專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)的噴射控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料噴射控制裝置，該燃料噴射控制裝置被應(yīng)用于通 過(guò)預(yù)定噴射器噴射燃料的燃料供應(yīng)系統(tǒng)并控制該系統(tǒng)的燃料噴射特性。
背景技術(shù)：
作為改善車(chē)用柴油機(jī)等的噴射的一項(xiàng)技術(shù)，有一種已知的技術(shù)(高壓 噴射)，用于通過(guò)噴射器將加壓到高壓的燃料直接噴射到汽缸中。近年來(lái)， 作為一種實(shí)現(xiàn)高壓噴射的燃料噴射系統(tǒng)，共軌燃料噴射系統(tǒng)(例如，專(zhuān)利
文獻(xiàn)l: JP-A-H10-220272中所述的系統(tǒng))已經(jīng)引起人們的關(guān)注。在該系統(tǒng) 中，燃料泵泵送的燃料以高壓狀態(tài)累積在公共軌道中，并且通過(guò)提供給相 應(yīng)汽缸的管路(高壓燃料通道)將累積的高壓燃料供應(yīng)給相應(yīng)汽缸的噴射 器。在該系統(tǒng)中，為公共軌道提供預(yù)定的壓力傳感器(軌道壓力傳感器)。 將該系統(tǒng)配置成基于軌道壓力傳感器的輸出(傳感器輸出)來(lái)對(duì)構(gòu)成燃料 供應(yīng)系統(tǒng)的各種裝置的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。
常規(guī)上，在利用這種共軌燃料噴射系統(tǒng)來(lái)控制噴射器的噴射操作的情 況下，廣泛采用這樣的控制方法，S卩，參考圖(適應(yīng)圖)或數(shù)學(xué)表示式， 根據(jù)每次的引擎工作狀態(tài)來(lái)設(shè)置噴射模式，在該圖中寫(xiě)入了針對(duì)每種引擎 工作狀態(tài)的噴射模式(即適應(yīng)值)。該裝置(例如在ROM中)將最佳模式 (即適應(yīng)值)存儲(chǔ)為圖、數(shù)學(xué)表示式等，該最佳值是通過(guò)試驗(yàn)等針對(duì)每種 預(yù)計(jì)的引擎工作狀態(tài)事先獲得的。這樣，該裝置參考圖、數(shù)學(xué)表示式等設(shè) 置對(duì)應(yīng)于引擎工作狀態(tài)的噴射模式。
然而，在進(jìn)行引擎控制系統(tǒng)的各部件的大批量生產(chǎn)和大量銷(xiāo)售時(shí)，在 包括噴射器在內(nèi)的各種控制部件(例如，在引擎之間以及多汽缸引擎的汽 缸之間的各種控制部件)的特性方面通常會(huì)發(fā)生一定的個(gè)體差異。在這種 情況下，同樣鑒于個(gè)體差異，對(duì)于當(dāng)前的生產(chǎn)系統(tǒng)而言，獲得所有部件(例 如通過(guò)批量生產(chǎn)制造并安裝在車(chē)輛中的所有汽缸)的適應(yīng)值(最佳噴射模
式)要花費(fèi)大量工作而且是不現(xiàn)實(shí)的。因此，即使在使用其中寫(xiě)入了適應(yīng) 值的圖或數(shù)學(xué)表示式時(shí)，考慮到由于個(gè)體差異產(chǎn)生的所有影響，也難以進(jìn) 行控制。
為了以高精度執(zhí)行噴射控制，不能忽略由于控制部件等老化而導(dǎo)致的 特性改變。即使常規(guī)裝置(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所述的裝置)能夠在早期 以高精度獲得最佳值，但是后來(lái)的特性改變的影響也是未知的。因此，人 們擔(dān)心隨著時(shí)間流逝會(huì)發(fā)生偏離最佳值的情況。在這種情況下，可以利用 試驗(yàn)值等事先獲得劣化因子(有關(guān)隨時(shí)間劣化程度的系數(shù))的適應(yīng)值并可 以將其存儲(chǔ)為圖、數(shù)學(xué)表示式等。然而，在每個(gè)部件隨時(shí)間發(fā)生特性改變 期間也有上述個(gè)體差異。因此，難以從根本上消除影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃料噴射控制裝置，其能夠根據(jù)每次的噴射 特性(包括隨時(shí)間變化的特性)進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚淇刂啤?br> 根據(jù)本發(fā)明的一方面， 一種用于在向目標(biāo)引擎噴射供應(yīng)燃料時(shí)控制燃 料噴射特性的燃料噴射控制裝置被應(yīng)用于噴射器，該噴射器具有形成有 燃料噴射孔的閥體；容納在所述閥體中的閥構(gòu)件，用于打開(kāi)和關(guān)閉所述噴 射孔；以及致動(dòng)器，所述致動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述閥構(gòu)件，使得所述閥構(gòu)件往 復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且所述噴射器被構(gòu)造成能夠根據(jù)發(fā)送給所述致動(dòng)器的致動(dòng)器工 作信號(hào)來(lái)對(duì)表示每單位時(shí)間的燃料噴射量的噴射器的噴射速率進(jìn)行連續(xù)調(diào) 節(jié)。該燃料噴射控制裝置具有燃料壓力感測(cè)部分和工作信號(hào)計(jì)算部分。燃 料壓力感測(cè)部分感測(cè)燃料壓力波形，該燃料壓力波形表示伴隨所述噴射器 的預(yù)定噴射而出現(xiàn)的燃料壓力波動(dòng)的變化。工作信號(hào)計(jì)算部分基于由所述 燃料壓力感測(cè)部分感測(cè)的所述燃料壓力波形來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器工作信號(hào)， 用于使與所述預(yù)定噴射相關(guān)的預(yù)定噴射參數(shù)近似等于該參數(shù)的參考值。
發(fā)明人注意到，伴隨預(yù)定噴射出現(xiàn)的燃料壓力波動(dòng)的變化(即燃料壓 力波形)表示噴射的重要特性，并發(fā)明了上述裝置，該裝置感測(cè)所述燃料 壓力波形并基于所感測(cè)的燃料壓力波形來(lái)可變地設(shè)置發(fā)送給噴射器的噴射 命令(噴射命令信號(hào))，或者更具體而言，設(shè)置所述噴射器的閥構(gòu)件的致動(dòng) 器工作信號(hào)。利用這種裝置，能夠基于燃料壓力波形以期望模式容易且適當(dāng)?shù)乜刂颇繕?biāo)噴射的特性。具體而言，在很多種噴射器中，該裝置采用了 往復(fù)式驅(qū)動(dòng)噴射器，其能夠連續(xù)調(diào)節(jié)每單位時(shí)間的燃料噴射量(即噴射速 率)。對(duì)于這種噴射器，可以基于發(fā)送到噴射器的噴射命令來(lái)精確控制噴射 器的噴射特性。此外，這種噴射器已經(jīng)部分投入實(shí)際使用，其實(shí)用性已經(jīng) 得到公認(rèn)。因此，根據(jù)本發(fā)明以上方面的裝置能夠以高實(shí)用性根據(jù)每次的 噴射特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚淇刂啤?br> 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述工作信號(hào)計(jì)算部分在執(zhí)行所述預(yù)定噴射 期間計(jì)算關(guān)于所述預(yù)定噴射的所述致動(dòng)器工作信號(hào)。該燃料噴射控制裝置 還具有工作信號(hào)設(shè)置部分，用于在執(zhí)行所述預(yù)定噴射期間將由所述工作信 號(hào)計(jì)算部分計(jì)算的所述致動(dòng)器工作信號(hào)設(shè)置為與所述預(yù)定噴射相關(guān)的命 令。
根據(jù)以上方面的裝置能夠以高度的同時(shí)性(即實(shí)時(shí))感測(cè)與所述預(yù)定 噴射相關(guān)的噴射特性(相當(dāng)于壓力變化)。最后，通過(guò)基于先前所感測(cè)的壓 力變化來(lái)調(diào)節(jié)后面的噴射操作，可以例如補(bǔ)償先前時(shí)刻的誤差。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波 形來(lái)計(jì)算所述預(yù)定噴射的噴射開(kāi)始時(shí)刻，并基于所述噴射開(kāi)始時(shí)刻與其參 考時(shí)刻的偏差來(lái)計(jì)算同一噴射的噴射開(kāi)始時(shí)刻之后的致動(dòng)器工作信號(hào)，用 于使得作為噴射參數(shù)的、 一次噴射的總噴射量近似等于該參數(shù)的參考值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波 形來(lái)計(jì)算從噴射開(kāi)始到所述預(yù)定噴射的預(yù)定時(shí)刻的所述噴射速率的積分值 或所述積分值的相關(guān)值，并基于所述積分值或所述相關(guān)值與其參考值的偏 差來(lái)計(jì)算同一噴射的所述預(yù)定時(shí)刻之后的致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得作為 所述噴射參數(shù)的、 一次噴射的總噴射量近似等于該參數(shù)的參考值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波 形來(lái)計(jì)算在所述預(yù)定噴射的預(yù)定時(shí)刻的噴射速率，并基于所述噴射速率與 其參考值的偏差來(lái)計(jì)算同一噴射的預(yù)定時(shí)刻之后的致動(dòng)器工作信號(hào)，用于 使得作為噴射參數(shù)的、 一次噴射的總噴射量近似等于該參數(shù)的參考值。
利用上述三種構(gòu)造中的每一種，通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)定時(shí)刻之后的噴射操作， 可以補(bǔ)償預(yù)定時(shí)刻的噴射速率或噴射速率積分值的誤差或時(shí)刻(噴射開(kāi)始 時(shí)刻)的誤差。結(jié)果，可以將一次噴射的總噴射量適當(dāng)控制為期望值(參
考值)。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明前一方面的裝置，以下構(gòu)造是有效的。亦即，根據(jù)本 發(fā)明的另一方面，在預(yù)定時(shí)刻的噴射速率是預(yù)定噴射中的最大噴射速率。
在噴射速率之中，尤其知道最大噴射速率是很好地表示噴射特性的特 征的參數(shù)。因此，在調(diào)節(jié)一次噴射的總噴射量的情況下，與在上述構(gòu)造中 一樣，基于最大噴射速率的偏差計(jì)算預(yù)定時(shí)刻之后的致動(dòng)器工作信號(hào)尤其 有效。
在調(diào)節(jié)一次噴射的總噴射量的情況下，噴射結(jié)束時(shí)刻尤其重要。因此， 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，工作信號(hào)計(jì)算部分對(duì)用于確定預(yù)定噴射的噴射結(jié) 束時(shí)刻的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，將其作為致動(dòng)器工作信號(hào)。利用這種構(gòu)造，可以 對(duì)預(yù)定噴射的總噴射量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該燃料噴射控制裝置還具有工作信號(hào)設(shè)置部 分，如果在所述預(yù)定噴射結(jié)束后執(zhí)行某噴射，那么所述工作信號(hào)設(shè)置部分 用于將所述工作信號(hào)計(jì)算部分計(jì)算的所述致動(dòng)器工作信號(hào)設(shè)置為關(guān)于與所 述預(yù)定噴射相同種類(lèi)的所述某噴射的命令，所述預(yù)定噴射是在計(jì)算所述致 動(dòng)器工作信號(hào)時(shí)執(zhí)行的。
利用這種構(gòu)造，通過(guò)將所獲得的有關(guān)預(yù)定噴射的噴射數(shù)據(jù)(致動(dòng)器工 作信號(hào))應(yīng)用于預(yù)定噴射之后執(zhí)行的相同種類(lèi)的噴射，可以適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)噴 射特性。通過(guò)連續(xù)產(chǎn)生噴射命令，同時(shí)向噴射命令施加這種反饋，可以在 長(zhǎng)時(shí)間段上執(zhí)行適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚洹?br> 對(duì)于根據(jù)本發(fā)明前一方面的裝置，下面四種構(gòu)造的每一種或者這些構(gòu) 造的任意組合都是有效的。
亦即，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，工作信號(hào)計(jì)算部分基于燃料壓力波形 來(lái)對(duì)用于表示預(yù)定噴射中的噴射速率變化的噴射速率波形的上升角或下降 角進(jìn)行計(jì)算。工作信號(hào)計(jì)算部分基于上升角或下降角與其參考角的偏差來(lái) 計(jì)算致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得噴射的噴射速率波形的上升角或下降角近 似等于該參數(shù)的參考值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，工作信號(hào)計(jì)算部分基于燃料壓力波形來(lái)對(duì)用 于表示預(yù)定噴射中的噴射速率變化的噴射速率波形的頂點(diǎn)(即多邊形邊的 端點(diǎn))的位置進(jìn)行計(jì)算。工作信號(hào)計(jì)算部分基于頂點(diǎn)的位置與其參考點(diǎn)的 偏差來(lái)計(jì)算致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得作為所述噴射參數(shù)的、噴射的噴射 速率波形的頂點(diǎn)的位置近似等于該參數(shù)的參考值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，工作信號(hào)計(jì)算部分基于燃料壓力波形來(lái)對(duì)用 于表示預(yù)定噴射中的噴射速率變化的噴射速率波形的最大噴射速率進(jìn)行計(jì) 算。工作信號(hào)計(jì)算部分基于最大噴射速率與其參考值的偏差來(lái)計(jì)算致動(dòng)器 工作信號(hào)，用于使得作為噴射參數(shù)的、噴射的噴射速率波形的最大噴射速 率近似等于該參數(shù)的參考值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，工作信號(hào)計(jì)算部分基于燃料壓力波形來(lái)對(duì)用 于表示預(yù)定噴射中的噴射速率變化的噴射速率波形中的噴射速率保持在恒 定值的穩(wěn)定時(shí)段中的噴射速率進(jìn)行計(jì)算。所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述 噴射速率與其參考值的偏差來(lái)計(jì)算致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得作為噴射參 數(shù)的、噴射的噴射速率波形的穩(wěn)定時(shí)段中的所述噴射速率近似等于該參數(shù) 的參考值。
利用本發(fā)明以上四個(gè)方面中的每一種構(gòu)造或這些構(gòu)造的任意組合，可 以將與噴射特性有關(guān)的預(yù)定參數(shù)(上升角或下降角、頂點(diǎn)的位置、最大噴 射速率或穩(wěn)定時(shí)段中的噴射速率)控制到期望值(參考值)。結(jié)果，可以根 據(jù)每次的噴射特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚淇刂啤?br> 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述噴射速率波形呈現(xiàn)三角形、梯形和矩形 之一的形狀或呈現(xiàn)所述三角形、所述梯形和所述矩形中的至少一種形狀的 多個(gè)進(jìn)行組合后的圖的形狀。
