CN101377180B - 用于内燃机的燃料喷射控制器 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的燃料喷射控制器，其适用于蓄压式燃料喷射系统，该蓄压式燃料喷射系统包括：用于蓄积并保持高压燃料的共轨(12)；用于向共轨(12)加压供给燃料的燃料泵(11)；以及用于喷射蓄积并保持在共轨(12)中的高压燃料的喷射器(20)。压力传感器(20a)设置在喷射器(20)的燃料吸入口处。ECU(30)顺序地检测喷射器(20)喷射燃料时变化的燃料压力并且顺序地检测燃料泵(11)加压供给燃料时变化的燃料压力。当喷射器(20)喷射燃料时，ECU(30)通过这些压力的检测值计算出喷射压力并基于喷射压力计算出喷射器(20)的喷射特性。

Description

用于内燃机的燃料喷射控制器
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射控制器，其适用于通过使用蓄积在共轨等的蓄压器中的高压燃料进行燃料喷射的蓄压式燃料喷射系统。
背景技术
JP-10-220272A(USP-6,142,121)中描述的装置被推荐为这种装置。在由该燃料喷射装置构成的共轨式燃料喷射系统中，从燃料泵加压供给的燃料通过共轨蓄积在高压状态。然后，蓄积的高压燃料通过为每个气缸(缸筒)配置的管道(高压燃料通道)供给到每个气缸的燃料喷射阀。共轨设有专用的压力传感器(共轨压力传感器)。该系统被构造成基于来自该共轨压力传感器的传感器输出控制构成燃料供给系统的不同装置的驱动。
近年来，改善机动车辆(汽车)柴油机的废气排放的需求日益增长。已经进行了一些研究，其中包括开始/结束燃料喷射的时间和喷射率的喷射特性被估计，以通过使用估计值控制燃料喷射器的驱动。在这种情况下，通过位于共轨中的共轨压力传感器测量共轨中的压力(共轨压力)，并且基于共轨压力的变化估计喷射特性。
然而，根据本申请的发明人的研究结果，当燃料被喷射时，共轨压力发生变化，但是共轨压力的变化很小，因此可以想象，共轨压力的变化不能被有效地用于高精度地估计喷射特性。换句话说，在压力变化从燃料喷射器的燃料喷射口(喷孔)到达共轨之前，由喷射动作引起的压力变化减弱，因此不会引起共轨压力的变化。因此，作为估计喷射特性的技术具有改进的余地。
发明内容
本发明鉴于以上背景而提出。本发明的一个目的在于提供一种燃料喷射控制器，其适用于蓄压式燃料喷射系统，并且可高精度地确定燃料喷射器的喷射特性。
一种适用于蓄压式燃料喷射系统的燃料喷射控制器，该蓄压式燃料喷射系统包括用于蓄积并保持高压燃料的蓄压容器(共轨)、用于向该蓄压容器加压供给燃料的燃料泵以及用于喷射蓄积在该蓄压容器中的高压燃料的燃料喷射器。
在本发明中，燃料喷射控制器包括：第一压力检测装置，其顺序地检测燃料喷射器喷射燃料时变化的燃料压力；第二压力检测装置，其顺序地检测燃料泵加压供给燃料时变化的燃料压力；喷射压力计算装置，其在燃料喷射器喷射燃料时通过第二压力检测装置的检测值校正第一压力检测装置的检测值，从而计算出喷射压力；以及喷射特性计算装置，其基于由喷射压力计算装置计算的喷射压力计算燃料喷射器的喷射特性。
简而言之，当燃料喷射器喷射燃料时，燃料喷射过程中的燃料压力变换波形可通过顺序地检测燃料压力的变化而获得，并且例如实际喷射开始点、实际喷射结束点和喷射率的燃料喷射器的喷射特性可通过燃料压力变换波形而获得。然而，在这种情况下，当通过燃料泵将燃料加压供给到蓄压容器时，如果同时进行由燃料泵提供的燃料加压供给和由燃料喷射器进行的燃料喷射，可以想象在燃料喷射器喷射燃料时引起的燃料压力变化不能被正确地检测。根据本发明，在燃料泵加压供给燃料时变化的燃料压力被顺序地检测，通过检测到的燃料压力(当燃料泵加压供给燃料时引起的燃料压力变化)校正燃料喷射器喷射燃料时变化的燃料压力，并且计算出喷射压力。由此，在当燃料泵加压供给燃料时所产生的影响被排除的状态下，由燃料喷射导致的实际压力变化(压力变换波形)可被准确地获得，从而得出喷射压力。因此，可基于喷射压力高精度地获得燃料喷射器的喷射特性。
根据本发明的另一方面，燃料喷射控制器包括：喷射气缸压力检测装置，其顺序地检测燃料喷射器在喷射气缸中喷射燃料时变化的燃料压力；非喷射气缸压力检测装置，其顺序地检测燃料泵在不是喷射气缸的非喷射气缸中加压供给燃料时没有变化或者具有很小变化的燃料压力；以及喷射特性计算装置，其基于压力变化数据计算燃料喷射器的喷射特性，该压力变化数据为由喷射气缸压力检测装置检测的燃料压力与由非喷射气缸压力检测装置检测的燃料压力之间的差值。
当燃料喷射器的燃料喷射和燃料泵的燃料加压供给同时进行时，在喷射气缸中，燃料压力通过燃料的喷射和燃料的加压供给的影响而变化，而在非喷射气缸中，燃料压力仅仅通过燃料的加压供给的影响而变化(即使燃料的喷射导致燃料压力的变化，该变化也非常小)。因此，当利用喷射气缸中的燃料压力和非喷射气缸中的燃料压力之间的差值时，可以获得反映燃料喷射器的喷射特性的燃料压力变化数据。其结果是，可以高精度地获取燃料喷射器的喷射特性。
附图说明
从参考附图进行的以下描述中，本发明的其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在所述附图中，相同的部件由相同的参考数字表示，其中：
图1是结构图，示出了本发明的一实施例中的共轨式燃料喷射系统的概略结构；
图2是内部侧视图，示意性地示出了喷射器的内部结构；
图3是流程图，示出了燃料喷射控制处理的基本流程；
图4是流程图，示出了学习处理的处理内容；
图5A-5D是时序图，示出了喷射参数的变换；
图6是时序图，示出了喷射器喷射燃料时的时间和燃料泵加压供给燃料时的时间之间的关系；
图7A-7E是时序图，示出了喷射参数的变换；
图8A和8B是流程图，示出了校正燃料压力处理的过程；
图9是示意性图表，示出了各气缸之间不同的管道(配管)长度；以及
图10是流程图，示出了第二实施例中校正燃料压力处理的流程。
具体实施方式
[第一实施例]
接下来，将参考附图描述实现本发明的第一实施例。本实施例的装置例如安装在共轨式燃料喷射系统(用于供给高压喷射燃料的系统)中，其中作为机动车(汽车)发动机的往复式柴油发动机被控制。也就是说，该装置被用作用于将高压燃料(例如，具有大约“1400atm”的喷射压力的轻油)直接喷射和供给到柴油发动机(内燃机)的气缸的燃烧室中的装置。
下面将参考图1描述根据本实施例的共轨式燃料喷射系统的概况。假设用于4轮机动车的多缸发动机(例如4缸发动机)作为本实施例的发动机。在图1中，各喷射器20装配在第一至第四气缸(#1，#2，#3和#4)中。
如图1所示，该系统被构造成使得ECU(电子控制单元)30接收来自不同传感器的传感器输出(检测结果)并基于这些相应的传感器输出控制燃料供给装置的驱动。为了控制柴油发动机的输出(转速或转矩)，例如ECU30控制构成燃料供给系统的不同装置，以使得发动机的燃料喷射压力(在该实施例中，通过压力传感器20a测量的燃料压力)反馈至目标值(目标燃料压力)。
构成该燃料供给系统的不同装置包括从燃料流的上游侧开始顺序设置的燃料箱10、燃料泵11和共轨12(蓄压容器)。燃料箱10和燃料泵11经由燃料过滤器10b通过管道10a彼此相连。
