CN100538054C - 用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

直接喷射式内燃机(10)将燃料喷射模式在批量喷射与分段喷射之间切换,在批量喷射中燃料喷射一次,在分段喷射中燃料在多个时刻喷射,在这种直接喷射式内燃机(10)中,对根据发动机工作状态设定的燃料喷射量进行增加控制时,分段喷射的燃料增加量设定得比分段喷射的燃料增加量大。

Description

用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置和方法
技术领域
本发明涉及用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置和方法,在所 述内燃机中,燃料从燃料喷射阀直接喷射到发动机燃烧室中。
背景技术
通常,对于直接喷射式内燃机中的燃料喷射控制,燃料喷射阀的工作 是响应于目标喷射量来控制的,其中目标喷射量是根据发动机的工作状态 (例如发动机速度和发动机载荷)来计算的。然后将燃料喷射量调整到适 合发动机当时工作状态的量。
用于执行这种燃料喷射控制的一种装置是公知的(例如,参见JP(A) 2004-225658),该装置在发动机处于冷机状态下启动时,对燃料喷射量进 行增加校正。执行这种增加校正既改善了燃烧状态,又便于对设在发动机 排气通道中的排气控制催化剂尽早进行预热。
此外,还公知一种燃料喷射控制装置,该控制装置在批量(batch)喷 射与分段(split)喷射之间切换燃料喷射模式,在所述批量喷射中一次喷 射全部燃料,而在所述分段喷射中通过多次单独的喷射来喷射燃料(例如 参见JP(A) 2003-65121)。以此方式切换燃料喷射模式能够以对于发动机 工作状态和发动机温度等而言适合的方式对燃料喷射状态进行精细的控 制。
但是,在执行增加校正的燃料喷射控制装置(例如上述装置)中,在 批量喷射与分段喷射之间切换时执行燃料喷射控制的情况下,会发生下述 问题。
艮P,在发动机处于冷机状态时,由于所喷射的一些燃料粘附到发动机 燃烧室的内壁,所以实际用于燃烧的燃料量可能小于从燃料喷射阀喷射的 燃料量。由此,实际用于燃烧的燃料量会改变,从而影响了燃烧状态。另外,粘附到发动机燃烧室内壁的燃料量取决于燃料喷射正时而改变。这是 因为燃烧室中暴露的内壁面积随着发动机活塞(下文中简称为"活塞") 的运动而改变,且活塞的位置取决于燃料喷射正时而改变。此外,除了燃 料喷射正时之外,燃料喷射时刻与点火时刻之间的时间长度(即燃料气化 所需的时间)也不同,这样也会影响粘附的燃料量。
另外,活塞的运动方向和速度、或者燃烧室的实际体积,也取决于燃 料喷射正时而不同,这也会影响所喷射燃料的气化程度。随着所喷射燃料 的气化程度改变,实际用于燃烧的燃料量也改变,这也随之改变了燃烧状
因此,即使在执行批量喷射时以与执行分段喷射时相同的方式增加燃 料量,用于燃烧的燃料量也是不同的。因此,这个领域中仍然有改善的余 地。
发明内容
考虑到上述情况,本发明的目的是提供一种用于直接喷射式内燃机的 燃料喷射控制装置,在燃料喷射模式在批量喷射与分段喷射之间进行切换 的内燃机中,该控制装置可以根据各种喷射模式中燃料气化的程度和燃料 粘附到燃烧室的程度,来适当地增加所喷射的燃料量。
下面将说明实现前述目的的装置及其工作效果。
本发明的第一个方面涉及一种用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制 装置,在发动机处于冷机状态时,所述装置将燃料喷射模式在批量喷射与 分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料在压縮冲程末期一次喷 射,在所述分段喷射中燃料在包括至少压縮冲程末期的多个时刻进行喷 射,所述燃料喷射控制装置设置有增加校正装置,在增加校正装置对根据 发动机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,将分段喷射的燃料增 加量设定得比批量喷射的燃料增加量大。
在发动机处于冷机状态时,所喷射的燃料不能充分气化。因此, 一些
燃料易于粘附到燃烧室内壁。另外,当活塞处于上死点(TDC)侧吋,由 于处于压縮冲程末期,所以发动机燃烧室(下文中简称为"燃烧室")内暴露的壁面积较小,在某种程度上抑制了燃料粘附。即使如此,当燃料在 除了压縮冲程末期之外的其他时刻(例如压缩冲程的开始)喷射时,粘附 的燃料量也会增加,减少了所喷射的燃料中实际用于发动机燃烧的百分 比。
考虑到这种情况,采用根据本发明第一方面的结构,当对根据发动机 工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,将分段喷射的燃料增加量设 定得比批量喷射的燃料增加量大。因此,在分段喷射过程中,即使粘附到 发动机燃烧室内壁的燃料量增加,也可以抑制由于这种增加造成的燃料喷 射量实际不足,因而能够抑制由于这种不足造成的燃烧状态变差。
根据本发明的第二个方面,在根据本发明第一方面用于直接喷射式内 燃机的燃料喷射控制装置中,增加校正装置根据发动机温度与发动机启动 后经过的时间中至少一项来设定燃料增加量。
发动机温度越低,粘附到发动机燃烧室内壁的燃料量越易于增加,发 动机启动之后经过的时间越短,发动机燃烧室的温度就越低。因此,所经 过的时间越短,粘附到发动机燃烧室内壁的燃料量(下文中也称为"燃料 粘附量")越易于增加。
对于这种情况,采用根据本发明第二方面的结构,在对燃料喷射量进 行增加校正,使得分段喷射的燃料增加量大于批量喷射的燃料增加量时, 可以考虑到燃料粘附量响应于发动机温度或者发动机启动之后经过的时间 的改变来设定燃料增加量。因此可以确保实际用于燃烧的燃料量,从而进 一步稳定燃烧状态。发动机温度可以根据例如发动机冷却剂温度或发动机 润滑油温度来估计。
根据本发明的第三个方面,根据本发明第一个或第二个方面的用于直 接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置还包括分段比率设定装置,所述分段 比率设定装置用于在燃料喷射模式设定在分段喷射时设定各次喷射的喷射 量分段比率。此外,分段比率设定装置将各次喷射的喷射量分段比率设定
成使得:由分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量越小,这些喷射量分段 比率之间的差别就越小。
通常,当目标燃料喷射量较小时,即分段喷射中所有喷射所喷射的总燃料量较小时,燃料喷射阀的工作响应必须非常快速,因为开启燃料喷射 阀的时刻与将其关闭的时刻之间的间隔很短。因此,如果将这些喷射中任 一次的燃料喷射量设定得过小,就可能由于燃料喷射阀的工作响应限制而 不能正常进行燃料喷射。
考虑到这种情况,采用根据本发明第三方面的结构,当分段喷射中各 次喷射所喷射的燃料总量较小时,即取决于喷射量分段比率的设定使这些 喷射中任一次喷射的燃料喷射量非常小时,将这些喷射的喷射量分段比率 设定成使它们之间的差别较小。因此,可以在尽可能大的程度上抑制分段 喷射中各次喷射的燃料喷射量变得过小,从而使得可以确保各次喷射中正 常的燃料喷射操作。燃料喷射量可以根据下述内容来计算:例如发动机速 度、进气量、或发动机启动之后经过的时间、或者由发动机冷却剂温度等 估计的发动机温度。
根据本发明的第四个方面,在根据本发明第三方面的用于直接喷射式 内燃机的燃料喷射控制装置中,分段比率设定装置将各次喷射的喷射量分 段比率设定成使得:当分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量等于或小于 预定量时,这些喷射量分段比率相等。
采用这样的结构,当分段喷射中所有喷射要喷射的燃料总量等于或小 于预定值时,即当总的燃料喷射量分段不均匀、 一次喷射的燃料喷射量可 能降至低于燃料喷射阀的最小燃料喷射量时,将这些喷射的喷射量分段比 率设定成相等。因此可以在尽可能大的程度上避免下述情况:由于分段喷 射的喷射中有一次喷射的燃料喷射量降到低于燃料喷射阀的最小燃料喷射 量而造成正常喷射不能进行。由此可以更加频繁地执行分段喷射。
