DE102010017283A1

DE102010017283A1 - Sensorsystem

Info

Publication number: DE102010017283A1
Application number: DE102010017283A
Authority: DE
Inventors: Yoshimitsu Kariya-city Takashima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2011-01-13
Also published as: JP5230872B2; CN101922370A; US20100308979A1; JP2010285887A

Abstract

Ein Sensorsystem umfasst eine Sensoreinheit (20) mit einem Drucksensor (22), einem Temperatursensor (23) sowie einer Auswahlvorrichtung (25a), die zwischen einem Druckerfassungssignal und einem Temperaturerfassungssignal schaltet. Das Sensorsystem umfasst ferner eine Verarbeitungseinheit (30), die ein Schaltbefehlsignal (SEL) an die Auswahlvorrichtung (25a) ausgibt und ein Erfassungssignal (SIG) von der Sensoreinheit (20) empfängt. Das Schaltbefehlsignal wird durch eine Verbindungsleitung (15a) übertragen und das Erfassungssignal wird durch eine Signalleitung (15b) übertragen. Das Erfassungssignal (SIG) wird in Form eines Analogsignals an die Verarbeitungseinheit (30) übertragen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorsystem mit einer Mehrzahl von Sensoren, welche jeweils unterschiedliche physikalische Größen erfassen. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung auf ein Sensorsystem angewandt werden, das eine Mehrzahl von Sensoren umfasst, die an einem Kraftstoffinjektor einer Verbrennungskraftmaschine angebracht sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die JP-9-113310 A zeigt ein Sensorsystem mit einer Sensoreinheit, einer Verarbeitungseinheit und einer Kommunikations- bzw. Verbindungsleitung. Die Sensoreinheit umfasst einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor. Der erste Sensor erfasst eine erste physikalische Größe und gibt ein erstes Erfassungssignal aus. Der zweite Sensor erfasst eine zweite physikalische Größe und gibt ein zweites Erfassungssignal aus. Die Verarbeitungseinheit empfängt das erste und zweite Erfassungssignal von der Sensoreinheit. Kommunikationssignale werden zwischen der Sensoreinheit und der Verarbeitungseinheit in Form einer Bitfolge durch die Verbindungsleitung übertragen.
Die Sensoreinheit umfasst eine Auswahlvorrichtung (Wechselschaltung), welche ein Erfassungssignal auswählt, das ausgegeben werden soll. Diese Auswahlvorrichtung wird basierend auf einem Schaltbefehlsignal betrieben, das von der Verarbeitungseinheit mit den Kommunikationssignalen übertragen wird. Das ausgewählte Erfassungssignal wird durch eine A-D-Wandlerschaltung in eine Bitfolge gewandelt und mit dem Kommunikationssignal an die Verarbeitungseinheit übertragen.
Jedoch ist, bei der vorgenannten, herkömmlichen Anordnung die Übertragungsgeschwindigkeit des Erfassungssignals auf einen bestimmten Wert begrenzt, da das Erfassungssignal von der Sensoreinheit an die Verarbeitungseinheit in Form einer Bitfolge mit dem Kommunikationssignal übertragen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorgenannten Gründe gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sensorsystem bereitzustellen, das geeignet ist, ein Erfassungssignal von einer Sensoreinheit zu einer Verarbeitungseinheit mit hoher Geschwindigkeit zu übertragen.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Sensorsystem: eine Sensoreinheit mit einem ersten Sensor, einem zweiten Sensor und einem Schaltsensor; eine Verarbeitungseinheit, die ein Schaltbefehlsignal an die Sensoreinheit ausgibt und ein Erfassungssignal von der Sensoreinheit empfängt; eine Verbindungsleitung, durch welche das Schaltbefehlsignal übertragen wird; und eine Signalleitung, durch welche das Erfassungssignal übertragen wird. Die Sensoreinheit überträgt das Erfassungssignal, welches vom ersten Sensor oder vom zweiten Sensor erfasst wird, in Form eines Analogsignals durch die Signalleitung an die Verarbeitungseinheit.
Da das Erfassungssignal in Form eines Analogsignals durch die Signalleitung übertragen wird, kann die Übertragungsgeschwindigkeit des Erfassungssignals, verglichen mit dem Fall, bei dem das Erfassungssignal in Form einer Bitfolge durch die Kommunikationsleitung übertragen wird, erhöht werden.
