专利名称：用于内燃机的燃料供应控制装置和燃料蒸汽处理方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的燃料供应控制装置和该燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法，所述燃料供应控制装置基于燃料压力的检测值计算燃料泵的操作变量，并将计算出的操作变量输出。
背景技术：
在日本专利特开平9-151823号公报公开的技术中，在发动机起动期间在燃料泵的转速达到第一预定转速之前，驱动燃料泵的电流值达到最大值，并且在燃料泵的转速达到第一预定转速之后执行电流值的反馈控制，使得燃料压力与目标燃料压力匹配。日本专利特开平9-151823号公报还公开了以下事实。即，当在电流值的反馈控制期间燃料泵的转速超过第二转速时，确定在燃料管道中混入了大量的空气或燃料蒸汽，并且电流值为最大值。如上所述，在基于燃料泵转速确定是否产生了燃料蒸汽的装置中需要检测燃料泵转速的传感器，这产生了装置成本增加的问题。
发明内容
本发明的一个目的是能够利用廉价装置检测燃料蒸汽的产生。为了实现该目的，根据本发明一个方面的用于内燃机的燃料供应控制装置输入用于对燃料泵排出的燃料压力进行检测的燃料压力传感器的输出信号，并且计算使得燃料压力接近目标值的燃料泵操作变量，输出计算出的操作变量，并且通过将基于燃料压力传感器的输出信号计算出的燃料压力的状态量与阈值进行比较，确定是否产生了燃料蒸汽。根据本发明另一方面的蒸汽处理方法是在用于内燃机的燃料供应控制装置中的一种燃料蒸汽处理方法，在该燃料蒸汽处理方法中，所述燃料供应控制装置输入用于对燃料泵排出的燃料压力进行检测的燃料压力传感器的输出信号，并且计算使得燃料压力接近目标值的燃料泵操作变量，输出计算出的操作变量，基于用于检测燃料泵排出的燃料压力的燃料压力传感器的输出信号计算燃料压力的状态量，并且通过将阈值和状态量进行比较而确定是否产生了燃料蒸汽。参考附图从以下描述将理解本发明的其它目的和特征。
图1是示出根据本发明一个实施方式的车辆内燃机的系统图；图2是示出根据本发明第一实施方式的燃料蒸汽处理的流程图；图3是示出在本发明的该实施方式中，在通过模型参考自适应控制来控制燃料压力时燃料压力、泵驱动占空比和燃料蒸汽产生量之间的相互关系的时间图；图4是示出在本发明的该实施方式中，在通过PID控制来控制燃料压力时燃料压力、泵驱动占空比和燃料蒸汽产生量之间的相互关系的时间图；并且
图5是示出根据本发明第二实施方式的燃料蒸汽处理的流程图。
具体实施例方式图1示出了车辆内燃机的系统构造，该系统构造包括根据本发明一实施方式的用于内燃机的燃料供应控制装置。在图1中，内燃机1包括位于进气通道2中的燃料喷射阀3，并且通过打开燃料喷射阀3来向内燃机1喷射燃料。通过进气阀4将空气和由燃料喷射阀3喷射的燃料吸入燃烧室5，并且通过利用火花塞6的火花点火来点燃燃料而使其燃烧。燃烧室5中的燃烧气体通过排气阀7排到排气通道8。在进气通道2中燃料喷射阀3的上游侧设置有通过节气门电动机9打开和关闭的电子控制节气门10，并通过电子控制节气门10的开度调整内燃机1的空气进气量。还设置有燃料供应装置13，从而利用燃料泵12将燃料箱11中的燃料泵送至燃料喷射阀3。燃料供应装置13包括燃料箱11、燃料泵12、压力调节阀14、孔口 15、燃料通道 (fuel gallery piping) 16、燃料供应管道17、燃料返回管道18、喷射泵19和燃料传输管 20。燃料泵12是电子泵，其中电动机使泵叶轮旋转，并且燃料泵12布置在燃料箱11 中。燃料供应管道17的一端连接到燃料泵12的排出口，燃料供应管道17的另一端连接到燃料通道16，并且燃料喷射阀3的燃料供应口连接到燃料通道16。燃料返回管道18在燃料箱11中从燃料供应管道17分支，并且燃料返回管道18 的另一端通向燃料箱11内。燃料调节阀14、孔口 15和喷射泵19从燃料返回管道18的上游侧按顺序插设。燃料调节阀14包括开闭燃料返回管道18的阀体14a、以及诸如螺旋弹簧的弹性部件14b，弹性部件14b将阀体1 压向设置在燃料返回管道18的上游侧的阀座。当供应至燃料喷射阀3的燃料压力超过最小压力FPMIN时压力调节阀14打开，当燃料压力变为最小压力FPMIN或更低时压力调节阀14关闭。如上所述，当供应至燃料喷射阀3的燃料压力超过最小压力FPMIN时压力调节阀 14打开。