在采用一般噴射器的情況下，通常，作為噴射器的噴射速率變化的輪 廓的圖屬于上述圖中的任一種。因此，在采用一般噴射器時(shí)，采用以上構(gòu) 造是有效的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，將所述燃料噴射控制裝置應(yīng)用于蓄壓器型燃 料噴射系統(tǒng)，所述蓄壓器型燃料噴射系統(tǒng)具有蓄壓器和至少一個(gè)燃料壓力 傳感器，所述蓄壓器用于累積將要被供應(yīng)給所述噴射器的高壓燃料，而所 述燃料壓力傳感器用于在相對(duì)于燃料流方向而言位于所述蓄壓器的燃料排 出孔附近的下游預(yù)定點(diǎn)處對(duì)流經(jīng)燃料通道的內(nèi)部的燃料的壓力進(jìn)行感測(cè)， 所述燃料通道從所述蓄壓器的燃料排出孔延伸到所述噴射器的所述噴射 孔。所述燃料壓力感測(cè)部分通過(guò)基于所述燃料壓力傳感器的輸出依次感測(cè)
所述燃料壓力來(lái)感測(cè)所述燃料壓力波形。
利用這種方式，安裝上述燃料壓力傳感器以在從蓄壓器延伸到噴射器 的噴射孔的燃料通道中測(cè)量位于所述蓄壓器的燃料排出孔附近的下游預(yù)定 點(diǎn)處的壓力。這樣，在傳感器的安裝點(diǎn)可以精確地感測(cè)與預(yù)定噴射相關(guān)的 由于噴射器的噴射操作和實(shí)際噴射中的至少一個(gè)造成的壓力波動(dòng)模式。例
如，對(duì)于基于電磁閥的打開(kāi)/關(guān)閉來(lái)驅(qū)動(dòng)針(needle)的類(lèi)型的噴射器而言， 噴射操作是電磁閥的打開(kāi)/關(guān)閉動(dòng)作。實(shí)際噴射是通過(guò)噴射操作實(shí)際執(zhí)行的 噴射。
基本上，上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1的裝置僅利用感測(cè)公共軌道(蓄壓器)中的 壓力(即軌道壓力)的軌道壓力傳感器來(lái)控制噴射器的燃料壓力。在該裝 置中，在波動(dòng)從噴射器的噴射孔抵達(dá)公共軌道時(shí)或之前，由于噴射(包括 噴射操作)造成的壓力波動(dòng)得到衰減，并且不會(huì)表現(xiàn)為軌道壓力的波動(dòng)。 因此，利用這種裝置，很難以高精度感測(cè)由上述噴射造成的壓力波動(dòng)。
與此形成對(duì)比的是，根據(jù)本發(fā)明以上方面的裝置具有的燃料壓力傳感 器與軌道壓力傳感器(或設(shè)置于公共軌道附近的傳感器)相比對(duì)更靠近燃 料噴射孔的位置處的噴射壓力進(jìn)行感測(cè)。因此，可以在壓力波動(dòng)衰減之前 利用壓力傳感器適當(dāng)掌握由于噴射(包括噴射操作)造成的壓力波動(dòng)。因 此，利用這種裝置，可以基于利用燃料壓力感測(cè)部分依次感測(cè)到的燃料壓 力適當(dāng)調(diào)節(jié)致動(dòng)器工作信號(hào)，并可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚淇刂啤?br> 在一些情況下，構(gòu)成專(zhuān)利文獻(xiàn)1中描述的燃料噴射系統(tǒng)的燃料噴射控 制裝置設(shè)置有燃料脈動(dòng)減輕部分，該燃料脈動(dòng)減輕部分位于公共軌道和公 共軌道的燃料排出管路之間的連接中，用于減輕通過(guò)燃料排出管路傳播到 公共軌道的燃料脈動(dòng)，以便減輕公共軌道中的壓力脈動(dòng)并以穩(wěn)定壓力向噴 射器供應(yīng)燃料。在這種情況下，在噴射器的噴射孔中出現(xiàn)由于噴射(包括 噴射操作)造成的壓力波動(dòng)，并且該壓力波動(dòng)通過(guò)公共軌道燃料排出管路 向公共軌道傳播。燃料脈動(dòng)減輕部分減輕(衰減)壓力波動(dòng)所產(chǎn)生的燃料 脈動(dòng)。因此，對(duì)于這種構(gòu)造而言，難以基于公共軌道中的壓力(即軌道壓 力)正確地感測(cè)由于噴射(包括噴射操作)造成的壓力波動(dòng)模式。
與此相比，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，將所述燃料噴射控制裝置應(yīng)用于 一種具有蓄壓器、燃料脈動(dòng)減輕部分和至少一個(gè)燃料壓力傳感器的燃料噴
射系統(tǒng)，所述蓄壓器用于累積將要被供應(yīng)給所述噴射器的高壓燃料，所述 燃料脈動(dòng)減輕部分設(shè)置在所述蓄壓器和所述蓄壓器的燃料排出管路之間的 連接中，用于減輕通過(guò)燃料排出管路傳播到所述蓄壓器的燃料脈動(dòng)，而所 述燃料壓力傳感器用于在相對(duì)于燃料流方向而言位于所述燃料脈動(dòng)減輕部 分下游的預(yù)定點(diǎn)處對(duì)流經(jīng)燃料通道的內(nèi)部的燃料的壓力進(jìn)行感測(cè)，所述燃 料通道從所述蓄壓器延伸到所述噴射器的所述噴射孔。所述燃料壓力感測(cè) 部分通過(guò)基于所述燃料壓力傳感器的輸出依次感測(cè)所述燃料壓力來(lái)感測(cè)所 述燃料壓力波形。利用這種構(gòu)造，可以在燃料脈動(dòng)減輕部分減輕燃料脈動(dòng) 之前由燃料壓力傳感器感測(cè)壓力波動(dòng)模式。最終，能夠以高精度感測(cè)壓力 波動(dòng)模式。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述燃料脈動(dòng)減輕部分由節(jié)流口 (節(jié)流器)、 流量阻尼器或所述節(jié)流口和所述流量阻尼器的組合構(gòu)成。利用這種構(gòu)造， 可以適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)上述目的。此外，由于利用節(jié)流口或流量阻尼器減輕燃料 脈動(dòng)的技術(shù)已經(jīng)投入實(shí)際使用且具有實(shí)際的效果，因此具有高度實(shí)用性和 可靠性。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述燃料壓力傳感器設(shè)置在噴射器之內(nèi)或噴 射器附近。
由于燃料壓力傳感器的安裝位置更靠近噴射器的燃料噴射孔，因此能 夠通過(guò)燃料壓力傳感器的傳感器輸出以更高精度感測(cè)由噴射(包括噴射操 作)導(dǎo)致的壓力波動(dòng)模式。因此，為了以高精度感測(cè)壓力波動(dòng)模式，將燃 料壓力傳感器安裝在噴射器之內(nèi)或附近是有效的，如根據(jù)以上方面的構(gòu)造 中那樣。在這種情況下，如果將燃料壓力傳感器設(shè)置在噴射器的燃料進(jìn)口， 就改善了燃料壓力傳感器的可安裝性和維護(hù)性能，并能夠精確且較穩(wěn)定地 感測(cè)壓力。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在距噴射器的燃料噴射孔比距蓄壓器更近的 位置處，將燃料壓力傳感器設(shè)置在蓄壓器的燃料排出管路中。在根據(jù)本發(fā) 明以上方面的使用燃料壓力傳感器的裝置中，重要的是將傳感器設(shè)置在適 當(dāng)位置，該位置距噴射器比距蓄壓器更近的程度足以使在噴射器中引起的 壓力波動(dòng)在抵達(dá)該位置之前沒(méi)有被完全衰減。為此，最好將燃料壓力傳感 器設(shè)置在靠近噴射器的位置處。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述致動(dòng)器是壓電元件，其根據(jù)所施加的作 為致動(dòng)器工作信號(hào)的電壓的連續(xù)變化而連續(xù)改變其伸展-收縮量。
這種將壓電元件用作致動(dòng)器且能夠連續(xù)調(diào)節(jié)噴射速率的噴射器是公知 的。通過(guò)將根據(jù)以上方面的裝置應(yīng)用于這種噴射器，改善了該裝置的實(shí)用 性。此外，利用這種噴射器，可以連續(xù)控制噴射速率且可以實(shí)現(xiàn)例如靴形 噴射。靴形噴射在一次噴射中以階梯方式增大噴射速率。
根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)部分中的每一部分的功能可以通過(guò)一種具有由其構(gòu) 造確定的功能的硬件資源、 一種具有由程序確定的功能的硬件資源或這兩 種類(lèi)型的硬件資源的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些部分的功能不限于由物理上彼此獨(dú) 立的硬件資源所實(shí)現(xiàn)的功能。
本發(fā)明不僅可以被實(shí)現(xiàn)為涉及設(shè)備的發(fā)明，而且還可以被實(shí)現(xiàn)為涉及 程序的發(fā)明、涉及存儲(chǔ)該程序的存儲(chǔ)介質(zhì)的發(fā)明、以及涉及方法的發(fā)明。


通過(guò)研究以下詳細(xì)說(shuō)明、所附權(quán)利要求和附圖(它們都形成了本申請(qǐng) 的一部分)，將會(huì)理解實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)以及相關(guān)部分的操作方法和功 能。在附圖中
圖1是示出了包括根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料噴射控制裝置的系統(tǒng) 的圖示；
圖2是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的噴射器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面圖3是示出了用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)第一實(shí)施例的噴射器的驅(qū)動(dòng)單元的圖示；
圖4是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的噴射器的壓電元件的工作模式的時(shí)序
圖5是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的燃料噴射控制程序的流程的流程圖； 圖6是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的工作電流信號(hào)的產(chǎn)生模式的時(shí)序圖； 圖7是示出了在根據(jù)第一實(shí)施例的燃料噴射控制期間與噴射有關(guān)的參
數(shù)的變化范例的時(shí)序圖8是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的與燃料壓力采集和差分值計(jì)算有關(guān)的
程序的流程的流程圖9是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的噴射開(kāi)始時(shí)刻檢測(cè)程序的流程的流程
圖IOA到10C是用于可變地設(shè)置用于根據(jù)第一實(shí)施例檢測(cè)噴射開(kāi)始時(shí) 刻的閾值的圖11是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的噴射命令校正程序的流程的流程圖； 圖12是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的噴射命令校正處理的處理模式的時(shí)序
圖13是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的噴射命令校正處理的處理模式的時(shí)序
圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻檢測(cè)程 序的流程的流程圖15是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的噴射結(jié)束時(shí)刻檢測(cè)程序的流程的流程
圖16是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻檢測(cè)程序的流 程的流程圖17A和17B是用于可變地設(shè)置用于根據(jù)第二實(shí)施例檢測(cè)噴射速率降 低開(kāi)始時(shí)刻的返回時(shí)間的圖18是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的噴射命令校正程序的流程的流程圖19是示出了在根據(jù)第二實(shí)施例的噴射開(kāi)始時(shí)刻發(fā)生偏離的情況下噴 射速率波形和基本波形之間的關(guān)系的時(shí)序圖20是示出了在根據(jù)第二實(shí)施例的噴射結(jié)束時(shí)刻發(fā)生偏離的情況下噴 射速率波形和基本波形之間的關(guān)系的時(shí)序圖21是示出了在根據(jù)第二實(shí)施例的噴射速率波形的上升角發(fā)生偏離的 情況下噴射速率波形和基本波形之間的關(guān)系的時(shí)序圖22是示出了在根據(jù)第二實(shí)施例的噴射速率波形的下降角發(fā)生偏離的 情況下噴射速率波形和基本波形之間的關(guān)系的時(shí)序圖23是示出了根據(jù)第一或第二實(shí)施例的變型的工作電流信號(hào)的產(chǎn)生模 式的時(shí)序圖24是示出了根據(jù)第一或第二實(shí)施例的另一變型來(lái)計(jì)算噴射速率的積 分值的程序流程的流程圖25是示出了根據(jù)第一或第二實(shí)施例的另一變型的校正信號(hào)產(chǎn)生程序
的流程圖；以及
圖26是示出了根據(jù)第一或第二實(shí)施例的另一變型的校正信號(hào)產(chǎn)生程序
的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下文將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
例如，將根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料噴射裝置安裝在共軌燃料噴射 系統(tǒng)(高壓噴射燃料供應(yīng)系統(tǒng))中，用于控制作為汽車(chē)引擎的往復(fù)式柴油 機(jī)。亦即，與專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所述的裝置那樣，根據(jù)本實(shí)施例的裝置也是用 于柴油機(jī)的燃料噴射裝置，用于直接向柴油機(jī)(內(nèi)燃機(jī))的引擎汽缸內(nèi)的
燃燒室中進(jìn)行高壓燃料(例如噴射壓力為iooo大氣壓或更高的輕油)噴射
供應(yīng)(直接噴射供應(yīng))。
首先，將參考圖1來(lái)介紹根據(jù)本實(shí)施例的共軌燃料噴射系統(tǒng)的概況。
假設(shè)根據(jù)本實(shí)施例的引擎是用于四輪車(chē)輛的多缸引擎(例如直排四缸引
擎)。圖1中所示的噴射器20是汽缸#1、 #2、 #3和#4的噴射器，汽缸#1、 #2、 #3和#4從燃料箱10側(cè)開(kāi)始依次排列。
如圖1所示，通常，將系統(tǒng)構(gòu)造成使ECU60 (電子控制單元)從各種 傳感器獲取傳感器輸出(感測(cè)結(jié)果)并基于相應(yīng)的傳感器輸出來(lái)控制燃料 供應(yīng)裝置的驅(qū)動(dòng)。ECU60對(duì)構(gòu)成燃料供應(yīng)系統(tǒng)的各種裝置的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制， 以進(jìn)行反饋控制，使得引擎的燃料噴射壓力符合目標(biāo)值(目標(biāo)燃料壓力)， 由此控制(例如)柴油機(jī)的輸出(旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)矩)。在本實(shí)施例中，引擎 的燃料噴射壓力是每次由燃料壓力傳感器20a測(cè)量的燃料壓力。
構(gòu)成燃料供應(yīng)系統(tǒng)的裝置包括燃料箱10、燃料泵11和公共軌道12 (蓄 壓器)，這些裝置從燃料流上游側(cè)開(kāi)始依次排列。在這些裝置之中，經(jīng)由燃 料過(guò)濾器10b，管路10a將燃料箱10與燃料泵11連接。
燃料箱10是用于存儲(chǔ)目標(biāo)引擎的燃料(輕油)的油箱(容器)。燃料 泵11由低壓泵lla和高壓泵llb構(gòu)成，并且將燃料泵11構(gòu)造成，使得高壓 泵llb對(duì)低壓泵lla從燃料箱IO抽取的燃料進(jìn)行加壓并將其排出。設(shè)置在 燃料泵11的燃料吸入側(cè)上的吸入控制閥llc (SCV)對(duì)發(fā)送到高壓泵lib 的燃料泵送量和燃料泵11的最終燃料排出量進(jìn)行計(jì)量。亦即，燃料泵11
