專利名稱：壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)(下面簡單地稱之為內(nèi)燃機(jī))中，存在著在 一個燃燒周期中的主燃料噴射之前的時期，進(jìn)行多次輔助燃料噴射的
情況。另外，在特開2003-269229號公報中，記載了根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的內(nèi) 燃機(jī)負(fù)荷及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速改變在一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行 次數(shù)(下面，簡單地稱之為輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù))的技術(shù)。另外， 在特開平6-129296號公報中，記載了在內(nèi)燃機(jī)的起動時，冷卻水的溫 度越低，越使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)增加的技術(shù)。另外，在特開 2001-12277號公報及特開2000-18977號公報中，記載了有關(guān)輔助燃料 噴射的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
在內(nèi)燃機(jī)中，在大氣壓低的情況下，或者，在內(nèi)燃機(jī)的溫度低的 情況下，在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣溫度低的情況下，噴射到氣缸內(nèi)的燃料難以 點火。因此，存在增加未燃燒燃料成分的排出量增加的危險。內(nèi)燃機(jī) 的壓縮比越低，越容易產(chǎn)生這種問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題做出的，其目的是提供一種在內(nèi)燃機(jī)中能 夠抑制未燃燒燃料成分的排出量的技術(shù)。
在本發(fā)明中，內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，另外，內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī) 轉(zhuǎn)速越低，則越是以增加輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的方式根據(jù)內(nèi)燃機(jī) 的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所屬的運轉(zhuǎn)區(qū)域改變輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。并且，大 氣壓越低，內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度越低，或者，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣溫度越低，則越將輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)多的運轉(zhuǎn)區(qū)域向高負(fù)荷側(cè)以及高旋轉(zhuǎn) 側(cè)擴(kuò)大。
更詳細(xì)地說，根據(jù)本發(fā)明的壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)， 包括向內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)直接噴射燃料的燃料噴射閥， 借助該燃料噴射閥，進(jìn)行主燃料噴射，同時，在比該主燃料噴射 更早的時期，進(jìn)行多次輔助燃料噴射，其中，
進(jìn)一步包括次數(shù)變更機(jī)構(gòu)，所述次數(shù)變更機(jī)構(gòu)，以前述內(nèi)燃機(jī)的 內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，另外，前述內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越低，則越增加在 一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的方式，基于前述內(nèi)燃機(jī) 的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所屬的運轉(zhuǎn)區(qū)域，改變一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的 進(jìn)行次數(shù)，
大氣壓越低，前述內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度越低，或者前述內(nèi)燃機(jī)的 進(jìn)氣溫度越低，則越將在一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù) 多的運轉(zhuǎn)區(qū)域向高負(fù)荷側(cè)以及高旋轉(zhuǎn)側(cè)擴(kuò)大。
在本發(fā)明中，將由內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速決定的運轉(zhuǎn) 區(qū)域區(qū)分成多個區(qū)域，對每個運轉(zhuǎn)區(qū)域確定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。 并且，越是內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低的運轉(zhuǎn)區(qū)域，另外，越是內(nèi)燃機(jī)的 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速低的運轉(zhuǎn)區(qū)域，則所確定的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)越多。
