CN101479458B - 内燃机的燃料供给设备及燃料供给方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的燃料供给设备及燃料供给方法。该设备包括驱动地连接到内燃机输出轴上的燃料输送量调节机构，该机构通过燃料管将燃料输送到燃料喷射装置，并在根据内燃机输出轴的转速变化的可调范围内基于内燃机输出轴的旋转调节燃料的输送量。该设备还包括：异常判定器件，其判定在燃料输送量调节机构中是否已发生异常；和转速限制器件，当判定在燃料输送量调节机构中存在异常时，转速限制器件将内燃机输出轴的转速限制至等于或小于预定转速。当判定在燃料输送量调节机构中存在异常时，转速限制器件通过延迟内燃机火花塞的点火正时限制内燃机输出轴的转速。结果，可抑制燃料管中的燃料压力过量增加以及从燃料喷射装置到燃烧室中的漏泄。

Description

内燃机的燃料供给设备及燃料供给方法

技术领域

本发明涉及一种内燃机的燃料供给设备及燃料供给方法。 

背景技术

公开号为2000-008997(以下称为“JP-A-2000-008997”)的日本专利申请描述了一种由内燃机来驱动的燃料供给设备。更具体地，该设备设置有高压泵，该高压泵具有被支撑以便在气缸中上下移动的柱塞。因为柱塞由在凸轮轴上形成的凸轮来上下驱动，所以燃料被吸入加压腔，并且燃料被柱塞加压并被抽吸到输送管路中。该输送管路连接到与每一个气缸相对应的喷射器上。燃料从这些喷射器被喷射到每一个气缸中的燃烧室中。 

同样，在JP-A-2000-008997中，起到燃料输送量调节机构的作用的电磁阀设置在高压泵中。该电磁阀基于内燃机的工作状态(以下简称为“发动机工作状态”)调节来自高压泵的燃料输送量。顺带地，高压泵驱动地连接到内燃机的输出轴(以下简称为“发动机输出轴”)上。因此，该电磁阀所可以调节的燃料输送量的范围根据发动机输出轴的转速而变化。 

如果在高压泵中电磁阀发生异常，例如驱动失效，则燃料输送量将不再以上述方式来调节。在该情况下，可能从高压泵供给过量的燃料到例如输送管路的燃料管，这导致了燃料管中的燃料压力不必要地增加。因此，在这种燃料供给设备中，通常在输送管路等等中设 置卸压阀，从而如果燃料管中的燃料压力达到或超过卸压阀的卸放压力，则燃料将通过卸压阀流出燃料管，从而降低了燃料管中的燃料压力。 

然而，关于可以这样通过使燃料经卸压阀流出燃料管来降低多少燃料压力存在极限。同样，如果从高压泵供给的燃料量增加，则燃料管中的燃料压力将变得极高，可能导致例如燃料从燃料喷射器漏泄到发动机的燃烧室中。 

顺带地，例如燃料管中的燃料压力过量地增加以及燃料从燃料喷射装置漏泄到燃烧室中的问题，不局限于使用柱塞式高压泵的燃料供给设备。这些问题还可能在使用另一个驱动地连接到发动机输出轴上的燃料输送装置的燃料供给设备中发生。 [0006a]文献US 2005/0183699A1教导了一种共轨式燃料喷射***，其中，如果由进口压力传感器感测的供给泵的进口压力高于高压侧阈值并且该状态的累积时段超过预定的累积时段，则判定发生了高压异常，并且执行用于高压异常的处理。这样，能够避免供给泵由于高压异常引起的故障。 [0006b]而且，如果供给泵的进口压力低于低压侧阈值并且该状态的累积时段超过预定的累积时段，则判定发生了低压异常，并且执行用于低压异常的处理。这样，能够避免供给泵由于低压异常引起的故障。 [0006c]此外，文献EP 0 375 944 A2教导了一种用于将燃料压力供给到用于柴油机的共轨的可变量高压泵。该泵具有柱塞、柱塞室、用于上下移动柱塞的凸轮、可以打开和关闭柱塞室的一端的打开式(opening-out type)电磁阀、燃料池、与柱塞室相连通的止回阀以及用于将燃料供给到燃料池的进口管路。从柱塞室到燃料池的燃料的引入都通过电磁阀来实现。 

发明内容

本发明提供了例如通过当燃料输送量不再被调节时，抑制燃料管中的燃料压力的过量增加，来抑制燃料从燃料喷射装置漏泄到燃烧室中的一种内燃机的燃料供给装置及燃料供给方法。 

本发明的第一方案涉及一种内燃机的燃料供给设备，该设备包括燃料输送量调节机构，该燃料输送量调节机构驱动地连接到内燃机的输出轴上，通过燃料管将燃料输送到燃料喷射装置，并且在根据内燃机的输出轴的转速而变化的可调范围内，基于内燃机的输出轴的旋转调节燃料的输送量。该内燃机的燃料供给设备进一步包括：i)异常判定器件，其判定在燃料输送量调节机构中是否已经发生异常；以及ii)转速限制器件，当判定在燃料输送量调节机构中存在异常时，转速限制器件将内燃机的输出轴的转速限制至等于或小于预定转速。 

根据第一方案的燃料供给设备，当燃料输送量不能被燃料输送量调节机构调节时，内燃机的输出轴的转速可以被限制至等于或小于预定转速。结果，可以限制来自燃料输送装置的燃料输送量从而能够抑制燃料管中的燃料的压力过量地增加。从燃料喷射装置到燃烧室中的燃料漏泄等等也可以被抑制。 

