CN107762649A

CN107762649A - 利用氧传感器控制燃料喷射量的方法及应用该方法的车辆

Info

Publication number: CN107762649A
Application number: CN201710724926.9A
Authority: CN
Inventors: 任城淳
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2018-03-06
Anticipated expiration: 2037-08-22
Also published as: DE102016125426A1; CN107762649B; KR101827140B1; US10550789B2; US20180058362A1

Abstract

本发明涉及一种利用氧传感器控制燃料喷射量的方法及应用该方法的车辆，该种利用氧传感器控制燃料喷射量的方法可以包括：在检测到发动机RPM和燃料喷射量的发动机燃烧期间，由控制器对λ模型值与氧传感器测量值之间的差导致的λ偏差进行控制，以执行λ偏差学习模式，其中，在所述λ偏差学习模式中，通过将依据λ偏差的燃料修正量设定为学习值而对学习映射进行学习并且随后更新学习映射，并且基于更新的学习映射，依据RPM和燃料量，考虑燃料修正量来确定燃料喷射量，并且将燃料喷射量作为输出值输出，使得该输出值被应用于下一次燃料喷射量的反馈控制。

Description

利用氧传感器控制燃料喷射量的方法及应用该方法的车辆

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月23日提交的韩国专利申请第10-2016-0106741号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明的示例性的实施方案涉及一种控制燃料喷射量的方法，更具体的，涉及一种应用利用氧传感器控制燃料喷射量的方法的车辆。

背景技术

通常，基于作为空气过量比(实际供应的空气体积与完全燃烧燃料所需的空气体积之间的比值)的λ(lambda)来控制喷射到柴油车辆的发动机中的燃料量，在燃料被完全燃烧的理论空气-燃料比中，空气过量比的值为1。

为此，用于检测进气体积的空气体积传感器安装于进气系统，混合物经由所述进气系统而被供应至发动机，并且用于测量排放气体中的氧浓度的氧传感器(或者λ传感器)安装于排气系统，排放气体经由所述排气系统而从发动机中排出。

例如，当发动机被驱动时，空气体积传感器和氧传感器分别检测进气系统中的空气体积和排放气体中的氧浓度，并且将检测到的值提供为发动机电子控制单元(electronic control unit，ECU)的输入数据。利用由氧传感器检测到的氧浓度，发动机ECU对将要输送至进气系统的空气体积进行修正，并随后根据修正的空气体积来修正燃料量，从而控制发动机燃烧，使得计算出的燃料喷射量符合实际燃料喷射量。

结果是，通过在柴油车辆中控制燃料喷射量以消除或减少燃料喷射量的计算值和燃料喷射量的实际值之间的差，能够减少排放的有害物质并且提高动力和燃料效率。

但是，当氧传感器和空气体积传感器所测量的值被应用到燃料喷射量的计算中而不对值进行修正时，那么计算出的燃料喷射量将不会反应出由于传感器本身的制造偏差和工作误差而对测量的值产生的影响。

结果是，虽然计算的燃料喷射量基于氧传感器的测量的值，但是实际喷射的燃料量(下文中称为“实际燃料喷射量”)不同于计算出的燃料喷射量，因此，由于这些值之间的差，发动机动力和燃料效率会变差，并且排放气体中的有害物质会增加。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种利用氧传感器控制燃料喷射量的方法以及一种应用该方法的车辆，所述方法利用形成发动机燃烧模型的λ模型，将在氧传感器的测量值中的误差确定为λ偏差，通过在学习映射中学习对应于λ偏差的燃料修正量来更新每分钟转数(Revolutions Per Minute，RPM)和燃料量学习映射，并随后利用更新的学习映射来确定燃料喷射量，使得确定的燃料喷射量符合实际燃料喷射量，并且该方法配置为通过一致地学习燃料修正量，通过下一次喷射中的反馈控制而根据发动机RPM和燃料量来输出，从而控制燃烧以保持对抗周围环境误差和工作误差以及传感器自身的误差的鲁棒性。

本发明的其它目的和优点可以通过如下描述而理解，并且参考本发明的具体实施方案而变得清楚。同样地，本发明所属领域的技术人员显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过要求保护的方法或其组合而实现。

