CN103423004B - 内燃机的燃料喷射控制系统 - Google Patents
内燃机的燃料喷射控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103423004B CN103423004B CN201310190066.7A CN201310190066A CN103423004B CN 103423004 B CN103423004 B CN 103423004B CN 201310190066 A CN201310190066 A CN 201310190066A CN 103423004 B CN103423004 B CN 103423004B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder
- temperature
- fuel
- internal
- correction factor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/345—Controlling injection timing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/025—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
- F02D35/026—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures using an estimation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1412—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a predictive controller
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
提供一种内燃机的燃料喷射控制系统。在排气冲程期间从进气阀上游的用于端口喷射的燃料喷射器喷射燃料。预测发动机气缸进行压缩时的气缸内温度。当判断为预测的气缸内温度大于预期发生提前点火的温度时,在进气冲程期间从燃料喷射器喷射燃料,以向气缸的内部提供燃料。
Description
技术领域
本发明涉及特别用于控制内燃机中燃料喷射阀的操作的燃料喷射控制技术。
背景技术
传统上,在高负荷或高EGR(EGR:ExhaustGasRecirculation,废气再循环,在此包含外部EGR和内部EGR)的操作条件下,具有高压缩比的发动机可能易于发生的提前点火燃烧事件在许多场合下成为问题。
提前点火燃烧事件发生的趋势起因于:由高负荷操作期间进入气缸的可燃充入物吸入的增加导致的压缩比高于低负荷驱动期间的压缩比;以及由通过增加EGR量引起的进入气缸的高温废气的再循环的增加导致的气缸温度上升。该提前点火燃烧事件可引起非常高的气缸内压力,并且可导致气缸中的活塞和气缸盖严重损坏。
在一个例子中,日本专利3669175号公开了与EGR有关的用于解决该问题的技术。根据该技术,当提前点火燃烧事件的水平大于或等于预定水平时,进气阀和排气阀重叠量的气阀重叠目标与通常使用时相比减少。根据日本专利3669175号公开的技术,限制在进气阀和排气阀周期期间可通过发动机气缸推进废气系统燃烧的气体这一趋势,以减少高温未燃烧残余气体的量,降低气缸中的气体温度,从而避免提前点火燃烧事件。
另外,有一种根据爆震检测(例如,连续发生规定次数的爆震)来早期检测提前点火(或预测提前点火)的方法。在一定温度条件下(进气温度、废气温度、发动机冷却剂温度等),早期燃烧事件当中的一些起因于由爆震导致的气缸内壁(或者活塞顶、气缸盖燃烧室)的温度上升,而其他早期燃烧事件则没有任何爆震迹象。因此,难以总是根据爆震检测来预测提前点火。
作为检测提前点火(或者预测提前点火)的另一种方法,通过检测离子电流来检测提前点火。在任何情况下,都需要预测提前点火,因为提前点火燃烧事件可导致发动机(活塞等)的严重损坏。
作为各种减少提前点火的步骤之一,通过在进气阀打开时的进气冲程期间将燃料喷射到PFI(PortFuelInjection,进气口燃料喷射)类型发动机的气缸中,利用燃料的汽化热来实现气缸充入物冷却,这降低了气缸提前点火燃烧事件的可能性。然而,在进气冲程期间将燃料喷射到气缸中可引起HC(hydrocarbon,碳氢化合物)和CO(carbonmonoxide,一氧化碳)增加,它们是有毒的未燃烧成分。此外,在进气冲程期间将燃料喷射到气缸中可导致液态燃料进入气缸,从而增加出现烟灰的可能性。因此,希望避免在进气冲程期间总是喷射燃料。在进气冲程期间频繁地将燃料喷射到气缸中可引起喷射的燃料附着到气缸衬套,从而增加润滑油被附着的燃料稀释的可能性。
在排气冲程期间喷射燃料可降低HC、CO、烟灰等出现的可能性,因为喷射的燃料在气缸中燃烧之前,喷射的燃料在进气口中被雾化。
发明内容
本发明的目的是以更适当的方式在进气冲程期间喷射燃料,以减少气缸中提前点火燃烧事件,并且更准确地预测提前点火。
根据本发明的一个方面(1),提供一种内燃机的燃料喷射控制系统,用于控制燃料喷射器,所述燃料喷射器位于所述内燃机的每个气缸所设置的进气阀的上游,连接到用于将气体导向所述气缸的导入路径,所述燃料喷射控制系统包括:燃料喷射器控制部,其用于在排气阀打开时的所述气缸的排气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料;气缸内温度预测部,其用于预测所述气缸进行压缩时的气缸内温度;以及控制变更部,其用于当判断为由所述气缸内温度预测部预测的所述气缸进行压缩时的气缸内温度高于预期发生提前点火的预定温度时,变更所述燃料喷射器控制部的控制,使得在所述进气阀打开时的所述气缸的进气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料,以向所述气缸的内部提供燃料。
根据本发明的一个方面(2),优选地,所述系统进一步包括:差值计算部,其用于当所述控制变更部判断为由所述气缸内温度预测部预测的所述气缸进行压缩时的气缸内温度高于预期发生提前点火的预定温度时,计算所述气缸进行压缩时的气缸内温度和预期发生提前点火的预定温度之间的差值;并且当判断为由所述差值计算部计算出的所述差值大于预定阈值时,所述控制变更部变更所述燃料喷射器控制部的控制,使得在所述进气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料,以向所述气缸的内部提供燃料,并且当判断为由所述差值计算部计算出的所述差值小于或等于所述预定阈值时,变更所述燃料喷射器控制部的控制,使得在所述排气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料并且在所述排气冲程之后紧接着的进气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料,以向所述气缸的内部提供燃料。
根据本发明的一个方面(3),优选地,当判断为排气冲程期间进行的燃料喷射周期小于预定燃料喷射周期时,即使所述差值计算部计算出的所述差值小于或等于所述预定阈值,所述控制变更部也变更所述燃料喷射器控制部的控制,使得在所述排气冲程期间不从所述燃料喷射器喷射燃料,而是在所述进气冲程期间将排气冲程期间应喷射的燃料量与在紧接在所述排气冲程之后的进气冲程期间应喷射的燃料量相加,将相加后的燃料量从所述燃料喷射器喷射,提供到所述气缸的内部。
根据本发明的一个方面(4),优选地,所述控制变更部当所述差值小于或者等于所述阈值时提高进气冲程喷射的喷射周期与将排气冲程喷射的喷射周期和进气冲程喷射的喷射周期相加得出的喷射周期的分配比,使得所述差值越小,所述分配比越高。
根据本发明的一个方面(5),优选地,在所述进气阀打开之前结束所述排气冲程的燃料喷射,并且在所述排气阀关闭之后开始所述进气冲程的燃料喷射。