借此，在內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)從內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷高的運轉(zhuǎn)區(qū)域向內(nèi)燃機(jī) 負(fù)荷低的區(qū)域轉(zhuǎn)移的情況下，或者，在從內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速高的運轉(zhuǎn)區(qū)域向 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速低的運轉(zhuǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)移的情況下，借助次數(shù)變更機(jī)構(gòu)，增加輔 助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。另一方面，在從內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷低的運轉(zhuǎn)區(qū)域向 內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷高的區(qū)域轉(zhuǎn)移的情況下，或者從內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速低的運轉(zhuǎn)區(qū)域 向內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速高的運轉(zhuǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)移的情況下，借助次數(shù)變更機(jī)構(gòu)，減少 輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。
進(jìn)而，在本發(fā)明中，大氣壓越低，內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度越低，或 者內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣溫度越低，則越將輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)多的運轉(zhuǎn) 區(qū)域向高負(fù)荷側(cè)及高旋轉(zhuǎn)側(cè)擴(kuò)大。
這樣，大氣壓越低，內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度越低，或者內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣溫度越低，則在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷更高的情況下或者在內(nèi)燃機(jī)的 內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速更高的情況下，輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)變得越多。因此， 在大氣壓低的情況下、在內(nèi)燃機(jī)的溫度低的情況下或者在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn) 氣溫度低的情況下的燃料的點火性能提高。結(jié)果，可以抑制未燃燒燃 料成分的排出量。
另外，根據(jù)本發(fā)明，大氣壓越高，內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度越高，或 者內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣溫度越高，則輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)多的運轉(zhuǎn)區(qū)域 越向低負(fù)荷側(cè)及低旋轉(zhuǎn)側(cè)縮小。借此，可以抑制煙的排出量。
在本發(fā)明中，對于從內(nèi)燃機(jī)起動的時刻起的規(guī)定期間，也可以使 輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)最多的運轉(zhuǎn)區(qū)域比經(jīng)過規(guī)定期間之后向高負(fù) 荷側(cè)擴(kuò)大。
在內(nèi)燃機(jī)剛剛起動之后，存在該內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷劇烈變動的 情況。若按照這種內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的變動、短時間內(nèi)反復(fù)改變輔 助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)，則存在內(nèi)燃機(jī)的順暢起動變得困難的危險。
這里，規(guī)定期間是直到內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定為止的期間。
根據(jù)上面所述，在內(nèi)燃機(jī)的剛剛起動之后，容易以最多的次數(shù)穩(wěn) 定地進(jìn)行輔助燃料噴射。即，在內(nèi)燃機(jī)的起動時抑制短時間內(nèi)反復(fù)變 更輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。因此，內(nèi)燃機(jī)的順暢起動變?yōu)榭赡堋?br> 在本發(fā)明中還可以包括將燃料供應(yīng)給燃料噴射閥的共軛
(common rail )、根據(jù)輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)改變共軛內(nèi)的壓力的壓 力變更機(jī)構(gòu)。在這種情況下，當(dāng)伴隨著內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化，利 用次數(shù)變更機(jī)構(gòu)減少或者增加在一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn) 行次數(shù)時，借助壓力變更機(jī)構(gòu)，變更共軛內(nèi)的壓力。
