專利名稱：傳感器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器系統(tǒng)，具有多個(gè)傳感器，分別檢測(cè)不同的物理量。具體的， 本發(fā)明可用于具有多個(gè)傳感器的傳感器系統(tǒng)，所述傳感器安裝在內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射器上。
背景技術(shù)：
JP-9-113310A公開了一種傳感器系統(tǒng)，具有傳感器單元，處理單元和通訊線。傳感 器單元包括第一和第二傳感器。第一傳感器檢測(cè)第一物理量，輸出第一檢測(cè)信號(hào)。第二傳 感器檢測(cè)第二物理量，輸出第二檢測(cè)信號(hào)。處理單元從傳感器單元通過通訊線路接收第一 和第二信號(hào)，通訊信號(hào)通過該線路以位序的形式傳送。傳感器單元包括選擇器(轉(zhuǎn)換電路)，選擇應(yīng)當(dāng)輸出的檢測(cè)信號(hào)。這個(gè)選擇器基于 轉(zhuǎn)換指令信號(hào)操作，該信號(hào)從處理單元隨著通訊信號(hào)傳送。選擇的檢測(cè)信號(hào)通過A-D轉(zhuǎn)換 電路被轉(zhuǎn)換成位序，隨著通訊信號(hào)被傳送到處理單元。然而上述通常的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)闄z測(cè)信號(hào)隨著通訊信號(hào)以位串的形式從傳感器單元 傳送到處理單元，檢測(cè)信號(hào)的傳送速度被限制于特定值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮上述問題作出，目的是提供一種傳感器系統(tǒng)，能夠高速地將檢測(cè)信號(hào) 從傳感器單元傳送到處理單元。根據(jù)本發(fā)明，傳感器系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器單元，每個(gè)單元具有第一傳感器、第二 傳感器和轉(zhuǎn)換電路；處理單元，將轉(zhuǎn)換指令信號(hào)傳送到傳感器單元，從傳感器單元接收檢測(cè) 信號(hào)；通訊線路，轉(zhuǎn)換指令信號(hào)通過該線路從處理單元傳送到每個(gè)傳感器單元；和信號(hào)線 路，第一和第二檢測(cè)信號(hào)以模擬信號(hào)的形式從每個(gè)傳感器單元傳送到處理單元。傳感器單元被歸組為包括兩個(gè)或多個(gè)傳感器單元的第一組以及包括至少一個(gè)傳 感器單元的第二組。與第一組傳感器單元相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或多個(gè)通訊線路從連接到處理單元 第一通訊孔的單個(gè)基線分支。因?yàn)闄z測(cè)信號(hào)以模擬信號(hào)的形式通過信號(hào)線路被傳送，與檢測(cè)信號(hào)以位串的形式 通過通訊線路傳送的情況相比，檢測(cè)信號(hào)的傳送速度可以較高。因?yàn)閭鞲衅鲉卧鶕?jù)轉(zhuǎn)換指令信號(hào)在壓力檢測(cè)信號(hào)和溫度檢測(cè)信號(hào)之間轉(zhuǎn)換，這 些信號(hào)可以通過一個(gè)信號(hào)線路傳送。因此，與單獨(dú)信號(hào)線路設(shè)置用于每個(gè)檢測(cè)信號(hào)的情況 相比，信號(hào)線路的數(shù)目可減少。因?yàn)榈谝唤M的多個(gè)通訊線從連接到處理單元第一通訊孔的一個(gè)第一基線分支，與 每個(gè)通訊線連接到處理單元30每個(gè)通訊孔的情況相比，通訊孔的數(shù)目可減少。因?yàn)槎鄠€(gè)傳感器單元被歸組為第一組和第二組，即使第一組的基線發(fā)生問題，第 二組的第一物理量和第二物理量可用作第一組的那些。根據(jù)本發(fā)明另一方面，第二組傳感器單元包括兩個(gè)或多個(gè)傳感器單元，對(duì)應(yīng)于第 二組傳感器單元的兩個(gè)或多個(gè)通訊線從連接到處理單元第二通訊孔的第二基線分支。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，傳感器系統(tǒng)用于具有多個(gè)燃料噴射器的內(nèi)燃機(jī)，其在燃 燒沖程中將燃料噴射到汽缸中。每個(gè)傳感器單元設(shè)置到每個(gè)燃料噴射器。第一傳感器檢 測(cè)燃料壓力作為第一物理量，第二傳感器檢測(cè)燃料的第一傳感器壓力的溫度作為第二物理 量。傳感器單元以下列方式歸組，使得燃料燃燒在與第一組傳感器單元相對(duì)應(yīng)的氣缸中順 序地進(jìn)行。當(dāng)?shù)谝唤M傳感器單元從處理單元接收到相同的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)時(shí)，第一組所有傳感 器單元順序地發(fā)送第一檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)與第一組相對(duì)應(yīng)的氣缸處于燃燒沖程中時(shí)，第一組傳感器單元保持發(fā)送第一檢 測(cè)信號(hào)(壓力檢測(cè)信號(hào))。