專利名稱：柴油機(jī)燃料噴射控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料噴射控制器，其通過對(duì)柴油機(jī)的燃料噴射裝置進(jìn)行操作來實(shí)施燃料噴射控制，其中的燃料噴射裝置具有蓄壓室，其用于蓄積高壓態(tài)的燃料；燃料泵，其用于將燃料加壓供送到蓄壓室中；以及燃料噴射閥，其用于對(duì)蓄積在蓄壓室中的燃料執(zhí)行噴射。
背景技術(shù)：
例如在專利文件JP-A-S62258160中介紹了一種現(xiàn)有的此類燃料噴射裝置，其具有共軌蓄壓室(共軌)，用于向柴油機(jī)各個(gè)氣缸的燃料噴射閥輸送高壓燃料。共軌柴油機(jī)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況自由地控制共軌中的燃料壓力，從而發(fā)動(dòng)機(jī)能對(duì)提供給燃料噴射閥的燃料壓力自由地實(shí)施控制。
也就是說，在柴油機(jī)中，為了對(duì)應(yīng)于由使用者向加速踏板施加的操作量而產(chǎn)生出所需的扭距，要基于加速踏板的操作量和轉(zhuǎn)速計(jì)算出所需的燃料量(所需的噴射量)。燃料噴射閥的指令噴射時(shí)長(zhǎng)被設(shè)定為噴射出所需的燃料量。
如果在一次燃料噴射操作中完成對(duì)所需燃料噴射量的噴射，則在此情況下，燃料將立即燃燒，柴油機(jī)排放出的氧化氮(NOX)量趨于增多。因而，通常情況下，采用了在主噴射之前先噴射少量燃料的措施，例如專利文件JP-A-H10-504622就介紹了這樣的方案。主噴射是對(duì)所需燃料量所執(zhí)行的噴射，而該所需噴射量是產(chǎn)生所需扭距而需要的燃料量，所需扭距則是根據(jù)使用者向加速踏板施加的操作量而確定的。通過在主噴射之前執(zhí)行少量燃料噴射，涉及主噴射的燃料被緩和，NOX的排放量得以減小。
在執(zhí)行這樣的多步驟噴射方法的情況下，使柴油機(jī)產(chǎn)生所需扭距而必需的燃料噴射量趨于增加，從而燃料消耗具有增大的趨勢(shì)。
已經(jīng)有人提出采用靴形噴射將是理想的，從而在一次噴射過程中將燃料的噴射率從小值變化為大值，以便于在減小NOX排放量的同時(shí)降低燃料的消耗。為了以這樣的方式執(zhí)行燃料噴射，需要設(shè)置一套能可變地設(shè)定燃料噴射閥供油壓力的系統(tǒng)或類似裝置。因而，利用簡(jiǎn)單的燃料噴射閥難于執(zhí)行靴形的噴射。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于柴油機(jī)的燃料噴射控制器，即使在采用簡(jiǎn)單燃料噴射閥的情況下，該控制器也能合適地實(shí)現(xiàn)兩方面的作用既能減少氧化氮的排放量，又能降低燃料的消耗。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種燃料噴射控制器具有接收裝置、計(jì)算裝置、以及設(shè)定裝置。接收裝置接收用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速的傳感器的檢測(cè)結(jié)果。計(jì)算裝置基于負(fù)荷和轉(zhuǎn)速計(jì)算所需的噴射量。設(shè)定裝置用一個(gè)除數(shù)將所需噴射量分成多次噴射量，使得各個(gè)噴射量相對(duì)于燃料噴射的次序是單調(diào)非減的，且將各次噴射之間的間隔設(shè)定成處于可利用這些噴射實(shí)現(xiàn)連續(xù)的放熱的間隔之內(nèi)。除數(shù)可以是大于或等于三的數(shù)字。
采用這樣的結(jié)構(gòu)，將所需噴射量分成幾份，并噴射出所需的噴射量。因而，燃料的燃燒過程被緩和了，NOX的排放量可被降低。通過在噴射的連續(xù)放熱期間對(duì)噴射之間的間隔進(jìn)行設(shè)定，可有效地產(chǎn)生出所需的扭距。由于噴射量是單調(diào)非減的，所以可更為有效地發(fā)出扭距。因而，可減少用于產(chǎn)生所需扭距所需要的燃料量，從而可降低燃料消耗。因此，利用上述的結(jié)構(gòu)，即使在采用簡(jiǎn)單的燃料噴射閥的情況下，也能在同時(shí)合適地實(shí)現(xiàn)NOX排放量的減少和燃料消耗的降低。


