專利名稱：燃料噴射狀態(tài)檢測器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃料噴射狀態(tài)檢測器，所述燃料噴射狀態(tài)檢測器檢測由于通過燃料噴射器提供給內燃機的燃料噴射引起的燃料壓力的變化。此外，燃料噴射狀態(tài)檢測器基于由燃料壓力傳感器檢測到的壓力波形來估計燃料噴射狀態(tài)。
背景技術：
檢測諸如燃料噴射開始時刻、燃料噴射量等燃料噴射狀態(tài)以精確地控制內燃機的輸出轉矩和排放是很重要的。JP-2010-3004A(US-2009-0319157Al)和 JP-2009-57924A(U S-2009-0063013A1)描述了燃料壓力傳感器檢測由于燃料噴射而在燃料供應通道中引起的燃料壓力的變化，由此檢測實際的燃料噴射狀態(tài)。燃料噴射狀態(tài)表示燃料噴射開始時刻、燃料噴射量等。如果檢測到實際的燃料噴射狀態(tài)，則可以基于檢測到的燃料噴射狀態(tài)來精確地控制燃料噴射狀態(tài)。在JP-2009-57924A中，利用燃料壓力傳感器來獲取燃料壓力波形。在燃料壓力波形中，如圖4C所示，檢測改變點“P3”、“P4”、“P7”和“P8”?；谶@些點來計算實際的燃料噴射狀態(tài)。具體地說，計算燃料噴射開始時刻“R3”、燃料噴射結束時刻“R8”以及燃料噴射量“Q”?？梢酝ㄟ^求壓力波形中的燃料壓力的微分來獲取上面的改變點“P3”、“P4”、“P7” 和 “P8”。根據(jù)本發(fā)明人的實驗，顯而易見的是，由于除了燃料噴射本身以外的各種影響引起由燃料壓力傳感器檢測到的壓力波形變形。也即是說，在燃料噴射開始以后，實際的燃料噴射速率立即增加。當燃料噴射速率達到最大燃料噴射速率時，維持該最大燃料噴射速率。因此，在檢測的波形中，壓力在燃料噴射開始時開始減小。在壓力達到較低的峰值時，維持其較低的峰值。然而，根據(jù)實際檢測到的波形“W”(參照圖4C)，在改變點“P4”以后，如虛線圓圈“IV’所包圍的，壓力脈動增力口。 檢測波形“W”未精確地示出實際燃料噴射速率的變化。在檢測波形“W”中產(chǎn)生由“Rn”標記的脈云力(pulsation)。根據(jù)本發(fā)明人的研究，上面的現(xiàn)象如下發(fā)生。當燃料壓力由于燃料噴射而在噴射孔周圍下降時，該燃料壓力下降在燃料供應通道中向上游轉移，使得由燃料壓力傳感器檢測到的燃料壓力也下降。當燃料噴射速率變?yōu)樽畲笾禃r，燃料噴射量受限于噴射孔的開口面積。然后，燃料在噴射孔周圍被加壓，并且其壓力增加。該增加的壓力被傳送到燃料壓力傳感器，從而在檢測波形“W”上出現(xiàn)脈動“Rn”。此外，除了壓力脈動的影響以外，檢測波形“W”還受到燃料壓力傳感器的檢測噪聲和電噪聲的影響。如果通過求受到各種影響的檢測波形“W”的微分來檢測改變點“P3”、“P4”、“P7” 和“P8”，則不能保證足夠高的檢測精確度并且魯棒性降低。因此，不能通過這些改變點來精確地檢測實際的燃料噴射狀態(tài)。

發(fā)明內容
鑒于上述問題而提出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供能夠以較高的精確度來檢測實際的燃料噴射狀態(tài)的燃料噴射狀態(tài)檢測器。根據(jù)本發(fā)明，燃料噴射狀態(tài)檢測器被應用于燃料噴射系統(tǒng)，其中所述燃料噴射系統(tǒng)包括燃料噴射器，其通過燃料噴射孔將燃料噴射到內燃機中；以及燃料壓力傳感器，其檢測由于所述燃料噴射器的燃料噴射引起的燃料供應通道中的燃料壓力的變化。燃料噴射狀態(tài)檢測器包括模型波形存儲部，其用于存儲多種類型的模型波形，所述模型波形是由所述燃料壓力傳感器檢測到的參考燃料壓力波形并且表示燃料噴射狀態(tài)； 模型波形選擇部，其用于從所述模型波形中選擇與由所述燃料壓力傳感器檢測到的檢測波形最相似的波形；以及噴射狀態(tài)估計部，其用于基于所選擇的單個模型波形來估計燃料噴射狀態(tài)。根據(jù)上述實施例，多個模型波形被存儲在存儲器中，并且從所述多個模型波形中選擇與所述檢測波形最相似的一個模型波形。基于所選擇的模型波形來估計實際的燃料噴射狀態(tài)。因此，由于可以基于不包括除了燃料噴射以外的影響的模型波形來估計燃料噴射狀態(tài)，因而可以以較高的精確度檢測(估計)實際的燃料噴射狀態(tài)。


