專利名稱：氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其感應(yīng)在多氣缸內(nèi)燃機(jī)的各 個氣缸的特征之間的變化。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，作為用于平滑在由設(shè)在多氣缸內(nèi)燃機(jī)中的各個氣缸中的噴射 器的各自差異和老化退化等造成的氣缸之間的噴射量中的變化(即，噴射
量變化)的校正，用于校正各個氣缸的燃料噴射量的FCCB校正是已知的(例 如，參見專利文件1: JP-A-2001-355500)。在FCCB校正中，對應(yīng)于各個 氣缸的燃燒沖程的曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度的感應(yīng)值是從曲柄軸的旋轉(zhuǎn)速度的感 應(yīng)值提取的。在對應(yīng)于各個氣缸的提取的旋轉(zhuǎn)速度之間的變化被認(rèn)為是在 由各個氣缸生成的輸出扭矩之間的變化。對應(yīng)于各個氣缸的旋轉(zhuǎn)速度與所 有氣缸的旋轉(zhuǎn)速度的平均值相比較，并且執(zhí)行各個氣缸的燃料噴射量的增/ 減校正(FCCB校正)，以便平滑在氣缸之間的旋轉(zhuǎn)速度的變化。
在氣缸之間的輸出扭矩的變化的因數(shù)除在氣缸之間的噴射量的上述變 化之外包括各個氣缸的特征的差異(氣缸特征的變化)。例如，氣缸特征變 化包括氣缸中的各種摩擦的變化、氣缸中的壓縮比率的變化、通過ECR (廢 氣再循環(huán))(圖5中實(shí)線Ll所示)再循環(huán)排放到各個氣缸的分配變化、通 過增壓器(圖5種虛線L2所示)增壓到各個氣缸的分配變化等。
但是，在上述FCCB校正中，即使當(dāng)噴射量的變化不產(chǎn)生時，由于氣缸 特征變化導(dǎo)致的在氣缸之間的輸出扭矩的變化(或在氣缸之間的旋轉(zhuǎn)速度 的變化)，也將執(zhí)行噴射量的增/減校正。因此，輸出扭矩和內(nèi)部燃燒的排 放狀態(tài)不能被高精度地控制。。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其感應(yīng)在多氣缸內(nèi) 燃機(jī)中的氣缸之間的氣缸特征的變化。根據(jù)本發(fā)明的一方面，氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備應(yīng)用于具有多個氣缸和 分別設(shè)在這些氣缸的多個噴射器的多氣缸內(nèi)燃機(jī)。氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備 具有小噴射控制部分、扭矩增量感應(yīng)部分、噴射量感應(yīng)部分、和氣缸特征 變化計算部分。
小噴射控制部分依次在各個氣缸中執(zhí)行小噴射，從而不管由操作內(nèi)燃 機(jī)的駕駛員執(zhí)行的操縱，從每個噴射器噴射小量的燃料。
扭矩增量感應(yīng)部分對于每個氣缸感應(yīng)因小噴射產(chǎn)生的輸出扭矩的增量 或與該增量(在下文中，簡稱為扭矩增量)相關(guān)的物理量。
噴射量感應(yīng)部分對于每個氣缸感應(yīng)小噴射的實(shí)際噴射量或與該噴射量 (在下文中，簡稱為噴射量)相關(guān)的物理量。
氣缸特征變化計算部分基于在氣缸之間的噴射量感應(yīng)部分的感應(yīng)值中 的變化(噴射量變化)和在氣缸之間的扭矩增量感應(yīng)部分的感應(yīng)值中的變 化(扭矩增量變化)，計算在氣缸之間的氣缸特征中的變化(氣缸特征變化)。
艮卩，根據(jù)本發(fā)明的上述方面，輸出扭矩由小噴射增加，并且扭矩增量 和噴射量在那時被感應(yīng)。氣缸特征變化基于噴射量變化和扭矩增量變化被 計算。如果扭矩增量變化以與噴射量變化不同的方式出現(xiàn)，能夠確定變化 方式的不同不是由噴射量變化造成，而是由各個氣缸的特征的不同造成。 在這種情況下，能夠計算氣缸特征變化。
例如，扭矩增量感應(yīng)值從噴射量感應(yīng)值的偏離度對于每個氣缸被計算 作為氣缸特征值。例如，偏離度是扭矩增量感應(yīng)值與從噴射量感應(yīng)值轉(zhuǎn)化 的扭矩增量的比率。在氣缸之間的計算的氣缸特征值中的變化被計算作為 氣缸特征變化。
例如，根據(jù)能夠按照這種方法感應(yīng)氣缸特征變化的本發(fā)明的上述方面， 各個氣缸的氣缸特征的變化量能夠被計算和獲知。噴射量變化能夠基于利 用噴射量感應(yīng)部分感應(yīng)的各個氣缸的實(shí)際噴射量被計算，并且計算結(jié)果能 夠被獲知。從而，能夠分別獲知?dú)飧滋卣髯兓蛧娚淞孔兓?。例如，通過 基于獲知的結(jié)果改變噴射方式的控制內(nèi)容(諸如噴射量、噴施定時、和在 多階段噴射的情況下的噴射階段的數(shù)量)，能夠高精度地控制內(nèi)燃機(jī)的輸出 扭矩和排放狀態(tài)。
以上描述的小噴射應(yīng)該在其中切斷所有噴射器的燃料噴射的無噴射操 作期間(例如，其中駕駛員不操作加速器的期間)優(yōu)選地執(zhí)行。利用該結(jié)構(gòu)，小噴射在輸出扭矩中造成少量或無波動的狀態(tài)執(zhí)行。因此，扭矩增量 感應(yīng)部分能夠高精度地感應(yīng)輸出扭矩增量等。
上述小噴射的噴射量優(yōu)選地小到這種程度(例如，2mm7st (立方毫米 每沖程))，內(nèi)燃機(jī)的駕駛員(例如，其中安裝內(nèi)燃機(jī)的車輛的駕駛員)當(dāng) 輸出扭矩由小噴射增加時未感覺扭矩增加。在采用柴油機(jī)作為內(nèi)燃機(jī)并且 噴射器能夠執(zhí)行用于執(zhí)行每燃燒周期噴射多次的多階段噴射的情況下，優(yōu) 選地以小于在多階段噴射中的主噴射量的量(例如，相當(dāng)于試點(diǎn)噴射或預(yù) 噴射的量)執(zhí)行小噴射。從而，與內(nèi)燃機(jī)駕駛員的意圖相反的內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn) 速度的增加度在上述的無噴射操作期間能夠減少。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在使各個氣缸的噴射量相等的狀態(tài)下，小噴 射控制部分執(zhí)行小噴射，以致噴射量感應(yīng)部分的感應(yīng)值在所有汽缸之間彼 此一致。當(dāng)將在氣缸之間的噴射量感應(yīng)部分的感應(yīng)值中的變化變?yōu)榱銜r， 氣缸特征變化計算部分計算在氣缸之間的氣缸特征中的變化。
艮卩，通過使各個氣缸的實(shí)際噴射量相等，在氣缸之間的噴射量的變化 變?yōu)榱悖⑶以跉飧字g的氣缸特征中的變化基于在氣缸之間的扭矩增量 中的變化被計算。因此，在氣缸之間的氣缸特征中的變化能夠在使關(guān)于噴 射量的各種條件(諸如吸入量對噴射量的比率)相等的狀態(tài)下被計算。因 此，在氣缸之間的上述各種條件中的變化的因素能夠從氣缸特征變化計算 部分的計算結(jié)果(即，氣缸特征變化)被排除。結(jié)果，能夠高精度地獲得 氣缸特征變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內(nèi)燃機(jī)具有廢氣再循環(huán)閥，用于調(diào)節(jié)從廢氣 系統(tǒng)再循環(huán)到吸入系統(tǒng)的廢氣再循環(huán)量。小噴射控制部分在完全關(guān)閉廢氣 再循環(huán)閥的狀態(tài)下執(zhí)行小噴射。因此，能夠確定再循環(huán)廢氣(圖5中的實(shí) 線L1所示)的分配變化的因素從氣缸特征變化計算部分的計算結(jié)果(即， 氣缸特征變化)被排除。從而，從其移除再循環(huán)廢氣的分配變化因素的氣 缸特征變化能夠被獲得。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，小噴射控制部分在其中安裝內(nèi)燃機(jī)的車輛的 減速期間執(zhí)行小噴射。小噴射控制部分在相同的減速期間以一個預(yù)定間隔 或多個預(yù)定間隔依次在各個氣缸中執(zhí)行小噴射。利用該結(jié)構(gòu)，小噴射在相 同的減速期間依次執(zhí)行。因此，小噴射在小噴射的各種條件諸如燃料溫度在所有氣缸之間相等的狀態(tài)下執(zhí)行。結(jié)果，能夠高精度地獲得氣缸特征變 化。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備還具有校正部分，其 設(shè)置用于所有氣缸的氣缸特征的參考特征，并根據(jù)同一氣缸的氣缸特征相 對于參考特征的變化量來校正氣缸的燃料噴射啟動定時。噴射量變化因素 從由氣缸特征變化計算部分計算的氣缸特征變化移走。因此，根據(jù)本發(fā)明 的上述方面，其根據(jù)氣缸特征的變化量校正噴射啟動定時而不是噴射量作 為因素，在每個氣缸中的燃燒狀態(tài)能夠被高精度地穩(wěn)定。
