CN105189992A - 燃料喷射控制装置和燃料喷射系统 - Google Patents

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Abstract

一种燃料喷射控制装置应用于具备喷射器(10)和将燃料升压后供给至喷射器(10)的高压泵(40)的燃料喷射系统。燃料喷射控制装置(20)具备选择通过全升程喷射和部分喷射中的哪一个来喷射燃料的选择部(S10、S11)、以及控制高压泵(40)的工作使得向喷射器(10)供给的燃料的压力成为目标压力(Ptrg)的泵控制部(S23)。选择部(S10、S11)在要求喷射量(Qreq)为部分最大喷射量(Qplmax)以下的情况下选择部分喷射。燃料喷射系统具备燃料喷射控制装置(20)、喷射器(10)以及高压泵(40)。

Description

燃料喷射控制装置和燃料喷射系统
关联申请的相互参照
本公开基于2013年5月10日申请的日本申请号2013-100302号和2013年5月10日申请的日本申请号2013-100300号，在此引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种适用于从喷射器喷射通过高压泵升压后的燃料的燃料喷射系统的燃料喷射控制装置和燃料喷射系统。
背景技术
这种一般的喷射器具备随着向线圈通电而产生电磁吸引力的固定芯、以及被固定芯吸引而与阀体一起移动的可动芯。而且，通过控制对线圈的通电时间Ti，来控制阀体的开阀时间，从而控制燃料的喷射期间即喷射量Q(参照专利文献1)。
而且，在以往的一般的控制中，前提是以在阀体到达全升程位置之后开始进行闭阀工作的方式进行喷射(全升程喷射)。因此，在喷射微少量的燃料的情况下，设定为能够进行全升程喷射的最小的通电时间Ti(全升程最小时间)，并且使向喷射器供给的燃料的压力(供给燃压)降低。
然而，在上述的全升程喷射中，在喷射微少量的燃料的情况下需要降低供给燃压，因此由于喷射压力的降低而导致从喷孔喷射的燃料的喷雾粒径变大。也就是说，无法充分地促进燃料喷雾的微粒化，招致燃烧效率的恶化。
另一方面，在专利文献2中公开了如下控制：通过使通电时间Ti比全升程最小时间短，从而以在阀体到达全升程位置之前开始进行闭阀工作的方式进行喷射(部分喷射)。通过该控制，也能够喷射微少量的燃料。
在此，喷射器内部的燃料通路中的比阀体的阀座部靠下游侧的部分(囊室)的燃料的压力(囊燃压)越高，则从喷孔喷射的燃料的喷雾粒径越小，得到的燃烧能量越大。因而，在能够使喷雾粒径变小这一点上期望提高向喷射器供给的燃料的压力(供给燃压)。
然而，在紧接着使阀体打开之后在阀座部处燃料被节流的程度大，因此即使提高供给燃压，囊燃压也不立即上升。因此，如果实施前述的部分喷射，则在囊燃压未充分地上升的状态下结束喷射，因此无法喷射喷雾粒径小的燃料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-177303号公报
专利文献2：日本特开2013-2400号公报
发明内容
本公开是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种燃料喷射控制装置和燃料喷射系统，即使在喷射微少量的燃料的情况下，也能够充分地促进燃料喷雾的微粒化。
本公开的另一目的在于提供一种燃料喷射控制装置和燃料喷射系统，能够在减小喷雾粒径的同时进行微少量的燃料喷射。
为了达到上述目的，本公开的一个方式的前提在于，是应用于燃料喷射系统的燃料喷射控制装置，该燃料喷射系统具备使阀体进行开阀工作来从喷孔喷射燃料的喷射器、以及将燃料升压后供给至喷射器的高压泵。
而且，本公开的特征在于具备以下结构。即，具备选择单元，该选择单元选择通过全升程喷射和部分喷射中的哪一个来喷射燃料，在该全升程喷射中在开始了开阀工作的阀体到达全升程位置之后开始闭阀工作，在该部分喷射中开始了开阀工作的阀体不到达全升程位置而开始闭阀工作。具备泵控制单元，该泵控制单元控制高压泵的工作使得向喷射器供给的燃料的压力成为目标压力。而且，特征在于，在将以燃料喷射系统可取的目标压力的最大值实施了部分喷射时的最大喷射量称为部分最大喷射量的情况下，选择单元在要求喷射量为部分最大喷射量以下的情况下选择部分喷射。
另外，将表示通电时间Ti与喷射量Q的关系的特性线(参照图7)中的进行部分喷射的区域称为部分区域A1，将进行全升程喷射的区域称为全升程区域A2，下面说明本公开的作用效果。供给燃压越高，则在部分区域A1中能够喷射的最大喷射量B越多。因而，在以10Mpa的供给燃压来喷射例如图7中的符号Q1所示的喷射量的情况下进行全升程喷射，而在以20Mpa来喷射该喷射量Q1的情况下进行部分喷射。
于是，如图7中的符号Q1所例示的那样，存在根据供给燃压而部分喷射和全升程喷射都能够进行的情况。在该情况下，在选择部分喷射的情况下，与选择全升程喷射的情况相比，以高的供给燃压来进行喷射。
根据鉴于这一点的上述公开，在要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的情况下选择部分喷射。因此，即使在喷射微少量的燃料的情况下，也以比全升程喷射时高的压力来进行喷射，能够充分地促进燃料喷雾的微粒化。
为了达到上述目的，本公开的另一方式的前提在于，是应用于燃料喷射系统的燃料喷射控制装置，该燃料喷射系统具备使阀体进行开阀工作来从喷孔喷射燃料的喷射器、以及将燃料升压后供给至喷射器的高压泵。
而且，本公开的特征在于具备以下结构。即，具备选择单元，该选择单元选择通过全升程喷射和部分喷射中的哪一个来进行喷射，在该全升程喷射中在开始了开阀工作的阀体到达全升程位置之后开始闭阀工作，在该部分喷射中开始了开阀工作的阀体不到达全升程位置而开始闭阀工作。具备泵控制单元，该泵控制单元控制高压泵的工作使得向喷射器供给的燃料的压力成为目标压力。具备目标压力设定单元，该目标压力设定单元在选择了全升程喷射时根据内燃机的运转状态设定目标压力，在选择了部分喷射时将目标压力设定为预先设定的下限压力以上的值。
在此，如果与本公开相反地在部分喷射时也根据内燃机的运转状态设定目标压力，则由于要求喷射量微少而引起目标压力变小，存在无法以小的喷雾粒径进行喷射的情况。而在本公开中，在部分喷射时将目标压力设定为预先设定的下限压力以上的值。因此，在部分喷射时以充分高的供给燃压进行喷射，因此即使是部分喷射也成为小的喷雾粒径。因此，能够在减小喷雾粒径的同时进行微少量的燃料喷射。另外，在全升程喷射时根据内燃机的运转状态设定目标压力，因此能够避免在全升程喷射时供给燃压不必要地变高，能够避免高压泵的驱动所需的能量不必要地变大。
附图说明
本公开的上述目的及其它目的、特征、优点将通过参照附图进行的下述详细说明而变得更明确。该附图是：
图1是表示第1实施方式所涉及的燃料喷射系统的整体图。
图2是说明图1所示的喷射器的整体构造的剖视图。
图3是图2的放大图，是表示喷孔的形状的剖视图。
图4是图2的放大图，是表示磁路的剖视图。
图5是说明图1所示的高压泵的整体构造的示意图。
图6是表示图1所示的ECU实施了喷射控制的情况下向线圈施加的电压、线圈电流以及电磁吸引力随着时间经过所产生的变化的图。
图7是表示图2所示的喷射器的Ti-Q特性的图。
图8是表示由图1所示的微机进行的喷射控制的处理过程的流程图。
图9是表示由图1所示的微机进行的泵控制的处理过程的流程图。
图10是表示由图1所示的微机进行的映射图更新处理的过程的流程图。
图11是说明第5实施方式的效果的曲线图，是表示喷雾粒径与供给燃压的关系的试验结果。
图12是说明第6实施方式的效果的曲线图，是表示喷雾粒径恶化度与供给燃压的关系的数值分析结果。
图13是表示第4实施方式所涉及的喷雾粒径恶化度与阀座节流率的关系的试验结果。
