CN100392228C - 燃料喷射控制装置 - Google Patents

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Abstract

本装置具备通过柱塞(21)的往复动作喷射燃料的喷射模块(10)、以及控制与引擎(2)的旋转同步地喷射燃料的同步喷射和对应于运转状态进行喷射燃料的修正的非同步喷射的控制装置(40)；控制装置(40)设定这样的喷射模式，即判断同步喷射与非同步喷射间的相对时间，根据该判断信息在规定的时间，将例如两者的喷射时刻相加或延迟一喷射的开始时间，以此调整非同步喷射和同步喷射的喷射时刻。通过这样得到最合适的燃料喷射量。在采用柱塞泵的燃料喷射系统中，使同步喷射和非同步喷射成立。

Description

燃料喷射控制装置
技术领域
本发明涉及向内燃机(以下称“引擎”)的吸气通路喷射燃料的燃料喷射控制装置，特别是涉及采用下述喷射模块的燃料喷射控制装置，它含有作为提供燃料的驱动源，通过往复运动进行吸引和加压的柱塞泵。
背景技术
作为车辆安装的引擎的燃料喷射系统，通常采用电子控制的燃料喷射系统。在这种控制系统中，由传感器检测引擎的旋转速度、空气吸入量、引擎的水温、节流阀的开度、吸气压力、O2浓度等各种信息，引擎控制单元(ECU)根据检测出的信息计算出每一瞬间的引擎运转状态，从事先的试验求出的控制图中读出最佳的点火时期、混合比(燃料喷射量、空气吸入量)等，根据读出的控制信号驱动控制喷射器、点火线圈等，从而控制燃料喷射量、喷射时刻、点火时期等。
例如，如第7图所示，由根据引擎旋转速度、空气吸入量等信息决定，与引擎旋转同步喷射(同步喷射)的基本燃料喷射量、以及根据引擎水温、节流阀的开度、吸气压力、O2浓度等信息，判断引擎处在高负荷状态、加速状态、暖机状态等的运转状态时，应该与引擎旋转无关地进行增量修正的喷射(非同步喷射)的修正燃料喷射量，决定实际喷射的实际燃料喷射量。
然后，在同步喷射的时间与非同步喷射的时间重叠的情况下，在已有的喷射器中，进行实际喷射时刻的加法运算处理。在喷射器中，由燃料压力调节器保持内部燃料压力的稳定，所以即使在关阀动作中实施开阀指令，也可以进行正确的喷射。
另一方面，作为在二轮车等搭载的引擎所用的燃料喷射系统，已知有例如日本专利特开平2001-221137号公报所示，用电磁驱动型的柱塞泵与喷嘴成一体或分开配备的喷射模块(IM)，将从燃料管道引向供给管道的燃料吸引和加压，如何向吸气通路内喷射的例子。
喷射模块的工作特性(IM行迹)如图8所示，由一旦发出脉冲状驱动信号，就由柱塞对燃料加压的加压行程(开阀行程)P、喷射加压到规定水平的燃料的喷射行程I、以及柱塞在弹簧的弹力作用下回到休止位置同时吸引燃料的吸引行程(关阀行程)S这三个行程完成一次燃料喷射。
但是，在采用这种喷射模块的燃料喷射系统中，使用已有的非同步喷射时，特别是同步喷射处于吸引行程S(关阀开始～关阀结束的关阀行程)时，如果重叠非同步喷射的时间，由于在燃料吸引未结束时再度转移到喷射的行程，所以不能正确控制燃料的喷射量。
本发明是鉴于上述存在问题而作出的，其目的是提供一种在采用以柱塞泵为燃料供给的驱动源的喷射模块的燃料喷射系统中，可根据引擎的运转状态高精度地控制燃料喷射量的燃料喷射控制装置。
发明内容
