專利名稱：設(shè)計(jì)成提高燃料霧化顆粒的尺寸均勻性的燃料噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及裝備有燃料噴射器的燃料噴射系統(tǒng)，燃料噴射 器設(shè)計(jì)成將噴嘴針閥的提升量作為致動(dòng)器的行程的函數(shù)改變，并且本 發(fā)明尤其涉及設(shè)計(jì)成提高從燃料噴射器噴射的燃料的顆粒尺寸的均勻 性的這樣一種系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知裝備有共軌的燃料噴射系統(tǒng)來向柴油機(jī)的每個(gè)氣缸的燃料噴 射器供給高壓燃料。例如，日本專利首次公布No.62—258160公開了這 種共軌燃料噴射系統(tǒng)，它工作來將從共軌供給燃料噴射器的燃料的壓 力控制為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況的函數(shù)。當(dāng)從燃料噴射器噴射的燃料量增大 時(shí)，共軌中燃料的壓力可以提高以保證燃料可以在超過目標(biāo)噴射持續(xù) 時(shí)間的時(shí)間內(nèi)噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中。
共軌中燃料的壓力會(huì)影響從燃料噴射器噴射的燃料的噴霧形狀。 因此，可以調(diào)節(jié)共軌中燃料的壓力以實(shí)現(xiàn)期望的燃料噴霧形狀，從而 保證發(fā)動(dòng)機(jī)的所需輸出特性。然而，噴射燃料的分布顆粒的尺寸取決 于燃料噴射器中燃料的壓力，噴射燃料的顆粒的尺寸可能會(huì)不均勻。
因此，很難使噴射燃料的所有顆粒的尺寸均勻從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的所需 輸出特性。
日本專利首次公布No. 2003 — 214302公開了上述類型的傳統(tǒng)燃料 噴射系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的是避免現(xiàn)有技術(shù)中的弊病。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種燃料噴射設(shè)備，該燃料噴射設(shè)備 設(shè)計(jì)成提高燃料的霧化顆粒的均勻性。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種可以用在汽車柴油機(jī)中的燃 料噴射設(shè)備。該設(shè)備包括燃料噴射器和控制器。燃料噴射器裝備有致 動(dòng)器和噴嘴針閥。致動(dòng)器工作來提升噴嘴針閥以將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī) 中?？刂破鞴ぷ鱽砜刂浦聞?dòng)器的操作以在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)使噴嘴 針閥的提升量改變給定次數(shù)，因此在將從燃料噴射器的噴射孔噴射的 燃料上施加壓力脈沖，從而在噴嘴針閥的提升量中的變化的同時(shí)增強(qiáng) 從噴射孔噴射的燃料的液柱分裂，其改善了噴霧燃料的顆粒的尺寸的 均勻性。
在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，控制器改變噴嘴針閥的提升量同時(shí)保持 噴射孔打開以在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)噴射燃料。這會(huì)使噴射孔關(guān)閉的 次數(shù)最小化，換句話說，使噴嘴針閥撞擊形成于燃料噴射器主體內(nèi)壁 上的次數(shù)最小化，因此減緩了燃料噴射器的惡化。
控制器確定噴嘴針閥在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)的最小提升量達(dá)，從 而使由噴嘴針閥和燃料噴射器主體的內(nèi)壁限定的燃料流動(dòng)路徑的剖面 面積大于噴射孔開口的剖面面積。具體地說，噴射孔作為孔或節(jié)流孔， 其尺寸足以忽略由噴嘴針閥和燃料噴射器的內(nèi)壁之間的間隙形成的節(jié)
流效應(yīng)，因此導(dǎo)致燃料的噴射形式對(duì)噴射孔的節(jié)流效應(yīng)的依賴性。這 會(huì)消除噴霧燃料的形狀對(duì)于噴嘴針閥的提升量中的變化的中心的依賴 性，因此導(dǎo)致調(diào)節(jié)噴霧燃料的顆粒的尺寸所需的參數(shù)數(shù)目的減少并且 便于簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)噴射燃料的顆粒尺寸的均勻性。
控制器使噴嘴針閥在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)周期地改變提升量，并 且將噴嘴針閥的提升量中的變化的周期確定為供給所述燃料噴射器的 燃料壓力的函數(shù)。噴射燃料的顆粒的尺寸由噴嘴針閥的提升周期進(jìn)行 控制。顆粒的尺寸取決于噴嘴針閥的提升周期和由例如雷諾數(shù)表示的 流場(chǎng)的狀況。流場(chǎng)的狀況取決于燃料的壓力。因此，可以基于供給燃 料噴射器的燃料的壓力實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒尺寸的控制。
控制器也可以將噴嘴針閥的提升量中的變化的周期確定為供給燃 料噴射器的燃料溫度的函數(shù)。流場(chǎng)的狀況還取決于燃料的溫度。因此， 可以基于供給燃料噴射器的燃料的溫度實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒尺寸的控制。
燃料噴射器的致動(dòng)器包括壓電裝置。控制器控制壓電裝置的狀態(tài) 的電量以改變噴嘴針閥的提升量。
內(nèi)燃機(jī)是氣缸噴射發(fā)動(dòng)機(jī)例如柴油機(jī)，其中噴射孔直接暴露于發(fā) 動(dòng)機(jī)的燃燒室中。因此，燃料噴射器的頭部的尺寸就取決于燃燒室的 尺寸或直徑。這導(dǎo)致很難在燃料噴射器中安裝任何設(shè)備以在其中生成 燃料的壓力脈沖。該問題是通過循環(huán)地改變噴嘴針閥的提升量以形成 壓力脈沖而消除的。


