用于控制燃料喷射器保持电流的方法和系统与流程

1.本说明书涉及一种用于经由调整燃料喷射器的保持电流改善喷射到发动机的燃料量的准确度的系统和方法。所述方法对于直接燃料喷射器来说可能特别地有用。


背景技术：

2.燃料喷射器可响应于递送到燃料喷射器的驱动电路的电信号而将燃料喷射到发动机。电信号可从低水平转变为高水平以命令燃料喷射器完全地打开，使得燃料喷射器可递送燃料。电信号也可从高水平转变为低水平以命令燃料喷射器完全地关闭，使得燃料喷射器可停止向发动机供应燃料。然而，不同的燃料喷射器可能因制造和材料变化而对完全相同的信号作出不同的响应。因此，相同类型的燃料喷射器在它们经由相同信号被命令时可喷射不同量的燃料。
3.在减少由燃料喷射器喷射的燃料量的变化的一次尝试中，燃料喷射器传递函数可根据可能存在于燃料喷射器信号上的感应伪影来进行修改。然而，由燃料喷射器喷射的燃料量的变化仍然可能发生。因此，可能期望提供一种进一步减少喷射的燃料量的变化的方式。


技术实现要素：

4.本文的发明人已经认识到以上提及的缺点并且已经开发了一种系统，所述系统包括：燃料喷射器；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器将最大燃料喷射器保持电流调整为某一值，使得所述燃料喷射器的保持电流在所述燃料喷射器被命令停止递送燃料时为预定值，其中所述保持电流以某一频率进行调整。
5.通过将最大燃料喷射器保持电流调整为某一值，使得燃料喷射器的保持电流在燃料喷射器被命令停止递送燃料时为预定值，可减少燃料递送变化。具体地，可将最大燃料喷射器保持电流调整为致使燃料喷射器保持电流在燃料喷射器被命令停止流动燃料时将为预定值的某一值，使得可减少喷射的燃料量的变化。例如，可调整燃料喷射器的保持电流，使得在燃料喷射器被命令停止喷射燃料时，燃料喷射器处于其最小保持电流。每次在燃料喷射器喷射燃料时，燃料喷射器可在燃料喷射器的保持电流等于燃料喷射器的最小保持电流时停止喷射燃料。因此，由燃料喷射器喷射的燃料量可较小可能地变化，因为燃料喷射器喷射的燃料量随燃料喷射器的保持电流在燃料喷射器被命令停止喷射燃料时的变化而变化。
6.本说明书可提供若干优点。特别地，该方法可减少经由燃料喷射器喷射的燃料量的变化。另外，方法可减少标称燃料喷射器工况(例如，温度和电池电压)对燃料喷射变化的影响。另外，该方法可用现有系统硬件实施。
7.当单独地或结合附图进行理解时，根据以下具体实施方式，将容易地清楚本说明书的以上优点和其他优点以及特征。
8.应当理解，提供以上发明内容是为了以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
9.在单独地或参考附图进行理解时，通过阅读本文称作具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文描述的优点，在附图中：
10.图1是发动机的示意图；
11.图2示出了根据现有技术方法的流过燃料喷射器的电流；
12.图3示出了可如何调整燃料喷射器的保持电流或喷射器保持电流，使得保持电流在燃料喷射器被命令停止递送燃料时等于预定值，即使在燃料喷射器脉冲宽度改变时也是如此；
13.图4示出了用于操作燃料喷射器的方法；并且
14.图5示出了用于操作燃料喷射器的示例性电路。
具体实施方式
15.本说明书涉及降低燃料喷射可变性。燃料可经由直接燃料喷射器直接地喷射到发动机气缸，如图1所示。图2中示出了用于燃料喷射器的现有技术电流分布。图3中示出了根据本发明系统和方法的燃料喷射器保持电流控制的若干示例性曲线图。图4中示出了用于操作燃料喷射器的方法。图4的方法可调整最大燃料喷射器保持电流，使得燃料喷射器保持电流在燃料喷射器被命令停止喷射燃料时等于预定值。通过确保燃料喷射器在燃料喷射器被命令停止喷射燃料时处于预定保持电流，可减少由燃料喷射器喷射的燃料量的变化，因为从燃料喷射器提取来允许燃料喷射器在燃料喷射器被命令停止喷射燃料时关闭的能量的量可能更一致。图5中示出了直接燃料喷射器的简化电路图。
16.参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出了其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，活塞36定位在气缸壁中并连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99。起动机96可直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，当未接合到发动机曲轴时，起动机96处于基本状态。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。
17.直接燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。进气道燃料喷射器67将燃料喷射到进气道69，这被本领域技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号的电压脉冲宽度或燃料喷射器脉冲宽度成比例地递送液体燃料。同样地，燃料喷射器67与来自控制器12的电压脉冲宽度或燃料喷射器脉冲宽度成比例地递送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的