本发明的燃料喷射控制装置具备：通过柱塞往复运动形成加压行程、喷射行程以及吸引行程，并在所述喷射行程中喷射燃料的喷射模块；以及控制与内燃机的旋转同步地喷射燃料的同步喷射及对应于内燃机的运转状态进行喷射燃料的修正的非同步喷射的控制装置；通过所述控制装置输出进行燃料喷射用的指令信号，所述柱塞通过往复运动形成加压行程、喷射行程以及吸引行程，并完成一个喷射；所述控制装置包含：判断所述非同步喷射的指令信号发出时刻是否与所述同步喷射的加压行程、喷射行程以及吸引行程重叠以及判断所述同步喷射的指令信号发出时刻是否与所述非同步喷射的加压行程、喷射行程以及吸引行程重叠的判定装置，以及根据所述判定装置的信息进行同步喷射的喷射时间加上非同步喷射的喷射时间的加法运算、或进行把非同步喷射的开始时期延迟到同步喷射结束后或把同步喷射的开始时期延迟到非同步喷射结束后的延迟处理的调整装置；当所述判定装置判断为发出所述非同步喷射的指令信号的时刻重叠于所述同步喷射的加压行程或喷射行程时，所述调整装置进行在所述同步喷射的喷射时间后加上所述非同步喷射的喷射时间的加法运算处理；当所述判定装置判断为发出所述非同步喷射的指令信号的时刻重叠于所述同步喷射的吸引行程时，所述调整装置进行把所述非同步喷射的开始时期延迟到所述同步喷射的吸引行程结束的延迟处理。
采用这一构成，判定装置判断非同步喷射与同步喷射间是处于怎样的时间关系中，即非同步喷射与同步喷射是否重叠，而且在重叠的情况下，判断非同步喷射与同步喷射在各自的加压行程、喷射行程、吸引行程中的哪个行程中重叠等。然后，根据这个判断信息，调整装置把非同步喷射和同步喷射的喷射时刻调整到最佳时间。以此进行控制，可以使燃料喷射量成为与内燃机的运转状态相应的最合适的燃料喷射量。
本发明的另一种燃料喷射控制装置，具备：通过柱塞往复运动形成加压行程、喷射行程以及吸引行程，并在所述喷射行程中喷射燃料的喷射模块；以及控制与内燃机的旋转同步地喷射燃料的同步喷射及对应于内燃机的运转状态进行喷射燃料的修正的非同步喷射的控制装置；通过所述控制装置输出进行燃料喷射用的指令信号，所述柱塞通过往复运动形成加压行程、喷射行程以及吸引行程，并完成一个喷射；所述控制装置包含：判断所述非同步喷射的指令信号发出时刻是否与所述同步喷射的加压行程、喷射行程以及吸引行程重叠以及判断所述同步喷射的指令信号发出时刻是否与所述非同步喷射的加压行程、喷射行程以及吸引行程重叠的判定装置，以及根据所述判定装置的信息进行同步喷射的喷射时间加上非同步喷射的喷射时间的加法运算、或进行把非同步喷射的开始时期延迟到同步喷射结束后或把同步喷射的开始时期延迟到非同步喷射结束后的延迟处理的调整装置；当所述判定装置判断为发出同步喷射的指令信号的时刻重叠于所述非同步喷射的加压行程或喷射行程时，所述调整装置进行在所述非同步喷射的喷射时间之后加上所述同步喷射的喷射时间的加法运算处理；当所述判定装置判断为所述发出所述同步喷射的指令信号的时刻重叠于所述非同步喷射的吸引行程时，所述调整装置进行把所述同步喷射的开始时期延迟到所述非同步喷射的吸引行程结束的延迟处理。
采用这种构成，因为在同步喷射的喷射时间上加上了非同步喷射的喷射时间，所以可确切地喷射所要求的燃料(基本喷射燃料量和修正燃料量)。而且，因为在同步喷射的吸引行程结束后开始非同步喷射，所以在非同步喷射中可进行完整的加压行程。因此可确切地进行所要求的增量修正等。
在上述结构中，可采用下述构成，即判定装置判断为非同步喷射的加压行程或喷射行程上重叠有同步喷射的时间时，调整装置进行这样的加法运算处理，即在非同步喷射的喷射时间之后加上同步喷射的喷射时间，判定装置判断为非同步喷射的吸引行程上重叠有同步喷射的时间时，调整装置进行这样的延迟处理，即把同步喷射的开始时期延迟到非同步喷射的吸引行程结束时。
采用这种构成，因为在非同步喷射的喷射时间上加上了其后继续的同步喷射的喷射时间，所以可确切地喷射所要求的燃料(修正燃料量+基本喷射燃料量)。而且，因为在非同步喷射吸引行程结束后开始同步的喷射，所以在同步喷射中进行完全的加压行程。借助于此，可确切地喷射所要求的燃料(基本喷射燃料量)。
附图说明
图1为含有本发明的燃料喷射控制装置的燃料喷射系统的概略结构图。
