CN102644510A - 内燃机燃料喷射系统 - Google Patents

内燃机燃料喷射系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102644510A
CN102644510A CN2012100764321A CN201210076432A CN102644510A CN 102644510 A CN102644510 A CN 102644510A CN 2012100764321 A CN2012100764321 A CN 2012100764321A CN 201210076432 A CN201210076432 A CN 201210076432A CN 102644510 A CN102644510 A CN 102644510A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
pressure
pump
amount
injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012100764321A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102644510B (zh
Inventor
杉山公一
石塚康治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP033536/2011 priority Critical
Priority to JP2011033536A priority patent/JP5212501B2/ja
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN102644510A publication Critical patent/CN102644510A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102644510B publication Critical patent/CN102644510B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/406Electrically controlling a diesel injection pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602Fuel pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0606Fuel temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D41/2096Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezo-electric injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3836Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

提供了一种用于内燃机的燃料喷射系统,其计算使燃料贮存器中的压力与目标压力相一致所需的燃料量,接着基于该所需燃料量控制高压泵的操作。即使贮存器中的压力没有变化,该系统依然基于所需的燃料量控制高压泵。具体地,该系统计算需要补偿所需燃料量和实际上馈送给贮存器的燃料量之间的差值的反馈燃料量,换句话说,学习该差值的量来校正所需的燃料量,由此提高了系统在随着贮存器中的压力变化来控制高压泵的响应。

Description

内燃机燃料喷射系统
技术领域
[0001] 本发明主要涉及一种用于内燃机的燃料喷射系统,具体地,涉及可用于自动车辆中的柴油发动机的共轨燃料喷射系统。
背景技术
[0002] 通常,共轨燃料喷射系统用在自动车辆的柴油内燃机中。具体地,共轨燃料喷射系统配备有高压泵、共轨和燃料喷射器。该高压泵将从燃料箱馈送的燃料增压,并将其供应给共轨。该共轨以受控压力存储燃料。该燃料喷射器将从共轨供应的燃料喷射进发动机的气缸内。
[0003] 该共轨燃料喷射系统用于控制从高压泵排放的燃料的流速,从而在反馈模式下,例如使用比例积分微分(PID)算法,使共轨中的燃料与目标的压力相一致。例如,日本专利首次公开号NO. 2010-190147公开了这种泵排放控制。目标的压力通常基于发动机的运行状况例如负载的程度以及发动机的转速而决定。共轨中的压力采用压力传感器来检测。
[0004] 如上述公开所教的,该燃料喷射系统,在共轨中的压力与目标压力发生偏差之后,才开始控制高压泵的操作,由此,在响应压力偏差时,面临着难以精确而快速控制高压泵的困难。这很可能会导致以下问题:当随着发动机的运行状况发生变化而导致目标压力产生变化时,共轨中的实际压力超过了新的目标压力或在新的压力附近震荡。
发明内容
[0005] 所以,本发明的目的是提供一种燃料喷射系统,其设计用于控制高压泵的操作,以便快速精确地使实际压力与目标压力相一致。
[0006] 根据一实施例的一方面,提供了一种燃料喷射系统,其可用于自动车辆的内燃机上。该燃料喷射系统配置成将燃料供应给内燃机,并包括:(a)泵,其给燃料增压,并馈送存储在燃料箱中的燃料;(b)燃料贮存器,其中从泵馈送的燃料以受控压力累积在其中;(C)燃料喷射器,其用于将累积在燃料贮存器中的燃料喷射到内燃机;(d)压力传感器,用于测量燃料贮存器中的压力;以及(d)控制器,用于完成所需的燃料量确定任务、实际燃料量确定任务、反馈量确定任务以及泵控制任务。所需的燃料量确定任务,用于确定使所述燃料贮存器中的燃料压力与基于所述内燃机的运行状况设置的目标压力相一致所需的燃料量。实际燃料量确定任务,用于确定已经从所述泵馈送给所述燃料贮存器的实际燃料量。反馈量确定任务,用于确定作为补偿所述所需的燃料量和所述实际燃料量之间的差值所需的燃料量的反馈量。泵控制任务,用于控制所述泵的操作以排放所述所需的燃料量与所述反馈量之和的燃料。