通過閱讀下文的詳細(xì)描述、后附的權(quán)利要求、以及附圖，可理解實(shí)施方式的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)、以及操作方法和相關(guān)部件的功能，其中，下文的詳述、權(quán)利要求書、以及附圖都是本申請(qǐng)的組成部分。在附圖中圖1表示了根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；圖2中的映射圖用于根據(jù)燃料壓力和噴射量來計(jì)算指令噴射時(shí)長(zhǎng)；圖3A表示了燃料噴射率的一種波形；圖3B表示了燃料噴射率的另一種波形；圖3C表示了與圖3A或3B所示的燃料噴射率波形相對(duì)應(yīng)的放熱率波形；圖4A中的圖線表示了靴形的噴射率波形；圖4B中的圖線表示了與圖4A所示噴射率波形相對(duì)應(yīng)的放熱率波形；圖5A中的圖線表示了按照?qǐng)D1所示實(shí)施方式的噴射率波形；圖5B中的圖線表示了與圖5A所示噴射率波形相對(duì)應(yīng)的放熱率波形；以及圖6中的流程圖表示了根據(jù)圖1所示實(shí)施方式的燃料噴射控制的各個(gè)處理步驟。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，圖中表示了根據(jù)本發(fā)明一種示例性實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。如圖1所示，燃料泵4將燃料從燃料箱1經(jīng)過過濾器2抽吸來。由燃料泵4抽吸來的燃料受到加壓并被輸送給共軌6。共軌6是一個(gè)管體，其用于蓄積由燃料泵4加壓輸送來的高壓燃料，并用于將燃料排送給各個(gè)氣缸的噴射閥10。燃料泵4上設(shè)置有一個(gè)燃料溫度傳感器5，其用于對(duì)加壓供送給共軌6的燃料溫度進(jìn)行檢測(cè)。共軌6上設(shè)置有一個(gè)燃料壓力傳感器7，其用于檢測(cè)共軌6中的燃料壓力P。
燃料噴射閥10通過噴射操作將從共軌6輸送來的高壓燃料輸送到柴油機(jī)的燃燒室中。在燃料噴射閥10的末端處設(shè)置了圓柱形的針閥容納區(qū)段12。針閥容納區(qū)段12容納著可在軸向上移動(dòng)的噴嘴針閥14。噴嘴針閥14落座在制在燃料噴射閥10末端部分處的環(huán)形針閥閥座16上，以便于將針閥容納區(qū)段12與外界(發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室)阻隔開。噴嘴針閥14與針閥閥座16分離開就可將針閥容納區(qū)段12與外界連接起來。來自于共軌6的高壓燃料經(jīng)高壓燃料通道18輸送到針閥容納區(qū)段12中。
噴嘴針閥14的背側(cè)(針閥閥座16的相反側(cè))面對(duì)著一個(gè)背壓室20。來自于共軌6的高壓燃料經(jīng)過高壓燃料通道18和孔口19輸送到背壓室20中。在噴嘴針閥14的中間部分設(shè)置了針閥彈簧22。針閥彈簧22將噴嘴針閥14偏置向燃料噴射閥10的末端側(cè)。
低壓燃料通道24與燃料箱1連通。閥件26接通或斷開低壓燃料通道24與背壓室20之間的連通關(guān)系。閥件26可阻塞將背壓室20與低壓燃料通道24連接起來的孔口28，從而阻斷背壓室20與低壓燃料通道24之間的連通關(guān)系。閥件26可將孔口28開啟，以實(shí)現(xiàn)背壓室20與低壓燃料通道24之間的連通。
閥件26被閥彈簧30偏置向燃料噴射閥10的末端。閥件26受到電磁螺線管32的電磁力吸引而移動(dòng)向燃料噴射閥10的背側(cè)。
在此結(jié)構(gòu)中，當(dāng)電磁螺線管32失電、從而未施加吸引力時(shí)，閥件26在閥彈簧30的作用下將孔口28阻塞。噴嘴針閥14被針閥彈簧22頂壓向燃料噴射閥10的末端，從而落座到針閥閥座16上，由此實(shí)現(xiàn)了燃料噴射閥10的閉閥狀態(tài)。