燃料箱10为用于储存目标发动机的燃料(轻油)的箱体(容器)。燃料泵11包括低压泵11a和高压泵11b，并且被构造成使得通过低压泵11a从燃料箱10中吸入的燃料通过高压泵11b被加压并排出。加压供给到高压泵11b中的燃料量、即通过燃料泵11排出的燃料量由位于燃料泵11的燃料吸入侧的吸入控制阀(SCV)11c控制。换句话说，SCV11c的驱动电流被调整，以将从燃料泵11排出的燃料量控制为期望值。SCV11c为在没有电流通过时打开的常开阀。
低压泵11a例如被构造为余摆线型供给泵。高压泵11b例如由柱塞泵构成，并被构造成使得通过偏心凸轮(未示出)使特定数量的柱塞(例如2或3个柱塞)分别沿轴向往复运动，从而以特定的时序(正时)顺序地将燃料加压供给到加压室中。两个泵均由驱动轴11d驱动。驱动轴11d随着发动机的曲柄轴41转动，并且例如相对于曲柄轴41的一次转动以1/1或1/2的比率转动。也就是说，低压泵11a和高压泵11b通过发动机的输出驱动。
燃料箱10中的燃料经由燃料过滤器10b通过燃料泵11吸入并且通过管道(高压燃料通道)11e被加压和供给(加压供给)到共轨12。由燃料泵11加压供给的燃料蓄积在共轨12中，并且蓄积的高压燃料通过为每个气缸配置的管道(高压燃料通道)14供给到每个气缸的喷射器20。用于减小通过管道14传播到共轨12的燃料脉动的孔(管道14的节流部分，其相当于燃料脉动减小装置)设置于共轨12的连接部分12a和管道14中，因而共轨12中的压力脉动被减小，并且因此燃料可以以稳定的压力供给到每个喷射器20。燃料脉动主要在喷射燃料时发生于喷射器20的燃料喷射口处。对于燃料脉动减小装置而言，除了孔外，还可以使用流动阻尼器以及孔与流动阻尼器的结合。
在该系统中，通过驱动燃料泵11加压供给的燃料通过每个喷射器20直接喷射并供给到发动机30的每个气缸(燃烧室)中。该发动机为4冲程发动机。也就是说，以“720℃A”的循环顺序地执行包括吸入、压缩、提供动力(燃烧)和排气的4个冲程的燃烧循环。
在根据本实施例的燃料喷射装置中，压力传感器20a(燃料压力传感器)靠近每个气缸(#1到#4)的喷射器20设置，尤其是，位于喷射器20的燃料吸入口处。由喷射器20的喷射动作或实际喷射导致的压力变化状态可以被高精度地检测(这将在稍后详细描述)。
下面参考图2详细描述喷射器20的结构。图2是示意性地示出了喷射器20的内部结构的内部侧视图。
如图2所示，喷射器20由喷嘴部(喷射部)21和用于驱动一阀的驱动部23构成，该喷嘴部为通过燃料喷射口将燃料喷射到阀的外部的部件。喷嘴部21和驱动部23分别设置在阀本体部22的顶端(尖端)侧和后端侧。喷嘴部21例如由装配于阀本体部22的顶端中的独立喷嘴形成。
喷射器20的燃料喷射口(喷射口21c)形成在位于阀的顶端侧的喷嘴部21中。喷嘴部21主要由其外形呈圆筒状的喷嘴本体21a构成，该喷嘴本体21a具有朝向其顶端减小的直径和形成在其最顶端处的顶端部分21b。该顶端部分21b中具有必要数量(例如6到8个)的喷射口21c(小孔)，该喷射口形成为燃料喷射口，以连接阀的内部和外部。喷嘴部21具有容纳于其中的圆柱形喷嘴针阀21d。打开或关闭燃料通道的喷嘴针阀21d与喷射口21c相连。该喷嘴针阀21d通过设置于阀后端侧的弹簧22a向着阀顶端侧偏压并通过弹簧22a的偏压力或抵抗弹簧22a的偏压力在喷射器20中沿轴向滑动。为了防止异常动作，止动件22b设置在针阀21d的阀后端侧(提升侧)。
高压燃料通过管道14(图1)和燃料通道22c从共轨(蓄压管道)12供给到喷嘴部21的顶端部分21b。燃料通过喷射口21c喷射。在喷射器20的燃料吸入口处测量高压燃料的燃料压力。更详细地说，通过位于燃料吸入口处的压力传感器20a顺序测量包括由喷射器20的喷射动作或实际喷射(实际燃料喷射)导致的压力变化状态的压力值(入口压力)。当燃料被喷射时，可以根据针阀21d的轴向向上位移量的大小(提升量)改变供给到喷射口21c中的燃料量和单位时间内从喷射口21c喷射的燃料量(喷射率)。例如，在针阀21d落座的状态下(提升量＝“0”)，燃料喷射停止。
接下来，将描述阀本体部22的内部结构。
阀本体部22具有位于壳体22d中的指令活塞22e，该壳体22d形成阀本体部22的圆筒状外形。指令活塞22e与喷嘴针阀21d联动。指令活塞22e形成为具有比喷嘴针阀21大的直径的圆柱体形状并通过压力销22f(连接轴)与针阀21d相连。指令活塞22e还以与喷嘴针阀21d相同的方式沿轴向在喷射器20中滑动。由壳体的壁表面和指令活塞22e的顶面分隔的指令室Cd形成于指令活塞22e的阀后端侧。此外，作为燃料流入口的入口孔22g形成于指令室Cd中。也就是说，来自共轨12的高压燃料通过入口孔22g流入指令室Cd。在指令活塞22e下方的空间中，形成有用于使该空间与驱动部23的特定空间相连的泄漏通道22h(详细地说，形成一泄漏空间，以在一电磁阀打开或关闭时与燃料箱10相连)。在喷射器20中，泄漏通道22h被形成为将指令活塞22e下方的多余燃料(来自喷嘴针阀21d在其中滑动的部分的泄漏燃料等)返回到燃料箱10。
驱动部23更靠近阀本体部22的后端侧定位。驱动部23主要由具有圆筒状外形的壳体23a构成并在壳体23a中具有双向电磁阀(TWV)。详细地说，双向电磁阀由外阀23b、弹簧23c(螺旋弹簧)和螺线管23d构成。双向电磁阀通过外阀23b的动作打开或关闭作为燃料流出口的出口孔23e。也就是说，在没有电流通过螺线管23的状态下，双向电磁阀被偏压到外阀23b通过弹簧23的伸张力(沿轴向的伸张力)关闭出口孔23e的一侧。当电流通过电磁阀23d(螺线管23d被通电)时，外阀23b克服弹簧23c的伸张力被螺线管23d的磁力吸引，从而移动到打开出口孔23e的一侧。在驱动部23的后端侧，为了将燃料返回到壳体23a中，形成有圆柱形的返回口23f(燃料返回口)。也就是说，在喷射器20中，返回口23f被形成，以通过管道18(见图1)与燃料箱10相连。ECU30中安装有用于控制电流通过驱动部23的电路和用于通过该电路进行喷射控制的程序。
也就是说，ECU30通过二进制值(通过驱动脉冲)控制通过双向电磁阀的电流，以使得喷嘴针阀21d根据电流通过时间执行提升动作，从而通过喷射口21c喷射通过燃料通道22c从共轨12顺序地供给到顶端部分21b的高压燃料。
更详细地说，当双向电磁阀(严格地说，螺线管23d)处于没有电流通过的状态(OFF状态)时，外阀23b向下移动到阀顶端侧，以关闭出口孔23e。当在这种状态下高压燃料通过燃料通道22c和入口孔22g从共轨12供给到顶端部分21b和指令室Cd时，具有比喷嘴针阀21d的下部的直径大的直径的指令活塞22e具有基于压力接收区域中的差值施加到阀顶端侧的力。这样，指令活塞22e被下压到阀顶端侧，并且通过弹簧22a偏压到阀顶端侧的喷嘴针阀21d关断燃料供给通道(使喷嘴针阀21d处于落座状态)。因此，当没有电流通过时，燃料不喷射(常闭)。位于指令活塞22e下方的多余燃料通过泄漏通道22h和返回口23f返回到燃料箱10。
当电流通过(ON)时，外阀23b通过螺线管23d的磁力被吸引到阀顶端侧，以打开出口孔23e。当出口孔23e打开时，指令室Cd中的燃料通过出口孔23e、返回口23f和泄漏通道22h流出至燃料箱10和指令活塞22e的下侧。当燃料流出时，指令室Cd中的压力和压下指令活塞22e的力变小。这样，指令活塞22e连同一体连接的喷嘴针阀21d被向上推压到阀后端侧。当向上推压喷嘴针阀21d(提升)时，喷嘴针阀21d与其阀座分离，以使燃料供给通道与喷射口21c相通，从而使高压燃料供给到喷射口21c并通过喷射口21c喷射并供给到发动机的燃烧室。
