CN102791998B - 用于汽油引擎的控制系统 - Google Patents

Abstract

自动燃烧当满足要求提高排气温度的特定条件，以分离方式喷射将从喷射器（21）被喷射的所需燃料量，从而燃料喷射被划分成：主要喷射（X1），该主要喷射（X1）在压缩上止点之前的给定期间开始；辅助喷射（X2），该辅助喷射（X2）在包含空气和通过主要喷射（X1）所喷射的燃料的空气燃料混合物的自动燃烧开始之后并且在基于主要喷射（X1）的燃烧的放热率（RH）的假定峰值时刻Pk’之前开始；和后喷射（X3），该后喷射（X3）在假定峰值时刻Pk’之后和在基于主要喷射（X1）和辅助喷射（X2）的燃烧完成之前开始。这样能够提高排气温度，同时确保自动燃烧性和燃料的经济性。

Description

用于汽油引擎的控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于控制汽油引擎的系统，该汽油引擎设置有用于将至少部分包含汽油的燃料喷射到汽缸中的喷射器，并且被设计成在至少包括引擎的局部负载范围的HCCI区域内进行均质混合压缩点火(homogeneouschargecompressionignition)(HCCI)燃烧，并且在HCCI区域的低引擎负载侧的部分上进行内部排气再循环(internalEGR)，其中在该HCCI燃烧中包含空气和从喷射器喷射的燃料的空气燃料混合物被活塞压缩并且发生自动燃烧。

背景技术

在此之前，在汽油引擎领域中，通常使用的是通过来自火花塞(火花点火(SI)燃烧)的火花放电将空气燃料混合物强制点燃。近年来，进行将所谓的“均质混合压缩点火(HCCI)燃烧”代替SI燃烧而应用于汽油引擎中的研究。例如，涉及这种研究的文献有日本专利申请JP2007-132319A(下文中称为“专利文献l”)。HCCI燃烧为燃烧模式，在该燃烧模式中在汽油引擎的汽缸(燃烧室)中形成的空气燃料混合物不依靠火花点火而是通过活塞压缩空气燃料混合物所产生的高温/高压环境下自动燃烧。在HCCI燃烧时，自动燃烧在汽缸中的多个位置同时产生。因此，也就是说，与SI燃烧相比，HCCI燃烧具有更短的燃烧周期，从而获得更高的热效率。

然而，与SI燃烧相比，在HCCI燃烧中，由于更短的燃烧周期和更高的热效率，作为热量将被排放到外面的能量(排气损失)变小，使得排气温度往往变低。因此，值得注意的是设置在排气通道中的排气净化催化剂无法充分发挥作用。

具体地说，通常包括例如三效催化剂的催化剂被设置在汽油引擎的排气通道中。允许催化剂充分发挥净化性能的先决条件是必须将催化剂温度保持为高于特定水平的值。然而，汽油引擎在HCCI燃烧模式下运行的情况下，在HCCI燃烧模式下排气温度可能变得更低，则催化剂温度也可能变得低于催化剂激活温度，从而导致催化剂无法充分发挥作用的风险。

同时，在火花点火汽油引擎的领域中，已知一种在做功冲程(expansionstroke)期间喷射附加燃料以实现升高催化剂温度的技术。例如，JP2000-130212A(下文中称为“专利文献2”)公开了一种火花点火汽油引擎，该火花点火汽油引擎被设计成执行所谓的“分层稀薄燃烧模式”，在该“分层稀薄燃烧模式”中燃料(汽油)在压缩冲程的后阶段喷入汽缸中，从而在火花塞周围局部地形成充足的空气燃料混合物，以在汽缸中总体上获得显著的稀薄空气/燃料比，然后通过火花塞强制点燃空气燃料混合物。专利文献2还公开了一种技术，该技术是在压缩冲程期间的燃料喷射之后，在随后的做功冲程中执行附加燃料喷射以在排气通道等等中引起附加喷射燃料的氧化反应，以便提高排气温度，从而排气通道中的催化剂的温度(在专利文献2中，NOx催化剂)便于促进催化剂的性能恢复。

然而，专利文献2中的上述技术，即，用于提升排气温度的多阶段的燃料喷射是基于火花点火稀薄燃烧(lean-burn)引擎，但是并没有假定在HCCI燃烧模式下运行汽油引擎。考虑到HCCI燃烧模式和SI燃烧模式的燃烧机制完全不同，即使专利文献2中公开的多阶段的燃料喷射在不用进行修改的情况下应用于HCCI引擎中，空气燃料混合物的可自动燃烧性也容易下降，导致例如失火的问题，或在汽缸中没有燃烧而被排放到外面的燃料(未燃烧的燃料)的量容易增加，这会导致燃料经济性明显降低。

发明内容

考虑到上述情形，本发明的目的在于在汽油引擎中的至少局部负载范围内执行HCCI燃烧，有效地提高排气温度的同时充分地确保自动燃烧性和燃料经济性。

使用本发明的汽油引擎控制系统的汽油引擎设置有将至少部分包含汽油的燃料喷入汽缸中的喷射器，并且被设计成在至少包括引擎的局部负载范围的HCCI区域内执行均质混合压缩点火(HCCI)燃烧，并且在HCCI区域的低引擎负载侧的部分上进行EGR，其中在该HCCI燃烧由空气和从喷射器喷射的燃料组成的空气燃料混合物被活塞压缩并且自动燃烧。汽油引擎控制系统包括喷射控制器，该喷射控制器适于控制来自喷射器的燃料的喷射量和喷射时刻，其中，所述EGR为内部EGR，在HCCI区域中的引擎工作期间要求提高排气温度的特定条件被满足时，喷射控制器能够被操作成以分离(split)方式喷射要从喷射器中喷射的所需燃料量，以便所述燃料的喷射被划分成：主要喷射，该主要喷射将在压缩上止点(compressiontopdeadcenter)之前的给定期间开始；辅助喷射，该辅助喷射在包含空气和通过主要喷射所喷射的燃料的空气燃料混合物的自动燃烧开始之后且在基于主要喷射的燃烧的放热率(J/deg)的假定峰值时刻之前开始，通过该辅助喷射所喷射的所述燃料的蒸发潜热来变低所述放热率的峰值；和后喷射(postinjection)，该后喷射在假定峰值时刻之后且在基于主要喷射和辅助喷射的燃烧完成之前开始。

附图说明

图1是显示使用根据本发明的一个实施例的控制系统的汽油引擎的总体结构的示意图；

图2是显示与引擎的进气阀和排气阀相关的一种可变机构的示意图；

图3是显示引擎的控制系统的方框图；

图4是显示用在控制系统中的引擎工作区域映射的一个实例的图表；

图5是说明将在图4中的低负载区Ra中执行的进口阀/排气阀的第一开/闭模式的图表；

图6是说明将在低负载区Ra中执行的进口阀/排气阀的第二开/闭模式的图表；

图7是说明将在低负载区Ra中执行的进口阀/排气阀的第三开/闭模式的图表；

图8是说明将在图4中的高负载区Rb中执行的进口阀/排气阀开/闭模式的图表；

图9是显示将在控制系统中执行的控制操作的步骤的流程图；

图10是显示燃料喷射的时刻和来自基于燃料喷射的燃烧的放热率RH与曲柄角的关系的图表。

具体实施方式

(1)引擎的总体结构

图1是显示使用根据本发明的一个实施例的控制系统的引擎的总体结构的示意图。如图1所示的引擎为往复式活塞型多汽缸汽油引擎，该汽油引擎将被安装作为用于驱动车辆行驶的动力源。引擎的引擎体1包括：具有多个汽缸2的汽缸体(cylinderblock)3，该多个汽缸2沿着垂直于图纸的表面的方向并排排列(图1中只显示汽缸2中的一个汽缸)；汽缸盖4，该汽缸盖4被设置在汽缸体3的上表面上；和多个活塞5，每个活塞以往复滑动的方式被插入汽缸2中的各个汽缸中。供应给引擎体1的燃料可以是主要包含汽油的任何类型。例如，燃料可以只包含汽油，或可以包括汽油和包含于汽油的乙醇(酒精)等等。

