内燃机的控制装置以及控制方法与流程

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内燃机的控制装置以及控制方法与流程

本发明涉及一种内燃机的控制装置以及控制方法,详细地说,涉及在各汽缸的进气口具备第一燃料喷射阀以及第二燃料喷射阀的内燃机中的、从燃料切断状态起再次开始燃料喷射时的喷射控制。



背景技术:

在专利文献1中,公开了如下一种内燃机,该内燃机具有沿规定的排列方向排列的多个汽缸,在各汽缸上分别连接有向其排列方向上的缸内燃烧温度相对高温的一个区域导入进气的第一进气口、以及向其排列方向上的缸内燃烧温度相对低温的另一个区域导入进气的第二进气口,在第一进气口设有第一燃料喷射阀,在第二进气口设有第二燃料喷射阀。

另外,在专利文献1中,公开了一种以第一燃料喷射阀的燃料喷射量大于第二燃料喷射阀的燃料喷射量的方式控制各燃料喷射阀的燃料喷射量的控制机构,在内燃机从燃料切断起处于复位状态时,该控制机构禁止上述第一燃料喷射阀与上述第二燃料喷射阀的燃料喷射量存在差别。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-052588号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

然而,燃料喷射阀若喷射脉冲宽度变短,则喷射脉冲宽度、换言之即燃料喷射量的指示值与实际喷射的燃料量的偏离变大,燃料的计量精度降低。

因此,在各汽缸的进气口具备两个燃料喷射阀的内燃机中,需要使燃料在各个燃料喷射阀的喷射脉冲宽度比能够确保计量精度的下限脉冲宽度长的条件下进行喷射。

另一方面,在从实施减速燃料切断的状态起,发动机旋转速度降低至阈值而再次开始燃料喷射的情况下,一般来说,再次开始时的每一汽缸的燃料喷射量变得最少,且喷射再次开始时的发动机旋转速度越低,燃料喷射量越少。

这里,越是降低使燃料喷射再次开始的发动机机旋转速度,越能够改善燃料消耗率。

但是,在使用两个燃料喷射阀进行喷射再次开始时的燃料喷射的情况下,喷射再次开始的条件是:最低也要是达到与下限脉冲宽度的两倍相当的燃料喷射量的发动机旋转速度,也就是各燃料喷射阀以下限脉冲宽度以上的脉冲宽度进行燃料喷射。因此,存在不能充分降低使燃料喷射再次开始的发动机旋转速度的问题。

因此,本发明的目的在于,提供一种在各汽缸的进气口具备两个燃料喷射阀的内燃机中,能够尽可能低地设定使燃料喷射从减速燃料切断实施状态起再次开始的发动机旋转速度的内燃机的控制装置以及控制方法。

解决技术问题的技术手段

因此,本发明的内燃机的控制装置如下:内燃机在各汽缸的进气口具备第一燃料喷射阀以及第二燃料喷射阀,内燃机的控制装置包含控制部,该控制部在所述内燃机的减速状态下实施燃料切断,并且在从所述燃料切断的实施状态起基于发动机旋转速度的降低再次开始燃料喷射时,使所述第二燃料喷射阀的燃料喷射中止,利用所述第一燃料喷射阀进行燃料喷射。

另外,本发明的内燃机的控制方法如下:内燃机在各汽缸的进气口具备第一燃料喷射阀以及第二燃料喷射阀,内燃机的控制方法包含:在所述内燃机的减速状态下,使所述第一燃料喷射阀的燃料喷射以及所述第二燃料喷射阀的燃料喷射中止的步骤;在基于发动机旋转速度的降低而使燃料喷射再次开始时,使所述第二燃料喷射阀的燃料喷射中止,并利用所述第一燃料喷射阀进行燃料喷射的步骤。

发明效果

根据上述发明,能够尽可能降低从减速燃料切断实施状态起再次开始燃料喷射的发动机旋转速度,改善内燃机的燃料消耗率性能。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式中的内燃机的图,(a)是汽缸盖的俯视图以及控制系统的框图,(b)是缸体的侧视图。

图2是表示本发明一实施方式中的使燃料喷射从减速燃料切断的实施状态起再次开始的控制的流程图。

图3是例示本发明一实施方式中的从减速燃料切断的实施状态起再次开始燃料喷射时的各燃料喷射阀的喷射动作的时序图。

图4是例示本发明一实施方式中的每个汽缸的最小喷射脉冲宽度与使燃料喷射再次开始的发动机旋转速度之间的关联的线图。

图5是例示本发明一实施方式中的使燃料喷射再次开始的发动机旋转速度与燃料消耗率改善效果之间的关联的线图。

图6是例示本发明一实施方式中的每个汽缸的最小喷射脉冲宽度与燃料消耗率改善效果之间的关联的线图。

图7是例示本发明一实施方式中的从减速燃料切断的实施状态起再次开始燃料喷射时的燃料消耗率、未燃烧成分浓度、空燃比等的变化的时序图。

图8是对本发明一实施方式中的从减速燃料切断的实施状态起再次开始燃料喷射时的分担率的控制进行表示的流程图。

图9是例示本发明一实施方式中的分担率的变化形式的时序图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。

