CN102536491B - 燃料喷射特性学习装置 - Google Patents

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Abstract

特性检测部(A)基于代表燃料压力传感器(20)的检测值的变化的燃料压力波形来分析燃料喷射条件，并且然后基于所分析的燃料喷射条件检测燃料喷射特性值。学习所检测的参数(Td)并且将其与由燃料温度传感器(22a)检测的燃料温度相关联地存储在存储器(23a)中。基于所学习的所检测的参数(L3，L4)建立燃料喷射率模型(M)。利用所述燃料喷射率模型和当前燃料温度定义命令燃料喷射开始时间和命令燃料喷射时间段。

Description

燃料喷射特性学习装置
技术领域
本发明涉及一种燃料喷射特性学习装置，所述燃料喷射特性学习装置学习诸如燃料喷射器单独具有的燃料喷射开始时间延迟“Td”之类的燃料喷射特性值。
背景技术
在燃料喷射器向内燃机的燃烧室中喷射燃料时，从发送燃料喷射命令信号时直到实际喷射燃料时存在时间延迟。每一个燃料喷射器在燃料喷射命令信号的输出时间段与燃料喷射量之间的相关性方面具有单独的变化。通过试验先前获得该时间延迟和燃料喷射相关性并且将其作为燃料喷射特性值存储在存储器中。在运输燃料喷射器之后，基于所存储的燃料喷射特性值，建立燃料喷射命令信号。
JP-2009-74535A和JP-2009-57926A示出了设置至燃料喷射器以检测燃料压力的变化(燃料压力波形)的燃料压力传感器。基于该燃料压力的变化，分析燃料喷射率(燃料喷射条件)的变化。例如，在开始燃料喷射时，燃料压力波形由于燃料喷射而开始下降。因而，基于燃料压力波形开始下降时的时间，能够计算(分析)燃料喷射开始时间。
根据以上所述，即使在运输燃料喷射器之后，也能够分析实际的燃料喷射条件以使得能够检测燃料喷射特性值。即使燃料喷射特性值由于老化恶化而变化，也能够学习燃料喷射特性值以使得能够高精度地控制燃料喷射条件。
以此同时，燃料喷射特性值取决于燃料温度。如果没有相对于燃料温度学习燃料喷射特性值并且建立燃料喷射命令信号，则不能精确地控制燃料喷射条件。本发明人发现了这样的问题。
发明内容
考虑上面情况做出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种能够高精度地控制燃料喷射条件的燃料喷射特性学习装置。
根据本发明，一种燃料喷射特性学习装置学习燃料喷射系统的燃料喷射特性值。所述燃料喷射系统包括：燃料喷射器，其通过燃料喷射端口喷射蓄压器中积累的高压燃料；存储器部，其存储所述燃料喷射器单独具有的燃料喷射特性；以及燃料喷射命令部，其基于所述燃料喷射特性生成燃料喷射命令信号。
所述燃料喷射特性学习装置包括设置在流体连接所述蓄压器和所述燃料喷射端口的燃料通道中的燃料压力传感器。该燃料压力传感器检测所述燃料通道中的燃料压力。所述学习装置还包括：特性值检测部，其基于代表所述燃料压力传感器的检测值的变化的燃料压力波形来分析燃料喷射条件，并且基于所分析的燃料喷射条件来检测所述燃料喷射特性值；燃料温度传感器，其检测燃料温度；以及学习部，其将所述燃料喷射特性值与所述燃料温度传感器检测的所述燃料温度相关联地存储在所述存储器部中。
根据本实施例，由于与所述燃料温度相关联地存储所述燃料喷射特性值，因此能够基于与实际的燃料温度相对应的所述燃料喷射特性值建立燃料喷射命令信号，从而能够高精度地控制所述燃料喷射条件。
所述燃料喷射特性值包括下面的值：
(a)从生成燃料喷射命令时到实际开始所述燃料喷射时的燃料喷射开始时间延迟；
(b)从生成用于终止所述燃料喷射的命令时到实际终止所述燃料喷射时的燃料喷射结束时间延迟；
(c)喷射率上升速度(或者燃料压力下降速度)；
(d)喷射率下降速度(或者燃料压力上升速度)；
(e)最大燃料喷射率(或者其燃料压力下降量)；以及
(f)表示命令燃料喷射时间段与实际的燃料喷射量之间的相关性的特性值。
