專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括用于將燃料噴射進(jìn)入氣缸的第一燃料噴射機(jī)構(gòu)(缸內(nèi)噴射器)和用于將燃料向進(jìn)氣歧管或者進(jìn)氣口噴射的第二燃料噴射機(jī)構(gòu)(進(jìn)氣歧管噴射器)的內(nèi)燃機(jī)。尤其是，本發(fā)明涉及在分擔(dān)燃料噴射的區(qū)域中抑制其中燃料必須僅僅從第一燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射的狀態(tài)中的扭矩變化的技術(shù)。
背景技術(shù)：
公知的內(nèi)燃機(jī)包括用于將燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣歧管噴射器和用于將燃料噴射進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的缸內(nèi)噴射器，其中，進(jìn)氣歧管噴射器與缸內(nèi)噴射器的燃料噴射比率基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷來確定。
在由于缸內(nèi)噴射器或者將燃料供應(yīng)到缸內(nèi)噴射器的燃料系統(tǒng)(以下稱為高壓燃料供應(yīng)系統(tǒng))的故障而引起的運(yùn)行故障的情況下，缸內(nèi)噴射器的燃料噴射將停止。
至于在這種運(yùn)行故障中的故障安全措施，可以通過禁止燃料從缸內(nèi)噴射器噴射并且將燃燒模式固定為均勻燃燒模式以僅僅進(jìn)行從進(jìn)氣歧管噴射器的燃料噴射，來確保行駛。然而，由于進(jìn)氣歧管噴射器設(shè)定成承擔(dān)缸內(nèi)噴射器的輔助作用，不能供應(yīng)對(duì)應(yīng)于節(jié)流閥全開時(shí)的吸入空氣的燃料量，由此在故障安全模式中的空燃比將變稀。會(huì)有由于燃燒不良而扭矩不足的情況。
日本專利公開No.2000-145516公開了一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，在由缸內(nèi)噴射器的運(yùn)行故障引起的故障安全模式中，即使僅僅由進(jìn)氣歧管噴射器的燃料噴射控制過程中，該裝置可以適合地維持空燃比以獲得適合的驅(qū)動(dòng)力。這種發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置包括直接將燃料噴入燃燒室的缸內(nèi)噴射器、將燃料噴入進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣歧管噴射器和電子控制式節(jié)流閥。當(dāng)基于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量超過缸內(nèi)噴射器的預(yù)定噴射量時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置通過進(jìn)氣歧管噴射器的燃料噴射來補(bǔ)償不足量。這種發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置還包括判斷缸內(nèi)噴射器和將燃料供應(yīng)到缸內(nèi)噴射器的高壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)的異常的異常判斷單元、將判斷為異常時(shí)的進(jìn)氣歧管噴射器的最大噴射量與目標(biāo)噴射量比較以在目標(biāo)燃料噴射量超過最大噴射量時(shí)將目標(biāo)燃料噴射量固定為最大噴射量的目標(biāo)燃料校正單元、基于固定為最大噴射量的目標(biāo)燃料噴射量和目標(biāo)空燃比計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣量的目標(biāo)進(jìn)氣量校正單元和基于目標(biāo)進(jìn)氣量計(jì)算關(guān)于電子控制式節(jié)流閥的節(jié)流閥開度指示值的節(jié)流閥開度指示值計(jì)算單元。
在該發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中，當(dāng)在缸內(nèi)噴射器和將燃料供應(yīng)到缸內(nèi)噴射器的高壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)中感測(cè)到異常時(shí)，進(jìn)氣歧管噴射器的最大噴射量與基于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量進(jìn)行比較。當(dāng)目標(biāo)燃料噴射量超過最大噴射量時(shí)，目標(biāo)燃料噴射量固定為最大噴射量。目標(biāo)進(jìn)氣量基于該固定的目標(biāo)燃料噴射量和目標(biāo)空燃比計(jì)算?；谒?jì)算的目標(biāo)進(jìn)氣量計(jì)算關(guān)于電子控制式節(jié)流閥的節(jié)流閥開度指示值。因而，當(dāng)在缸內(nèi)噴射器系統(tǒng)中感測(cè)到異常時(shí)，禁止缸內(nèi)噴射器進(jìn)行燃料噴射，并且僅僅從進(jìn)氣歧管噴射器噴射燃料?；谠诖穗A段的最大噴射量和目標(biāo)空燃比，計(jì)算目標(biāo)進(jìn)氣量?；谀繕?biāo)進(jìn)氣量計(jì)算關(guān)于電子控制式節(jié)流閥的節(jié)流閥開度指示值。在由缸內(nèi)噴射器系統(tǒng)的故障引起的故障安全模式中，不管加速器踏板如何努力地下壓，節(jié)流閥開度將開啟到對(duì)應(yīng)于目標(biāo)空燃比的水平。因而，空燃比得到適合的維持，以獲得適合的驅(qū)動(dòng)力。
在日本專利公開No.2000-145516中公開的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中，當(dāng)高壓燃料供應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，缸內(nèi)噴射器的燃料噴射停止以僅僅從進(jìn)氣歧管噴射器進(jìn)行燃料噴射。然而，該公開沒有公開進(jìn)氣歧管噴射器和將燃料供應(yīng)到進(jìn)氣歧管噴射器的燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備，在該內(nèi)燃機(jī)中將燃料噴射進(jìn)入氣缸中的第一燃料噴射機(jī)構(gòu)和將燃料噴射進(jìn)入進(jìn)氣歧管的第二燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)燃料噴射，該控制設(shè)備即使在第二燃料噴射機(jī)構(gòu)側(cè)有故障的情況下維持內(nèi)燃機(jī)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備控制內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)包括將燃料噴射進(jìn)入氣缸中的第一燃料噴射機(jī)構(gòu)、將燃料噴射進(jìn)入進(jìn)氣歧管的第二燃料噴射機(jī)構(gòu)、將燃料供應(yīng)到第一燃料噴射機(jī)構(gòu)的第一燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)和將燃料供應(yīng)到第二燃料噴射機(jī)構(gòu)的第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)。控制設(shè)備包括控制單元，控制第一和第二燃料噴射機(jī)構(gòu)，使得第一和第二燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)燃料噴射，包括第一和第二燃料噴射機(jī)構(gòu)中的一個(gè)噴射停止的狀態(tài)，和判斷在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常的異常判斷單元。當(dāng)異常判斷單元判斷在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常時(shí)，控制單元進(jìn)行控制使得燃料從第一燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射，不從第二燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射。
