CN101377161B - 燃料喷射控制设备 - Google Patents

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Abstract

用于控制向目标发动机的燃料喷射供给的燃料喷射控制设备(ECU),具有如下程序,用于通过预定喷射器的喷射连续地检测燃料压力波动的程序,用于基于连续检测的燃料压力的转变检测在目前时间的图形的喷射形心作为喷射器的喷射率转变的轮廓的程序,用于基于检测到的喷射形心和预定基本图形的喷射形心改变喷射器的喷射命令(喷射正时)的程序,以便作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和基本图形的喷射形心之间的相对位置关系变成喷射形心正时彼此接近的关系。

Description

燃料喷射控制设备
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射控制设备,该燃料喷射控制设备用于通过预定喷射器喷射燃料的燃料供给系统并且控制系统的燃料喷射特性。
背景技术
作为改进车辆内柴油机等的排放物的一项技术,已有将被加压至高压的燃料通过喷射器直接喷射和供给到气缸中的已知技术(高压喷射)。近几年来,共轨燃料喷射系统(例如,在专利文献1:JP-A-H10-220272中所述的系统)作为实现高压喷射的燃料喷射系统已开始引起注意。在该系统中,从燃料泵泵送的燃料在高压状态下蓄积在共轨中,并且蓄积的高压燃料通过各个气缸设置的管(高压燃料通道)供给各个气缸的喷射器。在该系统中,向共轨设置了预定的压力传感器(共轨压力传感器)。系统配置成基于共轨压力传感器的输出(传感器输出)控制构成燃料供给系统的各个装置的驱动。
传统上,在通过这种共轨燃料喷射系统来控制喷射器的喷射工作的情况下,参照图表(适配图表)(在该图表中,写入每个发动机工作状态的喷射模式(即适配值))或者数学表达式根据每个时间的发动机工作状态设定喷射模式的控制方法被得到广泛采用。该装置储存最佳模式(即适配值)作为图表、数学表达式等(例如在ROM),通过实验等,事先为每个预期的发动机工作状态得到该最佳模式。因此,该装置参照图表、数学表达式或者类似物把喷射模式设定成与发动机工作状态相对应。
因此,借助使用写入了适配值的图表或者数学表达式,以适合于每个时间的发动机工作状态的喷射模式(即喷射模式),执行把燃料供给到发动机中的燃料供给。但是,在大批量生产和大批量交易发动机控制系统各个零件时,例如,在发动机之间和在多缸发动机的情况下的气缸之间,总是在包括喷射器在内的各种控制零件的特性上产生了一定的个别不同。在这种情况下,考虑个体差异时,目前的生产系统得到所有零件(如,通过大批量生产所制造出的、安装在车辆上的所有气缸)的适配值(最佳喷射模式)需要许多工作并且不现实。因此,即使在使用写入了适配值的图表、或者数学表达式时,在考虑由于个体差异所导致的所有影响的情况下,执行该控制是困难的。
为了高精确度地执行喷射控制,因此由控制元件等等的老化所导致的特性变化是不能忽视的。即使传统的装置、例如描述在专利文献1中的装置在初始阶段可以高精确度地得到最佳值,但是后面的特性变化的影响是不可知的。因此,具有这样的关心,即随着时间的过去,与最佳值之间产生了偏差。在这种情况下,通过实验值等等可以事先得到退化因素的适配值(与退化程度和时间有关的系数),并且可以把该适配值作为图表、数学表达式等来储存。但是,在每个零件的时间特性变化还具有上述个体差别。因此,难以完全消除影响。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够依照包括随时间的特征变化的每次喷射特性进行适当燃料喷射控制的燃料喷射控制设备。
依照本发明的一个方面,燃料喷射控制设备应用到燃料供给系统上,该燃料供给系统使用预定的喷射器将燃料喷射到作为用于执行燃料燃烧的目标发动机的一部分的气缸内部、发动机的进气通道中或发动机的排气通道中。燃料喷射控制设备包括燃料压力检测部分、喷射形心检测部分和喷射改变部分。燃料压力检测部分连续地检测随喷射器的喷射波动的燃料压力。喷射形心检测部分基于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力的转变来检测作为目前喷射率的转变的轮廓的图形的几何形心。喷射率等于每单位时间从喷射器喷射的燃料量。喷射改变部分基于由喷射形心检测部分检测的喷射形心和预定基本图形的喷射形心改变发往喷射器的喷射命令或喷射器的喷射条件,这样作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和基本图形的喷射形心之间的相对位置关系就变为预定关系。
发明者注意到一个现象,即使在使用相同的喷射量执行喷射时,如果作为喷射率转变的轮廓的图形的几何形心(下文中,被称作喷射形心)不同,喷射特性(目标发动机的输出扭矩、排放物特性等)也会变化,由此发明了上述设备。即,使用该设备,可以使用喷射形心检测部分检测作为喷射率转变的目前轮廓的图形的喷射形心。而且,发往目标喷射器的喷射率喷射命令或喷射器的喷射条件可以随喷射改变部分变化,这样作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和基本图形的喷射形心之间的相对位置关系就会在同一个燃烧循环中或在后续的燃烧循环中变为预定关系。使用这种构造,喷射命令、喷射条件并且最终喷射形心的位置可以依照每次的喷射特性进行调节,从而能够实现适当的燃料喷射控制。
依照本发明的另一个方面,喷射改变部分可以改变发往喷射器的喷射命令或喷射器的喷射条件以使作为喷射率转变的实际轮廓的图形和基本图形的喷射形心彼此接近。除了该构造之外或者,依照本发明的另一个方面,喷射改变部分可以改变发往喷射器的喷射命令或喷射器的喷射条件以使作为喷射率转变的实际轮廓的图形和基本图形的喷射形心处的喷射率的值彼此接近。
因此,可以使用任一构造改进喷射特性(目标发动机的输出扭矩、排放物特性等)。本发明者通过实验等,发现匹配喷射形心的正时的构造比匹配在两个图形之间的喷射形心处的喷射率的构造对改进喷射特性具有更好的影响。
依照本发明的另一个方面,喷射改变部分可以通过改变发往喷射器的喷射命令或喷射器的喷射条件来调节喷射器的喷射开始正时和喷射结束正时中的至少一个,从而使作为喷射率转变的实际轮廓的图形和基本图形的喷射形心的正时彼此接近。因此,可以更容易并且适当地调节喷射形心的正时。
依照本发明的另一个方面,喷射改变部分按照预定比(例如,1:1、3:7、1:9或1:-1的比)调节喷射器的喷射开始正时和喷射结束正时。因此,可以更容易并且适当地调节喷射形心的正时。在这种情形下,如果以1:1的比例除了调节喷射开始正时和喷射结束正时之外调节整个图形,喷射形心的正时与每个正时移动相同的位移量。最终,可以采用简单的方式调节喷射形心的正时。
然而,在这些情形下,如果喷射执行正时(即,喷射开始正时)没有限制地改变,点火正时将很大地偏离参考值(即,最初的预期值),因此,就可能导致意外情况(即,未经实验等检验的现象)。因此,依照本发明的另一个方面,喷射改变部分可以在预定调节范围内调节喷射开始正时,并且燃料喷射控制设备还包括点火正时检测部分和调节范围改变部分。点火正时检测部分检测在喷射开始正时处执行的喷射的点火正时。调节范围改变部分基于由点火正时检测部分检测的点火正时可变地设置调节范围。因此,可以调节喷射形心的正时而又将点火正时维持在适当的范围内。因此,可以实现可靠的喷射控制。
依照本发明的另一个方面,点火正时检测部分基于喷射开始正时获得从喷射开始到点火的时间作为点火延迟并且基于点火延迟检测同一次喷射的点火正时。使用这种构造,通过使用预定图表、数学表达式等,可以相对精确和容易地检测上述点火正时。
依照本发明的另一个方面,燃料喷射控制设备通过基于发往喷射器的喷射命令,使用直接作用喷射器例如近几年开发的直接作用压电喷射器,可变地控制喷射形心处喷射率的值。然而,这种喷射器并没有充分地推广。在普通喷射器中仅仅基于喷射命令很难自由地控制喷射率。因此,依照本发明的另一个方面,喷射改变部分可以随喷射条件改变喷射器的喷射压力。
作为喷射率转变的轮廓的图形依照喷射器的喷射压力而改变。使用依照本发明的上述方面的设备,作为喷射率转变的实际轮廓的喷射器图形可以通过改变喷射器的喷射压力而改变。
如果喷射器具有多个类型的可关闭喷射孔(例如,具有不同形状的多个喷射孔),喷射器的喷射压力就可以通过关闭喷射孔改变。当喷射器具有增压机构时,喷射器的喷射压力可以通过操作增压机构来改变。
在其中本发明应用到普通喷射器上的情形中,下满的构造特别地有效。即,依照本发明的另一个方面,喷射改变部分通过改变执行向喷射器泵送燃料供给的燃料泵的泵送量来改变喷射器的喷射压力。依照本发明的另一个方面,喷射改变部分通过改变执行向喷射器泵送燃料供给的燃料泵的泵送正时来改变喷射器的喷射压力。依照本发明的另一个方面,喷射改变部分通过改变向喷射器或喷射器的燃料供给通道设置的减压阀的阀开度来改变喷射器的喷射压力。
依照本发明的另一个方面,燃料喷射控制设备还包括喷射形心确定部分用于判断实际喷射形心的位置和预定基本图形的喷射形心之间的偏差量是否大于容许级。当喷射形心确定部分判断喷射形心的位置之间的偏差量大于容许级时,喷射改变部分改变发往喷射器的喷射命令或喷射器的喷射条件,这样作为喷射率转变的实际轮廓的图形和基本图形的喷射形心之间的相对位置关系就变成预定关系。
使用这种构造,就可以仅在喷射形心的位置的偏差量大于容许级时执行喷射形心的上述位置调节。因此,可以有效地执行位置调节。
依照本发明的另一个方面,燃料喷射控制设备还包括最大喷射率检测部分用于基于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力的转变检测当喷射中的喷射率最大时的喷射率。喷射率等于每单位时间从喷射器喷射的燃料量。喷射形心确定部分基于由最大喷射率检测部分检测的最大喷射率和基本图形的最大喷射率之间的偏差量是否大于另一个容许级来判断两个图形的喷射形心之间的偏差量是否大于容许级。
当图形的最大喷射率偏离时,图形的喷射形心也会偏离。因此,使用上述构造,就可以更容易和适当地实现喷射形心确定部分。例如,可以有效地提供最大喷射率检测部分作为基于(最大)燃料压力减少量检测喷射中的最大喷射率的部分,其中燃料压力减少量是由于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力转变中的目标喷射导致的。
依照本发明的另一个方面,基本图形包括三角形、梯形和矩形之一或是通过组合三角形、梯形和矩形中的至少一类的多件形成的图形。
当采用普通喷射器时,作为喷射器的喷射率转变的轮廓的图形对应于上述图形的任一个。因此,在依照本发明的上述方面之一的设备中采用普通喷射器时,这种构造是有效的。
依照本发明的另一个方面,燃料喷射控制设备还包括基本图形改变部分用于依照预定参数可变地设置基本图形和基本图形的参数中的至少一个。例如,预定参数是燃料喷射条件,例如基于发动机操作状态如发动机转速或操作者的操纵的喷射压力或请求扭矩。
使用这种构造,基本图形和基本图形的参数可以依照每次的状态变化,并且最终,上述设备能够以更实用的形式实现。基本图形改变部分可以通过使用图表等很容易和适当地实现。
依照上述方面的任一个的设备可以调节作为喷射率转变的轮廓的图形的喷射形心。然而,代替或除了喷射形心之外调节最大喷射率的构造可以实现相似的效果。即,依照本发明的另一个方面,燃料喷射控制设备应用到燃料供给系统上,该燃料供给系统使用预定喷射器将燃料喷射到作为用于执行燃料燃烧的目标发动机的一部分的气缸内部、发动机的进气通道内或发动机的排气通道内。燃料喷射控制设备具有燃料压力检测部分、最大喷射率检测部分和喷射改变部分。燃料压力检测部分连续地检测随喷射器的喷射波动的燃料压力。最大喷射率检测部分基于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力的转变检测当喷射中的喷射率最大时的喷射率。喷射率等于每单位时间从喷射器喷射的燃料量。喷射改变部分可以基于由最大喷射率检测部分检测的最大喷射率改变发往喷射器的喷射命令或喷射器的喷射条件以使实际喷射的最大喷射率接近预定参考值。使用这种构造,喷射命令、喷射条件并且最终最大喷射率可以依照每次的喷射特性进行调节,从而能够实现适当的燃料喷射控制。
能够调节喷射形心和最大喷射率这两者的构造更有效并且更优选。例如,依照本发明的另一个方面,燃料喷射控制设备应用到燃料供给系统上,该燃料供给系统使用预定喷射器将燃料喷射到作为用于执行燃料燃烧的目标发动机的一部分的气缸内部、发动机的进气通道内或发动机的排气通道内。燃料喷射控制设备具有燃料压力检测部分、喷射形心检测部分、最大喷射率检测部分和喷射改变部分。燃料压力检测部分连续地检测随喷射器的喷射波动的燃料压力。喷射形心检测部分基于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力的转变来检测作为目前喷射率的转变的轮廓的图形的几何形心。喷射率等于每单位时间从喷射器喷射的燃料量。最大喷射率检测部分基于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力的转变检测当喷射中的喷射率最大时的喷射率。喷射改变部分通过基于由喷射形心检测部分检测的喷射形心和由最大喷射率检测部分检测的最大喷射率,通过可变地设置发往喷射器的喷射命令或喷射器的喷射条件,调节作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和实际喷射的最大喷射率中的至少一个。使用这种构造,喷射形心和最大喷射率(或仅仅它们中的任一个)能够基于目前检测的喷射形心和最大喷射率以适于目前状态的方式适当地进行调节。
