用于內燃機用雙燃油噴射系統的清污系統的控制設備的制作方法

專利名稱：用于內燃機用雙燃油噴射系統的清污系統的控制設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及包括將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射單元(用于缸內噴射的噴油器)和將燃油噴射到進氣歧管的第二燃油噴射單元(用于進氣歧管噴射的噴油器)的內燃機的控制設備，更具體而言，涉及用于執行蒸發的燃油氣體的清污處理的控制設備。
背景技術：
一種已知的內燃機包括用于將燃油噴射到發動機的進氣歧管中的進氣歧管噴油器和用于一直將燃油噴射到發動機的燃燒室中的缸內噴油器，并構造為使得進氣歧管噴油器在發動機負載低于設定負載時停止燃油噴射，并在發動機負載高于設定負載時噴射燃油。在這種內燃機中，作為從兩個噴油器噴射的燃油總量的總噴射量被預定作為發動機負載的函數，并隨著發動機負載而增大。
日本專利早期公開No.2001-020837已經公開了雙噴射式的內燃機，其包括用于將燃油噴射到氣缸中的缸內噴油器和將燃油噴射到進氣歧管或進氣口中的進氣歧管噴油器。在此結構中，根據發動機的允許狀態來有選擇地使用噴油器，以實現例如低負載運行區域中的分層燃燒和高負載運行區域中的均勻燃燒，并根據運行狀態實現具有預定分擔比的燃油噴射。由此，可以提高燃油消耗特性和輸出特性。
日本早期專利公開No.05-231221已經公開了一種燃油噴射式的內燃機，用于防止在由以上類型的內燃機的進氣歧管噴油器進行的燃油噴射的開始和停止時發動機輸出轉矩的波動。此燃油噴射內燃機包括用于將燃油噴射到發動機進氣歧管中的第一噴油器和用于將燃油噴射到發動機燃燒室中的第二噴油器，并被構造為當發動機的運行狀態處于預定運行區域中時停止從第一噴油器的燃油噴射，并當發動機的運行狀態在以上預定的運行區域之外時從第一噴油器噴射燃油。此內燃機包括包括這樣的單元，其在第一噴油器開始燃油噴射時估計粘附到進氣歧管的內壁表面的燃油量，并當第一噴油器停止燃油噴射時估計粘附的燃油流入發動機的燃燒室的量。當第一噴油器開始燃油噴射時，從第二噴油器噴射的燃油量被修正并增大以上粘附燃油量。當第一噴油器停止燃油噴射時，從第二噴油器噴射的燃油量被修正并減小以上流入燃油量。
根據該燃油噴射式內燃機，當第一噴油器開始燃油噴射時，從第二噴油器噴射的燃油量被修正并增大以上粘附燃油量。由此，實際供應到發動機的燃燒室的燃油量等于需求燃油量。當第一噴油器停止燃油噴射時，從第二噴油器噴射的燃油量被修正并減小以上流入燃油量。由此，實際供應到發動機燃燒室中的燃油量等于需求燃油量。結果，可以防止在從第一噴油器的燃油噴射開始和停止時發動機輸出轉矩的波動。
通常，在具有內燃機的車輛中，具有諸如臨時吸收油箱等中產生的燃油蒸氣的炭罐之類的聚集設備，且根據內燃機的運行狀態，由諸如炭罐等的聚集設備吸收的燃油蒸氣被清污并引入到內燃機的進氣系統，以防止燃油蒸氣擴散到大氣中。
如上所述，當執行清污處理以對燃油蒸氣清污并將其引入到內燃機的進氣系統中時，除了從噴油器噴射的燃油之外，其量取決于清污燃油蒸氣的濃度(即，所謂清污氣體濃度)及其流率的清污燃油也被引入到發動機中。這可能引起空燃比的波動以使得燃燒波動和減弱。為了執行這樣的清污處理，需要修正燃油噴射量和清污燃油量以避免這些問題，即，發動機性能的降低和排放物的劣化。
日本專利早期公開No.2002-081351已經公開了一種發動機的控制設備，其允許在不劣化驅動性的范圍內的、并且與每個發動機的特性波動相獨立的大量燃油的清污，并防止蒸發的燃油泄漏到大氣中，該情況可能在超過炭罐的吸收極限時發生。此發動機的控制設備被構造為通過控制清污控制閥(其布置在將進氣歧管和油箱相連接的清污管處)的開度來執行清污，并包括判斷發動機燃燒狀態的穩定性的判斷單元，和執行清污控制以在判斷單元判斷燃燒狀態的穩定性為高時增大清污量、并在判斷單元判斷燃燒狀態的穩定性為低時減小清污量的控制單元。
此發動機控制設備基于發動機燃燒狀態的穩定性來控制清污量。因此，可以與發動機的波動相獨立地，在不劣化高驅動性的范圍內執行大量燃油的清污，并可以可靠地防止由于超過炭罐的吸收極限而引起的蒸發燃油的泄漏。
但是，日本專利早期公開No.2001-020837和No.05-231221沒有公開在清污處理的執行期間對燃油噴射量的修正。因此，在這些公開中描述的燃油噴射式內燃機不能解決在清污處理的執行期間的這些問題(例如，由于沉積的粘附引起的性能降低和由于空燃比的波動引起的排放物劣化)，盡管這些發動機可以防止從第一噴油器的燃油噴射的開始和停止時發動機輸出轉矩的波動。
此外，在以上日本專利早期公開No.2002-081351中公開的發動機不具有將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射單元和將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射單元，且其難以將此結構應用于具有兩個燃油噴射單元(噴油器)的內燃機。

發明內容
已經進行了本發明以克服上述問題，且本發明的目的是提供一種內燃機的控制設備，在該內燃機中由將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射單元和將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射單元分擔燃油噴射，更具體而言，本發明的目的是提供一種控制設備，其可以避免清污處理的執行期間內燃機燃燒的波動，并抑制性能的降低和排放物的劣化。
為實現以上目的，根據本發明的一個方面的內燃機的控制設備是這樣一種內燃機的控制設備，其中所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理。所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過在所述第一和第二燃油噴射裝置之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。所述清污控制單元包括用于通過使所述燃油噴射機構根據所述第一和第二燃油噴射機構之間的分擔比來分擔所述修正而與所述引入的清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量的裝置。
根據該內燃機的控制設備，當執行燃油蒸氣的清污處理時，通過根據第一燃油噴射機構(缸內噴油器)和第二燃油噴射機構(進氣歧管噴油器)之間的噴射分擔比來分擔修正，而執行于引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。因此，空燃比和分擔比作為整體部發生波動，并可以避免性能的降低和排放物的劣化。
優選地，所述清污控制單元包括用于控制的單元，所述單元使得與所述第一和第二燃油噴射機構的每個的所述分擔比相對應的基礎燃油噴射量減小了取決于所述分擔比和與所述引入的清污燃油量相對應的燃油噴射修正量的量，并當減小了所述量的所述燃油噴射量小于所述第一和第二燃油噴射裝置中的一個的最小燃油噴射量時，由所述最小燃油噴射量限制的燃油噴射量被分配到所述第一和第二燃油噴射裝置中的另一個。
執行燃油噴射量的修正，使得與缸內噴油器和進氣歧管噴油器之間的分擔比相對應的基礎燃油噴射量減小了取決于該分擔比和與引入的清污燃油量相對應的燃油噴射修正量的量。當減小了上述量的燃油噴射量小于缸內噴油器和進氣歧管噴油器中的一個的最小燃油噴射量時，由該最小燃油噴射量限制的燃油噴射量被分配到這些噴油器中的另一個。根據此結構，確保了每個噴油器的最小燃油噴射量，使得可以精確地控制燃油噴射量，并可以避免發動機性能的降低和排放物的劣化。
還優選地，所述控制設備還包括用于根據所述第一燃油噴射裝置的燃油噴射正時對所述燃油噴射量的修正的分擔比進行修正的修正單元。
根據該結構，其中根據缸內噴油器的燃油噴射正時對燃油噴射量的修正的分擔比進行修正，可以最小化由引入的清污燃油量帶來的影響。因此，可以與缸內噴油器的燃油噴射正時(其隨著運行狀態可變)不相關地產生良好的空氣-燃油混合物，并可以避免發動機性能的降低和排放物的劣化。
還優選地，所述修正單元包括用于對所述燃油噴射量的修正的所述分擔比進行修訂使得對所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量的所述修正的所述分擔比隨著來自所述第一燃油噴射機構的燃油噴射的正時變得更接近壓縮沖程區域中的壓縮上止點而減小的單元。
根據此結構，其中對燃油噴射量的修正的分擔比進行修訂使得對缸內噴油器的燃油噴射量的修正的分擔比隨著來自缸內噴油器的燃油噴射的正時變得更接近壓縮沖程區域中的壓縮上止點而減小，可以減小引入的清污燃油的影響，使得當在壓縮沖程執行缸內噴油器的燃油噴射時可以形成良好的分層燃燒，并可以避免發動機性能的降低和排放物的劣化。
還優選地，所述控制設備包括用于當排放物空燃比相對于目標空燃比迅速改變時，通過從所述第一燃油噴射機構執行噴射，將所述燃油噴射量修正與所述空燃比的偏差相對應的量的單元。
根據此結構，其中當排放物空燃比相對于目標空燃比迅速改變時，通過從缸內噴油器執行噴射，將燃油噴射量修正與空燃比的偏差相對應的量，因為由缸內噴油器進行的修正比由進氣歧管噴油器進行的修正反應更迅速，所以可以迅速地修正混合物的空燃比的偏差。
還優選地，所述清污控制單元包括用于在過渡操作期間，通過僅從所述第二燃油噴射機構噴射而與所述引入的清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量的單元。
在過渡操作期間，通過僅從進氣歧管噴油器噴射而與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。根據此結構，停止由缸內噴油器進行的修正，以減小對于分層燃燒所需的良好空氣-燃油混合物的形成的影響，由此確保燃燒穩定性。
為實現以上目的，根據本發明另一個方面的內燃機的控制設備是這樣一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理。所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過在所述第一和第二燃油噴射機構之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構，使得在由所述第一和第二燃油噴射機構分擔燃油噴射的區域中，所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量相對于總燃油供應量的比不變的單元。