图1的(a)、(b)是表示应用本发明的控制装置以及控制方法的内燃机的一个例子的图。

在图1的内燃机1中,各汽缸的进气通路2的下游侧分支成第一进气口3与第二进气口4,第一进气口3以及第二进气口4的下游端分别独立地向汽缸5开口。

进气门6a、6b安装于第一进气口3、第二进气口4向汽缸5开口的部分,开闭各进气口3、4的开口部分。

另一方面,两个独立的第一排气口7、第二排气口8的上游端向汽缸5开口,第一排气口7、第二排气口8在下游侧汇合而连接于排气通路9。

排气门10a、10b安装于第一排气口7、第二排气口8向汽缸5开口的部分,开闭各排气口7、8的开口部分。

第一燃料喷射阀11配置于第一进气口3,并朝向开闭第一进气口3的进气门6a的伞部喷射燃料。

第二燃料喷射阀12配置于第二进气口4,并朝向开闭第二进气口4的进气门6b的伞部喷射燃料。

注意,第一燃料喷射阀11、第二燃料喷射阀12是喷雾角、喷雾粒径、喷雾贯穿力、每单位开阀时间的喷射量、计量精度比下限高的最小脉冲宽度ti2min等喷射特性为相同特性的燃料喷射阀。也就是说,第一燃料喷射阀11、第二燃料喷射阀12是相同型式的燃料喷射阀。

第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12根据电子控制单元(ecu)21所输出的作为驱动信号的喷射脉冲信号而开阀,喷射与喷射脉冲信号的脉冲宽度、也就是喷射时间或开阀时间成比例的量的燃料。

并且,与空气一起吸引到汽缸5的燃烧室5a内的燃料通过火花塞13的火花点火而点火燃烧。

ecu21内置微型计算机,该微型计算机包含作为运算处理装置的cpu、rom、ram、输入输出电路等。

并且,ecu21输入检测内燃机1的运转状态的各种传感器的输出信号,基于这些信号检测燃料喷射阀11、12的喷射时机并且对向各燃料喷射阀11、12输出的喷射脉冲信号的脉冲宽度进行运算,在规定的喷射时机将运算出的脉冲宽度的喷射脉冲信号向燃料喷射阀11、12输出。

作为各种传感器,设有输出与内燃机1的曲轴14的旋转同步的旋转脉冲信号pos的曲柄角传感器22、输出与内燃机1的吸入空气流量qa相应的检测信号的气流传感器23、输出与内燃机1的冷却水温度tw相应的检测信号的水温传感器24、输出与内燃机1的油门开度acc相应的检测信号的油门开度传感器25等。

注意,冷却水温度tw是代表内燃机1温度的温度。另外,油门开度换言之即为节气门开度。

ecu21基于曲柄角传感器22所输出的旋转脉冲信号pos对内燃机1的旋转速度ne进行运算,另外基于气流传感器23所输出的信号对吸入空气流量qa进行运算,并基于发动机旋转速度ne与吸入空气流量qa计算基本喷射脉冲宽度tp[ms]、换言之即基本燃料喷射量。

而且,ecu21根据基于水温传感器24的输出检测出的冷却水温度tw等对各种校正系数co进行运算,并利用各种校正系数co等校正基本喷射脉冲宽度tp,运算出与每一燃烧周期向各汽缸喷射的燃料量相当的喷射脉冲宽度ti[ms]、换言之即最终的燃料喷射量。

并且,ecu21基于喷射脉冲宽度ti(ti=timain+tisub)确定向各燃料喷射阀11、12输出的喷射脉冲信号的脉冲宽度timain、tisub,在规定的喷射时机向各燃料喷射阀11、12输出脉冲宽度timain、tisub的喷射脉冲信号,从燃料喷射阀11、12喷射燃料。

另外,ecu21在内燃机1为规定的减速运转状态时,实施使燃料喷射阀11、12的燃料喷射停止的控制。注意,以下将相关控制称作“减速燃料切断控制”。

若变为油门开度换言之即节气门开度为全闭,且发动机旋转速度ne比第一阈值nesl1高的减速运转状态,则ecu21使燃料喷射阀11、12的燃料喷射停止,第一阈值nesl1是开始切断燃料的旋转速度。

并且,若在减速燃料切断状态下踩下油门,则ecu21使燃料喷射阀11、12的燃料喷射再次开始,另外,若在减速燃料切断状态下,发动机旋转速度ne降低至比第一阈值nesl1低的第二阈值nesl2,则ecu21使燃料喷射阀11、12的燃料喷射再次开始(参照图3)。

另外,当在减速燃料切断状态下,发动机旋转速度ne降低至第二阈值nesl2而再次开始燃料喷射时,ecu21使第二燃料喷射阀12的燃料喷射中止,通过第一燃料喷射阀11进行燃料喷射。

注意,以下将中止第二燃料喷射阀12的燃料喷射而通过第一燃料喷射阀11进行燃料喷射的喷射控制模式称作“单喷射模式”,将通过第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12进行燃料喷射的喷射控制模式称作“双喷射模式”。这里,“双喷射模式”下的喷射控制为标准燃料喷射控制。

以下,详细地说明上述减速燃料切断控制以及燃料喷射的再次开始控制。

图2的流程图是表示ecu21的燃料喷射控制的流程的流程图。

在步骤s101中,ecu21检测减速燃料切断条件(使燃料喷射停止的规定条件)是否成立。减速燃料切断条件成立的状态,指的是例如节气门全闭且发动机旋转速度ne比第一阈值nesl1高的状态。

