CN101796284B - 内燃机的燃料喷射控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机的燃料喷射控制系统，包括：喷射设定装置、转速变化检测装置和喷射控制装置。所述喷射设定装置基于所述内燃机的运行状态计算与所述多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻。所述转速变化检测装置确定发动机转速变化量是否等于或大于预定值。当确定所述发动机转速的变化量等于或大于所述预定值时，所述喷射控制装置控制所述燃料喷射阀以降低或消除实际喷射时刻和所需喷射时刻之间的差。以该方式，甚至在发动机转速快速变化时，也可防止驾驶性能和废气排放的劣化。

Description

内燃机的燃料喷射控制系统
技术领域
本发明涉及一种内燃机的燃料喷射控制系统，其中执行多次燃料喷射。
相关技术的说明
包括用于将燃料直接供给到气缸的燃烧室中的内燃机是本领域已知的。当具有直接喷射型燃料喷射阀的这种发动机在低温下工作时，特别地，在减速时难以促进或进行喷射燃料的雾化，并且其可扩散性倾向于劣化。因此，在具有直接喷射型燃料喷射阀的内燃机中，所需的待喷射燃料的量不是一次从每个燃料喷射阀喷射，而是以在吸气行程中的两个或更多个不同时刻的多次喷射较少量的燃料(多次喷射)来进行喷射。在该情况下，基于发动机的运行状态来设定与多次喷射相关的喷射次数、喷射时刻(进行各喷射的时间点)和每个喷射时刻时待喷射的燃料量。
在日本专利申请公开4-136451(JP-A-4-136451)中，记载了一种燃料喷射系统，其中在产生气缸识别信号之后紧接的出现曲轴信号时设定用于开始燃料喷射的计时器。基于发动机转速变化率确定发动机瞬时状态的技术记载于日本专利申请公开2001-159365(JP-A-2001-159365)中。利用该技术，当发动机转速的变化率大于1时增加参考位置信号的时间间隔，并且当发动机转速的变化率小于1时减小参考位置信号的间隔。日本专利申请公开9-158755(JP-A-9-158755)记载了一种通过参照在从产生喷射指令至实际喷射变化时发动机转速的变化来校正喷射时间段，来准确控制与曲轴转角有关的喷射完成时刻的技术。
然而，当进行多次喷射时，发动机转速的快速变化导致多次喷射的每一次的实际燃料喷射时刻大幅偏离初始设定的燃料喷射时刻(所需的喷射时刻)。因为喷射时刻的偏差，所以气缸中实际的燃料累积量可能与所需喷射时刻时的假定燃料累积量不同，或者返回进气系统中的燃料量可能变化，由此导致实际用于燃烧的燃料量与设计阶段中假定的用于燃烧的燃料量之间存在差异。这种燃料量的差异还可影响所得混合物的空燃比，并且，最坏的情况是可导致失火。由于这些原因，当发动机的转速快速变化时，存在驾驶性能和/或废气排放劣化的可能性。
发明内容
本发明提供一种内燃机的燃料喷射控制系统，在其中进行多次喷射，其中驾驶性能和废气排放较不易劣化，甚至在内燃机的转速快速变化时也是如此。
本发明的第一方面涉及一种内燃机的燃料喷射控制系统，所述燃料喷射控制系统包括可操作以将燃料直接喷射到气缸中并在进气行程中执行多次燃料喷射的燃料喷射阀，和用于在每次达到预定的曲轴转角时产生检测信号的曲轴转角信号产生装置。所述燃料喷射控制系统包括：所需喷射设定装置，所述所需喷射设定装置用于基于所述内燃机的运行状态计算与上述多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻；快速转速变化检测装置，所述快速转速变化检测装置用于基于从所述曲轴转角信号产生装置接收的检测信号确定所述内燃机的转速变化量是否等于或大于预定值；快速变化时所需喷射设定装置，所述快速变化时所需喷射设定装置用于在所述快速转速变化检测装置确定所述内燃机的所述转速变化量等于或大于所述预定值时代替所述所需喷射设定装置以重新计算与所述多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻；和喷射控制装置，所述喷射控制装置用于控制所述燃料喷射阀的燃料喷射以抑制实际喷射时刻和所述所需喷射时刻之间的差。
本发明的第二方面涉及一种内燃机的燃料喷射控制系统，所述燃料喷射控制系统包括可操作以将燃料直接喷射到气缸中并在进气行程中执行多次燃料喷射的燃料喷射阀，和用于在每次达到预定的曲轴转角时产生检测信号的曲轴转角信号产生装置。所述燃料喷射控制系统包括：所需喷射设定装置，所述所需喷射设定装置用于基于所述内燃机的运行状态计算与上述多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻；快速转速变化检测装置，所述快速转速变化检测装置用于基于从所述曲轴转角信号产生装置接收的检测信号确定所述内燃机的转速变化量是否等于或大于预定值；快速变化时所需喷射设定装置，所述快速变化时所需喷射设定装置用于在所述快速转速变化检测装置确定所述内燃机的转速变化量等于或大于所述预定值时代替所述所需喷射设定装置以重新计算与所述多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻；和喷射控制装置，所述喷射控制装置用于基于所述所需喷射设定装置和所述快速变化时所需喷射设定装置的计算结果来控制所述燃料喷射阀的燃料喷射。
