CN110382857A - 发动机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包括喷射器(40)的发动机(1)的控制装置。喷射器(40)具有针(42)，该针(42)向不使燃料流入袋部(48)的关闭位置与使燃料流入袋部(48)的打开位置发生位移。控制装置具有对燃料的喷射期间进行控制的燃料喷射控制部以及对针(42)的动作进行控制的喷射器控制部。在喷射期间结束时，喷射器控制部在针(42)到达关闭位置之前执行使针(42)的移动速度减速的控制。

Description

发动机的控制装置

技术领域

所公开的技术涉及一种包括喷射器的发动机的控制装置，该喷射器在气筒内的燃烧室中喷射燃料。

背景技术

在这种喷射器的情况下，喷射燃料的喷射孔位于进行燃烧的燃烧室中。因此，通过燃烧产生的碳等固形物附着在喷射孔或其周边而堆积下来，形成所谓的沉积物。由此，可能妨碍适当的燃料喷射。

关于这一点，参照图1进行具体说明。图1示例出这种喷射器中的露出到燃烧室中的前端部。在图示的喷射器100的前端部的内部形成有供加压后的燃料流入的空间(称为袋部101)。该袋部101经由多个喷射孔102而与燃烧室103连通。

在喷射器100的内部配置有针104，该针104能够滑动至不使燃料流入袋部101的关闭位置与使燃料流入袋部101的打开位置而产生位移。针104以毫秒级的高速被控制位移。

如图1的(a)所示，在喷射燃料时，针104被保持在打开位置，加压后的燃料向袋部101流入。因此，该燃料通过喷射孔102向燃烧室103喷射。然后，如图1的(b)所示，若燃料的喷射结束，则针104产生位移而到达关闭位置。这样一来，虽然燃料向袋部101的流入会停止，但袋部101的燃料因惯性力而继续向燃烧室103喷射。

这样，若燃料从袋部101流出，则如图1的(c)所示，袋部101成为负压，因此，形成从燃烧室103向袋部101逆流的流动。其结果是，会在喷射孔102或其周边形成沉积物。由于沉积物妨碍燃料的流动，结果可能导致无法适当地执行燃料的喷射量、喷射状态。

针对这样的问题，在专利文献1中提出了抑制向袋部的逆流的各种方法。

具体而言，提出了如下方法：在燃料的喷射结束后，以用燃料只充满袋部的方式再次提升针的方法(方法1)；在燃料的喷射结束时，将针的闭阀速度调整得较小以使得燃料残留在袋部中的方法(方法2)；使用由外针和内针构成的特殊针的方法(方法3)；在喷射孔的开口的外侧设置能够开闭的阀的方法(方法4)。

喷射器的工作机构具有各种方式。在专利文献1中，将其中的油发动机用的、采用了以液压使针打开、关闭的方式(浮子式)的喷射器作为对象(参照专利文献1的图2)。

具体而言，该喷射器21的针214被弹簧216向关闭方向施力。在针214的基端侧，形成有与位于针214的前端侧的袋部220一起被导入高压的燃料的控制室215。在控制室215连接有将导入的燃料排出的溢流通道218。该溢流通道218由电磁阀219进行开闭控制。

若电磁阀219关闭，则控制室215及袋部220的燃压都上升，在针214的基端侧和前端侧，压力差消失。因此，通过弹簧216的作用力，针214向关闭方向移动。另一方面，若电磁阀219打开，则控制室215的燃压下降，针214的基端侧相比前端侧成为低压。因此，针214克服弹簧216的作用力而向打开方向移动。

即，在引用文献1的喷射器21中，利用通过电磁阀219的开闭而得到的燃料的压力差，来控制针214的动作。

专利文献1：日本公开专利公报特开2011-196228号

发明内容

-发明所要解决的技术问题-

在专利文献1的方法1中，在喷射了所指示的适量的燃料之后，再次提升(lift)针，并且，必须控制针的动作，以使得用燃料只充满袋部，避免燃料向燃烧室泄漏。但是，袋部的容量小，而且要求超高速且高精度的控制。此外，在针的前端落座于阀座而关闭的瞬间，针略微弹回。因此，在现实中，这样的针的控制很困难，燃料可能泄漏到燃烧室而产生不良情况。

关于方法2，为了将针的闭阀速度调整得较小，也需要将弹簧的作用力降低至特定的强度。因此，必须调整电磁阀的开闭，以使得正在位移过程中的针的基端侧与前端侧(双方的容积发生变化的状态下)，燃压产生一定的压力差。这样的控制在现实中也是困难的。

另外，方法3及方法4的构造复杂，也可能产生其他不良情况。因此，方法3或方法4不易于实用化。

进而，在进气行程中喷射燃料的情况下，为了获得最佳的喷雾状态，考虑燃烧室内的流动而设定燃料喷射的条件。但是，若减小针的开阀速度，则喷射速度变慢。其结果是，无法获得适当的喷雾状态，可能对油耗等造成影响。