根据本发明的第五个方面,在根据本发明第三个或第四个方面的用于 直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置中,分段比率设定装置将各次喷射 的喷射量分段比率设定成使得:当分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量 大于预定值时,压縮冲程末期喷射的燃料喷射量大于其他任何喷射的燃料 喷射量。
如上所述,如果分段喷射的所有喷射所喷射的燃料总量较小,则燃料 喷射阀的工作响应成为一个问题。但是另一方面,当喷射的燃料总量较大时,对分段喷射中各次喷射的喷射量分段比率设定就有较高自由度。因 此,采用根据本发明第五个方面的结构,当要喷射的燃料总量较大时,将 喷射量分段比率设定成使得压縮冲程末期喷射的燃料喷射量大于其他任何 喷射的燃料喷射量。由此可以稳定地执行所谓的分层充气燃烧。
根据本发明的第六个方面,在根据本发明第一个到第五个方面中任一 个的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置中,在发动机怠速时执行 燃料喷射量的增加校正,直到发动机启动后已经经过预定时间长度。
这里,已知一种装置,在发动机怠速时,在压縮冲程末期喷射燃料的 同时对燃料喷射量进行增加校正,直到发动机启动之后已经经过预定时间 长度,以提高排气温度。采用根据本发明第六个方面的结构,当这样的装 置中燃料喷射模式在批量喷射与分段喷射之间切换时,可以考虑到各种喷 射模式中燃料粘附到燃烧室内壁的程度来增加适当量的燃料。
本发明的第七个方面涉及一种用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制 装置,在发动机处于冷机状态时,所述装置将燃料喷射模式在批量喷射与 分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料在进气冲程期间一次喷 射,在所述分段喷射中燃料在进气冲程期间的多个时刻进行喷射,并且所 述装置设有增加校正装置,在所述增加校正装置对根据发动机工作状态设 定的燃料喷射量进行增加校正时,将批量喷射的燃料增加量设定得比分段 喷射的燃料增加量大。
如上所述,当发动机处于冷机状态时,所喷射的燃料不能充分气化。 由此, 一些燃料易于粘附到燃烧室内壁。但是当在进气冲程期间喷射燃料 时,即使有燃料粘附,所粘附的燃料也很可能在燃料喷射与点火之间的时 间段内气化。事实上,在将进气冲程期间喷射的燃料分段并在一系列单独 的喷射中喷射这些燃料的情况下,与一次喷射全部燃料的情况相比,燃料 更容易气化。因此,批量喷射情况与分段喷射相比,未用于发动机燃烧的 燃料更多。
考虑到这种情况,采用根据本发明第七个方面的结构,在对根据发动 机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,将批量喷射的燃料增加量 设定得比分段喷射的燃料增加量大。由此,即使批量喷射中所喷射的燃料不容易气化,且未用于燃烧的燃料量因而增加时,也能够抑制由于这种增 加造成的燃料喷射量实际不足,从而能够抑制由于这种不足造成的燃烧状 态变差。
根据本发明的第八个方面,在根据本发明第七个方面的用于直接喷射 式内燃机的燃料喷射控制装置中,增加校正装置根据发动机温度与发动机 启动后经过的时间中至少一项来设定燃料增加量。
'发动机温度越高,所喷射的燃料就越容易气化,并且发动机燃烧室的 温度随着发动机启动之后经过的时间而升高。因此,启动之后经过的时间 越长,就越容易促进所喷射燃料的气化。
为此,采用根据本发明第yv个方面的结构,在对燃料喷射量进行增加 校正,使得批量喷射的燃料增加量大于分段喷射的燃料增加量时,可以根 据所喷射燃料的气化促进程度来设定燃料增加量,其中所述促进程度取决 于发动机温度和发动机启动之后经过的时间而改变。因此可以确保实际用 于燃烧的燃料量,从而进一步稳定燃烧状态。与根据本发明第二个方面的 结构一样,发动机温度可以根据例如发动机冷却剂温度或发动机润滑袖温 度来估计。
根据本发明的第九个方面,在根据本发明第七个或第八个方面的用于 直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置中,在发动机怠速时执行燃料喷射 量的增加校正,直到发动机启动后已经经过预定时间长度。
这里,已知一种装置,发动机怠速时,在进气冲程期间喷射燃料的同 时对燃料喷射量进行增加校正,直到发动机启动之后已经经过预定时间长 度,以改善发动机燃烧状态。采用根据本发明第九个方面的结构,当这样 的装置中燃料喷射模式在批量喷射与分段喷射之间切换时,可以考虑到各 种喷射模式中发动机起动之后燃料气化的促进程度和燃料粘附到燃烧室内 壁的程度来增加适当量的燃料。
本发明的第十个方面涉及一种用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制 装置,在发动机在冷机状态下启动之后,所述装置将燃料喷射模式在批量 喷射与分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料一次喷射,在所述 分段喷射中燃料多次喷射,其中,在对根据发动机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,从发动机启动之后直到经过预定时间长度,将燃料 喷射模式设定在第一喷射模式,然后将燃料喷射模式设定在第二喷射模 式,在所述第一喷射模式中将分段喷射的燃料增加量设定成大于批量喷射 的燃料增加量,在所述第二喷射模式中将批量喷射的燃料增加量设定成大 于分段喷射的燃料增加量。
在发动机处于冷机状态时,特别是在内燃机刚刚启动之后,燃料不容 易气化。因此,燃料会粘附到内燃机的壁表面,即气缸的周壁和活塞的顶 面(下文中也简称为"壁"), 一些这样的燃料很可能未用于发动机燃 烧,并因此造成燃烧状态变差。另一方面,随着发动机启动之后的时间流 逝,发动机燃烧室中的温度以及发动机燃烧室内壁的温度逐渐升高,从而 降低了 一些喷射的燃料粘附到发动机燃烧室内壁,从而降低了未用于发动 机燃烧的可能性。此外,在多次喷射中喷射燃料时,与一次喷射所有燃料 的情况相反,所喷射的燃料更容易气化。
考虑到这种情况,采用根据本发明第十个方面的结构,从发动机启动 之后直到已经经过预定时间长度,将分段喷射的燃料增加量设定得比批量 喷射的燃料增加量大。此后,将批量喷射的燃料增加量设定得比分段喷射 的燃料增加量大。因此,可以如上所述考虑到发动机启动之后燃料气化的 促进程度变化以及燃料粘附到气缸壁的程度变化来设定燃料增加量。因此 可以确保用于燃烧的燃料,从而改善发动机燃烧的稳定性。
根据本发明的第十一个方面,在根据本发明第十个方面的用于直接喷 射式内燃机的燃料喷射控制装置中,在第一喷射模式下,在批量喷射中在 压縮冲程末期一次喷射燃料,而在分段喷射中燃料在包括至少压缩冲程末 期的多个时刻进行喷射;并且在第二喷射模式下,在批量喷射中在进气冲 程期间一次喷射燃料,而在分段喷射中燃料在进气冲程期间多次喷射。
在发动机处于冷机状态时,所喷射的燃料不能充分气化, 一些燃料易 于粘附到燃烧室内壁。另外,当活塞处于上死点(TDC)侧时,由于处于 压縮冲程末期,所以燃烧室内暴露的壁面积较小,在某种程度上抑制了燃 料粘附。但是另一方面,当燃料在除了压縮冲程末期之外的其他时刻(例 如压縮冲程的开始)喷射时,粘附的燃料量也会增加,减少了所喷射的燃料中实际用于发动机燃烧的百分比。但是,当燃料在进气冲程期间喷射 时,即使燃料可能粘附,所粘附的燃料也很可能在燃料喷射与点火之间的 时间段中气化。事实上,在进气冲程期间将燃料分段并在一系列单独的喷 射中喷射这些燃料的情况下,与一次喷射全部燃料的情况相比,更容易气 化。因此,批量喷射情况与分段喷射相比,未用于发动机燃烧的燃料量更
考虑到这种情况,采用根据本发明第十一方面的结构,可以根据所喷 射燃料气化的促进程度以及燃料粘附到壁的程度来设定燃料增加量,其中 这些程度是随着批量喷射的喷射时刻与分段喷射的喷射时刻而改变的。