在这种情形下,依照本发明的另一个方面,喷射改变部分可以调节作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和实际喷射的最大喷射率中的一个,然后调节另一个。使用这种构造,不仅可以调节喷射形心和最大喷射率中的任一个,而且还可以调节这两者。因此,可以执行适当的燃料喷射控制。
或者,依照本发明的另一个方面,喷射改变部分基于由喷射形心检测部分检测的喷射形心和由最大喷射率检测部分检测的最大喷射率,选择作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和实际喷射的最大喷射率之一作为目前的调节目标,并且通过可变地设置发往喷射器的喷射命令或喷射器的喷射条件调节所选的一个作为调节目标。使用这种构造,喷射形心和最大喷射率之一可以选作当时的调节目标。最终,可以依照每次的状态实现高效的燃料喷射控制。
依照本发明的另一个方面,喷射改变部分通过更新用于预定参考图表的校正系数改变发往喷射器的喷射命令,且在预定的参考图表中写入了在使用喷射器执行喷射控制时使用的喷射命令。使用这种构造,发往喷射器的喷射命令可以很容易并且适当地改变。
依照本发明的另一个方面,喷射改变部分生成发往喷射器的喷射命令,这样在目标发动机的目前燃烧循环中使用燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力转变获得的喷射结果就反映在后续的燃烧循环的喷射中。通过连续地执行喷射命令的生成而又向喷射命令应用这种反馈,就可以在较长的时段上执行适当的燃料喷射。
依照本发明的另一个方面,喷射改变部分基于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力转变使用直到目标发动机的燃烧循环的目前时间检测的压力转变来生成发往喷射器的喷射命令,该喷射命令有关于将在同一个循环中目前时间之后执行的喷射器的燃料喷射的预定操作。
因此,通过基于此前检测的压力转变来调节后续的喷射操作而又以高同时性(即,实时地)检测喷射特性(相当于压力转变),可以补偿前一个正时中的错误。例如,关于燃料喷射的预定操作是喷射器的阀闭合操作的构造是有效的。使用这种构造,喷射器的阀关闭正时可以依照直至目前时间的检测图形的面积(即,喷射量)的错误进行调节。最终,可以补偿检测的图形的面积中的偏差导致的喷射量错误以保持当时的燃料喷射量为适当的。
依照本发明的另一个方面,喷射器具有用于控制流体向预定空间的流入和流体从同一个空间的流出的流体控制阀和阀针,该阀针在喷射器的阀体内依照与流体的流入和流出相伴的空间中压力的变化而执行往复操作以打开和闭合喷射孔或延伸到喷射孔的燃料供给通道,从而执行喷射器的阀打开和阀闭合。
依照本发明的另一个方面,喷射器具有阀针,该阀针执行在喷射器的阀体内的预定往复操作以打开或闭合喷射孔(燃料喷射孔)或延伸到喷射孔的燃料供给通道,从而执行喷射器的阀打开和阀闭合。喷射器依照发往喷射器的喷射命令连续地改变阀针的往复运动量。
依照本发明的另一个方面,燃料供给系统是具有用于蓄积将在压力下供给喷射器的燃料的蓄压器和至少一个燃料压力传感器的燃料喷射系统,其中燃料压力传感器用于检测在蓄压器的燃料排放孔附近相对于燃料流动方向的下游预定点处流动通过从蓄压器延伸到喷射器的燃料喷射孔的燃料通道内部的燃料的压力。燃料压力检测部分基于至少一个燃料压力传感器的至少一个输出连续地检测燃料压力。
这样,上述燃料压力传感器就可以安装以测量从蓄压器向喷射器的燃料喷射孔延伸的燃料通道中蓄压器的燃料排放孔附近相对于燃料流方向方向下游的预定点处的压力。因此,在传感器的安装位置处可以适当地检测由于关于预定喷射和实际喷射的喷射器的喷射操作中的至少一个导致的压力波动模式。在驱动器基于电磁阀的打开和闭合驱动阀针的情形下,喷射器的喷射操作例如是电磁阀的打开/闭合动作。实际喷射是通过喷射操作实际执行的喷射。
如上所述的专利文献1中描述的设备从根本上说仅仅使用检测作为蓄压器的共轨中的压力(即,共轨压力)的共轨压力传感器控制喷射器的喷射压力。在该设备中,由于喷射(包括喷射操作)导致的压力波动会在波动从喷射器的燃料喷射孔到达共轨或到达之前削弱,并且不会作为共轨压力的波动出现。因此,使用这种设备,很难高精度地检测由上述喷射导致的压力波动。
与之相比,依照本发明的上述方面的设备具有可以在比共轨压力传感器(或在共轨附近设置的传感器)更靠近燃料喷射孔的位置上检测喷射压力的燃料压力传感器。因此,可以在压力波动削弱之前使用压力传感器适当地捕获由于喷射(包括喷射操作)导致的压力波动。因此,使用这种设备,可以使用喷射改变部分依照每次的喷射特性基于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力适当地调节喷射特性。因此,可以执行适当的燃料喷射控制。
此外,在某些情形下,构成共轨型燃料喷射系统的燃料喷射控制设备设置有在共轨和共轨的燃料排放管之间连接的燃料脉冲减小设备用于减小通过燃料排放管传递到共轨的燃料脉冲,从而减小共轨中的压力脉冲并且以稳定的压力向喷射器供给燃料。在这种情形中,由于喷射(包括喷射操作)导致的压力波动会在喷射器的燃料喷射孔中出现并且通过共轨燃料排放管朝共轨传播。在压力波动之外的燃料脉冲被燃料脉冲减小设备减小(减弱)。在这种构造中,很难基于共轨中的压力(即,共轨压力)正确地检测由于喷射(包括喷射操作)导致的压力波动模式。
关于这一点,依照本发明的另一个方面,燃料喷射控制设备应用到燃料喷射系统上,该燃料喷射系统具有燃料脉冲减小设备和至少一个燃料压力传感器,其中燃料压力传感器用于检测在燃料脉冲减小设备相对于燃料流动方向的下游预定点处流动通过从蓄压器延伸到喷射器的燃料喷射孔的燃料通道内部的燃料的压力。燃料压力检测部分基于至少一个燃料压力传感器的至少一个输出连续地检测燃料压力。使用这种构造,可以在燃料脉冲被燃料脉冲减小设备减小之前使用燃料压力传感器检测压力波动模式。最终,可以高精度地检测压力波动模式。
在这种情形下,依照本发明的另一个方面,燃料脉冲减小设备由孔(限流器)、流动阻尼器或孔和流动阻尼器的组合构成。使用这种构造,可以适当地达到上述目的。此外,因为使用孔或流动阻尼器减小燃料脉冲的技术已经投入实际使用并且具有实际的成就,因此具有高实用性和可靠性。
依照本发明的另一个方面,至少一个燃料压力传感器设置在喷射器内部或喷射器附近。
由于喷射(包括喷射操作)导致的压力波动模式可以通过压力传感器的传感器输出以更高的精度检测,因为燃料压力传感器的安装位置更靠近喷射器的燃料喷射孔。因此,为了高精度地检测压力波动模式,如依照上述方面的构造中一样将燃料压力传感器安装在喷射器内或附近是很有效的。在这种情形下,如果至少一个燃料压力传感器设置在喷射器的燃料入口中,燃料压力传感器的可安装性和维护性能就会改进并且压力能够以相对稳定的方式高精度地检测。
依照本发明的另一个方面,至少一个燃料压力传感器设置在蓄压器的燃料排放管中比蓄压器更靠近喷射器的燃料喷射孔的位置上。在依照使用燃料压力传感器(多个燃料压力传感器)的上述方面的设备中,很重要的是将至少一个这种传感器设置在一个位置上,该位置设置得比蓄压器更靠近喷射器,且靠近的程度是喷射器中导致的压力波动不会在到达该位置之前完全削弱。为此,希望将燃料压力传感器设置在更靠近喷射器的位置上。
依照本发明的另一个方面,燃料压力检测部分在很短足以使用传感器输出生成压力转变波形的轮廓的间隔内连续地获得燃料压力传感器的传感器输出。
由于喷射(包括喷射操作)导致的压力波动模式通常可以检测为压力转变波形。为了以高精度适当地检测压力转变波形(即,压力波动模式),以足够短以捕捉压力转变波形的间隔连续地获得燃料压力传感器的传感器输出是有效的。例如,依照本发明的另一个方面,燃料压力检测部分以短于50微秒的时间间隔连续地获得燃料压力传感器的传感器输出。在其中使用燃料压力传感器的依照本发明的上述方面之一的设备应用到目前采用的普通共轨系统中的情形中,以短于50微秒的间隔连续地获得传感器输出的构造可以特别有效地适当地把握上述的压力波动的趋势。然而,为了以较高精度获得上述压力波动模式,更希望以更短的间隔连续地获得传感器输出的构造。因此,考虑到例如获得传感器输出的时间数的增大导致的缺点或由计算载荷的增大导致的缺点,通常希望将用于获得传感器输出(燃料压力信号)的间隔设置得尽可能短。
附图说明
通过研究均形成本申请一部分的下列详细说明、所附权利要求书和附图,可以很容易理解实施例的特征和优点以及相关零件的操作方法和功能。附图中:
图1是显示包括依照本发明的实施例的燃料喷射控制设备的系统的示意图;
图2是显示用于依照该实施例的系统的喷射器的内部结构的剖视图;
图3是显示依照该实施例的柴油机的气缸的内部结构的侧视图;
图4是显示依照该实施例燃料喷射控制处理的基本过程的流程图;
图5是显示涉及依照该实施例的数据采集(学习处理)和微分值计算的一系列处理的流程图;
图6是显示依照该实施例的学习处理的执行时期的设定方式的时间图;
图7是显示依照该实施例的学习处理的执行时期的设定方式的时间图;
图8是显示依照该实施例的喷射参数的转变的时间图;
图9是显示依照该实施例的喷射参数的转变的时间图;
图10是显示涉及依照该实施例的检测喷射开始正时的一系列处理的流程图;
图11A到11C是用于依照该实施例的用于检测喷射开始正时的阈值的可变设定的图表;
图12是显示涉及依照该实施例的最大喷射率达到正时的检测的一系列处理的流程图;
图13是显示涉及依照该实施例的喷射结束正时的检测的一系列处理的流程图;
图14是显示依照该实施例的涉及喷射率在达到最大喷射率之后开始减小的正时的检测的一系列处理的流程图;
图15A和15B是用于检测依照该实施例的喷射率减小开始正时的返回时间的可变设定的图表;
图16是显示依照该实施例的喷射命令信号的校正系数的更新过程的流程图;
图17A和17B是显示依照该实施例的校正系数的更新方式的时间图;
图18是用于依照该实施例的点火正时的计算的图表;
图19是显示依照该实施例的喷射命令信号的校正系数的另一个更新方式的流程图;
图20是显示依照该实施例的压力改变方式的时间图;
图21是显示依照该实施例的直接作用压电喷射器的内部结构的剖视图。
图22A到22D是均显示依照该实施例的基本图形的变体实例的图形;并且
图23A和23B是均显示依照该实施例的基本图形的变体实例的图形。
具体实施方式
下文中,将参照附图描述依照本发明的实施例的燃料喷射控制设备。依照本实施例的控制设备安装在例如柴油机的共轨燃料喷射系统(高压喷射燃料供给系统)中。即,与专利文献1中所述的设备相似,依照本实施例的高压燃料控制设备用于执行高压燃料(例如喷射压力为1000大气压或者更高的轻油)直接进入柴油机的气缸中的燃烧室内的喷射供给(直接喷射供给)。
首先,将参照图1说明依照本实施例的共轨燃料喷射控制系统(车辆内发动机系统)的概况。假定依照本实施例的发动机是用于四轮车辆的多缸发动机(例如,直列式四缸发动机)。更详细地,假定依照本实施例的发动机是四冲程往复式柴油机(内燃机)。在该发动机中,当时作为目标气缸的气缸是由设置到吸入阀或排气阀的凸轮轴的气缸确定传感器(电磁传感器)连续地区分的。在四个气缸#1—#4中,在720℃A的循环中,按照#1、#3、#4和#2的次序,连续地执行包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程的四个冲程的燃烧循环,例如,更详细地,燃烧循环在气缸之间彼此偏离180℃A。图1中所示的喷射器20以该次序从燃料箱10一侧用于气缸#1、#2、#3和#4的喷射器。
如图1中所示,总体上,系统构造成ECU30(电控单元)从各种传感器接收传感器输出(检测结果)并且基于各自的传感器输出控制构成燃料供给系统的各自设备的驱动。ECU30调节电流向吸入控制阀11c的供给量,从而将燃料泵11的燃料排放量控制为期望值。因此,ECU30执行反馈控制(例如,PID控制)来使共轨12中的燃料压力(即,由燃料压力传感器20a测量的目前燃料压力)与目标值(目标燃料压力)相符。ECU30控制目标发动机的预定气缸的燃料喷射量并且基于燃料压力控制目标发动机的最终输出(即,输出轴的转速或扭矩)为期望值。
构成包括燃料箱10、燃料泵11、共轨12(蓄压器)的燃料供给系统的设备由预定的管连接并且从燃料上游侧以该次序设置。在设备之中,燃料箱10和燃料泵11由管10a经由燃料过滤器10b连接。
在这种燃料供给系统中,燃料箱10是用于存储目标发动机的燃料(轻油)的油箱(容器)。燃料泵11包括高压泵11a和低压泵11b并且构造成由低压泵11b从燃料箱10抽吸出的燃料由高压泵11a加压并且排出。发送给高压泵11a的燃料泵送量和燃料泵11的最终燃料排放量是由设置在燃料泵11的燃料吸入侧上的吸入控制阀11c(SCV)计量的。燃料泵11可以通过调节吸入控制阀11c的驱动电流(最终地,阀开度)将泵11的燃料排放量控制为期望值。例如,吸入控制阀11c是在断电时打开的常开型计量阀。
在构成燃料泵11的两类泵之外的低压泵11b例如构成为余摆线进给泵。高压泵11a由例如柱塞泵构成。高压泵11a构造成能够通过分别利用偏心凸轮(未显示)沿其轴向方向在预定的正时往复运动预定柱塞(例如,三个柱塞)而连续地泵送燃料,且燃料发送到增压室中。两个泵11a、11b均由驱动轴11d驱动。驱动轴11d与作为目标发动机的输出轴的曲轴41联锁,并且与曲轴41的一个回转以1/1、1/2等的比旋转。即,低压泵11b和高压泵11a由目标发动机的输出驱动。
由燃料泵11通过燃料过滤器10b从燃料箱10抽吸出的燃料压力输送(泵送)到共轨12中。共轨12在高压状态下蓄积从燃料泵11泵送的燃料。在共轨12中高压状态下蓄积的燃料通过设置给各自的气缸的管14(高压燃料通道)供给各自的气缸#1—#4的喷射器20。孔(管14中作为燃料脉冲减少设备的管14的限制段)设置在共轨12和管14(共轨燃料排放管)之间的连接部分12a中。该孔减小通过管14传递到共轨12的燃料脉冲。燃料脉冲主要是在喷射器20的燃料喷射孔中在喷射过程中生成的。因此,共轨12中的压力脉冲就可以减小并且燃料可以在稳定压力下供给每个喷射器20。喷射器20(#1)—20(#4)的燃料排放孔与管18相连用于将过量的燃料返回燃料箱10。
