CN102364075B - 用于内燃机的燃料喷射控制系统 - Google Patents

Abstract

一种燃料喷射控制系统具有共轨(12)，燃料泵(11)，设置于每个引擎汽缸中的喷射器(20)以及燃料压力传感器(20a)，用于分别检测共轨(12)和喷射器(20)之间的燃料管道中的燃料压力。ECU(30)基于与喷射汽缸(#1)相关的压力传感器(20a)的输出检测由于燃料喷射而改变的燃料压力(第一压力)。ECU(30)进一步基于与非喷射汽缸(#3)相关的压力传感器(20a)的输出检测由于来自燃料泵(11)的燃料供应而改变的燃料压力(第二压力)。这种汽缸中因其上次燃料喷射导致的燃料压力变化的剩余程度是非喷射汽缸中最小的。基于第一和第二压力之间的差异计算喷射器的燃料喷射特性(例如，燃料喷射起点和终点)。

Description

用于内燃机的燃料喷射控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射控制系统，用于蓄压容器喷射系统，以在蓄压容器(例如，共轨)中聚积高压燃料并且向引擎的相应汽缸中喷射燃料。

背景技术

燃料喷射系统是现有技术中已知的，例如，如日本专利No.4424395公开的那样，根据该专利，由从高压泵供应的燃料产生的压力变化补偿燃料喷射操作导致的燃料压力变化。然后，计算燃料喷射压力(燃料喷射阀的燃料喷射特性)，从而消除来自高压泵的燃料供应的影响。根据现有技术(日本专利No.4424395)，检测供应给燃料喷射阀的燃料压力，这不是在燃料喷射定时的。基于这种燃料压力计算来自高压泵的燃料供应导致的燃料压力变化。

来自高压泵的高压燃料经由蓄压容器(共轨)等同地并且一次性供应给相应引擎汽缸的燃料喷射阀。在并非处于燃料喷射定时的用于引擎汽缸的燃料喷射阀中，在不从泵供应燃料的定时基于燃料压力产生几乎是来自高压泵的燃料供应量的燃料压力变化。因此，能够计算不处于燃料喷射的定时的燃料喷射阀中由来自高压泵的燃料供应导致的燃料压力变化。

根据以上现有技术(日本专利No.4424395)，为多个不处于燃料喷射的定时的燃料喷射阀计算燃料压力的平均值，从而计算来自高压泵的燃料供应导致的压力变化。根据这样的方法，能够消除不处于燃料喷射的定时的多个燃料喷射阀之间的燃料压力差异，由此提高计算来自高压泵的燃料供应导致的燃料压力变化的精确度。

然而，检测相应燃料喷射阀(不处于燃料喷射的定时)由来自高压泵的燃料供应导致的燃料压力变化的精确度并非始终在相同水平上。

发明内容

鉴于上述问题创造了本发明。本发明的目的是提供一种用于内燃机的燃料喷射控制系统，根据该系统可以更加精确地计算燃料喷射阀的燃料喷射特性。

根据本发明的特性，例如，如所附权利要求1中所述，一种用于多汽缸内燃机的燃料喷射控制系统具有：

用于存储高压燃料的蓄压容器(12)；

用于向所述蓄压容器(12)供应高压燃料的燃料泵(11)；

设置于所述引擎中的每一个汽缸中的多个燃料喷射器(20)，用于根据预定燃烧次序向相应汽缸中喷射蓄压容器(12)的高压燃料；

燃料压力传感器(20a)，分别设置于将所述蓄压容器(12)连接到喷射器(20)中的每一个燃料喷射口(21c)的每个燃料管道中，用于检测所述燃料管道中的燃料的燃料压力；以及

用于控制来自相应燃料喷射器(20)的燃料喷射的电子控制单元(30)；

所述电子控制单元(30)包括：

第一压力检测模块(S31，S35，S51，S53)，基于与当前执行燃料喷射的喷射汽缸(#1)相关的燃料压力传感器(20a)的输出，所述第一压力检测模块检测由于在所述燃料喷射器(20)执行的燃料喷射而改变的燃料压力；

第二压力检测模块(S31-S34，S51，S52)，基于与多个非喷射汽缸(#2-#4)中的因上次燃料喷射导致的燃料压力变化的剩余程度是所述多个非喷射汽缸中最小的一个非喷射汽缸(#3)相关的燃料压力传感器(20a)的输出，所述第二压力检测模块检测由于来自燃料泵(11)的燃料供应而改变的燃料压力；以及

计算模块(S36，S54)，基于由所述第一压力检测模块检测的燃料压力与由所述第二压力检测模块检测的燃料压力之间的压力差，所述计算模块计算所述燃料喷射器(20)的燃料喷射特性。

根据以上特性，从燃料泵向蓄压容器供应高压燃料以存储高压燃料。在引擎的每个汽缸处设置喷射器。根据预定燃烧次序向相应汽缸中喷射蓄压容器的高压燃料。由燃料压力传感器检测蓄压容器和喷射器的燃料喷射口之间的燃料管道中的燃料压力。

第一压力检测模块基于与喷射汽缸相关的燃料压力传感器的输出，检测由于在燃料喷射器执行燃料喷射而改变的燃料压力。由此，可以获得燃料喷射期间燃料压力转变的波形。可以获得喷射器的燃料喷射特性，例如，实际燃料喷射起点、实际燃料喷射终点、实际燃料喷射率等。从燃料泵向蓄压容器供应高压燃料。在高压燃料的这种燃料供应和喷射器进行的燃料喷射彼此交叠时，由燃料喷射导致的燃料压力变化可能包括由来自燃料泵的高压燃料的这种燃料供应导致的燃料压力变化。

第二压力检测模块基于与非喷射汽缸相关的燃料压力传感器的输出，检测由于来自燃料泵的燃料供应而改变的燃料压力。在每个非喷射汽缸中，都剩余由上次燃料喷射导致的燃料压力变化。这种燃料压力变化的剩余程度在汽缸与汽缸之间是不同的。因此，在选择适当非喷射汽缸的情况下，与以下情况相比，可以更精确地检测由来自燃料泵的燃料供应导致的燃料压力变化：针对非喷射汽缸计算燃料压力变化的平均值，并使用这样的平均值检测由于来自燃料泵的燃料供应而改变的燃料压力。

根据以上结构和操作，基于与上次燃料喷射导致的燃料压力变化剩余程度是非喷射汽缸中最小的非喷射汽缸相关的燃料压力传感器的输出，检测由于来自燃料泵的燃料供应而改变的燃料压力。结果，能够精确地检测由来自燃料泵的燃料供应导致的燃料压力变化。

然后，基于由所述第一压力检测模块检测的燃料压力和由所述第二压力检测模块检测的燃料压力之间的压力差，计算喷射器的燃料喷射特性。因此，能够精确地消除来自燃料泵的燃料供应导致的影响并且由此精确计算喷射器的喷射特性。

根据以上燃料喷射控制系统，由喷射器根据预定燃烧次序向相应汽缸中喷射蓄压容器中存储的高压燃料。对于已经执行了燃料喷射的汽缸而言，将在对所有其它汽缸执行过燃料喷射之后执行下一次燃料喷射。因此，在已经为第一汽缸执行了燃料喷射时，起先停止燃料喷射的非喷射汽缸中的汽缸将成为接下来将在第一汽缸之后执行燃料喷射的下一个汽缸。例如，对于四汽缸引擎而言，按照第一汽缸、第四汽缸、第三汽缸和第二汽缸的次序执行燃料喷射。因此，在为第一汽缸执行燃料喷射时，燃料喷射将在非喷射汽缸中的第三汽缸中最早终止。先前燃料喷射(或喷射)导致的燃料压力变化将随着时间的推移而衰减。因此，在上述情况下，在第一汽缸为喷射汽缸时，那么由先前燃料喷射导致的燃料压力变化的剩余程度在第三汽缸中变为最小。

附图说明

通过下文参考附图的详细说明，本发明的上述和其它目的、特性和优点将变得更加显见。在附图中：

图1是示出了根据本发明第一实施例的共轨型燃料喷射系统的总体结构的示意图；

图2是示出了燃料喷射器内部结构的示意截面图；

图3是示出了燃料喷射操作的基本过程的流程图；

图4是示出了学习控制过程的流程图；

图5是示出了燃料喷射参数转变的时间图；

图6是示出了燃料喷射器的燃料喷射定时和高压泵燃料供应定时之间的关系的时间图；

图7是示出了燃料喷射参数转变的时间图；

图8A和8B是示出补偿燃料压力的流程图；

图9是示出了相应燃料供应管线长度的示意图；以及

图10是示出根据本发明第二实施例的补偿燃料压力过程的流程图。

具体实施方式

(第一实施例)