[0007] 具体地,与现有技术中的系统不同,如本申请的背景技术部分提到的,燃料喷射系统不用于控制泵的操作,以补偿贮存器中目标压力和实际压力之间的压差,而是设计用于 确定使贮存器中的压力与目标压力相一致所需的燃料量,然后驱动泵以馈送所确定的燃料量。这提高了使贮存器中的实际压力与目标压力相一致的稳定性,而不会高于或低于目标压力。
[0008] 因此,即使当发动机的运行状况发生变化导致目标压力产生了变化时,燃料喷射系统也能够控制泵的操作,使得贮存器中的压力快速地跟上目标压力,而不会过冲或在贮存器的实际压力附近震荡。
[0009] 如果由于制造容限或者计算所需燃料量的误差而没有达到泵所需的性能,那么所需燃料量和实际燃料量之间的差值将出现。因此,该燃料喷射系统基于所述差值确定反馈量的值,以校正由贮存器提供的目标燃料量,从而使贮存器中的压力与目标压力相一致,并控制泵的操作,以使得将更正后的目标燃料量馈送给贮存器。
[0010] 所需的燃料量和实际的燃料量要么是正值,要么是负值。燃料量,如本申请所述的,可以表述为每单位时间的移动燃料量(即,流速)。例如,所需的燃料量和实际的燃料量可以被替换为在燃料喷射器的每个燃料喷射周期中的或泵的泵送周期中的、或控制器(即,本实施例中的ECU 7)的操作周期中的间歇地或连续地流动的燃料总量。
[0011] 在优选的实施例中,燃料喷射器周期性的将燃料喷射进内燃机。所需的燃料量确定任务基于在喷射周期中燃料喷射器向内燃机喷射的燃料量、从所述燃料喷射器释放的未被喷射到内燃机的燃料量以及所需的燃料量和实际燃料量之间的差值,确定所需的燃料量。
[0012] 在喷射周期中,如这里所述,是在所需燃料量确定任务开始确定所需燃料量之后的预定时段。在内燃机是四冲程发动机的情况下,该喷射周期限定在发动机的活塞的压缩或进气冲程。
[0013] 具体地,燃料喷射系统估计由于将燃料喷射到发动机而从贮存器释放的燃料量,然后通过泵向贮存器供应燃料。因此,与在差值产生以后开始控制泵的操作的现有技术的系统相比,燃料喷射系统使贮存器中的实际压力精确地与目标压力相一致,这保证了贮存器中的压力保持在目标压力的稳定性。
[0014] 实际燃料量确定任务能够基于在给定时段内所述泵出口处燃料压力的变化以及在所述给定时段内已经从所述燃料喷射器喷射的燃料量,确定所述实际燃料量。
[0015] 该燃料喷射系统还可以包括减压阀,其用于在所需的燃料量是负值时,降低贮存器中的燃料压力。该燃料喷射系统,因此,允许仅激活泵或减压阀之一,由此避免泵的不必要操作。
[0016] 当所需的燃料量的值大于或等于零时,泵控制任务指示泵将燃料馈送贮存器。燃料喷射系统,因此,允许仅激活泵或减压阀之一,由此避免了减压阀的不必要操作。
附图说明
[0017] 通过下述的详细说明以及优选实施例的附图将更好地理解本发明,然而,这并不将本发明限制到特定实施例,而仅仅是用于示例和理解的目的。
[0018] 在图中:
[0019] 图I (a)是一张示出根据本发明一个实施例的燃料喷射系统的框图;
[0020] 图1(b)是一张示出图1(a)中燃料喷射系统的电控单元的框图;
[0021] 图2是一张示出图1(a)的燃料喷射系统的高压泵中的预冲程流速控制的示意图;[0022] 图3是一张示出开始计算所需燃料量和实际燃料量的时刻的时间图;
[0023] 图4是一张示出图1(b)的电控单元执行泵控制程序的流程图;
[0024] 图5是一张示出图1(a)和1(b)中燃料喷射系统控制共轨中压力的操作的时间图;以及
[0025] 图6是一张示出现有技术中的燃料喷射系统控制共轨中压力的时间图。
具体实施方式
[0026] 参见附图,其中在若干视图中尤其是图1(a)和1(b)中,类似的附图标记表示类似的部件,附图中示出了根据本发明一个实施例的燃料喷射系统1,其设计用于控制燃料向自动车辆的四冲程柴油发动机8的喷射。
[0027] I、燃料喷射系统的结构
[0028] 燃料喷射系统I是共轨类型,配备有供应泵2、高压泵3、用作燃料贮存器的共轨4、减压阀5、燃料喷射器6以及电控单元(ECU) 7,ECU 7用于驱动燃料喷射器6 (即,燃料喷射阀),其在柴油发动机8的四个气缸上均有安装。
[0029] 供应泵2从燃料箱9吸入燃料,并将其馈送给高压泵3。如图2所示,高压泵3配备有活塞3A,活塞3A由发动机8的输出所驱动以使得活塞3A与发动机8的旋转同步地进行往复运动,从而周期性地吸入、加压和排放燃料。
[0030] 如图2所示,高压泵3还配备有预冲程控制阀3C,后者安装在燃料进入高压泵3的入口。该预冲程控制阀3C用作流速控制阀,用于控制吸入压力腔室3B的燃料量。预冲程控制阀3C的打开或关闭由ECU 7控制。高压泵3还配备有止回阀3D,后者安装在高压泵3的出口中,并允许燃料仅能流出高压泵3。
[0031] 当活塞3A在预冲程控制阀3C被打开时从上止点移向下止点时,压力腔室3B的容量变大,从而从供应泵2馈送过来的燃料被吸入压力腔室3B(这也被称为吸入周期)。
[0032] 当活塞3A在预冲程控制阀3C被打开时从下止点移向上止点时,被吸入压力腔室3B的燃料将通过预冲程控制阀3C流回燃料箱9 (这也被称为预冲程周期)。
[0033] 当达到预定时间,预冲程控制阀3C由E⑶7关闭。这导致留在压力腔室中的压力被增压了。当压力腔室3B中的压力超过共轨中的压力,压力腔室3B中的燃料将通过止回阀3D流向共轨(这也被称为燃料排放周期)。
[0034] 因此,通过控制预冲程控制阀3C打开或关闭的时间来确定从高压泵3馈送给共轨4的燃料量。具体地,当预冲程控制阀3C关闭的早时,这将导致馈送给共轨的燃料量增加,而当预冲程控制阀3C关闭的晚时,这将导致馈送给共轨4的燃料量减少。
