专利名称：燃料喷射状态检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料喷射状态检测器，所述燃料喷射状态检测器检测由于通过燃料喷射器提供给内燃机的燃料喷射引起的燃料压力的变化。此外，燃料喷射状态检测器基于由燃料压力传感器检测到的压力波形来估计燃料喷射状态。
背景技术：
检测诸如燃料喷射开始时刻、燃料喷射量等燃料喷射状态以精确地控制内燃机的输出转矩和排放是很重要的。JP-2010-3004A(US-2009-0319157Al)和 JP-2009-57924A(U S-2009-0063013A1)描述了燃料压力传感器检测由于燃料喷射而在燃料供应通道中引起的燃料压力的变化，由此检测实际的燃料喷射状态。燃料喷射状态表示燃料喷射开始时刻、燃料喷射量等。如果检测到实际的燃料喷射状态，则可以基于检测到的燃料喷射状态来精确地控制燃料喷射状态。在JP-2009-57924A中，利用燃料压力传感器来获取燃料压力波形。在燃料压力波形中，如图4C所示，检测改变点“P3”、“P4”、“P7”和“P8”。基于这些点来计算实际的燃料喷射状态。具体地说，计算燃料喷射开始时刻“R3”、燃料喷射结束时刻“R8”以及燃料喷射量“Q”。可以通过求压力波形中的燃料压力的微分来获取上面的改变点“P3”、“P4”、“P7” 和 “P8”。根据本发明人的实验，显而易见的是，由于除了燃料喷射本身以外的各种影响引起由燃料压力传感器检测到的压力波形变形。也即是说，在燃料喷射开始以后，实际的燃料喷射速率立即增加。当燃料喷射速率达到最大燃料喷射速率时，维持该最大燃料喷射速率。因此，在检测的波形中，压力在燃料喷射开始时开始减小。在压力达到较低的峰值时，维持其较低的峰值。然而，根据实际检测到的波形“W”(参照图4C)，在改变点“P4”以后，如虚线圆圈“IV’所包围的，压力脉动增力口。 检测波形“W”未精确地示出实际燃料喷射速率的变化。在检测波形“W”中产生由“Rn”标记的脉云力(pulsation)。根据本发明人的研究，上面的现象如下发生。当燃料压力由于燃料喷射而在喷射孔周围下降时，该燃料压力下降在燃料供应通道中向上游转移，使得由燃料压力传感器检测到的燃料压力也下降。当燃料喷射速率变为最大值时，燃料喷射量受限于喷射孔的开口面积。然后，燃料在喷射孔周围被加压，并且其压力增加。该增加的压力被传送到燃料压力传感器，从而在检测波形“W”上出现脉动“Rn”。此外，除了压力脉动的影响以外，检测波形“W”还受到燃料压力传感器的检测噪声和电噪声的影响。如果通过求受到各种影响的检测波形“W”的微分来检测改变点“P3”、“P4”、“P7” 和“P8”，则不能保证足够高的检测精确度并且鲁棒性降低。因此，不能通过这些改变点来精确地检测实际的燃料喷射状态。
发明内容
鉴于上述问题而提出本发明，并且本发明的目的是提供能够以较高的精确度来检测实际的燃料喷射状态的燃料喷射状态检测器。根据本发明，燃料喷射状态检测器被应用于燃料喷射系统，其中所述燃料喷射系统包括燃料喷射器，其通过燃料喷射孔将燃料喷射到内燃机中；以及燃料压力传感器，其检测由于所述燃料喷射器的燃料喷射引起的燃料供应通道中的燃料压力的变化。燃料喷射状态检测器包括模型波形存储部，其用于存储多种类型的模型波形，所述模型波形是由所述燃料压力传感器检测到的参考燃料压力波形并且表示燃料喷射状态； 模型波形选择部，其用于从所述模型波形中选择与由所述燃料压力传感器检测到的检测波形最相似的波形；以及喷射状态估计部，其用于基于所选择的单个模型波形来估计燃料喷射状态。根据上述实施例，多个模型波形被存储在存储器中，并且从所述多个模型波形中选择与所述检测波形最相似的一个模型波形。基于所选择的模型波形来估计实际的燃料喷射状态。因此，由于可以基于不包括除了燃料喷射以外的影响的模型波形来估计燃料喷射状态，因而可以以较高的精确度检测(估计)实际的燃料喷射状态。