根据本发明的第十二个方面,在根据本发明第十个或第十一个方面的 用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置中,根据发动机温度与发动机 启动后经过的时间中至少一项来设定所述燃料增加量。
发动机温度越低,粘附到发动机燃烧室内壁的燃料量越易于增加,发 动机启动之后经过的时间越短,燃烧室的温度就越低。因此,所经过的时 间越短,粘附到燃烧室内壁的燃料量越易于增加。
对于这种情况,采用根据本发明第十二个方面的结构,在对燃料喷射 量进行增加校正,使得分段喷射的燃料增加量大于批量喷射的燃料增加量 时,可以考虑到燃料粘附量响应于发动机温度或者发动机启动之后经过的 时间的改变来设定燃料增加量。因此可以确保实际用于燃烧的燃料量,从 而进一步稳定燃烧状态。发动机温度可以根据例如发动机冷却剂温度或发 动机润滑油温度来估计。
根据本发明的第十三个方面,根据本发明第十个到第十二个方面中任 意一项的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置还包括分段比率设定 装置,所述分段比率设定装置用于在燃料喷射模式设定在分段喷射时设定 各次喷射的喷射量分段比率。此外,分段比率设定装置将各次喷射的喷射 量分段比率设定成使得:由分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量越小, 这些喷射量分段比率之间的差别就越小。
通常,当目标燃料喷射量较小时,即分段喷射中所有喷射要喷射的总 燃料量较小时,燃料喷射阀的工作响应必须非常快速,因为开启燃料喷射阀的时刻与将其关闭的时刻之间的间隔很短。因此,如果将这些喷射中任 一次的燃料喷射量设定得过小,就可能由于燃料喷射阀的工作响应限制而 不能正常进行燃料喷射。但是当目标燃料喷射量较大时,即分段喷射中所 有喷射要喷射的总燃料量较大时, 一次喷射的燃料喷射量不大可能降到低 于燃料喷射阀的工作响应限制。因此对这些喷射的喷射量分段比率设定有 更多自由度。
考虑到这种情况,采用根据本发明第十三个方面的结构,当分段喷射 中各次喷射所喷射的燃料总量较小时,即取决于喷射量分段比率的设定使 这些喷射中任一次喷射的燃料喷射量非常小时,将这些喷射的喷射量分段 比率设定成使它们之间的差别较小。因此,可以在尽可能大的程度上抑制 分段喷射中各次喷射的燃料喷射量变得过小,从而使得可以确保各次喷射 中正常的燃料喷射操作。此外,当总的燃料量较大时,可以将这些喷射的 喷射量分段比率设定成使它们之间的差别较大,这意味着它们可以以较高 自由度来设定。
根据本发明的第十四个方面,在根据本发明第十三个方面的用于直接 喷射式内燃机的燃料喷射控制装置中,分段比率设定装置将各次喷射的喷 射量分段比率设定成使得:当分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量等于 或小于预定量时,这些喷射量分段比率相等。
采用这样的结构,当分段喷射的所有喷射要喷射的燃料总量等于或小 于预定值时,即当总的燃料喷射量分段不均匀、且一次燃料喷射的燃料喷 射量可能降到低于燃料喷射阀的最小燃料喷射量时,将这些喷射的喷射量 分段比率设定成相等。因此可以在尽可能大的程度上避免下述情况:由于 分段喷射的喷射中有一次喷射的燃料喷射量降到低于燃料喷射阀的最小燃 料喷射量而造成正常喷射不能进行。由此可以更加频繁地执行分段喷射。
在燃料喷射模式设定在第一喷射模式时,本发明的第十三个或第十四 个方面所述的用于设定喷射量分段比率的方法特别有效,但是也可以在燃 料喷射模式设定在第二喷射模式时,即无论燃料喷射模式设定在哪种模式 情况下,也可以采用这些方法。
根据本发明的第十五个方面,在根据本发明的第十个到第十四个方面任何一项的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置中,在发动机怠速 时执行燃料喷射量的增加校正,直到发动机启动后已经经过预定吋间长
这里,已知一种装置,在发动机怠速时对燃料喷射量进行增加校正, 直到发动机启动之后已经经过预定时间长度,以提高排气温度并改善燃烧 状态。采用根据本发明第十六个方面的结构,当这样的装置中燃料喷射模 式在批量喷射与分段喷射之间切换时,可以考虑到各种喷射模式中燃料粘 附到壁的程度以及燃料气化的程度来增加适当量的燃料。
本发明的第十六个方面涉及一种用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控 制方法,在发动机处于冷机状态时,所述方法将燃料喷射模式在批量喷射 与分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料在压縮冲程末期一次喷 射,在所述分段喷射中燃料在包括至少压縮冲程末期的多个时刻进行喷 射。在这种方法中,在对根据发动机工作状态设定的燃料喷射量进行增加 校正时,分段喷射的燃料增加量设定得比批量喷射的燃料增加量大。
本发明的第十七个方面涉及一种用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控 制方法,在发动机处于冷机状态时,所述方法将燃料喷射模式在批量喷射 与分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料在进气沖程期间一次喷 射,在所述分段喷射中燃料在进气冲程期间多次喷射。在这种方法中,在 对根据发动机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,批量喷射的燃 料增加量设定得比分段喷射的燃料增加量大。
本发明的第十八个方面涉及一种用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控 制方法,在发动机处于冷机状态时启动之后,所述方法将燃料喷射模式在 批量喷射与分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料一次喷射,在 所述分段喷射中燃料多次喷射。在这种方法中,在对根据发动机工作状态 设定的燃料喷射量进行增加校正时,从发动机启动之后直到经过预定时间 长度,燃料喷射模式被设定在第一喷射模式,然后将燃料喷射模式设定在 第二喷射模式,在所述第一喷射模式中将分段喷射的燃料增加量设定成大 于批量喷射的燃料增加量,在所述第二喷射模式中将批量喷射的燃料增加 量设定成大于分段喷射的燃料增加量。附图说明
根据下面参考附图对优选实施例的说明,可以更加了解本发明的前述 和/或更多的目的、特征和优点,在附图中相同的标号用来表示相同的部 件,其中:
图1是示意性示出根据本发明的一种示例性实施例,用于内燃机的具 体燃料喷射控制装置的框图;
图2是图示了目标喷射量计算例程中具体步骤顺序的流程图;
图3是图示了增加校正量计算例程中具体步骤顺序的流程图;
图4是用于计算基础增加量值的对照表A的示意图;
图5是用于计算喷射量分段比率的对照表C的示意图;
图6是示出计算增加校正量的方式一种示例的时序图;
图7是图示了增加校正系数计算例程中具体步骤顺序的流程图;
图8是用于计算增加校正系数的对照表的示意图;和
图9是图示了在改善燃烧的控制中计算目标喷射量的方式一种示例的 时序图。
具体实施方式
下文中将说明根据本发明一种示例性实施例,用于内燃机的一种具体 的燃料喷射控制装置。如图1所示,这种示例性实施例可以应用于内燃机
10,内燃机IO主要由进气通道11、燃烧室12和排气通道13构成。节气 门14布置在进气通道11中,火花塞15和喷射阀16布置在燃烧室12中。 此外,排气控制催化剂17设在排气通道13中。
在内燃机IO工作时,从外部吸入的空气经过进气通道11引入燃烧室 12中。通过控制节气门14的开启量来对引入燃烧室12的空气量进行调
TJ 。
来自燃料喷射阀16的燃料被直接引入燃烧室12,并在那里与从进气 通道12引入的空气混合。然后由火花塞15的放电火花对这种燃料与空气 的混合物点火,此时混合物进行燃烧。然后将燃烧产生的排气排放到排气通道13中,排气在那里被排气控制催化剂17净化。.
