CN102477913B

CN102477913B - 内燃机的燃料喷射控制装置

Info

Publication number: CN102477913B
Application number: CN201110375453.9A
Authority: CN
Inventors: 冈本多加志; 松村哲生; 有原仪信
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2031-11-23
Also published as: JP2012117400A; EP2458186A3; CN102477913A; EP2458186B1; EP2458186A2; US20120136555A1; JP5809796B2

Abstract

本发明提供一种在缸内喷射式内燃机中，在分段喷射时要求喷射量发生了变化的情况下，能抑制PM排出量及油稀释量的增加的燃料喷射控制装置。内燃机的控制装置具备向内燃机的燃烧室内喷射燃料的燃料喷射阀、向所述燃料喷射阀通过压力输送燃料的燃料泵、对向所述燃料喷射阀供给的燃料进行储存的燃料蓄压室，实施在一循环中执行多次燃料喷射的分段喷射控制，在每一循环中的供给燃料产生了变化要求的情况下，根据喷射时期来改变燃料喷射的喷射量变化量。

Description

内燃机的燃料喷射控制装置

技术领域

本发明涉及搭载于车辆等的内燃机的控制装置，尤其是涉及缸内喷射式内燃机的控制装置。

背景技术

当前的车辆(机动车)中，从保护环境的观点出发，要求削减机动车的废气中含有的一氧化碳(CO)、碳化氢(HC)、氮氧化物(NOx)等废气物质、及燃料消耗量，以它们的削减为目的，而实施了缸内喷射式内燃机的开发。缸内喷射式内燃机向气缸的燃烧室内直接进行基于燃料喷射阀的燃料喷射，能够实现废气物质的削减及燃料消耗量的削减、发动机输出的提高等。

在缸内喷射式内燃机中，根据燃料喷射的方法的不同，而在燃烧室内移动的燃料喷雾会附着在活塞的顶面或气缸内径壁面。

当附着残留在活塞顶面或气缸内径壁面上的燃料量多时，粒子状物质，所谓微粒物质(以下称为PM)的排出粒子数(PN)及燃料溶解于发动机油的油稀释量增大。尤其是附着于活塞顶面的燃料量增多时，PM排出粒子数存在增大的倾向。

另外，在专利文献1中公开了一种燃料喷射控制装置的技术，将每一循环分割成多次来进行燃料的喷射，对于一循环中的喷射量修正量，对分割成多次的燃料喷射中的最后一次、或最后一次和倒数第二次的喷射进行燃料量的修正。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-191768号公报

在缸内喷射式内燃机中，提出有各种以性能改善为目的的分段喷射的技术。即使在分段喷射中，在用于使排气中的氧比例恒定的燃料喷射空燃比控制或加减速运转时的情况下，存在除了根据发动机转速、要求转矩等运转状态所决定的基本燃料量之外，还要求燃料量变化(燃料喷射增量或减量)的运转情况。在此种要求燃料量变化的运转情况下，关于将包含燃料喷射量的变化量(燃料量变化量)在内的燃料喷射量整体向分段喷射的各喷射脉冲如何分配，并没有与和PM排出的关系一起进行研究。

发明内容

本发明鉴于此种问题而作出，其具有基于每一循环分割成多次进行的各燃料喷射的喷射时期来分配燃料量变化量的机构。

燃料量变化量包括燃料喷射增量和燃料喷射减量，燃料量增量定义为正值，燃料量减量定义为负值。

在该机构中，基于分段喷射的各喷射时期来分配燃料量变化量，因此能够以如下的方式进行控制：对与PM的发生相关程度高的喷射时期的喷射脉冲的燃料变化量进行适当的增减，且作为一循环的喷射整体，满足要求燃料量。

而且，在使用该机构时，在多次燃料喷射中，可以使在吸气冲程中的最提前角(最進角)、压缩冲程中的最滞后角(最遅角)的喷射时期所喷射的喷射脉冲宽度的燃料量变化量，与该冲程中的其他的喷射时期的燃料量变化量相比最小。在吸气冲程的最提前角、压缩冲程的最滞后角的喷射时期中，燃料喷射阀与活塞的距离短，在该时期从燃料喷射阀喷射的燃料容易附着在活塞的顶面。因此，通过将燃料喷射控制在尽量不增加该时期的燃料喷射脉冲宽度的方向上，而能够抑制向活塞的顶面的燃料附着。