附图说明
通过下面参考附图给出的描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得更更显而易见，在附图中类似的部件由类似的附图标记指代，并且在附图中：
图1是示出了根据本发明的实施例的燃料喷射系统的轮廓的结构示意图，在所述燃料喷射系统上安装有燃料喷射特性学习装置；
图2是ECU的功能方框图；
图3A、3B、3C和3D是用于解释燃料压力波形和燃料喷射率波形之间的相关性的示意图；
图4是示出了燃料喷射属性检测装置的示意图；
图5是示出了所检测的参数Td的特性公式的示意图；
图6是示出了用于学习所检测的参数Td的处理的流程图；并且
图7是用于解释用于基于基准燃料温度Ts来校正所检测的参数Td的方法的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述实施本发明的实施例。将燃料喷射特性学习装置安装到具有四个汽缸#1-#4的内燃机(柴油机)。
图1是示出了设置到每一个汽缸的燃料喷射器10、设置到每一个燃料喷射器10的燃料压力传感器20、电子控制单元(ECU)30等等的示意图。
首先，将解释包括燃料喷射器10的发动机的燃料喷射系统。燃料箱40中的燃料通过高压泵41进行泵送，并且在共轨(蓄压器)42中积累以通过高压管42b供应到每一个燃料喷射器10(#1-#4)。燃料喷射器10(#1-#4)以预定顺序依次执行燃料喷射。高压泵41是间歇排放高压燃料的柱塞泵。
在共轨42与高压管42b之间的连接部处，设置孔口(高压管42b的节流阀部)以减小通过高压燃料管42b传播到共轨42的燃料脉动。因此，减小共轨42中的燃料脉动以使得燃料能够在稳定压力下供应到每一个燃料喷射器10。
燃料喷射器10包括主体11、针型阀主体12、致动器13等等。主体11限定了高压通道11a和喷射端口11b。针型阀主体12容纳在主体11中以开启/关闭喷射端口11b。
主体11限定了高压通道11a和低压通道11d与其连通的背压室11c。控制阀14在高压通道11a和低压通道11d之间切换，以使得高压通道11a与背压室11c连通，或者低压通道11d与背压室11c连通。在图1中致动器13通电并且控制阀14向下移动时，背压室11c与低压通道11d连通，以使得背压室11c中的燃料压力减小。结果，施加到阀主体12的背压减小，以使得阀主体12开启。同时，在致动器13去电并且控制阀14向上移动时，背压室11c与高压通道11a连通，以使得背压室11c中的燃料压力增大。结果，施加到阀主体12的背压增大以使得阀主体12关闭。
ECU 30控制致动器13以驱动阀主体12。在针型阀主体12开启喷射端口11b时，高压通道11a中的高压燃料通过喷射端口11b喷射到发动机的燃烧室(未示出)。
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包括芯柱(负荷单元)、压力传感器元件22、燃料温度传感器22a和模制IC 23。
芯柱21设置到主体11。芯柱21具有对高压通道11a中的高燃料压力做出响应而弹性变形的振动膜21a。压力传感器元件22设置在振动膜21a上以输出取决于振动膜21a的弹性变形的压力检测信号。燃料温度传感器22a也设置在振动膜21a上以检测振动膜21a的温度作为燃料温度。
模制IC 23包括放大器电路，所述放大器电路放大从压力传感器元件22和燃料温度传感器22a发送的检测信号。此外，模制IC 23具有发送检测信号的发送电路以及存储燃料喷射特性值的存储器23a。模制IC安装到具有芯柱21的燃料喷射器10。存储器23a是非易失性存储器，例如EEPROM。
连接器15设置在主体11上。模制IC 23、致动器13和ECU 30通过连接到连接器15的线束16彼此电连接。将放大后的检测信号发送到ECU 30。相对于每一个汽缸执行这样的信号通信处理。
