本发明总体上涉及用于校准发动机的进气道燃料喷射器的方法和系统。
背景技术
发动机可以配置有用于将燃料直接喷射到发动机汽缸中的直接燃料喷射器(di)和/或用于将燃料喷射到发动机汽缸的进气道中的进气道燃料喷射器(pfi)。例如，由于不完善的制造工艺和/或喷射器老化，燃料喷射器往往具有逐件(piece-to-piece)可变性和逐时(time-to-time)可变性。随着时间的推移，喷射器性能可能劣化(例如，喷射器变得堵塞)，这可能进一步增加逐件喷射器的可变性。因此，喷射到发动机的每个汽缸的实际燃料量可能不是期望的量，并且实际量和期望量之间的差值可能在喷射器之间变化。这种不一致可能导致燃料经济性降低、尾气排放量增加并且发动机效率整体下降。此外，利用双喷射器系统如双燃料或pfdi系统操作的发动机甚至可能具有更多的燃料喷射器(例如两倍)，从而由于喷射器劣化而导致发动机性能劣化的更大可能性。
多种方法可用于估算喷射器性能的可变性。pursifull等人在us20150240739中给出了一种示例方法。其中，通过操作低压和高压泵来加压低压和高压燃料轨、同时暂停两个泵的操作并且然后经由进气道喷射向单个气缸加注燃料而其余的汽缸经由直接喷射加注燃料，从而对进气道喷射器进行校准。在每次进气道喷射事件之后，测量耦接到进气道喷射器的低压燃料轨中的压力下降并将其与预定数值进行比较。学习并补偿测量的压力下降和基于喷射的燃料量的预期压力下降之间的任何偏差。
然而，本文的发明人已经认识到上述方法的潜在问题。作为一个示例，pursifull的方法可能不会在所有的燃料脉冲宽度和燃料温度下均准确。本发明人已经认识到进气道燃料喷射准确度不仅取决于喷射压力，而且还取决于喷射温度。喷射器温度不仅影响喷射器电阻，还影响燃料密度。由于温度对喷射器电阻的影响，喷射器偏移量可发生变化。喷射器偏移量由喷射器打开时间和喷射器关闭时间的差值导致。如果喷射器打开延迟和关闭延迟是相同的并且是对称的，则喷射器偏移量可以忽略不计。然而，喷射器开度受供应电压、喷射器电阻和喷射压力(对于给定的喷射器设计和燃料状况)支配。喷射器关闭受不同的设置参数支配。除了喷射器偏移量之外，由于温度对燃料密度的影响，命令的燃料质量和喷射的燃料质量均可变化，从而导致在进气道喷射事件中命令的燃料质量和在进气道喷射事件中测量的压力下降之间的进一步差异。因此，随着喷射器温度变化，如发动机操作期间由于发动机负荷变化而发生的那样，喷射器性能可以变化。由于在燃烧室的上游并安装在汽缸进气门的背面的进气道喷射器的特定位置，进气道喷射器对温度变化的灵敏度可能会加剧。作为另一个示例，在进气道喷射事件之后测量的压力下降在较低的燃料轨(或进气道喷射)压力以及在较低的进气道喷射体积下可能不准确，例如可能在低负荷条件下发生。具体地，作为“数值的百分比”喷射的燃料量可随着被命令到进气道喷射器的燃料量或脉冲宽度的减小而降低准确度。同样，在较低的燃料轨压力下，可能摄入燃料蒸汽而不是液体燃料，从而导致测量的压力下降不准确。压力下降测量值的不准确可转化为喷射器可变性估算的不准确。燃料喷射器误差可导致汽缸内的空燃比不一致、导致熄火、燃料经济性降低、尾气排放增加以及发动机效率整体下降。
技术实现要素：
在一个示例中，上述问题可以至少部分地通过用于发动机的方法来解决，该方法包括：学习(learning)作为喷射器电流的函数的进气道喷射器可变性，所述喷射器电流基于感测到的进气道喷射燃料轨温度来估算；并且基于该学习调节发动机的进气道加注燃料。以这种方式，可以在所有温度下校正喷射器偏移量。以这种方式，可以更好地考虑温度对喷射器可变性的影响。
作为示例，响应于满足进气道燃料喷射校准条件，进气道喷射器可变性可以被映射(mapped)为喷射器电压的函数。这包括在扫掠(sweeping)喷射电压时并且在保持喷射压力时，执行每个进气道喷射器的预定数量的进气道喷射事件。在每次喷射事件中，燃料轨压力的下降可以被测量并且与指示相应的喷射器的可变性的初始参数相关联，由此生成初始喷射器偏移量映射。为了提高压力下降测量值的准确度，特别是在低负荷下，平行的泄压阀可以耦接到燃料轨的入口，以便即使在燃料泵被禁用之后也保持燃料轨压力升高(例如，高于燃料管路压力)。对于每次喷射事件，喷射器温度可以根据燃料轨温度推断，如经由耦接到进气道喷射燃料轨的温度传感器感测的燃料轨温度。喷射器电阻可以基于推断出的喷射器温度和喷射电压来计算。然后可以将使喷射器可变性与喷射器电压相关联的初始喷射器偏移量映射变换为将喷射器可变性与喷射器电流相关的更新的喷射器偏移量映射。
以这种方式，进气道燃料喷射器可变性可以在宽范围的温度条件下准确地确定。学习作为喷射器电压的函数的燃料喷射量校正并且然后将其映射为喷射器电流的函数的技术效果在于：可以考虑由于喷射器或燃料温度的变化引起的喷射器可变性。通过使用现有的燃料轨温度传感器来推断喷射器温度，减少了对专用温度传感器的需求，从而提供了部件和成本降低效益。在提升泵被禁用时，通过使进气道喷射燃料轨压力保持升高到燃料管路压力以上，可以提供足够大的喷射量以在进气道喷射器校准期间维持准确的可测量的燃料轨压力下降。通过使进气道喷射器可变性能够通过以任何燃料脉冲宽度运行而被学习，程序实现了无侵入性。
应当理解，提供上面的发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由所附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分中提到的任何缺陷的实施方式。
附图说明
图1示出了发动机系统的示意图。
图2示出了耦接到图1的发动机系统的双喷射器单燃料系统的示意图。
图3描绘了进气道燃料喷射系统中的lp燃料轨压力下降与喷射的燃料量之间的图形化关系。
图4描绘了在进气道燃料喷射系统中的喷射量和燃料喷射脉冲宽度之间的图形化关系。
图5为示出用于学习进气道喷射器可变性并相应地调节进气道喷射的示例例程的高级流程图。
图6为展示用于学习进气道喷射器可变性的示例例程的流程图。
图7为示出用于在进气道喷射器校准期间在保持喷射器电压的同时扫掠进气道燃料喷射压力，接着在保持喷射压力的同时扫掠喷射器电压的示例例程的流程图。
图8为示出用于在进气道喷射器校准事件期间学习指示进气道喷射器可变性的参数的示例例程的流程图。
图9示出了说明示例性进气道燃料喷射器校准的曲线图。
图10示出了从与喷射压力和喷射电压相关联的初始函数到与喷射压力和喷射电流相关联的更新函数的进气道喷射器偏移映射变换的示意图。
具体实施方式
以下描述涉及用于校准发动机中的进气道燃料喷射器的系统和方法，例如图1的发动机系统。如图2的燃料系统所示，发动机系统可以配置有双燃料喷射能力。如图3所示，图2的燃料系统可以配备有泄压阀，该泄压阀用于在提升泵被禁用时隔离进气道喷射燃料轨压力。如图4所示，进气道燃料喷射器可变性可以被学习为使所喷射的燃料质量与喷射器脉冲宽度相关联的传递函数。控制器可以被配置为执行控制例程，例如图5-7的示例性例程，以通过将测量的燃料轨压力的下降与喷射压力和喷射电压中的每个相关联来学习发动机的进气道喷射器之间的可变性。如参考图8和图10所示，控制器可以进一步被配置为将学习为喷射器电压的函数的进气道喷射器可变性变换为喷射器电流的函数，以考虑由喷射器温度变化引起的变化。参考图9示出了预测的进气道燃料喷射器诊断。以这种方式，可以可靠地测量进气道喷射器到喷射器(injector-to-injector)的可变性并且可以提高燃料喷射准确度。
图1示出了具有双喷射器系统的火花点火内燃发动机10的示意图，其中发动机10配置有直接燃料喷射和进气道燃料喷射。发动机10包括多个汽缸，其中，一个汽缸30(也称为燃烧室30)在图1中示出。示出了发动机10的汽缸30，汽缸30包括燃烧室壁32、位于燃烧室壁中并连接到曲轴40的活塞36。起动机马达(未示出)可以经由飞轮(未示出)耦接至曲轴40，或者可替换地，可以使用直接发动机起动。
燃烧室30被示为分别经由进气门52和排气门54与进气歧管43和排气歧管48连通。另外，进气歧管43被示为具有调节节流板61的位置以控制来自进气通道42的气流的节气门64。
进气门52可以由控制器12经由致动器152来操作。类似地，排气门54可以由控制器12经由致动器154致动。在一些情况下，控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号，以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门52和排气门54的位置可以通过相应的气门位置传感器(未示出)来确定。气门致动器可以为电动气门致动型或凸轮致动型或其组合。可以同时控制进气门和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时中的任何一种。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用凸轮廓线切换(cps)系统、可变凸轮正时(vct)系统、可变气门正时(vvt)系统和/或可变气门升程(vvl)系统中的一种或多种，所述系统可以由控制器12操作以改变气门操作。例如，汽缸30可以可替换地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括cps和/或vct的凸轮致动控制的排气门。在其他实施例中，进气门和排气门可以通过公共的气门致动器或致动系统或可变气门正时致动器或致动系统来控制。
在另一个实施例中，每个汽缸可以使用四个气门。在又一个示例中，每个汽缸可以使用两个进气门和一个排气门。
燃烧室30可以具有压缩比，该压缩比为活塞36处于底部中心时与处于顶部中心时的容积比。在一个示例中，压缩比可以为约9：1。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可以增加压缩比。例如，压缩比可以在10：1和11：1之间或11：1和12：1之间或更大。
在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可以配置有一个或多个燃料喷射器以用于向汽缸提供燃料。如图1所示，汽缸30包括两个燃料喷射器66和67。燃料喷射器67被示为直接耦接到燃烧室30以用于与经由电子驱动器68从控制器12接收到的信号dfpw的脉冲宽度成比例地将喷射的燃料直接输送到燃烧室30中。以这种方式，直喷燃料喷射器67向燃烧室30提供所谓的燃料的直接喷射(下文中称为“di”)。尽管图1将喷射器67示为侧喷射器，但是该喷射器也可以位于活塞顶上，例如靠近火花塞91的位置。由于某些醇基燃料的挥发性较低，这种位置可以改善混合和燃烧。可替换地，喷射器可以位于顶部并靠近进气门以改善混合。
示出了布置在进气歧管43中的燃料喷射器66，其被构造为向汽缸30上游的进气道提供所谓的燃料的进气道喷射(下文中称为“pfi”)，而不是直接进入汽缸30。进气道燃料喷射器66经由电子驱动器69与从控制器12接收到的信号pfpw的脉冲宽度成比例地输送喷射的燃料。
燃料可以通过高压燃料系统200输送到燃料喷射器66和67，高压燃料系统200包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(在图2中详细描述)。此外，如图2所示，燃料箱和轨可各自具有向控制器12提供信号的压力换能器。