对此，所公开的技术的目的在于，通过能够实用的简单的控制，来抑制燃料喷射后的向喷射器内的逆流。

-用以解决技术问题的技术方案-

所公开的技术涉及一种包括喷射器的发动机的控制装置，该喷射器在气筒内的燃烧室中喷射燃料。

所述喷射器具有：躯体，其前端部露出到所述燃烧室中；袋部，其形成在所述前端部的内部且由供燃料流入的空间构成；喷射孔，其与所述燃烧室及所述袋部连通；以及针，其以能够滑动的方式配置在所述躯体的内部，并且向不使燃料流入所述袋部的关闭位置与使燃料流入所述袋部的打开位置产生位移。

所述控制装置例如具有：燃料喷射控制部，其根据所述发动机的运转状态来控制燃料的喷射期间；以及喷射器控制部，其基于由所述燃料喷射控制部设定的燃料的喷射条件，来控制所述针的动作。而且，在所述喷射期间结束时，所述喷射器控制部在所述针到达所述关闭位置之前执行使所述针的移动速度减速的减速关闭控制。

即，根据该控制装置，在燃料的喷射期间结束时，在针到达关闭位置之前，使针的移动速度减速。因此，到达关闭位置的针的位移动作变得缓慢，抑制了袋部成为负压，从而在袋部残存有燃料。也抑制了针的弹回。

其结果是，抑制了燃料喷射后的从燃烧室向袋部的逆流，在喷射孔或其周边难以形成沉积物。因此，能够长期稳定地进行适当的燃料喷射。

所述控制装置也可以为，在所述减速关闭控制中执行下述处理：在所述针从所述打开位置位移到所述关闭位置为止的期间，使所述针的动作暂时停止。

若仅使针的动作暂时停止，则不需要复杂的运算处理，也容易实用化。在针发生位移的过程中，其动作被暂时停止(移动速度几乎为0)，因此，在针到达关闭位置之前执行减速关闭控制。

所述控制装置也可以为，在所述减速关闭控制中执行下述处理：将所述针从所述打开位置位移到所述关闭位置的速度设定为规定速度，根据所述发动机的运转状态来改变所述规定速度。

由于当针位于打开位置时被设定为规定速度，因此，在针到达关闭位置之前执行减速关闭控制。因此，即便是高速下的控制，针的动作也是稳定的，能够进行高精度的控制。

所述控制装置也可以为，所述发动机的运转状态是所述发动机的转速，该转速越低，将所述规定速度改变为越快。

在发动机转速低的运转区域，在燃烧室中形成的流动变弱。因此，若向燃烧室喷射的燃料的喷射速度变慢，则燃料的喷雾状态可能因流动的影响而恶化。与此相对，若进行这样的设定，则能够抑制由于减速关闭控制而对燃料的喷雾状态造成的不良影响。

所述喷射器优选采用通过电流控制而驱动的喷射器。

即，优选的是，所述喷射器具有：躯体，其前端部露出到所述燃烧室中；袋(sack)部，其形成在所述前端部的内部且由供燃料流入的空间构成；喷射孔，其与所述燃烧室及所述袋部连通；针，其以能够滑动的方式配置在所述躯体的内部，并且向不使燃料流入所述袋部的关闭位置与使燃料流入所述袋部的打开位置产生位移；弹簧，其向所述针赋予朝向所述关闭位置的推进力；以及打开驱动部，其通过电流的供给，向所述针赋予朝向所述打开位置的推进力。

而且，可以是，所述控制装置例如具有：燃料喷射控制部，其根据所述发动机的运转状态来控制燃料的喷射；以及喷射器控制部，其基于由所述燃料喷射控制部设定的燃料的喷射条件，来控制向所述打开驱动部供给的电流，在由所述燃料喷射控制部设定的燃料的喷射期间开始时，所述喷射器控制部向所述打开驱动部供给使所述针位移到所述打开位置的打开位移电流，在所述喷射期间，所述喷射器控制部向所述打开驱动部供给将所述针保持在所述打开位置的打开保持电流，在所述喷射期间结束时的、停止了所述打开保持电流的供给之后并且在所述针到达所述关闭位置之前，所述喷射器控制部向所述打开驱动部供给使所述针的移动速度减速的减速电流。

这样，即便是毫秒级的超高速控制，也能够响应良好地使喷射器工作，能够稳定地进行高精度的控制。

在该情况下，也可以通过所述减速电流，使所述针的动作暂时停止。

另外，在该情况下，优选的是，所述减速电流大于所述打开保持电流且小于所述打开位移电流。

这样，就能够进行适度的针的暂时停止，而且能够避免所供给的电流量过多或不足，因此，能够进行有效的控制。

与燃烧室的内压较高的压缩行程中相比，在燃烧室的内压较低且在进气行程中喷射燃料的情况下，这样的减速关闭控制是有效的。

优选的是，喷射器在进气行程中喷射燃料的情况下，所述发动机的转速越低，越缩短使所述针的动作暂时停止的期间。

在使针的动作暂时停止的情况下，在燃料喷射结束时，向燃烧室喷射的燃料的喷射速度变慢，从而可能对燃料的喷雾状态造成不良影响。与此相对，若进行这样的设定，能够抑制对燃料的喷雾状态造成的不良影响。

