CN101413447A - 具有喷射特性学习功能的燃料喷射系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料喷射系统，该系统设计可学习从燃料喷射器喷射到内燃机的实际燃料喷射量。当发动机设置为给定学习条件时，系统运行依次以不同的持续时间向发动机喷射不同的燃料量，通过燃料喷射器收集多个燃料喷射器实际喷射的燃料量的数据。该系统分析所收集到的数据从而确定燃料喷射器的喷射特性，这些特性可以由设计者所定义的燃料喷射器的基本喷射特征而改变，并且使用该喷射特性对燃料喷射器打开喷射目标燃料量的喷射持续时间或喷射期进行计算。

Description

具有喷射特性学习功能的燃料喷射系统

技术领域

本发明大致涉及一种用于汽车内燃机的燃料喷射系统，其对燃料喷射器实际喷射的燃料量与目标量的偏差进行采样，从而学习燃料喷射器的喷射特性。

背景技术

公知的柴油机设计为在燃料的主喷射之前向发动机喷射少量的燃料(通常称为引燃喷射)，以此减少发动机噪声和产生NOx。为了加强引燃喷射的有益效果，有必要提高控制燃料喷射器喷射的燃料量的精度。因此，燃料喷射系统设计为可对燃料喷射器喷射的实际燃料量(以下也称为实际喷射量)与目标量的偏差进行采样，校正燃料喷射器应该打开的指令喷射持续时间(也称为喷射期)，从而将偏差减少到最小。

例如，日本专利首次公开号第2005-155360号文献提供了一种用于柴油机的燃料喷射系统，该系统设计执行一种学习喷射量的操作，当发动机设置为非燃料喷射的条件时，向发动机的其中一个气缸进行单喷注的燃料喷射，在非燃料喷射条件下驱动脉冲信号指示燃料从喷射器喷射的目标燃料量小于零(0)，该信号被输出到燃料喷射器，例如，当发动机的档位改变或者发动机减速而使得发动机处于燃料切断状态，并且在发动机速度采样的结果改变时，则计算实际喷射量。如果实际喷射量偏离目标量，燃料喷射系统校正燃料应该打开喷射的喷射持续时间(即持续期on-duration)，从而将偏差减少到最小。

上述燃料喷射系统能够使用通过单喷注的燃料喷射所学习的实际喷射量来精确校正相应的喷射持续时间。换句话说，在喷射量学习操作时，保证了校正的喷射持续时间完全或大致对应于喷射燃料量的精确性。

然而，当喷射的燃料量的喷射持续时间与喷射量学习操作所得到的喷射持续时间不同时，燃料喷射系统缺少对喷射燃料量的喷射持续时间的精确校正。通常，每个燃料喷射器在燃料喷射持续时间和实际喷射量之间存在一种关联。用具有一定倾角的数学线表示这种关联，通常，该倾角对于不同燃料喷射器而不同，并且受到燃料喷射器的时效变化而不同。在这种情况下，以燃料喷射器的燃料单喷注喷射而计算得到的实际喷射量所校正的喷射持续时间就会缺少精确性。此外，当所需要校正的喷射持续时间与其在学习喷射量的操作下喷射燃料的喷射持续时间不同时，这样也会缺少精确性。

当依次喷射不同燃料量的燃料从而学习与喷射持续时间要求的数量对应的所有实际喷射量时，将会花费更多不必要的时间。

发明内容

因此，本发明的主要目标是为了避免现有技术中缺陷。

本发明的另一目标提供了一种用于内燃机的燃料喷射系统，其设计用于在少量的时间内学习燃料喷射器的喷射特性，保证确定向发动机喷射所需量燃料的持续时间的精确性。

根据本发明的一个方面，提供一种用于内燃机的燃料喷射系统，其可应用于汽车共轨燃料喷射系统。该燃料喷射系统包括：(a)燃料喷射器，其工作向内燃机喷射燃料；和(b)喷射控制器，当符合给定学习条件时执行喷射指令功能。该喷射指令功能使得喷射器依次执行学习喷射事件，以在彼此不同的喷射持续时间内向内燃机喷射燃料。喷射控制器也执行实际喷射量确定功能和校正功能。该实际喷射量确定功能监视由于向内燃机喷射燃料以学习实际喷射量而引起的内燃机操作条件的变化，该实际喷射量是在每次学习喷射事件中从燃料喷射器已经喷射的预期燃料量。校正功能根据实际喷射量确定功能所确定的实际喷射量而确定燃料喷射器的喷射特性。校正功能工作以根据燃料喷射器的喷射特性确定校正值，该校正值用于校正该燃料喷射器打开喷射目标喷射量的持续时间，从而使得从燃料喷射器喷射的实际燃料量与目标量近似相同。

