專利名稱：燃料噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的燃料噴射系統(tǒng)，更具體是涉及一種用于根據(jù)燃料粘度執(zhí)行噴射量的校正控制的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料噴射系統(tǒng)的常規(guī)控制器根據(jù)各種與發(fā)動機相關(guān)的參數(shù)計算優(yōu)化的噴射量、噴射開始時間等。燃料噴射系統(tǒng)按照由該計算獲得的噴射量，通過驅(qū)動控制噴射器來向發(fā)動機提供燃料。
然而，即使部件(如噴射器)的精度得以最大程度的改善，當提供給噴射器的燃料的粘度和/或燃料性能(例如，在柴油機的情況下的十六烷值，或者在汽油機的情況下的辛烷值)已經(jīng)被改變時，噴射開始時間、噴射量、燃燒量等發(fā)生變化。
對應(yīng)于油門踏板開度而獲得的發(fā)動機扭矩改變。這使得駕駛性能變差，難以高精度實現(xiàn)空氣燃料比控制，并進一步妨礙了最大程度地改善燃料成本和最大程度地改善排氣性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問題而提出的，本發(fā)明的目的是提供一種燃料噴射系統(tǒng)，它能夠?qū)⑷紵隣顟B(tài)校正到標準狀態(tài)，即使是在提供給車輛的燃料的粘度或性能相對于該標準狀態(tài)已改變時。
在根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)的一方面，當在標準狀態(tài)評估單元所獲得的標準狀態(tài)與缸內(nèi)壓力傳感器在燃料噴射時檢測的缸內(nèi)壓力或放熱率之間有差別時，校正單元在消除該差別的方向上校正噴射開始時間、噴射量和輸送壓力中的至少一項。
在這種方式中，正常狀態(tài)與所檢測的缸內(nèi)壓力或放熱率相比較，當狀態(tài)之間有差別時，校正單元在消除該差別的方向上校正噴射開始時間、噴射量和輸送壓力中的至少一項。相應(yīng)地，即使是在燃料的粘度和/或性能相對于該標準狀態(tài)已改變時，也可以將燃燒狀態(tài)校正到標準狀態(tài)。
也就是說，即使是在燃料的粘度和/或性能相對于該標準狀態(tài)已改變時，也可以實現(xiàn)與車輛運行狀態(tài)相一致的優(yōu)化燃燒，可以避免駕駛性能和排氣性能的變差。
在本發(fā)明的另一方面，當該標準狀態(tài)評估單元所獲得的標準狀態(tài)的上升開始時間與該缸內(nèi)壓力傳感器所檢測的該缸內(nèi)壓力或放熱率的上升開始時間之間存在時間差時，該校正單元在消除該時間差的方向上校正噴射開始時間。
在此結(jié)構(gòu)中，即使是在燃料的粘度和/或性能相對于該標準狀態(tài)已改變時，也可以將缸內(nèi)壓力或放熱率的上升開始時間校正到標準狀態(tài)。
而且，在當該標準狀態(tài)評估單元所獲得的標準狀態(tài)的峰值與該缸內(nèi)壓力傳感器所檢測的該缸內(nèi)壓力或放熱率的峰值之間存在峰值差時，該校正單元在消除該峰值差的方向上校正該噴射量。
在此結(jié)構(gòu)中，即使是在燃料的粘度和/或性能相對于該標準狀態(tài)已改變時，也可以將缸內(nèi)壓力或放熱率的峰值校正到標準狀態(tài)。
而且，在當該標準狀態(tài)評估單元所獲得的標準狀態(tài)的上升傾角與該缸內(nèi)壓力傳感器所檢測的該缸內(nèi)壓力或放熱率的上升傾角之間存在傾角差時，該校正單元在消除該傾角差的方向上校正該輸送壓力。
在此結(jié)構(gòu)中，即使是在燃料的粘度和/或性能相對于該標準狀態(tài)已改變時，也可以將缸內(nèi)壓力或放熱率的上升傾角校正到標準狀態(tài)。
在根據(jù)本發(fā)明另一方面的燃料噴射系統(tǒng)中，與粘度檢測單元所檢測的燃料粘度和標準粘度之間的粘度差相對應(yīng)來校正噴射量。
在此結(jié)構(gòu)中，標準粘度與所檢測的燃料粘度相比較，當它們之間有差別時，對應(yīng)于該差別來校正噴射量。相應(yīng)地，即使在燃料粘度相對于標準狀態(tài)已發(fā)生變化時，可以實現(xiàn)與車輛運行狀態(tài)相一致的優(yōu)化噴射量，可以避免燃料粘度相對于標準狀態(tài)的變化引起的駕駛性能和排氣性能的變差。
