CN102733980B - 估计燃料状态的装置 - Google Patents

Abstract

一种装置(30、50、50A)从燃料压力传感器(22)所检测的压力波形(P0)中提取主波形成分(WL)和分支波形成分(WS)。该主波形成分(WL)是由主通道(11a、42b)中传播的压力变化引起。该分支波形成分(WS)是由分支通道(15)中传播的压力变化引起。该装置基于该成分(WL、WS)来计算传播速度(CL、CS)。然后，该装置基于燃料温度传感器(22)的检测值(TS)、该传播速度(CS、CL)、燃料压力波形(P0)和平均压力(P0ave)来估计主通道温度(TL)。

Description

估计燃料状态的装置

技术领域

本公开涉及一种估计燃料状态的装置，该燃料状态例如是将从喷射器喷射的燃料的温度和燃料属性。

背景技术

文献1至文献5均公开了一种装置，该装置通过燃料压力传感器检测供应到喷射器的燃料压力，并且检测燃料压力波形，该燃料压力波形是由燃料喷射引起的压力变化。该装置基于该燃料压力波形来计算喷射状况。例如，由于燃料压力波形响应于喷射的开始而开始下降，所以可以通过检测压力下降的开始时刻来计算喷射开始的时刻。根据该装置，可以通过基于所计算的喷射状况执行对喷射器的操作的反馈控制，来将喷射状况控制至期望的状况。

文献1至文献5中公开的喷射器的主体形成有供应入口、喷嘴孔和通道，该供应入口接收从共轨输送的燃料，该共轨也被称为蓄压容器。该喷嘴孔被设置为喷射燃料。该通道包括从供应入口延伸到喷嘴孔的主通道以及从主通道分支出的分支通道。文献1至文献5还公开了被配置为检测分支通道中的燃料压力的燃料压力传感器。根据该结构，响应于从喷嘴孔喷射的开始，主通道中接近喷嘴孔的部分的燃料压力首先下降。然后，压力变化经由主通道和分支通道传播，并且然后到达燃料压力传感器。因此，燃料压力传感器将传播的压力变化检测作为燃料压力波形。

然而，主通道和分支通道中的压力传播速度随着燃料温度的改变而变化。作为结果，燃料压力波形与喷射状况之间的相关性也随着燃料温度的改变而变化。例如，从喷射的开始到压力下降时刻的延迟时间随着燃料温度的改变而变化。

为了减少由燃料温度引起的影响，文献1至文献5中的装置具有用于检测分支通道中的燃料温度的传感器。该装置设法通过基于燃料温度传感器所检测的燃料温度来校正基于燃料压力波形的喷射状况计算过程，来以精确的方式计算喷射状况。

文献1：JP-2010-285887A

文献2：JP-2010-285889A

文献3：JP-2010-286280A

文献4：JP-2011-1842A

文献5：JP-2011-1915A

然而，接近喷嘴孔的部分中的燃料被内燃机的热量加热。在燃料压力传感器所检测的分支通道中的燃料温度与位于接近喷嘴孔的部分处的燃料温度之间必然存在一定量的差别。因此，基于所检测的温度的校正不能提供正确的校正。

此外，通道中压力变化的传播速度也被诸如燃料种类之类的燃料属性改变。因此，如果供应与期望不同的燃料，则不能正确地计算喷射状况。此外，由于这样的传感器可以能增加部件的数量并且增加成本，所以期望不安装用于检测燃料属性的传感器。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种能够估计燃料状态的燃料状态估计装置。

本公开的另一目的是提供一种燃料状态估计装置，该装置能够基于由燃料压力传感器和燃料温度传感器检测的值来正确地估计燃料状态，该燃料压力传感器和燃料温度传感器被设置在从主通道分支出的分支通道中。

根据本公开，提供了一种正被施加于燃料喷射系统的燃料的状态进行估计的装置。在实施例中，燃料喷射系统可以具有喷射器，该喷射器喷射用于在内燃机中燃烧的燃料。该燃料喷射系统可以具有蓄压容器，该蓄压容器容纳加压燃料并且将该加压燃料供应给喷射器。该燃料喷射系统可以具有燃料压力传感器，该燃料压力传感器被配置为检测分支通道中的燃料压力，该分支通道从在蓄压容器的出口与喷射器的喷嘴孔之间延伸的主通道中分支出来。该燃料喷射系统可以具有燃料温度传感器，该燃料温度传感器被配置为检测分支通道中的分支燃料温度。

在实施例中，该装置可以包括主提取部分和分支提取部分，该主提取部分从燃料压力传感器所检测的压力波形中提取主波形成分，该主成分是该压力波形中的一个成分并且是由主通道中传播的压力振动引起，分支提取部分从该压力波形中提取分支波形成分，该分支成分是压力波形中的一个成分并且是由分支通道中传播的压力振动引起。该装置可以包括分支速度计算部分和主速度计算部分，该分支速度计算部分基于分支波形成分来计算分支速度，该分支速度是在分支通道中传播的压力波的速度，该主速度计算部分基于主波形成分来计算主速度，该主速度是在主通道中传播的压力波的速度。该装置可以包括平均压力计算部分，该平均压力计算部分基于该压力波形计算被供应到喷射器的燃料的平均压力。该装置可以包括燃料状态估计部分，该燃料状态估计部分基于分支燃料温度、分支速度、主速度和平均压力来估计主燃料状态，该主燃料状态是与主通道中的燃料有关的燃料状态。在实施例之一中，燃料状态估计部分估计主通道中的主燃料温度。在实施例之一中，燃料状态估计部分包括燃料属性估计部分和主温度估计部分，燃料属性估计部分基于分支燃料温度、分支速度和平均压力来估计燃料属性，主温度估计部分基于燃料属性估计部分所估计的燃料属性、主速度和平均压力来估计主燃料温度。在实施例之一中，燃料状态估计部分估计燃料属性。燃料状态估计部分可以包括燃料属性估计部分，该燃料属性估计部分基于分支燃料温度、分支速度和平均压力来估计燃料属性。由于主通道与分支通道的结构，喷射器上的燃料压力传感器仅仅检测分支通道中的压力。可检测的压力包括主波形成分WL和分支波形成分WS。主波形成分可以反映与主通道有关的固定参数和与主通道中的燃料状态有关的可变参数。类似地，分支波形成分可以反映与分支通道有关的固定参数和与分支通道中的燃料状态有关的可变参数。因此，可以基于分支燃料温度、分支速度、主速度和平均压力来计算主通道中的燃料状态。

主波形成分具有取决于主通道中的燃料温度和主通道长度等的频率。

类似地，分支波形成分具有取决于分支通道中的燃料温度和分支通道长度等的频率。

燃料的体积弹性模量(bulk modulus)和燃料的密度是由燃料属性限定的物理量。该体积弹性模量与该密度的比率可以基于诸如在通道中传播的压力波的速度、通道中的压力和燃料温度之类的参数来理论地计算。

分支通道中的燃料温度可以通过燃料温度传感器来获取。可以利用分支波形成分的频率和分支通道的分支通道长度来计算速度，即分支通道中的分支速度。通道中的压力可以被分支通道中的平均压力替代。因此，可以基于参数来确定燃料属性。

