專利名稱：共軌燃油噴射系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種共軌燃油噴射系統(tǒng)，尤其涉及一種檢測系統(tǒng)，其用于檢測壓力傳感器的故障或來自壓力傳感器的有關共軌內(nèi)的共軌壓力(燃油壓力)的異常輸出。
背景技術：
在一個用于內(nèi)燃機的共軌燃油噴射系統(tǒng)中，以這樣一種方式控制高壓泵的排出燃油量，即一個由壓力傳感器檢測到的共軌燃油壓力的檢測壓力“PCi”變成與共軌燃油壓力的目標壓力相等，對其判定取決于引擎的操作條件。
在由于任何原因(例如，放大器的故障，該放大器放大該檢測信號并將放大信號提供給ECU)而改變輸入到電子控制單元(ECU)的共軌燃油壓力的檢測壓力“PCi”的情況下，控制這一異常檢測壓力“PCi”以與目標壓力“PC0”一致。因此，就會出現(xiàn)一個缺陷，其中，從噴射器中噴射的實際燃油噴射量“Qi”也許會與目標燃油噴射量“Q0”不同。
參照圖6A解釋由來自燃油壓力傳感器的異常輸出引起的缺陷。
當正確操作該共軌燃油壓力傳感器時，即其輸出(檢測燃油壓力“PCi”)處于正常狀態(tài)時，來自壓力傳感器的輸出按照圖6A中的直線A變化。
當來自共軌燃油壓力傳感器的輸出(檢測燃油壓力“PCi”)變得異常時，該輸出就會變得高于在正常操作中的輸出，如圖6A中直線B所示，或者該輸出就會變得低于在正常操作中的輸出，如圖6A中的直線C所示。
如圖6A中的直線B所示，當來自共軌燃油壓力傳感器的輸出高于在正常狀態(tài)中的輸出時，以這樣一種方式控制高壓泵的排出量，即檢測共軌燃油壓力“PCi”會變成與目標共軌燃油壓力“PC0”相等。因此就會出現(xiàn)一個缺陷，其中，既然實際共軌燃油壓力“JP”將變得低于目標共軌燃油壓力“PC0”，則從噴射器中噴射的實際燃油噴射量“Qi”將會變得小于目標燃油噴射量“Q0”。
另一方面，如圖6A中的直線C所示，當來自共軌燃油壓力傳感器的輸出低于在正常狀態(tài)中的輸出時，同樣地以這樣一種方式控制高壓泵的排出量，即檢測共軌燃油壓力“PCi”會變成與目標共軌燃油壓力“PC0”相等。因此就會出現(xiàn)一個缺陷，其中，既然實際共軌燃油壓力“JP”將變得高于目標共軌燃油壓力“PC0”，則從噴射器中噴射的實際燃油噴射量“Qi”將會變得大于目標燃油噴射量“Q0”。
在其中一個現(xiàn)有技術中，例如，日本專利公開NO.2003-222045，在引擎操作停止之后所經(jīng)過的某一時間周期之后，在引擎重新啟動時檢測一個共軌燃油壓力“PCi”。為了檢測共軌燃油壓力傳感器的可能的故障，判定在高壓泵啟動其操作之前所檢測的共軌燃油壓力“PCi”是否在預定的外界壓力范圍內(nèi)。該技術基于一個假設，即在引擎操作停止之后所經(jīng)過的某一時間周期之后，實際共軌壓力“JP”將會減小到外界壓力。
可以進行以上對共軌燃油壓力傳感器的故障(包括一種在來自壓力傳感器的輸出中的異常狀態(tài))的檢測，然而，這僅僅是在共軌燃油壓力大約為外界壓力時(低壓側)才可以。當共軌壓力處于高壓側時，在以上檢測過程中不可能檢測共軌燃油壓力傳感器的故障。
此外，必須在停止引擎操作期間(即，在高壓泵啟動其操作之前)執(zhí)行以上檢測過程。
因此，就不可能在引擎操作期間，在以上檢測過程里檢測共軌燃油壓力傳感器的故障。
特別是，近年來，在機動車輛中提供了催化劑(例如DPF)來進一步提高廢氣的凈化。在實際燃油噴射量“Qi”異常地偏離目標燃油噴射量“Q0”的情況下，就會引起對催化劑的損害(例如，由于一個過度上升的高溫而引起催化劑中的裂化，由于缺油而引起催化劑效果降低)。因此，有必要盡可能早地檢測共軌燃油壓力傳感器的故障，以便可以在早期就處理實際燃油噴射量“Qi”的異常狀態(tài)。為了實現(xiàn)該目的，就需要檢測共軌燃油壓力傳感器的故障，即使是在其中共軌壓力處于高壓側的引擎操作期間。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上問題提出本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于內(nèi)燃機的共軌燃油噴射系統(tǒng)，根據(jù)該系統(tǒng)可以檢測共軌燃油壓力傳感器的故障(包括來自壓力傳感器的輸出的異常狀態(tài))，即使是在其中共軌壓力處于高壓側的引擎操作期間。
根據(jù)本發(fā)明的特征，一個用于控制共軌內(nèi)燃油壓力的控制單元包括用于檢測共軌內(nèi)燃油壓力的壓力傳感器、用于計算推測的共軌燃油壓力減小量的減小量推測模塊、以及用于比較檢測的共軌燃油壓力減小量與推測的減小量的第一判定模塊，以便判定在來自壓力傳感器的輸出內(nèi)是否存在任何異常狀態(tài)。
