CN1576554A - 直接喷射式发动机系统及直接喷射式发动机的启动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及直接喷射式发动机系统和直接喷射式发动机的启动方法。所述发动机系统能够在把燃料在压缩冲程中从燃料喷射阀(23)直接喷射到燃烧室(6)的第一燃料喷射模式和把燃料在进气冲程中从燃料喷射阀(23)直接喷射到燃烧室(6)的第二燃料喷射模式之间切换。控制器(30)确定供应给燃料喷射阀(23)的燃料的特性、根据燃料特性选择第一燃料喷射模式或第二燃料喷射模式、以及在选定的燃料喷射模式启动发动机(1)。

Description

直接喷射式发动机系统 及直接喷射式发动机的启动方法
技术领域
本发明涉及燃料直接喷射到燃烧室的直接喷射式发动机的启动。
背景技术
在进气冲程中喷射燃料的直接喷射式发动机的冷启动期间执行均匀燃烧时，三元催化净化器未被激活，因此HC是在未被减少的情况下排放的。日本专利局在2000年公开的JP2000-145510A揭示了通过检测发动机温度，和在检测到的温度低于预定温度的时候，以调节到理想配比的空气-燃料比的稀的一侧的空气-燃料比在压缩冲程中喷射燃料来防止这种现象的技术。
依照这项技术，能减少在冷启动期间粘附到汽缸壁表面上的燃料量，而且也能减少在分层充料燃烧(stratified charge combustion)期间流入熄火区域的空气-燃料混合物的量。此外，排气温度上升，因而加速HC在膨胀冲程中的氧化反应，并因此能实现全面减少HC的量。
发明内容
为了借助压缩冲程燃料喷射启动发动机，必须调节燃料喷射量和喷射定时，以便大量的空气-燃料混合物在火花塞周围以能够稳定点火的浓的空气-燃料比形成，以及遍及整个燃烧室的平均空气-燃料比达到比理想配比的空气-燃料比略微稀的允许的分层充料燃烧空气-燃料比。
然而，冷启动期间可能的分层充料燃烧的空气-燃料比的范围随着燃料汽化率下降而变窄，同时逐渐向浓的一侧偏离，而且随着燃料特性变得更重甚至变得更窄。因此，在供应重燃料的时候，空气-燃料比偏离预先设定的空气-燃料比的范围，从而导致不稳定燃烧和无效启动的可能性。
因此，本发明的目是在抑制发动机冷启动期间的排气排放的同时提高直接喷射式发动机低温启动能力。
为了实现上述目的，本发明提供一种发动机系统，包括：具有把燃料喷射到燃烧室的燃料喷射阀的发动机，所述发动机能够在把燃料在压缩冲程从燃料喷射阀直接喷射到燃烧室的第一燃料喷射模式和把燃料在进气冲程中从燃料喷射阀直接喷射到燃烧室的第二燃料喷射模式之间切换；以及控制器。
控制器确定供应给燃料喷射阀的燃料特性；根据燃料特性选择第一燃料喷射模式或第二燃料喷射模式；以及在选定的燃料喷射模式启动发动机。
根据本发明的一个方面，本发明提供用于发动机的启动方法，该发动机具有把燃料喷射到燃烧室的燃料喷射阀，以及该发动机能够在把燃料在压缩冲程中从燃料喷射阀直接喷射到燃烧室的第一燃料喷射模式和把燃料在进气冲程中从燃料喷射阀直接喷射到燃烧室的第二燃料喷射模式之间切换。该启动方法包括：确定供应给燃料喷射阀的燃料的特性；根据燃料特性选择第一燃料喷射模式或第二燃料喷射模式；和在选定的燃料喷射模式下启动发动机。
附图说明
本发明的细节以及其它的特性和优势是在说明书的剩余部分中陈述的并且在附图中示出。
图1是根据本发明的发动机系统的示意图。
图2是启动控制的流程图。
图3A-3E是启动控制的时序表。
图4是显示不同燃料特性下的空气-燃料比和燃烧稳定性之间的关系的特性图。
图5是显示冷却水温度和燃料汽化比率之间的关系的特性曲线图。
图6是在第二实施方式中启动控制的流程图。
图7是在第三实施方式中启动控制的流程图。
具体实施方式
参照图1，发动机1包括由汽缸头2和多个汽缸4(在图1中只示出其中之一)构成的汽缸体3。活塞5是容纳在每个汽缸4内部的，以便能够往复运动。燃烧室6是由活塞5、汽缸4的内壁和汽缸头2组成的。引起喷射燃料和吸入空气在压缩冲程形成翻滚并且按分层充料燃烧模式燃烧的空腔5A是在活塞5的冠部形成的。进气口9和排气口10经由进气阀7和排气阀8连接到燃烧室6上。
