專利名稱：內燃機噴射控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于內燃機的噴射控制器，特別涉及一種用于設置有直接燃料噴射閥(direction fuel injection valve)和進氣通道燃料噴射閥(intake passage fuel injection valve)的內燃機的噴射控制器，直接燃料噴射閥將燃料直接噴入氣缸，進氣通道燃料噴射閥將燃料噴入進氣通道。
背景技術：
通常，除了進氣道噴射閥(port injection valve)將燃料噴入進氣通道的進氣口之外，某些內燃機還設置有直接噴射閥(缸內噴射閥)將燃料直接噴入氣缸(例如，參考日本公開的專利公報No.2002-364409)。在這種內燃機內，燃料噴射隨著發(fā)動機工況而靈活的轉化，比如，燃料噴射僅僅由進氣通道噴射閥完成，燃料噴射僅僅由直接噴射閥完成，和燃料噴射由這兩種噴射閥完成。
直接噴射閥包括一個噴射燃料用的噴嘴孔。既然直接噴射閥是暴露在燃燒室的高溫燃氣之中，那么，沉積物很容易附著在直接噴射閥的噴嘴孔上。當直接噴射閥噴射燃料時，噴嘴孔由汽化的燃料冷卻。然而，當直接噴射閥沒有噴射燃料時，噴嘴孔沒有由汽化的燃料所冷卻，噴嘴孔的溫度增加，導致沉積物堆積在噴嘴孔上。這些沉積物阻礙燃料從直接噴射閥的噴嘴孔噴射出來。結果，油霧的形狀可能改變(微粒直徑增加)，或者燃料噴射量可能降低，導致比需要的量少。在這種情況下，關心可能發(fā)生熄火和不充分燃燒。
日本公開的專利公報No.2002-364409描述的裝置中，一些在進氣道噴射閥噴射的燃料被分配到直接噴射閥，即使在使用進氣道噴射閥的運轉期間內。在這種情況下，噴嘴孔由汽化的燃料冷卻，防止了沉積。
在上面所描述的將一些在進氣道噴射閥噴射的燃料分配到直接噴射閥的方法中，當需要的燃料噴射量相對較少，被分配到直接噴射閥的那部分燃料噴射量也會相對較少。因此，不會獲得足夠的冷卻效果，不能有效的阻止沉積。
當需要小燃料噴射量以及被分配到直接噴射閥的燃料下降到低于合適的最小數(shù)量(確保噴射量相對噴射閥的閥門打開時間呈線性關系的最小值)時，直接噴射閥不能正常噴射燃料。在這種情況下，關心可能發(fā)生熄火和不充分燃燒。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供了一個用于內燃機的噴射控制器，這個控制器能理想的抑制直接噴射閥的噴嘴孔上沉積物的堆積。
本發(fā)明的一個方面是一種控制內燃機燃料噴射的控制器，該內燃機包括氣缸和連接到氣缸的進氣通道。這個控制器包括直接噴射閥，用于把燃料噴入氣缸，進氣通道噴射閥把燃料噴入進氣通道，連接到直接噴射閥和進氣通道噴射閥的轉換裝置，執(zhí)行一種利用直接噴射閥的第一燃料噴射方式和一種利用進氣通道噴射閥的第二燃料噴射方式。當燃料即將以第二燃料噴射方式噴射時，在一個預定時期內，該轉換裝置將噴射方式從第二燃料噴射方式轉換到第一燃料噴射方式。
本發(fā)明的另一方面是一種控制內燃機中燃料噴射的方法，該內燃機包括一個氣缸和一個連接到氣缸的進氣通道。該方法包括執(zhí)行第一燃料噴射方式，利用直接噴射閥把燃料噴入氣缸；執(zhí)行第二燃料噴射方式，利用進氣通道噴射閥把燃料噴入進氣通道；和當燃料即將以第二燃料噴射方式噴射時，在一個預定時期內，將燃料噴射方式從第二燃料噴射方式轉換到第一燃料噴射方式。
結合附圖，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)勢將會在接下來的說明中變得清楚，附圖舉例說明本發(fā)明的原理。


通過參照本發(fā)明優(yōu)選實施例的如下說明并結合附圖，可以最好的理解本發(fā)明以及其目的和優(yōu)勢，附圖中圖1是根據本發(fā)明的第一實施例的用于內燃機的噴射控制器的示意圖；圖2是第一實施例的第一處理方式中控制程序的流程圖；圖3是第二實施例的第二處理方式中控制程序的流程圖；圖4是發(fā)動機運轉時間和直接噴射閥的燃料噴射量下降率之間的關系曲線圖；和圖5是第三實施例的第三處理方式中控制程序的流程圖。
具體實施例方式
(第一實施例)參考圖1和2，現(xiàn)在說明根據本發(fā)明第一實施例的用于內燃機10的噴射控制器50。
圖1是第一實施例的噴射控制器50的示意圖。
噴射控制器50設置有一個燃料供應系統(tǒng)20，用于為內燃機10提供燃料；一個控制系統(tǒng)30，用于控制燃料供應系統(tǒng)20的燃料噴射；和一個擁有各種類型傳感器的檢測系統(tǒng)40，用于為控制系統(tǒng)30提供檢測信號(一些控制數(shù)據)。