根据本发明的一个方面(6),优选地,所述内燃机通过外部EGR(废气再循环)和内部EGR将废气导入所述气缸的内部;所述系统进一步包括:进气温度检测部,其连接到所述内燃机的所述导入路径,并且用于检测从所述进气阀侧导入所述气缸的内部的气体的温度;排气温度检测部,其连接到用于从所述内燃机排出废气的排气路径中的用于净化所述废气的催化器的上游部分,用于检测所述废气的温度;气体温度计算部,其用于利用第一修正系数和第二修正系数修正由所述进气温度检测部检测到的气体温度以计算修正后的气体温度,其中所述发动机转速和所述进气阀侧的进气压力越高,所述第一修正系数越大,并且所述发动机冷却剂温度和所述进气阀侧的进气压力越高,所述第二修正系数越大;以及废气温度计算部,其用于利用第三修正系数和第四修正系数修正由所述废气温度检测部测得的废气温度以计算修正后的废气温度,其中所述排气阀和所述进气阀打开时的气阀重叠期间越长,所述第三修正系数越大,并且所述发动机冷却剂温度和所述发动机转速越高,所述第四修正系数越大,并且其中所述气缸内温度预测部根据由所述气体温度计算部计算出的气体温度和由所述废气温度计算部计算出的废气温度计算所述气缸进行压缩时的气缸内温度。
根据本发明的一个方面(7),优选地,所述气缸内温度预测部计算所述气缸进行压缩时的气缸内温度Tf,所述气缸内温度Tf被表达为
Tf=T0·(V0/Vf)(k-1)
其中V0是通过利用第五修正系数和第六修正系数修正由进气阀关闭时的活塞位置在所述气缸中限定的容积而修正的气缸内容积,其中所述进气阀侧的进气压力越高,所述第五修正系数越大,并且所述第五修正系数响应于发动机转速而变化,并且所述发动机冷却剂温度和所述发动机转速越高,所述第六修正系数越大;T0是当所述进气阀关闭时所述气缸中气体的温度;Vf是由位于上死点的活塞在所述气缸中限定的容积;k是热容比。
根据一个方面(1),通常在排气冲程期间喷射燃料,并且当气缸进行压缩时的气缸内温度高于预期发生提前点火的预定温度时,通过在进气冲程期间喷射燃料,由在气缸内雾化的燃料的气化潜热来冷却气缸内部。根据一个方面(1),由于正常利用排气冲程期间的燃料喷射,但是限制利用排气冲程期间的燃料喷射,所以减少了HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)等未燃烧气体的出现,并且减少了气缸中润滑剂的稀释。
另外,根据方面(1),通过预测气缸进行压缩时的气缸内温度并且比较预测的气缸内温度与预期发生提前点火的预定温度,可以更准确地预测提前点火燃料事件,而不要检测爆震。根据本发明的方面(1),因为预先减少了提前点火燃料事件,所以这防止了提前点火对内燃机造成损坏。从上述可知,根据本发明的方面(1),在进气冲程期间更适当地喷射燃料以减少提前点火燃烧事件并且更准确地预测提前点火。
根据本发明的方面(2),当预测的气缸进行压缩时的气缸内温度高于预期发生提前点火的预定温度并且这两个温度之间的差值大于预定阈值时,只在进气冲程期间从燃料喷射器喷射燃料以确实地降低气缸内温度,从而减少提前点火燃烧事件。
另外,根据本发明的方面(2),当虽然预测的气缸进行压缩时的气缸内温度高于预期发生提前点火的预定温度,但是这两个温度之间的差值小于或等于预定温度时,在排气冲程期间喷射一部分燃料,以减少HC、CO、烟灰等。此外,根据本发明的方面(2),从燃料喷射器的燃料喷射被分成在进气冲程期间的一个燃料喷射和在排气冲程期间的另一个燃料喷射,使得更容易将喷射的燃料与空气混合,从而提高燃料和空气的均匀性。
根据本发明的方面(3),如果因为在排气冲程期间进行的燃料喷射周期小于燃料喷射器喷射燃料所需要的最短燃料喷射周期而不能在排气冲程期间以期望的方式喷射燃料,则可以避免在排气冲程的燃料喷射。此外,根据本发明的方面(3),将排气冲程期间应喷射的燃料量与紧接在该排气冲程之后的进气冲程期间应喷射的燃料量相加,将相加后的燃料量喷射,可以防止燃烧所需的燃料供应不足。
根据本发明的方面(4),当气缸进行压缩时的气缸内温度和预期发生提前点火的预定温度之间的差值变短时,使排气冲程的燃料喷射周期更长,由此,更适当地减少HC、CO、烟灰等。
根据本发明的方面(5),在进气阀和排气阀二者都打开的气阀重叠期间,可以避免燃料喷射。根据本发明的方面(5),这可以防止未燃烧的气体从进行气阀重叠的气缸流出。结果,防止了废气排放水平恶化。
根据本发明的方面(6),考虑外部EGR和内部EGR来预测气缸进行压缩时的气缸内温度。换句话说,根据本发明的方面(6),在预测内燃机进行压缩时的气缸内温度时,要考虑从进气阀侧导入气缸内部的气体(例如,新鲜空气和燃料的混合物与来自外部EGR的气体的混合气体)的温度和从排气阀侧返回到气缸内部的废气的温度。
此外,根据本发明的方面(6),由于根据内燃机的操作条件修正从进气阀侧导入气缸内部的气体温度和从排气阀侧返回到气缸内部的废气温度,所以可以预测与内燃机的操作条件匹配的内燃机进行压缩时的气缸内温度。
根据本发明的方面(7),由于在根据内燃机的操作条件修正进气阀关闭时活塞的位置限定的气缸内容积V0之后进行计算,所以可以预测与内燃机的操作条件匹配的气缸内温度Tf。
附图说明
图1是根据本实施方式的车辆的示例性配置的示意图。
图2是ECU的示例性配置的框图。
图3是描述ECU的示例性燃料喷射控制处理策略的流程图。
图4是描述示例性修正系数Aex的图。
图5是描述示例性修正系数Bex的图。
图6是描述示例性修正系数Ain的图。
图7是描述示例性修正系数Bin的图。
图8是描述示例性修正系数Lp的图。
图9是描述示例性修正系数Lw的图。
图10是描述曲柄角度、进气阀和排气阀的气阀开/关定时以及升程之间关系的示例性发动机的定时图。
图11是示出可以在图3中所示的流程图的步骤S12确定的排气冲程期间的燃料喷射(即,正常条件下的燃料喷射)的定时图。
图12是示出可以在图3中所示的流程图的步骤S13确定的进气冲程期间的燃料喷射的定时图。
图13是示出可以在图3中所示的流程图的步骤S14确定的进气冲程期间的燃料喷射以及可以在图3中所示的流程图的步骤S15确定的分离的燃料喷射的定时图。
图14示出分离的燃料喷射的进气冲程期间的燃料喷射的分配比与气体温度偏差的示例性映射。
附图标记说明:
1车辆
2内燃机
41进气温度传感器
42进气压力传感器
43空气流量传感器
44排气温度传感器
45曲柄角度传感器
46发动机冷却剂温度传感器
47凸轮角度传感器
50ECU
51发动机转速检测部
52发动机负荷比计算部
53内部EGR气体基础温度检测部
54进气温度检测部
55进气压力检测部
56发动机冷却剂温度检测部
57进气阀关闭定时检测部
58气缸内气体温度计算部
59喷射控制细节判断部
60燃料喷射阀控制部
具体实施方式
参照附图描述本发明的实施方式。作为本实施方式,描述具有内燃机燃料喷射控制系统的车辆。
图1是根据本实施方式的车辆1的示例性配置的示意图。如图1中所示,根据本实施方式,安装到车辆1的内燃机2是四冲程内燃机2。此外,根据本实施方式,内燃机2是四缸内燃机。
在内燃机2的进气系统中,进气通道11连接到与内燃机2的每个气缸的燃烧室连通的进气歧管12。进气通道11包括位于其上游侧的空气净化器13和位于其下游侧的电子控制的节气阀体14。EGR(废气再循环)通道31的一端31a在电子控制的节气阀体14的下游连接到进气通道11。电子控制的节气阀体14中具有节气阀14a。在电子控制的节气阀体14中,节气阀14a的位置由ECU(电子控制单元)控制。
对于进气歧管12,每个气缸配置有在该气缸的未示出的节气阀的上游并且靠近该节气阀的燃料喷射阀(即,燃料喷射器)15。燃料喷射器15由ECU50控制,从而可以调节燃料喷射量、燃料喷射定时等。在内燃机2的排气系统中,可与内燃机2的每个气缸的燃烧室连通的排气歧管21连接到排气通道22。排气通道22包括用于容纳催化器23的催化器室24。EGR通道31的另一端31b在催化器室24的下游连接到排气通道22。
