CN103328793B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，在具有多个燃料的喷射模式，用与正在使用的喷射模式相应的方法进行燃料喷射量的运算的内燃机的控制装置中，使从燃料切断恢复之后的空燃比控制的精度提高。为了实现该目的，本发明提供的内燃机的控制装置，通常根据运行状态决定喷射模式，但是在从燃料切断恢复时优先于根据运行状态决定的喷射模式指定特定的喷射模式。并且，在从燃料切断恢复之后的预定期间，禁止根据运行状态改变喷射模式，保持用所指定的特定喷射模式进行的燃料喷射。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置，详细而言涉及具有多个燃料的喷射模式的内燃机的控制装置。

背景技术

已知一种具有多个燃料喷射模式的内燃机。作为这样的内燃机的一例，例如可以举出日本特开2009－257192号公报记载的，具备进气口喷油器和气缸内喷油器、改变从各喷油器喷射的喷射比例的内燃机。另外，在进气口喷射型的内燃机中，能够改变喷射次数的内燃机也可以作为这样的内燃机的一例举出。

在具有多个喷射模式的内燃机中，根据内燃机转速及负载等运行状态决定最适当的喷射模式。并且，在改变了喷射模式的情况下，与之相应地燃料喷射量的计算方法也改变。这是因为，所喷射的燃料的气化的容易程度、气化的进展方式根据喷射模式而不同。例如，在气缸内喷射的情况下，能够假定从燃料喷射器喷射出的燃料基本上都用于燃烧来决定燃料喷射量。与此相对，在进气口喷射的情况下，需要考虑附着于端口的壁面的燃料量相对于燃料喷射量的比例、气化燃料量相对于附着燃料量的比例来决定燃料喷射量。通过这样用与喷射模式相应的方法来计算燃料喷射量，不论在选择了怎样的喷射模式的情况下都能维持空燃比的控制精度。

但是，若涉及到从燃料切断恢复时，以往的内燃机的控制方法未必能够维持空燃比的控制精度。在燃料切断的实施中，会产生附着燃料因被空气带走而减少，以及阀、壁面的温度降低这样的燃料喷射中没有的现象。结果，在燃料切断之前与从燃料切断恢复时，燃料喷射量的计算所使用的参数大幅变化。在以往的内燃机的控制方法中，喷射模式根据运行条件按当时情况（趋势）决定，所以可能在每次的从燃料切断恢复时喷射模式都不同，或在恢复后马上改变喷射模式。例如，在日本特开2009－257192号公报记载的控制装置中，从燃料切断恢复时，根据运行状态改变进气口喷射的比例和气缸内喷射的比例。若喷射模式不同，则使用了所述参数的燃料喷射量的计算方法也不同，若在中途改变了喷射模式则燃料喷射量的计算方法变得更复杂。因此，在以往的内燃机的控制方法中，存在在从燃料切断恢复了的情况下，不能准确计算用于将空燃比保持适当所需的燃料喷射量的问题。

专利文献1:日本特开2009－257192号公报

发明内容

本发明的课题在于，在具有多个燃料的喷射模式，用与正在使用的喷射模式相应的方法进行燃料喷射量的运算的内燃机的控制装置中，使从燃料切断恢复之后的空燃比控制的精度提高。为了达成该课题，本发明提供如下的内燃机的控制装置。

本发明提供的内燃机的控制装置基本上根据运行状态决定喷射模式，但是在从燃料切断恢复时优先于根据运行状态决定的喷射模式指定特定的喷射模式。并且，在从燃料切断恢复之后的预定期间，禁止与运行状态相应的喷射模式的改变。这样，将从燃料切断恢复时的喷射模式固定为特定的喷射模式，由此能够避免燃料喷射量的计算复杂化，准确计算用于将空燃比保持适当所需的燃料喷射量变得容易。

另外，在作为控制对象的内燃机为具有进气口喷油器和气缸内喷油器的内燃机的情况下，本控制装置可以判定从燃料切断恢复时的发动机熄火的可能性，在存在发动机熄火的可能性的情况下将气缸内喷油器的喷射比例高的喷射模式指定为从燃料切断恢复时的喷射模式。由此，既能够维持空燃比控制的精度又能够防止易在从燃料切断恢复时产生的发动机熄火。

