CN108343526B - 发动机系统及发动机系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发动机系统及发动机系统的控制方法，发动机系统包括具有多个气缸的发动机、燃料供给装置以及电子控制单元。所述电子控制单元构成为根据发动机的运转状态来调整由缸内喷射阀进行的燃料喷射与由进气口喷射阀进行的燃料喷射的喷射比例，而对发动机进行运转控制，并且对燃料供给装置进行控制。所述电子控制单元构成为执行不平衡诊断。所述电子控制单元在对由进气口喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了稀不平衡时，将进气口喷射阀的第一燃料喷射区域变更为缸内喷射阀的第二燃料喷射区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机系统及发动机系统的控制方法，详细地说，涉及具备发动机的发动机系统及发动机系统的控制方法，该发动机具有包括向气缸内喷射燃料的缸内喷射阀和向进气口喷射燃料的进气口喷射阀的多个气缸。
背景技术
作为关联技术的发动机系统，提出了如下的方案：发动机系统具备发动机，该发动机具有包括缸内喷射阀和进气口喷射阀的多个气缸，在该发动机中，在发生了基于燃料喷射的气缸间的不均异常(不平衡)时，执行使不平衡抵消的处理(例如，参照日本特开2012-233425)。在所述发动机系统中，作为使不平衡抵消的处理，在使不平衡抵消的方向上执行燃料喷射时间的增减处理，并且在可变喷孔喷射阀的情况下在使不平衡抵消的方向上执行有效开口面积的增减处理、进气门的开度的增减处理等，由此适当地消除不平衡。
发明内容
然而，在上述的发动机系统中，在发生了多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量少的稀不平衡时通过增加燃料喷射时间来适当地消除不平衡的情况下，在不平衡的程度比较大时，会产生安装于排气系统的净化装置的催化剂过热的情况。为了进一步抑制催化剂的过热，需要按照各气缸来进行燃料喷射量的增量，但是增量变得过量。
本发明提供一种在发生了进气口喷射的稀不平衡时进一步抑制安装于排气系统的净化装置的催化剂的过热并进一步抑制不平衡的发动机系统及发动机系统的控制方法。
本发明的第一方式是发动机系统。所述发动机系统包括具有多个气缸的发动机、燃料供给装置、电子控制单元。所述发动机包括缸内喷射阀和进气口喷射阀。所述缸内喷射阀构成为向所述发动机的缸内喷射燃料。所述进气口喷射阀构成为向所述发动机的进气口喷射燃料。所述燃料供给装置包括第一泵和第二泵。所述第一泵对来自燃料罐的燃料进行加压并供给到与所述进气口喷射阀连接的第一供给流路。所述第二泵对所述第一供给流路的燃料进行加压并供给到与所述缸内喷射阀连接的第二供给流路。所述电子控制单元构成为根据所述发动机的运转状态来调整由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射与由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射之间的喷射比例，而对所述发动机进行运转控制，并且对所述燃料供给装置进行控制。所述电子控制单元构成为基于空燃比的变动及所述发动机的旋转变动中的任一者，对由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射和由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射执行不平衡诊断。所述不平衡诊断包括是否发生了浓不平衡的诊断以及是否发生了稀不平衡的诊断。所述浓不平衡是所述多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量多的不平衡。所述稀不平衡是所述多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量少的不平衡。所述电子控制单元构成为在所述电子控制单元对由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了所述稀不平衡时，将燃料喷射的区域从第一燃料喷射区域变更为第二燃料喷射区域。所述第一燃料喷射区域是从所述进气口喷射阀喷射燃料的所述区域。所述第二燃料喷射量域是从所述缸内喷射阀喷射燃料的所述区域。