EGR通道31包括EGR冷却器32和EGR阀33,EGR冷却器32和EGR阀33在从与排气通道22的连接端到与进气通道11的连接端的流体流动路径中依次设置。EGR通道31、EGR冷却器32和EGR阀33形成用于实现外部EGR的结构元件。换句话说,允许废气从排气通道22进入EGR通道31;并且EGR冷却器32利用发动机冷却剂冷却进入的废气。EGR阀33改变经由从排气通道22到进气通道11的EGR通道31提供给进气通道11的废气量。EGR阀33由ECU50控制。
根据本实施方式的车辆中的内燃机2配置为还能够提供内部EGR。换句话说,在内燃机2中,进气阀和排气阀二者都打开的气阀重叠允许燃烧的气体从排气端口侧直接再引入到每个气缸的燃烧室中。此外,根据本实施方式的车辆具有进气温度传感器41、进气空气压力传感器42、空气流量传感器43、排气温度传感器44、曲柄角度传感器45、发动机冷却剂温度传感器46和凸轮角度传感器47。
进气温度传感器41和进气空气压力传感器42在电子控制的节气阀体14和将EGR通道31安装到进气通道11的部分的下游连接到进气歧管12(具体来说是进气歧管12的缓冲槽)。进气温度传感器41用于检测提供给进气歧管12的气体温度(具体来说是空气和经由外部EGR引入的废气的混合物)。进气温度传感器41将检测值提供给ECU50。进气空气压力传感器42用于检测进气空气压力。进气空气压力传感器42将检测值提供给ECU50。
空气流量传感器43位于进气通道11中的空气净化器13和电子控制的节气阀体14之间,具体来说在空气净化器13的下游并且靠近空气净化器13。该空气流量传感器43用于检测提供给进气通道11的空气的量。空气流量传感器43将检测值提供给ECU50。
排气温度传感器4位于排气通道22中的催化器室24的上游,并且用于检测废气温度。排气温度传感器44将检测值提供给ECU50。曲柄角度传感器45连接到内燃机22并且用于检测曲柄角度。曲柄角度传感器45将检测值提供给ECU50。
发动机冷却剂温度传感器46连接到内燃机2并且用于检测内燃机2的冷却剂温度。发动机冷却剂温度传感器46将检测值提供给ECU50。凸轮角度传感器47连接到内燃机2并且用于检测凸轮角度(即,进气阀的气阀升程、排气阀的气阀升程)。凸轮角度传感器47将检测值提供给ECU50。
ECU50例如由微计算机及其外围电路配置而成。因此,例如,ECU50由CPU、ROM、RAM等配置而成。ROM存储用于执行各种处理步骤的一个、两个或更多个程序。CPU根据一个、两个或更多个程序的指令执行各种处理步骤。ECU50根据来自包括进气温度传感器41等的各种传感器的检测值控制内燃机2的操作。根据本实施方式,ECU50根据来自各种传感器的检测值控制每个燃料喷射操作。
图2是用于实现这种控制的ECU50的示例性配置的框图。如图2中所示,ECU50具有发动机转速检测部51、发动机负荷因子计算部52、内部EGR气体基础温度检测部53、进气温度检测部54、进气空气压力检测部55、发动机冷却剂检测部56、进气阀关闭定时检测部57、气缸内气体温度计算部58、喷射控制细节判断部59和燃料喷射阀控制部60。
图3是描述由图2中所示的ECU配置执行的示例性喷射控制策略的流程图。下面沿着图3中所示的处理步骤描述图2中所示的ECU50的各部51至60的处理细节。如图3中所示,在步骤S1,ECU50通过发动机转速检测部51根据来自曲柄角度传感器45的检测值检测发动机转速。
接下来,在步骤S2,ECU50通过发动机负荷因子计算部52根据来自空气流量传感器43的检测值、气缸数目和发动机排量计算发动机负荷因子。来自空气流量传感器43的检测值越高,或者进气空气量越大,发动机负荷因子越高。
接下来,在步骤S3,ECU50通过内部EGR气体基础温度检测部53根据来自排气温度传感器44的检测值检测内部EGR气体的基础温度。接下来,在步骤S4,ECU50通过进气温度检测部54根据来自进气温度传感器41的检测值检测进气歧管12内的进气空气温度。确切来说,ECU50通过进气温度检测部54检测进气空气和经由外部EGR引入的废气的混合物的温度。
接下来,在步骤S5,ECU50通过进气空气压力检测部55根据来自进气空气压力传感器42的检测值检测进气空气压力。确切来说,ECU50检测进气空气和经由外部EGR引入的废气的混合物的压力。接下来,在步骤S6,ECU50通过发动机冷却剂温度检测部56根据来自发动机冷却剂温度传感器46的检测值检测发动机冷却剂温度。
接下来,在步骤S7,ECU50通过进气阀关闭定时部57根据来自凸轮角度传感器47的检测值和来自曲柄角度传感器45的检测值检测进气阀的关闭定时。
接下来,在步骤S8,ECU50通过气缸内气体温度计算部58计算上死点处(即,压缩冲程期间)的气缸内气体温度。特别地,气缸内气体温度计算部58使用下面的方程(1)计算上死点处的气缸内气体温度Tf:
Tf=T0·(V0/Vf)(k-1)(1)
其中T0是进气阀关闭时气缸内的(即,气缸内气体的)绝对温度(K)。另外,V0是进气阀关闭时气缸内的容积(m3)。V0包括燃烧室的容积。另外,Vf是活塞处于TDC(上死点)时气缸内的容积(m3)。另外,k是热容比。在空气的情况下,k是1.4。
在上述方程中,不包括由活塞到达TDC之前的点火导致的温度升高。导出上述方程(1)的示例性过程如下:首先,可以用下面的形式(2)表达假设的理想气体状态方程。
P·V=m·R·T或者
P·ν=R·T或者
P=ρ·R·T(2)
其中P是气体压力。另外,V是气体体积。另外,T是气体温度。另外,m是气体质量。另外,R是气体常数。另外,ν是比容积。另外,ρ是体积密度。
进气阀关闭时的气体状态方程可以用下面的形式(3)来表达。
P0·V0=R·T0=R·(273+Ti)(3)
其中P0是进气阀关闭时的气体压力(P0)。另外,V0是进气阀关闭时的气缸容积(m3)。另外,如上所述,T0是进气阀关闭时气缸内的绝对温度(K)。另外,Ti是进气阀关闭时气缸内的温度(摄氏度,℃)。
下面的方程(4)成立。
P0·V0 k=常数
P0·V0 k=Pf·(V0/(V0/Vf))k(4)
另一方面,活塞处于TDC时的气体状态方程可以用下面的形式(5)来表达。
Pf·Vf=R·Tf
Pf·Vf=Pf·(V0/ε)(5)
其中Pf是活塞处于TDC时的气缸内压力(Pa)。另外,如上所述,Vf是活塞处于TDC时气缸内容积(m3)。另外,如上所述,Tf是进气阀处于TDC时气缸内(即,气缸内气体的)绝对温度(K)。
气缸中容积变化比由下面的方程(6)表达:
ε=V0/Vf(6)
通过求解上面列出的方程,可以导出方程(1)。根据本实施方式,方程(1)的T0由下面的方程(7)给出。
T0=(Aex·Bex·Tex+Ain·Bin·Tin)/2(7)
其中Tex、Aex、Bex、Tin、Ain和Bin取如下值。Tex是由内部EGR气体基础温度检测部53检测的值。这意味着Tex是作为内部EGR的来源的废气的温度。
Aex是被设计用于修正Tex的修正系数。经由内部EGR引入的气体(下文中称为“内部EGR气体)的量越大,或者进入气缸的燃烧后的气体的再引入量越大,该修正系数Aex越大。注意,气阀重叠量越大,内部EGR气体量越大。因此,气阀重叠量越大,Aex越大。
图4示出示例性的修正系数Aex。如图4中所示,从由发动机转速检测部51检测到的发动机转速和由发动机负荷因子计算部52计算出的发动机负荷因子之间的关系确定修正系数Aex。图4中所示的该特征图例如是通过实验获得的。气缸内气体温度计算部58以映射的形式(例如,三维映射)保持图4中所示的该示例性特征图,并且响应于发动机转速和发动机负荷因子来参照该映射,以选择修正系数Aex的适当值。
Bex是用于修正Tex的修正系数。发动机冷却剂温度越低,该修正系数Bex越小,并且发动机转速越低,该修正系数Bex越小。使修正系数Bex以这种方式变化的一个理由是发动机冷却剂温度越低,由在气缸衬套、气缸盖和端口壁上的碰撞导致的内部EGR气体的热损失程度越高,从而增加内部EGR气体温度可以下降的概率。另一个理由是发动机转速越低,内部EGR气体在气缸中的残留时间越长,由在气缸衬套、气缸盖和端口壁上的碰撞导致的内部EGR气体的热损失程度越高,从而增加内部EGR气体温度可以下降的概率。
