CN102287288A - 燃料压力波形检测器 - Google Patents

Abstract

燃料压力波形检测器具有检测波形获取单元(30)，所述检测波形获取单元(30)用于当在一个燃烧循环期间执行多级燃料喷射时利用燃料压力传感器(20)获取多级喷射压力波形。模型波形存储器(30)存储当执行单个燃料喷射时的参考模型压力波形。相位相关单元(30)以使间隔检测波形与间隔模型波形之间的相位差变为最小值的方式将检测波形与模型波形相关联。波形提取单元(30)通过从多级喷射波形中减去相关联的参考模型波形，来提取出由于第n级燃料喷射引起的压力波形。

Description

燃料压力波形检测器

技术领域

本发明涉及燃料压力波形检测器，所述燃料压力波形检测器对指示燃料压力变化的燃料压力波形进行检测，其中，所述燃料压力变化是由于通过内燃机(internal combustion engine)的燃料喷射器的燃料喷射引起的。

背景技术

检测诸如燃料喷射开始时刻、燃料喷射量等燃料喷射状态以准确地控制内燃机的输出转矩和排放是很重要的。JP-2010-3004A(US-2009/0319157A1)和JP-2009-57924A(US-2009/0063013A1)描述了燃料压力传感器检测由于燃料喷射而在燃料供应通道中引起的燃料压力的变化，从而检测实际的燃料喷射状态。

例如，实际的燃料喷射开始时刻是通过检测由于燃料喷射引起的燃料喷射系统中的燃料压力开始减小的时刻来检测的。实际的燃料喷射量是通过检测由于燃料喷射引起的燃料压力的减小来检测的。如上所述，如果检测到实际的燃料喷射状态，则可以基于所检测的燃料喷射状态来准确地控制燃料喷射状态。

在一个燃烧循环期间执行多级喷射的情况下，应当注意以下问题。图5B示出了当执行多级喷射时由燃料压力传感器检测的波形(多级喷射波形)“W”。在该检测波形“W”中，与第n级燃料喷射对应的波形的一部分(参照图5B中由虚线围绕的部分)和与第m级(m＝n-1)燃料喷射对应的波形的后效(参照图5D中由虚线围绕的部分)重叠。

在JP-2010-3004A中，预先计算并存储如图5D所示的只与第m级燃料喷射对应的模型波形“CALn-1”。然后，如图5E所示，从检测波形“W”中减去模型波形“CALn-1”，以获取只与第n级燃料喷射对应的波形“Wn”。图5F示出了该波形“Wn”。

然而，当将模型波形“CALn-1”(图5E中的虚线)与检测波形“W”(图5E中的实线)相关联时，这些波形很可能在时间轴方向(图5E中的水平方向)上彼此偏离。如果出现这种偏离，则提取波形“Wn”的计算准确性可能降低。

发明内容

鉴于上述问题而提出本发明，并且本发明的目的是提供燃料压力波形检测器，所述燃料压力波形检测器能够以较高的准确度从由于多级喷射引起的燃料压力波形中提取由于第n级燃料喷射引起的压力波形。

根据本发明，燃料压力波形检测器被应用于燃料喷射系统，其中，所述燃料喷射系统包括燃料喷射器，该燃料喷射器通过燃料喷射孔来将燃料喷射到内燃机中；以及燃料压力传感器，该燃料压力传感器检测由于燃料喷射器的燃料喷射引起的燃料供应通道中的燃料压力的变化。

检测器包括检测波形获取模块，该模块用于在内燃机的一个燃烧循环期间执行多级燃料喷射时利用燃料压力传感器来获取多级喷射压力波形。该检测器还包括模型波形存储模块，该模块用于在执行第n(n≥2)级燃料喷射之前存储执行第(n-1)级燃料喷射时的参考模型波形；相位相关模块，该模块用于将所述参考模型波形与所述多级喷射波形相关联；以及波形提取模块，该模块用于通过从所述多级喷射波形中减去相关联的所述参考模型波形，来提取由于所述第n级燃料喷射引起的压力波形。

所述相位相关模块将所述参考模型波形与所述多级喷射波形以使间隔检测波形与间隔模型波形之间的相位差变为最小值的方式相关联。

所述间隔检测波形与在从所述第(n-1)级燃料喷射结束直到第n级燃料喷射开始的时间段期间的检测的多级喷射波形相对应。所述间隔模型波形与在从所述第(n-1)级燃料喷射结束直到第n级燃料喷射开始的时间段期间的模型波形相对应。