根据本发明的第一方式的发动机系统，根据发动机的运转状态来调整由缸内喷射阀进行的燃料喷射与由进气口喷射阀进行的燃料喷射之间的喷射比例，对发动机进行运转控制。并且，基于空燃比的变动及发动机的旋转变动中的任一者，对由缸内喷射阀进行的燃料喷射和由进气口喷射阀进行的燃料喷射执行不平衡诊断，该不平衡诊断判断是否发生了多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量多的浓不平衡以及是否发生了多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量少的稀不平衡。通过所述不平衡诊断，在对由进气口喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了稀不平衡时，将基于进气口喷射阀的第一燃料喷射区域变更为基于缸内喷射阀的第二燃料喷射区域。由此，在基于进气口喷射阀的第一燃料喷射区域能够进一步抑制由于通过进气口喷射阀进行燃料喷射而产生的不平衡，能够进一步抑制排气净化装置的催化剂的过热。即，能够进一步抑制排气净化装置的催化剂的过热并进一步抑制不平衡。
在所述发动机系统中，也可以是，所述电子控制单元构成为，在将燃料喷射的区域从所述第一燃料喷射区域变更为所述第二燃料喷射区域而使所述发动机运转时，在所述发动机不易失火的燃料喷射定时执行从所述缸内喷射阀的燃料喷射。基于进气口喷射阀的第一燃料喷射区域是如下区域：从燃料经济性、稳定性等观点出发，从进气口喷射阀进行燃料喷射使发动机运转的情况比从缸内喷射阀进行燃料喷射使发动机运转的情况有优势。因此，根据本发明的第一方式，在将基于进气口喷射阀的第一燃料喷射区域变更为基于缸内喷射阀的第二燃料喷射区域而使发动机运转时，在发动机不易失火的燃料喷射定时执行从缸内喷射阀的燃料喷射，由此能够进一步抑制由于切换为基于缸内喷射阀的第二燃料喷射区域而使燃料经济性、稳定性等下降的情况。在此，“不易失火的燃料喷射定时”不仅包括通过实验等而求出的最不易失火的燃料喷射定时，也可以包括其附近的燃料喷射定时，而且，还可以包括能够稳定地爆发燃烧的燃料喷射定时。
在所述发动机系统中，也可以是，所述电子控制单元构成为，在将燃料喷射的区域从所述第一燃料喷射区域变更为所述第二燃料喷射区域而使所述发动机运转时，以使所述第二供给流路内的燃料压力成为所述发动机不易失火的压力的方式控制所述燃料供给装置。根据本发明的第一方式，能够进一步抑制由于切换为基于缸内喷射阀的第二燃料喷射区域而燃料经济性或稳定性等的下降。在此，“不易失火的压力”不仅包括通过实验等求出的最不易失火的第二供给流路内的燃料压力，也可以包括其附近的燃料压力，而且，还可以包括能够稳定地爆发燃烧的燃料压力。
在所述发动机系统中，也可以是，所述电子控制单元构成为，在所述电子控制单元将燃料喷射的区域从所述第一燃料喷射区域变更为所述第二燃料喷射区域之后，对由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了稀不平衡时，使燃料喷射的区域从所述第二燃料喷射区域返回到所述第一燃料喷射区域。在通常的较多的发动机中，在对于由进气口喷射阀进行的燃料喷射和由缸内喷射阀进行的燃料喷射都发生了稀不平衡时，针对由进气口喷射阀进行的燃料喷射的稀不平衡的程度比针对由缸内喷射阀进行的燃料喷射的稀不平衡的程度小。因此，根据本发明的第一方式，在将基于进气口喷射阀的第一燃料喷射区域变更为基于缸内喷射阀的第二燃料喷射区域之后，对由缸内喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了稀不平衡时，使变更为基于缸内喷射阀的第二燃料喷射区域的区域返回到原来的基于进气口喷射阀的第一燃料喷射区域，由此能够减小不平衡的程度。
在所述发动机系统中，也可以是，所述电子控制单元构成为，在使变更为基于所述缸内喷射阀的所述第二燃料喷射区域的区域返回到原来的基于所述进气口喷射阀的所述第一燃料喷射区域而使所述发动机运转时，在所述发动机不易失火的燃料喷射定时执行从所述进气口喷射阀的燃料喷射。根据本发明的第一方式，能够进一步抑制不平衡的程度。在此，“不易失火的燃料喷射定时”不仅包括通过实验等求出的最不易失火的燃料喷射定时，也可以包括其附近的燃料喷射定时，而且，还可以包括能够稳定地爆发燃烧的燃料喷射定时。