可以利用主波形成分的频率和主通道长度来计算速度，即主通道中的主速度。可以基于参数来确定燃料属性。主通道中的压力可以被分支通道中的平均压力替代。因此，可以基于参数来确定主通道中的燃料温度。

换言之，可以基于参数来确定主通道中的燃料温度。

附图说明

通过参考附图做出的下面的详细说明，本公开的上述和其它的目的、特征和优点将变得更加清楚。在附图中：

图1是示出了根据本公开的第一实施例的燃料喷射系统和喷射器的图；

图2是示出了燃料喷射系统响应于喷射命令信号的行为的时序图；

图3是示出了控制模块的图，该控制模块用于学习喷射率参数并且用于设置喷射命令信号；

图4是示出了燃料压力波形的时序图；

图5是示出了图3所示的燃料状态估计装置的框图；

图6是示出了图1中的主通道和分支通道的模型的图；

图7是示出了由图5中的滤波器提取的主波形成分WL和分支波形成分WS的图；

图8是示出了频率分布的曲线图；

图9A和图9B是示出了频率分布的曲线图；

图10A和图10B是示出了取决于温度偏差的频率偏差的曲线图；

图11是示出了用于估计燃料属性的示意图的图；

图12是示出了用于计算高压通道中的温度TL的示意图的图；

图13是用于计算燃料属性的流程图；

图14是用于计算高压通道中的温度TL的流程图；

图15是示出了根据本公开的第二实施例的燃料状态估计装置的框图；以及

图16A至图16D是示出了喷射器中的各个通道配置的图。

具体实施方式

在下文中，基于附图来描述本发明的多个实施例。描述用于估计燃料状态的装置和用于估计燃料状态的方法。该装置被设计为控制内燃机，即发动机。该装置被设计为安装在车辆上以控制用于驱动车辆的发动机。该发动机可以是柴油机，其被供应高压燃料并且执行压缩自点火燃烧。该发动机是多汽缸发动机。在下面的实施例中，该发动机是具有汽缸#1至汽缸#4的四汽缸发动机。这些参考标记#1、#2、#3和#4可以被用于识别一个特定的汽缸。这些参考标记#1、#2、#3和#4也可以被用于识别与所识别的汽缸有关的或者取决于所识别的汽缸元件的部件或特征，例如被设置用于所识别的汽缸的喷射器，即燃料喷射阀。

(第一实施例)

图1示出了根据本公开的第一实施例的燃料喷射系统的部件。该燃料喷射系统包括多个喷射器10。每个喷射器10被配置用于该发动机中的相应汽缸。喷射器10具有传感器单元20，其检测喷射器10中的燃料压力并输出表示所检测的燃料压力的电信号。该燃料喷射系统还包括电子控制单元(ECU)30。该燃料喷射系统安装在车辆上。

喷射器10是燃料喷射系统的部件。该燃料喷射系统包括用于液体柴油燃料的燃料箱40。该燃料喷射系统包括用于提供燃料供应系统的燃料泵41和共轨42。燃料泵41从燃料箱40中抽取燃料并且对燃料加压。燃料泵41将加压燃料供应给该轨42。该轨42用作加压燃料容器。该轨42也可以用作将加压燃料输送至喷射器10的输送设备。用于汽缸#1至汽缸#4的喷射器10以预定的顺序逐个地喷射燃料。燃料泵41由柱塞泵提供。因此，利用柱塞的往复以同步的方式对燃料进行加压。该燃料喷射系统被配置为将燃料泵41所加压的燃料蓄积在加压燃料容器42中。该燃料喷射系统被配置为将来自加压燃料容器42的加压燃料输送到喷射器10。

喷射器10具有主体11、针形状的阀构件12和致动器13。主体11限定了其中的高压通道11a和将燃料注入相应汽缸的至少一个喷嘴孔11b。阀构件12以可移除的方式容纳于主体11中，并且阀构件12打开和关闭喷嘴孔11b。

主体11限定了向阀构件12施加背压的背压室11c。高压通道11a被形成为能够与背压室11c连通。主体11还限定了低压通道11d，低压通道11d被形成为能够与背压室11c连通。喷射器10具有对与背压室11的连通进行开关的控制阀14。控制阀14选择性地提供在背压室11c与高压通道11a之间的连通以及在背压室11c与低压通道11d之间的连通。由诸如电磁线圈和压电设备之类的致动器13来操作控制阀14。当致动器13将控制阀14激活并且在图中的向下方向推动控制阀14时，背压室11c与低压通道11d连通，以使背压室11c中的压力降低。作为结果，施加到阀构件12的背压减小。阀构件12被向上抬起以打开该阀。另一方面，当致动器13将控制阀去激活并且允许控制阀14往图中的向上方向移动时，背压室11c与高压通道11a连通，以使背压室11c中的压力增大。作为结果，施加到阀构件12的背压增大。向下驱使阀构件12以关闭该阀。

因此，通过ECU 30控制致动器13来控制阀构件12的打开和闭合操作。由此，根据阀构件12的打开和闭合操作将从轨42供应到高压通道11a的高压燃料从喷嘴孔11b喷射出。

分支通道15形成于喷射器10的主体11中。分支通道15从高压通道11a中分支出，并且延伸到与喷嘴孔11b相对的喷射器上端。高压通道11a中的燃料通过分支通道15被引入传感器单元20。在该实施例中，从共轨42的出口42a延伸到喷嘴孔11b的燃料通道对应于主通道。具体地，主通道包括高压管42b中的通道和形成于主体11中的高压通道11a。高压管42b连通共轨42和喷射器10。

主体11中接近喷嘴孔11b的部分被插入以及被设置在插入孔E2中，插入孔E2形成于发动机的汽缸头E1上。喷射器10安装在发动机上，以便喷嘴孔11b被直接暴露在发动机的燃烧室中。主体11具有下游侧主体和上游侧主体。主体11中被插入到汽缸头E1中的部分提供下游侧主体。主体11中被设置在汽缸头E1外部的部分提供上游侧主体。主通道11a的一部分和喷嘴孔11b形成于下游侧主体中。分支通道15形成于上游侧主体中。下游侧主体被配置为插入到内燃机的汽缸头E1中，而上游侧主体被配置为位于汽缸头E1的外部上。分支通道15位于上游侧部分中。

该系统包括多个传感器单元20。传感器单元20被分别安装在喷射器10上。传感器单元20被配置为具有诸如杆(stem)21、压力传感器22、燃料温度传感器23和模制的集成电路24之类的部件。杆21是用于产生与压力对应的形变的元件，并且杆21将产生的形变施加到压力传感器22。杆21被附着到主体11。杆21具有隔膜部分21a，隔膜部分21a可以响应于高压通道11a中的燃料压力而弹性变形。燃料压力传感器22被附着到隔膜部分21a。燃料压力传感器22产生表示隔膜部分21a上的弹性变形的量的信号，并且将该信号输出到ECU 30。燃料压力传感器22包括压力感测元件。

包括温度感应元件的燃料温度传感器23附着到隔膜部分21a上。燃料温度传感器23所检测的温度可以假定为分支通道中的燃料温度。即，传感器单元20包括检测分支通道中的燃料温度的部分。

