專利名稱：發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)裝置及其控制方法，該燃料供應(yīng)裝置用于對燃料泵進(jìn)行控制以使得施加到燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力接近目標(biāo)值。
背景技術(shù)：
第2000-511992號翻譯版本的日本專利國家公報(bào)公開了如下內(nèi)容在基于由壓力傳感器檢測到的燃料壓力和基準(zhǔn)壓力這兩者使燃料泵工作的燃料供應(yīng)裝置中，在檢測到壓力傳感器異常的情況下，燃料泵基于所需發(fā)動機(jī)燃料量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行工作。
當(dāng)檢測到壓力傳感器異常時(shí)，在發(fā)生傳感器異常之后燃料泵所需的排出量(discharge amount)取決于燃料管道內(nèi)的壓力是否被提升至目標(biāo)壓力附近。
然而，在燃料泵像在傳統(tǒng)技術(shù)中那樣地基于所需發(fā)動機(jī)燃料量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速這兩者進(jìn)行工作的情況下，因?yàn)槿剂媳眠M(jìn)行工作是為了補(bǔ)償燃料消耗，所以存在無法提升燃料管道內(nèi)的壓力的問題，這導(dǎo)致了實(shí)際燃料壓力和目標(biāo)壓力之間的顯著差異。
也就是說，在基于所需發(fā)動機(jī)燃料量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速這兩者的燃料泵控制操作中，雖然可以使燃料壓力保持恒定，但是無法改變?nèi)剂蠅毫ΓY(jié)果，有時(shí)無法實(shí)現(xiàn)以目標(biāo)壓力進(jìn)行燃料供應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是使得可以估計(jì)施加到燃料噴射閥的供應(yīng)壓力從而基于所述供應(yīng)壓力的估計(jì)值來控制燃料泵的操作。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，根據(jù)本發(fā)明，基于所需發(fā)動機(jī)燃料流量和燃料泵的排出量兩者來估計(jì)供應(yīng)給燃料噴射閥的燃料的供應(yīng)壓力，從而基于所估計(jì)的供應(yīng)壓力和該供應(yīng)壓力的目標(biāo)值來控制所述燃料泵的操作。
更具體地說，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)裝置，該裝置設(shè)置有燃料噴射閥，其向所述發(fā)動機(jī)噴射燃料；燃料泵，其向所述燃料噴射閥供應(yīng)燃料；第一檢測部，其檢測所述發(fā)動機(jī)的所需燃料流量；第二檢測部，其檢測所述燃料泵的排出量；估計(jì)部，其基于所述發(fā)動機(jī)的所述所需燃料流量和所述燃料泵的所述排出量，對施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)；第一計(jì)算部，其基于所估計(jì)的供應(yīng)壓力和該供應(yīng)壓力的目標(biāo)值，計(jì)算所述燃料泵的被控變量；和控制部，其基于所述被控變量來控制所述燃料泵。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種燃料供應(yīng)裝置的控制方法，所述燃料供應(yīng)裝置包括向發(fā)動機(jī)噴射燃料的燃料噴射閥和向所述燃料噴射閥供應(yīng)燃料的燃料泵，所述方法包括以下步驟檢測所述發(fā)動機(jī)的所需燃料流量；檢測所述燃料泵的排出量；基于所述發(fā)動機(jī)的所述所需燃料流量和所述燃料泵的所述排出量，對施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)；設(shè)置施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力的目標(biāo)值；基于所估計(jì)的供應(yīng)壓力和所述目標(biāo)值，計(jì)算所述燃料泵的被控變量；以及基于所述被控變量來控制所述燃料泵。
根據(jù)參照附圖進(jìn)行的以下描述，本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會變得易于理解。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的燃料供應(yīng)裝置的系統(tǒng)圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的燃料泵控制操作的主例程的流程圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的實(shí)際燃料壓力設(shè)置的流程圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的燃料壓力傳感器的故障診斷的流程圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的燃料壓力估計(jì)的流程圖；