這時，也可以在利用次數(shù)變更機(jī)構(gòu)使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)減 少時，在由壓力變更機(jī)構(gòu)進(jìn)行的共軛內(nèi)的壓力的變更完畢之后，使輔 助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)減少。另外，也可以在利用次數(shù)變更機(jī)構(gòu)使輔 助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)增加時，與由壓力變更機(jī)構(gòu)進(jìn)行的共輒內(nèi)的壓 力的變更開始同時，使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)增加。
在變更共軛內(nèi)的壓力的情況下，需要花費相當(dāng)于從該變更開始之后直到實際的壓力達(dá)到目標(biāo)值為止的程度的時間。另外，在共軛內(nèi)的 壓力相同的情況下，與輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)少的情況相比，輔助 燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)多的情況下的燃燒噪音小。
根據(jù)上面所述，在改變輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)及共軛內(nèi)的壓力 的情況下，抑制在共軛內(nèi)的壓力變化正在進(jìn)行當(dāng)中，相對于共軛內(nèi)的 壓力而言，變成輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)少的狀態(tài)。因此，可以抑制 在共軛內(nèi)的壓力變化正在進(jìn)行當(dāng)中的燃燒噪音的增加。
另外，與輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)少的情況相比，在輔助燃料噴 射的進(jìn)行次數(shù)多的情況下，不容易產(chǎn)生不點火。因此，根據(jù)上面所述， 可以抑制在共軛內(nèi)的壓力變化正在進(jìn)行當(dāng)中發(fā)生不點火。


圖l是表示根據(jù)實施例1的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)排氣系統(tǒng)的簡略結(jié)構(gòu)的 圖示。
圖2是表示根據(jù)實施例1的內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)與輔助燃料噴射的 進(jìn)行次數(shù)的關(guān)系的第一映象(map),第二映象及第三映象。
圖3是表示根據(jù)實施例1的大氣壓及內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度與用于 設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象的關(guān)系的映象。
圖4是表示根據(jù)實施例1的燃料噴射控制的程序的流程圖。
圖5是表示根據(jù)實施例2的在內(nèi)燃機(jī)的起動時該內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀 態(tài)與輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的關(guān)系的第 一起動時用映象、第二起動 時用映象及第三起動時用映象。
圖6是表示根據(jù)實施例3的伴隨著內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化改變 輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)時的、輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)及共軛內(nèi)的 壓力變化的時間圖。圖6 (a)表示使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)減少的 情況，圖6 (b)表示使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)增加的情況。
圖7是表示根據(jù)實施例3的變形例的伴隨著內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的 變化改變輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)時的、輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)及 共軛內(nèi)的壓力變化的時間圖。圖7 (a)表示使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)減少的情況，圖7(b)表示使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)增加的情況。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖對于根據(jù)本發(fā)明的壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射 系統(tǒng)的具體的實施形式進(jìn)行說明。 (實施例1)
<內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)排氣系統(tǒng)的簡略結(jié)構(gòu)>
圖1是表示根據(jù)本實施例的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)排氣系統(tǒng)的簡略結(jié)構(gòu)的 圖示。內(nèi)燃機(jī)1是具有多個氣缸2的車輛驅(qū)動用的壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)。 另外，根據(jù)本實施例的內(nèi)燃機(jī)l，將壓縮比設(shè)定成比較低的值(例如， s = 14)。
在內(nèi)燃機(jī)1的各個氣缸2內(nèi)可自由滑動地設(shè)置活塞3。另外，在 各個氣缸2中，在該氣缸2內(nèi)的上部的燃燒室中設(shè)置有直接噴射燃料 (輕油)的燃料噴射閥10。從燃料箱(圖中省略)經(jīng)由共軛16向各個 燃料噴射閥10供應(yīng)燃料。在共軛16中設(shè)置有控制該共軛16內(nèi)的壓力 的壓力控制閥17。另外，在共軛16中設(shè)置有檢測該共軛16內(nèi)的壓力 的共軛壓力傳感器18。