可以通過(guò)調(diào)節(jié)吸入控制閥lie的驅(qū)動(dòng)電流(最終調(diào)節(jié)閥打開(kāi)程度)來(lái)將泵 11的燃料排出量控制在期望值。該吸入控制閥llc例如是常開(kāi)式調(diào)節(jié)閥， 在斷電時(shí)它是打開(kāi)的。
構(gòu)成燃料泵ll的兩種泵中的低壓泵lla例如是由次擺線給料泵構(gòu)成的。 高壓泵lib例如是由柱塞式泵構(gòu)成的。將高壓泵lib構(gòu)造成利用偏心凸輪 (未示出)分別使預(yù)定柱塞(例如三個(gè)柱塞)沿其軸線方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從 而能夠在預(yù)定時(shí)刻依次泵送燃料，該燃料被發(fā)送到加壓室中。兩個(gè)泵lla、 llb都是由驅(qū)動(dòng)軸lld驅(qū)動(dòng)的。驅(qū)動(dòng)軸lld與作為目標(biāo)引擎的輸出軸的曲軸 21互鎖，并以與曲軸21的一次回轉(zhuǎn)成1/1、 1/2的比例旋轉(zhuǎn)。這樣，通過(guò)目 標(biāo)引擎的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)低壓泵lla和高壓泵llb。
燃料泵11通過(guò)燃料過(guò)濾器10b抽出燃料箱10中的燃料，并且通過(guò)管 路lie (高壓燃料通道)將燃料加壓饋送(泵送)到公共軌道12。燃料泵 11所泵送的燃料以高壓狀態(tài)累積在公共軌道12中，并且通過(guò)提供給相應(yīng)汽 缸的管路14 (高壓燃料通道)將累積的高壓燃料供應(yīng)給相應(yīng)汽缸的噴射器 20 (燃料噴射閥)。在該系統(tǒng)中，通過(guò)每個(gè)噴射器20直接向引擎的每個(gè)汽 缸中進(jìn)行由燃料泵11驅(qū)動(dòng)而泵送的燃料的噴射供應(yīng)(直接噴射供應(yīng))。根 據(jù)本實(shí)施例的引擎是四沖程引擎。亦即，在該引擎中， 一個(gè)燃燒循環(huán)由進(jìn) 氣沖程、加壓沖程、燃燒沖程和排氣沖程四個(gè)沖程構(gòu)成，這些沖程在720°CA 的周期中順次執(zhí)行。
每個(gè)噴射器20還與低壓燃料通道18相連，使得噴射器20能夠通過(guò)低 壓燃料通道18向燃料箱10返回燃料。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例的燃料供應(yīng)系統(tǒng)具有類(lèi)似于常規(guī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 然而，在根據(jù)本實(shí)施例的燃料噴射裝置中，燃料壓力傳感器20a (燃料通道 壓力傳感器)設(shè)置在每個(gè)噴射器20的附近，或者更具體而言，設(shè)置在相應(yīng) 汽缸#1-#4的每個(gè)噴射器20的燃料進(jìn)口處。利用這種構(gòu)造，可以以高精度 感測(cè)由噴射器20的噴射操作和實(shí)際噴射導(dǎo)致的壓力波動(dòng)模式。
接下來(lái)，將參考圖2來(lái)詳細(xì)描述噴射器20的結(jié)構(gòu)。圖2中示出了噴射 器20的詳細(xì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。基本上，四個(gè)噴射器20(#1) -20(#4)具有相同的結(jié) 構(gòu)(例如圖2中所示的結(jié)構(gòu))。每一個(gè)噴射器20都是使用燃燒燃料(即燃 料箱10中的燃料)的噴射器。
噴射器20具有由多個(gè)構(gòu)件構(gòu)成的閥體30a、 30b、 30c、 30d。在閥體30d 的尖端部分中形成了噴射孔32，該噴射孔32在閥體30d的內(nèi)部和噴射器 20的外部之間提供通路。作為閥構(gòu)件的針34、針止擋36和平衡活塞38位 于閥體30c、 30d的內(nèi)部，它們從噴射器20的尖端開(kāi)始依次排列，使得針
34、 針止擋36和平衡活塞38能夠沿著閥體30c、 30d的內(nèi)壁在軸線方向移 動(dòng)。從高壓燃料通道14 (參考圖l)向由針34和閥體30d內(nèi)壁界定的針室
35、 和平衡活塞38后側(cè)的平衡室39供應(yīng)高壓燃料。
背壓室41由針止擋36的與噴射孔32相對(duì)的一側(cè)上的面(在下文中稱(chēng) 為后側(cè))和閥體30c的內(nèi)壁界定，并且該背壓室41與低壓燃料通道18相 通(參考圖1)。將來(lái)自低壓燃料通道18的燃料供應(yīng)給背壓室41。在背壓 室41中提供彈簧40，用于使針止擋36朝向閥體30c的噴射孔32—側(cè)(在 下文中稱(chēng)為尖端側(cè))偏置。
針止擋36的位于噴射孔32 —側(cè)的面和閥體30c的內(nèi)壁界定了第一不 透油室42。第一不透油室42通過(guò)傳輸通道44與第二不透油室46相連，所 述第二不透油室46位于平衡活塞38的與噴射孔32相對(duì)的一側(cè)上。第一不 透油室42、傳輸通道44和第二不透油室46填充了燃料，該燃料作為傳輸 動(dòng)力的介質(zhì)。
第二不透油室46是由壓電活塞48的位于噴射孔32—側(cè)的面和閥體30b 的內(nèi)壁界定和形成的空間。壓電活塞48內(nèi)部容納了止回閥50，并且該壓電 活塞48被形成為使得能夠?qū)⑷剂蠌牡蛪喝剂贤ǖ?8供應(yīng)到第二不透油室 46。壓電活塞48與壓電活塞48后側(cè)的壓電元件52連接。
堆疊多層壓電元件52以形成一個(gè)層壓體(壓電堆)。壓電元件52因?yàn)?逆壓電效應(yīng)而伸展和收縮，從而起到致動(dòng)器的作用。壓電元件52是電容性 負(fù)載。在充電時(shí)，壓電元件52伸展，在放電時(shí)，壓電元件52收縮。根據(jù) 本實(shí)施例的壓電元件52使用由諸如PZT之類(lèi)的壓電材料制成的壓電元件。
在利用噴射器20進(jìn)行燃料噴射時(shí)，對(duì)壓電元件52供電。這樣，壓電 元件52伸展，并且壓電活塞48向噴射器尖端側(cè)(噴射孔32—側(cè))移動(dòng)。 結(jié)果，第二不透油室46、傳輸通道44和第一不透油室42中的燃料壓力增 大，最后，第一不透油室42中的燃料朝向噴射器后側(cè)推動(dòng)針止擋36的力 增大。如果該力與針室35中的高壓燃料朝向噴射器后側(cè)推動(dòng)噴嘴針34的
力之和超過(guò)了彈簧40的力和低壓燃料朝向噴射器尖端側(cè)推動(dòng)針止擋36的 力以及平衡室39中的高壓燃料朝向噴射器尖端側(cè)推動(dòng)平衡活塞38的后側(cè) 的力之和，則針34朝向噴射器后側(cè)移動(dòng)，并且噴射器20打開(kāi)。這樣，通 過(guò)噴射孔32將噴射器20內(nèi)的燃料噴射到外部。
當(dāng)停止噴射器20的燃料噴射時(shí)，將存儲(chǔ)在壓電元件52的電極之間的 靜電能量釋放掉。這樣，壓電元件52收縮，并且壓電活塞48朝向噴射器 后側(cè)移動(dòng)。結(jié)果，第二不透油室46、傳輸通道44和第一不透油室42中的 燃料壓力減小，最后，第一不透油室42中的燃料朝向噴射器后側(cè)推動(dòng)針止 擋36的力減小。如果該力與針室35中的高壓燃料朝向噴射器后側(cè)推動(dòng)噴 嘴針34的力之和降低到低于彈簧40的力和低壓燃料朝向噴射器尖端側(cè)推 動(dòng)針止擋36的力以及平衡室39中的高壓燃料朝向噴射器尖端側(cè)推動(dòng)平衡 活塞38的后側(cè)的力之和，貝ij向針34施加了朝向噴射器尖端側(cè)的力，最后 噴射器20關(guān)閉。這樣，噴射器20的燃料噴射停止。
在噴射器20中，針34朝向噴射器后側(cè)的位移量(即，往復(fù)運(yùn)動(dòng)量)， 即上升量，隨著壓電元件52的位移量不斷變化，并且最后隨著提供給上述 噴射器20的噴射命令而不斷變化。
接下來(lái)，將參考圖3詳細(xì)介紹對(duì)這種壓電元件52進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的驅(qū)動(dòng) 單元61的構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)單元61包括在ECU 60中，并且該驅(qū)動(dòng)單元61具有 驅(qū)動(dòng)電路70、用于控制該驅(qū)動(dòng)電路70的控制器71等。
如圖3所示，將電池62供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)單元61的電能提供給驅(qū)動(dòng)電路70 的DC-DC變換器72。 DC-DC變換器72是一種升壓電路，它將電池62的 電壓(例如12V)提升到高電壓(例如200到300V)，從而為壓電元件52 充電。
將DC-DC變換器72提升的電壓施加到電容器73。電容器73的端子連 接到DC-DC變換器72，電容器73的另一端子接地。如果將DC-DC變換 器72提升的電壓施加到電容器73，那么該電容器73對(duì)將要被供應(yīng)給壓電 元件52的靜電能量進(jìn)行存儲(chǔ)。
電容器73的高電勢(shì)端子(即，DC-DC變換器72—側(cè)上的端子)經(jīng)由 串聯(lián)連接的充電開(kāi)關(guān)74和充放電線圈75連接到壓電元件52的高電勢(shì)端子。 壓電元件52的低電勢(shì)端子接地。放電開(kāi)關(guān)76的端子連接在充電開(kāi)關(guān)74和
充放電線圈75之間，放電開(kāi)關(guān)76的另一端子接地。
二極管77與放電開(kāi)關(guān)76并聯(lián)連接，使得二極管77的正向與從地到電 容器73和充放電線圈75之間的點(diǎn)的方向一致。二極管77、電容器73、充 電開(kāi)關(guān)74和充放電線圈75構(gòu)成了為壓電元件52充電的斬波電路。二極管 77起到續(xù)流二極管的作用。
二極管78與充電開(kāi)關(guān)74并聯(lián)連接，使得二極管78的正向與從放電開(kāi) 關(guān)76到電容器73的方向一致。二極管78、電容器73、充放電線圈75和 放電開(kāi)關(guān)76構(gòu)成了用于釋放壓電元件52中存儲(chǔ)的靜電能量的斬波電路。 二極管78起到續(xù)流二極管的作用。
具有上述構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)電路70由控制器71控制。更具體而言，控制器 71基于來(lái)自計(jì)算部分63(用于執(zhí)行與包括稍后描述的圖5的處理S12和S13 在內(nèi)的噴射控制相關(guān)的計(jì)算的部分)的噴射命令、通過(guò)節(jié)點(diǎn)N1感測(cè)的壓電 元件52的電壓(工作電壓)和流經(jīng)壓電元件52并通過(guò)節(jié)點(diǎn)N2感測(cè)的電流 (工作電流)來(lái)控制充電開(kāi)關(guān)74和放電開(kāi)關(guān)76的導(dǎo)通和截止。來(lái)自上述 計(jì)算部分63的噴射命令信號(hào)包括噴射速率的基本波形(在圖5的S12中獲 得)、用于指示噴射時(shí)刻的噴射時(shí)刻信號(hào)(在圖5的S13中產(chǎn)生)等。以圖 4所示的模式進(jìn)行各種操作。在圖4中，部分(a)示出了充電開(kāi)關(guān)74的工 作模式的變化，部分(b)示出了放電開(kāi)關(guān)76的工作模式的變化，部分(c) 示出了壓電元件52的工作電流的變化，部分(d)示出了壓電元件52的工 作電壓的變化。
如圖4所示，在通過(guò)充電開(kāi)關(guān)74的導(dǎo)通-截止操作的斬波控制來(lái)升高和 降低工作電流的同時(shí)，為壓電元件52充電。更具體而言，充電開(kāi)關(guān)74的 導(dǎo)通操作(即開(kāi)關(guān)導(dǎo)通操作)形成了由電容器73、充電開(kāi)關(guān)74、充放電線 圈75和壓電元件52構(gòu)成的閉環(huán)電路。這樣，使用電容器73中存儲(chǔ)的靜電 能量來(lái)為壓電元件52充電。此時(shí)，流經(jīng)壓電元件52的電流升高。在充電 開(kāi)關(guān)74的導(dǎo)通操作之后執(zhí)行充電開(kāi)關(guān)74的截止操作(即開(kāi)關(guān)截止操作) 時(shí)，形成由充放電線圈75、壓電元件52和二極管77構(gòu)成的閉環(huán)電路。這 樣，將充放電線圈75的存儲(chǔ)能量充到壓電元件52中。此時(shí)，流經(jīng)壓電元 件52的電流降低。
執(zhí)行以上述模式操作充電開(kāi)關(guān)74的降壓斬波控制。這樣，壓電元件52
被充電，并且壓電元件52的高電勢(shì)端子處的電勢(shì)升高。充電開(kāi)始時(shí)刻由驅(qū) 動(dòng)脈沖信號(hào)的上升時(shí)刻來(lái)定義。
在通過(guò)放電開(kāi)關(guān)76的導(dǎo)通-截止操作的斬波控制來(lái)升高和降低工作電 流的同時(shí)，對(duì)壓電元件52放電。詳細(xì)地講，放電開(kāi)關(guān)76的導(dǎo)通操作形成 由放電開(kāi)關(guān)76、充放電線圈75和壓電元件52構(gòu)成的閉環(huán)電路。這樣，對(duì) 壓電元件52放電。此時(shí)，流經(jīng)壓電元件52的電流升高。在放電開(kāi)關(guān)76的 導(dǎo)通操作之后執(zhí)行放電開(kāi)關(guān)76的截止操作時(shí)，形成由電容器73、 二極管 78、充放電線圈75和壓電元件52構(gòu)成的閉環(huán)電路。這樣，將充放電線圈 75的存儲(chǔ)能量收集到電容器73中。
執(zhí)行以上述模式操作放電開(kāi)關(guān)76的升壓斬波控制。這樣，對(duì)壓電元件 52放電，并且壓電元件52的高電勢(shì)端子上的電勢(shì)降低。放電開(kāi)始時(shí)刻由驅(qū) 動(dòng)脈沖信號(hào)的下降時(shí)刻來(lái)定義。
作為系統(tǒng)中的電子控制單元，ECU60是進(jìn)行引擎控制的主要部分。ECU 60 (引擎控制ECU)具有公知的微機(jī)(未示出)。ECU 60基于上述各種傳 感器的感測(cè)信號(hào)掌握著目標(biāo)引擎的工作狀態(tài)和來(lái)自用戶(hù)的請(qǐng)求，并根據(jù)引 擎工作狀態(tài)和請(qǐng)求來(lái)操作吸入控制閥llc、噴射器20等。這樣，ECU 60以 對(duì)應(yīng)于當(dāng)前狀況的最佳模式執(zhí)行與引擎有關(guān)的各種控制?；旧希珽CU 60 中安裝的微機(jī)包括各種計(jì)算單元、存儲(chǔ)裝置、信號(hào)處理裝置、通信裝置、 電源電路等，例如用于執(zhí)行各種計(jì)算的CPU (基本處理單元)；RAM (隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器)，作為主存儲(chǔ)器，用于臨時(shí)存儲(chǔ)計(jì)算過(guò)程中的數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié) 果等；ROM(只讀存儲(chǔ)器)，作為程序存儲(chǔ)器；EEPROM (電可寫(xiě)非易失性 存儲(chǔ)器)，作為用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器；備份RAM(即使在ECU60的主電 源停止時(shí)也由備份電源一直供電的存儲(chǔ)器，備份電源例如是車(chē)載電池)；信 號(hào)處理裝置，例如A/D轉(zhuǎn)換器和時(shí)鐘生成電路；以及輸入/輸出端口，用于 從/向外界輸入/輸出信號(hào)。將與引擎控制相關(guān)的各種程序、控制圖(包括與 噴射特性感測(cè)和噴射命令校正相關(guān)的程序)等事先存儲(chǔ)在ROM中，并且將 各種控制數(shù)據(jù)(包括目標(biāo)引擎的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù))事先存儲(chǔ)在用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存 儲(chǔ)器(例如EEPROM)中。