顺带地，内燃机的燃料供给设备可以进一步包括卸压阀，卸压阀设置在燃料管中并且当燃料管中的燃料压力超过比燃料管的压力极限值低的预定卸放压力时，通过打开卸压阀来使得燃料管中的一些燃料流出燃料管。同样，转速限制器件可以将预定转速设定为如下速度：在该速度下，燃料管中的燃料的压力在卸压阀打开时保持在处于压力极限值与预定卸放压力之间的预定压力。 

将内燃机的转速(以下简称为“发动机转速”)限制至等于或小于预定转速能够抑制燃料供给设备的燃料压力变得过高。然而，如果预定转速被设定得太低，则发动机转速将被限制至低于所需的速度。 

关于这点，卸压阀使得燃料管中的一些燃料流出燃料管，并且转速限制器件将预定转速设定为如下速度：在该速度下，燃料供给设备的燃料压力变为在该卸压阀的预定卸放压力与燃料供给设备的压力极限值之间的预定压力。结果，在利用卸压阀的燃料卸压作用时可以抑制燃料供给的燃料压力变得过高。还可以避免发动机转速被限制至低于所需的速度。 

在上述的内燃机的燃料供给设备中，当判定在燃料输送量调节机构中存在异常时，转速限制器件可以通过限制燃料喷射装置的燃料喷射量来限制内燃机的输出轴的转速。 

在上述的内燃机的燃料供给设备中，当判定在燃料输送量调节机构中存在异常时，转速限制器件可以通过延迟内燃机的火花塞的点火正时来限制内燃机的输出轴的转速。当燃料管中的燃料压力超过预定压力时，转速限制器件可以通过延迟火花塞的点火正时来限制内燃机的输出轴的转速。同样，当燃料管中的燃料压力等于或小于预定压力并且内燃机的输出轴的转速超过预定转速时，转速限制器件可以通过延迟火花塞的点火正时来限制内燃机的输出轴的转速。此外，转速限制器件可以通过持续延迟火花塞的点火正时直到内燃机的输出轴的转速变为等于或小于预定转速来限制内燃机的输出轴的转速。 

同样，在上述的内燃机的燃料供给设备中，转速限制器件可以通过改变内燃机的配气正时来限制内燃机的输出轴的转速。在上述的内燃机的燃料供给设备中，当燃料管中的燃料压力超过预定压力时，异常判定器件可以判定在燃料输送量调节机构中存在异常。 

本发明的第二方案涉及一种内燃机的燃料供给设备，该设备包括第一燃料输送装置，该第一燃料输送装置驱动地连接到内燃机的输出轴上并且基于内燃机的输出轴的旋转，通过第一燃料管将燃料输送到第一燃料喷射装置。第一燃料喷射装置将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中。第一燃料输送装置包括燃料输送量调节机构，燃料输送量调节机构在根据内燃机的输出轴的转速而变化的可调范围内，基于内燃机的工作状态调节燃料输送量。内燃机的燃料供给设备进一步包括第二燃料喷射装置，第二燃料喷射装置将燃料喷射到内燃机的进气 口中；第二燃料输送装置，其通过第二燃料管将燃料供给到第二燃料喷射装置并且通过燃料供给管将燃料供给到第一燃料输送装置；异常判定器件，其判定在燃料输送量调节机构中是否已经发生异常；开关阀，其设置在燃料供给管中并且选择地打开和关闭到第一燃料输送装置的燃料供给管；以及开关阀控制器件，当异常判定器件判定在燃料输送量调节机构中存在异常时，开关阀控制器件通过关闭开关阀来停止从第二燃料输送装置到第一燃料输送装置的燃料供给。同样，燃料输送量调节机构可以是电磁阀。 

根据本发明的第二方案，当燃料输送量调节机构不能调节燃料输送量时，可以通过关闭开关阀来停止从第二燃料输送装置到第一燃料输送装置的燃料供给，从而抑制第一燃料管中的燃料的压力变得过高。还可以在第一燃料输送装置和用于缸内喷射的第一燃料喷射装置之外，设置第二燃料输送装置和用于进气口喷射的第二燃料喷射装置。因此，即使第一燃料输送装置的燃料输送被停止从而用于缸内喷射的第一燃料喷射装置不能再喷射燃料，也可以通过用于进气口喷射的第二燃料喷射装置将燃料喷射到进气口中，因而，发动机可以继续工作。 

本发明的第三方案涉及一种内燃机的燃料供给方法，该内燃机设置有燃料输送量调节机构，该燃料输送量调节机构驱动地连接到内燃机的输出轴上并且在根据内燃机的输出轴的转速而变化的可调范围内，基于内燃机的输出轴的旋转调节燃料输送量。用于内燃机的燃料供给方法的特征在于包括：i)通过第二燃料管将燃料供给到将燃料喷射到内燃机的进气口中的第二燃料喷射装置，并且通过燃料供给管将燃料供给到通过第一燃料管将燃料输送到第一燃料喷射装置的第一 燃料输送装置，第一燃料喷射装置将燃料直接喷射到内燃机的燃烧室中；ii)判定在燃料输送量调节机构中是否已经发生异常；以及iii)当判定在燃料输送量调节机构中存在异常时，通过关闭设置在燃料供给管中并且选择地打开和关闭到第一燃料输送装置的燃料供给管的开关阀来停止对第一燃料输送装置的燃料供给。 

