CN101578442B - 燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法。本发明的用于压燃式内燃机的燃料喷射控制装置能够执行被分成多次喷射的燃料喷射，其特征在于所述燃料喷射控制装置包括：引燃喷射控制装置，当所述内燃机的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到喷射少量燃料的低负荷区域或者反过来时，所述引燃喷射控制装置在所述低负荷区域中在主喷射之前执行至少一次引燃喷射，其中，发动机转速越高，所述引燃喷射控制装置将引燃喷射的次数设定得越多。此喷射控制使得可以确保驾驶性能同时抑制所产生的碳氢化合物的量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于压燃式内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法。
背景技术
日本专利申请公开No.60-017250(JP-A-60-017250)、日本专利申请公开No.2001-193463(JP-A-2001-193463)、日本专利申请公开No.2004-027939(JP-A-2004-027939)、日本专利申请公开No.2006-274969(JP-A-2006-274969)、以及日本专利申请公开No.11-93735(JP-A-93735)描述了用于诸如柴油机的压燃式内燃机的燃料喷射控制装置，在一个燃烧行程期间，该燃料喷射控制装置将储存在共轨中的高压燃料多次喷射到每个气缸中。
在这种类型的柴油机中，当发动机在低负荷区域运行时，仅喷射少量的燃料，所以气缸中的温度趋向于下降。如果气缸中的温度(下文中也称为“气缸温度”)下降，则燃烧可能变得不稳定，从而导致所产生的碳氢化合物(HC)的量增加。使所产生的HC的量最少的一种方法是通过执行在主喷射之前喷射少量燃料的引燃喷射来抑制气缸温度下降。同样，执行一系列喷射中的引燃喷射(即，在一次主喷射之前执行多次引燃喷射)使得能够有效抑制气缸温度的下降。
然而，当恰在执行燃料中断后执行这种引燃喷射时，例如，当发动机的运行区域从低负荷区域转移到燃料中断区域或者从燃料中断区域转移到低负荷区域时，根据引燃喷射的次数，可能产生扭矩冲击，并且此扭矩冲击可能不利地影响驾驶性能。
发明内容
因此，本发明提供一种用于压燃式内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法，其能够确保驾驶性能同时抑制所产生的HC的量。
因而，本发明的第一方面涉及一种用于压燃式内燃机的燃料喷射控制装置，所述燃料喷射控制装置能够执行被分成多次喷射的燃料喷射。此燃料喷射控制装置包括引燃喷射控制装置，当内燃机的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到喷射少量燃料的低负荷区域时，或者反过来从所述低负荷区域转移到所述燃料中断区域时，所述引燃喷射控制装置在主喷射之前在低负荷区域中执行至少一次引燃喷射。所述引燃喷射控制装置根据内燃机的状态或变速器的状态来确定引燃喷射的次数。
同样，本发明的第二方面涉及一种压燃式内燃机的燃料喷射控制方法，所述燃料喷射控制方法能够执行被分成多次喷射的燃料喷射。此控制方法包括：当内燃机的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到喷射少量燃料的低负荷区域时，或者反过来从所述低负荷区域转移到所述燃料中断区域时，在主喷射之前在低负荷区域中执行至少一次引燃喷射；根据内燃机的状态或变速器的状态来确定引燃喷射的次数；以及在已经执行所述确定次数的引燃喷射之后执行主喷射。
