本发明涉及一种燃料喷射器小油量控制方法，尤其是一种用于在内燃机燃油喷射中使用的喷射器油量补偿的控制方法，适用于任何发动机小油量喷射时喷油一致性的控制方法，属于发动机喷射器控制技术领域。
背景技术：
我国越来越严格的排放和油耗法规正成为发动机市场变革的驱动力。考虑到更低的排放和油耗，发动机需要更先进而复杂的控制策略与之相适应，而这些对燃料喷射器小油量喷射的控制精度和一致性也提出了更高的要求。因此，需要一项新的燃料喷射器喷油控制技术来改善燃料喷射器小油量喷射的控制精度和一致性。
现有技术中，马瑞利公司的专利申请cn201110355679和cn201310224482公开了一种小油量不一致的解决方法，其实施过程是，首先使用多次喷射激励喷射器进行小脉宽喷射，然后测量小脉宽喷射前后的轨压降，来估算实际喷射的小油量，并通过统计平均的方法来保障估算油量的正确性；最后把估算油量编制成油量补偿表格，以实现油量补偿，增强喷射一致性。
博世公司的专利申请cn103328796在进排气冲程(喷射器闲置时)，以不打开喷射器针阀的脉宽喷射触发喷射器，此时无喷油，轨压下降完全由回油引起，可通过测量轨压降来确定回油量；而在正常喷射时，轨压降是由喷油与回油构成的总量引起的，可通过轨压降计算喷油量(总量-回油量)。最后，使用喷油量与回油量进行喷射器校准，以调整各个喷射器间的喷油散差，并实现喷射器老化补偿。
中国专利申请cn201110355679用于确定燃料喷射器的喷射规律的方法，公开了一种如何在线获取各个喷射器的喷射规律及相关油量控制方法，燃料喷射器的喷射规律可划分为四个区域：初始的未开启区域a，由于驱动时间过短，喷射器基本处于静止状态不会喷油；快速作用区域(batlisticzone)b，喷射量q随着驱动脉宽变大而快速增加，基本呈近似线性曲线；及线性区域d，喷射器完全打开，喷射量q随着驱动脉宽变大而以线性方式增加。联合区域c连接快速作用区域b到线性区域d，为极大地非线性，从而在该连接区域c不推荐使用燃料喷射器。该专利申请公开了一种确定每个喷射器喷射规律的方法，可近似为直线r1和直线r2，直线r1拟合快速作用区域b，而直线r2拟合线性区域d且与直线r1相交。直线r1由特征点p1和p2所确定，直线r2由特征点p3和p4所确定。特征点p1-p4作为一个整体即可近似准确的重构喷射器的喷射规律。由于轨压对喷射规律有影响，因此喷射规律的每个特征点p1-p4需要在不同的燃料压力p下确定。每个喷射器各自的喷射规律存储于ecu的存储器内；在使用中ecu利用先前所存储的各个喷射器的喷射规律来控制各个喷射器。
确定各个喷射器喷射规律的方法为：
a、完全中断从油泵到轨管的燃料供应，除了待测试的喷射器之外避免所有其它的喷射器开启，以及在开启待测试的喷射器之前通过压力传感器测量轨管内的初始燃料压力pi，然后ecu以相同的喷射脉宽l驱动喷射器，连续喷射n次，然后在终止喷射器喷油后测量轨管内的最终燃料压力pf，然后得出油量喷射前后轨管内的压降δp，其等于pi和pf之差值；
b、根据从轨管流出的总油量qtot和轨管内的压降δp之间的相关系数k，获得qtot＝δp*k，并减去损失的燃料量q，既可获知单次喷油量q＝(qtot-q损)/n；ecu通过统计地处理压降δp的一系列测量值以便确定平均压降δp，这样可以提高δp和单次喷射油量q的准确性，通过上述过程确定了喷射器的实际喷射规律的特征点p1-p4，进而可以重构整个喷射规律；
c、n次连续喷射的实施方法包括两种：第一种是将内燃机接到外部驱动设备上，这种外部驱动设备能保持内燃恒转速运行，而不用管喷到气缸内的实际油量多少。这样就能让待测喷射器实施连续大数目的n次(n大于50)的喷射，这样压降δp是比较高的，因此测量就比较精确。第二种是可以在发动机正常运行中进行测试，在一定的误差间隔内改变内燃机的需求燃料量qd，从而使得在测试动作时间t内所喷出的油量q正好是qd的整数因数，而且尽量优选高的需求燃料量qd，以使待测喷射器能进行几个连续的开启，这样能提高压降的测试精度。因此这样连续n次的喷射的总油量刚好与需求油量qd一致，这样就能不影响内燃机正常运行。
中国专利申请cn201310224482用于更新燃料喷射器喷射规律的方法(马瑞利公司)，公开了一种如何在发动机正常运行且不影响驾驶员正常驾驶车辆的情况下更新各个喷射器的喷射规律的方法。基本原理和思路与上述中国专利cn201110355679类似，只是在ecu以相同的喷射脉宽l驱动喷射器连续喷射n次之后(n次喷射的总油量为q1)，接着还执行第二喷射，以补偿总喷射油量得到需要油量qd的要求，从而使各缸总油量基本一致，使发动机能正常工作而不至于让驾驶与感觉到异常。要求第二喷射的总油量q2(q2＝qd-q1)必须落在喷射特性的线性区域，这样就能满足总油量达到需求油量qd的要求。
中国专利申请cn103328796a用于确定喷射器的控制量的方法(博世公司)，公开了一种确定喷射器控制量的方法。此方法在进排气冲程(喷射器闲置时)，以不打开喷射器针阀的脉宽喷射触发喷射器，此时无喷油，轨压下降完全由回油引起，可通过测量轨压降来确定回油量；而在正常喷射时，轨压降是由喷油与回油构成的总量引起的，可通过轨压降计算总油量，然后计算喷油量(总量-回油量)。最后，使用喷油量与回油量进行喷射器校准，以调整各个喷射器间的喷油散差，并实现喷射器老化补偿。具体的，通过预先定义的喷油脉宽与轨压，触发各缸喷射器喷射，并根据轨压降计算待测喷射器的喷油量与回油量的学习值，并保存在油量特性学习表格中。当完成学习后，可动用这些学习值进行油量补偿。
马瑞利公司的专利申请cn201110355679和cn201310224482的不足之处如下所示：
(1)马瑞利公司在各轨压下，选取四个特征点p1-p4进行轨压降估算油量的确定，其中，特征点p1与p2处于小油量非线性区域，而p3与p4处于油量线性区域，使用四点两条直线可近似准确的重构喷射器的喷射规律。但是马瑞利使用的计算方法是估算油量绝对值以重构喷油规律，但是油量绝对量无法表征喷射器相对于原始基本油量特性曲线的老化程度。
(2)在实施油量自学习的多次喷射过程中，随着喷射次数的增加，喷射时的轨压逐渐降低，虽然多次喷射的脉宽是相同的，但是在不同轨压下的喷油量是不同的，马瑞利只是简单的将估算的总喷射油量除以喷射次数得到平均单次喷油量，作为所求起始轨压和所求脉宽下的实际单次喷油量，并未考虑喷射过程中压力的不断下降对喷油量的影响；马瑞利的这种算法必须是以喷射脉宽小且喷射次数较少从而轨压下降很小为前提。但是如果轨压下降较小的话，对轨压降的测量本身就会不够准确，因为压降的大小数量级类似于压力传感器的误差大小和读取压力传感器时的最小分辨率。所以这是一个两难的选择，算法必须要进行改进以避免此种内在的难以调和的矛盾。马瑞利公司试图对捕捉到的轨压降进行统计的方法来确保轨压降的准确性，虽然在几百次数量级的统计之后，测量轨压降的精确度理论上有所提高，但是实际上不一定能满足要求。同时这种方法也大大加重了ecu的数据处理负担，降低了算法的运行效率，算法也必需要耗费更长的时间。