在根據(jù)本發(fā)明又一方面的燃料噴射系統(tǒng)中，通過基于燃料溫度校正壓力損耗傳感器所獲得的燃料粘度來獲得燃料粘度。相應(yīng)地，能夠以高精度檢測燃料粘度，可以改善相對于燃料粘度的噴射量的校正精度。
在根據(jù)本發(fā)明又一方面的燃料噴射系統(tǒng)中，當在標準狀態(tài)評估單元所獲得的缸內(nèi)壓力或放熱率的標準狀態(tài)與缸內(nèi)壓力傳感器在由該粘度校正單元執(zhí)行噴射量校正之后所檢測的缸內(nèi)壓力或放熱率之間存在差別時，十六烷值校正單元基于該差別評估燃料的十六烷值的變化值，粘度校正單元基于該十六烷值的變化值，進一步校正噴射量。
在此結(jié)構(gòu)中，因為除了校正燃料粘度，還可以校正十六烷值(燃料性能)校正，可以避免燃料粘度相對于標準狀態(tài)的變化引起的駕駛性能的變差和排氣性能的變差。
參照以下詳細描述、權(quán)利要求書以及形成本申請之一部分的附圖，將更清楚地理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，以及相關(guān)部件的操作方法和功能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明適于內(nèi)燃機的共軌燃料噴射系統(tǒng)的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的放熱率相對于曲柄角的變化示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的油門踏板開度與發(fā)動機扭矩之間的關(guān)系示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的油門踏板開度與噴射量之間的關(guān)系示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的放熱率相對于曲柄角的變化示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一種最佳模式包括一個噴射器，將燃料噴射到內(nèi)燃機；一個控制器，控制從噴射器開始燃料噴射的噴射開始時間、噴射器的噴射量、以及輸送給噴射器的燃料的輸送壓力；以及一個缸內(nèi)壓力傳感器，檢測該內(nèi)燃機的缸內(nèi)壓力或放熱率。
該控制器包括標準狀態(tài)評估單元，用于獲得在該噴射器的燃料噴射時該缸內(nèi)壓力或該放熱率的標準狀態(tài)；及校正單元，用于在該標準狀態(tài)評估單元所獲得的標準狀態(tài)與該缸內(nèi)壓力傳感器所檢測的該缸內(nèi)壓力或放熱率之間存在差別時，在消除該差別的方向上，校正該噴射開始時間、噴射量和輸送壓力中的一項或多項。
本發(fā)明的另一種最佳模式包括一個噴射器，將燃料噴射到內(nèi)燃機；一個控制器，控制噴射器的噴射量；及粘度檢測單元，用于檢測輸送給噴射器的燃料的燃料粘度。
該控制器具有粘度校正單元，用于與該粘度檢測單元所檢測的燃料粘度和標準粘度之間的粘度差相對應(yīng)來校正噴射量。
以下參照圖1至圖3描述其中將本發(fā)明應(yīng)用于共軌燃料噴射系統(tǒng)的實施例。首先參照圖1描述共軌燃料噴射系統(tǒng)的構(gòu)造。
共軌燃料噴射系統(tǒng)是一種例如在柴油發(fā)動機(以下稱為“發(fā)動機”)1上執(zhí)行燃料噴射的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有共軌2、噴射器3、輸送泵4、電子控制單元5(縮寫為ECU，對應(yīng)于控制器)等。
發(fā)動機1具有多個汽缸，用以連續(xù)執(zhí)行相應(yīng)的吸入、壓縮、爆發(fā)和排氣步驟。在這個實施例中示出一個四缸發(fā)動機，然而，可以采用具有不同汽缸數(shù)的任何其它發(fā)動機。
共軌2是一個壓力積聚容器，用于將被輸送給噴射器3的高壓燃料的壓力積聚，它連接輸送泵4的排放孔，輸送泵4通過燃料管(高壓燃料通道)6傳送高壓燃料，從而積聚對應(yīng)于燃料噴射壓力的共軌壓力。
注意，從噴射器3漏出的燃料通過泄漏管(燃料回流通道)7返回到燃料罐8。
而且，一個限壓器11被固定在從共軌2到燃料罐8的排出管(燃料回流通道)9上。限壓器11是一個壓力安全閥，當共軌2中的燃料壓力已超過一個限定壓力時，限壓器11打開，從而抑制共軌2中的燃料壓力至該限定壓力，或是低于該限定壓力。
