CN101377168B - 内燃机的喷射控制装置 - Google Patents

Abstract

将用于控制向引擎喷射供应燃料的燃料喷射控制装置(ECU)应用于喷射器，该喷射器具有：形成有燃料喷射孔的阀体；容纳于阀体中的针，用于打开和关闭喷射孔；以及压电元件，用于驱动针，使得所述针往复运动，并且该喷射器能够根据提供给压电元件的喷射命令信号来连续调节喷射速率。该燃料喷射控制装置基于燃料压力传感器的输出来对用于表示伴随着喷射器的预定喷射发生的燃料压力波动变化的燃料压力波形进行感测，并基于所感测的燃料压力波形来计算喷射命令信号，用于使得与预定喷射相关的预定喷射参数近似等于该参数的参考值。

Description

内燃机的喷射控制装置

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射控制装置，该燃料喷射控制装置被应用于通过预定喷射器喷射燃料的燃料供应***并控制该***的燃料喷射特性。

背景技术

作为改善车用柴油机等的喷射的一项技术，有一种已知的技术(高压喷射)，用于通过喷射器将加压到高压的燃料直接喷射到汽缸中。近年来，作为一种实现高压喷射的燃料喷射***，共轨燃料喷射***(例如，专利文献1：JP-A-H10-220272中所述的***)已经引起人们的关注。在该***中，燃料泵泵送的燃料以高压状态累积在公共轨道中，并且通过提供给相应汽缸的管路(高压燃料通道)将累积的高压燃料供应给相应汽缸的喷射器。在该***中，为公共轨道提供预定的压力传感器(轨道压力传感器)。将该***配置成基于轨道压力传感器的输出(传感器输出)来对构成燃料供应***的各种装置的驱动进行控制。

常规上，在利用这种共轨燃料喷射***来控制喷射器的喷射操作的情况下，广泛采用这样的控制方法，即，参考图(适应图)或数学表示式，根据每次的引擎工作状态来设置喷射模式，在该图中写入了针对每种引擎工作状态的喷射模式(即适应值)。该装置(例如在ROM中)将最佳模式(即适应值)存储为图、数学表示式等，该最佳值是通过试验等针对每种预计的引擎工作状态事先获得的。这样，该装置参考图、数学表示式等设置对应于引擎工作状态的喷射模式。

然而，在进行引擎控制***的各部件的大批量生产和大量销售时，在包括喷射器在内的各种控制部件(例如，在引擎之间以及多汽缸引擎的汽缸之间的各种控制部件)的特性方面通常会发生一定的个体差异。在这种情况下，同样鉴于个体差异，对于当前的生产***而言，获得所有部件(例如通过批量生产制造并安装在车辆中的所有汽缸)的适应值(最佳喷射模式)要花费大量工作而且是不现实的。因此，即使在使用其中写入了适应值的图或数学表示式时，考虑到由于个体差异产生的所有影响，也难以进行控制。

为了以高精度执行喷射控制，不能忽略由于控制部件等老化而导致的特性改变。即使常规装置(例如，专利文献1中所述的装置)能够在早期以高精度获得最佳值，但是后来的特性改变的影响也是未知的。因此，人们担心随着时间流逝会发生偏离最佳值的情况。在这种情况下，可以利用试验值等事先获得劣化因子(有关随时间劣化程度的系数)的适应值并可以将其存储为图、数学表示式等。然而，在每个部件随时间发生特性改变期间也有上述个体差异。因此，难以从根本上消除影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料喷射控制装置，其能够根据每次的喷射特性(包括随时间变化的特性)进行适当的燃料喷射控制。

根据本发明的一方面，一种用于在向目标引擎喷射供应燃料时控制燃料喷射特性的燃料喷射控制装置被应用于喷射器，该喷射器具有：形成有燃料喷射孔的阀体；容纳在所述阀体中的阀构件，用于打开和关闭所述喷射孔；以及致动器，所述致动器用于驱动所述阀构件，使得所述阀构件往复运动，并且所述喷射器被构造成能够根据发送给所述致动器的致动器工作信号来对表示每单位时间的燃料喷射量的喷射器的喷射速率进行连续调节。该燃料喷射控制装置具有燃料压力感测部分和工作信号计算部分。燃料压力感测部分感测燃料压力波形，该燃料压力波形表示伴随所述喷射器的预定喷射而出现的燃料压力波动的变化。工作信号计算部分基于由所述燃料压力感测部分感测的所述燃料压力波形来计算所述致动器工作信号，用于使与所述预定喷射相关的预定喷射参数近似等于该参数的参考值。

发明人注意到，伴随预定喷射出现的燃料压力波动的变化(即燃料压力波形)表示喷射的重要特性，并发明了上述装置，该装置感测所述燃料压力波形并基于所感测的燃料压力波形来可变地设置发送给喷射器的喷射命令(喷射命令信号)，或者更具体而言，设置所述喷射器的阀构件的致动器工作信号。利用这种装置，能够基于燃料压力波形以期望模式容易且适当地控制目标喷射的特性。具体而言，在很多种喷射器中，该装置采用了往复式驱动喷射器，其能够连续调节每单位时间的燃料喷射量(即喷射速率)。对于这种喷射器，可以基于发送到喷射器的喷射命令来精确控制喷射器的喷射特性。此外，这种喷射器已经部分投入实际使用，其实用性已经得到公认。因此，根据本发明以上方面的装置能够以高实用性根据每次的喷射特性进行适当的燃料喷射控制。

根据本发明的另一方面，所述工作信号计算部分在执行所述预定喷射期间计算关于所述预定喷射的所述致动器工作信号。该燃料喷射控制装置还具有工作信号设置部分，用于在执行所述预定喷射期间将由所述工作信号计算部分计算的所述致动器工作信号设置为与所述预定喷射相关的命令。

根据以上方面的装置能够以高度的同时性(即实时)感测与所述预定喷射相关的喷射特性(相当于压力变化)。最后，通过基于先前所感测的压力变化来调节后面的喷射操作，可以例如补偿先前时刻的误差。

根据本发明的另一方面，所述工作信号计算部分基于所述燃料压力波形来计算所述预定喷射的喷射开始时刻，并基于所述喷射开始时刻与其参考时刻的偏差来计算同一喷射的喷射开始时刻之后的致动器工作信号，用于使得作为喷射参数的、一次喷射的总喷射量近似等于该参数的参考值。

根据本发明的另一方面，所述工作信号计算部分基于所述燃料压力波形来计算从喷射开始到所述预定喷射的预定时刻的所述喷射速率的积分值或所述积分值的相关值，并基于所述积分值或所述相关值与其参考值的偏差来计算同一喷射的所述预定时刻之后的致动器工作信号，用于使得作为所述喷射参数的、一次喷射的总喷射量近似等于该参数的参考值。

根据本发明的另一方面，所述工作信号计算部分基于所述燃料压力波形来计算在所述预定喷射的预定时刻的喷射速率，并基于所述喷射速率与其参考值的偏差来计算同一喷射的预定时刻之后的致动器工作信号，用于使得作为喷射参数的、一次喷射的总喷射量近似等于该参数的参考值。

利用上述三种构造中的每一种，通过调节预定时刻之后的喷射操作，可以补偿预定时刻的喷射速率或喷射速率积分值的误差或时刻(喷射开始时刻)的误差。结果，可以将一次喷射的总喷射量适当控制为期望值(参考值)。

对于根据本发明前一方面的装置，以下构造是有效的。亦即，根据本发明的另一方面，在预定时刻的喷射速率是预定喷射中的最大喷射速率。

在喷射速率之中，尤其知道最大喷射速率是很好地表示喷射特性的特征的参数。因此，在调节一次喷射的总喷射量的情况下，与在上述构造中一样，基于最大喷射速率的偏差计算预定时刻之后的致动器工作信号尤其有效。

在调节一次喷射的总喷射量的情况下，喷射结束时刻尤其重要。因此，根据本发明的另一方面，工作信号计算部分对用于确定预定喷射的喷射结束时刻的信号进行计算，将其作为致动器工作信号。利用这种构造，可以对预定喷射的总喷射量进行适当调节。

根据本发明的另一方面，该燃料喷射控制装置还具有工作信号设置部分，如果在所述预定喷射结束后执行某喷射，那么所述工作信号设置部分用于将所述工作信号计算部分计算的所述致动器工作信号设置为关于与所述预定喷射相同种类的所述某喷射的命令，所述预定喷射是在计算所述致动器工作信号时执行的。

利用这种构造，通过将所获得的有关预定喷射的喷射数据(致动器工作信号)应用于预定喷射之后执行的相同种类的喷射，可以适当地改进喷射特性。通过连续产生喷射命令，同时向喷射命令施加这种反馈，可以在长时间段上执行适当的燃料喷射。

对于根据本发明前一方面的装置，下面四种构造的每一种或者这些构造的任意组合都是有效的。

亦即，根据本发明的另一方面，工作信号计算部分基于燃料压力波形来对用于表示预定喷射中的喷射速率变化的喷射速率波形的上升角或下降角进行计算。工作信号计算部分基于上升角或下降角与其参考角的偏差来计算致动器工作信号，用于使得喷射的喷射速率波形的上升角或下降角近似等于该参数的参考值。

根据本发明的另一方面，工作信号计算部分基于燃料压力波形来对用于表示预定喷射中的喷射速率变化的喷射速率波形的顶点(即多边形边的端点)的位置进行计算。工作信号计算部分基于顶点的位置与其参考点的偏差来计算致动器工作信号，用于使得作为所述喷射参数的、喷射的喷射速率波形的顶点的位置近似等于该参数的参考值。

根据本发明的另一方面，工作信号计算部分基于燃料压力波形来对用于表示预定喷射中的喷射速率变化的喷射速率波形的最大喷射速率进行计算。工作信号计算部分基于最大喷射速率与其参考值的偏差来计算致动器工作信号，用于使得作为喷射参数的、喷射的喷射速率波形的最大喷射速率近似等于该参数的参考值。

根据本发明的另一方面，工作信号计算部分基于燃料压力波形来对用于表示预定喷射中的喷射速率变化的喷射速率波形中的喷射速率保持在恒定值的稳定时段中的喷射速率进行计算。所述工作信号计算部分基于所述喷射速率与其参考值的偏差来计算致动器工作信号，用于使得作为喷射参数的、喷射的喷射速率波形的稳定时段中的所述喷射速率近似等于该参数的参考值。

利用本发明以上四个方面中的每一种构造或这些构造的任意组合，可以将与喷射特性有关的预定参数(上升角或下降角、顶点的位置、最大喷射速率或稳定时段中的喷射速率)控制到期望值(参考值)。结果，可以根据每次的喷射特性进行适当的燃料喷射控制。