本发明的第四方案涉及一种内燃机的燃料供给方法，该内燃机设置有燃料输送量调节机构，燃料输送量调节机构驱动地连接到内燃机的输出轴上并且在根据内燃机的输出轴的转速而变化的可调范围内，基于输出轴的旋转调节燃料输送量。用于内燃机的燃料供给方法包括：i)通过燃料管将燃料输送到燃料喷射装置；ii)判定在燃料输送量调节机构中是否已经发生异常；以及iii)当判定在燃料输送量调节机构中存在异常时，将内燃机的输出轴的转速限制至等于或小于预定转速。 

附图说明

参考附图，通过下文对示范实施例的描述，本发明的上述和进一步的目的、特征以及优点将变得明显，其中相同的附图标记用于表示相同的元件，并且其中： 

图1为示意性地示出了根据本发明的第一示范实施例的内燃机的燃料供给设备的结构的方框图； 

图2为示出了柱塞行程、在电磁阀的打开/关闭状态下的转换以及在吸入和输送行程的过程中的电磁阀的通电状态； 

图3为处于与图2中的时段A相对应的状态下的高压泵的截面图；

图4为处于与图2中的时段B相对应的状态下的高压泵的截面图； 

图5为处于与图2中的时段C相对应的状态下的高压泵的截面图； 

图6为说明了根据第一示范实施例的用于处理燃料输送量不能被调节的异常的程序中的步骤的流程图； 

图7为示出了当燃料输送量不能被调节时，曲轴的转速与输送管路中的压力之间的关系的曲线图； 

图8为说明了根据第二示范实施例的用于处理燃料输送量不能被调节的异常的程序中的步骤的流程图； 

图9为示意性地示出了根据本发明的第三示范实施例的内燃机的燃料供给设备的结构的方框图；以及 

图10为说明了用于处理燃料输送量不能被调节的异常的程序中的步骤的改进实例的流程图。 

具体实施方式

以下，将参考图1到图7来描述四缸直接喷射式内燃机的燃料供给设备的第一示范实施例。图1为示意性地示出了该燃料供给设备的结构的方框图。 

如图1所示，燃料供给设备90包括供给泵3和高压泵50。供给泵3由电动机(未示出)来驱动，并且从燃料罐2中吸取燃料并且通过低压燃料通道20将燃料供给到高压泵50。高压泵50驱动地连接到发动机输出轴1上，并且增加由供给泵3供给的燃料的压力并且 通过高压燃料通道21将被加压的燃料输送到输送管路5，输送管路5为燃料管。 

与每一个气缸相对应的喷射器4连接到输送管路5上。输送管路5中的燃料从喷射器4喷射到每一个气缸的燃烧室中。卸压阀6也设置在输送管路5中。该卸压阀通过回流燃料通道22连接到燃料罐2上。如果输送管路5中的燃料压力(以下简称为“燃料压力P”)超过了预先设定的卸放压力PE，则卸压阀6打开以使得输送管路5中的燃料通过回流燃料通道22回流到燃料罐2中。顺带地，该卸放压力PE被设定为比例如输送管路5的燃料管的压力极限值PL小的值。 

燃料供给设备90还设置有用于检测发动机工作状态的若干传感器。例如，检测发动机输出轴1的转速(以下简称为“发动机转速NE”)以及发动机输出轴1的旋转相位的曲轴传感器65靠近发动机输出轴1而设置。检测加速踏板(未示出)的压低量(即，加速器的开度)的加速度传感器52靠近加速踏板而设置，而检测燃料压力P的压力传感器62设置在输送管路5中。 

这些传感器的检测信号由控制单元100来接收。该控制单元100基于这些检测信号，即发动机工作状态，来执行总的发动机控制，即，诸如燃料喷射控制和点火正时控制等等的各种控制。控制单元100还包括存储涉及各种控制的控制程序、执行那些控制所需的功能图以及计算结果的存储器100a。 

接下来，将描述高压泵50的结构。如图1所示，高压泵50主要由驱动机构50a和电磁阀50b组成。这里，电磁阀50b可以被视为本发明的燃料输送量调节机构。驱动机构50a包括主体24和柱塞30。 主体24固定到发动机的气缸盖(未示出)上。气缸28在主体24内部形成并且以柱塞30能够上下移动的方式来支撑柱塞30。挺杆29固定到该柱塞30的基部(图中的较低端部)。挺杆29的侧面由固定到主体24的挺杆导管23来可滑动地支撑，而挺杆29的底面邻接在发动机的凸轮轴8上形成的凸轮9。弹簧27也设置在主体24与挺杆29之间。弹簧27的偏置力使挺杆29和柱塞30朝凸轮9偏置。随着凸轮轴8的旋转，柱塞30被凸轮9上下驱动。顺带地，凸轮轴8通过滚动驱动机构，例如链条，驱动地连接到发动机输出轴1上并且因此与发动机输出轴1一起旋转。 

电磁阀50b还包括壳体32、磁芯31、线圈33以及由磁性材料制成的阀体34。壳体32连接到主体24上，并且磁芯31和线圈33设置在壳体32内部。加压腔26被壳体32和主体24一分为二。该加压腔26通过在壳体32与主体24中形成的燃料供给通道20a与低压燃料通道20相连通，并且通过在主体24中形成的排放通道21a与高压燃料通道21相连通。单向阀25布置在该排放通道21a中。该单向阀25限制从输送管路5到加压腔26的燃料流(即，回流)。 