特别的，喷射控制器在不同的喷射持续时间内多次喷射燃料。换句话说，喷射控制器工作依次向发动机内喷射不同量的燃料，从而收集燃料喷射器实际喷射的燃料量的多个数据。这使得从设计者已定义的燃料喷射器的基本喷射特性而改变的燃料喷射器的喷射特性可在减少的时间量内确定。喷射控制器工作使用喷射特性，从而确定燃料喷射器打开处于常规燃料喷射控制模式下的喷射持续时间或者喷射期。

在本发明的一个优选模式中，喷射指令功能确定用于在第二次学习喷射事件中使用的一个喷射持续时间，从而减少第一次学习喷射事件的实际喷射量与目标量的偏差，该目标量为燃料喷射器在第一次学习喷射事件中已经指令喷射的燃料量。

喷射指令功能可确定用于在第二次和随后多次学习喷射事件中使用的多个喷射持续时间，以使得所述喷射持续时间交替地比在第一次学习事件中使用的一个喷射持续事件更短或更长。

喷射指令功能可选地确定用于在第二次和随后多次学习喷射事件中使用的多个喷射持续时间，从而使得第二次和随后多次学习喷射事件的实际喷射量交替地比在第一次学习事件中实际喷射量更少或更多。

喷射指令功能也随机地可选地确定用于学习喷射事件的喷射持续时间。

校正功能工作用于确定分析作为燃料喷射器的喷射特性而取得的实际喷射量，在喷射器喷射燃料的喷射持续时间与燃料喷射器实际喷射的预期对应燃料量之间的关系。校正功能也工作从燃料喷射器的预定义的基本喷射特性中查找对应于燃料喷射器喷射燃料目标量的基本喷射持续时间，并且使用校正值校正基本喷射持续时间。

附图说明

通过下面的详细描述以及结合本发明优选实施例的相关附图，能够容易的理解本发明，但这些并不用于将本发明限定为具体实施例，而仅用于说明和理解的目的。

在这些附图中：

图1图示一个根据本发明的燃料喷射系统；

图2，3和4图示图1中的燃料喷射系统的电控单元所执行的学习燃料喷射控制程序的方框图，该程序可学习燃料喷射器的实际喷射特性；

图5(a)图示了在学习喷射量的模式下，从燃料喷射器喷射的燃料量；

图5(b)图示了在如图5(a)所示的学习喷射量的模式下，由于燃料喷射而引起的内燃机速度的变化；

图5(c)图示了在如图5(a)所示的学习喷射量的模式下，由于燃料喷射而引起的发动机每个气缸的相邻两个旋转循环之间的气缸速度的变化；

图6是一个视图，显示了对发动机速度的一个采样循环从而得到的由于向内燃机喷射燃料而引起的速度变化；

图7是一个图表，显示了发动机输出转矩与喷射到发动机内的燃料量之间的关系；

图8是一个图表，显示了当喷射燃料处于喷射量学习模式时，发动机速度和发动机速度的变化之间的关系；

图9是一个视图，显示了当有燃料喷射和没有燃料喷射时，发动机速度的变化；

图10(a)是一个图表，显示了燃料喷射器的基本喷射特性和当处于喷射量学习操作的第一次事件时燃料喷射器喷射的实际燃料量；

图10(b)是一个图表，显示了燃料喷射器的基本喷射特性和当处于喷射量学习操作的第一次和第二次事件时燃料喷射器喷射的实际燃料量；

图10(c)是一个图表，显示了向发动机喷射几次燃料而得出的实际喷射特性；

图11(a)，11(b)和11(c)演示了向发动机喷射几次燃料而收集得到燃料喷射器喷射的实际燃料量的多个数据的方式；和

图12(a)和12(b)演示了确定燃料喷射器的实际喷射特征的方式。

具体实施方式

参照附图，特别是图1，显示了一个根据本发明的蓄积器式燃料喷射系统100，其设计为一个用于汽车内燃机的共轨喷射系统(common railinjection system)。

这里参照引用的燃料喷射系统100设计为向例如汽车四气缸内燃机1提供燃料，该系统基本包括一个共轨2、燃料供应泵4、燃料喷射器5(简略说明起见只显示了一个)，和电子控制单元(ECU)6。共轨2作为一个蓄积器用于储存燃料，使燃料处于受控制的高压。燃料供应泵4将燃料箱3的燃料泵送并且加压并输送到共轨2中。燃料喷射器5安装到柴油机1的每个气缸中，并且将将共轨2供应的燃料喷射到柴油机1的燃烧室21(简略说明起见只显示了一个)中。ECU6控制燃料喷射系统100的整个操作，并且触发燃料喷射器5以将燃料喷射到柴油机1中。

ECU6确定共轨2中燃料的目标压力，并且控制燃料供应泵4的操作，使得共轨2中压力与目标压力一致。共轨2具有一个安装在其中的压力传感器7，该压力传感器测量共轨2中的燃料压力(以下也称为共轨压力)，由此提供一个指示信号给ECU6，压力限制器8使得共轨2中压力在给定上限以下。

