一种实时确定燃油喷射器的流率特性的方法

专利名称：一种实时确定燃油喷射器的流率特性的方法
技术领域：
本发明涉及一种确定至少一个电控燃油喷射器的流率特性的方法，该燃油喷射器供给内燃机且被安装在发动机的燃油供给回路中，上述确定是实时的且作为喷射控制持续时间的函数，而且所述回路包括从燃油箱供油且连接至用于将燃油供给发动机的喷射器的共用燃油油轨的至少一个泵，每个喷射器由发动机控制单元控制，其自身包含至少一个计算器和至少一个存储器，一般以电子发动机控制单元的形式实施，以使得在发动机的每个循环上，每个喷射器如由所述喷射器流率特性确定的那样将燃油量传送给发动机，这将喷射量表示为所述喷射器的喷射控制持续时间的增加函数，与由所述发动机控制单元控制的一样，所述单元还能够考虑其它的对所述特性有影响的参数，譬如燃油压力或电源电压。
背景技术：
对于大于最小时间的喷射控制持续时间值，这种类型的喷射器具有包括基本上是线性的区域的流率特性，该区域由对应于其斜率的增益和在对应于喷射量为零的最低限度(floor)控制持续时间的起点处的偏移来定义，并且位于该线性区域向喷射控制持续时间的起点的延伸线与横坐标轴相交叉的地方，该横坐标轴在将喷射量标绘在纵坐标轴上的图表上表示喷射控制持续时间。对于小的喷射控制持续时间值，特性还包括位于偏移和线性区域之间的非线性区域。因而，在沿着表示喷射器的流率特性的曲线的任意点处，局部增益对应于局部斜率。
这种类型的喷射器一般由它们的制造商按照名义的或理论的流率特性来证明合格，该流率特性具有例如以用于线性区域的理论偏移和理论增益以及用于非线性区域的至少一个理论图表或曲线图或数学关系的形式而最初被存储在发动机控制单元内的名义的理论线性和非线性区域。
这种类型的电控燃油喷射器可应用于柴油机或强制点火式发动机，并且它们可被安装在直接或间接喷射供给回路上，使燃油围绕泵从下游返回至上游，或者不使燃油围绕泵从下游返回至上游。
已知的是，用于使发动机控制单元能够喷射预定量燃油的喷射器在其流率特性上既有相互离散，又有随时间的变化，因而，喷射给定的燃油量要求有取决于被控制的喷射器及其老化的不同的喷射控制持续时间。喷射器的特性上的离散是可用于喷射器的实际组成构件、由此可用于其尺寸和物理特性的离散的制造公差的结果，尤其是喷射器的喷射孔的数量和直径、它们的方位、它们的弹簧的弹性特性等等...，而且喷射器的流率特性随时间的变化具体为喷射器的实际组成构件老化的结果。
此外，用于控制直接或间接喷射且装配至机动车辆的内燃机上的大多数系统尤其是当使用要求理论混合气的三功能催化剂(three-function catalyst)时，通过使用用于捡测来自发动机的废气中的氧气含量的所谓λ探针，在连续的基础上且在发动机正在工作时提供闭环的浓混合比控制，且被连接至发动机控制单元上，以便保证传送理想的空气/燃油混合物。这种闭环的浓混合比控制使得可以以令人满意的方式补偿涉及对空气-燃油混合物的测量的所有零部件的离散，假如上面提到的离散没有被补偿，则可能影响在控制来自发动机的废气排放方面的性能。所涉及的零部件是用于计算空气被吸进发动机的速率的那些元件，以及控制将燃油喷射入发动机中的速率的那些元件，因此这些所涉及的零部件包含喷射器。然而，除非使用专用的对策，闭环的浓混合比控制不能识别所涉及的每个零部件的特性是个别的还是整体的。换言之，空气-燃油混合物的测量包括连同对应的燃油流率一起控制将空气吸进发动机的速率，而且闭环的浓混合比控制用于补偿空气流率和燃油流率之间的比率，但不会识别应当将哪一部分的修正施加到空气流率或燃油流率上，此外，浓混合比控制不可能计算用于每个气缸、进而用于每个喷射器的单独的修正。
因此，本发明所基于的问题包括，从认识用于喷射器流率的名义或理论特性开始，实时地且作为喷射控制持续时间的函数地确定用于发动机的至少一个燃油喷射器的所述特性的变化，以便确定实际存在于喷射的燃油量和用于所考虑的至少一个喷射器的喷射控制持续时间之间的关系，而且在有规律地进行的调试阶段中实现这种确定，同时发动机在不必处于稳定状态下的工作点上工作，以及对于足够短的调试周期，避免明显降低的污染排放且避免车辆乘客感觉不适。
调试不仅可涉及用在给定发动机中的每个喷射器的流率特性，而且还涉及所考虑的发动机的所有喷射器的平均或整体特性，这基于由名义的或理论的整体增益和名义的或理论的整体偏移以及还有名义的或理论的整体非线性区域限定的名义或理论的整体特性。
发明概述因此，本发明的目的是通过以下手段来更好的获知工作中的发动机的至少一个喷射器的流率特性，即，假定其增益是已知的，实时确定所述喷射器的偏移；还有确定其特性的非线性部分，以便能够跟踪每个喷射器的单个流率特性的变化，并且还能够跟踪作为一个整体的发动机喷射器的整体特性的变化。
为了弥补上述缺陷，本发明的方法用于确定至少一个电控燃油喷射器的流率特性，该电控燃油喷射器供给内燃机且被安装在上述类型的燃油供给回路中，而且实时地执行确定且作为喷射控制持续时间的函数，本发明方法的特征在于，它包括至少以下步骤假定增益等于理论增益或等于基于理论增益的最新增益；以及对于其特性将要被确定的每个喷射器，用多喷射代替至少一个标准喷射的每一个，所述至少一个标准喷射具有按照存储的特性由发动机控制单元控制的喷射控制持续时间，所述多喷射包括喷射控制持续时间的接连的至少两个喷射，该喷射控制持续时间被假定产生与通过被替代的标准喷射一样的喷射燃油量；确定在被替代的标准喷射和多喷射之间的燃油量的差值；从其中推导出确定所述特性中的误差；以及改变线性区域的增益和/或偏移或者至少改变用于非线性区域的图表或数学关系，以便补偿所述误差，并且存储如这种方法所确定的新特性。
