[發明專利]用于內燃機的燃料系統

有效

• 申請號: 200680024327.6
• 申請日: 2006-05-30
• 公開（公告）號: CN101258313A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 益城善一郎
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D35/00
• 分類號: F02D35/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本發明涉及內燃機的燃料系統的控制設備，該內燃機是包括用于將燃料以高壓噴入氣缸的燃料噴射機構(缸內噴射器)的內燃機，或者是除了上述燃料噴射機構之外還具有另一種用于將燃料噴入進氣歧管或進氣口的燃料噴射機構(進氣歧管噴射器)的內燃機。具體而言，本發明涉及在內燃機怠速期間對燃料系統進行控制的技術。

背景技術

公知一種發動機，其具有用于將燃料噴入汽油發動機的燃料室的第一燃料噴射閥(缸內噴射器)以及用于將燃料噴入進氣歧管的第二燃料噴射閥(進氣歧管噴射器)，并根據內燃機的發動機轉速或負載來改變缸內噴射器與進氣歧管噴射器之間的燃料噴射比率。還公知一種僅具有用于將燃料噴入汽油發動機的燃料室的燃料噴射閥(缸內噴射器)的直噴式發動機。在具有缸內噴射器的高壓燃料系統中，由高壓燃料泵增壓的燃料經由輸送管被供應至缸內噴射器，缸內噴射器將該高壓燃料噴入內燃機的各個氣缸的燃料室。

此外，還公知一種具有共軌燃料噴射系統的柴油發動機。在該共軌燃料噴射系統中，由高壓燃料泵增壓的燃料被存儲在共軌中，并根據電磁閥的開啟/關閉從共軌噴入柴油發動機的各個氣缸的燃燒室。

為了在上述內燃機中獲得高壓燃料，使用高壓燃料泵，其具有由設置于驅動軸的凸輪驅動的缸體，驅動軸連接至內燃機的曲軸。高壓燃料泵具有通過凸輪的轉動在氣缸內以往復方式運動的泵柱塞，以及由缸體與泵柱塞形成的增壓室。不同的管路連接至增壓室，包括與從燃料箱供應燃料的供應泵連通的泵供應管、設置用來使燃料流出增壓室以返回至燃料箱的返回管、以及設置用來將增壓室內的燃料輸送至缸內噴射器的高壓輸送管。電磁溢流閥被設置在高壓燃料泵處，其開啟/關閉增壓室與泵供應管及高壓輸送管之間的流路。

在電磁溢流閥開啟的狀態下，當泵柱塞在增大增壓室的容積的方向上運動時，即，當高壓燃料泵處于抽吸行程中時，燃料從泵供應管被抽吸進入增壓室。當泵柱塞在減小增壓室的容積的方向上運動時，即，當在高壓燃料泵處于輸送行程中的情況下電磁溢流閥關閉時，從增壓室至泵供應管及返回管的流路被切斷，由此增壓室內的燃料經由高壓輸送管被輸送至缸內噴射器。

在上述高壓燃料泵中，僅在輸送行程中在電磁溢流閥的閥關閉期間燃料才被輸送至缸內噴射器，由此通過控制電磁溢流閥的閥關閉開始正時(即，通過調節電磁溢流閥的閥關閉時段)來調節輸送燃料的量。具體而言，當通過提前電磁溢流閥的閥關閉開始正時來延長閥關閉時段時，輸送的燃料量增大。相反，當通過延遲電磁溢流閥的閥關閉開始正時來縮短閥關閉時段時，輸送的燃料量減小。

由此，當供應自供應泵的燃料被高壓燃料泵增壓且增壓燃料被輸送至缸內噴射器時，即使在內燃機直接將燃料噴入燃燒室的情況下，也可以準確地完成燃料噴射。

在上述高壓燃料泵的輸送行程中，在增壓室的容積正在減小的過程中電磁溢流閥關閉。因此，燃料不僅會趨于流向高壓輸送管一側，還會趨于流向返回管一側。當電磁溢流閥在此情況下關閉時，對于閥關閉操作，將會施加趨于以上述方式流動的燃料的力，這將在關閉電磁溢流閥時導致較大的沖擊力。在上述沖擊力增大的情況下，電磁溢流閥的致動聲響(閥關閉時的聲響)將增大，且當每次電磁溢流閥關閉時都會持續產生電磁溢流閥的這種致動聲響。

在內燃機的常規運轉模式下，諸如空氣燃料混合物的燃燒聲響之類的內燃機致動聲響較大，由此當每次電磁溢流閥關閉時產生的上述持續致動聲響不會大到使駕駛員感覺不適。但是，在內燃機怠速運轉模式等內燃機自身的致動聲響較小的情況下，電磁溢流閥的持續致動聲響就變的相對較大，在此情況下就不可能忽視上述致動聲響導致的不適感。

日本專利早期公開號2001-041088揭示了一種用于燃料泵的控制設備，其能夠降低每次電磁溢流閥關閉時導致的持續致動聲響。其揭示的控制設備包括燃料泵(其根據作為凸輪轉動的結果的缸體與泵柱塞的相對運動來改變增壓室容積，以將燃料吸入增壓室，并將燃料輸送至內燃機的燃料噴射閥)，以及溢流閥(其開啟和關閉增壓室與用于使燃料從增壓室流出的溢流流路之間的部分)。根據該用于燃料泵的控制設備，通過控制溢流閥的閥關閉持續時段來對從燃料泵輸送至燃料噴射閥的燃料量進行調節。該控制設備包括控制單元，其用于根據內燃機的運轉狀態來控制溢流閥，以對在規定時段期間由燃料泵輸送燃料的次數進行調節，由此改變每一次燃料輸送從燃料噴射閥進行燃料噴射的次數，即，當發動機處于低負載狀態時，每一次燃料輸送的燃料噴射次數減小。