通过参照附图给出的以下描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得更加清楚， 在附图中，相同的参考数字指示相同的部分，并且其中图1是示出了根据本发明的第一实施例的应用燃料喷射状态检测器的燃料喷射系统的结构图；图2是示出了根据第一实施例的燃料喷射控制的流程图；图3是示出了根据第一实施例用于基于由燃料压力传感器检测到的检测压力来检测燃料喷射状态的过程的流程图；图4A至图4C是示出了根据第一实施例的由燃料压力传感器检测到的压力波形与实际喷射速率的波形之间的关系的时间图；图5A至图5D是示出了多种类型的模型波形的图；图6A至图6C是用于解释从多个模型波形中选择与检测波形“W”最相似的单个模型波形的处理的时间图；图7A至图7C是根据第二实施例用于解释基于校正波形“Ma”来校正检测波形“W” 的处理的时间图；以及图8是示出了根据第三实施例用于基于由燃料压力传感器检测到的检测压力来检测燃料喷射状态的过程的流程图。
具体实施例方式在下文中，将描述本发明的实施例。用相同的参考数字来指示每个实施例中相同的部分和部件，并且将不会重复相同的描述。[第一实施例]燃料喷射状态检测器被应用于具有四个气缸#1_#4的内燃机(柴油机)。
图1是示出了燃料喷射器10、燃料压力传感器20、电子控制单元(ECU) 30等的示意图。在包括燃料喷射器10的燃料喷射系统中，用高压泵41来对包含在燃料箱40中的燃料进行加压，并且在共轨42中积蓄这些燃料以通过高压管43供应给燃料喷射器10。燃料喷射器10是由主体11、针状物(阀体)12、电磁螺线管(致动器)13等组成。 主体11具有在其中的高压通道11a。从共轨42供应的燃料流经高压通道11a，并且通过喷射孔lib喷射到燃烧室(未示出)中。流经高压通道Ila的燃料的一部分被引入到形成于主体11中的背压室Ilc中。通过控制阀14来打开/关闭背压室Ilc的泄露端口 lld，其中，所述控制阀14是由电磁螺线管13驱动的。针状物12在关闭喷射孔lib的方向上接收来自弹簧15的偏置力和背压室Ilc中的燃料压力。同样，针状物12在打开喷射孔lib的方向上接收来自囊部分Ilf中积蓄的燃料的偏置力。将检测燃料压力的燃料压力传感器20设置在共轨42与喷射孔lib之间的燃料供应通道中，例如，提供在高压管43或高压通道Ila中。在图1所示的实施例中，将燃料压力传感器20提供给高压管43与主体11之间的连接部分。或者，如图1中的虚线所示，可以将燃料压力传感器20提供给主体11。将燃料压力传感器20提供给#1-#4燃料喷射器10 中的每一个燃料喷射器。将在下文中描述燃料喷射器10的操作。当电磁螺线管13未被通电时，用弹簧16 来对控制阀14进行偏置，以关闭泄露端口 lid。因而，背压室lie中的燃料压力增加，使得针状物12关闭喷射孔lib。同时，当使电磁螺线管13通电时，控制阀14逆着弹簧16打开泄露端口 lid。然后，背压室lie中的燃料压力减小以打开喷射孔11b，使得燃料从喷射孔 lib喷射到燃烧室中。应当注意的是，当使电磁螺线管13通电并且执行燃料喷射时，从高压通道Ila引入背压室Ilc中的燃料通过泄露端口 Ild排入低压通道lie中。也即是说，在燃料喷射期间，高压通道Ila中的燃料一直通过背压室Ilc排入低压通道lie中。