專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在包括用于將燃料噴入氣缸內(nèi)的第一燃料噴射閥和用于將燃料噴入進(jìn)氣通路內(nèi)的第二燃料噴射閥的內(nèi)燃機(jī)中控制燃料噴射的裝置和方法。
背景技術(shù)：
通常，在具有用于將燃料噴入氣缸內(nèi)的氣缸內(nèi)噴射閥的內(nèi)燃機(jī)中，在活塞的壓縮行程期間進(jìn)行“壓縮行程噴射”以將燃料噴入燃燒室內(nèi)，從而進(jìn)行空燃比比理論空燃比稀薄的層狀稀薄燃燒。在層狀稀薄燃燒中，只在火花塞附近產(chǎn)生具有理論空燃比或較稠密空燃比的可燃空氣燃料混合氣。因此，即使燃燒室中的總空燃比稀薄，燃燒也穩(wěn)定。因此，燃料經(jīng)濟(jì)性顯著提高。
但是，如果例如燃料噴射量由于噴射閥噴嘴上的沉積而低于一要求燃料噴射量，火花塞附近的空氣燃料混合氣的空燃比將比理論空燃比稀薄，從而導(dǎo)致發(fā)生不發(fā)火(失火、斷火、熄火)。在燃料噴射量較小的內(nèi)燃機(jī)工作范圍中很可能發(fā)生這種不發(fā)火，例如在內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)時。
日本專利申請No.2002-130007提出可用層狀理論配比燃燒作為防止層狀稀薄燃燒期間的不發(fā)火的一種措施。在層狀理論配比燃燒中，在進(jìn)氣行程和壓縮行程期間都噴射燃料，使得整個燃燒室中的空燃比變成理論空燃比，從而在火花塞附近產(chǎn)生其空燃比比理論空燃比稠密的空氣燃料混合氣。因此，防止由稀薄空燃比引起的不發(fā)火。
順便說一句，在具有氣缸內(nèi)噴射閥的內(nèi)燃機(jī)中，即使在燃料在進(jìn)氣行程期間噴射的均質(zhì)理論配比燃燒期間也會發(fā)生不發(fā)火。這是因?yàn)楫?dāng)燃料在進(jìn)氣行程期間噴射時，噴射的燃料在點(diǎn)火時沒有在整個燃燒室中完全擴(kuò)散。因此，由于空氣燃料混合氣不均勻，火花塞附近的空燃比稀薄，從而導(dǎo)致發(fā)生不發(fā)火。
這樣，作為防止均質(zhì)燃燒中由稀薄空燃比引起的不發(fā)火的一種措施，進(jìn)行上述用于使火花塞附近的空燃比稠密的層狀理論配比燃燒是有效的。
作為防止由稀薄空燃比引起的不發(fā)火的一種措施，增大用于使火花塞附近的空燃比稠密的燃料噴射量是有效的。但是，進(jìn)行燃料噴射量比層狀稀薄燃燒中的燃料噴射量大的層狀理論配比燃燒會降低燃料經(jīng)濟(jì)性。
在層狀理論配比燃燒中，如上所述，火花塞附近會產(chǎn)生其空燃比比理論空燃比稠密的空氣燃料混合氣，因此整個燃燒室中的空燃比變成理論空燃比。因此，一些噴入燃燒室內(nèi)的燃料會不燃燒就排出。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供能夠在除了用于將燃料噴入進(jìn)氣通路內(nèi)的燃料噴射閥外還包括用于將燃料噴入氣缸內(nèi)的燃料噴射閥的內(nèi)燃機(jī)中容易地防止不發(fā)火，同時防止燃料經(jīng)濟(jì)性下降的一種燃料噴射控制裝置和一種燃料噴射控制方法。
為實(shí)現(xiàn)上述和其它目的，按照本發(fā)明的目的，提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置。內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的第一燃料噴射閥和用于將燃料噴入與氣缸相連接的進(jìn)氣通路內(nèi)的第二燃料噴射閥。內(nèi)燃機(jī)在從至少層狀稀薄燃燒和均質(zhì)燃燒中選出的燃燒方式下運(yùn)轉(zhuǎn)。燃料噴射控制裝置包括控制部、不發(fā)火檢測部和切換部?？刂撇扛鶕?jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)選擇燃燒方式并以與所選燃燒方式對應(yīng)的燃料噴射方式控制燃料噴射閥。當(dāng)選擇層狀稀薄燃燒時，控制部使得第一燃料噴射閥在內(nèi)燃機(jī)壓縮行程期間噴射燃料。當(dāng)選擇均質(zhì)燃燒時，控制部使得第一燃料噴射閥在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣行程期間噴射燃料。不發(fā)火檢測部用來檢測氣缸內(nèi)的不發(fā)火。當(dāng)不發(fā)火檢測部檢測出不發(fā)火，同時內(nèi)燃機(jī)在層狀稀薄燃燒或均質(zhì)燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)時，切換部切換燃料噴射方式，使得從第二燃料噴射閥噴射的燃料量與供應(yīng)進(jìn)氣缸的總?cè)剂狭恐仍龃蟆?br> 本發(fā)明還提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制方法。