專利名稱：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)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法 技術(shù)領(lǐng)域[OOOl]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，更特別地涉及內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控制方法，其能夠通過同時(shí)地減少顆粒物質(zhì)(煙塵)、氮氧化物(NOx)和碳?xì)寤衔?HC)來改善排放 物。
背景技術(shù)：
諸如公開號為JP-A-2002-295277的日本專利申請和公開號 為JP-A-10-122015的日本專利申請描述了設(shè)置有將燃料直接噴入燃燒 室的燃料噴射閥的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置。這些控制裝置旨在當(dāng) 發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)通過在壓縮行程期間執(zhí)行第一燃料噴射并且火花點(diǎn) 燃被噴射的燃料并且在膨脹沖程期間執(zhí)行第二燃料噴射來提高催化劑 的溫度。
然而如圖11所示，利用這些技術(shù)，如果噴射正時(shí)被提前， 則排氣門開啟前的時(shí)期變得更長，所以未燃燒的燃料的量減少，這反 過來導(dǎo)致更少的HC。另一方面，氣缸中的溫度高，所以燃燒迅速發(fā)生。 隨著燃燒溫度上升，NOx的量也增加。此外，當(dāng)燃料沒有充分與空氣 混合就燃燒時(shí)，煙塵的量增加。圖11為顯示所述第二噴射的起動(dòng)正時(shí) 和排放物之間的關(guān)系的概念圖。
另一方面，如果所述噴射正時(shí)^皮延遲，則排氣門開啟前的時(shí) 期變得更短，這導(dǎo)致未燃燒的燃料被排出，從而增加HC的量。此外，氣缸內(nèi)的溫度低，所以燃燒發(fā)生緩慢。結(jié)果，燃燒溫度下降，所以NOx 的量減少。另外，促進(jìn)燃料和空氣的混合，這改善了燃燒，從而減少 了煙塵的量。
因此，在膨脹沖程期間提前所述第二噴射正時(shí)減少了 HC但 是增加了煙塵和NOx，而延遲所述噴射正時(shí)減少了煙塵和NOx但是增 加了HC。即，煙塵、NOx和HC不能同時(shí)被減少。因此，期望一種內(nèi) 燃機(jī)的燃料噴射控制裝置能夠通過同時(shí)地減少煙塵、NOx和HC來改 善排放物。發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述問題，因此本發(fā)明提供一種通過同時(shí)減少煙塵、 NOx和HC來改善排放物的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置和燃料噴射控 制方法。
本發(fā)明的第 一方案涉及一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，其 包括將燃料直接噴入燃燒室的燃料噴射閥；以及控制器，當(dāng)所述內(nèi)燃 機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)，所述控制器在壓縮行程期間執(zhí)行第 一燃料噴射并且火 花點(diǎn)燃所噴射的燃料并且在膨脹沖程期間執(zhí)行第二燃料噴射。所述控 制器根據(jù)廢氣排放選擇第一燃料噴射率(例如，參考噴射率)和低于 所述第一燃料噴射率的第二燃料噴射率中的一個(gè)作為至少在所述膨脹 沖程期間將被使用的燃料噴射率，并且以所選的燃料噴射率經(jīng)由所述 燃料噴射閥噴射燃料。
因此，依照該第一方案，所述膨脹沖程期間的燃料噴射率依 照所述廢氣排放而設(shè)定。更具體地，所述燃料噴射率從參考燃料噴射 率(例如，第一燃料噴射率)被減小到所述第二燃料噴射率，所述第燃燒這樣即使當(dāng)噴射量相同時(shí)也能產(chǎn)生更少的 NOx和煙塵。因此，所述噴射正時(shí)可以被提前，這確保直到所述排氣門開啟前有更長的時(shí)間，從而促進(jìn)這段時(shí)間內(nèi)未燃燒的HC的燃燒。 因此，NOx和煙塵以及HC的量可以被減少。
此外，在所述第一方案中，所選的燃料噴射率可以通過調(diào)節(jié) 所述燃料噴射閥的燃料壓力來實(shí)現(xiàn)。
