专利名称：内燃机的控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的控制装置和方法，该内燃机具有将燃料喷入进气口的口喷射器和将燃料直接喷入燃烧室的缸内喷射器。
背景技术：
具有将燃料喷入进气口的口喷射器和将燃料直接喷入燃烧室的缸内喷射器的内燃机是常规已知的(参见例如日本专利特开昭No.63-255539)。此内燃机中，根据负荷在缸内喷射器与口喷射器之间切换燃料喷射。另外，若在内燃机加速的时候从缸内喷射器切换至口喷射器，应延迟喷射器之间的切换，以抑制由于加速时喷射器之间的切换导致较稀的空燃比或者NOX增多。
在进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换或口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率发生相当大的变动(波动)时，内燃机的燃烧室内的燃烧状态也显著变化。由此，即便如上述常规内燃机那样延迟从缸内喷射器切换至口喷射器，也难以在过渡状态下例如加速时良好地抑制内燃机的转矩变动或与目标空燃比的偏差。
发明内容
由上所述，本发明目的是提供一种内燃机的控制装置和方法，在进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换或口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率发生相当大的变动时，该装置和方法能够良好地抑制内燃机的转矩变动或与目标空燃比的偏差。
根据本发明，一种内燃机的控制装置具有将燃料喷入进气口的口喷射器和将燃料直接喷入燃烧室的缸内喷射器并通过在该燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，该内燃机的控制装置包括判定装置，该判定装置判定内燃机的运转状态是否表现为过渡状态；负荷预测(推定)装置，该负荷预测装置在判定装置判定内燃机的运转状态表现为过渡状态时，基于该内燃机的运转状态预测该内燃机的负荷率(负荷因数)；以及喷射比率计算装置，该喷射比率计算装置基于由负荷预测装置预测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
本内燃机的控制装置适用于具有口喷射器和缸内喷射器的内燃机，且包括判定单元、负荷预测单元和喷射比率计算单元。判定单元判定内燃机的运转状态是否表现为过渡状态，负荷预测单元在判定单元判定内燃机的运转状态表现为过渡状态时，基于指示该内燃机的运转状态的参数例如发动机转速或节气门开度(打开位置)预测该内燃机的负荷率。喷射比率计算单元基于由负荷预测单元预测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
在包括上述控制装置的内燃机中，当该内燃机进入过渡状态例如加速时，负荷预测单元预测负荷率，基于负荷率的预测值(预测负荷率)计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。因此，当口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率在过渡状态下变化(包括口喷射器与缸内喷射器之间的切换)时，口喷射器和缸内喷射器之一或两者根据基于预测负荷率算出的燃料喷射比率迅速喷射适当量的燃料。这样，控制装置能够良好地抑制当在过渡状态下燃料喷射比率变化(进行喷射器之间的切换)时内燃机的转矩变动或者与目标空燃比的偏差。
优选地，根据本发明的内燃机的控制装置还包括喷射比率设定装置，该喷射比率设定装置在由喷射比率计算装置算出的燃料喷射比率的前一值的变动量大于规定值时允许口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率的变化。
采用此构造，当由喷射比率计算装置算出的前一燃料喷射比率的变动量不大于规定值时，不进行口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率的任何变化(口喷射器与缸内喷射器之间的切换)。由此，随着燃料喷射比率变化(喷射器之间切换)的次数减少，能够降低出现内燃机的转矩变动或者与目标空燃比的偏差的可能性。
优选地，内燃机适用于具有允许自动定速(巡航)行驶的定速控制系统的车辆，以及当判定装置已判定内燃机的运转状态表现为除过渡状态以外的状态时，在定速控制系统作动时，喷射比率设定装置禁止口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率变化。
一般，在具有用于将车速控制为基本恒定值的定速控制系统的车辆中，根据其行驶条件执行加速和减速。因此，在一些情况中，在定速控制系统作动期间应改变口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率(应进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换)。然而，在利用定速控制系统维持车速基本恒定的状态下，人体可以感觉到由于燃料喷射比率变化引发内燃机的转矩变动或者空燃比的偏差而导致的振动。
