CN100545435C - 用于内燃机的控制设备 - Google Patents

Abstract

发动机ECU执行包括以下步骤的程序：计算壁沉积修正量fmw，缸内喷射器的DI参考喷射量taudb，进气歧管喷射器的PFI参考喷射量taupb(S100)；感测发动机冷却剂温度THW(S200)；如果THW高于THW阈值(在步骤S300为“是”)并且DI比率r不是100%(在S400中为“否”)，则利用进气歧管喷射器以壁沉积修正量fmw进行修正(S600)；如果THW至多为THW阈值(在步骤S300为“否”)，则利用缸内喷射器以壁沉积修正量fmw进行修正(S500)。

Description

用于内燃机的控制设备

技术领域

本发明涉及用于内燃机的控制设备，所述内燃机具有用于将燃料喷射到气缸的第一燃料喷射机构(缸内喷射器)以及用于将燃料喷射到进气歧管或进气口的第二燃料喷射机构(进气歧管喷射器)，具体涉及用于当对于内燃机所要求的负载变化时针对进气口的内壁上所沉积的燃料量进行修正的技术。

背景技术

公知一种内燃机，其具有用于将燃料喷射到发动机的进气歧管的进气歧管喷射器以及用于将燃料喷射到发动机的燃烧室的缸内喷射器，并且被设置为基于发动机速度和发动机负载确定进气歧管喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比。在此内燃机中，与从两个燃料喷射阀喷射的燃料总和相对应的总喷射量被预定为发动机负载的函数，并且总喷射量随着发动机负载的增大而增大。

在这种内燃机中，当发动机负载超过了设定负载并且从进气歧管喷射器的燃料喷射被启动时，从进气歧管喷射器喷射的燃料的一部分沉积在进气歧管的内壁上。结果，从进气歧管供应到发动机的燃烧室的燃料量小于已经从缸内喷射器喷射的燃料量。因此，如果基于预定为发动机负载的函数的喷射量，从燃料喷射阀中的每一个喷射燃料，则当从进气歧管喷射器的燃料喷射开始时，实际供应到发动机燃烧室的燃料量变得小于所需的燃料量(稀薄状态)。因此，导致发动机的输出转矩临时下降的问题。

此外，在这种内燃机中，当发动机负载已经降低到低于设定负载并且从进气歧管喷射器的燃料喷射停止时，进气歧管的内壁上所沉积的燃料继续被供应到发动机燃烧室。结果，如果基于预定为发动机负载的函数的喷射量，从燃料喷射阀中的每一个喷射燃料，则当从进气歧管喷射器的燃料喷射停止时，实际供应到发动机燃烧室的燃料量变得大于所需的燃料量(浓态)。因此，导致发动机的输出转矩临时升高的问题。

日本专利早期公开号5-231221公开了一种燃料喷射型内燃机，其包括：用于将燃料喷射到气缸中的缸内喷射器和用于将燃料喷射到进气歧管或进气口中的进气歧管喷射器，用于防止开始和停止口喷射时发动机输出转矩的波动。燃料喷射型内燃机包括用于将燃料喷射到发动机进气歧管中的第一燃料喷射阀(进气歧管喷射器)和用于将燃料喷射到发动机燃烧室中的第二燃料喷射阀(缸内喷射器)，其中，当发动机运行状态处于预定运行范围中时，从第一燃料喷射阀的燃料喷射被停止，并且当发动机运行状态没有处于预定运行范围中时，从第一燃料喷射阀喷射燃料。燃料喷射型内燃机包括：用于估算当从第一燃料喷射阀的燃料喷射开始时在进气歧管内壁上的沉积燃料量，和用于估算当从第一燃料喷射阀的燃料喷射被停止时流入到发动机燃烧室中的沉积燃料的流入量的装置；以及用于当从第一燃料喷射阀的燃料喷射开始时修正从第二燃料喷射阀喷射的燃料量以使其增加了等于上述的沉积燃料量，和用于当从第一燃料喷射阀的燃料喷射被停止时修正从第二燃料喷射阀喷射的燃料量以使其减小了等于上述的流入量的装置。根据此燃料喷射型内燃机，通过当从第一燃料喷射阀的燃料喷射开始时修正从第二燃料喷射阀喷射的燃料量以使其增加了等于沉积燃料量，实际供应到发动机燃烧室的燃料量满足所需的燃料量；通过当从第一燃料喷射阀的燃料喷射被停止时修正从第二燃料喷射阀喷射的燃料量以使其减小了等于流入量，实际供应到发动机燃烧室的燃料量满足所需的燃料量。结果，在开始和停止从第一燃料喷射阀的燃料供应的任一情形中，供应到发动机燃烧室的燃料量满足所需的燃料量，因此，防止了发动机输出转矩的波动。

然而，在日本专利早期公开号5-231221中公开的燃料喷射型内燃机中，只有当还没有被执行过的从第一燃料喷射阀(进气歧管喷射器)的燃料喷射开始时，或者当已经被执行过的从第一燃料喷射阀(进气歧管喷射器)的燃料喷射被停止时，才修正从第二燃料喷射阀(缸内喷射器)喷射的燃料量。具体而言，其解决如下情况：DI比率r(从缸内喷射器喷射的燃料量与被喷射的燃料的总量的比)从1开始变化(从只从缸内喷射器喷射燃料的状态变化到开始从进气歧管喷射器的燃料喷射的状态)；或DI比率r从0开始变化(从只从进气歧管喷射器喷射燃料的状态变化到开始从缸内喷射器的燃料喷射的状态)。在此，利用缸内喷射器修正与进气歧管喷射器的启动/停止相关的壁沉积燃料。