[0035] 预冲程控制阀3C可以由电磁操作阀实现,但是也可替代地设计成通过采用压电装置的致动器驱动。
[0036] 如图1(a)所示,共轨4构成了通往高压泵3的出口的高压燃料通道,并且还用作燃料贮存器,在该贮存器中,从高压泵3馈送的燃料被保持在基于发动机8的运行状况所确定的压力下。当打开的时候,减压阀5将共轨4中的燃料排向通往燃料箱9的低压通道9A,以降低共轨4中的压力。
[0037] 燃料喷射器6彼此平行地连接到与共轨4,并作为燃料喷射阀,将共轨4中馈送的燃料喷射进发动机8中的各个气缸。每个燃料喷射器6均为公知的电磁操作或压电驱动类型,其中对压力腔室中在阀关闭方向上促使喷嘴针阀关闭喷射孔的燃料压力进行控制,以便喷射期望的燃料量。
[0038] 压力传感器10用于测量共轨4中的压力。该共轨14还具有燃料温度传感器11,后者测量共轨4中的燃料温度。相似的,高压泵3具有燃料温度传感器12,后者检测高压泵3中压力腔室3B的燃料温度。
[0039] 燃料喷射系统I还包括发动机转速传感器13,后者检测发动机8曲轴的旋转转速,以及加速度位置传感器(未示出),后者检测加速器踏板的位置(即,驾驶员作用在加速器踏板上的作用力)。如图I (b)所示, 传感器10-13以及加速度位置传感器的输出被输入给ECU 7。
[0040] 该E⑶7由配备有CPU、R0M、RAM以及非易失性存储器例如闪存的典型微处理器来实现,并用于控制预冲程控制阀3C、减压阀5和燃料喷射器6的操作。将在后续详细介绍排放压力的计算/控制程序被存储在R0M(即,非易失性存储器)中。
[0041] 2、燃料喷射系统的操作控制(ECU)
[0042] 2. I压力控制
[0043] E⑶7对参数(例如发动机8的转速和加速器踏板的位置)进行采样,其中这些参数表示了发动机8的运行状况,并查找存储在ROM中的控制图,以确定每个燃料喷射器6打开或关闭的时间(即,喷射时间),以及共轨4中的目标压力Tp。接着ECU 7控制预冲程控制阀3C和减压阀5打开或关闭的时间,使共轨4中的压力与目标的压力Tp相一致。
[0044] 具体地,E⑶7计算为了使共轨4中的压力与目标压力Tp相一致,在每个燃料馈送周期中需要向共轨4供应燃料量(其将在下文中被称为所需要的燃料量Qn),并测量从高压泵3向共轨4实际馈送的燃料量(其在下文中也将被称为实际燃料量Qr)。
[0045] 接着,ECU 7计算使共轨4中的压力与目标压力Tp相一致所需的燃料量(其在下文中也将被称为F/B燃料量Qf),换言之,基于所需要的燃料量Qn与实际燃料量Qr之间的差值来使实际燃料量Qr与所需要的燃料量Qn相一致。ECU 7控制高压泵3开/关的操作(即预冲程控制阀3C打开和关闭的时间),以便以等于所需要的燃料量Qn与F/B燃料量Qf之和的流速来排放燃料。
[0046] 具体地,当所需要的燃料量Qn大于或等于零(0)时,E⑶7控制预冲程控制阀3C的操作,以便以等于所需要的燃料量Qn与F/B燃料量Qf之和的量来从高压泵3输出燃料。可替代地,当所需要的燃料量Qn小于零时,ECU 7保持预冲程控制阀3C被打开以便不从高压泵3排放燃料,并且打开减压阀5。
[0047] E⑶7用作PID(比例-积分-微分)控制器,以控制高压泵3(即预冲程控制阀3C)和减压阀5的操作。ECU 7确定用于计算用于高压泵3 (即预冲程控制阀3C)的控制的F/B燃料量Qf的PID算法的增益以及用于计算用于减压阀5的控制的F/B燃料量Qf的增益,这两个增益彼此独立。
[0048] 如上所述,高压泵3的活塞3A与发动机8的转速同步地进行往复运动,以便其与发动机8的活塞的往复运动同步地上下运动。因此,ECU 7开始计算所需要的燃料量Qn和实际燃料量Qr,以在每次活塞3A到达上止点时控制高压泵3和减压阀5的操作。
[0049] 具体地,E⑶7完成所需要的燃料量Qn和实际燃料量Qr的计算,并在高压泵3进入预冲程周期之前(即在高压泵3的抽入周期期间)向高压泵3(即预冲程控制阀3C)或减压阀5输出控制信号(将在下文中也称为命令信号)。之后,当活塞3A到达上止点时,ECU 7再次开始计算所需的燃料量Qn和实际燃料量Qr。换言之,在每次活塞3A完成了来回行程时,ECU 7就计算所需要的燃料量Qn和实际燃料量Qr并输出控制信号来操作高压泵3(即预冲程控制阀3C)或减压阀5。
[0050] 所需要的燃料量Qn和实际燃料量Qr由体积而非质量来表示,并将随着燃料的温度或压力的变化而变化。如下面将提到的,所需要的燃料量Qn和实际燃料量Qr由基准状况(例如,燃料的温度为40°C以及燃料的压力为I个大气压)下的燃料量来定义。 [0051] 2. 2、所需要的燃料量Qn的计算
[0052] 每个燃料喷射器6由E⑶7控制,将燃料喷射进入发动机8的气缸内。E⑶7基于将在喷射周期中由燃料喷射器6所喷射的燃料量、在该喷射周期中将从燃料喷射器6释放的燃料量以及在目标压力Tp与由压力传感器10所测量的共轨4中的压力之间的压差AP来计算所需要的燃料量Qn。
[0053] 基本上,在喷射周期喷射进入发动机8的目标燃料量,即由ECU 7控制信号命令的燃料量,与喷射周期中指示燃料喷射器6喷射的燃料量基本相同。然而,当目标燃料量小于预定的最小量时,ECU 7指示燃料喷射器6在喷射周期中喷射最小的燃料量。
[0054] 通过利用图进行查找而计算出燃料喷射器6在喷射周期中预计可能释放的燃料量,后者存储在ROM中,并基于例如喷射持续时间(即,燃料喷射器6保持打开的时间长度)、及燃料的温度和压力来表示释放的燃料量。
[0055] 如上所述,喷射周期是一间隔,如图3所示,处于当E⑶7已经开始计算所需燃料量Qn,即,活塞3A到达上止点(在下文也被称为计算开始时间)与当ECU 7随后开始计算所需燃料量Qn之间。通过已知的方式,基于表示发动机8运行状况的参数来确定从每个燃料喷射器6喷射的燃料量,即目标燃料量(根据由ECU 7向燃料喷射器6输出的控制信号来命令)。