(3)马瑞利认为当轨压较高时系统会产生燃油损失，可对其进行估算，并在估算喷油量时扣除燃油损失的影响。首先确定第一燃油损失，其损失直接比例于测量的持续时间，然后确定第二燃油损失，此损失直接比例于燃料喷射器的开启数目，最后通过将这两个值相加得到燃料量损失。显然马瑞利关于燃油损失估算的处理方法是比较简单化的，燃油损失在不同工况下是不同的，例如与轨压和驱动脉宽等都有关系，同时还要考虑到喷射器老化对燃油损失的影响。
(4)在油量自学习多次喷射实施期间，为了使得待测喷射器喷油量与需求油量qd一致，从而能保证在油量自学习期间内燃机能正常运行，马瑞利在执行测量喷射后，如果测试期间喷射的总油量为q1，ecu还将执行第二喷射，喷油量为q2(q2＝qd-q1，其中qd为喷射器需求喷油量)，以使待测喷射器的总喷油量与其它喷油器相同。但是当开启油量自学习后，由于待测喷射器实行小油量多次喷射，自学习阶段小油量的喷射肯定不准确，进而造成总油量与其他几缸喷油量不同，再加上多次喷射模式下的燃烧效果可能也会受影响，最终会导致发动机运行不够平稳或有细微抖动现象。
而博世公司在专利申请cn103328796中仅对油量补偿原理与补偿手段进行了方向性的描述说明，并未具体谈及根据轨压降确定喷油量方法的具体步骤。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种燃料喷射器小油量控制方法，可显著提高喷射器的小油量一致性和控制精度，解决喷射器间的小油量喷射高离差问题以及老化修正问题，满足更高排放和油耗法规对喷射器小油量喷射的精度和油量一致性要求。
按照本发明提供的技术方案，所述燃料喷射器小油量控制方法，其特征是：所述控制方法为使用待测喷射器多次小油量喷射前后的轨压降来进行油量估算，并把估算油量与喷射器的基本油量特性曲线进行比较，获取其相对于基本油量的偏差系数，然后填入油量偏差系数学习表中；在完成油量偏差系数学习表的学习后，在小油量非线性区域使用工况相对应的偏差系数求取各喷射器独自的油量脉宽转换表q2ti，并使用修正后的q2ti查表获取最终经过修正的喷射脉宽；具体包括以下步骤：
(1)油量自学习开启判断：判断喷油器是否需要开启油量自学习功能；
(2)油量估算使能判断：当开启油量自学习功能后，进行外部条件判断：评估车辆是否满足油量估算的外部状态或工况要求；以及进行内部条件判断：对燃油系统密封性进行检测以判断燃油系统是否满足油量估算内部密封性要求；当内外部条件都满足后，使能油量估算功能；
(3)喷油前轨压采集：当使能油量估算功能后，关闭泵油功能与喷油功能，在燃油系统无燃油输入输出且轨压稳定的情况下，进行待测喷射器喷射开始前的轨压采集与采集轨压合理性判断；
(4)喷射器喷射：在完成喷射前轨压采集后，执行喷射器的喷射功能，选定合适的喷射次数与喷射脉宽，在关闭泵油且除待测缸外其它缸不喷油的情况下，使用多次喷射模式触发待测喷射器执行n+1次喷射，包括n次相同短脉宽的连续喷射，和另加1次微闭环补偿喷射；
(5)喷油后轨压采集：当喷射器完成n次相同短脉宽的连续喷射后，再次进行待测喷射器喷射后的轨压采集与轨压采集合理性判断；
(6)轨压降计算：根据喷射前后的压力差，计算待测喷射器的喷射轨压降，对轨压降进行合理性判断，以获得最终的轨压降输出均值；
(7)估算总油量：根据计算得到的轨压降均值以及相关系数，求取当前工况下估算的轨管流出总油量q总；
(8)计算回油量：在喷射器出厂前试验确定不同轨压与驱动脉宽相对应的基本回油量，并填入基本回油量表格；计算不同轨压下的回油老化因子λ，并使用老化因子对基本回油量表进行修正，以获得老化后的回油量；
(9)估算单次喷射油量：根据当前工况下估算的轨管流出总油量q总与回油量q总回计算当前待测喷射器的单次喷射估算油量q估算，q估算＝α*(q总–q总回)/n，其中α为轨压动态下降对单次喷射油量的修正系数，n为喷射次数；
(10)油量偏差系数学习表更新：获取不同轨压不同对应脉宽下的单次估算喷射油量q估算，并计算所估算的单次喷射油量相对于基本油量的偏差系数γ，并更新各喷射器的油量偏差系数学习表；
(11)喷油器老化故障：根据喷油器老化后的油量偏差系数γ老化相对于出厂时通过油量自学习获得的偏差系数γ出厂的漂移量δγ来判断喷油器老化程度，并与预设故障阈值进行比较，以确定喷油器是否发生老化故障；
(12)喷油脉宽协调：在完成自学习后，根据油量偏差系数来获得各喷射器修正后的油量脉宽转换表，并查修正后的油量脉宽转换表获得最终的经过修正后的喷射脉宽。
进一步的，所述油量自学习开启的条件包括该组喷射器出厂以来从未进行过油量自学习或已进行过油量自学习但需要对喷射器进行老化修正；所述老化修正的油量自学习开启条件包括距离上一次老化修正发动机又运行了一定时间或是距离上一次老化修正车辆又行驶了一定里程或是在特征工况点下开启油量估算功能检测获得的本次偏差系数相对于上一次老化修正时的偏差系数的偏移量超过老化修正的阈值。
进一步的，在所述油量自学习开启后，对外部条件和内部条件进行判断；所述外部判断条件包括车辆运行在无故障状态、轨压传感器采集无故障、电源供电电压稳定、轨压波动范围小于阈值且稳定一段时间以上；所述内部条件判断方法为：车辆处于禁止喷泵油使燃油系统无进油与出油的状态下，记录不同轨压下，单位时间内的轨压降，并完成轨压降泄漏表的更新，将当前轨压下的轨压降与事先定义的当前轨压下轨压降泄漏阈值比较，轨压降小于阈值时，认为燃油系统密封性满足内部判断条件。
进一步的，在所述油量估算前，使用燃油系统泄漏轨压降对其进行修正，具体的方法是，根据单位时间燃油泄漏轨压降来计算当前轨压下，待测喷射器喷油脉宽持续期下的燃油泄漏压降δp泄漏，使用泄漏轨压降δp泄漏对待测喷射器喷油量估算与回油量估算所使用的轨压降进行修正，以去除燃油泄漏导致的轨压下降影响，增强估算精度。
进一步的，在使能油量估算功能后，通过检测各缸扭矩差异表征信号，进而将待测缸扭矩与非待测缸平均扭矩进行比较，以对待测缸油量实施微闭环控制调节，从而获得待测缸的微闭环调节油量△q，达到各缸扭矩的一致性要求。