例如，燃料噴射啟動定時在氣缸中提前，其計算的氣缸特征表示可燃 性比參考特征差。燃料噴射啟動定時在氣缸中延遲，其計算的氣缸特征表 示可燃性比參考特征好。從而，每個氣缸的可燃性的狀態(tài)能夠接近于參考 特征，因而穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備還具有獲知部分，其 設(shè)置所有氣缸的氣缸特征的參考特征，并存儲和獲知每個氣缸的氣缸特征 相對于參考特征的變化量。從而，每個氣缸的燃燒狀態(tài)能夠容易地接近于 理想狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所有氣缸的氣缸特征的平均值設(shè)置為參考特 征。因此，無需通過適應(yīng)等設(shè)置參考特征，從而減少了氣缸特征變化的計 算處理的負(fù)擔(dān)。作為除了設(shè)置所有氣缸的氣缸特征的平均值作為參考特征 的方法的一種設(shè)置方法，可以使用一種基于內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速、內(nèi)燃機(jī)負(fù)載(例 如，燃料噴射數(shù)量、加速器操作量等)、廢氣中的氧氣濃度等計算并設(shè)置參 考特征值作為理論值的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內(nèi)燃機(jī)設(shè)計為從蓄積燃料的蓄壓器向噴射器 分配并提供燃料。噴射量感應(yīng)部分是用于感應(yīng)向噴射器提供的燃料的壓力 作為物理量的燃料壓力傳感器，并在比蓄壓器更靠近噴射孔的位置布置在 從蓄壓器向噴射器的噴射孔延伸的燃料通道中。
提供給噴射器的燃料的壓力與從噴射孔的燃料噴射一起波動。因此， 通過感應(yīng)波動方式(即，燃料壓力減小量、燃料壓力減小時間等)，能夠計 算實(shí)際的噴射量。根據(jù)集中注意力在該點(diǎn)上的本發(fā)明的上述方面，燃料壓 力傳感器作為噴射量感應(yīng)部分采用，燃料壓力傳感器感應(yīng)提供給噴射器的 燃料的壓力作為與噴射量相關(guān)的物理量。因此，能夠如上所述計算噴射量。此外，根據(jù)本發(fā)明的上述方面，燃料壓力傳感器在比蓄壓器更靠近噴 射孔的位置布置在從蓄壓器向噴射孔延伸的燃料通道中。因此，在噴射孔 中的壓力波動能夠在壓力波動在蓄壓器中減弱之前被感應(yīng)。因此，與噴射 一起產(chǎn)生的壓力波動能夠被高精度地感應(yīng)，所以噴射量能夠被高精度地計 算。
由小噴射控制部分與小噴射一起產(chǎn)生的燃料壓力的波動是非常小的。 因此，利用提供給蓄壓器的燃料壓力傳感器(軌道壓力傳感器)很難感應(yīng) 燃料壓力的這種波動。因此，通過將本發(fā)明的上述方面應(yīng)用于使感應(yīng)困難 的小噴射的情況，能夠恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮高精度地感應(yīng)壓力波動的上述效果。
作為除了采用燃料壓力傳感器作為噴射量感應(yīng)部分之外的例子，可以 采用升降傳感器、流率計等作為噴射量感應(yīng)部分，升降傳感器感應(yīng)噴射器 的閥元件升降量作為與噴射量相關(guān)的物理量，布置在延伸到噴射孔的燃料 供應(yīng)通道中的流率計用于感應(yīng)燃料流率作為噴射量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，燃料壓力傳感器固定到噴射器。因此，燃料 壓力傳感器的固定位置比燃料壓力傳感器固定到連接蓄壓器和噴射器的管 道的情況更靠近噴射孔。因此，在噴射孔中的壓力波動能夠比在噴射孔中 的壓力波動在管道中減弱之后感應(yīng)壓力波動的情況下更精確地被感應(yīng)到。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，燃料壓力傳感器固定到噴射器的燃料入口。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，燃料壓力傳感器安裝在噴射器內(nèi)，以便感應(yīng)在從 噴射器的燃料入口延伸到噴射器的噴射口的內(nèi)部燃料通道中的燃料壓力。
相比燃料壓力傳感器安裝在噴射器內(nèi)的情況，燃料壓力傳感器的固定 結(jié)構(gòu)在燃料壓力傳感器固定到燃料入口的情況下能夠被簡化。當(dāng)燃料壓力 傳感器安裝在噴射器內(nèi)時，燃料壓力傳感器的固定位置比燃料壓力傳感器 固定到燃料入口的情況下更靠近噴射器的噴射孔。因此，在噴射孔內(nèi)的壓 力波動能夠被更精確地感應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在從蓄壓器延伸到噴射器的燃料入口的燃料 通道中設(shè)有孔口，其用于減弱在蓄壓器中的燃料的壓力脈動。燃料壓力傳 感器設(shè)在孔口的相對于燃料流方向的下游。如果燃料壓力傳感器設(shè)在孔口 的上游，在噴射孔中的壓力波動由孔口減弱之后，壓力波動被感應(yīng)。相反 地，根據(jù)本發(fā)明的上述方面，燃料壓力傳感器布置在孔口的下游。因此，由于在壓力波動由孔口減弱之前壓力波動被感應(yīng)，所以在噴射孔中的壓力 波動能夠被更精確地感應(yīng)。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一方面，扭矩增量感應(yīng)部分是用于感應(yīng)內(nèi)燃機(jī)的 輸出軸的轉(zhuǎn)速(內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速)作為物理量的轉(zhuǎn)速傳感器。如果扭矩增加， 輸出軸的轉(zhuǎn)速按照扭矩的增量也增加。因此，根據(jù)采用轉(zhuǎn)速傳感器作為扭 矩增量感應(yīng)部分的本發(fā)明的上述方面，輸出扭矩的增量能夠恰當(dāng)?shù)赜嬎恪?作為除了采用轉(zhuǎn)速傳感器作為扭矩增量感應(yīng)部分的之外的例子，可以采用 氣缸壓力傳感器等作為扭矩增量感應(yīng)部分，氣缸壓力傳感器用于感應(yīng)與扭 矩增量等相關(guān)的在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的壓力作為物理量。


一個實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)，以及操作方法和相關(guān)零件的功能，將通 過所有形成本申請的部分的下列詳細(xì)說明、權(quán)利要求書、以及附圖的研 究被理解。其中
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例包括氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備的 燃料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖2是示意地示出了根據(jù)該實(shí)施例的噴射器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部側(cè)視圖3是示出了根據(jù)該實(shí)施例的燃料噴射控制處理的基本程序的流程