因此，因为利用缸内喷射器而不是导致沉积的进气歧管喷射器进行壁沉积燃料的修正，所以从缸内喷射器的燃料喷射量受到修正量的影响(为了增大的修正和为了减小的修改)，并且DI比率大大地偏离在内燃机的运行条件下所计算的比值。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于内燃机的控制设备，所述内燃机具有分别分担将燃料喷射进入气缸以及将燃料喷射进入进气歧管的第一燃料喷射机构和第二燃料喷射机构，其中所述控制设备可以适当地针对沉积在壁上的燃料进行修正，而不会在很大程度上改变燃料喷射比率。

根据本发明的用于内燃机的控制设备控制内燃机，所述内燃机具有将燃料喷射进入气缸的第一燃料喷射机构以及将燃料喷射进入进气歧管的第二燃料喷射机构。所述控制设备包括：控制器，其基于所述内燃机所要求的条件，控制所述第一燃料喷射机构及第二燃料喷射机构以分别分担燃料喷射；以及估算器，其估算所述进气歧管的壁沉积燃料。所述控制器在其中所述第一燃料喷射机构和所述第二燃料喷射机构分别分担燃料喷射量的区域中，控制所述第一燃料喷射机构和所述第二燃料喷射机构，以利用所述第二燃料喷射机构针对所述壁沉积燃料进行修正。

根据本发明的第一方面，当在第一燃料喷射机构(例如，缸内喷射器)和第二燃料喷射机构(例如，进气歧管喷射器)分别分担燃料喷射(0＜DI比率r＜1)时产生提高内燃机负载的要求时(例如，当按压加速器踏板时)，缸内喷射器的燃料喷射量和进气歧管喷射器的燃料喷射量都增大。此时，吸入到燃烧室中(气缸中)的燃料减少，直到预定量的燃料沉积在进气歧管(进气口)上。因为此状态将导致稀薄空燃比，所以针对沉积在壁上的燃料进行修正。具体地，进行修正来增大燃料喷射量。在此，利用进气歧管喷射器进行修正。如果当缸内喷射器和进气歧管喷射器分别分担燃料喷射(0＜DI比率r＜1)时DI比率r(0＜r)阶跃式减小(内燃机的负载相同)，进气歧管喷射器的燃料喷射量阶跃式增大。此时，吸入到燃烧室中的燃料减少，直到预定量的燃料被沉积在进气口上。因为此状态将导致稀薄空燃比，所以针对沉积在壁上的燃料进行修正。具体地，进行修正来增大燃料喷射量。此时，利用进气歧管喷射器进行修正。基于下面的理由，利用进气歧管喷射器而不是缸内喷射器针对沉积在壁上的燃料进行修正。沉积在进气歧管的壁上的燃料最初由从进气歧管喷射器喷射的燃料形成，而与缸内喷射器无关。由于从进气歧管喷射器喷射的燃料沉积在壁上，所以吸入到气缸中的燃料量波动。因此，通过针对进气歧管喷射器的燃料喷射量进行修正，可以使得吸入到气缸中的燃料量与假设在壁上没有沉积的情形基本相同，并且可以防止真实喷射比率变化。结果，可以提供用于内燃机(其中第一和第二燃料喷射机构分别分担燃料的喷射)的控制设备，该控制设备可以适当地针对沉积在壁上的燃料进行修正，而不会在很大程度上改变燃料喷射量的喷射比率。

优选地，用于内燃机的控制设备除了本发明的第一方面中的部件之外还包括感测所述内燃机的温度的传感器。当所述温度满足预定条件时，所述控制器控制所述第一燃料喷射机构和所述第二燃料喷射机构，以利用所述第二燃料喷射机构针对所述壁沉积燃料进行修正。

根据本发明，当在缸内喷射器和进气歧管喷射器分别分担燃料喷射(0＜DI比率r＜1)时产生提高内燃机负载的要求时，缸内喷射器的燃料喷射量和进气歧管喷射器的燃料喷射量都增大。此时，吸入到燃烧室中(气缸中)的燃料减少，直到预定量的燃料沉积在进气歧管(进气口)上。因为此状态将导致稀薄空燃比，所以针对沉积在壁上的燃料进行修正。此时，例如，当内燃机的温度很高的条件被满足时，利用进气歧管喷射器进行修正。此外，如果当缸内喷射器和进气歧管喷射器分别分担燃料喷射(0＜DI比率r＜1)时DI比率r(0＜r)阶跃式减小(内燃机的负载相同)，进气歧管喷射器的燃料喷射量阶跃式增大。此时，吸入到燃烧室中的燃料减少，直到预定量的燃料被沉积在进气口上。因为此状态将导致稀薄空燃比，所以针对沉积在壁上的燃料进行修正。此时，例如，当内燃机的温度很高的条件被满足时，利用进气歧管喷射器进行修正。当这样的温度条件被满足时，进气歧管的温度也高，并且沉积在进气歧管的壁上的燃料量少。此外，燃料性能的差异不产生大的影响。因此，利用进气歧管喷射器而不是缸内喷射器针对沉积在壁上的燃料进行修正。通过针对进气歧管喷射器的燃料喷射量进行修正，可以使得吸入到气缸中的燃料量与假设在壁上没有沉积的情形基本相同，并且可以防止真实喷射比率变化。