通過參照附圖給出的以下描述，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚， 在附圖中，相同的參考數(shù)字指示相同的部分，并且其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的應用燃料噴射狀態(tài)檢測器的燃料噴射系統(tǒng)的結構圖；圖2是示出了根據(jù)第一實施例的燃料噴射控制的流程圖；圖3是示出了根據(jù)第一實施例用于基于由燃料壓力傳感器檢測到的檢測壓力來檢測燃料噴射狀態(tài)的過程的流程圖；圖4A至圖4C是示出了根據(jù)第一實施例的由燃料壓力傳感器檢測到的壓力波形與實際噴射速率的波形之間的關系的時間圖；圖5A至圖5D是示出了多種類型的模型波形的圖；圖6A至圖6C是用于解釋從多個模型波形中選擇與檢測波形“W”最相似的單個模型波形的處理的時間圖；圖7A至圖7C是根據(jù)第二實施例用于解釋基于校正波形“Ma”來校正檢測波形“W” 的處理的時間圖；以及圖8是示出了根據(jù)第三實施例用于基于由燃料壓力傳感器檢測到的檢測壓力來檢測燃料噴射狀態(tài)的過程的流程圖。
具體實施例方式在下文中，將描述本發(fā)明的實施例。用相同的參考數(shù)字來指示每個實施例中相同的部分和部件，并且將不會重復相同的描述。[第一實施例]燃料噴射狀態(tài)檢測器被應用于具有四個氣缸#1_#4的內燃機(柴油機)。
圖1是示出了燃料噴射器10、燃料壓力傳感器20、電子控制單元(ECU) 30等的示意圖。在包括燃料噴射器10的燃料噴射系統(tǒng)中，用高壓泵41來對包含在燃料箱40中的燃料進行加壓，并且在共軌42中積蓄這些燃料以通過高壓管43供應給燃料噴射器10。燃料噴射器10是由主體11、針狀物(閥體)12、電磁螺線管(致動器)13等組成。 主體11具有在其中的高壓通道11a。從共軌42供應的燃料流經(jīng)高壓通道11a，并且通過噴射孔lib噴射到燃燒室(未示出)中。流經(jīng)高壓通道Ila的燃料的一部分被引入到形成于主體11中的背壓室Ilc中。通過控制閥14來打開/關閉背壓室Ilc的泄露端口 lld，其中，所述控制閥14是由電磁螺線管13驅動的。針狀物12在關閉噴射孔lib的方向上接收來自彈簧15的偏置力和背壓室Ilc中的燃料壓力。同樣，針狀物12在打開噴射孔lib的方向上接收來自囊部分Ilf中積蓄的燃料的偏置力。將檢測燃料壓力的燃料壓力傳感器20設置在共軌42與噴射孔lib之間的燃料供應通道中，例如，提供在高壓管43或高壓通道Ila中。在圖1所示的實施例中，將燃料壓力傳感器20提供給高壓管43與主體11之間的連接部分?；蛘撸鐖D1中的虛線所示，可以將燃料壓力傳感器20提供給主體11。將燃料壓力傳感器20提供給#1-#4燃料噴射器10 中的每一個燃料噴射器。將在下文中描述燃料噴射器10的操作。當電磁螺線管13未被通電時，用彈簧16 來對控制閥14進行偏置，以關閉泄露端口 lid。因而，背壓室lie中的燃料壓力增加，使得針狀物12關閉噴射孔lib。同時，當使電磁螺線管13通電時，控制閥14逆著彈簧16打開泄露端口 lid。然后，背壓室lie中的燃料壓力減小以打開噴射孔11b，使得燃料從噴射孔 lib噴射到燃燒室中。應當注意的是，當使電磁螺線管13通電并且執(zhí)行燃料噴射時，從高壓通道Ila引入背壓室Ilc中的燃料通過泄露端口 Ild排入低壓通道lie中。