專利名稱：燃料噴射特性學(xué)習(xí)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特性學(xué)習(xí)裝置，所述燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置學(xué)習(xí)諸如燃料噴射器單獨(dú)具有的燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”之類的燃料噴射特性值。
背景技術(shù)：
在燃料噴射器向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中噴射燃料時(shí)，從發(fā)送燃料噴射命令信號(hào)時(shí)直到實(shí)際噴射燃料時(shí)存在時(shí)間延遲。每一個(gè)燃料噴射器在燃料噴射命令信號(hào)的輸出時(shí)間段與燃料噴射量之間的相關(guān)性方面具有單獨(dú)的變化。通過試驗(yàn)先前獲得該時(shí)間延遲和燃料噴射相關(guān)性并且將其作為燃料噴射特性值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在運(yùn)輸燃料噴射器之后，基于所存儲(chǔ)的燃料噴射特性值，建立燃料噴射命令信號(hào)。JP-2009-74535A和JP-2009-57926A示出了設(shè)置至燃料噴射器以檢測(cè)燃料壓力的變化(燃料壓力波形)的燃料壓力傳感器。基于該燃料壓力的變化，分析燃料噴射率(燃料噴射條件)的變化。例如，在開始燃料噴射時(shí)，燃料壓力波形由于燃料噴射而開始下降。 因而，基于燃料壓力波形開始下降時(shí)的時(shí)間，能夠計(jì)算(分析)燃料噴射開始時(shí)間。根據(jù)以上所述，即使在運(yùn)輸燃料噴射器之后，也能夠分析實(shí)際的燃料噴射條件以使得能夠檢測(cè)燃料噴射特性值。即使燃料噴射特性值由于老化惡化而變化，也能夠?qū)W習(xí)燃料噴射特性值以使得能夠高精度地控制燃料噴射條件。以此同時(shí)，燃料噴射特性值取決于燃料溫度。如果沒有相對(duì)于燃料溫度學(xué)習(xí)燃料噴射特性值并且建立燃料噴射命令信號(hào)，則不能精確地控制燃料噴射條件。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮上面情況做出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高精度地控制燃料噴射條件的燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置。根據(jù)本發(fā)明，一種燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置學(xué)習(xí)燃料噴射系統(tǒng)的燃料噴射特性值。 所述燃料噴射系統(tǒng)包括燃料噴射器，其通過燃料噴射端口噴射蓄壓器中積累的高壓燃料； 存儲(chǔ)器部，其存儲(chǔ)所述燃料噴射器單獨(dú)具有的燃料噴射特性；以及燃料噴射命令部，其基于所述燃料噴射特性生成燃料噴射命令信號(hào)。所述燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置包括設(shè)置在流體連接所述蓄壓器和所述燃料噴射端口的燃料通道中的燃料壓力傳感器。該燃料壓力傳感器檢測(cè)所述燃料通道中的燃料壓力。 所述學(xué)習(xí)裝置還包括特性值檢測(cè)部，其基于代表所述燃料壓力傳感器的檢測(cè)值的變化的燃料壓力波形來分析燃料噴射條件，并且基于所分析的燃料噴射條件來檢測(cè)所述燃料噴射特性值；燃料溫度傳感器，其檢測(cè)燃料溫度；以及學(xué)習(xí)部，其將所述燃料噴射特性值與所述燃料溫度傳感器檢測(cè)的所述燃料溫度相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器部中。根據(jù)本實(shí)施例，由于與所述燃料溫度相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)所述燃料噴射特性值，因此能夠基于與實(shí)際的燃料溫度相對(duì)應(yīng)的所述燃料噴射特性值建立燃料噴射命令信號(hào)，從而能夠高精度地控制所述燃料噴射條件。所述燃料噴射特性值包括下面的值(a)從生成燃料噴射命令時(shí)到實(shí)際開始所述燃料噴射時(shí)的燃料噴射開始時(shí)間延遲；(b)從生成用于終止所述燃料噴射的命令時(shí)到實(shí)際終止所述燃料噴射時(shí)的燃料噴射結(jié)束時(shí)間延遲；(c)噴射率上升速度(或者燃料壓力下降速度)；(d)噴射率下降速度(或者燃料壓力上升速度)；(e)最大燃料噴射率(或者其燃料壓力下降量)；以及(f)表示命令燃料噴射時(shí)間段與實(shí)際的燃料噴射量之間的相關(guān)性的特性值。


通過下面參考附圖給出的描述，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更更顯而易見，在附圖中類似的部件由類似的附圖標(biāo)記指代，并且在附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃料噴射系統(tǒng)的輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖，在所述燃料噴射系統(tǒng)上安裝有燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置；圖2是E⑶的功能方框圖；圖3A、3B、3C和3D是用于解釋燃料壓力波形和燃料噴射率波形之間的相關(guān)性的示意圖；圖4是示出了燃料噴射屬性檢測(cè)裝置的示意圖；圖5是示出了所檢測(cè)的參數(shù)Td的特性公式的示意圖；圖6是示出了用于學(xué)習(xí)所檢測(cè)的參數(shù)Td的處理的流程圖；并且圖7是用于解釋用于基于基準(zhǔn)燃料溫度Ts來校正所檢測(cè)的參數(shù)Td的方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖來描述實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。將燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置安裝到具有四個(gè)汽缸#1_#4的內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī))。圖1是示出了設(shè)置到每一個(gè)汽缸的燃料噴射器10、設(shè)置到每一個(gè)燃料噴射器10的燃料壓力傳感器20、電子控制單元(ECU) 30等等的示意圖。首先，將解釋包括燃料噴射器10的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)。燃料箱40中的燃料通過高壓泵41進(jìn)行泵送，并且在共軌(蓄壓器)42中積累以通過高壓管42b供應(yīng)到每一個(gè)燃料噴射器10(#1_#4)。燃料噴射器10(#1-#4)以預(yù)定順序依次執(zhí)行燃料噴射。高壓泵41 是間歇排放高壓燃料的柱塞泵。在共軌42與高壓管42b之間的連接部處，設(shè)置孔口(高壓管42b的節(jié)流閥部)以減小通過高壓燃料管42b傳播到共軌42的燃料脈動(dòng)。因此，減小共軌42中的燃料脈動(dòng)以使得燃料能夠在穩(wěn)定壓力下供應(yīng)到每一個(gè)燃料噴射器10。燃料噴射器10包括主體11、針型閥主體12、致動(dòng)器13等等。主體11限定了高壓通道Ila和噴射端口 lib。針型閥主體12容納在主體11中以開啟/關(guān)閉噴射端口 lib。
主體11限定了高壓通道Ila和低壓通道Ild與其連通的背壓室11c?？刂崎y14 在高壓通道Ila和低壓通道Ild之間切換，以使得高壓通道Ila與背壓室Ilc連通，或者低壓通道Ild與背壓室Ilc連通。在圖1中致動(dòng)器13通電并且控制閥14向下移動(dòng)時(shí)，背壓室Ilc與低壓通道Ild連通，以使得背壓室Ilc中的燃料壓力減小。結(jié)果，施加到閥主體12 的背壓減小，以使得閥主體12開啟。同時(shí)，在致動(dòng)器13去電并且控制閥14向上移動(dòng)時(shí)，背壓室Ilc與高壓通道Ila連通，以使得背壓室Ilc中的燃料壓力增大。結(jié)果，施加到閥主體 12的背壓增大以使得閥主體12關(guān)閉。E⑶30控制致動(dòng)器13以驅(qū)動(dòng)閥主體12。在針型閥主體12開啟噴射端口 lib時(shí)， 高壓通道Ila中的高壓燃料通過噴射端口 lib噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室(未示出)。在下文中將描述燃料壓力傳感器20的結(jié)構(gòu)。燃料壓力傳感器20包括芯柱(負(fù)荷單元)、壓力傳感器元件22、燃料溫度傳感器2 和模制IC 23。芯柱21設(shè)置到主體11。芯柱21具有對(duì)高壓通道Ila中的高燃料壓力做出響應(yīng)而彈性變形的振動(dòng)膜21a。壓力傳感器元件22設(shè)置在振動(dòng)膜21a上以輸出取決于振動(dòng)膜 21a的彈性變形的壓力檢測(cè)信號(hào)。燃料溫度傳感器2 也設(shè)置在振動(dòng)膜21a上以檢測(cè)振動(dòng)膜21a的溫度作為燃料溫度。模制IC 23包括放大器電路，所述放大器電路放大從壓力傳感器元件22和燃料溫度傳感器2 發(fā)送的檢測(cè)信號(hào)。此外，模制IC 23具有發(fā)送檢測(cè)信號(hào)的發(fā)送電路以及存儲(chǔ)燃料噴射特性值的存儲(chǔ)器23a。模制IC安裝到具有芯柱21的燃料噴射器10。存儲(chǔ)器23a 是非易失性存儲(chǔ)器，例如EEPR0M。連接器15設(shè)置在主體11上。模制IC 23、致動(dòng)器13和E⑶30通過連接到連接器 15的線束16彼此電連接。將放大后的檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到ECU 30。相對(duì)于每一個(gè)汽缸執(zhí)行這樣的信號(hào)通信處理。E⑶30從各種傳感器接收檢測(cè)信號(hào)?；谶@些檢測(cè)信號(hào)，控制燃料供應(yīng)系統(tǒng)的每一個(gè)部件。ECU 30由已知的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。ECU基于各種傳感器的檢測(cè)信號(hào)來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)以及用戶的請(qǐng)求，并且操作各種致動(dòng)器，例如吸入控制閥和燃料噴射器10。安裝在ECU 30中的微型計(jì)算機(jī)基本上由各種計(jì)算設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、信號(hào)處理設(shè)備、通信設(shè)備以及功率源電路構(gòu)成。具體而言，所述微型計(jì)算機(jī)包括用于執(zhí)行各種計(jì)算的中央處理單元(CPU)；作為用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果的主存儲(chǔ)器的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器 (RAM)；作為程序存儲(chǔ)器的只讀存儲(chǔ)器(ROM)；作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)存儲(chǔ)器(備份存儲(chǔ)器)的電可寫入非易失性存儲(chǔ)器(EEPROM)；備份RAM(從諸如車載電池的備份功率源向其供應(yīng)電功率的RAM) ；A-D轉(zhuǎn)換器、時(shí)鐘、以及用于輸入/輸出信號(hào)的輸入/輸出端口。