在所述燃料喷射控制系统中，所述曲轴转角信号产生装置处于例如曲轴转角传感器的形式。在上述内燃机的燃料喷射控制系统中，所述所需喷射设定装置、快速转速变化检测装置和所述喷射控制装置通过例如ECU(电子控制单元)来实现。在该系统中，基于所述所需喷射设定装置和所述快速变化时所需喷射设定装置的计算结果来控制所述燃料喷射阀的燃料喷射，使得可以防止驾驶性能和废气排放劣化，甚至在发动机转速快速变化时也是如此。
在根据本发明上述方面的燃料喷射控制系统中，所述快速变化时所需喷射设定装置可以将每个所述所需喷射时刻转变成从接收检测信号的信号接收点到刚好达到所述每个所需喷射时刻所经过的时间。当经过从接收检测信号的所述信号接收点到刚好达到所述每个所需喷射时刻所经过的时间时，所述喷射控制装置可使所述燃料喷射阀喷射燃料。利用该布置，甚至在发动机转速快速变化时，也降低或消除所述所需喷射时刻和所述实际喷射时刻之间的曲轴转角的偏差或差异，并且抑制或防止驾驶性能和废气排放的劣化，甚至在发动机转速快速变化时也是如此。
在根据本发明上述方面的燃料喷射控制系统中，所述快速变化时所需喷射设定装置可基于从所述曲轴转角信号产生装置接收各检测信号时的信号接收点来设定所需喷射次数和所需喷射时刻。在从所述曲轴转角信号产生装置接收的各检测信号的信号接收点中选定的信号接收点时，所述喷射控制装置可使所述燃料喷射阀喷射燃料。利用该布置，甚至在发动机转速快速变化时，也降低或消除所述所需喷射时刻和所述实际喷射时刻之间的曲轴转角偏差或差异，并且抑制或防止驾驶性能和废气排放的劣化。此外，该过程的执行更为简单，并且可以降低CPU的负载。
在根据本发明上述方面的燃料喷射控制系统中，所述快速变化时所需喷射设定装置可减少所述所需喷射次数，然后重新计算所述所需喷射时刻。在已经由所述快速变化时所需喷射设定装置重新计算的所述所需喷射时刻，所述喷射控制装置可使所述燃料喷射阀喷射燃料。利用该布置，也降低或消除了所述所需喷射时刻和所述实际喷射时刻之间的曲轴转角偏差或差异。
在如上所述的燃料喷射控制系统中，当所述内燃机的转速快速增加时可以使所述快速变化时所需喷射设定装置动作。
在根据本发明第一方面的燃料喷射控制系统中，所述快速变化时所需喷射设定装置可将上述多次燃料喷射中的第一次所需喷射时刻设定为由所述所需喷射设定装置计算的所述所需喷射时刻。
本发明的第三方面涉及一种内燃机的燃料喷射控制方法。所述燃料喷射控制方法包括如下步骤：基于所述内燃机的运行状态来计算与多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻；基于从曲轴转角信号产生装置接收的检测信号来确定所述内燃机的转速变化量是否等于或大于预定值；当确定所述内燃机的转速变化量等于或大于所述预定值时，重新计算与所述多次燃料喷射相关的所述所需喷射次数和所述所需喷射时刻；和基于所述所需喷射次数和所述所需喷射时刻的计算结果来控制燃料喷射阀的燃料喷射。
附图说明
参照附图，从以下优选实施方案的说明中，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得明显。附图中类似的附图标记用于表示类似的要素/元件，其中：
图1是显示具有根据本发明每个实施方案的燃料喷射控制系统的内燃机结构的视图；
图2是显示在发动机转速恒定时与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，该时刻根据一般燃料喷射控制方法确定；
图3A和图3B是分别显示发动机转速快速变化时与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，该时刻根据一般燃料喷射控制方法来确定；
图4A和图4B是分别显示与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，该时刻根据本发明第一实施方案的燃料喷射控制方法来确定；
图5A和图5B是分别显示与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，该时刻根据本发明第二实施方案的燃料喷射控制方法来确定；和
图6是显示与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，该时刻根据本发明第三实施方案的燃料喷射控制方法来确定。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的优选实施方案。