ECU 30从各种传感器接收检测信号。基于这些检测信号，控制燃料供应系统的每一个部件。ECU 30由已知的微型计算机构成。ECU基于各种传感器的检测信号来检测发动机的操作状态以及用户的请求，并且操作各种致动器，例如吸入控制阀和燃料喷射器10。
安装在ECU 30中的微型计算机基本上由各种计算设备、存储设备、信号处理设备、通信设备以及功率源电路构成。具体而言，所述微型计算机包括：用于执行各种计算的中央处理单元(CPU)；作为用于临时存储数据和运算结果的主存储器的随机访问存储器(RAM)；作为程序存储器的只读存储器(ROM)；作为数据存储存储器(备份存储器)的电可写入非易失性存储器(EEPROM)；备份RAM(从诸如车载电池的备份功率源向其供应电功率的RAM)；A-D转换器、时钟、以及用于输入/输出信号的输入/输出端口。ROM存储用于控制发动机的各种程序。该程序包括关于燃料喷射特性和喷射命令校正的程序。EEPROM存储诸如发动机设计日期之类的各种数据。
如图2所示，基于来自传感器的输出，ECU 30(喷射命令部)计算应该在输出轴(凸轮轴)上生成的转矩(所要求的转矩)、所要求的燃料喷射量“Q”以及所要求的燃料喷射开始时间“T”，以用于获得所要求的转矩。例如，通过燃料压力传感器20检测高压通道11a中的实际压力“Pc”，并且通过燃料温度传感器22a检测高压通道11a中的实际燃料温度“Th”。ECU30根据发动机的驱动条件以及加速度计位置来计算所要求的燃料喷射量“Q”和所要求的燃料喷射开始时间“T”。
ECU 30的存储器存储燃料喷射率模型，所述燃料喷射率模型代表在特定的燃料喷射条件(实际压力“Pc”和实际温度“Th”)下输出燃料喷射命令信号时燃料喷射率的变化。所述燃料喷射命令信号表示命令喷射时间段“Tq”和命令喷射开始时间“Tc”。换句话说，将命令喷射时间段“Tq”、命令喷射开始时间“Tc”、实际压力“Pc”和实际温度“Th”作为输入参数输入到燃料喷射率模型中，从而将实际燃料喷射开始时间和实际燃料喷射量作为输出参数输出。
利用该燃料喷射率模型，ECU 30基于实际燃料压力“Pc”(例如图3C中的燃料压力“P0”)和实际燃料温度“Th”来计算与所要求的燃料喷射量“Q”和所要求的燃料喷射开始时间“T”相对应的命令喷射时间段“Tq”以及命令喷射开始时间“Tc”。结果，基于命令喷射时间段“Tq”和命令喷射开始时间“Tc”，通过燃料喷射器10进行燃料喷射，以使得将发动机的输出转矩调节到目标值，并且能够降低颗粒物质、NOx等等的排放量。在ECU 30向燃料喷射器10发送燃料喷射命令信号的同时，致动器13通电。因此，在输出燃料喷射命令信号时的时间与命令喷射开始时间“Tc”相对应，并且其间输出燃料喷射命令信号的时间段与命令喷射时间段“Tq”相对应。
参照图3A到3D，在下文中将描述由燃料压力传感器20检测的实际燃料压力“Pc”的变化与燃料喷射率的变化之间的相关性。通过燃料压力波形示出实际燃料压力的变化并且通过喷射率波形示出燃料喷射率的变化。
图3A示出了ECU 30提供到致动器13的燃料喷射命令信号。基于该燃料喷射命令信号，致动器13操作以开启喷射端口11b。也就是说，在燃料喷射命令信号的脉冲开启时刻“t1(Tc)”处开始燃料喷射，并且在燃料喷射命令信号的脉冲关闭时刻“t2”处终止燃料喷射。在从时刻“t1”到时刻“t2”的命令喷射时间段“Tq”期间，开启喷射端口11b。通过控制命令喷射时间段“Tq”，控制燃料喷射量“Q”。
图3B示出了代表燃料喷射率的变化的喷射率波形，并且图3C示出了代表由燃料压力传感器20检测的燃料压力的变化的燃料压力波形。通过以指定的时间间隔处对燃料压力传感器20的检测值进行连续采样来获得图3C所示的燃料压力波形。该燃料压力波形代表燃料喷射期间在高压通道11a中的燃料压力的变化。将采样时间段设置成比实际的燃料喷射时间段要短。