當(dāng)確定在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管噴射器中存在異常時(shí)，其中該內(nèi)燃機(jī)包括將燃料噴射進(jìn)入氣缸中的第一燃料噴射機(jī)構(gòu)(缸內(nèi)噴射器)和將燃料噴射進(jìn)入進(jìn)氣歧管的第二燃料噴射機(jī)構(gòu)(進(jìn)氣歧管噴射器)，燃料從缸內(nèi)噴射器噴射，而燃料從進(jìn)氣歧管噴射器的噴射被禁止。因而，存在諸如建立進(jìn)氣歧管噴射器和控制設(shè)備之間連接的電氣配線斷開等的異常的情況下，基于缸內(nèi)噴射器噴射燃料能夠維持通常的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因而，提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備，在該內(nèi)燃機(jī)中將燃料噴射進(jìn)入氣缸中的第一燃料噴射機(jī)構(gòu)和將燃料噴射進(jìn)入進(jìn)氣歧管的第二燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)燃料噴射，該控制設(shè)備即使在第二燃料噴射機(jī)構(gòu)側(cè)有故障的情況下維持內(nèi)燃機(jī)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地，控制設(shè)備進(jìn)一步包括凈化控制單元，當(dāng)由于異常判斷單元確定在第二燃料供應(yīng)系統(tǒng)中存在異常的結(jié)果第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中沒有進(jìn)行異常判斷的情況相比，凈化控制單元控制設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)中的凈化機(jī)構(gòu)以增大凈化率。
根據(jù)本發(fā)明，被感測(cè)到異常的進(jìn)氣歧管噴射器的燃料量減少通過增大凈化率明顯地補(bǔ)償進(jìn)氣系統(tǒng)的燃料量。因而，能夠用良好的混合狀態(tài)的吸入空氣和燃料補(bǔ)償進(jìn)氣系統(tǒng)的燃料。
進(jìn)一步優(yōu)選地，控制設(shè)備進(jìn)一步包括調(diào)整單元，調(diào)整單元調(diào)整設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)中的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)由于異常判斷單元確定在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常的結(jié)果第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中沒有進(jìn)行異常判斷的情況相比，進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊得到降低。
根據(jù)本發(fā)明，能夠減小進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊，以抑制來自燃燒室的進(jìn)氣回火。因而，能夠抑制由包含在回火中的PM(微粒物)引起的在進(jìn)氣歧管噴射器或者進(jìn)氣口處堆積沉積物。由于只要進(jìn)氣歧管自身沒有故障，當(dāng)進(jìn)氣歧管噴射器不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，能夠維持沒有堆積沉積物的狀態(tài)，即使在例如修理電氣配線之后也能夠使用該進(jìn)氣歧管噴射器。進(jìn)一步，由于燃燒狀態(tài)因內(nèi)部EGR(廢氣再循環(huán))因子的降低而得到提高，當(dāng)進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊減小時(shí)，能夠抑制扭矩的變化。
進(jìn)一步優(yōu)選地，控制設(shè)備進(jìn)一步包括調(diào)整單元，調(diào)整單元調(diào)整設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)中的點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)由于異常判斷單元確定在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常的結(jié)果第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中沒有進(jìn)行異常判斷的情況相比，點(diǎn)火正時(shí)被延遲。
根據(jù)本發(fā)明，點(diǎn)火正時(shí)被延遲，并且燃燒溫度被降低以抑制NOx的產(chǎn)生。通過與點(diǎn)火正時(shí)設(shè)定在MBT(對(duì)于最佳扭矩的最小點(diǎn)火提前)附近的情況(其中，燃燒壓力最高，燃燒溫度也是高的)相比延遲點(diǎn)火正時(shí)，燃燒壓力和燃燒溫度降低，從而能夠抑制NOx的產(chǎn)生。通過降低燃燒溫度和抑制NOx，能夠抑制在缸內(nèi)噴射器的噴射孔處堆積沉積物。因而，在缸內(nèi)噴射器和進(jìn)氣歧管噴射器分擔(dān)燃料噴射的區(qū)域中，即使僅僅是缸內(nèi)噴射器而不是進(jìn)氣歧管噴射器進(jìn)行燃料噴射的情況下，能夠抑制朝著在缸內(nèi)噴射器的前端處噴射孔堆積沉積物。
進(jìn)一步優(yōu)選地，控制設(shè)備進(jìn)一步包括調(diào)整單元，調(diào)整單元調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)由于異常判斷單元確定在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常的結(jié)果第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射時(shí)在第一燃料噴射機(jī)構(gòu)的前端處堆積沉積物的條件將不會(huì)變得比在第一燃料噴射機(jī)構(gòu)和第二燃料噴射機(jī)構(gòu)在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下分擔(dān)燃料噴射的情況下在第一燃料噴射機(jī)構(gòu)的前端處堆積沉積物的條件惡化。
根據(jù)本發(fā)明，調(diào)整單元調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)。調(diào)整單元調(diào)整這些機(jī)構(gòu)，使得在缸內(nèi)噴射器的前端堆積沉積物的條件在僅僅缸內(nèi)噴射器進(jìn)行燃料噴射的時(shí)候不會(huì)變得比進(jìn)氣歧管噴射器和缸內(nèi)噴射器分擔(dān)燃料噴射的時(shí)候惡化。例如，點(diǎn)火正時(shí)被延遲。通過減小閥重疊以降低內(nèi)部EGR率，基于良好的燃燒狀態(tài)延遲點(diǎn)火正時(shí)。因而，降低了燃燒溫度，抑制了NOx的產(chǎn)生。因而，能夠抑制在缸內(nèi)噴射器的噴射孔處堆積沉積物。
進(jìn)一步優(yōu)選地，條件包括關(guān)于第一燃料噴射機(jī)構(gòu)的前端處的溫度的條件。
根據(jù)本發(fā)明，基于缸內(nèi)噴射器的前端處的溫度(例如，在進(jìn)氣歧管噴射器和缸內(nèi)噴射器分擔(dān)燃料噴射情況和僅僅由缸內(nèi)噴射器進(jìn)行燃料噴射的情況之間，缸內(nèi)噴射器的前端溫度大致相等或者較低)，延遲點(diǎn)火正時(shí)，并且降低燃燒溫度，以抑制在缸內(nèi)噴射器的噴射孔處堆積沉積物。
進(jìn)一步優(yōu)選地，控制設(shè)備，還包括調(diào)整單元，所述調(diào)整單元調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得在由于異常判斷單元確定在第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常的結(jié)果第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射的情況下在第二燃料噴射機(jī)構(gòu)或者其附近堆積沉積物的條件將不會(huì)變得比在第一燃料噴射機(jī)構(gòu)和第二燃料噴射機(jī)構(gòu)在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下分擔(dān)燃料噴射的情況下在第二燃料噴射機(jī)構(gòu)的前端處或者其附近堆積沉積物的條件惡化。