根据本发明的实施方案，一种利用氧传感器控制燃料喷射量的方法包括：检查发动机RPM和燃料量是否大于设定值，以确定发动机燃烧；当执行发动机燃烧时，检测氧传感器测量值；当λ模型值与氧传感器测量值之间的差大于0时，读取对应于氧传感器测量值的λ模型的λ模型值，以检查λ偏差；将经由PID控制输出的λ偏差转换为燃料修正量；学习λ偏差，通过在学习映射中的方向梯度直方图，使得bin单元被划分为围绕一个点的四个点，所述燃料修正量输入这一个点，四个被划分的点的bin值被确定为二维坐标系值，以更新学习映射；确定λ偏差燃料喷射量，通过在更新的学习映射中的双线性插值，根据运行区域，获得bin单元的四个点的bin值作为二维坐标系值，并且输出的由四个点围绕的一个点作为输出值。

可以通过以下方式来执行学习λ偏差：确定索引，从而确定呈现有一个点的学习映射的相关区域；在所述相关区域中执行RPM和燃料量的归一化；确定四个点中的每一个点的bin值；确定配置为应用四个点中的每一个点的bin值的bin函数；利用确定的bin函数的值来学习和更新学习映射。

可以通过以下方式来执行λ偏差燃料喷射量的确定：确定索引，使得索引被划分为RPM索引和燃料量索引，以确定四个点中的每一个点的bin值输入的bin单元存在于学习映射的RPM和燃料量区域的哪一个；调用作为外围数组值的四个点中的每一个点的bin值；执行归一化，使得RPM索引和燃料量索引转换成参考RPM索引和参考燃料量索引；执行计算，从而通过将参考RPM索引和参考燃料量索引应用到四个点而获得作为输出值的一个点的值。

当没有产生λ偏差时，可以通过控制器的控制而执行λ偏差非学习模式，在λ偏差非学习模式中，基于学习映射，依据RPM和燃料量，可以考虑氧传感器测量值来确定燃料喷射量，并且将燃料喷射量作为输出值输出，从而将所述输出值应用到下一次燃料喷射量的反馈控制。

根据本发明的另一个实施方案，一种用于控制燃料喷射量的系统包括：传感器测量单元，其配置为检测设置于排气系统的氧传感器的测量值，排放气体从所述排气系统排出至外部；λ偏差确定单元，其配置为通过将氧传感器测量值与λ模型值进行比较来确定λ偏差，并且通过经由PID控制输出确定的λ偏差来确定燃料修正量；以及学习控制器，其配置为通过方向梯度直方图而利用燃料修正量来学习RPM和燃料量，以在应用学习值的运行区域中，依据RPM和燃料量，通过双线性插值来确定作为输出值的对应于燃料修正量的学习值，并随后将输出值应用于下一次燃料喷射量的反馈控制。

λ偏差确定单元可以包括：λ模型，其中，建立与氧传感器测量值进行比较的λ模型值；PID调节器，其经由PID控制而输出通过从氧传感器测量值减去λ模型值而获得的λ偏差值；转换器，其确定经由PID控制输出的燃料喷射量。学习控制器可以包括学习映射，其配置为将运行区域划分为RPM区域和燃料量区域，并且通过对学习值进行学习来进行更新，学习映射可以包括学习装置和计算器，所述学习装置执行方向梯度直方图，所述计算器执行双线性插值。

根据本发明的另一个实施方案，车辆包括用于控制燃料喷射量的系统，该系统包括：传感器测量单元，其配置为检测设置于排气系统的氧传感器的测量值，排放气体从所述排气系统排出至外部；λ偏差确定单元，其配置为经由PID控制输出通过与氧传感器测量值比较的λ模型值而确定的λ偏差，从而确定燃料修正量；学习控制器，其配置为通过方向梯度直方图而对学习映射中的燃料修正量进行学习，以通过双线性插值来确定作为输出值的对应于燃料修正量的学习值，并输出下一次燃料喷射量的输出值；以及发动机ECU，其通过对用于控制下一次燃料喷射量的燃料喷射量的系统的输出值执行反馈控制而控制发动机。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1A和图1B为示出了根据本发明的实施方案的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法的流程图。

