用于操作燃料計(jì)量閥的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及操作燃料計(jì)量閥的控制裝置，燃料計(jì)量閥與提供燃料至燃料軌的燃料泵相關(guān)聯(lián)，燃料計(jì)量閥具有閥構(gòu)件和使閥構(gòu)件移動的電致動器，閥構(gòu)件調(diào)節(jié)燃料流量，控制裝置包括連接到燃料計(jì)量閥的電子控制單元，其用于：確定燃料流量目標(biāo)值；用標(biāo)稱函數(shù)將燃料流量值關(guān)聯(lián)到致動器的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)的值，以確定可調(diào)節(jié)參數(shù)對應(yīng)于燃料流量目標(biāo)值的標(biāo)稱值；使用確定的標(biāo)稱值計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值；將可調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定為校正值，電子控制單元配置為如下地計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)校正值：估算接近其實(shí)際值的燃料流量值；計(jì)算燃料流量目標(biāo)值與估算值之間的差；使用該差確定表示標(biāo)稱函數(shù)導(dǎo)數(shù)的校正項(xiàng)值；計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值，其為其標(biāo)稱值和校正項(xiàng)計(jì)算值的函數(shù)。
【專利說明】用于操作燃料計(jì)量閥的控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利申請總體涉及一種用于操作燃料計(jì)量閥的控制裝置，所述燃料計(jì)量閥設(shè)置 用于調(diào)節(jié)由燃料泵提供進(jìn)入汽車系統(tǒng)的燃料軌內(nèi)的燃料流量。

【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，汽車系統(tǒng)通常包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，例如壓燃發(fā)動機(jī)或火花點(diǎn)火式發(fā)動機(jī)。 該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)通常包括發(fā)動機(jī)缸體，所述發(fā)動機(jī)缸體限定至少一個具有活塞的氣缸；和氣 缸蓋，所述氣缸蓋封閉該氣缸并與活塞相配合以限定燃燒室。燃料和空氣的混合物輸送至 燃燒室中并被點(diǎn)燃，從而導(dǎo)致熱膨脹的廢氣引起活塞的往復(fù)運(yùn)動，其旋轉(zhuǎn)曲軸。
[0003] 燃料由位于燃燒室內(nèi)部的至少一個燃料噴嘴提供。該燃料噴嘴接收來自燃料軌的 燃料，該燃料軌與升高來自燃料源（罐）的燃料壓力的高壓燃料泵流體相通。更具體地說， 高壓燃料泵可包括往復(fù)式柱塞，該柱塞被容納在與燃料的進(jìn)口及出口相通的氣缸內(nèi)。所述 柱塞由凸輪軸促動，該凸輪軸由內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的曲軸驅(qū)動。在柱塞的膨脹沖程期間，燃料從泵 的入口被吸入氣缸。在壓縮沖程期間，包含在氣缸內(nèi)的燃料以較高的壓力通過泵的出口被 供給進(jìn)入燃料軌。
[0004] 燃料計(jì)量閥通常與高壓燃料泵相關(guān)聯(lián)以調(diào)節(jié)供應(yīng)到燃料軌的燃料流量 (flow-rate)。該燃料計(jì)量閥可被集成在高壓燃料泵中，以便實(shí)現(xiàn)通常被稱為燃料計(jì)量單元 的單個裝置。該燃料計(jì)量閥可以是進(jìn)氣控制閥（SCV)或數(shù)字閥。
[0005] 進(jìn)氣控制閥通常位于高壓燃料泵的入口處，并且包括閥構(gòu)件，所述閥構(gòu)件可在阻 止燃料通過閥的關(guān)閉位置和允許燃料的最大流量朝向燃料泵流動的全開位置之間運(yùn)動。閥 構(gòu)件被電力致動器，例如螺線管驅(qū)動，所述螺線管將電激勵電流轉(zhuǎn)化成磁場、然后轉(zhuǎn)換為閥 構(gòu)件的運(yùn)動。取決于激勵電流，閥構(gòu)件在關(guān)閉位置和全開位置之間可處于任何位置。更特別 地，在一些實(shí)施例中設(shè)置了，如果沒有電流被供給致動器，則閥構(gòu)件被留在它的全開位置。 逐漸地增加供給致動器的電流，閥構(gòu)件則移向它的關(guān)閉位置。其它實(shí)施例中設(shè)置了，如果沒 有電流供給到致動器，閥構(gòu)件保持在它的關(guān)閉位置。逐漸地增加供給到致動器的電流，閥構(gòu) 件移向它的全開位置。在這兩種情況下，進(jìn)氣控制閥調(diào)節(jié)在泵柱塞的膨脹沖程期間被吸入 泵缸內(nèi)的燃料的流量。
[0006] 數(shù)字閥通常設(shè)在將所述高壓燃料泵的氣缸連接回油箱的再循環(huán)管道內(nèi)。該數(shù)字 閥包括在泵柱塞的壓縮沖程期間在打開位置和關(guān)閉位置之間運(yùn)動的閥構(gòu)件。只要閥構(gòu)件 保持打開，所述泵柱塞就一直將燃料從泵缸推入再循環(huán)管道，然后返回到燃料箱中。一旦 閥構(gòu)件被關(guān)閉時，泵柱塞增加了在泵缸內(nèi)的燃料壓力，并將燃料提供到燃料軌中。閥構(gòu)件被 通過脈沖電信號驅(qū)動的致動器所驅(qū)動。以這樣的方式，改變形成驅(qū)動信號的電脈沖的正時 (timing)，閥構(gòu)件可在泵柱塞的壓縮沖程期間的不同時刻被關(guān)閉，由此調(diào)節(jié)供應(yīng)到燃料軌 的燃料的體積。
[0007] 無論它們?nèi)绾螌?shí)際工作，數(shù)字閥和進(jìn)氣控制閥的最終效果都是調(diào)節(jié)整體上由高壓 泵供給到燃料軌的燃料的平均流量，并且為此它們都被歸類為燃料計(jì)量閥。
[0008] 任何燃料計(jì)量閥典型地連接到汽車系統(tǒng)的控制裝置，該汽車系統(tǒng)包括多個傳感器 和至少一個電子控制單元（ECU)。為了操作燃料計(jì)量閥，該電子控制單元通常經(jīng)配置用于 運(yùn)行控制循環(huán)，該控制循環(huán)包括以下步驟：設(shè)置在燃料軌內(nèi)的燃料壓力的目標(biāo)值，例如根據(jù) 發(fā)動機(jī)工作條件來設(shè)置；確定被供給至燃料軌以滿足燃料軌壓力目標(biāo)值的燃料流量的目標(biāo) 值；確定驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)，即（對于SCV)電流或（對于數(shù)字閥） 電動脈沖的正時，其使高壓燃料泵供應(yīng)燃料流量的目標(biāo)值；以及最終將電信號的可調(diào)節(jié)參 數(shù)設(shè)置為該所確定的值。
[0009] 更特別地，燃料流量的目標(biāo)值通常由兩個主要的貢獻(xiàn)項(xiàng)（contribution)的總和 確定，即前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)和反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0010] 通過開環(huán)方法確定前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，所述開環(huán)方法將燃料軌壓力的目標(biāo)值作為燃料軌 的數(shù)學(xué)模型的輸入，該數(shù)學(xué)模型輸出指示在目標(biāo)壓力值下由于燃料噴嘴的操作和泄漏離開 燃料軌的燃料量的燃料流量的值。
[0011] 由閉環(huán)方法確定反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，該方法測量所述燃料軌內(nèi)的壓力值，計(jì)算該測量值 與燃料軌壓力的目標(biāo)值之間的誤差，并且將該誤差作為PI控制器的輸入，該控制器輸出旨 在補(bǔ)償燃料壓力誤差的燃料流量的值。
[0012] 一旦燃料流量的目標(biāo)值已經(jīng)被計(jì)算出，驅(qū)動燃料計(jì)量閥的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)的 相應(yīng)值根據(jù)另一個開環(huán)來確定，所述另一個開環(huán)使用燃料流量的目標(biāo)值作為相關(guān)函數(shù)的輸 入，該相關(guān)函數(shù)輸出所述可調(diào)節(jié)參數(shù)的相應(yīng)值。
[0013] 這種方法的一個缺點(diǎn)在于，相關(guān)函數(shù)通常是標(biāo)稱函數(shù)，該函數(shù)由燃料計(jì)量閥的供 應(yīng)商提供，并且僅代表燃料流量和驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的電信號的可調(diào)參數(shù)之間的理論關(guān) 系，而實(shí)際上每個單一燃料計(jì)量閥由于制造范圍、制造公差和許多其它因素（如熱流）的原 因可能都是不同的。
[0014] 結(jié)果是，對于給定的燃料流量的目標(biāo)值，標(biāo)稱的相關(guān)函數(shù)一般產(chǎn)生電驅(qū)動信號的 可調(diào)節(jié)參數(shù)的標(biāo)稱值，該標(biāo)稱值與實(shí)際上允許燃料計(jì)量閥獲得目標(biāo)燃料流量的值相差一個 偏移量（offset)。