通過下文給出的詳細(xì)說明和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖可以更好 地理解本發(fā)明，然而，不應(yīng)該認(rèn)為這些是用于將本發(fā)明限于特定的實(shí) 施例，而是僅僅用于解釋和理解的目的。
附圖中
圖l是顯示裝備有壓電噴射器的依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的共軌 燃料噴射系統(tǒng)的示意圖2是顯示圖1中的每個(gè)壓電噴射器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖3是顯示圖1中燃料噴射系統(tǒng)的電控單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路圖； 圖4 (a)是顯示圖3中充電開關(guān)的一連串開關(guān)操作的視圖4 (b)是顯示了圖3中放電開關(guān)的一連串開關(guān)操作的視圖4 (c)是顯示流經(jīng)如圖1和2所示的壓電噴射器的電流中的變化 的視圖4(d)是顯示出現(xiàn)在如圖l和2所示的壓電噴射器處的電壓中的變 化的視圖5是顯示由發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和速度限定的內(nèi)燃機(jī)的操作范圍的視
圖6 (a)是顯示當(dāng)噴嘴針閥的提升量保持恒正時(shí)由圖2的壓電噴射
器噴射的霧化燃料的視圖6 (b)是顯示當(dāng)噴嘴針閥垂直振蕩時(shí)由圖2的壓電噴射器噴射的
霧化燃料的視圖7是表示噴嘴針闊提升周期的頻率、共軌中燃料的壓力和從圖2 中噴嘴針閥噴射的燃料顆粒的尺寸之間關(guān)系的圖8是顯示由噴嘴針閥和噴針座限定的燃料流動(dòng)路徑的剖面面積S 與每個(gè)噴射孔的開口的剖面面積s之間的關(guān)系的部分剖視圖9 (a)是顯示在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間中壓電噴射器的一連串充電 和放電操作的視圖9 (b)是顯示在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間中壓電噴射器的噴嘴針閥的 循環(huán)振蕩的視圖10是圖3中用于控制壓電噴射器的噴嘴針閥的振蕩的電控單元 的功能塊框圖ll (a)是顯示依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓電噴射器的噴嘴針 閥的循環(huán)振蕩的視圖ll (b)是顯示在壓電噴射器的壓電裝置中由于其一連串充電和 放電操作形成的電壓中的變化的視圖12是顯示從壓電噴射器噴射的燃料的霧化顆粒的尺寸之間關(guān)系
的圖；并且
圖13是顯示可以用在圖1的燃料噴射系統(tǒng)中的另一種類型的壓電 噴射器的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參見附圖，其中相同的參考數(shù)字指的是幾個(gè)視圖中相同的零件， 特別參見圖l，其中顯示了依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃料噴射控制系 統(tǒng)，作為一個(gè)實(shí)例，該燃料噴射控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為用來向內(nèi)燃柴油機(jī)的 每個(gè)氣缸中噴射燃料的共軌噴射系統(tǒng)。
共軌燃料噴射系統(tǒng)通常包括共軌6、壓電噴射器IO、高壓燃料泵4、 吸入控制闊5和電控單元(ECU) 60。
高壓燃料泵4由通過曲軸3傳遞的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)并且工作來從燃 料箱2中抽出燃料。吸入控制閥5工作來控制從燃料箱2泵送出的燃料的 量并且在可控壓力下將它供給共軌6。共軌6作為儲(chǔ)蓄器，其中通過高 壓燃料路徑8供給壓電噴射器10的燃料會(huì)在將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)1中所 需的可控高壓下存儲(chǔ)。每個(gè)壓電噴射器10均具有在發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃燒室11 中相應(yīng)的一個(gè)內(nèi)側(cè)延伸的頂部以將燃料直接噴射到燃燒室ll中。每個(gè) 壓電噴射器10均連接到低壓燃料路徑12上以將燃料排泄到燃料箱2中。
圖2顯示了每個(gè)壓電噴射器10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
壓電噴射器10包括主體30、噴嘴針閥34、噴針止動(dòng)器36和平衡活 塞38。主體30具有形成于其內(nèi)部的噴射孔32。主體30具有形成于其內(nèi) 壁的噴針座33,噴嘴針閥34就坐在噴針座33上。噴嘴針閥34、噴針止 動(dòng)器36和平衡活塞38在主體30的內(nèi)室中成一條直線布置從而可以沿主 體30的軸向方向(即縱向方向)沿著主體30的內(nèi)壁移動(dòng)。噴嘴針閥34 和主體30的內(nèi)壁界定了噴針室35。平衡活塞38在其背面界定了平衡室 39。噴針室35和平衡室39與高壓燃料路徑8連通并且被供給高壓燃料。
背壓室41由噴針止動(dòng)器36的后表面和主體30的內(nèi)壁限定。背壓室 41與低壓燃料路徑12連通以被供給低壓燃料。彈簧40布置在背壓室41 內(nèi)以朝主體30的前部推動(dòng)噴針止動(dòng)器36。
第一液壓室42由噴針止動(dòng)器36的前表面和主體30的內(nèi)壁密封地限 定。第一液壓室42通過液壓路徑44與第二液壓室46連通。第二液壓室 46限定在主體30中平衡活塞39的后面。第一液壓室42、液壓路徑44和 第二液壓室46填充有燃料來傳遞液壓動(dòng)力。
第二液壓室46是由壓電活塞48的前表面和主體30的內(nèi)壁限定的密 封室。壓電活塞48中已經(jīng)安裝了止回閥50，止回閥50工作來允許燃料 僅僅從低壓燃料路徑12流至第二液壓室46。壓電活塞48在其后表面處 連接至壓電裝置52。壓電裝置52在其后表面處連接至主體30。
壓電裝置52包括由多個(gè)壓電元件構(gòu)成的壓電堆，該壓電堆作用來 借助于反向壓電效應(yīng)膨脹或收縮。具體地說，壓電裝置52是電容性負(fù) 載，該電容性負(fù)載充當(dāng)噴射器致動(dòng)器以在充電時(shí)膨脹并且在放電時(shí)收 縮。壓電元件由壓電材料例如鋯鈦酸鉛(PZT)制成。