[0056]目标压力Tp在计算开始时确定。压差AP通过目标压力Tp和在计算开始时由压力传感器10测量出的共轨4中压力的差值而给出。
[0057] 当计算出的所需燃料量Qn大于最大可能的量,即高压泵3馈送的最大的量时,E⑶7将所需燃料量Qn设置为该最大可能的量。可替换地,当计算的所需燃料量Qn小于最小可能的量,即高压泵3馈送的最小的量,ECU7将该最小可能的量确定为所需燃料量Qn。
[0058] 高压泵3所允许排出的所述最大的量和最小的量取决于压力腔室3B的直径(即,尺寸)、从压力腔室3B泄露的燃料量,以及压力腔室3B中燃料的静容积。燃料的泄露量和静容积通常随燃料的温度或压力的改变而改变。
[0059] 静容积是在燃料由活塞3A馈送给共轨4之后不可避免留在压力腔室3B中的燃料的容积。燃料的泄露量是通过活塞3A和气缸的间隙进入低压泵室的燃料量,其中,活塞3A在活塞3A将燃料馈送出高压泵3时滑动。
[0060] 2. 3实际燃料量Qr的计算
[0061] 当燃料馈送给共轨4时,共轨4中的压力将上升。与此相反地,当燃料从共轨4中排出时,共轨4中的燃料压力将下降。因此,ECU 7基于给定时间间隔的高压泵3出口的燃料压力的变化(即,共轨4中的压力变化)以及在该时间间隔内燃料喷射器6已经喷射的燃料量来计算实际的燃料量Qr。[0062] 如这里所提到的,上述的时间间隔位于当前的计算开始时间与之前的计算开始时间之间,换言之,位于活塞3A最近到达上止点的时刻与一个冲程之前活塞3A到达上止点的时刻之间。该时间间隔将在下文中也被称为“上一计算至计算间隔”。在上一计算至计算的间隔内,从高压泵3排出的燃料的压力变化,通过由压力传感器10测量的共轨4中的压力变化而决定。
[0063] 基本上,E⑶7将在上一计算至计算间隔中由从E⑶7输出的控制信号指示燃料喷射器6所喷射的燃料的量(在下文中也将被称为目标喷射量或命令喷射量)与在上一计算至计算间隔中从燃料喷射器6排放的燃料的量的和确定为已经被供应给燃料喷射器6和从燃料喷射器6喷射的燃料的量。
[0064] 如这里所述,从燃料喷射器6释放的燃料量,是通过喷嘴针阀和喷嘴针阀沿其滑动的燃料喷射器主体内壁之间的间隙释放到燃料喷射器6的低压侧的燃料量以及打开喷嘴针阀从燃料喷射器6的压力室释放到低压侧的燃料量之和。换句话说,这是未经燃料喷射器6的喷射孔喷射的燃料量。
[0065] 然而,当目标喷射量小于预定的最小喷射量,ECU 7将最小喷射量和在上一喷射周期从喷射器6释放的燃料量之和确定为上一喷射周期已经馈送并从燃料喷射器6喷射的燃料量。从燃料喷射器6释放的燃料量,通常随着喷射持续时间(即,燃料喷射器保持打开的时间长度)或者燃料温度或压力的改变而改变。
[0066] 2. 4压力控制操作
[0067] 图4是ECU 7执行的一系列逻辑步骤或程序的流程图,用于控制共轨4中的压力。该压力控制程序开始于每次高压泵3的活塞3A到达上止点时。
[0068] 进入程序后,例程进行至步骤SI,计算泵馈送损失(即,如上所述,高压泵3中的燃料泄露量和静容积)。例程进行至步骤S3,计算在喷射周期内燃料喷射器6即将消耗的燃料量,即在该喷射周期内燃料喷射器6喷射的燃料量以及在该喷射周期内从燃料喷射器6释放的燃料量之和(即,在燃料喷射器6打开时消耗的燃料量)。例程进行至步骤S5,计算在基准状况下,在该喷射周期内需要馈送给共轨4的燃料量(这在下文也被称为压力变化补偿量),以补偿目标压力Tp和共轨4中压力之间的压差A P。
[0069] 例程进行至步骤S7,将步骤S5中得到的压力变化补偿量与步骤S3中得到的消耗燃料量相加,以确定所需燃料量Qn(即,在当ECU 7开始计算所需燃料量Qn( S卩,目前计算开始的时间)和当ECU 7随后开始计算所需燃料量Qn之间需要馈送的燃料量)。例程进行至步骤S9,计算在上一计算至计算间隔内实际燃料量Qr。
[0070] 例程进行至步骤S11,判断早先在一个程序执行周期计算出的所需燃料量Qn是否大于或等于O。如果获得YES的答案,意味着先前计算出的所需燃料量Qn大于或等于0,则例程进行至步骤S13,进入高压泵反馈模式。具体地,计算用于控制高压泵3(即,预冲程控制阀3C)的操作的F/B燃料量Qf的值。可替换地,如果获得NO的答案,则例程进行至步骤S15,进入减压阀反馈模式。具体地,计算用于控制减压阀5的操作的F/B燃料量Qf的值。
[0071] 具体地,当上一计算出的所需燃料量Qn确定大于或等于0,E⑶7更新用于控制高压泵3的操作的F/B燃料量Qf的值,而保持在上一程序执行周期中用于控制减压阀5的操作的F/B燃料量Qf的值。
[0072] 可替换地,当上一计算出的所需燃料量Qn确定小于0, E⑶7更新用于控制减压阀5的操作的F/B燃料量Qf的值,而保持在上一程序执行周期中用于控制高压泵3的操作的F/B燃料量Qf的值。
[0073] 在F/B燃料量Qf的值更新后,例程进行至步骤S17,判断在该程序执行周期中计算出的所需燃料量Qn是否大于或等于O。如果获得YES的答案,意味着目前计算出的所需燃料量Qn大于或等于0,则例程进行至步骤S19,进入高压泵反馈模式。具体地,将用于控制高压泵3 (即,预冲程控制阀3C)的操作的F/B燃料量Qf的值和步骤SI中得到的泵馈送损失加到目前的所需燃料量Qn,以确定由高压泵3在燃料馈送周期内排放的目标燃料量。例程接着进行至步骤S21,ECU 7指示高压泵3排放目标燃料量。不过,当该目标燃料量大于最大可能的燃料量,即高压泵3的最大供给量时,如前所述ECU 7将该最大可能的量确定为目标燃料量。
[0074] 可替换地,如果在步骤S17中获得NO的答案,则例程进行至步骤S23,进入减压阀反馈模式。具体地,将用于控制减压阀5的操作的F/B燃料量Qf的值与目前的所需燃料量Qn相加,以确定目标燃料量。例程接着进行至步骤S25,E⑶7指示减压阀5从共轨4排出目标量的燃料。然而,当该目标燃料量大于最大可能的燃料量,即减压阀5的最大供给量时,如前所述ECU 7将该最大可能的量确定为目标燃料量。
