[发明专利]内燃机控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃机的控制设备，该内燃机包括将高压燃料喷射到气缸中的燃料喷射机构(缸内喷射器)，或者是除了包括上述燃料喷射机构外还包括将燃料喷射到进气歧管或进气端口中的另一种燃料喷射机构(进气歧管喷射器)的内燃机。具体地说，本发明涉及对怠速模式下的内燃机进行控制。

背景技术

已知一种发动机，它包括第一燃料喷射阀(缸内喷射器)和第二喷射阀(进气歧管喷射器)，第一喷射阀用于将燃料喷射到汽油机的燃烧室中，第二喷射阀将燃料喷射到进气歧管中，其中，缸内喷射器和进气歧管喷射器根据发动机速度和内燃机载荷来共同分担燃料喷射。还已知一种直接喷射式发动机，它只包括将燃料喷射到汽油机燃烧室中的燃料喷射阀(缸内喷射器)。在包括有缸内喷射器的高压燃料系统中，由高压燃料泵增压的燃料通过发送管供给到缸内喷射器，由此，缸内喷射器将高压燃料喷射到内燃机中各个气缸的燃烧室中。

此外，还已知一种柴油机，该柴油机带有共轨式燃料喷射系统。在共轨式燃料喷射系统中，由高压燃料泵增压的燃料储存在共轨中。通过开启/关闭电磁阀，将高压燃料从共轨喷射到柴油机中各个气缸的燃烧室中。

为了产生这种高压燃料，采用了高压燃料泵，高压燃料泵通过设在驱动轴处的凸轮来驱动气缸，所述驱动轴耦合到内燃机曲轴。高压燃料泵包括泵柱塞和增压室，其中通过凸轮旋转使泵柱塞在气缸中往复运动，而增压室是由气缸和泵柱塞形成的。泵供应管、返回管以及高压发送管连接到该增压室，其中，泵供应管与从燃料箱馈送燃料的馈送泵连通，返回管使从增压室流出的燃料返回燃料箱中，而高压发送管将增压室中的燃料向缸内喷射器发送。高压燃料泵设有用于开启/关闭泵供应管的电磁溢流阀，以及针对增压室的高压发送管。

当电磁溢流阀开启、并且泵柱塞在使增压室体积增大的方向上运动时，即当高压燃料泵处于进气冲程时，燃料从泵供应管抽入增压室中。当泵柱塞在使增压室体积减小的方向上运动(即当高压燃料泵处于发送冲程)、并且电磁溢流阀关闭时，泵供应管和返回管从增压室切断，增压室中的燃料通过高压发送管发送到缸内喷射器。

由于只在高压燃料泵处的发送冲程中电磁溢流阀关闭的时间段中才向缸内喷射器发送燃料，所以可以通过对开始关闭电磁溢流阀的时间进行控制(对电磁溢流阀的关闭时间段进行调节)来调节泵出的燃料量。具体地说，通过将开始关闭电磁溢流阀的时间设置得更早来增加阀关闭时间段，从而增加泵出的燃料量。通过将开始关闭电磁溢流阀的时间延迟来缩短阀关闭时间段，可以减少泵出的燃料量。

通过用高压燃料泵对从馈送泵输出的燃料施加压力、并将增压的燃料向缸内喷射器发送，即使对于将燃料直接喷射到燃烧室中的内燃机，也可以正确地实现燃料喷射。

当高压燃料泵的发送冲程中要关闭电磁溢流阀时，由于增压室的体积正在减小，所以燃料不仅会向高压发送管流动，而且会向返回管流动。如果在这样的状态下关闭电磁溢流阀，则在关闭阀门操作中促进了由上述要流动的燃料造成的压力，增大了在电磁溢流阀关闭时的冲击力。由于这种冲击增加，电磁溢流阀的操作噪音(关闭阀的噪音)也会变大。每次关闭电磁溢流阀时都会连续产生电磁溢流阀的这种操作噪音。

在内燃机的正常操作模式中，每次关闭电磁溢流阀造成的连续操作噪音不会造成很大干扰，因为内燃机的操作噪音(例如空气燃料混合物的燃烧噪音)相对较大。但是，当内燃机本身的操作噪音较小时(例如处于内燃机的怠速模式下)，电磁溢流阀的连续操作噪音会很容易听到，以致不能再忽视其带来的干扰。

日本专利公开No.2001-41088公开了一种燃料泵控制设备，可以减小每次关闭电磁溢流阀造成的连续操作噪音。该文献中公开的控制设备包括燃料泵和溢流阀，其中，基于凸轮旋转造成的气缸与泵柱塞之间的相对运动来改变增压室体积，从而使燃料泵将燃料抽入增压室中和将燃料向内燃机燃料喷射阀发送；溢流阀用于使增压室与溢流通道之间的连通关系开启/关闭，燃料由增压室从所述溢流通道流出。通过控制溢流阀关闭时间段来调节从燃料泵向燃料喷射阀泵出的燃料量。通过基于内燃机操作状态来控制溢流阀，可以对预定时间段中燃料泵泵出燃料的次数进行调节，以变更每一次燃料发送通过燃料喷射阀喷射燃料的次数。这种控制设备包括控制单元，在低发动机载荷模式下，该控制单元将每一次燃料发送的燃料喷射次数减少。