[发明专利]用于内燃机的燃料系统

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的燃料系统的控制设备，该内燃机是包括用于将燃料以高压喷入气缸的燃料喷射机构(缸内喷射器)的内燃机，或者是除了上述燃料喷射机构之外还具有另一种用于将燃料喷入进气歧管或进气口的燃料喷射机构(进气歧管喷射器)的内燃机。具体而言，本发明涉及在内燃机怠速期间对燃料系统进行控制的技术。

背景技术

公知一种发动机，其具有用于将燃料喷入汽油发动机的燃料室的第一燃料喷射阀(缸内喷射器)以及用于将燃料喷入进气歧管的第二燃料喷射阀(进气歧管喷射器)，并根据内燃机的发动机转速或负载来改变缸内喷射器与进气歧管喷射器之间的燃料喷射比率。还公知一种仅具有用于将燃料喷入汽油发动机的燃料室的燃料喷射阀(缸内喷射器)的直喷式发动机。在具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经由输送管被供应至缸内喷射器，缸内喷射器将该高压燃料喷入内燃机的各个气缸的燃料室。

此外，还公知一种具有共轨燃料喷射系统的柴油发动机。在该共轨燃料喷射系统中，由高压燃料泵增压的燃料被存储在共轨中，并根据电磁阀的开启/关闭从共轨喷入柴油发动机的各个气缸的燃烧室。

为了在上述内燃机中获得高压燃料，使用高压燃料泵，其具有由设置于驱动轴的凸轮驱动的缸体，驱动轴连接至内燃机的曲轴。高压燃料泵具有通过凸轮的转动在气缸内以往复方式运动的泵柱塞，以及由缸体与泵柱塞形成的增压室。不同的管路连接至增压室，包括与从燃料箱供应燃料的供应泵连通的泵供应管、设置用来使燃料流出增压室以返回至燃料箱的返回管、以及设置用来将增压室内的燃料输送至缸内喷射器的高压输送管。电磁溢流阀被设置在高压燃料泵处，其开启/关闭增压室与泵供应管及高压输送管之间的流路。

在电磁溢流阀开启的状态下，当泵柱塞在增大增压室的容积的方向上运动时，即，当高压燃料泵处于抽吸行程中时，燃料从泵供应管被抽吸进入增压室。当泵柱塞在减小增压室的容积的方向上运动时，即，当在高压燃料泵处于输送行程中的情况下电磁溢流阀关闭时，从增压室至泵供应管及返回管的流路被切断，由此增压室内的燃料经由高压输送管被输送至缸内喷射器。

在上述高压燃料泵中，仅在输送行程中在电磁溢流阀的阀关闭期间燃料才被输送至缸内喷射器，由此通过控制电磁溢流阀的阀关闭开始正时(即，通过调节电磁溢流阀的阀关闭时段)来调节输送燃料的量。具体而言，当通过提前电磁溢流阀的阀关闭开始正时来延长阀关闭时段时，输送的燃料量增大。相反，当通过延迟电磁溢流阀的阀关闭开始正时来缩短阀关闭时段时，输送的燃料量减小。

由此，当供应自供应泵的燃料被高压燃料泵增压且增压燃料被输送至缸内喷射器时，即使在内燃机直接将燃料喷入燃烧室的情况下，也可以准确地完成燃料喷射。

在上述高压燃料泵的输送行程中，在增压室的容积正在减小的过程中电磁溢流阀关闭。因此，燃料不仅会趋于流向高压输送管一侧，还会趋于流向返回管一侧。当电磁溢流阀在此情况下关闭时，对于阀关闭操作，将会施加趋于以上述方式流动的燃料的力，这将在关闭电磁溢流阀时导致较大的冲击力。在上述冲击力增大的情况下，电磁溢流阀的致动声响(阀关闭时的声响)将增大，且当每次电磁溢流阀关闭时都会持续产生电磁溢流阀的这种致动声响。

在内燃机的常规运转模式下，诸如空气燃料混合物的燃烧声响之类的内燃机致动声响较大，由此当每次电磁溢流阀关闭时产生的上述持续致动声响不会大到使驾驶员感觉不适。但是，在内燃机怠速运转模式等内燃机自身的致动声响较小的情况下，电磁溢流阀的持续致动声响就变的相对较大，在此情况下就不可能忽视上述致动声响导致的不适感。

日本专利早期公开号2001-041088揭示了一种用于燃料泵的控制设备，其能够降低每次电磁溢流阀关闭时导致的持续致动声响。其揭示的控制设备包括燃料泵(其根据作为凸轮转动的结果的缸体与泵柱塞的相对运动来改变增压室容积，以将燃料吸入增压室，并将燃料输送至内燃机的燃料喷射阀)，以及溢流阀(其开启和关闭增压室与用于使燃料从增压室流出的溢流流路之间的部分)。根据该用于燃料泵的控制设备，通过控制溢流阀的阀关闭持续时段来对从燃料泵输送至燃料喷射阀的燃料量进行调节。该控制设备包括控制单元，其用于根据内燃机的运转状态来控制溢流阀，以对在规定时段期间由燃料泵输送燃料的次数进行调节，由此改变每一次燃料输送从燃料喷射阀进行燃料喷射的次数，即，当发动机处于低负载状态时，每一次燃料输送的燃料喷射次数减小。