在第一實施例中，內燃機10有四個氣缸，從#1到#4。每個氣缸都包括一個燃燒室11，燃燒室都與進氣通道12相連。特別地，進氣通道12有四個進氣口12a，每個進氣口與一個相應的燃燒室11連接，進氣通道12還有與進氣口12a相連接的穩(wěn)壓罐12b。
燃料供應系統(tǒng)20設置有四個直接噴射閥21和四個進氣通道噴射閥22。其中，四個直接噴射閥對應于#1到#4氣缸分布，直接把燃料噴入#1到#4氣缸的燃燒室11內，四個進氣道噴射閥對應于#1到#4氣缸分布，把燃料噴入進氣通道12內。第一實施例中的進氣通道噴射閥22是進氣道噴射閥，把燃料噴入到相應的進氣口12a。另一種選擇是，進氣通道噴射閥22可以把燃料噴入穩(wěn)壓罐12b(通常指稱作冷起動噴射器)。在下文中，進氣通道噴射閥22被稱作“進氣道噴射閥22”。
儲存在燃料箱23里面的燃料被分配給直接噴射閥21和進氣道噴射閥22。也就是，燃料箱23中的燃料通過進給泵24供應給進氣道噴射閥22。在被供給泵25增壓到高壓之后，由進給泵24抽送的燃料的一部分也會通過輸送管道26供應給直接噴射閥21。
每個直接噴射閥21和進氣道噴射閥22都設置有電磁螺線管(圖中沒有顯示)，電磁線圈連接到控制系統(tǒng)30?？刂葡到y(tǒng)30給每個螺線管提供驅動信號，用于設定相關噴射閥21和22的燃料噴射量和燃料噴射時間。
內燃機10為#1到#4每個氣缸設置有火花塞13?；鸹ㄈ?3連接到一個點火裝置14，該點火裝置設有內置點火線圈(圖中沒有顯示)，點火線圈連接到控制系統(tǒng)30。控制系統(tǒng)30給點火裝置14提供點火信號來設定點火線圈的點火正時。
節(jié)氣門15設置在位于穩(wěn)壓罐12b上游的進氣通道12中，用于調節(jié)通過進氣通道12進入每個燃燒室11的進氣量。節(jié)氣門電機16安裝在節(jié)氣門15上，由控制系統(tǒng)30控制。節(jié)氣門電機16調節(jié)節(jié)氣門15的開度。
控制系統(tǒng)30設置有一個電子控制單元(下文簡稱“ECU”)31，用于執(zhí)行內燃機10內各種類型的運轉控制，ECU31控制直接噴射閥21和進氣道噴射閥22的電磁螺線管、點火裝置14和節(jié)氣門電機16。
ECU31包括一個計算部分32、一個存儲部分33、一個輸出部分34和一個輸入部分35。計算部分用于執(zhí)行算法程序；存儲部分用于存儲在執(zhí)行程序過程中用到的各類控制程序和數(shù)據；輸出部分用于輸出控制信號給噴射閥21和22(電磁螺線管)；輸入部分用于輸入從各類傳感器傳來的檢測信號。
起動器17連接到輸出部分34，在內燃機10開始運轉時驅動內燃機的曲軸(圖中沒有顯示)，直到內燃機10能夠自發(fā)的運轉。當連接到ECU31的點火開關19被置于開始位置時，起動器17開始運轉(轉動曲柄)。
檢測系統(tǒng)40設置有一個加速度傳感器41、一個冷卻液溫度傳感器42、節(jié)氣門傳感器43、一個速度傳感器44和一個氣缸識別傳感器45。
加速度傳感器41設置在油門踏板18附近，檢測油門踏板所受到的下壓量(油門開度)。冷卻液溫度傳感器42位于內燃機10的水套(圖中沒有顯示)之中，檢測發(fā)動機冷卻液的溫度(發(fā)動機冷卻液溫度)。節(jié)氣門傳感器43檢測節(jié)氣門15的開度(節(jié)氣門開度)。傳感器41～43檢測到的信號在輸入部分35中經過適當?shù)腁/D(模擬/數(shù)字)轉換之后，傳遞給計算部分32。
速度傳感器44位于曲軸(圖中沒有顯示)附近，產生與曲軸旋轉圈數(shù)一致的檢測信號，并把這些檢測信號傳遞給輸入部分35。氣缸識別傳感45位于凸輪軸(圖中沒有顯示)附近，產生與凸輪軸旋轉一致的檢測信號，并把這些檢測信號傳遞給輸入部分35。輸入部分35調整傳感器44和45的檢測信號的波形，產生與曲軸或凸輪軸旋轉同步的脈沖信號。這些脈沖信號被傳遞給計算部分32，計算部分32依據這些脈沖信號計算曲軸的旋轉速度(發(fā)動機轉速)和旋轉相位角(曲柄轉角)。
ECU31依據加速度傳感器41和速度傳感器44傳出的檢測信號來檢測內燃機10的工況。ECU31通過驅動直接噴射閥21和進氣道噴射閥22兩者中的至少一個，根據發(fā)動機的工況轉換噴射閥21和22的燃料噴射方式。特別的，ECU31執(zhí)行一種利用直接噴射閥21的第一燃油噴射方式和一種利用進氣道噴射閥22的第二燃油噴射方式。此外，ECU31能夠同時使用直接噴射閥21和進氣道噴射閥22噴射燃料。
在噴射控制器50中，當處于低的冷卻液溫度范圍內(間歇時間)，此時難以汽化形成油霧，或者處于低速范圍內(尤其是空轉范圍)，此時活塞的速度低，燃料僅僅由進氣道噴射閥22噴射。這是因為，在發(fā)動機處于低冷卻液溫度或低速范圍時直接噴射閥21噴射燃料，油霧的形成會受到不利的影響，因此，與進氣道噴射閥22噴射燃料相比，燃燒遲緩，燃燒狀況惡化。
