CN108533412B - 燃料喷射控制装置及燃料喷射控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供燃料喷射控制装置及燃料喷射控制方法。燃料喷射控制装置应用于具备进气口喷射阀和缸内喷射阀这两种喷射阀的内燃机，进行仅进气口喷射阀进行燃料喷射的全进气口喷射与仅缸内喷射阀进行燃料喷射的全缸内喷射之间的喷射方式的切换。燃料喷射控制装置具备判定进气口的预热是否已完成的进气口预热判定部及基于内燃机转速及预测负荷率来决定喷射方式的喷射方式决定部。在决定内燃机的冷态运转时的喷射方式时，在进气口预热判定部判定为进气口未预热时，与判定为进气口预热已完成时相比，喷射方式决定部扩宽选择全缸内喷射作为喷射方式的内燃机的运转区域的范围。

Description

燃料喷射控制装置及燃料喷射控制方法

技术领域

本发明涉及应用于具备向气缸内喷射燃料的缸内喷射阀和向进气口内喷射燃料的进气口喷射阀这两种燃料喷射阀的内燃机的燃料喷射控制装置及燃料喷射控制方法。

背景技术

在具备上述两种燃料喷射阀的内燃机中，能够将喷射方式切换为仅进气口喷射阀进行燃料喷射的全进气口喷射、仅缸内喷射阀进行燃料喷射的全缸内喷射及双方的燃料喷射阀进行燃料喷射的分开喷射。在日本特开2013-209935号公报所记载的燃料喷射控制装置中，基于冷却水温来进行这样的喷射方式的切换。具体而言，在冷却水温为冷态温度以下时，将喷射方式设为全进气口喷射，在冷却水温处于从冷态温度至预热完成温度的范围时，将喷射方式设为全缸内喷射，在冷却水温为预热完成温度以上时，将喷射方式设为分开喷射。

需要说明的是，上述冷态温度被设定为能够将从缸内喷射阀喷射了燃料时的由向活塞和气缸的壁面的燃料附着引起的燃料的气化不良抑制在容许范围内的冷却水温的下限值。即，在上述以往的燃料喷射控制装置中，在根据冷却水温而掌握的活塞和气缸的壁温充分地上升至使由燃料附着引起的气化不良留在容许范围时，将喷射方式从全进气口喷射切换为全缸内喷射。

发明内容

在外气为极低温时，在进气口流动的进气的温度也降低，进气口的壁面会被该进气冷却，因此，即使冷却水温上升，进气口的壁温有时也仍保持低的状态。在这样的情况下，如果进行进气口喷射阀的燃料喷射(进气口喷射)，则向进气口的壁面的燃料附着变多，相应地，在燃烧室燃烧的燃料的量变少，燃烧可能会恶化。

本发明的目的在于提供一种抑制内燃机的冷态运转时的燃烧的恶化的燃料喷射控制装置及燃料喷射控制方法。

实现上述目的的燃料喷射控制装置应用于具备向进气口内喷射燃料的进气口喷射阀和向气缸内喷射燃料的缸内喷射阀这两种喷射阀的内燃机。并且，该燃料喷射控制装置进行两种喷射阀中仅进气口喷射阀进行燃料喷射的全进气口喷射与两种喷射阀中仅缸内喷射阀进行燃料喷射的全缸内喷射之间的喷射方式的切换。

在此，将进气口的壁温成为既定的壁温以上时定义为进气口预热的完成时。上述燃料喷射控制装置具备：进气口预热判定部，进行进气口预热是否已完成的判定；及喷射方式决定部，基于内燃机转速及内燃机负荷来决定在内燃机中实施的喷射方式。并且，喷射方式决定部构成为，在决定内燃机的冷却水温为既定的水温以下的冷态运转时的喷射方式时，在进气口预热判定部判定为进气口预热未完成时，与判定为该进气口预热已完成时相比，在由内燃机转速及内燃机负荷规定的内燃机的运转区域中扩宽选择全缸内喷射作为喷射方式的运转区域的范围。

在如上述那样构成的燃料喷射控制装置中，在内燃机的冷态运转时，在进气口预热判定部判定为进气口预热未完成即进气口未预热的情况下，与判定为该进气口预热已完成即进气口预热完成的情况相比，选择全缸内喷射作为喷射方式的运转区域的范围变大。

通常，在内燃机的冷态运转时，在进行缸内喷射的情况下容易产生燃料的气化不良。在这样的冷态运转时，如果进气口预热已完成，则进行进气口喷射与进行缸内喷射相比燃烧改善的情况多。相对于此，在冷态运转时进气口预热未完成时，进行缸内喷射与进行进气口喷射相比，燃烧改善的情况增多。

关于这一点，在上述燃料喷射控制装置中，在冷态运转时，在进气口预热已完成时下，确保宽的区域作为进行进气口喷射的运转区域，在进气口预热未完成时，限定进行进气口喷射的运转区域。因此，能够抑制内燃机的冷态运转时的燃烧的恶化。