将参考附图解释第一实施例。可以将本发明应用于共轨型燃料喷射系统(高压燃料喷射系统)，用于要安装在车上的往复式柴油机。在共轨型燃料喷射系统中，高压燃料(例如，燃料喷射压力大约为1800个大气压的柴油)直接喷射到柴油机相应汽缸的燃烧室中。

将参考图1解释共轨型燃料喷射系统的总体结构。本发明所应用的内燃机是用于车辆的四缸发动机。在图1中，在相应(第一到第四)汽缸(#1，#2，#3，#4)处设置喷射器20。

如图1所示，ECU(电子控制单元)30从各种传感器接收传感器信号并且基于这种传感器信号控制燃料喷射系统的操作。ECU 30控制形成燃料供应系统的各种装置和部件的操作，由此控制柴油机的输出(旋转速度、转矩等)。为此目的，ECU 30通过反馈操作将引擎的燃料喷射压力控制在目标值。更确切地，ECU 30将燃料压力传感器20a探测的燃料压力控制在目标燃料压力。

从燃料流的上游侧开始，燃料供应系统由燃料箱10、燃料泵11和共轨(储油器)12构成。通过油管10a经由燃料滤清器10b将燃料箱10连接到燃料泵11。

燃料箱10是用于储存引擎所用燃料(柴油)的容器。燃料泵11由低压泵11a和高压泵11b构成。低压泵11a从燃料箱10汲取燃料，燃料被加压并且从高压泵11b被泵送出来。由设置于燃料泵11吸油侧的SCV(吸入控制阀)11c调节来自高压泵11b的燃料供应量，亦即，燃料泵11的燃料排放量。亦即，调节送往吸入控制阀11c的驱动电流，以便将燃料泵11的燃料排放量控制在期望值。SCV 11c是常开型燃料流量调节阀，在没有向其供应电流时，SCV 11c是打开的。

燃料泵11的低压泵11a例如由次摆线型馈送泵构成。高压泵11b例如由具有多个柱塞(例如，两个或三个柱塞)的柱塞泵构成，每个柱塞由偏心凸轮(未示出)沿其轴向往复运动，从而在预定的定时泵送出供应到加压室中的燃料。低压泵和高压泵11a和11b中的每一个都由驱动轴11d驱动，驱动轴连接到曲轴41(引擎的输出轴)，并且相对于曲轴41的每次转动以“1/1”或“1/2”的比例旋转。如上所述，低压泵和高压泵11a和11b都由引擎驱动。

燃料箱10中的燃料被燃料泵11汲取出来经由燃料滤清器10b通过油管10a，并且在高压下通过油管(高压燃料管道)供应给共轨12。从燃料泵11供应的高压燃料在高压下聚积在共轨12中，然后将这种高压燃料供应给相应汽缸的每个喷射器20。

在共轨12和油管(高压燃料通道)14之间的每个连接部分12a，设置开口，以减少经由油管14传播到共轨12的燃料脉动(在每次燃料喷射时，燃料脉动产生于喷射器20的燃料喷射端口)。该开口也称为油管14的限制部分，对应于燃料脉动减小模块。结果，减小了共轨12中的压力脉动，从而可以在稳定的燃料压力下向相应喷射器20供应高压燃料。或者，除了开口之外，可以将流量阻尼器或开口和流量阻尼器的组合用作燃料脉动减小模块。

在燃料喷射系统中，由相应喷射器20将来自燃料泵11的高压燃料直接喷射到引擎的每个汽缸(燃烧室)中。引擎是四冲程类型的。因此，针对每次曲轴720度曲柄角“720°CA”的旋转重复执行由吸入、压缩、燃烧和排气冲程构成的一个燃烧循环。

如上所述，用于燃料喷射系统的燃料供应系统基本类似于常规系统。不过，在本实施例的燃料喷射系统中，在与喷射器20相邻的相应部分，更确切地讲，在相应喷射器的燃料入口处设置燃料压力传感器20a。根据这样的结构，能够精确地检测燃料喷射运动和/或由于喷射器20的实际燃料喷射导致的压力变化行为(下文解释)。

将参考图2解释喷射器20的结构，图2是示出了喷射器20内部结构的示意截面图。

如图2所示，喷射器20包括喷射器主体部分22、设置于喷射器主体部分22前侧用于通过燃料喷射口21c喷射燃料的喷嘴部分21、以及设置于喷射器主体部分22后侧用于可操作地驱动喷嘴针21d的驱动部分23。形成喷嘴部分21，使得独立构件固定到喷射器主体部分22的前侧。

喷射器20的燃料喷射口21c形成于喷嘴部分21的前端21b。更确切地讲，喷嘴部分21具有圆柱形喷嘴主体21a，其前端21b向着前端逐渐减小直径。在前端21b处设置多个燃料喷射口21c(例如，六到八个微型开口)。在喷嘴部分21中容纳喷嘴针21d，用于打开和关闭通往燃料喷射口21c的燃料管道22c。由设置于其后侧的弹簧22a将喷嘴针21d向前端(燃料喷射口21c)偏置。沿着轴向向上提升喷嘴针21d，对抗弹簧的偏置力。在喷嘴针21d的后侧提供停止器22b，用于限制其向上的运动，以防止喷嘴针21d运动异常。

经由油管14(图1)和燃料管道22c从共轨12向喷嘴部分21的前端21b供应高压燃料。然后，经由燃料喷射口21c向燃烧室中喷射高压燃料。由设置于喷射器20燃料入口的燃料压力传感器20a测量(检测)高压燃料的燃料压力。更确切地讲，针对每次燃料喷射测量燃料压力(燃料入口压力)，包括燃料喷射运动和/或喷射器20的实际燃料喷射导致的压力变化行为。在每次燃料喷射中，由喷嘴针21d的提升量控制供应给燃料喷射口21c的燃料量，亦即，单位时间内来自燃料喷射口21c的燃料喷射量(即，燃料喷射率)。在将喷嘴针21d停靠在阀座上时(提升量为零)，关闭了燃料喷射。

将解释设置于喷嘴部分21后侧的喷射器主体部分22的内部结构。

喷射器主体部分22具有圆柱形外壳22d和容纳于外壳22d中并且经由连接轴22f连接到喷嘴针21d的支配活塞22e。支配活塞22e具有圆柱主体，其直径大于喷嘴针21d。像喷嘴针21d那样，支配活塞22e在喷射器20中沿轴向往复运动。支配室Cd形成于支配活塞22e的后侧，其中支配室Cd由外壳22d的顶壁表面和支配活塞22e的顶表面界定。此外，在外壳22d中形成进入孔22g，使得来自共轨的高压燃料通过进入孔22g流入支配室Cd中。在外壳22d中形成燃料泄露通道22h，其中燃料泄露通道22h的下端向形成于支配活塞22e前侧的下气室开放。下气室通过燃料泄露通道22h连通至驱动部分23的上气室。上气室是通过电磁阀的工作与燃料箱10可操作地连通的燃料泄露室。根据这样的结构，支配活塞22e前侧的下气室中的额外燃料通过燃料泄露通道22h返回到燃料箱10。

在喷射器主体部分22的后侧设置驱动部分23。驱动部分23由圆柱形外壳23a和设置于外壳23a中的二通阀构成。二通阀由外阀23b、弹簧23c和螺线管23d构成。二通阀的外阀23b打开或关闭排出孔23e。在不向螺线管23d供应电流时，由弹簧23c的弹簧膨胀力将外阀23b向排出孔23e偏置以便使其关闭。在向螺线管23d供应电流时，由电磁力抵抗弹簧偏置力提升外阀23b以打开排出孔23e。

在外壳23a的后壁形成燃料返回口23f，使得燃料可以返回到燃料箱。喷射器20的燃料返回口23f通过油管18连接到燃料箱10(图1)。在ECU 30中构建电子控制电路，用于控制驱动部分23的电源供应以及用于执行燃料喷射的控制程序。

ECU 30通过控制脉冲(打开信号和关闭信号)控制驱动部分23的工作，从而根据向驱动部分23供电的时间控制喷嘴针21d的提升运动。结果，控制了通过燃料管道22c从共轨12向前端21b供应高压燃料的量，通过燃料喷射口21c喷射燃料。

