喷油器开启时间的学习区域的确定方法及其控制方法与流程

本发明涉及一种喷油器开启时间的学习区域的确定方法及其控制方法，更为详细地涉及一种将控制喷油器的开启时间的整体控制区域分为需要学习的学习图(learning map)区域，以及无需学习直接使用已设置的参考图(reference map)的参考图区域，由此在不对控制的精密性造成较大影响的同时，能够缩短需要学习的时间，并精简内存(memory)负载的喷油器开启时间的学习区域的确定方法及其控制方法。

背景技术：

根据现有技术，将发动机的需求燃料量以特定情况下的喷油器的静态流量(static flow)为基准，从而转换为与其相对应的驱动信号。例如，以100bar为基准的喷油器为例，按照每小时流量(flow rate)分配需求燃料量，从而对需要打开喷油器的时间(驱动时间)进行计算。

但是，实际情况是，喷油器的驱动时间和喷油器的开启量并非简单的比例，因此如上所述对喷油器进行控制时，即使使用各种修正图(map)还是会出现燃料量控制的偏差部分的问题。

为了解决这样的问题，本申请人开发了一种能够更加准确地控制喷射燃料量的控制逻辑，通过使用参考喷油器(reference injector)来对根据喷油器的开启时间的喷射燃料量进行制图(mapping)，并在发动机实际驱动中，通过参考图和学习图按照喷油器开启时间对需求燃料量进行控制(韩国专利申请第10-2015-0173470号，现在未公开)。换句话说，现有技术中，将喷油器的每小时流量作为基准变更为以喷油器的开启时间为基准，由此实现准确的喷油器流量控制。

但是，在对利用参考喷油器而制图的值进行使用时，由于发动机实际所安装的喷油器和参考喷油器的差异，从而控制上可能产生误差。虽然通过反馈控制(feedback control)和学习控制能够缩小误差，但是必然需要一定时间。

此外，在发动机实际驱动中，想要针对各个喷油器制作并使用学习图时，如果要学习的目标(point)数增加，则学习时间和内存负载增加，相反地，如果目标数减少，则控制的精密性必然下降。

由此，将使用参考喷油器而制作的参考图应用于发动机实际所安装的喷油器，并通过学习过程使得控制的准确性提升时，需要新的对策，以便即使减少学习所需的时间和内存负载的同时也能够保持控制的准确性。先行技术文献

专利文献

(专利文献1)日本专利公报特开第3782399号(2006.03.17登记)

技术实现要素：

要解决的技术问题

本发明用于解决这样的问题，其目的在于提供一种方法，将使用参考喷油器而制作的喷油器开启时间的参考图应用于发动机实际所安装的喷油器，并通过学习过程来提高控制的准确性，此时不仅缩减学习所需的时间和内存负载，而且能够保持控制的准确性。

解决技术问题的手段

根据本发明的喷油器开启时间的学习区域的确定方法，将控制喷油器的开启时间的整体控制区域分为需要学习的学习图区域，以及无需学习直接使用已设置的参考图的参考图区域，将从所述喷油器的最小喷射时间至最小线性喷射时间的期间划分为学习图区域，将从所述最小线性喷射时间至最大喷射时间划分为参考图区域。

并且，以与所述喷油器的喷射时间无关的方式可将燃料压力处于泵驱动压力的最低值和跛行基准压力之间的区域作为参考图区域。

此外，将所述燃料压力处于所述跛行基准压力与最大控制目标压力之间的范围称为正常控制压力范围时，在设定为从所述喷油器的最小喷射时间至最小线性喷射时间的期间的所述学习图区域中，可将所述燃料压力暂时超过所述正常控制压力范围的过冲区域确定为参考图区域。

并且，以与所述喷油器的喷射时间无关的方式可将所述燃料压力超过所述过冲区域的异常高压区域确定为参考图区域。

并且，使得所述参考图区域的边界值与所述学习图区域的边界值相同，从而能够优选地保持所述喷油器的开启时间控制的线性。

此外，根据本发明的喷油器开启时间的控制方法，其包括如下步骤：计算与需求燃料量相对应的喷油器的开启时间的步骤；判断燃料压力是否处于跛行基准压力和最大控制目标压力之间的正常控制压力范围的步骤；以及当所述燃料压力处于正常控制压力范围之外时，通过参考图来控制所述喷油器的开启时间的步骤。