因此，例如，降低所述燃料壓力減小了所述噴射率，這減慢 了在所述第二燃料噴射期間噴射的燃料的燃燒，從而減少煙塵和NOx。 此外，提前所述噴射正時(shí)增加了直到所述排氣門開啟前的時(shí)間，給予 所述未燃燒HC ^f皮燃燒的時(shí)間。[OOll]此外，在所述第一方案中，所述燃料噴射閥可以被構(gòu)造為使 得所述燃料噴射閥的升量可以可變地被控制，并且所述控制器可以通 過調(diào)節(jié)所述升量來實(shí)現(xiàn)在所述膨脹沖程期間將被利用的所述燃料噴射 率。
因此，例如，燃料的霧化不會受以參考噴射率噴射的燃料不 利地影響，所以可以通過所述燃料的點(diǎn)燃來確保所需扭矩，所述參考 噴射率通過利用壓縮行程期間在所述第一噴射中的參考閥升程來實(shí) 現(xiàn)。此外，達(dá)到氣缸內(nèi)部溫度，這使得所述第二噴射的燃料能夠擴(kuò)散 地燃燒。以膨脹沖程期間在所述第二噴射中的小閥升程來實(shí)現(xiàn)低噴射 率的噴射燃料減慢了燃燒，所以產(chǎn)生較少煙塵和NOx。另外，與當(dāng)利 用所述參考閥升程時(shí)的起動(dòng)正時(shí)相比較提前所述噴射的起動(dòng)正時(shí)
此外，本發(fā)明的第二方案涉及內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置， 其包括將燃料直接噴入燃燒室的燃料噴射閥；以及控制器，當(dāng)所述內(nèi) 燃機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)，所述控制器在壓縮行程期間執(zhí)行第一燃料噴射并且 火花點(diǎn)燃所噴射的燃料并且在膨脹沖程期間執(zhí)行第二燃料噴射。所述 控制器確定所述燃料的辛烷值；并且根據(jù)所述辛烷值選擇第一燃料噴 射正時(shí)和晚于所述第一燃料噴射正時(shí)的第二燃料噴射正時(shí)中的一個(gè)作 為將在所述膨脹沖程期間使用的燃料噴射正時(shí)，并且在所選的燃料噴 射正時(shí)經(jīng)由所述燃料噴射閥噴射燃料。
因此，依照所述第二方案，當(dāng)發(fā)生爆震時(shí)估算或獲得所述辛 烷值，并且依照所確定的辛烷值改變所述第二噴射的噴射正時(shí)，以當(dāng) 所述發(fā)動(dòng)機(jī)下次低溫起動(dòng)時(shí)改善排放物。例如，與當(dāng)利用具有較低辛 烷值的燃料時(shí)相比，當(dāng)利用高辛烷值燃料時(shí)，所述第二噴射的噴射正 時(shí)可以被延遲以使煙塵、NOx和HC的產(chǎn)生最小化。因此，可以實(shí)現(xiàn) 良好的排放物。即，通過取決于所述燃料的辛烷值改變所述第二噴射 的噴射正時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的排放物。


通過下面參考附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的前述和進(jìn) 一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中相同的標(biāo)記用于表示 相同的元件，并且其中圖1為依照本發(fā)明的第一示范實(shí)施例的控制方法的流程圖；圖2為示意性地顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的剖視圖；圖3為具有噴霧導(dǎo)向(spray-guide)構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖；圖4為顯示排放物和具有噴射率和噴射量作為參數(shù)的第二噴射的 起動(dòng)正時(shí)之間關(guān)系的概念圖；圖5為顯示燃料壓力和噴射率之間關(guān)系的映射圖；圖6為顯示升量和噴射率之間關(guān)系的映射圖；圖7為顯示以參考燃料壓力噴射和點(diǎn)火的概念的時(shí)間圖；圖8為顯示以低燃料壓力噴射和點(diǎn)火的概念的時(shí)間圖；圖9為顯示依照本發(fā)明的第二示范實(shí)施例的噴射和點(diǎn)火的概念的 時(shí)間圖；圖10為顯示依照第三示范實(shí)施例的排放物和第二噴射的起動(dòng)正時(shí) 之間關(guān)系的概念圖；以及圖11為顯示排放物和所述第二噴射的起動(dòng)正時(shí)之間關(guān)系的概念圖。
具體實(shí)施方式
下文將參考附圖更詳細(xì)地描述依照本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的燃料 噴射控制裝置的示范實(shí)施例。