既然直接噴射閥21暴露在燃燒室11的高溫燃氣之中，那么，沉積物很容易附著在每個噴射閥21的噴嘴孔21a上。尤其當僅僅使用進氣道噴射閥22噴射燃料時，沉積物在噴嘴孔上的堆積更容易發(fā)生。這些沉積物阻礙噴嘴孔噴射燃料，降低了直接噴射閥21的燃料噴射量。當直接燃料噴射閥21的燃料噴射量低于某個適當?shù)闹?需要值)時，熄火和不充分燃燒就有可能發(fā)生。
ECU31強制轉換燃油噴射方式，使得在進氣道噴射閥22噴射燃料時期內，依據預定條件，在預定時期內只有直接噴射閥21噴射燃料。因而，沉積物在噴嘴孔21a上的堆積被抑制，已經堆積的沉積物被清除。在第一實施例中，強制轉換燃油噴射方式特指轉換噴射閥，通常是直接噴射閥21。
參考圖2，用于為阻止沉積而轉換燃油噴射方式的轉換控制的細節(jié)說明如下。
在第一實施例中，對應第一處理方式，ECU31執(zhí)行一個控制程序來轉換燃油噴射方式。這個控制程序存儲在ECU31的存儲部分33。
圖2是一個描述第一處理方式的控制程序的流程圖。第一處理方式是設計用來防止沉積。在這個方式中，在點火開關置于ON的位置之后，也就是說，在發(fā)動機起動之后，在一個預定的時期內，通過強制將噴射閥從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21來完成防止沉積?？刂瞥绦蚴怯蒃CU31，比如，在達到一個預定的曲柄角時作為一個角度中斷處理來執(zhí)行的。盡管在圖中沒有顯示，當點火開關19置于ON時，ECU31將方式控制標志exinjdp清零(exinjdp→“0”)，這在第一處理方式的控制中作為一個初始化處理。
當過程執(zhí)行到這個作為中斷處理的程序時，ECU31首先要確定方式控制標志exinjdp是否被置為“0”(步驟S110)。當此時方式控制標志exinjdp確定被置為“1”，ECU31終止程序。
當標志exinjdp確定被置為“0”(步驟S110是)時，ECU31檢測此時直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST(實際燃料噴射量)，同時，確定燃料噴射量QINJST是否達到了目標值(目標噴射量)，也就是說，確定噴射量QINJST是不是很低(步驟S120)。
在這個確定程序中，ECU31通過檢測，比如，燃燒室11中空氣-燃料混合物的空氣-燃料混合比(A/F)經驗值的改變(特別是反饋控制中燃料噴射量的修正值)來檢測燃料噴射量QINJST，。
當燃料噴射量QINJST被確定等于目標值(步驟S120是)，也就是說，當燃料噴射量QINJST被確定為不低時，ECU31在將方式控制標志exinjdp賦值(exinjdp→“1”)之后終止程序(步驟S130)。
當燃料噴射量QINJST被確定沒有達到目標值(步驟S120否)，也就是說，當確定沉積物已經降低了燃料噴射量QINJST時，ECU31強制將噴射閥從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21。然后，在一個預定時期內，燃料通過直接噴射閥21噴射(步驟S140)。
特別地，ECU31轉換燃油噴射方式，使得對應于#1到#4氣缸的直接噴射閥21噴射燃料預定的周期(比如，一個周期)。采用這種方法，那些堆積在噴嘴孔21a的沉積物，也就是那些導致沉積(非固體沉積)的附著材料比如碳及其類似物，可能被噴射的力量沖走。結果，直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST恢復到目標值。ECU31在直接噴射閥21噴射燃料之后暫時終止程序。
其后，當過程再次執(zhí)行到這個作為中斷處理的程序(第一處理方式)時，ECU31在步驟S110中確定方式控制標志exinjdp是否被置為“0”。當在步驟S110中確定標志被置為“0”時，ECU31在步驟S120中確定燃料噴射量QINJST是否符合目標值。當ECU31確定燃料噴射量QINJST沒有符合目標值時，噴射閥被強制從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21，后者用上面描述的同樣方式在預定時期進行燃料噴射。
在第一處理方式中，當沉積物堆積在每個直接噴射閥21的噴嘴孔21a上時，ECU31強制將噴射閥轉換為直接噴射閥21。因而，已經堆積在噴嘴孔21a上的沉積物被噴射的力量沖走和清除。此外，當直接噴射閥21進行燃料噴射時，燃料汽化的熱量從噴嘴孔21a被排出，噴嘴孔21a被冷卻。結果，防止了在噴嘴孔21a的沉積物的新堆積。