图2中显示了喷射器20的详细结构。基本上,四个喷射器20(#1)—20(#4)具有相同的结构(例如,图2中所示的结构)。每个喷射器20均是使用将被燃烧的发动机燃料(即,燃料箱10中的燃料)的液压驱动型喷射器。在喷射器20中,用于燃料喷射的驱动功率通过油压室Cd(即命令室)传递。
如图2中所示,喷射器20是向内打开阀型的燃料喷射阀。喷射器20结构成当断电时进入阀闭合状态的常闭型燃料喷射阀。高压燃料从共轨12发送到喷射器20。在本实施例中,向喷射器20的燃料入口设置了燃料压力传感器20a(还可以参见图1)。因此,可以在任意时间检测燃料入口处的燃料压力(入口压力)。更详细地,可以使用燃料压力传感器20a的输出检测(测量)与喷射器20的实际喷射或喷射操作伴发的燃料压力波动(例如脉冲图)、在非喷射时期(即稳定压力)期间的静止燃料压力大小等。
当喷射器20执行燃料喷射时,外阀202b(流体控制阀)依照构成双通电磁阀20b的螺线管201b的通电状态(通电/断电)打开/闭合孔1(限流器)。因此,油压室Cd的密封程度和最终油压室Cd中的压力(相当于阀针20c的背压)就增大/减小。由于压力的增大/减小,阀针20c会随着或逆着弹簧20d(盘簧)的拉伸力在阀缸内(即,在外壳20e内)往复运动(向上和向下移动)。因此,通向喷射孔20f(钻设了必要数目的喷射孔)的燃料供给通道就在其中部打开/闭合,或者更详细地,在锥形座面上,阀针20c坐上该座面上并且阀针20c依照其往复运动与之分离。
阀针20c的驱动控制是通过PWM(脉冲宽度调制)控制执行的。脉冲信号(通电信号)从ECU30发动到阀针20c的驱动部分(双通电磁阀20b)。阀针20c的提升量(与座面的分离程度)是基于脉冲宽度(相当于通电时期)可变地控制的。基本上,在控制中,提升量随着通电时期的延长而增大,喷射率(即每单位时间喷射的燃料量)随着提升量增大而增大。油压室Cd的压力增大处理是通过共轨12的燃料供给执行的。油压室Cd的压力降低处理通过将喷射器20和燃料箱10连接起来的管18(图1所示)将油压室Cd中的燃料返回到燃料箱10中来执行。
因此,喷射器20具有阀针20c,其中阀针20c依靠在阀体(即外壳20e)内部的预定往复运动操作来打开和闭合延伸到喷射孔20f的燃料供给通道,从而执行阀打开和阀闭合。在非驱动状态,阀针20c通过沿着阀闭合方向恒定地施加到阀针20c的力(弹簧20d的拉伸力)沿着阀闭合的方向移位。在驱动状态下,阀针20c被施加了驱动力,因此阀针20c逆着弹簧20d的拉伸力向阀打开方向移位。在非驱动状态和驱动状态下阀针20c提升量的变化基本上对称。
在本实施例中,燃料压力传感器20a设置在各个喷射器20(#1)—20(#4)附近,具体地说,设置在各个喷射器20(#1)—20(#4)的燃料入口处。伴随实际喷射或喷射器20有关预定喷射的喷射操作所产生的燃料压力的波动模式能够以高的精度基于燃料压力传感器20a(下文将更详细地提到)的输出检测到。
图3是示意地显示作为目前系统的燃料供给目标的柴油机四个气缸#1—#4之一的内部结构的侧视图。四个气缸#1—#4的结构基本相同。因此,将给关于出每个气缸的内部结构的解释,并且着重一个其中一个气缸(例如,气缸#1)。
如图3所示,气缸50其中容纳有活塞51。为各个气缸#1—#4所共用并且具有飞轮的作为输出轴的曲轴41设置到活塞51上。曲轴41与活塞51的往复运动相关联地旋转。在气缸中,燃烧室Cm在活塞51的顶部面和气缸盖之间形成。喷射器20设置燃烧室Cm中。气缸压力传感器53设置在燃烧室Cm中,例如,与作为点火辅助设备的电热塞(未显示)一体地设置。气缸压力传感器53使用设置在燃烧室Cm中的检测部分(插入燃烧室Cm中的探针的顶端部分)测量气缸50中的压力(即,气缸压力)并且输出对应于测量值的检测信号(电信号)。进气口和排气口设置在气缸盖的一部分中,这样进气口就使燃烧室Cm与进气管连接,并且这样排气口就使燃烧室Cm与废气管连接。进气阀52a和排气阀52b分别设置在进气口和排气口上。在气缸50中,进气阀52a和排气阀52b均由与曲轴41一起旋转的凸轮驱动。凸轮装接到凸轮轴上,该凸轮轴在曲轴41旋转两次的时期中旋转一次。因此,进气阀52a和排气阀52b均在预定的正时处往复运动。因此,进气口和排气口分别由阀打开和闭合。
目标发动机的每个气缸均具有这种结构。在发动机的操作过程中,吸入空气通过进气阀52a的打开操作而从进气管导入燃烧室Cm中。当吸入空气由气缸50中的活塞51压缩时,吸入空气与从喷射器20喷射并且直接供给(通过直接喷射供给)的燃料混合。吸入空气和燃料的混合气体被点燃(通过自燃)并且燃烧。通过燃烧生成的废气通过排气阀52b的打开操作而释放到废气管中。因此,通过使气缸的活塞通过燃烧室Cm中燃料的燃烧而依次往复运动,作为输出轴的曲轴41随着活塞51的往复运动而进行旋转。
除上述传感器之外,用于车辆控制的各种类型的传感器设置在车辆(未显示)例如四轮客车或卡车中。例如,在每个曲柄角处(例如,在30℃A的循环中)输出曲柄角信号的曲柄角传感器42(例如,电磁传感器)设置到曲轴41的外圆周作为目标发动机的输出轴来检测曲轴41的旋转角位置、曲轴41的转速(即,发动机转速)等。输出对应于加速器状态(即,位移量)的电信号的加速器传感器44设置到加速器(即,操作部分)上以检测驾驶员对加速器的操作量ACCP(即,压下量)。
在这种系统中,ECU30充当依照本实施例的燃料喷射控制设备并且作为电控元件主要地执行发动机控制。ECU30(发动机控制ECU)具有众所周知的微型计算机(未显示)。ECU30基于上述各种类型的传感器的检测信号掌握目标发动机的操作状态和来自使用者的请求,并且依照发动机操作状态和使用者的请求操作各种类型的驱动器例如吸入控制阀11c和喷射器20。因此,ECU30会针对发动机以对应于每次状态的最佳方式执行各类控制。从根本上说,安装在ECU30中的微型计算机包括各类计算单元、存储设备、信号处理设备、通信设备、电源电路等例如用于执行各类计算的CPU(基本处理单元)、作为用于在计算过程中临时地存储数据、计算结果等的主存储器的RAM(随机存储器)、作为程序存储器的ROM(只读存储器)、作为用于数据存储的存储器的EEPROM(电可改写非易失存储器)、备用RAM(甚至在ECU30的主电源停止之后也总是从备用电源例如车辆内电池供电的存储器)、信号处理设备例如A/D转换器和时钟生成电路和用于从/到外部输入/输出的输入/输出端口。涉及包括涉及喷射特性检测和喷射命令校正的程序的发动机控制的各类程序、控制图等预先存储在ROM中。包括目标发动机的设计数据的各类控制数据预先存储在用于数据存储的存储器(例如,EEPROM)中。
在本实施例中,ECU30计算当时应该在输出轴(曲轴41)中生成的扭矩(请求扭矩)和基于各类连续地输入的传感器输出(检测信号)满足请求扭矩的最终燃料喷射量。因此,ECU30可变地设定喷射器20d的燃料喷射量以控制通过每个气缸(燃烧室)中的燃料燃烧生成的指示扭矩(生成扭矩)和实际上输出到输出轴(曲轴41)的最终轴扭矩(输出扭矩)(即,ECU30使轴扭矩符合请求扭矩)。即,例如,ECU30计算对应于发动机操作状态、驾驶员等每次做出的加速器的操作量的燃料喷射量,并且输出喷射控制信号(驱动量)到喷射器20用于使用与期望的燃料喷射正时同步的计算燃料喷射量指导燃料喷射。因此,即,基于喷射器20的驱动量(例如,阀打开时期),目标发动机的输出扭矩被控制为目标值。
众所周知,在柴油机中,设置在发动机的进气通道中的进气节流阀(节气门)在稳定运行过程中被保持在基本上完全打开状态用于增大新鲜空气量、减小泵送损失等。因此,燃料喷射量的控制是稳定运行过程中燃烧控制的调节主要部分(具体地说,涉及扭矩调节的燃烧控制)。在下文中,将参照图4说明依照本实施例的燃料喷射控制的基本过程。在图4所示的处理中使用的各个参数的值连续地存储在ECU30中安装的存储设备例如RAM、EEPROM或备用RAM中并且在需要时可以在任何时间进行更新。从根本上说,在目标发动机的每个气缸中,图4中所示的一系列处理会由ECU30通过存储在ROM中的程序的执行而以每个燃烧循环一次的频率连续地执行。即,使用程序,会在一个燃烧循环中执行向除休眠气缸之外的所有气缸的燃料供给。
如图4所示,首先在一系列处理的S11(S意味着“步骤”)中,读取预定参数例如读取时的发动机转速(即,由曲柄角传感器42测量的真实测量值)和燃料压力(即,由燃料压力传感器20a测量的真实测量值)和驾驶员在当时的加速器操作量ACCP(即,由加速器传感器44测量的真实测量值)等。然后,在后续的S12中,会基于S11中读取的各种参数(还通过在需要时单独地计算包括由于外载荷等的损失的请求扭矩)设定喷射模式。
喷射模式是例如基于预定的参考图表(喷射控制图或数学表达式)和存储在ROM中的校正系数获得的。更详细地,最佳喷射模式(适配值)是例如通过在预定参数(在S11中读取)的预期范围中的实验等预先获得的并且写在图表中。例如,喷射模式是通过参数限定的,这些参数例如是喷射阶段的数目(即,在一个燃烧循环中执行的喷射的时间数)、每个喷射的喷射正时(即,喷射正时)和每个喷射的喷射时期(相当于喷射量)。此外,在本实施例中,指示将生成为喷射率的转变的轮廓的图形的参考图也包括在喷射模式的参数中。参考图充当显示每次喷射的特性的参数。在本实施例中,例如由面积和喷射开始正时限定的图形(例如,梯形或三角形)被采用作参考图。参考图的面积对应于燃料喷射量(关于喷射的喷射量)。例如,在单喷射的情形下,喷射的图形的面积(即,燃料喷射量)是依照应该在输出轴(曲轴41)中生成的扭矩可变地设定的(即,请求扭矩相当于当时的发动机载荷)。在多级喷射(多喷射)的喷射模式的情形中,为扭矩作出贡献的喷射的图形的面积总和(即,总喷射量)是依照应该在输出轴(曲轴41)中生成的扭矩可变地设定的。
上述图表指示了参数和最佳喷射模式之间的关系。基于图表获得的喷射模式被单独地更新的(在下文中更详细地说明其方式)校正系数(例如,存储在ECU30的EEPROM中)校正。例如,通过将图表值除以校正系数来计算设定值。因此,就会获得当时将要执行的喷射的喷射模式。当喷射模式被设定(在S12中)时,可以使用针对喷射模式的各自元素单独地设定的图表(例如,喷射阶段的数目)。或者,可以使用每个都是针对喷射模式的一些集体元素作出的图表或者用于喷射模式的所有元素的图表。
在后续的S13中,会基于这样设定的喷射模式生成用于喷射器20的命令信号。对应于这样生成的喷射模式的命令值用于后续的S14中。即,在S14中,喷射器20的驱动是基于命令值(命令信号)控制的,或者更详细地,是通过向喷射器20输出命令信号控制的。因此,就会依照车辆状态等与主喷射一起适当地执行引燃喷射、预喷射、继后喷射、后喷射等。在喷射器20的驱动控制后,图4中所示的系列处理就会结束。
在本实施例中,会基于燃料压力传感器20a的输出检测当时作为目标喷射器20的喷射率的转变的轮廓的图形(包括图形的参数)。然后,基于上文提到的检测图形和基本图形(图4中的S12),向喷射器20的喷射命令就会改变,这样作为喷射率的转变的实际轮廓的图形就变成属于基本图形的图形,并且这样作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和基本图形的喷射形心之间的相对位置关系就变成预定关系(即,这样两个喷射形心的正时就会彼此接近)。更具体地,会连续地更新用于参照图表的校正系数(图4中的S12),其中写入了在使用喷射器20执行喷射控制时使用的喷射命令。更具体地,会连续地更新关于多类系数之外的上述基本图形的系数。因此,会改变给喷射器20的喷射命令。
接下来,会参照图5到15B详细地说明基于燃料压力传感器20a的输出的关于上述燃料喷射的每个正时(即,喷射正时)的检测方式。
在喷射正时的检测中,首先取得燃料压力传感器20a的输出,然后,由该输出计算每个正时处燃料压力P的一阶微分值dP和二阶微分值ddP。图5是显示涉及依照数据采集(传感器输出的获得和存储:学习处理)和微分值计算的一系列处理的流程图。从根本上说,图5中所示的一系列处理是通过ECU30执行存储在ROM中的程序而以预定的处理间隔(例如,以20μsec的间隔)连续地执行的。在图5所示的处理中使用的各个参数的值连续地存储在ECU30中安装的存储设备例如RAM、EEPROM或备用RAM中并且在需要时可以在任何时间进行更新。
如图5所示,在一系列处理中,首先在S21中取得燃料压力传感器20a的输出。在后续的S22中,压力一阶微分值dP计算为压力值P的目前面值与前面值之差(即dP=P(目前)-P(前面))。在后续的S23中,压力二阶微分值ddP计算为压力一阶微分值dP的目前面值与前面值之差(即,ddP=dP(目前)-dP(前面))。然后,在后续的S24中,各个数据P、dP、ddP被存储并且该系列的处理结束。
接下来,将参照图6和图7说明图5中所示的处理的执行时期和设定方式。在图6或图7中,部分(a)是显示喷射命令信号INJ(脉冲信号)到喷射器20的转变的时间图,部分(b)是显示喷射率R(即,单位时间喷射的燃料量)的转变的时间图,并且(c)是显示使用上述燃料压力传感器20a(显示在图1中)检测的燃料压力P(即,入口压力)的转变的时间图。