首先，將參考圖2描述可以應(yīng)用本發(fā)明的第一示范實(shí)施例的 發(fā)動(dòng)機(jī)(即，內(nèi)燃機(jī))的示意性的構(gòu)造。這里，圖2為示意性地顯示 具有所謂的壁導(dǎo)向(wall-guide)構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造的剖視圖，所述 壁導(dǎo)向構(gòu)造與位于活塞的頂面中的腔促進(jìn)空氣和燃料的混合。
如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)10為直噴式四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其中 燃料噴霧23a從燃料噴射閥23直接噴入燃燒室10a。
即，發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室10a由缸內(nèi)徑11、氣缸蓋13和布置 為能夠在缸內(nèi)徑11內(nèi)上下移動(dòng)的活塞12組成。此外，用于實(shí)現(xiàn)分層 充氣燃燒的凹形腔(depressed cavity ) 12a形成于活塞12的頂面的進(jìn)氣 側(cè)的部分內(nèi)。
此外，用于點(diǎn)燃混合氣的火花塞14布置在燃燒室10a的大 體頂部中心處。此外，進(jìn)氣門16設(shè)置在通向燃燒室10a的進(jìn)氣口 15 內(nèi)，并且排氣門20設(shè)置在同樣通向燃燒室10a的排氣口 18內(nèi)。這些 氣門16和氣門20由可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)控制開啟和關(guān)閉。
此外,盡管未示出，用于凈化排氣中的煙塵、NOx和HC等 的催化器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣通道中。
諸如氣門16和氣門20、火花塞14和燃料噴射閥23等等的 每個(gè)結(jié)構(gòu)元件由未示出的電子控制單元(ECU)控制。
圖2顯示了具有作為本發(fā)明應(yīng)用的目的的壁導(dǎo)向構(gòu)造的發(fā) 動(dòng)機(jī)IO，但發(fā)動(dòng)纟幾不局限于所述構(gòu)造。
例如，如圖3所示，本發(fā)明也可以應(yīng)用于具有所謂噴霧導(dǎo)向 構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)10,在所述噴霧導(dǎo)向構(gòu)造中火花塞14接近燃料噴射閥 23布置并且由該燃料噴射閥23形成的混合氣被點(diǎn)燃。圖3為具有噴霧 導(dǎo)向構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖。
此外，盡管圖中未顯示，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于具有其它構(gòu) 造的發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述其它構(gòu)造中混合氣被空氣流引導(dǎo)到火花塞附近然 后被點(diǎn)燃。
接下來將參考圖l描述控制方法。圖1為依照本發(fā)明的第一 示范實(shí)施例的控制方法的流程圖。下面的控制由上述的ECU (用作內(nèi) 燃機(jī)的燃料噴射控制裝置)執(zhí)行。
首先，判定催化劑是否需要預(yù)熱(步驟SIO)。如果判定出 催化劑需要預(yù)熱(即，步驟S10中為是)，則計(jì)算并確定當(dāng)預(yù)熱催化劑 時(shí)用于怠速必要的所需扭矩T和預(yù)熱催化劑必要的所需排氣溫度E(步 驟Sll )。
例如，全面地考慮發(fā)動(dòng)4幾起動(dòng)后經(jīng)過的時(shí)間、發(fā)動(dòng)4幾冷卻液 的溫度、機(jī)油的溫度、諸如交流發(fā)電機(jī)的輔助裝置的電力負(fù)荷以及動(dòng) 力轉(zhuǎn)向裝置的負(fù)荷等等來計(jì)算所需扭矩T和所需排氣溫度E。
另一方面，如果判定出催化劑不需要預(yù)熱(即，步驟S10中 為否)，則重復(fù)步驟S10直到判定出催化劑確實(shí)需要預(yù)熱。
接下來，試驗(yàn)性地確定第一 (圖中寫作"1st")和第二 (圖 中寫作"2nd")燃料噴射的燃料噴射量(噴射周期)和噴射正時(shí)(步 驟S12)。