根據本發明，清污控制單元與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，使得當執行清污處理時，從第一燃油噴射機構(例如，缸內噴油器)噴射的燃油的比(相對于燃油供應的總量)不發生改變。由此，當在清污處理的開始之前和之后的總燃油供應量之間不發生差異，則從缸內噴油器噴射的燃油量不改變。由此，與其中根據分擔比將從缸內噴油器噴射的燃油量減小例如與清污燃油量相對應的量的情況相比，因為缸內噴油器的末端溫度不升高，所以可以更大程度地抑制沉積的產生。由于缸內噴油器以高壓噴射燃油，所以噴射量的變化大于以低壓噴射燃油的第二燃油噴射機構(例如，進氣歧管噴油器)的噴射量的變化。如果減小缸內噴油器的燃油噴射量，則由于這樣的變化而不可能應用在清污處理的執行前得到的獲得值。相反，如果從缸內噴油器噴射的燃油量不改變，則如同本發明中那樣，可以應用以上獲得值。如果將缸內噴油器的燃油噴射量減小到最小燃油噴射量附近，則實際噴射量相對于燃油噴射正時的關系可能進入在實際噴射量和燃油噴射正時之間不具有線性的區域。因此，如果減小缸內噴油器的燃油噴射量，則可能發生嚴重的缺點。如果從缸內噴油器噴射的燃油量不改變，則如同本發明中那樣，可以避免以上缺點。如上所述，當執行清污處理時，在不改變缸內噴油器的燃油噴射量的情況下改變進氣歧管噴油器的燃油噴射量，并從而與清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，使得可以整體上令人滿意地執行空燃比的控制。因此，可以防止排放物劣化，并可以防止由于沉積的粘附引起的發動機性能降低。因此，對于其中在缸內噴油器和進氣歧管噴油器之間分擔燃油噴射的內燃機，可以提供能在執行清污處理時避免內燃機的性能降低和排放物劣化的控制設備。
優選地，所述清污控制單元包括用于執行控制以使得所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量不變的單元。
根據本發明，當執行清污處理時，缸內噴油器的燃油噴射量保持不變，并通過改變進氣歧管噴油器的燃油噴射量來代替改變缸內噴油器的燃油噴射量，與清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，由此可以整體上令人滿意地控制空燃比。因此，可以避免排放物的劣化，并可以防止由于沉積的粘附引起的發動機性能降低。
優選地，所述清污控制單元包括用于執行控制以僅改變所述第二燃油噴射機構的所述燃油噴射量的單元。
根據本發明，當執行清污處理時，通過僅改變進氣歧管噴油器的燃油噴射量，與清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，由此可以整體上令人滿意地控制空燃比。因此，可以避免排放物的劣化。由于未減小缸內噴油器的燃油噴射量，所以缸內噴油器的噴射孔未變熱，由此可以防止由于沉積的粘附引起的發動機性能降低。
還優選地，所述清污控制單元包括用于執行控制使得所述第二燃油噴射機構噴射由從所述第二燃油噴射機構的基礎燃油噴射量減去所述清污燃油量計算得到的量的燃油的單元。
根據本發明，從包括在基礎燃油量(其從內燃機的發動機速度和負載因子確定)中的進氣歧管噴油器的燃油噴射量減去清污燃油量，由此缸內噴油器的燃油噴射量保持不變。因此，可以整體上令人滿意地控制空燃比，使得可以防止排放物的劣化。由于未減小缸內噴油器的燃油噴射量，所以缸內噴油器的噴射孔未變熱，由此可以防止由于沉積的粘附引起的發動機性能降低。
為實現以上目的，根據本發明另一個方面的內燃機的控制設備控制內燃機，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理。所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過使用所述第一和第二燃油噴射機構中的至少一個，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構，以確保在由所述第一和第二燃油噴射機構分擔燃油噴射的區域中所述第一燃油噴射機構的正常運行的裝置。
根據本發明，當執行清污處理時，清污控制單元將從第一燃油噴射機構(例如，缸內噴油器)噴射的燃油控制為(1)其量不改變，(2)抑制改變，或(3)僅當進氣歧管噴油器不能用于修正時改變其量，并由此修正與引入的清污燃油量相對應的燃油噴射量。這可以防止或最小化在清污處理之前和之后的缸內噴油器的噴射燃油量之間的差。由此，與其中例如根據分擔比將從缸內噴油器噴射的燃油量減小了與清污燃油量相對應的燃油噴射量的情況相比，因為缸內噴油器的末端溫度不升高，所以可以抑制沉積的產生。由于缸內噴油器以高壓噴射燃油，所以可以更大程度地抑制沉積的產生。由于缸內噴油器以高壓噴射燃油，所以噴射量的變化大于以低壓噴射燃油的第二燃油噴射機構(例如，進氣歧管噴油器)的噴射量的變化。如果減小缸內噴油器的燃油噴射量，則由于這樣的變化而不可能應用在清污處理的執行前得到的獲得值。相反，如果從缸內噴油器噴射的燃油量不改變，則如同本發明中那樣，可以應用以上獲得值。如果將缸內噴油器的燃油噴射量減小到最小燃油噴射量附近，則實際噴射量相對于燃油噴射正時的關系可能進入不具有線性的區域。因此，如果減小缸內噴油器的燃油噴射量，則可能發生嚴重的缺點。如果從缸內噴油器噴射的燃油量不改變，則如同本發明中那樣，可以避免以上缺點。如上所述，當執行清污處理時，在不改變缸內噴油器的燃油噴射量的情況下改變進氣歧管噴油器的燃油噴射量，由此盡可能地抑制缸內噴油器的燃油噴射量的改變，并可以確保缸內噴油器的正常運行。通過與清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，可以整體上令人滿意地控制空燃比。因此，可以防止排放物劣化，并可以防止由于沉積的粘附引起的發動機性能降低。因此，對于其中在缸內噴油器和進氣歧管噴油器之間分擔燃油噴射的內燃機，可以提供能在執行清污處理時避免內燃機的性能降低和排放物劣化的控制設備。
優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構，使得所述第二燃油噴射機構用于所述修正，且所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量不變的單元。
根據本發明，當執行清污處理時，清污控制單元在防止從缸內噴油器噴射的燃油量改變的同時，與引入的清污修正量相對應地修正燃油噴射量。由此，在清污處理開始之前和之后從缸內噴油器噴射的燃油量之間不發生差異。因此，與其中根據分擔比將從缸內噴油器噴射的燃油量減少例如與清污燃油量相對應的燃油噴射量的情況相比，缸內噴油器的燃油噴射量不減小，使得缸內噴油器的末端溫度不升高。因此，可以防止沉積的產生，并可以確保缸內噴油器的正常運行。
還優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構，使得使用所述第二燃油噴射機構的修正比大于使用所述第一燃油噴射機構的修正比。
根據本發明，當執行清污處理時，清污控制單元執行控制，使得使用進氣歧管噴油器的修正比大于使用缸內噴油器的修正比。因此，在盡可能抑制從缸內噴油器噴射的燃油量的同時，執行與引入的清污燃油量相對應的對燃油噴射量的修正。由此，可以抑制在清污處理之前和之后從缸內噴油器噴射的燃油量之間可能發生的差。由此，與其中根據分擔比將從缸內噴油器噴射的燃油量減少例如與清污燃油量相對應的燃油噴射量的情況相比，缸內噴油器的燃油噴射量幾乎不減小，使得缸內噴油器的末端溫度幾乎不升高。因此，可以防止沉積的產生，并可以確保缸內噴油器的正常運行。
還優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構，使得使用所述第一燃油噴射機構的所述修正不執行，直到使用所述第二燃油噴射機構的修正量超過最大修正量。
根據此本發明，當執行清污處理時，清污控制單元執行修正，使得從缸內噴油器噴射的燃油不改變，直到由進氣歧管噴油器進行的修正量超過最大修正量，通過盡可能使用進氣歧管噴油器與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。由此，可以設定其中在清污處理開始之前和之后從缸內噴油器噴射的燃油量不發生差異的較寬區域。由此，與其中根據分擔比將從缸內噴油器噴射的燃油量減少例如與清污燃油量相對應的燃油噴射量的情況相比，可以擴大其中缸內噴油器的燃油噴射量不減小的區域，且在此區域中缸內噴油器的末端溫度不升高。因此，可以防止沉積的產生，并可以確保缸內噴油器的正常運行。
為實現以上目的，根據本發明另一個方面的內燃機的控制設備控制內燃機，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理。所述控制設備包括控制裝置，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和調節單元，用于調節清污燃油量。所述調節單元包括用于與由所述控制單元引起的、從由所述第二燃油噴射機構噴射燃油的狀態到不噴射燃油的狀態或者從不由所述第二燃油噴射機構噴射燃油的狀態到噴射燃油的狀態的狀態改變相對應地調節所述清污燃油量的裝置。
根據本發明，在(1)從僅由第二燃油噴射機構(例如，進氣歧管噴油器)噴射切換到僅由第一燃油噴射機構(例如，缸內噴油器)噴射，(2)從僅由缸內噴油器噴射切換到僅由進氣歧管噴油器噴射，(3)從僅由缸內噴油器噴射切換到由進氣歧管噴油器和缸內噴油器噴射，(4)從由缸內噴油器和進氣歧管噴油器噴射切換到僅由缸內噴油器噴射時調節清污量。在以上情況(1)至(4)中，進氣歧管噴油器不噴射燃油。由于進氣歧管噴油器不噴射燃油，所以進氣歧管和進氣口的溫度升高，且清污流率(清污燃油量)和清污燃油的壁粘附量改變(減小)，使得引入到燃燒室中的燃油量改變以引起空燃比的變化，并發生燃燒波動。在前述情況(2)和(3)中，進氣歧管噴油器開始燃油噴射。由于進氣歧管噴油器開始燃油噴射，所以進氣歧管和進氣口的溫度降低，且清污流率(清污燃油量)和清污燃油的壁粘附量改變(增大)，使得引入到燃燒室中的燃油量引起空燃比的變化，并發生燃燒波動。因此，當燃油噴射量以上述方式改變時，調節單元減小清污量或停止清污處理，以抑制由于清污處理的影響而產生的燃燒波動。因此，在其中在將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構和將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構之間分擔燃油噴射的內燃機中，可以提供能在清污處理的執行期間避免內燃機的燃燒波動，并從而抑制性能降低和排放物劣化的控制設備。
優選地，所述調節單元包括用于與所述狀態的改變相對應地減小所述清污燃油量的單元。
根據本發明，當第二燃油噴射機構(例如，進氣歧管噴油器)停止或開始燃油噴射時，可以減小清污燃油量以抑制由清污處理帶來的影響。
還優選地，所述調節單元包括用于與所述狀態的改變相對應地將所述清污燃油量調節到零的單元。
根據本發明，當第二燃油噴射機構(例如，進氣歧管噴油器)停止或開始燃油噴射時，可以將清污燃油量減小到零，以最大程度地抑制由清污處理帶來的影響。
還優選地，所述調節單元包括用于與所述狀態的改變相對應地并基于所述內燃機的運行狀態調節所述清污燃油量的單元。
根據本發明，當第二燃油噴射機構(例如，進氣歧管噴油器)停止或開始燃油噴射時，可以與內燃機的運行狀態相對應地將清污燃油量減小到合適值，由此可以合適地抑制清污處理的影響。
還優選地，所述調節單元包括用于調節所述清污燃油量直到在所述狀態的改變之后經過了預定時間的單元。
根據本發明，調節單元限制了其中通過減少清污處理量或將其設定為零來停止清污處理的時間，且當在由諸如進氣歧管噴油器之類的第二燃油噴射機構停止或開始時防止了燃燒波動的情況下(即，當經過預定時間時)，將繼續清污處理。因此，可以實現清污處理的主要目的。
還優選地，所述調節單元包括用于通過在經過了所述預定時間之后將所述清污燃油量逐漸改變以返回到期望的清污燃油量來執行調節的單元。
根據本發明，清污燃油量逐漸返回，并從而可以逐漸改變空燃比，使得在空燃比控制的隨后屬性上不發生問題。