具体实施方式
下面，参照附图来说明燃料喷射控制装置以及包括该装置的燃料喷射系统的各实施方式。
(第1实施方式)
图1所示的喷射器10搭载于点火式的内燃机(汽油发动机)，用于向内燃机的燃烧室2直接喷射燃料。具体地说，在形成燃烧室2的缸盖3中的与缸的轴线C一致的位置处形成有插入喷射器10的安装孔4。
向喷射器10供给的燃料被贮存在未图示的燃料罐中。燃料罐内的燃料通过低压泵汲取并通过高压泵40升压后加压输送至输送管30。输送管30内的高压燃料被分配供给至各汽缸的喷射器10。关于高压泵40的构造，稍后使用图5进行详述。
在缸盖3处安装有火花塞6。火花塞6和喷射器10在缸盖3中的相对于燃烧室2位于活塞的相反侧的部分排列配置。
如图2所示，喷射器10构成为具备主体11、阀体12、线圈13、固定芯14、可动芯15、外壳16等。主体11以在内部形成燃料通路11a的方式由磁性材料形成。主体11形成阀体12离开或落座的落座面17b和喷射燃料的喷孔17a。
使用图3详细说明，在主体11处安装了形成有落座面17b的喷孔体17。在喷孔体17处安装了形成有喷孔17a的喷孔板17p。阀体12中的落座于落座面17b的部分是阀座部12a。具体地说，阀体12的主体部12b与前端部12c的边界线作为落座于落座面17b的阀座部12a发挥功能。主体部12b是沿轴线C方向延伸的圆柱形状，前端部12c是从主体部12b的喷孔侧前端向喷孔17a延伸的圆锥形状。总之，作为圆柱与圆锥的边界线的角部相当于绕轴线C延伸的环状的阀座部12a。
当使阀体12进行闭阀工作以使阀座部12a落座于落座面17b时，从喷孔17a的燃料喷射停止。当使阀体12进行开阀工作(提升)以使阀座部12a离开落座面17b时，从喷孔17a喷射燃料。燃料通路11a中的比阀体12的阀座部12a靠下游侧、且喷孔17a的上游侧部分是囊(Sack)室17s。囊室17s的燃压(囊燃压)越高，则从喷孔17a喷射的燃料的喷雾粒径越小。
喷孔17a的流路长度L小于喷孔17a的入口直径D。以喷孔17a的流路方向相对于喷孔板17p的板面的垂直方向倾斜的方式，在喷孔板17p上形成有喷孔17a。另外，喷孔17a的截面形状是圆形。因而，喷孔17a的入口形状是椭圆，严格地说，入口直径D是椭圆的长轴尺寸。
返回到图2的说明，线圈13是卷绕在树脂制的线轴13a而构成的，被该线轴13a和树脂件13b密封。也就是说，由线圈13、线轴13a、树脂件13b形成圆筒形状的线圈体。
固定芯14由磁性材料形成为圆筒形状，在圆筒内部形成燃料通路14a。在主体11的内周面插入有固定芯14，在主体11的外周面插入有线轴13a。并且，用于密封线圈13的树脂件13b的外周面被外壳16覆盖。外壳16由磁性材料形成为圆筒形状。此外，在外壳16的开口端部安装有由磁性材料形成的盖构件18。由此，线圈体被主体11、外壳16以及盖构件18所包围。
可动芯15由磁性材料形成为圆盘形状，被插入配置在主体11的内周面。此外，主体11、阀体12、线圈体、固定芯14、可动芯15以及外壳16被配置成各自的中心线一致。而且，可动芯15相对于固定芯14配置于喷孔17a侧，以在不向线圈13通电时与固定芯14之间具有规定的缝隙的方式与固定芯14对置配置。
当向线圈13通电而使固定芯14产生电磁吸引力时，通过该电磁吸引力而可动芯15被拉向固定芯14。其结果，与可动芯15连结的阀体12克服主弹簧SP1的弹性力和燃压闭阀力而提升(开阀工作)。燃压闭阀力是指燃料通路11a内的燃料压力将阀体12推向闭阀侧的力。另一方面，当停止向线圈13的通电时，通过主弹簧SP1的弹性力而阀体12与可动芯15一起进行闭阀工作。
图4是图2的放大图，并且表示向缸盖3的安装孔4插入并安装喷射器10的状态。如前所述，包围线圈体的主体11、外壳16、盖构件18以及固定芯14由磁性材料形成，因此形成作为通过向线圈13的通电而产生的磁通的通路的磁路。也就是说，磁通如图中的箭头所示那样在磁路中流动。
此外，将外壳16中的收容线圈13的区域的部分称为线圈区域部16a。另外，将外壳16中的形成磁路的区域的部分称为磁路区域部16b。换言之，插入方向(图4的上下方向)上的盖构件18的喷孔相反侧(图4的上侧)的端面位置是磁路区域部16b的喷孔相反侧的区域边界。在图4的例子中，磁路区域部16b中的插入方向(图4的上下方向)上的整体在整周上被安装孔4的内周面4a所包围。而且，缸盖3中的将磁路整周地包围的部分相当于“环状导电部3a(内燃机的规定部位)”。
主体11中的位于比外壳16靠喷孔侧的位置的部分的外周面与安装孔4的内周面4b接触(参照图1)。而外壳16的外周面在与安装孔4的内周面4a之间形成有间隙CL(参照图4)。换言之，磁路区域部16b的外周面与安装孔4的内周面4a隔着间隙CL而对置。
这样，磁路被环状导电部3a所包围，因此，当向线圈13流通电流而在磁路中产生磁通变化时(参照图4中的箭头)，随着该磁通变化而在环状导电部3a中产生涡电流。该涡电流沿图4的纸面垂直方向流动。
返回到图2的说明，在可动芯15上形成有贯通孔15a，阀体12被插入配置于该贯通孔15a，从而阀体12被安装成能够相对于可动芯15滑动而相对移动。在阀体12的喷孔相反侧端部形成有卡止部12d。在可动芯15被固定芯14吸引而移动时，在卡止部12d卡止于可动芯15的状态下移动，因此在可动芯15的移动开始的同时，阀体12也开始移动(开阀工作)。但是，即使在可动芯15与固定芯14接触的状态下，阀体12也能够相对于可动芯15进行相对移动而提升。
在阀体12的喷孔相反侧配置有主弹簧SP1，在可动芯15的喷孔侧配置有副弹簧SP2。这些弹簧SP1、SP2是线圈状，在轴线C方向上变形而发生弹性变形。主弹簧SP1的弹性力(主弹性力Fs1)作为来自调整管101的反作用力而沿闭阀方向赋予至阀体12。副弹簧SP2的弹性力(副弹性力Fs2)作为来自主体11的凹部11b的反作用力而沿吸引方向赋予至可动芯15。
总之，阀体12被夹持在主弹簧SP1与落座面17b之间，可动芯15被夹持在副弹簧SP2与卡止部12d之间。而且，副弹性力Fs2经由可动芯15传递到卡止部12d，并沿开阀方向赋予至阀体12。因而，也可以说，从主弹性力Fs1减去副弹性力Fs2而得到的弹性力Fs沿闭阀方向赋予至阀体12。
详细地说，当阀体12提升时，主弹簧SP1的压缩量(弹性变形量)增大，因此主弹性力Fs1增大。另一方面，当阀体12提升时，副弹簧SP2的压缩量(弹性变形量)减少，因此副弹性力Fs2减少。它们的合成弹性力Fs(＝Fs1+Fs2)随着提升而增大。
闭阀时(行程＝0)的主弹性力Fs1(设置载荷Fset1)大于闭阀时的副弹性力Fs2(设置载荷Fset2)。因而，闭阀时的合成弹性力Fs小于设置载荷Fset1。如图2所示，通过对调整管101相对于固定芯14的圆筒内部的安装位置进行调整，能够调整主弹簧SP1的设置载荷Fset1。
接着，使用图5说明高压泵40。高压泵40是通过柱塞45的往复运动而进行燃料的吸入和喷出的活塞泵。详细地说，高压泵40的驱动轴5通过内燃机的曲柄轴被旋转驱动。也就是说，高压泵40是通过内燃机的旋转扭矩来驱动的机械式泵。凸轮机构46将驱动轴5的旋转运动转换为柱塞45的往复运动。柱塞45在配置于燃料通路48的中途的泵室44内进行往复运动。由此，从低压泵向高压泵40供给的燃料被吸入泵室44内，在通过柱塞45被压缩之后从泵室44向输送管30喷出。
在高压泵40的燃料吸入侧设置有随着通电而闭阀的常开式的调量阀43，通过控制该调量阀43的闭阀时间来调整高压泵40的燃料喷出量。即，在柱塞45下降时，燃料被吸入泵室44。之后，在柱塞45转为上升时，在调量阀43为非通电的情况下调量阀43保持开阀状态，由此泵室44内的燃料返回到上游侧。另一方面，当随着向调量阀43的通电而调量阀43被闭阀时，泵室44内的燃料的压力上升，该高压燃料被加压输送至输送管30。在该情况下，调量阀43的闭阀定时(通电定时)越滞后，则燃料加压输送期间越小，进而燃料加压输送量越少。此外，作为调量阀43，也可以代替常开式阀而采用常闭式阀。