ROM存儲(chǔ)用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的各種程序。該程序包括關(guān)于燃料噴射特性和噴射命令校正的程序。EEPROM存儲(chǔ)諸如發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)日期之類的各種數(shù)據(jù)。如圖2所示，基于來自傳感器的輸出，ECU 30(噴射命令部)計(jì)算應(yīng)該在輸出軸 (凸輪軸)上生成的轉(zhuǎn)矩(所要求的轉(zhuǎn)矩)、所要求的燃料噴射量“Q”以及所要求的燃料噴射開始時(shí)間“T”，以用于獲得所要求的轉(zhuǎn)矩。例如，通過燃料壓力傳感器20檢測(cè)高壓通道 Ila中的實(shí)際壓力“Pc”，并且通過燃料溫度傳感器22a檢測(cè)高壓通道Ila中的實(shí)際燃料溫度“Th”。ECU30根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)條件以及加速度計(jì)位置來計(jì)算所要求的燃料噴射量“Q” 和所要求的燃料噴射開始時(shí)間“T”。
ECU 30的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)燃料噴射率模型，所述燃料噴射率模型代表在特定的燃料噴射條件(實(shí)際壓力“Pc”和實(shí)際溫度“Th”)下輸出燃料噴射命令信號(hào)時(shí)燃料噴射率的變化。 所述燃料噴射命令信號(hào)表示命令噴射時(shí)間段“Tq”和命令噴射開始時(shí)間“Tc”。換句話說，將命令噴射時(shí)間段“Tq”、命令噴射開始時(shí)間“Tc”、實(shí)際壓力“Pc”和實(shí)際溫度“Th”作為輸入?yún)?shù)輸入到燃料噴射率模型中，從而將實(shí)際燃料噴射開始時(shí)間和實(shí)際燃料噴射量作為輸出參數(shù)輸出。利用該燃料噴射率模型，ECU 30基于實(shí)際燃料壓力“Pc” (例如圖3C中的燃料壓力“P0”)和實(shí)際燃料溫度“Th”來計(jì)算與所要求的燃料噴射量“Q”和所要求的燃料噴射開始時(shí)間“T”相對(duì)應(yīng)的命令噴射時(shí)間段“Tq”以及命令噴射開始時(shí)間“Tc”。結(jié)果，基于命令噴射時(shí)間段“Tq”和命令噴射開始時(shí)間“Tc”，通過燃料噴射器10進(jìn)行燃料噴射，以使得將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)到目標(biāo)值，并且能夠降低顆粒物質(zhì)、NOx等等的排放量。在ECU 30向燃料噴射器10發(fā)送燃料噴射命令信號(hào)的同時(shí)，致動(dòng)器13通電。因此，在輸出燃料噴射命令信號(hào)時(shí)的時(shí)間與命令噴射開始時(shí)間“Tc”相對(duì)應(yīng)，并且其間輸出燃料噴射命令信號(hào)的時(shí)間段與命令噴射時(shí)間段“ Tq ”相對(duì)應(yīng)。參照?qǐng)D3A到3D，在下文中將描述由燃料壓力傳感器20檢測(cè)的實(shí)際燃料壓力“Pc” 的變化與燃料噴射率的變化之間的相關(guān)性。通過燃料壓力波形示出實(shí)際燃料壓力的變化并且通過噴射率波形示出燃料噴射率的變化。圖3A示出了 ECU 30提供到致動(dòng)器13的燃料噴射命令信號(hào)?；谠撊剂蠂娚涿钚盘?hào)，致動(dòng)器13操作以開啟噴射端口 lib。也就是說，在燃料噴射命令信號(hào)的脈沖開啟時(shí)刻“tl (Tc)，，處開始燃料噴射，并且在燃料噴射命令信號(hào)的脈沖關(guān)閉時(shí)刻“t2”處終止燃料噴射。在從時(shí)刻“tl”到時(shí)刻“t2”的命令噴射時(shí)間段“Tq”期間，開啟噴射端口 lib。通過控制命令噴射時(shí)間段“Tq”，控制燃料噴射量“Q”。圖;3B示出了代表燃料噴射率的變化的噴射率波形，并且圖3C示出了代表由燃料壓力傳感器20檢測(cè)的燃料壓力的變化的燃料壓力波形。通過以指定的時(shí)間間隔處對(duì)燃料壓力傳感器20的檢測(cè)值進(jìn)行連續(xù)采樣來獲得圖3C所示的燃料壓力波形。該燃料壓力波形代表燃料噴射期間在高壓通道Ila中的燃料壓力的變化。將采樣時(shí)間段設(shè)置成比實(shí)際的燃料噴射時(shí)間段要短。由于壓力波形與噴射率波形具有下面將描述的相關(guān)性，所以能夠根據(jù)所檢測(cè)的壓力波形來估計(jì)噴射率波形。也就是說，如圖3A所示，在時(shí)刻“tl”處燃料噴射命令信號(hào)升高之后，開始燃料噴射并且在時(shí)刻“R1 (tsta)，，處噴射率開始增大。在時(shí)刻“R1，，之后過去延遲時(shí)間“Cl”時(shí)，在點(diǎn)“P1”處檢測(cè)壓力開始減小。然后，在時(shí)刻“R2”處噴射率達(dá)到最大噴射率時(shí)，在點(diǎn)“P2”處停止檢測(cè)壓力下降。在時(shí)刻“R3”處噴射率開始減小時(shí)，在點(diǎn)“P3”處檢測(cè)壓力開始增大。之后，在噴射率變?yōu)榱悴⑶以跁r(shí)刻“R4”(tend)處終止實(shí)際燃料噴射時(shí)，在點(diǎn)“P5”處停止檢測(cè)壓力的增大。如上面所解釋的，壓力波形和噴射率波形具有高的相關(guān)性。