第(n-1)级燃料喷射与第n级燃料喷射之间的间隔检测波形表示由于先前的燃料喷射引起的实际后效波形。

根据本发明，由于模型波形以使间隔模型波形与间隔检测波形之间的相位差变为最小值的方式与检测波形相关联，因此在燃料喷射时间段期间的相位差也可以减少。因此，可以准确地提取由于第n级燃料喷射引起的压力波形。

附图说明

通过参考附图给出的以下描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得更加清楚，其中，相同的参考数字指示相同的部分，并且其中：

图1是示出了根据本发明第一实施例的应用燃料压力检测器的燃料喷射系统的结构图；

图2是示出了根据第一实施例的燃料喷射控制的流程图；

图3是示出了根据第一实施例用于基于由燃料压力传感器检测到的检测压力来检测燃料喷射状态的过程的流程图；

图4A至图4C是示出了在单级喷射的情况下由燃料压力传感器检测的压力波形与喷射速率的波形之间的关系的时间图；

图5A至图5F是用于解释图3的步骤S23中的压力波形补偿处理的时间图；

图6A至图6E是用于解释图3的步骤S23中的压力波形补偿处理的时间图；

图7A至图7D是用于解释相位校正和衰减系数校正的处理的时间图；以及

图8是示出了图3的步骤S23中的压力波形补偿处理的流程图。

具体实施方式

在下文中，将描述根据本发明的燃料压力波形检测器的实施例。燃料压力波形检测器被应用于具有四个气缸#1-#4的内燃机(柴油机)。

图1是示出了燃料喷射器10、燃料压力传感器20、电子控制单元(ECU)30等的示意图。在包括燃料喷射器10的燃料喷射系统中，用高压泵41来对包含在燃料箱40中的燃料进行加压，并且在共轨42中积蓄这些燃料以通过高压管43供应给燃料喷射器10。

燃料喷射器10由主体11、针状物(阀体)12、电磁螺线管(致动器)13等组成。主体11具有在其中的高压通道11a。由共轨42供应的燃料流经高压通道11a，并且通过喷射孔11b注入燃烧室(未示出)中。流经高压通道11a的燃料的一部分被引入到形成于主体11中的背压室11c。用控制阀14来打开/关闭背压室11c的泄露端口11d，其中，所述控制阀14是由电磁螺线管13驱动的。针状物12在关闭喷射孔11b的方向上接收来自弹簧15的偏置力和背压室11c中的燃料压力。同样，针状物12在打开喷射孔11b的方向上接收来自囊部分11f中积蓄的燃料的偏置力。

将检测燃料压力的燃料压力传感器20提供在共轨42与喷射孔11b之间的燃料供应通道中，例如，在高压管43或高压通道11a中。在图1所示的本实施例中，将燃料压力传感器20提供给高压管43与主体11之间的连接部分。或者，如图1中的虚线所示，可以将燃料压力传感器20提供给主体11。将燃料压力传感器20提供给#1-#4燃料喷射器10中的每一个燃料喷射器。

将在下文中描述燃料喷射器10的操作。当电磁螺线管13未被通电时，用弹簧16来对控制阀14进行偏置，以关闭泄露端口11d。因而，背压室11c中的燃料压力增加，使得针状物12关闭喷射孔11b。同时，当使电磁螺线管13通电时，控制阀14逆着弹簧16打开泄露端口11d。然后，背压室11c中的燃料压力减小以打开喷射孔11b，使得燃料从喷射孔11b注入燃烧室中。

应当注意的是，当使电磁螺线管13通电并且执行燃料喷射时，从高压通道11a引入背压室11c中的燃料通过泄露端口11d排入低压通道11e中。也即是说，在燃料喷射期间，高压通道11a中的燃料一直通过背压室11c排入低压通道11e中。

ECU 30控制电磁螺线管13以驱动针状物12。例如，ECU 30计算目标燃料喷射状态，所述目标燃料喷射状态包括：燃料喷射开始时刻、燃料喷射结束时刻和燃料喷射量等。然后，ECU 30驱动电磁螺线管13，以获取目标燃料喷射状态。

参照图2所示的流程图，将在下文中描述用于驱动电磁螺线管13的控制处理。

在步骤S11中，ECU 30读取指示诸如引擎速度、引擎载荷、供应给燃料喷射器10的燃料压力等引擎驱动状态的特定参数。

在步骤S12中，ECU 30根据在步骤S11中读取的参数来设置喷射模式。例如，预先将最佳的燃料喷射模式存储为相对于参数的喷射控制映射。基于在步骤S11中读取的参数，来建立最佳的目标燃料喷射模式。应当注意的是，目标燃料喷射模式是基于诸如针对一个燃烧循环的燃料喷射的数量、每个燃料喷射的燃料喷射开始时刻和燃料喷射时间段(燃料喷射量)的参数来确定的。喷射控制映射指示参数与最佳喷射模式之间的关系。