所述喷射器控制部也可以一边改变电流值一边向所述打开驱动部供给所述减速电流。

由于是电流控制，因此，即便为超高速，也能够自由地调整针的速度，能够进行高精度的控制。

所述减速电流也可以设定得比所述打开位移电流小。

这样，不仅能够适度地进行针的减速，而且能够避免所供给的电流量过多或不足，因此，能够进行有效的控制。

-发明的效果-

根据所公开的发动机的控制装置，能够将抑制燃料喷射后的向喷射器内的逆流的方案实用化。其结果是，能够长期稳定地进行燃烧室内的燃料喷射。

附图说明

图1是用于说明燃料喷射后的向喷射器内的逆流的图。

图2是示出实施方式的发动机的结构的概要图。

图3是与喷射器的控制相关的框图。

图4是示出喷射器的构造的概要图。

图5是与燃料喷射的控制相关的流程图。

图6是示出通常情况下的喷射模式的一例的示意图。

图7是示出进行了暂时停止控制的情况下的喷射模式的一例的示意图。

图8是用于说明考虑了发动机转速的控制的图。

图9是示出进行了减速关闭控制的情况下的喷射模式的一例的示意图。

图10是用于说明考虑了发动机的运转状态的控制的图。

具体实施方式

以下，基于附图对所公开的技术的实施方式进行详细说明。但是，以下的说明本质上只是示例，并不限制本发明、其应用对象或者其用途。

-第一实施方式-

＜发动机＞

图2示出本实施方式中公开的发动机1。该发动机1是作为动力源而搭载于机动车的多缸汽油发动机。即便在汽油发动机中，该发动机1的燃料也是以汽油为主成分的燃料即可(例如，也可以在汽油中含有乙醇等)。

在该发动机1中，由缸体1a和组装在缸体1a的上部的气缸盖1b构成发动机1的主体。在缸体1a上，以与纸面正交地排列的方式设置有多个圆筒状的气缸2(图2中示出其中一个)。活塞3以能够往复运动的方式向各气缸2插入。这些活塞3经由连杆4而与曲轴5连结。

曲轴5根据这些活塞3的往复运动作而旋转。通过曲轴5的旋转获得的动力经由变速器(未图示)而输出。变速器具有能够变更齿轮级(例如1速～6速)的机构。所获得的动力以设定的齿轮级被传递到车轮。变速器也可以是自动变速器(所谓的AT)或手动变速器(所谓的MT)。在该发动机1中，变速器的种类没有限制。

在各气缸2的内部上方，形成有由气缸盖1b的下表面和活塞3的上表面分隔出上下的燃烧室6。虽然未图示，但在活塞3的上表面形成有对喷射到燃烧室6的燃料的流动进行引导的空腔(凹部)。形成于气缸盖1b的进气道7的进气口及排气道8的排气口在燃烧室6的上部开口。将这些进气口及排气口打开、关闭的进气阀9及排气阀10分别设置于气缸盖1b。需要说明的是，在所公开的技术中，对于进气阀9及排气阀10的数量没有限制。在该发动机1中，在各气缸2分别设置有两个进气阀9及两个排气阀10。

进气阀9及排气阀10分别通过设置于气缸盖1b的气门传动机构11，与曲轴5的旋转连动地被驱动为打开、关闭。气门传动机构具有阀的提升量及开闭定时被固定的机构、阀的提升量及开闭定时可变的机构等各种机构。气门传动机构11根据所使用的发动机1的控制而适当选择。

在气缸盖1b上，火花塞12及喷射器40设置于各气缸2。火花塞12在其前端部具有产生火花的放电端子。以火花塞12的前端部向燃烧室6的上部中央(从上下方向观察时的中央)突出的方式，在气缸盖1b上配置有火花塞12。

喷射器40是喷射燃料的呈轴形状的部件。在发动机1运转时，通过图外的燃料供给路径，以规定的燃压向喷射器40供给燃料。喷射器40以其前端部从进气侧向燃烧室6的上部侧方(从上下方向观察时的侧方)露出的方式，以向斜下方延伸的状态配置于气缸盖1b。即，该喷射器40是在燃烧室6中喷射燃料的所谓的直喷型的喷射器(关于喷射器40的详细构造之后叙述)。

在气缸盖1b的一方的侧面开口的进气道7的导入口处连接有进气通道14。通过这些进气通道14及进气道7，向燃烧室6供给外部空气(新鲜空气)。另外，在气缸盖1b的另一方的侧面开口的排气道8的导出口处连接有排气通道15。通过这些排气道8及排气通道15，将在燃烧室6中生成的尾气(燃烧气体)排出。