內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴入內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的第一燃料噴射閥和用于將燃料噴入與氣缸相連接的進(jìn)氣通路內(nèi)的第二燃料噴射閥。內(nèi)燃機(jī)在從至少層狀稀薄燃燒和均質(zhì)燃燒中選出的燃燒方式下運(yùn)轉(zhuǎn)。燃料噴射控制方法包括根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)選擇燃燒方式；以與所選燃燒方式對應(yīng)的燃料噴射方式控制燃料噴射閥，其中，當(dāng)選擇層狀稀薄燃燒時，第一燃料噴射閥在內(nèi)燃機(jī)的壓縮行程期間噴射燃料，并且當(dāng)選擇均質(zhì)燃燒時，第一燃料噴射閥在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣行程期間噴射燃料；監(jiān)控氣缸內(nèi)的不發(fā)火；以及，當(dāng)檢測出不發(fā)火，同時內(nèi)燃機(jī)在層狀稀薄燃燒或均質(zhì)燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)時，切換燃料噴射方式，使得第二燃料噴射閥噴射的燃料量與供應(yīng)進(jìn)氣缸的總?cè)剂狭恐仍龃蟆?br> 從以下結(jié)合附圖示例出本發(fā)明原理的說明中可清楚理解本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)。


可從結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例的以下說明中充分理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置的框圖；圖2示出燃燒方式與耐不發(fā)火性和燃料經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系；以及圖3是用于控制燃料噴射的程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合圖1-3說明本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例。
如圖1所示，根據(jù)本實(shí)施例的燃料噴射控制裝置應(yīng)用于四沖程氣缸噴射內(nèi)燃機(jī)11。內(nèi)燃機(jī)11包括容納在氣缸12中的活塞13。活塞13經(jīng)連桿15與作為內(nèi)燃機(jī)11的輸出軸的曲軸14連接。連桿15將活塞13的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成曲軸14的轉(zhuǎn)動。
燃燒室16限定在氣缸12中并位于活塞13的上方。內(nèi)燃機(jī)11包括用作用于將燃料直接噴入燃燒室16中的第一燃料噴射閥的氣缸內(nèi)噴射閥17。氣缸內(nèi)噴射閥17通過燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)(未示出)接收高壓燃料。供應(yīng)的燃料的壓力被調(diào)節(jié)到一預(yù)定值。當(dāng)氣缸內(nèi)噴射閥17被致動以打開時，燃料噴入燃燒室16中。
內(nèi)燃機(jī)11包括對燃燒室16中產(chǎn)生的空氣燃料混合氣進(jìn)行點(diǎn)火的火花塞18。位于火花塞18上方的點(diǎn)火器19調(diào)節(jié)火花塞18的空氣燃料混合氣點(diǎn)火正時?；钊?3的頂端面的形狀做成適合于用氣缸內(nèi)噴射閥17噴射的燃料產(chǎn)生層狀空氣燃料混合氣并使得空氣燃料混合氣在點(diǎn)火正時時到達(dá)火花塞18附近。
燃燒室16與進(jìn)氣通路20和排氣通路21連接。燃燒室16與進(jìn)氣通路20之間的接頭構(gòu)成進(jìn)氣口20a。用作第二燃料噴射閥的進(jìn)氣口噴射閥22被設(shè)置成露在進(jìn)氣通路20外。進(jìn)氣口噴射閥22向進(jìn)氣口20a噴射燃料。進(jìn)氣口噴射閥22通過燃料供應(yīng)機(jī)構(gòu)(未示出)接收高壓燃料。供應(yīng)的燃料的壓力調(diào)節(jié)到一預(yù)定值。當(dāng)進(jìn)氣口噴射閥22被致動以打開時，燃料向進(jìn)氣口20a噴射。第二燃料噴射閥不限于設(shè)置在進(jìn)氣口20a附近的進(jìn)氣口噴射閥22，也可設(shè)置在進(jìn)氣通路20內(nèi)的穩(wěn)壓罐(surge tank)中。
