CN106460761A - 共轨式燃料喷射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种共轨式燃料喷射系统。该共轨式燃料喷射系统设置于具有多个气缸的发动机，通过控制装置的燃料喷射控制将蓄积于共轨的高压燃料从针对每个气缸设置的喷射器喷射，其中，具备将控制装置和多个喷射器分别连接的多个通信线，喷射器具有：存储部，存储根据喷射特性而设定的修正信息；和通信部，经由通信线而将存储于存储部的修正信息向控制装置发送。

Description

共轨式燃料喷射系统
技术领域
本发明的一个方面涉及共轨式燃料喷射系统。
背景技术
在共轨式燃料喷射系统中，从各气缸的喷射器分别喷射蓄积于共轨内的高压燃料。喷射器分别具有固有的喷射特性，即使在以相同的共轨压且相同的喷射时间进行了喷射的情况下，在喷射器之间也会产生喷射量之差，所以需要对各个喷射器修正喷射时间。在专利文献1中公开了一种如下的技术：在共轨式的燃料供给系统中，通过以共轨压和指示燃料喷射量为基础的喷射时间修正值映射来算出喷射时间修正值，使用该喷射时间修正值来进行燃料喷射。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-108403号公报
发明内容
发明所要解决的课题
喷射器分别被赋予了保存有根据喷射特性而设定的修正信息的代码。若没有针对各个喷射器将该代码的修正信息写入控制装置，则无法高精度地对各个喷射器修正喷射时间。尤其是，在因故障等而更换了喷射器的情况下，需要由人来改写该喷射器的代码的修正信息，但在人进行的作业中有时会发生忘记改写等情况。在该情况下，在控制装置中将会使用错误的修正信息来进行修正。在专利文献1中并未公开与喷射时间修正值映射的改写相关的内容。
于是，在本技术领域中，要求有一种能够在控制装置中可靠地使用各个喷射器的正确的修正信息的共轨式燃料喷射系统。
用于解决课题的技术方案
本发明的一个方面的共轨式燃料喷射系统是设置于具有多个气缸的发动机、通过控制装置的燃料喷射控制将蓄积于共轨的高压燃料从针对每个气缸设置的喷射器喷射的共轨式燃料喷射系统，具备将控制装置和多个喷射器分别连接的多个通信线，喷射器具有：存储部，存储根据喷射特性而设定的修正信息；和通信部，经由通信线而将存储于存储部的修正信息向控制装置发送。
在该共轨式燃料喷射系统中，由于将针对每个喷射器而存储于存储部的各个喷射器的修正信息向控制装置发送，所以在控制装置中能够可靠地针对每个喷射器使用各个喷射器的正确的修正信息来进行修正。在该结构的情况下，无需通过人进行的作业来进行修正信息向控制装置的写入或改写，所以不会出现在控制装置中使用错误的修正信息进行修正的情况。
发明效果
根据本发明的一个方面，控制装置能够可靠地使用各个喷射器的正确的修正信息。
附图说明
图1是具备实施方式的共轨式燃料喷射系统的柴油发动机的概略结构图。
图2是在图1的喷射器的存储部中存储的对各修正点设定压力分别设定的各修正点的一例。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式的共轨式燃料喷射系统进行说明。此外，在各图中，对相同或相当的要素标注相同的标号，并省略重复的说明。
在本实施方式中，将本发明的一个方面的控制装置应用于车辆用的柴油发动机所具备的共轨式燃料喷射系统。本实施方式的共轨式燃料喷射系统由作为控制柴油发动机的控制装置的发动机ECU[Electronic Control Unit：电子控制单元]控制。在本实施方式中，对各个喷射器赋予了代码，该代码是表示根据喷射器固有的喷射特性而设定的修正信息的代码。
首先，参照图1，对柴油发动机1的结构进行说明。图1是具备实施方式的共轨式燃料喷射系统的柴油发动机1的概略结构图。
