CN100552205C - 用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备和方法 - Google Patents

Abstract

为了迅速地抑制直喷式内燃机(10)中发动机速度的降低，通过执行正常燃料喷射之外还执行补充燃料喷射来增大燃料喷射量。

Description

用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备和方法

技术领域

本发明涉及用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备和方法，其在检测到发动机速度的降低时增大所喷射的燃料量。

背景技术

紧接着发动机的冷启动之后，因为一些喷射的燃料粘附到气缸壁上，所以燃料不容易汽化。结果，内燃机的燃烧状态可能变得不稳定，且发动机速度可能降低。因此，传统的用于内燃机的燃料喷射控制设备被构造成通过喷射比正常喷射更多的燃料以增大发动机输出来补偿任何检测到的发动机速度的降低，从而抑制发动机速度的降低(例如参见日本专利公开号8-33123)。

在内燃机的燃料喷射控制中，必须在从燃料喷射器实际喷射燃料之前事先设定燃料喷射量。因此，必须预先产生表示燃料喷射量的燃料喷射信号并将其输入到燃料喷射器的驱动电路。而且，在设定燃料喷射量之后，基于该燃料喷射量设定诸如点火正时等的发动机控制参数。

如上所述，设定喷射量的时机(此后称作“燃料喷射量设定正时”)和燃料喷射的实际时机(此后称作“实际燃料喷射正时”)必须设定为不同时机。时机的不同带来了一个重要的问题，即能否迅速的抑制发动机速度的降低。即，一旦对于特定气缸已经设定了喷射量，即使在该气缸中尚未执行该燃料喷射，对于该燃料喷射不能增大喷射量来补偿任何检测到的发动机速度的降低。因此，在检测到发动机速度的降低之后，只能对尚未设定喷射量的气缸增大所喷射的燃料量。如果在此期间发动机速度进一步降低，则发动机失速的可能性增大。考虑到此，对于传统的喷射量增大方法，在已经检测到发动机速度的降低之后，不能迅速的抑制该降低，因此对此仍然存在改进的空间。

发明内容

本发明目的是提供一种用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备和方法，能够迅速的抑制任何检测到的发动机速度的降低。

此后，将描述用于实现前述目的的手段及其工作效果。本发明的第一方面涉及一种用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其设置有用于检测发动机速度的降低的检测装置，和用于基于由所述检测装置检测到的所述发动机速度的降低来增大燃料喷射量的喷射控制装置。所述喷射控制装置通过执行补充燃料喷射来增大燃料喷射量，在未检测到所述发动机速度的降低时正常执行的燃料喷射的喷射量设定正时之后设定所述补充燃料喷射的喷射量。

以此结构，当检测到发动机速度的降低时，通过正常执行的燃料喷射(即，正常燃料喷射)之外还执行补充燃料喷射来增大燃料喷射量。在已经设定正常燃料喷射之后设定补充燃料喷射的燃料喷射量。因此，即使当检测到发动机速度的降低时已经设定了正常燃料喷射的喷射量，也可以设定补充燃料喷射的喷射量并可以执行补充燃料喷射。结果，在检测到发动机速度的降低之后可以在更早的时机增大燃料喷射量，由此可以迅速地抑制发动机速度的降低。

这里，燃烧的开始(膨胀)被认为是每个燃烧循环的结束。即，在此示例性实施例中，每个燃烧循环按顺序经历膨胀冲程、排气冲程、进气冲程和压缩冲程，且在预定燃烧循环期间执行的补充燃料喷射的喷射量设定正时被设定在相同燃烧循环期间正常执行的燃料喷射的喷射量设定正时之后。

根据本发明的第二方面，在根据本发明第一方面所述的燃料喷射控制设备中，所述喷射控制装置在进气冲程期间执行所述正常喷射控制，并在压缩冲程期间执行所述补充燃料喷射。

根据此结构，与在单个冲程期间(例如在进气冲程期间或在压缩冲程期间)执行正常燃料喷射和补充燃料喷射两者的情况相比，可以确保正常燃料喷射的喷射量设定正时与补充燃料喷射的喷射量设定正时之间更长的时间间隔。因此，这最大化了在已经设定了正常燃料喷射的喷射量之后检测发动机速度的降低、以及基于这些检测结果执行附加的燃料喷射的机会。

根据本发明的第三方面，在根据本发明第一或第二方面所述的燃料喷射控制设备中，所述内燃机具有多个气缸，且所述喷射控制装置设定所述多个气缸中特定气缸的所述正常燃料喷射的所述喷射量设定正时与所述补充燃料喷射的所述喷射量设定正时之间的时段，以与所述多个气缸中另一个气缸的所述正常燃料喷射的所述喷射量设定正时与所述补充燃料喷射的所述喷射量设定正时之间的时段重叠。

