專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，該內(nèi)燃機(jī)包括在高壓下將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射裝置(缸內(nèi)噴射器)，或者除上述燃料噴射裝置之外還包括將燃料噴射到進(jìn)氣歧管或者進(jìn)氣口的燃料噴射裝置(進(jìn)氣歧管噴射器)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于控制具有多個(gè)高壓燃料泵的高壓燃料系統(tǒng)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
已知一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有用于將燃料噴射到汽油機(jī)的燃燒室內(nèi)的第一燃料噴射閥(缸內(nèi)噴射器)和用于將燃料噴射到進(jìn)氣歧管內(nèi)的第二燃料噴射閥(進(jìn)氣歧管噴射器)，并且其根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度或者內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載改變缸內(nèi)噴射器和進(jìn)氣歧管噴射器之間的燃料噴射比。還已知一種直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)，其僅具有用于將燃料噴射到汽油機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃料噴射閥(缸內(nèi)噴射器)。在包括缸內(nèi)噴射器的高壓燃料系統(tǒng)中，壓力由高壓燃料泵升高的燃料通過(guò)輸送管供應(yīng)到缸內(nèi)噴射器，缸內(nèi)噴射器將高壓燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸的燃燒室內(nèi)。
此外，具有共軌燃料噴射系統(tǒng)的柴油機(jī)也是已知的。在共軌燃料噴射系統(tǒng)中，壓力由高壓燃料泵升高的燃料儲(chǔ)存在共用油軌中，并且根據(jù)電磁閥的打開/關(guān)閉從共用油軌噴射到柴油機(jī)的每個(gè)氣缸的燃燒室內(nèi)。
為了在這種內(nèi)燃機(jī)中獲得高壓燃料，使用了高壓燃料泵，該高壓燃料泵具有由設(shè)置在連接于內(nèi)燃機(jī)曲軸的驅(qū)動(dòng)軸處的凸輪驅(qū)動(dòng)的氣缸。
日本專利公報(bào)No.10-274075公開了一種設(shè)置有凸輪驅(qū)動(dòng)燃料泵的缸內(nèi)噴射內(nèi)燃機(jī)，其防止了因凸輪驅(qū)動(dòng)燃料泵導(dǎo)致的流量脈動(dòng)而造成的氣缸之間的燃料量的變化。缸內(nèi)噴射內(nèi)燃機(jī)包括第一和第二凸輪驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵，每個(gè)燃料泵隨著可滑動(dòng)地設(shè)置在泵殼內(nèi)并由凸輪驅(qū)動(dòng)的柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而吸入和排出燃料。第一高壓燃料泵設(shè)置有在第一排出正時(shí)排出燃料的第一排出部。第二高壓燃料泵設(shè)置有在第二排出正時(shí)排出燃料的第二排出部，第二排出正時(shí)相對(duì)于第一排出正時(shí)具有期望的相位差Θ。燃料噴射閥包括第一噴射閥組和第二噴射閥組，第一噴射閥組在高壓燃料泵的下游分叉并且在第一排出正時(shí)被供應(yīng)以燃料，第二噴射閥組在第二排出正時(shí)被供應(yīng)以燃料。用J表示泵減速比，用K表示發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的數(shù)量，則凸輪部處的凸輪凸脊的數(shù)量Y設(shè)定為滿足Y×J＝K/4，并且相位差Θ設(shè)定為滿足Θ/J＝720/K。
根據(jù)這種缸內(nèi)噴射內(nèi)燃機(jī)，提供兩個(gè)凸輪驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵和設(shè)定凸輪凸脊的數(shù)量以及兩個(gè)高壓燃料泵之間的相位差的非常簡(jiǎn)單的構(gòu)造能夠使得泵的脈動(dòng)循環(huán)與燃料噴射閥的燃料噴射循環(huán)同步，即使在具有大量氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用該構(gòu)造是困難的。因此，即使在由于泵的脈動(dòng)而使得燃料壓力大幅度波動(dòng)的情況下，燃料噴射時(shí)的燃料噴射壓力在氣缸之間變得大致相等，并且從每個(gè)氣缸噴射大致相等數(shù)量的燃料。這還抑制了氣缸之間的空燃比的變動(dòng)。
日本專利國(guó)家公報(bào)No.2003-532833公開了一種用于具有特別大的燃燒室的內(nèi)燃機(jī)或者用于具有多于四個(gè)氣缸的內(nèi)燃機(jī)的燃料量控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)保證了高度可靠地向燃燒室供應(yīng)燃料。燃料量控制系統(tǒng)包括儲(chǔ)油箱、至少一個(gè)預(yù)給料泵、設(shè)置有至少兩個(gè)用于從低壓區(qū)向至少一個(gè)高壓蓄壓器輸送燃料的高壓燃料泵的高壓燃料泵裝置、用于控制形成在高壓蓄壓器內(nèi)的噴射壓力的控制裝置、以及用于將燃料從高壓蓄壓器噴射到內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)燃燒室內(nèi)的多個(gè)燃料噴射閥。燃料量控制系統(tǒng)具有單一的燃料回路，用于控制要供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)燃燒室的燃料量。高壓燃料泵均設(shè)置在此燃料回路內(nèi)，并且燃料回路使用共用的單一壓力控制回路彼此獨(dú)立地控制高壓燃料泵。