ECU 30控制电磁螺线管13以驱动针状物12。例如，ECU 30计算目标燃料喷射状态，所述目标燃料喷射状态包括燃料喷射开始时刻、燃料喷射结束时刻和燃料喷射量等。 然后，ECU 30驱动电磁螺线管13，以获取目标燃料喷射状态。参照图2所示的流程图，将在下文中描述用于驱动电磁螺线管13的控制处理。在步骤Sll中，ECU 30读取指示诸如引擎速度、引擎载荷、供应给燃料喷射器10的燃料压力等引擎驱动状态的特定参数。在步骤S12中，E⑶30基于在步骤Sll中读取的参数来设置喷射模式。例如，预先将最佳的燃料喷射模式存储为相对于参数的喷射控制映射。基于在步骤Sll中读取的参数，来建立最佳的目标燃料喷射模式。应当注意的是，目标燃料喷射模式是基于诸如每个燃烧循环的燃料喷射的数量、每个燃料喷射的燃料喷射开始时刻和燃料喷射时间段(燃料喷射量)等的参数来确定的。喷射控制映射指示参数与最佳喷射模式之间的关系。在步骤S13中，ECU 30基于在步骤S12中确定的目标燃料喷射模式来向电磁螺线管13输出燃料喷射命令信号。因而，在根据在步骤Sll中获取的参数的最佳模式中执行燃料喷射。然而，由于燃料喷射器10的寿命的下降或者燃料喷射器10的个体差异，实际的燃料喷射模式很可能与目标燃料喷射模式偏离。为了避免这种偏离，实际的燃料喷射模式(实际的燃料喷射状态)是基于燃料压力传感器20的检测值来检测的。此外，以使所检测的实际燃料喷射模式与目标燃料喷射模式一致的方式来校正燃料喷射命令信号。获得该校正以用于计算连续的燃料喷射命令信号。参照图3，将描述用于基于燃料压力传感器20的检测值来检测(计算)实际燃料喷射状态的处理。图3所示的处理是以特定的周期(例如，CPU的计算周期)或者在每个特定的曲柄角处来执行的。在步骤SlO中，读取每个燃料压力传感器20的输出值(检测压力)。该处理是针对每个燃料压力传感器20来执行的。优选的是，对输出值进行滤波以从其中移除
高频噪声。参照图4A至图4C，将详细地描述步骤SlO中的处理。图4A示出了在步骤S13中燃料喷射器10从ECU 30接收的喷射命令信号。当将喷射命令信号供应给喷射器10时，电磁螺线管13通电以打开喷射孔lib。也即是说，ECU 30命令燃料喷射器10在燃料喷射开始时刻“Is”时开始燃料喷射，并且ECU 30命令燃料喷射器10在燃料喷射结束时刻“le”时停止燃料喷射。在从时刻“Is”到时刻“le”的时间段 (喷射命令时间段)“Tq”期间，喷射孔lib打开。通过控制时间段“Tq”，来控制燃料喷射量“Q”。图4B示出了燃料喷射速率的变化，而图4C示出了由燃料压力传感器20检测到的检测压力的变化。应当注意的是，图4A至图4C示出了喷射孔lib仅被打开和关闭一次的情况。E⑶30通过子例程(未示出)来检测燃料压力传感器20的输出值。在该子例程中，以较短的间隔检测燃料压力传感器20的输出值，使得可以绘制如图4C所示的压力波形。具体地说，以短于50微秒(μ sec)的间隔(期望地20微秒)连续地捕获传感器输出。 在步骤SlO中读取该传感器输出。由燃料压力传感器20检测到的压力波形和燃料喷射速率的变化具有以下关系。 如图4B所示，当在燃料喷射开始时刻“Is”时使电磁螺线管13通电以开始从喷射孔lib进行燃料喷射以后，喷射速率在改变点“R3”处开始增加。也即是说，实际的燃料喷射开始。然后，喷射速率在改变点“R4”处达到最大喷射速率。换言之，针型阀12在改变点“R3”处开始上升，并且针型阀12的上升量在改变点“R4”处变为最大值。然后，当在燃料喷射结束时刻“le”时使电磁螺线管13断电之后，喷射速率在改变点“R7”处开始减小。然后，喷射速率在改变点“R8”处变为0，并且实际的燃料喷射结束。