在一个示例中，排气流过排气歧管48进入排放控制装置70，排放控制装置70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个催化剂砖。在一个示例中，排放控制装置70可以为三元型催化剂。
排气传感器76被示为耦接至排放控制装置70上游的排气歧管48(其中传感器76可以对应于各种不同的传感器)。例如，传感器76可以是用于提供排气空燃比的指示的许多已知传感器中的任何一种，例如线性氧传感器、uego传感器、双态氧传感器、ego传感器、hego传感器或hc传感器或co传感器。在该特定示例中，传感器76为向控制器12提供信号ego的双态氧传感器，控制器12将信号ego转换为双态信号egos。信号egos的高电压状态指示排气比化学计量比更富并且信号egos的低电压状态指示排气比化学计量比更稀。信号egos可用于在反馈空气/燃料控制期间有利于在化学计量均质操作模式期间将平均空气/燃料保持在化学计量比。单个排气传感器可以服务于1、2、3、4、5个或其他数量的汽缸。
无分电器点火系统88响应于来自控制器12的火花提前信号sa经由火花塞91向燃烧室30提供点火火花。
控制器12可以通过控制喷射正时、喷射量、喷雾模式等使燃烧室30以各种燃烧模式操作，包括均质空气/燃料模式和分层空气/燃料模式。此外，组合的分层和均质混合物可以在燃烧室中形成。在一个示例中，可以通过在压缩冲程期间操作喷射器66来形成分层。在另一个示例中，均质混合物可以通过在进气冲程期间(其可以为打开的气门喷射)操作喷射器66和67中的一个或两个而形成。在另一个示例中，均质混合物可以通过在进气冲程之前(其可以为关闭的气门喷射)操作喷射器66和67中的一个或两个而形成。在其他示例中，可以在一个或多个冲程(例如进气、压缩、排气等)期间使用来自喷射器66和67中的一个或两个喷射器的多次喷射。如下所述，更进一步的示例可以是在不同的条件下使用不同的喷射正时和混合物形成物的示例。
控制器12可以控制由燃料喷射器66和67输送的燃料量，使得燃烧室30中的均质的、分层的或组合的均质/分层的空气/燃料混合物可以被选择为处于化学计量比、富于化学计量比的数值或者稀于化学计量比的数值。
如上所述，图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸具有其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。而且，在本文描述的示例实施例中，发动机可以耦接到起动机马达(未示出)以用于起动发动机。例如，当驾驶员转动转向柱上的点火开关中的钥匙时，起动机马达可以被供电。起动机在发动机起动后例如通过发动机10在预定时间后达到预定速度而被脱离。此外，在所公开的实施例中，可以使用排气再循环(egr)系统来将排气的期望部分经由egr阀(未示出)从排气歧管48输送至进气歧管43。可替换地，可以通过控制排气门正时将一部分燃烧气体保存在燃烧室中。
控制器12在图1中被示为常规的微型计算机，其包括：中央处理单元(cpu)102、输入/输出(i/o)端口104、只读存储器(rom)106、随机存取存储器(ram)108、不失效存储器(kam)110和常规数据总线。控制器12被示为除了先前论述的那些信号之外，还接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号，包括来自质量空气流量传感器118的进气质量空气流量(maf)的测量值；来自耦接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)；来自耦接至曲轴40的霍尔效应传感器38的表面点火感测信号(pip)；以及来自节气门位置传感器58的节气门位置tp和来自传感器122的绝对歧管压力信号map。发动机转速信号rpm由控制器12以常规方式从信号pip生成，并且来自歧管压力传感器的歧管压力信号map提供进气歧管中的真空或压力的指示。在化学计量操作期间，这个传感器可以给出发动机负荷的指示。此外，这个传感器与发动机转速一起可以提供对汽缸中引入的充气(包括空气)的估算。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的传感器38在曲轴的每次旋转中产生预定数量的等间隔脉冲。控制器12接收来自图1的各种传感器的信号，并采用图1的各种致动器，例如节气门61、燃料喷射器66和67、火花塞91等，以基于接收到的信号和存储在控制器的存储器中的指令调节发动机操作。作为一个示例，控制器可以向进气道喷射器发送脉冲宽度信号以调节输送到汽缸的燃料量。作为另一个示例，控制器可以基于测量的燃料轨温度来调节到进气道喷射器的脉冲宽度信号。
图2示出了具有高压和低压燃料轨系统的双喷射器单燃料系统200。燃料系统200可以耦接到发动机，例如图1的发动机10。燃料系统200可被操作以将燃料输送到发动机，例如图1的发动机10。燃料系统200可以由控制器操作以执行参考图5-8的方法描述的一些或全部操作。先前引入的部件具有类似编号。
燃料系统200可以包括燃料箱210、低压或提升泵212，该提升泵将燃料从燃料箱210供应到高压燃料泵214。提升泵212还经由燃料通道218(本文也称为燃料管路218)以较低压力将燃料供应到低压燃料轨260。因此，低压燃料轨260专门耦接到提升泵212。燃料轨260向进气道喷射器262a、262b、262c和262d供应燃料。高压燃料泵214将加压燃料供应到高压燃料轨250。因此，高压燃料轨250耦接到高压泵214和提升泵212中的每个。
因此，燃料喷射器可能需要针对由于老化和磨损而引起的可变性进行间歇校准，以及学习喷射器到喷射器的可变性。因此，喷射到发动机的每个汽缸的实际燃料量可能不是期望的量，并且差值(discrepancy)可能导致燃料经济性降低、尾气排放增加并且发动机效率整体下降。如本文参考图5-8详细描述的，通过禁用提升泵、从每个进气道喷射器顺序地喷射，可以周期性地诊断进气道燃料喷射器，并且对于每次喷射事件，使喷射器可变性与每次喷射事件之后测量的燃料轨压力的下降相关联。
高压燃料轨250供应加压燃料到直接燃料喷射器252a、252b、252c和252d。燃料轨250和260中的燃料轨压力可以分别由压力传感器248和258监测。在一个示例中，提升泵212可以为可以以脉冲模式间歇操作的电子无回流泵系统。在另一个示例中，提升泵212可以为包括电动(例如，dc)泵马达的涡轮(例如离心)泵，由此可以通过改变提供到泵马达的电力来控制穿过泵的压力增加和/或通过泵的容积流速，从而提高或降低马达速度。例如，当控制器降低提供到提升泵212的电力时，可以减小穿过提升泵的容积流速和/或压力增加。通过增加提供到提升泵212的电力可以增加穿过泵的容积流速和/或压力增加。作为一个示例，供应到提升泵马达的电力可以从交流发电机或车辆的车载的其他能量存储装置(未示出)获得，由此控制系统可以控制用于向提升泵212提供动力的电力负荷。因此，通过改变提供到提升泵的电压和/或电流，调节设置在hp燃料泵214的入口处的燃料的流速和压力。
提升泵212可以配备有止回阀213，使得在提升泵212的输入能量降低至停止产生流过止回阀213的流量的点时，燃料管路218(或交替的顺应元件)保持压力。提升泵212可以流体耦接到过滤器217，过滤器217可以去除燃料中包含的可能潜在地损坏燃料处理部件的小杂质。通过在过滤器217上游的止回阀213，由于过滤器可能在体积上较大，因此可以增加低压力通道218的顺应性。此外，可以使用泄压阀219来限制低压力通道218中的燃料压力(例如来自提升泵212的输出)。例如，泄压阀219可以包括球体和弹簧机构，该球体和弹簧机构以特定的压力差就位和密封。泄压阀219可以被配置为打开的压力差设定点可以采取各种合适的值，作为非限制性示例，所述设定点可以为6.4巴或5巴(g)。在一些实施例中，燃料系统200可以包括一个或多个(例如一系列)止回阀，其流体地耦接到低压燃料泵212以阻止燃料从阀的上游泄漏回来。
提升泵燃料压力传感器231可以沿燃料通道218定位在提升泵212和hp燃料泵214之间。在该配置中，来自传感器231的读数可以被解释为提升泵212的燃料压力(例如，提升泵的出口燃料压力)和/或较高压燃料泵的入口压力的指示。来自传感器231的读数可以用于评估燃料系统200中各种部件的操作，以确定是否有足够的燃料压力提供给较高压燃料泵214，使得较高压燃料泵吸入液体燃料而不是燃料蒸汽，和/或使供应给提升泵212的平均电力最小化。
高压燃料轨250可以沿着燃料通道278耦接到高压燃料泵214的出口208。止回阀274和泄压阀272(也称为泵泄压阀)可以定位在高压燃料泵214的出口208和高压燃料轨250之间。泵泄压阀272可以耦接到燃料通道278的旁路通道279。仅当直接喷射燃料泵214的出口处的压力(例如，压缩室出口压力)高于燃料轨压力时才打开出口止回阀274以允许燃料从高压泵出口208流入燃料轨。泵泄压阀272可以限制在高压燃料泵214下游并且在高压燃料轨250上游的燃料通道278中的压力。例如，泵泄压阀272可以将燃料通道278中的压力限制到200巴。当燃料轨压力大于预定压力时，泵泄压阀272允许燃料从di燃料轨250朝向泵出口208流出。
附接在lp燃料轨入口处的是平行泄压阀290，平行泄压阀290用于控制从提升泵流向燃料轨并从燃料轨流向提升泵的燃料。平行泄压阀290包括泄压阀242和止回阀244。当燃料泵将预定压力输送到燃料管路时，压力止回阀244打开。当燃料管路过压时，泄压阀242打开以允许燃料从燃料管路流动到提升泵。当提升泵212被禁用时(如图3详细描述的)，阀244和242协同工作以保持低压燃料轨260与燃料管路压力隔离。泄压阀242具有大于与其平行安装的止回阀的预定设定点，使得燃料管路中的压力可以在长时间减速期间以及当发动机关闭时保持在适当的水平。在一个示例中，泄压阀242可以帮助限制由于燃料的热膨胀而在燃料轨260内累积的压力。在另一个示例中，泄压阀242可以设置为仅当lp燃料轨260内的压力高于预定值时才打开。例如，泄压阀242可以具有大于止回阀244的预定设定点，使得当提升泵关闭时，燃料轨内的压力可以保持在比lp燃料通道218(例如在400kpa下)更高的压力(例如在600kpa下)。以这种方式，lp燃料轨260可以与lp燃料通道218隔离。因此，当提升泵关闭时，在每次进气道燃料喷射事件之后的lp燃料轨260内的压力下降可以被放大，从而提高进气道喷射器校准期间的压力下降测量值的逼真度(如图5-8所详细描述的)。
此外，lp燃料轨可以在燃料轨压力高于由箱内燃料泵提供的压力的任何时候通过泄压阀242被隔离。在一个示例中，靠近进气道喷射燃料轨入口的pprv允许箱内泵首先将lp燃料轨压力加压至620kpa表压(gauge)，然后允许发动机以500kpa表压返回到仅di操作而不影响pfi喷射器可变性学习，并且反之亦然。通过在lp燃料轨中捕集高压并且在较低压力下操作另一个轨或di泵入口，可以在经由di燃料轨给发动机加注燃料的同时执行进气道燃料喷射器学习。