也即是說，在燃料噴射期間，高壓通道Ila中的燃料一直通過背壓室Ilc排入低壓通道lie中。ECU 30控制電磁螺線管13以驅動針狀物12。例如，ECU 30計算目標燃料噴射狀態(tài)，所述目標燃料噴射狀態(tài)包括燃料噴射開始時刻、燃料噴射結束時刻和燃料噴射量等。 然后，ECU 30驅動電磁螺線管13，以獲取目標燃料噴射狀態(tài)。參照圖2所示的流程圖，將在下文中描述用于驅動電磁螺線管13的控制處理。在步驟Sll中，ECU 30讀取指示諸如引擎速度、引擎載荷、供應給燃料噴射器10的燃料壓力等引擎驅動狀態(tài)的特定參數(shù)。在步驟S12中，E⑶30基于在步驟Sll中讀取的參數(shù)來設置噴射模式。例如，預先將最佳的燃料噴射模式存儲為相對于參數(shù)的噴射控制映射?；谠诓襟ESll中讀取的參數(shù)，來建立最佳的目標燃料噴射模式。應當注意的是，目標燃料噴射模式是基于諸如每個燃燒循環(huán)的燃料噴射的數(shù)量、每個燃料噴射的燃料噴射開始時刻和燃料噴射時間段(燃料噴射量)等的參數(shù)來確定的。噴射控制映射指示參數(shù)與最佳噴射模式之間的關系。在步驟S13中，ECU 30基于在步驟S12中確定的目標燃料噴射模式來向電磁螺線管13輸出燃料噴射命令信號。因而，在根據(jù)在步驟Sll中獲取的參數(shù)的最佳模式中執(zhí)行燃料噴射。然而，由于燃料噴射器10的壽命的下降或者燃料噴射器10的個體差異，實際的燃料噴射模式很可能與目標燃料噴射模式偏離。為了避免這種偏離，實際的燃料噴射模式(實際的燃料噴射狀態(tài))是基于燃料壓力傳感器20的檢測值來檢測的。此外，以使所檢測的實際燃料噴射模式與目標燃料噴射模式一致的方式來校正燃料噴射命令信號。獲得該校正以用于計算連續(xù)的燃料噴射命令信號。參照圖3，將描述用于基于燃料壓力傳感器20的檢測值來檢測(計算)實際燃料噴射狀態(tài)的處理。圖3所示的處理是以特定的周期(例如，CPU的計算周期)或者在每個特定的曲柄角處來執(zhí)行的。在步驟SlO中，讀取每個燃料壓力傳感器20的輸出值(檢測壓力)。該處理是針對每個燃料壓力傳感器20來執(zhí)行的。優(yōu)選的是，對輸出值進行濾波以從其中移除
高頻噪聲。參照圖4A至圖4C，將詳細地描述步驟SlO中的處理。圖4A示出了在步驟S13中燃料噴射器10從ECU 30接收的噴射命令信號。當將噴射命令信號供應給噴射器10時，電磁螺線管13通電以打開噴射孔lib。也即是說，ECU 30命令燃料噴射器10在燃料噴射開始時刻“Is”時開始燃料噴射，并且ECU 30命令燃料噴射器10在燃料噴射結束時刻“l(fā)e”時停止燃料噴射。在從時刻“Is”到時刻“l(fā)e”的時間段 (噴射命令時間段)“Tq”期間，噴射孔lib打開。通過控制時間段“Tq”，來控制燃料噴射量“Q”。圖4B示出了燃料噴射速率的變化，而圖4C示出了由燃料壓力傳感器20檢測到的檢測壓力的變化。應當注意的是，圖4A至圖4C示出了噴射孔lib僅被打開和關閉一次的情況。E⑶30通過子例程(未示出)來檢測燃料壓力傳感器20的輸出值。在該子例程中，以較短的間隔檢測燃料壓力傳感器20的輸出值，使得可以繪制如圖4C所示的壓力波形。具體地說，以短于50微秒(μ sec)的間隔(期望地20微秒)連續(xù)地捕獲傳感器輸出。 在步驟SlO中讀取該傳感器輸出。由燃料壓力傳感器20檢測到的壓力波形和燃料噴射速率的變化具有以下關系。 如圖4B所示，當在燃料噴射開始時刻“Is”時使電磁螺線管13通電以開始從噴射孔lib進行燃料噴射以后，噴射速率在改變點“R3”處開始增加。也即是說，實際的燃料噴射開始。然后，噴射速率在改變點“R4”處達到最大噴射速率。換言之，針型閥12在改變點“R3”處開始上升，并且針型閥12的上升量在改變點“R4”處變?yōu)樽畲笾?。