换言之，针型阀12在改变点“R7”处开始下降，并且针型阀12在改变点“R8”处将喷射孔lib 密封。图4C示出了由燃料压力传感器20检测到的燃料压力的变化。在燃料喷射开始时刻“Is”之前，检测压力被标记为“Po”。在将驱动电流施加于电磁螺线管13之后，在喷射速率在改变点“R3”处开始增加之前，检测压力在改变点“P1”处开始减小。这是因为在改变点“P1 ”处控制阀14将泄露端口 Ild打开并且背压室Ilc中的压力减小。当背压室Ilc中的压力减小足够多时，检测压力的下降在改变点“P2”处停止。这是由于泄露端口 Ild完全打开，并且取决于泄露端口 Ild的内径，泄露量变为常量。然后，当喷射速率在改变点“R3”处开始增加时，检测压力在改变点“P3”处开始减小。当喷射速率在改变点“R4”处达到最大喷射速率时，检测压力的下降在改变点“P4”处停止。应当注意的是，从改变点“P3”到改变点“P4”的压力下降量大于从改变点“P1”到改变点“P2”的压力下降量。然后，检测压力在改变点“P5”处开始增加。这是由于在点“P5”处控制阀14将泄露端口 Ild密封并且背压室Ilc中的压力增加。当背压室Ilc中的压力增加足够多时，检测压力的增加在改变点“P6”处停止。由于背压室Ilc中的燃料压力的变化以及在喷射孔 lib周围产生的压力脉动“IV，，因此改变点“P5”和“P6”出现。当喷射速率在改变点“R7”处开始减小时，检测压力在改变点“P7”处开始增加。 然后，当在改变点“R8”处喷射速率变为0并且实际的燃料喷射结束时，检测压力的增加在改变点“P8”处停止。应当注意的是，从改变点“P7”到改变点“P8”的压力增加量大于从改变点“P5”到改变点“P6”的压力增加量。在改变点“P8”之后，检测压力在特定的时间段衰减。如上所述，检测波形“W”中的改变点“P3”、“P4”、“P7”和“P8”与喷射速率增加的开始点“R3”(实际燃料喷射开始时刻)、最大喷射速率点“R4”、喷射速率减小的开始点“R7” 以及喷射速率减小的结束点“R8”(实际燃料喷射结束时刻)相关联。此夕卜，从改变点“P3”到改变点“P4”的检测压力的减小速率“P α ”与从改变点“R3” 到改变点“R4”的喷射速率的增加速率“Ra”相关联。从改变点“Ρ7”到改变点“Ρ8”的检测压力的增加速率“P Y ”与从改变点“R7”到改变点“R8”的喷射速率的减小速率“R Y ”相关联。从改变点“Ρ3”到改变点“Ρ4”的检测压力的减小量“Ρβ ”(最大压力下降量“Ρβ ”) 与从改变点“R3”到改变点“R4”的喷射速率的增加量“Ri3 ”(最大喷射速率“R3 ”)相关联。此外，从实际燃料喷射开始时刻到实际燃料喷射结束时刻的喷射速率的积分值“S”(图 4B中的阴影区域)等于喷射量“Q”。从实际燃料喷射开始时刻到实际燃料喷射结束时刻的检测压力的积分值与喷射速率的积分值“S”相关联。返回参照图3，在步骤S20至S40中，确定实际燃料喷射量是否是正常的。具体地说，在步骤S20中，将检测波形“W”中的最大下降量计算为用于确定的压力下降量ΔΡ。例如，在从燃料喷射开始时刻“Is”开始的特定时间段中获取最小燃料压力 “P4”，并且获取燃料喷射开始时刻“Is”时的燃料压力“P0”。然后，从燃料压力“P0”中减去燃料压力“P4”，以获取燃料压力(ΔΡ2+Ρβ)。该燃料压力(ΔΡ2+Ρβ)被定义为确定压力下降量ΔΡ。应当注意的是，可以将压力差(Ρ1-Ρ4)、(Ρ2-Ρ4)或(Ρ3-Ρ4)定义为确定压力下降量ΔΡ。在该情况下，必需进行检测波形“W”的微分计算以获取改变点“Ρ1”、“Ρ2”或 “Ρ3”。