另外，在使用该机构时，可以使喷射时期最迟的燃料喷射的燃料量变化量最小。考虑到多个分段喷射中的喷射时期最迟的喷射所喷射出的燃料的到点火为止的时间短，气化时间不充分的情况。因此，通过将燃料喷射控制在喷射时期最迟的喷射脉冲宽度不增加的方向上，而能够抑制向活塞的顶面的燃料附着。

此外，燃料量变化量在超过某阈值时或低于某阈值时，例如，超过分段喷射的脉冲宽度而要求进行增量或减量时，通过增加或减少分段喷射次数自身来应对。

另外，根据运转状态对如下的情况进行选择，该情况是：多次燃料喷射中，使在吸气冲程中的最提前角、压缩冲程中的最滞后角的喷射时期所喷射的喷射脉冲宽度的燃料量变化量，与该冲程中的其他的喷射时期的燃料量变化量相比最小的情况；使喷射时期最迟的燃料喷射的燃料量变化量最小的情况。根据运转状态，活塞附着引起的PM排出量和气化时间不充分引起的PM排出量有时存在差别。这种情况下，利用使PM排出量更少的机构对燃料喷射进行控制。

作为运转状态，可以利用水温、发动机转速、一循环中的喷射期间总计、要求喷射量中的至少一个来代表。

另外，在燃料量变化量为增量的情况下，考虑到因各分段喷射的燃料喷射脉冲宽度延长而会影响相邻的分段喷射的情况，有时无法充分得到分段喷射的效果。为了解决此种课题，而以各分段喷射的喷射间隔成为规定值以上的方式来决定喷射时期。

【发明效果】

根据本发明，能够提供一种抑制PM排出量的增大的缸内喷射式内燃机的燃料喷射控制装置。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的缸内喷射式内燃机的控制系统整体的结构简图。

图2是本发明的一实施方式的缸内喷射式内燃机的燃料系统的整体结构简图。

图3是表示在本发明的一实施方式的缸内喷射式内燃机的控制装置的一实施方式的系统结构中使用的发动机控制单元的输入输出信号关系的框图。

图4是表示本发明的一实施方式的缸内喷射式内燃机的燃料系统的喷射器的从通电开始后的经过时间与喷射的燃料的到达距离(伸延长度)的关系的图。

图5是表示本发明的一实施方式的缸内喷射式内燃机的燃料系统的喷射器的喷射脉冲宽度与喷射的燃料的伸延长度的最大值的关系的图。

图6是表示在使用将喷射的燃料朝向一方向喷射的喷射器的情况下，活塞从上止点向下止点移动期间，从喷射器向燃烧室喷射燃料时的距喷射器的喷射口的最短距离的关系的图。

图7是表示在使用将喷射的燃料朝向多个方向喷射的多孔喷射器的情况下，活塞从上止点向下止点移动期间，从喷射器向燃烧室喷射燃料时的距喷射器的喷射口的最短距离的关系的图。