在本實(shí)施例中，ECU60基于各種依次輸入的傳感器輸出(感測(cè)信號(hào)) 來(lái)計(jì)算這時(shí)應(yīng)在輸出軸(曲軸21)上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(請(qǐng)求轉(zhuǎn)矩)以及滿足請(qǐng)
求轉(zhuǎn)矩最終所需的燃料噴射量。這樣，ECU 60可變地設(shè)置噴射器20的燃 料噴射量，以便對(duì)通過(guò)每個(gè)汽缸(燃燒室)中的燃料燃燒所產(chǎn)生的指示轉(zhuǎn) 矩(生成轉(zhuǎn)矩)和實(shí)際輸出到輸出軸(曲軸21)的軸轉(zhuǎn)矩(輸出轉(zhuǎn)矩)進(jìn) 行控制。亦即，ECU 60將軸轉(zhuǎn)矩控制在請(qǐng)求轉(zhuǎn)矩。例如，ECU 60計(jì)算對(duì) 應(yīng)于引擎工作狀態(tài)的燃料噴射量、每次驅(qū)動(dòng)器對(duì)加速器的操作量等，并與 期望的噴射時(shí)刻相同步地輸出噴射控制信號(hào)，用于將等于所計(jì)算的燃料噴 射量的噴射燃料引導(dǎo)到噴射器20 。噴射器20基于噴射控制信號(hào)來(lái)噴射燃料。 這樣，將目標(biāo)引擎的輸出轉(zhuǎn)矩控制到目標(biāo)值。
眾所周知，在柴油機(jī)中，引擎的進(jìn)氣通道中設(shè)置的進(jìn)氣節(jié)流閥(節(jié)流 閥)在穩(wěn)定工作期間保持在基本完全打開(kāi)的狀態(tài)，以便增加新鮮空氣的量、 減少泵送損耗等。因此，在穩(wěn)定工作期間，控制燃料噴射量是燃燒控制(具 體而言為有關(guān)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的燃燒控制)的主要部分。
下文，將參考圖5來(lái)介紹根據(jù)本實(shí)施例的燃料噴射控制的基本處理流程。
隨時(shí)將在圖5所示的處理中使用的各種參數(shù)的值存儲(chǔ)在安裝于ECU60 中的存儲(chǔ)裝置(例如RAM、 EEPROM或備份RAM)中，并在需要時(shí)隨時(shí) 更新?；旧希ㄟ^(guò)由ECU60執(zhí)行ROM中存儲(chǔ)的程序，針對(duì)目標(biāo)引擎的 每個(gè)汽缸，以每個(gè)燃燒循環(huán)一次的頻率順次執(zhí)行圖5所示的一系列處理。 亦即，利用該程序，在一次燃燒循環(huán)期間對(duì)除不工作汽缸之外的所有汽缸 進(jìn)行燃料供應(yīng)。
如圖5所示，首先在一系列處理中的Sll (S表示"步驟")中，讀取預(yù) 定的參數(shù)，例如當(dāng)前引擎的旋轉(zhuǎn)速度(即，曲柄轉(zhuǎn)角傳感器22測(cè)量的實(shí)際 測(cè)量值)和燃料壓力(即，燃料壓力傳感器20a測(cè)量的實(shí)際測(cè)量值)，并且 還讀取此時(shí)由驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的加速器工作量ACCP (即，加速器傳感器24測(cè) 量的實(shí)際測(cè)量值)等。然后，在后面的S12中，基于在Sll中讀取的各種 參數(shù)(在必要時(shí)，還單獨(dú)計(jì)算因外部負(fù)載造成的包括損耗在內(nèi)的請(qǐng)求轉(zhuǎn)矩) 來(lái)設(shè)置噴射模式。
例如，基于ROM中存儲(chǔ)的預(yù)定參考圖(噴射控制圖或數(shù)學(xué)表示式)和 校正系數(shù)來(lái)獲得噴射模式。更具體而言，例如，通過(guò)試驗(yàn)等在預(yù)定參數(shù)(在 Sll中讀取)的預(yù)計(jì)范圍之內(nèi)事先獲得最佳噴射模式(適應(yīng)值)，并且將該
最佳噴射模式寫(xiě)在例如所述圖中。例如，所述噴射模式由諸如噴射階段數(shù) (即，在一次燃燒循環(huán)中執(zhí)行的噴射次數(shù))、每次噴射的燃料噴射時(shí)刻(即， 噴射時(shí)刻)和噴射速率的基本波形(例如，梯形或靴形)等參數(shù)來(lái)定義。 上述圖表示參數(shù)和最佳噴射模式之間的關(guān)系。
在后面的S13中，基于在S12中獲得的噴射模式(具體而言為上述噴 射時(shí)刻)產(chǎn)生噴射時(shí)刻信號(hào)(噴射命令)，來(lái)將噴射時(shí)刻提供給控制器71 (圖3)。在后面的S14中，使用與這樣產(chǎn)生的噴射模式相對(duì)應(yīng)的噴射信號(hào)。 亦即，在S14中，將噴射時(shí)刻信號(hào)連同在S12中獲得的基本波形一起輸出 到控制器71 (圖3)。這樣，控制器71產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于信號(hào)(噴射命令信號(hào)) 的工作電流信號(hào)(相當(dāng)于工作電流的目標(biāo)值)，并根據(jù)這樣產(chǎn)生的工作電流 信號(hào)來(lái)控制充電開(kāi)關(guān)74和放電開(kāi)關(guān)76 (圖3)的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)。這樣，控 制所述噴射器20的驅(qū)動(dòng)(更具體而言是有關(guān)于噴射的驅(qū)動(dòng))并將噴射速率 波形控制到(在S12中獲得的)上述基本波形。在噴射器20的驅(qū)動(dòng)控制后， 圖5所示的一系列處理就結(jié)束了。在本實(shí)施例中，通過(guò)一系列這樣的處理， 根據(jù)車(chē)輛狀態(tài)等，與主噴射一起任意執(zhí)行引燃噴射、預(yù)噴射、補(bǔ)噴射、后 期噴射等。
接下來(lái)，將參考圖6和圖7來(lái)介紹圖5中所示的這種處理的燃料噴射 控制的模式。
在圖6中，將噴射命令信號(hào)和由噴射命令信號(hào)產(chǎn)生的工作電流信號(hào)的 范例顯示為時(shí)間圖。該范例的基本波形呈現(xiàn)梯形形狀。在圖6中，部分(a) 表示在圖5的S13中產(chǎn)生的噴射時(shí)刻信號(hào)，部分(b)表示控制器71基于 上述噴射命令信號(hào)產(chǎn)生的工作電流信號(hào)，部分(c)表示在圖5的S12中獲 得的噴射速率的基本波形。
如圖6中的部分(c)所示，在該范例中，由圖6中的第一頂點(diǎn)P1到第 四頂點(diǎn)P4，即梯形的時(shí)刻t10、 t20、 t30、 t40和高度D來(lái)表示在圖5的S12 中獲得的基本波形。相當(dāng)于燃料噴射量的梯形面積Qc可以由下面的表達(dá)式 表示Qc=l/2xDx (Tl+T2)。在該表達(dá)式中，Tl表示從第二頂點(diǎn)P2到第 三頂點(diǎn)P3的時(shí)間段(即從t20到t30的時(shí)間段)(相當(dāng)于梯形的上底)，而 T2是從第一頂點(diǎn)Pl到第四頂點(diǎn)P4的時(shí)間段(即從t10到t40的時(shí)間段X相 當(dāng)于梯形的下底)。對(duì)于這種梯形噴射而言，面積Qc相當(dāng)于單次噴射的總噴射量的目標(biāo)值。
為了利用具有這種梯形形狀的噴射速率變化來(lái)確定進(jìn)行噴射的時(shí)刻
(噴射開(kāi)始時(shí)刻)，基于在S12中獲得的噴射模式的噴射時(shí)刻來(lái)在圖5的S13 中產(chǎn)生上述噴射時(shí)刻信號(hào)。亦即，根據(jù)基本波形定義的梯形(圖6的部分
(c))的第一頂點(diǎn)P1的時(shí)刻tlO被期望設(shè)置的時(shí)刻(噴射模式的噴射時(shí)刻) 來(lái)設(shè)置上述噴射時(shí)刻信號(hào)(圖6的部分(a))的上升時(shí)刻tpl。然而，實(shí)際 上，從輸出上升時(shí)刻tpl到開(kāi)始(執(zhí)行)噴射有延遲(例如延遲Td0)。因 此，事先預(yù)計(jì)到延遲，將上升時(shí)刻tpl設(shè)置得比時(shí)刻tlO被期望設(shè)置的時(shí)刻 早延遲Td0。
在圖5的S14中，基于上述噴射命令信號(hào)(基本波形和噴射時(shí)刻信號(hào)) 來(lái)產(chǎn)生上述工作電流信號(hào)。亦即，將上述噴射時(shí)刻信號(hào)(圖6的部分(a)) 的上升時(shí)刻tpl設(shè)置為充電(正)脈沖工作電流(參見(jiàn)圖4和圖6的部分(b)) 的開(kāi)始加電時(shí)刻。此外，根據(jù)上述基本波形的第三頂點(diǎn)P3的時(shí)刻t30來(lái)設(shè) 置放電(負(fù))脈沖工作電流(參見(jiàn)圖4和圖6的部分(b))的開(kāi)始加電時(shí) 刻tp2。然而，實(shí)際上，從放電脈沖工作電流流動(dòng)到噴射速率降低有延遲(例 如延遲TeO)。因此，預(yù)計(jì)到該延遲，將放電脈沖工作電流的開(kāi)始加電時(shí)刻 tp2設(shè)置在比時(shí)刻t30實(shí)際需要被設(shè)置的時(shí)刻早延遲TeO的時(shí)刻。
在實(shí)際的噴射速率波形中，對(duì)應(yīng)于圖6的部分(c)所示的第一頂點(diǎn)Pl 的角度ei的部分和對(duì)應(yīng)于第四頂點(diǎn)P4的角度02的部分隨著充電(正)脈 沖工作電流信號(hào)的脈沖寬度和放電(負(fù))脈沖工作電流信號(hào)的脈沖寬度而 分別變化(圖6的部分(b)所示)。因此，控制器71根據(jù)基本波形的角度 ei、 02 (它們被作為上述噴射命令信號(hào)來(lái)接收)可變地設(shè)置相應(yīng)工作電流 信號(hào)的脈沖寬度，即充電脈沖工作電流信號(hào)的脈沖寬度和放電脈沖工作電
流信號(hào)的脈沖寬度。更具體而言，隨著角度ei (噴射速率波形的上升角) 增大，將充電脈沖工作電流信號(hào)的脈沖寬度設(shè)置得更大。隨著角度e2 (噴 射速率波形的下降角)增大，將放電脈沖工作電流信號(hào)的脈沖寬度設(shè)置得 更大。
在實(shí)際的噴射速率波形中，對(duì)應(yīng)于從第二頂點(diǎn)P2到第三頂點(diǎn)P3 (圖6 的部分(c)中的上底)的穩(wěn)定時(shí)段的長(zhǎng)度Tl的部分隨著工作電流保持時(shí) 間段的長(zhǎng)度Tla (圖6的部分(b))的變化而變化，在工作電流保持時(shí)間段 中，充電脈沖工作電流信號(hào)和放電脈沖工作電流信號(hào)都保持在參考電平(即
零電平)。因此，控制器71根據(jù)基本波形中的穩(wěn)定時(shí)段的長(zhǎng)度T1 (它被作 為噴射命令信號(hào)來(lái)接收)可變地設(shè)置工作電流保持時(shí)間段的長(zhǎng)度Tla。更具 體而言，工作電流保持時(shí)間段的長(zhǎng)度Tla隨著長(zhǎng)度Tl的增大而增大。
圖7是時(shí)序圖，示出了在基于圖6所示的噴射命令信號(hào)和工作電流信 號(hào)執(zhí)行上述噴射器20的燃料噴射控制時(shí)與噴射相關(guān)的參數(shù)變化的范例。在 圖7中，部分(a)示出了噴射時(shí)刻信號(hào)，部分(b)示出了基于工作電流 信號(hào)而流經(jīng)壓電元件52的工作電流，部分(c)示出了施加到壓電元件52 的工作電壓，部分(d)示出了基于部分(b)所示的工作電流信號(hào)而執(zhí)行 的噴射的噴射速率IR (噴射速率波形)的變化。
如圖7所示，在進(jìn)行燃料噴射控制時(shí)，為了升高噴射速率波形，首先 基于上述控制器71 (圖3)產(chǎn)生的充電脈沖工作電流信號(hào)向充電開(kāi)關(guān)74 (圖 3)輸出表示多個(gè)正脈沖波形的工作電流(圖7的部分(b)所示)。結(jié)果， 用于為壓電元件52充電的工作電流開(kāi)始流動(dòng)，并且在從時(shí)刻t100到時(shí)刻 t101的時(shí)段內(nèi)，工作電壓上升。這樣，針34 (圖2)的上升量增大，并且 每單位時(shí)間通過(guò)噴射孔32 (圖2)噴射的燃料量增大，即噴射速率IR增大。 結(jié)果，獲得了圖6的部分(c)所示的基本波形(梯形)中的從第一頂點(diǎn)P1 到第二頂點(diǎn)P2的部分。
之后，在從時(shí)刻tl01到時(shí)刻tl02的時(shí)段中，充電脈沖信號(hào)和放電脈沖 信號(hào)都保持在參考電平(零電平)，以便獲得對(duì)應(yīng)于基本波形(梯形)的上 底的部分(即圖6的部分(c)中的從第二頂點(diǎn)P2到第三頂點(diǎn)P3的穩(wěn)定時(shí) 段)。
然后，為了降低噴射速率波形，基于上述控制器71 (圖3)產(chǎn)生的放 電脈沖工作電流信號(hào)向放電開(kāi)關(guān)76 (圖3)輸出表示多個(gè)負(fù)脈沖波形的工 作電流(圖7的部分(b)所示)。結(jié)果，伴隨壓電元件52中存儲(chǔ)的靜電能 量的釋放的工作電流開(kāi)始流動(dòng)，并且在從時(shí)刻tl02到時(shí)刻t103的時(shí)段中工 作電壓下降。這樣，針34 (圖2)的上升量下降，并且每單位時(shí)間通過(guò)噴 射孔32 (圖2)噴射的燃料量下降，即噴射速率IR下降。結(jié)果，獲得了圖 6的部分(c)所示的基本波形(梯形)中的從第三頂點(diǎn)P3到第四頂點(diǎn)P4 的部分。
這樣，通過(guò)圖5中的處理S14可以獲得對(duì)應(yīng)于基本波形的梯形噴射速 率波形。
在本實(shí)施例中，在進(jìn)行上述噴射控制的同時(shí)，基于燃料壓力傳感器20a 的輸出來(lái)感測(cè)伴隨著目標(biāo)噴射器20 (預(yù)定汽缸的噴射器)的預(yù)定噴射而發(fā) 生的燃料壓力波動(dòng)的變化(即燃料壓力波形)。然后，基于這樣感測(cè)的燃料 壓力波形來(lái)檢測(cè)與預(yù)定噴射相關(guān)的時(shí)刻(在本實(shí)施例中為噴射開(kāi)始時(shí)刻)。 基于該時(shí)刻的檢測(cè)值，在執(zhí)行預(yù)定噴射期間計(jì)算將一次噴射的總噴射量近 似等于相同參數(shù)的參考值的工作信號(hào)。利用該工作信號(hào)來(lái)操作壓電元件52 (圖2)。更具體而言，為了補(bǔ)償由于噴射開(kāi)始時(shí)刻的偏差而導(dǎo)致的總噴射 量誤差，實(shí)時(shí)地校正基于上述噴射模式的噴射結(jié)束時(shí)刻(圖5中的S12)。 這樣，將當(dāng)前執(zhí)行的噴射的噴射結(jié)束時(shí)刻設(shè)置在適當(dāng)時(shí)刻(基于壓電元件 52的工作信號(hào)來(lái)設(shè)置該噴射結(jié)束時(shí)刻)，并將從噴射開(kāi)始到噴射結(jié)束的總噴 射量控制在期望值(參考值)。
接下來(lái)，將參考圖8到圖10來(lái)詳細(xì)介紹在基于燃料壓力傳感器20a的 輸出來(lái)檢測(cè)噴射開(kāi)始時(shí)刻時(shí)的模式。
在檢測(cè)噴射時(shí)刻時(shí)，首先獲取燃料壓力傳感器20a的輸出，然后利用 該輸出計(jì)算燃料壓力P在每個(gè)時(shí)刻的一階差分值dP和二階差分值ddP。圖 8是流程圖，示出了關(guān)于數(shù)據(jù)采集(獲得并存儲(chǔ)傳感器輸出；學(xué)習(xí)處理)和 差分值計(jì)算的一系列處理?；旧?，通過(guò)由ECU60執(zhí)行ROM中存儲(chǔ)的程 序以預(yù)定間隔(例如以20psec的間隔)順次執(zhí)行圖8所示的一系列處理。
如圖8所示，在一系列處理中，首先在S21中獲取燃料壓力傳感器20a 的輸出。在后面的S22中，計(jì)算壓力的一階差分值dP，即壓力值P的先前 值和當(dāng)前值之差(即dP-P (當(dāng)前)-P (先前))。在后面的S23中，.計(jì)算壓 力的二階差分值ddP，即一階差分值dP的先前值和當(dāng)前值之差(即ddP=dP (當(dāng)前)-dP (先前))。然后，在后面的S24中，存儲(chǔ)相應(yīng)數(shù)據(jù)P、 dP、 ddP 并結(jié)束一系列處理。
圖9是示出了程序流程的流程圖，該程序用于基于在圖8的S23中計(jì) 算的壓力的二階差分值ddP來(lái)檢測(cè)噴射開(kāi)始時(shí)刻tl (對(duì)應(yīng)于圖6中的時(shí)刻 tlO的時(shí)刻)。同樣由ECU60以預(yù)定周期(例如以20 psec的間隔)順次執(zhí) 行該程序。如圖9所示，在一系列處理中，首先在S31中，判斷是否已經(jīng)輸出了 噴射命令(開(kāi)始加電命令)以及是否還未檢測(cè)到關(guān)于預(yù)定噴射的噴射開(kāi)始 時(shí)刻tl。僅當(dāng)在S31中判定已經(jīng)輸出了噴射命令并且尚未檢測(cè)到關(guān)于噴射 的噴射開(kāi)始時(shí)刻tl時(shí)，執(zhí)行S32的處理。亦即，滿足S31的條件的時(shí)間段 對(duì)應(yīng)于噴射開(kāi)始時(shí)刻tl的檢測(cè)時(shí)間段。