上述燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法通过在低负荷区域中执行引燃喷射来减少所产生的HC的量。同样，根据内燃机或变速器的状态来确定引燃喷射的适当次数。因此，能够设定引燃喷射的适当次数，从而减少从内燃机排出的排气中的HC的量，以及抑制在内燃机的运行区域转移之后发生的扭矩冲击，所以能够维持驾驶性能。
同样，在前述燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法中，可以根据发动机温度、发动机转速以及发动机负荷中的至少一个来确定引燃喷射的次数。
这里，发动机温度越低，可将引燃喷射的次数设定得越多。同样，发动机转速越高，可将引燃喷射的次数设定得越多。此外，发动机负荷越大，可将引燃喷射的次数设定得越多。
根据上述燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法，通过根据发动机温度确定引燃喷射的次数，当发动机温度相对低时或当发动机转速高或发动机负荷大时，可以确定发动机的摩擦大，所以将引燃喷射的次数设定得相对多。同样，当发动机温度相对高时或当发动机转速低或发动机负荷小时，可以确定发动机的摩擦相对小，所以将引燃喷射的次数设定得相对少。因此，能够抑制在发动机的运行区域的转移之后发生的扭矩冲击，从而能够维持驾驶性能，同时能够减少所产生的HC的量。
同样，在前述燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法中，可以根据发动机冷却液温度、发动机润滑油温度以及外部空气温度中的至少一种温度来估算发动机温度。
同样，燃料喷射控制装置还可以包括可变喷嘴控制装置，在内燃机的运行区域转移时，该可变喷嘴控制装置控制增压器的可变喷嘴的开度以增加背压。同样地，所述控制方法还可包括在内燃机的运行区域转移时控制增压器的可变喷嘴的开度以增加背压。
上述燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法通过在低负荷区域中执行引燃喷射来减少所产生的HC的量。同样，当将引燃喷射的次数设定得相对多时，能够通过控制可变喷嘴的开度以增加背压来抑制扭矩冲击。
同样，在前述燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法中，可以根据变速器的变速比来确定引燃喷射的次数。
这里，变速器的变速比越小，可将引燃喷射的次数设定得越多。
由于在变速比小时驾驶员将感觉到更小的扭矩冲击，所以当变速比小时，上述燃料喷射控制装置和控制方法能够相对地增加引燃喷射的次数。同样，当变速比大时更容易感觉到扭矩冲击，所以能够通过相对地减少引燃喷射的次数来抑制扭矩冲击。
同样，在前述燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法中，可将每次引燃喷射的喷射量都设定为最小可喷射量。
同样，在上述燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法中，考虑到就在主喷射或引燃喷射之前执行的引燃喷射的喷射定时，可以将在引燃喷射之后紧接着执行的所述主喷射或引燃喷射的喷射定时设定为产生的碳氢化合物的量最小的定时。结果，能够减少所产生的HC的量。
因此，本发明提供一种用于压燃式内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法，它们能够确保驾驶性能，同时抑制所产生的HC的量。
附图说明
通过结合附图来阅读以下对本发明的优选实施例的详细说明，将更好地理解本发明的特征、优点、以及技术和产业意义，在附图中：
图1是根据本发明第一示例性实施例的发动机系统的框图；
图2是示出由ECU执行的用于确定引燃喷射的次数的例程的一个实例的流程图；
图3是示出用于单次、两次和三次引燃喷射的主喷射和引燃喷射的喷射定时的曲线图；
图4A和图4B是示出了其中根据发动机冷却液温度来确定引燃喷射的次数的情形的图；
