CN102312746B - 燃料喷射状态感测设备 - Google Patents

燃料喷射状态感测设备 Download PDF

Info

Publication number
CN102312746B
CN102312746B CN201110185994.5A CN201110185994A CN102312746B CN 102312746 B CN102312746 B CN 102312746B CN 201110185994 A CN201110185994 A CN 201110185994A CN 102312746 B CN102312746 B CN 102312746B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
waveform
pressure
injection
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110185994.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102312746A (zh
Inventor
小松航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN102312746A publication Critical patent/CN102312746A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102312746B publication Critical patent/CN102312746B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/005Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413Controller structures or design
    • F02D2041/1432Controller structures or design the system including a filter, e.g. a low pass or high pass filter
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602Fuel pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/04Fuel pressure pulsation in common rails
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/24Fuel-injection apparatus with sensors
    • F02M2200/247Pressure sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及一种燃料喷射状态感测设备。燃料喷射状态感测设备获取喷射时间感测波形,该喷射时间感测波形是使用燃料压力传感器中的与当前执行燃料喷射的喷射器对应的燃料压力传感器所感测的压力的波形。该设备通过使用第二低通滤波器从喷射时间感测波形中移除具有预定频率或更高频率的高频分量,来提取供应压力波形。设备通过从喷射时间感测波形中减去供应压力波形分量,来计算喷射压力波形分量。该设备基于喷射压力波形分量来估计喷射速率波形(即,燃料喷射状态)。

Description

燃料喷射状态感测设备
技术领域
本发明涉及燃料喷射状态感测设备,所述燃料喷射状态感测设备通过使用燃料压力传感器来感测随着来自内燃机的喷射器的燃料喷射而发生的燃料压力的改变,并且基于所感测的压力波形来估计燃料喷射状态。
背景技术
为了精确地控制内燃机的输出转矩和排放状态,精确地控制诸如喷射量和喷射开始时间等从喷射器喷射的燃料的喷射状态是很重要的。因此,例如,专利文件1至专利文件3(JP-A-2010-3004、JP-A-2009-57924和日本专利No.4424395)中的每一个专利文件描述了一种用于通过使用燃料压力传感器来感测随着喷射在燃料供应线路中产生的燃料压力的改变的技术,其中,所述燃料供应线路从共轨(分配容器)的排放孔延伸至喷射器的喷射孔。使用燃料压力传感器所感测的压力波形与指示喷射速率的改变的喷射速率波形高度相关。因此,这些技术的目的是通过基于所感测的压力波形(即,喷射时间感测波形)来估计喷射速率波形,以感测诸如喷射开始时间和喷射量等的喷射状态。如果可以通过这种方式来感测实际的喷射状态,则可以基于感测值来精确地控制喷射状态。