根據(jù)本發(fā)明，調(diào)整單元調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)。調(diào)整單元調(diào)整機(jī)構(gòu)使得當(dāng)僅僅缸內(nèi)噴射器進(jìn)行燃料噴射時(shí)在進(jìn)氣歧管噴射器的前端或者其附近堆積沉積物的條件將不會(huì)變得比在進(jìn)氣歧管噴射器和缸內(nèi)噴射器分擔(dān)燃料噴射的情況下惡化。例如，減小閥的重疊。進(jìn)一步，通過減小閥重疊和降低內(nèi)部EGR率，基于良好的燃燒狀態(tài)延遲點(diǎn)火正時(shí)。因而，能夠減小進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊以抑制來自燃燒室的進(jìn)氣回火。因而，能夠抑制包含在回火中的PM引起的在進(jìn)氣歧管噴射器或者進(jìn)氣口處堆積沉積物。
進(jìn)一步優(yōu)選地，第一燃料噴射機(jī)構(gòu)是缸內(nèi)噴射器，第二噴射機(jī)構(gòu)是進(jìn)氣歧管噴射器。
根據(jù)本發(fā)明，提供用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備，在該內(nèi)燃機(jī)中，缸內(nèi)噴射器作為第一燃料噴射機(jī)構(gòu)，進(jìn)氣歧管噴射器作為第二燃料噴射機(jī)構(gòu)，每個(gè)單獨(dú)地設(shè)置，這兩個(gè)噴射器分擔(dān)燃料噴射，當(dāng)在諸如建立控制設(shè)備和進(jìn)氣歧管噴射器之間的連接的電氣配線斷開的故障的情況下，在抑制扭矩變化的同時(shí)，缸內(nèi)噴射器進(jìn)行燃料噴射，并且避免在進(jìn)氣歧管噴射器和管內(nèi)噴射器處堆積沉積物。
從下面詳細(xì)的本發(fā)明描述中，結(jié)合附圖，本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


圖1是示出在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制設(shè)備的控制下的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是由作為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU執(zhí)行的程序控制結(jié)構(gòu)流程圖。
圖3表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)狀態(tài)的DI比率圖，其中根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制設(shè)備適合地應(yīng)用到該發(fā)動(dòng)機(jī)中。
圖4表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)狀態(tài)的DI比率圖，其中根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制設(shè)備適合地應(yīng)用到該發(fā)動(dòng)機(jī)中。
圖5表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)狀態(tài)的DI比率圖，其中根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制設(shè)備適合地應(yīng)用到該發(fā)動(dòng)機(jī)中。
圖6表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)狀態(tài)的DI比率圖，其中根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制設(shè)備適合地應(yīng)用到該發(fā)動(dòng)機(jī)中。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。相同的部件具有相同的參考標(biāo)號(hào)，其名稱和功能也相同。因而，將不重復(fù)其詳細(xì)的描述。
圖1是在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU(電子控制單元)的控制下發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中發(fā)動(dòng)機(jī)ECU是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)為直列四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，但是本發(fā)明不限于這種發(fā)動(dòng)機(jī)。
如在圖1中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)10包括四個(gè)氣缸112、每個(gè)氣缸經(jīng)由相應(yīng)的進(jìn)氣歧管20連接到公共的穩(wěn)壓箱30。穩(wěn)壓箱30經(jīng)由進(jìn)氣管40連接到空氣濾清器50?？諝饬髁坑?jì)42布置在進(jìn)氣管40中，并且由電動(dòng)機(jī)60驅(qū)動(dòng)的節(jié)流閥70也布置在進(jìn)氣管40中。獨(dú)立于加速器踏板100，節(jié)流閥70具有基于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的輸出信號(hào)控制的開度。每個(gè)氣缸112連接到公共的排氣歧管80，排氣歧管80連接到三元催化轉(zhuǎn)換器90。
每個(gè)氣缸112設(shè)置有用于將燃料噴射進(jìn)入氣缸的缸內(nèi)噴射器110和用于將燃料噴入進(jìn)氣口或者/和進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣歧管噴射器120?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的輸出信號(hào)控制噴射器110和120。進(jìn)一步，每個(gè)氣缸的缸內(nèi)噴射器110連接到公共的燃料輸送管130。燃料輸送管130經(jīng)由允許在朝向燃料輸送管130的方向上流動(dòng)的止回閥140連接到發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式高壓燃料泵150。盡管在本發(fā)明中說明了具有兩個(gè)分開設(shè)置的噴射器的內(nèi)燃機(jī)，但是本發(fā)明不限于這種內(nèi)燃機(jī)。例如，內(nèi)燃機(jī)可以具有能夠同時(shí)進(jìn)行缸內(nèi)噴射和進(jìn)氣歧管噴射的一個(gè)噴射器。
如在圖1中所示，高壓燃料泵150的排出側(cè)經(jīng)由電磁溢流閥152連接到高壓燃料泵150的吸入側(cè)。隨著電磁溢流閥152的開度變小，從高壓燃料泵150供應(yīng)到燃料輸送管130的燃料量增加。當(dāng)電磁溢流閥152全開時(shí)，從高壓燃料泵150供應(yīng)到燃料輸送管130的燃料供應(yīng)停止?；诎l(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的輸出信號(hào)控制電磁溢流閥152。
具體地，高壓燃料泵150借助于連接于凸輪軸的凸輪通過泵柱塞的垂直工作對(duì)燃料加壓，設(shè)置在高壓燃料泵150的泵的吸入側(cè)處的電磁溢流閥152的加壓行程中的關(guān)閉時(shí)間使用設(shè)置在燃料輸送管130處的燃料壓力傳感器400通過發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300而反饋控制，由此控制燃料輸送管130中的燃料壓力(燃料壓力)。換言之，通過發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300控制電磁溢流閥152，控制從高壓燃料泵150供應(yīng)到燃料輸送管130的燃料量和壓力。
每個(gè)進(jìn)氣歧管噴射器120連接到在低壓側(cè)的公共燃料輸送管160。燃料輸送管160和高壓燃料管150經(jīng)由公共燃料壓力調(diào)節(jié)器170連接到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式低壓燃料泵180。低壓燃料泵180經(jīng)由燃料濾清器190連接到燃料箱200。當(dāng)從低壓燃料泵180噴射的燃料的燃料壓力變成高于預(yù)定設(shè)定的燃料壓力時(shí)，燃料壓力調(diào)節(jié)器170使從低壓燃料泵180輸出的燃料的一部分回流到燃料箱200。因而，可以防止供應(yīng)到進(jìn)氣歧管噴射器120的燃料壓力和供應(yīng)到高壓燃料泵150的燃料壓力變得高于設(shè)定的燃料壓力。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300以數(shù)字計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，并且包括經(jīng)由雙向總線310彼此連接的ROM(只讀存儲(chǔ)器)320、RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)330、CPU(中央處理單元)340、輸入端口350和輸出端口360。
