CN101109335A

CN101109335A - 燃料喷射控制***

Info

Publication number: CN101109335A
Application number: CNA2007101369367A
Authority: CN
Inventors: 藤井浩人
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2027-07-23
Also published as: US7522987B2; US20080017173A1; CN101109335B; DE102007000394B4; JP4582064B2; DE102007000394A1; JP2008025478A

Abstract

一种装置用于记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差，该燃料喷射器被设置用于具有输出轴的发动机的汽缸。在该装置中，检测单元被配置成用于基于输出轴在执行多次燃料喷射过程中的性能检测多个燃料喷射期内的暂时相邻的燃料喷射期之间的最小间隔。该最小间隔保持暂时相邻的燃料喷射期彼此不重叠。记忆单元被配置成用于基于检测的最小间隔，记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差。

Description

燃料喷射控制***

相关申请的交叉引用

本申请是以2006年7月21日提交的日本专利申请2006-199452为基础的。本申请要求享有该日本专利申请的优先权，因此该日本专利申请的说明书被完全结合于此，以作参考。

技术领域

本发明涉及内燃机所用的燃料喷射控制***；这些***能记忆(learning)表征燃料喷射器的喷射特性的变化的至少一个参数。

背景技术

燃料喷射控制***通常用于控制发动机的每个汽缸的喷射器的燃料喷射。

当针阀被位于(处于)燃料喷射器的内壁(阀座)上时，燃料喷射器是关闭的。当针阀离开阀座以便针阀和阀座之间的物理距离增加时，燃料喷射器被打开。这允许从燃料喷射器的喷嘴中计量出适量的增压燃料。

在使用这种燃料喷射器的燃料喷射控制中，燃料量参数根据表征预定燃料量的指令值来调节，以便将要从燃料喷射器中喷出的增压燃料的实际量受到控制。作为这些燃料量参数，可以使用最佳燃料喷射时机和/或最佳燃料喷射期(开阀期)。

然而，即使测得内燃机的多个燃料喷射器的燃料量参数彼此相等，但是彼此不同的燃料喷射器的各自的喷射特性可能导致从中喷出的实际的燃料量有所差异。

为了处理从内燃机的燃料喷射器中实际喷射的燃料量的变化，在与日本未审专利公开No.2003-254139对应的美国专利公开No.6755176中披露了一种控制***。

当每个燃料喷射器(每个汽缸)在怠速控制下执行n级(split)燃料喷射时，在该美国专利公开中披露的控制***工作，以便：

测量每个汽缸的发动机转速的变化值；

比较每个汽缸的测量值与各汽缸的所有测量值的平均值；

根据比较结果，计算消除各汽缸之间的变化所需的每个燃料喷射器(每个汽缸)的第一燃料量校正值，从而根据各第一燃料量校正值中相应的一个来校正每个燃料喷射器的燃料量；

比较发动机平均转速与发动机目标转速；

根据比较结果，计算使发动机平均转速跟上发动机目标转速所需的所有燃料喷射器的第二燃料量校正值，从而通常根据第二燃料量校正值来校正每个燃料喷射器的燃料量；然后

通过如下步骤，将先前存储的每个燃料喷射器的记忆值更新为当前获得的记忆值：

使每个燃料喷射器的第一燃料量校正值除以n，得到它的第一被n除的校正值；

使第二燃料量校正值除以n，得到第二被n除的校正值；然后

将相应一个燃料喷射器的第一被n除的校正值和第二被n除的校正值之和加到先前存储的每个燃料喷射器的记忆值上。

具体地，各燃料喷射器的有待更新的记忆值允许每个燃料喷射器的燃料喷射特性的变化被补偿。

需要指出的是，在执行燃料引燃喷射的过程中，每个燃料喷射器的燃料喷射特性的变化很可能随相应一个燃料喷射器中的增压燃料的流动通道的变化而出现。

然而，造成每个燃料喷射器的燃料喷射特性出现变化的因素并不局限于燃料流动通道的变化。

也就是说，发明人已经发现这些因素包括各燃料喷射器的针阀的全升程的变化。

更具体地，燃料喷射器中的针阀的全升程随以下部件的磨损而变化：

针阀和阀座-由于针阀位于阀座上；和/或

针阀和升程止动部——针阀的提升在全升程处受到升程止动部的限制。

燃料喷射器中的全升程增加得越多，从中喷出的燃料量就越多。

只有在内燃机的高速和高负荷条件下针阀需要上移到其全升程位置时，燃料喷射器的针阀的全升程的变化才对燃料喷射器的燃料喷射特性的变化有影响。

相比之下，如上所述，该美国专利公开中披露的控制***被配置成用于获得每个燃料喷射器的记忆值，以便只有在内燃机的怠速控制下补偿它的燃料喷射特性的变化。

这难于获得每个燃料喷射器的记忆值，以便在内燃机的高速和高负荷条件下补偿它的燃料喷射特性的变化。

由于这一原因，在内燃机的高速和高负荷条件下每个燃料喷射器的燃料喷射特性的变化可能对内燃机的输出特性有很大的影响。具体地，在内燃机的高速和高负荷条件下，每个燃料喷射器的燃料喷射特性的变化可能导致内燃机的排出特性和/或安装有内燃机的运载工具的操纵性能的恶化。

这样，在内燃机的高速和高负荷条件下，重要的是记忆与每个燃料喷射器的燃料喷射特性的偏差的大小，以便保持内燃机的输出特性处于良好的状态。

发明内容

鉴于背景技术，本发明的至少一方面的目的在于提供燃料喷射控制***，该***能适当地记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差的大小；当阀的全冲程保持不变时，设计出参考喷射特性。

根据本发明的一个方面，提供一种用于记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差的装置，燃料喷射器被提供给具有输出轴的发动机的汽缸。凭借从燃料喷射器喷射到汽缸中的燃料而在汽缸内产生动力，该动力经机构被传递到输出轴，从而使输出轴旋转。该装置包括喷射执行单元，该单元被配置成用于使燃料喷射器分别在多个喷射期内多次将燃料喷射到汽缸内。该装置还包括检测单元，该单元被配置成用于在执行多次燃料喷射的过程中，根据输出轴的性能检测多个燃料喷射期内的暂时相邻的燃料喷射期之间的最小间隔。该最小间隔维持暂时相邻的燃料喷射期彼此不重叠。该装置还包括记忆单元，该单元被配置成用于根据检测的最小间隔，记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差的装置，该装置被提供给具有输出轴的内燃机的汽缸。燃料喷射器包括阀和可操作地连接到阀上的致动器。致动器可以在预定的方向上移动。凭借从燃料喷射器喷射到汽缸内的燃料，在汽缸内产生动力，动力经机构被传递到输出轴，从而使输出轴旋转。该装置包括喷射执行单元，该单元被配置成用于使致动器在预定的方向上移动，从而使阀在初始位置和预定的全冲程之间在预定方向上移动，从而分别在多个喷射期内将燃料多次喷射到汽缸内。多个喷射期内的暂时相邻的燃料喷射期之间的每个间隔都被设置成参考最小值。该装置还包括可操作地连接到致动器上的记忆单元，记忆单元被配置成用于确定暂时相邻的燃料喷射期彼此是否不重叠，同时校正致动器的位移量，从而使阀在预定的全冲程处在预定方向上移动。记忆单元被配置成用于记忆当暂时相邻的燃料喷射期彼此不重叠时致动器位移的校正量，作为与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差。

附图说明

下面将参照附图对各实施例进行说明，从中会清楚地看出发明的其它目的和其它方面，在各附图中：

图1示意性地显示了根据本发明第一实施例的燃料喷射控制***的结构的示例；

图2是图1所示的压电喷射器的纵剖视图；

图3A示意性地显示了表征两个变量即燃料喷射期与如图1所示的每个压电喷射器的喷射量之间的关系的图，并且显示了该图上的运行范围；

图3B示意性地显示了表征两个变量即发动机转速与如图1所示的每个压电喷射器的负荷扭矩之间的关系的图，并且显示了该图上的运行范围；

图4示意性地显示了指令喷射期与根据第一实施例如图2所示针阀的提升量变化之间的关系；

图5是图2所示的压电喷射器的局部放大纵剖视图；

图6A是时间图，示意性地显示了压电喷射器的暂时相邻的燃料引燃喷射的暂时相邻的指令喷射期之间的间隔，以及彼此暂时相邻但未重叠的相应的实际喷射期之间的实际最小间隔；

图6B是时间图，示意性地显示了压电喷射器的暂时相邻的燃料引燃喷射的暂时相邻的指令喷射期之间的间隔，其中，针阀的全升程增加，还显示了彼此暂时相邻的相应的实际喷射期之间的实际间隔；

图6C是时间图，示意性地显示了压电喷射器的相邻的燃料引燃喷射的相邻的指令喷射期之间的间隔的增加，还显示了彼此未重叠的实际喷射期之间的实际最小间隔；

图7是流程图，示意性地显示了可以由图1所示的ECU执行的过程，用于执行根据第一实施例的最小间隔检测任务和记忆任务；

图8A示意性地显示了用于存储计算和校正过的指令喷射期的图表；

图8B示意性地显示了用于存储计算和校正过的允许的最小值的图表；

图9是根据本发明的第二实施例的压电喷射器的纵剖视图；

图10是电路图，示意性地显示了根据第二实施例的ECU的电路结构的示例；

图11是时间图，示意性地显示了：图10所示的充电开关的开关时机，图10所示的充放电开关的开关时机；流过图10所示的压电元件的电流的波形；以及施加到该压电元件上的电压的波形；