附图说明

图1是表示应用了本发明的实施方式1的控制装置的内燃机的构成的概略图。

图2是用于说明在本发明的实施方式1执行的从燃料切断恢复的恢复控制的流程图。

图3是用于说明在本发明的实施方式2执行的从燃料切断恢复的恢复控制的流程图。

具体实施方式

实施方式1．

以下，参照附图，说明本发明的实施方式1。

图1是表示应用了作为本发明的实施方式1的控制装置的内燃机（以下简称为发动机）的概略构成的图。图1所示的发动机是火花点火式的4冲程往复式发动机。该发动机包括：在内部配置有活塞8的气缸体6，和组装在气缸体6的气缸盖4。从活塞8的上面到气缸盖4的空间形成燃烧室10，以与该燃烧室10连通的方式，进气端口18和排气端口20形成在气缸盖4。在进气端口18与燃烧室10的连接部，设置有控制进气端口18与燃烧室10的连通状态的进气阀（进气门）12，在排气端口20与燃烧室10的连接部设置有控制排气端口20与燃烧室10的连通状态的排气阀（排气门）14。另外，在气缸盖4，以从燃烧室10的顶部向燃烧室10内突出的方式安装有火花塞16。

在气缸盖4的进气端口18，连接有用于将空气导入燃烧室10内的进气通路30。在进气通路30的上游端设置有空气滤清器32，空气经由空气滤清器32被取入到进气通路30内。在空气滤清器32的下游，配置有输出与空气的吸入量相应的信号的空气流量计56。进气通路30的下游部按照各气缸（按照各进气端口18）分支，在该分岐点设置稳压罐34。在进气通路30的稳压罐34的上游配置有节气门36。在节气门36附加设置输出与节气门的开度相应的信号的节气门传感器54。

另外，在气缸盖4的排气端口20，连接有用于将燃烧室10内的燃烧产生的燃烧气体作为排气气体排出的排气通路40。在排气通路40，设置有用于净化排气气体的催化剂42。在排气通路40中的催化剂42的上游，设置有输出与排气气体的空燃比相应的信号的空燃比传感器58。

本实施方式的发动机，构成为在各气缸包括2个喷油器38、70的双喷射系统。一个喷油器38是设置在进气通路30的进气端口18的附近的进气口喷油器，向进气端口18内喷射燃料。另一个喷油器70是在气缸盖4以朝向燃烧室10内的方式设置的气缸内喷油器，向燃烧室10内直接喷射燃料。在这样的双喷射系统中，能够任意设定来自进气口喷油器38的燃料喷射量与来自气缸内喷油器70的燃料喷射量的喷射分配比率。

本实施方式的发动机，包括ECU（Electronic Control Unit）50作为其控制装置。在ECU50的输出侧连接有上述的进气口喷油器38、气缸内喷油器70、节气门36、火花塞16等的各种促动器。在ECU50的输入侧，除了上述的空气流量计56、节气门传感器54、空燃比传感器58之外，还连接有输出与曲轴24的旋转角度相应的信号的曲轴角传感器52等各种传感器类。发动机的运行状态可以根据这些传感器的信号来判断。ECU50接收来自这些传感器的信号，按照预定的控制程序操作各促动器。

由ECU50进行的发动机控制之一是燃料喷射控制。根据本实施方式的发动机的构成，能够选择三个喷射模式：将所需的燃料都从进气口喷油器38喷射的模式、将所需的燃料都从气缸内喷油器70喷射的模式、和将一部分燃料从进气口喷油器38喷射并将剩余的燃料从气缸内喷油器70喷射的模式。ECU50根据发动机的运行状态决定喷射模式，按照所决定的喷射模式使2个喷油器38、70的某一方动作。另外，ECU50根据所决定的喷射模式改变燃料喷射量的计算方法。此外，图1所示的构成的发动机是公知的，上述的3个喷射模式的存在和各喷射模式中的燃料喷射量的计算方法也是公知的。因此，在本说明书中省略对各喷射模式的燃料喷射量的计算方法的说明。

在ECU50的燃料喷射控制中，包含在从燃料切断恢复时实施的燃料喷射控制（以下称为FC恢复控制）。FC恢复控制用与用于根据运行状态来决定喷射模式的例程、用于最终确定使用的喷射模式的例程不同的例程并行实施。本实施方式所实施的FC恢复控制的内容可以用图2的流程图进行说明。以下使用图2的流程图说明本实施方式的FC恢复控制。

根据图2的流程图，在其最初的步骤S101中判定是否是从燃料切断恢复时。从燃料切断恢复时是指，满足了从燃料切断恢复的恢复条件中的某一方时。从燃料切断恢复的恢复条件中，包括：发动机转速降低到预定的下限转速；加速踏板被踩踏；等等。在不是从燃料切断恢复时的情况下，也就是说在燃料切断的执行中的情况下或在从燃料切断恢复之后经过了一定时间的情况下，不发出与喷射模式相关的特别要求（步骤S108）。在该情况下，本例程完成，按照根据发动机的运行状态决定的喷射模式驱动各喷油器38、70。