燃料供应泵4包括由柴油机1驱动的凸轮轴9、进给泵10、柱塞12和电磁操作的吸入阀14。进给泵10由凸轮轴9驱动用于向外吸收燃料箱3中的燃料。柱塞12的往复运动与气缸11中凸轮轴9的旋转运动同步进行，为燃料加压并将燃料吸入到由气缸11限定的压力腔13并将其排出。电磁操作吸入控制阀14用于控制通过进给泵10而吸入到压力腔13中的燃料量。

特别的，当柱塞12在气缸11中从上死点运动到下死点时，电磁操作吸入控制阀14控制燃料从进给泵10输送到燃料供应泵4的流速。然后，燃料被推进到进口阀15并进入到压力腔13中。接着，当柱塞12在气缸11中从下死点运动到上死点时，其对压力腔13中的燃料进行加压，并将燃料通过出口阀16排出到共轨2中。

燃料喷射器5安装到柴油机1的每个气缸中并通过高压管17连接共轨2。每个燃料喷射器5装有电磁阀22和喷嘴23。电磁阀22根据由ECU6发出的控制信号而受到激励将燃料通过喷嘴23喷射出。

电磁阀22用于开关一个从压力腔(未显示)延伸的低压油路，该油路限定在其中，并且高压燃料从共轨2供给进入到该油路中并流入到低压侧。特别的，当电磁阀22受到激励时打开低压油路，而当电磁阀22去激励时则关闭低压油路。

喷嘴23具有安装到其中的针阀(未显示)，针阀可移动用来打开或关闭形成在燃料喷射器5头部的喷射孔。通常，针阀受到电磁阀22的压力腔中燃料压力的推力作用，向着阀关闭的方向关闭喷射孔。当电磁阀22受激励而打开低压油路时，压力腔中的燃料压力下降，从而造成喷嘴23中的针阀顶起而打开喷射孔，由此将由共轨2供应而来燃料喷射出。可选的，当电磁阀22去激励时，其使得低压油路关闭，这样压力腔中的燃料压力上升，由此喷嘴23中顶起的针阀回落，从而停止喷射燃料。

ECU6连接速度传感器18，加速器位置传感器20和压力传感器7。速度传感器18用于测量柴油机1的速度。加速器位置传感器20用于测量司机作用加速器踏板19(对应于节气门的打开位置，该位置表示作用在柴油机1上的负荷)上的作用力或加速器踏板19的位置。压力传感器7用于测量共轨2中燃料压力。ECU6分析传感器18，20的输出，从而计算共轨2中的目标压力和喷射持续时间和适合柴油机1操作状态的喷射正时。ECU6控制燃料供应泵4的电磁操作吸入控制阀14，使得共轨2中的压力与目标压力一致并且控制燃料喷射器5的每个电磁阀22在喷射正时的时候在喷射持续时间内喷射燃料。

如上所述，ECU6也可设计为执行引燃喷射，该喷射先于常规燃料喷射模式的主喷射。通常，每个燃料喷射器5的引燃喷射的精度的变化取决于ECU6输出到每个燃料喷射器5的驱动脉冲信号的脉冲宽度(即，每个燃料喷射器5保持打开的持续时间或喷射期，也就是每个燃料喷射器5喷射的目标燃料量)与燃料喷射器5的实际喷射量(以下也可以称为实际喷射量或喷射量Q)之间的偏差。为了补偿这种喷射量的偏差，ECU6进入喷射量学习模式，喷射与引燃喷射中相同量的燃料来学习实际喷射量，从而确定目标-至-实际喷射量之间的偏差，并且计算所需要校正驱动脉冲信号(即，喷射期)的校正值，该信号的输出到对应的一个燃料喷射器5，从而使得实际喷射量Q与目标量(即，引燃喷射量)保持一致。在常规燃料喷射模式中，ECU50产生了一个校正驱动脉冲信号，用于控制相应的一个燃料喷射器5的喷射持续时间，从而使得实际喷射量Q与引燃喷射模式中的目标量保持一致。

图2是由ECU6所执行的逻辑步骤时序或执行的学习燃料控制的程序。

进入到程序后，程序进行到步骤10，其中确定是否符合学习条件。学习条件在以下情况符合(a)当输出到燃料喷射器5的驱动脉冲信号所指示的每个燃料喷射器5喷射的目标燃料量小于零(0)时，(b)当安装到具有燃料喷射系统100的汽车上的(以下也称为一个系统汽车)变速器150处于空档位置时，例如，当变速器150的档位改变时，和(c)当共轨2中的压力保持在设定水平。