图5示出示例性的修正系数Bex。该修正系数Bex是根据由发动机转速检测部51检测到的发动机转速和由发动机冷却剂温度检测部56检测到的冷却剂温度之间的关系确定的。图5中所示的该特征图例如是通过实验获得的。气缸内气体温度计算部58以映射的形式(例如,三维映射)保持图5中所示的示例性特征图,并且响应于发动机转速和冷却剂温度来参照该映射,以选择修正系数Bex的适当值。
因此,乘积Aex·Bex·Tex取利用根据气阀重叠期间的废气量的修正系数Aex和根据响应于气缸内部结构的温度而废气温度减少或升高的修正系数Bex,修正作为从气缸排出之后在气阀重叠期间从排气阀再引入到气缸中的气体的内部EGR气体的温度Tex而得到的值。因此,乘积Aex·Bex·Tex的值表示气缸内的内部EGR气体的温度。另外,Tin是由进气温度检测部54检测到的值。换句话说,Tin表示允许从进气阀进入气缸的气体混合物的温度。
Ain是被设计用于修正Tin的修正系数。该修正系数Ain响应于随发动机操作条件变化的气体混合物的新鲜气缸充入物来修正Tin。具体来说,进气空气压力越高,修正系数Ain越大,并且发动机转速越高,修正系数Ain越大。
图6示出示例性的修正系数Ain。如图6中所示,根据由发动机转速检测部51检测到的发动机转速和由进气空气压力检测部55检测到的进气空气压力之间的关系确定修正系数Aex。图6中所示的该特征图例如是通过实验获得的。气缸内气体温度计算部58以映射的形式(例如,三维映射)保持图6中所示的示例性特征图,并且响应于发动机转速和进气空气压力来参照该映射,以选择修正系数Ain的适当值。
Bin是被设计用于修正Tin的修正系数。根据从考虑到来自进气阀的气体混合物的多少新鲜的气缸充入物被冷却或加温得出的结论,该修正系数Bin根据进气空气压力和冷却剂温度来修正Tin。具体来说,进气空气压力越高,修正系数Bin越大,并且冷却剂温度越高,修正系数Bin越大。
图7示出示例性的修正系数Bin。如图7中所示,根据由发动机冷却剂检测部56检测到的冷却剂温度和由进气空气压力检测部55检测到的进气空气压力之间的关系确定修正系数Bin。图7中所示的特征图例如是通过实验获得的。气缸内气体温度计算部58以映射的形式(例如,三维映射)保持图7中所示的示例性特征图,并且响应于冷却剂温度和进气空气压力来参照该映射,以选择修正系数Bin的适当值。
因此,乘积Ain·Bin·Tin取利用根据气缸充入物量的修正系数Ain和根据气缸充入物温度的减少或增加的修正系数Bin,修正来自进气阀的气体混合物的气缸充入物(新鲜空气和燃料的混合物与外部EGR气体)的温度Tin得到的值。因此,乘积Ain·Bin·Tin的值表示来自进气阀的气体混合物的气缸充入物的温度。
此外,根据本实施方式,使用下面的方程(8)计算方程(1)的V0。
V0=Lp·Lw·Vcyl(8)
其中Lp、Lw和Vcyl取以下的值。
Vcyl是进气阀关闭时气缸的容积。该Vcyl是根据由进气空气压力检测部55检测到的值和由进气阀关闭定时检测部57检测到的值计算出的值。具体来说,根据由进气阀关闭定时检测部57检测到的进气阀关闭定时和由进气空气压力检测部55检测到的进气空气压力计算Vcyl,以表示气体混合物的气缸填充物的体积。
Lp是被设计用于修正Vcyl的修正系数。该修正系数Lp是被设计用于根据考虑到气缸内压力响应于发动机转速而变化来修正Vcyl的值。这是因为气缸充入物的气体体积随由进气和排气脉动效果引起的气缸内压力变化而变化。具体来说,进气压力越高,修正系数Lp越大。另外,修正系数Lp响应于发动机转速而变化。
图8示出示例性的修正系数Lp。如图8中所示,根据由发动机转速检测部51检测到的发动机转速和由进气空气压力检测部55检测到的进气空气压力之间的关系确定修正系数Lp。图8中所示的该特征图例如是通过实验获得的。气缸内气体温度计算部58以映射的形式(例如,三维映射)保持图8中所示的示例性特征图,并且响应于发动机转速和进气空气压力来参照该映射,以选择修正系数Lp的适当值。
Lw是被设计用于修正Vcyl的修正系数。该修正系数Lw是被设计为根据气缸内压力响应于发动机转速和冷却剂温度而变化的考虑来修正Vcly的值。具体来说,它在计算出气缸内压力由于与发动机的热交换而改变多少之后修正Vcyl。
在此,冷却剂温度越高,气缸中气体的温度越高,并且气缸中的压力越高。此外,冷却剂温度越低,气缸中气体的温度越下降并且气缸中压力越下降。另外,发动机转速越低,气缸中压力的增加率和减少率越低。这是因为发动机转速越高,气缸中的气体与发动机之间的热交换所需的时间越短。根据气缸内压力与冷却剂温度和发动机转速的这种关系计算修正系数Lw。根据本实施方式,冷却剂温度越高,修正系数Lw越大,并且发动机转速越高,修正系数Lw越大。
图9示出示例性修正系数Lw。如图9中所示,根据由发动机转速检测部51检测到的发动机转速和由发动机冷却剂温度检测部56检测到的冷却剂温度之间的关系确定修正系数Lw。图9中所示的特征图例如是通过实验获得的。气缸内气体温度计算部58以映射的形式(例如,三维映射)保持图9中所示的该示例性特征图,并且响应于发动机转速和冷却剂温度来参照该映射,以选择修正系数Lw的适当值。
为什么以上述方式利用系数Lp和Lw来修正Vcyl的理由是气缸充入物的体积和气缸内压力响应于操作条件(发动机转速、冷却剂温度等)而改变。接下来,在步骤S9,ECU50通过燃料喷射控制细节判断部59判断在步骤S8计算出的气体温度Tf是否大于气体温度的标准阈值Tlim。在此,气体温度的标准阈值Tlim是预测发生早期点火(即,提前点火)的压缩冲程期间气缸内气体混合物的温度值。气体温度的标准阈值Tlim可以例如通过实验、经验或理论来确定。
如果判断为温度Tf大于气体温度的标准阈值Tlim(Tf>Tlim),则燃料喷射控制细节判断部59判断为发生提前点火的概率高,并且使该例程前进到步骤S10。如果判断为温度Tf低于或等于气体温度的标准阈值Tlim(Tf≤Tlim),则燃料喷射控制细节判断部59判断为发生提前点火的概率低,并且使该例程前进到步骤S12。
在步骤S10,燃料喷射控制细节判断部59判断可被留出用于在单个燃烧周期中燃料喷射的区域是否是用于在进气冲程和排气冲程之间分离的燃料喷射的区域(即,留出用于分离的燃料喷射的区域)。具体来说,如果在进气冲程和排气冲程每个期间执行最小燃料喷射周期(或者最小喷射脉冲宽度),则燃料喷射控制细节判断部59判断为存在用于分离的燃料喷射的区域(或者可以进行分离的燃料喷射)。另外,如果在进气冲程和排气冲程任一个期间都不允许最小喷射持续时间,则燃料喷射控制细节判断部59判断为不存在用于分离的燃料喷射的区域(或者不可以进行分离的燃料喷射)。在此,最小燃料喷射周期是燃料喷射器能够喷射燃料所需要的最短时间长度。根据燃料喷射器15的属性确定最小燃料喷射周期,并且最小燃料喷射周期可以根据例如加速器踏板位置而变化。
此外,如果燃料喷射控制细节判断部59判断为存在用于分离的燃料喷射的区域,则该例程前进到步骤S11。如果燃料喷射控制细节判断部59判断为不存在用于分离的燃料喷射的区域(或者用于燃料喷射的区域不能够进行分离的燃料喷射),则该例程前进到步骤S13。在步骤S11,燃料喷射控制细节判断部59判断气体温度Tf减去气体温度的标准阈值Tlim得到的差值(=Tf-Tlim,下文中称为“气体温度差值”)是否大于差值标准阈值ΔT。在此,差值标准阈值ΔT是通过实验、经验或理论确定的值
如果判断为气体温度的差值大于差值标准阈值ΔT(Tf-Tlim>ΔT),则燃料喷射控制细节判断部59使该例程前进到步骤S14。如果判断为气体温度的差值小于或等于差值标准阈值ΔT(Tf-Tlim≤ΔT),则燃料喷射控制细节判断部59使该例程前进到步骤S15。
在步骤S12,燃料喷射控制细节判断部59判断为在排气阀打开时的排气冲程期间进行燃料喷射(即,排气冲程喷射),作为正常操作条件下的燃料喷射。然后,ECU50使该例程前进到步骤S16。在步骤S13,燃料喷射控制细节判断部59判断为在进气阀打开时的进气冲程期间进行燃料喷射(即,进气冲程喷射)。然后ECU50使该例程前进到步骤S16。