如下面举例说明的,喷射时间感测波形不仅指示喷射的影响,还包括由除了喷射以外的影响所引起的波形分量。即,在将燃料箱中的燃料泵送给共轨的燃料泵是如同在柱塞泵中一样间歇地泵送燃料的泵的情况下,如果在燃料喷射期间执行泵-泵送(即,通过泵进行泵送),则在泵-泵送期间的喷射时间感测波形变为具有总体上增加的压力的波形。即,可以认为喷射时间感测波形W(参照图3(a))包括喷射压力波形分量Wc(参照图3(d))和波形分量Wb(参照图3(c)中的实线),所述喷射压力波形分量Wc指示由于喷射引起的燃料压力的改变,波形分量Wb指示由于泵-泵送引起的燃料压力的增加。
即使未在燃料喷射期间执行泵-泵送,整个喷射系统中的燃料压力仍然在燃料喷射之后立即减小所喷射的量。因此,喷射时间感测波形变为具有整体上减小的压力的波形。即,喷射时间感测波形W包括喷射压力波形分量Wc和波形分量Wb′(参照图3(c)中的虚线),所述喷射压力波形分量Wc指示由于喷射引起的燃料压力的改变,所述波形分量Wb′指示整个喷射系统中的燃料压力的减小。
因此,专利文件3中描述的技术关注如下的事实,即用与当前未执行喷射的汽缸的喷射器对应的燃料压力传感器(非喷射汽缸传感器)感测的波形指示共轨中的燃料压力(即,整个喷射系统中的燃料压力)的改变。该技术通过从用与当前执行喷射的汽缸的喷射器对应的燃料压力传感器(喷射汽缸传感器)感测的喷射时间感测波形中减去用非喷射汽缸传感器感测的波形,来计算喷射压力波形分量。通过基于以这种方式获取的喷射压力波形分量来对喷射速率波形进行估计,可以以较高的精确度来感测实际的喷射状态。
然而,专利文件3的技术需要根据喷射汽缸传感器的感测值来生成喷射时间感测波形并且同时根据非喷射汽缸传感器的感测值来生成感测波形。因此,用于生成这些感测波形的算术处理负荷很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料喷射状态感测设备,该燃料喷射状态感测设备的目的是同时实现喷射状态的精确感测和算术处理负荷的降低。
根据本发明的第一示例性方面,假设燃料喷射状态感测设备被应用于燃料喷射系统,所述燃料喷射系统具有:多个喷射器,所述多个喷射器被分别提供给多汽缸内燃机的汽缸;分配容器,所述分配容器用于对从燃料泵供应的燃料进行蓄压并且用于向所述喷射器分配和供应燃料;以及燃料压力传感器,所述燃料压力传感器被分别提供给所述喷射器,以用于感测随着来自喷射器的喷射孔的燃料喷射在燃料供应线路中发生的燃料压力的改变,其中所述燃料供应线路从所述分配容器的排放孔延伸至所述喷射孔。
燃料喷射状态感测设备具有感测波形获取部、滤波部、喷射压力波形计算部和喷射状态估计部。感测波形获取部获取喷射时间感测波形,所述喷射时间感测波形是使用燃料压力传感器中的与当前执行燃料喷射的喷射器对应的燃料压力传感器所感测的压力的波形。滤波部通过从喷射时间感测波形中移除具有预定频率或更高频率的高频分量,来提取指示所述分配容器内的分配供应压力的改变的供应压力波形分量。喷射压力波形计算部通过从喷射时间感测波形中减去供应压力波形分量,来计算指示由于喷射引起的燃料压力的改变的喷射压力波形分量。喷射状态估计部基于所述喷射压力波形分量来估计来自喷射孔的燃料喷射的燃料喷射状态。
图3(d)示出了指示由于喷射引起的燃料压力的改变的喷射压力波形分量Wc的示例。图3(c)中的实线示出了指示由于泵-泵送引起的燃料压力的增加的波形分量Wb的示例。图3(c)中的虚线示出了指示整个喷射系统中的燃料压力的减小的波形分量Wb′的示例。与由泵-泵送等而非喷射的影响引起的波形分量Wb、Wb′相比,喷射压力波形分量Wc是在更短的时间内快速改变的波形。可以认为,与波形分量Wb、Wb′相比,喷射压力波形分量Wc是具有更高频率的波形。因此,可以通过从喷射时间感测波形W(参照图3(a))中移除高频分量,来提取由泵-泵送等引起的波形分量Wb、Wb′。本发明的发明人通过关注这一点而提出了本发明的上述方面。
简而言之,本发明的上述方面(即,滤波部)通过从喷射时间感测波形W中移除具有预定频率或更高频率的高频分量,来提取由泵-泵送等引起的供应压力波形分量Wb、Wb′。本发明的上述方面(即,喷射压力波形计算部)通过从喷射时间感测波形W中减去供应压力波形分量Wb、Wb′,来计算喷射压力波形分量Wc。因此,可以从喷射时间感测波形W来获取已经从其中移除了由于泵-泵送等引起的波形分量Wb、Wb′的喷射压力波形分量Wc,而无需如同专利文件3中一样必须使用非喷射汽缸传感器所感测的燃料压力的波形。
根据基于用该方法获取的喷射压力波形分量Wc来估计燃料喷射状态的本发明的上述方面,可以以较高的精确度来感测实际的喷射状态。因此,根据本发明的上述方面,可以同时实现喷射状态的精确感测和用于根据燃料压力传感器的感测值来生成感测波形的算术处理负荷的降低。
根据本发明的第二示例性方面,设置预定频率以使得从随着喷射开始的燃料压力减小开始直到随着喷射结束的燃料压力增加结束为止的波形分量被包含在滤波部分移除的所述高频分量中。