由于压力波形与喷射率波形具有下面将描述的相关性，所以能够根据所检测的压力波形来估计喷射率波形。也就是说，如图3A所示，在时刻“t1”处燃料喷射命令信号升高之后，开始燃料喷射并且在时刻“R1(tsta)”处喷射率开始增大。在时刻“R1”之后过去延迟时间“C1”时，在点“P1”处检测压力开始减小。然后，在时刻“R2”处喷射率达到最大喷射率时，在点“P2”处停止检测压力下降。在时刻“R3”处喷射率开始减小时，在点“P3”处检测压力开始增大。之后，在喷射率变为零并且在时刻“R4”(tend)处终止实际燃料喷射时，在点“P5”处停止检测压力的增大。
如上面所解释的，压力波形和喷射率波形具有高的相关性。由于喷射率波形代表燃料喷射开始时刻(R1)、燃料喷射结束时刻(R4)以及燃料喷射量(图2B中阴影部分的面积)，能够通过根据压力波形估计喷射率波形来分析燃料喷射条件。
在燃料压力波形中，下降速度Pα与上升速度Pβ具有高的相关性。基于下降速度Pα和上升速度Pβ，计算喷射率上升速度Rα和喷射率下降速度Rβ。将点“P1”处的压力定义为基准压力“P0”。检测与基准压力“P0”的压力下降量“dP”并且基于该压力下降量“dP”来计算最大燃料喷射率“dQmax”。在进行燃料喷射之后，压力“P0”变为比基准压力“P0”低与燃料喷射量相对应的压力。基于在点“P4”处燃料压力达到压力“P0d”处的时刻来计算燃料喷射结束时刻“tend”。
然后，计算机计算命令喷射开始时刻“Tc”与燃料喷射开始时刻“tsta”之间的燃料喷射开始时间延迟“Td”，以及命令喷射结束时刻“t2”与燃料喷射结束时刻“tend”之间的燃料喷射结束时间延迟“Te”。
燃料喷射开始时间延迟“Td”、燃料喷射结束时刻“tend”、喷射率上升速度Rα、喷射率下降速度Rβ、以及最大燃料喷射率“dQmax”是通过分析实际燃料压力“Pc”中的变化获得的检测参数。这些参数用于识别配置喷射率模型M的各种公式。而且，在本实施例中，与燃料温度相关联地检测这些检测参数。
参考图2，在下文中将描述用于配置燃料喷射率模型M的处理。
输入处理部“IPP”执行滤波，其中通过低通滤波器对表示燃料压力传感器20的检测值(实际燃料压力“Pc”)的变化的燃料压力波形进行滤波以从其去除高频噪声。然后，从滤波后的燃料压力波形中去除由于高压泵41引起的压力增加分量，这被称为非喷射汽缸校正。具体而言，在指定的汽缸中进行燃料喷射的同时，从该指定汽缸中的燃料压力减去其中没有进行燃料喷射的另一汽缸中的压力增加。输入处理部“IPP”从燃料压力波形中去除由于燃料喷射开始(燃料喷射端口11b的开启)而生成的压力脉动。这被称为喷射器开启压力脉动补偿(IOPPC)。此外，在单个功率冲程中进行多次燃料喷射的情况下，从燃料压力波形中去除由于早期喷射导致的压力脉动，这被称为早期喷射压力脉动补偿(AIPPC)。
分析部“AP”分析燃料压力波形以获得燃料喷射开始时间“tsta”、燃料喷射结束时刻“tend”、喷射率上升速度Rα、喷射率下降速度Rβ和最大燃料喷射率“dQmax”。此外，分析部“AP”计算燃料喷射开始时间延迟“Td”、燃料喷射结束时刻“tend”等等的检测参数(燃料喷射特性)。
更具体而言，分析部“AP”在每一个时间点处关于燃料压力的上述转变计算一阶微分值和二阶微分值。在二阶微分值小于为负值的阈值K时，检测当前时间点作为燃料压力波形上的压力下降开始时刻。从开始燃料喷射直到燃料压力波形开始下降时，存在其中将在燃料喷射端口11b中生成的燃料压力脉动传播到燃料压力传感器20的时间延迟“C1”。因此，将比压力下降开始时刻早一时间延迟“C1”的时间点检测作为燃料喷射开始时刻“tsta”。
此外，在一阶微分值的先前值为正值并且当前的一阶微分值小于负值的阈值时，分析部“AP”将当前时间定义为压力上升结束时刻。从终止燃料喷射时直到燃料压力波形停止上升时，存在其中向燃料压力传感器20传播在燃料喷射端口11b中生成的燃料压力脉动的时间延迟“C2”。因此，将比压力增加结束时刻早一时间延迟“C2”的时间点检测作为燃料喷射结束时刻“tend”。