還優選地，該設備還包括用于使所述第一或第二燃油噴射機構對所述燃油補償與由所述調節單元調節的所述清污燃油量相對應的量的單元。
根據本發明，當清污燃油量被減小或設定為零時，缸內噴油器或進氣歧管噴油器對燃油補償一個被這樣減小的量，由此可以避免總燃油量的不足。
為實現以上目的，根據本發明另一個方面的內燃機的控制設備控制內燃機，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理。所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過在所述第一和第二燃油噴射機構之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。所述清污控制單元包括用于提供在由所述第一和第二燃油噴射機構分擔燃油噴射的區域中，由所述第二燃油噴射機構進行的所述清污修正的減小的限值的單元根據本發明，當在第一燃油噴射機構(例如，缸內噴油器)和第二燃油噴射機構(例如，進氣歧管噴油器)之間分擔燃油噴射的區域中執行清污時，對于進氣歧管噴油器的清污修正所執行的減小量設定限值。在多缸內燃機中，如果用于每個氣缸的進氣歧管噴油器將燃油噴射量減小與清污量相對應且與其他氣缸相等的量，則當氣缸之間的清污量發生差異時，在清污量較小的氣缸中的實際端口噴射量(等于進氣歧管噴油器的燃油噴射量和清污量的和)減小，從而將發生這樣的狀況，即燃燒室中的混合物的空燃比變稀，且直接噴射比增大以降低空氣-燃油混合物的均勻性。這引起燃燒狀態的波動，并從而劣化輸出轉矩。根據本發明，與進氣歧管噴油器相關的減小被限制為使得即使在小清污量的氣缸中也可以維持穩定的燃燒狀態。因此，在其中將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構和將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構之間分擔燃油噴射的多缸內燃機中，可以提供能避免內燃機的性能降低和其他問題的控制設備。
優選地，所述清污控制單元包括用于計算所述限值使得即使當氣缸之間的引入清污燃油量存在差的情況下也不發生燃燒波動。
根據本發明，不可能完全避免氣缸之間引入清污燃油量的差的發生。因此，限值被計算為使得能夠即使在小清污量的氣缸中也可以維持穩定的燃燒。
還優選地，所述清污控制單元包括用于當基于所述清污修正量相對于所述第二燃油噴射機構的基礎燃油噴射量的比計算的值等于或大于預定值時，提供由所述第二燃油噴射機構進行的所述清污修正的減小的限值的單元。
根據本發明，當由清污量相對于進氣歧管噴油器的基礎燃油噴射量所表示的比乘以清污量的減小量(其可能達到最大限度)得到的值等于或大于預定值時，在進氣歧管噴油器的清污操作中限制減小修正。由于使用清污修正量相對于基礎燃油噴射量的比，所以即使當基礎燃油噴射量和/或清污修正量的絕對值中發生波動時，也可以維持穩定的燃燒狀態。
還優選地，所述預定值是由所述第一和第二燃油噴射機構的所述分擔比的函數計算的。
根據本發明，由清污量的增大/減小帶來的影響隨著進氣歧管噴油器的燃油噴射比的減小而增大。因此，預定值可以被確定為對由進氣歧管噴油器進行的清污所執行的減小修正施加更強的限制。因此，即使燃油分擔比改變，也可以維持穩定的燃燒狀態。
還優選地，所述函數隨著所述第二燃油噴射機構的分擔比的減小而增大所述預定值。所述清污控制單元包括用于通過從基于所述清污修正量計算的第一值減去由所述第二燃油噴射機構的基礎燃油噴射量乘以所述預定值得到的第二值來計算所述第一燃油噴射機構的所述清污修正量的單元。
根據本發明，可以根據進氣歧管噴油器的分擔比進一步增強減小控制。于是，預定值隨著進氣歧管噴油器的分擔比的減小而增大，并基于預定值計算用于減去的第二值，使得執行該計算以對缸內噴油器提供大清污修正量，并對進氣歧管噴油器提供小清污修正量。于是，由清污帶來的影響隨著進氣歧管噴油器的分擔比的減小而增大，因此，更強地限制了由進氣歧管噴油器進行的清污修正的減小量。
還優選地，所述清污控制單元包括用于通過使用如下計算的修正量控制所述燃油噴射裝置的裝置，所述修正量被計算為隨著所述第二燃油噴射機構的分擔比的減小而更強地限制由所述第二燃油噴射機構進行的所述清污修正的減小。
根據本發明，隨著進氣歧管噴油器的分擔比減小，由清污量帶來的影響增大，使得對由進氣歧管噴油器進行的清污修正的減小量施加更強的限制，而即使當進氣歧管噴油器的分擔比較小時也可以維持穩定的燃燒狀態。
還優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構以通過使用所述第一燃油噴射機構實現超過所述限值的修正量的機構。
根據本發明，對缸內噴油器側執行減小修正，以對不能通過對進氣歧管噴油器側的修正而得到修正的量進行修正，并整體上可以執行空燃比控制。
為實現以上目的，根據本發明另一個方面的內燃機的控制設備控制內燃機，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理。所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射裝置，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過在所述第一和第二燃油噴射機構之間分擔修正，以在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構以在由所述第一和第二燃油噴射機構分擔燃油噴射的區域中通過改變所述第一和第二燃油噴射機構兩者的所述燃油噴射量，來與所述清污燃油量相對應地執行對所述燃油噴射量的修正。
根據本發明，當執行清污處理時，清污控制單元改變從第一燃油噴射機構(例如，缸內噴油器)噴射的燃油量和從第二燃油噴射機構(例如，進氣歧管噴油器)噴射的燃油量兩者，使得噴油器中的任一個都不停止噴射。從而，即使執行清污處理時，進氣歧管噴油器也不停止燃油噴射，使得在過渡期間燃燒不會變得不穩定，并且不會由于清污處理期間空氣-燃油混合物的不均勻而引起的其他問題。因此，在其中缸內噴油器和進氣歧管噴油器之間分擔燃油噴射的內燃機中，可以提供能在清污處理的執行期間避免內燃機的性能降低的控制設備。
優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構使得在所述第一燃油噴射機構中修正的所述燃油噴射量等于在所述第二燃油噴射機構中修正的所述燃油噴射量的單元。
根據本發明，當執行清污處理時，與清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，使得缸內噴油器的燃油修正量可以等于進氣歧管噴油器的燃油修正量，并從而可以整體上令人滿意地控制空燃比。由此，可以防止由于沉積的粘附引起的排放物劣化和發動機性能降低。
優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構，使得根據所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間的燃油噴射的分擔比來修正所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量和所述第二燃油噴射機構的所述燃油噴射量的單元。
根據本發明，當執行清污處理時，根據分擔比來與清污燃油量相對應地修正缸內噴油器的燃油修正量和進氣歧管噴油器的燃油修正量，由此可以整體上令人滿意地進行空燃比控制。因此，可以防止由于沉積的粘附引起的排放物劣化和發動機性能降低。
還優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構使得對于包括所述清污燃油量的總燃油供應量，在所述第一和第二燃油噴射機構之間的燃油噴射的分擔比保持不變的單元。
根據本發明，缸內噴油器和進氣歧管噴油器的分擔燃油噴射量之間的比不改變，且可以在清污處理之前和之后維持相同的燃燒狀態。
更優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射單元以與所述清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，以確保所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構的每個中的噴射量相對于噴射時間的線性的單元。
根據本發明，當作為第一燃油噴射機構示例的缸內噴油器根據清污燃油量將其燃油噴射量減小到最小燃油噴射量附近時，運行可能進入其中在實際噴射量和燃油噴射正時之間的關系不存在線性的區域中。類似地，當作為第二燃油噴射機構示例的進氣歧管噴油器根據清污燃油量將其燃油噴射量減小到最小燃油噴射量附近時，運行可能進入其中在實際噴射量和燃油噴射正時之間的關系不存在線性的區域中。在這些情況下，與清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，使得可以確保缸內噴油器的噴射量相對于其噴射正時的關系以及進氣歧管噴油器相對于其噴射正時的關系上的線性。由此，可以精確地噴射燃油，并可以精確地控制空燃比。
還優選地，所述清污控制單元包括用于控制所述燃油噴射機構使得，當不能確保所述第一燃油噴射機構的噴射量相對于噴射時間的線性時，在與能夠確保所述線性的范圍內的所述清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量，并且所述第二燃油噴射機構將所述燃油噴射量修正了與不足相對應的量的單元。
根據本發明，當作為第一燃油噴射機構示例的缸內噴油器將其燃油噴射量減小到最小燃油噴射量附近時，運行可能進入其中在實際噴射量和燃油噴射正時之間的關系不存在線性的區域中。在此情況下，缸內噴油器在能確保線性的范圍內與清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，且缸內噴油器將燃油噴射量修正了與不足相對應的量。由此，缸內噴油器可以精確地噴射燃油，并可以精確地控制空燃比。
還優選地，第一燃油噴射機構是缸內噴油器，且第二燃油噴射機構是進氣歧管噴油器。
根據本發明，在其中互相獨立布置的第一燃油噴射機構(即，缸內噴油器)和第二燃油噴射機構(即，進氣歧管噴油器)之間分擔燃油噴射的內燃機中，可以提供這樣的控制設備，其能避免過渡期間由于清污處理期間空氣-燃油混合物的不均勻引起的不穩定燃燒的發生等，并防止由于從缸內噴油器的燃油噴射的停止引起的溫度升高而從而使噴射孔中產生沉積的狀況。


圖1示出了由根據本發明第一實施例的控制設備控制的發動機系統的示意性結構。
圖2圖示了缸內噴油器和進氣歧管噴油器之間的噴射比的圖。
圖3-6、8和9是圖示由作為根據本發明第一實施例的控制設備的發動機ECU執行的程序的控制結構的流程圖。
圖7圖示了對于缸內噴油器的缸內噴射正時和清污修正修訂因子之間的關系。
圖10是圖示由作為根據本發明第二實施例的控制設備的發動機ECU執行的程序的控制結構的流程圖。
圖11是圖示當正在執行清污處理且運行從僅由缸內噴油器噴射燃油的狀態改變到分擔噴射的狀態時燃油噴射量中發生的改變。
圖12圖示了在清污處理期間燃油噴射量之間的比較。
圖13、15和17是圖示由作為根據本發明第三實施例的控制設備的發動機ECU執行的程序的控制結構的流程圖。
圖14A、14B、16和18圖示了由作為根據本發明第三實施例的控制設備的發動機ECU執行的程序的控制結構的流程圖。
圖19-22是圖示由作為本發明第四實施例的控制設備的發動機ECU執行的程序的控制結構的流程圖。