在操作中，在向壓電裝置52施加電流時(shí)，這樣它就會(huì)膨脹，這將 導(dǎo)致壓電活塞48向下移動(dòng)，如圖2中所示，從而提高第二液壓室46、液
壓路徑44和第一液壓室42中燃料的壓力。當(dāng)沿閥打開方向(即，圖2中 顯示的向上方向)推動(dòng)噴嘴針閥34的噴針室35中的燃料的壓力和沿閥 打開方向推動(dòng)噴針止動(dòng)器36的第一液壓室42中的燃料壓力之和超過由 彈簧40生成的機(jī)械壓力和由背壓室41中沿閥閉合方向(即，圖2中所示 的向下方向)推動(dòng)噴針止動(dòng)器36的液壓以及平衡室39中沿閥閉合方向 推動(dòng)平衡活塞38的后表面的燃料的壓力之和，就會(huì)導(dǎo)致噴嘴針閥34提 升遠(yuǎn)離噴針座33以打開噴射孔32。
可替換的是，當(dāng)壓電裝置52放電時(shí)這樣它就收縮以從主體30向后 移動(dòng)壓電活塞48時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致第二液壓室46、液壓路徑44和第一液壓 室42中燃料壓力的下降。當(dāng)由彈簧40生成的機(jī)械壓力和沿閥閉合方向 推動(dòng)噴嘴止動(dòng)器36的背壓室41中的燃料的液壓和沿閥閉合方向推動(dòng)平 衡活塞38的后表面的平衡室39中的燃料的壓力之和超過沿閥打開方向 推動(dòng)噴嘴針閥34的噴針室35中的燃料的壓力和沿閥打開方向推動(dòng)噴針 止動(dòng)器36的第一液壓室42中的燃料的壓力之和時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致噴嘴針閥 34壓靠噴針座33以閉合噴射孔32從而完成燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)1中的噴射。
具體地說，噴嘴針閥34沿閥打開方向的運(yùn)動(dòng)或提升量確定為壓電 裝置52的膨脹沖程量的函數(shù)。因此，可以將噴嘴針閥34的提升量精確 地控制在其中噴嘴針閥34的提升量為零(0)到其中噴嘴針閥34的提升 量達(dá)到最大值的完全提升位的范圍內(nèi)。
反過來參見圖l，燃料噴射控制系統(tǒng)還包括燃料壓力傳感器20、溫 度傳感器22、曲柄角度傳感器24和加速器位置傳感器26。燃料壓力傳 感器20用來測(cè)量共軌6中燃料的壓力以向ECU60提供其指示信號(hào)。溫度 傳感器22用來測(cè)量高壓燃料泵4內(nèi)燃料的溫度以向ECU 60輸出其指示信 號(hào)。曲柄角度傳感器24用來測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸3的角位以向ECU 60輸
出其指示信號(hào)。加速器位置傳感器工作來測(cè)量駕駛員的力氣或車輛的
加速器踏板的位置以向ECU 60輸出其指示信號(hào)。
ECU 60包括典型的微型計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)器。ECU 60工作來從上面的 傳感器中采樣輸出以控制致動(dòng)器例如吸入控制閥5和壓電噴射器10的 操作，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)l的輸出功率。例如，ECU 60監(jiān)視加速器踏板的 位置和發(fā)動(dòng)機(jī)1的速度來確定共軌6中燃料的目標(biāo)壓力。ECU 60還監(jiān)視 加速器踏板的位置和曲軸3速度以確定將由每個(gè)壓電噴射器10噴射到 發(fā)動(dòng)機(jī)l中的燃料的目標(biāo)量。ECU 60確定壓電噴射器10基于共軌6中的
燃料的壓力而打開的目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間和將被噴射的燃料的目標(biāo)量。
圖3顯示了設(shè)計(jì)成控制每個(gè)壓電噴射器10的操作的ECU 60的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)的一部分。ECU 60主要由壓電噴射器致動(dòng)器和微型計(jì)算機(jī)62構(gòu)成。
壓電噴射器致動(dòng)器由外部的電池B供電。具體地說，功率首先輸入 升壓轉(zhuǎn)換器即DC/DC轉(zhuǎn)換器70。 DC/DC轉(zhuǎn)換器70工作來將電池B的電壓 (例如，12V)升高到對(duì)每個(gè)壓電噴射器10的壓電裝置52充電所需的水 平(例如，200至300V)。
由DC/DC轉(zhuǎn)換器70升壓的電壓應(yīng)用到電容器72上。電容器72在其一 端連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器70上并且在另一端接地。 一旦施加電壓，電容器 72就在其中存儲(chǔ)電能或充電以啟動(dòng)壓電裝置52。
通向DC/DC轉(zhuǎn)換器70的電容器72的高電勢(shì)端通過由充電開關(guān)74和 充電/放電線圈76構(gòu)成的串連電路連接到壓電裝置52的高電勢(shì)端。壓電 裝置52的低電勢(shì)端接地。放電開關(guān)78在其一個(gè)端部連接到充電開關(guān)74 和充電/放電線圈76的連接點(diǎn)處。
二極管80連接至與之并聯(lián)的放電開關(guān)78從而具有從地面到電容器 72和充電/放電線圈76的連接點(diǎn)的正向。二極管80用作續(xù)流二極管
(freewheel diode)并且與電容器72、充電開關(guān)74和用于對(duì)壓電裝置 52充電的充電/放電線圈76—起形成斬波電路。
這樣構(gòu)成的壓電噴射器致動(dòng)器由微型計(jì)算機(jī)62啟動(dòng)。具體地說， 微型計(jì)算機(jī)62監(jiān)視來自如上所述傳感器輸出，這些輸出指示發(fā)動(dòng)機(jī)l的 操作參數(shù)、從節(jié)點(diǎn)N1采樣的壓電裝置52的電壓和從節(jié)點(diǎn)N2采樣的壓電 裝置52的電壓，并且以圖4 (a)至圖4 (d)中所示的方式操作充電開 關(guān)74和放電開關(guān)78。
圖4 (a)表示充電開關(guān)74的操作。圖4 (b)表示放電開關(guān)78的操 作。圖4 (c)表示流經(jīng)壓電裝置52的可控電流中的變化。圖4(d)表示 在壓電裝置52處形成的可控電壓中的變化。