即，例如可以利用未示出的映射圖從在步驟Sll中確定出的 所需扭矩T試驗(yàn)性地確定第一噴射的參數(shù)。
此外，對于第二噴射的參數(shù)，上述所需排氣溫度E可以在參 考燃料壓力被確保，并且可以利用圖4中所示的映射圖試驗(yàn)性地確定 使排放物(即，產(chǎn)生的煙塵、NOx和HC的量)最小化的噴射正時(shí)。
這里，圖4為顯示排放物和具有噴射率和噴射量作為參數(shù)的 第二噴射的起動(dòng)正時(shí)之間關(guān)系的概念圖。在圖中，虛線表示利用參考 燃料壓力的情況而實(shí)線表示利用低燃料壓力的情況，而雙點(diǎn)劃線表示 排放物目標(biāo)值。此外，點(diǎn)火正時(shí)被顯示為在第一噴射之后TDC之前。 在圖中也顯示了排氣門20的開啟正時(shí)Tevo。
接下來基于在步驟S12中試驗(yàn)性確定的值利用圖4中的映射 圖來計(jì)算排放物(第一和第二噴射的總量)(步驟S13 )。接著判定計(jì)算 出的排放物的值是否已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)值(步驟S14 )。
如果計(jì)算出的排放物的值已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)值(即，步驟S14中 為是)，則確定在步驟S12中試驗(yàn)性確定的噴射正時(shí)和噴射周期等等(步 驟S17 )并且結(jié)束所述控制。
另 一方面，如果所計(jì)算出的排放物的值沒有達(dá)到目標(biāo)值(即， 步驟S14中為否)，則有必要修正在步驟S12中試驗(yàn)性地確定的噴射正 時(shí)和噴射周期。因此，如圖4所示，第二噴射的噴射率(即，每單位 時(shí)間的燃料噴射量)減小，這樣以在步驟S12中試驗(yàn)性地設(shè)定的參考 燃料壓力的第二噴射(參考字符a)的排放物的量下降(參考字符b) 到具有等同的噴射量的排放物目標(biāo)值(雙點(diǎn)劃線)以下(步驟S15)。
可以通過將燃料噴射閥23的燃料壓力從參考燃料壓力降低 預(yù)定量以使其變成低燃料壓力來減小該噴射率。圖5為顯示燃料壓力 和噴射率之間關(guān)系的映射圖。
來自具有固定升量的燃料噴射閥23的燃料壓力對于第一和 第二噴射來說是相同的，所以當(dāng)執(zhí)行步驟S15時(shí)，第一噴射率也同時(shí) 減小。
也可以通過將燃料噴射閥23的升量從參考升量減小預(yù)定量 以便其變成小升量來減小第二噴射的噴射率，例如如圖6所示(見稍 后描述的第二示范實(shí)施例)。
在這種情況下，可以獨(dú)立于第一噴射的升量來控制第二噴射 的燃料噴射閥23的升量。因此，第二噴射的燃料噴射閥23的升量將 不會影響第一噴射的噴射率，所以在稍后將描述的步驟S16中，第一 噴射的噴射正時(shí)和噴射周期不需要重設(shè)。圖6為顯示升量和噴射率之 間關(guān)系的映射圖。
接下來，在步驟S15中通過降低燃料壓力減小噴射率，所以 重設(shè)噴射正時(shí)和噴射周期并且計(jì)算確定的值(步驟S16)。即，對于第并且隨噴射周期的延長所述噴射的起動(dòng)正時(shí)被提前。
例如，與圖7相比如圖8中所示，將以參考燃料壓力的第一 噴射的起動(dòng)正時(shí)Tin (見圖7 )提前到以預(yù)定的低燃料壓力的起動(dòng)正時(shí) Tl (見圖8),并且將利用參考燃料壓力時(shí)由Tln到Tlne所示的噴射 周期被延長到利用預(yù)定的低燃料壓力時(shí)由Tl到Tlne所示的噴射周期。
圖7為顯示以參考燃料壓力的噴射和點(diǎn)火的概念的時(shí)間圖， 而圖8為顯示以低燃料壓力的噴射和點(diǎn)火的概念的時(shí)間圖。在這些圖中，活塞12的壓縮行程期間的上止點(diǎn)由TDC表示。此外，第一噴射 由"lstlnj"表示而第二噴射由"2ndlnj"表示，二者在圖中都由黑色部 分表示。
此外，那些黑色部分的面積表示噴射量，水平軸表示噴射時(shí) 間，而豎直軸表示噴射率。此外，趨于產(chǎn)生大量煙塵的區(qū)域用由陰影 線(即斜線)所示的過量煙塵區(qū)表示，并且用Tevo表示排氣門20開 啟時(shí)的正時(shí)。
此外，以參考燃料壓力的第一噴射的起動(dòng)正時(shí)由Tln表示， 第一噴射的終止正時(shí)由Tlne表示，第二噴射的起動(dòng)正時(shí)由T2n表示， 而第二噴射的終止正時(shí)由T2ne表示。此外，以低燃料壓力的第一噴射 的起動(dòng)正時(shí)由Tln表示，第一噴射的終止正時(shí)由Tlne表示(和以參考 燃料壓力相同)，第二噴射的起動(dòng)正時(shí)由T2表示，并且第二噴射的終 止正時(shí)由T2ne表示(和以參考燃料壓力相同)。
