用于内燃发动机的燃料喷射系统及用于内燃发动机的控制方法
阅读：1026发布：2020-08-01
专利汇可以提供用于内燃发动机的燃料喷射系统及用于内燃发动机的控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种用于内燃 发动机 的 燃料 喷射系统以及用于内燃发动机的控制方法，该燃料喷射系统包括喷射器(20，30)和 电子 控制单元 (50)。喷射器包括针 阀 (36)；并且电子控制单元配置成：(i)利用喷射器执行部分提升喷射和完全提升喷射，部分提升喷射为针阀没有达到完全打开状态的喷射，并且完全提升喷射为针阀达到完全打开状态的喷射；(ii)使内燃发动机在部分提升喷射区域中运行，在部分提升喷射区域中燃料的所需喷射量(Q)的喷射由部分提升喷射和完全提升喷射分担；以及(iii)当在内燃发动机于部分提升喷射区域中运行的同时对所需喷射量进行校正时，针对完全提升喷射分担的喷射量执行所需喷射量的校正量(ΔQ)。，下面是用于内燃发动机的燃料喷射系统及用于内燃发动机的控制方法专利的具体信息内容。
1.一种用于内燃发动机的燃料喷射系统，所述燃料喷射系统的特征在于包括：
喷射器(20，30)，所述喷射器(20，30)包括针阀(36)；以及
电子控制单元(50)，所述电子控制单元(50)配置成：
(i)利用所述喷射器执行部分提升喷射和完全提升喷射，所述部分提升喷射为所述针阀没有达到完全打开状态的喷射，并且所述完全提升喷射为所述针阀达到所述完全打开状态的喷射；
(ii)使所述内燃发动机在部分提升喷射区域中运行，在所述部分提升喷射区域中，燃料的所需喷射量(Q)的喷射由所述部分提升喷射和所述完全提升喷射分担；以及(iii)当在所述内燃发动机于所述部分提升喷射区域中运行的同时对所述所需喷射量进行校正的情况下，以所述所需喷射量的校正量(ΔQ)对由所述完全提升喷射分担的喷射量进行校正。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射系统，
其中，所述电子控制单元配置成：当执行所述部分提升喷射时，将所述喷射器的用于执行所述部分提升喷射的通电时间设定为允许执行所述部分提升喷射的通电时间的范围内的最大值。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射系统，
其中，所述电子控制单元配置成：当由所述完全提升喷射分担的喷射量由于所述所需喷射量的校正而达不到所述完全提升喷射的喷射量的下限值时，允许将由所述完全提升喷射分担的喷射量划分成多个部分提升喷射之后再进行喷射。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射系统，
其中，所述电子控制单元配置成：当由所述完全提升喷射分担的喷射量被划分成所述多个部分提升喷射时，允许所述部分提升喷射中的每个所述部分提升喷射的喷射量变为所述部分提升喷射的喷射量的下限量(Qpmin；Qpmin[DI])。
5.根据权利要求3所述的燃料喷射系统，
其中，所述电子控制单元配置成：当在由所述完全提升喷射分担的喷射量被划分成所述多个部分提升喷射时在划分前由所述完全提升喷射分担的喷射量与划分后各个所述部分提升喷射的总喷射量之间出现了喷射量的差值时，以喷射量之间的所述差值(ΔQp)调节各个所述部分提升喷射的总喷射量。
6.根据权利要求1或2所述的燃料喷射系统，
其中，所述喷射器包括进气口喷射器(20)和缸内喷射器(30)，所述进气口喷射器配置成将燃料喷射到进气口中，并且所述缸内喷射器配置成将燃料喷射到气缸中，所述电子控制单元配置成通过使用所述进气口喷射器执行所述完全提升喷射，并且所述电子控制单元配置成通过使用所述缸内喷射器执行所述部分提升喷射。
7.根据权利要求1或2所述的燃料喷射系统，
其中，所述喷射器包括缸内喷射器(30)，所述缸内喷射器(30)配置成将燃料喷射到气缸中，并且
所述电子控制单元配置成通过使用所述缸内喷射器执行所述完全提升喷射和所述部分提升喷射。
8.一种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机包括喷射器(20，30)并且所述喷射器包括针阀(36)，所述控制方法的特征在于包括：
利用所述喷射器执行部分提升喷射和完全提升喷射，所述部分提升喷射为所述针阀没有达到完全打开状态的喷射，并且所述完全提升喷射为所述针阀达到所述完全打开状态的喷射；
使所述内燃发动机在部分提升喷射区域中运行，在所述部分提升喷射区域中，燃料的所需喷射量(Q)的喷射由所述部分提升喷射和所述完全提升喷射分担；以及当在所述内燃发动机于所述部分提升喷射区域中运行的同时对所述所需喷射量进行校正的情况下，以所述所需喷射量的校正量(ΔQ)对由所述完全提升喷射分担的喷射量进行校正。
用于内燃发动机的燃料喷射系统及用于内燃发动机的控制
方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于内燃发动机的燃料喷射系统及用于内燃发动机的控制方法。