當點火開關19置于ON之后，發(fā)動機馬上發(fā)動時，直接噴射閥21的噴嘴孔21a的溫度和從直接噴射閥21噴出的燃料的溫度比發(fā)動機正常運轉時要低。實驗已經證明，當噴嘴孔21a的溫度和燃料溫度低時(當發(fā)動機處于低溫時)，沖走沉積物的作用增加。因而，優(yōu)選的，在發(fā)動機起動時，噴嘴孔21a的溫度和燃料溫度較低時，進行防止沉積。
第一實施例的噴射控制器50有以下幾個優(yōu)點。
(1)ECU31檢測直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST(實際燃料噴射量)。當燃料噴射量QINJST低于目標值(目標噴射量)時，ECU31強制從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21。從而，直接噴射閥21在預定的周期(當前例子中是一個周期)將燃料噴入#1到#4氣缸。因此，堆積在噴嘴孔21a上的沉積物被噴射的力量沖走，燃料噴射量QINJST恢復到目標值。
(2)當與之關聯(lián)的直接噴射閥21噴射燃料時，噴嘴孔21a被冷卻。這抑制了新沉積物的堆積。
(3)當直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST較低時，在預定數(shù)目的周期內，ECU31強制轉換到直接噴射閥21，直到燃料噴射量QINJST恢復到目標值。通過每個直接噴射閥21的燃油噴射容易導致空氣-燃料混合物的不充分均勻。然而，既然在第一實施例中，轉換控制受時間限制，直到燃料噴射量恢復到目標值，那么由直接噴射閥21噴射的燃料所導致的不利燃燒是非常微小的。
(4)既然ECU31在發(fā)動機起動時轉換到直接噴射閥21，那么，由燃料噴射沖走沉積物是非常有效的，也就是說，取得了合適的防止沉積的效果。
第一實施例可以有如下所述的多種變化。
在第一實施例中，ECU31通過檢測空氣-燃料混合比經驗值的改變來檢測直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST。當燃料噴射量較低時，ECU31執(zhí)行轉換控制，轉換到直接噴射閥21，直到燃料噴射量QINJST恢復到了目標值。另一種選擇是，轉換控制也可以在下面說明的條件下進行。如前所述，當噴嘴孔21a的溫度和燃料的溫度較低時，沖走沉積物的效果很好。因此，依據從檢測噴嘴孔21a的溫度和燃料溫度的傳感器傳出的檢測信號，當這些溫度低于預定溫度時，ECU31也可以進行轉換控制。在這種情況下，在沖走沉積物效果好的同時也防止了沉積。這種情況下，可能用到直接檢測噴嘴孔溫度和燃料溫度的傳感器。另一種選擇是，噴嘴孔溫度和燃料溫度也可以根據用冷卻液溫度傳感器42檢測到的冷卻液溫度來估計。
(第二實施例)現(xiàn)在參考圖3和圖4來說明依據本發(fā)明的第二實施例的內燃機10的燃料噴射控制器50，說明集中在與第一實施例不同的部分。
在第二實施例中，除了對應于第一實施例的第一處理方式的控制程序以外，ECU31執(zhí)行一個對應于第二處理方式的控制程序來轉換燃油噴射方式。這些控制程序存儲在ECU31的存儲部分33。
圖3是一個描述第二處理方式的控制程序的流程圖。第二處理方式是設計為，依據第一處理方式中的方式控制標志exinjdp，通過強制將噴射閥從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21，直到在點火開關19置于OFF之后發(fā)動機停止運轉，用來防止沉積。這個控制程序是由ECU31，比如，當點火開關置于OFF時作為在一個預定曲柄角的角度中斷處理來執(zhí)行的。
當點火開關19置于OFF時，程序執(zhí)行到如圖3所示的作為中斷處理的程序時。ECU31首先要確定方式控制標志exinjdp是否被置為“1”(步驟S210)。當方式控制標志exinjdp確定被置為“1”(步驟S210是)時，ECU31終止程序。也就是說，當方式控制標志exinjdp被置為“1”時，ECU31已經通過第一處理方式完成了沉積物清除程序。換句話說，這個確定就是，燃料噴射量QINJST(實際燃料噴射量)已經達到目標值(目標燃料噴射量)。然后，既然通過第二處理方式防止沉積是不必要的，那么，ECU31終止該過程。
當方式控制標志exinjdp確定被置為“0”(步驟S210是)時，ECU31強制將噴射閥從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21，同時，直接噴射閥21在預定時期內進行燃料噴射(步驟S220)。也就是說，當方式控制標志exinjdp被置為“0”，ECU31確定有沉積物已經堆積的可能性，從而，利用直接噴射閥21執(zhí)行燃料噴射。
