CN101846006B - 燃料喷射检测装置 - Google Patents

Abstract

一种燃料喷射检测装置，基于燃料压力的下降波形(A1)和燃料压力的上升波形(A2)计算燃料喷射率减少开始时刻(R7)和最大燃料喷射率达到时刻(R4)。下降波形(A1)表示在燃料压力由于燃料喷射率降低而增大的时间段中由燃料压力传感器(20a)检测的燃料压力。上升波形(A2)表示在燃料压力由于燃料喷射率增大而降低的时间段中由燃料压力传感器(20a)检测的燃料压力。下降波形(A1)和上升波形(A2)通过模型化函数(f1(t)，f2(t))模型化。在小燃料喷射量情况中，模型化函数表达的直线彼此相交的相交时刻被限定为最大燃料喷射率达到时刻(R4)和燃料喷射率减少开始时刻(R7)。

Description

燃料喷射检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测燃料喷射状态的燃料喷射检测装置。

背景技术

检测燃料喷射状态是很重要的，例如燃料喷射开始时刻、最大燃料喷射率达到时刻、燃料喷射量等，从而精确地控制内燃机的输出扭矩和排放。通常，已知的是，通过感测燃料喷射系统中燃料压力来检测实际的燃料喷射状态，燃料压力由于燃料喷射而变化。例如，JP-2008-144749A(US-2008-0228374A1)描述了：通过下列方式检测实际的燃料喷射开始时刻：检测由于开始燃料喷射造成的燃料喷射系统中燃料压力开始下降的时刻，并且通过检测燃料压力下降(最大燃料压力下降)来检测实际最大燃料喷射率。

共轨中布置的燃料压力传感器几乎不能高精度检测燃料压力的变化，因为由于燃料喷射造成的燃料压力变化在共轨中被削弱。JP-2008-144749A和JP-2000-265892A描述了燃料压力传感器布置在燃料喷射器中，从而在变动在共轨中被削弱之前检测燃料压力中的变动。

本发明人研究了下列方法：基于燃料喷射器中布置的压力传感器检测的压力波形，计算燃料喷射率变为最大值的时刻以及燃料喷射率开始从最大值减小的时刻，下面描述该方法。

如图19A，当用于开始燃料喷射的指令信号在燃料喷射开始指令时刻“Is”从电控单元(ECU)输出时，从电子驱动单元(EDU)供应给燃料喷射器的驱动电流脉冲在燃料喷射开始指令时刻“Is”开始升高。当用于结束燃料喷射的指令信号在燃料喷射终止指令正时“Ie”从ECU输出时，驱动电流脉冲在燃料喷射终止指令正时“Ie”开始降低。燃料压力传感器检测的检测压力如图19B中的实线“L1”所示而变化。

应当注意，下面，用于开始燃料喷射的指令信号称为SFC-信号，用于结束燃料喷射的指令信号称为EFC-信号。

当SFC-信号在燃料喷射开始指令时刻“Is”从ECU输出并且燃料喷射率(每单位时间的燃料喷射量)增加时，检测压力在压力波形上的改变点“P3b”处开始下降。然后，当燃料喷射率变为最大值时，检测压力的下降在压力波形上的改变点P4b处结束。

注意，由于即使在最大燃料喷射率的时刻之后燃料由于惯性会朝着喷射孔流动，在检测压力的降低在改变点P4b处结束之后，检测压力开始增大。

然后当EFC信号在燃料喷射终止指令正时“Ie”输出并且燃料喷射率开始减小时，检测压力在压力波形上的改变点P7b处开始急剧增大。然后当燃料喷射结束且燃料喷射率变为零时，检测压力的增大在压力波形上的改变点P8b处结束。

分别出现改变点P4b和P7b的时刻t31和t32被检测分别作为最大燃料喷射率达到时刻和燃料喷射率降低开始时刻。注意，最大燃料喷射率达到时刻是燃料喷射率变为最大的时刻，下面称为MFIRR时刻。燃料喷射率降低开始时刻是燃料喷射率开始下降的时刻，下面称为FIRDS时刻。

具体的，如图19C的实线M1，微分值相对于每个检测压力进行计算。SFC信号输出并且检测压力开始下降之后，微分值首先在时刻t31变为零。这个时刻t31被检测作为出现改变点P4b的MFIRR时刻。另外，在改变点P4b之后，微分值首先在时刻t32超过阈值TH。这个时刻t32被检测作为出现改变点P7b的FIRDS时刻。

在一个燃烧循环中进行多级喷射的情况中，由于之前波形的结果(aftermath)(参见图19B中的圆圈部分A0)与目前的波形重叠，在压力波形上产生脉动。同样，脉动产生在检测压力的微分值的波形中。因此，根据上述计算方法，MFIRR时刻和FIRDS时刻不能精确计算。尤其是，在进行多级喷射情况下，当第n次喷射和第n+1次喷射之间的间隔短时，第n次燃料喷射的不稳定压力波形与第n+1次燃料喷射的压力波形重合。压力波形和微分值的脉动变大，并且会产生MFIRR时刻和FIRDS时刻的错误检测。

另外，可以构想，压力波形上重叠的噪声会造成压力波形的扰动。因此即使在进行单级喷射的情况中或者间隔较长的情况中，也会进行上述错误的检测。

发明内容

本发明考虑上述问题作出，本发明目的是提供一种燃料喷射检测装置，能够基于燃料压力传感器检测的压力波形来高精度地检测最大燃料喷射率达到(MFIRR)时刻和燃料喷射率减小开始(FIRDS)时刻。

根据本发明，一种检测燃料喷射状态的燃料喷射检测装置，应用到燃料喷射系统，该燃料喷射系统中，燃料喷射器喷射蓄压器中蓄积的燃料。该燃料喷射检测装置包括：燃料压力传感器，设置在燃料通道中，该燃料通道流体连接蓄压器和燃料喷射器的燃料喷射孔。该燃料压力传感器检测由于燃料从燃料喷射孔喷射而改变的燃料压力。另外，燃料喷射检测装置包括改变点计算部分，用于基于下列因素计算改变时刻：燃料压力由于燃料喷射率增大而减小的时间段中燃料压力的下降波形，以及燃料压力由于燃料喷射率减小而增大的时间段中燃料压力的上升波形，其中所述改变时刻至少是燃料喷射率减少开始时刻和最大燃料喷射率达到时刻中的一个。

燃料喷射率减少开始时刻表示燃料喷射率开始从最大燃料喷射率下降的时刻，最大燃料喷射率达到时刻表示燃料喷射率变为最大燃料喷射率的时刻。

当用于开始燃料喷射的指令信号被输出时，燃料喷射率(每单位时间的燃料喷射量)开始增大，并且燃料传感器检测的检测压力开始增大。之后当用于结束燃料喷射的指令信号输出时，燃料喷射率开始减小，燃料传感器检测的检测压力开始增大。下降压力波形和上升压力波形几乎不受扰动，形状稳定。另外，下降波形和上升波形与燃料喷射率减小开始时刻和最大燃料喷射率达到时刻具有高度的相关性。

根据本发明，因为改变时刻基于下降波形和上升波形而计算，改变时刻可以精确计算，不受任何影响。

根据本发明另一个方面，燃料喷射检测装置包括：

交点时刻计算部分，用于计算下降模型化函数表达的第一线和上升模型化函数表达的第二线彼此相交的交点时刻；

交点压力计算部分，用于计算下降模型化函数表达的第一线和上升模型化函数表达的第二线彼此相交的交点压力；

基准压力计算部分，用于基于恰好在下降波形产生之前的燃料压力计算基准压力；

判定部分，用于判定基准压力和交点压力之间的压力差是否大于预定值；和

改变点计算装置，用于计算：下降模型化函数的输出为预定值的最大燃料喷射率达到时刻，和在基准压力和交点压力之间的差大于预定值的情况中，上升模型化函数的输出为预定值的燃料喷射率减小开始时刻。

