專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知一種內(nèi)燃機(jī)，其被設(shè)計(jì)成這樣，即燃油噴射器的噴嘴室通過高壓管路連接到共用油軌并執(zhí)行兩個(gè)燃油噴射，例如一個(gè)先導(dǎo)噴射和一個(gè)隨后的主噴射(例如，日本未審查的專利公布(kokai)No.2000-18074)。
但是，在使用這種共用油軌時(shí)，當(dāng)執(zhí)行燃油噴射時(shí)，產(chǎn)生于燃油噴射器的噴嘴室內(nèi)的壓力波在那時(shí)穿過高壓管路傳播，并到達(dá)共用油軌。隨后，該壓力波朝向噴嘴室而繼續(xù)在高壓油軌內(nèi)傳播。這導(dǎo)致了噴嘴室內(nèi)燃油壓力的劇烈波動(dòng)。
在這種常規(guī)內(nèi)燃機(jī)中，當(dāng)由于共用油軌內(nèi)存在反射波而引起在噴嘴室內(nèi)發(fā)生燃油壓力的劇烈波動(dòng)時(shí)，主噴射在先導(dǎo)噴射之后執(zhí)行。但是，當(dāng)噴嘴室內(nèi)的燃油壓力以這種方式劇烈波動(dòng)時(shí)，如果執(zhí)行主噴射，將會(huì)出現(xiàn)主噴射的噴射量極大地波動(dòng)并且極大地偏離正常量而終止的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，即便是在使用共用油軌時(shí)，該燃油噴射系統(tǒng)也能夠?qū)娚淞烤_地控制為目標(biāo)值。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)設(shè)置有共用油軌和連接到該共用油軌的燃油噴射器，在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)循環(huán)過程中，每一個(gè)燃油噴射器執(zhí)行至少兩次噴射，即在先噴射和在后噴射，并且根據(jù)從執(zhí)行在先噴射到執(zhí)行在后噴射的時(shí)間間隔，相對(duì)于目標(biāo)值來改變?cè)诤髧娚涞牟▌?dòng)量，內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)設(shè)置有存儲(chǔ)裝置，其用于在油軌壓力為預(yù)定的基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，存儲(chǔ)隨著時(shí)間間隔的增加隨基準(zhǔn)波動(dòng)模型變化的在后噴射的基準(zhǔn)波動(dòng)量，并且在油軌壓力不是基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，存儲(chǔ)當(dāng)收縮或擴(kuò)展在后噴射的波動(dòng)量的波動(dòng)模型時(shí)該波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率，以便將該波動(dòng)模型覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上；計(jì)算裝置，其利用收縮率或擴(kuò)展率并根據(jù)基準(zhǔn)波動(dòng)量和時(shí)間間隔、按照油軌壓力計(jì)算在后噴射的波動(dòng)量；和控制裝置，其利用由計(jì)算裝置所計(jì)算的波動(dòng)量將噴射量控制為目標(biāo)值。


圖1是壓燃式內(nèi)燃機(jī)的總圖；圖2是燃油噴射器尖端的側(cè)面剖視圖；圖3A和3B是噴射模型圖；圖4A和4B是噴射量的圖；圖5A和5B是主噴射定時(shí)等的圖；圖6A-6C是主噴射的波動(dòng)量圖；圖7A-7C是主噴射的波動(dòng)量圖；圖8A和8B是主噴射的波動(dòng)量圖；圖9是燃油噴射控制的流程圖；圖10A-10D是收縮率或擴(kuò)展率的視圖；圖11A-11C是針閥的閥門開啟正時(shí)的波動(dòng)量圖；圖12A和12B是主噴射的波動(dòng)量圖；圖13和14是燃油噴射控制的流程圖；圖15A-15C是收縮率或擴(kuò)展率的視圖；圖16A-16D是收縮率或擴(kuò)展率的視圖；圖17和18是燃油噴射控制的流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，1是壓燃式內(nèi)燃機(jī)體，2是氣缸的燃燒室，3是用于將燃油噴射到燃燒室2內(nèi)的燃油噴射器，4是進(jìn)氣歧管，5是排氣歧管。進(jìn)氣歧管4通過進(jìn)氣導(dǎo)管6連接到排氣渦輪增壓器7的壓縮器7a的出口。該壓縮器7a的入口連接到一空氣濾清器8。進(jìn)氣導(dǎo)管6在其內(nèi)部設(shè)置有一通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門9。另一方面，排氣歧管5連接到排氣渦輪增壓器7的排氣渦輪7b的入口。
排氣歧管5和進(jìn)氣歧管4通過廢氣再循環(huán)(在下文指的是“EGR”)通道10相互連接。該EGR通道10具有一設(shè)置在其內(nèi)的電控型的EGR控制閥11。另一方面，每一燃油噴射器3通過一燃油供給管路12連接到一共用油軌13。該共用油軌13通過電控型的可變流量的燃油泵14而從燃油箱15將燃油供給到其內(nèi)部。供給到共用油軌13的燃油通過燃油供給管路12提供給燃油噴射器3。該共用油軌13設(shè)置有一燃油壓力傳感器16以用于檢測(cè)共用油軌13內(nèi)的燃油壓力。根據(jù)燃油壓力傳感器16的輸出信號(hào)，控制燃油泵14的流量以便共用油軌13內(nèi)的燃油壓力變?yōu)槟繕?biāo)燃油壓力。
電控單元20由一數(shù)字計(jì)算機(jī)組成并且設(shè)有ROM(只讀存儲(chǔ)器)22，RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)23，CPU(微處理器)24，輸入端口25，以及輸出端口26，它們?nèi)客ㄟ^雙向總線21連接。燃油壓力傳感器16的輸出信號(hào)通過相應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器27輸入到輸入端口25。另一方面，加速踏板17具有一與其相連的負(fù)載傳感器18，其用于產(chǎn)生與加速踏板17的下壓L成比例的輸出電壓。負(fù)載傳感器18的輸出電壓通過相應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換器27輸入到輸入端口25。而且，輸入端口25具有一與其相連的曲柄角傳感器19，其用于每當(dāng)曲柄軸旋轉(zhuǎn)例如15°時(shí)產(chǎn)生一輸出脈沖。另一方面，輸出端口26具有一與其相連的燃油噴射器3，一用于驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門9的步進(jìn)電機(jī)，EGR控制閥11，以及穿過相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路28的燃油泵14。
圖2是一燃油噴射器3的放大示意圖。如圖2所示，燃油噴射器3設(shè)置有一能定位在閥座30上的針閥31，一形成在針閥31尖端周圍的吸取室32，一從吸取室32延伸到燃燒室2的內(nèi)部的噴射孔33，以及一形成在針閥31周圍的噴嘴室34。該噴嘴室34通過一高壓燃油進(jìn)給通道連接到共用油軌13，該燃油進(jìn)給通道穿過燃油噴射器3的主體內(nèi)部和燃油供給管路12的內(nèi)部，即“高壓管路35”。共用油軌13內(nèi)的高壓燃油通過高壓管路35供給到噴嘴室34的內(nèi)部。
燃油噴射器在其內(nèi)部形成有一面對(duì)針閥31的后表面的壓力控制室36。該壓力控制室36在其內(nèi)部設(shè)置有一壓縮彈簧37，其用于向閥座30擠壓針閥31。壓力控制室36一方面通過一入口側(cè)邊收縮管38連接到高壓管路35的中部，并且另一方面通過一出口側(cè)邊收縮管39連接到燃油溢流孔41，該溢流孔通過一溢流控制閥40來控制其開啟和關(guān)閉。壓力控制室36通過收縮管38持續(xù)地供給高壓燃油。因此，壓力控制室36充滿了燃油。
如圖2所示，當(dāng)燃油溢流孔41被溢流控制閥40關(guān)閉時(shí)，針閥31將位于閥座30上。因此，燃油噴射停止。在此時(shí)，噴嘴室34和壓力控制室36變得具有相同的燃油壓力。當(dāng)溢流控制閥40打開，即其開啟燃油溢流孔41時(shí)，壓力控制室36內(nèi)的高壓燃油穿過收縮管39從燃油溢流孔41流出，因此壓力控制室36內(nèi)的壓力逐漸降低。當(dāng)壓力控制室36內(nèi)的壓力降低時(shí)，針閥31升高并且來自噴射孔33的燃油噴射將啟動(dòng)。
即，壓力控制室36和燃油溢流孔41之間設(shè)置有一收縮管39。而且，由于有其它延遲元件，燃油的噴射在溢流控制閥40開啟一段時(shí)間后才啟動(dòng)。隨后，當(dāng)溢流控制閥40關(guān)閉，即其關(guān)閉燃油溢流孔41，通過收縮管38向壓力控制室36的內(nèi)部供給的燃油將導(dǎo)致壓力控制室36內(nèi)的壓力逐漸增大，因此在溢流控制閥40關(guān)閉一段時(shí)間后燃油的噴射才停止。