直接燃料喷射器252a-252d和进气道燃料喷射器262a-262d分别将燃料喷射到位于发动机缸体201中的发动机汽缸201a、201b、201c和201d中。因此，每个汽缸可以接收来自两个喷射器的燃料，其中两个喷射器被放置在不同的方位。例如，如之前在图1中所述，一个喷射器可以被配置为直接喷射器，该直接喷射器被耦接成以便将燃料直接喷射到燃烧室中，而另一个喷射器被配置为进气道喷射器，该进气道喷射器被耦接到进气歧管并且将燃料输送到进气门上游的进气道中。因此，汽缸201a接收来自进气道喷射器262a和直接喷射器252a的燃料，而汽缸201b从进气道喷射器262b和直接喷射器252b接收燃料。
虽然高压燃料轨250和低压燃料轨260中的每个均被示为将燃料分配给相应的喷射器组252a-252d和262a-262d的四个燃料喷射器，但应当理解，每个燃料轨250、260均可以将燃料分配到任何合适数量的燃料喷射器。
类似于图1，控制器12可以分别从耦接到燃料轨260和250的燃料压力传感器258和248接收燃料压力信号。燃料轨260和250还可以包含用于感测燃料轨内的燃料温度的温度传感器，例如分别耦接到燃料轨260和250的传感器202和203。控制器12还可以控制进气门和/或排气门或节气门、发动机冷却风扇、火花点火、喷射器和燃料泵212和214的操作以控制发动机工况。
如图2所示，燃料泵212和214可以由控制器12控制。控制器12可以通过相应的燃料泵控件(未示出)调控通过提升泵212和高压燃料泵214馈送到燃料轨260和250中的燃料的量或速度。通过关闭泵212和214，控制器12也可以完全停止对燃料轨260和250的燃料供应。
如图2所示，喷射器262a-262d和252a-252d可以可操作地耦接到控制器12并由控制器12控制。从每个喷射器喷射的燃料量和喷射正时可以由控制器12基于发动机转速和/或进气节气门角度或发动机负荷根据存储在控制器12中的发动机映射来确定。每个喷射器可以经由耦接到喷射器(未示出)的电磁阀进行控制。在一个示例中，控制器12可以经由进气道喷射驱动器237单独地致动每个进气道喷射器262并且经由直接喷射驱动器238致动每个直接喷射器252。控制器12、驱动器237、238和其他合适的发动机系统控制器可以包括控制系统。尽管驱动器237、238被示为在控制器12的外部，但是应当理解，在其他示例中，控制器12可以包括驱动器237、238或者可以被配置为提供驱动器237、238的功能。
在单个汽缸循环期间，燃料可以通过两个喷射器输送到汽缸。例如，每个喷射器可以输送在图1中的汽缸30中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外，从每个喷射器输送的燃料的分配和/或相对量可以随着例如发动机负荷和发动机转速的工况而变化。进气道喷射的燃料可以在进气门打开事件、进气门关闭事件(例如基本上在进气冲程之前)以及在进气门打开和关闭操作期间进行输送。类似地，例如，直接喷射的燃料可以在进气冲程期间并且部分地在先前的排气冲程期间、在进气冲程期间并且部分地在压缩冲程期间进行输送。因此，即使对于单个燃烧事件，喷射的燃料也可以在不同的正时从进气道喷射器和直接喷射器喷射。此外，对于单个燃烧事件，甚至可以在每个循环中执行输送燃料的多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间执行多次喷射。
在一个示例中，经由进气道喷射器和直接喷射器输送的燃料量凭经验确定并存储在预定的查找表或函数中。例如，一个表格可以对应于确定进气道喷射量，并且一个表格可以对应于确定直接喷射量。除了其他发动机工况之外，这两个表格可以被索引到发动机工况，例如发动机转速和发动机负荷。此外，这些表格可以输出在每个汽缸循环经由进气道燃料喷射和/或直接喷射而喷射到发动机汽缸的燃料量。
因此，取决于发动机工况，燃料可以经由进气道喷射器和直接喷射器或者仅经由直接喷射器或者仅经由进气道喷射器喷射到发动机。例如，控制器12可以基于来自如上所述的预定查找表的输出确定经由进气道喷射器和直接喷射器或者仅经由直接喷射器或者仅经由进气道喷射器向发动机输送燃料。
可以对上述示例系统进行各种修改或调节。例如，燃料通道218可以包含一个或多个过滤器、压力传感器、温度传感器和/或泄压阀。燃料通道可以包括一个或多个燃料冷却系统。
以这种方式，图1-2的部件使得能够实现发动机系统，该发动机系统包括具有多个汽缸的发动机；包括以下项目的燃料喷射系统：低压提升泵、经由燃料管路耦接到所述提升泵的进气道喷射燃料轨、耦接到所述对应的多个汽缸的多个进气道喷射器、以及耦接到所述燃料轨上游的燃料管路的泄压阀；耦接到所述燃料轨的压力传感器和温度传感器；用于接收操作者扭矩需求的踏板位置传感器。该发动机系统还可以包括控制器，该控制器配置有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令，该指令用于操作提升泵直到燃料轨压力超过阈值压力，并且然后禁用该泵；对于预定数量的喷射事件顺序地操作所述多个进气道喷射器中的每个进气道喷射器包括基于操作者扭矩需求命令喷射器脉冲宽度；对于所述多个进气道喷射器中的每个进气道喷射器，通过将所述预定数量的喷射事件中的每个喷射事件处的燃料轨压力下降与所述映射的斜率和偏移中的一个或多个相关联来更新喷射的燃料质量相对于喷射器脉冲宽度的映射，燃料轨压力下降被关联为喷射电压和喷射压力中的每个的函数；并且在预定数量的喷射事件之后，根据更新的映射来操作所述多个进气道喷射器。控制器可以被配置为进一步包括指令，该指令用于基于喷射电压和感测到的燃料轨温度中的每个来估算喷射器电流；将关联为喷射器电压的函数的燃料轨压力转化为喷射器电流的函数；并且根据进一步更新的映射来操作所述多个进气道喷射器。在一个示例中，发动机还可以包括汽缸盖和汽缸盖温度传感器，其中在感测到的汽缸盖温度高于阈值温度之后执行提升泵的操作。
在另一个示例中，控制器还可以包括指令，该指令包括响应于操作者扭矩需求，基于以下参数来调节命令到所述多个进气道喷射器中的每个的燃料脉冲宽度：指示喷射器到喷射器可变性的参数、映射为喷射器电流的函数的参数、基于感测到的燃料轨温度的喷射器电流。控制器可以被配置为还包括指令，该指令用于映射所述多个进气道喷射器中的每个的作为施加的喷射电压的函数的参数；并且然后更新所述多个进气道喷射器中的每个的作为喷射器电流的函数的映射。
现在参考图3，曲线图300描绘了显示进气道喷射系统中的lp燃料轨压力下降与燃料喷射量之间的关系的曲线图。当启用提升泵时，进气道燃料轨压力下降(本文也称为lp燃料轨压力下降)随着燃料管路压力线性增加。此外，这种关系适用于在高于燃料蒸汽压力(当前温度)的任何压力下的pfi操作。曲线302示出了进气道燃料轨压力下降随着燃料喷射量的增加而线性增加。线302上的斜率310表示当lp燃料轨中不存在pprv时的燃料系统刚度。曲线306还示出了lp燃料轨压力下降和进气道喷射燃料量之间的线性关系，但是由于pprv耦接到燃料轨，所以燃料系统刚度增加(显示为更陡的斜率320)。
在进气道喷射校准期间，在将燃料轨压力升高到阈值压力后，可禁用提升泵。在一个示例中，禁用箱内泵可以包括关闭泵的电源。可替换地，只要箱内泵压力保持小于进气道喷射燃料轨压力，则箱内泵可相对于进气道喷射器被有效地禁用。
一旦箱内泵被禁用，则低压燃料轨入口处的平行泄压阀的存在进一步隔离了燃料轨压力，使得燃料轨压力保持高于燃料管路压力。例如，代替随后的虚线段304(具有如斜率310所示的较低刚度)的是，燃料轨压力下降可以被放大，并且因此燃料轨压力下降以较高的速率升高，如区段306所示(具有如斜率320所示的较高刚度)。作为示例，没有pprv的止回阀244(如图2中所述)，燃料系统刚度可以为100kpa/ml。然而，通过用止回阀244(如图2中所述)隔开燃料管路和lp燃料轨之间的燃料体积，燃料轨刚度可以增加到200kpa/ml，使得对于0.02ml的喷射，刚性系统的压力下降可以变为4kpa而不是2kpa，从而提高了压力下降测量值的分辨率和准确度。
现在转向图4，映射400描绘了用于燃料系统的不同进气道喷射器的示例传递函数。该映射描绘了不同进气道喷射器的进气道燃料喷射量和燃料脉冲宽度之间的关系，并且表示针对各个喷射器的喷射器到喷射器的可变性。在所描绘的示例中，示出了用于两个进气道燃料喷射器的传递函数，曲线403描绘了用于第一进气道喷射器的传递函数，而曲线404描绘了用于第二进气道喷射器的传递函数。传递函数403包括用于第一喷射器的第一喷射器偏移量401和第一斜率405。传递函数404包括用于第二喷射器的第二喷射器偏移量402和第二斜率406。喷射器偏移量表示脉冲宽度区域，在该区域中，不会出现流量以考虑喷射器的打开时间(或打开延迟)。偏移量作为加数被施加到命令的喷射器脉冲宽度，以使给定的燃料质量能够由对应的喷射器输送。由于偏移量表示较长的打开延迟与较短的关闭延迟之间的差值，所以传递函数的至少偏移部分可受到喷射器电压的影响。具体地，当喷射器电压增加时，喷射器打开延迟减小，从而减小了偏移量。另外，对于向内打开的喷射器，随着喷射压力降低，打开延迟可受到喷射压力降低、打开延迟减小、偏移量减小的影响。斜率表示喷射量与喷射器通电持续时间的关系。此外，斜率还表示考虑喷射器的弹道区域(ballisticregion)中的喷射器操作的短脉冲宽度，在弹道区域中，喷射器倾向于具有高度可变性。例如，短脉冲宽度可能不足以长到使喷射器完全打开，然而，即使喷射器针阀未处于完全打开位置，仍会发生一些燃料流动。如果所述电流未达到完全饱和值(例如由于短通电时间段)，则喷射器阀的关闭时间也可受到电流的影响。尽管所描绘的示例示出了单个斜率，但应当理解，传递函数可以另选地具有由断点分开的两个或更多个斜率，每个斜率表示喷射器在该流动区域中的性能(例如，第一斜率对应于在由对应于低燃料流速下的喷射器性能，第二斜率对应于在高燃料流速下的喷射器性能，其通过断点分开)。
发动机控制器可以被配置为学习每个进气道喷射器的传递函数，以便实现准确的燃料输送。由于制造上的差异、歧管内的方位、老化、磨损等，每个喷射器的传递函数可随着时间以不同的速率变化。因此，发动机控制器可能需要定期学习并更新每个喷射器的传递函数，包括偏移量和斜率。
例如，为了准确地从两个喷射器中的每个喷射器喷射以414示出的命令的燃料量，控制器可以被配置为补偿两个喷射器的喷射器可变性。具体地，控制器可能必须通过向第一喷射器命令燃料脉冲宽度pw1来补偿第一喷射器的较小偏移和较陡斜率。相比之下，控制器可能必须通过向第二喷射器命令燃料脉冲宽度pw2来补偿第二喷射器的较大偏移和较缓斜率。应当理解，尽管在该示例中仅描述了2个喷射器传递函数，但取决于存在于车辆发动机中的进气道喷射器的数量，多个这种传递函数可以存储在控制器的存储器中。
如本文详细描述的，控制器可以被配置为在禁用提升泵的情况下通过使命令的燃料质量与在进气道喷射事件之后的燃料轨压力中测量的下降相关联来学习喷射器可变性。此外，可变性可与传递函数的偏移量和斜率中的一个或多个相关联，该相关联基于发动机转速。作为一个示例，在小于阈值喷射量处学习的可变性可以仅分配给喷射器偏移量。相比之下，在高于阈值喷射量时学习的可变性可以仅分配给喷射器斜率。在另一个示例中，将可变性分配给偏移量或斜率可以基于在喷射器校准期间命令的脉冲宽度。例如，当命令较小的燃料脉冲宽度时(例如在低发动机转速和负荷下)，所学习的燃料喷射量的可变性或校正可以仅分配给喷射器偏移量。作为另一个示例，当命令较大的脉冲宽度时(例如高发动机转速和负荷)，所学习的燃料喷射量的可变性或校正可以仅分配给喷射器斜率。以这种方式，通过周期性地更新每个进气道喷射器的传递函数，减少了在燃料输送时喷射器到喷射器的可变性，从而提高了发动机性能。
