用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法。用于發(fā)動機(jī)的控制裝置包括ECU。ECU被構(gòu)造成：將被供應(yīng)至燃料噴射器的實際燃料壓力控制至目標(biāo)燃料壓力；計算在量的方面與要求噴射量相等的燃料噴射所需的要求通電時間；基于要求通電時間來設(shè)定用于每次噴射的通電時間；在要求通電時間短于預(yù)定時間時執(zhí)行用于切換設(shè)定通電時間的方式的切換處理；在實際燃料壓力與目標(biāo)燃料壓力之間的偏差等于或大于預(yù)定值時，通過切換處理，將要求通電時間設(shè)定為通電時間的設(shè)定值；以及在該偏差小于預(yù)定值時，將預(yù)定時間設(shè)定為通電時間的設(shè)定值。
【專利說明】
用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開涉及用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]布置在內(nèi)燃機(jī)諸如汽車內(nèi)燃機(jī)中的電磁燃料噴射閥被構(gòu)造成設(shè)置有閥體，該閥體響應(yīng)于電磁螺線管的通電而打開并且能夠通過電磁螺線管的通電時間的變化來調(diào)節(jié)燃料噴射量。燃料噴射閥的閥體在完全打開之后由于對于在達(dá)到完全打開位置時的碰撞的反沖而立即經(jīng)受彈跳運動。這種彈跳運動導(dǎo)致燃料噴射閥的噴射量的變化。這種彈跳運動在閥體完全打開的完全升高噴射期間對于噴射量精確度的影響隨著噴射量的減小而變得相對顯著。在日本專利申請公開第2014-025419號中公開了一種內(nèi)燃機(jī)，對燃料噴射閥的通電時間提供了較低限制(最小通電時間)，使得由于彈跳運動引起的噴射量變化被保持在允許值或保持在該允許值以下。
[0003]當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)中通過供給栗從燃料箱栗送的燃料被高壓燃料栗加壓并被供應(yīng)至燃料噴射閥，該內(nèi)燃機(jī)的實例包括執(zhí)行缸內(nèi)噴射的內(nèi)燃機(jī)時，進(jìn)行燃料壓力控制，使得被供應(yīng)至燃料噴射閥的燃料具有如下壓力(實際燃料壓力)，該壓力被控制為與依照發(fā)動機(jī)載荷等設(shè)定的目標(biāo)燃料壓力對應(yīng)。在燃料壓力控制期間，從高壓燃料栗排出的燃料量被調(diào)節(jié)為用于使實際燃料壓力接近目標(biāo)燃料壓力。在每次噴射的要求噴射量小時的低載荷時，用于燃料壓力控制的目標(biāo)燃料壓力可被設(shè)定為低于在高載荷時的壓力，使得噴射與要求量相等的燃料所需的通電時間(要求通電時間)不會比最小通電時間短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]當(dāng)在車輛減速等期間減小發(fā)動機(jī)載荷時，燃料消耗減少，從而即使高壓燃料栗的燃料排出量減少，實際燃料壓力的下降也會花費時間。當(dāng)發(fā)動機(jī)載荷減小時，要求噴射量也同時減少。因此，在實際燃料壓力至目標(biāo)燃料壓力的下降延遲的情況中，要求通電時間可變得比最小通電時間短。在這種情況下，以被設(shè)定為最小通電時間的通電時間執(zhí)行燃料噴射，但在實際噴射量與要求噴射量之間存在差異。然后可引起空燃比偏差并且燃燒可能劣化。
[0005]本公開提供了用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法，據(jù)此能夠抑制在目標(biāo)燃料壓力與實際燃料壓力之間存在差異時的燃燒的劣化。
[0006]本發(fā)明的第一方面提供了一種用于控制內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，該內(nèi)燃機(jī)包括電磁燃料噴射閥，該燃料噴射控制裝置包括電子控制單元。電子控制單元被構(gòu)造成:控制實際燃料壓力以與目標(biāo)燃料壓力對應(yīng)，所述實際燃料壓力是被供應(yīng)至所述電磁燃料噴射閥的燃料的壓力;基于所述電磁燃料噴射閥每次噴射的要求噴射量和所述實際燃料壓力來計算要求通電時間，所述要求通電時間是在量的方面與所述要求噴射量相等的燃料噴射所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間;基于所述要求通電時間來設(shè)定用于每次噴射的所述電磁燃料噴射閥的通電時間；在所述要求通電時間短于完全升高最小通電時間時執(zhí)行用于切換設(shè)定通電時間的方式的切換處理，所述完全升高最小通電時間是被設(shè)定成比所述電磁燃料噴射閥的閥體達(dá)到完全打開所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間長的時段的通電時間；在所述實際燃料壓力與所述目標(biāo)燃料壓力之間的偏差等于或大于預(yù)定值時，通過所述切換處理，將所述要求通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值；以及在所述實際燃料電壓與所述目標(biāo)燃料壓力之間的所述偏差小于所述預(yù)定值時，將所述完全升高最小通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值。