在减速燃料切断条件未成立的情况下,ecu21进入步骤s104,检测标志fcut是否已被设置、也就是否标志fcut=1,该标志fcut用于判定是否是从减速燃料切断状态起再次开始了燃料喷射的状态。

注意,标志fcut的初始值是0,如后所述,ecu21在实施减速燃料切断时使标志fcut上升。

ecu21若在步骤s104中检测出标志fcut下降而为标志fcut=0,则经由步骤s108的标志复位处理进入步骤s109,实施使用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12进行燃料喷射的标准燃料喷射控制。

ecu21在步骤s109中的标准燃料喷射控制中,能够将各燃料喷射阀11、12的燃料喷射量的分担率固定为例如50%:50%,在每一周期利用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12进行燃料喷射。

另外,ecu21在标准燃料喷射控制中,能够根据发动机旋转速度、发动机负荷、冷却水温度等内燃机1的运转条件,选择交替喷射模式和并用喷射模式等多个喷射控制模式中的一个喷射控制模式,并根据选择出的喷射模式控制燃料喷射阀11、12的燃料喷射。

交替喷射模式指的是按照每个设定燃烧周期数交替地驱动第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12而向内燃机1喷射燃料的模式。

也就是说,在交替喷射模式中,ecu21利用第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12中的任一方,全量喷射为了形成目标空燃比的混合气体而在一个周期内喷射的燃料量(燃料喷射量ti),使另一方的喷射动作中止,并按照每个设定燃烧周期数,将全量喷射所使用的燃料喷射阀在第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12之间进行切换。

另一方面,并用喷射模式指的是在每个燃烧周期中同时采用第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12向内燃机1喷射燃料的模式。在并用喷射模式中,ecu21将为了形成目标空燃比的混合气体而在一个周期内喷射的燃料量分为第一燃料喷射阀11的分担部分和第二燃料喷射阀12的分担部分来进行喷射。

ecu21在并用喷射模式中能够根据发动机负荷、发动机旋转速度、发动机温度、启动状态等发动机运转条件来改变各燃料喷射阀11、12对燃料喷射的分担率。而且,在并用喷射模式中,ecu21能够在规定的发动机运转条件下使一方燃料喷射阀的分担率为0%而使上述一方燃料喷射阀的喷射动作中止。

另外,ecu21在并用喷射模式中除了能够同样地设定第一燃料喷射阀11的喷射时机与第二燃料喷射阀12的喷射时机之外,还能够分别设定第一燃料喷射阀11的喷射时机与第二燃料喷射阀12的喷射时机,使第一燃料喷射阀11的喷射时机与第二燃料喷射阀12的喷射时机不同。

ecu21若在步骤s101中检测出减速燃料切断控制的实施条件成立,则进入步骤s102,在使标志fcut上升之后,也就是在将标志fcut设定为1之后,进入步骤s103。

ecu21在步骤s103中使第一燃料喷射阀11的燃料喷射停止且使第二燃料喷射阀12的燃料喷射停止,设为停止向各汽缸喷射燃料的减速燃料切断状态。

当在减速燃料切断状态下踩下加速踏板的情况下,脱离减速燃料切断条件,另外,当在减速燃料切断状态下发动机旋转速度ne降低至第二阈值nesl2的情况下,也脱离减速燃料切断条件。

并且,ecu21若在步骤s101中检测出已脱离减速燃料切断条件,则进入步骤s104。

在脱离减速燃料切断条件而进入了步骤s104的情况下,标志fcut上升,因此ecu21在步骤s104中检测出标志fcut=1,进入步骤s105。

在步骤s105中,ecu21检测脱离减速燃料切断条件是否是由于在减速燃料切断状态下发动机旋转速度ne降低到了第二阈值nesl2。

这里,当在减速燃料切断状态下由驾驶员踩下加速踏板而打开节气门并脱离了减速燃料切断条件的情况下,换言之是在伴随着从减速运转向加速运转过渡而脱离了减速燃料切断条件的情况下,ecu21在从步骤s105进入步骤s108而使标志fcut下降之后,也就是在将标志fcut设为零之后,进入步骤s109,实施使用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12进行燃料喷射的标准燃料喷射控制。

也就是说,ecu21在从减速燃料切断状态起使内燃机1加速而再次开始燃料喷射的情况下,从再次开始之初起使用两个燃料喷射阀11、12进行燃料喷射。这是因为,在伴随着加速而使燃料喷射再次开始的情况下,由于吸入空气量的增大,燃料喷射量ti仅成为使各燃料喷射阀11、12分别以最小脉冲宽度ti2min以上的喷射脉冲宽度喷射的量。

另一方面,在发动机旋转速度ne降低至第二阈值nesl2而脱离了减速燃料切断条件的情况下,ecu21进入步骤s106。

在步骤s106中,ecu21检测在由于旋转降低而脱离了减速燃料切断条件之后,是否达到了向标准燃料喷射控制即双喷射模式下的喷射控制复位的切换时机。并且,如果是在从发动机旋转速度ne降低至第二阈值nesl2的时刻至上述切换时机为止的期间内,则ecu21进入步骤s107。