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的初始值設(shè)置的流程圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的在瞬變操作期間的校正控制操作的流程圖；以及圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的在瞬變操作期間的校正以及基于空氣燃料比的校正的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的車輛發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)裝置的圖解。
在圖1中，儲存用于發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))10的燃料(汽油)的燃料箱1例如布置在車輛后座的下方。
在燃料箱1上形成并開口有燃料填充口3(其被構(gòu)造成由填充蓋2封閉)，從而可通過打開填充蓋2將燃料經(jīng)由燃料填充口3補(bǔ)充到燃料箱1中。
在燃料箱1內(nèi)，通過托架(在該圖中未示出)布置有電燃料泵4。
燃料泵4例如是渦輪型泵，該渦輪型泵通過其吸入口吸入燃料箱1中的汽油，并通過其排出口將汽油排出，該排出口與燃料管5a的一端相連接。
燃料管5a的另一端連接到止回閥7的入口側(cè)，止回閥7被布置成允許從燃料泵4向稍后描述的燃料噴射閥9的燃料流動通過，但是阻擋從燃料噴射閥9向燃料泵4的逆向燃料流動。
燃料管5b的一端連接到止回閥7的出口，燃料管5b的另一端連接到燃料通道管(fuel gallery pipe)8。
即，設(shè)置燃料管5a、燃料管5b和燃料通道管8以產(chǎn)生從燃料泵4向燃料噴射閥9的壓力進(jìn)送路徑。
對于燃料通道管8，沿著燃料通道管8的延伸方向布置有數(shù)量等于氣缸數(shù)量(在本實(shí)施例中采用4個(gè)氣缸)的噴射閥連接部8a，燃料噴射閥9的燃料入口分別連接到這些噴射閥連接部8a。
每個(gè)燃料噴射閥9都是電磁噴射閥，其中，當(dāng)通過向電磁線圈供電而產(chǎn)生磁吸力時(shí)，被彈簧向閥關(guān)閉方向推進(jìn)的閥體被抬起，從而將閥打開以噴射燃料。
將燃料噴射閥9分別布置到發(fā)動機(jī)10的各個(gè)氣缸的進(jìn)氣口部，以將燃料噴射提供給各個(gè)氣缸。
此外，還布置有泄放管(relief pipe)12，其將燃料通道管8的內(nèi)部與燃料箱1的內(nèi)部連通。在泄放管12中布置有電磁泄放閥13。
當(dāng)向電磁泄放閥13供電時(shí)驅(qū)動電磁泄放閥13打開，而不向電磁泄放閥13供電時(shí)其保持關(guān)閉狀態(tài)。
當(dāng)驅(qū)動電磁泄放閥13使其打開時(shí)，燃料通道管8中的燃料通過泄放管12被排入燃料箱1，從而降低了燃料通道管8中的燃料壓力。
其中包括微型計(jì)算機(jī)的電子控制單元11向各個(gè)燃料噴射閥9輸出單獨(dú)的閥開啟控制脈沖信號，以控制各個(gè)燃料噴射閥9的燃料噴射量和噴射定時(shí)。
此外，電子控制單元11對向燃料泵4供電的電源的開/關(guān)進(jìn)行占空控制以改變驅(qū)動電流(驅(qū)動電壓)，從而控制燃料泵4的排出量，此外，電子控制單元11對向電磁泄放閥13供電的電源的開/關(guān)進(jìn)行切換控制以控制燃料從燃料通道管8內(nèi)部排出。
電子控制單元11從各種類型的傳感器接收檢測信號。
所述各種類型的傳感器包括氣流計(jì)21，用于檢測內(nèi)燃機(jī)10的進(jìn)氣流量；曲柄角傳感器22，用于在各個(gè)預(yù)定的曲柄角位置輸出檢測信號；水溫傳感器23，用于檢測內(nèi)燃機(jī)10的冷卻水溫度Tw；燃料壓力傳感器24，用于檢測燃料通道管8中的燃料壓力；燃料溫度傳感器25，用于檢測燃料通道管8中的燃料的溫度；空氣燃料比傳感器26，用于檢測廢氣中的氧氣濃度，其與發(fā)動機(jī)10中的空氣燃料比等相關(guān)。
此外，電子控制單元11接收發(fā)動機(jī)10的起動器開關(guān)27的開/關(guān)信號。
然后，電子控制單元11基于來自氣流計(jì)21、曲柄角傳感器22、水溫傳感器23、空氣燃料比傳感器26等的檢測信號，計(jì)算噴射脈沖寬度，該噴射脈沖寬度要適于能夠形成目標(biāo)空氣燃料比的空氣燃料混合物的燃料量，從而向各個(gè)燃料噴射閥9輸出具有計(jì)算出的噴射脈沖寬度的閥開啟控制脈沖信號。
此外，電子控制單元11對燃料泵4的電源控制占空(被控變量)進(jìn)行反饋控制，以使由燃料壓力傳感器24檢測到的實(shí)際燃料壓力接近目標(biāo)燃料壓力，并且在上面的噴射脈沖寬度計(jì)算中，電子控制單元11計(jì)算噴射脈沖寬度以使得在燃料通道管8中的燃料壓力條件下噴射所需燃料量。
圖2的流程圖示出了對燃料泵4的反饋控制的主例程。另外，下面所示的例程在每個(gè)預(yù)定時(shí)刻都要執(zhí)行。
首先，在步驟S1，基于發(fā)動機(jī)的負(fù)載、轉(zhuǎn)速和水溫等，計(jì)算目標(biāo)燃料壓力。
在下一步驟S2，基于在步驟S1中計(jì)算出的目標(biāo)燃料壓力和燃料通道管8中的燃料壓力，計(jì)算燃料泵4的控制占空。
在步驟S3，基于在步驟S2中計(jì)算出的控制占空對向燃料泵4供電的電源的開/關(guān)進(jìn)行控制，從而控制燃料泵4的排出量。
圖3的流程圖示出了步驟S2中對控制占空進(jìn)行的計(jì)算處理的細(xì)節(jié)。
在步驟S21，確定燃料壓力傳感器24處于正常狀態(tài)還是異常狀態(tài)。
然后，當(dāng)燃料壓力傳感器24處于正常狀態(tài)時(shí)，該例程進(jìn)行到步驟S22，在步驟S22將燃料壓力傳感器24的檢測值設(shè)置成燃料壓力值P，以用于燃料泵控制操作。
