 控制。該配置可以稱為電子節(jié)氣門控制(ETC),并且也可以在怠速控制期間使用。 在替代示例(未示出)中，旁通氣道與節(jié)流板62并聯(lián)排列，以在怠速控制期間經(jīng)位 于氣道內(nèi)的怠速控制旁通閥控制吸入的空氣流。
排氣傳感器76如圖所示連接到催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48 (其中傳感器 76可以對(duì)應(yīng)于各種不同的傳感器)。例如，傳感器76可以是用于提供排氣空燃比指 示的多種現(xiàn)有傳感器中的任何一種，如線性氧傳感器(linear oxygen sensor ) 、 UEGO、 雙態(tài)氧傳感器(two-state oxygen sensor) 、 EG0、 HEG0,或者HC傳感器或CO傳感 器。在該具體示例中，傳感器76是向控制器12提供信號(hào)EG0的雙態(tài)氧傳感器，而控 制器12將信號(hào)EGO轉(zhuǎn)換為雙態(tài)信號(hào)EG0S。信號(hào)EGOS的高壓狀態(tài)表示排氣濃于化學(xué) 計(jì)量(stoichiometry)，信號(hào)EGOS的低壓狀態(tài)表示排氣稀于化學(xué)計(jì)量。在反饋空燃比 控制期間可以有利地使用信號(hào)EGOS以在化學(xué)計(jì)量均質(zhì)模式操作期間將平均空燃比保 持在化學(xué)計(jì)量?？杖急瓤刂频倪M(jìn)一步細(xì)節(jié)亦包括在本文中。
無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)88響應(yīng)于來(lái)自控制器12的點(diǎn)火提前信號(hào)SA經(jīng)火花塞92向燃 燒室30提供點(diǎn)火火花。
通過控制噴射正時(shí)、噴射量、噴射模式等，控制器l2可以使燃燒室30以各種燃 燒模式工作，包括均質(zhì)空燃混合氣燃燒模式和分層空燃混合氣燃燒模式。此外，可以 在燃燒室中形成組合的分層混合氣和均質(zhì)混合氣。在一個(gè)示例中，所分的各層可以由 工作的噴射器66A在壓縮行程期間形成。在另一個(gè)示例中'均質(zhì)混合氣可以由工作的噴射器66A在進(jìn)氣行程期間形成(可以是開啟氣門噴射)。在又一個(gè)示例中，均質(zhì)混 合氣可以由工作的噴射器66A在進(jìn)氣行程之前形成(可以是關(guān)閉氣門噴射)。在其他 示例中，在一個(gè)或多個(gè)行程(如，進(jìn)氣、壓縮、排氣等行程)期間可以使用噴射器 66A進(jìn)行多次噴射。又一些示例可以是可在不同的條件下使用不同的噴射正時(shí)和混合 氣組成的情況。
控制器12可以控制由燃料噴射器66A供給的燃料的量，以使燃燒室30中的均質(zhì) 空燃混合氣、分層空燃混合氣或組合的均質(zhì)/分層空燃混合氣在選擇下處于化學(xué)計(jì)量、 濃于化學(xué)計(jì)量，或稀于化學(xué)計(jì)量的值。
排放控制裝置72如圖所示位于催化轉(zhuǎn)化器70下游。排放控制裝置72可以是微 粒過濾器、三元催化劑，或N0x捕集器，或其組合。
控制器12如圖所示為常規(guī)微型計(jì)算機(jī)，其中包括微處理器單元(CPU) 102、輸 入/輸出端口 (1/0)104、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)媒體(在該具體示例 中如圖所示為只讀存儲(chǔ)器芯片(ROM) 106)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 108、?；畲鎯?chǔ) 器(KAM)llO,及常規(guī)數(shù)據(jù)總線。除上述信號(hào)之外，控制器12如圖所示還接收來(lái)自 連接到發(fā)動(dòng)機(jī)10的傳感器的各種信號(hào)，包括來(lái)自連接到節(jié)氣門體58的空氣質(zhì)量流量 傳感器100的吸入空氣質(zhì)量流量(MAF)測(cè)量值；來(lái)自連接到冷卻套管114的溫度傳 感器112的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來(lái)自連接到曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118的 齒面點(diǎn)火信號(hào)(PIP);及來(lái)自節(jié)氣門位置傳感器120的節(jié)氣門位置TP;來(lái)自傳感器 122的歧管絕對(duì)壓力(MAP)信號(hào)；來(lái)自爆震傳感器182的爆震指示；及來(lái)自傳感器 180的絕對(duì)或相對(duì)環(huán)境濕度的指示。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPm由控制器12通過信號(hào)PIP以 常規(guī)方式產(chǎn)生，而來(lái)自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號(hào)MAP提供對(duì)進(jìn)氣歧管中的真空 或壓力的指示。在化學(xué)計(jì)量搡作期間，該傳感器可以給出發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的指示。此外， 該傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一起可以提供吸入汽缸的進(jìn)氣(包括空氣)的估計(jì)。在一個(gè)示 例中，也用作發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118在曲軸每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等 距脈沖。催化轉(zhuǎn)換器的溫度可以通過傳感器測(cè)量或基于工況估計(jì)，或通過兩者的組合 得到。
在一些示例中，控制器12接收各種通過各種傳感器(未示出所有)檢測(cè)到的會(huì) 影響燃料導(dǎo)管壓力監(jiān)視的工作參數(shù)。工作參數(shù)可以和噴射器校準(zhǔn)噴射事件期間的燃料 導(dǎo)管壓力降相關(guān)，且可以消除或減少發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)對(duì)燃料導(dǎo)管壓力測(cè)量的影響，從 而精確地確定由燃料噴射造成的燃料壓力降。影響燃料壓力測(cè)量的此類發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)包 括例如進(jìn)氣門位置和/或排氣門位置、曲軸角位置、活塞位置、噴射器的觸發(fā)(firing )、
火花塞的點(diǎn)火，和/或進(jìn)氣壓力和/或排氣壓力。