图12A是流程图，示意性地显示了可以由图10中所示的微型计算机执行的过程，用于执行根据第二实施例的最小间隔检测任务和记忆任务；

图12B示意性地显示了用于存储根据第二实施例的计算和校正过的能量的量；以及

图13是流程图，示意性地显示了可以由微型计算机执行的过程，用于执行根据本发明第三实施例的最小间隔检测任务和记忆任务。

具体实施方式

下面将参照附图来说明本发明的各实施例。

第一实施例

参照图1，该图显示了根据第一实施例的燃料喷射控制***的整体结构，该实施例应用于控制安装在运载工具上的燃料直喷发动机，例如柴油机1。

举例来说，柴油机1由N个汽缸#1-#N组成，其中N是大于1的正整数，例如4。标识码1-N分别被分配给#1-#N汽缸。

如图1所示，该***具有柴油机1的容纳燃料的燃料箱2，燃料由燃料泵4泵上来，燃料泵由柴油机1的曲轴3的旋转驱动。在燃料泵4的泵送过程中，燃料被加压，并经过滤器F被供应到共轨6，同时基于从如下所述的ECU发出的控制信号由计量阀5计量燃料。

共轨6用作由#1-#N汽缸共享的存储单元，并用于：

存储从燃料泵4输送来的保持高压的燃料；以及

将存储在它里面的高压燃料经高压燃料通道8均匀供给到柴油机1的各压电喷射器PI1-PIN。

每个压电喷射器PI1-PIN在其一个末端被安装在#1-#N汽缸中的相应一个的燃烧室11内，允许增压燃料被直接喷射到燃烧室11内。

压电喷射器PI1-PIN经低压燃料通道9与燃料箱2和燃料泵4相通。每根低压燃料通道9都允许燃料从压电喷射器PI1-PIN中的相应一个回流到燃料箱2内以便收集，或者回流到燃料泵4内以便润滑。

图2示意性地显示了压电喷射器PI1的结构的示例。需要指出的是，其它压电喷射器PI2-PIN具有与压电喷射器PI1相同的结构。

压电喷射器PI1包括基本为圆柱形的本体(外壳)10。本体10的一个末端的中心处形成有喷嘴17。

本体10的一个端部部分的内部还形成有沿长度方向布置的圆柱形的容针室(腔)12。

容针室12包括第一室部12a、第二室部12b、和第三室部12c。

第一室部12a被布置成与本体10的所述一个末端的喷嘴17相通。本体10的所述一个末端构成容针室12的一个端壁。

第二室部12b与第一室部12a相通，并且其直径小于第一室部12a的直径。

第三室部12c具有端壁，该端壁构成容针室12的另一个端壁，并且第三室部的直径小于第二室部12b的直径。具体地，第二圆柱形部分12b具有环绕第三室部12c的环形壁部21。

如上所述，压电喷射器PI1的所述一个末端适合被安装在#1汽缸的燃烧室11内，因此燃烧室11和容针室12可以经喷嘴17彼此相通。环绕喷嘴17的容针室12的一个端壁的环形内表面构成针座16。

压电喷射器PI1装备有针阀14，针阀14具有一个部分、和直径大于该部分但基本等于第二室部12b的另一部分。针阀14的长度小于容针室12。

针阀14被布置成被容纳在容针室12的第一室部12a和第二室部12b的一部分内，以便：

它的一端与喷嘴17相对；且

另一端(后端)经第三室部12c和第二室部12b的另一部分与容针室12的另一端壁相对。

由第三室部12c和第二室部12b的另一部分形成的圆柱形空间构成背压室20。

针阀14还被布置成可以沿着它的轴向在容针室12内移动。

当针阀14的一端坐落在针座16上时，压电喷射器PI1是关闭的，以便容针室12与燃烧室11隔开。

相反，当针阀14从针座16移开以便针阀14的一端和针座16之间的物理距离增加时，压电喷射器PI1被打开。这允许容针室12与燃烧室11相通。

如上所述，第三室部12c的直径小于第二室部12b，且针阀14的另一端的直径基本等于第二室部12b。

为此，针阀14被限制为上移到第二室部12b的环形壁部21。具体地，环形壁部21充当了针止动部21。针座16和环形壁部(针止动部)21之间的距离代表着针阀14的全升程。具体地，当针阀14移动到顶住针止动部21时，针阀14位于其全升程处，且背压室20由针阀14的另一端和第三室部12c形成。

本体10的容针室12被设计成将针阀14的全升程设置为所需的长度。

本体10的内侧形成有高压燃料通道8a，该通道可以与相应的高压燃料通道8和容针室12的第一室部12a相通。这允许高压燃料从共轨6经高压燃料通道8和8a被供应到容针室12的第一室部12a内。

背压室20经孔口22与高压燃料通道8a相通。

压电喷射器PI1配备有针弹簧24。针弹簧24***到针阀14的另一端和容针室12的另一端壁之间的背压室20内。针弹簧24工作，从而将针阀14推向针座16。

本体10的另一端部处形成有圆柱形的位移传递室38，该室包括第一室部38a和第二室部38b。第一室部38a和第二室部38b被共轴布置在本体10的轴向(纵向)上，且彼此相通。第二室部38b的直径大于第一室部38a，并且第二室部38b的一个端部构成本体10的另一末端。

压电喷射器PI1配备有压电元件PE，该元件具有沿着本体10轴向的一端和另一端。压电元件PE的一端被固定到第二室部38b的一个端壁上。

压电元件PI1配备有第一活塞34和第二活塞36，第二活塞36的直径大于第一活塞34，但基本上等于第二室部38b的直径。

第二活塞36被可移动地容纳在第二室38b内，因此它与压电元件PE的另一端相对的一个端面被固定连接到压电元件PE的另一端上。第一活塞34被可移动地容纳在第一室部38a内，因此它的一个端面与第二活塞36的另一端相对。

本体10的内侧形成有与低压燃料通道9和第一室部38a相通的低压燃料通道9a。

压电喷射器PI1设置有容阀室25和阀26。

阀26具有基本上为球形的端面，并且被可移动地容纳在容阀室25内，以使阀26的球形端面与第一室部38a相对。

容阀室25具有与背压室20相对的圆形端壁和与第一室部38a相对的另一环形端壁。容阀室25的另一端壁的中心形成有通道27，并且朝向第一室部38a成锥形。容阀室25的环绕通道27的另一端壁的锥形环部分充当阀座30，阀26的球形端面可以坐落在该阀座上。

容阀室25的一个端壁的一部分经通道27与背压室20相通，并且经孔口与第一室38a相通。

具体地，当阀26的球形端面坐落在阀座30上时，低压通道9和9a被设置成与背压室20相隔开。相反，当阀26从阀座30移向背压室20时，低压通道9和9a与背压室20相通。

阀26的球形端面的中部经位于通道27中的压力销32与第一活塞34的另一端相接。

燃料之类的流体被容纳在圆柱形位移传递室38的第一室部38a和第二室部38b内。第一室部38a与高压通道8a相通。

充当压电叠层致动器的压电元件PE由压电叠层构成，压电叠层由多个单独电接触的压电元件堆在一起制成。例如，可以用PZT(压电锆酸盐钛酸盐)元件作压电元件。

层叠的压电元件PE的叠层轴线是基于反压电效应的线性运动的轴线。

具体地，压电元件PE充当电容负荷，因此施加电压于压电元件PE的各层上，它们的厚度会增加，由此压电叠层的总长度增加。相反，当没有电压施加到压电元件PE的各层上时，各层的厚度保持原始厚度，因此压电叠层的总长度保持原始的总长度。

压电元件PE被布置成使叠层轴线(线性运动的轴线)平行于第一室部38a的轴向。

具体地，当没有电压施加到压电元件PE上时，压电元件PE的总长度朝向它的原始总长度减小。因此，从高压燃料通道8和8a供应到容阀室25内的高压燃料将阀26和第一活塞34压向本体10的压电元件侧。这允许阀26坐落在阀座30上，将背压室20与低压通道9和9a隔开。

为此，与存储在共轨6内的燃料对应的容纳在背压室20中的燃料的压力、以及针弹簧24的偏置力导致针阀14被压向本体10的一个末端(喷嘴侧端)。容纳在背压室20内的燃料内的压力和针弹簧24的偏置力的合力在下面被称为“闭阀力”。

这允许针阀14坐落在针座16上，以使燃料喷射器PI1被关闭。

相反，当电压被施加到压电元件PE上以便压电元件PE由它的原始总长度沿纵向膨胀时，压电元件PE的延长导致第二活塞36和第一活塞34向本体10的一个末端(喷嘴侧端)移动。第二活塞36和第一活塞34的移动允许阀26从阀座30移向本体10的一个末端(喷嘴侧端)，从而使背压室20与低压通道9和9a相通。