活塞5中的每一个活塞都通过多个连接杆8中的各个连接杆连接到曲柄轴7，从而曲柄轴7随着活塞5的往复运动而绕其中心轴旋转。

汽缸体3设置有用于检测曲柄轴7的转速的引擎速度传感器30，曲柄轴7的转速可以用作引擎速度。

在每个汽缸2中，燃烧室6被限定在活塞5上方，汽缸盖4由进气口9和排气口10组成，并且设置有进气阀11和排气阀12，进气口9和排气口10都朝燃烧室6打开，进气阀11和排气阀12分别用于打开和关闭各个进气口9和排气口10。如图所示的引擎为所谓的“双顶置凸轮轴(DOHC)引擎”，其中一对进气阀11和一对排气阀12被设置在每个汽缸2中(参见图2)。

每个都包括一对凸轮轴(省略其描述)中的各个凸轮轴的两个阀操作机构13、14被安装在汽缸盖4中，以致随着曲柄轴7旋转，阀操作机构13驱动地打开和关闭进气阀11，阀操作机构14驱动地打开和关闭排气阀12。

CVVL机构15被结合在用于进气阀11的阀操作机构13中。CVVL机构15代表“连续可变阀升程机构”，CVVL机构15适用于能够连续地(无级地)改变每个进气阀11的升程量(阀升程量)。以一种能够改变引擎的所有进气阀11的各个升程量的方式设置CVVL机构15。因此，当驱动CVVL机构15时，CVVL机构15能够被操作，从而同时改变每个汽缸2中的一对进气阀11的各个升程量。

这种CVVL机构已为公众所知，其特定的结构例如在JP2007-85241A(在该文件中被成为VVE”)中被公开。

VVL机构16被结合在用于排气阀14的阀操作机构14中。VVL机构16代表“可变阀升程机构”，VVL机构16为开关型，该开关型适用于在进气冲程期间选择性地激活和不激活将每个排气阀12下推的功能。具体地说，VVL机构16具有允许排气阀12在排气冲程期间和在进气冲程期间都打开的功能和在进气冲程期间执行和停止排气阀12的阀开启操作之间进行切换的功能。

开关型VVL机构16被设置成与引擎的所有的排气阀12相关联，并且适用于相对于每个汽缸2中的一对排气阀12，在进气冲程期间选择性地独立执行和停止一对排气阀12中的各个排气阀12的阀开启操作。

例如，除用于驱动排气阀12的标准凸轮(即，用于在排气冲程期间将排气阀12下推的凸轮)之外，还提供用于在进气冲程期间将排气阀12下推的子凸轮和用于抵销将被传递到排气阀12的子凸轮的驱动力的所谓的空转机构(lostmotionmechanism)，从而以这种子凸轮和空转机构分别与每个排气阀12相关联的方式实现VVL机构16的上述功能。这种VVL机构已经为公众所知，其特定的结构在例如JP2007-85241A(在本文件中被成为“阀操作切换机构”)中已公开。

图2集中显示与进气阀11及排气阀12相关联的可变机构的类型。如上所述，在本实施例中，在每个汽缸2中，一对进气阀11中的两个进气阀都与能够连续地改变阀升程量的CVVL机构15相关联，一对排气阀12中的两个排气阀都与开关型VVL机构16相关联，该开关型VVL机构16用于在进气冲程期间选择性地执行和停止阀开启操作。

返回到图1，引擎体1的汽缸盖4设置有火花塞20和喷射器21，两者都成对地用于每个汽缸2。

喷射器21被设置成从喷射器21的进口侧区域的横向侧被暴露给燃烧室6，适用于接收来自未显示的燃料供应管的燃料(主要包含汽油)，并且从喷射器21的远端将燃料喷入燃烧室6中。

火花塞20被设置成从燃烧室6的上方被暴露给燃烧室6，适用于响应从未显示的点火线路馈送的动力而在火花塞20的远端产生火花放电。

汽缸盖4具有多个缸内压力传感器31，每一个压力传感器31都被设置在靠近各个火花塞20的给定位置上，以检测汽缸2中的对应的一个汽缸的内压力(缸内压力)。

进气通道23和排气通道24被连接到引擎体1的一组进气口9和一组排气口10中的各个进气口和排气口。具体地说，外部的吸入空气(新鲜空气)经过进气通道23被供应到燃烧室6，在燃烧室6中产生的燃烧气体(排气)经过排气通道24被排出到引擎的外面。

进气通道23设置有节流阀25和气流传感器32，节流阀25用作流速控制阀，气流传感器32用于检测经过进气通道23的吸入空气的流速。节流阀25包含在电子控制节流阀中，这种电子控制节流阀适用于能够选择性地打开和关闭而不取决于由驾驶员操作(踩踏)的未显示的加速踏板的角度。

排气通道24设置有用于净化排气的催化转化器26，和用于检测经过催化转化器26的上游侧的排气的温度排气温度传感器33。催化转化器26储存有包含有三元催化剂的催化剂26a，通过催化剂26a的作用净化经过排气通道24的排气所包含的有害成分(NOx，CO，HC)。

(2)控制系统

图3是显示引擎的控制系统的方框图。图3中所示的ECU40是用于综合控制引擎的各个部件的装置，并且由例如CPU，ROM和RAM的现有的组件组成。

来自各个传感器的检测信息被输入ECU40中。具体地说，ECU40被电气连接到设置在引擎的各个位置的多个传感器和加速踏板角度传感器34中的每一个，该多个传感器例如引擎速度传感器30、缸内压力传感器31、气流传感器32和排气温度传感器33，该加速踏板角度传感器34用于检测未显示的加速踏板的角度，并且ECU40适用于以电信号形式连续地接收输入检测信息，例如来自各个传感器30至34的引擎速度Ne，缸内压力Pc、吸气量Qa、排气温度Tex、和加速踏板角度AC。

进一步，ECU40被电气连接到CVVL机构15、VVL机构16、火花塞20、喷射器21和节流阀25中的每一个，并且用于将驱动控制信号输出给这些组件中的每一个。

下面将描述ECU40的特定功能。作为主要功能元件，ECU40具有存储单元41、喷射器控制单元(喷射控制器)42、火花控制单元43和阀控制单元44。

存储单元41被设计成存储用来控制引擎的各种数据。作为数据的一个实例，如图4所示的引擎工作区域映射被存储在存储单元41中。引擎工作区域映射被设计成根据引擎速度Ne和引擎负载T(所需扭矩)限定引擎应当以何种模式运行。