繼續(xù)圖l,示出了可變凸輪軸正時(shí)系統(tǒng)。具體來(lái)說，發(fā)動(dòng)機(jī)10的凸輪軸如圖所 示與搖臂132和134連接以驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門52a、 52b和排氣門Ma、 Mb。凸輪軸1"直 接連接到殼體136。殼體136形成具有多個(gè)輪齒138的齒輪。殼體136以液壓方式連接到內(nèi)部軸(未示出)，該軸進(jìn)而通過正時(shí)鏈條(未示出)直接連接到凸輪軸130。 因此，殼體136和凸輪軸130以基本上與內(nèi)部軸相等的速度旋轉(zhuǎn)。內(nèi)部軸以相對(duì)于曲 軸40恒定的速度比旋轉(zhuǎn)。然而，通過搡縱下文所述的液壓連接，可以通過提前室142 和延遲室144中的液壓壓力改變凸輪軸130與曲軸40的相對(duì)位置。通過允許高壓液 壓液進(jìn)入提前室142,凸輪軸130和曲軸40之間的相對(duì)關(guān)系提前。因此，進(jìn)氣門52a、 52b和排氣門54a、 54b相對(duì)于曲軸40在早于正常的時(shí)間開啟和關(guān)閉。類似地，通過 允許高壓液壓液進(jìn)入延遲室144,凸輪軸130和曲軸40之間的相對(duì)關(guān)系延遲。因此， 進(jìn)氣門52a、 52b和排氣門54a、 54b相對(duì)于曲軸40在晚于正常的時(shí)間開啟和關(guān)閉。
連接到殼體136和凸輪軸130的輪齒138允許通過向控制器12提供信號(hào)VCT的 凸輪正時(shí)傳感器150測(cè)量相對(duì)凸輪位置。四個(gè)輪齒l、 2、 3和4優(yōu)選地用于測(cè)量凸輪 正時(shí)且等距排列(例如，在V-8雙組發(fā)動(dòng)機(jī)中彼此間隔90度)，而輪齒5優(yōu)選地用 于汽缸識(shí)別，如下文中所述。另外，控制器12可以向常規(guī)電磁閥(未示出)發(fā)送控 制信號(hào)(LACT, RACT)來(lái)控制進(jìn)入提前室142、延遲室144的液壓液的流量或不控制 流量。
可以用各種方式測(cè)量相對(duì)凸輪正時(shí)。概言之，PIP信號(hào)的上升沿與接收來(lái)自殼體 136上的多個(gè)輪齒138之一的信號(hào)之間的時(shí)間或旋轉(zhuǎn)角，可給出相對(duì)凸輪正時(shí)的測(cè)量。 對(duì)于包括兩個(gè)汽缸組和具有五個(gè)輪齒的齒輪的V-8發(fā)動(dòng)機(jī)的具體示例，每個(gè)循環(huán)中接 收四次對(duì)特定汽缸組的凸輪正時(shí)的測(cè)量，而將額外的信號(hào)用于汽缸識(shí)別。
傳感器160還可以通過信號(hào)162提供排氣空燃比的指示，該信號(hào)向控制器12提 供指示02濃度的電壓。例如，傳感器160可以是HEGO、 UEGO、 EGO,或其他類型的排 氣傳感器。還應(yīng)注意，如上文中參考傳感器76所述，傳感器160可以對(duì)應(yīng)于各種不 同的傳感器。
如上所述，圖l僅示出多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)汽缸，且每個(gè)汽缸可以具有其自身 的一組進(jìn)氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
此外，在本文所述的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10可以連接到用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)馬 達(dá)(未示出)。可以在例如駕駛者旋轉(zhuǎn)駕駛桿上的點(diǎn)火開關(guān)中的鑰匙或觸發(fā)自動(dòng)起動(dòng) 按鈕時(shí)對(duì)起動(dòng)機(jī)馬達(dá)供電。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，例如由發(fā)動(dòng)機(jī)io在預(yù)定時(shí)間后達(dá)到 預(yù)定轉(zhuǎn)速之后，斷開起動(dòng)機(jī)。此外，在所公開的示例中，排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)可 以經(jīng)EGR閥(未示出)將期望的一部分排氣從排氣歧管48引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管44中。或 者，通過控制排氣門正時(shí)將一部分燃燒氣體保留在燃燒室中。
發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是各種類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的一種或多種。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包含各 種數(shù)量的汽缸，例如，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以是V-2、 V-6、 V-8或V-12發(fā)動(dòng)機(jī)?？梢詥为?dú)地 啟用或停用單個(gè)汽缸以提供不同的發(fā)動(dòng)機(jī)排量。單個(gè)汽缸也可以在給定的時(shí)間以不同 的燃燒模式工作。單個(gè)汽缸還可能在不同的燃燒模式之間轉(zhuǎn)換，例如從SI轉(zhuǎn)換到HCCI 然后回到SI。發(fā)動(dòng)機(jī)IO可以是旋轉(zhuǎn)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)或往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，或旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的組合。發(fā)動(dòng)機(jī)IO還燃燒各種類型的燃料，如柴油、植物油、丙 烷、汽油，或不同燃料的組合。另外，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以使用不同的行程循環(huán)，例如可 以使用二行程循環(huán)或四行程循環(huán)或不同行程循環(huán)的組合。發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸可以按各種配 置排列。例如，汽缸可以排列為直線，如直列式發(fā)動(dòng)機(jī)；排列為V形配置，如V型發(fā)
動(dòng)機(jī)；排列為w形配置，如W型發(fā)動(dòng)機(jī)；排列為兩個(gè)對(duì)置的汽缸組，如臥式發(fā)動(dòng)機(jī)；