[0007]為了在燃料噴射閥的閥體變得完全打開時，將歸因于彈跳運動的燃料噴射量的變化抑制在允許范圍內(nèi)，燃料噴射閥的通電時間需要比閥體維持打開并達(dá)到完全打開所需的時間長至少一定的時段。因此，為了確保噴射量精確度，期望用比閥體維持打開至達(dá)到完全打開所需的燃料噴射閥的通電時間長的時段(完全升高最小通電時間)來設(shè)定通電時間用作下限值。即使在要求噴射量在低載荷時小時，通過使實際燃料壓力減小以及使在量的方面與要求噴射量相等的燃料噴射所需的通電時間延長，通電時間可變得等于或長于完全升高最小通電時間。因此，當(dāng)燃料壓力控制被執(zhí)行成使得在量的方面與要求噴射量相等的燃料噴射所需的通電時間變?yōu)橹辽偻耆咦钚⊥姇r間時，歸因于閥體的彈跳運動的燃料噴射量變化可被抑制在允許范圍內(nèi)。
[0008]在發(fā)動機(jī)載荷快速下降等的情況下，實際燃料壓力減小至目標(biāo)燃料壓力花費時間，并且可出現(xiàn)實際燃料壓力和目標(biāo)燃料壓力相對于彼此具有顯著差異的狀態(tài)。在這種情況下，在量的方面與要求噴射量(要求噴射時間)相等的燃料噴射所需的通電時間遠(yuǎn)小于完全升高最小通電時間，并且實際噴射量在某些情況下與要求噴射量顯著地不同。根據(jù)上述燃料噴射控制裝置，在實際燃料壓力與目標(biāo)燃料壓力之間的偏差小于預(yù)定值時，完全升高最小通電時間被設(shè)定為與要求通電時間短于完全升高最小通電時間的情況有關(guān)的燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值。相反，當(dāng)該偏差為至少預(yù)定值時，要求通電時間被設(shè)定為與要求通電時間短于完全升高最小通電時間有關(guān)的燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值。換言之，用通常用作下限的完全升高最小通電時間來設(shè)定通電時間，從而，歸因于閥體的彈跳運動的燃料噴射量變化被抑制。在實際燃料壓力與目標(biāo)燃料壓力之間的差異對于遠(yuǎn)短于完全升高最小通電時間的要求通電時間的點顯著的情況下，通過將通電時間設(shè)定為短于被允許的完全升高最小通電時間來抑制要求噴射量與實際噴射量之間的差異。因此，上述用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置可抑制在目標(biāo)燃料壓力與實際燃料壓力之間存在差異時的燃燒劣化。
[0009]在燃料噴射控制裝置中，電子控制單元可被構(gòu)造成在所述要求噴射量等于或小于部分升高最大噴射量時，在不執(zhí)行所述切換處理的情況下將所述要求通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值，所述部分升高最大噴射量可以是在所述電磁燃料噴射閥的通電時間被設(shè)定為部分升高最大通電時間時所述電磁燃料噴射閥的噴射量，所述部分升高最大通電時間可以是比所述閥體的打開達(dá)到完全打開所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間短的通電時間。
[0010]本發(fā)明的第二方面提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制方法，該內(nèi)燃機(jī)包括電磁燃料噴射閥，該燃料噴射控制方法包括:控制實際燃料壓力以與目標(biāo)燃料壓力對應(yīng)，所述實際燃料壓力是被供應(yīng)至所述電磁燃料噴射閥的燃料的壓力;基于所述電磁燃料噴射閥每次噴射的要求噴射量和所述實際燃料壓力來計算要求通電時間，所述要求通電時間是在量的方面與所述要求噴射量相等的燃料噴射所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間;基于所述要求通電時間來設(shè)定用于每次噴射的所述電磁燃料噴射閥的通電時間;在所述要求通電時間短于完全升高最小通電時間時執(zhí)行用于切換設(shè)定通電時間的方式的切換處理，所述完全升高最小通電時間是被設(shè)定成比所述電磁燃料噴射閥的閥體達(dá)到完全打開所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間長的時段的通電時間；在所述實際燃料壓力與所述目標(biāo)燃料壓力之間的偏差是至少預(yù)定值時，通過所述切換處理，將所述要求通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值；以及在所述實際燃料電壓與所述目標(biāo)燃料壓力之間的所述偏差小于所述預(yù)定值時，將所述完全升高最小通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值。
【附圖說明】
[0011]將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施方式的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相同的標(biāo)號表示相同的元件，并且附圖中:
[0012]圖1是示出了根據(jù)實施方式的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置的總體構(gòu)造的示意圖；