噴射器3安裝在發(fā)動機1的相應(yīng)缸內(nèi)，將燃料噴射輸送到相應(yīng)的缸。噴射器具有一個燃料噴嘴，它連接到從共軌2分支的多個分支管的下游端，將共軌2中壓力積聚的高壓燃料噴射輸送到相應(yīng)的缸內(nèi)；還具有一個電磁閥，用以對燃料噴嘴中容納的噴針進行升程控制。
噴射器3的電磁閥通過從ECU 5輸送的噴射器開閥信號來控制噴射開始時間和噴射量。通過輸送給電磁閥的噴射器開閥信號，使高壓燃料被噴射輸送到缸內(nèi)，當噴射器開閥信號是OFF時停止燃料噴射。
輸送泵4是傳送高壓燃料到共軌2的燃料泵，具有一個進給泵，用以吸取燃料罐8中的燃料到輸送泵4；以及一個高壓泵，用以壓縮進給泵所吸取的燃料至高壓，并將燃料傳送到共軌2。進給泵和高壓泵由一個共用凸輪軸12驅(qū)動。注意，如圖1中所示，凸輪軸12被可旋轉(zhuǎn)地由發(fā)動機1的曲柄軸13或類似部件驅(qū)動。
而且，用以控制被吸取到高壓泵的燃料量的泵控制閥(以下簡稱為SCV)14被安裝在輸送泵4中。通過由ECU 5控制SCV 14，控制共軌壓力(輸送到噴射器3的燃料輸送壓力)。
ECU 5包括具有公知構(gòu)造的一個微型計算機，該微型計算機包括用于控制處理和計算處理的CPU；存儲裝置(存儲器，例如ROM，備用RAM，EEPROM或RAM)，用于存儲各種程序和數(shù)據(jù)；輸入電路；輸出電路和電源電路。請注意，在這個實施例中，安裝有與該ECU 5集成的EDU(電子驅(qū)動單元的縮寫，噴射器驅(qū)動電路和泵驅(qū)動電路)，然而該EDU可以與ECU分開安裝。
ECU 5基于從若干個傳感器讀取的信號(發(fā)動機參數(shù)對應(yīng)于駕駛員的行駛狀態(tài)、發(fā)動機1的運行狀態(tài)等的信號)執(zhí)行各種計算處理。
注意，用以檢測油門踏板開度的油門踏板傳感器21、用以檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器22、用以檢測用于發(fā)動機1的冷卻水的溫度的水溫傳感器23、用以檢測共軌壓力的共軌壓力傳感器24、用以檢測燃料溫度的燃料溫度傳感器25等部件被連接到ECU 5，作為用以檢測發(fā)動機參數(shù)的傳感器。
在每次燃料噴射時，ECU 5基于ROM中存儲的程序(圖等)和讀入RAM中的發(fā)動機參數(shù)，執(zhí)行對噴射器3的驅(qū)動控制(噴射控制)和對輸送泵4中的SCV 14的驅(qū)動控制(打開控制)。
ECU 5具有噴射時間計算功能和噴射周期計算功能，作為用于噴射器3的驅(qū)動控制程序。
ECU 5具有SCV開度計算功能，作為用于SCV 14的控制程序。
噴射時間計算功能是一個控制程序，用以獲得對應(yīng)于當前運行狀態(tài)的目標噴射開始時間T，獲得在噴射開始時間T開始噴射的命令噴射時間，以及在命令噴射時間、在EDU的噴射器驅(qū)動電路中產(chǎn)生噴射開始信號(更具體地說，噴射信號的ON狀態(tài)的開始)。
噴射周期計算功能是一個控制程序，用以獲得對應(yīng)于當前運行狀態(tài)的目標噴射量Q，獲得命令噴射周期以獲得噴射量Q，以及產(chǎn)生噴射繼續(xù)信號(更具體地說，噴射信號的ON狀態(tài)的繼續(xù))，以便在命令噴射周期內(nèi)執(zhí)行噴射。
SCV開度計算功能是一個控制程序，用以獲得對應(yīng)于當前運行狀態(tài)的目標共軌壓力P(對應(yīng)于輸送壓力)、當共軌壓力傳感器24檢測的實際共軌壓力是該共軌壓力P時計算SCV開度，并通過EDU的泵驅(qū)動電路產(chǎn)生開閥信號(例如PWM信號)，以便獲得該SCV 14中的所計算的SCV開度。
如上所述，ECU 5根據(jù)當前車輛運行狀態(tài)(傳感器檢測的發(fā)動機參數(shù))計算優(yōu)化噴射開始時間T、噴射量Q和共軌壓力P，然后在通過計算所獲得的噴射開始時間、以通過計算所獲得共軌壓力P開始噴射器3的燃料噴射，并以通過計算所獲得的噴射量Q執(zhí)行噴射器3的噴射。
然而，即使部件(例如噴射器3)的精度達到最大，當輸送給噴射器3的燃料的粘度、十六烷值等已經(jīng)改變時，汽缸內(nèi)的放熱率隨著圖2所示的實際放熱率(以下稱為“實際放熱率”)B相對于圖2所示的目標放熱率(標準狀態(tài))A而變化。
