CN113775426B - 内燃机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及内燃机的控制装置。内燃机包括燃料喷射阀以及火花塞，其中，该燃料喷射阀将燃料喷射到燃烧室中，该火花塞点燃燃烧室中的空燃混合物。内燃机的控制装置包括电子控制单元，该电子控制单元被构造成：当内燃机的冷起动开始时，在一个周期中向每个气缸中执行多次燃料喷射；在内燃机的冷起动开始之后，延迟每个气缸中的火花塞的点火正时；并且在火花塞的点火正时被延迟之后，根据火花塞的点火正时的延迟，减少在一个周期中向每个气缸中的燃料喷射次数。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机的控制装置。
背景技术
在每个周期中向每个气缸的燃烧室中执行多次燃料喷射的分流喷射是众所周知的(例如，参见日本未审查专利申请特开第2006-291971号(JP 2006-291971 A))。特别地，在JP 2006-291971 A中，已经提出了与当使用标准燃料时相比在使用具有不良雾化特性的重质燃料时增加在分流喷射中的燃料喷射次数。
发明内容
当内燃机冷起动时，也可以设想执行分流喷射以便促进喷射的燃料的雾化。同时，当内燃机冷起动时，有必要在早期阶段对内燃机的排气控制催化剂进行预热以减少排气排放。如上所述，为了在早期阶段对内燃机的排气控制催化剂进行预热，可以设想将火花塞的点火正时设定成延迟侧的正时。
但是，当在执行分流喷射的状态下点火正时被设定成延迟侧的正时的时候，空燃混合物的燃烧稳定性可能会劣化，并且内燃机中的振动可能增加。
本发明提供了一种内燃机的控制装置，即使当内燃机冷起动时在执行分流喷射和点火正时的延迟时，该内燃机的控制装置也能够抑制空燃混合物的燃烧稳定性的劣化。
下面将描述本发明的要点。
根据本发明的一方面的内燃机的控制装置包括燃料喷射阀以及火花塞，其中，所述燃料喷射阀将燃料喷射到燃烧室中，所述火花塞点燃所述燃烧室中的空燃混合物。所述控制装置包括电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：当所述内燃机的冷起动开始时，所述电子控制单元在一个周期中向每个气缸中执行多次燃料喷射；在所述内燃机的冷起动开始之后，所述电子控制单元延迟每个气缸中的所述火花塞的点火正时；并且在所述火花塞的点火正时被延迟之后，所述电子控制单元减少在一个周期中向每个气缸中的燃料喷射次数。
在以上方面中，电子控制单元可以逐步延迟每个气缸中的点火正时。
在以上方面中，在每个气缸中的点火正时的延迟全部完成之后，电子控制单元可以减少在一个周期中向每个气缸中的燃料喷射次数。
在以上方面中，电子控制单元可以响应于每个气缸中的点火正时的逐步延迟而逐步减少在一个周期中向每个气缸中的燃料喷射次数。
根据本发明的以上方面，提供了一种内燃机的控制装置，即使当在内燃机冷起动时执行分流喷射和点火正时的延迟时，该内燃机的控制装置也可以限制空燃混合物的燃烧稳定性的劣化。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示意性地示出使用根据一个实施例的控制装置的内燃机的视图；
图2A是示出在一个气缸中来自燃料喷射阀的喷射率从进气冲程到压缩冲程的转变的视图；
图2B是示出在一个气缸中来自燃料喷射阀的喷射率从进气冲程到压缩冲程的转变的另一视图；
图2C是示出在一个气缸中来自燃料喷射阀的喷射率从进气冲程到压缩冲程的转变的又一视图；
图3是当内燃机冷起动时的各种参数的时序图；
图4是示出用于确定要在起动控制中执行的控制的控制例程的流程图；
图5是示出用于通过火花塞控制点火正时的控制例程的流程图；
图6是示出用于控制来自燃料喷射阀的燃料喷射次数的控制例程的流程图；
图7是类似于图3的当内燃机冷起动时的各种参数的时序图；并且
图8是类似于图3和图7的当内燃机冷起动时的各种参数的时序图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述实施例。在以下描述中，相同的部件由相同的附图标记表示。
