CN103249936B - 用于内燃机的燃料供应设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的燃料供应设备,包括:供给泵(22),其能够供给内燃机的燃料;高压燃料泵(31),其将从供给泵(22)供给的燃料加压;和第二喷射器(37A,37B),其将加压的高压燃料选择性地供应到内燃机。燃料供应设备的ECU(50)包括:脉动宽度检测单元(101),其检测从供给泵(22)供给到高压燃料泵(31)的燃料的压力的脉动宽度;和供给状态确定单元(102),其当由脉动宽度检测单元(101)检测到的脉动宽度快速地降至预设阈值变化宽度时,确定使得燃料蒸气形成在被供给到高压燃料泵(31)的燃料中的状态变化已经发生。

Description

用于内燃机的燃料供应设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的燃料供应设备,并且更具体地涉及一种当燃料被高压燃料栗加压并且通过喷射阀被供应到内燃机时抑制燃料蒸气的产生的用于内燃机的燃料供应设备。
背景技术
[0002]在车辆诸如汽车中安装的内燃机中,可以采用在火花点火式内燃机中易于引燃的、富空气燃料混合物仅在火花塞的附近形成的稀燃系统,在减速等期间燃料供应暂时停止的燃料切断技术,和当车辆静止时发动机停止的怠速停止技术,从而改进燃料效率和废气净化性能。此外,可以采用双喷射系统以响应于包括增加输出的更高级的要求,在该双喷射系统中,一起使用用于执行端口喷射的燃料喷射阀(此后将被称作端口喷射阀)和用于执行缸内喷射的燃料喷射阀(此后将被称作缸内喷射阀)。在这种类型的内燃机中,通常设置燃料供应设备以便执行缸内喷射,该料供应设备使用高压燃料栗将从低压燃料栗供应的燃料加压到高压并且然后将加压的燃料供应到缸内喷射阀,并且因此有必要抑制其中产生燃料蒸气使得燃料不能被高压燃料栗加压的燃料气阻。
[0003]执行端口喷射的内燃机还设有燃料供应设备,该料燃料供应设备将加压的燃料从燃料栗供应到端口喷射阀,并且类似地对于这种类型的燃料供应设备而言有必要抑制由燃料栗排出的燃料不能被加压从而导致不点火等的燃料气阻。
[0004] 因此,例如日本专利申请公报N0.2005-076568( JP-A-2005-076568),公开了一种设备,该设备基于在用于将燃料供应到端口喷射阀的燃料供应管道中的燃料压力的变化率(压力变化宽度/中心压力)计算用于校正目标燃料压力的校正值,根据变化率(压力变化宽度/中心压力)的增加检测燃料气阻,并且设定校正值,使得当燃料气阻发生时目标燃料压力增加。
[0005] 此外,例如日本专利申请公报N0.2006-200423( JP-A-2006-200423)公开了一种设备,该设备包括:传感器,该传感器检测从低压燃料栗供给到高压燃料栗的燃料的压力,其中基于由传感器获得的压力检测值估计空气混合量:和空气放气控制阀,该空气放气控制阀当空气混合量达到或超过预定值时从高压燃料栗的上游侧上的燃料移除空气。
[0006] 此外,例如日本专利申请公报N0.2001-165013( JP-A-2001-165013)公开了一种设备,在该设备中返回控制阀和燃料温度传感器分别布置在高压调节器的返回通道中,该高压调节器调节高压燃料栗的排出压力,其中返回控制阀能够限制返回燃料通过返回通道的流量,第一孔口和第二孔口被设置在下游侧通道中以使燃料从返回控制阀返回燃料罐,并且通过将孔口间燃料压力引导向低压调节器的打开压力改变端口,该低压调节器调节从低压燃料栗输送到高压燃料栗的燃料的压力(供给燃料压力),当返回控制阀打开时(在高燃料温度下),供给燃料压力增加。
[0007] 此外,例如日本专利申请公报N0.2010-071244( JP-A-2010-071244)公开了一种设备,该设备通过将供给到高压燃料栗的供给燃料压力设定为与饱和蒸气压力和压力损失的和相同的值,或者对于燃料性质的变化和压力损失加以考虑,将所述供给燃料压力设定为比该和更大的值,在抑制低压燃料栗的能耗的同时,避免在高压燃料栗中的排出缺陷。
[0008]然而,在上述用于内燃机的燃料供应设备中,在压力变化已经实际上发生之后(例如,当燃料压力变化率已经变得足够大时检测到燃料气阻),被供应到燃料喷射阀的燃料的压力(供给燃料压力)被控制为高压侧,并且因此可能由于燃料喷射压力的减小而引起旋转变化和空燃比变化。
[0009]响应于这个问题,可以使用燃料温度传感器从燃料温度检测可能产生燃料蒸气的状态尚未建立。然而,在该情形中,应该在多个位置中检测燃料温度,从而导致成本增加。
[0010]此外,当根据其它传感器信息估计燃料蒸气的产生时,必须设定高供给燃料压力以相对于估计值的较大的变化确保充分的裕度。结果,发动机的燃料效率降低,并且燃料栗在较短的周期中劣化。
[0011]此外,可以存储燃料蒸气产生状态(燃料温度升高到燃料蒸气产生温度的状态),使得当满足该状态时燃料压力增加。然而,类似地在该情形中,燃料压力大于必要地增加,从而导致与当根据其它传感器信息估计燃料蒸气产生时出现的问题类似的问题。
[0012]因此,在根据上述现有技术的用于内燃机的燃料供应设备中,或者通过在多个位置中设置温度传感器而抑制燃料蒸气产生,从而导致成本增加,或者预先基于其它传感器信息增加燃料压力使得燃料压力不能被以适当的和及时的方式修改,从而导致燃料效率和低压燃料栗的寿命降低。
发明内容
[0013]因此,本发明提供一种用于内燃机的燃料供应设备,该燃料供应设备能够在不在内燃机中产生由于燃料喷射压力减小而引起的旋转变化和空燃比变化的情况下,并且在不引起燃料效率和低压燃料栗的寿命降低的情况下,通过以适当的和及时的方式修改燃料压力而有效地以低成本抑制燃料蒸气产生。
[0014]根据本发明的一方面的用于内燃机的燃料供应设备包括:低压燃料栗,该低压燃料栗能够供给内燃机的燃料;高压燃料栗,该高压燃料栗将从低压燃料栗供给的燃料加压并且排出;高压燃料喷射阀,该高压燃料喷射阀将被高压燃料栗加压的燃料选择性地供应到内燃机;变化量检测装置,该变化量检测装置用于检测从低压燃料栗供给到高压燃料栗的燃料的压力的变化量;和供给状态确定装置,该供给状态确定装置用于当由变化量检测装置检测到的变化量降至预设阈值变化量时,确定使得燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗的燃料中的状态变化已经发生。
[0015]利用这种构造,在根据本发明的一方面的用于内燃机的燃料供应设备中,由变化量检测装置检测从低压燃料栗供给到高压燃料栗的燃料的压力(此后还被称作供给燃料压力)的变化量,并且当检测到的变化量降低到预设阈值变化量时,供给状态确定装置确定使得燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗的燃料中的状态变化已经发生。因此,当从低压燃料栗供应到高压燃料栗的燃料的压力变化衰减时,可以在高压燃料栗填充有燃料蒸气之前例如通过将被供给到高压燃料栗的供给燃料压力切换到高压等启动燃料蒸气抑制控制,使得不可能将燃料加压到高压,并且结果,可以预防燃料气阻。注意,要求从将被供给到高压燃料栗的在燃料供应管道中的燃料的压力变化快速地衰减的点到高压燃料栗填充有燃料蒸气的点的超过几秒(例如,在大致20和30秒之间)的时间,但是可以在这个时间内早早地执行燃料蒸气抑制控制。