根据此结构，对于多个气缸中特定气缸的正常燃料喷射的喷射量设定正时和补充燃料喷射的喷射量设定正时之间的时段被设定为与对于相同的多个气缸中另一个气缸的相应时段重叠。例如，此重叠使得可以在已经为多个气缸中的每个设定了正常燃料喷射的喷射量之后检测发动机速度的降低，由此接着基于所检测到的发动机速度的降低设定补充燃料喷射的喷射量，并在各个气缸中执行补充燃料喷射。因此，可以更迅速地抑制发动机速度的降低。

根据本发明的第四方面，在根据本发明第一至第三方面中任一项所述的燃料喷射控制设备中，所述喷射控制设备将所述补充燃料喷射的燃料喷射量设定为固定量。

以此结构，补充燃料喷射的燃料喷射量被设定为固定量。结果，缩短了为设定补充燃料喷射的喷射量所需的时间，所以可以使得设定喷射量的时间与实际燃料正时之间的时段尽可能短。因此，可以最大化在已经设定了正常燃料喷射的喷射量之后检测发动机速度的降低、以及基于这些检测结果设定补充燃料喷射的喷射量并执行该补充燃料喷射的机会。

根据本发明的第五方面，在根据本发明第一至第四方面中任一项所述的燃料喷射控制设备中，所述喷射控制装置在检测到所述发动机速度的降低之后持续增大燃料喷射量直到预定时段已经经过。

如果在发动机速度波动较大时，比如紧接着启动之后，发动机速度已经暂时增大之后很快减少为增大发动机速度所喷射的补充燃料量，则发动机速度可能再次降低。因此，在短时段内执行并接着取消燃料喷射量的增大修正将最终导致发动机速度波动的增大。

因此，对于根据本发明第五方面的结构，一旦已经检测到发动机速度的降低，即使发动机速度由于燃料喷射量的增大而暂时升高，也维持补充燃料喷射量直到预定时段已经经过。因此，即使发动机速度的波动较大，比如在紧接着发动机启动之后，也可以在不受波动的不利影响的情况下稳定地升高发动机速度。

根据本发明的第六方面，在根据本发明第一至第五方面中任一项所述的燃料喷射控制设备中，所述检测装置还检测驱动地连接到所述内燃机的自动变速器是否啮合以将发动机输出传递到车辆驱动系统。所述喷射控制装置还在所述检测装置检测到所述发动机速度的降低和所述自动变速器的啮合两者时增大所述燃料喷射量。

当自动变速器将发动机输出传递到车辆驱动系统时，内燃机的输出轴上的负载增大，使得发动机速度容易降低。而且，在发动机速度由于自动变速器的啮合降低之后难以使其再次升高。利用根据本发明第六方面的结构，可以迅速地抑制任何发动机速度的降低。

根据本发明的第七方面，在根据本发明第一至第五方面中任一项所述的燃料喷射控制设备中，所述检测装置检测自动变速器从非啮合状态到啮合状态的切换，来作为所述发动机速度的降低，所述自动变速器驱动地连接到所述内燃机以在啮合时将发动机输出传递到车辆驱动系统。

当自动变速器啮合以将发动机输出传递到车辆驱动系统时，发动机速度通常由于施加到发动机输出轴的负载增大而降低。利用根据本发明第七方面的结构，当检测到自动变速器的啮合时可以执行燃料喷射量的增大。结果，可以更快地抑制发动机速度的降低。

根据本发明第八方面的构造是构造的一个特定示例，其中在检测所述自动变速器是否啮合或将要啮合时，所述检测装置在所述自动变速器的换档杆处于驱动位置时认为所述自动变速器处于传动状态。

根据本发明的第九方面，在根据本发明第一至第八方面中任一项所述的燃料喷射控制设备中，由所述检测装置将所述正常燃料喷射的喷射模式从压缩冲程喷射的执行到进气冲程喷射的执行的切换检测作为发动机速度的降低。

当正常燃料喷射的喷射模式从执行压缩冲程喷射切换到执行进气冲程喷射时，在燃料喷射期间燃烧室内周界壁所暴露的面积增大。这导致粘附到内周界壁的燃料量的暂时增大。结果，用于燃烧的燃料量暂时减少，使得发动机速度容易降低。而且，在发动机速度降低的情况下难以使发动机速度回升。根据本发明第九方面的结构使得可以迅速地抑制在此状态下内燃机中发动机速度的降低。

根据本发明的第十方面，在根据本发明第一至第九方面中任一项所述的燃料喷射控制设备中，所述喷射控制装置在发动机启动之后增大所述燃料喷射量直到预定时段已经经过。

在紧接着发动机启动之后，发动机燃烧趋于不稳定，使得发动机速度容易降低。根据本发明第九方面的结构允许迅速地抑制在此状态下内燃机中发动机速度的降低。

本发明的第十一方面涉及一种用于控制直喷式内燃机中燃料喷射的方法，所述直喷式内燃机包括在燃烧循环期间按顺序经历膨胀冲程、排气冲程、进气冲程和压缩冲程的气缸。根据此方法，正常燃料喷射被设定为在所述气缸的预定燃烧循环期间执行，并在已经设定了所述正常燃料喷射之后检测到发动机速度的降低时，补充燃料喷射被设定为在所述气缸的所述预定燃烧循环期间在所述正常燃料喷射之后执行。

