專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，其具備向氣缸內(nèi)噴射燃料的第1燃料噴射機(jī)構(gòu)
(氣缸內(nèi)噴射用噴射器)和向進(jìn)氣通道或進(jìn)氣口內(nèi)噴射燃料的第2燃料噴射 機(jī)構(gòu)(進(jìn)氣通道噴射用噴射器)，尤其涉及一種避免在怠速運(yùn)行時(shí)發(fā)生的因第 1燃料噴射機(jī)構(gòu)而引起的問(wèn)題，同時(shí)也避免附著物(沉積物)附著到第l燃 料噴射機(jī)構(gòu)的噴孔的技術(shù)。
背景技術(shù)：
已知的內(nèi)燃機(jī)具備用于向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)噴射燃料的進(jìn)氣通道噴 射用噴射器和用于向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)噴射燃料的氣缸內(nèi)噴射用噴射器，并 根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷來(lái)決定進(jìn)氣通道噴射用噴射器和氣缸內(nèi)噴射用 噴射器的燃料噴射比例。
但是，由于氣缸內(nèi)噴射用噴射器被暴露在燃燒室內(nèi)的高溫燃燒氣體中， 所以氣缸內(nèi)噴射用噴射器的噴孔部易于被沉積物附著。并且，當(dāng)只從進(jìn)氣通 道噴射用噴射器進(jìn)行燃料噴射時(shí)，由于從氣缸內(nèi)噴射用噴射器中不噴射燃料， 因此也不會(huì)進(jìn)行伴隨燃料氣化的冷卻，從而使噴孔部的溫度上升，沉積物在 噴孔部沉積的情況變得更加嚴(yán)重。由此沉積物將會(huì)妨礙從噴孔部噴射燃料， 導(dǎo)致燃料噴霧的形狀發(fā)生變化(粒徑變大)，燃料噴射量比所需量更低，從而 有引起失火，甚至燃燒不良的危險(xiǎn)。
日本特開(kāi)2005-201083號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了一種內(nèi)燃機(jī)的噴射控制裝置，其 能有效抑制如上述的沉積物在氣缸內(nèi)噴射用噴射器的噴孔部沉積的情況。該 內(nèi)燃機(jī)的噴射控制裝置具備用于向內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)噴射燃料的氣缸內(nèi)噴射 用噴射器；用于向進(jìn)氣通道噴射燃料的進(jìn)氣通道噴射用噴射器；以及驅(qū)動(dòng)控 制這些噴射器中的至少一個(gè)，從而切換燃料噴射形式的控制部?？刂撇繉?qiáng) 行切換燃料噴射形式，以便在由進(jìn)氣通道噴射用噴射器進(jìn)行燃料噴射的運(yùn)行 區(qū)域中，在規(guī)定期間內(nèi)只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器噴射燃料。根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的噴射控制裝置，即使在由進(jìn)氣通道噴射用噴射器進(jìn)行燃 料噴射的運(yùn)行區(qū)域中，只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器進(jìn)行規(guī)定期間的燃料噴射， 通過(guò)噴射力能將沉積于氣缸內(nèi)噴射用噴射器的噴孔部的沉積物吹飛，從而去 除該沉積物。并且，通過(guò)由所述氣缸內(nèi)噴射用噴射器進(jìn)行的燃料噴射，從而 能實(shí)現(xiàn)伴隨燃料氣化的噴孔部的冷卻，能夠抑制在噴孔部上重新沉積有沉積 物。其結(jié)果為，能夠抑制氣缸內(nèi)噴射用噴射器的燃料噴射量的下降。
但是，在內(nèi)燃機(jī)所使用的燃料性狀(性質(zhì)和狀態(tài))中存在著允許范圍內(nèi) 的偏差。例如有燃料性狀為輕質(zhì)的情況和重質(zhì)的情況。當(dāng)燃料所含的烯烴(具 有1個(gè)以上碳雙鍵的不飽和烴)的成分多，則燃料性狀將變?yōu)檩p質(zhì)。另一方 面，當(dāng)燃料所含的烯烴的成分少則燃料性狀將變?yōu)橹刭|(zhì)。當(dāng)該烯烴的成分多
時(shí)，則具有提前生成沉積物的傾向。但是，在上述的特開(kāi)2005-201083號(hào)公 報(bào)中，并未涉及有關(guān)燃料性狀的不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行的，其目的為提供如下的內(nèi)燃機(jī)的燃
料噴射控制裝置在具備向氣缸內(nèi)噴射燃料的第1燃料噴射機(jī)構(gòu)和向進(jìn)氣通 道或進(jìn)氣口內(nèi)噴射燃料的第2燃料噴射機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，即使燃料性狀存在 偏差，也能有效地避免在第1燃料噴射機(jī)構(gòu)的噴孔上附著沉積物。
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置是，對(duì)具備向氣缸內(nèi)噴射燃料的第
1燃料噴射機(jī)構(gòu)和向進(jìn)氣通道內(nèi)噴射燃料的第2燃料噴射機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行
控制。該燃料噴射控制裝置包括設(shè)定部，對(duì)應(yīng)于與第l燃料噴射機(jī)構(gòu)的氣 缸內(nèi)附著物的附著程度有關(guān)的燃料成分，來(lái)設(shè)定關(guān)于避免只由第2燃料噴射 機(jī)構(gòu)進(jìn)行燃料噴射的條件；噴射控制部，對(duì)兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以 使第1燃料噴射機(jī)構(gòu)和第2燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)進(jìn)行燃料噴射；控制部，對(duì)所 述兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，從而當(dāng)只由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料的情 況下所述條件成立時(shí)，由第1燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料。
根據(jù)本發(fā)明，在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷時(shí)，為了確保燃燒穩(wěn)定性和高壓系統(tǒng)的NV (Noise & Vibration:噪音和振動(dòng))對(duì)策等，通常只由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn) 行燃料噴射。此時(shí)，由于不從第l燃料噴射機(jī)構(gòu)中噴射燃料且第l燃料噴射 機(jī)構(gòu)的噴孔被暴露在高溫的燃燒室內(nèi)，所以在噴孔上容易沉積有沉積物。并且，所述沉積物是否容易沉積將受到燃料性狀的影響。因此，對(duì)應(yīng)于與第1 燃料噴射機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)附著物的附著程度有關(guān)的燃料成分，來(lái)設(shè)定關(guān)于避免 只由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行燃料噴射的條件。例如，若燃料成分為容易促進(jìn) 沉積物沉積的性狀，則設(shè)定成條件容易成立；若燃料成分為難以促進(jìn)沉積物 沉積的性狀，則設(shè)定成條件難以成立。因此，在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷下只由第2燃 料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料時(shí)，如燃料成分為容易促進(jìn)沉積物沉積的性狀則條件容 易成立，所以提前從第1燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料從而能夠避免沉積物的沉積。 其結(jié)果為，能夠提供如下的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置在具備向氣缸內(nèi)噴
射燃料的第1燃料噴射機(jī)構(gòu)和向進(jìn)氣通道或進(jìn)氣口內(nèi)噴射燃料的第2燃料噴
射機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，即使燃料性狀存在偏差，也能有效地避免在第1燃料噴 射機(jī)構(gòu)的噴孔上附著沉積物。
優(yōu)選為，控制部對(duì)兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以根據(jù)只由第2燃料噴
射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射狀態(tài)，從第1燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射恢復(fù)到只
由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射。
依據(jù)本發(fā)明，根據(jù)只由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射狀態(tài)，例如只 由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射時(shí)間越長(zhǎng)或其噴射次數(shù)越多，則越延長(zhǎng) 由第1燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射時(shí)間或越加大噴射次數(shù)，然后再恢復(fù)到 只由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射。而且，只由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行