根据本发明的上述方面,从随着喷射开始的燃料压力减小开始直到随着喷射结束的燃料压力增加结束为止的波形分量被滤波部移除。因此,可以以高精确度提取供应压力波形分量Wb、Wb′,从而可以提高喷射状态估计部的燃料喷射状态的估计精确度。
根据本发明的第三示例性方面,设置预定频率,以使得随着燃料从所述燃料泵泵送到分配容器而产生的燃料压力增加的波形分量不会被包含在滤波模块移除的高频分量中。
以图3(c)中所示作为示例,在由于除了喷射以外的影响引起的波形分量Wb、Wb′中,与指示随着喷射而产生的整个喷射系统中的燃料压力减小的燃料压力减小波形分量Wb′相比,由于泵-泵送引起的燃料压力增加波形分量Wb呈现出更大的燃料压力改变。因此,与从喷射时间感测波形W中移除燃料压力减小波形分量Wb′相比,移除燃料压力增加波形分量Wb更有助于提高喷射压力波形分量Wc的计算精确度。因此,根据考虑到这一点的本发明的上述方面,设置预定频率以使得至少由于泵-泵送而引起的燃料压力增加波形分量Wb没有被滤波部移除。因此,可以促进喷射压力波形分量Wc的计算精确度的提高。
根据本发明的第四示例性方面,燃料喷射状态感测设备还具有噪声滤波部,所述噪声滤波部用于从喷射时间感测波形中移除具有特定频率或更高频率的噪声分量。所述特定频率高于预定频率。
以图3(a)中所示作为示例,喷射时间感测波形W包括由于各种原因引起的噪声N。考虑到这一点,根据本发明的上述方面,可以使由喷射压力波形计算部用于计算的喷射时间感测波形成为已经由噪声滤波部从中移除了噪声N的波形。因此,可以提高喷射压力波形计算部的喷射压力波形分量的计算精确度。
附图说明
通过研究形成了本申请的部分的以下详细描述、所附权利要求和附图,将理解实施例的特征和优点以及有关部分的功能和操作方法。在附图中:
图1是示出了根据本发明的实施例的具有燃料喷射状态感测设备的燃料喷射系统的示意图;
图2(a)是示出了根据实施例的喷射命令信号的框图;
图2(b)是示出了根据实施例的喷射速率波形的框图;
图2(c)是示出了根据实施例的喷射压力波形分量的框图;
图3(a)是示出了根据实施例的喷射时间感测波形的框图;
图3(b)是示出了根据实施例的移除噪声之后的喷射时间感测波形的框图;
图3(c)是示出了根据实施例的供应压力波形分量的框图;
图3(d)是示出了根据实施例的喷射压力波形分量的框图;
图4是示出了根据实施例的用于计算喷射压力波形分量的功能块的框图;以及
图5是示出了根据实施例的用于计算喷射压力波形分量的处理过程的流程图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图来描述根据本发明的实施例的燃料喷射状态感测设备。根据本实施例的燃料喷射状态感测设备被安装于车辆的发动机(内燃机)上。假设本实施例的发动机是将高压燃料喷射到多个汽缸#1-#4中以引起压缩自点火燃烧的柴油发动机。
图1是示出了安装于发动机的相应的汽缸的喷射器10、安装于相应的喷射器10的燃料压力传感器20和作为电子控制单元安装于车辆的ECU 30等的示意图。
首先,将解释包括喷射器10的发动机的燃料喷射系统。由高压泵41(燃料泵)将燃料箱40中的燃料泵送到共轨42(蓄压容器)并且对燃料进行蓄压。将蓄压的燃料分配并供应给相应的汽缸的喷射器10(#1-#4)。多个喷射器10(#1-#4)以预置的顺序进行燃料的喷射。柱塞泵被用作高压泵41。因此,与活塞的往复移动同步地对燃料进行间歇地泵送。
如下所解释的,喷射器10具有主体11、针状的阀部件12、致动器13等等。主体11定义了内部高压通道11a和用于喷射燃料的喷射孔11b。阀部件12被包含在主体11内,并且用于打开和关闭喷射孔11b。
背压室11c形成于主体11中,以用于将背压施加到阀门部件12。将高压通道11a和低压通道11d与背压室11c相连。由控制阀14来切换高压通道11a或低压通道11d与背压室11c之间的连通状态。如果通过对诸如电磁感应圈或压力元件等的致动器13通电来按压控制阀14并且使控制阀14在图1中向下移动,则背压室11c与低压通道11d连通,并且背压室中11c中的燃料压力减小。因此,应用于阀部件12的背压减小,并且阀部件12执行阀打开操作。如果通过对致动器13断电来在图1中向上移动控制阀14,则背压室11c与高压通道11a连通,并且背压室11c中的燃料压力增加。因此,应用于阀部件12的背压增加,并且阀部件12执行阀关闭操作。
因此,通过使用ECU 30来对致动器13的通电进行控制,控制阀部件12的打开和关闭操作。因此,根据阀部件12的打开操作和关闭操作从喷射孔11b喷射高压燃料,所述高压燃料从共轨42供应到高压通道11a。例如,ECU 30基于发动机输出轴的旋转速度、发动机载荷等来计算诸如喷射开始时间、喷射结束时间和喷射量等的目标喷射状态。ECU 30向致动器13输出喷射命令信号,以获得所计算的目标喷射状态,从而控制喷射器10的操作。