[0013]圖2是示出布置在應(yīng)用該實施方式的內(nèi)燃機(jī)中燃料噴射閥的截面結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0014]圖3是示出了燃料噴射閥的噴射量與噴射量變化和通電時間的關(guān)系的圖表；
[0015]圖4是示出了在高燃料壓力時噴射閥的通電時間與噴射量之間的關(guān)系以及在低燃料壓力時噴射閥的通電時間與噴射量之間的關(guān)系的圖表;并且
[0016]圖5是由根據(jù)該實施方式的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置執(zhí)行的通電時間設(shè)定程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]在下文中，將參照圖1至圖5詳細(xì)地描述用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置的實施方式。如在圖1中所示，供給栗12布置在內(nèi)燃機(jī)的燃料箱11中，根據(jù)這個實施方式的燃料噴射控制裝置應(yīng)用于該內(nèi)燃機(jī)。供給栗12將燃料箱11中的燃料栗送出來，并且將該燃料通過低壓燃料通路13發(fā)送至高壓燃料栗14。過濾器15和壓力調(diào)節(jié)器16布置在低壓燃料通路13上。過濾器15過濾燃料中的雜質(zhì)。當(dāng)流經(jīng)低壓燃料通路13的燃料的壓力(供給壓力)過大時，壓力調(diào)節(jié)器16打開以用于將低壓燃料通路13中的燃料釋放至燃料箱11。
[0018]高壓燃料栗14設(shè)置有:缸17;柱塞18，該柱塞18位于缸17中；以及加壓室19，該加壓室19形成在待由柱塞18劃分的缸17中。柱塞18響應(yīng)于凸輪21的旋轉(zhuǎn)沿著缸17往復(fù)運動，該凸輪21被布置在內(nèi)燃機(jī)的凸輪軸20中，這允許柱塞18改變加壓室19的容積。在高壓燃料栗14中，低壓燃料通路13連接至脈動緩沖器22，該脈動緩沖器22將由栗的加壓操作引起的燃料壓力脈動減弱。脈動緩沖器22經(jīng)由電磁溢流閥23連接至加壓室19。電磁溢流閥23是常開電磁閥。當(dāng)電磁溢流閥23打開時，電磁溢流閥23使得脈動緩沖器22和加壓室19彼此連通。當(dāng)電磁溢流閥23關(guān)閉時，電磁溢流閥23阻擋脈動緩沖器22與加壓室19之間的連通。在高壓燃料栗14中，加壓室19經(jīng)由止回閥24連接至高壓燃料通路25，該止回閥24在其中的燃料壓力等于或高于預(yù)定排出壓力時打開。高壓燃料栗14經(jīng)由高壓燃料通路25連接至高壓燃料管
26 ο
[0019]用于內(nèi)燃機(jī)10的各氣缸的燃料噴射閥(燃料噴射器)27連接至高壓燃料管26。這些燃料噴射閥27是用于缸內(nèi)噴射的電磁燃料噴射閥，該電磁燃料噴射閥響應(yīng)于通電而將燃料噴射到氣缸中。燃料壓力傳感器28和安全閥29也布置在高壓燃料管26中。燃料壓力傳感器28檢測高壓燃料管中的燃料的壓力(實際燃料壓力Pf )。當(dāng)燃料壓力變成至少預(yù)定釋放壓力時，安全閥29打開并且將高壓燃料管26中的燃料通過排流通路30返回至燃料箱11。
[0020]在內(nèi)燃機(jī)10中，高壓燃料栗14執(zhí)行如下的燃料加壓操作。在下面的說明中，柱塞的引起加壓室19的容積擴(kuò)大的運動將表不柱塞18的下降，并且柱塞18的引起加壓室19的容積縮小的運動將表示柱塞18的升高。在柱塞18下降的過程中，電磁溢流閥23的通電停止，并且加壓室19經(jīng)由打開的電磁溢流閥23與低壓燃料通路13連通。當(dāng)加壓室19的容積隨著柱塞18在這種狀態(tài)下下降而擴(kuò)大時，由供給栗12從燃料箱11栗送出來的燃料被吸入到加壓室19中。一旦柱塞18在下降后升高，加壓室19的容積就響應(yīng)于柱塞18的升高而縮小。如果電磁溢流閥23的通電停止的狀態(tài)在此時繼續(xù)，則加壓室19中的燃料通過打開的電磁溢流閥23返回至低壓燃料通路13。當(dāng)在柱塞18升高的過程中開始電磁溢流閥23通電時，加壓室19與低壓燃料通路13之間的連通被關(guān)閉的電磁溢流閥23阻擋，并且加壓室19相對于外部密封。然后，加壓室19中的燃料的壓力響應(yīng)于加壓室19的容積的縮小而升高。一旦加壓室19中的壓力達(dá)到止回閥24的排出壓力，止回閥24就打開并且加壓室19中的燃料被朝向高壓燃料通路25排出。當(dāng)柱塞18在升高之后下降時，電磁溢流閥23的通電停止。然后低壓燃料通路13中的燃料開始再次被吸入到加壓室19中。高壓燃料栗14通過重復(fù)基于燃料的吸入和排出的加壓操作而將高壓燃料供應(yīng)至高壓燃料管26。在高壓燃料栗14中，在柱塞18升高的時段期間在電磁溢流閥23的通電開始時刻改變時，每次加壓操作的燃料排出量改變。