另外，在逆止阀42的下游侧设置有作为限制燃料喷出压力的压力释放阀的溢流阀47。溢流阀47在高压泵40的燃料喷出压力为规定的溢流压力(例如25MPa)以上的情况下开阀，在该开阀时使高压泵40的喷出燃料经由燃料返回管49返回到燃料罐25。由此，避免输送管30内的燃料压力超过溢流压力。此外，溢流阀47也可以设置于输送管30，以代替设置于高压泵40。
返回到图1的说明，电子控制装置(ECU20)相当于权利要求书所记载的“燃料喷射控制装置”，具备微型计算机(微机21)、集成IC22、升压电路23、开关元件SW2、SW3、SW4等。
微机21构成为具有中央运算装置、非易失性存储器(ROM)以及易失性存储器(RAM)等，基于内燃机的负荷和内燃机旋转速度计算燃料的要求喷射量Qreq和目标喷射开始时期。此外，预先进行试验来获取表示通电时间Ti与喷射量Q的关系的特性线(参照图7)，按照该特性线控制向线圈13的通电时间Ti，由此控制喷射量Q。
例如，基于所述特性线制作表示通电时间Ti与喷射量Q的关系的映射图(Ti-Q映射图)，事先将该Ti-Q映射图存储在存储器中。而且，参考Ti-Q映射图来设定符合所要求的喷射量(要求喷射量Qreq)的通电时间Ti。此外，向喷射器10供给的燃压(也就是说，输送管30内的燃压)越高，则所需的通电时间Ti越短。因此，事先按每个供给燃压制作Ti-Q映射图并存储，根据喷射时的供给燃压来切换要参考的Ti-Q映射图。
集成IC22具有控制开关元件SW2、SW3、SW4的工作的喷射驱动电路22a以及控制升压电路23的工作的充电电路22b。这些电路22a、22b基于从微机21输出的喷射指令信号进行工作。喷射指令信号是指示向喷射器10的线圈13的通电状态的信号，由微机21基于前述的要求喷射量Qreq和目标喷射开始时期以及后述的线圈电流检测值I进行设定。喷射指令信号中包含后述的喷射信号、增压信号以及电池信号。
升压电路23具有线圈23a、电容器23b、二极管23c以及开关元件SW1。当充电电路22b控制开关元件SW1使得开关元件SW1交替地反复进行导通工作和截止工作时，从电池端子Batt施加的电池电压通过线圈23a升压(增压)并蓄积在电容器23b中。这样升压并蓄积的电力的电压相当于“增压电压”。
然后，当喷射驱动电路22a使开关元件SW2、SW4一起进行导通工作时，向喷射器10的线圈13施加增压电压。另一方面，当切换成使开关元件SW2进行截止工作并使开关元件SW3进行导通工作时，向喷射器10的线圈13施加电池电压。此外，在使向线圈13的电压施加停止的情况下，使开关元件SW2、SW3、SW4进行截止工作。二极管24用于防止在开关元件SW2的导通工作时增压电压施加到开关元件SW3。
分流电阻25用于检测流过开关元件SW4的电流、即流过线圈13的电流(线圈电流)，微机21基于在分流电阻25上产生的压降量，检测前述的线圈电流检测值I。
接着，详细说明通过流通线圈电流而产生的电磁吸引力(开阀力)。
固定芯14中产生的磁动势(安培匝数AT)越大，则电磁吸引力越大。也就是说，在线圈13的圈数相同的情况下，越是增大线圈电流来增大安培匝数AT，则电磁吸引力越大。但是，开始通电后起至吸引力饱和而成为最大值为止花费时间。在本实施方式中，将这样饱和而成为最大值时的电磁吸引力称为静态吸引力Fb。
另外，将阀体12开始开阀工作所需的电磁吸引力称为开阀必要力Fa。此外，向喷射器10的供给燃压越高，则阀体12开始开阀工作所需的电磁吸引力(开阀开始吸引力)越大。另外，根据燃料的粘性大的情况等各种状况，开阀开始吸引力变大。因此，将假设开阀开始吸引力最大的状况的情况下的开阀开始吸引力定义为开阀必要力Fa。
图6的曲线图(a)表示将燃料喷射实施一次的情况下的向线圈13的施加电压波形。如图所示，在由喷射指令信号指示的电压施加开始时期t1(也就是说，通电时间Ti的开始时期)施加增压电压来开始通电。于是，随着通电开始而线圈电流上升到第1目标值I1(参照图6的曲线图(b))。然后，在前述的线圈电流检测值I达到第1目标值I1的t1时间点使通电断开。总之，进行控制使得通过利用初次通电的增压电压施加来使线圈电流上升到第1目标值I1。
之后，控制电池电压的通电，使得线圈电流维持被设定为比第1目标值I1低的值的第2目标值I2。具体地说，交替地反复进行电池电压的通电的接通断开，使得线圈电流检测值I与第2目标值I2之间的偏离在规定幅度以内，从而以使变动的线圈电流的平均值保持在第2目标值I2的方式进行占空比控制。而且，第2目标值I2被设定为使静态吸引力Fb为开阀必要力Fa以上的值。
之后，控制电池电压的通电使得线圈电流维持被设定为比第2目标值I2低的值的第3目标值I3。具体地说，交替地反复进行电池电压的通电的接通断开，使得线圈电流检测值I与第3目标值I3之间的偏离在规定幅度以内，从而以使变动的线圈电流的平均值保持在第3目标值I3的方式进行占空比控制。
如图6的曲线图(c)所示，电磁吸引力在从通电开始时间点、即上升控制开始时间点(t0)至拾波(Pick-up)控制结束时间点(t3)的期间持续上升。此外，关于电磁吸引力的上升速度，拾波控制期间比上升控制期间慢。而且，设定第1目标值I1、第2目标值I2以及拾波控制期间使得在吸引力上升的期间(t0～t3)内吸引力超过开阀必要力Fa。
在保持控制期间(t4～t5)，吸引力保持在规定值。设定第3目标值I3使得所述规定值比保持开阀状态所需的开阀保持力Fc高。此外，开阀保持力Fc小于开阀必要力Fa。
喷射指令信号中包含的喷射信号是指示通电时间Ti的脉冲信号，脉冲导通时期被设定为比目标喷射开始时期早规定的喷射延迟时间的时期t0。然后，脉冲截止时期被设定为从脉冲导通起经过了与通电时间Ti相应的时间的时期t5(也就是说，通电时间Ti的结束时期)。开关元件SW4按照该喷射信号进行工作。
喷射指令信号中包含的增压信号是指示基于增压电压的通电接通断开的脉冲信号，与喷射信号的脉冲导通同时进行脉冲导通。之后，在直到线圈电流检测值I达到第1目标值I1为止的期间，增压信号交替地反复接通断开。开关元件SW2按照该增压信号的接通断开进行工作。由此，在上升控制期间，施加增压电压。
喷射指令信号中包含的电池信号在拾波控制的开始时间点t2进行脉冲导通。之后，电池信号交替地反复接通断开，使得以在直到从通电开始起的经过时间达到规定时间为止的期间线圈电流检测值I保持在第2目标值I2的方式进行反馈控制。并且在之后，电池信号交替地反复接通断开，使得以在直到喷射信号的脉冲截止为止的期间线圈电流检测值I保持在第3目标值I3的方式进行反馈控制。开关元件SW3按照该电池信号进行工作。
由安装于输送管30的燃压传感器31(参照图1)来检测向喷射器10的供给燃压。ECU20根据由燃压传感器31检测出的供给燃压来判定是否实施上述的拾波控制。例如在供给燃压为规定值以上的情况下允许拾波控制，但是在供给燃压小于规定值的情况下不实施拾波控制而在上升控制之后实施保持控制。
图7示出表示通电时间Ti与喷射量Q的关系的特性线，图中的实线是供给燃压为10Mpa的情况下的特性线，虚线是供给燃压为20Mpa的情况下的特性线。在本实施方式中，燃料喷射系统可取的目标压力的最大值(系统最大燃压Pmax)是10MPa。系统最大燃压Pmax被设定为比高压泵40的最大喷出压力低的值，被设定为能够稳定地保持输送管30内的燃压(供给燃压)的最大值。