然后，當在燃料噴射結束時刻“l(fā)e”時使電磁螺線管13斷電之后，噴射速率在改變點“R7”處開始減小。然后，噴射速率在改變點“R8”處變?yōu)?，并且實際的燃料噴射結束。換言之，針型閥12在改變點“R7”處開始下降，并且針型閥12在改變點“R8”處將噴射孔lib 密封。圖4C示出了由燃料壓力傳感器20檢測到的燃料壓力的變化。在燃料噴射開始時刻“Is”之前，檢測壓力被標記為“Po”。在將驅動電流施加于電磁螺線管13之后，在噴射速率在改變點“R3”處開始增加之前，檢測壓力在改變點“P1”處開始減小。這是因為在改變點“P1 ”處控制閥14將泄露端口 Ild打開并且背壓室Ilc中的壓力減小。當背壓室Ilc中的壓力減小足夠多時，檢測壓力的下降在改變點“P2”處停止。這是由于泄露端口 Ild完全打開，并且取決于泄露端口 Ild的內徑，泄露量變?yōu)槌Ａ?。然后，當噴射速率在改變點“R3”處開始增加時，檢測壓力在改變點“P3”處開始減小。當噴射速率在改變點“R4”處達到最大噴射速率時，檢測壓力的下降在改變點“P4”處停止。應當注意的是，從改變點“P3”到改變點“P4”的壓力下降量大于從改變點“P1”到改變點“P2”的壓力下降量。然后，檢測壓力在改變點“P5”處開始增加。這是由于在點“P5”處控制閥14將泄露端口 Ild密封并且背壓室Ilc中的壓力增加。當背壓室Ilc中的壓力增加足夠多時，檢測壓力的增加在改變點“P6”處停止。由于背壓室Ilc中的燃料壓力的變化以及在噴射孔 lib周圍產(chǎn)生的壓力脈動“IV，，因此改變點“P5”和“P6”出現(xiàn)。當噴射速率在改變點“R7”處開始減小時，檢測壓力在改變點“P7”處開始增加。 然后，當在改變點“R8”處噴射速率變?yōu)?并且實際的燃料噴射結束時，檢測壓力的增加在改變點“P8”處停止。應當注意的是，從改變點“P7”到改變點“P8”的壓力增加量大于從改變點“P5”到改變點“P6”的壓力增加量。在改變點“P8”之后，檢測壓力在特定的時間段衰減。如上所述，檢測波形“W”中的改變點“P3”、“P4”、“P7”和“P8”與噴射速率增加的開始點“R3”(實際燃料噴射開始時刻)、最大噴射速率點“R4”、噴射速率減小的開始點“R7” 以及噴射速率減小的結束點“R8”(實際燃料噴射結束時刻)相關聯(lián)。此夕卜，從改變點“P3”到改變點“P4”的檢測壓力的減小速率“P α ”與從改變點“R3” 到改變點“R4”的噴射速率的增加速率“Ra”相關聯(lián)。從改變點“Ρ7”到改變點“Ρ8”的檢測壓力的增加速率“P Y ”與從改變點“R7”到改變點“R8”的噴射速率的減小速率“R Y ”相關聯(lián)。從改變點“Ρ3”到改變點“Ρ4”的檢測壓力的減小量“Ρβ ”(最大壓力下降量“Ρβ ”) 與從改變點“R3”到改變點“R4”的噴射速率的增加量“Ri3 ”(最大噴射速率“R3 ”)相關聯(lián)。此外，從實際燃料噴射開始時刻到實際燃料噴射結束時刻的噴射速率的積分值“S”(圖 4B中的陰影區(qū)域)等于噴射量“Q”。從實際燃料噴射開始時刻到實際燃料噴射結束時刻的檢測壓力的積分值與噴射速率的積分值“S”相關聯(lián)。返回參照圖3，在步驟S20至S40中，確定實際燃料噴射量是否是正常的。具體地說，在步驟S20中，將檢測波形“W”中的最大下降量計算為用于確定的壓力下降量ΔΡ。例如，在從燃料噴射開始時刻“Is”開始的特定時間段中獲取最小燃料壓力 “P4”，并且獲取燃料噴射開始時刻“Is”時的燃料壓力“P0”。然后，從燃料壓力“P0”中減去燃料壓力“P4”，以獲取燃料壓力(ΔΡ2+Ρβ)。該燃料壓力(ΔΡ2+Ρβ)被定義為確定壓力下降量ΔΡ。應當注意的是，可以將壓力差(Ρ1-Ρ4)、(Ρ2-Ρ4)或(Ρ3-Ρ4)定義為確定壓力下降量ΔΡ。在該情況下，必需進行檢測波形“W”的微分計算以獲取改變點“Ρ1”、“Ρ2”或 “Ρ3”。另一方面，根據(jù)本實施例，可以在無需微分計算的情況下計算出確定壓力下降量ΔΡ。