內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本專利申請公開號(hào)62-178735 (JP 62-178735 A)中描述了內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)控制系統(tǒng)。在內(nèi)燃機(jī)中，使用醇混合燃料(其將被簡稱為“混合燃料”)。在使用混合燃料的情況中(其將被稱為“在混合燃料的使用的情況中”)，如果當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，以與在僅使用汽油的情況中(其將被稱為“在汽油的使用的情況中”)的燃料噴射量相同的量的噴射燃料，與使用汽油的情況相比，發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性降低。因此，在JP 62-178735A中描述的系統(tǒng)中，基于在混合燃料中的醇濃度和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，醇濃度越高燃料噴射量越增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)溫度越低燃料噴射量越增加。
[0003]當(dāng)使用混合燃料時(shí)，為了在曲軸起動(dòng)開始之后的第一循環(huán)中導(dǎo)致初爆發(fā)生，有必要使燃料噴射量比在汽油的使用的情況中更大。然而，如果在該情況中發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低，部分燃料未蒸發(fā)，并且未蒸發(fā)的燃料可能保留在汽缸中而沒有燃燒。在該情況中，在第一循環(huán)中保留在第一汽缸中而沒有燃燒的部分燃料可能保留在汽缸中直到第二循環(huán)。在該情形下，如果在第二循環(huán)中也以比在汽油的使用的情況中的燃料噴射量更大的量噴射燃料，大量的燃料將存留在汽缸中。在該情況中，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)溫度因在第一循環(huán)中的燃燒而升高，大量的燃料蒸發(fā)，其在汽缸中造成過度濃(rich)的空燃比。因此，在第二循環(huán)中可燃性降低，并且因此，發(fā)動(dòng)機(jī)速度將不增加。可燃性的降低可能繼續(xù)持續(xù)在第一循環(huán)以后的若干循環(huán)。在該情況中，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間將延長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是在通過醇混合燃料驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。
[0005]本發(fā)明的第一方面是涉及通過醇混合燃料驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明第一方面的燃料噴射控制系統(tǒng)包括控制器，該控制器控制從燃料噴射閥噴射的燃料的量。當(dāng)醇混合燃料的醇濃度高于預(yù)定濃度時(shí)，在曲軸起動(dòng)開始之后直到初爆發(fā)生為止，控制器進(jìn)行噴射量控制，使得在每次燃料噴射中從燃料噴射閥噴射的醇混合燃料的量被控制為小于在空燃比變成可燃空燃比時(shí)的燃料的量。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，在初爆之后，缸內(nèi)空燃比不太可能或不可能過度濃。因此，可實(shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。
[0006]發(fā)動(dòng)機(jī)溫度越高，控制器可將預(yù)定濃度設(shè)定成越高的濃度。采用該布置，可實(shí)現(xiàn)較短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。也就是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高時(shí)，在醇混合燃料中的醇成分可能蒸發(fā)。因此，盡管發(fā)動(dòng)機(jī)溫度越高，預(yù)定濃度被設(shè)定成越高的濃度，在初爆之后缸內(nèi)空燃比不太可能或不可能過度濃。此外，如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度越高，預(yù)定濃度被設(shè)定成越高的濃度，噴射量控制的執(zhí)行區(qū)域減小。因此，可實(shí)現(xiàn)甚至更短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段。
[0007]醇濃度越高，控制器可能越增加啟動(dòng)時(shí)噴射量。在該情況中，啟動(dòng)時(shí)噴射量的增加的量是補(bǔ)充如下項(xiàng)的量:相對于當(dāng)醇濃度是0%時(shí)生成的熱的量，因醇混合燃料的蒸發(fā)量的不足而生成的熱的量的不足，以及因在醇混合燃料中的醇成分的汽化而損失的熱的量。
[0008]采用以上布置，可以以較高的可靠性實(shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。也就是，有必要增加發(fā)動(dòng)機(jī)速度，以使完成發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。為此，有必要確保足夠的熱量生成的量以增加發(fā)動(dòng)機(jī)速度。因此，在使用醇混合燃料的情況中，如果啟動(dòng)時(shí)噴射量的增加了補(bǔ)充如下項(xiàng)的量:因醇混合燃料的蒸發(fā)的量的不足而生成的熱的量的不足，以及因在醇混合燃料中的醇成分的汽化而損失的熱的量，可以以較高的可靠性增加發(fā)動(dòng)機(jī)速度。因?yàn)橛纱蓟旌先剂仙傻臒岬牧康牟蛔惚徽J(rèn)為是如下項(xiàng)的總和:因醇混合燃料的蒸發(fā)的量的不足的熱的量的部分，以及因在醇混合燃料中的醇成分的汽化而損失的熱的量，所以可以以改善的精確度獲得啟動(dòng)噴射量的增加的量。因此，可以以較高的可靠性實(shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。
[0009]另外，僅當(dāng)醇混合燃料的醇濃度高于預(yù)定濃度時(shí)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于預(yù)定溫度時(shí)，控制器進(jìn)行噴射量控制。采用該布置，可以以較高的可靠性實(shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。也就是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)。在醇混合燃料中的醇成分很難蒸發(fā)。因此，應(yīng)當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低的時(shí)候?qū)嵭袊娚淞靠刂疲允箤?shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。因此，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于預(yù)定溫度的時(shí)候?qū)嵭袊娚淞靠刂?，可以以較高的可靠性實(shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。
[0010]另外，在小于在空燃比變成可燃空燃比時(shí)的燃料的量的范圍內(nèi)，控制器可逐漸增加在每次燃料噴射中從燃料噴射閥噴射的醇混合燃料的量。
[0011]采用以上布置，可以以較高的可靠性實(shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。也就是，在曲軸起動(dòng)開始之后不久，醇混合燃料的汽化的量小，但汽化的量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升而逐漸增加。也就是，被滯留到下一個(gè)循環(huán)而沒有被汽化的醇混合燃料的量逐漸減小，并且缸內(nèi)空燃比變得不太可能過度濃。因此，如果在小于在空燃比變成可燃空燃比時(shí)的燃料的量的范圍內(nèi)，在每次燃料噴射中從燃料噴射閥噴射的醇混合燃料的量逐漸增加，可以以較高的可靠性實(shí)現(xiàn)短的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。
【附圖說明】
[0012]下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)，以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中相似標(biāo)記標(biāo)示相似的元件，并且其中:
[0013]圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的燃料噴射控制系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的概略視圖；
[0014]圖2示出用于在增加校正因子的計(jì)算中使用的映射的一個(gè)示例；
[0015]圖3示出用于在減小校正因子的計(jì)算中使用的映射的一個(gè)示例；
[0016]圖4是表示當(dāng)啟動(dòng)時(shí)水溫度低于閾值水溫度時(shí)醇濃度與啟動(dòng)時(shí)噴射量之間的關(guān)系的圖；
[0017]圖5是表示當(dāng)啟動(dòng)時(shí)水溫度高于閾值水溫度時(shí)醇濃度與啟動(dòng)時(shí)噴射量之間的關(guān)系的圖；
[0018]圖6是表示發(fā)動(dòng)機(jī)溫度與蒸發(fā)速率之間的關(guān)系的圖；
[0019]圖7是表示啟動(dòng)時(shí)水溫度與具有75%的乙醇濃度的混合燃料的蒸發(fā)燃料比例之間的關(guān)系的圖；
[0020]圖8是用于解釋在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間從第一循環(huán)滯留到第二循環(huán)的燃料的視圖；
[0021]圖9是示出當(dāng)啟動(dòng)時(shí)水溫度是_25°C時(shí)在混合燃料的使用的情況中在啟動(dòng)階段期間發(fā)動(dòng)機(jī)速度隨時(shí)間變化的圖；
[0022]圖10是示出在常規(guī)的汽油控制、常規(guī)的混合燃料控制和本發(fā)明第一實(shí)施例的控制下的曲軸起動(dòng)階段、啟動(dòng)燃燒階段和在暖機(jī)操作階段期間的缸內(nèi)溫度、燃料噴射量、缸內(nèi)空燃比和發(fā)動(dòng)機(jī)速度隨時(shí)間的變化的圖；
[0023]圖11是說明第一實(shí)施例的啟動(dòng)發(fā)起例程的流程圖；
[0024]圖12是說明第一實(shí)施例的燃料噴射控制例程的流程圖；
[0025]圖13是說明第一實(shí)施例的啟動(dòng)完成確定例程的流程圖；以及
[0026]圖14A是表示在第一實(shí)施例的控制下的燃料噴射量的隨時(shí)間的變化的圖，圖14B是示出在第二實(shí)施例的控制下的燃料噴射量的隨時(shí)間的變化的圖，以及圖14C是示出在第三實(shí)施例的控制下的燃料噴射量的隨時(shí)間的變化的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參照附圖將描述本發(fā)明的一些實(shí)施例。以下將描述的內(nèi)燃機(jī)是四循環(huán)、火花點(diǎn)火、多汽缸(直列四汽缸)發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，要理解，本發(fā)明可應(yīng)用于其它類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0028]圖1示出內(nèi)燃機(jī)10，其中使用作為本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料噴射控制系統(tǒng)。內(nèi)燃機(jī)(將簡稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)” )10包括發(fā)動(dòng)機(jī)主體20、進(jìn)氣系統(tǒng)30和排氣系統(tǒng)40。
[0029]發(fā)動(dòng)機(jī)主體20包括汽缸座(block)和汽缸蓋(head)。發(fā)動(dòng)機(jī)主體20具有多個(gè)汽缸(燃燒室)21。汽缸中的每一個(gè)與進(jìn)氣端口(未不出)和排氣端口(未不出)連通。通過進(jìn)氣閥(未示出)打開和關(guān)閉在進(jìn)氣端口與燃燒室21之間的連通部分。通過排氣閥(未示出)打開和關(guān)閉在排氣端口與燃燒室21之間的連通部分?；鸹ㄈ?未示出)安裝在每個(gè)汽缸21中。
[0030]進(jìn)氣系統(tǒng)30包括進(jìn)氣歧管31、進(jìn)氣管32、多個(gè)燃料噴射閥(燃料噴射器)33和節(jié)流閥34。進(jìn)氣歧管31包括多個(gè)分支部分31a和平衡罐(surge tank) 31b0分支部分31a中的每一個(gè)的一端連接到進(jìn)氣端口中的對應(yīng)的一個(gè)。每個(gè)分支部分31a的另外端連接到平衡罐31b。進(jìn)氣管32的一端連接到平衡罐31b。在進(jìn)氣管32的另外端處設(shè)置空氣過濾器(未示出)。進(jìn)氣端口、進(jìn)氣歧管31和進(jìn)氣管32中的每一個(gè)構(gòu)成進(jìn)氣通道。
[0031]在進(jìn)氣端口中的每一個(gè)中設(shè)置燃料噴射閥33。也就是，對應(yīng)汽缸21中的每一個(gè)安裝一個(gè)燃料噴射閥33。在進(jìn)氣管32中可旋轉(zhuǎn)地配備節(jié)流閥34。節(jié)流閥34可操作以改變進(jìn)氣通道的開口的橫截面積。在進(jìn)氣管32內(nèi)通過節(jié)流閥致動(dòng)器(未示出)旋轉(zhuǎn)/驅(qū)動(dòng)節(jié)流閥34。
[0032]排氣系統(tǒng)40包括排氣歧管41、排氣管42和催化劑43。排氣歧管41包括多個(gè)分支部分41a和集合部分(collecting port1n) 41b0分支部分41a中的每一個(gè)的一端連接到排氣端口中的對應(yīng)的一個(gè)。每個(gè)分支部分41a的另外端接合集合部分41b。在集合部分41b中聚集從多個(gè)(在第一實(shí)施例中為四個(gè))汽缸中排放的廢氣。在下文中，集合部分41b也將被稱為“排氣集合部分HK”。排氣管42連接到集合部分41b。排氣端口、排氣歧管41和排氣管42中的每一個(gè)構(gòu)成排氣通道。在排氣管42中配備催化劑43。催化劑43轉(zhuǎn)化或除去在通過排氣管42流動(dòng)的廢氣中包含的特定成分。
[0033]發(fā)動(dòng)機(jī)10包括熱線式空氣流量計(jì)51、節(jié)流位置傳感器52、水溫度傳感器53、曲柄(crank)位置傳感器54、進(jìn)氣凸輪位置傳感器55、加速器踏板位置傳感器58和醇濃度傳感器59。
[0034]空氣流量計(jì)51輸出表示進(jìn)氣空氣量(也就是，在進(jìn)氣管32中流動(dòng)的進(jìn)氣空氣的質(zhì)量流量)Ga的信號(hào)。進(jìn)氣空氣量Ga代表每單位時(shí)間吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的進(jìn)氣空氣的量。節(jié)流位置傳感器52輸出表示節(jié)流開口(也就是，節(jié)流閥34的開口)TA的信號(hào)。水溫度傳感器53輸出表示水溫度(也就是，發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷卻劑的溫度)THW的信號(hào)。水溫度THW是代表發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的參數(shù)。
[0035]每當(dāng)曲柄軸(crankshaft)旋轉(zhuǎn)10°，曲柄位置傳感器54輸出具有窄脈沖的信號(hào)，并且每當(dāng)曲柄軸旋轉(zhuǎn)360°，曲柄位置傳感器54輸出具有寬脈沖的信號(hào)。將在之后描述的電子控制單元70基于這些信號(hào)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE。每當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸從給定角度旋轉(zhuǎn)90度，然后旋轉(zhuǎn)90度并且進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)180度，進(jìn)氣凸輪位置傳感器55輸出一個(gè)脈沖?；趤碜郧恢脗鞲衅?4和進(jìn)氣凸