如果電磁螺線管32得到供電，則閥件26由于受到電磁螺線管32的吸引而移向燃料噴射閥10的背側(cè)，從而將孔口28開啟。因而，背壓室20中的高壓燃料將經(jīng)過孔口28流出到低壓燃料通道24中。因此，由背壓室20中的高壓燃料施加到噴嘴針閥14上的作用力將變得小于由針閥容納區(qū)段12中高壓燃料施加到噴嘴針閥14上的作用力。如果兩作用力之間的差值變得大于針閥彈簧22將噴嘴針閥14推頂向燃料噴射閥10末端的作用力，則噴嘴針閥就將與閥座16分離開，從而實(shí)現(xiàn)了燃料噴射閥10的開啟狀態(tài)。
電子控制單元(ECU)50包括CPU和存儲(chǔ)器。ECU50從用于檢測(cè)柴油機(jī)工況或使用者需求的各個(gè)傳感器接收檢測(cè)值。ECU50基于這些檢測(cè)結(jié)果對(duì)柴油機(jī)的輸出特性進(jìn)行控制。用于檢測(cè)柴油機(jī)工況等參數(shù)的各個(gè)傳感器包括燃料溫度傳感器5、燃料壓力傳感器7、以及用于檢測(cè)柴油機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角(曲軸角CA)的曲軸角傳感器52。用于檢測(cè)使用者需求的傳感器包括加速器傳感器54，其用于檢測(cè)加速踏板的操作量ACCP。
為了對(duì)柴油機(jī)的輸出進(jìn)行控制，ECU50執(zhí)行燃料噴射控制，以使柴油機(jī)根據(jù)其工作狀況保持合適的輸出特性或排放特性。
ECU50基于柴油機(jī)的工況設(shè)定共軌6中燃料壓力的目標(biāo)值。ECU50基于燃料壓力目標(biāo)值對(duì)燃料泵4進(jìn)行操作，以將共軌6中的實(shí)際燃料壓力P控制為燃料壓力目標(biāo)值。ECU50基于使用者的需求或發(fā)動(dòng)機(jī)的工況計(jì)算出所需的燃料噴射量Q(要求的噴射量)。根據(jù)所需噴射量Q和由燃料壓力傳感器7檢測(cè)到的燃料壓力P，ECU50設(shè)定指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFIN，且基于指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFIN對(duì)燃料噴射閥10執(zhí)行通電操作。
利用圖2所示的映射圖來計(jì)算指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFIN。該映射圖用于確定所需噴射量Q、燃料壓力P，以及指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFIN之間的關(guān)系。如果指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFIN是常數(shù)，則實(shí)際噴射的噴射量將隨著燃料壓力P的增大而增大。因而，指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFIN是根據(jù)燃料壓力P和所需噴射量Q計(jì)算出來的。
如果一次噴射就噴射了所需噴射量Q的燃料，以產(chǎn)生出與加速踏板的操作量ACCP相對(duì)應(yīng)的所需扭矩，則燃料將立即燃燒，其中，操作量ACCP是由使用者提供的。結(jié)果就是從柴油機(jī)的燃燒室排放出的NOX量將會(huì)增加。圖3A表示了一種波形，其表示了在所需噴射量Q被一次噴射完的情況下噴射率Ri的波形。圖3C中的實(shí)線表示了此條件下、柴油機(jī)燃燒室中的放熱率Rh。燃料的噴射率Ri被定義為單位時(shí)間內(nèi)噴射的燃料量。放熱率Rh被定義為單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量。如圖3C所示，放熱率Rh將急劇地增加，并具有很高的峰值。因而，燃燒的溫度將增大，并產(chǎn)生出大量的NOX。