图1是显示具有根据本发明每个实施方案的燃料喷射控制系统的内燃机的一般结构的视图。内燃机(其将简称为“发动机”)配备有多个气缸2。进气通道13和排气通道14连接至每个气缸2中的燃烧室2b。发动机为直接喷射型或气缸内喷射型发动机，并且燃料喷射阀6设置在每个气缸2中以用于将燃料直接喷射到燃烧室2b中。火花塞5设置在气缸2的头部中。
燃烧室2b配备有进气阀3和排气阀4。进气阀3打开和关闭，以允许和阻止进气通道13和燃烧室2b之间的流体连通。此外，排气阀4打开和关闭，以允许和阻止排气通道14和燃烧室2b之间的流体连通。
在运行时，待供给到气缸2的燃烧室2b中的进气流过进气通道13。在燃烧室2b中，燃料从燃料喷射阀6喷射，并且通过火花塞5点火或引燃，使得所供给的进气和燃料的混合物燃烧。空气-燃料混合物的燃烧使活塞2c在气缸2中往复运动。所述往复运动经过连杆7传递到曲轴8，以使曲轴8转动。根据来自ECU(电子控制单元)20的控制信号控制火花塞5和燃料喷射阀6。由于燃烧室2b中的燃烧而产生的废气排放到排气通道14中。曲轴转角传感器11安装在曲轴8附近。曲轴转角传感器11每次在曲轴8转动预定的曲轴转角(例如，30°CA)时产生检测信号，并且将检测信号传送到ECU 20。
ECU 20包括未示出的CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)等。ECU 20从发动机中设置的各传感器获取检测信号，并且基于所获取的信号对发动机进行控制。更具体而言，ECU20从各传感器，例如上述曲轴转角传感器11、用于检测进气量的气流计(未显示)和用于检测节流阀开度的节流阀位置传感器(未显示)获取检测信号，并且基于检测信号确定发动机的运行条件。然后，ECU 20基于由此确定的发动机运行条件进行例如火花塞5和燃料喷射阀6的驱动控制。
本发明可应用的内燃机不限于汽油机，而且可以为柴油机。
在将燃料从燃料喷射阀直接喷射到每个气缸中的直接喷射型发动机中，如所示图1，在低运行温度下，例如，所喷射燃料的雾化以降低的速率进行且其扩散性倾向于劣化，这可导致烟增加、发动机功率降低和/或其他问题。因此，在直接喷射型发动机中，根据发动机运行条件如发动机负载确定的所需燃料量不是一次喷射的，而是通过在进气行程中的两个或更多个不同时刻时多次喷射较少量的燃料来进行喷射，由此确保所喷射燃料充分的扩散性。更具体而言，ECU 20计算参数(例如所需喷射量、所需喷射次数和所需喷射时刻)，并且将与计算的参数相对应的驱动信号传送到燃料喷射阀6，以控制燃料喷射阀6。
将参照图2解释用于执行燃料喷射阀6的驱动控制的一般燃料喷射控制方法。图2是显示与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，该时刻根据一般燃料喷射控制方法来确定。更具体而言，图2是显示发动机转速恒定时与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图。
在以下实例中，假定每次在曲轴转角变化30°CA时曲轴转角传感器11将检测信号传送到ECU 20。在图2中，直线上的数值代表由BTDC(上止点之前)角表示的曲轴转角，并且直线以30°增量进行标记，其与ECU 20从曲轴转角传感器11接收检测信号的频率相对应。在图2的直线上，点A1-A4代表基于发动机运行条件计算的所需喷射时刻，并且点B1-B4代表实际喷射时刻。
参照图2，将描述发动机转速保持恒定的情形。在时刻X1(例如，当曲轴转角为570°BTDC)时，ECU 20基于发动机的运行条件计算从燃料喷射阀6喷射燃料的参数(例如所需喷射量、所需喷射次数和所需喷射时刻)。为了计算所需喷射时刻，例如，ECU 20基于发动机的运行条件计算就曲轴转角而言的所需喷射时刻A1-A4。在下文中，所需喷射时刻A1-A4用曲轴转角(上止点之前)表示。
随后，ECU 20将所需喷射时刻A1-A4转变成从接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1所经过的时刻T1-T4。更具体而言，ECU 20恒定地测量从曲轴转角传感器11接收某一检测信号的时刻至其接收下一检测信号所花费的时间，即，曲轴转角前进30°CA所需的时间段(其将称为“单位曲轴转角前进时间段”)。因此，ECU20基于在时刻X1时确定的单位曲轴转角前进时间段，将所需喷射时刻A1-A4转变成从接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1所经过的时间T1-T4。由此获得的从信号接收点C1起经过的时间T1-T4提供实际的喷射时刻B1-B4。因此，在以下说明中，实际喷射时刻B1-B4将用时间表示。
然后，ECU 20执行燃料喷射控制以在实际喷射时刻B1-B4，即，当从检测信号的信号接收点C1到刚好到达所需喷射时刻A1已经经过的经过的时间T1-T4时，使燃料喷射阀6喷射燃料。