的燃料噴射時(shí)間越短或其噴射次數(shù)越少，則越縮短由第1燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行 的燃料噴射時(shí)間或越減少?lài)娚浯螖?shù)，然后再恢復(fù)到只由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn) 行的燃料噴射。因此，能夠避免在第1燃料噴射機(jī)構(gòu)上形成沉積物，同時(shí)還 能實(shí)現(xiàn)在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷時(shí)只運(yùn)行第2燃料噴射機(jī)構(gòu)而確保燃燒穩(wěn)定性和高壓 系統(tǒng)的NV對(duì)策等。
更優(yōu)選為，控制部在內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)處于怠速狀態(tài)時(shí)，對(duì)兩種燃料噴射機(jī) 構(gòu)進(jìn)行控制。
根據(jù)本發(fā)明，在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷區(qū)域的怠速狀態(tài)中，能夠確保燃燒穩(wěn)定性 和實(shí)現(xiàn)高壓系統(tǒng)的NV對(duì)策等，同時(shí)也能避免沉積物附著在第1燃料噴射機(jī)構(gòu) 的噴孔上。更優(yōu)選為，燃料成分與烯烴的含量有關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)烯烴的含量多(即所謂的燃料性狀為輕質(zhì)的狀態(tài))則容 易促進(jìn)沉積物的沉積，當(dāng)烯烴的含量少(即所謂的燃料性狀為重質(zhì)的狀態(tài)) 則不易促進(jìn)沉積物的沉積。所以，例如可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)上升狀態(tài)
(轉(zhuǎn)數(shù)上升快則為輕質(zhì)，轉(zhuǎn)數(shù)上升慢則為重質(zhì))，從只由第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn) 行的燃料噴射切換成只由第l燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射。其結(jié)果為，即 使燃料性狀存在偏差也能有效地避免在第1燃料噴射機(jī)構(gòu)上的沉積物。


圖1為，由本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置所控制的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
圖2為氣缸內(nèi)噴射用噴射器的剖面圖。
圖3為氣缸內(nèi)噴射用噴射器前端部的剖面圖。
圖4以及圖5為，表示本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置即發(fā)動(dòng)機(jī)ECU所執(zhí)行程 序的控制結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖6為，表示本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU所存儲(chǔ)的圖(Map)。
圖7以及圖9為，表示適用于本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置的優(yōu)選發(fā)動(dòng)機(jī)的 熱態(tài)時(shí)的DI比關(guān)系圖。
圖8以及圖10為，表示適用于本發(fā)明實(shí)施例的控制裝置的優(yōu)選發(fā)動(dòng)機(jī)的 冷態(tài)時(shí)的DI比關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在下面的說(shuō)明中，對(duì)同一 個(gè)部件使用同一符號(hào)。其名稱(chēng)和功能也相同。因此，不對(duì)它們反復(fù)進(jìn)行詳細(xì) 說(shuō)明。
圖1表示了由本發(fā)明實(shí)施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)燃料噴射控制裝置即發(fā)動(dòng)機(jī) ECU (Electronic Control Unit:電子控制單元)所控制的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn) 要結(jié)構(gòu)圖。另外，雖然圖1中表示作為發(fā)動(dòng)機(jī)的直列四氣缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，但 本發(fā)明并不局限于此類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)。
如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)10具備四個(gè)氣缸112，各氣缸112通過(guò)各自所對(duì)應(yīng) 的進(jìn)氣歧管20與共通的浪涌調(diào)整槽30相連。浪涌調(diào)整槽30通過(guò)進(jìn)氣管道 40與空氣濾清器50相連，并且，在進(jìn)氣管道40內(nèi)配置有空氣流量計(jì)42，還
7配置有由電動(dòng)機(jī)60驅(qū)動(dòng)的節(jié)流閥70。該節(jié)流閥70與加速踏板100互相獨(dú)立， 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的輸出信號(hào)控制該節(jié)流閥的開(kāi)度。另一方面，各氣缸112 與共通的排氣歧管80相連，該排氣歧管80與三元催化劑轉(zhuǎn)換器90相連。
在各氣缸112上，分別設(shè)置有用于向氣缸內(nèi)噴射燃料的氣缸內(nèi)噴射用噴 射器110;和用于向進(jìn)氣口或/和進(jìn)氣通道內(nèi)噴射燃料的進(jìn)氣通道噴射用噴射 器120。這些噴射器110、 120分別根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的輸出信號(hào)被進(jìn)行控 制。并且，各氣缸內(nèi)噴射用噴射器110與共通的燃料輸送管130相連，該燃 料輸送管130經(jīng)由可向燃料輸送管130流通的止回閥140與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式高 壓燃料泵150連接。另外，在本實(shí)施例中，雖然對(duì)分別設(shè)置兩個(gè)噴射器的內(nèi) 燃機(jī)進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這類(lèi)內(nèi)燃機(jī)。例如，也可以是設(shè)置有 兼具氣缸內(nèi)噴射功能和進(jìn)氣通道噴射功能的l個(gè)噴射器(但是，即使只有一 個(gè)噴射器，也具有兩個(gè)噴孔，即向氣缸內(nèi)噴射燃料的噴孔和向進(jìn)氣口或/和進(jìn) 氣通道內(nèi)噴射燃料的噴孔)的內(nèi)燃機(jī)。
如圖1所示，高壓燃料泵150的噴出一側(cè)經(jīng)由電磁旁通閥152連接在高 壓燃料泵150的吸入一側(cè)。該電磁旁通闊152的開(kāi)度越小，從高壓燃料泵150 向燃料輸送管130內(nèi)供給的燃料量就越增多，其結(jié)構(gòu)為，當(dāng)電磁旁通閥152 全開(kāi)時(shí)，將會(huì)停止從高壓燃料泵150向燃料輸送管130內(nèi)供給燃料。另外， 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的輸出信號(hào)對(duì)電磁旁通閥152進(jìn)行控制。
具體為，通過(guò)使用被設(shè)置于燃料輸送管130中的燃料壓力傳感器400， 利用發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300，對(duì)加壓行程中關(guān)閉電磁旁通閥152的時(shí)機(jī)進(jìn)行反饋控制， 從而控制燃料輸送管130內(nèi)的燃料壓力(燃?jí)?，所述電磁旁通閥152被設(shè)置 在通過(guò)由凸輪軸上安裝的凸輪使泵柱塞上下移動(dòng)而對(duì)燃料進(jìn)行加壓的高壓燃 料泵150中的泵吸入一側(cè)上。S卩，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300來(lái)控制電磁旁通閥152， 從而控制從高壓燃料泵150向燃料輸送管130供給的燃料量以及燃料壓力。
另一方面，各進(jìn)氣通道噴射用噴射器120被連接在共通的低壓一側(cè)的燃 料輸送管160上，燃料輸送管160以及高壓燃料泵150通過(guò)共通的燃料壓力 調(diào)節(jié)器170，與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式的低壓燃料泵180連接。并且，低壓燃料泵180 經(jīng)由燃料過(guò)濾器190與燃料罐200連接。燃料壓力調(diào)節(jié)器170的結(jié)構(gòu)為，當(dāng) 從低壓燃料泵180噴出的燃料的燃料壓力高于預(yù)定的設(shè)定燃料壓力時(shí)，燃料 壓力調(diào)節(jié)器170能夠?qū)牡蛪喝剂媳?80噴出的燃料的一部分送回燃料罐