在步骤S14,燃料喷射控制细节判断部59判断为只在进气阀打开时的进气冲程期间进行燃料喷射(即,进气冲程喷射)。然后,ECU50使该例程前进到步骤S16。在步骤S15,燃料喷射控制细节判断部59判断为在每一个燃料周期进行排气冲程期间的燃料喷射和进气冲程期间的燃料喷射(即,分离的喷射)。然后,ECU50根据分配比映射确定排气冲程期间的燃料喷射和进气冲程期间的燃料喷射的比例(即,分配比)。然后,ECU50使该例程前进到步骤S16。另外,稍后将详细描述根据分配比映射确定分配比。
在步骤S16,ECU50根据步骤S12至S15中的任一个步骤针对燃料喷射的判断,通过燃料喷射阀控制部60控制每个气缸的燃料喷射器15。
接下来,参考图10至图14,描述根据步骤S12至S15中的任一个步骤的判断的燃料喷射细节。
首先,参照图10描述曲柄角度(即,活塞位置)与进气阀/排气阀打开和关闭定时之间的关系。如图10中所示,在活塞位置达到下死点(图10中的BDC所示)之前排气阀打开(图10中的EVO所示),随后,当曲柄角度增加时,其气阀升程增加,达到最大,然后下降。在活塞位置达到上死点(图10中的TDC所示)之后排气阀关闭(图10中的EVC所示)。
另一方面,在活塞位置达到上死点(图10中的TDC所示)之前进气阀打开(图10中的IVO所示),随后,当曲柄角度增加时,其气阀升程增加,达到最大,然后下降。在活塞位置达到下死点(图10中的BDC所示)之后进气阀关闭(图10中的IVC所示)。
在此,在活塞位置达到上死点(图10中的TDC所示)之后排气阀关闭(图10中的EVC所示)。另一方面,在活塞位置达到上死点(图10中的TDC所示)之前进气阀打开(图10中的IVO所示)。这导致排气阀和进气阀二者都打开的气阀重叠。内部EGR因该重叠而发生。曲柄角度(即,活塞位置)、进气阀/排气阀打开/关闭定时和气阀升程具有上述关系。
接下来,参照图11,描述在步骤S12判断出的排气冲程喷射,在正常操作条件下的燃料喷射。也就是说,参照图11,描述计划在气体温度Tf小于或等于气体温度的标准阈值Tlim(Tf≤Tlim)时进行的燃料喷射。如图11中所示,在排气阀已经打开(图11中的EVO所示)之后的排气冲程期间,进行燃料喷射,作为排气冲程喷射。具体来说,在排气阀已经打开(图11中的EVO所示)之后,在活塞位置达到下死点(图11中的BDC所示)之后启动排气冲程喷射。当进气阀打开时(图11中的IVO所示)排气冲程喷射结束。其燃料喷射的持续时间(即,整个喷射持续时间)可以分为“无效时间(1)”和“气阀打开时间(2)”,其中气阀打开时间(2)在无效时间(1)之后。
无效时间在此被用于表示不允许燃料喷射的持续时间。另一方面,气阀打开时间在此被用于表示允许燃料喷射的持续时间。无效时间是从将燃料喷射命令应用于燃料喷射器15到足以打开其阀门的电流开始流过燃料喷射器15的初始期。该无效时间响应于流过燃料喷射器15的电流的大小而变化。因此,ECU50保持示出无效时间和流过燃料喷射器15的电流大小之间关系的映射,并且参照该映射以控制燃料喷射。这使ECU50在进气阀即将打开之前结束排气冲程喷射而不受流过燃料喷射器15的电流的任何影响。
接下来,参照图12描述在步骤S13判断出的进气冲程喷射。也就是说,参照图12描述在不允许分离喷射的操作条件下当气体温度Tf大于气体温度的标准阈值Tlim时(Tf>Tlim)计划进行的燃料喷射。如图12中所示,在进气阀已经打开(图12中的IVO所示)之后的进气冲程期间进行燃料喷射,作为进气冲程喷射。具体来说,在进气阀已经打开(图12中的EVO所示)之后,在活塞位置达到上死点(图12中的TDC所示)之后开始用于进气冲程喷射的无效时间(1),随后在排气阀关闭(图12中的EVC所示)之后开始气阀打开时间(2)的燃料喷射。在进气阀关闭(图12中的IVC所示)之前,在活塞位置到达下死点(图12中的BDC所示)之前结束进气冲程喷射。以这种方式进行进气冲程喷射,使得在气阀重叠之后立即开始气阀打开时间(2)的燃料喷射。
对于进气冲程喷射,参考示出无效时间和流过燃料喷射器15的电流的大小之间的关系的映射,ECU50在排气阀关闭之前结束无效时间(1)并且开始气阀打开时间(2)的燃料喷射而不受流过燃料喷射器15的电流大小的任何影响。
接下来,参照图13,描述在步骤S14判断出的进气冲程喷射和在步骤S15判断出的分离喷射。也就是说,参照图13,描述在允许分离喷射并且气体温度的差值大于差值标准阈值ΔT(Ti-Tlim>ΔT)的操作条件下,当气体温度Tf大于标准阈值Tlim(Tf>Tlim)时计划进行的燃料喷射。此外,参照图13描述在允许分离喷射并且气体温度的差值小于或等于差值标准阈值(Tf-Tlim≤ΔT)的操作条件下,当气体温度Tf大于气体温度的标准阈值Tlim(Tf>Tlim)时计划进行的燃料喷射。
如图13中所示,进行在图13中的EVO所示的排气阀打开之后的排气冲程期间的燃料喷射(即,排气冲程喷射)和在图13中的IVO所示的进气阀打开之后的进气冲程期间的燃料喷射(即,进气冲程喷射)作为在步骤S15判断出的分离喷射。
具体来说,作为分离喷射的一部分进行的排气冲程喷射包括在排气阀已经打开(图13中的EVO所示)之后,活塞位置到达下死点(图13中的BDC所示)之后开始的无效时间(1)。此外,作为分离喷射的一部分的排气冲程包括在进气阀打开(图13中的IVO所示)之前结束的气阀打开时间(例如,称为“用于排气冲程分离喷射的气阀打开时间”)(3)的燃料喷射。
另外,作为分离喷射的剩余部分进行的进气冲程喷射包括在活塞位置已经到达上死点(图13中的TDC所示)之后开始的无效时间(1)和当排气阀关闭(图13中的EVC所示)时开始的气阀打开时间(例如,称为“用于进气冲程分离喷射的气阀打开时间”)(4)的燃料喷射。此外,在进气阀关闭(图13中的IVC所示)之前,在活塞位置到达下死点(图13中的BDC所示)之前结束作为分离喷射进行的进气冲程喷射。此外,对于分离喷射,根据分配比映射确定进气冲程喷射的分配比。具体来说,气体温度的差值越大,进气冲程喷射的比率越高。
图14示出表示气体温度的差值和属于分离喷射的进气冲程喷射之间关系的示例性分配比映射。例如,图14中所示的分配比映射是预先通过实验、经验或理论设定的。喷射控制细节判断部59保持图14中所示的分配比映射,并且参照该分配比映射以确定进气冲程喷射与给定的气体温度差值的比率。
另一方面,参照图13,在进气阀打开(图13中的IVO所示)之后在进气冲程期间进行燃料喷射,作为在步骤S14判断出的进气冲程喷射。具体来说,进气冲程喷射包括在进气阀打开(图13中的IVO所示)之后,在活塞位置到达上死点(图13中的TDC所示)之后开始的无效时间(1)和随后当排气阀关闭时(图13中的EVC所示)开始的气阀打开时间的燃料喷射。然后,在进气阀关闭(图13中的IVC所示)之前,在活塞位置到达下死点(图13中的BDC所示)之前结束进气冲程喷射。
在步骤S14判断出的用于进气冲程喷射的气阀打开时间等于通过将属于在步骤S15判断出的分离喷射的气阀打开时间(3)与属于在步骤S15判断出的分离喷射的气阀打开时间(4)给出的持续时间((3)+(4))。
此外,在步骤S14判断出的进气冲程喷射可以分成多次喷射燃料的喷射事件。例如,如果进气冲程喷射分成两次喷射燃料的喷射事件,作为第一燃料喷射,那么在进气阀打开(图13中的IVO所示)之后,在活塞位置到达上死点(图13中的TDC所示)之后开始无效时间(1),随后在排气阀关闭时(图13中的EVC所示)开始气阀打开时间(3)的燃料喷射。此外,作为第二燃料喷射,在第一燃料喷射的实际喷射持续时间(3)的燃料喷射结束之后开始无效时间(1),随后进行气阀打开时间(4)的燃料喷射。
接下来,描述ECU50进行的程序及其效果等。ECU50根据各个传感器的检测获得与发动机转速、发动机负荷比、内部EGR气体的基础温度、进气温度、进气压力、发动机冷却剂温度和进气阀的关闭定时有关的多个信息(在步骤S1至S7)。