在如图4所示的引擎工作区域中，HCCI(均质混合压缩点火)区域R被设置在引擎的局部负载范围内以在其中执行HCCI燃烧，在HCCI燃烧中引起每个汽缸2中的空气燃料混合物自动燃烧。根据是否在其中执行内部EGR(排气再循环)，将HCCI区域R划分成两个子区域Ra、Rb，该EGR是引起一定量的高温排气保留在汽缸(每个汽缸2)内的操作。在下面的描述中，子区域中的引擎负载相对较低的一个子区域称为“低负载区Ra”。引擎负载相对较高的另一个子区域称为“高负载区Rb”。只在低负载区Ra中而不在高负载区Rb中执行内部EGR。在本实施例中，通过在进气冲程期间打开至少一个排气阀12而执行内部EGR，从而排气从排气口10回流到汽缸2中，稍后描述。

喷射器控制单元42被设计成控制从喷射器21喷入汽缸2中的燃料的喷射量和喷射时刻。更具体地说，喷射器控制单元42为可操作成根据例如从引擎速度传感器30输入的引擎速度Ne，从加速踏板角度传感器34输入的加速踏板角度AC和从气流传感器32输入的吸气量Qa的检测信息计算出目标燃料喷射量和目标燃料喷射时刻，并且根据计算结果控制喷射器21的阀开启时刻和阀开启周期。

特别地，喷射器控制单元42具有切换功能，该切换功能是当引擎在HCCI区域R中运行(即，在HCCI燃烧模式中)时，根据特定条件，例如当前的引擎工作是否在低负载区Ra中执行，从喷射器21喷入的所需燃料量(需要用于一个燃烧周期的燃料量)是在批量方式(batchmanner)下立刻(突然)被喷射还是以分离方式在多个时刻被喷射。

当以分离方式在多个时刻内喷射燃料时，空气燃料混合物的燃烧周期变长，排气损失变大，因此与在进气冲程期间喷射所有的燃料的情况相比，有可能升高排气温度。在排气的温度有可能变低的引擎工作区域，例如在低负载区Ra中，喷射器控制单元42为可操作成根据需要执行用于以上述方式注射燃料的分离喷射模式，从而有意识地提高排气温度。提高排气温度以保持催化剂26a的激活作用。具体地说，在没有保持催化剂26a的温度高于特定水平的值情况下，催化剂26a的净化性能不发挥作用。因此，为了防止净化性能的劣化，根据需要执行分离喷射模式以实现排气温度的提高。

火花控制单元43被设计成在根据引擎速度Ne和引擎负载T在预先设定的给定时刻输出动力馈送信号到火花塞20的点火线路，以控制火花塞20的火花放电的时间(火花时间)等等。然而，在本实施例中，至少在如图4所示的HCCI区域R中执行HCCI燃烧，在该HCCI燃烧中，空气燃料混合物在汽缸2(燃烧室6)中不依靠火花点火而是自动燃烧。因此，在执行HCCI燃烧期间，基本停止来自火花塞20的火花放电。

阀控制单元44被设计成驱动CVVL机构15以可变地设置每个进气阀22的升程量，并且同时驱动VVL机构15以在进气冲程期间执行或停止每个排气阀12的阀开启操作。特别地，在HCCI区域R中，阀控制单元44具有以下功能，根据上述用于进气阀11及排气阀12的控制，调节将要被引入每个汽缸2中的新鲜空气的量，和在执行内部EGR和不执行内部EGR之间进行切换以调节缸内温度。

具体地说，阀控制单元44为可操作的，在HCCI区域R中驱动CVVL机构15，从而改变每个进气阀11的升程量以调节将要被引入汽缸2中的新鲜空气的量。同时，阀控制单元44为可操作的，可驱动VVL机构16，从而在进气冲程期间执行或停止每个排气阀12的阀开启操作，以在执行内部EGR和不执行内部EGR之间进行切换以调节缸内温度。更具体地说，在HCCI区域R的低负载区Ra中，根据在进气冲程期间打开排气阀12，执行引起高温排气从排气口10流回汽缸2中的操作，作为内部EGR。另一方面，在HCCI区域R的高负载区Rb中，排气阀12在进气冲程期间的阀开启操作被抑制以阻止发生排气回流，从而停止内部EGR。

如上所述，在HCCT区域R中，根据用于进气阀11及排气阀12的控制，通过阀控制单元44调节将要被引入汽缸2中的新鲜空气的量(缸内新鲜空气量)。因此，除了引擎的紧急停止等等情况之外，基本不需要通过阀控制单元44进行打开和关闭进气通道23的控制操作，并且节流阀25的开度只要保持在完全打开状态(100％)或接近完全打开状态。

下面将简单描述在引擎工作区域中而不是在HCCI区域R(低负载区Ra和高负载区Rb)中的燃烧控制操作。在下面的描述中，引擎工作区域而不是HCCI区域R，即通过结合相对于HCCI区域R的高引擎速度侧的引擎速度范围和相对于HCCI区域R的高引擎负载侧的引擎负载范围而限定的区域被称为“区域SR”。在区域SR中，执行与在HCCI区域R中方法不同的火花点火燃烧或HCCI燃烧。

例如，在相对于HCCI区域R的高引擎速度侧的引擎速度范围内，燃料的热量接收周期较短，从而很难引发空气燃料混合物的自动燃烧。因此，HCCI燃烧被切换到强制燃烧(SI燃烧)，该强制燃烧基于使用火花塞20的火花放电。

进一步，在相对于HCCT区域R的高引擎负载侧，HCCI燃烧可以以与高引擎速度侧的方式相同的方式切换到SI燃烧。然而，例如，在引擎为增压式引擎的情况下，HCCI燃烧可以在缸内新鲜空气量的不足通过增压被调整的情况下继续进行，同时大大地改变进气阀11相对于进气冲程下止点(进气BDC)的打开时间，以减少引擎的有效压缩比。具体地说，在相对于HCCI区域R的高引擎负载侧，即使燃料喷射量被简单地增大，例如提前点火(preignition)的异常燃烧也可能出现。然而，根据执行增压同时减少引擎的有效压缩比，燃烧室6的压缩冲程上止点(压缩TDC)附近的内部温度可以被降低，同时充分地确保缸内新鲜空气量。因此，即使在相对于HCCI区域R的高引擎负载侧，HCCI燃烧也可以继续进行而不会引起提前点火等等。

然而，在本发明中，没有特别限制将在区域SR中而不是在HCCI区域R中执行的燃烧控制操作。因此，在下面的描述中，只描述HCCI区域R中的控制操作。

(3)在HCCI区域R中的控制操作

(3-1)用于进气阀及排气阀的控制

首先，下面将参考图5至8描述有关阀控制单元44以什么方式在HCCI区域R中控制进气阀11和排气阀12。在图5至8中，图5至7显示将在HCCI区域R的低负载区Ra中被选择的进气阀11和排气阀12的开/闭模式A1至A3，图8显示将在HCCI区域R的高负载区Rb中被选择的进气阀11和排气阀12的开/闭模式B。