需要说明的是，上述燃料喷射控制装置中的进气口预热判定部可以构成为，将进气口预热判定值设定为内燃机的起动开始时的冷却水温越低时则越大的值，并且构成为，将内燃机的起动开始后的吸入空气量或燃料喷射量的累计值为进气口预热判定值以上作为条件而判定为进气口的预热已完成。内燃机的起动开始后的吸入空气量和燃料喷射量的累计值是与起动开始后内燃机通过燃烧而产生的热的总量、即通过热传递而进气口受到的燃烧热的总量相关的值。相对于此，内燃机的起动开始时的进气口的壁温能够推定为是与该起动开始时的冷却水温(起动时水温)相同的温度，因此，起动时水温越低，则将进气口的壁温升高至认为进气口预热完成的上述既定的壁温所需的热量越多。因此，被设定为起动时水温越低时则越大的值的进气口预热判定值成为与进气口预热的完成所需的燃烧热的量相关的值。因此，通过以上述为条件，能够判定进气口预热是否已完成。

需要说明的是，在基于以冷却水温及进气口壁温的联动的上升为前提的进气口壁温的推定结果来进行进气口预热的完成判定的情况下，和进气口的预热状况对应的燃料喷射控制会自然而然地与和基于冷却水温的气缸的预热状况对应的燃料喷射控制进行联动。相对于此，在上述那样的使用了内燃机的起动开始后的吸入空气量或燃料喷射量的累计值的判定中，仅将内燃机的起动开始时的冷却水温用于掌握该起动开始时的进气口的壁温，之后的冷却水温变化不影响判定结果。因此，能够以从与基于冷却水温的气缸的壁温对应的燃料喷射控制独立出来的方式进行与进气口的预热状况对应的燃料喷射控制。

通常，在内燃机转速越低时，进气口的压力越高，在进行了进气口喷射的情况下越容易产生燃料的气化不良。因此，如果在内燃机转速低时判定为进气口预热完成而在到此为止未进行进气口喷射的运转区域开始进气口喷射，则产生燃料的气化不良而燃烧恶化的可能性升高。

相对于此，上述燃料喷射控制装置中的进气口预热判定部可以将内燃机转速为既定值以上作为条件而判定为进气口的预热已完成。这样的情况下，进气口预热完成的判定被保留(延缓)至从容易产生进气口喷射下的燃料的气化不良的状态脱离为止，因此能够抑制上述那样的刚判定之后的燃烧恶化。

实现上述目的的燃料喷射控制方法应用于具备向进气口内喷射燃料的进气口喷射阀和向气缸内喷射燃料的缸内喷射阀这两种喷射阀的内燃机。该燃料喷射控制方法包括如下步骤：进行两种喷射阀中仅进气口喷射阀进行燃料喷射的全进气口喷射与两种喷射阀中仅缸内喷射阀进行燃料喷射的全缸内喷射之间的喷射方式的切换。将进气口的壁温成为既定的壁温以上时定义为进气口预热的完成时。燃料喷射控制方法包括如下步骤：进行进气口预热是否已完成的判定；基于内燃机转速及内燃机负荷来决定在内燃机中实施的喷射方式；及在决定内燃机的冷却水温为既定的水温以下的冷态运转时的喷射方式时，在判定为进气口预热未完成时，与判定为该进气口预热已完成时相比，在由内燃机转速及内燃机负荷规定的内燃机的运转区域中扩宽选择全缸内喷射作为喷射方式的运转区域的范围。

附图说明

图1是示意性地表示应用燃料喷射控制装置的一实施方式的内燃机的结构的示意图。

图2是示意性地表示该燃料喷射控制装置的控制的框图。

图3是表示该燃料喷射控制装置的进气口预热判定部所执行的进气口预热判定例程的流程图。

图4是表示该燃料喷射控制装置的进气口预热判定部在进气口预热完成判定中使用的进气口预热判定值与内燃机起动时的冷却水温的关系的坐标图。

图5是表示设于该燃料喷射控制装置的第一喷射方式决定部的控制所涉及的构造的框图。

图6是表示设于该燃料喷射控制装置的第二喷射方式决定部的控制所涉及的构造的框图。

图7是表示设于该燃料喷射控制装置的基本喷射开始正时决定部的控制所涉及的构造的框图。

具体实施方式

以下，参照图1～图7来详细说明燃料喷射控制装置及燃料喷射控制方法的一实施方式。

首先，参照图1，说明应用本实施方式的燃料喷射控制装置30的内燃机10的结构。

内燃机10具备将活塞11以能够往复运动的方式收容的气缸12。活塞11经由连杆13与曲轴14连结。活塞11的连结构造作为将活塞11的往复运动转换成曲轴14的旋转运动的曲轴机构发挥功能。而且，在内燃机10中的曲轴14附近的部分设置有根据该曲轴14的旋转而输出脉冲状的信号(曲轴角信号CR)的曲轴角传感器15。

在气缸12的内部由活塞11区划形成了燃烧室16。燃烧室16经由进气口17与进气管18连接。而且，燃烧室16经由排气口19与排气管20连接。在进气口17的与燃烧室16连接的部分设有与曲轴14的旋转联动而选择性地开闭的进气门21。而且，在排气口19的与燃烧室16连接的部分设有与曲轴14的旋转联动而选择性地开闭的排气门22。

在进气管18设有检测通过该进气管18而向燃烧室16输送的进气的流量即吸入空气量GA的气流计23和作为吸入空气量的调整阀的节气门24。而且，在进气口17设有进行向通过该进气口17的进气中的燃料喷射(进气口喷射)的进气口喷射阀25。此外，在燃烧室16设有进行向该燃烧室16的内部的燃料喷射(缸内喷射)的缸内喷射阀26和通过火花放电对燃料进行点火的火花塞27。