阀部34b在阀体34的顶端上形成。该阀部34b贴在阀座37上或提升离开阀座37，阀座37在壳体32中的燃料供给通道20a的开口的周边上形成。燃料供给通道20a的开口与加压腔26相连通。弹簧36设置在阀体34的阀部34b与主体24之间。该弹簧36将阀体34的阀部34b朝阀座37偏置以使阀部34b贴在阀座37上，从而关闭电磁阀50b。另一方面，衔铁34a在阀体34的基部(图中的较上端部)上形成。该衔铁34a靠近磁芯31而形成。当线圈33通电时，在磁芯31 中产生的电磁力将衔铁吸向磁芯31。结果，阀部34b相对于弹簧36的偏置力来提升阀座37，从而打开电磁阀50b。 

该高压泵50将由供给泵3供给的燃料吸入加压腔26(吸入行程)，然后对被吸入的燃料加压并且将被加压的燃料输送到输送管路5(输送行程)。以下，将参考图2到图5来描述吸入和输送行程。图2为说明了柱塞30的行程、电磁阀50b的打开/关闭状态，以及在吸入和输送行程的过程中的电磁阀的通电状态的图。图3到图5为示出了处于与在吸入和输送行程的过程中的每一个时段相对应的不同的状态下的高压泵50的截面图。 

首先，将描述吸入行程。在图2中示出的时段A的过程中，燃料被吸入，同时柱塞30从上止点(TDC；提升量最大的位置)和下止点(BDC；提升量最小的位置)被驱动。在该时段A的过程中，线圈33被断电，因此阀体34的阀部34b被弹簧36朝阀座37偏置。然而，当柱塞30朝BDC侧移置时，加压腔26的体积增加，因此内部压力下降。结果，阀体34的阀部34b提升离开阀座37，从而打开电磁阀50b(见图3)。结果，燃料通过低压燃料通道20和燃料供给通道20a被引入加压腔26。 

接下来，将描述输送行程。在图2中示出的时段B的过程中，线圈33通电。如上所述，当线圈33通电时，在磁芯31中产生的电磁力比弹簧36的偏置力大，因此衔铁34a被吸向磁芯31，结果，阀体34的阀部34b远离阀座37，如图4所示。结果，电磁阀50b保持打开以使加压腔26中的燃料通过燃料供给通道20a和低压燃料通道20而回流到燃料罐2。

接下来，在图2中示出的时段C的过程中，线圈33断电，因此阀体34的阀部34b被弹簧36朝阀座37偏置。此外，因为柱塞30朝TDC侧移置，所以加压腔26的内部压力也增加。结果，阀体34的阀部34b变为抵靠阀座37而固定，从而关闭电磁阀50b，如图5所示。 

然后，当柱塞30进一步朝TDC侧移置时，单向阀25打开，并且来自加压腔26的燃料通过高压燃料通道21而输送到输送管路5。在图2中示出在当线圈33断电时的时段C的过程中，从高压泵50输送到输送管路5的一个输送行程中的燃料量与加压腔26的体积的减小量相对应。顺带地，该输送行程的周期由凸轮9的转速即发动机转速NE来确定。因此，由高压泵50每单位时间输送的燃料量(以下简称为“燃料输送量”)的可调范围取决于发动机转速NE而变化。 

这里，通过控制线圈33的通电时间量，控制单元100在根据发动机转速NE而确定的可调范围内调节燃料输送量。因此，执行输送管路5中的燃料压力P的反馈控制。更具体地，控制单元100基于发动机工作状态来设定适当的燃料压力P的目标值，并且当由压力传感器62检测到的燃料压力P的实际值例如比目标值大时，通过延长在输送行程的过程中的线圈33的通电时间来降低燃料输送量。另一方面，当实际值比目标值小时，控制单元100通过缩短在输送行程的过程中的线圈33的通电时间(即，时段B)来增加燃料输送量。 

然而，当电磁阀50b的线圈33由于例如断开等等的异常而不能通电时，在吸入行程的过程中被引入加压腔26的所有燃料都被输送到输送管路5。换句话说，燃料输送量变为在由发动机转速NE确定的可调范围内的最大值。结果，燃料压力P可能过量地升高。

在该情况下，如果燃料压力P超过卸压阀6的卸放压力PE，输送管路5中的燃料能够通过卸压阀6流出输送管路5。然而，如上所述，当来自高压泵50的燃料输送量由于电磁阀50b中的异常而增加时，尽管燃料压力的瞬时增加能够因此被抑制，但是燃料压力P的过量升高仍然不能被避免。 

因此，用根据第一示范实施例的燃料供给设备90，通过为发动机转速NE设定上限值以及限制发动机转速NE以使发动机转速NE不超过该上限值，可以可靠地抑制燃料压力P由于电磁阀50b中的异常而过量增加。以下，将参考图6中示出的流程图来描述用于处理所述异常的程序的步骤。 