由于噴射率波形代表燃料噴射開始時(shí)刻(Rl)、燃料噴射結(jié)束時(shí)刻(R4)以及燃料噴射量(圖2B中陰影部分的面積)，能夠通過根據(jù)壓力波形估計(jì)噴射率波形來分析燃料噴射條件。在燃料壓力波形中，下降速度P α與上升速度Ρβ具有高的相關(guān)性。基于下降速度Pa和上升速度Ρβ，計(jì)算噴射率上升速度R α和噴射率下降速度Ri3。將點(diǎn)“PI”處的壓力定義為基準(zhǔn)壓力“Po”。檢測(cè)與基準(zhǔn)壓力“Po”的壓力下降量“dp”并且基于該壓力下降量“ dP，，來計(jì)算最大燃料噴射率“ dQmax ”。在進(jìn)行燃料噴射之后，壓力“PO ”變?yōu)楸然鶞?zhǔn)壓力 “P0”低與燃料噴射量相對(duì)應(yīng)的壓力?；谠邳c(diǎn)“P4”處燃料壓力達(dá)到壓力“POd”處的時(shí)刻來計(jì)算燃料噴射結(jié)束時(shí)刻“tend”。然后，計(jì)算機(jī)計(jì)算命令噴射開始時(shí)刻“Tc”與燃料噴射開始時(shí)刻“tsta”之間的燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”，以及命令噴射結(jié)束時(shí)刻“t2”與燃料噴射結(jié)束時(shí)刻“tend”之間的燃料噴射結(jié)束時(shí)間延遲“Te”。燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”、燃料噴射結(jié)束時(shí)刻“tend”、噴射率上升速度Ra、噴射率下降速度R0、以及最大燃料噴射率“dQmax”是通過分析實(shí)際燃料壓力“Pc”中的變化獲得的檢測(cè)參數(shù)。這些參數(shù)用于識(shí)別配置噴射率模型M的各種公式。而且，在本實(shí)施例中， 與燃料溫度相關(guān)聯(lián)地檢測(cè)這些檢測(cè)參數(shù)。參考圖2，在下文中將描述用于配置燃料噴射率模型M的處理。輸入處理部“IPP”執(zhí)行濾波，其中通過低通濾波器對(duì)表示燃料壓力傳感器20的檢測(cè)值(實(shí)際燃料壓力“Pc”)的變化的燃料壓力波形進(jìn)行濾波以從其去除高頻噪聲。然后， 從濾波后的燃料壓力波形中去除由于高壓泵41引起的壓力增加分量，這被稱為非噴射汽缸校正。具體而言，在指定的汽缸中進(jìn)行燃料噴射的同時(shí)，從該指定汽缸中的燃料壓力減去其中沒有進(jìn)行燃料噴射的另一汽缸中的壓力增加。輸入處理部“IPP”從燃料壓力波形中去除由于燃料噴射開始(燃料噴射端口 lib的開啟)而生成的壓力脈動(dòng)。這被稱為噴射器開啟壓力脈動(dòng)補(bǔ)償(IOPPC)。此外，在單個(gè)功率沖程中進(jìn)行多次燃料噴射的情況下，從燃料壓力波形中去除由于早期噴射導(dǎo)致的壓力脈動(dòng)，這被稱為早期噴射壓力脈動(dòng)補(bǔ)償(AIPPC)。分析部“AP”分析燃料壓力波形以獲得燃料噴射開始時(shí)間“tsta”、燃料噴射結(jié)束時(shí)亥lj“tend”、噴射率上升速度Ra、噴射率下降速度Ri3和最大燃料噴射率“dQmax”。此外， 分析部“AP”計(jì)算燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”、燃料噴射結(jié)束時(shí)刻“tend”等等的檢測(cè)參數(shù) (燃料噴射特性)。更具體而言，分析部“AP”在每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)處關(guān)于燃料壓力的上述轉(zhuǎn)變計(jì)算一階微分值和二階微分值。在二階微分值小于為負(fù)值的閾值K時(shí)，檢測(cè)當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)作為燃料壓力波形上的壓力下降開始時(shí)刻。從開始燃料噴射直到燃料壓力波形開始下降時(shí)，存在其中將在燃料噴射端口 lib中生成的燃料壓力脈動(dòng)傳播到燃料壓力傳感器20的時(shí)間延遲“Cl”。 因此，將比壓力下降開始時(shí)刻早一時(shí)間延遲“Cl”的時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)作為燃料噴射開始時(shí)刻
tsta ο此外，在一階微分值的先前值為正值并且當(dāng)前的一階微分值小于負(fù)值的閾值時(shí)， 分析部“AP”將當(dāng)前時(shí)間定義為壓力上升結(jié)束時(shí)刻。從終止燃料噴射時(shí)直到燃料壓力波形停止上升時(shí)，存在其中向燃料壓力傳感器20傳播在燃料噴射端口 lib中生成的燃料壓力脈動(dòng)的時(shí)間延遲“C2”。因此，將比壓力增加結(jié)束時(shí)刻早一時(shí)間延遲“C2”的時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)作為燃料噴射結(jié)束時(shí)刻“tend”。分析部“AP”檢測(cè)燃料壓力下降速度Pa，該燃料壓力下降速度P α與壓力波形的燃料壓力隨著燃料噴射率的增大而減小處的斜率相對(duì)應(yīng)。此外，分析部“ΑΡ”檢測(cè)燃料壓力上升速度Ρβ，該燃料壓力上升速度Ρβ與壓力波形的燃料壓力隨著燃料噴射率的減小而增大處的斜率相對(duì)應(yīng)。燃料壓力下降速度Pα與噴射率上升速度Rα緊密相關(guān)。燃料壓力上升速度Ρβ與噴射率下降速度R3緊密相關(guān)?？紤]到這種情況，將所檢測(cè)的燃料壓力下降速度Pa乘以相關(guān)系數(shù)α以計(jì)算噴射率上升速度Ra。將所檢測(cè)的燃料壓力上升速度 Ρβ乘以相關(guān)系數(shù)β以計(jì)算噴射率下降速度R3。分析部“ΑΡ”檢測(cè)燃料壓力波形上的壓力下降量“dP”，這是由于燃料噴射生成的。 