圖23是圖示由作為本發明第五實施例的控制設備的發動機ECU執行的程序的控制結構的流程圖。
圖24圖示了DI比和常數α之間的關系。
圖25圖示了清污處理期間燃油噴射量之間的比較。
圖26和27是圖示由作為本發明第六實施例的控制設備的發動機ECU執行的程序的控制結構的流程圖。
圖28和29圖示了清污處理中燃油噴射量之間的比較。
圖30和32圖示了適于采用根據本發明實施例的控制設備的發動機的暖機狀態中的DI比圖。
圖31和33圖示了適于采用根據本發明實施例的控制設備的發動機的冷機狀態中的DI比圖。
具體實施例方式
將參考附圖描述本發明的第一至第六實施例。在以下說明中，相同部分具有相同標號和相同名稱，并實現相同功能。因此，將不重復其說明。
第一實施例圖1示出了由發動機ECU(電子控制單元)控制的發動機系統的示意性結構，該發動機ECU是根據本發明第一實施例的內燃機的控制設備。雖然圖1示出了直列式四缸汽油發動機，但是本發明不限于這樣的發動機。
如圖1所示，發動機10包括四個氣缸112，其每個經由對應的進氣歧管20連接到共同的穩壓罐30。穩壓罐30經由進氣管道40連接到空氣濾清器50。氣流計42以及由電機60驅動的節氣門70布置在進氣管道40中。根據發動機ECU 300的輸出信號與加速器100獨立地控制節氣門70的開度。每個氣缸112耦合到共同的排氣歧管80，其耦合到三元催化劑轉換器90。
對于每個氣缸112，發動機設置有用于將燃油噴射到氣缸中的缸內噴油器110和用于將燃油噴射到進氣端口或進氣歧管的進氣歧管噴油器120。根據發動機ECU 300的輸出信號控制這些噴油器110和120。每個缸內噴油器110連接到共同的燃油遞送管130，其經由允許向著燃油遞送管130的流動的止回閥140連接到機械驅動的高壓油泵150。雖然此實施例涉及其中兩種噴油器互相獨立布置的內燃機，但是本發明不限于這種結構的內燃機。例如，內燃機可以具有缸內噴油器和進氣歧管噴油器結合形式的噴油器。
如圖1所示，高壓油泵150的排出側經由電磁回油閥152耦合到高壓油泵150的入口側。從高壓油泵150供應到燃油遞送管130的燃油量隨著電磁回油閥152開度的減小而增大。當電磁回油閥152完全打開時，高壓油泵150停止對燃油遞送管130的燃油供應。根據發動機ECU 300的輸出信號控制電磁回油閥152。
每個進氣歧管噴油器120連接到在低壓側上的共同的燃油遞送管160。燃油遞送管160和高壓油泵150經由共同的油壓調節器170連接到由電機驅動的低壓油泵180。低壓油泵180經由燃油濾清器190連接到油箱200。油壓調節器170構造為當從低壓油泵180排出的油壓超過預設的油壓時，將從低壓油泵180排出的燃油的一部分返回到油箱200。于是，油壓調節器170防止這樣的情況發生，即，施加到進氣歧管噴油器120的油壓和施加到高壓油泵150的油壓超過預設的油壓以上。
發動機ECU 300由數字計算機形成，并包括經由雙向總線310互相連接的ROM(只讀存儲器)320、RAM(隨機訪問存儲器)330、CPU(中央處理單元)340、輸入端口350和輸出部分360。
氣流計42產生與氣流速率成正比的輸出電壓，并經由A/D轉換器370將其提供到輸入端口350。發動機10設置有冷卻劑溫度傳感器380，其產生與發動機冷卻劑的溫度成正比的輸出電壓，并將其經由A/D轉換器390提供到輸入端口350。
產生與燃油遞送管130中的油壓成正比的輸出電壓的油壓傳感器400附裝到燃油遞送管130，并將輸出電壓經由A/D轉換器410提供到輸入端口350。產生與排氣的氧氣濃度成正比的輸出電壓的空燃比傳感器420在三元催化劑轉換器90的上游附裝到排氣歧管80，并將輸出電壓經由A/D轉換器430提供到輸入端口350。
在根據本實施例的發動機系統中的空燃比傳感器420是產生與發動機中燃燒的混合物的空燃比成正比的輸出電壓的全區域空燃比傳感器(線性空燃比傳感器)。空燃比傳感器420可以由以開-關方式判斷發動機10中燃燒的混合物的空燃比與理論空燃比相比是稀還是濃。
加速器100連接到加速器下壓程度傳感器440，其產生與加速器100的下壓量成正比的輸出電壓，并將輸出電壓經由A/D轉換器450提供到輸入端口350。輸入端口350也連接到發動機速度傳感器460，其提供指示發動機速度的輸出脈沖。發動機ECU 300的ROM 320已經以圖的形式存儲了燃油噴射量的值，該燃油噴射量的值是基于分別由加速器下壓程度傳感器440和發動機速度傳感器460獲得的發動機負載因子和發動機速度，以及取決于發動機冷卻劑溫度的修正值來與運行狀態對應地設定的。
作為用于聚集油箱200中產生的燃油蒸氣的容器的罐230經由蒸氣管260連接到油箱200，且罐230還連接到清污管280，清污管280用于將罐230中聚集的燃油蒸氣供應到發動機10的進氣系統。清污管280連接到進氣管道40中位于節氣門70下游的清污端口290。眾所周知，罐230填充有吸收燃油蒸氣的吸收劑(活性炭)，并設置有用于在清污期間將空氣經由止回閥引入到罐230中的空氣管270。此外，清污管280設置有控制清污量的清污控制閥250。每個ECU 300執行清污控制閥250的開度的占空控制，并從而控制罐230中受到清污處理的燃油蒸氣的量以及從而控制從罐230引入到發動機10中的燃油量。后者的量在下文中將被稱作“清污燃油量”。
圖2圖示了缸內噴油器110與進氣歧管噴油器120之間的噴射比的圖。此比存儲在發動機ECU 300的ROM 320中，并在下文中還被稱作“直接噴射比”或“DI比r”。如圖2所示，橫軸給出了發動機速度，縱軸給出了負載因子，該圖以百分比為基礎，由直接噴射比(DI比r)表示缸內噴油器110的分擔比。
如圖2所示，對于由發動機速度和負載因子確定的每個運行區域設定直接噴射比(DI比r)。“直接噴射100％”表示僅缸內噴油器110執行燃油噴射的區域(r＝1.0，r＝100％)，而“直接噴射0-20％”表示缸內噴油器110的噴射量是全部燃油噴射量的0％到20％的區域(r＝0-0.2)。例如，“直接噴射40％”表示缸內噴油器110噴射全部噴射燃油的40％，而進氣歧管噴油器120噴射全部噴射燃油的60％。
參考圖3，現在將對由發動機ECU 300執行的程序的控制結構給出說明，發動機ECU 300是根據本實施例的控制設備。
圖3的流程圖如下使用。在發動機10啟動之后，執行算術，以在例如油門的當前燃油計量值和發動機停止期間記錄的燃油計量值之間進行比較，并從而判斷是否執行了加油。基于此判斷和/或發動機停止期間的氣溫改變，估計罐230中聚集的燃油量，并判斷是否需要清污處理。當需要并能夠執行清污處理時，根據圖3的流程圖啟動清污氣體濃度檢測和清污處理執行控制的例程。例如，在其中發動機10中產生足夠高的進氣壓力的低速和低負載運行的狀態期間允許清污處理。
在步驟S300，發動機ECU 300基于RAM 330中存儲的清污氣體濃度，通過執行清污控制閥250的占空控制執行清污控制預定的時間，使得清污燃油量，即，引入到發動機10中的清污燃油的量可以恒定。在步驟S340，發動機ECU 300在步驟S330的處理期間將清污控制執行標記設定為開狀態。
清污燃油量表示清污氣體中包含的燃油量，根據清污控制閥250的開度使占空控制有效，以控制清污氣體流率，使得清污燃油量可以獨立于由運行狀態的波動引起的進氣負壓的改變而恒定。占空比使用清污氣體濃度和進氣負壓作為參數而事先通過實驗來確定，并以圖形式存儲在ROM 320中。與清污燃油量對應的修正值可以描述為“清污修正量FPG(fpg)”。
現在，參考圖4和5的流程圖，將說明根據本實施例的控制設備。在每個預定時間或每個預定的曲軸角時執行此控制例程。當該控制開始時，在步驟S401，分別從加速器下壓程度傳感器440和發動機速度傳感器460讀取負載因子和發動機速度信號，作為指示發動機10的運行狀態的參數。根據該運行狀態，處理執行到下一個步驟S460以判斷缸內噴油器110的噴射分擔比α、進氣歧管噴油器120的噴射分擔比β、缸內噴油器110的相應的基礎噴射量τ(Di)和進氣歧管噴油器120的相應的基礎噴射量τ(PFi)。
在下一個步驟S403，判斷判斷是否正在執行清污控制。對是否正在執行清污控制的此判斷通過判斷前述清污控制執行標記是否為開來實現。如果其正在執行，即如果“是”，則處理進行到步驟S404。在步驟S404，對于兩種噴油器的清污修正值fpg(Di)和fpg(PFi)分別通過以下方程來計算fpg(Di)＝α×fpgfpg(PFi)＝β×fpg在以上方程中，fpg是與前述清污燃油量對應的清污修正值，并表達為(fpg＝fpg(Di)+fpg(PFi))。因此，fpg(Di)和fpg(PFi)表示通過反映分擔比而確定的清污修正值。
在步驟S405，執行與缸內噴油器110的最終直接噴射量Q(Di)和進氣歧管噴油器120的最終端口噴射量Q(PFi)相關聯的判斷，其中在步驟S404中計算分別通過反映分擔比而獲得的清污修正值fpg(Di)和fpg(PFi)。更具體而言，根據以下方程判斷最終直接噴射量Q(Di)和最終端口噴射量Q(PFi)是否等于或大于各自的最小噴射量τmin(Di)和τmin(PFi)。以上最小噴射量是在保持線性的同時允許噴油器的控制的噴射量。
Q(Di)＝τ(Di)-fpg(Di)≥τ(Di)Q(PFi)＝τ(PFi)-fpg(PFi)≥τ(PFi)當在步驟S405判斷噴油器的最終噴射量分別等于或大于最小噴射量τmin(Di)和τmin(PFi)時，處理進行到步驟S406，并通過僅反映清污修正值fpg(Di)和fpg(PFi)(其分別通過反映分擔比確定)以最紅直接噴射量Q(Di)和Q(PFi)執行噴射。更具體而言，從缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的基礎噴射量τ(Di)和τ(PFi)減去通過反映分擔比確定的清污修正值fpg(Di)和fpg(PFi)，且在減去之后的確定的燃油噴射量分別作為最終直接噴射量Q(Di)和最終端口噴射量Q(PFi)噴射。從而，例程結束。根據此實施例，由于根據分擔比分配清污修正值，所以作為整體的發動機10中不發生空燃比和分擔比的波動，且可以避免發動機性能的降低和排放物的劣化。
當在步驟S405中判斷噴油器之一的燃油噴射量小魚相應的最小噴射量τmin(Di)或τmin(PFi)，即當判斷的結果是“否”時，處理進行到步驟S501，并執行根據以下方程的判斷以識別最終噴射量小于相應的最小噴射量τmin(Di)或τmin(PFi)的噴油器。
Q(Di)＝τ(Di)-fpg(Di)≥τmin(Di)當以上判斷的結果是“否”時，這表示燃油噴射量，即將從缸內噴油器110噴射的最終燃油量小于相應的最小噴射量τmin(Di)。在此情況下，處理進行到步驟S502。在步驟S502，根據以下方程計算分配到進氣歧管噴油器120的端口燃油噴射量T(PFi)，用于保持從缸內噴油器110的最小噴射量τmin(Di)的噴射。
T(PFi)＝τmin(Di)-{τ(Di)-fpg(Di)}
出于以下原因，該分配的端口燃油噴射量T(PFi)被分配到進氣歧管噴油器120。如上所述，在從與缸內噴油器110的分擔比相對應的基礎燃油噴射量τ(Di)減去與分擔比相對應的燃油噴射修正量fpg(Di)之后，在減去之后剩余的燃油噴射量小于最小噴射修筑量fpg(Di)。考慮到此，由最小噴射量τmin(Di)限制的燃油噴射量被分配到進氣歧管噴油器120作為分配端口燃油噴射量T(PFi)。