[0015] 該偏移量當(dāng)前由PI控制器的積分項(xiàng)補(bǔ)償，PI控制器調(diào)節(jié)燃料流量的目標(biāo)值的反 饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，因此在穩(wěn)定條件下燃料計(jì)量閥允許高壓燃料泵得到正確的燃料流量。
[0016] 然而，如果偏移量的值太大，則所述補(bǔ)償可能導(dǎo)致閉環(huán)回路的不穩(wěn)定。
[0017] 此外，如果燃料流量的目標(biāo)值突然改變，例如在快速轉(zhuǎn)換階段，PI控制器可能不足 夠快，以補(bǔ)償偏移量的可能改變，并且可能在供給至燃料軌的燃料流量的目標(biāo)值與實(shí)際值 之間出現(xiàn)較大的誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 鑒于上述情況，本發(fā)明的實(shí)施例的目的是，提供一種控制裝置，該控制裝置可以克 服或至少肯定地減少上述的缺點(diǎn)。
[0019] 另一個目標(biāo)是，通過簡單、合理并且相當(dāng)?shù)统杀镜慕鉀Q方案實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。
[0020] 這些和其他目標(biāo)通過包括在獨(dú)立權(quán)利要求中的本發(fā)明實(shí)施例的特征實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán) 利要求包括本發(fā)明各實(shí)施例的特別有利和/或優(yōu)選的特征。
[0021] 特別地，本發(fā)明的一實(shí)施例提供了一種用于操作燃料計(jì)量閥的控制裝置，該燃料 計(jì)量閥與設(shè)置用于提供燃料至燃料軌的燃料泵相關(guān)聯(lián)，所述燃料計(jì)量閥具有閥構(gòu)件和用于 使所述閥構(gòu)件運(yùn)動以用于調(diào)節(jié)由燃料泵提供到燃料軌的燃料流量的電致動器，所述控制裝 置包括連接到燃料計(jì)量閥的電子控制單元，并且所述電子控制單元被設(shè)置用于：
[0022] -確定所述燃料流量的目標(biāo)值，
[0023] -使用標(biāo)稱函數(shù)，將燃料流量的值關(guān)聯(lián)到驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信號 的可調(diào)節(jié)參數(shù)的相對應(yīng)值，以確定對應(yīng)于燃料流量的目標(biāo)值的可調(diào)節(jié)參數(shù)的標(biāo)稱值，
[0024] -使用所確定的標(biāo)稱值來計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值，以及
[0025] -將所述電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定為所述校正值，
[0026] 其中，所述電子控制單元被配置用于計(jì)算所述可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值，通過以下步 驟：
[0027] -估算接近于其實(shí)際值的燃料流量的值，
[0028] -計(jì)算燃料流量的目標(biāo)值與估算值之間的差，
[0029] -使用所述差來確定表示標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的校正項(xiàng)的值，和
[0030] -計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值，其為其標(biāo)稱值和所述校正項(xiàng)的計(jì)算值的函數(shù)。
[0031] 由于此解決方案，在可調(diào)參數(shù)的標(biāo)稱值和其實(shí)際值之間的差通過校正項(xiàng)被連續(xù)地 補(bǔ)償，因此保證燃料流量的目標(biāo)值總是非常接近真實(shí)值。
[0032] 以這種方法，控制裝置可在穩(wěn)定和瞬態(tài)兩個階段期間有效地操作燃料計(jì)量閥。
[0033] 特別地，電子控制單元可被設(shè)置用于通過以下步驟計(jì)算校正項(xiàng)的值：
[0034]-計(jì)算標(biāo)稱函數(shù)在對應(yīng)于燃料流量的目標(biāo)值的點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)，
[0035] -計(jì)算標(biāo)稱函數(shù)在對應(yīng)于燃料流量的估算值的點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)，
[0036] -計(jì)算作為所述導(dǎo)數(shù)和燃料流量的目標(biāo)值與估算值之間的差的函數(shù)的校正項(xiàng)的 值。
[0037] 由于校正項(xiàng)的值在考慮標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)（斜率）的情況下被計(jì)算，即使當(dāng)標(biāo)稱函 數(shù)不是線性的時候，它的補(bǔ)償效應(yīng)也是有效的。
[0038] 更特別地，電子控制單元可被設(shè)置用于通過以下步驟計(jì)算校正項(xiàng)的值：
[0039] -計(jì)算在與燃料流量的目標(biāo)值和估算值相對應(yīng)的點(diǎn)處計(jì)算的標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)之間 的平均值，
[0040] -將燃料流量的目標(biāo)值和估算值之間的差和所計(jì)算的平均值相乘。
[0041] 此解決方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生校正項(xiàng)的值，該值能使得燃料流量的目標(biāo)值在燃 料計(jì)量閥的任何操作點(diǎn)上都非常接近真實(shí)值。
[0042] 更特別地，電子控制單元可被設(shè)置用于計(jì)算在上述標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)之間的平均值 作為調(diào)和平均值。
[0043] 此解決方案的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)一步增強(qiáng)校正項(xiàng)的值的可靠性。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，電子控制單元可被設(shè)置用于通過以下步驟估算燃料流 量的值：
[0045]-測量燃料軌的壓力值，
[0046]-基于所測量的燃料軌的壓力值確定燃料流量的估算值。
[0047] 本發(fā)明的這個方面具有以下優(yōu)點(diǎn)：提供一種簡單的解決方案，用于確定燃料流量 的估算值。
[0048] 特別地，電子控制單元可被設(shè)置用于，利用燃料軌壓力的測量值作為數(shù)學(xué)模型的 輸入值，該數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為輸出的燃料流量的估算值，從而確定燃料流量的估算值。
[0049] 假定該數(shù)學(xué)模型具有非常好的逼近水平，此解決方案可以產(chǎn)生燃料流量的非?？?靠的估算值。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，電子控制單元可被設(shè)置用于通過以下步驟來確定燃料 流量的目標(biāo)值：
[0051] -設(shè)定燃料軌壓力的目標(biāo)值，
[0052] -計(jì)算燃料軌壓力的目標(biāo)值和測量值之間的差，
[0053] -計(jì)算對燃料流量的目標(biāo)值的至少一反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，其為所計(jì)算的差的函數(shù)。
[0054] 本發(fā)明的這一方面有利地引入閉環(huán)方法，該閉環(huán)方法通過燃料計(jì)量閥連續(xù)地和精 確地調(diào)節(jié)燃料流量的目標(biāo)值。
[0055] 特別地，電子控制單元可被設(shè)置用于，利用燃料軌壓力的目標(biāo)值和測量值之間的 差作為比例積分（PI)控制器的輸入值，所述比例積分（PI)控制器產(chǎn)生作為輸出的反饋貢 獻(xiàn)項(xiàng)，以此計(jì)算反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0056] 以這種方式，閉環(huán)方法有利地配置為最小化燃料軌壓力的目標(biāo)值和測量值之間的 差（誤差）°
[0057] 在一些實(shí)施例中，反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)可以與燃料流量的目標(biāo)值一致。換句話說，反饋貢獻(xiàn) 項(xiàng)可以是燃料流量的目標(biāo)值的唯一貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0058] 在其它實(shí)施例中，電子控制單元可被設(shè)置用于通過以下進(jìn)一步步驟來確定燃料流 量的目標(biāo)值：
[0059] -基于燃料軌壓力的目標(biāo)值，計(jì)算對燃料流量的目標(biāo)值的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，
[0060] -將燃料流量的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)與反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)相加。