因此，当内燃机的运转状态不表现为过渡状态且定速控制系统作动时，优选禁止口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率的变化。通过在定速控制系统作动期间禁止燃料喷射比率的变化(喷射器之间的切换)，可以降低人体感觉到由于燃料喷射比率变化引发转矩变动或者空燃比的偏差而导致的振动的频率。
根据本发明的另一种内燃机的控制装置具有用于将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器、与变速器组合并通过在该燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，该内燃机的控制装置包括判定装置，该判定装置判定换档要求是否已发送给变速器；负荷预测装置，该负荷预测装置在判定装置判定换档要求已发送时，基于内燃机的运转状态预测该内燃机的负荷率；以及喷射比率计算装置，该喷射比率计算装置基于由负荷预测装置预测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。当执行变速器的换档时改变口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
本内燃机的控制装置也适用于具有口喷射器和缸内喷射器的内燃机，且包括判定单元、负荷预测单元和喷射比率计算单元。判定单元判定换档要求是否已发送给变速器。当判定单元判定换档要求已发送时，负荷预测单元基于指示内燃机的运转状态的参数例如换档后的预测发动机转速或者该时点的节气门开度预测该内燃机的负荷率。喷射比率计算单元基于由负荷预测单元预测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。在变速器换档时，控制装置改变口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
在包括此控制装置的内燃机中，当换档时，负荷预测单元预测内燃机的负荷率，基于负荷率的预测值(预测负荷率)计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。另外，与换档基本同时地进行燃料喷射比率的改变(喷射器之间的切换)，口喷射器和缸内喷射器之一或两者根据基于预测负荷率算出的燃料喷射比率迅速地喷射适当量的燃料。由此，控制装置能够良好地抑制在燃料喷射比率变化(进行喷射器之间的切换)时内燃机的转矩变动或者与目标空燃比的偏差。另外，即使由于燃料喷射比率的变化导致些微的转矩变动，也能够被就体感而言可容许的换档时振动所抵消。
根据本发明的一种内燃机的控制方法，该内燃机具有用于将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器并通过在该燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，该方法包括步骤(a)判定内燃机的运转状态是否表现为过渡状态；(b)当判定单元判定内燃机的运转状态表现为过渡状态时，基于该内燃机的运转状态预测该内燃机的负荷率；以及(c)基于在步骤(b)中预测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
根据本发明的另一种内燃机的控制方法，该内燃机具有用于将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器、与变速器组合并通过在该燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，该内燃机的控制方法包括步骤(a)判定换档要求是否已发送给变速器；(b)当在步骤(a)中判定换档要求已发送时，基于内燃机的运转状态预测该内燃机的负荷率；(c)基于在步骤(b)中预测的负荷率计算口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率；以及(d)在执行变速器的换档时改变口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
根据本发明，能够获得这样一种内燃机的控制装置和方法，该装置和方法能够良好地抑制在进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换或者该口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率显著变化时内燃机的转矩变动或者与目标空燃比的偏差。
图1是采用根据本发明的控制装置的内燃机的构造的示意图；图2是用于说明图1所示内燃机的操作的时间图；图3是一幅流程图，说明为改变图1所示内燃机中口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率而执行的程序；以及图4是一幅流程图，说明为改变图1所示内燃机中口喷射器与缸内喷射器之间的燃料喷射比率而执行的另一程序。
具体实施例方式
以下参照
实施本发明的最佳方式。