所述壓力下降量“dP”與最大噴射率“dQmax”緊密相關(guān)。有鑒于此，將所檢測(cè)的壓力下降量 “dP”乘以相關(guān)系數(shù)γ以計(jì)算最大噴射率“dQmax”。學(xué)習(xí)部“LP”學(xué)習(xí)并且存儲(chǔ)燃料噴射開始時(shí)間“tsta”、燃料噴射結(jié)束時(shí)刻“tend”、 噴射率上升速度Ra、噴射率下降速度R0、最大燃料噴射率“dQmax”、以及燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”。然后，基于這些學(xué)習(xí)值，獲得相對(duì)噴射率的變化(相對(duì)噴射率波形)。該相對(duì)噴射率與燃料噴射率相對(duì)應(yīng)并且根據(jù)由燃料壓力傳感器20檢測(cè)的實(shí)際燃料壓力“Pc”的變化而變化。此外，學(xué)習(xí)部“LP”基于下面將要描述的噴射率模型學(xué)習(xí)將該相對(duì)噴射率轉(zhuǎn)換為實(shí)際噴射率，并且學(xué)習(xí)(存儲(chǔ))最大噴射率“dQmax”。實(shí)際噴射率和最大噴射率“dQmax”是表示實(shí)際燃料噴射率的絕對(duì)值。ECU 30考慮由學(xué)習(xí)部“LP”學(xué)習(xí)的參數(shù)(每個(gè)時(shí)刻和最大噴射率)而定義噴射率模型M。在執(zhí)行燃料噴射控制的同時(shí)，使用該噴射率模型M。檢測(cè)實(shí)際燃料壓力“Pc”的變化以及輸出燃料噴射命令信號(hào)時(shí)的實(shí)際燃料溫度“IV’。將這些檢測(cè)值發(fā)送到噴射率模型 M0由分析部“AP”檢測(cè)的參數(shù)Td、Te、R α、R β和dQmax中的每一個(gè)是單獨(dú)針對(duì)每一個(gè)燃料噴射器10的值。在本實(shí)施例中，在運(yùn)輸燃料噴射系統(tǒng)之前，進(jìn)行下面描述的試驗(yàn)以獲得參數(shù)Td、Te、Ra、Ri3和dQmax。將這些參數(shù)作為燃料噴射特性值存儲(chǔ)在安裝到燃料噴射器10的存儲(chǔ)器23a中。應(yīng)該注意到，這些燃料噴射特性值取決于燃料溫度。因而，進(jìn)行試驗(yàn)以使得針對(duì)每一個(gè)燃料溫度獲得燃料噴射特性值。圖5是表示參數(shù)相對(duì)于燃料溫度的變化的示意圖，其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23a中。圖4是用于獲得參數(shù)Td、Te、R α、Rβ和dQmax的燃料噴射屬性檢測(cè)裝置(試驗(yàn)設(shè)備)50的示意圖。試驗(yàn)設(shè)備50針對(duì)每一個(gè)燃料噴射器10設(shè)置有壓力容器51、導(dǎo)管52和流量計(jì)53。在安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)和運(yùn)輸之前，將燃料噴射器10連接到壓力容器51。壓力容器51 是能夠接收高壓燃料的中空容器。壓力容器51的內(nèi)部壓力不泄露到外側(cè)。燃料噴射器10 的噴射端口 lib設(shè)置在壓力容器51中，以使得將燃料噴射到壓力容器51中。所噴射的燃料向下流動(dòng)到壓力容器51的底部。導(dǎo)管52的上端連接到壓力容器51的底部，并且導(dǎo)管52 的下端連接到流量計(jì)53。將壓力容器51的底部部分中的燃料通過導(dǎo)管52引入到流量計(jì) 53中。試驗(yàn)設(shè)備50設(shè)置有設(shè)置在壓力容器51中的第一試驗(yàn)燃料壓力傳感器56、設(shè)置到每一個(gè)燃料噴射器10的第二試驗(yàn)燃料壓力傳感器20、設(shè)置到每一個(gè)流量計(jì)53的第一試驗(yàn)燃料溫度傳感器57、設(shè)置到每一個(gè)燃料噴射器10的第二試驗(yàn)燃料溫度傳感器22a、以及試驗(yàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC) 55。應(yīng)該注意到，第二試驗(yàn)燃料壓力傳感器與圖1中的燃料壓力傳感器 20相對(duì)應(yīng)，并且第二試驗(yàn)燃料溫度傳感器2 與圖1中的燃料溫度傳感器2 相對(duì)應(yīng)。設(shè)置在壓力容器51中的第一試驗(yàn)燃料壓力傳感器56檢測(cè)壓力容器51的內(nèi)部壓力。在燃料噴射器10向壓力容器51噴射燃料時(shí)，壓力容器51的內(nèi)部壓力變化。因而，第一試驗(yàn)壓力傳感器56能夠檢測(cè)由于燃料噴射器10的燃料噴射導(dǎo)致的燃料壓力變化。流量計(jì)53能夠檢測(cè)微小的流量。流量計(jì)53檢測(cè)通過流量計(jì)23的流體的體積流率。具體而言，流量計(jì)53檢測(cè)由燃料噴射器10噴射的燃料的體積流率。第一試驗(yàn)燃料溫度傳感器57設(shè)置在流量計(jì)53中，以檢測(cè)通過流量計(jì)53的燃料的溫度。也就是說，在流量計(jì)53檢測(cè)燃料流率時(shí)，第一試驗(yàn)燃料溫度傳感器57檢測(cè)燃料溫度。 應(yīng)該注意到，第一試驗(yàn)燃料溫度傳感器57可以設(shè)置在導(dǎo)管52中。試驗(yàn)個(gè)人計(jì)算機(jī)55是具有CPU、RAM、R0M、信號(hào)處理設(shè)備、輸入-輸出端口、電源電路等等的公知計(jì)算機(jī)。將上述傳感器的檢測(cè)信號(hào)提供到PC 55。PC 55對(duì)由流量計(jì)53檢測(cè)的燃料流率進(jìn)行積分以使得計(jì)算經(jīng)過流量計(jì)53的燃料的體積，即由燃料噴射器14噴射的燃料的體積。