更确切地讲，在不向驱动部分23(螺线管23d)供应电流时，向下移动外阀23b以关闭排出孔23e。在这种情况下，在从共轨12分别通过燃料管道22c和进入孔22g向前端21b和支配室Cd供应高压燃料时，由于压力接收表面的差异，沿着向下的方向(沿着朝向前端21b的方向)向支配活塞22e施加燃料压力，因为支配活塞22e的直径比喷嘴针21d大。结果，通过压力差和弹簧22a的弹簧力向下移动支配活塞22e并且将喷嘴针21d停靠在阀座上，以关闭通往燃料喷射口21c的燃料管道。如上所述，在不供应电流时，喷射器20不执行燃料喷射。支配活塞22e下方的额外燃料通过燃料泄露通道22h和燃料返回口23f返回到燃料箱10。

在向驱动部分23供电时，由螺线管23d的电磁力提升外阀23b以打开排出孔23e。然后，支配室Cd中的燃料分别通过排出孔23e和燃料返回口23f并且通过燃料泄露通道22h流出到燃料箱10和支配活塞22e的下部，从而减小支配室Cd中的燃料压力，或换言之，减小沿向下方向施加到支配柱塞22e的燃料压力。结果，连同喷嘴针21d一起提升了支配活塞22e。喷嘴针21d与阀座分离，以打开通往燃料喷射口21c的燃料管道，使得高压燃料供应给燃料喷射口21c，燃料经由燃料喷射口21c被喷射到引擎的燃烧室。

燃料管道面积根据喷嘴针21d的提升量而变化，由此燃料喷射率也改变。在与喷嘴针的提升运动相关的参数(例如供电时间、燃料压力等)改变时，可以控制燃料喷射率以及燃料喷射量。

将参考图1进一步解释燃料喷射系统的结构。

在燃料喷射系统中，在车辆(未示出)中设置各种传感器。例如，在曲轴41(引擎的输出轴)处设置曲柄转角传感器42，用于针对每个预定曲柄转角(例如在30°CA的周期中)产生曲柄转角信号，以便检测曲轴41的旋转角位置、旋转速度等。在加速踏板处设置加速度传感器44，用于产生与踏板状况(踏板行程)对应的电信号，以便检测车辆驾驶员操作加速踏板的操作量(加速阀的打开程度)。

ECU 30执行燃料喷射系统的电子控制。ECU 30由公知的微型计算机构成，用于从各种传感器接收探测信号，基于这样的探测信号求得引擎的工作条件和用户(车辆驾驶员)需求，并根据工作条件以及用户的需求操作包括喷射器20的致动器。ECU 30的微型计算机由如下部分构成：CPU(主处理装置)，用于执行各种计算；存储装置(例如RAM＝随机存取存储器)，用于暂时存储计算期间的数据和/或计算结果；ROM，用于存储程序；以及EEPROM 32，用于存储数据(备份存储器)或备份RAM(从备用电源，例如车载电池供电的RAM)。此外，ECU 30具有各种计算单元、存储装置和通信装置，例如，输入-输出端口，通过输入-输出端口与外部装置进行通信(例如，用于从压力传感器20a接收传感器信号的输入端口)。在ROM中存储引擎控制必需的各种程序和控制映射，包括用于学习燃料压力控制的程序。在数据存储存储器(例如，EEPROM 32)中存储各种控制数据，包括引擎设计数据。

在燃料喷射控制系统中，根据电流条件(通过学习控制)依次更新燃料喷射的补偿系数。通过反馈控制(反馈校正)依次校正可能因个体差异而提高的控制误差以及燃料喷射控制系统中使用的部件(具体而言，喷射器20)的长期变化。

将参考图3解释用于本实施例的燃料喷射控制的基本过程。如果需要，在存储装置中，例如安装在ECU 30中的RAM，EEPROM 32或备份RAM等中存储图3的过程中使用的各种参数的值，并且根据需要加以更新。根据ECU30的ROM中存储的程序执行图3的过程。针对引擎的每个汽缸，在预定曲柄转角中或在预定周期内重复执行该过程。

如图3所示，在步骤S11，ECU 30读取指明引擎操作条件的参数，例如引擎旋转速度(平均旋转速度)、引擎载荷等。在步骤S12，ECU 30基于在以上步骤S11中读入的引擎操作条件，车辆驾驶员操作加速踏板的踏板行程等，设置燃料喷射模式。在有些情况下可以独立计算引擎的需求操作条件。

例如，从ROM中存储的映射获得燃料喷射模式。或者，可以基于预定的数学公式通过计算获得燃料喷射模式。更确切地讲，预先通过试验获得与相应假设的引擎操作条件匹配的最适合模式，将这样的模式写入映射中，使得映射指明引擎操作条件和最适合燃料喷射模式之间的关系。

每种燃料喷射模式由诸如喷射次数、喷射定时、喷射时长、喷射间隔等参数定义。在以上步骤S12中，从映射设置(选择)最适合的燃料喷射模式，使得根据在步骤S11中获得的引擎当前操作条件，燃料喷射模式满足引擎的需求操作条件。例如，在单次喷射的情况下，根据需要的转矩等改变燃料喷射量(燃料喷射时长)。在多次喷射的情况下，根据需要的转矩类似地改变多次喷射的总燃料量。然后，基于选择的燃料喷射模式决定发往喷射器20的命令值(命令信号)。根据这样的燃料喷射模式，可能的情况是，除了主燃料喷射之外，还将执行预喷射、引燃喷射、延迟喷油、后喷射等。

在步骤S13，从EEPROM 32读出用于燃料喷射的补偿系数，补偿系数是由学习控制过程更新的。然后，在步骤S14，由用于燃料喷射的以上补偿系数校正(补偿)发往喷射器20的命令值(命令信号)。在步骤S15，基于发往喷射器20的校正命令值决定用于喷射次数、喷射定时、喷射时长(持续时间)、喷射间隔等的命令值。最后，基于这样的命令值操作喷射器20以执行燃料喷射。

将参考图4和5解释图3的步骤514中用于燃料喷射补偿系数的学习控制过程和用于燃料喷射特性的其它数据。如果需要，在存储装置中，例如安装在ECU 30中的RAM，EEPROM 32或备份RAM等中类似地存储图4的过程中使用的各种参数的值，并且根据需要加以更新。根据ECU 30的ROM中存储的程序执行图4的过程。在预定曲柄转角中或在预定周期(在本实施例中为20μsec)内重复执行该过程。

首先，将参考图5解释喷射器20的燃料喷射操作和实际燃料喷射导致的压力变化。图5是示出了燃料喷射定时的燃料压力转变的时间图，这是学习控制的主题。图5示出了一次燃料喷射的燃料压力转变，其中(a)示出了发往喷射器20的用于燃料喷射的命令信号(脉冲信号)的转变，(b)示出了燃料喷射的燃料喷射率(单位时间的燃料喷射量)的转变，这是学习控制的主题，(c)和(d)分别示出了由燃料压力传感器20a检测到的燃料压力(燃料入口压力)的转变。

在根据喷射命令信号的初始上升从喷射器20的燃料喷射口21c进行燃料喷射时，响应于燃料喷射改变喷射率，由于燃料喷射的原因，燃料喷射口21c处的燃料压力减小。由于在喷射器20远离燃料喷射口21c的燃料入口处设置用于检测燃料压力(燃料压力的上述减小)的燃料压力传感器20a，所以与燃料喷射改变喷射率相比，延迟地改变了燃料入口压力。图5(d)中示出了具有这种延迟的燃料入口压力。亦即，由于压力传感器20a的位置的原因，燃料入口压力具有压力传播延迟。图5中的“TD”是与这样的压力传播延迟对应的时间。因为这样的延迟与本发明没有直接相关，将如同未发生图5(c)所示的压力传播延迟，换言之，如同燃料喷射率和燃料入口压力同时延迟那样做出以下解释。无需说明，如果在接近喷射器20的燃料喷射口21c的该部分设置燃料压力传感器20a，可以消除(或最小化)压力传播延迟，这种压力传感器探测到的燃料压力将如图5(c)所示那样变化。