更具體地說，當燃料的粘度、十六烷值等參量已發(fā)生變化時，(1)實際放熱率B的上升開始時間a2可能會相對于目標放熱率A的上升開始時間a1變化，(2)實際放熱率B的峰值b2可能相對于目標放熱率A的峰值b1變化，或者(3)實際放熱率B的上升傾角c2可能相對于目標放熱率A的上升傾角c1變化。
按照該方式，當燃料的粘度、十六烷值等參量已發(fā)生變化時，如圖3所示，對應(yīng)于油門踏板開度而獲得的發(fā)動機扭矩發(fā)生變化，這就使駕駛性能變差。而且，空氣/燃料比相對于目標值發(fā)生變化，這使得排氣性能變差。注意，圖3中的實線示出在標準狀態(tài)(標準燃料)下的油門踏板開度與扭矩之間的特性圖，圖3中的虛線是在燃料具有不同于標準狀態(tài)(標準燃料)的粘度和十六烷值的情況下在油門踏板開度與扭矩之間的特性圖。
相應(yīng)地，在該實施例1的ECU 5中，用于比較目標放熱率A與實際放熱率B、并基于其差別校正噴射器3和SCV 14、從而使目標放熱率A與實際放熱率B相對應(yīng)的校正單元的功能被編程。
共軌燃料噴射系統(tǒng)具有用以檢測發(fā)動機1的缸內(nèi)壓力的缸內(nèi)壓力傳感器26。實施例1的缸內(nèi)壓力傳感器26具有大致為漸漸變大的插頭形。設(shè)置在其端部、被插入發(fā)動機1的每一個燃燒室的傳感器部分直接檢測每個缸的內(nèi)部壓力。注意，缸內(nèi)壓力傳感器26可被設(shè)置在所有汽缸或任何一個汽缸內(nèi)。
ECU 5配置有標準狀態(tài)評估單元(程序)，用于獲得燃料噴射時的目標放熱率A(標準狀態(tài))，還配置有實際狀態(tài)評估單元(程序)，用于由缸內(nèi)壓力傳感器26所檢測的缸內(nèi)壓力來評估實際放熱率B。
另外，ECU 5配置有校正單元(程序)，用于在標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B之間有差別時，在消除該差別的方向上校正該噴射開始時間、噴射量和共軌壓力中的一項或多項。
實施例1的校正單元包括(1)時間校正單元(程序)，(2)噴射量校正單元(程序)，以及(3)共軌壓力校正單元(程序)，用于比較標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B，和校正噴射開始時間T、校正噴射量Q以及校正共軌壓力P。
時間校正單元可以是一個程序，當在標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A的上升開始時間a1與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B的上升開始時間a2之間有時間差時(Δa＝a1-a2，Δa≠0)，在消除該時間差Δa的方向上校正噴射開始時間T。
更具體地說，當上升開始時間a2從上升開始時間a1延遲時(0＞Δa＝a1-a2)，隨著該差別的增大而執(zhí)行用以加速噴射開始時間T的校正。另一方面，當上升開始時間a2在上升開始時間a1之前(0＞Δa＝a1-a2)時，隨著該差別增大，執(zhí)行用以延遲噴射開始時間T的校正。該計算是由圖或表達式獲得的。
噴射量校正單元可以是一個程序，當在標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A的峰值b1與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B的峰值b2之間有峰值差時(Δb＝b1-b2，Δb≠0)，在消除該峰值差Δb的方向上校正噴射量Q。
更具體地說，當峰值b2小于峰值b1時(0＞Δb＝b1-b2)，隨著該差別的增大而執(zhí)行用以增加噴射量Q的校正。另一方面，當峰值b2大于峰值b1時(0＞Δb＝b1-b2)時，隨著該差別增大，執(zhí)行用以減小噴射量Q的校正。該計算是由圖或表達式獲得的。
共軌壓力校正單元可以是一個程序，當在標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A的上升傾角c1與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B的上升傾角c2之間有傾角差時(Δc＝c1-c2，Δc≠0)，在消除該傾角差Δc的方向上校正共軌壓力P。