燃料噴射控制裝置包括控制火花塞18和點(diǎn)火器19的電子控制單元(ECU)30和在由ECU30執(zhí)行的控制中使用的各種傳感器。ECU30被構(gòu)造成具有作為主要部件的微電腦，并包括中央處理器(CPU)、只讀存儲器(ROM)和隨機(jī)存取存儲器(RAM)。在本實(shí)施例中，將轉(zhuǎn)速傳感器31和踏板傳感器32用作檢測內(nèi)燃機(jī)11的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的傳感器。轉(zhuǎn)速傳感器31檢測曲軸14每單位時間的轉(zhuǎn)數(shù)或內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，踏板傳感器32檢測加速踏板(未示出)的踏下量。轉(zhuǎn)速傳感器31還用作檢測內(nèi)燃機(jī)11的不發(fā)火的傳感器。這些傳感器31、32的檢測信號輸入ECU30。
基于轉(zhuǎn)速傳感器31和踏板傳感器32的檢測信號，ECU30檢測內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并按照檢測的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)從層狀稀薄燃燒、層狀理論配比燃燒和均質(zhì)燃燒中確定燃燒方式。ECU30然后按照確定的燃燒方式設(shè)定燃料噴射正時和燃料噴射量。按照設(shè)定的燃料噴射正時和燃料噴射量，ECU30使得氣缸內(nèi)噴射閥17和進(jìn)氣口噴射閥22中的至少一個噴射閥噴射燃料。燃料噴射量決定于燃料噴射壓力和燃料噴射持續(xù)時間。
在本實(shí)施例中，ECU30和轉(zhuǎn)速傳感器31構(gòu)成不發(fā)火檢測裝置。即，基于轉(zhuǎn)速傳感器31的檢測信號，ECU30檢測內(nèi)燃機(jī)11中發(fā)生不發(fā)火。確切地說，ECU基于內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的波動檢測內(nèi)燃機(jī)11中不發(fā)火的發(fā)生。當(dāng)在燃燒室16中火花塞18附近的空氣燃料混合氣的空燃比比理論空燃比稀薄，就會導(dǎo)致不發(fā)火。
當(dāng)檢測出不發(fā)火時，ECU30將基于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)確定的燃燒方式切換成使得火花塞18附近的空氣燃料混合氣的空燃比接近理論空燃比的燃燒方式。換句話說，當(dāng)檢測出不發(fā)火時，ECU30將抑制不發(fā)火的燃燒方式的執(zhí)行優(yōu)先于與內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對應(yīng)的燃燒方式的執(zhí)行。
下面結(jié)合圖2說明各燃燒方式與耐不發(fā)火性和燃料經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。圖2示出通過噴射來自于氣缸內(nèi)噴射閥17的燃料而進(jìn)行的層狀稀薄燃燒、均質(zhì)理論配比燃燒和層狀理論配比燃燒以及通過噴射來自于進(jìn)氣口噴射閥22的燃料而進(jìn)行的均質(zhì)理論配比燃燒與耐不發(fā)火性和燃料經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。
層狀稀薄燃燒是燃料在整個燃燒室16中的空燃比非常稀薄時燃燒的燃燒方式。為進(jìn)行層狀稀薄燃燒，ECU30使得氣缸內(nèi)噴射閥17在活塞13的壓縮行程期間噴射燃料。
均質(zhì)理論配比燃燒是燃料在整個燃燒室16中的空燃比為理論空燃比時燃燒的燃燒方式。當(dāng)用氣缸內(nèi)噴射閥17噴射燃料進(jìn)行均質(zhì)理論配比燃燒時，ECU30使得氣缸內(nèi)噴射閥17在活塞13的進(jìn)氣行程期間噴射燃料。另一方面，當(dāng)用進(jìn)氣口噴射閥22噴射燃料進(jìn)行均質(zhì)理論配比燃燒時，ECU30調(diào)節(jié)進(jìn)氣口噴射閥22的燃料噴射正時，使得進(jìn)氣口20a處的空氣燃料混合氣在活塞13的進(jìn)氣行程期間被吸入燃燒室16。
層狀理論配比燃燒是燃料在整個燃燒室16中的空燃比為理論空燃比時燃燒的燃燒方式。為進(jìn)行層狀理論配比燃燒，ECU30使得氣缸內(nèi)噴射閥17在活塞13的壓縮行程期間噴射燃料。