燃料系统(未示出)递送到燃料喷射器66和67。燃料以比燃料被供应到进气道燃料喷射器67更高的压力被供应到直接燃料喷射器66。另外，进气歧管44被示出为与任选的电子节气门62连通，该电子节气门调整节流板64的位置以控制从进气口42到进气歧管44的空气流量。在一些示例中，节气门62和节流板64可定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。
18.无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(uego)传感器126被示出为在催化转化器70上游联接到排气歧管48。可选地，双态排气氧传感器可取代uego传感器126。
19.在一个示例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化器。
20.控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，该常规的微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示出为除了先前讨论的那些信号之外，还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)；联接到推进力踏板130以用于感测由脚132施加的力的位置传感器134；联接到制动踏板150以用于感测由脚152施加的力的位置传感器154；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(map)的测量值；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器，感测曲轴40的位置；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。也可感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每一转中产生预定数量的等距脉冲，可以根据所述预定数量的等距脉冲确定发动机转速(rpm)。
21.在一些示例中，发动机可联接到混合动力车辆中的电动马达/电池系统。另外，在一些示例中，可采用其他发动机配置，例如具有多个燃料喷射器的柴油发动机。另外，控制器12可接收输入并且将诸如部件劣化等状况传达给灯，或者可选地传达给人/机接口171。
22.在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸的底部并且处于其冲程末端(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点(tdc)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文称为点火的过程中，由诸如火花塞92等已知点火装置点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到bdc。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到tdc。需注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
23.因此，图1的系统提供了一种系统，该系统包括：燃料喷射器；以及控制器，该控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，该可执行指令致使控制器将最大燃料喷射
器保持电流调整为某一值，使得燃料喷射器的保持电流在燃料喷射器被命令停止递送燃料时为预定值，其中保持电流以某一频率进行调整。该系统包括其中该值是最小保持电流阈值。该系统包括其中该值基于保持电流的缓升的值。该系统包括其中该值还基于保持电流的缓降。该系统包括其中该值还基于最小燃料喷射器保持电流。该系统包括其中燃料喷射器基于请求的燃料脉冲宽度被命令停止递送燃料，并且其中请求的燃料脉冲宽度基于发动机转速和负荷。该系统还包括用于在单次燃料喷射期间调整燃料喷射器的保持电流以循环达预定整数次数的附加指令。
24.图1的系统还提供了一种系统，该系统包括：燃料喷射器；电池高侧开关和低侧开关；控制器，该控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，该可执行指令致使控制器调整燃料喷射器的保持电流以适时地变化并且在燃料喷射器被命令停止流动燃料时以预定值结束。该系统包括其中保持电流结束，并且燃料喷射经由断开低侧开关和断开电池高侧开关被命令停止流动燃料。该系统还包括用于响应于基于保持电流的缓升和保持电流的缓降的最大保持电流阈值而调整保持电流的附加指令。该系统还包括用于响应于时段和占空比而调整保持电流的附加指令。
25.现在参考图2，示出了燃料喷射器的电流分布。电流分布示出了在经由燃料喷射器喷射燃料时流入燃料喷射器的电流。燃料喷射器可以是直接燃料喷射器66，如图1所示。提及对图2的描述中涉及的低侧开关、升压高侧开关和电池高侧开关是指图5中示出的开关。
26.曲线图200示出了燃料喷射器电流量相对于时间的曲线图。竖直轴线代表流入燃料喷射器的电流量，并且电流量沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线代表时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。
27.在时间t0，流入燃料喷射器的电流量为零。燃料喷射器完全地关闭(未示出)，并且燃料不流过燃料喷射器。