因此，即使在引擎操作期間，也可以檢測壓力傳感器的故障或在來自壓力傳感器的輸出內(nèi)存在的任何異常狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，比較所檢測的共軌燃油壓力的減小量與推測的減小量的預定正常范圍，并且當檢測的減小量小于或大于預測的減小量的預定正常范圍時檢測出該異常狀態(tài)。
因此，即使在引擎正在操作的期間，即在燃油噴射系統(tǒng)帶有高燃油壓力進行操作期間，也可以檢測“缺少燃油噴射”和“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在燃油噴射系統(tǒng)中提供燃燒結果檢測傳感器(例如，一個廢氣溫度傳感器)。燃油噴射系統(tǒng)的控制單元還包括一個燃燒結果推測模塊，用于以燃油噴射量為基礎計算表示引擎內(nèi)燃燒結果的推測值(例如，推測的廢氣溫度)。第二判定模塊比較燃燒結果檢測傳感器的檢測值(例如，檢測的廢氣溫度)與推測值(例如，推測的廢氣溫度)，以便判定在燃油噴射量中是否存在任何異常狀態(tài)。
燃油噴射系統(tǒng)的控制單元還包括一個總體判定模塊，它以第一和第二判定模塊的判定為基礎，來識別其中出現(xiàn)異常狀態(tài)的部分。
因此，總體判定模塊可以判定在壓力傳感器中出現(xiàn)了異常狀態(tài)(“缺少燃油噴射”或“燃油噴射過度”)，或者可以判定除正常燃油噴射以外，在某處出現(xiàn)了燃油泄漏。
附圖簡述根據(jù)以下參照附圖所進行的詳細描述，本發(fā)明的上述或其他目的、特征和優(yōu)勢將會變得更為明顯。在附圖中

圖1是一個根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于內(nèi)燃機的共軌燃油噴射系統(tǒng)的示意圖；圖2是顯示一個噴射器的示意性橫截面圖；圖3是顯示檢測共軌燃油壓力傳感器的故障的流程的方框圖；圖4是推測廢氣溫度的說明圖；圖5是顯示當檢測到故障時的判定結果和將采取的行動的圖；圖6A是顯示在所檢測的共軌燃油壓力與實際共軌燃油壓力之間的關系的曲線圖；圖6B是顯示在所檢測的共軌燃油壓力減小量“PC2”與推測的共軌燃油壓力減小量“PC1”之間的比較的圖；圖6C是顯示在各個情況中的“ΔPC”值的圖。
具體實施例方式
(第一實施例)以下參照圖1到6解釋應用本發(fā)明的共軌燃油噴射系統(tǒng)的一個實施例。首先，參照圖1到2解釋共軌燃油噴射系統(tǒng)的基本結構。
共軌燃油噴射系統(tǒng)是一種用于向柴油機1噴射燃油的系統(tǒng)，其包括一個共軌2、多個噴射器3、一個供油泵4、一個電子控制單元5(以下還稱為ECU)等。
引擎1具有多個汽缸并運行于吸入沖程、壓縮沖程、爆發(fā)沖程、排氣沖程這四個循環(huán)周期中。作為一個實例，圖1的引擎1作為一個4汽缸引擎被示出。還可以使用具有不同數(shù)量汽缸的任何其他類型的引擎。
共軌2是一個蓄積室(軌道)，用于蓄積將被供應到噴射器3的高壓燃油。共軌2通過燃油管6(高壓燃油管道)連接到供油泵4，以使能夠蓄積與燃油噴射壓力相對應的共軌壓力的高壓燃油。
從噴射器3泄漏的燃油通過泄漏管線7(燃油回流管道)返回到油箱8。
在連接共軌2和油箱8的燃油排出管線9(燃油回流管道)中提供一個限壓器。限壓器11是一個壓力安全閥，當共軌2中的燃油壓力超出一個上限預設壓力時，打開該壓力安全閥的一個小槽，以使可以將燃油壓力保持在低于該上限預設壓力的壓力。
將噴射器3安裝到引擎1的各個汽缸，往這些汽缸中噴射燃油。在多個高壓燃油管線的下游一側提供噴射器3，這些高壓燃油管線是共軌2的分岔，以使噴射器將共軌2內(nèi)蓄積的高壓燃油噴射到各個汽缸當中。稍后將進一步解釋噴射器3的具體結構。
供油泵4包括一個用于從油箱8中吸入燃油到供油泵4的進油泵、一個高壓泵，該高壓泵用于加壓從油箱8吸入的燃油并將加壓的高壓燃油泵出到共軌2。如圖1所示，由公共凸輪軸12操作該進油泵和高壓泵，由引擎1的曲軸13驅(qū)動該凸輪軸12旋轉(zhuǎn)。
供油泵4還包括一個泵控制閥14(以下還稱為吸入控制閥(SCV))，用于調(diào)節(jié)將被吸入到高壓泵當中的燃油量，其中通過利用ECU5所操作的SCV14調(diào)節(jié)燃油量來控制共軌2內(nèi)的燃油壓力。
(噴射器3的具體結構)參照圖2解釋噴射器3的結構以及操作。