此外,ECU50使用进气阀关闭时的气缸内绝对温度T0、进气阀关闭时的气缸内容积V0和活塞处于上死点时(即,压缩时)的气缸内容积Vf计算活塞处于上死点时(即,压缩时)的气缸内气体温度Tf(下文中称为“预测的气缸内气体温度”),参见步骤S8和方程(1)。在此情况下,ECU50根据预先取回的发动机转速、发动机负荷比、内部EGR气体的基础温度、进气温度、进气压力、发动机冷却剂温度和进气阀的关闭定时来修改T0和V0。
此外,作为喷射控制的细节,如果预测的气缸内温度Tf小于或等于气体温度的标准阈值Tlim,则ECU50判断为进行排气冲程喷射,并且根据所判断的细节控制燃料喷射器15(图11)。然后,作为喷射控制的细节,在不允许分离喷射的条件下,如果预测的气缸内温度Tf大于气体温度的标准阈值Tlim,则ECU50判断为进行进气冲程喷射,并且根据所判断的细节控制燃料喷射器15(图12)。
然后,作为喷射控制的细节,虽然因为预测的气缸内气体温度Tf大于气体温度的标准阈值Tlim而允许分离喷射,但是如果气体温度的差值大于或等于差值的标准阈值ΔT,则ECU50判断为也进行进气冲程喷射,并且根据所判断的细节控制燃料喷射器15(图13)。
此外,作为喷射控制的细节,如果气体温度的差值小于差值的标准阈值ΔT并且因为预测的气缸内气体温度Tf大于气体温度的标准阈值Tlim而允许分离喷射,则ECU50判断为进行分离喷射,并且根据所判断的细节进行分离喷射。然后,ECU50参照分配比映射以根据气体温度的差值确定进气冲程喷射与分离喷射的比率。这样,ECU50根据所判断的细节控制燃料喷射器15(图13和图14)。
此外,在上述实施方式的说明中,气缸内气体温度计算部8例如构成气缸内温度评估部。喷射控制细节判断部59例如构成控制变更部和差值计算部。气缸内气体温度计算部58、喷射控制细节判断部59和燃料喷射控制部60例如构成内燃机的燃料喷射控制单元。进气通道11和进气歧管12例如构成进气通道或准入通道。排气歧管21和排气通道22例如构成排气通道。修正系数Ain例如构成第一修正系数。修正系数Bin例如构成第二修正系数。修正系数Aex例如构成第三修正系数。修正系数Bex例如构成第四修正系数。修正系数Lp例如构成第五修正系数。修正系数Lw例如构成第六修正系数。
根据本实施方式,当气缸内预测的气体温度Tf大于气体温度的标准阈值Tlim时进行进气冲程喷射以使液体燃料附着到活塞和气缸,这可以通过由于附着的燃料的气化潜热而将活塞和气缸的侧表面冷却到低于气缸内气体温度来降低压缩冲程期间的气缸内温度。这减少了提前点火燃烧事件,从而防止由提前点火燃烧事件造成的对内燃机2的损坏。
此外,根据本实施方式,通过根据内燃机2的操作条件,如发动机转速、发动机负荷比、内部EGR气体的基楚温度、进气温度、进气压力、发动机冷却剂温度和进气阀的关闭定时,修改T0和V0,能够以极高的准确度预测气体温度Tf,以满足内燃机2的操作条件。
在本实施方式中,在内燃机2安装有进气VVT(VariableValveTiming,可变气阀定时)的前提下,进气阀关闭定时检测部57检测进气阀的关闭定时。因此,如果内燃机2没有安装进气VVT时,可以将进气阀的关闭定时设置为由发动机规格的设置确定的固定值。
另外,在本实施方式中,图4至图9用于具体描述修正系数Aex、Bex、Ain、Bin、Lp和Lw。然而,本实施方式不局限于这种描述。例如,如果重叠持续时间越长,则修正系数Aex越大即可。另外,如果发动机冷却剂温度和发动机转速越高,则修正系数Bex越大即可。此外,如果发动机转速和进气阀侧的进气压力越高,则修正系数Ain越大即可。此外,如果发动机冷却剂温度和进气阀侧的进气压力越高,则修正系数Bin越大即可。此外,如果进气阀侧的进气压力越高,则修正系数Lp越大即可,并且修正系数Lp随发动机转速而变化。此外,如果发动机冷却剂温度和发动机转速越高,则修正系数Lw越大即可。
已经描述了本发明的实施方式,但是本发明当然不局限于上述实施方式,在本发明的主题范围内还可以用多种不同变体实现本发明。
所附权利要求具体指出了被认为是新颖的并且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能引用“一”元件或“第一”元件或者其等同物。这种权利要求应该被理解为包括一个或多个这种元件的合并,不要求也不排除两个或更多个这种元件。可以在本申请或相关申请中通过修改本权利要求或者通过提出新的权利要求来要求所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。不论与原始权利要求的范围相比是更宽、更窄、相等或不同,这种权利要求也被认为包括在本公开的主题内。
Claims (6)
1.一种内燃机的燃料喷射控制系统,用于控制燃料喷射器,所述燃料喷射器位于所述内燃机的每个气缸所设置的进气阀的上游,连接到用于将气体导向所述气缸的导入路径,所述燃料喷射控制系统包括:
燃料喷射器控制部,其用于在排气阀打开时的所述气缸的排气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料;
气缸内温度预测部,其用于预测所述气缸进行压缩时的气缸内温度;以及
控制变更部,其用于当判断为由所述气缸内温度预测部预测的所述气缸进行压缩时的气缸内温度高于预期发生提前点火的预定温度时,变更所述燃料喷射器控制部的控制,使得在所述进气阀打开时的所述气缸的进气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料,以向所述气缸的内部提供燃料,
所述燃料喷射控制系统的特征在于,
包括:差值计算部,其用于当所述控制变更部判断为由所述气缸内温度预测部预测的所述气缸进行压缩时的气缸内温度高于预期发生提前点火的预定温度时,计算所述气缸进行压缩时的气缸内温度和预期发生提前点火的预定温度之间的差值;并且
其中当判断为由所述差值计算部计算出的所述差值大于预定阈值时,所述控制变更部变更所述燃料喷射器控制部的控制,使得在所述进气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料,以向所述气缸的内部提供燃料,并且当判断为由所述差值计算部计算出的所述差值小于或等于所述预定阈值时,变更所述燃料喷射器控制部的控制,使得在所述排气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料并且在所述排气冲程之后紧接着的进气冲程期间从所述燃料喷射器喷射燃料,以向所述气缸的内部提供燃料。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统,
其中当判断为排气冲程期间进行的燃料喷射周期小于预定燃料喷射周期时,即使所述差值计算部计算出的所述差值小于或等于所述预定阈值,所述控制变更部也变更所述燃料喷射器控制部的控制,使得在所述排气冲程期间不从所述燃料喷射器喷射燃料,而是在所述进气冲程期间将排气冲程期间应喷射的燃料量与在紧接在所述排气冲程之后的进气冲程期间应喷射的燃料量相加,将相加后的燃料量从所述燃料喷射器喷射,提供到所述气缸的内部。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统,
其中所述控制变更部当所述差值小于或者等于所述阈值时提高进气冲程喷射的喷射周期与将排气冲程喷射的喷射周期和进气冲程喷射的喷射周期相加得出的喷射周期的分配比,使得所述差值越大,所述分配比越高。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统,
其中在所述进气阀打开之前结束所述排气冲程的燃料喷射,并且在所述排气阀关闭之后开始所述进气冲程的燃料喷射。
5.根据权利要求1所述的燃料喷射控制系统,
其中所述内燃机通过外部废气再循环和内部废气再循环将废气导入所述气缸的内部;
所述燃料喷射控制系统进一步包括:
进气温度检测部,其连接到所述内燃机的所述导入路径,并且用于检测从所述进气阀侧导入所述气缸的内部的气体的温度;
排气温度检测部,其连接到用于从所述内燃机排出废气的排气路径中的用于净化所述废气的催化器的上游部分,用于检测所述废气的温度;