在系统汽车安装有EGR装置、柴油节气门和可变涡轮增压器的情况下，也可加入EGR阀的打开位置、柴油节气门和/或可变涡轮增压器作为其中一个学习条件。当位置传感器(未显示)的输出指示变速器150的变速杆处于空档位置或者离合器处于脱离位置说明柴油机1与系统汽车的驱动轮物理分离的时候，则可确定变速器150处于空档位置。在后一种情况中，变速杆并不绝对需要位于空档位置。

如果得到的响应为“否”，则说明不符合学习条件，则程序终止。可选的，如果得到的响应为“是”，则程序进入到步骤20，其中执行喷射特性采样任务，从而确定该程序循环中所选的一个燃料喷射器5的喷射特性。喷射特性将在以下进行详细说明，其定义为所选的燃料喷射器5保持打开的喷射期或喷射持续时间TQ与所选燃料喷射器5实际已经喷射而引起的喷射燃料量(即，实际喷射量Q)之间的关系。

经过步骤20，程序进入到步骤30，其中确定将学习条件是否一直保持到执行步骤20的喷射采样任务完成。如果变速器150的齿轮从空档位置转换开，而燃料喷射器5仍继续向柴油机1中喷射燃料，或者共轨2中压力在步骤20的操作过程中发生改变，这会导致确定的燃料喷射器5的喷射特性的错误。因此，步骤30中要确定执行的喷射特性的采样任务是否在不变的条件下进行。

如果得到响应为“是”，说明喷射特性采样任务在不变的条件下进行，则进入到步骤40，其中将步骤20得到的喷射特性存储到ECU6中。可选的，如果得到的响应为“否”，则进入到步骤50，其中放弃步骤20得到的喷射特性。经过步骤40或50，程序终止。

图3显示了图2中步骤20执行的喷射特性的采样任务。

在进入到图2中的步骤20后，程序进入到步骤210，其中ECU6开始一个喷射特性学习操作以执行第一次学习燃料喷射。具体的，ECU6输出驱动脉冲信号以指令所选一个燃料喷射器5打开，用于在设计者所预设的基本喷射持续时间TQo内向柴油机1喷射目标量Qo的燃料。通常，目标量Qo例如与引燃喷射事件的喷射量相同或与多喷射事件中任一个的喷射量相同，而与主喷射事件的喷射量不同。

ECU6其内存储有一个基本喷射特性，如图10(a)所示，其表示为每个燃料喷射器5喷射的燃料量与对应的喷射持续时间TQ(即喷射期)之间的关系，该持续喷射时间TQ为燃料喷射器5的电磁阀22受到激励或者打开从而喷射这一燃料量的时间。在常规燃料喷射控制模式中，ECU6对柴油机1的速度进行采样，并且确定节气门的位置(即加速器踏板19的位置)，从而确定喷射到柴油机1的燃料目标量Qo，在基本喷射持续时间中查找使得电磁阀22保持打开从而喷射目标量Qo的燃料喷射持续时间TQ，并输出脉冲宽度相应于燃料喷射器5的喷射持续时间TQ的驱动脉冲信号(即脉冲电流)。

图10(a)中的基本喷射特性是燃料喷射器5使用前由设计者已经计算过的，并且通常随着燃料喷射器5的使用而发生改变。在进入到喷射量学习模式的步骤20后，ECU6学习所选的一个燃料喷射器5的实际喷射特性(即，与基本喷射特性的偏差)。这样的学习过程结束后，ECU6再一次执行图2中程序从而学习下一个燃料喷射器5的实际喷射特性。这一学习操作一直重复到所有的燃料喷射器5的实际喷射特性都已得到为止。

在这个循环的喷射量学习操作所选的燃料喷射器5被指令喷射目标量Qo的燃料后，程序进入到步骤220，其中从燃料喷射器5(即，实际喷射量Q)已经喷射的期望实际燃料量以如图4所示的方式进行计算。

首先，在步骤221中，对速度传感器18指示的柴油机1速度ω进行周期性的采样，该速度作为表示柴油机1操作条件改变的参数。具体的，当柴油机1的曲轴旋转两次(即720°CA)时，在一个循环中，ECU6对速度传感器18的输出进行4次采样，每次对应柴油机1的一个气缸，并且在一个气缸基础上，收集发动机一个时间序列的速度(以下也称为气缸速度)ω1(i)，ω2(i)，ω3(i)，ω4(i)，ω1(i+1)，ω2(i+1)，……(参看图5(b))。在所选的一个燃料喷射器5达到喷射正时a瞬时前的一个时间段d内，对速度传感器18的输出进行采样，如图6所示。时间段b是燃料喷射到发动机1至燃料点燃之间的时间延迟。时间段c是燃料燃烧的时间长度。换句话说，在时间段d内对柴油机1的速度ω进行取样，该时间段设置为在燃料喷射器5的喷射正时a后的时间段c和d之和。这保证燃料喷射到柴油机1而引起柴油机1速度ω的变化的采样精确性。