噴射器3是雙閥門型的，其中，通過利用電磁閥32控制壓力控制室31(背壓室)內(nèi)的燃油壓力來操作針頭33。當從ECU5向電磁閥32提供一個用于燃油噴射的指令信號(ON信號)時，電磁閥32的閥元件32a上升，與此同時打開一個排出孔34，以使降低壓力控制室31內(nèi)的燃油壓力。通過一個進入孔35從共軌2往壓力控制室31中提供高壓燃油。然而，由于排出孔34的內(nèi)徑大于進入孔35的內(nèi)徑，所以如上所述，當排出孔打開時，壓力控制室31內(nèi)的燃油壓力將會降低。
當壓力控制室31內(nèi)的燃油壓力降低至低于閥門打開壓力的值時，針頭33開始向上移動。當針頭33與噴管座36分離時，噴管室37變?yōu)楹蛧姽荏w38內(nèi)形成的燃油噴射部分38a連通，以使將從燃油噴射部分38a噴射被提供到噴管室37內(nèi)的高壓燃油。隨著針頭上升，燃油噴射速率提高。
當從ECU5提供的用于燃油噴射的指令信號(ON信號)終止時(即提供一個OFF信號)，電磁閥32的閥元件32a開始向下運動。當閥元件32a關閉排出孔34時，壓力控制室31內(nèi)的燃油壓力上升。當壓力控制室31內(nèi)的燃油壓力上升至高于閥門關閉壓力的值時，針頭33開始向下移動。當針頭33變?yōu)樽趪姽茏?6上時，切斷噴管室37與燃油噴射部分38a之間的連通以停止從燃油噴射部分38a噴射燃油。
(ECU的結構)由一個眾所周知的微型計算機形成ECU5，該微型計算機包含用于執(zhí)行控制處理和計算處理的CPU、存儲設備(存儲器，例如ROM、輔助RAM、EEPROM、RAM等)、輸入電路、輸出電路、電源電路等。在該實施例中，電子驅(qū)動單元(EDU)集成于ECU5內(nèi)。然而，可以獨立于ECU5提供EDU。EDU包括一個用于驅(qū)動噴射器3的噴射器驅(qū)動電路、一個用于驅(qū)動供油泵4的SCV14的SCV驅(qū)動電路。
ECU5以來自傳感器的輸入信號(那些有關表示引擎1的操作狀態(tài)的引擎參數(shù)的信號，包括車輛駕駛員的駕駛狀態(tài))為基礎執(zhí)行多種計算處理。
連接到ECU5的是一個用于檢測由加速踏板所操作的節(jié)流閥的打開程度的加速度傳感器21、一個用于檢測引擎轉(zhuǎn)速和曲柄轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)速傳感器22、一個用于檢測被帶入引擎1內(nèi)的新鮮空氣的溫度(外界溫度)的吸入空氣溫度傳感器23、一個用于檢測吸入空氣量的氣流計24，一個用于檢測來自引擎1的廢氣溫度的廢氣溫度傳感器25，一個用于檢測共軌2內(nèi)燃油壓力的共軌燃油壓力傳感器26，一個用于檢測將被提供到噴射器3的燃油的溫度的燃油溫度傳感器27，以及另一個用于檢測引擎1的另一個操作狀態(tài)的傳感器28。
ECU5以ROM內(nèi)存儲的程序(映射、計算公式等)和讀入RAM中的引擎參數(shù)為基礎，對每一次燃油噴射執(zhí)行對噴射器3的驅(qū)動控制(燃油噴射控制)以及對供油泵4的SCV14的驅(qū)動控制(打開程度控制)。
ECU5包括一個關于目標燃油噴射量的計算模塊41以及另一個關于目標燃油噴射定時的計算模塊42，作為用于驅(qū)動噴射器3的控制程序。
ECU5還包括關于目標燃油壓力的計算模塊43作為用于驅(qū)動SCV14的控制程序(用于控制供油泵4的排出壓力的控制程序)。
關于目標燃油噴射量的計算模塊41是一個控制程序，ECU5根據(jù)該程序計算與當前操作狀態(tài)相對應的目標燃油噴射量“Q0”，計算用于獲得目標燃油噴射量“Q0”的噴射器驅(qū)動時間，并產(chǎn)生一個燃油噴射信號，用于在以上噴射器驅(qū)動時間內(nèi)(用于燃油噴射的ON信號的時間周期)影響燃油噴射。
關于目標燃油噴射定時的計算模塊42是一個控制程序，ECU5根據(jù)該程序，計算一個用于在依賴于當前操作狀態(tài)的理想點火定時(預期的目標點火定時)啟動燃油點火的基本噴射定時“T”，計算一個用于在以上基本噴射定時“T”啟動燃油噴射的噴射指令定時，并在噴射指令定時產(chǎn)生一個噴射器驅(qū)動電路的噴射啟動信號(用于燃油噴射的ON信號)。
關于目標燃油壓力的計算模塊43包括一個用于計算依賴于當前操作狀態(tài)的目標共軌燃油壓力“PC0”(共軌的燃油供應壓力)的計算模塊，以及一個用于計算SCV 14的打開程度的壓力控制模塊，利用其控制共軌燃油壓力傳感器26所檢測到的共軌壓力“PCi”以變?yōu)榈扔?或接近于)以上目標共軌燃油壓力“PC0”。然后，該關于目標燃油壓力的計算模塊43產(chǎn)生一個SCV驅(qū)動電路的閥門打開信號(例如PWM信號)，以使在SCV14中可以實際獲得由壓力控制模塊計算的打開程度。
(第一實施例的特征)
ECU5還包括一個故障檢測模塊50，用于檢測在引擎1操作期間，在共軌燃油壓力傳感器26內(nèi)是否發(fā)生任何故障。參照圖3到6解釋該故障檢測模塊的結構。