如圖2所示，通過使層狀稀薄燃燒中整個燃燒室16中的空燃比稀薄可最優(yōu)化燃料經(jīng)濟(jì)性。但是，由于火花塞18附近的空燃比稀薄，因此很可能發(fā)生不發(fā)火。因此，層狀稀薄燃燒的耐不發(fā)火性最低。
在氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒中，將整個燃燒室16中的空燃比調(diào)節(jié)為理論空燃比，同時在進(jìn)氣行程期間噴射燃料以使得空氣燃料混合氣均質(zhì)。因此，氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒的耐不發(fā)火性比層狀稀薄燃燒的耐不發(fā)火性高。但是，氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒的燃料經(jīng)濟(jì)性比層狀稀薄燃燒的燃料經(jīng)濟(jì)性差。
進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒的耐不發(fā)火性比氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒的耐不發(fā)火性更高。這是因?yàn)?，由于從燃料噴入燃燒?6到混合氣點(diǎn)火的時間極短，因此噴射的燃料沒有充分?jǐn)U散并且混合氣不均勻。換句話說，在進(jìn)氣口燃料噴射中，由于從燃料噴入燃燒室16到混合氣點(diǎn)火的時間較長，因此空氣燃料混合氣足夠均勻。但是，進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒的燃料經(jīng)濟(jì)性比氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒的燃料經(jīng)濟(jì)性差。
在層狀理論配比燃燒中，通過在壓縮行程期間噴射燃料，同時將整個燃燒室16中的空燃比調(diào)節(jié)為理論空燃比，使得空氣燃料混合氣分層。因此，火花塞18附近的空燃比變稠密。因此，層狀理論配比燃燒的耐不發(fā)火性最高。但是火花塞18附近的空燃比過于稠密。此時，一些噴入燃燒室16中的燃料會不經(jīng)燃燒就排出。因此，層狀理論配比燃燒的燃料經(jīng)濟(jì)性最低。
這樣，耐不發(fā)火性與燃料經(jīng)濟(jì)性互相矛盾。在發(fā)生不發(fā)火時進(jìn)行耐不發(fā)火性最強(qiáng)的層狀理論配比燃燒會降低燃料經(jīng)濟(jì)性。
因此，在本實(shí)施例中，考慮到耐不發(fā)火性與燃料經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系，切換燃料噴射方式，使得燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化最小并可靠地抑制不發(fā)火的發(fā)生。確切地說，當(dāng)在氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒或氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒中發(fā)生不發(fā)火時，ECU30切換燃料噴射方式以進(jìn)行進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒。
圖3是示出根據(jù)本實(shí)施例的燃料噴射控制的程序的流程圖。由用作根據(jù)存儲在ECU30的ROM中的程序切換燃料噴射方式的切換裝置的ECU30執(zhí)行的圖3中所示的程序。
當(dāng)進(jìn)入該程序時，ECU30在步驟S110確定內(nèi)燃機(jī)11是否空轉(zhuǎn)。當(dāng)確定內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)時，ECU30進(jìn)入步驟S111并確定是否在進(jìn)行氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒。當(dāng)確定在進(jìn)行層狀稀薄燃燒時，ECU30進(jìn)入步驟S112。
另一方面，當(dāng)在步驟S111確定不在進(jìn)行層狀稀薄燃燒時，ECU30進(jìn)入步驟S113并確定是否在進(jìn)行氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒。當(dāng)確定在進(jìn)行氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒時，ECU30進(jìn)入步驟S112。