特別地，ECU31轉換燃油噴射方式，使得對應于#1到#4氣缸的直接噴射閥21噴射燃料一個周期。采用這種方法，那些堆積在噴嘴孔21a的沉積物，也就是那些導致沉積(非固體沉積)的附著材料比如碳及其類似物，可以被噴射的力量沖走。結果，直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST恢復到了目標值。在直接噴射閥21采用這種方式進行燃料噴射之后，ECU31將方式控制標志exinjdp置為“1”，同時終止程序(步驟S230)。
在第二處理方式中，當點火開關19置于OFF之后，發(fā)動機停止運轉時，ECU31強制將噴射閥轉換到直接噴射閥21。因此，已經堆積在直接噴射閥21的各個噴嘴孔21a上的沉積物被除去。此外，當直接噴射閥21進行燃料噴射時，燃料汽化的熱量從噴嘴孔21a被排出，噴嘴孔21a被冷卻。結果，防止了在噴嘴孔21a的新的沉積物的堆積。
當發(fā)動機停止運轉時，使用直接噴射閥21時的不利燃燒的影響可以忽略不計。因此，在發(fā)動機停止運轉時，優(yōu)選地進行這種防止沉積物堆積。
圖4是在第一處理方式和第二處理方式中執(zhí)行控制來轉換燃油噴射方式時，發(fā)動機運轉時間和直接噴射閥21的燃料噴射量下降率之間的關系曲線圖。
如圖4所示，隨著發(fā)動機運轉時間的變長，直接噴射閥21的燃料噴射量下降率逐漸上升。當點火開關在t1時刻置于OFF之后，ECU31執(zhí)行第二處理方式。ECU31通過將噴射閥強制轉換到直接噴射閥21來恢復噴射量下降率，直到發(fā)動機停止運轉。
在發(fā)動機在t2時刻起動之后(點火開關19置于ON)，第一處理方式被執(zhí)行，噴射閥被強制轉換到直接噴射閥21。結果，在直接噴射閥21的噴嘴孔21a上已經堆積的沉積物被除去，從而恢復噴射量下降率。
除了第一實施例的優(yōu)勢之外，第二實施例的噴射控制器50有如下所述的優(yōu)勢。
(1)在點火開關19置于OFF之后，ECU31強制將噴射閥從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21。對應于#1到#4氣缸的直接噴射閥21噴射燃料一個周期，然后，發(fā)動機停止運轉。已經堆積在直接噴射閥21的噴嘴孔21a的沉積物被噴射的力量沖走，直接噴射閥21的噴射量QINJST恢復到了目標值。
(2)在相應的直接噴射閥21采用與第一實施例相同的方式進行燃料噴射時，各個噴嘴孔21a被冷卻。因此，在發(fā)動機停止運轉時，新的沉積被抑制。
(3)當發(fā)動機停止運轉時，使用直接噴射閥21時的不利燃燒的影響可以忽略不計。既然，當發(fā)動機停止運轉時，ECU31轉換到直接噴射閥21，那么防止沉積是以最理想的方式完成的。
第二實施例可以做如下所述的修改。
在第二實施例中，第二處理方式的程序被鏈接到第一處理方式的方式控制標志exinjdp。另一種選擇是，在點火開關19置于OFF時，ECU31也可以執(zhí)行第二處理方式的轉換控制而不考慮標志exinjdp的值。當發(fā)動機停止運轉時，防止沉積物堆積被執(zhí)行，不利燃燒可以忽略不計。
(第三實施例)現(xiàn)在參考圖5來說明依據本發(fā)明的第三實施例的內燃機10的燃料噴射控制器50，說明集中與第一實施例和第二實施例不同的部分。
在第三實施例中，ECU31執(zhí)行一個對應于第三處理方式的控制程序來轉換燃油噴射方式。這些控制程序存儲在ECU31的存儲部分33。
圖5是一個描述第三處理方式的控制程序的流程圖。在第三處理方式中，當發(fā)動機處于進氣道噴射閥22持續(xù)噴射燃料的運轉狀態(tài)時，ECU31估測各個直接噴射閥21的噴嘴孔21a的沉積量。根據這個估計，在預定時間間隔內，ECU31通過強制將噴射閥從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21來防止沉積。通過將ECU31作為一個角度中斷處理，比如，在預定的曲柄角，這個控制程序被執(zhí)行。
在第三實施例中，ECU31依據內燃機10的工況參數(shù)(發(fā)動機運轉狀態(tài))來估測沉積物堆積量，而工況參數(shù)是與沉積物堆積量相關的。
特別的，ECU31獲取內燃機10的工況參數(shù)，依據這些計算出來的工況參數(shù)估測在噴嘴孔21a上每單位時間內收集的附著沉積物數(shù)量。然后，ECU31將估測的附著沉積物數(shù)量輸入計數(shù)器(圖中沒有顯示)，并記錄總和作為沉積物堆積量。