ECU 30基于发动机载荷和通过加速器操作量计算出的发动机旋转速度等来计算目标喷射状态。例如,预先将与发动机载荷和发动机旋转速度对应的最佳喷射状态(喷射序号、喷射开始时间、喷射结束时间、喷射量等)存储为喷射状态映射。然后,ECU 30基于当前发动机载荷和当前发动机旋转速度参考喷射状态映射来计算目标喷射状态。基于所计算的目标喷射状态来设置喷射命令信号t1、t2、Tq。例如,预先将与目标喷射状态对应的喷射命令信号存储为命令映射。基于所计算的目标喷射状态参考命令映射来设置喷射命令信号。因此,设置与发动机载荷和发动机旋转速度对应的喷射命令信号并将所述喷射命令信号从ECU 30输出到喷射器10。
由于喷射器10的老化退化,例如喷射孔11b的磨损等,与喷射命令信号有关的实际喷射状态发生改变。因此,在本实施例中,通过基于使用燃料压力传感器20(后面将进行详细地解释)所感测的压力波形来计算燃料的喷射速率波形,以感测喷射状态。获取所感测的喷射状态与喷射命令信号(脉冲启动时间t1、脉冲停止时间t2和脉冲启动时段Tq)之间的相关性。基于获取的结果校正存储在命令映射中的喷射命令信号。因此,可以以较高的精确度来控制燃料喷射状态,以使得实际的喷射状态与目标喷射状态一致。
接下来,将解释燃料压力传感器20的硬件结构。如下文解释的,燃料压力传感器20具有阀杆21(应变元件)、压力传感器元件22、模制(mold)IC 23等等。阀杆21固定于主体11。在阀杆21中形成的隔膜部21a接收流经高压通道11a的高压燃料的压力并且弹性地变形。压力传感器元件22固定于隔膜部21a。压力传感器元件22根据在隔膜部21a中引起的弹性变形量来输出压力感测信号。
通过对树脂进行制模来形成模制IC 23,以覆盖电子元件,所述电子元件例如用于将从压力传感器元件22输出的压力感测信号进行放大的放大器电路和用于传输压力感测信号的传输器电路。模制IC 23与阀杆21一起安装于喷射器10。主体11之上具有连接器15。模制IC 23和致动器13分别地通过连接到连接器15的导线16电连接到ECU 30。放大的压力感测信号被传输到ECU 30并且由ECU 30的接收电路进行接收。针对相应汽缸的燃料压力传感器20中的每一个来执行与传输和接收有关的通信处理。
高压通道11a中的燃料的压力(燃料压力)随着来自喷射孔11b的燃料喷射的开始而减小,并且随着燃料喷射的结束而增加。即,在燃料压力的改变与喷射速率(即,针对每个单位时间所喷射的喷射量)的改变之间存在相关性。可以认为,可以根据燃料压力的改变来感测喷射速率的改变(即,实际的喷射状态)。校正上述喷射命令信号,以使得所感测的实际喷射状态与目标喷射状态一致。因此,可以精确地控制喷射状态。
将参照图2来解释感测波形与指示当前执行燃料喷射的喷射器10的燃料喷射速率的改变的喷射速率波形之间的相关性,其中,所述感测波形是使用被安装于相同的喷射器10的燃料压力传感器20所感测的压力的波形。
图2(a)示出了从ECU 30输出到喷射器10的致动器13的喷射命令信号。由于命令信号的脉冲启动,因此对致动器13通电以进行操作,从而打开喷射孔11b。即,喷射命令信号的脉冲启动时间t1命令喷射开始,而喷射命令信号的脉冲停止时间t2命令喷射结束。因此,通过使用命令信号的脉冲启动时段(喷射命令时段Tq)来控制喷射孔11b的阀打开时间,以控制喷射量Q。
图2(b)示出了随着上面提到的喷射命令而发生的来自喷射孔11b的燃料喷射的燃料喷射速率的改变(即,喷射速率波形)。图2(c)示出了随着喷射速率的改变而发生的并且使用燃料压力传感器20所感测的感测压力的改变,所述燃料压力传感器20被安装到当前执行燃料喷射的喷射器10上。图2(c)示出了稍后详细解释的喷射压力波形分量Wc,但是在本文中该波形简称为“喷射压力波形”。
如下面所解释的,在喷射压力波形与喷射速率波形之间存在相关性。因此,可以根据所感测的喷射压力波形来估计(感测)喷射速率波形。即,如图2(a)所示,在发出喷射开始命令的时间t1之后,喷射速率在时间R1处开始增加,从而开始喷射。在喷射速率在时间R1处开始增加以后,当延迟C1过完时,所感测的压力在改变点P1处开始减小。然后,当喷射速率在时间R2处达到最大喷射速率时,所感测的压力的减小在改变点P2处停止。然后,在喷射速率在时间R3处开始减小以后当延迟C3过完时,所感测的压力在改变点P3处开始增加。然后,当喷射速率变为0并且实际的喷射在时间R4处结束时,所感测的压力的增加在改变点P5处停止。
如上文所解释的,在喷射压力波形与喷射速率波形之间存在高相关性。喷射速率波形示出了喷射开始时间(R1出现时间)、喷射结束时间(R4出现时间)和喷射质量(图2(b)中的有点的区域)。因此,可以根据喷射压力波形来估计喷射速率波形,以感测喷射状态。