在步骤s107中,ecu21利用第一燃料喷射阀11进行燃料喷射,使第二燃料喷射阀12的燃料喷射中止。

也就是说,ecu21在进入了步骤s107的情况下,将第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain设定为timain=ti,并将第二燃料喷射阀12的喷射脉冲宽度tisub设定为tisub=0[ms],由此从第一燃料喷射阀11全量喷射每个汽缸的燃料喷射量ti。

这样,在从第一燃料喷射阀11全量喷射每个汽缸的燃料喷射量ti并使第二燃料喷射阀12的燃料喷射中止的状态下,ecu21若在步骤s106中检测出切换时机,则进入步骤s108,在将标志fcut复位为0之后,进入步骤s109,从单喷射模式下的燃料喷射控制切换为双喷射模式即标准燃料喷射控制。

也就是说,若由于发动机旋转速度ne的降低而脱离减速燃料切断条件,则ecu21使仅通过第一燃料喷射阀11喷射燃料的单喷射模式燃料喷射再次开始,在以规定期间实施了单喷射模式下的喷射控制之后,切换为利用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12进行燃料喷射的状态、也就是双喷射模式下的喷射控制。

这里,对在由于发动机旋转速度ne的降低而脱离减速燃料切断条件而再次开始燃料喷射时,利用一方的燃料喷射阀11进行燃料喷射而使另一方的燃料喷射阀12中止喷射的作用、效果进行说明。

在由于发动机旋转速度ne的降低而脱离了减速燃料切断条件时,在一个周期中向汽缸喷射的燃料量变少。

因此,若利用第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12分担喷射这一燃料量,则存在如下可能性:各燃料喷射阀11、12喷射的燃料过度变少,向各燃料喷射阀11、12分配的喷射脉冲宽度小于最小脉冲宽度ti2min,使得燃料喷射量的指示值与实际喷射的燃料量之间的偏离变大。

也就是说,若为第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain是timain=ti2min且第二燃料喷射阀12的喷射脉冲宽度tisub是tisub=ti2min的状态,也就是相当于ti2min×2的长度的喷射脉冲宽度成为能够利用两个燃料喷射阀11、12分担喷射的最小喷射量,喷射脉冲宽度ti小于ti2min×2,则各燃料喷射阀11、12的喷射脉冲宽度timain、tisub小于最小脉冲宽度ti2min,燃料的计量精度降低,使得空燃比产生偏差。

这样,在由于发动机旋转速度ne的降低而脱离了减速燃料切断条件时,在从第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12双方喷射燃料的情况下,再次开始燃料喷射的条件是处于喷射脉冲宽度ti被计算为ti2min×2以上的值的发动机旋转速度,若以喷射脉冲宽度ti小于ti2min×2的较低的发动机旋转速度再次开始燃料喷射,则存在产生空燃比偏差而导致燃烧稳定性和排气性状恶化的可能性。

相比之下,在由于发动机旋转速度ne的降低而脱离了减速燃料切断条件时,如果使第二燃料喷射阀12中止并从第一燃料喷射阀11喷射燃料,则由于第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain与喷射脉冲宽度ti相同,因此只要在喷射脉冲宽度ti超过ti2min的条件下使燃料喷射再次开始,就能够以足够的计量精度喷射燃料而抑制空燃比偏差的产生。

也就是说,在由于发动机旋转速度ne的降低而脱离了减速燃料切断条件时,相比于从第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12双方喷射燃料,使第二燃料喷射阀12中止并从第一燃料喷射阀11喷射燃料能够在喷射脉冲宽度ti变得更短、也就是发动机旋转速度ne变得更低之后使燃料喷射再次开始。

并且,只要再次开始燃料喷射的发动机旋转速度降低,就可使燃料切断期间变长,进一步改善内燃机1的燃料消耗率性能。

图3的时序图示出ecu21实施了减速燃料切断控制以及燃料喷射的再次开始控制时的第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12的燃料喷射的状况。

在图3中,在从打开节气门的时刻t0至时刻t1的期间,ecu21通过标准燃料喷射控制,利用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12喷射燃料。

并且,若在时刻t1,节气门全闭而减速燃料切断的实施条件成立,则ecu21使第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12的燃料喷射停止,进入不向汽缸喷射燃料的减速燃料切断状态。

若在减速燃料切断状态下发动机旋转速度ne降低,并在时刻t3发动机旋转速度ne达到阈值nesl2而脱离减速燃料切断条件,则ecu21使向汽缸的燃料喷射再次开始,使用两个燃料喷射阀11、12中的第一燃料喷射阀11进行燃料喷射,使第二燃料喷射阀12的燃料喷射中止。

这里,ecu21在从减速燃料切断状态起再次开始燃料喷射时,在利用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12进行燃料喷射的情况下,如上所述,再次开始燃料喷射的条件是喷射脉冲宽度ti为最小脉冲宽度ti2min的两倍以上,换言之即发动机旋转速度ne为阈值nesl3(nesl3>nesl2)。

相比于此,ecu21在从减速燃料切断状态起再次开始燃料喷射时,在使第二燃料喷射阀12中止并利用第一燃料喷射阀11喷射燃料的情况下,再次开始燃料喷射的条件是喷射脉冲宽度ti为最小脉冲宽度ti2min以上,相比于以双喷射模式再次开始燃料喷射的情况,能够将燃料喷射的再次开始延迟至更低的发动机旋转速度nesl2。