若当前处于从燃料切断恢复时，则进入步骤S102，实施下一个判定。在步骤S102，判定根据发动机的运行状态决定了的喷射模式是不是将所需量的100%的燃料用气缸内喷油器70喷射的模式。步骤S102的判定的结果为肯定的情况下，不发出与喷射模式相关的特别要求（步骤S108）。在该情况下，按照根据发动机的运行条件所决定的那样，使用将所需量的100%的燃料用气缸内喷油器70喷射的模式作为恢复时的喷射模式。若气缸内喷射的比例为100%，则不需要与燃料附着量对应的燃料喷射量的修正，能够准确地计算出用于确保空燃比适当所需的燃料喷射量。

若步骤S102的判定的结果为否定，则接着实施步骤S103的判定。在步骤S103中，判断在从燃料切断恢复时将进气口喷射的比例设为100%的情况下是否有发动机熄火的可能性。具体而言，首先，将燃料切断的实施时间与基准时间进行比较。接着，将当前的发动机转速与基准转速进行比较，另外，将发动机转速的每单位时间的降低量与基准降低量进行比较。然后，在燃料切断的实施时间超过了基准时间，并且发动机转速比基准转速低或者发动机转速超过基准降低量而急剧降低（暴跌）的情况下，判断为有发动机熄火的可能性。

在实施燃料切断的情况下，其实施时间越长，则进气阀12的温度的降低量越大，另外，附着燃料的带走量也越多。因此，在将从燃料切断恢复时的喷射模式设为进气口喷射的情况下，为了填补附着燃料而需要多的燃料喷射量，结果，燃料的喷射时间变长。在发动机转速正在降低的状况、发动机转速正在急剧降低的状况下，希望在从燃料切断恢复后尽可能快地使燃烧开始。但是，在进气口喷射的情况下，由于等到能够确保所需的喷射时间的气缸之后进行燃料喷射，所以有可能不能迅速从燃料切断恢复而产生发动机熄火。因此，在本实施方式中，在有发动机熄火的可能性的情况下和没有发动机熄火的可能性的情况下，用不同的方法实施用于从燃料切断恢复的控制。

在没有发动机熄火的可能性的情况下，实施步骤S104的处理。在步骤S104中，要求将必要量的100%的燃料用进气口喷油器38喷射的模式作为恢复时的喷射模式。在用于最终确定使用的喷射模式的例程中，优先于根据发动机的运行状态确定的喷射模式，指定本步骤所要求的喷射模式作为最终的使用喷射模式。

在具备如本实施方式那样的进气口喷油器38的发动机中，使用附着于进气端口18的壁面、进气阀12的燃料的量作为用于计算燃料喷射量的参数。该附着燃料量在实施燃料喷射的期间连续变化，但是在执行了燃料切断的情况下在其前后大幅变化。在从燃料切断恢复时，需要考虑在燃料切断中降低了的阀温度的影响引起的对进气阀12的燃料附着量的增加量、原本附着在进气端口18的壁面、进气阀12的燃料在燃料切断期间被空气带走的量，来修正燃料附着量。这时的修正量根据用进气口喷射而喷射的燃料的比例而不同，所以，在根据运行状态而按当时情况决定了喷射模式或在中途改变了喷射模式的情况下，其计算变得极其复杂。

但是，在本实施方式中，优先于根据发动机的运行状态而决定的喷射模式，指定将所需量的100%的燃料用进气口喷油器38喷射的模式为恢复时的喷射模式。进而，在接着的步骤S105，判定是否完成了燃料附着量的修正，持续发出步骤S104的要求直到燃料附着量的修正完成。也就是说，至少在到燃料附着量的修正完成为止的期间，维持将所需量的100%的燃料用进气口喷油器38喷射的模式。由此，避免了燃料喷射量的计算、尤其是与燃料附着量相应的修正量的计算复杂化，所以能够使得准确计算出确保空燃比适当所需的燃料喷射量变得容易。然后，在燃料附着量的修正完成的时刻，解除与喷射模式相关的步骤S104的要求（步骤S108）。

在步骤S103的判定的结果为肯定的情况下，也就是说，在有发动机熄火的可能性的情况下，进行步骤S106的处理。在步骤S106中，要求将所需量的100%的燃料用气缸内喷油器70喷射的模式作为恢复时的喷射模式。进而，在接着的步骤S107中，判定是否自从燃料切断恢复起经过了预定时间，持续发出步骤S106的要求直到经过了预定时间。也就是说，在自从燃料切断恢复起经过了预定时间为止的期间，维持将所需量的100%的燃料用气缸内喷油器70喷射的模式。在该情况下的预定时间设定为为了恢复随着燃料切断的实施而降低了的阀温度所需的足够的时间。由此，不需要根据燃料附着量进行燃料喷射量的修正，所以能够容易地准确计算将空燃比保持适当所需的燃料喷射量。进而，还能够通过气缸内喷射提早燃烧的开始正时，来避免发动机熄火。然后，在经过了预定时间的时刻，解除与喷射模式相关的步骤S106的要求（步骤S108）。