或不同發(fā)動(dòng)機(jī)配置的組合。
還應(yīng)注意，可以使用各種方法來(lái)保持期望的扭矩，例如調(diào)節(jié)點(diǎn)火正時(shí)、節(jié)氣門位 置、可變凸輪正時(shí)位置、排氣再循環(huán)量，及執(zhí)行燃燒的汽缸數(shù)量。此外，可以對(duì)每個(gè) 汽缸單獨(dú)地調(diào)節(jié)這些變量以在所有汽缸中保持汽缸平衡。
發(fā)動(dòng)機(jī)IO還包括壓縮裝置，如包括沿進(jìn)氣歧管44排列的至少一個(gè)壓縮機(jī)的渦輪 增壓器或機(jī)械增壓器(未示出)。對(duì)于渦輪增壓器，壓縮機(jī)可以至少部分地由沿排氣 歧管48排列的渦輪(如通過軸)驅(qū)動(dòng)。對(duì)于機(jī)械增壓器，壓縮機(jī)可以至少部分地由 發(fā)動(dòng)機(jī)(如曲軸)和/或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，且可以不包括渦輪。渦輪增壓器，如果出現(xiàn)，可 以是各種類型的渦輪增壓器，例如，可以是固定幾何渦輪增壓器或可變幾何渦輪增壓 器。此外，渦輪增壓器可以是可變幾何渦輪增壓器或包括旁通泄壓閥。
圖2示出具有高壓燃料導(dǎo)管系統(tǒng)的燃料噴射系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括燃料箱200、 低壓燃料泵(或低壓燃料提升泵)202經(jīng)低壓管道204向高壓燃料泵206供給來(lái)自燃 料箱200的燃料。高壓燃料泵206經(jīng)高壓管道208向高壓燃料貯存器210供給加壓燃 料。高壓燃料貯存器210分別經(jīng)燃料供給管212a、 212b、 212c和212d向燃料噴射器 214a、 214b、 214c和214d供給加壓燃料。燃料噴射器將燃料噴射到位于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸 體216內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸(未示出)中。未噴射的燃料可以經(jīng)回燃料管218回到燃料箱 200。發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體216可以連接到具有進(jìn)氣節(jié)氣門224的進(jìn)氣道222。
該系統(tǒng)還可以包括控制單元226。該控制單元可以進(jìn)一步連接到用于檢測(cè)和控制 汽車工況的各種其他傳感器252和各種執(zhí)行器254 (如燃料噴射執(zhí)行器、火花點(diǎn)火執(zhí) 行器、節(jié)氣門執(zhí)行器等)。例如，控制單元226可以通過適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳈z測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速、節(jié)氣門位置、進(jìn)氣溫度和/或壓力、排氣溫度/壓力、空氣質(zhì)量流量、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻 劑溫度、曲軸角位置、可變凸輪位置、噴射正時(shí)、火花點(diǎn)火正時(shí)。控制單元"6還可 以控制進(jìn)氣門和/或排氣門或節(jié)氣門、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇、火花點(diǎn)火、噴射器及燃料泵 的操作以控制發(fā)動(dòng)機(jī)工況。
圖2示出燃料噴射系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)。具體來(lái)說，圖2示出控制單元216可以是發(fā) 動(dòng)機(jī)控制單元、動(dòng)力系統(tǒng)控制單元、控制系統(tǒng)、或獨(dú)立的單元，或各種控制單元的組 合?？刂茊卧?26如圖2所示為常規(guī)微型計(jì)算機(jī)，其中包括輸入/輸出端口 ( I/O) 228、 微處理器單元(CPU) 232 、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)媒體(在該具體示例 中如圖所示為只讀存儲(chǔ)器芯片(ROM) 230 )、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 234、?；畲鎯?chǔ) 器UAM) 136，及數(shù)據(jù)總線?？刂茊卧?26可以接收來(lái)自各種傳感器的信號(hào)。例如，控制單元226可以通過位 于高壓燃料貯存器210中的燃料壓力傳感器220接收來(lái)自高壓燃料貯存器210的燃料 壓力信號(hào)。該控制單元還可以經(jīng)節(jié)氣門位置傳感器238接收指示進(jìn)氣節(jié)氣門位置的節(jié) 氣門開啟角信號(hào)(0A)、接收來(lái)自空氣質(zhì)量流量傳感器240的進(jìn)氣流量信號(hào)(Qa)、 接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器242的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(N。)、經(jīng)加速器踏板位置傳感器 246接收來(lái)自踏板244的加速器踏板位置信號(hào)、接收來(lái)自曲軸角傳感器248的曲軸角， 及接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器250的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)信號(hào)。
除上述信號(hào)之外，控制單元226還可以接收來(lái)自各種其他傳感器252的其他信號(hào)。 例如，控制單元226可以接收來(lái)自連接到曲軸(未示出)的霍爾效應(yīng)傳感器(未示出) 的齒面點(diǎn)火傳感器信號(hào)(PIP);來(lái)自歧管壓力傳感器(未示出)的歧管絕對(duì)壓力信 號(hào)MAP。
控制單元226可以通過各種執(zhí)行器254控制各種汽車組件的操作。例如，控制單 元226可以通過燃料噴射器執(zhí)行器(未示出)控制燃料噴射器214a - 214b的操作， 通過高壓燃料泵執(zhí)行器(未示出)控制高壓燃料泵206的搡作。