28.在时间t1，燃料喷射器被命令打开，并且升压电压(例如，65伏dc)通过闭合升压高侧开关被施加到燃料喷射器(未示出)。施加升压电压致使电流开始流入燃料喷射器。这可称为在燃料喷射时段期间的第一升压阶段或简称为升压阶段。时间t1也是燃料喷射时段的开始，或者是经由燃料喷射器喷射燃料的时间段的开始。燃料喷射时段可以是经由燃料喷射器喷射到发动机气缸的请求的燃料量的函数。在升压阶段期间，电池高侧开关和低侧开关也闭合以允许电流流入燃料喷射器(未示出)。
29.在时间t2，流入燃料喷射器的电流量达到阈值。因此，升压阶段结束，以便允许流入燃料喷射器的电流量减少。升压阶段通过断开升压高侧开关并且闭合电池高侧开关(未示出)来结束。低侧开关也保持闭合(未示出)。
30.在时间t3，升压电压第二次施加到燃料喷射器，但是升压电压的这种施加是任选的。升压高侧开关闭合，使得流入燃料喷射器的电流开始增加。电池高侧开关和低侧开关保持闭合。
31.在时间t4，流入燃料喷射器的电流量再次达到阈值。因此，升压阶段结束，以便允许流入燃料喷射器的电流量减少。升压阶段通过断开升压高侧开关并使电池高侧开关闭合(未示出)来结束。低侧开关也保持闭合(未示出)。拾取或再循环模式开始。在时间t4与时间t5之间，电池高侧开关可以重复地断开和闭合。如果燃料喷射器电流不小于阈值，则电池高侧开关可断开，并且如果燃料喷射器电流减小到阈值，则电池高侧开关可闭合。电池高侧开
关可保持闭合，直到燃料喷射器电流超过第二阈值电流。这些动作致使燃料喷射器打开而不汲取大量电流。
32.在可以是自时间t1以来的预定时间量的时间t5，燃料喷射器打开，并且低侧开关断开，使得可经由允许电流流过续流二极管减少存储在燃料喷射器的线圈中的能量的量。电池高侧开关闭合，并且升压高侧开关闭合。因此，流入燃料喷射器的电流量可快速地减少。
33.在时间t6，流入燃料喷射器的电流减少到最小保持电流。保持阶段开始，并且续流阶段在时间t6结束。低侧开关闭合，并且电池高侧开关闭合，使得流入燃料喷射器的电流量开始朝向最大保持电流增加。通过用在最大保持电流与最小保持电流之间的电流操作燃料喷射器，燃料喷射器可保持在打开状态，而消耗很少电能。在燃料喷射器在保持阶段(例如，在时间t6与在时间t9命令燃料喷射器停止喷射燃料之间)操作时，流过燃料喷射器的电流量在最小保持电流与最大保持电流之间循环。通过在流过燃料喷射器的电流小于或等于最小保持电流时闭合电池高侧开关和在流过燃料喷射器的电流等于或大于最大保持电流时断开电池高侧开关，使保持电流量从最小保持电流循环到最大保持电流。在保持阶段期间，最小保持电流和最大保持电流保持在恒定值处。燃料喷射器保持电流从最小保持电流循环到最大保持电流的时段(例如，锯齿时段)被指示为在时间t6与时间t8之间的时间量。在时间t6与t8之间的燃料喷射器时段的燃料喷射器保持电流斜升时段是从时间t6到时间t7。在时间t6与t8之间的燃料喷射器时段的燃料喷射器保持电流斜降时段是从时间t7到时间t8。在该示例中，总时段是在燃料喷射器处于最小保持电流时的第一时间与在燃料喷射器在该第一时间之后且在燃料喷射器处于最小保持电流时的第二时间之前被供应了最大保持电流之后的该第二时间之间的时间量。
34.在时间t9，命令燃料喷射器停止喷射燃料，使得燃料喷射器关断或关闭。在燃料喷射器被命令停止喷射燃料或关断时，保持阶段结束。在电池高侧开关和升压高侧开关断开时，通过断开低侧开关来命令燃料喷射器停止喷射燃料或关断。存储在燃料喷射器中的能量减少到零，并且在时间t10，流过燃料喷射器的电流为零。时间t10也是燃料喷射时段的结束。储在燃料喷射器中的能量通过允许电流在时间t9与时间t10之间流过续流二极管(如图5所示)来进行耗散。
35.现在参考图3，示出了根据现有技术和根据本发明方法的对燃料喷射器的保持电流控制的曲线图。曲线图示出了一旦燃料喷射器处于打开状态，就可如何在燃料喷射的保持阶段期间控制保持电流。图3的曲线图在时间上是对齐的。
36.从图3的顶部起的第一曲线图示出了根据现有技术的燃料喷射器保持电流的曲线图。竖直轴线代表燃料喷射器保持电流，并且保持电流沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。线302代表根据现有技术方法的燃料喷射器保持电流。虚线350代表最大燃料喷射器保持电流阈值，并且虚线352代表最小燃料喷射器保持电流阈值。
37.从图3的顶部起的第二曲线图示出了根据本文描述的本发明方法的在时间t21命令燃料喷射停止时的燃料喷射器保持电流的曲线图。竖直轴线代表燃料喷射器保持电流，并且燃料喷射器保持电流沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。线304代表根据本发明方法的燃料喷射器保持电流。虚线354代表最
大燃料喷射器保持电流阈值，并且虚线356代表最小燃料喷射器保持电流阈值。
38.从图3的顶部起的第三曲线图示出了根据本文描述的本发明方法的在时间t22命令燃料喷射停止时的燃料喷射器保持电流的曲线图。竖直轴线代表燃料喷射器保持电流，并且燃料喷射器保持电流沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。线306代表根据本发明方法的燃料喷射器保持电流。虚线358代表最大燃料喷射器保持电流阈值，并且虚线360代表最小燃料喷射器保持电流阈值。
39.从图3的顶部起的第四曲线图示出了根据本文描述的本发明方法的在时间t23命令燃料喷射停止时的燃料喷射器保持电流的曲线图。竖直轴线代表燃料喷射器保持电流，并且燃料喷射器保持电流沿竖直轴线箭头方向增加。水平轴线代表时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。线308代表根据本发明方法的燃料喷射器保持电流。虚线362代表最大燃料喷射器保持电流阈值，并且虚线364代表最小燃料喷射器保持电流阈值。