因此，容纳在背压室20内的燃料的压力下降。

此时，由容纳在容针室12内的高压燃料引起的力使得针阀14向本体10的压电元件侧端偏压。由容纳在容针室12内的高压燃料引起的偏压力在下面被称为“开阀力”。

在容纳在背压室20内的燃料的压力下降的基础上，当开阀力比闭阀力大预定的量时，针阀14就移离阀座16，以便打开燃料喷射器PI1。

回到图1，该燃料喷射控制***还装备有燃料压力传感器40和曲柄角度传感器42，作为测量柴油机1的运行状况的传感器的示例。另外，该燃料喷射控制***还装备有加速传感器44。

燃料压力传感器40用于测量容纳在共轨6内的燃料的压力，并输出表示所测压力的压力数据。

曲柄角度传感器42用于例如以规则间隔测量表示柴油机1的曲轴3的曲柄角度的数据，并在每次测量时输出所测数据。

加速传感器44用于测量由司机操纵的运载工具加速踏板的实际位置或冲程，并输出所测的加速踏板的实际位置或冲程，作为表示司机需要的扭矩数据。

该燃料喷射控制***还装备有电子控制单元(ECU)50，它包括微型计算机51、以及电连接到微型计算机51和每个压电喷射器PI1-PIN的压电元件PE的输入/输出界面I/O。

微型计算机51包括CPU和存储单元，存储单元与各种存储介质(例如易失性/非易失性存储介质)中的至少一种可更换地或永久集成在一起。

输入/输出界面I/O被电连接到传感器40、42和44以及计量阀5上。输入/输出界面I/O用于：

接收从传感器40、42、44输出的数据；

转换接收的数据以便在需要时可被微型计算机51识别；

施加驱动电压到每个压电喷射器PI1-PIN的压电元件PE上；并且

发送预定的控制指令给计量阀5。

存储单元里已经存储有映射图(map)M1和M2以及使ECU50执行各种任务的程序P，这些任务包括用于控制柴油机1输出的燃料喷射控制任务。

具体地，根据至少一个程序P，使用映射图M1和M2以及由传感器40、42和44供应的接收到的数据，ECU50控制着安装在柴油机1内的各种致动器——例如每个喷射器的压电元件PE——的驱动，从而执行燃料喷射控制任务。

如图3A所示，在第一实施例中，举例来说，每幅映射图M1和M2都包括数据表和/或程序。映射图M1表现了每个压电喷射器PI1-PI4的燃料喷射期(持续时间)变量与喷射量(Q)变量之间的关系，这种关系已经通过模拟和/或试验确定。

例如，在第一实施例中，ECU50用于根据曲轴3的转速和表示加速踏板的测量行程的数据计算每个压电喷射器PI1-PIN的指令喷射量。曲轴3的转速是根据表示曲轴3的测量曲柄角的数据获得的。

接下来，ECU50利用计算的指令喷射量参照映射图M1，将计算的指令喷射量转换成映射图上的与之对应的指令喷射期。

然后，ECU50在指令喷射期内施加驱动电压到每个压电喷射器PI1-PIN的压电元件PE上。

这允许每个压电喷射器PI1-PIN的压电元件PE的长度在指令喷射期期间增加，以便使针阀14移离针座16，从而在指令喷射时机内，可以打开每个燃料喷射器PI1-PIN。

需要指出的是，图3A所示的映射图M1确定了分别表示燃料量与燃料喷射之间关系的多根两维曲线C1-C4，作为每个压电喷射器PI1-PI4的燃料喷射期变量与燃料喷射量变量之间的对照。多根两维曲线随容纳在共轨6中的燃料的压力的改变而变化。

具体地，如图3A所示，在容纳在共轨6内的燃料的压力保持恒定的情况下，燃料量增加得越多，燃料喷射期就越长。

在燃料喷射量包括恒定的情况下，容纳在共轨6内的燃料的压力增加得越多，燃料喷射期就越短。

图3A还显示了表示燃料喷射与燃料喷射之间关系的每根两维曲线C1-C4和柴油机1的运行范围之间的关系。柴油机1的运行范围由发动机转速(曲轴3的转速)和将要施加到柴油机1上的负荷扭矩(输出)确定(见图3B)。将要施加到柴油机1上的负荷扭矩可以通过表示加速踏板的测量行程的数据获得。

具体地，运行范围包括：

当柴油机低速低负荷转动时，即当车的节流阀调小时，表示柴油机1的第一工况的空载区；

从柴油机1被启动马达启动到发动机转速达到怠速，表示柴油机1的第二工况的启动区；

在预定的驱动方式下，例如10-15种模式的驱动方式，表示柴油机1对排出特征影响很大的第三工况的排放(emission)区；

除了柴油机1的第一到第三工况之外，表示柴油机1的第四工况的正常区；以及

表示柴油机1的部分第四工况的全负荷区，在这一区域，加速踏板被完全压下(加速踏板的行程是满的)，以致节流阀被完全打开。

10-15种模式的驱动方式在日本已有应用，以便轻型载货汽车的喷射证明和燃料经济。

在其中指令喷射量相对较长的运行区之一中，针阀14可以上移到全升程，从而抵靠在针止动部21上。在针阀14的位移变为全升程之后，针阀14的位移不增加。

图4示意性地显示了例如与施加到压电元件PE上的电压的脉冲宽度对应的指令喷射期与针阀14的提升量变化之间的关系。

如图4所示，当指令喷射期P1被设置为介于t2-t1之间的脉冲宽度时，针阀14的位移变为比它的预定的全升程短的升程。

当指令喷射期P2被设置为介于t3-t1之间且比喷射期P1长的脉冲宽度时，针阀14的位移变为全升程。

另外，即使指令喷射期P3被设置为介于t4-t1之间且比指令喷射期P2长的脉冲宽度，针阀14的位移仍保持全升程不变，直到与指令喷射期P3对应的燃料喷射完成。

在柴油机1的一个运行区中，在针阀14移动全冲程之后，针阀14的升程保持不变。因此，压电喷射器在包含在全升程喷射区R1中的指令喷射期中在单位时间内喷射的燃料的比率不同于相应的压电喷射器在包含在正常喷射区R2中的指令喷射期中在单位时间内喷射的燃料的比率。全升程喷射区R1表示其中针阀14的位移上移到其全升程位置的区域。正常升程区R2表示其中针阀14的位移在比其全升程短的限度内的区域。

这样，在由图3A中显示的双点变化线环绕的全升程喷射区R1中，分别表示燃料喷射与燃料喷射之间关系的曲线C1-C4的斜率不同于正常喷射区R2中的曲线的斜率。

需要指出的是，在每个压电喷射器PI1-PIN的配置中，如图5所示，针阀14和针座16之间的直接接触可能导致针阀14和针座16中的至少一个磨损。

类似地，在每个压电喷射器PI1-PIN的构造中，如图5所示，针阀14和针止动部21之间的直接接触也可能导致针阀14和针止动部21中的至少一个磨损。

例如，针阀14的一端(喷嘴侧端)磨损Δ1将导致针阀14的全升程增加Δ1，针座16磨损Δ2将导致针阀14的全升程增加Δ2。

类似地，针止动部21磨损Δ3将导致针阀14的全升程增加Δ3，针阀14将与针止动部21直接接触的另一端(背侧端)磨损Δ4将导致针阀14的全升程增加Δ4。

压电喷射器PI1-PIN之一的全升程的改变导致它的喷射特性改变。因此，希望记忆每个压电喷射器PI1-PIN的喷射特性因其全升程改变而导致的偏差的大小，以便补偿它的喷射特性的变化。

在由图3A中显示的点划线环绕的正常喷射区R2中，无法记忆每个压电喷射器PI1-PIN的喷射特性因其全升程改变而导致的偏差的大小。

这是因为在正常喷射区R2中，每个压电喷射器PI1-PIN的喷射特性的长期变化不是取决于其全升程变化，而是取决于在一个相应的压电喷射器PI1-PIN内的增压燃料的流动通道的变化。

因此，在内燃机1的怠速控制下，在执行多次燃料引燃喷射的过程中，难于记忆利用曲轴3的性能的每个压电喷射器PI1-PIN的全升程的变化，这在上述的传统的美国专利公开中已经做了说明。

另外，柴油机1在全升程喷射区R1中的工况导致从每个压电喷射器PI1-PIN的针阀14中喷出的喷射量增加，在全升程喷射区R1中，每个压电喷射器PI1-PIN的针阀14上移到其全升程位置。为此，每个燃料喷射器在全升程区R1中的燃料喷射特性的变化可能导致输出特性-包括柴油机1的排出特性和/或输出扭矩-变化。

这样，在全升程喷射区R1中，希望记忆每个压电喷射器PI1-PIN由于针阀14的全升程变化而导致的燃料喷射特性的偏差的量，在全升程喷射区R1中，每个压电喷射器PI1-PIN的针阀14上移到它的全升程位置。

为了实现上述愿望，燃料喷射控制***被配置成：

当每个压电喷射器PI1-PIN在柴油机1的每个燃烧循环中执行多次燃料引燃喷射时，根据曲轴3的性能，检测暂时相邻的燃料引燃喷射的暂时相邻的喷射期之间的最小间隔；这些相邻的喷射期彼此不重叠；并且