将特性线中的符号A1所示的区域称为部分(Partial)区域，将符号A2所示的区域称为全升程(Fulllift)区域。在部分区域A1的通电时间Ti内喷射了燃料(部分(Partial)喷射)的情况下，在可动芯15与固定芯14碰撞之前，也就是说在阀体12到达全升程位置之前开始闭阀工作，喷射微少量的燃料。全升程位置是指可动芯15与固定芯14碰撞的时间点的阀体12的升程位置。另一方面，在全升程区域A2的通电时间Ti内喷射了燃料(全升程喷射)的情况下，在阀体12到达全升程位置之后开始闭阀工作，因此与在部分区域A1中喷射的情况相比喷射量变多。
供给燃压越高，则在部分区域A1中能够喷射的最大喷射量B越多。因而，例如在以供给燃压10MPa喷射图7中的符号Q1所示的喷射量的情况下会在全升程区域A2中喷射，但是在以20MPa喷射该喷射量Q1的情况下会在部分区域A1中喷射。
将相对于因阀体12的阀座部12a处的流量节流产生的压力损失(阀座节流程度)与因喷孔17a处的流量节流产生的压力损失(喷孔节流程度)的相加值的、该阀座节流程度的比例称为阀座节流率。而且，在紧接着喷射开始之后，阀座节流程度大于喷孔节流程度，随着阀体12提升，阀座节流率逐渐变小。此外，图7中的符号C表示供给燃压为10Mpa的情况下的特性线上的成为阀座节流率50％的通电时间Ti。
接着，使用图8、图9以及图10来说明由微机21实施的各种控制的处理过程。这些控制在内燃机的工作期间按规定周期(例如CPU的运算周期)反复执行。
首先，使用图8说明控制喷射器10的过程。首先，在图8的步骤S10(选择单元)中，判定前述的要求喷射量Qreq是否为系统最大燃压Pmax下的部分最大喷射量Qplmax以下。在判定为Qreq≤Qplmax的情况下，意味着如果将供给燃压设为系统最大燃压Pmax则能够进行部分区域A1中的喷射。在这样进行了肯定判定的情况下，在接下来的步骤S11(选择单元)中，对以下说明的“输出提高量”与“泵损失量”进行大小比较。
例如在如图7中的符号Q1所示的微少喷射那样在部分区域A1和全升程区域A2中都能够进行喷射的情况下，在选择了将供给燃压设为系统最大燃压Pmax来在部分区域A1中进行喷射的情况下，会以与在全升程区域A2中进行喷射的情况相比高的压力来进行喷射，因此喷雾粒径变小。因此，相对于燃料喷射量的内燃机的输出扭矩、也就是说内燃机的输出效率提高。此外，在此所说的输出扭矩中去除了高压泵40的驱动所需的扭矩。
但是，其另一方面，如果选择部分喷射来将供给燃压设为系统最大燃压Pmax，则随着高压泵40的喷出量增大，驱动轴5的旋转负荷增大，前述的相对于燃料喷射量的输出扭矩(输出效率)降低。
这样，将因选择部分喷射而与选择了全升程喷射的情况相比喷雾粒径变小从而内燃机的输出效率提高的量称为“输出提高量”。另外，将因选择部分喷射而与选择了全升程喷射的情况相比高压泵40的负荷变大从而内燃机的输出效率降低的量称为“泵损失量”。
这些泵损失量和输出提高量根据此时的内燃机的运转状态而不同。作为所述运转状态的具体例，可列举内燃机的负荷、旋转速度、温度以及内燃机使辅机驱动的情况下的负荷等。因此，在步骤S11中，根据这些运转状态来执行输出提高量与泵损失量的大小比较。
在步骤S11中判定为输出提高量>泵损失量的情况下，在接下来的步骤S12、S13中，控制喷射器10的工作使得将供给燃压设为系统最大燃压Pmax来在部分区域A1中喷射要求喷射量Qreq。
具体地说，首先在步骤S12(喷射指令期间设定单元)中，参考基于与Pmax对应的特性线制作的Ti-Q映射图来设定与要求喷射量Qreq对应的通电时间Ti。然后，将包含这样设定的通电时间Ti(喷射信号)的喷射指令信号输出到集成IC22，从而喷射器10在与Pmax对应的特性线上的部分区域A1中喷射要求喷射量Qreq。另外，在接下来的步骤S13中，将强制指令标志设定为ON使得将后述的目标供给燃压Ptrg(目标压力)设为系统最大燃压Pmax。
而在步骤S10中判定为Qreq>Qplmax的情况(S10：“是”)下，部分最大喷射量Qplmax相对于要求喷射量Qreq不足。因此，在该情况下，在步骤S14(喷射指令期间设定单元)中，控制喷射器10的工作使得在全升程区域A2中喷射要求喷射量Qreq。
另外，在步骤S11中判定为输出提高量≤泵损失量的情况(S10：“否”)下，虽然由于不产生上述不足而能够进行部分区域A1中的喷射，但是因在部分区域A1中喷射而产生的缺点(泵损失量)大于优点(输出提高量)。因此，在该情况下，也在步骤S14中控制喷射器10的工作使得在全升程区域A2中喷射要求喷射量Qreq。在执行步骤S14的处理之后，在接下来的步骤S15中将强制指令标志设定为OFF。
接着，使用图9说明控制高压泵40的过程。首先，在图9的步骤S20中，判定在图8的处理中强制指令标志是否被设定为ON。在被设定为ON的情况下(S20：“是”)，在接下来的步骤S21(目标压力设定单元)中，将目标供给燃压Ptrg设定为系统最大燃压Pmax。另一方面，在被设定为OFF的情况下(S20：“否”)，在接下来的步骤S22(目标压力设定单元)中，使用以下说明的燃压映射图，基于内燃机的负荷和内燃机旋转速度设定目标供给燃压Ptrg。
具体地说，预先进行试验来获取相当于负荷的目标喷射量Qreq及内燃机旋转速度与供给燃压的最优值的关系，事先将表示该关系的燃压映射图存储在存储器中。该燃压映射图是基于在全升程区域A2中进行了喷射的情况下的试验结果制作的。然后，基于目标喷射量Qreq和机关旋转速度，参考燃压映射图来设定目标供给燃压Ptrg。
在接下来的步骤S23(泵控制单元)中，对高压泵40进行反馈控制使得由燃压传感器31检测出的实际燃压Pact与在步骤S21、S22中设定的目标供给燃压Ptrg一致。具体地说，基于目标供给燃压Ptrg与实际燃压Pact的偏差控制调量阀43的工作，从而对基于柱塞45的燃料加压输送量进行反馈控制。
接着，使用图10说明更新并学习燃压映射图的过程。首先，在图10的步骤S30(检测单元)中，获取在向线圈13的通电时流过线圈13的电流的波形(参照图6的曲线图(b))、或者施加到线圈13的电压的波形。在接下来的步骤S31(检测单元)中，基于在步骤S30中获取的波形，估计阀体12落座于落座面17b而使喷射结束的闭阀时期。例如，随着落座而在波形中出现特有的脉动，因此基于该脉动出现时期来估计闭阀时期。
在接下来的步骤S32(喷射数据获取单元)中，基于在步骤S31中估计出的闭阀时期估计实际喷射量。具体地说，首先，基于喷射指令信号指示了向线圈13的通电开始的时期，估计喷射开始时期(开阀时期)。例如，只要将通电开始的指令时期与规定的延迟时间相加得到的时期估计为开阀时期即可。然后，基于所估计的开阀时期和闭阀时期计算喷射期间。接着，基于该喷射时的供给燃压和计算出的喷射期间计算实际喷射量。
在接下来的步骤S33(喷射数据获取单元)中，基于在步骤S32中估计出的实际喷射量和该喷射时的通电时间Ti，对在图8的控制中使用的Ti-Q映射图中存储的喷射量Q进行更新并重写。由此，Ti-Q映射图的值是基于实际喷射量学习的。这样学习的Ti-Q映射图相当于表示开阀指令期间与实际喷射量的关系的喷射数据。
在以上说明的本实施方式中，总之，具备以下列举的特征。而且，通过这些各特征发挥以下说明的作用效果。
叙述第1特征。根据本实施方式，在图8的步骤S10中，判定要求喷射量Qreq是否为部分最大喷射量Qplmax以下，以Qreq≤Qplmax为条件来选择部分喷射。因此，在如图7中的符号Q1那样根据供给燃压而部分喷射和全升程喷射都能够进行的情况下，选择部分喷射。因此，即使在喷射微少量的燃料的情况下，也以比全升程喷射时高的压力来进行喷射，能够充分地促进燃料喷雾的微粒化。