故障檢測模塊50包括一個減小量推測模塊51(相當于圖3中的壓力模型)、第一判定模塊52、一個燃燒結果推測模塊53(相當于圖3中廢氣溫度的推測)、第二判定模塊54、總體判定模塊55以及一個驅(qū)動模塊56。
(減小量推測模塊51)減小量推測模塊51是一個用于計算共軌壓力的推測減小量“PC1”的程序，其由于噴射器3的燃油噴射而出現(xiàn)。
由噴射器3的燃油噴射引起的共軌壓力減小量依賴于目標噴射量“Q0”、噴射器驅(qū)動時間、目標共軌燃油壓力“PC0”、引擎轉(zhuǎn)速、供油泵4的凸輪轉(zhuǎn)角、以及燃油溫度而改變。減小量推測模塊51基于以上在預定曲柄轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的各個值計算共軌壓力的推測減小量“PC1”。
預定的曲柄轉(zhuǎn)角范圍是在其中在噴射器3執(zhí)行燃油噴射的曲柄轉(zhuǎn)角的范圍，即，它是從BTDC30℃A到ATDC60℃A的曲柄轉(zhuǎn)角范圍的一部分(BTDC在上止點前，ADTC在上止點后，CA曲柄轉(zhuǎn)角)。
(第一判定模塊52)第一判定模塊52是一個用于判定在共軌燃油壓力傳感器26內(nèi)是否發(fā)生故障的程序，它以由共軌燃油壓力傳感器26所檢測的檢測減小量“PC2”與由減小量推測模塊51所計算的推測減小量“PC1”之間的差壓“ΔPC”為基礎進行判定。
解釋兩個計算差壓“ΔPC”的實例。
(通過直接比較的第一實例)通過在燃油噴射之前不久(或者在燃油噴射啟動時)，從由共軌燃油壓力傳感器26讀入到ECU5的檢測減小量“PCi”中減去在預定曲柄轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)(在其中，在噴射器3執(zhí)行燃油噴射)的檢測減小量“PCi”當中的最小值，來計`算減小量“PC2”。通過從以上所獲得的減小量“PC2”中減去由減小量推測模塊51所計算的推測減小量“PC1”來計算差壓“ΔPC”。
(通過直接比較的第二實例圖3所示實例)首先讀取在預定曲柄轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)(在其中，在噴射器3執(zhí)行燃油噴射)的檢測減小量“PCi”當中的最小值。然后，通過從在燃油噴射之前不久(或者在燃油噴射啟動時)檢測的共軌燃油壓力中減去推測的減小量“PC1”來計算減小量的一個推測最小值“YP”。通過從檢測減小量的最小值“PCi”中減去減小量的推測最小值“YP”來計算差壓“ΔPC”。
當共軌燃油壓力傳感器26正確操作時，即其輸出(檢測燃油壓力“PCi”)在正常狀態(tài)下時，該輸出對應于圖6A中的直線A。
當來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出變得異常時，該輸出就會變?yōu)楦哂谡２僮?，如圖6A中的直線B所示，或者該輸出就會變?yōu)榈陀谡２僮?，如圖6A中的直線C所示。
當來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出在正常狀態(tài)下時，如圖6A中的直線A所示，由于實際共軌燃油壓力“JP”與目標共軌燃油壓力“PC0”一致，所以從噴射器3中噴射的實際燃油噴射量“Qi”與目標燃油噴射量“Q0”一致。
結果，檢測的減小量“PC2”變成基本上與推測的減小量“PC1”相等，如圖6B的中間部分所示，因而通過從檢測的減小量“PC2”中減去推測的減小量“PC1”而計算的差壓“ΔPC”變成幾乎為零，如圖6C的中間部分所示。
當來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出高于在正常狀態(tài)下的輸出時，如圖6A中直線B所示，以這樣一種方式控制高壓泵的排出量，即，檢測共軌燃油壓力“PCi”可以變?yōu)榈扔诨蚪咏谀繕斯曹壢加蛪毫Α癙C0”。因此就會出現(xiàn)一個缺陷，其中，由于實際共軌燃油壓力“JP”將會變?yōu)榈陀谀繕斯曹壢加蛪毫Α癙C0”，所以從噴射器3噴射的實際燃油噴射量“Qi”將會變得小于目標燃油噴射量“Q0”。
因此，檢測的減小量“PC2”變得小于推測的減小量“PC1”，如圖6B中左手部分所示，因而通過從檢測的減小量“PC2”中減去推測的減小量“PC1”而計算的差壓“ΔPC”在負方向上變大，如圖6C中左手部分所示。