[0016]此外,在根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备中,被供给到高压燃料栗的燃料的通常压力可以是变化量超过阈值变化量的压力,并且用于内燃机的燃料供应设备可以进一步包括供给燃料压力改变装置,该供给燃料压力改变装置用于当供给状态确定装置确定使得燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗的燃料中的状态变化已经发生时,将被供给到高压燃料栗的燃料的压力切换到比通常压力高的更高压力。
[0017]利用这种构造,当供给燃料压力的变化量降至阈值变化量,从而确定使得燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗的燃料中的状态变化已经发生时,被供给到高压燃料栗的燃料的压力被供给燃料压力改变装置切换到比通常压力高的更高压力。通过在高压燃料栗填充有燃料蒸气之前将供给燃料压力切换到高压,能够预防其中在高压燃料栗中的燃料可能不再被加压的燃料气阻。
[0018]此外,在根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备中,从由变化量检测装置检测到的变化量降至阈值变化量的点开始,供给燃料压力改变装置可以在至少预设的固定时间内将被供给到高压燃料栗的燃料的压力保持在比通常压力高的更高压力。结果,能够充分地防止高压燃料栗填充有燃料蒸气。
[0019]根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备可以进一步包括:高压侧燃料压力传感器,该高压侧燃料压力传感器检测被高压燃料栗加压的燃料的压力;和高压燃料栗控制装置,该高压燃料栗控制装置用于基于由高压侧燃料压力传感器检测到的压力控制高压燃料栗,使得被高压燃料栗加压的燃料的压力接近目标压力,其中当由高压侧燃料压力传感器检测到的压力达到预设目标压力水平时,供给燃料压力改变装置可以取消高压保持状态,在该高压保持状态中,被供给到高压燃料栗的燃料的压力被保持在比通常压力高的更高压力。在该情形中,在被供给到高压燃料栗的燃料中维持高压保持状态,直至在由变化量检测装置检测到的变化量已经降至阈值变化量之后,由高压侧燃料压力传感器检测到的压力达到预设目标压力水平。因此,可以以准确的和及时的方式修改燃料压力,由此有效地抑制燃料蒸气产生。
[0020]根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备可以进一步包括:高压侧燃料压力传感器,该高压侧燃料压力传感器检测被高压燃料栗加压的燃料的压力;和高压燃料栗控制装置,该高压燃料栗控制装置用于基于由高压侧燃料压力传感器检测到的压力控制高压燃料栗,使得被高压燃料栗加压的燃料的压力接近目标压力,其中当高压燃料栗的排出流量达到预设通常流量水平时,供给燃料压力改变装置可以取消高压保持状态,在该高压保持状态中,被供给到高压燃料栗的燃料的压力被保持在比通常压力高的更高压力。在该情形中,在被供给到高压燃料栗的燃料中维持高压保持状态,直至在由变化量检测装置检测到的变化量已经降至阈值变化量之后,高压燃料栗的排出流量达到预设通常流量水平。因此,可以以准确的和及时的方式修改燃料压力,由此有效地抑制燃料蒸气产生。
[0021]此外,在根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备中,可以根据内燃机的工作状态预先将目标压力设定为能够进行缸内喷射的压力。
[0022]进而,在根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备中,在内燃机在高压燃料喷射阀的打开周期超过预设阈值喷射周期的状态下工作的状态建立时,供给燃料压力改变装置可以取消高压保持状态,在该高压保持状态中,被供给到高压燃料栗的燃料的压力被保持在比通常压力高的更高压力。在该情形中,在被供给到高压燃料栗的燃料中维持高压保持状态,直至高压燃料栗的排出流量达到通常流量水平。因此,可以以准确的和及时的方式修改燃料压力,由此有效地抑制燃料蒸气产生。
[0023]此外,在根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备中,高压燃料喷射阀可以被构造成包括多个缸内喷射喷射器,所述多个缸内喷射喷射器的数目对应于内燃机中的缸的数目,并且在内燃机工作的同时所述多个缸内喷射喷射器被分别关闭的状态建立时,变化量检测装置可以检测被供给到高压燃料栗的燃料的压力的变化量。在该情形中,当所述多个缸内喷射喷射器被分别关闭使得高压燃料栗的内部温度更可能升高时,变化量检测装置检测被供给到高压燃料栗的燃料的压力的变化量,并且因此仅当有必要时才增加供给燃料压力。因此,与预防高压燃料栗中的燃料气阻同样地,通常供给燃料压力可以被抑制为低压,并且结果,可以防止燃料效率和低压燃料栗的寿命的降低。
[0024]根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备可以进一步包括低压燃料喷射阀,该低压燃料喷射阀将从低压燃料栗供给的燃料选择性地供应到内燃机,其中,低压燃料喷射阀可以被构造成包括多个端口喷射喷射器,所述多个端口喷射喷射器的数目对应于内燃机中的缸的数目,并且在内燃机工作的同时所述多个缸内喷射喷射器和所述多个端口喷射喷射器被分别关闭的状态建立时,变化量检测装置可以检测被供给到高压燃料栗的燃料的压力的变化量。在该情形中,当缸内喷射喷射器和端口喷射喷射器被分别关闭,使得整个燃料系统的温度更可能升高时,变化量检测装置检测被供给到高压燃料栗的燃料的压力的变化量,并且因此仅当有必要时才增加供给燃料压力。因此,与预防高压燃料栗中的燃料气阻同样地,通常供给燃料压力可以被抑制为低压,并且结果,可以防止燃料效率和低压燃料栗的寿命的降低。换言之,可以仅当要求时才执行燃料蒸气抑制控制。
[0025]此外,在根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备中,其中,在内燃机工作的同时所述多个缸内喷射喷射器被分别关闭的状态可以对应于在内燃机工作的同时从高压燃料喷射阀的燃料供应被暂时停止的燃料切断状态。在该情形中,当所述多个缸内喷射喷射器被关闭较长时间使得高压燃料栗的内部温度增加时,可以可靠地增加供给燃料压力。
[0026]根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备可以进一步包括低压燃料喷射阀,该低压燃料喷射阀将从低压燃料栗供给的燃料选择性地供应到内燃机,其中,低压燃料喷射阀可以被构造成包括多个端口喷射喷射器,所述多个端口喷射喷射器的数目对应于内燃机中的缸的数目,该内燃机可以包括多个缸排,每个缸排均具有多个缸,高压燃料栗可以被安装在该多个缸排中的在一侧上的缸排上,并且变化量检测装置可以包括低压侧燃料压力传感器,该低压侧燃料压力传感器检测从低压燃料栗供给到所述多个端口喷射喷射器中的被安装在所述一侧上的缸排上的端口喷射喷射器的燃料的压力。在该情形中,低压侧燃料压力传感器被布置在靠近高压燃料栗的布置环境的环境中,并且因此当高压燃料栗的内部温度增加时,可以可靠地增加供给燃料压力。
