燃料喷射控制装置和燃料喷射系统的制作方法_3

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控制电池电压的通电使得线圈电流维持被设定为比第2目标值12低的值的第3目标值13。具体地说,交替地反复进行电池电压的通电的接通断开,使得线圈电流检测值I与第3目标值13之间的偏离在规定幅度以内,从而以使变动的线圈电流的平均值保持在第3目标值13的方式进行占空比控制。
[0076]如图6的曲线图(C)所示,电磁吸引力在从通电开始时间点、即上升控制开始时间点(t0)至拾波(Pick-up)控制结束时间点(t3)的期间持续上升。此外,关于电磁吸引力的上升速度,拾波控制期间比上升控制期间慢。而且,设定第I目标值I1、第2目标值12以及拾波控制期间使得在吸引力上升的期间(t0?t3)内吸引力超过开阀必要力Fa。
[0077]在保持控制期间(t4?t5),吸引力保持在规定值。设定第3目标值13使得所述规定值比保持开阀状态所需的开阀保持力Fe高。此外,开阀保持力Fe小于开阀必要力Fa。
[0078]喷射指令信号中包含的喷射信号是指示通电时间Ti的脉冲信号,脉冲导通时期被设定为比目标喷射开始时期早规定的喷射延迟时间的时期to。然后,脉冲截止时期被设定为从脉冲导通起经过了与通电时间Ti相应的时间的时期t5(也就是说,通电时间Ti的结束时期)。开关元件SW4按照该喷射信号进行工作。
[0079]喷射指令信号中包含的增压信号是指示基于增压电压的通电接通断开的脉冲信号,与喷射信号的脉冲导通同时进行脉冲导通。之后,在直到线圈电流检测值I达到第I目标值Il为止的期间,增压信号交替地反复接通断开。开关元件SW2按照该增压信号的接通断开进行工作。由此,在上升控制期间,施加增压电压。
[0080]喷射指令信号中包含的电池信号在拾波控制的开始时间点t2进行脉冲导通。之后,电池信号交替地反复接通断开,使得以在直到从通电开始起的经过时间达到规定时间为止的期间线圈电流检测值I保持在第2目标值12的方式进行反馈控制。并且在之后,电池信号交替地反复接通断开,使得以在直到喷射信号的脉冲截止为止的期间线圈电流检测值I保持在第3目标值13的方式进行反馈控制。开关元件SW3按照该电池信号进行工作。
[0081]由安装于输送管30的燃压传感器31 (参照图1)来检测向喷射器10的供给燃压。ECU 20根据由燃压传感器31检测出的供给燃压来判定是否实施上述的拾波控制。例如在供给燃压为规定值以上的情况下允许拾波控制,但是在供给燃压小于规定值的情况下不实施拾波控制而在上升控制之后实施保持控制。
[0082]图7示出表示通电时间Ti与喷射量Q的关系的特性线,图中的实线是供给燃压为1Mpa的情况下的特性线,虚线是供给燃压为20Mpa的情况下的特性线。在本实施方式中,燃料喷射系统可取的目标压力的最大值(系统最大燃压Pmax)是lOMPa。系统最大燃压Pmax被设定为比高压栗40的最大喷出压力低的值,被设定为能够稳定地保持输送管30内的燃压(供给燃压)的最大值。
[0083]将特性线中的符号Al所示的区域称为部分(Partial)区域,将符号A2所示的区域称为全升程(Full lift)区域。在部分区域Al的通电时间Ti内喷射了燃料(部分(Partial)喷射)的情况下,在可动芯15与固定芯14碰撞之前,也就是说在阀体12到达全升程位置之前开始闭阀工作,喷射微少量的燃料。全升程位置是指可动芯15与固定芯14碰撞的时间点的阀体12的升程位置。另一方面,在全升程区域A2的通电时间Ti内喷射了燃料(全升程喷射)的情况下,在阀体12到达全升程位置之后开始闭阀工作,因此与在部分区域Al中喷射的情况相比喷射量变多。
[0084]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,例如在以供给燃压1MPa喷射图7中的符号Ql所示的喷射量的情况下会在全升程区域A2中喷射,但是在以20MPa喷射该喷射量Ql的情况下会在部分区域Al中喷射。
[0085]将相对于因阀体12的阀座部12a处的流量节流产生的压力损失(阀座节流程度)与因喷孔17a处的流量节流产生的压力损失(喷孔节流程度)的相加值的、该阀座节流程度的比例称为阀座节流率。而且,在紧接着喷射开始之后,阀座节流程度大于喷孔节流程度,随着阀体12提升,阀座节流率逐渐变小。此外,图7中的符号C表示供给燃压为1Mpa的情况下的特性线上的成为阀座节流率50%的通电时间Ti。
[0086]接着,使用图8、图9以及图10来说明由微机21实施的各种控制的处理过程。这些控制在内燃机的工作期间按规定周期(例如CPU的运算周期)反复执行。
[0087]首先,使用图8说明控制喷射器10的过程。首先,在图8的步骤SlO (选择单元)中,判定前述的要求喷射量Qreq是否为系统最大燃压Pmax下的部分最大喷射量Qplmax以下。在判定为Qreq ( Qplmax的情况下,意味着如果将供给燃压设为系统最大燃压Pmax则能够进行部分区域Al中的喷射。在这样进行了肯定判定的情况下,在接下来的步骤Sll (选择单元)中,对以下说明的“输出提高量”与“栗损失量”进行大小比较。