在操作中，微型計(jì)算機(jī)62依次打開和關(guān)閉充電開關(guān)74來以斬波方 式增大和減小電流以對(duì)壓電裝置52充電。具體地說，微型計(jì)算機(jī)62打 開充電開關(guān)74以建立由電容器73、充電開關(guān)74、充電/放電線圈76和壓 電裝置52構(gòu)成的閉環(huán)，因此將存儲(chǔ)在電容器72中的電能充入壓電裝置 52中。這會(huì)導(dǎo)致流經(jīng)壓電裝置52的電流量增大。隨后，微型計(jì)算機(jī)62 斷開充電開關(guān)74以建立由充電/放電線圈76、壓電裝置52和二極管80構(gòu) 成的閉環(huán)，因此將充電/放電線圈76中的續(xù)流能量(freewheel energy) 充入壓電裝置52中。這會(huì)導(dǎo)致流經(jīng)壓電裝置52的電流量減小。
微型計(jì)算機(jī)62以如上所述的減壓斬波控制方式操作充電開關(guān)74來 對(duì)壓電裝置52充電，這樣在壓電裝置52的高電勢(shì)端處形成的電勢(shì)就會(huì) 升高。
在需要對(duì)壓電裝置52放電時(shí)，微型計(jì)算機(jī)62依次打開和關(guān)閉放電 開關(guān)78以增大和減小電流，從而以斬波方式對(duì)壓電裝置52放電。具體 地說，微型計(jì)算機(jī)62打開放電開關(guān)78以建立由放電開關(guān)78、充電/放電 線圈76和壓電裝置52構(gòu)成的閉環(huán)，因此從壓電裝置52釋放電能。這會(huì)
導(dǎo)致流經(jīng)壓電裝置52的電流量增大。隨后，微型計(jì)算機(jī)62斷開放電開 關(guān)78以建立由電容器72、 二極管82、充電/放電線圈76和壓電裝置52構(gòu) 成的閉環(huán)，因此將續(xù)流能量從充電/放電線圈76撤回到電容器72中。
微型計(jì)算機(jī)62以如上所述的升壓斬波控制方式操作放電開關(guān)78來 對(duì)壓電裝置52放電，這樣在壓電裝置52的高電勢(shì)端處形成的電勢(shì)就會(huì) 降低。
微型計(jì)算機(jī)62設(shè)計(jì)成執(zhí)行恒定的持續(xù)操作，該持續(xù)操作會(huì)將充電 開關(guān)74或放電開關(guān)78打開一段預(yù)定的時(shí)間，然后在流經(jīng)壓電裝置52的 電流減小為零(0)時(shí)斷開它，因此導(dǎo)致壓電裝置52中的電能以恒定的 速度變化。這就允許通過控制恒定的持續(xù)操作中對(duì)壓電裝置52充電的 持續(xù)時(shí)間而精確地控制充入壓電裝置52中的能量。只要在壓電裝置52
中充入的能量恒定，其膨脹量就會(huì)基本上恒定而不管其溫度如何。因 此，可以通過壓電裝置52上恒定的持續(xù)操作精確地控制噴嘴針閥34的 提升量。相反，當(dāng)基于壓電裝置52的電壓控制其充電時(shí)，壓電裝置52 的膨脹量就將取決于其溫度，因此就需要對(duì)壓電裝置52處的目標(biāo)電壓 進(jìn)行溫度補(bǔ)償以精確地控制噴嘴針閥34的提升量。詳細(xì)參見其公開在 此引入作為參考的日本專利首次公布No. 2005-130561，當(dāng)充入壓電裝 置52的能量恒正時(shí)，就將導(dǎo)致壓電裝置52的恒定量的行程。在日本專 利首次公布No. 2002-13156中示教了一種方式，通過該方式，能夠以如 上所述的斬波控制方式將每單位時(shí)間充入壓電裝置52的電能量調(diào)節(jié)為
恒定的，該公布在此引入作為參考。
通?？扇〉氖钦{(diào)節(jié)來自壓電噴射器10的燃料的噴霧形狀以向柴油 機(jī)l提供良好的輸出特性例如排放特性。來自壓電噴射器10的燃料的噴 霧形狀取決于噴射孔32直徑和共軌6中燃料的壓力。共軌6中燃料的壓 力是可控的參數(shù)。共軌6中燃料的壓力越高，由壓電噴射器10噴射的燃
料顆粒的尺寸就越小。因此，優(yōu)選通過控制共軌6中燃料的壓力來控制 來自壓電噴射器10的燃料的噴霧形狀。然而，這有時(shí)候會(huì)遇到下列困 難。
圖5顯示了由發(fā)動(dòng)機(jī)1的速度和負(fù)荷限定的柴油機(jī)1的操作范圍。下 面將描述所述范圍、共軌6中燃料的壓力的控制受到的約束和來自壓電 噴射器10的燃料的噴霧形狀的定義。
怠速范圍是其中發(fā)動(dòng)機(jī)l上的負(fù)荷和速度較低的范圍。在這種范圍 內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)l的轉(zhuǎn)矩輸出和速度較低。因此，很難操作高壓燃料泵4來 將共軌6中燃料的壓力升高至所需水平。通常希望控制點(diǎn)火延遲并減小 預(yù)混合燃燒的相位以降低燃燒噪聲，這就需要從壓電噴射器10中噴射 的燃料的霧化。為了減少未燃燒的燃料的排放也希望進(jìn)行霧化。
起動(dòng)范圍是發(fā)動(dòng)機(jī)l轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄通過起動(dòng)電動(dòng)機(jī)并且達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)l的 給定的怠速速度的燃料噴射范圍。燃料噴射范圍延伸至高負(fù)荷范圍， 其中發(fā)動(dòng)機(jī)l上的負(fù)荷高于發(fā)動(dòng)機(jī)l怠速時(shí)的負(fù)荷。發(fā)動(dòng)機(jī)l的速度過低 而不能驅(qū)動(dòng)高壓燃料泵4來將共軌6中燃料的壓力提高到所需的水平例 如來保證燃料噴射控制系統(tǒng)的操作中的可靠性。然而，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)l的 快速起動(dòng)或降低未燃燒的燃料中的排放，需要生成燃料的霧化噴射。
排放范圍是當(dāng)車輛行駛例如10 — 15模式時(shí)最影響發(fā)動(dòng)機(jī)1的排放 特性的范圍。為了改進(jìn)共軌6的可靠性，會(huì)希望將共軌6中燃料的壓力 減小到最低。然而，為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)l的良好的廢氣排放特性，需要向 發(fā)動(dòng)機(jī)l提供燃料的霧化噴射。
正常操作范圍是除了如上所述的三種范圍的范圍，它在排放范圍 中會(huì)受到與它們相同的約束和要求。