本发明的第二方式提供一种发动机系统的控制方法。所述发动机系统包括具有多个气缸的发动机、燃料供给装置以及电子控制单元。所述发动机包括缸内喷射阀和进气口喷射阀。所述缸内喷射阀构成为向所述发动机的气缸内喷射燃料。所述进气口喷射阀构成为向所述发动机的进气口喷射燃料。所述燃料供给装置包括第一泵和第二泵。所述第一泵构成为对来自燃料罐的燃料进行加压并供给到与所述进气口喷射阀连接的第一供给流路。所述第二泵构成为对所述第一供给流路的燃料进行加压并供给到与所述缸内喷射阀连接的第二供给流路。所述发动机系统的控制方法包括如下步骤：通过所述电子控制单元，根据所述发动机的运转状态来调整由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射与由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射之间的喷射比例，而对所述发动机进行运转控制，并且对所述燃料供给装置进行控制；通过所述电子控制单元，基于空燃比的变动及所述发动机的旋转变动中的任一者，对由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射和由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射执行不平衡诊断；以及在所述电子控制单元对由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了所述稀不平衡时，通过所述电子控制单元将燃料喷射的区域从第一燃料喷射区域变更为第二燃料喷射区域。所述不平衡诊断包括是否发生浓不平衡的诊断及是否发生稀不平衡的诊断。所述浓不平衡是所述多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量多的不平衡。所述稀不平衡是所述多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量少的不平衡。所述第一燃料喷射区域是从所述进气口喷射阀喷射燃料的区域，所述第二燃料喷射量域是从所述缸内喷射阀喷射燃料的区域。
附图说明
上述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。
图1是表示作为本发明的一实施例的发动机系统的结构的概略的结构图。
图2是表示通过ECU执行的喷射模式区域切换处理例程的一例的流程图。
图3是表示比较例和实施例中的喷射模式、空燃比、催化剂床层温度的时间变化的说明图。
图4是表示实施例中的喷射模式、空燃比、催化剂床层温度的时间变化的说明图。
图5是表示变形例的喷射模式区域切换处理例程的一例的流程图。
具体实施方式
接下来，使用实施例，说明用于实施本发明的方式。
图1是表示作为本发明的一实施例的发动机系统10的结构的概略的结构图。如图所示，实施例的发动机系统10具备发动机12、燃料供给装置60、对发动机12进行运转控制的电子控制单元(以下，称为“ECU”)70。另外，发动机系统10搭载于仅使用来自发动机12的动力来行驶的机动车、使用来自发动机12及未图示的电动机的动力来行驶的混合动力机动车等。
发动机12具有多个气缸(例如，四气缸、六气缸、八气缸等)，构成为使用汽油或轻油等燃料来输出动力的内燃机。如图所示，发动机12具有向气缸内喷射燃料的缸内喷射阀125和向进气口喷射燃料的进气口喷射阀126。发动机12通过具有缸内喷射阀125和进气口喷射阀126而能够以进气口喷射模式、缸内喷射模式和共用喷射模式中的任一种模式运转。在进气口喷射模式中，经由节气门124吸入由空气滤清器122净化后的空气并从进气口喷射阀126喷射燃料而使空气与燃料混合。然后，将空气与燃料的混合气经由进气门128吸入到燃烧室，通过由火花塞130产生的电火花使该混合气爆发燃烧，将由其能量压下的活塞132的往复运动转换成曲轴26的旋转运动。在缸内喷射模式中，与进气口喷射模式同样地，将空气吸入到燃烧室，在进气冲程的中途或直至压缩冲程之后从缸内喷射阀125喷射燃料，通过由火花塞130产生的电火花使其爆发燃烧而得到曲轴26的旋转运动。在共用喷射模式中，在将空气吸入到燃烧室时，从进气口喷射阀126喷射燃料，并且在进气冲程或压缩冲程中从缸内喷射阀125喷射燃料，通过由火花塞130产生的电火花使其爆发燃烧而得到曲轴26的旋转运动。上述的喷射模式基于发动机12的运转状态来切换。来自燃烧室的排气经由净化装置134向大气排出，该净化装置134具有对一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮氧化物(NOx)的有害成分进行净化的净化催化剂(三效催化剂)。