40.在时间t20，根据现有技术方法的燃料喷射器保持电流处于最小燃料喷射器保持电流，并且电池高侧开关和升压高侧开关断开，而低侧开关闭合(未示出)，如在从图3的顶部起的第一曲线图中所指示。同样地，在时间t21命令燃料喷射器停止喷射燃料时的根据本发明方法的保持电流(从图3的顶部起的第二曲线图)在时间t20处于最小燃料喷射器保持电流。另外，在t22命令燃料喷射器停止喷射燃料时的根据本发明方法的保持电流(从图3的顶部起的第三曲线图)在时间t20处于最小燃料喷射器保持电流。另外，在t23命令燃料喷射器停止喷射燃料时的根据本发明方法的保持电流(从图3的顶部起的第四曲线图)在时间t20处于最小燃料喷射器保持电流。
41.在该示例中，与针对现有技术方法示出的最大燃料喷射器保持电流水平(从图3的顶部起的第一曲线图)相比，将在时间t21命令燃料喷射器停止喷射燃料时的最大燃料喷射器保持电流(从图3的顶部起的第二曲线图)调整到更低水平。通过减小最大燃料喷射器保持电流水平，燃料喷射器保持电流从最大燃料喷射器保持电流水平减小到最小燃料喷射器保持电流水平可能花费更少时间。另外，减小最大燃料喷射器保持电流水平可增大保持电流的频率，从而减少燃料喷射器保持电流的时段，使得燃料喷射器保持电流在时间t21可等于最小燃料喷射器保持电流。在时间t21命令燃料喷射器停止燃料喷射时的最大保持电流354和最小保持电流356之间的差值由箭头370指示。
42.将在时间t22命令燃料喷射器停止喷射燃料时的最大燃料喷射器保持电流(从图3的顶部起的第三曲线图)调整到高于在时间t21命令燃料喷射器停止喷射燃料时的最大燃料喷射器保持电流(354，如从图3的顶部起的第二曲线图所示)且小于根据现有技术方法的最大燃料喷射器保持电流(350，如从图3的顶部起的第一曲线图所示)的水平。通过调整最大燃料喷射器保持电流水平，与燃料喷射器保持电流从最大值354减少到最小值356花费的时间量相比，燃料喷射器保持电流从最大燃料喷射器保持电流水平358的水平减少到最小燃料喷射器保持电流水平360花费的时间量可增加。因此，通过增大在最大燃料喷射器保持电流358与最小燃料喷射器保持电流360之间的差值，如箭头372所指示，燃料喷射器保持电流可在作为在时间上比时间t21晚的时间t22达到最小燃料喷射器保持电流。
43.将在时间t23命令燃料喷射器停止喷射燃料时的最大燃料喷射器保持电流(从图3的顶部起的第四曲线图)调整到高于在时间t22命令燃料喷射器停止喷射燃料时的最大燃料喷射器保持电流(358，如从图3的顶部起的第三曲线图所示)且小于根据现有技术方法的
最大燃料喷射器保持电流(350，如从图3的顶部起的第一曲线图所示)的水平。通过调整最大燃料喷射器保持电流水平，与燃料喷射器保持电流从最大值358减少到最小值360花费的时间量相比，燃料喷射器保持电流从最大燃料喷射器保持电流水平362的水平减少到最小燃料喷射器保持电流水平364花费的时间量可增加。因此，通过增大在最大燃料喷射器保持电流362与最小燃料喷射器保持电流364之间的差值，如箭头374所指示，燃料喷射器保持电流可在作为在时间上比时间t22晚的时间t23达到最小燃料喷射器保持电流。
44.因此，增加最大燃料喷射器保持电流可减小燃料喷射器保持电流频率并增加燃料喷射器保持电流时段。例如，在最小燃料喷射器保持电流阈值356、360和364相等时，在最小燃料喷射器保持电流阈值与最大燃料喷射器保持电流阈值之间的增大的差值增加燃料喷射器保持电流时段。因此，可经由调整最大燃料喷射器保持电流阈值来调整燃料喷射器保持电流等于最小燃料喷射器保持电流的时间。
45.现有技术燃料喷射器保持电流302在时间t20从最小值斜升(例如，以固定速率增加)，直到其达到最大燃料喷射器保持电流350。在现有技术燃料喷射器保持电流302达到最大燃料喷射器保持电流350之后，其从最大值斜降(例如，以固定速率减少)，直到其达到最小燃料喷射器保持电流352。这种斜升和斜降以固定速率继续。固定速率可以基于最大燃料喷射器保持电流350与最小燃料喷射器保持电流352之间的差值、燃料喷射器的温度和电池电压。
46.如果在时间t21命令燃料喷射器停止喷射燃料，则现有技术燃料喷射器保持电流302在时间t21处于更高水平。在时间t21命令燃料喷射器停止喷射燃料时，燃料喷射器在380处指示的时间关闭。如果在时间t22命令燃料喷射器停止喷射燃料，则现有技术燃料喷射器保持电流302在时间t22处于中间水平。在时间t22命令燃料喷射器停止喷射燃料时，燃料喷射器在381处指示的时间关闭。如果在时间t23命令燃料喷射器停止喷射燃料，则现有技术燃料喷射器保持电流302在时间t23处于更低水平。在时间t23命令燃料喷射器停止喷射燃料时，燃料喷射器在382处指示的时间关闭。因此，根据现有技术，燃料喷射器保持电流可根据命令燃料喷射器停止喷射燃料的时间而变化。与在命令燃料喷射器停止喷射燃料而燃料喷射器保持电流是更小值(如在380-t21、381-t22、382-t23以及380-t21＞381-t22＞382-t23处所指示)时相比，在命令燃料喷射器停止喷射燃料而燃料喷射器保持电流时更大值时，燃料喷射器可能花费更长的时间量来完全地关闭。