现在参考图5，示出了示例例程500，示例例程500可以由控制器执行以确定是否可以启动喷射器诊断例程。用于执行方法500以及本文包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器接收到的信号来执行，所述传感器如上面参考图1-2描述的传感器。根据下面描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机操作。
在502，可以估算和/或推断发动机工况。这些工况可以包括例如发动机转速、发动机负荷、驾驶员扭矩需求、环境条件(例如环境温度和湿度以及气压)、map、maf、mat、发动机冷却剂温度等。
在504，可以确定自喷射器校准例程的最后一次迭代以来是否已经逝去了阈值持续时间。在一个示例中，可以周期性地执行喷射器校准，例如每驱动循环至少一次、在已经驱动了预定英里数之后或者在发动机操作的预定持续时间之后。在一个示例中，校准可以每10分钟运行一次。
如果阈值时间还没有逝去，则该方法进行到512，在512，基于最近的喷射器可变性数值继续调节对汽缸加注燃料。这包括在514，对于对应的进气道喷射器，应用最近的将喷射的燃料质量与喷射器脉冲宽度相关联的喷射器偏移数值和斜率函数(例如在图4中描述的那些)。在一个示例中，控制器可以从存储在控制器的存储器中的查找表中检索对应喷射器的喷射器偏移和斜率值的最近的估算。该方法然后结束。
如将参考图6所描述的，如果自喷射器校准的最后一次迭代以来已经逝去了足够的时间，则方法500进行到506，在506，执行用于学习进气道喷射器到进气道喷射器可变性的喷射器诊断例程。喷射器诊断例程可以包括将每个喷射器校准预定次数，并且对于喷射器每次运行该例程，包括用于喷射器的传递函数的偏移量和斜率的喷射器误差可以被确定为喷射压力和喷射电压的函数。每个喷射器的学习误差可以取平均值，从而提高喷射器校准的精度。
控制器可以以预定次数(例如，3次)以预定义的喷射顺序运行校准。例如，控制器可以基于汽缸点火次序来确定在校准喷射顺序中喷射器被点火的次序。控制器还可以确定在校准喷射顺序期间每个喷射器将在何时点火以及每个喷射器将被点火多少次。控制器可以使用计数机构来保持跟踪喷射器的点火，并且在进行下一个校准喷射顺序之前确保喷射在所有喷射器中循环。例如，对于具有4个喷射器的4缸发动机，例程可以预先确定校准将针对校准喷射顺序按以下顺序进行：喷射器#1、#2、#3、#4，并且校准喷射顺序可以在燃料喷射器校准例程中重复3次。例程还可以确定在最后例程结束之后已经逝去预定时间量(例如，10分钟)之后可以重复燃料喷射器校准例程。例如，该例程可以运行校准喷射例程以在最早的时机校准喷射器#1，例如在发动机起动并且发动机温度已经稳定之后，然后在下一个可用的时机继续校准喷射器#2、#3和#4。该例程也可以确定该例程可以被重复，例如在自上次校准循环以来已经逝去预定时间量(例如，10分钟)之后，或者根据需要例如在某个触发事件发生时或者当发动机工况指示需要重新校准喷射器时。这样的工况的示例包括自从例程的最后一次迭代以来当发动机温度已经改变超过预定阈值时，或者当排气成分传感器感测到一个或排气成分超过预定阈值时。
在508，在完成诊断例程时，将作为喷射器电压的函数的喷射器可变性数值更新到控制器的存储器中，如将参考图7所描述的。由于燃料温度影响喷射器线圈温度并且因此影响喷射器性能，所以在510，喷射器可变性可以作为存储器中的喷射器电流的函数被进一步更新，喷射器电流基于感测到的燃料轨温度而被学习，如将参考图8所描述的。
一旦喷射器可变性已经被学习并更新到存储器中，则方法500进行到512，在512，基于更新的喷射器可变性数值来调节对汽缸的进气道加注燃料。这包括在514，为对应的进气道喷射器应用更新的喷射器偏移量和斜率数值。
现在继续到图6，示出了用于校准燃料系统的每个进气道喷射器的示例诊断例程600。
在602，确认是否满足进气道喷射器可变性学习条件。在一个示例中，如果发动机温度高于阈值温度，则认为满足了进气道喷射器可变性学习条件，以确保当发动机温度已经稳定时，例如在发动机热起动之后或者在排气催化剂开始作用(light-off)之后进行进气道喷射器校准。具体地，由于温度显著影响喷射器性能，所以在发动机温度为低的条件期间，例如在发动机冷起动条件期间，或在排气催化剂开始作用之前，校准可能不会启动。
如果不满足喷射器可变性学习条件，则方法进行到622，在622，控制器继续以最近(当前)喷射器可变性数值操作进气道喷射器，并且方法结束。相反，如果满足喷射器可变性学习条件，则方法进行到604，在604，可以操作提升泵以将进气道喷射燃料轨压力(或lp燃料轨压力)升高到阈值压力以上。
在605，控制器可以可选地还操作耦接在提升泵下游的高压燃料泵，以将与di喷射器耦接的高压燃料轨中的压力升高到高于标称直接喷射压力。di喷射器通常可以在比进气道喷射器更高的压力下操作。本发明人已经认识到，即使在高压泵被禁用之后，如果在禁用该泵之前压力被充分升高，则所述压力也可以在hp燃料轨中被保持。此后，燃料的体积模量以及容器的任何顺应性使得压力能够被保持。因此，通过在进气道燃料喷射器校准之前可选地升高hp燃料轨压力，可以在hp燃料轨中获得足够的燃料，以用于在hp燃料泵随后被禁用的情况下通过直接喷射器的多次直接喷射事件而被正确计量。
在一个示例中，提升泵可以被操作以将进气道喷射燃料轨压力升高到第一阈值压力之上，并且在禁用提升泵之前，可以操作耦接在提升泵下游的高压燃料泵以将直接喷射燃料轨压力升高到高于第二阈值压力，第二阈值压力高于第一阈值压力。第一阈值压力可以为用于进气道喷射燃料轨的阈值压力上限，当高于该阈值压力上限时，提升泵被停用。
一旦hp燃料轨压力升高到高于标称压力，则方法进行到606，在606，提升泵被禁用。另外，hp燃料泵也可以被停用。在一个示例中，在lp燃料轨压力已经升高到阈值压力之后，提升泵可以被禁用。阈值压力可以包括将提升泵耦接到进气道喷射燃料轨的燃料管路的燃料管路压力。在经由在进气道喷射燃料轨的入口处耦接到燃料管路的泄压阀禁用提升泵之后，进气道喷射燃料轨压力可保持在燃料管路压力之上。通过在启动进气道燃料喷射器校准之前升高进气道喷射燃料轨压力，可以放大与每次进气道喷射事件相关的压力下降，从而改进用于进气道喷射器校准的压力下降的计量。
在提升泵被禁用的情况下，在学习喷射器可变性时，控制器可以继续对发动机进气道加注燃料。进气道加注燃料可以包括预定持续时间或预定数量的燃料喷射事件，发动机的每个进气道喷射器通过该事件顺序地操作。作为示例，可以调节预定数量的进气道喷射事件，使得每个进气道喷射器被评估至少阈值次数(例如，每个进气道喷射器至少一次)。在校准期间和在每次喷射事件处，进气道喷射器均可以根据它们的点火次序来操作，命令的燃料量可以基于操作者扭矩需求和发动机负荷。
在608，在学习喷射器可变性时向发动机进气道加注燃料包括在保持喷射电压时扫掠进气道喷射压力，如图7中进一步详细描述的。在一个示例中，在将喷射电压保持在基础电压设置(例如，在14v)时，控制器可以学习作为喷射压力和喷射电压的函数的喷射器可变性。其中，在将喷射电压保持在基础电压时执行的每次进气道喷射事件之后，可以测量燃料轨压力的下降。燃料轨压力的下降可用于推断所输送的实际燃料质量并将其与命令的燃料质量进行比较。然后在喷射事件时将误差作为喷射压力(或燃料轨压力)的函数来学习。以这种方式，在每个喷射器处的多次喷射事件之后的压力下降可以作为一系列喷射压力的函数被学习。
在610，指示喷射器可变性的第一数值可以作为每个喷射器的测量的压力变化的函数被学习。例如，在喷射压力变化时，第一喷射器可变性数值可以基于燃料轨压力的测量的压力下降和命令的燃料质量之间的误差而被学习。指示喷射器可变性的第一数值可以包括使目标燃料质量与输送至给定进气道喷射器的脉冲宽度命令相关联的传递函数的偏移量和斜率中的一个或多个。一旦针对每个进气道喷射器学习了第一喷射器可变性数值，则该方法进行到612。
在612，在学习喷射器可变性时向发动机进气道加注燃料包括在保持喷射压力时扫掠进气道喷射电压，如图7中进一步描述的。在一个示例中，在将喷射压力保持在基础压力设置(例如，在64psi下)时，控制器可以学习作为喷射电压的函数的喷射器可变性。其中，在将喷射压力保持在基础压力设置时执行的每次进气道喷射事件之后，可以测量燃料轨压力的下降。燃料轨压力的下降可用于推断所输送的实际燃料质量并将其与命令的燃料质量进行比较。然后在喷射事件时将误差作为喷射电压的函数来学习。在一个示例中，进气道喷射可以在基础电压设置(例如，14v)下执行，并且然后在相同的喷射器的后续喷射事件期间，进气道喷射可以在高于或低于基础电压设置(例如12v)的第二电压设置下执行。以这种方式，在每个喷射器处的多次喷射事件之后的压力下降可以作为一系列喷射电压的函数被学习。
在614，指示喷射器可变性的第二数值可以作为每个喷射器的测量的压力变化的函数被学习。例如，在喷射电压变化时，第二喷射器可变性数值可以基于燃料轨压力的测量的压力下降和命令的燃料质量之间的误差而被学习。指示喷射器可变性的第二数值可以包括使目标燃料质量与输送至给定进气道喷射器的脉冲宽度命令相关联的传递函数的偏移量和斜率中的一个或多个。一旦学习了第二喷射器可变性数值，该方法就进行到616。
在616，基于指示喷射器可变性的所学习的第一数值和第二数值中的每个来更新整体喷射器可变性。在一个示例中，每个喷射器的两个数值可以用于更新对应的喷射器的映射或传递函数，所述传递函数关于相对于喷射器脉冲宽度命令的喷射的燃料质量。控制器可以将在每个喷射器的预定数量的进气道喷射事件中的每次进气道喷射事件测量的燃料轨压力下降与对应的喷射器的映射的斜率和偏移量中的一个或多个相关联，在预定数量的喷射事件之后，燃料轨压力下降被关联为喷射电压和喷射压力中的每个的函数。
因此，在每次喷射事件之后，随着燃料在提升泵被禁用的情况下流出燃料轨，燃料轨压力可能下降。在低燃料轨压力下，燃料输送可能会有额外的不准确性，特别是当喷射的燃料体积较低时，这可能发生在低负荷条件下。另外，燃料蒸汽有可能代替液体燃料而被吸入喷射器中。这些都可能导致意想不到的喷射误差，该喷射误差可以混淆可变性测量值。尽管进气道喷射比预期更耐燃料蒸汽，并且喷射准确度保持在燃料蒸汽压力处或燃料蒸汽压力附近(例如，比燃料蒸汽压力高30kpa)，但是一旦燃料轨压力已经达到或接近燃料蒸汽压力达比阈值持续时间更长的持续时间，则喷射器可变性测量值可能受损(compromise)。因此，在618，可以确定pfi燃料轨的燃料轨压力(frp)是否低于阈值压力，或者是否已经低于阈值压力达比阈值持续时间更长的持续时间。在一个示例中，阈值压力为燃料蒸汽压力或者为燃料温度的函数。可替换地，可以确定在阈值压力处或阈值压力附近时是否已经通过多次进气道喷射事件输送了超过阈值体积的量。