在此燃料量控制系統(tǒng)中，僅設(shè)置了一個(gè)燃料回路而不是多個(gè)燃料回路來(lái)控制供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)燃燒室的燃料量，并且高壓燃料泵裝置的高壓燃料泵均設(shè)置在此燃料回路內(nèi)。燃料量控制系統(tǒng)的控制裝置通過(guò)一個(gè)共用壓力控制回路彼此獨(dú)立地控制高壓燃料泵。在燃料回路中僅設(shè)置了一個(gè)高壓蓄壓器。此高壓蓄壓器的噴射壓力可由單一壓力控制回路控制。由此，保證將燃料高度可靠地供應(yīng)到燃燒室的燃料量控制系統(tǒng)可通過(guò)特別簡(jiǎn)單的構(gòu)造而低成本地實(shí)現(xiàn)。
然而，盡管日本專利公報(bào)No.10-274075和日本專利國(guó)家公報(bào)No.2003-532833均公開了具有多個(gè)(兩個(gè))高壓燃料泵的高壓燃料系統(tǒng)的構(gòu)造，它們沒(méi)有揭示如何以協(xié)同的方式控制多個(gè)高壓燃料泵從而獲得期望的排出壓力。

發(fā)明內(nèi)容
做出本發(fā)明以解決上述問(wèn)題，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有多個(gè)高壓燃料泵的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其能夠以協(xié)同的方式控制高壓燃料泵。
根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備控制內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射機(jī)構(gòu)。該高壓燃料系統(tǒng)包括多個(gè)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵。該控制設(shè)備包括用于檢測(cè)需要從高壓燃料泵排出的燃料量的檢測(cè)單元；以及用于控制多個(gè)高壓燃料泵的控制單元，使得從多個(gè)高壓燃料泵排出的燃料供應(yīng)到多個(gè)這種燃料噴射機(jī)構(gòu)?？刂茊卧ㄅ懦霰却_定部分，該排出比確定部分根據(jù)需要排出的燃料量確定多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)基于所需燃料噴射量和燃料壓力的波動(dòng)的計(jì)算來(lái)檢測(cè)需要從高壓燃料泵排出的燃料量。將燃料壓力增加到約13MPa的高壓燃料泵會(huì)導(dǎo)致噪音和振動(dòng)。由此，在內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷小時(shí)的空轉(zhuǎn)等期間，排出比確定部分確定多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比，從而啟動(dòng)所需的最小數(shù)量的高壓燃料泵。這可以改善由高壓燃料泵形成的高壓燃料系統(tǒng)的總體效率，因?yàn)闆](méi)有啟動(dòng)不必要的泵。這還保證了每個(gè)高壓燃料泵在合適的負(fù)荷下啟動(dòng)，因?yàn)楦邏喝剂媳弥g的燃料排出比可合適地確定。因此可提高高壓燃料泵的可靠性。此外，即使在高壓燃料泵具有不同特性(不同排出量)的情況下，泵的整體控制是可能的，從而可實(shí)現(xiàn)高安全度的高壓燃料系統(tǒng)。由此，能夠提供具有多個(gè)高壓燃料泵的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其能以協(xié)同的方式控制高壓燃料泵。
優(yōu)選地，控制設(shè)備還包括用于存儲(chǔ)每個(gè)高壓燃料泵的特性的存儲(chǔ)單元。在此情況下，排出比確定部分基于上述特性根據(jù)需要排出的燃料量確定多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比。
根據(jù)本發(fā)明，例如可存儲(chǔ)每個(gè)泵的燃料排出量。這使得能夠合適地確定多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比。例如，能夠確定要啟動(dòng)哪一個(gè)泵，或者使得泵排出等量燃料。
還優(yōu)選地，排出比確定部分基于燃料排出比計(jì)算要從每個(gè)高壓燃料泵排出的燃料量，并且基于要從每個(gè)高壓燃料泵排出的燃料量計(jì)算每個(gè)高壓燃料泵的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率(duty)。
根據(jù)本發(fā)明，利用驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率控制高壓燃料泵。這保證高精度地控制高壓燃料泵之間的燃料排出比以及高壓燃料泵的燃料排出量。因此，能夠合適地控制內(nèi)燃機(jī)中燃料的燃燒狀態(tài)，并且由此可將燃料效率、廢氣排放和駕駛性保持在有利的狀態(tài)下。