47.预期在时间t21命令燃料喷射器停止喷射燃料时的根据本发明方法的燃料喷射器保持电流(从图3的顶部起的第二曲线图)从时间t20斜升(以固定速率增加)，直到其达到最大燃料喷射器阈值354。在燃料喷射器保持电流达到最大燃料喷射器保持电流354之后，其发生斜降(例如，以固定速率减少)，直到其达到最小燃料喷射阈值356。燃料喷射器保持电流304在最大燃料喷射器保持电流阈值354与最小燃料喷射器保持电流阈值356之间振荡达预定实际总整数次循环，直到在时间t21命令燃料喷射器停止喷射燃料。例如，在时间t21命令燃料喷射器停止喷射燃料时，燃料喷射器保持电流等于最小燃料喷射器保持电流。燃料喷射器完全地关闭，如在385处所指示。
48.预期在时间t22命令燃料喷射器停止喷射燃料时的根据本发明方法的燃料喷射器保持电流(从图3的顶部起的第三曲线图)从时间t20斜升(以固定速率增加)，直到其达到最大燃料喷射器阈值358。在燃料喷射器保持电流达到最大燃料喷射器保持电流358之后，其
发生斜降(例如，以固定速率减少)，直到其达到最小燃料喷射阈值360。燃料喷射器保持电流306在最大燃料喷射器保持电流阈值358与最小燃料喷射器保持电流阈值360之间振荡达预定实际总整数次循环，直到在时间t22命令燃料喷射器停止喷射燃料。例如，在时间t22命令燃料喷射器停止喷射燃料时，燃料喷射器保持电流等于最小燃料喷射器保持电流。燃料喷射器完全地关闭，如在386处所指示。
49.预期在时间t23命令燃料喷射器停止喷射燃料时的根据本发明方法的燃料喷射器保持电流(从图3的顶部起的第四曲线图)从时间t20斜升(以固定速率增加)，直到其达到最大燃料喷射器阈值362。在燃料喷射器保持电流达到最大燃料喷射器保持电流362之后，其发生斜降(例如，以固定速率减少)，直到其达到最小燃料喷射阈值364。燃料喷射器保持电流308在最大燃料喷射器保持电流阈值362与最小燃料喷射器保持电流阈值364之间振荡达预定实际总整数次循环，直到在时间t23命令燃料喷射器停止喷射燃料。例如，在时间t23命令燃料喷射器停止喷射燃料时，燃料喷射器保持电流等于最小燃料喷射器保持电流。燃料喷射器完全地关闭，如在387处所指示，并且燃料喷射器关闭延迟为385
–
t21＝386
–
t22＝387
–
t23。
50.现在参考图4，描述了用于操作燃料喷射器的方法。图4的方法可作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令结合到图1的系统中。图4的方法可致使图1的控制器接收来自本文描述的一个或多个传感器的输入并且调整本文描述的一个或多个致动器在物理世界中的位置或操作状态。图4的描述中提及的开关、二极管和燃料喷射器可被包括在如图5所述的电路中。
51.在402处，方法400判断发动机是否正在运行(例如，旋转并燃烧燃料)。如果是，则答案为是，并且方法400前进到404。否则，答案为否，并且方法400前进到403。在一个示例中，如果燃料被喷射到发动机并且发动机转速大于阈值转速，则方法400可判断发动机正在运行。
52.在403处，方法400停止电流向发动机的燃料喷射器的流动。可经由断开升压高侧开关、断开电池高侧开关并断开低侧开关来停止来自燃料喷射器的燃料流。方法400前进到退出。
53.在404处，方法400确定最小燃料喷射器保持电流。在一个示例中，方法400从控制器存储器中检索最小燃料喷射器保持电流。最小燃料喷射器保持电流可在车辆制造期间存储在控制器非暂时性存储器中。方法400前进到406。
54.在406处，方法400确定最近燃料喷射器保持电流缓升和最近燃料喷射器保持电流缓降。在一个示例中，方法400可确定在电池高侧开关闭合并且低侧开关闭合时的燃料喷射器保持电流缓升。可通过监测燃料喷射器保持电流和时间来确定燃料喷射器保持电流缓升。特别地，从燃料喷射器保持电流等于最小燃料喷射器保持电流阈值imin时开始的一时间段tu之后，燃料喷射器保持电流达到最大燃料喷射器保持电流imax。燃料喷射器缓升可通过针对su求解以下方程来确定：imax＝imin+sutu＝imin+sudttt其中imax是最大燃料喷射器保持电流，imin是最小燃料喷射器保持电流，su是燃料喷射器保持电流缓升，dt是燃料喷射器保持电流的占空比，并且tt是燃料喷射器保持电流的总时段(例如，燃料喷射器保持电流斜升时段加上燃料喷射器保持电流斜降时段)。
55.方法400可确定在电池高侧开关断开并且低侧开关闭合时的燃料喷射器保持电流
缓降。可通过监测燃料喷射器保持电流和时间来确定燃料喷射器保持电流缓降。具体地，从燃料喷射器保持电流等于最大燃料喷射器保持电流阈值imax时开始的一时间段td之后，燃料喷射器保持电流达到最小燃料喷射器保持电流imin。燃料喷射器缓降可通过针对sd求解以下方程来确定：imin＝imax+sdtd＝imax+sd(1-dt)tt，其中imax是最大燃料喷射器保持电流，imin是最小燃料喷射器保持电流，sd是燃料喷射器保持电流缓降，dt是燃料喷射器保持电流的占空比，并且tt是燃料喷射器保持电流的总时段。可经由以下方程确定燃料喷射器保持电流占空比：
56.imin＝imin+sudttt+sd(1-dt)tt
57.sudttt+sd(1-dt)tt＝0
58.sudt+sd(1-dt)＝0
[0059][0060]
其中变量imin、su、sd、tt和dt如先前所述。
[0061]
燃料喷射器保持电流缓升和燃料喷射器电流缓降可在燃料喷射器的最近一次燃料喷射期间确定。例如，可在气缸的第一循环期间喷射燃料时确定燃料喷射器保持电流缓升，并且方法400可在紧接气缸的第一循环之后的气缸的第二循环期间从存储器中检索燃料喷射器保持电流缓升值。可选地，可在本发明燃料喷射的保持电流阶段的开始确定燃料喷射器保持电流缓升和燃料喷射器电流缓降。方法400前进到408。
[0062]