因此，第一檢測(cè)信號(hào)和第二檢測(cè)信號(hào)之間轉(zhuǎn)換的數(shù)目可以減少， 從而傳感器單元的壽命可延長(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，傳感器系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器單元、處理單元、轉(zhuǎn)換指令信 號(hào)通過其從處理單元傳送到每個(gè)傳感器單元的通訊線路、以及第一檢測(cè)信號(hào)和第二檢測(cè)信 號(hào)通過其以模擬信號(hào)的形式從每個(gè)傳感器單元傳送到處理單元的信號(hào)線路。多個(gè)通訊線從 連接到處理單元通訊孔的單個(gè)基線分支。根據(jù)本發(fā)明另一方面，第一傳感器檢測(cè)燃料壓力作為第一物理量，處理單元基于 第一檢測(cè)信號(hào)計(jì)算燃料壓力的變化，且基于燃料壓力的計(jì)算的變化來計(jì)算燃料噴射開始正 時(shí)、燃料噴射時(shí)間段、和燃料噴射量中的至少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，在燃料噴射時(shí)間段中，處理單元阻止從第一檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn) 換到其它檢測(cè)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，當(dāng)傳感器單元的檢測(cè)信號(hào)相對(duì)于特定氣缸被轉(zhuǎn)換到第一 檢測(cè)信號(hào)(燃料壓力)之外的時(shí)，處理單元使用從設(shè)置到特定氣缸以外氣缸的傳感器單元 發(fā)送的第一檢測(cè)信號(hào)(燃料壓力)，作為從設(shè)置到特定氣缸的傳感器單元傳送的第一檢測(cè) 信號(hào)(燃料壓力)。


參考附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，附 圖中，相同部件由相同標(biāo)記表示，其中圖1的剖視圖示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)，其中，傳感器單元設(shè)置到 燃料噴射器；圖2的圖形示出了傳感器單元和處理單元的電路結(jié)構(gòu)；圖3的框圖示出了根據(jù)第一實(shí)施例傳感器單元和處理單元之間的連接結(jié)構(gòu)；圖4的時(shí)刻圖示出了根據(jù)第一實(shí)施例相對(duì)于每個(gè)氣缸的檢測(cè)信號(hào)SIG的轉(zhuǎn)換時(shí) 刻；圖5A-5C的時(shí)刻圖示出了根據(jù)第一實(shí)施例在單級(jí)噴射情況中檢測(cè)壓力波形和噴 射率波形之間的關(guān)系；圖6的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例傳感器單元和處理單元之間的連接結(jié) 構(gòu)；圖7的時(shí)刻圖示出了根據(jù)第二實(shí)施例相對(duì)于每個(gè)氣缸的檢測(cè)信號(hào)SIG的轉(zhuǎn)換時(shí) 刻；
圖8的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的傳感器單元和處理單元之間的連接 結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面描述本發(fā)明實(shí)施例。傳感器系統(tǒng)用于具有四個(gè)氣缸#1_#4的內(nèi)燃機(jī)(柴油 機(jī))。相對(duì)于四個(gè)氣缸#1_#4中的每一個(gè)，以720V A的循環(huán)順序地進(jìn)行一個(gè)燃燒循環(huán)，包 括吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)行程。燃燒在氣缸#1、#3、#4、#2中以這個(gè)順序以180°C A的 偏移進(jìn)行。第一實(shí)施例圖1的示意圖示出了燃料噴射器10、傳感器單元20、處理單元30等。首先，描述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，包括燃料噴射器10。燃料箱40中的燃料由高 壓泵41泵上，積聚在共軌42中從而供給每個(gè)氣缸。燃料噴射器10包括主體11 ；閥針(閥體)12 ；致動(dòng)器13等。主體11限定了高 壓通道Ila和噴射孔lib。閥針12容納在主體11中從而開啟/閉合噴射孔lib。致動(dòng)器 13驅(qū)動(dòng)閥針12。處理單元30控制致動(dòng)器13以驅(qū)動(dòng)閥針12。當(dāng)閥針12開啟噴射孔lib時(shí)，高壓通 道Ila中的高壓燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室(未示出)。處理單元30基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā) 動(dòng)機(jī)負(fù)荷等計(jì)算燃料噴射開始時(shí)刻、燃料噴射結(jié)束時(shí)刻、燃料噴射量等。致動(dòng)器13被驅(qū)動(dòng) 以獲得上述計(jì)算值。下面描述傳感器單元20的結(jié)構(gòu)。傳感器單元20包括桿(stem)(測(cè)力元件)21、壓力傳感器(第一傳感器)22、溫 度傳感器(第二傳感器)23、基準(zhǔn)傳感器(第三傳感器)24和模制的(molded) IC25。桿21 設(shè)置到主體11。桿21具有隔膜21a，其響應(yīng)于高壓通道Ila中的高燃料壓力而彈性變形。 壓力傳感器22設(shè)置在隔膜21a上以輸出壓力檢測(cè)信號(hào)(第一檢測(cè)信號(hào))，取決于隔膜21a 的彈性變形。