进一步的，在喷射器老化导致回油量偏移后，使用回油老化因子，对基本回油量表进行补偿修正；计算获得老化因子条件为：车辆处于不需要喷射器工作的状态，在此状态下以标准脉宽触发待测喷射器的油量估算功能，此标准脉宽无法打开喷射器针阀致动喷射器，但会产生喷射器的回油，则回油老化因子λ为估算回油量与根据标准脉宽查表获得的基本回油量的比，即λ＝q估算回油/q基本回油，获得不同轨压下的老化因子，并使用各轨压下老化因子对基本回油量表进行修正，以获得老化后的回油量。
进一步的，所述轨压动态下降对单次喷射油量的修正系数α的求取过程为：在喷射过程中轨压逐渐降低，导致实际喷射油量是相对于轨压动态下降过程中平均轨压pm的平均喷射油量qm，使用修正系数α对qm进行修正，以获得初始喷射轨压p初始下的单次喷射油量q估算；当驱动脉宽固定时，根据轨压查q2t表可获得喷油量，即q＝map(p)，则修正系数α＝map(p初始)/map(pm)；使用多次迭代求取α的方法以提高精度。
进一步的，获取不同轨压和基本油量所对应驱动脉宽下的单次喷射估算油量q估算后，计算估算油量相对于基本油量的偏差系数γ，其中γ＝(q估算-q基本)/q基本，并根据基本油量与轨压把偏差系数填入测试喷射器的油量偏差系数学习表中。
进一步的，当未完成油量自学习时，根据轨压与油量查q2t表获得未学习时的喷射脉宽；在完成学习后，可使用喷射器各自的油量脉宽转换表查表获取学习后的喷射脉宽；各喷射器的q2ti表的确定方法为：首先，根据油量偏差系数学习表，确定基本q2t表中某个轨压下各个油量坐标值所对应的估算油量，即q估算＝(1+γ)*q基本；这样就获得了当前轨压下反映估算油量和驱动脉宽之间关系的临时估算油量查询表；再根据估算油量查询表，使用插值的方法来计算当前喷射器q2ti表中当前轨压下各个油量坐标值所对应的实际驱动脉宽；在不同轨压下重复以上方法，即可完成待测喷油器对应的q2ti表的更新。
本发明所述燃料喷射器小油量控制方法，可以使喷射器在喷射燃料时达到高精度的控制效果并保持喷油一致性，可满足更高排放法规下的多次喷射要求，达到发动机节能减排的目的。
附图说明
图1为燃料喷射系统的结构简图。
图2为燃料喷射系统中各个喷射器的脉宽-喷油量曲线。
图3为燃油系统泄漏轨压监控曲线。
图4为燃油系统某喷射器油量和轨压降的相关关系曲线。
图5为某脉宽下油量随轨压变化曲线。
图6为基于轨压降估算喷油量与脉宽修正的算法示意图。
图7为喷射器的油量特性曲线老化示意图。
图8为更新待测喷射器油量脉宽转换表q2ti示意图。
具体实施方式
本发明针对现有电控发动机燃油喷嘴小油量喷射特征高离差、一致性差的问题，通过计算待测喷射器多次小油量喷射前后的轨压降来进行油量估算，并把估算油量与喷射器的基本油量特性曲线进行比较，获取其相对于基本油量的偏差系数，然后填入油量偏差系数学习表中；在完成油量偏差系数学习表的学习后，在小油量非线性区域使用相应工况的偏差系数求取各喷射器独自的油量脉宽转换表q2ti，并使用修正后的油量脉宽转换表q2ti查表获取最终经过修正的喷射脉宽，以改善喷油非线性区域的油量一致性。
理论上来说，燃油系统泄漏是系统的异常状态，一般应尽量避免泄漏的发生，但实际上燃油系统不可避免会产生泄漏，本发明认为在进行轨压降估算油量前，应确保燃油系统的泄漏量满足要求；具体的，在喷射器不喷射的工况(如车辆倒拖)下，禁止喷泵油，此时燃油系统内无进油与出油，使用ecu检测到的轨压随时间下降主要是燃油系统泄漏引起的，记录不同轨压下，单位时间内的轨压降，并填入轨压降泄漏表中。在油量估算前，需要根据当前轨压获取轨压降泄漏表中的轨压降，并与事先定义的当前轨压下的轨压降故障阈值比较，只有在轨压降小于阈值时，才认为燃油系统密封性满足要求。
即使单位时间燃油系统泄漏小于阈值，为了确保油量估算的准确性，在油量估算时计算得到轨压降δp’后，仍然可以使用燃油系统泄漏对其进行修正，具体的方法是，根据单位时间燃油泄漏轨压降来计算待测喷射器喷油脉宽持续期下的燃油泄漏压降δp泄漏，则去除了燃油泄漏影响的轨压降δp＝δp’-δp泄漏。需要说明的是，文中提及的轨压降诸如δp、δp回油等均为扣除了燃油系统泄漏的轨压降。
为了提高待测喷射器喷射前后的轨压采集精度，本发明在喷射前后进行了多次轨压采集，并对这些轨压采集值的偏差程度进行判断，剔除偏差超过阈值的轨压采集点。只有当采集到多次偏差程度较小的轨压采集值后，才会确认采集前后的轨压最终输出均值。使用了齿间隔轨压采集后，可使整个采集过程在待测喷射器工作循环内完成。
本发明使用多次喷射的方法来控制喷射以增强轨压的降低程度，以提高轨压降辨识精度。在完成喷射以及喷射前后轨压采集后，可计算获得喷射轨压降。为了加强轨压降计算的准确性，本发明同样对多次计算得到的轨压降偏差程度进行了判断，以剔除偏差超过阈值的轨压降。当采集到足够多的偏差程度较小的轨压降后，可计算出轨压降最终输出均值。
为了使多次喷射的油量互不影响，本发明规定了多次喷射的最小喷油间隔角，使用理论计算或是实验的方法来确认油量互不影响的最小喷油间隔角度。本发明将最小喷射间隔作为开启轨压降确认油量功能的限制条件之一，只有需求喷射脉宽足够长，满足多次小油量喷射的脉宽与最小间隔角度要求时才能开启油量估算功能。
研究发现，从轨管流出的油量q和轨管内的压降δp之间具有强相关性。具体的，油量q和轨管内的压降δp的相关性系数k主要由轨管的内部容积和燃料的压缩模量共同决定。轨管的内部容积是固定的，而燃料的压缩模量由燃油类型，燃料所受承载力(轨压)以及燃油温度等决定。因此相关系数是轨压与油温的函数，即k＝fun(p、t)。本发明构建了相关系数查询表，使用理论计算结合实验的方法确定在不同轨压、油温下，相关系数的取值情况。在确定了相关系数后，可根据计算获得的轨压降，使用公式q＝δp*k，求取轨管流出的油量q。
研究还发现，一般从轨管流出的总油量q总(已扣除了燃油系统泄漏)可由以下两部分油量构成：(1)回油，当喷射器工作，但是喷油脉宽较短，不足以打开喷射器针阀，此时虽然喷射器无喷油量，但会导致喷射器内部回油的发生；(2)喷射油量，当喷射器可打开喷射器针阀的脉宽工作时，既发生回油，又触发喷射器喷油。因此，需要使用一种方法，首先确定当前工况下燃油系统的回油q总回，再确定当前工况下的喷射器喷射后轨管流出的总油量q总，最后喷射器的喷射油量q总喷＝q总–q总回。
可以使用试验的方式来确定出厂喷射器一定轨压下某喷射脉宽对应的回油量，并把此回油量填入回油量查询表中；因此，在理想情况下，可根据轨压与喷射脉宽查表获得单次喷射的回油量，即q回油＝map(p、t)。