根据本发明的第十二方面，在根据本发明第十一方面的方法中，在所述预定燃烧循环的所述进气冲程期间执行所述正常燃料喷射，并在所述预定燃烧循环的所述压缩冲程期间执行所述补充燃料喷射。

根据本发明的第十三方面，在根据本发明第十一或第十二方面所述的方法中，所述补充燃料喷射的量固定。

根据本发明的的十四方面，在根据本发明第十一至第十三方面中任一项所述的方法中，当在已经设定了所述正常燃料喷射之前检测到所述发动机速度的降低时，基于所检测到的发动机速度的降低来增大所述正常燃料喷射的量。

根据本发明的第十五方面，在根据本发明第十一至第十三方面中任一项所述的方法中，如果在所述预定燃烧循环期间执行所述补充燃料喷射，则基于所检测的发动机速度的降低，来增大在所述预定燃烧循环之后的后继燃烧循环中执行的所述正常燃料喷射的量。

根据本发明的第十六方面，在根据本发明第十四或第十五方面所述的方法中，在已经检测到所述发动机速度的降低之后，基于所检测到的发动机速度的降低，持续增大用于后继燃烧循环的所述正常燃料喷射的量，直到预定时段已经经过。

根据本发明的第十七方面，在根据本发明第十四或第十五方面所述的方法中，在发动机启动之后，基于所检测到的发动机速度的降低，持续增大用于后继燃烧循环的所述正常燃料喷射的量，直到预定时段已经经过。

根据本发明的第十八方面，在根据本发明第十四方面所述的方法中，增大的所述正常燃料喷射的量等于所述正常燃料喷射与当在已经设定所述正常燃料喷射之后检测到所述发动机速度的降低时将喷射的补充燃料喷射的量的结合。

根据本发明的第十九方面，在根据本发明的第十一至第十八方面中任一项所述的方法中，判定驱动地连接到所述内燃机的自动变速器是否啮合以将发动机输出传递到车辆驱动系统，并且如果在所述自动变速器啮合时检测到所述发动机速度的降低，则执行所述补充喷射。

根据本发明的第二十方面，在根据本发明第十一至第十八方面中任一项所述的方法中，检测自动变速器从非啮合状态到啮合状态的切换，来作为所述发动机速度的降低，所述自动变速器驱动地连接到所述内燃机以在啮合时将发动机输出传递到车辆驱动系统。

根据本发明的第二十一方面，在根据本发明第十九或第二十方面所述的方法中，在所述自动变速器的换档杆处于驱动位置时认为所述自动变速器啮合。

根据本发明的第二十二方面，在根据本发明第十一至第二十一中任一项所述的方法中，将所述正常燃料喷射的喷射模式从压缩冲程喷射的执行到进气冲程喷射的执行的切换检测作为发动机速度的降低。

根据本发明的第二十三方面，在根据本发明第十一至第二十二方面中任一项所述的方法中，所述内燃机具有多个气缸，且对于所述多个气缸中第一气缸设定所述正常燃料喷射和设定所述补充燃料喷射之间的时段，与对于所述多个气缸中第二气缸设定所述正常燃料喷射和设定所述补充燃料喷射之间的时段重叠。

根据本发明的第十一至第十三方面所述的方法，可以获得与本发明第一至第十方面的喷射控制设备相同的优点和效果。

附图说明

通过参考附图对优选实施例的以下说明，本发明的前述和/或其他目的、特征和优点将变得更加清楚，附图中相似标号用于表示相似元件，其中：

图1是示意性地图示根据本发明示例性实施例的内燃机的框图；

图2是示出由电子控制单元执行以抑制发动机速度降低的控制的流程图；

图3是相似地示出增大修正例程的流程图；并且

图4是示出根据本发明的此示例性实施例对燃料喷射量进行增大修正的方式的时序图。

具体实施方式

此后，将参考图1至图4描述示例性实施例，其中用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备应用于直喷式V6内燃机。

参考图1，内燃机10包括六个气缸#1至#6，其每个都设置有火花塞15。空气经由进气通路12和进气口13供应到每个气缸#1至#6的燃烧室11。此外，六个气缸#1至#6的每个都设置有将燃料直接喷射到燃烧室11中的燃料喷射阀14。

使用燃料喷射阀14供应到燃烧室11的燃料和供应到燃烧室11的空气形成混合物，该混合物被火花塞15点燃。此混合物的燃烧产生排气，排气排放到排气通路16，排气通路16设置有具有三元催化剂以净化排气的催化转换器17。