另外，溫度傳感器23和基準(zhǔn)傳感器24設(shè)置在桿21上。溫度傳感器23輸出溫度 檢測(cè)信號(hào)(第二檢測(cè)信號(hào))，取決于桿21的溫度。也就是，溫度傳感器23輸出溫度檢測(cè)信 號(hào)，取決于壓力傳感器22的溫度。模制IC25包括選擇器(轉(zhuǎn)換電路)25a、通訊電路25b和存儲(chǔ)器25c。連接器14 設(shè)置在主體11上。模制IC25和處理單元39通過線束15彼此電連接，該線束連接到連接 器14。線束15包括電源線，用于向致動(dòng)器13供電，以及包括下面參考圖2和3描述的通訊 線15a和信號(hào)線15b。圖2的圖形示出了傳感器單元20和處理單元30的電路結(jié)構(gòu)。壓力傳感器22包括壓敏電阻器R11、R12、R13、R14，它們的電阻值根據(jù)桿21的彈性 變形而變化，也就是，施加到隔膜21a的燃料壓力(第一物理量)。這些壓敏電阻器Rl 1-R14 形成了橋路。隨著桿21的彈性變形變大，電阻器R11、R12的中點(diǎn)電勢(shì)變低。隨著桿的彈性變形 變大，電阻器R13、R14的中點(diǎn)電勢(shì)變高。這些中點(diǎn)電勢(shì)之間的電勢(shì)差是橋路的輸出，作為壓 力檢測(cè)信號(hào)(第一檢測(cè)信號(hào))。注意，壓力檢測(cè)信號(hào)同樣根據(jù)桿21的溫度而變化，其對(duì)應(yīng)于傳感器溫度。溫度傳感器23包括溫度敏感電阻器R21、R24，它們的電阻值根據(jù)傳感器溫度(第 二物理量)而變化。這些溫度敏感電阻器R21、R24和不具有溫度特性的電阻器R22、R23形 成了橋路。在溫度敏感電阻器R21和電阻器R22的中點(diǎn)電勢(shì)與電阻器R23和溫度敏感電阻器 R24的中點(diǎn)電勢(shì)之間具有電勢(shì)差。這個(gè)電勢(shì)差是橋路的輸出，作為溫度檢測(cè)信號(hào)(第二檢測(cè) 信號(hào))。注意，溫度檢測(cè)信號(hào)僅取決于傳感器存儲(chǔ)器(溫度)。基準(zhǔn)傳感器24包括基準(zhǔn)電阻器R31、R32、R33、R34，它們不具有溫度特性。這些基 準(zhǔn)電阻器R31-R34形成了橋路。初始，在基準(zhǔn)電阻器R31、R32和基準(zhǔn)電阻器R33、R34的兩 個(gè)中點(diǎn)電勢(shì)之間不具有電勢(shì)差。然而，傳感器單元20中的個(gè)體差異會(huì)在其間產(chǎn)生電勢(shì)差。 這個(gè)電勢(shì)差(第三物理量)被作為基準(zhǔn)信號(hào)(第三檢測(cè)信號(hào))輸出。選擇器25a是轉(zhuǎn)換電路，其確定了壓力檢測(cè)信號(hào)、溫度檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)中哪 個(gè)信號(hào)被輸出到處理單元30。這個(gè)轉(zhuǎn)換判定是基于從處理單元30傳送的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL 而進(jìn)行的。處理單元30具有微電腦31和通訊電路32。微電腦31包括CPU、存儲(chǔ)器等。通訊 電路32用作通訊接口。微電腦31選擇壓力檢測(cè)信號(hào)、溫度檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)中的一個(gè)。 基于這個(gè)選擇，轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL通過通訊電路32、25b從處理單元30傳送到傳感器單元 20。這個(gè)轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL是數(shù)字信號(hào)，以位串的形式通過通訊線路15a傳送。選擇器25a選擇的信號(hào)，是檢測(cè)信號(hào)SIG，為模擬信號(hào)，通過信號(hào)線15b傳送到處理 單元30。處理單元30中，檢測(cè)信號(hào)SIG被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。在選擇器25a基于轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL選擇信號(hào)時(shí)，響應(yīng)信號(hào)RE從傳感器單元20 傳送到處理單元30。從而，由于微電腦31可識(shí)別檢測(cè)信號(hào)SIG的轉(zhuǎn)換時(shí)刻，微電腦31可在 壓力檢測(cè)信號(hào)、溫度檢測(cè)信號(hào)、和基準(zhǔn)信號(hào)中正確識(shí)別檢測(cè)信號(hào)SIG。注意，通訊線路15a電連接兩個(gè)通訊電路32、25b，傳送轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL和響應(yīng) 信號(hào)RE。可以通過通訊線路15a進(jìn)行雙路通訊。同時(shí)，信號(hào)線15b可沿著從傳感器單元20 到處理單元30的方向傳送檢測(cè)信號(hào)SIG。圖3的圖形示出了傳感器單元20和處理單元30的連接結(jié)構(gòu)。傳感器單元20設(shè) 置到四個(gè)氣缸#1_#4中的每一個(gè)。信號(hào)線15b連接到每個(gè)傳感器單元20(#1_#4)。信號(hào)線15b的一端連接到每個(gè)傳 感器單元20的信號(hào)孔(port，端口)20Pb，信號(hào)線15b的另一端連接到處理單元30的通訊 孔 30Pb。