[0061] 通常該解決方案具有的優(yōu)點(diǎn)在于，改進(jìn)了時間響應(yīng)和整個控制邏輯的效率。
[0062] 特別地，電子控制單元可被設(shè)置用于，利用燃料軌的壓力作為數(shù)學(xué)模型的輸入，所 述數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為輸出的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，以此來計(jì)算前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0063] 如果所述數(shù)學(xué)模型具有良好的逼近水平，該解決方案可以產(chǎn)生燃料流量的目標(biāo)值 的可靠的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0064] 根據(jù)該實(shí)施例的另一方面，驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù) 可以是電流。
[0065] 該方面有利于允許控制裝置操作實(shí)現(xiàn)為進(jìn)氣控制閥的燃料計(jì)量閥。
[0066] 根據(jù)該實(shí)施例的另一方面，驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù) 可以是形成信號的電流脈沖的序列的正時。
[0067] 該方面有利于允許控制裝置操作實(shí)現(xiàn)為數(shù)字閥的所述燃料計(jì)量閥。
[0068] 應(yīng)當(dāng)注意到，該電流脈沖的正時可被量化成角度項(xiàng)（例如驅(qū)動高壓泵的活塞的凸 輪軸的角位置）。
[0069] 本發(fā)明的另一種實(shí)施例提供了一種用于操作燃料計(jì)量閥的方法，該燃料計(jì)量閥與 設(shè)置用于提供燃料至燃料軌的燃料泵相關(guān)聯(lián)，所述燃料計(jì)量閥具有閥構(gòu)件和電致動器，所 述電致動器使所述閥構(gòu)件移動，以調(diào)節(jié)由燃料泵提供到燃料軌的燃料流量，所述方法包括 以下步驟：
[0070] -確定所述燃料流量的目標(biāo)值，
[0071] -使用標(biāo)稱函數(shù)，將燃料流量的值關(guān)聯(lián)到驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信號 的可調(diào)節(jié)參數(shù)的相對應(yīng)值，以確定對應(yīng)于燃料流量的目標(biāo)值的可調(diào)節(jié)參數(shù)的標(biāo)稱值，
[0072] -使用所確定的標(biāo)稱值來計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值，以及
[0073] -將所述電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定為所述校正值，
[0074] 其中，通過以下步驟計(jì)算所述可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值：
[0075] -估算接近于其實(shí)際值的燃料流量的值，
[0076] -計(jì)算燃料流量的目標(biāo)值與估算值之間的差，
[0077]-使用所述差來確定表示標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的校正項(xiàng)的值，和
[0078] -計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值，其為其標(biāo)稱值和所述校正項(xiàng)的計(jì)算值的函數(shù)。
[0079] 由于此解決方案，在可調(diào)參數(shù)的標(biāo)稱值和實(shí)際值之間的差通過校正項(xiàng)被連續(xù)地補(bǔ) 償，因此保證燃料流量的目標(biāo)值總是非常接近真實(shí)值。
[0080] 以這種方法，控制方法可在穩(wěn)定和瞬態(tài)兩個階段期間有效地操作燃料計(jì)量閥。
[0081] 特別地，通過以下步驟計(jì)算校正項(xiàng)的值：
[0082] -計(jì)算標(biāo)稱函數(shù)在對應(yīng)于燃料流量的目標(biāo)值的點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)，
[0083] -計(jì)算標(biāo)稱函數(shù)在對應(yīng)于燃料流量的估算值的點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)，
[0084]-計(jì)算作為所述導(dǎo)數(shù)和燃料流量的目標(biāo)值與估算值之間的差的函數(shù)的校正項(xiàng)的 值。
[0085] 由于校正項(xiàng)的值在考慮標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)（斜率）的情況下被計(jì)算，即使當(dāng)標(biāo)稱函 數(shù)不是線性的時候，它的補(bǔ)償效應(yīng)也是有效的。
[0086] 更特別地，通過以下步驟計(jì)算校正項(xiàng)的值：
[0087]-計(jì)算在與燃料流量的目標(biāo)值和估算值相對應(yīng)的點(diǎn)處計(jì)算的標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)之間 的平均值，
[0088]-將燃料流量的目標(biāo)值和估算值之間的差和所計(jì)算的平均值相乘。
[0089] 此解決方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生校正項(xiàng)的值，該值能使得燃料流量的目標(biāo)值在燃 料計(jì)量閥的任何操作點(diǎn)上都非常接近真實(shí)值。
[0090] 更特別地，計(jì)算在上述標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)之間的平均值作為調(diào)和平均值。
[0091] 此解決方案的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)一步增強(qiáng)校正項(xiàng)的值的可靠性。
[0092] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，通過以下步驟估算燃料流量的值：
[0093]-測量燃料軌的壓力值，
[0094]-基于所測量的燃料軌的壓力值確定燃料流量的估算值。
[0095] 本發(fā)明的這個方面具有以下優(yōu)點(diǎn)：提供一種簡單的解決方案，用于確定燃料流量 的估算值。
[0096] 特別地，利用燃料軌壓力的測量值作為數(shù)學(xué)模型的輸入值，該數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為 輸出的燃料流量的估算值，從而確定燃料流量的估算值。
[0097] 假定該數(shù)學(xué)模型具有非常好的逼近水平，此解決方案可以產(chǎn)生燃料流量的非?？?靠的估算值。
[0098] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，通過以下步驟來確定燃料流量的目標(biāo)值：
[0099]-設(shè)定燃料軌壓力的目標(biāo)值，
[0100]-計(jì)算燃料軌壓力的目標(biāo)值和測量值之間的差，
[0101]-計(jì)算對燃料流量的目標(biāo)值的至少一反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，其為所計(jì)算的差的函數(shù)。
[0102] 本發(fā)明的這一方面有利地引入閉環(huán)方法，該閉環(huán)方法可通過燃料計(jì)量閥連續(xù)地和 精確地調(diào)節(jié)燃料流量的目標(biāo)值。
[0103] 特別地，利用燃料軌壓力的目標(biāo)值和測量值之間的差作為比例積分（PI)控制器 的輸入值，所述比例積分（PI)控制器產(chǎn)生作為輸出的反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，以此計(jì)算反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0104] 以這種方式，閉環(huán)方法是有利地配置為最小化燃料軌壓力的目標(biāo)值和測量值之間 的差（誤差）。
[0105] 在一些實(shí)施例中，反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)可以與燃料流量的目標(biāo)值一致。換句話說，反饋貢獻(xiàn) 項(xiàng)可以是燃料流量的目標(biāo)值的唯一貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0106] 在其它實(shí)施例中，通過以下進(jìn)一步的步驟來確定燃料流量的目標(biāo)值：
[0107] -基于燃料軌壓力的目標(biāo)值，計(jì)算對燃料流量的目標(biāo)值的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，
[0108] -將燃料流量的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)與反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)相加。