内燃机10中的燃料喷射控制是由电子控制单元(下文中简称为 "ECU" ) 20执行的。这种ECU 20包括了例如中央计算和处理单元、存 储器、输入端口和输出端口,其中中央计算和处理单元执行与发动机控制 有关的各种例程,存储器用于储存发动机控制所用程序以及这种控制所需 信息,来自其他部件的信号输入到输入端口,而输出端口用于将信号输出 到其他部件。
用于检测发动机工作状态的各种传感器连接到ECU 20的输入端口。 这些传感器中的一些具体示例包括:用于检测发动机输出轴旋转速度(即 发动机速度NE)的发动机速度传感器、用于检测加速器踏板操作量(即 加速器操作量AC)的加速度传感器、用于检测发动机冷却剂温度(即冷 却剂温度THW)的冷却剂温度传感器、以及用于检测进气量GA的进气 量传感器。另外,在对发动机10进行启动等时候进行操作的点火开关也 连接到ECU 20的输入端口。,此外,火花塞15和燃料喷射阀16等连接到 ECU 20的输出端口。
ECU 20执行燃料喷射控制,在该控制中,根据发动机的工作状态 (更具体地说,根据发动机速度NE、进气量GA、加速器操作量AC、冷 却剂温度THW等)来计算目标喷射量Qop,并根据这个目标喷射量Qop 来驱动燃料喷射阀16。由此喷射出对于发动机当时的工作状态适合的燃料 量。另外,ECU 20还结合对目标喷射量Qop的设定来对进气量GA和火 花塞15的点火正时进行调整,从而获得最佳燃烧状态。
对于发动机处于冷机状态时的燃料喷射控制,执行使排气控制催化剂 17迅速预热的控制(即催化剂迅速预热控制),以便尽早启动排气净化。 另外,还执行改善燃烧状态的控制(即燃烧改善控制)。
下面将分别说明催化剂迅速预热控制和燃烧改善控制,首先说明催化 剂迅速预热控制。催化剂迅速预热控制在满足下列所有条件的吋候执行。
一内燃机10的启动已完成,且内燃机10正在以其自身动力运行。
一内燃机10启动开始时的冷却剂温度THW较低。
一内燃机10处于怠速状态。催化剂迅速预热控制的目的是通过在压縮冲程末期执行燃料喷射、增
加进气量GA、增加燃料喷射量并延迟点火正时来提高排气温度,以尽早 提高排气控制催化剂17的活性。在压縮冲程的末期喷射燃料是为了实现 所谓的分层充气燃烧,或者浓的可燃混合物不均匀地分布在火花塞15附 近的发动机燃烧。通过执行分层充气燃烧,与执行下面将要说明的均质燃 烧时的情况相比,可以显著延迟点火正时并大大提高进气量GA。由此, 可以将排气温度设定的特别高。
如果在压縮冲程的末期喷射了过多燃料,则火花塞15附近的空燃比 变得过浓,从而造成混合物的燃烧状态变差。因此在这种情况下,将燃料 分段(split)并在多次喷射中进行喷射,以使火花塞15附近的空燃比适 当。对于这种燃料喷射(即分段喷射),分段可以是对燃料进行两次喷 射:例如一次在压縮冲程开始时(即180。BTDC),另一次在压縮冲程末 期(即30。BTDC)。
通常在燃料喷射量较小时,即分段喷射中多次喷射中要喷射的燃料总 量较小时,燃料喷射阀16开启时刻与其关闭时刻之间的间隔较短,这意 味着燃料喷射阀16必须有很高响应性能。因此,如果对燃料喷射量进行 分段,则分段的燃料量可能小于燃料喷射阀16的最小喷射量(更具体地 说,小于由燃料喷射阀16的操作响应限制所确定的喷射量下限),使之 不再能调节喷射量。因此在这种情况下,只执行一次喷射(即批量喷 射),在压縮冲程的末期(例如在25。BTDC)喷射燃料。即使在压縮冲程 末期喷射所有燃料的情况下,也可以在使火花塞15附近的空燃比适当的 时候执行批量喷射。
对于执行分段喷射还是执行批量喷射的判定主要是根据内燃机10的 一个循环(包括进气冲程、压縮冲程、燃烧冲程和排气冲程的序列)过程 中要喷射到一个气缸中的燃料总量来执行的。
这里,在发动机处于冷机状态时,所喷射的燃料易于不充分气化而是 粘附到燃烧室12的内壁。另外,当发动机活塞(下文中简称为"活 塞")P处于上死点(TDC)侧时,由于它处于压縮冲程末期,所以燃烧 室12的内壁暴露面积较小,燃料的粘附多少受到限制。但是尽管如此,在除了压縮冲程末期之外的时刻(例如在压縮冲程的开始)喷射燃料时,
粘附到燃烧室12内壁的燃料量还是较大。由此,所喷射的燃料中实际用 于发动机燃烧的百分比降低。
鉴于这种情况,这种示例性实施例使得在催化剂迅速预热控制过程中 计算增加校正量Kc来对燃料喷射量进行增加校正时,对于分段喷射,计 算出的增加校正量Kc的值比批量喷射情况下大。由此,对于分段喷射 (此时粘附到燃烧室12内壁的燃料量增加),燃料喷射量比批量喷射情 况下增加更多,这样使粘附燃料量增加所造成的实际燃料喷射量不足情况 得到了抑制。
接下来将说明用于改善燃烧的控制。
在下列所有条件均已满足的情况下,执行燃烧改善控制。
一内燃机10的启动已完成,且内燃机10正在以其自身动力运行。
一冷却剂温度THW较低。
_内燃机10处于怠速状态。
一并非正在执行催化剂迅速预热控制。
燃烧改善控制的目的是通过燃料喷射量的增加校正来增加为燃烧而供 给的燃料量,从而对燃料气化作用不足进行补偿以改善燃烧状态。在燃烧 改善控制过程中,在内燃机10的进气冲程执行燃料喷射。在进气沖程的 这种燃料喷射中,执行所谓的"均质燃烧",即燃料均匀分布在燃烧室12 中的情况下进行的发动机燃烧。
在燃烧改善控制中,燃料喷射模式也可以在批量喷射与分段喷射之间 切换。例如,根据这种示例性实施例,在批量喷射中,只在进气冲程的开 始(例如300。BTDC)喷射一次燃料;而在分段喷射中,燃料喷射两次: 一次在进气冲程(240。BTDC)的前中期,另一次在进气冲程的末期 (180。BTDC)。分别执行批量喷射和分段喷射的区域是根据诸如进气量 GA、发动机速度NE、冷却剂温度THW的这些因素来确定的,然后例如 根据实验结果来获得和设定对于燃料喷射模式的合适区域。
这里,如上所述,当发动机处于冷机状态时,所喷射的燃料不能充分 气化,其中一些易于粘附到燃烧室12的内壁。但是在进气冲程期间喷射燃料时,即使一些燃料发生粘附,所粘附的燃料也非常可能在喷射燃料的 时刻与点火时刻之间的时间段中气化。事实上,在将进气冲程期间喷射的 燃料分段并在一系列单独的喷射中喷射这些燃料的情况下,与一次喷射全 部燃料的情况相比,更易于提高气化。因此,批量喷射情况与分段喷射相
;比,未用于发动机燃烧的燃料更多。
基于这种原因,根据这种示例性实施例,燃烧改善控制中在计算增加 校正系数(下文中简称为"校正系数")Kb来对燃料喷射量进行增加校 正吋,计算出批量喷射的校正系数Kb的值比计算出的分段喷射的校正系