[0075] 3.燃料喷射系统的功能
[0076] 与现有技术的系统不同,如在本申请的介绍部分所述的,燃料喷射系统I并不用于控制高压泵3的操作,以补偿目标压力Tp和由压力传感器10测量的实际压力Pr之间的压差AP,而是设计用于确定需要使共轨4中的压力与目标压力Tp相一致所需的燃料量Qn,接着驱动高压泵3以馈送如图5所示的确定量Qn的燃料。这提高了使共轨4中的实际压力Pr与目标压力Tp相一致的稳定性而不会过冲或低于目标压力Tp。
[0077] 因此,即使当目标压力Tp随着发动机8运行状况的改变而改变,燃料喷射系统I也会控制高压泵3的操作,以将共轨4中的压力快速地跟上目标压力Tp,而不会过冲或在共轨4中的实际压力Pr附近震荡。
[0078] 如果高压泵3由于制造容限或者计算所需燃料量Qn中的误差而没有达到所需的性能,那么所需燃料量Qn和实际燃料量Qr之间将会出现差值。因此,燃料喷射系统I用于确定F/B燃料量Qf的值,从而补偿该差值,校正需要使共轨4中的压力与目标压力Tp相一致所需的目标燃料量,接着控制高压泵3的操作,从而将校正后的目标燃料量馈送到共轨4。
[0079] 因此,当高压泵3存在制造容限或者计算所需燃料量Qn的程序中有误差时,燃料喷射系统I对其进行学习以确定F/B燃料量Qf的值,并在反馈模式下,利用F/B燃料量Qf来控制高压泵3。当高压泵3不存在制造容限或者计算所需燃料量Qn的程序中没有误差时,F/B燃料量Qf的值几乎为O。
[0080] 图6示出了现有技术的燃料喷射系统的比较的示例,其设计用于控制由高压泵3输出的燃料量,从而补偿PID反馈模式下的压差AP。当目标压力Tp持续超过实际压力Pr时,之前的误差将被累积,从而PID算法的积分值逐渐增加,共轨4中的燃料压力升高,从而导致燃料压力超过目标压力Tp。
[0081] 在过冲之后,积分值下降从而降低共轨4中的燃料压力,从而使实际压力Pr收敛于目标压力Tp。图5和6的示例之间的比较表明,现有技术的燃料喷射系统消耗了很多时间用于使实际压力Pr与目标压力Tp相一致,并且在反馈控制精度方面比实施例中的燃料喷射系统I差。
[0082] 如前所述,燃料喷射系统I基于燃料喷射器6喷射的燃料量、从燃料喷射器6释放的燃料量,以及目标压力Tp和压力传感器10测量的共轨4中的压力之间的压差AP,确定在高压泵3的每个泵送周期中被供应给共轨4的燃料量,即所需燃料量Qn。换句话说,燃料喷射系统I通过将燃料喷射进发动机8估计从共轨4中释放的燃料量,且随后通过高压泵3将燃料供应给共轨4。因此,与在压差A P产生之后才开始控制高压泵3的操作的现有技术的系统相比,燃料喷射系统I精确地使共轨4中的实际压力Pr与目标压力Tp相一致,这保证了将共轨4中的压力保持在目标压力Tp的稳定性。 [0083] 当所需的燃料量Qn是一个负值,燃料喷射系统I打开减压阀5,降低共轨4中的压力,而不必激活高压泵3。这避免了高压泵3的不必要操作,并保证了共轨4中的实际压力Pr快速地收敛于与目标压力Tp。
[0084] 可替换地,当所需的燃料量Qn是一个正值,燃料喷射系统I激活高压泵3,将燃料供应给共轨4,而不操作减压阀5,由此避免了减压阀5的不必要操作,并保证了共轨4中的实际压力Pr快速地收敛于目标压力Tp。
[0085] 修改例
[0086] 如上所述,该燃料喷射系统I用于共轨类型柴油发动机8,但是,也可以设计用于普通柴油发动机或汽油直喷发动机。
[0087] 所需燃料量Qn或实际燃料量Qr也可替代地通过不同于上述的方式确定。
[0088] 该燃料喷射系统I可配备安全阀来代替减压阀5。例如,如在日本工业标准B0125中的No. 14-1中规定的安全阀可用来减少共轨4中多余的压力。
[0089] 高压泵3是预冲程调节类型,不过,也可以通过其他类型的泵实现。
[0090] 如上所述,E⑶7基于在给定时间间隔内从高压泵3排放的燃料压力的变化(即,共轨4中的压力变化)以及在该时间间隔内从燃料喷射器6喷射的燃料量,计算实际燃料量Qr。该时间间隔限定为在目前计算开始时间和上一计算开始时间之间,换句话说,处于当活塞3A几乎到达上止点和在上一冲程中当活塞3A达到上止点之间,但是也可替代地设置为其他的时间长度。
[0091] 尽管,为了便于更好地理解本发明,已经结合优选的实施例公开了本发明,可以认识到,在不背离本发明的原理情况下,本发明可以用多种方式实现。因此,本发明应被理解为涵盖了在不背离由所附的权利要求书阐明的本发明的原理下,所能实施的所有可能的实施例和基于所示的实施例的修改例。

Claims (5)

1. 一种配置成向内燃机供应燃料的燃料喷射系统,包括: 泵,对存储在燃料箱中的燃料加压并对其进行馈送; 燃料贮存器,其中以受控压力累积从所述泵馈送的燃料; 燃料喷射器,用于将存储在所述燃料贮存器中的燃料喷射到内燃机中; 压力传感器,测量所述燃料贮存器中的燃料压力;以及 控制器,用于执行所需的燃料量确定任务、实际燃料量确定任务、反馈量确定任务,以及泵控制任务, 其中,所述所需的燃料量确定任务,用于确定使所述燃料贮存器中的燃料压力与基于所述内燃机的运行状况设置的目标压力相一致所需的燃料量; 所述实际燃料量确定任务,用于确定已经从所述泵馈送给所述燃料贮存器的实际燃料量; 所述反馈量确定任务,用于确定作为补偿所述所需的燃料量和所述实际燃料量之间的差值所需的燃料量的反馈量;以及 所述泵控制任务,用于控制所述泵的操作以排放所述所需的燃料量与所述反馈量之和的量的燃料。
2.如权利要求I所述的燃料喷射系统,其中,所述燃料喷射器用于周期地将燃料喷射到所述内燃机,并且其中,所述所需的燃料量确定任务基于在所述喷射周期中所述燃料喷射器喷射到所述内燃机的燃料量、从所述燃料喷射器释放的未被喷射到所述内燃机的燃料量、以及所述所需的燃料量和实际燃料量之间的所述差值,确定所述所需的燃料量。
3.如权利要求I所述的燃料喷射系统,其中,所述实际燃料量确定任务基于在给定时段内所述泵的出口处的燃料压力的变化以及在所述给定时段内已经从所述燃料喷射器喷射的燃料量,确定所述实际燃料量。