在进气通道14中设置有电子控制式的节流阀16，其根据加速踏板(accel)的开度(通过驾驶员进行踩踏油门踏板(accel pedal)的操作而变化)来调整外部空气的流量。节流阀16也能够独立于加速踏板的开度而进行开闭控制。

在排气通道15中设置有催化转化器17。在催化转化器17中内置有三元催化剂。尾气通过催化转化器17，从而尾气中的有害成分(NOx、CO、HC)得到净化。

＜控制装置＞

发动机1的运转主要由PCM(动力传动系统控制模块)20综合控制。例如，为了检测发动机1的运转状态，从各种传感器向PCM20不断输入各种信息。PCM20基于这些信息进行控制，使得气门传动机构11、火花塞12、节流阀16、喷射器40等根据发动机1的运转状态而适当工作。

图3示出与喷射器40的控制相关联的框图。在PCM20电连接有发动机转速传感器21、齿轮级检测传感器22、车速传感器23、加速踏板开度传感器24等。发动机转速传感器21检测发动机1的转速。齿轮级检测传感器22检测变速器的齿轮级。车速传感器23检测机动车的车速。加速踏板开度传感器24检测加速踏板的开度。在发动机1运转时，从这些传感器始终向PCM20输入信息。

PCM20根据发动机1的运转状态及发动机1的输出指示，设定作为目标的转矩。PCM20将所设定的目标转矩向喷射器ECU30输出。具体而言，PCM20基于从这些传感器输入的信息，判断发动机转速、发动机负载处于何种状态。然后，PCM20根据该状态和加速踏板的开度，设定接下来作为目标的转矩，并向喷射器ECU30输出。

喷射器ECU30是附设于喷射器40的控制装置。喷射器ECU30具有专用于喷射器40的控制的功能。喷射器ECU30基于由PCM20设定的目标转矩和发动机1的运转状态，来控制喷射器40的后述的针42的动作。具体而言，喷射器ECU30设定与目标转矩的设定值相应的燃料的喷射量(要求喷射量)，基于该要求喷射量和发动机1的运转状态，以向喷射器40供给规定的电流的方式进行控制。

在喷射器ECU30安装有多个控制用的映射，以避免控制速度过高而以反馈控制来不及处理。这些映射中，根据发动机负载及发动机转速而设定有燃料喷射的模式。喷射器ECU30从这些映射中选择与发动机1的运转状态相应的映射，并控制向喷射器40供给的电流，使得按照该喷射模式来喷射燃料。

通过这样的喷射器ECU30的设置，能够独立地进行与燃料喷射的控制相关的运算处理。因此，能够减轻PCM20的处理负担，能够更加高速且更高精度地进行燃料喷射的控制。

如上所述，在该发动机1中构成为：通过PCM20和喷射器ECU30的协作来控制燃料的喷射，并且，通过喷射器ECU30来控制喷射器40的动作。即，在该发动机1中，PCM20及喷射器ECU30相当于“控制装置”。而且，由PCM20及喷射器ECU30构成“燃料喷射控制部”，由喷射器ECU30构成“喷射器控制部”。但是，喷射器ECU30不是必须的。也可以为：在PCM20设置与喷射器ECU30同等的功能，仅由PCM20构成“燃料喷射控制部”。

＜喷射器＞

图4具体示出喷射器40的构造。该喷射器40是直动式的多喷孔型喷射器。喷射器40构成为通过电控制来驱动。具体而言，喷射器40由躯体41、针42、芯体43、电磁线圈44、螺旋弹簧45、连接器46等构成。需要说明的是，本实施方式的打开驱动部由芯体43及电磁线圈44构成。

躯体41由大致圆筒轴状的部件构成。通常将多个零件组合而构成躯体41。躯体41以其前端部向燃烧室6露出的方式安装于气缸盖1b。在躯体41的基端部设置有导入燃料的导入口41a和收纳所导入的燃料的基端侧燃料室41b。在导入口41a与基端侧燃料室41b之间安装有去除异物的粗滤器41c。在躯体41的前端部，经由插嵌于躯体41内部的中间的连接器46而设置有前端侧燃料室41d。

连接器46是具有贯穿其中心的轴孔46a的圆柱状的零件。在轴孔46a的基端侧固定有圆筒状的弹簧止动件47。在轴孔46a的前端侧插入有螺旋弹簧45。螺旋弹簧45的基端侧由弹簧止动件47支承。

在前端侧燃料室41d，以承接螺旋弹簧45的前端侧的方式配置有轴状的针42和固定于针42的基端部的芯体43。这些针42及芯体43能够沿着喷射器40的中心线A以规定的提升量滑动。针42及芯体43被螺旋弹簧45向前端侧施力。

芯体43的外周面形成为沿着躯体41的内周面滑动。在芯体43的外周部埋设有磁铁43a。前端侧燃料室41d被芯体43分隔为基端侧的部分和前端侧的部分。在芯体43形成有液体流路43b，液体流路43b使前端侧燃料室41d的基端侧的部分与前端侧燃料室41d的前端侧的部分连通。