模制的集成电路24和杆21一起安装在喷射器10上。模制的集成电路24具有树脂模，该树脂模覆盖诸如放大器电路和发送器电路之类的电子部件。放大器电路将燃料压力传感器22和燃料温度传感器23输出的检测信号进行放大。模制的集成电路24与ECU 30电连接。发送器电路将放大后的检测信号发送到ECU 30。

ECU 30基于表示发动机的运行状况的输入信号来计算目标喷射状态。目标喷射状态可以由数个喷射阶段、喷射开始时刻、喷射结束时刻和燃料喷射量中的至少一个来示出。该输入信号可以包括加速器的操作量、发动机负荷和发动机转速NE等等中的至少一个。例如，ECU 30可以具有能够基于图来设置目标喷射状态的部分或模块。该图可以存储对应于发动机的运行状况(例如发动机负荷和发动机转速)的最佳喷射状态。在该情况下，包括ECU30的该装置通过基于发动机负荷和发动机转速的当前值来查找该图以计算目标喷射状态。然后，该装置基于喷射率参数td、te、Rα(R-Alpha)、Rβ(R-Beta)和Rmax，来设置与计算出的目标喷射状态对应的喷射命令信号。喷射命令信号可以由诸如图2中的t1、t2和Tq之类的参数来定义。该装置将该喷射命令信号输出到喷射器10并且控制喷射器10。喷射命令信号的上升沿限定了喷射的开始时刻t1并且可以被称为喷射开始命令信号。喷射命令信号的持续时间限定了喷射燃料的量。喷射命令信号的下降沿限定了喷射的结束时刻t2并且可以被称为喷射结束命令信号。

如图2的波形(a)所示，该装置输出喷射命令信号。喷射器10响应于喷射命令信号来喷射燃料。燃料压力传感器22检测供应到相应喷射器10的燃料压力。该装置监测由燃料喷射引起的燃料压力变化，并且检测对燃料喷射引起的燃料压力变化进行显示的燃料压力波形。图2的波形(c)示出了燃料压力波形的一个示例。该装置计算如图2的波形(b)所示的喷射率的波形。喷射率的波形示出了每个单位时间的喷射燃料的量的变化。可以基于所检测的燃料压力波形来计算喷射率。该装置计算喷射率参数Rα、Rβ和Rmax，这些喷射率参数限定了喷射率的波形。该装置通过存储这些喷射率参数来学习喷射率参数。该喷射率波形显示喷射状态。该装置计算喷射命令信号与喷射状态之间的相关性。该相关性可以根据数学函数来计算，该数学函数例如是喷射命令信号与喷射状态之间的相关系数。喷射命令信号由开始时刻t1、持续时间Tq和结束时刻t2来定义。该装置可以计算诸如td和te之类的喷射率参数，td和te定义了喷射命令信号和喷射状态之间的相关性。该装置通过存储喷射率参数td和te来学习该相关性。

详细地，该装置通过使用已知的方法(例如最小二乘法)基于所检测的波形来计算下降近似直线Lα(L-Alpha)。该下降近似直线Lα近似了波形中从转折点P1到转折点P2的下降部分，在转折点P1燃料压力的降低响应于喷射的开始而开始，在转折点P2燃料压力的降低结束。然后，该装置计算当下降近似直线Lα到达参考值Bα(B-Alpha)时的时刻。该时刻被定义为线Lα与水平线Bα交叉的交叉时刻LBα。根据发明人的分析，燃料喷射的开始时刻R1与交叉时刻LBα具有很高的相关性。该装置基于交叉时刻LBα来计算燃料喷射的开始时刻R1。例如，该装置可以被配置为通过计算在交叉时刻LBα之前预定延迟时间Cα的时刻来计算喷射开始时刻R1。

该装置通过使用已知的方法(例如最小二乘法)基于所检测的波形来计算上升近似直线Lβ(L-Beta)。上升近似直线Lβ近似了波形中从转折点P3到转折点P5的上升部分，在转折点P3燃料压力的上升响应于喷射的结束而开始，在转折点P5燃料压力的上升结束。然后，该装置计算当上升近似直线Lβ到达参考值Bβ(B-Beta)时的时刻。该时刻被定义为线Lβ与水平线Bβ交叉时的交叉时刻LBβ。根据发明人的分析，燃料喷射的结束时刻R4与交叉时刻LBβ具有很高的相关性。基于该分析来设计该装置，并且该装置基于交叉时刻LBβ来计算燃料喷射的结束时刻R4。例如，该装置可以被配置为通过计算在交叉时刻LBβ之前预定延迟时间Cβ的时刻，来计算喷射的结束时刻R4。

根据本发明人的分析，下降近似直线Lα的倾角与燃料喷射的增加部分(由图2中的波形(b)上的线Rα示出)的倾角具有很高的相关性。基于该分析来设计该装置，并且该装置基于该下降近似直线Lα来计算线Rα的倾角。例如，可以通过将Lα的倾角与预定系数Cα1相乘来计算线Rα的倾角。类似地，上升近似直线Lβ的倾角与燃料喷射减少部分(由图2中波形(b)上的线Rβ示出)的倾角具有很高的相关性。基于该分析来设计该装置，并且该装置通过将上升近似直线Lβ的倾角与预定系数Cβ2相乘来计算线Rβ的倾角。

然后，该装置计算阀关闭开始时刻R23，在阀关闭开始时刻R23，阀构件12响应于喷射命令信号的下降沿而开始向下运动。具体地，该装置计算线Rα与线Rβ的交叉点，并且计算线Rα与线Rβ的交叉时刻作为阀关闭开始时刻R23。该装置计算喷射延迟，该喷射延迟例如是喷射开始延迟时间td和喷射结束延迟时间te。喷射开始延迟时间可以根据喷射开始时刻R1相对于喷射命令信号开始时刻t1的延迟时间来计算。喷射结束延迟时间可以根据阀关闭开始时刻R23相对于喷射命令信号结束时刻t2的延迟时间来计算。

该装置计算交叉压力Pαβ(P-Alpha-Beta)，该交叉压力Pαβ由与下降近似直线Lα与上升近似直线Lβ的交叉对应的压力来表示。该装置计算标准压力Pbase与交叉压力Pαβ之间的压力差ΔPγ(Delta-P-Gamma)。将稍后介绍该计算。压力差ΔPγ与最大喷射率Rmax具有很高的相关性。该装置使用这一特性，并且基于压力差ΔPγ来计算最大喷射率Rmax。

可以通过将压力差ΔPγ乘以相关系数Cγ来计算最大喷射率Rmax。具体地，在压力差ΔPγ小于预定量ΔPγth(ΔPγ＜ΔPγth)的小喷射量的情况下该装置使用表达式Rmax＝ΔPγ×Cγ来得到最大喷射率Rmax。另一方面，在压力差ΔPγ等于或大于预定量ΔPγth(ΔPγ＞＝ΔPγth)的大喷射量的情况下该装置使用诸如预设值Rγ之类的预定值作为最大喷射率Rmax。该装置计算标准波形的平均燃料压力作为标准压力Pbase。该标准波形是燃料压力波形中的与直到燃料压力响应于喷射的开始而开始降低的时间段对应的一部分。