图8是图1的内燃机控制装置的本发明控制框图。

图9是表示图1的内燃机控制装置的分段喷射设定的各参数的图。

图10是图1的内燃机控制装置的本发明控制流程图。

图11是图1的内燃机控制装置的本发明控制框图。

图12是图1的内燃机控制装置的本发明控制框图。

图13是图1的内燃机控制装置的本发明控制流程图。

图14是说明图1的内燃机控制装置的本发明的效果的一例的图。

【符号说明】

1 缸内喷射发动机

101 发动机控制单元

101a I/OLSI

101b CPU

200 泵驱动凸轮

201 吸气管

202 空气滤清器

203 空气流量传感器

204 节流阀传感器

205 节流阀体

205a 电控节流阀

206 收集器

207a 活塞

207b 气缸

207c 燃烧室

207d 曲轴

208 火花塞

209 高压燃料泵

211 凸轮角传感器

216 曲轴角传感器

217 水温传感器

218 空燃比传感器

219 油温传感器

222 点火线圈

225 吸气阀

226 排气阀

250 燃料罐

251 低压燃料泵

252 燃压调节器

253 共轨

254 喷射器

256 燃压传感器

401 键开关

402 油门开度传感器

403 制动开关

404 车速传感器

具体实施方式

以下，基于附图，说明本发明的内燃机中的燃料喷射控制装置的一实施方式。首先，使用图1，说明本发明的实施方式的缸内喷射发动机1的控制系统整体的简要结构。

图1是本发明的一实施方式的缸内喷射发动机1的控制系统整体的结构简图。缸内喷射发动机1由四气缸构成，但为了便于理解而仅图示1气缸。向气缸207b导入的空气从空气滤清器202的入口部取入，通过空气流量计(空气流量传感器203)，并通过节流阀体205而进入收集器206，其中该节流阀体205收容有对吸气流量进行控制的电控节流阀205a。被收集器206吸入的空气在向与缸内喷射发动机1的气缸207b连接的吸气管201分配之后，被导向由活塞207a、气缸207b等形成的燃烧室207c。而且，从所述空气流量传感器203向本实施方式的具有高压燃料泵控制装置的发动机控制单元101输出表示吸气流量的信号。而且，在所述节流阀体205安装有对电控节流阀205a的开度进行检测的节流阀传感器204，其信号也向发动机控制单元101输出。

另一方面，汽油等燃料从燃料罐250由低压燃料泵251进行一次加压而被燃压调节器252调节成恒定的压力(例如0.3MPa)，且被后述的高压燃料泵209二次加压成更高的压力(例如5MPa或10MPa)。高压燃料泵209由泵驱动凸轮200来驱动，该泵驱动凸轮200与缸内喷射式内燃机的旋转同步。然后，燃料经由蓄压室(以下，称为共轨253)而从设置于气缸207b的燃料喷射阀(以下，称为喷射器254)向燃烧室207c喷射。设有用于检测共轨253内的燃料的压力(燃压)的燃压传感器256。

喷射到燃烧室207c内的燃料根据被点火线圈222形成为高电压化的点火信号，由火花塞208点火。需要说明的是，在本实施例中，喷射器254形成为从缸内喷射发动机1的气缸207b侧喷射的侧喷射方式，但也可以形成为从燃烧室207c的正上方喷射的中心喷射方式。

水温传感器217设置在气缸207b的侧壁，该水温传感器217检测用于对缸内喷射式内燃机进行冷却的冷却水的温度。

在缸内喷射发动机1的曲轴207d安装的曲轴角传感器216将表示曲轴207d的旋转位置的信号向发动机控制单元101输出，而且，具备使吸气阀225的开闭时机可变的机构和使排气阀226的开闭时机可变的机构，在具备使排气阀226的开闭时机可变的机构的凸轮轴(未图示)上安装的凸轮角传感器211将表示凸轮轴的旋转位置的角度信号向发动机控制单元101输出，并将表示伴随排气阀226的凸轮轴的旋转而进行旋转的高压燃料泵209的泵驱动凸轮200的旋转位置的角度信号也向发动机控制单元101输出。

图2表示具备高压燃料泵209的燃料系统的整体结构简图。

高压燃料泵209对来自燃料罐250的燃料进行加压而向共轨253通过压力输送高压的燃料。

燃料由燃压调节器252调节成恒定的压力而从罐250被低压燃料泵251导向高压燃料泵209的燃料导入口。在燃料导入口侧设有对燃料吸入量进行控制的电磁控制阀即高压泵螺线管209a。高压泵螺线管209a是常闭型的螺线管，在未通电时闭阀，在通电时开阀。由低压燃料泵251供给的燃料通过利用发动机控制单元101控制高压泵螺线管209a而调节其喷出量，被泵驱动凸轮200及加压室209b加压，从燃料喷出口向共轨253通过压力输送。在燃料喷出口设有喷出阀209c，以免下游侧的高压燃料向加压室逆流。在共轨253安装有用于对喷射器254、共轨内的燃料压力(以下称为燃压)进行计测的燃压传感器256。