图2为根据本发明的实施方案的应用了利用氧传感器控制燃料喷射量的方法的车辆的示例。

图3为示出了根据本发明的实施方案的由方向梯度直方图来执行λ偏差学习的流程图。

图4为示出了根据本发明的实施方案的由双线性插值来执行燃料喷射量计算的流程图。

图5为根据本发明的实施方案的应用于λ偏差学习和动力计算的方向梯度直方图和双线性插值的示例。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性的实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为这些示例性的实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施方案，而且覆盖可以被包括在本发明的精神和由所附权利要求所限定的范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。然而，本发明可以以不同的形式实施并且不应解释为限于在此阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案以使公开完整和充分，并且将本发明的范围完全呈现给本领域技术人员。在说明书中，本发明的各个附图和具体实施方案中的相似的附图标记表示相似的部件。

参见图1A和图1B，在利用氧传感器控制燃料喷射量的方法中，通过将由排气系统的氧传感器测量的值与形成发动机燃烧模型的λ模型进行比较来确定反映了周围环境误差和工作误差以及传感器自身误差的λ偏差(S40)；通过方向梯度直方图，在每分钟转数(Revolutions Per Minute，RPM)和燃料量学习映射中学习对应于λ偏差的燃料修正量，并且更新学习映射(S70)；基于更新的学习映射(其中，通过双线性插值来学习对应于λ(lambda)偏差的燃料修正量)，在运行区域或者操作条件中，根据RPM和燃料量来确定燃料喷射量(S80)。这里，方向梯度直方图是特征描述法的一种类型，其通过尽可能地将相同对象概括为同一个对象而更加便于分类，即使这些对象呈现出稍微不同的状态(形式)。

因此，通过建立空气体积传感器和氧传感器(受发动机耐久度、制造偏差和工作误差的影响)的硬件鲁棒性，能够提高或者完美解决由所确定的燃料喷射量和实际燃料喷射量之间的差引起的动力和燃料效率的变差以及排放有害气体的增加。由于对应于λ偏差的燃料修正量在下一次喷射中受到反馈控制，所以根据运行区域或者操作条件来加入或减去现有的学习值，从而一致地更新学习映射。

图2示出了包括在车辆100中的用于控制燃料喷射量以执行λ偏差学习功能的系统1。用于控制燃料喷射量的系统1包括：传感器测量单元10，其检测由氧传感器测量的值；λ偏差确定单元20，其检查氧传感器的测量值的偏差；以及学习控制器30和40，其利用λ偏差而修正燃料喷射量，从而控制输出值。

具体的，传感器测量单元10可以连接至设置于排气系统的排气氧传感器，或者可以为排气氧传感器本身。

具体的，λ偏差确定单元20包括：λ模型21，其根据发动机操作条件，通过将氧传感器的测量值进行映射而形成发动机燃烧模型；减法器23，其利用传感器测量值之间的差来获得λ偏差；PID调节器25，其通过比例积分微分(Proportional Integral Differential，PID)控制来输出λ偏差值；以及转换器27，其将经由PID控制而输出的λ偏差值转换成与其相应的燃料喷射量。

具体的，学习控制器30和40包括：学习映射30和发动机ECU(Electronic ControlUnit)40。所述学习映射30包括：学习装置31，其中，根据运行区域或者操作条件来预先限定RPM-燃料量，当根据λ偏差的燃料修正值输入至一个点时，围绕这一个点的四个点形成bin单元30-1(参见图4)并且每一个具有bin值，并且通过方向梯度直方图而学习和更新用于bin单元30-1的四个点的λ偏差；计算器33，其利用根据λ偏差的燃料修正值，通过双线性插值来生成用于由bin单元30-1的四个点围绕的一个点的一个输出，并且确定反映了λ偏差的燃料喷射量；条件解除装置35，其解除λ偏差的应用条件。发动机ECU40将学习映射30的输出值应用于燃料喷射控制，并且实现控制逻辑，以使得输出值用于下一次喷射中的反馈控制，并且通过将控制发动机所需的所有类型的数据处理为输入值以控制发动机。发动机ECU40可以与学习映射30整体形成。