在本發(fā)明中，每一燃油噴射器在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)循環(huán)過程中至少噴射兩次燃油，一在先噴射和一在后噴射。圖3A和3B示出了兩個(gè)有代表性的燃油噴射方法。圖3A顯示的是在一主噴射M之前執(zhí)行一先導(dǎo)噴射P的情形。在該情形中，先導(dǎo)噴射P為在先噴射而主噴射M為在后噴射。
另一方面，圖3B示出了在主噴射M之前執(zhí)行多個(gè)先導(dǎo)噴射P1，P2以及在主噴射M之后執(zhí)行多個(gè)后面的噴射P3，P4的情形。在該情形中，如果將先導(dǎo)噴射P2作為在后噴射，先導(dǎo)噴射P1將變?yōu)樵谙葒娚?。如果將主噴射M作為在后噴射，先導(dǎo)噴射P1，P2將變?yōu)樵谙葒娚洹Ｈ绻麑⑾葘?dǎo)噴射P3作為在后噴射，先導(dǎo)噴射P1，P2以及主噴射M將變?yōu)樵谙葒娚洹?br> 注意，本發(fā)明是將示于圖3A的在主噴射M之前執(zhí)行先導(dǎo)噴射P的情形作為一個(gè)例子來進(jìn)行詳細(xì)描述的。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖4A所示，目標(biāo)總噴射量QT作為加速踏板17下壓即加速踏板開度L和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N之間的函數(shù)，以圖的形式預(yù)先存儲(chǔ)在ROM 22中。而且，如圖4B所示，目標(biāo)主噴射量QM作為總噴射量QT和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的函數(shù)，以圖的形式預(yù)先存儲(chǔ)在ROM 22中。另一方面，目標(biāo)先導(dǎo)噴射量QP通過從總噴射量QT中減去主噴射量QM得到。
而且，如圖5A所示，主噴射M的噴射開始正時(shí)θM作為總噴射量QT和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的函數(shù)，以圖的形式預(yù)先存儲(chǔ)在ROM 22中。而且，預(yù)先設(shè)定從執(zhí)行在先噴射到執(zhí)行在后噴射的時(shí)間間隔。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖5B所示，從啟動(dòng)先導(dǎo)噴射P到啟動(dòng)主噴射M的時(shí)間間隔TI作為總噴射量QT和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N的函數(shù)，以圖的形式預(yù)先存儲(chǔ)在ROM 22中。先導(dǎo)噴射P的噴射開始正時(shí)θP從主噴射M的噴射開始正時(shí)θM和時(shí)間間隔TI計(jì)算出。
而且，在本發(fā)明的實(shí)施例中，共用油軌13內(nèi)的目標(biāo)油軌壓力預(yù)先設(shè)定。該目標(biāo)油軌壓力通常隨著總噴射量QT的增大而變高。
現(xiàn)在，如圖2所示，針閥31打開并且燃油噴射被啟動(dòng)，噴嘴室34內(nèi)的壓力快速地下降。如果噴嘴室34內(nèi)的壓力以這種方式快速地下降，將產(chǎn)生一壓力波。該壓力波穿過高壓管路35的內(nèi)部向共用油軌13傳播。隨后，該壓力波在高壓管路35的開口端被反射，引導(dǎo)向共用油軌13的內(nèi)部。隨后，該壓力波繼續(xù)穿過高壓管路35以相對(duì)于平均壓力呈反向壓力的狀態(tài)向噴嘴室34前進(jìn)，即以高壓波的形式，并且將導(dǎo)致噴嘴室34的壓力暫時(shí)變高。例如，如果已經(jīng)執(zhí)行了先導(dǎo)噴射，在那之后一段時(shí)間，噴嘴室34的內(nèi)部由于在共用油軌13內(nèi)的反射波將暫時(shí)地變?yōu)楦邏骸?br> 另一方面，當(dāng)針閥31關(guān)閉時(shí)，燃油的流動(dòng)將被迅速阻斷，因此噴嘴室34內(nèi)部的壓力將暫時(shí)地升高并且將形成壓力波。該壓力波也穿過高壓管路35的內(nèi)部而傳播，在共用油軌13處被反射，并且返回到噴嘴室34的內(nèi)部。
而且，溢流控制閥40的開啟和關(guān)閉操作也引起壓力波穿過噴嘴室34的內(nèi)部傳播。即，如果溢流控制閥40開啟，燃油溢流孔41處的壓力將迅速降低，因此產(chǎn)生壓力波。如果溢流控制閥40關(guān)閉，燃油溢流孔41的壓力將迅速升高，因此產(chǎn)生壓力波。這些壓力波穿過一對(duì)收縮管38，39從而穿過噴嘴室34傳播并將引起噴嘴室34中的壓力升高或降低。同時(shí)地，壓力波在噴嘴室34中被反射并向共用油軌13或燃油溢流孔41傳播。
以這種方式，如果執(zhí)行先導(dǎo)噴射P，由于針閥31的開啟和關(guān)閉操作以及溢流控制閥40的開啟和關(guān)閉操作而產(chǎn)生的壓力波將引起噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力脈動(dòng)。隨后，當(dāng)噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力以這種方式波動(dòng)時(shí)，執(zhí)行主噴射M。但是，如果在噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力以這種方式波動(dòng)時(shí)執(zhí)行主噴射M，當(dāng)噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力變高時(shí)，噴射量將增加；而當(dāng)噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力變低時(shí)，噴射量將減小，因此，主噴射M的噴射量將波動(dòng)。
隨后，將參照?qǐng)D6A-6B和圖7A-7C來闡明主噴射M的噴射量的波動(dòng)量。在圖6A-6B和圖7A-7C中，橫坐標(biāo)Ti表示從啟動(dòng)先導(dǎo)噴射P到啟動(dòng)主噴射M之間的時(shí)間間隔(msec)，而縱坐標(biāo)dQ表示主噴射M的噴射量相對(duì)于目標(biāo)值的波動(dòng)量(mm3)。在圖6A-6B和圖7A-7C中，□標(biāo)表示油軌壓力為48MPa時(shí)，○標(biāo)記表示油軌壓力為80MPa時(shí)，△標(biāo)記表示油軌壓力為128MPa時(shí)。注意圖6A-6C示出的主噴射量較小，而圖7A-7C示出的主噴射量較大。
具體地，圖6A-6C示出了先導(dǎo)噴射量為2(mm3)并且主噴射量為2(mm3)，而圖7A-7C示出了先導(dǎo)噴射量為2(mm3)并且主噴射量為20(mm3)。
現(xiàn)在，圖6A和圖7A示出了主噴射M的噴射量相對(duì)于目標(biāo)值的實(shí)際波動(dòng)量dQ對(duì)于三個(gè)不同油軌壓力的情形。正如上文的闡述，如果噴嘴室34中的燃油壓力變高，主噴射量將增加，而如果噴嘴室34中的燃油壓力變低，主噴射量將減少，因此從圖6A和圖7A可以得知，在先導(dǎo)噴射之后，噴嘴室34中的燃油壓力將反復(fù)地升高和降低，也即波動(dòng)。
但是，參見圖6A和圖7A，可以理解，由曲線表示的主噴射量的波動(dòng)模型隨周期而不同，即油軌壓力越高，周期越短，但是都以相似的形式升高和降低。如上所述，由于壓力波在噴嘴室34和共用油軌13之間或噴嘴室34和燃油溢流孔41之間傳播，噴嘴室34中的燃油壓力將波動(dòng)。噴嘴室34和共用油軌13之間的距離是一固定的長(zhǎng)度并且噴嘴室34和燃油溢流孔41之間的距離也是一固定的長(zhǎng)度，因此如果壓力波的傳播速度是恒定的，則在執(zhí)行先導(dǎo)噴射P之后而產(chǎn)生于噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力將按照一設(shè)定的波動(dòng)模型波動(dòng)。
但是，壓力波的傳播速度根據(jù)燃油壓力和燃油溫度而變化。即，壓力波的傳播速度由(E/γ)·g的平方根來表示，其中E為體積模量，γ為燃油的密度，g為重力加速度。即，壓力波的傳播速度與體積模量E的平方根成正比。但是，體積模量E與燃油壓力成比例而與燃油溫度成反比。因此，燃油壓力越高，壓力波的傳播速越快；并且燃油溫度越高，其速度越慢。也即，油軌壓力越高，壓力波的傳播速越快。
因此，當(dāng)油軌壓力變得越高時(shí)，噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力的波動(dòng)周期將變得越短。此時(shí)，噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力以沿圖6A和圖7A的橫坐標(biāo)方向，即沿時(shí)間間隔軸的方向，收縮的波動(dòng)模型的形式波動(dòng)。因此，如圖6A和圖7A所示，油軌壓力越高，主噴射的噴射量dQ就越發(fā)以沿時(shí)間間隔軸的方向收縮的波動(dòng)模型的形式波動(dòng)。