在图5中，在燃料喷射命令信号在t1时刻上升时，燃料压力首先在短时间段内不变，然后在这个短时间段之后燃料压力逐渐减小，之后(在时刻t2)燃料压力迅速减小。

以上没有压力变化的短时间段和后继的压力逐渐减小的时间段(时刻t1和时刻t2之间的时间段)对应于无效喷射期。更确切地讲，无效喷射期是各种延迟的总和。例如，它包括从开始向螺线管23d(图2)供电(喷射命令脉冲的初次上升)到螺线管23d形成正常电磁场的时间点的延迟。它还可以包括外阀23b和/或喷嘴针21d操作(运动)的延迟，这是由其惯性、燃料的惯性、喷嘴针21d和内壁之间的摩擦等导致的。如上所述，无效喷射期对应于从开始向喷射器20供电到实际开始燃料喷射(换言之，开始沿向上方向移动喷嘴针21d)的时间段。如上所述，在无效喷射期内，在没有压力变化的短时间段之后的期间中燃料压力逐渐减小。这表明在开始燃料喷射操作时可能会泄露燃料。更确切地讲，这(压力逐渐减小)是由于喷射器类型导致的，根据喷射器类型，在从开始运动以喷射燃料到实际燃料喷射的时间段内发生压力泄露。根据喷射器20，在向螺线管23d供电时，打开排出孔23e，以便支配室Cd中的燃料可以返回到燃料箱10，从而移动喷嘴针21d。结果，在喷射器20的燃料喷射操作期间，来自共轨12的高压燃料可能经由进入孔22g和排出孔23e泄露。因此，燃料泄露(压力下降)对应于无效喷射期中燃料压力的逐渐降低。

燃料压力迅速下降的时刻对应于从喷射器20实际开始燃料喷射的时刻(燃料喷射起点)。图5中的时刻t2对应于燃料喷射起点。

在燃料喷射起点(时刻t2)之后，根据喷嘴针21d的向上运动，燃料喷射率增大，并且到达最大喷射率(在时刻t3)。然后，维持该最大喷射率。燃料压力一直降低直到喷射率到达最大喷射率(时刻t3)，然后维持在恒定压力。

当喷射命令信号在时刻t4下降时，由于外阀23b向下运动，关闭排出孔23e，然后，燃料入口压力由此轻微增加(时刻t5)。当之后由于关闭排出孔23e支配室Cd中的燃料压力充分增加时，喷嘴针21d沿着阀关闭方向开始其向下的运动(时刻t6)。然后喷射率减小，燃料入口压力迅速增大。当喷嘴针21d在时刻t7返回其完全关闭位置时，喷射率变为零。之后，燃料入口压力变化到接近燃料压力的值，其等于燃料喷射之前的燃料压力。燃料喷射导致的压力变化保持滞后。

实际燃料压力与燃料喷射之前的燃料压力相交的时间点(亦即，零交叉点)对应于终止喷射器20的燃料喷射的时刻(燃料喷射终点)。图5中的时刻t7对应于燃料喷射终点。根据喷射器20，以类似于无效喷射期的方式，在停止供电(喷射命令脉冲的下降端)和实际终止燃料喷射之前也有延迟。

现在，将解释燃料喷射系统(ECU 30)执行的用于燃料喷射补偿系数等的学习控制过程。该过程包括以下两个步骤：

(1-S)以预定间隔(例如，以20μsec的周期)获得压力传感器20a(图1)的输出。基于来自压力传感器20a的输出检测为了开始燃料喷射而喷射器20进行运动导致的燃料压力变化和实际燃料喷射。然后，获得燃料压力变化的变化(针对压力变化转变的波形)。

(2-S)基于压力变化转变的波形计算喷射特性数据。喷射特性数据与那时的燃料喷射条件(例如，那时的燃料喷射模式)相关。在存储装置(例如，EEPROM 32)中存储喷射特性数据。

将参考图4详细解释学习控制的过程。图4是示出了学习控制过程的流程图。优选由高速处理器(例如DSP：数字信号处理器)执行该过程，因为压力检测(计算)以及其伴随的计算过程需要高速过程。图4的过程对应于“用于燃料喷射特性的计算手段”和/或“学习手段”。

首先，在图4的步骤S21，ECU 30从压力传感器20a读取输出信号以检测当前燃料压力。在步骤S22，ECU 30判断是否满足针对学习控制的条件(学习控制起始条件)。学习控制起始条件可以包括以下条件：

(1)压力传感器20a测量(检测)的燃料压力在预定范围中。测量的燃料压力对应于基本燃料压力(基本压力值)。

(2)燃料温度在预定范围中。可以由例如燃料泵11中设置的温度传感器检测燃料温度。

(3)针对这样的汽缸向喷射器输出具有预定喷射模式的燃料喷射命令，这是学习控制的主题，执行这样的喷射模式的燃料喷射。此外，燃料喷射量(命令值)在预定范围中(例如，低于预定值)。

(4)与学习控制相关的传感器正常工作。

当满足所有以上条件时，ECU 30判定满足学习控制起始条件，该过程前进到下一步S23。另一方面，在不满足以上条件的任一个时，ECU 30判定不满足学习控制起始条件，该过程结束。在过程前进到步骤S23时，基于步骤23和后续步骤的燃料压力(燃料入口压力)检测喷射特性。

在步骤S23，ECU 30判断是否以检测到燃料喷射起点或何时开始喷射器20的操作。当早于检测燃料喷射起点时，该过程前进到步骤S24。在步骤S24，ECU 30基于压力传感器20a检测的燃料压力(燃料入口压力)判断现在是否在燃料喷射起点。

更确切地讲，在步骤S24，ECU 30判断它是否在从喷射器20开始工作的预定时间段(可以根据燃料喷射量而改变)之内，如果是，判断当前的燃料入口压力是否低于预定阈值TH-1(燃料压力＜TH-1)。阈值TH-1是用于检测燃料喷射起点的压力判断值。基于预先通过试验获得的匹配值决定阈值TH-1并且设置在表示燃料喷射起点的这种压力值(亦即，接近燃料压力迅速降低的燃料压力的压力值)。不过，根据喷射器的类型和个体差异，表示燃料喷射起点的压力值是不同的。因此，优选逐个将阈值TH-1设置在对每个喷射器或相应类型喷射器而言最适当的值，以便精确地检测燃料喷射起点。或者，并不通过阈值TH-1直接检测燃料喷射起点，可以这样构造，从而基于阈值TH-1检测接近燃料喷射起点的预定时刻，并且可以基于预定时刻间接决定燃料喷射起点。

当在步骤S24，ECU 30判定是燃料喷射起点时，该过程前进到步骤S241，从而在存储装置(RAM)中存储当前时刻(亦即，燃料喷射起始时刻)，作为针对燃料喷射起点的数据。

一旦如上所述在步骤S24检测到燃料喷射起点，然后ECU 30在步骤S23判定已经检测到燃料喷射起点。因此，该过程前进到步骤S25，在此ECU 30基于压力传感器20a检测的燃料压力(燃料入口压力)判断其现在是否在燃料喷射终点。当ECU 30在步骤S25判定不是燃料喷射终点时，该过程前进到步骤S26。在步骤S26，ECU 30基于压力传感器20a检测的燃料压力(燃料入口压力)判断燃料喷射率是否到达最大喷射率。

更确切地讲，在步骤S25，ECU 30判断它是否在从燃料喷射起点开始的预定时间段(可以根据燃料喷射量而改变)之内，如果是，然后判断当前的燃料入口压力是否大于预定阈值TH-3(燃料压力＞TH-3)。此外，在步骤S26，ECU 30判断它是否在从燃料喷射起点开始的预定时间段(也可以根据燃料喷射量而改变)之内，如果是，然后判断当前的燃料入口压力是否低于预定阈值TH-2(燃料压力＜TH-2)。

阈值TH-2和TH-3分别是用于检测最大喷射率和燃料喷射终点的压力判断值，其中TH-2＜TH-3。像阈值TH-1那样，基于预先通过试验获得的匹配值决定阈值TH-2和TH-3。与阈值TH-1的方式相同，也优选将阈值TH-2和TH-3单独设置在对于每个喷射器或相应类型的喷射器而言最适当的值。此外，也可以间接检测相应时刻，像阈值TH-1那样。

在时间实际推移期间，ECU 30检测最大喷射率的到达点，然后是燃料喷射终点的到达点。换言之，步骤S25处肯定的判断比步骤S26处的肯定判断来得早。

当ECU 30在步骤S26判定喷射率到达最大喷射率时，该过程前进到步骤S261，从而在存储装置(RAM等)中存储当前时刻(亦即，最大喷射率到达时刻)作为用于最大喷射率的数据。