背景技术
[0002] 一些用于内燃发动机的燃料喷射系统执行微量燃料喷射以改善排气特性。在提高微量喷射的精度时，喷射器的喷射量会出现不规则性。当针阀完全打开时发生的反弹是导致喷射器的喷射量的不规则性的因素中的一个因素。随着喷射量减小，针阀的反弹对喷射精度的影响相对增大。因此，喷射量存在可归因于喷射器的机构因素的下限值，从而允许喷射精度得以确保。
[0003] 日本专利申请公开No.2013-181454提议了一种部分提升喷射技术。部分提升喷射是在使针阀完全打开所需要的时间长度比喷射器的通电时间短的情况下执行的燃料喷射。部分提升喷射在不受上述针阀反弹的影响的情况下使非常少量的燃料被喷射。
发明内容
[0004] 对于使喷射精度能够得到保证的喷射量的范围，在上述部分提升喷射中比在使针阀完全打开的完全提升喷射中要窄。因此，当在实施基于部分提升喷射的微量喷射的过程中对所需喷射量进行校正并且部分提升喷射的喷射量发生变化时，微量喷射的喷射精度会降低。这会降低排气特性的改善效果。
[0005] 本发明提供了一种能够使微量喷射以高等级的精度执行的用于内燃发动机的燃料喷射系统以及一种用于内燃发动机的控制方法。
[0006] 本发明的第一方面提供了一种用于内燃发动机的燃料喷射系统，该燃料喷射系统包括喷射器和电子控制单元。喷射器包括针阀。电子控制单元配置成：(i)利用喷射器执行部分提升喷射和完全提升喷射，部分提升喷射为针阀没有达到完全打开状态的喷射，并且完全提升喷射为针阀达到完全打开状态的喷射；(ii)使内燃发动机在部分提升喷射区域中运行，在部分提升喷射区域中燃料的所需喷射量的喷射由部分提升喷射和完全提升喷射分担；以及(iii)当在内燃发动机于部分提升喷射区域中运行的同时对所需喷射量进行校正时，用所需喷射量的校正量校正由完全提升喷射分担的喷射量。
[0007] 根据上述配置，由于燃料的微量喷射通过部分提升喷射以高等级的精度执行，因此排气特性能够得到改善。在部分提升喷射过程中，喷射量的增大或减小对喷射精度有显著影响。因此，当部分提升喷射的喷射量由于所需喷射量的校正而发生变化时，微量喷射的精度会受到影响。关于这一点，根据上述配置，在需要对所需喷射量进行校正的情况下，将所需校正量施加于完全提升喷射分担的喷射量。因此，即使在所需喷射量被校正时，部分提升喷射的喷射量也能够得到维持。因此，微量喷射能够以高等级的精度执行。
[0008] 在上述燃料喷射系统中，电子控制单元可以配置成：当执行部分提升喷射时，将喷射器的用于执行部分提升喷射的通电时间设定为允许执行部分提升喷射的通电时间的范围内的最大值。根据上述配置，微量喷射的喷射量的不规则性能够通过设定通电时间而被最小化。
[0009] 在完全提升喷射的喷射量中还存在有可以被设定的下限。因此，在所需喷射量需要显著的减量校正的情况下，当喷射方式被保持时会需要减小部分提升喷射的喷射量。在上述燃料喷射系统中，电子控制单元可以配置成当完全提升喷射分担的喷射量由于所需喷射量的校正而达不到完全提升喷射的喷射量的下限值时，允许将完全提升喷射分担的喷射量划分成多个部分提升喷射之后再进行喷射。根据上述配置，使减小到未达到完全提升喷射的下限的量的进一步减小可以施加于完全提升喷射分担的喷射量。因此，即使在需要对所需喷射量进行显著的量减少校正时，也能够抑制基于部分提升喷射的微量喷射的喷射精度的降低。
[0010] 在上述燃料喷射系统中，电子控制单元可以配置成：当完全提升喷射分担的喷射量被划分成所述多个部分提升喷射时，使部分提升喷射中的每个部分提升喷射的喷射量变为部分提升喷射的喷射量的下限量。根据上述配置，完全提升喷射分担的将通过部分提升喷射进行喷射的燃料所需要的计算过程可以被简化。
[0011] 根据上述划分方式，划分前的喷射量可能与划分后各个部分提升喷射的喷射量的总和不同。在上述燃料喷射系统中，电子控制单元可以配置成：当在完全提升喷射分担的喷射量被划分成所述多个部分提升喷射时在划分前由完全提升喷射分担的喷射量与划分后各个部分提升喷射的总喷射量之间出现喷射量差值时，以喷射量之间的差值调节各个部分提升喷射的总喷射量。根据上述配置，全部喷射的喷射量的总和的变化能够得到限制。
[0012] 在上述燃料喷射系统中，喷射器可以包括进气口喷射器和缸内喷射器，进气口喷射器可以配置成将燃料喷射到进气口中。缸内喷射器可以配置成将燃料喷射到气缸中。电子控制单元可以配置成使用进气口喷射器执行完全提升喷射，并且电子控制单元可以配置成使用缸内喷射器执行部分提升喷射。在上述燃料喷射系统中，喷射器可以包括缸内喷射器，缸内喷射器可以配置成将燃料喷射到气缸中。电子控制单元可以配置成使用缸内喷射器执行完全提升喷射和部分提升喷射。