滿負(fù)荷范圍是正常操作范圍的一部分，其中發(fā)動(dòng)機(jī)l承受最大負(fù) 荷。為了改進(jìn)共軌6的可靠性，會(huì)希望將共軌6中燃料的壓力減小到最
低。然而，為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)l的廢氣排放的溫度，需要較早地完成進(jìn)入
發(fā)動(dòng)機(jī)l的燃料噴射。這就要求增大共軌6中燃料的壓力以縮短噴射持 續(xù)時(shí)間。
由上面的討論顯而易見，將噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)l中的燃料霧化非常關(guān) 鍵，但是，霧化燃料所需的共軌6中燃料的壓力的增大會(huì)受到一些約束。 即使在可以將共軌6中燃料的壓力增大到某些水平時(shí)，燃料噴射控制系 統(tǒng)也將面臨如圖6 (a)中所示的問題。具體地說，如上所述由壓電噴 射器10噴射的燃料顆粒的尺寸取決于噴射孔32的直徑和長(zhǎng)度以及共軌 6中的壓力。共軌6中燃料的壓力越高，就會(huì)越增強(qiáng)從壓電噴射器10噴 射的燃料的霧化。然而，這會(huì)導(dǎo)致噴射的燃料的顆粒分布的增大。因 此，即使當(dāng)燃料的一部分顆粒的尺寸小于期望的上限時(shí)，剩余部分也 將大于它，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)l的廢氣排放特性的降低。
為了減輕上面的問題，如圖6 (b)所示，微型計(jì)算機(jī)62工作來使 噴嘴針閥34垂直地振蕩，即在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)循環(huán)地改變噴嘴針 閥34的提升量幾次以在每個(gè)壓電噴射器10中生成燃料的壓力脈動(dòng)。這 會(huì)增強(qiáng)燃料在從噴射孔32中噴射之后的液柱的斷裂且與噴嘴針閥34的 提升量中的變化即壓力脈動(dòng)同步，因此改善從壓電噴射器10噴射的燃 料顆粒的尺寸的均勻性。更具體地，微型計(jì)算機(jī)62保持每個(gè)壓電噴射 器10打開并且將噴嘴針閥34的提升量改變幾次即在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間 中垂直地振蕩噴嘴針閥34,因此與噴射持續(xù)時(shí)間中完全坐在噴針座33 上的噴嘴針闊34相比，就降低壓電噴射器10的惡化。微型計(jì)算機(jī)62還 改變周期(下文中也被稱為提升周期)，其中噴嘴針閥34的提升量增 大然后減小以調(diào)節(jié)從壓電噴射器10噴射的燃料顆粒的尺寸。圖7顯示了 提升周期的頻率、共軌6中燃料的壓力和從壓電噴射器10中噴射的燃料
顆粒的尺寸之間的關(guān)系。該關(guān)系顯示了提升周期的頻率越高、從壓電
噴射器io中噴射的燃料的顆粒就越小。
微型計(jì)算機(jī)62確定噴嘴針閥34在提升周期中的最小提升量，這樣 如圖8所示由噴嘴針閥34和噴針座33限定的燃料流動(dòng)路徑的剖面面積S 就會(huì)大于每個(gè)噴射孔32的開口的剖面面積s。具體地說，噴射孔32的剖 面面積s在燃料穿過其由壓電噴射器10的內(nèi)部噴射到外部的流動(dòng)路徑 中最小，這樣噴射孔32就用作孔或節(jié)流孔，其尺寸足以忽略由噴嘴針 閥34和噴針座33之間的間隙造成的節(jié)流效應(yīng)。這會(huì)消除來自壓電噴射 器10的燃料的噴霧形狀對(duì)噴嘴針閥34的提升量中的變化的中心的依賴 性，因此能夠使所噴射的燃料的顆粒的尺寸調(diào)節(jié)為作為提升周期的頻 率的函數(shù)的期望值。相反，當(dāng)噴嘴針閥34的提升量變?yōu)樘嵘芷谥凶?小并且由噴嘴針閥34和噴針座33限定的燃料流動(dòng)路徑的剖面面積S小 于每個(gè)噴射孔32的開口的剖面面積s時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致由噴嘴針閥34和噴針 座33中間的間隙造成的節(jié)流效應(yīng)以克服噴射孔32的節(jié)流效應(yīng)，因此導(dǎo) 致來自壓電噴射器10的燃料噴霧形狀對(duì)于噴嘴針閥34的提升量中變化 的中心的更大依賴性。這就要求將噴嘴針閥34的提升量中變化的中心 調(diào)節(jié)到實(shí)現(xiàn)來自壓電噴射器10的燃料噴霧的期望形狀或是對(duì)其進(jìn)行精 確的控制所需的。
具體地說，如圖9 (a)和圖9 (b)中所示，微型計(jì)算機(jī)62設(shè)計(jì)成 在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)對(duì)每個(gè)壓電噴射器10的壓電裝置52循環(huán)地充電 和放電，從而以期望的頻率改變噴嘴針閥34的提升量。圖10顯示了微 型計(jì)算機(jī)62中執(zhí)行這種循環(huán)充電/放電操作的功能框。
微型計(jì)算機(jī)62具有頻率設(shè)定部分B10、延遲時(shí)間確定部分B12、余 量確定部分B14、驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間確定部分B16、比較器部分B18、選擇器 部分B20和噴射終止時(shí)間確定部分B22。 頻率設(shè)定部分B10工作來基于由燃料壓力傳感器20測(cè)量的共軌6中 燃料的實(shí)際壓力和將由壓電噴射器10噴射的燃料顆粒的所需尺寸來設(shè) 定提升周期的頻率f。這是因?yàn)楣曹?中的壓力和燃料噴射的顆粒的尺 寸具有如圖7所示的關(guān)系。例如，頻率設(shè)定部分B10使用映射圖利用査 表來確定頻率f。具體地說，使用實(shí)驗(yàn)方法將實(shí)現(xiàn)由壓電噴射器10生成 的燃料噴射的期望形狀的頻率f的值預(yù)定確定為共軌6中的壓力的函數(shù) 并且將其作為映射圖存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)62中。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)l的每個(gè)操作
范圍來確定燃料噴霧的期望形狀。
頻率f也可以如圖10所似乎確定為由溫度傳感器22測(cè)量的燃料溫 度的函數(shù)。這是因?yàn)橛蓧弘妵娚淦?0生成的燃料噴霧的形狀還取決于 例如由雷諾數(shù)表示的流場(chǎng)的情況，并且燃料的粘度是不同于燃料壓力 的參數(shù)之一，它與流場(chǎng)的情況相關(guān)并且取決于其溫度。
