CN101922369A - 燃料喷射控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料喷射控制器，其包括基于燃料喷射器的特性数据控制燃料喷射器的运行(10)的ECU(30)、设置到所述喷射器上的EEPROM(25a)以及设置到所述ECU上的EEPROM(32)。燃料喷射器通过其被单个地识别的识别信息存储在两种EEPROMs(25a、32)中。存储在所述喷射器侧EEPROM(25a)中的识别信息被确定是否与存储在所述ECU侧EEPROM(32)中的识别信息相同。基于所述确定结果，可以确定喷射器和/或ECU是否被更换为新的喷射器和/或ECU。

Description

燃料喷射控制器
技术领域
本发明涉及一种控制设置到内燃发动机上的燃料喷射器的运行的燃料喷射控制器。
背景技术
一般地，燃料喷射量“Q”依据喷射器的阀开启时间段“Tq”被控制。然而，由于喷射器的个体差异，即使阀开启时间段“Tq”恒定，燃料喷射器量“Q”也可能不同。传统地，阀开启时间段“Tq”和燃料喷射量“Q”之间的关系(特性数据)通过实验预先获得，并且所述关系被存储在ECU的存储器中。在内燃发动机被投放市场之后，燃料喷射器的运行基于预先存储的特性数据被控制。
JP-2009-74536A(US-2009/0056677A1)示出了一种燃料喷射系统，其中一燃料压力传感器置于燃料喷射器上以便于检测燃料压力。基于燃料压力的变化，燃料喷射率的变化被估算。基于所估算的燃料喷射率的变化，实际燃料喷射开始时刻和燃料喷射量被计算。在所述燃料喷射系统中，需要获得燃料喷射开始指令信号的输出和燃料喷射的实际开始之间的响应延迟。所述响应延迟通过实验获得并且作为喷射器的特性数据被存储在存储器中。同样在所述系统中，在内燃发动机被投放市场之后，燃料喷射器的运行基于所存储的特性数据被控制。
在内燃发动机被投放市场之后，在喷射器被更换为新的喷射器的情况下，必须将存储在存储器中的特性数据重写成新的特性数据。同样，在ECU被更换为新的ECU的情况下，必须将新的ECU的特性数据存储在存储器中。
然而，特性数据的这种重写并不总是正确地进行。很可能不同于实际特性数据的特性数据被保留在存储器中。燃料喷射器可能基于不正确的特性数据被控制。
考虑到以上问题而作出本发明，本发明的一个目的是提供一种可以避免基于不正确特性数据进行燃料喷射器控制的燃料喷射控制器。
发明内容
根据本发明，一种燃料喷射控制器包括：基于燃料喷射器的特性数据控制燃料喷射器的运行的电子控制单元；设置到燃料喷射器上以用于存储识别信息的喷射器侧存储部，燃料喷射器通过所述识别信息被单个地识别；设置到电子控制单元上以用于存储识别信息的控制器侧存储部；以及用于确定存储在喷射器侧存储部中的识别信息是否与存储在控制器侧存储部中的识别信息相同的核对部。
如果在燃料喷射控制器被投放市场之后喷射器或电子控制单元被更换，那么存储在喷射器侧存储器中的识别信息变得不同于存储在控制器侧存储器中的识别信息。基于核对部的确定结果，可以检测出喷射器或电子控制单元是否被更换为新的喷射器或电子控制单元。因此，当检测到喷射器或电子控制单元的更换时，需要将特性数据重写成新的特性数据，以使得基于不适当的特性数据作出的燃料喷射器控制可以被避免。
附图说明
根据参考附图作出的以下描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得更清楚，其中同样的部件由同样的附图标记表示，并且其中：
图1是示出了包括根据本发明的一个实施方式的燃料喷射控制器的燃料喷射系统的示意图；
图2A是示出了喷射指令信号的时间图；
图2B是示出了燃料喷射率的时间图；
图2C是示出了通过燃料压力传感器检测的检测压力的时间图；
图3是示出了燃料喷射控制器的方框图；