[0013] 本发明的第二方面提供了一种用于内燃发动机的控制方法，该内燃发动机包括喷射器。喷射器包括针阀。该控制方法包括：利用喷射器执行部分提升喷射和完全提升喷射，部分提升喷射为针阀没有达到完全打开状态的喷射，并且完全提升喷射为针阀达到完全打开状态的喷射；使内燃发动机在部分提升喷射区域中运行，在部分提升喷射区域中燃料的所需喷射量的喷射由部分提升喷射和完全提升喷射分担；以及当在内燃发动机于部分提升喷射区域中运行的同时对所需喷射量进行校正的情况下，用所需喷射量的校正量校正由完全提升喷射分担的喷射量。附图说明
[0014] 下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术意义以及工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
[0015] 图1为示出了根据第一实施方式的用于内燃发动机的燃料喷射系统的构造的示意图；
[0016] 图2为设置在本实施方式中的缸内喷射器的截面图；
[0017] 图3为示出了设置在本实施方式中的缸内喷射器的喷射量以及喷射量的不规则性相对于通电时间的变化的曲线图；
[0018] 图4A至图4F为示出了根据本实施方式的燃料喷射系统在部分提升喷射区域中对所需喷射量进行了减量校正后实施燃料喷射的方法的变化的示图；
[0019] 图5为示出了用于在根据本实施方式的燃料喷射系统中执行的喷射控制程序的处理流程的流程图；以及
[0020] 图6A至图6F为示出了根据第二实施方式的用于内燃发动机的燃料喷射系统在部分提升喷射区域中对所需喷射量进行了减量校正后实施燃料喷射的方法的变化的示图。
具体实施方式
[0021] 下文中，将参照图1至图5详细描述用于内燃发动机的燃料喷射系统的第一实施方式。如图1所示，空气流量计11和节气门12从进气通道10的上游侧开始按顺序设置在内燃发动机的进气通道10中。空气流量计11配置成检测进气量。节气门12配置成对进气量进行调节。进气通道10在节气门12的下游侧分支并且经由进气口13连接到相应气缸的燃烧室14。
[0022] 根据本实施方式的用于内燃发动机的燃料喷射系统设置有两类喷射器，一类为进气口喷射器20，另一类为缸内喷射器30。用于将燃料喷射到进气口13中的进气口喷射器20布置在相应气缸的相应的进气口13中。用于将燃料喷射到气缸中的缸内喷射器30布置在相应的气缸中。
[0023] 泵送燃料的供给泵41布置在燃料喷射系统的燃料箱40中。供给泵41经由低压燃料通道42连接到低压燃料管43。供给泵41泵送的燃料存储在低压燃料管43中。用于相应气缸的进气口喷射器20连接到低压燃料管43。
[0024] 高压燃料通道44从低压燃料通道42的中间分支。对供给泵41泵送的燃料进行进一步加压和排出的高压燃料泵45设置在高压燃料通道44中。高压燃料通道44连接到高压燃料管46。由高压燃料泵45加压的燃料存储在高压燃料管46中。用于相应气缸的缸内喷射器30连接到高压燃料管46。燃料压力传感器47布置在高压燃料管46中。燃料压力传感器47检测存储在高压燃料管46中的燃料的压力，即供应给缸内喷射器30的燃料的压力。
[0025] 设置有根据本实施方式的燃料喷射系统的内燃发动机由电子控制单元50控制。电子控制单元50还将燃料喷射系统控制作为内燃发动机控制的一部分来实施。来自各个传感器的检测信号被输入到电子控制单元50中。传感器不仅包括以上描述的空气流量计11和燃料压力传感器47，而且还包括例如曲轴转角传感器48和水温传感器49。曲轴转角传感器48输出用于计算发动机转速的曲轴转角信号。水温传感器49检测发动机冷却剂的温度。电子控制单元50通过基于来自传感器的检测信号而驱动进气口喷射器20、缸内喷射器30、高压燃料泵45等来执行各种类型的控制。
[0026] 例如，电子控制单元50将来自进气口喷射器20和缸内喷射器30的燃料喷射作为控制的一种来进行控制。在燃料喷射控制过程中，对所需喷射量——取决于内燃发动机的当前运行状态——进行计算并且对进气口喷射器20和缸内喷射器30的通电进行控制，使得与所需喷射量相同的量的燃料被喷射。
[0027] 上述燃料喷射控制过程中的喷射量控制的精度还与进气口喷射器20和缸内喷射器30的机械结构有关。这里，将用缸内喷射器30作为示例来描述喷射器的结构。
[0028] 如图2所示，固定芯体32固定到缸内喷射器30的外壳31中的处于图中的上部的部分。线圈35布置在固定芯体32的外周部分处。线圈35响应于通电而使固定芯体32磁化。
[0029] 能够沿图中的竖向方向滑动的可动芯体33设置在外壳31中的与固定芯体32相邻的位置处。针阀36连接到可动芯体33。针阀36与可动芯体33一起移位。弹簧34使可动芯体33保持朝向图中的下部——即，沿远离固定芯体32的方向——被偏压。
[0030] 围绕针阀36的末端部分的喷嘴本体37附接到外壳31的末端部(图中的下部的部分)。能够使喷嘴本体37的内部和外部彼此连通的长形狭缝状喷射孔38形成在喷嘴本体37的末端部中。燃料室39形成在针阀36与喷嘴本体37之间。燃料室39连接到上述高压燃料管46。存储在高压燃料管46中的高压燃料被引入到燃料室39中。