依据本发明，由此可认为将所考虑的喷射器的单个增益或所有喷射器的整体增益假定为已知的，因为譬如通过执行用于这个目的的已知的技术方案或者申请人在法国的专利申请第03/02468号中所描述的方法，这个参数几乎不受变动和/或因为这个参数已经被确定。
用其和被假定产生同样的喷射燃油量的连续的两个或多个喷射代替给定喷射控制持续时间的每个喷射，以便产生单喷射和多喷射之间的输送流率方面的差异，这个差异代表存储在发动机控制单元中的、在确定一个或多个喷射器的流率特性中的误差，这是目前有时使用的一种方法，但是仅仅用于确定偏移并且在用于调整喷射系统的阶段中，而本发明方法的区别特征是，通过在命令下或由发动机控制单元施加的授权条件下实时地实施类似的方案，并且还确定流率特性的一个或更多其它参数和/或区域。
执行本发明的方法所提供的优点在于可以更准确地保证喷射入发动机的每个气缸中的燃油量，而不必使喷射器以及由此使喷射器元件具有非常紧密的公差，从而避免增加喷射系统的成本，因此本发明可以确保空气-燃油混合物和由发动机产生的扭矩是精确的。这导致对废气排放的良好控制，以及可更适宜地驾驶机动车辆。因而，可以将低性能喷射器装配至发动机上，因为执行本发明的方法可以补偿喷射器实际元件的离散。
在一个优选实施例中，本发明的方法至少包括以下步骤初始确定所述特性的所述线性区域的实际偏移Or、单个喷射器的单独特性或发动机的所有喷射器的整体特性，这是通过下述手段进行的，即，由多喷射来代替喷射控制持续时间T的至少一个标准喷射中的每一个，所述多喷射包括喷射数目n≥2的连续的喷射，所述喷射具有大于最小时间的共同喷射控制持续时间T-Otn+Ot]]>其中Ot是名义或理论偏移，是上述单独特性还是整体特性依据要考虑发动机的一个喷射器还是所有的喷射器；以及确定由以下公式给出的实际偏移OrOr=Mr-Mr′(n-1)·G+Ot,]]>其中Mr和Mr′分别是在应用标准喷射和应用多喷射期间喷射的燃油量，n是每个多喷射中的喷射数，G是所述一个或数个喷射器的增益，假定实际增益等于存储在发动机控制单元中的(单个或整体的)理论或名义增益，发动机控制单元还存储有名义的或理论的偏移Ot。
因此，可得知用于给定发动机的一个喷射器或所有喷射器分别的单个或整体特性的线性区域的偏移。
由于在被替代的标准喷射和多喷射之间的燃油量差，即Mr和Mr′之间的差，与(n-1)成比例，用由较短控制持续时间的大量喷射组成的多喷射替代标准喷射的事实使得调试方法对可在两个喷射模式之间测量的流率差更敏感。不过，n的任何这种增大会迅速遇到极限，因为n个喷射中的每一个必须具有这样的控制持续时间，即，该控制持续时间足够长以大于最小时间值且位于线性区域中。
然而，清楚的是，使用尽可能大的喷射数目n对于用于确定单个喷射器的特性的偏移的多喷射尤其有益，因为为了作出这种确定，存在灵敏度的损失，这是因为所喷射的燃油量差会比在将两个喷射模式(标准喷射和多喷射)应用至给定发动机的所有喷射器上以用于确定整体特性时确定的燃油量差小很多(除以m，其中m是发动机中喷射器的数目)。
无论发动机是柴油的还是强制点火型的，无论喷射系统是直接的还是间接的喷射系统，或者无论燃油供给回路有没有围绕泵从下游向上游的燃油永久回流，可以如上所述地确定上面提到的燃油量差，即，考虑吸进发动机的空气的流率，并且使发动机控制单元不断地得知这些信息，以及假设发动机喷射系统在闭环中工作且在发动机排气中包含用于探测发动机废气中的氧气的探针，考虑来自这种λ探针的信号。
因此，以已知的方法，基于来自λ探针的信号和基于有关用于每个发动机工作点的进入发动机的空气量的认知，可在两个喷射模式(标准喷射和多喷射)的每一个中测量喷射的燃油量，包含在系统不稳定的同时正在执行程序的情况。
因而，通过考虑空气-燃油混合物的浓混合比的变化，基于由探测发动机废气中的氧含量的λ探针传递给发动机控制单元的信号，以及基于吸进发动机的空气量，可以确定喷射的燃油量差。具体地说，通过发动机控制单元基于λ探针信号且基于将要喷射的目标燃油量可以计算这个喷射的燃油量差，所述目标量通过考虑吸进发动机的空气量和目标浓混合比信号建立。
然而，当针对是直接喷射回路的发动机燃油供给回路实施本发明的方法时，其中共用燃油油轨由高压泵供给，该高压泵自身由连接至油箱的升压泵供给，以及当供给回路属于具有固定容量且没有围绕高压泵从下游向上游的燃油的任何永久回流的那种类型时，其中泵是受流率控制的，以及当发动机控制单元在其存储器中具有用于回路的行为模式时，那么可以跟随对泵的操作施加的干扰，根据作为燃油回路中压力的变化的函数的回路特性模型确定喷射的燃油量差，如在法国专利第2803875号中说明的。
在这种情况下，对在高压泵的控制中的干扰有益的是，首先在应用至少一个标准喷射的同时，其次在应用代替的多喷射的同时，引起所述泵停止，并且在每当供给泵停止时根据燃油回路中的压力下降有利地确定喷射的燃油量差，回路特性模型使每个压力下降对应于喷射的燃油量。