图1是采用根据本发明的控制装置的内燃机的构造的示意图。图1所示内燃机1具体表现为一种车辆用多缸内燃机(例如，四缸内燃机，尽管图1仅示出一个缸)。由于在每个燃烧室2内的空气燃料混合物的燃烧导致活塞3往复运动，内燃机1自未示出的曲轴接收动力。尽管内燃机1在这里被描述为所谓的汽油机，但本发明不限于此，本发明当然也可适用于柴油机。
如图1所示，与各燃烧室2连通的进气口4与进气歧管6连接，与各燃烧室2连通的排气口5与排气歧管7连接。对于每个燃烧室2，开闭进气口4的进气门Vi和开闭排气口5的排气门Ve设置在内燃机1的气缸盖内。每个进气门Vi和每个排气门Ve经由气门传动(作动)机构8开闭，该气门传动机构8包括可改变进气门Vi和排气门Ve中至少一个的气门开启特性的气门正时(相位)改变机构(气门开启性能设定装置)。另外，内燃机1包括数量与气缸数量对应的火花塞9，火花塞9以向对应燃烧室2内伸出的方式设置在气缸盖内。
此外，内燃机1包括数量与气缸数量对应的缸内喷射器10c。每个缸内喷射器10c可将燃料例如汽油直接喷入对应燃烧室2内，且经由燃料供给管与用于存储液体燃料例如汽油的燃料箱连接(以上任一者都未示出)。此外，如图1所示，内燃机1包括多个数量与气缸数量对应的口喷射器10p。每个口喷射器10p可将燃料例如汽油喷入对应的进气口4内，且经由未示出的燃料供给管与用于存储液体燃料例如汽油的燃料箱连接。至少一个缸内喷射器10c提供给每个燃烧室2，以及至少一个口喷射器10p提供给每个进气口4。
内燃机1的每个活塞3形成为在其顶面内具有所谓的深碗，即，具有形成在顶面内的凹部3a。内燃机1中，在空气被吸入每个燃烧室2内的状态下，能够从各缸内喷射器10c朝向各燃烧室2内的活塞3的凹部3a直接喷射燃料例如汽油。因为一层空气燃料混合物以与周围空气层分离(分层)的方式形成在火花塞9附近，所以内燃机可采用极稀的空气燃料混合物来执行稳定的层状(分层)燃烧。
同时，如图1所示，进气歧管6与稳压箱11连接，稳压箱11经由空气供给管12与未示出的空气滤清器连接。另外，用于调节进气量的节气门14设置在空气供给管12的中间(中途)。在本实施例中，具有检测加速踏板AP的操作量(下压量)的加速器位置传感器14a、用于开闭节气门14的节气门电机14b以及用于检测节气门14的开度的节气门开度传感器14c的电子控制节气门作为节气门14。另外，如图1所示，排气歧管7与排气管15连接。含有例如NOX吸留还原催化剂的催化装置16设置在排气管15的中间内，催化装置16净化来自每个燃烧室2的排气。
上述内燃机1包括构成根据本发明的控制装置的电子控制单元20(以下，称为“ECU”)。ECU20包括CPU、ROM、RAM、输入/输出端口、用于存储各类信息和映射图的存储装置等，它们中的任一者都没有示出。ECU20具有与上述气门传动机构8、火花塞9、各喷射器10c，10p、加速器位置传感器14a、节气门电机14b和节气门开度传感器14c连接的输入/输出端口，以及各种传感器例如车速传感器21和曲轴转角传感器22。内燃机1的曲轴(未示出)与自动变速器100连接，且减振器介于其间。自动变速器100给ECU20供应指示有关换档位置、变速状态等的信息的信号。
ECU20使用存储在存储装置内的各种映射图且基于利用各种传感器检测到的值来控制气门传动机构8、火花塞9、各喷射器10c和10p、节气门14等，以便获得预期的输出。另外，在本实施例中，ECU20与车速传感器21一起构成所谓的定速控制系统(恒速控制系统)。换句话说，ECU20控制节气门14和各喷射器10c，10p，以便当设置在车辆内的规定开关接通时利用车速传感器21检测到的车辆行驶速度被维持在规定值。
在包括口喷射器10p和缸内喷射器10c的内燃机1中，出于改进性能和减少排放的观点，较频繁地改变口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率。这里，改变燃料喷射比率包括口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的切换，这意味着来自口喷射器10p与缸内喷射器10c之一的燃料喷射量被设定为零。
基本上，基于利用进气量确定的内燃机1的负荷率设定口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率。这里，当负荷率在例如加速或减速时的内燃机过渡状态下突然变化时，响应于此，在口喷射器10p与缸内喷射器10c之间进行切换或者大幅改变燃料喷射比率。然而，若不采取任何措施，如图2所示，车辆驾驶员操纵加速踏板AP同设定口喷射器10p与缸内喷射器10c之间燃料喷射比率之间的时间延迟较大。这会导致内燃机1的转矩变动或与目标空燃比的偏差，而它们会导致驾驶性能或排放恶化。
考虑到这些因素，在根据本实施例的内燃机1中，为抑制由于口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率的变化导致转矩变动或空燃比偏差，以提高驾驶性能或者减少排放，ECU20每隔预定时间段重复执行图3所示程序。这里，ECU20在内燃机1的操作过程中基于来自节气门开度传感器14c的信号获得节气门14的开度TA(节气门开度)的每单位时间变化量ΔTA，且基于所获得的变化量ΔTA判定内燃机1的运转状态是否表现为过渡状态(S10)。在S10，当节气门开度TA的变化量ΔTA的绝对值大于规定值时，ECU20判定内燃机1的运转状态表现为过渡状态。