根据测得的最小间隔，记忆由于每个压电喷射器PI1-PIN的针阀14的全升程变化而导致的喷射特性的偏差的量。

下面说明将要由燃料喷射控制***执行的最小间隔检测任务和记忆任务。

图6A的(a1)示意性地显示了#i压电喷射器在暂时相邻的燃料引燃喷射f1和f2的暂时相邻的指令喷射期(所施加的电压的脉冲宽度)P1和P2之间的间隔Ti，在#i压电喷射器中，针阀14的全升程最初保持不变。识别号i(1≤i≤N)被分配给压电喷射器i。

图6A的(b1)示意性地显示了在暂时相邻并且彼此不重叠的相应的实际喷射期IP1和IP2之间的实际最小间隔INTmin，该实际最小间隔表示为#i压电喷射器的针阀14的升程的变化。

如图6A的(a1)和(b1)所示，针阀14的全升程Lf最初保持不变。因此，#i压电喷射器的相邻的燃料引燃喷射f1和f2的相邻的指令喷射期P1和P2之间的间隔TI与彼此不重叠的相应的实际喷射期IP1和IP2之间的实际最小间隔INTmin重合。

具体地，在时机t11和时机t10之间的预定的指令喷射期P1中，当#i压电喷射器的前一次燃料喷射f1在时机t11处完成时，压电元件PE的总长度开始减小。压电元件PE的总长度减小允许阀26移向阀座30，这导致针阀14移向针座16。因此，针阀14坐落在针座16上，以便实际喷射期IP1在时机t12处完成。

当针阀14坐落在针座16上时，ECU50在时机t12处开始向压电元件PE供应下一次燃料喷射f2的驱动电压。这允许驱动电压在时机t13与时机t12之间的预定的指令喷射期P2中被施加到压电元件PE上。

如上所述，在针阀14在时机t12处坐落在针座16上之后，后一次燃料喷射f2的驱动电压开始被供应给压电元件PE。由于这一原因，相邻的燃料引燃喷射f1和f2的实际喷射期IP1和IP2彼此不重叠。

图6B的(a2)示意性地显示了#i压电喷射器的相邻的燃料引燃喷射f1和f2的相邻的指令喷射期P1和P2之间的间隔Ti，在#i压电喷射器中，针阀14的全升程Lf增加，例如，ΔLf。

图6B的(b2)示意性地显示了相应的实际相邻的喷射期IP1和IP2之间的实际间隔，该实际间隔表示为#i压电喷射器的针阀14的升程的变化。

具体地，在时机t11与时机t10之间的预定的指令喷射期P1中，当#i压电喷射器的前一次燃料喷射f1在时机t11处完成时，压电元件PE的总长度开始减小。压电元件PE的总长度减小允许阀26移向阀座30，这导致针阀14移向针座16。

然而，在针阀14在时机t12处坐落在针座16上之前，ECU50在时机t12处开始向压电元件PE供应后一次燃料喷射f2的驱动电压。这导致相邻的燃料引燃喷射f1和f2的实际喷射期IP1和IP2彼此重叠。

图6C的(a3)示意性地显示了#i压电喷射器的相邻的燃料引燃喷射f1和f2的相邻的指令喷射期P1和P2之间的间隔Ti的增加量ΔT，例如，通过延迟后一次燃料喷射f2的开始时机。

图6C的(b3)示意性地显示了基于后一次燃料喷射f2的开始时机的延迟而彼此不重叠的实际喷射期IP1A和IP2A之间的实际最小间隔，该实际最小间隔表示为每个压电喷射器的针阀14的升程的变化。

#i压电喷射器的相邻的燃料引燃喷射f1和f2的相邻的指令喷射期P1和P2之间的间隔的增加取决于针阀14的全升程Lf的增加。

具体地，当每个压电喷射器的相邻的燃料引燃喷射f1和f2的相邻的指令喷射期P1和P2之间的间隔由于全升程Lf的增加量ΔLf而被修改成从Ti增加到Ti+ΔT时，全升程的增加量ΔLf可以使用针阀14的位移速度“b/a”(见图6C的(b3)和(c3))由下面方程表示：

ΔLf＝b/a×(ΔT)

该方程清楚显示了全升程Lf的增加量ΔLf与间隔Ti的增加量ΔT有关。

这样，通过计算和/或测量相邻的指令喷射期P1与P2之间的间隔Ti的增加量ΔT就可以记忆全升程Lf的增加量ΔLf。

另外，校正之后的前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和与校正之前的前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和之间的差值被等同地表示为区域AR1与AR2之间的差值。

也就是说，区域AR1对应于校正之后的前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和相对校正之前的前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和的减小量。区域AR2对应于校正之前的前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和相对校正之后的前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和的增加量。

如图6C的(a3)所示，区域AR1的高度h1大于增加量ΔT，而增加量ΔT大于区域AR2的高度h2。由于这一原因，如图6C的(b3)所示的前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和小于如图6B的(b2)所示的前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和。

在#1压电喷射器的相邻的燃料引燃喷射f1和f2的相邻的指令喷射期P1和P2之间的最小间隔校正之后，前一次和后一次燃料引燃喷射f1和f2的喷射量之和的减小导致曲轴3的转速下降。

由于这一原因，在加大相邻的指令喷射期之间的间隔时，ECU50确定曲轴3的转速的减小是否超过预定的阀值。当确定曲轴3的转速的减小超过预定阀值时，ECU50确定相应的实际喷射期彼此不重叠。

图7示意性地显示了根据存储在存储单元中的用于执行最小间隔检测任务和记忆任务的至少一个程序可以由ECU50执行的过程。

例如，在由经输入/输出界面51c连接到ECU50上的里程表55测得每个例如5000km的驱动循环中，过程的顺序由ECU50重复执行。

在每个5000km的驱动循环中，ECU50在步骤S8中根据映射图M2、由曲柄角度传感器42发送的测量数据获得的发动机转速(曲轴3的转速)、以及由加速传感器44发送的加速踏板的测量行程来确定柴油机1的工况是否属于全升程喷射区R1。

当确定柴油机1的工况不属于全升程喷射区R1时(步骤S8中的确定结果是“否”)，ECU50退出如图7所示的执行最小间隔检测任务和记忆任务的过程。

否则，当确定柴油机1的工况属于全升程喷射区R1时(步骤S8中的测定结果为“是”)，ECU50前进到步骤S10。

在步骤S10中，ECU50确定容纳在共轨6内的燃料的压力的波动在任一方向上保持等于或大于预定阀值α。需要用步骤S10中的行为来确定存储在共轨6内的燃料的压力是否保持稳定。

具体地，即使柴油机1在稳定状态下工作，存储在共轨6内的燃料的压力也会由于容纳在共轨6内的燃料的重复喷射以及燃料泵4将燃料重复泵送到共轨6内而循环波动。由于这一原因，为了防止在容纳在共轨6内的燃料的压力波动过程中执行记忆任务，设置预定阀值α优选允许存储在共轨6内的燃料的压力保持恒定的目标压力或在其附近。

也就是说，当确定容纳在共轨6内的燃料的压力的波动在任一方向上未保持等于或大于预定阀值α时，步骤S10中的判断是否定的。那么，ECU50退出如图7所示的执行最小间隔检测任务和记忆任务的行为。

否则，当确定容纳在共轨6内的燃料的压力的波动在任一方向上保持等于或大于预定阀值时，步骤10中的判断是肯定的。那么，ECU50前进到步骤S12。

在步骤S12中，ECU50将表示#1-#N汽缸的标识符“1”-“N”的参数“i”设为“1”。接下来，在步骤S14中，ECU50将喷射到#i汽缸内的相邻的燃料引燃喷射的相邻的指令喷射期之间的间隔Ti设为允许的最小值。允许的最小值根据容纳在共轨6内的燃料的压力基于彼此不重叠的实际相邻的喷射期之间的实际最小间隔INTmin由厂家确定。

在步骤S16中，ECU50在每个指令喷射期Ti施加例如预定的脉冲电压到相应的压电喷射器上以驱动它，这样，每个指令喷射期Ti都执行燃料喷射。

另外，在步骤S16中，当相应的压电喷射器PEi在每个喷射期执行燃料喷射时，ECU50根据曲柄角度传感器42的测量数据计算当#1汽缸燃烧时旋转的曲轴3的转速的当前采样值ΔNEi(n)。

具体地，在步骤16中，ECU50测量曲轴3的转速在一个期间内的瞬时变化，在该期间内，由#1汽缸的燃烧循环产生的能量被反映到曲轴3的性能上。

随后，在步骤S18中，ECU50确定在#1汽缸正在燃烧时旋转的曲轴3的转速的当前采样值ΔNEi(n)是否等于或小于曲轴3的转速的前一个采样值ΔNEi(n-1)减去预定值β所得的值。步骤18中的过程是为了确定实际相邻的喷射期是否从彼此重叠变到彼此不重叠。

如上所述，且如图6A-6C所示，当实际相邻的喷射期从彼此重叠变到彼此不重叠时，经计量进入#1汽缸内的喷射量下降。

由于这一原因，当确定当前采样值ΔNEi(n)等于或小于前一个采样值ΔNEi(n-1)减去预定值β所得的值时，步骤S18中的判断是肯定的。接着，ECU50前进到步骤S24。