Darüber hinaus können, da das erste Erfassungssignal und das zweite Erfassungssignal im Wechsel bzw. abwechselnd (switchably) übertragen werden, beide Erfassungssignale durch eine Signalleitung übertragen werden. Daher kann die Zahl der Signalleitungen, verglichen mit dem Fall, bei dem separate Signalleitungen für jedes Erfassungssignal vorgesehen sind, reduziert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher ersichtlich, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt:
1 eine Querschnittsdarstellung eines Sensorsystems, bei dem eine Sensoreinheit an einem Kraftstoffinjektor vorgesehen ist;
2 eine Darstellung einer Schaltkonfiguration einer Sensoreinheit und einer Verarbeitungseinheit;
3 ein Blockschaubild, das eine Verbindungsanordnung zwischen den Sensoreinheiten und der Verarbeitungseinheit darstellt;
4 ein Zeitschaubild, das die Schaltzeiten der Erfassungssignale „SIG” bezüglich jedes Zylinders zeigt;
5A bis 5C Schaubilder, die eine Beziehung zwischen einem Schwingungsverlauf eines Erfassungsdrucks und einem Schwingungsverlaufs einer Einspritzrate im Fall einer einstufigen Einspritzung zeigen; und
6 ein Blockschaubild einer Verbindungsanordnung zwischen den Sensoreinheiten und der Verarbeitungseinheit gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Sensorsystem wird bei einer Verbrennungskraftmaschine (Dieselmotor) angewendet, welche vier Zylinder #1–#4 aufweist. Ein Verbrennungszyklus umfasst vier Hübe, nämlich einen Einlasshub, einen Verdichtungshub, einen Leistungshub sowie einen Auslasshub und wird als Folge in einem Zyklus von 720°CA (CA = Kurbelwinkel) bezüglich jedes der vier Zylinder #1–#4 ausgeführt. Die Verbrennung wird in den Zylindern #1, #3, #4 und #2 in dieser Reihenfolge mit einer Abweichung von 180°CA ausgeführt.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffinjektors 10, einer Sensoreinheit 20, einer Verarbeitungseinheit 30 und dergleichen.
Zunächst wird ein Kraftstoffeinspritzsystem des Motors mit dem Kraftstoffinjektor 10 erklärt. Ein Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 40 wird durch eine Hochdruckpumpe 41 gepumpt und in einer Sammelschiene bzw. Common Rail 42 gesammelt, um jedem Kraftstoffinjektor 10 zugeführt zu werden.
Der Kraftstoffinjektor 10 besteht aus einem Körper 11, einer Nadel (Ventilkörper) 12, einem Aktuator 13 und dergleichen. Der Körper 11 definiert eine Hochdruckleitung 11a und eine Einspritzöffnung 11b. Die Nadel 12 ist im Körper 11 aufgenommen um die Einspritzöffnung 11b zu öffnen und zu schließen. Der Aktuator 13 betreibt die Nadel 12.
Die Verarbeitungseinheit 30 steuert den Aktuator 13 um die Nadel 12 anzutreiben. Wenn die Nadel 12 die Einspritzöffnung 11b öffnet, wird Hochdruckkraftstoff in der Hochdruckleitung 11a in eine (nicht dargestellte) Brennkammer bzw. Verbrennungskammer des Motors eingespritzt. Die Verarbeitungseinheit 30 berechnet einen Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt, einen Kraftstoffeinspritz-Endzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen basierend auf einer Motordrehzahl, einer Motorlast und dergleichen. Der Aktuator 13 wird betrieben, um die vorgenannten, berechneten Werte zu erhalten.
Ein Aufbau der Sensoreinheit 20 wird nachfolgend beschrieben.
Die Sensoreinheit 20 besteht aus einem Schaft (Lastzelle) 21, einem Drucksensor (erster Sensor) 22, einem Temperatursensor (zweiter Sensor) 23, einem Bezugssensor (dritter Sensor) 24 und einer gegossenen IC (molded IC) 25. Der Schaft 21 ist mit dem Körper 11 verbunden. Der Schaft 21 hat eine Membran 21a die in Reaktion auf hohen Kraftstoffdruck in der Hochdruckleitung 11a elastisch verformbar ist. Der Drucksensor 22 ist an der Membran 21a angeordnet, um ein Druckerfassungssignal (erstes Erfassungssignal) abhängig von der elastischen Verformung der Membran 21 auszugeben.