还优选地，当所述内燃机的温度高于预定温度的条件被满足时，所述控制器控制所述第一燃料喷射机构和所述第二燃料喷射机构，以利用所述第二燃料喷射机构针对所述壁沉积燃料进行修正。

根据本发明，当内燃机的温度高时，进气歧管的温度也高，并且沉积在进气歧管的壁上的燃料量少。此外，燃料性能(具体地，沸点)的差异不产生大的影响(容易实现蒸发)。在这种情况下，如果利用进气歧管喷射器针对沉积在壁上的燃料进行修正，可以迅速增大吸入到气缸中的燃料量。因此，可以防止由于断续工作导致的机车的迟滞起动或者可驾性的劣化。此外，可以防止在很大程度上改变燃料喷射量的喷射比率。因此，在这样的情况下，利用进气歧管喷射器针对沉积在壁上的燃料进行修正。

还优选地，当所述内燃机的温度高于预定温度的条件没有被满足时，所述控制器控制所述第一燃料喷射机构和所述第二燃料喷射机构，以利用所述第一燃料喷射机构针对所述壁沉积燃料进行修正。

根据本发明，当内燃机的温度不高时，进气歧管的温度也低，并且沉积在进气歧管的壁上的燃料增多。此外，燃料性能的差异不产生大的影响。在这种情况下，如果利用进气歧管喷射器针对沉积在壁上的燃料进行修正，不能迅速增大吸入到气缸中的燃料量，不能迅速地解决由于断续工作导致的机车的迟滞起动或者可驾性的劣化。因此，在这样的情况下，利用缸内喷射器而不是进气歧管喷射器针对沉积在壁上的燃料进行修正。

还优选地，所述传感器感测所述内燃机的冷却剂的温度。

根据本发明，通过感测内燃机的冷却剂的温度，可以感测该发动机的温度。因此，容易基于发动机的温度，确定是利用进气歧管喷射器还是利用缸内喷射器针对沉积在壁上的燃料进行修正。

还优选地，所述第一燃料喷射机构是缸内喷射器，所述第二燃料喷射机构是进气歧管喷射器。

根据本发明，可以提供用于内燃机的控制设备，所述内燃机独立地具有作为第一燃料喷射机构的进气歧管喷射器和作为第二燃料喷射机构的缸内喷射器，以分担各自的燃料喷射量，所述控制设备可以针对沉积在进气歧管的壁上的燃料适当地进行修正，而不用在很大程度上改变燃料喷射量的喷射比率。

根据下面的本发明的详细描述并结合附图，本发明的前述和其它的目的、特征、方面和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是由根据本发明的实施例的控制设备控制的发动机系统的示意性构造视图。

图2是图示了由实现根据本发明的实施例的控制设备的发动机ECU执行的程序的控制结构的流程图。

图3示出了壁沉积的状态。

图4示出了根据负载变化而变化的壁沉积燃料的修正量。

图5是示出了每个状态量的变化的时序图(1)。

图6是示出了每个状态量的变化的时序图(2)。

图7示出了对于发动机暖态的DI比率映射图(1)，其中本发明的控制设备适当地适用于该发动机。

图8示出了对于发动机冷态的DI比率映射图(1)，其中本发明的控制设备适当地适用于该发动机。

图9示出了对于发动机暖态的DI比率映射图(2)，其中本发明的控制设备适当地适用于该发动机。

图10示出了对于发动机冷态的DI比率映射图(2)，其中本发明的控制设备适当地适用于该发动机。

具体实施方式

以下将参考附图描述本发明的实施例。在以下描述中，相同的元件被赋予相同的参考标号，其名称及功能也均相同。因此，对其的详细描述将不进行重复。

图1是由发动机ECU(电子控制单元)控制的发动机系统的示意性g构造视图，该发动机ECU实现了根据本发明的实施例的用于内燃机的控制设备。尽管在图1中示出了直列式4缸汽油发动机，但本发明的应用并不限于这种发动机。

如图1所示，发动机10包括四个气缸112，每个气缸112都经由相应的进气歧管20连接至共用稳压罐30。稳压罐30经由进气导管40连接至空气滤清器50。空气流量表42布置在进气导管40中，且由电机60驱动的节流阀70也布置在进气导管40中。独立于加速器踏板100，节流阀70根据发动机ECU300的输出信号来控制其开度。每个气缸112均连接至共用排气歧管80，排气歧管80连接至三元催化转化器90。

每个气缸112均设置有将燃料喷射到气缸的缸内喷射器110以及将燃料喷射到进气口及/或进气歧管的进气歧管喷射器120。根据来自发动机ECU 300的输出信号来控制这些喷射器110，120。此外，每个气缸的缸内喷射器110均连接至共用燃料输送管130。燃料输送管130经由允许朝向燃料输送管130流动的单向阀140连接至发动机驱动型高压燃料泵150。在本实施例中，将对具有两个独立设置的喷射器的内燃机进行描述，但是本发明并不限于这种内燃机。例如，内燃机可具有能够进行缸内喷射及进气歧管喷射两者的单一喷射器。