否则，当确定当前采样值ΔNEi(n)大于前一个采样值ΔNEi(n-1)减去预定值β所得的值时，步骤S18中的判断是否定的。接着，ECU50前进到步骤S20。

在步骤S20中，ECU50确定采样次数n是否达到预定次数M。

步骤S20中的过程是为了确定在M次采样过程中，当等于或大于预定值β的变化没有出现于采样值ΔNEi中时，实际相邻的喷射期最初彼此不重叠。

当确定采样次数n没有达到预定次数M时(步骤S20中的判断是“否”)，ECU50在步骤S20为喷射期Ti加上Δ，回到步骤S16，并重复步骤S16-S22中的过程，直到步骤S18或S20的过程中的判断是肯定的。

步骤S16-S22中的过程是为了确定校正的指令喷射间隔Ti，在该间隔中，实际相邻的喷射期从彼此重叠变到彼此不重叠(见图6B和6C的(a2)、(b2)、(a3)和(b3))。

具体地，当步骤S18中的判断是肯定的时，ECU确定校正的指令喷射间隔Ti允许实际相邻的喷射期彼此不重叠。接着，ECU50前进到步骤S24。

在步骤S24中，ECU50根据下面的方程[1]并基于校正的指令喷射期Ti和存储在共轨6内的燃料的压力NPC计算出压电喷射器PIi的全升程Lf的变化量ΔLf：

ΔLf＝b/a(NPC)×(Ti-INTmin) [1]

其中“Ti-INTmin”项表示最小间隔INTmin的变化量，而“b/a(NPC)”项表示压电喷射器PIi的针阀14的升程的减小比率，该减小比率由存储在共轨6内的燃料的压力NPC决定。

这样，在步骤S26中，ECU50根据压电喷射器PIi的全升程Lf的计算的变化量ΔLf和存储在共轨6内的燃料的一个相应的压力值，校正包含在全升程喷射区R1内的指令喷射期。

另外，ECU50根据压电喷射器PIi的全升程Lf的计算的变化量ΔLf和存储在共轨6内的燃料的一个相应的压力值，校正可允许的最小值。

具体地，在步骤S26中，ECU50根据压电喷射器PIi的全升程Lf的计算的变化量ΔLf和存储在共轨6内的燃料的一个相应的压力值，控制单位时间内由压电喷射器PIi喷射的燃料的比率变化和/或压电喷射器PIi的指令喷射期。

因此，在步骤S26中，ECU50提供了表TA1，该表的各个记录与存储在共轨6内的燃料的压力变量和喷射量变量有关；这些变量被包含在映射图M1的全升程喷射区R1内(见图8A)。

接下来，在步骤526中，ECU50根据压电喷射器PIi的全升程Lf的计算的变化量ΔLf和存储在共轨6内的燃料的每个压力值，计算出校正的指令喷射期，从而将计算的校正的指令喷射期分别存储在表TA1的相应记录内。

另外，在步骤S26中，ECU50提供了表TA2，该表的各个记录与存储在共轨6内的燃料的压力变量有关；该变量被包含在映射图M1的全升程喷射区R1内(见图8B)。

接下来，在步骤S26中，ECU50根据压电喷射器PIi的全升程Lf的计算的变化量ΔLf和存储在共轨6内的燃料的每个压力值，计算出校正的可允许的最小值，从而将计算的校正的可允许的最小值分别存储在表TA2的相应记录内。

在完成步骤S26中的过程之后，ECU50前进到步骤S28。在步骤S28中，ECU50为参数“i”增加1，并确定参数“i”是否超过步骤S30中的汽缸数目N。步骤S30中的过程是为了确定是否在#1-#N的所有汽缸中已经完成了喷射期和可允许的最小值的记忆。

具体地，当确定参数“i”等于或小于汽缸数目N时(步骤S30中的判断是“否”)，ECU50就确定还未在#1-#N的所有汽缸中完成喷射期和可允许的最小值的记忆。然后，ECU50回到步骤S12，并重复执行步骤S12-S30中的过程，直到步骤S30中的判断是肯定的。

否则，当确定参数“i”超过汽缸数目N时(步骤30中的判断为“是”)，ECU50就确定在#1-#N的所有汽缸中已经完成了喷射期和可允许的最小值的记忆。然后，ECU50退出如图7所示的执行最小间隔检测任务和记忆任务的性能。

如图7所示的过程允许在存储在共轨6内的燃料的压力保持稳定且无限制的过程中、在怠速控制下执行每个压电喷射器PI1-PIN的喷射期和可允许的最小值的记忆。

如上所述，该燃料喷射控制***被配置成用于根据在燃料引燃喷射过程中正在变化的曲轴3的性能，获得每个压电喷射器PI1-PIN的相邻的燃料引燃喷射的实际相邻的喷射期之间的最小间隔，实际相邻的喷射期彼此不重叠。

因此，使用获得的最小间隔允许每个压电喷射器PI1-PIN的燃料喷射特性由于针阀14的全升程变化而导致的偏差的大小作为第一实施例的第一效果而被记忆。

在第一实施例中，指令喷射期的变化量、和确定指令喷射期之间的最小间隔的可允许的最小值的变化量都可以作为每个压电喷射器PI1-PIN的燃料喷射特性的偏差的大小而被记忆。

该燃料喷射控制***被设计用于：

改变每个压电喷射器PI1-PIN的燃料引燃喷射的指令喷射期之间的间隔；并且

根据曲轴3的转速等于或大于预定值β的变化量以及正在变化的测量间隔，获得每个压电喷射器PI1-PIN的相邻的燃料引燃喷射的彼此不重叠的实际相邻的喷射期之间的最小间隔。

作为第二效果，这可以适当地获得每个压电喷射器PI1-PIN的相邻的燃料引燃喷射的彼此不重叠的实际相邻的喷射期之间的最小间隔。

该燃料喷射控制***被配置成通过改变任意的压电喷射器的燃料引燃喷射的指令喷射期之间的间隔，用于记忆任意的压电喷射器的燃料喷射特性由于针阀14的全升程的变化而导致的偏差的大小。

这允许任意的压电喷射器的燃料引燃喷射的指令喷射期之间的间隔被确定为改变曲轴3的性能的因素。作为第三效果，这可以适当地获得任意的压电喷射器的相邻的燃料引燃喷射的彼此不重叠的实际相邻的喷射期之间的最小间隔。

该燃料喷射控制***被配置成用于记忆当容纳在共轨6内的燃料的压力的波动保持在任一方向上等于或大于预定阀值α时每个压电喷射器的燃料喷射特性的偏差的大小。作为第四效果，在记忆每个压电喷射器的燃料喷射特性的偏差的大小的过程中，这可以有效地减小存储在共轨6内的燃料的压力的波动的影响。

该燃料喷射控制***被配置成用于计算每个压电喷射器PI1-PIN的全升程Lf的变化量ΔLf，用作表示压电喷射器PI1-PIN中的相应一个的燃料喷射特性由于针阀14的全升程变化而引起的偏差的大小的参数。

这样，作为第五效果，可以根据每个压电喷射器PI1-PIN的全升程Lf的被记忆的变化量ΔLf，计算整个全升程喷射区R1中的喷射特性的校正量。

具体地，作为第六效果，可以根据每个压电喷射器的全升程Lf的变化量ΔLf校正指令喷射期和可允许的最小值，防止实际相邻的喷射期彼此重叠，并且可以减小每个燃料引燃喷射的喷射量的增加。

该燃料喷射控制***被设计用于计算被存储在共轨6内的燃料的压力变化分成的每个段的指令燃料喷射的校正量。作为第七效果，这可以补偿每个压电喷射器的全升程Lf的变化量ΔLf，以便与容纳在共轨6内的燃料的压力匹配。

第二实施例

下面将介绍根据本发明第二实施例的燃料喷射控制***，重点放在与根据第一实施例的燃料喷射控制***的结构和运行的不同点上。

根据第二实施例的柴油机包括多个压电喷射器PI1A-PINA，分别对应于#1-#N号汽缸。

图9示意性地显示了压电喷射器PI1A的结构的例子。需要指出的是，其它的压电喷射器PI2A-PINA具有与压电喷射器PI1A相同的结构。

压电喷射器PI1A包括基本为圆柱形的本体(壳体)60。本体60的一端(一个末端)的中心处形成有喷嘴61。本体60的另一端侧处形成有一对端口，高压燃料通道8和低压燃料通道9被结合到这对端口内以便相通。

本体60的内部还形成有圆柱形的容针室65、第一油封室72、针形活塞容纳室66a、背压室71、平衡室69和第二油封室76，这些室从本体60的一个端部开始按照这一顺序沿着本体60的长度方向布置。

本体60形成有在第一和第二油封室72和76之间起连通作用的连通通道74。

容针室65与本体60的一个末端的喷嘴61相通。本体60的一个末端构成容针室65的一个端壁。容针室65的一个端壁的环绕喷嘴61的环形内表面构成针座64。

压电喷射器PI1A设置有基本上为圆柱形的针阀62，针阀62被布置成容纳在容针室65内，以便：

它的一端与喷嘴61相对；且

另一端(背侧端)被容纳在第一油封室72内。

压电喷射器PI1A设置有基本上为圆柱形的针形活塞66，该活塞被容纳在针形活塞容纳室66a内，并且它的一端与针阀62的另一端相接。针形活塞66被布置在本体60的纵向上，并且其直径大于针阀62。