用來估測沉積物堆積量的工況參數(shù)是一個與噴嘴孔21a的溫度和發(fā)動機燃燒工況相關的量?？捎米鞴r參數(shù)的參數(shù)實例包括速度傳感器44檢測到的發(fā)動機轉速、加速度傳感器41或者速度傳感器44檢測到的發(fā)動機載荷、冷卻液溫度傳感器42檢測到的冷卻液溫度以及類似的參數(shù)。在估測沉積物堆積量時，可以采用分開使用這些參數(shù)的方法，聯(lián)合使用這些參數(shù)的方法，或者根據與沉積物堆積的相關程度確定各個參數(shù)權重的方法。
在第三處理方式的控制程序中，ECU31依據沉積物堆積量的估測值來完成轉換到直接噴射閥21的轉換控制。
特別的，當程序進行到這個作為中斷處理的程序時，ECU31要確定用上述方法估測的沉積物堆積量，也就是計數(shù)器的計數(shù)值ecinjdp，是否超過了預定的閾值p1(步驟S310)。
當確定了計數(shù)值ecinjdp超過了閾值p1，也就是，滿足了條件ecinjdp)p1(步驟S310是)時，ECU31強制將噴射閥從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21，以便采用直接噴射閥21進行燃油噴射(步驟S320)。
在第三實施例中，ECU31轉換燃油噴射方式，使得對應于#1到#4氣缸的直接噴射閥21在預定的周期(例如，一個周期)內噴射燃料。通過啟動上述采用直接噴射閥21的燃油噴射，堆積在每個噴嘴孔21a的沉積物和附著材料，例如那些導致沉積(非固體沉積)的碳及其類似物，被噴射的力量沖走。采用這種方法，直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST恢復到了目標值。
在直接噴射閥21進行燃料噴射之后，ECU31檢測直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST，以確定燃料噴射量QINJST是否已經恢復到了目標值(步驟S330)。
在與第一處理方式采用相同的方式，ECU31通過檢測，比如，在燃燒室11中形成的空氣-燃料混合物的空氣-燃料混合比的經驗值的改變來檢測燃料噴射量QINJST。
當確定燃料噴射量QINJST已經恢復到目標值(步驟S330是)時，ECU31將計數(shù)器的計數(shù)值ecinjdp清零(ecinjdp＝“0”)，并終止程序(步驟S340)。然而，當確定燃料噴射量QINJST還沒有恢復到目標值(步驟S330否)時，ECU31返回到步驟S320，使對應于#1到#4氣缸的直接噴射閥21再噴射燃料一個周期。其后，ECU31在步驟S330中再次檢測燃料噴射量QINJST，以便確定燃料噴射量QINJST是否已經恢復到了目標值。燃料噴射量QINJST通過步驟S320到S330的控制循環(huán)恢復到目標值。
當確定計數(shù)值ecinjdp還沒有超過閾值p1(步驟S310否)，ECU31再次依據內燃機10的工況參數(shù)獲取計數(shù)器計數(shù)值ecinjdp。特別的，依據工況參數(shù)估測堆積在噴嘴孔21a上的沉積物的附著量，以此確定一個附加值eicinjdp(步驟S350)。然后，ECU31通過附加值eicinjdp和當前計數(shù)值ecinjdp相加，計算出一個新的計數(shù)值ecinjdp(步驟S360)。其后，ECU31暫時終止程序。
當程序再次運行到這個作為中斷處理的程序(第三處理方式)時，ECU31確定在步驟S360中計算的計數(shù)值ecinjdp是否超過了步驟S310中的閾值p1。當ECU31確定計數(shù)值ecinjdp超過了閾值p1，噴射閥被強制轉換到直接噴射閥21，以便如上所述的采用直接噴射閥21進行燃料噴射。
在第三處理方式中，當進氣道噴射閥22持續(xù)噴射燃料，并且沉積物堆積量的估測值(計數(shù)值ecinjdp)超過了閾值p1時，噴射閥被強制從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21。因此，堆積在各個直接噴射閥21的噴嘴孔21a上的沉積物被噴射的力量沖走。此外，當直接噴射閥21噴射燃料時，燃料汽化的熱量從噴嘴孔21a被沖走，噴嘴孔21a被冷卻。結果，在噴嘴孔21a的新的沉積物的堆積被阻止。
除了第一和第二實施例的優(yōu)勢之外，第三實施例的噴射控制器50有如下所述的優(yōu)勢。