如果將由圖6A和圖7A中以○標(biāo)記的油軌壓力80MPa作為基準(zhǔn)油軌壓力，并且將在該基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)的主噴射波動(dòng)量dQ的波動(dòng)模型作為基準(zhǔn)波動(dòng)模型，那么，當(dāng)由□標(biāo)記所示的油軌壓力為48MPa時(shí)，也即，當(dāng)油軌壓力低于該基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，如果主噴射波動(dòng)量dQ的整個(gè)波動(dòng)模型在使用時(shí)間間隔Ti＝0作為固定點(diǎn)時(shí)、沿時(shí)間間隔軸方向均勻地收縮，那么波動(dòng)模型向上以及向下波動(dòng)的時(shí)刻將與基準(zhǔn)波動(dòng)模型向上以及向下波動(dòng)的時(shí)刻相符合。在由△標(biāo)記顯示的油軌壓力為128MPa時(shí)，即當(dāng)油軌壓力高于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，如果主噴射波動(dòng)量dQ的整個(gè)波動(dòng)模型在使用時(shí)間間隔Ti＝0作為固定點(diǎn)時(shí)沿時(shí)間間隔軸方向均勻地?cái)U(kuò)展，那么波動(dòng)模型向上以及向下波動(dòng)的時(shí)刻將與基準(zhǔn)波動(dòng)模型向上以及向下波動(dòng)的時(shí)刻相符合。圖6B和圖7B示出了當(dāng)油軌壓力為48MPa時(shí)使波動(dòng)模型收縮以及當(dāng)油軌壓力為128MPa時(shí)使波動(dòng)模型擴(kuò)展的情形，以便波動(dòng)模型向上和向下波動(dòng)的時(shí)刻與基準(zhǔn)波動(dòng)模型以這種方式向上和向下波動(dòng)的時(shí)刻相符合。
當(dāng)示于圖6B的主噴射量小時(shí)，基準(zhǔn)波動(dòng)模型和其它的收縮或擴(kuò)展波動(dòng)模型之間的偏差率將較大，而當(dāng)如圖7B所示的主噴射量大時(shí)，基準(zhǔn)波動(dòng)模型和其它的收縮或擴(kuò)展波動(dòng)模型之間的偏差率將變得相當(dāng)小。因此，當(dāng)如圖7B所示的主噴射量大時(shí)，如果使每一油軌壓力下的波動(dòng)模型收縮或擴(kuò)展，可以將每一波動(dòng)模型覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上。即，可以使每一波動(dòng)模型標(biāo)準(zhǔn)化為共同的基準(zhǔn)波動(dòng)模型。
當(dāng)可以以這種方式使每一波動(dòng)模型標(biāo)準(zhǔn)化為共同的波動(dòng)模型時(shí)，可以通過每一波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率來修改時(shí)間間隔并使用該修改后的時(shí)間間隔從共同的基準(zhǔn)波動(dòng)模型得出在每一油軌壓力下的主噴射波動(dòng)量dQ。
例如，如果將當(dāng)在圖7A中油軌壓力為80MPa時(shí)的主噴射波動(dòng)量dQ的波動(dòng)模型作為共同的基準(zhǔn)波動(dòng)模型，那么，當(dāng)通過在48MPa時(shí)波動(dòng)模型的收縮率來收縮時(shí)間間隔Ti時(shí)，當(dāng)油軌壓力為48MPa時(shí)的每一時(shí)間間隔Ti處的主噴射的波動(dòng)量dQ與基準(zhǔn)波動(dòng)模型上的主噴射的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ相符合。即在每一油軌壓力下的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率與該時(shí)間間隔Ti相乘來獲得改變的時(shí)間間隔。與該改變的時(shí)間間隔相應(yīng)的基準(zhǔn)波動(dòng)模型的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ與每一油軌壓力下的主噴射的波動(dòng)量dQ相符合。如果使用以這種方式改變的時(shí)間間隔，只要存儲(chǔ)在基準(zhǔn)波動(dòng)模型的主噴射的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ，就可以根據(jù)該基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ找出每一油軌壓力下的主噴射波動(dòng)量dQ。
也就是說，在本發(fā)明中，預(yù)先存儲(chǔ)當(dāng)油軌壓力為一預(yù)定基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)、隨時(shí)間間隔Ti的增加與基準(zhǔn)波動(dòng)模型一起變化的在后噴射的基準(zhǔn)波動(dòng)量。而且，預(yù)先存儲(chǔ)當(dāng)油軌壓力不是基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)、當(dāng)收縮或擴(kuò)展在后噴射的波動(dòng)量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率。使用該收縮率或擴(kuò)展率，與該油軌壓力相應(yīng)的在后噴射的波動(dòng)量可根據(jù)基準(zhǔn)波動(dòng)量和時(shí)間間隔Ti來計(jì)算。
具體地說，在后噴射在基準(zhǔn)油軌壓力下的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ作為時(shí)間間隔Ti的函數(shù)被預(yù)先存儲(chǔ)。當(dāng)將在典型油軌壓力下的波動(dòng)模型覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的每一波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率被預(yù)先存儲(chǔ)。通過當(dāng)前油軌壓力下的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率與時(shí)間間隔Ti相乘，得到改變的時(shí)間間隔。將與該改變的時(shí)間間隔相應(yīng)的在后噴射的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ作為在后噴射在當(dāng)前油軌壓力下的波動(dòng)量。
隨后，將根據(jù)本發(fā)明的基本思想來依次說明各個(gè)實(shí)施例。
如圖6B和圖7B所示，油軌壓力越高，主噴射在同一時(shí)間間隔Ti時(shí)的波動(dòng)量dQ越大。因此，為了將在每一油軌壓力下的波動(dòng)模型標(biāo)準(zhǔn)化為共同的基準(zhǔn)波動(dòng)模型，優(yōu)選的是，根據(jù)油軌壓力沿圖6B和圖7B的縱坐標(biāo)方向收縮或擴(kuò)展在每一油軌壓力下的波動(dòng)模型，即沿主噴射波動(dòng)量dQ增加或減小的方向。圖6C和圖7C顯示的是沿主噴射波動(dòng)量dQ增加或減小的方向、收縮或擴(kuò)展在每一油軌壓力下的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上的情況。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)于每一油軌壓力，存儲(chǔ)當(dāng)收縮或擴(kuò)展在后噴射的波動(dòng)量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率。在圖6B和7B中，通過將油軌壓力為80MPa時(shí)的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ與收縮率或擴(kuò)展率的倒數(shù)相乘，計(jì)算在每一油軌壓力下的主噴射波動(dòng)量dQ。