[0031] 线圈35通电导致了固定芯体32在缸内喷射器30中被磁化并且逆着弹簧34的偏置力将可动芯体33向固定芯体32牵拉。这样，针阀36从要被打开的喷射孔38分离(提升)，并且引入到燃料室39中的燃料通过喷射孔38喷射到外部。当可动芯体33如在图2中示出的状态那样抵靠固定芯体32时，针阀36处于完全打开状态。
[0032] 当线圈35不通电时，可动芯体33由于弹簧34的偏置力而与固定芯体32分离。然后，针阀36抵靠喷嘴本体37并且喷射孔38被堵塞。然后，从缸内喷射器30进行的燃料喷射停止。
[0033] 图3示出了缸内喷射器30的线圈35通电的时间长度与喷射量之间的关系以及通电时间与喷射量的不规则性之间的关系。在图3中，“T0”表示启动针阀36的提升所需要的通电时间，并且“Tmax”表示针阀36被完全打开所需要的通电时间。在T0到Tmax的区间中，针阀36在通电过程中的最大提升量变化，因而喷射量相对于通电时间的变化率较大。在下面的描述中，从T0到Tmax的通电时间区间——在此期间针阀36没有达到完全打开状态——将被称为部分提升区间。在下面的描述中，跟着Tmax之后的通电时间区间——在该通电时间区间上针阀36达到完全打开状态——将被称为完全提升区间。
[0034] 示出喷射量不规则性的示图示出了在部分提升区间中喷射量不规则性随着通电时间的增加而减小，但紧接着通电时间进入完全提升区间之后暂时增大。这是由于当可动芯体33抵靠固定芯体32时针阀36达到完全打开状态，但在这个时候针阀36由于对抵接的反应而发生反弹。针阀36的提升量的可归因于反弹的脉动增大了喷射量不规则性。
[0035] 响应于通电时间的增加，即，喷射量的增大，针阀36的反弹作用相对减小。因此，喷射量不规则性紧接着完全提升区间开始之后暂时增大，然后随着通电时间的增加而减小。当通电时间被至少设定为超过Tmax的特定时间(F/L喷射的最小通电时间Tfmin)并且使针阀36达到完全打开状态的燃料喷射(完全提升喷射)被执行时，喷射量不规则性能够被抑制到或低于容许上限值。
[0036] 即使在如上所述针阀36没有达到完全打开状态的部分提升区间中，喷射量不规则性在完全提升区间紧之前的通电时间处也相对较小。因此，即使当燃料喷射在将通电时间设定为等于或长于特定时间(P/L喷射的最小通电时间Tpmin)并且未达到Tmax的情况下被执行时，喷射量不规则性也被抑制到或低于容许上限值。换言之，当不允许使针阀36达到完全打开状态的燃料喷射——即，所谓的部分提升喷射——在将通电时间设定为等于或长于特定时间(进行P/L喷射的最小通电时间Tpmin)并且未达到Tmax的情况下被执行时，能够执行高精度的微量燃料喷射。当缸内喷射器30的线圈35的通电时间被设定为Tmax时，其中Tmax为可以实施部分提升喷射的通电时间的范围——部分提升区间——内的最大值，喷射量不规则性具有能够在部分提升喷射过程中获得的最小值。
[0037] 如示出喷射量不规则性的图3中所示，在部分提升区间中，喷射量不规则性随着通电时间增加或减少显著变化。因此，部分提升区间中的喷射量不规则性能够被抑制到或低于容许上限值的通电时间的范围非常狭窄。
[0038] 基本上，进气口喷射器20具有与缸内喷射器30的结构类似的结构。进气口喷射器20具有与缸内喷射器30的通电时间-喷射量不规则性关系相似的通电时间-喷射量不规则性关系。
[0039] 在根据本实施方式的燃料喷射系统中，与所需喷射量相同的量的燃料的喷射在内燃发动机的特定运行范围中由部分提升喷射和完全提升喷射共同分担。以这种方式，内燃发动机的排气的特性得到改善。
[0040] 在下面的描述中，内燃发动机的由部分提升喷射和完全提升喷射共同分担燃料喷射的运行范围将描述为部分提升喷射区域。也可以在内燃发动机的整个运行范围中执行由部分提升喷射和完全提升喷射共同分担的燃料喷射。在这种情况下，内燃发动机的整个运行范围都处于部分提升喷射区域。在根据本实施方式的燃料喷射系统中，部分提升喷射区域中的部分提升喷射和完全提升喷射都由缸内喷射器30执行。换言之，部分提升喷射区域中的部分提升喷射和完全提升喷射都通过缸内喷射执行。
[0041] 在由缸内喷射器30进行的部分提升喷射的喷射量(P/L喷射量Qp)中设定出用于确保喷射精度的下限值(最小P/L喷射量Qpmin)和上限值(最大P/L喷射量Qpmax)。当通电执行了P/L喷射的最小通电时间Tpmin时所获得的缸内喷射器30的喷射量被设定为最小P/L喷射量Qpmin。当通电执行了部分提升区间中的通电时间的最大值(P/L喷射的最大通电时间Tpmax)时所获得的缸内喷射器30的喷射量被设定为最大P/L喷射量Qpmax。P/L喷射的最大通电时间Tpmax被设定为从Tmax减去一定余量所获得的时间，其中该余量确保针阀36没有达到完全打开状态。
[0042] 在由缸内喷射器30进行的完全提升喷射的喷射量(F/L喷射量Qf)中设定出用于确保喷射精度的下限值(最小F/L喷射量Qfmin)。当通电执行了F/L喷射的最小通电时间Tfmin时所获得的缸内喷射器30的喷射量被设定为最小F/L喷射量Qfmin。