图6中示出的程序由控制单元100以预定的控制周期来反复地执行。这里，控制单元100可以被视为本发明的异常判定器件和转速限制器件。在该程序中，控制单元100开始判定是否已经发生电磁阀50不能执行调节操作的异常(S110)。更具体地，控制单元100可以利用单独设置的电路，通过监视线圈33的通电状态来检测是否存在电磁阀50b不能执行调节操作的异常。如果判定还没有发生所述的异常(即，步骤S110中的否)，程序的该循环结束。另一方面，如果判定在电磁阀50b中已经发生异常使得燃料输送量不能被调节(即，步骤S110中的是)，则设置在操作面板中的报警灯变亮(S120)并且程序进行到步骤S130。这里，控制单元100也可以被视为本发明的异常判定器件。 

在步骤S130中，控制单元100判定由压力传感器62检测到的输送管路5中的燃料压力P是否大于参考压力PT。该参考压力PT被预先设定为在卸压阀6的卸放压力PE与燃料供给设备90的燃料管 ***的压力极限值PL之间的值(即，PE<PT<PL)，并且被存储在控制单元100的存储器100a中。如果判定燃料压力P大于参考压力PT(即，步骤S130中的是)，则程序继续到步骤S140，在步骤S140中，对火花塞的点火正时执行延迟控制。更具体地，基于发动机工作状态而设定的点火正时θ被延迟预定的延迟量Δθ。顺带地，该点火正时的延迟量Δθ被设定为这样的值：由于点火正时的延迟引起的发动机输出的减少不会产生大的震动，并且该值被存储在存储器100a中。 

另一方面，如果燃料压力P等于或小于参考压力PT(即，步骤S130中的否)，则程序进行到步骤S210。在步骤S210中，控制单元100判定由曲轴传感器65检测到的发动机转速NE是否大于参考发动机转速NT。该参考发动机转速NT被设定为这样的值：当由于燃料中断控制而停止喷射燃料时，燃料压力P收敛(converge)并且保持在参考压力PT，并且该值被存储在存储器100a中。 

如果判定发动机转速NE大于参考发动机转速NT(即，步骤S210中的是)，则程序进行到步骤S140，在步骤S140中，执行点火正时的延迟控制。另一方面，如果判定发动机转速NE等于或小于参考发动机转速NT(即，步骤S210中的否)，则程序进行到步骤S220，并且程序的该循环结束，在步骤S220中，执行基于发动机工作状态的点火正时的正常控制。 

接下来，将参考图7描述在执行以上描述程序时的燃料管路5中的燃料压力的转换。在图7中，横轴表示发动机转速NE而纵轴表示输送管路5中的燃料压力P。另外，曲线图中的点H1、H2和H3指示燃料供给设备90的各种燃料输送状态。此外，曲线图中的压力极限线指示在高压泵50的燃料输送量的可调范围内的最大量，并且示出了 当正在执行燃料中断控制时，燃料压力P与保持燃料压力P的发动机转速NE之间的对应关系。 

例如，当燃料供给设备90的燃料输送状态如由图7中的点H1所示时，输送管路5中的燃料压力P(＝P1)大于参考压力PT，因此如上所述，执行点火正时的延迟控制。结果，发动机的输出减小并且发动机转速NE下降。相应地，高压泵50的燃料输送量减小，这又导致了较低的燃料压力。 

当燃料输送状态转换到由曲线图中的点H2示出的状态时，燃料压力P(＝P2)已经变为小于参考压力PT，但是发动机转速NE(＝N2)仍然高于参考发动机转速NT。在由点H2示出的状态下，当燃料喷射量减小时，例如当执行燃料中断控制时，燃料压力P可能突然增加并且再次超过参考压力PT，如图7中的虚线所示。而且，当发动机转速NE(＝N2)大于极限速度NL时，输送管路5中的压力也可能超过压力极限值PL。因此，尽管燃料压力P小于参考压力PT，仍然继续点火正时的延迟控制直到发动机转速NE变为等于或小于参考发动机转速NT。 

当燃料输送状态转换到由曲线图中的点H3示出的状态时，燃料压力P(＝P3)变为小于参考压力PT并且发动机转速NE(＝N3)变为小于参考发动机转速NT。在由点H3示出的状态下，即使执行燃料中断控制，燃料压力P也没有超过参考压力PT。因此，点火正时的延迟控制持续到发动机转速NE变为低于参考发动机转速NT。 

以上描述的第一示范实施例使下列效果能够被实现。首先，当燃料燃料输送量不能被电磁阀50b调节时，发动机转速NE被限制至 等于或小于参考发动机转速NT。相应地，高压泵50的燃料输送量被限制，从而可抑制例如燃料管路5的燃料管中的燃料压力过量地增加。结果，例如，阻止了燃料从喷射器4漏泄到燃烧室中。 

同样，当在电磁阀50b中发生这种异常时，高压泵50的燃料输送量变为在根据当时发动机转速NE而确定的可调范围内的最大值。结果，诸如以上描述的问题更容易发生。然而，可以根据第一示范实施例可靠地抑制此类问题的发生。 

另一方面，如果参考发动机转速NT被设定得太低，这将停止将发动机转速NE限制至低于所需的速度。 

关于这点，根据第一示范实施例，燃料管5中的一些燃料能够通过打开卸压阀6流出燃料管5，同时发动机转速NE被限制至等于或小于速度NT，这时，燃料压力P变为等于处于卸压阀6的卸放压力PE与燃料供给设备90的压力极限值PL之间的参考压力PT。结果，可以在利用卸压阀6的燃料卸压作用的同时抑制燃料供给的燃料压力变得过高，并且可以阻止发动机转速NE被限制至低于所需的速度。 