4.如权利要求3所述的燃料喷射系统,还包括减压阀,用于在所述所需的燃料量是负值时,降低所述贮存器中的燃料压力。
5.如权利要求I所述的燃料喷射系统,其中,当所述所需的燃料量的值大于或等于O时,所述泵控制任务指示所述泵将燃料馈送给所述贮存器。
CN201210076432.1A 2011-02-18 2012-02-17 内燃机燃料喷射系统 Active CN102644510B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP033536/2011 2011-02-18
JP2011033536A JP5212501B2 (ja) 2011-02-18 2011-02-18 燃料噴射装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102644510A true CN102644510A (zh) 2012-08-22
CN102644510B CN102644510B (zh) 2015-04-08

Family

ID=46653451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210076432.1A Active CN102644510B (zh) 2011-02-18 2012-02-17 内燃机燃料喷射系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8812215B2 (zh)
JP (1) JP5212501B2 (zh)
CN (1) CN102644510B (zh)
DE (1) DE102012101253A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103993962A (zh) * 2013-02-14 2014-08-20 福特环球技术公司 控制燃料供应系统的方法
CN105422295A (zh) * 2014-09-17 2016-03-23 爱三工业株式会社 燃料供给装置
CN105863862A (zh) * 2016-04-22 2016-08-17 潍柴动力股份有限公司 一种喷油器、共轨喷油系统及喷油方法
CN106114509A (zh) * 2015-05-06 2016-11-16 现代自动车株式会社 自主车辆及其控制方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9163568B2 (en) * 2009-10-20 2015-10-20 GM Global Technology Operations LLC Cold start systems and methods
US9376977B2 (en) * 2012-09-07 2016-06-28 Caterpillar Inc. Rail pressure control strategy for common rail fuel system
KR101416366B1 (ko) * 2012-10-05 2014-07-08 기아자동차 주식회사 가솔린 직분사 엔진의 연료 제어 시스템 및 방법
US20140238352A1 (en) * 2013-02-22 2014-08-28 Caterpillar, Inc. Fault Diagnostic Strategy For Common Rail Fuel System
JP5939227B2 (ja) * 2013-10-22 2016-06-22 株式会社デンソー ポンプ制御装置
US9587578B2 (en) * 2013-12-06 2017-03-07 Ford Global Technologies, Llc Adaptive learning of duty cycle for a high pressure fuel pump
JP5965384B2 (ja) * 2013-12-27 2016-08-03 富士重工業株式会社 燃料圧力センサの特性異常診断装置
JP6369282B2 (ja) * 2014-10-17 2018-08-08 株式会社デンソー 燃料噴射システムの制御装置
JP6237654B2 (ja) * 2015-01-14 2017-11-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102015207961B4 (de) * 2015-04-29 2017-05-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Erkennen einer Dauereinspritzung im Betrieb einer Brennkraftmaschine, Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
DE102016204410A1 (de) * 2016-03-17 2017-09-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ermitteln eines Sollwertes für eine Stellgröße zur Ansteuerung einer Niederdruckpumpe
FR3056644B1 (fr) * 2016-09-23 2018-11-02 Continental Automotive France Procede de commande d'une pompe a carburant pour un vehicule automobile