程序进入到步骤222，其中相对柴油机1的每个气缸计算出速度ω的视在变化Δω。以柴油机1的第三次缸#3作为例子，如图5(b)所示，视在变化Δω3为气缸速度ω3(i)与ω3(i+1)之差(即，第三次气缸#3活塞的相邻两个旋转循环之间的柴油机1速度之差)，其被确定为视在变化Δω(以下也可称为视在速度变化)。从图5(c)中看到，当没有燃料喷射到柴油机1中时，视在速度变化Δω以恒定速度下降，但是从图5(b)中看到，当燃料喷射到柴油机1后的瞬时，速度ω的变化率却是微小的。图5(a)至(b)图示了燃料喷射到柴油机1第四次气缸#4中的这种情况。

在步骤222得出一系列的视在速度变化Δω后，程序进入到步骤224，其中，根据视在速度变化Δω计算出柴油机1速度ω的实际变化δ。具体的，计算出柴油机1的各个气缸速度的实际变化δ1，δ2，δ3和δ4，该气缸速度从喷射燃料而得到。下一步，将δ1，δ2，δ3和δ4的平均值确定为实际速度变化δx。实际速度变化δ1，δ2，δ3和δ4解释为在视在速度变化Δω1，Δω2，Δω3和Δω4之间的差，这由步骤222所得到，并且估算速度变化Δωest为处于喷射学习模式下没有燃料喷射到柴油机1时所预计发生的速度变化。估算速度变化Δωest通常在非燃料喷射时期以常数速率减小，并且可根据在燃料喷射前的速度ω的变化而推导出，或者根据在喷射燃料使得柴油机1速度ω增加之前或之后的速度ω的变化推导出。

然后，程序进入到步骤226，其中由步骤224所得到实际速度变化δx与当燃料喷射时取样的柴油机1速度ω₀而计算出转矩比T_p，并且根据转矩比T_p推导出柴油机1的输出转矩T。转矩比T_p与柴油机1的输出转矩T成比例，该输出转矩在喷射燃料处于喷射学习模式下而产生。柴油机1的输出转矩T可由以下等式(1)给出，为转矩比T_p(＝δx·ω₀)的函数：

T＝K·δx·ω₀

(1)

其中K为一个比例常数。

程序进入到步骤228，其中，通过输出转矩T计算出实际从燃料喷射器5喷射的燃料量(即，实际喷射量Q)。通常，如图7所示，柴油机1的输出转矩T与实际喷射量Q成比例，因此转矩比T_p与实际喷射量Q也成比例。因此，实际喷射量Q可由输出转矩T的函数所确定，而该输出转矩T由转矩比T_p的函数计算得到。ECU6在其内存储一个试验得到的图表，该图表列出了输出转矩T与实际喷射量Q之间的关系，并且使用由步骤226所得到输出转矩T通过查找该图表确定实际喷射量Q。

从上述描述很明显发现，根据实际速度变化δ1，δ2，δ3和δ4的平均值，由柴油机1的输出转矩T计算得出实际喷射量Q，这样保证了实际喷射量Q与存储在ECU6内的图表中的输出转矩T匹配的精确性。这样，当燃料喷射到柴油机1中时，消除了校正与柴油机速度ω₀匹配的实际喷射量的需要。

实际速度变化δ1，δ2，δ3和δ4中的任一个都可以代替实际速度变化δ1，δ2，δ3和δ4的平均值δ_x用于计算柴油机1的输出转矩T。

可选的，实际喷射量Q可以通过步骤224所得到的实际速度变化δ的平均值δ_x查看如图8所示图表而确定，而不需要在步骤226中计算输出转矩T。图8所示图表表示在进行燃料喷射学习时，实际速度变化δ1，δ2，δ3和δ4的平均值δ_x与柴油机1的速度ω₀之间的关系。图表上的数据是按照实际喷射量Q试验得到的。ECU6存储该图表，从而根据平均值δ_x和柴油机1速度ω₀确定实际喷射量Q。

在步骤224中，由喷射燃料引起的视在速度变化Δω与估算速度变化Δω_est之差被确定为柴油机1气缸速度的实际变化δ，估算速度变化Δω_est是在没有燃料喷射到柴油机1的情况下预计发生的柴油机1速度ω中的变化，然而在图9中所示，它表现为增加的速度ω的值B1与速度ω的值B2之差，速度ω的值B1为喷射燃料(图9中“”)时由速度传感器19输出指示的数值，而速度ω的值B2为同时在没有燃料喷射到柴油机1中时预计应出现的速度值。速度ω的值B2可使用速度传感器18在燃料喷射到柴油机1前的采样容易估算出，或者使用柴油机1的速度ω在喷射燃料发生增长的前后