另一方面，根据本实施例，可以在无需微分计算的情况下计算出确定压力下降量ΔΡ。在步骤S30中，基于喷射命令时间段“Tq”来计算异常确定值“ΤΗρ”。在步骤 S40(异常确定部)中，确定压力下降量ΔP是否大于或者等于异常确定值“ΤΗρ”。当在步骤S40中答案为是时，确定不存在异常。该过程前进至步骤S50。当在步骤S40中答案为否时，确定存在异常。该过程前进至步骤S60。E⑶30包括存储器31 (模型波形存储部)，在该存储器31中存储有图5Α至图5D 中所示的多个模型波形。这些模型波形是表示燃料喷射状态的检测波形“W”的参考波形。此外，这些模型波形不包括除了燃料喷射以外的影响的波形分量，诸如指定的压力脉动“Rn”。 因此，如图5Α和图5Β所示，模型波形的形状基本上是梯形。然而，在燃料喷射量不大于特定量的情况下，在针型阀12上升以后，针型阀12在达到最大上升之前立即开始下降。因此，燃料喷射速率开始增加，然后在达到最大喷射速率之前开始减小。因此，如图5C和图5D所示，在燃料喷射量较小的情况下，模型波形的形状
是三角形。如上所述，当燃料喷射量变为异常时，燃料喷射速率减小。模型波形的形状是图5B 和图5D所示的梯形或者三角形。这些高度小于图5A和图5C中所示的高度。这些模型波形指示燃料喷射状态，例如，13”、18”、14”、17”、“1^ ”和“Q”。存储器31存储针对每个模型波形的“R3”、“R8”、“R4”、“R7”、“Ri3 ”和“Q”。在步骤S50 (模型波形选择部)中，E⑶30从图5A和图5C中所示的多个模型波形中选择与检测波形“W”最相似的一个模型波形。参照图6A至图6C，将在下文中描述模型波形的选择方法。图6C中的实线表示在输出了图6A中所示的燃料喷射命令信号的情况下的检测波形“W”。燃料喷射命令信号的输出时刻与检测波形“W”的相位相关联。图6C中的虚线表示与检测波形“W”相关联的模型波形“M”。将详细描述将模型波形“M”与检测波形“W”相关联的方法。使模型波形“M”的压力减小开始点“M3” (参考点)与从燃料喷射开始时刻“Is”开始经过特定时间“Tdel” (响应延迟时间)处的时间点一致。因而，模型波形“M”的相位与检测波形“W”的相位相关联。该相关联方法可以如下修改。例如，使模型波形“M”的压力增加开始点“M7”与从燃料喷射结束时刻“le”开始经过特定时间处的时间点一致。或者，通过微分计算来检测在检测波形“W”上出现的改变点“P3”、“P4”、“P7”和“P8”中的任意一个。使所检测的改变点与模型波形“M”的参考点“M3 ”、"M4”、"M7 ”或“M8 ” 一致。然后，E⑶30计算模型波形“M”与检测波形“W”之间的偏差。例如，E⑶30在每一个特定的相位处计算模型波形“M”与检测波形“W”之间的微分压力。微分压力之和被计算为模型波形“M”与检测波形“W”之间的偏差。然后，针对多个模型波形来执行上面的相关联计算和偏差计算。将具有最小偏差的模型波形选择为与检测波形“W”最相似的模型波形 “M，，。同时，在步骤S60(模型波形选择部)中，ECU 30从图5B和图5D中所示的多个模型波形中选择与检测波形“W”最相似的一个模型波形。该处理与步骤S50中的处理相同。 图6B示出了与图6C中所示的模型波形“M”对应的燃料喷射速率的变化。在步骤S70(喷射状态估计部)中，与在步骤S50或S60中选择的模型波形“M”对应的燃料喷射速率的变化作为实际的燃料喷射状态被获取。如上所述，存储器31存储针对每个模型波形的“R3”、“R8”、“R4”、“R7”、“Ri3 ”和 “Q”。在步骤S70中，ECU 30从存储器31中读取出指示实际的燃料喷射状态的与所选择的模型波形 “M，，对应的 “ R3 ”、“ R8 ”、“ R4 ”、“ R7 ”、“ R β，，和 “ Q”。尤其地，“ R3 ”、“ R8，，和 “ Q，，是