[0027]此外,在根据上述方面的用于内燃机的燃料供应设备中,变化量检测装置可以检测从低压燃料栗供给到高压燃料栗的燃料的压力的每预定时间的变化宽度,并且当由变化量检测装置检测到的燃料的压力的变化宽度降至预设阈值变化量时,供给状态确定装置可以基于变化宽度的变化率确定使得燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗的燃料中的状态变化已经发生。在该情形中,能够快速地并且准确地检测使得燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗的燃料中的状态变化。
[0028]注意,在根据本发明的上述方面的用于内燃机的燃料供应设备中,当在脉动阻尼器被安装在低压燃料管道上,该脉动阻尼器能够吸收从低压燃料栗延伸到所述多个端口注射注射器的低压燃料管道中的燃料的一部分压力变化的情形中,阈值变化量被设定为供给燃料压力的阈值变化宽度时,在燃料中的一部分压力变化被脉动阻尼器吸收之后,阈值变化量可以被设定为比由低压侧燃料压力传感器检测到的压力的变化宽度小的值。此外,可以设置排出止回阀,该排出止回阀沿着用于将燃料从高压燃料栗供应到高压燃料喷射阀的方向打开,并且该排出止回阀关闭以便防止从高压燃料栗排出的燃料回流。在该情形中,排出止回阀利用不超过当高压燃料栗处于非驱动状态时从低压燃料栗供给的燃料的压力的前后压差打开,并且将在高压燃料喷射阀侧上的燃料的压力维持在超过从低压燃料栗供给的燃料的压力的压力下。
[0029]根据本发明,当从低压燃料栗供应到高压燃料栗的燃料的压力变化量衰减到阈值变化量时,确定使得燃料蒸气形成的状态变化已经发生,并且因此可以执行燃料蒸气抑制控制,诸如在高压燃料栗填充有燃料蒸气之前,将供给到高压燃料栗的燃料的压力切换到高压,从而预防其中燃料不能被高压燃料栗加压的燃料气阻。结果,能够提供一种用于内燃机的燃料供应设备,该燃料供应设备可以在不在内燃机中产生由于燃料喷射压力减小而引起的旋转变化和空燃比变化的情况下,并且在不引起燃料效率和低压燃料栗的寿命降低的情况下,通过以准确的和及时的方式修改燃料压力而有效地以低成本抑制燃料蒸气产生。
附图说明
[0030]将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义,在附图中类似的附图标记表示类似的元件,并且其中:
[0031]图1是根据本发明的实施例的用于内燃机的燃料供应设备的示意图表;
[0032]图2是示出用于控制根据本发明的该实施例的用于内燃机的燃料供应设备的控制系统的框图;
[0033]图3是示出在根据本发明的该实施例的用于内燃机的燃料供应设备中实现的供给燃料压力切换控制程序的步骤的概要的流程图;并且
[0034]图4是示意根据本发明的该实施例的用于内燃机的燃料供应设备的动作的曲线图,示出在燃料切断期间的高压输送燃料压力、高压燃料栗的驱动负载、相应的部分的温度和供给燃料压力与其变化宽度的变化。
具体实施方式
[0035]将在下面参考附图描述本发明的实施例。
[0036]图1至图4示出根据本发明的用于内燃机的燃料供应设备的实施例。
[0037]图1所示的根据该实施例的发动机10由V型六缸发动机(多缸内燃机)构成,该V型六缸发动机具有每个均包括三个缸的第一缸排11和第二缸排12。虽然没有在图中详细不出,但是在图中没有示出的活塞被容纳在每个缸中,在每个缸中限定燃烧室,并且进气阀和排气阀被设置在每个缸中以便在预定时刻打开和关闭。发动机10进一步设有点火设备(将在下面描述)和根据该实施例的燃料供应设备,该点火设备具有被暴露于燃烧室的内部的火花塞和例如用于引燃火花塞的点火线圈。
[0038]设置在发动机10中的根据该实施例的燃料供应设备由第一燃料供应机构20和第二燃料供应机构30构成,该第一燃料供应机构供应用于端口喷射的低压侧燃料(例如汽油),该第二燃料供应机构供应用于缸内喷射的高压侧燃料。
[0039]第一燃料供应机构20由如下部件构成:供给栗22(低压燃料栗),该供给栗从燃料罐21抽吸燃料并且排出被加压到第一压力水平的燃料;供给燃料压力调节装置23,该供给燃料压力调节装置能够切换设定压力以便将从供给栗22排出到第一燃料管道25(低压燃料管道)中的燃料调节到两个预设设定压力,即低压侧供给燃料压力和高压侧供给燃料压力之一;低压侧输送管道26A、26B,从供给栗22排出到第一燃料管道25中并且被供给燃料压力调节装置23调节的燃料经由第一燃料管道25被引入并且积蓄到该低压侧输送管道中;三个端口喷射第一喷射器27A(多个低压燃料喷射阀、端口喷射阀),该三个端口喷射第一喷射器27A用于将燃料喷射到与在发动机10的进气通道(未示出)上的第一缸排11的三个缸(虽然在图中没有示出,但是例如从前侧起的第一缸、第三缸和第五缸)对应的三个进气端口的内部中;三个端口喷射第一喷射器27B(多个低压燃料喷射阀、端口喷射阀),该三个端口喷射第一喷射器27B用于将燃料喷射到与第二缸排12的三个缸(例如从前侧起的第二缸、第四缸和第六缸)对应的三个进气端口的内部中;脉动阻尼器28A、28B,该脉动阻尼器28A、28B安装在低压侧输送管道26A、26B上以吸收并且抑制在该低压侧输送管道内部中的燃料压力脉动;和低压燃料压力传感器68(低压侧燃料压力传感器),该低压燃料压力传感器检测在最远下游的低压侧输送管道26B中的燃料压力。这里注意,燃料管道表示用于形成燃料通道的任意构件,并且因此该构件不限于燃料管道并且可以是通过其形成燃料通道的单个构件或者在其之间形成燃料通道的多个构件。
[0040]供给栗22是常规的可变燃料压力式栗,该供给栗基于来自电子控制单元(ECU)50的控制信号经由栗驱动电路84被驱动以打开(ON)和关闭(OFF),并且根据来自栗驱动电路84的驱动电流以可变方式控制排出量或者排出压力。防止异物被抽吸到供给栗22中的抽吸过滤器22f被设置在供给栗22的抽吸端口侧上,同时从排出的燃料移除异物的在图中没有示出的燃料过滤器和防止排出的燃料回流的排出止回阀22v被设置在供给栗22的排出端口侧上。此外,虽然没有在图中详细示出,但是供给栗22包括具有栗启动推进器的栗启动部和用于驱动栗启动部的内置直流马达,并且通过改变内置马达的转速[rpm],供给栗22每单位时间的排出量能够被可变地控制。排出止回阀22v通过在燃料从燃料栗22排出的方向上打开并且在排出的燃料流回供给栗22侧的方向上关闭来防止排出的燃料回流。