如图6中所示,在本实施例中,在一些情形中,在发动机的燃烧循环过程中,喷射器20会执行多次喷射(例如,如图6中所示的引燃喷射Prt的三阶段喷射、主喷射Mn和后喷射Pst)。当设定了传感器输出时期时,传感器输出获得时期(即,检测时期:由图6中的“检测”指示的时期)的开始正时被设定为喷射器20的喷射开始命令正时(正时t101),它是由关于燃烧循环中最早的喷射(例如,图6中所示的引燃喷射Prt)的喷射开始命令指示的。通电开始于喷射器20的喷射开始命令正时t101处。另外,上述检测时期的结束正时(正时t102)是基于在同一个燃烧循环中执行最后的喷射(例如,图6中所示的后喷射Pst)之后执行的压力波动模式设定的。更详细地,检测时期的结束正时(正时t102)设定为当由后喷射Pst导致的压力波动收敛时的正时(相当于喷射结束正时)。因此,上述检测时期至少设定成从由于引燃喷射Prt导致的压力波动开始到由于后喷射Pst的压力波动以有限的方式结束的时期。即,检测时期设定成预定的时期(从正时t101到正时t102),该时期包括其中喷射器20的实际喷射以有限的方式导致压力波动的时期(压力波动时期)。
从根本上说,即使在这种受限时期内,也可以获得期望数据(涉及喷射的压力波动的波形)。这是因为排除检测时期的限制的时期是没有检测目标的时期,即其中通常仅仅可以获得(检测)不需要的数据的时期。因为检测时期设定为较短的和受限的时期,所以ECU30的处理载荷可以降低并且RAM的存储区域可以减小。
此外,在本实施例中,在图7所示的用于连续地获取燃料压力传感器20a的输出的通过上述方式设定的时期(检测时期)中,用于临时中止获取传感器输出的时期(图7中由“停止”指示的从t101a至t102a的停顿时期)至少设定在其中燃料压力传感器20a的安装位置处的燃料压力稳定的时期(压力稳正时期)的一段。更详细地,如果喷射器20的阀针20c的提升量(图2所示)变得充分大从而使足够的高压燃料供给喷射孔20f(图2所示),那么,在由喷射孔20f(即燃料出口区域)的孔径限定的喷射极限处,喷射率R将收敛为基本上恒定的值。因此,在该时期内,随着喷射率R的稳定,由燃料压力传感器20a检测的压力P即安装了传感器20a的燃料通道中的燃料压力也会随之稳定。在本实施例中,每次该压力稳正时期的开始正时(正时t101a)基于传感器20a的传感器输出(压力波动模式)检测得到。停顿时期的开始正时设置在所检测的压力稳正时期的开始正时t101a处。更多严格地,停顿时期的开始正时设置在当压力稳正时期的开始正时确定的正时处。另外,停顿时期的结束正时设置在针对喷射器20的喷射结束命令指示的喷射结束命令正时处(即正时t102a)。
因此,在本实施例中,上述检测时期还受设置停顿时期t101a-t102a的限制。从根本上说,即使在这种受限时期t101—t101a和t102a—t102内,也可以获得期望数据(涉及喷射的压力波动的波形)。因为受上述检测时期制约而不包括的时期是燃料压力P稳定的时期,并且在这种不包括的时期内燃料压力P可以从根本上基于停顿时期t101a-t102a之前和之后的压力值通过插值计算等估算出来。因为检测时期设定为更短的并且受限的时期,所以ECU30的处理载荷可以进一步降低并且RAM的存储区域可以进一步减小。
图8是显示图5的S21中得到的压力转变波形的实例的时间图。在图8中,部分(a)的实线PL10表示针对喷射器20的喷射命令信号INJ(脉冲信号)的转变,部分(b)的实线R10表示喷射率R(即,每单位时间喷射的燃料量)的转变,并且(c)的实线P10表示使用上述燃料压力传感器20a检测的燃料压力P(即,入口压力)的转变。图8中的第一表示第一阶段喷射,第二为第二阶段喷射。
如图8所示,图5的S21获得的传感器输出含有高频噪音。在本实施例中,过滤处理通过让传感器输出经过低通滤波器(或带通滤波器)应用到传感器输出上。然后,在后续的S22和S23中,一阶微分处理和二阶微分处理应用到过滤数据上(除去了高频噪音的数据)。因此,得到了(计算出)上述微分数据。因此,伴随实际喷射状态或喷射操作状态的变化而变化的燃料压力P能够以高精度检测得到。
图9是显示通过图5所示的处理获得和存储(即学习的)的压力转变波形的实例。在图9中,部分(a)是显示喷射率R(即每单位时间喷射的燃料数量)的转变的时间图,部分(b)是显示在上述过滤处理应用到传感器输出之后的波形数据的时间图,部分(c)是显示在对经过过滤处理后的数据应用一阶微分处理之后的波形数据的时间图,以及部分(d)是显示在对经过过滤处理后的数据应用二阶微分处理之后的波形数据的时间图。图9中,点划线显示了75MPa的燃料压力等级(在即将喷射之前的燃料压力),实线显示了80MPa的燃料压力等级的数据,双点划线显示了85MPa燃料压力等级的数据。
如图9的部分(b)所示,在针对喷射器20的喷射命令脉冲的上升正时(即通电开始正时)(相当于正时t0之前的正时)之后的压力转变指示后续的趋势作为一般的趋势。即,首先存在压力P恒定的短时期,之后,从图9所示的正时tO开始压力P开始逐渐减小。然后,压力P在正时t1处开始急剧减小。压力P恒定的初始时期和压力P逐渐减小的后续时期t0-t1对应于喷射器20的无效喷射正时(无效喷射时期)。更详细地说,无效喷射正时为各类延迟的总和,例如,从通电(喷射命令脉冲的上升)发生直到通过螺线管201b(图2所示)形成正常的磁场的延迟,以及由于外阀202b、阀针20c等(图2所示)的惯性、燃料的惯性、与喷嘴内部的壁表面的摩擦等引起的操作延迟。无效喷射正时相当于从喷射器20的驱动(通电)开始直到燃料实际喷射的时间。
在恒压P时期之后压力P逐渐减小的时期为无效喷射时期。这显示了由喷射器20的喷射操作导致的压力泄漏。更具体地,之所以这种现象会发生,是因为喷射器20是如下类型的喷射器,即从喷射器开始喷射相关操作(即外阀202b的打开操作)直到喷射实际开始的期间伴随有压力泄露。更具体地,如上所述,当喷射器20通电(ON)时,喷射器20通过打开孔of1驱动阀针20c将油压室Cd中的燃料返回至燃料箱10。因此,在喷射器20的喷射操作期间,由于共轨12导致的燃料压力通过孔of1(图2所示)泄露。即,当时的压力下降(即从t0到t1的时期中的压降)对应于上述无效喷射时期中的压力P的平缓减小(即压力泄漏)。
与其形成对比的是,当压力P开始急剧降低的压力下降点(即正时t1)对应于喷射通过喷射器20开始实际发生的正时(即喷射开始正时)。
如图9所示,在上述喷射开始正时(正时t1)之后的压力转变(压力转变波形)具有作为整体趋势的后续趋势。即,转变由如下形成,即正时t1的急剧压力下降至正时t2处的压力局部最小点、压力最小点处的压力值的稳正时期,然后,在正时t2a处转变形成压力增大。此后,一旦到了正时t2b压力P就稳定下来,但是在正时t3又急剧上升。如果压力P最终在正时t4处达到接近喷射之前的压力值(即,零交叉点)附近的等级,那么压力P就在压力值附近飙升(跳动)。
正时t2对应于喷射率R最大化(下文中被称作最大喷射率达到正时)的正时。正时t2a对应于外阀202b闭合时的正时。正时t3对应于在达到最大喷射率之后当喷射率R开始减小的正时(下文中被称作喷射率减小开始正时)。正时t4对应于当喷射器20的喷射停止时的正时即喷射结束正时。类似喷射开始的无效喷射正时,这里发生了从断电(即喷射命令脉冲的下降)到喷射器20的喷射结束中的喷射结束正时(正时t4)的延迟。
接下来,用于检测与上述燃料喷射相关的各个正时(正时t1-t4)的处理将会参照图9至15B基于图9的部分(b)至(d)显示的压力转变波形即经过图5的处理获得和存储(即学习)的压力转变波形进行详细的说明。图10和12至14是显示与各个正时的检测相关的一系列处理的流程图。从根本上说,附图中所示的一系列处理是通过ECU30执行存储在ROM中的程序而以预定的处理间隔(例如,以20μsec的间隔)连续地执行的。通过执行处理,上述正时的检测和存储在每次喷射时执行。即,在单级喷射的情况下,每次燃烧循环时都执行一组检测和存储。即,在单两级喷射的情况下,每次燃烧循环时都执行两组检测和存储。各个附图所示的处理中所用的各个参数值连续地存储在安装在ECU30中的存储设备例如RAM、EEPROM或备用RAM中,并且与图5中所示的处理一样在需要时在任何时间上进行更新。
图10所示的处理用于检测上述喷射开始正时(正时t1)。
如图10所示,在一系列处理中,首先在S31中,判断是否已经进行某种喷射开始命令(通电开始)并且正时t1还没有检测到。仅仅当在S31中判断某种喷射的喷射开始命令已经发出并且正时t1还没有检测到时,才执行从S32开始的处理。即,其中满足S31的条件的时期对应于上述正时t1的检测时期。
在S32中,判断图5的S23中计算的压力的二阶微分值ddP是否小于预定阈值K1(ddP<K1)。
阈值K1设置成小于0的值(K<0),即负值。当设置了值K1时,值K1基于通过实验等预先得到的多个图表例如图11A至11C中所示的图表可变地设置。这对应着如下的现象,根据紧接在喷射之前的燃料压力P(即在图9的正时t0之前的稳定时的燃料压力等级)、喷射执行正时、气缸压力等,伴随上述喷射开始的压力降的倾斜度(示出在图9中)进行改变。即,随着压力下降变得更急剧,阈值K1设置为更小的值(即负向侧上的较大值)。
图11A是显示燃料压力等级P(即通过燃料压力传感器20a测量的真实测量值)和通过实验等得到的阈值K1的适配值(即最佳值)之间的关系的图表。如图11a所示,依照图表,在燃料压力等级P达到收敛点(在此实例中为80MPa)之前随着燃料压力等级P的增大而将阈值K1设置为更小的值。如果燃料压力等级P达到收敛点,阈值K1的减少程度相对于燃料压力等级P的增大变得非常小。
图11B是显示喷射执行正时和通过实验等得到的阈值K1的适配值(即最佳值)之间的关系的图表。检测出喷射执行正时,作为由针对喷射器20的喷射开始命令指示的喷射开始命令正时,或者更详细地说,作为喷射命令脉冲(即通电开始正时)的上升正时。如图11B所示,依照图表,随着正时进一步接近TDC(上死点)阈值K1设置为更小的值。
图11C是显示目标发动机气缸内部压力(即通过图3所示的气缸压力传感器53测量的真实测量值)和通过实验等得到的阈值K1的适配值(即最佳值)之间的关系的图表。如图11C所示,依照图表,随着气缸压力增大阈值K1设置为更小的值。
因此,在本实施例中,阈值K1依照压力下降的斜度可变地设置。因此,可以高精度地检测到伴随喷射和最终的喷射开始正时(图9所示的正时t1)的上述压力下降。
S32的处理在正时t1的检测时期中重复地执行。如果在S32中判断出压力二阶微分值ddP不小于阈值K1,那么图10的处理系列就结束。如果判断出压力二阶微分值ddP小于阈值K1,那么就在后续的S33中将目前的正时作为喷射开始正时(正时t1)存储在预定的存储设备中。正时t1处的燃料压力P(对应于喷射率R(=0)的参照点)也存储在相同的存储设备中。在这种情形下,可以有效地将正时和燃料压力P存储在预定存储设备中(例如,EEPROM或备用RAM),这些存储设备能够甚至在供给ECU30的主电源中断之后也能保持数据,同时如果需要的话,使数据与预定参数(例如数据采集的发动机状态)产生联系。因此,数据以永久方式保持在存储设备中,甚至在目标发动机停止并且向ECU30的电源断电之后也不会擦掉。因此,在很长的时段内,仍然能够保持数据的保存和最终的读取。当存储的数据和预定参数有关时,那么在读取数据时通过使用参数就可以便于检索该数据。因此,可以很容易地和适当地执行数据分析等。
因此,在本实施例中,当伴随喷射开始的压力下降的正时或最终喷射开始正时(图9的正时t1)被检测作为一个正时(交叉点),在该正时处,压力二阶微分值ddP从比阈值K1大的一侧变换到比阈值K1小的一侧。使用这种检测图,上述压力下降可以精确地掌握,并且最终的喷射开始正时可以精确地检测到。
图12所示的处理用于检测上述最大喷射率达到正时(即正时t2)。
如图12所示,在一系列处理中,首先在S41中,判断是否已经检测到上述喷射的正时t1以及喷射的正时t2还没有检测到。仅仅当在S41中判断喷射的正时t1已经检测到并且还没有检测到喷射正时t2时,才执行从S42开始的处理。即,其中满足S41的条件的时期对应于上述正时t2的检测时期。
在S42中,判断在图5的S22中计算的压力一阶微分值dP的前面值是否小于0(即,dP(前面)<0)并且压力一阶微分值dP的目前值是否等于或大于预定阈值K2(即,dP(目前)≥K2)。阈值K2可以是固定值或可变值。阈值K2设置成大于0的值,即正值(K2>0)。
S42的处理在正时t2的检测时期中重复地执行。如果在S42中判断出不是dP(前面)<0和dP(目前)>K2,图12的处理系列就终止。如果在S42中判断出dP(前面)<0并且dP(目前)≥K2,那么在随后的S43中目前的正时就作为最大喷射率达到正时(图9所示的正时T2)存储在预定存储设备(例如,EEPROM、备用RAM等)中。t2时的燃料压力P也存储在相同的存储设备中。燃料压力P相对于正时t1的减小量对应于正时t2时的喷射率R。
因此,在本实施例中,当燃料压力P在喷射开始处导致的燃料压力P的急剧减小结束后稳正时的正时或最终最大喷射率达到正时(图9所示的t2)被检测为一个正时(相交点),在该正时处,压力一阶微分值dP从比阈值K2小的一侧变换至比阈值K2大的一侧的正时。使用这种检测方案,上述压力稳正时的正时就可以精确地掌握,并且最终的最大喷射率达到正时可以精确地检测到。
图13所示的处理用于检测上述喷射结束正时(正时t4)。
如图13所示,在一系列处理中,首先在S51中,判断是否已经检测到上述喷射的正时t2及喷射的正时t4还没有检测到。仅仅当在S51中判断喷射的正时t2已经检测到并且还没有检测到喷射正时t4时,才执行从S52开始的处理。即,其中满足S51的条件的时期对应于上述正时t4的检测时期。
在S52中,判断在图5的S22中计算的压力一阶微分值dP的前面值是否大于0(即,dP(前面)>0)并且压力一阶微分值dP的目前面值是否等于或小于预定阈值K3(即,dP(目前)≤K3)。阈值K3可以是固定值或可变值。阈值K3设置成小于0的值,即负值(K3<0)。
S52的处理在正时t4的检测时期中重复地执行。如果在S52中判断出不是dP(前面)>0和dP(目前)≤K3,图13的处理系列就终止。如果在S52中判断出dP(前面)>0和dP(目前)≤K3,那么在随后的S53中目前的正时就作为喷射结束正时(图9所示的正时t4)存储在预定存储设备中(例如,EEPROM、备用RAM等)。正时t4时的燃料压力P也存储在相同的存储设备中。