燃料供给装置60构成为将燃料罐58的燃料向发动机12的缸内喷射阀125、进气口喷射阀126供给的装置。燃料供给装置60具备：电动的燃料泵62，将燃料罐58的燃料供给到与进气口喷射阀126连接的燃料管63；以及高压燃料泵64，对燃料管63内的燃料进行加压并供给到与缸内喷射阀125连接的输送管66。而且，燃料供给装置60具备减压阀67，该减压阀67设置于与输送管66和燃料罐58连接的减压管68，并能够通过与大气压的差压而对输送管66内的被加压后的燃料的压力(燃料压力)进行减压。高压燃料泵64是由来自发动机12的动力(凸轮轴的旋转)来驱动而对燃料管63内的燃料进行加压的泵。高压燃料泵64具有：电磁阀64a，与所述高压燃料泵64的吸入口连接，在对燃料进行加压时开闭；以及单向阀64b，与所述高压燃料泵64的喷出口连接，防止燃料的逆流并保持输送管66内的燃料压力。由此，在发动机12的运转中，高压燃料泵64当电磁阀64a开阀时吸入来自燃料泵62的燃料，当电磁阀64a闭阀时将由通过来自发动机12的动力而工作的未图示的柱塞压缩的燃料经由单向阀64b断续地送入输送管66，由此对向输送管66供给的燃料进行加压。减压阀67是防止输送管66内的燃料压力过量的情况且在发动机12停止时为了使输送管66内的燃料压力下降而开阀的电磁阀。当减压阀67开阀时，输送管66内的燃料经由减压管68而返回到燃料罐58。
虽然未图示，ECU70构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。
为了对发动机12进行运转控制所需的来自各种传感器的信号经由输入端口向ECU70输入。作为向ECU70输入的信号，可列举例如来自检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140的曲轴位置θcr、来自检测发动机12的冷却水的温度的水温传感器142的冷却水温Tw等。而且，也可列举来自安装于燃烧室内的压力传感器143的缸内压力Pin、来自检测对进气门128进行开闭的进气凸轮轴或对排气阀进行开闭的排气凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传感器144的凸轮位置θca等。进而，也可列举来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节气门开度TH、来自安装于进气管的气流计148的进气量Qa、来自安装于进气管的温度传感器149的进气温度Ta等。此外，也可列举来自安装于排气管的空燃比传感器135a的空燃比AF、来自安装于排气管的氧传感器135b的氧信号O2等。而且，也可列举来自检测高压燃料泵64的转速的转速传感器64c的转速Np、来自检测燃料供给装置60的输送管66内的燃料压力(向缸内喷射阀125供给的燃料的燃料压力)的燃料压力传感器69的燃料压力Pf(以下，称为“检测燃料压力Pfdet”)等。
从ECU70经由输出端口输出用于对发动机12进行运转控制的各种控制信号。作为从ECU70输出的信号，可列举例如对缸内喷射阀125的驱动信号、对进气口喷射阀126的驱动信号、对调节节气门124的位置的节气门电动机136的驱动信号、对与点火器一体化的点火线圈138的控制信号等。而且，也可列举对能够变更进气门128的开闭定时的可变气门定时机构150的控制信号、对燃料泵62的驱动信号、对高压燃料泵64的电磁阀64a的驱动信号、对减压阀67的驱动信号等。
ECU70基于来自曲轴位置传感器140的曲轴位置θcr来运算发动机12的转速Ne，或者基于来自气流计148的进气量Qa和发动机12的转速Ne来运算体积效率(发动机12的在一个循环中实际吸入的空气的容积相对于每一循环的冲程容积之比)KL。