在S32中，判斷在圖8的S23中計(jì)算的壓力的二階差分值ddP是否小 于預(yù)定閾值K1 (即是否ddP〈Kl)。
將閾值K1設(shè)置為小于0的值(即KKO)，即負(fù)值。在設(shè)置值K1時(shí)， 基于通過(guò)試驗(yàn)等事先獲得的多幅圖可變地設(shè)置值K1。這對(duì)應(yīng)于這樣的現(xiàn)象 伴隨噴射開(kāi)始而發(fā)生的壓力下降的傾斜度隨著恰在噴射前的燃料壓力、噴 射執(zhí)行時(shí)刻和汽缸壓力而變化。亦即，隨著壓力下降的傾斜度變得陡峭， 將閾值K1設(shè)置為更小的值(即，在負(fù)值側(cè)的更大值)。
圖10A的圖示出了燃料壓力水平P (即燃料壓力傳感器20a測(cè)量的實(shí) 際測(cè)量值)與試驗(yàn)等獲得的閾值K1的適應(yīng)值(即最佳值)之間的關(guān)系。如 圖10A所示，根據(jù)該圖，在燃料壓力水平P到達(dá)收斂點(diǎn)(在該范例中為 80MPa)之前，隨著燃料壓力水平P升高，閾值K1被設(shè)置為更小的值。如 果燃料壓力水平P到達(dá)了收斂點(diǎn)，則閾值Kl相對(duì)于燃料壓力水平P的增加 的下降程度變得很小。
圖10B的圖示出了噴射執(zhí)行時(shí)刻與試驗(yàn)等獲得的閾值K1的適應(yīng)值(即 最佳值)之間的關(guān)系。將噴射執(zhí)行時(shí)刻作為發(fā)送給噴射器20的噴射開(kāi)始命 令所表示的噴射開(kāi)始命令時(shí)刻來(lái)加以檢測(cè)，或者更具體而言，作為噴射命 令脈沖的上升時(shí)刻(即開(kāi)始加電時(shí)刻)來(lái)加以檢測(cè)。如圖IOB所示，根據(jù) 該圖，隨著噴射執(zhí)行時(shí)刻越來(lái)越靠近TDC (上死點(diǎn))，將閾值K1設(shè)置為越 來(lái)越小的值。
圖10C的圖示出了目標(biāo)引擎的汽缸內(nèi)壓力(即，例如汽缸壓力傳感器 測(cè)量的實(shí)際測(cè)量值)與試驗(yàn)等獲得的閾值K1的適應(yīng)值(即最佳值)之間的 關(guān)系。如圖IOC所示，根據(jù)該圖，隨著汽缸壓力升高，將閾值K1設(shè)置為越 來(lái)越小的值。
這樣，在本實(shí)施例中，根據(jù)壓力下降的傾斜度可變地設(shè)置閾值K1。這 樣，能夠以高精度檢測(cè)壓力下降并且最終以高精度檢測(cè)噴射開(kāi)始時(shí)刻tl。
在時(shí)刻tl的檢測(cè)期間，反復(fù)執(zhí)行S32中的處理。如果在S32中判定壓 力的二階差分值ddP不小于閾值Kl ，則結(jié)束圖9的一系列處理。如果在S32 中判定壓力的二階差分值ddP小于閾值Kl，則在后面的S33中將當(dāng)前時(shí)刻 作為噴射開(kāi)始時(shí)刻tl存儲(chǔ)在預(yù)定存儲(chǔ)裝置中。
這樣，在本實(shí)施例中，將發(fā)生壓力下降(該壓力下降伴隨著噴射開(kāi)始 而出現(xiàn))的時(shí)刻，或者最終的噴射開(kāi)始時(shí)刻tl作為壓力的二階差分值ddP 從大于閾值K1一側(cè)移動(dòng)到小于閾值K1一側(cè)的時(shí)刻(交叉點(diǎn))加以檢測(cè)。 利用這種檢測(cè)方案，可以適當(dāng)?shù)卣莆丈鲜鰤毫ο陆?，并且最終能夠以高精 度檢測(cè)噴射開(kāi)始時(shí)刻。
圖ll是示出了程序(噴射命令校正程序)的流程的流程圖，該程序基 于執(zhí)行噴射開(kāi)始時(shí)刻計(jì)算程序計(jì)算得到的噴射開(kāi)始時(shí)刻來(lái)校正上述噴射命 令信號(hào)(具體而言為基本波形)。在基于該程序的處理中，首先在S41中， 判斷圖9的處理獲得的噴射開(kāi)始時(shí)刻tl是否偏離對(duì)應(yīng)的參考時(shí)刻(圖6中 所示的時(shí)刻t10)。僅在判定發(fā)生偏離的時(shí)候，才執(zhí)行S42的處理。具體而 言，在S41中，判斷噴射開(kāi)始時(shí)刻tl偏離對(duì)應(yīng)參考時(shí)刻t10的偏差Tdl是 否大于閾值Kll。
在S42中，基于噴射開(kāi)始時(shí)刻tl偏離對(duì)應(yīng)參考時(shí)刻t10的偏差Tdl來(lái) 校正噴射命令信號(hào)，使總噴射量近似等于對(duì)應(yīng)的參考值。更具體而言，例 如，根據(jù)噴射開(kāi)始時(shí)刻tl的偏差來(lái)校正噴射命令信號(hào)，以將基本波形中的 穩(wěn)定時(shí)段Tl (相當(dāng)于圖6的部分(c)中所示的梯形的上底)延長(zhǎng)或縮短 Tdl的量。這樣，在控制器71 (圖3)中，延長(zhǎng)或縮短了工作電流信號(hào)的工 作電流保持時(shí)間段Tla (圖6的部分(b)所示)。結(jié)果，將噴射結(jié)束時(shí)刻的 參考時(shí)刻t30 (圖6的部分(c)所示)調(diào)節(jié)(改變)Tdl的量。這樣，通過(guò) 調(diào)節(jié)噴射結(jié)束時(shí)刻可以使總噴射量近似等于對(duì)應(yīng)的參考值。
例如，如圖12的部分(a)所示，在噴射開(kāi)始時(shí)刻tl相對(duì)于對(duì)應(yīng)的參 考時(shí)刻tlO延遲Tdl的量時(shí)，將基本波形中的穩(wěn)定時(shí)段T1 (梯形的上底) 延長(zhǎng)該延遲Tdl 。結(jié)果，延長(zhǎng)了工作電流保持時(shí)間段Tla (圖6的部分(b)), 且噴射結(jié)束時(shí)刻的參考時(shí)刻t30延遲了Tdl的量。這樣，通過(guò)如圖13的部 分(c)所示那樣延遲放電脈沖工作電流信號(hào)的產(chǎn)生時(shí)刻(從虛線到實(shí)線)， 可以如圖12的部分(b)所示那樣補(bǔ)償由于噴射開(kāi)始時(shí)刻tl的延遲所導(dǎo)致
的噴射量降低AQc (由圖12的部分(a)中的陰影區(qū)域表示)。結(jié)果，可以 將總噴射量Qc調(diào)節(jié)到對(duì)應(yīng)的參考值。
上述本實(shí)施例獲得例如如下顯著效果。
(1) 將用于控制向引擎噴射供應(yīng)燃料的燃料噴射控制裝置(用于引擎控 制的ECU 60)應(yīng)用于噴射器20，該噴射器20具有形成有燃料噴射孔32的 閥體30a-30d、容納于閥體中以打開(kāi)/關(guān)閉噴射孔32的針34以及壓電元件 52，該壓電元件52用于驅(qū)動(dòng)針34，使得針34往復(fù)運(yùn)動(dòng)并能夠根據(jù)發(fā)送給 壓電元件52的噴射命令信號(hào)對(duì)表示每單位時(shí)間的燃料噴射量的噴射速率連 續(xù)調(diào)節(jié)。燃料噴射控制裝置具有程序(圖8的S21)，該程序用于對(duì)表示伴 隨著噴射器20的預(yù)定噴射發(fā)生的燃料壓力波動(dòng)的變化的燃料壓力波形進(jìn)行 感測(cè)，并且燃料噴射控制裝置還具有另一程序(圖11的S42)，該程序基于 由上述程序感測(cè)的燃料壓力波形來(lái)計(jì)算壓電元件52的噴射命令信號(hào)，以使 一次噴射的總噴射量近似等于相應(yīng)的參考值。
利用這種構(gòu)造，可以基于燃料壓力波形容易而適當(dāng)?shù)貙⒛繕?biāo)噴射的總 噴射量近似等于相應(yīng)的參考值。在各種噴射器之中，根據(jù)本實(shí)施例的裝置 專(zhuān)門(mén)使用能夠連續(xù)調(diào)節(jié)噴射速率的往復(fù)驅(qū)動(dòng)型噴射器。對(duì)于這種噴射器20， 可以基于發(fā)送到噴射器20的噴射命令信號(hào)來(lái)精確控制噴射器20的噴射特 性。此外，這種噴射器20已經(jīng)部分投入實(shí)際使用，并且其實(shí)用性已經(jīng)得到 證實(shí)。這樣，根據(jù)上述構(gòu)造，能夠根據(jù)每次的噴射特性以高實(shí)用性執(zhí)行適 當(dāng)?shù)娜剂蠂娚淇刂啤?br> (2) 在執(zhí)行預(yù)定噴射期間，該裝置在圖11的處理中計(jì)算與當(dāng)前執(zhí)行的 噴射相關(guān)的噴射命令信號(hào)(發(fā)送到壓電元件52的噴射命令)的校正值。該 裝置具有程序(圖11的S42)，該程序在執(zhí)行預(yù)定噴射期間利用所計(jì)算的噴 射命令信號(hào)的校正值來(lái)校正與當(dāng)前執(zhí)行的預(yù)定噴射相關(guān)的噴射命令信號(hào)。 利用這種構(gòu)造，能夠以高度的同時(shí)性(即實(shí)時(shí))感測(cè)與上述預(yù)定噴射相關(guān) 的噴射特性(相當(dāng)于壓力變化)。最后，可以通過(guò)基于(例如)先前感測(cè)的 壓力變化調(diào)節(jié)后面的噴射操作來(lái)補(bǔ)償先前時(shí)刻處的誤差。
(3) 在連接部分12a (節(jié)流口)的噴射器20 —側(cè)提供燃料壓力傳感器 20a。這樣，可以在節(jié)流口減輕燃料脈動(dòng)之前利用燃料壓力傳感器20a感測(cè) 壓力波動(dòng)模式。最終，能夠以高精度感測(cè)壓力波動(dòng)模式。
(4) 省去了通常附著于公共軌道12上的軌道壓力傳感器，從而能夠確 保公共軌道12附近具有寬的空間。即使省去了軌道壓力傳感器，在具有上 述燃料壓力傳感器20a的結(jié)構(gòu)中也能夠基于燃料壓力傳感器20a的傳感器輸
出適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行通常的燃料噴射控制。
(5) 在圖8的處理中，以足夠短的間隔(20 pec)依次獲取上述燃料壓 力傳感器20a的傳感器輸出，從而利用傳感器輸出繪制壓力變化波形的輪 廓。這樣，能夠以高精度適當(dāng)?shù)馗袦y(cè)上述燃料壓力波形(即壓力波動(dòng)模式)。
(6) 向汽缸#1-#4的噴射器20的每一個(gè)燃料進(jìn)口提供燃料壓力傳感器 20a。這樣，改善了燃料壓力傳感器20a的可安裝性和維護(hù)性能，并可以精 確而相對(duì)穩(wěn)定地感測(cè)壓力。
接下來(lái)，將描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。
在第二實(shí)施例中，對(duì)于實(shí)際噴射的噴射速率波形，基于上述燃料壓力 傳感器20a的輸出還可以感測(cè)除噴射開(kāi)始時(shí)刻之外的各種時(shí)刻以及各時(shí)刻 的噴射速率?；谒袦y(cè)的時(shí)刻和噴射速率來(lái)感測(cè)與噴射相關(guān)的噴射速率 波形。此外，計(jì)算用于使所感測(cè)的噴射速率波形近似于上述基本波形(圖6 的部分(c))的工作電流信號(hào)，即供應(yīng)給上述壓電元件52 (圖2)的工作 信號(hào)(致動(dòng)器工作信號(hào))。然而，在本實(shí)施例中，在計(jì)算時(shí)執(zhí)行的預(yù)定噴射 的執(zhí)行期間不設(shè)置所計(jì)算的工作電流信號(hào)。亦即，如果在預(yù)定噴射的噴射 結(jié)束之后執(zhí)行某噴射，則將如此計(jì)算的工作電流信號(hào)設(shè)置為關(guān)于與預(yù)定噴 射相同類(lèi)型的某噴射的命令。例如，該某噴射是噴射模式(在圖5的S12 的參考圖中定義)與預(yù)定噴射的噴射模式相同或相似的噴射。更具體而言， 當(dāng)在隨后的燃燒循環(huán)中再次執(zhí)行相同種類(lèi)的噴射時(shí)，通過(guò)更新圖5的S12 的校正系數(shù)，在S12中獲得反映校正系數(shù)的噴射模式。這樣，可以在長(zhǎng)時(shí) 間段內(nèi)獲得適當(dāng)?shù)膰娚涿睢?br> 首先，參考圖14到圖17，將詳細(xì)介紹用來(lái)感測(cè)除與上述噴射速率波形 相關(guān)的噴射開(kāi)始時(shí)刻之外的各種時(shí)刻的模式，或者更具體而言，將詳細(xì)介 紹用來(lái)感測(cè)與該噴射速率波形相關(guān)的最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻、噴射速率降 低開(kāi)始時(shí)刻和噴射結(jié)束時(shí)刻以及各時(shí)刻的噴射速率的模式?；旧?，通過(guò) 由ECU60執(zhí)行ROM中存儲(chǔ)的程序(或多個(gè)程序)以預(yù)定間隔(例如以20 pisec的間隔)順次執(zhí)行圖中所示的一系列處理。在本實(shí)施例中也順次執(zhí)行
上述圖8和圖9中的一系列處理，用于以與第一實(shí)施例相同的模式檢測(cè)噴 射開(kāi)始時(shí)刻。同樣，在檢測(cè)除噴射開(kāi)始時(shí)刻之外的其它時(shí)刻的情況下，基 于圖8的處理所計(jì)算和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)P、 dP、 ddP來(lái)檢測(cè)目標(biāo)時(shí)刻。
圖14是示出了根據(jù)本實(shí)施例的最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻檢測(cè)程序的流程 的流程圖。亦即，該程序檢測(cè)最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻(對(duì)應(yīng)于圖6的部分 (c)中的時(shí)刻t20的時(shí)刻)。
在基于該程序的一系列處理中，首先在S51中判斷是否已經(jīng)檢測(cè)出噴 射開(kāi)始時(shí)刻tl以及是否仍未檢測(cè)到有關(guān)上述噴射的最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻 t2。僅當(dāng)在S51中判定已檢測(cè)出噴射開(kāi)始時(shí)刻tl且尚未檢測(cè)出最大噴射速 率達(dá)到時(shí)刻t2的時(shí)候，執(zhí)行S52的處理。亦即，滿足S51的條件的時(shí)間段 對(duì)應(yīng)于上述最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2的檢測(cè)時(shí)間段。
在S52中，判斷在圖8的S22中計(jì)算的壓力的"階差分值dP的先前值 是否小于O (dP (先前)<0)以及壓力的一階差分值dP的當(dāng)前值是否等于 或大于預(yù)定閾值K2 (即dP (當(dāng)前)^K2)。閾值K2可以為固定值和可變 值之一。將閾值K2設(shè)置為大于0的值，即正值(K2〉0)。
在時(shí)刻t2的檢測(cè)期間反復(fù)執(zhí)行S52中的處理。如果在S52中未判定dP (先前)O且dP (當(dāng)前)^K2，則結(jié)束圖14的一系列處理。如果判定dP (先前)<0且dP (當(dāng)前)^K2，則在后面的S53中將當(dāng)前時(shí)刻作為最大 噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2存儲(chǔ)在預(yù)定存儲(chǔ)裝置(例如EEPROM、備份RAM等) 中。此外，還將時(shí)刻t2處的燃料壓力和最終的噴射速率IR—起存儲(chǔ)在同一 存儲(chǔ)裝置中。從時(shí)刻tl開(kāi)始的燃料壓力P的降低量對(duì)應(yīng)于在時(shí)刻t2處的噴 射速率IR。
這樣，在本實(shí)施例中，將噴射開(kāi)始處引起的燃料壓力P的陡峭降低結(jié) 束且燃料壓力P穩(wěn)定的時(shí)刻，或者最終的最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2作為壓 力的一階差分值dP從小于閾值K2的一側(cè)移動(dòng)到大于閾值K2的一側(cè)的時(shí) 刻(交叉點(diǎn))加以檢測(cè)。利用這種檢測(cè)方案，可以適當(dāng)掌握燃料壓力穩(wěn)定 的上述時(shí)刻并且最終能夠以高精度對(duì)最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2進(jìn)行檢測(cè)。