在步驟S112，ECU30基于轉(zhuǎn)速傳感器31的檢測信號確定是否發(fā)生不發(fā)火。當(dāng)確定發(fā)生不發(fā)火時，ECU30進(jìn)入步驟S114。在步驟S114，ECU30將噴射燃料的燃料噴射閥從氣缸內(nèi)噴射閥17切換成進(jìn)氣口噴射閥22，從而進(jìn)行進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒。確切地說，ECU30停止從氣缸內(nèi)噴射閥17的噴射燃料，并且開始僅從進(jìn)氣口噴射閥22的噴射燃料，從而進(jìn)行進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒。因此，與層狀稀薄燃燒和氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒相比，火花塞18附近的空燃比接近理論空燃比，從而減小發(fā)生不發(fā)火的可能性。
但是，即使在進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒期間，也有可能發(fā)生不發(fā)火。例如，當(dāng)氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒切換成進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒時，空燃比臨時變稀薄。這樣可能導(dǎo)致不發(fā)火。
因此，在步驟S115，ECU30基于轉(zhuǎn)速傳感器31的檢測信號確定進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒期間是否發(fā)生不發(fā)火。當(dāng)確定發(fā)生不發(fā)火時，ECU30進(jìn)入步驟S116。在步驟S116，ECU30將噴射燃料的燃料噴射閥從進(jìn)氣口噴射閥22切換成氣缸內(nèi)噴射閥17，從而進(jìn)行氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀理論配比燃燒。因此，能夠可靠地防止不發(fā)火。
本實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)當(dāng)在氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒或氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒期間發(fā)生不發(fā)火時，從進(jìn)氣口噴射閥22噴射的燃料量與總?cè)剂蠂娚淞恐仍龃蟆４_切地說，當(dāng)氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒或氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒期間發(fā)生不發(fā)火時，停止氣缸內(nèi)噴射閥17的燃料噴射，并且僅從進(jìn)氣口噴射閥22噴射燃料，從而進(jìn)行進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒。作為防止不發(fā)火的一種措施，層狀理論配比燃燒最有效。但是，層狀理論配比燃燒會顯著降低燃料經(jīng)濟(jì)性。與此相比，進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒能防止燃料經(jīng)濟(jì)性下降。因此，通過切換燃料噴射方式以便進(jìn)行進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒，能夠防止燃料經(jīng)濟(jì)性下降并防止不發(fā)火的發(fā)生。
(2)在所示實(shí)施例中，如果在內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)的同時進(jìn)行氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒或均質(zhì)燃料配比燃燒時發(fā)生不發(fā)火，切換燃料噴射方式以便進(jìn)行進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒。在燃料噴射量較小的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下尤其是在內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)時最有可能發(fā)生不發(fā)火。根據(jù)所示實(shí)施例，在內(nèi)燃機(jī)11空轉(zhuǎn)時在考慮到耐不發(fā)火性與燃料經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系的同時采取防止不發(fā)火的有利措施。