如果进气道喷射燃料轨的frp处于或低于阈值压力，则方法进行到624，在624，喷射器校准暂时被中止并且提升泵被操作以再次加压pfi燃料轨。在一个示例中，阈值压力为较低阈值压力，在该阈值压力以下，泵被再次激活。进气道喷射器校准可以暂时被禁用，直到燃料轨压力已经增加到高于阈值压力上限(例如，在校准开始时进气道喷射燃料轨被加压的阈值压力，例如前面在604讨论的)。一旦提升泵再次加压了进气道喷射燃料轨，方法就返回到606，在606，提升泵被禁用并且喷射器校准被重启。
在一个示例中，阈值压力可以包括将提升泵耦接到进气道喷射燃料轨的燃料管路的燃料管路压力。响应于在学习期间燃料轨压力降至阈值压力以下，控制器可暂时中止学习。此外，控制器可以操作提升泵以将燃料轨压力升高到高于燃料管路压力，并且然后禁用提升泵并重启学习。控制器可以记录在重启提升泵操作之前评估的最后一个喷射器。然后，在重启提升泵操作时，控制器可以重启针对在点火次序中的最后一个喷射器之后的喷射器的校准。
应当理解，控制器还可以确定di燃料轨的燃料轨压力是否由于直接喷射器操作而已经下降到低于阈值压力，在所述阈值压力以下，直接喷射准确度受损。如果是这样，当提升泵被操作以再次加压进气道喷射燃料轨时，高压燃料泵也可以有机会被操作以再次加压直接喷射燃料轨。
如果pfi燃料轨的frp不低于阈值压力，则方法进行到620，在620，继续进行进气道喷射器校准并且继续学习进气道喷射器可变性数值。在一个示例中，学习喷射器可变性数值包括学习指示每个进气道喷射器的喷射器可变性的第一喷射器数值和第二喷射器数值，并且将它们作为喷射器电压和喷射器压力(针对每个喷射器)的函数存储在控制器的存储器中。因此，每个进气道喷射器可以具有其自己的喷射器可变性映射，并且学习的数值可以用于更新每个进气道喷射器的传递函数并且调节随后命令的燃料脉冲宽度。
以这种方式，进气道喷射器可以根据喷射压力和喷射电压中的每个的函数被准确地诊断。偏移数值然后可以被存储在二维映射中，在后续发动机加注燃料期间可以通过该二维映射容易地访问这些数值。通过扫掠喷射电压和喷射压力来学习喷射器可变性，可以学习每个喷射器的与命令的脉冲宽度无关的误差。例如，可以学习到给定喷射器总是比预期少喷射3％，从而允许控制器相应地调节在后续操作期间对给定喷射器命令的脉冲宽度。在一个示例中，控制器可以通过命令对应于比期望高3％的燃料质量的脉冲宽度来补偿误差。
现在转向图7，示出了用于通过在保持喷射器电压的同时扫掠喷射压力，随后在保持喷射器压力的同时扫掠喷射电压来学习喷射器可变性数值的示例例程700。在一个示例中，图7的例程可以作为图6的例程的一部分例如在608和612处执行。该方法允许在禁用提升泵的情况下在进气道喷射事件之后测量的压力下降与作为喷射器电压或喷射压力的函数的命令的燃料质量相关联。因此，可以更新进气道喷射器的传递函数。
具体地，可以学习喷射器对喷射压力、供给电压电平和喷射器线圈温度(或电阻)的依赖性并且该依赖性用于更新喷射器偏移量(这是仿射线(affineline)的x轴截距，其将喷射的燃料量与喷射被供电的时间相关联)。换句话说，学习打开喷射器所需的力。本发明人已经认识到，喷射器的打开和关闭基于力的平衡来确定。例如，为了打开喷射器，控制器需要施加电磁力，该电磁力平衡喷射器的弹簧力、压力、由于针阀和电枢质量引起的惯性力以及与针阀运动相反的任何附加摩擦力。通过自适应地学习至少压力和打开喷射器的电生成力，喷射器偏移量可以被可靠且准确地学习。由于建立以打开喷射器的电磁力与电流成正比，通过将偏移量映射到电流而不是电压，可以更准确地学习和考虑可变性。
在702，确定通过扫掠喷射压力学习的喷射器可变性是否是期望的。在一个示例中，在喷射器校准期间，可以首先通过扫掠喷射压力来学习作为喷射压力的函数的喷射器可变性，并且然后通过扫掠喷射电压来学习作为喷射电压的函数的喷射器可变性。然而，在可替代示例中，学习的次序可以颠倒。因此，如果确定喷射压力已经被扫掠，则该方法进行到704。否则，如果确定喷射压力尚未被扫掠，则该方法继续至706。
在706，该方法包括将喷射器电压设置为基础电压设置。例如，基础电压可以被设置为14v。此后，在多个进气道喷射事件中扫掠喷射压力时，喷射电压可以被保持在基础电压设置。
接下来，在708，该方法包括在变化的喷射压力下顺序地命令燃料体积到每个进气道喷射器。在每次喷射事件中命令的体积可以基于操作者扭矩需求，命令的体积在较低的扭矩需求或较低的发动机负荷下降低，并且在较高的扭矩需求和较高的发动机负荷下增加。如参考图6所讨论的，在每次喷射事件时，在提升泵被禁用的情况下，燃料经由喷射器进行进气道喷射。在喷射事件开始时从燃料轨压力推断喷射事件时的喷射压力。随着每次喷射事件的进展，并且燃料轨压力下降，喷射压力也可相应地下降，从而允许评估一系列喷射压力。
返回到704，如果控制器确定通过扫掠喷射电压学习喷射器偏移量，则在710，该方法包括将喷射压力设置为基础喷射压力设置。例如，基础喷射压力可以被设置为比进气道喷射的标称燃料轨压力设置高9psi。在一个示例中，喷射基础压力可以被保持在例如420kpa至460kpa之间的窄范围内。此后，在多个进气道喷射事件中扫掠喷射电压时，喷射压力可以被保持在基础压力。
在712，该方法包括在变化的喷射电压下向每个进气道喷射器顺序地命令燃料体积。在每次喷射事件中命令的体积可以基于操作者扭矩需求，命令的体积在较低扭矩需求或较低发动机负荷下降低，并且在较高扭矩需求和较高发动机负荷下增加。因此，喷射电压影响喷射器的打开延迟，从而影响喷射器的传递函数的偏移部分。具体地，随着电压增加，打开延迟减小，并且偏移量减小。在一个示例中，扫掠电压包括以第一电压设置进气道喷射命令的体积，例如14v的基础电压设置。然后，在相同喷射器的后续进气道喷射事件期间，以第二电压设置进气道喷射命令的体积，该第二电压设置高于或低于基础电压设置，例如为12v。在更进一步的示例中，用于给定进气道喷射器的顺序进气道喷射事件可以在一系列递增的喷射器电压下执行，例如在6v、8v、12v和14v执行。在一个示例中，进气道喷射器可以在基础喷射电压下执行初始喷射事件，并且然后在每次后续喷射事件中将喷射电压增加预定量或增加基础喷射电压的分数量。
该方法从708和712中的每个进行到714，在714中控制器在每次进气道喷射事件之后测量燃料轨压力的下降。应当理解，当通过扫掠喷射压力学习作为喷射压力的函数的喷射器可变性时执行步骤706-718，而当通过扫掠喷射电压学习作为喷射电压的函数的喷射器可变性时执行步骤704-718，并且所述步骤不同时执行。例如，当通过扫掠喷射压力同时将喷射电压保持在基础电压而学习喷射器可变性时，控制器可以将每次进气道喷射事件中的燃料压力下降关联为喷射压力的函数。然后，当通过扫掠喷射电压同时将喷射压力保持在基础压力而学习喷射器可变性时，控制器可以将在每次进气道喷射事件中的燃料压力下降关联为喷射电压的函数。
在每次喷射事件中，控制器测量由每个喷射器进行的每次喷射事件的燃料轨压力下降(δpij)。作为示例，在4缸发动机中，基于哪个喷射器被选择，i＝1,2,3或4，并且如果在校准喷射循环期间每个喷射器被喷射3次，并且在校准事件期间校准喷射循环被运行3次，则j＝1,2,3，...,9。因此，δpij对应于第i个喷射器在第j次喷射事件中测量的低压燃料轨中的压力下降。所述压力下降可以经由耦接到低压燃料轨的压力传感器来测量。
各种发动机工况或事件可以影响燃料轨压力测量值，并且可以在计算每次喷射事件引起的燃料压力下降(δpij)时被加以考虑。例如，由喷射器点火生成的瞬时压力脉动可能短暂地影响燃料轨压力测量值，从而影响校准准确度。因此，可以选择燃料压力的采样以减少喷射器点火的瞬态效应。附加地或另选地，如果喷射器点火正时与燃料轨压力测量值相关联，则在确定喷射器校准数值时可以考虑由喷射器点火引起的暂时压力下降。类似地，进气门和/或排气门打开和关闭、进气压力和/或排气压力、曲柄角位置、凸轮位置、火花点火和发动机燃烧也可以影响燃料轨压力测量值，并且可以与燃料轨压力测量值相关联以准确地计算归因于各喷射事件的燃料轨压力下降。
如图2-3中所述，在pfi燃料轨的入口处存在的平行的泄压阀使得一旦提升泵操作被暂停就能够隔离燃料轨。因此，每次进气道喷射事件之后的燃料压力下降可以被放大，从而提高测量值的准确度。
在716，该方法包括基于pfi燃料轨压力中的对应的测量的下降而在每次喷射事件中实际喷射的燃料量。例如，控制器可以使用以下等式来计算每次喷射qij中实际喷射的燃料量：
qij＝δpij/c
其中，c为用于将燃料压力下降量转换为燃料喷射量的预定恒定系数。控制器还可以使用以下等式确定喷射器i实际喷射的平均燃料量(qi)：
其中j为喷射器i的喷射编号(例如，如果在校准喷射循环期间每个喷射器喷射3次，并且在校准事件期间，校准喷射循环被运行3次，则j＝1,2,3..9)。
控制器然后可以将每次喷射事件的计算的致动体积(qi)与对应喷射事件的命令的体积(qc)进行比较。命令的体积可能已经基于发动机工况被确定，例如基于发动机转速和负荷而确定。在一个示例中，可以根据在每次喷射事件期间(在708或712)对喷射器命令的脉冲宽度来确定命令的体积。
在718，该方法包括基于相对于实际喷射体积的命令的燃料体积而学习燃料量校正。在一个示例中，控制器可以基于在喷射压力扫掠期间收集的数据使用以下等式ki＝qc/qi来计算指示喷射器可变性的第一数值或喷射器i的第一校正系数(例如，对于四缸发动机，i＝1,2,3或4)。第一数值可以将由喷射器输送的实际体积与命令到喷射器的体积之间的误差关联为喷射压力的函数。控制器还可以基于在喷射电压扫掠期间收集的数据使用以下等式ki＝qc/qi来计算指示喷射器可变性的第二数值或喷射器i的第二校正系数(例如，对于四缸发动机，i＝1,2,3或4)。第二数值可以将由喷射器输送的实际体积与命令到喷射器的体积之间的误差关联为喷射电压的函数。控制器然后可以基于作为喷射电压和压力的函数的指示喷射器可变性的第一数值和第二数值来确定每个喷射器的更新的传递函数，包括每个喷射器的更新的偏移数值和更新的斜率数值。此外，基于喷射事件时命令的脉冲宽度和/或发动机转速，误差可归因于传递函数的偏移量或斜率部分。例如，在较低的命令的脉冲宽度(例如，在低于阈值宽度的脉冲宽度)或较低的发动机转速(例如，低于阈值速度的发动机转速)下，喷射器可变性(或误差)的较大部分可以被分配给喷射器的偏移量。在一个示例中，在较低的命令的脉冲宽度或较低的发动机转速下学习的所有喷射器可变性(或误差)可以被分配给喷射器的偏移量。作为另一个示例，在较高的命令的脉冲宽度(例如，在高于阈值宽度的脉冲宽度)或较高的发动机转速(例如，高于阈值速度的发动机转速)下，喷射器可变性(或误差)的较大部分可以被分配给喷射器的斜率。在一个示例中，在较高的命令的脉冲宽度或较高的发动机转速下学习的所有喷射器可变性(或误差)可以被分配给喷射器的斜率。
传递函数然后可以在控制器的存储器中被更新。例如，控制器可以用进气道喷射器校准例程的每次迭代之后的新计算数值代替控制器的存储器中的存储的偏移数值和斜率数值。
在利用进气道喷射的后续发动机操作期间，对进气道喷射器命令的燃料脉冲宽度和占空比可以基于更新的传递函数和更新的偏移量和斜率数值来调节，以补偿喷射器的过度加注燃料或加注燃料不足的误差。例如，如果确定由喷射器输送的实际燃料体积大于命令的燃料体积，则燃料喷射脉冲宽度可以作为学习的差值的函数而被减小。在另一个示例中，如果确定由喷射器输送的实际燃料体积小于命令的燃料体积，则控制器可以基于学习的差值增大命令到进气道喷射器的脉冲宽度和占空比。