如上所述，流量計(jì)53和PC 55與檢測(cè)包含在壓力容器51中的燃料體積的體積檢測(cè)部相對(duì)應(yīng)。此外，基于各種傳感器的輸出，PC 55將由流量計(jì)53檢測(cè)的燃料體積轉(zhuǎn)換為由燃料噴射器10噴射的燃料體積，并且計(jì)算由燃料噴射器10噴射的相對(duì)噴射率。然后，基于該相對(duì)噴射率的變化以及所轉(zhuǎn)換的燃料體積，PC 55計(jì)算由壓力傳感器56檢測(cè)的壓力與由燃料噴射器10噴射的燃料的實(shí)際噴射率之間的關(guān)系。此外，PC 55計(jì)算燃料噴射命令信號(hào)與實(shí)際噴射率之間的關(guān)系。此外，在燃料噴射器10噴射燃料時(shí)，壓力傳感器56檢測(cè)如圖3D所示的燃料壓力。 壓力容器51中的壓力根據(jù)燃料噴射器10噴射的燃料體積而增大。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)壓力容器51中的壓力增大量和噴射到壓力容器51中的燃料體積具有比例關(guān)系。壓力容器51中壓力的微分值與燃料體積的微分值具有比例關(guān)系。因而，壓力的微分值的變化代表噴射率的相對(duì)變化，即相對(duì)噴射率(參考圖3B)。由于相對(duì)噴射率的積分值代表燃料體積，通過應(yīng)用由流量計(jì)53檢測(cè)的燃料體積將所述相對(duì)噴射率轉(zhuǎn)化為實(shí)際噴射率。此時(shí)，經(jīng)過流量計(jì)53的燃料溫度與由燃料噴射器10 噴射的燃料溫度不同。燃料的體積根據(jù)其溫度變化。因此，如果將由流量計(jì)53檢測(cè)的燃料體積應(yīng)用到相對(duì)噴射率的積分值，則所獲得的實(shí)際噴射率可能不精確。根據(jù)本實(shí)施例，基于溫度傳感器57的檢測(cè)值和溫度傳感器22a的檢測(cè)值，將由流量計(jì)53檢測(cè)的燃料體積轉(zhuǎn)換為由燃料噴射器10噴射的燃料的體積。將所轉(zhuǎn)換的燃料的體積應(yīng)用到相對(duì)噴射率的積分值，以使得將相對(duì)噴射率轉(zhuǎn)換為實(shí)際噴射率。因此，精確地獲得由壓力傳感器20檢測(cè)的壓力與實(shí)際噴射率之間的關(guān)系。此外，精確地獲得由壓力傳感器56 檢測(cè)的壓力與實(shí)際噴射率之間的關(guān)系。根據(jù)下面過程與燃料溫度相關(guān)聯(lián)地學(xué)習(xí)每一個(gè)參數(shù)。在下面的描述中，解釋了學(xué)習(xí)燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”。還以相同的方式學(xué)習(xí)其它參數(shù)Te、Ra、Ri3、dQmax。圖5示出了表示參數(shù)“Td”與燃料溫度之間關(guān)系的特性公式。該特性公式是線性函數(shù)，其中參數(shù)“ Td ”隨著燃料溫度更高而增大。首先，相對(duì)于作為測(cè)試對(duì)象的主燃料噴射器10M，燃料溫度變化并且利用試驗(yàn)設(shè)備 50獲得多個(gè)參數(shù)“Td”。根據(jù)基于所檢測(cè)的參數(shù)“Td”的最小二乘法，計(jì)算代表燃料溫度與參數(shù)“Td”之間關(guān)系的特性公式Li。將基準(zhǔn)燃料溫度Ts定義為例如40°C。然后，相對(duì)于除了主燃料噴射器IOM之外的另一燃料噴射器10，利用試驗(yàn)設(shè)備50 檢測(cè)基準(zhǔn)燃料溫度Ts處的參數(shù)“Td”。在基準(zhǔn)燃料溫度Ts處，對(duì)主燃料噴射器IOM的參數(shù)“Td”與另一燃料噴射器10的參數(shù)“Td”進(jìn)行相互比較，以獲得其間的差值A(chǔ)Tds。然后，基于該差值A(chǔ)Tds，校正特性公式Li，以使得相對(duì)于另一燃料噴射器10計(jì)算另一特性公式L2。 具體而言，特性公式(線性線)Ll和L2的斜率彼此相等。將線性線Ll偏移差值A(chǔ)Tds以獲得線性線L2。將該線性線(特性公式)L2存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23a或者ECU 30的其它存儲(chǔ)器中。在運(yùn)輸之后，根據(jù)所存儲(chǔ)的公式L2計(jì)算與當(dāng)前燃料溫度相對(duì)應(yīng)的參數(shù)“Td”。將該計(jì)算的參數(shù) “Td”反映在燃料噴射率模型M上。因此參數(shù)“Td”由于燃料噴射器10的老化惡化而變化， 因此學(xué)習(xí)并且連續(xù)更新特性公式L2如圖5中的公式L3和L4。在運(yùn)輸燃料噴射器10之后，通過如下方式學(xué)習(xí)特性公式L2。圖6是示出了以指定的時(shí)間間隔重復(fù)執(zhí)行的特性公式的學(xué)習(xí)處理。在步驟SlO中， 從燃料溫度傳感器2 獲得當(dāng)前燃料溫度。在步驟Sll中，確定所獲得的燃料溫度是否在指定范圍(T1-T2)內(nèi)。上述基準(zhǔn)溫度Ts包括在該指定范圍(T1-T2)內(nèi)。在步驟Sl 1中的回答為否時(shí)，處理進(jìn)行到步驟S12 (校正部)，其中以如下方式校正所計(jì)算的參數(shù)“Td”。圖7中的附圖標(biāo)記“( ”指代在步驟SlO中獲得的燃料溫度高于T2的情況下參數(shù)“Td”的值。在這種情況下，將參數(shù)“Td”的值“Ga”轉(zhuǎn)換為基準(zhǔn)燃料溫度Ts處的值“( ”。例如，根據(jù)學(xué)習(xí)之前的特性公式2的斜率，將值“Ga”校正到值“( ”。在步驟Sll中的回答為是時(shí)，處理進(jìn)行到步驟S13，其中所計(jì)算的參數(shù)“Td”用作與基準(zhǔn)燃料溫度Ts相對(duì)應(yīng)的參數(shù)“Td”。