并且，还包括：当所述燃料压力处于正常控制压力范围内时，判断喷射时间处于线性区域还是处于非线性区域的步骤，如果判断为所述喷射时间处于线性区域，则通过所述参考图进行控制。

此外，如果判断为所述喷射时间处于非线性区域，则判断所述燃料压力是否处于过冲区域，当处于所述过冲区域时，通过所述参考图进行控制，并且如果不处于所述过冲区域，则通过学习图进行控制。

发明的效果

根据具有所述结构的本发明的喷油器开启时间的学习区域的确定方法及其控制方法，通过设定即使直接使用参考图，控制的准确性也不会大幅下降的一定区域而最小化需要学习的区域，从而能够最优化需要学习的时间和使用学习图所需的内存负载。

附图说明

图1是表示喷油器喷射的燃料量和喷油器通过电而工作的工作时间之间的关系的图。

图2是示出在非线性区间按照不同气缸所设置的各个喷油器的喷射出口的开启量偏差的图。

图3是表示针对按照不同气缸所设置的各个喷油器执行开启时间的学习，并通过利用学习结果的微细精密控制使得图2中出现的偏差得到修正的结果的图。

图4是示出通过本发明将喷油器的控制区域分为参考图区域和学习图区域时的控制逻辑的图。

附图标记说明

m：喷油器喷射的燃料量；Ti：喷油器通过电而工作的工作时间；A：弹道区间；B：瞬态区间；C：非弹道区间。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。

在对本发明的实施方式进行说明过程中，为了不模糊本发明的要点，对于本领域技术人员而言是不说自明地能够理解的公知构成的说明进行了省略。此外，对各个附图的构成要素赋予附图标记的过程中，对于相同的构成要素而言，即使在其他的附图上进行标示，也尽可能地赋予相同的标记，并且应考虑到，在参照附图时，为了说明的明确性和方便性，附图中所示出的线的粗细或构成要素的尺寸等有可能夸张地示出。

并且，在对本发明的实施例的构成要素进行说明时，可以使用第一、第二、A、B、(a)以及(b)等术语。这样的术语只是为了将此构成要素与其他构成要素进行区分，并非通过此术语来限定该构成要素的本质或次序和顺序等。当记载某构成要素与其他构成要素“连接”、“结合”或“接触”时，此构成要素虽然可理解为与其他构成要素直接连接或接触，但是也可理解为各个构成要素之间夹入其他的构成要素而间接地“连接”、“结合”或“接触”。

通常，喷油器在通过电磁力而移动的针阀(needle)的端部设置有阀门，随着针阀的移动，通过阀门开闭喷射出口的动作来使得被加压的燃料喷射。

图1表示喷油器喷射的燃料量(m)与喷油器通过电而工作的工作时间(Ti)之间的关系。图1中X轴为工作时间(Ti)，通过微秒(μs)单位进行表示，Y轴为燃料喷射量(m)，通过毫克(mg)单位进行表示。在此，图1表示针对多个喷油器所获取的燃料量(m)和工作时间(Ti)之间的关系曲线(profile)。

参照图1，喷油器喷射的燃料量(m)的曲线可根据喷油器通过电进行工作的工作时间(Ti)划分为表现各不相同样态的几个区间。这样的区间通常可指，弹道区间(A，Ballistic)、瞬态区间(B，Transient)及非弹道区间(C，Non-Ballistic)。

弹道区间(A)是指即使工作时间(Ti)仅轻微变化，燃料量(m)也会急剧增加的区间。并且在弹道区间(A)之后出现的瞬态区间(B)是指，即使工作时间(Ti)变化较大，燃料量(m)的变化也不大的区间。由图1可知，弹道区间(A)与瞬态区间(B)是非线性区间。

与此相比，在经过一定工作时间(Ti)之后，出现工作时间(Ti)与燃料量(m)具有线性关系的区间。将该线性区间称为非弹道区间(C)。

参照图1，在非线性区间的弹道区间(A)与瞬态区间(B)中，多个喷油器曲线样态虽然不规则，但是在线性区间非弹道区间(C)中总体上一致。

图2是示出在非线性区间按照不同气缸所设置的各个喷油器喷射出口的开启量的偏差的图。图2的X轴表示以微秒(μs)为单位的时间(t)轴，Y轴表示以微米(μm)为单位的喷油器针阀的升程(Lift)的量。