也就是说,在ecu21从减速燃料切断状态起再次开始燃料喷射时,如果从一个燃料喷射阀11喷射燃料,就能够使再次开始燃料喷射的发动机旋转速度ne更低而延迟燃料喷射的再次开始,由此能够使减速燃料切断期间更长。

并且,如果减速燃料切断期间变长,则在燃料切断期间停止喷射的燃料量的总量变多,燃料切断带来的燃料节约效果变大。

即,相比于利用两个燃料喷射阀11、12喷射燃料的双喷射模式,利用一个燃料喷射阀11喷射燃料的单喷射模式更能够在维持计量精度的同时减小对于一个汽缸可喷射的最小喷射量timin。

另一方面,在减速燃料切断状态下,发动机旋转速度ne越低,喷射再次开始时的燃料喷射量ti越少,因此最小喷射量timin变少,由此如图4所示,能够使再次开始燃料喷射的发动机旋转速度更低。

并且,如果再次开始燃料喷射的发动机旋转速度降低,则减速燃料切断期间更长,因此如图5所示,更能改善燃料消耗率性能。换言之,与双喷射模式相比,单喷射模式下的最小喷射量timin更少,从而如图6所示,相比于在双喷射模式下再次开始燃料喷射的情况,将再次开始时的燃料喷射控制设为单喷射模式的话会更能提高燃料消耗率性能。

另外,图7是表示伴随着减速燃料切断控制的未燃烧成分的浓度变化和燃料消耗率的变化等的时序图,在从减速燃料切断状态起开始燃料喷射时,通过实施利用第一燃料喷射阀11喷射并使第二燃料喷射阀12的喷射中止的单喷射模式,与利用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12喷射燃料的双喷射模式相比,改善了燃料消耗率性能,另一方面,通过仅利用第一燃料喷射阀11喷射,使得对形成混合气体的影响充分变小,未燃烧成分的浓度被抑制为与双喷射模式的情况大致相等。

注意,如果燃料喷射阀11、12的最小脉冲宽度ti2min变得更短,则即使设为一同使用两个燃料喷射阀11、12再次开始燃料喷射的结构,ecu21也能够在变为更低的发动机旋转速度之后再次开始燃料喷射。但是,使最小脉冲宽度ti2min更短会导致燃料喷射阀11、12的成本上升,而且静喷射量减少,由此存在内燃机的高负荷区域中的燃料流量不足的可能性。

相比于此,如果是使用两个燃料喷射阀11、12中的一个来进行燃料喷射的结构,则相同的发动机运转状态下的燃料喷射阀11的喷射量相比于使用两个燃料喷射阀11、12进行喷射的情况有所增加,因此能够在计量精度不恶化的区域内进行燃料喷射。

因此,在ecu21以单喷射模式再次开始燃料喷射的情况下,不使用最小脉冲宽度ti2min更短而成本较高的喷射阀,就能够在变为更低的发动机旋转速度之后使燃料喷射再次开始,另外,能够抑制发动机的高负荷区域中的燃料流量不足。

另外,ecu21在伴随着发动机旋转速度的降低而脱离减速燃料切断的条件而再次开始燃料喷射时,使第二燃料喷射阀12中止并从第一燃料喷射阀11喷射燃料,在这一运转条件以外的条件下,通过并用喷射模式和交替喷射模式等使用两个燃料喷射阀11、12进行喷射,由此能够获得凭借一个燃料喷射阀11的燃料喷射无法起到的作用效果。

即,在并用喷射模式下,各燃料喷射阀11、12的喷射时间变短,气化时间变长,可形成均质的混合气体。另外,在交替喷射模式下,从利用第一燃料喷射阀11或者第二燃料喷射阀喷射燃料到接下来使用相同的燃料喷射阀喷射燃料为止的时间变长,壁面附着燃料的气化时间变长,因此与并用喷射模式相比,进气通路内壁的平衡附着量减少。

注意,壁面附着燃料指的是以液体的状态附着于进气口3、4的内壁面的燃料。

而且,ecu21通过根据内燃机1的发动机温度、发动机负荷、发动机旋转速度等的运转条件切换上述并用喷射模式与交替喷射模式,能够抑制冷机状态等状态下的壁面附着燃料的增大所导致的排气性状的恶化,并且能够在暖机后形成均质的混合气体。

ecu21能够将步骤s106中的切换时机,例如作为从脱离减速燃料切断条件的时刻起经过了规定时间的时机、或者从再次开始燃料喷射起的累计喷射次数达到了规定值的时机而检测出。

这里,切换时机的判定所使用的规定时间以及累计喷射次数的规定值预先通过实验等确定,以便伴随着喷射再次开始后的喷射脉冲宽度ti的增大,能够判定出预计喷射脉冲宽度ti达到ti2min×2以上的期间。

另外,ecu21能够基于喷射脉冲宽度ti与最小脉冲宽度ti2min的比较来检测出切换时机。

也就是说,ecu21即使将每一周期的喷射脉冲宽度ti分配给两个燃料喷射阀11、12,也能够在各燃料喷射阀11、12的喷射脉冲宽度timain、tisub均为最小脉冲宽度ti2min以上的时机下从单喷射模式切换为双喷射模式。