因此，导入到基端侧燃料室41b的燃料通过轴孔46a及液体流路43b也被导入到前端侧燃料室41d。在发动机1运转时，向基端侧燃料室41b供给燃料，因此，基端侧燃料室41b及前端侧燃料室41d始终成为被规定的燃压的燃料充满的状态。

在躯体41的前端部的内部、即前端侧燃料室41d的末端，形成有袋部48(由向外侧稍微凹陷的空间构成)。在袋部48的周围设置有环状的座部48a。座部48a通过针42的前端的压接而被液封。在躯体41的前端部形成有多个喷射孔49。袋部48经由这些喷射孔49而与燃烧室6连通。

针42以其前端朝向压接于座部48a的位置(关闭位置)移动的方式被螺旋弹簧45赋予推进力。因此，只要不从外部作用有力，袋部48与前端侧燃料室41d之间就被关闭，燃料不会向袋部48流入。

以与位于躯体41的内部的芯体43对置的方式，在躯体41的外部设置有电磁线圈44。虽然未图示，但按照喷射器ECU30的指示，在规定的定时向电磁线圈44供给规定量的电流。通过向电磁线圈44供给电流，从而形成磁场，由此磁力作用于芯体43的磁铁43a上。由此，向芯体43赋予使其克服螺旋弹簧45的弹性力而向基端侧滑动的推进力。针42的前端从座部48a离开而提升，朝向使燃料流入袋部48的位置(打开位置，在图4的放大图中以双点划线示出)移动。

即，在该喷射器40的情况下，通过向电磁线圈44供给规定的电流(打开位移电流)，从而，在磁力的作用下，针42位移到打开位置，燃料向袋部48流入而开始燃料喷射。这样，通过向电磁线圈44供给规定的电流(打开保持电流)，针42被保持在打开位置，燃料喷射会持续进行。然后，通过停止向电磁线圈44供给电流，从而，在螺旋弹簧45的弹性力的作用下，针42位移到关闭位置，燃料停止向袋部48流入，从而燃料喷射就会结束。

因此，根据该喷射器40，在开始燃料喷射时，通过向电磁线圈44供给电流，能够立即进行开阀动作。另外，在燃料喷射结束时，通过停止向电磁线圈44供给电流，能够立即进行闭阀动作。因此，与利用了燃料的压力差的浮子式的喷射器不同，喷射器40能够在几乎没有时滞的情况下进行控制。喷射器40即便在一毫秒以下的短时间进行喷射这样的高速下，也能够稳定地进行高精度的控制。

另外，通常，在针42提升时，作用于针42的力F能够由下式(1)表现。

(1)F＝k·x+ΔP·S-Mag

这里，k表示螺旋弹簧45的弹簧常量，x表示提升量，ΔP表示朝向关闭位置作用于芯体43的燃压差，S表示该燃压差起作用的芯体43的面积，Mag表示由电磁线圈44产生的磁力。

与如引用文献1所述的柴油用浮子式的喷射器相比，该汽油用直动式的喷射器40不是在压缩行程中而是在进气行程中被喷射，因此，k·x和ΔP·S变小。因此，根据该喷射器40，能够以比较小的电流进行控制，因此，也能够抑制蓄电池的电力消耗。

＜燃料喷射的控制＞

接着，参照图5的流程图，对燃料喷射的控制具体进行说明。如图3所示，PCM20在机动车的运转中始终读入各种传感器所检测的值，判断发动机1的运转状态(步骤S1)。然后，PCM20在每一个燃烧循环中设定目标转矩，使得成为所要求的发动机1的运转状态(步骤S2)，向喷射器ECU30输出发动机转速、发动机负载的信息以及所设定的该目标转矩。

喷射器ECU30若从PCM20被输入目标转矩等信息，则设定与此相应的要求喷射量及喷射时期(步骤S3)。喷射器ECU30选择与发动机1的运转状态，即此时的发动机转速及发动机负载相应的映射，读出其喷射模式(步骤S4)。这样，喷射器ECU30对喷射器40进行电流控制，使得以该喷射模式喷射要求喷射量(步骤S5)。

图6示意性示出通常情况下的喷射模式的一例。(a)表示向电磁线圈44供给的电流的变化，(b)表示针42的提升量的变化，(c)表示袋部48的差压(“袋部48的内压”-“燃烧室6的内压”)的变化。

横轴表示时间(ms级)。在该发动机1中，在进气行程中喷射燃料。根据喷射模式，也有时分为多次来喷射。这里，表示以一次喷射的情况。

提升量为“0”的位置相当于关闭位置，提升量为最大的位置相当于打开位置。针42从关闭位置离开后再次返回关闭位置为止的期间是由PCM20及喷射器ECU30设定的燃料的喷射期间(理论上处于从喷射器40向燃烧室6喷射燃料的状态的期间)。因此，(b)中由梯形的面积表示的部分对应于要求喷射量。