還優(yōu)選地，排出比確定部分根據(jù)需要排出的燃料量并考慮從高壓燃料泵釋放的燃料量來(lái)確定多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比。
根據(jù)本發(fā)明，為了在內(nèi)燃機(jī)停機(jī)時(shí)抑制燃料從燃料噴射機(jī)構(gòu)泄漏，高壓燃料系統(tǒng)內(nèi)的高壓燃料例如通過(guò)提供給止回閥的釋放功能(泄漏功能)返回燃料箱，該止回閥設(shè)置在高壓燃料泵和高壓輸送管之間。(作為釋放功能的一個(gè)示例，止回閥設(shè)置有總是保持打開的孔，一旦在高壓燃料泵沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)發(fā)生壓差，高壓燃料就通過(guò)該孔流向燃料箱)。當(dāng)計(jì)算需要從高壓燃料泵排出的燃料量時(shí)，考慮了由于此釋放功能導(dǎo)致的(釋放的)燃料量，保證了對(duì)其精確計(jì)算。
還優(yōu)選地，控制單元根據(jù)需要排出的燃料量確定是否能夠停止從高壓燃料泵中的至少一個(gè)排出燃料。
根據(jù)本發(fā)明，基于高壓燃料泵的總體排出量以及所需的排出量確定是否能停止至少一個(gè)高壓燃料泵。此時(shí)，由于考慮了因釋放功能導(dǎo)致的(釋放的)燃料量，因此對(duì)應(yīng)于所釋放的燃料量的過(guò)載將不施加到停止排出的泵之外的泵上。這能夠提高整個(gè)高壓燃料系統(tǒng)的可靠性。
還優(yōu)選地，控制系統(tǒng)控制高壓燃料泵，使得當(dāng)停止從燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料時(shí)，停止從高壓燃料泵中的至少一個(gè)排出燃料。
根據(jù)本發(fā)明，在停止從燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料的期間(在停止燃料供應(yīng)等期間)，僅啟動(dòng)多個(gè)高壓燃料泵中的一個(gè)或一些以保持高的燃料壓力，而停止從至少一個(gè)其他高壓燃料泵排出燃料。此時(shí)，盡管多個(gè)高壓燃料泵中的一個(gè)或一些啟動(dòng)以保證燃料壓力快速增加到在燃料噴射開始(重新開始)時(shí)要供應(yīng)到燃料噴射機(jī)構(gòu)的所需水平，但可確定停止從至少一個(gè)其他高壓燃料泵排出燃料。
還優(yōu)選地，當(dāng)多個(gè)高壓燃料泵包括具有不同排出特性的高壓燃料泵時(shí)，排出比確定部分確定多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比，使得從具有不同排出特性的高壓燃料泵排出的燃料量大致等于從其他的高壓燃料泵排出的燃料量。
根據(jù)本發(fā)明，能夠使多個(gè)高壓燃料泵排出大致等量的燃料。這能夠防止因排出脈動(dòng)中的波動(dòng)產(chǎn)生的脈動(dòng)聲音，并且保證了穩(wěn)定的脈動(dòng)聲音。由此，能夠降低因脈動(dòng)產(chǎn)生的不正常噪音。此外，還能夠抑制由于脈動(dòng)產(chǎn)生的噴射量的變動(dòng)。
還優(yōu)選地，當(dāng)多個(gè)高壓燃料泵中的至少一個(gè)的最大可能排出量小于需要排出的燃料量時(shí)，排出比確定部分確定多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比，使得最大可能排出量小于需要排出的燃料量的高壓燃料泵將排出最大可能排出量的燃料，并且其他的高壓燃料泵將排出對(duì)應(yīng)于需要排出的燃料量和最大可能排出量之差的燃料量。
根據(jù)本發(fā)明，即使在所需排出量超過(guò)一個(gè)泵的排出量(排出能力)的情況下，也可將高壓燃料泵之間的燃料排出比設(shè)定為使得具有足夠排出能力的另一高壓燃料泵排出額外的燃料量。這保證了高壓燃料系統(tǒng)作為一個(gè)整體而合適地排出所需的排出量。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的控制設(shè)備控制內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射機(jī)構(gòu)。高壓燃料系統(tǒng)包括多個(gè)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵。該控制設(shè)備包括用于檢測(cè)從高壓燃料泵供應(yīng)的燃料的壓力的檢測(cè)單元；用于利用預(yù)定的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率依次啟動(dòng)多個(gè)高壓燃料泵的控制單元；以及用于基于由啟動(dòng)導(dǎo)致的燃料壓力變化來(lái)確定泵是否有故障的確定單元。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)由預(yù)定的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率依次啟動(dòng)高壓燃料泵，能夠以簡(jiǎn)單的方式從多個(gè)高壓燃料泵中確定有故障的泵。
優(yōu)選地，確定單元基于燃料壓力的增加程度確定泵是否有故障。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)燃料壓力沒(méi)有相應(yīng)于驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率而增加時(shí)，能夠確定泵存在故障。