Ferner sind der Temperatursensor 23 und der Bezugssensor 24 an dem Schaft 21 angeordnet. Der Temperatursensor 23 gibt ein Temperaturerfassungssignal (zweites Erfassungssignal) abhängig von einer Temperatur des Schafts 21 aus. Das bedeutet, der Temperatursensor 23 gibt das Temperaturerfassungssignal abhängig von einer Temperatur des Drucksensors 22 aus. Die Temperatur des Drucksensors 22 wird als Sensortemperatur bezeichnet.
Die gegossene IC 25 umfasst eine Auswahlvorrichtung (Wechselschaltung) 25a, einen Kommunikationsschaltkreis 25b sowie einen Speicher 25c. Ein Verbinder 14 ist am Körper 11 ausgebildet. Die gegossene IC 25 und die Verarbeitungseinheit 30 sind elektrisch miteinander über einen Kabelstrang 15 verbunden, der mit dem Verbinder 14 verbunden ist. Der Kabelstrang 15 umfasst eine Stromleitung zum Zuführen von Elektrizität zum Aktuator 13, eine Kommunikationsleitung bzw. Verbindungsleitung 15a sowie eine Signalleitung 15b, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben werden.
2 zeigt eine Darstellung einer Schaltanordnung der Sensoreinheit 20 und der Verarbeitungseinheit 30.
Der Drucksensor 22 besteht aus drucksensitiven Widerständen R11, R12, R13 und R14, deren Widerstandswerte entsprechend einer elastischen Verformung des Schafts 21 variieren, das bedeutet, einem auf die Membran 21a aufgebrachten Kraftstoffdruck (erste physikalische Größe). Diese drucksensitiven Widerstände R11–R14 bilden eine Brückenschaltung.
Je größer die elastische Verformung des Schafts 21 wird, desto geringer wird ein mittleres Potential bzw. Durchschnittspotential (midpoint potential) der Widerstände R11 und R12. Je höher die elastische Verformung des Schafts wird, desto höher wird ein Durchschnittspotential der Widerstände R13 und R14. Eine elektrische Potentialdifferenz zwischen diesen Durchschnittspotentialen ist ein Ausgangssignal bzw. eine Ausgabe der Brückenschaltung als Druckerfassungssignal (erstes Erfassungssignal). Es sei angemerkt, dass das Drucksignal auch abhängig von der Temperatur des Schafts 21 variiert, die der Sensortemperatur entspricht.
Der Temperatursensor 23 besteht aus temperatursensitiven Widerständen R21 und R24, deren Widerstandswerte abhängig von der Sensortemperatur (zweite physikalische Größe) variieren. Diese temperatursensitiven Widerstände R21 und R24 sowie Widerstände R22 und R23, welche keine Temperatureigenschaften aufweisen, bilden eine Brückenschaltung.
Zwischen einem Durchschnittspotential des temperatursensitiven Widerstands R21 und des Widerstands R22 und einem Durchschnittspotential des Widerstands R23 und des temperatursensitiven Widerstands R24 gibt es eine elektrische Potentialdifferenz. Diese elektrische Potentialdifferenz ist ein Ausgangssignal bzw. eine Ausgabe der Brückenschaltung als Temperaturerfassungssignal (zweites Erfassungssignal). Es sei angemerkt, dass das Temperaturerfassungssignal lediglich vom Sensorspeicher abhängt.
Der Bezugssensor 24 besteht aus Bezugswiderständen R31, R32, R33 und R34, die keine Temperatureigenschaften aufweisen. Diese Bezugssensoren R31–R34 formen eine Brückenschaltung. Zudem gibt es keine elektrische Potentialdifferenz zwischen zwei Durchschnittspotentialen der Bezugswiderstände R31 und R32 sowie der Bezugswiderstände R33 und R44. Gleichwohl kann eine individuelle Differenz in der Sensoreinheit 20 eine elektrische Potentialdifferenz zwischen diesen erzeugen. Diese elektrische Potentialdifferenz (dritte physikalische Größe) wird als Bezugssignal (drittes Erfassungssignal) ausgegeben.
Die Auswahlvorrichtung 25a ist eine Wechselschaltung, die bestimmt, welches Signal von dem Druckerfassungssignal, dem Temperaturerfassungssignal und dem Bezugssignal an die Verarbeitungseinheit 30 ausgegeben wird. Diese Schaltfeststellung wird basierend auf einem Schaltbefehlsignal „SEL” ausgeführt, welches von der Verarbeitungseinheit 30 übertragen wird.
