直接喷射电磁阀喷射器打开时间检测的利记博彩app
【专利说明】直接喷射电磁阀喷射器打开时间检测
[0001]优先权要求本申请要求2013年10月29日提交的美国临时申请N0.61/896,710的权益。
技术领域
[0002]本公开总体上涉及喷射器电磁阀控制，并且更具体地涉及用于检测应用于直接喷射系统的喷射器电磁阀的精确打开时间的方法和设备。
【背景技术】
[0003]现代交通工具控制装置，比如在直接喷射或其它类似系统发动机控制系统中使用的那些，经常要求控制器确定或估算喷射器电磁阀打开的时间。交通工具系统依赖于喷射器打开时间响应以便预测发动机系统的多个方面，比如燃料轨压力。这些预测采用线性传递函数实时进行。
[0004]为了恰当地采用预测系统，发动机系统在每个冲程对于每次喷射要求可靠地检测喷射器打开时间。电流控制系统也要求打开时间检测具有高精度以便确保恰当的操作。
【发明内容】
[0005]公开了一种用于检测燃料喷射器电磁阀打开时间的方法，其包括:使用斜率拐点检测和鉴频滤波器在数据收集周期期间检测电流消耗的微商的斜率拐点。
[0006]还公开了一种采用直接喷射电磁阀燃料喷射器的交通工具。所述交通工具包括能够检测喷射器电流消耗的至少一个电流传感功能和连接至电流传感功能的控制器。所述控制器能够使用斜率拐点检测和鉴频滤波器检测喷射器电磁阀电流消耗的微商的斜率拐点，由此检测喷射器电磁阀的打开时间。
【附图说明】
[0007]图1示意性地示出了本发明一个实施例的交通工具。
[0008]图2示出了电磁阀直接喷射喷射器的电流消耗轮廓。
[0009]图3示出了喷射器打开时间检测程序的高层流程图。
[0010]图4以更详细的细节示出了图3的延迟开始和数据收集步骤。
[0011]图5以更详细的细节示出了图3的‘确定打开时间检测’窗口步骤。
[0012]图6以更详细的细节示出了图3的‘检测斜率拐点’步骤。
[0013]图7示出了斜率鉴频滤波器的操作。
【具体实施方式】
[0014]图1示意性地示出了包括内燃发动机20的交通工具10。发动机20的操作依赖于在被称为直接喷射的过程中从燃料喷射器电磁阀30周期性喷射燃料。控制器40比如发动机控制器控制喷射正时、定相和分配，并依赖于准确的喷射器打开时间响应数据，以便实时预测物理燃料轨压力。根据线性传递函数计算所述预测，所述线性传递函数与温度依存性具有良好的相关性。
[0015]现有喷射器采用经验数据组和预测模型的组合来估算直接喷射器电磁阀30的响应时间。虽然该方法能提供适当的结果，但是预测并不一定是精确的并且包括多个假设。再者，预测模型需要控制器处理能力的大笔投资。处理能力需要专用的喷射控制器并且/或者限制发动机控制器40的供选择的功能。
[0016]所示发动机控制器40包括基于斜率拐点(slope inflect1n)的喷射器打开时间检测器。在一个示例中，喷射器打开时间检测器是软件模块。发动机控制器40使用现有的传感功能检测去往直接喷射器电磁阀30的电流输入，并且构造直接喷射器电磁阀30的电流轮廓。电流轮廓是直接喷射器电磁阀30的输入电流相对于时间的表达。
[0017]继续参考图1，并且以相似附图标记指示相似元件，图2示出了直接喷射器电磁阀30的一示例电流轮廓100。控制器40最初在喷射起点110处开始打开直接喷射器电磁阀30。紧接在喷射起点110之后，电流轮廓100快速上升，直到它达到峰值120。峰值120之后，电流轮廓100开始指数下降122，直到达到电流维持阶段124。
[0018]本领域中公知的是:直接喷射器电磁阀30在喷射起点之后完全打开至少最小的时间周期。最小的时间周期被示为延迟窗口 130。一旦延迟窗口 130经过后，控制器40开始从电流轮廓100收集数据，以便精确地确定喷射器打开时间。电流数据的收集是从延迟窗口 130的结束直到电流维持阶段124的开始。该时间窗口被称为数据收集窗口 140。
[0019]继续参考图1-2，图3示出了控制器40通过它确定直接电磁阀喷射器30的打开时间的程序的高层流程图200。在喷射起点110处开始打开直接电磁阀喷射器30时，控制器40在延迟开始步骤210中延迟数据收集直到延迟窗口 130已经经过之后。
[0020]一旦延迟窗口 130已经经过后，控制器40开始在数据收集步骤220中数据收集。控制器40在整个数据收集窗口 140期间收集数据，并将收集到的数据存储在数据缓存中。一旦所有喷射器打开数据已经被存储在数据缓存中后，控制器40在确定打开时间检测窗口步骤230中确定打开时间检测窗口(图5中示出)。打开时间检测窗口是数据收集窗口的子集，在其间喷射器有可能已经达到完全打开状态。
[0021]一旦已经确定了打开时间检测窗口后，控制器4O从缓存抛弃处于打开时间检测窗口外的数据，并在‘检测斜率拐点’步骤240中以斜率拐点和鉴频滤波器(slopeinflect1n and discriminat1n filters)处理剩余数据。控制器40基于由斜率鉴频滤波器放大的斜率拐点的峰值的正时，识别电磁阀30变成完全打开时的时间。斜率拐点滤波器和斜率鉴频滤波器被实施为控制器40内的软件模块。在替代示例中，斜率拐点和鉴频滤波器可被实施在其它交通工具部件中，包括能够执行相应计算的处理器。在计算打开时间步骤250中确定完全打开时间。控制器40然后可输出完全打开时间至任何其它系统，比如另一控制器或车载诊断(0BD1/0BD2)系统。