以这种方式，可以基于将测量的燃料轨压力下降关联为喷射电压和喷射压力中的每个的函数的函数来校正从每个进气道喷射器输送的进气道喷射燃料量。相关联包括通过在将喷射电压保持在第一设置时通过扫掠喷射压力将每次进气道喷射事件中的燃料轨压力下降与指示作为喷射压力的函数的喷射器可变性的参数相关联；并且然后将喷射电压在第一设置和高于第一设置的第二设置之间进行转换时，通过保持喷射压力将每次进气道喷射事件中的燃料轨压力下降与指示作为喷射电压的函数的喷射器可变性的参数相关联。
在一个示例中，学习发动机的进气道喷射器之间的可变性包括对于每个进气道喷射器，更新将喷射的燃料质量与喷射器脉冲宽度相关联的函数中的喷射器偏移量和斜率中的每个。在进一步的示例中，在进气道加注燃料期间命令的燃料脉冲宽度可以基于发动机转速，并且其中所述学习进一步基于命令的燃料脉冲宽度，当命令的燃料脉冲宽度低于阈值脉冲宽度时，学习到的可变性归因于喷射器偏移量，当命令的燃料脉冲宽度高于阈值脉冲宽度时，学习到的可变性归因于喷射器斜率。
在一个示例中，针对多个进气道喷射器中的每个喷射器的喷射器可变性学习可以包括：通过将在预定数量的喷射事件中的每次喷射事件中的燃料轨压力下降与映射的斜率和偏移量中的一个或多个相关联、燃料轨压力下降关联为喷射电压和喷射压力中的每个的函数，从而更新喷射的燃料质量相对于喷射器脉冲宽度的映射；并且在预定数量的喷射事件之后，根据更新的映射来操作所述多个进气道喷射器。
本发明人已经认识到，除了由于喷射压力和喷射电压引起的喷射器可变性之外，进气道喷射器还具有显著的喷射温度可变性，该喷射温度可变性继而受燃料温度影响。这是由于温度对喷射器电阻的影响，这会影响喷射器电流。进气道燃料喷射器由于其方位可以对温度变化更敏感。因此，即使喷射温度的微小变化也会对喷射器电阻产生显著影响。另外，喷射温度影响喷射时的燃料密度，导致相对于期望的燃料质量输送的实际燃料质量的进一步非预期变化。由于喷射器电阻与喷射器电流相关联，因此喷射器可变性可以更准确地被确定为喷射器电流的函数而不是喷射器电压的函数。图6-7中描述的例程可以由发动机控制器使用，以通过将每次进气道喷射事件中的燃料压力下降关联为喷射电压和喷射压力的函数来映射喷射器可变性的初始估算。然后，通过将作为喷射器电压的函数的学习的后置喷射器可变性(在图6-7中描述)转换为喷射电流的函数，控制器可以将进气道喷射器可变性的初始估算更新为喷射电流的函数，所述电流基于感测到的进气道喷射燃料轨温度，如参考图8所详细描述的。
本发明人已经认识到，在pfi燃料系统中，燃料系统的刚度取决于燃料温度(燃料温度继而是燃料轨温度的函数)。当燃料接近其蒸汽压力时，其物理特性显著不同。因此，推荐pfi远高于蒸汽压力进行操作，因为燃料物理性质如密度和体积模量可能更加一致。另外，燃料系统的刚度也形成了针对任何给定的燃料喷射量的燃料轨压力下降之间的关系的根本基础，并且影响燃料喷射系统的增益，如前面在图3中所述。因此，基于燃料温度学习喷射器可变性可以提高pfi燃料系统的燃料喷射准确度。
现在参考图8，示出了将基于关联喷射电压和喷射压力的函数的喷射器偏移量转换成喷射器电流的函数的例程。通过基于测量的燃料轨温度推断喷射器电流，并且使用喷射器电流作为确定进气道喷射器可变性的附加因素，可以更准确地校准进气道喷射器。另外，脉冲宽度命令可以随着与喷射器线圈温度的无关性的增加而被输送到喷射器。
在802，该方法包括经由燃料轨温度传感器在喷射器校准时测量燃料轨温度。控制器然后可以基于测量的燃料轨温度来推断进气道喷射器温度(例如，喷射器线圈温度或汽缸盖温度)。在一个示例中，感测到的喷射器温度可以基于现有温度传感器的输出，现有温度传感器耦接到将燃料输送到发动机的每个进气道喷射器的进气道喷射燃料轨。
在804，该方法包括基于推断出的进气道喷射器温度确定在运行校准例程时的喷射器电阻。例如，喷射器电阻ρ(t)可以通过使用假定线性逼近的以下等式来计算：
r(t)＝r0[1+α(t-t0)]
其中，α为喷射器线圈的电阻率的温度系数(例如，铜的α＝0.004/℃)，t0为固定的参考温度(例如，室温)，并且r0为在基础温度(例如，室温)下的喷射器电阻。
在806，该方法包括检索喷射器电压。例如，可以从控制器的存储器中检索在校准例程期间在学习作为喷射器压力的函数的进气道喷射器可变性的初始估算期间施加的喷射器电压。在一个示例中，喷射器电压为14v。
在808，该方法包括通过使用以下等式基于检索到的喷射器电压和计算的喷射器电阻(来自步骤804)来计算喷射器电流：
其中r(t)为在测量温度下的喷射器电阻，并且v为从例程700获得的喷射器电压。
在810，该方法包括通过使用以下等式来学习作为喷射器电流的函数的喷射器可变性：
在基础电流和基础增益函数可以为由制造商提供的预定值的情况下，学习到的电流函数可以基于步骤808中描述的方法来确定，并且学习到的增益函数可以基于进气道喷射校准期间测量的压力下降来被推断(在图7中描述)。在一个示例中，学习到的当前函数可以通过学习内插表中加入的偏移量而被确定，并且学习到的增益函数可以通过学习标量来确定。
控制器可以可选地将可变性偏移映射变换为关联喷射压力和喷射器电流的新的函数。这可以通过校正可变性中的每个数据点以考虑喷射器电阻来完成。例如，在第一压力和第一电压下的第一喷射器的可变性数值可以被变换为第一压力和基于校准时测量的温度对应于第一电压的第一电流下的第一喷射的可变性数值。同样，可以更新每个压力和电压下给定喷射器的映射以及每个喷射器的映射。
在一个示例中，首先将喷射器偏移量学习为电压的固定的映射函数，例如在内插表中的电压的固定的映射函数。然后通过具有添加到偏移量的适应(学习)项，偏移内插表被变换为学习的数值。因此，影响喷射器打开时间的是电流而不是电压。对于典型的pfi喷射器驱动器，不测量电流。通过将电流计算为喷射器供电电压与电阻的比率，其中电阻经由喷射器温度模型来推断，可以学习喷射器打开时间中电流的作用。汽缸盖温度和/或pfi燃料轨温度被用作温度模型的输入。以这种方式，喷射器偏移量的电力分量被更准确地表征并且适用于更宽范围的喷射器温度。
在一个示例中，燃料质量和脉冲宽度之间的关系可以被映射为喷射电流的函数，然后所述映射可以通过将该关系更新为基于喷射电压和感测到的喷射器温度确定的喷射器电流的函数而被更新(步骤808)，并且随后可以基于更新的映射来调节发动机加注燃料。
以这种方式，通过考虑喷射的温度和电压的变化，可以更准确地确定进气道燃料喷射器中的逐件可变性。进气道燃料喷射器可以通过学习基于喷射器电流和喷射器压力而不是喷射器电压和压力的进气道喷射器可变性而被更精确地校准。通过计算喷射器线圈电阻范围内的喷射器偏移数值(其随着喷射器温度改变)，可以喷射更精确的燃料量，从而提高发动机性能。
现在参考图10，示出了用于将基于喷射压力和喷射器电压索引的给定进气道喷射器的喷射器可变性映射变换为基于喷射压力和喷射器电流索引的新的喷射器可变性映射的示例例程的示意性框图。
方法1000从检索基于喷射压力和喷射电压索引的初始喷射器可变性映射1002开始。初始的喷射器可变性映射可以包括基于喷射器校准例程的先前迭代学习的基础增益数值(增益_基础)和基础偏移数值(偏移量_基础)以及基础逐件可变性估算(p/p_基础)。基于在进气道喷射器校准例程1003(例如，图6-7的例程)期间收集的数据，例如在提升泵被禁用的情况下基于在进气道喷射事件之后测量的燃料轨压力的下降并且在扫掠喷射压力并然后扫掠喷射电压时，可以学习偏移加数(偏移量_学习的)。燃料轨温度1004可以在校准时经由燃料轨温度传感器来感测。因此，燃料轨温度1004可以对应于映射图1002的映射时的温度。基于测量的燃料轨温度1004，可以推断出喷射器温度1006(例如，喷射器线圈温度)。标量(增益_学习的)可以被学习为所测量的燃料轨温度的函数。
然后可以使用偏移加数(偏移量_学习的)和标量(增益_学习的)来学习在控制器1008处应用于内插的喷射器偏移映射1002的喷射器可变性估算，以输出更新的喷射器偏移映射1010。例如，可以根据以下等式来学习偏移量或可变性：
以这种方式，基于喷射电压和喷射压力中的每个的初始映射1002可以基于喷射电流和喷射压力通过考虑基于推断的喷射器温度确定的喷射器电阻而被转换为基于喷射电流和喷射压力的更新的映射1010。然后在进气道喷射时从更新的映射1010中检索喷射器可变性估算1012，并用于调节向给定的进气道喷射器命令的脉冲宽度。
以这种方式，通过调节后续发动机加注燃料，可以准确地学习并且考虑进气道喷射器之间的喷射器到喷射器的可变性。此外，进气道喷射器可以被命令为基于操作者扭矩和感测到的燃料温度在命令的燃料脉冲宽度下操作，由此命令的燃料脉冲宽度可以独立于在后续发动机加注燃料期间施加的喷射器电压。通过基于学习的可变性来补偿进气道喷射器，可以提高进气道燃料喷射的准确度并且可以提高发动机的整体性能。
现在转向图9，示出了示例性进气道燃料喷射诊断例程。该例程包括通过扫掠喷射压力(在t0和t5之间)学习喷射器可变性的第一数值指示，并且然后通过扫掠喷射电压(在t6和t10之间)来学习喷射器可变性的第二数值指示。映射900描绘了在曲线图902处的喷射压力扫掠期间每个汽缸的进气道燃料喷射正时，在曲线904处的其对应的提升泵命令阀位置，曲线906处的lp燃料轨中的燃料压力变化以及曲线908处的第一汽缸中的进气道喷射器压力。映射900进一步描绘了在曲线图910处的喷射电压扫掠期间的燃料喷射正时，曲线912处的其对应的提升泵命令阀位置，曲线914处的pfi燃料轨中的燃料压力变化以及曲线916处的第一汽缸中的进气道喷射器压力。所描述的示例针对4缸发动机(例如，具有以#1、#2、#3和#4的次序点火的汽缸)，其中进气道喷射器#1耦接到汽缸#1，进气道喷射器#2耦接到汽缸#2，进气道喷射器#3耦接到汽缸#3，并且进气道喷射器#4耦接到汽缸#4。应当理解，在该示例中仅示出了进气道燃料喷射正时，并且进气道燃料喷射以喷射器#1、喷射器#2、喷射器#3和喷射器#4的预定顺序运行。绘出沿着x轴随时间推移的所有曲线。时间标记t1-t10描绘了进气道燃料喷射器校准期间的重要时间点。
在校准喷射循环之前，在t0和t1之间，经由调节提升泵的操作，耦接进气道喷射器的lp燃料轨中的燃料压力被保持在标称操作压力。虽然未示出，但经由调节高压燃料泵的操作，耦接直接喷射器的hp燃料轨中的燃料压力也被保持在标称操作压力。取决于发动机工况，每个汽缸仅经由直接喷射器、仅经由进气道喷射器或经由两种喷射器加注燃料。
在t1，例如由于自从进气道喷射器校准例程的最后一次迭代以来已经逝去的阈值持续时间，可以认为满足进气道喷射器校准条件。在校准开始时，在t1和t2之间，提升泵被操作以将燃料泵送到lp燃料轨中，以便增加燃料轨压力并且确保燃料轨中的燃料供应足够用于后续喷射事件。因此，在t1，lp燃料轨压力增加到阈值上限ph。一旦lp燃料轨被充分加压，则在t2，提升泵就被禁用。此时，在进气道燃料喷射循环开始之前，lp燃料轨压力被保持在ph。如902所示，在将喷射器电压保持恒定在基础电压vl时，在开始进气道喷射压力扫掠时，喷射压力在校准的第一部分期间保持在较高设置p_hi，并且在进气道喷射器校准的第二部分期间保持在较低设置p_lo。在一个示例中，vl可以被设置为14v。