Die Verarbeitungseinheit 30 hat einen Mikrocomputer 31 und einen Kommunikationsschaltkreis 32. Der Mikrocomputer 31 umfasst eine CPU, einen Speicher und dergleichen. Der Kommunikationsschaltkreis 32 dient als Kommunikationsschnittstelle. Der Mikrocomputer 31 wählt eines aus dem Druckerfassungssignal, dem Temperaturerfassungssignal und dem Bezugssignal aus. Basierend auf dieser Auswahl wird das Schaltbefehlsignal „SEL” von der Verarbeitungseinheit 30 durch die Kommunikationsschaltkreise 32 und 25b an die Sensoreinheit 20 ausgegeben. Dieses Schaltbefehlsignal „SEL” ist ein Digitalsignal und wird in Form einer Bitfolge durch die Verbindungsleitung 15a übertragen.
Das von der Auswahlvorrichtung 25a ausgewählte Signal, welches ein Erfassungssignal „SIG” ist, ist ein Analogsignal und wird durch die Signalleitung 15b zur Verarbeitungseinheit 30 übertragen. In der Verarbeitungseinheit 30 wird das Erfassungssignal „SIG” in ein Digitalsignal umgewandelt.
Zu einem Zeitpunkt, bei dem die Auswahlvorrichtung 25a das Signal basierend auf dem Schaltbefehlsignal „SEL” auswählt, wird ein Antwortsignal „RE” von der Sensoreinheit 20 an die Verarbeitungseinheit 30 übertragen. Da der Mikrocomputer 31 somit einen Schaltzeitpunkt des Erfassungssignals „SIG” erkennen kann, kann der Mikrocomputer 31 daher das Erfassungssignal „SIG” korrekt aus dem Druckerfassungssignal, dem Temperaturerfassungssignal und dem Bezugssignal erfassen.
Es sei angemerkt, dass die Verbindungsleitung 15a, welche die Kommunikationsschaltkreise 32 und 25b elektrisch verbindet, das Schaltbefehlsignal „SEL” und das Antwortsignal „RE” überträgt. Es ist möglich eine Zwei-Wege-Kommunikation durch die Verbindungsleitung 15a auszuführen. Daneben kann die Signalleitung 15b das Erfassungssignal „SIG” in eine Richtung von der Sensoreinheit 20 zur Verarbeitungseinheit 30 übertragen.
3 zeigt eine Darstellung einer Verbindungsanordnung der Sensoreinheit 20 und der Verarbeitungseinheit 30. Die Sensoreinheit 20 ist für jeden von vier Zylindern #1–#4 vorgesehen. Wie in 3 gezeigt, sind vier Sensoreinheiten 20 mit einer Verarbeitungseinheit 30 verbunden. Die Verbindungsleitung 15a und die Signalleitung 15b sind mit jeder Sensoreinheit 20 verbunden. Jede Verbindungsleitung 15a und Signalleitung 15b ist jeweils mit entsprechenden Kommunikations- und Signalanschlüssen der Verarbeitungseinheit 30 verbunden.
4 zeigt eine Darstellung einer zeitlichen Veränderung des Erfassungssignals „SIG”, welches von der Sensoreinheit 20 eines jeden Zylinders #1–#4 übertragen wird. Da der Kraftstoffdruck, verglichen mit der Sensortemperatur, dazu neigt, sich schnell zu verändern, ist eine Zeitdauer, während der das Druckerfassungssignal als Erfassungssignal „SIG” übertragen wird länger, als eine Zeitdauer in der das Temperaturerfassungssignal übertragen wird.
Insbesondere wird, während einer Zeitdauer in der der Kraftstoffinjektor 10 Kraftstoff einspritzt, das Druckerfassungssignal ausgewählt und als Erfassungssignal „SIG” an die Verarbeitungseinheit 30 übertragen. Wie später unter Bezugnahme auf die 5A bis 5C beschrieben wird, wird ein Schwingungsverlauf der Kraftstoffdruckabweichung während einer Kraftstoffeinspritzdauer erhalten, so dass eine Abweichung bzw. Variation in der Kraftstoffeinspritzrate geschätzt wird. Daher ist es während einer Zeitdauer der Kraftstoffeinspritzung möglich, zu vermeiden, dass das Druckerfassungssignal zum Temperaturerfassungssignal oder Bezugssignal als Erfassungssignal „SIG” geschalten wird.