气体温度计算部,其用于利用第一修正系数和第二修正系数修正由所述进气温度检测部检测到的气体温度以计算修正后的气体温度,其中内燃机转速和所述进气阀侧的进气压力越高,所述第一修正系数越大,并且内燃机冷却剂温度和所述进气阀侧的进气压力越高,所述第二修正系数越大;以及
废气温度计算部,其用于利用第三修正系数和第四修正系数修正由所述废气温度检测部测得的废气温度以计算修正后的废气温度,其中所述排气阀和所述进气阀打开时的气阀重叠期间越长,所述第三修正系数越大,并且内燃机冷却剂温度和内燃机转速越高,所述第四修正系数越大,并且
其中所述气缸内温度预测部根据由所述气体温度计算部计算出的气体温度和由所述废气温度计算部计算出的废气温度计算所述气缸进行压缩时的气缸内温度。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射控制系统,
其中所述气缸内温度预测部计算所述气缸进行压缩时的气缸内温度Tf,所述气缸内温度Tf被表达为
Tf=T0·(V0/Vf)(k-1)
其中V0是通过利用第五修正系数和第六修正系数修正由进气阀关闭时的活塞位置在所述气缸中限定的容积而修正的气缸内容积,其中所述进气阀侧的进气压力越高,所述第五修正系数越大,并且所述第五修正系数响应于内燃机转速而变化,并且内燃机冷却剂温度和内燃机转速越高,所述第六修正系数越大;T0是所述进气阀关闭时所述气缸中气体的温度;Vf是由位于上死点的活塞在所述气缸中限定的容积;k是热容比。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012117175A JP5939031B2 (ja) | 2012-05-23 | 2012-05-23 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
JP2012-117175 | 2012-05-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103423004A CN103423004A (zh) | 2013-12-04 |
CN103423004B true CN103423004B (zh) | 2016-07-06 |
Family
ID=49547167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310190066.7A Expired - Fee Related CN103423004B (zh) | 2012-05-23 | 2013-05-21 | 内燃机的燃料喷射控制系统 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9382856B2 (zh) |
JP (1) | JP5939031B2 (zh) |
CN (1) | CN103423004B (zh) |
DE (1) | DE102013208616B4 (zh) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI124121B (fi) * | 2010-12-01 | 2014-03-31 | Wärtsilä Finland Oy | Polttomoottorin ohjausmenetelmä ja polttomoottori |
JP5939031B2 (ja) * | 2012-05-23 | 2016-06-22 | スズキ株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
EP2940276A4 (en) * | 2012-12-25 | 2016-12-07 | Yanmar Co Ltd | ENGINE |
US9309823B2 (en) * | 2014-01-13 | 2016-04-12 | GM Global Technology Operations LLC | Exhaust gas recirculation cooler protection system and method |
JP6390490B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2018-09-19 | スズキ株式会社 | エンジンの燃料噴射制御装置 |
US10012155B2 (en) * | 2015-04-14 | 2018-07-03 | Woodward, Inc. | Combustion pressure feedback based engine control with variable resolution sampling windows |
CN106150660B (zh) * | 2015-04-20 | 2018-09-18 | 江铃汽车股份有限公司 | 一种抑制直喷增压汽油发动机低速提前点火的方法 |
JP6319255B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2018-05-09 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
KR101908228B1 (ko) * | 2017-05-23 | 2018-10-16 | 현대제철 주식회사 | 전처리 온도 최적화를 통한 바이오매스 연료 제조방법 |
JP7052536B2 (ja) | 2018-05-02 | 2022-04-12 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの制御装置 |
KR20200057946A (ko) * | 2018-11-19 | 2020-05-27 | 현대자동차주식회사 | 배기가스 재순환 장치를 구비한 차량의 제어 방법 |
WO2021011528A1 (en) | 2019-07-15 | 2021-01-21 | The Research Foundation For The State University Of New York | Method for control of advanced combustion through split direct injection of high heat of vaporization fuel or water fuel mixtures |
CN114127400B (zh) * | 2019-07-18 | 2023-09-12 | 三菱电机株式会社 | 内燃发动机的控制装置以及控制方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1462334A (zh) * | 2000-09-22 | 2003-12-17 | 罗伯特-博希股份公司 | 内燃机的运行方法 |
CN1616809A (zh) * | 2003-11-11 | 2005-05-18 | 丰田自动车株式会社 | 用于内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法 |
CN1690393A (zh) * | 2004-04-23 | 2005-11-02 | 丰田自动车株式会社 | 在内燃机中控制燃油喷射的装置和方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2678789B2 (ja) * | 1989-04-11 | 1997-11-17 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の吸気温度検出装置 |
JP2000054884A (ja) * | 1998-08-10 | 2000-02-22 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御方法 |