在下一個步驟S503，反映分配端口燃油噴射量T(PFi)來設定最終端口噴射量Q(PFi)和最終直接噴射量Q(Di)，如下方程所示Q(PFi)＝{τ(PFi)-fpg(PFi)}-T(PFi)Q(Di)＝τmin(Di)當步驟S501中的判斷結果是“是”時，這表示作為將從進氣歧管噴油器120噴射的燃油量的燃油噴射量小于最小噴射量τmin(PFi)。在此情況下，處理進行到步驟S505。在步驟S505，為了維持進氣歧管噴油器120的最小噴射量τmin(PFi)的噴射，通過以下方程計算分配到缸內噴油器110的直接燃油噴射量T(Di)T(Di)＝τmin(PFi)-{τ(PFi)-fpg(PFi)}出于以下原因采用分配直接燃油噴射量T(Di)。如以及說明過的，在從與進氣歧管噴油器120的分擔比相對應的基礎燃油噴射量τ(PFi)減去與分擔比相對應的燃油噴射修正量fpg(PFi)之后，在減去之后剩余的燃油噴射量小于最小噴射量τmin(PFi)。考慮到此，由最小噴射量τmin(PFi)限制的燃油噴射量被分配到缸內噴油器110作為分配直接燃油噴射量T(Di)。
處理進行到步驟S506，其中反映了分配直接燃油噴射量T(Di)，并根據以下方程設定最終直接噴射量Q(Di)和最終端口噴射量Q(PFi)Q(Di)＝{τ(Di)-fpg(Di)}-T(Di)Q(PFi)＝τmin(PFi)在步驟S504中，噴射在步驟S503和S506中設定的最終直接噴射量Q(Di)和最終端口噴射量Q(PFi)。在本實施例中，如上所述，由缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120中的一個噴油器的最小燃油噴射量τmin(Di)或τmin(PFi)限制的燃油噴射量被分配到另一個噴油器。此實施例可以確保缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的最小燃油噴射量τmin(Di)和τmin(PFi)，并因此可以準確地控制燃油噴射量，由此可以避免發動機性能的降低和排放物的劣化。
現在，將參考圖6的流程圖說明根據本實施例的控制設備中的燃油噴射控制的第一修改方案。在此第一修改方案中，根據缸內噴油器110的燃油噴射正時修改了燃油噴射修正的分擔比。更具體而言，隨著缸內噴油器110的燃油噴射正時變得更靠近壓縮沖程區域中的壓縮上止點，減小缸內噴油器110的燃油噴射量修正的分擔比。由此，在缸內噴油器的燃油噴射正時根據運行狀態變化，尤其是缸內噴油器的燃油噴射正時出于壓縮沖程的這種情況下，將引入清污燃油量的影響減小為產生良好的形成薄層的空氣-燃油混合物。
類似于前述實施例，在每個預定時間或每個預定的曲軸角時執行此控制例程。因此，當該控制開始時，在步驟S601執行處理以分別從加速器下壓程度傳感器440和發動機傳感器460讀取作為表示發動機10的運行狀態的參數的負載因子和發動機速度信號，并在下一個步驟S602與此運行狀態相對應地執行處理，以判斷缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的噴射分擔比α和β，以及如前所述與各個因子相對應的缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的基礎噴射量τ(Di)和τ(PFi)。
在下一個步驟S603，類似于前述實施例，判斷清污控制執行標記是否為開，并從而判斷是否正在執行清污控制。僅當正在執行清污控制，且野人該結果為“是”時，處理才進行到步驟S604。在步驟S604，從清污修正值fpg獲得清污修正量fpg(Di)和fpg(PFi)，其中清污修正值fpg與通過反映在步驟S602中獲得的噴射分擔比的清污燃油量相對應，更具體而言，從以下方程獲得清污修正量fpg(Di)和fpg(PFi)fpg(Di)＝α×fpgfpg(PFi)＝β×fpg在下一個步驟S605中，執行處理，以讀取缸內噴油器110的燃油噴射正時，即，缸內噴射正時xinj(Di)。缸內噴射正時xinj(Di)預設為根據發動機10的運行狀態的圖。
在下一個步驟S606，根據缸內噴射正時xinj(Di)計算用于缸內噴油器110的清污修正值修訂系數k。清污修正值修訂系數k用于修訂燃油噴射量修正的分擔比，并采取例如圖7所示的二維圖的形式。根據此圖，其中橫軸和縱軸分別給定為缸內噴射正時xinj(Di)和清污修正值修訂系數k，當缸內噴射正時xinj(Di)早于壓縮上止點(T.D.C)之前的180度CA(曲軸角)時，即，當其處于壓縮沖程區域中時，系數k逐漸逼近地向著零減小，使得缸內噴油器110的燃油噴射量修正的分擔比隨著正時變得更接近壓縮上止點而減小。這是因為如下原因。當缸內噴射正時xinj(Di)處于壓縮沖程區域中時，其處于分層進氣燃燒區域，并因此執行以上控制，以減小由引入清污燃油量帶來的影響，并在火花塞周圍提供允許容易點火良好的分層混合物。
回到圖6的流程圖，處理進行到步驟S607，其中基于步驟S606獲得的清污修正值修訂系數k用于各個噴油器的清污修正值修訂值，并更具體而言，分別由以下方程計算對于缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的清污修正值修訂值fpg(Di)modi和fpg(PFi)modifpg(Di)modi＝α×fpg×kfpg(PFi)modi＝β×fpg×(1-k)在步驟S608，對于各個噴油器，用通過反映清污修正值修訂值fpg(Di)modi和fpg(PFi)確定的最終直接噴射量Q(Di)和最終端口噴射量Q(PFi)執行噴射。更具體而言，通過根據缸內噴射正時xinj(Di)修訂燃油噴射量的分擔比，從通過反映燃油噴射分擔比α和β確定的清污修正值fpg(Di)和fpg(PFi)獲得清污修正值修訂值fpg(Di)modi和fpg(PFi)modi，并從缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的基礎噴射量τ(Di)和τ(PFi)分別減去這樣獲得的清污修正值修訂值fpg(Di)modi和fpg(PFi)modi，以獲得最終直接噴射量Q(Di)和最終端口噴射量Q(PFi)。在以上減去之后剩余的燃油，即，最終直接噴射量Q(Di)和最終端口噴射量Q(PFi)被分別噴射。
根據以上實施例，根據噴射分擔比分配清污修正值fpg。此外，當根據運行狀態而改變的缸內噴油器110的燃油噴射正時(具體地，缸內噴油器110的燃油噴射正時)處于壓縮沖程時，執行修訂以減少燃油噴射量修正的分擔比。因此，可以減少由引入的清污燃油量帶來的影響，并在火花塞周圍提供允許容易的點火的良好的分層混合物。因此，可以有角度地延遲點火正時，并可以避免發動機性能的降低和排放物的劣化。
現在，將參考圖8的流程圖說明根據本實施例的控制設備的燃油噴射控制的第二修改方案。在此第二修改方案中，當排氣空燃比相對于目標空燃比迅速地改變時，缸內噴油器110執行噴射以將燃油噴射量修正與空燃比中的偏差或差異相對應的量，并從而可以迅速地修正空燃比中的偏差。此控制例程作為平常的燃油噴射控制、點火正時控制和空燃比控制的例程的子例程來執行。
當該控制開始時，在步驟S801判斷缸內噴油器110的缸內噴射和進氣歧管噴油器120的端口噴射兩者是否都正在執行。當其正在執行時，即，當結果為“是”時，處理進行到步驟S802。如果為“否”，則例程結束。在步驟S802，類似于前述實施例，基于前述清污控制執行標記是否為開，判斷是否正在執行清污控制。當其正在執行時，即，當結果為“是”時，處理進行到步驟S803，否則，例程結束。
在步驟S803，將由空燃比傳感器420檢測的燃燒氣體的排氣空燃比(A/F)與目標空燃比(A/F)相比，并判斷它們之間的差的絕對值是否超過預定值C(例如，1的空燃比)。基于此判斷的結果，判斷排氣空燃比相對于目標空燃比是否突然地改變。當未發生突然改變時，例程結束。當其發生時，即，當結果為“是”時，處理進行到步驟S804。在步驟S804，判斷空燃比的該差是正(在稀側)或負(在濃側)。當空燃比的差為負時，處理進行到步驟S805，其中對缸內噴射進行增大燃油噴射量的修正，其可在判斷之后立即執行。當空燃比的差為負時，處理進行到步驟S806，其中對缸內噴射進行減小燃油噴射量的修正，其可在判斷之后立即執行。在以上情況下，這些增大修正量和減小修正量是于步驟S803中獲得的空燃比的差的修訂或修正相對應的燃油噴射量。例如，當不能通過一種燃油噴射操作提供與該差相對應的燃油噴射時，可以緊接著該判斷之后的缸內噴射和后繼的缸內噴射來分擔所需求的燃油噴射。
如上所述，當空燃比的差超過預定值C并且為負(在稀側)時，這表示清污修正過度，并因此清污修正值過大。當空燃比的差超過預定值C并且為正(在濃側)時，這表示清污修正不足，并因此清污修正值過小。在任一種情況下，如果無視該狀況而不處理，則排放物將劣化。因此，在此實施例中，對于最近(以及隨后)可執行的一個或多個缸內噴油器的缸內噴射進行燃油噴射量的修正。因此，可以比端口噴射的情況更迅速地修正空燃比的差。
現在將參考圖9的流程圖說明根據本實施例的控制設備的燃油噴射控制的第三修改方案。在第三修改方案中，當執行過渡狀態操作時，僅由進氣歧管噴油器的噴射執行與引入的清污燃油量相對應的對燃油噴射量的修正，并從而減少對良好的空氣-燃油混合物的形成的影響，以確保燃燒穩定性。此控制例程作為平常的燃油噴射控制或點火正時控制的子例程來執行。
當該控制開始時，在步驟S901判斷缸內噴油器110的缸內噴射和進氣歧管噴油器120的端口噴射兩者是否都正在執行。當其正在執行時，即，當結果為“是”時，處理進行到步驟S902。如果為“否”，則例程結束。在步驟S902，類似于前述實施例，基于前述清污控制執行標記是否為開，判斷是否正在執行清污控制。當其正在執行時，即，當結果為“是”時，處理進行到步驟S903，否則，例程結束。
在步驟S903，判斷發動機的運行狀態是否處于過渡態。例如，基于根據加速器下壓程度傳感器440的狀態獲得的波動率的數量或負載因子的速度，執行該狀態的判斷。當在步驟S903判斷該狀態不是過渡狀態而是穩定狀態時，例程結束。當其處于過渡狀態時，處理進行到步驟S904。僅由進氣歧管噴油器120的噴射執行與引入的清污燃油量相對應的對燃油噴射量的修正。于是，與燃油噴射分擔比α和β相獨立地，禁止由缸內噴油器110進行的清污修正，而僅由進氣歧管噴油器120進行清污修正。如上所述，在其中易于發生不穩定燃燒的過渡狀態期間，缸內噴油器110在不減少與燃油噴射分擔比α相對應的燃油噴射量的情況下執行噴射。因此，產生為分層進氣燃燒所需的良好的空氣-燃油混合物，使得可以確保燃燒穩定性，而不發生轉矩下降或其他情況。
第二實施例現在將說明根據本發明第二實施例的內燃機的控制設備。第二實施例采用與第一實施例的圖1至3相同的結構和操作，并因此將不再重復其說明。
現在將參考圖10，對用于當執行清污控制時修正清污燃油量的程序的控制結構給出說明。在每個預定時間或每個預定曲軸角時執行圖10所示的控制程序。
在步驟S2400，發動機ECU 300判斷清污控制執行標記是否為開。當清污控制執行標記為開(S2400中的“是”)時，處理進行到步驟S2410。否則(S2400中的“否”)，則處理結束。
在步驟S2410，發動機ECU 300計算噴射分擔比(DI比)r。圖2的圖用于計算噴射分擔比(DI比)r。