第一实施例
内燃机的构造
首先，将参考图1描述使用根据一个实施例的控制装置的内燃机。本实施例的内燃机用于驱动车辆。图1是示意性地示出了使用根据一个实施例的控制装置的内燃机的视图。如图1所示，内燃机1包括发动机本体10、燃料供应装置30、进气系统40、排气系统50和控制装置60。
发动机本体10包括：气缸体12，在该气缸体12中形成气缸11；以及气缸盖13，该气缸盖13固定在气缸体12上。在每个气缸11中，布置用于在其中以往复运动的方式移动的活塞14。在气缸11中在活塞14与气缸盖13之间，形成燃烧空燃混合物的燃烧室15。
在气缸盖13中，形成了进气端口17和排气端口18。进气端口17和排气端口18与每个气缸11的燃烧室15连通。在燃烧室15与进气端口17之间，布置用于打开和关闭进气端口17的进气门19。类似地，在燃烧室15与排气端口18之间，布置了用于打开和关闭排气端口18的排气门20。
此外，在气缸盖13中，在限定每个气缸11的内壁表面的中心处，布置了火花塞21。火花塞21被构造成响应于点火信号而生成火花并点燃燃烧室15中的空燃混合物。
此外，发动机本体10设有起动电动机22，该起动电动机22驱动停止的内燃机1。起动电动机22使经由连接杆连接到活塞14的曲轴旋转。当内燃机1在混合动力车辆中使用时，代替起动电动机22，电动发电机等(也用于驱动车辆)可以用于驱动停止的内燃机1。
燃料供应装置30包括燃料喷射阀31、燃料供应管32、燃料泵33以及燃料箱34。燃料喷射阀31布置在气缸盖13中，以便将燃料直接喷射到每个气缸11的燃烧室15中。
燃料喷射阀31经由燃料供应管32连接到燃料箱34。在燃料箱34中泵送燃料的燃料泵33布置在燃料供应管32中。由燃料泵33泵送的燃料经由燃料供应管32供应到燃料喷射阀31，并且随着燃料喷射阀31的打开而从燃料喷射阀31直接喷射到燃烧室15中。
进气系统40包括进气支管41、调压箱42、进气管43、空气滤清器44和节气门45。每个气缸11的进气端口17经由对应的进气支管41与调压箱42连通，并且调压箱42经由进气管43与空气滤清器44连通。节气门45布置在进气管43中并通过节气门驱动致动器47旋转，以改变进气通路的打开区域的大小。进气端口17、进气支管41、调压箱42和进气管43形成进气通路，进入的气体通过该进气通路供应到燃烧室15中。
排气系统50包括排气歧管51、容纳在壳体52中的排气控制催化剂53以及排气管54。每个气缸11的排气端口18与排气歧管51连通，并且排气歧管51与容纳排气控制催化剂53的壳体52连通。壳体52与排气管54连通。
排气控制催化剂53是从排气中去除未燃烧的HC、CO和NOx的装置。排气控制催化剂53的示例包括三效催化剂，其中，贵金属催化剂(诸如铂)被支撑在由堇青石形成的载体上。排气控制催化剂53可以形成为具有收集颗粒物质的功能的颗粒过滤器，只要其具有贵金属催化剂并且可以从排气中去除未燃烧的HC、CO和NOx即可。排气端口18、排气歧管51、壳体52和排气管54形成排气通路，排气通过该排气通路从燃烧室15排出。
控制装置60包括电子控制单元(ECU)61和各种传感器。ECU 61包括经由双向总线66彼此连接的存储器62、CPU(微处理器)63、输入端口64和输出端口65。
控制装置60包括空气流量计71、节气门开度传感器72、催化剂温度传感器73、冷却剂温度传感器75、载荷传感器77和曲柄角传感器78。空气流量计71布置在进气管43中并检测在进气管43中流动的空气的空气流速。节气门开度传感器72设置在节气门45中并检测节气门45的开度。另外，催化剂温度传感器73设置在排气控制催化剂53中并检测排气控制催化剂53的温度。另外，冷却剂温度传感器75设置在发动机本体10中并检测用于冷却内燃机1的冷却剂的温度。空气流量计71、节气门开度传感器72、催化剂温度传感器73和冷却剂温度传感器75的输出经由对应的AD转换器67输入到输入端口64。