图5是示出其中根据外部空气温度来确定引燃喷射次数的情形的图；
图6A和图6B是示出其中根据发动机转速来确定引燃喷射次数的情形的图；
图7是示出其中根据发动机温度和发动机负荷来确定引燃喷射次数的情形的图表；
图8是示出其中根据变速比来确定引燃喷射次数的情形的图表；
图9是图示根据本发明的第二示例性实施例由ECU执行的可变喷嘴控制例程的实例的流程图；
图10是示出可变喷嘴的开度和作用在柴油机上的负扭矩之间的关系的曲线图。
具体实施方式
在以下说明和附图中，将参照示例性实施例更详细地描述本发明。
图1是根据本发明第一实施例的发动机系统的框图。该发动机系统包括进气通道10、排气通道20、空气滤清器30、涡轮增压器40、中冷器50、缓冲罐52、柴油机60、过滤器85以及ECU(电子控制单元)90等。
ECU 90包括CPU(中央处理器)、ROM(只读存储器)以及RAM(随机存取存储器)等，并控制各种装置的操作。ECU 90还能够根据存储在ROM中的控制程序来执行稍后将描述的用于确定引燃喷射的次数的例程。在执行用于确定引燃喷射次数的例程的过程中获得的各种数据被临时存储在RAM中。
首先，吸入空气经过空气滤清器30并被引导至涡轮增压器40的压缩机41，在此处吸入空气被增压。该增压空气然后流经其被冷却的中冷器50。接下来，将已被增压和冷却的空气供给到缓冲罐52，所述空气然后从该缓冲罐52经由进气通道支路分配到气缸A至D。这些气缸A至D中的每一个均设有燃料喷射器61，该燃料喷射器61将以高压储存在共轨中的燃料喷射到相应的气缸A至D中。
燃料喷射器61的喷射定时由ECU 90控制。更具体地，ECU 90通过控制燃料喷射器61的操作，来控制主喷射的喷射量和喷射定时，以及在该主喷射之前喷射燃料的引燃喷射的喷射量、喷射定时和喷射次数。
同样，ECU 90接收来自各种传感器等的检测信号，所述传感器包括检测柴油机60的未示出的曲轴的旋转速度Ne(此旋转速度Ne对应于发动机转速，因此将在下文中称其为“发动机转速Ne”)的发动机转速传感器71、检测加速器操作量的加速器操作量传感器72、检测用于冷却柴油机60的冷却液的温度的冷却液温度传感器73、检测柴油机60的负荷的扭矩计74、以及检测未示出的变速器的换档装置的位置的换档装置位置传感器75(变速比检测装置)。ECU 90能够根据从这些传感器接收的检测信号来检测当前的发动机转速Ne、发动机温度、发动机负荷以及变速比等。
气缸A至D与排气通道20连通。排出到排气通道20中的排气被送到涡轮机42。在经过涡轮机42之后，该排气然后经过带有排气控制催化剂的过滤器85。该排气被此过滤器净化，并且然后被排出。
可变喷嘴43布置在涡轮机42的入口喷嘴部中，该可变喷嘴43用于可变地改变流入涡轮机42的排气的流量。此可变喷嘴43的操作由控制该可变喷嘴的开度的致动器44控制。此致动器44的操作由ECU 90的输出来控制。
当发动机的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移至仅喷射少量燃料的轻负荷区域时，或者反过来，即从所述轻负荷区域转移到所述燃料中断区域时，ECU 90在轻负荷区域中在主喷射之前执行至少一次引燃喷射，并基于预定条件来确定引燃喷射的次数。下面将描述用于确定引燃喷射的次数的此例程。
图2是示出用于确定引燃喷射次数的例程的一个实例的流程图，该例程由ECU 90执行。首先，ECU 90基于来自加速器操作量传感器72的输出来确定加速器是否空闲(步骤S1)。当加速器操作量为零时，加速器是空闲的。如果该确定是否定的，则此例程的循环结束。
另一方面，如果该确定是肯定的，则ECU 90基于来自发动机转速传感器71的输出，来确定当前发动机转速Ne是否接近于在该转速下执行燃料中断的燃料中断转速(步骤S2)。如果该确定是否定的，则此例程的循环结束。