[0021]根據(jù)應(yīng)用于具有上述構(gòu)造的內(nèi)燃機(jī)10的這個實施方式的燃料噴射控制裝置設(shè)置有電子控制單元31。電子控制單元31設(shè)置有中央處理單元、只讀存儲器、可讀且可寫的存儲器、輸入端口以及輸出端口。中央處理單元執(zhí)行各種類型的計算過程。用于控制的程序和數(shù)據(jù)儲存在只讀存儲器中?？勺x且可寫的存儲器臨時儲存由中央處理單元計算的結(jié)果、由外部傳感器檢測的結(jié)果等。輸入端口接收來自外部的信號，并且輸出端口將信號傳輸至外部。來自各種傳感器的檢測信號被輸入至電子控制單元31的輸入端口，各種傳感器諸如是曲柄角傳感器32、空氣流量計33和加速踏板傳感器34以及上文描述的燃料壓力傳感器28。曲柄角傳感器32檢測內(nèi)燃機(jī)10的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度(曲柄角度)，并且空氣流量計33檢測吸入到內(nèi)燃機(jī)10中的空氣的量。加速踏板傳感器34檢測由駕駛員壓低加速踏板的量。電子控制單元31計算并獲得內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)速(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE )、內(nèi)燃機(jī)1的載荷(發(fā)動機(jī)載荷KL)以及基于這些傳感器的檢測結(jié)果的類似參數(shù)。然后，電子控制單元31基于計算結(jié)果執(zhí)行燃料壓力控制和燃料噴射量控制。
[0022]在燃料壓力控制期間，電子控制單元31首先基于發(fā)動機(jī)載荷KL等計算目標(biāo)燃料壓力Pt，該目標(biāo)燃料壓力Pt是實際燃料壓力Pf的目標(biāo)值?；旧?，目標(biāo)燃料壓力Pt被設(shè)定為在燃料消耗小時的低載荷時的低壓。然后，電子控制單元31根據(jù)目標(biāo)燃料壓力Pt與由燃料壓力傳感器29檢測到的實際燃料壓力Pf的值之間的偏差調(diào)節(jié)在柱塞18升高時段的電磁溢流閥23的通電開始時刻。具體地，當(dāng)實際燃料壓力Pf低于目標(biāo)燃料壓力Pt時，電子控制單元31使電磁溢流閥23的通電開始時刻提前并增大高壓燃料栗14的燃料排出量。當(dāng)實際燃料壓力Pf高于目標(biāo)燃料壓力Pt時，電子控制單元31使電磁溢流閥23的通電開始時刻延遲并減少高壓燃料栗14的燃料排出量。因此，當(dāng)燃料噴射閥27的燃料噴射量穩(wěn)定的狀態(tài)繼續(xù)時，在實際燃料壓力Pf對應(yīng)于目標(biāo)燃料壓力Pt的狀態(tài)下，在由燃料噴射消耗的燃料量與從高壓燃料栗14供應(yīng)的燃料量之間獲得平衡。
[0023]在噴射量控制期間，電子控制單元31基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE、發(fā)動機(jī)載荷KL等計算噴射開始時刻以及要求噴射量Qt，要求噴射量Qt是要求燃料噴射量值。電子控制單元31基于實際燃料壓力Pf計算用于燃料噴射閥27的通電時間(要求通電時間Tt)，在該通電時間期間，可噴射在量的方面與要求噴射量Qt相等的燃料，并且電子控制單兀31使燃料噴射閥27通電一段時間，這段時間持續(xù)到從噴射開始時刻流失掉所計算的通電時間。
[0024]電磁燃料噴射閥27在噴射量方面具有結(jié)構(gòu)下限，在該下限處可抑制噴射量的變化。根據(jù)這個實施方式的燃料噴射控制裝置使用部分升高噴射技術(shù)，其允許超越該限制的高精度微量噴射。
[0025]在圖2中示出了燃料噴射閥27的截面結(jié)構(gòu)。如圖2所示，電磁螺線管41被布置在燃料噴射閥27的殼體40中。電磁螺線管41設(shè)置有:固定芯42，該固定芯42被固定至殼體40;電磁線圈43，該電磁線圈43被布置在固定芯42周圍；以及可移動芯44，該可移動芯44被布置成與固定芯42相鄰。在殼體40中，可移動芯44被安裝成能夠在圖2的豎直方向上移位。閥體45與可移動芯44成一體并且被連接至可移動芯44以能夠移位。彈簧46布置在殼體40中并且彈簧46總是朝向離開固定芯42的一側(cè)(圖2中的下側(cè))偏壓可移動芯44。燃料室49形成在殼體40中，從高壓燃料管26發(fā)送的高壓燃料被引入到該燃料室49中。
[0026]噴嘴體47被附接至殼體40的末端部(附圖中的下端部)以圍繞閥體45的末端部。槽狀噴射孔48形成在噴嘴體47的末端處，使得噴嘴體47的內(nèi)部和外部彼此連通。
[0027]燃料噴射閥27的閥體45被構(gòu)造成能夠在完全關(guān)閉位置至完全打開位置的范圍內(nèi)移位，在完全關(guān)閉位置處，閥體45的末端抵靠噴嘴體47(坐置于噴嘴體47上)，在該完全打開位置處，可移動芯44抵靠固定芯42。一旦閥體45的末端離開噴嘴體47(從噴嘴體47升高)，噴射孔48就與燃料室49連通并且引入到燃料室49中的燃料通過噴射孔48噴射到外部。一旦閥體45移動至達(dá)到完全關(guān)閉位置并且坐置于閥體47上，噴射孔48與燃料室49之間的連通就被阻擋并且燃料噴射停止。在以下說明中，閥體45從完全關(guān)閉位置的移位量將被稱為噴嘴升高量。
[0028]如圖3所示，燃料噴射閥27的噴射量隨著通電時間而如下地變化。在通電開始之后，稍有延遲地開始閥體45的升高。這里，開始升高閥體45所需的通電時間將被稱為升高開始時間TC。一旦通電時間超過升高開始時間T0，噴嘴升高量就響應(yīng)于通電時間的增加而逐漸增加，并且閥體45不久后將達(dá)到完全打開位置。這里，打開閥體45直至閥體45變成完全打開所需的通電時間將被稱為完全打開達(dá)到時間Tl。在達(dá)不到升高開始時間TO的通電時間區(qū)段中，閥體45不升高，從而噴射量為“O”。在從升高開始時間TO至完全打開達(dá)到時間Tl的通電時間區(qū)段中，噴嘴升高量在通電過程中變化，從而，噴射量相對于通電時間的變化率相對較高。在完全打開達(dá)到時間Tl之后的通電時間區(qū)段中，噴嘴升高量被維持在完全打開時的量，從而，噴射量相對于通電時間的變化率相對較低。在下面的說明中，從升高開始時間TO至完全打開達(dá)到時間Tl的通電時間區(qū)段將被稱為“部分升高(P/L)區(qū)段”，而完全打開達(dá)到時間Tl之后的通電時間區(qū)段將被稱為“完全升高(F/L)區(qū)段”，其中在升高開始時間TO時閥體45尚未完全打開，并且在完全打開達(dá)到時間時Tl，閥體45完全打開。