[0109] 通常該解決方案具有的優(yōu)點(diǎn)在于，改進(jìn)了時間響應(yīng)和整個控制邏輯的效率。
[0110] 特別地，利用燃料軌的壓力作為數(shù)學(xué)模型的輸入，所述數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為輸出的 前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)，以此來計(jì)算前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0111] 如果所述數(shù)學(xué)模型具有良好的逼近水平，該解決方案可以產(chǎn)生燃料流量的目標(biāo)值 的可靠的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0112] 根據(jù)該實(shí)施例的另一方面，驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù) 可以是電流。
[0113] 該方面有利于允許所述方法操作實(shí)現(xiàn)為進(jìn)氣控制閥的燃料計(jì)量閥。
[0114] 根據(jù)該實(shí)施例的另一方面，驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù) 可以是形成信號的電流脈沖的序列的正時。
[0115] 該方面有利于允許控制裝置操作實(shí)現(xiàn)為數(shù)字閥的所述燃料計(jì)量閥。
[0116] 應(yīng)當(dāng)注意到，該電流脈沖的正時可被量化成角度項(xiàng)（例如驅(qū)動高壓泵的活塞的凸 輪軸的角位置）。
[0117] 根據(jù)本發(fā)明的全部實(shí)施例的方法可以借助包含執(zhí)行上述方法全部步驟的程序代 碼的計(jì)算機(jī)程序來執(zhí)行，并且以包含所述計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。所述方法 來可實(shí)現(xiàn)為電磁信號，所述被調(diào)制的信號用來攜帶數(shù)據(jù)位的序列，該數(shù)據(jù)為代表用于執(zhí)行 所述方法的全部步驟的計(jì)算機(jī)程序。
[0118] 本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種用于操作燃料計(jì)量閥的裝置，該燃料計(jì)量閥與設(shè) 置用于提供燃料至燃料軌的燃料泵相關(guān)聯(lián)，所述燃料計(jì)量閥具有閥構(gòu)件和電致動器，該電 致動器設(shè)置用于移動所述閥構(gòu)件，以便調(diào)節(jié)由燃料泵供應(yīng)到燃料軌的燃料流量，所述裝置 包括：
[0119] -用于確定燃料流量的目標(biāo)值的部件，
[0120] -用于使用標(biāo)稱函數(shù)將燃料流量的值關(guān)聯(lián)到驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信 號的可調(diào)節(jié)參數(shù)的相對應(yīng)值的部件，以確定可調(diào)節(jié)參數(shù)的對應(yīng)于燃料流量的目標(biāo)值的標(biāo)稱 值，
[0121] -用于使用確定的標(biāo)稱值來計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值的部件，以及
[0122] -用于將所述電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定為所述校正值部件，
[0123] 其中，用于計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值的部件包括：
[0124] -用于估算接近于其實(shí)際值的燃料流量的值的部件
[0125] -用于計(jì)算燃料流量的目標(biāo)值和估算值之間差的部件
[0126] -用于利用上述差確定表示標(biāo)稱函數(shù)導(dǎo)數(shù)的校正項(xiàng)的值的部件，以及
[0127] -用于計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值的部件，校正值為其標(biāo)稱值和所述校正項(xiàng)的計(jì)算 值的函數(shù)。
[0128] 由于此解決方案，在可調(diào)參數(shù)的標(biāo)稱值和實(shí)際值之間的差由此通過校正項(xiàng)被連續(xù) 地補(bǔ)償，因此保證燃料流量的目標(biāo)值總是非常接近真實(shí)值。
[0129] 以這種方法，所述裝置可在穩(wěn)定和瞬態(tài)階段都有效地操作燃料計(jì)量閥。
[0130] 特別地，用于確定校正項(xiàng)的值的部件可包括：
[0131] -用于計(jì)算標(biāo)稱函數(shù)在對應(yīng)于燃料流量的目標(biāo)值的點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)的部件，
[0132] -用于標(biāo)稱函數(shù)在對應(yīng)于燃料流量的估算值的點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)的部件，
[0133] -計(jì)算作為所述導(dǎo)數(shù)和燃料流量的目標(biāo)值與估算值之間的差的函數(shù)的校正項(xiàng)的部 件。
[0134] 由于校正項(xiàng)的值在考慮標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)（斜率）的情況下被計(jì)算，即使當(dāng)標(biāo)稱函 數(shù)不是線性的時候，它的補(bǔ)償效應(yīng)也是有效的。
[0135] 更特別地，用于計(jì)算校正項(xiàng)的值的部件可包括：
[0136] -用于計(jì)算在與燃料流量的目標(biāo)值和估算值相對應(yīng)的點(diǎn)處計(jì)算的標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù) 之間的平均值的部件，
[0137] -用于將燃料流量的目標(biāo)值和估算值之間的差和所計(jì)算的平均值相乘的部件。
[0138] 這種解決方案的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生校正項(xiàng)的值，這種值可以使燃料流量的目標(biāo)值在任何 燃料計(jì)量閥的操作點(diǎn)上都非常接近它的真實(shí)值。
[0139] 更特別地，用于計(jì)算上述標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)之間的平均值的部件可以包括用于計(jì)算 調(diào)和平均值的部件。
[0140] 該解決方法的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)一步提高了校正項(xiàng)值的可靠性。
[0141] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，用于估算燃料流量的值的部件可包括：
[0142] -用于測量燃料軌壓力的值的部件，
[0143] -用于基于所測量的燃料軌壓力的值確定燃料流量的估算值的部件。
[0144] 本發(fā)明的這一方面的優(yōu)點(diǎn)是提供了一種用于確定燃料流量的估算值的較簡單的 解決方案。
[0145] 特別地，用于確定燃料流量的估算值的部件可以包括用于利用所測量的燃料軌壓 力的值作為數(shù)學(xué)模型的輸入的部件，所述數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為輸出的燃料流量的估算值。
[0146] 如果所述數(shù)學(xué)模型具有良好的逼近水平，則所述解決方案可產(chǎn)生燃料流量非常可 靠的估算值。
[0147] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，用于確定燃料流量的目標(biāo)值的部件可以包括：
[0148] -用于設(shè)置燃料軌壓力的目標(biāo)值的部件，
[0149] -用于計(jì)算燃料軌壓力的計(jì)算值和目標(biāo)值之間的差的部件，
[0150] -用于計(jì)算對燃料流量的目標(biāo)值的至少一反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)的部件，所述反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)為 所計(jì)算的差的函數(shù)。
[0151] 本發(fā)明的這一方面有利地引入了閉環(huán)方法，其可通過燃料計(jì)量閥連續(xù)地和精確地 調(diào)節(jié)燃料流量的目標(biāo)值。
[0152] 特別地，用于計(jì)算反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)的部件可包括用于利用燃料軌壓力的目標(biāo)值和計(jì)算 值之間的差作為比例積分（PI)控制器的輸入的部件，所述比例積分（PI)控制器產(chǎn)生作為 輸出的反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0153] 以這種方式，閉環(huán)方法有利地被配置為最小化燃料軌壓力的目標(biāo)值和測量值之間 的差（誤差）。