[0022]继续参考图1-3，图4以更详细的细节示出了延迟开始步骤210和数据收集步骤220。如以上所描述的，相对于图3，延迟开始步骤210延迟通过控制器40收集数据，直到预定的时长已经从喷射起点经过。通过缩短数据收集步骤220的长度，延迟减少在数据收集步骤220期间存储在数据缓存中的数据量。在数据缓存中减少数据量使控制器40的操作更有效。具体的预定时长是可由本领域的技术人员确定的校准值，并且不应该长于电磁阀的最小的可能打开时间。
[0023]一旦时间延迟已经经过后，采用数据输入310来确定前述数据收集窗口 140内的电流轮廓。数据输入310是由直接喷射器电磁阀30消耗的电流，并且以高数据采样速率被采样。低通滤波器被施加至数据，以移除高频噪声。然后从高数据速率向低数据速率降采样数据。降采样(down sampling)的速率是可配置的，并且可被调节，以反映控制器40的特定处理能力和速度。一旦数据已经被完全降采样后，数据被存储在数据缓存中，并作为数据输出320从数据收集步骤220输出。
[0024]所示数据输出320是来自数据收集步骤220的一示例数据输出。如可看出的，在数据收集窗口 140之前和数据收集窗口 140之后删减数据。
[0025]继续参考图1-4，图5示出了确定打开时间检测窗口步骤230的操作。确定打开时间检测窗口步骤230采用来自数据缓存的数据。基于喷射器类型，某些类型的喷射器打开发生在喷射器峰值电流之前，而另一些发生在喷射器峰值电流之后。作为一个示例，所论述的喷射器打开发生在喷射器峰值电流之后。确定打开时间检测窗口步骤230的操作可覆盖两种喷射器类型。控制器40然后计算数据缓存内的数据的微商(derivative)，并确定缓存内的数据的最大值。由于电流维持阶段124开始于数据收集窗口 140的结束时，控制器40确定:电磁阀必须在数据的最大值与电流维持阶段124的起点之间的某点处变成完全打开。
[0026]控制器40将打开时间检测窗口 410设定为从数据缓存的峰值的时间延伸直到数据缓存结束。再次可通过删除打开时间检测窗口 410外的所有数据来删减数据缓存内的数据。该删减进一步减少待由控制器40分析所需的数据量。一旦已经确定了打开时间检测窗口 410后，控制器40应用检测斜率拐点步骤240。
[0027]继续参考图1-5，图6以更详细的细节示出了检测斜率拐点步骤240。在该步骤中使用了两个特定的非线性的数字滤波器。这些滤波器是斜率拐点检测滤波器和斜率鉴频滤波器。斜率拐点检测滤波器定位斜率拐点，而斜率鉴频滤波器放大斜率拐点来用于阈值检测。在检测斜率拐点步骤240中，控制器计算容纳在打开时间检测窗口内的电流轮廓数据的微商，并首先将斜率拐点检测滤波器然后将斜率鉴频滤波器(以下相对于图7描述)应用至所得导出数据。斜率鉴频滤波器的输出510进一步在图6中示出。
[0028]—旦以斜率拐点检测滤波器识别出斜率拐点位置后，控制器40应用斜率鉴频滤波器以放大斜率拐点，而不放大数据中的其它变分(variat1ns)。通过应用斜率鉴频滤波器，控制器40生成斜率拐点输出510。预定阈值520被存储在控制器40的内存中。预定阈值520上方的唯一峰值530指示斜率拐点的存在，且峰值点是斜率拐点的发生处。
[0029]一旦已经确定了斜率拐点530后，由控制器40根据以下关系计算喷射器打开时间:
打开时间=(窗口起点+峰值位置+处理偏差+滤波器延迟)*降采样的数据采样速率。
[0030]窗口起点为控制器40开始打开时间检测窗口时的时间，峰值位置530为斜率拐点检测器输出510达峰值时的时间，处理偏差和滤波器延迟为常数，并且数据采样速率为电流轮廓数据已经被降采样时的速率。处理偏差常数和滤波器延迟常数是基于给定系统的具体情况被校准的校准常数。对于任何给定系统的特定处理偏差常数和滤波器延迟常数可由获得本公开的益处的本领域的技术人员计算出。
[0031]一旦已经由控制器40在计算打开时间步骤250中确定了打开时间后，控制器40可将喷射器电磁阀30的打开时间输出至控制器40内的其它子例程、至另一发动机控制器、至发动机诊断系统(OBD1/OBD2)、或至任何其它交通工具系统。
[0032]继续参考图1-6，并且以相似附图标记指示相似元件，图7示出了上述斜率拐点检测滤波器和斜率鉴频滤波器的操作的原理。
[0033]斜率拐点检测滤波器和斜率鉴频滤波器采用两个同步的滑动窗口，即均值窗口(mean window)610和中值窗口(median window)620，来检测和放大斜率拐点。中值窗口620是较大的窗口，并且完全包含均值窗口 610。两个窗口 610、620同时逐项滑动穿过打开时间检测窗口(也被称为检测信号630)内的数据的微商，进行斜率计算和非线性滤波，在整个检测信号630上，中值窗口 620中的数据在计算均值项之前被分类。在中值窗口 620中逐项计算中值项。在均值窗口 610中逐项计算均值项。