[0041]虽然没有在图中详细示出,但是能够切换供给燃料压力的压力调节水平的供给燃料压力调节装置23被构造成通过选择性地使用燃料压力切换电磁打开/关闭阀83(图2)(诸如,例如在日本专利申请公报N0.2008-157029( JP-A-2008-157029)中描述的压力调节水平切换系统)例如总是将高压调节器连接到第一燃料管道25,并且能够将低压调节器部分连接到第一燃料管道25,该高压调节器将供给燃料压力调节为高压侧供给燃料压力,该低压调节器部分能够将第一燃料管道25中的供给燃料压力调节为低压侧供给燃料压力。注意,供给燃料压力调节装置23可以由低压调节器部分和高压调节器部分构成,该低压调节器部分在入口侧上被连接到第一燃料管道25并且在出口侧(燃料罐侧)上经由节流元件通向燃料罐21,该高压调节器部分在入口侧上被连接到第一燃料管道25并且在出口侧上通向燃料罐21 (例如,见日本专利申请公报N0.2007-303372( JP-A-2007-303372))。此外,这里描述的低压调节器部分和高压调节器部分分别包括用作阀体的隔板和压缩卷簧,该隔板接收沿着打开方向从供给栗22排出的燃料的压力,该压缩卷簧沿着关闭方向偏压隔板,并且低压调节器部分和高压调节器部分通过当由隔板接收的燃料压力超过相应的设定压力时打开并且只要由隔板接收的燃料压力不满足相应的设定压力便保持关闭而将在第一燃料管道25中的燃料压力调节为相应的设定压力。显然,供给燃料压力调节装置23可以由能够切换设定压力的另一常规压力调节装置构成,或者由可变压力调节器构成,该可变压力调节器能够通过打开和关闭多个流体引入端口在低压和高压之间切换压力调节水平,以便在大表面面积和小表面面积之间切换隔板的压力接收表面面积。
[0042]低压侧输送管道26A、26B分别被连接到第一燃料管道25的下游侧部分25d、25e并且被相互串联连接。此外,第一喷射器27A和第一喷射器27B分别被安装在低压侧输送管道26A和低压侧输送管道26B上。
[0043] 虽然没有在图中详细示出,但是端口喷射第一喷射器27A、27B分别包括电磁阀部分和喷嘴部分,该电磁阀部分经由喷射器驱动器电路51通过来自ECU50的喷射命令信号被驱动从而打开,该喷嘴部分当电磁阀部分被通电时打开以便通过被暴露于进气端口的内部的喷射孔部分将燃料喷射到相应的进气端口中。当多个第一喷射器27A、27B之一被操作以打开时,在低压侧输送管道26A或26B中的加压燃料通过第一喷射器27A或27B中的喷射孔部分而被喷射到相应的进气端口中。
[0044]脉动阻尼器28A、28B被安装在用作从供给栗22延伸到端口喷射第一喷射器27A、27B的低压燃料管道的一部分的相应的低压侧输送管道26A、26B(或者第一燃料管道25,如果期望这样的话)上,并且能够通过吸收一部分压力变化而抑制在低压侧输送管道26A、26B中的燃料的压力变化。
[0045]第二燃料供应机构30包括:柱塞式高压燃料栗31 (燃料加压栗),该柱塞式高压燃料栗抽吸被供给栗22加压的燃料并且将燃料加压到高于第一压力水平的第二压力水平;高压侧输送管道36A、36B,被加压到第二压力水平的燃料经由第二燃料管道35被引入并且积蓄在该高压侧输送管道中;多个缸内喷射第二喷射器37A(高压燃料喷射阀、缸内喷射阀),该多个缸内喷射第二喷射器37A用于将燃料喷射到第一缸排11的三个缸(例如第一缸、第三缸和第五缸)的内部中;多个缸内喷射第二喷射器37B(高压燃料喷射阀、缸内喷射阀),该多个缸内喷射第二喷射器37B用于将燃料喷射到第二缸排12的三个缸(例如第二缸、第四缸和第六缸)的内部中;和高压燃料压力传感器69(高压侧燃料压力传感器),该高压燃料压力传感器检测在最远下游的高压侧输送管道36A中的燃料压力。
[0046]高压燃料栗31包括加压腔室31a,被供给栗22加压并且由供给燃料压力调节装置23调节的燃料经由第一燃料管道25的分支管道25a被引入该加压腔室中。高压燃料栗31将在加压腔室31a中的燃料加压到高于第一燃料压力水平的第二燃料压力水平,并且然后将加压燃料排出到在缸内喷射第二喷射器37A、37B的一侧上的第二燃料管道35。高压燃料栗31被安装于在发动机10的一侧上的缸排例如第二缸排12上,并且被来自在图中没有示出的曲轴的旋转动力驱动。
[0047]高压燃料栗31进一步包括被设置成能够在栗壳体31h内往复的柱塞31p、驱动柱塞31p沿着图的上下方向升高和降低的凸轮轴31s、将柱塞31p偏压到凸轮轴318侧的在图中没有示出的弹簧等,并且高压燃料栗31能够通过根据柱塞31p的往复运动改变加压腔室31a的由栗壳体31h和柱塞31p限定的容积而对来自供给栗22的燃料执行进气、加压和排出操作。此外,包括弹簧的排出止回阀34在高压燃料栗31和缸内喷射第二喷射器37A、37B之间被设置在第二燃料管道35的上游侧部分中,当从高压燃料栗31排出的燃料的排出压力超过预定压力值(例如大致几十kPa)时该排出止回阀34打开,由此允许燃料被供应到缸内喷射第二喷射器37A、37B。另外,绕过排出止回阀34的旁通管道部分35b被设置在第二燃料管道35中,并且包括弹簧的一对相互平行的止回阀38作为安全阀被以与排出止回阀34相对的定向设置在旁通管道部分35b中。当在第二燃料管道35和在排出止回阀34的下游侧上的高压侧输送管道36A、36B中或者换言之在高压区中的燃料的压力超过预定高压侧极限压力(例如几个MPa)时,止回阀38打开,并且由此能够将在高压区中的燃料压力限制为高压侧极限压力。
[0048]此外,电磁溢流阀32被设置在高压燃料栗31的加压腔室31a的燃料引入端口侧上,该电磁溢流阀具有用于防止高压回流的止回阀功能并且响应于输入信号打开以便根据柱塞31p的运动使加压腔室31a中的燃料流动到低压侧。另外,连接到来自供给栗22侧的燃料所被供给到的第一燃料管道25的分支管道25a的脉动阻尼器29被设置在高压燃料栗31的加压腔室31a附近,以便吸收并且由此抑制由燃料喷射等引起的在分支通道25a中的压力脉动。注意,脉动阻尼器29是具有在其内部中的例如用于接收燃料压力的弹性隔板和弹簧的常规部件,由此通过使隔板弹性变形来改变脉动阻尼器29的内部容积。
[0049]电磁溢流阀32包括提升阀形阀体32v、以电磁方式驱动阀体32v的电磁驱动线圈32c和总是沿着打开方向偏压阀体32v的在图中没有示出的弹簧。阀体32v被操作用于根据由电磁驱动线圈32c产生的关闭方向电磁偏压力、来自供给栗22的燃料压力和在加压腔室31a中的燃料压力而打开和关闭。当由电磁驱动线圈32c产生关闭方向电磁偏压力时电磁溢流阀32关闭,使得高压燃料栗31能够对加压腔室31a中的燃料执行加压操作,并且当电磁驱动线圈32c不产生关闭方向电磁偏压力时打开电磁溢流阀32,使得高压燃料栗31能够执行抽吸操作。此外,当电磁驱动线圈32c不被通电时,电磁溢流阀32总是打开,由此能够停止高压燃料栗31的燃料加压和排出操作。
[0050]电磁溢流阀32经由喷射器驱动器电路51由E⑶50驱动控制,并且为此,电磁溢流阀32的电磁驱动线圈32c被连接到喷射器驱动器电路51。
[0051]通过使得球形阀体接触和与环形阀座分离,排出止回阀34被关闭和打开。排出止回阀34根据阀体的前后压差和沿着关闭方向偏压阀体的弹簧的偏压力打开和关闭。当排出止回阀34沿着从高压燃料栗31延伸到缸内喷射第二喷射器37A、37B的一侧的燃料供应方向打开时,排出止回阀34在近似等于或低于来自供给栗22的燃料压力的前后压差下打开。在另一方面,关于在用于使得从高压燃料栗31排出的燃料回流的方向上的前后压差,即使当压差是高的时,排出止回阀34也能够被维持在关闭状态中。此外,在高压燃料栗31不被驱动并且相对于排出止回阀34在第二喷射器37A、37B的一侧上的高压区中的燃料压力未被加压到预定压力的初始阶段中,能够利用不超过来自供给栗22的燃料压力的前后压差(近似几十kPa )打开排出止回阀34。