雖然在該示例中示出一個(gè)高壓燃料泵206,但在其他示例中可以包括多個(gè)向高壓 燃料貯存器210供給燃料的髙壓燃料泵。如圖2所示，高壓燃料泵206可以連接到控 制單元226并由該單元控制。控制單元226可以通過高壓燃料泵控制(未示出)調(diào)節(jié) 由高壓燃料泵206向高壓燃料貯存器供給燃料的量或速度。控制單元226還可以完全 停止對(duì)高壓燃料!fc存器210的燃料供給。此外，高壓燃料泵206可以包含一個(gè)或多個(gè) 安全閥，安全閥可在高壓燃料貯存器210中的燃料壓力高于所需時(shí)降低高壓燃料貯存 器中的燃料壓力。
雖然在該示例中示出每汽缸一個(gè)燃料噴射器，但可以在其他示例中每汽缸使用多 個(gè)噴射器。雖然在該示例中噴射器連接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸，但在其他示例中，噴射器可以 連接到進(jìn)氣道。直接連接到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料噴射器可以位于汽缸活塞(未示出)上 方或位于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸側(cè)部。噴射器212可操作地連接到控制單元或由控制單元控制， 如圖l所示的控制單元226。從噴射器噴射的燃料量和噴射正時(shí)可以由控制單元226 通過存儲(chǔ)在控制單元226中的發(fā)動(dòng)機(jī)MAP圖(engine map)基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(N。)和 /或進(jìn)氣節(jié)氣門角(Qa)或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷確定?？梢酝ㄟ^控制連接到噴射器的電磁閥(未 示出)來(lái)控制噴射器。噴射器可以不將向噴射器供給的所有燃料噴射完，并通過回流 管，如回燃料管218將所供給的部分燃料返回燃料箱。
高壓燃料貯存器210還可以包含一個(gè)或多個(gè)用于檢測(cè)高壓燃料貯存器H0中的燃 料溫度的溫度傳感器，及一個(gè)或多個(gè)用于檢測(cè)高壓燃料貯存器中的燃料壓力的壓 力傳感器。高壓燃料貯存器210還可以包含一個(gè)或多個(gè)安全閥。當(dāng)壓力高于所需時(shí)， 安全閥在開啟時(shí)可降低高壓燃料貯存器中的壓力并經(jīng)回燃料管將多余的燃料返回燃 料箱中。可以對(duì)上述示例系統(tǒng)做出各種其他修改或調(diào)整。例如，燃料管(如204、 208、 H8、 2Ha-212d)可以包含一個(gè)或多個(gè)過濾器、泵、壓力傳感器、溫度傳感器、安全 閥。燃料導(dǎo)管可以包括一根或多根管道?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)燃料冷卻系統(tǒng)。進(jìn)氣道 222可以包含一個(gè)或多個(gè)空氣過濾器、渦輪增壓器、緩沖罐(surge tank)。發(fā)動(dòng)機(jī) 可以包含一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇、冷卻管路、火花點(diǎn)火裝置、氣門，及控制裝置。 發(fā)動(dòng)機(jī)可以連接到排氣道。
下面在流程圖中描述的具體例程可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一種或多種， 如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所示的各個(gè)步驟或功能可以如所 示例程那樣執(zhí)行，并行執(zhí)行，或在某些情況下略去。類似地，處理的順序不是實(shí)現(xiàn)本 文中所述的示例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需，而是為便于演示和說明而提供。雖然未明確示 出，但取決于在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間所使用的具體策略，可以重復(fù)執(zhí)行所示的步驟或功能。 此外，這些圖可以在圖形上表示編程到控制器或控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中 的代碼。
圖3-圖6示出可以實(shí)現(xiàn)在汽車控制系統(tǒng)或控制單元中，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU) 中或?qū)崿F(xiàn)在燃料噴射系統(tǒng)，如圖1-圖2所示燃料噴射系統(tǒng)中的用于校準(zhǔn)燃料噴射器 的示例例程或程序的高級(jí)流程圖。
圖3示出示例燃料噴射器校準(zhǔn)例程(FICR)。
在302,控制單元(如12和226 )接收來(lái)自各種汽車傳感器的有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的 輸入信號(hào)。例如，控制單元可以接收各種信息，諸如來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(如242 ) 的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(N。)、來(lái)自節(jié)氣門位置傳感器(如2 38 )的節(jié)氣門開啟角信號(hào)(0*), 及來(lái)自空氣質(zhì)量流量傳感器(如240 )的空氣流量信號(hào)(Qa)。在一些示例中，輸入 信號(hào)可以包括進(jìn)氣壓力、執(zhí)行用于噴射器校準(zhǔn)的預(yù)定噴射次數(shù)，或其他。
在304,控制單元確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于低負(fù)荷工況?？刂茊卧梢曰贜" 0A, 和/或Qa (如Ns低于預(yù)定閾值A(chǔ))確定發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷工況。如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù) 荷工況，則例程進(jìn)入步驟306;否則，例程結(jié)束。