另一方面，當(dāng)燃料壓力傳感器24處于異常狀態(tài)時(shí)，該例程進(jìn)行到步驟S23，在步驟S23將燃料通道管8中的燃料壓力的估計(jì)值設(shè)置成燃料壓力值P，以用于燃料泵控制操作。
即，當(dāng)燃料壓力傳感器24處于異常狀態(tài)時(shí)，燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果不指示實(shí)際燃料壓力。因此，而是對燃料通道管8中的燃料壓力進(jìn)行估計(jì)，從而控制燃料泵4的排出量以使該估計(jì)值接近目標(biāo)燃料壓力。
在步驟S24，基于目標(biāo)燃料壓力和燃料壓力值P兩者計(jì)算燃料泵4的控制占空。
更具體地說，使用先前存儲的系數(shù)α并通過下式來計(jì)算控制占空控制占空＝(目標(biāo)燃料壓力-燃料壓力值P)×α
因此，基于以上計(jì)算，執(zhí)行對燃料泵4的控制占空的反饋控制，以使實(shí)際燃料壓力接近目標(biāo)燃料壓力。
圖4的流程圖示出了步驟S21中的異常確定處理的細(xì)節(jié)。
然而，燃料壓力傳感器24的異常確定方法不限于圖4的流程圖所示的方法，可以應(yīng)用各種類型的公知診斷方法。
在步驟S211，讀取燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果。
在步驟S212，確定發(fā)動機(jī)10的起動器開關(guān)27是開啟的還是關(guān)閉的。
然后，當(dāng)發(fā)動機(jī)10已開始運(yùn)轉(zhuǎn)(起動器開關(guān)27關(guān)閉)時(shí)，該例程進(jìn)行到步驟S213，在步驟S213確定在步驟S211中讀取的檢測結(jié)果是否等于或大于設(shè)定值S1。
所述設(shè)定值S1被預(yù)先存儲為這樣的值，只要燃料壓力傳感器24的操作處于正常狀態(tài)，燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果就不會低于該值。
這里，當(dāng)在步驟S211中讀取的檢測結(jié)果小于設(shè)定值S1時(shí)，該例程進(jìn)行到步驟S214，在步驟S214確定檢測值低于設(shè)定值S1的狀態(tài)是否持續(xù)了超過預(yù)定時(shí)長。
然后，在燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果低于設(shè)定值S1超過預(yù)定時(shí)長的情況下，該例程進(jìn)行到步驟S218，在步驟S218確定出燃料壓力傳感器處于異常狀態(tài)。
另一方面，即使在燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果小于設(shè)定值S1的狀態(tài)下，如果這種狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間沒有達(dá)到預(yù)定時(shí)長，則繞過步驟S218，并且本例程終止。
當(dāng)在步驟S213確定燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果等于或大于設(shè)定值S1時(shí)，該例程進(jìn)行到步驟S215。
在步驟S215，確定在步驟S211中讀取的檢測結(jié)果是否等于或小于設(shè)定值S2。
所述設(shè)定值S2被預(yù)先存儲為這樣的值，只要燃料壓力傳感器24的操作處于正常狀態(tài)，燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果就不會超過該值，并且設(shè)定值S2大于設(shè)定值S1(設(shè)定值S1＜設(shè)定值S2)。
當(dāng)在步驟S215中確定出燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果小于設(shè)定值S2時(shí)，因?yàn)槿剂蠅毫鞲衅?4的檢測結(jié)果在設(shè)定值S1與設(shè)定值S2之間的正常范圍內(nèi)(＞設(shè)定值S1)，所以確定出燃料壓力傳感器24處于正常狀態(tài)，該例程進(jìn)行到步驟S216。
在步驟S216，此時(shí)將在步驟S211中讀取的檢測結(jié)果存儲為緊接在故障前的檢測值。
另一方面，當(dāng)在步驟S215中確定出燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果等于或大于設(shè)定值S2時(shí)，該例程進(jìn)行到步驟S217，在步驟S217確定燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果等于或大于設(shè)定值S2的狀態(tài)是否持續(xù)了超過預(yù)定時(shí)長。
然后，在燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果等于或大于設(shè)定值S2超過預(yù)定時(shí)長的情況下，該例程進(jìn)行到步驟S218，在步驟S218確定出燃料壓力傳感器24處于異常狀態(tài)。
另一方面，即使在燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果等于或大于設(shè)定值S2的狀態(tài)下，如果這種狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間沒有達(dá)到預(yù)定時(shí)長，則繞過步驟S218，并且本例程終止。