如从上述说明所理解的，ECU 20基于在时刻X1时确定的单位曲轴转角前进时间段将所需喷射时刻A1-A4转变成从接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达所需喷射时刻A1所经过的时间T1-T4，以确定实际喷射时刻B1-B4。因此，当发动机转速在时刻X1和时刻C1之间的时间段内保持恒定时，与实际喷射时刻B1-B4相对应的曲轴转角基本上分别与所需喷射时刻A1-A4相符，如图2所示。
然而，如果发动机转速在时刻X1和时刻C1之间的时间段期间快速变化，则与实际喷射时刻B1-B4相对应的曲轴转角大幅偏离所需喷射时刻A1-A4。
图3A是示出在发动机转速快速增加的情况下与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，图3B是示出在发动机转速快速降低的情况下与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图。
当发动机转速在时刻X1和时刻C1之间的时间段期间快速增加时，例如，相对于所需喷射时刻A1-A4，就曲轴转角而言延迟实际喷射时刻B1-B4(其是基于时刻X1时确定的单位曲轴转角前进时间段由所需喷射时刻A1-A4转变而成的)，如图3A中所示。这是因为在时刻C1时测量的发动机转速变得比在时刻X1时测量的发动机转速高，因此，在时刻C1时确定的单位曲轴转角前进时间段变得比在时刻X1时确定的单位曲轴转角前进时间段短。
另一方面，当发动机转速在时刻X1和时刻C1之间的时间段期间快速降低时，相对于所需喷射时刻A1-A4，就曲轴转角而言提前实际喷射时刻B1-B4(其是基于X1时刻时确定的单位曲轴转角前进时间段由所需喷射时刻A1-A4转变而成的)，如图3B中所示。这是因为在时刻C1时测量的发动机转速变得比在时刻X1时测量的发动机转速低，因此，在时刻C1时确定的单位曲轴转角前进时间段变得比在时刻X1时确定的单位曲轴转角前进时间段长。
由于实际喷射时刻B1-B4是通过将所需喷射时刻A1-A4转变成从接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达所需喷射时刻A1所经过的时间T1-T4来计算的，所以就曲轴转角而言实际喷射时刻B1与所需喷射时刻A1的偏差小，而就曲轴转角而言实际喷射时刻与所需喷射时刻的偏差从实际喷射时刻B1到实际喷射时刻B4逐渐增加，即随着实际喷射次数增加，如图3A和图3B中所示。
如果就曲轴转角而言实际喷射时刻大幅偏离所需喷射时刻，如上所述，则气缸中的实际燃料累积量可与所需喷射时刻时的燃料累积量不同，并且返回进气系统的燃料量可以变化，由此使实际用于燃烧的燃料量和在设计阶段假定用于燃烧的燃料量之间产生差异。此外，实际燃料量和设计燃料量之间的差异影响燃料和空气混合物的状态，并且可导致失火。由于这些原因，当发动机转速快速变化时，驾驶性能和/或废气排放可变差。
因此，在根据本发明的燃料喷射控制方法中，ECU 20基于来自曲轴转角传感器11的检测信号确定发动机转速的变化量是否等于或大于预定值，并且，当确定发动机转速的变化量等于或大于预定值时，ECU 20控制燃料喷射阀6以降低或消除就曲轴转角而言实际喷射时刻与所需喷射时刻的偏差。ECU 20对应于本发明的燃料喷射控制系统。更具体而言，ECU 20对应于所需的喷射设定装置、快速转速变化检测装置和喷射控制装置。根据本发明的燃料喷射控制方法使得可以抑制或防止驾驶性能和/或废气排放的劣化，甚至在发动机转速快速变化时也是如此。该方法将在本发明的以下每个实施方案中具体说明。
作为本发明的燃料喷射控制方法的一个实例，将参照图4A和图4B描述根据本发明第一实施方案的燃料喷射控制方法。图4A和图4B示意性图示出与曲轴转角相关的燃料喷射时刻，所述时刻是根据第一实施方案的燃料喷射控制方法确定的。更具体而言，图4A是示出发动机转速快速增加情况下与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，图4B是示出发动机转速快速降低情况下与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图。
当ECU 20基于来自曲轴转角传感器11的检测信号确定发动机转速的变化量等于或大于预定值时，ECU 20将所需喷射时刻A2-A4分别转变成从接收检测信号的各信号接收点C2-C4到刚好到达所需喷射时刻A2-A4所经过的时间，以确定实际喷射时刻B2-B4。下文将参照图4A和图4B更详细地描述该方法。
在时刻X1(例如，在570°BTDC时)时，ECU 20基于发动机的运行条件计算从燃料喷射阀6喷射燃料的参数。此时，ECU 20作为从接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1所经过的时间T1-T4来计算实际喷射时刻B1-B4，如以上参照图2所述的。