附图说明

参考附图，根据下面的描述，本发明的其它目的特征和优点将显而易见，附图中相同部件用相同标记表示，其中：

图1的结构图示出了根据本发明第一实施例的燃料喷射检测装置安装在其上的燃料喷射系统的大致结构；

图2的剖视图示意性示出了喷射器的内部结构；

图3的流程图示出了燃料喷射控制的基本过程；

图4的流程图示出了用于基于燃料压力传感器检测的检测压力来检测燃料喷射状态的过程；

图5A-5C的时间图示出了单级喷射情况中通过燃料压力传感器检测的检测压力的波形与喷射率的波形之间的关系；

图6A-6B的时间图示出了第一实施例的燃料喷射特性；

图7A-7B的时间图示出了第一实施例的燃料喷射特性；

图8A和8B的时间图示出了第一实施例的燃料喷射特性，其中实线示出了图6A和6B中的波形，虚线示出了图7A和7B所示的波形；

图9A和9B的时间图示出了通过将图7A和7B的波形从图6A和6B波形中减去获得的波形；

图10A到10C的时间图是用于解释下降模型化函数和上升模型化函数的计算方法；

图11的流程图示出了燃料喷射开始时刻的计算过程；

图12的流程图示出了用于计算基准压力的计算过程；

图13的流程图示出了用于计算燃料喷射结束时刻的过程；

图14的流程图示出了用于计算最大燃料喷射率的过程

图15A和15B的时间图用于解释通过使用模型化函数的最大燃料喷射率、最大燃料喷射率达到时刻、和燃料喷射率减小开始时刻的计算方法；

图16的流程图示出了用于计算最大燃料喷射率达到时刻和燃料喷射率减小开始时刻的过程；

图17A和17B的图形用于解释燃料喷射率的波形和燃料喷射的计算方法；

图18A到18C的时间图用于解释根据本发明第二实施例的下降模型化函数和上升模型化函数的计算方法；和

图19A到19C的时间图用于解释本发明人已经研究的最大燃料喷射率达到时刻和燃料喷射率减小开始时刻的计算方法。

具体实施方式

下面，将描述本发明实施例。

(第一实施例)

首先描述关于内燃机，燃料喷射检测装置应用于其上。内燃机是多缸四冲程柴油机，其直接将高压燃料(例如1000大气压的轻油)喷射到燃烧室。

图1的结构图示出了本发明实施例的共轨燃料喷射系统的大致结构。电子控制单元(ECU)30以下列方式反馈控制共轨12中的燃料压力，从而与目标燃料压力一致。共轨12中的燃料压力通过燃料压力传感器20a检测，并且通过调节供给到抽吸控制阀11c的电流而被控制。另外，基于燃料压力，每个缸的燃料喷射量以及发动机的输出被控制。

构成燃料供应系统的各个装置包括：燃料箱10；燃料泵11；共轨12；和喷射器20，它们从燃料流的上游侧以上述顺序设置。燃料泵11由发动机驱动，包括高压泵11a和低压泵11b。低压泵11b抽吸燃料箱10中的燃料，高压泵11a对抽吸的燃料加压。压力供给到高压泵11a的燃料的量，也就是从燃料泵11排出的燃料量，通过设置在燃料泵11的燃料抽吸侧上的抽吸控制阀(SCV)11c而被控制。也就是，通过调节供给到SCV11c的驱动电流，从燃料泵11排出的燃料量被控制到适当值。

低压泵11b是次摆线(trochoid)供送泵。高压泵11a是柱塞泵，具有三个柱塞。每个柱塞通过偏心凸轮(未示出)沿其轴向往复，从而顺序地在特定的正时泵送所述加压室中的燃料。

燃料泵11加压的燃料被引入共轨12中以蓄积在其中。然后，蓄积的燃料通过高压管道14被分配给每个汽缸#1-#4中安装的每个喷射器20。每个喷射器20的燃料排出口21连接到低压管道18，用于将过多燃料返回到燃料箱10。另外在共轨12和高压管道14之间，设置孔隙12a(燃料脉动减轻装置)，其削弱了从共轨12流入高压管道14中的燃料的压力脉动。

参考图2描述喷射器20的结构。上述四个喷射器20(#1-#4)基本具有相同结构。喷射器20是利用燃料(燃料箱10中的燃料)的液压喷射阀，用于燃料喷射的驱动力通过背压室Cd传递到阀部分。如图2，喷射器20是常闭阀。

喷射器20的壳体20e具有燃料入口22，燃料通过该入口从共轨12流动。一部分燃料通过入口孔隙26流入背压室Cd中，其它燃料朝着燃料喷射孔20f流动。背压室Cd设置有泄放(leak)孔(孔隙)24，其通过控制阀23开启/闭合。当泄放孔24开启时，背压室Cd中的燃料通过泄放孔24和燃料排出口21返回到燃料箱10。

当线圈20b通电时，控制阀23向上提升以开启泄放孔24。当线圈20b断电时，控制阀23下降以闭合泄放孔24。根据线圈20b的通电/断电，背压室Cd中的压力被控制。背压室Cd中的压力对应于针阀20c的背压。针阀20c根据油压室Cd中的压力而提升或下降，从弹簧20d受到偏压力。当针阀20c被提升时，燃料流动穿过高压通道25，通过喷射孔20f喷射到燃烧室中。

针阀20c通过ON-OFF控制而被驱动。也就是，当ECU30向电驱动单元(EDU)100输出SFC信号时，EDU100向线圈20b提供驱动电流脉冲，从而提升控制阀23。当线圈20b接收驱动电流脉冲时，控制阀23和针阀20c被提升，从而喷射孔20f开启。当线圈20b没有接收驱动电流脉冲时，控制阀23和针阀20c落下从而喷射孔20f闭合。

通过供应共轨12中的燃料，背压室Cd中的压力增大。另一方面，通过对线圈20b通电以提升控制阀23从而泄放孔24开启，背压室Cd中的压力减小。也就是，背压室Cd中的燃料压力通过控制阀23调节，从而针阀20c的操作被控制以开启/闭合燃料喷射孔20f。

如上，喷射器20设置有针阀20c，该针阀开启/闭合燃料喷射孔20f。针阀20c具有密封表面20g，壳体20e具有落座表面20h。当密封表面20g落座在落座表面20h上时，高压通道25闭合。当密封表面20g离开落座(阀座，seat)表面20h时，高压通道25开启。

当线圈20b断电时，针阀20c被弹簧20d的偏压力移动到闭合位置。当线圈20b通电时，针阀20c移动到开启位置，逆着弹簧20d的偏压力。

燃料压力传感器20a设置在燃料入口22附近。具体的，燃料入口22和高压管道14通过连接器20j彼此连接，燃料压力传感器20a设置在连接器中。燃料压力传感器20a检测燃料入口22处任何时候的燃料压力。具体的，燃料压力传感器20a可检测燃料压力水平(稳定压力)、燃料喷射压力、由于燃料喷射造成的燃料压力波形的变动等。

燃料压力传感器20a设置到每个喷射器20。基于燃料压力传感器20a的输出，燃料喷射造成的燃料压力波形中的变动可以高精度地检测。

ECU30的微计算机包括中央处理单元(CPU)、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、备份RAM等。ROM存储各种类型的用于控制发动机的程序，EEPROM存储各种类型数据，例如发动机的设计数据。

另外，基于来自曲轴角度传感器42的检测信号，ECU30计算曲轴41的旋转位置和曲轴41的转速，其对应于发动机速度NE。加速器(accelerator，加速踏板)的位置基于来自加速器传感器44的检测信号而被检测。基于各种传感器的检测信号，ECU30检测发动机的工作状态和用户的要求，并且操作各种致动器，例如喷射器20和SCV11c。

下面描述ECU30进行的燃料喷射的控制。

ECU30根据发动机驱动状态和加速器操作量来计算燃料喷射量。ECU30将SFC信号和EFC信号输出到EDU100。当EDU100收到SFC信号时，EDU100向喷射器20提供驱动电流脉冲。当EDU100收到EFC信号时，EDU100停止向喷射器20供应驱动电流脉冲。喷射器20根据驱动电流脉冲喷射燃料。

下面参考图3描述本实施例的燃料喷射控制的基本过程。图3所示这个处理中使用的各个参数的值存储在存储装置中，例如ECU30中安装的RAM，EEPROM，或者备份RAM，并且根据需要随时更新。

在步骤S11，计算机读取特定参数，例如曲轴角度传感器42测量的发动机速度，燃料压力传感器20a检测的燃料压力，以及加速器传感器44检测的加速器位置。

步骤S12，计算机基于在步骤S11读取的参数设定喷射模式。在单级喷射的情况中，燃料喷射量(燃料喷射时间段)被确定以在曲轴41上产生所需的扭矩。在多级喷射的情况，总的燃料喷射量(总燃料喷射时间段)被确定以在曲轴41上产生所需的扭矩。