分析部“AP”检测燃料压力下降速度Pα，该燃料压力下降速度Pα与压力波形的燃料压力随着燃料喷射率的增大而减小处的斜率相对应。此外，分析部“AP”检测燃料压力上升速度Pβ，该燃料压力上升速度Pβ与压力波形的燃料压力随着燃料喷射率的减小而增大处的斜率相对应。燃料压力下降速度Pα与喷射率上升速度Rα紧密相关。燃料压力上升速度Pβ与喷射率下降速度Rβ紧密相关。考虑到这种情况，将所检测的燃料压力下降速度Pα乘以相关系数α以计算喷射率上升速度Rα。将所检测的燃料压力上升速度Pβ乘以相关系数β以计算喷射率下降速度Rβ。
分析部“AP”检测燃料压力波形上的压力下降量“dP”，这是由于燃料喷射生成的。所述压力下降量“dP”与最大喷射率“dQmax”紧密相关。有鉴于此，将所检测的压力下降量“dP”乘以相关系数γ以计算最大喷射率“dQmax”。
学习部“LP”学习并且存储燃料喷射开始时间“tsta”、燃料喷射结束时刻“tend”、喷射率上升速度Rα、喷射率下降速度Rβ、最大燃料喷射率“dQmax”、以及燃料喷射开始时间延迟“Td”。然后，基于这些学习值，获得相对喷射率的变化(相对喷射率波形)。该相对喷射率与燃料喷射率相对应并且根据由燃料压力传感器20检测的实际燃料压力“Pc”的变化而变化。此外，学习部“LP”基于下面将要描述的喷射率模型学习将该相对喷射率转换为实际喷射率，并且学习(存储)最大喷射率“dQmax”。实际喷射率和最大喷射率“dQmax”是表示实际燃料喷射率的绝对值。
ECU 30考虑由学习部“LP”学习的参数(每个时刻和最大喷射率)而定义喷射率模型M。在执行燃料喷射控制的同时，使用该喷射率模型M。检测实际燃料压力“Pc”的变化以及输出燃料喷射命令信号时的实际燃料温度“Th”。将这些检测值发送到喷射率模型M。
由分析部“AP”检测的参数Td、Te、Rα、Rβ和dQmax中的每一个是单独针对每一个燃料喷射器10的值。在本实施例中，在运输燃料喷射系统之前，进行下面描述的试验以获得参数Td、Te、Rα、Rβ和dQmax。将这些参数作为燃料喷射特性值存储在安装到燃料喷射器10的存储器23a中。应该注意到，这些燃料喷射特性值取决于燃料温度。因而，进行试验以使得针对每一个燃料温度获得燃料喷射特性值。图5是表示参数相对于燃料温度的变化的示意图，其存储在存储器23a中。
图4是用于获得参数Td、Te、Rα、Rβ和dQmax的燃料喷射属性检测装置(试验设备)50的示意图。试验设备50针对每一个燃料喷射器10设置有压力容器51、导管52和流量计53。
在安装到发动机和运输之前，将燃料喷射器10连接到压力容器51。压力容器51是能够接收高压燃料的中空容器。压力容器51的内部压力不泄露到外侧。燃料喷射器10的喷射端口11b设置在压力容器51中，以使得将燃料喷射到压力容器51中。所喷射的燃料向下流动到压力容器51的底部。导管52的上端连接到压力容器51的底部，并且导管52的下端连接到流量计53。将压力容器51的底部部分中的燃料通过导管52引入到流量计53中。
试验设备50设置有设置在压力容器51中的第一试验燃料压力传感器56、设置到每一个燃料喷射器10的第二试验燃料压力传感器20、设置到每一个流量计53的第一试验燃料温度传感器57、设置到每一个燃料喷射器10的第二试验燃料温度传感器22a、以及试验个人计算机(PC)55。应该注意到，第二试验燃料压力传感器与图1中的燃料压力传感器20相对应，并且第二试验燃料温度传感器22a与图1中的燃料温度传感器22a相对应。
设置在压力容器51中的第一试验燃料压力传感器56检测压力容器51的内部压力。在燃料喷射器10向压力容器51喷射燃料时，压力容器51的内部压力变化。因而，第一试验压力传感器56能够检测由于燃料喷射器10的燃料喷射导致的燃料压力变化。
流量计53能够检测微小的流量。流量计53检测通过流量计23的流体的体积流率。具体而言，流量计53检测由燃料喷射器10喷射的燃料的体积流率。