空氣流量計(jì)42產(chǎn)生與吸入空氣成比例的輸出電壓?？諝饬髁坑?jì)42的輸出電壓經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器370施加到輸入端口350。產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度成比例的輸出電壓的冷卻劑溫度傳感器380連接于發(fā)動(dòng)機(jī)10。冷卻劑溫度傳感器380的輸出電壓經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器390施加到輸入端口350。
產(chǎn)生與高壓輸送管130中的燃料壓力成比例的輸出電壓的燃料壓力傳感器400連接于高壓輸送管130。燃料壓力傳感器400的輸出電壓經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器410施加到輸入端口350。產(chǎn)生與排氣中的氧濃度成比例的空燃比傳感器420連接到三元催化轉(zhuǎn)換器90的排氣歧管80的上游?？杖急鹊妮敵鲭妷航?jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器430施加到輸入端口350。
本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的空燃比傳感器420是產(chǎn)生與在發(fā)動(dòng)機(jī)10中燃燒的空氣燃料混合氣的空燃比成比例的輸出電壓的滿量程空燃比傳感器(線性空燃比傳感器)。空燃比傳感器420可以是以開/關(guān)的方式檢測(cè)在發(fā)動(dòng)機(jī)10中燃燒的空氣燃料混合氣的空燃比相對(duì)于化學(xué)計(jì)算的空燃比是濃還是稀的O2傳感器。
產(chǎn)生與加速器踏板100的踏板位置成比例的輸出電壓的加速器踏板位置傳感器440連接到加速器踏板100。加速器踏板位置傳感器440的輸出電壓經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器450施加到輸入端口350。產(chǎn)生表示發(fā)動(dòng)機(jī)速度的輸出脈沖的轉(zhuǎn)速傳感器460連接到輸入端口350?；谕ㄟ^上述的加速器踏板位置傳感器440和轉(zhuǎn)速傳感器460獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷因子和發(fā)動(dòng)機(jī)速度，對(duì)應(yīng)于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定的燃料噴射量的值、基于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度的修正值等預(yù)先制成圖存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的ROM320中。
炭罐230是用于捕獲從燃料箱200排出的燃料蒸氣的容器，并且經(jīng)由紙質(zhì)通道260連接到燃料箱200。炭罐230還連接到凈化通道280以將其中所捕獲的燃料蒸氣供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn)氣系統(tǒng)。凈化通道280與在進(jìn)氣管40的節(jié)流閥70的下游開口的凈化端口290連通。如在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中公知，炭罐230填充有吸附燃料蒸氣的吸附劑(活性炭)。在凈化過程中將空氣經(jīng)由止回閥引入到炭罐230的空氣通道270形成在炭罐230中。進(jìn)一步，控制凈化量的凈化控制閥250設(shè)置在凈化通道280中。凈化控制閥250的開度是在發(fā)動(dòng)機(jī)300的占空控制下，由此控制待在炭罐230中凈化的燃料蒸氣量和因而引入到發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃料量(以下稱為凈化燃料量)?；趦艋剂狭坑?jì)算凈化率?；蛘撸鶕?jù)目標(biāo)凈化率計(jì)算凈化燃料量，并且發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300進(jìn)行凈化控制閥250的開度的占空控制，使得能夠?qū)崿F(xiàn)所計(jì)算的凈化燃料量。
參照?qǐng)D2，描述作為本實(shí)施例的控制設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)。以預(yù)定的時(shí)間間隔或者以預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲柄轉(zhuǎn)角執(zhí)行該流程中的程序。
在步驟(以下將步驟縮寫為S)100中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300判斷是否感測(cè)到低壓燃料系統(tǒng)中的異常。例如，當(dāng)連接進(jìn)氣歧管120和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的電氣配線斷開使得不能夠消除進(jìn)氣歧管噴射器120的部分上的反饋控制的偏差時(shí)，檢測(cè)低壓燃料系統(tǒng)中的異常。注意，低壓燃料系統(tǒng)中的異常不包括低壓燃料泵180的非工作狀態(tài)。當(dāng)感測(cè)到低壓燃料系統(tǒng)的異常時(shí)(在S100中的“是”)，控制進(jìn)行到S110，否則(在S100中的“否”)，控制進(jìn)行到S200。
在S110，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300禁止進(jìn)氣歧管噴射器120進(jìn)行燃料噴射。在S120，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300判斷發(fā)動(dòng)機(jī)10的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否在缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120之間的噴射分擔(dān)區(qū)域。該判斷是以后述的圖為基礎(chǔ)的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)在缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120之間的噴射分擔(dān)區(qū)域內(nèi)時(shí)(在S120中的“是”)，控制進(jìn)行到S130，否則(在S120中的“否”)，控制進(jìn)行到S 160。
在S130，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300增大目標(biāo)凈化率。凈化控制閥250的開度在占空控制下，使得能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)凈化率(來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于目標(biāo)凈化率的凈化燃料量)。因而，增加凈化量以補(bǔ)償進(jìn)氣歧管噴射器120噴射的燃料量。由于進(jìn)氣系統(tǒng)的燃料與吸入的空氣充分混合，能夠在禁止進(jìn)氣歧管噴射器120噴射燃料的情況下抑制扭矩變化。
在S140，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300通過VVT(可變閥正時(shí))減小進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊。由于進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊減小了，能夠抑制進(jìn)氣從燃燒室回火。因而，能夠抑制在進(jìn)氣歧管噴射器或者進(jìn)氣口處由于包含在回火中的PM引起的沉積物的堆積。進(jìn)一步，由于當(dāng)進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊減小時(shí)內(nèi)部EGR率減小，燃燒狀態(tài)變得良好，從而允許抑制扭矩的變化。