另一方面，如果该确定是肯定的，则ECU 90然后基于来自扭矩计73的输出，来确定发动机是否正经过低负荷区域(步骤S3)。如果该确定是否定的，则此例程的循环结束。
另一方面，如果该确定是肯定的，则ECU 90然后执行用于确定引燃喷射的次数的例程(步骤S4)。下面将详细描述用于确定引燃喷射的次数的例程。
接下来，ECU 90执行在步骤S4中确定的次数的引燃喷射(步骤S5)。结果，在低负荷区域中执行引燃喷射。然后，ECU 90确定发动机转速Ne是否等于或小于燃料中断转速(步骤S6)。如果该确定是否定的，则再次执行步骤S4和S5。
另一方面，如果该确定是肯定的，则ECU 90执行燃料中断(步骤S7)。以此方式，ECU 90执行引燃喷射，并然后将发动机的运行区域从低负荷区域转移到不喷射燃料的燃料中断区域。
接下来，ECU 90基于来自发动机转速传感器71的输出来确定当前发动机转速Ne是否等于或小于在燃料中断之后开始再次供给燃料时的燃料中断取消转速，或者是否已响应于来自加速器操作量传感器73的指令开始再次供给燃料(即，加速器是否已经开启)(步骤S8)。如果该确定是否定的，则继续执行所述燃料中断。
另一方面，如果该确定是肯定的，则ECU 90然后确定发动机是否正经过低负荷区域(步骤S9)。如果该确定是否定的，则此例程的循环结束。另一方面，如果该确定是肯定的，则ECU 90确定要执行的引燃喷射的次数(步骤S10)。顺便说一句，此步骤与上述步骤S4相同，并且将在后面详细描述。
接下来，ECU 90执行在步骤S 10中确定的次数的引燃喷射(步骤S11)。以此方式，ECU 90将发动机的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移至低负荷区域，并执行引燃喷射。
接下来，将描述引燃喷射的次数、喷射时间以及喷射量。图3是示出用于将在下面描述的用于单次引燃喷射、两次引燃喷射和三次引燃喷射的主喷射和引燃喷射的喷射定时的曲线图。
图3的上部是具有表示碳氢化合物总量(THC)的竖直轴和表示发动机曲柄角的水平轴的曲线图。当曲柄角为0°时，未示出的活塞处于上止点(TDC)处。同样，图3中的曲线图是描绘在如下测试期间产生的THC量的曲线图，该测试在发动机处于低温并且大气压力为低于标准大气压的低压的条件下进行。此情形中的低压可参考在海拔大约3000米处的大气压力。同样，低的发动机温度可参考大约25℃的发动机冷却液温度Tw。
在此情形中，燃料喷射器61能够响应于来自ECU 90的控制信号而在一个燃烧行程期间执行单次、两次和三次引燃喷射。单次引燃喷射包括一次引燃喷射，在该一次引燃喷射之后是单次主喷射。两次引燃喷射包括两次引燃喷射，在该两次引燃喷射之后是单次主喷射，并且三次引燃喷射包括三次引燃喷射，在该三次引燃喷射之后是单次主喷射。
单次、两次和三次引燃喷射中第一引燃喷射的喷射定时设定为相同的，并且提前大约12°。同样，将每次引燃喷射的燃料喷射量设定为最小可喷射的燃料喷射量。另外，将主喷射的燃料喷射量也设定为最小可喷射的燃料喷射量。
图3的上部中的曲线图具有三条曲线P1、P2和P3。曲线P1描绘出在执行第一引燃喷射之后当主喷射的喷射定时改变时所产生的THC的量的变化。在此情形中，将主喷射的喷射定时设定为使得所产生的THC的量最少。更具体地，将主喷射的喷射定时设定为提前大约7.5°的定时。在这些定时执行单次引燃喷射的引燃喷射和主引燃喷射。
曲线P2描绘出在执行第一引燃喷射和第二引燃喷射之后当主喷射的喷射定时改变时所产生的THC的量的变化。同样，对于曲线P2，第二引燃喷射的喷射定时与曲线P1所示的此时所产生的THC量最少的主喷射的喷射定时一致。
如曲线P2所示，将主喷射的喷射定时设定为提前大约4°的定时，此时所产生的THC的量最少。在这些定时执行两次引燃喷射的引燃喷射和主喷射。