在S10，若基于车辆驾驶员的加速器操作量已显著改变这个事实判定内燃机1的运转状态进入过渡状态，则ECU20在S12基于来自曲轴转角传感器22的信号获得此时的发动机转速Ne，且基于来自节气门开度传感器14c的信号获得此时的节气门开度TA。另外，ECU20基于所获得的发动机转速Ne和节气门开度TA预测(获得)驾驶员操作加速器后紧接着的负荷率(预测负荷率，参见图2中的虚线)。在本实施例中，预先考虑各种实验结果准备用于限定发动机转速Ne、节气门开度TA和内燃机1的负荷率(预测负荷率)之间的相互关系的负荷率预测映射图，该映射图存储在ECU20的存储装置中。于是，在S12，ECU20从负荷率预测映射图读取与在S12处获得的发动机转速Ne和节气门开度TA对应的预测负荷率。
在S12处获得预测负荷率后，ECU20获得同预测负荷率对应的口喷射器10p与缸内喷射器10c之间燃料喷射比率(S14)。在本实施例中，预先准备用于限定内燃机1的负荷率同口喷射器10p与缸内喷射器10c之间燃料喷射比率之间的关系的喷射比率设定映射图，该映射图存储在ECU20的存储装置中。于是，在S14，ECU20从喷射比率设定映射图读取与在S12处获得的预测负荷率对应的燃料喷射比率。
随后，ECU20从规定存储区域读取前一燃料喷射比率并计算前一燃料喷射比率与S14处获得的燃料喷射比率之间的差，以计算燃料喷射比率的变动量(绝对值)(S16)。例如，假定前一燃料喷射比率为来自口喷射器10p的喷射量∶来自缸内喷射器10c的喷射量＝100％∶0％。同时，假定S14处获得的燃料喷射比率为来自口喷射器10p的喷射量∶来自缸内喷射器10c的喷射量＝0％∶100％。那么，S16处算出的燃料喷射比率的变动量为“100”。基本上，负荷率的变化越大，代表S14处获得的燃料喷射比率与前一燃料喷射比率之间的差的燃料喷射比率的变动量越大。
随后，ECU20判定燃料喷射比率的变动量是否大于预定阈值(例如“30”，此时感觉到由于燃料喷射比率变化引发转矩变动而导致的振动)(S18)。若在S18判定燃料喷射比率的变动量大于阈值，则ECU20给口喷射器10p和缸内喷射器10c供应规定控制信号，以将该口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率设定为S14处获得的值(同预测负荷率对应的燃料喷射比率)。
这样，当在过渡状态下改变口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率(在图2所示例中进行口喷射器与缸内喷射器之间的切换)时，如图2中虚线所示，口喷射器10p和缸内喷射器10c之一或两者(图2所示例中为缸内喷射器10c)根据基于预测负荷率算出的燃料喷射比率迅速地喷射适当量的燃料。
换句话说，当内燃机1的运转状态表现为过渡状态且燃料喷射比率的变动量即负荷率的变化量较大时，在S18允许进行改变燃料喷射比率(S20)的处理。在此情况下，基本上，ECU20获取的预测负荷率大于燃料喷射比率变化时(即当根据内燃机1的负荷率执行改变燃料喷射比率的处理时)的负荷率。因此，在内燃机1中，如图2中虚线所示，与常规例相比，车辆驾驶员操作加速踏板AP同口喷射器10p与缸内喷射器10c之间燃料喷射比率变化之间的时间延迟减小。结果，在内燃机1中，能够良好地抑制当在过渡状态下燃料喷射比率变化(进行喷射器之间的切换)时该内燃机1的转矩变动或者与目标空燃比的偏差，从而维持优良的驾驶性能并减少排放。
同时，若在S18判定燃料喷射比率的变动量不大于阈值，则跳过S20的处理，且不执行用于改变口喷射器10p与缸内喷射器10c之间燃料喷射比率的处理(用于在喷射器之间切换的处理)。由此，因为能够抑制燃料喷射比率变化(喷射器之间切换)的次数不必要地增加，所以能够降低出现内燃机1的转矩变动或者与目标空燃比的偏差的可能性。
根据本实施例的内燃机1的ECU20与车速传感器21一起构成所谓的定速控制系统。因此，当车辆驾驶员接通规定开关时，ECU20将车速控制为基本恒定值而不管驾驶员的意图，且根据车辆的行驶状态执行加速和减速。在某些情况中，当执行ECU20的定速控制时(当接通定速控制系统时)，应改变口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率(应进行喷射器之间的切换)。然而，在ECU20维持车速基本恒定的状态下，人体可以感觉到由于燃料喷射比率变化引发内燃机1的转矩变动或者空燃比的偏差而导致的振动。
考虑到这些因素，若在S10判定内燃机的运转状态不表现为过渡状态，则ECU20判定是否执行ECU20的定速控制(是否接通定速控制系统)(S22)。另外，若在S22判定ECU20的定速控制接通，则ECU20基于来自车速传感器21的信号(车速)、来自节气门开度传感器14c的信号(负荷率)等判定车辆是否处于标准行驶状态(是否处于上坡或下坡控制下)(S24)。