在该喷射器40中，如上所述，在燃料喷射开始时通过电流控制进行开阀动作，因此，能够使针42以高速产生位移，能够以相对于喷射模式稍小的时滞使针42的提升追随。即，能够进行高精度的开阀动作。在开阀动作中，需要克服螺旋弹簧45及燃压而使针42以高速提升。因此，喷射器ECU30向电磁线圈44供给比较大的电流(打开位移电流)。

然后，若到达打开位置，则喷射器ECU30向电磁线圈44供给比打开位移电流小的电流(打开保持电流)。由此，针42被保持在打开位置。

然后，若经过规定期间，则喷射器ECU30停止向电磁线圈44供给打开保持电流。由此，开始闭阀动作。此时，通过电流控制，能够立即进行基于螺旋弹簧45的闭阀动作。需要说明的是，在闭阀动作中，针42通过螺旋弹簧45的弹性力而产生位移，因此，与开阀动作相比，针42的位移速度变小(斜率平缓)。

这样，通过针42到达关闭位置而结束喷射期间，停止燃料的喷射。然而，此时，如(c)放大所示，虽然燃料停止向袋部48流入，但袋部48的燃料因惯性力而继续向燃烧室6喷射。因此，袋部48成为负压。

尤其是，与压缩行程不同，进气行程下的燃烧室6的内压较低。因此，燃料容易流出，更容易成为负压。

由此，在喷射期间结束后(针42到达关闭位置后)，在紧前的排气行程中残留于燃烧室6的已燃气体(包含碳等)向袋部48逆流，可能会在喷射孔49或其周边形成沉积物。

(暂时停止控制)

于是，在该发动机1中，为了能够抑制在燃料喷射结束后可能会产生的袋部48的负压化而进行了研究。即，利用响应优异的喷射器40，在喷射期间结束时的闭阀动作中，在针42即将到达关闭位置之前，使针42的动作暂时停止。

具体而言，在打开保持电流的供给停止而开始了闭阀动作之后，在针42即将到达关闭位置之前，利用喷射器ECU30，向电磁线圈44供给使针42的动作暂时停止的暂时停止电流。需要说明的是，这里所说的暂时停止不仅包括针42完全停止动作的情况，还包括减速到停止动作的程度的情况。总之，为了避免袋部48成为负压，向针42赋予反向的推进力而能够阻止针42的位移动作即可。即，暂时停止控制是后述的减速关闭控制的一例。

图7示例出进行了暂时停止控制的情况下的喷射模式。(a)表示向电磁线圈44供给的电流的变化，(b)表示针42的提升量的变化，(c)表示袋部48的差压的变化，(d)表示袋部48的燃料量的变化。

如(a)所示，在通常的喷射期间结束而停止了打开保持电流的供给之后，为了再次使针42的动作暂时停止，向电磁线圈44供给暂时停止电流。暂时停止电流使针42暂时停止即可，因此，优选设定为比打开保持电流大且比打开位移电流小的电流。

另外，由于将由微小空间构成的袋部48作为对象，因此，即便在闭阀动作中，也优选在针42即将到达关闭位置之前暂时停止。通过向电磁线圈44供给暂时停止电流，针42的位移被阻止，如(b)所示，在即将到达关闭位置之前，针42的提升量被短暂地保持住。其结果是，落座于阀座的针42的位移动作变得缓慢，如(c)和(d)所示，在袋部48残存有燃料，抑制了袋部48成为负压。也抑制了针42的弹回。

其结果是，抑制了燃料喷射后的从燃烧室6向袋部48的逆流，在喷射孔49或其周边难以形成沉积物，因此，能够长期稳定地进行适当的燃料喷射。由于仅使针42暂时停止，因此，不需要复杂的运算处理，也能够减轻喷射器ECU30的处理负担。

(发动机转速、发动机温度的影响)

在进行了这样的暂时停止控制的情况下，在燃料喷射结束时，向燃烧室6喷射的燃料的喷射速度可能变慢。

在进气行程中喷射燃料的情况下，为了控制燃烧状态而设定燃料喷射的条件，以便获得最佳的喷雾状态。例如，通过喷射的定时、活塞3的空腔的形状等的组合，在燃烧室6中形成滚流、湍流等规定的流动，以便获得最佳的喷雾状态。与此相对，若燃料的喷射速度变慢，则无法获得最佳的喷雾状态，可能对油耗等造成影响。

尤其是，在发动机转速低的运转区域中，与发动机转速高的运转区域相比，在燃烧室6中形成的流动较弱。因此，燃料的喷雾状态容易受到流动的影响。对此，在该发动机1中设定为，发动机转速越低，使针42的动作暂时停止的期间越短。

具体而言，如图8所示，在发动机转速高的运转区域，将向电磁线圈44供给暂时停止电流的时间设定得较长，使得针42暂时停止的时间相对变长。而且，在发动机转速低的运转区域，将向电磁线圈44供给暂时停止电流的时间设定得较短，使得针42暂时停止的时间相对变短。