在306,控制單元確定發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(TJ是否高于或等于預(yù)定閾值B (如80°C)。 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度可以通過位于發(fā)動(dòng)機(jī)中的傳感器直接檢測(cè)，或通過其他檢測(cè)到的信號(hào)，例 如通過檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度估計(jì)，或通過或基于各種其他汽車參數(shù)估計(jì)。如果 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于或等于預(yù)定闊值B,則例程進(jìn)入308，否則例程結(jié)束。該步驟可以確 保噴射器校準(zhǔn)噴射事件在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)執(zhí)行。在一些情況下，有利的是避免 或減少低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度工況下，如發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的噴射器校準(zhǔn)，因?yàn)樵谄溟g發(fā)動(dòng)機(jī)溫度 可能發(fā)生顯著變化。波動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度會(huì)影響在給定壓力下噴射的燃料質(zhì)量，因此產(chǎn) 生不精確的燃料計(jì)量，最終使校準(zhǔn)結(jié)果降級(jí)。或者，校準(zhǔn)可以嘗試考慮發(fā)動(dòng)機(jī)溫度， 從而允許在較大范圍的工況下進(jìn)行校準(zhǔn)。
在30S,控制單元確定上次噴射器校準(zhǔn)和更新事件以來(lái)已流逝的一段時(shí)間(t一)是否大于或等于預(yù)定閾值C (如IO分鐘)。如果t^p大于或等于閾值C,則例程進(jìn)入 步驟310,否則例程結(jié)東。以此方式，可以限制或減少噴射器校準(zhǔn)的頻度。
在310,控制單元執(zhí)行校準(zhǔn)噴射程序(如圖4)達(dá)預(yù)定次數(shù)K (如3次)。例程 還可以預(yù)先確定噴射器在校準(zhǔn)噴射程序中的觸發(fā)順序。可以確定每個(gè)噴射器在校準(zhǔn)噴 射程序期間何時(shí)觸發(fā)多少次。還可以包括計(jì)數(shù)機(jī)制，以跟蹤噴射器的觸發(fā)并確保在繼 續(xù)下一個(gè)校準(zhǔn)噴射程序之前在所有噴射器中循環(huán)進(jìn)行噴射。例如對(duì)于具有四個(gè)噴射器 的四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)，例程可以預(yù)先確定校準(zhǔn)將以下述順序進(jìn)行校準(zhǔn)噴射程序噴射器#1、 #2、 #3、 #4,且該校準(zhǔn)噴射程序可以在燃料噴射器校準(zhǔn)例程中重復(fù)執(zhí)行三次。該例程 還可以確定可在上次燃料噴射器校準(zhǔn)例程結(jié)東之后已流逝預(yù)定量的時(shí)間(如10分鐘) 之后重復(fù)執(zhí)行燃料噴射器校準(zhǔn)例程。例如，該例程可以在最早可能機(jī)會(huì)，例如在發(fā)動(dòng) 機(jī)已起動(dòng)且發(fā)動(dòng)機(jī)溫度已穩(wěn)定化之后執(zhí)行校準(zhǔn)噴射例程以校準(zhǔn)噴射器#1，然后接著在 下次可能機(jī)會(huì)校準(zhǔn)噴射器#2、 #3、 #4。該例程還可以確定例如在上次校準(zhǔn)循環(huán)以來(lái)已 流逝預(yù)定量的時(shí)間之后(如10分鐘)，或根據(jù)需要，如在發(fā)生特定的觸發(fā)事件時(shí)或 在發(fā)動(dòng)機(jī)工況指示需要重新校準(zhǔn)噴射器時(shí)，重復(fù)執(zhí)行燃料噴射器校準(zhǔn)例程。這樣的工 況的示例包括上次燃料噴射器校準(zhǔn)例程以來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度已改變超出預(yù)定閾值時(shí)，或排 氣成分傳感器檢測(cè)到一種或多種排氣成分超出預(yù)定閾值時(shí)。
在312,控制單元對(duì)每個(gè)噴射器執(zhí)行噴射器修正系數(shù)校準(zhǔn)和更新例程(如圖5)。 例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)是四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)且每個(gè)汽缸具有一個(gè)噴射器，則噴射器修正系數(shù)校 準(zhǔn)和更新例程可以執(zhí)行四次，對(duì)每個(gè)噴射器執(zhí)行一次。
圖4示出可用作噴射器校準(zhǔn)例程(如圖3所示)的子例程的示例校準(zhǔn)噴射例程。
在402,控制單元(如12、 226 )請(qǐng)求高壓燃料供給泵(如206 )執(zhí)行附加泵行 程、增加泵行程頻率，和/或在至少一個(gè)行程中增加泵行程，以使高壓燃料貯存器(如 210)中的燃料壓力達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(PJ ,這可進(jìn)一步參考圖6描述。如 本文所述，泵操作增加的量可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、增壓操作、進(jìn)氣壓力、 (發(fā)動(dòng)機(jī)或每個(gè)噴射器的)校準(zhǔn)噴射次數(shù)，和/或其他工況確定。
在404,控制單元關(guān)閉高壓燃料供給泵，從而不向高壓燃料貯存器(如210)進(jìn)
一步供給更多燃料。
在406,控制單元以預(yù)定程序(如噴射器#1、噴射器#2、噴射器#3、噴射器#4, 或該發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)定的點(diǎn)火順序)執(zhí)行一系列的燃料噴射，并重復(fù)執(zhí)行該程序達(dá)預(yù)定次數(shù) L(如三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)，其中每個(gè)噴射器在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間至少操作一次)，同 時(shí)監(jiān)視作為時(shí)間或噴射事件的函數(shù)的高壓燃料貯存器中的燃料壓力(P)曲線?？梢?安排噴射系列，以便在噴射結(jié)東時(shí)，P達(dá)到或低于正常工作目標(biāo)壓力(Pn)，其中Pn 是高壓燃料貯存器在正常燃料噴射事件期間的期望目標(biāo)燃料壓力。
在一些示例中，該例程可以監(jiān)視高壓燃料貯存器中的燃料壓力。在一些示例中， 在校準(zhǔn)噴射程序完成之后，該例程還可以在下一次校準(zhǔn)噴射程序開始之前，基于可包括發(fā)動(dòng)機(jī)工況的工況，將高壓燃料貯存器中的燃料壓力返回到正常工作目標(biāo)壓力 (Pn)。