更具體地說，當上升傾角c2小于上升傾角c1時(0＜Δc＝c1-c2)，隨著該差別的增大而執(zhí)行用以增加共軌壓力P的校正。另一方面，當上升傾角c2大于上升傾角c1時(0＞Δc＝c1-c2)時，隨著該差別增大，執(zhí)行用以減小共軌壓力P的校正。該計算是由圖或表達式獲得的。
如上所述，在該實施例的共軌燃料噴射系統(tǒng)中，標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B相比較，當這兩個放熱率之間存在差別時，校正單元在消除該差別的方向上校正噴射開始時間T、噴射量Q和共軌壓力P中的一項或多項。在此結(jié)構(gòu)中，即使當燃料的粘度和/或十六烷值已經(jīng)相對于標準發(fā)生變化時，也可以將每個汽缸中的燃燒狀態(tài)校正到目標放熱率A。
更具體地說，當在目標放熱率A的上升開始時間a1與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B的上升開始時間a2之間有時間差Δa時(Δa≠0)，時間校正單元在消除該時間差Δa的方向上校正噴射開始時間T。相應(yīng)地，即使當燃料的粘度和/或十六烷值已經(jīng)發(fā)生變化時，也可以將實際放熱率B的上升開始時間a2校正到標準(上升開始時間a1)。
而且，當在目標放熱率A的峰值b1與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B的峰值b2之間有峰值差Δb時(Δb≠0)，噴射量校正單元在消除該峰值差Δb的方向上校正噴射量Q。相應(yīng)地，即使當燃料的粘度和/或十六烷值已經(jīng)發(fā)生變化時，也可以將實際放熱率B的峰值b2校正到標準(峰值b1)。
而且，當在目標放熱率A的上升傾角c1與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B的上升傾角c2之間有傾角差Δc時(Δc≠0)，共軌壓力校正單元在消除該傾角差Δc的方向上校正共軌壓力P。相應(yīng)地，即使當燃料的粘度和/或十六烷值已經(jīng)發(fā)生變化時，也可以將實際放熱率B的上升傾角c2校正到標準(上升傾角c1)。
按照該方式，在實施例1的共軌燃料噴射系統(tǒng)中，即使當燃料的粘度和/或十六烷值相對于標準已經(jīng)發(fā)生變化，可以實現(xiàn)對應(yīng)于車輛運行狀態(tài)的優(yōu)化燃燒。因此，可以避免由于燃料的粘度和/或十六烷值相對于標準的變化所引起的駕駛性能變差和排氣性能變差。也就是說，即使當燃料的粘度和/或十六烷值相對于標準已經(jīng)發(fā)生變化，可以執(zhí)行高精度的空氣-燃料比控制。相應(yīng)地，可以最大程度地改善燃料消耗，并最大程度地改善排氣性能。
以下將參照圖4描述第二實施例。注意，在以下實施例中，與以上實施例1相同的參考標記表示相同的功能部件。
當燃料粘度變得高于標準時，由于燃料流動不順利，噴射器3的實際噴射量Q’變得低于目標噴射量Q。
另一方面，燃料粘度變得低于標準時，由于燃料流動順利，噴射器3的實際噴射量Q’變得高于目標噴射量Q。
相應(yīng)地，在第二實施例的共軌燃料噴射系統(tǒng)中，對應(yīng)于燃料粘度的變化來校正噴射量。該系統(tǒng)具有粘度檢測單元和粘度校正單元(程序)，粘度檢測單元用于檢測輸送給噴射器3的燃料的燃料粘度N，粘度校正單元用于基于粘度檢測單元所檢測的燃料粘度N來校正噴射量Q。
當粘度檢測單元所檢測的燃料粘度N高于標準粘度N0(N＞N0)時，粘度校正單元執(zhí)行校正，以便在與標準粘度的差(N-N0)增大時增大噴射量Q(更具體地說，是增大噴射器3中的開閥周期的校正)。該計算是由圖或表達式而獲得的。
在該結(jié)構(gòu)中，由于燃料粘度N增大以及燃料流動不順利，執(zhí)行用以增大噴射量Q的校正。因此，使得噴射器3的實際噴射量Q’與目標噴射量Q相一致。
更具體地說，如圖4中的虛線所示，當燃料粘度N已經(jīng)變得高于標準粘度N0時，由于燃料流動不順利，相對于油門踏板開度而沒有校正，噴射量變得小于目標噴射量Q(標準狀態(tài))。然而，由于隨著燃料粘度N變得高于標準粘度N0，執(zhí)行校正以便增大噴射量Q，使得噴射器3的實際噴射量Q’與目標噴射量Q相一致，如圖4中的實線所示。
而且，當粘度檢測單元所檢測的燃料粘度N低于標準粘度N0(N＜N0)，由于與標準粘度N0的差值增大，粘度校正單元執(zhí)行用以減小噴射量Q的校正(更具體地說，是用以減小噴射器3中的開閥周期的校正)。該計算是由圖或表達式而獲得的。