此外，载荷传感器77连接到油门踏板76，并生成与油门踏板76的下压量成比例的输出电压。载荷传感器77的输出电压经由对应的AD转换器67作为指示发动机载荷的信号输入到输入端口64。每当曲轴旋转例如10度时，曲柄角传感器78生成输出脉冲，并且该输出脉冲被输入到输入端口64。CPU 63从曲柄角传感器78的输出脉冲计算发动机转速。
同时，输出端口65经由对应的驱动电路68连接到火花塞21、燃料喷射阀31和节气门驱动致动器47。因此，ECU 61用作控制装置，该控制装置控制火花塞21的点火正时、从燃料喷射阀31喷射的燃料喷射正时或燃料量、节气门45的开度等。
分流喷射
根据本实施例的内燃机1的控制装置60可以使燃料喷射阀31执行分流喷射，在该分流喷射中，在一个周期中向每个气缸11中执行多次燃料喷射。在下文中，将参考图2A至图2C简要描述分流喷射。
图2A至图2C分别示出了在一个气缸11中的来自燃料喷射阀31的喷射率从进气冲程到压缩冲程的转变。图2A示出了在不执行分流喷射的情况下在一个周期中向每个气缸11中执行仅一次燃料喷射的转变。图2B示出了在通过执行分流喷射而在一个周期中向每个气缸11中执行两次燃料喷射的情况下的转变。图2C示出了在通过执行分流喷射而在一个周期中向每个气缸11中执行三次燃料喷射的情况下的转变。在图2A至图2C所示的示例中，每个周期的总燃料喷射量相等。
如图2A所示，当执行仅仅一次燃料喷射时，燃料喷射率最大化的时间段是长的。由于当燃料喷射率高时从燃料喷射阀31以高压喷射大量燃料，所以不能汽化的燃料易于附着到气缸11的壁表面。特别地，由于当内燃机1冷起动时气缸11的壁表面温度低，所以燃料容易在气缸11的壁表面附近液化，并且此后难以汽化附着到壁表面的燃料。结果，当在内燃机1冷起动时执行仅一次燃料喷射时，一部分燃料附着到气缸11的壁表面，并因此相对于喷射燃料量的汽化燃料量减少。
另一方面，如图2B或图2C所示，当执行多次燃料喷射时，燃料喷射率高的时间段缩短，并因此附着到气缸11的壁表面的燃料量减少。因此，由于燃料对壁表面的附着而导致的汽化燃料量的减少受到限制。这种趋势基本上随着喷射次数的增加而增加。因此，如图2C所示，当执行三次燃料喷射时，附着到气缸11的壁表面的燃料量可以进一步减少，并因此汽化燃料量的减少可以进一步受到限制。为此，当内燃机1冷起动时，可以执行分流喷射，其中在该分流喷射中执行尽可能多次的喷射。
点火延迟
当内燃机1冷起动时，不仅发动机本体10的温度低，而且排气控制催化剂53的温度低。当排气控制催化剂53的温度变得等于或高于排气控制催化剂53的贵金属催化剂的活性温度时，可以以高去除率从排气中去除有害物质。因此，从去除排气中的有害物质的观点出发，当内燃机1冷起动时，需要将排气控制催化剂53的温度尽可能快地升高到活性温度。
火花塞21的点火正时基本上被设定成用于最佳扭矩的最小提前量(MBT)。通过在MBT处点燃空燃混合物，燃烧效率最大化，并因此可以改善输出扭矩和燃料效率。另一方面，当点火正时比MBT更延迟时，空燃混合物的燃烧正时推迟，并且在通过燃烧获得的热能中未转换成动能而剩余的热能的比例增加。结果，当点火正时延迟时，从发动机本体10排出的排气的温度升高。当排气的温度以这种方式升高时，排气控制催化剂53的温度可以在早期阶段通过排气的热量而升高。因此，当内燃机1冷起动时，火花塞21的点火正时可以被设定成是比MBT更延迟的一侧的正时。
起动控制
将参考图3描述通过根据本实施例的控制装置60执行的起动控制。图3是当内燃机1冷起动时的各种参数的时序图。特别地，图3是示出内燃机1的转速(发动机转速)Re、每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射量Qf、火花塞21的点火正时Ti、每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni以及内燃机1的输出扭矩TQ的时序图。当内燃机1由起动电动机22驱动时，内燃机1的输出扭矩TQ的值为负。