若判定执行ECU20的定速控制且车辆处于标准行驶状态(S24)，则ECU20禁止口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率的变化(S26)。这样，在内燃机1内，当执行ECU20的定速控制时(当定速控制系统接通时)，基本禁止燃料喷射比率的变化(喷射器之间的切换)，以便降低人体感觉到由于燃料喷射比率变化引发转矩变动或者空燃比偏差而导致的振动的频率。若在S22或S24处判定为“否”，则不执行S26的处理，再次重复S10或其后的处理。
图4是一幅流程图，说明为改变上述图1所示内燃机1中口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率而执行的另一程序。与图3所示程序并行地利用ECU20每隔预定时间段重复执行图4所示程序。当执行图4所示程序时，ECU20起初基于来自车速传感器21的信号(车速)、来自节气门开度传感器14c的信号(负荷率)等判定换档要求是否已发送给自动变速器100(S30)。
若在S30判定换档要求已发送给自动变速器100，则ECU20基于来自节气门开度传感器14c的信号获得当前节气门开度TA，以及利用预定函数表达式等获得与当前运转状态对应的在自动变速器100的下一换档位置处的预测发动机转速Ne′。另外，ECU20基于所获得的节气门开度TA和预测发动机转速Ne′预测(获得)换档后紧接着的负荷率(预测负荷率)(S32)。在本实施例中，预先考虑各种实验结果准备限定节气门开度TA、预测发动机转速Ne′和内燃机1的负荷率之间的相互关系的映射图，该映射图存储在ECU20的存储装置中。于是，在S32，ECU20从此映射图读取与S32处获得的节气门开度TA和预测发动机转速Ne′对应的预测负荷率。
在S32处获得预测负荷率后，ECU20获得与该预测负荷率对应的口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率(S34)。于是，在S34，ECU20从上述燃料比率设定映射图读取与S32处获得的预测负荷率对应的燃料喷射比率。随后，ECU20判定是否开始自动变速器100的换档(S36)。当开始自动变速器100的换档时，ECU20给口喷射器10p和缸内喷射器10c供应规定控制信号，以将口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率设定为S34处获得的值(同预测负荷率对应的燃料喷射比率)(S38)。
这样，在内燃机1中，当用于给自动变速器100换档的正时(定时)来临时，预测换档后的负荷率(S32)，并基于负荷率的预测值(预测负荷率)计算口喷射器10p与缸内喷射器10c之间的燃料喷射比率(S34)。基本与换档同时地进行燃料喷射比率的改变(喷射器之间的切换)(S38)。
在此情况中同样，口喷射器10p和缸内喷射器10c之一或两者根据基于预测负荷率算出的燃料喷射比率迅速地喷射适当量的燃料。随后，能够良好地抑制当燃料喷射比率变化(进行喷射器之间的切换)时内燃机1的转矩变动或者与目标空燃比的偏差。另外，即使由于燃料喷射比率的变化导致些微的转矩变动，也能够被就体感而言可容许的换档时振动所抵消。若在S30判定换档要求还未发送给自动变速器100，则跳过从S32至S38的处理，ECU20在下一执行正时再次执行图4所示程序。
权利要求
1.一种内燃机的控制装置，所述内燃机具有将燃料喷入进气口的口喷射器和将燃料直接喷入燃烧室的缸内喷射器并通过在所述燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，所述内燃机的控制装置包括判定装置，该判定装置用于判定所述内燃机的运转状态是否表现为过渡状态；负荷预测装置，该负荷预测装置用于在所述判定装置判定所述内燃机的运转状态表现为所述过渡状态时，基于所述内燃机的运转状态预测所述内燃机的负荷率；以及喷射比率计算装置，该喷射比率计算装置用于基于由所述负荷预测装置预测的所述负荷率计算所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，它还包括喷射比率设定装置，该喷射比率设定装置用于在由所述喷射比率计算装置算出的所述燃料喷射比率的前一值的变动量大于规定值时允许所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率的变化。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述内燃机适用于包括允许自动定速行驶的定速控制系统的车辆，以及当所述判定装置已判定所述内燃机的运转状态表现为除所述过渡状态以外的状态时，在所述定速控制系统作动时，所述喷射比率设定装置禁止所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率的变化。
4.一种内燃机的控制装置，所述内燃机具有将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器、与变速器组合并通过在所述燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，所述内燃机的控制装置包括判定装置，该判定装置用于判定换档要求是否已发送给所述变速器；负荷预测装置，该负荷预测装置用于在所述判定装置判定所述换档要求已发送时，基于所述内燃机的运转状态预测所述内燃机的负荷率；喷射比率计算装置，该喷射比率计算装置用于基于由所述负荷预测装置预测的所述负荷率计算所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率；以及用于在执行所述变速器的换档时改变所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率的装置。