另一方面，當來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出低于在正常狀態(tài)下的輸出時，如圖6A中直線C所示，同樣地以這樣一種方式控制高壓泵的排出量，即檢測共軌燃油壓力“PCi”可以變?yōu)榈扔诨蚪咏谀繕斯曹壢加蛪毫Α癙C0”。因此就會出現(xiàn)一個缺陷，其中，由于實際共軌燃油壓力“JP”將會變?yōu)楦哂谀繕斯曹壢加蛪毫Α癙C0”，所以從噴射器3噴射的實際燃油噴射量“Qi”將會變得大于目標燃油噴射量“Q0”。
因此，檢測的減小量“PC2”變得大于推測的減小量“PC1”，如圖6B中右手部分所示，因而通過從檢測的減小量“PC2”中減去推測的減小量“PC1”而計算的差壓“ΔPC”在正方向上變大，如圖6C中右手部分所示。
如上所述，通過使用從檢測的減小量“PC2”中減去推測的減小量“PC1”而計算的差壓“ΔPC”，能夠判定來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出是否處于正常狀態(tài)下，來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出是否高于在正常狀態(tài)下的輸出，或來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出是否低于在正常狀態(tài)下的輸出。
當檢測的減小量“PC2”小于推測的減小量“PC1”的正常范圍(閾值范圍)時，即當差壓“ΔPC”在閾值范圍的負側時，第一判定模塊52判定來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出處于“缺少燃油噴射”的異常狀態(tài)下。以類似的方式，當檢測的減小量“PC2”大于推測的減小量“PC1”的正常范圍(閾值范圍)時，即當差壓“ΔPC”在閾值范圍的正側時，第一判定模塊52判定來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出處于“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)下。
(燃燒結果推測模塊53)如同以上所描述的，共軌燃油噴射系統(tǒng)具有用于檢測引擎1的廢氣溫度的廢氣溫度傳感器25，這是有關檢測受噴射器3的燃油噴射影響的引擎1內(nèi)燃燒結果的燃燒結果檢測模塊的一個實例。
燃燒結果推測模塊53是一個用于以噴射器3的燃油噴射量為基礎，計算從引擎1發(fā)出的廢氣的推測的廢氣溫度“TG1”的程序。
可以根據(jù)從噴射器3所噴射的燃油噴射量、吸入到引擎1中的新鮮吸入空氣量(根據(jù)EGR量(廢氣重復循環(huán)量)而改變)以及新鮮吸入空氣的溫暖推測廢氣溫度。
參照圖4來解釋一個通過燃燒結果推測模塊53計算推測的廢氣溫度“TG1”的實例。
ECU5作為一個用于計算推測的廢氣溫度“TG1”的模塊，其包括一個基本溫度推測模塊61、一個吸入空氣量調(diào)節(jié)模塊62以及一個吸入空氣溫度調(diào)節(jié)模塊63。
基本溫度推測模塊61是一個程序，如圖4上部所示，其用于以一個表示目標燃油噴射量“Q0”(相當于圖4中的指令燃油噴射量)與引擎轉(zhuǎn)速之間關系的映射，以及計算公式為基礎來計算廢氣的基本推測溫度。
如圖4中間部分所示，吸入空氣量調(diào)節(jié)模塊62具有一個基本吸入空氣量計算模塊62a，它以一個表示目標燃油噴射量“Q0”(相當于圖4中的指令燃油噴射量)與引擎轉(zhuǎn)速之間關系的映射和計算公式為基礎來計算基本新鮮吸入空氣量。吸入空氣量調(diào)節(jié)模塊62還包括一個吸入空氣量比率計算模塊62b，其通過對由以上基本吸入空氣量計算模塊62a所計算的基本新鮮吸入空氣量與氣流計24所檢測的實際吸入空氣量進行比較，來計算新鮮吸入空氣比率(將被吸入各個汽缸的吸入空氣內(nèi)所包含的新鮮空氣的比率)。吸入空氣量調(diào)節(jié)模塊62是一個用于以根據(jù)吸入新鮮空氣比率的映射和公式為基礎計算新鮮空氣量調(diào)節(jié)系數(shù)的程序。
吸入空氣溫度調(diào)節(jié)模塊63是一個用于計算外界溫度調(diào)節(jié)系數(shù)的程序，該計算以根據(jù)由吸入空氣溫度傳感器23所檢測的新鮮吸入空氣的溫度的映射和公式為基礎進行。
燃燒結果推測模塊53通過用新鮮空氣量調(diào)節(jié)系數(shù)和外界溫度調(diào)節(jié)系數(shù)來調(diào)節(jié)由基本溫度推測模塊61計算的廢氣的基本推測溫度來計算推測的廢氣溫度“TG1”，所述新鮮空氣量調(diào)節(jié)系數(shù)是由吸入空氣量調(diào)節(jié)模塊62計算的，所述外界溫度調(diào)節(jié)系數(shù)是由吸入空氣溫度調(diào)節(jié)模塊63計算的。