在喷射率达到最大喷射率之前阀构件12开始向下移动的情况下的喷射被假定是小量喷射。如图2中波形(b)的短划线所示，在该小量喷射时，喷射率波形变成三角形。另一方面，在时间段Tq足够长以在喷射率达到最大喷射率之后保持打开状况的情况下的喷射被假定是大量喷射。如图2中波形(b)的实线所示，在该大量喷射时，喷射率波形变成梯形。

准备预设值Rγ来模拟对于大量喷射的最大喷射率Rmax。预设值Rγ应当随着的喷射器10的老化而改变。例如，喷嘴孔11b上的诸如沉积物之类的异物的累积可能减小燃料喷射量，并且加速喷射器10的老化退化。在这样的情况下，图2中的波形(c)所示的压力降低量ΔP逐渐减小。压力降低量ΔP是由喷射率的增加引起的检测压力的下降量。压力降低量ΔP可以对应于从标准压力Pbase到转折点P2的压力降低量，或者从转折点P1到转折点P2的压力降低量。

大量喷射时的最大喷射率Rmax，即预设值Rγ，与压力降低量ΔP具有很高的相关性。该装置基于压力降低量ΔP的检测结果来计算并且学习该预设值Rγ。即，在大量喷射时的最大喷射率Rmax的学习值对应于基于压力降低量ΔP学习的预设值Rγ的学习值。

如上所述，可以利用压力波形计算喷射率参数td、te、Rα、Rβ和Rmax。此外，可以基于喷射率参数td、te、Rα、Rβ和Rmax的学习值计算出与图2中的喷射命令信号(a)对应的图2中的喷射率波形(b)。由图2中的波形(b)的点所示，由于以这一方式计算的喷射率波形的面积等于燃料喷射量。因此，也可以基于喷射率参数来计算燃料喷射量。

图3是示出了概要的框图，该概要例如是用于喷射器10的喷射命令信号的设置，以及喷射率参数的学习。ECU 30，即该装置，提供多个部分31、32、33和34，该多个部分通过计算机和存储在存储装置中的计算机可读程序来执行预定功能。喷射率参数计算部分31基于燃料压力传感器22所检测的燃料压力波形来计算喷射率参数td、te、Rα、Rβ和Rmax。

如果诸如燃料属性和燃料温度之类的燃料状态中的至少一个方面改变，则压力波形与喷射率波形(即喷射状态)之间的相关性将改变。具体地，预定延迟时间Cα、Cβ、系数Cα1、Cβ2和相关系数Cγ响应于燃料状态的改变而改变。为了补偿这些变量的改变，估计装置50基于由燃料压力传感器22检测的燃料压力和由燃料温度传感器23检测的燃料温度，来估计燃料属性和燃料温度。然后，在基于估计装置50所估计的燃料属性和燃料温度对诸如Cα、Cβ、Cα1、Cβ2和Cγ之类的变量进行校正之后，喷射率参数计算部分31计算喷射率参数。

学习部分32通过以重写的方式将该喷射率参数存储在ECU 30的存储器中，来学习喷射率参数。喷射率参数根据在每次计算时供应的燃料压力、共轨42中的燃料压力来采用不同的值。因此，期望学习与供应的燃料压力或标准压力Pbase相关联的喷射率参数。标准压力Pbase在图2中的(c)中示出。在图3所示示例中，与供应的燃料压力相关联的喷射率参数存储在喷射率参数图M中。

设置部分33从喷射率参数图M获得对应于当前燃料压力的喷射率参数，即学习值。设置部分33可以被称为控制部分。设置部分33基于目标喷射状态、燃料压力和喷射率参数的学习值，来计算和输出至少由开始时刻t1和喷射时间段Tq定义的喷射命令信号。设置部分33基于获得的喷射率参数，设置对应于目标喷射状态的由t1、t2和Tq定义的喷射命令信号。ECU 30根据该喷射命令信号来操作喷射器10。ECU 30通过燃料压力传感器22检测由喷射器10的操作引起的燃料压力波形。然后，ECU 30再次学习喷射率参数td、te、Rα、Rβ和Rmax。由喷射率参数计算部分31基于该燃料压力波形来计算喷射率参数td、te、Rα、Rβ和Rmax。

即，该装置检测和学习由过去的喷射命令信号引起的实际喷射状态，并且基于学习值来设置和调整以后的喷射命令信号，以便实现目标喷射状态。通过反馈控制方法基于实际喷射状态来设置和调整喷射命令信号。因此，即使老化退化加快，也能够以高精度控制燃料喷射状态，使得实际喷射状态接近目标喷射状态。在该实施例中，执行对喷射命令信号的反馈控制以基于喷射率参数调整时间段Tq，使得实际燃料喷射量接近并且等于目标燃料喷射量。换言之，该装置补偿喷射命令信号以将实际燃料喷射量调整至目标燃料喷射量。

在下面的描述中，被喷射来自喷射器10的燃料的汽缸被称为被喷射的汽缸或活动汽缸。未被喷射燃料的汽缸被称为未被喷射的汽缸或非活动汽缸。当被喷射的汽缸被供应燃料时，未被喷射的汽缸不被供应燃料。对应于被喷射的汽缸的燃料压力传感器22可以被称为被喷射的压力传感器。对应于未被喷射的汽缸的燃料压力传感器22可以被称为未被喷射的压力传感器。此外，被喷射的压力传感器对应第一燃料压力传感器。未被喷射的压力传感器对应第二燃料压力传感器。用于被喷射的汽缸的喷射器10对应第一喷射器。用于未被喷射的汽缸的喷射器10对应第二喷射器。

在图4中，波形(a)示出了复合波形Wa，波形(b)示出了背景波形Wu和背景波形Wu′，并且波形(c)示出了喷射波形Wb。复合波形Wa可以被称为被喷射的汽缸的波形。背景波形Wu和背景波形Wu′可以被称为未被喷射的汽缸的波形。复合波形Wa是由被执行燃料喷射的汽缸所设置的燃料压力传感器检测的压力波形。复合波形Wa不仅包括由喷射的影响引起的成分，还包括由除了喷射外的其它影响引起的成分。其它影响可以包括下面的示例。例如，复合波形Wa可以反映燃料泵41的操作。该系统可以包括燃料泵41，该燃料泵41将燃料箱40中的燃料进行加压并且馈送到共轨42，并且通过使用诸如柱塞泵之类的机构来间歇地加压燃料。在该情况下，如果在燃料喷射期间执行泵送，则在泵送期间的复合波形Wa可以显示更高的压力。换言之，复合波形Wa至少包括：与显示纯粹由喷射引起的压力变化的喷射波形Wb对应的成分和与显示由燃料泵41的泵送操作引起的压力增长的背景波形Wu对应的成分。

如果在喷射期间不执行泵送操作，则在紧接在燃料喷射之后的时间段内，喷射系统中的燃料压力降低了喷射燃料的量。因此，在喷射时间段的复合波形Wa示出了对应喷射期间的相当低的波形。换言之，该复合波形Wa包括与显示纯粹由喷射引起的压力变化的喷射波形Wb对应的成分和与显示由燃料泵的无泵送操作引起压力降低的背景波形Wu′的成分。