進(jìn)氣口 4和排氣口 5被連接到氣缸2的燃燒室上。進(jìn)氣口 4及排 氣口 5通向燃燒室的開口部分別由進(jìn)氣門6和排氣門7開閉。進(jìn)氣口 4及排氣口 5分別連接到進(jìn)氣通路8和排氣通路9上。
在內(nèi)燃機(jī)1中設(shè)置有檢測冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器12、檢 測進(jìn)氣溫度的進(jìn)氣溫度傳感器13、以及檢測曲柄角的曲柄位置傳感器 14。另外，在搭載有內(nèi)燃機(jī)l的車輛中設(shè)置有檢測大氣壓的大氣壓傳 感器15。
在如上所述構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)1中，同時設(shè)置電子控制單元(ECU) 20。冷卻水溫度傳感器12、進(jìn)氣溫度傳感器13、曲柄位置傳感器14、 大氣壓傳感器15及共軛壓力傳感器18被電連接到ECU20上。將它 們的輸出值輸入ECU20。 ECU20根據(jù)曲柄位置傳感器14的檢測值計 算出內(nèi)燃機(jī)l的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。另外，燃料噴射閥10及壓力控制閥17被電連接到ECU20上。 利用ECU20對它們進(jìn)行控制。ECU20通過利用壓力控制閥17控制高 壓出儲液筒16內(nèi)的壓力，控制來自于燃料噴射閥IO的燃料的噴射壓 力。另外，ECU20根據(jù)來自于燃料噴射閥10的燃料噴射量計算出內(nèi) 燃機(jī)l的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷。
<燃料噴射控制>
在本實施例中，利用燃料噴射閥IO，與進(jìn)行主燃料噴射一起，在 一個燃燒周期中的比該主燃料噴射早的時期進(jìn)行輔助燃料噴射。主燃 料噴射在壓縮行程上止點附近的時期進(jìn)行，輔助燃料噴射在壓縮行程 過程當(dāng)中進(jìn)行。當(dāng)進(jìn)行輔助燃料噴射時，借助由該輔助燃料噴射所噴 射的燃料的冷焰反應(yīng)，氣缸2內(nèi)的溫度上升，同時，在氣缸2內(nèi)產(chǎn)生 火種。因此，進(jìn)行主燃料噴射時的燃料的點火性能提高。
在本實施例中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)l的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，改變輔助燃料噴射的 進(jìn)行次數(shù)。這里，根據(jù)圖2及圖3說明本實施例中的輔助燃料噴射的 進(jìn)行次數(shù)的設(shè)定方法。圖2的(a)、 (b)及(c)是表示內(nèi)燃機(jī)l的運 轉(zhuǎn)狀態(tài)與輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的關(guān)系的第一映象、第二映象及第 三映象。在圖2的(a)、 (b)及(c)中，縱軸表示內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī) 負(fù)荷Qf，橫軸表示內(nèi)燃機(jī)l的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne。另外，在圖2的(a)、 (b)及(c)中，區(qū)域A表示輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)為三次的運轉(zhuǎn) 區(qū)域，區(qū)域B表示輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)為二次的運轉(zhuǎn)區(qū)域，區(qū)域 C表示輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)為一次的運轉(zhuǎn)區(qū)域。圖2所示的這些 映象被預(yù)先存儲在ECU20中。
內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷Qf越低，另外，內(nèi)燃機(jī)l的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速 Ne越低，則在氣缸2內(nèi)燃料點火越難。因此，在本實施例中，分別如 圖2的(a)、 (b)及(c)所示，內(nèi)燃機(jī)l的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷Qf越低，另 外，內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne越低，則輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)變 得越多。
輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)越多，則氣缸2內(nèi)的燃料的點火性越提 高。從而，根據(jù)上面所述，可以提高內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷Qf或內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne低的情況下的燃料的點火性，由此可以控制未燃燒燃料 成分的排出量。
另外，根據(jù)上面所述，內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷Qf越高，另外， 內(nèi)燃機(jī)l的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne越高，則輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)越變少。 因此，也可以控制煙的排出量。
即使在內(nèi)燃機(jī)l的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相同的情況下，大氣壓越低，另外， 內(nèi)燃機(jī)l的溫度越低，則在氣缸2內(nèi)燃料點火變得越難。因此，在本 實施例中，設(shè)置有如圖2的(a)、(b)及(c)所示的內(nèi)燃機(jī)l的運轉(zhuǎn) 狀態(tài)與輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的關(guān)系不同的第一映象、第二映象及 第三映象。并且，根據(jù)大氣壓及內(nèi)燃機(jī)1的冷卻水溫度，選擇這些映 象中的一個，根據(jù)選擇的映象，設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。