延遲時(shí)間確定部分B12工作來確定延遲時(shí)間Tdelay，如圖9 (b)中 所示，延遲時(shí)間Tdelay是噴嘴針閥34的提升量達(dá)到某個(gè)范圍的最小值 Lmin (即下限)所需的一段時(shí)間，在該范圍中，如上所述，由噴嘴針 閥34和噴針座33限定的燃料流動(dòng)路徑的剖面面積S大于每個(gè)噴射孔32 的開口的剖面面積s。具體地說，如上所述，將存儲(chǔ)在壓電裝置52中的 電能量與壓電裝置52的充電時(shí)間長(zhǎng)度成比例地增大。噴嘴針閥34的提 升量直接確定為存儲(chǔ)在壓電裝置52中的能量的量的函數(shù)。存儲(chǔ)在壓電 裝置52中的能量和噴嘴針閥34的提升量取決于共軌6中燃料的實(shí)際壓 力。具體地說，將充入壓電裝置52中用于將噴嘴針閥34提升至最小值 Lmin的能量取決于共軌6中燃料的壓力，這意味著最小值Lmin會(huì)隨著共 軌6中燃料的壓力而變化。因此，延遲時(shí)間確定部分B12就通過使用映 射圖利用查表將延遲時(shí)間Tdelay確定為共軌6中燃料的壓力的函數(shù)，其
中映射圖列出了共軌6中燃料的壓力和將噴嘴針閥34提升至最小值 Lmin所需時(shí)間(即延遲時(shí)間Tdelay)之間的關(guān)系。
余量確定部分B14工作來確定余量Tcusion,如圖9 (b)中所示， 該余量Tcusion設(shè)置在最小值Lmin和噴嘴針閥34在振蕩時(shí)的最小提升 量之間。最小提升量是消除噴嘴針閥34向下移動(dòng)低于最小值Lmin的可 能性的值。余量Tcusion的確定是在壓電裝置52的充電時(shí)間和放電時(shí)間 在其中噴嘴針閥34垂直地振蕩的提升周期中保持恒定的條件下做出 的。壓電裝置52放電時(shí)的初始速度隨著在壓電裝置52中馬上被放電之 前出現(xiàn)在其中的電壓的升高而增大。因此，降低提升周期的頻率f將導(dǎo) 致壓電裝置52充電時(shí)間的延長(zhǎng)，這會(huì)增大壓電裝置52的電壓，因此增 大壓電裝置52放電的初始速度，這樣由一次性充電操作形成的壓電裝 置52的收縮量就會(huì)增大。因此，余量確定部分B14就將余量Tcusion確
定為提升周期的頻率f的函數(shù)。
驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間確定部分B16工作來確定驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間T0，如圖9(b) 所示，在此時(shí)，壓電裝置52將基于由微型計(jì)算機(jī)62確定的目標(biāo)噴射正 時(shí)Tsoi和由壓力傳感器20測(cè)量的共軌6中燃料的實(shí)際壓力而被啟動(dòng)以 打開壓電噴射器IO，其中在目標(biāo)噴射正時(shí)Tsoi處，壓電噴射器10開始 噴射燃料。驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間確定部分B16計(jì)算目標(biāo)噴射正時(shí)減去壓電裝置 52開始充電和噴嘴針閥34的實(shí)際打開之間的響應(yīng)時(shí)間滯后的時(shí)間，并 將它作為驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間TO。響應(yīng)延遲時(shí)間作為共軌6中燃料壓力的函數(shù) 而改變。因此，驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間確定部分B16基于目標(biāo)噴射正時(shí)和由壓力 傳感器20測(cè)量的燃料壓力而確定驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間T0。
比較器部分B18工作來將驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間T0、余量Tcusion和延遲時(shí) 間滯后Tde 1 ay之和與時(shí)間t進(jìn)行比較。
當(dāng)時(shí)間t超過驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間TO、余量Tcusion和延遲時(shí)間滯后 Tdelay之和時(shí)，選擇器部分B20響應(yīng)來自比較器部分B18輸出以將其輸 出值從零(0)轉(zhuǎn)換為從頻率設(shè)定部分B10的輸出的頻率f。
噴射終止時(shí)間確定部分B22工作來確定噴射終止時(shí)間Tstop，即來 自壓電噴射器10的燃料噴射基于目標(biāo)噴射正時(shí)Tsoi和目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí) 間應(yīng)該結(jié)束的時(shí)間。
從上面的討論顯而易見，在從驅(qū)動(dòng)起動(dòng)時(shí)間TO經(jīng)過余量Tcusion 和時(shí)間滯后Tdelay之和時(shí)，微型計(jì)算機(jī)62開始循環(huán)地改變噴嘴針閥34 的提升量即沿其軸向方向周期地振蕩噴嘴針閥34?？梢栽谟商嵘芷?的頻率f確定的充電時(shí)間內(nèi)循環(huán)地打開和關(guān)閉充電開關(guān)74而對(duì)壓電裝 置52進(jìn)行充電。然而，這就要求增大循環(huán)地打開和關(guān)閉充電開關(guān)74時(shí) 的開關(guān)頻率。因此可取的是在充電時(shí)間內(nèi)充電開關(guān)74被打開和關(guān)閉一 次。具體地說，在由頻率f確定的充電時(shí)間內(nèi)，微型計(jì)算機(jī)62執(zhí)行一次 開關(guān)操作，該開關(guān)操作會(huì)打開充電開關(guān)74以逐漸增大流經(jīng)壓電裝置52 的電流，然后斷開它以逐漸減小電流。還可取的是充電開關(guān)74的持續(xù) 時(shí)間確定為從壓電裝置52開始充電直至流經(jīng)壓電裝置的電流逐漸減小 為基本上為零(0)的時(shí)間間隔與上面所述的充電時(shí)間匹配。
該實(shí)施例的燃料噴射控制系統(tǒng)提供了下面的有益效果。