当在步骤S25，ECU 30判定是燃料喷射终点时，该过程前进到步骤S251，从而在存储装置(RAM)中存储当前时刻(亦即，燃料喷射终始时刻)，作为用于燃料喷射终点的数据。

将参考图5解释上述过程。当在时刻t2检测到燃料喷射起点之后，在时刻t3检测到最大喷射率到达点，然后在时刻t7检测燃料喷射终点。

当检测到燃料喷射终点并且(在步骤S25和S251)存储其数据之后，在步骤S252，将基于燃料入口压力检测燃料喷射起点和燃料喷射终点之外的其它喷射参数。

更确切地讲，ECU 30基于燃料喷射起点和终点计算燃料喷射时间段(燃料喷射时间)，基于燃料压力变得低于阈值TH-2的时刻(t3)之后的燃料压力计算燃料喷射率的最大值，等等。在这种计算中，在负侧的燃料压力变化量变大时，燃料喷射率变大。

此外，ECU 30基于压力传感器20a检测的燃料喷射时间和当前燃料压力来估计燃料喷射量并且补偿燃料喷射量。更确切地讲，ECU 30基于压力传感器20a检测的当前燃料压力估计燃料喷射率，并且通过将估计的燃料喷射率乘以燃料喷射时间来计算(估计)燃料喷射量。

此外，ECU 30可以基于燃料压力在燃料喷射起点之后(例如在时刻t2和t3之间的时间段内)的改变率(改变速度)计算燃料喷射率(在其增大时)的改变速度，或者基于燃料压力在燃料喷射终点之前(例如，在时刻t6和t7之间的时间段内)的改变率(改变速度)计算燃料喷射率(在其减小时)的改变速度。

在步骤S27，ECU 30判断是否满足学习数据的更新条件(学习数据更新条件)。可以任选地设置学习数据更新条件。作为范例之一，可以设置学习数据更新条件，使得已经获得了针对一次燃料喷射(针对一种喷射模式)的喷射特性数据。在满足学习数据更新条件时，该过程前进到步骤S28，而在不满足学习数据更新条件时，该过程结束。

在步骤S28，ECU 30基于燃料喷射起点、燃料喷射终点、最大喷射率到达点和其它喷射参数(S241，S251，S252和S261)计算燃料喷射的补偿系数。由以上用于燃料喷射的补偿系数校正(补偿)发往喷射器20的命令值(命令信号)，使得改变了喷射次数、喷射定时、喷射时长、喷射间隔等。

在步骤S29，在EEPROM 32中存储喷射特性数据。喷射特性数据包括以上燃料喷射起点、燃料喷射终点、最大喷射率到达点和其它喷射参数(在步骤S241，S251，S252和S261存储的相应值)，以及用于燃料喷射的补偿系数(在步骤S28计算的值)。存储喷射特性数据，使得喷射特性数据与针对燃料喷射的对应汽缸和燃料喷射条件(例如，喷射模式，燃料喷射的基本压力等)相关。

在以上步骤S24到S26中，通过将当时的燃料入口压力与相应阈值TH-1、TH-2和TH-3比较来检测燃料喷射起点、最大喷射率到达点和燃料喷射终点。不过，可以通过不同方式检测这些点。例如，计算燃料入口压力的微分值，然后基于这种微分值的变化来检测燃料喷射起点、最大率到达点和燃料喷射终点。在图5的情况下，在时刻t2，燃料入口压力的微分值在负侧迅速增大。结果，可以检测燃料喷射起点。在时刻t3，燃料入口压力的微分值变得接近零。由此可以检测最大喷射率的到达点。在时刻t7，燃料入口压力的微分值从负值变为正值。因此，可以同样地检测燃料喷射终点。

如上所述，压力传感器20a检测的燃料入口压力相对于燃料喷射率的实际变化具有特定延迟(图5(d)所示的压力传播延迟)。因此，优选考虑这种延迟来获得燃料喷射起点、最大喷射速率到达点和燃料喷射终点。

根据本实施例的燃料喷射系统，从燃料泵11(高压泵11b)向共轨12间断地供应高压燃料。由高压燃料的燃料供应将燃料压力(共轨压力)控制在那时的需要值。在燃料泵11的高压泵11b中，重复执行不供应燃料压力(燃料吸入)和燃料压力供应(燃料泵出)。当从喷射器20喷射燃料时，燃料压力(燃料入口压力)改变(减小)这样的燃料喷射量。当来自燃料泵11的燃料供应与燃料喷射彼此交叠时，压力传感器20a检测燃料压力，其中分别增加由燃料喷射导致的压力下降(负值)和由燃料供应导致的压力增加(正值)。结果，喷射特性数据(用于燃料喷射起点、燃料喷射终点等的数据)的检测精度有减小的危险。

图6为时间图，其示出了发往相应汽缸的喷射器20的喷射命令信号的定时和来自燃料泵11的燃料供应定时之间的关系。根据本实施例的引擎，根据#1，#3，#4和#2的燃烧次序执行燃料喷射。在图6中，几乎以恒定的曲柄转角间隔(对于四缸引擎而言在180°CA)向相应的汽缸的喷射器20输出每个喷射命令信号。燃料泵11还以类似于喷射命令信号的周期(大约180°CA)泵出高压燃料，这样泵送出的高压燃料与喷射器20的燃料喷射期交叠。燃料压力随着来自燃料泵11的燃料供应而增大(为了简单起见，图6中省略了燃料喷射导致的压力下降)。

在针对汽缸#1执行燃料喷射时，不针对其它汽缸#3、#4和#2执行燃料喷射。在#3，#4和#2那些汽缸中，已经在从汽缸#1的前一次喷射(时刻t1)到汽缸#1的当前喷射(时刻t2)之间的时间段内执行了燃料喷射。在汽缸#3，#4和#2的每一个中，相应前一次燃料喷射导致的燃料压力变化保持滞后。当在汽缸#1(时刻t2)执行当前燃料喷射时，从汽缸#3，#4和#2处前一次燃料喷射的每次结束已经过去相应的时间Te-1，Te-2和Te-3。这种燃料压力变化将随着时间的推移而衰减。因此，当在汽缸#1(时刻t2)执行当前燃料喷射时，在汽缸#3，#4和#2处的燃料喷射导致的燃料压力变化中，汽缸#3处前一次燃料喷射导致的燃料压力变化是最小的变动。

如上所述，在来自喷射器20的燃料喷射和来自燃料泵11的燃料供应彼此交叠时，压力传感器20a检测的燃料压力被来自燃料泵11的燃料供应分量改变。将参考图7进一步解释这样的燃料压力变化。图7的喷射器20的燃料喷射操作基于图5的操作。在图7中，(a)示出了发往喷射器20的用于燃料喷射的命令信号的转变，(b)示出了燃料喷射的燃料喷射率的转变，(c)示出了与当前执行燃料喷射的汽缸相关的燃料压力传感器20a检测的燃料压力(燃料入口压力)的转变，(d)示出了与当前未执行燃料喷射的汽缸相关的燃料压力传感器20a检测的燃料压力(燃料入口压力)的转变，(e)示出了来自燃料泵的燃料供应分量增大的燃料压力的转变。图7(c)中的单点划线表示的燃料压力波形示出了在没有来自燃料泵的燃料供应影响时(燃料供应分量为零)燃料压力的转变。因此，其对应于图5(c)的波形。

在图7中，燃料泵11在时刻t11开始燃料供应，由此因为燃料供应分量使燃料压力开始压力增大。压力传感器20a检测的燃料压力被燃料供应分量改变。对于喷射器20执行燃料喷射的汽缸而言，燃料入口压力如图7(c)中的实线所示变化，其中燃料供应分量被增加到燃料喷射导致的燃料压力波形上。另一方面，对于未执行燃料喷射的汽缸而言，燃料入口压力如图7(d)所示改变，其方式类似于燃料压力因来自燃料泵(如图7(e)所示)的燃料供应分量增大而转变的方式。对于未执行燃料喷射的汽缸而言，燃料压力增加与来自燃料泵的燃料供应分量对应的量。