在步驟S30中，基于噴射命令時間段“Tq”來計算異常確定值“ΤΗρ”。在步驟 S40(異常確定部)中，確定壓力下降量ΔP是否大于或者等于異常確定值“ΤΗρ”。當在步驟S40中答案為是時，確定不存在異常。該過程前進至步驟S50。當在步驟S40中答案為否時，確定存在異常。該過程前進至步驟S60。E⑶30包括存儲器31 (模型波形存儲部)，在該存儲器31中存儲有圖5Α至圖5D 中所示的多個模型波形。這些模型波形是表示燃料噴射狀態(tài)的檢測波形“W”的參考波形。此外，這些模型波形不包括除了燃料噴射以外的影響的波形分量，諸如指定的壓力脈動“Rn”。 因此，如圖5Α和圖5Β所示，模型波形的形狀基本上是梯形。然而，在燃料噴射量不大于特定量的情況下，在針型閥12上升以后，針型閥12在達到最大上升之前立即開始下降。因此，燃料噴射速率開始增加，然后在達到最大噴射速率之前開始減小。因此，如圖5C和圖5D所示，在燃料噴射量較小的情況下，模型波形的形狀
是三角形。如上所述，當燃料噴射量變?yōu)楫惓r，燃料噴射速率減小。模型波形的形狀是圖5B 和圖5D所示的梯形或者三角形。這些高度小于圖5A和圖5C中所示的高度。這些模型波形指示燃料噴射狀態(tài)，例如，13”、18”、14”、17”、“1^ ”和“Q”。存儲器31存儲針對每個模型波形的“R3”、“R8”、“R4”、“R7”、“Ri3 ”和“Q”。在步驟S50 (模型波形選擇部)中，E⑶30從圖5A和圖5C中所示的多個模型波形中選擇與檢測波形“W”最相似的一個模型波形。參照圖6A至圖6C，將在下文中描述模型波形的選擇方法。圖6C中的實線表示在輸出了圖6A中所示的燃料噴射命令信號的情況下的檢測波形“W”。燃料噴射命令信號的輸出時刻與檢測波形“W”的相位相關聯(lián)。圖6C中的虛線表示與檢測波形“W”相關聯(lián)的模型波形“M”。將詳細描述將模型波形“M”與檢測波形“W”相關聯(lián)的方法。使模型波形“M”的壓力減小開始點“M3” (參考點)與從燃料噴射開始時刻“Is”開始經(jīng)過特定時間“Tdel” (響應延遲時間)處的時間點一致。因而，模型波形“M”的相位與檢測波形“W”的相位相關聯(lián)。該相關聯(lián)方法可以如下修改。例如，使模型波形“M”的壓力增加開始點“M7”與從燃料噴射結束時刻“l(fā)e”開始經(jīng)過特定時間處的時間點一致。或者，通過微分計算來檢測在檢測波形“W”上出現(xiàn)的改變點“P3”、“P4”、“P7”和“P8”中的任意一個。使所檢測的改變點與模型波形“M”的參考點“M3 ”、"M4”、"M7 ”或“M8 ” 一致。然后，E⑶30計算模型波形“M”與檢測波形“W”之間的偏差。例如，E⑶30在每一個特定的相位處計算模型波形“M”與檢測波形“W”之間的微分壓力。微分壓力之和被計算為模型波形“M”與檢測波形“W”之間的偏差。然后，針對多個模型波形來執(zhí)行上面的相關聯(lián)計算和偏差計算。將具有最小偏差的模型波形選擇為與檢測波形“W”最相似的模型波形 “M，，。同時，在步驟S60(模型波形選擇部)中，ECU 30從圖5B和圖5D中所示的多個模型波形中選擇與檢測波形“W”最相似的一個模型波形。該處理與步驟S50中的處理相同。 圖6B示出了與圖6C中所示的模型波形“M”對應的燃料噴射速率的變化。在步驟S70(噴射狀態(tài)估計部)中，與在步驟S50或S60中選擇的模型波形“M”對應的燃料噴射速率的變化作為實際的燃料噴射狀態(tài)被獲取。如上所述，存儲器31存儲針對每個模型波形的“R3”、“R8”、“R4”、“R7”、“Ri3 ”和 “Q”。在步驟S70中，ECU 30從存儲器31中讀取出指示實際的燃料噴射狀態(tài)的與所選擇的模型波形 “M，，對應的 “ R3 ”、“ R8 ”、“ R4 ”、“ R7 ”、“ R β，，和 “ Q”。尤其地，“ R3 ”、“ R8，，和 “ Q，，是