图8的流程图是表示基于最小脉冲宽度ti2min与喷射脉冲宽度ti的比较从单喷射模式切换为双喷射模式的控制的一个例子的流程图。

ecu21在从减速燃料切断状态起基于发动机旋转速度的降低而以单喷射模式再次开始了燃料喷射的状态下,每过一定周期插入处理图8的流程图所示的程序。

ecu21首先在步骤s201中检测分担喷射标志fd是否为零。

如后所述,在图8的流程图所示的切换控制中,ecu21构成为,在从利用第一燃料喷射阀11喷射燃料并使第二燃料喷射阀12的燃料喷射中止的单喷射模式切换为使用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12喷射燃料的双喷射模式之后的规定期间内,使各燃料喷射阀11、12的燃料喷射的分担率逐渐变化。并且,ecu21基于分担喷射标志fd检测是否是在分担率的变更处理中。

注意,分担喷射标志fd的初始值为零。

并且,ecu21在分担喷射标志fd为零的情况下,换言之即利用第一燃料喷射阀11全量喷射每一周期的燃料喷射量ti并使第二燃料喷射阀12的燃料喷射中止的情况下,进入步骤s202。

在步骤s202中,ecu21检测在单喷射模式下向第一燃料喷射阀11输出的喷射脉冲信号的脉冲宽度timain、换言之即每一周期向汽缸喷射的总燃料量是否超过了燃料喷射阀11、12各自的最小脉冲宽度ti2min的a(2≤a)倍。

也就是说,在步骤s202中,即使从单喷射模式切换为双喷射模式,ecu21也辨别燃料喷射阀11、12的喷射脉冲宽度是否均超过最小脉冲宽度ti2min。

注意,使第二燃料喷射阀12的喷射中止的单喷射模式下的第一燃料喷射阀11的脉冲宽度timain是与喷射脉冲宽度ti相同值,在利用第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12双方进行燃料喷射的双喷射模式下,第一燃料喷射阀11的脉冲宽度timain与第二燃料喷射阀12的脉冲宽度tisub的总和为与喷射脉冲宽度ti相同的值。

另外,最小脉冲宽度ti2min,如上所述,是燃料喷射阀11、12的计量精度比允许下限值高的脉冲宽度的最小值。

在为向汽缸喷射该最小脉冲宽度ti2min的两倍的燃料量的运转条件并且各燃料喷射阀11、12喷射同量的燃料的情况下,各燃料喷射阀11、12分别喷射最小脉冲宽度ti2min的燃料,各燃料喷射阀11、12能够以足够的计量精度喷射燃料。

因此,各燃料喷射阀11、12能够以下限以上的计量精度喷射燃料的条件是:达到每一周期向汽缸喷射至少最小脉冲宽度ti2min的两倍的燃料量、并且第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain为ti2min以上且第二燃料喷射阀12的喷射脉冲宽度tisub为ti2min以上的运转条件。

因此,在步骤s202中,ecu21在向第一燃料喷射阀11输出的喷射脉冲信号的脉冲宽度timain、换言之即各汽缸中的每一周期的燃料喷射量ti达到最小脉冲宽度ti2min的两倍以上之后,进入使用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12的双喷射模式下的喷射控制。

由此,在各燃料喷射阀11、12的脉冲宽度timain、tisub的至少一方小于最小脉冲宽度ti2min的状态下,能够抑制从单喷射模式进入双喷射模式,能够抑制切换为双喷射模式之后的空燃比的控制精度的降低于未然。

注意,在双喷射模式中从各燃料喷射阀11、12喷射同量的燃料的情况下,ecu21也能够考虑ti2min的偏差等,以每一周期向汽缸喷射的燃料量变为比最小脉冲宽度ti2min的两倍多的量为条件,切换到双喷射模式。

ecu21在向第一燃料喷射阀11输出的喷射脉冲信号的脉冲宽度timain为最小脉冲宽度ti2min的a倍以下的情况下,保持原样地结束本程序,由此继续单喷射模式,即利用第一燃料喷射阀11全量喷射每一周期的燃料量并使第二燃料喷射阀12的燃料喷射中止。

另一方面,若向第一燃料喷射阀11输出的喷射脉冲信号的脉冲宽度timain变为比最小脉冲宽度ti2min的a倍长的时间,则ecu21进入步骤s203,将分担喷射标志fd设定为1,进入使用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12进行燃料喷射且逐渐变更各喷射阀11、12的燃料喷射的分担率的过渡控制。

也就是说,分担喷射标志fd从零切换为1的时机,在图2的流程图中是ecu21从步骤s106进入步骤s108的切换时机,ecu21在结束逐渐变更分担率的过渡控制结束之后,开始标准燃料喷射控制。

换言之,逐渐变更分担率的喷射控制是在从仅利用第一燃料喷射阀11进行燃料喷射的单喷射模式向使用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12进行燃料喷射的双喷射模式切换时过渡性实施的控制。

ecu21若在步骤s203中将分担喷射标志fd设定为1,则接下来进入步骤s204、s205,确定各燃料喷射阀11、12的喷射脉冲宽度timain、tisub。

在步骤s204中,ecu21将第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain设定为timain=ti×系数b。

另外,在步骤s205中,ecu21将第二燃料喷射阀12的喷射脉冲宽度tisub设定为tisub=ti×(1-b),设为ti=timain+tisub。

系数b的初始值是超过0且小于0.5的值(0<系数b的初始值<0.5),例如能够设为b=0.4(40%)。

通过该系数b,在刚刚进入到使用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12的双喷射模式之后,第二燃料喷射阀12的喷射量变得比第一燃料喷射阀11的喷射量多。