实际发动机运行过程中，各个喷射器会逐渐老化，这导致各喷射器的回油量产生蠕变，此时查表求取的回油量将不再准确。本发明提出了一种方法，以确定喷射器老化后的回油量。具体方法为，在车辆倒拖工况或是换气行程(此时喷射器不用工作)下，停止喷射器喷油与油泵泵油，使燃油系统既无燃油泵入，又无燃油喷出，之后以标准脉宽触发待测喷射器多次喷射，此脉宽下无法打开喷射器针阀致动喷射器，但会发生喷射器的回油，采集并计算标准脉宽下的回油轨压降，并换算为标准脉宽下的回油估算量q估算回油。当喷射器发生老化时，q估算回油与标准脉宽查表获得的基本回油量q基本回油将产生差异，定义回油老化因子为λ，其中
在确定了回油量老化因子后，本发明设计了确定待测喷射器油量的方法。在发动机正常运行时，使用多次喷射的方法来触发待测喷射器喷射，由于喷射脉宽大于喷射器打开最小脉宽，使得喷射器针阀打开，此时的轨压下降由喷油量与回油量共同构成，采集并记录轨管流出总油量引起的轨压降，并换算为总估算油量q总；同时根据脉宽与轨压查表计算基本回油量，并根据回油老化因子对燃油系统总的回油q总回进行修正；则喷射器的喷射总估算油量q总喷＝q总–q总回。
在多次喷射过程中，随着每次燃料喷射，喷射时的轨压逐渐降低，因此，每一次喷射的起始轨压是不同的，这导致了喷油量的差异。如果不考虑轨压动态下降的影响，则在获得喷射器总喷射估算油量q总喷后，可直接根据喷射次数n来计算单次喷油量q估算，q估算＝q总喷/n，而本发明则认为，虽然驱动脉宽相同，但由于初始喷射轨压p初始不同，并不能简单的将q总/n作为初始喷射轨压p初始下的单次喷射油量。这就是说，q总除以n得到的是轨压动态下降过程中的平均喷射油量qm，需要根据当前驱动脉宽下油量随轨压的变化关系使用平均喷油量对应的轨压pm对qm进行修正，才能获得初始喷射轨压下的实际单次喷射油量q估算。具体的，由于油量随轨压的变化关系可在q2t表格中体现出来，因此当驱动脉宽固定后，查q2t表可得喷油量，即q＝map(p)，那么修正系数α＝map(p初始)/map(pm)，则初始喷射轨压下的单次喷油量q估算＝α*qm＝α*q总喷/n＝α*(q总–q总回)/n。由于第一次油量自学习中使用的初始标准喷射器特性数据q2t表格准确度不足，因此第一次计算获得的修正系数α具有一定偏差，但是随着第一次油量自学习的完成，第二次自学习将采用更新的各喷射器单独的q2t表格来计算修正系数α，在经过几次自学习的反复迭代后，修正系数α的精确度将逐渐提升，小油量估算的精度也将进一步提升。
本发明设计了各喷射器的油量偏差系数学习表，在获取了不同轨压与脉宽下的单次喷射估算油量q估算后，计算估算油量相对于基本油量的偏差系数γ，其中
喷射器的偏差系数代表了喷射器相对于基本喷油特性的偏差程度，当喷油器出厂时，估算喷射器偏差系数γ出厂的目的是为了确定喷油器油量相较于基本油量的偏离程度，以进行小油量补偿控制；当喷射器出现老化时，喷油特性曲线总体将发生偏移，此时开启油量估算学习计算油量偏差系数γ老化的目的，是为了确定老化对喷油曲线产生的影响，则油量偏差系数的漂移量δγ＝γ老化–γ出厂，可以此漂移量来表征喷射器的老化程度。本发明定义了偏差漂移老化故障阈值，当δγ超过了老化阈值时，提醒驾驶员喷油器的老化已经非常严重，此时进行故障处理并关闭油量估算自学习。同时，使用偏差系数还可对油量估算的准确性进行判断，如果在进行油量估算学习后，发现某工况下计算获得的偏差系数远大于其他工况点的偏差系数，或是本次计算获得的偏差系数远大于上一次同工况计算获得的偏差系数时，油量估算的准确性将受到质疑，ecu将重新对质疑点的偏差系数重新进行计算。
为了确定老化修正的时机，除了使用距离上一次老化修正经过的里程数或是发动机运行时间来进行判断外，还可以在设定的特征工况点，检测发动机处于特征工况点运行时的偏差系数γ特征(i)，并计算其相对于上一次老化修正时偏差系数γ特征(i-1)的偏移量δγ′，通过判断δγ′是否大于老化修正阈值来确定喷油器是否需要进行老化修正。
可以在发动机正常运行期间，完成待测喷射器的油量估算与自学习。在内燃机运行过程中，当喷射工况处于线性大脉宽区域时，可把待测喷射器的一次长脉宽喷射分为有限次n短脉宽连续喷射与一次补偿喷射，并使用多次喷射的方式来完成喷射器n+1次的喷射功能。其中n次喷射是为了进行油量估算，其喷射的总油量为q1；而剩余的1次喷射为补偿喷射，其作用是确保开启油量估算前后的扭矩一致，则补偿喷油量q2＝qd-q1，其中qd为喷射器需求喷油量。
由于待测喷射器实行小油量n次喷射，而自学习阶段小油量的喷射还不够准确，虽然目标是q1，但是实际油量肯定与q1存在偏差，进而造成待测喷射器的总油量与其他几缸喷射器总油量不同，再加上多次喷射模式下的燃烧效果可能也会受影响，最终导致待测缸(即待测喷射器所属的气缸，以下相同)所产生的扭矩与其他几缸不一样，从而表现为发动机转速波动，车辆出现运行不够平稳或有细微抖动现象。
为了解决上述问题，本发明在开启油量自学习功能后，采用了对待测缸扭矩进行闭环控制补偿的方法。由于各缸所产生扭矩的差异，会在各缸瞬态转速上体现出来(需要注意的是，采用的扭矩差异表征量包括但不限于瞬态转速，例如还有瞬态转速增量、缸压等也可以表征各缸扭矩差异，实施例中以各缸瞬态转速为例)，因此ecu通过检测各缸瞬态转速，进而将待测缸瞬态转速与非待测缸的平均瞬态转速相比较，就可以对待测缸的油量δq进行微闭环调节，以使待测缸扭矩与其它缸相同，或将待测缸与其它缸的扭矩差异控制在微小的范围内，这种微小的扭矩差异一般是允许的，也是驾驶员难以察觉的。
具体的实施步骤为，在开启油量自学习后，ecu随即开启发动机各缸瞬态转速或瞬态转速增量的检测功能，并计算待测缸转速n瞬态相对于非待测缸瞬态转速均值n平均的差异，其差异δn差异＝|n瞬态-n平均|。可通过标定试验确定转速差异阈值，当δn差异小于阈值时，车辆平稳运行；反之，当δn差异大于阈值时，则认为车辆运行不平稳，需要进行待测缸的扭矩微闭环控制，ecu根据δn差异来计算调节油量δq(具体的，可以以δn差异为反馈量通过pid控制的方法来计算δq，但是并不限于此种方法。)，进而闭环调节待测缸补偿喷油量q2(此时q2＝qd-q1+δq)，使得δn差异小于阈值，则表示待测缸与其它各缸扭矩一致，从而确保开启油量自学习时车辆能平稳运行。