如图1所示，高压燃料泵150的排放侧经由电磁溢流阀152连接至高压燃料泵150的进气侧。随着电磁溢流阀152的打开程度变小，从高压燃料泵150供应到燃料输送管130的燃料量将增大。当电磁溢流阀152完全打开时，从高压燃料泵150至燃料输送管130的燃料供应将停止。根据发动机ECU 300的输出信号来控制电磁溢流阀152。

更具体地而言，在利用泵柱塞加压燃料的高压燃料泵150中，电磁溢流阀152被设置在泵进气侧，并且在利用设置在燃料输送管130处的燃料压力传感器400由发动机ECU 300反馈控制的加压冲程中具有其关闭时序，其中所述泵柱塞通过附接到凸轮轴上的凸轮向上和向下运动。因此，燃料输送管130内的燃料的压力(燃料压力)被控制。换句话说，通过发动机ECU 300控制电磁溢流阀152，来控制从高压燃料泵150供应到燃料输送管130的燃料的量和压力。

每个进气歧管喷射器120均连接至低压侧的共用燃料输送管160。燃料输送管160及高压燃料泵150经由共用燃料压力调节器170连接至电机驱动型低压燃料泵180。此外，低压燃料泵180经由燃料过滤器190连接至燃料箱200。设置燃料压力调节器170以在从低压燃料泵180排放的燃料压力变得高于预设燃料压力时将从低压燃料泵180排放的一部分燃料返回至燃料箱200。这可防止供应至进气歧管喷射器120的燃料压力以及供应至高压燃料泵150的燃料压力两者变得高于上述预定燃料压力。

利用数字计算机来实现发动机ECU 300，并且其包括经由双向总线310彼此连接的ROM(只读存储器)320、RAM(随即访问存储器)330、CPU(中央处理单元)340、输入端口350、以及输出端口360。

空气流量表42产生正比于进气量的输出电压，且该输出电压经由A/D转换器370被输入至输入端口350。将冷却剂温度传感器380安装至发动机10，该传感器产生正比于发动机冷却剂温度的输出电压，该输出电压经由A/D转换器390被输入至输入端口350。

将燃料压力传感器400安装至燃料输送管130，该传感器产生正比于燃料输送管130内燃料压力的输出电压，该输出电压经由A/D转换器410被输入至输入端口350。将空燃比传感器420安装至位于三元催化转化器90的上游的排气歧管80。空燃比传感器420产生正比于排气中氧气浓度的输出电压，而该输出电压经由A/D转换器430被输入至输入端口350。

本实施例的发动机系统中的空燃比传感器420为产生正比于发动机10中燃烧的空气燃料混合气体的空燃比的输出电压的全范围空燃比传感器(线性空燃比传感器)。可以使用O2传感器作为空燃比传感器420，该传感器以接通/切断的方式检测在发动机10中燃烧的空气燃料混合气体的空燃比相对于理论空燃比是浓还是稀。

加速器踏板100连接至产生正比于加速器踏板100的下压量的输出电压的加速踏板位置传感器440，加速踏板位置传感器440的输出电压经由A/D转换器450被输入至输入端口350。此外，产生表示发动机速度的输出脉冲的发动机速度传感器460连接至输入端口350。发动机ECU 300的ROM 320根据由上述加速踏板位置传感器440及发动机速度传感器460获得的发动机负载率及发动机速度，以映射图的形式预先存储对应于操作状态而设定的燃料喷射量的值以及基于发动机冷却剂温度设定的其修正值。

参考图2，将描述在实现根据本发明的实施例的控制设备的发动机ECU 300处执行的程序的控制结构。应该注意，该流程以发动机10的预定的曲柄角度，或者在计算的预定时间循环执行。

在步骤(此后步骤被缩写为S)100，发动机ECU 300计算壁沉积修正量fmw，缸内喷射器110的DI参考喷射量taudb，以及进气歧管喷射器120的PEI参考喷射量taupb。

在此，缸内喷射器110的DI参考喷射量taudb按如下计算：

taudb＝r×EQMAX×klfwd×fafd×kgd×kpr...(1)

进气歧管喷射器120的PEI参考喷射量taupb按如下计算：

taupb＝k×(1-r)×EQMAX×klfwd×fafp×kgp...(2)

在方程式(1)和(2)中，r是燃料喷射比率(DI比率)，EQMAX是最大喷射量，klfwd是负载率，fafd和fafp是化学计量状态的反馈系数，kgd是缸内喷射器110的学习值，kpr是与燃料压力相对应的转化系数，以及kgp是进气歧管喷射器120的学习值。

下面将描述壁沉积修正量fmw。如图3所示，从进气歧管喷射器120喷射的燃料根据其燃料性质沉积在进气歧管20上(例如，沸点越高，量越大)。从进气歧管喷射器120喷射的燃料的一部分被直接吸入气缸中，如箭头A所示。从进气歧管喷射器120喷射的燃料的剩余部分被新近沉积在进气歧管的壁上，如箭头B所示。从这样沉积壁上的燃料中，由进气歧管的热蒸发的燃料(已经被沉积在壁上的)通过从进气歧管喷射器120的喷射或者通过当进气口打开时的进气空气流，被间接地吸入到气缸中，如箭头C所示。