圖3是表示大氣壓及內(nèi)燃機(jī)1的冷卻水溫度與用于設(shè)定輔助燃料 噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象的關(guān)系的映象。在圖3中，縱軸表示大氣壓Pa， 橫軸表示內(nèi)燃機(jī)l的冷卻水溫度Tew。另外，在圖3中，區(qū)域X表示 將用于設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象作為圖2所示的第一映象 ((a))的區(qū)域，區(qū)域Y表示將用于設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映 象作為圖2所示的第二映象((b))的區(qū)域，區(qū)域Z表示將用于設(shè)定 輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象作為圖2所示的第三映象((c))的區(qū) 域。圖3所示的映象被預(yù)先存儲在ECU20內(nèi)。
如圖2所示，在第二映象中，與第三映象相比，運轉(zhuǎn)區(qū)域A向高 負(fù)荷側(cè)及高旋轉(zhuǎn)側(cè)擴(kuò)大，在第一映象中，與第二映象相比，運轉(zhuǎn)區(qū)域 A向高負(fù)荷側(cè)及高旋轉(zhuǎn)側(cè)進(jìn)一步擴(kuò)大。另外，在第三映象中，也可以 不設(shè)置運轉(zhuǎn)區(qū)域A，將最低負(fù)荷.低旋轉(zhuǎn)的區(qū)域也作為運轉(zhuǎn)區(qū)域B。
并且，如圖3所示，在大氣壓Pa及內(nèi)燃機(jī)1的冷卻水溫度Tew 最低的區(qū)域X，作為用于設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象，選擇 圖2所示的第一映象，在大氣壓Pa及內(nèi)燃機(jī)l的冷卻水溫度Tew最 高的區(qū)域Z,作為用于設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象，選擇圖 2所示的第三映象。另外，在大氣壓Pa及內(nèi)燃機(jī)l的冷卻水溫度Tew 屬于區(qū)域X和區(qū)域Z之間的區(qū)域Y的情況下，作為用于設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象，選擇圖2所示的第二映象。
即，在本實施例中，大氣壓Pa越低，或者，內(nèi)燃機(jī)l的冷卻水 溫度Tew越低，則越將輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)成為三次的運轉(zhuǎn)區(qū)域 A向高負(fù)荷側(cè)及高旋轉(zhuǎn)側(cè)擴(kuò)大。這樣，大氣壓Pa越低，或者，內(nèi)燃 機(jī)1的冷卻水溫度Tew越低，則即使在內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷Qf更 高的情況或者在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne更高的情況下，也將輔助燃 料噴射的進(jìn)行次數(shù)設(shè)定為作為最多次數(shù)的三次。
從而，根據(jù)本實施例，可以提高大氣壓低的情況或者內(nèi)燃機(jī)的溫 度低的情況下的燃料的點火性。結(jié)果，可以抑制未燃燒燃料成分的排
另外，在本實施例中，大氣壓Pa越高，或者，內(nèi)燃機(jī)l的冷卻 水溫度Tew越高，則輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)成為三次的運轉(zhuǎn)區(qū)域A 越向低負(fù)荷側(cè)及低旋轉(zhuǎn)側(cè)縮小。借此，可以抑制煙的排出量。
這里，基于圖4所示的流程圖，對于根據(jù)本實施例的燃料噴射控 制的程序進(jìn)行說明。本程序預(yù)先儲存在ECU20內(nèi)，在內(nèi)燃機(jī)1的運 轉(zhuǎn)中，按照規(guī)定的間隔反復(fù)地進(jìn)行。
在本程序中，ECU20首先在S101中讀取大氣壓Pa。
其次，ECU20進(jìn)入S102，讀取內(nèi)燃機(jī)1的冷卻水溫度Tew。
其次，ECU20進(jìn)入S103，通過將在S101中讀取的大氣壓Pa及 在S102中讀取的內(nèi)燃機(jī)1的冷卻水溫度Tew代入圖3所示的映象， 從圖2所示的笫一映象、第二映象以及第三映象中選擇用于設(shè)定輔助 燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns的映象。
其次，ECU20進(jìn)入S104,基于在S103中選擇的映象，設(shè)定輔助 燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns。在本實施例中，進(jìn)行該S104的ECU20相當(dāng) 于根據(jù)本發(fā)明的次數(shù)變更機(jī)構(gòu)。
其次，ECU20進(jìn)入S105,進(jìn)行輔助燃料噴射及主燃料噴射。之 后，ECU20—度結(jié)束本程序的執(zhí)行。
另外，在內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相同的情況下，內(nèi)燃機(jī)l的進(jìn)氣溫 度越低，則在氣缸2內(nèi)燃料點火越困難。因此，在本實施例中，也可以將圖3所示的映象的橫軸作為內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣溫度。在這種情況下， 內(nèi)燃機(jī)l的進(jìn)氣溫度越低，輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)成為三次的運轉(zhuǎn) 區(qū)域A越向高負(fù)荷側(cè)及高旋轉(zhuǎn)側(cè)擴(kuò)大。從而，可以提高在內(nèi)燃機(jī)l的 進(jìn)氣溫度低的情況下的燃料的點火性。結(jié)果，可以抑制未燃燒燃料成 分的排出量。