Wie vorstehend beschrieben kann der Mikrocomputer 31 der Verarbeitungseinheit 30 den Kraftstoffdruck und die Sensortemperatur bezüglich jedes Kraftstoffinjektors, der an jedem Zylinder #1–#4 angebracht ist, erhalten.
Wenn das Erfassungssignal „SIG” eines bestimmten Injektors ein Anderes ist als das Druckerfassungssignal, wird das Druckerfassungssignal des anderen Injektors als Druckerfassungssignal des bestimmten Injektors verwendet. Es wird bevorzugt, dass das Druckerfassungssignal des anderen Injektors, der keinen Kraftstoff einspritzt, verwendet wird.
Wenn das Erfassungssignal „SIG” eines bestimmten Injektors ein Anderes ist als das Temperaturerfassungssignal, wird das Temperaturerfassungssignal des anderen Injektors als Temperaturerfassungssignal des bestimmten Injektors verwendet.
Daher ist es, wie in 4 dargestellt, vorzuziehen, dass ein Druckerfassungssignal von zumindest einem der Zylinder #1–#4 übertragen wird, so dass nicht alle Erfassungssignale „SIG” zum gleichen Zeitpunkt ein Anderes als das Druckerfassungssignal werden. Ferner ist es vorzuziehen, dass ein Temperaturerfassungssignal von zumindest einem Zylinder #1–#4 übertragen wird, so dass nicht alle Erfassungssignale „SIG” zum gleichen Zeitpunkt ein Anderes als das Temperaturerfassungssignal werden.
Wie vorstehend beschrieben variiert das Druckerfassungssignal abhängig von der Sensortemperatur sowie dem Kraftstoffdruck. Das bedeutet, selbst wenn ein Ist-Kraftstoffdruck gleich bzw. konstant ist, variiert das Druckerfassungssignal abhängig von der Sensortemperatur. Aus diesem Grund korrigiert der Mikrocomputer 31 den erhaltenen Kraftstoffdruck basierend auf der erhaltenen Sensortemperatur, um eine Temperaturkompensation auszuführen. Darüber hinaus wird der erhaltene Kraftstoffdruck basierend auf dem Bezugssignal, welches als Erfassungssignal „SIG” erhalten wird, korrigiert.
Der Speicher 25c speichert die Korrekturdaten zur Korrektur von Eigenschaftsabweichungen und individuellen Differenzen der Sensoren 22, 23. Diese Korrekturdaten werden in Form einer Bitfolge von dem Kommunikationsschaltkreis 25b durch die Verbindungsleitung 15a zur Verarbeitungseinheit 30 übertragen. Zusätzlich zu der vorgenannten Temperaturkompensation korrigiert ein Mikrocomputer 31 den kompensierten Kraftstoffdruck basierend auf den Korrekturdaten.
Der Mikrocomputer 31 (Kraftstoffdruckberechnungsmittel) berechnet einen finalen Kraftstoffdruck durch Korrigieren des Kraftstoffdrucks, der vom Drucksensorsignal erhalten wird, basierend auf der Sensortemperatur, dem Bezugssignal und der Korrekturdaten.
Ferner berechnet der Mikrocomputer 31 (Einspritzmodusberechnungsmittel) einen Kraftstoffeinspritzmodus, der einen Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzdauer, eine Kraftstoffeinspritzmenge und dergleichen darstellt.
Bezug nehmend auf die 5A bis 5C wird nachfolgend ein Berechnungsverfahren für den Einspritzmodus beschrieben.
5A zeigt Einspritzbefehlssignale, welche die Verarbeitungseinheit 30 an den Aktuator 13 ausgibt. Basierend auf diesem Einspritzbefehlsignal arbeitet der Aktuator 13 um die Einspritzöffnung 11b zu öffnen. Das bedeutet, eine Kraftstoffeinspritzung wird an einem An-Impulszeitpunkt t1 des Einspritzbefehlsignals gestartet, und die Kraftstoffeinspritzung wird an einem Aus-Impulszeitpunkt t2 des Einspritzbefehlsignals beendet. Während einer Zeitdauer „Tq” vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t2 ist die Einspritzöffnung 11b geöffnet. Durch Steuern der Zeitdauer „Tq” wird die Kraftstoffeinspritzmenge „Q” gesteuert.