[0029]如圖3所示，燃料噴射閥27的噴射量的變化相對于通電時間而如下地變化。歸因于供應(yīng)電壓變化等的某一程度的變化被呈現(xiàn)在升高開始時間TO處，并且升高開始時間TO的這種變化導(dǎo)致P/L區(qū)段中的噴射量的變化。而且，P/L區(qū)段中的噴射量的這種變化響應(yīng)于噴射量的增加而相對變小。因此，雖然在通電時間為升高開始時間TO時噴射量變化非常大，但噴射量變化隨著通電時間接近完全打開達(dá)到時間Tl而逐漸減小。緊接在閥體45達(dá)到完全打開位置之后，由于在閥體45達(dá)到完全打開位置時可移動芯44與固定芯42碰撞的反沖而發(fā)生閥體45的彈跳運動，然后產(chǎn)生噴嘴升高的微小震動。因此，一旦通電時間超過完全打開達(dá)到時間Tl，則噴射量變化臨時增大。閥體45的彈跳運動對噴射量變化的影響隨著噴射量的增加而相對減少。因此，一旦通電時間超過完全打開達(dá)到時間Tl并且變得比某一程度更長，噴射量變化就再次減少。因此，當(dāng)以被設(shè)定為至少比完全打開達(dá)到時間Tl長的特定時間的通電時間(F/L最小通電時間Tfmin)執(zhí)行燃料噴射時，噴射量變化可保持在允許值或保持在允許值以下。
[0030]如上文描述的，在通電時間剛進(jìn)入F/L區(qū)段之前的通電時間期間，即使在P/L區(qū)段中，噴射量變化也相對較小。因此，即使在以設(shè)定在達(dá)不到完全打開達(dá)到時間Tl但等于或長于特定時間(P/L最小通電時間Tpmin)的范圍內(nèi)的電磁螺線管41的通電時間執(zhí)行燃料噴射時，噴射量變化仍然能夠保持在允許上限值或保持在允許上限值以下。在根據(jù)這個實施方式的燃料噴射控制裝置中，如果需要的話執(zhí)行微量燃料的噴射，在噴射微量燃料的過程中，閥體45還未達(dá)到完全打開，其中通電時間被設(shè)定在P/L區(qū)段中，這就是所謂的部分升高噴射。完全打開達(dá)到時間Tl經(jīng)受與升高開始時間TO的情況下一樣的震動，從而，考慮到這種變化，稍短于完全打開達(dá)到時間Tl的假定值的時間被設(shè)定為用于部分升高噴射的通電時間的上限值(P/1最大通電時間Tpmax)。
[0031 ] 在以下的說明中，范圍為從P/L最小通電時間Tpmin至P/L最大通電時間Tpmax的通電時間將被稱為“P/L噴射可行范圍”，在該范圍內(nèi)，能夠以保持在允許值或允許值以下的噴射量變化執(zhí)行部分升高噴射。此外，等于或大于F/L最小通電時間Tfmin的通電時間范圍將被稱為“F/L噴射可行范圍”，在該范圍內(nèi)，能夠以保持在允許值或允許值以下的噴射量變化實施完全升高噴射。此外，P/L噴射可行范圍與噴射量變化超過允許值的F/L噴射可行范圍之間的通電時間區(qū)段，即，從P/L最大通電時間Tpmax至F/L最小通電時間Tfmin的區(qū)段，將被稱為“彈跳區(qū)段”。
[0032]在圖4中示出了燃料噴射閥27的噴射量與在高燃料壓力時和低燃料壓力時的通電時間之間的關(guān)系。燃料室49中的燃料壓力作為閥體45升高的阻力而作用在閥體45上，從而，升高開始時間TO、P/L最小通電時間Tpmin、P/L最大通電時間Tpmax和F/L最小通電時間Tfmin隨著實際燃料壓力Pf變高而增大。因此，通電時間的彈跳區(qū)段也隨著實際燃料壓力Pf變高而朝著較長通電時間的側(cè)變化。
[0033]在上述噴射量控制期間，電子控制單元31基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速NE、發(fā)動機(jī)載荷KL等計算要求噴射量Qt。執(zhí)行在該時間的要求噴射量Qt的計算，使得在實際燃料壓力Pf是在當(dāng)前發(fā)動機(jī)載荷KL下的目標(biāo)燃料壓力Pt的狀態(tài)中要求通電時間Tt在跳動區(qū)段之外。因為在車輛減速等期間發(fā)動機(jī)載荷KL減小時燃料消耗減少，所以即使高壓燃料栗14的燃料排出量依照目標(biāo)燃料壓力Pt的下降而減少，實際燃料壓力Pf的下降也需要花費時間。當(dāng)在發(fā)動機(jī)載荷KL減小時，同時，要求噴射量Qt也減少。因此，在實際燃料壓力Pf至目標(biāo)燃料壓力Pt的下降延遲的情況下，即使要求噴射量Qt具有在彈跳區(qū)段之外的為要求通電時間Tt初始設(shè)定的值，要求通電時間Tt也可進(jìn)入彈跳區(qū)段。換言之，在實際燃料壓力Pf高于目標(biāo)燃料壓力Pt的情況下，要求通電時間Tt短于實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt對應(yīng)的情況，并且是彈跳區(qū)段中的通電時間的上限值的？/1最小通電時間Tfmin變得更長。因此，在實際燃料壓力Pf至目標(biāo)燃料壓力Pt的下降延遲的狀態(tài)下，要求通電時間Tt在某些情況下達(dá)不到F/L最小通電時間Tf min。當(dāng)要求通電時間Tt本身在該情況下被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值時，可出現(xiàn)空燃比偏差，并且燃燒由于噴射量精確度的下降而劣化。在這方面，在這個實施方式中，以以下方式設(shè)定燃料噴射閥27的通電時間，使得抑制在目標(biāo)燃料壓力Pt與實際燃料壓力Pf之間存在差異時的燃燒劣化。