在图3所示的示例中，内燃机1停止直到时刻t1为止，并因此发动机转速Re、燃料喷射量Qf和输出扭矩TQ的值均为零。在时刻t1，用于起动停止的内燃机1的起动控制开始。执行起动控制以用于将内燃机1从曲轴停止的状态改变为可以通过空燃混合物的燃烧而维持旋转的状态。
在时刻t1，当起动控制开始时，首先，内燃机1由起动电动机22驱动。结果，发动机转速Re增加，并且由于扭矩从起动电动机22传递到内燃机1，输出扭矩TQ的值变为负。在本实施例中，紧接在起动控制开始之后，既不执行来自燃料喷射阀31的燃料喷射，也不执行火花塞21的点火。
在本实施例中，此后，在时刻t2，当发动机转速Re达到预定基准转速Reref时，来自燃料喷射阀31的燃料喷射开始，并且通过火花塞21对由燃料喷射形成的空燃混合物的点火开始。在本实施例中，当发动机转速Re达到基准转速Reref时，燃料喷射和点火开始，但是燃料喷射和点火可以在不同正时处开始。例如，燃料喷射和点火可以在与当由起动电动机22进行的驱动开始时的相同时刻开始，或者可以在由起动电动机22使曲轴旋转仅预定旋转量之后的时刻开始。
在本实施例中，在起动控制期间，每个周期从燃料喷射阀31向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni被设定成最大喷射次数。因此，在本实施例中，当内燃机1的冷起动开始时，在一个周期中执行用于向每个气缸11中执行多次燃料喷射的分流喷射控制。特别地，在本实施例中，在每次燃料喷射中，喷射通过将每个周期的总喷射量平均地除以最大喷射次数而获得的燃料喷射量的燃料。在此，最大喷射次数被设定成使得当燃料喷射次数变得大于该最大喷射次数时，一次燃料喷射的量减少得太多从而不能被精确地控制。因此，在起动控制期间，限制从燃料喷射阀31喷射的燃料附着到每个气缸11的壁表面，从而促进燃料的雾化。
此外，在本实施例中，在起动控制期间，火花塞21的点火正时Ti被设定成相对提前侧的预定正时(例如，MBT附近的正时，下文中称为“提前侧正时Tiad”)。因此，燃烧室15中的空燃混合物能够以相对稳定的状态燃烧。
在时刻t2之后，通过执行来自燃料喷射阀31的燃料喷射和火花塞21的点火，空燃混合物在燃烧室15中燃烧，使得通过内燃机1生成扭矩。为此，在时刻t2之后，输出扭矩TQ增加，并因此发动机转速Re增加。此后，当输出扭矩TQ变得等于或大于预定扭矩(该预定扭矩具有等于或大于零的值)时，起动电动机22停止，并且当发动机转速Re达到等于或大于空转转速的预定转速时，燃料喷射量Qf减小。以这种方式，当发动机转速Re达到等于或大于空转转速的预定转速时，内燃机1处于可以通过空燃混合物的燃烧而维持旋转的状态。
在本实施例中，在时刻t3，当自从燃料喷射和点火开始以来已经完成了任意数量的周期(例如，2或3个周期)时，起动控制结束并且预热控制开始。如图3所示，时刻t3是在发动机转速Re达到等于或大于空转转速的预定转速之后的时刻，并且在时刻t3，发动机转速Re开始减小。在本实施例中，起动控制的结束正时基于燃料喷射和点火开始之后的周期数来设定。可替代地，可以以任何方式设定起动控制的结束正时，只要结束正时是发动机转速Re达到等于或大于空转转速的预定转速之后的正时即可。因此，例如，当通过使用曲柄角传感器78检测到的发动机转速Re达到预定转速时，可以结束起动控制。
执行预热控制，以用于在早期阶段升高发动机本体10和排气控制催化剂53的温度。因此，在时刻t3，当开始预热控制时，火花塞21的点火正时Ti从提前侧正时Tiad改变为相对延迟侧的预定正时(下文中称为“延迟侧正时Tirt”)。因此，在本实施例中，在内燃机1的起动开始之后，火花塞21的点火正时Ti延迟。在此，延迟侧正时Tirt被设定成是尽可能地在能够将燃烧维持在例如15°ATDC的范围内的延迟侧的正时。结果，在时刻t3之后，排气的温度升高，并因此排气控制催化剂53的温度升高。
此外，在本实施例中，在时刻t4，当自从预热控制开始以来(即，自从火花塞21的点火正时Ti延迟以来)已经完成了任意数量的周期(例如2或3个周期)时，来自燃料喷射阀31的燃料喷射次数Ni从最大喷射次数减少到最小喷射次数(例如，一次喷射)。换句话说，在本实施例中，在点火正时Ti延迟之后燃料喷射次数Ni减少。特别地，在完成点火正时Ti的延迟之后，燃料喷射次数Ni减少。