图3(a)中示出的波形(喷射时间感测波形W)是指示通过对ECU 30中的压力感测信号应用A/D转换所获取的数字信号的改变的波形的示例,所述压力感测信号是从与当前正在执行燃料喷射的喷射孔10对应的燃料压力传感器20输出到ECU 30的。喷射时间感测波形W不仅指示了喷射的影响,还包括指示从共轨42向喷射器10分配和供应的燃料的压力改变的波形分量。
即,如果在燃料喷射期间执行通过高压泵41的泵-泵送,则在泵-泵送期间的喷射时间感测波形W变为具有总体上增加的压力的波形。即,可以认为,喷射时间感测波形W(参照图3(a))包括喷射压力波形分量Wc(参照图3(d))和波形分量Wb(参照图3(c)中的实线),所述喷射压力波形分量Wc指示由于喷射引起的燃料压力的改变,波形分量Wb指示由于泵-泵送引起的燃料压力的增加。
即使该泵-泵送不是在燃料喷射期间执行的,整个喷射系统(即,整个供应线路,该线路包括:共轨42、高压管42b、高压通道11a等)中的燃料压力在燃料喷射之后仍然立即减小所喷射的量。因此,在该情况下,喷射时间感测波形W变为整体上减小的压力的波形。即,可以认为,喷射时间感测波形W包括喷射压力波形分量Wc和波形分量Wb′(参照图3(c)中的虚线),所述喷射压力波形分量Wc指示由于喷射引起的燃料压力的改变,所述波形分量Wb′指示整个喷射系统中的燃料压力的减小。
简而言之,喷射时间感测波形W受到分配供应压力PC和整个喷射系统中的燃料压力改变的影响。因此,通过从喷射时间感测波形W中减去上面提到的波形分量Wb、Wb′(与供应压力波形分量对应),可以从喷射时间感测波形W中移除分配供应压力PC的改变的影响和整个喷射系统中的燃料压力的改变的影响。图3(d)中的实线示出了通过这种减法操作获取的波形分量(喷射压力波形分量Wc)。
因此,根据本实施例,如下面参照图4所解释的,计算由除了喷射以外的影响引起的波形分量Wb、Wb′并且将其从喷射时间感测波形W中减去,以计算喷射压力波形分量Wc。
如图4所示,ECU 30具有A/D转换器31、第一低通滤波器32、第二低通滤波器33、减法器34和喷射速率波形计算单元35,下文将对其解释。A/D转换器31对从燃料压力传感器20输出到ECU 30的压力感测信号执行A/D转换,从而生成如图3所示的喷射时间感测波形W。
第一低通滤波器32(噪声滤波部)移除包含在喷射时间感测波形W中的诸如电子噪声等的各种噪声N(如图3(a)所示)。更具体地说,例如,截止频率被设置为3kHz,以对喷射时间感测波形W中的3kHz或更高的频率分量进行截止。因此,低于3kHz的频率分量被提取。图3(b)示出了已经由第一低通滤波器32移除了噪声的喷射时间感测波形Wa。
第二低通滤波器33(滤波部)移除了喷射时间感测波形Wa中具有预定频率(例如,500Hz)或更高频率的高频分量,以提取出比预定频率更低的低频分量。设置上面提到的预定频率(截止频率),以使得喷射压力波形分量Wc被包含在由第二低通滤波器33移除的高频分量中。更具体地说,将上面提到的预定频率设置为比波形分量的频率低的频率,所述波形分量具有等于从随着喷射开始而产生的改变点P1到随着喷射结束而产生的改变点P5的喷射压力波形分量Wc的一部分的半波长。
此外,设置上面提到的预定频率,以使得指示随着泵-泵送而产生的供应压力的增加的波形分量Wb未被包含在由第二低通滤波器33移除的高频分量中。此外,设置上面提到的预定频率,以使得指示与喷射量对应的整个喷射系统中的燃料压力的减小的波形分量Wb′和下面解释的波动波形未被包含在由第二低通滤波器33移除的高频分量中。
即,如果共轨42中的压力(即,轨压)的可控性在轨压受到高压泵41、减压阀(未示出)等的控制时降低,则在比喷射时间感测波形Wa更长的时段内波动的波形分量(长周期波形分量)被包含在喷射时间感测波形W中。例如,上面提到的长周期波动发生在用于执行控制以使得实际轨压在目标轨压改变以后立即符合目标轨压的过渡周期内。假设长周期波形分量具有与上面提到的波形分量Wb′类似的形状。将长周期波形分量视为供应压力波形分量的示例。
因此,在使用上面所描述的预定频率来设置第二低通滤波器33的情况下,包含在喷射时间感测波形Wa中的喷射压力波形分量Wc被移除,并且波形分量Wb、Wb′被提取。
减法器34(喷射压力波形计算部)执行用于减去波形分量Wb、Wb′的计算,所述波形分量Wb、Wb′是由除了喷射之外的影响引起的,并且由第二低通滤波器33从喷射时间感测波形Wa中提取,所述喷射时间感测波形Wa已经由第一低通滤波器32移除了噪声。因此,计算出图3(d)中所示的喷射压力波形分量Wc。喷射速率波形计算单元35(喷射状态估计部)基于上文参照图2所解释的压力波形与喷射速率波形之间的相关性,通过减法器34计算出的喷射压力波形分量Wc来计算喷射速率波形。
图5是示出了利用如上面提到的喷射时间感测波形W来计算喷射速率波形的过程的流程图。首先,在S10(感测波形获取部),ECU 30的微计算机获取使用与当前执行燃料喷射的汽缸#1的喷射器10对应的燃料压力传感器20所感测的喷射时间感测波形W。
