用于校正車輛發(fā)動機中的噴射器特性的技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于校正噴射器特性的裝置，且更特別地，涉及能夠在操作用于噴射燃料的噴射器時，通過在驅(qū)動半導體上執(zhí)行偏差校正功能而提高偏差補償響應速度的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)發(fā)展，車輛內(nèi)的發(fā)動機已開始在燃燒期間當燃料供應至發(fā)動機時從多種發(fā)動機的傳感器接收數(shù)據(jù)。特別地，發(fā)動機控制單元(ECU)基于數(shù)據(jù)確定所供應的燃料量，以及哪個噴射器將噴射所確定量的燃料。
[0003]將燃料噴射到燃燒室內(nèi)的燃料噴射器通常布置在各特定燃燒室內(nèi)或周圍，以便按照需求向燃燒室有效地提供適量的燃料。
[0004]在共軌系統(tǒng)(即一種類型的燃料噴射系統(tǒng))中，燃料從高壓泵供應至油軌。在這種類型的系統(tǒng)中，ECU基于從測量軌壓的壓力傳感器接收的數(shù)據(jù)控制軌壓，并輸出燃料噴射信號以便適當?shù)貒娚淙剂稀?br>[0005]在共軌系統(tǒng)中，加速度計安裝在發(fā)動機機體的中心，并且每小時獲取由加速度計生成的信號，以便調(diào)整引燃燃料量以適當配置噴射器的狀態(tài)。盡管這是較小的噴射量，然而即使燃料從同一噴射器反復噴射，該噴射量仍應控制在目標偏差內(nèi)，以便噴射器能夠連續(xù)按設(shè)計運作，因此目標偏差在適當管理引燃噴射或后噴射中的燃料量時是非常重要的因素。
[0006]此外，新強化的排氣法規(guī)已要求車輛制造商將注意力集中在開發(fā)實現(xiàn)更環(huán)保發(fā)動機的技術(shù)上。例如，一些政府已通過要求進一步減少排放細顆粒的數(shù)目而進一步限制排氣法規(guī)。用于減少排放細顆粒的數(shù)目的最重要技術(shù)是多次噴射。與將大量燃料一次全部噴射到發(fā)動機中不同，多次噴射是按目標燃料噴射定時多次將少量燃料噴射到發(fā)動機中的方法。這使得與一次全部噴射大量燃料相比，能夠減少排放細顆粒的數(shù)目。
[0007]與現(xiàn)有方法相比，多次噴射方法技術(shù)的關(guān)鍵是在短時間內(nèi)將少量燃料準確噴射到發(fā)動機中，其中要求精確控制噴射燃料的噴射器。
[0008]例如，圖1不出普通噴射器的燃料噴射量與噴射時間之間的關(guān)系。參照圖1，可以看出在普通噴射器中，隨著燃料噴射時間減少，燃料噴射量與燃料噴射時間之間的關(guān)系示出非線性。由于燃料噴射量與燃料噴射時間之間關(guān)系的非線性，難以準確估計或控制在此期間所施加的燃料量。因此，有必要開發(fā)可以補償非線性、允許更準確和有效控制的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，已做出本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，同時使現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的優(yōu)點保持不變。
[0010]本發(fā)明的一個目的是提供用于校正噴射器特性的方法和裝置，其能夠在操作噴射燃料的噴射器時，通過在驅(qū)動半導體上執(zhí)行偏差校正功能而提高偏差補償速度并減小微控制單元(MCU)的計算負荷。
[0011]在本發(fā)明的示例性實施例的一方面，提供了一種用于校正噴射器特性的裝置，包括:微控制單元，其配置成生成控制噴射器的操作的控制脈沖；以及驅(qū)動半導體，其配置成檢測并計算噴射器的驅(qū)動特性，并且根據(jù)噴射器的噴射定時的偏差，補償控制脈沖的噴射定時。
[0012]驅(qū)動半導體可包括:噴射器特性檢測器，其配置成檢測噴射器的驅(qū)動特性；數(shù)據(jù)處理器，其配置成將源自噴射器特性檢測器的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)值；微核心單元，其配置成根據(jù)源自數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)，生成用于噴射器的噴射定時的偏差校正數(shù)據(jù)；控制器，其通過將偏差校正數(shù)據(jù)應用于控制脈沖而生成校正時鐘；以及輸出驅(qū)動單元，其根據(jù)校正時鐘控制噴射器的驅(qū)動。