圖15是示出了噴射結(jié)束時(shí)刻檢測(cè)程序的流程的流程圖。亦即，該程序 檢測(cè)噴射結(jié)束時(shí)刻(對(duì)應(yīng)于圖6的部分(c)中的時(shí)刻t40的時(shí)刻)。
在基于該程序的一系列處理中，首先在S61中判斷是否已經(jīng)檢測(cè)出最
大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2以及是否仍未檢測(cè)到有關(guān)上述噴射的噴射結(jié)束時(shí)刻 t4。僅當(dāng)在S61中針對(duì)該噴射判定已檢測(cè)出最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2且尚 未檢測(cè)出噴射結(jié)束時(shí)刻t4的時(shí)候，執(zhí)行S62的噴射處理。亦即，滿足S61 的條件的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于上述噴射結(jié)束時(shí)刻t4的檢測(cè)時(shí)間段。
在S62中，判斷在圖8的S22中計(jì)算的壓力的一階差分值dP的先前值 是否大于0 (dP (先前)>0)以及壓力的一階差分值dP的當(dāng)前值是否等于 或小于預(yù)定閾值K3 (即dP (當(dāng)前)《K3)。閾值K3可以為固定值和可變 值之一。將閾值K3設(shè)置為小于0的值(<0)，即負(fù)值。
在噴射結(jié)束時(shí)刻t4的檢測(cè)時(shí)間段中，反復(fù)執(zhí)行S62的處理。如果在S62 中未判定dP (先前)>0ldP (當(dāng)前)《K3，則結(jié)束圖15的一系列處理。 如果判定dP (先前)〉0且dP (當(dāng)前)《K3，則在后面的S63中將當(dāng)前時(shí) 刻作為噴射結(jié)束時(shí)刻t4存儲(chǔ)在預(yù)定存儲(chǔ)裝置(例如EEPROM、備份RAM 等)中。此外，還將時(shí)刻t4處的燃料壓力和最終的噴射速率IR—起存儲(chǔ)在 同一存儲(chǔ)裝置中。
這樣，在本實(shí)施例中，將伴隨著噴射器關(guān)閉結(jié)束而發(fā)生的燃料壓力P 的陡峭增大和燃料壓力P的脈動(dòng)開(kāi)始的時(shí)刻，或者最終的噴射結(jié)束時(shí)刻t4 作為壓力的一階差分值dP從大于閾值K3的一側(cè)移動(dòng)到小于閾值K3的一 側(cè)的時(shí)刻(交叉點(diǎn))加以檢測(cè)。利用這種檢測(cè)方案，可以適當(dāng)?shù)卣莆丈鲜?壓力波動(dòng)模式的變化，并且最終能以高精度檢測(cè)噴射結(jié)束時(shí)刻。
圖16是示出了噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻檢測(cè)程序的流程的流程圖。亦即， 該程序檢測(cè)噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻(對(duì)應(yīng)于圖6的部分(c)中的時(shí)刻t30 的時(shí)刻)。
在基于該程序的一系列處理中，首先在S71中判斷是否己經(jīng)檢測(cè)出噴 射結(jié)束時(shí)刻t4以及是否仍未檢測(cè)到有關(guān)上述噴射的噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻 t3。僅當(dāng)在S71中針對(duì)該噴射判定已檢測(cè)出噴射結(jié)束時(shí)刻t4且尚未檢測(cè)出 噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻t3的時(shí)候，執(zhí)行S72的處理。
在S72中，將噴射速率在達(dá)到最大噴射速率之后開(kāi)始下降的時(shí)刻t3作 為比噴射結(jié)束時(shí)刻t4早預(yù)定返回時(shí)間Tc的時(shí)刻加以檢測(cè)(即t3=t4-Tc)。 在后面的S73中，在預(yù)定存儲(chǔ)裝置(例如EEPROM、備份RAM等)中存 儲(chǔ)噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻t3。此外，還將時(shí)刻t3處的燃料壓力和最終的噴
射速率IR —起存儲(chǔ)在同一存儲(chǔ)裝置中。
基于事先通過(guò)試驗(yàn)等獲得的多幅圖(例如圖17A和圖17B中所示的圖) 可變地設(shè)置返回時(shí)間Tc。這對(duì)應(yīng)于這種現(xiàn)象，即，從噴射速率開(kāi)始降低直 到噴射終止的時(shí)間段隨著恰在噴射之前的燃料壓力P (即，在壓力穩(wěn)定時(shí)的 燃料壓力水平)和噴射時(shí)間段而變化。
圖17A是示出了燃料壓力水平P (即，燃料壓力傳感器20a測(cè)量的實(shí) 際測(cè)量值)與通過(guò)試驗(yàn)等獲得的返回時(shí)間Tc的適應(yīng)值(g卩，最佳值)之間 的關(guān)系的圖。如圖17A所示，根據(jù)該圖，隨著燃料壓力水平P (即，參考 壓力)升高，將返回時(shí)間Tc設(shè)置得更短。
圖17B是示出了噴射時(shí)間段(例如被感測(cè)為噴射命令的脈沖寬度TQ) 與通過(guò)試驗(yàn)等獲得的返回時(shí)間Tc的適應(yīng)值(即最佳值)之間的關(guān)系的圖。 如圖17B所示，根據(jù)該圖，隨著噴射時(shí)間段的延長(zhǎng)，將返回時(shí)間Tc設(shè)置為 更長(zhǎng)的時(shí)間。
這樣，在本實(shí)施例中，基于與噴射結(jié)束時(shí)刻t4的相對(duì)位置關(guān)系，感測(cè) 噴射速率在達(dá)到上述最大噴射速率之后開(kāi)始下降的時(shí)刻，其中該噴射結(jié)束 時(shí)刻t4是通過(guò)基于噴射結(jié)束時(shí)刻檢測(cè)程序(參見(jiàn)圖15)的處理所檢測(cè)到的。 利用這種檢測(cè)方案，能夠以高精度檢測(cè)噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻t3。
如圖14到圖17所示，根據(jù)本實(shí)施例的裝置具有分別用于檢測(cè)預(yù)定噴 射中的噴射開(kāi)始時(shí)刻tl、最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2、噴射速率降低開(kāi)始時(shí) 刻t3和噴射結(jié)束時(shí)刻t4以及相應(yīng)時(shí)刻處的噴射速率的程序。盡管未示出， 該裝置還具有用于基于所述時(shí)刻和所述噴射速率來(lái)感測(cè)相關(guān)參數(shù)的程序。 相關(guān)參數(shù)包括第一頂點(diǎn)Pl的上升角eia (與圖6的部分(c)所示的角度ei 相對(duì)應(yīng)的角度)、第四頂點(diǎn)P4的下降角62a (與圖6的部分(c)所示的角 度02相對(duì)應(yīng)的角度)和最大噴射速率(與圖6的部分(c)中所示的梯形 的高度D相對(duì)應(yīng)的噴射速率)。該裝置基于上述各種參數(shù)來(lái)執(zhí)行與上述噴射 器20相關(guān)的預(yù)定噴射校正?？梢詫⑸鲜鲎畲髧娚渌俾首鳛榈诙旤c(diǎn)P2處 的噴射速率、第三頂點(diǎn)P3處的噴射速率、從頂點(diǎn)P2到頂點(diǎn)P3的穩(wěn)定時(shí)段 中任意時(shí)刻處的噴射速率或該穩(wěn)定時(shí)段中多個(gè)時(shí)刻的噴射速率平均值加以 計(jì)算。
根據(jù)本實(shí)施例的噴射命令校正程序基于各種參數(shù)與對(duì)應(yīng)參考值(例如
參見(jiàn)圖6的部分(c)，頂點(diǎn)P1—P4的位置和角度)的偏差來(lái)在預(yù)定噴射之 后校正噴射中的壓電元件52的工作信號(hào)(工作電流信號(hào))。更具體而言， 通過(guò)更新圖5的S12的校正系數(shù)來(lái)校正工作電流信號(hào)。
接下來(lái)，參考圖18，對(duì)以下這種處理進(jìn)行介紹，該處理基于噴射速率 波形與相應(yīng)基本波形的偏差、利用噴射命令校正程序來(lái)校正發(fā)送到上述噴 射器20的噴射命令信號(hào)(壓電元件52的操作量)。圖18是示出了根據(jù)本 實(shí)施例的噴射命令校正程序的流程的流程圖。該程序是以預(yù)定時(shí)間間隔(例 如以每個(gè)燃燒循環(huán))執(zhí)行的。
在圖18中所示的S81中，基于上述時(shí)刻檢測(cè)處理檢測(cè)到的噴射開(kāi)始時(shí) 刻tl 、最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2、噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻t3和噴射結(jié)束時(shí) 刻t4來(lái)判斷噴射速率波形是否偏離對(duì)應(yīng)的參考波形。
例如，對(duì)于噴射開(kāi)始時(shí)刻tl的偏差，在S81中判斷第三頂點(diǎn)P3和第四 頂點(diǎn)P4是否分別與參考波形的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)重合，以及判斷第一頂點(diǎn)Pl和第 二頂點(diǎn)P2是否與平行于時(shí)間軸的參考波形的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)偏離了可容許的水平 或更多(參見(jiàn)圖6的每個(gè)頂點(diǎn))。亦即，當(dāng)基于圖6的部分(c)所示的基 本波形進(jìn)行噴射時(shí)，在一些情況下，如圖19所示，在(實(shí)線所示的)噴射 速率波形和對(duì)應(yīng)的(鏈線所示的)基本波形之間第一頂點(diǎn)P1的上升角相同 時(shí)，噴射開(kāi)始時(shí)刻發(fā)生偏差(即，時(shí)刻tlO和時(shí)刻tl之間的偏差)。因此， 在S81中，檢測(cè)存在/不存在這種時(shí)刻。當(dāng)在S81中判定存在這種時(shí)刻偏差 時(shí)，在S82中校正命令信號(hào)，使得充電脈沖工作電流信號(hào)(圖6的部分(b)) 根據(jù)噴射開(kāi)始時(shí)刻的偏差Tdl而平行于時(shí)間軸移動(dòng)。這樣，壓電元件52的 充電時(shí)間段平行于時(shí)間軸移動(dòng)，并且校正了噴射開(kāi)始時(shí)刻。
對(duì)于噴射結(jié)束時(shí)刻t4的偏差，在S81中判斷第一頂點(diǎn)Pl和第二頂點(diǎn) P2是否分別與參考波形的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)重合，以及判斷第三頂點(diǎn)P3和第四頂點(diǎn) P4是否與平行于時(shí)間軸的參考波形的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)偏離(參見(jiàn)圖6的每個(gè)頂 點(diǎn))。亦即，當(dāng)基于圖6的部分(c)所示的基本波形進(jìn)行噴射時(shí)，在一些 情況下，如圖20所示，在(實(shí)線所示的)噴射速率波形和對(duì)應(yīng)的(鏈線所 示的)基本波形之間第四頂點(diǎn)P4的下降角相同時(shí)，在噴射速率達(dá)到最大噴 射速率之后開(kāi)始下降的時(shí)刻處(或在噴射結(jié)束時(shí)刻t40、 t4處)出現(xiàn)偏差。 因此，在S81中，檢測(cè)存在/不存在這種時(shí)刻偏差。當(dāng)在S81中判定存在這
種時(shí)刻偏差時(shí)，在S83中校正噴射命令信號(hào)，使得放電脈沖工作電流信號(hào) (圖6的部分(b))根據(jù)噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻的偏差Td2而平行于時(shí)間 軸移動(dòng)。這樣，壓電元件52中止充放電的時(shí)間段平行于時(shí)間軸移動(dòng)(改變)， 并且校正了噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻。
對(duì)于第一頂點(diǎn)Pl的上升角eia的偏差，在S81中判斷角度eia與對(duì)應(yīng) 參考值之間的偏差是否大于可容許水平(例如預(yù)定值)。亦即，當(dāng)基于圖6 的部分(c)所示的基本波形進(jìn)行噴射時(shí)，在一些情況下，如圖21所示， 在(實(shí)線所示的)噴射速率波形和對(duì)應(yīng)的(鏈線所示的)基本波形之間第 一頂點(diǎn)P1的上升角出現(xiàn)偏差(即，角度ei和角度eia之間的偏差)。因此， 在S81中，檢測(cè)存在/不存在這種角度偏差。當(dāng)在S81中判定存在這種角度 偏差時(shí)，在S84中校正噴射命令信號(hào)，以根據(jù)噴射速率波形的上升角的偏 差來(lái)增大或減小充電脈沖工作電流信號(hào)的脈沖寬度(圖6的部分(b))。可 以通過(guò)增大充電脈沖工作電流信號(hào)的脈沖寬度來(lái)增大第一頂點(diǎn)Pl的上升 角。這樣，校正了噴射速率波形的上升角。
對(duì)于第四頂點(diǎn)P4的下降角e2a的偏差，在S81中判斷角度02a與對(duì)應(yīng) 參考值之間的偏差是否大于可容許水平(例如預(yù)定值)。亦即，當(dāng)基于圖6 的部分(c)所示的基本波形進(jìn)行噴射時(shí)，在一些情況下，如圖22所示， 在(實(shí)線所示的)噴射速率波形和對(duì)應(yīng)的(鏈線所示的)基本波形之間第 四頂點(diǎn)P4的下降角出現(xiàn)偏差(即，角度02和角度e2a之間的偏差)。因此， 在S81中，檢測(cè)存在/不存在這種角度偏差。當(dāng)在S81中判定存在這種角度 偏差時(shí)，在S85中校正噴射命令信號(hào)，以增大或減小放電脈沖工作電流信 號(hào)的脈沖寬度(圖6的部分(b))?？梢酝ㄟ^(guò)增大放電脈沖工作電流信號(hào)的 脈沖寬度來(lái)增大第四頂點(diǎn)P4的下降角。這樣，校正了噴射速率波形的下降 角。
對(duì)于最大噴射速率的偏差，在S81中判斷(實(shí)線表示的)噴射速率波 形和對(duì)應(yīng)的(鏈線表示的)基本波形之間的最大噴射速率的偏差是否大于 可容許的水平(例如預(yù)定值)。當(dāng)在S81中判定存在這種噴射速率偏差時(shí)， 在S86中校正噴射命令信號(hào)，以增加或減少充電脈沖工作電流信號(hào)的脈沖 數(shù)。這樣校正了最大噴射速率。
如上所述，在本實(shí)施例中，校正發(fā)送到噴射器20的噴射命令信號(hào)(壓
電元件52的操作量)，以便使噴射速率波形近似于對(duì)應(yīng)的基本波形。
除了第一實(shí)施例的效果(3)到(8)之外，上述本實(shí)施例還獲得了如 下顯著效果。
(7) 將用于控制向引擎噴射供應(yīng)燃料的燃料噴射控制裝置(用于引擎控 制的ECU 60)應(yīng)用于噴射器20，該噴射器20具有形成有燃料噴射孔32的 閥體30a-30d、容納于閥體中以打開(kāi)/關(guān)閉噴射孔32的針34、以及壓電元件 52，該壓電元件52用于驅(qū)動(dòng)針34，使得針34往復(fù)運(yùn)動(dòng)并能夠根據(jù)發(fā)送給 壓電元件52的噴射命令信號(hào)來(lái)對(duì)表示每單位時(shí)間的燃料噴射量的噴射速率 進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。燃料噴射控制裝置具有程序(圖8的S21)，該程序用于對(duì) 表示伴隨著噴射器20的預(yù)定噴射發(fā)生的燃料壓力波動(dòng)變化的燃料壓力波形 進(jìn)行感測(cè)，并且燃料噴射控制裝置還具有另一程序(圖18的S82到S86)， 該程序基于由上述程序感測(cè)的燃料壓力波形來(lái)計(jì)算壓電元件52的噴射命令 信號(hào)，以使噴射速率波形近似于對(duì)應(yīng)的基本波形。