在以上述方式构成的实施例的发动机系统10中，ECU70以使发动机12根据目标转速Ne*和目标转矩Te*而运转的方式进行发动机12的进气量控制、燃料喷射控制、点火控制。关于点火控制，不作为本发明的核心，因此省略详细说明。在进气量控制中，基于目标转矩Te*来设定目标空气量Qa*，以使进气量Qa达到目标空气量Qa*的方式设定目标节气门开度TH*，以使节气门开度TH达到目标节气门开度TH*的方式对节气门电动机136进行驱动控制。在燃料喷射控制中，首先，基于发动机12的运转状态(例如，发动机12的转速Ne、体积效率KL)，从进气口喷射模式、缸内喷射模式、共用喷射模式之中设定执行用喷射模式。接下来，基于目标空气量Qa*和执行用喷射模式，以使空燃比AF达到目标空燃比AF*(例如理论空燃比)的方式设定缸内喷射阀125及进气口喷射阀126的目标燃料喷射量Qfd*、Qfp*。然后，基于目标燃料喷射量Qfd*、Qfp*来设定缸内喷射阀125及进气口喷射阀126的目标燃料喷射时间τfd*、τfp*，以从缸内喷射阀125及进气口喷射阀126进行目标燃料喷射时间τfd*、τfp*的燃料喷射的方式对缸内喷射阀125及进气口喷射阀126进行驱动控制。
缸内喷射阀125的目标燃料喷射时间τfd*基于目标燃料喷射量Qfd*和来自燃料压力传感器69的检测燃料压力Pfdet来设定。具体地说，在目标燃料喷射量Qfd*相对较多时，与相对较少时相比，目标燃料喷射时间τfd*设定得较长，详细地说，目标燃料喷射量Qfd*越多，则目标燃料喷射时间τfd*设定得越长。进气口喷射阀126的目标燃料喷射时间τfp*基于目标燃料喷射量Qfp*来设定。具体地说，在目标燃料喷射量Qfp*相对较多时，与相对少较时相比，目标燃料喷射时间τfp*设定得较长，详细地说，目标燃料喷射量Qfp*越多，则目标燃料喷射时间τfp*设定得越长。
另外，在发动机12运转时，以使检测燃料压力Pfdet达到目标燃料压力Pf*的方式对高压燃料泵64(电磁阀64a)进行驱动控制。目标燃料压力Pf*基于发动机12的运转状态(发动机12的转速Ne、体积效率KL)来设定。另外，在实施例中，从发动机12的运转开始起经过一定程度的时间为止将缸内喷射模式设定为执行用喷射模式而进行燃料喷射控制。
ECU70在用于执行不平衡诊断的诊断执行条件成立时，执行缸内喷射或进气口喷射中是否发生燃料喷射量的气缸间的不平衡的不平衡诊断。不平衡诊断执行条件包括用于执行不平衡诊断的诊断前提条件和要求不平衡诊断的执行的判定要求条件。在冷却水温Tw为阈值Twref以上时，判定为诊断前提条件成立。阈值Twref是在发动机12的预热是否完成的判定中使用的阈值，可以使用例如70℃、75℃、80℃等。在发动机12的动作点为用于执行(适合于执行)缸内喷射或进气口喷射的不平衡诊断的判定区域内时，判定为判定要求条件成立。判定区域被确定为如下区域：发动机12的转速Ne为预定转速Ne1以上且预定转速Ne2以下，并且，发动机12的体积效率KL为预定效率KL1以上且预定效率KL2以下。在此，预定转速Ne1可以使用例如1150rpm、1200rpm、1250rpm等。预定转速Ne2可以使用例如1950rpm、2000rpm、2050rpm等。预定效率KL1可以使用例如38％、40％、42％等。预定效率KL2可以使用例如63％、65％、67％等。在这样的诊断前提条件及判定要求条件这两个条件成立时，不平衡诊断执行条件成立。在不平衡诊断中，进行多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量是否比其他气缸的燃料喷射量多的浓不平衡诊断以及多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量是否比其他气缸的燃料喷射量少的稀不平衡诊断。在浓不平衡诊断中，监控来自空燃比传感器135a的空燃比AF的波形，在所述波形的斜度kaf超过判定用阈值kafth时，判定为发生浓不平衡。判定用阈值kaft设定为燃料喷射系统未发生异常时的来自空燃比传感器135a的空燃比AF的波形的斜度的最大值kref的k倍(例如，1.2倍、1.4倍、1.6倍等)的值。在稀不平衡诊断中，利用与浓不平衡诊断同样的方法来判定是否发生稀不平衡，或者使用来自曲轴位置传感器140的曲轴角θcr从各气缸的上止点旋转30度所需的所需时间T30(发动机12的旋转变动)来判定是否发生燃料喷射量的气缸间的不平衡。另外，缸内喷射的不平衡的诊断除了能够在以缸内喷射模式使发动机12运转的情况下进行之外，还能够在缸内喷射与进气口喷射的比例为8:2或7:3等而使发动机12运转的情况下进行。反之，进气口喷射的不平衡的诊断除了能够在以进气口喷射模式使发动机12运转的情况下进行之外，还能够在进气口喷射与缸内喷射的比例为8:2或7:3等而使发动机12运转的情况下进行。