基于ROM中存储的特定的表(map)以及校正系数来获得喷射模式。具体的，通过相对于特定参数的实验来获得最优喷射模式。最优喷射模式存储在喷射控制表中。

这个喷射模式通过参数确定，例如每一个燃烧循环的燃料喷射次数，每个燃料喷射的燃料喷射正时以及燃料喷射时间段。喷射控制表给出参数和最优喷射模式之间的关系。

喷射模式通过校正系数校正，该系数在EEPROM中更新和存储，然后根据校正后的喷射模式获得朝着喷射器20的驱动电流脉冲。校正系数在发动机工作过程中继续被更新。

然后过程进行到步骤S13。在步骤S13，喷射器20基于从EDU100提供的驱动电流脉冲被控制。然后，过程结束。

参考图4，描述用于检测(计算)实际燃料喷射状态的处理。

图4的这个处理以确定的周期执行(例如，CPU的计算周期)，或者以每个确定的曲轴角度执行。步骤S21，每个燃料压力传感器20a的输出值(检测压力)被读取。优选的是输出值被过滤以从其中去除噪声。

参考图5A到5C描述步骤S21的处理。

图5A示出了驱动电流脉冲，喷射器20在步骤S13从EDU100接收该脉冲。当驱动电流脉冲供给喷射器20时，线圈20b通电以开启喷射孔20f。也就是，ECU30在燃料喷射开始指令时刻Is输出SFC信号以开始燃料喷射，并且ECU30在燃料喷射结束指令时刻Ie输出EFC信号以停止燃料喷射。在从时刻Is到时刻Ie的时间段Tq中，喷射孔20f开启。通过控制时间段Tq，燃料喷射量Q被控制。图5B示出了燃料喷射率的变动，图5C示出了燃料压力传感器20a检测的检测压力的变动。应当注意，图5A到5C示出了这样的情况，喷射孔20f开启和闭合仅一次。

ECU30通过子程序(未示出)检测燃料压力传感器20a的输出值。在这个子程序中，燃料压力传感器20a的输出值以短间隔被检测，从而压力波形可以被绘制。具体的，传感器输出以短于50μsec的间隔被连续获取(适当地20μsec)。

因为燃料压力传感器20a检测的检测压力中的变动以及燃料喷射率的变动具有下述关系，可以基于检测压力的波形来估算燃料喷射率的波形。

在燃料喷射开始指令时刻Is对线圈20b通电以从喷射孔20f开始燃料喷射之后，燃料喷射率在改变点R3处开始增加，如图5B。也就是，开始实际的燃料喷射。然后，燃料喷射率在改变点R4达到最大喷射率。换句话说，针阀20c在改变点R3开始提升，针阀20c的提升量在改变点R4变为最大。

应注意，改变点在本发明中定义如下。也就是，燃料喷射率的二阶微分(或者燃料压力传感器20a检测的检测压力的二阶微分)被计算。改变点对应于表示二阶微分的变化的波形中的极值。也即是，燃料喷射率(检测压力)的改变点对应于表示燃料喷射率(检测压力)的二阶微分的波形中的拐点(inflection point)。

之后，在燃料喷射结束指令时刻Ie对线圈20b断电之后，燃料喷射率在改变点R7开始降低。然后，燃料喷射率在改变点R8变为零，终止实际燃料喷射。换句话说，针阀20c在改变点R7开始下降，喷射孔20f在改变点R8被针阀20c密封。

参考图5C，描述燃料压力传感器20a检测的检测压力的变动。在燃料喷射开始指令时刻Is之前，检测压力由P0表示。驱动电流脉冲施加到线圈20b之后，检测压力在改变点P1开始降低，在燃料喷射率在改变点R3开始增大之前。这是因为控制阀23开启泄放孔24，背压室Cd中的压力在改变点P1下降。当背压室Cd中的压力充分下降时，检测压力下降在改变点P2停止。这是由于泄放孔24充分开启，泄放量变得恒定，取决于泄放孔24的内径。

然后，当燃料喷射率在改变点R3开始增大时，检测压力在改变点P3开始降低。当燃料喷射率在改变点R4达到最大喷射率时，检测压力下降在改变点P4停止。注意，从改变点P3到改变点P4的压力下降大于从改变点P1到改变点P2的压力下降。

然后，检测压力在改变点P5开始增大。这是由于控制阀23密封该泄放孔24，背压室Cd中的压力在点P5增大。当背压室Cd中的压力充分增大时，检测压力的增大在改变点P6停止。

当燃料喷射率在改变点R7开始减小时，检测压力在改变点P7开始增大。然后当在改变点R8燃料喷射率变为零并且停止实际燃料喷射时，检测压力中的增大在改变点P8停止。注意，从改变点P7到改变点P8的压力增量大于从改变点P5到改变点P6的压力增量。改变点P8之后，检测压力在特定时间段T10削弱。

如上，通过检测该检测压力中的改变点P3、P4、P7和P8，燃料喷射率增大的开始点R3(实际燃料喷射开始时刻)、最大燃料喷射率达到点R4(MFIRR时刻)、燃料喷射率减小的开始点R7(FIRDS时刻)，以及燃料喷射率减小的终止点R8(实际燃料喷射终止时刻)可以被估算。基于下面描述的检测压力的变动和燃料喷射率的变动之间的关系，燃料喷射率的变动可以根据检测压力的变动被估算。

也就是，从改变点P3到改变点P4的检测压力的下降率Pα与从改变点R3到改变点R4的燃料喷射率的增加率Rα具有一定关联。从改变点P7到改变点P8的检测压力的增大率Pγ与从改变点R7到点R8的燃料喷射率的减小率Rγ具有一定关联。从改变点P3到改变点P4的检测压力的下降量(最大燃料压力下降Pβ)与从改变点R3到改变点R4(最大燃料喷射率)的燃料喷射率的增加量Rβ具有一定关联。

因此，通过检测该检测压力的减小率Pα、检测压力的增加率Pγ、以及检测压力的最大压力下降Pβ，燃料喷射率的增加率Rα、燃料喷射率的减小率Rγ，以及最大喷射率Rβ可以被估算。通过估算改变点R3、R4、R7、R8、燃料喷射率的增加率Rα、最大喷射率Rβ、以及燃料喷射率的降低率Rγ，图5B的燃料喷射率的变动(变动波形)可以被估算。

另外，从实际燃料喷射开始时刻到实际燃料喷射结束时刻(图5B的阴影区域)的燃料喷射率的积分值S等于喷射量Q。从实际燃料喷射开始时刻到实际燃料喷射结束时刻的检测压力的积分值与燃料喷射率的积分值S具有关联。因此，通过计算由燃料压力传感器20a检测的检测压力的积分值，与喷射量Q对应的燃料喷射率的积分值S可以被估算。如上，燃料压力传感器20a可以作为喷射量传感器工作，其检测与燃料喷射量相关的物理量。

见图4，在步骤S22，计算机判定目前燃料喷射是否是第二或者后续(successive，相续)燃料喷射。当步骤S22中的答案是肯定时，过程进行到步骤S23，其中，相对于步骤S21获得的检测压力的波形，进行压力波补偿过程。压力波补偿过程下面描述。

图6A、7A、8A和9A的时刻图示出了给喷射器20的驱动电流脉冲。图6B、7B、8B和9B的时刻图示出了检测压力的波形。

在进行多级喷射的情况中注意下列情况。由第n(n≥2)次燃料喷射产生的压力波形与第m(n＞m)次燃料喷射结束之后产生的压力波形重叠。在第m次燃料喷射结束之后产生的这个重叠的压力波形通过图5C中交替长短虚线Pe圈出。本实施例中，第m次燃料喷射是第一燃料喷射。

具体的，在一个燃烧循环中进行两次燃料喷射的情况中，驱动电流脉冲产生，如图6A中的实线L2a所示，压力波形产生，如图6B的实现L2b所示。在后一个燃料喷射的燃料喷射开始时刻附近，前一个燃料喷射(第一燃料喷射)产生的压力波形与后一个燃料喷射(第二燃料喷射)产生的压力波形干扰。难以识别仅由后一个燃料喷射产生的压力波形。