因此,在本实施例中,在由于喷射器闭合导致的燃料压力P急剧增大结束之后当燃料压力P的脉冲开始时的正时或者最终的喷射结束正时(图9所示的正时t4)被检测为一个正时(相交点),在该正时处,压力一阶微分值dP从比阈值K3大的一侧变换至比阈值K3小的一侧的正时(相交点)。使用这种检测图,上述压力波动模式的变化可以精确地掌握,并且最终的喷射结束正时可以精确地检测到。
图14所示的处理用于检测正时(正时t3),此时喷射率R在达到上述最大喷射率(正时t2处)之后开始减小。
如图14所示,在一系列处理中,首先在S61中,判断是否已经检测到上述喷射的正时t4以及喷射正时t3还没有检测到。仅仅当在S61中判断喷射的正时t4已经检测到并且还没有检测到喷射正时t3时,才执行从S62开始的处理。
在S62中,喷射率R在达到最大喷射率之后开始减小的正时(即图9所示的正时t3)检测作为比喷射结束正时(正时t4)早预定返回时间Tc的正时(t3=t4-Tc)。在随后的S63中,将正时t3存储在预定存储设备中(例如,EEPROM、备用RAM等)。正时t3处的燃料压力P(对应于喷射率)也存储在相同的存储设备中。
返回时间Tc基于通过实验等例如图15A和15B所示的图表预先得到的多个图表可变地设置。这对应这如下的现象,即从喷射率R开始减小直到喷射结束的时期依照即将喷射之前(即当压力稳定的正时处的燃料压力等级)的燃料压力P和喷射时期发生改变。
图15A是显示燃料压力等级P(即通过燃料压力传感器20a测量的真实测量值)和通过实验等得到的返回时间Tc的适配值(即最佳值)之间的关系的图表。如图15A中所示,依照图表,当燃料压力等级P(即基本压力)增大时,返回时间Tc设置为较短的时间。
图15B是显示喷射时期(例如检测作为喷射命令的脉冲宽度TQ)和通过实验等得到的返回时间Tc的适配值(即最佳值)之间的关系的图表。如图15B所示,依照图表,随着喷射时期的延长,返回时间TC设置为更长的值。
因此,在本实施例中,喷射率R在达到上述最大喷射率之后开始减小的正时(图9所示的正时t3)基于正时t3和通过图13所示的处理检测到的正时t4之间的相对位置关系进行检测。使用这种检测方案,图9所示的正时t3可以很容易地并且精确地检测到。
如上所述,在本实施例中,对于每个喷射(在多次喷射的情况下在燃烧循环期间执行的多个喷射的每个喷射),喷射开始正时、最大喷射率达到正时、在达到最大喷射率之后喷射率R开始减小时的正时以及喷射结束正时,都会通过图5、10和12至14所示的处理基于上述燃料压力传感器20a的输出分别进行检测。基于这些正时,或者更具体地说,通过各个正时的点连接起来生成图形,来检测作为当时目标喷射器20的喷射率转变的轮廓的图形(梯形或三角形)和图形的参数(图形面积、图形角落的正时和喷射率等)。
然后,基于检测到的图形(检测图形)和上述基本图形(图4中S12所用的)连续地更新用于参考图表(图4中S12所用的)的校正系数(更具体地,多种系数之外与上述基本图形相关的系数),以便作为喷射率转变的实际轮廓的图形变成属于基本图形的图形,并且作为喷射率转变实际轮廓的图形的喷射形心和基本图形(即图形的几何形心)的喷射形心之间的相对位置关系变成预定的关系(或者更详细地说,使两种喷射形心的正时彼此邻近)。即,当检测到的图形不同于基本图形时,校正系数在后续的燃烧循环中就进行更新以便作为喷射率转变轮廓的图形变成属于基本图形的图形并且图形的喷射形心的正时接近基本图形的喷射形心的正时。接下来,将参照图16至18说明依照该实施例的校正系数的更新方式。下文中,为了便于解释,通过使用其中基本图形是三角形(即,三角形的形状或者图形相当于梯形,其中t2-t3(图9)的时期恢复为零)的情形作为一个实例进行解释。
图16是显示与校正系数的更新处理相关的一系列处理的流程图。从根本上说,每次检测到作为目标喷射的喷射率转变轮廓的图形时,图16所示的一系列处理都会通过ECU30执行存储在ROM中的程序来连续地执行。在图16所示的处理中使用的各个参数的值连续地存储在ECU30中安装的存储设备例如RAM、EEPROM或备用RAM中并且在需要时可以在任何时间进行更新。
如图16所示,首先在S71中,基本图形的最大喷射率即最大喷射率的目标值(目标Rmax),和检测到的图形的最大喷射率即最大喷射率的检测值(检测的Rmax)被检测出并且彼此进行比较。因此,判断是否最大喷射率Rmax的目标值和检测值之间的偏差量在容许等级内(例如,两个值之间的偏差量<预定的确定值,例如如图16所示检测的Rmax=目标Rmax)。当在S71中判断最大喷射率Rmax的偏差量大于容许等级时,就确定检测到的图形的喷射形心(几何形心)的正时偏离基本图形的喷射形心的正时并且处理进行到S72。当基本图形是三角形时,三角形顶点处的喷射率对应于最大喷射率Rmax。在为梯形的情况下,正时t2或者正时t3处的喷射率或者基于两个正时计算得到的(例如,通过平均)喷射率可以用作最大喷射率Rmax。
在S72,向喷射器20的喷射命令的校正系数更新,从而使作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心的正时和基本图形的喷射形心的正时彼此接近。喷射形心的调节方式如图17A和17B所示。
如图17A所示,在此实例中,基本图形是三角形LO,由以下点确定,即:喷射开始点(正时t10)、最大喷射率达到点(相当于最大喷射率的目标值的最大喷射率LV10)以及喷射结束点(正时t40),并且检测到的图形是由喷射开始点(正时t1)、最大喷射率达到点(相当于最大喷射率的检测值的最大喷射率LV1)和喷射结束点(正时t4)。在两个图形之间,基本图形的喷射形心的正时t50和检测到的图形的喷射形心正时t5彼此偏离偏差量Td。
在图16的S72中,两个图形的(喷射形心)几何形心被检测并且生成校正系数(相当于喷射命令)从而两个图形的喷射形心的正时能够彼此相符。在本实施例中,为了通过使检测图形的正时t1、t4分别前移偏差量Td而将它们变成图17B所示的正时tla、t4a(两种正时之间的比为1:1),产生用于相对于目前燃烧循环中得到的喷射结果(喷射数据)分别将脉冲信号的上升正时和下降正时前移偏差量Td的校正系数,并且更新其值用于下一个燃烧循环。
因此,整个图形随着喷射开始正时和喷射结束正时的调整而进行了调整。而且,喷射形心正时移动的位移量与每个正时的位移量相同。因此,在本实施例中,基本图形的喷射形心正时t50和检测图形的喷射形心正时t5通过调节喷射正时(即喷射开始正时和喷射结束正时)而彼此接近。
然而,在这种情形下,如果喷射执行正时(即,喷射开始正时)可以不受限制地改变,那么点火正时将会很大程度上偏离参考值(即最初预期值),因此,可能会引发产生意外状态(即没有通过实验等验证的现象)的可能性。因此,在本实施例中,对喷射开始正时的调节范围(至少为上限侧和下限侧的至少一个)界定了保护。例如,参照某种图表例如图18所示的其中界定了随着喷射执行正时进一步接近TDC点火延迟缩短的趋势的图表,从喷射开始到点火的时间(即点火延迟)基于当时的喷射执行正时计算,喷射的点火正时基于点火延迟计算(即点火正时=正时t1+点火延迟)。保护界定了喷射开始正时的调节范围,以便点火正时即目前燃烧循环中的点火正时落在预定容许范围内。因此,基本图形的喷射形心正时t50和检测图形的喷射形心正时t5能够彼此接近同时保持点火正时落在容许范围内。因此,可以实现可靠的喷射控制。
因此,在本实施例中,用于参考喷射图表(图4的S12)的校正系数在喷射的每个正时针对每个喷射(在多次喷射的情况下的燃烧循环中的多个喷射的每个喷射)以上述方式更新。因此,与图表中界定的每个喷射相关的向喷射器20的喷射命令连续地更新,从而在较长时段内实现适当的喷射控制。
如上文所述,依照本实施例的燃料喷射控制设备可以产生如下突出的效果。
(1)依照上述实施例的燃料喷射控制设备(用于发动机控制的ECU30)应用到燃料供给系统中并且控制燃料向目标发动机的喷射供给,其中燃料供给系统执行向气缸的燃料喷射供给作为通过预定喷射器(喷射器20)执行目标发动机的燃料燃烧的一部分。燃料喷射控制设备包括用于连续地检测随着喷射器20的喷射产生的燃料压力波动的程序(燃料压力检测部分:图5的S21)。燃料喷射控制设备包括如下程序(喷射形心检测部分:图16的S72),即用于基于上述程序(燃料压力检测部分)连续检测的燃料压力的转变,来检测图形(即喷射形心)的几何形心作为每单位时间由喷射器20喷射的燃料量(即喷射率)的目前轮廓。燃料喷射控制设备包括如下的程序(喷射改变部分):即基于通过上述程序(喷射形心检测部分)检测到的喷射形心和预定基本图形的喷射形心改变向喷射器20的喷射命令(喷射正时),以便作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和基本图形的喷射形心之间的相对位置关系变成预定的关系(即以便喷射形心的几个正时彼此邻近)。使用这种构造,喷射命令和最终的喷射形心的位置都依照每次的喷射特性进行调节,从而保证适当的燃料喷射控制。
(2)在图16的S72中,改变向喷射器20的喷射命令,从而使作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心正时和基本图形的喷射形心正时彼此接近。由此改进了喷射特性(目标发动机的输出扭矩、排放物特性等)。
(3)在图16的S72中,调节喷射开始正时和喷射结束正时,从而使作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心正时和基本图形的喷射形心正时彼此接近。由此何以很容易地和适当地调节喷射形心的正时。
(4)图16的S72中,喷射器20的喷射开始正时和喷射结束正时以预定的比1:1进行调节。由此何以很容易地调节喷射形心的正时。
(5)整个图形在调整的同时还以比1:1来调整喷射开始正时和喷射结束正时。因此,喷射形心正时移动的位移量与每个正时的位移量相同。由此何以很容易地调节喷射形心的正时。
(6)在图16的S72中,喷射开始正时在预定调节范围内进行调节。燃料喷射控制设备包括用于检测与喷射开始正时处执行的喷射相关的点火正时的程序(点火正时检测部分:S72)。燃料喷射控制设备包括基于上述程序(点火正时检测部分)检测到的点火正时可变地设定调节范围的程序(调节范围改变部分:S72)。因此,喷射形心的正时可以适当地调节同时将点火正时保持在适当范围内。因此,可以实现可靠的喷射控制。
(7)采用作为检测上述点火正时的程序的程序基于喷射执行正时(即喷射开始正时)获得从喷射开始到点火的时间(即点火延迟),并且基于点火延迟检测该喷射的点火正时。使用这种结构,通过使用预定图表(图18)等,上述点火正时可以相对比较精确地并且很容易地检测到。
(8)燃料喷射控制设备包括用于判断是否实际喷射形心位置和预定基本图形的喷射形心位置之间的偏差量大于容许等级的程序(喷射形心确定部分:图16的S71)。更详细地,程序(喷射形心确定部分)基于检测图形的最大喷射率和基本图形的最大喷射率之间的偏差量大于容许等级来执行上述判断。在图16的S72中,当在S71中判断喷射形心位置的偏差量大于容许等级时,向喷射器20的喷射命令(喷射正时)就发生改变,从而使作为喷射率转变实际轮廓的图形的喷射形心和基本图形喷射形心之间的相对位置关系变成的喷射形心之间的正时尽可能接近的关系。使用这种结构,仅仅当喷射形心位置的偏差量大于容许等级时才通过执行上述喷射形心的位置调节,就可以有效地执行位置调节。
(9)燃料喷射控制设备包括用于可变地设定基本图形(即基本图形的类别)并且根据预定参数(例如图4的S11中获取的燃料压力、发动机转速、加速器操作量等)来改变参数的程序(基本图形改变部分:图4的S12)。使用这种结构,基本图形的参数可以依照每次的状态改变,并且最终上述设备可以更实际的形式实现。
(10)在图4的S12和S13中,能够使用于预定的参考图表的校正系数进行更新,在该图表中,当使用上述喷射器20执行喷射控制时可以书写喷射命令。因此,向喷射器20的喷射命令可以改变。因此,可以很容易地和适当地改变向喷射器20的喷射命令。
(11)产生向喷射器20的喷射命令以便在目标发动机的目前燃烧循环期间基于检测的燃料压力转变获得的喷射结果(喷射数据)反映在后续的燃烧循环的喷射中。喷射命令的生产连续地执行,同时向喷射命令施加这种反馈。因此,可以在很长时间内执行适当的燃料喷射。
(12)用于执行向目标发动机的喷射供给的喷射器为具有流体控制阀(即外阀202b)和阀针(阀针20c)的喷射器(喷射器20)。流体控制阀控制进入预定空间(即油压室Cd)的流体的流入以及从其中的流出。阀针(阀针20c)依照油压室Cd伴随流体的流入和流出所产生的压力改变在上述喷射器的阀体内执行往复运动操作,并且打开/关闭延伸向喷射孔20f的燃料供给通道,从而执行上述喷射器的阀打开/阀闭合。使用这种燃料喷射控制设备,无需使用特殊的喷射器,只需依照每次的喷射特性通过调节普通喷射器的喷射特性就可以执行适当的燃料喷射控制。
(13)依照上述实施例的燃料喷射控制设备应用到具有共轨12和燃料压力传感器(燃料压力传感器20a)的共轨型燃料喷射系统中。共轨12蓄积在压力下供给喷射器20的燃料。燃料压力传感器在共轨12的燃料排放孔附近的相对于燃料通道中的燃料流方向处于下游的预定点,或者更具体地,在连接部分12a(即孔)的喷射器20一侧上的点处,或者进一步具体地说,在喷射器20燃料入口距离喷射器20的燃料喷射孔比比共轨12更近的对应位置处,检测从共轨12延伸到喷射器20的燃料喷射孔(喷射孔20f)的燃料通道(14)内流过的燃料的压力。更详细地,用于检测燃料压力的燃料压力传感器20a在连接至共轨12的燃料排出侧的管14中装到比共轨12更接近喷射器20的燃料喷射孔的位置处。更具体地,燃料压力传感器20a装到喷射器20的燃料入口。在图5的S21中,供给喷射器20的燃料压力基于燃料压力传感器20a的输出被连续地检测。因此,表示每次喷射特性的包括时间特性改变的脉冲图案(飙升特性等)可以使用高精度进行检测。最终,通过每次依照喷射特性适当地调节喷射特性可以执行适当的燃料喷射控制。