在下文中，将参考图2至图5详细描述利用氧传感器控制燃料喷射量的方法。在这种情况下，控制执行器是连接至学习映射30的发动机ECU40，为了便于描述，学习映射30和发动机ECU40被称作“控制器”，这是由于它们可以随着场合需要而被专用控制器取代。待控制的对象可以为燃料喷射量或者燃料喷射装置(例如，燃料喷射器)。

在步骤S10中，控制器检测发动机开关接通。在步骤S20中，在开关接通的状态下，控制器检查发动机RPM和燃料喷射量。为此，控制器基于开关接通信号而识别发动机点火，并且基于安装于发动机的各个传感器(例如，发动机RPM传感器和燃料喷射量传感器)所检测到的信号而检查发动机RPM和燃料喷射量，从而确定是否执行发动机燃烧。

例如，控制器利用如下关系式来确定发动机燃烧：

发动机燃烧＝发动机RPM和燃料喷射量＞0，

其中，符号“＞”为不等号。

结果是，在发动机开关接通的状态下，当发动机RPM和燃料喷射量不大于0时，由于不执行发动机燃烧，所以控制器使用硬件误差修正来停止控制燃料喷射量的过程。另一方面，在发动机开关接通的状态下，当发动机RPM和燃料喷射量大于0时，由于执行发动机燃烧，所以控制器利用硬件误差修正来开始控制燃料喷射量的过程。

在步骤S30，控制器检查传感器检测值。在该步骤中，在各个传感器检测值中，控制器仅考虑由氧传感器和空气体积传感器检测到的值。这是因为由氧传感器和空气体积传感器检测的值非常受制造偏差、工作误差和发动机耐久度的影响。这里，氧传感器安装于排气系统，空气体积传感器安装于进气系统。

在步骤S40，控制器确定由氧传感器检测到的值是否精确。为此，控制器利用如下关系式以确定λ偏差，

λ偏差确定，|λ_传感器-λ_模型|＝0，

其中，术语“λ_传感器”是氧传感器检测值，术语“λ_模型”是氧传感器模型值，符号“||”是绝对值符号，符号“-”是减号，符号“＝”是等号。

参见图2，基于从排气氧传感器测量单元10的氧传感器测量值减去λ模型21的λ模型设定值而获得的差值，通过减法器23来确定λ偏差。这里，λ偏差学习模式是呈现出差值(即，两个值的差≠0)时的模式，λ偏差非学习模式是不呈现出差值(即，两个值的差＝0)时的模式。

具体的，在λ偏差学习模式中，在经由PID调节器25而通过转换器27将λ偏差转换成燃料量之后，通过学习装置31来学习并更新转换器27中的λ偏差燃料量，并随后通过计算器33而确定为燃料喷射量。之后，经由发动机ECU40输出λ偏差燃料量(箭头a的方向)。由于经由PID调节器25的PID控制而输出λ偏差，因此可以最小化λ偏差。基于RPM和燃料量映射，学习装置31根据运行区域而学习λ偏差，并随后更新存储在映射中的学习值。为此，学习装置31利用改变为二维直方图插值的方向梯度直方图。此外，计算器33使用作为输入数据的通过学习装置31学习的λ偏差燃料量，通过双线性插值确定燃料喷射量。同时，在λ偏差非学习模式中，经由条件解除装置35而不经由学习装置31，通过计算器33将λ偏差确定为燃料喷射量(箭头b的方向)，并随后经由发动机ECU40输出(箭头c的方向)。为此，计算器33利用依据作为输入数据的氧传感器测量值的燃料量，通过双线性插值确定燃料喷射量。