在一个燃烧循环中进行单次燃料喷射(第一燃料喷射)的情况中，驱动电流脉冲产生，如图7A中的实线L1a所示，压力波形产生，如图7B的实线L1b所示。图8A和8B的时间图中，图6A和6B所示的时间图(实线L2a，L2b)与图7A和7B中示出的时间图(虚线L1a，L1b)彼此重合。然后，仅由后一个燃料喷射(第二燃料喷射)产生的驱动电流脉冲L3a和压力波形L3b，在图9A和9B中示出，通过下面方式获得：将驱动电流脉冲L1a和压力波形L1b从驱动电流脉冲L2a和压力波形L2b中分别减去。

将压力波形L1b从压力波形L2b中减去以获得压力波形L3b的上述过程在步骤S23进行。该过程称为压力波补偿过程。

在步骤S24，检测压力(压力波形)被求导从而获得检测压力的微分值的波形，如图10C。

图10A示出了驱动电流脉冲，其中，SFC信号在燃料喷射开始指令时刻Is被输出。图10B示出了燃料压力传感器20a检测的检测压力的波形。

要注意，图10A到10C所示情况中的燃料喷射量小于图5A到5B的情况。图10B所示的压力波形在图5C中通过断线示出。因此，图5C所示的改变点P4、P5、P6在图10B中未出现。另外图10B示出了检测压力的波形，其中，压力波补偿过程和过滤过程已经执行。因此，图5C所示的改变点P1和P2在图10B中消失。

图10B的改变点P3a对应于图5C的改变点P3。在改变点P3a，检测压力由于燃料喷射率增大而开始减小。图10B的改变点P7a对应于图5C的改变点P7。在改变点P7a，检测压力由于燃料喷射率减小而开始增大。图10B的改变点P8a对应于图5C的改变点P8。在改变点P8a，检测压力增大由于燃料喷射结束而结束。

图10C示出了在燃料喷射量较小情况中检测压力的微分值的波形。

参考图4，在步骤S25到S28，图5B所示的各种喷射状态值基于步骤S24获得的检测压力的微分值被计算。也就是，燃料喷射开始时刻R3在步骤S25计算，燃料喷射结束时刻R8在步骤S26计算，最大燃料喷射率Rβ在步骤S27计算，最大喷射率达到(MFIRR)时刻R4和燃料喷射率减小开始(FIRDS)时刻R7在步骤S28计算。燃料喷射量较小情况中，MFIRR时刻R4可与FIRDS时刻R7一致。

步骤S29，计算机基于上述喷射状态值R3、R8、Rβ、R4、R7来计算从实际燃料喷射开始时刻到实际燃料喷射结束时刻的燃料喷射率的波形。步骤S30，计算机基于燃料喷射率的波形计算从实际燃料喷射开始时刻到实际燃料喷射结束时刻的燃料喷射率的积分值S。积分值S定义为燃料喷射量Q。

注意，除了上述喷射状态值R3、R8、Rβ、R4、R7以外，燃料喷射率的波形和积分值S(燃料喷射量Q)可以基于燃料喷射率的增大率Rα以及燃料喷射率的减小率Rγ计算。

参考图10-17，描述步骤S25到S30的计算过程。

<步骤S25：计算燃料喷射开始时刻>

图11的流程图示出了用于计算燃料喷射开始时刻R3的步骤S25的过程。在步骤S101和S102，其中检测压力下降的压力波形通过函数来模型化。这个下降波形通过图10B的交替长短虚线A1圈出。步骤S25的过程对应于燃料喷射开始时刻计算部分，S101和S102的过程对应于本发明中下降波形模型化部分。

见图10C，步骤S101，在燃料喷射开始指令时刻Is之后，计算机检测时刻t2，在时刻t2，在步骤S24计算的微分值变为最小值。与时刻t2对应的这个检测压力在压力波形上由P10a表示。

步骤S102，点P10a处的下降波形A1的切线通过经过时间t的第一函数f1(t)表达。这个第一函数f1(t)对应于下降模型化函数。这个第一函数f1(t)是线性函数，通过图10B的点划线f1(t)示出。

步骤S103，基准压力Ps(n)被读取。这个基准压力Ps(n)根据图12的流程图被计算。图12的处理对应于基准压力计算部分，用于根据燃料喷射级数来计算基准压力Ps(n)。注意，上述n表示多级喷射中的喷射级数。

步骤S201，计算机判定目前燃料喷射是否是第二或者后续燃料喷射。当步骤S201的回答是“否”时，也就是目前燃料喷射是第一喷射时，过程进行到步骤S202，其中，计算在确定时间段T12中检测压力的平均压力Pave，平均压力Pave设定为基准压力基础值Psb(n)。步骤S202的这个过程对应于本发明的基准压力计算部分。确定的时间段T12以这样的方式限定为包括燃料喷射开始指令时刻Is。

当步骤S201的回答是“是”时，也就是目前燃料喷射是第二或者后续燃料喷射时，过程进行到步骤S203，其中计算第一压力下降(下降量)ΔP1(见图5C)。这个第一压力下降ΔP1取决于之前燃料喷射的燃料喷射量。之前燃料喷射的这个燃料喷射量在步骤S30计算，或者基于从时刻Is到时刻Ie的时间段计算。将燃料喷射量Q和第一压力下降ΔP1相关联的表提前存储在ECU30中。第一压力下降ΔP1可以从该表获得。

见图5C，描述第一压力下降ΔP1。如上，改变点P8之后的检测压力以确定周期T10削弱以会聚在会聚值Pu(n)上。该会聚值Pu(n)是后续燃料喷射的喷射开始压力。在第n-1次燃料喷射和第n次燃料喷射之间的间隔较短的情况中，第n次燃料喷射的会聚值Pu(n)小于第n-1次燃料喷射的会聚值Pu(n-1)。Pu(n)和Pu(n-1)之间的差值对应于第一压力下降ΔP1，其取决于第n-1次燃料喷射的燃料喷射量。也就是，随着第n-1次燃料喷射的燃料喷射量变大，第一压力下降ΔP1变大，并且会聚值Pu(n)变小。

步骤S204，第一压力下降ΔP1从基准压力基础值Psb(n-1)减去，用于以Psb(n)代替Psb(n-1)。

例如，在检测到第二燃料喷射的情况下，第一压力下降ΔP1从步骤S202计算的基准压力基础值Psb(1)减去以获得基准压力基础值Psb(2)。在第n-1次燃料喷射和第n次燃料喷射之间的间隔充分长的情况中，因为第一压力下降ΔP1接近零，会聚值Pu(n-1)基本等于基准压力基础值Psb(n)。

步骤S205，计算第二压力下降ΔP2(见图5C)。这个第二压力下降ΔP2由于燃料从泄放孔24泄露而产生。

见图5C，描述第二压力下降ΔP2。控制阀23根据SFC信号离开阀座之后，当足够量的燃料从背压室Cd通过泄放孔24流出以减小背压时，针阀20c开始开启喷射孔20f，开始实际燃料喷射。因此在控制阀23开启之后直到针阀20c开启的时间段中，由于通过泄放孔24的燃料泄放，甚至虽然还没有进行实际燃料喷射，检测压力下降。这个检测压力下降量对应于第二压力下降(下降量)ΔP2。第二压力下降ΔP2可以是恒定值，其提前确定。可替换的，第二压力下降ΔP2可以根据步骤S102计算的平均压力Pave设定。也就是，随着平均压力Pave变大，第二压力下降ΔP2被设定较大。

步骤S206，步骤S205计算的第二压力下降ΔP2从步骤S202或S204计算的基准压力基础值Psb(n)减去以获得基准压力Ps(n)。如上，根据S201到S206的过程，基准压力Ps(n)根据喷射级数计算。

回到图11，步骤S104，燃料喷射开始时刻R3基于在步骤S103计算的基准压力Ps(n)以及步骤S102获得的下降模型化函数f1(t)被计算。步骤S104的过程对应于燃料喷射开始时刻计算部分。

具体的，基准压力Ps(n)被代入到下降模型化函数f1(t)中，从而时刻t被获得，作为燃料喷射开始时刻R3。也就是，基准压力Ps(n)由图10B中水平点划线表示，基准压力Ps(n)和下降模型化函数f1(t)之间的交点的时刻te被计算作为燃料喷射开始时刻R3。