曲线P3描绘出在执行第一、第二和第三引燃喷射之后当主喷射的喷射定时改变时所产生的THC的量的变化。同样，对于曲线P3，第二引燃喷射的喷射定时与曲线P1所示的此时所产生的THC量最少的主喷射的喷射定时一致，并且第三引燃喷射的喷射定时与曲线P2所示的此时所产生的THC量最少的主喷射的喷射定时一致。
如曲线P3所示，将主喷射的喷射定时设定为与未示出的活塞到达TDC的定时基本一致的定时，此时所产生的THC的量最少。在这些定时执行三次引燃喷射的引燃喷射和主喷射。
如图3中的曲线图所示，更多次的引燃喷射导致产生更少的THC。这是因为喷洒燃料周围的区域能够保持高的温度，这抑制了THC的产生。
如上所述，将引燃喷射的喷射量设定为最小可喷射量，所以即使增加引燃喷射的次数也能够抑制燃料消耗。
同样，对于单次、两次或三次引燃喷射，考虑到恰在主喷射之前执行的引燃喷射的喷射定时，将主喷射的喷射定时设定为所产生的HC的量最少的定时。同样，考虑到恰在主喷射之前的引燃喷射的喷射定时，还将两次或三次引燃喷射中的除第一引燃喷射之外的引燃喷射的喷射定时设定为此时所产生的HC的量最少的定时。结果，能够减小所产生的HC的量。
接下来，将详细描述用于确定引燃喷射的次数的例程，该例程是图2的步骤S4和S10中的处理。图4A和图4B是示出其中根据发动机冷却液温度Tw来确定引燃喷射次数的情形的图。图4A是示出在两种不同的发动机冷却液温度Tw、即0℃和80℃下，柴油机60的摩擦和发动机转速Ne之间的关系的曲线图。如该曲线图所示，在较低的冷却液温度Tw下摩擦增大更多。这是因为当冷却液温度Tw低时，即当柴油机60的温度低时，润滑油的粘度高因此摩擦增加。
图4B是示出根据发动机冷却液温度Tw来确定的引燃喷射次数的图表。在图2的步骤S4和S10中，ECU 90如下地确定引燃喷射的次数。如果发动机冷却液温度Tw低于A，则ECU 90确定冷却液温度为低并将引燃喷射的次数设定为三次。如果发动机冷却液温度Tw高于A但低于B，则ECU 90确定冷却液温度Tw为中等并将引燃喷射的次数设定为两次。如果发动机冷却液温度Tw高于B，则ECU 90确定冷却液温度Tw为高并将引燃喷射的次数设定为一次。顺便说一句，A是用于确定冷却液温度Tw为低的基准温度，并且B是用于确定冷却液温度Tw为高的基准温度。而且，A低于B。
以此方式，当冷却液温度Tw相对低时，ECU 90将引燃喷射的次数设定为相对大的数，并且当冷却液温度Tw相对高时，ECU 90将引燃喷射的次数设定为相对小的数。这是因为如果已经将引燃喷射的次数设定为相对大的数并且在执行引燃喷射之后发动机的运行区域转移到燃料中断区域，则例如，由三次引燃喷射所产生的扭矩和在燃料中断期间的扭矩之间的扭矩阶差增大到扭矩冲击可能发生的点，并且此扭矩冲击可能不利地影响驾驶性能。这是因为，可能产生与在取消燃料中断之后开始再次供给燃料时所产生的扭矩冲击类似的扭矩冲击。
然而，当冷却液温度Tw相对低时，摩擦的量相对大，并且此摩擦作为抵抗由引燃喷射产生的扭矩的大阻力。因此，即使引燃喷射的次数相对多，也能够使上述扭矩阶差保持相对较小。
另一方面，如果冷却液温度Tw相对高，则摩擦的量相对小，所以抵抗由引燃喷射产生的扭矩的阻力是微小的。因此，如果在冷却液温度Tw相对高时引燃喷射的次数相对多，则由引燃喷射产生的扭矩可以极大地影响柴油机60的驱动，并且上述扭矩阶差可能增大。因此，如图4B中所示，当冷却液温度Tw高时，减少引燃喷射的次数，而当冷却液温度Tw低时，增加引燃喷射的次数。因此，能够抑制扭矩冲击和所产生的HC的量。
同样，因为能够使用现有发动机系统来抑制扭矩冲击和所产生的HC的量，所以也能够抑制成本的增加。另外，因为将引燃喷射的喷射量设定为最小可喷射量并且抑制了扭矩冲击，所以能够将引燃喷射的次数设定为最大极限，从而能够改善燃料消耗。