图3表示发动机控制单元101的输入输出关系。发动机控制单元101由包含A/D转换器在内的I/OLSI101a、CPU101b等构成，接入表示附件、点火装置接通、起动器接通的键开关401的信号、来自包括油门开度传感器402、制动开关403、车速传感器404、空气流量传感器203、节流阀传感器204、凸轮角传感器211、曲轴角传感器216、水温传感器217、空燃比传感器218、燃压传感器256、油温传感器219在内的各种传感器等的信号作为输入，执行规定的运算处理，并输出作为运算结果所算出的各种控制信号，向促动器即电控节流阀205a、高压泵螺线管209a、点火线圈222、低压燃料泵251、各喷射器254供给规定的控制信号，执行共轨内燃压控制、燃料喷射量控制及点火时期控制等。在I/OLSI101a设有对各喷射器254进行驱动的驱动电路，使用升压电路(未图示)提升从蓄电池供给的电压进行供给，通过利用IC(未图示)进行电流控制来驱动各喷射器254。

接下来，使用图4～图7，说明从喷射器254喷射的燃料的伸延长度(贯彻力)，即燃料到达距离。

图4表示以规定的燃压、规定的喷射脉冲宽度从喷射器254喷射燃料时的从喷射开始后即通电开始后的经过时间与喷射的燃料的到达距离(伸延长度)的关系。在通电刚开始之后由于存在喷射器254的开阀延迟，因此伸延长度为0，且在经过规定时间后，伸延长度逐渐延长。在经过某时间时，由于喷射的燃料发生气化，因此伸延长度收敛(图中的虚线)。这种情况下的伸延长度的最大值为PNT_max。

图5表示在规定的背压的环境下，以规定的燃压从喷射器254喷射燃料时的伸延长度相对于喷射脉冲宽度的最大值，即，与图4的PNT_max相称的伸延长度的关系。在喷射脉冲宽度短的情况下，即，在喷射量少的情况下，伸延长度的最大值减小，在喷射脉冲宽度长的情况下，伸延长度的最大值增大。在此，Ti_min是能够稳定地喷射燃料量的最小脉冲宽度，Ti_min时的伸延长度最小。

图6表示活塞207a从上止点(TDC)向下止点(BDC)移动期间，从喷射器254向燃烧室207c喷射燃料时的从喷射器254的喷射口到活塞顶面或气缸内径壁面的最短距离的关系。在图6中简单地记载了从喷射器254喷射的燃料朝向一方向喷射的情况作为例子。在曲轴角度为0(活塞207a为TDC)时，活塞207a的顶面与喷射器254的喷射口最接近，因此最短距离短，随着曲轴角度前进而活塞207a从TDC向BDC移动，因此最短距离逐渐延长。当曲轴角度成为CA_0以后时，活塞207a从喷射器254的喷射口进一步远离，但气缸内径壁面变得更接近喷射器254的喷射口，因此最短距离恒定。

在此，例如在从喷射器254喷射的燃料的伸延长度(燃料到达距离的最大值)大的情况下，在比曲轴角度CA_0靠提前角侧(TDC侧)喷射时，燃料到达活塞顶面，在比曲轴角度CA_0靠滞后角侧(BDC侧)喷射时，燃料到达气缸内径壁面。但是，从喷射器254喷射的燃料的伸延长度(燃料到达距离的最大值)为p1时，若在曲轴角度CA_p1以后开始喷射，则燃料既不会到达活塞顶面也不会到达内径壁面。而且，例如从喷射器254喷射的燃料的伸延长度为p2时，若在曲轴角度CA_p2以后开始喷射，则燃料既不会到达活塞顶面也不会到达内径壁面。

图7表示将从喷射器254喷射的燃料朝向多个方向喷射的所谓多孔喷射器的情况下，活塞207a从上止点(TDC)向下止点(BDC)移动期间，从喷射器254向燃烧室207c喷射燃料时的距喷射器254的喷射口的最短距离的关系。在图7中，记载了喷射六条射束的情况作为多孔喷射器的例子。