本实施方式的燃料喷射控制装置30构成为进行这样的内燃机10的燃料喷射控制的电子控制单元。向燃料喷射控制装置30输入上述曲轴角信号CR及气流计23的吸入空气量GA的检测信号。而且，也向燃料喷射控制装置30输入检测内燃机10的冷却水的温度(冷却水温THW)的水温传感器29的检测信号。

另外，燃料喷射控制装置30根据曲轴角信号CR来计算内燃机10的转速(内燃机转速NE)。此外，燃料喷射控制装置30根据吸入空气量GA、内燃机转速NE等参数来计算预测负荷率KLFWD。预测负荷率KLFWD表示在进气行程向燃烧室16流入的进气的量(气缸流入空气量)的预测值相对于内燃机10的全负荷时的该进气的量的比率。该燃料喷射控制装置30使用这样的预测负荷率KLFWD作为内燃机负荷的指标值。

图2示出燃料喷射控制装置30的控制所涉及的构造。如该图所示，燃料喷射控制装置30具备进气口预热判定部31、喷射方式决定部32、基本喷射开始正时决定部33及喷射控制部34。

进气口预热判定部31构成为进行进气口17的预热是否已完成的判定。该判定的结果由喷射方式决定部32及基本喷射开始正时决定部33使用。需要说明的是，关于该判定的详情将在后文叙述。

喷射方式决定部32构成为基于内燃机10的运转状况(内燃机转速NE、预测负荷率KLFWD等)来决定在该内燃机10中实施的喷射方式。需要说明的是，在燃料喷射控制装置30中，喷射方式的类别由5位的数字表示。并且，该5位的数字从上级位起依次表示进气口喷射的次数、进气行程前半部分的缸内喷射的次数、进气行程后半部分的缸内喷射的次数、压缩行程前半部分的缸内喷射的次数、压缩行程后半部分的缸内喷射的次数。在5位的数字例如为“11000”的情况下，表示进行1次进气口喷射和1次进气行程前半部分的缸内喷射。在5位的数字为“02001”的情况下，表示进行2次进气行程前半部分的缸内喷射和1次压缩行程后半部分的缸内喷射。在以下的说明中，将该表示喷射方式的类别的数字记载为喷射方式MODE。

喷射方式决定部32通过根据内燃机10的运转状况算出这样的喷射方式MODE的值，来进行喷射方式的决定。即，喷射方式决定部32所决定的喷射方式是指确定进气口喷射的次数和进气行程前半部分、进气行程后半部分、压缩行程前半部分及压缩行程后半部分这4个时期各自的缸内喷射的次数的喷射方式。

需要说明的是，在以下的说明中，将上述两种喷射阀中仅进气口喷射阀25进行燃料喷射的喷射方式、即进气口喷射的次数为1次以上且上述4个时期的缸内喷射的次数都为0次的喷射方式称为全进气口喷射。而且，将上述两种喷射阀中仅缸内喷射阀26进行燃料喷射的喷射方式、即进气口喷射的次数为0次且上述4个时期中的至少一个时期的缸内喷射的次数为1次以上的喷射方式称为全缸内喷射。此外，将两种喷射阀的双方进行燃料喷射的喷射方式、即进气口喷射的次数为1次以上且上述4个时期中的至少一个时期的缸内喷射的次数为1次以上的喷射方式称为分开喷射。

基本喷射开始正时决定部33基于内燃机10的运转状况，在喷射开始正时的算出时，决定作为基准正时来使用的基本喷射开始正时INJT。内燃机10的运转状况包含内燃机转速NE、预测负荷率KLFWD等内燃机10运转所涉及的参数。需要说明的是，基本喷射开始正时决定部33的详情将在后文叙述。

喷射控制部34按照喷射方式决定部32所决定的喷射方式MODE及基本喷射开始正时决定部33所决定的基本喷射开始正时INJT来进行进气口喷射阀25及缸内喷射阀26的燃料喷射的控制。具体而言，喷射控制部34首先求出燃料喷射的总量即要求喷射量，以使喷射方式MODE的值所表示的各喷射的喷射量的合计成为与要求喷射量相等的值的方式，分别算出各喷射的喷射量。接下来，喷射控制部34针对各喷射分别算出开始喷射的喷射开始正时和算出的喷射量的燃料喷射所需的喷射时间。然后，喷射控制部34针对要实施的喷射，分别以从算出的喷射开始正时起开始燃料喷射并在从该开始起经过了算出的喷射时间时停止燃料喷射的方式，使进气口喷射阀25或缸内喷射阀26进行燃料喷射。

需要说明的是，喷射控制部34如以下那样算出缸内喷射的喷射开始正时。首先，喷射控制部34计算相当于最终运算的喷射开始正时与基本喷射开始正时INJT之差的相当值。然后，喷射控制部34求出将该计算出的值与基本喷射开始正时INJT相加而得到的和，算出对该和进行了各种调整后的值作为喷射开始正时的值。因此，关于作为缸内喷射进行的各喷射的喷射开始正时，原则上，如果设定早的正时作为基本喷射开始正时INJT，则各喷射的喷射开始正时整体提前，如果设定晚的正时作为基本喷射开始正时INJT，则各喷射的喷射开始正时整体延迟。