在一些示例中，該例程可以最小化或減少用于將高壓燃料貯存器中的燃料壓力升 高到期望壓力，例如目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(P )的驅(qū)動(dòng)(actuation)次數(shù)，因?yàn)楸玫尿?qū)動(dòng) 會(huì)增加工作損失。在一個(gè)具體示例中，該例程可以使用單個(gè)行程來(lái)增加高壓燃料貯存 器中的燃料壓力以達(dá)到目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(P )。
圖5示出可在噴射器校準(zhǔn)例程(如圖3)內(nèi)部用作子例程的用于噴射器i (如對(duì) 于四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)，i=l、 2、 3或4)的示例噴射器修正系數(shù)計(jì)算和更新例程。
在502,控制單元計(jì)算由于第i個(gè)噴射器的每次噴射造成的燃料壓力降(厶Pij) (如，若每個(gè)噴射器在校準(zhǔn)噴射循環(huán)期間噴射三次且校準(zhǔn)噴射循環(huán)在校準(zhǔn)事件期間執(zhí) 行三次，則j=l、 2、 3...9) 。 .APij對(duì)應(yīng)于由于第i個(gè)噴射器在第j次噴射期間的噴 射造成的高壓燃料貯存器中的壓力降。
各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況或事件會(huì)影響燃料導(dǎo)管壓力測(cè)量并可以在計(jì)算每次噴射造成的 燃料壓力降(APij)時(shí)考慮。因此，在一些示例中，該例程可以使燃料壓力與經(jīng)各種 傳感器檢測(cè)到的各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況(如在圖3的302中獲得的參數(shù))相關(guān)。例如，噴射 器觸發(fā)所產(chǎn)生的瞬態(tài)壓力脈沖會(huì)暫時(shí)地影響燃料導(dǎo)管壓力測(cè)量，從而影響校準(zhǔn)精度。 因此，可以選擇對(duì)燃料壓力的釆樣以減少噴射器觸發(fā)的瞬態(tài)影響。附加地或替代地， 如果噴射器觸發(fā)正時(shí)與燃料導(dǎo)管壓力測(cè)量相關(guān)，則在確定噴射器校準(zhǔn)值時(shí)可以考慮噴
射器觸發(fā)所造成的暫時(shí)的壓力降。類似地，進(jìn)氣門和/或排氣門開啟和關(guān)閉、進(jìn)氣壓 力和/或排氣壓力、曲軸角位置、凸輪位置、火花點(diǎn)火及發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒也會(huì)影響燃料導(dǎo) 管壓力測(cè)量，且可以將這些因素與燃料導(dǎo)管壓力測(cè)量相關(guān)以精確地計(jì)算單次噴射造成 的燃料導(dǎo)管壓力降。
繼續(xù)圖5，在504,控制單元使用下面的公式計(jì)算每次噴射Qij中實(shí)際噴射的燃料
量
Qu = APu / C
其中C是預(yù)先確定的常數(shù)系數(shù)，用于將燃料壓力降的量轉(zhuǎn)換為所噴射的燃料量。 在506,控制單元使用下面的公式確定噴射器i實(shí)際噴射的燃料的平均量(Qi):
其中j是噴射器i的噴射次數(shù)(如，若每個(gè)噴射器在校準(zhǔn)噴射循環(huán)期間噴射三次 且校準(zhǔn)噴射循環(huán)在校準(zhǔn)事件期間執(zhí)行三次，則j=l、 2、 3...9)。
在508,控制單元例如基于發(fā)動(dòng)機(jī)工況確定本應(yīng)由噴射器i噴射的燃料的目標(biāo)量 (Qc)。
在510,控制單元使用下面的公式計(jì)算噴射器i (如，對(duì)于四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)，i=l、 2、 3或4)的修正系數(shù) ki = Qc / Qi在512,控制單元用新計(jì)算出的ki更新噴射器i的修正系數(shù)。例如，新計(jì)算出的 ki將取代存儲(chǔ)在控制單元的?；畲鎯?chǔ)器(KAM)中且當(dāng)前用于校準(zhǔn)噴射器i的舊ki。
圖6示出用于確定高壓燃料貯存器(如210)中的目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(PJ的例程。
在602,控制單元接收輸入，該輸入可提供要校準(zhǔn)的噴射器數(shù)量、要由每個(gè)噴射 器在每次噴射期間噴射的燃料基本量或燃料目標(biāo)量(Q。)及每個(gè)噴射器在校準(zhǔn)噴射循 環(huán)期間應(yīng)噴射的次數(shù)。
在604,控制單元例如使用下面的公式，計(jì)算可在校準(zhǔn)噴射循環(huán)之后使高壓燃料 貯存器中的燃料壓力下降回到正常工作目標(biāo)壓力(P )所需的高壓燃料貯存器中的目 標(biāo)校準(zhǔn)壓力(P ):
pm = pn + s; 艮)
其中Pn是正常工作目標(biāo)壓力，APij是噴射器i的噴射j期間的壓力降。
在一些示例中，該例程可以基于各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況或其他工況確定目標(biāo)校準(zhǔn)壓力 (PJ 。例如，與較低扭矩或負(fù)荷(或噴射持續(xù)期受限)下相比，在較高的扭矩、負(fù) 荷，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，每次噴射所噴射的燃料量較大，因此，可以取決于要對(duì)給 定的燃料噴射器校準(zhǔn)例程執(zhí)行的噴射次數(shù)，相應(yīng)地增加目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(p )。此外， 在進(jìn)氣壓力較高時(shí)，可以在每次噴射中使用較大的壓力降來(lái)增加精度，這還意味著較 高的目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(p ),該壓力亦取決于要執(zhí)行的噴射次數(shù)。因此，在一些示例中， 用于確定目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(PJ的發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括預(yù)定的要在燃料噴射器校準(zhǔn)例程 中執(zhí)行的噴射次數(shù)。作為一個(gè)示例，如果燃料噴射器校準(zhǔn)例程中預(yù)定的噴射次數(shù)增加， 則該例程還增加目標(biāo)校準(zhǔn)壓力(PJ 。