如果如圖3B所示那樣在噴射了所需噴射量的燃料噴射(主噴射)之前，執(zhí)行了少量燃料的噴射，則主噴射的燃料燃燒將被緩和。結(jié)果就是，如圖3C中的虛線所示，放熱率Rh的增加速度和放熱率Rh的峰值將被降低。因而，燃燒溫度將下降，且NOX的產(chǎn)生量將降低。但是，在此情況下，主噴射是在由少量燃料噴射引起的放熱率變?yōu)榱阒筮M(jìn)行的。因而，由少量噴射引起的扭矩與由主噴射引起的扭矩是不連續(xù)產(chǎn)生的。在此情況下，由少量燃料噴射產(chǎn)生的扭矩是很小的，可忽略不計(jì)。因而，所需的扭矩必須由主噴射來產(chǎn)生。因而，在執(zhí)行少量噴射之后再執(zhí)行主噴射來產(chǎn)生所需扭矩的情況下，燃料消耗將大于由單次噴射來產(chǎn)生所需扭矩的情況。
已有人提出如圖4A所示的、在單次噴射中以靴形規(guī)律將燃料噴射率Ri從小值變?yōu)榇笾档难バ螄娚涫抢硐氲模淠芎线m地實(shí)現(xiàn)兩方面效果減少NOX排放并減少燃料噴射量。因而，如圖4B所示，可緩和放熱率Rh的增加，并降低放熱率Rh的峰值。結(jié)果就是，可降低燃燒溫度，并能減少NOX的產(chǎn)生量。此外，在此情況下，放熱率Rh隨著時(shí)間單調(diào)增加，因而，被噴射出的燃料都能有效地有助于扭矩的產(chǎn)生。存在這樣的關(guān)系隨著放熱率波形對(duì)時(shí)間的積分值增大，柴油機(jī)的輸出扭矩也增大。輸出扭矩是由燃料噴射率波形的時(shí)間積分值-即燃料噴射量決定的。
但是，難于用上述的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)靴形的噴射。原因在于燃料噴射閥10是以二進(jìn)制的形式、在開啟狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間工作的，這例如取決于電磁螺線管32的得電和失電。對(duì)于這樣的結(jié)構(gòu)，在噴嘴針閥14與針閥閥座16分離開并達(dá)到預(yù)定的抬升量之后，燃料噴射率Ri是由經(jīng)高壓燃料通道18輸送來的燃料壓力P惟一確定的。因而，難于實(shí)現(xiàn)靴形的噴射。
因而，在當(dāng)前的實(shí)施方式中，例如如圖5所示，所需的噴射量Q被分成多次噴射量，以使得各個(gè)噴射量相對(duì)于噴射的次序是單調(diào)非減的，且各次噴射之間的時(shí)間間隔t-INT被設(shè)定成處于一定間隔之內(nèi)，在后者的間隔內(nèi)，由這些噴射引起的放熱是連續(xù)的。
在圖5A所示的示例中，執(zhí)行的是五個(gè)步驟的燃料噴射。各次燃料噴射之間的間隔t-INT被設(shè)定成處于使由各次噴射引起的放熱達(dá)到連續(xù)的間隔內(nèi)。因而，各次噴射的燃燒過程中所用的燃料將有效地有助于扭矩的產(chǎn)生。優(yōu)選地是，用于實(shí)現(xiàn)連續(xù)放熱的各個(gè)時(shí)間間隔t-INT應(yīng)當(dāng)被設(shè)定為等于或小于1.0ms。
五次噴射的噴射量Q1-Q5被設(shè)定為單調(diào)非減的。因而，如圖5B所示，由這些噴射形成的放熱率波形可被設(shè)計(jì)為基本單調(diào)非減的波形。結(jié)果就是，可適當(dāng)?shù)匾种婆ぞ氐膿p失，如果由燃料噴射形成的放熱率波形呈現(xiàn)為反復(fù)增加或減小的波形，則就可造成上述的扭矩?fù)p失。具體而言，在該實(shí)施方式中，噴射量Q1-Q5單調(diào)地增加，使得Q1＜Q2、Q2＜Q3、Q3＜Q4、以及Q4＜Q5。因而，即使共軌6中的燃料壓力P以不利的形式波動(dòng)，且偏離理想的燃料壓力，也能適當(dāng)?shù)販p小出現(xiàn)如下問題的可能性后次噴射過程中實(shí)際噴射入的燃料量變得小于前次噴射過程中實(shí)際噴射入的燃料量。由于共軌6是由多個(gè)燃料噴射閥10共用的，所以趨于出現(xiàn)不希望的波動(dòng)。
具體來講，在該實(shí)施方式中，噴射量Q1-Q5被設(shè)定為滿足如下的關(guān)系式(1)和(2)。