然而，由于经过燃料返回管道18返回燃料箱11的燃料流量在设置在压力调节阀 14下游侧的孔口 15的作用下减小，所以通过将燃料泵12的燃料排放量增加至返回流量以上可将燃料压力增加至超过最小压力FPMIN的水平。在不设置孔口 15的情况下，压力调节阀14可具有减小流量的功能。喷射泵19通过经由压力调节阀14和孔口 15返回燃料箱11的燃料流，将燃料传输经过燃料传输管20。在燃料箱11中，底面局部升高，底部空间被分为两个区域Ila和11b，燃料泵12的吸入口通向区域11a。因此，除非区域lib中的燃料被传输到区域Ila侧，否则燃料保留在区域lib中。因此，喷射泵19通过经由压力调节阀14和孔口 15返回燃料箱11的区域Ila的燃料流，在燃料传输管20中施加负压，从而燃料传输管20所通向的区域lib中的燃料经由燃料传输管20被导向喷射泵19，并被排入区域11a。设置包括微型计算机的ECM (发动机控制模块)31作为发动机控制单元，其控制燃料喷射阀3的燃料喷射、火花塞6的点火、以及电子控制节气门10的开度。设置包括微型计算机的FPCM(燃料泵控制模块)30作为燃料泵控制单元，其输出燃料泵12的操作变量，以驱动燃料泵12。ECM 31和FPCM 30均包括在其间发送和接收信息的通信电路，并且ECM 31向 FPCM 30发送燃料泵12的驱动占空比的指令信号PINS。在本实施方式中，驱动占空比(％)指示接通时间的比率，并且假设燃料泵12的施加电压随着驱动占空比(％ )的增加而增加。FPCM 30诊断指令信号PINS的输入异常等，并将表明诊断结果的诊断信号DIAG发送到ECM 31。可以设置控制单元，在该控制单元中集成作为燃料供应控制装置的ECM 31以及从ECM 31接收指令以驱动燃料泵12的FPCM 30。可以设置不包括压力调节阀14、孔口 15、燃料返回管道18和喷射泵19的燃料供
应装置。从燃料压力传感器33、油门开度传感器34、空气流量传感器35、旋转传感器36、水温传感器37和氧气传感器38向ECM 31输入检测信号。燃料压力传感器33产生指示燃料通道16中的燃料压力FWR的输出信号。油门开度传感器34检测油门开度ACC。空气流量传感器35检测内燃机1的空气进气流量QA。旋转传感器36检测内燃机的转速NE (rpm)。 水温传感器37检测内燃机1的冷却水温TW。氧气传感器38根据排气中的氧气浓度检测内燃机1的空燃比相对于理论空燃比的浓稀RL。燃料压力FWR是燃料泵12的排放压力，也是供应至燃料喷射阀3的燃料的压力。可以设置能大范围检测空燃比的空燃比传感器来代替氧气传感器38。ECM 31基于空气进气流量QA和发动机转速NE计算基础喷射脉冲宽度，并且根据当时的燃料压力FWR校正该基础喷射脉冲宽度TP。ECM 31基于氧气传感器38的输出计算空燃比反馈校正系数LAMBDA，从而使实际空燃比接近目标空燃比，利用空燃比反馈校正系数LAMBDA校正根据燃料压力FUPR校正过的基础喷射脉冲宽度TP，并最终计算出喷射脉冲宽度Tl。在各个气缸的燃料喷射定时，ECM 31向燃料喷射阀3输出具有喷射脉冲宽度Tl的喷射脉冲信号，以控制燃料喷射阀3的燃料喷射量和喷射定时。ECM 31基于诸如基础喷射脉冲宽度TP和发动机转速NE的发动机工况计算点火定时，并且ECM 31控制经过点火线圈(未示出)的电流，使得在点火定时通过火花塞6进行火花放电。ECM 31基于油门开度ACC等计算电子控制节气门10的目标开度，并且ECM 31控制节气门电动机9，使得电子控制节气门10的实际开度接近于目标开度。另外，ECM 31在基于燃料压力传感器33的检测信号检测实际燃料压力FUPR的同时，基于诸如基础喷射脉冲宽度TP、发动机转速NE和冷却水温TW的发动机工况计算目标燃料压力TGPR。
ECM 31将冷却水温TW用作代表发动机温度的温度。或者，ECM 31可将内燃机1 的润滑油的温度代替冷却水温TW用作代表发动机温度的温度来计算目标燃料压力TGPR。ECM 31将基础喷射脉冲宽度TP用作指示发动机载荷的变量，计算点火定时和目标燃料压力TGPR。或者，例如可将电子控制节气门10的开度、空气进气量和进气负压代替基础喷射脉冲宽度TP用作指示发动机载荷的变量。例如，在高载荷高旋转区域中，ECM 31将目标燃料压力TGI5R设定为比低载荷低旋转区域高的燃料压力。当发动机处于冷却水温TW较低的冷却状态时，燃料压力设定为高于发动机预热之后的燃料压力。