8200，從而能夠阻止被供給于進(jìn)氣通道噴射用噴射器120的燃料壓力以及供給 至高壓燃料泵150的燃料壓力，高于上述的設(shè)定燃料壓力。
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300是由數(shù)字計(jì)算機(jī)所構(gòu)成，其具備通過(guò)雙向總線310相互 連接的ROM (Read Only Memory) 320、 RAM (Random Access Memory) 330、 CPU (Central Processing Unit) 340、輸入端口 350以及輸出端口 360。
空氣流量計(jì)42產(chǎn)生與吸入空氣量成比例的輸出電壓，該空氣流量計(jì)42 的輸出電壓通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器370輸入到輸入端口 350。在發(fā)動(dòng)機(jī)10上安裝有 水溫傳感器380，其用于產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫成比例的輸出電壓，該水溫 傳感器380的輸出電壓，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器390被輸入到輸入端口 350。
在燃料輸送管130上安裝有燃料壓力傳感器400，其用于產(chǎn)生與燃料輸 送管130內(nèi)的燃料壓力成比例的輸出電壓，該燃料壓力傳感器400的輸出電 壓，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器410被輸入到輸入端口 350。在三元催化劑轉(zhuǎn)換器90上 游的排氣歧管80上安裝有空燃比傳感器420，其用于產(chǎn)生與排氣中的氧濃度 成比例的輸出電壓，該空燃比傳感器420的輸出電壓，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器430 被輸入到輸入端口 350。
本實(shí)施例所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的空燃比傳感器420，是產(chǎn)生與發(fā)動(dòng)機(jī) 10中燃燒的混合氣體的空燃比成比例的輸出電壓的全范圍空燃比傳感器(線 性空燃比傳感器)。并且，作為空燃比傳感器420還可以使用02傳感器，其 以開(kāi)啟/關(guān)閉(ON-OFF)的方式，檢測(cè)在發(fā)動(dòng)機(jī)10中燃燒的混合氣體的空燃 比相對(duì)于理論空燃比是濃厚還是稀薄。
加速器踏板100被連接在加速器開(kāi)度傳感器440上，其產(chǎn)生與加速器踏 板100的踏入量成比例的輸出電壓，加速器開(kāi)度傳感器440的輸出電壓，將 通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器450被輸入到輸入端口 350。另外，在輸入端口 350上連接 有產(chǎn)生表示內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的輸出脈沖的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器460。在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的 R0M320中預(yù)先以圖表化存儲(chǔ)有將根據(jù)從所述加速器開(kāi)度傳感器440以及轉(zhuǎn) 數(shù)傳感器460所得的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷率以及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，對(duì)應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)而設(shè)定的 燃料噴射量的值，以及根據(jù)內(nèi)燃機(jī)冷卻水溫的補(bǔ)正值等。
參照?qǐng)D2，對(duì)氣缸內(nèi)噴射用噴射器IIO進(jìn)行說(shuō)明。圖2為氣缸內(nèi)噴射用 噴射器110的縱向剖面圖。
如圖2所示，在氣缸內(nèi)噴射用噴射器110中，噴嘴體760隔著隔板 (spacer)被噴嘴支架固定于該噴射器的主體740的下端上。噴嘴體760在其下端形成有噴孔500，針閥520可上下移動(dòng)地被配置于噴嘴體760內(nèi)。針 閥520的上端與在主體740內(nèi)滑動(dòng)自如的芯部540抵接，彈簧560通過(guò)芯部 540而對(duì)針閥520向下施力，針閥520位于噴嘴體760的內(nèi)周表面522上， 其結(jié)果為，在通常狀態(tài)時(shí)噴孔500處于關(guān)閉狀態(tài)。
在主體740的上端插入固定有套筒570，在套筒570內(nèi)形成有燃料通道 580，燃料通道580的下端一側(cè)通過(guò)主體740內(nèi)的通道被連通到噴嘴體760 的內(nèi)部，針閥520上升時(shí)從噴孔500噴射燃料。燃料通道580的上端一側(cè)經(jīng) 由過(guò)濾器600被連接于燃料導(dǎo)入口 620，該燃料導(dǎo)入口 620被連接于圖1的 燃料輸送管130上。
電磁螺線管640被配置成，在主體740內(nèi)包圍套筒570的下端部。電磁 螺線管640通電時(shí)，芯部540克服彈簧560而上升，燃料壓力向上推動(dòng)針閥 520，而使噴孔500敞開(kāi)，從而執(zhí)行燃料噴射。電磁螺線管640被連接到絕緣 外殼650內(nèi)的電線660上，能夠接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的用于開(kāi)閥的電信號(hào)。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300不輸出該用于開(kāi)閥的電信號(hào)時(shí)，氣缸內(nèi)噴射用噴射器110 不進(jìn)行燃料噴射。
通過(guò)接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的用于開(kāi)閥的電信號(hào)，來(lái)控制氣缸內(nèi)噴射用 噴射器110的燃料噴射時(shí)機(jī)以及燃料噴射期間。通過(guò)控制該燃料噴射期間而 能調(diào)節(jié)來(lái)自氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的燃料噴射量。g卩，通過(guò)該電信號(hào)(在 最小燃料噴射量以上的區(qū)域中)能夠控制成噴射少量的燃料。為了進(jìn)行該控 制，有時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300和氣缸內(nèi)噴射用噴射器110之間，還設(shè)置有EDU
(Electronic Driver Unit- 電子馬區(qū)動(dòng)單元)。
由于向具有此類(lèi)構(gòu)造的氣缸內(nèi)噴射用噴射器110供給的燃料壓力非常高
(13MPa程度)，所以在開(kāi)閥時(shí)和閉閥時(shí)將會(huì)發(fā)生很大的噪音和振動(dòng)。這種噪 音和振動(dòng)雖然在發(fā)動(dòng)機(jī)10的負(fù)荷大且轉(zhuǎn)數(shù)高的區(qū)域內(nèi)，不被搭載該發(fā)動(dòng)機(jī) 10的車(chē)輛上的乘客的聽(tīng)覺(jué)所察覺(jué)，但在發(fā)動(dòng)機(jī)10的負(fù)荷小且轉(zhuǎn)數(shù)低的區(qū)域 內(nèi)將會(huì)被乘客察覺(jué)。在此，本實(shí)施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī) ECU300在輕負(fù)荷時(shí)，將會(huì)進(jìn)行降低向氣缸內(nèi)噴射用噴射器110供給的燃料壓 力的控制。并且，在這種降低燃料壓力的情況下，為了避免只來(lái)自氣缸內(nèi)噴 射用噴射器110的燃料噴射量不足的狀況，而從進(jìn)氣通道噴射用噴射器120 噴射燃料，從而執(zhí)行實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)IO所要求的輸出性能的控制。圖3中表示了氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的前端部的剖面圖。氣缸內(nèi)噴射
用噴射器110的前端部是由設(shè)置有噴孔500的閥體502、成為燃料儲(chǔ)藏的袋 腔容積504、針閥前端部506以及燃料滯留部508所構(gòu)成。
在進(jìn)氣行程以及壓縮行程從氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射燃料后，從燃 料滯留部508被擠壓到針閥前端部506的燃料的一部分，不會(huì)從噴孔500噴 射到氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的外部，而是殘留在袋腔容積504中。另外， 當(dāng)氣缸內(nèi)噴射用噴射器110繼續(xù)停止運(yùn)行時(shí)，燃料由于油密而從密封部漏出 到袋腔容積504內(nèi)。
在燃燒室內(nèi)對(duì)混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火，火焰橫穿氣缸內(nèi)噴射用噴射器110時(shí)， 在高溫的燃燒生成氣體中含有NOx，氣缸內(nèi)發(fā)生2NO——化+02的可逆反應(yīng)。 此時(shí)，
(第1狀態(tài))右邊的02與袋腔容積504內(nèi)的燃料的一部分，在火焰通過(guò) 的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，而使溫度上升。