图11的流程图的上述解释参考图10A-10C进行，它们示出了这样的情况，即燃料喷射量较小并且改变点P4、P5、P6没有出现。然而，图11的处理可类似应用到下列情况：即燃料喷射量较大并且改变点P4、P5、P6出现，如图5A到5C所示，并且用于这样的情况：即压力波补偿过程进行从而改变点P1、P2出现。也就是，燃料喷射开始时刻R3可以基于从图5C中检测压力的改变点P3到改变点P4的压力波形而被计算。

<步骤S26：燃料喷射结束时刻的计算>

图13的流程图示出了用于计算燃料喷射结束时刻R8的步骤S26中的过程。在步骤S301和S302，其中检测压力增大的压力波形通过函数来模型化(建模，model)。这个上升波形通过图10B中交替长短虚线A2圈出。步骤S26的过程对应于燃料喷射结束时刻计算部分，步骤S301和S302中的过程对应于本发明的上升波形模型化部分。

见图10C，步骤S301，在燃料喷射开始指令时刻Is之后，计算机检测时刻t4，在时刻t4，在步骤S24计算的微分值第一次变为最大值。与时刻t4对应的检测压力在压力波形上由P20a表示。

步骤S302，点P20a处的上升波形A2的切线通过经过时间t的上升模型化函数f2(t)表达。这个上升模型化函数f2(t)对应于上升模型化函数。这个上升模型化函数f2(t)是线性函数，通过图10B的点划线f2(t)示出。

在步骤S303，基准压力Ps(n)被读取。这个基准压力Ps(n)根据图12的流程图计算。步骤S304，燃料喷射结束时刻R8基于步骤S303计算的基准压力Ps(n)以及步骤S302获得的上升模型化函数f2(t)计算。步骤S304的过程对应于燃料喷射结束时刻计算部分。

具体的，基准压力Ps(n)被代入到上升模型化函数f2(t)中，从而时刻t获得作为燃料喷射结束时刻R8。也就是，基准压力Ps(n)通过图10B的水平点划线表示，基准压力Ps(n)和上升模型化函数f2(t)之间的交点的时刻te被计算作为燃料喷射结束时刻R8。

图13流程图的上述解释是参照图10A-10C进行的，其示出了这样的情况，即燃料喷射量较小并且改变点P4、P5、P6没有出现。然而，图13的处理可类似应用到下列情况：即燃料喷射量较大并且改变点P4、P5、P6出现，如图5A-5C的所示。也就是，燃料喷射结束时刻R8可以基于从图5C中检测压力的改变点P7到改变点P8的压力波形而被计算。

<步骤S27：最大燃料喷射率的计算>

图14的流程图示出了步骤S27中计算最大燃料喷射率Rβ的过程。步骤S27的过程对应于最大燃料喷射率计算部分。步骤S601，在步骤S102计算的下降模型化函数f1(t)被读取。步骤S602，在步骤S302计算的上升模型化函数f2(t)被读取。

步骤S603，下降模型化函数f1(t)表达的线和上升模型化函数f2(t)表达的线的交点被获得，交点处的燃料压力被计算作为交点压力Pint。步骤S603的过程对应于交点压力计算部分。

步骤S604，基准压力Ps(n)被读取。这个基准压力Ps(n)根据图12的流程图计算。步骤S605，第三压力下降(下降量)ΔP3(见图15A和15B)被计算。第三压力下降ΔP3表示从针阀20c落座于阀座表面20g上以闭合喷射孔20f时到针阀20c充分提升以开启喷射孔20f时的压力下降量。随着基准压力Ps(n)变大，燃料流速变大，从而检测压力变小。换句话说，随着基准压力Ps(n)变大，第三压力下降ΔP3变大。

图15A中的实线示出了在燃料喷射量相对小例如2mm³的情况中检测压力的压力波形。图15B中的实线示出了在燃料喷射量相对大的情况中检测压力的压力波形，例如50mm³。注意，图15B中改变点P3b、P4b、P7b和P8b分别对应于图5C中的改变点P3、P4、P7和P8。

燃料喷射时间段开始时，针阀20c的提升量较小。换言之，密封表面20g和阀座表面20h之间的间隙较小。穿过高压通道25的燃料流速被密封表面20g和阀座表面20h之间的间隙限制。从喷射孔20f喷射的燃料喷射量取决于针阀20c的提升量。当针阀20c的提升量超过特定值时，燃料流速仅被喷射孔20f限制。因此，燃料喷射率基本变为恒定值(上限率)，与针阀提升量无关。因此当针阀20c充分提升时，燃料喷射率基本恒定，其对应于图5B中从改变点R4到改变点R7的时间段。这个时间段称为喷射孔限制时间段。另一方面，在燃料喷射时间段开始时，燃料喷射率根据针阀20c的提升量的增大而增大，其对应于图5B中从改变点R3到改变点R4的时间段。该时间段称为阀座表面限制时间段。

在随后的步骤S606到S609(最大燃料喷射率计算部分)，最大压力下降(下降量)Pβ和最大燃料喷射率Rβ被计算。当燃料喷射量在阀座表面限制时间段处较小时，最大压力下降Pβ和最大燃料喷射率Rβ基于下降波形A1和上升波形A2的形状被计算，如图15A。另一方面，当燃料喷射量在喷射孔限制时间段处较大时，最大压力下降Pβ和最大燃料喷射率Rβ基于第三压力下降ΔP3计算，不管下降波形A1和上升波形A2的形状，如图15B。

在步骤S606，计算机判定是在阀座表面限制时间段(小喷射量)或者喷射孔限制时间段(大喷射量)。具体的，计算的交点压力Pint从基准压力Ps(n)减去以获得压力差(Psn(n)-Pint)。计算机判定该压力差(Psn(n)-Pint)是否小于或等于第三压力下降ΔP3。

当回答是“是”时(Ps(n)-Pint≤ΔP3)，计算机确定它是在阀座表面限制时间段(小喷射量)，过程进行到步骤S607，其中压力差(Psn(n)-Pint)被确定为最大燃料压力下降P β。另一方面，当回答是“否”时(Ps(n)-Pint＞ΔP3)，计算机判定是在喷射孔限制时间段(大喷射量)，过程进行到步骤S608，其中第三压力量ΔP3被确定为最大燃料压力下降Pβ。

因为最大燃料压力下降Pβ和最大燃料喷射率Rβ彼此具有高关联度，通过在步骤S609中将最大燃料压力下降Pβ乘以特定常数SC，计算最大燃料喷射率Rβ。

<步骤S28：MFIRR时刻和FIRD时刻的计算>

图16的流程图示出了用于在步骤S28中计算MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7的过程。步骤S28的过程对应于改变点计算部分。步骤S701中，步骤S102计算的下降模型化函数f1(t)被读取。步骤S702中，步骤S302计算的上升模型化函数f2(t)被读取。

在步骤S703，步骤S603计算的交点压力Pint被读取。在步骤S704，基准压力Ps(n)被读取，其根据图12的流程图计算。在步骤S705，步骤S605计算的第三压力下降ΔP被读取。

随后的步骤S706到S710，MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7被计算。当燃料喷射量在阀座表面限制时间段处较小时，MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7基于下降波形A1和上升波形A2的形状被计算，如图15A。这种情况中，MFIRR时刻R4等于FIRDS时刻R7。

如图15B，当燃料喷射量在喷射孔限制时间段处较大时，最大燃料压力下降Pβ基于第三压力下降ΔP3被计算，MFIRR时刻R4基于最大燃料压力下降Pβ和下降波形A1的形状被计算。另外，FIRDS时刻R7基于最大燃料压力下降Pβ和上升波形A2的形状被计算。

步骤S706，计算机判定是在阀座表面限制时间段(小喷射量)或者喷射孔限制时间段(大喷射量)。具体的，交点压力Pint从基准压力Ps(n)减去以获得压力差(Psn(n)-Pint)。计算机判定该压力差(Psn(n)-Pint)是否小于或等于第三压力下降ΔP3。

当回答是“是”时(Ps(n)-Pint≤ΔP3)，计算机确定它是在阀座表面限制时间段(小喷射量)。过程进行到步骤S707，其中交点时刻tint被计算。交点时刻tint表示这样的时刻，下降模型化函数f1(t)表示的线与上升模型化函数f2(t)表示的线在其处彼此相交，如图15A。步骤S708，交点时刻tint限定为MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7。