在确定用于比最小时间长的喷射控制持续时间的流率特性之后，即在已确定特性的线性区域之后，本发明的方法至少包括以下步骤确定所述非线性区，针对这个方面，用多喷射代替对应于喷射量M的、在所述线性区内的喷射控制持续时间T的至少一个标准喷射中的每一个，所述多喷射包括连续的n≥2个喷射，假定提供与被代替的标准喷射相同的燃油喷射量M且具有位于非线性区内的共同喷射控制持续时间Tn，以便识别在其非线性区的对应点处的流率特性，为此多喷射的每个喷射的控制持续时间Tn=T-Orn+Or]]>对应于燃油的喷射量M/n；以及改变n和/或Tn，以便识别至少一小部分非线性区。
还是在这种情况中，根据是考虑各自的名义或理论非线性区域偏移和增益还是考虑整体的名义或理论非线性区域偏移和增益可确定所考虑的单个喷射器的各自的非线性区域，或者在考虑所有喷射器时的整体非线性区域。
在一种变型中，为了在已经确定了线性区域之后确定非线性区域，本发明的方法可包括在希望确定特性的非线性区域中施加喷射控制持续时间T2；用具有n≥2个喷射的多喷射代替在线性区中对应于喷射量M的喷射控制持续时间T的至少一个标准喷射中的每一个，该n≥2个喷射被假定提供与被代替的标准喷射相同的燃油喷射量M，而且n≥2个喷射之一具有位于线性区中的对应于喷射量M 1的喷射控制持续时间T1，同时其余喷射的每一个具有共同施加的喷射控制持续时间T2，每个对应于喷射量M2，从而M2=M-M2n-1;]]>以及改变小于最小时间的T2和/或改变n，以便确定非线性区域的至少一部分。
同样在这个变型中，可整体地确定非线性区域，即用于发动机的所有喷射器，或可单独地确定非线性区域，即用于一个喷射器或用于它们中的每一个，但对于各喷射器有较低的灵敏度。
类似地，在实施本发明的用于确定非线性区域的方法时，既可以根据吸进发动机的空气流率和来自λ探针的信号获得喷射燃油量差Mr-Mr′或M-M1的上述确定，也可以如下所述地获得上述确定，即，在没有围绕泵从下游到上游的燃油回流的回路的特定情况下，在其中发动机控制单元具有用于回路的特性模型且对泵采取流率控制的直接喷射系统中，利用回路特性模型，停止泵且分别在应用标准喷射和多喷射的同时测量压力降，以便由此推导出喷射燃油量。
如上所述，本发明的方法既可以被应用于发动机的所有喷射器，也可以在某个时刻被应用于单个喷射器，在这种情况中，该方法被有利地成功应用于发动机的每一个喷射器，以便确定它们的单独特性。
根据下面以参考附图描述的实施方案的非限制性例子的方式给出的说明，可清楚本发明的其它优点和特征。


图1是用于直接喷射机动车辆内燃机的燃油供给回路的示意图，该内燃机适用于实施本发明的方法；图2是示出了图1回路中所有喷射器的整体特性的流率特征曲线或者单喷射器的单个特征曲线的视图；图3示出了在由图1中泵停止引起的两个压力下降的情况下，图1回路中共用燃油油轨中的压力如何作为时间的函数而变化，对于两个不同喷射形式中的每一个得到一个压力下降，实现对所有喷射器上或者它们中仅一个的一定数量的喷射；图4是一组的三条特征曲线，表示出通过具有两个连续喷射的多喷射代替在线性区域中的标准喷射(图4a)，两个连续喷射中之一在线性区域中(图4b)，另一个在非线性区域中(图4c)；图5是一组的四条特征曲线，一个是线性区域中的标准喷射(图5a)，而其余三个是包括三个连续喷射的多喷射，三个连续喷射中之一在线性区域中(图5b)，三个连续喷射中其余两个位于非线性区域中的相同点(图5c和5d)；以及图6是类似于图4和5的图，示出一组的四条特征曲线，一个对应于线性区域中的标准喷射(图6a)，并且其余三个对应于包括三个连续喷射的多喷射，该三个连续喷射在非线性区域中的相同点(图6b、6c和6d)。
具体实施例方式
图1是示出了机动车辆的内燃机1的视图。作为例子，所讨论的发动机1是带有强制点火的直列四缸发动机，且其具有四冲程发动机循环，其通过使用所谓的“直接”喷射供给燃油，但是本发明的方法可被应用到使用间接喷射的发动机和/或应用到柴油发动机上。
经四个喷射器2中对应的一个将燃油喷射入发动机1的各个缸体内。
如法国专利No.2 803 875中提出的，通过共用燃油油轨3以高压将燃油供给这些喷射器2，至少在发动机循环的某一时刻，通过压力传感器4实施测量且将测得的压力信号传递给发动机控制单元5，或通过所述单元5根据发动机循环的不同时刻由传感器4进行的一定测量来进行计算，从而在共用燃油油轨3中确定燃油压力。
发动机控制单元5是一电子单元，其控制燃油向发动机1中的喷射，它借助一束电控导体6来作用，以确定喷射器2的喷射控制时刻和持续时间，在说明的强制点火发动机的例子中，它还控制在发动机1缸体中的点火，并且它还能控制其他功能，譬如借助电机驱动蝶形阀控制空气进入发动机，尤其是作为油门踏板被压下的程度的函数，以及其它安全功能，譬如防止车辆的车轮侧滑、空转和/或锁死功能。以众所周知的方式，具体地，电子单元5包括具有计算电路、存储电路和比较器电路的至少一个计算器，并且在其喷射控制功能中，单元5控制和监测经各个喷射器2喷射入发动机1的对应缸体内的燃油量，其作为各个缸体的曲柄轴角、发动机工作参数和状况、尤其它的速度、它的负荷或它的温度和燃油需求的函数，尤其是作为进入发动机1的空气允许流率和发动机需要产生的扭矩的函数，这些参数在7处被输入发动机控制单元5。
在这个例子中，通过高压泵8以高压向共用燃油油轨3供应燃油，该高压泵8受传输速率控制通过管道9连接到油轨3，燃油在管道9中沿箭头F1方向流动，并且发动机控制单元5经逻辑连接10控制高压泵8，从而确定由高压泵8传送入油轨3的用于发动机1的各个循环的燃油量。