在完成油量估算与油量偏差系数自学习后，可使用基本q2t表和各喷射器的油量偏差系数学习表来获取各喷射器独自的油量脉宽转换表q2ti，以进行小油量非线性区域的油量补偿。一般的，油量脉宽转换表q2ti的坐标轴与工况点个数和油量偏差系数学习表是一致的，其初始化为基本油量q2t表格中的脉宽数据。在完成油量偏差系数学习表后，首先，可使用油量偏差系数学习表来计算q2t表中某个轨压下各个油量坐标工况点所对应的估算油量，即q估算＝(1+γ)*q基本，其中，q基本为基本q2t油量表中的各个油量坐标值；这样就获得了当前轨压下反映估算油量和驱动脉宽之间关系的临时估算油量查询表；最后再根据估算油量查询表使用插值的方法来计算q2ti表中当前轨压下各个油量坐标工况点所对应的实际驱动脉宽。在各个轨压坐标值下重复以上方法，即可完成待测喷油器对应的q2ti表的更新。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示为燃料喷射系统结构简图。图1中燃油从带有粗滤器的油箱1中吸入至燃油精滤器2，其中一部分燃油在油泵3的柱塞腔加压形成有压力的燃油并从油泵3出油阀口流经油管汇集入高压管5，为喷射器7的喷射提供稳定持续的压力燃油源，多余部分从油泵3上的溢流阀处与喷射器7回油一起流回油箱1；压力燃油从压力管5经压力油管分别流向各缸的喷射器7；喷射器7根据电子控制单元ecu8输出的脉冲给定时刻和给定宽度，按特征喷射特性将燃油喷入发动机各缸的燃烧室中。压力管5一端安装有轨压传感器6，实时监控压力管5内的轨压情况，当轨压超过允许的最大值时，泄压阀4打开，压力管5内的轨压迅速降低到安全范围内，以保证整个系统的安全。压力系统的电子控制单元8采集各个传感器实时检测的发动机和压力系统状态参数，通过内置的控制策略及存储数据发出精确的电流脉冲信号，并使对应的压力泵电磁阀、喷射器电磁阀等产生电磁力，以驱动对应的执行器进行动作，使供油量、轨压、喷油角度和喷油量按需求进行反馈调节。压力喷油系统所采用的传感器9包括：转速传感器、压力传感器、冷却液温度传感器、燃油温度传感器、曲轴转角传感器(或凸轮轴转角传感器)、加速踏板传感器等多种，有的发动机上还装有：车速传感器、空气流量传感器、大气压力传感器、增压压力传感器、大气温度传感器等其他传感器。电子控制单元8的执行器驱动信号10包括：喷射器电磁阀和高压油泵电磁阀驱动信号。
在本实施例中，电子控制单元ecu8起着燃料喷射控制器的作用。euc8是公认的微型计算机，它根据各个传感器信号来掌握发动机的工作状态和驾驶员需求，并通过泵喷油驱动信号来响应控制需求。ecu8大致包括计算装置(cpu)、存储装置(程序存储rom、数据存储eeprom、备份ram)、信号处理装置(a/d转换器和时钟产生电路)、通信装置(串口通信、can通信装置)。
如图2所示，为某燃料喷射系统中各个喷射器的脉宽-喷油量曲线，在图2中，各喷射器间的喷射量差异性较大，此问题在弹道区域中将特别尖锐，因为，喷射器与喷射器之间在弹道区域中喷射特征的高离差主要与喷射器零部件制造工艺尺寸上的离差有关；然而由于通过减小零部件制造工艺尺寸上的离差来减小弹道区域中的喷射特征的离差是非常复杂且因此成本极高的。同时，即使出厂时燃料喷射器间的离差较好，但燃料喷射器的老化现象也会使得一致性变差，喷射差异问题将进一步复杂化，这样的老化会使喷射特征随着时间推移产生蠕变。
如图3所示，为燃油系统泄漏轨压监控曲线，理论上来说，燃油系统泄漏是系统的异常状态，一般应尽量避免泄漏的发生，但实际上燃油系统不可避免会产生泄漏，本发明认为在进行基于轨压降的油量估算之前，应确保燃油系统的泄漏量满足要求；具体的，在喷射器不喷射的工况(如车辆倒拖)下，禁止喷泵油，此时燃油系统内无进油与出油，使用ecu检测到的轨压随时间下降主要是燃油系统泄漏引起的，记录下不同轨压下，单位时间内的轨压降，并填入轨压降泄漏表中。在油量估算前，需要根据当前轨压获取轨压降泄漏表中的轨压降，并与事先定义的当前轨压下轨压降故障阈值比较，只有在轨压降小于阈值时，才认为燃油系统密封性满足要求。图3所示的轨压降是在1min钟内形成的，在实际应用中可根据具体工况条件来设定合理的单位时间，并估算燃油泄漏引起的轨压降阈值。
即使单位时间燃油系统泄漏小于阈值，为了确保油量估算的准确性，在油量估算时计算得到轨压降δp’后，仍然可以使用燃油系统泄漏轨压降对其进行修正，具体的方法是，根据单位时间燃油泄漏轨压降来计算当前轨压下，待测喷射器喷油脉宽持续期下的燃油泄漏压降δp泄漏，具体的当前轨压泄漏量δp泄漏＝t喷射×δp单位泄漏÷t单位，其中t单位为单位检测时间，t喷射为喷射脉宽。则去除了燃油泄漏影响的轨压降δp＝δp’-δp泄漏。需要说明的是，本实施例中提及的轨压降诸如δp、δp回油等均为扣除了燃油系统泄漏的轨压降。
为了提高待测喷射器喷射前后的轨压采集精度，在喷射前后进行了多次轨压采集，并对这些轨压采集值的偏差程度进行判断，剔除偏差超过阈值的轨压采集点。只有当采集到多次偏差程度较小的轨压采集值后，才会确认采集前后的轨压最终输出均值。使用了齿间隔轨压采集后，可使整个采集过程在待测喷射器工作循环内完成。
使用多次喷射的方法来控制喷射器喷射可增强轨压的降低程度，以提高轨压降辨识精度。在完成喷射以及喷射前后轨压采集后，可计算获得喷射轨压降。为了加强轨压降计算的准确性，本发明同样对多次计算得到的轨压降偏差程度进行了判断，以剔除偏差超过阈值的轨压降。当采集到足够多的偏差程度较小的轨压降后，计算出轨压降最终输出均值。
为了使多次喷射中相邻喷射之间互不影响，规定了多次喷射的最小喷油间隔角。使用理论计算或是实验的方法来确认油量互不影响的最小喷油间隔角度，并把不同喷射工况下确定的最小喷油间隔，填入最小间隔查询表。将最小喷射间隔作为开启轨压降确认油量功能的限制条件之一，只有需求喷射脉宽足够长，满足多次小油量喷射的脉宽与最小间隔角度要求时才能开启油量估算功能。在实行多次喷射时，根据喷射工况查表获取最小喷油间隔角度，并规定相邻喷射间隔不得小于最小喷油间隔角度。
如图4所示，为燃油系统各喷射器油量和轨压降的相关关系曲线。研究发现，从轨管流出的油量q和轨管内的压降δp之间具有强相关性。具体的，油量q和轨管内的压降δp的相关性系数k主要由轨管的内部容积和燃料的压缩模量共同决定。轨管的内部容积是固定的，而燃料的压缩模量由燃油类型，燃料所受承载力(轨压)以及燃油温度等决定。由于具体内燃机上的燃料类型是不变的，因此相关系数是轨压与油温的函数，即k＝fun(p、t)。本发明构建了相关系数查询表，使用理论计算结合实验的方法确定在不同轨压、油温下，相关系数的取值情况。在确定了相关系数后，可根据计算获得的轨压降，使用公式q＝δp*k，求取轨管流出的油量q。