图2为本发明的燃料喷射控制涉及的喷射模式的时序图。
图3为本发明的燃料喷射控制涉及的另一种喷射模式的时序图。
图4为本发明的燃料喷射控制涉及的另一种喷射模式的时序图。
图5为本发明的燃料喷射控制涉及的另一种喷射模式的时序图。
图6为本发明的燃料喷射控制涉及的另一种喷射模式的时序图。
图7为燃料喷射量概念的说明图。
图8为表示采用柱塞泵的喷射模块的工作特性的时序图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施形态。
图1为含有本发明的燃料喷射控制装置的燃料喷射系统的概略结构图。图2至图6是表示各种喷射模式的时序图。
如图1所示，这种燃料喷射系统具有燃料罐1、设置在引擎2的吸气通路2a上的喷射燃料的喷射模块10、供给燃料的供给管道3、配置在供给管道3中途的低压过滤器4、将提供的燃料的一部分(混有蒸汽的剩余燃料)送回燃料罐1的回管5、作为进行总体控制的控制装置的引擎控制单元(ECU)40等。
喷射模块10由柱塞泵20和喷嘴30形成。
如图1所示，柱塞泵20具备在电磁起动力和复位弹簧作用下往复运动的柱塞21、将柱塞21往复滑动自如地收容于其中的汽缸22、使配置于汽缸22外侧的导磁板(yoke)(未图示)发生磁力线用的励磁线圈23、只允许向划定在汽缸22的前端侧的加压室PC内的流动的检验阀24、配置于柱塞21内形成的柱塞通路21a上，只允许从加压室PC向回管5流动的检验阀25、在加压行程初期区域结束时关闭柱塞通路21a的溢流阀(spill-valve)26、当加压室PC内的燃料被加压到超过规定压力时允许吐出的检验阀27等。而且，当线圈23不通电时，柱塞21在复位弹簧(无图示)的作用下被置于待机位置(图1的实线所示位置)。
如图1所示，喷嘴30具备：具有调节为规定口径的小孔的节流喷嘴31、通过节流喷嘴31的燃料达到规定的压力以上时开阀的提升阀(poppet)32、提供燃料雾化用的空气的辅助空气管33等。
在上述结构形成的喷射模块10中，如图8所示，线圈23以大于规定的脉冲宽度通电发生电磁驱动力时，就开始燃料的加压行程P，在其初期区域中(柱塞21向二点锁线S所示位置移动直到溢流阀26关闭)，加压到一定压力的混有蒸汽的燃料通过开阀的检验阀25，从柱塞通路21a向回管5排出。
一旦柱塞21从初期区域移动到后期区域，就进一步对加压室PC内的燃料加压。于是，加压到规定压力以上的燃料使检验阀27开阀，同时使提升阀32开阀，然后转移到喷射行程I，与辅助空气一起向吸气通路2a成雾状喷射出。
另一方面，一旦断开线圈23的通电，就使喷射行程I结束，在复位弹簧的作用力下柱塞21被推回到待机位置，同时转移到吸引行程S。这时，检验阀24开阀，燃料从供给管道3被吸到加压室PC内，处于准备下一次喷射的待机状态。
作为控制装置的引擎控制单元40具备：在进行各种演算处理的同时发出控制信号的CPU等的控制部41、驱动喷射模块10(柱塞泵20)的驱动电路42、检测出各种状态量并输出到控制部41的检测电路43、存储含有引擎2的运转信息(由预先进行的试验求得的控制图)等各种信息的存储部44等。
检测电路43检测出由检测引擎的旋转速度的曲柄角传感器2b、水温传感器2c、吸气压力传感器2d、节流阀开度传感器2e等得到的相应于引擎2的运转状态的各种状态量，将其发送到控制部41。
控制部41根据检测电路43来的检测信息，计算出每个瞬间的引擎2的运转状态(在高负荷运转状态、中负荷运转状态、加速运转状态、低负荷运转状态等中的哪一个运转状态)，根据存储部44中存储的控制图决定最佳点火时期、混合比(燃料喷射量、空气吸入量)等，在需要修正燃料增量的情况下，发出在同步喷射的基础上增加非同步喷射的指令信号。