图4是示出了存储在图3中示出的EEPROMs中的识别信息和特性数据的处理过程的流程图；以及
图5是示出了图4中示出的流程图的处理过程内容的表格。
具体实施方式
以下将描述本发明的一个实施方式。传感器系统运用于具有四个气缸#1-#4的内燃发动机(柴油发动机)。
图1是示出了设置到每个气缸上的燃料喷射器10、设置在燃料喷射器上的燃料压力传感器20以及电子控制单元(ECU)30的示意图。
首先，将说明包括燃料喷射器10的发动机的燃料喷射系统。燃料箱40中的燃料被高压泵41泵取并且蓄积在共轨42中以待供给到每个喷射器10。
燃料喷射器10由本体11、阀针(阀体)12、致动器13等组成。本体11限定出高压通道11a和喷射口11b。阀针12被容纳在本体11中以打开/关闭喷射口11b。致动器13驱动阀针12。
ECU 30控制致动器13驱动阀针12。当阀针12打开喷射口11b时，高压通道11a中的高压燃料被喷射到发动机的燃烧室(未示出)。ECU 30基于发动机速度、发动机负载等计算燃料喷射开始时刻、燃料喷射结束时刻、燃料喷射量等。致动器13以获得以上计算值的方式驱动阀针12。
在下文中将描述燃料压力传感器20的结构。
燃料压力传感器20包括杆(负载传感器(load cell))、压力传感器元件22和模制IC 23。杆21设置到本体11上。杆21具有响应于高压通道11a中的高燃料压力而弹性变形的隔板21a。
压力传感器元件22置于隔板21a上以依据隔板21a的弹性变形输出压力检测信号。
模制IC 23包括放大从压力传感器元件22输出的压力检测信号的放大电路。此外，模制IC 23包括为可重写非易失存储器的EEPROM 25a。所述EEPROM 25a对应于喷射器侧存储部。
连接器14设置在本体11上。模制IC 23、致动器13和ECU 30通过与连接器14连接的线束15彼此电连接。
当燃料喷射开始时，高压通道11a中的燃料压力开始减小。当燃料喷射终止时，高压通道11a中的燃料压力开始增大。也就是说，燃料压力的变化和喷射率的变化具有相关性，从而喷射率的变化可以根据燃料压力的变化被估算。基于所述估算喷射率的变化，用于燃料喷射控制的各种控制参数可以被获得以待学习。所述控制参数对应于燃料喷射器10的特性数据。参考图2A-2C，将在下文中描述控制参数。
图2A示出了ECU 30输出到致动器13的喷射指令信号。基于所述喷射指令信号，致动器13运行以打开喷射口11b。也就是说，燃料喷射在喷射指令信号的起动时刻t1处开始，并且燃料喷射在喷射指令信号的关断时刻t2处终止。在从时刻t1到时刻t2的时间段“Tq”期间，喷射口11b打开。通过控制时间段“Tq”，燃料喷射量“Q”被控制。
图2B示出了燃料喷射率的变化，图2C示出了检测压力的变化波形。由于检测压力的变化与喷射率的变化具有如下所述的关系，因此可以基于检测压力的波形估算喷射率的波形。
也就是说，如图2A所示，在时刻t1处喷射指令信号出现之后，燃料喷射开始并且喷射率在时刻R1处开始增大。当喷射率在时刻R1处开始增大时，检测压力在时刻P1处开始减小。然后，当喷射率在时刻R2处达到最大喷射率时，检测压力的下降在时刻P2处停止。当喷射率在时刻R2处开始减小时，检测压力在时刻P2处开始增大。然后，当在时刻R3处喷射率变成零并且实际燃料喷射终止时，检测压力的增大在时刻P3处停止。
如上所述，通过检测时刻P1和P3，喷射开始时刻R1和喷射终止时刻R3可以被计算。基于将在下面描述的检测压力的变化与燃料喷射率的变化之间的关系，可以根据检测压力的变化估算燃料喷射率的变化。