此外，根据第一示范实施例，因为与例如通过限定喷射器4的燃料喷射量来限制发动机转速NE的情况相比，可以通过延迟发动机的点火正时来限制发动机转速NE，所以可以抑制由于燃料喷射引起的燃料压力P的减小。结果，燃料压力P可以在不减小燃料喷射量的情况下通过减小发动机转速NE来有效地减小。 

以下，将描述本发明的第二示范实施例，重点在于其与第一示范实施例的区别。

在第一示范实施例中，通过由单独设置的电路来监视线圈33是否正常通电，检测燃料输送量不能被调节的异常。 

相比之下，在第二示范实施例中，在燃料压力P大于参考压力PT的情况下，判定已经发生电磁阀50b不能执行调节操作的异常。接下来，将参考图8中示出的流程图来描述根据第二示范实施例的用于处理燃料输送量不能调节的异常的程序。 

如图8所示，在该程序中，首先判定由压力传感器62检测到的燃料压力P是否大于参考压力PT(S310)。如果燃料压力P大于参考压力PT(即，步骤S310中的是)，则判定在电磁阀50b中已经发生异常，从而燃料输送量不能被调节。然后程序继续到步骤S320，在步骤S320中，基于发动机工作状态来设定的点火正时被延迟，正如以上描述的图6中的步骤S120。延迟控制标记被设定为“接通”(S330)并且在操作面板中设置的报警灯变亮(S340)，在这之后，程序的该循环结束。这里，延迟控制标记为指示是否有必要由于电磁阀50b的异常而执行点火正时的延迟控制的标记。 

另一方面，如果燃料压力P等于或小于参考压力PT，则程序进行到步骤S410，在步骤S410中，判定延迟控制标记是否接通。如果延迟控制标记没有接通(即，步骤S410中的否)，则判定没有必要由于电磁阀不能被调节的异常而执行点火正时的延迟控制，并且程序进行到步骤S510。在步骤S510中，启动基于发动机工作状态的点火正时的正常控制，在这之后，程序的该循环结束。另一方面，如果延迟控制标记接通(即，步骤S410中的是)，则程序进行到步骤S420，在步骤S420中，判定发动机转速NE是否大于参考发动机转速NT。

当发动机转速NE大于参考发动机转速NT时(即，步骤S420中的是)，即使燃料压力P小于参考压力PT，如由图7中的点H2所示，当燃料喷射量减小时，例如输送管路5的燃料管路中的压力也可能突然增加并且超过压力极限值PL。相应地，程序进行到步骤S320，在步骤S320中，再次执行点火正时的延迟控制。另一方面，如果发动机转速NE等于或小于参考发动机转速NT(即，步骤S420中的否)，则即使燃料喷射量被设定为最小值，输送管路5中的压力仍然不会超过参考压力PT，因此延迟控制标记被设定为“断开”(S430)。启动基于发动机工作状态的点火正时的正常控制(S510)并且程序的该循环结束。 

以上描述的第二示范实施例也可以实现由第一示范实施例实现的相同的效果。 

以下，参考图9来描述本发明的第三示范实施例，重点在于与第一示范实施例的区别。图9为示意性地示出了根据第三示范实施例的燃料供给设备190的结构的方框图。 

在第一示范实施例中，被作为高压燃料输送装置的高压泵50输送到燃料管路5的燃料通过喷射器4被直接喷射到燃烧室中。然而，在第三示范实施例中，在这种缸内直接喷射燃料供给器件之外，还设置了将燃料供给到发动机的进气口中的端口喷射(port-injection)燃料供给器件。 

如图9所示，燃料供给通道120连接到低压燃料通道20并且连接到低压输送管路105。输送管路5可以被视为本发明的第一燃料管而低压输送管路105可以被视为本发明的第二燃料管。与发动机的每一个气缸的进气口相对应的进气口喷射器104连接到该低压输送管 路105上。喷射器4可以被视为本发明的第一燃料喷射装置而进气口喷射器104可以被视为本发明的第二燃料喷射装置。由供给泵3通过低压燃料通道20以及燃料供给通道120来输送到低压输送管路105的燃料从进气口喷射器104被喷射到每一个进气口中。这里，高压泵50可以被视为第一燃料输送装置而供给泵3可以被视为第二燃料输送装置。顺带地，控制单元100基于发动机工作状态来判定将要从进气口喷射器104喷射的燃料量，正如将要从喷射器4喷射的燃料量。 

同样，由控制单元100控制的开关阀106设置在低压燃料通道20中的高压泵50的上游侧上。控制单元100进行控制以使开关阀106打开或关闭，从而供给泵3的排放口与高压泵50的燃料供给通道20a之间切换为连通或阻断。 

当存在电磁阀50b不能被调节的异常时，控制单元100进行控制以打开开关阀106，从而低压燃料通道20与燃料供给通道20a相连通。然后控制单元100根据发动机工作状态来选择缸内直接喷射燃料供给器件和/或端口喷射燃料供给器件。例如，当发动机负荷较小时，缸内直接喷射燃料供给器件和端口喷射燃料供给器件都可以用来提高燃料效率以及减少排放。另一方面，当发动机负荷较大时，则仅有缸内直接喷射燃料供给器件可以用来提高输出性能。 