例如，ECM 31基于燃料压力FUPR和目标燃料压力TGPR之间的偏差通过比例积分微分(PID)控制来计算燃料泵12的驱动占空比DUTY，使得基于燃料压力传感器33的输出信号检测到的燃料压力FUPR接近于目标燃料压力TGPR。在使燃料压力FWR接近于目标燃料压力TGI^R所执行的反馈控制中，可以利用模型参考自适应控制计算驱动占空比DUTY，使得驱动占空比DUTY追随与理想的燃料压力响应特性对应的参考目标。在模型参考自适应控制中，基于燃料压力控制系统的参考模型将目标燃料压力 TGPR变换成与参考响应对应的参考响应目标值，基于参考响应目标值与基于燃料压力传感器33的输出信号检测到的燃料压力FUPR之间的偏差计算反馈量，基于目标燃料压力计算前馈量，并且将反馈量和前馈量相加得出的值作为最终操作变量输出。ECM 31向FPCM 30发送指示驱动占空比DUTY的指令信号PINS。接收指令信号 PINS的FPCM 30通过与驱动占空比DUTY对应的切换操作调整施加到燃料泵的电压，并且将调整后的电压施加到燃料泵12。ECM 31具有以下功能确定在燃料供应系统中是否产生了燃料蒸汽，并且在产生了燃料蒸汽时将目标燃料压力TGI^R校正到更高的值。下面将详细描述蒸汽处理功能。图2的流程图示出了第一实施方式，在第一实施方式中，基于作为燃料压力的状态量的燃料压力FWR和作为燃料泵12的操作变量的施加电压来确定在燃料泵12中是否产生了燃料蒸汽。ECM 31以恒定周期执行图2的流程图所示的程序。在步骤SlOl中，通过参考第一表确定施加电压和燃料压力FUPR的当前组合是落入产生了燃料蒸汽的区域还是未产生燃料蒸汽的区域，所述第一表预先存储燃料泵12的施加电压与燃料压力FWR之间的相互关系是对应于产生了燃料蒸汽的状态还是对应于未产生燃料蒸汽的状态。在第一表中，当施加电压增加时，S卩，当操作变量向燃料泵12的排量增加的一侧改变时，使未产生燃料蒸汽的区域与产生了燃料蒸汽的区域分开的边界值BOl向更高的燃料压力移动。燃料压力FWR高于边界值BOl的区域对应于未产生燃料蒸汽的区域，燃料压力FUPR低于边界值BOl的区域对应于产生了燃料蒸汽的区域。换言之，第一表设定成当燃料压力FWR低于第一阈值时推定产生了燃料蒸汽，其中第一阈值随着燃料泵12的施加电压增加而设定为更高值。当在燃料泵12中产生了燃料蒸汽时，需要更高的施加电压来维持相同的燃料压力。因此，当需要施加电压比未产生燃料蒸汽的状态所必需的施加电压高时，推定在燃料泵 12中产生了燃料蒸汽。
燃料泵12的施加电压设定为在燃料蒸汽产生量大于容许量时高于边界值BOl，并且当需要高于边界值BOl的电压时，可以推定燃料蒸汽产生量大于容许量。另一方面，当燃料泵12的施加电压低于边界值BOl时，可以推定燃料蒸汽产生量落入容许量范围内。在图2的第一表中，将未产生燃料蒸汽的区域与产生了燃料蒸汽的区域分开的边界值BOl被设定为燃料压力随着施加电压的增加而线性增加的特性。边界值BOl不限于线性特性。在图2的第一表中，燃料压力的第一阈值随着当时施加电压的增加而设定为更高水平。当燃料压力FUPR高于第一阈值时确定未产生燃料蒸汽，当燃料压力FUPR低于第一阈值时确定产生了燃料蒸汽。对于利用图2的第一表进行确定不存在限制。在步骤S102中，判断在步骤SlOl中基于当时的施加电压和燃料压力FUI3R是否确定产生了燃料蒸汽，即，确定当时的燃料压力FWR是否低于与施加电压对应的第一阈值。当由于燃料压力FWR高于与施加电压对应的第一阈值而确定未产生燃料蒸汽时，处理前进至步骤S104，以确定标记F是否设定为1。当在步骤SlOl中确定产生了燃料蒸汽时，稍后描述的标记F设定为“1”。然后，标记F保持为“ 1，，直到确定可除去燃料蒸汽，并且在确定可除去燃料蒸汽时将标记F重设为 “0”。从而，当未产生连续的燃料蒸汽时，标记F设定为“0”，并且处理前进至步骤S108。在步骤S108中，根据诸如发动机载荷TP、发动机转速NE和冷却水温TW的发动机工况设定的目标燃料压力TGPR-STD被设定为最终目标燃料压力TGPR，并且控制燃料泵12 的施加电压，使得实际燃料压力FUPR接近于目标燃料压力TGPR。另一方面，在步骤SlOl中，当确定当时的施加电压和燃料压力FWR的当前组合与产生了燃料蒸汽的区域对应时，即，当燃料压力FUPR低于与当时的施加电压对应的第一阈值时，处理从步骤S102前进至步骤S103。在步骤S103中，标记F设定为“1”。然后处理前进至步骤S109。