燃料喷射控制装置和燃料喷射系统的制作方法
【专利说明】燃料喷射控制装置和燃料喷射系统
[0001]关联申请的相互参照
[0002]本公开基于2013年5月10日申请的日本申请号2013-100302号和2013年5月10日申请的日本申请号2013-100300号，在此引用其记载内容。
技术领域
[0003]本公开涉及一种适用于从喷射器喷射通过高压栗升压后的燃料的燃料喷射系统的燃料喷射控制装置和燃料喷射系统。
【背景技术】
[0004]这种一般的喷射器具备随着向线圈通电而产生电磁吸引力的固定芯、以及被固定芯吸引而与阀体一起移动的可动芯。而且，通过控制对线圈的通电时间Ti，来控制阀体的开阀时间，从而控制燃料的喷射期间即喷射量Q(参照专利文献I)。
[0005]而且，在以往的一般的控制中，前提是以在阀体到达全升程位置之后开始进行闭阀工作的方式进行喷射(全升程喷射)。因此，在喷射微少量的燃料的情况下，设定为能够进行全升程喷射的最小的通电时间Ti (全升程最小时间)，并且使向喷射器供给的燃料的压力(供给燃压)降低。
[0006]然而，在上述的全升程喷射中，在喷射微少量的燃料的情况下需要降低供给燃压，因此由于喷射压力的降低而导致从喷孔喷射的燃料的喷雾粒径变大。也就是说，无法充分地促进燃料喷雾的微粒化，招致燃烧效率的恶化。
[0007]另一方面，在专利文献2中公开了如下控制:通过使通电时间Ti比全升程最小时间短，从而以在阀体到达全升程位置之前开始进行闭阀工作的方式进行喷射(部分喷射)。通过该控制，也能够喷射微少量的燃料。
[0008]在此，喷射器内部的燃料通路中的比阀体的阀座部靠下游侧的部分(囊室)的燃料的压力(囊燃压)越高，则从喷孔喷射的燃料的喷雾粒径越小，得到的燃烧能量越大。因而，在能够使喷雾粒径变小这一点上期望提高向喷射器供给的燃料的压力(供给燃压)。
[0009]然而，在紧接着使阀体打开之后在阀座部处燃料被节流的程度大，因此即使提高供给燃压，囊燃压也不立即上升。因此，如果实施前述的部分喷射，则在囊燃压未充分地上升的状态下结束喷射，因此无法喷射喷雾粒径小的燃料。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开2012-177303号公报
[0013]专利文献2:日本特开2013-2400号公报
【发明内容】
[0014]本公开是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种燃料喷射控制装置和燃料喷射系统，即使在喷射微少量的燃料的情况下，也能够充分地促进燃料喷雾的微粒化。
[0015]本公开的另一目的在于提供一种燃料喷射控制装置和燃料喷射系统，能够在减小喷雾粒径的同时进行微少量的燃料喷射。
[0016]为了达到上述目的，本公开的一个方式的前提在于，是应用于燃料喷射系统的燃料喷射控制装置，该燃料喷射系统具备使阀体进行开阀工作来从喷孔喷射燃料的喷射器、以及将燃料升压后供给至喷射器的高压栗。
[0017]而且，本公开的特征在于具备以下结构。S卩，具备选择单元，该选择单元选择通过全升程喷射和部分喷射中的哪一个来喷射燃料，在该全升程喷射中在开始了开阀工作的阀体到达全升程位置之后开始闭阀工作，在该部分喷射中开始了开阀工作的阀体不到达全升程位置而开始闭阀工作。具备栗控制单元，该栗控制单元控制高压栗的工作使得向喷射器供给的燃料的压力成为目标压力。而且，特征在于，在将以燃料喷射系统可取的目标压力的最大值实施了部分喷射时的最大喷射量称为部分最大喷射量的情况下，选择单元在要求喷射量为部分最大喷射量以下的情况下选择部分喷射。
[0018]另外，将表示通电时间Ti与喷射量Q的关系的特性线(参照图7)中的进行部分喷射的区域称为部分区域Al，将进行全升程喷射的区域称为全升程区域A2，下面说明本公开的作用效果。供给燃压越高，则在部分区域Al中能够喷射的最大喷射量B越多。因而，在以1Mpa的供给燃压来喷射例如图7中的符号Ql所示的喷射量的情况下进行全升程喷射，而在以20Mpa来喷射该喷射量Ql的情况下进行部分喷射。
[0019]于是，如图7中的符号Ql所例示的那样，存在根据供给燃压而部分喷射和全升程喷射都能够进行的情况。在该情况下，在选择部分喷射的情况下，与选择全升程喷射的情况相比，以高的供给燃压来进行喷射。
[0020]根据鉴于这一点的上述公开，在要求喷射量Qreq为部分最大喷射量Qplmax以下的情况下选择部分喷射。因此，即使在喷射微少量的燃料的情况下，也以比全升程喷射时高的压力来进行喷射，能够充分地促进燃料喷雾的微粒化。
[0021]为了达到上述目的，本公开的另一方式的前提在于，是应用于燃料喷射系统的燃料喷射控制装置，该燃料喷射系统具备使阀体进行开阀工作来从喷孔喷射燃料的喷射器、以及将燃料升压后供给至喷射器的高压栗。