在步骤S13中，ECU 30基于在步骤S12中确定的目标燃料喷射模式来向电磁螺线管13输出燃料喷射命令信号。因而，在根据步骤S11中获取的参数的最佳模式中执行燃料喷射。

然而，由于燃料喷射器10的寿命的下降或者燃料喷射器10的个体差异，因此实际的燃料喷射模式很可能与目标燃料喷射模式偏离。为了避免这种偏离，实际的燃料喷射模式(实际的燃料喷射状态)是基于燃料压力传感器20的检测值来检测的。此外，以使所检测的实际燃料喷射模式与目标燃料喷射模式一致的方式来校正燃料喷射命令信号。获得该校正以用于计算连续的燃料喷射命令信号。

参照图3，将描述用于基于燃料压力传感器20的检测值来检测(计算)实际燃料喷射状态的处理。

图3所示的处理是以特定的周期(例如，CPU的计算周期)或者在每个特定的曲柄角处来执行的。在步骤S21(检测波形获取模块)中，读取燃料压力传感器20的输出值(检测压力)。该处理是针对每个燃料压力传感器20来执行的。优选的是，对输出值进行滤波以从其中移除高频噪声。

参照图4A至图4C，将详细地描述步骤S21中的处理。

图4A示出了在步骤S 13中燃料喷射器10从ECU 30接收的喷射命令信号。当将喷射命令信号供应给喷射器10时，电磁螺线管13通电以打开喷射孔11b。也即是说，ECU 30命令燃料喷射器10在燃料喷射开始命令时刻“ls”时开始燃料喷射，并且ECU 30命令燃料喷射器10在燃料喷射结束命令时刻“le”时停止燃料喷射。在从时刻“ls”到时刻“le”的时间段“Tq”期间，喷射孔11b被打开。通过控制时间段“Tq”，来控制燃料喷射量“Q”。图4B示出了燃料喷射速率的变化，而图4C示出了由燃料压力传感器20检测到的检测压力的变化。应当注意的是，图4A至图4C示出了喷射孔11b仅被打开和关闭一次的情况。

ECU 30通过子例程(未示出)来检测燃料压力传感器20的输出值。在该子例程中，以较短的间隔检测燃料压力传感器20的输出值，使得可以绘制如图4C所示的压力波形。具体地说，以短于50微秒的间隔(期望地20微秒)连续地捕获传感器输出。在步骤S21中读取该传感器输出。

因为由燃料压力传感器20检测到的燃料压力波形和喷射速率的变化具有下面所描述的关系，因此可以基于所检测的燃料压力波形来估计喷射速率的波形。

如图4B所示，当在燃料喷射开始命令时刻“ls”处使电磁螺线管13通电以开始从喷射孔11b进行燃料喷射以后，喷射速率在改变点“R3”处开始增加。也即是说，实际的燃料喷射开始。然后，喷射速率在改变点“R4”处达到最大喷射速率。换言之，针型阀12在改变点“R3”处开始上升，并且针型阀12的上升量在改变点“R4”处变为最大值。

应当注意的是，在本申请中，“改变点”被定义如下。即，计算喷射速率的二阶微分(或者由燃料压力传感器20检测到的检测压力的二阶微分)。改变点与表示二阶微分中的变化的波形的极值相对应。也即是说，喷射速率(检测压力)的改变点与表示喷射速率(检测压力)的二阶微分的波形中的拐点相对应。

然后，当在燃料喷射结束命令时刻“le”处使电磁螺线管13断电之后，喷射速率在改变点“R7”处开始减小。然后，喷射速率在改变点“R8”处变为0，并且实际的燃料喷射结束。换言之，针型阀12在改变点“R7”处开始下降，并且针型阀12在改变点“R8”处将喷射孔11b密封。

图4C示出了由燃料压力传感器20检测到的燃料压力的变化。在燃料喷射开始命令时刻“ls”之前，检测压力被标记为“P0”。在将驱动电流施加于电磁螺线管13之后，在喷射速率在改变点“R3”处开始增加之前，检测压力在改变点“P1”处开始减小。这是因为在改变点“P1”处控制阀14将泄露端口11d打开并且背压室11c中的压力减小。当背压室11c中的压力减小足够多时，检测压力的下降在改变点“P2”处停止。这是由于泄露端口11d完全打开，并且取决于泄露端口11d的内径，泄露量变为常量。