指示燃料噴射狀態(tài)的重要參數(shù)。如果基于這些值來執(zhí)行針對目標燃料噴射模式的燃料噴射命令信號的校正和獲得，則提高了使實際燃料噴射模式與目標燃料噴射模式一致的控制的精確度。如上所述，根據(jù)本實施例，多個模型波形被存儲在存儲器中，并且從所述多個模型波形中選擇與檢測波形“W”最相似的一個模型波形?；谒x擇的模型波形來估計實際的燃料噴射狀態(tài)。因此，由于可以基于不包括除了燃料噴射以外的影響的模型波形來估計燃料噴射狀態(tài)“R3”、“R8”、“Q”，因而可以以較高的精確度估計實際的燃料噴射狀態(tài)。
此外，如果從檢測波形中排除壓力脈動“Rn”，則壓力波形的形狀是梯形或三角形。 根據(jù)本實施例，由于模型波形是梯形或三角形，因此可以提高燃料噴射狀態(tài)的檢測精確度。此外，根據(jù)本實施，除了用于不存在異常的情況的模型波形以外，還存儲用于在燃料噴射系統(tǒng)中存在異常的情況的模型波形。因此，即使在燃料噴射系統(tǒng)中出現(xiàn)異常，也能夠保證燃料噴射狀態(tài)的檢測精確度足夠高。此外，在檢測到異常狀態(tài)的情況下，僅從用于異常狀態(tài)的模型波形中選擇與檢測波形最相似的模型波形，由此可以減小ECU 30的選擇處理的負荷。[第二實施例]根據(jù)第二實施例，存儲器31 (校正波形存儲部)預先存儲圖7B中所示的校正波形 “Ma”。該校正波形“Ma”是由于除了燃料噴射以外的影響引起的波形。E⑶30基于校正波形“Ma”來校正圖7A中所示的檢測波形“W”。計算圖7C中所示的經(jīng)過校正的檢測波形“Wa” 與模型波形之間的偏差。然后，選擇與經(jīng)過校正的檢測波形“Wa”最相似的模型波形。圖7B示出了用于校正圖4C中所示的壓力脈動“Rn”的校正波形“Ma”。從檢測波形“W”中減去校正波形“Ma”。除了步驟S50和S60以外，E⑶30執(zhí)行的處理與第一實施例是相同的。如上所述，根據(jù)本實施例，經(jīng)過校正的檢測波形“Ma”更接近不包括壓力脈動“Rn” 的影響的波形。由于模型波形是基于經(jīng)過校正的檢測波形“Wa”來選擇的，因此可以提高其選擇精確度，使得選擇與實際燃料噴射波形高度相關聯(lián)的模型波形。因此，可以提高檢測 (估計)實際燃料噴射狀態(tài)“R3”、“R8”和“R”的精確度。[第三實施例]圖8是示出了用于檢測實際燃料噴射狀態(tài)的處理的流程圖。在該流程圖中，用相同的參考數(shù)字來指示圖3中所示的流程圖中的相同處理，并且將不會重復相同的描述。在步驟SlO中，讀取每個燃料壓力傳感器20的輸出值(檢測壓力)，以獲取檢測波形“W”。在隨后的步驟S20、S30和S40中，確定是否出現(xiàn)諸如燃料噴射孔阻塞等異常狀態(tài)。在步驟S41和S42(噴射量確定部)中，確定到燃料噴射器10的噴射命令信號是否指示少量燃料噴射。少量燃料噴射是其量小于特定值的燃料噴射。具體地說，當燃料噴射器10的打開時間段“Tq”小于預定閥值“THQ”時，ECU 30確定其為少量燃料噴射。當在步驟S40和S41中答案為是時，該過程前進至步驟S51。當在步驟S41中答案為否時，該過程前進至步驟S52。同時，當在步驟S40中答案為否并且在步驟S42中答案為是時，該過程前進至步驟S61。當在步驟S42中答案為否時，該過程前進至步驟S62。當從各組模型波形中選擇與檢測波形“W”最相似的波形時，后一組模型波形是用于選擇的目標。也即是說，在步驟S51中，從圖5A中所示的用于正常狀態(tài)的梯形模型波形中選擇最相似的波形。在步驟S52中，從圖5C中所示的用于正常狀態(tài)的三角形模型波形中選擇最相似的波形。在步驟S61中，從圖5B中所示的用于異常狀態(tài)的梯形模型波形中選擇最相似的波形。在步驟S62中，從圖5D中所示的用于異常狀態(tài)的三角形模型波形中選擇最相似的波形。應當注意的是，這些步驟S51、S52、S61和S62與模型波形選擇部相對應。如上所述，根據(jù)本實施例，基于命令噴射量(閥打開時間段“Tq”)，三角形模型波形和梯形模型波形中的一種被選擇為用于選擇的目標。從目標模型形式中選擇與檢測波形 “W”最相似的波形。因此，對于ECU 30而言，可以減小用于選擇模型波形的負荷。