随后，ECU 20确定发动机转速在刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1之前的接收检测信号的信号接收点C1时是否已快速变化。更具体而言，ECU 20确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值，即，发动机转速是否已快速增加或快速降低。在此，ECU 20可确定在时刻X1时测量的发动机转速和在刚好到达时刻C1之前接收检测信号的时刻X2(例如，360°BTDC)时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值，而不是确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值。上述预定值是通过实验等预先确定的，并且储存在ECU 20的R0M中。
当ECU 20确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值等于或大于预定值时(或者当ECU 20确定在时刻X1时测量的发动机转速和在刚好到达时刻C1之前接收检测信号的时刻X2时测量的发动机转速之差的绝对值等于或大于预定值)，则ECU 20通过将所需喷射时刻A2-A4分别再次转变成从接收检测信号的各信号接收点C2-C4到刚好到达所需喷射时刻A2-A4所经过的时间来重新计算实际喷射时刻B2-B4。
关于实际喷射时刻B1，从接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达所需喷射时刻A1所经过的时间T1被用作实际喷射时刻B1。这是因为与其他喷射时刻(B2-B4)相比尚未重新计算的实际喷射时刻B1与所需喷射时刻A1就曲轴转角而言的偏差小，如上所述。然而，在刚好到达所需喷射时刻A1之前ECU 20接收检测信号的信号接收点C1时，ECU 20可通过将从时刻X1时计算的信号接收点C1起所经过的时间T1基于信号接收点C1时确定的单位曲轴转角前进时间段转变成从信号接收点C1起经过的时刻，来重新计算实际喷射时刻B1，其方式与确定其他喷射时刻的方式相同。
在刚好到达所需喷射时刻A2之前的ECU 20接收检测信号的信号接收点C2时，基于在信号接收点C2时确定的单位曲轴转角前进时间段，ECU20通过将从时刻X1时计算的信号接收点C1起所经过的时间T2转变成从信号接收点C2起经过的时间T2a，来计算实际喷射时刻B2。换言之，基于信号接收点C2时测量的发动机转速，通过作为从信号接收点C2起所经过的时间T2a计算与所需喷射时刻A2和信号接收点C2对应的曲轴转角之间的差，来获得实际喷射时刻B2。
同样，在刚好到达所需喷射时刻A3之前的ECU 20接收检测信号的信号接收点C3时，基于在信号接收点C3时确定的单位曲轴转角前进时间段，ECU 20通过将从在时刻X1时计算的信号接收点C1起所经过的时间T3转变成从信号接收点C3起经过的时间T3a，来计算实际喷射时刻B3。在刚好到达所需喷射时刻A4之前ECU 20接收检测信号的信号接收点C4时，基于在信号接收点C4时确定的单位曲轴转角前进时间段，ECU 20通过将从在时刻X1时计算的信号接收点C1起所经过的时间T4转变成从信号接收点C4起经过的时间T4a，来计算实际喷射时刻B4。
ECU 20控制燃料喷射阀6的燃料喷射，使得在实际喷射时刻B1-B4时，即，在已从信号接收点C1起经过所经过的时间T1时、在从信号接收点C2起经过所经过的时间T2a时、在从信号接收点C3起经过所经过的时间T3a时和在从信号接收点C4起经过所经过的时间T4a时，分别从燃料喷射阀6喷射燃料。以该方式，甚至在发动机转速快速增加(图4A)的情况下或在发动机转速快速降低(图4B)的情况下，与在上述一般燃料喷射控制方法中出现的情况相比，减少或消除了实际喷射时刻和所需喷射时刻之间的曲轴转角偏差或差异。
也就是说，第一实施方案的燃料喷射控制方法与一般燃料喷射控制方法的不同之处在于：将所需喷射时刻转变成从ECU 20接收检测信号的各信号接收点到刚好到达各个所需喷射时刻所经过的时间长度，使得在所需喷射时刻和对应的实际喷射时刻之间基本上不出现曲轴转角的偏差或差异。
根据如上所述第一实施方案的燃料喷射控制方法，甚至在发动机转速快速变化时，在一般燃料喷射控制方法中出现的情况相比，减少或消除了实际喷射时刻和所需喷射时刻之间的曲轴转角的偏差或差异，并且抑制或防止了驾驶性能和废气排放的其它可能的劣化。
作为本发明的燃料喷射控制方法的另一实例，将参照图5A和图5B描述根据本发明第二实施方案的燃料喷射控制方法。图5A是示出在发动机转速快速增加的情况下与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，图5B是示出在发动机转速快速降低的情况下与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图。