通訊線15a設(shè)置到每個(gè)傳感器單元20，每個(gè)通訊線15a的一端連接到每個(gè)傳感器 單元20的通訊孔20Pa。每個(gè)通訊線15a的另一端連接到基線301a或302a。換句話說，兩 個(gè)通訊線15a從連接到處理單元30的第一通訊孔301Pa的第一基線301a分支，另兩個(gè)通 訊線15a從連接到第二通訊孔302Pa的第二基線302a分支。具體的，如圖3，傳感器單元20被歸組為第一組和第二組。對(duì)應(yīng)于#1氣缸和#3氣 缸的傳感器單元20稱為第一組，對(duì)應(yīng)于#4氣缸和#2氣缸的傳感器單元20被稱為第二組。對(duì)應(yīng)于第一組的通訊線15a電連接到第一基線301a，從而通訊線15a連接到第一 通訊孔301Pa。對(duì)應(yīng)于第二組的通訊線15a電連接到第二基線302a，從而通訊線15a連接到第二通訊孔302Pa。因此，共同的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL通過第一基線301a被傳送到第一組傳感器單元 20。類似的，共同的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL通過第二基線302a被傳送到第二組傳感器單元20。 壓力檢測(cè)信號(hào)、溫度檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)中的相同類型的檢測(cè)信號(hào)在相同時(shí)刻從第一 組的傳感器單元20傳送到處理單元30。類似，壓力檢測(cè)信號(hào)、溫度檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)檢測(cè)信 號(hào)中的相同類型的檢測(cè)信號(hào)在相同時(shí)刻從第二組的傳感器單元20傳送到處理單元30。見圖4，描述檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)刻。圖4的圖形示出了檢測(cè)信號(hào)SIG的時(shí)間變化， 該信號(hào)從每個(gè)氣缸#1_#4的傳感器單元20傳送。因?yàn)榕c傳感器溫度相比，燃料壓力容易迅速改變，因此，壓力檢測(cè)信號(hào)作為檢測(cè)信 號(hào)SIG被傳送的時(shí)間段長(zhǎng)于溫度檢測(cè)信號(hào)被傳送的時(shí)間段。尤其是，在燃料噴射器10噴射 燃料的時(shí)間段中，壓力檢測(cè)信號(hào)被選擇，并且被傳送到處理單元30作為檢測(cè)信號(hào)SIG。如下 面參考圖5A-5C所述，燃料壓力變化波形在燃料噴射時(shí)間段中獲得，從而燃料噴射率的變 化被估算。因此，在燃料噴射時(shí)間段中，阻止了壓力檢測(cè)信號(hào)被轉(zhuǎn)換到溫度檢測(cè)信號(hào)或者基 準(zhǔn)信號(hào)作為檢測(cè)信號(hào)SIG。圖4中，從tlO到t20的時(shí)間段表示氣缸#1的燃燒行程，t20_t30的時(shí)間段表示氣 缸#3的燃燒行程，t30到t40的時(shí)間段表示氣缸#4的燃燒行程，t40到t50的時(shí)間段表示 氣缸#2的燃燒行程。也就是，燃料燃燒在氣缸#1、#3、#4、#2中以這個(gè)順序來順序地進(jìn)行。因?yàn)闄z測(cè)信號(hào)SIG根據(jù)相同組傳感器單元20中的共同轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL在壓力 檢測(cè)信號(hào)、溫度檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)之間轉(zhuǎn)換，在氣缸#1和#3中進(jìn)行燃料燃燒的時(shí)間段 tl0-t30中，用于輸出壓力檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL從第一通訊孔301Pa傳送到第一組 的傳感器單元20。結(jié)果，在從tlO到t30的時(shí)間段中，壓力檢測(cè)信號(hào)從第一組傳感器單元 20傳送到處理單元30。燃料燃燒在第一組的氣缸#1和#3中順序進(jìn)行。關(guān)于第二組，在時(shí)間段t30到t50中，其中，在氣缸#4和#2中進(jìn)行燃料燃燒，用于 輸出壓力檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL從第二通訊孔302Pa傳送到第二組傳感器單元20。 結(jié)果，在時(shí)間段t30到t50中，壓力檢測(cè)信號(hào)從第二組傳感器單元20傳送到處理單元30。 燃料燃燒在第二組氣缸#4和#2中順序進(jìn)行。如上所述，處理單元30的微電腦31可以獲得相對(duì)于安裝在每個(gè)氣缸#1_#4上的 每個(gè)燃料噴射器10的燃料壓力和傳感器溫度。當(dāng)特定噴射器的檢測(cè)信號(hào)SIG是壓力檢測(cè)信號(hào)以外的時(shí)，另一組噴射器的壓力檢 測(cè)信號(hào)用作該特定噴射器的壓力檢測(cè)信號(hào)。優(yōu)選的是，沒有噴射燃料的另一噴射器的壓力 檢測(cè)信號(hào)被使用。類似的，當(dāng)特定噴射器的檢測(cè)信號(hào)SIG是溫度檢測(cè)信號(hào)以外的時(shí)，另一組噴射器 的溫度檢測(cè)信號(hào)被用作該特定噴射器的溫度檢測(cè)信號(hào)。