在图5至8中，IN1表示在设置在每个汽缸2中的一对进气阀11中的一个进气阀11在进气冲程期间被打开的状态下，该进气阀11的升程曲线，IN2表示在另一个进气阀11在进气冲程期间被打开的状态下，该另一个进气阀11的升程曲线。EX1表示设置在每个汽缸2中的一对排气阀12中的其中一个排气阀12在排气冲程期间被打开的状态下，该排气阀12的升程曲线，EX2表示在另一个排气阀12在排气冲程期间被打开的状态下，该另一个排气阀12的升程曲线。进一步，EX1a表示在一个排气阀12在进气冲程期间被打开的状态下，该排气阀12的升程曲线，EX2a表示在另一个排气阀12在进气冲程期间被打开的状态下，该另一个排气阀12的升程曲线。在图5至8中，水平轴代表曲柄角(CA)，其中TDC是上止点的缩写，BDC是下止点的缩写。

下面将具体描述将在低负载区Ra中被选择的开/闭模式A1至A3。如图5至7所示，在开/闭模式A1至A3中的每一个模式中，每个汽缸2中的一对排气阀12中的至少一个排气阀在进气冲程期间被打开(EX1a、EX1b)，以执行导致排气流回汽缸2中的操作(内部EGR)。与内部EGR并行，进气阀11的每个升程量(IN1、IN2)都被可变地设置在给定的范围内，以调节将要被引入汽缸2中的新鲜空气的量和内部EGR气体的量。

更具体地说，在低负载区Ra的最低引擎负载侧，选择开/闭模式A1(图5)。在开/闭模式A1中，每个汽缸2中的一对排气阀12都在排气冲程期间被打开(EX1、EX2)，并且进一步在进气冲程期间被打开(EX1a、EX2a)。在这个阀开启操作期间，每个汽缸2中的一对进气阀11都在进气冲程期间以相对小的升程量被打开(IN1、IN2)。根据以上述方式设置的阀开/闭模式，阀控制单元44可操作成控制CVVL机构15和VVL机构16的驱动。

如在开/闭模式A1中的描述的，当排气阀12在进气冲程期间被重新打开时，已经从排气口10排出的高温排气被返回地引入汽缸2中(内部EGR)。因此，根据内部EGR和每个进气阀11的较小升程量的相互作用，显著地减少缸内新鲜空气量，增大流回汽缸2中的排气(内部EGR气体)的速度，从而显著提高缸内温度。这样使得即使是在引擎负载较低的情况下，也有可能促进汽缸2中的空气燃料混合物自动燃烧，以便可靠地引发HCCI燃烧，使得燃料喷射量较小。大量的内部EGR气体的引入提供的附加优势在于能够降低缸内负压，从而减少抽吸(pumping)损失。

然而，如果大量的内部EGR气体的引入继续进行以覆盖高引擎负载侧，则缸内新鲜空气量变得不足，并且过度地促进空气燃料混合物的自动燃烧，从而有可能导致所谓的提前点火的异常燃烧的发生，提前点火即是空气燃料混合物在异常早的时刻自动燃烧的现象。因此，为了避免这种情况，随着引擎负载的增加，从模式A1至模式A2和A3的顺序变换进气阀11及排气阀12的开/闭模式。

当引擎负载增加到大于开/闭模式A1中的引擎负载的值，并且开/闭模式A1被切换到开/闭模式A2(图6)时，每个汽缸2中的一对进气阀11的每个升程量(IN1、IN2)都被设置成大于开/闭模式A1中的升程量(图5)。具体地说，阀控制单元44沿着导致升程量增加的方向驱动CVVL机构15，以便一对进气阀11的每个升程量都被逐渐地改变成图6中的箭头线表示的更大值。因此，增加从进气口9流入汽缸2中的新鲜空气的量，减少流回汽缸2中的排气(内部EGR气体)的量，从而降低缸内温度。

当引擎负载进一步增加成大于开/闭模式A2的引擎负载的值，并且开/闭模式A2被切换到开/闭模式A3(图6)时，只有设置在每个汽缸2中的一对排气阀12的第一排气阀12在进气冲程期间被打开，另一个排气阀12(第二排气阀12)在进气冲程期间没有被打开。具体地说，不能实现阀控制单元44驱动VVL机构16以在进气冲程期间下推第二排气阀12的功能，使得第二排气阀12只有在排气冲程(EX2)期间而不是在进气冲程期间被打开。相反地，第一排气阀12在排气冲程期间和在进气冲程(EX1、EX1a)期间都被打开。根据减少在进气冲程期间将在每个汽缸被打开的排气阀12的数量，按照上述方式从两个到一个，减少内部EGR气体的量(内部EGR量)，并且增加缸内新鲜空气量。

如上所述，在HCCI区域R的低负载区Ra中，作为基于开/闭模式A1至A3的控制操作，在进气冲程期间将被打开的排气阀12的数量和每个进气阀11的升程量根据引擎负载而被增加或减少，以适当地调节新鲜空气和内部EGR气体之间的比值。因此，在空气燃料混合物的自动燃烧最初不太可能发生的低负载区Ra中，在低负载区Ra中提高缸内温度至符合引擎负载范围的程度，以制造足够执行HCCI燃烧的缸内环境。

在这种关系上，根据本发明的发明人进行的模拟试验，已验证了当引擎在开/闭模式A1下运行时，汽缸2中的内部EGR气体的重量与所有气体(新鲜空气和EGR气体的混合物)的重量的比值，即内部EGR比大约为80％。进一步，当引擎分别在开/闭模式A2下运行(其中，每个进气阀11的升程量最大)和在开/闭模式A3下运行时，内部EGR比分别在60％到70％左右的范围内和在40％到50％左右的范围内。在内部EGR气体的重量为新鲜空气的重量的二分之一(即，缸内的新鲜空气量：内部EGR量＝2：1)的情况下，则内部EGR比为33％。因此，在低负载区Ra中，确保内部EGR气体的量等于或大于新鲜空气的重量的二分之一。

进一步，在低负载区Ra中，给定量的燃料被从喷射器21喷入汽缸2中，汽缸2具有按上述比例引入其中的新鲜空气和内部EGR气体的混合物。在这种情况下，气体/燃料比G/F，即，汽缸中的所有气体的重量除以燃料喷射量(在一个燃烧周期内喷入汽缸中的燃料的重量)的值被设置为60至130的相对稀值(fairleanvalue)。

下面将描述在HCCI区域R的高负载区Rb中被选择的开/闭模式B。如图8所示，在开/闭模式B中，在进气冲程期间的阀开启操作在设置在每个汽缸2中的一对排气阀12中都被禁止。具体地说，通过阀控制单元44驱动VVL16以在进气冲程期间下推一对排气阀12的功能不能完全发挥作用。因此，每个汽缸2中的一对排气阀12只有在排气冲程(EX1、EX2)期间被打开，而在进气冲程期间没有被打开。

根据在进气冲程期间打开每个汽缸的排气阀12的数量以上述方式调零，几乎没有内部EGR气体被引入汽缸2中。因此，确保足够量的新鲜空气符合相对较高的引擎负载，缸内温度被抑制在较低水平以防止例如提前点火的异常燃烧。

具体地说，当引擎负载增加到高负载区Rb时，相对较大量的燃料被从喷射器21喷射，以便空气燃料混合物可靠地自动燃烧，而不会通过内部EGR提高缸内温度。因此，排气阀12在进气冲程期间的阀开启操作被禁止，从而抑制通过内部EGR的排气的引入，以防止缸内温度被过度地提高。这样使得有可能在足够的时间内自动点燃空气燃料混合物，同时根据引擎负载喷射相对较大量的燃料。