圖7是示出校準(zhǔn)噴射循環(huán)的理論示例(prophetic example)中的校準(zhǔn)噴射循環(huán) 中的燃料噴射正時(shí)、高壓燃料貯存器(如210)中的燃料壓力改變，及燃料泵行程(如 圖4所示)的圖。在校準(zhǔn)噴射循環(huán)之前，高壓燃料貯存器中的燃料壓力保持在正常工 作目標(biāo)壓力(P )并執(zhí)行正常的泵行程。在校準(zhǔn)噴射事件開始處，執(zhí)行更多或更長(zhǎng)的 泵行程并使高壓燃料貯存器中的燃料壓力(P)達(dá)到目標(biāo)燃料壓力(Pn),目標(biāo)燃料 壓力高于P。并可例如根據(jù)圖6所示的例程確定。在校準(zhǔn)噴射循環(huán)期間，例如按每個(gè)噴 射器的程序執(zhí)行噴射并監(jiān)視高壓燃料貯存器中的燃料壓力(P)。在該示例中，每次
噴射具有噴射時(shí)間t及目標(biāo)噴射量q。?？梢曰贜。、 q,和/或OA通過存儲(chǔ)在控制單元的
ROM中的發(fā)動(dòng)機(jī)MAP圖(engine map)確定Q。?？梢岳缡褂孟旅娴墓酱_定t:
其中Q。是每次噴射的目標(biāo)噴射量，ki是噴射器i的修正系數(shù)，P是噴射時(shí)高壓燃 料貯存器中的燃料壓力，Pm是高壓燃料貯存器的目標(biāo)燃料壓力。由于P在每次噴射器 噴射燃料時(shí)改變，t也會(huì)作為時(shí)間的函數(shù)改變。由于ki可以對(duì)每個(gè)噴射器改變，t也可 以作為噴射器的函數(shù)改變。在一個(gè)示例中，噴射器校準(zhǔn)噴射事件可以在低負(fù)荷操作(如低于最大發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷 的30'/。)期間執(zhí)行。對(duì)每個(gè)校準(zhǔn)噴射事件，通過執(zhí)行附加或更長(zhǎng)的泵行程，可將燃料 導(dǎo)管壓力升高至比正常工作壓力高的壓力，例如升高至比標(biāo)準(zhǔn)工作壓力高lxl(y帕斯 卡至2xl(T帕斯卡(10至20巴)的壓力。然后，執(zhí)行燃料噴射，直到燃料導(dǎo)管壓力
下降回到正常工作壓力。可以重復(fù)執(zhí)行校準(zhǔn)噴射事件若干次。在每個(gè)校準(zhǔn)燃料噴射事 件期間監(jiān)視由于燃料噴射造成的燃料導(dǎo)管壓力降。然后可以通過每個(gè)噴射器的每次噴 射造成的平均燃料壓力降對(duì)每個(gè)汽缸計(jì)算修正系數(shù)。修正系數(shù)存儲(chǔ)在?；畲鎯?chǔ)器
UAM)中，且可以在每次車輛出行期間執(zhí)行若干次校準(zhǔn)。
注意，本文中所包括的示例控制和估值例程可用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)配置和/或汽車系 統(tǒng)配置。本文中所述的具體例程可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一種或多種，如事 件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所示的各個(gè)步驟、操作或功能可以如 所示例程那樣執(zhí)行，并行執(zhí)行，或在某些情況下略去。類似地，處理的順序不是實(shí)現(xiàn) 本文中所述的示例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必需，而是為便于演示和說明而提供。取決于所使 用的具體策略，可以重復(fù)執(zhí)行所示步驟或功能中的一個(gè)或多個(gè)。此外，所述步驟可以 在圖形上表示編程到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中的代碼。
應(yīng)理解，本文中公開的配置和例程本質(zhì)上是示例性的，且這些具體示例不應(yīng)視為 具有限制意義，因?yàn)榇罅康淖凅w是可能的。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、 1-4、 1-6、 V-12、對(duì)置4及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本發(fā)明的主題包括本文中公開的各種系統(tǒng)和 配置及其他特征、功能，和/或?qū)傩缘乃行路f和非顯而易見的組合及子組合。
本發(fā)明的權(quán)利要求特別指出視為新穎和非顯而易見的特定組合及子組合。這些權(quán) 利要求可能引用"一個(gè)"元素或"第一"元素或其等價(jià)。這樣的權(quán)利要求應(yīng)被理解為 包括對(duì)一個(gè)或一個(gè)以上這樣的元素的結(jié)合，而不是要求或排除兩個(gè)或兩個(gè)以上這樣的 元素。所公開的特征、功能、元素，和/或?qū)傩缘钠渌M合及子組合可以通過本發(fā)明 權(quán)利要求的修改或通過在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提供新的權(quán)利要求來(lái)請(qǐng)求保護(hù)。這樣的 權(quán)利要求，無(wú)論是在范圍上比原始權(quán)利要求更寬、更窄、等價(jià)或不同，都應(yīng)被視為包 括在本發(fā)明的主題之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種用于控制直噴式燃料系統(tǒng)的燃料噴射的方法，所述燃料系統(tǒng)具有燃料泵，所述方法包括可變地操作所述燃料泵以將燃料壓力保持在選擇的壓力；臨時(shí)地增加泵操作以使壓力增加從而足夠高于所述選擇的壓力，然后減少泵操作；在減少泵操作之后的至少一次燃料噴射期間，使壓力減小與噴射器操作相關(guān)；及基于所述相關(guān)調(diào)節(jié)燃料噴射操作。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述燃料泵臨時(shí)地在至少一個(gè)行程 中以增加的泵行程操作，然后在以所述增加的泵行程進(jìn)行操作之后，在多個(gè)泵行程中 以減少的泵行程操作。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述燃料泵臨時(shí)地以增加的泵行程 頻率操作，然后在以所述增加的泵行程頻率操作之后，在多個(gè)泵行程中以減少的泵行 程頻率操作。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述臨時(shí)地進(jìn)行的操作發(fā)生在較低 的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述臨時(shí)地進(jìn)行的操作發(fā)生在發(fā)動(dòng) 機(jī)節(jié)氣門低于閾值的低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷期間。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)氣進(jìn) 行增壓，并使所述增壓下的吸入空氣與來(lái)自所述燃料噴射的燃料混合。