另外，在上述情況下，內(nèi)燃機(jī)l的進(jìn)氣溫度越高，則輔助燃料噴 射的進(jìn)行次數(shù)成為三次的運轉(zhuǎn)區(qū)域A越向低負(fù)荷側(cè)及低旋轉(zhuǎn)側(cè)縮小。 在這種情況下，也可以抑制煙的排出量。
(實施例2)
根據(jù)本實施例的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)排氣系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)和實施例i一樣。
<燃料噴射控制>
在本實施例中，也與實施例l一樣，借助燃料噴射閥10，與進(jìn)行 主燃料噴射一起，在一個燃燒周期中的比該主燃料噴射早的時期進(jìn)行 輔助燃料噴射。
這里，基于圖5對根據(jù)本實施例的內(nèi)燃機(jī)1的起動時的輔助燃料 噴射的進(jìn)行次數(shù)的設(shè)定方法進(jìn)行說明。圖5的(a)、(b)及(c)是表 示內(nèi)燃機(jī)1起動時的該內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)與輔助燃料噴射的進(jìn)行次 數(shù)的關(guān)系的第一起動時用映象、第二起動時用映象及第三起動時用映 象。在圖5的(a)、 (b)及(c)中，縱軸表示內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷 Qf，橫軸表示內(nèi)燃機(jī)l的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne。另外，在圖5的(a)、 (b) 及(c)中，區(qū)域A表示輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)為三次的運轉(zhuǎn)區(qū)域， 區(qū)域B表示輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)為二次的運轉(zhuǎn)區(qū)域，區(qū)域C表示 輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)為一次的運轉(zhuǎn)區(qū)域。圖5所示的這些映象被 預(yù)先存儲在ECU20中。
在內(nèi)燃機(jī)l起動時，為了將內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速保持恒定而調(diào)整燃料噴射 量，存在內(nèi)燃機(jī)l的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷劇烈變動的情況。在這種情況下，當(dāng) 為了設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)而釆用圖2所示的第一映象、第二 映象及第三映象中的任何一個時，存在內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)在各個映象中的運轉(zhuǎn)狀態(tài)A和運轉(zhuǎn)狀態(tài)B之間重復(fù)往返的情況。在這種情況下， 輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)在短時間內(nèi)重復(fù)變更，結(jié)果，存在著內(nèi)燃機(jī) 1的順暢起動變得困難的危險。
因此，在本實施例中，在從內(nèi)燃機(jī)l起動的時刻起的規(guī)定期間， 作為用于設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象，代替圖2所示的第一 映象、第二映象及第三映象，采用圖5所示的第一起動時用映象、第 二起動時用映象及第三起動時用映象。即，在從內(nèi)燃機(jī)l起動的時刻 起的規(guī)定期間，在大氣壓Pa及內(nèi)燃機(jī)1的冷卻水溫度Tew屬于圖3 中的區(qū)域X的情況下，作為用于設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象， 選擇圖5所示的第一起動時用映象((a))，在大氣壓Pa及內(nèi)燃機(jī)1 的冷卻水溫度Tew屬于圖3中的區(qū)域Y的情況下，作為用于設(shè)定輔助 燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象，選擇圖5所示的第二起動時用映象 ((b))，在大氣壓Pa及內(nèi)燃機(jī)l的冷卻水溫度Tew屬于圖3中的區(qū)域 Z的情況下，作為用于設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)的映象，選擇圖 5所示的第三起動時用映象((c))。
這里，規(guī)定期間是直到內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定為止的期間， 由實驗等預(yù)先確定。
如圖5所示，在第一起動時用映象、第二起動時用映象及第三起 動時用映象中，與圖2所示的第一映象、第二映象及第三映象相比， 運轉(zhuǎn)區(qū)域A向高負(fù)荷側(cè)擴(kuò)大。通過將這樣的第一起動時用映象、第二 起動時用映象及第三起動時用映象中的任何一個用于設(shè)定輔助燃料噴 射的進(jìn)行次數(shù)，在內(nèi)燃機(jī)l剛剛起動之后，內(nèi)燃機(jī)l的運轉(zhuǎn)狀態(tài)變得 易于屬于運轉(zhuǎn)區(qū)域A，可以抑制該運轉(zhuǎn)狀態(tài)在運轉(zhuǎn)區(qū)域A與運轉(zhuǎn)區(qū)域 B之間來回重復(fù)。因此，輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)易于穩(wěn)定在三次。 即，在內(nèi)燃機(jī)l起動時，抑制輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)在短時間內(nèi)重 復(fù)變更。從而，根據(jù)本實施例，內(nèi)燃機(jī)l能夠順暢地起動。
另外，在本實施例中，從內(nèi)燃機(jī)1起動的時刻起經(jīng)過規(guī)定期間之 后，利用和實施例1同樣的方法設(shè)定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。
(實施例3)根據(jù)本實施例的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)排氣系統(tǒng)的簡略結(jié)構(gòu)和實施例1一樣。