根据本发明的另一方面，所述喷射速率波形呈现三角形、梯形和矩形之一的形状或呈现所述三角形、所述梯形和所述矩形中的至少一种形状的多个进行组合后的图的形状。

在采用一般喷射器的情况下，通常，作为喷射器的喷射速率变化的轮廓的图属于上述图中的任一种。因此，在采用一般喷射器时，采用以上构造是有效的。

根据本发明的另一方面，将所述燃料喷射控制装置应用于蓄压器型燃料喷射***，所述蓄压器型燃料喷射***具有蓄压器和至少一个燃料压力传感器，所述蓄压器用于累积将要被供应给所述喷射器的高压燃料，而所述燃料压力传感器用于在相对于燃料流方向而言位于所述蓄压器的燃料排出孔附近的下游预定点处对流经燃料通道的内部的燃料的压力进行感测，所述燃料通道从所述蓄压器的燃料排出孔延伸到所述喷射器的所述喷射孔。所述燃料压力感测部分通过基于所述燃料压力传感器的输出依次感测所述燃料压力来感测所述燃料压力波形。

利用这种方式，安装上述燃料压力传感器以在从蓄压器延伸到喷射器的喷射孔的燃料通道中测量位于所述蓄压器的燃料排出孔附近的下游预定点处的压力。这样，在传感器的安装点可以精确地感测与预定喷射相关的由于喷射器的喷射操作和实际喷射中的至少一个造成的压力波动模式。例如，对于基于电磁阀的打开/关闭来驱动针(needle)的类型的喷射器而言，喷射操作是电磁阀的打开/关闭动作。实际喷射是通过喷射操作实际执行的喷射。

基本上，上述专利文献1的装置仅利用感测公共轨道(蓄压器)中的压力(即轨道压力)的轨道压力传感器来控制喷射器的燃料压力。在该装置中，在波动从喷射器的喷射孔抵达公共轨道时或之前，由于喷射(包括喷射操作)造成的压力波动得到衰减，并且不会表现为轨道压力的波动。因此，利用这种装置，很难以高精度感测由上述喷射造成的压力波动。

与此形成对比的是，根据本发明以上方面的装置具有的燃料压力传感器与轨道压力传感器(或设置于公共轨道附近的传感器)相比对更靠近燃料喷射孔的位置处的喷射压力进行感测。因此，可以在压力波动衰减之前利用压力传感器适当掌握由于喷射(包括喷射操作)造成的压力波动。因此，利用这种装置，可以基于利用燃料压力感测部分依次感测到的燃料压力适当调节致动器工作信号，并可以进行适当的燃料喷射控制。

在一些情况下，构成专利文献1中描述的燃料喷射***的燃料喷射控制装置设置有燃料脉动减轻部分，该燃料脉动减轻部分位于公共轨道和公共轨道的燃料排出管路之间的连接中，用于减轻通过燃料排出管路传播到公共轨道的燃料脉动，以便减轻公共轨道中的压力脉动并以稳定压力向喷射器供应燃料。在这种情况下，在喷射器的喷射孔中出现由于喷射(包括喷射操作)造成的压力波动，并且该压力波动通过公共轨道燃料排出管路向公共轨道传播。燃料脉动减轻部分减轻(衰减)压力波动所产生的燃料脉动。因此，对于这种构造而言，难以基于公共轨道中的压力(即轨道压力)正确地感测由于喷射(包括喷射操作)造成的压力波动模式。

与此相比，根据本发明的另一方面，将所述燃料喷射控制装置应用于一种具有蓄压器、燃料脉动减轻部分和至少一个燃料压力传感器的燃料喷射***，所述蓄压器用于累积将要被供应给所述喷射器的高压燃料，所述燃料脉动减轻部分设置在所述蓄压器和所述蓄压器的燃料排出管路之间的连接中，用于减轻通过燃料排出管路传播到所述蓄压器的燃料脉动，而所述燃料压力传感器用于在相对于燃料流方向而言位于所述燃料脉动减轻部分下游的预定点处对流经燃料通道的内部的燃料的压力进行感测，所述燃料通道从所述蓄压器延伸到所述喷射器的所述喷射孔。所述燃料压力感测部分通过基于所述燃料压力传感器的输出依次感测所述燃料压力来感测所述燃料压力波形。利用这种构造，可以在燃料脉动减轻部分减轻燃料脉动之前由燃料压力传感器感测压力波动模式。最终，能够以高精度感测压力波动模式。

根据本发明的另一方面，所述燃料脉动减轻部分由节流口(节流器)、流量阻尼器或所述节流口和所述流量阻尼器的组合构成。利用这种构造，可以适当地实现上述目的。此外，由于利用节流口或流量阻尼器减轻燃料脉动的技术已经投入实际使用且具有实际的效果，因此具有高度实用性和可靠性。

根据本发明的另一方面，所述燃料压力传感器设置在喷射器之内或喷射器附近。

由于燃料压力传感器的安装位置更靠近喷射器的燃料喷射孔，因此能够通过燃料压力传感器的传感器输出以更高精度感测由喷射(包括喷射操作)导致的压力波动模式。因此，为了以高精度感测压力波动模式，将燃料压力传感器安装在喷射器之内或附近是有效的，如根据以上方面的构造中那样。在这种情况下，如果将燃料压力传感器设置在喷射器的燃料进口，就改善了燃料压力传感器的可安装性和维护性能，并能够精确且较稳定地感测压力。

根据本发明的另一方面，在距喷射器的燃料喷射孔比距蓄压器更近的位置处，将燃料压力传感器设置在蓄压器的燃料排出管路中。在根据本发明以上方面的使用燃料压力传感器的装置中，重要的是将传感器设置在适当位置，该位置距喷射器比距蓄压器更近的程度足以使在喷射器中引起的压力波动在抵达该位置之前没有被完全衰减。为此，最好将燃料压力传感器设置在靠近喷射器的位置处。

根据本发明的另一方面，所述致动器是压电元件，其根据所施加的作为致动器工作信号的电压的连续变化而连续改变其伸展-收缩量。

这种将压电元件用作致动器且能够连续调节喷射速率的喷射器是公知的。通过将根据以上方面的装置应用于这种喷射器，改善了该装置的实用性。此外，利用这种喷射器，可以连续控制喷射速率且可以实现例如靴形喷射。靴形喷射在一次喷射中以阶梯方式增大喷射速率。

根据本发明的多个部分中的每一部分的功能可以通过一种具有由其构造确定的功能的硬件资源、一种具有由程序确定的功能的硬件资源或这两种类型的硬件资源的组合来实现。这些部分的功能不限于由物理上彼此独立的硬件资源所实现的功能。

本发明不仅可以被实现为涉及设备的发明，而且还可以被实现为涉及程序的发明、涉及存储该程序的存储介质的发明、以及涉及方法的发明。

附图说明

通过研究以下详细说明、所附权利要求和附图(它们都形成了本申请的一部分)，将会理解实施例的特征和优点以及相关部分的操作方法和功能。在附图中：

图1是示出了包括根据本发明第一实施例的燃料喷射控制装置的***的图示；

图2是示出了根据第一实施例的喷射器的内部结构的截面图；

图3是示出了用于驱动根据第一实施例的喷射器的驱动单元的图示；

图4是示出了根据第一实施例的喷射器的压电元件的工作模式的时序图；

图5是示出了根据第一实施例的燃料喷射控制程序的流程的流程图；

图6是示出了根据第一实施例的工作电流信号的产生模式的时序图；

图7是示出了在根据第一实施例的燃料喷射控制期间与喷射有关的参数的变化范例的时序图；

图8是示出了根据第一实施例的与燃料压力采集和差分值计算有关的程序的流程的流程图；

图9是示出了根据第一实施例的喷射开始时刻检测程序的流程的流程图；

图10A到10C是用于可变地设置用于根据第一实施例检测喷射开始时刻的阈值的图；

图11是示出了根据第一实施例的喷射命令校正程序的流程的流程图；

图12是示出了根据第一实施例的喷射命令校正处理的处理模式的时序图；

图13是示出了根据第一实施例的喷射命令校正处理的处理模式的时序图；

图14是示出了根据本发明第二实施例的最大喷射速率达到时刻检测程序的流程的流程图；

图15是示出了根据第二实施例的喷射结束时刻检测程序的流程的流程图；

图16是示出了根据第二实施例的喷射速率降低开始时刻检测程序的流程的流程图；

图17A和17B是用于可变地设置用于根据第二实施例检测喷射速率降低开始时刻的返回时间的图；

图18是示出了根据第二实施例的喷射命令校正程序的流程的流程图；

图19是示出了在根据第二实施例的喷射开始时刻发生偏离的情况下喷射速率波形和基本波形之间的关系的时序图；

图20是示出了在根据第二实施例的喷射结束时刻发生偏离的情况下喷射速率波形和基本波形之间的关系的时序图；

图21是示出了在根据第二实施例的喷射速率波形的上升角发生偏离的情况下喷射速率波形和基本波形之间的关系的时序图；

图22是示出了在根据第二实施例的喷射速率波形的下降角发生偏离的情况下喷射速率波形和基本波形之间的关系的时序图；

图23是示出了根据第一或第二实施例的变型的工作电流信号的产生模式的时序图；

图24是示出了根据第一或第二实施例的另一变型来计算喷射速率的积分值的程序流程的流程图；

图25是示出了根据第一或第二实施例的另一变型的校正信号产生程序的流程图；以及

图26是示出了根据第一或第二实施例的另一变型的校正信号产生程序的流程图。

具体实施方式

下文将参考附图描述本发明的实施例。

例如，将根据本发明第一实施例的燃料喷射装置安装在共轨燃料喷射***(高压喷射燃料供应***)中，用于控制作为汽车引擎的往复式柴油机。亦即，与专利文献1中所述的装置那样，根据本实施例的装置也是用于柴油机的燃料喷射装置，用于直接向柴油机(内燃机)的引擎汽缸内的燃烧室中进行高压燃料(例如喷射压力为1000大气压或更高的轻油)喷射供应(直接喷射供应)。

首先，将参考图1来介绍根据本实施例的共轨燃料喷射***的概况。假设：根据本实施例的引擎是用于四轮车辆的多缸引擎(例如直排四缸引擎)。图1中所示的喷射器20是汽缸#1、#2、#3和#4的喷射器，汽缸#1、#2、#3和#4从燃料箱10侧开始依次排列。

如图1所示，通常，将***构造成使ECU60(电子控制单元)从各种传感器获取传感器输出(感测结果)并基于相应的传感器输出来控制燃料供应装置的驱动。ECU60对构成燃料供应***的各种装置的驱动进行控制，以进行反馈控制，使得引擎的燃料喷射压力符合目标值(目标燃料压力)，由此控制(例如)柴油机的输出(旋转速度或转矩)。在本实施例中，引擎的燃料喷射压力是每次由燃料压力传感器20a测量的燃料压力。

构成燃料供应***的装置包括燃料箱10、燃料泵11和公共轨道12(蓄压器)，这些装置从燃料流上游侧开始依次排列。在这些装置之中，经由燃料过滤器10b，管路10a将燃料箱10与燃料泵11连接。

燃料箱10是用于存储目标引擎的燃料(轻油)的油箱(容器)。燃料泵11由低压泵11a和高压泵11b构成，并且将燃料泵11构造成，使得高压泵11b对低压泵11a从燃料箱10抽取的燃料进行加压并将其排出。设置在燃料泵11的燃料吸入侧上的吸入控制阀11c(SCV)对发送到高压泵11b的燃料泵送量和燃料泵11的最终燃料排出量进行计量。亦即，燃料泵11可以通过调节吸入控制阀11c的驱动电流(最终调节阀打开程度)来将泵11的燃料排出量控制在期望值。该吸入控制阀11c例如是常开式调节阀，在断电时它是打开的。