针形活塞66的布置和结构允许第一油封室72形成在针阀62的另一端、环绕的本体60内壁、和针形活塞66的一个端面之间。

压电喷射器PI1A设置有平衡活塞68，该活塞的一端与针形活塞66的另一端相接，并且被布置在本体60的纵向上。平衡活塞68被容纳在背压室71内。

压电喷射器PI1A设置有弹簧70。弹簧70***到背压室71内位于针阀66的另一端与环绕平衡活塞68的内壁之间。弹簧70用于将针形活塞66推向针座64。

与平衡活塞68的另一端相对布置的平衡室69由平衡活塞68的另一个端面、围绕的本体60内壁、以及分隔壁形成。分隔壁与平衡活塞68的另一个端面相对地布置，用于分隔出其中安装有阀组件的部分。

平衡室69允许由针阀62、针形活塞66和平衡活塞68组成的阀组件在它的轴向(本体60的纵向)上移动。分隔壁充当止动部67，用于限制平衡活塞68向本体60的另一端侧方向的移动。

本体60的内侧形成有高压燃料通道8a，该通道可以经端口与相应的高压燃料通道8相通，并且与容针室65和平衡室69相通。

这允许高压燃料从共轨6经高压燃料通道8和8a被供应到容针室65和平衡室69中的每一个内。

本体60的内侧形成有低压燃料通道9a，该通道经端口与低压燃料通道9相通，并且与背压室71相通。

压电喷射器PI1A设置有压电活塞78，该活塞被容纳在与低压燃料通道9a相通的容纳室79内，并且被布置成与分隔壁(止动部)67相对。该配置允许第二油封室76形成在压电活塞78和分隔壁67之间。燃料被充填到第一油封室72、连通通道74和第二油封室76内，充当传递动力的介质。

压电活塞78的内侧设置有截止阀80，第二油封室76经它。截止阀80能使燃料从低压燃料通道9a被供应到第二油封室76内，但不能使燃料从第二油封室76返回到低压通道9a内。

压电喷射器PI1A设置有压电元件PE，该元件具有沿着本体60的轴向的一端和另一端，并且被容纳在容纳室79内。压电元件PE的一端被固定到压电活塞78上，而其另一端被固定到本体60的另一端上。压电元件PE具有与第一实施例的压电元件的叠层配置基本相同的配置。

具体地，当被通电时，压电元件PE从它的原始的总长度开始膨胀。压电元件PE的膨胀导致压电活塞78移向本体60的一个末端(喷嘴侧端)。压电活塞78的移动允许容纳在第二油封室76、连通通道74和第一油封室72中的每一个内的燃料的压力增加。

此时，阀组件(针阀62)被容纳在容针室65内的高压燃料引起的力向本体60的压电元件侧端偏压。另外，阀组件(针形活塞66)被容纳在第一油封室72内的燃料的压力向本体60的压电元件侧端偏压。由容纳在容针室65内的高压燃料和容纳在第一油封室72内的燃料的压力引起的偏压力在下面被称为“开阀力”。

相反，针形活塞60被弹簧70和容纳在背压室71内的低压燃料向本体60的喷嘴侧端偏压。另外，平衡活塞68被容纳在平衡室69内的高压燃料向本体60的喷嘴侧端偏压。由弹簧70、容纳在背压室71内的低压燃料、和容纳在平衡室69内的高压燃料引起的偏压力在下面被称为“闭阀力”。

随着容纳在第二油封室76、连通通道74、和第一油封室72中的每一个内的燃料的压力的增加，当开阀力超过闭阀力时，阀组件(针阀62)就从阀座64被移向本体60的压电元件侧端。这允许燃料喷射器PI1A被打开。

另一方面，在放电时，压电元件PE的总长度向它的原始总长度减小。压电元件PE总长度的减小导致压电元件78移向本体60的压电元件侧端。压电元件78的移动允许容纳在第二油封室76、连通通道74、和第一油封室72中的每一个内的燃料的压力下降。

随着容纳在第二油封室76、连通通道74、和第一油封室72中的每一个内的燃料的压力的下降，当闭阀力超过开阀力时，阀组件(针阀62)就坐落在阀座64上，从而允许燃料喷射器PI1A被关闭。

具体地，在压电喷射器PI1A的结构中，随着压电元件PE的总长度的改变，针阀62距离阀座64的位移也在改变，该位移对应于针阀62的升程。这允许针阀62的升程在它的零升程位置和其全升程之间的范围内被自由地调节；这一零升程位置对应于被关闭的压电喷射器PI1A。

参照图10，该燃料喷射控制***装备有ECU50A，ECU50A包括微型计算机51A、连接到每个压电喷射器PI1A-PINA的压电元件PE上的驱动器51B、以及电连接到微型计算机51、传感器40、42、44、和计量阀5上的输入/输出界面51C。

驱动器51B设置有DC-DC转换器52(作为增压转换器的一个例子)、电容器53、充电开关54、充放电线圈55、放电开关56、二极管57和58、以及电阻器R1A、R1B、R2A和R2B。

运载工具设置有电池B，电池的正极被电连接到DC-DC转换器52上。由电池B作为电能输送的例如12V的输出电压被供应到DC-DC转换器52。电池B的输出电压(电池电压)被DC-DC转换器52增压至为压电元件PE充电所需的高压例如200-300V。

电容器53的一个高侧电极被电连接到DC-DC转换器52上，而它的低侧电极接地。

具体地，从DC-DC转换器52输出的增压后的电压被施加到电容器53的一个电极上，以便增压后的电压被电容器35充电。

压电元件PE的一个高侧电极通过串联电连接的充电开关54和充放电线圈55被电连接到电容器53的高侧电极上。压电元件PE的低侧电极接地。

充电开关54与充放电线圈55之间的中间点被电连接到放电开关56的一个端子上，而另一个端子接地。

二极管57被并联电连接在放电开关56的一个和另一个端子之间，以便它的正向从放电开关56的接地侧指向电容器53和充放电线圈55。二极管57、电容器53、充放电线圈55、和放电开关56充当用于为压电元件PE充电的第一斩波电路CC1。在第一斩波电路CC1中，二极管57充当第一续流二极管。

二极管58被并联电连接在充电开关54的一个和另一个端子之间，以便它的正向从放电开关侧指向电容器侧。二极管58、电容器53、充放电线圈55、和放电开关56充当用于使压电元件PE放电的第二斩波电路。在第二斩波电路中，二极管58充当续流二极管。

串联连接的电阻器R1A和R1B的一端被连接到压电元件PE的高侧电极与充放电线圈55之间的连接线上，而另一端接地。

串联连接的电阻器R2A和R2B的一端被连接到压电元件PE的低侧电极上，而另一端接地。

具有如上所述的电路结构的驱动器51B由微型计算机51A驱动。

操作输入/输出界面51C，以便：

接收从传感器40、42和44输出的数据；

转换接收到的数据以便在需要时可以由微型计算机51A识别；以及

将预定的控制指令发送至计量阀5。

微型计算机51A被电连接到电阻器R1A和R1B之间的连接点N1以及电阻器R2A和R2B之间的连接点N2上。

具体地，微型计算机51A包括CPU和存储单元，存储单元与各种存储介质(例如易失性/非易失性存储介质)中的至少一种可更换地或永久集成在一起。

存储单元里已经存储有映射图M1和M2以及使ECU50A执行各种任务的程序P，这些任务包括用于控制柴油机1输出的燃料喷射控制任务。

具体地，根据至少一个程序P，使用映射图M1和M2、由传感器40、42和44供给的接收到的数据、压电元件PE的经过连接点N1的电压、经连接点N2流过压电元件PE的电流，ECU50A控制每个单独的开关54和56的开闭。在第二实施例中，每个单独的开关54和56的开闭控制由微型计算机50A根据如图11所示的时间图来执行。

图11的(a)示意性地显示了充电开关54的开关时机，而图11的(b)示意性地显示了充放电开关56的开关时机。

图11的( c)示意性地显示了流过压电元件PE的电流的波形。

图11的(d)示意性地显示了压电元件PE的电压的波形。

如图11所示，由充电开关54的开关操作控制的斩波控制允许电流在交替上升或下降的同时被充到压电元件PE内。

具体地，接通充电开关54可以形成由电容器53、充电开关54、充放电线圈55和压电元件PE构成的闭环回路。

这允许存储在电容器53内的电荷被充到压电元件PE内，从而增加流过压电元件PE的电流量。

当充电开关54从它的接通位置被断开时，形成由充放电线圈55、压电元件PE和续流二极管57构成的闭环回路。这允许存储在充放电线圈55内的续流能量被放出、并经续流二极管57被供应到压电元件PE，从而减少流过压电元件PE的电流量。

由充电开关54的开关操作控制的减压斩波控制允许压电元件PE被充电，以便压电元件PE的高侧电极的电势增加。

另外，由放电开关56的开关操作控制的斩波控制允许在电流交替增加或减小时从压电元件PE放出电流。

具体地，接通放电开关56可以形成由放电开关56、充放电线圈55和压电元件PE构成的闭环回路。

这允许存储在压电元件PE内的电荷被放出，被供应到充放电线圈55，从而减少流过压电元件PE的电流量。

当放电开关56从它的接通位置被断开时，形成由电容器53、续流二极管58、充放电线圈55和压电元件PE构成的闭环回路。这允许存储在充放电线圈55内的续流能量被进一步充到电容器53内，从而增加流过压电元件PE的电流量。