以本身已知的方式，通过由链路11表示的机械连接通过发动机1旋转高压泵8。高压泵8自身由升压回路供给燃油，升压回路从上游到下游包括燃油油箱12、浸入油箱12中且经过滤器(未显示)供给的增加泵或低压泵13；燃油压力调节器14具有使多余燃油返回至油箱12的一个出口并具有连接至高压泵8的入口的另一个出口，在这里安装经逻辑连接10受单元5的开/关控制的电磁阀(未显示)，以使穿过高压泵8的燃油传输速率对于控制单元5是已知的，该控制单元以在高压泵8上施加零传输速率的方式控制这个入口阀。
因此，通过直接喷射向发动机1供给燃油的回路是高压回路，包括高压泵8和在其下游的部件，即管道9和共用燃油油轨3，并且所述高压回路是固定容量的回路且从高压泵8的下游端向上游端没有任何永久性燃油回流和没有任何燃油再循环的高压回路，其通过高压泵8上游的低压升压回路供给，并且该低压升压回路包括油箱12、泵13和调节器14。
因此，存在于高压回路中的燃油量仅仅是由高压泵8执行的填充动作和经喷射器2喷射入发动机1中的燃油的结果，这些动作由单元5控制。
由单元5确定的喷射器2的流率特性(即作为喷射控制信号Tinj的持续时间函数的喷射燃油量Mi的曲线)对应于代表示图2所示曲线的递增函数，该曲线具有等于喷射器的局部增益G的斜率，该增益与喷射持续时间的任意值相关联，且被定义为作为喷射持续时间中小变化的结果的喷射量变化除以该喷射持续时间中所述变化的比率。该曲线具有基本上成线性的区域15，其中增益G是常数，该曲线还具有在小的喷射控制持续时间值处(比对应于线性的底限TinfL的最小时间小的值)成非线性的区域16，且在其中局部增益快速变化。
特征曲线的线性区域15不仅由其斜率和喷射器在这个区域中的恒定增益G来确定，还由初始点Ot处的偏移确定，在Ot处，曲线的线性部分15在向原点延伸时与横坐标轴相交叉，沿横坐标轴绘制喷射控制持续时间Tinj。
已知的是，在等于线性区域15的底限TinfL的喷射控制持续时间喷射的量MinfL等于在各过渡阶段期间喷射量之和，各过渡阶段分别对应于分别由被打开和关闭喷射器2产生的建立和断开喷射器2的瞬时流率的阶段，喷射器2的打开和关闭是由于分别在电磁控制喷射器的线圈中的启动和中断激励电流时所述喷射器的闸板部件运动，并且各过渡阶段分别在用于控制喷射的逻辑指令的开始和结束之后，该逻辑指令由单元15生成且从单元15经线束6中相应的导体传递给考虑中的喷射器2。
一般地，通过理论喷射器流率特征曲线来证明任意给定类型的喷射器2是否合格，该理论喷射器流率特征曲线如此确定，首先通过理论增益Gt和理论偏移Ot限定曲线的理论线性区域15，其次通过理论非线性区域16来确定，该理论非线性区域16是如下产生的结果，即，应用一个或多个数学关系式和/或作为表或图存储在单元5中的关系式，所述表或图给出在线性底限TinfL和理论偏移Ot之间并且在对应于非线性区域16的喷射控制持续时间范围内的喷射控制持续时间Tinj的喷射量。
从可是单独的(用于一个喷射器2)或整体(用于所有喷射器2)的这个理论特征曲线开始，本发明方法设法通过从对特征曲线的线性区域的调试开始实时(即，在发动机1工作时)或单独(用于一个和优选连续用于各个喷射器2)，或整体(用于发动机1的所有喷射器2)确定该特征曲线，并且为了这个目的，考虑增益G是常数且保持为等于理论增益Gt，或等于例如通过实施以申请人名义的法国专利FR 03/02468中说明的方法来获得的基于理论增益更新的增益。增益因其值只受小偏移的影响而可被视为恒定的。
因此，特征曲线的线性区域的获知实际是对所述线性区域的实际偏移Or的获知。
为此，在调试或获知时间间隔期间和例如对于所有喷射器2，如果要被确定的是喷射器2的整体燃油速率特征曲线的线性区域的整体实际偏移，发动机控制单元5采用一定数量的“参考”喷射，并且使它们被相同数量的多喷射替代，该“参考”喷射具有位于名义理论特征曲线的线性区域15的喷射控制持续时间且对应于由单元5确定的发动机1对于发动机的这些电流工作点的需要，每个多喷射由连续的至少两个其每个具有各自喷射控制持续时间的喷射构成，该各自喷射控制持续时间大于最小时间且因而同样位于初始特征曲线的线性区域。一般地，每个标准喷射由包括两个连续喷射的多喷射替代，并且每个喷射的有效持续时间(即它的喷射控制持续时间)减去可用的偏移(即理论偏移Ot)等于标准喷射的有效喷射持续时间的一半，从而假设多喷射的两个连续喷射将应由被替代的标准喷射喷射的相同量的燃油喷射入发动机。
换言之，在这种状况下，等于T的喷射控制持续时间(在线性区域中，因而大于最小时间)的各个标准喷射由包括两个连续喷射的多喷射替代，每个多喷射具有等于 的喷射控制持续时间，而由标准喷射实际喷射的燃油量Mr或标准喷射量由公式Mr＝G×(T-Or)给出，其中Or是期望(looked-for)实际偏移，并且其中由多喷射的两个连续喷射来喷射的量Mr′可由下面的公式表示Mr′=2G(T-Ot2+Ot-Or)]]>其中，Mr和Mr′分别是在标准喷射期间和多喷射(在这个例子中为两个喷射)期间喷射的燃油量；G是喷射器2的整体增益(假定这个增益等于理论整体增益)；Or是喷射器2的整体特征曲线的实际整体偏移；
Ot是存储在单元5中的理论整体偏移；和T，与上面提到的一样，是在线性区域中所选择的标准喷射的喷射控制时间。