进气歧管11和收集器12被接在进气口9的上游。在更远的上游提供用来调节发动机1吸入空气量的节流阀13、测量吸入空气量的气流计14和空气过滤器15。节流阀13的开度是通过加速器位置传感器18检测到的加速器踏板16的下压量来驱动节流阀电动机17调节的。节流阀13的开度是用图中未示出的节流阀位置传感器检测的。用来净化排气的催化剂装置20是借助排气歧管19在排气口10下游提供，而且催化剂装置20被连接到排气管21上。
把燃料直接喷射到燃烧室6的燃料喷射阀23和为燃烧室6内的空气-燃料混合物点火的火花塞24分别在每个汽缸的汽缸头2上提供。燃料喷射阀23经由供给通道25连接到输送管26上，而且燃料是从这个输送管26供应的。来自燃料箱28的燃料经过高压燃料泵27供应给输送管26。图中未示出的用来检测输送管26内的燃料压力的燃料压力传感器和检测燃料特性的燃料特性传感器29在输送管26上提供。燃料特性传感器29可以由光学燃料传感器构成，例如，按照燃料的比重/重量检测激光折射率变化的光学传感器。作为替代，也可以使用另一种传感器，例如，按照燃料的比重/重量检测燃料中的一对电极之间的电阻值变化的电容传感器。
发动机1上提供有各种不同的传感器，以便检测发动机工作状况。用来检测曲轴31的转速(＝发动机转速)及其旋转相位(曲柄角)的曲柄角传感器32在曲轴31附近提供。检测发动机1中冷却水的温度Tw的水温传感器33是在汽缸体3上提供。电池电压传感器34是为了检测作为启动电动机电源的电池的电压而提供的。指示钥匙开关35处在ON位置、OFF位置、还是START位置的启动信号也被输入。来自这些传感器29、32-35中每个传感器的检测信号输出都被输入到发动机1的发动机控制器30中。
发动机控制器30根据来自各个传感器(包括传感器29、32-35)的信号驱动每个燃料喷射阀23，以此方式执行燃料喷射控制和预定的点火控制。发动机控制器30包括一个或多个用来执行燃料喷射控制和点火控制的微处理器、程序和计算图，以及用来储存在控制执行期间计算的数据之类的存储器。
发动机控制器30根据发动机1的操作条件，在进气冲程执行燃料喷射的进气冲程燃料喷射模式和在压缩冲程执行燃料喷射的压缩冲程燃料喷射模式之间执行切换。
当发动机1的钥匙开关35从OFF位置切换到ON位置的时候，发动机控制器30根据燃料特性传感器29在这个时候测量的输送管26中燃料的重量(比重)，确定供应给燃料喷射阀23的燃料是轻燃料还是重燃料。当测量的重量H大于预定的参考值Hth的时候，燃料被确定是重的，而当小于参考值的时候，燃料被确定是轻的。
冷启动期间分层充料燃烧可能处于其中的空气-燃料比的范围是依照车辆的类型、车辆的使用环境、发动机规格和空气-燃料混合物形成方法等改变。因此，参考值Hth是实验确定的。例如，在冷启动期间分层充料燃烧的稳定性保持在允许的范围内的空气-燃料比的范围(适合分层充料燃烧的范围)是针对每种燃料重量由实验确定的，而为分层充料燃烧实现预定的窄的空气-燃料比的范围的燃料重量被确定为参考值Hth。
当钥匙开关35被切换到START位置启动发动机的时候，发动机控制器30在燃料特性的确定结果表明是轻燃料的时候，把启动设定在压缩冲程燃料喷射模式(分层充料燃烧启动)中，而在燃料是重燃料的时候，把启动设定在进气冲程燃料喷射模式(均匀燃烧启动)中。然后用在图中未示出的启动电动机使曲轴开始旋转。
这样做的理由是在图4中说明的。换言之，为了在曲轴开始旋转后立即抑制未燃的燃料(HC)的排放，在压缩冲程燃料喷射模式中执行启动的时候，当燃料是轻燃料的时候燃烧稳定性在比较宽的空气-燃料比的范围之内保持在允许的范围内(见线A)，因此启动是比较容易的。另一方面，当燃料是重燃料的时候，燃烧稳定性只在比较窄的空气-燃料比的范围内保持在允许的范围内(见线B)，因此启动难以建立。