圖4是示出了根據(jù)該實(shí)施例的噴射控制圖的圖； 圖 5是示出了根據(jù)該實(shí)施例的吸入-排放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖； 圖6是示出了根據(jù)該實(shí)施例的用于獲知噴射控制圖的處理程序的流程
圖7是示出了根據(jù)該實(shí)施例的當(dāng)小噴射在圖6的處理中被執(zhí)行時轉(zhuǎn)速 和輸出扭矩的改變的定時坐標(biāo)圖8是示出了根據(jù)該實(shí)施例的當(dāng)小噴射在圖6的處理中被執(zhí)行時壓力 傳感器的感應(yīng)值和噴射率的改變的定時坐標(biāo)圖；以及
圖9是示出了根據(jù)該實(shí)施例的通過圖6的處理獲得的噴射量變化和扭 矩增量變化的圖。
具體實(shí)施方式
在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的一個實(shí)施例。首先，將簡要說明 具有根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)控制設(shè)備的內(nèi)燃機(jī)的概況。
根據(jù)本實(shí)施例的設(shè)備用于四輪車輛的柴油機(jī)(內(nèi)燃機(jī))。內(nèi)燃機(jī)執(zhí)行高
壓燃料(例如，在iooo大氣壓或更高噴射壓力下點(diǎn)燃油)的噴射供應(yīng)(直
接噴射供應(yīng))直接地進(jìn)入燃燒室。假定根據(jù)該實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)是具有多氣
缸(例如， 一排四個氣缸)的四沖程往復(fù)柴油機(jī)(內(nèi)燃機(jī))。在ftl到#4四 個氣缸的每個中，在720° CA(度曲柄角度)的循環(huán)中，更詳細(xì)地，當(dāng)燃燒 循環(huán)在氣缸之間彼此偏移180° CA時，由吸入沖程、壓縮沖程、燃燒沖程、 和排放沖程的四個沖程組成的燃燒循環(huán)按照氣缸#1、 tt3、 #4、和#2的順序 依次執(zhí)行。
然后，將參照圖1到4說明內(nèi)燃機(jī)的燃料系統(tǒng)。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的共軌燃料噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。設(shè)在系統(tǒng)中 的ECU30 (電子控制單元)調(diào)整供應(yīng)給吸入控制閥llc的當(dāng)前供應(yīng)量，從而 控制燃料泵ll的燃料排出量到期望值。從而，ECU30執(zhí)行反饋控制(例如， PID控制)，用于使在共軌12 (蓄壓器)中的燃料壓力，即，利用燃料壓力 傳感器20a測量的當(dāng)前燃料壓力與目標(biāo)值(目標(biāo)燃料壓力) 一致。ECU30 基于該燃料壓力控制目標(biāo)內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定氣缸的燃料噴射量和內(nèi)燃機(jī)的最終 輸出(即，輸出軸的轉(zhuǎn)速或扭矩)達(dá)到期望量。
構(gòu)成包括燃料箱10、燃料泵11、共軌12、和噴射器20 (燃料噴射閥) 的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)備按照從燃料流上游側(cè)按該順序布置。燃料泵11由被 目標(biāo)內(nèi)燃機(jī)的輸出驅(qū)動的高壓泵lla和低壓泵llb組成。燃料泵11如此設(shè) 計，以便由低壓泵lib從燃料箱10吸入的燃料被高壓泵lla加壓并排出。 送入高壓泵lla的燃料泵入量和燃料泵11的最終燃料排出量由設(shè)在燃料泵 11的燃料吸入側(cè)上的吸入控制閥lie (SCV)計量。燃料泵11通過調(diào)整吸 入控制閥lie的驅(qū)動電流(最終地，開口度)來控制自泵11的燃料排出量 到期望值。
例如，低壓泵llb選定為擺線進(jìn)給泵。例如，高壓泵lla由柱塞泵組 成。高壓泵lla設(shè)計為通過分別在軸向方向利用偏心凸輪(未示出)往復(fù) 運(yùn)動預(yù)定的柱塞(例如，三個柱塞)，能夠以預(yù)定定時依次泵送進(jìn)入加壓室 的燃料。在燃料箱10中的燃料由燃料泵11壓力進(jìn)給(泵取)到共軌12，并以 高壓狀態(tài)在共軌ll中蓄壓。然后，分別經(jīng)過設(shè)到各個氣缸的高壓管道14， 燃料分配并供應(yīng)到氣缸#1到#4的噴射器20。噴射器20 (#1)至lj20 (#4) 的燃料排出孔21與管道18連接用于將多余燃料返回到燃料箱10。孔口 12a (燃料脈動減小部分)設(shè)在共軌12和高壓管道14之間，用于減弱從共軌 12流動到高壓管道14的燃料的壓力脈動。
噴射器20的詳細(xì)結(jié)構(gòu)在圖2中示出?；镜兀膫€噴射器20 (ttl) 到20 (#4)具有相同的結(jié)構(gòu)(例如，圖2中示出的結(jié)構(gòu))。每個噴射器20 是使用內(nèi)燃機(jī)燃燒燃料(即，在燃料箱10中的燃料)的液壓驅(qū)動類型的噴 射器。在噴射器20中，用于燃料噴射的驅(qū)動能量經(jīng)過油壓室Cd (即，控制 室)傳送。如圖2所示，噴射器20設(shè)計為當(dāng)無能量時閥關(guān)閉狀態(tài)的常閉類 型的燃料噴射閥。
從共軌12送入的高壓燃料流入形成在噴射器20的外殼20e中的燃料 入口22。流入高壓燃料的一部分流入油壓室Cd，而流入高壓燃料的另一部 分流向噴射孔20f。泄漏孔24形成在油壓室Cd中，并由控制閥23打開和 關(guān)閉。如果泄露孔24由控制閥23打幵，在油壓室Cd中的燃料從泄漏孔24 經(jīng)過燃料排出孔21返回燃料箱10。
當(dāng)燃料噴射利用噴射器20執(zhí)行時，控制閥23按照構(gòu)成雙向電磁閥的 螺線管20b的通電狀態(tài)(接通/斷開)操作。從而，油壓室Cd的密封度和 在油壓室Cd中的最終壓力(相當(dāng)于針閥20c的反壓力)增加/減少。由于 壓力的增加/減少，針閥20c順著或反抗彈簧20d(巻簧)(g卩，延伸的彈簧 20d的彈性力)的延伸力在外殼20e內(nèi)往復(fù)(上下移動)。因此，延伸到噴 射孔20f (鉆有必要數(shù)量的孔)的燃料供應(yīng)通道25在中途打開/關(guān)閉(更具 體地，在錐形落座面處，針閥20c落座在其上，并且按照針閥20c的往復(fù) 移動針閥20c從其分離)。
針閥20c的驅(qū)動控制通過開關(guān)控制執(zhí)行。即，指引開/關(guān)的脈沖信號(通 電信號)從ECU30送入針閥20c的驅(qū)動部分(雙向電磁閥)。當(dāng)脈沖為開(或 關(guān))時，針閥20c提升并打開噴射孔20f，當(dāng)脈沖為關(guān)(或開)時，針閥 20c下降來阻塞噴射孔20f 。
油壓室Cd的壓力增大處理由來自共軌12的燃料供應(yīng)執(zhí)行。油壓室Cd 的壓力減小處理通過給螺線管20b通電來操作控制閥23從而打開泄漏孔24來執(zhí)行。從而，在油壓室Cd中的燃料經(jīng)過連接噴射器20和燃料箱10的管 道18 (圖l中示出)返回到燃料箱IO。 g口，打開和關(guān)閉噴射孔20f的針閥 20c的操作是通過控制閥23的打開和關(guān)閉操作而調(diào)整在油壓室Cd中的燃料 壓力來控制。
從而，噴射器20具有針閥20c，其通過在閥體(即，外殼20e)內(nèi)的 預(yù)定的往復(fù)操作來打開和關(guān)閉延伸到噴射孔20f的燃料供應(yīng)通道25，執(zhí)行 噴射器20的閥打開和閥關(guān)閉。在非驅(qū)動狀態(tài)，通過在閥關(guān)閉方向持續(xù)施加 到針閥20c的力，針閥20c在閥關(guān)閉方向被移位。在驅(qū)動狀態(tài)，針閥20c 被施加有驅(qū)動力，所以針閥20c在閥打開方向抵抗彈簧20d的延伸力被移 位。針閥20c的升降量實(shí)際上在非驅(qū)動狀態(tài)和驅(qū)動狀態(tài)之間對稱地改變。