圖1是由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的控制設(shè)備控制的汽油機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)的總體概略視圖。
圖2是圖1的局部放大視圖。
圖3和4是示出由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。在下列描述中，相同的附圖標(biāo)記指代具有相同名稱和功能的相同部分。因此，將不重復(fù)進(jìn)行其詳細(xì)描述。
圖1示出了由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU(電子控制單元)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)10，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的控制設(shè)備。發(fā)動(dòng)機(jī)是V型8缸的汽油機(jī)，并且具有用于將燃料噴射到對(duì)應(yīng)氣缸內(nèi)的缸內(nèi)噴射器110和用于將燃料噴射到對(duì)應(yīng)氣缸的進(jìn)氣歧管內(nèi)的進(jìn)氣歧管噴射器120。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不專門應(yīng)用到這種發(fā)動(dòng)機(jī)，而是還可應(yīng)用到其它類型的汽油機(jī)和共軌柴油機(jī)中。此外，高壓燃料泵的數(shù)量不限于兩個(gè)，而可以是多于一個(gè)的任何數(shù)量。
如圖1所示，此燃料供應(yīng)系統(tǒng)10包括設(shè)置在燃料箱內(nèi)且用于在低壓排出壓力(約400kPa，對(duì)應(yīng)于壓力調(diào)節(jié)器的壓力)下供應(yīng)燃料的給料泵100；由第一凸輪210驅(qū)動(dòng)的第一高壓燃料泵200；由第二凸輪310驅(qū)動(dòng)的第二高壓燃料泵300，第二凸輪310具有不同于第一凸輪210的排出相位；為每個(gè)左和右氣缸列設(shè)置且用于向缸內(nèi)噴射器110供應(yīng)高壓燃料的高壓輸送管112；用于每個(gè)左和右氣缸列的設(shè)置在相應(yīng)高壓輸送管112處的四個(gè)缸內(nèi)噴射器110；為每個(gè)左和右氣缸列設(shè)置且用于向進(jìn)氣歧管噴射器120供應(yīng)燃料的低壓輸送管122；以及用于每個(gè)左和右氣缸列的設(shè)置在相應(yīng)低壓輸送管122處的四個(gè)進(jìn)氣歧管噴射器120。
燃料箱內(nèi)的給料泵100的排出口連接到低壓供應(yīng)管400，該低壓供應(yīng)管分叉成第一低壓輸送連接管410和泵供應(yīng)管420。第一低壓供應(yīng)連接管410分叉成V形氣缸列中的一個(gè)的低壓輸送管122，并且在此分叉點(diǎn)的下游，該管形成了第二低壓輸送連接管430，該第二低壓供應(yīng)連接管430連接到另一氣缸列的低壓輸送管122。
泵供應(yīng)管420連接到第一和第二高壓燃料泵200和300的入口。第一脈動(dòng)緩沖器220和第二脈動(dòng)緩沖器320分別設(shè)置在第一和第二高壓燃料泵200和300的入口的上游，從而降低燃料的脈動(dòng)。
第一高壓燃料泵200的排出口連接到第一高壓輸送連接管500，第一高壓輸送連接管500連接到V形氣缸列中的一個(gè)的高壓輸送管112。第二高壓燃料泵300的排出口連接到第二高壓輸送連接管510，第二高壓輸送連接管510連接到另一氣缸列的高壓輸送管112。一個(gè)氣缸列的高壓輸送管112和另一氣缸列的高壓輸送管112通過(guò)高壓連接管520連接。
設(shè)置在高壓輸送管112上的安全閥114通過(guò)高壓輸送返回管610連接到高壓燃料泵返回管600。高壓燃料泵200和300的返回口連接到高壓燃料泵返回管600。高壓燃料泵返回管600連接到返回管620和630，并且然后連接到燃料箱。
圖2是圖1中第一高壓燃料泵200及其周圍設(shè)備的放大視圖。盡管第二高壓燃料泵300具有類似的構(gòu)造，但它們的凸輪的相位不同，因此排出正時(shí)的相位不同，由此抑制了脈動(dòng)的發(fā)生。第一和第二高壓燃料泵200和300可具有彼此類似或不同的特性。在以下說(shuō)明中，假定第一高壓燃料泵200的排出能力小于第二燃料泵300的排出能力。該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的存儲(chǔ)器內(nèi)。
高壓燃料泵200具有作為其主要部件的泵柱塞206、電磁溢流閥202和設(shè)置有泄漏功能的止回閥204，泵柱塞206由凸輪210驅(qū)動(dòng)而上下滑動(dòng)。
當(dāng)泵柱塞206通過(guò)凸輪210向下移動(dòng)而電磁溢流閥202打開時(shí)，燃料引入(吸入)。當(dāng)泵柱塞206通過(guò)凸輪210向上移動(dòng)時(shí)，改變電磁溢流閥202的關(guān)閉正時(shí)以控制從高壓燃料泵200排出的燃料量。在泵柱塞206向上移動(dòng)的加壓沖程期間，在電磁溢流閥202的關(guān)閉正時(shí)較早時(shí)所排出較多量的燃料，而當(dāng)閥的關(guān)閉正時(shí)較晚時(shí)，排出較少量的燃料。當(dāng)排出最大量的燃料時(shí)，電磁溢流閥202的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率設(shè)定為100％，而當(dāng)排出最小量的燃料時(shí)，電磁溢流閥202的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率設(shè)定為0％。當(dāng)驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率為0％時(shí)，電磁溢流閥202保持打開，在此情況下，盡管泵柱塞206在第一凸輪210繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng))時(shí)上下滑動(dòng)，但是燃料沒(méi)有加壓，因?yàn)殡姶乓缌鏖y202沒(méi)有關(guān)閉。