(1)當進氣道噴射閥22持續(xù)噴射燃料時，ECU31估測直接噴射閥21的噴嘴孔21a上的沉積物堆積量，并記錄下這些估測值作為計數(shù)值ecinjdp。當計數(shù)值ecinjdp超過了閾值p1時，ECU31強制將噴射閥從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21，使得對應于#1到#4氣缸的直接噴射閥21在預定的周期(在當前例子中，一個周期)進行燃料噴射。因此，堆積在直接噴射閥21的各個噴嘴孔21a上的沉積物被噴射的力量沖走，下降的燃料噴射量QINJST恢復到了目標值。
(2)通過對應的直接噴射閥21進行燃料噴射，各個噴嘴孔21a被冷卻。因此，當發(fā)動機停止運轉時，阻止了新的沉積物的堆積。
(3)ECU31依據內燃機10的工況參數(shù)估測沉積物堆積量。然后，ECU31依據估測值(計數(shù)值ecinjdp)轉換到直接噴射閥21。因此，ECU31根據當前發(fā)動機工況進行最理想的防止沉積。
(4)當進氣道噴射閥22在發(fā)動機運轉期間噴射燃料時，ECU31在預定的周期內強制轉換到直接噴射閥21，直到直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST恢復到了目標值。因此，由直接噴射閥21噴射燃料導致的不利燃燒的影響顯著下降。
本發(fā)明可以實施于許多其他具體的形式中而不脫離本發(fā)明的精髓或范圍，這對于本領域技術人員來說是顯而易見的。特別的，要了解本發(fā)明可以實施于以下形式中。
(a-1)在第一實施例中，當直接噴射閥21的燃料噴射量QINJST(實際燃料噴射量)小于一個目標值(目標噴射量)時，ECU31強制轉換到直接噴射閥21。另一種選擇是，ECU31也可以在預定的時間間隔內周期性的強制轉換噴射閥而不考慮這些條件。在這種情況下，ECU31每隔幾分鐘就進行一次轉換，或者每隔幾個周期就進行一次轉換。采用這種方式，由直接噴射閥21正常噴射燃料可能導致的不利燃燒的影響顯著下降，防止沉積物堆積是以一種最理想的方式完成的。
(a-2)在第三實施例中，ECU31估測直接噴射閥21的噴嘴孔21a上的沉積物堆積量。當估測的堆積量(計數(shù)值ecinjdp)超過了閾值p1，ECU31強制轉換到直接噴射閥21。另一種選擇是，ECU31也可以采用與修改(a-1)中描述的同樣的方式，在預定的時間間隔內周期性的強制轉換噴射閥而不考慮這些條件。
(a-3)在第一、第二和第三實施例中，當強制從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21時，ECU31同時轉換對應于#1到#4氣缸的所有直接噴射閥21。另一種選擇是，ECU31也可以在同一時間僅僅轉換一個或者有限的幾個(這里是四個)直接噴射閥21。也就是說，ECU31可以輪流使用直接噴射閥21噴射燃料。采用這種方式，由直接噴射閥21正常的噴射燃料導致的不利燃燒的影響顯著下降，防止沉積是以一種最理想的方式完成的。既然僅僅只有幾個(比如，一個)直接噴射閥21噴射燃料，那么，轉矩不會受到影響。
(a-4)和修改(a-1)和(a-2)一樣，當依據預定時間間隔控制周期性的(每隔幾分鐘或每隔幾個周期)轉換時，ECU31也可以每次順序的轉換僅僅幾個噴射閥，這樣可以采用與修改(a-3)中同樣的方式輪流使用噴射閥噴射燃料。
在第一和第三實施例中，當強制從進氣道噴射閥22轉換到直接噴射閥21時，ECU31控制對應于#1到#4氣缸的直接噴射閥21噴射燃料一個周期。另一種選擇是，對應于#1到#4氣缸的直接噴射閥21也可以噴射燃料兩個周期。還有一種選擇是，在不發(fā)生不利燃燒的范圍內，噴射燃料多于兩個周期。
直接噴射閥21的燃料噴射可以在一個固定的時期內進行。
本發(fā)明的噴射控制器僅需要至少一種對應于第一到第三處理方式的控制程序。
當前的例子和實施例被認為是解釋性但沒有限制性的，本發(fā)明不受這里給定的細節(jié)的限制，但是可以在所附的權利要求書的范圍內和等價條件下進行修改。
權利要求
1.一種用于在內燃機(10)內控制燃料噴射的控制器(50)，該內燃機包括氣缸(#1，#2，#3，#4)和連接到氣缸的進氣通道(12)，該控制器包含用于把燃料噴入氣缸的直接噴射閥(21)、用于把燃料噴入進氣通道的進氣通道噴射閥(22)和連接到直接噴射閥和進氣通道噴射閥的轉換裝置，用于執(zhí)行利用直接噴射閥的第一燃油噴射方式和利用進氣通道噴射閥的第二燃油噴射方式，其特征在于當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，所述轉換裝置將噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