接下来，将描述用于确定引燃喷射次数的例程的第一修改例。图5是示出在基于外部空气温度来确定引燃喷射的次数的情形中摩擦和外部空气之间的关系的曲线图。ECU 90还可以仅基于外部空气温度来确定引燃喷射的次数。这是因为当外部空气温度低时柴油机60的温度低，所以在此情形中摩擦将很可能增大。例如，可以设置未示出的外部空气传感器，并且ECU 90可以基于来自此外部空气温度传感器的输出来确定引燃喷射的次数。同样，ECU 90可以类似地基于由检测润滑油的温度的未示出的油温传感器检测的温度来确定引燃喷射的次数。
接下来，将描述用于确定引燃喷射次数的例程的第二修改例。图6A和图6B是示出其中根据发动机转速Ne来确定引燃喷射次数的情形的图。图6A是示出在两种不同的发动机转速Ne、即3400rpm和1000rpm下柴油机60的摩擦和发动机冷却液温度Tw之间关系的曲线图。如该曲线图所示，在越高的发动机转速Ne下摩擦增大得越多。
图6B是示出根据发动机转速Ne确定的引燃喷射次数的图表。如果发动机转速Ne低于C，则ECU 90确定发动机转速Ne为低并将引燃喷射的次数设定为一次。如果发动机转速Ne高于C但低于D，则ECU 90确定发动机转速Ne为中等并将引燃喷射的次数设定为两次。如果发动机转速高于D，则ECU 90确定发动机转速Ne为高并将引燃喷射的次数设定为三次。顺便说一句，C是用于确定发动机转速Ne是否为低的基准温度，并且D是用于确定发动机转速Ne是否为高的基准温度。而且，C低于D。
以此方式，当发动机转速Ne低时，ECU 90减少引燃喷射的次数，而当发动机转速Ne高时，ECU 90增加引燃喷射的次数。结果，能够抑制扭矩冲击和所产生的HC的量。
接下来，将描述用于确定引燃喷射次数的例程的第三修改例。图7是示出其中根据发动机冷却液温度Tw和发动机负荷来确定引燃喷射次数的情形的图表。首先，如图4A和图4B中所示，ECU 90基于冷却液温度Tw来确定引燃喷射的次数。然后，ECU 90基于由扭矩计74检测的负荷扭矩TQ来确定引燃喷射的次数。接着，ECU 90将上述二者中的较高者、即基于冷却液温度Tw确定的引燃喷射次数和基于负荷扭矩TQ确定的引燃喷射次数中的较高者确定为最终要执行的引燃喷射的次数。顺便说一句，负荷扭矩TQ是在燃料中断期间作用在柴油机60上的扭矩。
在基于发动机负荷来确定引燃喷射次数的情形中，当发动机负荷TQ在0和x之间时，ECU 90确定该负荷扭矩为低并将引燃喷射次数设定为一次。当发动机负荷TQ在x和y之间时，ECU 90确定该负荷扭矩为中等并将引燃喷射的次数设定为两次。当发动机负荷TQ小于y时，ECU 90确定负荷扭矩为高并将引燃喷射的次数设定为三次。顺便说一句，x和y都是负值，并且y小于x。
以此方式，当负荷扭矩TQ小时，ECU 90减少引燃喷射的次数，而当负荷扭矩TQ大时，ECU 90增加引燃喷射的次数。这是因为当负荷扭矩大时，即使输出扭矩大，该负荷扭矩也抵消了在取消燃料中断之后执行的引燃喷射所产生的输出扭矩，所以扭矩阶差将不大。结果，可以将引燃喷射的次数设定为最大极限，从而使所产生的HC的量最小，同时顾及到驾驶性能。
接着，将描述用于确定引燃喷射次数的例程的第四修改例。图8是示出其中根据变速比来确定引燃喷射次数的情形的图表。ECU 90通过换档装置位置传感器75检测当前变速比。当换档装置处于与第一(第1)档对应的位置时，ECU 90确定变速比为大并将引燃喷射的次数设定为一次。当换档装置处于与第二(第2)档对应的位置时，ECU 90确定变速比为中等程度并将引燃喷射的次数设定为两次。当换档装置处于与第三档或更高(即，第3、第4、或第5)档对应的位置时，ECU 90确定变速比为小并将引燃喷射的次数设定为三次。
以此方式，当变速比小时，ECU 90增加引燃喷射的次数，而当变速比大时，ECU 90减少引燃喷射的次数。这是因为与变速比大时相比，当变速比小时，驾驶员将感觉到更少的扭矩冲击，还因为当变速比大时换档冲击变得显著。因此，能够抑制扭矩冲击和所产生的HC的量。
接下来，将描述根据本发明的第二示例性实施例的发动机系统。由于根据第二示例性实施例的发动机系统的结构与根据第一示例性实施例的发动机系统基本相同，所以将省略其描述。