再次参见图1A和图1B，在λ偏差学习模式中，依次执行如下步骤：经由PID控制输出λ偏差的步骤(S50)，将对应于λ偏差的燃料量进行转换的步骤(S60)，在学习映射中学习λ偏差的步骤(S70)，确定燃料喷射量的步骤(S80)，以及输出应用了λ偏差的值的步骤(S100)。因此，将考虑到基于λ偏差的燃料修正量而确定的燃料喷射量作为燃料喷射量。参见图3，在λ偏差学习模式中，通过以下步骤来学习λ偏差：在学习映射中，将相关的运行区域中的bin单元确定为围绕一个点的四个点的步骤(S71)；从确定的bin单元确定索引的步骤(S72)；利用索引来执行归一化的步骤(S73)；经由归一化而确定用于四个点的bin的步骤(S74)；通过将内部划分方法应用到确定的四个bin来确定bin函数(f(x，y)_bin)的步骤(S75)；学习和更新四个点的bin值以更新学习映射的步骤(S76)。对此，术语“bin”表示作为比重的权重，以基于进入的点设定四个点处的权重。为了在学习映射步骤(S71)中确定围绕一个点的四个点，bin单元需要依据进入的点的位置来设定围住的四个点处的权重。

参见图4，在λ偏差学习模式中，通过以下步骤来确定λ偏差燃料喷射量：基于更新的学习映射，提供在运行区域或者操作条件中的RPM和燃料量作为应用λ偏差的输入的步骤(S81)；确定用于输入的索引的步骤(S82)；调用外围数组值的步骤(S83)；归一化步骤(S84)；确定步骤(S85)。

再次参见图1A和图1B，在λ偏差非学习模式中，依次执行以下步骤：解除学习条件的步骤(S40-1)；确定燃料喷射量的步骤(S80)；输出没有应用λ偏差的值的步骤。因此，利用氧传感器测量值来确定的燃料喷射量作为燃料喷射量。因此，λ偏差非学习模式与λ偏差学习模式的不同之处在于：在步骤S81中，在更新的学习映射中，使用氧传感器测量值代替学习值，并且执行步骤S82，S83，S84和S85。也就是说，λ偏差学习模式与λ偏差非学习模式之间的不同在于：当确定燃料喷射量时，使用应用λ偏差的氧传感器测量值，或者仅使用氧传感器测量值。

同时，图5示出了图3中的λ偏差学习和图4中的λ偏差燃料量确定的示例，其通过将方向梯度直方图改变为二维直方图插值而进行应用。

如图所示，使用三维(3D)方向梯度直方图，以防止在图像提取中发生混淆。这里，混淆是信号失真现象，其中，当对模拟信号进行采样时，采样频率比信号的最大频率小两倍，或者采样频率的滤波不恰当，为此，相邻的光谱相互叠加。

因此，3D方向梯度直方图的所公知的等式如下，

h(x1,y1,z1)←h(x1,y1,z1)+w{[1-((x-x1)/b_x)][1-((y-y1)/b_y)][1-((z-z1)/b_z)]}

h(x1,y1,z2)←h(x1,y1,z2)+w{[1-((x-x1)/b_x)][1-((y-y1)/b_y)][(z-z1)/b_z]}

h(x1,y2,z1)←h(x1,y2,z1)+w{[1-((x-x1)/b_x)][(y-y1)/b_y][1-((z-z1)/b_z)]}

h(x2,y1,z1)←h(x2,y1,z1)+w{[(x-x1)/b_x][1-((y-y1)/b_y)][1-((z-z1)/b_z)]}

h(x1,y2,z2)←h(x1,y2,z2)+w{[1-((x-x1)/b_x)][(y-y1)/b_y][(z-z1)/b_z]}

h(x2,y1,z2)←h(x2,y1,z2)+w{[(x-x1)/b_x][(1-((y-y1)/b_y)][(z-z1)/b_z]}

h(x1,y2,z1)←h(x2,y2,z1)+w{[(x-x1)/b_x][(y-y1)/b_y][(1-(z-z1)/b_z)]}

h(x2,y2,z2)←h(x2,y2,z2)+w{(x-x1)/b_x][(y-y1)/b_y][(z-z1)/b_z]}，

其中，w为3D方向梯度直方图等式的因子。

因此，在工作区域中用于一个输入数据的学习映射30的bin单元30-1表示为利用双线性插值通过加减而获得的四个相邻的bin值，并且由以下2D直方图插值等式表示，

F(f₁，g₁)＝F(f₁，g₁)+w[(d2/(d1+d2))x(d4/(d3+d4))]