数Kb的值要大。因此,批量喷射(其中由于所喷射燃料的气化不充分, i未用于燃烧的燃料量增加)的燃料喷射量比分段喷射的燃料喷射量增加得 更多,从而抑制了由于未用于燃烧的燃料量增加而造成燃料喷射量明显不 足的情况。
下文中将对催化剂迅速预热控制中用于计算增加校正量Kc的例程以 及燃烧改善控制中用于计算目标喷射量Qop的例程进行说明,其中用于计 算目标喷射量Qop的例程包括了计算校正系数Kb的例程。
首先将参考图2和图3所示流程图,对执行催化剂迅速预热控制期间 用于计算目标喷射量Qop的例程进行说明。图2的流程图中所示步骤序列 图示了用于计算目标喷射量Qop的具体过程。图3的流程图中所示步骤序 列图示了用于计算增加校正量Kc的具体过程。这些例程是由ECU 20以预 i定周期执行的。
如图2所示,在计算目标喷射量Q叩时,首先根据例如发动机速度 NE、进气量GA、或加速器操作量AC等计算所需喷射量Qcal (即步骤 S100)。然后计算除了校正系数Kb和增加校正量Kc之外的各种校正量 (即Ki...),这些校正量例如针对进气温度的校正量、针对大气压力的校 正量、以及针对冷却剂温度THW的校正量(即步骤S102)。
由于此时正在执行催化剂迅速预热控制(即步骤S104得到 "是"),所以对催化剂迅速预热控制执行用于计算增加校正量Kc的例 程(即步骤S106)。
如图3所示,在计算增加校正量Kc时,首先根据作为发动机温度指标值的冷却剂温度THW、以及在操作点火开关以启动内燃机IO之后所经 过的时间(即启动之后经过的时间Ts),由对照表A计算基础增加量值 Kcb (即步骤S200)。
对于这个基础增加值Kcb,可以计算出这样的值:在选择批量喷射时
既能够便于排气控制催化剂n尽早预热,同时还使内燃机io能够稳定工
作。基础增加量值Kcb与冷却剂温度THW和启动之后经过的时间Ts之间 的关系通过实验结果等获得并设定在对照表A中。
发动机温度越低,粘附到燃烧室12内壁的燃料量倾向于增加。另 外,越接近启动(即启动之后经过的时间越短),燃烧室12的温度越 低,所以所经过的时间越短,粘附到燃烧室12内壁的燃料量就容易越 大。由此,根据这种示例性实施例,冷却剂温度THW越低,启动之后经 过的时间Ts越短,就将基础增加量值Kcb计算为越大的值,具体而言如 图4中的对照表A概念性地所示。由此,对增加校正量Kc的计算可以将 粘附的燃料量考虑进来,其中粘附的燃料量取决于发动机温度和启动之后 经过的时间Ts。因此,可以确保实际用于燃烧的燃料量。
然后,在选择了批量喷射的情况下(即图3中步骤S202得到 "否"),将基础增加值Kcb设定为增加校正量Kc (即步骤S204)。另 一方面,在选择了分段喷射的情况下(即步骤S202得到"是"),根据 冷却剂温度THW和启动之后经过的时间Ts,由对照表B来计算分段喷射 校正量Kc2 (即步骤S206)。对于这个分段喷射校正量Kc2,可以根据由 于粘附到燃烧室12内壁的燃料量增加而造成的燃料喷射量不足,计算出 能够对由于选择了分段喷射而造成的这种不足进行补偿的值。分段喷射校 正量Kc2与冷却剂温度THW和启动之后经过的时间Ts之间的关系是通过 实验结果等获得的,并设定在对照表B中。具体而言,冷却剂温度THW 越低,启动之后经过的时间Ts越短,就将分段喷射校正量Kc2计算为越 大的值。
对于增加校正量Kc,计算基础增加量值Kcb与分段喷射校正量Kc2 的和(即Kcb+Kc2)(即步骤S208)。此外,还根据冷却剂温度THW由 对照表C计算第一燃料喷射的喷射量分段比率Rt (即步骤S210)。下文中将参考概念性地示出对照表C的图5,对计算喷射量分段比率Rt的方式 进行说明。
如图5所示,当冷却剂温度THW等于或大于预定温度THb时,将喷 射量分段比率Rt计算为0.5。此时,当多次喷射中要喷射的燃料总量较 小、且总的燃料喷射量非均匀分段的情况下,可能发生任一次喷射的燃料 喷射量降至低于燃料喷射阀16的最小燃料喷射量这样的情况,使得不再 可以进行正常的燃料喷射。因此,喷射量分段比率Rt设定为使得这些喷射 中的喷射量分段比率相等。由此,可以在尽可能大的程度上避免上述情 况,并可以更频繁地执行分段喷射。
同时,在冷却剂温度THW低于预定温度THb但高于预定温度THa 时,将喷射量分段比率Rt计算为小于0.5的值,但其值在冷却剂温度 THW越高的情况下就越接近0.5。
此时,两次喷射要喷射的燃料总量较小,取决于喷射量分段比率的设 定, 一次喷射或另一次喷射的燃料喷射量可能过小。因此,喷射量分段比 率Rt设定为使得这些喷射的喷射量分段比率之间的差较小。因此可以在尽 可能大的程度上抑制分段喷射中各次喷射的燃料喷射量变得过小,从而可 以确保各次喷射中正常的燃料喷射操作。另外,此时喷射量分段比率Rt设 定为使得分段喷射中第二次喷射(即压縮冲程末期)的燃料喷射量高于第 一次喷射(即压縮冲程开始)的燃料喷射量,这使得可以比较稳定地执行 分层充气燃烧。另一方面,当冷却剂温度THW等于或小于预定温度THa 时,将喷射量分段比率Rt计算为预定值(例如0.3)。此时,两次喷射要 喷射的燃料总量较大,在设定分段喷射中这些喷射的喷射量分段比率吋有 较大自由度。因此,将喷射量分段比率Rt计算为使分层充气发动机燃烧能 够稳定进行的预定值。这个预定值是通过实验结果等获得和设定的。
在如上所述计算了增加校正量Kc和喷射量分段比率Rt之后,针对催 化剂迅速预热控制用于计算增加校正量Kc的例程的这个循环结束。此后 如图2所示,在计算目标喷射量Qop的步骤中,由于此时并非正在执行燃 烧改善控制(即步骤S108中得到"否"),所以校正系数Kb被计算为 1.0的值,不对燃料喷射量进行增加校正(即步骤S110)。目标喷射量Q叩是根据所需喷射量Qcal、各个校正量Ki...、增加校 正量Kc以及校正系数Kb,由下面的表达式(1)计算出的(即步骤 S112)。
(1) …Qop — (Qcal + Kc + Ki +…)Kb
在选择了批量喷射时(即步骤S114中为"否"),根据目标喷射量 Qop来驱动燃料喷射阀16,并调整燃料喷射量。
另一方面,在选择了分段喷射时(即步骤S114中为"是"),根据 目标喷射量Qop和喷射量分段比率Rt,由下面的表达式(2)和(3)计算 两次喷射的目标喷射量Qopl和Qop2 (即步骤S116)。
(2) …第一喷射量Qopl — Q叩XRt
(3) …第二喷射量Qop2 —QopX(l-Rt) 然后根据第一次喷射(即压縮冲程开始时)的第一喷射量Qopl驱动
燃料喷射阀16,从而调整第一次喷射的燃料喷射量。类似地,根据第二次 喷射(即压縮冲程末期)的第二喷射量Qop2驱动燃料喷射阀16,从而调 整第二次喷射的燃料喷射量。