在步骤S109中，目标燃料压力TGI3R被校正为高于目标燃料压力TGPR-STD，从而压缩并除去燃料泵12中产生的燃料蒸汽。在校正目标燃料压力TGPR时，将其中校正值TGPRH0S (0 < TGPRH0S)与目标燃料压力TGPR-STD相加得到的结果设定为最终目标燃料压力TGPR。校正值TGPRH0S被预先采纳为这样的值，该值可使目标燃料压力TGI3R增加至一水平，在该水平下能够压缩和除去燃料蒸汽。此时，校正值TGPRH0S可以是固定值，或者校正值TGPRH0S可以设定为能根据诸如燃料温度、发动机温度、燃料特性和燃料箱11中的压力之类的影响燃料蒸汽产生量的工况中的至少一种而改变的值。因为液体燃料是不可压缩的流体，所以当燃料压力增加时，燃料蒸汽作为燃料中包含的可压缩的流体而被压缩。可通过根据当时的燃料压力FWR校正基础喷射脉冲宽度 TP而控制目标空燃比。当校正值TGPRH0S设定为能根据诸如燃料温度的工况改变的值时，由于当燃料温度或发动机温度升高时容易产生燃料蒸汽，例如，当燃料温度或发动机温度升高时校正值 TGPRH0S增加，而将目标燃料压力TGPR改变为更高值。当燃料具有高蒸汽压力的燃料特性时，由于当燃料变为高温时容易产生燃料蒸汽，所以当燃料的蒸汽压力增加时校正值TGPRH0S增加，而将目标燃料压力TGPR改变为更高值。因为当燃料箱11中的压力较低时，容易产生燃料蒸汽，所以当燃料箱11中的压力减小时，校正值TGPRH0S增加，而将目标燃料压力TGPR改变为更高值。可以通过诸如燃料温度、发动机温度、燃料特性和燃料箱11中的压力之类的多个工况的组合来设定校正值TGPRH0S。可在不对校正值TGPRH0S进行校正的情况下将目标燃料压力TGPR改变为用于压缩燃料蒸汽的目标燃料压力。用于压缩燃料蒸汽的目标燃料压力可设定为固定值或者设定为可根据诸如燃料温度的工况改变的值。校正值TGPRH0S可从固定的初始值或者可根据诸如燃料温度的工况改变的初始值逐渐增加。如上所述，基于燃料压力FWR和作为燃料泵12的操作变量的施加电压确定是否产生了燃料蒸汽。对于产生了燃料蒸汽的状态，当目标燃料压力TGI^R变为更高值时，可压缩和除去燃料泵12中的燃料蒸汽，并且当燃料蒸汽量减小时，将燃料压力FWR设定为目标燃料压力TGPR附近的压力所需的施加电压减小。因此，当在步骤S109中目标燃料压力TGPR设定为更高值以压缩燃料蒸汽时，获得在变为更高值的目标燃料压力TGPR附近的燃料压力FWR所需的施加电压减小，并且在步骤SlOl中参照的第一表中，施加电压和燃料压力FUPR的组合根据燃料蒸汽量的减小而逐渐从产生了燃料蒸汽的区域向未产生燃料蒸汽的区域移动。最终，施加电压和燃料压力 FUPR的组合对应于未产生燃料蒸汽的区域。在步骤S102中，当确定施加电压和燃料压力FUPR的组合对应于未产生燃料蒸汽的区域时，处理前进至步骤S104，并且由于标记F设定为“ 1 ”，处理从步骤S104前进至步骤 S105。在步骤S105中，通过参照第二表，确定施加电压和燃料压力FUPR的组合是否对应于产生了燃料蒸汽的区域，在第二表中，与步骤SlOl中使用的第一表相比，产生了燃料蒸汽的区域变宽，而未产生燃料蒸汽的区域变窄。换言之，第二表是这样的表，其中将未产生燃料蒸汽的区域与产生了燃料蒸汽的区域分开的边界值B02从第一表的边界值BOl向低电压侧移动。基于第二表确定燃料蒸汽量是否足够低。当基于步骤SlOl中参照的第一表确定燃料蒸汽量是否足够低时，由于燃料压力或施加电压在边界值BOl附近变化，交替地确定产生了燃料蒸汽和未产生燃料蒸汽。因此，步骤S105中参照第二表，与第一表相比，在第二表中产生了燃料蒸汽的区域变宽，而未产生燃料蒸汽的区域变窄，使得在校正目标燃料压力TGI^R期间，当施加电压和燃料压力FUPR的组合向未产生燃料蒸汽的区域一侧移动预定宽度以上时，确定消除了燃料蒸汽产生状态。也就是说，用于确定燃料压力是否进入燃料蒸汽产生区域的燃料压力阈值与用于确定燃料压力是否离开燃料蒸汽产生区域的燃料压力阈值不同，使得在确定是否产生了燃料蒸汽时提供滞后。在步骤S106中，判断在步骤S105中是否确定施加电压和燃料压力FUPR的组合对应于燃料蒸汽产生区域。当施加电压和燃料压力FUPR的组合对应于燃料蒸汽产生区域时， 尽管施加电压由于除去燃料蒸汽而减小，也确定不能免除目标燃料压力TGPR的校正，处理前进至步骤S109，继续执行目标燃料压力TGPR的校正。