在喷射器20中，通向喷射口21c的燃料供给通道的通道面积可以根据喷嘴针阀21d的提升量变化，并且喷射率也可以根据该通道面积变化。在这种情况下，通过可变地控制涉及喷嘴针阀21d的提升动作的参数(电流通过时间或燃料压力)，喷射率和喷射量可以被控制。
接下来，将再次参考图1进一步描述系统的结构。
也就是说，在该系统中，车辆(未示出)安装有用于车辆控制的各种传感器。例如，作为发动机的输出轴的曲柄轴41装配有曲柄角传感器42，以用于以特定曲柄角间隔(例如，30℃A的间隔)输出曲柄角信号，从而检测曲柄轴41的转动角度位置和转动速度。加速器踏板(未示出)安装有加速器传感器44，以根据加速器踏板的状态(位移量)输出电信号，从而检测驾驶者的加速器踏板的操作量(加速器的开度)。
ECU30在该系统中进行发动机控制。ECU30由公知的微型计算机(未示出)构成并可基于不同传感器的检测信号获取发动机的运行状态和用户要求以及运行例如喷射器20的不同致动器。安装在ECU30中的微型计算机基本上由各种运行装置、存储装置和通信装置构成，包括：CPU(基本处理单元)，用于执行各种运行；随机存取存储器(RAM)，作为主存储器，用于临时存储运行过程中的数据和运行结果；只读存储器(ROM)，作为程序存储器；EEPROM(电可擦除非易失性存储器)，作为数据储存存储器(备用存储器)32；备用RAM(由例如车载电池的备用电源为其供电的RAM)；以及输入/输出端口，用于向/从外部输入/输出信号。ROM具有涉及发动机控制的各种程序和控制图，包括涉及先前存储与其中的燃料压力的学习的程序，并且用于存储数据的存储器(例如EEPROM32)具有各种控制数据，包括存储于其中的发动机的设计数据。
在根据本实施例的系统中，根据每个时间的状态的喷射校正系数等被顺序地获取(更新)。这样，例如由用于该系统的各个部件(尤其是喷射器20)的个体差异和长期变化导致的控制误差可以被顺序地校正(为了校正而反馈)。下面，将参考图3描述根据本实施例的燃料喷射控制的基本流程。在图3所示的处理过程中使用的各参数的值根据需要存储在安装于ECU30中存储装置，例如RAM、EEPROM32或备用RAM中，并在任何需要的时间随时更新。基本上，当存储在ECU30中的程序由ECU30执行时，可以按照特定曲柄角间隔或特定时间间隔对发动机的各气缸顺序地执行各附图中所示的一系列处理过程。
如图3所示，在该一系列处理过程中，首先，在步骤S11中，表示发动机的运行状态的各种参数例如发动机转速(平均转速)和发动机负载被读取。然后，在随后的步骤S12中，基于步骤S11中读取的发动机运行状态和驾驶者输入的加速器踏板的操作量(必要时，通过单独计算所需的发动机运行状态)设定喷射模式。
喷射模式基于存储并保持在例如ROM中的特定图(映像)而获取(也可由数学公式获取)。更详细地说，用于发动机的相应设定运行状态的最优模式(适当值)通过试验等事先得到并写入图中。该图显示出发动机的运行状态和最优模式之间的关系。
此外，通过例如喷射级数(喷射次数)、喷射定时(正时)、喷射时间、喷射间隔(在多级喷射的情况下的喷射间隔)的参数确定喷射模式。在步骤S12中，通过所述图设定最优模式(适当值)，从而根据当时(步骤S11中获得的)发动机运行状态满足所需的发动机运行状态。例如，在单级喷射的情况下，喷射量(喷射时间)根据所需的转矩等变化，并且在多级喷射的情况下，各个喷射的喷射量的总和根据所需的转矩等变化。用于喷射器20的指令值(指令信号)基于喷射模式被设定。这样，根据车辆等的状况连同主喷射一起适当地执行预喷射、引燃喷射、后喷射或补充喷射。
在随后的步骤S13中，由学习处理过程分别地更新的喷射校正系数从EEPROM32等中读取，并且在随后的步骤S14中，基于读取的喷射校正系数校正用于喷射器20的指令值(指令信号)。然后，在随后的步骤S15中，涉及喷射级数、喷射定时、喷射时间和喷射间隔的指令值基于校正的指令值(指令信号)确定，并且喷射器20的驱动基于各指令值进行控制。
接下来，参考图4和图5A-5D，将详细描述学习(更新)在步骤S14中使用的喷射校正系数和其它喷射特性数据的方式。用于图4中所示的一系列处理中的不同参数的值也根据需要存储在例如安装于ECU30中的RAM、EEPROM32或者备用RAM等存储装置中并在需要时随时更新。根据存储在ROM中的程序，以特定的曲柄角间隔或特定的时间间隔(在该实施例中，采用“20微秒”的间隔)基本上顺次进行图4所示的一系列处理过程。
下面将参考图5A-5D描述由喷射器20的喷射动作和实际燃料喷射导致的具体压力变化模式。图5A-5D为时序(正时)图，示出了将要学习的喷射的喷射时间附近的压力变换。图5A-5D为针对单一喷射的时序图。图5A示出了对于喷射器20的喷射指令信号(脉冲信号)的变换。图5B示出了将要学习的喷射的喷射率(单位时间喷射的燃料量)的变换。图5C和5D示出了通过压力传感器20a检测的燃料压力(入口压力)的变换。
当随着喷射指令信号的上升从喷射器20的喷射口21c喷射燃料时，喷射率根据燃料喷射变换，并且根据燃料喷射在燃料口21c中产生压力下降。然而，用于检测压力下降的压力传感器20a安装于与喷射口21c分离的位置处(在燃料吸入口处)，从而使得入口压力在燃料喷射的喷射率的变换(喷射口21c处的压力下降)的一定延迟之后变化。这是图5D中所示的压力变换。换句话说，由于压力传感器20a的安装位置，入口压力发生了压力传播延迟，并且图5D中所示的“TD”对应于由压力传播导致的延迟时间。然而，该压力传播延迟与本实施例的实质部分不直接相关。因此，为方便起见，在后面的描述中，假定如图5C中所示，压力传播延迟未发生。换句话说，假定喷射率和入口压力同时变化。如果假定压力传感器20a靠近喷射器20的喷射口安装，压力传播延迟不会发生(或者变得非常小)，检测值(入口压力)的变换将变成图5C中所示的曲线。
在图5A-5C中，当使得喷射指令信号在时间t1处上升时，在开始驱动喷射器20之后紧接着的压力变化(压力变换波形)呈现出以下趋势：即，首先，存在一个压力没有变化的短阶段(期间)；在该阶段之后，压力开始逐渐下降；然后在特定时间(时刻)处压力开始急剧下降。
压力没有变化的开始阶段和压力逐渐降低的随后阶段(从图中t1到t2的阶段)对应于喷射器20的无效喷射阶段。更详细地说，无效喷射阶段为各延迟的总和，其包括：从通过电流开始(喷射指令脉冲上升)到螺线管23d的正常磁场的形成的延迟；由外阀23b和喷嘴针阀21d的惯性、燃料的惯性以及喷嘴针阀21d与喷嘴的内壁表面之间的摩擦导致的动作延迟；以及其它延迟。换句话说，无效喷射阶段对应于以下时间，该时间为喷射器20驱动(电流通过)开始之后直到燃料实际喷射或直到喷嘴针阀21d开始提升动作所经过的时间。而且，在该无效喷射阶段中，在压力没有变化的阶段之后，压力逐渐下降。这表明通过喷射器20的喷射动作发生了压力泄漏。更详细地说，这是由于以下事实造成的，即喷射器20为这种类型的喷射阀，其导致在喷射阀开始与喷射相关的动作之后直到喷射阀开始实际喷射所经过的时间段中的压力泄漏。特别是，如上所述，当电流通过喷射器20时，喷射器20打开出口孔23e，从而驱动喷嘴针阀21d，因而使指令室Cd中的燃料返回到燃料箱10。因此，在喷射器20执行喷射动作时，共轨12中的燃料压力通过入口孔22g和出口孔23e泄漏。换句话说，此时压力降低对应于无效喷射阶段中的逐渐压力下降(压力泄漏)。压力开始急剧下降的压力下降点对应于通过喷射器20实际开始喷射的时间，即喷射开始点。在图5A-5C中，时间t2对应于喷射开始时间。