[0052]在第二燃料管道35中,绕过排出止回阀34的旁通管道部分35b在其中间部分中分叉成两个平行通道,在该两个平行通道中,布置一对止回阀38作为安全阀。该一对止回阀38通过使得球形阀体接触和与环形阀座分离而被关闭和打开,并且以与排出止回阀34相对的定向设置该一对止回阀38。止回阀38类似于排出止回阀34,因为它们根据阀体的前后压差和沿着关闭方向偏压阀体的弹簧的偏压力打开和关闭,但是相对于排出止回阀34,弹簧的偏压力增加和/或球形阀体的压力接收表面面积减小,使得当止回阀38用作用于限制高压区中的压力的安全阀时采用的设定压力被设定为显著地大于排出止回阀34的阀打开压力的大致几个MPa (例如,2.5MPa )。
[0053]利用具有一个开口端的大致管道形的锻造、铸造或者注塑成型的金属构件,和封闭金属构件的开口端侧的密封塞构件在高压侧输送管道36A、36B中限定具有大致圆形截面的高压积蓄腔室。高压侧输送管道36A、36B经由第二燃料管道35的下游侧部分35e相互串联连接,并且被紧固/固定到发动机10的发动机主体。
[0054] 虽然没有在图中详细示出,但是多个第二喷射器37、37B分别包括电磁阀部分和喷嘴部分,该电磁阀部分经由喷射器驱动器电路51(见图2)通过来自ECU50的喷射命令信号被驱动以打开,该喷嘴部分具有被暴露于每个缸的燃烧室的喷射孔部分并且当电磁阀部分被通电时打开以便通过喷射孔部分将燃料喷射到相应的缸中。第二喷射器37A、37B被布置成与发动机10的多个缸对应,并且以基本恒定的间距被管道连接到高压侧输送管道36A、36B并且被其支撑。当该多个第二喷射器37A、37B之一被操作以打开时,在高压侧输送管道36A或36B中的加压高压燃料通过第二喷射器37A或37B中的喷射孔部分被喷射到相应的缸的燃烧室中。
[0055] E⑶50的详细硬件构造在图中没有示出,但是E⑶50包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(R0M)、随机访问存储器(RAM)和由非易失存储器构成的后备存储器,并且还包括具有模拟数字(A/D)转换器等的输入接口电路、具有驱动器和继电器开关的输出接口电路和恒压电路。
[0056]如在图2中所示,全部能够在现有技术中得到的进气空气温度传感器61、空气流量计62、节流阀开度传感器63、空燃比传感器64、氧气传感器65、水温传感器66、进气和排气凸轮角度传感器67A和67B、低压燃料压力传感器68、高压燃料压力传感器69和曲柄角度传感器70、加速器踩踏数量传感器71、点火继电器开关72等被连接到ECU50的输入接口电路。注意,低压燃料压力传感器68通过检测在低压侧输送管道26B中的燃料压力来检测从供给栗22供给到在最远下游侧上的端口喷射第一喷射器27A、27B的燃料的压力,而高压燃料压力传感器69通过检测在高压侧输送管道36A中的燃料压力来检测被高压燃料栗31加压并且从高压燃料栗31供给到在最远下游侧上的缸内喷射第二喷射器37A、37B的燃料的压力。
[0057]此外,其它ECU55,诸如传输控制计算机(TCC),被连接到ECU50的通信端口53。另夕卜,具有与发动机10的第一缸至第六缸(在图中由#1至#6代表)对应的多个点火线圈的点火装置81、操作电子控制节流阀的电子控制节流阀马达82、向第一喷射器27A和27B以及第二喷射器37A和37B输出喷射命令信号并且向电磁溢流阀32输出关闭驱动信号的喷射器驱动器电路51、燃料压力切换电磁打开/关闭阀83和对供给栗22执行开/关控制和排出量变化控制的栗驱动电路84被连接到E⑶50的输出接口电路。
[0058] 根据预先存储在ROM中的控制程序,在与其它(车内)E⑶55通信时,E⑶50例如基于来自各种传感器61至72的传感器信息、存储在后备存储器中的设定值信息、预先存储在ROM中的映射等计算与发动机10的工作状态、加速度请求等对应的燃料喷射量,并且在适当的时刻向第一喷射器27A、27B和第二喷射器37A、37B输出喷射命令信号、用于驱动电磁溢流阀32关闭的彳g号等。
[0059] E⑶50还能够通过利用电磁溢流阀32至少调节允许从加压腔室31a泄漏出去的燃料的量,来根据发动机10的工作状态和缸内喷射第二喷射器37A、37B的喷射特性将从高压燃料栗31供应到高压侧输送管道36A、36B的燃料的压力控制为最佳燃料压力。例如,ECU50能够在固定信号周期内可变地设定ON时间和OFF时间,在ON时间期间,电磁溢流阀32的电磁驱动线圈32c被激发,在OFF时间期间,激发状态被取消,并且通过改变在信号周期内的ON时间的比率(O至100%;此后将被称作占空比),E⑶50能够控制由高压燃料栗31执行的燃料加压/排出操作的时刻和高压燃料栗31的排出量。
[0060]此外,当发动机10启动时ECU50首次地利用端口喷射第一喷射器27A、27B实现燃料喷射。如果同时由高压燃料压力传感器69检测到的在高压侧输送管道36A、36B(此后将被称作高压输送燃料压力)中的燃料压力超过接近第二压力水平的预设压力值,则ECU50确定利用缸内喷射第二喷射器37A、37B的燃料喷射所需的第二燃料压力水平是能够达到的,并且相应地开始向缸内喷射第二喷射器37A、37B输出喷射命令信号。
[0061] 此外,E⑶50例如默认地利用第二喷射器37A、37B实现缸内喷射,并且另外地例如当在发动机10中执行启动/预热操作或低旋转、高负荷操作时,在未通过缸内喷射充分形成空气燃料混合物的特定工作状态下实现端口喷射。ECU50还在其中端口喷射有效的高旋转高负荷操作等期间从第一喷射器27A、27B执行端口喷射。
[0062]而且,对应于相应的功能的控制程序、算术表达式、映射等被存储/安装在ECU50的ROM中,并且由此构成将在下面描述的多个功能单元。
[0063]具体地,E⑶50形成:脉动宽度检测单元101,该脉动宽度检测单元101例如基于在低压侧输送管道26B中的燃料压力,即来自低压燃料压力传感器68的检测信息检测燃料压力脉动宽度X(供给燃料压力的变化宽度、燃料压力的变化量),该燃料压力脉动宽度X是从供给栗22供给到高压燃料栗31的燃料的压力的每预定检测周期的差异或者每预定检测周期的检测压力的最大值和最小值之间的差异(燃料压力脉动宽度X还可以是每预定检测周期的平均压力与最大值或最小值之间的差异的绝对值);供给状态确定单元102(供给状态确定装置),该供给状态确定单元基于由脉动宽度检测单元101检测到的燃料压力脉动宽度X来确定使得燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗31的燃料中的状态变化已经发生;和供给燃料压力切换单元103,当供给状态确定单元102确定使燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗31的燃料中的状态变化已经发生时,将供给到高压燃料栗31的燃料的压力或者换言之供给燃料压力切换到高于通常低压侧供给燃料压力的高压侧供给燃料压力,在该高压侧供给燃料压力下,燃料压力脉动宽度X超过阈值变化宽度α。