[0154] 在一些實(shí)施例中，反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)可與燃料流量的目標(biāo)值一致。換句話說，反饋貢獻(xiàn)項(xiàng) 可以可是燃料流量的目標(biāo)值的唯一貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0155] 在其它一些實(shí)施例中，用于確定燃料流量的目標(biāo)值的部件可包括：
[0156] -用于基于燃料軌壓力的目標(biāo)值計(jì)算燃料流量的目標(biāo)值的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)的部件，
[0157] -用于將燃料流量的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)與反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)相加的部件。
[0158] 通常該解決方案具有的優(yōu)點(diǎn)在于，改進(jìn)了時間響應(yīng)和整個控制邏輯的效率。
[0159] 特別地，用于計(jì)算前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)的部件可包括用于利用燃料軌的壓力作為數(shù)學(xué)模型 的輸入的部件，所述數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為輸出的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0160] 如果所述數(shù)學(xué)模型具有良好的逼近水平，該解決方案可以產(chǎn)生燃料流量的目標(biāo)值 的可靠的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)。
[0161] 根據(jù)該實(shí)施例的另一方面，驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù) 可以是電流。
[0162] 這方面有利于允許裝置按照進(jìn)氣控制閥來操作所述燃料計(jì)量閥。
[0163] 根據(jù)該實(shí)施例的另一方面，驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥的致動器的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù) 可以是形成信號的電流脈沖的序列的正時。
[0164] 該方面有利于允許所述操作實(shí)現(xiàn)為數(shù)字閥的燃料計(jì)量閥。
[0165] 應(yīng)當(dāng)注意到，該電流脈沖的正時可被量化成角度（例如驅(qū)動高壓泵的活塞的凸輪 軸的角位置）。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0166] 現(xiàn)在將通過參考附圖以實(shí)施例的方式描述本發(fā)明。
[0167] 圖1示意性地示出汽車系統(tǒng)的動力傳動系。
[0168] 圖2示出圖1的A-A截面圖。
[0169] 圖3示意性地示出了燃料計(jì)量閥的橫截面。
[0170] 圖4示出用于根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的控制策略的拉普拉斯方框圖。
[0171] 圖5示出在提供至燃料軌的燃料流量和驅(qū)動燃料計(jì)量閥的電流之間的標(biāo)稱和真 實(shí)修正函數(shù)圖，其中，燃料計(jì)量閥提供比預(yù)期更多的燃料。
[0172] 圖6示出在提供至燃料軌的燃料流量和驅(qū)動燃料計(jì)量閥的電流之間的標(biāo)稱和真 實(shí)修正函數(shù)圖，其中，燃料計(jì)量閥提供比預(yù)期更少的燃料。
[0173] 圖7示出在圖6所示的標(biāo)稱修正函數(shù)上的δ r幾何表征的曲線圖。 具體實(shí)施例
[0174] 一些實(shí)施例可包括汽車系統(tǒng)100,如圖1和圖2所示，該汽車系統(tǒng)包括內(nèi)燃發(fā)動機(jī) (ICE) 110,該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)具有限定至少一個氣缸125的發(fā)動機(jī)缸體120,所述氣缸具有聯(lián)接 以旋轉(zhuǎn)曲軸145的活塞140。汽缸蓋130與活塞140配合以限定燃燒室150。燃料和空氣 混合物（未示出）導(dǎo)入燃燒室150中，并被點(diǎn)燃，從而導(dǎo)致熱膨脹廢氣引起活塞140的往 復(fù)運(yùn)動。由至少一個燃料噴嘴160提供燃料，并且空氣通過至少一個進(jìn)氣口 210進(jìn)入。每 個氣缸125具有至少兩個閥215,它們由凸輪軸135促動，所述凸輪軸與曲軸145適時（in time)轉(zhuǎn)動。閥215選擇性地允許空氣從進(jìn)氣口 210進(jìn)入燃燒室150,并且交替地允許廢氣 通過口 220被排出。在一些例子中，凸輪相位器155可以有選擇地改變在凸輪軸135和曲 軸145之間的正時。
[0175] 空氣可通過進(jìn)氣歧管200被分配到進(jìn)氣口（一個或多個）120?？諝膺M(jìn)氣管道205 可從周圍環(huán)境向進(jìn)氣歧管200提供空氣。在其它實(shí)施例中，可以提供節(jié)流閥體330以調(diào)節(jié) 進(jìn)入歧管200的空氣流量。在一些其它實(shí)施例中，可提供一種強(qiáng)制空氣系統(tǒng)，例如具有壓縮 機(jī)240的渦輪增壓器230,壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)地與渦輪機(jī)250相聯(lián)接。壓縮機(jī)240的旋轉(zhuǎn)增加了 在管道205和歧管200中的空氣的壓力和溫度。設(shè)在管道205中的中間冷卻器260可以減 小空氣的溫度。渦輪機(jī)250通過接收來自排氣歧管225的廢氣而轉(zhuǎn)動，所述排氣歧管從排 氣口 220引導(dǎo)廢氣并在通過渦輪機(jī)250膨脹之前通過一系列葉片。該廢氣離開渦輪機(jī)250 并且被引入排氣系統(tǒng)270。該實(shí)施例顯示了一種幾何形狀可變的渦輪機(jī)（VGT)，其具有VGT 致動器290,設(shè)置成移動所述葉片來改變廢氣通過渦輪機(jī)250的流量。在其它實(shí)施例中，渦 輪增壓器230可以有固定的幾何形狀和/或包括廢氣門。
[0176] 排氣系統(tǒng)270可包括排氣管275,排氣管具有一個或多個排放后處理裝置280。后 處理裝置可以是任何設(shè)置用于改變廢氣成分的裝置。后處理裝置280的一些例子包括但不 限于催化轉(zhuǎn)換器（二元和三元）、氧化催化器、貧NOx吸附器、碳?xì)浠衔镂狡?、選擇性催 化還原（SCR)系統(tǒng)，以及顆粒過濾器。另外的實(shí)施例可以包括廢氣再循環(huán)（EGR)300,其聯(lián) 接在排氣歧管225和進(jìn)氣歧管200之間。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)300可以包括廢氣再循環(huán)冷卻器 310以在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)300中降低廢氣的溫度。廢氣再循環(huán)閥320在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)300 中調(diào)節(jié)廢氣的流量。
[0177] 燃料在高壓下從與高壓燃料泵180相連通的燃料軌170被供給至燃料噴嘴160,所 述泵使得來源于燃料源190的燃料壓力被增加。
[0178] 高壓燃料泵180可以包括至少一個往復(fù)移動柱塞181，該柱塞被容納在與用于燃 料的入口 182和出口 183相連通的氣缸內(nèi)。柱塞181可被凸輪軸184移動，該凸輪軸可被 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)110的曲軸145所驅(qū)動。在柱塞181的膨脹沖程期間，燃料從入口 182被吸入 氣缸。在壓縮沖程期間，包含在氣缸內(nèi)的燃料在更高壓力下被通過出口 183提供進(jìn)入燃料 軌 170。
[0179] 燃料計(jì)量閥185通常與高壓燃料泵180相關(guān)聯(lián)，以調(diào)節(jié)被供給到燃料軌170的燃 料的（平均）流量。在一些實(shí)施例中，燃料計(jì)量閥185可以與高壓燃料泵180為一體，用來 構(gòu)成通常稱作燃料調(diào)節(jié)單元的單個裝置。
[0180] 燃料計(jì)量閥185可以是位于高壓燃料泵180的入口 185處的進(jìn)氣控制器閥（SCV)。 如圖3所示，進(jìn)氣控制閥可以包括閥構(gòu)件186,該閥構(gòu)件可在阻止燃料通過閥的關(guān)閉位置和 允許燃料的最大流量朝向燃料泵流動的全開位置之間運(yùn)動。閥構(gòu)件186通過電力致動器 187,例如螺線管而運(yùn)動，所述螺線管將電激勵電流轉(zhuǎn)化成磁場、然后轉(zhuǎn)換為閥構(gòu)件186的 運(yùn)動。取決于激勵電流，閥構(gòu)件186在關(guān)閉位置和全開位置之間能處于任何位置。更特別 地，如果沒有電流被供給致動器187,則閥構(gòu)件186由于彈簧188而被留在它的全開位置。 逐漸地增加供給致動器187的電流，閥構(gòu)件186則移向它的關(guān)閉位置。以這種方法，燃料計(jì) 量閥185能調(diào)節(jié)燃料在泵柱塞181的膨脹沖程中被吸進(jìn)泵缸的流量，并因此調(diào)節(jié)通過高壓 燃料泵180提供進(jìn)入燃料軌170的燃料的（平均）流量。