概括地說，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在每一油軌壓力下的波動(dòng)模型收縮率或擴(kuò)展率由沿時(shí)間間隔Ti增加或減小方向的第一收縮率或第一擴(kuò)展率以及沿噴射量的波動(dòng)量dQ增加或減小方向的第二收縮率或第二擴(kuò)展率組成。這些第二收縮率和第二擴(kuò)展率是油軌壓力的函數(shù)。當(dāng)該油軌壓力不是基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，時(shí)間間隔與第一收縮率或第一擴(kuò)展率相乘以便得出修改后的時(shí)間間隔，并且與該修改后的時(shí)間間隔Ti相一致的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ與第二收縮率的倒數(shù)或第二擴(kuò)展率的倒數(shù)相乘，將所得到的量作為在后噴射的波動(dòng)量。
圖8A示出了在維持油軌壓力為48MPa的狀態(tài)下，使主噴射的噴射量為5(mm3)，10(mm3)，20(mm3)，30(mm3)以及40(mm3)時(shí)的主噴射的波動(dòng)量dQ。即使時(shí)間間隔Ti相同，如果主噴射的噴射量改變，也即噴射正時(shí)發(fā)生改變，影響噴射的波動(dòng)模型的區(qū)域也將改變，因此主噴射的波動(dòng)量dQ將根據(jù)主噴射的噴射量發(fā)生改變。在該情形中，通常來說，主噴射的噴射量越大，在同一時(shí)間間隔Ti時(shí)的主噴射的波動(dòng)量dQ將變得越大。因此，為了將每一油軌壓力下的波動(dòng)模型標(biāo)準(zhǔn)化為共同的基準(zhǔn)波動(dòng)模型，優(yōu)選的是沿圖8A的縱坐標(biāo)方向，也即沿主噴射的波動(dòng)量dQ增加或減小的方向，根據(jù)油軌壓力收縮或擴(kuò)展每一油軌壓力下的波動(dòng)模型。圖8B示出了沿主噴射的波動(dòng)量dQ增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展每一油軌壓力下的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上的情形。
在該情形中，在本發(fā)明的該實(shí)施例中，當(dāng)收縮或擴(kuò)展在后噴射的波動(dòng)量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)，波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率關(guān)于每一主噴射的噴射量被存儲(chǔ)。在圖8B中，通過將噴射量為20(mm3)時(shí)的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ與收縮率或擴(kuò)展率的倒數(shù)相乘，計(jì)算主噴射的波動(dòng)量dQ。
概括地說，在本發(fā)明的實(shí)施例中，波動(dòng)模型在每一油軌壓力下的收縮率或擴(kuò)展率由沿時(shí)間間隔Ti增加或減小方向的第一收縮率或第一擴(kuò)展率以及沿噴射量的波動(dòng)量dQ增加或減小方向的第二收縮率或第二擴(kuò)展率組成。這些第二收縮率和第二擴(kuò)展率是主噴射噴射量的函數(shù)。當(dāng)該油軌壓力不是基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，時(shí)間間隔與第一收縮率或第一擴(kuò)展率相乘以便得出修改后的時(shí)間間隔，與該修改后的時(shí)間間隔Ti相一致的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ與第二收縮率的倒數(shù)或第二擴(kuò)展率的倒數(shù)相乘，并且將所得到的量作為在后噴射的波動(dòng)量。
而且，盡管沒有示出，當(dāng)先導(dǎo)噴射的量改變時(shí)，主噴射的波動(dòng)量dQ將改變。因此，在該情形中，同樣的，為了將在每一先導(dǎo)噴射量下的波動(dòng)模型標(biāo)準(zhǔn)化為共同的基準(zhǔn)波動(dòng)模型，優(yōu)選的是沿主噴射的波動(dòng)量dQ增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展在每一先導(dǎo)噴射量下的波動(dòng)模型。在該情形中，概括地說，波動(dòng)模型在每一油軌壓力下的收縮率或擴(kuò)展率由沿時(shí)間間隔Ti增加或減小方向的第一收縮率或第一擴(kuò)展率以及沿噴射量的波動(dòng)量dQ增加或減小方向的第二收縮率或第二擴(kuò)展率組成。這些第二收縮率和第二擴(kuò)展率是先導(dǎo)噴射量的噴射量的函數(shù)。當(dāng)該油軌壓力不是基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，時(shí)間間隔與第一收縮率或第一擴(kuò)展率相乘以便得出修改后的時(shí)間間隔，與該修改后的時(shí)間間隔Ti相應(yīng)的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ與第二收縮率的倒數(shù)或第二擴(kuò)展率的倒數(shù)相乘，并且將所得到的量作為在后噴射的波動(dòng)量。
隨后，用于將燃油噴射控制到一目標(biāo)值的燃油噴射控制的例子將通過參照示于圖9的燃油噴射控制程序來說明。
參照?qǐng)D9，首先，在步驟100，由示于圖4A的圖來計(jì)算總噴射量QT。隨后，在步驟101，由示于圖4B的圖來計(jì)算主噴射量QM。隨后，在步驟102，將總噴射量QT減去主噴射量QM來計(jì)算先導(dǎo)噴射量QP。隨后，在步驟103，由示于圖5A的圖來計(jì)算主噴射開始正時(shí)θM。隨后，在步驟104，由示于圖5B的圖來計(jì)算時(shí)間間隔TI。隨后，在步驟105，根據(jù)主噴射開始正時(shí)θM和時(shí)間間隔TI來計(jì)算先導(dǎo)噴射開始正時(shí)θP。
隨后，在步驟106，計(jì)算當(dāng)根據(jù)油軌壓力或一固定時(shí)間段內(nèi)的油軌壓力的平均值(在下文中簡(jiǎn)單地作為“油軌壓力”)、沿時(shí)間間隔增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展主噴射量的波動(dòng)量dQ的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的收縮率或擴(kuò)展率K1，其中油軌壓力由燃油壓力傳感器16來檢測(cè)。該收縮率或擴(kuò)展率K1顯示于圖10A。如果基準(zhǔn)油軌壓力為80MPa，那么當(dāng)油軌壓力接近80MPa時(shí)，收縮率或擴(kuò)展率K1為1.0。當(dāng)油軌壓力變得低于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，K1將減小，也即波動(dòng)模型收縮，而當(dāng)油軌壓力變得高于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，K1將增加，也即波動(dòng)模型擴(kuò)展。
隨后，在步驟107，波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率K1與時(shí)間間隔TI相乘以便計(jì)算出改變后的時(shí)間間隔Ti。隨后，在步驟108，如果基準(zhǔn)油軌壓力為80MPa，基準(zhǔn)主噴射量QM設(shè)為20(mm3)，并且基準(zhǔn)先導(dǎo)噴射量QP設(shè)為2(mm3)，即將在圖7B中以○標(biāo)記的波動(dòng)量作為基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ，則計(jì)算與改變的時(shí)間間隔Ti相應(yīng)的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ。
隨后，在步驟109，計(jì)算當(dāng)根據(jù)油軌壓力、沿主噴射波動(dòng)量增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展主噴射量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率K2。K2的變化示于圖10B。如圖10B所示，在用作基準(zhǔn)的油軌壓力附近，K2的值變?yōu)?.0。如果油軌壓力變得低于基準(zhǔn)油軌壓力，K2的值將變得大于1.0，而當(dāng)油軌壓力變得高于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，K2的值將變得小于1.0。
隨后，在步驟110，計(jì)算當(dāng)根據(jù)主噴射量QM、沿主噴射波動(dòng)量增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展主噴射量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率K3。K3的這種變化示于圖10C中。如圖10C所示，在用作基準(zhǔn)的主噴射量附近，K3的值變?yōu)?.0。當(dāng)主噴射量變得低于基準(zhǔn)主噴射量時(shí)，K3的值將變得大于1.0，而當(dāng)主噴射量變得高于基準(zhǔn)主噴射量時(shí)，K3的值將變得小于1.0。