用于感應(yīng)燃料壓力的燃料壓力傳感器20a (也參見圖1)固定到噴射器 20。形成在外殼20e中的燃料入口 22和高壓管道14經(jīng)過夾具20j連接， 并且燃料壓力傳感器20a固定到夾具20j。從而，通過按照這種方法將燃料 壓力傳感器20a固定到噴射器20的燃料入口 22，在燃料入口 22的燃料壓 力(入口壓力)能夠在任意時間被感應(yīng)。更具體地，伴隨噴射器20的噴射 操作的燃料壓力的波動波形、燃料壓力級別(即，穩(wěn)定的壓力)、燃料噴射 壓力等能夠利用燃料壓力傳感器20a的輸出被感應(yīng)(測量)。
燃料壓力傳感器20a分別設(shè)到多個噴射器20 (ftl)到(20 (tt4)。伴 隨關(guān)于預(yù)定噴射的噴射器20的噴射操作的燃料壓力的波動波形能夠基于燃 料壓力傳感器20a的輸出被高精度地感應(yīng)(如以下更詳細(xì)地描述)。
安裝在ECU30中的微型計算機(jī)的構(gòu)成為用于執(zhí)行各種計算的CPU (基 本處理單元)；用于臨時存儲在計算過程中的數(shù)據(jù)、計算結(jié)果等的作為主存 儲器的RAM;作為程序存儲器的ROM;作為用于數(shù)據(jù)存儲的存儲器的EEPROM; 備份RAM (即使在ECU30的主供電停止之后，從諸如車載電池的備份供電被 永久供電的存儲器)等。包括燃料噴射控制相關(guān)程序的關(guān)于內(nèi)燃機(jī)控制的 各種程序、控制圖等預(yù)先存儲在ROM中。包括目標(biāo)內(nèi)燃機(jī)等的設(shè)計數(shù)據(jù)的 各種控制數(shù)據(jù)預(yù)先存儲在用于數(shù)據(jù)存儲的存儲器中(例如，EEPROM)。
ECU30基于從曲柄角度傳感器42輸入的感應(yīng)信號來計算目標(biāo)內(nèi)燃機(jī)的 輸出軸(曲柄軸41)的轉(zhuǎn)角位置、轉(zhuǎn)速(內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE)。 ECU30基于從加 速器傳感器44輸入的感應(yīng)信號計算駕駛員的加速器的操作量ACCP (按壓 量)。ECU30基于上述各種傳感器42、 44和以下描述的各種傳感器的感應(yīng)信號掌握目標(biāo)內(nèi)燃機(jī)的操作狀態(tài)和用戶的要求。通過按照目標(biāo)內(nèi)燃機(jī)的操作
狀態(tài)和用戶的要求操作諸如上述的吸入控制閥11c和噴射器20的各種驅(qū)動 器，ECU30對應(yīng)于每次的情況以最優(yōu)方式執(zhí)行與上述內(nèi)燃機(jī)相關(guān)的各種控 制。
然后，將說明由ECU30執(zhí)行的燃料系統(tǒng)的控制的概況。
ECU30的微型計算機(jī)每次按照內(nèi)燃機(jī)操作狀態(tài)(諸如內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE)、 駕駛員的加速器的操作量ACCP等計算燃料噴射量，并將用于利用計算的燃 料噴射量引導(dǎo)燃料噴射的噴射控制信號(噴射指令信號)與期望的噴射啟 動定時同步地輸出到噴射器20。當(dāng)噴射器20利用對應(yīng)于噴射控制信號的驅(qū) 動量(例如，閥打開周期)操作時，控制目標(biāo)內(nèi)燃機(jī)的輸出扭矩到目標(biāo)值。
在下文中，將參照圖3說明根據(jù)該實(shí)施例的燃料系統(tǒng)控制的基本處理 程序。在如圖3所示的處理中使用的各種參數(shù)的值在任意時間存儲在安裝 在ECU30中的存儲設(shè)備諸如RAM、 EEPROM或備份RAM中，并當(dāng)必要時在任 意時間更新。圖3的處理是基于存儲在ECU30的ROM中的程序執(zhí)行。
如圖3所示，首先在一系列處理中的Sll (S表示"步驟")中，諸如 當(dāng)前內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE (即，由曲柄角度傳感器42測量的實(shí)際測量值)和燃料 壓力(即，由燃料壓力傳感器20a測量的實(shí)際測量值)被讀出，并且此時 駕駛員的加速器操作量ACCP (即，由加速器傳感器44測量的實(shí)際測量值) 等也被讀出。
在隨后的S12中，基于在Sll中讀出的各種參數(shù)設(shè)置噴射模式。例如， 在單一階段噴射的情況下，噴射的噴射量Q (噴射周期)按照扭矩變化地設(shè) 置，扭矩應(yīng)該在輸出軸(曲柄軸41)中生成，gp，從加速器操作量ACCP 等計算的要求扭矩并相當(dāng)于此時內(nèi)燃機(jī)負(fù)載。在多階段噴射的情況下，有 助于扭矩的噴射的總噴射量Q (總噴射周期)被變化地設(shè)置，扭矩應(yīng)該在曲 柄軸41中生成，即，要求扭矩。
例如，噴射模式基于存儲在EEPROM中的圖4示出的映射M (噴射控制 映射或數(shù)學(xué)表達(dá)式)而獲得。噴射模式是優(yōu)化的模式，以便獲得要求扭矩 和恰當(dāng)?shù)膰娚錉顟B(tài)。更具體地，例如，最佳噴射模式(調(diào)整值)通過實(shí)驗(yàn) 等在預(yù)定參數(shù)(在Sll中讀出的)的預(yù)計范圍中預(yù)先獲得，并寫進(jìn)噴射控 制映射M。例如，噴射模式由諸如噴射階段數(shù)量(即，在一個燃燒循環(huán)中執(zhí)行的 噴射的次數(shù))、每個噴射的噴射啟動定時、和每個噴射的噴射周期(相當(dāng)于
噴射量)的參數(shù)限定。根據(jù)該實(shí)施例的映射M限定了在總噴射量Q、內(nèi)燃機(jī) 轉(zhuǎn)速NE、和噴射模式之間的關(guān)系。為各個氣缸#1到#4的噴射器20的每個 提供映射M。映射M可以為諸如內(nèi)燃機(jī)冷卻液溫度的其它參數(shù)的每個而設(shè) 置。
用于噴射器20的指令值(指令信號)基于使用噴射控制映射M獲得的 噴射模式而設(shè)置。從而，按照車輛的狀況等，試點(diǎn)噴射、前噴射、余噴射、 后噴射等恰當(dāng)?shù)嘏c主噴射一起執(zhí)行。
基于噴射控制映射M獲得的噴射模式利用單獨(dú)更新的校正系數(shù)(例如， 存儲在ECU30中的EEPROM中)來校正。例如，設(shè)置值通過由校正系數(shù)除映 射值來計算。從而，獲得應(yīng)該在此時執(zhí)行的噴射的噴射模式和對應(yīng)于噴射 模式的用于噴射器20的最終指令信號。校正系數(shù)(更嚴(yán)格地，除多種類型 的系數(shù)外的預(yù)定系數(shù))在內(nèi)燃機(jī)的操作期間由單獨(dú)的處理依次更新。
如此設(shè)置的噴射模式或?qū)?yīng)于噴射模式的最終指令值(指令信號)在 隨后的S13中使用。即，在S13中，噴射器20的驅(qū)動基于指令值(指令信 號)控制，或更詳細(xì)地，通過輸出指令信號到噴射器20。在噴射器20的驅(qū) 動控制之后，圖3中示出的處理序列結(jié)束。
然后，將參照圖5說明內(nèi)燃機(jī)的吸入-排放系統(tǒng)。
圖5是示出了圖1示出的內(nèi)燃機(jī)的吸入-排放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。內(nèi)燃機(jī)具 有用于從排放系統(tǒng)向吸入系統(tǒng)再循環(huán)廢氣的EGR管道52。例如，內(nèi)燃機(jī)向 吸入管道51返回一部分廢氣，從而降低燃燒溫度并減少NOx。用于調(diào)節(jié)EGR 量(即，廢氣再循環(huán)量)的EGR閥52a設(shè)在EGR管道52中。電驅(qū)動器52b 使EGR閥52a執(zhí)行打開和關(guān)閉動作。EGR量在EGR閥52a全打開動作的時候 最大化，并且在EGR閥52a全關(guān)閉動作的時候?yàn)榱恪?br> 來自吸入管道51的新鮮空氣和來自EGR管道52的再循環(huán)廢氣由吸入 歧管51m分配到各個氣缸ftl到糾。來自各個氣缸ttl到#4的廢氣由排放歧管 53m收集。然后， 一部分廢氣流入EGR管道52并再循環(huán)，另一部分經(jīng)過排 放管道53排出。EGR冷卻器52c設(shè)在EGR管道52中，用于冷卻再循環(huán)的廢 氣，從而減少再循環(huán)廢氣的體積(即，增加密度)。從而，EGR冷卻器52c 目的為提高流入燃燒室的吸入空氣的充氣效率。