此外，基于上述圖4中的排放物的映射圖確定第二噴射的參 數(shù)。即，如圖4、 7和8所示，利用在步驟S15中設(shè)定的低壓確定所需 排氣溫度E，并且將以參考燃料壓力的第二噴射的起動(dòng)正時(shí)T2n (見圖 7)提前到以預(yù)定的低燃料壓力的起動(dòng)正時(shí)T2 (見圖8)，同時(shí)將利用 參考燃料壓力時(shí)的由T2n到T2ne表示的噴射周期被延長到利用預(yù)定的 低燃料壓力時(shí)的由T2到T2ne表示的噴射周期，以最小化排放物(即， 產(chǎn)生的煙塵、NOx和HC的量)(步驟S16)。
如上所述，利用依照第一示范實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控 制裝置，通過減慢在第二燃料噴射期間被噴射的燃料的燃燒來減少產(chǎn)生的煙塵和NOx的量，第二燃料噴射是通過降低燃料壓力和減小噴射 率來完成的。同時(shí)，也通過提前噴射的起動(dòng)正時(shí)使其早于參考起動(dòng)正時(shí)(即，當(dāng)利用參考燃料壓力時(shí))來減小產(chǎn)生的HC量。
圖9為顯示依照本發(fā)明的第二示范實(shí)施例的噴射和點(diǎn)火的 概念的時(shí)間圖。在下面描述中，和已經(jīng)描述的元件相同或?qū)?yīng)的元件 由相同的附圖標(biāo)記表示并且將省略或簡化其冗長的描述。
利用第 一示范實(shí)施例的所述構(gòu)造和控制方法，當(dāng)?shù)诙娚淙?料壓力降低時(shí)，由于燃料噴射閥23的構(gòu)造第一燃料壓力也降低。因此， 抑制了燃料噴霧23a的霧化，這可能不利地影響扭矩并且使得扭矩波 動(dòng)更嚴(yán)重，這二者很大程度上取決于第一噴射和火花正時(shí)。因此第二 示范實(shí)施例通過僅減小第二噴射的噴射率來避免這種對扭矩等等的不 利影響。
即，第二示范實(shí)施例利用燃料噴射閥23,其中未示出的針 閥的升量可以改變。因此，如圖9所示，在壓縮行程期間第一噴射中第二噴射的噴射率通過在膨脹沖程期間僅在第二噴射中減小閥升程而 被減小。
其它構(gòu)造和控制操作和第 一示范實(shí)施例中的基本相同，所以 將省略其冗長的描述。然而，可以獨(dú)立于第一噴射期間的升量控制第 二噴射期間燃料噴射閥23的升量，因此不會影響第一噴射的噴射率。 因此，在上述圖1所示的流程圖中的步驟S16中(即，通過降低燃料壓力控制第二噴射的噴射率)，不必像第一示范實(shí)施例中一樣重設(shè)第一 噴射的噴射正時(shí)和噴射周期。
因此，燃料的霧化不會受到以在壓縮行程期間的第一噴射中的參考閥升程所獲得的參考噴射率噴射的燃料的不利影響，所以可以 通過所述燃料的點(diǎn)燃確保所需扭矩。此外，達(dá)到氣缸內(nèi)部溫度，這使 得第二噴射的燃料能擴(kuò)散地燃燒。
以在膨脹沖程期間的第二噴射中的小閥升程所獲得的低噴 射率噴射燃料減慢了燃燒，所以產(chǎn)生更少的煙塵和NOx。另外，提前 噴射的起動(dòng)正時(shí)使得其早于傳統(tǒng)起動(dòng)正時(shí)(即，當(dāng)利用參考閥升程時(shí)) 減少了 HC量的產(chǎn)生。
如上所述，依照第二示范實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝 置能夠在避免不利地影響扭矩和使扭矩波動(dòng)更嚴(yán)重的過程中獲得良好 的排放物。
圖10為顯示排放物和依照本發(fā)明第三示范實(shí)施例的第二噴 射的起動(dòng)正時(shí)之間關(guān)系的概念圖。例如，所述圖采用具有高辛烷值的 高辛烷汽油和具有普通辛烷值的普通汽油，并且顯示了第二噴射的噴 射正時(shí)(即，最佳點(diǎn))如何依賴辛烷值而改變的概念。同樣在第三示 范實(shí)施例中，本發(fā)明可以被應(yīng)用到具有諸如第一示范實(shí)施例的圖2或 圖3所示的構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)10。