在該結(jié)構(gòu)中，由于燃料粘度N變得低于標準粘度N0，并且燃料流動順利。執(zhí)行用以減小噴射量Q的校正。因此使得噴射器3的實際噴射量Q’與目標噴射量Q相一致。
該實施例的粘度檢測單元具有壓力損耗傳感器和燃料溫度傳感器25，壓力損耗傳感器檢測向噴射器3輸送燃料的燃料管中的壓力損耗，燃料溫度傳感器25用以檢測輸送給噴射器3的燃料溫度。通過校正基于該壓力損耗傳感器所檢測的壓力損耗、并利用燃料溫度傳感器25所檢測的燃料溫度而獲得的燃料粘度，ECU 5獲得燃料粘度N。依照此方式，在此實施例中，由于通過校正壓力損耗傳感器所獲得的燃料粘度并利用燃料溫度，獲得燃料粘度N，能夠以高精度檢測到燃料粘度，可以提高噴射量Q相對于燃料粘度N的校正的精度。
注意，作為壓力損耗傳感器的示例，已知在兩個位置中使用壓力傳感器的檢測單元、或采用流量計的檢測單元。
以下參照圖1描述在兩個位置中使用壓力傳感器的檢測單元。用以檢測燃料壓力的壓力傳感器27被設(shè)置在燃料流動的管道(例如，用以從燃料罐8向輸送泵4輸送燃料的管道)的上游側(cè)和下游側(cè)。輸送給噴射器3的燃料的壓力損耗是由兩個壓力傳感器27之間的壓力差值檢測的。
而且，采用流量計的檢測單元測量其中燃料流動的管道(例如，用以將燃料從燃料罐8輸送到輸送泵4的管道)中的燃料流量，并由燃料的流量(流動的順利性)檢測輸送到噴射器3的燃料的壓力損耗。
在實施例2的共軌燃料噴射系統(tǒng)中，將標準粘度N0與輸送到噴射器3的燃料的燃料粘度N相比較，當這兩個粘度之間有差別時，根據(jù)該差別校正噴射量Q。即使當燃料粘度N相對于標準粘度N0已發(fā)生變化，也可以實現(xiàn)對應(yīng)于車輛運行狀態(tài)的優(yōu)化噴射量。相應(yīng)地，可以避免由于燃料粘度N相對于標準粘度N0的變化所導致的駕駛性能變差和排氣性能變差。
請注意，在實施例2中，當粘度檢測單元所檢測的燃料粘度N高于標準粘度N0(N＞N0)時，隨著差值(N-N0)的增大而執(zhí)行增加噴射量Q的校正，另一方面，當粘度檢測單元所檢測的燃料粘度N低于標準粘度N0(N＜N0)時，隨著差值(N0-N)的增大而執(zhí)行減小噴射量Q的校正。
然而，有一種可能是，由于在控制室(噴嘴后壓室)中壓力變化引起的噴射周期的增加量大于由于燃料粘度的增大引起的噴射器3的實際噴射量Q’的減小量。在此情況下，按照與本實施例2中所示控制中相反的方向校正噴射量Q。即，當粘度檢測單元所檢測的燃料粘度N高于標準粘度N0(N＞N0)時，隨著該差值(N-N0)增大，執(zhí)行減小噴射量Q的校正，另一方面，當粘度檢測單元所檢測的燃料粘度N低于標準粘度N0(N＜N0)時，隨著差值(N0-N)的增大而執(zhí)行增大噴射量Q的校正。
以下參照圖5描述第三實施例。
在上述實施例2中，僅僅根據(jù)燃料粘度校正噴射量Q。然而，有一種可能是，僅僅基于燃料粘度N對噴射量Q的校正不能阻止當燃料的十六烷值已變化時汽缸內(nèi)放熱率的變化，這可能引起駕駛性能的變差。
相應(yīng)地，在實施例3的共軌燃料噴射系統(tǒng)中，除了粘度校正單元之外(基于燃料粘度對噴射量Q的校正功能)，對應(yīng)于十六烷值的變化來校正噴射量。該系統(tǒng)具有十六烷值變化評估單元和十六烷值校正單元，該十六烷值變化評估單元評估相對于標準燃料的十六烷值變化量(十六烷值變化值)S，該十六烷值校正單元基于該十六烷值變化評估單元檢測的十六烷值變化值S來校正噴射量Q。
該十六烷值變化評估單元采用實施例1中所示的缸內(nèi)壓力傳感器26，評估相對于標準燃料的十六烷值變化值S。
如在實施例1的情況一樣，ECU 5具有標準狀態(tài)評估單元，用于獲取燃料噴射時的目標放熱率A(參見圖5中的實線)；以及實際狀態(tài)評估單元，用于由缸內(nèi)壓力傳感器26所檢測的缸內(nèi)壓力評估實際放熱率B(參見圖5中的虛線)。
標準狀態(tài)評估單元所獲取的目標放熱率A與實際狀態(tài)評估單元所獲取的實際放熱率B相比較，由這兩個放熱率之間的差值評估十六烷值變化值S。
作為用于由目標放熱率A與實際放熱率B之間的差值評估十六烷值變化值S的單元之示例，峰值比較單元和上升傾角比較單元將在以下部分進行描述。