柴油发动机1是直列六缸的柴油发动机，具备六个气缸(第一气缸2A、第二气缸2B、第三气缸2C、第四气缸2D、第五气缸2E、第六气缸2F)。在各气缸2A～2F内分别收纳有活塞3。各活塞3在各气缸(各汽缸)2A～2F内往复运动。在各活塞3的一端部安装有曲轴4。曲轴4将各活塞3的往复运动转换为旋转运动。在曲轴4的一端部安装有飞轮5。飞轮5蓄积曲轴4的旋转运动的能量，并将该旋转运动能量向驱动轮(未图示)供给。另外，柴油发动机1具备向各气缸2A～2F内喷射燃料的共轨式燃料喷射系统10。此外，在该实施方式中，虽然设为了直列六缸的柴油发动机，但关于气缸的配置，也可以是V型式、水平对向式等其他的配置，关于气缸数，也可以是四缸等其他的气缸数。
在柴油发动机1的吸入行程中，在气缸2A～2F内活塞3下降至下止点，吸入空气。在压缩行程中，在气缸2A～2F内活塞3上升至上止点，对空气进行压缩加热。在膨胀行程中，通过由共轨式燃料喷射系统10向气缸2A～2F内的高温高压的空气喷射燃料而进行自发火，膨胀后的燃烧气体将活塞3按压至下止点。在排气行程中，在气缸2A～2F内活塞3通过飞轮5的惯性及其他气缸中的膨胀等而上升至上止点，将燃烧气体向气缸2A～2F外推出。该活塞3的上止点与下止点之间的往复运动向曲轴4传递，由曲轴4将往复运动转换为旋转运动。
参照图1，对共轨式燃料喷射系统10进行说明。共轨式燃料喷射系统10具备供给泵11、共轨12和六个喷射器(第一喷射器13A、第二喷射器13B、第三喷射器13C、第四喷射器13D、第五喷射器13E、第六喷射器13F)。
供给泵11是从燃料罐14向共轨12供给燃料(轻油)的高压泵。供给泵11对燃料进行加压，将该高压燃料向共轨12压送。供给泵11由发动机ECU15控制，调整燃料的加压状态及供给量等。因此，通过该发动机ECU15对供给泵11的控制，也能调整共轨12内的压力(以下，称作“共轨压”)。
共轨12是蓄积由供给泵11压送来的高压燃料的管状部件，沿着直列地并列的六个气缸2A～2F而延伸。共轨12连接有与各气缸2A～2F分别对应的六个喷射器13A～13F，分别向各喷射器13A～13F供给高压燃料。因此，共轨压相当于来自各喷射器13A～13F的喷射压力。
参照图1及图2，对喷射器13A～13F进行说明。图2是在喷射器13A～13F的存储部中存储的对各修正点设定压力分别设定的各修正点的一例。
各喷射器13A～13F是设置于各气缸2A～2F而将燃料呈雾状喷射到各气缸2A～2F内的装置。各喷射器13A～13F是电子控制式喷射器，具有电磁式阀。该电磁式阀是常闭的阀，当有电流流过时(当通电时)开阀。各喷射器13A～13F的电磁式阀根据发动机ECU15进行的控制(通电)而开阀，从而调整向各气缸2A～2F内的燃料的喷射量。因此，由发动机ECU15控制的向各喷射器13A～13F的通电时间相当于各喷射器13A～13F的燃料的喷射时间。由于如上所述，共轨压相当于各喷射器13A～13F的喷射压力，所以通过共轨压和由发动机ECU15控制的通电时间而决定各喷射器13A～13F的燃料的喷射量。
此外，喷射器13A～13F分别具有固有的喷射特性。因此，即使在六个喷射器13A～13F以相同的共轨压且相同的喷射时间分别喷射了燃料的情况下，也会在六个喷射器13A～13F间产生喷射量之差。因此，为了使六个喷射器13A～13F分别喷射相同的共轨压且相同的目标喷射量的燃料，需要根据喷射器13A～13F的喷射特性分别修正喷射时间(通电时间)。因此，各喷射器13A～13F分别被赋予了保存用于修正该通电时间的信息的代码。