同时参照图1和图2，在弹道区间(A)与瞬态区间(B)中，即使喷射出口的打开起始点相同，向喷油器加载相同的驱动信号，会出现某喷油器达到全升程(Full-Lift)但某喷油器无法达到全升程的状态(400μs地点)。因此，即使加载相同的驱动信号，设置于各个气缸的喷油器的开启时间(Opening Duration)也全不相同。这样的开启时间的偏差造成了喷射至燃烧室的燃料量的差异。

按照不同气缸所设置的各个喷油器在加载相同的驱动信号时，以各个喷油器喷射的燃料量(m)的大小为基准，可以分为最小(Minimum)喷油器、标称喷油器(Norminal)、最大喷油器(Maximum)。在此，将标称喷油器选定为参考喷油器，在针对参考喷油器特定驱动信号和开启时间的关系进行制图后，对其他喷油器的驱动信号分别进行修正，以便输出与参考喷油器的开启时间相同的开启时间，从而能够以使得全部喷油器的开启时间相同的方式进行学习控制。

图3是表示针对按照不同气缸所设置的各个喷油器执行开启时间的学习，并通过利用学习结果的微细精密控制使得在图2出现的偏差得到修正的结果的图。

关于这样的喷油器开启时间的学习控制的更加详细的内容，可以参照本申请人的先行专利的韩国专利申请第10-2015-0173470号。

如上所述，将发动机的需求燃料量以特定情况下的喷油器的静态流量为基准，从而转换为与其相对应的驱动信号的现有方式相比，使用参考喷油器来对根据喷油器的开启时间的喷射燃料量进行制图，并在发动机实际驱动中通过参考图和学习图，按照所修正的喷油器开启时间对各个喷油器的需求燃料量进行控制，从而能够提高喷射燃料量的控制精密性。

但是，发动机实际所安装的喷油器和参考喷油器的差异而产生的误差虽然通过反馈控制和学习控制能够减少，但是直到学习完成必然需要一定时间，并且如果要学习的目标数增加，则学习时间和内存负载增加，相反地，如果目标数减少，则控制的精密性必然下降，存在这样的需要权衡的问题。

本发明的目的在于，有效地解决学习中的这样的需要权衡的问题，在应用喷油器开启时间相关的参考图时，通过限定实际需要学习的区域，从而缩短学习时间，并精简内存负载。

将整体控制区域分为需要学习的区域(以下，称“学习图区域”)与无需学习直接使用已经设置的参考图的区域(以下，称“参考图区域”)的方法如下。

使用喷射时间和燃料压力两种变量作为将控制区域分为学习图区域和参考图区域的基准。

首先，喷射时间是区分学习图区域和参考图区域的第一基准。

如图1和图2所示，喷油器的喷射曲线可分为非线性区间的弹道区间(A)和瞬态区间(B)，以及线性区间的非弹道区间(C)。换句话说，在多个喷油器中，在非线性区间中出现较大偏差，而在线性区间中几乎不存在差异。

由此，如果从喷油器的最小喷射时间至最小线性喷射时间(即，非冲击区间开始的时间点)的期间作为学习图区域，从最小线性喷射时间至最大喷射时间作为参考图区域，则在不对控制精密性造成较大影响的同时能够大幅缩减学习所需的时间和内存负载。

在此，最小喷射时间、最小线性喷射时间以及最大喷射时间是按照喷油器的不同规格所确定的值，并且最小喷射时间根据燃料压力而绝对时间上可能不同，这是因为燃料压力越大能够喷射的最小喷射时间越大。

接下来，除了喷射时间之外，将燃料压力追加为第二基准，从而能够进一步缩小学习图区域。

观察燃料压力的低压区域，存在有正常控制压力范围以下的区域。该区域是泵驱动压力的最低值和跛行基准压力之间的区域。

跛行基准压力是指跛行模式时的燃料压力，所述跛行模式是在感知发动机和变速器的动力系统等出现主要缺陷时，大幅降低发动机的功率，从而防止进一步引起大的故障，并且以最小功率运转发动机，以便能够进入维修厂。