如圖5所示，峰值比較單元由標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A的峰值b1與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B的峰值b2之間的峰值差(Δb＝b1-b2)，利用圖或表達式評估十六烷值變化值S。
如圖5所示，上升傾角比較單元由標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A的上升傾角c1與實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B的上升傾角c2之間的傾角差(Δc＝c1-c2)，利用圖或表達式評估十六烷值變化值S。
當由粘度校正單元已執(zhí)行對噴射量的校正時(請參見實施例2)，十六烷值校正單元通過十六烷值變化值評估單元評估十六烷值變化值S，并基于所評估的十六烷值變化值S校正噴射量Q。
更具體地說，當十六烷值大于標準燃料時，隨著十六烷值變化值增大到正端，十六烷值校正單元執(zhí)行用以減小噴射量Q的校正(具體來說，是減小噴射器3中的開閥周期的校正)。該計算是由圖或表達式而獲得的。在此結(jié)構(gòu)中，由于在十六烷值變得大于標準燃料時執(zhí)行減小噴射量Q的校正，實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B可以被近似于標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A。
另一方面，當十六烷值小于標準燃料的十六烷值時，隨著十六烷值變化值S增大到負端，十六烷值校正單元執(zhí)行用以增加噴射量Q的校正(具體來說，是用以增大噴射器3中的開閥周期的校正)。該計算是由圖或表達式而獲得的。
在此結(jié)構(gòu)中，由于十六烷值變得小于標準燃料時，執(zhí)行用以增大噴射量Q的校正，實際狀態(tài)評估單元所獲得的實際放熱率B被近似于標準狀態(tài)評估單元所獲得的目標放熱率A。
在實施例3的共軌燃料噴射系統(tǒng)中，除了對燃料粘度的校正之外，還校正十六烷值。相應(yīng)地，可以實現(xiàn)與燃料特性(粘度和十六烷值)一致的燃燒。在此結(jié)構(gòu)中，即使當燃料粘度和/或十六烷值已經(jīng)改變，也能夠以高精度抑制駕駛性能的變差和排氣性能的變差。
在以上實施例中，作為缸內(nèi)壓力傳感器26，一個傳感器被插入到發(fā)動機1的汽缸內(nèi)，以便直接檢測缸內(nèi)壓力，然而，也可以設(shè)置成使得油門踏板傳感器或類似部件被固定在發(fā)動機1上，并由油門踏板傳感器檢測的發(fā)動機1或類似部件的振動計算缸內(nèi)壓力。此外，可以采用任何其它單元，例如在噴射器3的襯墊中使用環(huán)形缸內(nèi)壓力傳感器(壓力傳感器)、電熱塞或火花塞(汽油發(fā)動機或類似裝置)。
在以上實施例中，由缸內(nèi)壓力計算放熱率，目標放熱率A與實際放熱率B相比較。然而，也可以設(shè)置成使得缸內(nèi)壓力傳感器所檢測的缸內(nèi)壓力與目標缸內(nèi)壓力進行比較。
在以上實施例中，本發(fā)明被應(yīng)用于共軌燃料噴射系統(tǒng)，其中在啟動噴射器3時出現(xiàn)燃料泄漏，然而，本發(fā)明也可以被應(yīng)用于共軌燃料噴射系統(tǒng)，其中安裝在噴射器3中的線性螺線管直接驅(qū)動噴針，不會出現(xiàn)泄漏燃料。即，本發(fā)明可以被應(yīng)用于具有噴射器的燃料噴射系統(tǒng)，在噴射器中的噴針被直接驅(qū)動，例如壓電噴射器或類似部件。
在以上實施例中，本發(fā)明被應(yīng)用于共軌燃料噴射系統(tǒng)，然而，本發(fā)明可以被應(yīng)用于沒有共軌的燃料噴射系統(tǒng)。即，本發(fā)明可以被應(yīng)用于柴油發(fā)動機以外的其它發(fā)動機(如汽油發(fā)動機)中采用的燃料噴射系統(tǒng)，以便對噴射量進行校正。請注意，在本發(fā)明被應(yīng)用于汽油發(fā)動機的情況下，以辛烷值替代所用實施例中的十六烷值。