(即，在时间C前和在时间D后，如图5(c)所示)所采样得到的速度变化值Δω估算得出。

在步骤228中得到实际喷射量Q后，程序进入到图3中的步骤230。其中，判断计算得到实际喷射量Q的次数是否大于给定值。给定值设为至少大于或等于2。给定值越大，则确定燃料喷射器5的喷射特性的精度越高。喷射持续时间TQ在步骤210中喷射量学习操作的时序循环之间变化，从而得到至少两个相关喷射持续时间值TQ和两个对应实际喷射量值Q。

如果在步骤230响应为“否”，则意味着只得到一次实际喷射量Q，那么程序进入到步骤240，其中计算步骤220中得到的实际喷射量Q与目标喷射量Q₀之间的实际-至-目标喷射量之差ΔQ。

程序进入到步骤250，其中，确定目标持续期的量和方向，也就是说，改变燃料喷射器5打开喷射目标量Q₀燃料的喷射持续时间TQ而使得实际-至-目标喷射量之差ΔQ近似为零(0)。具体的，如图10(b)所示，喷射持续时间TQ需要增加或减少的方向和大小ΔTQ使得实际-至-目标喷射量之差近似为零(0)，该实际-至-目标喷射量之差ΔQ为喷射量学习操作的第一次事件下所得到的实际喷射量Q与目标量Q₀之差。

程序进入到步骤260，其中，用于喷射学习操作的第二次事件的喷射持续时间TQ(即，输出到燃料喷射器5的驱动脉冲信号的脉冲宽度)通过ΔTQ的量而改变。ECU6还在步骤260中开始第二次学习燃料喷射以在改变的喷射持续时间TQ喷射燃料。具体的是，ECU6再次执行喷射量学习操作以将燃料从燃料喷射器5喷射一持续时间，该持续时间不同于喷射量学习操作的在先循环中的持续时间，从而另外地计算实际喷射量。

如图11(a)所示，在步骤260中的喷射量学习操作的第二次事件中，ECU6指示燃料喷射器5喷射燃料，其喷射持续时间TQ比基本喷射持续时间TQ₀要短ΔTQ的量。如上所述，基本喷射持续时间TQ₀由基本喷射特性得出，并且已在喷射量学习操作的第一次事件中使用过。在步骤260的喷射量学习操作的第三次事件中，ECU6指示燃料喷射器5喷射燃料，其喷射持续时间TQ比基本喷射持续时间TQ₀要长ΔTQ的量。在步骤260喷射量学习操作的第四次事件中，ECU6指示燃料喷射器5喷射燃料，其喷射持续时间TQ比喷射量学习操作的第二次事件的喷射时间要短ΔTQ的量。在步骤260喷射量学习操作的第五次事件中，ECU6指示燃料喷射器5喷射燃料，其喷射持续时间TQ比喷射量学习操作的第三次事件的喷射时间要长ΔTQ的量。具体的，ECU6改变喷射持续时间TQ，使其可交替地比基本喷射持续时间TQ₀要长和短，从而收集实际喷射量Q的数据。

在喷射量学习操作的循环之间，ECU6可选择的以下列方式改变从燃料喷射器5喷射的燃料量。如图11(b)所示，在喷射量学习操作的第二次事件中，ECU6确定喷射持续时间TQ所需喷射的燃料量比目标量Q₀要少给定量，并且在已确定的喷射持续时间TQ内打开燃料喷射器5。在喷射量学习操作的第三次事件中，ECU6确定喷射持续时间TQ所需喷射的燃料量比目标量Q₀要多给定量，并且在已确定的喷射持续时间TQ内打开燃料喷射器5。在喷射量学习操作的第四次事件中，确定喷射ECU6持续时间TQ所需喷射的燃料量比喷射量学习操作的第二次事件的喷射量要少给定量，并且在已确定的喷射持续时间TQ内打开燃料喷射器5。在喷射量学习操作的第五次事件中，ECU6确定喷射持续时间TQ所需喷射的燃料量比喷射量学习操作的第三次事件的喷射量要多给定量，并且在已确定的喷射持续时间TQ内打开燃料喷射器5。具体的，ECU6改变喷射到柴油机1中的燃料量，使其可交替地比目标量Q₀长和短，从而收集实际喷射量Q的数据。

如图11(c)所示，可选的，ECU6可设计为在喷射量学习操作的第二次至五事件中随机改变喷射持续时间TQ，从而得到围绕燃料喷射器5的目标量Q₀的实际喷射量Q，该燃料喷射器5的目标量Q₀已在喷射量学习操作的第一次事件中指令喷射。相邻的两个喷射持续时间TQ之差不一定为常数。适合的改变喷射持续时间TQ以交替地比基本喷射持续时间TQ₀要长和短。

在程序的步骤220到260执行多次后，也就是说，如果步骤230的响应为“是”，那么程序进入到步骤270，其中，使用最小平方的方法计算该程序执行循环所选一个的燃料喷射器5的实际喷射特性。具体的，根据以下的等式(2)和(3)，通过使用步骤220的循环操作而得到的实际喷射量Q，取得一条校正的表示实际喷射特性的喷射量-持续时间的图线。