叙述第2特征。在此，如果与本实施方式相反地在部分喷射时也根据内燃机的运转状态设定目标压力Ptrg，则由于要求喷射量微少而目标压力变小，存在无法以小的喷雾粒径进行喷射的情况。而在本实施方式中，在部分喷射时将目标压力Ptrg设定为系统最大燃压Pmax(预先设定的下限压力以上的值)。因此，在部分喷射时以充分高的供给燃压进行喷射，因此即使是部分喷射也成为小的喷雾粒径。因此，能够在使喷雾粒径小的同时进行微少量的燃料喷射。
其另一方面，在全升程喷射时根据内燃机的运转状态设定目标压力Ptrg，因此能够避免在全升程喷射时供给燃压不必要地变高，能够避免高压泵40的驱动所需的能量、也就是说使驱动轴5旋转的内燃机的负荷不必要地变大。
叙述第3特征。ECU20将部分喷射时的目标压力Ptrg设定为系统最大燃压Pmax，因此能够最大限度地抑制在部分喷射时喷雾粒径变大。因此，能够使每单位喷射量所得到的燃烧能量变大。
叙述第4特征。ECU20将因选择部分喷射而喷雾粒径变小所引起的输出提高量与因选择部分喷射而高压泵40的负荷变大所引起的泵损失量进行比较。而且，以输出提高量>泵损失量(S11：“是”)为条件来选择部分喷射。因此，能够避免如下事态：尽管通过部分喷射来使喷雾粒径变小，但是相对于喷射量所得到的内燃机的输出降低。
叙述第5特征。ECU20具备检测单元S30、S31、喷射数据获取单元S32、S33以及喷射指令期间设定单元S12、S14。检测单元S30、S31检测阀体12的闭阀时期。喷射数据获取单元S32、S33基于在部分喷射时检测出的闭阀时期，计算该部分喷射的实际喷射量。喷射数据获取单元S32、S33获取表示阀体12的开阀指令期间与实际喷射量的关系的喷射数据。喷射指令期间设定单元S12、S14基于要求喷射量和喷射数据，设定向喷射器10指示开阀的期间(喷射指令信号)。
在这样检测闭阀时期来计算实际喷射量的情况下，如果囊燃压低则实际喷射量的计算精度变差。因此，如果基于该计算结果的喷射数据来设定喷射指令信号，则担心喷射精度的恶化。而在本实施方式中，在部分喷射时将目标压力设定为下限压力以上的值，因此部分喷射时的囊燃压变大。因此，能够抑制实际喷射量的计算精度恶化，能够抑制喷射精度恶化。
叙述第6特征。在此，在与本实施方式相反地在可动芯移动规定量之后阀体与可动芯卡合而开始开阀工作的结构的喷射器的情况下，阀体强力地开阀。也就是说，进行开阀工作的阀体的初速度快。因此，囊燃压的上升速度变快，因此不会显著地出现如下问题：“在部分喷射时在囊燃压未充分地上升的状态下喷射结束，因此无法喷射喷雾粒径小的燃料”。
而本实施方式所涉及的喷射器10是在可动芯15的移动开始的同时阀体12也开始移动(开阀工作)的结构。因此，显著地发挥“在要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的情况下选择部分喷射”这样的结构所得到的“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
叙述第7特征。为了促进燃料喷雾的微粒化，关于喷孔17a的形状有如下两种设计思想。一种是如下喷孔内剪切的思想：通过使喷孔17a的流路长度L变长，来促进燃料在喷孔17a内通过燃料与空气之间的剪切力而被撕裂来谋求微粒化。另一种是如下喷孔外剪切的思想：通过使喷孔17a的流路长度L变短，来降低喷孔17a内的压力损失，促进燃料通过紧接着从喷孔17a喷射之后的燃料与空气之间的剪切力被撕裂来谋求微粒化。在本实施方式中，如图3所示那样设定为L<D，是基于喷孔外剪切的思想的构造。
在与本实施方式相反地是基于喷孔内剪切的构造(L>D)的情况下，与喷孔外剪切的情况相比，囊燃压有助于喷雾微粒化的程度小。因此，不会显著地出现如下问题：“在部分喷射时在囊燃压未充分地上升的状态下喷射结束，因此无法喷射小的喷雾粒径的燃料”。
而本实施方式所涉及的喷射器10是基于喷孔外剪切的思想的构造(L<D)。因此，显著地发挥“在要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的情况下选择部分喷射”这样的结构所得到的“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
而本实施方式所涉及的喷射器10是基于喷孔外剪切的思想的构造(L<D)。因此，显著地发挥“在部分喷射时将目标压力设定为下限压力以上的值”这样的结构所得到的“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
叙述第8特征。在本实施方式所涉及的喷射器10中，外壳16的线圈区域部16a的至少一部分外周面在整周上被安装孔4的内周面4a所包围。在此，构成燃烧室2的缸盖3变为高温，因此如果线圈区域部16a被安装孔4所包围，则线圈13的温度容易变为高温。于是，线圈13的电阻变大，因此随着通电开始而流过线圈13的电流值变低，磁吸引力的上升速度变慢。也就是说，图6的曲线图(c)中的从t0至t1的吸引力上升速度变慢。于是，紧接着开阀之后的囊燃压低的期间变长，因此该期间内的喷雾微粒化的要求变高。
因而，如果如本实施方式那样对线圈区域部16a在整周上被内周面4a所包围的喷射器10采用“在要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的情况下选择部分喷射”这样的结构，则显著地发挥“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
因而，如果如本实施方式那样对线圈区域部16a在整周上被内周面4a所包围的喷射器10采用“在部分喷射时将目标压力设定为下限压力以上的值”这样的结构，则显著地发挥“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
叙述第9特征。喷射器10配置于向燃烧室2直接喷射燃料的位置，因此位于火花塞6的附近。因此，为了减少从喷射器10喷射的燃料附着于火花塞6的情况，重要的是使喷雾粒径小。因此，如果如本实施方式那样对直喷配置的喷射器10采用“在要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的情况下选择部分喷射”这样的结构，则显著地发挥“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
叙述第10特征。在控制高压泵40使得供给燃压变为目标压力Ptrg时，在部分喷射时将目标压力Ptrg设定为系统最大燃压Pmax(预先设定的下限压力以上的值)。因此，在部分喷射时以充分高的供给燃压进行喷射而成为小的喷雾粒径。因此，能够在使喷雾粒径小的同时进行微少量的燃料喷射。
其另一方面，在全升程喷射时根据内燃机的运转状态设定目标压力Ptrg。因此，能够避免在全升程喷射时供给燃压不必要地变高，能够避免高压泵40的驱动所需的能量、也就是说使驱动轴5旋转的内燃机的负荷不必要地变大。
叙述第11特征。在此，在与本实施方式相反地在可动芯移动规定量之后阀体与可动芯卡合而开始开阀工作的结构的喷射器的情况下，阀体强力地开阀。也就是说，进行开阀工作的阀体的初速度快。因此，囊燃压的上升速度变快，因此不会显著地出现如下问题：“在部分喷射时在囊燃压未充分地上升的状态下喷射结束，因此无法喷射喷雾粒径小的燃料”。
而本实施方式所涉及的喷射器10是在可动芯15的移动开始的同时阀体12也开始移动(开阀工作)的结构。因此，显著地发挥“在部分喷射时将目标压力设定为下限压力以上的值的”这样的结构所得到的“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