喷射开始点之后，喷射率随着针阀21d的提升动作增加，并且当喷射率达到最大喷射率时(时间t3)，最大喷射率的喷射状态随后被保持。此时，压力变换(压力变换波形)下降，直到喷射率达到最大喷射率，然后在喷射率达到最大喷射率之后变得基本恒定。
当使喷射指令信号在时间t4处降低时，外阀23b移动到关闭位置，因此出口孔23e关闭，这使得入口压力略有增加(时间t5)。然后，压力变换波形呈现出以下趋势：当出口孔23e关闭并且指令室Cd中的燃料压力充分增加时，喷嘴针阀21d开始提升动作，以关闭阀(时间t6)，因而喷射率减小并且入口压力急剧增加。接着，在时间t7处，喷嘴针阀21d返回到完全关闭位置并且喷射率变为零。此后，入口压力在喷射前的压力值附近波动。
与喷射前的压力值的压力值相交的点(零交点)对应于喷射器20停止喷射燃料的时间，即喷射结束点。时间t7对应于喷射结束时间。在喷射器20中，与开始喷射时的无效喷射时间一样，同样在结束喷射时，在停止电流通过(喷射指令脉冲下降)时的时间到喷射结束时的时间段中造成延迟。
接下来，将描述由本实施例的燃料喷射装置(ECU30)进行的涉及喷射校正系数等的学习(更新)的处理过程。该处理过程广义上分为：
(1)以“20微秒”的间隔顺序地获取压力传感器20a的传感器输出以检测或获取压力变化、即由喷射器20的喷射动作和实际喷射导致的压力变化模式的过程，(更详细地说，获取作为压力变换波形的压力变化的过程)；以及
(2)基于所获取的压力变换波形在特定储存装置(EEPROM32)中存储与喷射模式的喷射条件有关的喷射特性数据的过程(该过程包括适当更新数据的过程)。
接下来，将参考图4详细描述学习处理过程。图4是示出了学习处理的处理过程的流程图。与压力检测相关的压力检测和运行处理要求高速处理，因此理想的是，该学习处理通过使用例如数字信号处理器(DSP)的高速运行装置进行。在该实施例中，图4所示的一系列处理过程对应于“喷射特性计算装置”和“学习装置”。
在图4中，首先，在步骤S21中，读取压力传感器20a的输出信号，以检测此时的燃料压力。在随后的步骤S22中，判断学习实施条件是否成立。尤其是，该学习实施条件包括以下各条件。
(1)由压力传感器20a测量的燃料压力处于给定范围内。测得的燃料压力对应于基本压力值。
(2)燃料温度处于给定范围内。该燃料温度通过容装于燃料泵11中的燃料温度传感器检测。
(3)为将进行学习处理的气缸发出特定喷射模式的燃料喷射的指令并且正在进行喷射模式。此外，喷射量(指令值)处于给定范围内(例如，给定值或更小)。
(4)涉及学习处理的各传感器正常运行。
当各条件均成立时，可以确定学习实施条件成立，并且处理过程前进到后续步骤S23。与此相反，当各条件中的任何一个不成立时，可以确定学习条件不成立，并且在未进行任何进一步的处理的情况下结束该处理过程。接着，在步骤S23之后，基于燃料压力(入口压力)进行喷射特性的检测。
也就是说，在步骤S23中，判断喷射开始点是否已经在开始驱动喷射器20时检测到。当喷射开始点尚未检测到时，处理过程前进到步骤S24。在步骤S24中，基于由压力传感器20a测量的燃料压力(入口压力)判断当前点是否为喷射开始点。
更具体地描述步骤S24，判断在喷射器20驱动开始之后经过的时间是否处于给定时间(例如，其通过喷射量变化)内以及此时的燃料压力(入口压力)是否小于给定的阈值TH1(压力<阈值TH1)。阈值TH1为用于检测喷射开始点的压力判定值，并且基于以试验等先前得到的适当值被设定为表示喷射开始点的压力值(接近压力开始急剧下降时的压力值)。然而，表示喷射开始点的压力值根据燃料喷射器的类型和个体差异而变化。因此，为了高精度地检测喷射开始点，将阈值TH1的值设定为分别针对每个燃料喷射器的最优值。还推荐的是，喷射开始点不通过阈值TH1直接检测，而是以下述方式间接检测：例如，通过阈值TH1检测接近喷射开始点的特定时间并且基于检测到的特定时间间接地检测喷射开始点。
当在步骤S24中确定当前点为喷射开始点时，处理过程前进到步骤S241，其中当前点的时间(即，喷射开始时间)作为喷射开始点数据被存储在存储器(RAM等)中。
当喷射开始点以如上所述方式检测时，在步骤S23中确定喷射开始点已经检测到，并且在接下来的步骤S25中，基于压力传感器20a测量的燃料压力(入口压力)判断当前点是否为喷射结束点。当在步骤S25中确定当前点不是喷射结束点时，在步骤S26中基于压力传感器20a测量的燃料压力(入口压力)判断当前点是否为获得最大喷射率的点。
更详细地描述步骤S25，判断喷射开始点之后经过的时间是否处于给定时间(其例如根据喷射量变化)内以及当时的燃料压力(入口压力)是否大于给定的阈值TH3(燃料压力>阈值TH3)。更详细地描述步骤S26，判断喷射开始点之后经过的时间是否处于给定时间(其例如根据喷射量变化)内以及当时的燃料压力(入口压力)是否小于给定的阈值TH2(燃料压力<阈值TH2)。
阈值TH2和TH3为用于检测最大喷射率点和喷射结束点的压力判定值(TH2<TH3)，并且如上述阈值TH1一样，其在例如通过试验等先前得到的适当值的基础上设定。还优选的是，可以针对各燃料喷射器分别将这些阈值TH2和TH3设定为最优值，并且相应的上述时间可以被间接地检测，这与阈值TH1的情况一样。
在实际的时间流逝中，最大喷射率的点被更早地检测到(步骤S26中的是)，然后喷射结束点被检测到(步骤S25中的是)。
然后，当在步骤S26中确定当前点为获得最大喷射率的点时，处理过程前进到步骤S261，其中当前点的时间(即获得最大喷射率的时间)作为最大喷射率数据被存储在存储器(RAM等)中。当在步骤S25中确定当前点为喷射结束点时，处理过程前进到步骤S251，其中当前点的时间(即，喷射结束时间)作为喷射结束点数据被存储在存储器(RAM等)中。
通过使用图5A-5C中所示的时序图描述如上所述的处理过程，在时间t2处检测到喷射开始点，然后在时间t3处检测到最大喷射率的获得，接着在时间t7处检测到喷射结束点。
在步骤S252中，在喷射结束点被检测到并作为数据存储之后，除了喷射开始点和喷射结束点之外的喷射参数基于喷射压力(入口压力)被检测。
特别是，例如，基于喷射开始点和喷射结束计算喷射期间(喷射时间)，或者在燃料压力变得低于阈值TH2之后基于燃料压力计算喷射率的最大值。此时，判定随着燃料压力的负侧的变化量增大，喷射率变大。基于喷射期间和通过压力传感器20a测量的压力值估算并校正喷射量。尤其是，基于通过压力传感器20a测量的压力值估算喷射率，并且喷射率(估计值)乘以喷射时间，以计算(估算)出喷射量。另外，还可以计算在喷射开始点之后(例如，图5A-5C中t2到t3的阶段)喷射率随着燃料压力的变化率(变化速度)增加时的变化速度或者在喷射结束点之前(例如，图5A-5C中t6到t7的阶段)喷射率随着燃料压力的变化率(变化速度)降低时的变化速度。
然后，在步骤S27中判断学习数据的更新条件是否成立。更新条件可以任意设定。例如，一次燃料喷射(喷射模式)的喷射特性数据已经被获取的条件被设定为更新条件。当更新条件成立时，处理过程前进到后续步骤S28。当更新条件不成立时，该处理过程在不进行任何其它处理的情况下结束。