也就是说，检测压力从时刻P1时刻到P2的减小速率Pα与喷射率从时刻R1到时刻R2的增大速率Rα具有相关性。检测压力从时刻P2到时刻P3的增大速率Pγ与喷射率从时刻R2到时刻R3的减小速率Pγ具有相关性。检测压力的最大压力下降量Pβ与最大喷射率Rβ具有相关性。因此，喷射率的增大速率Rα、喷射率的减小速率Pγ、以及最大喷射率Rβ可以通过检测检测压力的减小速率Pα、检测压力的增大速率Pγ、以及检测压力的最大压力下降量Pβ而计算。图2B中示出的喷射率的变化(变化波形)可以通过计算时刻R1、R3、速率Rα、Pγ、以及最大喷射率Rβ而被估算。
此外，喷射率从时刻R1到时刻R3的积分值“S”(图2B中的阴影面积)等于喷射量“Q”。检测压力从时刻P1到时刻P3的积分值与喷射率的积分值“S”具有相关性。因此，对应于喷射量“Q”的喷射率的积分值“S”可以通过计算检测压力的积分值而被计算。
时刻t1、t2、时间段“Tq”、时刻R1、R2、速率Rα、Rβ、Rβ以及燃料喷射量“Q”作为控制参数(特性数据)被学习和存储。
实际喷射开始时刻R1可以作为起动时刻t1和实际喷射开始时刻R1之间的响应延迟被学习。时刻R1和R3可以作为燃料喷射时间段被学习。从P1到P3的燃料压力下降ΔP可以作为控制参数被学习。备选地，控制参数的修正量可以作为控制参数被学习。
图3示出的ECU 30的微型计算机31根据发动机负载和发动机速度生成燃料喷射指令信号。燃料喷射指令信号的上升时刻t1、下降时刻t2以及燃料喷射时间段“Tq”考虑到所学习的控制参数而被计算。
如图3所示，ECU 30包括微型计算机31、EEPROM 32以及通信电路33。EEPROM 32对应于控制器侧存储部，通信电路33起通信接口的作用。微型计算机31包括CPU 31a、ROM 31b以及RAM 31c。
如上所述的特性数据的初始值在喷射器10被投放市场之前通过实验预先获得。特性数据的所述初始值在喷射器10发货之前被存储在喷射器10的EEPROM 25a中。在下文中喷射器10的EEPROM 25a表示为INJ-EEPROM 25a。
此外，INJ-EEPROM 25a存储喷射器10的ID号(识别信息)以用于执行喷射器10的个体识别。此外，当发动机被投放市场时，喷射器10的识别信息被存储在ECU 30的EEPROM 32中。在下文中ECU 30的EEPROM32表示为ECU-EEPROM 32。在下文中，存储在INJ-EEPROM 25a中的识别信息表示为INJ-IDINFO，而存储在ECU-EEPROM 32中的识别信息表示为ECU-IDINFO。
学习的特性数据被暂时存储在微型计算机31的RAM 31c中。当发动机的运行终止时，所述特性数据被存储在ECU-EEPROM 32和INJ-EEPROM 25a中。在下文中，存储在INJ-EEPROM 25a中的特性数据表示为INJ-DATA，而存储在ECU-EEPROM 32中的特性数据表示为ECU-DATA。
通信电路33与INJ-EEPROM 25a电连接以使得通信电路33读取存储在INJ-EEPROM 25a中的INJ-IDINFO和INJ-DATA。此外，通信电路33更新INJ-DATA。
如果在发动机被投放市场之后喷射器10被更换为新的喷射器，那么必须将存储的ECU-DATA重写成新喷射器10的新ECU-DATA。同样地，如果在发动机被投放市场之后ECU 30被更换为新的ECU，那么必须将ECU-DATA重写成当前安装的喷射器10的特性数据。
根据本实施方式，即使喷射器10和/或ECU 30被更换为新的喷射器和/或ECU，燃料喷射控制也可以根据当前安装到发动机上的喷射器10的特性数据被执行。
在下文中，参考图4，将描述关于INJ-IDINFO、ECU-IDINFO、INJ-DATA以及ECU-DATA的处理过程。图4中示出的过程通过ECU 30的微型计算机31执行。当ECU 30通电时，过程开始。当ECU 30断电时，过程终止。
首先，在步骤S10中，从INJ-EEPROM 25a传输到ECU 30的INJ-IDINFO和INJ-DATA被读取。