此后，例如当排气控制催化剂53的温度升高到活性温度时，预热控制结束。当预热控制结束时，内燃机1的起动控制结束，并且正常控制开始。在正常控制中，点火正时Ti和来自燃料喷射阀31的燃料喷射次数Ni基于发动机转速Re和发动机载荷来设定。特别地，点火正时Ti基本上被设定成是MBT附近的相对提前侧的正时。
起动控制的流程
接下来，将参考图4至图6描述由根据本实施例的控制装置60执行的起动控制的流程。图4是示出用于确定要在起动控制中执行的控制的控制例程的流程图。ECU 61以规则的时间间隔执行所示的控制例程。
参考图4，首先，在步骤S11中，ECU 61确定起动标志Fs是否被设定成OFF(关)。当执行起动控制时，起动标志Fs被设定成ON(开)，而在其它时间，起动标志Fs被设定成OFF。在步骤S11中，当ECU 61确定出起动标志Fs被设定成OFF时，控制例程前进到步骤S12。
在步骤S12中，ECU 61确定预热标志Fw是否被设定成OFF。在执行预热控制期间，预热标志Fw被设定成ON，而在其它时间，预热标志被设定成OFF。在步骤S12中，当ECU 61确定出预热标志Fw被设定成OFF时，控制例程前进到步骤S13。
在步骤S13中，ECU 61确定起动条件是否得到满足。在例如安装有内燃机1的车辆的点火开关被接通的情况下，或者在因为电池需要充电从而ECU 61确定自动起动内燃机1的情况下，起动条件得到满足。在步骤S13中，当ECU 61确定出起动条件没有得到满足时，控制例程结束。另一方面，在步骤S13中，当ECU 61确定出起动条件得到满足时，控制例程前进到步骤S14，起动标志Fs被设定成ON，并且起动控制开始。
当起动标志Fs被设定成ON并且起动控制开始时，控制例程从步骤S11前进到步骤S15。在步骤S15中，ECU 61确定完成起动控制的条件是否得到满足。在例如起动控制中自从火花塞21的点火开始以来已经完成预定次数的周期(例如，2或3个周期)的情况下，或者在由曲柄角传感器78检测到的发动机转速Re达到预定转速的情况下，完成起动控制的条件得到满足。在步骤S15中，当ECU 61确定出完成起动控制的条件没有得到满足时，控制例程结束。另一方面，当ECU 61确定出完成起动控制的条件得到满足时，控制例程前进到步骤S16。在步骤S16中，起动标志Fs被设定成OFF，并且起动控制结束。
接下来，在步骤S17中，ECU 61确定执行预热的条件是否得到满足。在例如由冷却剂温度传感器75检测到的内燃机1的冷却剂的温度低于预定的预热完成温度的情况下，或者在由催化剂温度传感器73检测到的排气控制催化剂53的温度低于活性温度的情况下，执行预热的条件得到满足。换句话说，在内燃机1在冷却剂或排气控制催化剂53的温度低的状态下起动(冷起动)的情况下，执行预热的条件得到满足。在步骤S17中，当ECU 61确定出执行预热的条件没有得到满足时，控制例程结束。在这种情况下，在不执行预热控制的情况下，正常控制开始。另一方面，在步骤S17中，当ECU 61确定出执行预热的条件得到满足时，控制例程前进到步骤S18，预热标志Fw被设定成ON，并且预热控制开始。
当预热标志Fw被设定成ON并且预热控制开始时，控制例程从步骤S12前进到步骤S19。在步骤S19中，ECU 61确定结束预热控制的条件是否得到满足。在例如由冷却剂温度传感器75检测到的内燃机1的冷却剂的温度等于或高于预定的预热完成温度的情况下，或者在由催化剂温度传感器73检测到的排气控制催化剂53的温度等于或高于活性温度的情况下，结束预热控制的条件得到满足。在步骤S19中，当ECU 61确定出结束预热控制的条件没有得到满足时，控制例程结束。另一方面，在步骤S19中，当ECU 61确定出结束预热控制的条件得到满足时，控制例程前进到步骤S20。在步骤S20中，预热标志Fw被设定成OFF，预热控制结束，并且正常控制开始。
图5是示出用于通过火花塞21控制点火正时Ti的控制例程的流程图。ECU 61以规则的时间间隔执行所示的控制例程。