5B zeigt eine Abweichung in der Kraftstoffeinspritzrate und 5C zeigt einen Schwingungsverlauf einer Abweichung im Erfassungsdruck. Das Erfassungssignal „SIG” (Druckerfassungssignal) wird mit hoher Geschwindigkeit derart durch die Signalleitung 15b an den Mikrocomputer 31 übertragen, um den Schwingungsverlauf der Abweichung im Erfassungsdruck zu erhalten. Beispielsweise wird, während einer Kraftstoffeinspritzung, der Kraftstoffdruck zehnmal oder öfter erfasst.
Da die Variation im Erfassungsdruck und in der Einspritzrate eine nachfolgend beschriebene Beziehung haben, kann ein Schwingungsverlauf der Einspritzrate basierend auf einem Schwingungsverlauf des Erfassungsdrucks geschätzt werden. Das bedeutet, nachdem das Einspritzbefehlsignal zum Zeitpunkt t1 anzieht, wird die Kraftstoffeinspritzung gestartet und die Einspritzrate beginnt zum Zeitpunkt R1 zuzunehmen. Wenn die Einspritzrate zum Zeitpunkt R1 beginnt zuzunehmen, beginnt der Erfassungsdruck zum Zeitpunkt P1 abzunehmen. Dann, wenn die Einspritzrate an einem Zeitpunkt R2 die maximale Einspritzrate erreicht, wird der Erfassungsdruckabfall zu einem Zeitpunkt P2 gestoppt. Wenn die Einspritzrate zu einem Zeitpunkt R2 abzunehmen beginnt, beginnt der Erfassungsdruck zu einem Zeitpunkt P2 zuzunehmen. Dann, wenn die Einspritzrate Null wird und die augenblickliche Kraftstoffeinspritzung zu einem Zeitpunkt R3 beendet wird, wird die Zunahme des Erfassungsdrucks zu einem Zeitpunkt P2 gestoppt.
Wie vorstehend beschrieben kann, durch Erfassen der Zeitpunkte P1 und P3 der Einspritzstartzeitpunkt R1 und der Einspritzendzeitpunkt R3 berechnet werden. Basierend auf einer Beziehung zwischen der Variation im Erfassungsdruck und der Variation in der Kraftstoffeinspritzrate, die nachfolgend beschrieben wird, kann die Variation in der Kraftstoffeinspritzrate aus der Variation des Erfassungsdrucks geschätzt werden.
Das bedeutet, eine abnehmende Rate Pα des Erfassungsdrucks vom Zeitpunkt P1 zum Zeitpunkt P2 korreliert mit einer zunehmenden Rate Rα der Einspritzrate vom Zeitpunkt R1 zum Zeitpunkt R2. Eine zunehmende Rate Pγ des Erfassungsdrucks vom Zeitpunkt P2 zum Zeitpunkt P3 korreliert mit einer abnehmenden Rate Rγ der Einspritzrate vom Zeitpunkt R2 zum Zeitpunkt R3. Ein maximaler Druckabfallbetrag Pβ des Erfassungsdrucks korreliert mit einer maximalen Injektionsrate Rβ. Daher können die Zunahmeraten Rα der Einspritzrate die Abnahmerate Rγ der Einspritzrate und die maximale Einspritzrate Rβ durch Erfassen der Abnahmerate Pα des Erfassungsdrucks, der Zunahmerate Pγ des Erfassungsdrucks und des maximalen Druckabfallbetrags Pβ des Erfassungsdrucks berechnet werden. Die Variation in der Einspritzrate (Variationsschwingungsverlauf) wie in 5B dargestellt ist, kann durch Berechnen der Zeitpunkte R1, R3, der Raten Rα, Rγ und der maximalen Injektionsrate Rβ geschätzt werden.
Ferner ist ein Integralwert „S” der Einspritzrate vom Zeitpunkt R1 zum Zeitpunkt R3 (gestrichelter Bereich in 5B) äquivalent zur Einspritzmenge „Q”. Ein Integralwert des Erfassungsdrucks vom Zeitpunkt P1 zum Zeitpunkt P3 korreliert mit dem Integralwert „S” der Einspritzrate. Somit kann der Integralwert „S” der Einspritzrate, der mit der Einspritzmenge „Q” korrespondiert, durch Berechnen des Integralwerts des Erfassungsdrucks berechnet werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können die folgenden Vorteile erreicht werden.