DE102017206416B3 (de) * 2017-04-13 2018-08-02 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Ermitteln eines dauereinspritzenden Brennraums, Einspritzsystem und Brennkraftmaschine mit einem solchen Einspritzsystem
FR3088375B1 (fr) * 2018-11-14 2021-01-22 Continental Automotive France Procede de commande d'un moteur a combustion interne

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040112340A1 (en) * 2002-12-13 2004-06-17 Isuzu Motors Limited Common rail fuel injection control device
US7073487B1 (en) * 2005-03-01 2006-07-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Fuel pressure control apparatus for multicylinder internal combustion engine
CN101657631A (zh) * 2008-01-18 2010-02-24 三菱重工业株式会社 蓄能型燃料喷射装置的蓄能室压力控制方法以及控制装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5058553A (en) 1988-11-24 1991-10-22 Nippondenso Co., Ltd. Variable-discharge high pressure pump
JP2639017B2 (ja) 1988-11-24 1997-08-06 株式会社デンソー 可変吐出量高圧ポンプ及びその制御方法
JPH0318645A (en) 1989-06-14 1991-01-28 Nippondenso Co Ltd Accumulator fuel injection device for diesel engine
JP2762573B2 (ja) 1989-06-14 1998-06-04 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置
JP3180387B2 (ja) * 1991-10-31 2001-06-25 株式会社デンソー ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御装置
JP3360336B2 (ja) 1993-01-12 2002-12-24 株式会社デンソー 内燃機関の燃料噴射装置
US5771861A (en) * 1996-07-01 1998-06-30 Cummins Engine Company, Inc. Apparatus and method for accurately controlling fuel injection flow rate
EP0886058B1 (en) 1997-06-19 2004-11-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel pressure control apparatus for fuel injection system of engine
JP3287297B2 (ja) 1998-02-10 2002-06-04 トヨタ自動車株式会社 燃料ポンプの制御装置
JP3572937B2 (ja) 1998-04-28 2004-10-06 トヨタ自動車株式会社 蓄圧式燃料噴射機構の燃料圧制御装置
JP3680259B2 (ja) 2000-03-08 2005-08-10 トヨタ自動車株式会社 ディーゼル機関の燃料噴射装置
JP4220992B2 (ja) * 2005-10-20 2009-02-04 三菱電機株式会社 エンジンの高圧燃料ポンプ制御装置
JP2009299510A (ja) * 2008-06-10 2009-12-24 Honda Motor Co Ltd 燃料供給制御装置
JP4985673B2 (ja) * 2009-02-19 2012-07-25 株式会社デンソー 燃料圧力制御装置
JP2010270724A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Denso Corp 燃料噴射装置
JP5452122B2 (ja) 2009-08-04 2014-03-26 シスメックス株式会社 検体検査装置、検査情報管理装置及び検査情報出力方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040112340A1 (en) * 2002-12-13 2004-06-17 Isuzu Motors Limited Common rail fuel injection control device
US6840220B2 (en) * 2002-12-13 2005-01-11 Isuzu Motors Limited Common rail fuel injection control device
US7073487B1 (en) * 2005-03-01 2006-07-11 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Fuel pressure control apparatus for multicylinder internal combustion engine
CN101657631A (zh) * 2008-01-18 2010-02-24 三菱重工业株式会社 蓄能型燃料喷射装置的蓄能室压力控制方法以及控制装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103993962A (zh) * 2013-02-14 2014-08-20 福特环球技术公司 控制燃料供应系统的方法
CN103993962B (zh) * 2013-02-14 2018-05-08 福特环球技术公司 控制燃料供应系统的方法
CN105422295A (zh) * 2014-09-17 2016-03-23 爱三工业株式会社 燃料供给装置
CN105422295B (zh) * 2014-09-17 2018-11-27 爱三工业株式会社 燃料供给装置
CN106114509A (zh) * 2015-05-06 2016-11-16 现代自动车株式会社 自主车辆及其控制方法
CN106114509B (zh) * 2015-05-06 2020-06-30 现代自动车株式会社 自主车辆及其控制方法
CN105863862A (zh) * 2016-04-22 2016-08-17 潍柴动力股份有限公司 一种喷油器、共轨喷油系统及喷油方法
CN105863862B (zh) * 2016-04-22 2018-08-31 潍柴动力股份有限公司 一种喷油器、共轨喷油系统及喷油方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5212501B2 (ja) 2013-06-19
US20120215422A1 (en) 2012-08-23
US8812215B2 (en) 2014-08-19
DE102012101253A1 (de) 2012-09-06
CN102644510B (zh) 2015-04-08
JP2012172549A (ja) 2012-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102644510A (zh) 内燃机燃料喷射系统
CN100552204C (zh) 发动机的燃料供给方法及发动机的燃料供给装置
JP4416026B2 (ja) 蓄圧式燃料噴射システムの制御装置
CN101377180B (zh) 用于内燃机的燃料喷射控制器
DE102004053124B4 (de) Ventilöffnungsgradsteuerungssystem und Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem
CN100404833C (zh) 燃油喷射系统
CN100436793C (zh) 蓄压型燃料喷射控制器
CN101377168B (zh) 内燃机的喷射控制装置
CN101377164B (zh) 燃料喷射特性探测装置和燃料喷射命令校正装置
CN101418745B (zh) 内燃机的控制设备和控制系统
US7552709B2 (en) Accumulator fuel injection apparatus compensating for injector individual variability
US7891339B2 (en) Control apparatus capable of suitably controlling fuel injection apparatus regardless of variation in fuel pressure in accumulator
US7431018B2 (en) Fuel injection system monitoring abnormal pressure in inlet of fuel pump
CN102364075B (zh) 用于内燃机的燃料喷射控制系统
CN103089465B (zh) 燃料喷射控制器
US20090063019A1 (en) Apparatus for controlling quantity of fuel to be actually sprayed from injector in multiple injection mode
CN106194463A (zh) 用于发动机的控制装置和控制方法
DE102008000772B4 (de) Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung und Verfahren zum Kompensieren einer Pumpkennlinie einer Hochdruckpumpe
CN102644519B (zh) 用于内燃引擎的燃料喷射系统
EP2031229B1 (en) Apparatus for controlling quantity of fuel to be actually sprayed from injector in multiple injection mode
JP2000282929A (ja) 燃料噴射装置
JP4470976B2 (ja) 燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム
JP5370348B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2010270724A (ja) 燃料噴射装置
JP2009281276A (ja) 燃料噴射システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model