接下来，说明以上述方式构成的实施例的发动机系统10的动作，尤其是诊断出进气口喷射的稀不平衡时的动作。图2是表示通过ECU70执行的喷射模式区域切换处理例程的一例的流程图。
当执行所述喷射模式区域切换处理例程时，ECU70首先检查是否通过不平衡诊断而诊断为发生了进气口喷射的稀不平衡(步骤S100)。在诊断为未发生进气口喷射的稀不平衡时，设为通常控制(步骤S140)，结束本例程。在此，作为本例程中的通常控制，是在发动机12的各动作点(各运转点)处保持预先确定的喷射模式(进气口喷射模式、缸内喷射模式、共用喷射模式)的区域的控制。
在步骤S100中诊断为发生了进气口喷射的稀不平衡时，将发动机的动作区域中的进气口喷射模式区域变更为缸内喷射模式区域(步骤S110)。进气口喷射模式区域是从燃料经济性、稳定性等观点出发而通过进气口喷射模式使发动机12运转比通过缸内喷射模式使发动机12运转有优势的区域。然而，在发生了进气口喷射的稀不平衡时，通过未发生稀不平衡的缸内喷射模式使发动机12运转能够进一步抑制燃料经济性、稳定性的下降。而且，当稀不平衡持续时，使净化装置134的净化催化剂(三效催化剂)的温度上升，净化催化剂可能会过热。然而，通过切换为缸内喷射模式区域而适当地消除稀不平衡，能够抑制净化催化剂的过热。
接下来，再检查是否通过模式的区域变更后的不平衡诊断而诊断为发生了缸内喷射的稀不平衡(步骤S120)。在诊断为未发生缸内喷射的稀不平衡时，保持模式的区域变更而结束本例程。在诊断为发生了缸内喷射的稀不平衡时，使进行了区域变更的区域返回到原来的进气口喷射模式区域(步骤S130)，结束本例程。与通常的较多的发动机同样地，在实施例的发动机12中，在进气口喷射模式区域发生进气口喷射的稀不平衡和缸内喷射的稀不平衡时，进气口喷射的稀不平衡的程度比缸内喷射的稀不平衡的程度小。因此，在将进气口喷射模式区域变更为缸内喷射模式区域之后，当诊断为发生了缸内喷射的稀不平衡时，使变更后的区域返回到原来的进气口喷射模式区域，由此能够减小不平衡的程度。
图3是表示发生了进气口喷射的不平衡时的比较例和实施例的喷射模式、空燃比、催化剂床层温度的时间变化的一例的说明图。图中，催化剂床层温度(实施例)的单点划线表示催化剂床层温度(比较例)。比较例是即使在发生了进气口喷射的不平衡时也保持进气口喷射模式区域的情况。在比较例中，当发生了进气口喷射的不平衡时，空燃比比较大地变动，催化剂床层温度伴随着时间的经过而升高，发生过热。另一方面，在实施例中，在诊断为发生了进气口喷射的不平衡的时间T1将进气口喷射模式区域变更为缸内喷射模式区域，由此喷射模式从进气口喷射模式切换为缸内喷射模式。由于未发生缸内喷射的不平衡，因此比较大地变动了的空燃比的变动减小，温度上升的催化剂床层温度保持其温度。
图4是表示由于发生了进气口喷射的稀不平衡而进行了区域变更之后的通过不平衡诊断来诊断为发生了缸内喷射的稀不平衡时的实施例中的喷射模式、空燃比和催化剂床层温度的时间变化的说明图。由于空燃比比较大地变动，诊断为发生了进气口喷射的不平衡，在时间T2将进气口喷射模式区域变更为缸内喷射模式区域，喷射模式从进气口喷射模式切换为缸内喷射模式。即使在缸内喷射的情况下，由于发生了稀不平衡，空燃比也会更大地变动。当诊断为发生了缸内喷射的稀不平衡时，将变更后的区域返回到原来的进气口喷射模式区域，空燃比的变动也恢复原状。催化剂床层温度由于区域变更而上升速度比较大，但是通过恢复区域变更而收敛成与进气口喷射的不平衡的程度对应的温度。
在以上说明的实施例的发动机系统10中，在诊断到进气口喷射的稀不平衡时，将进气口喷射模式区域变更为缸内喷射模式区域。由此，能够进一步抑制安装在发动机12的排气系统中的净化装置134的净化催化剂的过热，并且能够进一步抑制不平衡。在将进气口喷射模式区域变更为缸内喷射模式区域之后通过不平衡诊断而诊断出进气口喷射的稀不平衡时，使进行了区域变更的区域返回原来的进气口喷射模式区域。由此，与保持区域变更的情况相比，能够减小不平衡的程度。