也就是说,在刚刚进入到使用第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12的双喷射模式之后,ecu21并非将喷射脉冲宽度ti的50%分配给第一燃料喷射阀11、将剩余的50%分配给第二燃料喷射阀12,而是使中止的第二燃料喷射阀11的分担率高于50%,使继续喷射的第一燃料喷射阀11的分担率低于50%。

注意,系数b的初始值被预先调整成:在利用系数a确定的第二燃料喷射阀12开始喷射时的喷射脉冲宽度ti时,利用系数b的初始值确定的第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain不会小于最小脉冲宽度ti2min的值。

例如,在使系数b的初始值为40%的情况下,将由系数a确定的第二燃料喷射阀12开始喷射时的喷射脉冲宽度ti调整为,timain=ti×40%达到最小脉冲宽度ti2min以上。

这里,在设为timain=ti×40%=ti2min的情况下,第二燃料喷射阀12开始喷射时的喷射脉冲宽度ti为ti=ti2min×2.5。也就是说,在使系数b的初始值为40%的情况下,如果将系数a设定为2.5以上,则第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain达到最小脉冲宽度ti2min以上,第二燃料喷射阀12的喷射脉冲宽度tisub变得比最小脉冲宽度ti2min长。

接着,ecu21进入步骤s206,使确定各燃料喷射阀11、12的分担率的系数b增大规定值c,由此使第一燃料喷射阀11的分担率从比50%低的值向50%增加,相反,使第二燃料喷射阀12的分担率从比50%高的值向50%减少。

通过该系数b的更新处理,ecu21使第一燃料喷射阀11的燃料喷射量从比ti/2少的状态逐渐向ti/2增大,相反,使第二燃料喷射阀12的燃料喷射量从比ti/2多的状态逐渐向ti/2减少。

在分担喷射标志为1的状态、换言之从单喷射模式进入到双喷射模式之后的状态下,ecu21从步骤s201进入步骤s207。

在步骤s207中,ecu21基于在前次执行本程序时更新的系数b,计算第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain(timain=ti×b)。

在接下来的步骤s208中,ecu21基于在前次执行本程序时更新的系数b,计算第二燃料喷射阀12的喷射脉冲宽度tisub(tisub=ti×(1-b))。

接着,ecu21进入步骤s209,检测系数b是否变得比0.5(50%)大。

这里,在系数b为0.5以下的期间、也就是分担率接近50%的过渡状态时,ecu21进入步骤s210,实施使系数b增大规定值c的更新处理,在分担率达到50%之前,重复步骤s207-步骤s210的处理。

并且,ecu21若在步骤s209中检测出系数b比0.5大,则进入步骤s211,将分担喷射标志fd复位为零,使本程序的分担率控制结束,之后实施步骤s109的标准燃料喷射控制。

图9的时序图例示了实施图8的流程图所示的分担率控制的情况下各燃料喷射阀11、12的分担率的推移。

在图9所示的一个例子中,ecu21当在时刻t1从减速燃料切断状态起再次开始燃料喷射时,首先,使第一燃料喷射阀11的分担率为100%,从第一燃料喷射阀11喷射燃料喷射脉冲宽度ti的燃料。

这里,将喷射再次开始判定所使用的发动机旋转速度nesl2设定为,刚刚再次开始喷射之后的第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain达到最小脉冲宽度ti2min以上的脉冲宽度。这里,可以将比喷射脉冲宽度ti成为最小脉冲宽度ti2min的平均发动机旋转速度高的旋转速度设为发动机旋转速度nesl2,以使刚刚再次开始喷射之后的第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain稳定地达到最小脉冲宽度ti2min以上。

ecu21在时刻t2若检测出脉冲宽度timain变为比最小脉冲宽度ti2min的a倍长的时间,则使第一燃料喷射阀11的分担率为40%,使第二燃料喷射阀12的分担率为60%,利用两个燃料喷射阀11、12进行喷射。

注意,以使时刻t2的燃料喷射脉冲宽度ti的40%相当于最小脉冲宽度ti2min的方式确定系数a,由第一燃料喷射阀11以最小脉冲宽度ti2min喷射燃料。

之后,ecu21使第一燃料喷射阀11的分担率从40%起递增,使第二燃料喷射阀12的分担率从60%起递减,在时刻t2至时刻t3的期间内,使分担率从40%:60%的状态变化至50%:50%的状态。

根据上述切换控制,能够抑制在各燃料喷射阀11、12的计量精度恶化的状态下使两个燃料喷射阀11、12开始燃料喷射而产生空燃比偏差。

另外,在中止喷射的第二燃料喷射阀12开始燃料喷射时,通过使第二燃料喷射阀12的分担率多于50%,能够抑制从各进气口向缸体内吸引的燃料量的差异变多,能够有助于形成均质的混合气体。

在使第二燃料喷射阀12的燃料喷射以延迟方式再次开始时,由第二燃料喷射阀12喷射燃料的第二进气口4中的壁面附着燃料量较少。因此,从壁面附着燃料中气化并被吸引到缸体内的燃料量较少,另外,从第二燃料喷射阀12喷射的燃料中的附着于第二进气口4的壁面的燃料量变多,吸引到缸体内的燃料量相对减少。