对向该喷射器13A～13F分别赋予的代码进行说明。代码是二维代码等能够保存规定容量的信息的代码，保存有各个喷射器13A～13F的修正信息。该修正信息是包含表示喷射量与通电时间的关系的修正点的信息。修正点根据多个预先决定的共轨压(相当于喷射压力)而分别设定。以下，将用于设定该修正点的共轨压称作“修正点设定压力”。修正点设定压力是在由喷射器13A～13F能够喷射的压力的范围内设定了多个的压力，与该各修正点设定压力对应地设定各修正点。修正点根据各个喷射器的喷射特性而相对于一个修正点设定压力设定一点以上，例如，对于一个修正点设定压力，设定与大的喷射量相对的修正点、与微小的喷射量相对的修正点、以及成为中间的拐点的与中等程度的喷射量相对的修正点这三个修正点。在除了主喷射之外还进行预喷射及后喷射等的多级喷射的情况下，大喷射量的修正点及中喷射量的修正点被使用于主喷射的通电时间的修正，微小喷射量的修正点被使用于预喷射及后喷射的通电时间的修正。此外，由于在喷射器13A～13F中使用了常闭的电磁式阀，所以将表示喷射量与通电时间的关系的修正点作为了修正信息，但也可以取代该通电时间而使用喷射时间。
图2示出了对各修正点设定压力设定的各修正点的一例，横轴是通电时间[μs(秒)]，纵轴是[mm3/st(行程)]。在该例子的情况下，存在两个修正点设定压力P1、P2，修正点设定压力P1比修正点设定压力P2低。对于修正点设定压力P1，设定了大喷射量的修正点RB1、中喷射量的修正点RM1、微小喷射量的修正点RL1。对于修正点设定压力P2，设定了大喷射量的修正点RB2、中喷射量的修正点RM2、微小喷射量的修正点RL2。该图2所示的例子只是一例，也可以存在三个以上的修正点设定压力，另外，在不存在拐点的情况下，对于修正点设定压力也可以仅设定一个或两个修正点，在存在多个拐点的情况下，对于修正点设定压力也可以设定四个以上的修正点。
各喷射器13A～13F在喷射器内具有存储部13a和通信部13b。在该实施方式中，存储部13a相当于权利要求书所记载的存储部，通信部13b相当于权利要求书所记载的通信部。
存储部13a是存储保存于喷射器的代码的修正信息(对多个修正点设定压力分别设定的表示喷射量与通电时间的关系的修正点)的存储部。存储部13a例如由能够进行信息的写入及读出且存储被写入的信息的信息存储电路构成。该信息存储电路例如包含IC[Integrated Circuit]芯片。存储部13a在喷射器出厂前通过喷射器的代码而被预先写入了修正信息，并存储该修正信息。
通信部13b是经由通信线16向发动机ECU15发送信息的通信部。该通信部13b也可以构成为能够接收来自发动机ECU15的信息。通信部13b例如由通信驱动器及通信电路构成。该通信驱动器及通信电路例如可以与构成上述存储部13a的IC芯片一体地构成。这样，通过用一个IC芯片构成存储部13a和通信部13b，能够使喷射器13A～13F小型化。在通信部13b中，当点火开关接通而发动机ECU15工作后，经由通信线16将存储于存储部13a的修正信息向发动机ECU15发送。该发送可以从喷射器13A～13F侧自发地进行，或者也可以根据来自发动机ECU15的要求而进行。
此外，在点火开关断开的期间，六个喷射器13A～13F中的任意的喷射器可能会因故障等而更换。但是，在点火开关接通的期间，不存在更换喷射器的可能性。因此，关于从各喷射器13A～13F向发动机ECU15的修正信息的发送，在点火开关从接通到断开为止的期间，在最初的燃料喷射控制开始之前进行至少一次即可。
通信线16是针对每个喷射器13A～13F而设置的将各喷射器13A～13F和发动机ECU15分别连接的通信线。每个喷射器13A～13F的通信线16包含于在发动机ECU15与喷射器13A～13F之间配线的线束17内。在该实施方式中，通信线16相当于权利要求书所述的通信线。此外，为了从发动机ECU15向各喷射器13A～13F的通电，还设置有将各喷射器13A～13F和发动机ECU15分别连接的通电线(未图示)。
对发动机ECU15进行说明。发动机ECU15是包含CPU[Central Processing Unit：中央处理器]、ROM[Read Only Memory：只读存储器]、RAM[Random Access Memory：随机存取存储器]等的对柴油发动机1进行综合控制的电子控制装置。在此，仅对作为发动机ECU15的一个功能的对于共轨式燃料喷射系统10的处理进行说明。在该实施方式中，发动机ECU15相当于权利要求书所述的控制装置。