基于上述表示Mr和Mr′的公式，可明白实际偏移Or和增益G通过下述公式相关联Or=Ot+Mr-Mr′G]]>更具体地说，假如在调试期间应用至喷射器2的(在线性区域中的喷射控制持续时间T的)各个标准喷射由包括n≥2个喷射的多喷射所取代，则多喷射的n个喷射中的每一个具有等于 的喷射控制持续时间，每个多喷射具有足够长以大于最小时间TinfL的喷射控制持续时间，由每个多喷射所喷射的燃油量等于Mr′=nG(T-Otn+Ot-Or).]]>然后，使用下述公式计算实际偏移Or=Mr-Mr′(n-1)·G+Ot.]]>由于Mr和Mr′之间的差与(n-1)成比例，用由较短控制持续时间的大量喷射组成的多喷射替代标准喷射的事实使得调试方法对可在两个喷射模式(标准喷射和多喷射)之间测量的流率差更敏感。
考虑到所述喷射器2的单个理论偏移和单个增益，为了确定单个实际偏移，如上面说明的，确定实际偏移的方法可被应用至喷射器2中的仅仅一个。然而可以理解，实施这种确定存在一定灵敏度损失，因为使用所讨论的喷射器的燃油喷射数量之间、应用标准喷射和应用替代的多喷射之间的差比确定整体实际偏移时的小，从而对于第一近似，可以假定单个喷射器2上的两个喷射模式之间喷射量的差等于与所计算的用于的限定整体实际偏移的所述差值除以m个喷射器的比，假定使用同样数量的标准和替代喷射以及同样的替代多喷射来实施调试。
因此，为了确定整体或单个实际偏移，必须确定燃油喷射量Mr-Mr′的差值。
具体到所有喷射系统，燃油喷射量的这个差值可根据空气燃油混合物浓混合比的变化和对进入发动机1的空气量的了解来确定，不管这些喷射系统是直接或间接的，在汽油或柴油机的发动机上，具有的燃油供给回路不必是上面说明的具体类型(即固定容量的)，具有流率控制泵且没有从泵的下游向上游回流(对于该回路动作模式对发动机控制单元5是已知的)，具有这样的附加条件，即，喷射系统包含如使用设置在发动机1的排气管18中的λ探针17提供的闭环形式浓混合比监测，用于检测废气中的氧含量，其中所述探针λ被连接至单元5以向其传递信号。
在传统方式中，估测在两个上述具体喷射的每个的状态变化过程中喷射的燃油量如此构成，即，使通过控制单元5测量的在每个这些阶段进入发动机的空气量除以与系数λ成比例的项，λ自身通过λ探针17测量或根据由所述探针传递的信号使用公式λ=A/F(A/F)s]]>计算，其中A和F分别是空气和燃油的测量值，并且其中指数s对应于比A/F的化学计量值。已知的是，假若发动机1在其排气装置18中装配有成比例的λ探针17，可直接测量系数λ，或者，假如系统包含开/关型λ探针，则可使用由浓混合比闭环提供的校正值推导出系数λ。
以本领域普通技术人员公知的方式，首先基于λ探针的信号，其次基于待喷射的目标量或燃油量，通过考虑目标浓混合比信号和单元5计算出的目标空气量建立目标量。
作为例子，在稳定的名义操作中，即在通过单元5实施闭环喷射控制之后，λ探针17使喷射在单元5中确定的目标量的燃油量值重新回到中心，并且自适应校正值重新回到闭环校正系数λ的平均值的中心，作为应用具体喷射控制(即应用替代标准喷射的多喷射)的结果的系数λ的任意偏移被表示为等于Mr′-Mr=Mλ′-λλ]]>的喷射燃油量的变化，其中Mr′是在应用多喷射时喷射的燃油量；Mr是在应用标准喷射(没有应用具体控制)时在发动机的相同工作点上喷射的燃油量；M是燃油的目标量之值，在考虑发动机的情况下，通过用于工作点的发动机控制单元5来计算；λ是在应用多喷射之前所期望的系数λ的值(所述值可能被测量，假如稳定条件使其可能)；和λ′是在应用多喷射之后测量的系数λ的值。
即使包括供给回路和喷射发动机的系统在确定过程中不稳定，也可以实施对喷射燃油量差值的确定。
然而，因图1中示出的回路是一个固定容量且没有围绕泵8从下游向上游回流的燃油的具体回路，并且因泵受到发动机控制单元5的传输速率控制，所述发动机控制单元5将回路特性模型存储在其存储器中，在这种情况下，在应用标准喷射和应用替代的多喷射的两个方式期间喷射燃油量之间的差值可以以另一种方式基于燃油回路中压力变化来测量，燃油回路中压力变化是由于通过使用回路的行为模式使供给泵8的操作中出现扰动，并且特别是由于首先在标准喷射应用期间及其次在多喷射应用期间使供给泵8停止，该回路使各个测量的突然压力下降对应于喷射的燃油量(依据法国专利No.2 803 865的教导)。
根据该专利，在单元5中使用用于高压供给回路行为的模块18确定油轨3中压力下降和被喷射入发动机1中的燃油量之间的对应关系，所述模块包括一存储器，其以表或图的形式存储给定高压回路中燃油量变化的关系，该变化是停止泵8期间在所述回路中确定的压力下降的函数。
在应用两种上述喷射方式(标准喷射和替代的多喷射)的过程中，喷射的燃油量之差的测量可以通过参考图3以下述方式实施，图3示出在共用燃油油轨3中作为时间t的函数的压力P如何变化。
从时刻t0的状态开始，在此时刻，发动机1正在工作且在油轨3中存在压力P0，单元5使泵8停止，同时位于流率特征曲线的线性区域15中的喷射控制持续时间的标准喷射被应用至喷射器2。泵8停止时压力P从时刻t0处的P0下降至时刻t1处的压力P1，时刻t1对应于如下时期的结束时刻，即，堵塞通过泵8的流动，并且在足够数量的标准喷射被应用至喷射器2以确保可使用传感器4以足够精度测量压力下降值DP1＝P0-P1之后，这个压力下降DP1是在油轨3不再由泵8供给，但发动机1的气缸借助喷射器2从油轨3供给的结果。