第一试验燃料温度传感器57设置在流量计53中，以检测通过流量计53的燃料的温度。也就是说，在流量计53检测燃料流率时，第一试验燃料温度传感器57检测燃料温度。应该注意到，第一试验燃料温度传感器57可以设置在导管52中。
试验个人计算机55是具有CPU、RAM、ROM、信号处理设备、输入-输出端口、电源电路等等的公知计算机。
将上述传感器的检测信号提供到PC 55。PC 55对由流量计53检测的燃料流率进行积分以使得计算经过流量计53的燃料的体积，即由燃料喷射器14喷射的燃料的体积。如上所述，流量计53和PC 55与检测包含在压力容器51中的燃料体积的体积检测部相对应。
此外，基于各种传感器的输出，PC 55将由流量计53检测的燃料体积转换为由燃料喷射器10喷射的燃料体积，并且计算由燃料喷射器10喷射的相对喷射率。然后，基于该相对喷射率的变化以及所转换的燃料体积，PC 55计算由压力传感器56检测的压力与由燃料喷射器10喷射的燃料的实际喷射率之间的关系。此外，PC 55计算燃料喷射命令信号与实际喷射率之间的关系。
此外，在燃料喷射器10喷射燃料时，压力传感器56检测如图3D所示的燃料压力。压力容器51中的压力根据燃料喷射器10喷射的燃料体积而增大。
本发明人发现压力容器51中的压力增大量和喷射到压力容器51中的燃料体积具有比例关系。压力容器51中压力的微分值与燃料体积的微分值具有比例关系。因而，压力的微分值的变化代表喷射率的相对变化，即相对喷射率(参考图3B)。
由于相对喷射率的积分值代表燃料体积，通过应用由流量计53检测的燃料体积将所述相对喷射率转化为实际喷射率。此时，经过流量计53的燃料温度与由燃料喷射器10喷射的燃料温度不同。燃料的体积根据其温度变化。因此，如果将由流量计53检测的燃料体积应用到相对喷射率的积分值，则所获得的实际喷射率可能不精确。
根据本实施例，基于温度传感器57的检测值和温度传感器22a的检测值，将由流量计53检测的燃料体积转换为由燃料喷射器10喷射的燃料的体积。将所转换的燃料的体积应用到相对喷射率的积分值，以使得将相对喷射率转换为实际喷射率。因此，精确地获得由压力传感器20检测的压力与实际喷射率之间的关系。此外，精确地获得由压力传感器56检测的压力与实际喷射率之间的关系。
根据下面过程与燃料温度相关联地学习每一个参数。在下面的描述中，解释了学习燃料喷射开始时间延迟“Td”。还以相同的方式学习其它参数Te、Rα、Rβ、dQmax。
图5示出了表示参数“Td”与燃料温度之间关系的特性公式。该特性公式是线性函数，其中参数“Td”随着燃料温度更高而增大。
首先，相对于作为测试对象的主燃料喷射器10M，燃料温度变化并且利用试验设备50获得多个参数“Td”。根据基于所检测的参数“Td”的最小二乘法，计算代表燃料温度与参数“Td”之间关系的特性公式L1。将基准燃料温度Ts定义为例如40℃。
然后，相对于除了主燃料喷射器10M之外的另一燃料喷射器10，利用试验设备50检测基准燃料温度Ts处的参数“Td”。在基准燃料温度Ts处，对主燃料喷射器10M的参数“Td”与另一燃料喷射器10的参数“Td”进行相互比较，以获得其间的差值ΔTds。然后，基于该差值ΔTds，校正特性公式L1，以使得相对于另一燃料喷射器10计算另一特性公式L2。具体而言，特性公式(线性线)L1和L2的斜率彼此相等。将线性线L1偏移差值ΔTds以获得线性线L2。
将该线性线(特性公式)L2存储在存储器23a或者ECU 30的其它存储器中。在运输之后，根据所存储的公式L2计算与当前燃料温度相对应的参数“Td”。将该计算的参数“Td”反映在燃料喷射率模型M上。因此参数“Td”由于燃料喷射器10的老化恶化而变化，因此学习并且连续更新特性公式L2如图5中的公式L3和L4。
在运输燃料喷射器10之后，通过如下方式学习特性公式L2。
图6是示出了以指定的时间间隔重复执行的特性公式的学习处理。在步骤S10中，从燃料温度传感器22a获得当前燃料温度。在步骤S11中，确定所获得的燃料温度是否在指定范围(T1-T2)内。上述基准温度Ts包括在该指定范围(T1-T2)内。