在408处，方法400确定燃料喷射命令脉冲宽度(例如，供应到燃料喷射器驱动器电路以打开和关闭燃料喷射器的电信号的持续时间)。在一个示例中，方法400根据从推进力踏板的位置和发动机转速确定的驾驶员需求扭矩来确定燃料脉冲宽度。可应用推进力踏板位置和发动机转速来生成扭矩请求。可从扭矩请求经由查找表来确定气缸空气量。可经由将气缸空气量除以请求的气缸空燃比来确定发动机燃料量。当经由气缸燃料量进行参考时，可经由输出凭经验确定的脉冲宽度值的函数将气缸燃料量转换为脉冲宽度。方法400前进到410。
[0063]
在410处，方法400确定在燃料喷射事件期间(例如，燃料喷射器打开并喷射燃料的时间)将生成的燃料喷射器保持电流循环的实际总整数。在一个示例中，选择要生成的燃料喷射器保持电流时段(例如，在图2中的t6与t8之间的时间)的整数的标准可以基于最大时段长度和最小时段长度，该最大时段长度和最小时段长度可经由命令燃料喷射器脉冲宽度并确定燃料喷射器脉冲宽度的保持电流持续时间凭经验确定。例如，方法400可基于最大时段(例如，290微秒)和最小时段(例如，170微秒)来选择用于燃料喷射事件的燃料喷射器保持电流循环的实际总数。因此，如果燃料喷射器保持阶段持续时间为856微秒，则燃料喷射器保持阶段电流可划分为四个等距间隔的锯齿时段。方法400前进到412。
[0064]
在412处，方法400确定最大燃料喷射器保持电流。可选地，方法400可确定燃料喷射器保持电流占空比和时段。在一些示例中，燃料喷射器驱动器电路可控制燃料喷射器保持电流的占空比，或者可选地，它可经由电池高侧开关打开和关闭燃料喷射器，使得燃料喷射器保持电流表现出锯齿分布。
[0065]
燃料喷射器保持电流占空比和时段可通过以下方式确定：如果命令的燃料喷射脉冲宽度(例如，经由电信号命令燃料喷射器打开的时间量)为1512μs(微秒)，并且保持阶段
对于这次喷射恰好在656μs时以电流imin＝1.9a开始。所得的燃料喷射保持阶段持续时间为856μs。在该示例中，su＝4000a/s且sd＝-1000a/s。产生水平锯齿分布的占空比dt可如下计算：
[0066][0067]
可基于在410处确定的整数个时段如下来计算锯齿时段：
[0068][0069]
这样，燃料喷射器保持电流在656μs、870μs、1084μs、1298μs和1512μs(pw的结束，关断命令)时等于imin＝1.9a。如果驱动器电路直接控制燃料喷射器保持电流锯齿时段和占空比，则可命令214μs(≈4.67khz)的时段和20％占空比。
[0070]
另一方面，如果燃料喷射器驱动器电路测量电流并且在请求的imin和imax处在接通(例如，电池高侧开关闭合且低侧开关闭合)与关断(例如，电池高侧开关断开且低侧开关闭合)之间切换，则可确定燃料喷射器最大保持电流imax。从步骤404已知imin＝1.9a，imax可如下计算：
[0071][0072]
因此，方法400将燃料喷射器保持电流切换为imin＝1.9a并且imax＝2.071a。
[0073]
在另一个示例中，命令的燃料喷射器脉冲宽度改变为1550μs，并且保持阶段在656μs处开始。所得的保持阶段持续时间为894μs。
[0074][0075]
在驱动器电路直接控制燃料喷射器保持电流锯齿时段和占空比的系统中，燃料喷射器驱动电路被命令来提供223.5μs时段(≈4.47khz)和20％占空比。
[0076][0077]
相反地，如果驱动器电路测量电流并且在请求的imin和imax处在接通与断开之间切换，则燃料喷射器保持电流在imin＝1.9a和imax＝2.079a处切换。
[0078]
方法400还可提供不等的燃料喷射器保持电流锯齿时段。例如，如果命令的燃料喷射器脉冲宽度为1512μs，并且保持阶段恰好在656μs时以电流imin＝1.9a开始。所得的保持阶段持续时间为856μs。还施加先前确定的燃料喷射器保持电流su＝4000a/s并且sd＝-1000a/s。占空比dt可如下计算来产生水平锯齿分布：
[0079][0080]
燃料喷射器保持阶段电流可划分为不等的锯齿分布。除了第一时段之外的所有时
段都可设置为200μs的可校准值，而第一时段设置为等于保持阶段的其余时间(在这种情况下为256μs)：
[0081][0082]
在912μs、1112μs、1312μs和1512μs时的电流(关断命令)与在保持阶段的开始(656μs)的电流相同(＝imin＝1.9a)。
[0083]
如果燃料喷射器驱动器电路直接控制锯齿时段和占空比，则燃料喷射器驱动器电路以20％占空比命令256μs的第一时段，并且以20％占空比命令200μs的其余时段。
[0084]
相反地，如果驱动器电路测量燃料喷射器保持电流并且在请求的imin和imax处在接通与关断之间切换，则imax1和imax2可如下确定：
[0085][0086][0087]
燃料喷射器保持电流在imin＝1.9a(所有时段)处切换，对于第一锯齿时段在imax1＝2.105a处切换，并且对于其余时段在imax2＝2.060a处切换。
[0088]
如果命令的燃料喷射器保持电流脉冲宽度改变为1550μs。正如之前一样，将除第一时段之外的所有时段设置为200μs，但是将第一时段改变为294μs。
[0089][0090]
现在，在950μs、1150μs、1350μs和1550μs的燃料喷射器保持电流(关断命令)与在保持阶段的开始(656μs)的imin＝1.9a的电流相同。
[0091]
如果燃料喷射器驱动器电路直接控制锯齿时段和占空比，则燃料喷射器保持电流可以20％占空比被命令到294μs的第一时段，并且以20％占空比被命令到200μs的其余时段。
[0092]
相反地，如果燃料喷射器驱动器电路测量电流并且在目标imin和imax处在接通与关断之间切换，则imax1和imax2可如下计算：