然后，当喷射速率在改变点“R3”处开始增加时，检测压力在改变点“P3”处开始减小。当喷射速率在改变点“R4”处达到最大喷射速率时，检测压力的下降在改变点“P4”处停止。应当注意的是，从改变点“P3”到改变点“P4”的压力下降量大于从改变点“P1”到改变点“P2”的压力下降量。

然后，检测压力在改变点“P5”处开始增加。这是由于在点“P5”处控制阀14将泄露端口11d密封并且背压室11c中的压力增加。当背压室11c中的压力增加足够多时，检测压力的增加在改变点“P6”处停止。

当喷射速率在改变点“R7”处开始减小时，检测压力在改变点“P7”处开始增加。然后，当在改变点“R8”处喷射速率变为0并且实际的燃料喷射结束时，检测压力的增加在改变点“P8”处停止。应当注意的是，从改变点“P7”到改变点“P8”的压力增加量大于从改变点“P5”到改变点“P6”的压力增加量。在改变点“P8”之后，检测压力在特定的时间段T10期间衰减。

如上所述，通过对检测压力中的改变点“P3”、“P4”、“P7”和“P8”进行检测，可以估计喷射速率增加的开始点“R3”(实际的燃料喷射开始时刻)、最大喷射速率点“R4”、喷射速率减小的开始点“R7”以及喷射速率减小的结束点“R8”(实际燃料喷射结束时刻)。基于下面将描述的检测压力的变化与燃料喷射速率的变化之间的关系，可以根据检测压力的变化来对燃料喷射速率的变化进行估计。

也即是说，从改变点“P3”到改变点“P4”的检测压力的减小速率“Pα”与从改变点“R3”到改变点“R4”的喷射速率的增加速率“Rα”相关联。从改变点“P7”到改变点“P8”的检测压力的增加速率“Pγ”与从改变点“R7”到改变点“R8”的喷射速率的减小速率“Rγ”相关联。从改变点“P3”到改变点“P4”的检测压力的减小量“Pβ”(最大压力下降量“Pβ”)与从改变点“R3”到改变点“R4”的喷射速率的增加量“Rβ”(最大喷射速率“Rβ”)相关联。因此，可以通过对检测压力的减小速率“Pα”、检测压力的增加速率“Pγ”以及检测压力的最大压力下降量“Pβ”进行检测，来估计喷射速率的增加速率“Rα”、喷射速率的减小速率“Rγ”以及最大喷射速率“Rβ”。如上所述，可以通过对改变点“R3”、“R4”、“R7”、“R8”、喷射速率的增加速率“Rα”、最大喷射速率“Rβ”和喷射速率的减小速率“Rγ”进行估计，来估计图4B中所示的喷射速率的变化(变化波形)。

此外，从实际燃料喷射开始时刻到实际燃料喷射结束时刻的喷射速率的积分值“S”(图4B中的阴影区域)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喷射速率的积分值“S”相关联。因此，可以通过计算由燃料压力传感器20检测到的检测压力的积分值，来估计与喷射量“Q”对应的喷射速率的积分值“S”。如上所述，燃料压力传感器20可以操作为检测与供应给燃料喷射器10的燃料的燃料喷射状态有关的物理量的喷射状态传感器。

返回参照图3，在步骤S22中，计算机确定当前的燃料喷射是否是第二或连续的燃料喷射。当步骤S22中的答案为是时，过程前进至步骤S23，在步骤S23中，针对在步骤S21中获取的检测压力的波形来执行压力波形补偿处理。将在下文中描述压力波形补偿处理。

图5A是示出了当ECU 30输出燃料喷射命令信号以喷射多次(两次)燃料时供应给电磁螺线管13的驱动电流的时间图。图5B是示出了在供应图5A中所示的驱动电流的情况下所检测的燃料压力波形“W”的图。图5C是示出了当ECU 30输出燃料喷射命令信号以只喷射一次燃料时供应给电磁螺线管13的驱动电流的时间图。图5D是示出了在供应图5C中所示的驱动电流的情况下所检测的燃料压力波形“CALn-1”的图。