通过这种方式，能够抑制：由于暂时停止控制而对燃料的喷雾状态造成的不良影响。

需要说明的是，通过喷射器ECU30来调整停止打开保持电流的定时、闭阀动作中的针42的位移速度等，使得喷射期间不改变且要求喷射量固定。喷射器40在电控制下工作，因此，也能够进行这样的调整。

同样，还容易受到发动机温度的影响。即，若发动机温度较低，则在燃烧室6中喷雾的燃料难以气化。因此，若燃料的喷射速度变慢，则无法获得最佳的喷雾状态，可能对油耗等造成影响。

因此，优选设定为：发动机温度与发动机转速双方都越低，使针42的动作暂时停止的期间越短。例如，可以考虑按照如下方式进行设定：在冷起动后发动机温度达到规定温度的所谓的暖机运转结束的前后，切换使针42的动作暂时停止的期间的长度。

-第二实施方式-

在第二实施方式中，示例出为了抑制在燃料喷射结束后可能产生的袋部48的负压化而进行使针42的移动速度减速的减速关闭控制的情况。需要说明的是，发动机1的构造等与第一实施方式相同。因此，相同内容的部件使用相同的符号，并省略其说明。

(减速关闭控制)

在第二实施方式的发动机1中，为了在喷射期间结束时，减少针42从打开位置向关闭位置位移的速度而进行了研究。

具体而言，若打开保持电流的供给停止而开始闭阀动作，原本，针42会通过螺旋弹簧的弹性所产生的推进力，以固定的速度朝向关闭位置位移。与此相对，在第二实施方式的发动机1中，通过喷射器ECU30，向电磁线圈44供给使针42的速度减速的减速电流。

图9示例出进行了减速关闭控制的情况下的喷射模式。(a)表示向电磁线圈44供给的电流的变化，(b)表示针42的提升量的变化，(c)表示袋部48的差压的变化，(d)表示袋部48的燃料量的变化。

如(a)所示，若通常的喷射期间结束而停止了打开保持电流的供给，则向电磁线圈44供给减速电流。减速电流只要克服螺旋弹簧的推进力而将针42的速度减速至规定值即可，因此，减速电流是比打开位移电流小的电流。根据减速量来调整减速电流的大小。

通过调整减速电流的大小，能够以所希望的大小向针赋予克服螺旋弹簧的推进力的反向推进力。因此，能够自由地调整针的位移速度。由于是电流控制，因此，能够进行高精度的控制。

喷射器ECU30按照减速后的位移速度调整停止打开保持电流的定时，使得要求喷射量固定。由于是电控制，因此，能够进行这样的调整。另外，即便改变位移速度，也能够高精度地维持要求喷射量。

此外，减速电流优选为固定值。这是因为，由于是将由微小空间构成的袋部48作为对象的高速下的控制，因此，若在闭阀期间中改变减速电流，则控制变得复杂，从而处理负担增加。若将减速电流设为固定值，针的动作也稳定，因此，能够进行更高精度的控制。

通过这种方式，如(b)所示，针以与假想线所示的仅由螺旋弹簧的推进力引起的位移速度相比减速后的固定的位移速度进行位移。其结果是，落座于阀座的针42的位移动作变得缓慢，如(c)及(d)所示，在袋部48残存有燃料，从而抑制了袋部48成为负压。也抑制了针42的弹回。

其结果是，抑制了燃料喷射后的从燃烧室6向袋部48的逆流，在喷射孔49或其周边难以形成沉积物。因此，能够长期稳定地进行适当的燃料喷射。由于仅使针42减速，因此，不需要复杂的运算处理，还能够减轻喷射器ECU30的处理负担。

(发动机的运转状态的影响)

与进行了暂时停止控制的情况同样，在进行了这样的减速关闭控制的情况下，在燃料喷射结束时，向燃烧室6喷射的燃料的喷射速度也可能会变慢。若燃料的喷射速度变慢，则无法获得最佳的喷雾状态，可能对油耗等造成影响。而且，在发动机转速低的运转区域，燃料的喷雾状态容易受到流动的影响。

对此，在第二实施方式的发动机1中设定为：发动机转速越低，针42的位移速度越快。

具体而言，如图10所示，在发动机转速高的运转区域，将向电磁线圈44供给的减速电流的值设定得较大，使得针42的位移速度相对变慢(斜率平缓)。而且，在发动机转速低的运转区域，将向电磁线圈44供给的减速电流的值设定得较小，使得针42的位移速度相对变快(斜率急剧)。

通过这种方式，能够抑制由于减速关闭控制而对燃料的喷雾状态造成的不良影响。

与第一实施方式的发动机1同样，若在发动机温度低的情况下燃料的喷射速度变慢，则第二实施方式的发动机1也无法获得最佳的喷雾状态，可能对油耗等造成影响。

因此，在第二实施方式的发动机1中优选设定为：发动机温度与发动机转速双方都越低，针42的位移速度相对越快。例如，可以考虑按照如下方式进行设定：在冷起动后发动机温度达到规定温度的所谓的暖机运转结束的前后，切换针42的位移速度的大小等。