构成燃料泵11的两种泵中的低压泵11a例如是由次摆线给料泵构成的。高压泵11b例如是由柱塞式泵构成的。将高压泵11b构造成利用偏心凸轮(未示出)分别使预定柱塞(例如三个柱塞)沿其轴线方向往复运动，从而能够在预定时刻依次泵送燃料，该燃料被发送到加压室中。两个泵11a、11b都是由驱动轴11d驱动的。驱动轴11d与作为目标引擎的输出轴的曲轴21互锁，并以与曲轴21的一次回转成1/1、1/2的比例旋转。这样，通过目标引擎的输出来驱动低压泵11a和高压泵11b。

燃料泵11通过燃料过滤器10b抽出燃料箱10中的燃料，并且通过管路11e(高压燃料通道)将燃料加压馈送(泵送)到公共轨道12。燃料泵11所泵送的燃料以高压状态累积在公共轨道12中，并且通过提供给相应汽缸的管路14(高压燃料通道)将累积的高压燃料供应给相应汽缸的喷射器20(燃料喷射阀)。在该***中，通过每个喷射器20直接向引擎的每个汽缸中进行由燃料泵11驱动而泵送的燃料的喷射供应(直接喷射供应)。根据本实施例的引擎是四冲程引擎。亦即，在该引擎中，一个燃烧循环由进气冲程、加压冲程、燃烧冲程和排气冲程四个冲程构成，这些冲程在720℃A的周期中顺次执行。

每个喷射器20还与低压燃料通道18相连，使得喷射器20能够通过低压燃料通道18向燃料箱10返回燃料。

这样，根据本实施例的燃料供应***具有类似于常规***的基本结构。然而，在根据本实施例的燃料喷射装置中，燃料压力传感器20a(燃料通道压力传感器)设置在每个喷射器20的附近，或者更具体而言，设置在相应汽缸#1-#4的每个喷射器20的燃料进口处。利用这种构造，可以以高精度感测由喷射器20的喷射操作和实际喷射导致的压力波动模式。

接下来，将参考图2来详细描述喷射器20的结构。图2中示出了喷射器20的详细内部结构。基本上，四个喷射器20(#1)-20(#4)具有相同的结构(例如图2中所示的结构)。每一个喷射器20都是使用燃烧燃料(即燃料箱10中的燃料)的喷射器。

喷射器20具有由多个构件构成的阀体30a、30b、30c、30d。在阀体30d的尖端部分中形成了喷射孔32，该喷射孔32在阀体30d的内部和喷射器20的外部之间提供通路。作为阀构件的针34、针止挡36和平衡活塞38位于阀体30c、30d的内部，它们从喷射器20的尖端开始依次排列，使得针34、针止挡36和平衡活塞38能够沿着阀体30c、30d的内壁在轴线方向移动。从高压燃料通道14(参考图1)向由针34和阀体30d内壁界定的针室35、和平衡活塞38后侧的平衡室39供应高压燃料。

背压室41由针止挡36的与喷射孔32相对的一侧上的面(在下文中称为后侧)和阀体30c的内壁界定，并且该背压室41与低压燃料通道18相通(参考图1)。将来自低压燃料通道18的燃料供应给背压室41。在背压室41中提供弹簧40，用于使针止挡36朝向阀体30c的喷射孔32一侧(在下文中称为尖端侧)偏置。

针止挡36的位于喷射孔32一侧的面和阀体30c的内壁界定了第一不透油室42。第一不透油室42通过传输通道44与第二不透油室46相连，所述第二不透油室46位于平衡活塞38的与喷射孔32相对的一侧上。第一不透油室42、传输通道44和第二不透油室46填充了燃料，该燃料作为传输动力的介质。

第二不透油室46是由压电活塞48的位于喷射孔32一侧的面和阀体30b的内壁界定和形成的空间。压电活塞48内部容纳了止回阀50，并且该压电活塞48被形成为使得能够将燃料从低压燃料通道18供应到第二不透油室46。压电活塞48与压电活塞48后侧的压电元件52连接。

堆叠多层压电元件52以形成一个层压体(压电堆)。压电元件52因为逆压电效应而伸展和收缩，从而起到致动器的作用。压电元件52是电容性负载。在充电时，压电元件52伸展，在放电时，压电元件52收缩。根据本实施例的压电元件52使用由诸如PZT之类的压电材料制成的压电元件。

在利用喷射器20进行燃料喷射时，对压电元件52供电。这样，压电元件52伸展，并且压电活塞48向喷射器尖端侧(喷射孔32一侧)移动。结果，第二不透油室46、传输通道44和第一不透油室42中的燃料压力增大，最后，第一不透油室42中的燃料朝向喷射器后侧推动针止挡36的力增大。如果该力与针室35中的高压燃料朝向喷射器后侧推动喷嘴针34的力之和超过了弹簧40的力和低压燃料朝向喷射器尖端侧推动针止挡36的力以及平衡室39中的高压燃料朝向喷射器尖端侧推动平衡活塞38的后侧的力之和，则针34朝向喷射器后侧移动，并且喷射器20打开。这样，通过喷射孔32将喷射器20内的燃料喷射到外部。

当停止喷射器20的燃料喷射时，将存储在压电元件52的电极之间的静电能量释放掉。这样，压电元件52收缩，并且压电活塞48朝向喷射器后侧移动。结果，第二不透油室46、传输通道44和第一不透油室42中的燃料压力减小，最后，第一不透油室42中的燃料朝向喷射器后侧推动针止挡36的力减小。如果该力与针室35中的高压燃料朝向喷射器后侧推动喷嘴针34的力之和降低到低于弹簧40的力和低压燃料朝向喷射器尖端侧推动针止挡36的力以及平衡室39中的高压燃料朝向喷射器尖端侧推动平衡活塞38的后侧的力之和，则向针34施加了朝向喷射器尖端侧的力，最后喷射器20关闭。这样，喷射器20的燃料喷射停止。

在喷射器20中，针34朝向喷射器后侧的位移量(即，往复运动量)，即上升量，随着压电元件52的位移量不断变化，并且最后随着提供给上述喷射器20的喷射命令而不断变化。

接下来，将参考图3详细介绍对这种压电元件52进行驱动控制的驱动单元61的构成。驱动单元61包括在ECU60中，并且该驱动单元61具有驱动电路70、用于控制该驱动电路70的控制器71等。

如图3所示，将电池62供应给驱动单元61的电能提供给驱动电路70的DC-DC变换器72。DC-DC变换器72是一种升压电路，它将电池62的电压(例如12V)提升到高电压(例如200到300V)，从而为压电元件52充电。

将DC-DC变换器72提升的电压施加到电容器73。电容器73的端子连接到DC-DC变换器72，电容器73的另一端子接地。如果将DC-DC变换器72提升的电压施加到电容器73，那么该电容器73对将要被供应给压电元件52的静电能量进行存储。

电容器73的高电势端子(即，DC-DC变换器72一侧上的端子)经由串联连接的充电开关74和充放电线圈75连接到压电元件52的高电势端子。压电元件52的低电势端子接地。放电开关76的端子连接在充电开关74和充放电线圈75之间，放电开关76的另一端子接地。

二极管77与放电开关76并联连接，使得二极管77的正向与从地到电容器73和充放电线圈75之间的点的方向一致。二极管77、电容器73、充电开关74和充放电线圈75构成了为压电元件52充电的斩波电路。二极管77起到续流二极管的作用。

二极管78与充电开关74并联连接，使得二极管78的正向与从放电开关76到电容器73的方向一致。二极管78、电容器73、充放电线圈75和放电开关76构成了用于释放压电元件52中存储的静电能量的斩波电路。二极管78起到续流二极管的作用。

具有上述构造的驱动电路70由控制器71控制。更具体而言，控制器71基于来自计算部分63(用于执行与包括稍后描述的图5的处理S12和S13在内的喷射控制相关的计算的部分)的喷射命令、通过节点N1感测的压电元件52的电压(工作电压)和流经压电元件52并通过节点N2感测的电流(工作电流)来控制充电开关74和放电开关76的导通和截止。来自上述计算部分63的喷射命令信号包括喷射速率的基本波形(在图5的S12中获得)、用于指示喷射时刻的喷射时刻信号(在图5的S13中产生)等。以图4所示的模式进行各种操作。在图4中，部分(a)示出了充电开关74的工作模式的变化，部分(b)示出了放电开关76的工作模式的变化，部分(c)示出了压电元件52的工作电流的变化，部分(d)示出了压电元件52的工作电压的变化。

如图4所示，在通过充电开关74的导通-截止操作的斩波控制来升高和降低工作电流的同时，为压电元件52充电。更具体而言，充电开关74的导通操作(即开关导通操作)形成了由电容器73、充电开关74、充放电线圈75和压电元件52构成的闭环电路。这样，使用电容器73中存储的静电能量来为压电元件52充电。此时，流经压电元件52的电流升高。在充电开关74的导通操作之后执行充电开关74的截止操作(即开关截止操作)时，形成由充放电线圈75、压电元件52和二极管77构成的闭环电路。这样，将充放电线圈75的存储能量充到压电元件52中。此时，流经压电元件52的电流降低。

执行以上述模式操作充电开关74的降压斩波控制。这样，压电元件52被充电，并且压电元件52的高电势端子处的电势升高。充电开始时刻由驱动脉冲信号的上升时刻来定义。

在通过放电开关76的导通-截止操作的斩波控制来升高和降低工作电流的同时，对压电元件52放电。详细地讲，放电开关76的导通操作形成由放电开关76、充放电线圈75和压电元件52构成的闭环电路。这样，对压电元件52放电。此时，流经压电元件52的电流升高。在放电开关76的导通操作之后执行放电开关76的截止操作时，形成由电容器73、二极管78、充放电线圈75和压电元件52构成的闭环电路。这样，将充放电线圈75的存储能量收集到电容器73中。

执行以上述模式操作放电开关76的升压斩波控制。这样，对压电元件52放电，并且压电元件52的高电势端子上的电势降低。放电开始时刻由驱动脉冲信号的下降时刻来定义。

作为***中的电子控制单元，ECU60是进行引擎控制的主要部分。ECU60(引擎控制ECU)具有公知的微机(未示出)。ECU60基于上述各种传感器的感测信号掌握着目标引擎的工作状态和来自用户的请求，并根据引擎工作状态和请求来操作吸入控制阀11c、喷射器20等。这样，ECU60以对应于当前状况的最佳模式执行与引擎有关的各种控制。基本上，ECU60中安装的微机包括各种计算单元、存储装置、信号处理装置、通信装置、电源电路等，例如用于执行各种计算的CPU(基本处理单元)；RAM(随机存取存储器)，作为主存储器，用于临时存储计算过程中的数据、计算结果等；ROM(只读存储器)，作为程序存储器；EEPROM(电可写非易失性存储器)，作为用于数据存储的存储器；备份RAM(即使在ECU60的主电源停止时也由备份电源一直供电的存储器，备份电源例如是车载电池)；信号处理装置，例如A/D转换器和时钟生成电路；以及输入/输出端口，用于从/向外界输入/输出信号。将与引擎控制相关的各种程序、控制图(包括与喷射特性感测和喷射命令校正相关的程序)等事先存储在ROM中，并且将各种控制数据(包括目标引擎的设计数据)事先存储在用于数据存储的存储器(例如EEPROM)中。