(第2狀態(tài))但是，大部分燃料在氧氣不足的狀態(tài)下進(jìn)行燃燒而殘留， 在該溫度條件下變成碳，從而慢慢地堵塞噴孔500。
氣缸內(nèi)噴射用噴射器110前端溫度受到燃燒氣體的熱量的影響較大，另 外還有來(lái)自頭部的受熱，向燃料放熱等原因，但溫度越高變成碳從而慢慢地 堵塞噴孔500的傾向越明顯(第2狀態(tài))。并且，若從第1狀態(tài)考慮，則袋腔 容積504內(nèi)的溫度上升和NOx濃度，與沉積物的生成有關(guān)。
因此，燃料的碳(碳元素)含量、氣缸內(nèi)噴射用噴射器110前端溫度以 及NOx濃度將會(huì)成為沉積物生成的指標(biāo)。
在本實(shí)施例中，尤其著眼于這些指標(biāo)中的碳含量。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10 起動(dòng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的上升快，則燃料性狀的輕質(zhì)度高(輕質(zhì)度高則揮發(fā)性 高，所以起動(dòng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)上升快)，并具有包含較多烯烴的傾向。 由于烯烴為具有l(wèi)個(gè)以上的碳雙鍵的不飽和烴，所以烯烴含量越多，則越容 易提前在氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的前端上生成沉積物。
在本實(shí)施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置中，在從噴射器噴射的 燃料難以氣化的低水溫區(qū)域(即冷態(tài)時(shí))，和發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速為低速的區(qū)域 (尤其在怠速區(qū)域)中，專(zhuān)門(mén)從(只由)進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行燃 料噴射。這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)IO在此類(lèi)低水溫區(qū)域和低速區(qū)域中運(yùn)行時(shí)，若由氣 缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射燃料，則導(dǎo)致噴霧形態(tài)的劣化，或燃燒變得緩慢，其比由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120噴射燃料的情況，更容易出現(xiàn)燃燒狀態(tài)劣 化的傾向，從而有燃油消耗率的惡化以及廢氣性狀劣化的可能性。另外，在
此類(lèi)低速區(qū)域(且低負(fù)荷區(qū)域)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)io的運(yùn)行噪音小，所以駕駛
員將會(huì)更加明顯地感覺(jué)到用于向氣缸內(nèi)噴射用噴射器110供給燃料的高壓燃 料泵150的運(yùn)行噪音。因此，停止高壓燃料泵150的運(yùn)行(在打開(kāi)高壓燃料 泵150的電磁旁通閥的狀態(tài)下)，從而實(shí)現(xiàn)NV降低。
如上所述，在優(yōu)選只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120噴射燃料的運(yùn)行區(qū)域 中，由于不會(huì)從氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射燃料，因此沉積物容易沉積在 噴孔500上。尤其當(dāng)燃料性狀為輕質(zhì)時(shí)則會(huì)加速形成沉積物。因此，在本實(shí) 施例所涉及的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置中，將對(duì)噴射器進(jìn)行控制，以便在 只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行燃料噴射的區(qū)域中，對(duì)應(yīng)于燃料性狀， 而由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110進(jìn)行燃料噴射。
參照?qǐng)D4，對(duì)通過(guò)本實(shí)施例所涉及的燃料噴射控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300 而執(zhí)行的程序的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。并且，該程序以預(yù)定的周期反復(fù)被執(zhí)行。
步驟(以下將步驟簡(jiǎn)稱(chēng)為S) 100中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10是否處 于怠速狀態(tài)進(jìn)行判斷。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300根據(jù)從加速器開(kāi)度傳感器440 輸入的信號(hào)所表示的加速器踏板的踏入量，來(lái)判斷是否處于怠速狀態(tài)。當(dāng)發(fā) 動(dòng)機(jī)10處于怠速狀態(tài)時(shí)(S100中為"是")，處理將移向SllO。反之(S100 中為"否"))則結(jié)束該處理。
在S110中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300執(zhí)行燃料噴射控制，以便只由進(jìn)氣通道噴射 用噴射器120進(jìn)行燃料噴射。S300中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300將開(kāi)始PFI計(jì)時(shí)。該 PFI計(jì)時(shí)為，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300能夠檢測(cè)出已到達(dá)規(guī)定時(shí)間的加算計(jì)時(shí)。另外PFI 計(jì)時(shí)也可以是發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300能夠檢測(cè)到從規(guī)定時(shí)間減去后剩余時(shí)間為0時(shí)的 減算計(jì)時(shí)。
在S130中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300對(duì)PFI計(jì)時(shí)是否已到達(dá)規(guī)定時(shí)間進(jìn)行判斷。 該規(guī)定時(shí)間是根據(jù)燃料性狀而設(shè)定的，對(duì)其在后面進(jìn)行詳細(xì)的描述。當(dāng)PFI 計(jì)時(shí)已到達(dá)規(guī)定時(shí)間時(shí)(S130中為"是")，處理將移向S140。反之(S130 中為"否")，則結(jié)束該處理。
在S140中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300將重置PFI計(jì)時(shí)。S150中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300 執(zhí)行燃料噴射控制，以便只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110進(jìn)行燃料噴射。然后 結(jié)束該處理。
12基于上述的結(jié)構(gòu)以及流程圖，對(duì)通過(guò)被本實(shí)施例的燃料噴射控制裝置的
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300所控制的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于怠速狀態(tài)時(shí)(S100中為"是")，從提高燃燒對(duì)策、排 氣煙度對(duì)策以及NV對(duì)策等觀點(diǎn)出發(fā)，只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行燃 料噴射(SllO)。用于計(jì)測(cè)只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120噴射燃料的時(shí)間的 PFI計(jì)時(shí)開(kāi)始(S120)，若達(dá)到在氣缸內(nèi)噴射用噴射器110上可能會(huì)形成沉 積物而設(shè)定的規(guī)定時(shí)間時(shí)(S130中為"是")，則只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110 噴射燃料(S150)。此時(shí)，由于處于怠速狀態(tài)，由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110 噴射全部數(shù)量的總?cè)剂蠂娚淞?對(duì)來(lái)自氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的燃料噴射 量和來(lái)自進(jìn)氣通道噴射用噴射器120的燃料噴射量進(jìn)行合計(jì)的噴射量)，所以 不得小于氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的最小燃料噴射量(在燃料噴射時(shí)間和燃 料噴射量的關(guān)系中使線性成立的最小燃料量)。因此，能夠只從氣缸內(nèi)噴射用 噴射器110噴射規(guī)定的燃料。