[0043] 当供应给缸内喷射器30的燃料的压力变化时，通电时间与喷射量之间的关系也发生变化。即使通电时间相同，缸内喷射器30的喷射量在燃料供应压力高时增大并且在燃料供应压力低时减小。因此，最小P/L喷射量Qpmin的值、最大P/L喷射量Qpmax的值和最小F/L喷射量Qfmin的值基于燃料压力传感器47的检测结果被逐个计算出。
[0044] 下面将参照图4A至图4F详细描述在部分提升喷射区域中实施燃料喷射的方法。在本实施方式中，在不需要在部分提升喷射区域中对所需喷射量Q进行校正的情况下，实现P/L喷射量Qp的基于缸内喷射的部分提升喷射和实现F/L喷射量Qf的基于缸内喷射的完全提升喷射按照图4B中示出的方式执行。在这种情况下，P/L喷射量Qp和F/L喷射量Qf被分别设定为使得P/L喷射量Qp和F/L喷射量Qf的总和等于根据发动机运行状态(发动机转速、发动机负载)设定出的所需喷射量Q。在本实施方式中，将P/L喷射量Qp固定到最大P/L喷射量Qpmax，使得P/L喷射量Qp的不规则性被最小化。因此，在这种情况下，将从所需喷射量Q减去最大P/L喷射量Qpmax所获得的值设定为F/L喷射量Qf。
[0045] 在燃料喷射控制过程中，根据内燃发动机运行状态执行对于所需喷射量Q的各种类型的校正，比如空燃比反馈校正和净化校正(purge correction)。空燃比反馈校正为对所需喷射量Q进行的用于减小目标空燃比与实际空燃比之间的偏差的校正。净化校正为对所需喷射量Q进行的为了使喷射量减少与如下蒸气量相同的量而执行的校正：当在进气过程中对燃料箱40中产生的燃料蒸气进行净化处理时上述量的蒸气与进气一起流入到燃烧室14中。
[0046] 如上所述，在部分提升区间中，喷射量不规则性随着通电时间增加或减少而显著变化。因此，当P/L喷射量Qp根据对所需喷射量Q进行的校正而增大或减小时，喷射精度会降低。
[0047] 在本实施方式中，在内燃发动机于部分提升喷射区域中运行期间需要对所需喷射量Q进行校正的情况下，所需校正量优选地施加于F/L喷射量Qf，即，由完全提升喷射分担的喷射量。换言之，在需要对所需喷射量Q进行增量校正的情况下，F/L喷射量Qf增大校正量ΔQ，而使P/L喷射量Qp保持在最大P/L喷射量Qpmax处，如图4A所示。在需要对所需喷射量Q进行减量校正并且减量校正的量不是非常大的情况下，F/L喷射量Qf减小校正量ΔQ，而使P/L喷射量Qp保持在最大P/L喷射量Qpmax处，如图4C所示。
[0048] 当由于燃料蒸气的净化处理使得在进气过程中大量的蒸气被引入时，由于净化校正而需要显著减小所需喷射量Q。在这种情况下，当所需减量校正量全部施加于F/L喷射量Qf时，F/L喷射量Qf可能达不到作为完全提升喷射的喷射量的下限的最小F/L喷射量Qfmin。在这种情况下，也就是说，在由于所需喷射量Q的校正而使F/L喷射量Qf未达到最小F/L喷射量Qfmin的情况下，燃料的F/L喷射量Qf被划分，以便通过多个部分提升喷射而不是完全提升喷射进行喷射。换言之，在这种情况下，燃料的P/L喷射量Qp和燃料的F/L喷射量Qf中的每一个都由缸内喷射器30通过部分提升喷射进行喷射。
[0049] 在本实施方式中，将F/L喷射量Qf划分成所述多个部分提升喷射在这种情况下执行成使得划分后的每个部分提升喷射的喷射量变为最小P/L喷射量Qpmin。例如，在图4D的示例中，燃料的F/L喷射量Qf被最小P/L喷射量Qpmin划分成三个部分提升喷射。
[0050] 划分后的部分提升喷射的喷射量的总量在这种情况下通过增加或减少部分提升喷射的次数进行调节。例如，当F/L喷射量Qf从图4D的情况进一步减小时，将最小P/L喷射量Qpmin作为其喷射量的部分提升喷射的次数从三次减少到两次，如图4F所示。
[0051] 在这种情况下，划分后的喷射量的总和仅可以被设定为多个最小P/L喷射量Qpmin，因而，划分后的F/L喷射量Qf和划分成部分提升喷射后的喷射量的总和可能彼此不同。在本实施方式中，在出现差异的情况下，P/L喷射量Qp被以划分后的F/L喷射量Qf与划分成部分提升喷射后的喷射量的总和之间的喷射量差值(ΔQp)进行调节，如图4E所示。在本实施方式中，P/L喷射量Qp被设定为最大P/L喷射量Qpmax并且不执行朝向等于或超过最大P/L喷射量Qpmax的增量侧的调节。因此，在这种情况下，划分后的部分提升喷射的次数被设定为使划分后的部分喷射的喷射量的总和变为至少F/L喷射量Qf，使得P/L喷射量Qp的调节总是向减量侧执行。
[0052] 图5示出了在根据本实施方式的燃料喷射系统中执行的喷射控制程序的处理流程。在每个气缸中的燃料喷射过程中，由电子控制单元50执行该程序的处理。当该程序的处理开始时，首先在步骤S100中基于发动机转速和发动机负载计算所需喷射量Q。然后，在步骤S101中，执行对于所需喷射量Q的校正量ΔQ的计算。然后，在步骤S102中，利用在步骤S101中计算出的校正量ΔQ对所需喷射量Q进行校正。校正量ΔQ表示各种以及个别计算出的校正量的总和，其中增量侧为正侧。