在步骤S28中，基于喷射开始点、喷射结束点、获得最大喷射率时的点以及已经在上面描述过的其它喷射参数(相应的值在步骤S241，S251，S252和S261中被存储)计算喷射校正系数。该喷射校正系数用于校正如上所述发送至喷射器20的指令值(指令信号)，并且通过该校正，喷射级数、喷射定时、喷射时间和喷射间隔被适当地改变。
此后，在步骤S29中，喷射特性数据被存储在EEPROM32中。喷射特性数据包括如上所述的喷射开始点、喷射结束点、获得最大喷射率时的点、其它喷射参数(相应的值在步骤S241，S251，S252和S261中被存储)以及喷射校正系数(步骤S28中计算的值)。在这种情况下，喷射特性数据与相应的喷射气缸和喷射条件(喷射时的喷射模式和基本压力)相关联地被存储。
在上述步骤S24至S26中，当时的燃料压力(入口压力)与阈值TH1至TH3相比较，从而检测出喷射开始点、获得最大喷射率时的点和喷射结束点，但是该方法可以改变。例如，燃料压力(入口压力)的微分值被计算、并且基于微分值的变化检测喷射开始点、获得最大喷射率时的点和喷射结束点。在时间t2处，压力的微分值急剧增加到负侧，因此检测到喷射开始点。在时间t3处，压力的微分值变得接近于零，因此检测到获得最大喷射率。在时间t7处，压力的微分值从正值变为负值，因此检测到喷射结束点。
通过压力传感器20a测量的燃料压力产生对实际喷射率的变化的微小延迟(压力传播延迟，见图5D)。因此，理想的是，在考虑到该延迟的情况下找到喷射开始点、获得最大喷射率时的点和喷射结束点。
在该实施例的燃料喷射系统中，燃料从高压泵11b间歇地供给到共轨12，并且共轨12中的燃料压力被控制为要求值。换句话说，在燃料泵11的高压泵11b中，重复进行非燃料供给(吸入)动作和燃料供给(排出)动作。在这种情况下，当通过喷射器20喷射燃料时，燃料压力(入口压力)通过喷射而变化(降低)。然而，当同时进行通过燃料泵11的燃料加压供给和通过喷射器20的燃料喷射时，一压力值作为通过压力传感器20a测量的压力值被检测，在该压力值中，由通过燃料泵11的燃料加压供给导致的压力变化分量(此后称为“由泵加压供给导致的压力变化分量”)被添加到由通过喷射器20的燃料喷射导致的压力分量中。因此，存在着喷射特性数据(喷射开始点、喷射结束点等的数据)的计算准确性可能变差的可能性。
图6是时序图，示出了发送给各气缸的喷射器20的喷射指令的时间与燃料泵11加压供给燃料的时间之间的关系。在图6中，总的来说，喷射指令信号以接近恒定曲柄角的间隔(在4缸发动机中以大约180℃A的间隔)输出至各气缸的喷射器20。另外，燃料泵11以几乎相同的间隔(大约180℃A的间隔)和与每个喷射器20喷射燃料时相同的周期加压供给燃料，因此燃料压力随着燃料的加压供给增加(为方便起见，由燃料喷射导致的压力下降在图6所示的曲线中被忽略不计)。
当如上所述同时通过喷射器20进行燃料喷射和通过燃料泵11进行燃料加压供给时，通过压力传感器20a测量的压力通过由泵加压供给导致的压力变化分量而变化。这将参考图7A至7E详细描述。图7A至7E中所示的燃料喷射动作与图5A至5D中所示的喷射动作相对应。图7A示出了对于喷射器20的喷射指令信号的变换；图7B示出了喷射率的变换；图7C示出了通过喷射气缸的压力传感器20a检测的压力(入口压力)的变换；图7D示出了通过非喷射气缸的压力传感器20a检测的压力(入口压力)的变换；以及图7E示出了分别与泵加压供给导致的压力变化分量相对应的压力值。由点划线示出的压力波形示出了当由泵加压供给导致的压力变化分量没有影响时(由泵加压供给导致的压力变化分量＝0)的燃料压力变换，并且该压力波形与图5C中所示的压力波形相对应。
在图7A-7E中，在时间t11处，燃料泵11开始燃料的加压供给，并且由泵加压供给导致的压力变化分量开始随之增加。这样，通过压力传感器20a测量的压力值开始根据泵加压供给导致的压力变化分量进行变化。此时，对于在其中通过喷射器20喷射燃料的喷射气缸来说，如图7C中的实线所示，入口压力变为压力波形，在该压力波形中，由泵加压供给导致的压力变化分量加入到通过喷射器20的燃料喷射产生的压力变换波形中。与之相对照，对于在其中不通过喷射器20喷射燃料的非喷射气缸(所谓的后气缸)来说，如图7D中的实线所示，入口压力形成与由泵加压供给导致的压力变化分量相同的压力波形。此时，在非喷射气缸中，入口压力中的压力变化(增大)仅仅由压力变化分量导致，该压力变化分量由相对于未通过燃料泵加压供给燃料时的入口压力的泵加压供给导致。
当喷射气缸的入口压力受到燃料泵11的燃料加压供给作用的影响时，如上所述，可能出现喷射特性数据(喷射开始点、喷射结束点等的数据)的计算精度(准确性)的降低。
因此，在该实施例中，当喷射器20将燃料喷射到气缸中时，通过喷射气缸中的压力传感器20a测量的压力通过燃料泵11的燃料加压供给导致的压力变化分量(由泵加压供给导致的压力变化分量)进行校正，并且根据校正后的压力值计算喷射特性数据。基于其中喷射器20没有喷射燃料的非喷射气缸中的压力传感器20a测量的压力来计算泵加压供给导致的压力变化分量。
图8A是流程图，示出了校正燃料压力的处理过程。该处理过程以特定曲柄角间隔或特定时间间隔(例如20微秒的间隔)顺序进行。该处理过程可以作为图4所示的处理的步骤S21中的压力检测过程的一部分进行。
在图8A中，在步骤S31中，读取压力传感器20a的输出信号，以检测当时的燃料压力。此时，尤其是，在分别具有安装于其上的压力传感器20a的所有气缸(在该实施例中，#1到#4的所有气缸)中，通过压力传感器20a的输出信号检测每个气缸的燃料压力。
在随后的步骤S32中，计算未通过燃料泵11加压供给燃料时的燃料压力(此后称为“燃料非加压供给压力P1”)。该处理过程是检测燃料泵11将要加压供给燃料之前的燃料压力的处理过程，并且该处理过程的细节在图8B中示出。
在图8B中，在步骤S41中，判断燃料泵11现在是否加压供给燃料。当燃料泵11未加压供给燃料时，该处理过程前进到步骤S42，并且基于压力传感器20a测量的压力值计算燃料非加压供给压力P1。此时，理想的是，以如下方式获得燃料非加压供给压力P1，以消除由喷射器20的燃料喷射导致的压力变化的影响(包括燃料喷射后的压力变化)，也就是说，推荐在由燃料喷射导致的压力变化处于给定容许范围内的情况下计算燃料非加压供给压力P1。例如，推荐选择所有气缸中正在进行燃料喷射的气缸或者燃料喷射刚刚完成的气缸以外的气缸作为目标气缸，并且基于通过目标气缸的压力传感器20a测量的压力值计算燃料非加压供给压力P1。
回到图8A，在步骤S33中，基于通过非喷射气缸的压力传感器20a测量的压力值计算非喷射气缸的燃料压力(此后称为“非喷射气缸压力P2”)。通过供给到多个非喷射气缸的各喷射器20的燃料压力的平均值(由多个非喷射气缸中的压力传感器20a测量的压力值的平均值)计算非喷射气缸压力P2。然后，在步骤S34中，通过燃料非加压供给压力P1和非喷射气缸压力P2之间的差值计算泵加压供给导致的压力变化分量ΔP(ΔP＝P2-P1)。
接下来，在步骤S35中，基于此时由喷射气缸的压力传感器20a测量的压力值计算喷射气缸的燃料压力(此后称为“喷射气缸压力P3”)。在步骤S36中，通过压力变化分量ΔP校正喷射气缸压力P3，以计算校正后的压力P4(P4＝P3-ΔP)。校正后的压力P4用于学习处理(见图5A-5D)等。
在该实施例中，步骤S31，S35对应于“第一压力检测装置”，步骤S32到S34对应于“第二压力检测装置”，步骤S36对应于“喷射压力计算装置”。