如图5所示，首先，在步骤S31中，ECU 61确定起动标志Fs是否被设定成ON，即，是否正在执行起动控制。当起动标志Fs被设定成ON时，控制例程前进到步骤S32。在步骤S32中，点火正时Ti被设定成提前侧正时Tiad。另一方面，在步骤S31中，当ECU 61确定出起动标志Fs被设定成OFF时，控制例程前进到步骤S33。
在步骤S33中，ECU 61确定预热标志Fw是否被设定成ON，即，是否正在执行预热控制。当ECU 61确定出预热标志Fw被设定成ON时，控制例程前进到步骤S34。在步骤S34中，点火正时Ti被设定成延迟侧正时Tirt。另一方面，在步骤S33中，当ECU 61确定出预热标志Fw被设定成OFF时，控制例程前进到步骤S35。在步骤S35中，执行正常控制，并且点火正时Ti基于发动机转速Re(基于曲柄角传感器78的输出而计算出该发动机转速)和发动机载荷(由载荷传感器77检测到该发动机载荷)来设定。
图6是示出用于控制来自燃料喷射阀31的燃料喷射次数Ni的控制例程的流程图。ECU 61以规则的时间间隔执行所示的控制例程。
如图6所示，首先，在步骤S41中，ECU 61确定起动标志Fs是否被设定成ON。当起动标志Fs被设定成ON时，控制例程前进到步骤S42。在步骤S42中，将每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni设定成最大喷射次数。另一方面，在步骤S41中，当ECU 61确定出起动标志Fs被设定成OFF时，控制例程前进到步骤S43。
在步骤S43中，ECU 61确定预热标志Fw是否被设定成ON。当ECU 61确定出预热标志Fw被设定成ON时，控制例程前进到步骤S44。在步骤S44中，ECU 61确定自从由图5中的步骤S34将点火正时Ti设定成延迟侧正时Tirt以来是否已经完成预定周期次数(例如，2或3个周期)。可替代地，在步骤S44中，ECU 61可以确定自从将点火正时Ti设定成延迟侧正时Tirt以来是否经过预定时间段。在步骤S44中，当ECU 61确定出自从将点火正时Ti设定成延迟侧正时Tirt以来尚未完成预定周期次数时，控制例程前进到步骤S42，并且每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni维持在最大喷射次数。另一方面，在步骤S44中，当ECU 61确定出自从将点火正时Ti设定成延迟侧正时Tirt以来已经完成预定周期次数时，控制例程前进到步骤S45。在步骤S45中，每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni被设定成最小喷射次数。
另一方面，在步骤S43中，当ECU 61确定出预热标志Fw被设定成OFF时，控制例程前进到步骤S46。在步骤S46中，执行正常控制，并且每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni基于发动机转速Re(基于曲柄角传感器78的输出而计算出该发动机转速)和发动机载荷(由载荷传感器77检测到该发动机载荷)来设定。
有益效果和修改示例
在以上实施例中，当内燃机1冷起动时，首先，在起动控制中，火花塞21的点火正时Ti被设定成相对提前侧的正时，并且在一个周期中向每个气缸11中执行多次燃料喷射。此后，根据预热控制的开始，点火正时Ti被延迟，并且根据点火正时Ti的延迟，在每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni减少。
在此，如上所述，当内燃机1的冷起动开始时，每个周期中向气缸11中的燃料喷射次数可以增加，以限制由于喷射的燃料对气缸11的壁表面的附着而导致的汽化燃料量的减少。但是，当以这种方式增加喷射次数时，如从图2A至图2C可见，最终燃料喷射完成的正时延迟。结果，在延迟正时喷射的燃料在点火正时Ti时在燃烧室15中未充分混合。为此，在火花塞21的点火正时Ti处，空燃混合物的均匀性低。