(进气口预热判定)

接下来，说明进气口预热判定部31所进行的进气口预热判定的详情。

如果在进气口17的壁温(以下，记载为进气口壁温)为极低温时进行进气口喷射，则会向进气口17和进气门21的壁面附着大量的燃料。而且，此时，由于附着于壁面的燃料几乎不挥发，所以喷射出的燃料的相当一部分会对燃烧不起作用。对此，进气口预热判定部31将在进行了进气口喷射的情况下进气口壁温成为能将由壁面附着引起的燃料的气化不良所导致的燃烧的恶化抑制在容许范围内的该壁温的下限值以上时作为进气口预热的完成时，来进行这样的进气口预热是否已完成的判定。

图3示出进气口预热判定部31所进行的进气口预热判定例程的流程图。进气口预热判定部31在内燃机10的起动开始后直到在本例程中判定为进气口预热已完成为止的期间，每隔既定的控制周期反复执行本例程的处理。

当开始本例程的处理时，首先在步骤S100中，进气口预热判定部31判定内燃机10是否为起动开始时。如果内燃机10为起动开始时(是)，则使处理经过步骤S110的处理而进入步骤S120，如果内燃机10不为起动开始时(否)，则直接使处理进入步骤S120。

当处理进入步骤S110后，在该步骤S110中，进气口预热判定部31基于此时的冷却水温THW算出进气口预热判定值DPW的值。需要说明的是，如上所述，步骤S110的处理是在内燃机10的起动开始时仅执行1次的处理。因此，进气口预热判定值DPW的值是根据内燃机10的起动开始时的冷却水温THW(以下，记载为起动时水温)而设定的值。

当处理进入步骤S120后，在该步骤S120中，进气口预热判定部31判定内燃机10的起动开始后的吸入空气量GA的累计值即累计空气量ΣQ是否为进气口预热判定值DPW以上。在此，如果累计空气量ΣQ为进气口预热判定值DPW以上，则进气口预热判定部31使处理进入步骤S130，如果小于进气口预热判定值DPW(否)，则直接结束本次的本例程的处理。

当处理进入步骤S130后，在该步骤S130中，进气口预热判定部31判定内燃机转速NE是否为既定值α以上。在此，如果内燃机转速NE为既定值α以上(是)，则进气口预热判定部31使处理进入步骤S140，如果小于既定值α(否)，则直接结束本次的本例程的处理。

当处理进入步骤S140后，在该步骤S140中，进气口预热判定部31将进气口预热完成标志PWU设为激活(ON)之后，结束本例程的处理。需要说明的是，进气口预热完成标志PWU在内燃机10的起动开始时被设为非激活(OFF)，如果一旦被设为激活，则保持激活的状态直至内燃机10的运转结束为止。此外，进气口预热判定部31将该进气口预热完成标志PWU为非激活作为条件而执行本例程。

根据以上的本例程，在内燃机10的起动开始后，累计空气量ΣQ为根据起动时水温而设定的进气口预热判定值DPW以上(S130：是)且内燃机转速NE为既定值α以上时，判定为进气口预热已完成。

图4表示在上述步骤S110中设定的进气口预热判定值DPW的值与该设定时的冷却水温THW即起动时水温的关系。如图4所示，进气口预热判定值DPW被设定为起动时水温越低时则越大的值。

需要说明的是，图4的坐标图的横轴上的温度TH4表示作为能将由壁面附着引起的燃料的气化不良所导致的燃烧的恶化抑制在容许范围内的进气口壁温的下限值的温度。即，进气口壁温为温度TH4以上的状态是进气口预热已完成的状态。内燃机10的起动开始时的进气口壁温可认为是与起动时水温大致相同的温度。由此，如果起动时水温为上述温度TH4以上，则进气口预热已经完成。因此，在起动时水温为温度TH4以上的情况下，进气口预热判定值DPW被设定为0。

在此，说明进气口预热判定值DPW及使用该进气口预热判定值DPW的上述步骤S120中的判定的含义。如果从内燃机10的上次的运转结束到本次的起动开始为止经过了足够的时间，则冷却水温THW下降至与外气相同的温度。而且，进气口壁温同样也下降至与外气相同的温度。因此，在此，将起动时水温推定为内燃机10的起动开始时的进气口壁温。

在内燃机10的起动开始后，会向进气口17的壁面传递由燃烧室16内的燃烧产生的热量，但由燃烧产生的热量与在燃烧室16内燃烧的混合气的空气量相关。由此，内燃机10的起动开始后的由燃烧热的传递实现的进气口17的受热量的总量与累计空气量ΣQ相关。而且，如果将内燃机10的起动开始时的进气口壁温设为起动时水温，那么成为进气口预热已完成的状态的进气口壁温(温度TH4)与起动时水温之差越大，即起动时水温越低，则进气口壁温成为温度TH4为止所需的累计空气量ΣQ也越大。因此，在起动时水温低时，将进气口预热判定值DPW的值设定为比该起动时水温高时大的值，通过判定累计空气量ΣQ是否为该进气口预热判定值DPW以上，能够进行进气口预热是否已完成的判定。