1. 在打開壓電噴射器10的目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間中，噴嘴針閥34循環(huán) 地上下移動(dòng)或振蕩幾次，因此提高了從噴射孔32噴射的燃料霧化顆粒 的尺寸的均勻性。
2. 噴嘴針閥34振蕩時(shí)保持壓電噴射器10打開，因此導(dǎo)致噴嘴針閥 34坐在噴針座33上的次數(shù)的減少，這將減緩壓電噴射器10的惡化。
3. 噴嘴針閥34在提升周期中的最小提升量確定為由噴嘴針閥34和 噴針座33限定的燃料流動(dòng)路徑的剖面面積S大于每個(gè)噴射孔32的開口
的剖面面積S，因此便于控制從壓電噴射器10中噴射的燃料的霧化顆粒 的尺寸。
4. 在其中噴嘴針閥34的提升量進(jìn)行改變的提升周期確定為共軌6 中燃料的壓力的函數(shù)，因此使頻率f與供給壓電噴射器10的燃料的壓力 相匹配。
5. 提升周期確定為供給壓電噴射器10的燃料溫度的函數(shù)，因此使
頻率f與燃料溫度相匹配。
6. 噴嘴針閥34提升量的調(diào)節(jié)是通過控制充入壓電裝置52的電能的 量而實(shí)現(xiàn)的，因此便于很容易地控制噴嘴針閥34的提升量的循環(huán)變化。
7. 柴油機(jī)1是其中噴射到燃燒室11中的燃料自燃的內(nèi)燃機(jī)，這樣柴 油機(jī)l的輸出特性就會(huì)對(duì)所噴射燃料顆粒的尺寸敏感。因此，該實(shí)施例 的燃料噴射控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成循環(huán)地改變噴嘴針閥34的提升量，因此便 于控制發(fā)動(dòng)機(jī)l的輸出。柴油機(jī)l為氣缸噴射型柴油機(jī)，其中每個(gè)壓電 噴射器10的噴射孔32直接暴露于燃燒室11中，這樣壓電噴射器10的頭 部的尺寸就取決于燃燒室ll的尺寸或直徑。這導(dǎo)致很難在壓電噴射器 IO中安裝任何設(shè)備以在其中生成燃料的壓力脈動(dòng)。在該實(shí)施例中，通 過循環(huán)地改變噴嘴針閥34的提升量以形成壓力脈動(dòng)而不增大壓電噴射 器10的頭部的尺寸，就可以在該實(shí)施例的燃料噴射控制系統(tǒng)中消除該 問題。
下面將描述第二實(shí)施例的燃料噴射控制系統(tǒng)。 與第一實(shí)施例不同，該燃料噴射控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成保持噴嘴針閥34
的提升量中循環(huán)變化的振幅的恒定而不管提升周期的頻率f如何。這種 控制是通過將噴嘴針閥34的提升量調(diào)節(jié)為出現(xiàn)在壓電裝置52中的電壓
的函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，其中該電壓表示其狀態(tài)的電量。
圖ll (a)和ll (b)顯示了由微型計(jì)算機(jī)62執(zhí)行的控制噴嘴針閥 34的提升量的燃料噴射控制操作。
一旦進(jìn)入如第一實(shí)施例中所述的噴針提升控制方式，微型計(jì)算機(jī) 62就使壓電裝置52中出現(xiàn)的電壓在上限Vt和下限Vb之間循環(huán)地振蕩。 下限Vb選取成將噴嘴針閥34的提升量保持在最小值Lmin之上，如圖9 (b)所示。如上所述，壓電裝置52的膨脹量取決于其溫度。優(yōu)選地確 定下限Vb以補(bǔ)償噴嘴針閥34的提升量中由于壓電裝置52的溫度中的變 化導(dǎo)致的錯(cuò)誤，以在提升周期中的任何時(shí)刻將噴嘴針閥34保持提升在 最小值Lmin之上。下限Vb可以作為壓電裝置52的溫度中的變化的函數(shù) 而改變。
更具體地，微型計(jì)算機(jī)62對(duì)壓電裝置52充電直至電壓達(dá)到上限Vt ， 停止充電直至充電時(shí)間到期，即頻率f的倒數(shù)的周期T的結(jié)束，使壓電 裝置52放電直至電壓達(dá)到下限Vb，然后使壓電裝置52停止放電直至周 期T內(nèi)放電時(shí)間的結(jié)束。如圖ll (b)中所示，微型計(jì)算機(jī)62執(zhí)行一連 串的充電/放電操作以使噴嘴針閥34在對(duì)應(yīng)于下限Vb的下部位置Lb和 對(duì)應(yīng)于上限Vt的上部位置Lt之間振蕩。
如下面討論的那樣，第一和第二實(shí)施例中的每一個(gè)中的燃料噴射 控制系統(tǒng)均可以進(jìn)行修改。
在第一和第二實(shí)施例的每一個(gè)中，提升周期的頻率f隨著由壓電噴 射器10生成的燃料霧化顆粒的所需尺寸的減小而增大。然而，頻率f可 以基于如圖12中所示的在從壓電噴射器10噴射之后的燃料顆粒的尺寸 與為了將從壓電噴射器10噴射的燃料顆粒霧化的目的的頻率f之間的 關(guān)系而進(jìn)行降低。具體地說，降低頻率f將導(dǎo)致從噴射孔32噴射的燃料 顆粒尺寸的增大，然而，當(dāng)燃料顆粒的尺寸增大到某種程度之上時(shí)，
它將導(dǎo)致顆粒在從噴射孔32噴射之后分裂成多個(gè)較小的顆粒。使用該 現(xiàn)象，可以減小燃料顆粒的在從噴射孔32噴射之后的尺寸。
第一和第二實(shí)施例中的每一個(gè)中的燃料噴射控制系統(tǒng)可以可替換 地用于在從壓電噴射器10中噴射的燃料的顆粒尺寸需要增大時(shí)確立其 均勻性。
壓電裝置52可以按照不同于圖4 (a)至圖4 (d)中所示之一的方 式進(jìn)行充電或放電。例如，微型計(jì)算機(jī)62可以設(shè)計(jì)成在流經(jīng)壓電裝置 52的電流達(dá)到給定值時(shí)關(guān)閉充電開關(guān)74并且在電流減小并且達(dá)到零 (0)時(shí)打開充電開關(guān)74以對(duì)壓電裝置52進(jìn)行充電。微型計(jì)算機(jī)62也可 以設(shè)計(jì)成以反饋方式控制施加到壓電裝置52上的電功率以按同樣的方 式對(duì)它進(jìn)行充電，如日本專利首次公布No.2005-39990中所示教的那 樣，其公開在此引入作為參考。
工作來對(duì)壓電裝置52充電或放電的斬波電路可以設(shè)計(jì)成使用變壓 器的反饋電流，如日本專利首次公布No.8-177678中所示教的那樣，其 公開在此引入作為參考?；蛘咭材軌蛞圆煌跀夭刂频娜我夥绞竭M(jìn) 行壓電裝置52的充電或放電。