当喷射燃料的汽缸的燃料入口压力受到来自燃料泵11的燃料供应影响时，如上所述，可能降低喷射特性数据(例如，用于燃料喷射起点、燃料喷射终点等的数据)的计算精度。

根据本实施例，在喷射器20执行燃料喷射时，由来自燃料泵11的燃料供应导致的压力变化(燃料供应分量)补偿压力传感器20a检测到的燃料喷射汽缸的压力值。基于用于燃料入口压力的补偿值计算喷射特性数据。基于针对未执行燃料喷射的汽缸的压力传感器20a的检测压力值计算燃料供应分量。选择将在当前燃料喷射的汽缸(例如#1)之后根据燃烧次序执行燃料喷射的汽缸(例如#3)作为图7(d)中当前不执行燃料喷射的汽缸。亦即，选择由先前燃料喷射导致的燃料压力变化保持滞后但这种燃料压力变化是(未执行燃料喷射的)各汽缸中最小的汽缸作为图7(d)的汽缸。结果，基本可以忽略由这种汽缸处先前燃料喷射导致的燃料压力变化。

图8A是示出了用于补偿燃料压力的过程的流程图。在预定曲柄转角中或在预定周期(在本实施例中为20μsec)内重复执行该过程。可以将图8A的过程作为图4中用于检测燃料压力的步骤S21的一部分来执行。

在图8A的步骤S31，ECU 30从压力传感器20a读取输出信号以检测当前燃料压力。在这个步骤S31，ECU 30基于来自设置于每个汽缸的相应压力传感器20a的输出信号针对所有汽缸(#1到#4)检测燃料压力。

在步骤S32，ECU 30计算在燃料泵11不泵出高压燃料时的燃料压力(在下文中，称为无燃料供应时的燃料压力P1)。本步骤S32是在燃料泵11向外泵送高压燃料之前基于来自压力传感器20a的输出信号检测燃料压力的过程。将参考图8B解释该过程(步骤S32)。

在图8B的步骤S41，ECU 30判断当前是否执行来自燃料泵11的燃料供应。在不执行燃料供应时，然后该过程前进到步骤S42，在此ECU 30基于来自压力传感器20a的输出信号计算无燃料供应时的燃料压力P1。希望通过消除燃料压力变化(包括燃料喷射导致的燃料压力变化)的影响来计算无燃料供应时的燃料压力P1。因此，根据本实施例，基于来自将在当前燃料喷射(例如汽缸#1)之后根据燃烧次序执行燃料喷射的汽缸(例如汽缸#3)的压力传感器20a的检测信号计算无燃料供应时的燃料压力P1。

在图8A的步骤S33，ECU 30基于来自与这种非喷射汽缸相关的压力传感器20a的输出信号计算当前未执行燃料喷射的汽缸处的燃料压力(下文称为非喷射汽缸处的燃料压力P2)。与计算无燃料供应的燃料压力P1相似的方式，ECU 30基于施加到将在当前燃料喷射(例如，汽缸#1)之后根据燃烧次序执行燃料喷射的汽缸(例如汽缸#3)的喷射器20的燃料压力计算非喷射汽缸处的燃料压力P2。

在步骤S34，ECU 30基于无燃料供应时的燃料压力P1和非喷射汽缸处的燃料压力P2之间的差异计算来自燃料泵的燃料供应分量ΔP(ΔP＝P2-P1)。

在步骤S35，ECU 30基于来自与这种燃料喷射汽缸相关的压力传感器20a的输出信号计算当前执行燃料喷射的汽缸处的燃料压力。

在步骤S36，ECU 30用燃料供应分量ΔP补偿喷射汽缸处的燃料压力P3，以便获得补偿的燃料压力P4(P4＝P3-ΔP)。使用这种补偿后的燃料压力P4进行学习控制过程(图4)。

根据本实施例，步骤S31和S35对应于用于检测燃料喷射汽缸处的燃料压力的“第一压力检测手段”，步骤S31到S34对应于用于检测非喷射汽缸处燃料压力的“第二压力检测手段”，步骤S36对应于用于计算燃料喷射时刻的燃料压力(燃料喷射特性)的“计算手段”。

将参考图7进一步解释补偿燃料压力的过程。在时刻t10，计算无燃料供应时的燃料压力P1，然后在燃料泵11开始其燃料供应的时刻t11之后，相继计算相应的燃料压力P1到P4。亦即，在时刻t12，计算非喷射汽缸处的燃料压力P2，由此基于燃料压力P1和P2计算燃料供应分量ΔP。此外，用燃料供应分量ΔP补偿燃料喷射汽缸处的燃料压力P3以计算补偿的燃料压力P4。通过补偿的燃料压力P4获得的压力转变波形变得类似于图7(c)中的单点划线表示的波形。可以基于补偿的燃料压力的这种波形精确计算喷射特性数据(用于燃料喷射起点、燃料喷射终点等的数据)。

在燃料泵11为基点时，燃料泵11和相应喷射器20之间的燃料管道长度(燃料供给长度)在喷射器与喷射器之间(汽缸与汽缸之间)是不同的。如图9所示，从燃料泵11到每个汽缸(#1到#4)的相应喷射器20的燃料供给长度L1，L2，L3和L4彼此不同。因此，从泵出高压燃料到相应喷射器20处出现燃料压力增加的时间点的所需时间(由于燃料供应而出现压力变化的时刻)在喷射器与喷射器之间是不同的。例如，在将第一和第二汽缸(#1和#2)彼此比较时，燃料供给长度L1长于燃料供给长度L2。因此，设置于第一汽缸(#1)的喷射器20处的压力传感器20a在晚于第二汽缸(#2)的时刻检测来自燃料泵11的燃料供应产生的燃料压力增加。

因此，根据本实施例，在(在图8A的步骤S33)计算非喷射汽缸的燃料压力P2时，考虑到燃料泵11和相应喷射器20之间的相应燃料供给长度(L1到L4)的差异(亦即，燃料泵11和相应压力传感器20a之间的通道长度差异)，从而可以消除燃料喷射汽缸和非燃料喷射汽缸之间的压力增加时刻的差异。

更确切地讲，针对ECU 30的每个控制周期检测的燃料压力在时间轴上向后或向前偏移。例如，在第一汽缸(#1)是燃料喷射汽缸，第二汽缸(#2)是非燃料喷射汽缸时，非燃料喷射的第二汽缸(#2)的燃料压力数据在延迟方向上偏移与燃料供给长度差异(L1-L2)对应的量。另一方面，在第一汽缸(#1)是非燃料喷射汽缸，第二汽缸(#2)是燃料喷射汽缸时，非燃料喷射的第一汽缸(#1)的燃料压力数据在向前方向上偏移与燃料供给长度差异(L1-L2)对应的量。根据以上过程，在时间轴上燃料喷射汽缸的燃料压力(检测的压力)和非燃料喷射汽缸的燃料压力(检测的压力)可以是同步的。

上述第一实施例具有以下优点：

根据实施例，用来自燃料泵11的燃料供应分量补偿与燃料喷射汽缸相关的压力传感器20a检测的燃料压力，然后基于这样的补偿后燃料压力计算喷射特性数据。可以精确地获得因燃料喷射产生的燃料压力变化，不受来自燃料泵的燃料供应的影响。因此，能够精确地计算喷射器20的喷射特性数据。亦即，能够提高燃料喷射控制的精确度。

与喷射器20一体设置的压力传感器20a被用作检测喷射器20中燃料压力的燃料压力检测模块。可以在更靠近燃料喷射口21c的位置检测燃料压力。结果，在燃料压力因燃料喷射而改变(减小)时，可以在它将要衰减之前检测压力变化。亦即，可以精确地检测燃料压力的变动。

根据实施例，由压力传感器20a在短周期(以20μsec的间隔)内检测燃料压力，从而能够提取压力变化转变的波形。因此，能够精确地得到压力变化。

基于无燃料供应时的燃料压力(图7中的P1)和非喷射汽缸处的燃料压力(图7中的P2)之间的差异计算来自燃料泵11的燃料供应(燃料供应分量ΔP)导致的压力变化。因此，可以精确计算燃料供应分量ΔP。结果，能够适当计算与燃料喷射直接相关的压力变化量。由此可以提高喷射特性的计算精度。

基于当前未执行燃料喷射的汽缸的喷射器20的燃料压力计算非喷射汽缸的燃料压力P2(图7中的P2)。能够使得燃料压力P2的计算时刻(检测时刻)和燃料喷射汽缸的燃料喷射时刻同步。由此能够精确地计算燃料供应分量ΔP。

具体而言，基于来自设置于下述汽缸的压力传感器20a的输出计算非喷射汽缸处的燃料压力P2(其由于来自燃料泵11的燃料供应而变化)：这种汽缸由先前燃料喷射导致的燃料压力变化保持滞后，但这样的变化是其它汽缸(未执行燃料喷射)中最小的。因此，能够基于无燃料供应时的燃料压力P1和非喷射汽缸处的燃料压力P2之间的差异计算燃料供应分量ΔP。能够精确地消除来自燃料泵11的燃料供应导致的影响并且由此精确计算喷射器20的喷射特性。