使用存储在单元5的模块18中的高压回路特性模型，以及例如依赖于进入油轨3的和由高压泵8施加的由单元5的计算器17确定的燃油量，以及基于被喷射入发动机1中的剩余在油轨3中且同样由单元5确定的燃油量，还有基于高压回路的刚性，由所有喷射器2喷射入发动机1的第一燃油量对应于以这种方法确定的压力差DP1，从而获得上述燃油量Mr。
在已消除对压力泵8的工作扰动并且发动机1返回到所考虑的工作点处的正常工作之后，启动测量燃油量的第二阶段，包括如之前一样将相同扰动重新引入高压泵8的工作中，即，使其流动停止一时间间隔t1-t0，在此间隔内，如大量标准喷射在相同时间间隔t1-t0内被应用(这导致压力下降DP1一样)，应用相同数量的替代多喷射。在穿过泵8的流率为零时应用这些替代多喷射导致从初始压力P0至时刻t1的压力P2的压力下降DP2。通过单元5中的模块18(在其中高压燃油回路的行为模式被记录和存储)，使由喷射器2喷射入发动机1的剩余在高压回路中的第二燃油量对应于该第二压力下降DP2，这个第二燃油量为上面提到的量Mr′。
然后单元5可计算出喷射燃油量Mr-Mr′的差值，从而能够计算出实际偏移Or。
因此，可将整体流率特征曲线的线性区域更新并且存储在单元5中。
为了更新和存储喷射器2的单个流率特征曲线的线性区域，通过下述方式就可以复制上述过程，即，在喷射应用的两个阶段期间将相同的名义和/或标准喷射过程应用至除了其特征曲线待确定的喷射器之外的所有喷射器2，并且该特征曲线待确定的喷射器2为这样的喷射器，即，在第一阶段标准喷射仅应用在其上，然后在第二阶段替代多喷射被应用至其上。当然，在这种条件下，为了获得与前面相同的灵敏度，要被应用的相同数量的标准喷射和替代多喷射应当更大，以考虑喷射燃油量的差异是单独喷射器2作用的结果这一事实。
应当注意到，两个阶段可以相反次序来执行，即，在从标准或名义喷射应用中得到喷射量Mr之前确定应用替代多喷射得到的喷射量Mr′，或者实际上可交替地以相反的阶段顺序重复非邻近的连续两个阶段一定次数。然而，为了获得整体或单个流率特征曲线的实际偏移Or或线性区域的充分获知，在标准喷射的线性区域中以及替代多喷射的不同数量喷射的喷射控制持续时间的大量值上，调试过程应当被更新用于发动机的不同工作点。
一旦整体或单个流率特征曲线的线性区域被更新和存储，通过实际偏移Or和增益G的认知，还需确定这个特征曲线的非线性区域。
假定用于理论或标准流率特征曲线的理论或名义非线性区是已知的且存储在单元5中。为了确定实际整体或单个非线性区，本发明的方法指出，在确定流率特征曲线的线性区域，即用于大于最小时间的喷射控制持续时间之后，识别线性区域中所有喷射器2(确定整体特征曲线)或单个喷射器2(确定单个特征曲线)的使用状况，然后将在存储更新的线性区域中的每个标准喷射分隔为n份(n等于替代多喷射中的至少两个喷射)，从而使这些n个喷射的总量给出与单个标准喷射相同的喷射燃油量。
下面分别参考图4、5和6说明三个例子，图4和5的两个例子对应于第一实施方式，并且图6的例子对应于第二实施方式。
在第一实施方式中(图4和5)，假如希望先施加一个从非线性区域选择的喷射控制持续时间值T2，这样是希望确定流率特征曲线的实际的或更新的非线性区域的对应点，在实际的或更新的线性区域中具有喷射控制持续时间的一定数量的标准喷射的每个由替代多喷射替代(该多喷射由连续的n个喷射组成)，从而使(n-1)个喷射具有等于T2的相同的喷射控制持续时间，并且第n个喷射具有在实际的或更新的特征曲线的线性区域中的喷射控制持续时间T1(或T1′)，从而使控制持续时间T2的(n-1)个喷射加上控制持续时间T1(或T1′)的喷射之和导致喷射相同数量的燃油，与通过控制持续时间T的单一标准喷射所喷射的一样。
例如，在确定整体特征曲线时，假如该组喷射器2具有名义流率特征曲线，那么将各个喷射控制持续时间分为如上所述的n个喷射应当对喷射的燃油总量没有影响。然而，如果通过应用替代的多喷射所喷射的量不同于期望的量(即，在应用标准喷射时获得的量)，那么参考理论或名义非线性区域，与期望值进行比较，与所述期望值比较的差代表该组喷射器2在对应于喷射控制持续时间T2的点处的流率误差，T2在非线性区域中选择。通过更新对于非线性区域中喷射控制持续时间T2的多个预定值的操作，可以在比最小时间短的喷射控制持续时间的整个范围上重构喷射器的整体特征曲线的非线性区域。
在图4中，曲线4a示出了流率特征曲线的已经确定的线性区域15′，其非线性区域16是理论的或名义的，并且在更新的线性区域15′中的控制持续时间T的标准喷射用于喷射燃油量M。这个标准喷射由多喷射替代，该多喷射由连续的两个喷射组成，一个由具有喷射控制持续时间T2的曲线4c表示，选择的喷射控制持续时间T2位于理论或名义的非线性区域16中且对应于喷射燃油量M2，喷射燃油量M2待确定，以便准确找到更新的非线性区域中的相应点。替代多喷射的其他喷射(见曲线4b)对应于更新线性区域15′的喷射控制持续时间T1且对应于喷射燃油量M1，由于特征曲线的这个线性部分15′已经进行了确定，该喷射燃油量M1被准确确定。如此选择控制持续时间T1，即，使具有控制持续时间T1和T2的两个喷射之和喷射与曲线4a上的控制持续时间T的标准喷射相同的燃油量M。因此，推导出M＝M1+M2。据此，M2＝M-M1。由于值M和M1是精确已知的，假定它们由特征曲线的更新线性区域15′确定，可获得量M2的精确值，从而准确确定实际非线性区域上的点(T2、M2)。