在下面的S20中,第一低通滤波器32执行用于移除包含在喷射时间感测波形W中的噪声N的处理。在下面的S30中,第二低通滤波器33从喷射时间感测波形Wa中移除喷射压力波形分量Wc,以提取出由除了喷射以外的影响引起的波形分量Wb、Wb′。
在下面的S40中,减法器34从经过噪声移除的喷射时间感测波形Wa中减去波形分量Wb、Wb′,从而计算喷射压力波形分量Wc。在下面的S50中,喷射速率波形计算单元35基于喷射压力波形分量Wc来计算喷射速率波形。
上面所描述的本实施例发挥以下作用。
(1)使用第二低通滤波器33从喷射时间感测波形W中移除喷射压力波形分量Wc,从而提取出波形分量Wb、Wb′,其中,所述喷射时间感测波形W是使用与当前执行燃料喷射的汽缸#1对应的燃料压力传感器20所感测的。因此,可以在不需要使用与非喷射汽缸#2对应的燃料压力传感器20的情况下,获取由除了喷射以外的影响引起的波形分量Wb、Wb′。通过从喷射时间感测波形W中减去所获取的波形分量Wb、Wb′,来计算喷射压力波形分量Wc。因此,可以在不需要生成使用与非喷射汽缸#2对应的燃料压力传感器20所感测的感测波形的情况下,获取喷射压力波形分量Wc。因此,可以实现对指示实际的喷射状态的喷射压力波形分量Wc的精确感测,并且同时减少用于根据燃料压力传感器20的感测值来生成感测波形的ECU 30的算术处理负荷。
此外,可以使得不必同时从与喷射汽缸#1对应的和与非喷射汽缸#2对应的燃料压力传感器20获取感测值。因此,可以不必在ECU 30与两个传感器20之间进行同时通信。因此,可以避免使ECU 30与燃料压力传感器20之间的通信处理变得复杂,并且可以减少ECU 30的通信处理负荷。
(2)设置第二低通滤波器33的截止频率,以使得从随着喷射开始而产生的改变点P1到随着喷射结束而产生的改变点P5的喷射压力波形分量Wc的至少一部分被移除。因此,可以肯定地移除喷射压力波形分量Wc的主要部分,并且可以提高由除了喷射以外的影响引起的波形分量Wb、Wb′的提取精确度。因此,可以提高喷射压力波形分量Wc的计算精确度。
(3)设置第二低通滤波器33的截止频率,以使得指示随着泵-泵送而产生的供应压力PC的增加的波形分量Wb未被移除。因此,可以提高供应压力波形分量Wb的提取精确度。
(4)即使当未在燃料喷射期间执行泵-泵送时,整个喷射系统中的燃料压力仍然减小燃料的喷射量。设置第二低通滤波器33的截止频率,以使指示整个喷射系统中的燃料压力减小的波形分量Wb′未被移除。因此,可以提高波形分量Wb′的提取精确度。
(5)除了第二低通滤波器33以外,还提供了用于噪声移除的第一低通滤波器32。因此,可以从用于减法器34中的计算的喷射时间感测波形W中充分地移除由于各种原因引起的噪声N。因此,可以提高减法器34的喷射压力波形分量Wc的计算精确度。
(其它实施例)
本发明不限于上面所描述的实施例,而是可以例如进行如下修改和实现。此外,可以任意结合实施例的特征结构。
在上面所描述的实施例中,数字滤波器(第二低通滤波器33)被应用于已经经过由A/D转换器31进行的A/D转换的数字信号,从而从喷射时间感测波形W中移除了喷射压力波形分量Wc。可替换地,模拟滤波器(未示出)可以应用于未经过A/D转换的模拟信号,从而可以从喷射时间感测波形W中移除喷射压力波形分量Wc。同样地,第一低通滤波器32不限于数字滤波器,而是可以改变为模拟滤波器。
在上面所描述的实施例中,与第二低通滤波器33分开地提供用于噪声移除的第一低通滤波器32。可替换地,可以取消第一低通滤波器32,而第二低通滤波器33可以加倍以作为用于噪声移除的滤波器。
在图1中示出的上面所描述的的实施例中,燃料压力传感器20被安装于喷射器10。可替换地,根据本发明的燃料压力传感器可以是被安排为感测燃料供应线路中的燃料压力的燃料压力传感器,其中,所述燃料供应线路从共轨42的排放孔42a延伸至喷射孔11b。因此,例如,燃料压力传感器可以安装于连接共轨42和喷射器10的高压管42b。即,连接共轨42和喷射器10的高压管42b以及主体11中的高压通道11a与燃料供应线路相对应。
本发明不应当限于所公开的实施例,而是可以在不偏离由所附的权利要求限定的本发明的范围的情况下用许多其它方式来实现。

Claims (2)

1.一种应用于燃料喷射系统的燃料喷射状态感测设备,所述燃料喷射系统具有多个喷射器,所述多个喷射器被分别提供给多汽缸内燃机的多个汽缸;分配容器,用于对从燃料泵供应的燃料进行蓄压并且用于将所述燃料分配和供应给所述多个喷射器;以及多个燃料压力传感器,所述多个燃料压力传感器被分别提供给所述多个喷射器以用于感测在燃料供应线路中与来自所述多个喷射器的多个喷射孔的燃料喷射一起发生的燃料压力的改变,所述燃料供应线路从所述分配容器的排放孔延伸至所述喷射孔,其特征在于:
感测波形获取部,用于获取喷射时间感测波形,所述喷射时间感测波形是使用所述多个燃料压力传感器中的与当前执行所述燃料喷射的所述喷射器对应的燃料压力传感器所感测的所述压力的波形;
滤波部,用于通过从所述喷射时间感测波形中移除具有预定频率或更高频率的高频分量,来提取指示所述分配容器内的分配供应压力的改变的供应压力波形分量;
喷射压力波形计算部,用于通过从所述喷射时间感测波形中减去所述供应压力波形分量,来计算指示由于所述喷射引起的燃料压力改变的喷射压力波形分量;以及
喷射状态估计部,用于基于所述喷射压力波形分量来估计来自所述喷射孔的所述燃料喷射的燃料喷射状态,
其中,设置所述预定频率,以使得从随着喷射开始的燃料压力减小开始一直到随着喷射结束的燃料压力增加结束为止的波形分量被包含在所述滤波部移除的所述高频分量中,并且
其中,设置所述预定频率,以使得随着将所述燃料从所述燃料泵泵送到所述分配容器而产生的燃料压力增加的波形分量不被包含在由所述滤波部移除的所述高频分量中。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射状态感测设备,还包括:
噪声滤波部,用于从所述喷射时间感测波形中移除具有特定频率或更高频率的噪声分量,其中,所述特定频率高于所述预定频率。
CN201110185994.5A 2010-07-02 2011-06-30 燃料喷射状态感测设备 Expired - Fee Related CN102312746B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP151928/2010 2010-07-02
JP2010151928A JP5024429B2 (ja) 2010-07-02 2010-07-02 燃料噴射状態検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102312746A CN102312746A (zh) 2012-01-11
CN102312746B true CN102312746B (zh) 2014-04-16

Family

ID=45346944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110185994.5A Expired - Fee Related CN102312746B (zh) 2010-07-02 2011-06-30 燃料喷射状态感测设备

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5024429B2 (zh)
CN (1) CN102312746B (zh)
DE (1) DE102011051105B4 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5579787B2 (ja) * 2012-06-19 2014-08-27 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
KR101856243B1 (ko) * 2012-07-03 2018-05-09 현대자동차주식회사 연소음이 포함된 엔진의 소음 제어 방법
JP6044524B2 (ja) 2013-11-20 2016-12-14 株式会社デンソー 燃料噴射状態解析装置
CN103994006A (zh) * 2014-06-13 2014-08-20 天津大学 一种喷油器针阀响应时间测量系统及测量方法
CN104806409A (zh) * 2015-03-27 2015-07-29 天津大学 缸内直喷喷油器动态响应时间测量系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101182816A (zh) * 2006-11-14 2008-05-21 株式会社电装 燃料喷射装置及其调整方法
CN101397942A (zh) * 2007-09-25 2009-04-01 Mtu腓特烈港有限责任公司 用于控制和调节具有共轨系统及其单独蓄能器的内燃机的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004056893A1 (de) 2004-11-25 2006-06-01 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Druckschwankungen in einem Kraftstoffversorgungssystem
JP4424395B2 (ja) * 2007-08-31 2010-03-03 株式会社デンソー 内燃機関の燃料噴射制御装置