上述膨脹沖程期間在第二噴射中所噴射的燃料噴霧23a自動(dòng) 點(diǎn)火并且因氣缸內(nèi)的熱量而燃燒。眾所周知，燃料的較高辛烷值導(dǎo)致更長的點(diǎn)火延遲期，這意味著從噴射的起動(dòng)開始直到自動(dòng)點(diǎn)火的時(shí)期 將變得更長。即，辛烷值越高，越多燃料將在點(diǎn)火的時(shí)刻燃燒，所以 燃燒迅速。因此，當(dāng)噴射的起動(dòng)正時(shí)相同時(shí)，趨于產(chǎn)生更多的煙塵和NOx。
因此在第三示范實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)IO在高負(fù)荷下以低速 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由爆震傳感器等檢測爆震，并且當(dāng)爆震發(fā)生時(shí)由未示出的ECU (辛烷值判定裝置)估算并獲得辛烷值。然后下次發(fā)動(dòng)機(jī)10以低溫被 起動(dòng)時(shí)，第二噴射的噴射正時(shí)依照辛烷值而改變以改善排放物。
例如，如圖IO所示，與利用具有比高辛烷汽油低的辛烷值 的普通汽油(即，具有低辛烷值的燃料)時(shí)相比較，利用高辛烷汽油 (具有高辛烷值的燃料)時(shí)的第二噴射的噴射正時(shí)^C延遲，并且將普 通汽油的最佳點(diǎn)RP設(shè)定為高辛烷汽油的最佳點(diǎn)HP，以便最小化煙塵、 NOx和HC。
如上所述，依照第三示范實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝 置可以通過根據(jù)燃料的辛烷值改變第二噴射的噴射正時(shí)來獲得良好的 排放物。
如上所述，依照本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置在直噴 式四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中很有用，尤其很好地適于旨在通過同時(shí)地減少產(chǎn)生的煙塵、N0X和HC的量來改善排放物的發(fā)動(dòng)沖幾。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，包括燃料噴射閥，其將燃料直接噴入燃燒室；以及控制器，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)，所述控制器在壓縮行程期間執(zhí)行第一燃料噴射并且火花點(diǎn)燃所噴射的燃料并且在膨脹沖程期間執(zhí)行第二燃料噴射，其中，所述控制器根據(jù)廢氣排放選擇第一燃料噴射率和低于所述第一燃料噴射率的第二燃料噴射率中的一個(gè)作為至少在所述膨脹沖程期間將被使用的燃料噴射率，并且以所選的燃料噴射率經(jīng)由所述燃料噴射閥噴射燃料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中當(dāng)所述廢氣排放小于目 標(biāo)值時(shí)所述控制器選擇所述第一燃料噴射率，并且當(dāng)所述廢氣排放等 于或大于所述目標(biāo)值時(shí)所述控制器選擇所述第二燃料噴射率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述控制器基于所選的 燃料噴射率設(shè)定燃料噴射正時(shí)和燃料噴射周期。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其中與當(dāng)以所述第一燃料噴 射率噴射燃料時(shí)相比較，當(dāng)以所述第二燃料噴射率噴射燃料時(shí)所述控 制器提前所述第二燃料噴射的起動(dòng)正時(shí)并且延長所述燃料噴射周期。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制裝置，其中在以所述第一燃料噴射 率的一次噴射期間噴射的燃料的噴射量和在以所述第二燃料噴射率的 一次噴射期間噴射的燃料的噴射量相等。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述控制器通過調(diào)節(jié)所 述燃料噴射閥的燃料壓力來實(shí)現(xiàn)所選的燃料噴射率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其中所述控制器通過將所述 燃料噴射閥的所述燃料壓力減小到比以所述第 一燃料噴射率的所述燃以所述第二燃料噴射率的所述燃料噴射。