調(diào)節(jié)流入燃燒室的吸入空氣中新鮮空氣的流率的節(jié)流閥51a在EGR管 道52連接到吸入管道51的點(diǎn)的上游設(shè)在吸入管道51中。電驅(qū)動器(未示 出)使節(jié)流閥51a執(zhí)行打開-關(guān)閉動作。新鮮空氣量在節(jié)流閥51a全打開動 作的時候最大化，并在節(jié)流閥51a全關(guān)閉動作的時候?yàn)榱恪?br> 渦輪增壓器54 (增壓器)設(shè)在吸入管道51和排放管道53之間。渦輪 增壓器54具有設(shè)在吸入管道51中的壓縮機(jī)葉輪54a和設(shè)在排放管道53中 的渦輪54b。壓縮機(jī)葉輪54a和渦輪54b經(jīng)過軸54c連接。在渦輪增壓器 54中，渦輪54b由流經(jīng)排放管道53的廢氣旋轉(zhuǎn)，并且旋轉(zhuǎn)力經(jīng)過軸54c 傳送到壓縮機(jī)葉輪54a。流經(jīng)吸入管道51內(nèi)部的吸入空氣由壓縮機(jī)葉輪54a 壓縮，并且執(zhí)行增壓。由渦輪增壓器54增壓的空氣由中間冷卻器55冷卻， 然后進(jìn)給至中間冷卻器55的下游側(cè)。中間冷卻器55冷卻吸入空氣，以便 減少吸入空氣的體積(即，增加密度)，從而提高流入燃燒室的吸入空氣的 充氣效率。
用于凈化廢氣的凈化設(shè)備56在渦輪54b的下游固定到排放管道53。 例如，凈化設(shè)備56可以是用于收集在廢氣中的顆粒物質(zhì)的DPF (柴油顆粒 過濾器)、用于凈化在廢氣中的N0x的N0x催化劑、用于凈化在廢氣中的HC 和C0的氧化物催化劑等?？諝馇鍧嵠?7在壓縮機(jī)葉輪54a的上游設(shè)置在 吸入管道51中，用于移走含在吸入空氣中的外來物質(zhì)。
在由各個氣缸#1到#4生成的輸出扭矩幅值之間產(chǎn)生變化。如上所述， 在氣缸之間的輸出扭矩的變化(扭矩變化)的因素除噴射量變化之外包括 氣缸特征變化。因此，在該實(shí)施例中，通過計算在車輛中安裝內(nèi)燃機(jī)的真 實(shí)轎車的狀態(tài)中的氣缸特征變化(如下更詳細(xì)地說明)，并通過基于計算的 氣缸特征變化來改變和存儲噴射控制映射M的數(shù)據(jù)(噴射模式)，來執(zhí)行獲 知。
在下文中，將參照圖6說明用于計算氣缸特征變化和用于獲知映射M 的處理程序。例如，ECU30的微型計算機(jī)在預(yù)定循環(huán)(例如，微型計算機(jī)的 計算循環(huán))中或在每個預(yù)定的曲柄角度處重復(fù)地執(zhí)行圖6的處理。
在一系列處理中，首先在S20中，確定獲知條件是否滿足。例如，獲 知條件包括非噴射減速周期的出現(xiàn)，其中釋放加速器，車輛處于減速狀態(tài)， 并且執(zhí)行燃料切斷控制。替換地，即使減速狀態(tài)不出現(xiàn)，如果非噴射狀態(tài)出現(xiàn)獲知條件也可以滿足。當(dāng)確定獲知條件滿足(S20:是〉時，對于氣缸 #1到ft4的每個執(zhí)行隨后的S21到S25的處理。
在隨后的S21 (小噴射控制部分)中，通過控制噴射器20的驅(qū)動執(zhí)行 用于打開和關(guān)閉噴射孔20f僅僅一次的單階段噴射(單發(fā)噴射)。g卩，通過 操作期望獲知的噴射器20，執(zhí)行用于獲知的小噴射的單發(fā)。燃料的預(yù)定小 量通過用于獲知的小噴射來噴射。更具體地，噴射器20的指令噴射周期是 根據(jù)燃料壓力傳感器20a感應(yīng)的燃料壓力和小量(即，用于獲知的小噴射 量)來計算的，并且噴射器20的打開操作按照指令噴射周期執(zhí)行。
上述小噴射表示噴射量小于主噴射，諸如試點(diǎn)噴射、在主噴射之前或 之后執(zhí)行的前噴射和后噴射。主噴射通過加速器的操作主要產(chǎn)生要求的輸 出扭矩。在該實(shí)施例中，小噴射量設(shè)為2mm7st。替換地，可以設(shè)置多種小 噴射量，對于多種小噴射量的每種可以執(zhí)行以下S22到S28的處理。
在以下的S22 (扭矩增量感應(yīng)部分)中，使用曲柄角度傳感器42來感 應(yīng)利用由于小噴射導(dǎo)致的燃燒而產(chǎn)生的曲柄41的轉(zhuǎn)速增量(扭矩增量感應(yīng) 部分)。例如，當(dāng)執(zhí)行第一氣缸ttl的噴射器20 (#1)的小噴射時，在小噴 射假定地不執(zhí)行的情況下在小噴射定時處的轉(zhuǎn)速表達(dá)為"(i-l)+axt，其中 "(i-1)是以超前小噴射定時720。 CA的另一定時(i-1)處的轉(zhuǎn)速，a是在 另一定時(i-1)處轉(zhuǎn)速的減速，并且t是旋轉(zhuǎn)720。 CA對小噴射來說必要 的時間。
因此，伴隨小噴射的旋轉(zhuǎn)增量A"(參見圖7的部分(b))由公式A co二o)(i)-co(i-l)-axt計算，使用當(dāng)執(zhí)行小噴射時的時候的轉(zhuǎn)速"(i)。 圖7的部分(a)示出了噴射指令I(lǐng)NJ的脈沖信號，并示出了其中當(dāng)出現(xiàn)非噴 射狀態(tài)時輸出小噴射指令的方式。圖7的部分(b)示出了與小噴射一起產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)速NE的改變，圖7的部分(c)是示出了與小噴射一起產(chǎn)生的輸出扭矩 Trq的改變的定時圖。在該實(shí)施例中，如圖7所示，在相同的減速周期期間 以多個預(yù)定間隔(或一個預(yù)定間隔)按照氣缸#1、 #3、 #4、和#2的順序(即， 其中執(zhí)行燃燒沖程的順序)連續(xù)地在各個氣缸中執(zhí)行小噴射。
在以下S23 (噴射量感應(yīng)部分)中，與小噴射一起產(chǎn)生的入口壓力P 的波動(參見圖8的部分(c))利用燃料壓力傳感器20a (噴射量感應(yīng)部分) 感應(yīng)。圖8的部分(a)示出了基于小噴射指令提供給螺線管20b的驅(qū)動電流 I的改變。圖8的部分(b)示出了因小噴射產(chǎn)生的來自噴射孔20f的燃料的燃料噴射率R的改變。圖8的部分(c)示出了因噴射率R的改變產(chǎn)生的燃料 壓力傳感器20a的感應(yīng)值(入口壓力P)的改變。
在S23中的燃料壓力波動的感應(yīng)由從圖6的處理分離的子程序處理執(zhí) 行。期望以能夠利用傳感器輸出繪制壓力過渡波形的輪廓的足夠短的間隔， 由子程序處理連續(xù)地獲得燃料壓力傳感器20a的傳感器輸出。在圖8的部 分(c)中示出了示例的輪廓。更具體地，傳感器輸出以短于50微秒(或者 更優(yōu)選地，20微秒)的間隔連續(xù)地獲得。
在以下的S24中，基于在S22中感應(yīng)的旋轉(zhuǎn)增量A co，針對每個氣缸 計算實(shí)際因小噴射產(chǎn)生的輸出扭矩的增量ATrql到ATrq4的每個(參見圖 7的部分(c))。例如，輸出扭矩的增量ATrql由公式ATrql=bAw (b 是正系數(shù))或由映射計算。輸出扭矩的增量ATrql到ATrq4可以通過執(zhí)行 基于除了旋轉(zhuǎn)增量A "之外的參數(shù)(例如，內(nèi)燃機(jī)冷卻劑溫度)的校正來 計算。
在以下S25中，基于在S23中感應(yīng)的入口壓力P的波動，針對各個氣 缸計算經(jīng)過小噴射噴射的燃料的噴射量AQ1到AQ4。例如，根據(jù)在圖8的 部分(c)中示出的入口壓力P的波動估計在圖8的部分(b)中噴射率R的改 變。然后，在圖8的部分(b)估計的噴射率改變中的陰影面積計算為噴射量 AQ(例如，AQ1)。由于在由燃料壓力傳感器20a感應(yīng)的壓力(入口壓力P) 的波動和如下說明的噴射率R的改變之間存在相關(guān)性，所以噴射率R的改 變能夠如上所述被估計。
艮P，在如圖8的部分(a)中所示驅(qū)動電流I流經(jīng)螺線管20b之后和在噴 射率R在定時R3處開始增加之前，由燃料壓力傳感器20a感應(yīng)的壓力P在 改變點(diǎn)Pl處下降。這是因?yàn)榭刂崎y23打開泄漏孔24并且油壓室Cd的減 壓處理在定時P1處執(zhí)行。然后，當(dāng)油壓室Cd充分減壓時， 一旦在改變點(diǎn) P2處，從改變點(diǎn)P處的減壓就停止。