PFI計(jì)時(shí)的設(shè)定時(shí)間，作為在氣缸內(nèi)噴射用噴射器110上可能會(huì)形成沉 積物的指標(biāo)，將圖6所示的燃料性狀作為參數(shù)而設(shè)定。如圖6所示，燃料性 狀越是輕質(zhì)(烯烴成分越多)，PFI計(jì)時(shí)的設(shè)定值就被設(shè)定成越短。另外，以 燃料性狀作為參數(shù)的PFI計(jì)時(shí)的設(shè)定值僅僅是一個(gè)例子，本發(fā)明并不局限于 該圖6所示的內(nèi)容(實(shí)線、虛線、 一點(diǎn)劃線、二點(diǎn)劃線)。
如上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)，燃料性狀越是輕質(zhì)，只由進(jìn)氣通 道噴射用噴射器噴射燃料的時(shí)間就越短，還由氣缸內(nèi)噴射用噴射器進(jìn)行燃料 噴射。因此，對(duì)兩種噴射器進(jìn)行控制，以使燃料成分越是輕質(zhì)且含有大量的 烯烴成分越容易形成沉積物時(shí)，越提前將只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器進(jìn)行的 燃料噴射切換為只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器進(jìn)行的燃料噴射。由此，能夠有效 地避免在氣缸內(nèi)噴射用噴射器的噴孔處形成沉積物。
〈變化例〉
下面，對(duì)本實(shí)施例所涉及的燃料噴射控制裝置的變化例進(jìn)行說(shuō)明。圖5 中對(duì)本變化例的燃料噴射控制裝置即發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300所執(zhí)行的程序的控制結(jié) 構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。另外，以預(yù)先設(shè)定的周期反復(fù)執(zhí)行該程序。除了該流程圖以外， 都與上述實(shí)施例相同。因此，不重復(fù)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在圖4所示的流程圖以及圖5所示的流程圖中，不同的是以下兩點(diǎn)(1) 不計(jì)算只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行燃料噴射的時(shí)間，而是對(duì)于來(lái)自進(jìn)氣通道噴射用噴射器120的燃料噴射次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；(2)當(dāng)只由進(jìn)氣通道
噴射用噴射器120進(jìn)行燃料噴射且計(jì)數(shù)條件成立時(shí)，則只由氣缸內(nèi)噴射用噴 射器iio進(jìn)行燃料噴射，當(dāng)恢復(fù)條件成立則再恢復(fù)到只由進(jìn)氣通道噴射用噴 射器120進(jìn)行燃料噴射。
對(duì)于在圖5所示的流程圖的處理中與圖4所示的流程圖相同的處理，將 使用相同的步驟符號(hào)。對(duì)它們的處理也相同。因此，在此省略對(duì)流程圖的相 同說(shuō)明。
S200中，每次由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行燃料噴射，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300 在計(jì)數(shù)CNT中加上1。
S210中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300對(duì)計(jì)數(shù)CNT是否已到達(dá)設(shè)定值進(jìn)行判斷。該設(shè) 定值是根據(jù)燃料性狀設(shè)定的。另外，將在后面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的描述。當(dāng)計(jì)數(shù) CNT達(dá)到設(shè)定值(S210中為"是")時(shí)，處理將移向S150。反之(S210中為 "否")，則結(jié)束該處理。
S220中，每次由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110進(jìn)行燃料噴射，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300 從計(jì)數(shù)CNT中減去1。
S230中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300對(duì)計(jì)數(shù)CNT是否已達(dá)到0以下進(jìn)行判斷。當(dāng)計(jì) 數(shù)CNT達(dá)到0以下時(shí)(S230中為"是")，處理將移向S240。反之(S230中 為"否")，則結(jié)束該處理。
S240中，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300執(zhí)行只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120噴射燃料 的燃料噴射控制。由此，在發(fā)動(dòng)機(jī)10處于怠速狀態(tài)時(shí)，從為了避免在氣缸內(nèi) 噴射用噴射器110的噴孔處形成沉積物的只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110進(jìn)行 的燃料噴射，切換到原來(lái)的適合于提高燃燒對(duì)策、排氣煙度對(duì)策以及NV對(duì)策 等的只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行的燃料噴射。
基于上述的結(jié)構(gòu)以及流程圖，對(duì)本變化例所涉及的燃料噴射控制裝置即 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300所控制的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于怠速狀態(tài)時(shí)(S100中為"是")，從提高燃燒對(duì)策、排 氣煙度對(duì)策以及NV對(duì)策等觀點(diǎn)出發(fā)，只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行燃 料噴射(S110)。每經(jīng)過(guò)一次只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行的燃料噴射， 在計(jì)數(shù)CNT中加上1 (S200)，若達(dá)到作為在氣缸內(nèi)噴射用噴射器110上可 能會(huì)形成沉積物而設(shè)定的設(shè)定值時(shí)(S210中為"是")，則只由氣缸內(nèi)噴射用 噴射器110進(jìn)行燃料噴射(S150)。此時(shí)，能夠只從氣缸內(nèi)噴射用噴射器IIO
14噴射大于氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的最小燃料噴射量的規(guī)定燃料的這一點(diǎn)， 與上述相同。
計(jì)數(shù)CNT的設(shè)定值，是將在氣缸內(nèi)噴射用噴射器110上可能會(huì)形成沉積 物而作為指標(biāo)，并且將圖6所示的燃料性狀作為參數(shù)而設(shè)定。如圖6所示， 燃料性狀越是輕質(zhì)(烯烴成分越多)，計(jì)數(shù)CNT的設(shè)定值就被設(shè)定成越小。另 外，以燃料性狀作為參數(shù)的計(jì)數(shù)CNT的設(shè)定值僅僅是一個(gè)例子，本發(fā)明并不 局限于該圖6所示的內(nèi)容。
當(dāng)每進(jìn)行一次只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射燃料，在計(jì)數(shù)CNT中減 去l (S220)，當(dāng)對(duì)應(yīng)于只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120噴射燃料的次數(shù)而只 由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射燃料時(shí)，則切換至原來(lái)的只由進(jìn)氣通道噴射 用噴射器120進(jìn)行的燃料噴射。g卩，每經(jīng)過(guò)一次由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120 進(jìn)行的燃料噴射，在計(jì)數(shù)CNT中加上1，每經(jīng)過(guò)一次由氣缸內(nèi)噴射用噴射器 110進(jìn)行的燃料噴射則從計(jì)數(shù)CNT中減去1，當(dāng)計(jì)數(shù)CNT變成0以下時(shí)，則恢 復(fù)到只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行的燃料噴射。
