[发明专利]用于内燃发动机的燃料喷射控制设备和燃料喷射控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的燃料喷射控制设备和一种用于 内燃发动机的燃料喷射控制方法，其通过改变燃料喷射模式来控制分层 进气燃烧与均质进气燃烧之间的燃烧状态。

背景技术

日本专利申请公报No.2005-220887(JP-A-2005-220887)描述了一种 用于内燃发动机的燃料喷射控制设备，其根据内燃发动机的运转状态通过 选择性地利用用于气缸喷射的喷射器和用于进气口喷射的喷射器来将燃 料供应至燃烧室。当内燃发动机的运转状态从其中一个喷射器喷射燃料的 运转状态改变为另一喷射器喷射燃料的运转状态时，燃料喷射控制设备在 预定的过渡时段逐渐降低要从一个喷射器喷射的燃料量的比例并逐渐增 加要从另一喷射器喷射的燃料量的比例以抑制扭矩波动。此外，日本专利 申请公报No.2000-8916(JP-A-2000-8916)描述了一种涉及该发明的技术。

包括两种喷射器——亦即用于气缸喷射的喷射器和用于进气口喷射的 喷射器——的燃料喷射控制设备的示例已投入实际使用。燃料喷射控制设 备在一个燃烧冲程中结合使用来自用于进气口喷射的喷射器的燃料喷射 和来自用于气缸喷射的喷射器的燃料喷射以实现最佳燃烧状态。在燃烧喷 射控制设备中，燃烧状态根据喷射分配比——亦即要从上述喷射器喷射的 燃料量之间的比值——变化。从内燃发动机排放的污染物的量根据燃烧状 态的变化而变化。相应地，例如通过适应性测试提前确定适于以下运转状 态的喷射分配比：其中在该运转状态中，结合使用了来自用于进气口喷射 的喷射器的燃料喷射和来自用于气缸喷射的喷射器的燃料喷射(例如，发 动机起动后的第一怠速状态)，并且将确定的值设定为目标喷射分配比。 控制喷射器的燃料喷射操作以实现目标喷射分配比。

当发动机起动时的发动机状态与确定目标喷射分配比所基于的发动机 状态不同并且根据该目标喷射分配比执行燃料喷射控制时，不一定能实现 最佳燃烧状态。例如，由于稀薄极限的影响，该稀薄极限是对燃烧控制产 生制约的因素之一，可能不适于将喷射分配比控制为目标喷射分配比。上 述稀薄极限是空燃比的极限值，高于该极限值，燃烧不会被执行。亦即， 如果空燃比处于稀薄极限的稀薄侧(空燃比高于稀薄极限，亦即，空气量 相对于燃料量过大)，则燃烧不会被执行。稀薄极限随着发动机温度降低 向浓侧移动(亦即，稀薄极限降低)。因此，当发动机起动时发动机温度 低于设定目标喷射分配比所基于的发动机温度并且喷射分配比控制为目 标喷射分配比时，空燃比超过稀薄极限，并且燃烧可能不会被执行。在这 种情况下，通过改变喷射分配比使得要从气缸喷射喷射的燃料量得以增 加，控制喷射分配比可有效促进空气燃料混合物的分层并确保空燃比等于 或低于稀薄极限的空气燃料混合物出现在火花塞周围。

然而，喷射分配比只是暂时需要从目标喷射分配比改变。因而，优选 的是当发动机状态变成设定目标喷射分配比所基于的预定发动机状态时 将喷射分配比返回至目标喷射分配比。在这种情况下，当喷射分配比如公 报No.2005-220887所述只在预定的过渡时期改变时，喷射分配比不一定 在所述预定过渡时期按照发动机状态的变化而改变。所以，例如可能发生 失火，或者排气中包含的污染物的量可能根据发动机的运转状态而增加。

发明内容

本发明提供一种用于内燃发动机的燃料喷射控制设备和一种用于内燃 发动机的燃料喷射控制方法，其在所述内燃发动机起动后适当地改变喷射 分配比同时适当地维持所述内燃发动机的运转状态。

本发明的第一方面涉及一种用于内燃发动机的燃料喷射控制设备。该 燃料喷射控制设备包括：燃料喷射部，其执行用于进行分层进气燃烧的第 一燃料喷射和用于进行均质进气燃烧的第二燃料喷射中的每一种燃料喷 射；以及喷射分配比控制部，其控制喷射分配比，所述喷射分配比是在一 个燃烧冲程中要在所述第一燃料喷射中喷射的燃料量与在所述一个燃烧 冲程中要在所述第二燃料喷射中喷射的燃料量之间的比值。当所述内燃发 动机处于预定的发动机状态时，所述喷射分配比控制部将所述喷射分配比 控制为基于所述预定的发动机状态设定的目标喷射分配比。所述喷射分配 比控制部包括：初始喷射分配比设定部，其基于所述内燃发动机起动时的 发动机状态设定初始喷射分配比；以及变化控制部，当所述喷射分配比从 所述初始喷射分配比改变为所述目标喷射分配比时，所述变化控制部通过 参照所述内燃发动机起动后的发动机状态控制所述喷射分配比的变化。