[其它實施例]本發(fā)明不限于上面描述的實施例，而是可以例如以下面的方式來執(zhí)行本發(fā)明。此外，可以將每個實施例的特性配置進行結合。不考慮異常狀態(tài)，所有的模型波形都可以是用于選擇的目標?？梢杂嬎銠z測波形 “W”與所有模型波形之間的偏差。在上面的實施例中，圖5A至圖5D中所示的模型波形以幾何圖形的形式存儲在存儲器31中?；蛘撸Ｐ筒ㄐ慰梢宰鳛檎駝臃匠檀鎯υ诖鎯ζ?1中。用下面的公式(1)來表示振動方程。 ρ = A exp (_kt) sin (ω t+ θ )...⑴在公式(1)中，“ρ”表示由燃料壓力傳感器20檢測到的模型波形的參考壓力?！癆”、 “k”、“《”和“ θ ”是分別指示衰減振動的幅度、衰減系數(shù)、頻率和相位的參數(shù)。經(jīng)過的時間被標記為“t”。這些參數(shù)1”、1”、“03”和“ θ ”是針對每個模型波形來確定的。在圖8所示的處理中，從梯形模型波形或三角形模型波形中選擇與檢測波形“W” 最相似的波形。然而，如果檢測波形“W”與梯形和三角形都相似，則為了以較高的精確度來選擇模型波形，圖8中所示的處理并不總是優(yōu)選的。在該實施例中，將命令的燃料噴射量分為三類，例如，少量噴射、中量噴射和大量噴射。在命令的燃料噴射為中量噴射的情況下，可以從所有的梯形模型波形和三角形模型波形中選擇與檢測波形“W”最相似的波形。在少量噴射的情況下，從三角形模型波形中選擇相似的波形。在大量噴射的情況下，從梯形模型波形中選擇相似的波形。優(yōu)選地，存儲在存儲器31中的梯形模型波形和三角形模型波形中的每一個在最大壓力下降量、壓力下降速率、壓力增加速率和噴射時間段中的至少一個方面彼此不同。
權利要求
1.一種應用于燃料噴射系統(tǒng)的燃料噴射狀態(tài)檢測器，所述燃料噴射系統(tǒng)包括燃料噴射器，所述燃料噴射器通過燃料噴射孔將燃料噴射到內燃機中；以及燃料壓力傳感器，所述燃料壓力傳感器檢測由于所述燃料噴射器的燃料噴射引起的燃料供應通道中的燃料壓力的變化，所述燃料噴射狀態(tài)檢測器包括模型波形存儲部，其用于存儲多種類型的參考模型波形，所述參考模型波形是由所述燃料壓力傳感器檢測到的參考燃料壓力波形并且表示燃料噴射狀態(tài)；模型波形選擇部，其用于從所述參考模型波形中選擇與由所述燃料壓力傳感器檢測到的檢測波形最相似的單個模型波形；以及噴射狀態(tài)估計部，其用于基于所選擇的單個模型波形來估計燃料噴射狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，其中所述參考模型波形包括形狀為梯形的梯形模型波形。
3.根據(jù)權利要求2所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，其中所述參考模型波形還包括形狀為三角形的三角形模型波形， 所述梯形模型波形是為燃料噴射量不小于特定值的情況準備的，以及所述三角形模型波形是為所述燃料噴射量小于所述特定值的情況準備的。
4.根據(jù)權利要求3所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，還包括噴射量確定部，其用于基于發(fā)送到所述燃料噴射器的燃料噴射量命令信號來確定所述檢測波形是與所述梯形模型波形相似還是與所述三角形模型波形相似，其中所述模型波形選擇部從由所述噴射量確定部確定的所述梯形模型波形或所述三角形模型波形中選擇與由所述燃料壓力傳感器檢測到的所述檢測波形最相似的所述單個模型波形。