另一方面，当在步骤S105中确定施加电压和燃料压力FUPR的组合对应于未产生燃料蒸汽的区域时，确定燃料蒸汽的去除充分进行，而能够免除目标燃料压力TGPR的校正。在步骤S107中标记F重设为“0”之后，处理前进至步骤S108，免除目标燃料压力TGPR 的校正，将对应于工况的目标燃料压力TGPR-STD直接设定为最终目标燃料压力TGPR。根据本实施方式，因为基于压力传感器33的输出信号确定是否产生了燃料蒸汽， 所以不必设置新的传感器来确定是否产生了燃料蒸汽，从而可抑制系统成本。在检测到燃料蒸汽产生时，将目标燃料压力TGI^R变为更高值以压缩燃料蒸汽，从而可迅速除去燃料泵12中产生的燃料蒸汽。在本实施方式中，提供用于确定是否产生了燃料蒸汽的第一表和用于确定是否完成燃料蒸汽去除的第二表，并且在通过校正目标燃料压力TGPR充分除去燃料蒸汽之后免除对目标燃料压力TGPR的校正。因此，可以减少反复地进行目标燃料压力TGPR的校正和免除对目标燃料压力TGPR的校正。从而，稳定地获得未产生燃料蒸汽的状态，从而可减小燃料喷射脉冲宽度与燃料喷射量之间的相互关系的偏差，以保持燃料喷射阀3的测量精度。在校正目标燃料压力TGPR时，当能根据影响燃料蒸汽产生的诸如燃料温度的工况改变校正水平时，可以抑制在燃料蒸汽产生期间将目标燃料压力TGI^R校正至过高值而引起的无用功耗。图3和图4是示出本实施方式的燃料蒸汽检测和燃料压力控制状态的时间图，图3 示出了这样的情况，其中在使燃料压力FWR接近于目标燃料压力TGPR的反馈控制中采用模型参考自适应控制，图4示出了采用PID控制的情况。在图3和图4的时间图中，在时刻tl和时刻t2之间，燃料蒸汽量在燃料泵12中连续增加，并且燃料泵12的施加电压逐渐增加，以补偿由于燃料蒸汽产生造成的燃料压力减小量。在时刻t2，当对应于燃料压力的施加电压超过阈值时检测到燃料蒸汽产生。当在时刻t2检测到燃料蒸汽产生时，目标燃料压力TGI^R变为更高值，并且使实际燃料压力FWR接近于改变后的目标燃料压力TGPR。因此，燃料泵12的施加电压由于反馈控制而增加。在时刻t3，当实际燃料压力FUPR增加至改变后的比通常高的目标燃料压力TGPR 附近的压力时，燃料蒸汽被更高的燃料压力FUPR压缩，从而燃料蒸汽量开始减小。将实际燃料压力FWR维持在改变后的比通常高的目标燃料压力TGPR附近的压力所必需的施加电压由于燃料蒸汽量的减小而减小。在时刻t4，当与燃料压力对应的施加电压低于阈值时，确定完成了燃料蒸汽的去除。当在时刻t4确定完成了燃料蒸汽的去除时，目标燃料压力TGI^R减小至通常值，并且燃料压力FWR减小至减小后的目标燃料压力TGPR。因此，施加电压减小，并且在时刻t5， 燃料压力FWR减小至目标燃料压力TGPR附近的压力，此时施加电压稳定。在本实施方式中，基于燃料压力FWR和作为燃料泵12的操作变量的施加电压确定是否产生了燃料蒸汽。或者，可以根据燃料压力FWR的幅值AFWR推定燃料供应管道17中产生了燃料蒸汽，以校正目标燃料压力TGPR，从而压缩燃料供应管道17中的燃料蒸汽。即，燃料供应管道17中的压力产生与燃料喷射阀3的喷射同步的脉冲。当在燃料供应管道17中产生了作为可压缩流体的燃料蒸汽时，燃料蒸汽在由燃料喷射阀3的喷射而产生的压力脉冲的作用下反复压缩和膨胀，从而增大压力脉冲的幅值。因此，当压力脉冲的幅值AFWR增加时，可以推定在燃料供应管道17中产生了燃料蒸汽。图5是示出第二实施方式的流程图，其中基于燃料压力的幅值AFWR检测在燃料供应管道17中是否产生了燃料蒸汽。在图5的流程图的程序中，ECM 31以恒定时间周期执行中断，在步骤S201中，在计算由燃料压力传感器33检测到的燃料压力FUPR的幅值Δ FUPR的同时，计算由燃料压力传感器33检测到的燃料压力FUPR的平均值FUPRAV。通过参照第一表，确定燃料压力幅值Δ FWR和燃料压力平均值FUPRAV的当前组合是落入产生了燃料蒸汽的区域还是未产生燃料蒸汽的区域，第一表预先存储当时燃料压力幅值Δ FWR和燃料压力平均值FUPRAV的相互关系是对应于产生了燃料蒸汽的区域还是未产生燃料蒸汽的区域。燃料压力幅值AFWR可以计算为在幅值检测期间燃料压力FWR的最大值和平均值FUPRAV之差、平均值FUPRAV和最小值之差、或者最大值和最小值之差。不仅可以将在平均值检测期间检测到的燃料压力FUPR的简单平均值确定为平均值FUPRAV，而且可以将利用低通滤波器处理燃料压力传感器33的输出信号的值设定为平均值 FUPRAVo在燃料压力改变的过渡状态，不能高精度地检测燃料压力幅值AFWR和平均值 FUPRAV，从而燃料蒸汽产生的检测精度下降。