在S150，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300延遲點(diǎn)火正時(shí)。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒溫度和NOx的降低。在缸內(nèi)噴射器110的前端的溫度能夠得到降低。因而，能夠抑制朝著缸內(nèi)噴射器110的前端處的噴射孔堆積沉積物。
在S160，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300對(duì)凈化控制閥250的開度進(jìn)行占空控制，使得目標(biāo)凈化率以通常的方式實(shí)現(xiàn)(實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于目標(biāo)凈化率的凈化燃料量)。
在S200，發(fā)動(dòng)機(jī)300控制發(fā)動(dòng)機(jī)10以執(zhí)行通常的運(yùn)轉(zhuǎn)。
此處基于上述的結(jié)構(gòu)和流程圖，將描述作為根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的控制下的發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)在低壓燃料系統(tǒng)中發(fā)生異常時(shí)(在S100中的“是”)，進(jìn)氣歧管噴射器120停止(S110)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)在缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120之間的噴射分擔(dān)區(qū)域內(nèi)時(shí)(在S120中的“是”)，目標(biāo)凈化率增大(S130)。由于用來自進(jìn)氣系統(tǒng)的良好進(jìn)氣狀態(tài)的燃料來補(bǔ)償，即使在進(jìn)氣歧管噴射器的燃料噴射停止時(shí)，也能夠抑制反映燃燒變化的扭矩變化。
進(jìn)一步，進(jìn)行減小VVT重疊量的控制(S140)。響應(yīng)于減小進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊，抑制了來自燃燒室的進(jìn)氣回火。因而，能夠抑制在進(jìn)氣歧管噴射器和/或進(jìn)氣口處的沉積物的堆積。進(jìn)一步，減小進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊，使得內(nèi)部EGR率得到降低，導(dǎo)致良好的燃燒狀態(tài)。因而，扭矩變化得到抑制。
接著，進(jìn)行延遲點(diǎn)火正時(shí)的控制(S150)。通過延遲點(diǎn)火正時(shí)，燃燒溫度被降低以允許抑制NOx。通過降低燃燒溫度和抑制NOx，能夠抑制在缸內(nèi)噴射器的噴射孔處的沉積物的堆積。
因而，進(jìn)行了減小VVT重疊和延遲點(diǎn)火正時(shí)的控制。兩者協(xié)同實(shí)現(xiàn)抑制在缸內(nèi)噴射器110的噴射孔處沉積物的堆積的效果、抑制在缸內(nèi)噴射器110的噴射孔處和在進(jìn)氣歧管噴射器120附近的沉積物的堆積的效果和抑制由停止的進(jìn)氣歧管噴射器120引起的扭矩變化的效果。這將以缸內(nèi)噴射器110的前端處的溫度為示例進(jìn)行具體描述。在缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120分擔(dān)燃料噴射的情況下，確定點(diǎn)火正時(shí)的延遲量或者通過VVT的進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊量以避免到達(dá)前端溫度的上限值，該前端溫度的上限值對(duì)應(yīng)于沉積物將不在缸內(nèi)噴射器的噴射孔處堆積的水平。對(duì)于在進(jìn)氣歧管噴射器120處或者在進(jìn)氣歧管噴射器120附近的沉積物，通過考慮在缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120分擔(dān)燃料噴射的情況下進(jìn)氣歧管噴射器120噴射的燃料沖走沉積物，確定點(diǎn)火正時(shí)的延遲量或者進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊度使得在進(jìn)氣歧管噴射器120或者其附近不沉積沉積物。
調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，在進(jìn)氣歧管噴射器120不進(jìn)行燃料噴射的情況下在缸內(nèi)噴射器110的前端處堆積沉積物的條件不會(huì)比在缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120分擔(dān)燃料噴射的情況下的在缸內(nèi)噴射器110的前端處堆積沉積物的條件更差。類似地，調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，在進(jìn)氣歧管噴射器120不進(jìn)行燃料噴射的情況下在進(jìn)氣歧管噴射器120或者其附近處堆積沉積物的條件不會(huì)比在缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120分擔(dān)燃料噴射的情況下的在進(jìn)氣歧管噴射器120或者其附近處堆積沉積物的條件惡化更差。
因而，盡管當(dāng)?shù)蛪喝剂舷到y(tǒng)有異常時(shí)停止進(jìn)氣歧管噴射器，凈化量增大以補(bǔ)償具有良好混合的來自進(jìn)氣系統(tǒng)的燃料。通過VVT進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊得到減小以降低回火。因而，能夠抑制在進(jìn)氣歧管噴射器和其附近處產(chǎn)生由于包含在回火中的PM引起沉積物。進(jìn)一步，延遲點(diǎn)火正時(shí)以降低燃燒溫度，并且抑制NOx的產(chǎn)生以避免在缸內(nèi)噴射器處產(chǎn)生沉積物。
(本控制設(shè)備能夠適合地應(yīng)用到其中的發(fā)動(dòng)機(jī)(1))
以下將描述本實(shí)施例的控制設(shè)備應(yīng)用到其中的發(fā)動(dòng)機(jī)(1)。
參照?qǐng)D3和圖4，現(xiàn)在將描述作為與發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息的表示缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120之間的燃料噴射比率(以下還稱為DI比率(r))的映射。該映射存儲(chǔ)于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的ROM300中。圖3是發(fā)動(dòng)機(jī)10的暖機(jī)狀態(tài)時(shí)的映射，圖4是發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷機(jī)狀態(tài)時(shí)的映射。
在圖3和圖4的映射中，缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射比率以百分比表示為DI比率r，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度沿著橫軸繪制，負(fù)荷因子沿著縱軸繪制。
如在圖3和圖4中所示，針對(duì)由發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷因子確定的每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域設(shè)定DI比率?！癉I RATIO r＝100％”表示僅僅執(zhí)行缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射的區(qū)域，“DI RATIO r＝0％”表示僅僅執(zhí)行進(jìn)氣歧管噴射器120的燃料噴射的區(qū)域?！癉I RATIO r≠0％”且“DI RATIO r≠100％”與“0％＜DI RATIO r＜100％”每個(gè)表示缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120分擔(dān)燃料噴射的區(qū)域。一般而言，缸內(nèi)噴射器110有助于動(dòng)力性能的增加，而進(jìn)氣歧管噴射器120有助于空氣燃料混合氣的均一性。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷因子適合地選擇具有不同的特性的這兩種類型的噴射器，使得在發(fā)動(dòng)機(jī)10的通常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(例如，在怠速期間催化劑預(yù)熱狀態(tài)是異常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的一個(gè)示例)中僅僅進(jìn)行均勻燃燒。