[0034]圖5示出了在設(shè)定用于燃料噴射閥27的通電時間的過程中根據(jù)該實施方式的燃料噴射控制裝置執(zhí)行的通電時間設(shè)定程序的流程圖。電子控制單元31在內(nèi)燃機(jī)10處于操作中時以指定控制循環(huán)重復(fù)執(zhí)行該程序的處理。
[0035]在作為開始該程序之后的第一步驟的步驟SlOO中，根據(jù)實際燃料壓力Pf計算P/L最大噴射量Qpmax 1/L最大噴射量Qpmax表示在通電時間為在當(dāng)前實際燃料壓力Pf下的P/L最大通電時間Tpmax時的燃料噴射閥27的噴射量。通過使用儲存在電子控制單元31的只讀存儲器中的用于P/L最大噴射量的映射來計算P/L最大噴射量Qpmax的值。通過實驗等預(yù)先獲得的相對于實際燃料壓力Pf的P/L最大噴射量Qpmax的值被儲存在這個映射中。
[0036]在后續(xù)的步驟SlOl中，確定要求噴射量Qt是否超過P/L最大噴射量Qpmax。換言之，確定當(dāng)前實際燃料壓力Pf下的要求通電時間Tt是否超過P/L最大通電時間Tpmax，該最大通電時間Tpmax是P/L噴射可行范圍的上限值。
[0037]當(dāng)要求噴射量Qt等于或小于P/L最大噴射量Qpmax(SlO1:否)時，可以通過具有設(shè)定在P/L噴射可行范圍內(nèi)的通電時間的部分升尚噴射來執(zhí)行在量的方面與要求噴射量Qt相等的燃料噴射。此時，處理行進(jìn)至步驟S105，在步驟S105中，基于實際燃料壓力Pf和要求噴射量Qt計算的要求通電時間Tt被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值，并且然后，這個程序的當(dāng)前循環(huán)處理終止。
[0038]在要求噴射量Qt超過P/1最大噴射量Qpmax(步驟SlOl:是)的情況下，該處理行進(jìn)至步驟S102。在處理行進(jìn)至步驟S102之后，在步驟S102中，基于實際燃料壓力Pf計算F/L最小噴射量QfmiruF/L最小噴射量Qfmin表示在當(dāng)前實際燃料壓力Pf下通電時間是F/L最小通電時間Tf min時的燃料噴射閥27的噴射量。通過使用儲存在電子控制單元31的只讀存儲器中的用于F/L最小噴射量計算的映射來計算F/L最小噴射量Qfmin的值。通過實驗等通過實際燃料壓力Pf提前獲得的F/L最小噴射量Qfmin的值被儲存在該映射中。
[0039]在后續(xù)的步驟S103中，確定要求噴射量Qt是否小于F/L最小噴射量Qfmin。換言之，確定在當(dāng)前實際燃料壓力prf，在量的方面與要求噴射量Qt相等的燃料噴射所需的燃料噴射閥27的通電時間是否短于F/L最小通電時間Tfmin。
[0040]在要求噴射量扔等于或大于?/1最小噴射量^^1^11(3103:否)的情況下，可通過具有設(shè)定在F/L噴射可行范圍中的通電時間的完全升高噴射執(zhí)行在量的方面與要求噴射量Qt相等的燃料噴射。此時，基于實際燃料壓力Pf和要求噴射量Qt計算的要求通電時間Tt被設(shè)定為上述步驟S105中的燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值，然后，該程序的當(dāng)前循環(huán)的處理終止。
[0041 ] 如果要求噴射量Qt小于F/L最小噴射量Qfmin(S103:是)，則在量的方面與要求噴射量Qt相等的燃料噴射所需的通電時間處于彈跳區(qū)段中。在該情況下，處理行進(jìn)至步驟S104。在步驟S104中，確定實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt之間的偏差(=Pf-Pt)是否為至少預(yù)定值α。當(dāng)該偏差為至少預(yù)定值a(S104:是)時，基于實際燃料壓力Pf和要求噴射量Qt計算的要求通電時間Tt被設(shè)定為上述步驟S105中的燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值，然后，該程序的當(dāng)前循環(huán)的處理終止。當(dāng)該偏差小于預(yù)定值a(S104:否)時，該處理行進(jìn)至步驟S106。然后，在步驟S106中，基于實際燃料壓力Pf和F/L最小噴射量Qfmin計算的F/L最小通電時間Tfmin被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值，然后，該程序的當(dāng)前循環(huán)的處理終止。F/L最小通電時間Tfmin是在當(dāng)前實際燃料壓力Pf下在量的方面與F/L最小噴射量Qfmin相等的燃料噴射所需的燃料噴射閥27的通電時間，并且通過使用儲存在電子控制單元31的只讀存儲器中的F/L最小通電時間計算的映射來計算F/L最小通電時間的值。通過實驗等通過實際燃料壓力Pf提前獲得的F/L最小通電時間Tfmin的值被儲存在該映射中。