在这种示例性实施例中,上述催化剂迅速预热控制中的燃料喷射模式 对应于第一喷射模式,其中,对于分段喷射,与批量喷射相比,从发动机 启动后到经过预定时间长度之后的燃料增加量被设定得更大。在此情况下 预定时间长度是执行催化剂迅速预热控制的时间长度,并根据发动机温度 来设定。更具体地说,发动机启动时的发动机温度越低,这个预定时间长 度就设定得越长。以这种方式设定预定时间长度是因为发动机温度越低, 外部空气温度较低的可能性就越大,这意味着需要更多时间来对排气控制 催化剂17进行预热。
图6示出了在执行催化剂迅速预热控制的同时,喷射模式在分段喷射 与批量喷射之间切换的情况下,增加校正量Kc的计算方式的一种示例。 如图所示,在选择了分段喷射时(即时刻tl0之前)的增加校正量Kc被计 算成比选择了批量喷射时的增加校正量Kc大的值,两种情况下的增加校 正量Kc相差的量与分段喷射校正值Kc2对应。因此,即使在选择了分段 喷射的情况下粘附到燃烧室12内壁的燃料量增加,也能够抑制由于这种增加造成的燃料喷射量的实际不足,从而抑制由于这种不足造成的燃烧状 态变差。由此,无论在选择了分段喷射还是批量喷射的情况下(在时刻
tlO之后)都可以既使内燃机10实现稳定工作又使排气控制催化剂17尽早 预热。
接下来将参考图2和图7所示流程图对执行燃烧改善控制吋用于计算 目标喷射量Qop的程序进行说明。图7的流程图所示步骤序列图示了用于 计算校正系数Kb的具体例程,该例程由ECU 20以预定循环执行。
如图2所示,在计算目标喷射量Qop时,首先计算所需喷射量Qcal (即步骤S100)并计算各种校正量(Ki...)(即步骤S102)。由于此时 并非正在执行催化剂迅速预热控制(即步骤S104得到"否"),所以增 加校正量Kc被设定为不对燃料喷射量进行增加校正的值(更具体地说,0 值)(即步骤S118)。另外,此时将喷射量分段比率Rt设定为等于0.5 的值。
然后,由于此时正在执行燃烧改善控制(即步骤S108得到 "是"),所以执行针对燃烧改善控制的计算校正系数Kb的例程(即歩 骤S120)。
更具体地说,如图7所示,在选择了分段喷射时(即步骤S300得到 "是"),根据冷却剂温度THW和发动机载荷比率KL (=GA/NE)由对 照表D计算校正系数Kb (即步骤S302)。另一方面,在选择了批量喷射 时(即步骤S300得到"否"),根据冷却剂温度THW和发动机载荷比率 KL由对照表E计算校正系数Kb (即步骤S304)。
对照表D和E都是用于计算校正系数Kb的对照表,校正系数Kb作 为在使内燃机10保持稳定工作的同时还能改善燃烧状态的值。校正系数 Kb与冷却剂温度THW和发动机载荷比率KL之间的关系通过实验结果等 获得,然后设定到各个对照表中。
这里,由于发动机温度越高,所喷射的燃料的气化就越容易,所以实 际用于燃烧的燃料量也越大。此外,由于发动机载荷比率KL越高,燃料 喷射量就调整得越大,所以用于燃烧的燃料量也会增加。
因此,在这种示例性实施例中,冷却剂温度THW越高,且发动机载荷比率KL越大,就将校正系数Kb计算成较小的值,如图8中概念性示 出的对照表D和E。由此可以考虑到燃料粘附量来计算校正系数Kb,其 中燃料粘附量取决于发动机载荷比率KL以及所喷射燃料气化的促进程度 而改变,所述促进程度接着又取决于发动机温度而变化。因此可以确保实 际用于燃烧的燃料量。
但是,对照表D和E设定成在冷却剂温度THW和发动机载荷比率 KL处于相同条件时,由对照表D计算出的校正系数Kb是比由对照表E 计算出的校正系数Kb更小的值。
在如上所述计算校正系数Kb之后,如图2所示,根据所需喷射量 Qcal、各种校正量Ki...、增加校正量Kc、以及校正系数Kb,由前述的有 关表达式(1)计算目标喷射量Qop。
在选择了批量喷射时(即步骤S114得到"否"),根据目标喷射量 Qop驱动燃料喷射阀16,并调整燃料喷射量。另一方面,在选择了分段喷 射时(即步骤S114得到"是"),根据目标喷射量Qop和喷射量分段比 率Rt由上述有关表达式(2)和(3)计算两次喷射的目标喷射量Qopl和 Qop2 (即步骤S116)。然后根据目标喷射量Qopl和Qop2驱动燃料喷射 阀16,并调整两次喷射的燃料喷射量。
在这种示例性实施例中,上述燃烧改善控制中的燃料喷射模式对应于 第二喷射模式,其中批量喷射的燃料增加量被设定得比分段喷射的燃料增 加量大。图9示出了在执行燃烧改善控制的同时,当喷射模式在分段喷射 与批量喷射之间切换时,目标喷射量Qop的计算方式的一种示例。
如图9所示,选择了分段喷射时(即时刻t20之前)的校正系数Kb被 计算为比选择了批量喷射时的校正系数Kb小的值。因此,可以通过考虑 到如上所述在进气冲程期间喷射燃料时批量喷射的未用于燃烧的燃料量比 分段喷射的未用于燃烧的燃料量大的趋势,来计算选择了批量喷射或者分 段喷射时的校正系数Kb,从而计算目标喷射量Qop。因此,即使在选择 了批量喷射时所喷射的燃料不易气化、使得未用于燃烧的燃料量增加的情 况下,也能够抑制由于这种增加造成的燃料喷射量实际不足,从而抑制由 于这种不足造成的燃烧状态变差。由此,在可以选择分段喷射和批量喷射时(时刻t20之后)都能使内燃机10保持稳定工作,并改善燃烧状态。 如上所述,采用这种示例性实施例可以获得下述效果。
(1) 在催化剂迅速预热控制中对燃料喷射量的增加校正中,对于分 段喷射,与批量喷射相比,将增加校正量Kc计算为更大的值。因此,即 使在执行分段喷射时粘附到燃烧室12内壁的燃料量增加,也能够抑制由 于这种增加造成的燃料喷射量实际不足,从而抑制由于这种不足造成的燃 烧状态变差。
(2) 根据冷却剂温度THW和启动后经过的时间Ts来计算增加校正 量Kc。因此,可以考虑到粘附的燃料量取决于发动机温度和启动后经过 的时间Ts而改变的事实来计算增加校正量Kc,从而可以确保实际用于燃 烧的燃料量,从而进一步改善燃烧状态的稳定性。
(3) 在催化剂迅速预热控制期间采用分段喷射,冷却剂温度THW越 高,则计算出的喷射量分段比率Rt就越接近0.5。因此,在两次喷射要喷 射的燃料总量较小时, 一次喷射或另一次喷射的燃料喷射量可能取决于喷 射量分段比率的设定而过小。因此将喷射量分段比率Rt设定成使得这些喷 射的喷射量分段比率之间的差较小。因此可以在尽可能大的程度上抑制各 次喷射的燃料喷射量变得过小,从而可以确保各次喷射中正常的燃料喷射 操作。