另一方面，如果检测到电磁阀50b不能被调节的异常，则控制单元100进行控制以关闭开关阀106，从而阻断高压泵50的燃料供给通道20a。结果，由供给泵3供给的燃料没有通过燃料供给通道20a而被引入高压泵50的加压腔26。相应地，高压泵50不再能够将燃料输送到输送管路5，因此通过喷射器4的燃料喷射停止并且仅利用端口喷射燃料供给器件将燃料供给到每一个气缸。

以上描述的第三示范实施例能够实现下列效果。当电磁阀50b不能调节燃料输送量时，开关阀106被关闭以停止从供给泵3到高压泵50的燃料供给。结果，可以抑制例如输送管路5的受到高压的燃料管中的燃料压力过量地增加。同样，在喷射器4和高压泵50之外还设置了进气口喷射器104和供给泵3。因此，即使通过高压泵50的燃料输送被停止并且燃料不再能够被喷射器4喷射，燃料仍然可以通过进气口喷射器104而被喷射到进气口中，从而使发动机能够继续工作。 

以上描述的示范实施例还可以进行如下改进。在第一示范实施例中，单独设置的电路起到异常判定器件的作用，其通过监视线圈33是否在正常通电来检测电磁阀50b不能被调节的异常。可选择地，当控制单元100对输送管路5中的燃料压力P执行反馈控制时，可以基于在输送管路5中的燃料压力P的实际值与目标值之间的偏差的倾向来检测电磁阀50b不能被调节的异常。更具体地，当由压力传感器62检测到的燃料压力P的实际值大于目标值时，尽管控制单元100延长了线圈33的通电时间(即，时段B)，但是如果实际值继续增加并且偏离目标值，也可以判定存在高压泵50不能被调节的异常。 

顺带地，在第一示范实施例中，在燃料压力P大于参考压力PT的情况下(即，步骤S130中的是)，点火正时被延迟。同样，如果燃料压力P等于或小于参考压力PT(即，步骤S130中的否)并且发动机转速NE等于或小于参考发动机转速NT(即，步骤S210中的否)，则点火正时被正常控制。 

可选择地，如图10所示，在发动机转速NE大于参考发动机转速NT的情况下(即，步骤S630中的是)，可以延迟点火正时。 而如果发动机转速NE等于或小于参考发动机转速NT(即，步骤S630中的否)，则可以执行点火正时的正常控制。 

在以上所述的示范实施例中，发动机转速NE通过延迟发动机的点火正时来限制。然而，可选择地，发动机转速NE可以通过改变发动机的配气正时来限制以减少发动机输出。发动机转速NE还可以通过减少发动机的燃料喷射量来限制。 

在以上所述的示范实施例中，发动机转速NE被限制至等于或小于参考发动机转速NT，在该速度下，燃料压力P保持在处于卸压阀6的卸放压力PE与燃料供给设备90的压力极限值之间的参考压力PT。然而，可选择地，发动机转速NE可以被限制至指定的发动机转速NB，在该速度下，燃料压力P变为低于卸放压力PE的指定压力PB。 

在以上所述的示范实施例中，燃料供给设备90使用电磁阀50b，其中，当已经发生电磁阀50b不能被调节的异常时，燃料输送量变为在根据发动机转速NE而设定的可调范围内的最大值。可选择地，可以使用电磁阀50b，其中，当已经发生高压泵50不能被调节的异常时，燃料输送量不总变为在可调范围内的最大值。 

在以上描述的示范实施例中，给出了电磁阀50b由于线圈33的断开而不能被通电的实例作为电磁阀50b不能执行调节的异常。然而，可选择地，即使电磁阀50b由于另一种故障(例如由于卡在电磁阀50b中的杂质而不能驱动阀体34)而不能执行调节，也可以相同的方式来抑制例如输送管路5中的燃料的压力的过量增加。

在以上所述的示范实施例中，当燃料喷射被停止时，即当燃料喷射量被设定为零时，通过燃料中断控制，参考发动机转速NT被设定为将燃料压力P保持在参考压力PT的发动机转速。 

可选择地，例如，当燃料喷射量被设定为喷射器4的最小喷射量(即，与最小喷射时间相对应的喷射量)时，对发动机转速的限制可以通过将参考发动机转速NT设定为将燃料压力P保持在参考压力PT的发动机转速来释放。 

在以上所述的示范实施例中，燃料供给设备90使用通过改变柱塞30的提升量来输送燃料的高压泵50。然而，可选择地，例如，燃料供给设备可以使用驱动地连接到发动机输出轴上的另一种泵，诸如叶片泵。 

尽管本发明已经参考其示范实施例来描述，但是将被理解的是，本发明不局限于示范实施例或构造。与此相反，本发明旨在覆盖各种改进以及等同的布置。另外，尽管示范实施例的各种元件在各种组合和结构中示出，但是包括更多、更少或仅有单个元件的其它组合和结构也在本发明的精神和范围内。

Claims (17)

1.一种内燃机的燃料供给设备，其包括驱动地连接到所述内燃机的输出轴(1)上的燃料输送量调节机构(50b)，所述燃料输送量调节机构通过燃料管(5)将燃料输送到燃料喷射装置，并且在根据所述内燃机的所述输出轴的转速而变化的可调范围内，基于所述内燃机的所述输出轴的旋转调节所述燃料的输送量，所述内燃机的燃料供给设备的特征在于包括：