叙述第12特征。喷射器10配置于向燃烧室2直接喷射燃料的位置，因此位于火花塞6的附近。因此，为了减少从喷射器10喷射的燃料附着于火花塞6的情况，重要的是使喷雾粒径小。因此，如果如本实施方式那样对直喷配置的喷射器10采用“在部分喷射时将目标压力设定为下限压力以上的值”这样的结构，则显著地发挥“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
(第2实施方式)
在上述第1实施方式中，在图8的步骤S11中，计算输出提高量和泵损失量，基于其计算结果判定是否为输出提高量>泵损失量。而在本实施方式中，在内燃机的启动时，不计算输出提高量和泵损失量，而视为输出提高量小于泵损失量来选择全升程喷射。
在此所说的“启动时”是指利用启动电动机使内燃机驱动时。在这种启动时，输出提高量大于泵损失量的概率高。因此，根据本实施方式，能够在减轻计算输出提高量和泵损失量的微机21的处理负荷，并且实现在输出提高量<泵损失量的情况下进行全升程喷射的控制。
(第3实施方式)
在上述第1实施方式中，在图8的步骤S10中，将部分最大喷射量Qplmax与要求喷射量Qreq进行大小比较，基于其比较结果判定是否实施部分喷射。而在本实施方式中，在内燃机进行怠速运转时，不进行Qplmax与Qreq的大小比较，而视为要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下来选择部分喷射。
在这种怠速运转时，要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的概率高。因此，根据本实施方式，能够在减轻将Qplmax与Qreq进行大小比较的微机21的处理负荷的同时进行控制使得在Qreq≤Qplmax的情况下进行部分喷射。
(第4实施方式)
图13是表示阀座节流率与喷雾粒径的关系的数值分析结果，图13的纵轴表示进行了全升程喷射的情况下的喷雾粒径恶化度，图13的横轴表示全升程时的阀座节流率。图13所示的分析结果表示阀座节流率越大，则喷雾粒径恶化度越大。
但是，关于图13所示的特性线的斜率而言，阀座节流率越大则越大，但是并不是与阀座节流率成比例地增大，而是相对于阀座节流率的增大呈指数函数地增大。而且，其增大速度最大的点是图中的符号P1所示的变化点。也就是说，图13所示的特性线的二阶微分值最大的点是变化点P1，特性线的斜率增大速度最快，可以说是以喷雾粒径恶化度急剧变大的方式变化的点。
在鉴于这一点的本实施方式中，对构成为变化点P1的阀座节流率Ra(例如30％)以上的阀座节流率的喷射器10应用“在要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的情况下选择部分喷射”这样的结构。因此，显著地发挥喷雾微粒化的效果。
在鉴于这一点的本实施方式中，对构成为变化点P1的阀座节流率Ra(例如30％)以上的阀座节流率的喷射器10应用在部分喷射时将目标燃压Ptrg设为下限压力以上的结构。因此，显著地发挥喷雾微粒化的效果。
本公开不限定于上述实施方式的记载内容，也可以如下变更来实施。另外，也可以将各实施方式的特征性结构分别任意地进行组合。
·本公开所涉及的选择单元不限定于图8所示的步骤S10、S11的方法，例如也可以废除图8的步骤S11的判定处理。另外，也可以废除图8的步骤S13、S15和图9的步骤S20、S21，而在部分喷射时也与全升程喷射时同样地设定目标供给燃压Ptrg。
·本公开所涉及的选择单元不限定于图8所示的步骤S10、S11的方法。例如，也可以在图8的流程图中废除步骤S10或步骤S11的判定处理。另外，在步骤S10中，将要求喷射量Qreq相对于部分最大喷射量Qplmax进行大小比较，但是也可以将要求喷射量Qreq相对于被设定为与部分最大喷射量Qplmax不同的值的判定值进行大小比较。
·在实施在1个燃烧循环中将要求喷射量Qreq分多次来喷射的分割喷射的情况下，1次的要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的概率高。因此，在要求分割喷射时，也可以不实施将Qplmax与Qreq进行大小比较的图8的步骤S10的处理，而视为Qreq≤Qplmax(S10：“是”)来选择部分喷射。
·在图9所示的泵控制中，基于目标供给燃压Ptrg与实际燃压Pact的偏差，对调量阀43的工作进行反馈控制。但是，本公开所涉及的泵控制单元不限定于反馈控制，例如也可以预先设定针对目标供给燃压Ptrg的调量阀43的工作，按照该设定来控制调量阀43的工作。
·在上述第1实施方式中，基于喷孔外剪切的思想，使喷孔17a的流路长度L比喷孔17a的入口直径D短。而且，在喷孔17a的入口形状是椭圆的情况下，在上述第1实施方式中对入口直径D使用了椭圆的长轴尺寸，但是也可以使用短轴尺寸。另外，也可以使流路长度L比喷孔17a的流路截面的直径尺寸小。
·上述第1实施方式所涉及的喷射器10构成为在可动芯15的移动开始的同时阀体12也开始移动(开阀工作)。而也可以设为如下结构：即使开始了可动芯15的移动，阀体12也不开始开阀，在可动芯15移动规定量的时间点可动芯15与阀体12卡合而开始开阀。
·在上述第1实施方式中，磁路区域部16b的整体在整周上被安装孔4的内周面4a所包围。而也可以构成为磁路区域部16b的一部分在整周上被内周面4a所包围。另外，既可以构成为线圈区域部16a的整体在整周上被安装孔4的内周面4a所包围，也可以构成为线圈区域部16a的一部分在整周上被内周面4a所包围。
·上述第1实施方式所涉及的喷射器10如图1所示那样安装于缸盖3，但是也可以是安装于形成与缸的滑动壁面的缸体的喷射器。另外，在上述实施方式中，将向燃烧室10a直接喷射燃料的喷射器作为控制对象，但是也可以将向吸气管喷射燃料的喷射器作为控制对象。
·在上述第1实施方式中，应用了搭载于点火式的内燃机(汽油发动机)的喷射器10，但是也可以应用搭载于压缩自点火式的内燃机(柴油发动机)的喷射器。
在此，汽油发动机的情况下的目标压力Ptrg相比于柴油发动机的情况相差悬殊地低。因此，由于在开阀后囊燃压不立即上升而导致部分喷射时的喷雾粒径变大这样的担忧在汽油发动机的情况下变得显著。因此，在对汽油发动机的喷射器应用了“在要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的情况下选择部分喷射”这样的结构的情况下，显著地发挥“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
在此，汽油发动机的情况下的目标压力Ptrg相比于柴油发动机的情况相差悬殊地低。因此，由于在开阀后囊燃压不立即上升而导致部分喷射时的喷雾粒径变大的担忧在汽油发动机的情况下变得显著。因此，在对汽油发动机的喷射器应用了“在部分喷射时将目标压力设定为下限压力以上的值”这样的结构的情况下，显著地发挥“能够使喷雾粒径小”这样的效果。
(第5实施方式)
在上述第1实施方式中，将部分喷射时的目标供给燃压Ptrg设定为系统最大燃压Pmax(例如20MPa)。而在本实施方式中，将部分喷射时的目标供给燃压Ptrg设定为比系统最大燃压Pmax低的值、且比下限压力高的值。下面说明下限压力的技术含义。
图11是表示喷雾粒径与供给燃压的关系的试验结果，是以5MPa、10MPa、20Mpa这3点进行了试验的结果。图中的实线表示将1mg的燃料进行了部分喷射的情况下的试验结果，虚线表示将3mg的燃料进行了部分喷射的情况下的试验结果，点划线表示以最小喷射量Qmin进行了全升程喷射的情况下的试验结果。该试验中使用的燃料喷射系统的硬件结构与第1实施方式所涉及的燃料喷射系统相同。
如图11所示，基本上，在部分喷射的情况下与全升程喷射的情况相比喷雾粒径变大。特别是，在5Mpa时喷雾粒径变大约5μm，将该变大的程度称为喷雾粒径恶化度ΔSMD。然而，可知，在10Mpa时喷雾粒径恶化度ΔSMD小，即使通过部分喷射也能够得到与全升程喷射同等的喷雾粒径。而且，即使将供给燃压设为10MPa以上，喷雾粒径恶化度也几乎不提高，以10Mpa为界，喷雾粒径的改善的余地消失。