而且，控制部41除具备在进行各种运算的同时发出各种控制信号的电路外，还具备作为判断同步喷射与非同步喷射的相对时间的判定装置的判断电路、作为根据该判断电路的判断信息对同步喷射和非同步喷射的喷射时刻进行调整的调整装置的调整电路等。
调整电路根据同步喷射的各行程(加压行程P、喷射行程I、吸引行程S)与非同步喷射的各行程(加压行程P、喷射行程I、吸引行程S)的相对时间，进行将同步喷射的喷射时间与非同步喷射的喷射时间相加的加法运算处理，或把非同步喷射的开始时期延迟到同步喷射结束后的延迟处理，或把同步喷射的开始时期延迟到非同步喷射结束后的延迟处理等，调整同步喷射和非同步喷射的喷射时刻。
接着根据图2～图6说明在同步喷射和非同步喷射的各时间的控制手法。
图2是控制部41(判断电路)判断为非同步喷射的时间与同步喷射时刻没有重叠的情况下的喷射模式的时序图。如图2所示，在这种喷射模式中，同步喷射闭阀(吸引行程S)结束到下一个同步喷射的开阀(加压行程P)开始前的期间内发出非同步喷射的指令信号。
所以，控制部41(调整电路)根据判断信息，对在同步喷射和下一次同步喷射之间依照指令信号进行的非同步喷射的喷射时刻的设定进行控制。
这样，能够可靠地喷射对应于同步喷射下的基本喷射量和非同步喷射下的修正喷射量的燃料。
图3是控制部41(判断电路)判断为非同步喷射的时刻重叠于同步喷射的时刻(加压行程P或喷射行程I)的情况下的喷射模式的时序图。如图3所示，在这种喷射模式中，从同步喷射的开阀(加压行程P)开始到闭阀开始前(喷射行程I结束)的期间T1内发出非同步喷射的指令信号。
从而，控制部41(调整电路)根据判断信息，对在同步喷射的喷射时间上加非同步喷射的喷射时间(加法运算处理)，重新设定其喷射结束时期，调整两喷射时刻进行控制。
这样，能够可靠地喷射相应于同步喷射下的基本喷射量和非同步喷射下的修正喷射量所要求的燃料。
图4是控制部41(判断电路)判断为非同步喷射的时刻重叠于同步喷射的时刻(吸引行程S)的情况下的喷射模式的时序图。如图4所示，在这种喷射模式中，从同步喷射的闭阀(吸引行程S)开始到闭阀结束前(吸引行程S结束)的期间T2内发出非同步喷射的指令信号。
所以，控制部41(调整电路)根据判断信息，进行这样的控制，就在同步喷射的吸引行程S结束(闭阀结束)之前，从发出指令信号起将非同步喷射的开始时间(开阀开始)延迟时间T3，重新设定其喷射开始时期，调整两喷射时刻。
这样，在非同步喷射中，由于进行完整的加压行程，所以能够可靠地喷射与所要求的增量修正相应的燃料。
图5是控制部41(判断电路)判断为非同步喷射的时刻(加压行程P或喷射行程I)上重叠有下一同步喷射的时刻的情况下的喷射模式时序图。如图5所示，在这种喷射模式中，从非同步喷射的开阀(加压行程P)开始到闭阀开始前(喷射行程I结束)的期间T4内发出下一次同步喷射的指令信号。
所以，控制部41(调整电路)根据判断信息进行这样的控制，即在非同步喷射的喷射时间上加同步喷射的喷射时间(加法运算处理)，重新设定其喷射结束时期，调整两喷射时刻。
这样，能够可靠地喷射对应于非同步喷射下的修正喷射量和同步喷射下的基本喷射量的所要求的燃料。
图6是控制部41(判断电路)判断为非同步喷射的时刻(吸引行程S)上重叠有下一次同步喷射时刻的情况下的喷射模式的时序图。如图6所示，在这种喷射模式中，从非同步喷射的闭阀(吸引行程S)开始到闭阀结束前(吸引行程S结束)的期间T5内发出下一同步喷射的指令信号。
所以，控制部41(调整电路)根据判断信息进行这样的控制，即在非同步喷射的吸引行程S结束(闭阀结束)之前，从发出指令信号起将同步喷射的开始时期(开阀开始)延迟时间T6，重新设定其喷射开始时期，调整两喷射时刻。
这样，在接着的同步喷射中，由于进行完整的加压行程，所以能够可靠地喷射对应于所要求的基本喷射量的燃料。
在上述的实施形态中，作为喷射模块表示出的是由柱塞泵20和喷嘴30一体形成的模块，但是不局限于此，也可以是柱塞泵20和喷嘴30为分立部件等情况，只要采用柱塞泵，也可以是其他结构的部件。
工业应用性
如上所述，采用本发明的燃料喷射控制装置，由利用柱塞往复动作喷射燃料的喷射模块进行同步喷射和非同步喷射时，判断同步喷射和非同步喷射的相对时间，根据这一判断控制燃料喷射，以进行调整同步喷射与非同步喷射的喷射时刻的，例如喷射时间的加法运算处理或喷射时期的延迟处理，以此实现对应于内燃机的运转状态的最合适的燃料喷射量。

Claims (2)

1.、一种燃料喷射控制装置，具备：
通过柱塞往复运动形成加压行程、喷射行程以及吸引行程，并在所述喷射行程中喷射燃料的喷射模块；以及
控制与内燃机的旋转同步地喷射燃料的同步喷射及对应于内燃机的运转状态进行喷射燃料的修正的非同步喷射的控制装置，
通过所述控制装置输出进行燃料喷射用的指令信号，所述柱塞通过往复运动形成加压行程、喷射行程以及吸引行程，并完成一个喷射，
其特征在于，
所述控制装置包含：判断所述非同步喷射的指令信号发出时刻是否与所述同步喷射的加压行程、喷射行程以及吸引行程重叠以及判断所述同步喷射的指令信号发出时刻是否与所述非同步喷射的加压行程、喷射行程以及吸引行程重叠的判定装置，以及根据所述判定装置的信息进行同步喷射的喷射时间加上非同步喷射的喷射时间的加法运算、或进行把非同步喷射的开始时期延迟到同步喷射结束后或把同步喷射的开始时期延迟到非同步喷射结束后的延迟处理的调整装置，
当所述判定装置判断为发出所述非同步喷射的指令信号的时刻重叠于所述同步喷射的加压行程或喷射行程时，
所述调整装置进行在所述同步喷射的喷射时间后加上所述非同步喷射的喷射时间的加法运算处理，
当所述判定装置判断为发出所述非同步喷射的指令信号的时刻重叠于所述同步喷射的吸引行程时，
所述调整装置进行把所述非同步喷射的开始时期延迟到所述同步喷射的吸引行程结束的延迟处理。
2.一种燃料喷射控制装置，具备：
通过柱塞往复运动形成加压行程、喷射行程以及吸引行程，并在所述喷射行程中喷射燃料的喷射模块；以及
控制与内燃机的旋转同步地喷射燃料的同步喷射及对应于内燃机的运转状态进行喷射燃料的修正的非同步喷射的控制装置，
通过所述控制装置输出进行燃料喷射用的指令信号，所述柱塞通过往复运动形成加压行程、喷射行程以及吸引行程，并完成一个喷射，
其特征在于，
所述控制装置包含：判断所述非同步喷射的指令信号发出时刻是否与所述同步喷射的加压行程、喷射行程以及吸引行程重叠以及判断所述同步喷射的指令信号发出时刻是否与所述非同步喷射的加压行程、喷射行程以及吸引行程重叠的判定装置，以及根据所述判定装置的信息、进行同步喷射的喷射时间加上非同步喷射的喷射时间的加法运算、或进行把非同步喷射的开始时期延迟到同步喷射结束后或把同步喷射的开始时期延迟到非同步喷射结束后的延迟处理的调整装置，
当所述判定装置判断为发出同步喷射的指令信号的时刻重叠于所述非同步喷射的加压行程或喷射行程时，
所述调整装置进行在所述非同步喷射的喷射时间之后加上所述同步喷射的喷射时间的加法运算处理，
当所述判定装置判断为所述发出所述同步喷射的指令信号的时刻重叠于所述非同步喷射的吸引行程时，
所述调整装置进行把所述同步喷射的开始时期延迟到所述非同步喷射的吸引行程结束的延迟处理。
CNB038021463A 2002-01-15 2003-01-09 燃料喷射控制装置 Expired - Fee Related CN100392228C (zh)

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