在步骤S11中的回答为否时，处理进行到步骤S12(校正部)，其中以如下方式校正所计算的参数“Td”。图7中的附图标记“Ga”指代在步骤S10中获得的燃料温度高于T2的情况下参数“Td”的值。在这种情况下，将参数“Td”的值“Ga”转换为基准燃料温度Ts处的值“Gb”。例如，根据学习之前的特性公式2的斜率，将值“Ga”校正到值“Gb”。
在步骤S11中的回答为是时，处理进行到步骤S13，其中所计算的参数“Td”用作与基准燃料温度Ts相对应的参数“Td”。图7中的附图标记“Gc”指代在步骤S10中获得的燃料温度在指定范围(T1-T2)内的情况下参数“Td”的值。在这种情况下，不校正参数“Td”的值“Gc”，并且该参数“Td”的值“Gc”用作在基准燃料温度“Ts”处参数“Td”的值。
在步骤S14中，将具有值“Gb”的校正后的参数“Td”或者具有值“Gc”的所计算的参数作为与基准燃料温度Ts相对应的参数“Td”存储在ECU 30的存储器中。
如果燃料温度超出指定上限，则液体燃料变为气-液两相状态。如果燃料温度下降低于指定下限，则该液体燃料固化。在燃料不是液相时，优选的是禁止学习所检测的参数。在本实施例中，在燃料温度高于上限或者低于下限时，禁止在步骤S14中将所检测的参数“Td”存储在存储器中。即，禁止学习所检测的参数“Td”。
在步骤S15中，确定所检测的参数“Td”的存储数量“n”是否小于指定数量“m”。直到数量“n”达到指定数量“m”，重复执行从步骤S10到步骤S14的处理。在数量“n”变为数量“m”时，处理进行到步骤S16。在步骤S16中，将存储在存储器中的所检测的参数“Td”的平均值计算为学习值“Tdave”。
在步骤S17中，计算机计算学习值“Tdave”和在特性公式L2上的基准燃料温度“Ts”处所检测的参数“Tds”之间的差值ΔTd。在步骤S18中，计算机确定该差值ΔTd是否大于或者等于指定值。
在步骤S18中的回答为否时，处理进行到步骤S20(学习部)，其中特性公式L2偏移一差值ΔTd，以获得特性公式L3。在步骤S18中的回答为是时，处理进行到步骤S19(学习部)，校正特性公式L2的斜率以获得特性公式L4。例如，获得在步骤12中校正之前的多个参数“Td”(Ga或者Gc)并且基于上述参数根据最小二乘法来计算直线。将该计算的直线定义为特性公式L4。
上面描述了燃料喷射开始时间延迟“Td”的学习过程。也与燃料温度相关联地学习其它参数。关于燃料喷射开始时间延迟“Td”，如图5所示，随着燃料温度更高，燃料喷射开始时间延迟“Td”变得更长。关于其它参数，随着燃料温度更高，任何参数都变得更小。
根据本实施例，将分析部“AP”计算的喷射特性值作为与燃料温度相关联的特性公式L2、L3和L4进行存储。然后，基于所存储的特性公式L2、L3和L4，建立燃料喷射率模型“M”。此外，基于该燃料喷射率模型“M”和由燃料温度传感器22a检测的燃料温度，计算机计算与所要求的燃料喷射量“Q”和所要求的燃料喷射开始时间“T”相对应的命令喷射时间段“Tq”和命令喷射开始时间“Tc”。由于基于所检测的参数Td、Te、Rα、Rβ和dQmax来计算命令喷射时间段“Tq”和命令喷射开始时间“Tc”，因此能够高精度控制实际燃料喷射开始时间和实际燃料喷射量。
另外，根据本实施例，存储与基准燃料温度Ts相对应的多个所检测的参数“Td”并且将该参数的平均值计算为学习值“Tdave”。因此，能够改善特性公式的学习精确度。
尽管所检测的参数Td、Te、Rα、Rβ和dQmax与燃料温度之间的关系(特性公式)由于燃料喷射器10的个体差异和老化恶化而变化，但是特性公式L2的斜率很少变化。整体增大或者减小在燃料温度的整个范围中所检测的参数的值。考虑到上述情况，根据本实施例，在差值ΔTd小于指定值时，特性公式L2偏移一差值ΔTd，以将公式L2更新为公式L3。特性公式L3高精度地代表实际所检测的参数“Td”和燃料温度之间的关系。