(Q2-Q1)/Q2×100＜50(1)(Q(i+1)-Q(i))/Q(i+1)×100＜30i≥2(2)這些設(shè)定用于使噴射率波形接近于靴形噴射的理想波形，或用于使放熱率波形近似于靴形噴射所伴隨的放熱率波形。優(yōu)選地是，噴射量Q1被設(shè)定在3-10mm3/st，該噴射量是第一次噴射中用于進(jìn)行燃燒所需的燃料量。
在從30°CA BTDC(上死點(diǎn)前30°曲軸角)到60°CA ATDC(下死點(diǎn)后60°曲軸角)的范圍內(nèi)，執(zhí)行多次燃料噴射。原因在于如果燃料噴射的時(shí)機(jī)相對(duì)于上死點(diǎn)(TDC)過度地提前或延遲，則存在噴射入的燃料粘附到柴油機(jī)氣缸內(nèi)壁等部位而未被用在燃燒中的可能性。實(shí)際上，為了有效地使噴射引起的發(fā)熱達(dá)到連續(xù)，優(yōu)選地是，用于執(zhí)行多次噴射的時(shí)長(zhǎng)(從T1到T2的總噴射時(shí)長(zhǎng)t-TOTAL)應(yīng)當(dāng)被設(shè)定在上述范圍內(nèi)在40°CA的角度區(qū)間內(nèi)。
圖6表示了根據(jù)該實(shí)施方式的燃料噴射控制的各個(gè)處理步驟。ECU 50執(zhí)行該處理過程。在這一系列處理中，步驟S10基于由加速器傳感器54檢測(cè)到的加速踏板操作量ACCP、以及由曲軸轉(zhuǎn)角傳感器52檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速計(jì)算出所需的噴射量Q。然后，步驟S12基于加速踏板的操作量ACCP和轉(zhuǎn)速為步驟S10技術(shù)出的所需噴射量Q設(shè)定除數(shù)N，該除數(shù)例如在2到5的范圍內(nèi)。除數(shù)N隨著所需噴射量Q的增加而增大。因而，可降低伴隨這些噴射的發(fā)熱率Rh的峰值。
然后，步驟S14基于由燃料溫度傳感器5檢測(cè)到的燃料溫度和轉(zhuǎn)速設(shè)定噴射之間的時(shí)間間隔t-INT。對(duì)時(shí)間間隔t-INT的設(shè)定是基于時(shí)間進(jìn)行的。基于時(shí)間進(jìn)行設(shè)定的原因在于這樣作易于對(duì)能利于噴射實(shí)現(xiàn)連續(xù)放熱的時(shí)間間隔t-INT進(jìn)行控制，而且還由于如下的幾個(gè)原因。
首先，基于時(shí)間設(shè)定間隔t-INT易于掌握共軌6中壓力波動(dòng)的相位，其中壓力的波動(dòng)是由前次噴射對(duì)后續(xù)噴射造成的波動(dòng)。其次，由于所允許的最短間隔是由時(shí)間限定的，所以基于時(shí)間來設(shè)定間隔t-INT。也就是說，當(dāng)燃料噴射閥10根據(jù)電磁螺線管32的得電或失電而開啟或閉合時(shí)，會(huì)帶來一定的響應(yīng)延遲。因而，為了間歇地執(zhí)行燃料噴射，間隔必須要被設(shè)定成等于或大于由燃料噴射閥10的響應(yīng)性限定的最短時(shí)間。通常情況下，該最短時(shí)間近似為0.2ms。如果相鄰噴射之間的間隔t-INT被設(shè)定為小于0.2ms，燃料噴射閥10在前次噴射過程中的閉合動(dòng)作將與后次噴射的開啟動(dòng)作疊合。因而，燃料噴射的控制精度將變差。
對(duì)間隔t-INT的設(shè)定基本上是根據(jù)步驟S12設(shè)定的除數(shù)進(jìn)行的。更具體來講，根據(jù)除數(shù)N、轉(zhuǎn)速、以及燃料的溫度可變地設(shè)定間隔t-INT。
轉(zhuǎn)速是與一個(gè)時(shí)間值相關(guān)的參數(shù)，其中，該時(shí)間值與執(zhí)行多次燃料噴射的曲軸轉(zhuǎn)角區(qū)間(30°CA BTDC到60°CA ATDC)相對(duì)應(yīng)的。隨著轉(zhuǎn)速的增加，轉(zhuǎn)過所述區(qū)間必需的時(shí)間將縮短。隨著轉(zhuǎn)動(dòng)所必需的時(shí)間縮短，各噴射的間隔t-INT所允許的最大時(shí)間值也將縮短。因而，要根據(jù)轉(zhuǎn)速可變地設(shè)定間隔t-INT。例如，隨著轉(zhuǎn)速的增加，間隔t-INT將縮短。