步骤S130中的基于内燃机转速NE的判定基于以下的理由而进行。进气口17内的压力越高，则从进气口喷射阀25喷射出的燃料越难以气化。即使吸入空气量GA相同，也是内燃机转速NE越低则进气口17内的压力越高。因此，为了仅在处于“即使立即开始进气口喷射，喷射燃料也容易气化”的环境时作出进气口预热已完成的判定，而将内燃机转速NE为既定值α以上作为该判定的条件。

(喷射方式的决定)

接下来，说明由喷射方式决定部32进行的喷射方式MODE的决定的详情。

如图2所示，喷射方式决定部32在其内部具备第一喷射方式决定部35和第二喷射方式决定部36作为下位的控制所涉及的构造。并且，喷射方式决定部32构成为根据是否由进气口预热判定部31判定为进气口预热已完成，来切换在喷射方式MODE的决定中使用第一喷射方式决定部35及第二喷射方式决定部36中的哪一个。具体而言，在喷射方式决定部32中，在进气口预热完成标志PWU为非激活，进气口预热判定部31判定为进气口预热未完成(进气口未预热)时，由第一喷射方式决定部35进行喷射方式MODE的决定。而且，在喷射方式决定部32中，在进气口预热完成标志PWU为激活，进气口预热判定部31判定为进气口预热已完成时，由第二喷射方式决定部36进行喷射方式MODE的决定。

图5示出第一喷射方式决定部35的内部的控制所涉及的构造。如图5所示，第一喷射方式决定部35具备第一区域判定部37和第一喷射方式算出部38。

第一区域判定部37判定当前的冷却水温THW处于根据冷却水温THW划分出的3个水温区域即O型圈保护区域、通常区域及排放区域中的哪个区域。这3个水温区域分别是如下的区域。

在内燃机10中，进行根据运转状况来调整向缸内喷射阀26供给的燃料的压力(燃压)的燃压可变控制。缸内喷射阀26使用O型圈作为密封件，但在低温时，该O型圈硬化，能够防止燃料的漏出的燃压的上限值有时会低于燃压可变控制中的燃压的调整范围的最大值。因此，在内燃机10中，在冷却水温THW低于既定的温度TH1的情况下，进行使燃压可变控制中的燃压的调整范围的最大值下降至即便是因低温而硬化后的O型圈也能够防止燃料的漏出的值的保护O型圈的控制。O型圈保护区域是执行这样的保护O型圈的控制的水温区域、即冷却水温THW低于上述温度TH1的水温区域。

在冷却水温THW比一定的温度低的状态下进行全缸内喷射的情况下，由向气缸12和活塞11的壁面的燃料附着引起的气化不良所导致的燃烧的恶化变得显著，因此，即使在一定程度上牺牲排放，也必须确保燃烧性。在此，将进行优先确保燃烧性的喷射方式的决定的水温区域定义为通常区域，将进行优先改善排放的喷射方式的决定的水温区域定义为排放区域。具体而言，通常区域是冷却水温THW为上述温度TH1以上且低于既定的温度TH2的区域，排放区域是冷却水温THW为温度TH2以上的区域。参照图4。

对此，第一喷射方式算出部38一边根据第一区域判定部37的水温区域的判定结果切换在喷射方式MODE的算出中使用的表，一边进行喷射方式MODE的算出。喷射方式MODE的算出用的表针对由内燃机转速NE及预测负荷率KLFWD规定的内燃机10的每个动作点存储有在该动作点实施的喷射方式MODE的值。第一喷射方式算出部38具有排放区域用、通常区域用、O型圈保护区域用的3个表T1～T3作为这样的喷射方式MODE的算出用的表。并且，第一喷射方式算出部38通过选择第一区域判定部37判定出的水温区域用的表，并且取得该选择的表中的与当前的内燃机转速NE及预测负荷率KLFWD对应的喷射方式MODE的值，来进行该喷射方式MODE的算出。

需要说明的是，上述3个表T1～T3分别具有如下的特征。

排放区域用表T1及通常区域用的表T2以在内燃机10的整个运转域进行全缸内喷射的方式设定。不过，在通常区域用的表T2中，在进气行程前半部分进行缸内喷射的喷射方式MODE被设定为值的内燃机10的运转区域的范围被设定得比排放区域用的表T1宽。这是基于如下的理由。在燃料难以气化的低水温时，为了确保喷射出的燃料进行气化的时间，优选在早的正时进行缸内喷射。但是，如果在进气行程前半部分进行缸内喷射，则喷射出的燃料的一部分会附着于活塞11的顶面，这样的燃料成为不完全燃烧而HC的产生量增加。因此，在排放区域中，避免进气行程前半部分的缸内喷射而抑制HC的产生。相对于此，在通常区域中，即使会在一定程度上容许HC的产生，也要为了确保燃料的气化时间而进行进气行程前半部分的缸内喷射。

另外，在内燃机10的高负荷高旋转运转区域中，要求喷射量变多，而能够进行喷射的时间变短。因此，在高负荷高旋转运转区域中，通常通过燃压可变控制将燃压设定得高，以使得能够在短时间内进行大量的缸内喷射。相对于此，如果进行O型圈保护控制，则会出现仅靠全缸内喷射无法喷射完要求喷射量的燃料的运转区域。因此，O型圈保护区域用的表T3以在高负荷高旋转的运转区域中进行分开喷射且在除此以外的运转区域中进行全缸内喷射的方式设定。