另一方面，当回答是“否”时(Ps(n)-Pint＞ΔP3)，计算机判定是在喷射孔限制时间段(大喷射量)。过程进行到步骤S709，其中第三压力下降量ΔP3从基准压力值Ps(n)减去以获得压力差(Ps(n)-ΔP3)。压力差(Ps(n)-ΔP3)被代入到下降模型化函数f 1(t)中，从而MFIRR时刻R4被计算。步骤S710，压力差(Ps(n)-ΔP3)被代入上升模型化函数f2(t)中，从而FIRDS时刻R7被计算。

<步骤S29和S30：燃料喷射率的波形和燃料喷射量的计算>

步骤S29，计算机基于上述喷射状态值R3、R8、Rβ、R4、R7计算燃料喷射率的波形。步骤S29的过程对应于燃料喷射率波形计算部分。图17A示出了在燃料喷射量较小情况中燃料喷射率的波形，如图15A。图17B示出了在燃料喷射量较大情况中燃料喷射率的波形，如图15B。

步骤S30中，燃料喷射量基于步骤S29计算的燃料喷射率的波形计算。步骤S30的过程对应于燃料喷射量计算部分。图17A中的阴影区域S1和图17B中的阴影区域S2分别被计算作为燃料喷射量Q。

步骤S29计算的燃料喷射率的波形和步骤S30计算的燃料喷射量Q用于更新在步骤S11中使用的表。因此，该表可以根据燃料喷射器20随着时间出现的个体差异以及劣化而适当地更新。

根据上述实施例，可获得下列优点。

(1)下降波形A1和上升波形A2几乎不会受到扰动，它们的形状稳定。也就是，下降模型化函数f1(t)的斜率和截距几乎不受扰动，是与MFIRR时刻R4相关的恒定值。另外，上升模型化函数f2(t)的斜率和截距几乎不受扰动，是与FIRDS时刻R7相关的恒定值。

因此，在燃料喷射量较小的情况下，如图17A，交点时刻tint被计算，其处，第一和上升模型化函数f1(t)、f2(t)表达的直线彼此相交。因为这个交点时刻tint限定为MFIRR时刻R4(FIRDS时刻R7)，MFIRR时刻R4(FIRDS时刻R7)被精确计算。

(2)时刻t2时下降波形A1上的切线作为下降模型化函数f1(t)被计算。因为下降波形A1几乎不受扰动，只要时刻t2出现在下降波形A1的范围中，下降模型化函数f1(t)不会大量改变，即使时刻t2分散(dispersed)。类似的，即使时刻t4分散，上升模型化函数f2(t)也不会改变很大量。因此，交点时刻tint几乎不受扰动，从而MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7可精确计算。

(3)在阀座表面限制时段中(小喷射量)，燃料喷射率的波形被计算，如图17A所示。波形的形状为三角形。交点时刻tint被限定为MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7。因此，有效实现了上述优点(1)和(2)。

在喷射孔限制时段中(大喷射量)，燃料喷射率的波形被计算，如图17B所示。波形的形状为梯形。MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7从交点时刻tint偏离。压力差(Ps(n)-ΔP3)被代入下降模型化函数f1(t)中，从而MFIRR时刻R4被计算。压力差(Ps(n)-ΔP3)被代入上升模型化函数f2(t)中，从而FIRDS时刻R7被计算。因此，MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7可以高精度计算，即使在燃料喷射量大的情况中也一样。

(4)在步骤S606和S706高精度地判定进行大量喷射还是少量喷射。因此，MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7的计算精度可以提高。

(5)因为基准压力Ps(n)基于平均压力Pave计算，即使压力波形被扰动，如图15B中的断线L2所示，基准压力Ps(n)几乎不会受到扰动。可以高精度地判定是进行大量喷射还是少量喷射。因此，MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7的计算精度可以提高。

(6)因为第二或后续燃料喷射的基准压力基础值Psb(n)基于第一燃料喷射的平均压力Pave(基准压力基础值Psb(1))被计算，第二或后续燃料喷射的基准压力基础(base)值Psb(n)可精确计算，即使第二或后续燃料喷射的平均压力Pave不能精确计算。因此，即使相邻燃料喷射之间的间隔很短，第二和后续燃料喷射的MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7可精确计算。

(7)由于之前燃料喷射造成的第一压力下降ΔP1从之前燃料喷射的基准压力基础值Psb(n-1)减去以获得目前燃料喷射的基准压力基础值Psb(n)。也就是，当第二和后续燃料喷射的基准压力基础值Psb(n)基于第一燃料喷射的平均压力Pave被计算时，基准压力基础值Psb(n)基于第一压力下降ΔP1计算。因此，基准压力Ps(n)可以设定为接近实际燃料喷射开始压力，从而第二和后续燃料喷射的最大燃料压力下降Pβ可精确计算。因此可以高精度地判定是进行大量喷射还是少量喷射。MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7的计算精度可以提高。

(8)由于燃料泄露造成的第二压力下降ΔP2从基准压力基础值Psb(n)减去以获得目前燃料喷射的基准压力Ps(n)。因此，基准压力Ps(n)可以设定靠近实际燃料喷射开始压力。可以高精度地判定是进行大量喷射还是少量喷射。因此，MFIRR时刻R4和FIRDS时刻R7的计算精度可以提高。

(9)下降波形A1几乎不会受到扰动，它的形状稳定。也就是，下降模型化函数f1(t)的斜率和截距几乎不受扰动，是与燃料喷射开始时刻R3相关的恒定值。因此根据本实施例，燃料喷射开始时刻R3可高精度计算。

(10)上升波形A2几乎不会受到扰动，它的形状稳定。也就是，上升模型化函数f2(t)的斜率和截距几乎不受扰动，是与燃料喷射结束时刻R8相关的恒定值。因此根据本实施例，燃料喷射结束时刻R8可高精度计算。

(11)最大燃料压力下降Pβ与最大燃料喷射率Rβ具有比例关系。因此，当最大燃料压力下降Pβ精确计算时，最大燃料喷射率Rβ可精确获得。最大燃料喷射率Rβ与下降波形A1和上升波形A2具有高关联度。另外，下降波形A1和上升波形A2几乎不会受到扰动，它们的形状稳定。也就是，下降模型化函数f1(t)和上升模型化函数f2(t)的斜率和截距几乎不受扰动，是与最大压力下降Pβ相关的恒定值。

根据本实施例，基准压力Ps(n)被计算从而接近燃料喷射开始时刻的燃料压力，交点压力Pint被计算，并且从基准压力Ps(n)到交点压力Pint的压力下降被定义为最大燃料压力下降Pβ。因此，最大燃料喷射率Rβ可基于最大燃料压力下降Pβ精确计算。

(12)在阀座表面限制时段中(小喷射量)，从基准燃料压力Ps(n)到交点压力Pint的燃料压力下降被计算为最大燃料压力下降Pβ。因此，有效实现了上述优点(11)。另一方面，在喷射孔限制时段中，第三燃料压力下降ΔP3被计算作为最大压力下降Pβ，与交点压力Pint无关。因此，可以避免最大燃料压力下降Pβ的计算值超过第三燃料压力下降ΔP3。最大燃料压力下降Pβ的计算精度在喷射孔限制时段中没有下降。

(13)因为燃料喷射率的波形基于上述喷射状态值R3、R8、Rβ、R4、R7被计算，燃料喷射率的波形被高精度计算。

另外，基于燃料喷射率的波形，燃料喷射量可精确计算。

(第二实施例)

第一实施例中，时刻t 2处的切线限定为下降模型化函数f1(t)，时刻t4的切线限定为上升模型化函数f2(t)。第二实施例中，如图18，穿过下降波形A1上特定两点P11a、P12a的直线限定为下降模型化函数f1(t)。类似的，穿过上升波形A2上特定两点P21a、P22a的直线限定为上升模型化函数f2(t)。交点压力Pint和交点时刻tint被计算，其处，第一和上升模型化函数表达的直线彼此交叉。

注意，特定两点P11a、P12a表示时刻t21和t22时下降波形A1上的检测压力，其分别在时刻t2之前和之后。类似的，特定两点P21a、P22a表示时刻t41和t42时上升波形A2上的检测压力，其分别在时刻t4之前和之后。

根据第二实施例，实现了与第一实施例相同优点。另外，作为第二实施例的变形，三个或多个特定点限定在下降波形A1上，下降模型化函数f1(t)通过最小二乘法以下列方式计算：使得特定点和下降模型化函数f1(t)之间的总距离变为最小。类似的，上升模型化函数f2(t)可通过最小二乘法基于上升波形A2上的三个或多个特定点来计算。