在根据第二实施方案的燃料喷射控制方法中，当ECU 20基于来自曲轴转角传感器11的检测信号确定在时刻X1和时刻C1之间的时间段中发动机转速的变化量等于或大于预定值时，ECU 20将与各所需喷射时刻A2-A4最接近的接收检测信号的信号接收点分别确定为实际喷射时刻B2-B4。下面将参照图5A和图5B更详细地描述该方法。
ECU 20在时刻X1时(例如，在570°BTDC)基于发动机的运行条件计算从燃料喷射阀6喷射燃料的参数，并且作为从接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1经过的时间T1-T4来计算实际喷射时刻B1-B4，如以上参照图2所述的。然后，在刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1之前ECU 20接收检测信号的信号接收点C1时，ECU 20确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值，即，发动机转速是否快速增加或快速降低。在此处，ECU 20可确定在时刻X1时测量的发动机转速和在刚好到达时刻C1之前接收检测信号的信号接收点X2(例如，360°BTDC)时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值，而不是确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值。
当ECU 20确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值等于或大于预定值时，ECU 20通过将实际喷射时刻B2-B4设定为与各所需喷射时刻A2-A4最接近的接收检测信号的信号接收点来重新计算实际喷射时刻B2-B4。也就是说，ECU 20将实际喷射时刻B2设定为与所需喷射时刻A2最接近的接收检测信号的信号接收点D2，将实际喷射时刻B3设定为与所需喷射时刻A3最接近的接收检测信号的信号接收点D3，并且将实际喷射时刻B4设定为与所需喷射时刻A4最接近的接收检测信号的信号接收点D4。关于实际喷射时刻B1，将从ECU20接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达所需喷射时刻A1所经过的时间T1用作实际喷射时刻B1。这是因为与其他喷射时刻的情形相比，就曲轴转角而言尚未重新计算的实际喷射时刻B1与所需喷射时刻A1的偏差小，如上文所述的。然而，ECU 20可将实际喷射时刻B1设定为与所需喷射时刻A1最接近的接收检测信号的信号接收点C1，其方式与设定其他喷射时刻的方式相同。
通过将实际喷射时刻设定为与各所需喷射时刻最接近的ECU接收检测信号的信号接收点，与一般燃料喷射控制方法中出现的情况相比，可以降低或消除实际喷射时刻和所需喷射时刻之间的曲轴转角的偏差或差异，甚至在发动机转速快速增加的情况下(图5A)或在发动机转速快速降低的情况下(图5B)也是如此。
根据上述第二实施方案的燃料喷射控制方法，甚至在发动机转速快速变化时，与一般燃料喷射控制方法中出现的情况相比，减少或消除了实际喷射时刻和所需喷射时刻之间的曲轴转角的偏差或差异，并且可以抑制或防止驾驶性能和废气排放的其它可能的劣化。此外，第二实施方案的燃料喷射控制方法可比第一实施方案中的方法更简单地实施，因此，可以降低ECU 20的CPU的负载。
作为本发明的燃料喷射控制方法的另一实例，将参照图6描述根据本发明第三实施方案的燃料喷射控制方法。图6是示出与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图，所述时刻是根据第三实施方案的燃料喷射控制方法确定的。更具体而言，图6是示出在发动机转速快速增加时与曲轴转角相关的燃料喷射时刻的示意图。
在第三实施方案的燃料喷射控制方法中，当ECU 20确定发动机转速的变化量等于或大于预定值时，基于来自曲轴转角传感器11的检测信号，ECU 20减少所需燃料喷射次数，随后重新计算所需喷射时刻，使得在已经重新计算的所需喷射时刻从燃料喷射阀6喷射燃料。将参照图6更详细地描述该方法。
ECU 20在时刻X1时(例如，在570°BTDC时)基于发动机的运行条件计算参数，例如从燃料喷射阀6喷射燃料的所需喷射次数和所需喷射时刻，并且作为从ECU 20接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1经过的时间T1-T4来计算实际喷射时刻B1-B4，如以上参照图2所述的。
在刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1之前ECU 20接收检测信号的信号接收点C1时，ECU 20确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值，即，发动机转速是否快速增加或快速降低与否。在此处，ECU 20可以确定在时刻X1时测量的发动机转速和在刚好到达上述时刻C1之前接收检测信号的信号接收点X2(例如，360°BTDC)时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值，而不是确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值。