在步驟S2420，發動機ECU計算缸內噴油器110(DI)和進氣歧管噴油器120(PFI)的基礎噴射量。由以下方程計算缸內噴油器110的基礎噴射量taudbtaudb＝r×EQMAX×klfwd×fafd×kgd×kpr...(2-1)通過以下方程計算進氣歧管噴油器120的基礎噴射量taupbtaupb＝r×(1-r)×EQMAX×klfwd×fafp×kgd×kgp...(2-2)在以上方程(2-1)和(2-2)中，r表示噴射分擔比(DI比)，EQMAX表示最大噴射量，klfwd表示負載因子，fafd和fafp表示化學當量狀態下的反饋系數，kgd是獲取值，kpr是與燃油壓力相對應的轉換系數，而kpg是進氣歧管噴油器120的獲取值。
在步驟S2430，發動機ECU 300判斷DI比是否為零。當DI比為零(S2430中的“是”)時，處理進行到步驟S2440。否則(S2430中的“否”)，處理進行到步驟S2460。
在步驟S2440，發動機ECU 300用與前述清污燃油量相對應的清污修正值fpg代入對進氣歧管噴油器(120)側的清污減小計算值fpgp。在步驟S2450，發動機ECU 300計算進氣歧管噴油器120的最終噴射量taup。此噴射量taup由以下方程計算taup＝taub-fpgp+tauv...(2-3)其中tauv是無效的噴射量。
在步驟S2460，發動機ECU 300判斷DI比是否為1。當DI比為1時(S2460中的“是”)，處理進行到步驟S2470。否則(S2460中的“否”)，處理進行到步驟S2480。
在步驟S2470，發動機ECU 300用fpg代入缸內噴油器110的清污減小計算值fpgd。而且，其用0代入進氣歧管噴油器120的清污減小計算值fpgp。
在步驟S2480，發動機ECU 300用0代入清污減小計算值fpgd。而且，其用fpg代入進氣歧管噴油器120的清污減小計算值fpgp。
在步驟S2490，發動機ECU 300計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的最終噴射量taud和taup。在此操作中，由以下方程計算缸內噴油器110的最終噴射量taudtaud＝taudb-fpgd...(2-4)由前述方程(2-3)計算進氣歧管噴油器120的最終噴射量taup。
清污減小計算值可以總結如下當DI比r＝1.0時，fpgd＝fpg(fpgp＝0)...(2-5)當DI比r≠1.0時，fpgd＝0，fpgp＝fpg...(2-6)基于前述結構和流程，作為根據本實施例的控制設備的發動機ECU300在發動機10的清污處理期間執行噴射份額控制，現在將說明在清污處理期間執行的此控制。
當DI比r為1.0，且基于圖2的圖對缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額進行控制的情況下執行該清污處理時，從缸內噴油器110的基礎噴射量taudb減去清污減小計算值fpg(＝fpgd)。這在圖11中的(A)和(B)處對應于DI比r是100％的情況。
當DI比r不是100％也不是0％時，從缸內噴油器110的基礎噴射量taudb減去清污減小計算值fpg，且清污減小計算值fpg不反映在缸內噴油器110的基礎噴射量taudb中。于是，如圖11的(B)處的右側所示，當執行缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額(0＜DI比r＜1.0)時，從進氣歧管120的基礎噴射量taupb減去與具有清污減小計算值fpg的清污處理相關的燃油的修正量，使得缸內噴油器110的基礎燃油噴射量taudb不改變。
圖12圖示了其中執行清污處理的情況，以及其中不執行清污處理的情況。與執行清污處理的情況相關地，圖12圖示了根據本發明當執行清污處理時對燃油減小量進行的修正處理，并還圖示了根據對比技術當執行清污處理時對燃油減小量執行的修正處理。
如圖12所示，當沒有正在執行清污處理時，根據DI比r計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的最終噴射量。在如所示的對比技術的另外的技術中，當執行清污處理時，根據DI比r′在缸內噴油器110(DI)和進氣歧管噴油器120(PFI)分配清污減小計算值fpg。于是，在對比技術中，由(fpg×(1-r′))計算進氣歧管噴油器120的清污減小計算值，并由(fpg×r′)計算缸內噴油器110的清污減小計算值。
根據本發明，無論是否執行清污處理，缸內噴油器110的DI比r都不改變，并通過從進氣歧管噴油器120(PFI)的基礎燃油噴射量taupb減去清污減小值fpg。
這樣，當無論是否發生清污處理都不改變(即，不減小)進氣歧管噴油器的燃油噴射量時，缸內噴油器的噴射孔溫度不升高，因此防止沉積的產生。此外，缸內噴油器以高壓噴射燃油，使得其燃油量的波動大于以低壓噴射燃油的進氣歧管噴油器。但是，缸內噴油器的燃油噴射量不減小，使得空氣-燃油控制的獲得值以其原本的值施加。由于缸內噴油器的燃油噴射量減小到最小燃油噴射量附近的狀況不會發生，所以即使在最小燃油噴射量附近的實際噴射量和燃油噴射正時之間的關系中不存在線性的區域中，也可以避免嚴重問題的發生。
第三實施例現在將對根據本發明第三實施例的內燃機的控制設備給出說明。第三實施例采用與第一實施例的圖1至3相同的結構和操作，并因此將不再重復其說明。
現在將參考圖13，對用于當執行清污控制時修正清污燃油量的程序的控制結構給出說明。在每個預定時間或每個預定曲軸角時執行圖13所示的控制程序。
在步驟S3100，發動機ECU 300判斷清污控制執行標記是否為開。當清污控制執行標記為開(S3100中的“是”)時，處理進行到步驟S3110。否則(S3100中的“否”)，則處理結束。
在步驟S3110，發動機ECU 300計算噴射分擔比r。圖2的圖用于此計算。在步驟S3120，發動機ECU 300由(Q_DI＝Q×r)計算缸內噴油器110的噴射量Q_DI，并由(Q_PFI＝Q×(1-r)-FPG)計算缸內噴油器110的噴射量Q_PFI，其中Q是發動機10的需求燃油噴射量。
在步驟S3130，發動機ECU 300通過基于缸內噴油器110的噴射量Q_DI和進氣歧管噴油器120的噴射量Q_PFI來控制缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120而執行燃油噴射。
基于前述結構和流程，作為根據本實施例的控制設備的發動機ECU300在發動機10的清污處理期間執行噴射份額控制，現在將說明在清污處理期間執行的此控制。
當基于圖2的圖對缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額進行控制，并執行清污處理時(S3100中的“是”)，計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射分擔比r(S3100)。基于圖2的預定圖執行對噴射分擔比r的此計算。
通過將需求燃油噴射量Q乘以噴射分擔比r計算缸內噴油器110的噴射量Q_DI，并通過從將需求燃油噴射量Q乘以(1-r)得到的值減去清污修正量FPG計算進氣歧管噴油器120的Q_PFI(S3120)。
圖14A圖示了進氣歧管噴油器120的清污修正量隨時間的變化，圖14B圖示了缸內噴油器110的清污修正量隨時間的變化。如圖14B所示，缸內噴油器110的清污修正量是與時間t無關的0。如圖14A所示，進氣歧管噴油器120的清污修正量被控制以勻速地升高，直到其達到最大修正量FPGmaxP。
在根據本實施例由發動機ECU控制的發動機系統中，如上所述，當執行清污處理時，從缸內噴油器噴射的燃油不改變，且進氣歧管噴油器用于與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量。由此，缸內噴油器在清污處理開始之前和之后的噴射燃油量之間不發生變化。因此，與其中根據噴射分擔比，缸內噴油器的燃油噴射量減少與清污燃油量相對應的噴射燃油量的情況相反，缸內噴油器的燃油噴射量不減少，使得缸內噴油器的末端溫度不升高，并可以防止沉積的產生。因此，可以確保缸內噴油器的正常運行。
現在將說明根據本實施例的控制設備的燃油噴射控制的第一修改方案。根據此修改方案的控制設備執行與根據第二實施例的控制設備的程序不同的程序。此修改方案采用與圖1至3相同的硬件結構以及其他部分，并因此不再重復其說明。
現在將參考圖15對由作為根據此修改方案的控制設備的發動機ECU300執行的程序的控制結構給出說明。在圖15的流程圖中，與圖13的流程圖相同的處理步驟具有相同的標號。因此，不再重復其說明。
在步驟S3200，發動機ECU 300由(Q_DI＝(Q×r)-(FRG×B))計算缸內噴油器110的噴射量Q_DI，并還由(Q_PFI＝Q×(1-r)-FRG×A)計算進氣歧管噴油器120的噴射量Q_PFI，其中A和B是滿足關系(0＜B＜A＜1)和(A+B＝1)的常數。由于常數A大于B，所以進氣歧管噴油器120的噴射量Q_PFI比另一個噴油器的噴射量受到清污修正量FPG的更大程度的影響。
基于前述結構和流程圖，作為根據此修改方案的控制設備的發動機ECU 300在發動機10的清污處理期間執行噴射份額控制，現在將說明在清污處理期間執行的此控制。
當基于圖2的圖對缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額進行控制，且執行清污處理時(S3100中的“是”)，計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射分擔比r(S3100)。基于圖2的預定圖進行對噴射分擔比的此計算。
常數A大于常數B，且由(Q×r-FRG×B)計算缸內噴油器110的噴射量Q_DI。而且，由(Q×(1-r)-FRG×A)計算進氣歧管噴油器120的噴射量Q_PFI。
圖16A圖示了進氣歧管噴油器120的清污修正量隨時間的變化，且圖16B圖示了缸內噴油器110的清污修正量隨時間的變化。如圖16A和16B所示，當執行清污處理時，以份額方式修正缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的每個中的清污修正量FPG。常數B小于常數A，因此缸內噴油器110的修正量可以小于進氣歧管噴油器120的修正量。
如圖16A和16B所示，缸內噴油器110的清污修正量中的變化的斜率小于進氣歧管噴油器120的清污修正量中的變化的斜率。如圖16A和16B所示，當缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的每個達到最大清污修正量(即，在缸內噴油器110的情況下的FPGmaxD，以及在進氣歧管噴油器120的情況下的FRGmaxP)時，可以不再增大清污修正量。例如在修正燃油噴射量小于缸內噴油器110或進氣歧管噴油器120的最小燃油噴射量的情況下發生此狀況。
在由根據本修改方案的發動機ECU控制的發動機系統中，當執行清污處理時，如前所述，執行控制使得使用進氣歧管噴油器的修正的比率大于使用缸內噴油器的修正的比率。由此，對與引入的清污燃油量相對應的燃油噴射量進行修正，同時盡可能抑制了從缸內噴油器噴射的燃油的改變。由此，缸內噴油器在清污處理開始之前和之后的噴射燃油量之間難以發生變化。這抑制了缸內噴油器的燃油噴射量的減小，并因此抑制了缸內噴油器的末端溫度的升高，使得可以防止沉積的產生，并因此確保缸內噴油器的正常運行。
現在將對根據本實施例的控制設備的燃油噴射控制的第二修改方案給出說明。根據此修改方案的控制設備執行與根據第二實施例和第二實施例的第一修改方案不同的程序。此修改方案采用與圖1至3相同的硬件結構和其他部分，并因此不再重復其說明。