[0064]这里,脉动宽度检测单元101与低压燃料压力传感器68—起构成变化量检测装置,该低压燃料压力传感器检测端口喷射燃料压力,并且预先在脉动宽度检测单元101中存储的阈值变化宽度α被设定为比在执行端口燃料喷射期间的燃料压力的变化量例如供给燃料压力的检测值的变化宽度小的值,所述燃料压力的变化量在部分被脉动阻尼器28Α、28Β或29吸收之后被低压燃料压力传感器68检测。更具体地,当在用于经由第一燃料管道25从供给栗22向低压侧输送管道26Α、26Β和高压燃料栗31的一侧供给燃料的路径上出现温度增加,使得开始在沿着该路径行进的燃料中形成燃料蒸气时,由低压燃料压力传感器68检测到的供给燃料压力的燃料压力脉动宽度对夬速地衰减,并且因此燃料压力脉动宽度X变得显著地比通常变化宽度小(例如,小十分之几)。相应地,阈值变化宽度α被设定为小于通常变化宽度但是不小于当供给燃料压力快速衰减时产生的变化宽度的阈值。注意,阈值变化宽度α与在发动机10的调适和调节期间的ECU50的其它设定值一起被设定为最佳值。此外,由变化量检测装置检测到的燃料压力变化量不仅限于以短周期间隔输入ECU50中的每固定时间周期的供给燃料压力的检测值的最大值和最小值之间的差异(峰峰值),或者换言之用作供给燃料压力的变化宽度的燃料压力脉动宽度X的变化,以便以高精度表达当燃料蒸气开始形成在被供给到高压燃料栗31的燃料中时燃料压力所发生的快速衰减,由变化量检测装置检测到的燃料压力变化量可以是通过对于燃料压力检测值实施适当的校正处理、平均化处理或其它处理而获得的变化量。可替代地,燃料压力变化量可以是如下变化量:每短的第一时间周期的供给燃料压力的变化率(衰减速率)在第二时间周期内连续地保持大于相应的阈值变化率,第二时间周期比第一时间周期长出多倍。
[0065]此外,当燃料压力脉动宽度X以比预设变化率β快的变化率(即以比小于I的变化率β的值更小的变化率;每计算周期的减小率)降至阈值变化宽度α时,供给状态确定单元102确定使燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗31的燃料中的状态变化已经发生。这里,类似于阈值变化宽度α,变化率β与在发动机10的调适和调节期间的ECU50的其它设定值一起被设定为最佳值。
[0066]从由脉动宽度检测单元101检测到的燃料压力脉动宽度X降至阈值变化宽度α的点开始,供给燃料压力切换单元103在至少预设的固定时间内将从供给栗22供给到高压燃料栗31的燃料的压力(供给燃料压力)保持在比通常低压侧供给燃料压力高的高压侧供给燃料压力。
[0067]更具体地,通过将供给燃料压力调节装置23的燃料压力切换电磁打开/关闭阀83设定为关闭状态从而将供给燃料压力调节装置23的低压调节器部分从第一燃料管道25切断,并且如果有必要的话通过经由栗驱动电路84以可变方式控制供给栗22的排出量,供给燃料压力切换单元103能够将供给燃料压力保持在高压侧供给燃料压力。换言之,供给燃料压力切换单元103与燃料压力切换电磁打开/关闭阀83和栗驱动电路84—起构成供给燃料压力改变装置,该供给燃料压力改变装置用于在高压侧供给燃料压力和低压侧供给燃料压力之间切换供给燃料压力。
[0068]此外,E⑶50形成高压燃料栗控制单元104(高压燃料栗控制装置),该高压燃料栗控制单元基于由高压燃料压力传感器69检测到的压力和由高压燃料栗31执行的燃料加压/排出操作的反馈控制时间周期来控制每预定周期的被应用于电磁溢流阀32的关闭驱动时刻和关闭驱动时间周期,使得被高压燃料栗31加压的燃料的压力接近用于相应的工作状态的目标压力(作为能够在相应的工作状态下进行缸内喷射的燃料喷射压力被预先设定)。当由高压燃料压力传感器69检测到的压力达到例如能够进行缸内喷射的预设通常目标压力水平时,供给燃料压力切换单元103取消高压保持状态,在该高压保持状态中,从供给栗22供给到高压燃料栗31的燃料的压力被保持在高于通常供给燃料压力的高压侧供给燃料压力,并且使得供给燃料压力恢复为通常低压侧供给燃料压力。更具体地,当由高压燃料压力传感器69检测到的压力达到能够进行缸内喷射的预设通常目标压力水平时,通过将供给燃料压力切换装置23的燃料压力切换电磁打开/关闭阀83设定为非传导打开状态从而将供给燃料压力调节装置23的低压调节器部分与第一燃料管道25连接,并且如果有必要的话通过经由栗驱动电路84以可变方式控制供给栗22的排出量,供给燃料压力切换单元103能够将供给燃料压力恢复为低压侧供给燃料压力。
[0069]注意,供给燃料压力切换单元103可以被构造成当高压燃料栗31的排出流量达到预设通常流量水平时,或者当发动机10在缸内喷射第二喷射器37A、37B的喷射量[mm3/ms]超过固定量的状态(即,每次喷射中高压燃料喷射阀的打开时间周期超过预设阈值喷射时间周期的状态)中操作时取消供给燃料压力的高压保持状态。
[0070]在该实施例中,具体地当在发动机1工作的同时缸内喷射第二喷射器37A、37B分别地转变到关闭状态时,或者当在发动机10工作的同时缸内喷射第二喷射器37A、37B和第一喷射器27A、27B分别转变到关闭状态时,E⑶50的脉动宽度检测单元101检测从供给栗22供给到高压燃料栗31的燃料的压力的燃料压力脉动宽度X。这里,在发动机10工作的同时缸内喷射第二喷射器37A、37B和端口喷射第一喷射器27A、27B被关闭的状态对应于在发动机10中预定工作状态建立时(例如,当在车辆减速或下坡行驶期间加速器踩踏数量为零时),从缸内喷射第二喷射器37A、37B和端口喷射第一喷射器27A、27B的燃料供应被暂时地停止的燃料切断状态。当ECU50基于传感器信息确定这些预定工作状态建立时,燃料切断标志(此后将被称作F/C标志)被启用。
[0071]接着,将描述动作。
[0072]图3示出在根据本发明的该实施例的用于内燃机的控制设备中由ECU50在发动机10的操作期间以预定时间间隔执行的供给燃料压力控制程序的处理步骤的概要。此外,图4以与比较实例比较的方式示出在根据如上所述构成的实施例的发动机10中在转变到燃料切断状态之前和之后高压燃料栗31的高压输送燃料压力[MPa]和驱动负载[%]的变化,连同发动机10的油温、水温和进气空气温度[°C]的变化、高压燃料栗31的表面温度、供给燃料压力[kPa]和F/C标志。
[0073]在该供给燃料压力控制程序中,如在图3中所示,首先,读出用作初始值或以前的存储值的燃料压力脉动宽度Xp(步骤Sll),由此在低压侧输送管道26B中的燃料压力,即来自低压燃料压力传感器68的检测信息被输入,并且使用脉动宽度检测单元101的功能计算从供给栗22供给到高压燃料栗31的供给燃料压力的燃料压力脉动宽度X(步骤S12)。
[0074]接着,使用供给状态确定单元102的功能,确定计算的燃料压力脉动宽度X是否小于阈值变化宽度α(步骤S13)。当确定燃料压力脉动宽度X小于阈值变化宽度α时(在步骤S13中是),计算用作在燃料压力脉动宽度X和在前计算并且存储的燃料压力脉动宽度Xp之间的比率的变化率Χ/Χρ(步骤S14),由此确定在预定时间内变化率Χ/Χρ是否小于预设变化率β,或者换言之,燃料压力脉动宽度X是否已经以不低于对应于变化率β的减小速度的快速减小速度(与比变化率β小的减小率对应)降至阈值变化宽度α (步骤S15 )。