(第二判定模塊54)第二判定模塊54是一個程序，其用于以在由廢氣溫度傳感器25所檢測的檢測廢氣溫度“TGi”與由燃燒結果推測模塊53所計算的推測廢氣溫度“TG1”之間的差值“ΔTG”為基礎，來判定燃油噴射量是否處于正常狀態(tài)。
在第一判定模塊52判定來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出處于“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)時，控制燃燒結果推測模塊53和第二判定模塊54以啟動它們的操作。
當檢測的廢氣溫度“TGi”與推測的廢氣溫度“TG1”之間的差值“ΔTG”處于正常操作范圍內(nèi)(在閾值范圍內(nèi))時，第二判定模塊54判定燃油噴射處于正常狀態(tài)下。然而，當檢測的廢氣溫度“TGi”高于推測的廢氣溫度“TG1”的正常操作范圍(閾值范圍)時，第二判定模塊54判定燃油噴射處于“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)。
總體判定模塊55是一個程序，用于基于和/或通過比較在第一和第二判定模塊52和54的判定，來識別異常操作(其中發(fā)生異常操作的部分)?？傮w判定模塊55輸出控制信號到驅(qū)動模塊56，其中，響應于識別的異常操作而執(zhí)行一個步驟，如圖5所示。
(在第一判定模塊52判定“缺少燃油噴射”時)參照圖5進一步解釋總體判定模塊55的操作。
如同以上所描述的，當檢測的減小量“PC2”小于推測的減小量“PC1”的正常范圍(閾值范圍)時(即，當差值“ΔPC”處于閾值范圍的負側時)，第一判定模塊52判定來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出處于“缺少燃油噴射”的異常狀態(tài)下(圖5中的52a)。在這種情況下，總體判定模塊55也判定由于共軌燃油壓力傳感器26的故障而導致“缺少燃油噴射”(圖5中的55a)，并通過一個像燈那樣的顯示模塊(未顯示)向車輛駕駛員指示“由于缺少燃油噴射而引起故障”(圖5中的56a)。
(在第一和第二判定模塊52和54判定“燃油噴射過度”時)。
當檢測的減小量“PC2”大于推測的減小量“PC1”的正常范圍(閾值范圍)時(即，當差值“ΔPC”處于閾值范圍的正側時)，第一判定模塊52判定來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出處于“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)下(圖5的52b)。然后，第二判定模塊54啟動其操作，并且當檢測的廢氣溫度“TGi”高于推測的廢氣溫度“TG1”的正常操作范圍(閾值范圍)時，判定燃油噴射處于“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)下(圖5的54b)。
當?shù)谝缓偷诙卸K都判定“燃油噴射過度”時，控制實際燃油噴射量“Qi”使其高于目標燃油噴射量“Q0”。因此，總體判定模塊55也判定由于共軌燃油壓力傳感器26的故障而引起“燃油噴射過度”(圖5中的55b)，并通過一個像燈那樣的顯示模塊(未顯示)向車輛駕駛員指示“由于燃油噴射過度而引起故障”(圖5中的56b)，與此同時，為了將進一步的限制應用到目標燃油噴射量“Q0”的上限，執(zhí)行控制(圖5中的56b)。
(當?shù)谝慌卸K52判定“燃油噴射過度”而第二判定模塊54判定“正常狀態(tài)”時)與以上操作的方式類似，當檢測的減小量“PC2”大于推測的減小量“PC1”的正常范圍(閾值范圍)時(即，當差值“ΔPC”處于閾值范圍的正側時)，第一判定模塊52判定來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出處于“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)下(圖5的52b)。然后，第二判定模塊54啟動其操作，并且當檢測的廢氣溫度“TGi”與推測的廢氣溫度“TG1”之間的差值“ΔTG”處于正常操作范圍內(nèi)(閾值范圍內(nèi))時，判定燃油噴射處于正常狀態(tài)下(圖5中的54c)。
當?shù)谝慌卸K52判定“燃油噴射過度”而第二判定模塊54判定“正常狀態(tài)”時，高壓燃油可能已經(jīng)從其它部分，而非引擎汽缸的燃燒室泄漏出了燃油噴射系統(tǒng)(即，非正常燃油噴射)。因此，總體判定模塊55判定“在除了燃燒室以外的別的地方有燃油泄漏”(圖5的55c)?？傮w判定模塊55通過顯示模塊向車輛駕駛員指示“在除了燃燒室以外的別的地方有燃油泄漏”(圖5的56c)，并立即執(zhí)行一個與可能的燃油泄漏有關的安全控制，例如停止引擎1操作的控制(圖5中的56c)。