图6示出第二喷射方式决定部36内的控制所涉及的构造。如图6所示，第二喷射方式决定部36具备旋转下降判定部39、第二区域判定部40及第二喷射方式算出部41。

旋转下降判定部39构成为判定内燃机10的旋转下降的有无。在该判定中，将内燃机转速NE小于从怠速转速减去既定的下降判定值所得到的差的情况判定为存在旋转下降，将除此以外的情况判定为没有旋转下降。需要说明的是，这样的旋转下降主要在使用气化性低的重质燃料作为内燃机10的燃料的情况下产生。

相对于此，第二区域判定部40仅在旋转下降判定部39判定为没有旋转下降的情况下进行水温区域的判定。第二区域判定部40此时判定当前的冷却水温THW处于根据冷却水温THW划分出的3个水温区域中的哪个区域。需要说明的是，第二区域判定部40判定的水温区域是以与上述的O型圈保护区域、通常区域及排放区域不同的基准设定的下述的预热完成区域、预热过程区域及冷态运转区域。

预热完成区域是判定为内燃机10的预热已完成的冷却水温THW即预热完成水温TH5以上的水温区域。而且，冷态运转区域是低于判定为内燃机10处于冷态运转的状态的冷却水温THW即预热开始水温TH3的水温区域。并且，预热过程区域是冷却水温THW为预热开始水温TH3以上且低于预热完成水温TH5的水温区域。此外，预热开始水温TH3是比上述的划分通常区域与排放区域的冷却水温THW即温度TH2高的温度。参照图4。

相对于此，第二喷射方式算出部41构成为一边根据旋转下降判定部39及第二区域判定部40的判定结果而切换在喷射方式MODE的算出中使用的表，一边进行喷射方式MODE的算出。作为喷射方式MODE的算出用的表，第二喷射方式算出部41具有在旋转下降判定部39判定为存在旋转下降时使用的旋转下降时用的表T4和与第二区域判定部40判定的3个水温区域分别对应的预热完成区域用、预热过程区域用、冷态运转区域用的3个表T5～T7。并且，第二喷射方式算出部41构成为通过选择与旋转下降判定部39及第二区域判定部40的判定结果对应的表，并且取得该选择的表中的与当前的内燃机转速NE及预测负荷率KLFWD对应的喷射方式MODE的值，来进行该喷射方式MODE的算出。

需要说明的是，上述4个表T4～T7分别具有如下的特征。

如上所述，内燃机10的旋转下降多在重质燃料的使用时产生。相对于此，在进气口喷射阀25中，燃料的喷射压比缸内喷射阀26低，喷射出的燃料的喷雾的粒径大，因此，如果在使用重质燃料的情况下进行进气口喷射，则容易产生气化不良。因此，旋转下降时用的表T4以在内燃机10的运转区域的大半部分成为如下的喷射方式MODE的方式，该喷射方式MODE是进行即使在重质燃料的使用时燃料也容易气化的全缸内喷射，且其中也进行能够将燃料的气化时间确保得更长的进气行程前半部分的缸内喷射的喷射方式。

预热完成区域用的表T5以实施以燃耗为优先的喷射方式MODE的方式设定。在该表T5中，设定成在宽的运转区域进行全进气口喷射及分开喷射。因此，在该表T5中选择全缸内喷射作为喷射方式的运转区域比在进气口未预热时使用的上述表T1～T3窄。需要说明的是，该表T5以在高负荷运转区域中进行压缩行程后半部分的缸内喷射的方式设定。这是为了通过利用喷射出的燃料的气化热降低点火时的燃烧室16内的温度，来抑制爆震的产生。而且，该表T5以在低负荷运转区域中配合进气口喷射或进气行程前半部分的缸内喷射而进行进气行程后半部分的缸内喷射的方式设定。这是为了利用进气行程后半部分的缸内喷射的喷流来促进先喷射出的燃料与进气的混合，实现混合气的均质化。

相对于此，在预热过程区域中，气缸12的壁温没有充分升高，在缸内喷射中向气缸12的壁面的燃料附着增多，该附着的燃料会向在该气缸12的下方设置的油盘滴落，而导致发动机油的燃料稀释进展。尤其是，在进气行程后半部分，活塞11下降而向燃烧室16暴露的气缸12的壁面的面积增大，如果在该时期进行缸内喷射，则上述燃料稀释的进展变得更加显著。因此，预热过程区域用的表T6以在比预热完成区域用的表T5宽的运转区域进行全进气口喷射的方式设定。需要说明的是，在该表T6中，也对高负荷运转区域设定全缸内喷射，但在这种情况下，喷射方式MODE的值也是在进气行程后半部分以外的时期进行缸内喷射的值。

此外，在冷态运转区域中，活塞11和气缸12的壁温低，如果进行缸内喷射，则容易产生由向它们的壁面的燃料附着引起的气化不良。因此，冷态运转区域用的表T7以进行全进气口喷射的运转区域比预热完成区域用的表T5宽的方式设定。在这一点上，该表T7也与上述预热过程区域用的表T6相同，但是存在如下方面的差异。即，该表T7中的全缸内喷射被设定成使燃料的气化优先于燃料稀释的抑制而通过包含进气行程后半部分的缸内喷射的多次缸内喷射来进行。