在t3，当喷射压力设置在p_hi，进气道喷射器#1开始以命令的燃料脉冲宽度将燃料喷射到第一汽缸内，随后喷射器#2将燃料喷射到第二汽缸内，喷射器#3将燃料喷射到第三汽缸内，并且喷射器#4将燃料喷射到第四汽缸内。如曲线图906所示，在每次进气道喷射事件之后，lp燃料轨中的压力下降。测量并学习每次喷射事件的压力下降，使得压力下降p1对应于进气道喷射器#1，p2对应于进气道喷射器#2，等等。
在t4，在喷射器#4喷射之后，lp燃料轨中的燃料压力下降到低于阈值pl，在低于阈值pl时，喷射准确度和校准准确度受损。因此，如曲线图904所示，在t4，进气道喷射器校准被暂时中止，并且提升泵被激活以再次加压燃料轨。可选地，hp压力泵也可以同时激活从而有机会再次加压hp燃料轨。
一旦lp燃料轨被再次加压，提升泵就被禁用，并且进气道喷射压力扫掠重启。其中，在基础电压vl下，进气道喷射压力被保持在较低的设置p_lo，同时每个进气道喷射器的喷射器电压保持不变。在t5，进气道喷射器#1开始以命令的燃料脉冲宽度进行到第一汽缸的进气道燃料喷射，然后在点火顺序中进行其余进气道喷射器的进气道燃料喷射。在每次喷射事件之后，燃料轨中的压力下降被监测并被关联为喷射压力的函数。
在一个示例中，进气道喷射器#1中的压力下降可被记录为p1off_1并被关联为喷射压力p_hi的函数，并且喷射器#1的第二压力下降p1off_2可以被关联为喷射压力p_lo的函数。指示进气道喷射器#1的喷射器可变性的第一数值可以被存储为两个独立的数值，或者可以作为喷射压力的函数被平均并存储为单个数值。
应当理解，本文在这个示例中仅仅扫掠两个喷射压力设置p_hi和p_lo。然而，在校准周期期间，进气道喷射压力扫掠可以包括超过2个不同的压力。例如，进气道喷射压力扫掠循环可以包括高、中和低喷射压力，使得每个进气道喷射器可变性数值可以与3个独立的喷射压力设置相关联。
在扫掠喷射压力之后，控制器可以确定满足用于扫掠进气道燃料喷射器的喷射电压的条件。因此，在t6，提升泵被启用以将燃料轨压力升高到阈值压力之上。
在t7，一旦lp燃料轨被加压，提升泵就被禁用。此时，在进气道燃料喷射开始之前，lp燃料轨压力被保持在ph。如916所示，在将喷射压力保持恒定在基础压力p_lo时，在开始进气道喷射电压扫掠时，在校准的第一部分中，喷射电压被保持在较低的设置，例如在基础电压vl处，并且在进气道喷射校准的第二部分中，喷射电压被保持在较高的喷射电压设置vh处。在一个示例中，p_lo可以设置在380kpa。
在另一个示例中，可以通过启用提升泵来增加燃料轨压力，使得燃料轨压力升高到高压(例如580kpa)。一旦燃料轨被加压，提升泵就被禁用，并且在保持喷射电压恒定时，测量在每次喷射之后的压力下降。由于歧管空气压力(map)取决于操作者扭矩需求，所以在喷射电压扫掠期间，可以将map压力设置为无气流存在的基础map压力(例如，在mapvacuum＝70kpa)。因此，在这种情况下，喷射压力可以保持在稍高于基础压力的压力。例如，如果基础喷射压力为380kpa，则电压扫掠期间的喷射压力可以保持在map+基础喷射压力＝450kpa。
在t8，在喷射电压被设置为vl时，进气道喷射器#1开始以命令的燃料脉冲宽度将燃料喷射到第一汽缸内，随后喷射器#2将燃料喷射到第二汽缸内，喷射器#3将燃料喷射到第三汽缸内，并且喷射器#4将燃料喷射到第四汽缸内。在每次进气道喷射事件之后，监测低压燃料轨中的压力下降，如曲线914所示，使得压力下降p1对应于进气道喷射器#1，p2对应于进气道喷射器#2，等等。
如曲线912所示，在t9，在lp燃料轨中的燃料压力在喷射器#4喷射之后下降到低于阈值pl，并且因此进气道喷射器校准被暂时中止，并且提升泵被激活以再次加压燃料轨。可替换地，hp压力泵也可以同时被激活，以再次加压lp和hp燃料轨两者。
一旦lp燃料轨在t10被再次加压，提升泵就被禁用并且恢复进气道喷射电压扫掠的第二部分。在喷射电压扫掠的第二部分中，进气道喷射电压保持在较高的设置vh，而每个进气道喷射器的喷射压力保持在基础电压p_lo不变。在t10，进气道喷射器#1开始以命令的燃料脉冲宽度进行到第一汽缸的进气道燃料喷射，然后在点火顺序中进行其余进气道喷射器的进气道燃料喷射。在每次喷射事件之后，燃料轨中的压力下降将被监测并被关联为喷射压力的函数。
在一个示例中，进气道喷射器#1中的压力下降可以被记录为p1off_3并被关联为喷射电压vl的函数，并且用于喷射器#1的第二压力下降p1off_4可以被关联为喷射电压vh的函数。指示进气道喷射器#1的喷射器可变性的第二数值可以被存储为两个独立的数值，或者可以作为喷射电压的函数被平均并存储为单个数值。
应当理解，本文在这个示例中仅仅扫掠两个喷射电压设置vl和vh。然而，进气道喷射电压扫掠可在校准周期中包括不止2个不同的压力。例如，进气道喷射电压扫掠循环可以包括高、中和低喷射电压，使得每个进气道喷射器可变性数值可以与3个独立的喷射电压设置相关联。
因此，进气道喷射器可变性可以通过以下方式被学习：在将喷射电压保持在第一设置时通过扫掠的喷射压力将每次进气道喷射事件中的燃料轨压力下降与指示作为喷射压力的函数的喷射器可变性的参数相关联；并且然后将喷射电压在第一设置和高于第一设置的第二设置之间进行转换时，通过保持喷射压力将每次进气道喷射事件中的燃料轨压力下降与指示作为喷射电压的函数的喷射器可变性的参数相关联。在一个示例中，进气道燃料喷射可以基于命令的燃料脉冲宽度顺序地操作。在另一个示例中，指示喷射器可变性的参数可以包括使喷射的燃料质量与喷射器脉冲宽度相关联的函数的偏移量和斜率中的一个或多个。在进一步的示例中，相关联还可以包括当脉冲宽度低于阈值时，将燃料压力下降与偏移量相关联。
以这种方式，通过基于更新的映射来调节后续发动机加注燃料，可以减少进气道喷射器中的喷射器到喷射器的可变性。此外，进气道喷射器可以被命令为基于操作者扭矩和感测到的燃料温度在命令的燃料脉冲宽度下操作，由此命令的燃料脉冲宽度可以独立于在后续发动机加注燃料期间施加的喷射器电压而进行。通过基于学习的可变性来补偿进气道喷射器，可以提高进气道燃料喷射量的准确度并且可以提高发动机的整体性能。通过还补偿温度引起的可变性以及温度对喷射器电流的作用，进气道燃料喷射器校准更加可靠。
用于发动机的一种示例方法包括：在燃料轨压力高于阈值压力并且提升泵被禁用的情况下对发动机进行进气道加注燃料；针对进气道加注燃料的每次喷射事件，基于测量的燃料轨压力的下降，学习作为喷射压力和喷射电压中的每个的函数的发动机的进气道喷射器之间的可变性；并且基于该学习调节发动机的后续进气道加注燃料。在前面的示例中，该方法附加地或可选地还包括：临时操作提升泵以将燃料轨压力升高到阈值压力之上，并且然后禁用该提升泵。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述阈值压力包括将提升泵耦接到进气道喷射燃料轨的燃料管路的燃料管路压力，并且其中阈值压力在经由在进气道喷射燃料轨的入口处耦接到燃料管路的泄压阀禁用所述泵之后保持在燃料管路压力之上。在任何或所有前述示例中，该方法附加地或可选地还包括：响应于在学习期间燃料轨压力下降到低于阈值压力，暂时中止所述学习，操作提升泵以将燃料轨压力升高到阈值压力之上，然后禁用提升泵并重启所述学习。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，学习发动机的进气道喷射器之间的可变性包括对于每个进气道喷射器，更新将喷射的燃料质量与喷射器脉冲宽度相关联的函数的喷射器偏移量和斜率中的每个。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，在进气道加注燃料期间命令的燃料脉冲宽度基于发动机转速，并且其中所述学习进一步基于命令的燃料脉冲宽度，当命令的燃料脉冲宽度低于阈值脉冲宽度时，学习到的可变性归因于喷射器偏移量，当命令的燃料脉冲宽度高于阈值脉冲宽度时，学习到的可变性归因于喷射器斜率。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，基于所述学习调节发动机的后续进气道加注燃料包括基于给定的进气道喷射器的更新的喷射器偏移量和更新的斜率而命令到发动机的给定进气道喷射器的燃料脉冲宽度。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述调节还包括：对于给定的进气道喷射器，估算作为喷射电压和测量的燃料轨温度的函数的喷射器电流；将作为喷射电压的函数的包括更新的喷射器偏移量和斜率中的每个的学习到的可变性变换为作为估算的喷射器电流的函数的更新的可变性；并基于更新的可变性向给定的进气道喷射器命令燃料脉冲宽度。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，学习作为喷射压力和喷射电压中的每个的函数的可变性包括：在将喷射电压保持在基础电压设置时，将该可变性学习为随着喷射压力变化的测量的燃料轨压力的下降之间的相关联性。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，学习作为喷射压力和喷射电压中的每个的函数的可变性还包括：在将喷射压力保持在基础压力设置时，将所述可变性学习为在每个基础电压设置处测量的燃料轨压力下降和在高于基础电压设置处测量的燃料轨压力下降之间的相关联性。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，在提升泵被禁用的情况下进气道加注燃料并且在发动机温度高于阈值温度之后执行学习，所述方法还包括：当发动机温度低于阈值温度时，在提升泵被禁用的情况下延迟进气道加注燃料和所述学习。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述进气道加注燃料包括预定数量的燃料喷射事件，并且其中在进气道加注燃料期间，发动机的每个进气道喷射器顺序地操作。
用于发动机的另一种示例方法包括：操作提升泵以将进气道喷射燃料轨压力升高到阈值压力之上并且然后禁用提升泵；对于预定数量的后续进气道喷射事件，顺序地操作发动机的每个进气道喷射器；将作为喷射压力和喷射电压的函数的每次进气道喷射事件中的燃料轨压力下降与指示相应的进气道喷射器的喷射器可变性的参数相关联；并且在预定数量的进气道喷射事件之后，基于相应的进气道喷射器的参数来调节对每个进气道喷射器命令的燃料脉冲宽度。在前述的示例中，附加地或可选地，所述相关联性包括：通过在将喷射电压保持在第一设置时扫掠喷射压力将每次进气道喷射事件中的燃料轨压力下降与指示作为喷射压力的函数的喷射器可变性的参数相关联；并且然后将喷射电压在第一设置和高于第一设置的第二设置之间进行转换时，通过保持喷射压力将每次进气道喷射事件中的燃料轨压力下降与指示作为喷射电压的函数的喷射器可变性的参数相关联。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，顺序地操作发动机的每个进气道喷射器包括：基于发动机转速命令每次进气道喷射事件中的脉冲宽度，其中指示喷射器可变性的参数包括，对于每个进气道喷射器，将喷射的燃料质量与喷射器脉冲宽度相关联的函数的偏移量和斜率中的一个或多个，并且其中所述相关联性还包括：当发动机转速低于阈值速度时，将燃料压力下降与偏移量相关联，并且当发动机转速高于阈值速度时，将燃料压力下降与斜率相关联。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述阈值压力为第一阈值压力，所述方法还包括：在禁用所述提升泵之前，操作耦接在所述提升泵下游的高压燃料泵以将直接喷射燃料轨压力升高到高于第二阈值压力，该第二阈值压力高于所述第一阈值压力。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，调节预定数量的后续进气道喷射事件以能够使发动机的每个进气道喷射器顺序地操作至少阈值次数。