[0181] 供給至燃料計(jì)量閥185的致動器187的電流和由高壓泵180提供進(jìn)入燃料軌170 的相應(yīng)燃料流量之間的理想關(guān)系用圖5的圖表中繪制的標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)F n來表示，其中r表 示電流和q表示燃料流量的值。此標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)Fn通常是由燃料計(jì)量閥185的供應(yīng)商制 定的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，這種函數(shù)近似所有的同類燃料計(jì)量閥的性能。結(jié)果，由于制造范圍、制造公 差和許多其它因素，標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)F n可能不是非常精確地與特定燃料計(jì)量閥185的真實(shí)的 相關(guān)函數(shù)F(其通常都是未知的）相一致。
[0182] 應(yīng)當(dāng)看到在其他實(shí)施例中，進(jìn)氣控制閥可以是與之前所述相反地運(yùn)行：如果沒有 電流被供給致動器，閥構(gòu)件則留在關(guān)閉位置，當(dāng)逐漸地增加供給致動器的電流的時候，閥構(gòu) 件移向它的全開位置。
[0183] 在一些其它實(shí)施例中，燃料計(jì)量閥185可以是位于再循環(huán)導(dǎo)管內(nèi)的數(shù)字閥（未在 圖中示出），該再循環(huán)導(dǎo)管連接高壓燃料泵180的氣缸回到燃料源190。數(shù)字閥可以包括閥 構(gòu)件，該閥構(gòu)件在泵柱塞181的壓縮沖程期間，在打開位置和關(guān)閉位置之間移動。只要閥構(gòu) 件仍然保持打開，泵柱塞181則一直從泵缸將燃料推進(jìn)再循環(huán)導(dǎo)管、然后回到燃料源190。 一旦閥構(gòu)件被關(guān)閉，則泵柱塞181增加泵缸內(nèi)燃料的壓力、并將燃料供至燃料軌170。數(shù)字 閥的閥構(gòu)件被由脈沖電信號驅(qū)動的電動致動器所移動。以這種方法，改變形成驅(qū)動信號的 電脈沖的正時，閥構(gòu)件可在泵柱塞181的壓縮沖程期間在不同的瞬間被關(guān)閉，因此，每周期 供給燃料軌170的燃料的體積被調(diào)節(jié)，并且從而通過高壓泵180被供至燃料軌170的（平 均）燃料流量也被調(diào)節(jié)。
[0184] 而且數(shù)字閥通常設(shè)有標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)Fn，該函數(shù)代表在電脈沖的正時和通過高壓泵 180供至燃料軌170的相應(yīng)燃料的流量之間的理想的關(guān)系。此標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)F n可類似于繪 制在圖5中的曲線，坐標(biāo)r代表形成驅(qū)動信號的電脈沖的正時。在這種關(guān)系中，應(yīng)當(dāng)注意電 脈沖的正時可以用角度項(xiàng)來量化，例如通過在電脈沖引起閥構(gòu)件移動到打開位置瞬間的、 驅(qū)動高壓泵180的柱塞181的凸輪軸184的角位置。
[0185] 汽車系統(tǒng)100還可以包括與一個或多個傳感器和/或裝置相聯(lián)接的電子控制單元 (ECU)450,所述傳感器和/或裝置與ICE 110相關(guān)聯(lián)。ECU 450可從不同的傳感器接收輸入 信號，所述傳感器用于產(chǎn)生與和ICE 110有關(guān)聯(lián)的多種物理參數(shù)成比例的信號。傳感器包 括（但不限于）空氣流量和溫度傳感器340、歧管壓力和溫度傳感器350、燃燒壓力傳感器 360、冷卻劑與油溫度和水平傳感器380、燃料軌壓力傳感器400、凸輪位置傳感器410、曲軸 位置傳感器420、排氣壓力和溫度傳感器430, EGR溫度傳感器440,以及加速踏板位置傳感 器445。此外，E⑶450可產(chǎn)生輸出信號到多種控制裝置，所述控制裝置用于控制ICE 110 的操作，包括但不限于燃料噴嘴160、節(jié)流閥體330、排氣再循環(huán)控制（EGR)閥320、VGT致動 器290、凸輪相位器155,以及燃料計(jì)量閥185。注意，短劃線用于表示在ECU 450和不同的 傳感器和裝置之間的通信，但是一些出于簡明顯示的原因被省略。
[0186] 現(xiàn)在闡述E⑶450,此裝置可以包括與存儲系統(tǒng)和接口總線相連通的數(shù)字中央處 理器單元（CPU)。存儲系統(tǒng)可以包含程序和許多其他數(shù)據(jù)，例如包括燃料計(jì)量閥185的標(biāo)稱 相關(guān)函數(shù)F。CPU被配置用于為檢索數(shù)據(jù)并執(zhí)行作為程序存儲在存儲系統(tǒng)中的指令，并且向 接口總線發(fā)送信號或從接口總線接收信號。存儲系統(tǒng)可以包括不同的儲存類型，包括光存 儲器、磁存儲器、固態(tài)存儲器，以及其他非易失性存儲器。接口總線可以被配置用于從/向 不同的傳感器和控制裝置發(fā)送、接收和調(diào)節(jié)模擬和/或數(shù)字信號。所述程序可使在此所公 開的方法具體化，所述程序允許CPU執(zhí)行這種方法的步驟和控制ICE110。
[0187] 存儲在存儲系統(tǒng)中的程序從外側(cè)通過電纜或以無線的方式傳輸。在汽車系統(tǒng)100 的外部，這通常視為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)產(chǎn)品也被稱為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或機(jī)器可讀 介質(zhì)，并且它應(yīng)被理解成是存在于載體上的計(jì)算機(jī)程序編碼，所述載體性質(zhì)上可以是暫時 的或者非暫時的，這會導(dǎo)致計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可被視為暫時的或非暫時性的。
[0188] 暫時的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的例子是信號，例如電磁信號（如光信號），其是用于計(jì)算 機(jī)程序編碼的暫時載體。攜帶這樣的計(jì)算機(jī)程序編碼可以借助模制信號（通過傳統(tǒng)的模制 技術(shù)如用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的QPSK)完成，因此，代表所述計(jì)算機(jī)程序編碼的二進(jìn)制數(shù)據(jù)被嵌入 暫時的電磁信號中。這種信號例如當(dāng)將計(jì)算機(jī)程序編碼以無線方式借助WiFi連接傳送至 筆記本電腦時被使用。
[0189] 在非暫時計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的情況中，計(jì)算機(jī)程序編碼在有形存儲介質(zhì)中呈現(xiàn)。所 述存儲介質(zhì)是以上提及的非暫時載體，因此計(jì)算機(jī)程序編碼永久地或非永久地以可檢索到 的方式存儲在存儲介質(zhì)中或上。這種存儲介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)技術(shù)中已知的傳統(tǒng)類型，如閃 存、Asic、⑶或類似產(chǎn)品。
[0190] 替代E⑶450,汽車系統(tǒng)100可以具有不同類型的處理器，以用于提供電子邏輯， 例如嵌入式控制器、車載電腦或任何可以在車輛中使用的處理模塊。
[0191] 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，ECU 450配置為根據(jù)如圖4所示的拉普拉斯方框圖所 示的閉環(huán)控制策略操作燃料計(jì)量閥185。
[0192] 在此拉普拉斯方框圖中，方塊500籠統(tǒng)地代表實(shí)際系統(tǒng)的操作，所述系統(tǒng)包括燃 料計(jì)量閥185、高壓燃料泵180和燃料軌170。方塊500接收作為輸入的驅(qū)動燃料計(jì)量閥 185的電流的實(shí)際值r，并且產(chǎn)生作為輸出的在燃料軌170內(nèi)燃料壓力的實(shí)際值Y。
[0193] 更為詳細(xì)地說，方塊500包括代表燃料計(jì)量閥185和高壓燃料泵180二者的方塊 505。方塊505接收作為輸入的驅(qū)動燃料計(jì)量閥185的電流的實(shí)際值r，并且產(chǎn)生作為輸出 的提供給燃料軌170的燃料流量的實(shí)際值q tot。電流的實(shí)際值r和燃料流量的實(shí)際值qtot 之間的關(guān)系通過實(shí)際相關(guān)函數(shù)F所表示，該函數(shù)與上述標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)Fn不是完全吻合，并 且該函數(shù)是未知的。
[0194] 方塊510代表燃料軌170。在實(shí)際系統(tǒng)的操作期間，燃料軌170接收通過與燃料計(jì) 量閥185相關(guān)聯(lián)的高壓燃料泵180提供的燃料流量的實(shí)際值q tot。同時，燃料流量的實(shí)際值 由于燃料噴嘴160的操作和他們的泄漏離開燃料軌170。根據(jù)未知的實(shí)際負(fù)載函數(shù)Q，離 開燃料軌170的燃料流量的實(shí)際值Ct取決于燃料軌壓力的實(shí)際值Y。在進(jìn)入燃料軌170的 燃料流量的實(shí)際值q tot和離開燃料軌170的燃料流量的實(shí)際值％之間的差確定燃料軌壓力 的實(shí)際值Y。在所述差q t(rt-qL和燃料軌壓力的實(shí)際值Y之間的關(guān)系被燃料軌170的實(shí)際傳 遞函數(shù)G所代表，所述函數(shù)也是未知的。