在步骤S20(核对部)中，计算机确定ECU-IDINFO是否与INJ-IDINFO一致。
当在步骤S20中回答为“是”时，计算机确定喷射器10和ECU 30没有在发动机被投放市场之后被更换。程序进行到步骤S30。
在步骤S30(数据确定部)中，计算机执行正常确定过程，在其中确定INJ-DATA和ECU-DATA是否为正常数据。正常特性数据从INJ-DATA和ECU-DATA中选择。所述选择的正常数据被用作用于燃料喷射控制的控制参数。应该注意的是，特性数据可能由于ECU-EEPROM 32或INJ-EEPROM 25a的电噪声或实际故障而变得异常(faulty)。
校验和或者比较确定作为正常确定过程被执行以确定INJ-DATA和ECU-DATA是否为正常数据。
在所述比较确定中，相同的ECU-DATA被存储在ECU-EEPROM 32的多个存储区中。当存储在各个存储区中的各个ECU-DATA彼此相同时，计算机确定ECU-DATA为正常数据。当存储在某些存储区中的ECU-DATA与存储在另外的存储区中的ECU-DATA不同时，相同的ECU-DATA的数量与不同的ECU-DATA的数量被彼此比较。多数的ECU-DATA被用作正常ECU-DATA。
同样地，相同的INJ-DATA被存储在INJ-EEPROM 25a的多个存储区中。当存储在各个存储区中的各个INJ-DATA彼此相同时，计算机确定INJ-DATA为正常数据。当各个存储区中的INJ-DATA不同时，多数的INJ-DATA被用作正常数据。
备选地，比较确定可以相对于INJ-DATA和ECU-DATA执行。多数的ECU-DATA和多数的INJ-DATA可以分别被用作正常数据。
此外，如果在多个INJ-DATA中检测到至少一个不正常的数据，那么ECU-DATA被用作用于燃料喷射控制的控制参数。同样地，如果在多个ECU-DATA中检测到至少一个不正常的数据，那么INJ-DATA被用作用于燃料喷射控制的控制参数。
如上所述，在步骤S30中，在INJ-DATA和ECU-DATA中选择正常特性数据以便于不会基于异常特性数据执行燃料喷射。
当在步骤S20中回答为“否”时，计算机确定喷射器10和ECU 30中的至少一个被更换为新的喷射器或ECU。程序进行到步骤S40。
在步骤S40(信息确定部)中，计算机执行异常确定过程，在其中确定ECU-IDINFO和INJ-IDINFO是否异常。应该注意的是，识别信息可能由于ECU-EEPROM 32或INJ-EEPROM 25a的电噪声或实际故障而变得异常。
校验和或者比较确定作为异常确定过程被执行以确定INJ-IDINFO和ECU-IDINFO是否为正常数据。
在所述比较确定中，相同的ECU-IDINFO被存储在ECU-EEPROM 32的多个存储区中。当存储在各个存储区中的各个ECU-IDINFO彼此相同时，计算机确定ECU-IDINFO为正常数据。同样地，相同的INJ-IDINFO被存储在INJ-EEPROM 25a的多个存储区中。当存储在各个存储区中的各个INJ-IDINFO彼此相同时，计算机确定INJ-IDINFO为正常数据。
然后，程序进行到步骤S50，在其中计算机根据在步骤S40中的确定结果选择INJ-DATA和ECU-DATA中的一个。所选择的特性数据被用作用于燃料喷射控制的控制参数。
图5是示出了步骤S40中的确定结果、表示喷射器10和ECU 30是否被更换的更换状态、以及所选择的用于燃料喷射控制的特性数据之间的关系的表格。
当在步骤S40中确定ECU-IDINFO和INJ-IDINFO都为正常数据时，计算机确定喷射器10或ECU 30已经被更换。因此，INJ-DATA被用作用于燃料喷射控制的控制参数。
当在步骤S40中确定INJ-IDINFO是正常数据而ECU-IDINFO是异常数据时，计算机确定ECU-EEPROM 32异常并且ECU-DATA也是异常数据。因此，INJ-DATA被用作用于燃料喷射控制的控制参数。