当发动机的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到仅喷射少量燃料的低负荷区域时，或者反过来从所述低负荷区域转移到所述燃料中断区域时，根据此第二示例性实施例的发动机系统的ECU 90在主喷射之前在低负荷区域中执行至少一次引燃喷射，并在发动机的运行区域转移时控制涡轮增压器的可变喷嘴43的开度以增加背压。在下文中，将描述用于以此方式控制可变喷嘴的例程(即，可变喷嘴控制例程)。
图9是示出根据第二示例性实施例的由ECU执行的可变喷嘴控制例程的实例的流程图。将省略此例程中的与在用于确定引燃喷射次数的例程中的步骤类似的步骤的描述。
如果发动机正经过低负荷区域(即，在步骤S3中为“是”或者在步骤S9中为“是”)，则ECU 90将可变喷嘴43控制为预定开度(步骤S4a和S10a)。接下来，ECU 90将引燃喷射的次数设定为三次的最大极限并执行它们(步骤S5a和S11a)。
接下来，将参照图10描述可变喷嘴43的开度和作用在柴油机60上的负扭矩之间的关系，该图10是示出此关系的曲线图。可变喷嘴43的开度朝着图10中的右侧越来越小。因此，图10示出了，随着可变喷嘴43的开度变得更小(即，随着可变喷嘴43关闭)，作用在柴油机60上的负扭矩的绝对值增大。这是因为当可变喷嘴43的开度更小时，背压增加。结果，吸入空气量减少，这起到抵抗来自引燃喷射的输出的负扭矩作用。
因此，当负扭矩大时，即使引燃喷射的次数相对多，也抑制了扭矩冲击。所以，ECU 90减小可变喷嘴43的开度，并执行三次引燃喷射，从而抑制扭矩冲击和所产生的HC的量。
虽然上面已经说明了本发明的示例性实施例，但是应当理解，本发明不限于所说明的实施例的细节，而是可以在不背离本发明的范围的情况下进行各种改变、修改或改进。
本发明特别适合与具有小压缩比的柴油机一起使用，例如具有15.8或更小压缩比的柴油机。这是因为当压缩比小时，吸入空气的温度并没有因为压缩而升高那么多，所以气缸中的温度不易升高，结果燃烧变得不稳定，使得产生大量HC。
同样，可以设置外部空气压力传感器，并且可以仅在空气压力等于或小于预定空气压力时才执行用于确定引燃喷射的次数等的例程，所述预定空气压力小于基准空气压力。这是因为当空气压力低时，吸入空气量减少，所以气缸中的温度不易升高。
同样，还可以基于发动机转速和发动机负荷来确定引燃喷射的次数。例如，如图6A、图6B和图7中所示，可以根据发动机转速来确定引燃喷射的次数，并且再根据发动机负荷来确定引燃喷射的次数，并且最终将它们中最多的引燃喷射次数设定为引燃喷射次数。
Claims (17)
1.一种用于压燃式内燃机(60)的燃料喷射控制装置，所述燃料喷射控制装置能够执行被分成多次喷射的燃料喷射，其特征在于所述燃料喷射控制装置包括：
引燃喷射控制装置，当所述内燃机(60)的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到喷射少量燃料的低负荷区域或者反过来时，所述引燃喷射控制装置在所述低负荷区域中在主喷射之前执行至少一次引燃喷射，
其中，发动机转速(Ne)越高，所述引燃喷射控制装置将引燃喷射的次数设定得越多。
2.一种用于压燃式内燃机(60)的燃料喷射控制装置，所述燃料喷射控制装置能够执行被分成多次喷射的燃料喷射，其特征在于所述燃料喷射控制装置包括：
引燃喷射控制装置，当所述内燃机(60)的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到喷射少量燃料的低负荷区域或者反过来时，所述引燃喷射控制装置在所述低负荷区域中在主喷射之前执行至少一次引燃喷射，