[0053] 接下来，在步骤S103中，对内燃发动机的当前运行范围是否处于部分提升喷射区域进行判定。当内燃发动机的当前运行范围不处于部分提升喷射区域时(S103：否)，处理进入步骤S104，并且以所需喷射量Q执行基于完全提升喷射的燃料喷射。然后，这一轮程序的处理终止。关于这种情况的具体的喷射方法，也就是说，完全提升喷射将由缸内喷射执行还是进气口喷射执行，取决于内燃发动机的运行状况和内燃发动机的类型。在部分提升喷射区域是内燃发动机的整个运行范围的情况下，处理在步骤S102的处理之后将步骤S103和步骤S104的处理省去而进入步骤S105。
[0054] 当内燃发动机的当前运行范围处于部分提升喷射区域时(S103：是)，处理进入步骤S105。然后，在步骤S105中计算P/L喷射量Qp和F/L喷射量Qf。如上所述，P/L喷射量Qp被设定为最大P/L喷射量Qpmax，并且F/L喷射量Qf被设定为从所需喷射量Q减去最大P/L喷射量Qpmax所获得的值。由于P/L喷射量Qp被固定到最大P/L喷射量Qpmax，因此将步骤S101中计算出的校正量为ΔQ的校正完全施加于F/L喷射量Qf。
[0055] 接下来，在步骤S106中，对步骤S105中计算出的F/L喷射量Qf是否未达到最小F/L喷射量Qfmin进行判定。当F/L喷射量Qf未达到最小F/L喷射量Qfmin时(S106：否)，处理进入步骤S107。在步骤S107中，实现P/L喷射量Qp的部分提升喷射和实现F/L喷射量Qf的完全提升喷射中的每一个都通过缸内喷射执行，然后这一轮程序的处理终止。
[0056] 当F/L喷射量Qf未达到最小F/L喷射量Qfmin时(S106：否)，处理进入步骤S108。在步骤S108中，划分次数N被计算出。划分次数N被计算为F/L喷射量Qf除以最小P/L喷射量Qpmin所获得的值的整数部分。然后，在步骤S109中，对最小P/L喷射量Qpmin与划分次数N的乘积是否等于F/L喷射量Qf进行判定，也就是说，对F/L喷射量Qf是否能够被最小P/L喷射量Qpmin整除进行判定。当F/L喷射量Qf能够被最小P/L喷射量Qpmin整除时(S109：是)，处理将步骤S110、步骤S111和步骤S112的处理跳过而进入步骤S113。在这种情况下，实现在步骤S105中计算出的P/L喷射量Qp——即，最大P/L喷射量Qpmax——的部分提升喷射以及每次都实现最小P/L喷射量Qpmin的N次的部分提升喷射在步骤S113中通过缸内喷射执行。然后，这一轮程序的处理终止。
[0057] 当F/L喷射量Qf不能够被最小P/L喷射量Qpmin整除时(S109：否)，处理在步骤S110、步骤S111和步骤S112的处理之后进入步骤S113。换言之，在步骤S110中，将划分次数N的值加“1”。在步骤S111中，P/L喷射调节量ΔQp被计算为值(Qf-Qpmin×N)，该值通过从F/L喷射量Qf减去增加后的划分次数N与最小P/L喷射量Qpmin的乘积获得。在步骤S112中，执行将P/L喷射量Qp的量减小P/L喷射调节量ΔQp的调节。在步骤S113的处理过程中，实现上述减量调节后的P/L喷射量Qp的部分提升喷射以及“N”次的实现最小P/L喷射量Qpmin的部分提升喷射通过缸内喷射执行。然后，这一轮程序的处理终止。在这种情况下，划分前完全提升喷射分担的喷射量(F/L喷射量Qf)与划分后部分提升喷射的喷射量的总和(最小P/L喷射量Qpmin×N)之间产生喷射量差值。在这种情况下，喷射量差值获得为P/L喷射调节量ΔQp并且P/L喷射量Qp通过喷射量差值进行调节。
[0058] 接下来，将描述根据本实施方式的燃料喷射系统的效果。在本实施方式中，当内燃发动机的运行范围进入部分提升喷射区域时，燃料喷射通过将燃料喷射划分成用于改善燃料特性的基于部分提升喷射的微量喷射和基于完全提升喷射的主喷射来执行。在部分提升喷射区域中需要对所需喷射量Q进行校正的情况下，所需校正量首先施加于完全提升喷射分担的喷射量(F/L喷射量Qf)。在需要对所需喷射量Q进行显著的减量校正而使完全提升喷射分担的喷射量由于校正而未达到完全提升喷射的下限值的情况下，完全提升喷射分担的燃料在划分成所述多个部分喷射后被喷射，因而，对完全提升喷射分担的未达到完全提升喷射的下限值的喷射量进行附加的减量校正变得可能。因此，基于部分提升喷射的微量喷射的喷射量变得不太可能由于所需喷射量Q的校正而增大或减小并且抑制了喷射精度的降低。
[0059] 对于部分提升喷射而言，可以被设定的喷射量的范围较窄。因此，当在如上所述的将F/L喷射量Qf划分成所述多个部分提升喷射的过程中划分次数和划分后的每个喷射量不确定时，用于寻找划分次数和喷射量的组合使得划分后的每个喷射量都处于可以被设定的范围中的复杂的计算处理变得必要。在这一点上，在本实施方式中，划分后的每个部分提升喷射的喷射量被固定到最小P/L喷射量Qpmin，因而，用于划分的计算处理的负荷的增大能够得到限制。