進(jìn)一步，如在圖3和圖4中所示，缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120的DI比率r在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)狀態(tài)和冷機(jī)狀態(tài)時(shí)的映射中分別地定義。映射設(shè)置成表示隨著發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度變化的缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120的不同的控制區(qū)域。當(dāng)所檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度等于或者高于預(yù)定溫度閾值時(shí)，選擇在圖3示出的暖機(jī)狀態(tài)的映射；否則，選擇圖4所示的冷機(jī)狀態(tài)的映射。根據(jù)所選擇的映射，基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷因子，控制缸內(nèi)噴射器110和/或進(jìn)氣歧管噴射器120。
現(xiàn)在將描述在圖3和圖4中設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷因子。在圖3中，NE(1)設(shè)定為2500rpm到2700rpm，KL(1)設(shè)定為30％至50％，KL(2)設(shè)定為60％至90％。在圖4中，NE(3)設(shè)定為2900rpm至3100rpm。即，NE(1)＜NE(3)。也適合地設(shè)定圖3中的NE(2)以及圖4中的KL(3)和KL(4)。
比較圖3和圖4，在圖4所示的冷機(jī)狀態(tài)的映射中的NE(3)大于在圖3所示的暖機(jī)狀態(tài)的映射中的NE(1)。這表明，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度變低，進(jìn)氣歧管噴射器120的控制區(qū)域擴(kuò)大包括了較高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度區(qū)域。即，在發(fā)動(dòng)機(jī)10是冷機(jī)狀態(tài)下，沉積物不可能堆積在缸內(nèi)噴射器110的噴射孔中(即使燃料沒有從缸內(nèi)噴射器110噴射)。因而，能夠擴(kuò)大使用進(jìn)氣歧管噴射器120進(jìn)行燃料噴射的區(qū)域，由此提高了均勻性。
比較圖3和圖4，在暖機(jī)狀態(tài)的映射中發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度是NE(1)或者更高區(qū)域是“DI RATIO r＝100％”，并且在冷機(jī)狀態(tài)的圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度是NE(3)或者更高區(qū)域是“DI RATIO r＝100％”。在負(fù)荷因子方面，在暖機(jī)狀態(tài)的映射中負(fù)荷因子是KL(2)或者更大的區(qū)域是“DI RATIO r＝100％”，并且在冷機(jī)狀態(tài)的圖中，負(fù)荷因子是KL(4)或者更大的區(qū)域是“DI RATIO r＝100％”。這意味著在預(yù)定的高發(fā)動(dòng)機(jī)速度區(qū)域和在預(yù)定的高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷區(qū)域中僅僅使用缸內(nèi)噴射器110。即，在高速區(qū)域或者高負(fù)荷區(qū)域，即使僅僅通過缸內(nèi)噴射器110進(jìn)行燃料噴射，發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷高且進(jìn)氣量充足使得僅僅使用缸內(nèi)噴射器110就可以易于獲得均勻空氣燃料混合氣。以此方式，從缸內(nèi)噴射器110噴射的燃料在燃燒室內(nèi)伴隨氣化潛熱(或者吸收燃燒室的熱量)而霧化。因而，空氣燃料混合氣的溫度在壓縮端降低使得提高了防震的性能。進(jìn)一步，由于燃燒室內(nèi)的溫度降低，進(jìn)氣效率得到提高，這導(dǎo)致了高動(dòng)力。
在圖3的暖機(jī)狀態(tài)圖中，當(dāng)負(fù)荷因子是KL(1)或者更小時(shí)，也僅僅使用缸內(nèi)噴射器110進(jìn)行燃料噴射。這表明當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度高時(shí)，在預(yù)定的低負(fù)荷區(qū)域中僅僅使用缸內(nèi)噴射器110。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10在暖機(jī)狀態(tài)下時(shí)，沉積物可能堆積在缸內(nèi)噴射器110的噴射孔中。然而，當(dāng)使用缸內(nèi)噴射器110進(jìn)行燃料噴射時(shí)，能夠降低噴射孔的溫度，在這情況下，防止了沉積物的堆積。進(jìn)一步，在確保其最小燃料噴射量時(shí)可以防止缸內(nèi)噴射器110的堵塞。因而，缸內(nèi)噴射器110僅僅用在相關(guān)的區(qū)域中。
比較圖3和圖4，區(qū)域“DI RATIO r＝0％”僅僅出現(xiàn)在圖4的冷機(jī)狀態(tài)的映射中。這表明當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度是低時(shí)，在預(yù)定的低負(fù)荷區(qū)域(KL(3)或者更小)中，僅僅通過進(jìn)氣歧管噴射器120進(jìn)行燃料噴射。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10是冷機(jī)狀態(tài)，負(fù)荷是低的且進(jìn)氣量是小時(shí)，燃料更不易于霧化。在這種區(qū)域中，難于確保利用缸內(nèi)噴射器110的噴射的燃料進(jìn)行良好的燃燒。進(jìn)一步，尤其是在低負(fù)荷和低速區(qū)域中，不需要使用缸內(nèi)噴射器110的高動(dòng)力。因而，在相關(guān)的區(qū)域中，僅僅通過進(jìn)氣歧管噴射器120而不使用缸內(nèi)噴射器110進(jìn)行燃料噴射。
進(jìn)一步，在非通常運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，或者在發(fā)動(dòng)機(jī)10的怠速期間的催化劑預(yù)熱狀態(tài)(異常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))下，缸內(nèi)噴射器110被控制使得進(jìn)行分層充氣燃燒。通過只在催化劑預(yù)熱操作期間引起分層充氣燃燒，催化劑預(yù)熱促進(jìn)了排放性能的提高。
(本控制設(shè)備適合應(yīng)用到其中的發(fā)動(dòng)機(jī)(2))以下將描述本實(shí)施例的控制設(shè)備適合應(yīng)用到其中的發(fā)動(dòng)機(jī)(2)。在以下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)(2)的描述中，將不在重復(fù)類似于發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的構(gòu)造。
參照?qǐng)D5和圖6，將描述作為與發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息的缸內(nèi)噴射器110和進(jìn)氣歧管噴射器120之間的燃料噴射比率的映射。映射存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的ROM320中。圖5是發(fā)動(dòng)機(jī)10的暖機(jī)狀態(tài)時(shí)的映射，圖6是發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷機(jī)狀態(tài)時(shí)的映射。