[0022]而且，本公开的特征在于具备以下结构。S卩，具备选择单元，该选择单元选择通过全升程喷射和部分喷射中的哪一个来进行喷射，在该全升程喷射中在开始了开阀工作的阀体到达全升程位置之后开始闭阀工作，在该部分喷射中开始了开阀工作的阀体不到达全升程位置而开始闭阀工作。具备栗控制单元，该栗控制单元控制高压栗的工作使得向喷射器供给的燃料的压力成为目标压力。具备目标压力设定单元，该目标压力设定单元在选择了全升程喷射时根据内燃机的运转状态设定目标压力，在选择了部分喷射时将目标压力设定为预先设定的下限压力以上的值。
[0023]在此，如果与本公开相反地在部分喷射时也根据内燃机的运转状态设定目标压力，则由于要求喷射量微少而引起目标压力变小，存在无法以小的喷雾粒径进行喷射的情况。而在本公开中，在部分喷射时将目标压力设定为预先设定的下限压力以上的值。因此，在部分喷射时以充分尚的供给燃压进行喷射，因此即使是部分喷射也成为小的喷雾粒径。因此，能够在减小喷雾粒径的同时进行微少量的燃料喷射。另外，在全升程喷射时根据内燃机的运转状态设定目标压力，因此能够避免在全升程喷射时供给燃压不必要地变高，能够避免高压栗的驱动所需的能量不必要地变大。
【附图说明】
[0024]本公开的上述目的及其它目的、特征、优点将通过参照附图进行的下述详细说明而变得更明确。该附图是:
[0025]图1是表示第I实施方式所涉及的燃料喷射系统的整体图。
[0026]图2是说明图1所示的喷射器的整体构造的剖视图。
[0027]图3是图2的放大图，是表示喷孔的形状的剖视图。
[0028]图4是图2的放大图，是表示磁路的剖视图。
[0029]图5是说明图1所示的高压栗的整体构造的示意图。
[0030]图6是表示图1所示的ECU实施了喷射控制的情况下向线圈施加的电压、线圈电流以及电磁吸引力随着时间经过所产生的变化的图。
[0031 ] 图7是表示图2所示的喷射器的T1-Q特性的图。
[0032]图8是表示由图1所示的微机进行的喷射控制的处理过程的流程图。
[0033]图9是表示由图1所示的微机进行的栗控制的处理过程的流程图。
[0034]图10是表示由图1所示的微机进行的映射图更新处理的过程的流程图。
[0035]图11是说明第5实施方式的效果的曲线图，是表示喷雾粒径与供给燃压的关系的试验结果。
[0036]图12是说明第6实施方式的效果的曲线图，是表示喷雾粒径恶化度与供给燃压的关系的数值分析结果。
[0037]图13是表示第4实施方式所涉及的喷雾粒径恶化度与阀座节流率的关系的试验结果。
【具体实施方式】
[0038]下面，参照附图来说明燃料喷射控制装置以及包括该装置的燃料喷射系统的各实施方式。
[0039](第I实施方式)
[0040]图1所示的喷射器10搭载于点火式的内燃机(汽油发动机)，用于向内燃机的燃烧室2直接喷射燃料。具体地说，在形成燃烧室2的缸盖3中的与缸的轴线C 一致的位置处形成有插入喷射器10的安装孔4。
[0041]向喷射器10供给的燃料被贮存在未图示的燃料罐中。燃料罐内的燃料通过低压栗汲取并通过高压栗40升压后加压输送至输送管30。输送管30内的高压燃料被分配供给至各汽缸的喷射器10。关于高压栗40的构造，稍后使用图5进行详述。
[0042]在缸盖3处安装有火花塞6。火花塞6和喷射器10在缸盖3中的相对于燃烧室2位于活塞的相反侧的部分排列配置。
[0043]如图2所示，喷射器10构成为具备主体11、阀体12、线圈13、固定芯14、可动芯
15、外壳16等。主体11以在内部形成燃料通路Ila的方式由磁性材料形成。主体11形成阀体12离开或落座的落座面17b和喷射燃料的喷孔17a。
[0044]使用图3详细说明，在主体11处安装了形成有落座面17b的喷孔体17。在喷孔体17处安装了形成有喷孔17a的喷孔板17p。阀体12中的落座于落座面17b的部分是阀座部12a。具体地说，阀体12的主体部12b与前端部12c的边界线作为落座于落座面17b的阀座部12a发挥功能。主体部12b是沿轴线C方向延伸的圆柱形状，前端部12c是从主体部12b的喷孔侧前端向喷孔17a延伸的圆锥形状。总之，作为圆柱与圆锥的边界线的角部相当于绕轴线C延伸的环状的阀座部12a。
[0045]当使阀体12进行闭阀工作以使阀座部12a落座于落座面17b时，从喷孔17a的燃料喷射停止。当使阀体12进行开阀工作(提升)以使阀座部12a离开落座面17b时，从喷孔17a喷射燃料。燃料通路Ila中的比阀体12的阀座部12a靠下游侧、且喷孔17a的上游侧部分是囊(Sack)室17s。囊室17s的燃压(囊燃压)越高，则从喷孔17a喷射的燃料的喷雾粒径越小。
[0046]喷孔17a的流路长度L小于喷孔17a的入口直径D。以喷孔17a的流路方向相对于喷孔板17p的板面的垂直方向倾斜的方式，在喷孔板17p上形成有喷孔17a。另外，喷孔17a的截面形状是圆形。因而，喷孔17a的入口形状是椭圆，严格地说，入口直径D是椭圆的长轴尺寸。
[0047]返回到图2的说明，线圈13是卷绕在树脂制的线轴13a而构成的，被该线轴13a和树脂件13b密封。也就是说，由线圈13、线轴13a、树脂件13b形成圆筒形状的线圈体。
[0048]固定芯14由磁性材料形成为圆筒形状，在圆筒内部形成燃料通路14a。在主体11的内周面插入有固定芯14，在主体11的外周面插入有线轴13a。并且，用于密封线圈13