加壓燃料壓迫和打開設(shè)置有泄漏功能(設(shè)定壓力為約60kPa)的止回閥204，并且燃料通過(guò)第一高壓輸送連接管500輸送到高壓輸送管112。此時(shí)，燃料壓力通過(guò)設(shè)置在高壓輸送管112處的燃料壓力傳感器以反饋方式而受到控制。如上所述，在各氣缸列處的高壓輸送管112通過(guò)高壓連接管520連接。
帶有泄漏功能的止回閥204是普通類型的止回閥，但是設(shè)置有總是打開的孔。當(dāng)在第一高壓燃料泵200(泵柱塞206)內(nèi)的燃料壓力小于第一高壓輸送連接管500內(nèi)的燃料壓力時(shí)(例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)并且因而凸輪210停止而電磁溢流閥202保持打開時(shí))，第一高壓燃料輸送連接管500內(nèi)的高壓燃料通過(guò)孔返回高壓燃料泵200側(cè)，由此降低了高壓輸送連接管500內(nèi)以及在高壓輸送管112內(nèi)的燃料壓力。由此，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，高壓輸送管112內(nèi)的燃料不處于高壓下，從而防止燃料從缸內(nèi)噴射器110泄漏。
在下文中，將參照?qǐng)D3描述由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU所執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)，其實(shí)施了根據(jù)本實(shí)施方式的控制設(shè)備。
在步驟(下文中簡(jiǎn)稱為“S”)100中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU計(jì)算需要從高壓燃料泵排出的燃料量(下文中還稱為“所需的高壓燃料泵排出量”)。此時(shí)，還考慮了從具有泄漏功能的止回閥204釋放的燃料量。在S110中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU確定是否能夠停止兩個(gè)高壓燃料泵中的一個(gè)。例如，當(dāng)通過(guò)缸內(nèi)噴射器110噴射到氣缸內(nèi)的燃料量為零時(shí)，確定一個(gè)高壓燃料泵可停止。當(dāng)確定其中一個(gè)高壓燃料泵可停止時(shí)(在S110中為“是”)，則程序進(jìn)行到S120。若不能(在S110中為“否”)，則程序進(jìn)行到S140。
在S120中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU設(shè)定兩個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比，使得所需的高壓燃料泵排出量完全從沒(méi)有停止的一個(gè)高壓燃料泵排出。在S130中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU將在S120中為高壓燃料泵設(shè)定的排出量轉(zhuǎn)換為負(fù)荷率。
在S140中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU確定所需的高壓燃料泵排出量是否超過(guò)具有較小排出能力的第一高壓燃料泵200的最大可能排出量。若所需排出量超過(guò)具有較小排出能力的第一高壓燃料泵200的最大可能排出量(在S140中為“是”)，則程序進(jìn)行到S150。若不是(在S140中為“否”)，則程序進(jìn)行到S160。
在S150中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU如下設(shè)定兩個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比。第一高壓燃料泵200(具有較小排出能力)的排出量設(shè)定為其最大可能排出量，并且第二高壓燃料泵300(具有較大排出能力)的排出量設(shè)定為(所需排出量-第一高壓燃料泵200的(最大可能)排出量)。程序然后進(jìn)行到S170。
在S160中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU設(shè)定兩個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比，使得它們排出等量或大致等量的燃料。在S170中，將為各高壓燃料泵設(shè)定的排出量轉(zhuǎn)換為負(fù)荷率。
現(xiàn)在將基于上述結(jié)構(gòu)和流程圖描述由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的操作，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)施本實(shí)施方式的控制設(shè)備。