(其它实施例)

本发明不限于上述实施例，但是例如可通过下列方式执行。另外，每个实施例的特征构造可以组合。

·第一实施例中，每个改变点P3、P8、P4、P7的出现时刻被计算作为燃料喷射率波形上每个改变点R3、R8、R4、R7的出现时刻。然而，在每个改变点P3、P8、P4、P7的出现时刻和每个改变点R3、R8、R4、R7的出现时刻之间具有偏离，这是由于响应延迟造成。这是因为燃料压力变动需要一定时间段从喷射孔20f传播到压力传感器20a。考虑这些，每个改变点R3、R8、R4、R7的出现时刻可通过响应延迟来被校正以提前。该响应延迟可以预先确定，或者根据燃料喷射量变动。

·第一实施例中，每个改变点R3、R8、Rβ、R4、R7基于下降波形A1和上升波形A2被计算。然而，改变点R3、R8、Rβ可以计算，与波形A1、A2无关。

例如，在燃料喷射开始指令时刻Is之后，计算机检测时刻t1，在该时刻，步骤S24计算的微分值变得低于预定阈值。这个时刻t1限定为改变点P3a(燃料喷射开始时刻R3)的出现时刻。

同样，在燃料喷射开始指令时刻Is之后，计算机检测时刻t5，在该时刻，微分值变为零，并且检测微分值为最大值的时刻t4。这个时刻t5限定为改变点P8a(燃料喷射结束时刻R8)的出现时刻。

同样，计算机计算时刻t3的检测压力和基准压力Ps(n)之间的差作为最大压力下降Pβ。最大压力下降Pβ乘以比例常数以获得最大喷射率Rβ。

·第一和上升模型化函数f1(t)和f2(t)可以是高维函数。下降波形A1和上升波形A2可以分别通过曲线模型化。

·下降波形A1和上升波形A2可通过多个直线模型化。该情况中，将使用对于每个时间范围的不同函数f1(t)和f2(t)。

·基准压力基础值Psb(1)可用作基准压力基础值Psb(n≥2)。

·改变点R3、R8、Rβ、R4、R7可以基于下降波形A1上特定两点P11a、P12a以及上升波形A2上特定两点P21a、P22a而计算，没有计算模型化函数f1(t)和f2(t)。

·由于第二和后续燃料喷射造成的第一压力下降ΔP1可以基于第一燃料喷射的平均压力Pave(基准压力基础值Psb(1))而计算。如果第一压力下降ΔP1基于基准压力基础值Psb(1)和燃料温度来计算，用于计算第二和后续喷射的最大燃料压力下降Pβ的基准压力可以高精度地接近实际的燃料喷射开始压力。

·燃料压力传感器可设置在壳体20e中，如图2中标记200a通过虚线表示的。燃料通道25中的燃料压力可由压力传感器200a检测。

在燃料压力传感器20a设置靠近燃料入口22的情况中，燃料压力传感器20a容易安装。在燃料压力传感器20a布置在壳体20e中的情况下，因为燃料压力传感器20a靠近燃料喷射口20f，燃料喷射口20f处的压力的变化可以精确检测。

·压电喷射器可用于代替图2的电磁驱动喷射器。直接作用的压电喷射器不会产生通过泄放孔的压力泄放，并且不具有背压室以传送驱动力。当使用直接作用的喷射器时，燃料喷射率可容易地控制。

Claims (26)

1.一种检测燃料喷射状态的燃料喷射检测装置，所述燃料喷射检测装置应用到燃料喷射系统，该燃料喷射系统中，燃料喷射器(20)喷射蓄压器(12)中蓄积的燃料，该燃料喷射检测装置包括：

燃料压力传感器(20a)，设置在燃料通道(14，25)中，该燃料通道流体连接蓄压器(12)和燃料喷射器(20)的燃料喷射孔(20f)，该燃料压力传感器(20a)检测由于燃料从燃料喷射孔(20f)喷射而改变的燃料压力；和

改变点计算部分(S28，S706-S710)，用于基于下列因素计算改变时刻(R7，R4)：燃料压力由于燃料喷射率增大而减小的时间段中燃料压力的下降波形(A1)，以及燃料压力由于燃料喷射率减小而增大的时间段中燃料压力的上升波形(A2)，其中所述改变时刻(R7，R4)至少是燃料喷射率减少开始时刻(R7)和最大燃料喷射率达到时刻(R4)中的一个，

燃料喷射率减少开始时刻表示燃料喷射率开始从最大燃料喷射率下降的时刻，最大燃料喷射率达到时刻表示燃料喷射率变为最大燃料喷射率的时刻，

所述改变点计算部分包括：

下降模型化部分(S101，S102)，用于通过下降模型化函数(f1(t))来模型化下降波形；和

上升模型化部分(S301，S302)，用于通过上升模型化函数(f2(t))来模型化上升波形，和

改变点计算部分基于下降模型化函数(f1(t))和上升模型化函数(f2(t))来计算改变时刻(R4，R7)，

交点时刻计算部分(S707)，用于计算下降模型化函数(f1(t))表达的第一线和上升模型化函数(f2(t))表达的第二线彼此相交的交点时刻(tint)，和

改变点计算部分将交点时刻(tint)限定为改变时刻(R4，R7)，

基准压力计算部分(S201-S206)，用于基于恰好在下降波形(A1)产生之前的燃料压力计算基准压力(Ps(n))，和

交点压力计算部分(S603)，用于计算下降模型化函数(f1(t))表达的第一线和上升模型化函数(f2(t))表达的第二线彼此相交的交点压力(Pint)，

在基准压力和交点压力之间的差小于或等于特定值(ΔP3)的情况中，改变点计算部分将交点时刻(tint)限定为改变时刻(R4，R7)，

在基准压力和交点压力之间的差大于特定值(ΔP3)的情况中，改变点计算部分将下降模型化函数(f1(t))的输出为特定值(ΔP3)的时刻限定为最大燃料喷射率达到时刻(R4)，并且改变点计算部分将上升模型化函数(f2(t))的输出为特定值(ΔP3)的时刻限定为燃料喷射率减小开始时刻(R7)。