因此如圖4，優(yōu)選的是，壓力檢測(cè)信號(hào)從第一組氣缸和第二組氣缸中的任一個(gè)被傳 送，從而，所有檢測(cè)信號(hào)SIG沒有同時(shí)變成壓力檢測(cè)信號(hào)以外的。同樣，優(yōu)選的是，溫度檢測(cè) 信號(hào)從第一組氣缸和第二組氣缸中的任一個(gè)被傳送，從而所有檢測(cè)信號(hào)SIG沒有同時(shí)變?yōu)?溫度檢測(cè)信號(hào)以外的。如上，壓力檢測(cè)信號(hào)根據(jù)傳感器溫度以及燃料壓力而變化。也就是，即使實(shí)際燃料 壓力恒定，壓力檢測(cè)信號(hào)根據(jù)傳感器溫度變化?？紤]到這點(diǎn)，微電腦31基于獲得的傳感器溫度而修正所獲得的燃料壓力，從而進(jìn)行溫度補(bǔ)償。另外，獲得的燃料壓力基于作為檢測(cè)信 號(hào)SIG獲得的基準(zhǔn)信號(hào)被校正。存儲(chǔ)器25c存儲(chǔ)修正數(shù)據(jù)，用于修正傳感器22、23的特性變化和個(gè)體差異。這些 修正數(shù)據(jù)通過通訊線15a以位串的形式從通訊電路25b傳送到處理單元30。除了上述溫度 補(bǔ)償，微電腦31基于修正數(shù)據(jù)而修正所補(bǔ)償?shù)娜剂蠅毫?。基于傳感器溫度、基?zhǔn)信號(hào)和修正數(shù)據(jù)，通過修正從壓力檢測(cè)信號(hào)獲得的燃料壓 力，微電腦31 (燃料壓力計(jì)算裝置)計(jì)算最終燃料壓力。另外，微電腦31 (噴射模式計(jì)算裝置)計(jì)算燃料噴射模式，其表示燃料噴射開始時(shí) 刻、燃料噴射時(shí)間段、燃料噴射量等。見圖5A-5C，描述噴射模式的計(jì)算方法。圖5A示出了噴射指令信號(hào)，處理單元30將該信號(hào)輸出到致動(dòng)器30?；谶@個(gè)噴 射指令信號(hào)，致動(dòng)器13操作以開啟噴射孔lib。也就是，燃料噴射在噴射指令信號(hào)的脈沖開 啟時(shí)刻tl處開始，燃料噴射在噴射指令信號(hào)的脈沖結(jié)束時(shí)刻t2處終止。從時(shí)刻tl到t2 的時(shí)間段Tq中，噴射孔lib開啟。通過控制時(shí)間段Tq，燃料噴射量Q被控制。圖5B示出了燃料噴射率的變化，圖5C示出了檢測(cè)壓力的變化波形。檢測(cè)信號(hào) SIG(壓力檢測(cè)信號(hào))通過信號(hào)線15b高速地通過下列方式傳送到微電腦31，從而獲得檢測(cè) 壓力的變化波形。例如在一個(gè)燃料噴射過程中，燃料壓力被檢測(cè)十次或者更多。因?yàn)闄z測(cè)壓力的變動(dòng)和噴射率的變動(dòng)具有下述關(guān)系，噴射率的波形可基于檢測(cè)壓 力的波形而估算。也就是，在噴射指令信號(hào)在時(shí)刻tl上升之后，燃料噴射啟動(dòng)，且噴射率在 時(shí)刻Rl開始增大。當(dāng)噴射率在時(shí)刻Rl開始增大時(shí)，檢測(cè)壓力在時(shí)刻Pl開始降低。然后， 當(dāng)噴射率在時(shí)刻R2達(dá)到最大噴射率時(shí)，檢測(cè)壓力下降在時(shí)刻P2停止。當(dāng)噴射率在時(shí)刻R2 開始下降時(shí)，檢測(cè)壓力在時(shí)刻P2開始增大。然后，當(dāng)噴射率在時(shí)刻R3變?yōu)榱闱覍?shí)際燃料噴 射終止時(shí)，檢測(cè)壓力的增大在時(shí)刻P2停止。如上，通過檢測(cè)時(shí)刻Pl和P3，噴射開始時(shí)刻Rl和噴射終止時(shí)刻R3可以計(jì)算?；?于下面將描述的檢測(cè)壓力的變動(dòng)和燃料噴射率的變動(dòng)之間的關(guān)系，燃料噴射率的變化可從 檢測(cè)壓力的變化估算。也就是，從時(shí)刻Pl到時(shí)刻P2的檢測(cè)壓力的下降率P α與時(shí)刻Rl到R2的噴射率 的增大率R α具有關(guān)聯(lián)。時(shí)刻Ρ2到Ρ3的檢測(cè)壓力的增大率P γ與時(shí)刻R2到時(shí)刻R3的噴 射率的下降率RY具有關(guān)聯(lián)。檢測(cè)壓力的最大壓力下降量Ρβ與最大噴射率Ri3具有關(guān) 聯(lián)。因此，通過檢測(cè)該檢測(cè)壓力的減小率Pa、檢測(cè)壓力的增大率P Y、以及檢測(cè)壓力的最大 壓力下降量P β，噴射率的增大率R α、噴射率的減小率R Y、以及最大噴射率R β可以被計(jì) 算。圖5Β所示的噴射率的變動(dòng)(變化波形)可以通過計(jì)算時(shí)刻R1、R3、率Ra、RY以及最 大噴射率R β而估算。另外，從時(shí)刻Rl到R3的噴射率的積分值S (圖5Β中的陰影面積)等于噴射量Q。 時(shí)刻Pl到Ρ3的檢測(cè)壓力的積分值與噴射率的積分值S具有關(guān)聯(lián)。因此，與噴射量Q對(duì)應(yīng) 的噴射率的積分值S可以通過計(jì)算檢測(cè)壓力積分值而計(jì)算。根據(jù)上述本發(fā)明可獲得如下優(yōu)點(diǎn)。(1)轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL從處理單元30通過通訊線15a傳送到傳感器單元20，檢測(cè) 信號(hào)SIG從傳感器單元20通過信號(hào)線15b傳送到處理單元30。因?yàn)闄z測(cè)信號(hào)SIG以模擬信號(hào)的形式通過信號(hào)線15b被傳送，相比于檢測(cè)信號(hào)SIG以位串的形式通過通訊線15a傳 遞的情況，檢測(cè)信號(hào)SIG的傳送速度可以較高。