在发动机ECU15中，当点火开关成为接通而开始工作后，经由各通信线16分别接收从各喷射器13A～13F分别发送来的修正信息。关于该修正信息的接收，在发动机ECU15内的RAM等的一部分确保有存储每个喷射器13A～13F的修正信息的区域的情况下，在进行最初的燃料喷射控制之前接收至少一次即可。在该情况下，在该确保的区域中存储所接收到的每个喷射器13A～13F的修正信息，在每次进行燃料喷射控制时读出修正所需的修正信息。在RAM等中未确保这样的区域的情况下，在与喷射器13A～13F之间始终通信，在每次进行燃料喷射控制时接收所需的修正信息即可。不管在哪种情况下，都能够使用对各喷射器13A～13F分别赋予的代码的修正控制，来进行以下说明的燃料喷射控制中的针对各喷射器13A～13F的通电时间的修正。此外，发动机ECU15具备用于与喷射器13A～13F等进行通信的通信驱动器及通信电路。
对燃料喷射控制进行说明。在发动机ECU15中，参照表示车辆的运转状态与共轨压的关系的映射，设定与车辆的当前的运转状态相应的目标共轨压。然后，在发动机ECU15中，以使共轨12内的压力成为目标共轨压的方式，控制供给泵11。
在发动机ECU15中，参照表示车辆的运转状态与主喷射器的喷射量的关系的映射，取得与车辆的当前的运转状态相应的主喷射器的目标喷射量。而且，发动机ECU15参照与各共轨压相对的主喷射器的表示喷射量与通电时间的关系的映射，取得以当前的共轨压(目标共轨压或目标共轨压附近的压力)喷射目标喷射量的燃料所需的主喷射器的通电时间。此外，主喷射器是成为实际组装的喷射器13A～13F的基准的假想的喷射器。关于各喷射器13A～13F的修正量，相对于对主喷射器设定的通电时间延长的时间或缩短的时间成为修正量。车辆的运转状态能够根据与发动机转速、加速器开度相应的发动机负荷等来判断。
在发动机ECU15中，针对每个喷射器13A～13F，使用从对应的喷射器发送来的修正信息，根据对修正点设定压力设定的各修正点取得以当前的共轨压喷射目标喷射量的燃料所需的喷射器的通电时间。例如，在存在与当前的共轨压一致的修正点设定压力的情况下，从对该修正点设定压力设定的修正点提取隔着目标喷射量的两个修正点(也有一个修正点的情况)，根据该抽出的两个修正点算出喷射器的通电时间。另外，在不存在与当前的共轨压一致的修正点设定压力的情况下，选择隔着当前的共轨压的两个修正点设定压力，从对该各修正点设定压力设定的修正点分别提取隔着目标喷射量的两个修正点(也有一个修正点的情况)，使用该提取出的共计四个(也有共计三个或共计两个的情况)修正点算出喷射器的通电时间。各喷射器13A～13F的通电时间与主喷射器的通电时间的时间差相当于各喷射器13A～13F的通电时间的修正量。在发动机ECU15中，根据各喷射器13A～13F的喷射定时，在各喷射器13A～13F的通电时间的期间向各喷射器13A～13F依次供给电流。
以上说明的共轨式燃料喷射系统10针对每个喷射器13A～13F具有存储部13a，将存储于存储部13a的修正信息(喷射器的代码)向发动机ECU15发送。由此，发动机ECU15能够针对每个喷射器13A～13F可靠地使用各个喷射器的正确的修正信息来进行修正。在该结构的情况下，无需通过人进行的作业来进行修正信息向发动机ECU15的写入或改写，所以不会出现在发动机ECU15中使用错误的修正信息进行修正的情况。因此，即使在因故障等而更换了喷射器的情况下，也能够针对包含更换后的喷射器在内的所有喷射器13A～13F高精度地修正通电时间(喷射时间)。