在不执行喷射的时间段内，可以观察和检测背景波形Wu和背景波形Wu′。换言之，可以通过被设置在不被执行喷射的汽缸上的压力传感器来检测背景波形Wu和背景波形Wu′。背景波形Wu和背景波形Wu′示出了共轨中的压力变化，即整个系统的压力变化。因此，可以通过从复合波形Wa减去背景波形Wu(Wu′)来计算出喷射波形Wb。这样的处理可以被称为背景消除处理。通过用于未被喷射的汽缸的压力传感器22来检测背景波形Wu(Wu′)。通过用于被喷射的汽缸的压力传感器22来检测复合波形Wa。因此，该装置从压力波形提取分支波形成分，该压力波形通过从被喷射的汽缸的波形Wa减去未被喷射的汽缸的波形Wu(Wu′)来得到。当第一喷射器喷射燃料时，由第二燃料压力传感器检测未被喷射的汽缸的波形Wu(Wu′)。当第一喷射器喷射燃料时，由第一燃料压力传感器检测被喷射的汽缸的波形Wa。图2所示的燃料压力波形是喷射波形Wb。

在执行多段喷射的情况下，前段喷射引起在该前级喷射之后的脉动(pulsation)。在一些情况下，应当考虑这样的脉动以计算喷射波形Wb。在图2中，示出了由前段喷射引起的脉动的脉动波形Wc叠加在复合波形Wa上。尤其，在前段喷射和后段喷射之间的间隔很短的情况下，复合波形Wa被脉动波形Wc极大地影响。因此，期望通过执行浪涌消除处理来计算喷射波形Wb。在浪涌消除处理中，从复合波形Wa中减去脉动波形Wc。在同时执行背景消除处理和浪涌消除处理时，从复合波形Wa中减去未被喷射的汽缸的波形Wu(Wu′)和脉动波形Wc两者。

参考图5，详细介绍燃料状态估计装置50。估计装置50包括ECU 30，并且包括各种部件，例如输入处理电路、输出处理电路和微型计算机等。图5示出了估计装置50的功能性框图。

估计装置50获取并且输入由燃料压力传感器22检测的燃料压力波形P0。ECU 30用作压力波形获取部分以获取该压力波形P0。期望在此获得的压力波形P0是图4中的(c)所示的喷射波形Wb。通过执行背景消除处理和浪涌消除处理来得到喷射波形Wb。可以通过从复合波形Wa中减去未被喷射的汽缸的波形Wu来执行背景消除处理。可以通过从复合波形Wa中减去脉动波形Wc来执行浪涌消除处理。此外，更期望ECU 30获得压力波形P0在预定时间段内的部分。该预定时间段对应于紧接在压力增长完成之后的时间段，该压力增长响应于燃料喷射的结束。换言之，该预定时间段对应于转折点P5之后的时间段。例如，可以使用在浪涌消除处理中使用的图2中的(c)所示的脉动波形Wc作为压力波形P0。

图6示出了从共轨42的出口42a到喷射器10的喷嘴孔11b的通道的模型。该通道包括主通道11a、42b和分支通道15。主通道包括形成在喷射器10内的高压通道11a和限定在高压管42b中的通道，该高压管42b连接喷射器10和蓄压容器42。高压管42b中的通道的直径大于高压通道11a的直径。

在图1的通道之中，喷嘴孔11b、分支开口15a和出口42a是压力波不能轻易通过的部分。压力波在这些部分中形成反射。因此，主波形成分WL变成以振荡周期CycleL(即，CycleL＝1/频率FL)振荡和振动的波形，该振荡周期取决于主通道的结构，主通道的结构例如是主通道的通道长度LL和主通道的通道体积。分支波形成分WS变成以振荡周期CycleS(即，CycleS＝1/频率FS)振荡和振动的波形，该振荡周期取决于分支通道15的结构，分支通道15的结构例如是分支通道的通道长度LS和分支通道的通道体积。频率FL响应于其中的燃料温度和燃料属性中的至少一个的改变而变化。频率FS响应于其中的燃料温度和燃料属性中的至少一个的改变而变化。

此外，压力波可以在除了喷嘴孔11b、分支开口15a和出口42a之外的部分上形成反射，该部分例如是高压管42b和喷射器10之间的连接。因此，在通道中产生除了主波形成分WL和分支波形成分WS之外的各种波形成分。可以认为主波形成分WL和分支波形成分WS是主要成分。

通过分支开口15a，来自主波形成分WL的振动力被施加到分支通道15中的燃料，该分支通道15被制作为一端闭塞(dead end)的通道。作为结果，分支通道15中的燃料以叠加了分支波形成分WS和主波形成分WL的波形进行振荡和振动。因此，获得的压力波形P0将包含分支波形成分WS和主波形成分WL两者。

回到图5，估计装置50具有低通滤波器51和带通滤波器52。低通滤波器51提供主提取部分，该主提取部分从获得的压力波形P0中提取主波形成分WL。带通滤波器52提供分支提取部分，该分支提取部分从获得的压力波形P0中提取分支波形成分WS。该滤波器51和滤波器52是数字滤波器。滤波器51和滤波器52从压力波形P0转换而来的数字信号中提取该成分WL和成分WS。

图8示出了在燃料压力波形P0上的压强PRS的频率分布的示例。水平轴上的刻度示出了频率“f”。由主波形成分WL造成的峰值PKL可以在不大于标志F1的频带中观察到。由分支波形成分WS造成的多个峰值PKS可以在被限定在标志F2和F3之间的频带中观察到。因此，低通滤波器51的滤波频率可以被设置在频率F1，该频率F1例如是1000Hz，可以通过实验工作得出。带通滤波器52的滤波频带可以被设置在F2和F3之间的频带，该频带例如是6000Hz-7500Hz，可以通过实验工作得出。

主波形成分WL的频率被认为是在主通道中产生的振动的基频。可以存在若干更高次的波成分。在图8中，由更高次的波引起峰值PK1和PK2。

回到图5，估计装置50具有主速度计算部分51a以基于通过上述处理提取的主波形成分WL来计算主速度CL。主速度CL是在主通道中传播的压力波的速度。例如，估计装置50计算所提取的主波形成分WL的振荡周期CycleL，并且通过使用表达式：FL＝1/CycleL来利用振荡周期CycleL计算频率FL。然后，估计装置50通过将频率FL乘以预定系数KL以计算主速度CL。该系数KL可以基于主通道11a和主通道42b的结构(例如主通道的长度LL及其体积)来确定。

估计装置50具有分支速度计算部分52a以基于通过上述处理提取的分支波形成分WS来计算分支速度CS。分支速度CS是在分支通道中传播的压力波的速度。例如，估计装置50计算所提取的分支波形成分WS的振荡周期CycleS，并且通过使用表达式：FS＝1/CycleS来利用振荡周期CycleS计算频率FS。然后，估计装置50通过将频率FS乘以预定系数KS以计算分支速度CS。该系数KS可以基于分支通道15的结构(例如分支通道的长度LS及其体积)来确定。