在曲轴角度为0(活塞207a为TDC)时，活塞207a的顶面与喷射器254的喷射口最接近，因此在任何的射束中，最短距离均短，随着曲轴角度前进而活塞207a从TDC向BDC移动，因此各射束的最短距离逐渐延长。在此，在多孔的情况下朝向多个方向喷射燃料，因此最短距离根据射束的不同而不同，例如射束No1最向上，即，朝向接近与顶面平行的平行面的方向喷射，因此随着曲轴角度前进而最短距离的增加幅度变大，反之，射束No5、6最向下，即，朝向接近与顶面垂直的垂直面的方向喷射，因此随着曲轴角度前进而最短距离的增加幅度减小。各个射束在曲轴角度成为规定值以后，活塞207a从喷射器254的喷射口进一步远离，但气缸内径壁面变得接近喷射器254的喷射口，因此最短距离恒定。

在此，与图6同样，例如从喷射器254喷射的燃料的伸延长度(燃料到达距离的最大值)为p1时，若在曲轴角度CA_p1以后开始喷射，则任何射束的燃料均既不会到达活塞顶面也不会到达内径壁面。而且例如从喷射器254喷射的燃料的伸延长度为p2时，若在曲轴角度CA_p2以后开始喷射，则任何的射束的燃料均既不会到达活塞顶面也不会到达内径壁面。以下的实施例记载了喷射器254为多孔喷射器的情况作为例子。

图6、图7的情况均表示几何学的距离，在实际的燃烧中会受到燃烧室207c内的吸气流动的影响，但通过将在一循环中喷射的燃料分割成多次而执行燃料喷射，根据分割的各喷射脉冲宽度的伸延长度(燃料到达距离的最大值)而选择喷射的曲轴角度，或者根据喷射曲轴角度，以使伸延长度成为能够容许的长度的方式选择各喷射脉冲宽度，从而能够大幅度地减少附着在活塞顶面或内径壁面上的燃料量。

在此，在对基于运转状态的基本燃料喷射量产生喷射量增加要求时，在对伸延长度稍变长就会附着于活塞顶面这样的喷射时间及喷射量的分段喷射内的一部分的喷射实施增量修正的情况下，活塞顶面附着量会增加，从而导致PM排出量及油稀释量的增大。

另外，对气化时间不富余的运转条件下的分段喷射的最终喷射实施喷射量增加要求的增量修正时，会导致PM排出量增大。

此外，在分段喷射中的压缩冲程喷射中，实施喷射量增加要求的增量修正时，活塞顶面附着量增加，会导致PM排出量及油稀释量的增大。

接下来，说明本实施方式的内燃机的喷射控制的具体的内容。

图8是表示本发明的一实施方式的分段喷射控制的控制内容的控制框图。通过将喷射时期：IT[deg]、喷射脉冲宽度：PULS[us]及曲轴角传感器信号的活塞位置信息向喷射器驱动机构807提供来控制喷射器所进行的燃料喷射。在本实施例中，通过调整喷射脉冲宽度，来控制燃料喷射量，喷射时期作为喷射开始时期。作为喷射时期的决定方法，除了喷射开始时期之外，也可以是喷射结束时期、喷射的中间时期等，决定分段喷射次数、喷射时期及喷射脉冲宽度，而决定一循环中的燃料喷雾方式。在此，喷射时期是指从曲轴角传感器得到的时机。而且，作为分配燃料量变化量的基准，除了喷射时期之外，还考虑根据该喷射为第几喷射来进行分配的情况。例如，通过使最初的分段喷射的燃料量变化量比其他的分段喷射的燃料量变化量小，而能够减少向活塞顶面的燃料附着，通过使最后的分段喷射的燃料量变化量比其他的分段喷射的燃料量变化量小，而能够改善空气与燃料的混合。而且，通过使最初的分段喷射和最后的分段喷射这双方的燃料量变化量比其他的分段喷射的燃料量变化量小，而能够同时实现向活塞顶面的燃料附着的抑制和空气与燃料的混合的改善。

图9表示n次分段喷射时的喷射时序图。在多个分段喷射中，第一次喷射在通过曲轴角传感器判断为从曲轴角上决定的基准点(本例的情况下为活塞吸入上止点)经过了IT_1[deg]时，执行PULS_1[us]间的喷射。第n次喷射也同样地在判断为从基准点经过了IT_n[deg]时，执行PULS_n[us]间的喷射。