在图5B中所示的波形“W”中，与第n级燃料喷射对应的波形的一部分(参照由图5B中的虚线包围的部分)和与先前的燃料喷射(第(n-1)级燃料喷射、第(n-2)级燃料喷射、第(n-3)级燃料喷射……)对应的波形的后效重叠。图5D示出了与第(n-1)级燃料喷射对应的波形的后效。在第(n-1)级燃料喷射结束以后，燃料压力波形在特定的时间段T10期间衰减(参照图5D中由虚线包围的部分)。波形的这种后效和与第n级燃料喷射对应的波形重叠(参照图5B中由虚线包围的部分)。因此，如果根据波形“W”估计出由于第n级燃料喷射造成的燃料喷射速率的变化(图4B)，则其估计误差将变得很大。

在步骤S23的压力波形补偿处理中，从燃料压力波形“W”中减去由于先前的燃料喷射引起的波形的后效，以获取如图5F所示的由于第n级燃料喷射引起的燃料压力波形“Wn”。具体地说，预先实验地执行各种类型的单个的燃料喷射，以获取所述燃料喷射的波形的后效。在每一个单个的燃料喷射中，与“P0”对应的燃料喷射开始的燃料压力(供应燃料压力)和与时间段“Tq”对应的燃料喷射量各不相同。通过实验获取的波形的后效或者通过数学公式表示的波形的后效与模型波形相对应。预先将模型波形存储在ECU 30的存储器(模型波形存储模块)中。

在本实施例中，通过下面的公式(1)表示的波形的后效被存储为模型波形。在公式(1)中，“p”表示由燃料压力传感器20检测到的模型波形的参考压力。“A”、“k”、“ω”和“θ”是分别指示衰减振动的幅度、衰减系数、频率和相位的参数。经过的时间被标记为“t”。这些参数“A”、“k”、“ω”和“θ”是根据诸如燃料喷射开始压力、燃料喷射量等的燃料喷射状态来确定的。

p＝A×exp(-kt)sin(ωt+θ)…(1)

在将获取与第(n-1)级燃料喷射对应的后效波形的模型波形的情况下，根据第(n-1)级燃料喷射的喷射状态，来从存储器中存储的模型波形中选择最佳的模型波形。所选择的模型波被定义为表示第(n-1)级燃料喷射的后效的参考模型波形“CALn-1”。在图5E中，虚线表示模型波形“CALn-1”，而实线表示检测波形“W”。从检测波形“W”中减去模型波形“CALn-1”，以提取出图5F中所示的压力波形“Wn”。所提取的压力波形“Wn”与由于第n级燃料喷射引起的燃料喷射速率的变化高度相关。

在图5E和图5F中，只从检测波形“W”中减去表示第(n-1)级喷射的后效的模型波形“CALn-1”。或者，获取表示第(n-2)级燃料喷射或者之前的燃料喷射的后效的多个模型波形，并且可以从检测波形“W”中减去这些模型波形。在图6A至图6E中，从检测波形“W”中减去第(n-1)级喷射、第(n-2)级喷射的模型波形“CALn-1”、“CALn-2”。

返回参照图3，当在步骤S22中的答案为否时，过程前进至步骤S24，在步骤S24中，求检测波形(压力波形)的微分，以获取检测压力的微分值的波形。当在步骤S22中的答案为是时，在步骤S24中求补偿的检测压力(压力波形)的微分。

在步骤S25至S28中，图4B中所示的各种喷射状态的值是基于在步骤S24中获取的检测压力的微分值来计算的。也即是说，燃料喷射开始时刻“R3”是在步骤S25中计算的，燃料喷射结束时刻“R8”是在步骤S26中计算的，最大喷射速率达到时刻“R4”和喷射速率减小开始时刻“R7”是在步骤S27中计算的，以及最大喷射速率“Rβ”是在步骤S28中计算的。在燃料喷射量较小的情况下，最大喷射速率达到时刻“R4”可以与喷射速率减小开始时刻“R7”一致。

在步骤S29中，计算机基于上面的喷射状态的值“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喷射速率的积分值“S”。积分值“S”被定义为燃料喷射量“Q”。应当注意的是，除了上面的喷射状态的值“R3”、“R8”、“Rβ”、“R4”、“R7”以外，还可以基于喷射速率的增加速率“Rα”和喷射速率的减小速率“Rγ”来计算积分值“S”(燃料喷射量“Q”)。如上所述，基于燃料压力传感器20的检测值，来计算实际燃料喷射状态“R3”、“R8”、“Rβ”、“R4”、“R7”、“Q”。

当从检测波形“W”中减去模型波形“CAL”时，必要的是使模型波形“CAL”与检测波形“W”重叠以彼此相关联。如果在时间轴的方向上在检测波形“W”与模型波形“CAL”之间产生偏离，则减法计算的准确性降低。根据本实施例，使用以下方法来避免该偏离。