图4示出了发动机10的稳态中的壁沉积燃料量QMW相对于发动机10的负载率KL的状态。应该注意，壁沉积燃料量QMW不仅依赖于负载率KL，而且依赖于发动机速度NE，可变阀正时WT，和DI比率r，但是为了简化，图4只是示出了对发动机10的负载率KL的依赖性。如图4所示，当负载率KL增大时，壁沉积燃料量QMW增大了ΔQMW。在此，作为根据本发明的实施例的用于内燃机的控制设备的发动机ECU 300不采用作为沉积在口壁上的燃料的增量的ΔQMW来计算壁沉积修正量fmw；而是采用直接进入气缸的燃料(箭头A所示的燃料)量和间接进入气缸的燃料(箭头C所示的燃料)量，来计算与负载率相关的壁沉积修正量fmw。修正量fmw按如下计算：

fmw＝KMW(1)×ΔQMW+KMW(2)×QTRN(K-1)...(3)

在方程式(3)中，KMW(1)为直接吸入气缸中的燃料的比率(0＜KMW(1)＜1)，KMW(2)为间接吸入到气缸中的燃料的比率(0＜KMW(2)＜1)，QTRN(K-1)为当时的(严格地说，在计算时间之前的一个循环的时间点)壁沉积燃料量。对于计算时间的每一个循环计算壁沉积燃料量QTRN(K)。因此，下一壁沉积燃料量QTRN(K)采用之前一个循环的壁沉积燃料量QTRN(K-1)，按如下计算：

QTRN(K)＝(1-KMW(1))×ΔQMW+(1-KMW(2))×QTRN(K-1)...(4)

方程式(4)的第一项，(1-KMW(1))×ΔQMW，为没有被直接吸附到气缸中并且新近沉积在壁上的燃料量，方程式(4)的第二项，(1-KMW(2))×QTRN(K-1)，为没有被间接吸入气缸中并且留在进气歧管中的燃料量。

因此，由方程式(3)和(4)，计算出修正量fmw。假设负载率KL如上所述增大，在下面提供了对于流程图的描述。

在S200，发动机ECU 300感测发动机冷却剂温度THW。在此，发动机冷却剂温度THW基于从冷却剂温度传感器380到发动机ECU 300的信号输入而被感测。

在S300，发动机ECU 300判定发动机冷却剂温度THW是否高于THW阈值。此THW阈值被设定为例如约60℃。如果发动机冷却剂温度THW高于THW阈值(在S300中为“是”)，则该过程进行到S400。否则(在S300中为“否”)，该过程进行到S500。

在S400，发动机ECU 300判定DI比率r是否＝100％。如果DI比率r＝100％(在S400中为“是”)，则该过程进行到S500。否则(在S400中为“否”)，该过程进行到S600。在S500，发动机ECU 300允许缸内喷射器110喷射增加了等于壁沉积修正量fmw的燃料，由此利用缸内喷射器110修正沉积在壁上的燃料。

在S600，发动机ECU 300允许进气歧管喷射器120喷射增加了等于壁沉积修正量fmw的燃料，由此利用进气歧管喷射器120修正沉积在壁上的燃料。

现在将参考图5的时序图描述发动机10的操作，所述发动机10由实现本实施例的用于内燃机的控制设备的发动机ECU 300基于上述的结构和流程进行控制。图5示出了在利用进气歧管喷射器120针对沉积在壁上的燃料进行修正和在利用缸内喷射器110针对沉积在壁上的燃料进行修正的各种情况下，口喷射量、缸内喷射量、口沉积修正量、口沉积量、以及真实喷射比率的时间变化。

当进气歧管喷射器120和缸内喷射器110都喷射燃料时(在S300中为“是”，在S400中为“否”)，利用进气歧管喷射器120针对壁沉积进行修正。因此，如图5中的真实喷射比率所示，适当地获得了对发动机10的控制，而没有大程度地偏离目标喷射比率。

最初，沉积在进气歧管的壁上的燃料由从进气歧管喷射器120喷射的燃料形成，其与缸内喷射器110无关。因为从进气歧管喷射器120喷射的燃料沉积在壁上，所以吸入到气缸中的燃料量减小。因此，通过修正从进气歧管喷射器120的燃料喷射量，可以基本上使得吸入到气缸中的燃料量基本上与假设在壁上没有沉积的情况相同。于是，防止了真实燃料喷射比率发生变化。

图6示出了当从DI比率r＝100％阶跃式变化到DI比率r＝0％时，喷射比率规定值、进气歧管喷射器120的口喷射量、缸内喷射器110的缸内喷射量、以及真实喷射比率的时间变化。利用进气歧管喷射器120进行的针对沉积在壁上的燃料的修正由实线指示，而利用缸内喷射器110进行的针对沉积在壁上的燃料的修正由虚线指示。