(實施例的效果)根據(jù)以上所解釋的實施例，總是能夠在引擎操作期間檢測共軌燃油壓力傳感器26的故障(燃油噴射的異常操作)。這是因為該實施例的共軌燃油噴射系統(tǒng)通過對由噴射器3的燃油噴射所引起的推測減小量“PC1”與共軌燃油壓力傳感器26所檢測的檢測減小量“PC2”進行比較來檢測(判定)共軌燃油壓力傳感器26的異常狀態(tài)。
因此，可以執(zhí)行一個適當?shù)膶收习踩僮鞯目刂?，包括防止可能對催化劑產(chǎn)生損害。
如同以上所解釋的，僅僅通過比較推測的減小量“PC1”和檢測的減小量“PC2”，燃油噴射系統(tǒng)不能識別是否可能已經(jīng)由于共軌燃油壓力傳感器26的故障或燃油泄漏而引起了故障。
然而，根據(jù)以上實施例，燃油噴射系統(tǒng)通過比較檢測的廢氣溫度“TGi”和推測的廢氣溫度“TG1”，可以正確地識別是否可能已經(jīng)由于共軌燃油壓力傳感器26的故障或燃油泄漏而引起了故障。
因此，就有可能執(zhí)行一個更為適當?shù)膶收习踩僮鞯目刂啤?br> (修改)在以上實施例中，廢氣溫度傳感器25被用作燃燒結果傳感器的一個實例，該傳感器用于檢測通過噴射器3的燃油噴射在引擎1內(nèi)的燃燒結果，其中，為了區(qū)別由共軌燃油壓力傳感器26引起的異常操作和由燃油泄漏引起的異常操作，比較檢測的廢氣溫度“TGi”和推測的廢氣溫度“TG1”。
然而，除了廢氣溫度以外的其他類型傳感器(例如，用于檢測汽缸內(nèi)部壓力的壓力傳感器、用于檢測汽缸內(nèi)離子流的離子流傳感器)也可以用作燃燒結果傳感器。在這種情況下，比較傳感器的推測值與傳感器的檢測值來區(qū)別由于共軌燃油壓力傳感器26或燃油泄漏而引起的異常狀態(tài)。
例如，當使用用于檢測汽缸內(nèi)部壓力的壓力傳感器時，可以比較一個檢測的峰值汽缸壓力和一個推測的峰值汽缸壓力，以識別由于共軌燃油壓力傳感器26或燃油泄漏而引起的異常狀態(tài)。
此外，在以上實施例中，當檢測到來自共軌燃油壓力傳感器26的輸出內(nèi)的異常狀態(tài)時，通過燈來對車輛駕駛員進行警告，或者進一步對燃油噴射量進行限制。然而，可以由ECU5基于異常狀態(tài)下所檢測的值來校正壓力傳感器26的輸出，以使可以將這些輸出轉(zhuǎn)換成通常將包含在正常操作范圍內(nèi)的值。
此外，在以上實施例中，在引擎1的操作過程中持續(xù)執(zhí)行對有關共軌燃油壓力傳感器26的可能異常狀態(tài)的檢測。然而，可以斷續(xù)的地執(zhí)行這種檢測。例如，當引擎1的操作變成一種穩(wěn)固的操作狀態(tài)時，可以執(zhí)行對可能的異常狀態(tài)的檢測，或者可以執(zhí)行一個預定的時間間隔。
此外，可以以這樣一個方式處理異常狀態(tài)的檢測，即，采用特定數(shù)量的用于判定異常狀態(tài)的這些值(例如，共軌壓力的檢測減小量“PC2”)作為實例，計算這些采樣數(shù)據(jù)的平均值，并通過使用這些平均值來執(zhí)行異常狀態(tài)的判定。在這種情況下，可以提高檢測的精確度。
此外，在以上實施例中，使用具有電磁閥32的雙閥門型噴射器3。然而，還可以將一個在其中線型螺線管直接驅(qū)動針頭33的噴射器(或者任何其他類型的噴射器，例如壓電致動器、電磁致動器等)應用到本發(fā)明的共軌燃油噴射系統(tǒng)當中。
權利要求
1.一種用于內(nèi)燃機的共軌燃油噴射系統(tǒng)，包括高壓泵(4)，用于排出高壓燃油；共軌(2)，用于蓄積從所述高壓泵(4)提供的高壓燃油；多個噴射器(3)，用于從所述共軌(2)往引擎(1)的各個汽缸內(nèi)噴射高壓燃油；壓力傳感器(26)，用于檢測在所述共軌(2)內(nèi)蓄積的高壓燃油的共軌燃油壓力；以及控制單元(5)，用于控制將從所述高壓泵(4)排出的高壓燃油的排出量，以使由所述壓力傳感器(26)檢測的檢測燃油壓力(PCi)與根據(jù)所述引擎(1)的操作狀態(tài)而計算的目標燃油壓力(PC0)一致，該控制單元(5)還用于控制將由所述噴射器(3)噴射的燃油噴射量，以使噴射的燃油量與根據(jù)所述引擎(1)的操作狀態(tài)計算的目標燃油噴射量一致，其中，所述控制單元(5)包括減小量推測模塊(51)，用于計算共軌燃油壓力的推測的減小量(PC1)，其作為所述噴射器的燃油噴射結果而出現(xiàn)；第一判定模塊(52)，用于直接地或間接地對由所述壓力傳感器(26)檢測的共軌燃油壓力的檢測減小量(PC2)與所述推測的減小量(PC1)進行比較，并用于判定在來自所述壓力傳感器(26)的輸出中是否包含異常狀態(tài)。