当在步骤S40中确定INJ-IDINFO是异常数据并且ECU-IDINFO是正常数据时，计算机确定INJ-EEPROM 25a异常并且INJ-DATA也是异常数据。因此，ECU-DATA被用作用于燃料喷射控制的控制参数。
当在步骤S40中确定ECU-IDINFO和INJ-IDINFO都是异常数据时，计算机确定ECU-EEPROM 32和INJ-EEPROM 25a都异常并且ECU-DATA和INJ-DATA也都是异常数据。因此，没有特性数据被选择，并且INJ-DATA和ECU-DATA被清除。在这种情况下，理想的是使用预先建立的特性数据的初始值作为控制参数。
此外，理想的是相对于在步骤S50中选择的特性数据执行正常确定过程。也就是说，相对于选择的特性数据，正常确定过程通过校验和或者比较确定被执行。
在ECU-DATA被选择的情况下，当存储在ECU-EEPROM 32的多个存储区中的各个ECU-DATA彼此相同时，计算机确定ECU-DATA为正常数据。当存储在某些存储区中的ECU-DATA与存储在另外的存储区中的ECU-DATA不同时，相同的ECU-DATA的数量与不同的ECU-DATA的数量被彼此比较。多数的ECU-DATA被用作正常ECU-DATA。同样在INJ-DATA被选择的情况下，执行相同的操作。
在步骤S60(学习部)中，特性数据被学习和被存储在ECU 30的RAM31c中。
在步骤S70中，确定存储在RAM 31c中的特性数据是否已经被损坏。当回答为“否”时，程序进行到步骤S80。在步骤S80中，当点火开关被关闭以停止发动机时，存储在RAM 31c中的特性数据作为学习值被写入并且被存储在ECU-EEPROM 32和INJ-EEPROM 25a中。当在步骤S70中回答为“否”时，程序回到步骤S10。
根据如上所述的本实施方式，可以获得以下优点。
(1)用于执行喷射器10的个体识别的识别信息被存储在ECU-EEPROM 32和INJ-EEPROM 25a的存储器中。然后，确定存储在各个EEPROM 32、25a中的识别信息是否彼此相同。当它们彼此相同时，计算机确定燃料喷射器没有被更换。当它们彼此不同时，计算机确定燃料喷射器已经被更换。因此，燃料喷射不太可能基于与当前安装的喷射器的实际特性数据不同的特性数据被控制。
(2)由于更新的特性数据不仅存储在ECU-EEPROM 32中而且存储在INJ-EEPROM 25a中，因此即使EEPROMs 32、25a中的一个变得异常，也可以避免所有特性数据都被损坏。因此，燃料喷射控制基于特性数据的可靠性得以提高。
(3)甚至在INJ-IDINFO和ECU-IDINFO彼此相同的情况下，由于正常确定过程被执行以确定用于控制燃料喷射的特性数据是否为正常数据，因此燃料喷射也不太可能基于异常特性数据被执行。
(4)当确定INJ-IDINFO和ECU-IDINFO彼此不同时，燃料喷射控制基于实际上安装的喷射器10的INJ-DATA被执行。燃料喷射不太可能基于异常特性数据被执行。
然而，甚至在INJ-IDINFO和ECU-IDINFO彼此不同的情况下，当在INJ-IDINFO中检测到异常时，计算机确定INJ-DATA与INJ-IDINFO一样也异常。计算机基于ECU-DATA控制燃料喷射，以使得燃料喷射控制的可靠性可得以提高。
(5)在发动机运行期间，特性数据被存储在RAM 31c中。在发动机停止期间，特性数据被传输到EEPROMs 32、25a。与存储在EEPROMs 32、25a中的特性数据在发动机运行期间被更新的情况相比，EEPROMs 32、25a的产品寿命可得以延长。
[其它实施方式]
本发明并不限于如上所述的实施方式，而是可以例如按以下方式实施。此外，各个实施方式的特征结构可以结合。