这样，供给燃压中的能够大幅改善喷雾粒径恶化度的边界值、且即使进一步提高供给燃压也几乎不会提高喷雾粒径恶化度的边界值是前述的下限压力Pa。根据图11的试验结果可知，供给燃压10Mpa这样的值是比下限压力高、且比系统最大燃压Pmax低的值。
在鉴于这一点的本实施方式中，将部分喷射时的目标供给燃压Ptrg设定为10MPa。因此，能够提高因提高部分喷射时的供给燃压而使喷雾粒径变小所引起的“输出提高量”相对于因提高供给燃压而使高压泵40的负荷变大所引起的“泵损失量”的比例(输出提高效率)。也就是说，能够在将泵损失量抑制得低的同时谋求输出提高量的提高。
(第6实施方式)
在上述第5实施方式中将部分喷射时的目标供给燃压Ptrg设定为10Mpa，但是在本实施方式中，将部分喷射时的目标供给燃压Ptrg设定为下限压力Pa。与图12所示的特性线的变化点P对应的供给燃压表示下限压力Pa。下面说明变化点P的技术含义。
图11以5MPa、10MPa、20Mpa这3点示出表示供给燃压与喷雾粒径的关系的特性线。通过本发明人实施的数值分析明确了：如果逐渐增加该试验点数，则在特性线上的5Mpa与10Mpa之间的部分存在特性线的二阶微分值最大的变化点。图12示出该数值分析的结果，图12的纵轴表示喷雾粒径恶化度ΔSMD，横轴表示供给燃压。图12中的变化点P与特性线的二阶微分值最大的变化点对应。
总之，关于表示供给燃压与喷雾粒径的关系的特性线的斜率而言，供给燃压越低则越大，但是并不是与供给燃压成比例地增大，而是相对于供给燃压的减少呈指数函数地增大。而且。其增大速度最大的点是前述的变化点P。也就是说，特性线的二阶微分值最大的点是变化点P，特性线的斜率增大速度最快，可以说是以喷雾粒径急剧变大的(恶化度变大)的方式变化的点。
在鉴于这一点的本实施方式中，将变化点P的燃压视为下限压力Pa，将部分喷射时的目标供给燃压Ptrg设定为该下限压力Pa。因此，能够提高因提高部分喷射时的供给燃压而使喷雾粒径变小所引起的“输出提高量”相对于因提高供给燃压而使高压泵40的负荷变大所引起的“泵损失量”的比例(输出提高效率)。也就是说，能够在将泵损失量抑制得低的同时谋求输出提高量的提高。
(第7实施方式)
在本实施方式中，与实施在1个燃烧循环中将要求喷射量Qreq分多次来喷射的分割喷射的情况有关。在控制高压泵40的燃料喷出量来将供给燃压控制为目标燃压Ptrg时，存在控制的响应延迟。因此，即使按1个燃烧循环中的多次喷射变更目标燃压Ptrg，也无法使实际的供给燃压高精度地追随目标燃压Ptrg的变化。
在鉴于这一点的本实施方式中，在1个燃烧循环中的多次喷射中哪怕一次满足选择部分喷射的条件(S10：“是”、S11：“是”)的情况下，针对多次喷射的全部将目标压力Ptrg设定为系统最大燃压Pmax。因此，即使是涉及分割喷射的部分喷射，也能够以充分高的供给燃压进行喷射来设为小的喷雾粒径。
另外，在分割喷射的情况下一次喷射的量微少。因此，根据对构成为能够进行分割喷射的燃料喷射系统应用在部分喷射时将目标燃压Ptrg设为下限压力以上的结构的本实施方式，显著地发挥部分喷射时的喷雾微粒化的效果。
(第8实施方式)
在上述第7实施方式中，以涉及分割喷射的多次喷射中哪怕一次满足选择部分喷射的条件为条件，针对多次喷射的全部将目标压力Ptrg设定为系统最大燃压Pmax。而在本实施方式中，以涉及分割喷射的多次喷射全部满足选择部分喷射的条件为条件，针对多次喷射的全部将目标压力Ptrg设定为系统最大燃压Pmax。
在这样针对多次喷射的全部实施部分喷射的情况下，在1个燃烧循环中多次发挥喷雾微粒化的效果，因此显著地发挥喷雾微粒化的效果。
本公开是遵照实施例来记述的，但应理解为本公开不限定于该实施例及构造。本公开还包括各种变形例及等同范围内的变形。除此以外，各种组合、方式、进一步在它们中仅包括一个要素、包括其以上或其以下的其它组合、方式也进入本公开的范畴及思想范围。

Claims (25)

1.一种燃料喷射控制装置(20)，应用于燃料喷射系统，该燃料喷射系统具备：喷射器(10)，设置于内燃机，使阀体(12)进行开阀工作来从喷孔(17a)喷射燃料；以及高压泵(40)，将燃料升压后供给至所述喷射器(10)，
该燃料喷射控制装置的特征在于，具备：
选择单元(S10、S11)，选择通过全升程喷射和部分喷射中的哪一个来喷射燃料，在该全升程喷射中在开始了开阀工作的所述阀体(12)到达全升程位置之后开始进行闭阀工作，在该部分喷射中开始了开阀工作的所述阀体(12)不到达全升程位置而开始进行闭阀工作；以及
泵控制单元(S23)，控制所述高压泵(40)的工作，使得向所述喷射器(10)供给的燃料的压力成为目标压力(Ptrg)，
在将以所述燃料喷射系统可取的所述目标压力(Ptrg)的最大值(Pmax)实施了所述部分喷射时的最大喷射量称为部分最大喷射量(Qplmax)的情况下，
所述选择单元(S10、S11)在要求喷射量(Qreq)为所述部分最大喷射量(Qplmax)以下的情况下选择所述部分喷射。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述高压泵(40)是通过内燃机的旋转扭矩来驱动的机械式泵，
在将因选择所述部分喷射而使喷雾粒径变小从而引起所述内燃机的输出效率提高的量称为输出提高量、将因选择所述部分喷射而使所述高压泵(40)的负荷变大从而引起所述内燃机的输出效率降低的量称为泵损失量的情况下，
所述选择单元(S11)以所述输出提高量大于所述泵损失量为条件来选择所述部分喷射。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述选择单元(S11)在所述内燃机启动时视为所述泵损失量大于所述输出提高量。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，具备：
检测单元(S30、S31)，检测所述阀体(12)的闭阀时期；
喷射数据获取单元(S32、S33)，基于在实施了所述部分喷射时检测出的闭阀时期，计算基于该部分喷射的实际喷射量，获取表示所述阀体(12)的开阀指令期间与所述实际喷射量之间的关系的喷射数据；以及
喷射指令期间设定单元(S12、S14)，基于要求喷射量(Qreq)和所述喷射数据，设定向所述喷射器(10)指示开阀的期间。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射器(10)具备：固定芯(14)，伴随着对线圈(13)的通电，产生电磁吸引力；以及可动芯(15)，被所述固定芯(14)吸引而与所述阀体(12)一起移动，
并且，所述喷射器(10)构成为，在所述可动芯(15)开始移动的同时，所述阀体(12)也开始进行开阀工作。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射器(10)是所述喷孔(17a)的流路长度(L)小于所述喷孔(17a)的入口直径(D)的构造。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述选择单元(S10)在所述内燃机进行怠速运转时视为所述要求喷射量(Qreq)为部分最大喷射量(Qplmax)以下。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射器(10)配置于向内燃机的燃烧室(2)直接喷射燃料的位置，
所述内燃机是通过点火装置(6)使燃料着火燃烧的点火式内燃机。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射器(10)具有：