在本实施例中，ECU60基于各种依次输入的传感器输出(感测信号)来计算这时应在输出轴(曲轴21)上产生的转矩(请求转矩)以及满足请求转矩最终所需的燃料喷射量。这样，ECU60可变地设置喷射器20的燃料喷射量，以便对通过每个汽缸(燃烧室)中的燃料燃烧所产生的指示转矩(生成转矩)和实际输出到输出轴(曲轴21)的轴转矩(输出转矩)进行控制。亦即，ECU60将轴转矩控制在请求转矩。例如，ECU60计算对应于引擎工作状态的燃料喷射量、每次驱动器对加速器的操作量等，并与期望的喷射时刻相同步地输出喷射控制信号，用于将等于所计算的燃料喷射量的喷射燃料引导到喷射器20。喷射器20基于喷射控制信号来喷射燃料。这样，将目标引擎的输出转矩控制到目标值。

众所周知，在柴油机中，引擎的进气通道中设置的进气节流阀(节流阀)在稳定工作期间保持在基本完全打开的状态，以便增加新鲜空气的量、减少泵送损耗等。因此，在稳定工作期间，控制燃料喷射量是燃烧控制(具体而言为有关转矩调节的燃烧控制)的主要部分。

下文，将参考图5来介绍根据本实施例的燃料喷射控制的基本处理流程。

随时将在图5所示的处理中使用的各种参数的值存储在安装于ECU60中的存储装置(例如RAM、EEPROM或备份RAM)中，并在需要时随时更新。基本上，通过由ECU60执行ROM中存储的程序，针对目标引擎的每个汽缸，以每个燃烧循环一次的频率顺次执行图5所示的一系列处理。亦即，利用该程序，在一次燃烧循环期间对除不工作汽缸之外的所有汽缸进行燃料供应。

如图5所示，首先在一系列处理中的S11(S表示“步骤”)中，读取预定的参数，例如当前引擎的旋转速度(即，曲柄转角传感器22测量的实际测量值)和燃料压力(即，燃料压力传感器20a测量的实际测量值)，并且还读取此时由驱动器实现的加速器工作量ACCP(即，加速器传感器24测量的实际测量值)等。然后，在后面的S12中，基于在S11中读取的各种参数(在必要时，还单独计算因外部负载造成的包括损耗在内的请求转矩)来设置喷射模式。

例如，基于ROM中存储的预定参考图(喷射控制图或数学表示式)和校正系数来获得喷射模式。更具体而言，例如，通过试验等在预定参数(在S11中读取)的预计范围之内事先获得最佳喷射模式(适应值)，并且将该最佳喷射模式写在例如所述图中。例如，所述喷射模式由诸如喷射阶段数(即，在一次燃烧循环中执行的喷射次数)、每次喷射的燃料喷射时刻(即，喷射时刻)和喷射速率的基本波形(例如，梯形或靴形)等参数来定义。上述图表示参数和最佳喷射模式之间的关系。

在后面的S13中，基于在S12中获得的喷射模式(具体而言为上述喷射时刻)产生喷射时刻信号(喷射命令)，来将喷射时刻提供给控制器71(图3)。在后面的S14中，使用与这样产生的喷射模式相对应的喷射信号。亦即，在S14中，将喷射时刻信号连同在S12中获得的基本波形一起输出到控制器71(图3)。这样，控制器71产生对应于信号(喷射命令信号)的工作电流信号(相当于工作电流的目标值)，并根据这样产生的工作电流信号来控制充电开关74和放电开关76(图3)的导通/截止状态。这样，控制所述喷射器20的驱动(更具体而言是有关于喷射的驱动)并将喷射速率波形控制到(在S12中获得的)上述基本波形。在喷射器20的驱动控制后，图5所示的一系列处理就结束了。在本实施例中，通过一系列这样的处理，根据车辆状态等，与主喷射一起任意执行引燃喷射、预喷射、补喷射、后期喷射等。

接下来，将参考图6和图7来介绍图5中所示的这种处理的燃料喷射控制的模式。

在图6中，将喷射命令信号和由喷射命令信号产生的工作电流信号的范例显示为时间图。该范例的基本波形呈现梯形形状。在图6中，部分(a)表示在图5的S13中产生的喷射时刻信号，部分(b)表示控制器71基于上述喷射命令信号产生的工作电流信号，部分(c)表示在图5的S12中获得的喷射速率的基本波形。

如图6中的部分(c)所示，在该范例中，由图6中的第一顶点P1到第四顶点P4，即梯形的时刻t10、t20、t30、t40和高度D来表示在图5的S12中获得的基本波形。相当于燃料喷射量的梯形面积Qc可以由下面的表达式表示：Qc＝1/2×D×(T1+T2)。在该表达式中，T1表示从第二顶点P2到第三顶点P3的时间段(即从t20到t30的时间段)(相当于梯形的上底)，而T2是从第一顶点P1到第四顶点P4的时间段(即从t10到t40的时间段)(相当于梯形的下底)。对于这种梯形喷射而言，面积Qc相当于单次喷射的总喷射量的目标值。

为了利用具有这种梯形形状的喷射速率变化来确定进行喷射的时刻(喷射开始时刻)，基于在S12中获得的喷射模式的喷射时刻来在图5的S13中产生上述喷射时刻信号。亦即，根据基本波形定义的梯形(图6的部分(c))的第一顶点P1的时刻t10被期望设置的时刻(喷射模式的喷射时刻)来设置上述喷射时刻信号(图6的部分(a))的上升时刻tp1。然而，实际上，从输出上升时刻tp1到开始(执行)喷射有延迟(例如延迟Td0)。因此，事先预计到延迟，将上升时刻tp1设置得比时刻t10被期望设置的时刻早延迟Td0。

在图5的S14中，基于上述喷射命令信号(基本波形和喷射时刻信号)来产生上述工作电流信号。亦即，将上述喷射时刻信号(图6的部分(a))的上升时刻tp1设置为充电(正)脉冲工作电流(参见图4和图6的部分(b))的开始加电时刻。此外，根据上述基本波形的第三顶点P3的时刻t30来设置放电(负)脉冲工作电流(参见图4和图6的部分(b))的开始加电时刻tp2。然而，实际上，从放电脉冲工作电流流动到喷射速率降低有延迟(例如延迟Te0)。因此，预计到该延迟，将放电脉冲工作电流的开始加电时刻tp2设置在比时刻t30实际需要被设置的时刻早延迟Te0的时刻。

在实际的喷射速率波形中，对应于图6的部分(c)所示的第一顶点P1的角度θ1的部分和对应于第四顶点P4的角度θ2的部分随着充电(正)脉冲工作电流信号的脉冲宽度和放电(负)脉冲工作电流信号的脉冲宽度而分别变化(图6的部分(b)所示)。因此，控制器71根据基本波形的角度θ1、θ2(它们被作为上述喷射命令信号来接收)可变地设置相应工作电流信号的脉冲宽度，即充电脉冲工作电流信号的脉冲宽度和放电脉冲工作电流信号的脉冲宽度。更具体而言，随着角度θ1(喷射速率波形的上升角)增大，将充电脉冲工作电流信号的脉冲宽度设置得更大。随着角度θ2(喷射速率波形的下降角)增大，将放电脉冲工作电流信号的脉冲宽度设置得更大。

在实际的喷射速率波形中，对应于从第二顶点P2到第三顶点P3(图6的部分(c)中的上底)的稳定时段的长度T1的部分随着工作电流保持时间段的长度T1a(图6的部分(b))的变化而变化，在工作电流保持时间段中，充电脉冲工作电流信号和放电脉冲工作电流信号都保持在参考电平(即零电平)。因此，控制器71根据基本波形中的稳定时段的长度T1(它被作为喷射命令信号来接收)可变地设置工作电流保持时间段的长度T1a。更具体而言，工作电流保持时间段的长度T1a随着长度T1的增大而增大。

图7是时序图，示出了在基于图6所示的喷射命令信号和工作电流信号执行上述喷射器20的燃料喷射控制时与喷射相关的参数变化的范例。在图7中，部分(a)示出了喷射时刻信号，部分(b)示出了基于工作电流信号而流经压电元件52的工作电流，部分(c)示出了施加到压电元件52的工作电压，部分(d)示出了基于部分(b)所示的工作电流信号而执行的喷射的喷射速率IR(喷射速率波形)的变化。

如图7所示，在进行燃料喷射控制时，为了升高喷射速率波形，首先基于上述控制器71(图3)产生的充电脉冲工作电流信号向充电开关74(图3)输出表示多个正脉冲波形的工作电流(图7的部分(b)所示)。结果，用于为压电元件52充电的工作电流开始流动，并且在从时刻t100到时刻t101的时段内，工作电压上升。这样，针34(图2)的上升量增大，并且每单位时间通过喷射孔32(图2)喷射的燃料量增大，即喷射速率IR增大。结果，获得了图6的部分(c)所示的基本波形(梯形)中的从第一顶点P1到第二顶点P2的部分。

之后，在从时刻t101到时刻t102的时段中，充电脉冲信号和放电脉冲信号都保持在参考电平(零电平)，以便获得对应于基本波形(梯形)的上底的部分(即图6的部分(c)中的从第二顶点P2到第三顶点P3的稳定时段)。

然后，为了降低喷射速率波形，基于上述控制器71(图3)产生的放电脉冲工作电流信号向放电开关76(图3)输出表示多个负脉冲波形的工作电流(图7的部分(b)所示)。结果，伴随压电元件52中存储的静电能量的释放的工作电流开始流动，并且在从时刻t102到时刻t103的时段中工作电压下降。这样，针34(图2)的上升量下降，并且每单位时间通过喷射孔32(图2)喷射的燃料量下降，即喷射速率IR下降。结果，获得了图6的部分(c)所示的基本波形(梯形)中的从第三顶点P3到第四顶点P4的部分。

这样，通过图5中的处理S14可以获得对应于基本波形的梯形喷射速率波形。

在本实施例中，在进行上述喷射控制的同时，基于燃料压力传感器20a的输出来感测伴随着目标喷射器20(预定汽缸的喷射器)的预定喷射而发生的燃料压力波动的变化(即燃料压力波形)。然后，基于这样感测的燃料压力波形来检测与预定喷射相关的时刻(在本实施例中为喷射开始时刻)。基于该时刻的检测值，在执行预定喷射期间计算将一次喷射的总喷射量近似等于相同参数的参考值的工作信号。利用该工作信号来操作压电元件52(图2)。更具体而言，为了补偿由于喷射开始时刻的偏差而导致的总喷射量误差，实时地校正基于上述喷射模式的喷射结束时刻(图5中的S12)。这样，将当前执行的喷射的喷射结束时刻设置在适当时刻(基于压电元件52的工作信号来设置该喷射结束时刻)，并将从喷射开始到喷射结束的总喷射量控制在期望值(参考值)。