即，在检测波形“W”中，第(n-1)级喷射结束时与第n级喷射开始时之间的间隔部分(间隔检测波形“WI”)表示由于先前的燃料喷射引起的实际后效。基于此，以使在间隔时间段期间的模型波形(间隔模型波形)与间隔检测波形“WI”之间的偏离变为最小值的方式来使检测波形“W”与模型波形“CAL”彼此相关联。

例如，如图6A至图6E所示，在执行三级燃料喷射的情况下，第(n-2)级喷射结束时与第(n-1)级喷射开始时之间的间隔时间段“TIn-2”中的波形应该是由于第(n-2)级喷射引起的波形(图6C中的模型波形CALn-2)。此外，第(n-1)级喷射结束时与第n级喷射开始时之间的间隔时间段“TIn-1”中的波形应该是通过将模型波形“CALn-2”与模型波形“CALn-1”合成而获取的后效波形“U”，如图7C中所示。

图7C中的虚线表示后效波形“U”。将在下文中描述一种用于将图7B和图7C中的实线指示的后效波形“U”与检测波形“W”相关联的方法。

首先，计算与检测波形“W”中的燃料喷射结束时刻对应的点B1(参照图7B)。具体地说，获取燃料喷射开始时的压力“P3”或“P0”。在获取压力“P0”的情况下，预先确定与来自泄露端口11d的泄漏量对应的减小的压力ΔP2，并且可以通过从压力“P0”中减去减小的压力ΔP2来计算与压力“P3”对应的压力。然后，将在检测波形“W”中从点“P4”到点“P8”的部分近似为直线“L2”。具体地说，在点“P4”与点“P8”之间的拐点处的切线可以被定义为近似的直线“L2”。近似的直线“L2”与表示压力“P3”的直线之间的交点被计算为燃料喷射结束点“B1”。

假设后效波形“U”从点“B1”开始。使后效波形“U”的开始点与点“B1”一致。因而，后效波形“U”与检测波形“W”相关联。

然而，由于检测波形“W”中包含的噪声、计算误差等等，燃料喷射结束点“B1”很可能被错误地计算。计算点“B1”可能与实际点“B1”偏离。例如，如图7B所示，如果近似的直线“L2”被错误地计算为线“L3”，则点“B2”被错误地计算为燃料喷射结束点。如图7C所示，如果使后效波形“U”的开始点与点“B2”一致，则后效波形“U”的相位与检测波形“W”的相位偏离Δt。在这种情况下，如果从检测波形“W”中减去后效波形“U”，则可能不能准确地提取出由于第n级燃料喷射引起的压力波形“Wn”。

根据本实施例，后效波形“U”的相位被如下校正。在下面的解释中，与未喷射燃料的时间段对应的检测波形“W”的一部分被称作间隔检测波形“WI”。具体地说，燃料喷射结束点“B1”与第n级燃料喷射开始点“B3”之间的检测波形“W”的一部分被称作间隔检测波形“WI”。点“B3”与点“P1”或点“ls”相对应。

将燃料压力首次增加的间隔检测波形“WI”的一部分近似为图7C中所示的线“L3”。例如，通过最小二乘法，将与从开始点开始的特定时间段“ta”对应的间隔检测波形“WI”的一部分近似为线“L3”。或者，可以将与从燃料喷射结束点“B1”开始的特定时间段“ta”对应的间隔检测波形“WI”的一部分近似为线“L3”。

然后，将燃料压力首次增加的后效波形“U”的一部分近似为图7C中所示的线“L4”。例如，通过最小二乘法，将与从开始点开始的特定时间段“ta”对应的后效波形“U”的一部分近似为线“L4”。或者，可以将开始点与改变点“UP8”之间的后效波形“U”的一部分近似为线“L4”。

然后，计算线“L3”与线“L4”之间的距离。根据本实施例，假定线“L3”与线“L4”相互平行。当燃料压力为“P3”时，线“L3”与线“L4”之间存在时间差Δt。该时间差Δt被计算为后效波形“U”与检测波形“W”之间的相位差Δt。或者，线“L3”与线“L4”之间的平均距离可以被定义为相位差Δt。

然后，以使后效波形“U”的开始点与点“B2”偏离相位差Δt的方式来校正后效波形“U”的相位。具体地说，上面的公式(1)被如下校正为：

p＝A×exp(-k(t-Δt))sin(ω(t-Δt)+θ)…(2)