指示燃料喷射状态的重要参数。如果基于这些值来执行针对目标燃料喷射模式的燃料喷射命令信号的校正和获得，则提高了使实际燃料喷射模式与目标燃料喷射模式一致的控制的精确度。如上所述，根据本实施例，多个模型波形被存储在存储器中，并且从所述多个模型波形中选择与检测波形“W”最相似的一个模型波形。基于所选择的模型波形来估计实际的燃料喷射状态。因此，由于可以基于不包括除了燃料喷射以外的影响的模型波形来估计燃料喷射状态“R3”、“R8”、“Q”，因而可以以较高的精确度估计实际的燃料喷射状态。
此外，如果从检测波形中排除压力脉动“Rn”，则压力波形的形状是梯形或三角形。 根据本实施例，由于模型波形是梯形或三角形，因此可以提高燃料喷射状态的检测精确度。此外，根据本实施，除了用于不存在异常的情况的模型波形以外，还存储用于在燃料喷射系统中存在异常的情况的模型波形。因此，即使在燃料喷射系统中出现异常，也能够保证燃料喷射状态的检测精确度足够高。此外，在检测到异常状态的情况下，仅从用于异常状态的模型波形中选择与检测波形最相似的模型波形，由此可以减小ECU 30的选择处理的负荷。[第二实施例]根据第二实施例，存储器31 (校正波形存储部)预先存储图7B中所示的校正波形 “Ma”。该校正波形“Ma”是由于除了燃料喷射以外的影响引起的波形。E⑶30基于校正波形“Ma”来校正图7A中所示的检测波形“W”。计算图7C中所示的经过校正的检测波形“Wa” 与模型波形之间的偏差。然后，选择与经过校正的检测波形“Wa”最相似的模型波形。图7B示出了用于校正图4C中所示的压力脉动“Rn”的校正波形“Ma”。从检测波形“W”中减去校正波形“Ma”。除了步骤S50和S60以外，E⑶30执行的处理与第一实施例是相同的。如上所述，根据本实施例，经过校正的检测波形“Ma”更接近不包括压力脉动“Rn” 的影响的波形。由于模型波形是基于经过校正的检测波形“Wa”来选择的，因此可以提高其选择精确度，使得选择与实际燃料喷射波形高度相关联的模型波形。因此，可以提高检测 (估计)实际燃料喷射状态“R3”、“R8”和“R”的精确度。[第三实施例]图8是示出了用于检测实际燃料喷射状态的处理的流程图。在该流程图中，用相同的参考数字来指示图3中所示的流程图中的相同处理，并且将不会重复相同的描述。在步骤SlO中，读取每个燃料压力传感器20的输出值(检测压力)，以获取检测波形“W”。在随后的步骤S20、S30和S40中，确定是否出现诸如燃料喷射孔阻塞等异常状态。在步骤S41和S42(喷射量确定部)中，确定到燃料喷射器10的喷射命令信号是否指示少量燃料喷射。少量燃料喷射是其量小于特定值的燃料喷射。具体地说，当燃料喷射器10的打开时间段“Tq”小于预定阀值“THQ”时，ECU 30确定其为少量燃料喷射。当在步骤S40和S41中答案为是时，该过程前进至步骤S51。当在步骤S41中答案为否时，该过程前进至步骤S52。同时，当在步骤S40中答案为否并且在步骤S42中答案为是时，该过程前进至步骤S61。当在步骤S42中答案为否时，该过程前进至步骤S62。当从各组模型波形中选择与检测波形“W”最相似的波形时，后一组模型波形是用于选择的目标。也即是说，在步骤S51中，从图5A中所示的用于正常状态的梯形模型波形中选择最相似的波形。在步骤S52中，从图5C中所示的用于正常状态的三角形模型波形中选择最相似的波形。在步骤S61中，从图5B中所示的用于异常状态的梯形模型波形中选择最相似的波形。在步骤S62中，从图5D中所示的用于异常状态的三角形模型波形中选择最相似的波形。应当注意的是，这些步骤S51、S52、S61和S62与模型波形选择部相对应。如上所述，根据本实施例，基于命令喷射量(阀打开时间段“Tq”)，三角形模型波形和梯形模型波形中的一种被选择为用于选择的目标。从目标模型形式中选择与检测波形 “W”最相似的波形。因此，对于ECU 30而言，可以减小用于选择模型波形的负荷。