接下来，将参考图8到图10来详细介绍在基于燃料压力传感器20a的输出来检测喷射开始时刻时的模式。

在检测喷射时刻时，首先获取燃料压力传感器20a的输出，然后利用该输出计算燃料压力P在每个时刻的一阶差分值dP和二阶差分值ddP。图8是流程图，示出了关于数据采集(获得并存储传感器输出；学习处理)和差分值计算的一系列处理。基本上，通过由ECU60执行ROM中存储的程序以预定间隔(例如以20μsec的间隔)顺次执行图8所示的一系列处理。

如图8所示，在一系列处理中，首先在S21中获取燃料压力传感器20a的输出。在后面的S22中，计算压力的一阶差分值dP，即压力值P的先前值和当前值之差(即dP＝P(当前)-P(先前))。在后面的S23中，计算压力的二阶差分值ddP，即一阶差分值dP的先前值和当前值之差(即ddP＝dP(当前)-dP(先前))。然后，在后面的S24中，存储相应数据P、dP、ddP并结束一系列处理。

图9是示出了程序流程的流程图，该程序用于基于在图8的S23中计算的压力的二阶差分值ddP来检测喷射开始时刻t1(对应于图6中的时刻t10的时刻)。同样由ECU60以预定周期(例如以20μsec的间隔)顺次执行该程序。

如图9所示，在一系列处理中，首先在S31中，判断是否已经输出了喷射命令(开始加电命令)以及是否还未检测到关于预定喷射的喷射开始时刻t1。仅当在S31中判定已经输出了喷射命令并且尚未检测到关于喷射的喷射开始时刻t1时，执行S32的处理。亦即，满足S31的条件的时间段对应于喷射开始时刻t1的检测时间段。

在S32中，判断在图8的S23中计算的压力的二阶差分值ddP是否小于预定阈值K1(即是否ddP<K1)。

将阈值K1设置为小于0的值(即K1<0)，即负值。在设置值K1时，基于通过试验等事先获得的多幅图可变地设置值K1。这对应于这样的现象：伴随喷射开始而发生的压力下降的倾斜度随着恰在喷射前的燃料压力、喷射执行时刻和汽缸压力而变化。亦即，随着压力下降的倾斜度变得陡峭，将阈值K1设置为更小的值(即，在负值侧的更大值)。

图10A的图示出了燃料压力水平P(即燃料压力传感器20a测量的实际测量值)与试验等获得的阈值K1的适应值(即最佳值)之间的关系。如图10A所示，根据该图，在燃料压力水平P到达收敛点(在该范例中为80MPa)之前，随着燃料压力水平P升高，阈值K1被设置为更小的值。如果燃料压力水平P到达了收敛点，则阈值K1相对于燃料压力水平P的增加的下降程度变得很小。

图10B的图示出了喷射执行时刻与试验等获得的阈值K1的适应值(即最佳值)之间的关系。将喷射执行时刻作为发送给喷射器20的喷射开始命令所表示的喷射开始命令时刻来加以检测，或者更具体而言，作为喷射命令脉冲的上升时刻(即开始加电时刻)来加以检测。如图10B所示，根据该图，随着喷射执行时刻越来越靠近TDC(上死点)，将阈值K1设置为越来越小的值。

图10C的图示出了目标引擎的汽缸内压力(即，例如汽缸压力传感器测量的实际测量值)与试验等获得的阈值K1的适应值(即最佳值)之间的关系。如图10C所示，根据该图，随着汽缸压力升高，将阈值K1设置为越来越小的值。

这样，在本实施例中，根据压力下降的倾斜度可变地设置阈值K1。这样，能够以高精度检测压力下降并且最终以高精度检测喷射开始时刻t1。

在时刻t1的检测期间，反复执行S32中的处理。如果在S32中判定压力的二阶差分值ddP不小于阈值K1，则结束图9的一系列处理。如果在S32中判定压力的二阶差分值ddP小于阈值K1，则在后面的S33中将当前时刻作为喷射开始时刻t1存储在预定存储装置中。

这样，在本实施例中，将发生压力下降(该压力下降伴随着喷射开始而出现)的时刻，或者最终的喷射开始时刻t1作为压力的二阶差分值ddP从大于阈值K1一侧移动到小于阈值K1一侧的时刻(交叉点)加以检测。利用这种检测方案，可以适当地掌握上述压力下降，并且最终能够以高精度检测喷射开始时刻。

图11是示出了程序(喷射命令校正程序)的流程的流程图，该程序基于执行喷射开始时刻计算程序计算得到的喷射开始时刻来校正上述喷射命令信号(具体而言为基本波形)。在基于该程序的处理中，首先在S41中，判断图9的处理获得的喷射开始时刻t1是否偏离对应的参考时刻(图6中所示的时刻t10)。仅在判定发生偏离的时候，才执行S42的处理。具体而言，在S41中，判断喷射开始时刻t1偏离对应参考时刻t10的偏差Td1是否大于阈值K11。

在S42中，基于喷射开始时刻t1偏离对应参考时刻t10的偏差Td1来校正喷射命令信号，使总喷射量近似等于对应的参考值。更具体而言，例如，根据喷射开始时刻t1的偏差来校正喷射命令信号，以将基本波形中的稳定时段T1(相当于图6的部分(c)中所示的梯形的上底)延长或缩短Td1的量。这样，在控制器71(图3)中，延长或缩短了工作电流信号的工作电流保持时间段T1a(图6的部分(b)所示)。结果，将喷射结束时刻的参考时刻t30(图6的部分(c)所示)调节(改变)Td1的量。这样，通过调节喷射结束时刻可以使总喷射量近似等于对应的参考值。

例如，如图12的部分(a)所示，在喷射开始时刻t1相对于对应的参考时刻t10延迟Td1的量时，将基本波形中的稳定时段T1(梯形的上底)延长该延迟Td1。结果，延长了工作电流保持时间段T1a(图6的部分(b))，且喷射结束时刻的参考时刻t30延迟了Td1的量。这样，通过如图13的部分(c)所示那样延迟放电脉冲工作电流信号的产生时刻(从虚线到实线)，可以如图12的部分(b)所示那样补偿由于喷射开始时刻t1的延迟所导致的喷射量降低ΔQc(由图12的部分(a)中的阴影区域表示)。结果，可以将总喷射量Qc调节到对应的参考值。

上述本实施例获得例如如下显著效果。

(1)将用于控制向引擎喷射供应燃料的燃料喷射控制装置(用于引擎控制的ECU60)应用于喷射器20，该喷射器20具有形成有燃料喷射孔32的阀体30a-30d、容纳于阀体中以打开/关闭喷射孔32的针34以及压电元件52，该压电元件52用于驱动针34，使得针34往复运动并能够根据发送给压电元件52的喷射命令信号对表示每单位时间的燃料喷射量的喷射速率连续调节。燃料喷射控制装置具有程序(图8的S21)，该程序用于对表示伴随着喷射器20的预定喷射发生的燃料压力波动的变化的燃料压力波形进行感测，并且燃料喷射控制装置还具有另一程序(图11的S42)，该程序基于由上述程序感测的燃料压力波形来计算压电元件52的喷射命令信号，以使一次喷射的总喷射量近似等于相应的参考值。

利用这种构造，可以基于燃料压力波形容易而适当地将目标喷射的总喷射量近似等于相应的参考值。在各种喷射器之中，根据本实施例的装置专门使用能够连续调节喷射速率的往复驱动型喷射器。对于这种喷射器20，可以基于发送到喷射器20的喷射命令信号来精确控制喷射器20的喷射特性。此外，这种喷射器20已经部分投入实际使用，并且其实用性已经得到证实。这样，根据上述构造，能够根据每次的喷射特性以高实用性执行适当的燃料喷射控制。

(2)在执行预定喷射期间，该装置在图11的处理中计算与当前执行的喷射相关的喷射命令信号(发送到压电元件52的喷射命令)的校正值。该装置具有程序(图11的S42)，该程序在执行预定喷射期间利用所计算的喷射命令信号的校正值来校正与当前执行的预定喷射相关的喷射命令信号。利用这种构造，能够以高度的同时性(即实时)感测与上述预定喷射相关的喷射特性(相当于压力变化)。最后，可以通过基于(例如)先前感测的压力变化调节后面的喷射操作来补偿先前时刻处的误差。

(3)在连接部分12a(节流口)的喷射器20一侧提供燃料压力传感器20a。这样，可以在节流口减轻燃料脉动之前利用燃料压力传感器20a感测压力波动模式。最终，能够以高精度感测压力波动模式。

(4)省去了通常附着于公共轨道12上的轨道压力传感器，从而能够确保公共轨道12附近具有宽的空间。即使省去了轨道压力传感器，在具有上述燃料压力传感器20a的结构中也能够基于燃料压力传感器20a的传感器输出适当地进行通常的燃料喷射控制。

(5)在图8的处理中，以足够短的间隔(20μsec)依次获取上述燃料压力传感器20a的传感器输出，从而利用传感器输出绘制压力变化波形的轮廓。这样，能够以高精度适当地感测上述燃料压力波形(即压力波动模式)。

(6)向汽缸#1-#4的喷射器20的每一个燃料进口提供燃料压力传感器20a。这样，改善了燃料压力传感器20a的可安装性和维护性能，并可以精确而相对稳定地感测压力。

接下来，将描述本发明的第二实施例。

在第二实施例中，对于实际喷射的喷射速率波形，基于上述燃料压力传感器20a的输出还可以感测除喷射开始时刻之外的各种时刻以及各时刻的喷射速率。基于所感测的时刻和喷射速率来感测与喷射相关的喷射速率波形。此外，计算用于使所感测的喷射速率波形近似于上述基本波形(图6的部分(c))的工作电流信号，即供应给上述压电元件52(图2)的工作信号(致动器工作信号)。然而，在本实施例中，在计算时执行的预定喷射的执行期间不设置所计算的工作电流信号。亦即，如果在预定喷射的喷射结束之后执行某喷射，则将如此计算的工作电流信号设置为关于与预定喷射相同类型的某喷射的命令。例如，该某喷射是喷射模式(在图5的S12的参考图中定义)与预定喷射的喷射模式相同或相似的喷射。更具体而言，当在随后的燃烧循环中再次执行相同种类的喷射时，通过更新图5的S12的校正系数，在S12中获得反映校正系数的喷射模式。这样，可以在长时间段内获得适当的喷射命令。

首先，参考图14到图17，将详细介绍用来感测除与上述喷射速率波形相关的喷射开始时刻之外的各种时刻的模式，或者更具体而言，将详细介绍用来感测与该喷射速率波形相关的最大喷射速率达到时刻、喷射速率降低开始时刻和喷射结束时刻以及各时刻的喷射速率的模式。基本上，通过由ECU60执行ROM中存储的程序(或多个程序)以预定间隔(例如以20μsec的间隔)顺次执行图中所示的一系列处理。在本实施例中也顺次执行上述图8和图9中的一系列处理，用于以与第一实施例相同的模式检测喷射开始时刻。同样，在检测除喷射开始时刻之外的其它时刻的情况下，基于图8的处理所计算和存储的数据P、dP、ddP来检测目标时刻。