圖5的流程圖示出了計(jì)算要在步驟S23中使用的燃料壓力估計(jì)值的處理。
在步驟S231，計(jì)算發(fā)動機(jī)10的所需燃料流量。
具體地說，如下計(jì)算所需燃料流量所需燃料流量＝(Tl×cyl×β)×Ne×HOS其中，Tl是噴射脈沖寬度，cyl是燃料噴射閥9的數(shù)量，β是用于將燃料噴射閥9的開啟時(shí)間轉(zhuǎn)換成燃料流量的系數(shù)，Ne(rpm)是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且HOS是基于燃料壓力的校正系數(shù)。
在步驟S232，計(jì)算當(dāng)時(shí)的燃料泵4的排出量。
基于在先前存儲基準(zhǔn)電壓時(shí)的排出量以及當(dāng)時(shí)的控制占空(被控變量)兩者來計(jì)算排出量。
在步驟S233，基于在步驟S231中計(jì)算出的所需燃料流量(其等于要傳送離開燃料管道內(nèi)部的燃料量)、在步驟S232中計(jì)算出的燃料泵4的排出量(其是要新提供給燃料管道內(nèi)部的燃料量)、以及估計(jì)值的初始值來估計(jì)燃料供應(yīng)壓力。
在上面的燃料供應(yīng)壓力估計(jì)中，可以根據(jù)管道的形狀或燃料溫度來校正估計(jì)結(jié)果。
圖6的流程圖示出了對要用于步驟S233中的燃料供應(yīng)壓力的估計(jì)計(jì)算的初始值的計(jì)算處理。
在步驟S2331，確定發(fā)動機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)。
然后，如果發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，則該例程進(jìn)行到步驟S2332，在步驟S2332將在步驟S216中設(shè)置并更新的緊接在故障前的燃料壓力設(shè)置為所述估計(jì)值的初始值。
另一方面，如果發(fā)動機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)，則該例程進(jìn)行到步驟S2333，在步驟S2333驅(qū)動電磁泄放閥13使其開啟，從而將燃料從燃料通道管8的內(nèi)部釋放到燃料箱1中，直到燃料通道管8中的燃料壓力降低到0kPa為止。
然而，將燃料通道管8中的燃料壓力降低到0kPa的手段不限于以上進(jìn)行驅(qū)動以使電磁泄放閥13開啟的處理，可以采用如下手段例如通過在不使用止回閥7的情況下倒轉(zhuǎn)燃料泵4以使燃料管道中的燃料返回到燃料箱1，或者通過布置一與燃料管道連通的體室(volumetric chamber)以打開到該體室的通路，可以釋放燃料管道中的燃料從而將管道中的燃料壓力重置為預(yù)定壓力。
在步驟S2334，基于在步驟S216中設(shè)置并更新的緊接在故障前的燃料壓力、預(yù)先存儲的在電磁泄放閥13被驅(qū)動從而打開的情況下單位時(shí)間的減小壓力量、以及從電磁泄放閥13被驅(qū)動從而打開時(shí)起經(jīng)過的時(shí)間t，對在開始泄放處理之后的燃料壓力進(jìn)行估計(jì)，然后將估計(jì)的燃料壓力設(shè)置為所述估計(jì)值的初始值。
在步驟S2335，確定所述估計(jì)值的初始值。
因此，在燃料壓力傳感器在發(fā)動機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)期間發(fā)生故障的情況下，將緊接在故障前的檢測值設(shè)置為所述初始值，隨后基于所需燃料流量和排出量來估計(jì)燃料供應(yīng)壓力。當(dāng)發(fā)動機(jī)10在燃料壓力傳感器24發(fā)生故障的狀態(tài)下開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將燃料供應(yīng)壓力一次性重置為0kPa，并使用0kPa作為初始值基于所需燃料流量和排出量來估計(jì)燃料供應(yīng)壓力。
根據(jù)以上實(shí)施例，即使燃料壓力傳感器24發(fā)生故障，也可基于發(fā)動機(jī)10的所需燃料流量和燃料泵4的排出量來估計(jì)實(shí)際燃料供應(yīng)壓力，從而對燃料泵4的排出量進(jìn)行控制。因此，即使當(dāng)燃料壓力傳感器24在燃料壓力沒有增加到接近目標(biāo)壓力的狀態(tài)下就發(fā)生故障時(shí)，也可在燃料壓力增加到接近目標(biāo)壓力之后保持該目標(biāo)壓力，從而可以與在燃料壓力傳感器24的正常狀態(tài)下的那種燃料噴射基本等同地執(zhí)行由燃料噴射閥9進(jìn)行的燃料噴射。
此外，當(dāng)基于發(fā)動機(jī)10的所需燃料流量和燃料泵4的排出量來估計(jì)實(shí)際燃料供應(yīng)壓力時(shí)，將在燃料壓力傳感器24處于正常狀態(tài)時(shí)檢測到的檢測值設(shè)置為初始值，從而可以確保燃料壓力的估計(jì)精度。
此外，在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)停止期間，將燃料供應(yīng)壓力一次性重置為0kPa，并且使用0kPa作為初始值基于所需燃料流量和排出量來估計(jì)燃料供應(yīng)壓力。因此，可以利用更精確的初始值作為基準(zhǔn)來進(jìn)行估計(jì)。