基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷等并考慮從具有泄漏功能的止回閥204釋放的燃料量來(lái)計(jì)算需要從高壓燃料泵排出的燃料量(即，所需的高壓燃料泵排出量)(S100)。當(dāng)在停止供應(yīng)燃料、空轉(zhuǎn)等期間從缸內(nèi)噴射器110噴射的燃料量為零時(shí)，確定其中一個(gè)泵可停止(在S110中為“是”)。在此情況下，泵之間的燃料排出比設(shè)定為所需的高壓燃料泵排出量?jī)H通過(guò)一個(gè)高壓燃料泵排出(S120)，并且相關(guān)的排出量轉(zhuǎn)換為負(fù)荷率。
若確定其中一個(gè)高壓燃料泵不能停止(在S110中為“否”)，則確定所需的高壓燃料泵排出量是否超過(guò)具有較小排出能力的第一高壓燃料泵200的最大可能排出量(S140)。若所需的排出量超過(guò)具有較小排出能力的第一高壓燃料泵200的最大可能排出量(在S140中為“是”)，那么泵之間的燃料排出比設(shè)定為第一高壓燃料泵200(具有較小排出能力)將排出其最大可能排出量的燃料，并且第二高壓燃料泵300(具有較大排出能力)將排出通過(guò)從所需的高壓燃料泵排出量減去第一高壓燃料泵200的(最大可能)排出量而獲得燃料量。
若所需的高壓燃料泵排出量小于具有較小排出能力的第一高壓燃料泵200的最大可能排出量(在S140中為“否”)，那么泵之間的燃料排出比設(shè)定為使得兩個(gè)泵將排出等量(或大致等量)的燃料。
當(dāng)要使用兩個(gè)高壓燃料泵時(shí)，將為各高壓燃料泵設(shè)定的排出量轉(zhuǎn)換為負(fù)荷率(S170)。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU將對(duì)應(yīng)于所轉(zhuǎn)換的負(fù)荷率的控制信號(hào)傳遞到電磁溢流閥，從而控制從高壓燃料泵200和300排出的燃料量。
如上所述，根據(jù)由實(shí)施本實(shí)施方式的控制設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，考慮了從具有泄漏功能的止回閥釋放的燃料量來(lái)計(jì)算需要從高壓燃料泵排出的燃料量。由此，即使在僅啟動(dòng)其中一個(gè)泵同時(shí)由于另一個(gè)泵停止而使得所釋放的燃料量增加的情況下，所釋放的燃料量也包括在該計(jì)算中，從而，能夠計(jì)算所需的排出量而不會(huì)導(dǎo)致過(guò)載。此外，當(dāng)可以停止另一個(gè)泵時(shí)，該系統(tǒng)允許僅有一個(gè)高壓燃料泵操作。另外，兩個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比設(shè)定為使得兩個(gè)泵排出等量(或大致等量)的燃料，直到需要從高壓燃料泵排出的燃料量超過(guò)具有較小排出能力的泵的最大可能排出量。當(dāng)需要從高壓燃料泵排出的燃料量超過(guò)具有較小排出能力的高壓燃料泵的最大可能排出量時(shí)，泵之間的燃料排出比設(shè)定為具有較小排出能力的高壓燃料泵排出其最大可能排出量的燃料，并且具有較大排出能力的高壓燃料泵排出通過(guò)從需要從高壓燃料泵排出的燃料量中減去具有較小排出能力的高壓燃料泵的排出量而獲得的燃料量。
改型在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明的改型的控制設(shè)備。根據(jù)該改型的控制設(shè)備執(zhí)行不同于在上述實(shí)施方式中執(zhí)行的程序。另外，硬件構(gòu)造(圖1和2)相同，從而將不再重復(fù)進(jìn)行其詳細(xì)描述。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D4描述由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU實(shí)施根據(jù)該改型的控制設(shè)備。下文中，高壓燃料泵的數(shù)量設(shè)定為N。
在S200中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU初始化變量I(I＝1)。在S210中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU驅(qū)動(dòng)高壓燃料泵(I)。此時(shí)，預(yù)定的負(fù)荷率傳遞到電磁溢流閥202。在S220中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU確定燃料壓力是否已增加。該確定基于從設(shè)置在高壓輸送管500處的燃料壓力傳感器輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的信號(hào)而做出。若燃料壓力已經(jīng)增加(在S220中為“是”)，則程序進(jìn)行到S230。若沒(méi)有(在S220中為“否”)，則程序進(jìn)行到S240。
在S230中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU確定高壓燃料泵(I)正常。程序然后進(jìn)行到S250。
在S240中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU確定高壓燃料泵(I)有故障。
在S250中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU停止高壓燃料泵(I)。此時(shí)，將控制負(fù)荷率控制為0％。