在实施例的发动机系统10中，在诊断到进气口喷射的稀不平衡时，将进气口喷射模式区域变更为缸内喷射模式区域。也可以是，在这样的区域变更之外，如图5的变形例的喷射模式区域切换处理例程所示，在进行了区域变更时还将缸内喷射的燃料喷射定时和输送管66的燃料压力Pfd变更为不易失火的燃料喷射定时和压力(步骤S115)。进气口喷射模式区域是从燃料经济性、稳定性等观点出发而通过进气口喷射模式使发动机12运转比通过缸内喷射模式使发动机12运转有优势的区域。因此，在将进气口喷射模式区域变更为缸内喷射模式区域而使发动机运转时，通过设为不易失火的燃料喷射定时、不易失火的燃料压力Pfd，能够进一步抑制由于切换为缸内喷射模式区域而使燃料经济性、稳定性等下降的情况。在此，作为“不易失火的燃料喷射定时”，可以设为通过实验等而求出的最不易失火的燃料喷射定时，也可以设为其附近的燃料喷射定时，另外，还可以设为能够稳定地爆发燃烧的燃料喷射定时。
在实施例的发动机系统10中，在通过区域变更之后的不平衡诊断而诊断出缸内喷射的稀不平衡时，使进行了区域变更后的区域返回到原来的进气口喷射模式区域。也可以是，在这样的区域变更的返回之外，如图5的变形例的喷射模式区域切换处理例程所示，还在恢复区域变更时将进气口喷射的燃料喷射定时变更为不易失火的燃料喷射定时(步骤S135)。这样一来，能够进一步抑制不平衡的程度。
对实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素之间的对应关系进行说明。实施例中的缸内喷射阀125是“缸内喷射阀”的一例，进气口喷射阀126是“进气口喷射阀”的一例，发动机12是“发动机”的一例。燃料罐58是“燃料罐”的一例，燃料管63是“第一供给流路”的一例，燃料泵62是“第一泵”的一例，输送管66是“第二供给流路”的一例，高压燃料泵64是“第二泵”的一例，燃料供给装置60是“燃料供给装置”的一例。并且，电子控制单元70(ECU70)是“电子控制单元”的一例。而且，喷射模式的区域是燃料喷射的“区域”的一例。所述进气口喷射模式是“第一燃料喷射区域”的一例。缸内喷射模式是“第二燃料喷射区域”的一例。
另外，关于实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素之间的对应关系，实施例是用于具体地说明用于实施用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的方式的一例，因此并非对用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的要素进行限定。即，用于解决课题的技术方案一栏所记载的关于发明的解释应基于该栏的记载而进行，实施例只不过是用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的具体一例。
以上，使用实施例说明了用于实施本发明的方式，但是本发明不受这样的实施例的任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内当然能以各种方式实施。
本发明能够应用于发动机系统的制造产业等。
Claims (8)
1.一种发动机系统，包括：
发动机，具有多个气缸，所述发动机包括缸内喷射阀和进气口喷射阀，所述缸内喷射阀构成为向所述发动机的气缸内喷射燃料，所述进气口喷射阀构成为向所述发动机的进气口喷射燃料；
燃料供给装置，包括第一泵和第二泵，所述第一泵构成为对来自燃料罐的燃料进行加压并供给到与所述进气口喷射阀连接的第一供给流路，所述第二泵构成为对所述第一供给流路的燃料进行加压并供给到与所述缸内喷射阀连接的第二供给流路；以及
电子控制单元，构成为根据所述发动机的运转状态来调整由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射与由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射之间的喷射比例，而对所述发动机进行运转控制，并且对所述燃料供给装置进行控制，
所述电子控制单元构成为基于空燃比的变动以及所述发动机的旋转变动中的任一者，对由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射和由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射执行不平衡诊断，所述不平衡诊断包括是否发生了浓不平衡的诊断以及是否发生了稀不平衡的诊断，所述浓不平衡是所述多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量多的不平衡，所述稀不平衡是所述多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量少的不平衡，