更确切地讲，基于来自与下述汽缸相关的压力传感器20a的输出依次检测非喷射汽缸处的燃料压力P2(其由于来自燃料泵11的燃料供应而变化)：这种汽缸不是当前燃料喷射的汽缸，而是将在当前燃料喷射汽缸之后根据燃烧次序执行燃料喷射。因此，能够容易地选择由先前燃料喷射导致的燃料压力变化滞后但这种滞后(剩余)变动是其它汽缸中最小的汽缸。

在计算非喷射汽缸的燃料压力P2和燃料喷射汽缸的燃料压力P3时，考虑到相应燃料供给长度之间(从燃料泵11到燃料喷射汽缸的喷射器20的燃料供给长度和从燃料泵11到非喷射汽缸的喷射器20的燃料供给长度之间)的差异。因此，可以提高燃料供应分量ΔP的计算精度。

根据本实施例，由压力传感器20a检测燃料压力，以便精确计算实际燃料喷射起点、实际燃料喷射终点、燃料喷射率、燃料喷射率的改变速度、最大喷射率等。因此，能够精确地检测喷射特性的偏离，这可能是由于喷射器20的个体差异和/或长期变化以及其它相关分量导致的。例如，可以基于喷射特性数据确定喷射器20和/或压力传感器20a的故障。

根据本实施例，在存储装置(诸如EEPROM 32的备份存储器)中存储喷射特性数据作为学习值，用于燃料喷射控制。因此，即使在由于喷射器20的个体差异和/或长期变化和其它相关分量导致喷射特性发生偏离的情况下，也可能恒定地消除由来自燃料喷射控制的这种偏离导致的控制误差。

(第二实施例)

将解释第二实施例。在第二实施例中，使用了与图1相同的系统结构和与图2相同的喷射器结构。此外，与喷射器20一体提供的压力传感器20a的结构也与第一实施例的相同。

根据本实施例，基于压力变化数据计算燃料喷射特性，压力变化数据是喷射汽缸的燃料压力和非喷射汽缸的燃料压力之间的差值。

图10是示出根据第二实施例的补偿燃料压力过程的流程图。由ECU 30执行该过程以代替图8A和8B的过程。

在图10的步骤S51，ECU 30从压力传感器20a读取输出信号以检测当前燃料压力(与图8A的步骤S31相同)。在步骤S52，ECU 30基于来自与当前未执行燃料喷射的汽缸相关的压力传感器20a的输出信号计算非喷射汽缸处的燃料压力P2。

与图8A的步骤S33以类似方式，基于施加到将在当前燃料喷射之后根据燃烧次序执行燃料喷射的汽缸的喷射器20的燃料压力计算非喷射汽缸的燃料压力P2。此外，与图8A的步骤S33以相同方式，优选考虑到燃料泵11和相应喷射器20之间相应燃料供给长度的差异，从而能够消除燃料喷射汽缸和无燃料喷射汽缸之间压力增加时刻的差异。更确切地讲，针对ECU 30的每个控制周期检测的燃料压力在时间轴上向后或向前偏移。

在步骤S53，ECU 30基于来自与这样的燃料喷射汽缸相关的压力传感器20a的输出信号计算燃料喷射汽缸处的燃料压力P3。在步骤S54，ECU 30用非喷射汽缸的燃料压力P2补偿喷射汽缸处的燃料压力P3，以便获得补偿的燃料压力P4(P4＝P3-P2)。使用这种补偿后的燃料压力P4进行学习控制过程(图4)。

根据本实施例，步骤S51和S53对应于用于检测燃料喷射汽缸处的燃料压力的“第一压力检测手段”，步骤S51和S52对应于用于检测非喷射汽缸处燃料压力的“第二压力检测手段”。

将参考图7进一步解释补偿燃料压力的过程。已经针对第一实施例解释了图7。也已经解释了时刻t10，t11和t12。不过，根据第二实施例，不必计算在时刻t10无燃料供应时的燃料压力P1和时刻t12时的燃料供应分量ΔP。

在图7中，在时刻t11，燃料泵11开始向外泵送操作。在时刻t11之后，例如在时刻t12，计算非喷射汽缸处的燃料压力P2和燃料喷射汽缸处的燃料压力P3。此外，通过从燃料喷射汽缸处的燃料压力P3减去非喷射汽缸处的燃料压力P2计算补偿的燃料压力P4。通过补偿的燃料压力P4获得的压力转变波形变得类似于图7(c)中的单点划线表示的波形。可以基于补偿的燃料压力的这种波形精确计算喷射特性数据(用于燃料喷射起点、燃料喷射终点等的数据)。

第二实施例与第一实施例的不同之处在于，不必计算无燃料供应时的燃料压力P1。通过如下公式获得补偿的燃料压力P4：P4＝“燃料喷射汽缸处的燃料压力P3”-“非喷射汽缸处的燃料压力P2”。补偿的燃料压力P4是没有绝对压力水平的数字，换言之，是以燃料喷射前的燃料压力作为参考值“0”并在其后改变的相对值。不过，即使在本实施例中，也可以获得燃料压力转变的波形，其中，该波形对应于燃料喷射起点或终点以及燃料喷射率的改变。因此，能够计算喷射特性数据，包括燃料喷射起点、燃料喷射终点、最大喷射率到达点等。

如上所述，即使根据第二实施例，也可以与第一实施例以相同方式精确地获得会由燃料喷射产生的燃料压力变化，不受来自燃料泵的燃料供应影响。此外，可以使由先前燃料喷射导致的压力变化造成的影响在不执行燃料喷射的汽缸中更小。由此能够精确地计算由来自燃料泵11的燃料供应导致的压力变化。能够精确地获得喷射器20的喷射特性，由此大大改善燃料喷射的控制精度。

本发明不应限于上述实施例，而是可以通过如下各种方式修改。

(M-1)在以上实施例中，基于在将在当前燃料喷射之后根据燃烧次序执行燃料喷射的非喷射汽缸中设置的压力传感器20a的输出，检测非喷射汽缸的燃料压力P2。

不过，可以基于来自设置于距其上次燃料喷射的过去时间最长的非喷射汽缸之一中(或与该汽缸相关的)的压力传感器20a的输出，检测非喷射汽缸处的燃料压力P2。更确切地讲，针对相应汽缸计算距上次燃料喷射过去的时间，可以选择过去时间最长的非喷射汽缸作为这样的汽缸。根据这样的结构，能够从多个非喷射汽缸选择汽缸，其中，由上次燃料喷射导致的燃料压力变化得到最大衰减，换言之，其中由上次燃料喷射导致的燃料压力变化的剩余程度最小。结果，能够基于非喷射汽缸的燃料压力精确地检测由来自燃料泵的燃料供应导致的燃料压力变化。

(M-2)可以针对预定汽缸基于喷射特性数据计算喷射器20的喷射特性数据以及计算学习值(用于燃料喷射的补偿系数)。在这种情况下，在针对预定汽缸执行学习过程时，可以使用学习结果修订(更新)用于其它汽缸燃料喷射的补偿系数。

(M-3)在以上实施例中，在喷射器20燃料入口设置压力传感器(燃料压力传感器)20a。不过，可以在除以上燃料入口之外的部分设置压力传感器。亦即，可以在共轨12和喷射器20的燃料喷射口之间的燃料管道中的任何部分，亦即，在共轨12燃料出口的下游部分中的任何部分设置压力传感器。例如，可以在将共轨12连接到喷射器20的油管14中部设置压力传感器20a。或者，可以在油管14附着于共轨12的连接部分12a处设置压力传感器20a。在这种情况下，优选可以在设置于连接部分12a的燃料脉动减轻模块(例如，孔)的下游侧设置压力传感器20a。或者，可以在喷射器20的燃料管道中设置压力传感器20a(例如在与燃料喷射口21c相邻的部分；图2)。

(M-4)可以任选地决定压力传感器20a的数量。例如，可以在每个喷射器20的燃料管道中设置两个或超过两个的压力传感器。

(M-5)可以使用压电式喷射器取代图2所示的电磁型喷射器20a。或者，可以使用没有燃料泄露功能的燃料喷射器，即，没有用于向针形阀传输驱动力的支配室Cd，例如，直接驱动型喷射器(例如，直接驱动压电型喷射器)。在使用直接驱动型喷射器时，容易控制燃料喷射率。