因此，在进气冲程燃料喷射模式中启动是为重燃料设定的。如图4中用线C示出的，在进气冲程燃料喷射模式中，使用重燃料即使在冷启动期间燃烧稳定性也在比较宽的空气-燃料比的范围内保持在允许的范围内。由于汽化喷射到燃烧室6的燃料所需要的时间得到保证，所以点火和燃烧得以稳定地执行，而且发动机1能被可靠地启动。
预热之后，在压缩冲程燃料喷射模式中燃烧稳定性保持在允许范围内的空气-燃料比的范围，对于重燃料和轻燃料两者都是比较宽的(见线D和线E)。在进气冲程燃料喷射模式中燃烧稳定性保持在允许范围内的空气-燃料比的范围，当燃料是轻燃料的时候甚至更宽(见线F)。
在压缩冲程燃料喷射模式中燃烧稳定性保持在允许范围内的空气-燃料比的范围依照燃料汽化率改变。如图5所示，随着冷却水温度降低，轻燃料和重燃料两者的燃料汽化率下降，因此，燃烧稳定性在允许范围内的空气-燃料比的范围变窄。重燃料的燃料汽化率的下降大于轻燃料的燃料汽化率的下降。因此，在重燃料的情况下，在压缩冲程燃料喷射模式中燃烧稳定性在允许范围内的空气-燃料比的范围变窄。
在以压缩冲程燃料喷射模式启动期间，比较浓的而且有稳定的点火性质的大量空气-燃料混合物在火花塞24周围形成，因此，整个燃烧室的空气-燃料比与理想配比的空气-燃料比相比是略微稀的。
在发动机1的启动(曲轴转动)期间，当发动机转速Ne大于完全燃烧转速Nest的时候，发动机控制器30确定点火和燃烧已完成而且发动机1已确实被启动，因此将这种燃料喷射模式设定为进气冲程燃料喷射模式，以便给发动机1预热。作为结果，在进气冲程中喷射燃料和执行均匀燃烧。
换句话说，当发动机1确实已启动的时候，如果启动期间的燃料喷射模式被设定到压缩冲程燃料喷射模式，那么发动机控制器30把燃料喷射模式切换到进气冲程燃料喷射模式，以促进发动机1的预热，而当启动期间的燃料喷射模式被设定到进气冲程燃料喷射模式的时候，发动机控制器30维持进气冲程燃料喷射模式。
在进气冲程燃料喷射模式中的预热操作期间，燃烧室中的空气-燃料比接近理想配比的空气-燃料比，因此稳定燃烧得以维持，而且发射物特别地是NOx排放特性得到改善。
在启动之后发动机1的预热操作期间，当冷却水温度Tw超过预热完成温度Twst的时候，发动机控制器30确定预热已完成。然后，发动机控制器30根据操作条件在燃料喷射于进气冲程中执行的进气冲程燃料喷射模式和燃料喷射于压缩冲程中执行的压缩冲程燃料喷射模式之间切换。
现在将描述如前所述的根据本发明构成的发动机系统中的启动控制。图2是启动控制的流程图。发动机控制器30在发动机启动期间周期性地作为中断处理执行在所述流程图中示出的处理。图3A-3E是示出图2中的启动控制状态的时序图。
首先，在步骤S1中，确定钥匙开关35的位置是否已从OFF改变成ON。当钥匙开关35的位置在OFF的时候，流程图的处理不开始。当钥匙开关35的位置从OFF变到ON的时候，确定发动机1的启动操作已经开始(见图3A-3E中的时间t1)
在步骤S2中，确定冷却水温度Tw在这个时候是否低于预先设定的预定的高温度Twh，以便确定发动机1是否已完成预热。当冷却水温度Tw低于预定的高温度Twh的时候，程序前进到步骤S3，当它较高的时候，程序前进到步骤S6。预定的高温度Twh可以任意设定，例如，介于50和70摄氏度之间。
在步骤S3中，基于燃料特性传感器29检测的输送管26内的燃料的折射率，确定燃料特性(轻燃料或重燃料)。定义折射率和重量之间的关系的图和用来根据重量的程度确定燃料被看作是轻燃料还是重燃料的参考值被储存在发动机控制器30中，因此发动机控制器30通过参照所述图把检测到的燃料折射率转换成重量数值并且把转换值H与参考值Hth进行比较来确定燃料特性。
在步骤S4中，确定钥匙开关35的位置是否已切换到START。如果钥匙开关35的位置已切换到START，程序前进到步骤S5，并且使用在图中未示出的启动电动机开始发动机1的曲轴转动(见图3A-3E中的时间t2)。