隨后，在步驟111，計(jì)算當(dāng)根據(jù)先導(dǎo)噴射量、沿主噴射波動(dòng)量增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展主噴射量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率K4。K4的這種變化示于圖10D中。如圖10D所示，在用作基準(zhǔn)的先導(dǎo)噴射量的附近，K4的值變?yōu)?.0。當(dāng)先導(dǎo)噴射量變得低于基準(zhǔn)先導(dǎo)噴射量時(shí)，K4的值將變得大于1.0，而當(dāng)先導(dǎo)噴射量變得高于基準(zhǔn)先導(dǎo)噴射量時(shí)，K4的值將變得小于1.0。
隨后，在步驟112，在步驟108中計(jì)算的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ與收縮率或擴(kuò)展率K2，K3和K4的倒數(shù)相乘以便計(jì)算主噴射的最終波動(dòng)量dQ。隨后，在步驟113，修正主噴射的一個(gè)指令值以便根據(jù)該波動(dòng)量dQ將實(shí)際噴射量變?yōu)槟繕?biāo)值。例如，當(dāng)波動(dòng)量dQ為正值時(shí)，修正主噴射的指令值以便在步驟101中計(jì)算的主噴射量QM減小該波動(dòng)量dQ，并且實(shí)際噴射量變?yōu)樵摐p小的主噴射量(QM-dQ)。與此相反，如果波動(dòng)量dQ為負(fù)值，修正主噴射的指令值以便該主噴射量QM增加該波動(dòng)量dQ，并且實(shí)際噴射量變?yōu)樵撛黾拥闹鲊娚淞?QM+dQ)。以這種方式，實(shí)際噴射量被控制為目標(biāo)值QT。隨后，在步驟114，執(zhí)行先導(dǎo)噴射和主噴射的程序。
現(xiàn)在，正如上面的說明，由于在噴嘴室34內(nèi)發(fā)生的壓力脈動(dòng)，主噴射量將波動(dòng)，但是該主噴射量也因?yàn)獒橀y31的開啟正時(shí)的波動(dòng)而波動(dòng)。即，根據(jù)用于開始主噴射的指令，溢流控制閥40打開，壓力控制室36內(nèi)的燃油壓力逐漸下降，并且當(dāng)針室34和壓力控制室36之間的壓力差變?yōu)橹辽僖还潭▔毫r(shí)，針閥31打開。在該情形中，當(dāng)壓力控制室36內(nèi)的燃油壓力逐漸下降時(shí)，如果該壓力脈動(dòng)導(dǎo)致噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力快速升高或者壓力控制室36內(nèi)的燃油壓力快速下降，噴嘴室34和壓力控制室36之間的壓力差將變?yōu)橹辽僖粋€(gè)固定值。因此，針閥31的開啟正時(shí)將被提前。與此相反，當(dāng)壓力控制室36內(nèi)的燃油壓力逐漸下降時(shí)，如果該壓力脈動(dòng)導(dǎo)致噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力快速下降或者壓力控制室36內(nèi)的燃油壓力快速升高，將需要一些時(shí)間直至噴嘴室34和壓力控制室36之間的壓力差變?yōu)橹辽僖粋€(gè)固定值，因此針閥31的開啟正時(shí)被延遲了。
以這種方式，針閥31的開啟正時(shí)按照壓力脈動(dòng)的變化率，即壓力脈動(dòng)變化的差值波動(dòng)。在該情形中，如果針閥31的開啟正時(shí)被提前，主噴射量將增加，而如果針閥31的開啟正時(shí)被延遲，主噴射量將減小。因此，如果針閥31的開啟正時(shí)由于壓力脈動(dòng)變化率的影響而波動(dòng)，主噴射量將與其一起波動(dòng)。
以這種方式，主噴射量受由于噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力的波動(dòng)引起的噴射量波動(dòng)以及由于針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)引起的波動(dòng)量波動(dòng)而波動(dòng)。但是，當(dāng)針閥31開啟時(shí)，噴射量由吸取室32內(nèi)的燃油壓力來確定。如圖7所示，當(dāng)主噴射量大時(shí)，針閥31的提升變大，因此吸取室32內(nèi)的燃油壓力在此時(shí)與噴嘴室34內(nèi)的燃油壓力一起波動(dòng)。即，當(dāng)主噴射量大時(shí)，如果在噴嘴室34內(nèi)發(fā)生波動(dòng)，主噴射量將波動(dòng)。即，示于圖7的主噴射量的波動(dòng)量dQ包括由于噴嘴室34內(nèi)的波動(dòng)引起的噴射量的波動(dòng)量以及由于針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)引起的噴射量的波動(dòng)量。
另一方面，當(dāng)如圖6所示的主噴射量小時(shí)，針閥31的提升小。此時(shí)，噴嘴室34內(nèi)發(fā)生的壓力脈動(dòng)將完全不會(huì)太多在吸取室32內(nèi)傳播。因此，當(dāng)主噴射量小時(shí)，噴射量將不會(huì)由于噴嘴室34的壓力脈動(dòng)，即在吸取室32內(nèi)的壓力脈動(dòng)，而出現(xiàn)太大波動(dòng)。此時(shí)，由于針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)而引起的主噴射量的波動(dòng)將變?yōu)橹饕摹?br> 但是，由噴嘴室32內(nèi)的壓力脈動(dòng)引起的主噴射的波動(dòng)歸因于噴嘴室32內(nèi)絕對(duì)壓力的大小。針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)不是歸因于噴嘴室34內(nèi)的絕對(duì)壓力的大小，而是歸因于噴嘴室34或壓力控制室36內(nèi)的燃油壓力的變化率。因此，示于圖6A-6C中的主噴射量的波動(dòng)量dQ的波動(dòng)模型與示于圖7A-7C中的主噴射量的波動(dòng)量dQ的波動(dòng)模型有些不同，其中在示于圖6A-6C的波動(dòng)模型中，針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)支配著主噴射量的波動(dòng)，而在示于圖7A-7C的波動(dòng)模型中，噴嘴室34內(nèi)的壓力脈動(dòng)效應(yīng)和針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)效應(yīng)同時(shí)存在。
因此，當(dāng)使示于圖7A-7C的波動(dòng)模型收縮或擴(kuò)展時(shí)，這些波動(dòng)模型將通常覆蓋示于圖6A-6C的波動(dòng)模型，但是不會(huì)精確地覆蓋它們。為了使噴射量與目標(biāo)值更精確地相符，優(yōu)選的是提供兩個(gè)圖以便根據(jù)燃油噴射量選擇性地使用這兩個(gè)圖中的一個(gè)，其中這兩個(gè)圖為在找出主噴射的波動(dòng)量dQ時(shí)，當(dāng)燃油噴射量小時(shí)，主噴射的波動(dòng)量dQ按圖6C所示的那樣被標(biāo)準(zhǔn)化的圖；和當(dāng)燃油噴射量大，主噴射的波動(dòng)量dQ按圖7C所示的那樣被標(biāo)準(zhǔn)化的圖。
另一方面，當(dāng)在先噴射為小噴射量的先導(dǎo)噴射時(shí)，主噴射的波動(dòng)量dQ按照?qǐng)D6A-8B所示的波動(dòng)模型波動(dòng)，但是當(dāng)在先噴射的噴射量大，如圖3B所示的M時(shí)，在后噴射的波動(dòng)量dQ將按照與示于6A-8C的波動(dòng)模型截然不同的波動(dòng)模型波動(dòng)。因此，在在先噴射的噴射量具有圖3B所示的較小以及較大的情況下，優(yōu)選的是提供四個(gè)圖以便根據(jù)在先噴射的噴射量和在后噴射的噴射量選擇性地使用該四個(gè)圖中的一個(gè)，其中這四個(gè)圖為在找出在后噴射的波動(dòng)量dQ時(shí)，當(dāng)在先噴射的噴射量較小并且在后噴射的噴射量較小時(shí)，在后噴射的波動(dòng)量dQ被標(biāo)準(zhǔn)化的圖；當(dāng)在先噴射的噴射量較小并且在后噴射的噴射量較大時(shí)，在后噴射的波動(dòng)量dQ被標(biāo)準(zhǔn)化的圖；當(dāng)在先噴射的噴射量較大并且在后噴射的噴射量較小時(shí)，在后噴射的波動(dòng)量dQ被標(biāo)準(zhǔn)化的圖；和當(dāng)在先噴射的噴射量較大并且在后噴射的噴射量較大，在后噴射的波動(dòng)量dQ被標(biāo)準(zhǔn)化的圖。
隨后，將闡明分別找出針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)和由于噴射壓力的波動(dòng)引起的主噴射的噴射量的波動(dòng)以及根據(jù)這些波動(dòng)將該噴射量控制為目標(biāo)值的實(shí)施例。