图6示出了从进气歧管喷射器120不喷射燃料并且仅缸内喷射器110喷射燃料的状态到从缸内喷射器110的燃料喷射被停止并且仅进气歧管喷射器120喷射燃料的状态的过程中，被切换的多个状态。因此，没有被吸入气缸中而是沉积在进气歧管的壁上的燃料的量从0状态累积到饱和状态。因此，针对该作为壁沉积燃料的量进行修正。

当利用缸内喷射器110如实线所示进行修正时，不通过阶跃式减小缸内喷射器110的燃料喷射量(缸内喷射量)来进行修正。而是，在预定时间段内逐渐减小少量燃料的喷射(图6中的实线所示的缸内喷射量)的同时，进行连续修正。

当利用进气歧管喷射器120如虚线所示进行修正时，不通过阶跃式增大进气歧管喷射器120的燃料喷射量(口喷射量)来进行修正。而是，在预定时间段内逐渐减小已经增大了修正量的燃料喷射(图6中的实线所示的缸内喷射量)的同时，连续进行修正。

因此，如果在DI比率r＝100％阶跃变化到DI比率r＝0％时利用进气歧管喷射器120针对沉积在壁上的燃料进行修正时，则真实喷射比率满足喷射比率规定值。如果利用缸内喷射器110针对沉积在壁上的燃料进行修正时，则真实喷射比率不满足喷射比率规定值(真实喷射比率中的光滑部分出现)。

当发动机冷却剂温度THW至多为THW阈值(冷态)(S300中为“否”)时，进气歧管的温度也低，并且沉积在进气歧管的壁上的燃料增加。此外，燃料性质的差异产生显著影响。在这样的情况下，如果利用气歧管喷射器120针对沉积在壁上的燃料进行修正，则吸入到气缸中的燃料量不能迅速增加。因此，不能迅速解决由于断续工作导致的机车的迟滞起动或者可驾性的劣化。因此，利用缸内喷射器110而不是进气歧管喷射器120针对沉积在壁上的燃料进行修正。

如上所述，当不在冷态下缸内喷射器和进气歧管喷射器都喷射燃料时，通过利用进气歧管喷射器针对沉积在进气歧管的壁上的燃料进行修正，可以实现所期望的喷射比率。在冷态下，通过利用缸内喷射器针对沉积在进气歧管的壁上的燃料进行修正，可以针对沉积在壁上的燃料快速进行修正。

本控制设备可合适地适用的发动机(1)

以下将描述本实施例的控制设备可合适地适用的发动机(1)。

参考图7及图8，将描述每个均表明缸内喷射器110与进气歧管喷射器120之间的燃料喷射比率的映射图，其被认为是与发动机10的工作状态关联的信息。在这里，两个喷射器之间的燃料喷射比率还将被表示为从缸内喷射器110喷射的燃料量与喷射燃料的总量的比率，称为“缸内喷射器110的燃料喷射比率”或“DI(直接喷射)比率(r)”。映射图存储在发动机ECU 300的ROM 320中。图7是用于发动机10的暖态的映射图，而图8是用于发动机10的冷态的映射图。

在图7及图8所示的映射图中，横轴表示发动机10的发动机速度，而纵轴表示负载率，缸内喷射器110的燃料喷射比率(或DI比率r)以百分率来表示。

如图7及图8所示，为由发动机10的发动机速度及负载率确定的每个工作区域均设定DI比率r。“DI比率r＝100％”表示仅使用缸内喷射器110进行燃料喷射的区域，而“DI比率r＝0％”表示仅使用进气歧管喷射器120进行燃料喷射的区域。“DI比率r ≠0％”、“DI比率r≠100％”以及“0％＜DI比率r＜100％”每个都表示使用缸内喷射器110及进气歧管喷射器120两者进行燃料喷射的区域。一般来说，缸内喷射器110有助于提高输出性能，而进气歧管喷射器120有助于空气燃料混合气体的均匀化。根据发动机10的发动机速度及负载率来适当地选择具有不同特性的这两种喷射器，由此在发动机10的正常操作状态(而非诸如怠速期间的催化剂预热状态的异常工作状态)仅进行均匀燃烧。

此外，如图7及图8所示，分别在用于发动机暖态的映射图中及用于发动机冷态的映射图中将缸内喷射器110与进气歧管喷射120之间的燃料喷射比率定义为DI比率r。设置上述映射图以表明随着发动机10的温度改变缸内喷射器110与进气歧管喷射器120的不同的控制区域。当检测到的发动机10的温度等于或高于预定温度阈值时，就选择图7所示的用于暖态的映射图，否则就选择图8所示的用于冷态的映射图。根据发动机10的发动机速度及负载率并基于所选择的映射图来控制缸内喷射器110与进气歧管喷射器120中一者或两者。

现将描述在图7及图8中设定的发动机10的发动机速度及负载率。在图7中，设定NE(1)为2500rpm至2700rpm，设定KL(1)为30％至50％，并设定KL(2)为60％至90％。在图8中，设定NE(3)为2900rpm至3100rpm。即，NE(1)＜NE(3)。还适当地设定图7中的NE(2)及图8中的KL(3)及KL(4)。

当比较图7和图8时，图8所示的用于冷态的映射图的NE(3)高于图7所示的用于暖态的映射图的NE(1)。这表明，随着发动机10的温度的降低，进气歧管喷射器120的控制区域扩展以包含较高发动机速度的区域。即，在发动机10较冷的情况下，沉积物不太可能积累在缸内喷射器110的喷射孔中(即使未从缸内喷射器110喷射燃料)。因此，可以扩展使用进气歧管喷射器120进行燃料喷射的区域以由此改进均匀性。