燃料溫度是與共軌6中所產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)循環(huán)相關(guān)的參數(shù)。燃料粘度隨燃料溫度的降低而增加。因而，壓力脈動(dòng)循環(huán)將隨著燃料溫度的改變而改變。因而，通過根據(jù)燃料的溫度可變地設(shè)置間隔t-INT，可對(duì)相位進(jìn)行調(diào)整。例如，不論燃料溫度為如何，由前次噴射對(duì)后續(xù)噴射造成的壓力脈動(dòng)的相位都可被設(shè)置成常數(shù)。
然后，步驟S16接收由燃料壓力傳感器7檢測(cè)到的燃料壓力P的檢測(cè)值。步驟S18基于由燃料壓力傳感器7檢測(cè)到的燃料壓力P檢測(cè)值以及第一噴射量Q1、通過利用圖2所示的映射圖計(jì)算出第一指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFIN1。
步驟S20基于步驟S16中檢測(cè)出的燃料壓力P(即將在第一次噴射之前的燃料壓力)和第二次或后續(xù)的噴射量Qi(i≥2)、利用圖2所示的映射圖計(jì)算出第二次或后續(xù)的指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFINi(i≥2)。步驟S22基于燃料壓力的波動(dòng)對(duì)在步驟S20中計(jì)算出的指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFINi進(jìn)行修正，其中的壓力波動(dòng)是由于在從第一次燃料噴射到當(dāng)前燃料噴射的期間內(nèi)執(zhí)行燃料噴射所致。即使在第二次或后續(xù)的燃料噴射中，指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFINi也是基于即將執(zhí)行第一次燃料噴射之前時(shí)檢測(cè)到的燃料壓力P進(jìn)行計(jì)算的。因而，使用過的燃料壓力P不如此次燃料噴射所針對(duì)的共軌6中的燃料壓力P合適。因而，考慮到在從燃料壓力P檢測(cè)時(shí)刻到當(dāng)前燃料噴射之間的時(shí)期內(nèi)由其他的燃料噴射造成了燃料波動(dòng)，所以在步驟S20中計(jì)算出的指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFINi要被進(jìn)行修正，以獲得對(duì)于當(dāng)前燃料噴射的燃料壓力P而言合適的指令噴射時(shí)長(zhǎng)TFINi?；诋?dāng)前噴射的壓力脈動(dòng)的相位、以及由此前執(zhí)行的噴射所造成的燃料壓力下降，計(jì)算出修正值。根據(jù)在步驟S14中計(jì)算出的間隔t-INT，可掌握針對(duì)當(dāng)前噴射的壓力脈動(dòng)的相位。
該實(shí)施方式具有如下的功效(i)所需噴射量被分成了多個(gè)噴射量，以使得噴射量相對(duì)于噴射的次序單調(diào)非減，并使得各次之間的間隔被設(shè)定在利用噴射可連續(xù)放熱的間隔之內(nèi)。因而，無需執(zhí)行造成放熱過程不連續(xù)的少量噴射，就能降低NOX的排放量。因此，可同時(shí)合適地實(shí)現(xiàn)兩方面效果降低NOX的排放、并減少燃料消耗。
(ii)用于對(duì)所需噴射量進(jìn)行除法運(yùn)算的除數(shù)是根據(jù)加速踏板的操作量和轉(zhuǎn)速可變地設(shè)定地。因而，可根據(jù)所需的燃料量、利用合適的除數(shù)來執(zhí)行燃料噴射。
(iii)利用時(shí)間值來設(shè)置為噴射被分開的所需噴射量的各次噴射之間的間隔。因而，易于設(shè)定時(shí)間間隔，以通過各次噴射實(shí)現(xiàn)連續(xù)的放熱。即使前次噴射造成蓄壓室中燃料壓力出現(xiàn)壓力脈動(dòng)，也能容易地掌握后續(xù)噴射的壓力脈動(dòng)的相位。