7. 如權(quán)利要求6所述，其特征在于，緊接著泵搡作的減少，發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)噴 射器執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的噴射。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，用于增加壓力的泵操作的量隨工況 而改變。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述工況包括進(jìn)氣壓力。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述工況包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述工況包括所述預(yù)定次數(shù)的噴射。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述燃料泵臨時(shí)地在至少一個(gè)行程 中以增加的泵行程搡作，然后在以所述增加的泵行程進(jìn)行操作之后，在多個(gè)泵行程中 停用。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述燃料泵是在燃料經(jīng)低壓提升泵加壓之后對(duì)燃料加壓的高壓燃料泵。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，至少在泵操作的減少之后的燃料 噴射期間，使燃料壓力減小與噴射器特性相關(guān)。
15. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括在所述相關(guān)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)循 環(huán)內(nèi)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)噴射器的噴射操作。
16. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括搡作所述燃料泵，以通過執(zhí) 行單個(gè)泵行程使壓力增加從而足夠高于所述選擇的壓力。
17. —種用于控制直噴式燃料系統(tǒng)的燃料噴射的方法，所述燃料系統(tǒng)具有燃料 泵，所述方法包括可變地操作所述燃料泵以將燃料壓力保持在選擇的壓力；在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況下，臨時(shí)地增加泵操作以使壓力增加從而足夠高于所述選擇 的壓力，然后減少泵搡作；在泵操作減少之后的至少一次燃料噴射期間，使壓力減小與噴射器操作相關(guān)，其中緊接著泵操作的減少，發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)噴射器執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的噴射； 基于所述相關(guān)調(diào)節(jié)燃料噴射操作；及對(duì)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)氣進(jìn)行增壓，并使所述增壓下的吸入空氣與來(lái)自所述燃料 噴射的燃料混合。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括操作所述燃料泵，以通過執(zhí)行單個(gè)泵行程使壓力增加從而足夠高于所述選擇的壓力。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述燃料泵臨時(shí)地在至少一個(gè)行程中以增加的泵行程操作，然后在以所述增加的泵行程進(jìn)行操作之后，在多個(gè)泵行程 中停用。
20. —種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括直噴式燃料系統(tǒng)，其包括低壓燃料提升泵、高壓燃料泵，及直接連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的 相應(yīng)汽缸中的多個(gè)燃料噴射器；及控制系統(tǒng)，其可變地操作所述高壓燃料泵以將燃料壓力保持在選擇的壓力，在低 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況下，所述控制系統(tǒng)臨時(shí)地增加高壓燃料泵操作以使壓力增加從而足夠 高于所述選擇的壓力，然后減少高壓燃料泵操作；及在泵操作減少之后的至少一次燃 料噴射期間，使壓力減小與噴射器搡作相關(guān)，其中緊接著泵操作的減少，發(fā)動(dòng)機(jī)中的 每個(gè)噴射器執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的噴射；所述控制系統(tǒng)還基于所述相關(guān)調(diào)節(jié)燃料噴射操作、 對(duì)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣進(jìn)氣進(jìn)行增壓，并使所述增壓下的吸入空氣與來(lái)自所述燃料噴射 的燃料混合。
全文摘要
本發(fā)明提供檢測(cè)和補(bǔ)償直噴式系統(tǒng)中的噴射器變異性的方法及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括提供一種用于控制直噴式燃料系統(tǒng)的燃料噴射的方法，該燃料系統(tǒng)具有燃料泵，該方法包括可變地操作燃料泵以將燃料壓力保持在選擇的壓力，臨時(shí)地增加泵操作以使壓力增加從而足夠高于所述選擇的壓力，然后減少泵操作；在減少泵操作之后的至少一次燃料噴射期間，使壓力減小與噴射器操作相關(guān)，及基于所述相關(guān)調(diào)節(jié)燃料噴射操作。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以精確地校準(zhǔn)噴射器，以補(bǔ)償直噴式系統(tǒng)中的噴射器變異性。
文檔編號(hào)F02D41/38GK101302966SQ20081009527
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月7日
發(fā)明者約瑟夫·萊爾·托馬斯 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司