2.如權利要求1的控制器，其特征在于直接噴射閥包括一個噴嘴孔(21a)用于燃料噴射；并且如果直接噴射閥的噴嘴孔的溫度或者燃料溫度低于或等于一個預定溫度，當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，轉換裝置將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
3.如權利要求1或2的控制器，其特征在于轉換裝置連接到一個點火開關(19)，如果點火開關(19)被置于ON，當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，轉換裝置將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
4.如權利要求1或2的控制器，其特征在于轉換裝置連接到一個點火開關(19)，在點火開關(19)被置于OFF之后，直到發(fā)動機停止運轉，當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，轉換裝置將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
5.如權利要求1或2的控制器，其特征在于，進一步包括一個檢測裝置(31)，用于檢測直接噴射閥的燃料噴射量是否小于目標噴射量，其中，如果直接噴射閥的燃料噴射量小于目標噴射量，當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，轉換裝置將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
6.如權利要求1或2的控制器，其特征在于當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，轉換裝置周期性的將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
7.如權利要求1或2的控制器，其特征在于氣缸是在發(fā)動機內多個氣缸中的一個；直接噴射閥是分別對應于多個氣缸的多個直接噴射閥中的一個；和在直接噴射閥輪流進行燃料噴射期間，當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，轉換裝置在多個直接噴射閥的幾個中將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
8.如權利要求1的控制器，其特征在于直接噴射閥包括一個噴射燃料的噴嘴孔(21a)；控制器還包含一個估測裝置(31)，用于依據發(fā)動機的工況參數(shù)來估測直接噴射閥的噴嘴孔上的沉積物堆積量，其中，如果估測的沉積物堆積量超過了一個預定值，當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，轉換裝置將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
9.如權利要求8的控制器，其特征在于估測裝置通過加上依據發(fā)動機工況參數(shù)得到的每單位時間內噴嘴孔上的沉積物堆積量來估測沉積物堆積量。
10.如權利要求8或9的控制器，其特征在于發(fā)動機工況參數(shù)對應于發(fā)動機轉速、發(fā)動機載荷和冷卻液溫度中的至少一項。
11.一個用于控制內燃機(10)內燃料噴射的方法，該內燃機包括氣缸(#1，#2，#3，#4)和連接到氣缸的進氣通道(12)，該方法包括，執(zhí)行第一燃油噴射方式用于利用直接噴射閥(21)把燃料噴入氣缸，以及執(zhí)行第二燃油噴射方式用于利用進氣通道噴射閥(22)把燃料噴入進氣通道，其特征在于當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
全文摘要
一種用于內燃機的噴射控制器抑制直接噴射閥的噴嘴孔上的沉積物堆積。噴射控制器(50)包括直接噴射閥(21)，用于把燃料噴入氣缸，和進氣通道噴射閥(22)，用于把燃料噴入進氣通道。ECU(31)，連接到直接噴射閥和進氣通道噴射閥，執(zhí)行第一燃油噴射方式用于利用直接噴射閥噴射燃料，以及執(zhí)行第二燃油噴射方式用于利用進氣通道噴射閥噴射燃料。當燃料即將采用第二燃油噴射方式噴射時，在一個預定時期內，ECU將燃油噴射方式從第二燃油噴射方式轉換到第一燃油噴射方式。
文檔編號F02D41/36GK1641197SQ20051000445
公開日2005年7月20日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權日2004年1月13日
發(fā)明者定金伸治, 土屋富久, 生駒卓也 申請人:豐田自動車株式會社