然后，當(dāng)噴射率R在定時R3處開始增加時，感應(yīng)的壓力P在改變點(diǎn) P3處開始減少。然后，當(dāng)噴射率R在定時R4處達(dá)到最大噴射率時，感應(yīng)的 壓力P的減少在改變點(diǎn)P4處停止。從改變點(diǎn)P3到改變點(diǎn)P4的減少量大于 從改變點(diǎn)Pl到改變點(diǎn)P2的減少量。
然后，當(dāng)噴射率R在定時R4處開始減少時，感應(yīng)的壓力P在改變點(diǎn) P4處開始增加。然后，當(dāng)在定時R5處噴射率R變?yōu)榱悴⑶覍?shí)際噴射結(jié)束時，感應(yīng)的壓力P的增加在改變點(diǎn)P5處停止。當(dāng)以固定的循環(huán)(未示出)重復(fù) 減少和增加時，在改變點(diǎn)P5之后的感應(yīng)壓力P減弱。
從而，噴射率R的增加開始定時R3 (噴射開始定時)和減少結(jié)束定時 R5 (噴射結(jié)束定時)可以通過檢測在由燃料壓力傳感器20a感應(yīng)的感應(yīng)壓 力P的波動中的改變點(diǎn)P3和P5來估計。此外，噴射率R的改變能夠基于 感應(yīng)的壓力P的波動和以下說明的噴射率R的改變之間的相關(guān)性根據(jù)感應(yīng) 的壓力P的波動來估計。
艮P，從感應(yīng)的壓力P的改變點(diǎn)P3到改變點(diǎn)P4的壓力減少率Pa和從 噴射率R的改變點(diǎn)R3到改變點(diǎn)R4的噴射率增加率R a之間存在相關(guān)性。從 改變點(diǎn)P4到改變點(diǎn)P5的壓力增加率P P和從改變點(diǎn)R4到改變點(diǎn)R5的噴射 率減少率RP之間存在相關(guān)性。從改變點(diǎn)P3到改變點(diǎn)P4的壓力減少量P y 和從改變點(diǎn)R3到改變點(diǎn)R4的噴射率增加量R y之間存在相關(guān)性。因此，噴 射率R的噴射率增加率Ra、噴射率減少率RP、和噴射率增加量RY能夠 通過根據(jù)由燃料壓力傳感器20a感應(yīng)的感應(yīng)壓力P的波動感應(yīng)壓力減少率P a、壓力增加率PP、和壓力減少量PY來估計。如上所述，噴射率R的各 種狀態(tài)R3、 R5、 Ra、 RP、和RY能夠被估計，并最終能夠計算作為圖8 的部分(b)示出的陰影部分的面積的實(shí)際噴射量A Q。
在以下的S26中，確定S21到S25的處理是否已經(jīng)針對所有的氣缸ftl 到#4執(zhí)行。當(dāng)確定S21到S25的處理已經(jīng)針對所有的氣缸完成(S26:是) 時，處理進(jìn)入以下的S27。當(dāng)確定S21到S25的處理未完成(S26:否)時， 圖6的處理立即結(jié)束。
圖9的部分(a)示出了按照在S21中執(zhí)行的小噴射的順序在S25中計算 的各個氣缸的噴射量AQ1、 AQ3、 AQ4、和AQ2。圖9的部分(b)示出了按 照在S21中執(zhí)行的小噴射的順序在S24中計算的各個氣缸的扭矩增量A Trql、 ATrq3、厶Trq4、和ATrq2。在該實(shí)施例中，執(zhí)行在S21中的小噴 射，以便使在所有氣缸之間噴射量相等。因此，如圖9的部分(a)所示，不 產(chǎn)生噴射量變化并且噴射量相等。因此，在圖9的部分(b)中示出的氣缸之 間的扭矩增量中的變化(即，扭矩增量變化)免于受噴射量變化的影響， 并且能被指定為由在各個氣缸的特征中的差異造成的變化。因此，扭矩增 量變化能夠作為氣缸特征變化計算。當(dāng)小噴射在所有氣缸中執(zhí)行時，在S21中的小噴射在通過完全關(guān)閉EGR 閥52a使EGR量為零的狀態(tài)下執(zhí)行。因此，圖9的部分(b)示出的氣缸之間 的扭矩增量中的變化(扭矩增量變化)免于受再循環(huán)的廢氣的分配變化(圖 5中的實(shí)線L1所示)的影響。能夠確定再循環(huán)的廢氣的分配變化的因素從 如上所述計算的氣缸特征變化中消除。
因此，在S27 (氣缸特征變化計算部分)中，氣缸特征變化基于在S24 中計算的實(shí)際輸出扭矩增量ATrql到A Trq4計算。在S27中的計算結(jié)果處 理為計算結(jié)果，再循環(huán)的廢氣的分配變化因素從該結(jié)果中消除。
更具體地，各個氣缸的扭矩增量A Trql到A Trq4的平均值Tave計算 為參考值。然后，作為各個扭矩增量ATrql到ATrq4從平均值Tave偏離 的變化量計算為各個扭矩增量ATrql到ATrq4的變化量。例如，第一氣缸 #1的變化量是ATrql減去Tave。針對各個氣缸計算的變化量表達(dá)為各個氣 缸的特征值。當(dāng)變化量(特征值)為正時，確定對應(yīng)氣缸(在圖9的部分 (b)示出的例子中的氣缸ttl和糾)的特征是具有比參考特征好的可燃性的特 征。當(dāng)變化量(特征值)為負(fù)時，確定對應(yīng)氣缸(在圖9的部分(b)示出的 例子中的氣缸tt3)的特征是具有比參考特征差的可燃性的特征。
當(dāng)如該實(shí)施例中的在各個氣缸的噴射量相等的狀態(tài)下執(zhí)行小噴射時， 可以省略S23和S25的處理。但是，在這種情況下，要求執(zhí)行獲知(在下 文中，稱為噴射量獲知)，用于基于圖8示出的燃料壓力傳感器20a的感應(yīng) 壓力P計算關(guān)于在圖3的S12中設(shè)置的噴射指令值的實(shí)際噴射量，并且用 于基于計算的實(shí)際噴射量從利用噴射指令值指令的指令噴射量的偏離，改 變和存儲噴射控制映射M的數(shù)據(jù)。這是因?yàn)橥ㄟ^執(zhí)行噴射量獲知能夠保證 各個氣缸的噴射量相等。
艮卩，如果執(zhí)行噴射量獲知，將平滑由噴射器20的個體差異和老化退化 等產(chǎn)生的氣缸之間的噴射量中的變化(噴射量變化)。優(yōu)選地，改變對應(yīng)于 關(guān)于噴射的各種條件(例如，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE、噴射量Q、噴射器20的數(shù)量 (#1至扭4)和諸如內(nèi)燃機(jī)冷卻劑溫度的環(huán)境條件)的在映射M中的數(shù)據(jù)(例 如，在圖4中示出的數(shù)據(jù)Dl)的噴射模式(每個噴射器的噴射階段的數(shù)量、 噴射定時和噴射量等)，以便當(dāng)執(zhí)行噴射量獲知時獲得期望的輸出扭矩和噴 射狀態(tài)。在以下的S28 (校正部分、獲知部分)中，基于在S27中計算的氣缸 特征變化，通過改變和存儲數(shù)據(jù)(噴射模式)執(zhí)行獲知，該數(shù)據(jù)存儲在如 上所述以及圖4示出的噴射控制映射M中。更具體地，改變對應(yīng)于關(guān)于小 噴射的各種條件(例如，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE、小噴射量AQ、噴射器20的數(shù)量 (ttl至Uft4)和諸如內(nèi)燃機(jī)冷卻劑溫度的環(huán)境條件)的在映射M中的數(shù)據(jù)的 噴射模式(每個噴射器的噴射階段的數(shù)量、噴射定時和噴射量等)，以便獲 得期望的輸出扭矩和噴射狀態(tài)。
在圖9的部分(b)示出的扭矩變化(氣缸特征變化)的情況下，確定氣 缸#1和#4的每個的特征是具有良好可燃性的特征。因此，在這種情況下， 對應(yīng)于氣缸ftl和ft4的在映射M中的所有數(shù)據(jù)應(yīng)該優(yōu)選地改變?yōu)橐种迫紵?被獲知。例如，數(shù)據(jù)可以改變?yōu)檠舆t試點(diǎn)噴射或主噴射的噴射啟動定時。
確定氣缸ft3的特征是具有差可燃性的特征。因此，在這種情況下，對 應(yīng)于氣缸#3的在映射M中的所有數(shù)據(jù)應(yīng)該優(yōu)選地改變來促進(jìn)燃燒并獲知。 例如，數(shù)據(jù)可以改變來提前試點(diǎn)噴射或主噴射的噴射啟動定時。第二氣缸 tt2相對于平均值Tave的變化量是零。因此，在S28中的改變在對應(yīng)于氣缸 ft2的映射M中不執(zhí)行。
如上描述的該實(shí)施例產(chǎn)生以下效果。