圖5和圖6不同于圖3和圖4在于“DI RATIO r＝100％”保持在暖機(jī)狀態(tài)的映射中的發(fā)動(dòng)機(jī)10的發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于或者高于NE(1)的區(qū)域中，以及保持在冷機(jī)狀態(tài)的映射中發(fā)動(dòng)機(jī)速度是NE(3)或者更高的區(qū)域中。進(jìn)一步，“DI RATIO r＝100％”保持在暖機(jī)狀態(tài)映射中的除了低速區(qū)域(負(fù)荷因子是KL(2)或者更大)以外的區(qū)域中，并且保持在冷機(jī)狀態(tài)映射中除了低速區(qū)域(負(fù)荷因子是KL(4)或者更大)以外的區(qū)域中。這意味著在發(fā)動(dòng)機(jī)速度在預(yù)定高水平的區(qū)域中僅僅通過缸內(nèi)噴射器110執(zhí)行燃料噴射，并且意味著在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在預(yù)定高水平的區(qū)域中僅僅通過缸內(nèi)噴射器110經(jīng)常進(jìn)行燃料噴射。然而，在低速和高負(fù)荷區(qū)域，從缸內(nèi)噴射器110噴射的燃料所產(chǎn)生的空氣燃料混合氣的混合是差的，在燃燒室內(nèi)這樣的非均勻空氣燃料混合氣會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定的燃燒。因而，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度增大到這樣的問題不可能發(fā)生的區(qū)域，缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射比率增大，而隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大到這樣的問題可能發(fā)生的區(qū)域，缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射比率減小。DI比率r的這些變化由圖5和圖6中的十字箭頭表示。在以此方式，能夠抑制引起不穩(wěn)定燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的變化。注意，這些措施大致等同于隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)向預(yù)定低速區(qū)域移動(dòng)而減少缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射比率、或者隨著發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)向預(yù)定低負(fù)荷區(qū)域移動(dòng)而增大缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射比率的措施。進(jìn)一步，在除了上述區(qū)域以外的僅僅使用缸內(nèi)噴射器110進(jìn)行燃料噴射(高速側(cè)和低速側(cè))的區(qū)域(由圖5和圖6中的十字箭頭表示)，即使當(dāng)僅僅使用缸內(nèi)噴射器110進(jìn)行燃料噴射時(shí)，空氣燃料混合氣能夠易于設(shè)定成均勻。在這情況下，從缸內(nèi)噴射器110噴射的燃料在燃燒室內(nèi)伴隨氣化潛熱而霧化(通過吸收來自燃燒室的熱量)。因而，在壓縮端，空氣燃料混合氣的溫度降低，由此提高了防震性能。進(jìn)一步，利用燃燒室的降低的溫度，進(jìn)氣效率得到提高，這導(dǎo)致了高的動(dòng)力輸出。
在結(jié)合圖3-圖6描述的發(fā)動(dòng)機(jī)中，如將在以下描述，在壓縮行程中優(yōu)先實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射正時(shí)。當(dāng)在壓縮行程中設(shè)定缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射正時(shí)時(shí)，空氣燃料混合氣由燃料噴射冷卻，而氣缸中的溫度相對(duì)高。因而，增強(qiáng)了冷卻效果以提高防震性能。進(jìn)一步，當(dāng)在壓縮行程中設(shè)定缸內(nèi)噴射器110的燃料噴射正時(shí)時(shí)，從燃料噴射開始到點(diǎn)火所需的時(shí)間是短的，這確保所噴射的燃料強(qiáng)的穿透性。因而，燃燒速率得到提高。防震性能的改進(jìn)和燃燒速率的增大能夠防止燃燒的變化，并且因而，提高了燃燒的穩(wěn)定性。
盡管已經(jīng)詳細(xì)描述和圖示了本發(fā)明，可以清楚地理解到該描述僅僅是圖示和示例性的，不是限制性的，本發(fā)明的精神和范圍僅僅由權(quán)利要求的條款的限定。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)包括將燃料噴射進(jìn)入氣缸中的第一燃料噴射機(jī)構(gòu)、將燃料噴射進(jìn)入進(jìn)氣歧管的第二燃料噴射機(jī)構(gòu)、將燃料供應(yīng)到所述第一燃料噴射機(jī)構(gòu)的第一燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)和將燃料供應(yīng)到所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)的第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)，所述控制設(shè)備包括控制單元，控制所述第一和第二燃料噴射機(jī)構(gòu)，使得所述第一和第二燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)燃料噴射，所述燃料噴射包括所述第一和第二燃料噴射機(jī)構(gòu)中的一個(gè)噴射停止的狀態(tài)，和異常判斷單元，判斷所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中異常的存在，其中，當(dāng)所述異常判斷單元判斷在所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常時(shí)，所述控制單元進(jìn)行控制，使得燃料從所述第一燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射，而不從所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括凈化控制單元，當(dāng)由于所述異常判斷單元判斷在所述第二燃料供應(yīng)系統(tǒng)中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與沒有作出在所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常的判斷的情況相比，所述凈化控制單元控制設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中的凈化機(jī)構(gòu)以增大凈化率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括調(diào)整單元，所述調(diào)整單元調(diào)整設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)由于所述異常判斷單元判斷在所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與沒有作出在所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常的判斷的情況相比，進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊被減少。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括調(diào)整單元，所述調(diào)整單元調(diào)整設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中的點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)由于所述異常判斷單元判斷在所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與沒有作出在所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常的判斷的情況相比，點(diǎn)火正時(shí)被延遲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括調(diào)整單元，所述調(diào)整單元調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得在相同操作情況下，當(dāng)由于所述異常判斷單元判斷在所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，在所述第一燃料噴射機(jī)構(gòu)的前端處堆積沉積物的條件不會(huì)變得比在所述第一燃料噴射機(jī)構(gòu)和所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)燃料噴射的情況下在所述第一燃料噴射機(jī)構(gòu)的所述前端處堆積沉積物的條件更差。