图5中所示例子与参考图4的上述说明的不同仅在于如下事实在更新线性区域中的控制持续时间T的标准喷射由多喷射代替，该标准喷射对应于图5a上所示燃油量M的喷射，多喷射由连续的三个喷射构成，其中在曲线5c和5d中显示的两个中的每一个具有在理论或名义非线性区域16中选择的控制持续时间T2，并且对应于喷射量M2，同时第三个喷射显示在曲线5b上且对应于特征曲线的更新线性区域15′中的控制持续时间T′1，进而对应于喷射量M′1。由于在曲线5b、5c和5d上的这三个喷射的总和喷射与曲线5a上控制持续时间T的单一标准喷射相同的燃油量M，这给出M＝M′1+2M2，换言之M2=M-M1′2]]>在更一般的情况中，如果代替多喷射由连续的n个喷射构成，其中(n-1)个具有控制持续时间T2，并且最后一个具有在更新线性区域中的控制持续时间且对应于喷射量M1，那么，由(n-1)个喷射的每一个喷射的量M2由M2=M-M1′(n-1)]]>给出。
在第二个实施方式中，其中的一个例子在下面参考图6来说明，每个代替多喷射的n个喷射具有在理论或名义非线性区域19中选择的相同喷射控制持续时间Tn，是以如下方式它们呈现的总和应当导致喷射与单一代替标准喷射相同的燃油量，该单一代替标准喷射具有在特征曲线的更新线性区域15′中的喷射控制持续时间T，该喷射控制持续时间T对应于精确已知的喷射燃油量M。因此，可以识别在对应点处流率特征曲线的更新的非线性区域，因为它对应于喷射控制持续时间Tn，并且喷射燃油量m等于M/n。
图6示出了这样一个例子，其中，更新线性区域15′中的对应于喷射量M的控制持续时间T的每个标准喷射由多喷射所代替，该多喷射由连续的三个相同喷射构成，所述三个相同喷射具有对应于喷射燃油量m的在理论或名义非线性区域16中的相同控制持续时间T3，从而替代多喷射的这三个连续喷射的总和导致喷射等于M的量。因此，M＝3m，或m＝M/3。这可以准确确定更新的非线性区域中的点(T3，m)，其可以通过改变T3或也可改变n(这在图6的例子中等于3)来重构。
在这种条件下，将会理解，代替多喷射的各个喷射的喷射控制持续时间Tn等于 由于n(Tn-Or)＝T-Or，如果考虑代替多喷射的n个喷射要喷射与单个标准喷射相同的燃油量，只要增益G是常数且对于各种喷射是相同的。
为了确认从特征曲线的非线性区域读取的喷射量值，或为了比较读取值，或真正地代替这些读取，喷射量或喷射量差可通过下述方式来确定，即，应用涉及浓混合比系数λ和允许进入发动机的空气量的上述方法，或者假如高压回路结构实现这种可能，通过使用回路行为模块的方法，此方法在穿过泵8的流率被暂时中断，同时应用两个不同喷射方式，即，标准喷射方式和替代多喷射方式使喷射燃油量对应于燃油油轨3中测量的压力下降。
因此，可确定更新的非线性区域，并且实时填充流率特征曲线的确定，从而确定整体或单个特征曲线，因为实际偏移Or已经被确定并且假定增益G为常数且等于理论增益、或者可使用适于这个目的的任意其它方案来更新。
权利要求
1.一种确定至少一个电控燃油喷射器(2)的流率特性的方法，该电控燃油喷射器(2)供给内燃机(1)且被安装在所述发动机(1)的燃油供给回路中，所述确定是实时的且作为喷射控制持续时间的函数，而且所述回路包括从燃油箱(12)供油且被连接至用于将燃油供给发动机(1)的喷射器(2)的共用燃油油轨(3)的至少一个泵(8)，每个喷射器(2)由发动机控制单元(5)控制，该控制单元包括至少一个计算器和至少一个存储器，从而在发动机(1)的每个循环中，每个喷射器(2)将如由所述喷射器流率特性确定的燃油量输送给发动机(1)，喷射器流率特性将所喷射的量(Mi)表示为如由所述发动机控制单元(5)控制的所述喷射器(2)的喷射控制持续时间(t)的递增函数，所述流率特性包含基本上是线性的区域(15)，其用于大于最小时间(TinfL)的喷射控制持续时间值且由对应于其斜率的增益(G)和在起点(Or)处的偏移来限定，所述起点(Or)是朝喷射控制持续时间的起点的线性区域(15)的延伸与喷射控制持续时间轴相交的地方；还包含在偏移(Or)和所述线性区域(15)之间的、用于喷射控制持续时间的小值的非线性区域(16)，名义的理论线性和非线性区域(15和16)以用于线性区域(15)的理论偏移(Ot)和理论增益的形式、连同用于非线性区域(16)的至少一个图表或数学关系一起被最初存储在发动机控制单元(5)中，该方法的特征在于，它至少包括以下步骤假定增益(G)等于理论增益或等于基于理论增益的最新增益；以及对于其特性有待确定的每个喷射器(2)，用多喷射代替至少一个标准喷射的每一个，所述至少一个标准喷射具有按照存储的特性由发动机控制单元(5)控制的喷射控制持续时间(T)，所述多喷射包括喷射控制持续时间的连续的至少两个喷射，该喷射控制持续时间被假定产生与由被替代的标准喷射所产生的一样的喷射燃油量；确定在被替代的标准喷射和多喷射之间的燃油量的差值；从其中推导出确定所述特性中的误差；以及改变线性区域(15)的增益(G)和/或偏移(Or)或者至少改变用于非线性区域(16)的图表或数学关系，以便补偿所述误差，并且存储如这种方法所确定的新特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，它至少包括以下步骤通过用具有共同喷射控制持续时间 的n≥2个喷射代替喷射控制持续时间T的至少一个标准喷射中的每一个来初始地确定所述特性的所述线性区域(15′)的实际偏移Or，其中所述共同喷射控制持续时间大于最小时间(TinfL)，并且Ot是名义的或理论的偏移；以及确定由公式Or=Mr-Mr′(n-1)·G+Ot]]>给出的实际偏移Or，其中Mr和Mr′分别是在应用标准喷射和多喷射期间的喷射的燃油量，n是每个多喷射中的喷射数目，G是喷射器(2)的增益或正在讨论中的喷射器(2)的增益，假定实际增益等于存储在发动机控制单元(15)中的理论或名义增益，所述发动机控制单元(15)还储存名义的或理论的偏移Ot。