(3-2)燃料喷射控制

下面将描述以什么方式控制HCCI区域R中的喷射器21的燃料喷射。图9是显示由ECU40执行的用于燃料喷射的控制操作的细节的流程图。在流程图的程序开始时，ECU40首先执行读取传感器的各个检测值的控制操作(步骤S1)。更具体地说，从引擎速度传感器30，缸内压力传感器31，气流传感器32，排气温度传感器33和加速踏板角度传感器34中的对应的传感器上读取引擎速度Ne，缸内压力Pc，吸气量Qa，排气温度Tex和加速踏板角度AC的对应的值，并且输入ECU40中。

然后，ECU40执行确定根据步骤S1中读取的信息限定的引擎工作点(引擎速度和引擎负载)是否落在如图4所示的HCCI区域R内的控制操作(步骤S2)。更具体地说，确定步骤S1中读取的引擎速度Ne的值和步骤S1中读取的加速踏板角度AC的值等等计算出的引擎负载(所需扭矩)T的值是否都落在图4中的HCCI区域R内。

当步骤S2中的确定为YES时，即当确定引擎工作点落在HCCI区域R内时，ECU40进一步执行确定引擎工作点是否落在HCCI区域R的低负载区Ra内的控制操作(步骤S3)。

当步骤S3中的确定为YES时，即当确定引擎工作点落在HCCI区域R的低负载区Ra时，程序前进到步骤S4。在步骤S4中，ECU40选择分离喷射模式，用于以分离方式在多个时刻喷射将要从喷射器21喷射的所需燃料量。

图10是显示根据燃料喷射的燃料喷射时刻和燃烧的放热率RH与压缩TDC(ATDC；°)之后的曲柄角(CA)的关系的图表。图10是基于引擎工作点位于引擎速度Ne为1000rpm和平均有效指示压力(IMEP)为100kPa的点的假定，平均有效指示压力为引擎负载的指数。如图10所示，在步骤S4中选择的分离喷射模式中，所需燃料量以分离方式被喷射，因此燃料喷射被划分成：主要喷射X1，主要喷射X1将在压缩TDC之前的给定期间开始；辅助喷射X2，辅助喷射X2将在靠近压缩TDC的时刻开始；后喷射X3，后喷射X3将在随后的做功冲程期间开始。燃料喷射量例如按如下比例被分配给喷射X1至X3：主要喷射X1：辅助喷射X2：后喷射X3＝2：1：1。喷射X1至X3中的总喷射量被设置成允许气体/燃料比G/F在60到130的范围的值。根据分离喷射模式的设置，ECU40的喷射器控制单元42为可操作成控制喷射器21的阀开启时刻和阀开启周期。

更具体地说，主要喷射X1的时刻被设置成在进气冲程期间或最迟在压缩冲程的初期阶段之前开始。在上述实施例中，主要喷射X1的时刻被设置在进气冲程的中间阶段，具体地说，在进气BDC之前的70到80℃A阶段。当在上述时刻执行主要喷射X1时，通过主要喷射X1喷射的燃料在进气冲程到压缩冲程的周期内被充分地搅动并且与汽缸中的气体混合，以便在压缩冲程的后阶段之前形成均质空气燃料混合物。然后，形成的均质空气燃料混合物在活塞5的压缩作用和在内部EGR引入的高温排气的作用下被充分地提高到高温。因此，高温空气燃料混合物在压缩TDC附近自动燃烧以开始HCCI燃烧。在如图10所示的波形J1中，正好在压缩TDC之前逐渐上升的形状表示HCCI燃烧的开始。因为减去了对应于冷却损失的值，所以HCCI燃烧开始之前的放热率RH小于零。

当基于主要喷射X1的HCCI燃烧开始，并且放热率RH开始增加时，此时开始辅助喷射X2。然后，由于通过辅助喷射X2喷射的燃料的蒸发潜热，缸内温度被减低，从而抑制燃烧的进行，因此，在辅助喷射X2之后，放热率RH变低。用这样的方式，抑制放热率RH的峰值，并且燃烧速度变慢。

在图10中，波形J2表示在不执行辅助喷射X2的假定条件下，基于主要喷射X1的燃烧产生的放热率RH的变化。从波形J2中可以看出，放热率RH升高达到的值大于执行辅助喷射X2时所获得的波形J1中放热率RH升高达到的值。进一步，假定当波形J2的峰值的时刻为Pk’，时刻Pk’为在不执行辅助喷射X2的假定条件下的放热率的峰值出现的时刻。在下文中时刻Pk’称为“假定峰值时刻Pk’”。

辅助喷射X2的开始时刻被设置在假定峰值时刻Pk’之前的点。根据在该时刻开始辅助喷射X2，在来自基于主要喷射X1的燃烧的放热率RH具有峰值之前，基于主要喷射X1的燃烧的进行受到来自辅助喷射X2的蒸发潜热抑制，因此与在不执行辅助喷射X2的假定条件下的波形12的值相比，放热率RH的峰值被降低。因此，相对较慢的燃烧将连续地进行(燃烧减慢)，从而燃烧周期被延长。

根据缸内压力传感器31检测到的缸内压力Pc的值指定将被设置在假定峰值时刻Pk’之前的点的开始时刻。具体地说，当放热率RH增加时，缸内压力Pc随之上升，因此可以根据缸内压力Pc上升多少确定辅助喷射X2的开始时刻。

例如，在缸内压力Pc从特定参考值(例如在除燃烧周期之外的期间缸内压力的平均值)开始的上升量变得大于预定的给定值的时刻开始辅助喷射X2。在这次操作中，用于缸内压力Pc的上升量的阈值可以被设置成小于在不执行辅助喷射X2的假定条件下获得的对应于放热率RH的峰值(波形J2的峰值)的上升量，从而可以在假定峰值时刻Pk’之前的特定期间开始辅助喷射X2。更具体地说，较佳地，用于缸内压力Pc的阈值被设置成允许辅助喷射X2的开始时刻为通过主要喷射X1喷射的燃料的10％至30％的量被燃烧的时刻。在上述实施例中，正好在压缩TDC之前的时刻开始辅助喷射X2。

在上述时刻执行辅助喷射X2之后，在连续燃烧持续期间，执行后喷射X3。后喷射X3的开始时刻被设置在假定峰值时刻Pk’之后且在通过主要喷射X1和辅助喷射X2喷射的燃料被完全燃烧之前的点。根据在上述时刻开始后喷射X3，随着基于主要喷射X1和辅助喷射X2的燃烧，引起基于后喷射X3的燃烧，以便燃烧周期被进一步延长。

为了设置上述时刻(正好在完成基于主要喷射X1和辅助喷射X2的燃烧之前)作为后喷射X3的开始时刻，在辅助喷射X2的时刻之后的适合作为后喷射X3的开始时刻的曲柄角可以通过实验获得。在图10中的条件(Ne＝1000rpm，IMEP＝100kPa)下，后喷射X3在辅助喷射X2的时刻之后的大约30℃A的时刻开始。只要引擎工作点落在HCCI区域R的低负载区Ra内，合适的时刻就不会从该时刻发生较大的改变。因此，通常在辅助喷射X2的时刻之后的25°到30℃A的时刻执行后喷射X3。