[0075]当此时变化率Χ/Χρ小于变化率β时(在步骤S15中是),这意味着燃料压力脉动宽度X如在图4中所示已经从通常变化宽度Xl(例如近似200kPa)快速地衰减到小于阈值变化宽度α的微小变化宽度X2(例如近似20kPa)。在该情形中,确定燃料蒸气已经开始形成在第一燃料管道25或低压侧输送管道26A、26B之一中,并且由燃料蒸气产生的脉动吸收作用(阻尼作用)已经使燃料压力脉动宽度)(快速降低。
[0076]因此,在该情形中(在步骤S15中是),使用供给燃料压力切换单元103的功能建立高供给燃料压力工作状态,在该高供给燃料压力工作状态中,从供给栗22供给到高压燃料栗31的供给燃料压力被切换到高压侧供给燃料压力(步骤S16)。此时,通过将供给燃料压力调节装置23的燃料压力切换电磁打开/关闭阀83控制为关闭状态从而将供给燃料压力调节装置23的低压调节器部分从第一燃料管道25切断,并且如果有必要的话通过经由栗驱动电路84以可变方式将供给栗22的排出量控制为增加侧,供给燃料压力切换单元103建立供给燃料压力被保持在高压侧供给燃料压力的工作状态。
[0077] 在另一方面,当变化率Χ/Χρ等于或超过变化率β时(在步骤S15中否),建立低供给燃料压力工作状态,在该低供给燃料压力工作状态中,从供给栗22供给到高压燃料栗31的供给燃料压力被切换为低压侧供给燃料压力(步骤S17)。此时,通过将供给燃料压力调节装置23的燃料压力切换电磁打开/关闭阀83控制为打开状态从而将供给燃料压力调节装置23的低压调节器部分与第一燃料管道25连接,并且如果有必要的话通过经由栗驱动电路84以可变方式将供给栗22的排出量控制为减小侧,供给燃料压力切换单元103建立供给燃料压力被保持在低压侧供给燃料压力的工作状态。
[0078]当以该方式建立低供给燃料压力工作状态时(当在步骤S15中获得否,使得处理前进到步骤S17时),当前燃料压力脉动宽度X的计算值被存储在RAM的预定存储器区域中(步骤S20)。该处理然后返回步骤S12以便输入新的传感器信息,由此重复从步骤S12向前的处理(步骤S12至S20)。
[0079]当燃料压力脉动宽度)(快速地衰减使得高供给燃料压力操作开始时(当在步骤S15中获得是,使得处理前进到步骤S16时),确定是否建立了用于终止高供给燃料压力操作的预定终止状态(步骤S18)。这里,当由高压燃料压力传感器69检测到的压力达到能够进行缸内喷射的预设通常目标压力水平时(或者当高压燃料栗31的排出流量达到预设通常流量水平时,或者当发动机10在缸内喷射第二喷射器37Α、37Β的排出量超过固定量的状态中操作时),建立终止状态。
[0080]当终止状态建立时,高供给燃料压力操作被取消(步骤S19)。换言之,从供给栗22供给到高压燃料栗31的燃料的压力被保持在高压侧供给燃料压力的主体被取消,并且供给燃料压力恢复通常低压侧供给燃料压力。更具体地,通过将供给燃料压力切换装置23的燃料压力切换电磁打开/关闭阀83设定为非传导打开状态从而将供给燃料压力调节装置23的低压调节器部分与第一燃料管道25连接,并且如果有必要的话通过经由栗驱动电路84以可变方式将供给栗22的排出量控制为减小侧,供给燃料压力切换单元103将供给燃料压力恢复为低压侧供给燃料压力。
[0081 ]接着,当前燃料压力脉动宽度X的计算值被存储在RAM的预定存储器区域中(步骤S20)。该处理然后返回步骤S12以便输入新的传感器信息,由此重复从步骤S12向前的处理(步骤S12至S20)。
[0082]因此,在该实施例中,由脉动宽度检测单元101检测从供给栗22供给到高压燃料栗31的燃料的燃料压力脉动宽度X,并且当燃料压力变化发生使得燃料压力脉动宽度X以不低于对应于变化率β的减小速度的快速减小速度降至阈值变化宽度α时,供给状态确定单元102确定使燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗31的燃料中的状态变化已经发生。在接收该确定结果时,供给燃料压力切换单元103将被供给到高压燃料栗31的燃料的压力切换为比通常压力高的更高压力。因此,当燃料蒸气开始形成在从供给栗22供给到低压侧输送管道26A、26B和高压燃料栗31的燃料中使得燃料压力脉动宽度)(快速地衰减时,能够在燃料蒸气填充高压燃料栗31的内部之前,或者换言之,在时间ta(例如近似20至30秒)内执行燃料蒸气抑制控制,该燃料蒸气抑制控制用于将供给到高压燃料栗31的供给燃料压力切换到高压侧供给燃料压力,该时间ta从在图4中的燃料压力脉动宽度)(快速地衰减的点延长到经受反馈控制的高压燃料栗31的驱动负载(用于关闭电磁溢流阀32的关闭驱动负载)根据目标燃料压力快速地增加的点。结果,能够预防在高压燃料栗31中的燃料不能被加压的燃料气阻。
[0083]此外,在该实施例中,脉动宽度检测单元101检测燃料压力脉动宽度X,并且当燃料压力脉动宽度X降至阈值变化宽度α时,供给状态确定单元102确定此时供给燃料压力的变化率是否示意供给燃料压力的快速衰减。因此,能够在抑制ECU50的处理负荷时容易地、快速地并且准确地执行关于使燃料蒸气形成在被供给到高压燃料栗31的燃料中的状态变化是否已经发生的确定。
[0084]另外,从燃料压力脉动宽度(供给燃料压力脉动宽度)Χ被脉动宽度检测单元101检测为已经降至阈值变化宽度α的点开始,被供给到高压燃料栗31的燃料的压力至少在预定的固定时间内被保持在比通常高的更高压力,并且因此能够充分地避免高压燃料栗31填充有燃料蒸气的情况。
[0085]具体地,当由高压燃料压力传感器69检测到的压力达到能够进行缸内喷射的目标压力水平时,在取消供给燃料压力高压保持状态之后,从燃料压力脉动宽度对夬速降低的点开始,供给燃料压力切换单元103在高压保持状态中保持供给燃料压力,直至由高压燃料压力传感器69检测到的压力再次达到目标压力水平。因此,能够以准确的和及时的方式修改燃料压力,由此能够有效地抑制燃料蒸气产生。
[0086]而且,在该实施例中,当在发动机10中的预定工作状态下F/C标志被激活,从而示意从缸内喷射第二喷射器37Α、37Β和端口喷射第一喷射器27Α、27Β的燃料供应暂时停止的燃料切断状态建立时,脉动宽度检测单元101检测供给到高压燃料栗31的燃料的压力的供给燃料压力脉动宽度X。因此,当第二喷射器37Α、37Β已经被关闭较长的时间使得高压燃料栗31的内部温度更加可能升高时,脉动宽度检测单元101检测供给到高压燃料栗31的燃料的压力的供给燃料压力脉动宽度X,并且因此供给燃料压力仅当有必要时才被增加。结果,能够可靠地预防在高压燃料栗31中的燃料气阻。此外,通常供给燃料压力能够被抑制为低压,并且因此能够防止燃料效率和供给栗22的寿命降低。
[0087]此外,在该实施例中,检测供给燃料压力的低压燃料压力传感器68在第二缸排12的安装了高压燃料栗31的一侧上被安装在低压侧输送管道26Β上,并且因此低压燃料压力传感器68被布置在靠近高压燃料栗31的布置环境的环境中。结果,能够当高压燃料栗31的内部温度增加时可靠地增加供给燃料压力。