$a=\frac{(\mathrm{\ΣTQ}\left(i\right)\×Q\left(i\right)-n\×{\mathrm{TQ}}_{\mathrm{ave}}\×Q_{\mathrm{ave}})}{\mathrm{\ΣTQ}{\left(i\right)}^2-n\×{\mathrm{TQ}}_{\mathrm{ave}}}---\left(2\right)$

b＝Q_ave-a×TQ_ave                                    (3)

${\mathrm{TQ}}_r=\frac{Q_r-b}{a}---\left(4\right)$

∴ΔTQc＝TQr-TQo                                              (5)

其中，TQ_ave在步骤210和步骤260中使用，为喷射持续时间TQ的平均值，Q_ave为实际喷射时间Q的平均值，TQr是对于一个燃料喷射器5的学习喷射持续时间，也就是实际喷射持续时间或者喷射期，该燃料喷射器5为程序执行循环所选，需受到激发或打开而取得喷射目标量的燃料，ΔTQc是学习值，该值为需要校正驱动脉冲信号的脉冲宽度的校正值，该驱动脉冲信号输出到所选燃料喷射器5中而取得喷射目标量的燃料，Qr为喷射到柴油机1中燃料的目标量(即，基本喷射特性的基本量)，该目标量作为柴油机1速度和加速器踏板19位置(即，节气门的打开位置)的函数通过ECU6确定，并且，(i)表示喷射量学习操作的多次事件的数目(即，图11(a)至(c)中的数目)，n是喷射量学习操作的事件的总的数量。ΔTQc，a和ΣQ(i)²的值分别由极限值而限定。当其中的一个ΔTQc，a和ΣQ(i)²的值超出所对应的一个极限值时，该值可以被固定在一个对应值或者需要再次执行喷射量学习操作而再计算而设定该极限值。该数值也可规定为错误。

如上所述，学习喷射持续时间TQr为燃料喷射器5所需的实际喷射持续时间，从而使得喷射的实际燃料量与等式(4)所得到的目标量相一致，该等式以目标量Qr，校正的喷射量-持续时间的线的斜率a以及该校正的喷射量-持续时间的线的截距b为基础。如图10(c)所示，学习值ΔTQc根据等式(5)由学习喷射持续时间TQr减去基本喷射持续时间ΔTQc而确定。ECU6将学习值ΔTQc作为校正值而存储，每个值用于每个喷射器5。在常规燃料喷射模式中，ECU6根据柴油机1速度和加速器踏板19的位置确定从每个燃料喷射器5喷射燃料所需目标量，从基本喷射特征中查找对应的喷射持续时间(即，基本喷射持续时间TQo)，指定基本喷射持续时间TQo和每个燃料喷射器5所得到的校正值ΔTQc到等式(5)中，从而推导出实际喷射持续时间(即，学习喷射持续时间TQr)，计算出实际喷射持续时间所对应的驱动脉冲信号的脉冲宽度，并且将驱动脉冲信号输入到其中一个燃料喷射器5中，从而得到在给定喷射正时下喷射燃料的目标量。

可选的，如图12(a)所示，可通过确定实际喷射量Q与基本喷射特性的偏差或偏移，并将基本喷射特性移到与其位置平行的地方而得到校正的喷射量-持续时间的线，例如，移到偏移总量最小的地方。校正的喷射量-持续时间的线也可以曲线而得到，如图12(b)所示，该曲线由经过代表实际喷射量Q的所有点而限定。

在步骤270得到校正的喷射量-持续时间的线后，程序进入到步骤280，其中，确定是否所有的燃料喷射器5都得到了校正的喷射量-持续时间的线。如果得到的响应为“否”，则程序返回到步骤210中，对于下一个燃料油喷射器5开始喷射量学习量的操作。可选的，如果得到的响应为“是”，那么程序从图2中的步骤20进入到步骤30，其中，确定对每个燃料喷射器5的喷射量学习操作是否在相同的条件下进行。换句话说，就是如同步骤10中确定每个燃料喷射器5开始学习的学习条件是否相同一样，确定学习条件保持不变或者不在喷射量学习操作的期间。如果得到的响应为“是”，则程序进入到步骤40，其中，将每个燃料喷射器5所得到校正的喷射量-持续时间的线存储到ECU6中，其用于确定校正值TQc。可选的，如果得到的响应为“否”，则程序进入到步骤50中，其中，放弃校正的喷射量-持续时间的线中的已经被确定不是在恒定学习条件系下计算的一个或者多个。

从上面的讨论清楚的得知，燃料喷射系统100用于补偿每个燃料喷射器5由于例如老化而引起的喷射特性改变或补偿实际喷射量Q和喷射持续时间TQ之间的关系，并且保证从每个燃料喷射器5喷射所需燃料量的精度。这也保证了执行燃料喷射器5喷射不同燃料量的多个喷射的时序的稳定性。