5.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，其中所述參考模型波形包括為實際燃料噴射量相對于發(fā)送到所述燃料噴射器的燃料噴射量命令信號少了特定量的異常狀態(tài)準備的模型波形，以及所述參考模型波形還包括為燃料噴射系統(tǒng)中不存在異常的正常狀態(tài)準備的模型波形。
6.根據(jù)權利要求5所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，還包括異常確定部，其用于確定所述檢測波形是與用于異常狀態(tài)的所述模型波形相似還是與用于正常狀態(tài)的所述模型波形相似，其中所述模型波形選擇部從由所述異常確定部確定的所述模型波形中選擇與所述檢測波形最相似的所述單個模型波形。
7.根據(jù)權利要求6所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，其中所述異常確定部基于所述燃料噴射量命令信號來計算異常確定值， 所述異常確定部基于所述檢測波形來計算由于燃料噴射引起的最大燃料壓力下降，以及所述異常確定部在所述最大燃料壓力下降小于所述異常確定值時確定所述異常狀態(tài)發(fā)生并且選擇用于所述異常狀態(tài)的所述模型波形。
8.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，其中所述模型波形選擇部包括偏差計算部，所述偏差計算部用于計算所述檢測波形與所述模型波形之間的偏差，所述模型波形選擇部選擇偏差為最小值的所述模型波形并且將所選擇的模型波形定義為與所述檢測波形最相似的波形，以及所述偏差計算部計算在所述模型波形的參考點與從去往所述燃料噴射器的燃料噴射開始信號或燃料噴射結束信號的輸出時刻開始經(jīng)過特定時間段處的時間點一致的情況下的所述偏差。
9.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，其中所述模型波形選擇部包括偏差計算部，所述偏差計算部用于計算所述檢測波形與所述模型波形之間的偏差，所述模型波形選擇部選擇偏差為最小值的所述模型波形并且將所選擇的模型波形定義為與所述檢測波形最相似的波形，以及所述偏差計算部計算在所述模型波形的參考點與所述檢測波形的改變點一致的情況下的所述偏差。
10.根據(jù)權利要求1所述的燃料噴射狀態(tài)檢測器，還包括校正波形存儲部，其用于存儲校正波形，所述校正波形是由于除了燃料噴射以外的影響引起的波形；以及校正部，其用于基于所述校正波形來對所述檢測波形進行校正，其中所述模型波形選擇部基于由所述校正部校正的所述檢測波形來選擇與所述檢測波形最相似的單個模型波形。
全文摘要
燃料噴射狀態(tài)檢測器被應用于燃料噴射系統(tǒng)，其中所述燃料噴射系統(tǒng)包括燃料噴射器(10)，其通過燃料噴射孔(11b)將燃料噴射到內燃機中；以及燃料壓力傳感器(20)，其檢測由于燃料噴射器的燃料噴射引起的燃料供應通道中的燃料壓力的變化。燃料噴射狀態(tài)檢測器包括存儲器(31)，其存儲多種類型的模型波形，所述模型波形是由燃料壓力傳感器(20)檢測的參考燃料壓力波形并且表示燃料噴射狀態(tài)；模型波形選擇器(S50、S60)，其用于從模型波形中選擇與由燃料壓力傳感器(20)檢測到的檢測波形最相似的單個模型波形；以及燃料噴射狀態(tài)估計單元(S70)，其用于基于所選擇的模型波形來估計燃料噴射狀態(tài)(R3、R8、Q)。
文檔編號F02D41/38GK102287287SQ20111016706
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權日2010年6月18日
發(fā)明者中田謙一郎, 石塚康治 申請人:株式會社電裝