估计装置50具有平均压力计算部分53，该平均压力计算部分53基于所获得的压力波形P0来计算平均压力P0ave。例如，可以通过压力的多个样本值的平均值来获得平均压力P0ave，该压力的多个样本值定义了压力波形P0。

插入在汽缸头E1内的下游侧主体接收来自发动机(例如汽缸头E1和燃烧室)的热量，并且变成高温。相反，位于汽缸头E1外部而且定义分支通道15的上游侧主体相比于下游侧主体来说能够保持低温。因此，分支通道15中的燃料比起下游侧主体中的通道中的燃料温度更低。此外，由于分支通道15形成为一端闭塞的形状，仅有小量的燃料可以从高压通道11a进入分支通道15。因此，分支通道中的燃料和高压通道中的燃料可以在温度上有很大差异。主通道11a中的燃料温度被称为主温度TL。分支通道15中的燃料温度被称为分支温度TS。

图9A和图9B是与分别由滤波器51和52提取的分支波形成分WS和主波形成分WL对应的强度(即压力)的频率分布的示例。图8以及图9A和图9B中的实线示出了实验工作的结果，该实验工作是在假定温度TL与温度TS之间大的差异的情况下进行的。在该实验工作中，分支温度TS(例如70摄氏度)被保持高于主温度TL(例如30摄氏度)。图8以及图9A和图9B中的短划线示出了实验工作的结果，在该实验工作中分支温度TS和主温度TL被保持在相同的度数，例如30摄氏度。

如图中所示，当主温度TL从30摄氏度上升到70摄氏度时，尽管由分支波形成分WS造成的峰值PKS的频带变化了，但是由主波形成分WL造成的峰值PKL的频带没有变化。

图10A和图10B支持了上述观点。图10A和图10B示出了实验工作的结果，在该实验工作中分支温度TS从标准温度70摄氏度开始变化，同时主温度TL保持在恒定温度30摄氏度。在图10A和图10B中，水平轴上的刻度示出了与分支温度TS的标准温度相对的温度偏差DT。垂直轴上的刻度示出了出现在图8中的6000Hz和7000Hz之间范围的峰值的频率偏差率FDR。当分支温度TS处于标准温度70摄氏度时，基于出现在该范围内的峰值的频率来计算频率偏差率FDR。根据附图，可以确定的是，如果主温度TL改变，则由分支波形成分WS造成的峰值PKS的频率变化，但是由主波形成分WL造成的峰值PKL的频带不变化。

此外，期望基于图10的先前实验工作的结果来设置带通滤波器52的滤波频带，以便峰值PKS的频率响应于分支波形成分WS而变化所在的频率范围被频带F2-F3覆盖。

回到图5，估计装置50具有燃料属性估计部分54，燃料属性估计部分54计算并且估计燃料属性。燃料属性估计部分54通过使用图11所示的图，基于分支速度CS、平均压力P0ave和分支温度TS来计算燃料属性，该分支温度TS是燃料温度传感器23的检测值。

图11中的实线示出了表示平均压力P0ave和分支速度CS之间关系的特性线。每个特性线反映燃料属性和燃料温度。在图11中，示出了显示燃料属性之间的差异的多个特性线。这些特性线是为一些代表性的燃料温度制定的，该代表性的燃料温度例如是TS1、TS2、TS3和TS4。在该实施例中，每个温度的特性线提供用于识别燃料属性的图。

该属性估计部分54基于来自温度传感器23的检测温度TS，从图中选择一个图。然后，属性估计部分54计算在所选择的图中的分支速度CS与平均压力P0ave的交叉点SP，并且从特性线中选择一条最接近该交叉点SP的特性线。所选择的特性线示出了燃料的种类，即在系统中实际使用的燃料属性。因此，属性估计部分54可以基于所选择的特性线来识别燃料属性。

燃料的体积弹性模量E和密度ρ(Rho)可以通过燃料的种类来识别。在该实施例中，使用比率E/ρ(E/Rho)来作为用于量化地表达燃料属性的值。

回到图5，估计装置50具有主温度估计部分55以计算和估计主温度TL。主温度估计部分55基于分支燃料温度TS、分支速度CS、主速度CL和平均压力P0ave来估计主通道中的主燃料温度TL。具体地，主温度估计部分55通过使用图12所示的图基于主速度CL和平均压力P0ave以及由属性估计部分54确定的燃料属性E/ρ来计算主温度TL。

图12中的实线示出了显示主温度TL和主速度CL之间的关系的特性线。每个特性线反映平均压力P0ave和燃料属性E/ρ。在图12中，示出了显示燃料属性之间的差异的多个特性线。这些特性线是为一些代表性种类的燃料制定的，该代表性种类的燃料例如是“A”、“B”、“C”和“D”。特性线随着压力的增加而向上移动。

主温度估计部分55基于由上述处理识别的燃料属性E/ρ来从图中选择一个图。主温度估计部分55从存储在所选择的图中的特性线中选择对应于平均压力P0ave的一个特性线。主温度估计部分55将所选择的特性线上与主速率CL对应的温度确定作为主温度TL。

如上所述，估计装置50具有包括部分54和部分55的燃料状态估计部分。该部分将燃料属性E/ρ和主燃料温度TL估计作为燃料状态。该部分基于压力波形P0来执行估计计算。具体地，该部分基于分支燃料温度TS、分支速度CS、主速度CL和平均压力P0ave，来执行估计计算。燃料状态估计部分基于分支燃料温度TS、分支速度CS、主速度CL和平均压力P0ave，来估计主燃料温度TL。燃料状态估计部分包括燃料属性估计部分54和主温度估计部分55，该燃料属性估计部分54基于分支燃料温度TS、分支速度CS和平均压力P0ave来估计燃料属性E/ρ，该主温度估计部分55基于由燃料属性估计部分估计的燃料属性E/ρ、主速度CL和平均压力P0ave来估计主燃料温度TL。燃料状态估计部分可以基于分支燃料温度TS、分支速度CS和平均压力P0ave，来仅估计燃料属性E/ρ。

图13是由ECU 30中的微型计算机执行的流程图，并且该流程图示出了燃料属性的估计流程。该处理以预定的间隔反复执行。

在步骤S10，从带通滤波器52获取分支波形成分WS。在步骤S11，执行分支速度计算部分52a的处理。即，利用所获取的分支波形成分WS计算分支速度CS。在步骤S12，执行平均压力计算部分53的处理。即，利用压力波形P0计算平均压力P0ave。在步骤S13，从燃料温度传感器23检测的值中获取分支燃料温度TS。在步骤S14，执行燃料属性估计部分54的处理。即，基于分支速度CS、平均压力P0ave和分支温度TS，来计算燃料属性E/ρ。

图14是由ECU 30中的微型计算机执行的流程图，并且该流程图示出了主温度TS的估计流程。该处理以预定的间隔反复执行。

首先，在步骤S20，从低通滤波器51获取主波形成分WL。在步骤S21，执行主速度计算部分51a的处理。即，利用所获取的主波形成分WL计算主速度CL。在步骤S22，执行平均压力计算部分53的处理。即，利用压力波形P0计算平均压力P0ave。在步骤S23，获取通过图13的处理得到的燃料属性E/ρ。在步骤S24，执行主温度估计部分55的处理。即，基于主速度CL、平均压力P0ave和燃料属性E/ρ，来计算主温度TL。