通過(guò)如上設(shè)定，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)，燃料性狀越是輕質(zhì)，則越減 少只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器進(jìn)行燃料噴射的次數(shù)，而且還由氣缸內(nèi)噴射用 噴射器進(jìn)行燃料噴射。因此，對(duì)兩種噴射器進(jìn)行控制為，燃料成分越是輕質(zhì) 且含有大量烯烴成分而容易形成沉積物時(shí)，越提前從只由進(jìn)氣通道噴射用噴 射器進(jìn)行的燃料噴射切換至只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器進(jìn)行的燃料噴射。由此， 能夠有效地避免在氣缸內(nèi)噴射用噴射器的噴孔處形成沉積物。并且，若對(duì)應(yīng) 于只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120噴射燃料的次數(shù)而只由氣缸內(nèi)噴射用噴射 器110進(jìn)行燃料噴射時(shí)，則切換至原來(lái)的只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn) 行的燃料噴射。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)10處于怠速狀態(tài)時(shí)，能夠恢復(fù)到原來(lái)的適合 于提高燃燒對(duì)策、排氣煙度對(duì)策以及NV對(duì)策等目的的，只由進(jìn)氣通道噴射用 噴射器120進(jìn)行的燃料噴射，從而能在提高燃燒對(duì)策、排氣煙度對(duì)策以及NV 對(duì)策等，與避免形成沉積物之間得到平衡。
〈適用于該控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)(之一)>
下面，對(duì)適用于本實(shí)施例所涉及的控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)(之一)進(jìn)行說(shuō)明。 參照?qǐng)D7和圖8，對(duì)表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)的信息，即氣缸內(nèi) 噴射用噴射器110和進(jìn)氣通道噴射用噴射器120的噴射分擔(dān)比(以下也稱(chēng)為 DI比(r))的圖(Map)進(jìn)行說(shuō)明。這些圖被存儲(chǔ)于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的R0M320中。圖7為發(fā)動(dòng)機(jī)10的熱態(tài)時(shí)(hot state)用圖，圖8為發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷態(tài) 時(shí)(cold state)用圖。
如圖7和圖8所示，這些圖是以發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)為橫軸，以負(fù)荷率為縱 軸，將氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的分擔(dān)比作為DI比r用百分比表示。
如圖7和圖8所示，在每個(gè)被發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)和負(fù)荷率所確定的運(yùn)行區(qū) 域中，均設(shè)有DI比r。 "DI比^100%"表示只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110進(jìn) 行燃料噴射的區(qū)域，"DI比^0%"表示只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行 燃料噴射的區(qū)域。而"DI比r#00/0"、 "DI比r#100%"以及"0。KDI比r〈層o" 表示由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110和進(jìn)氣通道噴射用噴射器120分擔(dān)進(jìn)行燃料 噴射的區(qū)域。另外，概略地說(shuō)，氣缸內(nèi)噴射用噴射器110有助于輸出性能的 提高，進(jìn)氣通道噴射用噴射器120有助于混合氣體的均勻性。根據(jù)以發(fā)動(dòng)機(jī) 10的轉(zhuǎn)數(shù)和負(fù)荷率而分別使用上述特性各異的兩種噴射器，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)10 處于通常運(yùn)行狀態(tài)下(例如，怠速時(shí)的催化劑升溫時(shí)段，可認(rèn)為屬于一種通 常運(yùn)行狀態(tài)以外的非通常運(yùn)行狀態(tài)之一例)，只進(jìn)行均勻燃燒。
并且，如圖7和圖8所示，將其區(qū)分為熱態(tài)時(shí)的圖和冷態(tài)時(shí)的圖，對(duì)氣 缸內(nèi)噴射用噴射器110和進(jìn)氣通道噴射用噴射器120的DI分擔(dān)率r進(jìn)行了規(guī) 定。若發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度不同，則使用被設(shè)定成氣缸內(nèi)噴射用噴射器110和進(jìn) 氣通道噴射用噴射器120的不同控制領(lǐng)域的圖，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度，當(dāng)發(fā) 動(dòng)機(jī)10的溫度大于等于預(yù)定的溫度閾值時(shí)，選擇圖7的熱態(tài)時(shí)的圖，反之選 擇圖8所示的冷態(tài)時(shí)的圖。根據(jù)分別選擇的圖，并基于發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)和負(fù) 荷率，對(duì)氣缸內(nèi)噴射用噴射器110和/或進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行控制。
對(duì)圖7和圖8中設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)以及負(fù)荷率進(jìn)行說(shuō)明。圖7的 NE (1)被設(shè)定在2500 2700rpm， KL (1)被設(shè)定在30 50%， KL (2)被設(shè) 定在60 90%。另外，圖8的NE (3)被設(shè)定在2900 3100rpm。即，NE (1) 〈NE (3)。另外，也對(duì)圖7的NE (2)和圖8的KL (3)、 KL (4)進(jìn)行適當(dāng)設(shè) 定。
當(dāng)比較圖7和圖8時(shí)，則圖8所示的冷態(tài)用圖中的NE (3)，要高于圖7 所示的熱態(tài)用圖中的NE (1)。這表明發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度越低，越使進(jìn)氣通道 噴射用噴射器120的控制領(lǐng)域擴(kuò)大到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)高的區(qū)域。g卩，由于發(fā)動(dòng)機(jī) IO處于冷卻的狀態(tài)，所以(例如，即使不從氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射燃料也)難以在氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的噴孔處沉積沉積物。因此，設(shè)定成
擴(kuò)大用進(jìn)氣通道噴射用噴射器120噴射燃料的區(qū)域，從而能夠提高均勻性。
當(dāng)比較圖7和圖8時(shí)，則在熱態(tài)用圖的NE (1)以上的區(qū)域中，以及在 冷態(tài)用圖的NE (3)以上的區(qū)域中，發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)均為"DI比f(wàn)100。/o"。 另外，在熱態(tài)用圖的KL (2)以上的區(qū)域中，以及在冷態(tài)用圖的KL (4)以上 的區(qū)域中，負(fù)荷率均為"DI比r=100%"。這表明在預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域 中只使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器110，在預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷區(qū)域中只使用氣 缸內(nèi)噴射用噴射器110。 g卩，在高轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域和高負(fù)荷區(qū)域中，即使只由氣缸 內(nèi)噴射用噴射器110進(jìn)行燃料噴射，也由于發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)和負(fù)荷高且進(jìn)氣 量多，所以?xún)H使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器110也容易使混合氣體均勻化。于是， 從氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射的燃料在燃燒室內(nèi)因氣化潛熱(從燃燒室獲 取熱量)而被氣化。由此，在壓縮端上的混合氣體的溫度下降。由此提高抗 振動(dòng)性能。另外，由于燃燒室的溫度下降，也能提高吸入效率，實(shí)現(xiàn)高輸出 功率。
在圖7的熱態(tài)用圖中，在負(fù)荷率KL (1)以下時(shí)只使用氣缸內(nèi)噴射用噴 射器IIO。這表示發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度高時(shí)，在預(yù)定的低負(fù)荷區(qū)域中只使用氣缸 內(nèi)噴射用噴射器110。這是由于在熱態(tài)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)10處于溫?zé)釥顟B(tài)，因此沉積 物容易沉積在氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的噴孔處。但是，由于通過(guò)使用氣缸 內(nèi)噴射用噴射器110噴射燃料而能夠降低噴孔溫度，因此能避免沉積物的沉 積，也可以確保氣缸內(nèi)噴射用噴射器的最小燃料噴射量，從而使氣缸內(nèi)噴射 用噴射器110不發(fā)生堵塞，因此，將其作為使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的 區(qū)域。
當(dāng)比較圖7和圖8時(shí)，只在圖8的冷態(tài)用圖中存在"DI比1^0%"的區(qū)域。 這表示發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度低時(shí)，在預(yù)定的低負(fù)荷區(qū)域(KL (3)以下)中只使 用進(jìn)氣通道噴射用噴射器120。這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)10被冷卻使發(fā)動(dòng)機(jī)10的負(fù) 荷低且進(jìn)氣量也低，所以燃料難以霧化。由于在該區(qū)域中，由氣缸內(nèi)噴射用 噴射器110進(jìn)行的燃料噴射難以產(chǎn)生良好的燃燒，也由于尤其在低負(fù)荷和低 轉(zhuǎn)數(shù)的區(qū)域中不需要使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器IIO來(lái)實(shí)現(xiàn)高輸出功率，所以 不使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器110，而只使用進(jìn)氣通道噴射用噴射器120。
另外，在通常運(yùn)行時(shí)以外的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)10處于怠速時(shí)的催化劑升溫 時(shí)的情況(非通常運(yùn)行狀態(tài)時(shí))下，控制氣缸內(nèi)噴射用噴射器IIO以便進(jìn)行
17分層燃燒。通過(guò)只在上述的催化劑升溫運(yùn)行中進(jìn)行分層燃燒，從而促進(jìn)催化 劑升溫，實(shí)現(xiàn)排氣排放的提高。
〈適用于本控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)(之二) >
下面，對(duì)適用于本實(shí)施例所涉及的控制裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)(之二)進(jìn)行說(shuō)明。 并在以下的發(fā)動(dòng)機(jī)(之二)的說(shuō)明中，省略了與發(fā)動(dòng)機(jī)(之一)相同的說(shuō)明。
參照?qǐng)D9和圖10，對(duì)表示對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)的信息，即氣缸 內(nèi)噴射用噴射器110和進(jìn)氣通道噴射用噴射器120的噴射分擔(dān)比的圖進(jìn)行說(shuō) 明。這些圖被存儲(chǔ)于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU300的R0M320中。圖9為發(fā)動(dòng)機(jī)10的熱態(tài)用 圖，圖10為發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷態(tài)用圖。
若對(duì)圖9和圖IO進(jìn)行比較，則在以下的觀點(diǎn)上與圖7和圖8不同。在熱 態(tài)用圖的NE (1)以上的區(qū)域中，以及在冷態(tài)用圖的NE (3)以上的區(qū)域中， 發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)均為"DI比^100%"。另外，在熱態(tài)用圖中除了低轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域 之外的KL (2)以上的區(qū)域中，以及在冷態(tài)用圖中除了低轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域之外的KL (4)以上的區(qū)域中，負(fù)荷率均為"DI比1~=100%"。這表明在預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)高 轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域中只使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器110，在預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷區(qū)域中 只使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的區(qū)域較多。但是，在低轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域的高負(fù)荷 區(qū)域中，從氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射的燃料形成的混合氣體的混合并不 良好，燃燒室內(nèi)的混合氣體具有不均勻而燃燒不穩(wěn)定的傾向。因此，隨著移 到不發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題的高轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域，增大氣缸內(nèi)噴射用噴射器的噴射比率。另 外，隨著移到發(fā)生此類(lèi)問(wèn)題的高負(fù)荷區(qū)域，減少氣缸內(nèi)噴射用噴射器的噴射 比率。在圖9和圖IO中用十字箭頭表示這些DI比r的變化。由此，能夠抑 制因燃燒不穩(wěn)定引起的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩的變動(dòng)。另外，需要明確的是，這 些與隨著移到預(yù)定的低轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域中而減少氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的噴射比 率，以及隨著移到預(yù)定的低負(fù)荷區(qū)域中而增大氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的噴 射比率是大致等同的。另外，在上述區(qū)域(圖9以及圖10中標(biāo)有十字箭頭的 區(qū)域)以外的區(qū)域中的只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射燃料的區(qū)域(高轉(zhuǎn) 速一側(cè)、低負(fù)荷一側(cè))中，即使只使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器110也容易使混 合氣體均勻化。因此，從氣缸內(nèi)噴射用噴射器110噴射的燃料在燃燒室內(nèi)因 氣化潛熱(從燃燒室獲取熱量)而被氣化。由此，在壓縮端上的混合氣體的 溫度下降。因此可提高抗振動(dòng)性能。另外，由于燃燒室的溫度下降，提高吸 入效率，能實(shí)現(xiàn)高輸出功率。
18另外，在使用圖7至圖10進(jìn)行說(shuō)明的發(fā)動(dòng)機(jī)10中，均勻燃燒是通過(guò)將 氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的燃料噴射時(shí)機(jī)定在進(jìn)氣行程而實(shí)現(xiàn)的，分層燃燒 是通過(guò)將氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的燃料噴射時(shí)機(jī)定在壓縮行程而實(shí)現(xiàn)的。 具體為，通過(guò)將氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的燃料噴射時(shí)機(jī)設(shè)在壓縮行程，從 而能夠?qū)崿F(xiàn)分層燃燒，即對(duì)在火花塞周?chē)臐夂窕旌蠚怏w偏多而全體燃燒室 來(lái)說(shuō)稀薄的混合氣體進(jìn)行點(diǎn)火。另外，即使將氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的燃 料噴射時(shí)機(jī)設(shè)在進(jìn)氣行程，只要能在火花塞周?chē)節(jié)夂窕旌蠚怏w偏多，就算 是進(jìn)氣行程噴射也能實(shí)現(xiàn)分層燃燒。
在此所說(shuō)的分層燃燒，包括分層燃燒以及以下所述的弱分層燃燒的兩種 燃燒。弱分層燃燒是使進(jìn)氣通道噴射用噴射器120在進(jìn)氣行程中噴射燃料， 在整個(gè)燃料室中生成稀薄且均勻的混合氣體，然后使氣缸內(nèi)噴射用噴射器 110在壓縮行程中噴射燃料，而在火花塞周?chē)蓾夂竦幕旌蠚怏w，從而提 高燃燒狀態(tài)。在催化劑升溫時(shí)優(yōu)選使用此類(lèi)弱分層燃燒。其理由如下在催 化劑升溫時(shí)，為使高溫的燃燒氣體到達(dá)催化劑，而需要大幅度延遲點(diǎn)火時(shí)機(jī) 且維持良好的燃燒狀態(tài)(怠速狀態(tài))。并且，還需要供給一定程度的燃料量。 要想通過(guò)分層燃燒達(dá)到此目的存在燃料量太少的問(wèn)題，而要想通過(guò)均勻燃燒 達(dá)到，也存在維持良好燃燒所需的延遲量小于分層燃燒的問(wèn)題。從上述觀點(diǎn) 出發(fā)，在催化劑升溫時(shí)優(yōu)選使用弱分層燃燒，但是使用分層燃燒和弱分層燃 燒中的任意一種均可。
另外，在使用圖7至圖IO進(jìn)行說(shuō)明的發(fā)動(dòng)機(jī)IO中，由于以下原因，通 過(guò)氣缸內(nèi)噴射用噴射器IIO進(jìn)行的燃料噴射時(shí)機(jī)優(yōu)選在壓縮行程中進(jìn)行。只 是，上述的發(fā)動(dòng)機(jī)IO，在大部分的基本區(qū)域中(基本區(qū)域是指，除了只在催 化劑升溫時(shí)進(jìn)行的使進(jìn)氣通道噴射用噴射器120進(jìn)行進(jìn)氣行程噴射，并使氣 缸內(nèi)噴射用噴射器110進(jìn)行壓縮行程噴射的弱分層燃燒區(qū)域以外的區(qū)域)，由 氣缸內(nèi)噴射用噴射器110進(jìn)行的燃料噴射時(shí)機(jī)為進(jìn)氣行程。但是，由于存在 以下理由，因此以燃燒穩(wěn)定化為目的，可暫時(shí)將氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的 燃料噴射時(shí)機(jī)設(shè)在壓縮行程中進(jìn)行噴射。
通過(guò)將氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的燃料噴射時(shí)機(jī)設(shè)在壓縮行程中，而在 氣缸內(nèi)溫度較高的時(shí)機(jī)中，通過(guò)噴射燃料而冷卻混合氣體。由于提高冷卻效 果所以能改善抗振性能。并且，若將氣缸內(nèi)噴射用噴射器110的燃料噴射時(shí) 機(jī)設(shè)在壓縮行程中，由于從燃料噴射到點(diǎn)火時(shí)機(jī)的時(shí)間短，所以能實(shí)現(xiàn)因噴霧而引起的氣流的增強(qiáng)，能提高燃燒速度。由于所述抗振性能的提高和燃燒 速度的上升，所以能夠避免燃燒變動(dòng)，并能夠提高燃燒穩(wěn)定性。
并且，還可以不依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度(即時(shí)在熱態(tài)時(shí)和冷態(tài)時(shí)中的任意 一種情況下)，在關(guān)閉怠速時(shí)(怠速開(kāi)關(guān)關(guān)閉的情況、踩加速器踏板的情況)，
就可以使用圖7至圖9所示的熱態(tài)用圖(不管是否是冷態(tài)熱態(tài)，在低負(fù)荷區(qū) 域中使用氣缸內(nèi)噴射用噴射器110)。
本次公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例，但并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不是以 上述說(shuō)明而是以權(quán)利要求書(shū)記載的范圍為準(zhǔn)，與權(quán)利要求的范圍具有等同的 含義以及范圍內(nèi)的所有變更均屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，具備向氣缸內(nèi)噴射燃料的第1燃料噴射機(jī)構(gòu)和向進(jìn)氣通道內(nèi)噴射燃料的第2燃料噴射機(jī)構(gòu)，其包括設(shè)定部，對(duì)應(yīng)于與所述第1燃料噴射機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)附著物的附著程度有關(guān)的燃料成分，來(lái)設(shè)定關(guān)于避免只由所述第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行燃料噴射的條件；噴射控制部，對(duì)兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以使所述第1燃料噴射機(jī)構(gòu)和所述第2燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)進(jìn)行燃料噴射；控制部，對(duì)所述兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，從而當(dāng)只由所述第2燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料的情況下所述條件成立時(shí)，由所述第1燃料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料。
2、 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，所述控制部在所述 內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)處于怠速狀態(tài)時(shí)對(duì)所述兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
3、 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，所述控制部對(duì)所述 兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以根據(jù)只由所述第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料 噴射狀態(tài)，從所述第1燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射恢復(fù)到只由所述第2燃 料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射。
4、 如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，所述控制部在所述 內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)處于怠速狀態(tài)時(shí)對(duì)所述兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
5、 如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，所 述燃料成分與烯烴的含量有關(guān)。
6、 一種內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，具備向氣缸內(nèi)噴射燃料的第1燃料 噴射機(jī)構(gòu)和向進(jìn)氣通道內(nèi)噴射燃料的第2燃料噴射機(jī)構(gòu)，其包括設(shè)定單元，對(duì)應(yīng)于與所述第1燃料噴射機(jī)構(gòu)的氣缸內(nèi)附著物的附著程度 有關(guān)的燃料成分，來(lái)設(shè)定關(guān)于避免只由所述第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行燃料噴射 的條件；對(duì)兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以使所述第1燃料噴射機(jī)構(gòu)和所述第2燃料噴射機(jī)構(gòu)分擔(dān)進(jìn)行燃料噴射的單元；控制單元，對(duì)所述兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，從而當(dāng)只由所述第2燃 料噴射機(jī)構(gòu)噴射燃料的情況下所述條件成立時(shí)，由所述第1燃料噴射機(jī)構(gòu)噴 射燃料。
7、 如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，所述控制單元在所 述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)處于怠速狀態(tài)時(shí)對(duì)所述兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
8、 如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，所述控制單元還包 括一單元，該單元對(duì)所述兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，以根據(jù)只由所述第2 燃料噴射 機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射狀態(tài)，從所述第1燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴 射恢復(fù)到只由所述第2燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行的燃料噴射。
9、 如權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置，所述控制單元在所 述內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)處于怠速狀態(tài)時(shí)對(duì)所述兩種燃料噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
10、 如權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制裝置， 所述燃料成分與烯烴的含量有關(guān)。
全文摘要
ECU進(jìn)行包括如下步驟的程序當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)(S100中為“是”)，只由進(jìn)氣通道噴射用噴射器噴射燃料的步驟(S110)；開(kāi)始啟動(dòng)加法型的PFI計(jì)時(shí)的步驟(S120)；當(dāng)PFI計(jì)時(shí)的計(jì)測(cè)值達(dá)到被設(shè)定成燃料性狀越是輕質(zhì)越短的設(shè)定值時(shí)(S130中為“是”)，則重置PFI計(jì)時(shí)的步驟(S140)；只由氣缸內(nèi)噴射用噴射器噴射燃料的步驟(S150)。
文檔編號(hào)F02D41/04GK101523035SQ20078003718
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月6日
發(fā)明者生駒卓也 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社