由放电开关56的开关操作控制的增压斩波控制允许压电元件PE放电，以便压电元件PE的高侧电极的电势下降。

在第二实施例中，控制每个开关54和56，使它在预定的恒定期间过程中处于接通位置，而当没有电流流过压电元件PE时，它从接通状态被转到断开状态。也就是说，对每个开关54和56执行恒定的接通期间控制。

每个开关54和56的恒定的接通期间控制基本上可以使存储在压电元件PE内的能量的变化率恒定。

由于这一原因，使用恒定的接通期间控制为压电元件PE充电，可以通过调节压电元件PE的充电时间控制将要被供应至压电元件PE的能量的量。

需要指出的是，在被供应至压电元件PE的能量的量恒定的情况下，压电元件PE的总长度的增加基本上恒定，而与它里面的温度无关。由于这一原因，恒定的接通期间控制可以简单地控制针阀62的升程。

相比之下，当仅仅根据被供应到压电元件PE的电压为压电元件PE充电时，压电元件PE的总长度的增加可以随它里面的温度而改变。由于这一原因，为了高度精确地控制针阀62的升程，可能有必要根据它里面的温度校正将要被供应到压电元件PE的目标电压。

需要指出的是，每个开关54和56的恒定的接通期间控制已经在例如日本未审专利公开No.2005-130561中做了介绍，该控制基本上可以使压电元件PE的总长度的增加恒定。需要指出的是，在第二实施例中介绍的开关54和56的开关操作的斩波控制已经在例如日本未审专利公开No.2002-136156中做了介绍，该控制可以使单位时间内将要被供应到压电元件PE的能量恒定。

具体地，如日本专利公开No.2002-136156所述，基于对每个开关54和56的恒定的接通期间控制被施加到压电元件PE的能量E可以由下列方程式表示：

E＝C×V2×1/2

其中，E表示施加的能量，C表示压电元件PE的电容，V表示施加到压电元件PE两侧的电压。

压电元件PE的总长度的增加与压电模量d33和电压V的乘积成比例，因此，压电元件PE的总长度的增加INC可以由下列方程式表示：

INC＝d33×(2×E/C)1/2

具体地，在施加的能量E恒定时，压电元件PE的总长度的增加INC与“d33/C1/2”成比例。

因此，当压电模量d33相对于温度变化的变化比率由“a”表示、并且电容C相对于温度变化的变化比率由TC表示时，下列等式的建立使得压电元件PE的总长度的增加大体上是恒定的，而与其中的温度无关：

a＝k(TC)1/2

其中，k是常数。

具体地，被施加到由满足等式“a＝k(TC)1/2”的压电材料制成的压电元件PE上的恒定能量E使得压电元件PE的总长度的增加大体上是恒定的，而与其中的温度变化无关。

此外，在压电元件PE被充电过程中，被充入压电元件PE中的电流随着时间逐渐减小，同时斩波波形改变，而压电元件PE的电压逐渐增大(参看图11)。

相反，在压电元件PE被放电过程中，从压电元件PE放出的电流随着时间逐渐增大，同时斩波波形改变，而压电元件PE的电压逐渐减小(参看图11)。

如日本专利公开No.2002-136156所述，即使在压电元件PE被充电过程中压电元件PE的电容稍微增大，压电元件PE的电压的增大比率稍微减小，被充入压电元件PE中的电流的减小比率也稍微减小。

压电元件PE的电压的增大比率的减小对于单位时间供给到压电元件PE的能量的量的减少起作用。被充入压电元件PE中的电流的减小比率的增大对于供给到压电元件PE的能量的量的增大起作用。单位时间供给到压电元件PE的能量的量的减少可以与被充入压电元件PE中的电流的减小比率的增大抵消。

因此，可以使单位时间供给到压电元件PE的能量恒定。

如上所述，将要被供应到压电元件PE的能量的量可以调节其中在本体60的纵向上的位移。这可以在针阀62的零升程位置与其全升程之间的范围内自由地控制针阀62的升程，在全升程处，平衡活塞68与止动部67接触。

在第二实施例中，与第一实施例所述一样，针阀62和针座64之间的直接接触可以使针阀62和针座64中的至少一个磨损。

类似地，平衡活塞68和止动部67之间的直接接触也可以使平衡活塞68和止动部67中的至少一个磨损。

这样，在类似第一实施例的第二实施例中，微型计算机51A被输入程序，以便根据存储在存储单元中的用于执行最小间隔检测任务和记忆任务的至少一个程序执行如图7所示的步骤S8-S14中的过程。

在步骤S16a中，微型计算机51A单独控制着充电和放电开关54和56的开关操作，以便每个开关54和56处于预定的恒定接通期间的接通状态。这可以为压电喷射器PIiA的压电元件PE供应恒定量的能量，从而在每个指令喷射期Ti执行燃料喷射。

此外，在步骤S16a中，当对应的压电喷射器PIiA执行每个指令喷射期Ti的燃料喷射时，微型计算机51A基于曲柄角度传感器42的测量数据计算当#i汽缸燃烧时旋转的曲轴3的转速的当前采样值ΔNEi(n)。

随后，执行如图7所示的过程S18-S24。

因此，压电喷射器PIiA的全升程Lf的变化量ΔLf可以根据如上所述的方程[1]并基于校正的指令喷射期Ti以及存储在共轨6内的燃料的压力NPC来计算。

之后，在如图12A所示的步骤S26a中，在柴油机1的工况位于全升程喷射区R1的过程中，微型计算机51A根据压电喷射器PIiA的全升程Lf的变化量ΔLf来校正压电元件PE的总长度的增加。

具体地，在步骤S26a中，如图12B所示，微型计算机51A提供了表TA3，该表的记录与存储在共轨6内的燃料的压力变量有关；该变量包含在全升程喷射区R1内。

接下来，在步骤26a中，微型计算机51A根据压电喷射器PIiA的全升程Lf的计算的变化量ΔLf和存储在共轨6内的燃料的每个压力值，计算出将要被供应到压电元件PE的能量的校正量，从而将计算出的能量的校正量分别存储在表TA3的相应的记录内。

如上所述，根据第二实施例的燃料喷射控制***被配置成根据相应一个压电喷射器PI1A-PINA的全升程Lf的计算的变化量ΔLf，直接校正在每个压电喷射器PI1A-PINA内移动针阀62到全升程处所需的压电元件PE的总长度增大量。

这样，除了第一到第七效果外，该燃料喷射控制***可以包含如下的第八个效果：

具体地，作为第八效果，可以直接校正压电元件PE的总长度的增大量，且指令燃料期保持恒定。直接校正压电元件PE的纵向膨胀不仅可以校正每个单位时间由每个压电喷射器PI1A-PINA喷射的燃料的量，而且可以校正由于相应一个压电喷射器PI1A-PINA的纯量变化而导致的燃料量变化。

第三实施例

下面介绍根据本发明的第三实施例的燃料喷射控制***，重点放在与第一或第二实施例的燃料喷射控制***的结构和操作不同的地方。

图13示意性地显示了根据第三实施例可以由微型计算机51A根据存储在存储单元内的至少一个程序执行的过程，该程序用于执行最小间隔检测任务和记忆任务。需要指出的是，相似的参考符号被分配给图7-13中的相似步骤，因此，省略对相似步骤的描述。类似第一实施例，每个例如5000km的驱动循环，微型计算机51A重复执行过程的顺序。

具体地，执行如图13所示的步骤S8-S14中的过程，这些过程基本上等同于图17中的相应步骤中的过程。

在步骤S16a中，微型计算机51A单独控制充电和放电开关54和56的开关操作，以便对于预定的恒定接通期间，每个开关54和56都处于接通状态。这可以向压电喷射器PIiA的压电元件PE供应恒定量的能量，从而在每个指令喷射期Ti执行燃料喷射。

另外，在步骤S16a中，当相应的压电喷射器PEi在每个喷射期Ti执行燃料喷射时，微型计算机51A根据曲柄角度传感器42的测量数据，计算当#i汽缸燃烧时旋转的曲轴3的转速的当前采样值ΔNEi(n)。

随后，执行图13中所示的过程S18和S20，这些过程基本等同于图7中的相应步骤中的过程。

具体地，当确定采样次数n未达到预定次数M时(步骤S20中的判断是“否”)，微型计算机51A前进到步骤S22a。

在步骤S22a中，微型计算机51A校正将要被供应到压电喷射器PIiA的能量的量E，例如，通过使能量的量E降低ΔE，返回步骤S16a，并重复步骤S16a-S22中的过程，直到步骤S18或S20中的判断是肯定的。

步骤S16a-S22a中的过程是为了确定压电元件PE的纵向膨胀的校正量，从而减少针阀62的升程。

具体地，当确定当前采样值NEi(n)等于或小于前一个采样值ΔNEi(n-1)减去预定值β所得的值时，步骤S18中的判断是肯定的。接着，微型计算机51A确定压电元件PE的纵向膨胀的校正量允许实际相邻的喷射期彼此不重叠。接着，微型计算机51A前进到步骤S24a。

因为压电元件PE的纵向膨胀的校正量允许实际相邻的喷射期彼此不重叠，所以微型计算机51A确定压电喷射器PIiA的全升程Lf的变化量ΔLf可以由将要供应到压电元件PE的能量的当前校正量补偿，能量的当前校正量对应于压电元件PE的纵向膨胀的校正量。