与此同时，在差值ΔTd不小于指定值时，燃料属性可能变化。在这种情况下，特性公式的斜率趋于变化。考虑到上述情况，根据本实施例，在差值ΔTd不小于指定值时，基于多个所检测的参数“Td”来计算未被学习的特性公式L2的斜率，以将特性公式L2更新到特性公式L4。特性公式L4以高精度地代表实际所检测的参数“Td”与燃料温度之间的关系。
[其它实施例]
本发明并不限于上述实施例，而是可以例如以如下方式执行本发明。此外，能够组合每一个实施例的特性配置。
可以将燃料温度传感器22a设置至高压管42b或者共轨42。
同样，可以将燃料压力传感器20设置至共轨42的出口42a的高压管42b下游。
可以与燃料温度以及共轨42中的燃料压力相关联地存储燃料喷射特性值。
本发明能够应用于具有在其中积累燃料的传输管的直接喷射发动机。

Claims (4)

1.一种燃料喷射特性学习装置，所述燃料喷射特性学习装置学习燃料喷射系统的燃料喷射特性值，所述燃料喷射系统包括：
燃料喷射器（10），其通过燃料喷射端口（11b）喷射在蓄压器（42）中积累的高压燃料；
存储器部（23a），其存储所述燃料喷射器单独具有的燃料喷射特性；以及
燃料喷射命令部（30），其基于所述燃料喷射特性来生成燃料喷射命令信号，
所述燃料喷射特性学习装置包括：
燃料压力传感器（20），其设置在流体连接所述蓄压器（42）和所述燃料喷射端口（11b）的燃料通道（11a，42b）中，所述燃料压力传感器（20）检测所述燃料通道中的燃料压力；
特性值检测部（AP），基于代表所述燃料压力传感器（20）的检测值的变化的燃料压力波形来分析燃料喷射条件，所述燃料喷射特性检测部（AP）基于所分析的燃料喷射条件来检测所述燃料喷射特性值；
燃料温度传感器（22a），其检测燃料温度；以及
学习部（S19，S20），其将所述燃料特性与由所述燃料温度传感器（22a）检测的所述燃料温度相关联地存储在所述存储器部（23a）中，其中
所述存储器部（23a）存储代表所述燃料喷射特性与所述燃料温度之间关系的特性公式，
所述学习部（S19，S20）基于由所述燃料喷射特性检测部（AP）检测的所述燃料喷射特性值来更新所述特性公式，
在由所述特性值检测部（AP）检测的所述燃料喷射特性值与存储在所述存储器部中的未被学习的燃料喷射特性值之间的差值小于指定值时，所述学习部将学习之前的所述特性公式更新为被偏移了所述差值的特性公式，并且
所述燃料喷射命令部（30）根据所述特性公式计算所述燃料喷射特性。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射特性学习装置，其中
在由所述特性检测部（AP）检测的所述燃料喷射特性值与存储在所述存储器部中的未被学习的燃料喷射特性值之间的差值不小于指定值时，
所述学习部将学习之前的所述特性公式更新为其斜率根据所述差值变化的特性公式。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射特性学习装置，还包括：
校正部（S12），其在由所述燃料温度传感器检测的当前燃料温度处于指定温度范围以外的情况下，将与所述当前燃料温度相对应的所述燃料喷射特性校正为与基准燃料温度相对应的燃料喷射特性，所述基准燃料温度在所述指定温度范围内，其中
所述学习部（S19，S20）将所校正的燃料喷射特性与所述基准燃料温度相关联地存储在所述存储器部（23a）中。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射特性学习装置，其中
在由所述燃料温度传感器检测的所述燃料温度超出指定上限值或者下降到低于指定下限值时，禁止将与所述燃料温度相对应的所述燃料喷射特性值存储在所述存储器部（23a）中。
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