在S260中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU使變量I增加1。在S270中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU確定變量I是否等于或大于泵的數(shù)量N。若變量I≥高壓燃料泵的數(shù)量N(在S270中為“是”)，則確定針對(duì)所有高壓燃料泵的故障診斷已完成，并且程序終止。若沒(méi)有(在S270中為“否”)，那么程序返回S210，并且針對(duì)下一高壓燃料泵執(zhí)行故障診斷。S270中的程序可構(gòu)造為確定變量I是否等于高壓燃料泵的數(shù)量N。
如上所述，根據(jù)由實(shí)施該改型的控制設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制的燃料供應(yīng)系統(tǒng)，可以容易地在由N個(gè)高壓燃料泵形成的系統(tǒng)中定位存在故障的高壓燃料泵。
應(yīng)當(dāng)理解，這里公開的實(shí)施方式在各個(gè)方面都是解釋性而非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求而非以上描述所限定，并且旨在包含等同于權(quán)利要求的范圍和內(nèi)涵中的任何改型。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射機(jī)構(gòu)，所述高壓燃料系統(tǒng)包括多個(gè)由所述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵，所述控制設(shè)備包括檢測(cè)單元，用于檢測(cè)需要從所述高壓燃料泵排出的燃料量；以及控制單元，用于控制所述多個(gè)高壓燃料泵，使得從所述多個(gè)高壓燃料泵排出的燃料供應(yīng)到多個(gè)所述燃料噴射機(jī)構(gòu)，所述控制單元包括排出比確定部分，所述排出比確定部分根據(jù)所述需要排出的燃料量確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，還包括用于存儲(chǔ)每個(gè)所述高壓燃料泵的特性的存儲(chǔ)單元，其中所述排出比確定部分基于所述特性根據(jù)所述需要排出的燃料量確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述排出比確定部分基于所述燃料排出比計(jì)算要從每個(gè)所述高壓燃料泵排出的燃料量，并且基于所述要從每個(gè)所述高壓燃料泵排出的燃料量計(jì)算每個(gè)所述高壓燃料泵的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述排出比確定部分根據(jù)所述需要排出的燃料量并考慮從所述高壓燃料泵釋放的燃料量來(lái)確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的所述燃料排出比。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述控制單元根據(jù)所述需要排出的燃料量確定是否能夠停止從所述高壓燃料泵中的至少一個(gè)排出燃料。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述控制單元控制所述高壓燃料泵，使得當(dāng)停止從所述燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料時(shí)，停止從所述高壓燃料泵中的至少一個(gè)排出燃料。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中當(dāng)所述多個(gè)高壓燃料泵包括具有不同排出特性的高壓燃料泵時(shí)，所述排出比確定部分確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比，使得從所述具有不同排出特性的高壓燃料泵排出的燃料量大致等于從其他的所述高壓燃料泵排出的燃料量。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中當(dāng)所述多個(gè)高壓燃料泵中的至少一個(gè)的最大可能排出量小于所述需要排出的燃料量時(shí)，所述排出比確定部分確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比，使得所述最大可能排出量小于所述需要排出的燃料量的高壓燃料泵將排出最大可能排出量的燃料，并且其他的所述高壓燃料泵將排出對(duì)應(yīng)于所述需要排出的燃料量和所述最大可能排出量之差的燃料量。
9.一種內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射機(jī)構(gòu)，所述高壓燃料系統(tǒng)包括多個(gè)由所述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵，所述控制設(shè)備包括檢測(cè)單元，用于檢測(cè)從所述高壓燃料泵供應(yīng)的燃料的壓力；控制單元，用于利用預(yù)定的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率依次啟動(dòng)所述多個(gè)高壓燃料泵；以及確定單元，用于基于由所述啟動(dòng)導(dǎo)致的燃料壓力變化來(lái)確定泵是否有故障。
10.如權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述確定單元基于所述燃料壓力的增加程度確定泵是否有故障。