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
JP4678397B2 (ja) * 2007-10-15 2011-04-27 株式会社デンソー 燃料噴射状態検出装置
EP2083161A1 (en) * 2008-01-28 2009-07-29 GM Global Technology Operations, Inc. Method for evaluating the quantity of fuel injected in an internal combustion engine
JP4631937B2 (ja) 2008-06-18 2011-02-16 株式会社デンソー 学習装置及び燃料噴射システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101182816A (zh) * 2006-11-14 2008-05-21 株式会社电装 燃料喷射装置及其调整方法
CN101397942A (zh) * 2007-09-25 2009-04-01 Mtu腓特烈港有限责任公司 用于控制和调节具有共轨系统及其单独蓄能器的内燃机的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2009-57928A 2009.03.19

Also Published As

Publication number Publication date
JP5024429B2 (ja) 2012-09-12
CN102312746A (zh) 2012-01-11
DE102011051105B4 (de) 2018-07-26
DE102011051105A1 (de) 2012-01-05
JP2012013036A (ja) 2012-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102374054B (zh) 用于减压阀的控制器
CN102312746B (zh) 燃料喷射状态感测设备
US9157389B2 (en) Apparatus of estimating fuel state
CN102287286B (zh) 燃料喷射状态感测设备
CN100436793C (zh) 蓄压型燃料喷射控制器
CN103967635B (zh) 燃料属性确定装置和燃料属性确定方法
CN102656361B (zh) 内燃机的燃料供给装置及燃料供给控制方法
US8973893B2 (en) Method and device for determining the actual start of injection of a piezo fuel injection valve
CN102536491B (zh) 燃料喷射特性学习装置
CN108361139B (zh) 燃料喷射器小油量控制方法
CN101846004B (zh) 燃料喷射检测装置
CN101846005A (zh) 燃料喷射检测装置
US8955490B2 (en) Fuel-pressure-sensor diagnosis device
CN103485915A (zh) 用于更新燃料喷射器喷射规律的方法
EP3408530B1 (en) Injection system, apparatus and method for controlling the quantity of fuel injected
US10662890B2 (en) Method for operating an internal combustion engine and electronic control unit for an internal combustion engine
CN101668937B (zh) 用于在内燃机中控制喷射的方法和控制仪
CN102287285B (zh) 燃料喷射状态感测设备
EP1338781A2 (en) Accumulation type fuel injection system
CN102410099B (zh) 燃料喷射状态检测器
CN102678350B (zh) 用于燃料喷射器的诊断设备
CN103328796B (zh) 用于确定喷射器的控制量的方法
CN102536489B (zh) 用于燃料喷射系统的噪声存在诊断设备
CN102287287A (zh) 燃料喷射状态检测器
CN102345523B (zh) 燃料喷射状态检测器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140416

Termination date: 20150630

EXPY Termination of patent right or utility model