在步骤S5中，基于步骤S3的结果确定燃料是轻燃料还是重燃料。当燃料是轻燃料的时候，程序前进到步骤S6，而当它是重燃料的时候，程序前进到步骤S7。
在步骤S6，在压缩冲程燃料喷射模式中的启动(分层充料燃烧启动)是这样设定的，以便来自燃料喷射阀23的燃料在压缩冲程中被喷射到燃烧室6。喷射的轻燃料与吸入空气混合，在活塞5冠部和汽缸头2之中被空腔5A包围的燃烧室6内的空间中形成翻滚(从空腔5A的一边流入，沿着空腔5A的壁表面流动、再从空腔5A的另一边流出到达火花塞24，然后经过火花塞24流回到空腔5A的旋转空气流)，并因此被火花塞24点火，借此执行分层充料燃烧。
如图3C中用实线示出的，在以压缩冲程燃料喷射模式(分层充料燃烧启动)启动期间，燃料被这样雾化，以便燃烧室6中的空气-燃料比变成略微稀的空气-燃料比，而燃料喷射定时如图3中用实线示出的那样调节，以便随着发动机转速Ne增加进一步向前边移动。作为结果，喷射的燃料确实到达火花塞24的周边，而且确实执行了分层充料燃烧(时间t2-t3)。进而，由于空气-燃料比被设定为略微稀，所以能减少流入熄火区域并粘附到汽缸4的壁表面上的燃料量。在这种情况下，未燃的燃料的氧化反应在膨胀冲程中被加速，于是排气温度上升。因此，未燃的燃料及其对外排放都能受到抑制，而催化剂20也能被迅速激活(见时间t2-t3)。
同时，在步骤S7中，在进气冲程燃料喷射模式(均匀燃烧启动)中的启动是这样设定的，以便燃料在进气冲程中从燃料喷射阀23喷射到燃烧室6。被喷射的重燃料从进气冲程到燃烧冲程与吸入空气在燃烧室6中均匀混和，而且当充分汽化的时候，燃料被火花塞24点火，以便均匀燃烧得以执行。
如图3A虚线示出的那样，在进气冲程燃料喷射模式启动期间，燃料是在进气冲程中喷射到燃烧室6的，而且如图3C中虚线示出的那样，燃料喷射是这样执行的，以便空气-燃料比与理想配比的空气-燃料比相比是略微浓的。如图3B中示出的那样，点火定时选择被略微延迟。在进气冲程燃料喷射模式中，喷射到燃烧室6的燃料汽化所必需的时间得到保证，因此能稳定性地执行点火和燃烧(见时间t2-t3)。
在步骤S8中，确定在曲轴转动期间发动机转速Ne是否大于完全燃烧转速Nest，并且当发动机转速Ne超过完全燃烧转速Nest的时候，程序前进到步骤S10。当发动机转速Ne低于完全燃烧转速Nest的时候，程序前进到步骤S9。在步骤S9中，在轻燃料的情况下，步骤S6的处理继续。在重燃料的情况下，步骤S7的处理继续，由此促进燃烧和提高曲轴转速(发动机转速Ne)。
当发动机转速Ne在曲轴转动期间超过完全燃烧转速Nest的时候，在步骤S8中确定发动机转速Ne已超过完全燃烧转速Nest，于是程序前进到步骤S10。在步骤S10中，设定进气冲程燃料喷射模式(均匀燃烧)，以便执行预热操作。在步骤S11中，确定预热是否已完成，并且借助进气冲程燃料喷射的预热操作被一直继续到完成预热。如图3A中用实线示出的，进气冲程燃料喷射是在时间t3开始的，以执行预热操作，以及如图3C中用实线示出的，燃料喷射量被这样设定，以便空气-燃料比在时间t3等于理想配比的空气-燃料比，或者换句话说，相对于吸入空气量，执行理想配比的燃料喷射。
当冷却水温度Tw由于在进气冲程燃料喷射模式中连续操作上升到预热完成温度Twst以上的时候，在步骤S11中确定的时间满足冷却水温度Tw＞预热完成温度Twst的条件(预热完成条件)，因此程序前进到步骤S12，在那里允许借助压缩冲程燃料喷射进行稀的分层充料操作(见时间t4)。于是，处理结束。
图6是示出即使在不能产生燃料特性的确定结果的时候也可能适用的启动控制的另一范例(第二实施方式)的流程图。图6中的流程图与图2示出的第一实施方式的流程图有所不同，其中在步骤S4和S5之间增加了步骤S13。
在步骤S13中，确定步骤S3的燃料特性确定结果是否存在，如果确定结果存在，程序前进到步骤S5，但是如果确定结果不存在，程序前进到步骤S7。