如图1所示，一般在n次相同短脉宽的连续喷射后，从轨管流出的总油量q总(已扣除了燃油系统泄漏)可由两部分油量构成：喷射器7的回油与喷射器7的喷射油量。因此，需要使用一种方法，确定当前工况下燃油系统总的回油q总回，再确定当前工况下的喷射器喷射后轨管流出的总油量q总，最后喷射器的总喷射油量q总喷＝q总–q总回。可以使用试验的方式来确定一定轨压下某喷射脉宽对应的回油量，并把此回油量填入回油量查询表中；因此，在喷油器未发生老化时，可根据轨压与喷射脉宽查表获得单次喷射的回油量，即q回油＝map(p、l)，所以n次相同短脉宽的连续喷射的总回油量q总回＝n*q回油＝n*map(p、l)。
实际发动机运行过程中，各个喷射器会逐渐老化，这导致各喷射器的回油量产生蠕变，此时查表求取的回油量将不再准确。本发明定义并计算回油老化因子为λ，以确定喷射器老化后的回油量。老化因子的计算方法为，包括但不限于在车辆倒拖工况或是换气行程(此时喷射器不用工作)下，停止喷射器喷油与油泵泵油，使燃油系统既无燃油泵入，又无燃油喷出，之后以标准脉宽触发待测喷射器多次喷射，此脉宽下无法打开喷射器针阀致动喷射器，但会发生喷射器的回油，根据回油产生的轨压降计算回油估算量q估算回油。当喷射器发生老化时，q估算回油与通过标准脉宽查表获得的基本回油量q基本回油将产生差异，则
如图5所示，为燃油系统某喷射器在不同脉宽下的油量和轨压的相关关系曲线，由图5可知，在脉宽确定后，喷油量将随着轨压的变化而变化。在油量估算多次喷射过程中，随着每次燃料喷射，喷射时的轨压逐渐降低，因此，每一次喷射的起始轨压是不同的，从图5可知，虽然喷射脉宽相同，但是起始轨压的改变将导致喷油量产生变化。如果不考虑轨压动态下降的影响，则在获得喷射器总喷射估算油量q总喷后，可直接根据喷射次数n来计算初始喷射轨压下p初始的单次喷油量q估算，q估算＝q总喷/n，但是，由于初始喷射轨压的下降，实际上q总喷除以n得到是轨压动态下降过程中的平均轨压pm所对应的平均喷射油量qm，需要根据当前驱动脉宽下油量随轨压的变化关系使用平均轨压pm来求取修正系数α，并对qm进行修正，才能获得初始喷射轨压p初始下的实际单次喷射油量q估算。具体的，由于油量随轨压的变化关系可在q2t表格中体现出来，因此当驱动脉宽固定后，根据轨压查q2t表可得喷油量，即q＝map(p)，那么修正系数α＝map(p初始)/map(pm)，则初始喷射轨压下的单次喷油量q估算＝α*qm＝α*q总喷/n＝α*(q总–q总回)/n。
计算α时所用到的pm为平均喷射油量qm对应的轨压，一个优选的求取pm的实施例为设定pm是油量估算多次喷射前后所采集轨压的平均值。当然，优选实施例的描述在性质上仅仅是示范性的并且决不是用来限制本发明，还可使用其它不同方法来求取pm。由于第一次油量估算自学习过程中使用的是标准喷射器基本油量脉宽转换表q2t，对于各个喷射器而言，其准确度还不足，因此第一次计算获得的修正系数α具有一定偏差，但是随着第一次油量自学习的完成，第二次估算油量将采用更新的各喷射器单独的q2ti表格来计算修正系数α，在经过几次迭代后，修正系数α的精确度将逐渐提升，小油量估算的精度也将进一步提升。
如图6所示，为基于轨压降估算喷油量与脉宽修正的算法示意图。当满足工况条件后，步骤602开启油量估算学习，并在发动机正常运行时，完成待测喷射器的油量估算与自学习。由于喷射脉宽足够长使得喷射器针阀打开，此时的轨压下降由喷油量与回油量共同构成，步骤607采集记录总油量的轨压降，并根据步骤606查表获得的相关系数换算总估算油量q总；总估算油量减去步骤608计算获得的回油量可计算喷射器的总喷射估算油量q总喷，在进行了轨压动态下降系数修正并除以喷射次数后可得到最终的单次喷油量q估算。
如图7所示，为某喷射器的油量特性曲线老化示意图，其中曲线1为系列喷油器的基本油量特性曲线，曲线2为出厂时某喷油器的实际油量特性曲线，曲线3为该喷油器老化后的油量特性曲线；偏差系数1为某喷油器出厂时的油量特性相对于基本油量特性曲线的偏差，偏差系数2为某喷油器老化后的油量特性相对于基本油量特性曲线的偏差。在不同工况点根据轨压与基本油量查q2t表来确定实施油量估算功能时的多次喷射驱动脉宽，并以此脉宽驱动喷射器连续n次喷射，并进行油量估算以获取单次喷射油量q估算，在步骤609中计算估算油量相对于基本油量的偏差系数γ，其中
图7中的喷射器偏差系数点状曲线1、2均代表了喷射器相对于基本喷油特性的偏差程度，但是两者又有不同之处。偏差系数点状曲线1代表了某喷油器出厂时的油量特性相对于基本油量特性曲线的偏差；偏差系数点状曲线2代表了某喷油器老化后的油量特性相对于基本油量特性曲线的偏差。在图6的步骤602中，开启油量自学习的条件有两种，第一种条件为发动机或整车刚刚出厂，喷油器从未进行油量估算学习，此时进行喷射器油量自学习获取偏差系数的目的是为了确定各喷射器油量相较于基本油量的偏离程度γ出厂，以进行小油量补偿控制，偏差系数1即为此种情况；第二种情况是当喷射器出现老化时，喷油特性曲线总体将发生偏移，此时虽已进行了油量估算学习，但为了确定老化对喷油曲线产生的影响，再次估算喷射器油量偏差系数γ老化，以满足喷油器老化修正的需要，偏差系数2即为此种情况。因此可使用上述两个偏差系数的漂移δγ(δγ＝γ老化-γ出厂)来表征喷射器的老化程度。本发明定义了偏差漂移老化故障阈值，并将油量偏差系数漂移δγ与老化故障阈值进行比较，当发现偏差系数漂移超过了老化故障阈值时，表面发生了喷油器老化故障，可提醒驾驶员需要及时处理。
步骤602中，在开启喷油器老化修正油量自学习的条件计算中，为了确定老化修正的时机，除了使用距离上一次老化修正经过的里程数或是发动机运行时间来进行判断外，还可以在设定的特征工况点，检测发动机处于特征工况点运行时的偏差系数γ特征(i)，并计算其相对于上一次老化修正时偏差系数γ特征(i-1)的偏移量，通过判断偏移量是否大于老化修正阈值来确定喷油器是否需要进行老化修正；其中，特征工况点在喷油器出厂时进行标定，可优先选择对喷油器性能影响明显的工况点或发动机运行常用工况点作为特征工况点。值得注意的是，检测获得的本次偏差系数γ特征(i)，也可以用来确认喷射器的老化程度，即特征工况点偏差系数漂移量δγ′＝γ特征(i)-γ特征(出厂)，其中γ特征(出厂)为发动机或整车刚刚出厂时，在特征工况点相对于基本油量的平均偏离程度，当δγ′超过了老化故障阈值时，也可说明喷油器也已经老化严重。
需要说明的是，以上偏差系数γ与漂移量δγ的求取可以使用不同的方法完成，本发明中列举了一个优选实施例来进行描述，此实施例在性质上仅仅是示范性的并且决不是用来限制本发明的应用或使用的。本发明在求取某喷油器的偏差系数γ时使用了对各工况下的偏差系数进行平均的方法，并以此平均值偏移与故障阈值或是老化修正阈值相比较；求取偏差系数表征值的其他方法还包括，对各工况下偏差系数进行加权平均，以使得重要工况点的影响增加，或是分别比较每个工况点的偏差系数漂移量是否大于阈值，当工况点数的50％以上的偏差系数漂移均大于阈值时，则确认为老化故障或老化修正。