需要说明的是，发动机的控制装置不局限于上述实施方式，也包含除此以外的各种结构。

例如，在上述实施方式中，以在进气行程中进行燃料喷射的汽油发动机为例进行了说明，但本发明也能够应用于在压缩行程中进行燃料喷射的柴油发动机。

暂时停止控制的停止次数不局限于一次。在闭阀动作过程中也可以进行多次暂时停止控制。

优选为：在燃料喷射分为多次进行的分割喷射的情况下，仅在最后的燃料喷射时进行暂时停止控制及减速关闭控制。

在第二实施方式的发动机1中，不仅可以使针42的位移速度减速，也可以使其加速。只要是电流控制，就能够容易地进行。

符号说明

1 发动机

2 气缸

3 活塞

6 燃烧室

12 火花塞

20 PCM(控制装置)

30 喷射器ECU(控制装置)

40 喷射器

41 躯体

42 针

48 袋部

49 喷射孔

Claims (11)

1.一种发动机的控制装置，该发动机包括在气缸内的燃烧室中喷射燃料的喷射器，所述发动机的控制装置的特征在于，

所述喷射器具有：

躯体，其前端部露出到所述燃烧室中；

袋部，其形成在所述前端部的内部且由供燃料流入的空间构成；

喷射孔，其与所述燃烧室及所述袋部连通；以及

针，其以能够滑动的方式配置在所述躯体的内部，并且向不使燃料流入所述袋部的关闭位置与使燃料流入所述袋部的打开位置产生位移，

所述控制装置具有：

燃料喷射控制部，其根据所述发动机的运转状态来控制燃料的喷射期间；以及

喷射器控制部，其基于由所述燃料喷射控制部设定的燃料的喷射条件，来控制所述针的动作，

在所述喷射期间结束时，所述喷射器控制部在所述针到达所述关闭位置之前执行使所述针的移动速度减速的减速关闭控制。

2.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，

在所述减速关闭控制中执行下述处理：在所述针从所述打开位置位移到所述关闭位置为止的期间，使所述针的动作暂时停止。

3.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，

在所述减速关闭控制中执行下述处理：将所述针从所述打开位置位移到所述关闭位置的速度设定为规定速度，根据所述发动机的运转状态来改变该规定速度。

4.根据权利要求3所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述发动机的运转状态是所述发动机的转速，该转速越低，将所述规定速度改变为越快。

5.一种发动机的控制装置，该发动机包括通过电流控制在气缸内的燃烧室中喷射燃料的喷射器，所述发动机的控制装置的特征在于，

所述喷射器具有：

躯体，其前端部露出到所述燃烧室中；

袋部，其形成在所述前端部的内部且由供燃料流入的空间构成；

喷射孔，其与所述燃烧室及所述袋部连通；

针，其以能够滑动的方式配置在所述躯体的内部，并且向不使燃料流入所述袋部的关闭位置与使燃料流入所述袋部的打开位置产生位移，

弹簧，其向所述针赋予朝向所述关闭位置的推进力；以及

打开驱动部，其通过电流的供给，向所述针赋予朝向所述打开位置的推进力，

所述控制装置具有：

燃料喷射控制部，其根据所述发动机的运转状态来控制燃料的喷射；以及

喷射器控制部，其基于由所述燃料喷射控制部设定的燃料的喷射条件，来控制向所述打开驱动部供给的电流，

在由所述燃料喷射控制部设定的燃料的喷射期间开始时，所述喷射器控制部向所述打开驱动部供给使所述针位移到所述打开位置的打开位移电流，

在所述喷射期间，所述喷射器控制部向所述打开驱动部供给将所述针保持在所述打开位置的打开保持电流，

在所述喷射期间结束时的、停止了所述打开保持电流的供给之后并且在所述针到达所述关闭位置之前，所述喷射器控制部向所述打开驱动部供给使所述针的移动速度减速的减速电流。

6.根据权利要求5所述的发动机的控制装置，其特征在于，

通过所述减速电流，使所述针的动作暂时停止。

7.根据权利要求6所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述减速电流大于所述打开保持电流且小于所述打开位移电流。

8.根据权利要求1到7中任一项权利要求所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述喷射器在进气行程中喷射燃料。

9.根据权利要求2或6所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述喷射器在进气行程中喷射燃料，所述发动机的转速越低，越缩短使所述针的动作暂时停止的期间。

10.根据权利要求5所述的发动机的控制装置，其特征在于，

所述喷射器控制部一边改变电流值一边向所述打开驱动部供给所述减速电流。

11.根据权利要求5所述的发动机的控制装置，其特征在于，

将所述减速电流设定为比所述打开位移电流小。