异常判定器件(100)，其判定在所述燃料输送量调节机构中是否已经发生异常；以及

转速限制器件(100)，当判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常时，所述转速限制器件将所述内燃机的所述输出轴的所述转速限制至等于或小于预定转速，其中，当判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常时，所述转速限制器件通过延迟所述内燃机的火花塞的点火正时来限制所述内燃机的所述输出轴的所述转速。

2.根据权利要求1所述的内燃机的燃料供给设备，其中，当判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常时，所述燃料输送量变为所述可调范围内的最大值。

3.根据权利要求2所述的内燃机的燃料供给设备，进一步包括：

卸压阀(6)，其设置在所述燃料管中，并且当所述燃料管中的燃料压力超过比所述燃料管的压力极限值低的预定卸放压力时，通过打开所述卸压阀来使得所述燃料管中的一些所述燃料流出所述燃料管，

其中，所述转速限制器件将所述预定转速设定为如下速度：在该速度下，所述燃料管中的所述燃料的压力在所述卸压阀打开时保持在处于所述压力极限值与所述预定卸放压力之间的预定压力。

4.根据权利要求3所述的内燃机的燃料供给设备，其中，在判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常后，当所述燃料管中的所述燃料压力超过所述预定压力时，所述转速限制器件通过延迟所述火花塞的所述点火正时来限制所述内燃机的所述输出轴的所述转速。

5.根据权利要求3所述的内燃机的燃料供给设备，其中，在判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常后，当所述燃料管中的所述燃料压力等于或小于所述预定压力并且所述内燃机的所述输出轴的所述转速超过所述预定转速时，所述转速限制器件通过延迟所述火花塞的所述点火正时来限制所述内燃机的所述输出轴的所述转速。

6.根据权利要求5所述的内燃机的燃料供给设备，其中，所述转速限制器件持续延迟所述火花塞的所述点火正时直到所述内燃机的所述输出轴的所述转速变为等于或小于所述预定转速。

7.根据权利要求3所述的内燃机的燃料供给设备，其中，当所述燃料管中的所述燃料压力超过预定压力时，所述异常判定器件判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常。

8.根据权利要求1所述的内燃机的燃料供给设备，其中，所述燃料输送量调节机构是电磁阀。

9.一种内燃机的燃料供给设备，其包括驱动地连接到所述内燃机的输出轴上的燃料输送量调节机构，所述燃料输送量调节机构通过燃料管将燃料输送到燃料喷射装置，并且在根据所述内燃机的所述输出轴的转速而变化的可调范围内，基于所述内燃机的所述输出轴的旋转调节所述燃料的输送量，所述内燃机的燃料供给设备的特征在于包括：

异常判定器件，其判定在所述燃料输送量调节机构中是否已经发生异常；以及

转速限制器件，当判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常时，所述转速限制器件将所述内燃机的所述输出轴的所述转速限制至等于或小于预定转速，其中，当判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常时，所述转速限制器件通过改变所述内燃机的配气正时来限制所述内燃机的所述输出轴的所述转速。

10.根据权利要求9所述的内燃机的燃料供给设备，其中，当判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常时，所述燃料输送量变为所述可调范围内的最大值。

11.根据权利要求10所述的内燃机的燃料供给设备，进一步包括：

卸压阀(6)，其设置在所述燃料管中，并且当所述燃料管中的燃料压力超过比所述燃料管的压力极限值低的预定卸放压力时，通过打开所述卸压阀来使得所述燃料管中的一些所述燃料流出所述燃料管，

其中，所述转速限制器件将所述预定转速设定为如下速度：在该速度下，所述燃料管中的所述燃料的压力在所述卸压阀打开时保持在处于所述压力极限值与所述预定卸放压力之间的预定压力。

12.根据权利要求11所述的内燃机的燃料供给设备，其中，在判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常后，当所述燃料管中的所述燃料压力超过所述预定压力时，所述转速限制器件通过改变所述内燃机的配气正时来限制所述内燃机的所述输出轴的所述转速。

13.根据权利要求11所述的内燃机的燃料供给设备，其中，在判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常后，当所述燃料管中的所述燃料压力等于或小于所述预定压力并且所述内燃机的所述输出轴的所述转速超过所述预定转速时，所述转速限制器件通过改变所述内燃机的配气正时来限制所述内燃机的所述输出轴的所述转速。

14.根据权利要求13所述的内燃机的燃料供给设备，其中，所述转速限制器件持续改变所述内燃机的配气正时直到所述内燃机的所述输出轴的所述转速变为等于或小于所述预定转速。

15.根据权利要求11所述的内燃机的燃料供给设备，其中，当所述燃料管中的所述燃料压力超过预定压力时，所述异常判定器件判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常。

16.根据权利要求9所述的内燃机的燃料供给设备，其中，所述燃料输送量调节机构是电磁阀。

17.一种内燃机的燃料供给方法，所述内燃机设置有燃料输送量调节机构，所述燃料输送量调节机构驱动地连接到所述内燃机的输出轴上并且在根据所述内燃机的所述输出轴的转速而变化的可调范围内，基于所述输出轴的旋转调节燃料输送量，用于内燃机的所述燃料供给方法的特征在于包括：

通过燃料管将燃料输送到燃料喷射装置；

判定在所述燃料输送量调节机构中是否已经发生异常；以及

当判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常时，将所述内燃机的所述输出轴的所述转速限制至等于或小于预定转速，其中，当判定在所述燃料输送量调节机构中存在异常时，通过延迟所述内燃机的火花塞的点火正时来限制所述内燃机的所述输出轴的所述转速。

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