可以在发动机正常运行期间，完成待测喷射器的油量估算和自学习。在内燃机运行过程中，使用步骤605计算并实施多次喷射，具体的，本发明把待测喷射器的长脉宽喷射分为有限的n次相同短脉宽连续喷射与一次补偿喷射，并使用多次喷射的方式来完成喷射器n+1次的喷射功能。其中n次相同短脉宽连续喷射是为了进行油量估算，其喷射的总油量为q1；而剩余的1次喷射为补偿喷射q2(要求落在油量特性曲线的线性区域，以确保油量喷射的准确性)，其作用是确保使油量估算功能前后的扭矩一致，补偿喷油量q2＝qd-q1+δq，其中qd为喷射器需求喷油量，δq为微闭环调节油量。
由于待测喷射器实行小油量n次喷射，而自学习阶段小油量的喷射还不够准确，虽然目标是q1，但是实际油量肯定与q1存在偏差，进而造成待测喷射器的总油量与其他几缸喷射器总油量不同，再加上多次喷射模式下的燃烧效果可能也会受影响，最终导致待测缸(即待测喷射器所属的气缸，以下相同)所产生的扭矩与其他几缸不一样，从而表现为发动机转速波动，车辆出现运行不够平稳或有细微抖动现象。
为了解决上述问题，本发明在开启油量自学习功能后，采用了对待测缸扭矩进行闭环控制补偿的方法。由于各缸所产生扭矩的差异，会在各缸瞬态转速上体现出来(需要注意的是，采用的扭矩差异表征量包括但不限于瞬态转速，例如还有瞬态转速增量、缸压等也可以表征各缸扭矩差异，在本实施例中以各缸瞬态转速为例)，因此ecu通过检测各缸瞬态转速，进而将待测缸瞬态转速与非待测缸的平均瞬态转速相比较，就可以对待测缸的油量进行微闭环调节，以使待测缸扭矩与其它缸相同，或将待测缸与其它缸的扭矩差异控制在微小的范围内，这种微小的扭矩差异一般是允许的，也是驾驶员难以察觉的。
具体的实施步骤为，在开启油量自学习后，ecu随即开启发动机各缸瞬态转速检测功能，并计算待测缸瞬态转速n瞬态相对于非待测缸瞬态转速均值n平均的差异，其差异δn差异＝|n瞬态-n平均|。可通过标定试验确定转速差异阈值，当δn差异小于阈值时，车辆平稳运行；反之，当δn差异大于阈值时，则认为车辆运行不平稳，需要进行待测缸的扭矩微闭环控制，ecu根据δn差异来计算调节油量δq(具体的，可以以δn差异为反馈量通过pid控制的方法来计算δq，但是并不限于此种方法。)，进而闭环调节待测缸补偿喷油量q2，使得δn差异小于阈值，则表示待测缸与其它各缸扭矩一致，从而确保开启油量自学习时车辆能平稳运行。
如图8所示，为更新某喷射器油量脉宽转换表q2ti的示意图，在完成油量估算与油量偏差系数自学习后，可在步骤610中使用基本q2t表和各喷射器的油量偏差系数学习表来获取各喷射器独自的油量脉宽转换表q2ti，以进行小油量非线性区域的油量补偿。一般的，油量脉宽转换表q2ti的坐标轴与工况点个数和油量偏差系数学习表是一致的，其初始化为基本油量q2t表格中的脉宽数据。在完成油量偏差系数学习表后，首先，可使用油量偏差系数学习表来计算q2t表中某个轨压下各个油量坐标工况点所对应的估算油量，即q估算＝(1+γ)*q基本，其中，q基本为基本q2t油量表中的各个油量坐标值；这样就获得了当前轨压下反映估算油量和驱动脉宽之间关系的临时估算油量查询表；最后再根据估算油量查询表使用插值的方法来计算q2ti表中当前轨压下各个油量坐标工况点所对应的实际驱动脉宽。在各个轨压坐标值下重复以上方法，即可完成待测喷油器对应的q2ti表的更新。
如图8所示，本发明列举了根据某喷油器油量偏差系数学习表与基本油量q2t特性表来确定待测喷油器的q2ti表在50bar时的实际驱动脉宽的一个实施例。首先，根据偏差系数学习表确定50bar时以基本q2t特性表中的各个驱动脉宽进行喷射所获得的各个估算油量；这样就获得了当前50bar轨压下反映估算油量和驱动脉宽之间关系的临时估算油量查询表，但是这个估算油量查询表的各点油量坐标值与基本q2ti表中的各点油量坐标值是不同的，因此最后还需要根据估算油量查询表，通过插值的方法，求取基本q2ti表格中的各点油量坐标值对应的驱动脉宽，并回填入q2ti表对应的轨压50bar下的行中，覆盖原有脉宽数据。在各个轨压坐标值下重复以上方法，即可完成当前喷油器的整个q2ti表的更新工作。
最后，对燃油系统进行小油量非线性区域下的油量修正控制。如图6所示，在步骤601未进行油量估算学习时，步骤604使用给定的基本q2t表格查表求取喷油脉宽，并判断是否需要进行油量估算自学习。而在步骤603完成了自学习获得各喷射器独自的油量脉宽转换表q2ti后，可使用q2ti表查表来获取修正后的喷油脉宽，以保证喷射器小油量喷射的一致性。当需要进行老化补偿时，仍然可再次进行油量估算学习，以对喷射器的老化进行修正。在老化修正学习完成前，使用步骤610得到的原q2ti表获取最终的喷油脉宽，老化修正学习完成后，则使用更新的q2ti表获取最终经过重新修正的喷油脉宽。
本发明与现有技术中存在的解决方法的不同如下所示：
(1)为了提高待测喷射器油量估算的准确性，现有技术存在的解决方案(马瑞利公司)使用了统计的方法来确保轨压降计算正确，虽然在几百个估计之后，估算油量可精确到±0.1mg内。但是这种方法大大降低了算法的运行效率，加重了ecu的数据处理负担。
本发明在喷射前后进行了多次轨压采集，并对这些轨压采集值的偏差程度进行判断，剔除偏差超过阈值的轨压采集点。只有当采集到多次偏差程度较小的轨压采集值后，才会确认采集前后的轨压最终输出均值；本发明同样对多次计算得到的轨压降偏差程度进行了判断，以剔除偏差超过阈值的轨压降，只有采集到足够多的偏差程度较小的轨压降后，才计算出轨压降最终输出均值。此方法在源头即保证了轨压采集与轨压降计算的准确性，避免了大数据统计处理降低算法运行效率。
(2)现有技术中的解决方案(马瑞利公司)在各轨压下，选取四个特征点p1-p4进行轨压降估算油量的确定，其中，特征点p1与p2处于小油量非线性区域，而p3与p4处于油量线性区域，使用四点两条直线可近似准确的重构喷射器的喷射规律。马瑞利使用的计算方法是估算油量绝对值以重构喷油规律，但是油量绝对量无法说明喷射器相对于基本油量特性曲线的偏差程度。
为了克服这一不足，本发明设计了各喷射器的油量偏差系数学习表，在获取了一定轨压与脉宽下的单次喷射估算油量q估算后，计算估算油量相对于基本油量的偏差系数γ，其中