在第三实施方案中，ECU 20还基于发动机的运行条件计算发动机转速快速变化情况下的所需喷射次数。计算发动机转速快速变化情况下的所需喷射次数，以减小至小于由之前计算的所需喷射时刻所代表的喷射次数(在该实例中为4)。在如图6中所示的实例中，例如，所需喷射次数设定为2，其小于4。
然后，ECU 20在刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1之前接收检测信号的信号接收点C1时确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值是否等于或大于预定值。
如果ECU 20确定在时刻X1时测量的发动机转速和在时刻C1时测量的发动机转速之差的绝对值等于或大于预定值，则基于在时刻X1时计算的对于发动机转速快速变化情况下确定的所需喷射次数，再次计算所需喷射时刻。
在图6中所示的对于发动机转速快速变化情况的所需喷射次数设定为两次的实例中，ECU 20将所需喷射次数A1-A4从4减小至2，随后基于发动机的运行条件重新计算所需喷射时刻A1a、A2a。更具体而言，ECU 20重新计算多次喷射中第二和随后喷射(在该实施方案中为第二)的所需喷射时刻。因此，在如图6中所示的实例中，ECU 20重新计算多次喷射中第二次喷射的所需喷射时刻A2a。
然后，ECU 20通过将所需喷射时刻A2a转变成从接收检测信号的信号接收点C1到刚好到达多次喷射的第一所需喷射时刻A1a之前经过的时间T2b来计算实际喷射时刻B2。换言之，基于在信号接收点C1时测量的发动机转速，通过将所需喷射时刻A2a和信号接收点C1之间的曲轴转角差转变成从信号接收点C1起所经过的时间T2b，来获得实际喷射时刻B2。同时，多次喷射的第一所需喷射时刻A1a被视为不大幅偏离所需喷射时刻A1，并且所经过的时间T1被用作实际喷射时刻B1。这是因为与其他喷射时刻的情形相比，尚未经过重新计算的实际喷射时刻B1和所需喷射时刻A1之间的曲轴转角的偏差或差异小，如上文所述的。
第三实施方案的燃料喷射控制方法与一般燃料喷射控制方法的不同之处在于：所需喷射次数减少一次、或两次或更多，由此抑制或防止尤其是第二和随后的喷射的实际喷射时刻的准确率变差。如果所需喷射次数设定为1，即，如果只采用所需喷射时刻A1a，则由于实际喷射时刻B1和所需喷射时刻A1之间的曲轴转角的差小，所以可以减少喷射开始时刻的变化。
虽然如图6中所示的实例对应于发动机转速快速增加的情况，但是上述方法可等同地适用于发动机转速快速降低的情况。即，甚至在发动机转速快速降低的情况下，所需喷射次数可以减少1次、或两次或更多次，以抑制所需喷射时刻的准确率变差。
根据上述第三实施方案的燃料喷射控制方法，在发动机转速的变化量快速变化的情况下，与一般燃料喷射控制方法中出现的情况相比，减少或消除了所需喷射时刻和实际喷射时刻之间的曲轴转角偏的偏差或差异，并且可抑制或防止驾驶性能和废气排放的其它可能的劣化。
虽然已经参照本发明的示例性实施方案描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所述的实施方案或结构。相反，本发明还涵盖各种修改方案和等同方案。此外，虽然以各种示例性组合和配置显示了所公开发明的各要素，但是包括更多、更少或仅单个要素的其它组合和配置也在所附权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种内燃机的燃料喷射控制系统，所述燃料喷射控制系统包括可操作以将燃料直接喷射到气缸(2)中并在进气行程中执行多次燃料喷射的燃料喷射阀(6)，和用于在每次达到预定的曲轴转角时产生检测信号的曲轴转角信号产生装置(11)，其特征在于包括： 
所需喷射设定装置，所述所需喷射设定装置用于基于所述内燃机的运行状态计算与所述多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻； 
快速转速变化检测装置，所述快速转速变化检测装置用于基于从所述曲轴转角信号产生装置(11)接收的检测信号确定所述内燃机的转速变化量是否等于或大于预定值； 
快速变化时所需喷射设定装置，所述快速变化时所需喷射设定装置用于在所述快速转速变化检测装置确定所述内燃机的所述转速变化量等于或大于所述预定值时，代替所述所需喷射设定装置以重新计算与所述多次燃料喷射相关的所述所需喷射次数和所述所需喷射时刻；和 
喷射控制装置，所述喷射控制装置用于控制所述燃料喷射阀(6)的燃料喷射以抑制实际喷射时刻和所述所需喷射时刻之间的差， 
其中： 