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制設(shè)備，其中，所述條件包括關(guān)于所述第一燃料噴射機(jī)構(gòu)的所述前端處的溫度的條件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，還包括調(diào)整單元，所述調(diào)整單元調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得在相同的操作情況下，在由于所述異常判斷單元判斷在所述第二燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)不進(jìn)行燃料噴射的情況下，在所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)或者其附近堆積沉積物的條件不會(huì)變得比在所述第一燃料噴射機(jī)構(gòu)和所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)燃料噴射的情況下在所述第二燃料噴射機(jī)構(gòu)的所述前端處或者其附近堆積沉積物的條件更差。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其中，所述第一燃料噴射機(jī)構(gòu)是缸內(nèi)噴射器，所述第二噴射機(jī)構(gòu)是進(jìn)氣歧管噴射器。
9.一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備，所述內(nèi)燃機(jī)包括將燃料噴射進(jìn)入氣缸中的第一燃料噴射裝置、將燃料噴射進(jìn)入進(jìn)氣歧管的第二燃料噴射裝置、將燃料供應(yīng)到所述第一燃料噴射裝置的第一燃料供應(yīng)裝置和將燃料供應(yīng)到所述第二燃料噴射裝置的第二燃料供應(yīng)裝置，所述控制設(shè)備包括控制裝置，控制所述第一和第二燃料噴射裝置，使得所述第一和第二燃料噴射裝置分擔(dān)燃料噴射，所述燃料噴射包括所述第一和第二燃料噴射裝置中的一個(gè)噴射停止的狀態(tài)，和異常判斷裝置，判斷所述第二燃料供應(yīng)裝置中異常的存在，其中，所述控制裝置包括用于進(jìn)行控制的裝置，使得當(dāng)所述異常判斷裝置判斷在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常時(shí)，燃料從所述第一燃料噴射裝置噴射，而不從所述第二燃料噴射裝置噴射。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括用于控制設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中的凈化機(jī)構(gòu)的裝置，當(dāng)由于所述異常判斷裝置判斷在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射裝置不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與沒有作出在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常的判斷的情況相比，增大凈化率。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置用于調(diào)整設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)由于所述異常判斷裝置判斷在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射裝置不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與沒有作出在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常的判斷的情況相比，進(jìn)氣閥和排氣閥的重疊被減少。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置用于調(diào)整設(shè)置在所述內(nèi)燃機(jī)中的點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得當(dāng)由于所述異常判斷裝置判斷在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射裝置不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，與沒有作出在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常的判斷的情況相比，點(diǎn)火正時(shí)被延遲。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制設(shè)備，進(jìn)一步包括調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置用于調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得在相同操作情況下，當(dāng)由于所述異常判斷裝置判斷在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射裝置不進(jìn)行燃料噴射時(shí)，在所述第一燃料噴射裝置的前端處堆積沉積物的條件不會(huì)變得比在所述第一燃料噴射裝置和所述第二燃料噴射裝置分擔(dān)燃料噴射的情況下在所述第一燃料噴射裝置的所述前端處堆積沉積物的條件更差。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制設(shè)備，其中，所述條件包括關(guān)于所述第一燃料噴射裝置的所述前端處的溫度的條件。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制設(shè)備，還包括調(diào)整裝置，所述調(diào)整裝置用于調(diào)整可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)或者點(diǎn)火正時(shí)可變機(jī)構(gòu)，使得在相同的操作情況下，在由于所述異常判斷裝置判斷在所述第二燃料供應(yīng)裝置中存在異常而導(dǎo)致所述第二燃料噴射裝置不進(jìn)行燃料噴射的情況下，在所述第二燃料噴射裝置或者其附近堆積沉積物的條件不會(huì)變得比在所述第一燃料噴射裝置和所述第二燃料噴射裝置分擔(dān)燃料噴射的情況下在所述第二燃料噴射裝置的所述前端處或者其附近堆積沉積物的條件更差。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其中，所述第一燃料噴射裝置是缸內(nèi)噴射器，所述第二噴射裝置是進(jìn)氣歧管噴射器。
全文摘要
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU執(zhí)行的程序包括以下步驟判斷在低壓燃料系統(tǒng)中存在異常(S100)；當(dāng)確定在低壓燃料系統(tǒng)中存在異常時(shí)(S100中的“是”)停止進(jìn)氣歧管噴射器；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)獲得在缸內(nèi)噴射器和進(jìn)氣歧管噴射器之間的噴射分擔(dān)狀態(tài)時(shí)(在S120中的“是”)，增大目標(biāo)凈化率(S130)；減小VVT重疊(S140)；并且延遲點(diǎn)火正時(shí)(S150)。
文檔編號(hào)F02M63/02GK101031712SQ200580032959
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者柴垣信之 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社