固定芯(14)，形成作为通过向线圈(13)通电而产生的磁通的通路的磁路的一部分，产生电磁力；
可动芯(15)，被所述电磁力吸引而与所述阀体(12)一起移动；以及
外壳(16)，插入并安装于在内燃机的规定部位(3a)形成的安装孔(4)，且在内部收容所述线圈(13)，
所述外壳(16)是形成构成通过向所述线圈(13)通电而产生的磁通的通路的磁路的一部分的圆筒形状，
在将所述外壳(16)中的收容所述线圈(13)的区域称为线圈区域(16a)的情况下，该线圈区域(16a)的至少一部分外周面在整周上被所述安装孔(4)的内周面(4a)所包围。
10.一种燃料喷射系统，其特征在于，具备：
权利要求1～9中的任一项所述的燃料喷射控制装置(20)；
所述喷射器(10)；以及
所述高压泵(40)。
11.一种燃料喷射控制装置(20)，应用于燃料喷射系统，该燃料喷射系统具备：喷射器(10)，设置于内燃机，使阀体(12)进行开阀工作来从喷孔(17a)喷射燃料；以及高压泵(40)，将燃料升压后供给至所述喷射器(10)，
该燃料喷射控制装置的特征在于，具备：
选择单元(S10、S11)，选择通过全升程喷射和部分喷射中的哪一个来进行喷射，在该全升程喷射中在开始了开阀工作的所述阀体(12)到达全升程位置之后开始进行闭阀工作，在该部分喷射中开始了开阀工作的所述阀体(12)不到达全升程位置而开始进行闭阀工作；
泵控制单元(S23)，控制所述高压泵的工作，使得向所述喷射器供给的燃料的压力成为目标压力(Ptrg)；以及
目标压力设定单元(S21、S22)，在选择了所述全升程喷射时，根据内燃机的运转状态设定所述目标压力(Ptrg)，在选择了所述部分喷射时，将所述目标压力(Ptrg)设定为预先设定的下限压力以上的值。
12.根据权利要求11所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
在表示向所述喷射器(10)供给的燃料的压力与从所述喷孔(17a)喷射的燃料的喷雾粒径之间的关系的特性线上，存在特性线的二阶微分值最大的变化点(P)，
所述下限压力被设定为所述变化点(P)处的压力值(Pa)。
13.根据权利要求12所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述下限压力以上的值被设定为所述燃料喷射系统可取的所述目标压力(Ptrg)的最大值(Pmax)。
14.根据权利要求11～13中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述高压泵(40)是通过内燃机的旋转扭矩来驱动的机械式泵，
在将因选择所述部分喷射而使喷雾粒径变小从而引起所述内燃机的输出效率提高的量称为输出提高量、将因选择所述部分喷射而使所述高压泵(40)的负荷变大从而引起所述内燃机的输出效率降低的量称为泵损失量的情况下，
所述选择单元(S11)以所述输出提高量大于所述泵损失量为条件来选择所述部分喷射。
15.根据权利要求14所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述选择单元(S11)在所述内燃机启动时视为所述泵损失量大于所述输出提高量。
16.根据权利要求11～15中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，具备：
检测单元(S30、S31)，检测所述阀体(12)的闭阀时期；
喷射数据获取单元(S32、S33)，基于在实施了所述部分喷射时检测出的闭阀时期，计算基于该部分喷射的实际喷射量，获取表示所述阀体(12)的开阀指令期间与所述实际喷射量之间的关系的喷射数据；以及
喷射指令期间设定单元(S12、S14)，基于要求喷射量(Qreq)和所述喷射数据，设定向所述喷射器(10)指示开阀的期间。
17.根据权利要求11～16中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射器(10)具备：固定芯(14)，伴随着对线圈(13)的通电，产生电磁吸引力；以及可动芯(15)，被所述固定芯(14)吸引而与所述阀体(12)一起移动，
并且，所述喷射器(10)构成为，在所述可动芯(15)开始移动的同时，所述阀体(12)也开始进行开阀工作。
18.根据权利要求11～17中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射器(10)是所述喷孔(17a)的流路长度(L)小于所述喷孔(17a)的入口直径(D)的构造。
19.根据权利要求11～18中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
在将以所述燃料喷射系统可取的所述目标压力(Ptrg)的最大值(Pmax)实施了所述部分喷射时的最大喷射量称为部分最大喷射量(Qplmax)的情况下，
所述选择单元(S10)以要求喷射量(Qreq)为所述部分最大喷射量(Qplmax)以下的条件来选择所述部分喷射。
20.根据权利要求19所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述选择单元(S10)在所述内燃机进行怠速运转时视为所述要求喷射量(Qreq)为部分最大喷射量(Qplmax)以下。
21.根据权利要求11～20中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
当实施在内燃机的1个燃烧循环中将要求喷射量(Qreq)分多次来喷射的分割喷射的情况下，在这些多次喷射中哪怕一次满足选择所述部分喷射的条件的情况下，所述目标压力设定单元(S21)针对所述多次喷射的全部将所述目标压力(Ptrg)设定为所述下限压力以上的值。
22.根据权利要求11～20中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
当实施在内燃机的1个燃烧循环中将要求喷射量(Qreq)分多次来喷射的分割喷射的情况下，在这些多次喷射全部满足选择所述部分喷射的条件的情况下，所述目标压力设定单元(S21)针对所述多次喷射的全部将所述目标压力(Ptrg)设定为所述下限压力以上的值。
23.根据权利要求11～22中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射器(10)具有：
固定芯(14)，形成作为通过向线圈(13)通电而产生的磁通的通路的磁路的一部分，产生电磁力；
可动芯(15)，被所述电磁力吸引而与所述阀体(12)一起移动；以及
外壳(16)，插入并安装于在内燃机的规定部位(3a)形成的安装孔(4)，且在内部收容所述线圈(13)，
所述外壳(16)是形成构成通过向所述线圈(13)通电而产生的磁通的通路的磁路的一部分的圆筒形状，
在将所述外壳(16)中的收容所述线圈(13)的区域称为线圈区域(16a)的情况下，该线圈区域(16a)的至少一部分外周面在整周上被所述安装孔(4)的内周面(4a)所包围。
24.根据权利要求11～23中的任一项所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，
所述喷射器(10)配置于向内燃机的燃烧室(2)直接喷射燃料的位置，
所述内燃机是通过火花塞(6)的火花使燃料着火燃烧的点火式内燃机。
25.一种燃料喷射系统，其特征在于，具备：
权利要求11～24中的任一项所述的燃料喷射控制装置(20)；
所述喷射器(10)；以及
所述高压泵(40)。
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