利用這種構(gòu)造，可以基于燃料壓力波形容易而適當(dāng)?shù)貙⒛繕?biāo)噴射的噴 射速率波形近似于相應(yīng)的基本波形。在各種噴射器之中，根據(jù)本實(shí)施例的 裝置專(zhuān)門(mén)使用能夠連續(xù)調(diào)節(jié)噴射速率的往復(fù)驅(qū)動(dòng)型噴射器。對(duì)于這種噴射 器20，可以基于發(fā)送到噴射器20的噴射命令信號(hào)精確控制噴射器20的噴 射特性。此外，這種噴射器20已經(jīng)部分投入實(shí)際使用，并且其實(shí)用性已經(jīng) 得到證實(shí)。因此，根據(jù)上述構(gòu)造，能夠根據(jù)每次的噴射特性以高實(shí)用性進(jìn) 行適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚淇刂啤?br> (8) 在計(jì)算噴射速率波形與對(duì)應(yīng)的基本波形之間的偏差并在計(jì)算時(shí)執(zhí) 行的預(yù)定噴射的噴射結(jié)束之后執(zhí)行與預(yù)定噴射相同類(lèi)型的某噴射的情況 下，如果噴射速率波形有偏差(圖18的S81)，則根據(jù)偏差來(lái)校正與所述某 噴射相關(guān)的噴射命令信號(hào)(圖18的S82到S86)。對(duì)于這種構(gòu)造而言，將利 用獲得的關(guān)于預(yù)定噴射的噴射速率波形的偏差所計(jì)算的校正值應(yīng)用到隨后 執(zhí)行的相同種類(lèi)的噴射，由此適當(dāng)?shù)馗纳茋娚涮匦?。這樣，通過(guò)連續(xù)產(chǎn)生 噴射命令信號(hào)，同時(shí)向噴射命令信號(hào)施加這種反饋，可以在長(zhǎng)時(shí)間段上執(zhí) 行適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚洹?br> 例如，可以按照下面所述來(lái)修改上述實(shí)施例。
在上述第一實(shí)施例中，為了補(bǔ)償預(yù)定噴射的總噴射量(相當(dāng)于噴射速
率波形的面積)的誤差，基于同一噴射的噴射開(kāi)始時(shí)刻的偏差來(lái)校正噴射 結(jié)束時(shí)刻?；蛘?，例如，基于噴射開(kāi)始時(shí)刻的偏差，可以校正除噴射開(kāi)始 時(shí)刻之外的后續(xù)時(shí)刻，例如最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻或噴射速率降低開(kāi)始時(shí)
刻(圖6的部分(c)中的時(shí)刻t20或t30)?；蛘?，例如，基于除噴射開(kāi)始 時(shí)刻之外的其它時(shí)刻(例如最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻)的偏差，可以對(duì)預(yù)定 的后續(xù)時(shí)刻(例如噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻)進(jìn)行校正。在調(diào)節(jié)總噴射量時(shí) 的校正處理中，作為改變時(shí)刻的替代，可以校正該時(shí)刻的噴射速率。亦即， 當(dāng)偏差(誤差)出現(xiàn)在與目標(biāo)噴射相關(guān)的預(yù)定時(shí)刻時(shí)，通過(guò)根據(jù)預(yù)定時(shí)刻 的偏差調(diào)節(jié)該預(yù)定時(shí)刻之后的波形來(lái)使總噴射量近似等于期望值(參考 值)。
在第二實(shí)施例中，調(diào)節(jié)所述壓電元件52的工作信號(hào)，以便使噴射開(kāi)始 時(shí)刻tl、噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻t3、噴射速率波形的上升角ei、噴射速率 波形的下降角02和最大噴射速率D全部都近似等于對(duì)應(yīng)的參考值。或者， 可以?xún)H調(diào)節(jié)這些參數(shù)的一部分。
在上述實(shí)施例的描述中，假設(shè)噴射速率的基本波形是梯形?；蛘?，可 以將任意圖形用作基本波形。然而，為了提供能夠反映一般噴射器特性的 非常實(shí)用性的構(gòu)成，采用以下圖形之一作為基本波形都是有效的三角形、 梯形和矩形，或者三種形狀的至少一種形狀的多個(gè)進(jìn)行組合的圖。作為典 型范例，除了上述梯形形狀之外，還公知的有矩形形狀、三角形形狀(德 耳塔形狀)、靴形形狀(相當(dāng)于兩個(gè)梯形的組合)等。圖23中示出了靴形 基本波形的范例。
在上述實(shí)施例的描述中，假設(shè)噴射速率的基本波形是梯形。或者，可 以將靴形波形設(shè)置為上述噴射速率的基本波形。圖23中示出了靴形基本波 形的范例。
如圖23所示，通過(guò)定位靴形的六個(gè)頂點(diǎn)Plb到P6b (即，時(shí)刻tl0b、 t20b、 t30b、 t40b、 t50b、 t60b)、中間階段(穩(wěn)定時(shí)段)的高度Dl (中間噴 射速率)以及靴形的上方階段(穩(wěn)定時(shí)段)的高度D2來(lái)定義該范例的基本 波形。在該基本波形中，高度D2對(duì)應(yīng)于最大噴射速率。
同樣在這種情況下，與第一實(shí)施例一樣，在執(zhí)行預(yù)定噴射期間，可以 計(jì)算用于使一次噴射的總噴射量近似等于同一參數(shù)的參考值的工作信號(hào)，
并可以利用該工作信號(hào)來(lái)操作壓電元件52 (圖2)。例如，根據(jù)噴射開(kāi)始時(shí) 刻的偏差(即，圖23b的部分(c)中所示的參考時(shí)刻tlO和其感測(cè)值之間 的偏差)可變地設(shè)置壓電元件52的工作信號(hào)(噴射命令信號(hào))。這樣，為 了補(bǔ)償噴射開(kāi)始時(shí)刻的偏差，可以通過(guò)延長(zhǎng)或縮短與圖23中所示的噴射速 率波形中的邊P2b-P3b或邊P4b-P5b相對(duì)應(yīng)的部分來(lái)調(diào)節(jié)噴射結(jié)束時(shí)刻。最 終可以使實(shí)際總噴射量近似等于基本波形的總噴射量(相當(dāng)于面積)。
同樣，在靴形基本波形的情況下，與第二實(shí)施例一樣，可以感測(cè)關(guān)于 預(yù)定噴射的噴射速率波形，并且可以計(jì)算工作電流信號(hào)，即，發(fā)送給上述 壓電元件52 (圖2)的用于使所感測(cè)的噴射速率波形近似于上述基本波形 (圖23的部分(c))的工作信號(hào)(致動(dòng)器工作信號(hào))。然后，在預(yù)定噴射 結(jié)束后執(zhí)行的某噴射時(shí)，可以將工作信號(hào)設(shè)置為關(guān)于和預(yù)定噴射相同種類(lèi) 的某噴射的命令。例如，該某噴射是噴射模式(在圖5的S12的參考圖中 定義)與預(yù)定噴射的噴射模式相同或相似的噴射。
例如，在噴射開(kāi)始時(shí)刻(與圖23的部分(c)中所示的參考時(shí)刻tlOb 相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻)、中間噴射速率達(dá)到時(shí)刻(與圖23中所示的參考時(shí)刻t20b 相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻)、噴射速率在達(dá)到中間噴射速率之后開(kāi)始增加的時(shí)刻(與圖 23中的參考時(shí)刻t30b相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻)、最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻(與圖23中 所示的參考時(shí)刻t40b相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻)、噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻(與圖23中 所示的參考時(shí)刻t50b相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻)和相應(yīng)時(shí)刻的噴射速率中，可以感測(cè) 必要的參數(shù)，并可以分別計(jì)算感測(cè)值和對(duì)應(yīng)參考值之間的偏差(相當(dāng)于實(shí) 際噴射速率波形和基本波形之間的偏差)。然后，為了補(bǔ)償該偏差，例如可 以通過(guò)更新圖5的S12中的校正系數(shù)可變地設(shè)置后續(xù)噴射中的壓電元件52 的工作信號(hào)(噴射命令信號(hào))。結(jié)果，可以使噴射速率波形近似于基本波形。
可以計(jì)算從噴射開(kāi)始時(shí)刻tl到預(yù)定噴射中的預(yù)定時(shí)刻的噴射速率的積 分值或其相關(guān)值。然后，可以基于積分值或相關(guān)值與對(duì)應(yīng)參考值之間的偏 差來(lái)設(shè)置同一噴射中上述預(yù)定時(shí)刻之后的壓電元件52的工作信號(hào)(噴射命 令信號(hào))。這種控制的范例示于圖24和圖25中。圖24示出了用于計(jì)算噴 射速率IR的積分值的程序。圖25是示出了校正信號(hào)產(chǎn)生程序的流程的流 程圖。以預(yù)定的時(shí)間間隔(例如以20psec的時(shí)間間隔)在預(yù)定噴射期間順 次執(zhí)行這些程序。將圖中所示的處理中使用的各種參數(shù)的值依次存儲(chǔ)在安
裝于ECU 30中的存儲(chǔ)裝置中，例如RAM、 EEPROM或備份RAM,并在 需要時(shí)隨時(shí)進(jìn)行更新。
在圖24所示的S91中，判斷目標(biāo)噴射(預(yù)定噴射)是否開(kāi)始。當(dāng)在S91 中判定噴射開(kāi)始時(shí)，該過(guò)程進(jìn)行到S92的處理。當(dāng)在S91中判定該噴射未 開(kāi)始時(shí)，結(jié)束程序的執(zhí)行。
在S92中，利用當(dāng)前時(shí)間的燃料壓力(燃料壓力傳感器20a測(cè)量的實(shí) 際測(cè)量值)來(lái)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間的噴射速率IR。例如，利用預(yù)定的計(jì)算公式計(jì) 算噴射速率IR?；旧?，當(dāng)伴隨噴射出現(xiàn)的燃料壓力下降增大時(shí)，噴射速 率IR增大。在后續(xù)的S93中，通過(guò)對(duì)噴射速率IR積分來(lái)計(jì)算噴射速率IR 的積分值IRint (iRint (當(dāng)前)=IRint (先前)+IR)。
在S94中，判斷目標(biāo)噴射是否結(jié)束。更具體而言，例如，順次執(zhí)行圖 15的處理，并判斷是否該處理檢測(cè)出噴射結(jié)束時(shí)刻t4。如果在S94中判定 所述噴射未結(jié)束，則按照原樣結(jié)束該程序的執(zhí)行。如果判定所述噴射結(jié)束， 則在S95中將積分值IRint設(shè)置為零(IRint=0)，然后結(jié)束程序的執(zhí)行。
通過(guò)反復(fù)執(zhí)行上述處理，在從噴射開(kāi)始到噴射結(jié)束的時(shí)段中，順次更 新積分值IRint并為目標(biāo)噴射存儲(chǔ)所述積分值IRint，其中所述積分值IRint 表示從噴射開(kāi)始到當(dāng)前時(shí)間的時(shí)段中的總噴射量。亦即，利用這種程序， 可以計(jì)算從噴射開(kāi)始時(shí)刻tl到預(yù)定噴射中的預(yù)定時(shí)刻的噴射速率的積分 值。
在圖25所示的S101中，判斷是否達(dá)到了最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2。 圖25中的IRmax表示最大噴射速率。如果判定達(dá)到了最大噴射速率達(dá)到時(shí) 刻t2，則該過(guò)程進(jìn)行到S102的處理。如果判定未達(dá)到最大噴射速率達(dá)到時(shí) 刻t2，則結(jié)束該程序的執(zhí)行。
在S102中，判斷圖24的處理所計(jì)算的積分值IRint與對(duì)應(yīng)參考值之間 的偏差MRint是否大于預(yù)定閾值K12。如果判定該偏差A(yù)IRint大于閾值 K12,則該過(guò)程進(jìn)行到S103的處理。如果判定該偏差A(yù)IRint等于或小于閾 值K12，則結(jié)束該程序的執(zhí)行。
在S103中，產(chǎn)生與積分值的偏差A(yù)IRint相對(duì)應(yīng)的校正信號(hào)(用于校正 噴射速率波形的信號(hào))。例如，對(duì)噴射速率降低開(kāi)始時(shí)刻或噴射結(jié)束時(shí)刻進(jìn) 行校正。這樣，可以基于在從每次噴射的噴射開(kāi)始時(shí)刻tl到最大噴射速率
達(dá)到時(shí)刻t2的時(shí)段中的噴射量來(lái)調(diào)節(jié)最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2之后的噴射 速率IR。最后，可以使積分值IRint和一次噴射的總噴射量近似等于期望值。
這里，例如，參考以下這種情況，在該情況中，基于直到時(shí)刻t2的噴 射量來(lái)調(diào)節(jié)最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻t2之后的噴射速率IR。然而，上述積分 值IRint的偏差A(yù)IRint的判斷點(diǎn)不限于上述最大噴射速率達(dá)到時(shí)刻。相反， 可以使用從噴射開(kāi)始到噴射結(jié)束的時(shí)段中的任意時(shí)刻。
可以計(jì)算在預(yù)定噴射中的預(yù)定時(shí)刻處的噴射速率(例如最大噴射速率) 與對(duì)應(yīng)參考值之間的偏差，并可以基于噴射速率的偏差來(lái)設(shè)置同一噴射中 的預(yù)定時(shí)刻之后壓電元件的工作信號(hào)(噴射命令信號(hào))。圖26用流程圖示 出了這種校正信號(hào)產(chǎn)生程序的范例。在預(yù)定噴射中以預(yù)定間隔(例如20 psec)順次執(zhí)行該程序。將圖26所示處理中使用的各種參數(shù)的值順次存儲(chǔ) 在安裝于ECU 60中的存儲(chǔ)裝置中，例如RAM、 EEPROM或備份RAM， 并在需要時(shí)隨時(shí)進(jìn)行更新。
在圖26所示的S111中，利用當(dāng)前時(shí)間的燃料壓力(燃料壓力傳感器 20a測(cè)量的實(shí)際測(cè)量值)來(lái)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間的噴射速率IR。例如，利用預(yù)定 的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算噴射速率IR。基本上，當(dāng)伴隨噴射出現(xiàn)的燃料壓力下降 增大時(shí)，噴射速率IR增大。在后續(xù)的S112中，判斷Slll中計(jì)算的噴射速 率IR與對(duì)應(yīng)參考值的偏差A(yù)IR是否大于閾值K13。例如，基于基本波形可 變地設(shè)置參考值。參考圖6或圖23的基本波形，如果判定偏差A(yù)IR大于閾 值K13，則該過(guò)程進(jìn)行到S113的處理。如果判定該偏差A(yù)IR等于或小于閾 值K13，則結(jié)束該程序的執(zhí)行。在S,113中，產(chǎn)生與噴射速率IR的偏差A(yù)IR 相對(duì)應(yīng)的校正信號(hào)。這樣，將每次噴射中的噴射速率IR反饋到壓電元件52 的工作信號(hào)。利用這種構(gòu)造，可以使噴射速率IR的波形近似于期望波形。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，采用了包括適應(yīng)值的適應(yīng)圖(在圖5的S12 中使用)，適應(yīng)值是通過(guò)試驗(yàn)等事先確定的?；蛘撸绻Ｕ稻哂谐浞挚?靠性，則可以采用不需要適應(yīng)圖的構(gòu)造，即無(wú)適應(yīng)構(gòu)造。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，將用于感測(cè)燃料壓力的燃料壓力傳感器20a (燃料壓力傳感器)附著于上述噴射器20的燃料進(jìn)口。或者，可以將燃料 壓力傳感器20a設(shè)置在噴射器20的內(nèi)部(例如，設(shè)置在圖2所示的噴射孔 20f的附近)?？梢允褂萌我鈹?shù)量的燃料壓力傳感器。例如可以為一個(gè)汽缸
的燃料流通道提供兩個(gè)或更多個(gè)傳感器。在上述每一個(gè)實(shí)施例中，為每個(gè)