(3)當(dāng)即使開始進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒也發(fā)生不發(fā)火時，進(jìn)行耐不發(fā)火性最高的層狀理論配比燃燒。因而可靠地防止不發(fā)火。
上述實(shí)施例可作如下修正。
燃燒方式在檢測出不發(fā)火時的切換可作如下改變。
(A1)當(dāng)在氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒或氣缸內(nèi)燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒期間發(fā)生不發(fā)火時(圖3中步驟S112得到肯定結(jié)果時)，可通過氣缸內(nèi)噴射閥17和進(jìn)氣口噴射閥22兩者的噴射燃料進(jìn)行均質(zhì)理論配比燃燒。此時，開始從進(jìn)氣口噴射閥22噴射燃料，并且在防止不發(fā)火之前，從噴射閥22噴射的燃料量的比例增大，且從氣缸內(nèi)噴射閥17噴射的燃料量的比例減小。燃料噴射方式的這種切換能夠在防止燃料經(jīng)濟(jì)性惡化的同時可靠可防止不發(fā)火。
(A2)當(dāng)在進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒期間確定已經(jīng)發(fā)生不發(fā)火時(圖3中步驟S115得到肯定結(jié)果時)，可通過在壓縮行程期間從氣缸內(nèi)噴射閥17噴射燃料和從進(jìn)氣口噴射閥22噴射燃料進(jìn)行層狀理論配比燃燒。燃料從噴射閥17、22兩者噴射的層狀理論配比燃燒能夠可靠地防止不發(fā)火。
(A3)當(dāng)在進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒期間確定已經(jīng)發(fā)生不發(fā)火時(圖3中步驟S115得到肯定結(jié)果時)，可通過在壓縮行程和進(jìn)氣行程期間從氣缸內(nèi)噴射閥17噴射燃料進(jìn)行層狀理論配比燃燒。這樣進(jìn)行層狀理論配比燃燒也能夠可靠地防止不發(fā)火。
在所示實(shí)施例中，如果在氣缸內(nèi)噴射閥17噴射燃料時發(fā)生不發(fā)火，即如果在氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒或均質(zhì)理論配比燃燒期間發(fā)生不發(fā)火，切換燃料噴射方式，使得從進(jìn)氣口噴射閥22噴射的燃料量與總?cè)剂蠂娚淞恐仍龃?。但是，如果燃料從氣缸?nèi)噴射閥17和進(jìn)氣口噴射閥22兩者噴射時發(fā)生不發(fā)火，可以同樣的方式切換燃料噴射方式。這樣，切換燃料噴射方式，使得從進(jìn)氣口噴射閥22噴射的燃料量與總?cè)剂蠂娚淞恐仍龃?，同時燃料從噴射閥17、22兩者噴射。
此外，在除了氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒和均質(zhì)理論配比燃燒之外的燃燒方式中，如果由于燃料噴射量較小而發(fā)生不發(fā)火，可切換燃料噴射方式，使得從進(jìn)氣口噴射閥22噴射的燃料量與總?cè)剂蠂娚淞恐仍龃?，從而采取防止不發(fā)火的措施。
可在進(jìn)行氣缸內(nèi)燃料噴射的層狀稀薄燃燒或均質(zhì)理論配比燃燒，同時內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)的狀態(tài)之外的狀態(tài)下切換燃料噴射方式。例如，即使在內(nèi)燃機(jī)以低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，如果由于燃料噴射量較小造成不發(fā)火，可切換燃料噴射方式，使得從進(jìn)氣口噴射閥22噴射的燃料量與總?cè)剂蠂娚淞恐仍龃?，從而采取防止不發(fā)火的措施。
在所示實(shí)施例中，切換燃料噴射方式，以便基于不發(fā)火的發(fā)生增大從進(jìn)氣口噴射閥22噴射的燃料量與總?cè)剂蠂娚淞恐?。這樣，可按照不發(fā)火的發(fā)生頻率按需改變?nèi)剂蠂娚淞康脑龃蟊壤?br> 在所示實(shí)施例中，如果在燃燒切換到進(jìn)氣口燃料噴射的均質(zhì)理論配比燃燒之后檢測出不發(fā)火，則進(jìn)行層狀理論配比燃燒。但是，也可不進(jìn)行層狀理論配比燃燒，而是進(jìn)一步增大從進(jìn)氣口噴射閥22噴射的燃料量與總?cè)剂蠂娚淞恐取?br> 在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)速傳感器31和ECU30構(gòu)成不發(fā)火檢測裝置。但是，例如，用于檢測燃燒室16中的燃燒壓力的燃燒壓力傳感器和ECU30也可構(gòu)成不發(fā)火檢測裝置，從而ECU30基于燃燒壓力傳感器的檢測信號檢測不發(fā)火。利用燃燒壓力傳感器的這種結(jié)構(gòu)可提高不發(fā)火的檢測準(zhǔn)確性。