圖7中的附圖標(biāo)記“Ge”指代在步驟SlO中獲得的燃料溫度在指定范圍(T1-T2)內(nèi)的情況下參數(shù)“Td”的值。在這種情況下，不校正參數(shù)“Td” 的值“Ge”，并且該參數(shù)“Td”的值“Ge”用作在基準(zhǔn)燃料溫度“Ts”處參數(shù)“Td”的值。在步驟S14中，將具有值“( ”的校正后的參數(shù)“Td”或者具有值“Ge”的所計(jì)算的參數(shù)作為與基準(zhǔn)燃料溫度Ts相對(duì)應(yīng)的參數(shù)“Td”存儲(chǔ)在ECU 30的存儲(chǔ)器中。如果燃料溫度超出指定上限，則液體燃料變?yōu)闅?液兩相狀態(tài)。如果燃料溫度下降低于指定下限，則該液體燃料固化。在燃料不是液相時(shí)，優(yōu)選的是禁止學(xué)習(xí)所檢測(cè)的參數(shù)。在本實(shí)施例中，在燃料溫度高于上限或者低于下限時(shí)，禁止在步驟S14中將所檢測(cè)的參數(shù)“Td”存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。即，禁止學(xué)習(xí)所檢測(cè)的參數(shù)“Td”。在步驟S15中，確定所檢測(cè)的參數(shù)“Td”的存儲(chǔ)數(shù)量“η”是否小于指定數(shù)量“m”。 直到數(shù)量“η”達(dá)到指定數(shù)量“m”，重復(fù)執(zhí)行從步驟SlO到步驟S14的處理。在數(shù)量“η”變?yōu)閿?shù)量“m”時(shí)，處理進(jìn)行到步驟S16。在步驟S16中，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的所檢測(cè)的參數(shù)“Td” 的平均值計(jì)算為學(xué)習(xí)值“Tdave”。在步驟S17中，計(jì)算機(jī)計(jì)算學(xué)習(xí)值“Tdave”和在特性公式L2上的基準(zhǔn)燃料溫度 “Ts”處所檢測(cè)的參數(shù)“Tds”之間的差值A(chǔ)Td。在步驟S18中，計(jì)算機(jī)確定該差值A(chǔ)Td是否大于或者等于指定值。在步驟S18中的回答為否時(shí)，處理進(jìn)行到步驟S20(學(xué)習(xí)部)，其中特性公式L2偏移一差值八了山以獲得特性公式!^。在步驟S18中的回答為是時(shí)，處理進(jìn)行到步驟S19(學(xué)習(xí)部)，校正特性公式L2的斜率以獲得特性公式L4。例如，獲得在步驟12中校正之前的多個(gè)參數(shù)“Td”(fei或者Ge)并且基于上述參數(shù)根據(jù)最小二乘法來計(jì)算直線。將該計(jì)算的直線定義為特性公式L4。上面描述了燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”的學(xué)習(xí)過程。也與燃料溫度相關(guān)聯(lián)地學(xué)習(xí)其它參數(shù)。關(guān)于燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”，如圖5所示，隨著燃料溫度更高，燃料噴射開始時(shí)間延遲“Td”變得更長(zhǎng)。關(guān)于其它參數(shù)，隨著燃料溫度更高，任何參數(shù)都變得更小。根據(jù)本實(shí)施例，將分析部“AP”計(jì)算的噴射特性值作為與燃料溫度相關(guān)聯(lián)的特性公式L2、L3和L4進(jìn)行存儲(chǔ)。然后，基于所存儲(chǔ)的特性公式L2、L3和L4，建立燃料噴射率模型 “M”。此外，基于該燃料噴射率模型“M”和由燃料溫度傳感器2 檢測(cè)的燃料溫度，計(jì)算機(jī)計(jì)算與所要求的燃料噴射量“Q”和所要求的燃料噴射開始時(shí)間“T”相對(duì)應(yīng)的命令噴射時(shí)間段“Tq”和命令噴射開始時(shí)間“Tc”。由于基于所檢測(cè)的參數(shù)Td、Te、Ra、Ri3和dQmax來計(jì)算命令噴射時(shí)間段“Tq”和命令噴射開始時(shí)間“Tc”，因此能夠高精度控制實(shí)際燃料噴射開始時(shí)間和實(shí)際燃料噴射量。另外，根據(jù)本實(shí)施例，存儲(chǔ)與基準(zhǔn)燃料溫度Ts相對(duì)應(yīng)的多個(gè)所檢測(cè)的參數(shù)“Td”并且將該參數(shù)的平均值計(jì)算為學(xué)習(xí)值“Tdave”。因此，能夠改善特性公式的學(xué)習(xí)精確度。盡管所檢測(cè)的參數(shù)Td、Te、Ra、R0和dQmax與燃料溫度之間的關(guān)系(特性公式) 由于燃料噴射器10的個(gè)體差異和老化惡化而變化，但是特性公式L2的斜率很少變化。整體增大或者減小在燃料溫度的整個(gè)范圍中所檢測(cè)的參數(shù)的值?？紤]到上述情況，根據(jù)本實(shí)施例，在差值Δ Td小于指定值時(shí)，特性公式L2偏移一差值八1(1，以將公式1^2更新為公式 L3。特性公式L3高精度地代表實(shí)際所檢測(cè)的參數(shù)“Td”和燃料溫度之間的關(guān)系。與此同時(shí)，在差值Δ Td不小于指定值時(shí)，燃料屬性可能變化。在這種情況下，特性公式的斜率趨于變化?？紤]到上述情況，根據(jù)本實(shí)施例，在差值△ Td不小于指定值時(shí)，基于多個(gè)所檢測(cè)的參數(shù)“Td”來計(jì)算未被學(xué)習(xí)的特性公式L2的斜率，以將特性公式L2更新到特性公式L4。特性公式L4以高精度地代表實(shí)際所檢測(cè)的參數(shù)“Td”與燃料溫度之間的關(guān)系。[其它實(shí)施例]本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，而是可以例如以如下方式執(zhí)行本發(fā)明。