其中，变速器的变速比越小，所述引燃喷射控制装置将引燃喷射的次数设定得越多。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述引燃喷射控制装置根据发动机温度和发动机负荷(TQ)中的至少一个来确定引燃喷射的次数。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述发动机温度越低，所述引燃喷射控制装置将引燃喷射的次数设定得越多。
5.根据权利要求3所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述内燃机(60)的发动机负荷(TQ)越大，所述引燃喷射控制装置将引燃喷射的次数设定得越多。
6.根据权利要求3所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，根据发动机冷却液温度(Tw)、发动机润滑油温度以及外部空气温度中的至少一种温度来估算发动机温度。
7.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其特征在于还包括：
可变喷嘴控制装置，在所述内燃机(60)的运行区域转移时，所述可变喷嘴控制装置控制增压器(40)的可变喷嘴(43)的开度以增加背压。
8.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述引燃喷射控制装置根据变速器的变速比来确定引燃喷射的次数。
9.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，所述引燃喷射控制装置将每次引燃喷射的喷射量都设定为最小可喷射量。
10.根据权利要求1或2所述的燃料喷射控制装置，其特征在于，考虑到就在主喷射或引燃喷射之前执行的引燃喷射的喷射定时，所述引燃喷射控制装置将在该引燃喷射之后紧接着执行的所述主喷射或引燃喷射的喷射定时设定为产生的碳氢化合物的量最小的定时。
11.一种用于压燃式内燃机(60)的燃料喷射控制方法，所述燃料喷射控制方法能够执行被分成多次喷射的燃料喷射，其特征在于所述燃料喷射控制方法包括：
当所述内燃机(60)的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到喷射少量燃料的低负荷区域或者反过来时，在所述低负荷区域中在主喷射之前执行至少一次引燃喷射；
发动机转速(Ne)越高，将引燃喷射的次数确定得越多；以及
在已经执行所确定次数的引燃喷射之后，执行所述主喷射。
12.一种用于压燃式内燃机(60)的燃料喷射控制方法，所述燃料喷射控制方法能够执行被分成多次喷射的燃料喷射，其特征在于所述燃料喷射控制方法包括：
当所述内燃机(60)的运行区域从不喷射燃料的燃料中断区域转移到喷射少量燃料的低负荷区域或者反过来时，在所述低负荷区域中在主喷射之前执行至少一次引燃喷射；
变速器的变速比越小，将引燃喷射的次数确定得越多；以及
在已经执行所确定次数的引燃喷射之后，执行所述主喷射。
13.根据权利要求11或12所述的燃料喷射控制方法，其特征在于，根据发动机温度和发动机负荷(TQ)中的至少一个来确定引燃喷射的次数。
14.根据权利要求11或12所述的燃料喷射控制方法，其特征在于还包括：
在所述内燃机(60)的运行区域转移时，控制增压器(40)的可变喷嘴(43)的开度以增加背压。
15.根据权利要求11所述的燃料喷射控制方法，其特征在于还包括：
根据变速器的变速比来确定引燃喷射的次数；以及
在已经执行所确定次数的引燃喷射之后，执行所述主喷射。
16.根据权利要求11或12所述的燃料喷射控制方法，其特征在于，将所述引燃喷射中的每一个的喷射量都设定为最小可喷射量。
17.根据权利要求11或12所述的燃料喷射控制方法，其特征在于，考虑到就在主喷射或引燃喷射之前执行的引燃喷射的喷射定时，将在该引燃喷射之后紧接着执行的所述主喷射或引燃喷射的喷射定时设定为产生的碳氢化合物的量最小的定时。
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