(IV)噴射之間的各個(gè)間隔被設(shè)定為等于和小于1.0ms。因而，這樣的間隔能使噴射產(chǎn)生連續(xù)的放熱。
(V)各次噴射的噴射量被設(shè)置成相對(duì)于噴射次序單調(diào)增加。因而，即使在實(shí)際噴射量偏離理想噴射量的情況下—例如在共軌6中壓力存在不利波動(dòng)的情況下，也能充分地減小出現(xiàn)如下情況地可能性后一噴射的燃料量小于前次噴射的燃料量。
(VI)各次噴射的噴射量Qi被設(shè)置成(Q2-Q1)/Q2×100＜50，(Q(i+1)-Q(i))/Q(i+1)×100＜30i≥2。因而，燃料噴射率可近似于靴形的理想形狀，而靴形的波形適于同時(shí)實(shí)現(xiàn)NOX排放的降低和燃料消耗的減小。結(jié)果就是，放熱率波形可近似于由靴形噴射形成的波形。
(VII)多次燃料噴射的時(shí)刻被設(shè)定在30°CA BTDC到60°CA ATDC的范圍內(nèi)。因而，噴射入的燃料被用在了燃燒中。
(VIII)根據(jù)轉(zhuǎn)速可變地設(shè)置噴射之間的間隔。因而，即使轉(zhuǎn)過允許噴射的曲軸角區(qū)間所必需的時(shí)間隨轉(zhuǎn)速而改變，時(shí)間間隔也適于各種轉(zhuǎn)速。
(IX)根據(jù)燃料溫度可變地設(shè)置噴射之間的間隔。因而，即使壓力脈動(dòng)循環(huán)隨燃料溫度的改變而改變，前次噴射對(duì)后次噴射的燃料壓力的脈動(dòng)影響也可被進(jìn)行調(diào)整。
(X)利用圖2所示的映射圖來計(jì)算各次噴射中第二次和后續(xù)噴射的指令噴射時(shí)長(zhǎng)，以對(duì)分開的所需噴射量執(zhí)行噴射，然后，對(duì)該指令噴射時(shí)長(zhǎng)執(zhí)行修正后再使用。因而，通過使用即將執(zhí)行第一次噴射之前時(shí)檢測(cè)到的燃料壓力，可合適地設(shè)定第二次和后續(xù)噴射的指令噴射時(shí)長(zhǎng)。
可按照如下的方案來改動(dòng)上述的實(shí)施方式。
并非根據(jù)燃料溫度可變地設(shè)置時(shí)間間隔，而是設(shè)置一個(gè)修正值，用于根據(jù)燃料的溫度對(duì)指令噴射時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行修正。
如果可在即將噴射各個(gè)分開的所需噴射量之前檢測(cè)燃料壓力，則無須執(zhí)行圖6中的步驟S22，精確地計(jì)算出指令噴射時(shí)長(zhǎng)。
計(jì)算所需噴射量的計(jì)算過程并不限于基于加速踏板操作量和轉(zhuǎn)速所執(zhí)行的計(jì)算。例如，可基于所需的扭矩和轉(zhuǎn)速來計(jì)算所需的噴射量。
確定所需噴射量除數(shù)的操作也并不限于基于加速踏板操作量和轉(zhuǎn)速進(jìn)行，例如，可基于所需扭矩和轉(zhuǎn)速來計(jì)算所需噴射量的除數(shù)。作為備選方案，可基于所需噴射量來計(jì)算除數(shù)。
本發(fā)明不應(yīng)受限于所公開的實(shí)施方式，在不悖離本發(fā)明范圍的前提下，可按照多種其它的方式來實(shí)施本發(fā)明，其中，本發(fā)明的范圍由后附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種燃料噴射控制器，其通過對(duì)柴油機(jī)的燃料噴射裝置進(jìn)行操作來實(shí)施燃料噴射控制，其中的燃料噴射裝置具有蓄壓室，其用于蓄積高壓態(tài)的燃料；燃料泵，其用于將燃料加壓供送到蓄壓室中；以及燃料噴射閥，其用于對(duì)蓄積在蓄壓室中的燃料執(zhí)行噴射，燃料噴射控制器包括接收裝置，其接收用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速的傳感器的檢測(cè)結(jié)果；計(jì)算裝置，其基于負(fù)荷和轉(zhuǎn)速計(jì)算所需的噴射量；以及設(shè)定裝置，其用一除數(shù)將所需噴射量分成多次噴射量，使得多次噴射量相對(duì)于燃料噴射的次序是單調(diào)非減的，且將各次噴射之間的間隔設(shè)定成處于可通過這些噴射實(shí)現(xiàn)連續(xù)放熱的間隔之內(nèi)，其中，所述除數(shù)包括三或更大的數(shù)字。