(2)因?yàn)檫x擇器25a根據(jù)轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL在壓力檢測(cè)信號(hào)和溫度檢測(cè)信號(hào)之間 轉(zhuǎn)換，這些信號(hào)可通過一個(gè)信號(hào)線15b傳送。因此，相比于單獨(dú)的信號(hào)線設(shè)置用于每個(gè)檢測(cè) 信號(hào)的情況，信號(hào)線15b的數(shù)目可降低。(3)因?yàn)榈谝唤M多個(gè)通訊線15a從連接到處理單元30第一通訊孔301Pa的一個(gè)第 一基線301a分支，與每個(gè)通訊線連接到處理單元30的每個(gè)通訊孔的情況相比，通訊孔的數(shù) 目可減少。同樣，相對(duì)于第二組的通訊線15a，通訊孔的數(shù)目可減少。(4)根據(jù)上述實(shí)施例，因?yàn)樗膫€(gè)傳感器單元20被分組為第一組和第二組，即使第 一基線301a發(fā)生錯(cuò)誤，第二組的燃料壓力和傳感器溫度可以用作第一組的那些。(5)因?yàn)樘幚韱卧?0基于檢測(cè)的燃料壓力來估算燃料噴射率的變化波形，從而計(jì) 算燃料噴射模式(實(shí)際燃料噴射時(shí)刻R1，燃料噴射量Q等)，需要高分辨率地檢測(cè)燃料壓 力，從而它的軌跡可以如圖5C所示。根據(jù)本實(shí)施例，檢測(cè)信號(hào)SIG可高速傳送，從而滿足上 述要求。(6)當(dāng)特定噴射器的檢測(cè)信號(hào)S IG是壓力檢測(cè)信號(hào)以外的時(shí)，其它噴射器的壓力 檢測(cè)信號(hào)用作該特定噴射器的壓力檢測(cè)信號(hào)。類似，其它噴射器的溫度檢測(cè)信號(hào)用作該特 定噴射器的溫度檢測(cè)信號(hào)。壓力檢測(cè)信號(hào)和溫度檢測(cè)信號(hào)能夠通過一個(gè)信號(hào)線15b可轉(zhuǎn)換地傳送。因此，信 號(hào)線15b的數(shù)目可減少，燃料壓力和傳感器溫度總是獲得。第二實(shí)施例第一實(shí)施例中，每?jī)蓚€(gè)傳感器單元20被歸組為第一組和第二組。根據(jù)第二實(shí)施 例，如圖6，第一組包括三個(gè)傳感器單元20，第二組包括一個(gè)傳感器單元20。見圖6，詳細(xì)描述信號(hào)線15b和通訊線15a的結(jié)構(gòu)。信號(hào)線15b設(shè)置到每個(gè)傳感器單元20 (#1_#4)，與第一實(shí)施例一樣。每個(gè)信號(hào)線 15b的一端連接到每個(gè)傳感器單元20的信號(hào)孔20Pb，每個(gè)信號(hào)線15b的另一端連接到處理 單元30的相應(yīng)通訊孔30Pb。通訊線15a設(shè)置到每個(gè)傳感器單元20，通訊線15a的一端連接到每個(gè)傳感器單元 20的通訊孔20Pa。三個(gè)通訊線15a的每個(gè)另一端連接到第一基線301a。換句話說，三個(gè) 通訊線15a從連接到處理單元30的第一通訊孔301Pa的第一基線301a分支。其它通訊線 15a直接連接到處理單元30的第二通訊孔302Pa。對(duì)應(yīng)于氣缸#1、#3、#4的傳感器單元20屬于第一組，對(duì)應(yīng)于氣缸#2的傳感器單元 20屬于第二組。共同的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL通過第一基線301a從處理單元30傳送到第一組三個(gè)傳 感器單元20。壓力檢測(cè)信號(hào)、溫度檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)檢測(cè)信號(hào)中的相同類型的檢測(cè)信號(hào)在相 同時(shí)刻從第一組傳感器單元20傳送到處理單元30。見圖7，描述檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí)刻。圖7的圖形示出了檢測(cè)信號(hào)SIG的時(shí)間變化， 該信號(hào)從每個(gè)氣缸#1_#4的傳感器單元20傳送。因?yàn)榕c傳感器溫度相比，燃料壓力易于迅速變化，壓力檢測(cè)信號(hào)作為檢測(cè)信號(hào)SIG 被傳送的時(shí)間段長(zhǎng)于溫度檢測(cè)信號(hào)被傳送的時(shí)間段。尤其是，在燃料噴射器10噴射燃料的時(shí)間段中，壓力檢測(cè)信號(hào)被選擇，且傳送到處理單元30，作為檢測(cè)信號(hào)SIG。在燃料噴射時(shí) 間段中，阻止了壓力檢測(cè)信號(hào)被轉(zhuǎn)換到溫度檢測(cè)信號(hào)或者基準(zhǔn)信號(hào)，作為檢測(cè)信號(hào)SIG。相對(duì)于第一組，在時(shí)間段TlO到T40中，用于輸出壓力檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換指令信號(hào) SEL從第一通訊孔301Pa傳送到第一組傳感器單元20，該時(shí)間段中，在氣缸#1、#3、#4中進(jìn) 行燃料燃燒。結(jié)果，在時(shí)間段TlO到T40中，壓力檢測(cè)信號(hào)從第一組(#1、#3、#4)的傳感器 單元20傳送到處理單元30。燃料燃燒在第一組氣缸#1、#3、#4中順序進(jìn)行。相對(duì)于第二組，在從t40到t50的時(shí)間段中，用于輸出壓力檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換指令信 號(hào)SEL從第二通訊孔302Pa傳送到第二組傳感器單元20，該時(shí)間段中，在氣缸#2中進(jìn)行燃 料燃燒。