如上所述构造的内燃机10的工作由电子控制单元(此后简称作“ECU”)20来控制。来自检测内燃机10的工作状态的各种传感器的检测信号输入到此ECU 20。这些传感器的示例包括检测发动机速度(即发动机输出轴的转速)的曲轴角度传感器，以及检测驱动进气(或排气)门的凸轮轴的相位的凸轮角度传感器。在例如区别气缸#1至#6时的一些时候，在ECU 20中引用由凸轮角度传感器检测的凸轮轴的相位。ECU 20基于来自各种传感器的检测信号来控制内燃机10的各种部件，例如燃料喷射阀14和火花塞15。

对于燃料喷射控制，例如ECU 20经由未示出的驱动电路控制燃料喷射阀14。在此控制中，ECU 20在从燃料喷射阀14实际喷射燃料之前设定燃料喷射量。即，设定每个气缸#1至#6的燃料喷射的时机(即，燃料喷射量设定正时)在实际燃料喷射正时之前。因此，表示设定燃料喷射量的燃料喷射信号事先产生并输入到驱动电路中。在设定了燃料喷射量之后，接着基于该燃料喷射量设定其他发动机控制参数。

自动变速器(此后简称作“AT”)30驱动连接到内燃机10。来自内燃机10的输出(即，发动机输出)因而经由AT 30传递到车辆的驱动轮侧，即传递到车辆驱动系统40。基于布置在车厢中的换挡系统中的换档杆的位置，响应于来自ECU 20的命令信号来驱动控制AT 30。由设置在换挡系统中的换档杆位置传感器来检测与换档杆位置相关的信息，并将其输入到ECU 20。

在此示例性实施例中，在假定换档杆处于驻车位置(P档)或者空档位置(N档)(即，假定AT 30未啮合)而发动机10处于冷态，并因此没有将发动机驱动力传递到车辆驱动系统40时，紧接着启动之后ECU 20执行催化剂快速预热控制以帮助催化转换器17的预热。

此催化剂快速预热控制通过使用火花塞15的点火正时的延迟角以延迟燃烧启动正时(即，延长启动正时)，提高从燃烧室11排出的排气的温度，来帮助催化转换器17的预热。在未执行此催化剂快速预热控制时，燃料喷射正时被设定到压缩冲程的末端(其紧接着点火正时之前)，以便不会由于点火正时的延迟而导致燃烧状态的劣化。

当AT 30的换档杆处于驱动位置(即，D档)等时，即当AT 30啮合并从而将发动机驱动力传递到车辆驱动系统40时，不执行催化剂快速预热控制。

在此示例性实施例中，在不执行催化剂快速预热控制时的燃料喷射正时被基本地设定为进气冲程。即，在此示例性实施例中，当停止执行催化剂快速预热控制时，燃料喷射正时从压缩冲程的末端改变到进气冲程。而且，在此示例性实施例中，无论燃料喷射正时是否改变，都固定地设定喷射量设定正时。即，喷射量设定正时被固定地设定为作为在压缩冲程的上止点(TDC)之前的预定时段的时机(预定曲轴角度)。

这里，例如，在发动机为冷态情况下，当紧接着启动之后换档杆从驻车位置或空档位置切换到驱动位置时，AT 30从初始未传动状态啮合成为传动状态，其增大了发动机输出轴上的负载。这容易使发动机速度降低。在AT 30啮合之后，大负载继续施加到发动机输出轴，其使得在发动机速度降低的情况下其难以回升。此外，所喷射的燃料在当发动机是冷态下时不如其在紧接着启动之后那样容易汽化。结果，内燃机10的燃烧状态区域变得不稳定，且发动机速度区域进一步降低。

发动机速度的降低还会导致例如内燃机中增大的转矩波动，甚至导致发动机失速，因此期望通过例如增大燃料喷射量来迅速地抑制发动机速度的降低。但是，喷射量设定正时和实际燃料喷射正时被设定为不同的时机，使得其难以迅速地抑制发动机速度的降低。即，一旦在检测到发动机速度降低时对于特定气缸已经设定了燃料喷射量，则不能为该燃料喷射增大喷射量。因此，在检测到发动机速度降低之后，只能对其中尚未设定喷射量的气缸增大燃料喷射量。结果，在此期间发动机速度可能被一步降低，可能使发动机失速。

此外，在此示例性实施例中，当燃料喷射模式从执行压缩冲程喷射改变为执行进气冲程喷射时，例如由于作为换档杆位置改变的结果而停止催化剂快速预热控制的执行，使得在燃料喷射期间，燃烧室11内有大面积的周界壁被暴露。这使得粘附到内部室壁的燃料量暂时地增加，即，由于一些燃料粘附到内部室壁，所以用于燃烧的燃料量暂时地减少，使得发动机速度的降低更易发生。