参考图7描述校正燃料压力的过程，在时间t10处，计算燃料非加压供给压力P1，并且在燃料泵11开始加压供给燃料时的时间t11之后顺序地计算压力P2到P4。换句话说，例如，在时间t12处，计算非喷射气缸压力P2，通过压力值P1和P2计算压力变化分量ΔP，并且通过压力变化分量ΔP校正喷射气缸压力P3，由此计算出校正后的压力P4。校正后的压力P4的压力变换波形变成由图10中的点划线表示的压力波形。根据该压力波形，可以高精度地计算喷射特性数据(例如喷射开始点和喷射结束点的数据)。
当观察从燃料泵11到每个气缸的喷射器20的燃料路径时，对于每个气缸而言，燃料路径长度(管道长度)是不同的。换句话说，如图9所示，从燃料泵11到各气缸(#1到#4)的燃料路径长度L1，L2，L3和L4彼此不同。这样，在每个气缸中用于通过喷射器20增大燃料压力所需的时间彼此不同。使得由燃料加压供给导致压力变化时的时间在各气缸的喷射器20之间彼此不同。例如，就气缸#1和#2而言，因为L1>L2，由安装到第一气缸(#1)的喷射器20上的压力传感器20a对压力增加的检测晚于安装到第二气缸(#2)的喷射器20上的压力传感器20a的检测而进行。
因此，在该实施例中，当计算非喷射气缸压力P2(在步骤S33中)时，通过考虑从燃料泵到各气缸之间的各气缸喷射器的燃料路径长度(L1到L4)的差异消除喷射气缸和非喷射气缸之间的压力增加时间的差异。更具体地说，其可以在时间轴上前后变换顺序获得的燃料压力数据。例如，当假设气缸#1为喷射气缸而气缸#2为非喷射气缸时，非喷射气缸#2的燃料压力数据通过这些气缸之间的燃料路径长度差(L1-L2)而延迟。相反，当假设气缸#1为非喷射气缸而气缸#2为喷射气缸时，喷射气缸#2的燃料压力数据通过这些气缸之间的燃料路径长度差(L1-L2)而提前。这样，在时间轴上喷射气缸中的燃料压力(检测压力)可与非喷射气缸中的燃料压力(检测压力)同步。
根据如上所述的该实施例，可获得如下优点。
由喷射气缸中的压力传感器20a测量的压力通过由燃料泵11的燃料加压供给导致的压力变化校正，并且基于校正测量压力之后的压力值计算喷射特性数据。因此，可以在没有任何由泵的燃料加压供给导致的影响的情况下高精度地获得由燃料喷射导致的压力变化。因此，可以高精度地获得喷射器20的喷射特性，并因此显著提高与燃料喷射有关的控制精度。
基于成一体地安装于喷射器20上的压力传感器20a的输出检测燃料压力。因此，可以在靠近喷射器20的喷射口21c的位置处检测燃料压力。因此，当燃料压力通过燃料喷射变化(减少)时，可以在压力变化衰减之前检测燃料的压力变化，并因此可以高精度地获得燃料喷射时的压力变化。
顺序地以小间隔(在该实施例中，以20微秒的间隔)获得压力传感器20a的输出。也就是说，以如下方式获得压力传感器20a的输出，以使得通过测量压力绘出压力变换波形的轨迹。因此，可以详细地获得通过燃料喷射导致的压力变化。
当计算由燃料泵11的燃料加压供给导致的压力变化分量(通过泵加压供给产生的压力变化分量ΔP)时，基于燃料非加压供给压力(图7中的P1)和燃料加压供给压力(图7中的P2)之间的差值计算泵加压供给导致的压力变化分量ΔP，因此可以准确地获得压力变化分量ΔP。因此，可以准确地计算与燃料喷射直接相关的压力变化量，并因此可以提高喷射特性的计算精度。
通过非喷射气缸(所谓的后气缸)的喷射器20中的燃料压力计算燃料加压供给压力(图7中的P2)。因此，可以与喷射气缸中的燃料喷射同步、高精度地获得泵加压供给产生的压力变化分量。
当计算非喷射气缸压力P2和喷射气缸压力P3时，考虑了从燃料泵11到喷射气缸的喷射器20的燃料路径长度和从燃料泵11到非喷射气缸的喷射器20的燃料路径长度之间的差异。因此，可以提高由泵加压供给产生的压力变化分量ΔP的计算精度。
通过供给到多个非喷射气缸的各喷射器20的燃料压力的平均值来计算分喷射气缸压力P2。因此，可以消除多个非喷射气缸中燃料压力的变化，并因此高精度地计算由泵加压供给产生的压力变化分量ΔP。
在喷射器20的燃料喷射和燃料喷射后的压力变化处于允许水平范围内的情况下计算燃料非加压供给压力P1。因此，即使在燃料喷射之后压力变化继续，也可以在不受压力变化的任何影响的情况下高精度地计算燃料非加压供给压力P1。
根据压力传感器20a检测的压力，可以高精度地计算通过喷射器20获得的作为喷射特性数据的实际喷射开始点、实际喷射结束点、喷射率、喷射率的变化速度、最大喷射率。这样，由于喷射器20的个体差异和长期变化等所导致的喷射特性的偏差可以被准确地获取。例如，可以基于喷射特性数据判断喷射器20和压力传感器20a是否异常(故障)。
喷射特性数据作为学习值存储在备用存储器(EEPROM32等)中，并且该学习值用于燃料喷射控制。因此，当由喷射器20等的个体差异和长期变化导致特性中的偏差时，可以在燃料喷射控制中适当地消除由特性中的偏差导致的稳定控制误差。
[第二实施例]
接下来将描述第二实施例。与第一实施例重复的部分将被简化描述，并且将主要描述两个实施例之间的不同点。图1中所示的系统结构和喷射器20的结构与图2中所示的相同。压力传感器20a成一体地安装于喷射器20上并基于压力传感器20a的输出检测燃料压力。
本实施例采用基于压力变化数据来计算喷射器20的喷射特性的结构，其中所述压力变化数据为喷射气缸中的燃料压力和非喷射气缸中的燃料压力之间的差值。
图10是流程图，示出了校正燃料压力的处理过程。代替图8A和8B中的上述处理，该处理过程通过ECU30进行。
在步骤S51中，读取压力传感器20a的输出信号，以检测此时的燃料压力。在随后的步骤S52中，基于通过非喷射气缸的压力传感器20a测量的压力值计算非喷射气缸压力P2。
当计算非喷射气缸压力P2时，与图8A中的步骤S33一样，通过供给到多个非喷射气缸的各喷射器20的燃料压力的平均值(由多个非喷射气缸中的压力传感器20a测量的压力值的平均值)计算非喷射气缸压力P2。此时，与图8A中的步骤S33一样，理想的是，通过考虑各气缸之间从燃料泵到喷射器的燃料路径长度的差异来消除喷射气缸和非喷射气缸之间的压力增加时间的差异。更具体地说，其可以在时间轴上前后变换顺序获得的燃料压力数据。
然后，在步骤S53中，基于通过喷射气缸的压力传感器20a测量的压力值来计算喷射气缸压力P3。最后，在步骤S54中，通过非喷射气缸压力P2校正喷射气缸压力P3，以计算校正后的压力P4(P4＝P3-P2)。校正后的压力P4用于学习处理(图4)等。
在该实施例中，分别地，步骤S51和S53对应于“喷射气缸压力检测装置”，而步骤S51和S52对应于“非喷射气缸压力检测装置”。
下面将参考图7描述该实施例中校正燃料压力的过程。图7是已经在第一实施例中描述过的时序图，并且时间t10到t12已经被描述。然而，在该实施例中，不必计算时间t10处的燃料非加压供给压力P1和计算时间t12处的泵加压供给的压力变化分量ΔP。
在图7中，在作为燃料泵11开始加压供给燃料时的时间的时间t11之后，例如，在时间t12处，计算非喷射气缸压力P2和喷射气缸压力P3，用喷射气缸压力P3减去非喷射气缸压力P2，从而计算出校正后的压力P4。校正后的压力P4的压力变换波形变成由图7C中的点划线表示的压力波形。根据该压力波形，可以高精度地计算喷射特性数据(例如喷射开始点和喷射结束点的数据)。