此外，在没有旋转下降的情况下第二喷射方式算出部41所使用的3个表T5～T7与第一喷射方式算出部38在喷射方式MODE的算出中使用的3个表T1～T3中的任何一个相比，选择全缸内喷射作为喷射方式MODE的运转区域的范围都窄。在喷射方式决定部32中，在进气口未预热时，第一喷射方式算出部38进行喷射方式MODE的算出，在进气口预热完成时，第二喷射方式算出部41进行喷射方式MODE的算出。在此，旋转下降时用的表T4不是常用的表，因此，如果将其排除在外，则喷射方式决定部32变成以在进气口未预热时使选择全缸内喷射作为喷射方式MODE的运转区域的范围比进气口预热完成时宽的方式决定喷射方式MODE。

(基本喷射开始时间的决定)

接下来，说明由基本喷射开始正时决定部33进行的基本喷射开始正时INJT的决定的详情。

图7示出基本喷射开始正时决定部33的内部的控制所涉及的构造。如图7所示，基本喷射开始正时决定部33具备第三区域判定部42和基本喷射开始正时算出部43。

第三区域判定部42构成为基于进气口预热完成标志PWU和冷却水温THW来判定对应于下述6个区域中的哪一个。即，6各区域是预热完成区域A、预热完成区域B、预热过程区域A、预热过程区域B、冷态运转区域A及冷态运转区域B。需要说明的是，符号“A”表示处于对应水温区域且进气口预热已完成，符号“B”表示处于对应水温区域且进气口预热未完成。

相对于此，基本喷射开始正时算出部43具备与上述6个区域分别对应的6个表T8～T13作为在基本喷射开始正时INJT的算出中使用的表。并且，基本喷射开始正时算出部43构成为一边根据第三区域判定部42的判定结果切换所使用的表，一边进行基本喷射开始正时INJT的算出。需要说明的是，基本喷射开始正时INJT的算出用的表针对由内燃机转速NE及预测负荷率KLFWD规定的内燃机10的每个动作点存储有该动作点处的基本喷射开始正时INJT的值。

需要说明的是，进行这样的基本喷射开始正时INJT的算出用的表T8～T13的切换是为了配合上述的进气口未预热时、进气口预热完成时的各水温区域中的喷射方式MODE的设定而应对各个水温区域中的课题。例如，在进气口预热完成时的冷态运转区域中，为了抑制燃料的气化不良，在进行全缸内喷射的情况下分为多次缸内喷射来喷射燃料，但要求喷射量的燃料喷射所需的时间会与每个喷射的间隔量相应地变长。因此，冷态运转区域A用的表T12为了从更早的正时起开始喷射来抑制最终的喷射的结束正时的延迟，而以使基本喷射开始正时INJT成为比预热完成区域A用的表T8早的正时的方式设定。而且，进气口预热未完成时的上述排放区域跨预热完成时的预热完成区域、预热过程区域、冷态运转区域的全部，即使处于排放区域内，内燃机10的运转状况也会大幅变化。因此，即使是相同喷射方式MODE，也使基本喷射开始正时INJT变化，由此能够应对这样的运转状况的变化。

根据以上说明的本实施方式的燃料喷射控制装置30，能够起到以下的效果。

(1)在本实施方式中，在内燃机10的冷态运转时进气口预热判定部31判定为进气口未预热时，与判定为进气口预热已完成时相比，将选择全缸内喷射作为喷射方式MODE的运转区域的范围设定得宽。因此，在冷态运转时进气口预热已完成时下，能够扩宽进行全进气口喷射或分开喷射的运转区域而避免在冷态运转时进行缸内喷射的情况下的气化不良，并且在进气口17的壁面冷却而如果进行进气口喷射则反而气化不良会成为问题的情况下，能够抑制进气口喷射的实施。因此，根据本实施方式，能够抑制内燃机10的冷态运转时的燃烧的恶化。

(2)在本实施方式中，进气口预热判定部31将内燃机10起动开始后的累计空气量ΣQ成为进气口预热判定值DPW以上作为条件来进行进气口预热完成的判定，该进气口预热判定值DPW被设定为起动时水温越低时则越大的值。这样的判定与内燃机10的起动开始后的冷却水温THW的变化无关地进行。因此，能够以从与基于冷却水温THW的气缸12的壁温对应的燃料喷射控制独立出来的形式进行与进气口17的预热状况对应的燃料喷射控制。

(3)通常，在内燃机转速NE低时，进气口17的压力升高，在进行了进气口喷射的情况下容易产生燃料的气化不良。因此，如果在内燃机转速NE低时判定为进气口预热已完成而在到此为止未进行进气口喷射的运转区域开始进气口喷射，则产生燃料的气化不良而燃烧恶化的可能性升高。关于这一点，在本实施方式中，进气口预热判定部31将内燃机转速NE为既定值α以上作为条件来判定进气口预热的完成，因此能够抑制上述形态下的燃烧的恶化。

(4)进行在喷射方式MODE的算出中使用的表的切换的水温区域在进气口预热完成时和进气口未预热时分别设定。因此，能够以适合进气口预热完成时、进气口未预热时各自的状况的形式进行喷射方式的切换。