因此，优选地在过渡状态禁止基于燃料压力幅值Δ FUPR和平均值FUPRAV检测燃料蒸汽产生，或者基于检测燃料蒸汽产生校正目标燃料压力TGPR。如上所述，在产生了燃料蒸汽时燃料压力幅值AFWR增加。另一方面，在未产生燃料蒸汽的状态中，产生的燃料压力幅值AFUPR随着燃料压力增加而增加。在步骤S201中设定第一表，使得当平均值FUPRAV增加时，将未产生燃料蒸汽的区域与产生了燃料蒸汽的区域分开的边界值BOl向更高的幅值AFWR —侧移动。幅值AFUPR 大于边界值BOl的区域是产生了燃料蒸汽的区域，幅值Δ FWR小于边界值BOl的区域是未产生燃料蒸汽的区域，并且边界值BOl对应于容许燃料蒸汽量的最大值。在图5的第一表中，将未产生燃料蒸汽的区域与产生了燃料蒸汽的区域分开的边界值BOl设定为这样的特性，其中幅值Δ FWR随着平均值FUPRAV增加而线性增加。边界值BOl不限于线性特性。在步骤S202中，判断在步骤S201中基于当时的平均值FUPRAV和幅值AFUPR是否确定燃料压力处于产生了燃料蒸汽的区域。当确定燃料压力处于未产生燃料蒸汽的区域时，g卩，当实际幅值AFUPR小于幅值的阈值时(该阈值随着平均值FUPRAV增加而设定为更高)，处理前进至步骤S204以确定标记F是否设定为“1”。
类似于第一实施方式的图2的流程图，当在步骤S201中确定产生燃料蒸汽时将标记F设定为“1”。然后，标记F保持为“1”，直到确定除去了燃料蒸汽，并且在确定除去了燃料蒸汽时标记F重设为“0”。因此，当未产生连续的燃料蒸汽时，标记F设定为“0”，处理前进至步骤S208。在步骤S208中，作为目标燃料压力TGPR，将根据诸如发动机载荷TP、发动机转速NE和冷却水温TW的发动机工况设定的目标燃料压力TGPR-STD设定为最终目标燃料压力TGPR，并且计算燃料泵12的施加电压，使得实际燃料压力FWR接近于目标燃料压力 TGPR-STD。另一方面，当在步骤S201中确定平均值FUPRAV和幅值AFUPR的当前组合对应于产生燃料蒸汽的区域时，即，当实际幅值AFWR高于幅值阈值时(该阈值随着平均值 FUPRAV增加而增加)，推定在燃料供应管道17中产生了燃料蒸汽，处理从步骤S202前进至步骤S203。在步骤S203中，标记F设定为“1”。然后步骤前进至步骤S209。在步骤S209中，目标燃料压力TGI3R校正为高于目标燃料压力TGPR-STD，从而压缩并去除在燃料供应管道17中产生的燃料蒸汽。在步骤S209中，与步骤S109类似地校正目标燃料压力TGPR。如上所述，基于平均值FUPRAV和幅值Δ FUI3R确定在燃料供应管道17中是否产生了燃料蒸汽。在产生了燃料蒸汽的状态下，当目标燃料压力TGI^R变为更高值时，可压缩并去除在燃料供应管道17中的燃料蒸汽。当去除燃料蒸汽时，燃料喷射阀3与燃料一起喷射燃料蒸汽，这样可以抑制燃料的测量精度降低，从而以高精度地控制空燃比。当在步骤S209中目标燃料压力TGI^R变为更高值以压缩燃料蒸汽时，燃料压力幅值AFUPR减小。结果，在步骤S201中，确定平均值FUPRAV和幅值ΔFUI3R的组合对应于未产生燃料蒸汽的区域。在步骤S202中，当确定平均值FUPRAV和幅值AFUPR的组合处于未产生燃料蒸汽的区域时，处理前进至步骤S204。标记F设定为“1”，因此处理从步骤S204前进至步骤 S205。在步骤S205中，参照第二表以确定当时的平均值FUPRAV和幅值AFUPR的组合是对应于产生了燃料蒸汽的区域，还是未产生燃料蒸汽的区域，在第二表中，将未产生燃料蒸汽的区域与产生了燃料蒸汽的区域分开的边界值Β02向比在步骤S201中用以确定是否产生了燃料蒸汽的第一表中的边界值BOl的幅值AFWR低的幅值AFUPR的一侧移动。第二表用于确定是否消除了燃料蒸汽产生状态，S卩，燃料供应管道17中的燃料蒸汽量是否充分减少。在步骤S206中，判断在步骤S205中是否确定平均值FUPRAV和幅值AFUI3R的组合对应于燃料蒸汽产生区域。当平均值FUPRAV和幅值AFWR的组合对应于燃料蒸汽产生区域时，尽管幅值AFUPR由于燃料蒸汽去除而减小，也确定不能免除对目标燃料压力TGPR 的校正，处理前进至步骤S209，并且继续对目标燃料压力TGPR进行校正。另一方面，当在步骤S205中确定平均值FUPRAV和幅值AFUPR的组合对应于未产生燃料蒸汽的区域时，确定充分地去除了燃料蒸汽而能够免除对目标燃料压力TGPR的校正。