正如上文的說明，示于圖6A-6C中的主噴射量的波動(dòng)量dQ的波動(dòng)模型與示于圖7A-7C中的主噴射量的波動(dòng)量dQ的波動(dòng)模型有些不同，其中在示于圖6A-6C的波動(dòng)模型中，針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)支配著主噴射量的波動(dòng)，而在示于圖7A-7C的波動(dòng)模型中，噴嘴室34內(nèi)的壓力脈動(dòng)效應(yīng)和針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)效應(yīng)同時(shí)存在。因此，當(dāng)使示于圖7A-7C的波動(dòng)模型收縮或擴(kuò)展時(shí)，這些波動(dòng)模型將通常覆蓋示于圖6A-6C的波動(dòng)模型，但是不會(huì)精確地覆蓋它們。
但是，在僅取得針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)時(shí)，通過使該波動(dòng)模型在不同的油軌壓力下收縮或擴(kuò)展，可以將該波動(dòng)模型覆蓋在用作單一基準(zhǔn)的波動(dòng)模型上。如果僅取得主噴射量的波動(dòng)減去由于針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)引起的主噴射量的波動(dòng)，同樣的，在該情形下，通過使該波動(dòng)模型在不同的油軌壓力下收縮或擴(kuò)展，可以將該波動(dòng)模型覆蓋在用作單一基準(zhǔn)的波動(dòng)模型上。因此，可以使噴射量與目標(biāo)值精確地相符。
隨后，將參照?qǐng)D11A-11C和圖12A-12C對(duì)此作出說明。
圖11A-11C示出了時(shí)間間隔Ti(msec)和針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)量Δτ(μmsec)之間的關(guān)系。而且，圖11A-11C還示出了先導(dǎo)噴射量為2(mm3)的情形。□標(biāo)記顯示的是油軌壓力為48MPa，○標(biāo)記顯示的油軌壓力80MPa，△標(biāo)記顯示的是油軌壓力為128MPa。
圖11A示出了針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)量Δτ在每一油軌壓力下的實(shí)際值。圖11B示出了這樣一種情形，即將油軌壓力為80MPa作為基準(zhǔn)油軌壓力，將此時(shí)的針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)模型作為基準(zhǔn)波動(dòng)模型，并且沿時(shí)間間隔軸的方向收縮或擴(kuò)展如圖11A所示的油軌壓力為48MPa和128MPa時(shí)的波動(dòng)模型，以便波動(dòng)模型向上以及向下波動(dòng)的周期與該基準(zhǔn)波動(dòng)模型向上以及向下波動(dòng)的周期相符合。
另一方面，圖11C示出了沿垂直方向，也即針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)量Δτ的增加或減小方向，收縮或擴(kuò)展示于圖11B的油軌壓力為48MPa和128MPa時(shí)的波動(dòng)模型，以便這些波動(dòng)模型覆蓋基準(zhǔn)波動(dòng)模型。如果以這種方式取得針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)量Δτ，可以得知可以按圖11C所示的那樣來標(biāo)準(zhǔn)化該波動(dòng)模型。
注意，油軌壓力越大，當(dāng)針閥31的開啟正時(shí)波動(dòng)一個(gè)單位時(shí)間時(shí)的主噴射的波動(dòng)量ΔQm也變得越大。主噴射的波動(dòng)量ΔQm事先通過實(shí)驗(yàn)得出。因此，當(dāng)針閥31的開啟正時(shí)波動(dòng)時(shí)間Δτ時(shí)，通過使ΔQm與Δτ相乘，可以得出主噴射的波動(dòng)量dQm(＝ΔQm·Δτ)。
圖12A和12B示出了時(shí)間間隔Ti與僅僅由于噴射壓力的波動(dòng)效應(yīng)引起的主噴射的波動(dòng)量dQt(mm3)之間的關(guān)系，其中噴射壓力的波動(dòng)是從主噴射的實(shí)際波動(dòng)量dQ(mm3)減去由于針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)而引起的主噴射的波動(dòng)量dQm得到的。而且，圖12A和12B示出了先導(dǎo)噴射量為2(mm3)并且油軌壓力為基準(zhǔn)油軌壓力80MPa的情形。+標(biāo)記顯示的是主噴射量為5(mm3)，◇標(biāo)記顯示的是主噴射量為10(mm3)，△標(biāo)記顯示的是主噴射量為20(mm3)，○標(biāo)記顯示的是主噴射量為30(mm3)，□標(biāo)記顯示的是主噴射量為40(mm3)。
圖12A示出了當(dāng)油軌壓力為基準(zhǔn)油軌壓力80MPa時(shí)，在每一主噴射量下的主噴射的波動(dòng)量dQt。圖12B示出了使油軌壓力為標(biāo)準(zhǔn)油軌壓力80MPa并且主噴射量為20(mm3)時(shí)的波動(dòng)模型為基準(zhǔn)波動(dòng)模型并且沿著垂直方向，即主噴射的波動(dòng)量dQt的增加或減小方向，收縮或擴(kuò)展主噴射量為5(mm3)，10(mm3)，30(mm3)和40(mm3)時(shí)的波動(dòng)模型，以便這些波動(dòng)模型覆蓋基準(zhǔn)波動(dòng)模型的情形。如果取得僅僅由于噴射壓力的波動(dòng)而引起的主噴射的波動(dòng)量dQt，那么可以按圖12B所示的那樣來標(biāo)準(zhǔn)化波動(dòng)模型。
注意在圖12A中，當(dāng)主噴射量較小，例如為5(mm3)(+標(biāo)記)或10(mm3)(◇標(biāo)記)時(shí)，針閥31的提升較小，從而吸取室32內(nèi)的燃油壓力將不會(huì)那么多的波動(dòng)，因此主噴射的波動(dòng)量dQt將較小。即便在主噴射的波動(dòng)量dQt以這種方式較小時(shí)，如果該波動(dòng)模型沿垂直方向擴(kuò)展，它也將覆蓋基準(zhǔn)波動(dòng)模型。
在該實(shí)施例中，有兩種燃油噴射控制方法。第一種燃油噴射控制方法是從圖11C中得出針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)量Δτ，通過該波動(dòng)量Δτ將針閥31的開啟正時(shí)控制為目標(biāo)值，從圖12B中得出主噴射的波動(dòng)量dQt，并通過該波動(dòng)量dQt將主噴射的噴射量控制為目標(biāo)值的方法，而第二種燃油噴射控制方法是從圖11C中得出針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)量Δτ，從該波動(dòng)量Δτ得出由于針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)而引起的主噴射的波動(dòng)量dQm(＝ΔQm·Δτ)，從圖12B中得出主噴射的波動(dòng)量dQt，并通過該波動(dòng)量dQt和由于針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)而引起的主噴射的波動(dòng)量dQm將主噴射的噴射量控制為目標(biāo)值的方法。
圖13和圖14示出了用于執(zhí)行第一燃油噴射控制方法的燃油噴射控制程序。
參照?qǐng)D13和圖14，首先，在步驟200，由示于圖4A的圖來計(jì)算總噴射量QT。隨后，在步驟201，由示于圖4B的圖來計(jì)算主噴射量QM。隨后，在步驟202，將總噴射量QT減去主噴射量QM來計(jì)算先導(dǎo)噴射量QP。隨后，在步驟203，由示于圖5A的圖來計(jì)算主噴射開始正時(shí)θM。隨后，在步驟204，由示于圖5B的圖來計(jì)算時(shí)間間隔TI。隨后，在步驟205，根據(jù)主噴射開始正時(shí)θM和時(shí)間間隔TI來計(jì)算先導(dǎo)噴射開始正時(shí)θP。
隨后，在步驟206，計(jì)算當(dāng)根據(jù)油軌壓力、沿時(shí)間間隔增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展針閥31的開啟正時(shí)的波動(dòng)量Δτ的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的收縮率或擴(kuò)展率IK1。該收縮率或擴(kuò)展率IK1示于圖15A。如果基準(zhǔn)油軌壓力為80MPa，那么當(dāng)油軌壓力接近80MPa時(shí)，收縮率或擴(kuò)展率IK1為1.0。當(dāng)油軌壓力變得低于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，IK1將減小，也即波動(dòng)模型收縮，而當(dāng)油軌壓力變得高于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，IK1將增加，也即波動(dòng)模型擴(kuò)展。