(1) Das Schaltbefehlsignal „SEL” wird von der Verarbeitungseinheit 30 durch die Verbindungsleitung 15a an die Sensoreinheit 20 übertragen, und das Druckerfassungssignal „SIG” wird von der Sensoreinheit 20 durch die Signalleitung 15b zur Verarbeitungseinheit 30 übertragen. Da das Erfassungssignal „SIG” in Form eines Analogsignals durch die Signalleitung 15b übertragen wird, kann die Übertragungsgeschwindigkeit des Erfassungssignal „SIG”, verglichen mit dem Fall, bei dem das Erfassungssignal „SIG” in Form einer Bitfolge durch die Verbindungsleitung 15a übertragen wird, erhöht werden.
(2) Da die Auswahlvorrichtung 25a zwischen dem Druckerfassungssignal und dem Temperaturerfassungssignal gemäß dem Schaltbefehlsignal „SEL” schaltet, können diese Signale durch eine Signalleitung 15b übertragen werden. Daher kann die Zahl der Signalleitungen 15b, verglichen mit dem Fall, wo einzelne Signalleitungen für jedes Erfassungssignal vorgesehen sind, verringert werden.
(3) Da die Verarbeitungseinheit 30 den Schwingungsverlauf der Abweichung der Kraftstoffeinspritzrate basierend auf dem erfassten Kraftstoffdruck schätzt, um den Kraftstoffeinspritzmodus (Ist-Kraftstoffeinspritzzeitpunkt R1, Kraftstoffeinspritzmenge „Q” und dergleichen) zu berechnen, ist es notwendig, dass der Kraftstoffdruck mit hoher Auflösung erfasst werden kann, so dass sein Ort, wie in 5C gezeigt, dargestellt werden kann. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das Erfassungssignal „SIG” mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden, so dass die vorgenannte Anforderung erfüllt wird.
(4) Wenn das Erfassungssignal „SIG” eines bestimmten Injektors ein Anderes ist als das Druckerfassungssignal, wird das Druckerfassungssignal des anderen Injektors als Druckerfassungssignal des bestimmen Injektors verwendet. Ähnlich wird das Temperaturerfassungssignal des anderen Injektors als Temperatursignalerfassungssignal des bestimmten Injektors verwendet.

Das Druckerfassungssignal und das Temperaturerfassungssignal können im Wechsel bzw. abwechselnd durch eine Signalleitung 15b übertragen werden. Daher kann die Zahl der Signalleitungen 15b verringert werden und der Kraftstoffdruck und die Sensortemperatur werden immer erhalten.
[Andere Ausführungsform]
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann beispielsweise in der nachfolgenden Art und Weise ausgeführt werden. Ferner können die charakteristischen Eigenschaften jeder Ausführungsform kombiniert werden.
Bei der vorgenannten Ausführungsform hat die Sensoreinheit 20 vier Kommunikationsanschlüsse, mit denen jeweils vier Verbindungsleitungen 15a verbunden sind. Wie in 6 dargestellt, können alternativ zwei Verbindungsleitungen 15a mit Grundleitungen 301a und 302a verbunden sein. Die Zahl der Verbindungsanschlüsse kann damit verringert werden.
Insbesondere ist die Verbindungsleitung 15a für jede Sensoreinheit 20 vorgesehen und ein Ende der Verbindungsleitung 15a ist mit einem Verbindungsanschluss 20Pa einer jeden Sensoreinheit 20 verbunden. Das andere Ende der Verbindungsleitung 15a ist mit der Grundleitung 301a oder 302a verbunden. Mit anderen Worten: Zwei Verbindungsleitungen 15a zweigen von einer ersten Grundleitung 301a ab, die mit einem ersten Verbindungsanschluss 301Pa der Verarbeitungseinheit 30 verbunden ist, und die anderen beiden Verbindungsleitungen 15a zweigen von einer zweiten Grundleitung 302a ab, die mit einem zweiten Verbindungsanschluss 302Pa der Verarbeitungseinheit 30 verbunden ist.
Ein Ende der Signalleitung 15a ist mit einem Signalanschluss 20Pb einer jeden Sensoreinheit 20 verbunden und das andere Ende der Signalleitung 15b ist mit einem Verbindungsanschluss 30Pb der Verarbeitungseinheit 30 verbunden.