另一示例发动机系统包括：包括多个汽缸的发动机；包括低压提升泵的燃料喷射系统，经由燃料管路耦接到所述提升泵的进气道喷射燃料轨，耦接到相应的多个汽缸的多个进气道喷射器，以及在所述燃料轨上游的耦接到所述燃料管路的泄压阀；耦接到所述燃料轨的压力传感器和温度传感器；用于接收操作者扭矩需求的踏板位置传感器；以及控制器，该控制器具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令，该指令用于：操作提升泵直到燃料轨压力超过阈值压力，并且然后禁用该泵；对于预定数量的喷射事件顺序地操作所述多个进气道喷射器中的每个包括基于操作者扭矩需求命令喷射器脉冲宽度；对于所述多个进气道喷射器中的每个进气道喷射器，通过将所述预定数量的喷射事件中的每次喷射事件处的燃料轨压力下降与所述映射的斜率和偏移量中的一个或多个相关联来更新喷射的燃料质量相对于喷射器脉冲宽度的映射，燃料轨压力下降被关联为喷射电压和喷射压力中的每个的函数；并且在预定数量的喷射事件之后，根据更新的映射来操作所述多个进气道喷射器。在前述的示例中，控制器可以附加地或可选地包括进一步的指令，该指令用于：基于喷射电压和感测到的燃料轨温度中的每个来估算喷射器电流；将作为喷射器电压的函数的相关联的燃料轨压力转换为喷射器电流的函数；并基于喷射器电流进一步更新喷射的燃料质量相对于喷射器脉冲宽度的映射；并且根据进一步更新的映射来操作所述多个进气道喷射器。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，发动机系统还包括汽缸盖和汽缸盖温度传感器，并且其中在感测到的汽缸盖温度高于阈值温度之后执行提升泵的操作。
用于发动机的另一种示例方法包括：学习作为喷射器电流的函数的进气道喷射器可变性，所述喷射器电流基于感测到的进气道喷射燃料轨温度来估算；并基于该学习调节发动机的进气道加注燃料。在前述的示例中，附加地或可选地，所述学习包括：学习作为喷射器电压的函数的进气道喷射器可变性的初始估算；基于感测到的进气道喷射燃料轨温度将喷射器电压转换为喷射器电流；并且然后更新作为喷射器电流的函数的进气道喷射器可变性的初始估算。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，学习作为喷射器电压的函数的进气道喷射器可变性的初始估算包括：在提升泵被禁用的情况下以高于阈值压力的燃料轨压力对发动机进行进气道加注燃料；并且在将喷射压力保持在基础压力设置的同时，基于在第一较低的喷射器电压设置和第二较高的喷射器电压设置中的每个处进气道加注燃料的每次喷射事件中的测量的燃料轨压力的下降之间的相关联性而学习发动机的每个进气道喷射器的进气道喷射器可变性的初始估算。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，学习进气道喷射器可变性包括：对于发动机的每个进气道喷射器，更新将喷射的燃料质量与喷射器脉冲宽度相关联的函数的喷射器偏移量和斜率中的每个，并且其中在发动机温度高于阈值温度之后启动所述学习。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，提升泵被禁用的情况下的进气道加注燃料包括：顺序地命令到发动机的每个进气道喷射器的燃料脉冲宽度，命令的燃料脉冲宽度基于操作者扭矩需求。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，学习初始估算进一步基于命令的燃料脉冲宽度，当命令的燃料脉冲宽度低于阈值脉冲宽度时，学习到的初始估算的较大部分归因于喷射器偏移量，当命令的燃料脉冲宽度高于阈值脉冲宽度时，学习到的初始估算的较大部分归因于喷射器斜率。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，基于所述学习调节发动机的进气道加注燃料包括：在学习之后，基于相应于给定进气道喷射器的更新的喷射器偏移量和更新的斜率向给定进气道喷射器命令燃料脉冲宽度。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，提升泵被禁用的情况下的进气道加注燃料还包括预定数量的燃料喷射事件，通过该预定数量的燃料喷射事件，发动机的每个进气道喷射器顺序地操作阈值次数。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，在燃料轨压力高于阈值压力并且提升泵被禁用的情况下向发动机进行进气道加注燃料包括：临时操作提升泵以将燃料轨压力升高到阈值压力之上，并且然后禁用提升泵，并且其中经由耦接到将燃料输送到发动机进气道喷射器的燃料轨的温度传感器来感测燃料轨温度。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述阈值压力包括将提升泵耦接到进气道喷射燃料轨的燃料管路的燃料管路压力，其中阈值压力在禁用所述泵之后经由在进气道喷射燃料轨的入口处耦接到燃料管路的泄压阀而保持在燃料管路压力之上。
另一种示例方法包括：对于发动机的每个进气道喷射器，将燃料质量和脉冲宽度之间的关系映射为喷射电压的函数；更新所述关系到喷射器电流的函数的映射，所述喷射器电流基于所述喷射电压和感测到的喷射器温度；并且基于更新的映射来调节后续发动机加注燃料。在前述示例中，附加地或可选地，映射所述关系包括：估算作为喷射电压的函数的所述关系的初始偏移量和初始斜率中的每个，其中更新所述映射包括更新作为喷射电流的函数的所述关系的初始偏移量和初始斜率中的每个。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，感测到的喷射器温度基于温度传感器的输出，该温度传感器耦接到将燃料输送到发动机的每个进气道喷射器的进气道喷射燃料轨。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，将所述关系映射为喷射电压的函数是通过将燃料输送到进气道喷射燃料轨的提升泵被禁用并且使进气道喷射燃料轨压力高于阈值压力的情况下执行的，并且其中更新所述映射与提升泵操作状态无关地执行。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，基于更新的映射调节后续发动机加注燃料包括：基于操作者扭矩需求和感测到的喷射器温度来命令到发动机的每个进气道喷射器的燃料脉冲宽度，命令的燃料脉冲宽度与在后续发动机加注燃料期间施加的喷射器电压无关。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，所述映射在发动机温度高于阈值温度时执行，并且其中更新所述映射与发动机温度无关地执行。
另一示例发动机系统包括：包括多个汽缸的发动机；燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括低压提升泵、经由燃料管路耦接到所述提升泵的进气道喷射燃料轨、耦接到所述相应的多个汽缸的多个进气道喷射器、以及在所述燃料轨上游的耦接到所述燃料管路的泄压阀；耦接到所述燃料轨的压力传感器和温度传感器；用于接收操作者扭矩需求的踏板位置传感器；以及具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令的控制器，该指令用于：响应于操作者扭矩需求，基于指示喷射器到喷射器可变性的参数来调节命令到所述多个进气道喷射器中的每个的燃料脉冲宽度，该参数被映射为喷射器电流的函数，该喷射器电流基于感测到的燃料轨温度。在前述的示例中，附加地或可选地，控制器包括进一步的指令，该指令用于映射所述多个进气道喷射器中的每个的作为施加的喷射电压的函数的参数；然后更新所述多个进气道喷射器中的每个的作为喷射器电流的函数的映射。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，映射作为施加的喷射电压的函数的所述参数包括：在所述提升泵被禁用且所述燃料轨压力高于阈值压力的情况下顺序地操作所述多个进气道喷射器；在将喷射压力保持在基础压力时施加喷射器电压；并且将每次喷射事件之后的测量的燃料轨压力下降与施加的喷射器电压下的参数相关联。在任何或所有前述示例中，附加地或可选地，映射所述参数包括：对于多个进气道喷射器中的每个，映射将喷射燃料质量与命令的燃料脉冲宽度相关联的函数的斜率和偏移量中的一个或多个。
需注意，本文包括的示例控制和估算例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂态存储器中并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下可以省略。类似地，处理次序不是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必须要求的，而是为了便于说明和描述才提供。取决于所使用的特定策略，可以重复执行一个或多个所示动作、操作和/或功能。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形化地表示要被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂态存储器中的代码，其中所描述的动作通过在系统中执行指令来实施，所述系统包括结合电子控制器的各种发动机硬件部件。
应当理解，本文公开的配置和例程本质上为示例性的，并且这些具体实施例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸以及其他类型的发动机。本公开的主题包括各种系统和配置的所有新颖和非显而易见的组合和子组合以及本文公开的其他特征、功能和/或特性。
所附权利要求特别指出被认为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元素或“第一”元素或其等价物。这些权利要求应该被理解为包括一个或多个这样的元素的结合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元素。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这样的权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同还是不同，均被认为包括在本公开的主题内。