(14)燃料压力传感器20a设置在连接部分12a(孔)的喷射器20一侧上。因此,在燃料脉冲通过孔减小之前,压力波动模式可以使用燃料压力传感器20a检测到。最终,压力波动模式能够以高精度检测到。
(15)通常装到共轨12上的共轨压力传感器在上述实施例中被省略,所以可以保证共轨12附近有更宽的空间。使用具有上述燃料压力传感器20a的结构,即使共轨压力传感器如上所述被省略了,基于燃料压力传感器20a的传感器输出也可以适当地执行正常的燃料喷射控制。
(16)在图5的处理中,上述燃料压力传感器20a的传感器输出以相对较短的间隔连续地获得,在该间隔内,压力转变波形的轮廓可以使用传感器输出生成。因此,上述压力转变波形(即,压力波动模式)可以高精度适当地检测到。
(17)在图5的处理中,上述燃料压力传感器20a的传感器输出以20μsec间隔连续地获得。因此,上述压力转变波形(即,压力波动模式)可以适当地掌握。
(18)燃料压力传感器20a设置在气缸#1—#4的喷射器20的每个燃料入口。因此,每个燃料压力传感器20a的可安装性和维修性能可以改进并且压力能够以高精度和相对较高的稳定性检测到。
上述实施例可以进行例如如下的修改。
在上述实施例中,在图16的S72中上述喷射器20的喷射开始正时和喷射结束时间以预定的比1:1进行调整。或者,两个正时能够以其它的预定比例如比3:7、比1:9或者比1:-1进行调节(移动)。在两个正时以不同于1:1的比进行改变的情形中,图形随着正时的改变而变形。因此,调节比和对应于调节比的图形的变形方式之间的关系可以通过图表的形式进行准备,并且图表可以用于调节。
在上述实施例中,孔设置在连接部分12a中以减小共轨12中的压力脉冲。或者,可以提供流动阻尼器(燃料脉冲抑制设备)代替孔或者与孔一起使用从而减小共轨12中的压力脉冲。
在上述实施例中,检测时期和停顿时期以图6或7方式进行设定。本发明并没有受上如上所限,而是检测时期或者停顿时期可以通过任意方式设置。检测时期或者停顿时期可以设定为通过实验等获得的固定值。或者,检测时期或者停顿时期可以使用图表等作为对应于每次状态(具体地说发动机工作状态)的可变值来设定。停顿时期也可以省略,如果它是不需要的话。
向上述喷射器20的喷射命令可以在一个燃烧循环期间进行校正。例如,燃料喷射控制设备可以包括下面的程序,即,基于图5的S21的处理在目标发动机的燃烧循环中连续地检测的燃料压力转变,使用压力转变检测一直持续到目前时间,从而关于在同一个循环中的目前时间之后执行的与喷射器20的燃料喷射相关的预定操作,校正向喷射器20的喷射命令(例如,喷射器20的通电时期(脉冲宽度))。因此,依照直至此时的检测图形的面积(即,喷射量)中的错误,可以调节涉及在此时之后的操作的喷射器20的喷射命令(例如,阀闭合命令)。最终,可以补偿检测的图形的面积中的偏差导致的喷射量错误以保持当时的燃料喷射量为适当的。
在上述实施例中,假定采用适配图表(用在图4的S12中),其适配值是通过实验等预先确定的,并且用于基于适配图表校正喷射特性的校正系数被更新。或者,代替校正系数,校正值(即,反映校正系数的值)可以存储在EEPROM等中。如果校正值对于这种构造具有足够的可靠性,则可以采用不需要上述适配图表的构造,即无适配的构造。
在上述实施例中,在作为喷射率转变的轮廓的图形的参数中,仅仅调节喷射形心。或者,除了喷射形心之外调节最大喷射率(在同一次喷射过程中当喷射率最大化时的喷射率)也是有效的。图19是显示这种配置的实例的流程图。即,在此实例中,代替图16的处理,将执行图19中所示的处理。因此,在作为喷射率转变的轮廓的图形的喷射形心的正时调节之后(S82),还会调节最大喷射率Rmax(S83)。
如图19所示,在一系列处理中,会在图19的S81和S82中执行与图16的S71和S72的处理类似的处理。即,首先在S81和S82中,会执行最大喷射率Rmax的偏差确定和喷射形心的调节。在S82中的喷射形心的调节之后,还会在后续的S83中执行最大喷射率Rmax的调节。因此,检测的图形的喷射形心(最终,实际喷射形心)不仅沿正时的方向而且沿喷射率的方向邻近基本图形的喷射形心。最终,可以实现更适当的扭矩控制和排放物控制。
喷射率的调节(最大喷射率并且最终喷射形心处的喷射率)可以通过调节预定燃料压力参数例如共轨12中的压力或最终喷射压力(相当于喷射器的喷射条件之一)执行。该图使用最大喷射率随喷射压力增大而增大的关系。
例如,共轨12中的压力可以通过改变向喷射器20泵送和供给燃料的燃料泵11的泵送量或更具体地,通过调节吸入控制阀11c的驱动电流量(如图1所示)来改变。喷射率的上升和下降速度和最大喷射率可以通过例如增大燃料泵11的泵送量来增大。
或者,共轨12中的压力可以通过在喷射器20或喷射器20的燃料供给通道(例如,在共轨12中个)中设置一个减压阀并且通过改变减压阀的阀开度来改变。喷射率的上升和下降速度和最大喷射率可以通过增大减压阀的阀开度来减小。
共轨12中的压力可以通过改变向喷射器20泵送和供给燃料的燃料泵11的泵送正时来改变。图20是显示压力变化方式的实例的时间图。为了使燃料泵11的燃料泵送正时t201接近喷射开始正时,例如,正时t201朝图20中所示的正时t202变化。通过使燃料泵的泵送正时这样接近喷射开始正时,如图20中所示,分别地,压力转变P(即,由燃料压力传感器20a测量的真实测量值)从实线L201变成虚线L202,并且喷射率转变R从实线L201a变为虚线L202a。最终,喷射率R的上升和下降速度和最大喷射率会增大。
当具有多个类型的可开关喷射孔(例如,具有不同形状的多个喷射孔)的喷射器被采用作为向目标发动机喷射和供给燃料的喷射器时,喷射器的喷射压力可以通过开关喷射孔来改变。当喷射器具有增压机构时,喷射器的喷射压力可以通过操作增压机构来改变。
另外,采用作为执行燃料向目标发动机的喷射供给的喷射器可以具有阀针,该阀针基于阀针在阀体内部的预定往复操作打开和闭合(堵塞)喷射孔(相当于燃料喷射孔)或延伸到喷射孔的燃料供给通道来执行喷射器的阀打开和阀闭合,并且可以依照发往喷射器的喷射命令连续地改变阀针的往复运动量。在这种情形中,作为喷射率转变的轮廓的图形能够通过发往上述喷射器的喷射命令以高度的自由度可变地控制。
图21显示了这类喷射器即直接作用压电喷射器的结构的实例。
如图21所示,例如,喷射器具有压电原件103作为直接驱动阀针102的驱动设备(驱动器),其中压电原件103由压电材料例如PZT的层压主体(压电堆)构成,并且阀针102执行上述喷射器(更具体地,喷射孔101)的阀打开和阀闭合。即,压电原件103在使用喷射器执行喷射时通电。如果开始向压电原件103通电以开始执行燃料喷射,压电活塞104就会使用压电原件103的伸出部朝喷射器顶端侧(即,朝喷射孔101一侧)移动。因此,第二油密室105、传送通道106和第一油密室107中的燃料压力就会增大。最终,第一油密室107中的燃料朝喷射器后侧推动阀针止动器109的力就会增大。如果第一油密室107中的燃料朝喷射器后侧推动阀针止动器109的力与阀针室108中的高压燃料朝喷射器后侧推动阀针102的力之和超过弹簧110和低压燃料朝喷射器顶端侧推动阀针止动器109的力和平衡室111中的高压燃料朝喷射器尖端侧推动平衡活塞112的背面的力之和,则阀针102就会朝喷射器后侧移动并且上述喷射器打开。因此,喷射器内部的燃料就通过喷射孔101向外部喷射。
如果压电元件103开始放电,压电活塞104就会通过压电原件103的收缩朝喷射器后侧移动。因此,第二油密室105、传送通道106和第一油密室107中的燃料压力就会下降。最终,第一油密室107中的燃料朝喷射器后侧推动阀针止动器109的力就会减小。如果第一油密室107中的燃料朝喷射器后侧推动阀针止动器109的力与阀针室108中的高压燃料朝喷射器后侧推动阀针102的力之和低于弹簧110和低压燃料朝喷射器顶端侧推动阀针止动器109的力和平衡室111中的高压燃料朝喷射器顶端侧推动平衡活塞112的背面的力之和,则指向喷射器顶端侧的力就会应用到阀针102上并且压电喷射器关闭。因此,燃料喷射结束。
在该喷射器中,阀针102朝喷射器后侧的位移量(即,往复运动量)即提升量会依照压电元件103的位移量并最终依照发往上述喷射器的喷射命令(即,压电元件103的通电量)。例如,提升量与压电元件103的位移量成正比。因此,提升量可以任意地控制成从对应于上述喷射器的阀闭合的零提升量到作为最大提升量的完全提升量。即,当这种直接作用喷射器被采用时,实际喷射形心处的喷射率和正时可以基于发往喷射器的喷射命令(即,发往压电元件103的电压信号)分别接近参考图的喷射形心处的喷射率和正时。
此外,仅仅调节最大喷射率而不检测依照使用等的喷射形心也是有效的。基于当时检测的喷射形心和最大喷射率,从作为喷射率转变的轮廓的图形的喷射形心和最大喷射率中选择一个作为当时的调节目标,并且通过可变地设置发往喷射器20的喷射命令或喷射器20的喷射条件来调节所选的调节目标(喷射形心的喷射器20位置或最大喷射率),也是有效的。
在多喷射的情形中,喷射率特性的这种估算和调节(喷射率的波动模式)并不限于主喷射,而是也可以对于主喷射之前或之后执行的喷射(例如,引燃喷射或后喷射)执行。
上述基本图形可以是任意图形。例如图22A中所示抛物线形图形的图形、如图22B中所示三角形形状中的图形、如图22C中所示四边形中的图形或如图22D中所示梯形形状中的图形可以用作上述基本图形。每个图形中的点G显示每个图形的形心。
为了提供一种反映普通喷射器的特性的高实用性的构造,采用三角形、梯形和矩形或是通过组合至少一类的三角形、梯形和矩形的多个形成的图形之一作为基本图形是有效的。即,除三角形(图22B)或梯形(图22D)之外,通过组合如图23A中所示的两个梯形形成的靴形或通过以如图23B中所示的更复杂的方式组合梯形和矩形形成的图形可以用作如上所述的基本图形。
在上述实施例中,作为喷射率转变的轮廓的图形会每次检测并且作为喷射率转变的实际轮廓的图形会转变成属于基本图形的图形。或者,图形的形心的位置可以彼此匹配(重合或接近)而使检测的图形为不同于基本图形的图形。即,当实际图形(检测图形)是三角形并且基本图形是梯形时,三角形和梯形的形心的位置可以匹配而不执行图形的调节(即,用于将三角形转化为梯形的调节)。
压力转变的拐点可以获得为急剧压力上升的标定点,其中每单位时间的压力变化量超过预定级,或者例如,获得为通过图5的S23的处理获得的燃料压力P的二阶微分值ddP从比预定阈值小的一侧变换为比预定阈值大的一侧处的正时。然后,可以基于压力拐点参见图9的部分(d))检测当喷射率R在达到上述喷射器20的最大喷射率之后开始减小的正时(正时t3)。因此,就可以适当地检测正时t3。
在上述实施例中,用于检测燃料压力的燃料压力传感器20a装接到上述喷射器20的燃料入口上。或者,燃料压力传感器20a可以设置在喷射器20内(例如,邻近图2中所示的喷射孔20f)。可以使用任意数的燃料压力传感器(多个燃料压力传感器)。例如,可以向一个气缸的燃料流道设置两个或更多传感器。在上述实施例中,向每个气缸设置了燃料压力传感器20a。或者,传感器(多个传感器)可以仅仅设置在一部分气缸(例如,一个气缸)中,并且可以对于其它气缸(多个气缸)使用基于传感器输出的估算。
在上述实施例中,向每个气缸设置了气缸压力传感器53。或者,传感器(多个传感器)可以仅仅设置在一部分气缸(例如,一个气缸)中。在其中气缸压力传感器(多个气缸压力传感器)仅仅设置在一部分气缸中这样在其它气缸(多个气缸)中未设置传感器(多个传感器)的情形中,使用在设置有气缸压力传感器(多个气缸压力传感器)的气缸(多个气缸)中获得的气缸压力的真实测量值估算其它气缸(多个气缸)的气缸压力的配置是有效的。因此,可以测量许多气缸的气缸压力而又使传感器(多个传感器)的数目和计算载荷减小到最低。此外,能够基于测量值高精度地控制喷射特性(喷射量等)。如果不需要的话,气缸压力传感器53可以省略。
在上述实施例中,上述燃料压力传感器20a的传感器输出是以20μsec的间隔(即,在20μsec的循环中)连续地获得的。获取间隔可以在能够捕获上文所述的压力波动的趋势的范围内任意地变化。然而,依照由发明者执行的实验,短于50μsec的间隔是有效的。
除了上述燃料压力传感器20a之外提供一种用于测量共轨12中的压力的共轨压力传感器也是有效的。使用这种构造,除了由上述燃料压力传感器20a获得的压力测量值之外,还可以获得共轨12中的压力(共轨压力)。因此,能够以更高精度检测燃料压力。
作为控制目标的发动机的类别和系统配置也可以依照使用等而任意地改变。
在上述实施例中,作为一个实例,本发明应用到柴油机上。然而,从根本上说,本发明还能够以类似方式应用到火花点火汽油发动机(具体地说,直喷发动机)等上。例如,直接喷射汽油发动机的燃料喷射系统通常具有在高压状态下存储燃料(汽油)的输送管。在该系统中,燃料从燃料泵泵送到输送管,并且输送管中的高压燃料通过喷射器喷射并且供给到发动机燃烧室中。本发明还可以应用于这种系统。在该系统中,输送管对应于蓄压器。
依照本发明的设备和系统不仅可以应用到将燃料直接喷射到气缸中的喷射器,而且还可以应用到将燃料喷射到发动机的进气通道或排气通道的喷射器,从而控制喷射器等的燃料喷射特性等等。此外,目标喷射器并不限于图2中所示的喷射器,而是任意的喷射器。例如,可以使用利用阀针打开/关闭喷射孔的喷射器或是向外阀打开型的喷射器。当构造的这种变化应用到上述实施例时,希望按照需要依照实际构造(作为设计变化)适当地将上文提到的各类处理(程序)的细节变化为最佳形式。