[0060] 当划分后的每个部分提升喷射的喷射量被固定时，划分前和划分后的喷射量的总和会彼此不同。在这种情况下，为了保持全部喷射的总喷射量，对基于部分提升喷射的微量喷射的喷射量以划分前完全提升喷射分担的喷射量(F/L喷射量Qf)与划分后部分提升喷射的喷射量的总和(最小P/L喷射量Qpmin×N)之间的喷射量差值进行调节是必要的。然而，希望的是，将喷射量的调节量最小化，原因在于喷射精度会由于部分提升喷射的喷射量的变化而降低。关于这一点，在本实施方式中，划分后的每个部分提升喷射的喷射量被固定到最小P/L喷射量Qpmin，最小P/L喷射量Qpmin是部分提升喷射的喷射量的下限，因而，基于部分提升喷射的微量喷射的可归因于调节的精度的降低被抑制到所要求的最小等级。
[0061] 通过根据以上描述的本实施方式的用于内燃发动机的燃料喷射系统能够获得以下效果。在本实施方式中，用于改善排气特性的微量喷射通过部分提升喷射执行。因此，能够以高等级的精度执行微量喷射并且能够适当地执行排气特性的改善。
[0062] 即使在需要对所需喷射量Q进行校正的情况下，所需校正量也优选地施加于完全提升喷射分担的喷射量(F/L喷射量Qf)。因此，P/L喷射量Qp的取决于对所需喷射量Q的校正的变化——最终为基于部分提升喷射的微量喷射的喷射精度的降低——能够得到适当的抑制。
[0063] 在由于对所需喷射量的校正而使得F/L喷射量Qf达不到最小F/L喷射量Qfmin的情况下，实现F/L喷射量Qf的燃料喷射在划分成所述多个部分提升喷射后执行。因此，能够对未达到最小F/L喷射量Qfmin的F/L喷射量Qf执行减量校正。因此，即使在需要对所需喷射量Q进行显著的减量校正的情况下，校正后的P/L喷射量Qp的变化也能够得到抑制，并且微量喷射的精度的降低也能够得到抑制。
[0064] 当F/L喷射量Qf未达到最小F/L喷射量Qfmin时，实现F/L喷射量Qf的基于部分提升喷射的燃料喷射通过所述多个实现固定喷射量的部分提升喷射执行。因此，与将F/L喷射量Qf划分成所述多个部分提升喷射相关的计算处理能够得到简化。
[0065] 上述固定喷射量为最小P/L喷射量Qpmin。因此，能够限制划分前和划分后的喷射量之间的差值增大。在上述喷射量差值出现的情况下，使P/L喷射量Qp以喷射量差值增大或减小，因而，可以防止全部喷射的总喷射量的变化的发生。
[0066] 接下来，将参照包括图6A至图6F的附图详细描述用于内燃发动机的燃料喷射系统的第二实施方式。相同的附图标记将被用于表示第一和第二实施方式所共有的部件，并且其详细描述将被省略。
[0067] 在第一实施方式中，部分提升喷射区域中的部分提升喷射和完全提升喷射都由缸内喷射器30通过缸内喷射执行。然而，在第二实施方式中，部分提升喷射区域中的燃料喷射的完全提升喷射由进气口喷射器20通过进气口喷射执行，而部分提升喷射区域中的燃料喷射的部分提升喷射由缸内喷射器30通过缸内喷执行。
[0068] 图6A至图6F示出了根据第二实施方式的在部分提升喷射区域中对所需喷射量进行了减量校正后实施燃料喷射的方法的变化。在图6A到图6F中，[DI]表示缸内喷射，而[PFI]表示进气口喷射。在下面的描述中，将[DI]附加到用于与缸内喷射相关的喷射量的符号的末尾，而将[PFI]附加到用于与进气口喷射相关的喷射量的符号的末尾，使得喷射的类型彼此区别开。
[0069] 如图6B所示，在不需要在部分提升喷射区域中对所需喷射量Q进行校正的情况下，P/L喷射量Qp[DI]和F/L喷射量QF[PFI]中的每一个被设定成使得P/L喷射量Qp[DI]和F/L喷射量QF[PFI]的总和变为等于所需喷射量Q。这样，实现P/L喷射量Qp[DI]的部分提升喷射通过缸内喷射执行，并且实现F/L喷射量QF[PFI]的完全提升喷射通过进气口喷射执行。
[0070] 在第二实施方式中，P/L喷射量Qp[DI]固定到最大P/L喷射量Qpmax[DI]，以便使不规则性最小化。因此，在这种情况下，从所需喷射量Q减去最大P/L喷射量Qpmax[DI]所获得的喷射量被设定为F/L喷射量QF[PFI]。
[0071] 在本实施方式中，在需要在内燃发动机的运行过程中在部分提升喷射区域中对所需喷射量Q进行校正的情况下，所需校正量优选地施加于F/L喷射量Qf[PFI]。换言之，在需要对所需喷射量Q进行增量校正的情况下，F/L喷射量Qf[PFI]以校正量ΔQ增大，而使P/L喷射量Qp[DI]保持在最大P/L喷射量Qpmax[DI]处，如图6A所示。在需要对所需喷射量Q进行减量校正并且减量校正的量不是非常大的情况下，F/L喷射量Qf[PFI]以校正量ΔQ减小，而使P/L喷射量Qp[DI]保持在最大P/L喷射量Qpmax[DI]处，如图6C所示。
[0072] 在需要对所需喷射量Q进行显著的减量校正而使F/L喷射量Qf[PFI]达不到最小F/L喷射量Qfmin[PFI]的情况下，燃料的F/L喷射量Qf[PFI]通过多个(在图6D中三个)实现最小P/L喷射量Qpmin[DI]的部分提升喷射进行喷射，如图6D所示。