·异常确定过程可以相对于INJ-DATA和ECU-DATA执行。基于所述确定结果，用于燃料喷射的特性数据可以被选择。
·INJ-EEPROM 25a可以设置到本体11或连接器14上。
·特性数据不限于时刻t1、t2、时间段“Tq”、时刻R1、R2、速率Rα、Rβ、Rβ以及燃料喷射量“Q”。
·只要识别信息存储在INJ-EEPROM 25a中即可，并非始终必须将特性数据存储在INJ-EEPROM 25a中。甚至在这种情况下，以上的优点(1)也可得以实现。
INJ-EEPROM 25a可以由不可重写存储器替代。

Claims (7)

1.一种燃料喷射控制器，包括：
基于燃料喷射器的特性数据控制燃料喷射器(10)的运行的电子控制单元(30)；
设置到燃料喷射器上以用于存储识别信息的喷射器侧存储部(25a)，所述燃料喷射器通过所述识别信息被单个地识别；
设置到所述电子控制单元(30)上以用于存储所述识别信息的控制器侧存储部(32)；以及
用于确定存储在所述喷射器侧存储部(25a)中的识别信息与存储在所述控制器侧存储部(32)中的识别信息是否相同的核对部(S20)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
所述燃料喷射器(10)的特性数据通过学习被更新，
所述喷射器侧存储部(25a)存储所述燃料喷射器的特性数据，并且
所述控制器侧存储部(32)存储所述燃料喷射器的特性数据。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射控制器，其特征在于，所述燃料喷射控制器还包括：
用于确定存储在所述喷射器侧存储部和所述控制器侧存储部中的识别信息是否异常的信息确定部(S40)。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
当所述核对部(S20)确定存储在所述喷射器侧存储部中的识别信息和存储在所述控制器侧存储部中的识别信息彼此不同，并且当所述信息确定部(S40)确定存储在所述喷射器侧存储部和所述控制器侧存储部中的识别信息正常时，电子控制单元(30)基于存储在所述喷射器侧存储部中的特性数据控制所述燃料喷射器(10)的运行。
5.根据权利要求3所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
当所述核对部(S20)确定存储在所述喷射器侧存储部中的识别信息和存储在所述控制器侧存储部中的识别信息彼此不同，并且当所述信息确定部(S40)确定存储在所述喷射器侧存储部中的识别信息正常而存储在所述控制器侧存储部中的识别信息异常时，电子控制单元(30)基于存储在所述喷射器侧存储部中的特性数据控制所述燃料喷射器(10)的运行。
6.根据权利要求3所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
当所述核对部(S20)确定存储在所述喷射器侧存储部中的识别信息和存储在所述控制器侧存储部中的识别信息彼此不同，并且当所述信息确定部(S40)确定存储在所述喷射器侧存储部中的识别信息异常而存储在所述控制器侧存储部中的识别信息正常时，电子控制单元(30)基于存储在所述控制器侧存储部中的特性数据控制所述燃料喷射器(10)的运行。
7.根据权利要求3所述的燃料喷射控制器，其特征在于，
当所述核对部(S20)确定存储在所述喷射器侧存储部中的识别信息和存储在所述控制器侧存储部中的识别信息彼此不同，并且当所述信息确定部(S40)确定存储在所述喷射器侧存储部和所述控制器侧存储部中的识别信息异常时，存储在所述控制器侧存储部和所述喷射器侧存储部中的特性数据被清除。
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