[其它实施例]本发明不限于上面描述的实施例，而是可以例如以下面的方式来执行本发明。此外，可以将每个实施例的特性配置进行结合。不考虑异常状态，所有的模型波形都可以是用于选择的目标。可以计算检测波形 “W”与所有模型波形之间的偏差。在上面的实施例中，图5A至图5D中所示的模型波形以几何图形的形式存储在存储器31中。或者，模型波形可以作为振动方程存储在存储器31中。用下面的公式(1)来表示振动方程。 ρ = A exp (_kt) sin (ω t+ θ )...⑴在公式(1)中，“ρ”表示由燃料压力传感器20检测到的模型波形的参考压力。“A”、 “k”、“《”和“ θ ”是分别指示衰减振动的幅度、衰减系数、频率和相位的参数。经过的时间被标记为“t”。这些参数1”、1”、“03”和“ θ ”是针对每个模型波形来确定的。在图8所示的处理中，从梯形模型波形或三角形模型波形中选择与检测波形“W” 最相似的波形。然而，如果检测波形“W”与梯形和三角形都相似，则为了以较高的精确度来选择模型波形，图8中所示的处理并不总是优选的。在该实施例中，将命令的燃料喷射量分为三类，例如，少量喷射、中量喷射和大量喷射。在命令的燃料喷射为中量喷射的情况下，可以从所有的梯形模型波形和三角形模型波形中选择与检测波形“W”最相似的波形。在少量喷射的情况下，从三角形模型波形中选择相似的波形。在大量喷射的情况下，从梯形模型波形中选择相似的波形。优选地，存储在存储器31中的梯形模型波形和三角形模型波形中的每一个在最大压力下降量、压力下降速率、压力增加速率和喷射时间段中的至少一个方面彼此不同。
权利要求
1.一种应用于燃料喷射系统的燃料喷射状态检测器，所述燃料喷射系统包括燃料喷射器，所述燃料喷射器通过燃料喷射孔将燃料喷射到内燃机中；以及燃料压力传感器，所述燃料压力传感器检测由于所述燃料喷射器的燃料喷射引起的燃料供应通道中的燃料压力的变化，所述燃料喷射状态检测器包括模型波形存储部，其用于存储多种类型的参考模型波形，所述参考模型波形是由所述燃料压力传感器检测到的参考燃料压力波形并且表示燃料喷射状态；模型波形选择部，其用于从所述参考模型波形中选择与由所述燃料压力传感器检测到的检测波形最相似的单个模型波形；以及喷射状态估计部，其用于基于所选择的单个模型波形来估计燃料喷射状态。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射状态检测器，其中所述参考模型波形包括形状为梯形的梯形模型波形。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射状态检测器，其中所述参考模型波形还包括形状为三角形的三角形模型波形， 所述梯形模型波形是为燃料喷射量不小于特定值的情况准备的，以及所述三角形模型波形是为所述燃料喷射量小于所述特定值的情况准备的。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射状态检测器，还包括喷射量确定部，其用于基于发送到所述燃料喷射器的燃料喷射量命令信号来确定所述检测波形是与所述梯形模型波形相似还是与所述三角形模型波形相似，其中所述模型波形选择部从由所述喷射量确定部确定的所述梯形模型波形或所述三角形模型波形中选择与由所述燃料压力传感器检测到的所述检测波形最相似的所述单个模型波形。