現在將參考圖17對由作為根據此修改方案的控制設備的發動機ECU300執行的程序的控制結構給出說明。在圖17的流程圖中，與圖13的流程圖相同的處理步驟具有相同的標號。因此，不再重復其說明。
在步驟S3300，發動機ECU 300判斷清污修正量FPG是否大于進氣歧管噴油器120的最大清污修正量FPGmaxP。當清污處理中所需求的清污修正量FPG大于進氣歧管噴油器120的最大清污修正量FPGmaxP時(S3300中的“是”)，處理進行到步驟S3310。否則(S3300中的“否”)，處理進行到步驟S3320。
在步驟S3310，發動機ECU 300將進氣歧管噴油器120的清污修正量FPG_pfi計算為(FPG_pfi＝FPGmaxP)，并將缸內噴油器110的清污修正量FPG_di計算為(FPG_di＝FPG-FPGmaxP)。
在步驟S3320，發動機ECU 300將進氣歧管噴油器120的清污修正量FPG_pfi計算為(FPG_pfi＝FPGmaxP)，并將缸內噴油器110的清污修正量FPG_di計算為(FPG_di＝0)。
在步驟S3330，發動機ECU 300將進氣歧管噴油器120的噴射量Q_PFI計算為(Q_PFI＝Q×(1-r)-FPG_pfi)，并將缸內噴油器110的噴射量Q_DI計算為(Q_DI＝Q×r-FPG_di)。
基于前述結構和流程，作為根據此修改方案的控制設備的發動機ECU300在發動機10的清污處理期間執行噴射份額控制，現在將說明在清污處理期間執行的此控制。
當基于圖2的圖對缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額進行控制，且執行清污處理時(S3100中的“是”)，計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射分擔比r(S3100)。基于圖2的預定圖進行對噴射分擔比r的此計算。
當清污處理所需求的清污修正量FPG小于進氣歧管噴油器120的最大清污修正量FPGmaxP時(S3300中的“否”)，進氣歧管噴油器120的清污修正量FPG_pfi被設定為需求清污修正量。進氣歧管噴油器120的清污修正量FPG_di被設定為零。
當清污處理所需求的清污修正量FPG增大到進氣歧管噴油器120的最大清污修正量FPGmaxP以上時(S3300中的“是”)，進氣歧管噴油器120的清污修正量FPG_pfi被固定為FPGmaxP，并且將缸內噴油器110的清污修正量FPG_di計算為(FPG_di＝FPG-FPGmaxP)。
圖18A圖示了進氣歧管噴油器120的清污修正量隨時間的變化，圖18B圖示了缸內噴油器110的清污修正量隨時間的變化。如圖18A所示，執行清污處理，并且進氣歧管噴油器120的清污修正量隨著需求清污修正量FPG的增大而增大，并達到FPGmaxP。當進氣歧管噴油器120的清污修正量達到進氣歧管噴油器120的最大清污修正量Pap時，缸內噴油器110執行如圖18B所示的清污修正。如圖18B所示，進氣歧管噴油器120的清污修正量的最大值是FRGmaxP，且缸內噴油器110的清污修正量的最大值是FPGmaxD。
在由根據此修改方案的發動機ECU控制的發動機系統中，如上所述，在清污處理期間執行該控制，使得從缸內噴油器噴射的燃油不改變，直到進氣歧管噴油器的修正量超過最大修正量。于是，盡可能通過使用進氣歧管噴油器來執行與清污燃油量相對應的對燃油噴射量的修正。這可以擴展在清污處理開始之后進氣歧管噴油器的燃油噴射量不改變的區域。其可以擴展其中缸內噴油器的燃油噴射量不減少的范圍，因此在此區域內缸內噴油器的末端溫度不升高，從而可以防止沉積的產生，并可以確保缸內噴油器的正常運行。
第四實施例現在將對根據本發明第四實施例的內燃機的控制設備給出說明。第四實施例采用與第一實施例的圖1至3相同的結構和操作，并因此不再重復其說明。
現在將參考圖19對當正在執行清污控制時用于修正清污燃油量的程序的控制結構給出說明。在每個預定時間或每個預定的曲軸角時執行如圖19所示的該控制程序。
作為根據此實施例的控制設備的發動機ECU 300在(1)從僅由進氣歧管噴油器120噴射切換到僅由缸內噴油器110噴射，(2)從僅由缸內噴油器110噴射切換到僅由進氣歧管噴油器120噴射，(3)從僅由缸內噴油器110噴射切換到由進氣歧管噴油器120和缸內噴油器110噴射，(4)從由缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120噴射切換到僅由缸內噴油器110噴射時調節清污量。在以下說明中，“對于缸內噴射或端口噴射的切換請求”表示對于以上四種切換方式之一的請求。
在以上方式(1)和(4)中，由進氣歧管噴油120進行的燃油噴射停止。在此情況下，由于進氣歧管噴油器120不再噴射燃油，所以進氣歧管噴油器120和位于進氣歧管噴油器120下游的進氣端口的溫度升高，使得清污流率自身和粘附到壁上的清污燃油的量改變(減小)。因此，供應到燃燒室中的燃油的量改變，使得空燃比可能波動以引起燃燒波動。因此，對于以上情況，改變清污量以避免燃燒波動。
在以上方式(2)和(3)中，進氣歧管噴油器120開始燃油噴射。在此情況下，由于由進氣歧管噴油器120進行的燃油噴射開始，所以進氣歧管噴油器120的位于進氣歧管噴油器120下游的進氣端口的溫度降低，使得清污流率自身和粘附到壁上的清污燃油的量改變(增大)。因此，供應到燃燒室內的燃油的量改變，使得空燃比可能波動以引起燃燒波動。對于以上情況，改變清污量以避免燃燒波動。
在如圖19所示的步驟S4100，發動機ECU 300基于如圖2所示的分擔比控制缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120，使得缸內噴油器110將燃油噴射到氣缸中，或者使得進氣歧管噴油器120將燃油噴射到進氣歧管中。
在步驟S4110，發動機ECU 300判斷是否存在對于切換到缸內噴射或端口噴射的請求。在此情況下，發動機ECU 300判斷是否存在對于前述四種方式(1)-(4)之一的切換請求。當請求切換到缸內噴射或端口噴射時(S4110中的“是”)，處理進行到步驟S4120。否則(S4110中的“否”)，此處理結束。
在步驟S4120，發動機ECU 300判斷清污執行標記是否為開。在圖4中，此清污執行標記在步驟S450被設定為開。當清污執行標記為開時(S4120中的“是”)，處理進行到步驟S4130。否則(S4120中的“否”)，處理進行到步驟S4140。
在步驟S4130，發動機ECU 300減小清污流率。在步驟S4135，發動機ECU 300計算燃油噴射量，使得缸內噴油器110或進氣歧管噴油器120(至少執行燃油噴射的那一個)補償清污流率的不足。
在步驟S4140和S4150，發動機ECU 300控制缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120以切換到缸內噴射或端口噴射。在步驟S4140的處理之后，此處理結束。在步驟S4150的處理之后，處理進行到步驟S4160。
在步驟S4160，發動機ECU 300判斷噴射切換之后是否經過了預定時間。當噴射切換之后經過了預定時間時(S4160中的“是”)，處理進行到步驟S4170。否則(S4160中的“否”)，處理返回到步驟S4160以等待預定時間的經過。
在步驟S4170中，發動機ECU 300將減小的清污流率逐漸增大到目標清污流率(即，清污流率的上限或清污流率控制中的最終可獲得值)。
基于前述結構和流程，作為根據本實施例的控制設備的發動機ECU300在發動機10的噴射切換時執行清污燃油量的修正控制。將對清污處理的執行期間的控制給出以下說明。
在基于圖2的圖對缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額進行控制的情況下(S4100)，當請求切換到缸內噴射或端口噴射時(S4110中的“是”)，且清污控制執行標記是開(S4120中的“是”)時，執行控制以減小清污流率(S4130)，并從而補償清污流率中的減小(S4135)。
如上所述，在清污流率減小之后執行所請求的切換到缸內噴射或端口噴射。當噴射切換之后經過預定時間時(S4160中的“是”)，減小的清污流率逐漸返回到目標清污流率(S4170)，并恢復所期望的清污處理。
如上所述，作為根據本實施例的內燃機的控制設備的發動機ECU實現了以下效果。當進氣歧管噴油器停止燃油噴射時，或當進氣歧管噴油器開始燃油噴射時，進氣歧管和進氣端口的溫度改變，使得清污流率自身和粘附到壁上的清污燃油量也改變。因此，供應到燃燒室內的燃油的量改變，使得空燃比變化而引起燃燒波動。因此，在請求噴射切換的情況下，在減小清污流率之后執行噴射切換，并且在從噴射切換起經過預定時間之后，清污流率將逐漸增大到目標清污流率。由此，可以在噴射切換時避免清污燃油引起的燃燒波動，并可以抑制性能的降低和排放物的劣化。
現在將對根據本實施例的控制設備中的燃油噴射控制的第一修改方案給出說明。根據此修改方案的控制設備執行與根據前述第二實施例的控制設備不同的程序。此修改方案采用與圖1至3中相同的硬件結構和其他部分，并因此不再重復其說明。
現在將參考圖20對由根據此修改方案的發動機ECU 300執行的程序的控制結構給出說明。在圖20的流程圖中，與圖19的流程圖相同的處理步驟具有相同的標號。因此，不再重復其說明。
在步驟S4200，發動機ECU 300停止清污處理(即，將清污流率設定為0)。在步驟S4205，發動機ECU 300計算燃油噴射量，使得缸內噴油器110或進氣歧管噴油器120(至少執行燃油噴射的那一個)可以補償停止的清污流率。
在步驟S4210，發動機ECU 300繼續清污處理，并將清污流率逐漸增大到目標流率(清污流率的上限或清污流率控制中的最終可獲得值)。
基于前述結構和流程，作為根據此修改方案的控制設備的發動機ECU300在發動機10的噴射切換時執行清污燃油量的修正控制，現在將說明此修正控制。
當基于圖2的圖對缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額進行控制的情況下，當請求切換到缸內噴射或端口噴射(S4110中的“是”)并且清污控制執行標記為開(S4120中的“是”)時，執行控制以停止清污處理(S4200)。
在清污處理停止之后(S4200)，執行對停止的清污流的補償(S4205)，并根據請求執行到缸內噴射或端口噴射的切換(S4140、S4150)。當從噴射切換起經過了預定時間時(S4160中的“是”)，繼續清污處理以將清污流率逐漸增大到目標清污流率(S4210)，并返回到所期望的清污處理。
如上所述，根據作為根據此修改方案的內燃機的控制設備的發動機ECU，當進行噴射切換請求時，清污處理停止，并接著執行噴射切換。當在噴射切換后經過了預定時間時，清污處理繼續以將清污流率逐漸增大到目標流率。由此，在噴射切換時避免了由于清污燃油引起的燃燒波動，并可以抑制性能的降低和排放物的劣化。
現在將對根據此實施例的控制設備中的燃油噴射控制的第二修改方案給出說明。根據此修改方案的控制設備執行與根據第三實施例和第三實施例的第一修改方案的前述控制設備的程序不同的程序。此修改方案采用與圖1至3相同的硬件結構和其他部分，因此不再重復其說明。
現在將參考圖21和22對由根據此修改方案的發動機ECU 300執行的程序的控制結構給出說明。在圖21的流程圖中，與圖19的流程圖相同的處理步驟具有相同的標號。因此，不再重復其說明。