[0013]噴射器特性檢測器可包括:電壓傳感器，其配置成感測噴射器的驅(qū)動電壓；電流傳感器，其配置成感測噴射器的驅(qū)動電流；以及選擇器，其配置成在源自電壓傳感器和電流傳感器的輸出之間進行選擇。
[0014]數(shù)據(jù)處理器可包括:數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，其配置成將源自噴射器特性檢測器的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)；數(shù)字濾波器，其配置成對源自數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字數(shù)據(jù)濾波；以及存儲器，其配置成存儲源自數(shù)字濾波器的輸出數(shù)據(jù)。
[0015]微核心單元可配置成在偏差校正數(shù)據(jù)偏離目標值時初始化驅(qū)動半導體。因此，驅(qū)動半導體還可包括與微控制單元連接的接口單元。該接口單元可執(zhí)行串并接口通信(SPI)。
[0016]微核心單元可在噴射器的噴射值是過小定時(S卩小于目標定時)時校正偏差以增大噴射器的驅(qū)動定時，并且在噴射器的噴射值是過大定時(即大于目標定時)時校正偏差以減小噴射器的驅(qū)動定時。
[0017]為此，微控制單元可包括:驅(qū)動控制器，其配置成接收源自驅(qū)動半導體的信號校正信息并處理該信息中的信號；以及由驅(qū)動控制器控制的控制脈沖發(fā)生器，其配置成生成控制脈沖。
[0018]在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于校正噴射器特性的裝置，包括:噴射器特性檢測器，檢測噴射器的驅(qū)動特性；數(shù)據(jù)處理器，將源自噴射器特性檢測器的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)值；微核心單元，根據(jù)源自數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)，生成用于噴射器的噴射定時的偏差校正數(shù)據(jù)；控制器，其配置成通過將偏差校正數(shù)據(jù)應用于控制脈沖而生成校正時鐘；以及輸出驅(qū)動單元，其配置成根據(jù)校正時鐘控制噴射器的操作。
【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點通過以下結(jié)合附圖進行的詳細說明將更加明顯，在附圖中:
[0020]圖1是示出普通噴射器的燃料噴射量與噴射時間之間的關(guān)系的圖；
[0021]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于校正噴射器特性的裝置的配置的圖；
[0022]圖3是示出圖2的驅(qū)動半導體的詳細配置的圖；
[0023]圖4是不出根據(jù)本發(fā)明的實施例的噴射器的燃料噴射量與噴射時間之間的關(guān)系的圖；
[0024]圖5是示出圖2的微控制單元的詳細說明的圖；
[0025]圖6是示出本發(fā)明的實施例中的各噴射器的偏差的圖；
[0026]圖7是示出過度小于目標的定時的補償?shù)膱D；并且
[0027]圖8是示出過度大于目標的定時的補償?shù)膱D。
[0028]附圖中各元件的附圖標記
[0029]200:驅(qū)動半導體
[0030]210:噴射器特性檢測器
[0031]220:數(shù)據(jù)處理器
[0032]230:微核心單元
[0033]240:控制器
[0034]250:輸出驅(qū)動單元
[0035]260:接口單元
【具體實施方式】
[0036]在下文中，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
[0037]應當理解，本文所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或者其它類似術(shù)語包括一般的機動車輛，例如包括運動型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車，各種商用車輛在內(nèi)的載客車輛，包括各種艇和船在內(nèi)的水運工具，以及飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、內(nèi)燃車輛、插入式混合動力電動車輛、氫動力車輛、燃料電池車輛，以及其它代用燃料車輛(例如，從石油之外的資源取得的燃料)。