[0093][0094][0095]
燃料喷射器保持电流在imin＝1.9a(所有时段)处切换，对于第一锯齿时段在imax1＝2.135a处切换，并且对于其余时段在imax2＝2.060a处切换。
[0096]
注意：这里描述的方法可扩展为包括附加的反馈校正。也就是说，从imin＝1.9a开始，命令20％占空比，但是在第二循环上，得到略小的imin＝1.89a(由于斜率值的误差、近似误差......)。可针对下一循环命令略高的占空比(例如，20.5％)来进行校正。类似地，如果驱动器电路在目标imin和imax处切换，但是目标imax造成比期望的略长的时段，则可针对下一时段略微地减小目标imax。在确定最大燃料喷射器保持电流之后，方法400前进到414。可选地，在确定燃料喷射器保持电流占空比和时段之后，方法400前进到414。
[0097]
在414处，方法400向将在发动机的循环期间将燃料递送到发动机气缸的选定的燃料喷射器施加升压电压。因此，选定的燃料喷射器的喷射时段开始。燃料喷射时段持续时间可以是经由选定的燃料喷射器递送的请求的燃料量的函数，并且请求的燃料量可以是发动机转速和驾驶员需求扭矩或功率的函数。在一个示例中，经由闭合升压高侧开关同时低侧开关和电池高侧开关也闭合来将升压电压施加到燃料喷射器。升压电压可以是65伏，并且电池电压可以是12伏。通过向选定的燃料喷射器施加升压电压，与在将电池电压施加到选定的燃料喷射器的情况下相比，选定的燃料喷射器可以以更快速率打开。方法400前进到416。
[0098]
在416处，方法400经由断开升压高侧开关并且经由在电池高侧开关闭合时且在低侧开关闭合时断开升压高侧开关使电流流过续流二极管(如图5所示)来在燃料喷射器中再循环电流。通过将电流再循环到燃料喷射器，可防止产生大电压尖峰。电流可再循环达预定时间量。方法400前进到418。
[0099]
在418处，方法400将流过选定的燃料喷射器的电流减少到最小保持电流阈值。在一个示例中，方法400可断开低侧开关以将流过选定的燃料喷射器的电流量减少到最小保持电流。电池高侧开关闭合，并且升压高侧开关闭合。选定的燃料喷射器进入保持电流阶段并且退出升压阶段。然而，在一些示例中，方法400可在进入保持电流阶段之前生成两个升压阶段。方法400前进到420。
[0100]
在420处，方法400将电池电压施加到选定的燃料喷射器，以便将保持电流向最大保持电流增加。可通过闭合电池高侧开关来将电池电压施加到选定的燃料喷射器。可选地，方法400将燃料喷射器保持电流调整到在412处确定的时段和占空比值。方法400前进到422。
[0101]
在422处，在选定的燃料喷射器电流达到燃料喷射器最大保持电流时，方法400开始在选定的燃料喷射器中再循环电流。方法400可经由断开低侧开关开始再循环电流。通过断开低侧开关，电流可流过续流二极管。方法400继续处于再循环模式，直到燃料喷射器中的电流减少到最小燃料喷射器保持电流。可选地，方法400继续将燃料喷射器保持电流调整到在412处确定的时段和占空比值。方法400前进到424。
[0102]
在424处，方法400判断燃料喷射器保持电流是否已经被调整以提供如在410处所确定的整数个保持电流循环。另外，另外地或可选地，方法400可判断燃料喷射器保持电流是否处于预定值和/或当前时间是否是命令燃料喷射器停止喷射燃料的时间。如果是，则答案为是并且方法400前进到426。否则，答案为否，并且方法400返回到420。
[0103]
在426处，方法400停止使电流流向选定的燃料喷射器。在一个示例中，方法400可断开电池高侧开关、低侧开关和升压高侧开关以停止电流向选定的燃料喷射器的流动。燃料喷射时段的持续时间可短于发动机循环。方法400前进到退出。
[0104]
以这种方式，可调整流过选定的燃料喷射器的保持电流量。对选定的燃料喷射器的保持电流的调整可减少燃料喷射器关闭时间的变化，这可减少由选定的燃料喷射器喷射的燃料量的变化。图4的方法可应用于发动机的燃料喷射器中的每一者。
[0105]
图4的方法提供了用于操作燃料喷射器的方法，该方法包括：经由控制器调整燃料喷射器的保持电流以适时地变化并且在燃料喷射器被命令停止流动燃料时以预定值结束。该方法还包括调整燃料喷射器的最大保持电流，使得保持电流在燃料喷射器被命令停止流动燃料时处于预定值。该方法还包括调整保持电流的时段和占空比，使得保持电流在所述燃料喷射器被命令停止流动燃料时处于预定值。该方法包括其中预定值是最小保持电流。该方法包括其中基于发动机转速和发动机负荷来命令燃料喷射器停止流动燃料。该方法包括其中经由断开和闭合第一开关和第二开关来调整保持电流。该方法包括其中第一开关是电池高侧开关，并且其中第二开关是低侧开关。该方法包括其中所述电池高侧开关闭合并且所述低侧开关闭合以增加所述保持电流。该方法包括电池高侧开关闭合并且所述低侧开关闭合以增加保持电流。
[0106]
现在参考图5，示出了用于操作燃料喷射器的示例性电路500。可为每个燃料喷射器提供类似的电路500，并且图5的电路可被包括在图1的系统中，例如，被包括在控制器12中。
[0107]
电路500包括输出第一电压(例如，65伏-升压电压)的升压电源502和输出电池电压(例如，12伏)的电池504。升压电压可选择性地电耦合到燃料喷射器线圈512以激活燃料喷射器并开始从燃料喷射器到发动机的燃料递送。可经由升压高侧开关506将升压电压施加到燃料喷射器线圈512。升压高侧开关506可以是晶体管，诸如场效应晶体管、双极晶体管或其他已知的晶体管。升压高侧开关506可闭合以将升压电压施加到燃料喷射器线圈512。