实施方式2

接着参照附图说明本发明的实施方式2。

作为本发明的实施方式2的控制装置与实施方式1不同，应用于进气口喷射型的发动机、即仅具有进气口喷油器而没有气缸内喷油器的发动机。本实施方式的发动机能够选择两种模式：在1个循环实施1次进气口喷射的模式，和在1个循环分2次实施进气口喷射的模式。作为发动机的控制装置的ECU，根据发动机的运行状态决定喷射模式，按照所决定的喷射模式使进气口喷油器工作。另外，ECU根据所决定的喷射模式改变燃料喷射量的计算方法。

ECU实施FC恢复控制作为燃料喷射控制的一部分。在本实施方式实施的FC恢复控制的内容可以用图3的流程图进行说明。以下、使用图3的流程图说明本实施方式的FC恢复控制。

根据图3的流程图，在其最初的步骤S201中判定是否是从燃料切断恢复时。在不是从燃料切断恢复时的情况下，也就是说在燃料切断的执行中的情况下或在自从燃料切断恢复之后经过了一定的时间的情况下，不发出与喷射模式相关的特别要求（步骤S204）。在该情况下，本例程结束，按照根据发动机的运行状态决定的喷射模式驱动进气口喷油器。

与此相对，若当前处于从燃料切断恢复时，则实施步骤S202的处理。在步骤S202中，作为恢复时的喷射模式要求在1循环实施一次进气口喷射的模式。在最终确定使用的喷射模式的例程中，优先于根据发动机的运行状态决定的喷射模式，指定本步骤中要求的喷射模式作为最终的使用喷射模式。然后，一边在1循环实施1次进气口喷射，一边进行在燃料切断中大幅变化了的燃料附着量的修正。进而，在接着的步骤S203中，判定是否完成了燃料附着量的修正，持续发出步骤S202的要求直到燃料附着量的修正完成。也就是说，至少在到燃料附着量的修正完成为止的期间,维持在1循环实施1次进气口喷射的模式。由此，避免了燃料喷射量的计算、尤其是与燃料附着量相应的修正量的计算复杂化，所以准确计算将空燃比保持适当所需的燃料喷射量变得容易。然后，在燃料附着量的修正完成的时刻，解除与喷射模式相关的步骤S202的要求（步骤S204）。

其他．

本发明的特征之一在于，在从燃料切断恢复时，不是根据运行状态以当时情况决定喷射模式，而是指定预先确定的特定的喷射模式。因此，在上述的实施方式中所选择的从燃料切断恢复时的喷射模式只不过是一个例子，也能够将其他喷射模式设为从燃料切断恢复时的喷射模式。例如，在具有进气口喷油器和气缸内喷油器的发动机的情况下，可以将进气口喷射与气缸内喷射的喷射比率为特定的比率（例如50：50）的喷射模式设为恢复时的喷射模式。另外，可以将在1循环实施预定次数的进气口喷射的模式设为恢复时的喷射模式，也可以将在1循环实施预定次数的气缸内喷射的模式设为恢复时的喷射模式。在具有进气口喷油器的发动机的情况下，除了在1循环实施1次进气口喷射的模式之外，还可以将实施恒定的多次的进气口喷射的模式设为恢复时的喷射模式。

附图标记说明

10 燃烧室

12 进气阀

18 进气端口

38 进气口喷油器

50 ECU

70 气缸内喷油器

Claims (1)

1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机具有进气口喷油器和气缸内喷油器，所述控制装置具有使来自所述进气口喷油器的燃料喷射量和来自所述气缸内喷油器的燃料喷射量的喷射分配比率不同的多个喷射模式，根据正在使用的喷射模式计算燃料附着量，基于燃料附着量计算燃料喷射量，其特征在于，包括：

喷射模式决定单元，根据运行状态决定喷射模式；

特定喷射模式指定单元，在从燃料切断恢复时，比所述喷射模式决定单元的决定优先地指定通过所述进气口喷油器喷射所需量的预定比例的特定的喷射模式；和

喷射模式变更禁止单元，在从指定了所述特定喷射模式之后到燃料附着量的修正完成为止的期间，禁止由所述喷射模式决定单元变更喷射模式，

所述特定喷射模式指定单元，判定在从燃料切断恢复时的发动机熄火的可能性，在存在发动机熄火的可能性的情况下，取代所述特定喷射模式而指定由所述气缸内喷油器进行喷射的比例高的第2特定喷射模式，

所述喷射模式变更禁止单元，在指定了所述第2特定喷射模式的情况下，禁止由所述喷射模式决定单元变更喷射模式，直到经过预定期间为止。