当没有燃料特性确定结果而且设定在压缩冲程燃料喷射模式中启动的时候，如果燃料是轻燃料那么启动是可能的，但是如果燃料是重燃料那么有时是不可能的。然而，当设定在进气冲程燃料喷射模式中启动的时候，不管燃料是重燃料还是轻燃料，启动都是可能的，因此能启动发动机1。
在上述的实施方式中，即使当冷却水温度Tw极低的时候，压缩冲程燃料喷射模式或进气冲程燃料喷射模式也可根据燃料特性的重量设定。然而，可如图7中示出的那样增加步骤S14，以便当冷却水温度Tw处在低于预定低温度Twl(例如，介于10和15摄氏度之间)的极低温度下同时钥匙开关35处在ON位置的时候，不管燃料特性从曲轴转动的最初阶段选择进气冲程燃料喷射模式启动(均匀燃烧启动)(第三实施方式)。在图7中，步骤S14被加到图6示出的第二实施方式中，但是步骤S14可以类似的方式被加到图2示出的第一实施方式中。
在极低的温度下，即使当燃料是轻燃料的时候，在压缩冲程燃料喷射模式建立启动有时也是不可能的。然而，通过在进气冲程燃料喷射模式执行启动，不管燃料特性，当冷却水温度Tw低于预定低温度Twl的时候，如图7中示出的，发动机1即使在极低的温度下也能被可靠地启动。
在图3D中用虚线示出的水温特性是在极低的温度下在进气冲程燃料喷射模式启动发动机1的情况下的水温特性。
下述的效果是借助这些实施方式实现的。
(i)供应给燃料喷射阀23的燃料的特性被确定，并且按照确定结果将冷启动期间的燃料喷射模式设定为压缩冲程燃料喷射模式或进气冲程燃料喷射模式。因此，当燃料被确定是具有适合建立分层充料燃烧的较宽的空气-燃料比的范围的轻燃料的时候，燃料是在压缩冲程中喷射的，以便空气-燃料混合物在燃烧室6内分层。作为结果，能减少沿着燃烧室6的壁面流动的或进入活塞5的顶部的未燃的燃料量，从而导致发动机1排放的HC的量减少。
另一方面，如果燃料被确定是能够建立分层充料燃烧的窄的空气-燃料比的范围的重燃料，通过将燃料喷射模式切换到进气冲程燃料喷射模式执行启动，因此燃烧不稳定性和启动失败即使在燃料是重燃料的时候也能被避免。
(ii)当发动机启动期间的冷却水温度Tw超过预定的高温度Twh(例如，介于50和70摄氏度之间)的时候，通过在发动机启动期间将燃料喷射模式设定为压缩冲程燃料喷射模式执行启动。
在温度升高的条件下，在压缩冲程燃料喷射模式中燃烧稳定性即使当燃料是重燃料的时候也被保持在允许的范围内，因此，燃料是在压缩冲程中喷射的，以便空气-燃料混合物在燃烧室内分层。作为结果，能减少沿着燃烧室6的壁面流动的或进入活塞5的顶部的未燃的燃料量，从而导致启动期间发动机1排放的HC的量减少。
(iii)在极低的温度下，当发动机启动期间的冷却水温度Tw低于预定低温度Twl(例如，介于10和15摄氏度之间)的时候，不管燃料特性确定结果如何，设定在进气冲程燃料喷射模式启动。在极低的温度下，即使当燃料是轻燃料的时候，在压缩冲程燃料喷射模式建立启动有时也是不可能的，但是以此方式，发动机1即使在极低的温度下也能被可靠地启动。
(iv)当不知道燃料特性的确定结果的时候，发动机启动期间的燃料喷射模式被设定为进气冲程燃料喷射模式，因此，无论燃料是轻燃料还是重燃料，发动机1都能被可靠地启动。
请注意，在上述的实施方式中，燃料喷射模式在预热操作期间被设定为进气冲程燃料喷射模式，以便执行均匀燃烧。然而，压缩冲程燃料喷射模式可能被这样设定，以便执行分层充料燃烧。随着冷却水温度上升从压缩冲程燃料喷射模式中的分层充料燃烧移动到进气冲程燃料喷射模式中的均匀燃烧也是可能的。
日本专利申请第P2003-194926号(申请日为2003年7月10日)的全部内容在此引述作为参考。
虽然已参照本发明特定实施方式描述了本发明，但是本发明不局限于上述的实施方式。根据以上教导，上述实施方式的修改和变更为本领域技术人员所熟悉。本发明的范围是参照下面的权利要求书限定的。

Claims (8)

1.一种发动机系统，包括：
具有把燃料喷射到燃烧室(6)的燃料喷射阀(23)的发动机(1)，所述发动机(1)能够在把燃料在压缩冲程中从燃料喷射阀(23)直接喷射到燃烧室(6)的第一燃料喷射模式和把燃料在进气冲程中从燃料喷射阀(23)直接喷射到燃烧室(6)的第二燃料喷射模式之间切换；以及