在块801中，根据发动机的运转状态来判定是否实施分段喷射。在实施分段喷射时，在块802中，以运转状态参数作为输入来运算分段喷射用基本喷射时期：BASEIT_1～BASEIT_n(n为分段喷射次数)，在块803中，以运转状态参数作为输入来运算分段喷射用基本喷射脉冲宽度：BASEPULS_1至BASEPULS_n(n为分段喷射次数)。在块804中，运算喷射脉冲宽度变化量。作为要求变化量的主要原因，有用于将排气中的氧比例保持为恒定的排气空燃比控制所产生的喷射脉冲宽度变化要求、加速要求时的燃料增量、转矩控制装置所要求的变化量等。而且，喷射脉冲宽度变化量包括增量的情况和减量的情况这两种。也可以将块804中的喷射脉冲宽度变化量置换成喷射量变化量。在块805中，关于分段喷射中产生的变化量，以抑制油稀释及PM增加的方式来运算各喷射的变化量(修正值)：COR_1至COR_n(n为分段喷射次数，单位[％])。即，基于多次燃料喷射的各喷射时期，而将燃料量变化量向多次燃料喷射分配。例如，在燃料量变化量为增量的情况下，吸气冲程中的第一次喷射由于与活塞的距离近因此附着于活塞的可能性高，因此考虑将第一次喷射的增量形成为零或比第二次以后的喷射的增量小。在压缩冲程的情况下，由于活塞的移动与吸气冲程相反，因此可以对于最后的喷射(分段喷射为n次的情况下的第n次喷射)作出同样的考虑。而且，无论是在吸气冲程喷射中还是在压缩冲程喷射中，最后的喷射都是从喷射到点火为止的时间比其他的喷射短，因此有时无法充分地确保气化时间。这种情况下，也考虑将最后的喷射的增量形成为零或比其他的喷射的增量小。在燃料变化量为减量的情况下，通过对吸气冲程的第一次喷射或压缩冲程的最后的喷射的燃料喷射脉冲宽度进行减量，而能够抑制活塞附着，无论是在吸气冲程中还是在压缩冲程中，通过对气化时间短的最后的喷射的燃料喷射脉冲宽度进行减量，结果是能够促进燃料的气化。

分段喷射时的喷射脉冲宽度：PULS_1至PULS_n(n为分段喷射次数)在块808：喷射脉冲宽度运算机构中根据式1来运算。

PULS_1＝BASEPULS_1×(1+COR_1[％])

PULS_n＝BASEPULS_n×(1+COR_n[％]) (式1)

在块806中，根据运算出的分段喷射时的喷射脉冲宽度，以抑制油稀释及PM增加的方式来修正在块802中运算出的分段喷射用基本喷射时期，从而运算分段喷射用喷射时期：IT_1～IT_n(n为分段喷射次数)。喷射时期修正以各分段喷射的间隔成为与喷射脉冲宽度变化前的喷射间隔相同的方式进行修正。喷射脉冲宽度变化后的喷射间隔比变化前短时，通过确保变化前间隔来防止因短间隔喷射引起的喷射器行为不稳定化等产生的喷射量的变动。

另外，在喷射脉冲宽度变化后的喷射间隔比变化前长时，通过返回适当值来确保最终喷射的气化时间，从而对PM排出量减少作出贡献。

图10表示分段喷射脉冲宽度块805的第一实施例的控制流程图。步骤1001是中断处理，例如以10ms周期或基准REF周期进行运算。在步骤1002及步骤1003中，识别是否存在分段喷射中的喷射量变化要求。当存在变化要求时，在步骤1004及步骤1005中，读入分段喷射用基本喷射时期：BASEIT_1～BASEIT_n及要求变化量。

在变化量为增加要求时，在步骤1007中运算增加要求时的喷射修正值。图11表示步骤1007中的控制框图的一例。在块1101中，根据对燃料喷射的气化造成影响的参数即发动机转速、水温、要求喷射量，通过例如映射来运算燃料气化所需的时间，作为气化时间规定值。

在块1102中，根据发动机转速、喷射结束时期、点火时期来运算向燃料的气化提供的时间，并判定是否为在块1101中运算出的气化时间规定值以上。在为规定值以上时，向块1103前进。在块1103中，根据映射来运算修正值，该映射将从块802所运算出的基本喷射时期开始在分段喷射内按照与活塞距离近的喷射顺序建立了顺位的信息和分段喷射次数作为输入。所述映射以防止活塞顶面附着为目的，顺位越高(活塞距离越近)而设定越小的增加修正值，以各喷射次数中的修正值的和成为1(100％)的方式进行设定。而且，也可以设定0作为修正值最小值。