当处于跛行模式时，因为是无法进行正常发动机运转的非常状态，所以此时无需进行学习控制。由此，与喷射时间无关，如果燃料压力处于泵驱动压力的最低值和跛行基准压力之间，则即使作为参考图区域也没有问题。

并且，观察燃料压力的高压区域，可以将超过正常控制压力范围的区域分为两种。

一种是将跛行基准压力和最大控制目标压力之间的范围称为正常控制压力范围时，喷油器在正常控制压力范围内运转时瞬间压力暂时超过最大控制目标压力的过冲(overshoot)区域。

另一种是暂时超过过冲区域的异常高压区域。

过冲区域因为是喷油器的喷射曲线在到达线性区间前，压力暂时超过正常控制压力范围，所以其时间非常短，并且在过冲期间所喷射的燃料量也微乎其微。由此，即使在设定为从喷油器的最小喷射时间到最小线性喷射时间(换句话说，非冲击区间开始的时间点)期间的学习图区域中，过冲区域即使设定为无需学习的参考图区域，对喷射控制的精密性的影响也非常小。

并且，异常高压区域与过冲区域不同，是一直保持非正常较高压力的异常区域。异常高压区域因为不是正常的喷射压力状态，是喷射系统需要检查和修理的情况，所以其也与喷射时间无关，即使设定为参考图区域也无妨。

由此，根据喷射时间和喷射压力两个变量，实际上，对于喷油器开启时间的参考图需要执行学习过程的必要性较高的区域大幅缩减，并且如果这样对学习图区域进行限定，则不会对喷油器流量控制的精密性造成损害，能够大幅减少需要学习的时间和内存负载。

并且，如果将控制区域分为参考图区域和学习图区域，则随着学习的进行，其边界的喷油器开启时间值上可能发生差异。为了保持控制的线性，有必要使得边界值相同，考虑到学习效果，优选地，使得参考图区域的边界值与学习图区域的边界值相同。

图4是示出根据由如上所述基准确定的参考图区域和学习图区域，对喷油器的燃料喷射进行控制的一系列步骤的顺序图。

通过上述说明的方法，将控制区域分为参考图区域和学习图区域的基准，以及根据其而将某区域限定为学习图区域，这是考虑到学习时间和内存负载的有效控制，对此已经有了明确的认识。

将这样的确定喷油器开启时间学习区域的方法应用于实际车辆的控制逻辑中时，需要考虑编程(programming)的便利性和控制的效率性。

观察前面所述的内容，当燃料压力处于跛行基准压力和最大控制目标压力之间的正常控制压力范围之外时，可确认与喷射时间无关，一直确定为参考图区域。

由此，如果计算与需求燃料量相对应的喷油器的开启时间，则最先判断燃料压力是否在正常控制压力范围内，这在编程的便利和控制的有效方面是有利的。

在此，就发动机运转时间而言，燃料压力处于正常控制压力范围内的时间占据了大部分，并且相比而言，燃料压力为跛行基准压力以下或处于异常高压区域的非正常状况相对很少。

如果为跛行基准压力以下或处于异常高压区域时，仅通过此判断直接确定属于参考图区域，并根据参考图来控制喷油器的开启时间即可。

并且，如果燃料压力被判断为处于正常控制压力范围之内，则接下来判断喷射时间是处于线性区域还是处于非线性区域。

如果处于线性区域，则直接能够确定属于参考图区域，因此，此时根据参考图来控制喷油器的开启时间。

如果处于非线性区域，则再次判断燃料压力是否为过冲区域，并且如果是过冲区域，则确定为参考图区域，如果不是过冲区域，则属于冲击/瞬态区域，因此只有在这样的情形时作为学习图区域，执行学习功能即可。

如果构成如上所述的控制逻辑，则能够首先排除发生频率较低的燃料压力为跛行基准压力以下或处于异常高压区域的情况。

以上虽然对本发明的优选实施例及实施方式进行了图示和说明，但是应了解，本发明所属技术领域具有通常知识的技术人员在不脱离本发明的原则和精神的同时能够对本实施例进行变形。由此本发明的权利范围通过权利要求的记载内容和其的均等物来限定。