图14是示出了根据本实施例的最大喷射速率达到时刻检测程序的流程的流程图。亦即，该程序检测最大喷射速率达到时刻(对应于图6的部分(c)中的时刻t20的时刻)。

在基于该程序的一系列处理中，首先在S51中判断是否已经检测出喷射开始时刻t1以及是否仍未检测到有关上述喷射的最大喷射速率达到时刻t2。仅当在S51中判定已检测出喷射开始时刻t1且尚未检测出最大喷射速率达到时刻t2的时候，执行S52的处理。亦即，满足S51的条件的时间段对应于上述最大喷射速率达到时刻t2的检测时间段。

在S52中，判断在图8的S22中计算的压力的一阶差分值dP的先前值是否小于0(dP(先前)<0)以及压力的一阶差分值dP的当前值是否等于或大于预定阈值K2(即dP(当前)≥K2)。阈值K2可以为固定值和可变值之一。将阈值K2设置为大于0的值，即正值(K2>0)。

在时刻t2的检测期间反复执行S52中的处理。如果在S52中未判定dP(先前)<0且dP(当前)≥K2，则结束图14的一系列处理。如果判定dP(先前)<0且dP(当前)≥K2，则在后面的S53中将当前时刻作为最大喷射速率达到时刻t2存储在预定存储装置(例如EEPROM、备份RAM等)中。此外，还将时刻t2处的燃料压力和最终的喷射速率IR一起存储在同一存储装置中。从时刻t1开始的燃料压力P的降低量对应于在时刻t2处的喷射速率IR。

这样，在本实施例中，将喷射开始处引起的燃料压力P的陡峭降低结束且燃料压力P稳定的时刻，或者最终的最大喷射速率达到时刻t2作为压力的一阶差分值dP从小于阈值K2的一侧移动到大于阈值K2的一侧的时刻(交叉点)加以检测。利用这种检测方案，可以适当掌握燃料压力稳定的上述时刻并且最终能够以高精度对最大喷射速率达到时刻t2进行检测。

图15是示出了喷射结束时刻检测程序的流程的流程图。亦即，该程序检测喷射结束时刻(对应于图6的部分(c)中的时刻t40的时刻)。

在基于该程序的一系列处理中，首先在S61中判断是否已经检测出最大喷射速率达到时刻t2以及是否仍未检测到有关上述喷射的喷射结束时刻t4。仅当在S61中针对该喷射判定已检测出最大喷射速率达到时刻t2且尚未检测出喷射结束时刻t4的时候，执行S62的喷射处理。亦即，满足S61的条件的时间段对应于上述喷射结束时刻t4的检测时间段。

在S62中，判断在图8的S22中计算的压力的一阶差分值dP的先前值是否大于0(dP(先前)>0)以及压力的一阶差分值dP的当前值是否等于或小于预定阈值K3(即dP(当前)≤K3)。阈值K3可以为固定值和可变值之一。将阈值K3设置为小于0的值(<0)，即负值。

在喷射结束时刻t4的检测时间段中，反复执行S62的处理。如果在S62中未判定dP(先前)>0且dP(当前)≤K3，则结束图15的一系列处理。如果判定dP(先前)>0且dP(当前)≤K3，则在后面的S63中将当前时刻作为喷射结束时刻t4存储在预定存储装置(例如EEPROM、备份RAM等)中。此外，还将时刻t4处的燃料压力和最终的喷射速率IR一起存储在同一存储装置中。

这样，在本实施例中，将伴随着喷射器关闭结束而发生的燃料压力P的陡峭增大和燃料压力P的脉动开始的时刻，或者最终的喷射结束时刻t4作为压力的一阶差分值dP从大于阈值K3的一侧移动到小于阈值K3的一侧的时刻(交叉点)加以检测。利用这种检测方案，可以适当地掌握上述压力波动模式的变化，并且最终能以高精度检测喷射结束时刻。

图16是示出了喷射速率降低开始时刻检测程序的流程的流程图。亦即，该程序检测喷射速率降低开始时刻(对应于图6的部分(c)中的时刻t30的时刻)。

在基于该程序的一系列处理中，首先在S71中判断是否已经检测出喷射结束时刻t4以及是否仍未检测到有关上述喷射的喷射速率降低开始时刻t3。仅当在S71中针对该喷射判定已检测出喷射结束时刻t4且尚未检测出喷射速率降低开始时刻t3的时候，执行S72的处理。

在S72中，将喷射速率在达到最大喷射速率之后开始下降的时刻t3作为比喷射结束时刻t4早预定返回时间Tc的时刻加以检测(即t3＝t4-Tc)。在后面的S73中，在预定存储装置(例如EEPROM、备份RAM等)中存储喷射速率降低开始时刻t3。此外，还将时刻t3处的燃料压力和最终的喷射速率IR一起存储在同一存储装置中。

基于事先通过试验等获得的多幅图(例如图17A和图17B中所示的图)可变地设置返回时间Tc。这对应于这种现象，即，从喷射速率开始降低直到喷射终止的时间段随着恰在喷射之前的燃料压力P(即，在压力稳定时的燃料压力水平)和喷射时间段而变化。

图17A是示出了燃料压力水平P(即，燃料压力传感器20a测量的实际测量值)与通过试验等获得的返回时间Tc的适应值(即，最佳值)之间的关系的图。如图17A所示，根据该图，随着燃料压力水平P(即，参考压力)升高，将返回时间Tc设置得更短。

图17B是示出了喷射时间段(例如被感测为喷射命令的脉冲宽度TQ)与通过试验等获得的返回时间Tc的适应值(即最佳值)之间的关系的图。如图17B所示，根据该图，随着喷射时间段的延长，将返回时间Tc设置为更长的时间。

这样，在本实施例中，基于与喷射结束时刻t4的相对位置关系，感测喷射速率在达到上述最大喷射速率之后开始下降的时刻，其中该喷射结束时刻t4是通过基于喷射结束时刻检测程序(参见图15)的处理所检测到的。利用这种检测方案，能够以高精度检测喷射速率降低开始时刻t3。

如图14到图17所示，根据本实施例的装置具有分别用于检测预定喷射中的喷射开始时刻t1、最大喷射速率达到时刻t2、喷射速率降低开始时刻t3和喷射结束时刻t4以及相应时刻处的喷射速率的程序。尽管未示出，该装置还具有用于基于所述时刻和所述喷射速率来感测相关参数的程序。相关参数包括第一顶点P1的上升角θ1a(与图6的部分(c)所示的角度θ1相对应的角度)、第四顶点P4的下降角θ2a(与图6的部分(c)所示的角度θ2相对应的角度)和最大喷射速率(与图6的部分(c)中所示的梯形的高度D相对应的喷射速率)。该装置基于上述各种参数来执行与上述喷射器20相关的预定喷射校正。可以将上述最大喷射速率作为第二顶点P2处的喷射速率、第三顶点P3处的喷射速率、从顶点P2到顶点P3的稳定时段中任意时刻处的喷射速率或该稳定时段中多个时刻的喷射速率平均值加以计算。

根据本实施例的喷射命令校正程序基于各种参数与对应参考值(例如参见图6的部分(c)，顶点P1—P4的位置和角度)的偏差来在预定喷射之后校正喷射中的压电元件52的工作信号(工作电流信号)。更具体而言，通过更新图5的S12的校正系数来校正工作电流信号。

接下来，参考图18，对以下这种处理进行介绍，该处理基于喷射速率波形与相应基本波形的偏差、利用喷射命令校正程序来校正发送到上述喷射器20的喷射命令信号(压电元件52的操作量)。图18是示出了根据本实施例的喷射命令校正程序的流程的流程图。该程序是以预定时间间隔(例如以每个燃烧循环)执行的。

在图18中所示的S81中，基于上述时刻检测处理检测到的喷射开始时刻t1、最大喷射速率达到时刻t2、喷射速率降低开始时刻t3和喷射结束时刻t4来判断喷射速率波形是否偏离对应的参考波形。

例如，对于喷射开始时刻t1的偏差，在S81中判断第三顶点P3和第四顶点P4是否分别与参考波形的对应顶点重合，以及判断第一顶点P1和第二顶点P2是否与平行于时间轴的参考波形的对应顶点偏离了可容许的水平或更多(参见图6的每个顶点)。亦即，当基于图6的部分(c)所示的基本波形进行喷射时，在一些情况下，如图19所示，在(实线所示的)喷射速率波形和对应的(链线所示的)基本波形之间第一顶点P1的上升角相同时，喷射开始时刻发生偏差(即，时刻t10和时刻t1之间的偏差)。因此，在S81中，检测存在/不存在这种时刻。当在S81中判定存在这种时刻偏差时，在S82中校正命令信号，使得充电脉冲工作电流信号(图6的部分(b))根据喷射开始时刻的偏差Td1而平行于时间轴移动。这样，压电元件52的充电时间段平行于时间轴移动，并且校正了喷射开始时刻。

对于喷射结束时刻t4的偏差，在S81中判断第一顶点P1和第二顶点P2是否分别与参考波形的对应顶点重合，以及判断第三顶点P3和第四顶点P4是否与平行于时间轴的参考波形的对应顶点偏离(参见图6的每个顶点)。亦即，当基于图6的部分(c)所示的基本波形进行喷射时，在一些情况下，如图20所示，在(实线所示的)喷射速率波形和对应的(链线所示的)基本波形之间第四顶点P4的下降角相同时，在喷射速率达到最大喷射速率之后开始下降的时刻处(或在喷射结束时刻t40、t4处)出现偏差。因此，在S81中，检测存在/不存在这种时刻偏差。当在S81中判定存在这种时刻偏差时，在S83中校正喷射命令信号，使得放电脉冲工作电流信号(图6的部分(b))根据喷射速率降低开始时刻的偏差Td2而平行于时间轴移动。这样，压电元件52中止充放电的时间段平行于时间轴移动(改变)，并且校正了喷射速率降低开始时刻。

对于第一顶点P1的上升角θ1a的偏差，在S81中判断角度θ1a与对应参考值之间的偏差是否大于可容许水平(例如预定值)。亦即，当基于图6的部分(c)所示的基本波形进行喷射时，在一些情况下，如图21所示，在(实线所示的)喷射速率波形和对应的(链线所示的)基本波形之间第一顶点P1的上升角出现偏差(即，角度θ1和角度θ1a之间的偏差)。因此，在S81中，检测存在/不存在这种角度偏差。当在S81中判定存在这种角度偏差时，在S84中校正喷射命令信号，以根据喷射速率波形的上升角的偏差来增大或减小充电脉冲工作电流信号的脉冲宽度(图6的部分(b))。可以通过增大充电脉冲工作电流信号的脉冲宽度来增大第一顶点P1的上升角。这样，校正了喷射速率波形的上升角。

对于第四顶点P4的下降角θ2a的偏差，在S81中判断角度θ2a与对应参考值之间的偏差是否大于可容许水平(例如预定值)。亦即，当基于图6的部分(c)所示的基本波形进行喷射时，在一些情况下，如图22所示，在(实线所示的)喷射速率波形和对应的(链线所示的)基本波形之间第四顶点P4的下降角出现偏差(即，角度θ2和角度θ2a之间的偏差)。因此，在S81中，检测存在/不存在这种角度偏差。当在S81中判定存在这种角度偏差时，在S85中校正喷射命令信号，以增大或减小放电脉冲工作电流信号的脉冲宽度(图6的部分(b))。可以通过增大放电脉冲工作电流信号的脉冲宽度来增大第四顶点P4的下降角。这样，校正了喷射速率波形的下降角。