需要说明的是，上述实施方式也可以如以下那样变更而实施。

·气化不良产生的条件根据内燃机的机种而不同，因此各表中的喷射方式MODE的设定也根据机种而不同。而且，进气口预热完成时、进气口未预热时的各自的水温区域的数量和各区域的冷却水温THW的范围也是根据机种而适合的值也不同。由此，它们可以根据应用的内燃机的机种而适当变更。

·在上述实施方式中，在进气口预热的完成的判定中使用了内燃机10的起动开始后的吸入空气量GA的累计值(累计空气量ΣQ)，但起动开始后的燃料喷射量的累计值也同样是与内燃机10在起动开始后通过燃烧而产生的热的总量相关的值。因此，也可以取代累计空气量ΣQ而使用内燃机10的起动开始后的燃料喷射量的累计值。

·在上述实施方式中，将内燃机转速NE为既定值α以上作为进气口预热完成的判定的条件。需要说明的是，如上所述，该条件意味着处于进气口17的压力低的状态，也可以利用进气压的检测值或推定值来代用。即，也可以将图3的进气口预热判定例程中的步骤S130的判定置换为判定进气压是否为既定值以下。

·图3的进气口预热判定例程中的步骤S130的判定用于将进气口预热完成的判定保留至成为确保进气口喷射的喷射燃料的气化性的状态为止，实质性的进气口预热完成的判定在步骤S120中进行。由此，如果是仅判定进气口预热的完成即可，则也可以省略步骤S130的判定。

·在上述实施方式中，以全进气口喷射、全缸内喷射、分开喷射进行了喷射方式的切换，但也可以不进行分开喷射，而以全进气口喷射、全缸内喷射进行喷射方式的切换。

·燃料喷射控制装置30并不局限于具备中央运算处理装置及存储器并将上述的各种处理全部利用软件来进行处理。例如，燃料喷射控制装置30也可以具备执行至少一部分处理的专用的硬件(面向特定用途的集成电路：ASIC)。即，燃料喷射控制装置30也可以是包含1)ASIC等1个以上的专用的硬件电路、2)按照计算机程序(软件)进行动作的1个以上的处理器(微型计算机)、或者3)它们的组合、的电路(circuitry)。

Claims (3)

1.一种燃料喷射控制装置，构成为应用于具备向进气口内喷射燃料的进气口喷射阀和向气缸内喷射燃料的缸内喷射阀这两种喷射阀的内燃机，进行所述两种喷射阀中仅所述进气口喷射阀进行燃料喷射的全进气口喷射与所述两种喷射阀中仅所述缸内喷射阀进行燃料喷射的全缸内喷射之间的喷射方式的切换，其中，

在将所述进气口的壁温成为既定的壁温以上时定义为进气口预热的完成时的情况下，所述燃料喷射控制装置具备：

进气口预热判定部，构成为进行所述进气口预热是否已完成的判定；及

喷射方式决定部，构成为基于内燃机转速及内燃机负荷来决定在所述内燃机中实施的喷射方式，

所述喷射方式决定部构成为，在决定所述内燃机的冷却水温为既定的水温以下的冷态运转时的所述喷射方式时，在所述进气口预热判定部判定为所述进气口预热未完成时，与判定为该进气口预热已完成时相比，在由所述内燃机转速及所述内燃机负荷规定的所述内燃机的运转区域中扩宽选择所述全缸内喷射作为喷射方式的运转区域的范围，

所述进气口预热判定部构成为，将进气口预热判定值设定为所述内燃机的起动开始时的冷却水温越低时则越大的值，并且构成为，将所述内燃机的起动开始后的吸入空气量或燃料喷射量的累计值为所述进气口预热判定值以上作为条件而判定为所述进气口的预热已完成。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，

所述进气口预热判定部构成为，将内燃机转速为既定值以上作为条件而判定为所述进气口的预热已完成。

3.一种燃料喷射控制方法，应用于具备向进气口内喷射燃料的进气口喷射阀和向气缸内喷射燃料的缸内喷射阀这两种喷射阀的内燃机，其中，

该燃料喷射控制方法包括如下步骤：进行所述两种喷射阀中仅所述进气口喷射阀进行燃料喷射的全进气口喷射与所述两种喷射阀中仅所述缸内喷射阀进行燃料喷射的全缸内喷射之间的喷射方式的切换，

在将所述进气口的壁温成为既定的壁温以上时定义为进气口预热的完成时的情况下，

所述燃料喷射控制方法包括如下步骤：

进行所述进气口预热是否已完成的判定；

基于内燃机转速及内燃机负荷来决定在所述内燃机中实施的喷射方式；及

在决定所述内燃机的冷却水温为既定的水温以下的冷态运转时的所述喷射方式时，在判定为所述进气口预热未完成时，与判定为该进气口预热已完成时相比，在由所述内燃机转速及所述内燃机负荷规定的所述内燃机的运转区域中扩宽选择所述全缸内喷射作为喷射方式的运转区域的范围，

将进气口预热判定值设定为所述内燃机的起动开始时的冷却水温越低时则越大的值，并且，将所述内燃机的起动开始后的吸入空气量或燃料喷射量的累计值为所述进气口预热判定值以上作为条件而判定为所述进气口的预热已完成。

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