而且，当AT 30啮合时施加到发动机输出轴的负载不同于当AT 30未啮合时施加到发动机输出轴的负载。因此，根据负载的不同，当AT 30啮合时检测到发动机速度降低的基准值(即，基准发动机速度)通常被设定为与当AT 30松开时的情况不同。即，根据负载的不同，当AT 30啮合时的基准发动机速度被设定为低于当AT 30松开时的基准发动机速度。因此，当由于AT 30从非传递状态改变到传递状态而使得发动机速度降低时，使用了在检测到该降低时较低的基准发动机速度。结果，燃料量的增大的开始趋于较迟，容易使得发动机速度进一步降低。

因此，在目的是迅速抑制这种发动机速度的降低的此示例性实施例中，当响应于正检测到的发动机速度降低而增大燃料喷射量时，与正常执行的燃料喷射相独立地执行补充燃料量的喷射。而且，使得用于补充燃料喷射量修正的燃料喷射的喷射量设定正时与正常燃料喷射的喷射量设定正时不同。

此后，将参考图2和3所示的流程图描述由ECU 20执行的这种燃料喷射控制。在这些流程图中所示的各个控制例程以预定的时间间隔执行。

将首先描述如图2所示的控制例程。在例如内燃机10怠速的条件下执行此控制例程。在此例程中，首先基于来自曲轴角度传感器的检测信号来判定发动机速度是否低于基准发动机速度(即，步骤S100)。如果基于此检测信号判定发动机速度等于或大于基准发动机速度，则判定不存在发动机速度的降低(即，步骤S100中的“否”)，且例程的此循环结束。如果没有检测到发动机速度的降低，则继续正常燃料喷射。

在另一方面，如果检测信号指示发动机速度低于基准发动机速度(步骤S100中的“是”)，则判定存在发动机速度的降低，且处理进行到步骤S110，在步骤S110执行燃料喷射量增大例程。

在检测到发动机速度的降低之后，即在步骤S100中得到“是”的判定之后，燃料喷射量增大例程持续预定时段，以防止执行燃料喷射量增大后接着在短时段内取消。预定时段的长度被设定为足够长以实现不会导致发动机速度降低到基准发动机速度以下的燃烧状态。

接着，将描述燃料喷射量增大例程。在燃料喷射量增大例程中，独立地(即，除了执行在为检测到发动机速度的降落时执行的正常燃料喷射之外还额外地)执行补充燃料量的喷射(见图4)。除了在执行催化剂快速预热控制时之外，正常燃料喷射通常在进气冲程时执行。另一方面，当与正常燃料喷射相独立地喷射补充量(即，补充燃料喷射量)时，在此情况下在压缩冲程期间喷射。

此外，如上所述，在此示例性实施例中正常燃料喷射的喷射量设定正时固定为作为在压缩冲程的TDC之前的预定时段的时机(即，预定曲轴角度)。补充燃料喷射的喷射量设定正时也固定在作为在压缩冲程的TDC之前的预定时段的时机(即，预定曲轴角度)。在一次循环的终点进行被几乎设定在压缩冲程的TDC的点火正时时，补充燃料喷射的喷射量设定正时(由图4中的实心三角形表示)被设定在普通燃料喷射的喷射量设定正时(由图4中的实心圆表示)之后。

而且在此示例性实施例中，正常燃料喷射的喷射量随着发动机的工作状态改变，而补充燃料喷射的喷射量是固定的。即，可以根据基于发动机的工作状态计算的喷射量来设定正常燃料喷射的喷射量，并为该喷射量设定计时器。另一方面，在设定补充燃料喷射的喷射量时，设定用于喷射固定量的计时器。在ECU 20中所产生的用于设定计时器的控制信号(即，燃料喷射信号)被输入到燃料喷射阀14的驱动电路时，设定这些计时器。

接着，将参考如图3所示的控制例程描述此燃料喷射量增大例程。相继为气缸#1至#6执行此控制例程。当燃料喷射量增大例程开始时，首先判定正常燃料喷射的喷射量设定正时是否已经经过，即，判定在燃料喷射设定正时时的喷射量设定中补充燃料喷射量是否可行(即，步骤S200)。换言之，此步骤判定执行包括了补充燃料量的进气冲程喷射是否可行。

如果该判定为“否”，即，如果判定进气冲程喷射是不可行的，则处理进行到步骤S210，在步骤S210判定补充燃料喷射的喷射量设定正时是否已经经过，即，是否可以执行用于增大燃料喷射量的补充燃料喷射。

如果在步骤S210中的判定为“是”，即，如果判定补充燃料喷射是可行的，则处理进行到步骤S220，并设定用于补充燃料喷射的计时器。在此情况下，因为执行包括补充燃料量的进气冲程喷射是不可行的，所以在进气冲程期间仅执行正常燃料喷射。但是，通过补充燃料喷射，即通过在压缩冲程执行的随后燃料喷射，来喷射用于该燃料喷射量的附加量。