因此,若在从单喷射模式切换到双喷射模式时将两燃料喷射阀11、12的分担率设定为50%,则从配置第二燃料喷射阀12的第二进气口4向缸体内供给的燃料的量少于从配置第一燃料喷射阀11的第一进气口3向缸体内供给的燃料的量,形成于缸体内的混合气体的均匀性降低。

因此,ecu21通过使从单喷射模式切换到双喷射模式时的第二燃料喷射阀12的喷射量多于第一燃料喷射阀的喷射量,能够减少从第一进气口3向缸体内供给的燃料的量和从第二进气口4向缸体内供给的燃料的量之差,提高形成于缸体内的混合气体的均匀性。

也就是说,将系数b的初始值、以及规定燃料喷射的分担率的变化速度的规定值c预先确定为,能够在从第一燃料喷射阀11单独进行的燃料喷射切换到两燃料喷射阀11、12进行的燃料喷射时,减少从两进气口3、4吸引到缸体内的燃料量之差。

注意,因为需要使利用系数b的初始值确定的第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度timain为最小脉冲宽度ti2min以上,因此系数b的初始值越是小于50%,越将第二燃料喷射阀12开始燃料喷射时的喷射脉冲宽度ti设定为更长的脉冲宽度而延迟进入双喷射模式,而如上所述,通过使系数b的初始值小于50%,能够提高进入双喷射模式时的混合气体的均匀性。

这里,ecu21能够根据给壁面附着燃料的量、壁面附着燃料的气化特性带来影响的发动机运转条件即发动机温度、减速燃料切断的持续时间等,将系数b的初始值与规定值c中的至少一方设定为可变。

ecu21例如在壁面附着燃料量多的冷机时,越使系数b的初始值更小并使规定值c更小,使减速燃料切断的持续时间变长而进气口4的壁面附着燃料量的减少变多,越能使系数b的初始值更小并使规定值c更小。

不过,可以采用如下结构:当在第一燃料喷射阀11的单独喷射状态下向第一燃料喷射阀11输出的喷射脉冲信号的脉冲宽度timain到达比最小脉冲宽度ti2min的a倍长的时间、开始利用两燃料喷射阀11、12喷射时,从最初起使各燃料喷射阀11、12以50%的分担率进行喷射。

注意,ecu21可以如下:在从减速燃料切断状态起再次开始喷射燃料时,在使第二燃料喷射阀12的燃料喷射中止并利用第一燃料喷射阀11喷射燃料了时,诊断第一燃料喷射阀11有无故障,在检测出第一燃料喷射阀11的故障时,切换到第二燃料喷射阀12进行燃料喷射。

ecu21能够根据例如缸内压力、发动机旋转速度、空燃比等检测第一燃料喷射阀11有无故障。也就是说,在第一燃料喷射阀11发生故障而不喷射燃料的情况下,在该汽缸内不产生燃烧压力,不产生燃烧压力会导致发动机旋转速度的变动形式不符合燃烧状态,另外,空燃比将会保持过贫(オーバーリーン),因此ecu21能够诊断第一燃料喷射阀11有无故障。

以上参照优选实施方式具体说明了本发明的内容,但本领域技术人员显然能够基于本发明的基本技术思想以及启示采取各种变形方式。

例如,第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12能够使用喷射特性相同的相同部件,但也能够使用最小脉冲宽度ti2min互不相同的燃料喷射阀11、12。

并且,在第一燃料喷射阀11的最小脉冲宽度ti2min比第二燃料喷射阀12的最小脉冲宽度ti2min短的情况下,在从减速燃料切断起再次开始喷射时,利用第一燃料喷射阀11喷射并使第二燃料喷射阀12中止。

由此,能够将从减速燃料切断起的燃料喷射的再次开始延迟至更低的转速,能够进一步提高燃料消耗率性能,另外,在高负荷区域中,能够提高第二燃料喷射阀12的分担率而抑制燃料流量不足。

另外,并不限定于将第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12分别配置于不同的进气口的结构,也能够采用在相同的进气口配置第一燃料喷射阀11以及第二燃料喷射阀12的结构。

而且,第一燃料喷射阀11与第二燃料喷射阀12除了能够在距进气门大致相同距离的位置并列地配置之外,也能够在进气的流动方向上在上游侧与下游侧错开配置。

另外,在从减速燃料切断状态起基于油门的踩下而再次开始燃料喷射时,也能够从一个燃料喷射阀喷射燃料、使另一个燃料喷射阀的喷射中止。

另外,标准燃料喷射控制并非被限定于包含交替喷射模式以及并用喷射模式的喷射控制,而是能够采用至少可实施利用两个燃料喷射阀分担喷射每一燃烧周期的燃料喷射量的控制的结构。

另外,在从减速燃料切断起再次开始喷射时,ecu21可以使图1所示的燃料喷射阀11、12中的燃料喷射阀11的喷射中止,并利用燃料喷射阀12进行燃料喷射。

另外,在从减速燃料切断起再次开始喷射时,ecu21可以通过交替喷射模式控制燃料喷射,每过规定的燃烧周期数切换第一燃料喷射阀11的喷射脉冲宽度ti的喷射与第二燃料喷射阀12的喷射脉冲宽度ti的喷射。

附图标记说明

1…内燃机,3、4…进气口,5…汽缸,6a、6b…进气门,11…第一燃料喷射阀,12…第二燃料喷射阀,21…电子控制单元(ecu)

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