然而，在该实施例中，与第一实施例不同，没有计算燃料非加压供给压力P1。通过“喷射气缸压力P3—非喷射气缸压力P2”获得的校正后的压力P4为不具有绝对压力水平的数值，即，相对于燃料喷射前的“0”值在燃料喷射之后变化的相对值。然而，该实施例与第一实施例的相同之处在于可以获得与喷射开始/结束以及喷射率的变化相对应的压力变换波形。因此，如上所述，可以以相同的方式计算喷射特性数据，例如喷射开始点、喷射结束点和获得最大喷射率时的点。
如上所述，同样在第二实施例中，可以不受到由泵的燃料加压供给产生的任何影响的情况下高精度地获得由燃料喷射导致的压力变化。因此，可以高精度地获得喷射器20的喷射特性，并显著提高燃料喷射的控制精度。
[其它实施例]
本发明并不局限于如上所述的实施例，而是可以例如以下述方式进行。
(1)第一实施例采用了以下构造，其中当燃料非加压供给压力和燃料加压供给压力之间的差异的压力变化量(泵加压供给的压力变化分量ΔP)被计算时，不仅仅通过喷射气缸的喷射器20中的燃料压力、而且通过后气缸的非喷射气缸喷射器20中的燃料压力来计算燃料加压供给压力(图7中的P2)。这种构造可以被改变。例如，对同一气缸(喷射气缸)而言，计算燃料非加压供给压力和燃料加压供给压力，并且基于这些压力之间的差值来计算压力变化量。更具体地说，当对于将获得其喷射特性数据的气缸而言特定的喷射停止条件成立时，通过喷射器20进入气缸的燃料喷射停止，并且当燃料喷射停止以及通过燃料泵加压供给燃料时，计算燃料加压供给压力。
换句话说，当未喷射燃料(燃料切断)时，由燃料喷射导致的压力变化未出现，因此如果出现压力变化，该压力变化由燃料泵11的燃料加压供给导致。因此，可以正确地计算燃料加压供给压力。在这种构造的情况下，对于每个燃料压力水平而言，获得在未喷射燃料时的多个燃料加压供给压力。当燃料喷射时，可以通过选择性地使用同一燃料压力水平(例如，同一目标压力)的燃料加压供给压力来计算压力变化量(由泵加压供给产生的压力变化分量ΔP)。
如上所述，在对同一气缸计算燃料加压供给压力和燃料非加压供给压力的构造中，可以在不考虑各气缸之间的燃料路径长度的差异的情况下高精度地计算压力变化量(压力变化分量ΔP)。
(2)仅仅对于特定的气缸而言，基于喷射特性数据进行喷射器20的喷射特性数据的计算和学习值(喷射校正系数等)的计算。在这种情况下，当仅仅对特定的气缸进行学习处理时，也可以根据学习处理的结果校正(更新)其它气缸的喷射校正系数等。
(3)在上述实施例中，压力传感器20a安装于喷射器20的燃料吸入口处，但是除了这种构造外，也可采用下述构造。简而言之，可以将压力传感器20a沿从共轨12到喷射器20的喷射口的燃料通道中的燃料流动方向安装于共轨12的燃料出口的下游侧。例如，压力传感器20a位于连接共轨12和喷射器20的管道14的中间。可替换地，压力传感器20a设置于共轨12和管道14的连接部分12a中。在这种情况下，理想的是，压力传感器20a沿燃料流动方向设置在燃料脉动减小装置(孔等)的下游，该传感器20a位于连接部分12a中。可替换地，压力传感器20a位于设置在喷射器20中的燃料通道中(例如，靠近图2中的喷射口21c)。
(4)燃料压力传感器的数量可以任意确定，例如，对一个气缸的燃料通道而言，可以设置两个或更多燃料压力传感器。在上述实施例中，为每个气缸设置压力传感器20a。然而，仅仅为一部分气缸(例如一个气缸)设置压力传感器，并且基于传感器输出的估计值可用于其它气缸。
(5)可以设置用于测量共轨12中的压力的共轨压力传感器，并且可基于共轨压力传感器的输出计算通过燃料泵11加压供给燃料时的压力变化量。换句话说，可以通过常规共轨式燃料喷射系统中采用的共轨压力传感器来检测加压供给燃料时的变化压力。在这种情况下，基于共轨压力传感器的输出计算当燃料泵11加压供给燃料时导致的压力变化量(压力变化分量ΔP)。
(6)可以使用压电驱动喷射器代替图2中所示的电磁驱动喷射器。还可以使用不导致压力泄漏的燃料喷射器，例如不使用指令室Cd的直动喷射器，以传递驱动动力(例如，近年来开发出来的直动压电喷射器)。当使用直动喷射器时，喷射率可以很容易地控制。
(7)燃料喷射器可以为通过针阀打开或关闭其喷射口的阀或者为外开阀。
(8)尽管已经在上述实施例中描述了以“20微秒”的间隔顺序获得压力传感器20a的传感器输出的构造，但获取传感器输出的间隔可以在能够捕获上述压力变化趋势的范围内适当改变。然而，根据发明人所做的试验，小于“50微秒”的间隔是有效的。
(9)根据应用等可以适当地改变将被控制的发动机类型和系统的结构。例如，本发明也可以同样的方式用于火花点火型汽油发动机(尤其是，直喷式发动机)。直喷式汽油发动机的燃料喷射系统设有存储高压状态燃料(汽油)的输送管。燃料从燃料泵加压供给到该输送管，并且输送管中的高压燃料被喷射并供给到发动机的燃烧室。在该系统中，输送管相当于蓄压容器。
根据本发明的装置和系统不仅可以用于直接将燃料喷射到气缸中的燃料喷射器的燃料喷射压力的控制，而且可以用于将燃料喷射到发动机进气通道或排气通道中的燃料喷射器的燃料喷射压力的控制。目标燃料喷射器不仅仅局限于图2中所示实例的喷射器，而是可以为任意类型的阀。当上述实施例中的构造以这种方式变化时，优选的是，上述不同类型的处理(程序)的细节可以根据实际构造变化为适当的最佳模式。
(10)在上述实施例及其变型中，可以想象，可以使用各种软件(程序)。然而，相同的功能也可通过例如专用电路的硬件实现。

Claims (22)

1.一种用于内燃机的燃料喷射控制器，其适用于蓄压式燃料喷射系统，该蓄压式燃料喷射系统包括用于蓄积并保持高压燃料的蓄压容器(12)、用于向蓄压容器(12)加压供给燃料的燃料泵(11)以及用于喷射蓄积在蓄压容器(12)中的高压燃料的燃料喷射器(20)，该燃料喷射控制器包括：
第一压力检测装置(20a，30)，其顺序地检测燃料喷射器(20)喷射燃料时变化的燃料压力；
第二压力检测装置(20a，30)，其顺序地检测燃料泵(11)加压供给燃料时变化的燃料压力；
喷射压力计算装置(30)，其在燃料喷射器(20)喷射燃料时通过第二压力检测装置的检测值校正第一压力检测装置的检测值，从而计算出喷射压力；以及
喷射特性计算装置(30)，其基于由喷射压力计算装置计算的喷射压力计算燃料喷射器(20)的喷射特性。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
第一压力检测装置(20a，30)检测位于从蓄压容器(12)到燃料喷射器(20)的喷射口(21c)的燃料通道(14)中的蓄压容器(12)的燃料出口的下游的燃料压力。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：
燃料压力传感器(20a)，其设置在位于从蓄压容器(12)到燃料喷射器(20)的喷射口(21c)的燃料通道(14)中的蓄压容器(12)的燃料出口的下游，其中
所述第一压力检测装置(20a，30)基于所述燃料压力传感器的输出检测喷射燃料时变化的燃料压力。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述第二压力检测装置(20a，30)包括：
用于计算作为燃料泵(11)未加压供给燃料时的燃料压力的燃料非加压供给压力的装置(30)；
用于计算作为燃料泵(11)加压供给燃料时的燃料压力的燃料加压供 给压力的装置(30)；以及