在控制燃料泵4時(shí)，在使用燃料壓力傳感器24的檢測結(jié)果的情況下或者在使用估計(jì)值的情況下，都根據(jù)燃料供應(yīng)壓力與目標(biāo)燃料壓力的偏差來改變?nèi)剂媳?的排出量，因此存在以下可能由于在所需燃料流量顯著改變的瞬變操作(transient operation)時(shí)控制操作中的響應(yīng)延遲，會引起大的控制誤差。
因此，如圖7的流程圖所示，優(yōu)選的是校正地控制瞬變操作時(shí)的排出量。
在圖7的流程圖中，在步驟S501，確定進(jìn)氣量的檢測結(jié)果的最新值與前一值之間的偏差ΔQ是否等于或大于設(shè)定值S3。偏差ΔQ(ΔQ＝最新值-前一值)是進(jìn)氣量的時(shí)間導(dǎo)數(shù)值。
這里，如果偏差ΔQ小于設(shè)定值S3，則該例程進(jìn)行到步驟S502，在步驟S502正常設(shè)置燃料泵4的占空比。
在步驟S502，根據(jù)下式計(jì)算占空比。
占空比＝(目標(biāo)燃料壓力-P)×α另一方面，在偏差ΔQ等于或大于設(shè)定值S3并且進(jìn)氣量以超過預(yù)定速度而愈加變化的情況下，該例程進(jìn)行到步驟S503，在步驟S503加上校正量，從而設(shè)置燃料泵4的占空比。
基于偏差ΔQ和預(yù)先存儲的系數(shù)γ，根據(jù)下式來計(jì)算瞬變操作時(shí)的校正量。
校正量＝ΔQ×γ然后，根據(jù)下式計(jì)算占空比。
占空比＝(目標(biāo)燃料壓力-P)×α+ΔQ×γ如上所述，如果在瞬變操作時(shí)校正燃料泵4的被控變量，則可以避免燃料壓力由于控制的響應(yīng)延遲而顯著變化，并且可以在瞬變操作時(shí)精確地執(zhí)行由燃料噴射閥9進(jìn)行的燃料計(jì)量。
此外，在不使用燃料壓力傳感器24時(shí)對燃料泵4的排出量進(jìn)行控制的情況下，存在以下可能出現(xiàn)穩(wěn)定的燃料壓力偏差以引起燃料噴射量的某速率的誤差，因此，空氣燃料比偏離了目標(biāo)空氣燃料比。
因此，如圖8的流程圖所示，優(yōu)選的是，一起執(zhí)行響應(yīng)于空氣燃料比偏差的校正和瞬變操作時(shí)的校正。
此外，可以僅執(zhí)行響應(yīng)于空氣燃料比偏差的校正，而不執(zhí)行瞬變操作時(shí)的校正。
在圖8的流程圖中，首先在步驟S601至S603中，類似于步驟S501至S503。根據(jù)瞬變操作時(shí)進(jìn)氣量的變化速度來校正燃料泵4的占空比。
此外，在步驟S604，確定由空氣燃料比傳感器26檢測到的空氣燃料比是否在與目標(biāo)空氣燃料比為中心的正常范圍內(nèi)，如果該空氣燃料比在正常范圍內(nèi)，則該例程進(jìn)行到步驟S606，在步驟S606將僅執(zhí)行瞬變操作時(shí)的校正的占空設(shè)置為最終占空。
另一方面，在步驟S604，在由空氣燃料傳感器26檢測到的空氣燃料比不在正常范圍內(nèi)并且偏離了目標(biāo)空氣燃料比預(yù)定量或更多的情況下，該例程進(jìn)行到步驟S605。
在步驟S605，對燃料泵4的占空比執(zhí)行根據(jù)目標(biāo)空氣燃料比與由空氣燃料比傳感器26檢測到的實(shí)際空氣燃料比之間的偏差進(jìn)行的校正。
具體地說，根據(jù)下式對該占空比進(jìn)行校正。
占空比＝占空比+(目標(biāo)空氣燃料比-實(shí)際空氣燃料比)×K
在上式中，K是預(yù)先存儲的常量。
在下一步驟S606，將對其進(jìn)行根據(jù)空氣燃料比偏差的校正的占空比設(shè)置為最終占空比。
因此，當(dāng)出現(xiàn)空氣燃料比偏差時(shí)，通過校正占空比，解決了由于實(shí)際燃料壓力的估計(jì)誤差而導(dǎo)致的空氣燃料比的偏差，從而可以實(shí)現(xiàn)以目標(biāo)空氣燃料比進(jìn)行理想燃燒，并且可以保持排空性能以及燃料消耗性能。
此外，根據(jù)以上實(shí)施例，在設(shè)置有燃料壓力傳感器24的系統(tǒng)中，當(dāng)燃料壓力傳感器24發(fā)生故障時(shí)，基于所需燃料流量和排出量兩者來估計(jì)燃料供應(yīng)壓力。然而，在沒有設(shè)置燃料壓力傳感器24的系統(tǒng)中，可以總是使用估計(jì)值來控制燃料泵4的排出量。
在沒有設(shè)置燃料壓力傳感器24的情況下，難以利用緊接在燃料壓力傳感器24發(fā)生故障之前的值作為初始值進(jìn)行估計(jì)控制操作，但通過在發(fā)動機(jī)停止期間操作電磁泄放閥13從而將燃料供應(yīng)壓力降低到0kPa，可以利用0kPa作為初始值來估計(jì)燃料供應(yīng)壓力。
這里，可以通過確定泄放處理是否執(zhí)行了超過預(yù)定時(shí)長，來確定燃料供應(yīng)壓力是否被降到0kPa。
燃料供應(yīng)壓力的估計(jì)值可用來進(jìn)行燃料泵4的排出量控制，并且還可用來校正燃料噴射閥9的噴射脈沖寬度。
此外，在進(jìn)行使所施加的實(shí)際燃料供應(yīng)壓力接近目標(biāo)值的控制操作時(shí)，可以通過對電磁泄放閥13的控制操作以及對燃料泵4的排出量控制，來調(diào)節(jié)泄放量。
通過引用，將要求其優(yōu)先權(quán)的于2006年4月24提交的第2006-119003號日本專利申請的全部內(nèi)容合并于此。
雖然選擇了一選定實(shí)施例來例示本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易從本公開想到在不脫離如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍的情況下可以在此進(jìn)行的各種改變和變型。