<燃料噴射控制>
在本實施例中，也和實施例l同樣，借助燃料噴射閥10，與進(jìn)行
主燃料噴射一起，在一個燃燒周期中比該主燃料噴射早的時期進(jìn)行輔 助燃料噴射。另外，在本實施例中，也利用和實施例1同樣的方法設(shè) 定輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。
在本實施例中，根據(jù)輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)，利用壓力控制閥
17變更共軛16內(nèi)的壓力。更詳細(xì)地說，輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)越 多，則越提高共軛16內(nèi)的壓力。在本實施例中，壓力控制閥17相當(dāng) 于根據(jù)本發(fā)明的壓力變更機(jī)構(gòu)。
圖6是時間圖，表示在本實施例中，在伴隨著內(nèi)燃機(jī)l的運轉(zhuǎn)狀 態(tài)的變化，改變輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)iis時，輔助燃料噴射的進(jìn)行 次數(shù)ns及共軛16內(nèi)的壓力Pr的變化。圖6 (a)表示使輔助燃料噴 射的進(jìn)行次數(shù)ns減少的情況，圖6 (b)表示使輔助燃料噴射的進(jìn)行 次數(shù)ns增加的情況。
在改變共軛16內(nèi)的壓力Pr的情況下，如圖6 (a)及(b)所示， 從開始該改變之后直到實際的壓力Pr達(dá)到目標(biāo)值為止，需要花費 一定 的時間。即，產(chǎn)生響應(yīng)滯后時間Atp。另外，在共軛16內(nèi)的壓力Pr 相同的情況下，與輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns少的情況相比，輔助燃 料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns多時，燃燒噪音小。
因此，在本實施例中，在使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns減少的情 況下，如圖6(a)所示，在輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns減少之前， 先開始共輒16內(nèi)的壓力Pr的改變。并且，在實際的壓力Pr達(dá)到對 應(yīng)于減少后的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns的目標(biāo)值之后(即，從開始 共軛16內(nèi)的壓力Pr的改變的時刻起經(jīng)過響應(yīng)滯后時間Atp之后)，使 輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns減少。
另一方面，在使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns增加的情況下，如圖 6(b)所示，與共軛16內(nèi)的壓力Pr的改變的開始同時，使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns增加。
根據(jù)上面所述，在改變輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns及共軛16內(nèi) 的壓力Pr的情況下，在共軛16內(nèi)的壓力變化正在進(jìn)行當(dāng)中(在響應(yīng) 滯后時間Atp的期間中)，抑制相對于共軛16內(nèi)的壓力Pr而言輔助燃 料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns變少。因此，可以抑制在共軛16內(nèi)的壓力Pr 正在變化當(dāng)中的燃燒噪音的增加。
另外，與輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns少的情況相比，輔助燃料噴 射的進(jìn)行次數(shù)ns多時，不容易產(chǎn)生不點火。因此，根據(jù)本實施例，可 以抑制在共輒16內(nèi)的壓力Pr正在變化當(dāng)中發(fā)生不點火。
<變形例>
這里，對于根據(jù)本實施例的變形例進(jìn)行說明。在本變形例中，輔 助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)越多，越降低共軛16內(nèi)的壓力。圖7是表示在 本變形例中，當(dāng)伴隨著內(nèi)燃機(jī)l的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化改變輔助燃料噴射 的進(jìn)行次數(shù)ns時的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns及共軛16內(nèi)的壓力 Pr的變化的時間圖。圖7 (a)表示使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns減 少的情況，圖7 (b)表示使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns增加的情況。
在本變形例中，如圖7 (a)所示，在使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù) ns減少的情況下，在輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns的減少之前，先開 始共軛16內(nèi)的壓力Pr的改變。并且，在實際的壓力Pr達(dá)到對應(yīng)于 減少后的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns的目標(biāo)值之后(即，從開始共輒 16內(nèi)的壓力Pr的改變的時刻起經(jīng)過響應(yīng)滯后時間Atp之后)，使輔助 燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns減少。另外，在使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù) ns增加的情況下，如圖7(b)所示，與共輒16內(nèi)的壓力Pr改變的開 始同時，使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns增加。