[0088]例如在如图7中的符号Ql所示的微少喷射那样在部分区域Al和全升程区域A2中都能够进行喷射的情况下,在选择了将供给燃压设为系统最大燃压Pmax来在部分区域Al中进行喷射的情况下,会以与在全升程区域A2中进行喷射的情况相比高的压力来进行喷射,因此喷雾粒径变小。因此,相对于燃料喷射量的内燃机的输出扭矩、也就是说内燃机的输出效率提高。此外,在此所说的输出扭矩中去除了高压栗40的驱动所需的扭矩。
[0089]但是,其另一方面,如果选择部分喷射来将供给燃压设为系统最大燃压Pmax,则随着高压栗40的喷出量增大,驱动轴5的旋转负荷增大,前述的相对于燃料喷射量的输出扭矩(输出效率)降低。
[0090]这样,将因选择部分喷射而与选择了全升程喷射的情况相比喷雾粒径变小从而内燃机的输出效率提高的量称为“输出提高量”。另外,将因选择部分喷射而与选择了全升程喷射的情况相比高压栗40的负荷变大从而内燃机的输出效率降低的量称为“栗损失量”。
[0091]这些栗损失量和输出提高量根据此时的内燃机的运转状态而不同。作为所述运转状态的具体例,可列举内燃机的负荷、旋转速度、温度以及内燃机使辅机驱动的情况下的负荷等。因此,在步骤Sll中,根据这些运转状态来执行输出提高量与栗损失量的大小比较。
[0092]在步骤Sll中判定为输出提高量 > 栗损失量的情况下,在接下来的步骤S12、S13中,控制喷射器10的工作使得将供给燃压设为系统最大燃压Pmax来在部分区域Al中喷射要求喷射量Qreq。
[0093]具体地说,首先在步骤S12 (喷射指令期间设定单元)中,参考基于与Pmax对应的特性线制作的T1-Q映射图来设定与要求喷射量Qreq对应的通电时间Ti。然后,将包含这样设定的通电时间Ti (喷射信号)的喷射指令信号输出到集成IC 22,从而喷射器10在与Pmax对应的特性线上的部分区域Al中喷射要求喷射量Qreq。另外,在接下来的步骤S13中,将强制指令标志设定为ON使得将后述的目标供给燃压Ptrg (目标压力)设为系统最大燃压Pmax。
[0094]而在步骤SlO中判定为Qreq>Qplmax的情况(S10 是”)下,部分最大喷射量Qplmax相对于要求喷射量Qreq不足。因此,在该情况下,在步骤S14 (喷射指令期间设定单元)中,控制喷射器10的工作使得在全升程区域A2中喷射要求喷射量Qreq。
[0095]另外,在步骤Sll中判定为输出提高量彡栗损失量的情况(S10 否”)下,虽然由于不产生上述不足而能够进行部分区域Al中的喷射,但是因在部分区域Al中喷射而产生的缺点(栗损失量)大于优点(输出提高量)。因此,在该情况下,也在步骤S14中控制喷射器10的工作使得在全升程区域A2中喷射要求喷射量Qreq。在执行步骤S14的处理之后,在接下来的步骤S15中将强制指令标志设定为OFF。
[0096]接着,使用图9说明控制高压栗40的过程。首先,在图9的步骤S20中,判定在图8的处理中强制指令标志是否被设定为0N。在被设定为ON的情况下(S20 是”),在接下来的步骤S21(目标压力设定单元)中,将目标供给燃压Ptrg设定为系统最大燃压Pmax。另一方面,在被设定为OFF的情况下(S20 否”),在接下来的步骤S22(目标压力设定单元)中,使用以下说明的燃压映射图,基于内燃机的负荷和内燃机旋转速度设定目标供给燃压Ptrg0
[0097]具体地说,预先进行试验来获取相当于负荷的目标喷射量Qreq及内燃机旋转速度与供给燃压的最优值的关系,事先将表示该关系的燃压映射图存储在存储器中。该燃压映射图是基于在全升程区域A2中进行了喷射的情况下的试验结果制作的。然后,基于目标喷射量Qreq和机关旋转速度,参考燃压映射图来设定目标供给燃压Ptrg。
[0098]在接下来的步骤S23(栗控制单元)中,对高压栗40进行反馈控制使得由燃压传感器31检测出的实际燃压Pact与在步骤S21、S22中设定的目标供给燃压Ptrg—致。具体地说,基于目标供给燃压Ptrg与实际燃压Pact的偏差控制调量阀43的工作,从而对基于柱塞45的燃料加压输送量进行反馈控制。
[0099]接着,使用图10说明更新并学习燃压映射图的过程。首先,在图10的步骤S30(检测单元)中,获取在向线圈13的通电时流过线圈13的电流的波形(参照图6的曲线图(b))、或者施加到线圈13的电压的波形。在接下来的步骤S31(检测单元)中,基于在步骤S30中获取的波形,估计阀体12落座于落座面17b而使喷射结束的闭阀时期。例如,随着落座而在波形中出现特有的脉动,因此基于该脉动出现时期来估计闭阀时期。
[0100]在接下来的步骤S32(喷射数据获取单元)中,基于在步骤S31中估计出的闭阀时期估计实际喷射量。具体地说,首先,基于喷射指令信号指示了向线圈13的通电开始的时期,估计喷射开始时期(开阀时期)。例如,只要将通电开始的指令时期与规定的延迟时间相加得到的时期估计为开阀时期即可。然后,基于所估计的开阀时期和闭阀时期计算喷射期间。接着,基于该喷射时的供给燃压和计算出的喷射期间计算实际喷射量。
[0101]在接下来的步骤S33(喷射数据获取单元)中,基于在步骤S32中估计出的实际喷射量和该喷射时的通电时间Ti,对在图8的控制中使用的T1-Q映射图中存储的喷射量Q进行更新并重写。由此,T1-Q映射图的值是基于实际喷射量学习的。这样学习的T1-Q映射图相当于表示开阀指令期间与实际喷射量的关系的喷射数据。
[0102]在以上说明
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