对于最大喷射速率的偏差，在S81中判断(实线表示的)喷射速率波形和对应的(链线表示的)基本波形之间的最大喷射速率的偏差是否大于可容许的水平(例如预定值)。当在S81中判定存在这种喷射速率偏差时，在S86中校正喷射命令信号，以增加或减少充电脉冲工作电流信号的脉冲数。这样校正了最大喷射速率。

如上所述，在本实施例中，校正发送到喷射器20的喷射命令信号(压电元件52的操作量)，以便使喷射速率波形近似于对应的基本波形。

除了第一实施例的效果(3)到(8)之外，上述本实施例还获得了如下显著效果。

(7)将用于控制向引擎喷射供应燃料的燃料喷射控制装置(用于引擎控制的ECU60)应用于喷射器20，该喷射器20具有形成有燃料喷射孔32的阀体30a-30d、容纳于阀体中以打开/关闭喷射孔32的针34、以及压电元件52，该压电元件52用于驱动针34，使得针34往复运动并能够根据发送给压电元件52的喷射命令信号来对表示每单位时间的燃料喷射量的喷射速率进行连续调节。燃料喷射控制装置具有程序(图8的S21)，该程序用于对表示伴随着喷射器20的预定喷射发生的燃料压力波动变化的燃料压力波形进行感测，并且燃料喷射控制装置还具有另一程序(图18的S82到S86)，该程序基于由上述程序感测的燃料压力波形来计算压电元件52的喷射命令信号，以使喷射速率波形近似于对应的基本波形。

利用这种构造，可以基于燃料压力波形容易而适当地将目标喷射的喷射速率波形近似于相应的基本波形。在各种喷射器之中，根据本实施例的装置专门使用能够连续调节喷射速率的往复驱动型喷射器。对于这种喷射器20，可以基于发送到喷射器20的喷射命令信号精确控制喷射器20的喷射特性。此外，这种喷射器20已经部分投入实际使用，并且其实用性已经得到证实。因此，根据上述构造，能够根据每次的喷射特性以高实用性进行适当的燃料喷射控制。

(8)在计算喷射速率波形与对应的基本波形之间的偏差并在计算时执行的预定喷射的喷射结束之后执行与预定喷射相同类型的某喷射的情况下，如果喷射速率波形有偏差(图18的S81)，则根据偏差来校正与所述某喷射相关的喷射命令信号(图18的S82到S86)。对于这种构造而言，将利用获得的关于预定喷射的喷射速率波形的偏差所计算的校正值应用到随后执行的相同种类的喷射，由此适当地改善喷射特性。这样，通过连续产生喷射命令信号，同时向喷射命令信号施加这种反馈，可以在长时间段上执行适当的燃料喷射。

例如，可以按照下面所述来修改上述实施例。

在上述第一实施例中，为了补偿预定喷射的总喷射量(相当于喷射速率波形的面积)的误差，基于同一喷射的喷射开始时刻的偏差来校正喷射结束时刻。或者，例如，基于喷射开始时刻的偏差，可以校正除喷射开始时刻之外的后续时刻，例如最大喷射速率达到时刻或喷射速率降低开始时刻(图6的部分(c)中的时刻t20或t30)。或者，例如，基于除喷射开始时刻之外的其它时刻(例如最大喷射速率达到时刻)的偏差，可以对预定的后续时刻(例如喷射速率降低开始时刻)进行校正。在调节总喷射量时的校正处理中，作为改变时刻的替代，可以校正该时刻的喷射速率。亦即，当偏差(误差)出现在与目标喷射相关的预定时刻时，通过根据预定时刻的偏差调节该预定时刻之后的波形来使总喷射量近似等于期望值(参考值)。

在第二实施例中，调节所述压电元件52的工作信号，以便使喷射开始时刻t1、喷射速率降低开始时刻t3、喷射速率波形的上升角θ1、喷射速率波形的下降角θ2和最大喷射速率D全部都近似等于对应的参考值。或者，可以仅调节这些参数的一部分。

在上述实施例的描述中，假设喷射速率的基本波形是梯形。或者，可以将任意图形用作基本波形。然而，为了提供能够反映一般喷射器特性的非常实用性的构成，采用以下图形之一作为基本波形都是有效的：三角形、梯形和矩形，或者三种形状的至少一种形状的多个进行组合的图。作为典型范例，除了上述梯形形状之外，还公知的有矩形形状、三角形形状(德耳塔形状)、靴形形状(相当于两个梯形的组合)等。图23中示出了靴形基本波形的范例。

在上述实施例的描述中，假设喷射速率的基本波形是梯形。或者，可以将靴形波形设置为上述喷射速率的基本波形。图23中示出了靴形基本波形的范例。

如图23所示，通过定位靴形的六个顶点P1b到P6b(即，时刻t10b、t20b、t30b、t40b、t50b、t60b)、中间阶段(稳定时段)的高度D1(中间喷射速率)以及靴形的上方阶段(稳定时段)的高度D2来定义该范例的基本波形。在该基本波形中，高度D2对应于最大喷射速率。

同样在这种情况下，与第一实施例一样，在执行预定喷射期间，可以计算用于使一次喷射的总喷射量近似等于同一参数的参考值的工作信号，并可以利用该工作信号来操作压电元件52(图2)。例如，根据喷射开始时刻的偏差(即，图23b的部分(c)中所示的参考时刻t10和其感测值之间的偏差)可变地设置压电元件52的工作信号(喷射命令信号)。这样，为了补偿喷射开始时刻的偏差，可以通过延长或缩短与图23中所示的喷射速率波形中的边P2b-P3b或边P4b-P5b相对应的部分来调节喷射结束时刻。最终可以使实际总喷射量近似等于基本波形的总喷射量(相当于面积)。

同样，在靴形基本波形的情况下，与第二实施例一样，可以感测关于预定喷射的喷射速率波形，并且可以计算工作电流信号，即，发送给上述压电元件52(图2)的用于使所感测的喷射速率波形近似于上述基本波形(图23的部分(c))的工作信号(致动器工作信号)。然后，在预定喷射结束后执行的某喷射时，可以将工作信号设置为关于和预定喷射相同种类的某喷射的命令。例如，该某喷射是喷射模式(在图5的S12的参考图中定义)与预定喷射的喷射模式相同或相似的喷射。

例如，在喷射开始时刻(与图23的部分(c)中所示的参考时刻t10b相对应的时刻)、中间喷射速率达到时刻(与图23中所示的参考时刻t20b相对应的时刻)、喷射速率在达到中间喷射速率之后开始增加的时刻(与图23中的参考时刻t30b相对应的时刻)、最大喷射速率达到时刻(与图23中所示的参考时刻t40b相对应的时刻)、喷射速率降低开始时刻(与图23中所示的参考时刻t50b相对应的时刻)和相应时刻的喷射速率中，可以感测必要的参数，并可以分别计算感测值和对应参考值之间的偏差(相当于实际喷射速率波形和基本波形之间的偏差)。然后，为了补偿该偏差，例如可以通过更新图5的S12中的校正系数可变地设置后续喷射中的压电元件52的工作信号(喷射命令信号)。结果，可以使喷射速率波形近似于基本波形。

可以计算从喷射开始时刻t1到预定喷射中的预定时刻的喷射速率的积分值或其相关值。然后，可以基于积分值或相关值与对应参考值之间的偏差来设置同一喷射中上述预定时刻之后的压电元件52的工作信号(喷射命令信号)。这种控制的范例示于图24和图25中。图24示出了用于计算喷射速率IR的积分值的程序。图25是示出了校正信号产生程序的流程的流程图。以预定的时间间隔(例如以20μsec的时间间隔)在预定喷射期间顺次执行这些程序。将图中所示的处理中使用的各种参数的值依次存储在安装于ECU30中的存储装置中，例如RAM、EEPROM或备份RAM，并在需要时随时进行更新。

在图24所示的S91中，判断目标喷射(预定喷射)是否开始。当在S91中判定喷射开始时，该过程进行到S92的处理。当在S91中判定该喷射未开始时，结束程序的执行。

在S92中，利用当前时间的燃料压力(燃料压力传感器20a测量的实际测量值)来计算当前时间的喷射速率IR。例如，利用预定的计算公式计算喷射速率IR。基本上，当伴随喷射出现的燃料压力下降增大时，喷射速率IR增大。在后续的S93中，通过对喷射速率IR积分来计算喷射速率IR的积分值IRint(iRint(当前)＝IRint(先前)+IR)。

在S94中，判断目标喷射是否结束。更具体而言，例如，顺次执行图15的处理，并判断是否该处理检测出喷射结束时刻t4。如果在S94中判定所述喷射未结束，则按照原样结束该程序的执行。如果判定所述喷射结束，则在S95中将积分值IRint设置为零(IRint＝0)，然后结束程序的执行。

通过反复执行上述处理，在从喷射开始到喷射结束的时段中，顺次更新积分值IRint并为目标喷射存储所述积分值IRint，其中所述积分值IRint表示从喷射开始到当前时间的时段中的总喷射量。亦即，利用这种程序，可以计算从喷射开始时刻t1到预定喷射中的预定时刻的喷射速率的积分值。

在图25所示的S101中，判断是否达到了最大喷射速率达到时刻t2。图25中的IRmax表示最大喷射速率。如果判定达到了最大喷射速率达到时刻t2，则该过程进行到S102的处理。如果判定未达到最大喷射速率达到时刻t2，则结束该程序的执行。

在S102中，判断图24的处理所计算的积分值IRint与对应参考值之间的偏差ΔIRint是否大于预定阈值K12。如果判定该偏差ΔIRint大于阈值K12，则该过程进行到S103的处理。如果判定该偏差ΔIRint等于或小于阈值K12，则结束该程序的执行。

在S103中，产生与积分值的偏差ΔIRint相对应的校正信号(用于校正喷射速率波形的信号)。例如，对喷射速率降低开始时刻或喷射结束时刻进行校正。这样，可以基于在从每次喷射的喷射开始时刻t1到最大喷射速率达到时刻t2的时段中的喷射量来调节最大喷射速率达到时刻t2之后的喷射速率IR。最后，可以使积分值IRint和一次喷射的总喷射量近似等于期望值。

这里，例如，参考以下这种情况，在该情况中，基于直到时刻t2的喷射量来调节最大喷射速率达到时刻t2之后的喷射速率IR。然而，上述积分值IRint的偏差ΔIRint的判断点不限于上述最大喷射速率达到时刻。相反，可以使用从喷射开始到喷射结束的时段中的任意时刻。

可以计算在预定喷射中的预定时刻处的喷射速率(例如最大喷射速率)与对应参考值之间的偏差，并可以基于喷射速率的偏差来设置同一喷射中的预定时刻之后压电元件的工作信号(喷射命令信号)。图26用流程图示出了这种校正信号产生程序的范例。在预定喷射中以预定间隔(例如20μsec)顺次执行该程序。将图26所示处理中使用的各种参数的值顺次存储在安装于ECU60中的存储装置中，例如RAM、EEPROM或备份RAM，并在需要时随时进行更新。