用于通过燃料非加压供给压力和燃料加压供给压力之间的差值计算燃料泵(11)加压供给燃料时导致的压力变化量的装置(30)，并且
所述喷射压力计算装置(30)通过所述压力变化量校正第一压力检测装置的检测值，以计算出喷射压力。
5.根据权利要求4所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述内燃机为具有为每个气缸配置的多个燃料喷射器(20)的多缸内燃机，所述燃料喷射器以预定的顺序喷射燃料，所述燃料喷射控制器还包括：
用于检测供给到未进行燃料喷射的非喷射气缸的燃料喷射器(20)中的燃料的压力的装置(20a，30)，
其中所述第二压力检测装置(20a，30)通过供给到所述非喷射气缸的燃料喷射器(20)中的燃料的压力计算燃料加压供给压力。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述第二压力检测装置(20a，30)在考虑了从燃料泵(11)到测量喷射气缸的燃料压力的位置的燃料路径长度(L)与从燃料泵(11)到测量非喷射气缸的燃料压力的位置的燃料路径长度(L)之间的差异的情况下计算燃料加压供给压力。
7.根据权利要求4所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述第二压力检测装置(20a，30)通过供给到多个非喷射气缸的相应燃料喷射器(20)中的燃料的压力的平均值计算燃料加压供给压力。
8.根据权利要求4所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述第二压力检测装置(20a，30)计算同一气缸的燃料非加压供给压力和燃料加压供给压力并通过这些压力之间的差值计算压力变化量。
9.根据权利要求8所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
当特定的喷射停止条件成立时，燃料喷射器(20)停止喷射燃料，以呈现非燃料喷射，以及
所述第二压力检测装置(20a，30)计算在非燃料喷射和燃料泵(11)加压供给燃料的情况下的燃料加压供给压力。
10.根据权利要求4所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述第二压力检测装置(20a，30)在燃料喷射器(20)喷射燃料时和喷射燃料后导致的压力变化处于可容许范围内的情况下计算燃料非加压供给压力。
11.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述第二压力检测装置(20a，30)检测位于从蓄压容器(12)到燃料喷射器(20)的喷射(21c)的燃料通道(14)中的蓄压容器(12)的燃料出口的下游的燃料压力。
12.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：
燃料压力传感器(20a)，其设置在位于从蓄压容器(12)到燃料喷射器(20)的喷射口(21c)的燃料通道(14)中的蓄压容器(12)的燃料出口的下游，其中
所述第二压力检测装置(20a，30)基于所述燃料压力传感器的输出检测燃料泵(11)加压供给燃料时变化的燃料压力。
13.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：
用于检测蓄压容器(12)中的压力的容器压力检测传感器，其中
所述第二压力检测装置(20a，30)基于所述容器压力检测传感器的输出检测燃料泵(11)加压供给燃料时变化的燃料压力。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述喷射特性计算装置计算通过燃料喷射器获取的燃料喷射器的实际燃料喷射开始点、实际喷射结束点、与单位时间的燃料喷射量对应的喷射率、喷射率的变化速度、最大喷射率以及与这些参数有关的相关数据中的至少一个，以作为所述喷射特性。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：
学习装置(30)，其用于将通过喷射特性计算装置计算的喷射特性作为学习值存储在通过使用学习值进行燃料喷射控制的存储装置中。
16.一种用于内燃机的燃料喷射控制器，其适用于蓄压式燃料喷射系统，该蓄压式燃料喷射系统包括用于蓄积并保持高压燃料的蓄压容器(12)、用于向蓄压容器(12)加压供给燃料的燃料泵(11)以及设置在多缸内燃 机的每个气缸中并喷射蓄积在蓄压容器(12)中的高压燃料的燃料喷射器(20)，该燃料喷射控制器包括：
喷射气缸压力检测装置(20a，30)，其顺序地检测燃料喷射器(20)在喷射气缸中喷射燃料时变化的燃料压力；
非喷射气缸压力检测装置(20a，30)，其顺序地检测燃料泵(11)在不是喷射气缸的非喷射气缸中加压供给燃料时没有变化或具有很小变化的燃料压力；以及
喷射特性计算装置(30)，其基于压力变化数据计算燃料喷射器(20)的喷射特性，所述压力变化数据为喷射气缸压力检测装置检测的燃料压力与非喷射气缸压力检测装置检测的燃料压力之间的差值。
17.根据权利要求16所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述喷射气缸压力检测装置和所述非喷射气缸压力检测装置检测位于从蓄压容器(12)到燃料喷射器(20)的喷射口(21c)的燃料通道(14)中的蓄压容器(12)的燃料出口的下游的燃料压力。
18.根据权利要求16所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：
燃料压力传感器(20a)，其设置在位于从蓄压容器(12)到燃料喷射器(20)的喷射口(21c)的燃料通道(14)中的蓄压容器(12)的燃料出口的下游，其中
所述喷射气缸压力检测装置和所述非喷射气缸压力检测装置基于所述燃料压力传感器的输出检测喷射气缸中的燃料压力和非喷射气缸中的燃料压力。
19.根据权利要求16所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述非喷射气缸压力检测装置在考虑了从燃料泵(11)到检测喷射气缸的燃料压力的位置的燃料路径长度(L)与从燃料泵(11)到检测非喷射气缸的燃料压力的位置的燃料路径长度(L)之间的差异的情况下计算非喷射气缸中的燃料压力。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述非喷射气缸压力检测装置通过多个非喷射气缸中的燃料压力的平均值计算非喷射气缸中的燃料压力。 
21.根据权利要求16至19中任一项所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述喷射特性计算装置计算通过燃料喷射器获取的燃料喷射器的实际燃料喷射开始点、实际喷射结束点、与单位时间的燃料喷射量对应的喷射率、喷射率的变化速度、最大喷射率以及与这些参数有关的相关数据中的至少一个，以作为所述喷射特性。
22.根据权利要求16至19中任一项所述的燃料喷射控制器，其特征在于，还包括：
学习装置(30)，其用于将通过喷射特性计算装置计算的喷射特性作为学习值存储在通过使用学习值进行燃料喷射控制的存储装置中。 
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