这样，在步骤S24a中，微型计算机51A根据存储在共轨6内的燃料的每个压力值，校正将要被供应到压电元件PE的能量的当前校正量，作为与压电元件PE的全升程等价的能量的量。接着，微型计算机51A将计算的能量的校正量存储到与表TA3类似的表的记录中，该表与存储在共轨6内的燃料的各压力值有关。

如上所述，该燃料喷射控制***的配置可以获得第一到第八效果以及第二实施例的***的效果。

在第一实施例中，根据每个压电喷射器PI1-PIN的全升程Lf的被记忆的变化量ΔLf以及容纳在共轨6内的燃料的每个压力值，计算整个全升程喷射区R1的喷射特性的校正量。然而，本发明并不局限于该结构。

具体地，全升程喷射区R1可以被分成多个区域，可以在所分的每个区域中执行图7的步骤S8-S24中的、用于计算全升程Lf的被记忆的变化量ΔLf的过程。

在第一和第二实施例中，当实际相邻的喷射期彼此重叠时，相应的指令喷射间隔的逐渐增加检测到最小的指令间隔，其中，实际相邻的喷射期从彼此重叠变到彼此不重叠。但本发明不限于这种机构。

具体地，当实际相邻的喷射期彼此不重叠时，相应的指令喷射间隔的逐渐减小可检测到最小的指令间隔，其中，实际相邻的喷射期从彼此不重叠变到彼此重叠。

在第二和第三实施例中，压电元件PE的纵向膨胀量基于将要被供应到压电元件PE的能量的量控制，但本发明并不局限于该结构。

具体地，压电元件PE的纵向膨胀量可以基于它的电压控制。在这种情况下，优选根据压电元件PE内的温度来控制它的纵向膨胀量。

有必要基于压电元件PE的与它的纵向位移有关的电量状态控制压电元件PE的纵向位移。

在第一到第三实施例中，执行汽缸-到-汽缸的记忆，但本发明并不局限于该方法。

具体地，在四缸内燃机中，当按照第一汽缸、第四汽缸、第三汽缸和第二汽缸的顺序执行燃料喷射时，可以同时记忆与第一到第三汽缸对应的压电喷射器的燃料喷射特性的偏差的量。在这种情况下，第一和第三汽缸中的每一个在四冲程循环中指令喷射期的变化可以实现同时记忆。

作为记忆压电喷射器的燃料喷射特性的偏差的量的方法，可以使用计算压电喷射器的全升程Lf的变化量ΔLf的方法，但本发明不局限于该方法。

具体地，可以根据映射图、步骤S18中的肯定判断处的校正的指令喷射间隔Ti、以及容纳在共轨6内的燃料的当前压力值，计算校正的指令喷射期。该映射图表示指令喷射间隔变量、校正的指令喷射期变量、以及容纳在共轨6内的燃料的压力变量之间的关系。

每个压电喷射器PI1(PI1A)-PIN(PINA)的结构不局限于如图2-9所示的结构。例如，每个压电喷射器PI1(PI1A)-PIN(PINA)可以设置有用于改变针止动部21和/或止动部67在本体纵向上的位置的装置。在这一改进中，根据全升程Lf的变化量ΔLf沿本体纵向调节针止动部21和/或止动部67可以有效补偿每个压电喷射器PI1(PI1A)-PIN(PINA)的喷射特性的均匀(aged)变化。

在第一到第三实施例中，用每个都由压电元件(压电致动器)构成的压电喷射器作燃料喷射器，但本发明并不局限于此。

具体地，可以用每个都由电磁螺线管构成的螺线管喷射器作燃料喷射器。

尽管已经描述了目前认为的本发明的实施例和改进，但不难理解，还可以做出没有描述的各种改进，并且打算将落在本发明的真实思想和范围内的所有的改进都包含在所附的权利要求书内。

Claims

1.一种用于记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差的装置，所述燃料喷射器被设置用于发动机汽缸，所述发动机具有输出轴，基于从燃料喷射器喷射到汽缸内的燃料在汽缸内产生动力，动力经机构被传递到输出轴从而使输出轴旋转，所述装置包括：

喷射执行单元，它被配置成用于使燃料喷射器分别在多个喷射期内多次将燃料喷射到汽缸内；

检测单元，它被配置成用于在执行多次燃料喷射的过程中，基于输出轴的性能，检测多个燃料喷射期内的暂时相邻的燃料喷射期之间的最小间隔，所述最小间隔维持暂时相邻的燃料喷射期彼此不重叠；和

记忆单元，它被配置成用于基于检测的最小间隔记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，记忆单元被可操作地连接到喷射执行单元上，并且被配置成用于：

控制喷射执行单元以改变多个喷射期内的暂时相邻的燃料喷射期之间的间隔；

确定在执行多次燃料喷射的过程中输出轴的旋转变化是否等于或大于预定的旋转量；且

基于当确定在执行多次燃料喷射的过程中输出轴的旋转变化等于或大于预定的旋转量时的改变间隔，获得暂时相邻的燃料喷射期之间的最小间隔。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，内燃机包括多个汽缸，记忆单元被可操作地连接到喷射执行单元上、并且被配置成用于：

控制喷射执行单元，以改变将燃料分别喷射到其中一个汽缸内的多个喷射期内的暂时相邻的燃料喷射期之间的间隔；

确定在执行多次向其中一个汽缸内喷射燃料的过程中输出轴的旋转变化是否等于或大于预定的旋转量；且

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，内燃机包括用于容纳高压燃料的共轨，且所述共轨用于将高压燃料供应到燃料喷射器内作为将从燃料喷射器被供应到汽缸内的燃料，记忆单元被配置成用于：

测量共轨内的高压燃料的波动；

确定测得的波动是否保持等于或大于预定阀值；并且

当确定测得的波动保持等于或大于预定阀值时，开始记忆与参考喷射特性的偏差。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，燃料喷射器包括：

具有预定长度和由壁限定的内腔的外壳，所述外壳在长度方向上的一端形成有喷嘴，喷嘴与中空内部相通，壁上形成有环绕喷嘴的阀座；

安装在中空内部内并且可坐落在阀座上的阀；和

被可操作地连接到阀上并且被可控制地连接到记忆单元上的致动器，所述致动器被驱动以允许阀在全冲程时移离阀座，从而将容纳在内腔的燃料经喷嘴喷到汽缸内，所述致动器被驱动以允许阀移向阀座，以便坐落在阀座上，从而中断燃料喷射；

记忆单元包括计算单元，计算单元被配置成用于根据测得的最小间隔计算阀的全冲程与预定的参考全冲程的偏差。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，记忆单元被可操作地连接到喷射执行单元上、并且被配置成用于：

基于多个指令喷射期控制喷射执行单元，以使燃料喷射器在分别与多个指令喷射期对应的多个喷射期内多次将燃料喷射到汽缸内，且记忆单元包括校正单元，校正单元被配置成用于基于阀的全冲程与预定的参考全冲程的偏差校正下面的至少一个：

基于检测的最小间隔的多个燃料喷射期内的暂时相邻的燃料喷射期之间的可允许最小值，所述可允许最小值基于彼此不重叠的暂时相邻的燃料喷射期之间的实际最小间隔被预先确定；和

多个指令喷射期中的暂时相邻的指令喷射期，这些暂时相邻的指令喷射期对应于暂时相邻的燃料喷射期。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，具有压力的燃料被供应到燃料喷射器，且记忆单元被配置成用于基于阀的全冲程与预定的参考全冲程的偏差以及将要被供应到燃料喷射器的燃料的压力，校正多个指令喷射期内的暂时相邻的指令喷射期。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，燃料喷射器包括阀和可操作地连接到阀上的致动器，致动器可以在预定的方向上移动，且喷射执行单元被配置成用于使致动器在预定的方向上移动，以便阀在初始位置与预定的全冲程之间在预定方向上移动，阀在预定方向上移动允许燃料喷射器将燃料多次喷射到汽缸内；并且

当喷射执行单元被配置成用于使致动器在预定方向上移动以便阀在预定方向上移动到预定的全冲程时，记忆单元被配置成用于基于检测的最小间隔记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差。

9.一种用于记忆与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差的装置，所述装置被设置用于内燃机的汽缸，所述内燃机具有输出轴，燃料喷射器包括阀和可操作地连接到阀上的致动器，致动器可以在预定的方向上移动，基于从燃料喷射器喷射到汽缸内的燃料在汽缸内产生动力，动力经机构被传递到输出轴从而使输出轴旋转，所述装置包括：

喷射执行单元，它被配置成用于使致动器在预定的方向上移动，以便阀在初始位置与预定的全冲程之间在预定方向上移动，从而分别在多个喷射期内将燃料多次喷射到汽缸内，多个喷射期内的暂时相邻的燃料喷射期之间的每个间隔都被设置成参考最小值；和

可操作地连接到致动器上的记忆单元，它被配置成用于确定暂时相邻的燃料喷射期彼此是否不重叠，同时校正致动器的位移量，从而使阀在预定的全冲程时在预定方向上移动，记忆单元被配置成用于记忆当暂时相邻的燃料喷射期彼此不重叠时致动器位移的校正量，作为与燃料喷射器的参考喷射特性的偏差。