5.一种内燃机的控制方法，所述内燃机具有将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器并通过在所述燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，所述内燃机的控制方法包括以下步骤(a)判定所述内燃机的运转状态是否表现为过渡状态；(b)在判定装置判定所述内燃机的运转状态表现为所述过渡状态时，基于所述内燃机的运转状态预测所述内燃机的负荷率；以及(c)基于在所述步骤(b)中预测的所述负荷率计算所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
6.一种内燃机的控制方法，所述内燃机具有将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器、与变速器组合并通过在所述燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，所述内燃机的控制方法包括以下步骤(a)判定换档要求是否已发送给所述变速器；(b)当在所述步骤(a)中判定所述换档要求已发送时，基于所述内燃机的运转状态预测所述内燃机的负荷率；(c)基于在所述步骤(b)中预测的所述负荷率计算所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率；以及(d)在执行所述变速器的换档时改变所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
7.一种内燃机的控制装置，所述内燃机具有将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器并通过在所述燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，所述内燃机的控制装置包括判定单元，该判定单元判定所述内燃机的运转状态是否表现为过渡状态；负荷预测单元，该负荷预测单元在所述判定单元判定所述内燃机的运转状态表现为所述过渡状态时，基于所述内燃机的运转状态预测所述内燃机的负荷率；以及喷射比率计算单元，该喷射比率计算单元基于由所述负荷预测单元预测的所述负荷率计算所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率。
8.根据权利要求7所述的内燃机的控制装置，其特征在于，它还包括喷射比率设定单元，该喷射比率设定单元在由所述喷射比率计算单元算出的所述燃料喷射比率的前一值的变动量大于规定值时允许所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率的变化。
9.根据权利要求7或8所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述内燃机适用于包括允许自动定速行驶的定速控制系统的车辆，以及当所述判定单元已判定所述内燃机的运转状态表现为除所述过渡状态以外的状态时，在所述定速控制系统作动时，所述喷射比率设定单元禁止所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率的变化。
10.一种内燃机的控制装置，所述内燃机具有将燃料喷入进气口的口喷射器和直接将燃料喷入燃烧室的缸内喷射器、与变速器组合并通过在所述燃烧室内燃烧空气燃料混合物来产生动力，所述内燃机的控制装置包括判定单元，该判定单元判定换档要求是否已发送给所述变速器；负荷预测单元，该负荷预测单元在所述判定单元判定所述换档要求已发送时，基于所述内燃机的运转状态预测所述内燃机的负荷率；喷射比率计算单元，该喷射比率计算单元基于由所述负荷预测单元预测的所述负荷率计算所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率；其中，所述口喷射器与所述缸内喷射器之间的燃料喷射比率在执行所述变速器的换档时改变。
全文摘要
本发明涉及内燃机的控制装置和方法。该内燃机(1)包括将燃料喷入进气口(4)的口喷射器(10p)和将燃料直接喷入燃烧室(2)的缸内喷射器(10c)以及ECU(20)。当ECU(20)判定内燃机(1)的运转状态表现为过渡状态时，该ECU(20)基于内燃机(1)的运转状态获得内燃机(1)的预测负荷率，并基于该预测负荷率计算口喷射器(10p)与缸内喷射器(10c)之间的燃料喷射比率。
文档编号F02D41/02GK1993543SQ20058002624
公开日2007年7月4日 申请日期2005年6月27日 优先权日2004年8月2日
发明者丸山研也 申请人:丰田自动车株式会社