在此示例性实施例中，喷射的补充燃料量是固定的，所以几乎不需要时间来计算。因此，补充燃料喷射的燃料喷射正时在紧接着补充燃料喷射的喷射量设定正时之后，并被设定为压缩冲程的TDC之前的预定时段的固定时机(即，预定曲轴角度)。

如果在步骤S200中的判定为“是”，即，如果判定包括补充燃料喷射量的进气冲程喷射是可行的，则处理进行到步骤S230，并设定用于进气冲程的计时器。在正常燃料喷射的喷射量设定正时时设定此计时器。在此示例性实施例中，用于包括补充燃料喷射量的进气冲程喷射的喷射量被设定为等于用于正常燃料喷射的喷射量加上补充燃料喷射的喷射量(即，待喷射的附加燃料量)的总和。

执行这一系列的控制使得可以对于过去当未执行增大燃料喷射时不可以进行增大修正的气缸迅速地进行增大修正。在同一幅图中，气缸#1至#6按顺序点火(即，按照其各自气缸编号的顺序)。

即，传统地在检测到发动机速度的降低的燃烧循环(即，具有检测结果从“关”切换到“开”的时间点)中，其中在燃料喷射量设定正时之后检测到上述降低的气缸#1至#3的燃料喷射量不能补充以附加燃料。但是，根据此示例性实施例，在气缸#1至#3的补充燃料喷射的喷射量设定正时之前检测上述降低。结果，可以在检测到上述降低的燃烧循环中迅速地增大气缸#1至#3的燃料喷射量。而且，在气缸#4和#5中，其中在正常燃料喷射的喷射量设定正时之前检测到上述降低，可以利用进气冲程喷射来喷射补充燃料量。

该图还示出了在如图3所示的增大修正例程持续期间的时段检测结果持续为“开”的情况。在此示例性实施例中，因为在检测到发动机速度的降低之后燃料喷射量增大修正例程持续预定时段，所以在气缸#1至#6中在气缸#4和#5之后点火的全部气缸中，在预定时段期间，在进气冲程喷射补充燃料量。

利用此示例性实施例能够获得以下效果。

(1)当检测到发动机速度的降低时，与正常燃料喷射相独立地进行补充燃料喷射，使得增大燃料喷射量。在执行正常燃料喷射之后执行此补充燃料喷射的燃料喷射量。因此，即使当检测到发动机速度的降低时，已经完成了对正常燃料喷射的喷射量的设定，也可以设定补充燃料喷射的喷射量并可以执行补充燃料喷射。结果，在检测到发动机速度的降低之后可以在更早的时机开始增大修正燃料喷射量，使得可以迅速地抑制发动机速度的降低。

(2)在进气冲程期间执行正常燃料喷射并在压缩冲程期间执行补充燃料喷射。结果，相比正常燃料喷射和补充燃料喷射两者都在单个冲程期间(例如在进气冲程期间或在压缩冲程期间)执行的情况相比，可以确保正常燃料喷射的喷射量设定正时与补充燃料喷射的喷射量设定正时之间较长的时间间隔。因此，可以使在已经设定了正常燃料喷射的喷射量之后检测发动机速度的降低、以及基于这些检测结果设定补充燃料喷射的喷射量并执行该补充燃料喷射的机会增大到最大可能程度。

(3)设置了多个气缸#1至#6，并且正常燃料喷射的喷射量设定正时与补充燃料喷射的喷射量设定正时之间的时段被设定为对于这些气缸#1至#6中任何给定的气缸和另一个气缸是重叠的。此重叠使得可以在已经设定了正常燃料喷射的喷射量子后检测发动机速度的降低，以及基于这些检测结果设定补充燃料喷射的喷射量并在多个气缸#1至#6执行该补充燃料喷射。结果，可以更迅速地抑制发动机速度的降低。

(4)补充燃料喷射的燃料喷射量被设定为固定量。结果，缩短了为设定补充燃料喷射的喷射量所需的时间，所以可以使得设定喷射量的时间与实际喷射燃料的时间之间的时段尽可能短。因此，可以最大化在已经设定了正常燃料喷射的喷射量之后检测发动机速度的降低、以及基于这些检测结果设定补充燃料喷射的喷射量并执行该补充燃料喷射的机会。

(5)在检测到发动机速度的降低之后保持所喷射燃料量的增大，直到预定时段已经经过。因此，一旦已经检测到发动机速度降低，即使由于燃料喷射量的增大使得发动机速度暂时升高，也持续喷射增大量的燃料直到预定时间已经经过。因此，即使发动机速度的波动较大，比如紧接着发动机启动之后，也可以在不受该波动不利影响的情况下稳定的增大发动机速度。