(1) 輸出扭矩由小噴射增加，并且在那時的扭矩增量ATrql到ATrq4 和小噴射量AQ1到AQ4被感應(yīng)(在S24和S25中)。執(zhí)行小噴射，以致所 有氣缸的噴射量是相同的(在S21中)。因此，能夠確定圖9的部分(b)示 出的氣缸之間的扭矩增量中的變化不是由噴射量變化產(chǎn)生，而是由各個氣 缸的特征的差異產(chǎn)生。因此，扭矩增量變化計算為氣缸特征變化(在S27 中)。噴射控制映射M的數(shù)據(jù)按照用這種方法計算的氣缸特征變化(變化量) 獲知。因此，燃料噴射控制能夠被高精度地執(zhí)行，以便獲得期望的輸出扭 矩和噴射狀態(tài)。
(2) 當(dāng)在S21中執(zhí)行小噴射時，在各個氣缸中的小噴射在相同的減速 周期期間連續(xù)地執(zhí)行。因此，扭矩增量變化(氣缸特征變化)能夠在各個 氣缸之間諸如關(guān)于小噴射的燃料溫度的各種條件相等的狀態(tài)下計算。結(jié)果， 能夠高精度地獲得氣缸特征變化。
(3) 即使EGR閥52a或節(jié)流閥51a的打開度設(shè)置待按照在S27中計算 的氣缸特征變化改變，因?yàn)樵傺h(huán)廢氣量和新鮮空氣量由吸入歧管51m分配到各個氣缸ttl到tt4，所以對應(yīng)于每個氣缸的特征的改變(獲知)也不能 執(zhí)行。與其相反地，在該實(shí)施例中，噴射啟動定時按照在S27中計算的氣 缸特征變化改變并獲知。因此，每個氣缸的圖能夠按照每個氣缸的特征改 變并獲知。
(4) 將各個氣缸的扭矩增量厶Trql到ATrq4的平均值Tave (即，各 個氣缸的氣缸特征的平均值)計算為參考值。將作為扭矩增量ATrql到A Trq4從平均值Tave偏離的變化量計算為各個氣缸的特征值。因此，無需通 過調(diào)整等設(shè)置參考值，從而減少了氣缸特征變化的計算處理負(fù)擔(dān)。
(5) 當(dāng)小噴射在所有氣缸中執(zhí)行時，在S21中的小噴射在通過完全關(guān) 閉EGR閥52a使EGR量為零的狀態(tài)下執(zhí)行。因此，能夠確定再循環(huán)廢氣的 分配變化的因素從在S27中計算的氣缸特征變化中消除。
(6) 燃料壓力傳感器20a布置為比共軌12更靠近噴射孔20f。因此， 與自噴射孔20f的小噴射一起產(chǎn)生的燃料壓力波動能夠被高精度地感應(yīng)。 因此，噴射率的改變根據(jù)感應(yīng)的燃料壓力波動能夠被高精度地計算，并且 最終小噴射的實(shí)際噴射量AQ1到AQ4能夠被高精度地計算。因此，能夠高 精度地實(shí)現(xiàn)按照氣缸特征變化將映射M的數(shù)據(jù)改變?yōu)樽罴阎怠?br> 根據(jù)該實(shí)施例，燃料壓力傳感器20a固定到噴射器20。因此，燃料壓 力傳感器20a的固定位置比燃料壓力傳感器20a固定到連接共軌12和噴射 器20的高壓管道14的情況更靠近噴射孔20f 。因此，與在噴射孔20f中的 壓力波動在高壓管道14中減弱之后感應(yīng)壓力波動的情況相比，在噴射孔 20f中的壓力波動能夠更精確地被感應(yīng)到。
例如，可以對以上實(shí)施例作如下修改和實(shí)施。本發(fā)明不局限于上述 實(shí)施例。實(shí)施例的特征結(jié)構(gòu)可以任意組合。
在上述實(shí)施例中，圖6的在S21中的小噴射控制在非噴射運(yùn)行期間 執(zhí)行。即，在S20中，正在執(zhí)行非噴射運(yùn)行的條件設(shè)置為獲知條件。替 換地，正在執(zhí)行非噴射運(yùn)行的條件可以廢除，并且在S21中的小噴射控 制可以在噴射運(yùn)行期間執(zhí)行。
在這種情況下，不顧加速器操作量ACCP而預(yù)先設(shè)置的小量被增加 到基于駕駛員的加速操作量ACCP、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE等計算的噴射量，并 且按照這種方法增加該小量的量的燃料在S21中噴射。在S22中，從對 應(yīng)于在增加之前的噴射量的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速到對應(yīng)于在增加之后的噴射量的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的增量被感應(yīng)。自S23的處理可以通過將如此感應(yīng)的轉(zhuǎn)速 增量認(rèn)作伴隨小噴射的旋轉(zhuǎn)增量A co (參見圖7的部分(b))來執(zhí)行。
在上述實(shí)施例中，噴射啟動定時按照氣缸特征變化改變并獲知。替 換地，除了或代替噴射啟動定時，例如，在多階段噴射情況下的諸如噴 射量或噴射階段數(shù)量的噴射模式可以改變并獲知。
在上述實(shí)施例中，圖4的映射M的數(shù)據(jù)利用通過如其圖6的處理計 算的氣缸特征變化而改變。替換地，多次小噴射可以在諸如內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速 NE相等的條件的狀態(tài)下執(zhí)行，并且可以執(zhí)行針對各個小噴射計算的氣 缸特征變化的積分平均(integration average)。然后，圖4的映射M 的數(shù)據(jù)利用經(jīng)過積分平均獲得的氣缸特征變化而改變。利用這種結(jié)構(gòu)， 相比于如其通過使用在每個氣缸中由單次燃料噴射獲得的氣缸特征變 化的計算結(jié)果來改變映射M的數(shù)據(jù)的情況，關(guān)于在S22中的扭矩增量感 應(yīng)和在S23中的噴射量感應(yīng)的感應(yīng)誤差的影響能夠減少。結(jié)果，能夠獲 得受感應(yīng)誤差影響較小的映射M。
在上述實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行在S21中的小噴射時各個氣缸的小噴射量 相等。從而，氣缸特征變化基于在噴射量變化為零的狀態(tài)下的扭矩增量 變化來計算。替換地，圖6的處理可以在小噴射量不相等時執(zhí)行。在這 種情況下，各個氣缸的噴射量AQ1到AQ4的值不像圖9的部分(a)那樣 變化。但是，氣缸特征變化能夠基于噴射量變化和圖9的部分(b)示出 的扭矩增量變化來計算。
例如，扭矩增量ATrql對噴射量AQ1的比率可以被計算作為每個 氣缸的氣缸特征值，并且氣缸之間的計算的氣缸特征值的變化可以被計 算作為氣缸特征變化。替換地，從噴射量AQ1轉(zhuǎn)化的扭矩增量可以計算， 并且轉(zhuǎn)化的扭矩增量從在S24中計算的扭矩增量ATrql的偏離可以被 計算作為每個氣缸的氣缸特征值。在氣缸之間的計算的氣缸特征值中的 改變可以被計算作為氣缸特征變化。
為了將燃料壓力傳感器20a固定到噴射器20，在上述實(shí)施例中， 燃料壓力傳感器20a固定到噴射器20的燃料入口 22。替換地，如在圖 2中由點(diǎn)劃線220a所示，壓力傳感器200a可以安裝在外殼20e內(nèi)，以 便感應(yīng)在從燃料入口 22延伸到噴射孔20f的內(nèi)部燃料通道25中的燃料 壓力。相比燃料壓力傳感器200a安裝在外殼20e內(nèi)的情況，燃料壓力傳 感器20a的固定結(jié)構(gòu)能夠在如上所述燃料壓力傳感器20a固定到燃料入 口22的情況下簡化。當(dāng)燃料壓力傳感器200a安裝在外殼20e內(nèi)時，燃 料壓力傳感器200a的固定位置比在燃料壓力傳感器固定到燃料入口 22 的情況下更靠近噴射孔20f。因此，在噴射孔20f中的壓力波動能夠被 更精確地感應(yīng)。
燃料壓力傳感器20a可以固定到高壓管道14。在這種情況下，優(yōu) 選地將燃料壓力傳感器20a固定到與共軌12遠(yuǎn)離預(yù)定距離的位置。
流率限制部分可以設(shè)在共軌12和高壓管道14之間，用于限制燃料 從共軌12流到高壓管道14的流率。流率限制部分功能為當(dāng)由于高壓管 道14、噴射器20等的損壞導(dǎo)致燃料泄漏所產(chǎn)生的多余燃料流出時阻塞 流動通道。例如，流率限制部分由諸如球的閥元件構(gòu)成，其當(dāng)多余流率 出現(xiàn)時阻塞流動通道。替換地，可以采用通過一體地包含孔口 12a (燃 料脈動減少部分)和流率限制部分構(gòu)成的阻流器。
替換將燃料壓力傳感器20a相對于燃料流向布置在孔口和流率限 制部分下游的結(jié)構(gòu)，燃料壓力傳感器20a可以布置在孔口和流率限制部 分的至少一個的下游。