(3)在油量自学习算法实施多次相同脉宽下的喷射时，随着每次燃料喷射，喷射时的轨压逐渐降低，因此，每一次喷射的起始轨压p初始都是不同的，这导致了每次喷射之间的喷油量会产生差异，马瑞利专利并未考虑多次喷射过程中每次喷射的起始轨压不同对油量的影响，仅仅根据公式q＝q总/n来计算最初始喷射轨压p初始下的单次喷油量q。本发明则认为，虽然驱动脉宽相同，但由于起始轨压不同，并不能简单的将q总/n作为最初始喷射轨压下的实际喷射油量。这就是说，q总除以n得到的是轨压动态下降过程中的平均轨压pm所对应的平均喷射油量qm，因此在获得qm后，需要根据当前驱动脉宽下油量随轨压的变化关系使用平均喷油量qm对应的轨压pm进行修正，才能获得最初始喷射轨压p初始下的实际喷射油量q估算。由于油量随轨压的变化关系可在q2t表格中体现出来，因此当驱动脉宽确定后，查q2ti表可得喷油量，即q＝map(p)，那么修正系数α＝map(p初始)/map(pm)，则初始喷射轨压下的单次喷油量q＝α*qm。由于第一次油量自学习时的修正系数α是根据初始标准喷射器基本数据q2t表格而计算的，而标准喷射器与各单个喷射器的特性数据有所不同，因此第一次油量自学习时计算的修正系数α具有一定误差，但是随着第一次油量自学习的完成，第二次自学习将采用更新的各单个喷射器单独的q2ti表格来计算修正系数α，在经过几次自学习的迭代后，修正系数α的精确度将逐渐提高，小油量估算的精度也将进一步提升。
(4)现有技术中的解决方案(博世公司)认为，以不打开喷射器针阀的脉宽驱动喷射器，此时无喷油，轨压下降完全由回油引起，可通过测量轨压降来确定回油量；并在正常喷射时，通过轨压降确定当前工况下的喷射器喷射后轨管流出的总油量q总，最后喷射器的喷射油量q总喷＝q总–q总回。虽然博世对回油量与喷油量的计算进行了实施条件与方向上的概述，但是并未具体谈及实施的具体步骤。而另一种解决方案(马瑞利公司)则认为当轨压较高时系统会产生燃油损失，可对其进行估算，并在估算喷油量时扣除燃油损失的影响。首先确定第一燃油损失，其损失直接比例于测量的持续时间，然后确定第二燃油损失，此损失直接比例于燃料喷射器的开启数目，最后通过将这两个值相加得到燃料量损失。显然马瑞利关于燃油损失估算的处理方法是比较简单化的，也没有考虑喷射器老化对泄露的影响。
理论上来说，燃油系统泄漏是系统的异常状态，一般应尽量避免泄漏的发生，但实际上燃油系统不可避免会产生泄漏，发明认为在进行油量自学习之前，应确保燃油系统的泄漏量满足要求，具体的，在喷射器不喷射的工况(如车辆overrun工况)下，禁止喷泵油，此时燃油系统内无进油与出油，ecu检测到的轨压随时间下降主要是燃油系统泄漏引起的，记录不同轨压下，单位时间内的轨压降，并填入燃油泄漏轨压降表中。在油量自学习前，需要根据当前轨压获取燃油泄漏轨压降表中的轨压降，并与事先定义的当前轨压下的轨压降故障阈值比较，只有在轨压降小于阈值时，才认为燃油系统密封性满足要求。即使单位时间燃油系统泄漏小于阈值，为了确保油量估算的准确性，在油量自学习时计算得到轨压降δp’后，仍然可以使用燃油系统泄漏量对其进行修正，具体的方法是，根据单位时间泄漏轨压降来计算待测喷射器喷油脉宽持续期下的燃油泄漏轨压降δp泄漏，则去除了燃油泄漏影响的轨压降δp＝δp’-δp泄漏。需要说明的是，文中提及的轨压降诸如δp、δp回油等均为扣除了燃油系统泄漏的轨压降。
在本发明中，使用试验的方式来确定一定轨压下，某喷射脉宽对应的回油量，并把此回油量填入回油量查询表中；因此，在理想情况下，可根据轨压与喷射脉宽查表获得单次喷射的回油量，即q回油＝map(p、l)。而实际发动机运行过程中，各个喷射器会逐渐老化，这导致各喷射器的回油量产生蠕变，此时查表求取的回油量将不再准确。本发明提出了一种方法，以确定喷射器老化后的回油量。具体方法为，在喷射器不喷射的工况(如车辆倒拖工况或是换气行程)下，以标准脉宽触发待测喷射器多次喷射，此脉宽下无法打开喷射器针阀致动喷射器，但会发生喷射器的回油，采集并计算标准脉宽下的回油轨压降δp回油，并根据相关系数换算为标准脉宽下的回油估算量q估算回油。当喷射器发生老化时，q估算回油与标准脉宽查表回油量q基本回油将产生差异，定义回油老化因子为λ
在确定了回油老化因子后，发明设计了确定待测喷射器油量的具体实施步骤。在发动机正常运行时，使用多次喷射的方法来触发待测喷射器喷射，由于喷射脉宽足够长使得喷射器针阀打开，此时的轨压下降由喷油量与回油量共同构成，采集并记录总油量的轨压降并换算为轨管流出的总油量q总；根据脉宽与轨压查表计算基本回油量，并根据回油老化因子对燃油系统回油q总回进行修正，以确认喷射器老化后回油量，最后喷射器的总喷射估算油量q总喷＝q总–q总回。
(5)为了确保在发动机正常运行时能执行油量自学习功能，目前的解决方案(马瑞利公司)是在执行多次喷射后，首先记录多次喷射的总油量为q1；之后再执行一次补偿喷射，喷油量为q2(q2＝qd-q1，其中qd为喷射器需求喷油量)，以补足喷油量的不足。由于待测喷射器实行小油量多次喷射，而自学习阶段小油量的喷射还不够准确，虽然目标是q1，但是实际油量肯定与q1存在偏差，进而造成待测喷射器的总油量与其他几缸喷射器总油量不同，再加上多次喷射模式下的燃烧效果可能也会受影响，最终导致待测缸(即待测喷射器所属的气缸，以下相同)所产生的扭矩与其他几缸不一样，从而表现为发动机转速等信号波动，车辆出现运行不够平稳或有细微抖动现象。
为了解决上述问题，本发明在开启油量自学习功能后，采用了对待测缸扭矩进行闭环控制补偿的方法。由于各缸所产生扭矩的差异，会在各缸瞬态转速上体现出来(需要注意的是，采用的扭矩差异表征量包括但不限于瞬态转速，例如还有瞬态转速增量、缸压等也可以表征各缸扭矩差异，在说明书中以各缸瞬态转速为例)，因此ecu通过检测各缸瞬态转速，进而将待测缸瞬态转速与非待测缸的平均瞬态转速相比较，就可以对待测缸的油量进行δq的微闭环调节，以使待测缸扭矩与其它缸相同，或将待测缸与其它缸的扭矩差异控制在微小的范围内，这种微小的扭矩差异一般是允许的，也是驾驶员难以察觉的。
具体的实施步骤为，在开启油量自学习后，ecu随即开启发动机各缸瞬态转速或瞬态转速增量的检测功能，并计算待测缸转速n瞬态相对于非待测缸瞬态转速均值n平均的差异，其差异δn差异＝|n瞬态-n平均|。可通过标定试验确定转速差异阈值，当δn差异小于阈值时，车辆平稳运行；反之，当δn差异大于阈值时，则认为车辆运行不平稳，需要进行待测缸的扭矩微闭环控制，ecu根据δn差异来计算调节油量δq(具体的，可以以δn差异为反馈量通过pid控制的方法来计算δq，但是并不限于此种方法。)，进而闭环调节待测缸补偿喷油量q2(此时q2＝qd-q1+δq)，使得δn差异小于阈值，则表示待测缸与其它各缸扭矩一致，从而确保开启油量自学习时车辆能平稳运行。