5.根据权利要求1所述的燃料喷射状态检测器，其中所述参考模型波形包括为实际燃料喷射量相对于发送到所述燃料喷射器的燃料喷射量命令信号少了特定量的异常状态准备的模型波形，以及所述参考模型波形还包括为燃料喷射系统中不存在异常的正常状态准备的模型波形。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射状态检测器，还包括异常确定部，其用于确定所述检测波形是与用于异常状态的所述模型波形相似还是与用于正常状态的所述模型波形相似，其中所述模型波形选择部从由所述异常确定部确定的所述模型波形中选择与所述检测波形最相似的所述单个模型波形。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射状态检测器，其中所述异常确定部基于所述燃料喷射量命令信号来计算异常确定值， 所述异常确定部基于所述检测波形来计算由于燃料喷射引起的最大燃料压力下降，以及所述异常确定部在所述最大燃料压力下降小于所述异常确定值时确定所述异常状态发生并且选择用于所述异常状态的所述模型波形。
8.根据权利要求1所述的燃料喷射状态检测器，其中所述模型波形选择部包括偏差计算部，所述偏差计算部用于计算所述检测波形与所述模型波形之间的偏差，所述模型波形选择部选择偏差为最小值的所述模型波形并且将所选择的模型波形定义为与所述检测波形最相似的波形，以及所述偏差计算部计算在所述模型波形的参考点与从去往所述燃料喷射器的燃料喷射开始信号或燃料喷射结束信号的输出时刻开始经过特定时间段处的时间点一致的情况下的所述偏差。
9.根据权利要求1所述的燃料喷射状态检测器，其中所述模型波形选择部包括偏差计算部，所述偏差计算部用于计算所述检测波形与所述模型波形之间的偏差，所述模型波形选择部选择偏差为最小值的所述模型波形并且将所选择的模型波形定义为与所述检测波形最相似的波形，以及所述偏差计算部计算在所述模型波形的参考点与所述检测波形的改变点一致的情况下的所述偏差。
10.根据权利要求1所述的燃料喷射状态检测器，还包括校正波形存储部，其用于存储校正波形，所述校正波形是由于除了燃料喷射以外的影响引起的波形；以及校正部，其用于基于所述校正波形来对所述检测波形进行校正，其中所述模型波形选择部基于由所述校正部校正的所述检测波形来选择与所述检测波形最相似的单个模型波形。
全文摘要
燃料喷射状态检测器被应用于燃料喷射系统，其中所述燃料喷射系统包括燃料喷射器(10)，其通过燃料喷射孔(11b)将燃料喷射到内燃机中；以及燃料压力传感器(20)，其检测由于燃料喷射器的燃料喷射引起的燃料供应通道中的燃料压力的变化。燃料喷射状态检测器包括存储器(31)，其存储多种类型的模型波形，所述模型波形是由燃料压力传感器(20)检测的参考燃料压力波形并且表示燃料喷射状态；模型波形选择器(S50、S60)，其用于从模型波形中选择与由燃料压力传感器(20)检测到的检测波形最相似的单个模型波形；以及燃料喷射状态估计单元(S70)，其用于基于所选择的模型波形来估计燃料喷射状态(R3、R8、Q)。
文档编号F02D41/38GK102287287SQ20111016706
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月16日 优先权日2010年6月18日
发明者中田谦一郎, 石塚康治 申请人:株式会社电装