然后，ECU 30基于由估计装置50估计的燃料属性E/ρ以及主温度TL来校正诸如Cα、Cβ、Cα1、Cβ2和Cγ之类的变量，并且然后，ECU 30基于上述变量和喷射波形Wb来计算喷射率参数。因此，即使燃料具有与期望的燃料属性不同的燃料属性，也可以正确地计算喷射率参数。即使主温度TL不同于由燃料温度传感器23检测的温度，也可以精确地计算喷射率参数。作为结果，可以精确地计算喷射率参数，并且控制喷射器10实现期望的喷射。

此外，基于由燃料压力传感器22和燃料温度传感器23检测的信号来估计燃料属性E/ρ和主温度TL。具体地，从压力波形P0提取分支波形成分WS和主波形成分WL，从燃料压力传感器22检测的信号中获取该压力波形P0。利用这些波形成分WS和WL计算分支速度CS和主速度CL。然后，基于该速度CS和CL、由燃料温度传感器23检测的分支温度TS和压力波形P0的平均压力P0ave，来估计燃料属性E/ρ和主温度TL。因此，可以在不具有附加的传感器的情况下获取将被用于校正相关性变量Cα、Cβ、Cα1、Cβ2和Cγ的变量(例如燃料属性E/ρ和主温度TL)。这可以减少传感器的数量和成本。

此外，紧接在时刻P5(在时刻P5，响应于燃料喷射结束的压力增长完成)之后的时间段中的压力波形被用作压力波形P0，该压力波形P0用于分支波形成分WS和主波形成分WL的提取。因此，能够精确地计算主速度CL和分支速度CS。

此外，背景消除处理和/或浪涌消除处理所处理的压力波形被用作压力波形P0，该压力波形P0用于分支波形成分WS和主波形成分WL的提取。因此，能够精确地计算主速度CL和分支速度CS。

(第二实施例)

在第一实施例的估计装置50中，主温度估计部分55通过使用由燃料属性估计部分54所计算的燃料属性E/ρ，来计算主温度TL。图15是示出了根据本公开的第二实施例的燃料状态估计装置的框图。在该实施例中，燃料状态估计装置50A不具有燃料属性估计部分54。

在图5的估计装置50的情况下，燃料属性估计部分54基于参数CS、P0ave和TS，来计算燃料属性E/ρ。主温度估计部分55基于参数CL、P0ave和E/ρ，来计算主温度TL。这意味着可以基于参数CS、P0ave、TS和CL来计算主温度TL。

在图15中的估计装置50A的主温度估计部分56中，基于由主速度计算部分51a计算的主速度CL、由分支速度计算部分52a计算的分支速度CS、由平均压力计算部分53计算的平均压力P0ave和由燃料温度传感器23检测的分支温度TS，来计算主温度TL。

此外，通过使用第一实施例中的图11和图12所示的图来计算变量E/ρ和TL。可替代地，用于基于参数CS、P0ave、TS和CL计算变量TL的等式可以存储在ECU 30中的微型计算机的存储装置中。在该情况下，ECU 30可以通过在所存储的等式中代入参数CS、P0ave、TS和CL来计算变量TL。可进一步替代地，将变量TL与参数CS、P0ave、TS、CL相关联或链接的图以及TL可以被存储在存储装置中。ECU 30可以通过使用该图来确定变量TL。

然后，ECU 30可以基于所计算的主温度TL来校正相关性变量Cα、Cβ、Cα1、Cβ2和Cγ。在该实施例中，该系统可以包括用于检测燃料属性的专用传感器。在该情况下，ECU 30可以基于由该传感器检测的燃料属性，来校正相关性变量Cα、Cβ、Cα1、Cβ2和Cγ。此外，如果能够假定供应具有与期望的燃料属性极大不同的燃料属性的燃料是几乎不可能的，那么可以去除基于燃料属性的校正。

根据该实施例，由于估计装置50A能够在去除燃料属性估计部分54的情况下估计主温度TL，所以可以减小处理负荷。

(第三实施例)

图16A至图16D是示出了喷射器中各个通道布置的示意图。图16A示出了图1所示的喷射器10的简化模型。上述的估计装置50、估计装置50A可以与图16B、16C和图16D所示的喷射器10B、喷射器10C和10D组合。在下文中，将在着重于与喷射器10的差异的情况下描述喷射器10B、喷射器10C和喷射器10D。

在图16A中，由第一通道11a1和第二通道11a2形成高压通道11a。第一通道11a1具有在以圆柱形状形成的主体11的轴向上延伸的形状。第二通道11a2具有倾斜地延伸并且与第一通道11a1交叉的形状。分支通道15具有从第一通道11a1分支出并且延长出的形状。

图16B、图16C和图16D示出了第二通道11a2和分支通道15的变型布置。在图16B和图16C所示的喷射器10B和10C中，第二通道11a2垂直于第一通道11a1延伸。分支通道15从第一通道11a1与第二通道11a2之间的连接处分支出来。在喷射器10B中，分支通道15位于第一通道11a1的延伸部上。在喷射器10C中，分支通道15位于第二通道11a2的延伸部上。

在喷射器10D中，将连接到高压管42b的入口位于顶端，该顶端是喷嘴孔的相对端。高压通道以在主体11的轴向上延伸的形状形成。即，第二通道11a2位于第一通道11a1的延伸部上。分支通道15以在主体11的径向上延伸的形状形成。

如图16B、16C和图16D所示的这些变型中，传感器单元20安装在分支通道15的端部上。估计设备50和估计设备50A可以与喷射器10B、10C和喷射器10D组合。类似地，估计装置50、50A可以与喷射器的其它布置组合，在该其它布置中至少传感器单元20被安装在分支通道15上。

(其它实施例)

本发明不限于上述实施例，而可以通过下面的变型来实施。此外，该实施例中的部分和部件可以被自由组合。

在上述的实施例中，图5和图15所示的带通滤波器52的滤波频带，即特定频带，被固定在预定带中，该预定带是基于先前实验工作的结果来定义的。可替代地，可以根据平均压力P0ave和由燃料温度传感器23检测的分支燃料温度TS中的至少一个来可变地设置该滤波频带。带通滤波器的这样的可变控制可以在图5和图15所示的带通滤波器52中执行。在这样的情况下，即使峰值强度PKS的频率响应于温度或压力的改变而变化，那么由于通过可以根据该变化而变化的滤波频带来提取分支波形成分WS，也可以提高提取的精度。

在上述实施例中，当发动机运行时，以预定的间隔循环地执行图13和图14所示的估计处理。可替代地，可以通过使用当内燃机的运行状态是诸如怠速运行或稳定运行之类的预定的运行状态时获取的压力波形P0来执行该估计处理。在该情况下，当发动机被保持在特定状况，例如温度或压力可以被保持在可假定的值时获取压力波形P0，因此，可以将滤波频带调整至与该可假定的值对应的频带。因此，可以在去除滤波频带的可变设置的同时，改进分支成分WS的提取精度。