結(jié)果，在t40到t50的時(shí)間段中，壓力檢測(cè)信號(hào)從第二組(#2)傳感器單元20傳送 到處理單元30。當(dāng)特定噴射器的檢測(cè)信號(hào)SIG是壓力檢測(cè)信號(hào)以外的時(shí)，另一組噴射器的壓力檢 測(cè)信號(hào)用作該特定噴射器的壓力檢測(cè)信號(hào)。優(yōu)選的是，沒有噴射燃料的其它噴射器的壓力 檢測(cè)信號(hào)被使用。類似，當(dāng)特定噴射器的檢測(cè)信號(hào)SIG是溫度檢測(cè)信號(hào)以外的時(shí)，另一組噴射器的 溫度檢測(cè)信號(hào)用作該特定噴射器的溫度檢測(cè)信號(hào)。因此如圖7，優(yōu)選的是，壓力檢測(cè)信號(hào)從第一組氣缸和第二組氣缸中的任一個(gè)被傳 送，從而所有檢測(cè)信號(hào)SIG不會(huì)同時(shí)變成壓力檢測(cè)信號(hào)以外的。同樣優(yōu)選的是溫度檢測(cè)信 號(hào)從第一組氣缸和第二組氣缸中的任一個(gè)傳送，從而所有檢測(cè)信號(hào)SIG不會(huì)同時(shí)變成溫度 檢測(cè)信號(hào)以外的。根據(jù)第二實(shí)施例，獲得與第一實(shí)施例相同優(yōu)點(diǎn)。第三實(shí)施例根據(jù)第三實(shí)施例，如圖8，第一組包括所有四個(gè)傳感器單元20。所有通訊線15a連 接到第一基線301a。換句話說，所有通訊線15a從連接到處理單元30的第一通訊孔301Pa 的第一基線301a分支。共同的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL通過第一基線30Ia從處理單元30傳送到所有傳感器單 元20。因?yàn)橄啾扔趥鞲衅鳒囟?，燃料壓力容易迅速變化，壓力檢測(cè)信號(hào)被傳送作為檢測(cè)信 號(hào)SIG的時(shí)間段長(zhǎng)于溫度檢測(cè)信號(hào)被傳送的時(shí)間段。燃料噴射時(shí)間段期間，阻止了壓力檢 測(cè)信號(hào)被轉(zhuǎn)換到溫度檢測(cè)信號(hào)或基準(zhǔn)信號(hào)作為檢測(cè)信號(hào)SIG。根據(jù)第三實(shí)施例，獲得了與第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)(1)_(3)、(5)和(6)。其它實(shí)施例本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是例如可以以下列方式實(shí)施。另外，每個(gè)實(shí)施例的特 征結(jié)構(gòu)可組合?！ど鲜鰧?shí)施例中，相對(duì)于每個(gè)傳感器單元20，轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL和響應(yīng)信號(hào)RE通 過一個(gè)通訊線15a通過串行通訊傳送?？商鎿Q的，兩個(gè)通訊線15a設(shè)置用于每個(gè)傳感器單 元20，轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL和響應(yīng)信號(hào)RE可通過每個(gè)通訊線15a通過并行通訊傳送。·本發(fā)明中，第一傳感器和第二傳感器可檢測(cè)燃料壓力和傳感器溫度以外的物理
Mo·內(nèi)燃機(jī)不限于四缸內(nèi)燃機(jī)。傳感器單元20可歸組為三組或者多組。 上述實(shí)施例中，相同的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL被傳送到屬于相同組的傳感器單元20。可替換的，不同的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL可分別傳送到傳感器單元20，即使傳感器單元20屬于 相同組。例如，第一實(shí)施例中，傳感器單元20(#1)可接收轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL從而輸出壓力 檢測(cè)信號(hào)，其它傳感器單元20(#3)可接收轉(zhuǎn)換指令信號(hào)SEL以輸出溫度檢測(cè)信號(hào)。
在所有通訊線15a從第一基線301a分支的情況中，如圖8，不同的轉(zhuǎn)換指令信號(hào)可 以下列方式傳送到每個(gè)傳感器單元20，使得每個(gè)傳感器單元20在燃料噴射期間輸出壓力 檢測(cè)信號(hào)。
權(quán)利要求
一種傳感器系統(tǒng)，包括多個(gè)傳感器單元(20)，每個(gè)分別包括第一傳感器(22)，輸出與第一物理量相對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)信號(hào)；第二傳感器(23)，輸出與第二物理量相對(duì)應(yīng)的第二檢測(cè)信號(hào)；和轉(zhuǎn)換電路(25a)，在第一檢測(cè)信號(hào)和第二檢測(cè)信號(hào)之間轉(zhuǎn)換；處理單元(30)，將轉(zhuǎn)換指令信號(hào)(SEL)傳送到轉(zhuǎn)換電路(25a)，且從每個(gè)傳感器單元(20)接收檢測(cè)信號(hào)(SIG)；通訊線(15a)，轉(zhuǎn)換指令信號(hào)(SEL)通過該通訊線從處理單元(30)傳送到每個(gè)傳感器單元(20)；和信號(hào)線(15b)，第一檢測(cè)信號(hào)和第二檢測(cè)信號(hào)通過該信號(hào)線以模擬信號(hào)的形式從每個(gè)傳感器單元(20)傳送到處理單元(30)，其中傳感器單元被歸組為第一組和第二組，第一組包括兩個(gè)或多個(gè)傳感器單元，第二組包括至少一個(gè)傳感器單元，和與第一組傳感器單元相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或多個(gè)通訊線(15a)從連接到處理單元(30)的第一通訊孔(301Pa)的單個(gè)第一基線(301a)分支。