此外，提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的前述描述僅僅出于例示的目的，而不是為了對如在所附權(quán)利要求書及其等同物中限定的本發(fā)明進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置包括燃料噴射閥，其向所述發(fā)動機(jī)噴射燃料；燃料泵，其向所述燃料噴射閥供應(yīng)燃料；第一檢測部，其檢測所述發(fā)動機(jī)的所需燃料流量；第二檢測部，其檢測所述燃料泵的排出量；估計(jì)部，其基于所述發(fā)動機(jī)的所述所需燃料流量和所述燃料泵的所述排出量，對施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)；第一計(jì)算部，其基于估計(jì)出的供應(yīng)壓力和供應(yīng)壓力的目標(biāo)值，計(jì)算所述燃料泵的被控變量；以及控制部，其基于所述被控變量來控制所述燃料泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置還包括初始值設(shè)置部，其設(shè)置所述供應(yīng)壓力的估計(jì)值的初始值，其中所述估計(jì)部基于所述發(fā)動機(jī)的所述所需燃料流量、所述燃料泵的所述排出量、以及所述初始值，對施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置還包括壓力調(diào)整器，其將施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力強(qiáng)制地改變?yōu)轭A(yù)定壓力，其中所述初始值設(shè)置部操作所述壓力調(diào)整器，并且將響應(yīng)于所述壓力調(diào)整器的操作狀況的燃料供應(yīng)壓力設(shè)置為所述初始值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料供應(yīng)裝置，其中，所述壓力調(diào)整器是從燃料管道排出燃料的裝置，所述燃料管道被配置為將燃料從所述燃料泵傳送到所述燃料噴射閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料供應(yīng)裝置，其中，所述初始值設(shè)置部操作所述壓力調(diào)整器以使所述燃料供應(yīng)壓力變?yōu)閷⒈辉O(shè)置為所述初始值的所述預(yù)定壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置還包括傳感器，其對施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行檢測；診斷部，其診斷所述傳感器是否發(fā)生了故障；以及第二計(jì)算部，其基于由所述傳感器檢測到的燃料供應(yīng)壓力和所述目標(biāo)值來計(jì)算所述燃料泵的被控變量，其中，所述控制部在所述傳感器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)基于由所述第二計(jì)算部計(jì)算出的被控變量來控制所述燃料泵，而在所述傳感器發(fā)生故障時(shí)基于由所述第一計(jì)算部計(jì)算出的被控變量來控制所述燃料泵，并且所述初始值設(shè)置部基于緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值，來設(shè)置所述供應(yīng)壓力的估計(jì)值的初始值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料供應(yīng)裝置，其中，所述初始值設(shè)置部將緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值設(shè)置為所述供應(yīng)壓力的估計(jì)值的初始值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置還包括壓力調(diào)整器，其將施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力強(qiáng)制地改變?yōu)轭A(yù)定壓力，其中所述初始值設(shè)置部操作所述壓力調(diào)整器，并基于緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值以及所述壓力調(diào)整器的操作時(shí)長對所述供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)，從而將所述供應(yīng)壓力的所述估計(jì)值設(shè)置為所述初始值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置還包括壓力調(diào)整器，其將施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力強(qiáng)制地改變?yōu)轭A(yù)定壓力，其中所述初始值設(shè)置部在發(fā)送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間將緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值設(shè)置為所述初始值，但是在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)停止期間，所述初始值設(shè)置部操作所述壓力調(diào)整