據(jù)此，即使在輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)us越多、越降低共輒16 內(nèi)的壓力Pr的情況下，在輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)ns改變時，也可 以抑制共軛16內(nèi)的壓力Pr正在變化當(dāng)中的燃燒噪音的增加及不點火 的發(fā)生。
另外，在上述各個實施例中，對于使一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)為1~3次中的任何一種的情況進(jìn)行了說明，但是，該次數(shù)并不局限于此。
上述各個實施例可以進(jìn)行各種可能的組合。
工業(yè)上的利用可能性
根據(jù)本發(fā)明，在內(nèi)燃機(jī)中，可以抑制未燃燒燃料成分的排出量。
權(quán)利要求
1.一種壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，包括向內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)直接噴射燃料的燃料噴射閥，借助該燃料噴射閥，與進(jìn)行主燃料噴射一起，在比該主燃料噴射更早的時期進(jìn)行多次輔助燃料噴射，其中，還包括次數(shù)變更機(jī)構(gòu)，所述次數(shù)變更機(jī)構(gòu)，以前述內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，另外，前述內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越低，則一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)越增加的方式，基于前述內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所屬的運轉(zhuǎn)區(qū)域，改變一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)，大氣壓越低，前述內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度越低，或者，前述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣溫度越低，則越將一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)多的運轉(zhuǎn)區(qū)域向高負(fù)荷側(cè)以及高旋轉(zhuǎn)側(cè)擴(kuò)大。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，對于從前述內(nèi)燃機(jī)起動的時刻起的規(guī)定期間，使一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)最多的運轉(zhuǎn)區(qū)域比經(jīng)過前述規(guī)定期間之后向高負(fù)荷側(cè)擴(kuò)大。
3. 如權(quán)利要求2所述的壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，前述規(guī)定期間是直到前述內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定為止的期間。
4. 如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的壓縮點火式內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，還包括向前述燃料噴射閥供應(yīng)燃料的共輒，根據(jù)一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)、改變前述共輒內(nèi)的壓力的壓力變更機(jī)構(gòu)，在借助前述次數(shù)變更機(jī)構(gòu)使一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)減少時，在利用前述壓力變更機(jī)構(gòu)進(jìn)行的前述共輒內(nèi)的壓力的改變結(jié)束之后，使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)減少，在借助前述次數(shù)變更機(jī)構(gòu)使一個燃燒周期中的輔助燃料噴射的進(jìn) 行次數(shù)增加時，與利用前述壓力變更機(jī)構(gòu)進(jìn)行的前述共軛內(nèi)的壓力的 改變的開始同時，使輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)增加。
全文摘要
本發(fā)明的目的是抑制內(nèi)燃機(jī)中未燃燒燃料成分的排出量。在本發(fā)明中，以內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越低，另外，內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速越低，則輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)越增加的方式，基于內(nèi)燃機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所屬的運轉(zhuǎn)區(qū)域，改變輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)。進(jìn)而，大氣壓越低，內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度越低，或者，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣溫度越低，則越將輔助燃料噴射的進(jìn)行次數(shù)多的運轉(zhuǎn)區(qū)域向高負(fù)荷側(cè)及高旋轉(zhuǎn)側(cè)擴(kuò)大。
文檔編號F02D41/38GK101680391SQ200880013488
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者大木久, 小倉靖司, 小山崇, 山田貴文, 清水肇, 藤原清, 金子智洋, 長江正浩 申請人:豐田自動車株式會社