[0088] 注意在上述实施例中,当由高压燃料压力传感器69检测到的压力达到能够进行缸内喷射的目标压力水平时,取消供给燃料压力高压保持状态。然而,与当高压燃料栗31的排出流量达到预设通常流量水平或者发动机10被操作使得缸内喷射第二喷射器37Α、37Β的排出量超过固定量时,取消供给燃料压力高压保持状态的情形类似,在由脉动宽度检测单元101检测到的供给燃料压力脉动宽度X已经降至阈值变化宽度α之后,维持供给燃料压力高压保持状态直至高压燃料栗31的内部温度已经充分地降低,并且因此能够以准确的和及时的方式修改燃料压力,由此能够有效地抑制燃料蒸气产生。此外,在以上实施例中,在发动机10工作的同时相应的缸内喷射第二喷射器37A、37B被关闭的状态对应于燃料切断状态,但是缸内喷射第二喷射器37A、37B被关闭使得不从高压燃料栗31排出燃料的状态可以被应用于除了燃料切断状态之外的情形。此外,在以上实施例中,发动机10是双喷射式发动机,但是本发明还可以被应用于仅执行缸内喷射的内燃机或者仅执行端口喷射的内燃机。而且,低压侧燃料压力传感器68和高压侧燃料压力传感器69的布置位置不限于燃料供应管道中的最远下游位置,并且传感器可以被容易地安装在低压侧输送管道26A、26B和高压侧输送管道36A、36B中的任何一个之上或者被布置在其它位置中。
[0089]利用上述发明,通过当从低压燃料栗供应到高压燃料栗的燃料的压力变化量由于在燃料的供给路径中形成燃料蒸气而快速地衰减时,即在燃料蒸气填充高压燃料栗之前,将被供给到高压燃料栗的燃料的压力切换为高压,能够预防在高压燃料栗中的燃料不能被加压的燃料气阻。因此,本发明提供一种用于内燃机的燃料供应设备,该燃料供应设备能够在不在内燃机中产生由于燃料喷射压力减小而引起的旋转变化和空燃比变化的情况下,并且在不引起燃料效率和低压燃料栗的寿命降低的情况下,通过以准确的和及时的方式修改燃料压力而有效地以低成本抑制燃料蒸气产生。因此,能够有利地在所有的用于内燃机的燃料供应设备中使用本发明,以抑制当来自低压燃料栗的燃料被高压燃料栗加压并且通过喷射阀被供应到内燃机时产生的燃料蒸气。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的燃料供应设备,包括: 低压燃料栗(22),所述低压燃料栗能够供给所述内燃机的燃料; 高压燃料栗(31),所述高压燃料栗将从所述低压燃料栗供给的燃料加压并且排出; 高压燃料喷射阀(37A、37B),所述高压燃料喷射阀将被所述高压燃料栗加压的燃料选择性地供应到所述内燃机; 脉动宽度检测装置(101),所述脉动宽度检测装置用于检测从所述低压燃料栗供给到所述高压燃料栗的燃料的压力的脉动宽度;和 供给状态确定装置(102),所述供给状态确定装置用于当由所述脉动宽度检测装置检测到的脉动宽度降至预设阈值脉动宽度时,确定使得燃料蒸气形成在被供给到所述高压燃料栗的燃料中的状态变化已经发生, 其中,被供给到所述高压燃料栗的燃料的通常压力是所述脉动宽度超过所述阈值脉动宽度的压力, 所述用于内燃机的燃料供应设备进一步包括供给燃料压力改变装置(103),所述供给燃料压力改变装置用于当所述供给状态确定装置确定使得燃料蒸气形成在被供给到所述高压燃料栗的燃料中的所述状态变化已经发生时,将被供给到所述高压燃料栗的燃料的压力切换到比所述通常压力高的更高压力,并且 所述用于内燃机的燃料供应设备进一步包括: 高压侧燃料压力传感器(69),所述高压侧燃料压力传感器检测被所述高压燃料栗加压的燃料的压力;和 高压燃料栗控制装置(104),所述高压燃料栗控制装置用于基于由所述高压侧燃料压力传感器检测到的压力控制所述高压燃料栗,使得被所述高压燃料栗加压的燃料的压力接近目标压力, 其中,当由所述高压侧燃料压力传感器检测到的压力达到预设目标压力水平时,所述供给燃料压力改变装置取消高压保持状态,在所述高压保持状态中,被供给到所述高压燃料栗的燃料的压力被保持在比所述通常压力高的所述更高压力。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应设备,其中,从由所述脉动宽度检测装置检测到的所述脉动宽度降至所述阈值脉动宽度的点开始,所述供给燃料压力改变装置在至少预设的固定时间内将被供给到所述高压燃料栗的燃料的压力保持在比所述通常压力高的所述更高压力。
3.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应设备,其中,根据所述内燃机的工作状态预先将所述目标压力设定为能够进行缸内喷射的压力。
4.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应设备,其中,所述高压燃料喷射阀被构造成包括多个缸内喷射喷射器,所述多个缸内喷射喷射器的数目对应于所述内燃机中的缸的数目,并且 在所述内燃机工作的同时所述多个缸内喷射喷射器被分别关闭的状态建立时,所述脉动宽度检测装置检测被供给到所述高压燃料栗的燃料的压力的脉动宽度。
5.根据权利要求4所述的用于内燃机的燃料供应设备,进一步包括低压燃料喷射阀(27A、27B),所述低压燃料喷射阀将从所述低压燃料栗供给的燃料选择性地供应到所述内燃机, 其中,所述低压燃料喷射阀被构造成包括多个端口喷射喷射器,所述多个端口喷射喷射器的数目对应于所述内燃机中的缸的数目,并且 在所述内燃机工作的同时所述多个缸内喷射喷射器和所述多个端口喷射喷射器被分别关闭的状态建立时,所述脉动宽度检测装置检测被供给到所述高压燃料栗的燃料的压力的脉动宽度。
6.根据权利要求4所述的用于内燃机的燃料供应设备,其中,在所述内燃机工作的同时所述多个缸内喷射喷射器被分别关闭的状态对应于在所述内燃机工作的同时从所述高压燃料喷射阀的燃料供应被暂时停止的燃料切断状态。
7.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应设备,进一步包括低压燃料喷射阀(27A、27B),所述低压燃料喷射阀将从所述低压燃料栗供给的燃料选择性地供应到所述内燃机, 其中,所述低压燃料喷射阀被构造成包括多个端口喷射喷射器,所述多个端口喷射喷射器的数目对应于所述内燃机中的缸的数目, 所述内燃机包括多个缸排(11、12),每个缸排均具有多个缸, 所述高压燃料栗被安装在所述多个缸排中的在一侧上的缸排上,并且 所述燃料供应设备进一步包括低压侧燃料压力传感器(68),所述低压侧燃料压力传感器检测从所述低压燃料栗供给到所述多个端口喷射喷射器中的被安装在所述一侧上的所述缸排上的端口喷射喷射器的燃料的压力。
8.根据权利要求1所述的用于内燃机的燃料供应设备,其中,所述脉动宽度检测装置检测从所述低压燃料栗供给到所述高压燃料栗的燃料的压力的每预定时间的变化宽度,并且 当由所述脉动宽度检测装置检测到的燃料的压力的变化宽度降至所述预设阈值脉动宽度时,所述供给状态确定装置基于所述变化宽度的变化率确定使得燃料蒸气形成在被供给到所述高压燃料栗的燃料中的状态变化已经发生。
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