在所示實(shí)施例中，ECU30基于轉(zhuǎn)速傳感器31的檢測信號檢測內(nèi)燃機(jī)11的不發(fā)火并基于不發(fā)火檢測結(jié)果切換燃料噴射方式。但是，除了以這種方式檢測不發(fā)火以外，ECU30也可檢測導(dǎo)致發(fā)生不發(fā)火的狀態(tài)例如燃燒波動，然后基于檢測結(jié)果切換燃燒方式。
上述示例和實(shí)施例只是示例性的而非限制性的，本發(fā)明不限于上述細(xì)節(jié)，而是可在后附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)作出修正。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，其中所述內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴入所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的第一燃料噴射閥和用于將燃料噴入與所述氣缸相連接的進(jìn)氣通路內(nèi)的第二燃料噴射閥，所述內(nèi)燃機(jī)在從至少層狀稀薄燃燒和均質(zhì)燃燒中選出的燃燒方式下運(yùn)轉(zhuǎn)，所述燃料噴射控制裝置包括根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)選擇所述燃燒方式并以與所選燃燒方式對應(yīng)的燃料噴射方式控制所述燃料噴射閥的控制部，其中，當(dāng)選擇所述層狀稀薄燃燒時，所述控制部使得所述第一燃料噴射閥在所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮行程期間噴射燃料；當(dāng)選擇所述均質(zhì)燃燒時，所述控制部使得所述第一燃料噴射閥在所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣行程期間噴射燃料，所述燃料噴射控制裝置的特征在于用于檢測所述氣缸內(nèi)的不發(fā)火的不發(fā)火檢測部；以及切換部，其中，當(dāng)所述不發(fā)火檢測部檢測出不發(fā)火，同時所述內(nèi)燃機(jī)在所述層狀稀薄燃燒或所述均質(zhì)燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)時，所述切換部切換所述燃料噴射方式，使得從所述第二燃料噴射閥噴射的燃料量與供應(yīng)進(jìn)所述氣缸的總?cè)剂狭恐仍龃蟆?br> 2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述不發(fā)火檢測部檢測出不發(fā)火時，所述切換部使得所述第一燃料噴射閥停止噴射燃料，以便僅有所述第二燃料噴射閥噴射燃料。
3.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述層狀稀薄燃燒或所述均質(zhì)燃燒時，所述控制部僅使得所述第一燃料噴射閥噴射燃料，并且當(dāng)所述不發(fā)火檢測部檢測出不發(fā)火時，所述切換部使得所述第一燃料噴射閥停止噴射燃料，以便僅有所述第二燃料噴射閥噴射燃料，從而使所述內(nèi)燃機(jī)在均質(zhì)理論配比燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述不發(fā)火檢測部檢測出不發(fā)火時，所述切換部增大從所述第二燃料噴射閥噴射的燃料量的比例，同時使得所述第一燃料噴射閥和所述第二燃料噴射閥兩者噴射燃料。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行所述層狀稀薄燃燒或所述均質(zhì)燃燒時，所述控制部僅使得所述第一燃料噴射閥噴射燃料，并且，當(dāng)所述不發(fā)火檢測部檢測出不發(fā)火時，所述切換部使得所述第一燃料噴射閥和所述第二燃料噴射閥兩者噴射燃料，從而使所述內(nèi)燃機(jī)在均質(zhì)理論配比燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求4所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，從檢測出不發(fā)火到抑制所述不發(fā)火，所述切換部逐漸增大從所述第二燃料噴射閥噴射的燃料量的比例。