[0195] 為了控制對上述實(shí)際系統(tǒng)的操作，控制策略提供了，設(shè)置（方塊515)要在燃料軌 170內(nèi)實(shí)現(xiàn)的壓力的目標(biāo)值Y*。此燃料軌壓力的目標(biāo)值Y*可基于發(fā)動機(jī)操作情況根據(jù)常 規(guī)策略由ECU 450確定。燃料軌壓力的目標(biāo)值Y*隨后被在方塊520用于確定燃料流量的 目標(biāo)值q*t(rt，所述目標(biāo)值應(yīng)當(dāng)被提供至燃料軌170,以用于實(shí)現(xiàn)燃料軌壓力的目標(biāo)值Y*。
[0196] 按照所述實(shí)施例，所述燃料流量的目標(biāo)值q*tot可被ECU 450作為兩個貢獻(xiàn)項(xiàng)的和 來進(jìn)行計(jì)算，所述兩個貢獻(xiàn)項(xiàng)是前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)q氣和反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)qPI。
[0197] 如果實(shí)際燃料軌壓力等于目標(biāo)值Y*，則前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)q氣代表離開燃料軌170(由于 燃料噴嘴160和泄漏）的燃料流量的估值。前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)q氣可以通過數(shù)學(xué)模型Q*來被計(jì) 算（方塊525)，所述數(shù)學(xué)模型例如是與燃料軌壓力和離開燃料軌170的燃料流量相關(guān)聯(lián)的 實(shí)際負(fù)載函數(shù)Q的近似函數(shù)。所述數(shù)學(xué)模型Q*可通過在試驗(yàn)臺上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)運(yùn)動來確定， 并且可被作為數(shù)據(jù)項(xiàng)存儲在與ECU 450相連接的存儲系統(tǒng)中。
[0198] 為了計(jì)算反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)qPI，控制策略提供了，測量（方塊530)燃料軌壓力的實(shí)際值 Y。燃料軌壓力的實(shí)際值Y可通過燃料軌壓力傳感器400被ECU450所測量。燃料軌壓力的 實(shí)際值Y隨后被反饋，并且與目標(biāo)值Y*進(jìn)行對比，以便計(jì)算在燃料軌壓力的目標(biāo)值Y*和測 量值Y之間的誤差（即差）。所述誤差然后被使用作為向比例積分（PI)控制器535的輸 入，該比例積分控制器輸出燃料流量的目標(biāo)值q* t()t的反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)qPI。以這種方法，反饋貢 獻(xiàn)項(xiàng)qPI的大致效果是使燃料軌壓力的目標(biāo)值Y*和測量值Y之間的差最小化。
[0199] 燃料流量的目標(biāo)值q*tot隨后用于計(jì)算（方塊540)驅(qū)動燃料計(jì)量閥185的電流的 標(biāo)稱值r n，這應(yīng)當(dāng)允許高壓燃料泵180傳遞燃料流量的目標(biāo)值q*t(rt。標(biāo)稱值4可根據(jù)開環(huán) 方式使用燃料計(jì)量閥185的標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)F n被計(jì)算。換言之，燃料流量的目標(biāo)值q*t(rt可被 用作標(biāo)稱函數(shù)Fn的輸入，該函數(shù)輸出電流的相應(yīng)的標(biāo)稱值r n。
[0200] 不過，已經(jīng)提到，所述標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)Fn通常與燃料計(jì)量閥185的實(shí)際相關(guān)函數(shù)F不 吻合。結(jié)果是，電流幅值的標(biāo)稱值r n通常不允許高壓燃料泵180實(shí)際提供燃料流量的目標(biāo) 值 q*t〇t。
[0201] 通過示例的方式，圖5代表這樣一種情況，其中，燃料計(jì)量閥185促使高壓燃料泵 180提供比預(yù)期更多的燃料，從而實(shí)際的相關(guān)函數(shù)F移動到標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)F n的曲線的右側(cè)。 顯而易見地，對于燃料流量的給定的目標(biāo)值q*t()t，標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)Fn產(chǎn)生電流的標(biāo)稱值r n， 該電流的標(biāo)稱值rn促使高壓燃料泵180提供燃料流量的實(shí)際值qt()t，該實(shí)際值高于目標(biāo)值 q*tot。換言之，電流幅值的標(biāo)稱值rn引起燃料流量的實(shí)際值qt()t，該實(shí)際值根據(jù)標(biāo)稱相關(guān)函 數(shù)F n應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于電流的更低的假定值rh。電流的假定值rh和標(biāo)稱值rn之間的差代表了在 與燃料流量的實(shí)際值q tot相對應(yīng)的點(diǎn)上標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)Fn和實(shí)際的相關(guān)函數(shù)F之間的負(fù)向偏 移Δ r。
[0202] 同樣，圖6代表這樣一種情況，其中，燃料計(jì)量閥185促使高壓燃料泵180提供比 預(yù)期更少的燃料，從而實(shí)際的相關(guān)函數(shù)F移動到標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)F n的曲線的左側(cè)。顯而易見 地，對于燃料流量的給定的目標(biāo)值q*tot，標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)Fn產(chǎn)生電流的標(biāo)稱值r n，該電流幅 值的標(biāo)稱值^促使高壓燃料泵180提供燃料流量的實(shí)際值qt()t，該實(shí)際值低于目標(biāo)值q* t()t。 換言之，電流的標(biāo)稱值^引起燃料流量的實(shí)際值qt(rt，該實(shí)際值根據(jù)標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)？"應(yīng)當(dāng)對 應(yīng)于電流的更高的假定值r h。電流的假定值rh和標(biāo)稱值rn之間的差代表了在與燃料流量 的實(shí)際值qt(rt相對應(yīng)的點(diǎn)上標(biāo)稱相關(guān)函數(shù)Fn和實(shí)際的相關(guān)函數(shù)F之間的正向偏移Λ r。
[0203] 為了補(bǔ)償所述偏移△!，控制策略使用燃料軌壓力的實(shí)際測量值Y來估算（方塊 545)近似于燃料流量的實(shí)際值qt(rt的值Cf tot，所述燃料流量的實(shí)際值通過與燃料計(jì)量閥 185相關(guān)聯(lián)的高壓燃料泵180提供至燃料軌170內(nèi)。燃料流量的值q~ tot可使用數(shù)學(xué)模型Q* 和另一數(shù)學(xué)模型G*來估算，數(shù)學(xué)模型Q*在燃料軌壓力和離開燃料軌170的燃料流量之間 近似于實(shí)際負(fù)載函數(shù)Q，另一數(shù)學(xué)模型G*近似于燃料軌170的實(shí)際的傳遞函數(shù)G。數(shù)學(xué)模型 G*可通過在試驗(yàn)工作臺上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)運(yùn)動來確定，并且可被作為數(shù)據(jù)項(xiàng)儲存在連接到ECU 450的存儲系統(tǒng)中。
[0204] 特別地，燃料流量的估算值q~t()t可通過下面的傳遞函數(shù)來被計(jì)算：