当比较图7和图8时，“DI比率r＝100％”位于用于暖态的映射图中其中发动机10的发动机速度为NE(1)或更高的区域中、以及位于用于冷态的映射图中其中发动机速度为NE(3)或更高的区域中。就负载率而言，“DI比率r＝100％”位于用于暖态的映射图中其中负载率为KL(2)或更大的区域中、以及位于用于冷态的映射图中其中负载率为KL(4)或更大的区域中。这意味着在预定高发动机速度的区域，以及在预定高发动机负载的区域中，仅使用缸内喷射器110。就是说，在高速度区域或高负载区域中，即使仅仅利用缸内喷射器110进行燃料喷射，发动机10的速度和负载也很高，确保足够的进气空气量，因此可以容易地获得均匀的空气燃料混合物，即使仅仅使用缸内喷射器110。以此方式，在燃烧室内对从缸内喷射器110喷射的燃料利用汽化潜热(或，通过从燃烧室吸收热量)进行雾化。于是，在压缩端空气燃料混合气体的温度会降低，由此改进防爆震性能。此外，因为燃烧室内的温度降低，故改进了进气效率，由此产生较高的动力输出。

在图7的用于暖态的映射图中，当负载率为KL(1)或更小时，也仅使用缸内喷射器110进行燃料喷射。这表明当发动机10的温度较高时在预定低负载区域中仅使用缸内喷射器110。当发动机10处于暖态时，沉积物容易在缸内喷射器110的喷射孔中积累。但是，当使用缸内喷射器110进行燃料喷射时，可以降低喷射孔的温度，由此防止沉积物的积累。此外，在确定其最小燃料喷射量的同时可防止阻塞缸内喷射器110。因此，在相关区域中仅使用缸内喷射器110。

当比较图7和图8时，仅在图8中用于冷态的映射图中存在“DI比率r＝0％”的区域。这表明当发动机10的温度较低时在预定低负载区域(KL(3)或更小)中仅使用进气歧管喷射器120进行燃料喷射。当发动机10较冷、负载较低、且进气量较小时，不太容易产生对燃料的雾化。在该区域中，难以通过缸内喷射器110的燃料喷射来确保合适的燃烧。此外，特别是在低负载低速区域中，不需要使用缸内喷射器110的高输出。因此，在相关区域中，仅使用进气歧管喷射器120而非缸内喷射器110来进行燃料喷射。

此外，在正常工作外的其他工作中，或者在发动机10怠速期间的催化剂预热状态(异常工作状态)中，控制缸内喷射器110以进行层状进气燃烧。通过仅在催化剂预热工作期间进行层状进气燃烧，可以促进对催化剂的预热，并由此改进排气排放。

本控制设备可合适地适用的发动机(2)

以下将描述本实施例的控制设备可合适地适用的发动机(2)。在以下对发动机(2)的描述中，将不再重复与发动机(1)相同的结构。

参考图9及图10，将描述每个均表明缸内喷射器110与进气歧管喷射器120之间的燃料喷射比率的映射图，其是与发动机10的工作状态关联的信息。映射图存储在发动机ECU 300的ROM 320中。图9是用于发动机10的暖态的映射图，而图10是用于发动机10的冷态的映射图。

图9及图10在以下数方面不同于图7及图8：在用于暖态的映射图中在发动机10的发动机速度等于或高于NE(1)的区域中保持“DI比率r＝100％”，并在用于冷态的映射图中在发动机10的发动机速度等于或高于NE(3)的区域中保持“DI比率r＝100％”。此外，除了低速区域，在用于暖态的映射图中在负载率为KL(2)或更大的区域中保持“DI比率r＝100％”，并在用于冷态的映射图中在负载率为KL(4)或更大的区域中保持“DI比率r＝100％”。这意味着在发动机速度处于预定较高水平的区域中仅使用缸内喷射器110进行燃料喷射，而在发动机负载处于预定较高水平的区域中仅使用缸内喷射器110进行燃料喷射。但是，在低速高负载区域中，对由缸内喷射器110喷射的燃料形成的空气燃料混合物的混合较差，在燃烧室内这种不均匀的空气燃料混合气体会导致不稳定燃烧。因此，随着发动机速度升高(不太可能发生上述问题)，缸内喷射器110的燃料喷射比率增大，而随着发动机负载降低(容易发生上述问题)，缸内喷射器110的燃料喷射比率降低。通过图9及图10中的十字箭头来示出缸内喷射器110的燃料喷射比率的变化，即DI比率r的变化。以此方式，可以抑制因不稳定燃烧所导致的发动机输出转矩的改变。注意，这些方法适当地等同于当发动机10的状态朝向预定低速区域移动时降低缸内喷射器110的燃料喷射比率的方法，或等同于当发动机10的状态朝向预定低负载区域移动时增大缸内喷射器110的燃料喷射比率的方法。此外，除了相关区域(由图9及图10中的十字箭头表示)之外，在仅使用缸内喷射器110进行燃料喷射的区域中(于高速侧及低负载侧)，即使在仅使用缸内喷射器110进行燃料喷射时，也可以容易地获得均匀空气燃料混合物。在此情况下，在燃烧室内利用汽化潜热(或，从燃烧室吸收热量)对从缸内喷射器110喷射的燃料进行雾化。因此，在压缩侧空气燃料混合气体的温度会降低，由此改进防爆震性能。此外，因为燃烧室内的温度降低，故改进了进气效率，由此产生较高的动力输出。