[0042]在下文中，將描述具有上述構(gòu)造的根據(jù)這個實施方式的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置的效果。如上文描述的，要求噴射量Qt的值被設(shè)定用于在實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt對應(yīng)的情況下在彈跳區(qū)段之外的要求通電時間TU而且，在實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt不一致的狀態(tài)下，要求通電時間Tt處于彈跳區(qū)段中，并且由于在噴射量精確度方面的下降而可能發(fā)生燃燒的劣化。當(dāng)基于F/L最小通電時間Tfmin執(zhí)行用于在完全升高噴射時的通電時間的下限保護(hù)時，即，當(dāng)在要求通電時間Tt短于F/L最小通電時間Tfmin的情況下F/L最小通電時間Tmin被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值時，處于彈跳區(qū)段中的通電時間是可避免的。而且，在這種情況下，噴射量以如下量從要求噴射量Qt偏差，該量與要求通電時間Tt和F/L最小通電時間Tfmin之間的差值對應(yīng)。因此，在要求噴射量Qt與F/L最小噴射量Qfmin之間的差值超過能夠?qū)е聡娚淞孔兓膰娚淞科畹那闆r下，噴射量精確度由于用于上述通電時間的下限保護(hù)而仍然劣化。
[0043]如上文描述的，在量的方面與要求噴射量Qt相等的燃料噴射所需的燃料噴射閥27的通電時間減少，并且F/L最小通電時間Tfmin隨著實際燃料壓力Pf變得高于目標(biāo)燃料壓力Pt而增大。因此，噴射量精確度由于下限保護(hù)而仍然劣化的上述情況的發(fā)生被限于實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt之間的差異超過某一程度時的時間。能夠產(chǎn)生由于通電時間的下限保護(hù)引起的噴射量精確度的上述劣化的實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt之間的差異量的最小值被設(shè)定為用于上述通電時間設(shè)定程序的步驟S104的確定的預(yù)定值α。
[0044]在根據(jù)這個實施方式的燃料噴射控制裝置中，相反，在要求噴射量Qt小于F/L最小噴射量Qfmin的情況下，g卩，在要求通電時間Tt短于F/1最小通電時間Tfmin的情況下，對設(shè)定通電時間的方式進(jìn)行如下切換。當(dāng)實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt之間的偏差為至少預(yù)定值α?xí)r，要求通電時間Tt被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值，并且當(dāng)實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt之間的偏差小于預(yù)定值α?xí)r，F(xiàn)/L最小通電時間Tfmin被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值。因此，僅在噴射量精確度由于下限保護(hù)而不劣化的情況下執(zhí)行上述下限保護(hù)。
[0045]根據(jù)這個實施方式的燃料噴射控制裝置使用部分升高噴射技術(shù)，并且在要求噴射量Qt等于或小于P/L最大噴射量Qpmax的情況下，S卩，在要求通電時間Tt等于或短于P/L最大通電時間Tpmax的情況下，允許基于部分升高噴射的高精度燃料噴射。因此，在要求噴射量Qt等于或小于P/L最大噴射量Qpmax的情況下，在不執(zhí)行上文描述的依照實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt之間的偏差切換通電時間設(shè)定的方法的情況下，要求通電時間Tt被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值。
[0046]在這個實施方式中，電子控制單元31是與燃料壓力控制單元和通電時間設(shè)定單元對應(yīng)的構(gòu)造。此外，在圖5中示出的通電時間設(shè)定程序的步驟S104中的確定以及與其確定結(jié)果的接收之后的通電時間的設(shè)定關(guān)聯(lián)的步驟S105和步驟S106的確定與用于切換通電時間設(shè)定方式的切換處理對應(yīng)。
[0047]上述根據(jù)這個實施方式的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置能夠獲得以下效果。在這個實施方式中，在要求通電時間Tt短于F/L最小通電時間Tfmin的情況下執(zhí)行用于切換通電時間設(shè)定方式的切換處理。該切換處理被執(zhí)行使得當(dāng)實際燃料壓力Pf與目標(biāo)燃料壓力Pt之間的偏差是至少預(yù)定值α?xí)r，要求通電時間Tt被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值，并且當(dāng)該偏差小于預(yù)定值α?xí)r，F(xiàn)/L最小通電時間Tfmin被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值。因此，能夠抑制在目標(biāo)燃料壓力Pt與實際燃料壓力Pf之間存在差異時燃燒的劣化。