器，并基于緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值以及所述壓力調(diào)整器的操作時(shí)長對所述供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)，所述初始值設(shè)置部將所述供應(yīng)壓力的該估計(jì)值設(shè)置為所述初始值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置還包括瞬變操作檢測器，其對所述發(fā)動機(jī)的瞬變操作進(jìn)行檢測；和空氣量檢測器，其對所述發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行檢測，其中所述第一計(jì)算部在發(fā)動機(jī)瞬變操作期間計(jì)算響應(yīng)于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量變化量的校正量，從而將所述校正量加到所述燃料泵的被控變量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置還包括空氣燃料比檢測器，其檢測所述發(fā)動機(jī)的空氣燃料比，其中所述第一計(jì)算部計(jì)算響應(yīng)于發(fā)動機(jī)空氣燃料比的校正量，從而將所述校正量加到所述燃料泵的被控變量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置還包括溫度檢測器，其檢測所述燃料的溫度，其中所述估計(jì)部響應(yīng)于所述燃料溫度來校正所述燃料供應(yīng)壓力的估計(jì)值。
13.一種發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)裝置，該燃料供應(yīng)裝置包括燃料噴射裝置，用于向所述發(fā)動機(jī)噴射燃料；燃料供應(yīng)裝置，用于向所述燃料噴射裝置供應(yīng)燃料；第一檢測裝置，用于檢測所述發(fā)動機(jī)的所需燃料流量；第二檢測裝置，用于檢測所述燃料供應(yīng)裝置的排出量；估計(jì)裝置，基于所述發(fā)動機(jī)的所述所需燃料流量和所述燃料供應(yīng)裝置的所述排出量，對施加到所述燃料噴射裝置的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)；第一計(jì)算裝置，基于估計(jì)出的供應(yīng)壓力和供應(yīng)壓力的目標(biāo)值，計(jì)算所述燃料供應(yīng)裝置的被控變量；以及控制裝置，基于所述被控變量來控制所述燃料供應(yīng)裝置。
14.一種燃料供應(yīng)裝置的控制方法，所述燃料供應(yīng)裝置包括向發(fā)動機(jī)噴射燃料的燃料噴射閥和向所述燃料噴射閥供應(yīng)燃料的燃料泵，所述控制方法包括以下步驟檢測所述發(fā)動機(jī)的所需燃料流量；檢測所述燃料泵的排出量；基于所述發(fā)動機(jī)的所述所需燃料流量和所述燃料泵的所述排出量，對施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)；設(shè)置施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力的目標(biāo)值；基于估計(jì)出的供應(yīng)壓力和所述目標(biāo)值，計(jì)算所述燃料泵的被控變量；以及基于所述被控變量來控制所述燃料泵。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制方法，該控制方法還包括以下步驟設(shè)置用于估計(jì)所述供應(yīng)壓力的初始值，其中所述估計(jì)燃料供應(yīng)壓力的步驟基于所述發(fā)動機(jī)的所述所需燃料流量、所述燃料泵的所述排出量、以及所述初始值，對施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制方法，其中，所述燃料供應(yīng)裝置還包括壓力調(diào)整器，其將施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力強(qiáng)制地改變?yōu)轭A(yù)定壓力，并且所述設(shè)置所述初始值的步驟包括以下步驟操作所述壓力調(diào)整器；以及將取決于所述壓力調(diào)整器的操作狀況的燃料供應(yīng)壓力設(shè)置為所述初始值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制方法，其中，所述壓力調(diào)整器是從燃料管道排出燃料的裝置，所述燃料管道被配置為將燃料從所述燃料泵傳送到所述燃料噴射閥。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制方法，其中，所述操作所述壓力調(diào)整器的步驟包括操作所述壓力調(diào)整器從而使所述燃料供應(yīng)壓力變?yōu)樗鲱A(yù)定壓力，并且所述設(shè)置所述初始值的步驟包括將所述預(yù)定壓力設(shè)置為所述初始值。