因而，后效波形“U”与检测波形“W”相关联，使得后效波形“U”的开始点与实际燃料喷射结束点“B1”一致。

根据本发明人的实验，当第n级燃料喷射的燃料喷射时间段“Tqn”更长时，实际波形的幅度变得更小。例如，在图7B中，“k1”示出了沿着后效波形“U”的峰值的渐近线。如果第n级燃料喷射的燃料喷射时间段“Tqn”变得更长，则渐近线由“k2”指示并且衰减程度变得更大。

根据本发明人的研究，如下发生上面的现象。燃料压力波在燃料供应通道中向燃料喷射器10的燃料喷射孔11b进行发送。发送的燃料压力波的一部分在燃料喷射孔11b周围的位置处被反射，并且向燃料压力传感器20进行发送。由于反射的燃料压力波，因此在由燃料压力传感器20检测的燃料压力波形中产生后效。燃料压力波形的这种后效是由图7B中的渐近线“k1”和“k2”表示的。当阀主体12关闭燃料喷射孔11b以停止燃料喷射时，喷射孔11b周围的燃料的反射程度增加，并且燃料压力波的幅度增加。

同时，当阀主体12打开燃料喷射孔11b以喷射燃料时，燃料的反射程度减小。因此，燃料压力波的幅度减小。当阀打开时间段“Tqn”更长时，燃料的反射量减少的更多，并且压力波的幅度减小的更多。

因此，虽然如上所述来校正后效波形“U”的相位，但是由于第n级燃料喷射的燃料喷射时间段“Tqn”变得更长，因此由图7D中的虚线指示的后效波形“U”的幅度变得比由实线指示的实际波形的幅度更大。

根据本实施例，校正后效波形“U”的幅度，使得幅度的偏离变为0。具体地说，校正上面的公式(2)中的衰减系数(幅度增益)“k”，使得图7D中的阴影区域变为最小值。该阴影区域与在特定的时间段“Tb”期间间隔检测波形“WI”与后效波形“U”之间的差别之和相对应。

优选的是，特定的时间段“Tb”比后效波形“U”的一个周期更长。

如上所述，校正后效波形“U”的衰减系数“k”，使得后效波形“U”的幅度接近间隔检测波形“WI”的幅度。

参照图8中所示的流程图，将在下文中描述相位校正处理和衰减系数校正处理。该处理是步骤S23的子例程。在步骤S31中，获取第m级燃料喷射的燃料喷射开始压力“P0m”和燃料喷射量“Qm”。在步骤S29中计算的燃料喷射量可以用作燃料喷射量“Qm”。或者，从时间段“Tqm”估计的燃料喷射量可以用作燃料喷射量“Qm”。

在步骤S32中，基于在步骤S31中获取的燃料压力“P0m”和燃料喷射量“Qm”来从存储器中存储的各种模型波形中选择最佳的模型波形“CALm”。在步骤S33中，将多个模型波形“CALn-2”和“CALn-1”合成，以获取后效波形“U”。在步骤S34中，计算检测波形“W”中的燃料喷射结束点“B2”。如图7B所示，近似的直线“L3”与表示压力“P3”的直线之间的交点被计算为燃料喷射结束点“B2”。

在步骤S35(相位相关模块)中，使在步骤S33中计算出的后效波形“U”的开始点与在步骤S34中计算出的点“B2”一致，由此后效波形“U”与检测波形“W”相关联。在步骤S36(检测波形近似模块)中，将与从点“B2”开始的特定的时间段“Ta”对应的检测波形“W”的一部分近似为直线“L3”。在步骤S37(模型波形近似模块)中，将与从点“B2”开始的特定的时间段“Ta”对应的后效波形“U”的一部分近似为直线“L4”。

在步骤S38中，线“L3”与线“L4”之间的距离被计算为相位差Δt。在步骤S39中，校正后效波形“U”，使得相位差Δt变为0。

在步骤S40(幅度校正模块)中，在从点“B1”开始的特定的时间段“Tb”期间，以使后效波形“U”与检测波形“W”之间的幅度差之和变为最小值的方式来校正后效波形“U”的衰减系数“k”。

在步骤S41(波形提取模块)中，从检测波形“W”中减去校正的后效波形“U”。因而，获取第n级燃料喷射的压力波形“Wn”，如图5F和图6E所示。

如上所述，根据本实施例，计算间隔检测波形“WI”与后效波形“U”之间的相位差Δt，并且校正后效波形“U”，使得相位差Δt变为0。因此，由于后效波形“U”与检测波形“W”之间的相位差在喷射时间段“Tqn-1”和“Tqn”期间变得更小，因此可以准确地提取出由于第n级燃料喷射引起的燃料压力波形“Wn”。可以以较高的准确度检测实际的燃料喷射状态“R3”、“R8”、“Rβ”、“R4”、“R7”和“Q”，并且可以准确地控制引擎输出力矩和排放。