F(f₁，g₂)＝F(f₁，g₂)+w[(d2/(d1+d2))x(d3/(d3+d4))]

F(f₂，g₁)＝F(f₂，g₁)+w[(d1/(d1+d2))x(d4/(d3+d4))]

F(f₂，g₂)＝F(f₂，g₂)+w[(d1/(d1+d2))x(d3/(d3+d4))]，

其中，(f_x，g_x)是一个输入数据的二维坐标系位置，d1、d2、d3和d4分别为用于(f_x，g_x)的四个bin单元距离，(f₁，g₁)、(f₁，g₂)、(f₂，g₁)和(f₂，g₂)分别为用于(f_x，g_x)的四个bin单元的二维坐标系位置。

因此，图3中的λ偏差学习过程可以如下执行。

在读取bin单元的步骤(S71)，学习装置31的λ偏差燃料量提供为一个输入数据，并且通过具有四个相邻bin值的bin单元30-1的坐标系函数F(f_x，g_x)来确定qDiff。

在索引确定步骤(S72)，确定呈现有qDiff的区域。在归一化步骤(S73)，通过将确定区域中的RPM和燃料量设定为1而执行归一化。例如，处理为：d1+d2＝1以及d3+d4＝1。在bin确定步骤(S74)，bin单元30-1的四个bin分别限定为：第一bin(Bin1：d1×d3)，第二bin(Bin2：d1×d4)，第三bin(Bin3：d2×d3)，和第四bin(Bin4：d2×d4)。在通过应用内部划分方法来确定bin函数((f(x，y)_Bin))的步骤(S75)中，利用如下等式来确定w(因子)，

f(x，0)_bin＝Bin1×d2+Bin3×d1，f(x，1)_bin＝Bin2×d2+Bin4×d1，f(x，y)_Bin＝f(x，0)_bin×d4+f(x，1)_bin×d3，x，w＝qDiff/f(x，y)_Bin。

之后，在学习和更新步骤(S76)中，用于学习的等式如下。在此情况下，对于F(f₁，g₁)_new＝F(f₁，g₁)_old+w[(d2/(d1+d2))x(d4/(d3+d4))]，在初始学习中处理为F(f₁，g₁)_old＝0。

f(0，0)_new＝f(0，0)_old+(qDiff×Bin1)/f(x，y)_Bin

f(0，1)_new＝f(0，1)_old+(qDiff×Bin2)/f(x，y)_Bin

f(1，0)_new＝f(1，0)_old+(qDiff×Bin3)/f(x，y)_Bin

f(1，1)_new＝f(1，1)_old+(qDiff×Bin4)/f(x，y)_Bin。

图4中的λ偏差燃料量确定可以执行如下。

在输入应用了λ偏差的步骤(S81)中，通过学习装置31学习的坐标系函数F(f₁，g₁)_new提供为输入数据。在这种情况中，F(f₁，g₁)_new表达为F(x，y)＝f(x，y)＝f(1，0)(1-x)(1-y)+f(1，0)x(1-y)+f(0，1)(1-x)y+f(1，1)xy。因此，使用了更新的学习映射。

在索引确定步骤(S82)中，利用学习映射来确定呈现有RPM和燃料量的运行区域。为此，通过将学习映射的RPM设定为x轴并且将燃料量(Q)设定为y轴而将运行区域划分为多个区域，并且为每个区域指定索引。例如，假设x(RPM)索引轴被划分成830，1250，1500，1700，2100，2400和3000，y(Q)(cc)索引轴被划分成5，10，15，20，26，35和40，RPM为890，燃料量(Q)为6.5cc，并且输入数据为f(0，0)＝-0.1，f(1，0)＝-0.02，f(0，1)＝-0.01并且f(1，1)＝-0.01，830＜RPM＜890可以被设定为索引1并且5＜Q＜10可以被设定为索引1。