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴射系統(tǒng)，包括噴射器(3)，將燃料噴射到內(nèi)燃機(1)；控制器(5)，控制從噴射器(3)開始燃料噴射的噴射開始時間、噴射器(3)的噴射量(Q)、以及輸送給噴射器(3)的燃料的輸送壓力(P)；以及缸內(nèi)壓力傳感器(26)，檢測該內(nèi)燃機(1)的缸內(nèi)壓力和放熱率之一；其中該控制器(5)包括標準狀態(tài)評估單元(5)，用于獲得在該噴射器(3)的燃料噴射時該缸內(nèi)壓力和該放熱率之一的標準狀態(tài)；及校正單元(5)，用于在消除存在于該標準狀態(tài)評估單元(5)所獲得的標準狀態(tài)與該缸內(nèi)壓力傳感器(26)所檢測的該缸內(nèi)壓力和放熱率之一之間的差的方向上，校正該噴射開始時間、噴射量和輸送壓力中的至少一項。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料噴射系統(tǒng)，其中該校正單元(5)在當該標準狀態(tài)評估單元(5)所獲得的標準狀態(tài)的上升開始時間與該缸內(nèi)壓力傳感器(26)所檢測的該缸內(nèi)壓力和放熱率之一的上升開始時間之間存在時間差(Δa)時消除該時間差(Δa)的方向上，校正該噴射開始時間(T)，該校正單元(5)在當該標準狀態(tài)評估單元(5)所獲得的標準狀態(tài)的峰值與該缸內(nèi)壓力傳感器(26)所檢測的該缸內(nèi)壓力和放熱率之一的峰值之間存在峰值差(Δb)時消除該峰值差(Δb)的方向上，校正該噴射量(Q)，及該校正單元(5)在當該標準狀態(tài)評估單元(5)所獲得的標準狀態(tài)的上升傾角與該缸內(nèi)壓力傳感器(26)所檢測的該缸內(nèi)壓力和放熱率之一的上升傾角之間存在傾角差(Δc)時消除該傾角差(Δc)的方向上，校正該輸送壓力(P)。
3.一種燃料噴射系統(tǒng)，包括噴射器(3)，將燃料噴射到內(nèi)燃機(1)；控制器(5)，控制噴射器(3)的噴射量(Q)；及粘度檢測單元(5)，用于檢測輸送給噴射器(3)的燃料的燃料粘度(N)；其中，該控制器(5)具有粘度校正單元(5)，用于與該粘度檢測單元(5)所檢測的燃料粘度(N)和標準粘度(N0)之間的粘度差相對應(yīng)來校正噴射量(Q)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的燃料噴射系統(tǒng)，其中，粘度檢測單元(5)包括壓力損耗傳感器(27)，檢測向該噴射器(3)輸送燃料的燃料管中的壓力損耗；及燃料溫度傳感器(25)，檢測被輸送給該噴射器(3)的燃料溫度，其中，通過校正基于該壓力損耗傳感器(27)所檢測的壓力損耗與該燃料溫度傳感器(25)所檢測的燃料溫度而獲得的燃料粘度(N)，獲得該標準粘度(N0)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的燃料噴射系統(tǒng)，其中，該燃料噴射系統(tǒng)包括缸內(nèi)壓力傳感器(26)，該缸內(nèi)壓力傳感器(26)檢測該內(nèi)燃機(1)的缸內(nèi)壓力和放熱率之一，其中該控制單元(5)具有標準狀態(tài)評估單元(5)，用于獲得在該噴射器(3)的燃料噴射時該缸內(nèi)壓力和該放熱率之一的標準狀態(tài)；及十六烷值校正單元(5)，用于在由該粘度校正單元(5)執(zhí)行噴射量校正之后，由存在于該標準狀態(tài)評估單元所獲得的標準狀態(tài)與該缸內(nèi)壓力傳感器所檢測的該缸內(nèi)壓力和放熱率之一之間的差，評估燃料的十六烷值的變化值，并基于該十六烷值的變化值，進一步校正該粘度校正單元(5)所校正的噴射量。
全文摘要
一種燃料噴射系統(tǒng)，包括噴射器、控制器和缸內(nèi)壓力傳感器。噴射器將燃料噴射到內(nèi)燃機?？刂破骺刂茋娚淦鞯膰娚溟_始時間、噴射器的噴射量、以及噴射燃料的輸送壓力。缸內(nèi)壓力傳感器檢測該內(nèi)燃機的缸內(nèi)壓力和放熱率之一。該控制器具有標準狀態(tài)評估單元和校正單元。該標準狀態(tài)評估單元獲得在該噴射器噴射燃料時缸內(nèi)壓力和放熱率之一的標準狀態(tài)。該校正單元在消除存在于該標準狀態(tài)評估單元所獲得的標準狀態(tài)與該缸內(nèi)壓力傳感器所檢測的該缸內(nèi)壓力和放熱率之一之間的差的方向上，校正噴射開始時間、噴射量和輸送壓力中的至少一項。
文檔編號F02D41/40GK1693690SQ20051007013
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
發(fā)明者永井光一, 末永了 申請人:株式會社電裝