燃料喷射器100工作用于计算柴油机1的输出转矩，该转矩在喷射学习操作在没有作用在柴油机1上的载荷变化的反作用情况下由喷射燃料而产生，该载荷变化由带有燃料喷射系统100的机动车辆上安装的例如空调或交流电发电机的开/关操作而产生。具体的，在不考虑作用在柴油机1上载荷变化的情况下，只要柴油机1的速度不变，则在喷射学习操作中向柴油机1喷射燃料而引起的柴油机速度ω的变化(即，柴油机1速度ω的实际变化δ，其在步骤224中计算得到)为常数。因此，通过计算实际输出转矩T，精确确定燃料喷射器5指令喷射的燃料目标量与从燃料喷射器5喷射的实际燃料量(即，实际喷射量Q)之间的差作为学习值ΔTQc，从而确定实际喷射量Q，而无需使用附加装置，例如转矩传感器。

如上所述，至少在燃料喷射器5指令不进行喷射或当变速箱150处于空档位置时，选择需要初始化喷射量学习操作的学习条件，从而能够对柴油机1的速度变化进行精确采样。这是因为当变速器150啮合时会造成变速器150与机动车辆车轮之间的旋转惯性，该惯性加载到柴油机1的变速器自身上，并且道路表面条件的改变也会通过传送链传递到曲轴上，这样导致向柴油机1喷射燃料的速度变化的采样精确性上出现困难。因此，当变速器150处于空档位置时执行喷射量学习操作，从而保证了对柴油机1速度变化柴油的精确性，因此能够计算实际喷射量Q。

ECU6工作执行燃料量学习操作，该操作基本与柴油机1内的引燃喷射事件的操作相同，但是可选的，该操作也可设计为与接着引燃操作的主喷射事件中的操作相同，或者与接着主喷射的后喷射事件的操作相同。ECU6也可设计为在通常内燃机中执行学习实际喷射量Q的学习操作，该通常内燃机设计为在其每个气缸的燃烧冲程中进行单喷注喷射。

本发明也可应用于不同于普通共轨喷射系统的燃料喷射系统，例如，安装带有电磁操作溢出阀的分配器型燃料喷射泵的燃料喷射系统。

尽管本发明为了方便更好理解以优选实施例进行描述，但是应该意识到本发明可以在不偏离发明主旨的范围内以多种方式实施。因此，应该理解在不偏离以下提交的权利要求书的范围内，本发明包括所有可能实施的实施例和变型。

Claims (6)

1、一种用于内燃机的燃料喷射系统，包括：

燃料喷射器，其工作向内燃机喷射燃料；和

喷射控制器，当符合给定学习条件时执行喷射指令功能，该喷射指令功能使得所述喷射器依次执行学习喷射事件，以在彼此不同的喷射持续时间内向内燃机喷射燃料，所述喷射控制器还执行实际喷射量确定功能和校正功能，该实际喷射量确定功能监视由于向内燃机喷射燃料以学习实际喷射量而引起的内燃机操作条件的变化，该实际喷射量是在每次学习喷射事件中已经从所述燃料喷射器预期喷射的燃料量，校正功能根据所述实际喷射量确定功能所确定的实际喷射量而确定燃料喷射器的燃料的喷射特性，校正功能还工作以根据所述燃料喷射器的喷射特性确定校正值，该校正值用于校正该燃料喷射器被打开以喷射目标喷射量的持续时间，从而使得从所述燃料喷射器喷射的实际燃料量与目标量接近。

2、根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，喷射指令功能确定用于第二次学习喷射事件中使用的一个喷射持续时间，以便减少在第一次学习喷射事件中的实际喷射量与目标量的偏差，该目标量为所述燃料喷射器在第一次学习喷射事件中已经被指令喷射的燃料量。

3、根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，喷射指令功能确定用于第二次和随后多次学习喷射事件中使用的多个喷射持续时间，以便所述喷射持续时间交替地比第一次学习事件中使用的一个喷射持续时间更短和更长。

4、根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，喷射指令功能确定用于在第二次和随后多次学习喷射事件中使用的多个喷射持续时间，以使得第二次和随后多次学习喷射事件的实际喷射量交替地比在第一次学习事件中的实际喷射量更少和更多。

5、根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，喷射指令功能随机的确定用于在学习喷射事件中使用的喷射持续时间。

6、根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，校正功能工作以用于确定分析作为所述燃料喷射器的喷射特性而取得的实际喷射量，在所述喷射器喷射燃料的喷射持续时间与从所述燃料喷射器实际喷射的预期的对应燃料量之间的关系，并且其中校正功能还工作以从所述燃料喷射器的预定的基本喷射特性中查找对应于所述燃料喷射器喷射燃料的目标量的基本喷射持续时间，并且使用校正值校正基本喷射持续时间。

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