11.一種內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射裝置，所述高壓燃料系統(tǒng)包括多個(gè)由所述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵，所述控制設(shè)備包括檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)需要從所述高壓燃料泵排出的燃料量；以及控制裝置，用于控制所述多個(gè)高壓燃料泵，使得從所述多個(gè)高壓燃料泵排出的燃料供應(yīng)到多個(gè)所述燃料噴射裝置，所述控制裝置包括排出比確定裝置，所述排出比確定裝置根據(jù)所述需要排出的燃料量來(lái)確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比。
12.如權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，還包括用于存儲(chǔ)每個(gè)所述高壓燃料泵的特性的存儲(chǔ)裝置，其中所述排出比確定裝置包括基于所述特性根據(jù)所述需要排出的燃料量來(lái)確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比的裝置。
13.如權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述排出比確定裝置包括基于所述燃料排出比計(jì)算要從每個(gè)所述高壓燃料泵排出的燃料量的裝置，以及基于所述要從每個(gè)所述高壓燃料泵排出的燃料量計(jì)算每個(gè)所述高壓燃料泵的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率的裝置。
14.如權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述排出比確定裝置包括根據(jù)所述需要排出的燃料量并考慮從所述高壓燃料泵釋放的燃料量來(lái)確定所述多個(gè)所述高壓燃料泵之間的燃料排出比的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述控制裝置還包括根據(jù)所述需要排出的燃料量來(lái)確定是否能夠停止從所述高壓燃料泵中的至少一個(gè)排出燃料的裝置。
16.如權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述控制裝置還包括控制所述高壓燃料泵的裝置，使得當(dāng)停止從所述燃料噴射裝置噴射燃料時(shí)，停止從所述高壓燃料泵中的至少一個(gè)排出燃料。
17.如權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述排出比確定裝置包括確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比的裝置，使得當(dāng)所述多個(gè)高壓燃料泵包括具有不同排出特性的高壓燃料泵時(shí)，從所述具有不同排出特性的高壓燃料泵排出的燃料量大致等于從其他的所述高壓燃料泵排出的燃料量。
18.如權(quán)利要求11-17中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述排出比確定裝置包括確定所述多個(gè)高壓燃料泵之間的燃料排出比的裝置，使得當(dāng)所述多個(gè)高壓燃料泵中的至少一個(gè)的最大可能排出量小于所述需要排出的燃料量時(shí)，最大可能排出量小于所述需要排出的燃料量的所述高壓燃料泵將排出最大可能排出量的燃料，并且其他的所述高壓燃料泵將排出對(duì)應(yīng)于所述需要排出的燃料量和所述最大可能排出量之差的燃料量。
19.一種內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴射到氣缸內(nèi)的燃料噴射裝置，所述高壓燃料系統(tǒng)包括多個(gè)由所述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓燃料泵，所述控制設(shè)備包括檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)從所述高壓燃料泵供應(yīng)的燃料的壓力；控制裝置，用于利用預(yù)定的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷率依次啟動(dòng)所述多個(gè)高壓燃料泵；以及確定裝置，用于基于由所述啟動(dòng)導(dǎo)致的燃料壓力變化來(lái)確定泵是否有故障。
20.如權(quán)利要求19所述的內(nèi)燃機(jī)的高壓燃料系統(tǒng)的控制設(shè)備，其中所述確定裝置包括基于所述燃料壓力的增加程度來(lái)確定泵是否有故障的裝置。
全文摘要
一種執(zhí)行包括如下步驟的程序的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU計(jì)算需要從高壓燃料泵排出的燃料量(所需排出量)(S100)，確定是否可以停止一個(gè)高壓燃料泵(S110)，若不能(在S110中為“否”)，則確定所需排出量是否超過(guò)具有較小排出能力的一個(gè)高壓燃料泵的最大可能排出量(S140)，若沒(méi)有超過(guò)(在S140中為“否”)，則使得兩個(gè)高壓燃料泵排出大致等量的燃料(S160)，或者若超過(guò)(在S140中為“是”)，則使得具有較小排出能力的高壓燃料泵排出最大可能排出量的燃料，并且使得具有較大排出能力的高壓燃料泵排出通過(guò)從所需排出量中減去具有較小排出能力的高壓燃料泵的排出量而得到的燃料量(S150)。
文檔編號(hào)F02D41/22GK1989331SQ20058002521
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者野村光宏 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社