在步骤S207中标记F重设为“0”之后，处理前进至步骤S208，免除对目标燃料压力TGPR的校正，并且将对应于工况的目标燃料压力TGPR-STD直接设为最终目标燃料压力TGPR。根据本实施方式，因为基于燃料压力传感器33的检测结果确定是否产生了燃料蒸汽，所以不必提供新的传感器来检测是否产生了燃料蒸汽，从而可降低系统成本。在检测到产生了燃料蒸汽时，目标燃料压力TGI^R变为更高值以压缩燃料蒸汽，从而可迅速除去燃料供应管道17中产生的燃料蒸汽。在本实施方式中，提供了用于确定是否产生了燃料蒸汽的第一表和用于确定是否完成了燃料蒸汽去除的第二表，因此，可抑制反复进行目标燃料压力TGPR校正和免除对目标燃料压力TGPR的校正，以获得未产生燃料蒸汽的稳定状态。因此，可以保持燃料喷射阀 3的良好测量精度。在校正目标燃料压力TGPR时，当校正水平可根据影响燃料蒸汽产生的诸如燃料温度的工况而改变时，可以抑制在燃料蒸汽产生期间由于将目标燃料压力TGI^R校正至过高值而引起的无用功耗。在图5的流程图的程序中，为了方便，幅值Δ FWR的判断阈值是固定值，并且基于幅值AFWR是否小于固定的判断阈值而确定是否产生了燃料蒸汽。基于平均值FUPRAV确定在未产生燃料蒸汽的状态下产生的标准幅值，并且可基于从测量幅值AFWR减去标准幅值得到的结果是否小于固定的判断阈值而确定是否产生了燃料蒸汽。同时执行在图2的流程图中对燃料泵12中的燃料蒸汽产生的检测和图5的流程图中对燃料供应管道17中的燃料蒸汽产生的检测，并且当在燃料泵12和燃料供应管道17 至少其中之一中检测到产生了燃料蒸汽时校正目标燃料压力TGPR。在基于燃料蒸汽产生判断而使目标燃料压力TGPR向高压力侧移动之后，保持目标燃料压力TGI^R移至高压力侧的状态，直到预先设定的保持时间结束，在该保持时间结束时目标燃料压力TGI^R可返回通常值。此时，保持时间可设定为恒定时间，或者设定为可根据诸如燃料温度、发动机温度、燃料特性和燃料箱11中的压力之类的影响燃料蒸汽产生量的工况中的至少一种改变的时间。通过引用将2010年3月19日提交的日本专利申请No. 2010-064856的全部内容
结合于此。虽然仅选择了一个所选实施方式来例示本发明，但本领域技术人员从本公开可显而易见的是，可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种改变和变型。另外，根据本发明的实施方式的前述说明仅为了例示而提供，并非为了限定本发明，本发明由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种用于内燃机的燃料供应控制装置，该燃料供应控制装置输入用于对燃料泵排出的燃料的压力进行检测的燃料压力传感器的输出信号，并且计算使得燃料压力接近目标值的燃料泵操作变量，输出计算出的操作变量，所述燃料供应控制装置的特征在于，该燃料供应控制装置基于所述输出信号计算燃料压力的状态量，并且该燃料供应控制装置通过将阈值和所述状态量进行比较而确定是否产生了燃料蒸汽。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应控制装置，其特征在于，当产生了燃料蒸汽时，所述燃料供应控制装置将所述目标值变为更高值。
3.根据权利要求2所述的用于内燃机的燃料供应控制装置，其特征在于，所述燃料供应控制装置通过以下方式改变所述目标值基于燃料温度、发动机温度、燃料特性和燃料箱中的压力中的至少一种可变地设定所述目标值的改变幅度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于内燃机的燃料供应控制装置，其特征在于，所述燃料供应控制装置通过以下方式计算所述状态量将所述燃料压力计算为所述状态量，并且当所述燃料压力低于第一阈值时，所述燃料供应控制装置确定产生了燃料蒸汽。
5.根据权利要求4所述的用于内燃机的燃料供应控制装置，其特征在于，当所述操作变量沿着使所述燃料压力增加的方向改变时，所述燃料供应控制装置将所述第一阈值变为更高值。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的用于内燃机的燃料供应控制装置，其特征在于， 所述燃料供应控制装置通过以下方式计算所述状态量将所述燃料压力的幅值计算为所述状态量，并且当所述燃料压力的幅值大于第二阈值时，所述燃料供应控制装置确定产生了燃料蒸汽。