在图26所示的S111中，利用当前时间的燃料压力(燃料压力传感器20a测量的实际测量值)来计算当前时间的喷射速率IR。例如，利用预定的计算公式来计算喷射速率IR。基本上，当伴随喷射出现的燃料压力下降增大时，喷射速率IR增大。在后续的S112中，判断S111中计算的喷射速率IR与对应参考值的偏差ΔIR是否大于阈值K13。例如，基于基本波形可变地设置参考值。参考图6或图23的基本波形，如果判定偏差ΔIR大于阈值K13，则该过程进行到S113的处理。如果判定该偏差ΔIR等于或小于阈值K13，则结束该程序的执行。在S113中，产生与喷射速率IR的偏差ΔIR相对应的校正信号。这样，将每次喷射中的喷射速率IR反馈到压电元件52的工作信号。利用这种构造，可以使喷射速率IR的波形近似于期望波形。

在上述每一个实施例中，采用了包括适应值的适应图(在图5的S12中使用)，适应值是通过试验等事先确定的。或者，如果校正值具有充分可靠性，则可以采用不需要适应图的构造，即无适应构造。

在上述每一个实施例中，将用于感测燃料压力的燃料压力传感器20a(燃料压力传感器)附着于上述喷射器20的燃料进口。或者，可以将燃料压力传感器20a设置在喷射器20的内部(例如，设置在图2所示的喷射孔20f的附近)。可以使用任意数量的燃料压力传感器。例如可以为一个汽缸的燃料流通道提供两个或更多个传感器。在上述每一个实施例中，为每个汽缸提供燃料压力传感器20a。或者，可以仅在一部分汽缸(例如一个汽缸)中设置传感器，并且可以将基于传感器输出的估计用于其它汽缸。

在上述每一个实施例中，在连接部分12a中设置节流口，以减轻公共轨道12中的压力脉动。或者，可以设置流量阻尼器(燃料脉动减轻装置)来替代节流口，或者设置的流量阻尼器与节流口一起来减轻公共轨道12中的压力脉动。

在上述每一个实施例中，以20μsec的间隔(即周期)依次采集上述燃料压力传感器20a的传感器输出。可以在能够掌握上述压力波动趋势的范围内任意改变采集间隔。然而，根据发明人进行的试验，短于50μsec的间隔是有效的。

除上述燃料压力传感器20a之外，为该装置提供用于感测公共轨道12中的压力的轨道压力传感器也是有效的。利用这种构造，除了由上述燃料压力传感器20a测量的压力测量值之外，还可以获得公共轨道12中的压力(轨道压力)。结果，能够以更高的精度感测燃料压力。

还可以根据用途等任意修改作为控制目标的引擎的种类和***配置。

在上述每一个实施例中，将本发明应用于作为范例的柴油机。基本上，例如，还可以通过类似方式将本发明应用于火花点火式汽油机(具体而言，直接喷射式引擎)等。例如，直接喷射式汽油机的燃料喷射***具有存储高压状态的燃料(汽油)的输送管路。在该***中，将燃料从燃料泵泵送到输送管路，并且通过喷射器将输送管路中的高压燃料喷射供应到引擎燃烧室中。在该***中，该输送管路对应于蓄压器。

不仅可以将根据本发明的装置和***应用于直接将燃料喷射到汽缸中的喷射器，而且还可以将根据本发明的装置和***应用于将燃料喷射到引擎的进入通道或排出通道的喷射器，以便控制燃料喷射压力等。

目标喷射器不限于图2所示的喷射器，而是任意喷射器，只要该喷射器能够连续调节喷射速率即可。

当将这种构造变化应用于上述实施例和修改中的每一个时，最好根据实际构造将上述各种处理(程序)的细节适当更改为最优形式(作为设计的改变)。

在上述实施例和修改中的每一个中，假设使用各种软件(程序)。或者，可以利用诸如专用电路等硬件来实现类似的功能。

尽管已经结合当前被认为是最实际且优选的实施例描述了本发明，但要理解的是，本发明不限于所披露的实施例，而是相反，本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围之内包括的各种修改和等价设置。

Claims (18)

1.一种应用于喷射器的燃料喷射控制装置，该喷射器具有：形成有燃料喷射孔的阀体；容纳在所述阀体中的阀构件，用于打开和关闭所述喷射孔；以及致动器，所述致动器用于驱动所述阀构件，使得所述阀构件往复运动，并且所述喷射器被构造成能够根据发送给所述致动器的致动器工作信号来对表示每单位时间的燃料喷射量的所述喷射器的喷射速率进行连续调节，所述燃料喷射控制装置包括：

燃料压力感测部分，其用于对表示伴随所述喷射器的预定喷射出现的燃料压力波动的变化的燃料压力波形进行感测；以及

工作信号计算部分，其基于由所述燃料压力感测部分感测的所述燃料压力波形来计算所述致动器工作信号，用于使得与所述预定喷射相关的预定喷射参数近似等于该参数的参考值，其中

在执行所述预定喷射期间，所述工作信号计算部分计算与所述预定喷射相关的所述致动器工作信号，

所述燃料喷射控制装置还具有工作信号设置部分，其用于在执行所述预定喷射期间将由所述工作信号计算部分计算的所述致动器工作信号设置为与所述预定喷射相关的命令，

所述工作信号计算部分计算从喷射开始(t1)到所述预定喷射的预定时刻的喷射速率的积分值，并且基于所述积分值与其参考值之间的偏差(ΔIRint)来校正所述预定时刻之后的所述喷射速率的波形信号，用于使得作为所述喷射参数的、一次喷射的总喷射量近似等于该参数的参考值。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中

所述工作信号计算部分基于所述燃料压力波形来计算所述预定喷射的喷射开始时刻，并基于所述喷射开始时刻与其参考时刻的偏差来计算同一喷射的所述喷射开始时刻之后的所述致动器工作信号，用于使得作为喷射参数的、一次喷射的总喷射量近似等于该参数的参考值。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中

在所述预定时刻的所述喷射速率是所述预定喷射中的最大喷射速率。

4.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中

所述工作信号计算部分对用于确定所述预定喷射的喷射结束时刻的信号进行计算，将其作为所述致动器工作信号。

5.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，还包括：

工作信号设置部分，如果在所述预定喷射结束后执行某喷射，则所述工作信号设置部分用于将由所述工作信号计算部分计算的所述致动器工作信号设置为关于和所述预定喷射相同种类的所述某喷射的命令，所述预定喷射是在计算所述致动器工作信号时执行的。

6.根据权利要求5所述的燃料喷射控制装置，其中

所述工作信号计算部分基于所述燃料压力波形来对用于表示所述预定喷射中的喷射速率变化的喷射速率波形的上升角或下降角进行计算，并基于所述上升角或所述下降角与其参考角的偏差来计算所述致动器工作信号，用于使得作为所述喷射参数的、所述喷射的所述喷射速率波形的上升角或下降角近似等于该参数的参考值。

7.根据权利要求5所述的燃料喷射控制装置，其中

所述工作信号计算部分基于所述燃料压力波形来对用于表示所述预定喷射中的喷射速率变化的喷射速率波形的顶点的位置进行计算，并基于所述顶点的位置与其参考点的位置的偏差来计算所述致动器工作信号，用于使得作为所述喷射参数的、所述喷射的喷射速率波形的顶点的所述位置近似等于该参数的参考值。

8.根据权利要求5所述的燃料喷射控制装置，其中

所述工作信号计算部分基于所述燃料压力波形来对用于表示所述预定喷射中的喷射速率变化的喷射速率波形的最大喷射速率进行计算，并基于所述最大喷射速率与其参考值的偏差来计算所述致动器工作信号，用于使得作为所述喷射参数的、所述喷射的喷射速率波形的所述最大喷射速率近似等于该参数的参考值。

9.根据权利要求5所述的燃料喷射控制装置，其中

所述工作信号计算部分基于所述燃料压力波形来对用于表示所述预定喷射中的喷射速率变化的喷射速率波形中的喷射速率保持在恒定值的稳定时段中的喷射速率进行计算，并基于所述喷射速率与其参考值的偏差来计算所述致动器工作信号，用于使得作为所述喷射参数的、所述喷射的喷射速率波形的稳定时段中的所述喷射速率近似等于该参数的参考值。

10.根据权利要求6所述的燃料喷射控制装置，其中

所述喷射速率波形呈现三角形、梯形和矩形之一的形状或呈现所述三角形、所述梯形和所述矩形中的至少一种形状的多个进行组合后的图的形状。

11.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中

将所述燃料喷射控制装置应用于蓄压器型燃料喷射***，所述蓄压器型燃料喷射***具有蓄压器和至少一个燃料压力传感器，所述蓄压器用于累积将要被供应给所述喷射器的高压燃料，而所述燃料压力传感器用于在相对于燃料流方向而言位于所述蓄压器的所述燃料排出孔附近的下游预定点处对流经燃料通道的内部的燃料的压力进行感测，所述燃料通道从所述蓄压器的燃料排出孔延伸到所述喷射器的所述喷射孔，并且

所述燃料压力感测部分通过基于所述燃料压力传感器的输出依次感测所述燃料压力来感测所述燃料压力波形。

12.根据权利要求11所述的燃料喷射控制装置，其中

所述燃料压力传感器设置在所述喷射器的内部或所述喷射器的附近。

13.根据权利要求11所述的燃料喷射控制装置，其中

在距所述喷射器的所述燃料喷射孔比距所述蓄压器更近的位置处，将所述燃料压力传感器设置在所述蓄压器的燃料排出管路中。

14.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中

将所述燃料喷射控制装置应用于蓄压器型燃料喷射***，所述蓄压器型燃料喷射***具有蓄压器、燃料脉动减轻部分和至少一个燃料压力传感器，所述蓄压器用于累积将要被供应给所述喷射器的高压燃料，所述燃料脉动减轻部分设置在所述蓄压器和所述蓄压器的燃料排出管路之间的连接中，用于减轻通过所述燃料排出管路传播到所述蓄压器的燃料脉动，而所述燃料压力传感器用于在相对于燃料流方向而言位于所述燃料脉动减轻部分下游的预定点处对流经燃料通道的内部的燃料的压力进行感测，所述燃料通道从所述蓄压器延伸到所述喷射器的所述喷射孔，并且

所述燃料压力感测部分通过基于所述燃料压力传感器的输出依次感测所述燃料压力来感测所述燃料压力波形。

15.根据权利要求14所述的燃料喷射控制装置，其中

所述燃料脉动减轻部分由节流口、流量阻尼器或所述节流口和所述流量阻尼器的组合构成。

16.根据权利要求14所述的燃料喷射控制装置，其中

所述燃料压力传感器设置在所述喷射器的内部或所述喷射器的附近。

17.根据权利要求14所述的燃料喷射控制装置，其中

在距所述喷射器的所述燃料喷射孔比距所述蓄压器更近的位置处，将所述燃料压力传感器设置在所述蓄压器的燃料排出管路中。

18.根据权利要求1到17中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其中

所述致动器是压电元件，其根据所述致动器工作信号的连续变化而连续改变其伸展-收缩量。

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