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，它至少包括以下步骤在确定所述线性区(15′)之后确定所述非线性区(16)；用多喷射代替在所述线性区(15′)内的对应于喷射量M的喷射控制持续时间T的至少一个标准喷射中的每一个，所述多喷射包括连续的n≥2个喷射，该n≥2个喷射被假定提供与被代替的标准喷射相同的燃油喷射量M且具有位于非线性区(16)内的共同喷射控制持续时间(Tn)，以便识别在其非线性区(16)的对应点处的流率特性，为此多喷射的每个喷射的控制持续时间Tn=T-Orn+Or]]>对应于燃油的喷射量M/n；以及改变n和/或Tn，以便识别非线性区(16)的至少一部分。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，它至少包括以下步骤在确定所述线性区(15′)之后确定所述非线性区(16)；在希望确定特性的非线性区(16)中施加喷射控制持续时间T2；用具有n≥2个喷射的多喷射代替线性区中对应于喷射量M的喷射控制持续时间T的至少一个标准喷射中的每一个，该n≥2个喷射被假定提供与被代替的标准喷射相同的燃油喷射量M，并且n≥2个喷射之一具有位于线性区(15′)内的对应于喷射量M1的喷射控制持续时间T1，而其余的(n-1)个喷射的每一个具有共同施加的喷射控制持续时间T2，每个对应于喷射量M2，从而M2=M-M2n-1;]]>以及改变小于最小时间(TinfL)的T2和/或改变n，以便确定非线性区(16)的至少一部分。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，如下所述地确定所述喷射燃油量差，即，根据由用于检测发动机(1)的排气(18)中的氧气含量的λ探针(17)传递给发动机控制单元(5)的信号，以及根据吸进发动机(1)的空气量，考虑空气/燃油混合物的浓混合比的变化。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据来自λ探针(17)的信号和将被喷射的目标燃油量由发动机控制单元(5)计算所述喷射燃油量差，所述目标量通过考虑被吸进发动机(1)的空气量和目标浓混合比信号建立。
7.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，当燃油供给回路属于具有固定容量且没有燃油从所述泵(8)的下游到上游永久回流的类型时，所述泵(8)受输送率控制，并且其中发动机控制单元(5)在它的存储器中具有回路特性的模型(18)，作为在对泵(8)的操作施加干扰之后燃油回路中的压力(P)的变化的函数，根据所述回路特性模型(18)地确定所述喷射燃油量差。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，首先在应用至少一个标准喷射的同时，其次在应用代替的多喷射的同时，作为由停止所述供给泵(8)而导致的供给回路中的压力降(DP1，DP2)的函数地确定所述喷射燃油量差，回路特性模型(18)提供了在每个压力降(DP1，DP2)和喷射的燃油量(Mr，Mr′)之间的对应。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，该方法既可以被应用于发动机(1)的所有喷射器(2)，也可以在某个时刻被应用于单个喷射器(2)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将该方法连续地应用于发动机(1)的每一喷射器(2)，以揭示它们的单独特性。
全文摘要
本发明涉及一种用于实时确定燃油喷射器流率特性的方法。该发明方法包括如下步骤假定至少一个喷射器(2)的增益等于理论增益或更新增益；以多喷射代替各个标准喷射，至少存在一个标准喷射，所述标准喷射具有根据所存储的特征曲线由发动机控制单元(5)控制的喷射控制持续时间，且该多喷射包括具有喷射控制持续时间的至少两个连续的一系列喷射，旨在喷射与所代替的标准喷射相同的燃油量；确定标准喷射和多喷射之间的燃油量差；从该燃油量差推导出确定特性的误差；修正初始特征曲线的线性区域的增益和/或偏移，或者修正所述特性曲线的非线性区域的至少一个表或数学关系，以补偿误差；以及存储如此确定的新特征曲线。本发明可应用到用于喷射内燃机的基于喷射控制持续时间的燃油喷射器流率特性的实时确定。
文档编号F02D41/40GK1823218SQ200480020136
公开日2006年8月23日 申请日期2004年7月8日 优先权日2003年7月16日
发明者亨利·马泽 申请人:法国玛涅蒂-玛瑞利电动机推进公司