控制器(30)，用于：
确定供应给燃料喷射阀(23)的燃料的特性；
根据燃料特性选择第一燃料喷射模式和第二燃料喷射模式其中之一；和
在选定的燃料喷射模式启动发动机(1)。
2.根据权利要求1的发动机系统，其中控制器(30)进一步用于：当确定燃料重量大于预定值的时候在第二燃料喷射模式启动发动机(1)。
3.根据权利要求1的发动机系统，其中控制器(30)进一步用于：当确定燃料重量小于预定值的时候在第一燃料喷射模式启动发动机(1)。
4.根据权利要求1-3中任何一项的发动机系统，其中控制器(30)进一步用于：
确定发动机启动期间的冷却水温度；和
当发动机启动期间的冷却水温度高于预定的高温度的时候，不管燃料特性如何在第一燃料喷射模式启动发动机(1)。
5.根据权利要求1-3中任何一项的发动机系统，其中控制器(30)进一步用于：
确定发动机启动期间的冷却水温度；和
当发动机启动期间的冷却水温度低于预定的低温度的时候，不管燃料特性如何在第二燃料喷射模式启动发动机(1)。
6.根据权利要求1-3中任何一项的发动机系统，其中控制器(30)进一步用于：当不知道燃料特性的时候在第二燃料喷射模式启动发动机(1)。
7.一种用于发动机(1)的启动方法，所述发动机(1)具有把燃料喷射到燃烧室(6)的燃料喷射阀(23)，并且所述发动机能够在把燃料在压缩冲程中从燃料喷射阀(23)直接喷射到燃烧室(6)的第一燃料喷射模式和把燃料在进气冲程中从燃料喷射阀(23)直接喷射到燃烧室(6)的第二燃料喷射模式之间切换，所述启动方法包括：
确定供应给燃料喷射阀(23)的燃料的特性；
根据燃料特性选择第一燃料喷射模式和第二燃料喷射模式其中之一；和
在选定的燃料喷射模式启动发动机(1)。
8.一种发动机系统，包括：
具有把燃料喷射到燃烧室(6)的燃料喷射阀(23)的发动机(1)，所述发动机(1)能够在把燃料在压缩冲程中从燃料喷射阀(23)直接喷射到燃烧室(6)的第一燃料喷射模式和把燃料在进气冲程中从燃料喷射阀(23)直接喷射到燃烧室(6)的第二燃料喷射模式之间切换；
用于确定供应给燃料喷射阀(23)的燃料的特性的装置；
用于根据燃料特性选择第一燃料喷射模式和第二燃料喷射模式其中之一的装置；以及
用于在选定的燃料喷射模式启动发动机(1)的装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105264205A (zh) * 2013-05-30 2016-01-20 丰田自动车株式会社 内燃机的燃料喷射控制系统

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7575863B2 (en) * 2004-05-28 2009-08-18 Applied Biosystems, Llc Methods, compositions, and kits comprising linker probes for quantifying polynucleotides
US7395786B2 (en) * 2005-11-30 2008-07-08 Ford Global Technologies, Llc Warm up strategy for ethanol direct injection plus gasoline port fuel injection
JP4529935B2 (ja) * 2006-04-04 2010-08-25 トヨタ自動車株式会社 筒内直噴エンジンの始動制御装置
JP2008240620A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の始動制御装置
DE102007026443A1 (de) 2007-06-06 2008-12-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung
US7658171B1 (en) * 2008-07-24 2010-02-09 Honda Motor Co., Ltd. Fuel tuned variable valve timing
JP5098913B2 (ja) * 2008-09-10 2012-12-12 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
WO2010050017A1 (ja) * 2008-10-29 2010-05-06 三菱電機株式会社 燃料制御システム
KR101693895B1 (ko) * 2011-12-15 2017-01-09 현대자동차주식회사 복합 착화방식의 디젤-가솔린 혼합연소엔진과 그 제어방법 및 복합 착화방식의 디젤-가솔린 혼합연소시스템
KR101704064B1 (ko) * 2011-12-15 2017-02-08 현대자동차주식회사 복합 착화방식의 디젤-가솔린 혼합연소엔진과 그 제어방법 및 복합 착화방식의 디젤-가솔린 혼합연소시스템
US9057351B2 (en) 2012-02-22 2015-06-16 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2534970A1 (fr) * 1982-10-22 1984-04-27 Chenesseau Moteur a combustion interne utilisable avec un carburant a haute chaleur de vaporisation
JPH1030468A (ja) * 1996-07-15 1998-02-03 Fuji Heavy Ind Ltd 筒内噴射エンジンの燃焼制御装置
DE19823280C1 (de) * 1998-05-25 1999-11-11 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine während des Starts
JP2000145510A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Daihatsu Motor Co Ltd 筒内噴射型内燃機関の噴射制御方法
DE60034837T2 (de) * 1999-03-18 2008-01-10 Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K. Startvorrichtung für Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung und Steuerungsverfahren dafür
JP4042270B2 (ja) * 1999-05-24 2008-02-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置
DE19927174C1 (de) * 1999-06-15 2000-10-12 Daimler Chrysler Ag Kraftstoffversorgungsanlage
JP2002089321A (ja) * 2000-09-12 2002-03-27 Toyota Motor Corp 筒内噴射式内燃機関の燃焼制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105264205A (zh) * 2013-05-30 2016-01-20 丰田自动车株式会社 内燃机的燃料喷射控制系统

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