隨后，在步驟207，波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率IK1與時(shí)間間隔TI相乘以便計(jì)算出改變后的時(shí)間間隔Ti。隨后，在步驟208，如果基準(zhǔn)油軌壓力為80MPa并且基準(zhǔn)先導(dǎo)噴射量QP設(shè)為20(mm3)，即如果將在圖11B中以○標(biāo)記的開啟正時(shí)的波動(dòng)量Δτ作為基準(zhǔn)波動(dòng)量，則計(jì)算與改變的時(shí)間間隔Ti相應(yīng)的開啟正時(shí)的基準(zhǔn)波動(dòng)量。
隨后，在步驟209，計(jì)算當(dāng)根據(jù)油軌壓力、沿開啟正時(shí)的波動(dòng)量的增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展開啟正時(shí)的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率IK2。IK2的變化示于圖15B。如圖15B所示，在用作基準(zhǔn)的油軌壓力附近，IK2的值變?yōu)?.0。當(dāng)油軌壓力變得低于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，IK2的值將變得大于1.0，而當(dāng)油軌壓力變得高于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，IK2的值將變得小于1.0。
隨后，在步驟210，計(jì)算當(dāng)根據(jù)先導(dǎo)噴射量、沿開啟正時(shí)的波動(dòng)量的增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展開啟正時(shí)的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率IK3。IK3的這種變化示于圖15C中。如圖15C所示，在用作基準(zhǔn)的先導(dǎo)噴射量附近，IK3的值變?yōu)?.0。當(dāng)先導(dǎo)噴射量變得低于基準(zhǔn)先導(dǎo)噴射量時(shí)，IK3的值將變得大于1.0，而當(dāng)先導(dǎo)噴射量變得高于基準(zhǔn)先導(dǎo)噴射量時(shí)，IK3的值將變得小于1.0。
隨后，在步驟211，在步驟208中計(jì)算的開啟正時(shí)的基準(zhǔn)波動(dòng)量Δτ與收縮率或擴(kuò)展率IK2和IK3的倒數(shù)相乘以便計(jì)算開啟正時(shí)的最終波動(dòng)量Δτ。隨后，在步驟212，修正開啟正時(shí)的一個(gè)指令值以便根據(jù)該波動(dòng)量Δτ將實(shí)際開啟正時(shí)變?yōu)槟繕?biāo)值。例如，當(dāng)開啟正時(shí)為正值時(shí)，修正主噴射的指令值以便在步驟203中計(jì)算的主噴射的開始正時(shí)θM正好被延遲該波動(dòng)量Δτ。另一方面，如果開啟正時(shí)為負(fù)值，修正該開啟正時(shí)的指令值以便在步驟203中計(jì)算的主噴射的開始正時(shí)θM正好被提前該波動(dòng)量Δτ。通過這種方式，針閥31的實(shí)際開啟正時(shí)在主噴射的啟動(dòng)時(shí)刻被控制為目標(biāo)值θM。
隨后，在步驟213，計(jì)算當(dāng)根據(jù)油軌壓力、沿時(shí)間間隔增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展主噴射的波動(dòng)量dQ的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的收縮率或擴(kuò)展率FK1。該收縮率或擴(kuò)展率FK1示于圖16A。如果基準(zhǔn)油軌壓力為80MPa，那么當(dāng)油軌壓力接近80MPa時(shí)，收縮率或擴(kuò)展率FK1為1.0。當(dāng)油軌壓力變得低于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，F(xiàn)K1將減小，也即波動(dòng)模型收縮，而當(dāng)油軌壓力變得高于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，F(xiàn)K1將增加，也即波動(dòng)模型擴(kuò)展。
隨后，在步驟214，波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率FK1與時(shí)間間隔TI相乘以便計(jì)算修改后的時(shí)間間隔Ti。隨后，在步驟215，當(dāng)基準(zhǔn)油軌壓力為80MPa，用作基準(zhǔn)的主噴射量QM設(shè)為20(mm3)，并且用作基準(zhǔn)的先導(dǎo)噴射量QP設(shè)為2(mm3)時(shí)，即當(dāng)將在圖12B中以△標(biāo)記的波動(dòng)量作為基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ時(shí)，計(jì)算與改變后的時(shí)間間隔Ti相應(yīng)的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ。
隨后，在步驟216，計(jì)算當(dāng)根據(jù)油軌壓力、沿主噴射的波動(dòng)量的增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展主噴射量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率FK2。FK2的這種變化示于圖16B。如圖16B所示，在用作基準(zhǔn)的油軌壓力附近，F(xiàn)K2的值變?yōu)?.0。當(dāng)油軌壓力變得低于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，F(xiàn)K2的值將變得大于1.0，而當(dāng)油軌壓力變得高于基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，F(xiàn)K2的值將變得小于1.0。
隨后，在步驟217，計(jì)算當(dāng)根據(jù)主噴射量QM、沿主噴射的波動(dòng)量的增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展主噴射量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率FK3。FK3的這種變化示于圖16C中。如圖16C所示，在用作基準(zhǔn)的先導(dǎo)噴射量附近，F(xiàn)K3的值變?yōu)?.0。當(dāng)主噴射量變得低于基準(zhǔn)主噴射量時(shí)，F(xiàn)K3的值將變得大于1.0，而當(dāng)主噴射量變得高于基準(zhǔn)主噴射量時(shí)，F(xiàn)K3的值將變得小于1.0。
隨后，在步驟218，計(jì)算當(dāng)根據(jù)先導(dǎo)噴射量、沿主噴射的波動(dòng)量的增加或減小的方向收縮或擴(kuò)展主噴射量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率FK4。FK4的這種變化示于圖16D中。如圖16D所示，在用作基準(zhǔn)的先導(dǎo)噴射量的附近，F(xiàn)K4的值變?yōu)?.0。當(dāng)先導(dǎo)噴射量變得低于基準(zhǔn)先導(dǎo)噴射量時(shí)，F(xiàn)K4的值將變得大于1.0，而當(dāng)先導(dǎo)噴射量變得高于基準(zhǔn)先導(dǎo)噴射量時(shí)，F(xiàn)K4的值將變得小于1.0。
隨后，在步驟219，在步驟215中計(jì)算的基準(zhǔn)波動(dòng)量dQ與收縮率或擴(kuò)展率FK2，F(xiàn)K3和FK4的倒數(shù)相乘以便計(jì)算主噴射的最終波動(dòng)量Δτ。隨后，在步驟220，修正主噴射的一個(gè)指令值以便根據(jù)該波動(dòng)量dQ將實(shí)際噴射量變?yōu)槟繕?biāo)值。例如，當(dāng)波動(dòng)量dQ為正值時(shí)，修正主噴射的指令值以便在步驟201中計(jì)算的主噴射量QM減小該波動(dòng)量dQ，并且實(shí)際噴射量變?yōu)闇p小的主噴射量(QM-dQ)。與此相反，如果波動(dòng)量dQ為負(fù)值，修正主噴射的指令值以便該主噴射量QM增加該波動(dòng)量dQ，并且實(shí)際噴射量變?yōu)樵黾拥闹鲊娚淞?QM+dQ)。以這種方式，實(shí)際噴射量被控制為目標(biāo)值QT。隨后，在步驟221，執(zhí)行先導(dǎo)噴射和主噴射的程序。