前述示例性实施例不限于上述情况，而可以例如如下进行修改。补充燃料喷射的喷射量不必设定为固定量，而可以根据情况改变和调节。

补充燃料喷射的喷射量设定正时和正常燃料喷射的喷射量设定正时不必设定为固定的时机，而可以根据情况改变和调节。但是，即使在此情况下，补充燃料喷射的喷射量设定正时仍被设定在正常燃料喷射的喷射量设定正时之后。

在前述示例性实施例中，从正常燃料喷射的喷射量设定正时直到补充燃料喷射的喷射量设定正时的时段被设定为对于气缸#1至#6中任何给定的气缸和另一个气缸是重叠的。但是，可选地，该时段可以被设定为不重叠。

可以在进气冲程期间执行正常燃料喷射并可以在进气冲程期间正常燃料喷射的喷射正时之后执行补充燃料喷射。可以在压缩冲程期间执行正常燃料喷射并可以在压缩冲程期间正常燃料喷射的喷射正时之后执行补充燃料喷射。

本发明还可以应用于除了V型缸内喷射内燃机之外的直喷式内燃机。此外，本发明可以应用于仅具有单个气缸的直喷式内燃机或除了六缸缸内喷射内燃机之外的具有多个气缸的直喷式内燃机。

在前述示例性实施例中，仅基于由曲轴角度传感器检测的发动机速度的降低来增大燃料喷射量。但是，本发明不限于此。例如，还可以基于AT 30是否啮合来增大燃料喷射量。在此情况下，还可以在已经由曲轴角度传感器检测到发动机速度降低并且已经检测到AT 30啮合的条件下增大燃料喷射量。当AT 30啮合时，施加到发动机输出轴的负载增大，容易使速度降低。而且，在发动机速度降低的情况下难以使发动机速度回升。因此，利用此结构，可以在此状态下迅速地抑制内燃机10的发动机速度降低。这种结构在例如AT 30未啮合时补充燃料喷射量不必要的情况下是有效的。在此情况下，ECU 20可以被构造成检测AT 30是否啮合，并利用曲轴角度传感器检测发动机速度的降低。

此外，AT 30的啮合可以被认为是发动机速度的降低。当AT 30啮合时，如上所述由于发动机输出轴上增大的负载而容易使发动机速度降低。利用此结构，当AT 30啮合时可以增大燃料喷射量，这意味着可以更快地抑制发动机速度的降低。在此情况下，ECU 20可以被构造为检测AT 30的啮合。

可以基于换档杆的位置进行AT 30是否啮合的判定。例如，当换档杆处于使AT 30啮合以传递发动机输出的位置(例如驱动位置或倒车位置)时，可以判定AT 30啮合。可选地，例如，当AT中设置离合器时，可以在离合器处于连接状态时判定AT 30啮合。

可以在不再执行催化剂预热控制之后由曲轴角度传感器检测发动机速度的降低。在此情况下，在停止执行催化剂快速预热控制时正常燃料喷射的喷射模式从执行压缩冲程喷射切换为执行进气冲程喷射之后，检测发动机速度降低。

此外，除了这些示例之外，还可以检测当不执行催化剂快速预热控制时发动机速度已经降低。如上所述，当催化剂快速预热控制的执行停止时，粘附到燃烧室11的内周界壁的燃料暂时增多。结果，用于燃烧的燃料量暂时减少，使得发动机速度容易降低。即，如上所述当不再执行催化剂快速预热控制时增大燃料喷射量，能够更早地抑制发动机速度的降低。

在前述示例性实施例中，执行催化剂快速预热控制，但其不总是必须执行的。即，在其中不应用催化剂快速预热控制的内燃机中也可以实现本发明。

本发明还可以应用于不具有火花塞15的内燃机，例如柴油内燃机。

虽然已经参考其示例性实施例描述了本发明，但是应该理解本发明不限于示例性实施例或结构。相反，本发明意图涵盖除了上述以外的各种修改和等同设置。此外，虽然以示例性的各种组合和结构示出了示例性实施例的各种元件，但是包括更多、更少或仅单个元件的其他组合和结构也落入本发明的精神和范围内。

Claims (23)

1.一种用于直喷式内燃机(10)的燃料喷射控制设备，其设置有用于检测内燃机速度的降低的检测装置(20)，和用于基于由所述检测装置检测到的所述内燃机速度的降低来增大燃料喷射量的喷射控制装置(20)，其特征在于：

由所述喷射控制装置通过补充燃料喷射的执行来设定增大燃料喷射量，在未检测到所述内燃机速度的降低时执行的正常燃料喷射的喷射量设定正时之后设定所述补充燃料喷射的喷射量。

2.根据权利要求1所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述喷射控制装置在进气冲程期间执行所述正常燃料喷射，并在压缩冲程期间执行所述补充燃料喷射。