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，在由于不發(fā)火的檢測而切換所述燃料噴射方式并在所述燃料噴射方式的切換之后由所述不發(fā)火檢測部仍檢測出所述不發(fā)火的情況下，所述切換部使得所述第一燃料噴射閥在所述內(nèi)燃機(jī)的所述壓縮行程期間噴射燃料，從而使所述內(nèi)燃機(jī)在層狀理論配比燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，在由于不發(fā)火的檢測而切換所述燃料噴射方式并在所述燃料噴射方式的切換之后由所述不發(fā)火檢測部仍檢測出所述不發(fā)火的情況下，所述切換部使得所述第一燃料噴射閥在所述內(nèi)燃機(jī)的所述壓縮行程期間噴射燃料并使得所述第二燃料噴射閥噴射燃料，從而使所述內(nèi)燃機(jī)在層狀理論配比燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，在由于不發(fā)火的檢測而切換所述燃料噴射方式并在所述燃料噴射方式的切換之后由所述不發(fā)火檢測部仍檢測出所述不發(fā)火的情況下，所述切換部使得所述第一燃料噴射閥在所述內(nèi)燃機(jī)的所述壓縮行程和所述進(jìn)氣行程期間噴射燃料，從而使所述內(nèi)燃機(jī)在層狀理論配比燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)時，所述切換部基于不發(fā)火的檢測切換所述燃料噴射方式。
11.如權(quán)利要求7所述的燃料噴射控制裝置，其特征在于，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)時，所述切換部基于不發(fā)火的檢測切換所述燃料噴射方式。
12.一種用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制方法，其中所述內(nèi)燃機(jī)具有用于將燃料噴入所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的第一燃料噴射閥和用于將燃料噴入與所述氣缸相連接的進(jìn)氣通路內(nèi)的第二燃料噴射閥，所述內(nèi)燃機(jī)在從至少層狀稀薄燃燒和均質(zhì)燃燒中選出的燃燒方式下運(yùn)轉(zhuǎn)，所述燃料噴射控制方法包括根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)選擇所述燃燒方式；以及以與所選燃燒方式對應(yīng)的燃料噴射方式控制所述燃料噴射閥，其中，當(dāng)選擇所述層狀稀薄燃燒時，所述第一燃料噴射閥在所述內(nèi)燃機(jī)的壓縮行程期間噴射燃料；并且當(dāng)選擇所述均質(zhì)燃燒時，所述第一燃料噴射閥在所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣行程期間噴射燃料，所述燃料噴射控制方法的特征在于監(jiān)控所述氣缸內(nèi)的不發(fā)火；以及當(dāng)檢測出不發(fā)火，同時所述內(nèi)燃機(jī)在所述層狀稀薄燃燒或所述均質(zhì)燃燒下運(yùn)轉(zhuǎn)時，切換所述燃料噴射方式，使得從所述第二燃料噴射閥噴射的燃料量與供應(yīng)進(jìn)所述氣缸的總?cè)剂狭恐仍龃蟆?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法。內(nèi)燃機(jī)具有氣缸內(nèi)噴射閥和進(jìn)氣口噴射閥。內(nèi)燃機(jī)在從至少層狀稀薄燃燒和均質(zhì)燃燒中選出的燃燒方式下運(yùn)轉(zhuǎn)。ECU按照內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)選擇燃燒方式并以與所選燃燒方式對應(yīng)的燃料噴射方式控制燃料噴射閥。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在層狀稀薄燃燒或均質(zhì)燃燒時檢測出不發(fā)火時，ECU切換燃料噴射方式，使得從進(jìn)氣口噴射閥噴射的燃料量與供應(yīng)進(jìn)氣缸的總?cè)剂狭恐仍龃?。因此在防止燃料?jīng)濟(jì)性下降的同時防止不發(fā)火。
文檔編號F02M63/00GK1616809SQ200410090970
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者大谷元希 申請人:豐田自動車株式會社