[0108]
电池电压也可选择性地电耦合到燃料喷射器线圈512以保持燃料喷射器打开并继续从燃料喷射器到发动机的燃料递送。可经由电池高侧开关508将电池电压施加到燃料喷射器线圈512。电池高侧开关508可以是晶体管，诸如场效应晶体管、双极晶体管或其他已知的晶体管。电池高侧开关508可闭合以将电池电压施加到燃料喷射器线圈512。开关506和508可称为高侧开关，因为它们更靠近电池504和升压电源502的较高电位侧。
[0109]
电路500还包括续流二极管510，该续流二极管允许在从升压高侧开关或从电池高侧开关到燃料喷射器线圈516的电流流动中断时电流流过续流二极管并流向燃料喷射器线圈。电路500还包括齐纳二极管516，该齐纳二极管包括阈值击穿电压(例如，65伏)。最后，电路500包括低侧开关514，该低侧开关可闭合以激活燃料喷射器和断开以停用燃料喷射器。
[0110]
需注意，本文包括的示例性控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可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进行。本文描述的具体例程可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一者或多者。因此，示出的各种动作、操作和/或功能可按示出的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文描述的示例性示例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可根据使用的特定策略来重复地执行示出的动作、操作和/或功能中的一者或多者。另外，所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其
中通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来进行描述的动作。
[0111]
说明书到此结束。在不脱离说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员在阅读说明书后将想到许多变更和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可选的燃料配置进行操作的i3、i4、i5、v6、v8、v10和v12发动机可以使用本说明书来获益。
[0112]
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：燃料喷射器；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器将最大燃料喷射器保持电流调整为某一值，使得所述燃料喷射器的保持电流在所述燃料喷射器被命令停止递送燃料时为预定值，其中所述保持电流以某一频率进行调整。
[0113]
根据一个实施例，所述值是最小保持电流阈值。
[0114]
根据一个实施例，所述值基于所述保持电流的缓升的值。
[0115]
根据一个实施例，所述值还基于所述保持电流的缓降。
[0116]
根据一个实施例，所述值还基于最小燃料喷射器保持电流。
[0117]
根据一个实施例，所述燃料喷射器基于请求的燃料脉冲宽度被命令停止递送燃料，并且其中所述请求的燃料脉冲宽度基于发动机转速和负荷。
[0118]
根据一个实施例，本发明的特征还在于用于在单次燃料喷射期间调整所述燃料喷射器的所述保持电流以循环达预定整数次数的附加指令。
[0119]
根据本发明，一种用于操作燃料喷射器的方法包括：经由控制器调整所述燃料喷射器的保持电流以适时地变化并且在所述燃料喷射器被命令停止流动燃料时以预定值结束。
[0120]
在本发明的一方面，所述方法还包括调整所述燃料喷射器的最大保持电流，使得所述保持电流在所述燃料喷射器被命令停止流动燃料时处于所述预定值。
[0121]
在本发明的一方面，所述方法还包括调整所述保持电流的时段和占空比，使得所述保持电流在所述燃料喷射器被命令停止流动燃料时处于所述预定值。
[0122]
在本发明的一方面，所述预定值是最小保持电流。
[0123]
在本发明的一方面，基于发动机转速和发动机负荷来命令所述燃料喷射器停止流动燃料。
[0124]
在本发明的一方面，经由断开和闭合第一开关和第二开关来调整所述保持电流。
[0125]
在本发明的一方面，所述第一开关是电池高侧开关，并且其中所述第二开关是低侧开关。
[0126]
在本发明的一方面，所述电池高侧开关闭合并且所述低侧开关闭合以增加所述保持电流。
[0127]
在本发明的一方面，所述电池高侧开关断开并且所述低侧开关闭合以减少所述保持电流。
[0128]
根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：燃料喷射器；电池高侧开关和低侧开关；控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器调整所述燃料喷射器的保持电流以适时地变化并且在所述燃料喷射器被命令停止流动燃料时以预定值结束。
[0129]
根据一个实施例，所述保持电流结束，并且燃料喷射经由断开所述低侧开关和断开所述电池高侧开关被命令停止流动燃料。
[0130]
根据一个实施例，本发明的特征还在于用于响应于基于所述保持电流的缓升和所述保持电流的缓降的最大保持电流阈值而调整所述保持电流的附加指令。
[0131]
根据一个实施例，本发明的特征还在于用于响应于时段和占空比而调整所述保持电流的附加指令。