7.根据权利要求6所述的用于内燃机的燃料供应控制装置，其特征在于，随着燃料压力的增加，所述燃料供应控制装置将所述第二阈值变为更高值。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的用于内燃机的燃料供应控制装置，其特征在于， 所述燃料供应控制装置将所述燃料压力和所述燃料压力的幅值计算为所述状态量，当所述燃料压力低于第一阈值时，所述燃料供应控制装置确定产生了燃料蒸汽，并且当所述燃料压力的幅值大于第二阈值时，所述燃料供应控制装置确定产生了燃料蒸汽。
9.一种用于内燃机的燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法，所述燃料供应控制装置输入用于对燃料泵排出的燃料压力进行检测的燃料压力传感器的输出信号，并且计算使得燃料压力接近目标值的燃料泵操作变量，输出所述操作变量，所述燃料蒸汽处理方法的特征在于包括以下步骤基于所述输出信号计算燃料压力的状态量，并且通过将阈值和所述状态量进行比较而确定是否产生了燃料蒸汽。
10.根据权利要求9所述的用于内燃机的燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法， 其特征在于，该方法还包括当产生了燃料蒸汽时将所述目标值变为更高值的步骤。
11.根据权利要求10所述的用于内燃机的燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法，其特征在于，改变所述目标值的步骤包括以下步骤基于燃料温度、发动机温度、燃料特性和燃料箱中的压力中的至少一种可变地设定所述目标值的改变幅度。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的用于内燃机的燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法，其特征在于，计算所述状态量的步骤将所述燃料压力计算为所述状态量，并且当所述燃料压力低于第一阈值时，确定是否产生了燃料蒸汽的步骤确定产生了燃料蒸汽。
13.根据权利要求12所述的用于内燃机的燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法， 其特征在于，该方法还包括以下步骤当所述操作变量沿着使所述燃料压力增加的方向改变时，将所述第一阈值变为更高值。
14.根据权利要求9至11中任一项所述的用于内燃机的燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法，其特征在于，计算所述状态量的步骤将所述燃料压力的幅值计算为所述状态量，并且当所述燃料压力的幅值大于第二阈值时，确定是否产生了燃料蒸汽的步骤确定产生了燃料蒸汽。
15.根据权利要求14所述的用于内燃机的燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法， 其特征在于，该方法还包括以下步骤随着燃料压力的增加，将所述第二阈值变为更高值。
16.根据权利要求9至11中任一项所述的用于内燃机的燃料供应控制装置中的燃料蒸汽处理方法，其特征在于将所述燃料压力和所述燃料压力的幅值计算为所述状态量的步骤，当所述燃料压力低于第一阈值时，确定是否产生了燃料蒸汽的步骤确定产生了燃料蒸汽，并且当所述燃料压力的幅值大于第二阈值时，确定是否产生了燃料蒸汽的步骤确定产生了燃料蒸汽。
全文摘要
本发明提供用于内燃机的燃料供应控制装置和燃料蒸汽处理方法。所述燃料供应控制装置计算燃料泵的操作变量，使得由燃料压力传感器检测到的燃料压力接近目标燃料压力，基于燃料泵中的燃料压力的检测值和操作变量确定是否产生了燃料蒸汽，或者基于燃料供应管道中的燃料压力的检测值的幅值和平均燃料压力确定。在燃料蒸汽产生期间，将目标燃料压力校正为更高值以增加燃料压力，从而压缩并除去燃料蒸汽。因此，在燃料供应系统中，能够以低成本检测燃料蒸汽产生，以抑制燃料蒸汽产生。
文档编号F02M37/08GK102192021SQ20111006681
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月18日 优先权日2010年3月19日
发明者猿渡匡行 申请人:日立汽车系统株式会社