JP3669175B2 (ja) | 1998-09-24 | 2005-07-06 | 日産自動車株式会社 | 可変動弁エンジンのプレイグニッション防止装置 |
JP4427906B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2010-03-10 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
JP4158679B2 (ja) * | 2003-10-29 | 2008-10-01 | 日産自動車株式会社 | エンジンの吸入ガス温度推定装置 |
JP4039360B2 (ja) * | 2003-11-26 | 2008-01-30 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射装置 |
JP2005291133A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Hitachi Ltd | 燃料噴射制御装置 |
DE102006007718A1 (de) | 2006-02-20 | 2007-08-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
JP2007262996A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Denso Corp | 内燃機関用燃料噴射装置 |
JP5753374B2 (ja) | 2010-12-02 | 2015-07-22 | 株式会社島精機製作所 | 編地の接合方法、および編地 |
JP5099252B2 (ja) * | 2011-07-26 | 2012-12-19 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の始動制御装置 |
JP5939031B2 (ja) * | 2012-05-23 | 2016-06-22 | スズキ株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
-
2012
- 2012-05-23 JP JP2012117175A patent/JP5939031B2/ja active Active
-
2013
- 2013-04-30 US US13/873,866 patent/US9382856B2/en active Active
- 2013-05-10 DE DE102013208616.4A patent/DE102013208616B4/de active Active
- 2013-05-21 CN CN201310190066.7A patent/CN103423004B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1462334A (zh) * | 2000-09-22 | 2003-12-17 | 罗伯特-博希股份公司 | 内燃机的运行方法 |
CN1616809A (zh) * | 2003-11-11 | 2005-05-18 | 丰田自动车株式会社 | 用于内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法 |
CN1690393A (zh) * | 2004-04-23 | 2005-11-02 | 丰田自动车株式会社 | 在内燃机中控制燃油喷射的装置和方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
高压共轨柴油机判缸策略及燃油喷射控制;郑朝武 周文华 郭修其;《车用发动机》;20100831(第4期);66-69,73 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103423004A (zh) | 2013-12-04 |
DE102013208616A1 (de) | 2013-11-28 |
US9382856B2 (en) | 2016-07-05 |
DE102013208616B4 (de) | 2018-07-05 |
JP2013241924A (ja) | 2013-12-05 |
JP5939031B2 (ja) | 2016-06-22 |
US20130312708A1 (en) | 2013-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103423004B (zh) | 内燃机的燃料喷射控制系统 | |
RU140272U1 (ru) | Система двигателя | |
CN102906398B (zh) | 用于改进瞬态发动机运行的方法 | |
US7747379B2 (en) | Control device of direct injection internal combustion engine | |
CN102124199B (zh) | 内燃机控制装置 | |
CN101558226B (zh) | 用于内燃发动机的控制设备及控制方法 | |
RU2568373C2 (ru) | Способ диагностики топливных форсунок | |
CN101476509B (zh) | 用于控制发动机进气流量的方法 | |
CN105317569A (zh) | 用于专用egr汽缸排气温度控制的系统和方法 | |
CN104047751B (zh) | 用于改善发动机启动的方法 | |
CN102444492A (zh) | 发动机运转方法 | |
CN104100396A (zh) | 用于发动机控制的方法和系统 | |
US10221787B2 (en) | Method and system for a variable displacement engine | |
KR19980087252A (ko) | 엔진 내의 두 스파크 점화 연소 상태 사이의 순간 제어 시스템 | |
CN106103950B (zh) | 发动机控制装置 | |
CN104421012A (zh) | 用于液化石油气燃料发动机的发动机控制 | |
US10247115B2 (en) | Method of reducing engine NOx emissions | |
CN103982310B (zh) | 用于补偿生物柴油燃料的系统和方法 | |
CN104165097A (zh) | 可变排量发动机的控制系统和方法 | |
JP5124522B2 (ja) | 圧縮自己着火式内燃機関の制御装置 | |
CN104100384A (zh) | 减少由最小脉冲宽度约束导致的富化 | |
US6848435B2 (en) | Control system for compression ignition internal combustion engine | |
Nakayama et al. | An application of model based combustion control to transient cycle-by-cycle diesel combustion | |
US20170159594A1 (en) | Gdci cold start misfire prevention | |
CN106762185B (zh) | 用于补偿十六烷的系统和方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160706 Termination date: 20210521 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |