专利名称：用于火花点火直喷式内燃机的控制设备以及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种将燃料被直接喷射到气缸中的内燃机的控制设备， 具体涉及一种在上述内燃机中实现令人满意的燃烧状态的控制设备。
背景技术：
现今已经将诸如柴油发动机之类的将燃料直接喷射到燃烧室中的直 喷发动机也在用于车辆的行驶等的汽油发动机领域中投入实际应用。汽 油发动机包括用于将燃料喷射到燃烧室中的缸内喷射器以及火花塞，其 中诸如怠速期间之类的情况下内燃机处于低负载状态下时，燃料在压縮 行程中被喷入气缸以进行半层状燃烧，而在内燃机处于高负载状态下 时，燃料在进气行程中被喷入气缸以进行均匀燃烧，从而实现高燃料效 率及高输出。日本专利早期公开号2004-116525涉及一种柴油发动机，并揭示了 一种对燃料喷射设备进行激励以在至少两个时间上连续的喷射阶段中进 行燃料喷射的方法。日本专利早期公开号2004-116525中的燃料喷射设备仅涉及对专用 于柴油发动机的燃料喷射设备进行激励的方法。具体而言，燃料喷射被 划分为多个阶段，并在主喷射之前进行辅助(初步)引燃喷射(pilot injection)，由此逐步开始主燃烧并降低震动或噪音。同时，在直喷汽油发动机中，也执行双次(two-split)燃料喷射，由 此改善空气燃料混合物(空气及燃料)的混合状态以实现对燃料喷射量 的减小并实现燃烧稳定。特别是在燃烧功效不令人满意的冷机状态，上 述功能及效果极为有效。在此情况下，如果在直喷汽油发动机中在双次 喷射中在第一次喷射结束之前开始第二次喷射的时间就已到来，则第一 次燃料喷射就延续至第二次燃料喷射，实际上进行一次喷射。在此情况下，弓I起燃料缺少了与不能在第一次喷射中被喷射相对应的量的情况，由此空燃比变稀。在正常设定燃料压力下，可以进行如下 设定使得第一次燃料喷射不与第二次燃料喷射重叠。但是，如果供应 至直接喷射器的燃料的压力(以下可称为燃料压力)较低，则用于喷射 相同燃料量的时间段会变长(在一些情况下，会以上述方式显著降低燃 料压力)。然后，第一次燃料喷射持续至第二次燃料喷射。除了上述燃 料压力降低之外，如果进气的温度极低且充气效率较高(质量流率较 高)，则尽管空气体积较小，空气质量却较大。因此，为了控制空燃 比，所需的燃料喷射量会变大。因而，用于第一次燃料喷射的时间段会 变长，且第一次喷射持续至第二次燃料喷射。但是，上述日本专利早期公开号2004-116525旨在实现柴油发动机 的燃烧稳定，其在目的方面不同于以双次喷射进行燃料喷射的直喷汽油 发动机。因此，难以根据其原本的方案来直接将应用该文献中所揭示的 燃料喷射设备。发明内容为解决上述问题进行了本发明。本发明的目的在于提供一种用于火 花点火直喷内燃机的控制设备及控制方法，其可根据双次喷射逻辑 (logic)(在燃料喷射过程中对燃料进行双次喷射)实现令人满意的燃 烧状态(特别是在冷机状态下)。根据本发明的控制设备对一种火花点火直喷内燃机进行控制，所述 火花点火直喷内燃机包括将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射机构。所 述控制设备通过在燃料喷射过程中采用单次喷射逻辑和双次喷射逻辑中 的任意一者，来对用于将燃料喷射到所述气缸中的所述燃料喷射机构进 行控制，在所述单次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行一次燃料喷 射，而在所述双次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行至少两次燃料喷 射。如果在采用所述双次喷射逻辑时所述双次喷射逻辑的第一次燃料喷 射与第二次燃料喷射彼此重叠，则所述控制设备将所述双次喷射逻辑改变为所述单次喷射逻辑。根据本发明，例如在直喷汽油发动机中，在某些情况下采用双次喷 射逻辑以通过双次喷射的方式喷射燃料来改进空气燃料混合物(空气与 燃料)的混合状态，以减小喷射量并稳定燃烧(特别是在燃烧状态不佳8的冷机状态)。但是，如果第二次燃料喷射在双次喷射逻辑的第一次燃 料喷射结束之前(在喷射了第一次喷射所需量的燃料之前)便开始，则 总燃料喷射量会不足，且燃烧室内的空气燃料混合物会变稀。因此，在 上述情况下，将双次喷射逻辑改变为单次喷射逻辑，由此能够维持令人 满意的空燃比。在其他情况下采用双次喷射逻辑，可以特别改变冷态时 的燃烧状态。因此，可以提供在燃料喷射过程中以双次喷射来进行燃料 喷射时能够实现令人满意的喷射状态的火花点火直喷内燃机的控制设 备。优选地，所述控制设备对允许进行所述第一次燃料喷射的允许时间 段进行计算，对在所述第一次燃料喷射中用于喷射需求量燃料所需的需 求时间段进行计算，并且如果所述需求时间段比所述允许时间段更长， 则判定所述第一次燃料喷射与所述第二次燃料喷射彼此重叠，并将所述 双次喷射逻辑改变为所述单次喷射逻辑，其中，所述允许时间段的结束 被设定为所述第二次燃料喷射开始的时间。根据本发明，计算允许第一次燃料喷射的时间段，且该时间段的结 束被设定为第二次燃料喷射的开始时间，由此能够判定双次喷射逻辑是 否应被改变为单次喷射逻辑。更优选地，所述控制设备计算允许进行所述第一次燃料喷射的所述 允许时间段，所述允许时间段的开始被设定为所述第一次燃料喷射开始 的时间，而所述允许时间段的结束被设定为所述第二次燃料喷射开始的 时间。根据本发明，计算允许进行第一次燃料喷射的允许时间段，所述允 许时间段的开始被设定为双次喷射逻辑的第一次燃料喷射开始的时间， 而所述允许时间段的结束被设定为双次喷射逻辑的第二次燃料喷射开始 的时间，由此能够判定双次喷射逻辑是否应被改变为单次喷射逻辑。更优选地，所述控制设备根据当所述内燃机的发动机转速较高时设 定较短的时间段的信息来计算允许进行所述第一次燃料喷射的允许时间 段，计算在所述第一次燃料喷射中用于喷射需求量燃料所需的需求时间 段，并且如果所述需求时间段比所述允许时间段更长，则判定所述第一 次燃料喷射与所述第二次燃料喷射彼此重叠，并将所述双次喷射逻辑改 变为所述单次喷射逻辑。9根据本发明，通过利用预先设定的当发动机转速越高允许时间段越 短的信息，在无需对允许时间段进行操作的情况下，就能够根据需求时 间段比允许时间段更长的情况做出第一次燃料喷射与第二次燃料喷射重 叠的判定，并且能够将双次喷射逻辑改变为单次喷射逻辑。根据本发明的另一方面的控制设备控制一种火花点火直喷内燃机， 所述火花点火直喷内燃机包括将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射机 构。所述控制设备通过在燃料喷射过程中采用单次喷射逻辑和双次喷射 逻辑中的任意一者，来对用于将燃料喷射到所述气缸中的所述燃料喷射 机构进行控制，在所述单次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行一次燃 料喷射，而在所述双次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行至少两次燃 料喷射。如果在采用所述双次喷射逻辑时所述双次喷射逻辑的第一次燃 料喷射与第二次燃料喷射彼此重叠，则所述控制设备通过在所述第一次 燃料喷射的喷射量中减去与重叠部分对应的喷射量并将与所述重叠部分 对应的所述喷射量和所述第二次燃料喷射的喷射量相加来执行修正，以 在所述第一次燃料喷射和所述第二次燃料喷射中喷射修正量的燃料。根据本发明，在直喷汽油发动机中在某些情况下采用双次喷射逻辑 以通过以双次喷射的方式来喷射燃料来改进空气燃料混合物(空气与燃 料)的混合状态以减小喷射量并稳定燃烧(特别是在燃烧状态不佳的冷 机状态)。但是，如果第二次燃料喷射在双次喷射逻辑的第一次燃料喷 射结束之前(在喷射了第一次喷射所需量的燃料之前)便开始，则总燃 料喷射量会不足，且燃烧室内的空气燃料混合物会变稀。因此，在上述 情况下，对第二次燃料喷射在正在执行双次喷射逻辑的第一次喷射时便 开始所引起的缺乏量进行计算。从双次喷射逻辑的第一次喷射量减去上 述缺乏量以计算双次喷射逻辑的第一次喷射量。此外，将该缺乏量加到 双次喷射逻辑的第二次喷射量来计算双次喷射逻辑的第二次喷射量。因 此，能够在不引起总燃料喷射量的缺乏的情况下以双次喷射的方式进行 燃料喷射。因此可以特别改进冷态时的燃烧状态。因此，可以提供在燃 料喷射过程中以双次喷射来进行燃料喷射时能够实现令人满意的喷射状 态的火花点火直喷内燃机的控制设备。结合附图，通过对本发明的以下详细描述，本发明的上述及其他目 的、特征、方面及优点将变的更加清楚。
图1是由根据本发明的第一实施例的发动机控制设备控制的发动机 的整体结构图。图2是流程图，示出了由起根据本发明第一实施例的发动机控制设备作用的发动机ECU执行的程序的控制结构。图3和图4示出了当执行图2中的程序时的燃料喷射状态。图5是流程图，示出了由起根据本发明第二实施例的发动机控制设备作用的发动机ECU执行的程序的控制结构。图6示出了存储在图5中的发动机ECU中的映射图。图7是流程图，示出了由起根据本发明第三实施例的发动机控制设备作用的发动机ECU执行的程序的控制结构。图8和图9示出了当执行图7中的程序时的燃料喷射状态。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。在以下描述中，相同的元件 被赋予相同的标记。其标号及功能亦相同。因此，将不再重复对其的详 细描述。注意，在这里以及权利要求中使用的术语"逻辑(logic)"指 "控制"或"控制状态"。 <第一实施例>图1示出了由根据本发明的发动机控制设备控制的直喷发动机的整 体结构图。在发动机10中，气缸盖110以覆盖气缸体100的方式安装在气缸体 100上方，且活塞120被可滑动地保持在形成于气缸体100中的气缸 100A内。活塞120在气缸100A内的竖直往复运动被转换为曲轴130的 旋转运动，并被传递至变速器等部件。在起动发动机时，曲轴130被连 接至起动器30，飞轮140置于曲轴130与起动器30之间。燃烧室1000形成在活塞120上方，气缸体100及气缸盖110形成燃 烧室的壁。在燃烧室1000中，进行空气燃料混合物的燃烧，燃烧的爆发 力引起活塞120进行竖直往复运动。以穿过气缸盖110并伸入燃烧室 1000的方式设置的火花塞150将空气燃料混合物引燃。通过气缸盖110以及在连接至其的进气管内形成的进气歧管1010来 供应构成空气燃料混合物的空气。此外，通过排气歧管1020进行从燃烧 室1000的排气。在进气歧管IOIO与燃烧室1000之间的连接/断开之间进 行切换的进气门160以及在排气歧管1020与燃烧室IOOO之间的连接漸开之间进行切换的排气门no被安装至气缸盖iio。板状节气门190被设置在进气管内，并根据节气门190的开度来调 节进入进气歧管1010的气流。通过电磁缸内喷射器210来供应构成空气燃料混合物的燃料。以穿 过气缸盖110的方式来设置缸内喷射器210，且缸内喷射器210从其末端 喷嘴部将燃料喷射到燃烧室1000中。以从燃料箱250抽吸的燃料被低压泵240及高压泵230分两个阶段 增压的方式将燃料供应至缸内喷射器210。经由带等构件由从发动机10 的曲轴130传递的动力来驱动高压泵230。另一方面，由电能来驱动低压 泵240。此外，设置有对诸如火花塞150、节气门190、及缸内喷射器210之 类的发动机的各个部件进行控制的发动机控制计算机(以下，称为发动 机ECU (电子控制单元))60。发动机ECU 60具有包括CPU (中央处 理单元)、RAM (随机访问存储器)、及ROM (只读存储器)等器件 的通用结构。发动机ECU 60响应于来自各种传感器的检测信号等来激励 火花塞150，向节气门190输出控制信号以调节节气门190的位置(节气 门位置)，并利用控制信号向缸内喷射器210供应能量以在规定的时机 打开缸内喷射器210的喷嘴达规定时间段。注意，发动机ECU 60使用缸内喷射器210进行两次燃料喷射。例 如，第一次燃料喷射始于300。BTDC曲轴角，而第二次燃料喷射始于 140。BTDC曲轴角。如果以上述时机开始燃料喷射，则发动机ECU60可 解决两个燃料喷射连续的问题。向发动机ECU 60供应信号的传感器的示例包括对流经进气歧管 1010的空气的流率进行测量的质量流量计510、曲轴角传感器520、 A/F 传感器530、以及对表示发动机温度的发动机冷却剂温度进行检测的冷 却剂温度传感器等。当驾驶员在起动时操作车钥匙时，点火(IG)接通 信号以及起动器接通信号被输入至发动机ECU 60，并且当驾驶员下压加速器踏板420时，下压量被输入至发动机ECU60。发动机ECU 60根据由质量流量计510检测的进气量等来对燃料喷射 量进行控制。在此情况下，发动机ECU60根据基于来自各个传感器的信 号的发动机转速及发动机负载来对喷射量及喷射时机进行控制，由此实 现最佳燃烧状态。在发动机10中，为了将燃料直接喷射到气缸中，同时 执行喷射正时控制以及喷射量控制。此外，发动机ECU60根据由曲轴角 传感器520及凸轮位置传感器等(包括爆震传感器等)检测到的信号来 对点火正时进行控制，由此设定最佳点火时机。通过上述控制，能够实 现发动机10的高输出以及低排放。此外，发动机ECU 60控制高压泵230以对供应至缸内喷射器210的 压力进行控制。在此情况下，例如，通过以下方式控制高压泵230，以 控制燃料的压力。高压泵230包括随着凸轮的转动在气缸内进行往复运动的泵柱塞， 以及由气缸及泵柱塞构成的增压腔。与从燃料箱供应燃料的供应泵连通 的泵供应管、允许燃料从增压腔流出使得燃料返回燃料箱的返回管、以 及将增压腔内的燃料输送至缸内喷射器210的高压输送管被连接至增压 腔。此外，在高压泵230中设置电磁溢流阀，其开启/关闭以允许泵供应 管、高压输送管与增压腔之间的连接/断开。当电磁溢流阀被打开且泵柱塞在增大增压腔的容积的方向上运动 时，S卩，当高压泵230处于吸入行程时，燃料从泵供应管被抽吸进入增 压腔。另一方面，当电磁溢流阀关闭，同时泵柱塞在减小增压腔的容积 的方向上运动时，即，当高压泵230处于输送过程时，泵供应管及返回 管从增压腔断开，并且增压腔内的燃料通过高压输送管被输送至缸内喷 射器210。利用上述高压泵230，仅在输送过程中电磁溢流阀的阀关闭期间将 燃料输送至缸内喷射器210。因此，通过对电磁溢流阀的阀关闭开始正 时进行控制(通过调整电磁溢流阀关闭的时段)，可以调整燃料输送 量。g卩，通过使电磁溢流阀的阀关闭开始正时提前以延长阀关闭时段， 燃料输送量变大。另一方面，通过延迟电磁溢流阀的阀关闭开始正时以 縮短阀关闭时段，燃料输送量变小。随着燃料输送量的增大，高压输送 管内燃料的压力上升。随着燃料输送量的减小，高压输送管内的燃料的压力下降。如上所述，从供应泵供应的燃料被高压泵230增压且增压燃料被以 适当的燃料压力输送至缸内喷射器210，由此在向燃烧室直接喷射并供 应燃料的内燃机中也可适当地执行燃料喷射。将参考图2描述由根据本实施例的发动机ECU 60执行的程序的控制 结构。注意，该程序是发动机ECU60中执行的程序的一个子程序，并以 规定周期重复执行。在步骤(以下将步骤简称为S) 10，发动机ECU 60判定是否已经采 用了双次喷射逻辑。例如，在冷机状态下采用双次喷射逻辑。如果已经 采用了双次喷射逻辑(在S10为"是")，则处理进行至SIOO。否则 (在S10为"否")，处理结束。在SIOO，发动机ECU 60计算双次喷射逻辑的第一次喷射开始正时 CA (1) 。 BTDC。如上所述，例如将CA (1) 。 BTDC设定为300° BTDC。在SllO，发动机ECU 60计算双次喷射逻辑的第二次喷射开始正时 CA (2) ° BTDC。如上所述，例如将CA (2) ° BTDC设定为140。 BTDC。在S120，发动机ECU 60计算第一次喷射允许时间段A (ms)。在 此情况下，通过以下等式来计算A: A = (CA (1) - CA (2))/360/发动机转 速NE/60/1000(ms)。注意，使用单位rpm来表示发动机转速NE。在S130，发动机ECU 60计算第一次喷射需求时间段B (ms)。在 此情况下，通过以下等式来计算B: B = KINJA x燃料压力修正系数x eqinji + KINJB (ms)。注意，KINJA表示在基本燃料压力(例如， lOMPa)下满足Q (喷射量)-t (喷射时间段)特性的线性关系的部分的 斜率(inclination)。燃料压力修正系数是在上述基本燃料压力下对Q-r 特性的修正系数。通过计算总需求喷射量eqinj x第一次喷射的比例而获 得第一次喷射需求量eqinji。 KINJB表示无效喷射时间段。在S140，发动机ECU 60判定第一次喷射允许时间段A (ms)是否 比第一次喷射需求时间段B (ms)更短。如果第一次喷射允许时间段A (ms) <第一次喷射需求时间段B (ms)(在S140为"是")，则处理 进行至S150。否则(在S140为"否")，处理结束(在此情况下，当14未执行S150中的处理时，采用双次喷射逻辑)。在S150,发动机ECU 60采用单次喷射逻辑取代已经采用的双次喷 射逻辑，并执行单次燃料喷射。将参考图3及图4描述在由根据本实施例(其采用基于上述结构及 流程图的双次喷射逻辑)的发动机ECU 60所控制的发动机的情况下的操 作。例如，第一次燃料喷射开始正时CA (1) ° BTDC被计算为300° BTDC (S100)。例如，第二次燃料喷射开始正时CA (2) ° BTDC被计 算为140。BTDC (S110)。通过计算(CA (1) — CA (2) ) /360/发动机转速NE/60/1000而获 得第一次喷射允许时间段A (ms) (S120),通过计算KINJA x燃料压 力修正系数x eqinji + KINJB而获得第一次喷射需求时间段B (ms) (S130)。[第一次喷射允许时间段A〈第一次喷射需求时间段B的情况]例如，如果如图3所示因燃料压力较低使得双次喷射逻辑的第一次喷射需求时间段B比第一次喷射允许时间段A更长(在S140为 "是")，则进气的充气效率较高且总需求量eqinj更大等，采用单次喷射逻辑取代双次喷射逻辑(S150)。在这里，如图3所示，将第二喷射需求时间段相加到第一次喷射需求时间段，并在第一次喷射中喷射总的燃料需求喷射量eqinj，由此满足总需求喷射量。[第一次喷射允许时间段A》第一次喷射需求时间段B的情况]例如，如果如图4所示因燃料压力足够高使得双次喷射逻辑的第一 次喷射需求时间段B并不比第一次喷射允许时间段A更长(在S140为 "否")，则进气的充气效率较低，且总需求量eqinj较小，等类似情 况，采用双次喷射逻辑。如图4所示，在此情况下，在第一次喷射中喷射第一次喷射需求量 eqinji的燃料，在第二次喷射中喷射第二次喷射需求量eqinjis的燃料。将 两次喷射相加可得到总需求喷射量eqinj。如上所述，根据本实施例的发动机控制设备，如果在双次喷射中燃 料被喷入气缸内以改进燃烧时(当采用双次喷射逻辑时)双次喷射逻辑的第一次喷射需求时间段比第一次喷射允许时间段更长，则采用单次喷 射逻辑取代双次喷射逻辑。另一方面，如果双次喷射逻辑的第一次喷射 需求时间段并不比第一次喷射允许时间段更长，则采用双次喷射逻辑。 因此，即使当第一次喷射需求时间段因燃料压力波动或充气效率波动而 改变时，也可以供应总需求喷射量的燃料。 <第二实施例>现将描述本发明的第二实施例。注意，将不重复与第一实施例相同 的结构(包括硬件及流程图)的描述。根据本实施例的发动机ECU 60利用采用在第一实施例中计算得到的 第一次喷射允许时间段A以及发动机转速NE作为参数的映射图来对表 示第一次喷射允许时间段的上限的喷射上限时间段7" (ms)进行计算。 在此情况下，发动机ECU 60执行与图2所示的流程图不同的流程图中所 示的程序。将参考图5描述由根据本实施例的发动机ECU 60执行的程序的控制 结构。注意，对图5所示的流程图中与图2所示的流程图中的处理相同 的处理被赋予相同的步骤标号。因为处理相同，故将不再重复详细描 述。在S200，发动机ECU 60读取其中相对于发动机转速NE设定第一 次喷射上限时间段T (ms)的映射图(参见图6)。如图6所示，发动机 转速NE越高，第一喷射上限时间段7" (ms)越短。在S210，发动机ECU 60根据图6中的映射图来计算第一次喷射上 限时间段7" (ms)。在此情况下，基于由曲轴角传感器520检测到的信 号来计算发动机转速NE。在S220，发动机ECU 60判定双次喷射逻辑的第一次喷射上限时间 段T (ms)是否比第一次喷射需求时间段B (ms)更短。如果双次喷射 逻辑的第一次喷射上限时间段7 (ms) <第一次喷射需求时间段B (ms) (在S220为"是")，则处理进行至S150。否则(在S220为 "否")，处理结束(在此情况下，当并未执行S150中的处理时，采用 双次喷射逻辑)。如上所述，根据本实施例的发动机控制设备，利用发动机转速作为 参数来设定双次喷射逻辑的第一次喷射上限时间段7" (ms)，并将双次16喷射逻辑的第一次喷射上限时间段r (ms)与第一次喷射需求时间段B (ms)进行比较。然后，可以判定是否采用双次喷射逻辑。相较于根据 第一实施例的控制设备，简化了控制。 <第三实施例>现将描述本发明的第三实施例。注意，将不再重复与上述第一实施 例相同的结构(包括硬件及流程图)的描述。在由根据本实施例的发动机ECU 60控制的发动机10中，如果第一 次喷射需求时间段B比第一次喷射允许时间段A更长，则不能喷射全部 第一次喷射需求量的燃料，由此导致缺乏。因此，在第二次喷射中对缺 乏量进行补偿。在此情况下，发动机ECU60执行与图2所示流程图不同 的流程图所示的程序。将参考图7描述由根据本实施例的发动机ECU 60执行的程序的控制 结构。注意，对图7所示流程图中的与图2中的处理相同的处理赋予相 同的步骤标号。因此处理相同，故不再重复详细描述。在S300，发动机ECU 60通过从双次喷射逻辑的第一次喷射需求时 间段B (ms)减去第一次喷射允许时间段A (ms)来计算双次喷射逻辑 的第一喷射中的缺乏量C。在S310，发动机ECU 60判定双次喷射逻辑的第一次喷射中的缺乏 量C是否大于0。如果双次喷射逻辑的第一次喷射中的缺乏量C大于0 (在S310为"是")，则处理进行至S320。否则(在S310为 "否")，处理进行至S330。在S320，发动机ECU 60将双次喷射逻辑的第一次喷射量eqinji计 算为eqinji = eqinji - C，并将双次喷射逻辑的第二次喷射量eqinjis计算为 eqinjis = eqinjis + C。在S330，发动机ECU 60在不考虑缺乏量C的情况下计算双次喷射 逻辑的第一次喷射量eqinji以及双次喷射逻辑的第二次喷射量eqinjis。将参考图8及图9描述在由根据本实施例(其采用基于上述结构及 流程图的双次喷射逻辑)的发动机ECU 60控制发动机的情况下的操作。 注意，将不再重复在本实施例中与第一实施例中相同的操作的描述。[在第一次喷射中缺乏量>0的情况]例如，如果如图8所示因燃料压力较低而使得双次喷射逻辑的第一17次喷射需求时间段B比双次喷射逻辑的第一次喷射允许时间段A更长， 则进气的充气效率较高且总需求量eqinj较大等，S卩，如果(第一次喷射 需求时间段B-第一次喷射允许时间段A) >0 (在S310为"是")，则 对双次喷射逻辑的第一次喷射量eqinji以及双次喷射逻辑的第二次喷射 量eqinjis进行调整(S320)。如图8所示，在此情况下，通过从双次喷射逻辑的第一次喷射量 eqinji减去缺乏量C而获得的燃料量被喷入气缸作为双次喷射逻辑的第一 次喷射燃料量，并且通过将缺乏量C相加到双次喷射逻辑的第二次喷射 量eqinjis而获得的燃料量被喷入气缸作为双次喷射逻辑的第二次喷射燃 料量。通过上述两次喷射来喷射总需求喷射量eqinj的燃料，由此满足总 需求喷射量。[在第一喷射中缺乏量《0的情况]例如，如果如图9所示因燃料压力足够高而使得双次喷射逻辑的第 一次喷射需求时间段B并非比双次喷射逻辑的第一次喷射允许时间段A 更长，则进气的充气效率较低且总需求量eqinj较小等类似情况，即，如 果(第一次喷射需求时间段B—第一次喷射允许时间段A)《0 (在S310 为"否")，则执行第一次喷射及第二次喷射两者而不对双次喷射逻辑 的第一次喷射量eqinji以及双次喷射逻辑的第二次喷射量eqinjis进行调 整(S330)。如图9所示，在此情况下，在双次喷射逻辑的第一次喷射中喷射第 一次喷射需求量燃料，并在双次喷射逻辑的第二次喷射中喷射第二次喷 射需求量燃料。将两次喷射相加，就得到eqinj并得到总需求喷射量。如上所述，根据本实施例中的发动机控制设备，如果在燃料以双次 喷射被喷入气缸以改进燃烧时双次喷射逻辑的第一次喷射需求时间段比 双次喷射逻辑的第一次喷射允许时间段更长，则在双次喷射逻辑的第二 次燃料喷射中对双次喷射逻辑的第一次喷射中的燃料缺乏量进行补偿。 因此，即使第一次喷射需求时间段因燃料压力波动或充气效率波动而改 变，也可以供应总需求喷射量的燃料。应当理解，这里揭示的实施例在各个方面均为示例而非限制。本发 明的范围由各项权利要求而非以上描述界定，并意在包含落入与各项权 利要求相等同的范围和含义内的各种改变。
权利要求
1.一种火花点火直喷式内燃机的控制设备，所述火花点火直喷式内燃机包括将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射机构，所述控制设备通过在燃料喷射过程中采用单次喷射逻辑和双次喷射逻辑中的任意一者，来对用于将燃料喷射到所述气缸中的所述燃料喷射机构进行控制，在所述单次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行一次燃料喷射，而在所述双次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行至少两次燃料喷射，并且如果在采用所述双次喷射逻辑时所述双次喷射逻辑的第一次燃料喷射与第二次燃料喷射彼此重叠，则所述控制设备将所述双次喷射逻辑改变为所述单次喷射逻辑。
2. 根据权利要求1所述的火花点火直喷式内燃机的控制设备，其中，所述控制设备对允许进行所述第一次燃料喷射的允许时间段进行计算，对在所述第一次燃料喷射中用于喷射需求量燃料所需的需求时间段 进行计算，并且如果所述需求时间段比所述允许时间段更长，则判定所述第一次燃 料喷射与所述第二次燃料喷射彼此重叠，并将所述双次喷射逻辑改变为 所述单次喷射逻辑，其中，所述允许时间段的结束被设定为所述第二次燃料喷射开始的 时间。
3. 根据权利要求2所述的火花点火直喷式内燃机的控制设备，其中，所述控制设备计算允许进行所述第一次燃料喷射的所述允许时间 段，所述允许时间段的开始被设定为所述第一次燃料喷射开始的时间， 而所述允许时间段的结束被设定为所述第二次燃料喷射开始的时间。