[0205]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于操作燃料計(jì)量閥（185)的控制裝置，所述燃料計(jì)量閥與設(shè)置用于提供燃料 至燃料軌（170)的燃料泵（180)相關(guān)聯(lián)，所述燃料計(jì)量閥（185)具有閥構(gòu)件（186)和電致動 器（187)，所述電致動器設(shè)置用于使所述閥構(gòu)件（186)移動以用于調(diào)節(jié)由所述燃料泵（180) 提供到燃料軌（170)的燃料流量，所述控制裝置包括連接到所述燃料計(jì)量閥（185)的電子 控制單元（450)，并且所述電子控制單元被配置用于： -確定用于所述燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ， _使用標(biāo)稱函數(shù)（Fn)，將燃料流量的值關(guān)聯(lián)到驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥（185)的致動器 (187)的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)的相對應(yīng)值，以確定可調(diào)節(jié)參數(shù)的對應(yīng)于燃料流量的目標(biāo)值 (q*tQt)的標(biāo)稱值（〇， -使用確定的標(biāo)稱值（rn)來計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值（r*)，以及 -將所述電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定為所述校正值（r*)， 其中，所述電子控制單元（450)被配置用于通過以下步驟計(jì)算所述可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正 值（r*): _估算接近于其實(shí)際值（qtJ的燃料流量的值（q'J， -計(jì)算燃料流量的目標(biāo)值（q*t(rt)與估算值（q~tJ之間的差， -使用所述差來確定表示標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的校正項(xiàng)的值（A r*)，和 -計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值（r*)，其為其標(biāo)稱值（rn)和所述校正項(xiàng)的計(jì)算值（△!*)的 函數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)被配置為通過以下 步驟來確定校正項(xiàng)的值（A r*): _計(jì)算標(biāo)稱函數(shù)（Fn)在對應(yīng)于燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ的點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)， _計(jì)算標(biāo)稱函數(shù)（Fn)在對應(yīng)于燃料流量的估算值（q~tJ的點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)， -計(jì)算作為所述導(dǎo)數(shù)和燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ與估算值（q~tJ之間的差的函數(shù)的 校正項(xiàng)的值（A r*)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)配置為通過以下步 驟來確定校正項(xiàng)的值（A r*): _計(jì)算在與燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ和估算值（q~tJ相對應(yīng)的點(diǎn)處計(jì)算的標(biāo)稱函數(shù) (Fn)的導(dǎo)數(shù)之間的平均值， _將燃料流量的目標(biāo)值（q*t(rt)和估算值（q~tJ之間的差和所計(jì)算的平均值相乘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)被配置用于計(jì)算所 述標(biāo)稱函數(shù)（Fn)的導(dǎo)數(shù)之間的作為調(diào)和平均值的平均值。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)被 配置為通過以下步驟來估算燃料流量的值（q~tJ : _測量燃料軌壓力的值（Y)， -基于所測量的燃料軌壓力的值（Y)，確定燃料流量的估算值（q'J。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)被配置為，利用燃 料軌壓力的測量值（Y)作為數(shù)學(xué)模型（545)的輸入來確定燃料流量的估算值（q~tJ，所述 數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為輸出的燃料流量的估算值（q'J。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)被配置為通過 以下步驟來確定燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ : -設(shè)定用于燃料軌壓力的目標(biāo)值（Y*)， -計(jì)算燃料軌壓力的目標(biāo)值（Y*)和測量值（Y)之間的差， -計(jì)算對燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ的反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)（qPI)，其為所計(jì)算的差的函數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)被配置為，利用所 述燃料軌壓力的目標(biāo)值（Y*)和測量值（Y)之間的差作為比例積分（PI)控制器的輸入來計(jì) 算所述反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)（qPI)，所述比例積分（PI)控制器產(chǎn)生作為輸出的為反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)（qPI)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)被配置為還通 過以下步驟來確定燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ : -基于燃料軌壓力的目標(biāo)值（Y*)，計(jì)算對燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng) (q*l)， -將燃料流量的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)（q*J與反饋貢獻(xiàn)項(xiàng)（qPI)相加。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制裝置，其中，所述電子控制單元（450)被配置為，利用所 述燃料軌壓力的目標(biāo)值（Y*)作為數(shù)學(xué)模型（525)的輸入來計(jì)算所述前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)（q氣)，所 述數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生作為輸出的前饋貢獻(xiàn)項(xiàng)（q氣)。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥（185)的 致動器（187)的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)是電流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至12的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其中，驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥（185) 的致動器（187)的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)是形成信號的電流脈沖的序列的正時。
13. -種用于操作燃料計(jì)量閥（185)的方法，所述燃料計(jì)量閥與設(shè)置用于提供燃料至 燃料軌（170)的燃料泵（180)相關(guān)聯(lián)，所述燃料計(jì)量閥（185)具有閥構(gòu)件（186)和電致動 器（187)，所述電致動器設(shè)置為使所述閥構(gòu)件（186)移動以用于調(diào)節(jié)由所述燃料泵（180)提 供到燃料軌（170)的燃料流量，所述方法包括以下步驟： -確定用于所述燃料流量的目標(biāo)值（q*tJ， _使用標(biāo)稱函數(shù)（Fn)，將燃料流量的值關(guān)聯(lián)到驅(qū)動所述燃料計(jì)量閥（185)的致動器 (187)的電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)的相對應(yīng)值，以確定可調(diào)節(jié)參數(shù)的對應(yīng)于燃料流量目標(biāo)值 (q*tot)的標(biāo)稱值（〇， -使用確定的標(biāo)稱值（rn)來計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值（r*)，以及 -將所述電信號的可調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定為所述校正值（r*)， 其中，通過以下步驟計(jì)算所述可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值（r*): _估算接近于其實(shí)際值（qtJ的燃料流量的值（q'J， -計(jì)算燃料流量的目標(biāo)值（q*t(rt)與估算值（q~tJ之間的差， -使用所述差來確定表示標(biāo)稱函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的校正項(xiàng)的值（A r*)，和 -計(jì)算可調(diào)節(jié)參數(shù)的校正值（r*)，其為其標(biāo)稱值（rn)和所述校正項(xiàng)的計(jì)算值（△!*)的 函數(shù)。
【文檔編號】F02D41/30GK104343602SQ201410366774
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】S.尼杜 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司