此外，根据本实施例，由于相位差Δt是基于压力首次增加的波形“WI”和“U”的一部分来计算的，因此可以以较高的准确度来计算相位差Δt。此外，将具有较大幅度的波形“WI”和“U”的一部分近似为直线“L3”和“L4”。基于这些直线“L3”和“L4”，来计算相位差Δt，使得其计算载荷可以显著地减少，而不会降低计算准确度。

此外，根据本实施例，以使校正的后效波形“U”与间隔检测波形“WI”之间的幅度差变为最小值的方式来校正衰减系数“k”。因此，可以以较高的准确度提取出由于第n级燃料喷射引起的压力波形“Wn”。

[其它实施例]

本发明不限于上面所描述的实施例，而是可以例如以下面的方式来执行本发明。此外，可以将每个实施例的特性配置进行结合。

在上面的实施例中，针对压力首次增加的间隔检测波形“WI”的一部分来计算相位差Δt。作为修改，可以针对间隔检测波形“WI”的连续部分来计算相位差Δt。或者，可以针对整个间隔检测波形“WI”来计算相位差Δt。

可以在无需将波形近似为直线的情况下计算间隔检测波形“WI”与后效波形“U”之间的相位差。例如，当后效波形“U”的相位被逐渐地移动时，计算后效波形“U”与间隔检测波形“WI”之间的差别之和。最后，后效波形“U”的相位被校正为差别达到最小值所对应的相位。

在上面的实施例中，将多个模型波形“CALn-2”和“CALn-1”进行合成，以获取后效波形“U”。针对该后效波形“U”，执行相位校正和衰减系数校正。

或者，在校正模型波形“CALn-2”和“CALn-1”中的每一个模型波形之后，将这些波形进行合成，以获取后效波形“U”。

在上面的实施例中，模型波形“CAL”由公式(1)表示，并且根据公式(1)来计算参考压力“p”。或者，参考压力“p”可以存储在映射中，并且该映射可以用作模型波形。

控制阀14可以是三向阀。即使在燃料喷射时间段内，背压室11c中的燃料也不会泄露。

Claims (4)

1.一种应用于燃料喷射系统的燃料压力波形检测器，所述燃料喷射系统包括燃料喷射器和燃料压力传感器，所述燃料喷射器通过燃料喷射孔将燃料喷射到内燃机中，所述燃料压力传感器对由于所述燃料喷射器的燃料喷射引起的燃料供应通道中的所述燃料压力的变化进行检测，所述燃料压力波形检测器包括：

检测波形获取模块，其用于在所述内燃机的一个燃烧循环期间执行多级燃料喷射时利用所述燃料压力传感器来获取多级喷射波形；

模型波形存储模块，其用于在执行第n(n≥2)级燃料喷射之前存储执行第(n-1)级燃料喷射时的参考模型波形；

相位相关模块，其用于将所述参考模型波形与所述多级喷射波形相关联；以及

波形提取模块，其用于通过从所述多级喷射波形中减去相关联的所述参考模型波形，来提取出由于所述第n级燃料喷射引起的压力波形，其中

所述相位相关模块以使间隔检测波形与间隔模型波形之间的相位差变为最小值的方式来将所述参考模型波形与所述多级喷射波形相关联，

所述间隔检测波形与在从所述第(n-1)级燃料喷射结束时直到所述第n级燃料喷射开始时的时间段期间的所检测的多级喷射波形相对应，以及

所述间隔模型波形与在从所述第(n-1)级燃料喷射结束时直到所述第n级燃料喷射开始时的时间段期间的所述模型波形相对应。

2.根据权利要求1所述的燃料压力波形检测器，其中

所述相位相关模块将压力首次增加的所述间隔检测波形与压力首次增加的所述间隔模型波形相关联。

3.根据权利要求2所述的燃料压力波形检测器，其中

所述相位相关模块包括模型波形近似模块，所述模型波形近似模块用于将压力首次增加的所述间隔检测波形近似为直线，并且用于将压力首次增加的所述间隔模型波形近似为另一直线，以及

所述相位相关模块基于所近似的直线来将所述间隔检测波形与所述间隔模型波形相关联。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的燃料压力波形检测器，还包括：

幅度校正模块，其用于以使所述间隔模型波形与所述间隔检测波形之间的幅度差变为最小值的方式来对所述模型波形的幅度增益进行校正。

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