4. 根据权利要求1所述的火花点火直喷式内燃机的控制设备，其中，所述控制设备根据当所述内燃机的发动机转速较高时设定较短的时 间段的信息来计算允许进行所述第一次燃料喷射的允许时间段，计算在所述第一次燃料喷射中用于喷射需求量燃料所需的需求时间 段，并且如果所述需求时间段比所述允许时间段更长，则判定所述第一次燃 料喷射与所述第二次燃料喷射彼此重叠，并将所述双次喷射逻辑改变为 所述单次喷射逻辑。
5. —种火花点火直喷式内燃机的控制设备，所述火花点火直喷式内 燃机包括将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射机构，所述控制设备通过在燃料喷射过程中采用单次喷射逻辑和双次喷射 逻辑中的任意一者，来对用于将燃料喷射到所述气缸中的所述燃料喷射 机构进行控制，在所述单次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行一次燃 料喷射，而在所述双次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行至少两次燃 料喷射，并且如果在采用所述双次喷射逻辑时所述双次喷射逻辑的第一次燃料喷 射与第二次燃料喷射彼此重叠，则所述控制设备通过在所述第一次燃料 喷射的喷射量中减去与重叠部分对应的喷射量并将与所述重叠部分对应 的所述喷射量和所述第二次燃料喷射的喷射量相加来执行修正，以在所 述第一次燃料喷射和所述第二次燃料喷射中喷射修正量的燃料。
6. —种火花点火直喷式内燃机的控制设备，所述火花点火直喷式内 燃机包括将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射机构，所述控制设备包括控制装置，其用于在燃料喷射过程中采用单次喷射逻辑和双次喷射 逻辑中的任意一者，来对用于将燃料喷射到所述气缸中的所述燃料喷射 机构进行控制，在所述单次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行一次燃 料喷射，而在所述双次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行至少两次燃 料喷射，以及改变装置，如果在采用所述双次喷射逻辑时所述双次喷射逻辑的第 一次燃料喷射与第二次燃料喷射彼此重叠，则所述改变装置将所述双次 喷射逻辑改变为所述单次喷射逻辑。
7. 根据权利要求6所述的火花点火直喷式内燃机的控制设备，其中，所述改变装置包括用于对允许进行所述第一次燃料喷射的允许时间 段进行计算的计算装置，用于对在所述第一次燃料喷射中用于喷射需求量燃料所需的需求时 间段进行计算的装置，如果所述需求时间段比所述允许时间段更长则判定所述第一次燃料 喷射与所述第二次燃料喷射彼此重叠并且将所述双次喷射逻辑改变为所 述单次喷射逻辑的装置，其中，所述允许时间段的结束被设定为所述第二次燃料喷射开始的 时间。
8. 根据权利要求7所述的火花点火直喷式内燃机的控制设备，其中，所述计算装置包括用于计算允许进行所述第一次燃料喷射的所述允 许时间段的装置，所述允许时间段的开始被设定为所述第一次燃料喷射 开始的时间，而所述允许时间段的结束被设定为所述第二次燃料喷射开 始的时间。
9. 根据权利要求6所述的火花点火直喷式内燃机的控制设备，其中，所述改变装置包括用于根据当所述内燃机的发动机转速较高时设定 较短的时间段的信息来计算允许进行所述第一次燃料喷射的允许时间段 的计算装置，用于计算在所述第一次燃料喷射中用于喷射需求量燃料所需的需求 时间段的装置，如果所述需求时间段比所述允许时间段更长则判定所述第一次燃料 喷射与所述第二次燃料喷射彼此重叠并且将所述双次喷射逻辑改变为所 述单次喷射逻辑的装置。
10. —种火花点火直喷式内燃机的控制设备，所述火花点火直喷式内 燃机包括将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射机构，所述控制设备包 括控制装置，其用于通过在燃料喷射过程中采用单次喷射逻辑和双次 喷射逻辑中的任意一者，来对用于将燃料喷射到所述气缸中的所述燃料喷射机构进行控制，在所述单次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行一 次燃料喷射，而在所述双次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行至少两 次燃料喷射，以及修正装置，如果在采用所述双次喷射逻辑时所述双次喷射逻辑的第 一次燃料喷射与第二次燃料喷射彼此重叠，则所述修正装置通过在所述 第一次燃料喷射的喷射量中减去与重叠部分对应的喷射量并将与所述重 叠部分对应的所述喷射量和所述第二次燃料喷射的喷射量相加来执行修 正，以在所述第一次燃料喷射和所述第二次燃料喷射中喷射修正量的燃 料。