噴嘴針閥34能夠可替換地以不同于圖9 (a)和圖9 (b)或圖ll (a) 和圖ll (b)中所示一種的方式振蕩。例如，微型計(jì)算機(jī)62可以設(shè)計(jì)成 沿著正弦曲線或以不規(guī)則間隔振蕩噴嘴針閥34。微型計(jì)算機(jī)62也可以 設(shè)計(jì)成針對(duì)壓電噴射器10的噴射速率的調(diào)節(jié)確定噴嘴針閥34的提升量 并且使噴嘴針閥34在最小值Lmin之上振蕩，因此便于高精度控制燃料 的霧化顆粒的尺寸。微型計(jì)算機(jī)62可以使噴嘴針閥34振蕩越過最小值 Lmin。這還會(huì)改進(jìn)燃料的霧化顆粒尺寸的均勻性。
如圖13所示，燃料噴射控制系統(tǒng)可以使用壓電噴射器10a。在圖13 中，與圖2中所用的相同的參考數(shù)字用于指示相同的部件。壓電噴射器
10a具有直接連接至噴嘴針閥34的壓電裝置52，因此保證壓電裝置52的 行程直接傳遞至噴嘴針閥34而不會(huì)如圖2中的壓電噴射器10中那樣，由
于燃料的吸收器動(dòng)作而出現(xiàn)響應(yīng)滯后。
壓電噴射器10a為常開型，其中在壓電裝置52充電時(shí)，噴射孔32 關(guān)閉，并且當(dāng)壓電裝置52放電時(shí)，噴射孔32打開。壓電噴射器10a也可 以設(shè)計(jì)為常閉型以具有布置在壓電裝置52和噴嘴針閥34之間的U形連 接器，從而允許壓電裝置52從壓電噴射器10的主體向后膨脹以打開噴 射孔32。
燃料噴射控制系統(tǒng)也可以使用裝備有步進(jìn)電機(jī)燃料噴射器，該步 進(jìn)電機(jī)代替壓電裝置52作為致動(dòng)器來步進(jìn)地移動(dòng)噴嘴針閥34。
燃料噴射控制系統(tǒng)也可以設(shè)計(jì)成控制汽油機(jī)而不是柴油機(jī)l。如果 為氣缸噴射型，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性就會(huì)對(duì)噴射到其中的燃料顆粒的尺 寸敏感，因此實(shí)現(xiàn)大量有益效果，如上所述。如已經(jīng)描述的那樣，氣 缸噴射型要求燃料噴射器使噴射孔直接暴露于燃燒室中，這樣燃料噴 射器頭部的尺寸就取決于燃燒室的尺寸或直徑。這導(dǎo)致很難在壓電噴 射器10中安裝任何設(shè)備以在其中生成燃料的壓力脈動(dòng)。通過循環(huán)地改 變噴嘴針閥34的提升量以形成壓力脈動(dòng)而不增大壓電噴射器10的頭部 的尺寸，就可以在本發(fā)明的燃料噴射控制系統(tǒng)中消除該問題。
盡管已經(jīng)通過優(yōu)選實(shí)施例公開了本發(fā)明以易于更好地理解本發(fā) 明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明能夠在不脫離本發(fā)明的原理的前提下以多 種方式實(shí)現(xiàn)。因此，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明包括在不脫離如所附權(quán)利要求書 中所述的本發(fā)明的原理的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)所示實(shí)施例的所有可能的實(shí) 施例和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射設(shè)備，包括裝備有致動(dòng)器和噴嘴針閥的燃料噴射器，所述致動(dòng)器工作來提升噴嘴針閥以將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)中；和控制器，所述控制器工作來控制致動(dòng)器的操作以在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)將噴嘴針閥的提升量改變給定的次數(shù)。
2. 如權(quán)利要求l所述的燃料噴射設(shè)備，其特征在于，所述控制器改變噴嘴針閥的提升量，同時(shí)保持噴射孔打開以使燃料噴射目標(biāo)噴射持 續(xù)時(shí)間。
3. 如權(quán)利要求2所述的燃料噴射設(shè)備，其特征在于，所述控制器確 定目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)噴嘴針閥的最小提升量從而具有大于噴射孔的 開口的剖面面積的、由噴嘴針閥和所述燃料噴射器的主體的內(nèi)壁限定 的燃料流動(dòng)路徑的剖面面積。
4. 如權(quán)利要求l所述的燃料噴射設(shè)備，其特征在于，所述控制器使 噴嘴針閥在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)周期地改變提升量，并且將噴嘴針閥 的提升量中的變化的周期確定為供給所述燃料噴射器的燃料壓力的函 數(shù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射設(shè)備，其特征在于，所述控制器使 噴嘴針閥在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)周期地改變提升量，并且將噴嘴針閥 的提升量中的變化的周期確定為供給所述燃料噴射器的燃料溫度的函 數(shù)。
6. 如權(quán)利要求1所述的燃料噴射設(shè)備，其特征在于，所述燃料噴射 器的致動(dòng)器包括壓電裝置，并且其中所述控制器控制壓電裝置的狀態(tài) 的電量以改變噴嘴針閥提升量。
7. 如權(quán)利要求l所述的燃料噴射設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)是氣缸噴射發(fā)動(dòng)機(jī)。
8. 如權(quán)利要求7所述的燃料噴射設(shè)備，其特征在于，所述氣缸噴射發(fā)動(dòng)機(jī)是柴油機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，它包括裝備有致動(dòng)器和噴嘴針閥的燃料噴射器。致動(dòng)器工作來提升噴嘴針閥以將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)中?？刂破骺刂浦聞?dòng)器的操作以在目標(biāo)噴射持續(xù)時(shí)間內(nèi)將噴嘴針閥的提升量改變給定次數(shù)，因此保證從燃料噴射器噴射的燃料的霧化顆粒尺寸的均勻性。
文檔編號(hào)F02M69/00GK101100968SQ20071012780
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者藤井浩人 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