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述燃料噴射閥被構(gòu)造 為通過可變地控制閥針的升量來調(diào)節(jié)燃料噴射率，并且所述控制器通 過調(diào)節(jié)所述升量來實(shí)現(xiàn)所選的燃料噴射率。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置，其中所述控制器通過將所述 燃料噴射閥的所述升量減小到比以所述第 一燃料噴射率的所述燃料噴 射期間的所述燃料噴射閥的所述升量更小的升量來執(zhí)行以所述第二燃 料噴射率的所述燃料噴射。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中所述控制器將低于所 述第一燃料噴射的燃料噴射率的燃料噴射率設(shè)定為所述第二燃料噴射 率。
11、 一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，包括燃料噴射閥，其將燃料直接噴入燃燒室；以及控制器，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)，所述控制器在壓縮行程期間 執(zhí)行第一燃料噴射并且火花點(diǎn)燃所噴射的燃料并且在膨脹沖程期間執(zhí) 行第二燃料噴射，其中，所述控制器確定所述燃料的辛烷值，并且根據(jù)所述辛烷值 選擇第一燃料噴射正時(shí)和晚于所述第一燃料噴射正時(shí)的第二燃料噴射正時(shí)中的 一個(gè)作為將在所述膨脹沖程期間使用的燃料噴射正時(shí)，并且 在所選的燃料噴射正時(shí)經(jīng)由所述燃料噴射閥噴射燃料。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制裝置，其中當(dāng)所迷辛烷值高時(shí)所 述控制器選擇所述第二燃料噴射正時(shí)。
13、 一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制方法，所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)置有將燃料 直接噴入燃燒室的燃料噴射閥，所述方法包括以下步驟在壓縮行程期間執(zhí)行第一燃料噴射并且火花點(diǎn)燃被噴射的燃料；以及在膨脹沖程期間執(zhí)行第二燃料噴射；根據(jù)廢氣排放選擇第 一燃料 噴射率和低于所述第 一燃料噴射率的第二燃料噴射率中的一個(gè)作為所 述第二燃料噴射的燃料噴射率；以及以所選的燃料噴射率經(jīng)由所述燃 料噴射岡噴射燃料。
14、 一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制方法，所述內(nèi)燃機(jī)設(shè)置有將燃料 直接噴入燃燒室的燃料噴射閥，所述方法包括以下步驟在壓縮行程期間執(zhí)行第一燃料噴射并且火花點(diǎn)燃被噴射的燃料；確定所述燃料的辛烷值；根據(jù)所確定的辛烷值選擇第一燃料噴射正時(shí)和晚于所述第一燃料 噴射正時(shí)的第二燃料噴射正時(shí)中的一個(gè)作為將在膨脹沖程期間使用的 燃料噴射正時(shí)；以及在所述膨脹沖程期間，在所選的燃料噴射正時(shí)經(jīng)由所述燃料噴射 閥執(zhí)行燃料噴射。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，其設(shè)置有將燃料直接噴入燃燒室的燃料噴射閥和控制器。當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)(即，步驟S10中為是)，在壓縮行程期間執(zhí)行第一燃料噴射并且火花點(diǎn)燃所噴射的燃料，并且在膨脹沖程期間執(zhí)行第二燃料噴射。所述控制器根據(jù)廢氣排放選擇第一燃料噴射率和低于所述第一燃料噴射率的第二燃料噴射率中的一個(gè)作為至少在所述膨脹沖程期間的燃料噴射率，并且以所選的燃料噴射率噴射燃料。所述第二燃料噴射率被選作所述第二燃料噴射的燃料噴射率并且與傳統(tǒng)的燃料噴射起動(dòng)正時(shí)相比所述噴射的起動(dòng)正時(shí)被提前(即，當(dāng)利用參考燃料壓力時(shí))(步驟S11至S16)。結(jié)果，同時(shí)減少了煙塵、NO_x和HC，從而改善排放物。
文檔編號F02D41/02GK101405497SQ200780009240
公開日2009年4月8日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月15日
發(fā)明者岡田吉弘 申請人:豐田自動(dòng)車株式會社