2.如权利要求1所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

特定值(ΔP3)根据基准压力(Ps(n))变化。

3.如权利要求1所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

基准压力计算部分限定包括燃料喷射开始时刻(Is)的特定时间段(T12)，并且将特定时间段(T12)中的平均燃料压力(Pave)设定为基准压力(Ps(n))。

4.如权利要求1所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

燃料喷射系统在一个燃烧循环中进行多级燃料喷射，

基准压力计算部分相对于第一燃料喷射计算基准压力，和

改变点计算部分基于相对于第一燃料喷射计算的改变时刻来计算第二和后续燃料喷射的改变时刻。

5.如权利要求4所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

改变点计算部分将取决于第n(n≥2)次燃料喷射燃料喷射量的压力下降(ΔP1)从相对于第n-1次燃料喷射计算的基准压力减去，

减去的基准压力用作新的基准压力，用于计算第n次燃料喷射的改变时刻。

6.如权利要求5所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

最大燃料喷射率计算部分基于第一燃料喷射的基准压力来计算第n次燃料喷射的基准压力。

7.如权利要求1所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

燃料喷射器(20)包括：

高压通道(25)，将燃料引向喷射孔(20f)；

针阀(20c)，用于开启/闭合喷射孔(20f)；

背压室，从高压通道接收燃料，从而向针阀施加背压；和

控制阀(23)，通过调节从背压室(Cd)泄露的燃料泄漏量来控制背压，和

基准压力计算部分基于从控制阀(23)开启直到针阀(20c)开启的时间段中产生的第二燃料压力下降(ΔP2)来计算基准压力。

8.如权利要求1所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

下降模型化部分通过直线模型(f1(t))来对下降波形模型化，和

改变点计算部分基于直线模型计算改变点。

9.如权利要求8所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

下降模型化部分将下降波形上特定点(P10a)处的切线限定为直线模型(f1(t))。

10.如权利要求9所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

下降模型化部分将下降波形的微分值(t2)最小的点限定为该特定点(P10a)。

11.如权利要求8所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

下降模型化部分基于上升波形上多个特定点(P11a，P12a)通过直线模型来模型化上升波形。

12.如权利要求11所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

下降模型化部分将穿过该特定点(P11a，P12a)的直线限定为直线模型。

13.如权利要求11所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

下降模型化部分将如下直线限定为直线模型，即该直线和特定点之间的总距离最小的直线。

14.如权利要求1所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

上升模型化部分通过直线模型(f2(t))来模型化上升波形，和

改变点计算部分基于直线模型(f2(t))来计算改变点。

15.如权利要求14所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

上升模型化部分将上升波形上特定点(P20a)处的切线限定为直线模型(f2(t))。

16.如权利要求15所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

上升模型化部分将上升波形的微分值(t4)最大的点限定为该特定点(P20a)。

17.如权利要求14所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

上升模型化部分基于上升波形上多个特定点(P21a，P22a)通过直线模型(f2(t))来模型化上升波形。

18.如权利要求17所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

上升模型化部分将穿过该特定点(P21a，P22a)的直线限定为直线模型。

19.如权利要求17所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，

上升模型化部分将如下直线限定为直线模型，即该直线和特定点之间的总距离最小的直线。

20.如权利要求1所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，还包括：

燃料喷射开始时刻计算部分(S104)，用于基于下降波形(A1)计算燃料喷射开始时刻；

燃料喷射结束时刻计算部分(S304)，用于基于上升波形(A2)计算燃料喷射结束时刻；和

最大燃料喷射率计算部分(S606-S609)，基于下降波形和上升波形计算最大燃料喷射率。

21.如权利要求20所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，还包括：

喷射率波形计算部分(S29)，用于基于燃料喷射开始时刻、燃料喷射结束时刻、最大燃料喷射率、燃料喷射率减少开始时刻(R7)和最大燃料喷射率达到时刻(R4)来计算燃料喷射率的波形。

22.如权利要求20所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，还包括：

燃料喷射量计算部分(S30)，用于基于燃料喷射开始时刻、燃料喷射结束时刻、最大燃料喷射率、燃料喷射率减少开始时刻(R7)和最大燃料喷射率达到时刻(R4)来计算燃料喷射量。

23.如权利要求20所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，还包括：

下降模型化部分(S101，S102)，用于通过下降模型化函数(f1(t))来模型化下降波形；

上升模型化部分(S301，S302)，用于通过上升模型化函数(f2(t))来模型化上升波形，其中

燃料喷射开始时刻计算部分(S104)基于下降模型化函数(f1(t))计算燃料喷射开始时刻，

燃料喷射结束时刻计算部分(S304)基于上升模型化函数(f2(t))计算燃料喷射结束时刻，和

最大燃料喷射率计算部分(S606-S609)基于下降模型化函数(f1(t))和上升模型化函数(f2(t))计算最大燃料喷射率。

24.如权利要求23所述的燃料喷射检测装置，其特征在于，还包括：

基准压力计算部分(30，S201-S206)，用于基于恰好在下降波形(A1)产生之前的燃料压力计算基准压力(Ps(n))，和

交点压力计算部分(30，S603)，用于计算下降模型化函数表达的第一线和上升模型化函数表达的第二线彼此相交的交点压力(Pint)，其中

在基准压力(Ps(n))和交点压力(Pint)之间的压力差小于或等于特定值(ΔP3)的情况中，最大燃料喷射率计算部分计算最大燃料喷射率(Rβ)，从而使得随着交点压力越小，最大燃料喷射率越大，和

在压力差大于特定值(ΔP3)的情况中，最大燃料喷射率计算部分基于特定值(ΔP3)计算最大燃料喷射率(Rβ)，与交点压力无关。

25.一种检测燃料喷射状态的燃料喷射检测装置，所述燃料喷射检测装置应用到燃料喷射系统中，该燃料喷射系统中，燃料喷射器(20)喷射蓄压器(12)中蓄积的燃料，该燃料喷射检测装置包括：

燃料压力传感器(20a)，设置在燃料通道(14，25)中，该燃料通道流体连接蓄压器(12)和燃料喷射器(20)的燃料喷射孔(20f)，该燃料压力传感器(20a)检测由于燃料从燃料喷射孔(20f)喷射而改变的燃料压力；和

下降模型化部分(S101，S102)，用于在燃料压力由于燃料喷射率增大而减小的时间段中通过下降模型化函数(f1(t))来模型化燃料压力的下降波形(A1)；

上升模型化部分(S301，S302)，用于在燃料压力由于燃料喷射率减小而增大的时间段中通过上升模型化函数(f2(t))来模型化燃料压力的上升波形(A2)，

交点时刻计算部分(S707)，用于计算下降模型化函数(f1(t))表达的第一线和上升模型化函数(f2(t))表达的第二线彼此相交的交点时刻(tint)，

交点压力计算部分(S603)，用于计算下降模型化函数表达的第一线和上升模型化函数表达的第二线彼此相交的交点压力(Pint)；

基准压力计算部分(S201-S206)，用于基于恰好在下降波形(A1)产生之前的燃料压力来计算基准压力(Ps(n))，

判定部分(S606，S706)，用于判定基准压力(Ps(n))和交点压力(Pint)之间的压力差是否小于或等于特定值(ΔP3)；和

改变点计算部分(S28，S706-S710)，用于计算：

下降模型化函数(f1(t))的输出为特定值(ΔP3)的最大燃料喷射率达到时刻(R4)，和

在基准压力和交点压力之间的差小于或等于特定值(ΔP3)的情况中，上升模型化函数(f2(t))的输出为特定值(ΔP3)的燃料喷射率减小开始时刻(R7)。

26.一种检测燃料喷射状态的燃料喷射检测装置，所述燃料喷射检测装置应用到燃料喷射系统，该燃料喷射系统中，燃料喷射器(20)喷射蓄压器(12)中蓄积的燃料，该燃料喷射检测装置包括：

燃料压力传感器(20a)，设置在燃料通道(14，25)中，该燃料通道流体连接蓄压器(12)和燃料喷射器(20)的燃料喷射孔(20f)，该燃料压力传感器(20a)检测由于燃料从燃料喷射孔(20f)喷射而改变的燃料压力；和

改变点计算部分(S28，S706-S710)，用于基于下列因素计算改变时刻(R7，R4)：燃料压力由于燃料喷射率增大而减小的时间段中燃料压力的下降波形(A1)，以及燃料压力由于燃料喷射率减小而增大的时间段中燃料压力的上升波形(A2)，其中所述改变时刻(R7，R4)至少是燃料喷射率减少开始时刻(R7)和最大燃料喷射率达到时刻(R4)中的一个，

燃料喷射率减少开始时刻表示燃料喷射率开始从最大燃料喷射率下降的时刻，最大燃料喷射率达到时刻表示燃料喷射率变为最大燃料喷射率的时刻，

燃料喷射开始时刻计算部分(S104)，用于基于下降波形(A1)计算燃料喷射开始时刻；

燃料喷射结束时刻计算部分(S304)，用于基于上升波形(A2)计算燃料喷射结束时刻；和

最大燃料喷射率计算部分(S606-S609)，基于下降波形和上升波形计算最大燃料喷射率，

下降模型化部分(S101，S102)，用于通过下降模型化函数(f1(t))来模型化下降波形；

上升模型化部分(S301，S302)，用于通过上升模型化函数(f2(t))来模型化上升波形，其中

燃料喷射开始时刻计算部分(S104)基于下降模型化函数(f1(t))计算燃料喷射开始时刻，

燃料喷射结束时刻计算部分(S304)基于上升模型化函数(f2(t))计算燃料喷射结束时刻，和

最大燃料喷射率计算部分(S606-S609)基于下降模型化函数(f1(t))和上升模型化函数(f2(t))计算最大燃料喷射率，

基准压力计算部分(30，S201-S206)，用于基于恰好在下降波形(A1)产生之前的燃料压力计算基准压力(Ps(n))，和

交点压力计算部分(30，S603)，用于计算下降模型化函数表达的第一线和上升模型化函数表达的第二线彼此相交的交点压力(Pint)，其中

在基准压力(Ps(n))和交点压力(Pint)之间的压力差小于或等于特定值(ΔP3)的情况中，最大燃料喷射率计算部分计算最大燃料喷射率(Rβ)，从而使得随着交点压力越小，最大燃料喷射率越大，和

在压力差大于特定值(ΔP3)的情况中，最大燃料喷射率计算部分基于特定值(ΔP3)计算最大燃料喷射率(Rβ)，与交点压力无关。

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