11. 一种控制火花点火直喷式内燃机的方法，所述火花点火直喷式内 燃机包括将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射机构，所述方法包括以下 步骤通过在燃料喷射过程中采用单次喷射逻辑和双次喷射逻辑中的任意 一者，来对用于在将燃料喷射到所述气缸中的所述燃料喷射机构进行控 制，在所述单次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行一次燃料喷射，而 在所述双次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行至少两次燃料喷射，以 及如果在采用所述双次喷射逻辑时所述双次喷射逻辑的第一次燃料喷 射与第二次燃料喷射彼此重叠，则将所述双次喷射逻辑改变为所述单次 喷射逻辑。
12. 根据权利要求11所述的控制火花点火直喷式内燃机的方法，其中，所述改变逻辑的步骤包括以下步骤对允许进行所述第一次燃料喷射的允许时间段进行计算，其中，所 述允许时间段的结束被设定为所述第二次燃料喷射的开始的时间，对在所述第一次燃料喷射中用于喷射需求量燃料所需的需求时间段 进行计算，以及如果所述需求时间段比所述允许时间段更长，则判定所述第一次燃 料喷射与所述第二次燃料喷射彼此重叠，并将所述双次喷射逻辑改变为 所述单次喷射逻辑。
13. 根据权利要求12所述的控制火花点火直喷式内燃机的方法，其中，所述计算允许时间段的步骤包括以下步骤计算允许进行所述第一 次燃料喷射的所述允许时间段，所述允许时间段的开始被设定为所述第 一次燃料喷射开始的时间，而所述允许时间段的结束被设定为所述第二 次燃料喷射开始的时间。
14. 根据权利要求11所述的控制火花点火直喷式内燃机的方法，其中，所述改变逻辑的步骤包括以下步骤根据当所述内燃机的发动机转速较高时设定较短的时间段的信息来 计算允许进行所述第一次燃料喷射的允许时间段，计算在所述第一次燃料喷射中用于喷射需求量燃料所需的需求时间段，如果所述需求时间段比所述允许时间段更长，则判定所述第一次燃 料喷射与所述第二次燃料喷射彼此重叠，并将所述双次喷射逻辑改变为 所述单次喷射逻辑。
15. —种控制火花点火直喷式内燃机的方法，所述火花点火直喷式内 燃机包括将燃料直接喷射到气缸中的燃料喷射机构，所述方法包括以下 步骤通过在燃料喷射过程中采用单次喷射逻辑和双次喷射逻辑中的任意 一者，来对用于将燃料喷射到所述气缸中的所述燃料喷射机构进行控 制，在所述单次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行一次燃料喷射，而 在所述双次喷射逻辑中从所述燃料喷射机构进行至少两次燃料喷射，以 及如果在采用所述双次喷射逻辑时所述双次喷射逻辑的第一次燃料喷 射与第二次燃料喷射彼此重叠，则通过在所述第一次燃料喷射的喷射量中减去与重叠部分对应的喷射量并将与所述重叠部分对应的所述喷射量 和所述第二次燃料喷射的喷射量相加来执行修正，以在所述第一次燃料 喷射和所述第二次燃料喷射中喷射修正量的燃料。
全文摘要
如果已经采用了双次喷射逻辑(在S10为“是”)，则发动机ECU执行包括以下步骤的程序计算双次喷射逻辑的第一次喷射开始时间(S100)，计算双次喷射逻辑的第二次喷射开始时间(S110)，计算双次喷射逻辑的第一次喷射允许时间段A(S120)，计算双次喷射逻辑的第一次喷射需求时间段B(S130)，并在双次喷射逻辑的第一次喷射允许时间段A比双次喷射逻辑的第一次喷射需求时间段B更短时(在S140为“是”)采用单次喷射逻辑取代双次喷射逻辑(S150)。
文档编号F02D41/40GK101326357SQ200680046420
公开日2008年12月17日 申请日期2006年12月4日 优先权日2005年12月8日
发明者前村纯, 寺冈正彦, 广渡诚治, 藤木俊孝 申请人:丰田自动车株式会社;雅马哈发动机株式会社