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，第二組傳感器單元(20)包括兩個(gè)或多個(gè)傳感器單元，和與每個(gè)傳感器單元對(duì)應(yīng)的通訊線(15a)從連接到處理單元(30)的第二通訊孔(302Pa) 的第二基線(302a)分支。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，傳感器系統(tǒng)應(yīng)用于具有多個(gè)燃料噴射器(10)的內(nèi)燃機(jī)，所述燃料噴射器在燃燒行程 中將燃料噴射到氣缸中，每個(gè)傳感器單元(20)設(shè)置到每個(gè)燃料噴射器(10)， 第一傳感器(22)檢測(cè)燃料壓力作為第一物理量， 第二傳感器(23)檢測(cè)第一傳感器的溫度作為第二物理量，和 傳感器單元以下列方式被歸組，使得燃料燃燒在與第一組傳感器單元對(duì)應(yīng)的氣缸中順 序地進(jìn)行。
4.一種傳感器系統(tǒng)，包括多個(gè)傳感器單元(20)，每個(gè)分別包括第一傳感器(22)，輸出與第一物理量相對(duì)應(yīng)的 第一檢測(cè)信號(hào)；第二傳感器(23)，輸出與第二物理量相對(duì)應(yīng)的第二檢測(cè)信號(hào)；和轉(zhuǎn)換電路 (25a)，在第一檢測(cè)信號(hào)和第二檢測(cè)信號(hào)之間轉(zhuǎn)換；處理單元(30)，將轉(zhuǎn)換指令信號(hào)(SEL)傳送到轉(zhuǎn)換電路(25a)，且從每個(gè)傳感器單元 (20)接收檢測(cè)信號(hào)(SIG)；通訊線(15a)，轉(zhuǎn)換指令信號(hào)(SEL)通過該通訊線從處理單元(30)傳送到每個(gè)傳感器 單元(20)；和信號(hào)線(15b)，第一檢測(cè)信號(hào)和第二檢測(cè)信號(hào)通過該信號(hào)線以模擬信號(hào)的形式從每個(gè) 傳感器單元(20)傳送到處理單元(30)，其中多個(gè)通訊線(15a)從連接到處理單元(30)的通訊孔(301Pa)的單個(gè)基線(301a)分支。
5.如權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，傳感器系統(tǒng)應(yīng)用于具有多個(gè)燃料噴射器(10)的內(nèi)燃機(jī)，所述燃料噴射器在燃燒行程中將燃料噴射到氣缸中，每個(gè)傳感器單元(20)設(shè)置到每個(gè)燃料噴射器(10)， 第一傳感器(22)檢測(cè)燃料壓力作為第一物理量，處理單元(30)基于第一檢測(cè)信號(hào)計(jì)算燃料壓力的變化，且基于計(jì)算的燃料壓力變化 來計(jì)算燃料噴射開始時(shí)刻、燃料噴射時(shí)間段、和燃料噴射量中的至少一個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，處理單元(30)阻止在燃料噴射時(shí)間段中從第一檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換到其它檢測(cè)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求5所述的傳感器系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)傳感器單元的檢測(cè)信號(hào)相對(duì)于特定氣缸轉(zhuǎn)換到第一檢測(cè)信號(hào)以外的時(shí)，處理單元 (30)使用從設(shè)置到該特定氣缸以外的其它氣缸的傳感器單元傳送的第一檢測(cè)信號(hào)，作為從 設(shè)置到該特定氣缸的傳感器單元傳送的第一檢測(cè)信號(hào)。
全文摘要
一種傳感器系統(tǒng)，包括多個(gè)傳感器單元(20)，其傳送壓力檢測(cè)信號(hào)和溫度檢測(cè)信號(hào)中的任一個(gè)作為檢測(cè)信號(hào)(SIG)；處理單元(30)，傳送轉(zhuǎn)換指令信號(hào)(SEL)到傳感器單元，且從傳感器單元(20)接收檢測(cè)信號(hào)(SIG)；通訊線(15a)，轉(zhuǎn)換指令信號(hào)(SEL)通過通訊線從處理單元(30)傳送到每個(gè)傳感器單元(20)；和信號(hào)線(15b)，檢測(cè)信號(hào)以模擬信號(hào)的形式從傳感器單元通過該信號(hào)線傳送到處理單元。傳感器單元(20)被歸組為第一組和第二組。第一組的多個(gè)通訊線(15a)從連接到處理單元(30)的第一通訊孔(301Pa)的一個(gè)第一基線(301a)分支。
文檔編號(hào)F02D41/04GK101922371SQ20101019986
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者吉田知史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