另外，在气化时间小于规定值时，向块1104前进。在块1104中，根据映射来运算修正值，该映射将从块802所运算出的基本喷射时期开始在分段喷射内按照与活塞距离近的喷射顺序建立了顺位的信息和分段喷射次数作为输入。映射以确保气化时间为目的，将最终喷射的增加修正值设定得最小。并且，以防止活塞顶面附着为目的，除了最终喷射之外，顺位越高(活塞距离越近)而设定越小的增加修正值。而且，以映射内的各喷射次数下的修正值的和成为1(100％)的方式进行设定，也可以设定0作为修正值最小值。

在步骤1006中读入的变化量为减少要求时，在步骤1008中运算减少要求时的喷射修正值。图12表示步骤1008中的控制框图的一例。在块1101中，运算燃料气化所需的时间，作为气化时间规定值。在块1102中，运算向燃料的气化提供的时间，并判定是否为在块1101中运算出的气化时间规定值以上。

在为规定值以上时，向块1201前进。在块1201中，根据映射来运算使喷射量减少的修正值，该映射将从块802所运算出的基本喷射时期开始在分段喷射内按照与活塞距离近的喷射顺序建立了顺位的信息和分段喷射次数作为输入。所述映射以减少活塞顶面附着量为目的，顺位越高(活塞距离越近)而设定越大的减少修正值，以各喷射次数下的修正值的和成为1(100％)的方式进行设定。而且，也可以设定1作为修正值最大值。

另外，在气化时间小于规定值时，向块1202前进。在块1202中，根据映射来运算修正值，该映射将从块802所运算出的基本喷射时期开始在分段喷射内按照与活塞距离近的喷射顺序建立了顺位的信息和分段喷射次数作为输入。所述映射以增加气化时间为目的，将最终喷射的减少修正值设定得最大。并且，以减少活塞顶面附着量为目的，除了最终喷射之外，顺位越高(活塞距离越近)而设定越大的减少修正值。而且，以映射内的各喷射次数下的修正值的和成为1(100％)的方式进行设定，也可以设定1作为修正值最大值。

图13表示分段喷射脉冲宽度块805的第二实施例的控制流程图。步骤1301是中断处理，例如以10ms周期或基准REF周期进行运算。在步骤1302中，识别是否存在分段喷射中的喷射量变化要求。存在变化要求时，在步骤1303中，读入分段喷射用基本喷射时期：BASEIT_1～BASEIT_n及要求变化量。

在步骤1304中判断为变化量增加要求时，在步骤1305中判定增加变化量要求值是否为规定值以上。所述规定值是喷射器能够稳定地喷射燃料的最小喷射量。在要求值为规定值以上时，在步骤1306中实施气化时间判定。在本判定中使用上述的块1102。当判定为气化时间在规定值以上时，在步骤1307中实施分段喷射的喷射次数增加。通过本控制，能够避免对与活塞顶面接近的喷射进行修正的情况，因此能够防止PM、油稀释量的增加。

在步骤1305中判定为增加变化量要求值在规定值以下时，且在步骤1306中判定为气化时间在规定值以下时，向上述的块1007：增加要求时喷射修正值运算过渡。

另外，在步骤1304中判断为变化量减少要求时，在步骤1308中判定减少变化量要求值是否为规定值以上。所述规定值是各分段喷射的距喷射器能够稳定地喷射燃料的最小喷射量的富余量之和。在要求值为规定值以上时，在步骤1310中实施分段喷射的喷射次数减少。根据本控制，在喷射量减少要求时也能够避免喷射变动，实现稳定的燃烧。

在步骤1308中判定为减少变化量要求值为规定值以下时，向上述的块1008：减少要求时喷射修正值运算过渡。

根据图14来叙述本发明的效果的一例。图14是在分段喷射时产生喷射量增加要求的情况下的现有例和本发明的时序图。在现有例中，将增加要求喷射量向各分段喷射均匀地分配。因此，与活塞顶面的距离近的喷射即上止点附近的初次喷射会附着于活塞，从而导致PM的排出及油稀释量的增加。