所述快速变化时所需喷射设定装置将每个所述所需喷射时刻转变成从接收检测信号的信号接收点到刚好达到所述每个所需喷射时刻所经过的时间；和 
当经过从接收检测信号的所述信号接收点到刚好达到所述每个所需喷射时刻所经过的时间时，所述喷射控制装置使所述燃料喷射阀(6)喷射燃料。 
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统，其中： 
所述快速变化时所需喷射设定装置基于从所述曲轴转角信号产生装置(11)接收各检测信号时的信号接收点来设定所述所需喷射次数和所述所需喷射时刻；和 
在从所述曲轴转角信号产生装置(11)接收各检测信号的信号接收点中选定的信号接收点时，所述喷射控制装置使所述燃料喷射阀(6)喷射燃料。 
3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统，其中： 
所述快速变化时所需喷射设定装置减少所述所需喷射次数，然后重新计算所述所需喷射时刻；和 
在已经由所述快速变化时所需喷射设定装置重新计算的所述所需喷射时刻，所述喷射控制装置使所述燃料喷射阀(6)喷射燃料。 
4.根据权利要求3所述的燃料喷射控制系统，其中当所述内燃机的转速快速增加时使所述快速变化时所需喷射设定装置动作。 
5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料喷射控制系统，其中所述快速变化时所需喷射设定装置将所述多次燃料喷射中的第一次所需喷射时刻设定为由所述所需喷射设定装置计算的所述所需喷射时刻。 
6.一种内燃机的燃料喷射控制系统，所述燃料喷射控制系统包括可操作以将燃料直接喷射到气缸(2)中并在进气行程中执行多次燃料喷射的燃料喷射阀(6)，和用于在每次达到预定的曲轴转角时产生检测信号的曲轴转角信号产生装置(11)，其特征在于包括： 
所需喷射设定装置，所述所需喷射设定装置用于基于所述内燃机的运行状态来计算与所述多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻； 
快速转速变化检测装置，所述快速转速变化检测装置用于基于从所述曲轴转角信号产生装置(11)接收的检测信号来确定所述内燃机的转速变化量是否等于或大于预定值； 
快速变化时所需喷射设定装置，所述快速变化时所需喷射设定装置用于在所述快速转速变化检测装置确定所述内燃机的转速变化量等于或大于所述预定值时，代替所述所需喷射设定装置以重新计算与所述多次燃料喷射相关的所述所需喷射次数和所述所需喷射时刻；和 
喷射控制装置，所述喷射控制装置用于基于所述所需喷射设定装置和所述快速变化时所需喷射设定装置的计算结果来控制所述燃料喷射阀(6)的燃料喷射， 
其中： 
所述快速变化时所需喷射设定装置将每个所述所需喷射时刻转变成从接收检测信号的信号接收点到刚好达到所述每个所需喷射时刻所 经过的时间；和 
当经过从接收检测信号的所述信号接收点到刚好达到所述每个所需喷射时刻所经过的时间时，所述喷射控制装置使所述燃料喷射阀(6)喷射燃料。 
7.根据权利要求6所述的燃料喷射控制系统，其中： 
所述快速变化时所需喷射设定装置基于从所述曲轴转角信号产生装置(11)接收各检测信号时的信号接收点来设定所述所需喷射次数和所述所需喷射时刻；和 
在从所述曲轴转角信号产生装置(11)接收各检测信号的信号接收点中选定的信号接收点时，所述喷射控制装置使所述燃料喷射阀(6)喷射燃料。 
8.根据权利要求6所述的燃料喷射控制系统，其中： 
所述快速变化时所需喷射设定装置减少所述所需喷射次数，然后重新计算所述所需喷射时刻；和 
在已经由所述快速变化时所需喷射设定装置重新计算的所述所需喷射时刻，所述喷射控制装置使所述燃料喷射阀(6)喷射燃料。 
9.根据权利要求8所述的燃料喷射控制系统，其中当所述内燃机的转速快速增加时使所述快速变化时所需喷射设定装置动作。 
10.根据权利要求6～9中任一项所述的燃料喷射控制系统，其中所述快速变化时所需喷射设定装置将所述多次燃料喷射中的第一次所需喷射时刻设定为由所述所需喷射设定装置计算的所述所需喷射时刻。 
11.一种内燃机的燃料喷射控制方法，其特征在于包括： 
基于所述内燃机的运行状态来计算与多次燃料喷射相关的所需喷射次数和所需喷射时刻； 
基于从曲轴转角信号产生装置(11)接收的检测信号来确定所述内燃机的转速变化量是否等于或大于预定值； 
当确定所述内燃机的转速变化量等于或大于所述预定值时，重新计算与所述多次燃料喷射相关的所述所需喷射次数和所述所需喷射时刻； 
将每个所述所需喷射时刻转变成从接收检测信号的信号接收点到刚好达到所述每个所需喷射时刻所经过的时间； 
基于所述所需喷射次数和所述所需喷射时刻的计算结果来控制燃料喷射阀(6)的燃料喷射，以及 
当经过从接收检测信号的所述信号接收点到刚好达到所述每个所需喷射时刻所经过的时间时，使所述燃料喷射阀(6)喷射燃料。 
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