另外，共轨式燃料喷射系统10使用根据喷射特性而对多个修正点设定压力分别设定的表示喷射量与通电时间的关系的修正点，作为修正信息。通过使用该修正点来修正通电时间，发动机ECU15能够根据喷射器固有的喷射特性高精度地修正通电时间。
此外，在具有能够针对每个喷射器向控制装置发送信息的通信功能的情况下，也可考虑针对每个喷射器设置传感器(例如，检测喷射器的喷射压力的传感器)，将由该传感器检测到的检测值向控制装置发送，在控制装置中使用每个喷射器的传感器的检测值来进行燃料喷射控制。在该结构的情况下，需要为了检测喷射压力等而将传感器的检测元件或检测电路等设置于喷射器内部，喷射器会大型化。因而，需要在安装喷射器的气缸盖周边确保大的搭载空间。另外，在喷射器设置有传感器的情况下，也存在传感器的故障或传感器的误检测对燃料喷射控制的影响等问题。此外，为了使所有喷射器喷射期望喷射量的燃料，仅通过使用根据喷射器固有的喷射特性设定的修正信息来修正喷射时间(通电时间)就能得到足够的性能，所以可认为无需通过对喷射器分别检测出的喷射压力等来进行反馈控制等。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但不限于上述实施方式，能够以各种形态来实施。
例如，在上述实施方式中，作为根据喷射器固有的喷射特性设定的修正信息，设为了对多个修正点设定压力分别设定的表示喷射量与通电时间的关系的修正点，但也可以是对各修正点设定压力分别设定的表示喷射量与通电时间的关系的修正曲线或修正直线等其他的修正信息。在使用修正曲线或修正直线进行修正的情况下，能够进行更高精度的修正。
另外，在上述实施方式中，构成为在对各个喷射器赋予的代码中保存对各修正点设定压力分别设定的各修正点，将该代码的信息存储于喷射器的存储部，但也可以使用代码以外的手段，例如，使IC芯片存储器存储对各修正点设定压力分别设定的各修正点，使用IC芯片存储器向喷射器的存储部写入。在使用了IC芯片存储器的情况下，能够写入更多的信息量的修正信息。另外，也可以将每个喷射器的修正信息保存于计算机，从计算机向各喷射器的存储部分别写入。在该情况下，每个喷射器的代码及IC芯片存储器等变得不再需要。
另外，在上述实施方式中，构成为在包含电磁阀的喷射器本体内设置存储部及通信部，但也可以构成为将存储部和通信部中的至少一者设置于喷射器本体外，并用通信线将该设置于喷射器本体外的单元和喷射器本体连接。在这样构成的情况下，能够使喷射器本体小型化，所以能够使空间上没有余裕的气缸盖周边的喷射器本体的搭载空间缩小化。并且，可以将设置于喷射器本体外的存储部、通信部配置于发动机舱内的空间上具有余裕的部位。
产业上的可利用性
根据本发明的一方面，控制装置能够可靠地使用各个喷射器的正确的修正信息。
标号说明
1…柴油发动机，2A…第一气缸，2B…第二气缸，2C…第三气缸，2D…第四气缸，2E…第五气缸，2F…第六气缸，3…活塞，4…曲轴，5…飞轮，10…共轨式燃料喷射系统，11…供给泵，12…共轨，13A…第一喷射器,13B…第二喷射器，13C…第三喷射器，13D…第四喷射器，13E…第五喷射器，13F…第六喷射器，13a…存储部，13b…通信部，14…燃料罐，15…发动机ECU，16…通信线，17…线束。

Claims (2)

1.一种共轨式燃料喷射系统，设置于具有多个气缸的发动机，通过控制装置的燃料喷射控制而将蓄积于共轨的高压燃料从针对每个所述气缸设置的喷射器喷射，其中，
具备将所述控制装置和多个所述喷射器分别连接的多个通信线，
所述喷射器具有：存储部，存储根据喷射特性而设定的修正信息；和通信部，经由所述通信线而将存储于所述存储部的所述修正信息向所述控制装置发送。
2.根据权利要求1所述的共轨式燃料喷射系统，其中，
所述修正信息是根据所述喷射特性而对多个设定压力分别设定的表示喷射量和与喷射时间相关的信息之间的关系的修正信息。
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