(4) 当冷却剂温度THW等于或大于预定温度THb时,将喷射量分 段比率Rt计算为0.5。因此,当这些喷射中要喷射的燃料总量较小,且总 的燃料喷射量分段不均匀时,会发生这样的情况即一次喷射或另一次喷射 的燃料喷射量可能降到低于燃料喷射阀16的最小燃料喷射量,从而不再 能进行正常喷射。因此,将喷射量分段比率Rt设定成使得这些喷射的喷射 量分段比率相等。由此,可以在尽可能大的程度上避免上述情况,从而可 以更频繁地执行分段喷射。
(5) 当冷却剂温度THW等于或低于预定温度THa时,将喷射量分 段比率Rt计算为预定值。由此,能够稳定地执行分层充气燃烧。
(6) 在燃烧改善控制期间对燃料喷射量进行增加校正时,对于批量 喷射,与分段喷射相比,将校正系数Kb计算为更大的值。因此,即使在执行批量喷射时所喷射的燃料不易气化使得未用于燃烧的燃料量增加的情 况下,也能够抑制由于这种增加造成的燃料喷射量实际不足,从而抑制这 种不足造成的燃烧状态变差。
(7) 根据冷却剂温度THW来计算校正系数Kb。因此,可以考虑到 所喷射燃料气化的促进程度来计算校正系数Kb,其中所述促进程度是取 决于发动机温度而改变的。因此,可以确保实际用于燃烧的燃料量,从而 使燃烧状态更加稳定。
(8) 在发动机处于冷机状态过程中对燃料喷射量进行增加校正时, 在正在执行催化剂迅速预热控制的情况下,对于分段喷射,与批量喷射相 比,将燃料增加设定得更大。然后在正在执行燃烧改善控制的情况下,对 于批量喷射,与分段喷射相比,将燃料增加设定得更大。因此,可以如上 所述考虑到燃料气化的促进程度的改变以及发动机启动后燃料粘附到气缸 壁的程度的改变而设定燃料增加。因此可以确保用于燃烧的燃料,从而使 发动机燃烧稳定。
可以对前述示例性实施例进行如下改动。
—除了冷却剂温度THW,也可以采用与分段喷射的各次喷射所喷射 的总燃料量有较高相关性的任何值作为喷射量分段比率Rt的计算参数,所 述值例如发动机速度NE、进气量GA、或启动后经过的时间Ts。换句话 说,可以用这些参数作为总燃料量的指标值,并可以根据总的燃料量来设 定这些喷射的喷射量分段比率。
更具体地说,这些喷射的喷射量分段比率可以以如下三种配置方式来 设定。配置方式1:设定这些喷射的喷射量分段比率,使得总燃料量越 小,这些比率之间的差就越小。配置方式2:设定这些喷射的喷射量分段 比率,使得当总燃料量等于或小于预定量时,这些比率相等。配置方式
3:设定这些喷射的喷射量分段比率,使得当总燃料量等于或多于预定量
时,压縮冲程末期喷射的燃料喷射量大于任何其他喷射的燃料喷射量。
一对于燃烧改善控制期间的分段喷射,可以根据这些喷射中要喷射的 总燃料量来可变地设定这些喷射的喷射量分段比率。即使在采用这种配置 的情况下,也可以通过对这些喷射的喷射量分段比率进行与上述配置方式1和方式2中一样的设定来获得与上述(3)和(4)部分中所述类似的效 果。
一在上述示例性实施例中,增加校正量Kc和校正系数Kb是根据作为 发动机温度指标值的冷却剂温度THW计算的。但是除了冷却剂温度THW 外,也可以采用表示发动机温度的另外的值,例如发动机润滑油温度。另 外,例如,可以在内燃机10中设置温度传感器,并可以采用由温度传感 器检测到的发动机温度。
一催化剂迅速预热控制过程中分段喷射的第一次燃料喷射正吋可以适 当地改变,例如在压縮冲程的中期或者进气冲程的末期。
一燃烧改善控制过程中分段喷射的第二次燃料喷射正时也可以设定在 压縮冲程的开始。
一本发明还可以应用到在三个或更多不同时刻的一系列单独喷射中喷 射燃料的装置中。
一本发明也可以应用到下述内燃机的燃料喷射控制装置中:其中只执 行催化剂迅速预热控制和燃烧改善控制中的一种。在只执行燃烧改善控制 的装置中,也可以根据启动之后经过的时间来计算燃料增加量。采用这样 的结构,设定燃料增加量可以考虑到下述趋势:发动机启动之后经过的时 间越长,发动机燃烧室的温度升高,因而促进了所喷射燃料的气化。因此 可以确保实际用于燃烧的燃料量,从而使燃烧状态更加稳定。
一本发明还可以应用到执行所谓的后启动(post start-up)增加校正控 制的装置,该控制在完成启动之后紧接着的预定时间长度(例如几十秒) 中对燃料喷射量进行增加校正以便对内燃机冷启动之后紧接着的燃料气化 不足进行补偿。
尽管已经参考本发明的示例性实施例对其进行了说明,但是应当明 白,本发明不限于这些示例性的实施例或结构。相反,本发明应当覆盖除 了上述之外的各种变更和等效设置。另外,尽管以示例性的各种组合和配 置形式示出了这些示例性实施例的各个部件,但是其他组合和配置形式 (包括更多部件、更少部件或只有单一的部件)也在本发明的精神和范围 之内。

Claims (18)

1. 一种用于直接喷射式内燃机(10)的燃料喷射控制装置,所述内燃机包括对空气/燃料混合物进行点火的点火装置,在所述内燃机处于冷机状态时,所述燃料喷射控制装置将燃料喷射模式在批量喷射与分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料在压缩冲程末期一次喷射,在所述分段喷射中燃料在包括至少所述压缩冲程末期的多个时刻进行喷射,所述燃料喷射控制装置的特征在于包括增加校正装置(20),在所述增加校正装置对根据内燃机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,将所述分段喷射的燃料增加量设定得比所述批量喷射的燃料增加量大。
2. 根据权利要求1所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装 置,其中,所述增加校正装置根据内燃机温度与内燃机启动后经过的时间 中至少一项来设定所述分段喷射的所述燃料增加量和所述批量喷射的所述 燃料增加量。
3. 根据权利要求1或2所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制 装置,还包括分段比率设定装置(20),所述分段比率设定装置用于在所 述燃料喷射模式设定在分段喷射时设定各次喷射的喷射量分段比率,其 中,所述分段比率设定装置将各次喷射的喷射量分段比率设定成使得:由 所述分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量越小,所述喷射量分段比率之 间的差别就越小。
4. 根据权利要求3所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装 置,其中,所述分段比率设定装置将所述各次喷射的喷射量分段比率设定成使得:当所述分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量等于或小于预定量时,所述喷射量分段比率相等。