之后，在调用外围数组值的步骤(S83)中，上面的f(0，0)＝-0.1，f(1，0)＝-0.02，f(0，1)＝-0.01和f(1，1)＝-0.01被设定为bin单元30-1的四个bin值。在归一化步骤(S84)中，通过将调用的外围数组值设定为1而执行归一化。

例如，通过x_normal：(890-830)/(1250-830)＝0.1428并且y_normal：(6.5-5)/(10-5)＝0.3333来执行归一化。这里，d1为830RPM，d2为1250RPM，d3为5Q并且d4为10Q。在确定步骤(S85)中，x_normal和y_normal分别设定为x和y，并且将它们应用至f(x，y)＝f(1，0)(1-x)(1-y)+f(1，0)x(1-y)+f(0，1)(1-x)y+f(1，1)xy。结果是，确定的值为f(0.1428，0.3333)＝f(1，0)(1-0.1428)(1-0.3333)+f(1，0)0.1428(1-0.3333)+f(0，1)(1-0.1428)0.3333+f(1，1)0.1428*0.3333。这里，符号“*”为乘号。

同时，再次参考图1A、图1B和图2，发动机ECU 40将没有施加λ偏差(没有燃料修正量)的输出值或者施加有λ偏差(有燃料修正量)的输出值设定为燃料喷射量控制值，并且所述燃料喷射量控制值用于下次喷射的反馈控制。

如上所述，通过以下步骤来执行根据本发明的实施方案的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法：在发动机燃烧后，根据排气氧传感器值与λ模型值之间的差来获得λ偏差的步骤；将经由PID控制输出的λ偏差转换成燃料量并且获得λ偏差修正值的步骤；将λ偏差修正值输入至预先限定的RPM-燃料量学习映射的一个点并且获得划分为围绕这一个点的四个bin的bin单元的步骤；更新通过bin单元的四个点获得的各个学习值，选择依据操作条件选择的RPM区域和燃料量作为新的bin单元，输出由新的bin单元的四个点围绕的一个点的一个值，并且使用这一个值用于下次喷射中的反馈控制的步骤。结果是，所确定的燃料喷射量符合燃料喷射量，由于所确定的燃料喷射量被输出并且随后在下一次的喷射中受到反馈控制，使用通过一致地学习燃料喷射量可以建立对抗周围环境误差和工作误差的鲁棒性。

根据本发明的控制燃料喷射量的方法中，利用形成发动机燃烧模型的λ模型，通过修正由氧传感器测量的值，所确定的燃料喷射量能够符合实际的燃料喷射量。

此外，本发明的控制燃料喷射量的方法通过修正利用λ模型的氧传感器的偏差，可以建立对抗由于发动机耐久度以及氧传感器和空气体积传感器的制造偏差和工作误差造成的影响的鲁棒性。

此外，本发明的控制燃料喷射量的方法通过使实际燃料喷射量符合所确定的燃料喷射量，可以解除排气有害物质或者提高动力和燃料效率。

此外，本发明的控制燃料喷射量的方法通过输出值的反馈控制和通过更新学习值，加上和减去依据操作条件的学习值，从而可以对应于周围环境误差和工作误差。

此外，由于本发明的控制燃料喷射量的方法解除了排气有害物质或者提高了动力和燃料效率，因此其能够展现出柴油发动机车辆的效能。

尽管本发明已经对具体实施方案进行了描述，显然对于本领域技术人员可以进行各种改变和修改而不脱离本发明所附权利要求书所限定的精神和范围。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后部”、“后”、“内”、“外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方案的特征。前面对本发明具体示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。对这些示例性实施方案的选择并对其进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims

1.一种利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其包括：

由控制器对λ模型值与氧传感器测量值之间的差导致的λ偏差进行控制，以执行λ偏差学习模式；

其中，在所述λ偏差学习模式中，通过将依据λ偏差的燃料修正量设定为学习值而对学习映射进行学习并且随后更新学习映射，并且基于更新的学习映射，依据发动机RPM和燃料量，考虑燃料修正量来确定燃料喷射量，并且将所述燃料喷射量作为输出值输出，使得该输出值被应用于下一次燃料喷射量的反馈控制。