[0048]在這個實施方式中，在要求通電時間Tt等于或短于P/L最大通電時間Tpmax的情況下，在不執(zhí)行切換處理的情況下，要求通電時間Tt被設(shè)定為燃料噴射閥27的通電時間的設(shè)定值。因此，可執(zhí)行高精確度微量噴射。
[0049]也可通過以下修改實施上述實施方式。在圖5中示出的通電時間設(shè)定程序可被修改成使得在步驟SlOO中計算P/L最大通電時間Tpmax以及在步驟SlOl中確定要求通電時間Tt是否長于P/L最大通電時間Tpmax。
[0050]類似地，在圖5中示出的通電時間設(shè)定程序可被修改成使得在步驟S102中計算F/L最小通電時間Tfmin以及在步驟S103中確定要求通電時間Tt是否短于F/L最小通電時間Tfmin0
[0051]當(dāng)不執(zhí)行部分升高噴射時可省略在圖5中示出的根據(jù)通電時間設(shè)定程序的步驟SlOO和步驟SlOl的處理。
【主權(quán)項】
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，所述內(nèi)燃機(jī)包括電磁燃料噴射閥，所述燃料噴射控制裝置包括: 電子控制單元，所述電子控制單元被構(gòu)造成: 控制實際燃料壓力以與目標(biāo)燃料壓力對應(yīng)，所述實際燃料壓力是被供應(yīng)至所述電磁燃料噴射閥的燃料的壓力； 基于所述電磁燃料噴射閥每次噴射的要求噴射量和所述實際燃料壓力來計算要求通電時間，所述要求通電時間是在量的方面與所述要求噴射量相等的燃料噴射所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間； 基于所述要求通電時間來設(shè)定用于每次噴射的所述電磁燃料噴射閥的通電時間；在所述要求通電時間短于完全升高最小通電時間時執(zhí)行用于切換設(shè)定通電時間的方式的切換處理，所述完全升高最小通電時間是被設(shè)定成比所述電磁燃料噴射閥的閥體達(dá)到完全打開所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間長的時段的通電時間； 在所述實際燃料壓力與所述目標(biāo)燃料壓力之間的偏差等于或大于預(yù)定值時，通過所述切換處理，將所述要求通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值;以及在所述實際燃料電壓與所述目標(biāo)燃料壓力之間的所述偏差小于所述預(yù)定值時，將所述完全升高最小通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制裝置， 其中，所述電子控制單元被構(gòu)造成在所述要求噴射量等于或小于部分升高最大噴射量時，在不執(zhí)行所述切換處理的情況下將所述要求通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值， 所述部分升高最大噴射量是在所述電磁燃料噴射閥的通電時間被設(shè)定為部分升高最大通電時間時所述電磁燃料噴射閥的噴射量， 所述部分升高最大通電時間是比所述閥體的打開達(dá)到完全打開所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間短的通電時間。3.—種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制方法，所述內(nèi)燃機(jī)包括電磁燃料噴射閥，所述燃料噴射控制方法的特征在于包括: 控制實際燃料壓力以與目標(biāo)燃料壓力對應(yīng)，所述實際燃料壓力是被供應(yīng)至所述電磁燃料噴射閥的燃料的壓力； 基于所述電磁燃料噴射閥每次噴射的要求噴射量和所述實際燃料壓力來計算要求通電時間，所述要求通電時間是在量的方面與所述要求噴射量相等的燃料噴射所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間； 基于所述要求通電時間來設(shè)定用于每次噴射的所述電磁燃料噴射閥的通電時間；在所述要求通電時間短于完全升高最小通電時間時執(zhí)行用于切換設(shè)定通電時間的方式的切換處理，所述完全升高最小通電時間是被設(shè)定成比所述電磁燃料噴射閥的閥體達(dá)到完全打開所需的所述電磁燃料噴射閥的通電時間長的時段的通電時間； 在所述實際燃料壓力與所述目標(biāo)燃料壓力之間的偏差是至少預(yù)定值時，通過所述切換處理，將所述要求通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值;以及 在所述實際燃料電壓與所述目標(biāo)燃料壓力之間的所述偏差小于所述預(yù)定值時，將所述完全升高最小通電時間設(shè)定為所述電磁燃料噴射閥的通電時間的設(shè)定值。
【文檔編號】F02D41/30GK106065823SQ201610252140
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月21日 公開號201610252140.7, CN 106065823 A, CN 106065823A, CN 201610252140, CN-A-106065823, CN106065823 A, CN106065823A, CN201610252140, CN201610252140.7
【發(fā)明人】中野智洋
【申請人】豐田自動車株式會社