5. 根据权利要求3所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装 置,其中,所述分段比率设定装置将所述各次喷射的喷射量分段比率设定成使得:当所述分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量大于预定值时,所述压縮冲程末期喷射的燃料喷射量大于其他任何喷射的燃料喷射量。
6. 根据权利要求1所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置,其中,在所述内燃机怠速时执行所述燃料喷射量的增加校正,直到内 燃机启动后己经经过预定时间长度。
7. —种用于直接喷射式内燃机(10)的燃料喷射控制装置,在所述内 燃机处于冷机状态时,所述燃料喷射控制装置将燃料喷射模式在批量喷射 与分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料在进气冲程期间一次喷 射,在所述分段喷射中燃料在所述进气冲程期间的多个时刻进行喷射,所 述燃料喷射控制装置的特征在于包括增加校正装置(20),在所述增加校 正装置对根据内燃机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,将所述 批量喷射的燃料增加量设定得比所述分段喷射的燃料增加量大。
8. 根据权利要求7所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置,其中,所述增加校正装置根据内燃机温度与内燃机启动后经过的时间 中至少一项来设定所述分段喷射的所述燃料增加量和所述批量喷射的所述 燃料增加量。
9. 根据权利要求7或8所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制 装置,其中,在所述内燃机怠速时执行所述燃料喷射量的增加校正,直到 内燃机启动后已经经过预定时间长度。
10. —种用于直接喷射式内燃机(10)的燃料喷射控制装置,在所述 内燃机处于冷机状态时启动之后,所述燃料喷射控制装置将燃料喷射模式 在批量喷射与分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料一次喷射, 在所述分段喷射中燃料多次喷射,其中,在对根据内燃机工作状态设定的 燃料喷射量进行增加校正时,从内燃机启动之后直到经过预定时间长度, 所述燃料喷射模式被设定在第一喷射模式,然后将所述燃料喷射模式设定 在第二喷射模式,在所述第一喷射模式中将所述分段喷射的燃料增加量设 定成大于所述批量喷射的燃料增加量,在所述第二喷射模式中将所述批量 喷射的燃料增加量设定成大于所述分段喷射的燃料增加量。
11. 根据权利要求IO所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装 置,其中,在所述第一喷射模式下,在所述批量喷射中一次喷射燃料,而 在所述分段喷射中燃料在包括至少压縮冲程末期的多个时刻进行喷射;并 且在所述第二喷射模式下,在所述批量喷射中在进气冲程期间一次喷射燃料,而在所述分段喷射中燃料在所述进气冲程期间多次喷射。
12. 根据权利要求10或11所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射 控制装置,其中,根据内燃机温度与内燃机启动后经过的时间中至少一项 来设定所述分段喷射的所述燃料增加量和所述批量喷射的所述燃料增加
13. 根据权利要求10所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置,还包括分段比率设定装置(20),所述分段比率设定装置用于在所述燃料喷射模式设定在分段喷射时设定各次喷射的喷射量分段比率,其中,所述分段比率设定装置将所述各次喷射的喷射量分段比率设定成使得:由 所述分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量越小,所述喷射量分段比率之 间的差别就越小。
14. 根据权利要求13所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置,其中,所述分段比率设定装置将所述各次喷射的喷射量分段比率设定成使得:当所述分段喷射中所有喷射所喷射的燃料总量等于或小于预定量 时,所述喷射量分段比率相等。
15. 根据权利要求IO所述的用于直接喷射式内燃机的燃料喷射控制装置,其中,在所述内燃机怠速时执行所述燃料喷射量的增加校正,直到内 燃机启动后已经经过预定时间长度。
16. —种用于直接喷射式内燃机(10)的燃料喷射控制方法,所述内燃机包括对空气/燃料混合物进行点火的点火装置,在所述内燃机处于冷机 状态时,所述方法将燃料喷射模式在批量喷射与分段喷射之间进行切换, 在所述批量喷射中燃料在压縮冲程末期一次喷射,在所述分段喷射中燃料 在包括至少所述压縮冲程末期的多个时刻进行喷射,所述燃料喷射控制方法的特征在于包括:在对根据内燃机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,将所述 分段喷射的燃料增加量设定得比所述批量喷射的燃料增加量大。
17. —种用于直接喷射式内燃机(10)的燃料喷射控制方法,在所述内燃机处于冷机状态时,所述方法将燃料喷射模式在批量喷射与分段喷射 之间进行切换,在所述批量喷射中燃料在进气冲程期间一次喷射,在所述分段喷射中燃料在所述进气冲程期间多次喷射,所述燃料喷射控制方法的 特征在于包括:在对根据内燃机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,将所述 批量喷射的燃料增加量设定得比所述分段喷射的燃料增加量大。
18. —种用于直接喷射式内燃机(10)的燃料喷射控制方法,在所述 内燃机处于冷机状态时启动之后,所述方法将燃料喷射模式在批量喷射与 分段喷射之间进行切换,在所述批量喷射中燃料一次喷射,在所述分段喷 射中燃料多次喷射,所述燃料喷射控制方法的特征在于:在对根据内燃机工作状态设定的燃料喷射量进行增加校正时,从内燃 机启动之后直到经过预定时间长度,所述燃料喷射模式被设定在第一喷射 模式,然后将所述燃料喷射模式设定在第二喷射模式,在所述第一喷射模 式中将所述分段喷射的燃料增加量设定成大于所述批量喷射的燃料增加 量,在所述第二喷射模式中将所述批量喷射的燃料增加量设定成大于所述 分段喷射的燃料增加量。
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