如上所述，根据以分离方式在对应于主要喷射X1、辅助喷射X2和后喷射X3的三个时刻喷射所需燃料量，燃烧可以被减慢以延长燃烧周期，如波形J1所示。例如，与波形J1一起显示的波形J3显示三个喷射X1至X3的总燃料喷射量都在与主要喷射X1相同的时刻被喷射而获得的波形。如波形J3所示，当在进气冲程期间喷射所有的所需燃料时，放热率RH在空气燃料混合物刚刚开始自动燃烧之后迅速上升，并且快速达到峰值，从而燃烧周期相对变短。

相反地，在波形J1中，所需燃料量以分离方式在三个时刻被喷射，放热率RH的峰值被显著地降低，并且燃烧周期随之变长。燃烧周期的延长导致排气损失的增加，从而导致排气温度增加。

例如，在图10中，在以成批方式喷射所需燃料量的情况下的放热率RH(波形J3)到达稍微在压缩TDC之后的30℃A(30℃AATDC)的最低点。这样说明在以成批方式喷射所需燃料量的情况下稍微在30℃AATDC之前完成HCCI燃烧。

相反地，当所需燃料量以分离方式被喷射(波形J1)时，在特定期间，甚至在基于成批喷射的燃烧的完成时间(大约30℃AATDC)之后观察放热，用图10中的阴影区域Y表示。根据允许放热继续进行直到在做功冲程期间的靠后时间，增大排气中的损失热(排气损失)的速度，因此排气温度被提高。即使排气损失通过分离喷射被故意增大，与SI燃烧相比，燃烧周期也足够短，这样的优势在于热效率方面。

如上所述，当引擎在HCCI区域R的低负载区Ra中运行时，所需燃料量以分离方式在对应于主要喷射X1、辅助喷射X2和后喷射X3的三个时刻被喷射从而故意地提高排气温度。因此，排气温度甚至在引擎负载较低的低负载区Ra也可以被保持在相对较高的值，从而燃料喷射量较小，以便有可能防止过度地降低设置在排气通道24中的催化剂26a的温度。

返回到图9，下面将描述当步骤S3中的确定为NO时，即当引擎在HCCI区域R的高负载区Rb运行时执行的控制操作。在这种情况下，ECU执行确定在步骤S1中从排气温度传感器33读取的排气温度Tex的检测值是否小于预定的阈值Tex0的控制操作(步骤S5)。

当步骤S5中的确定为YES，即当确定排气温度Tex的值小于阈值Tex0时，程序前进到步骤S4，其中用于以分离方式在主要喷射X1、辅助喷射X2和后喷射X3的时刻喷射燃料的分离喷射模式以与图10中相同的方式被选择。

另一方面，当步骤S5中的确定为NO，即，当确定排气温度Tex的值等于或大于阈值Tex0时，程序前进到步骤S6。在步骤S6中，ECU40选择标准喷射模式，用于以成批方式从喷射器21喷射所有的所需燃料量。具体地说，所有的所需燃料量在设置在进气冲程内的主要喷射X1的时刻被喷射。基于标准喷射模式的燃烧具有放热率RH的较高的峰值和较短的燃烧周期。换句话说，大部分的燃料在压缩TDC附近被燃烧，从而获得较低的排气损失和更高的热效率。

(4)功能/效果

如上所述，在上述实施例中，在配备有用于净化排气的催化剂26a的汽油引擎中，HCCI燃烧在HCCI区域R中被执行，HCCI区域R为设置在引擎的局部负载范围内的引擎工作区域，在作为HCCI区域R的低引擎负载侧的部分的低负载区Ra中，执行HCCI燃烧，同时通过内部EGR增强空气燃料混合物的自动燃烧性。进一步，当引擎在低负载区Ra中运行时(当如图9所示的步骤S3中的确定为YES时)，将要从喷射器21喷射的所需燃料量以分离方式被喷射，因此燃料喷射被划分成：主要喷射X1，主要喷射X1将在压缩TDC之前的给定期间开始；辅助喷射X2，辅助喷射X2将在包含通过主要喷射X1喷入的空气和燃料的空气燃料混合物的自动燃烧开始之后，并且在基于主要喷射X1的燃烧的放热率RH的假定峰值时刻Pk’之前开始；后喷射X3，后喷射X3将在假定峰值时刻Pk’之后并且在基于主要喷射X1和辅助喷射X2的燃烧完成之前开始，如图10所示。这种特征的优势在于能够有效地防止由于过度地降低排气温度引起催化剂26a的性能劣化，同时充分地确保自动燃烧性和燃料经济性。

具体地说，在引擎负载较低和燃料喷射量较小的低负载区Ra中，HCCI燃烧在相对稀薄环境下执行(在上述实施例中，气体/燃料比G/F＝60：130)，同时确保内部EGR的自动燃烧性，以便燃烧温度最初不会太高。因此，如果所需燃料量被以成批方式被喷射，则将产生具有较低的排气损失和较短的燃烧周期的燃烧，从而排气温度被相对降低，容易导致催化剂26a的激活作用劣化。

例如，在发明人进行的试验中，已经验证了当在引擎速度Ne为1000rpm和IMEP(平均指示有效压力)为100kPa的条件下以成批方式喷射所需燃料量时，催化剂26a的排气温度上游(来自排气温度传感器33的排气温度Tex的检测值)仅仅被提升至大约100摄氏度。

相反地，在上述实施例中，当引擎在低负载区Ra中运行时，所需燃料量在主要喷射X1、辅助喷射X2和后喷射X3的时刻以分离方式被喷射，以便排气温度被故意提高。这样使得有可能有效地防止降低催化剂26a的温度，从而充分地保持催化剂26a的净化性能。

更具体地说，根据在压缩TDC之前的给定期间(在上述实施例中，在进气冲程的中间阶段)开始主要喷射X1，被喷射的燃料可以被充分地搅动以形成均质空气燃料混合物，从而允许在汽缸2中可靠地产生HCCI燃烧，汽缸2通过内部EGR被提高至高温。进一步，根据在基于主要喷射X1的燃烧的放热率RH的假定峰值时刻Pk’之前开始辅助喷射X2，在基于主要喷射X1的燃烧的相对早的阶段，燃烧的进行可以通过辅助喷射X2喷射的燃料的蒸发潜热而被抑制，以延长燃烧周期。然后，根据在基于主要喷射X1和辅助喷射X2的燃烧完成之前开始后喷射X3，随着基于主要喷射X1和辅助喷射X2的燃烧，可以引起通过后喷射X3喷射的燃料的燃烧，以进一步延长燃烧周期，同时有效地防止后喷射X3的燃料在非燃烧状态下被排出到外面。

另外，根据以分离方式在主要喷射X1、辅助喷射X2和后喷射X3的上述特定时刻喷射所需燃料量，燃烧可以被减慢以延长燃烧周期，同时在汽缸2内部可靠地燃烧大部分的被喷射的燃料，以便实现排气温度的上升。这样使得有可能满足两个要求：确保自动燃烧性和燃料经济性，和保持催化剂26a的性能。