在参考图7-图10描述的发动机10中，通过在进气行程设定对缸内喷射器110的燃料喷射正时来实现均匀燃烧，同时通过在压缩行程对其进行设定来实现层状燃烧。即，当在压缩行程设定对缸内喷射器110的燃料喷射正时时，可以将浓空气燃料混合气体围绕火花塞局部地布置，由此燃烧室内的稀的空气燃料混合气体总体被点燃以实现层状燃烧。即使在进气行程设定对缸内喷射器110的燃料喷射正时，如果能够局部地围绕火花塞提供浓的空气燃料混合气体，还是可以实现层状燃烧。

如这里所使用的，层状燃烧包括层状燃烧及半层状燃烧两者。在半层状燃烧中，进气歧管喷射器120在进气行程喷射燃料以在整个燃烧室内部产生稀的均匀的空气燃料混合气体，缸内喷射器110然后在压缩行程喷射燃料以围绕火花塞产生浓的空气燃料混合气体，由此改进燃烧状态。因为以下原因，这种半层状燃烧在催化剂预热工作中是优选的。在催化剂预热工作中，需要相当长时间地延迟点火正时并维持需要的燃烧状态(怠速状态)，由此使得高温燃烧气体到达催化剂。此外，需要供应特定量的燃料。如果采用层状燃烧以满足上述要求，燃料的量将不充足。如果采用均匀燃烧，为了维持需要的燃烧的延迟量相较于层状燃烧的情况较短。为此，尽管既可采用层状燃烧也可采用半层状燃烧，但优选地在催化剂预热工作中采用上述半层状燃烧。

此外，在结合图7-图10描述的发动机中，在对应于几乎整个区域的基本区域中，在进气行程中设定缸内喷射器110的燃料喷射正时(在这里，基本区域指不是使用在进气行程从进气歧管喷射器120的燃料喷射以及在压缩行程中从缸内喷射器110的燃料喷射进行半层状燃烧(仅在催化剂预热工作中进行)的区域之外的其他区域)。但是，因为以下原因，为了稳定燃烧，可在压缩行程中临时地设定缸内喷射器110的燃料喷射正时。

当在压缩行程中设定缸内喷射器110的燃料喷射正时时，在气缸的温度相对较高的同时，空气燃料混合气体被喷射燃料冷却。这改进了冷却效果，并由此改进了抗爆震性能。此外，当在压缩行程设定缸内喷射器110的燃料喷射正时时，从燃料喷射至点燃的时间较短，这确保了喷射燃料较强的渗透性，由此提高了燃烧率。对抗爆震性能的改进以及对燃烧率的提升可防止燃烧变化，由此改进燃烧稳定性。

此外，参考图7或9所示的映射图，无论发动机10处于暖态或处于冷态，都可不存在其中仅从进气歧管喷射器120喷射燃料的区域(DI比率r＝0％)。换句话说，这意味着不存在其中缸内喷射器110不喷射燃料的区域。

需要理解的是，这里揭示的实施例在各个方面均为示意非限制性质。本发明的范围由权利要求的术语而非上述描述界定，且本发明的范围意在包含落入权利要求的范围及与其术语等同的含义内的任何改变。

Claims (4)

1.一种用于内燃机的控制设备，所述内燃机包括将燃料喷射进入气缸的第一燃料喷射机构以及将燃料喷射进入进气歧管的第二燃料喷射机构，所述控制设备包括：

控制器，其基于所述内燃机需求状态来控制所述第一燃料喷射机构以及所述第二燃料喷射机构以分别分担燃料喷射；以及

估算器，其估算所述进气歧管的壁沉积燃料，其中

所述控制器在其中所述第一燃料喷射机构以及所述第二燃料喷射机构分别分担燃料喷射量的区域中控制所述第一燃料喷射机构和所述第二燃料喷射机构，以利用所述第二燃料喷射机构针对所述壁沉积燃料进行修正，其中

所述第一燃料喷射机构是缸内喷射器，所述第二燃料喷射机构是进气歧管喷射器。

2.根据权利要求1所述的用于内燃机的控制设备，还包括

传感器，其感测所述内燃机的温度，其中

当满足所述内燃机的温度高于预定温度的条件时，所述控制器控制所述第一燃料喷射机构以及所述第二燃料喷射机构，以利用所述第二燃料喷射机构针对所述壁沉积燃料进行修正。

3.根据权利要求2所述的用于内燃机的控制设备，其中

当未满足所述内燃机的温度高于预定温度的条件时，所述控制器控制所述第一燃料喷射机构以及所述第二燃料喷射机构，以利用所述第一燃料喷射机构代替所述第二燃料喷射机构针对所述壁沉积燃料进行修正。

4.根据权利要求2所述的用于内燃机的控制设备，其中

所述传感器感测所述内燃机的冷却剂的温度。

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