以这种方式，当在空燃混合物的均匀性低的状态下延迟点火正时Ti时，空燃混合物的燃烧劣化。作为响应，在本实施例中，当紧接在内燃机1起动之后空燃混合物的均匀性低时，将点火正时Ti设定成是提前侧的正时。因此，可以限制空燃混合物的燃烧劣化。
此外，在本实施例中，当内燃机1的起动完成并且预热控制开始时，点火正时Ti延迟，并因此每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni减少。当燃料喷射次数Ni减少时，喷射的燃料容易附着到气缸11的壁表面，但是由于燃料喷射在早期阶段完成，所以未附着到壁表面的汽化燃料的均匀性高。以这种方式，由于空燃混合物的均匀性高，所以即使当点火正时Ti延迟时，空燃混合物的燃烧也不会劣化，并因此能够维持适当的燃烧。因此，通过本实施例，当内燃机1冷起动时，即使当执行分流喷射和点火正时Ti的延迟时，也能够抑制空燃混合物的燃烧稳定性的劣化。结果，通过本实施例，可以限制内燃机1中的振动或噪声的增加。
但是，当燃料喷射次数Ni减少时，附着到气缸11的壁表面的燃料量增加，并因此空燃混合物的总燃料浓度变低并且燃烧变得困难。同时，当点火正时Ti延迟时，空燃混合物的燃烧状态显着改变，并因此燃烧变得不稳定。因此，当同时执行燃料喷射次数Ni的减少和点火正时Ti的延迟时，失火的可能性增加。在本实施例中，在每个周期中以与火花塞21的点火正时Ti的延迟不同的正时执行向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni的减少。为此，当执行从起动控制到预热控制的转变时，失火的可能性降低。特别地，在本实施例中，在火花塞21的点火正时Ti延迟之后，向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni减少。因此，在从点火正时Ti的延迟之后直到燃料喷射次数Ni的减少的时间段期间，空燃混合物的燃烧状态暂时变得不稳定，并且容易发生扭矩波动，但是由于空燃混合物的总燃料浓度低而引起的失火的可能性可以降低。此外，由于紧接在起动控制完成之后的时刻是紧接在内燃机1的起动而发生大扭矩波动之后的时刻，即使当此时发生由于燃烧状态的暂时不稳定而引起的扭矩波动时，乘员也很难感测到此扭矩波动。
另外，在以上实施例中，在起动控制期间的每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni被设定成最大喷射次数。但是，在起动控制期间的燃料喷射次数Ni可以小于该最大喷射次数。但是，同样在这种情况下，在起动控制期间的燃料喷射次数Ni被设定成大于在预热控制期间的燃料喷射次数Ni。
另外，在以上实施例中，在预热控制期间的火花塞21的点火正时Ti被设定成是在能够维持燃烧的范围内尽可能在延迟侧的正时，但是在预热控制期间的点火正时Ti可以被设定成是比以上正时更接近提前侧的正时。但是，即使在这种情况下，在预热控制期间的点火正时Ti也是被设定成比在起动控制期间的点火正时Ti更靠近延迟侧的正时。
第二实施例
接下来，参考图7，将描述根据第二实施例的控制装置。在下文中，将主要描述与第一实施例中的控制装置的控制的区别。
在第一实施例中，在开始预热控制的同时，点火正时Ti立即从提前侧正时Tiad改变成延迟侧正时Tirt。但是，在本实施例中，当预热控制开始时，点火正时Ti从提前侧正时Tiad逐步改变成延迟侧正时Tirt。
类似于图3，图7是当内燃机1冷起动时的各种参数的时序图。如图7所示，在本实施例中，当在时刻t3起动控制完成并且预热控制开始时，火花塞21的点火正时Ti逐步延迟。在本实施例中，即使在一个周期期间，点火正时Ti也根据执行燃烧的气缸11的顺序逐渐地延迟。可替代地，点火正时Ti可以在每个周期中逐渐地延迟。在这种情况下，所有气缸11在相同的周期期间以相同的点火正时Ti点火。
此后，在本实施例中，在点火正时Ti达到在预热控制期间已设定的延迟侧正时Tirt之后，在时刻t4处，来自燃料喷射阀31的燃料喷射次数Ni从最大喷射次数减少到最小喷射次数。因此，同样在本实施例中，在用于预热控制的点火正时Ti的延迟全部完成之后，燃料喷射次数Ni减少。