在上述实施例和变体中,假定使用各类软件(程序)。或者,相似的功能可以由硬件例如专用电路来实现。
尽管已经结合目前考虑为最实用的和优选的实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明并不限于所公开的实施例,而是相反,预计涵盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种变体和等效配置。

Claims (34)

1.一种用于燃料供给系统的燃料喷射控制设备,其中该系统使用预定喷射器向作为目标发动机一部分的用于执行燃料燃烧的气缸内部、发动机进气通道或者发动机排气通道喷射燃料,该燃料喷射控制设备包括:
燃料压力检测部分,用于随着喷射器的喷射连续地检测燃料压力波动;
喷射形心检测部分,基于通过燃料压力检测部分连续地检测到的燃料压力的转变,检测作为目前喷射率的转变的轮廓的图形的几何形心的喷射形心,其中喷射率相当于每单位时间从喷射器喷射的燃料量;和
喷射改变部分,基于通过喷射形心检测部分检测到的喷射形心,改变向喷射器的喷射命令或者喷射器的喷射条件,以便作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和基本图形的喷射形心之间的相对位置关系变成预定的关系。
2.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分改变向喷射器的喷射命令或者喷射器的喷射条件,从而使作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心正时和基本图形的喷射形心正时彼此接近。
3.如权利要求2所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分通过改变向喷射器的喷射命令或者喷射器的喷射条件来调整喷射器的喷射开始正时和喷射结束正时中的至少一个,从而使作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心正时和基本图形的喷射形心正时彼此接近。
4.如权利要求3所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分以它们之间的预定比调节喷射器的喷射开始正时和喷射结束正时。
5.如权利要求3所述的燃料喷射控制设备,其特征在于,喷射改变部分在预定调节范围内调节喷射开始正时,该燃料喷射控制设备还包括:
点火正时检测部分,用于检测与喷射开始正时处执行的喷射相关的点火正时;和
调节范围改变部分,用于基于点火正时检测部分检测的点火正时可变地设定调节范围。
6.如权利要求5所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
基于喷射开始正时,点火正时检测部分获得从喷射开始到点火的时间作为点火延迟并且基于点火延迟检测该喷射的点火正时。
7.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分改变向喷射器的喷射命令或者喷射器的喷射条件,从而使在作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心处的喷射率的值和在基本图形的喷射形心处的喷射率的值彼此接近。
8.如权利要求7所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分改变喷射器的作为喷射条件的喷射压力。
9.如权利要求8所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分通过改变燃料泵的泵送量来改变喷射器的喷射压力,该燃料泵执行向喷射器的燃料供给。
10.如权利要求8所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分通过改变燃料泵的泵送正时来改变喷射器的喷射压力,该燃料泵执行向喷射器的燃料供给。
11.如权利要求8所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分通过改变向喷射器或者喷射器的燃料供给通道的压力减小阀的阀开度来改变喷射器的喷射压力。
12.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备,其特征在于,还包括:
喷射形心确定部分,用于判断是否实际喷射形心的位置和预定基本图形的喷射形心之间的偏差量大于容许等级,其中,
当喷射形心确定部分判断喷射形心位置之间的偏差量大于容许等级时,喷射改变部分改变向喷射器的喷射命令或者喷射器的喷射条件,以便作为喷射率转变的实际轮廓的喷射形心和基本图形的喷射形心之间的相对位置关系变成预定关系。
13.如权利要求12所述的燃料喷射控制设备,其特征在于,还包括:
最大喷射率检测部分,用于基于通过燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力的转变来检测当喷射中喷射率最大时的时间处的喷射率,其中该喷射率相当于每单位时间从喷射器喷射的燃料量,其中,
喷射形心确定部分基于最大喷射率检测部分检测的最大喷射率和基本图形的最大喷射率之间的偏差量是否大于另一个容许等级,来判断是否两个图形的喷射形心之间的偏差量大于容许等级。
14.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
基本图形包括如下图形之一:三角形、梯形和矩形或者通过组合三角形、梯形和矩形中至少一种的多件形成的图形。
15.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备,其特征在于,还包括:
基本图形改变部分,用于依照预定参数可变地设定基本图形和基本图形的参数中的至少之一。
16.用于燃料供给系统的燃料喷射控制设备,其中该系统使用预定喷射器向作为目标发动机一部分的用于执行燃料燃烧的气缸内部、发动机进气通道或者发动机排气通道喷射燃料,该燃料喷射控制设备包括:
燃料压力检测部分,用于随着喷射器的喷射连续地检测燃料压力波动;
喷射形心检测部分,基于通过燃料压力检测部分连续地检测到的燃料压力的转变,检测作为目前喷射率的转变的轮廓的图形的几何形心的喷射形心,其中喷射率相当于每单位时间从喷射器喷射的燃料量;
最大喷射率检测部分,用于基于通过燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力的转变来检测当喷射中喷射率最大时的时间处的喷射率,其中该喷射率相当于每单位时间从喷射器喷射的燃料量;和
喷射改变部分,基于通过喷射形心检测部分检测的喷射形心和最大喷射率检测部分检测的最大喷射率,通过可变地设定向喷射器的喷射命令或者喷射器的喷射条件,来调节作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和实际喷射的最大喷射率中的至少之一。
17.如权利要求16所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分调节作为喷射率转变的实际轮廓的图形的喷射形心和实际喷射的最大喷射率中的一个,然后调节另一个。
18.如权利要求16所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
喷射改变部分基于通过喷射形心检测部分检测的喷射形心和最大喷射率检测部分检测的最大喷射率,选择作为喷射率转变的实际轮廓的图形的调节喷射形心和实际喷射的最大喷射率中的一个作为目前调节目标,并且通过可变地设定向喷射器的喷射命令或者喷射器的喷射条件来调节被选作调节目标的这一个。
19.如权利要求1或16的燃料喷射控制设备,其特征在于,
喷射改变部分通过更新预定参考图表的校正系数来改变向喷射器的喷射命令,其中当使用喷射器执行喷射控制时,书写所用的喷射命令。
20.如权利要求1或16的燃料喷射控制设备,其特征在于,
喷射改变部分产生向喷射器的喷射命令以便使在目标发动机的目前燃烧循环期间基于燃料压力检测部分连续检测的燃料压力转变所获得的喷射结果反映在后续的燃烧循环的喷射中。
21.如权利要求1或16的燃料喷射控制设备,其特征在于,
喷射改变部分基于由燃料压力检测部分连续地检测的燃料压力转变,使用直至目标发动机的燃烧循环中目前时间检测到的压力转变,来生成发往喷射器的关于涉及同一个循环中目前时间之后将执行的喷射器的燃料喷射的预定操作的喷射命令。
22.如权利要求1或16的燃料喷射控制设备,其特征在于,
喷射器具有用于控制流体向预定空间的流入和流出的流体控制阀,以及在喷射器阀体内部执行往复运动操作的阀针,阀针依照伴随流体的流入和流出所产生的压力改变在上述喷射器的阀体内执行往复运动操作,并且打开和关闭喷射孔或者延伸向喷射孔的燃料供给通道,从而执行上述喷射器的阀打开和阀闭合。
23.如权利要求1或16的燃料喷射控制设备,其特征在于,
喷射器具有阀针,阀针在上述喷射器的阀体内执行往复运动操作,并且打开和关闭喷射孔或者延伸向喷射孔的燃料供给通道,从而执行上述喷射器的阀打开和阀闭合,并且
喷射器依照向喷射器的喷射命令连续地改变阀针的往复运动量。
24.如权利要求1或16的燃料喷射控制设备,其特征在于,
燃料供给系统是具有用于蓄积在压力下供给喷射器的燃料的蓄压器和至少一个燃料压力传感器的压力累积燃料喷射系统,燃料压力传感器在蓄压器的燃料排放孔附近的相对于燃料流方向处于下游的预定点,检测在从蓄压器延伸到喷射器的燃料喷射孔的燃料通道内流过的燃料的压力,以及
燃料压力检测部分基于至少一个燃料压力传感器的至少一个输出连续地检测燃料压力。
25.如权利要求24所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
至少一个燃料压力传感器设置在喷射器内部或者附近。
26.如权利要求24所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
至少一个燃料压力传感器设置在蓄压器的燃料排放管中比蓄压器更靠近喷射器的燃料喷射孔的位置处。
27.如权利要求24所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
燃料压力检测部分以足够短的间隔连续地获得燃料压力传感器的传感器输出,从而使用传感器输出生成压力转变波形的轮廓。
28.如权利要求24所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
燃料压力检测部分以小于50微秒的间隔连续地获得燃料压力传感器的传感器输出。
29.如权利要求1或16的燃料喷射控制设备,其特征在于,
燃料供给系统是燃料喷射系统,具有用于蓄积在压力下供给喷射器的燃料的蓄压器,设置在蓄压器和蓄压器的燃料排放管之间的连接部分中的燃料脉冲减少部分,用于减少通过燃料排放管传递到蓄压器的燃料脉冲,和至少一个燃料压力传感器,所述传感器在相对于燃料流方向处于燃料脉冲减少部分下游的预定点,检测在从蓄压器延伸到喷射器的燃料喷射孔的燃料通道内流过的燃料的压力,以及
燃料压力检测部分基于至少一个燃料压力传感器的至少一个输出连续地检测燃料压力。
30.如权利要求29所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
燃料脉冲减少部分通过孔、流动阻尼器、或者两者的组合构成。
31.如权利要求29所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
至少一个燃料压力传感器设置在喷射器内部或者附近。
32.如权利要求29所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
至少一个燃料压力传感器设置在蓄压器的燃料排放管中比蓄压器更靠近喷射器的燃料喷射孔的位置处。
33.如权利要求29所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
燃料压力检测部分以足够短的间隔连续地获得燃料压力传感器的传感器输出,从而使用传感器输出生成压力转变波形的轮廓。
34.如权利要求29所述的燃料喷射控制设备,其特征在于:
燃料压力检测部分以小于50微秒的间隔连续地获得燃料压力传感器的传感器输出。
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006291755A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Denso Corp 燃料噴射制御装置
US7617991B2 (en) * 2006-03-31 2009-11-17 Delphi Technologies, Inc. Injector fuel filter with built-in orifice for flow restriction
JP4840288B2 (ja) * 2006-11-14 2011-12-21 株式会社デンソー 燃料噴射装置及びその調整方法
DE102007024823B4 (de) * 2007-05-29 2014-10-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Ansteuerparameters für einen Kraftstoffinjektor einer Brennkraftmaschine
JP4428427B2 (ja) * 2007-08-31 2010-03-10 株式会社デンソー 燃料噴射特性検出装置及び燃料噴射指令補正装置
JP4623066B2 (ja) 2007-08-31 2011-02-02 株式会社デンソー 内燃機関の噴射制御装置