所述电子控制单元构成为在所述电子控制单元对由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了所述稀不平衡时，将燃料喷射的区域从第一燃料喷射区域变更为第二燃料喷射区域，所述第一燃料喷射区域是从所述进气口喷射阀喷射燃料的区域，所述第二燃料喷射区域是从所述缸内喷射阀喷射燃料的区域。
2.根据权利要求1所述的发动机系统，其中，
所述电子控制单元构成为，在将燃料喷射的区域从所述第一燃料喷射区域变更为所述第二燃料喷射区域而使所述发动机运转时，在所述发动机不易失火的燃料喷射定时执行从所述缸内喷射阀的燃料喷射。
3.根据权利要求1或2所述的发动机系统，其中，
所述电子控制单元构成为，在将燃料喷射的区域从所述第一燃料喷射区域变更为所述第二燃料喷射区域而使所述发动机运转时，以使所述第二供给流路内的燃料压力成为所述发动机不易失火的压力的方式控制所述燃料供给装置。
4.根据权利要求1或2所述的发动机系统，其中，
所述电子控制单元构成为，在所述电子控制单元将燃料喷射的区域从所述第一燃料喷射区域变更为所述第二燃料喷射区域之后，对由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了稀不平衡时，使燃料喷射的区域从所述第二燃料喷射区域返回到所述第一燃料喷射区域。
5.根据权利要求3所述的发动机系统，其中，
所述电子控制单元构成为，在所述电子控制单元将燃料喷射的区域从所述第一燃料喷射区域变更为所述第二燃料喷射区域之后，对由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了稀不平衡时，使燃料喷射的区域从所述第二燃料喷射区域返回到所述第一燃料喷射区域。
6.根据权利要求4所述的发动机系统，其中，
所述电子控制单元构成为，在使燃料喷射的区域从所述第二燃料喷射区域返回到所述第一燃料喷射区域而使所述发动机运转时，在所述发动机不易失火的燃料喷射定时执行从所述进气口喷射阀的燃料喷射。
7.根据权利要求5所述的发动机系统，其中，
所述电子控制单元构成为，在使燃料喷射的区域从所述第二燃料喷射区域返回到所述第一燃料喷射区域而使所述发动机运转时，在所述发动机不易失火的燃料喷射定时执行从所述进气口喷射阀的燃料喷射。
8.一种发动机系统的控制方法，
所述发动机系统包括具有多个气缸的发动机、燃料供给装置以及电子控制单元，
所述发动机包括缸内喷射阀和进气口喷射阀，所述缸内喷射阀构成为向所述发动机的气缸内喷射燃料，所述进气口喷射阀构成为向所述发动机的进气口喷射燃料，
所述燃料供给装置包括第一泵和第二泵，所述第一泵构成为对来自燃料罐的燃料进行加压并供给到与所述进气口喷射阀连接的第一供给流路，所述第二泵构成为对所述第一供给流路的燃料进行加压并供给到与所述缸内喷射阀连接的第二供给流路，
所述控制方法包括如下步骤：
通过所述电子控制单元，根据所述发动机的运转状态来调整由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射与由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射之间的喷射比例，而对所述发动机进行运转控制，并且对所述燃料供给装置进行控制；
通过所述电子控制单元，基于空燃比的变动以及所述发动机的旋转变动中的任一者，对由所述缸内喷射阀进行的燃料喷射和由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射执行不平衡诊断，所述不平衡诊断包括是否发生了浓不平衡的诊断以及是否发生了稀不平衡的诊断，所述浓不平衡是所述多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量多的不平衡，所述稀不平衡是所述多个气缸中的某个气缸的燃料喷射量比其他气缸的燃料喷射量少的不平衡；以及
在所述电子控制单元对由所述进气口喷射阀进行的燃料喷射诊断为发生了所述稀不平衡时，通过所述电子控制单元将燃料喷射的区域从第一燃料喷射区域变更为第二燃料喷射区域，所述第一燃料喷射区域是从所述进气口喷射阀喷射燃料的区域，所述第二燃料喷射区域是从所述缸内喷射阀喷射燃料的区域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20210504 |