3.根据权利要求1或2所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述内燃机具有多个气缸，且所述喷射控制装置对所述多个气缸中第一气缸的所述正常燃料喷射的所述喷射量设定正时与所述补充燃料喷射的所述喷射量设定正时之间的时段进行设定，以与所述多个气缸中第二气缸的所述正常燃料喷射的所述喷射量设定正时与所述补充燃料喷射的所述喷射量设定正时之间的时段重叠。

4.根据权利要求1所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述补充燃料喷射的所述燃料喷射量固定。

5.根据权利要求1所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述喷射控制装置在由所述检测装置检测到所述内燃机速度的降低之后保持所述增大燃料喷射量直到预定时段已经经过。

6.根据权利要求1所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述检测装置还检测驱动地连接到所述内燃机的自动变速器(30)是否啮合以将内燃机输出传递到车辆驱动系统(40)，且所述喷射控制装置在所述检测装置检测到所述内燃机速度的降低并还检测到所述自动变速器啮合时增大所述燃料喷射量。

7.根据权利要求1所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述检测装置将自动变速器从非啮合状态到啮合状态的切换检测作为所述内燃机速度的降低，所述自动变速器驱动地连接到所述内燃机以在啮合时将内燃机输出传递到车辆驱动系统。

8.根据权利要求6或7所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述检测装置在所述自动变速器的换档杆处于驱动位置时认为所述自动变速器啮合。

9.根据权利要求1所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述检测装置将所述正常燃料喷射的喷射模式从压缩冲程喷射的执行到进气冲程喷射的执行的切换检测作为所述内燃机速度的降低。

10.根据权利要求1所述的用于直喷式内燃机的燃料喷射控制设备，其中所述喷射控制装置在内燃机起动之后增大所述燃料喷射量直到预定时段已经经过。

11.一种用于控制直喷式内燃机中燃料喷射的方法，所述直喷式内燃机包括在燃烧循环期间按顺序经历膨胀冲程、排气冲程、进气冲程和压缩冲程的气缸，所述方法的特征在于包括：

在所述气缸的预定燃烧循环期间设定待执行的正常燃料喷射；并且

在已经设定了所述正常燃料喷射之后当检测到内燃机速度的降低时，在所述气缸的所述预定燃烧循环期间在所述正常燃料喷射之后设定待执行的补充燃料喷射。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述预定燃烧循环的所述进气冲程期间执行所述正常燃料喷射，并在所述预定燃烧循环的所述压缩冲程期间执行所述补充燃料喷射。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述补充燃料喷射的量固定。

14.根据权利要求11所述的方法，其中在已经设定了所述正常燃料喷射之前当检测到所述内燃机速度的降低时，基于所检测到的内燃机速度的降低来增大所述正常燃料喷射的量。

15.根据权利要求11所述的方法，其中如果在所述预定燃烧循环期间执行所述补充燃料喷射，则基于所检测的内燃机速度的降低，来增大在所述预定燃烧循环之后的后继燃烧循环中待执行的所述正常燃料喷射的量。

16.根据权利要求14或15所述的方法，还包括：在已经检测到所述内燃机速度的降低之后，基于所检测到的内燃机速度的降低，持续增大用于后继燃烧循环的所述正常燃料喷射的量，直到预定时段已经经过。

17.根据权利要求14或15所述的方法，还包括：在内燃机起动之后，基于所检测到的内燃机速度的降低，持续增大用于后继燃烧循环的所述正常燃料喷射的量，直到预定时段已经经过。

18.根据权利要求14所述的方法，其中增大的所述正常燃料喷射的量等于所述正常燃料喷射与当在已经设定所述正常燃料喷射之后检测到所述内燃机速度的降低时将喷射的补充燃料喷射的量的结合。

19.根据权利要求11所述的方法，还包括：

判定驱动地连接到所述内燃机的自动变速器是否啮合以将内燃机输出传递到车辆驱动系统；并且

如果在所述自动变速器啮合时检测到所述内燃机速度的降低，则执行所述补充喷射。

20.根据权利要求11所述的方法，还包括：

将自动变速器从非啮合状态到啮合状态的切换检测作为所述内燃机速度的降低，所述自动变速器驱动地连接到所述内燃机以在啮合时将内燃机输出传递到车辆驱动系统。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中在所述自动变速器的换档杆处于驱动位置时认为所述自动变速器啮合。

22.根据权利要求11所述的方法，其中将所述正常燃料喷射的喷射模式从压缩冲程喷射的执行到进气冲程喷射的执行的切换检测作为内燃机速度的降低。

23.根据权利要求11所述的方法，其中所述内燃机具有多个气缸，且对于所述多个气缸中第一气缸设定所述正常燃料喷射与设定所述补充燃料喷射之间的时段，与对于所述多个气缸中第二气缸设定所述正常燃料喷射与设定所述补充燃料喷射之间的时段重叠。

Images