[0073] 如同缸内喷射的最小F/L喷射量Qfmin[DI]的情况，最小F/L喷射量Qfmin[PFI]通过进气口喷射器20的通电时间与进气口喷射器20的喷射量的不规则性之间的关系获得。换言之，在进气口喷射器20的通电时间中也存在有进气口喷射器20的针阀没有达到完全打开状态的部分提升区间和进气口喷射器20的针阀达到完全打开状态的完全提升区间。当通电执行了通电时间的最小值时——在此期间完全提升区间中的进气口喷射器20的喷射量的不规则性变为等于或小于容许上限值——所获得的进气口喷射器20的喷射量被设定为最小F/L喷射量Qfmin[PFI]。
[0074] 相对于缸内喷射器30而言，进气口喷射器20的燃料供应的压力变化更小，因而在本实施方式中最小F/L喷射量Qfmin[PFI]具有固定值。在供应给进气口喷射器20的燃料的压力的变化的作用不能够被忽视的情况下，最小F/L喷射量Qfmin[PFI]可以通过基于供应到进气口喷射器20的燃料的压力进行连续计算获得。
[0075] 对划分后的喷射量的调节在这种情况下通过增加或减少部分提升喷射的次数来执行。例如，当F/L喷射量Qf[PFI]从图6D的情况进一步减小时，实现最小P/L喷射量Qpmin[DI]的部分提升喷射的次数从三次减少到两次，如图6F中所示。
[0076] 在实现这种情况下的最小P/L喷射量Qpmin[DI]的部分提升喷射的总喷射量(Qpmin[DI]×N)与F/L喷射量Qf[PFI]之间出现差异的情况下，对P/L喷射量Qp[DI]执行基于P/L喷射调节量ΔQp的差值的调节，如图6F所示。即使在本实施方式中，调节前的P/L喷射量Qp[DI]也被设定为最大P/L喷射量Qpmax[DI]并且不能够朝向增量侧调节。因此，实现最小P/L喷射量Qpmin[DI]的部分提升喷射的次数(划分次数N)被设定为使总喷射量变为至少F/L喷射量QF[PFI]。通过这种方式，对P/L喷射量Qp[DI]的调节在这种情况下总是朝向减量侧。
[0078] 在上述实施方式中，P/L喷射量Qp在部分提升喷射区域中被设定为最大P/L喷射量Qpmax。然而，P/L喷射量Qp可以在部分提升喷射区域中被设定为能够针对部分提升喷射被设定的另一喷射量(例如，最小P/L喷射量Qpmin)。P/L喷射量Qp的值可以根据内燃发动机的运行状态变化，而不是被固定。
[0079] 在P/L喷射量Qp被设定为能够向增量侧进行调节的值的情况下，在喷射控制程序的步骤S112中对P/L喷射量Qp的调节可以向增量侧执行。在P/L喷射量Qp具有仅能够向增量侧调节的值的情况下，需要将划分次数N的值设定为使为了对燃料的F/L喷射量Qf进行喷射的“N”次部分提升喷射的总喷射量变为等于或小于F/L喷射量Qf。
[0080] 在上述实施方式中，当F/L喷射量Qf被划分成所述多个部分提升喷射时，划分后的每个部分提升喷射的喷射量为最小P/L喷射量Qpmin。然而，该值可以为在部分提升喷射的喷射量的设定范围内的另一值。将F/L喷射量Qf划分成所述多个部分提升喷射后的每个部分提升喷射的喷射量可以在每次执行喷射控制程序时通过计算获得，而不是被固定。例如，可以事先确定部分提升喷射的次数，并且通过用F/L喷射量Qf除以该次数所获得的值可以为每次部分提升喷射的喷射量。在这种情况下，将F/L喷射量Qf划分成所述多个部分提升喷射后的部分提升喷射的喷射量的总和总是等于F/L喷射量Qf。因此，不必对P/L喷射量Qp进行调节。在这种情况下，F/L喷射量Qf可以针对相应的部分提升喷射被非等分地划分。
[0081] 在上述实施方式中，最小P/L喷射量Qpmin、最大P/L喷射量Qpmax和最小F/L喷射量Qfmin通过基于燃料压力传感器47的检测结果逐个进行计算而获得。然而，最小P/L喷射量Qpmin、最大P/L喷射量Qpmax和最小F/L喷射量Qfmin可以具有固定值。最小P/L喷射量Qpmin、最大P/L喷射量Qpmax和最小F/L喷射量Qfmin可以具有固定值的情况的示例包括缸内喷射器30的燃料供应压力的变化对其喷射特性的影响足够小的情况。
[0082] 在上述实施方式中，在F/L喷射量Qf由于所需喷射量Q的校正而未达到最小F/L喷射量Qfmin的情况下，燃料的F/L喷射量Qf在划分成所述多个部分提升喷射后被喷射。然而，完全提升喷射可以在不进行划分的情况下执行。在这种情况下，可以将基于部分提升喷射的微量喷射停止而使100％的燃料都通过完全提升喷射进行喷射。
[0083] 当如在第一实施方式中部分提升喷射区域中的燃料喷射仅通过缸内喷射执行并且燃料喷射还仅通过缸内喷射在其它操作范围中执行时，根据上述实施方式的喷射控制可以以类似或相似的方式应用于仅将缸内喷射器作为喷射器进行设置的内燃发动机。
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