可以使用任意數(shù)量的燃料壓力傳感器20a。例如，兩個或更多的傳 感器20a可以設(shè)到一個氣缸的燃料流動通道。除了上述燃料壓力傳感器 20a，可以設(shè)有用于感應(yīng)在共軌12中的壓力的軌道壓力傳感器。
替換圖2示出的電磁驅(qū)動噴射器20，可以使用壓電驅(qū)動噴射器。 替換地，也能夠使用諸如直接作用噴射器的不從泄漏孔24等產(chǎn)生壓力 泄漏的噴射器，直接作用噴射器不經(jīng)過油壓室Cd傳送驅(qū)動能量(例如， 近年來已經(jīng)發(fā)展了直接作用壓電噴射器)。在使用直接作用噴射器的情 況下，易于控制噴射率。
作為控制目標(biāo)的內(nèi)燃機(jī)的種類和系統(tǒng)構(gòu)造按照用途等也可以任意 地更改。在上述實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用到柴油機(jī)作為例子。例如，基本 地按照類似的方法，本發(fā)明也能夠應(yīng)用到火花點(diǎn)火的汽油內(nèi)燃機(jī)(具體 地，直噴的內(nèi)燃機(jī))等。例如，直接噴射的汽油內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng) 通常具有在高壓狀態(tài)下存儲燃料(汽油)的輸送管道。在系統(tǒng)中，燃料 從燃料泵泵入輸送管道，在輸送管道中的高壓燃料被分配到多個噴射器20，并噴射和供應(yīng)迸內(nèi)燃機(jī)燃燒室。在該系統(tǒng)中，輸送管道相當(dāng)于蓄壓 器。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和系統(tǒng)不僅能夠應(yīng)用到噴射燃料直接進(jìn)入氣缸的 噴射器，而且能夠應(yīng)用到噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)的吸入通道或排放通道的噴 射器。
雖然已經(jīng)與目前被認(rèn)為是最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例一起說明了本發(fā) 明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例，而是相反地，目的為 覆蓋包括在權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。
權(quán)利要求
1. 一種氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其應(yīng)用于具有多個氣缸和分別設(shè)到這些氣缸的多個噴射器的多氣缸內(nèi)燃機(jī)，氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備包括小噴射控制裝置，用于依次在各個氣缸中執(zhí)行小噴射，從而不管由操作內(nèi)燃機(jī)的駕駛員執(zhí)行的操縱，從每個噴射器噴射小量的燃料；扭矩增量感應(yīng)裝置，用于對于每個氣缸感應(yīng)因小噴射引起的輸出扭矩的增量或與該增量相關(guān)的物理量；噴射量感應(yīng)裝置，用于對于每個氣缸感應(yīng)小噴射的實(shí)際噴射量或與該噴射量相關(guān)的物理量；以及氣缸特征變化計算裝置，用于基于在氣缸之間的噴射量感應(yīng)裝置的感應(yīng)值中的變化和在氣缸之間的扭矩增量感應(yīng)裝置的感應(yīng)值中的變化，計算在氣缸之間的氣缸特征中的變化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 小噴射控制裝置在各個氣缸的噴射量相等的狀態(tài)下執(zhí)行小噴射，以致噴射量感應(yīng)裝置的感應(yīng)值在所有氣缸之間彼此一致，以及在將氣缸之間的噴射量感應(yīng)裝置的感應(yīng)值的變化變?yōu)榱愕耐瑫r，氣缸 特征變化計算裝置計算在氣缸之間的氣缸特征中的變化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 內(nèi)燃機(jī)具有廢氣再循環(huán)閥，用于調(diào)節(jié)從排放系統(tǒng)再循環(huán)到吸入系統(tǒng)的廢氣再循環(huán)量，以及小噴射控制裝置在廢氣再循環(huán)閥完全關(guān)閉的狀態(tài)下執(zhí)行小噴射。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 小噴射控制裝置在車輛的減速期間執(zhí)行小噴射，在該車輛中安裝有內(nèi)燃機(jī)，以及小噴射控制裝置在相同的減速期間以一個預(yù)定間隔或多個預(yù)定間隔依 次在各個氣缸中執(zhí)行小噴射。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，還包括校正裝置，其用于設(shè)置所有氣缸的氣缸特征的參考特征，并根據(jù)同一 氣缸的氣缸特征相對于該參考特征的變化量來校正氣缸的燃料噴射啟動定 時。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 所有氣缸的氣缸特征的平均值被設(shè)為參考特征。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，還包括獲知裝置，用于設(shè)置所有氣缸的氣缸特征的參考特征，并用于對每個 氣缸存儲和獲知?dú)飧滋卣飨鄬τ趨⒖继卣鞯淖兓俊?br> 8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 所有氣缸的氣缸特征的平均值被設(shè)為參考特征。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造為從蓄積燃料的蓄壓器向噴射器分配并供應(yīng)燃料，以及 噴射量感應(yīng)裝置是用于感應(yīng)供給噴射器的燃料的壓力作為物理量的燃料壓力傳感器，并在比蓄壓器更靠近噴射器的噴射孔的位置布置在從蓄壓器延伸到噴射孔的燃料通道中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 燃料壓力傳感器固定到噴射器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 燃料壓力傳感器固定到噴射器的燃料入口。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 燃料壓力傳感器安裝在噴射器內(nèi)，以便感應(yīng)從噴射器的燃料入口延伸到噴射器的噴射口的內(nèi)部燃料通道中的燃料壓力。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中 在從蓄壓器延伸到噴射器的燃料入口的燃料通道中設(shè)有孔口，其用于減弱在蓄壓器中燃料的壓力脈動，以及燃料壓力傳感器相對于燃料流向設(shè)在孔口的下游。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備，其中扭矩增量感應(yīng)裝置是用于感應(yīng)內(nèi)燃機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速作為物理量的轉(zhuǎn)速 傳感器。
全文摘要
一種氣缸特征變化感應(yīng)設(shè)備具有小噴射控制部分，其依次在各個氣缸中執(zhí)行小噴射；扭矩增量感應(yīng)部分，其對于每個氣缸感應(yīng)因小噴射產(chǎn)生的輸出扭矩的增量；噴射量感應(yīng)部分，其對于每個氣缸感應(yīng)小噴射的實(shí)際噴射量；以及氣缸特征變化計算部分，其基于在氣缸之間的噴射量感應(yīng)部分的感應(yīng)值中的變化(即，噴射量變化)和在氣缸之間的扭矩增量感應(yīng)部分的感應(yīng)值中的變化(即，扭矩增量變化)，計算在氣缸之間的氣缸特征中的變化(即，氣缸特征變化)。
文檔編號F02D41/40GK101418742SQ20081017087
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者中田謙一郎, 石塚康治 申請人:株式會社電裝