(M-6)在以上实施例中，由喷嘴针打开和关闭喷射器的燃料喷射口(所谓的内阀型喷射器)。外阀型喷射器也可以用于本发明。

(M-7)在以上实施例中，以“20μsec”的周期重复获取压力传感器20a的输出。可以在能够检测到燃料压力变化模式的范围之内改变周期。根据本发明人的试验，周期可以优选小于“50μsec”。

(M-8)还可以根据希望的用途改变应用本发明的引擎类型或系统结构。例如，在以上实施例中，将本发明应用于柴油机。不过，可以将本发明基本应用于火花塞点火型汽油引擎(具体而言，直接喷射型引擎)。在用于直接喷射型引擎的燃料喷射系统中，提供输油管用于汇集高压燃料(汽油)，从高压燃料泵向输油管供应高压燃料，从输油管向相应喷射器供应高压燃料，以便直接向每个引擎燃烧室中直接喷射燃料。在以上系统中，输油管对应于储油器(共轨)。

(M-9)在以上实施例的燃料喷射系统的一些情况下(蓄压容器喷射系统)，在满足一定条件时，例如在引擎空载运转时，可以对部分汽缸暂时停止燃料喷射。对于暂时停止燃料喷射的汽缸而言，几乎不发生由先前燃料喷射导致的燃料压力变化。因此，可以基于设置于暂时停止燃料喷射的汽缸中的压力传感器的输出，检测来自燃料泵的燃料供应导致的燃料压力变化。根据这样的结构，能够从多个非喷射汽缸选择由上次燃料喷射导致的燃料压力变化是最小的汽缸。结果，能够基于汽缸的燃料压力精确地检测由来自燃料泵的燃料供应导致的燃料压力变化。在对多个汽缸暂时停止燃料喷射的情况下，可以选择这种无燃料喷射的汽缸的任一个作为可以基于其检测来自燃料泵的燃料供应导致的燃料压力变化的汽缸。

(M-10)本发明不应限于四缸引擎，而是可以应用于具有六个或超过六个汽缸的引擎。即使在这样的引擎中，也可以类似地选择将在当前燃料喷射汽缸之后根据预定燃烧次序执行燃料喷射的非喷射汽缸。或者，可以类似地选择距其自身上次燃料喷射过去时间最长的非喷射汽缸。此外，可以选择暂时停止燃料喷射的汽缸。

(M-11)本发明的设备和/或系统还不仅可用于直接向汽缸中喷射燃料的引擎，而且可用于向进气口喷射燃料的引擎。可以将本发明应用于这样的设备和/或系统，以控制燃料喷射压力。此外，喷射器不应限于图2所示的结构。在修改以上实施例时，例如，在改变设备和/或部件时，优选还根据设备和/或部件的这种改变修改程序。

(M-12)在以上实施例(包括以上修改)中，使用了各种程序。不过，可以使用硬件，例如特定电子电路，来执行相同或等效的功能。

Claims (6)

1.一种用于多汽缸内燃机的燃料喷射控制系统，包括：

用于存储高压燃料的蓄压容器（12）；

用于向所述蓄压容器（12）供应高压燃料的燃料泵（11）；

设置于所述内燃机的每个汽缸中的多个燃料喷射器（20），用于根据预定燃烧次序向相应汽缸中喷射所述蓄压容器（12）的所述高压燃料；

燃料压力传感器（20a），所述燃料压力传感器（20a）分别设置于将所述蓄压容器（12）连接到所述喷射器（20）的每个燃料喷射口（21c）的每个燃料管道中，以用于检测所述燃料管道中的燃料的燃料压力；以及

用于控制来自相应燃料喷射器（20）的燃料喷射的电子控制单元（30)，

其中所述电子控制单元（30）包括：

第一压力检测模块（S31，S35，S51，S53），基于与当前执行燃料喷射的喷射汽缸（#1）相关的燃料压力传感器（20a）的输出，所述第一压力检测模块检测由于在所述燃料喷射器（20）执行的燃料喷射而改变的燃料压力；

第二压力检测模块（S31-S34，S51，S52），基于与多个非喷射汽缸（#2-#4）中的因上次燃料喷射导致的燃料压力变化的剩余程度是所述多个非喷射汽缸中最小的一个非喷射汽缸（#3）相关的燃料压力传感器（20a）的输出，所述第二压力检测模块检测由于来自所述燃料泵（11）的燃料供应而改变的燃料压力；以及

计算模块（S36，S54），基于由所述第一压力检测模块检测的燃料压力与由所述第二压力检测模块检测的燃料压力之间的压力差，所述计算模块计算所述燃料喷射器（20）的燃料喷射特性。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统，其中

所述第二压力检测模块（S31-S34，S51，S52）基于与所述多个非喷射汽缸（#2-#4）中的根据所述预定燃烧次序在喷射汽缸（#1）之后接下来将执行燃料喷射的一个非喷射汽缸（#3）相关的燃料压力传感器（20a）的输出，来检测由于来自所述燃料泵（11）的燃料供应而改变的燃料压力。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统，其中

所述第二压力检测模块（S31-S34，S51，S52）基于与所述多个非喷射汽缸（#2-#4）中的距上次燃料喷射的过去时间（Te-1）在所述多个非喷射汽缸中是最长的一个非喷射汽缸（#3）相关的燃料压力传感器（20a）的输出，来检测由于来自所述燃料泵（11）的燃料供应而改变的燃料压力。

4.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统，其中

在满足预定条件时，针对部分汽缸暂时停止将由所述喷射器（20）执行的燃料喷射，并且

所述第二压力检测模块（S31-S34，S51，S52）基于与所述多个非喷射汽缸中的暂时停止燃料喷射的一个非喷射汽缸相关的燃料压力传感器（20a）的输出，来检测由于来自所述燃料泵（11）的燃料供应而改变的燃料压力。

5.根据权利要求1-4之一所述的燃料喷射控制系统，其中

所述计算模块（S36，S54）考虑到从所述燃料泵（11）到关联于所述喷射汽缸（#1）的燃料压力传感器（20a）的燃料供应管线长度（L1）与从所述燃料泵（11）到关联于所述非喷射汽缸（#3）的燃料压力传感器（20a）的燃料供应管线长度（L3）之间的差异，来计算所述燃料压力的压力差。

6.一种用于多汽缸内燃机的燃料喷射控制系统，包括：

用于存储高压燃料的蓄压容器（12）；

用于向所述蓄压容器（12）供应高压燃料的燃料泵（11）；

设置于所述内燃机的每个汽缸中的多个燃料喷射器（20），用于根据预定燃烧次序向相应汽缸中喷射所述蓄压容器（12）的所述高压燃料；

燃料压力传感器（20a），所述燃料压力传感器（20a）分别设置于将所述蓄压容器（12）连接到所述喷射器（20）的每个燃料喷射口（21c）的每个燃料管道中，以用于检测所述燃料管道中的燃料的燃料压力；以及

用于控制来自相应燃料喷射器（20）的燃料喷射的电子控制单元（30)，

用于补偿所述燃料压力传感器检测的燃料压力的过程包括：

第一步骤（S32），在没有执行从所述燃料泵（11）向所述蓄压容器（12）的燃料供应时，基于与多个汽缸（#1-#4）之一相关的燃料压力传感器（20a）的输出来检测第一燃料压力（P1）；

第二步骤（S33），基于与多个非喷射汽缸（#2-#4）中的当前未执行燃料喷射的一个非喷射汽缸（#3）相关的燃料压力传感器（20a）的输出，检测由于来自所述燃料泵（11）的燃料供应而改变的第二燃料压力（P2）；

第三步骤（S34），基于所述第一燃料压力和所述第二燃料压力（P1，P2）来计算燃料供应分量（ΔP=P2-P1）；

第四步骤（S35），基于与当前执行燃料喷射的喷射汽缸（#1）相关的燃料压力传感器（20a）的输出，检测由于在所述燃料喷射器（20）执行的燃料喷射而改变的第三燃料压力（P3）；以及

第五步骤（S36），基于所述燃料供应分量（ΔP）来补偿所述第三燃料压力（P3），以便获得补偿的燃料压力（P4），所述补偿的燃料压力（P4）是通过从所述第三燃料压力（P3）减去所述燃料供应分量（ΔP）而计算出来的。