在发明人进行的试验中，已经验证了当基于主要喷射X1、辅助喷射X2和后喷射X3的分离喷射在引擎速度Ne为1000rpm和IMEP(平均指示有效压力)为100kPa的条件下被执行时，催化剂26a的排气温度上游(排气温度传感器33的检测值Tex)被提高到大约200摄氏度。200摄氏度的温度是允许催化剂发挥充分的净化性能的值，只要低温型的催化剂甚至在相对低温度下能够被激活。因此，可以认为通过使用低温催化剂作为催化剂26a，并且通过分离喷射提高低负载区Ra的排气温度，从而催化剂26a可以被恒定地保持在激活状态。

然而，将排气温度提高到大约200摄氏度的能力只有在引擎速度Ne为1000rpm和IMEP为100kPa的苛刻条件下才能显现，应该理解的是，在相对于上述条件的高引擎速度侧或高引擎负载侧的引擎工作区域内，排气温度可以被提升到大于200摄氏度的值。进一步，催化剂26a具有特定级别的温度保持能力。因此，非常难得的是催化剂26a的温度实际被降低到大约200摄氏度。因此，不需要使用低温催化剂作为催化剂26a，但是可以使用现有的三效催化剂。

在上述实施例中，当在催化剂26a的上游侧的排气温度Tex的检测值小于阈值Tex0时(当步骤S5中的确定为YES时)，即使引擎不在HCCI区域R的低负载区Ra中运行，基于主要喷射X1、辅助喷射X2和后喷射X3的分离喷射也会被执行。根据这种特征，如果催化剂26a的的净化性能可能由于排气温度的降低而劣化，则分离喷射可以被执行以提高排气温度，从而可靠地保持催化剂26a的性能。

例如，甚至在引擎在HCCI区域R的高负载区Rb中运行的情况下，当引擎负载的值接近低负载区Ra的引擎负载的值和引擎速度Ne较低时，排气温度Tex的检测值也可能无法显著地上升或变得小于阈值Tex0。在这样的情形下，分离喷射可以被执行以提升排气温度，从而充分地确保催化剂26a的性能。

在上述实施例中，如图10所示，当分离喷射模式被选择时，主要喷射X1只有在进气冲程的中间阶段被执行。然而，主要喷射X1的喷射时刻的数量不必设置成一个。例如，可以以分离方式在进气冲程和压缩冲程的初期阶段之间的期间的多个时刻喷射用于主要喷射X1的燃料。

在上述实施例中，通过在进气冲程期间打开排气阀12中的至少一个排气阀完成内部EGR，以导致高温排气从排气口10流回汽缸2中。可选择地，通过提供进气阀11和排气阀12都被关闭的期间可以执行内部EGR，该期间在排气冲程的中间点和进气冲程的中间点之间，称为“负重叠期间(negativeoverlapperiod)”。

更具体地说，可变时间机构与每个汽缸2中的进气阀11及排气阀12相关，以改变其各个操作时间，并且该可变时间机构以以下方式被驱动，该方式是通过越过排气TDC的给定时刻将排气阀12的关闭时刻和进气阀11的打开时刻设置成互相偏离的各个点。用这样的方式，可以生成负重叠期间。在负重叠期间存在于引擎中的情况下，汽缸2从排气冲程的中间点被放置在密封的关闭状态中，因此汽缸2中的产生的排气的一部分保留在汽缸2中，从而完成内部EGR。

在上述实施例中，当引擎在HCCI区域R的低负载区Ra中运行时，分离喷射(在主要喷射X1、辅助喷射X2和后喷射X3的时刻以分离方式喷射燃料的控制操作，如图10所示)无一例外地被执行，当引擎没有在低负载区Ra(即，引擎在高负载区Rb运行)中运行时，如果排气温度Tex的检测值小于阈值Tex0，分离喷射也会被执行。可选择地，ECU40可以被构造成执行确定引擎是否在低负载区Ra中运行(步骤S3)和确定排气温度Tex的检测值是否小于阈值Tex0(步骤S5)中的仅仅一个步骤，并且根据执行的确定结果选择是否执行分离喷射。

至于用于进行是否执行分离喷射的选择的标准，可以想到使用各种技术而不是上述实施例中所述的确定方法。下面将描述其特定的实例，作为其他实施例。

(5)其他的实施例

当在车辆减速期间停止燃料供应的减速切断燃料模式(decelerationfuelcut-offmode)(当加速踏板的角度为零和车辆速度等于或大于给定值时)被长时间执行时，只有空气将长时间连续地穿过排气通道24，有可能引起催化剂26a的温度的降低。当解决这个问题时，应该想到当燃料喷射在减速切断燃料模式持续一段给定时间之后重新开始时必须执行分离喷射，以提升排气温度。这样使得即使催化剂26a的温度由于长时间的切断燃料而被降低，也有可能迅速地提升催化剂26a的温度。

当引擎冷却剂温度小于给定值时也可以执行分离喷射。具体地说，当引擎冷却剂温度较低时，缸内温度有可能无法上升到足以使空气燃料混合物自动燃烧的值，导致不着火等等的发生，并且用于通过与引擎冷却剂进行热交换以加热客舱的车辆加热器有可能无法充分地发挥作用。当解决这些问题时，当引擎冷却剂温度小于给定值时，分离喷射可以被执行以增加将被引擎体1所吸收的热量，以便提高引擎冷却剂温度。这样使得有可能稳定HCCI燃烧，并且有效地防止车辆加热器的性能劣化。

(6)概要

下面将描述基于上述实施例公开的本发明的特征和效果的概要。

使用本发明的汽油引擎控制系统的汽油引擎设置有喷射器，该喷射器用于将至少部分地包含汽油的燃料喷入汽缸中，并且该汽油引擎被设计成在包括引擎的至少部分负载范围的HCCI区域内执行均质混合压缩点火(HCCI)燃烧，和在HCCI区域的低引擎负载侧的部分执行内部EGR，该HCCI燃烧中由空气和从喷射器喷射的燃料组成的空气燃料混合物被活塞压缩和自动燃烧。汽油引擎控制系统包括喷射控制器，该喷射控制器适用于控制来自喷射器的燃料的喷射量和喷射时刻，其中当在HCCI区域中的引擎工作期间满足要求提高排气温度的特定条件时，喷射控制器为可操作成以分离方式喷射所需燃料量，从而燃料喷射被划分成：主要喷射，该主要喷射在压缩上止点之前的给定期间开始；辅助喷射，该辅助喷射在包含空气和通过主要喷射喷射的燃料的空气燃料混合物的自动燃烧开始之后并且在基于主要喷射的燃烧的放热率的给定峰值之前开始；后喷射，后喷射在给定峰值时刻之后并且在基于主要喷射和辅助喷射的燃烧完成之前开始。

如果当在本发明的汽油引擎中通过内部EGR在部分HCCI区域中试图促进HCCI燃烧，高效率的HCCI燃烧变得可以在较宽的引擎工作区域执行，该引擎工作区域包括燃料喷射量较小的低引擎负载范围。因此，值得注意的是排气温度被过度地降低。为了处理上述问题，在本发明中，基于主要喷射、辅助喷射和后喷射的分离喷射被执行，作为用于提升排气温度的方法。这样优势在于能够有效地提升排气温度，同时充分地保证自动燃烧性和燃料经济性。