汽缸提供燃料壓力傳感器20a。或者，可以?xún)H在一部分汽缸(例如一個(gè)汽缸) 中設(shè)置傳感器，并且可以將基于傳感器輸出的估計(jì)用于其它汽缸。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，在連接部分12a中設(shè)置節(jié)流口，以減輕公共 軌道12中的壓力脈動(dòng)?；蛘?，可以設(shè)置流量阻尼器(燃料脈動(dòng)減輕裝置) 來(lái)替代節(jié)流口，或者設(shè)置的流量阻尼器與節(jié)流口一起來(lái)減輕公共軌道12中 的壓力脈動(dòng)。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，以20psec的間隔(即周期)依次采集上述燃 料壓力傳感器20a的傳感器輸出?？梢栽谀軌蛘莆丈鲜鰤毫Σ▌?dòng)趨勢(shì)的范 圍內(nèi)任意改變采集間隔。然而，根據(jù)發(fā)明人進(jìn)行的試驗(yàn)，短于50網(wǎng)ec的間 隔是有效的。
除上述燃料壓力傳感器20a之外，為該裝置提供用于感測(cè)公共軌道12 中的壓力的軌道壓力傳感器也是有效的。利用這種構(gòu)造，除了由上述燃料 壓力傳感器20a測(cè)量的壓力測(cè)量值之外，還可以獲得公共軌道12中的壓力 (軌道壓力)。結(jié)果，能夠以更高的精度感測(cè)燃料壓力。
還可以根據(jù)用途等任意修改作為控制目標(biāo)的引擎的種類(lèi)和系統(tǒng)配置。
在上述每一個(gè)實(shí)施例中，將本發(fā)明應(yīng)用于作為范例的柴油機(jī)?；旧?， 例如，還可以通過(guò)類(lèi)似方式將本發(fā)明應(yīng)用于火花點(diǎn)火式汽油機(jī)(具體而言， 直接噴射式引擎)等。例如，直接噴射式汽油機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)具有存儲(chǔ) 高壓狀態(tài)的燃料(汽油)的輸送管路。在該系統(tǒng)中，將燃料從燃料泵泵送 到輸送管路，并且通過(guò)噴射器將輸送管路中的高壓燃料噴射供應(yīng)到引擎燃 燒室中。在該系統(tǒng)中，該輸送管路對(duì)應(yīng)于蓄壓器。
不僅可以將根據(jù)本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)應(yīng)用于直接將燃料噴射到汽缸中 的噴射器，而且還可以將根據(jù)本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)應(yīng)用于將燃料噴射到引 擎的進(jìn)入通道或排出通道的噴射器，以便控制燃料噴射壓力等。
目標(biāo)噴射器不限于圖2所示的噴射器，而是任意噴射器，只要該噴射 器能夠連續(xù)調(diào)節(jié)噴射速率即可。
當(dāng)將這種構(gòu)造變化應(yīng)用于上述實(shí)施例和修改中的每一個(gè)時(shí)，最好根據(jù) 實(shí)際構(gòu)造將上述各種處理(程序)的細(xì)節(jié)適當(dāng)更改為最優(yōu)形式(作為設(shè)計(jì) 的改變)。
在上述實(shí)施例和修改中的每一個(gè)中，假設(shè)使用各種軟件(程序)?；蛘撸?可以利用諸如專(zhuān)用電路等硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的功能。
盡管已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為是最實(shí)際且優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但 要理解的是，本發(fā)明不限于所披露的實(shí)施例，而是相反，本發(fā)明旨在涵蓋 所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)包括的各種修改和等價(jià)設(shè)置。
權(quán)利要求
1、一種應(yīng)用于噴射器的燃料噴射控制裝置，該噴射器具有形成有燃料噴射孔的閥體；容納在所述閥體中的閥構(gòu)件，用于打開(kāi)和關(guān)閉所述噴射孔；以及致動(dòng)器，所述致動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述閥構(gòu)件，使得所述閥構(gòu)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且所述噴射器被構(gòu)造成能夠根據(jù)發(fā)送給所述致動(dòng)器的致動(dòng)器工作信號(hào)來(lái)對(duì)表示每單位時(shí)間的燃料噴射量的所述噴射器的噴射速率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，所述燃料噴射控制裝置包括燃料壓力感測(cè)部分，其用于對(duì)表示伴隨所述噴射器的預(yù)定噴射出現(xiàn)的燃料壓力波動(dòng)的變化的燃料壓力波形進(jìn)行感測(cè)；以及工作信號(hào)計(jì)算部分，其基于由所述燃料壓力感測(cè)部分感測(cè)的所述燃料壓力波形來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得與所述預(yù)定噴射相關(guān)的預(yù)定噴射參數(shù)近似等于該參數(shù)的參考值。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料噴射控制裝置，其中，在執(zhí)行所述預(yù)定 噴射期間，所述工作信號(hào)計(jì)算部分計(jì)算與所述預(yù)定噴射相關(guān)的所述致動(dòng)器 工作信號(hào)，所述燃料噴射控制裝置還包括工作信號(hào)設(shè)置部分，其用于在執(zhí)行所述預(yù)定噴射期間將由所述工作信 號(hào)計(jì)算部分計(jì)算的所述致動(dòng)器工作信號(hào)設(shè)置為與所述預(yù)定噴射相關(guān)的命 令。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波形來(lái)計(jì)算所述預(yù)定噴射的噴射開(kāi)始時(shí)刻，并基于所述噴射開(kāi)始時(shí)刻與其參考時(shí)刻的偏差來(lái)計(jì)算同一 噴射的所述噴射開(kāi)始時(shí)刻之后的所述致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得作為噴射 參數(shù)的、 一次噴射的總噴射量近似等于該參數(shù)的參考值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波形來(lái)計(jì)算從噴射開(kāi)始到所述預(yù)定噴射的預(yù)定時(shí)刻的所述噴射速率的積分值或所述積分值的相關(guān)值，并基于所述積分值或所述相關(guān)值與其參考值的偏差來(lái)計(jì)算同一噴射的所述 預(yù)定時(shí)刻之后的所述致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得作為所述噴射參數(shù)的、一 次噴射的總噴射量近似等于該參數(shù)的參考值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波形來(lái)計(jì)算在所述預(yù)定噴射的預(yù)定時(shí)刻的噴射速率，并基于所述噴射速率與其參考值的偏差來(lái)計(jì)算同 一噴射的所述預(yù)定時(shí)刻之后的所述致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得作為所述噴 射參數(shù)的、 一次噴射的總噴射量近似等于該參數(shù)的參考值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料噴射控制裝置，其中 在所述預(yù)定時(shí)刻的所述噴射速率是所述預(yù)定噴射中的最大噴射速率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述工作信號(hào)計(jì)算部分對(duì)用于確定所述預(yù)定噴射的噴射結(jié)束時(shí)刻的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，將其作為所述致動(dòng)器工作信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制裝置，還包括 工作信號(hào)設(shè)置部分，如果在所述預(yù)定噴射結(jié)束后執(zhí)行某噴射，則所述工作信號(hào)設(shè)置部分用于將由所述工作信號(hào)計(jì)算部分計(jì)算的所述致動(dòng)器工作 信號(hào)設(shè)置為關(guān)于和所述預(yù)定噴射相同種類(lèi)的所述某噴射的命令，所述預(yù)定 噴射是在計(jì)算所述致動(dòng)器工作信號(hào)時(shí)執(zhí)行的。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波形來(lái)對(duì)用于表示所述預(yù)定噴射中的噴射速率變化的噴射速率波形的上升角或下降角進(jìn)行計(jì)算，并基 于所述上升角或所述下降角與其參考角的偏差來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器工作信 號(hào)，用于使得作為所述噴射參數(shù)的、所述噴射的所述噴射速率波形的上升 角或下降角近似等于該參數(shù)的參考值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波形來(lái)對(duì)用于表示所述預(yù)定噴射中的噴射速率變化的噴射速率波形的頂點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算，并基于所 述頂點(diǎn)的位置與其參考點(diǎn)的位置的偏差來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器工作信號(hào)，用于 使得作為所述噴射參數(shù)的、所述噴射的噴射速率波形的頂點(diǎn)的所述位置近 似等于該參數(shù)的參考值。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波形來(lái)對(duì)用于表示所述預(yù)定噴射中的噴射速率變化的噴射速率波形的最大噴射速率進(jìn)行計(jì)算，并基于 所述最大噴射速率與其參考值的偏差來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使 得作為所述噴射參數(shù)的、所述噴射的噴射速率波形的所述最大噴射速率近 似等于該參數(shù)的參考值。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述工作信號(hào)計(jì)算部分基于所述燃料壓力波形來(lái)對(duì)用于表示所述預(yù)定噴射中的噴射速率變化的噴射速率波形中的噴射速率保持在恒定值的穩(wěn)定 時(shí)段中的噴射速率進(jìn)行計(jì)算，并基于所述噴射速率與其參考值的偏差來(lái)計(jì) 算所述致動(dòng)器工作信號(hào)，用于使得作為所述噴射參數(shù)的、所述噴射的噴射 速率波形的穩(wěn)定時(shí)段中的所述噴射速率近似等于該參數(shù)的參考值。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述噴射速率波形呈現(xiàn)三角形、梯形和矩形之一的形狀或呈現(xiàn)所述三角形、所述梯形和所述矩形中的至少一種形狀的多個(gè)進(jìn)行組合后的圖的形 狀。
14、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料噴射控制裝置，其中 將所述燃料噴射控制裝置應(yīng)用于蓄壓器型燃料噴射系統(tǒng)，所述蓄壓器型燃料噴射系統(tǒng)具有蓄壓器和至少一個(gè)燃料壓力傳感器，所述蓄壓器用于 累積將要被供應(yīng)給所述噴射器的高壓燃料，而所述燃料壓力傳感器用于在 相對(duì)于燃料流方向而言位于所述蓄壓器的所述燃料排出孔附近的下游預(yù)定 點(diǎn)處對(duì)流經(jīng)燃料通道的內(nèi)部的燃料的壓力進(jìn)行感測(cè)，所述燃料通道從所述 蓄壓器的燃料排出孔延伸到所述噴射器的所述噴射孔，并且所述燃料壓力感測(cè)部分通過(guò)基于所述燃料壓力傳感器的輸出依次感測(cè) 所述燃料壓力來(lái)感測(cè)所述燃料壓力波形。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述燃料壓力傳感器設(shè)置在所述噴射器的內(nèi)部或所述噴射器的附近。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃料噴射控制裝置，其中 在距所述噴射器的所述燃料噴射孔比距所述蓄壓器更近的位置處，將所述燃料壓力傳感器設(shè)置在所述蓄壓器的燃料排出管路中。
17、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的燃料噴射控制裝置，其中 將所述燃料噴射控制裝置應(yīng)用于蓄壓器型燃料噴射系統(tǒng)，所述蓄壓器型燃料噴射系統(tǒng)具有蓄壓器、燃料脈動(dòng)減輕部分和至少一個(gè)燃料壓力傳感 器，所述蓄壓器用于累積將要被供應(yīng)給所述噴射器的高壓燃料，所述燃料 脈動(dòng)減輕部分設(shè)置在所述蓄壓器和所述蓄壓器的燃料排出管路之間的連接 中，用于減輕通過(guò)所述燃料排出管路傳播到所述蓄壓器的燃料脈動(dòng)，而所 述燃料壓力傳感器用于在相對(duì)于燃料流方向而言位于所述燃料脈動(dòng)減輕部 分下游的預(yù)定點(diǎn)處對(duì)流經(jīng)燃料通道的內(nèi)部的燃料的壓力進(jìn)行感測(cè)，所述燃 料通道從所述蓄壓器延伸到所述噴射器的所述噴射孔，并且所述燃料壓力感測(cè)部分通過(guò)基于所述燃料壓力傳感器的輸出依次感測(cè) 所述燃料壓力來(lái)感測(cè)所述燃料壓力波形。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述燃料脈動(dòng)減輕部分由節(jié)流口 、流量阻尼器或所述節(jié)流口和所述流量阻尼器的組合構(gòu)成。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述燃料壓力傳感器設(shè)置在所述噴射器的內(nèi)部或所述噴射器的附近。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃料噴射控制裝置，其中 在距所述噴射器的所述燃料噴射孔比距所述蓄壓器更近的位置處，將所述燃料壓力傳感器設(shè)置在所述蓄壓器的^l料排出管路中。
21、 根據(jù)權(quán)利要求1到20中的任一項(xiàng)所述的燃料噴射控制裝置，其中 所述致動(dòng)器是壓電元件，其根據(jù)所述致動(dòng)器工作信號(hào)的連續(xù)變化而連續(xù)改變其伸展-收縮量。
全文摘要
將用于控制向引擎噴射供應(yīng)燃料的燃料噴射控制裝置(ECU)應(yīng)用于噴射器，該噴射器具有形成有燃料噴射孔的閥體；容納于閥體中的針，用于打開(kāi)和關(guān)閉噴射孔；以及壓電元件，用于驅(qū)動(dòng)針，使得所述針往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且該噴射器能夠根據(jù)提供給壓電元件的噴射命令信號(hào)來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)噴射速率。該燃料噴射控制裝置基于燃料壓力傳感器的輸出來(lái)對(duì)用于表示伴隨著噴射器的預(yù)定噴射發(fā)生的燃料壓力波動(dòng)變化的燃料壓力波形進(jìn)行感測(cè)，并基于所感測(cè)的燃料壓力波形來(lái)計(jì)算噴射命令信號(hào)，用于使得與預(yù)定噴射相關(guān)的預(yù)定噴射參數(shù)近似等于該參數(shù)的參考值。
文檔編號(hào)F02D41/40GK101377168SQ20081021428
公開(kāi)日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者中田謙一郎, 石塚康治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