2.根据权利要求1所述的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其中，当氧传感器测量值减去λ模型值而获得的差大于0时，出现λ偏差。

3.根据权利要求1所述的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其中，通过以下方式来执行λ偏差学习模式：将经由PID控制输出的λ偏差转换成燃料修正量；学习λ偏差，使得bin单元被划分为围绕一个点的四个点，燃料修正量输入到所述一个点；通过学习映射中的方向梯度直方图，四个被划分的点的bin值被确定为二维坐标系值，以更新学习映射；确定λ偏差燃料喷射量，从而通过在更新的学习映射中的双线性插值，根据运行区域，获得作为二维坐标系值的bin单元的四个点的bin值，并且由四个点环绕的一个点作为输出值输出。

4.根据权利要求3所述的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其中，通过以下方式来执行学习λ偏差：确定索引，从而确定呈现有一个点的学习映射的相关区域；在所述相关区域中执行RPM和燃料量的归一化；确定四个点中的每一个点的bin值；计算应用有四个点中的每一个点的bin值的bin函数；利用确定的bin函数的值来学习和更新学习映射。

5.根据权利要求4所述的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其中，执行归一化，使得大小设定为1。

6.根据权利要求4所述的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其中，通过应用内部划分方法来确定所述bin函数。

7.根据权利要求3所述的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其中，通过以下方式来执行λ偏差燃料喷射量的确定：确定索引，使得索引被划分为RPM索引和燃料量索引，以确定四个点中的每一个点的bin值输入的bin单元存在于学习映射的RPM和燃料量区域的哪一个；调用作为外围数组值的四个点中的每一个点的bin值；执行归一化，使得RPM索引和燃料量索引转换成参考RPM索引和参考燃料量索引；执行确定，从而通过将参考RPM索引和参考燃料量索引应用到四个点而获得作为输出值的一个点的值。

8.根据权利要求7所述的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其中，执行归一化，使得大小设定为1。

9.根据权利要求1所述的利用氧传感器控制燃料喷射量的方法，其中，当没有产生λ偏差时，通过控制器的控制而执行λ偏差非学习模式，在λ偏差非学习模式中，基于学习映射，依据RPM和燃料量，考虑氧传感器测量值来确定燃料喷射量，并且将燃料喷射量作为输出值输出，从而将所述输出值应用到下一次燃料喷射量的反馈控制。

10.一种车辆，其包括：

用于控制燃料喷射量的系统，其包括：

传感器测量单元，其配置为检测氧传感器的测量值；

λ偏差计算单元，其配置为通过将氧传感器测量值与λ模型值进行比较来确定λ偏差，并且通过经由PID控制输出确定的λ偏差来确定燃料修正量；以及

学习控制器，其配置为通过方向梯度直方图而利用燃料修正量来学习RPM和燃料量，以在应用学习值的运行区域中，依据RPM和燃料量，通过双线性插值来确定作为输出值的对应于燃料修正量的学习值，并随后将输出值应用于下一次燃料喷射量的反馈控制。

11.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述氧传感器设置于排气系统，排放气体从所述排气系统排放到外部。

12.根据权利要求11所述的车辆，其中，λ偏差确定单元包括：

λ模型，其中，建立与氧传感器测量值进行比较的λ模型值；

PID调节器，其经由PID控制而输出通过将氧传感器测量值减去λ模型值而获得的λ偏差值；以及

转换器，其确定经由PID控制输出的燃料喷射量。

13.根据权利要求12所述的车辆，其中，所述学习控制器包括学习映射，其配置为将运行区域划分为RPM区域和燃料量区域，并且通过对学习值进行学习来进行更新，所述学习映射包括学习装置和计算器，所述学习装置执行方向梯度直方图，所述计算器执行双线性插值。

14.根据权利要求11所述的车辆，其中，用于控制燃料喷射量的系统连接到发动机电子控制单元，以控制发动机。

15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述发动机电子控制单元对用于控制下一次燃料喷射量的燃料喷射量的系统的输出值执行反馈控制。