虽然在发动机运行期间燃料温度改变了很多，但是燃料属性并不经常改变。燃料属性可能在箱中加入新燃料时改变。因此，期望通过将图13的燃料属性估计处理的操作周期设置为比图14的温度估计处理的操作周期更长，来减小用于处理的负荷。

在该实施例中，喷射器10具有如图1所示的位于汽缸头外部的传感器单元20。在这一配置中，由于温度TS和TL可以是极大不同的，因此，可以通过基于温度TL对值Cα、Cβ、Cα1、Cβ2和Cγ进行校正，来获得显著的优点。然而，本公开可以被应用到具有位于汽缸头内部的传感器单元的喷射器10。

在图1所示的实施例中，分支通道15位于主体11的上游侧部分中。然而，分支通道15可以位于主体11的下游侧部分中。

在图1所示的实施例中，燃料压力传感器22和燃料温度传感器23两者被统一地形成并且附着在共同的元件(即杆21)上。燃料温度传感器23可以被设置在除了杆21之外的不同位置上。

在上述实施例中，从喷射波形Wb中提取分支波形成分WS和主波形成分WL。可替代地，可以从复合波形Wa，即被喷射的汽缸的波形Wa中提取该成分WS和WL中的至少一个。

在上述实施例中，在压力波形中的与紧接着响应于燃料喷射结束的压力增长完成之后的时间段对应的一部分上执行该提取。可替代地，在紧接在时刻P1之前的时间段的压力波形上执行该提取，在时刻P1，压力降低响应于燃料喷射的开始而开始。

在图1所示的上述实施例中，传感器单元20安装在喷射器10上。可替代地，可以使用传感器单元安装在连接到高压管42b的分支管上的结构。

在上述实施例中，低通滤波器51和带通滤波器52是数字滤波器，其从被转换成数字形式的波形中提取成分。替代该滤波器51和52，可以使用模拟滤波器从波形的模拟信号中提取成分。

虽然已经参考相应实施例描述了本公开，但是应当理解的是本发明不限于该实施例和构造。本发明旨在覆盖各种变型和等同的布置。此外，在优选的各种组合和配置的同时，包括更多、更小的元件或仅包括单个元件的其他组合和配置也落入本公开的精神和范围中。

虽然已经参考相应实施例描述了本公开，但是应当理解的是本发明不限于这些实施例和构造。本发明旨在覆盖各种变型和等同的布置。此外，在优选的各种组合和配置的同时，包括更多、更小的元件或仅包括单个元件的其他组合和配置也落入本公开的精神和范围中。

Claims (10)

1.一种正被施加到燃料喷射系统的估计燃料状态的装置，所述燃料喷射系统具有：

喷射器(10)，其喷射用于在内燃机中燃烧的燃料；

蓄压容器(42)，其包含加压燃料并且将所述加压燃料供应到所述喷射器；

燃料压力传感器(22)，其被配置为检测分支通道(15)中的燃料压力，所述分支通道(15)是从在所述蓄压容器的出口(42a)与所述喷射器的喷嘴孔(11b)之间延伸的主通道(11a、42b)分支出来的；以及

燃料温度传感器(23)，其被配置为检测所述分支通道中的分支燃料温度(TS)，所述装置包括：

主提取部分(51)，其从所述燃料压力传感器所检测的压力波形中提取主波形成分(WL)，所述主波形成分是所述压力波形中的成分并且由所述主通道中传播的压力振动引起，

分支提取部分(52)，其从所述压力波形中提取分支波形成分(WS)，所述分支成分是所述压力波形中的成分并且由所述分支通道中传播的压力振动引起；

分支速度计算部分(52a)，其基于所述分支波形成分来计算分支速度(CS)，所述分支速度(CS)是在分支通道中传播的压力波的速度；

主速度计算部分(51a)，其基于所述主波形成分来计算主速度(CL)，所述主速度(CL)是在所述主通道中传播的压力波的速度；

平均压力计算部分(53)，其基于所述压力波形来计算供应到所述喷射器的燃料的平均压力(P0ave)；以及

燃料状态估计部分(54、55、56)，其基于所述分支燃料温度(TS)、所述分支速度(CS)、所述主速度(CL)和所述平均压力(P0ave)来估计主燃料状态，所述主燃料状态是与所述主通道中的燃料有关的燃料状态。

2.如权利要求1所述的估计燃料状态的装置，其中

所述燃料状态估计部分(55、56)估计所述主通道中的主燃料温度(TL)。

3.如权利要求2所述的估计燃料状态的装置，其中

所述燃料状态估计部分包括：

燃料属性估计部分(54)，其基于所述分支燃料温度(TS)、所述分支速度(CS)和所述平均压力(P0ave)来估计燃料属性(E/ρ)；以及

主温度估计部分(55)，其基于由所述燃料属性估计部分估计的所述燃料属性(E/ρ)、所述主速度(CL)和所述平均压力(P0ave)来估计所述主燃料温度(TL)。

4.如权利要求1所述的估计燃料状态的装置，其中

所述燃料状态估计部分(54)估计燃料属性(E/ρ)。

5.如权利要求4所述的估计燃料状态的装置，其中

所述燃料状态估计部分包括燃料属性估计部分(54)，所述燃料属性估计部分(54)基于所述分支燃料温度(TS)、所述分支速度(CS)和所述平均压力(P0ave)来估计所述燃料属性(E/ρ)。

6.如权利要求1所述的估计燃料状态的装置，其中

所述喷射器具有下游侧主体和上游侧主体，所述主通道的一部分和所述喷嘴孔形成于所述下游侧主体中，所述分支通道形成于所述上游侧主体中，并且其中

所述下游侧主体被配置为插入到所述内燃机的汽缸头中，而所述上游侧主体被配置为位于所述汽缸头的外部。

7.如权利要求1所述的估计燃料状态的装置，其中

所述分支提取部分在所述压力波形中的与紧接着压力增长完成之后的时间段对应的一部分上执行提取，该压力增长响应于燃料喷射的结束。

8.如权利要求7所述的估计燃料状态的装置，其中

所述喷射器是将被设置在所述内燃机的第一汽缸上的第一喷射器和将被设置在所述内燃机的第二汽缸上的第二喷射器中的一个，并且其中

所述燃料压力传感器是被设置在所述第一喷射器上的第一燃料压力传感器和被设置在所述第二喷射器上的第二燃料压力传感器中的一个，并且其中

所述分支提取部分在通过从被喷射的汽缸的波形中减去未被喷射的汽缸的波形而得到的所述压力波形上执行提取，所述未被喷射的汽缸的波形是当所述第一喷射器喷射燃料时由所述第二燃料压力传感器检测的，所述被喷射的汽缸的波形是当所述第一喷射器喷射燃料时由所述第一燃料压力传感器检测的。

9.如权利要求1所述的估计燃料状态的装置，其中

所述分支提取部分是带通滤波器，所述带通滤波器提取在特定频带中的所述波形成分，所述特定频带能根据所述分支燃料温度(TS)和所述平均压力(P0ave)中的至少一个而变化。

10.如权利要求1所述的估计燃料状态的装置，其中

所述分支提取部分在当所述内燃机的运行状态处于预定运行状态时的所述压力波形上执行提取。