JP4420097B2 (ja) * 2007-10-02 2010-02-24 株式会社デンソー 噴射異常検出装置及び燃料噴射システム
JP4835715B2 (ja) * 2009-03-25 2011-12-14 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
JP4835716B2 (ja) * 2009-03-25 2011-12-14 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
JP4737314B2 (ja) * 2009-03-25 2011-07-27 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
JP4737315B2 (ja) 2009-03-25 2011-07-27 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
FR2947200B1 (fr) * 2009-06-25 2011-08-19 Prospection & Inventions Outil de pose d'elements de fixation a injecteur de combustible
JP5170034B2 (ja) * 2009-08-24 2013-03-27 株式会社島津製作所 ガス分析装置
WO2011146907A2 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Cummins Intellectual Properties, Inc. Piezoelectric fuel injector system, method for estimating timing characteristics of a fuel injector event
JP5165728B2 (ja) * 2010-06-18 2013-03-21 株式会社デンソー 燃圧波形取得装置
JP5126295B2 (ja) * 2010-06-18 2013-01-23 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
US9086041B2 (en) 2011-01-19 2015-07-21 Cummins Intellectual Property, Inc. Fuel injector having a piezoelectric actuator and a sensor assembly
US8924128B2 (en) * 2011-05-17 2014-12-30 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector control system and method to compensate for injector opening delay
DE102011078844B4 (de) * 2011-07-08 2016-12-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Injektion von Kraftstoffen mit variablen Einspritzratenverläufen, Kraftstoffeinspritzanlage sowie Verbrennungsmotor
JP5723244B2 (ja) * 2011-08-22 2015-05-27 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
US20130098332A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Quincy Clyde Summers Multi-cylinder multi-fuel engine
FR2990998B1 (fr) * 2012-05-23 2016-02-26 Continental Automotive France Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne
US9765723B2 (en) * 2013-05-10 2017-09-19 Denso Corporation Fuel injection control device and fuel injection system
US20150039208A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling air flow through an engine based on a fuel injection duration limit
JP6160395B2 (ja) * 2013-09-20 2017-07-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US9753443B2 (en) 2014-04-21 2017-09-05 Synerject Llc Solenoid systems and methods for detecting length of travel
US9997287B2 (en) 2014-06-06 2018-06-12 Synerject Llc Electromagnetic solenoids having controlled reluctance
WO2015191348A1 (en) 2014-06-09 2015-12-17 Synerject Llc Methods and apparatus for cooling a solenoid coil of a solenoid pump
US9677496B2 (en) * 2014-07-16 2017-06-13 Cummins Inc. System and method of injector control for multipulse fuel injection
US10294884B2 (en) 2014-12-09 2019-05-21 Ge Global Sourcing Llc System for controlling injection of fuel in engine
DE102015217645A1 (de) * 2015-09-15 2017-03-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Einspritzanlage
DE102016219959B4 (de) 2016-10-13 2018-06-21 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Überprüfen einer Kalibrierung eines Drucksensors eines Kraftfahrzeug-Einspritzsystems sowie Steuervorrichtung, Hochdruckeinspritzsystem und Kraftfahrzeug
JP6787140B2 (ja) * 2017-01-12 2020-11-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE112017008126B4 (de) * 2017-10-12 2024-03-21 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Servicemenü-präsentationssystem, betriebsmuster-anzeigesystem, servicemenü-präsentationsverfahren und programm
US10563598B2 (en) * 2017-12-15 2020-02-18 Ford Global Technologies, Llc Engine operating system and method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6725837B2 (en) * 2001-03-15 2004-04-27 Hitachi, Ltd. Fuel supply system
US7051714B2 (en) * 2001-10-15 2006-05-30 Stmicroelectronics S.R.L. Injection control method for an internal combustion engine, in particular a diesel engine, and corresponding control system

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6255436A (ja) 1985-09-04 1987-03-11 Toyota Motor Corp デイ−ゼル機関の燃料噴射制御装置
JPH01155035A (ja) 1987-12-11 1989-06-16 Mazda Motor Corp ディーゼルエンジンの燃料制御装置
JPH03222859A (ja) 1990-01-25 1991-10-01 Nissan Motor Co Ltd 増圧式燃料噴射弁
JP3222859B2 (ja) 1994-04-20 2001-10-29 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP3774905B2 (ja) 1994-09-05 2006-05-17 株式会社デンソー 燃料噴射ポンプの噴射時期制御装置
DE69619949T2 (de) 1995-12-19 2002-11-14 Nippon Soken Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung
JP3695046B2 (ja) 1997-02-07 2005-09-14 いすゞ自動車株式会社 エンジンの燃料噴射方法及びその装置
JP3975559B2 (ja) 1998-06-12 2007-09-12 株式会社デンソー 内燃機関の蓄圧式燃料噴射制御装置
DE10026274A1 (de) * 2000-05-26 2001-12-06 Siemens Ag Verfahren zur Zylindergleichstellung bei einer Brennkraftmaschine
JP4214675B2 (ja) 2000-11-27 2009-01-28 株式会社デンソー 燃料噴射装置
DE10105031A1 (de) 2001-02-05 2002-08-14 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Dämpfung von Druckpulsationen in Hochdruckeinspritzsystemen
JP3527215B2 (ja) 2001-04-26 2004-05-17 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料噴射弁
JP2005023823A (ja) 2003-07-01 2005-01-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の燃料噴射装置
DE102004004007A1 (de) * 2004-01-27 2005-09-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
JP2006152944A (ja) 2004-11-30 2006-06-15 Isuzu Motors Ltd エンジンの着火遅れ期間算出装置
JP2006233858A (ja) 2005-02-24 2006-09-07 Denso Corp コモンレール式燃料噴射装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6725837B2 (en) * 2001-03-15 2004-04-27 Hitachi, Ltd. Fuel supply system
US7051714B2 (en) * 2001-10-15 2006-05-30 Stmicroelectronics S.R.L. Injection control method for an internal combustion engine, in particular a diesel engine, and corresponding control system
US7249590B2 (en) * 2001-10-15 2007-07-31 Stmicroelectronics S.R.L. Control system for an internal combustion engine, in particular a diesel engine

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Publication number Publication date
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