[0038]另外，應當理解以下方法由至少一個控制器、計算機、控制單元等執(zhí)行。術(shù)語控制器、計算機、控制單元等是指包括存儲器和處理器的硬件裝置，該處理器配置成執(zhí)行應被解釋為其算法結(jié)構(gòu)的一個或多個步驟/處理。存儲器配置成存儲算法步驟，并且處理器具體配置成執(zhí)行所述算法步驟從而執(zhí)行以下進一步說明的一個或多個處理。另外，盡管示例性實施例被描述為由多個處理器、控制單元等執(zhí)行，然而應當理解這樣的方法也可由單一控制器的配置執(zhí)行，而不背離整體實施例。
[0039]此外，本發(fā)明的控制邏輯可實施為含有由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的計算機可讀介質(zhì)上的非暫時性計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的示例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動器、智能卡和光學數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀記錄介質(zhì)也可分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計算機系統(tǒng)中，以便例如通過遠程信息處理服務器或控制器局域網(wǎng)(CAN)，以分布的方式存儲并執(zhí)行計算機可讀介質(zhì)。
[0040]本文所使用的術(shù)語僅用于說明具體的實施例，而不意圖限制本發(fā)明。如本文中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”意圖同樣包括復數(shù)形式，除非上下文另外明確地表明。還將理解的是，用語“包括”和/或“包含”，當在本說明書中使用時，規(guī)定了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。如本文中所使用的，用語“和/或”包括一個或更多相關(guān)列出項目的任何和全部組合。
[0041]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于校正噴射器特性的裝置的配置的圖。本發(fā)明的示例性實施例包括微控制單元(MCU) 100、驅(qū)動半導體200和噴射器300。
[0042]本發(fā)明的示例性實施例中的MCU100配置成從驅(qū)動半導體200接收接口信號，并生成用于控制噴射器300的操作的控制脈沖。
[0043]驅(qū)動半導體200根據(jù)從MCU100施加的控制脈沖，補償噴射器300的噴射定時并輸出驅(qū)動控制信號。由此，驅(qū)動半導體200檢測并計算示出噴射器300的驅(qū)動特性的信號，并且當噴射器300的噴射定時偏差需要補償時，驅(qū)動半導體200相應地對其進行補償。S卩，每當噴射器操作時驅(qū)動半導體200檢測噴射器300的特性，然后在下次噴射中基于所檢測信息調(diào)整噴射器300的燃料噴射定時。
[0044]根據(jù)以上控制，噴射器300利用響應于從驅(qū)動半導體200接收到驅(qū)動控制信號而補償?shù)膰娚涠〞r來噴射燃料。噴射器300向驅(qū)動半導體200輸出示出驅(qū)動特性的信號。該示出噴射器300的驅(qū)動特性的信號可以是例如由噴射器300在噴射期間所消耗的電壓或電流。
[0045]圖3是示出圖2的驅(qū)動半導體200的詳細配置的圖。驅(qū)動半導體200可包括噴射器特性檢測器210、數(shù)據(jù)處理器220、微核心單元230、控制器240、輸出驅(qū)動單元250和接口單元260。
[0046]噴射器特性檢測器210可配置成感測/檢測噴射器300的驅(qū)動電壓或驅(qū)動電流，并將該數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)處理器220。由此，噴射器特性檢測器210可包括電壓傳感器211、電流傳感器212和選擇器213。
[0047]在這樣的實施例中，電壓傳感器211可連接至噴射器300的兩個端節(jié)點，并且配置成感測/檢測在操作噴射器300期間所消耗的電壓量。同樣，電流傳感器212可與噴射器驅(qū)動單元310連接，并且感測/檢測操作噴射器300時所消耗的電流量。
[0048]選擇器213可配置成在源自電壓傳感器211和電流傳感器212的輸出之間進行選擇，并向數(shù)據(jù)處理器220輸出所選擇的數(shù)據(jù)。選擇器213的該選擇處理可由微核心單元230控制。數(shù)據(jù)處理器220然后將源自噴射器特性檢測器的電壓或