2.如權利要求1所述的共軌燃油噴射系統(tǒng)，其中當所述檢測的減小量(PC2)小于所述推測的減小量(PC1)的預定正常范圍時，所述第一判定模塊(52)判定“缺少燃油噴射”的異常狀態(tài)，以及在所述檢測的減小量(PC2)大于所述推測的減小量(PC1)的預定正常范圍時，所述第一判定模塊(52)判定“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)。
3.如權利要求1所述的共軌燃油噴射系統(tǒng)，還包括燃燒結果檢測傳感器(25)，用于檢測通過噴射器(3)的燃油噴射在所述引擎中的燃燒結果，其中，所述控制單元(5)還包括燃燒結果推測模塊(53)，用于以來自所述噴射器的燃油噴射量為基礎，計算表示燃燒結果的推測值；第二判定模塊(54)，用于直接地或間接地對由所述燃燒結果檢測傳感器(25)檢測的表示燃燒結果的檢測值與由所述燃燒結果推測模塊(53)計算的推測值進行比較，并且用于判定在所述燃油噴射量中是否出現(xiàn)了異常狀態(tài)；以及總體判定模塊(55)，用于以所述第一和第二判定模塊(52，54)的判定為基礎，識別其中出現(xiàn)異常狀態(tài)的部分。
4.如權利要求1所述的共軌燃油噴射系統(tǒng)，還包括廢氣溫度傳感器(25)，用于檢測從所述引擎(1)排出的廢氣的廢氣溫度(TGi)，其中，所述控制單元(5)還包括燃燒結果推測模塊(53)，用于以來自所述噴射器的燃油噴射量為基礎，計算推測的廢氣溫度(TG1)；第二判定模塊(54)，用于直接地或間接地對所述檢測的廢氣溫度(TGi)與所述推測的廢氣溫度(TG1)進行比較，并且用于判定在所述燃油噴射量中是否出現(xiàn)了異常狀態(tài)；以及總體判定模塊(55)，用于以所述第一和第二判定模塊(52，54)的判定為基礎，識別其中出現(xiàn)異常狀態(tài)的部分。
5.如權利要求4所述的共軌燃油噴射系統(tǒng)，其中當所述檢測的廢氣溫度(TGi)高于所述推測的廢氣溫度(TG1)的預定正常范圍時，所述第二判定模塊(54)判定“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)。
6.如權利要求4所述的共軌燃油噴射系統(tǒng)，其中當所述檢測的廢氣溫度(TGi)處于所述推測的廢氣溫度(TG1)的預定正常范圍內(nèi)時，所述第二判定模塊(54)判定所述燃油噴射量處于正常狀態(tài)，以及當?shù)谝慌卸K(52)判定“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)而所述第二判定模塊(54)判定所述燃油噴射量處于正常狀態(tài)時，所述總體判定模塊(55)判定在其它部分而非所述各個引擎汽缸的內(nèi)部發(fā)生燃油泄漏。
7.如權利要求1所述的共軌燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述控制單元(5)還包括驅(qū)動模塊(56)，用于驅(qū)動報警模塊，以所述第一判定模塊(52)的判定為基礎，向車輛駕駛員指示所述燃油噴射量處于異常狀態(tài)。
8.如權利要求5所述的共軌燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述控制單元(5)還包括驅(qū)動模塊(56)，用于當所述第一和第二判定模塊(52，54)判定“燃油噴射過度”的異常狀態(tài)時，對燃油噴射量的上限作進一步限制。
9.如權利要求6所述的共軌燃油噴射系統(tǒng)，其中，所述控制單元(5)還包括驅(qū)動模塊(56)，用于當所述總體判定模塊(55)判定在其它部分而非所述各個引擎汽缸的內(nèi)部發(fā)生燃油泄漏時，停止所述引擎的操作。
全文摘要
一種用于控制共軌(2)內(nèi)的燃油壓力的控制單元(5)，包括用于檢測共軌內(nèi)燃油壓力的壓力傳感器(26)、用于計算共軌燃油壓力的推測的減小量(PC1)的減小量推測模塊(51)、以及第一判定模塊(52)，該第一判定模塊(52)用于對共軌燃油壓力的檢測的減小量(PC2)與推測的減小量(PC1)進行比較，以便判定在來自壓力傳感器(26)的輸出中是否有任何異常狀態(tài)。因此，即使在引擎操作期間，也可以檢測壓力傳感器的故障以及在來自壓力傳感器的輸出中包括的任何異常狀態(tài)。
文檔編號F02D41/22GK1746475SQ200510100000
公開日2006年3月15日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權日2004年9月10日
發(fā)明者內(nèi)山賢 申請人:株式會社電裝