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制方法，其中，所述燃料供應(yīng)裝置還包括傳感器，其對施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力進(jìn)行檢測，并且所述控制方法還包括以下步驟診斷所述傳感器是否發(fā)生了故障；以及基于由所述傳感器檢測到的燃料供應(yīng)壓力和所述目標(biāo)值來計(jì)算所述燃料泵的被控變量，并且其中所述控制所述燃料泵的步驟包括以下步驟在所述傳感器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，基于根據(jù)由所述傳感器檢測到的檢測值而計(jì)算出的被控變量來控制所述燃料泵；并且在所述傳感器發(fā)生故障時(shí)，基于根據(jù)所述估計(jì)值而計(jì)算出的被控變量來控制所述燃料泵，并且所述設(shè)置所述初始值的步驟基于緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值，來設(shè)置所述供應(yīng)壓力的估計(jì)值的初始值。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制方法，其中，所述設(shè)置所述初始值的步驟將緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值設(shè)置為所述供應(yīng)壓力的估計(jì)值的初始值。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制方法，其中，所述燃料供應(yīng)裝置還包括壓力調(diào)整器，其將施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力強(qiáng)制地改變?yōu)轭A(yù)定壓力，并且所述設(shè)置所述初始值的步驟包括以下步驟操作所述壓力調(diào)整器；基于緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值以及所述壓力調(diào)整器的操作時(shí)長，對所述供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)；以及將所述估計(jì)值設(shè)置為所述初始值。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制方法，其中，所述燃料供應(yīng)裝置還包括壓力調(diào)整器，其將施加到所述燃料噴射閥的燃料供應(yīng)壓力強(qiáng)制地改變?yōu)轭A(yù)定壓力，并且所述設(shè)置所述初始值的步驟包括以下步驟在發(fā)送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間將緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值設(shè)置為所述初始值；并且在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)停止期間，操作所述壓力調(diào)整器，以基于緊接在所述傳感器的故障診斷之前由所述傳感器檢測到的檢測值以及所述壓力調(diào)整器的操作時(shí)長對所述供應(yīng)壓力進(jìn)行估計(jì)，從而將所述估計(jì)值設(shè)置為所述初始值。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制方法，該控制方法還包括以下步驟對所述發(fā)動機(jī)的瞬變操作進(jìn)行檢測；以及對所述發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行檢測，其中所述基于所述供應(yīng)壓力的估計(jì)值來計(jì)算所述燃料泵的被控變量的步驟包括以下步驟在發(fā)動機(jī)的瞬變操作期間，根據(jù)發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量的變化量來計(jì)算校正量；以及將所述校正量加到所述燃料泵的被控變量。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制方法，該控制方法還包括以下步驟檢測所述發(fā)動機(jī)的空氣燃料比，其中所述基于所述供應(yīng)壓力的估計(jì)值來計(jì)算所述燃料泵的被控變量的步驟包括以下步驟根據(jù)所述發(fā)動機(jī)的空氣燃料比來計(jì)算校正量；以及將所述校正量加到所述燃料泵的被控變量。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制方法，該控制方法還包括以下步驟檢測所述燃料的溫度，其中所述估計(jì)所述燃料壓力的步驟包括以下步驟根據(jù)所述燃料溫度來校正所述燃料供應(yīng)壓力的估計(jì)值。
全文摘要
本發(fā)明提供了發(fā)動機(jī)的燃料供應(yīng)裝置及其控制方法。按如下方式來配置發(fā)動機(jī)的其中響應(yīng)于由燃料壓力傳感器檢測到的燃料壓力與目標(biāo)值之間的偏差來對燃料泵的被控變量進(jìn)行計(jì)算的燃料供應(yīng)裝置當(dāng)該燃料壓力傳感器發(fā)生故障時(shí)，基于發(fā)動機(jī)的所需燃料流量、燃料泵的排出量、以及緊接地在燃料壓力傳感器發(fā)生故障之前檢測到的燃料壓力，來估計(jì)燃料壓力的變化，從而基于該估計(jì)值來判定該燃料泵的被控變量。還公開了一種用于實(shí)現(xiàn)基于被控變量對燃料泵進(jìn)行控制的燃料供應(yīng)裝置控制方法。
文檔編號F02D41/22GK101063432SQ200710104489
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者高柳惠一, 古屋純一, 中村吉辰 申請人:株式會社日立制作所