在本实施例中，将与活塞顶面的距离近的上止点附近的初次喷射的增加喷射量在分段喷射内形成为最小，从而防止活塞顶面的燃料附着。根据此种情况，避免PM的排出及油稀释量的增加。

即，根据本实施，在将一循环中的喷射燃料分割成多次的分段喷射时，在喷射量要求或喷射脉冲宽度要求发生变化的情况下，通过以确保气化时间和防止活塞顶面附着的方式设定分割的各喷射的喷射量，来抑制油稀释及PM增加。根据上述情况，能够对燃烧的稳定化、废气性能及燃料利用率性能的改善作出贡献。

以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明并未限定为上述实施方式，不脱离权利要求书的范围所记载的本发明的主旨而在设计中能够进行各种变更。

Claims

1.一种内燃机的控制装置，其具有燃料喷射阀，该燃料喷射阀向至少由气缸和活塞形成的燃烧室直接喷射燃料，所述内燃机的控制装置的特征在于，

所述控制装置对所述燃料喷射阀的燃料喷射进行控制，并且，

所述控制装置具有：

实施在一循环中执行多次燃料喷射的分段喷射控制的机构；

求出基于运转状态的基本燃料喷射量的机构；

求出基于运转状态的燃料量变化量的机构；

基于所述多次燃料喷射的各喷射时期，将所述燃料量变化量向所述多次燃料喷射分配的机构，

在增量的情况下，在所述多次燃料喷射中，使在吸气冲程中的最提前角、压缩冲程中的最滞后角的喷射时期所喷射的喷射脉冲宽度的燃料量变化量，与该冲程中的其他的喷射时期的燃料量变化量相比最小，在减量的情况下，在所述多次燃料喷射中，使在吸气冲程中的最提前角、压缩冲程中的最滞后角的喷射时期所喷射的喷射脉冲宽度的燃料量变化量，与该冲程中的其他的喷射时期的燃料量变化量相比最大。

2.一种内燃机的控制装置，其具有燃料喷射阀，该燃料喷射阀向至少由气缸和活塞形成的燃烧室直接喷射燃料，所述内燃机的控制装置的特征在于，

所述控制装置具有：

实施在一循环中执行多次燃料喷射的分段喷射控制的机构；

求出基于运转状态的基本燃料喷射量的机构；

求出基于运转状态的燃料量变化量的机构；

在增量的情况下，使喷射时期最迟的燃料喷射的燃料量变化量最小，在减量的情况下，使喷射时期最迟的燃料喷射的燃料量变化量最大。

3.一种内燃机的控制装置，其具有燃料喷射阀，该燃料喷射阀向至少由气缸和活塞形成的燃烧室直接喷射燃料，所述内燃机的控制装置的特征在于，

所述控制装置具有：

实施在一循环中执行多次燃料喷射的分段喷射控制的机构；

求出基于运转状态的基本燃料喷射量的机构；

求出基于运转状态的燃料量变化量的机构；

具有根据运转状态对如下情况进行选择的机构，该情况是：在增量的情况下，在所述多次燃料喷射中，使在吸气冲程中的最提前角、压缩冲程中的最滞后角的喷射时期所喷射的喷射脉冲宽度的燃料量变化量，与该冲程中的其他的喷射时期的燃料量变化量相比最小的情况；在减量的情况下，在所述多次燃料喷射中，使在吸气冲程中的最提前角、压缩冲程中的最滞后角的喷射时期所喷射的喷射脉冲宽度的燃料量变化量，与该冲程中的其他的喷射时期的燃料量变化量相比最大的情况；在增量的情况下，使喷射时期最迟的燃料喷射的燃料量变化量最小的情况；在减量的情况下，使喷射时期最迟的燃料喷射的燃料量变化量最大的情况。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述燃料量变化量超过阈值时，增加分段喷射次数。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

在所述燃料量变化量低于阈值时，减少分段喷射次数。

6.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

基于水温、发动机转速、一循环中的喷射期间总计、要求喷射量中的至少一个来进行所述选择。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

以各分段喷射的喷射间隔成为规定值以上的方式决定喷射时期。