• Bei den in 6 dargestellten Ausführungsformen sind zwei Grundleitungen 301a und 302a vorgesehen, wobei jedoch alle Verbindungsleitungen 15a von einer einzigen Grundleitung abzweigen können.
• Bei der in 6 gezeigten Anordnung sind vier Sensoreinheiten 20 zu einer ersten Gruppe und einer zweiten Gruppe arrangiert, und das gleiche Schaltbefehlsignal „SEL” kann von der Verarbeitungseinheit 30 übertragen werden.
• Bei der ersten Ausführungsform werden das Schaltbefehlsignal „SEL” und das Antwortsignal „RE” durch serielle Kommunikation durch eine Signalleitung 15a übertragen. Alternativ können zwei Verbindungsleitungen 15a für jede Sensoreinheit 20 vorgesehen sein, und das Schaltbefehlsignal „SEL” und das Antwortsignal „RE” können durch parallele Kommunikation durch jede Verbindungsleitung 15a übertragen werden.
• Bei der vorliegenden Erfindung können die ersten und zweiten Sensoren andere physikalische Größen als den Kraftstoffdruck und die Kraftstofftemperatur erfassen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 9-113310 A [0002]

Claims

Sensorsystem, aufweisend: eine Sensoreinheit (20), die einen ersten Sensor (22), welcher ein einer ersten physikalischen Größe entsprechendes erstes Erfassungssignal ausgibt, einen zweiten Sensor (23), welcher ein einer zweiten physikalischen Größe entsprechendes zweites Erfassungssignal ausgibt, und eine zwischen dem ersten Erfassungssignal und dem zweiten Erfassungssignal schaltende Wechselschaltung (25a) umfasst; eine Verarbeitungseinheit (30), die ein Schaltbefehlsignal (SEL) an die Wechselschaltung (25a) ausgibt und ein Erfassungssignal (SIG) von der Sensoreinheit (20) empfängt; eine Verbindungsleitung (15a), durch die das Schaltbefehlsignal (SEL) von der Verarbeitungseinheit (30) an die Sensoreinheit (20) übertragen wird; und eine Signalleitung (15b), durch die das Erfassungssignal (SIG) von der Sensoreinheit (20) an die Verarbeitungseinheit (30) übertragen wird, wobei die Sensoreinheit das erste Erfassungssignal oder das zweite Erfassungssignal als Analogsignal durch die Signalleitung an die Verarbeitungseinheit überträgt.
Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit (20) an einem Kraftstoffinjektor (10) vorgesehen ist, der einen Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einer Verbrennungskraftmaschine einspritzt, der erste Sensor (22) einen Druck des Kraftstoffs als die erste physikalische Größe erfasst, und die Verarbeitungseinheit (30) eine Veränderung des Kraftstoffdrucks basierend auf dem ersten Erfassungssignal berechnet, und zumindest einen Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt, eine Kraftstoffeinspritzdauer und/oder eine Kraftstoffeinspritzmenge basierend auf der berechneten Veränderung des Kraftstoffdrucks berechnet.
Sensorsystem nach Anspruch 2, wobei die Verarbeitungseinheit (30) ein Schalten vom ersten Erfassungssignal zum anderen Erfassungssignal während einer Kraftstoffeinspritzdauer unterbindet.
Sensorsystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Verbrennungskraftmaschine eine Mehrzahl von Zylindern aufweist, der Kraftstoffinjektor (10) an jedem der Zylinder vorgesehen ist, die Sensoreinheit (20) an jedem der Kraftstoffinjektoren vorgesehen ist, die Verarbeitungseinheit (30) elektrisch mit einer Mehrzahl von Sensoreinheiten (20) durch die Verbindungsleitung (15a) und die Signalleitung (15b) verbunden ist, und, wenn das Erfassungssignal der Sensoreinheit zu dem Anderen als dem ersten Erfassungssignals bezüglich eines bestimmten Zylinders geschalten wird, die Verarbeitungseinheit (30) das erste Erfassungssignal, das von der Sensoreinheit übertragen wird, die für einen Anderen als den bestimmten Zylinder vorgesehen ist, als das erste Erfassungssignal verwendet, das von der Sensoreinheit übertragen wird, welche an den bestimmten Zylinder vorgesehen ist.