更具体地说，根据在压缩上止点(TDC)之前的给定期间开始主要喷射，喷射的燃料可以被充分地搅拌以形成均质空气燃料混合物，从而允许可靠地产生HCCI燃烧。进一步，在基于主要喷射的燃烧的放热率的假定峰值之前开始辅助喷射，通过辅助喷射X2喷射的燃料的蒸发潜热能够在燃烧的相对较早的阶段抑制燃烧的进程，以延长燃烧周期。然后，根据在基于主要喷射和辅助喷射的燃烧完成之前开始后喷射，随着基于主要喷射和辅助喷射的燃烧可以产生通过后喷射的燃料的燃烧，以进一步延长燃烧周期，同时有效地防止通过后喷射的燃料在非燃烧状态下被排出到外面。

另外，根据以分离方式在主要喷射、辅助喷射和后喷射的特定时刻喷射所需燃料量，燃烧可以被减慢以延长燃烧周期，同时可靠地燃烧汽缸内部的大部分的被喷射燃料。这样使得有可能满足两个条件：确保自动燃烧性和燃料经济性，和提高排气温度。

在汽油引擎具有设置有用于净化排气的催化剂的排气通道的情况下，较佳地，特定条件为当确定要求提高排气温度以保持催化剂的激活作用时满足的条件。

根据这种特征，当确定要求提高排气温度以保持催化剂的激活作用时，以分离方式执行在主要喷射、辅助喷射和后喷射的时刻喷射燃料的控制操作。考虑到保持催化剂的激活作用，用这样的方式控制排气温度。这样使得有可能充分可靠地保持催化剂的净化性能。

例如，在HCCI区域的执行内部EGR的引擎工作区中，相当少量的燃料在HCCI燃烧模式下被燃烧，同时通过内部EGR确保自动燃烧性，以便排气温度更有可能被降低，这样容易引起催化剂的激活作用的劣化。因此，特定条件可以被设置成当汽油引擎在HCCI区域的执行内部EGR的部分中运行时满足的条件。具体地，当汽油引擎在HCCI区域的执行内部EGR的部分运行时，以分离方式执行在主要喷射、辅助喷射和后喷射的时刻喷射燃料的控制操作。

系统可以被构造成在HCCI区域的执行内部EGR的部分中以确保内部EGR气体的量等于或大于新鲜空气的重量的二分之一，并且设置气体/燃料比在60至130的范围内，气体/燃料比是将汽缸中的所有气体的重量除以喷入汽缸中的燃料的重量所产生的值。

根据这种特征，等于或大于新鲜空气的重量的二分之一的相对较大量的内部EGR气体由内部EGR保证，以便有可能进一步提高缸内温度，从而有效地促进HCCI燃烧。另外，即使由于执行内部EGR导入大量的内部EGR气体，在汽缸中产生具有气体/燃料比为60至130的相对稀薄环境，也可以通过分离喷射提高排气温度。这样使得有可能有效地提高催化剂的温度以便保持催化剂的性能。

考虑到保持催化剂的激活作用，特定条件也可以被设置成当排气温度小于预定值时满足的条件。

根据这种特征，当排气温度小于预定值时，执行以分离方式在主要喷射、辅助喷射和后喷射的时刻喷射燃料的控制操作。在这种情况下，根据与催化剂的温度直接相关的排气温度的等级，通过分离喷射可控制地提高排气温度。这样的优势在于能够可靠地保持催化剂的净化性能。

可选择地，特定条件可以被设置成当在减速切断燃料模式延续预定时间以上之后重新开始燃料喷射时满足的条件。

根据这种特征，当燃料喷射在减速切断燃料模式延续预定时间以上之后重新开始时，执行以分离方式在主要喷射、辅助喷射和后喷射的时刻喷射燃料的控制操作。这样使得即使由于长期地切断燃料而催化剂的温度被降低，也能够迅速地提高催化剂的温度。

分离喷射的目的并不局限于保持催化剂的激活作用。例如，特定条件也可以被设置成当引擎冷却剂温度小于预定值时满足的条件。

根据这种特征，当引擎冷却剂温度小于预定值时，执行以分离方式在主要喷射、辅助喷射和后喷射的时刻喷射燃料的控制操作。在这种情况下，当引擎冷却剂温度较低时，分离喷射被执行以延长燃烧周期，以便有可能增加将被引擎体所吸收的热量，从而提高引擎冷却剂温度。这样使得有可能稳定HCCI燃烧，并且有效地防止车辆加热器的性能的劣化。

在本发明中，主要喷射可以被执行的方式使得以分离方式在从进气冲程至随后的压缩冲程的初期阶段的期间的多个时刻喷射燃料。

本申请是基于2010年3月31日向日本专利厅提交的日本专利申请No.2010-082554的，其内容通过引用而结合在本文中。

尽管已经参考附图并通过实例描述本发明，但是应该理解的是各种改变和修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的改变和修改在不脱离本发明的情况下，应该被包含在下面的权利要求中。

Claims (8)

1.一种用于控制汽油引擎的系统，

所述汽油引擎设置有喷射器，所述喷射器用于将至少部分地包含汽油的燃料喷入汽缸，并且所述汽油引擎被设计成在至少包括所述引擎的局部负载范围的HCCI区域执行均质混合压缩点火燃烧，并且在所述HCCI区域的低引擎负载侧的部分执行EGR，在所述均质混合压缩点火燃烧中由空气和从所述喷射器喷射的所述燃料组成的空气燃料混合物被活塞压缩并且自动燃烧，

所述系统包括喷射控制器，所述喷射控制器适于控制来自所述喷射器的所述燃料的喷射量和喷射时刻；

其特征在于，

所述EGR为内部EGR，

在所述HCCI区域中的引擎工作期间要求提高排气温度的特定条件被满足时，所述喷射控制器能够被操作成以分离方式喷射要从所述喷射器喷射的所需燃料量，以便所述燃料的喷射被划分成：主要喷射，所述主要喷射在压缩上止点之前的给定期间开始；辅助喷射，所述辅助喷射在包含空气和通过所述主要喷射所喷射的所述燃料的空气燃料混合物的自动燃烧开始之后、并且在基于所述主要喷射的燃烧的放热率的假定峰值时刻之前开始，通过该辅助喷射所喷射的所述燃料的蒸发潜热来变低所述放热率的峰值；以及后喷射，所述后喷射在所述假定峰值时刻之后、并且在基于所述主要喷射和所述辅助喷射的燃烧完成之前开始。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述汽油引擎具有排气通道，所述排气通道设置有用于净化排气的催化剂；并且

所述特定条件为：当确定要求提高排气温度以保持所述催化剂的激活作用时满足的条件。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述特定条件为：当所述汽油引擎在所述HCCI区域的执行所述内部EGR的部分中运行时满足的条件。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统被构造成：在所述HCCI区域的执行所述内部EGR的部分中、确保内部EGR气体的量等于或大于新鲜空气的重量的二分之一，并且设置气体/燃料比在60至130的范围内，所述气体/燃料比是通过喷入所述汽缸中的所述燃料的重量除以所述汽缸中的所有气体的重量产生的值。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述特定条件为：当所述排气温度小于预定值时满足的条件。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述特定条件为：在减速切断燃料模式持续预定时间以上之后、重新开始所述燃料喷射时满足的条件。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述特定条件为：当引擎冷却剂温度小于预定值时满足的条件。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主要喷射被执行的方式使得以分离方式在进气冲程至随后的压缩冲程的初期阶段期间的多个时刻喷射所述燃料。