通过本实施例，由于点火正时Ti逐步地延迟，所以即使当点火正时Ti极大延迟时，也会限制燃烧状态使其不会变得过于不稳定，并因此可以限制过大的扭矩波动的发生。
第三实施例
接下来，参考图8，将描述根据第三实施例的控制装置。在下文中，将主要描述与第一实施例和第二实施例中的控制装置的控制的区别。
在第一实施例和第二实施例中，每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni立即从最大喷射次数改变成最小喷射次数。但是，在本实施例中，每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni从最大喷射次数逐步改变成最小喷射次数。
类似于图3和图7，图8是当内燃机1冷起动时的各种参数的时序图。如图8所示，在本实施例中，类似于第二实施例，当在时刻t3处起动控制完成并且预热控制开始时，火花塞21的点火正时Ti逐步延迟。特别地，在本实施例中，点火正时Ti在每次点火或每个周期中延迟预定角度。
此后，在本实施例中，每当点火正时Ti延迟一定角度时，每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni就减少一次燃料喷射。换句话说，在本实施例中，在点火正时Ti延迟一定角度之后，燃料喷射次数Ni对应于该延迟角度而被减少。特别地，在本实施例中，该一定角度足够大于每一次延迟点火正时Ti的角度。因此，每当延迟多个点火正时Ti时，每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni就减少一次燃料喷射。
在图8所示的示例中，在起动控制期间，每个周期中向每个气缸11中执行的燃料喷射次数Ni为五次。在将点火正时Ti延迟一定角度之后，燃料喷射次数Ni减少至四次。在点火正时Ti再次延迟一定角度之后，燃料喷射次数Ni减少至三次。通过重复以上操作，根据点火正时Ti的逐步延迟，燃料喷射次数Ni逐步减少，并且最终减少至一次。如从图8可见，燃料喷射次数Ni的减少在点火正时Ti的延迟开始之后开始，并且在点火正时Ti的延迟结束之后结束。因此，在本实施例中，根据点火正时Ti的逐步延迟，每个周期中向每个气缸11中的燃料喷射次数Ni逐步减少。
通过本实施例，点火正时Ti逐步延迟，并因此燃料喷射次数Ni也逐步减少。同样在本实施例中，由于点火正时Ti逐步延迟，所以即使当点火正时Ti极大延迟时，也可以限制过大的扭矩波动的发生。另外，在本实施例中，燃料喷射次数Ni逐步减少。因此，由于点火正时Ti的延迟而引起的燃烧状态的暂时劣化可以被限制到最小程度。
尽管以上已经适当地描述了本发明的实施例，但是本发明不限于这些实施例，并且可以在权利要求的范围内进行各种变型和改变。
Claims (1)
1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机包括燃料喷射阀以及火花塞，其中，所述燃料喷射阀将燃料喷射到燃烧室中，并且所述火花塞点燃所述燃烧室中的空燃混合物，所述控制装置的特征在于包括：
电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：
当所述内燃机的冷起动开始时，所述电子控制单元在一个周期中向每个气缸中执行多次燃料喷射；
在所述内燃机的所述冷起动开始之后，所述电子控制单元延迟每个气缸中的所述火花塞的点火正时；并且
在所述火花塞的所述点火正时被延迟之后，所述电子控制单元减少在一个周期中向每个气缸中的燃料喷射次数，
所述电子控制单元被构造成逐步延迟每个气缸中的所述点火正时，并且
所述电子控制单元被构造成响应于每个气缸中的所述点火定时的逐步延迟而逐步减少在一个周期中向每个气缸中的燃料喷射次数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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