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于設(shè)定裝置基于負(fù)荷和轉(zhuǎn)速從多個(gè)數(shù)字中可變地設(shè)定所述除數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于基于時(shí)間來設(shè)定各個(gè)噴射之間的間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于所述間隔被設(shè)定為1.0ms或更小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于各個(gè)噴射的噴射量被設(shè)定成相對(duì)于噴射次序是單調(diào)增加的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于所述間隔被設(shè)定為0.2ms或更長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于所述間隔隨轉(zhuǎn)速的增加而縮短。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于根據(jù)燃料的溫度可變地設(shè)定所述間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料噴射控制器，其特征在于所述間隔被設(shè)定成使得各個(gè)噴射中的后續(xù)噴射是在壓力脈動(dòng)的相同相位上執(zhí)行的，而與燃料的溫度無關(guān)，其中的壓力脈動(dòng)是由前次噴射在蓄壓室中形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于設(shè)定裝置計(jì)算各次噴射的噴射量，以滿足如下關(guān)系式(Q2-Q1)/Q2×100＜50；以及(Q(i+1)-Q(i))/Q(i+1)×100＜30，其中，Q1是多次噴射中第一次噴射的噴射量，Q2是多次噴射中第二次噴射的噴射量，且i是大于或等于2的整數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料噴射控制器，其特征在于第一次噴射的噴射量被設(shè)定在3-10mm3/st的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其特征在于設(shè)定裝置將噴射的時(shí)刻設(shè)定在一定角度范圍內(nèi)，該范圍從上死點(diǎn)之前的30°CA到上死點(diǎn)之后的60°CA。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料噴射控制器，其特征在于在所述的一定角度范圍內(nèi)，在40°CA的范圍內(nèi)執(zhí)行噴射。
全文摘要
柴油機(jī)燃料噴射控制器基于加速踏板的操作量和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算出所需的噴射量。燃料噴射控制器將所需噴射量分成多次噴射。各個(gè)分噴射的噴射量被設(shè)定成相對(duì)于噴射的次序單調(diào)非減。因而，即使采用簡(jiǎn)單的燃料噴射裝置，該燃料噴射控制器也能合適地實(shí)現(xiàn)氧化氮排放量的降低和燃料消耗的下降。
文檔編號(hào)F02D41/38GK1944991SQ20061014219
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
發(fā)明者中根倫明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