圖17和圖18示出了用于執(zhí)行第二燃油噴射控制方法的燃油噴射控制程序。
在該程序中，與示于圖13和圖14的程序的不同僅在于步驟212’和220’。其余的步驟200-211，213-219，以及221與示于圖13和圖14的步驟220-221，213-219以及221相同。因此，下面將僅對(duì)示于圖17和圖18的步驟212’和220’作出說明。
正如上面的說明，事先通過實(shí)驗(yàn)得出當(dāng)針閥31的開啟正時(shí)波動(dòng)一個(gè)單位時(shí)間時(shí)的波動(dòng)量ΔQm。在步驟212’，該ΔQm與在步驟211中得出的開啟正時(shí)的波動(dòng)量ΔT相乘以便計(jì)算主噴射的波動(dòng)量dQm(＝ΔQm·Δτ)。隨后，在步驟220’，根據(jù)該主噴射的波動(dòng)量dQm和在步驟219中得出的主噴射的波動(dòng)量dQ來修正主噴射指令值。
在該情形中，存在著用于修正主噴射指令值的各種方法。該主噴射指令值可通過這些方法中的任意一種來修正。最簡(jiǎn)單的方法是將波動(dòng)量dQ和dQm加入到在步驟201中計(jì)算的主噴射量QM中并且將該相加后的主噴射量(QM+dQ+dQm)作為最終的主噴射量。噴射開始正時(shí)被維持其原狀，而噴射終止正時(shí)被確定以便實(shí)際主噴射量變?yōu)樵撟罱K主噴射量(QM+dQ+dQm)。
而且，可以將波動(dòng)量dQ轉(zhuǎn)換為噴射正時(shí)Δt并將波動(dòng)量dQm轉(zhuǎn)換為噴射時(shí)間Δtm，并且使該噴射時(shí)間正好延長(zhǎng)或縮短這些計(jì)算出來的波動(dòng)量之和(Δt+Δtm)?；蛘?，可以將噴射開始正時(shí)正好提前或延遲波動(dòng)量Δtm，或者將噴射終止正時(shí)正好提前或延遲波動(dòng)量Δt。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)設(shè)置有共用油軌和連接到該共用油軌的燃油噴射器，在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)循環(huán)過程中，每一燃油噴射器執(zhí)行至少兩次燃油噴射，在先噴射和在后噴射，并且根據(jù)從執(zhí)行在先噴射到執(zhí)行在后噴射的時(shí)間間隔、相對(duì)于目標(biāo)值來改變?cè)诤髧娚涞牟▌?dòng)量，所述內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)設(shè)置有存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)油軌壓力為預(yù)定基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)、隨著所述時(shí)間間隔的增加并根據(jù)一基準(zhǔn)波動(dòng)模型變化的在后噴射的基準(zhǔn)波動(dòng)量，并且存儲(chǔ)油軌壓力不是基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)、在收縮或擴(kuò)展在后噴射的所述波動(dòng)量的波動(dòng)模型以便將其覆蓋在基準(zhǔn)波動(dòng)模型上時(shí)的波動(dòng)模型的收縮率或擴(kuò)展率；計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)波動(dòng)量和時(shí)間間隔、按照油軌壓力使用所述收縮率或擴(kuò)展率來計(jì)算在后噴射的所述波動(dòng)量；以及控制裝置，用于利用由所述計(jì)算裝置計(jì)算的波動(dòng)量將噴射量控制到目標(biāo)值。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中當(dāng)油軌壓力不是基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，所述計(jì)算裝置將時(shí)間間隔與收縮率或擴(kuò)展率相乘以便得出修改的時(shí)間間隔，并將與所述修改的時(shí)間間隔相應(yīng)的基準(zhǔn)波動(dòng)量作為在后噴射的所述波動(dòng)量。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中的、在每一油軌壓力下的波動(dòng)模型的所述收縮率或擴(kuò)展率包括沿時(shí)間間隔增加或減小方向的第一收縮率或第一擴(kuò)展率以及沿噴射量的波動(dòng)量增加或減小方向的第二收縮率或第二擴(kuò)展率，并且當(dāng)油軌壓力不是基準(zhǔn)油軌壓力時(shí)，時(shí)間間隔與第一收縮率或第一擴(kuò)展率相乘以便得出修改的時(shí)間間隔，與該修改的時(shí)間間隔相應(yīng)的基準(zhǔn)波動(dòng)量與第二收縮率的倒數(shù)或第二擴(kuò)展率的倒數(shù)相乘，并且將所得到的量作為在后噴射的波動(dòng)量。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中所述第二收縮率和第二擴(kuò)展率是油軌壓力的函數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中所述第二收縮率和第二擴(kuò)展率是在后噴射的噴射量的函數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中所述第二收縮率和第二擴(kuò)展率是在先噴射的噴射量的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中的在后噴射的基準(zhǔn)波動(dòng)量包括多組基準(zhǔn)波動(dòng)量，并且根據(jù)在先噴射的噴射量或在后噴射的噴射量，通過從多組基準(zhǔn)波動(dòng)量中選用一組基準(zhǔn)波動(dòng)量而將噴射量控制為目標(biāo)值。
8.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中的在后噴射的基準(zhǔn)波動(dòng)量包括在將要執(zhí)行在后噴射時(shí)的燃油噴射器開啟正時(shí)的基準(zhǔn)波動(dòng)量，和除了由于燃油噴射器的開啟正時(shí)引起的噴射量以外的在后噴射噴射量的基準(zhǔn)波動(dòng)量，并且根據(jù)這些基準(zhǔn)波動(dòng)量將噴射量控制為目標(biāo)值。
9.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中根據(jù)所述燃油噴射器的開啟正時(shí)的基準(zhǔn)波動(dòng)量將燃油噴射器的開啟正時(shí)控制為目標(biāo)值，并且根據(jù)所述噴射量的基準(zhǔn)波動(dòng)量控制噴射正時(shí)，以便使噴射量變?yōu)槟繕?biāo)值。
10.如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)，其中基于燃油噴射器開啟正時(shí)波動(dòng)的在后噴射的所述波動(dòng)量是根據(jù)燃油噴射器的開啟正時(shí)的基準(zhǔn)波動(dòng)量得出的，并且根據(jù)所述噴射量的基準(zhǔn)波動(dòng)量以及基于所述開啟正時(shí)波動(dòng)的噴射波動(dòng)量來控制噴射正時(shí)，以便使噴射量變?yōu)槟繕?biāo)值。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)，其設(shè)置有共用油軌(13)和連接到該共用油軌(13)的燃油噴射器(3)。當(dāng)執(zhí)行先導(dǎo)噴射時(shí)，噴射壓力將波動(dòng)。此時(shí)，主噴射的噴射量以特定波動(dòng)模型波動(dòng)。如果橫坐標(biāo)表示從啟動(dòng)先導(dǎo)噴射到啟動(dòng)主噴射的時(shí)間間隔，并且縱坐標(biāo)表示主噴射的波動(dòng)量，那么主噴射的噴射量的波動(dòng)模型將變?yōu)楦鶕?jù)油軌壓力而沿橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)收縮或擴(kuò)展的形式。利用這種特性來找出主噴射的噴射量的波動(dòng)量。
文檔編號(hào)F02D41/38GK1846049SQ20048002509
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2004年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者簡(jiǎn)井恒雄, 山田貴文 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社