此外，能夠組合每一個(gè)實(shí)施例的特性配置。可以將燃料溫度傳感器2 設(shè)置至高壓管42b或者共軌42。同樣，可以將燃料壓力傳感器20設(shè)置至共軌42的出口 4 的高壓管42b下游?？梢耘c燃料溫度以及共軌42中的燃料壓力相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)燃料噴射特性值。本發(fā)明能夠應(yīng)用于具有在其中積累燃料的傳輸管的直接噴射發(fā)動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置，所述燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置學(xué)習(xí)燃料噴射系統(tǒng)的燃料噴射特性值，所述燃料噴射系統(tǒng)包括燃料噴射器(10)，其通過燃料噴射端口(lib)噴射在蓄壓器0 中積累的高壓燃料； 存儲(chǔ)器部03a)，其存儲(chǔ)所述燃料噴射器單獨(dú)具有的燃料噴射特性；以及燃料噴射命令部(30)，其基于所述燃料噴射特性來生成燃料噴射命令信號(hào)， 所述燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置包括燃料壓力傳感器(20)，其設(shè)置在流體連接所述蓄壓器0 和所述燃料噴射端口(lib) 的燃料通道(11a，42b)中，所述燃料壓力傳感器00)檢測(cè)所述燃料通道中的燃料壓力；特性值檢測(cè)部(AP)，基于代表所述燃料壓力傳感器OO)的檢測(cè)值的變化的燃料壓力波形來分析燃料噴射條件，所述燃料噴射特性檢測(cè)部(AP)基于所分析的燃料噴射條件來檢測(cè)所述燃料噴射特性值；燃料溫度傳感器0加)，其檢測(cè)燃料溫度；以及學(xué)習(xí)部(S19，S20)，其將所述燃料特性與由所述燃料溫度傳感器(22a)檢測(cè)的所述燃料溫度相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器部(23a)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置，其中所述存儲(chǔ)器部(23a)存儲(chǔ)代表所述燃料噴射特性與所述燃料溫度之間關(guān)系的特性公式，并且所述學(xué)習(xí)部(S19，S20)基于由所述燃料噴射特性檢測(cè)部(A)檢測(cè)的所述燃料噴射特性值來更新所述特性公式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置，其中在由所述特性值檢測(cè)部(AP)檢測(cè)的所述燃料噴射特性值與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器部中的未被學(xué)習(xí)的燃料噴射特性值之間的差值小于指定值時(shí)，所述學(xué)習(xí)部將學(xué)習(xí)之前的所述特性公式更新為被偏移了所述差值的特性公式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置，其中在由所述特性檢測(cè)部(AP)檢測(cè)的所述燃料噴射特性值與存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器部中的未被學(xué)習(xí)的燃料噴射特性值之間的差值不小于指定值時(shí)，所述學(xué)習(xí)部將學(xué)習(xí)之前的所述特性公式更新為其斜率根據(jù)所述差值變化的特性公式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置，還包括校正部(S12)，其在由所述燃料溫度傳感器檢測(cè)的當(dāng)前燃料溫度處于指定溫度范圍以外的情況下，將與所述當(dāng)前燃料溫度相對(duì)應(yīng)的所述燃料噴射特性校正為與基準(zhǔn)燃料溫度相對(duì)應(yīng)的燃料噴射特性，所述基準(zhǔn)燃料溫度在所述指定溫度范圍內(nèi)，其中所述學(xué)習(xí)部(S19，S20)將所校正的燃料噴射特性與所述基準(zhǔn)燃料溫度相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器部(23a)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射特性學(xué)習(xí)裝置，其中在由所述燃料溫度傳感器檢測(cè)的所述燃料溫度超出指定上限值或者下降到低于指定下限值時(shí)，禁止將與所述燃料溫度相對(duì)應(yīng)的所述燃料噴射特性值存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器部 (23a)中。
全文摘要
特性檢測(cè)部(A)基于代表燃料壓力傳感器(20)的檢測(cè)值的變化的燃料壓力波形來分析燃料噴射條件，并且然后基于所分析的燃料噴射條件檢測(cè)燃料噴射特性值。學(xué)習(xí)所檢測(cè)的參數(shù)(Td)并且將其與由燃料溫度傳感器(22a)檢測(cè)的燃料溫度相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(23a)中?；谒鶎W(xué)習(xí)的所檢測(cè)的參數(shù)(L3，L4)建立燃料噴射率模型(M)。利用所述燃料噴射率模型和當(dāng)前燃料溫度定義命令燃料噴射開始時(shí)間和命令燃料噴射時(shí)間段。
文檔編號(hào)F02D41/14GK102536491SQ20111041989
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15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