在步驟S4300，發動機ECU 300執行清污修正量計算處理(子例程)。將在下文詳細說明此子例程。
在步驟S4320，發動機ECU 300將清污流率減小在該子例程中計算的修正量。在步驟S4330，發動機ECU 300將該流率逐漸增大與以上修正量相對應的量。在此情況下，發動機ECU 300將清污流率逐漸增大到目標清污流率(清污流率的上限或清污流率控制中的最終可獲得值)。
現在將參考22對由發動機ECU 300執行的清污修正量計算處理的程序的控制結構給出說明。
在步驟S4302，發動機ECU 300檢測在噴射切換之前清污期間的燃油流率。在步驟S4303，發動機ECU 300檢測發動機10的運行狀況(溫度、發動機速度和負載)。
在步驟S4306，發動機ECU 300根據預定圖進行計算來基于運行狀況確定清污流率修正量，使得受清污影響的燃油流率在噴射切換之后不改變。
在步驟S4308，發動機ECU 300考慮到清污流率的上限或下限，判斷是否可以實現這樣計算的清污流率修正量。當所計算的清污流率修正量可以實現時(S4308中的“是”)，處理進行到步驟S4310。否則(S4308中的“否”)，此子例程處理結束，且處理返回到圖21中的步驟S4320。
在步驟S4310，發動機ECU 300提供反映了不可實現的清污修正量的噴油器噴射量。例如，當所計算的修正值小于清污流率的下限時，清污流率被設定為下限，且缸內噴油器110或進氣歧管噴油器120將其燃油噴射量減小與清污修正量和下限之間的差相對應的量。此后，子例程處理結束，處理返回到圖21中的步驟S4320。
基于前述結構和流程，作為根據此修改方案的控制設備的發動機ECU300在發動機10的噴射切換時執行清污燃油量的修正控制，現在將說明此修正控制。
在基于圖2的圖對缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額進行控制的情況下(S4100)，當請求切換到缸內噴射或端口噴射(S4110中的“是”)并且清污控制執行標記為開(S4120中的“是”)時，執行清污修正量計算處理(S4300)。
在清污修正量計算處理中，基于發動機10的運行狀況計算清污修正量(S4306)。當根據清污流率的上限值和下限值，所計算清污修正量不可實現時(S4308中的“是”)，缸內噴油器110和/或進氣歧管噴油器120的燃油噴射量被清污修正量的一部分修正(S4310)。
在清污流率減少所計算的清污修正量(S4320)之后，根據請求執行到缸內噴射或端口噴射的切換。當在噴射切換之后經過了預定時間時(S4160中的“是”)，清污流率從修正值逐漸返回到目標值(S4330)，并恢復所期望的清污處理。
如上所述，根據作為此修改方案的內燃機的控制設備的發動機ECU，當進行噴射切換請求時，基于發動機的運行條件控制清污處理以將清污流率減小到合適的清污修正量，并接著執行噴射切換。當在噴射切換后經過預定時間時，清污流率逐漸增大清污修正量。從而，在噴射切換時避免了由于清污燃油引起的燃燒波動，并可以抑制性能的降低和排放物的劣化。
第五實施例現在將對根據本發明第五實施例的內燃機的控制設備給出說明。第五實施例采用與第一實施例的圖1至3相同的結構和操作，并因此不再重復其說明。
現在將參考圖23對當正在執行清污控制時用于計算缸內噴油器110的清污修正量fpgd和進氣歧管噴油器120的清污修正量fpgp的程序的控制結構給出說明。在每個預定時間或每個預定的曲軸角時執行如圖23所示的該控制程序。
在步驟S5400，發動機ECU 300判斷清污執行標記是否為開。在圖3中的步驟S340中，清污執行標記轉為開。當清污執行標記為開時(S5400中的“是”)，處理進行到步驟S5402。否則(S5400中的“否”)，處理返回到步驟S5404。
在步驟S5402，發動機ECU 300接收清污修正量fpg的值。在步驟S5402，發動機ECU 300將0代入清污修正量fpg。在步驟S5402和S5404的處理之后，處理返回到步驟S5410。
在步驟S5410，發動機ECU 300參考圖2的圖計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射分擔比(DI比r)。在步驟S5420中，發動機ECU 300計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的基礎噴射量taudb和taupb。由以下方程計算缸內噴油器110的基礎噴射量taudbtaudb＝r×EQMAX×klfwd×fafd×kgd×kpr...(5-1)由以下方程計算進氣歧管噴油器120的基礎噴射量taupbtaupb＝k×(1-r)×EQMAX×klfwd×fafp×kgp...(5-2)在以上方程(5-1)和(5-2)中，r表示噴射分擔比(DI比)，EQMAX表示最大噴射量，klfwd表示負載因子，fafd和fafp表示化學當量狀態下的反饋因子，kgd是缸內噴油器110的獲得值，kpr是與燃油壓力相對應的轉換系數，kgp是進氣歧管噴油器120的獲得值。
在步驟S5430，發動機ECU 300判斷DI比是否為1。當DI比為1時，發動機ECU 300判斷DI比是否為1。當DI比為1時(S5430中的“是”)，處理進行到步驟S5440。否則(S5430中的“否”)，處理進行到步驟S5460。
在步驟S5440，發動機ECU 300用fpg代入缸內噴油器110的清污修正量fpgd。可以由以下方程計算此清污修正值fpgfpg＝pgr×fgpg...(5-3)其中pgr是目標清污率，即清污率的目標值，其是清污量相對于進氣量的體積比，fgpg是表示每單位清污率(1％)的A/F的影響率(偏離量)的清污濃度稀值(leaned value)。
在步驟S5450，發動機ECU 300根據以下方程計算缸內噴油器110的最終噴射量taudtaud＝taudb-fpgd...(5-4)此后，處理結束。
在步驟S5460，發動機ECU 300判斷是否建立了{(fpg×PGERR)/taupb≥α}的關系，其中PGERR是表示清污處理期間燃油量的誤差并小于1的常數。于是，PGERR是表示氣缸之間進氣量的差以及氣缸之間清污量的差的最大程度，該最大程度是估計的。如果估計清污處理對于某個氣缸將燃油減少高達40％，則PGERR等于0.4。α是預定值，并如圖24所示是DI比r的函數。α隨著DI比r的增大而增大，并隨著DI比r的減小而減小。圖24僅圖示了示例，且本發明不限于此。當滿足{(fpg×PGERR)/taupb≥α}時(S5460中的“是”)，處理移動到步驟S5480。否則(S5460中的“否”)，處理進行到步驟S5470。
在步驟S5470，發動機ECU 300用fpg代入進氣歧管噴油器120的清污修正量fpgp，并用0代入缸內噴油器110的清污修正量fpgd。此后，處理進行到步驟S5490。
在步驟S5480，發動機ECU 300用(fpg×PGERR-α×taupb)代入缸內噴油器110的清污修正量fpgd，并用(fpg-fpgd)代入進氣歧管噴油器120的清污修正量fpgd。此后，處理進行到步驟S5490。
在步驟S5490，發動機ECU 300計算缸內噴油器110的最終噴射量taud和進氣歧管噴油器120的最終噴射量taup。由前述方程(4)計算最終噴射量taud。由以下方程計算最終噴射量tauptaup＝taupb-fpgp+tauv...(5-5)其中tauv是無效噴射量。
基于前述結構和流程，作為根據此實施例的控制設備的發動機ECU300在發動機10的清污處理期間執行噴射份額控制，現在將說明此份額控制。
當噴射分擔比(DI比r)等于1時(S5430中的“是”)，通過從缸內噴油器110的燃油噴射量減去整個修正量執行清污修正。于是，由方程(3)計算的清污修正量fpg代入缸內噴油器110的清污修正量fpgd(S5440)，并從由前述方程(4)表示的缸內噴油器110的基礎噴射量taudb減去清污修正量fpgd(S5450)。
當噴射分擔比(DI比r)不等于1時(S5430中的“否”)，考慮氣缸之間清污量的差計算清污修正。如果僅由進氣歧管噴油器120不可能實現清污修正，則在缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間分擔清污修正。這將會更詳細的說明。
在{(fpg×PGERR)/taupb≥α}的情況下(S5460中的“是”)，缸內噴油器110的清污修正量fpgd被計算為(fpg×PGERR-α×taupb)，且由(fpg-fpgd)計算進氣歧管噴油器120的清污修正量fpgp(S5480)。這限制了進氣歧管噴油器120的燃油噴射量的減少量，使得{fpg(清污修正量)×PGERR(氣缸之間清污量的差的最大估計值)}可以等于或小于{taupb(進氣歧管噴油器的基礎燃油噴射量)}。
通過(fpg×PGERR-α×taupb)計算缸內噴油器110的清污修正量fpgd，且如圖24所示，(α×taupb)隨著DI比r的增大而減小(即，隨著進氣歧管噴油器120的噴射比的減小而增大)。因此，隨著進氣歧管噴油器120的噴射比減小，缸內噴油器110的清污修正值fpgd在一定范圍內增大而(fpg×PGERR)不改變。由(fpg-fpgd)計算進氣歧管噴油器120的清污修正量fpgp。因此，隨著進氣歧管噴油器120的噴射比減小，缸內噴油器110的清污修正值fpgd增大，因而進氣歧管噴油器120的清污修正值fpgp減小。于是，隨著進氣歧管噴油器120的噴射比減小，由清污引起的影響增大，并因此由于清污對端口噴射減少的量施加更強的限制。
圖25圖示了在清污處理的執行期間燃油噴射量之間的比較。在圖25中，“平均”表示清污修正的基本方式。以此方式，通過減去清污修正值fpg計算進氣歧管噴油器120的燃油噴射量(圖25中的實際端口噴射量)。以此方式，當在圖25中的“個別”處觀察時，在燃燒波動狀態下較大清污的歧管和較小清污的氣缸之間發生差別。在較大清污的氣缸中，燃燒室中混合物的空燃比(A/F)變得較小(即，濃)，而直接噴射比相對減小。因此，從進氣端口取入燃燒室中的空氣-燃油混合物被更均勻地混合，并且轉矩波動達到良好狀態。在較小清污的氣缸中，燃燒室中的空燃比(A/F)變得較大(即，稀)，而直接噴射比相對增大。因此，從進氣端口取入燃燒室中的混合物沒有被充分均勻地混合，由此轉矩波動沒有處于良好狀態。
與以上傳統方式相比，本發明限制了由清污引起的實際端口噴射燃油的減少，且實現此限制，使得即使在清污量減小了最大變化值(其是被估計的)時也可以實現良好的燃燒。可以實現以上良好燃燒的實際端口噴射量(缸內噴油器110的和燃油噴射量和清污燃油量的和)等于圖25的“發明”的{taupb×(1-α)}。于是，{taupb×(1-α)}被確保作為實際端口噴射量，并從而確保良好的燃燒。
出于以上原因，傳統發動機包括其中清污燃油量減少到(fpg×PGERR)的氣缸。但是，根據本發明，考慮到清污燃油量減少到(fpg×PGERR)的可能情況，為了防止減少到(fpg×PGERR)而施加了限制。在此情況下，缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120如下互相補償。進氣歧管噴油器120噴射如圖25所示的(fpg×PGERR-α×taupb)的燃油，而缸內噴油器110的燃油噴射量減少相同量。
在本實施例的控制設備中，如上所述，當在缸內噴油器和進氣氣缸噴油器分擔噴射噴射的區域中執行清污，對用于進氣歧管噴油器的清污修正執行的減小的量施加限制。在多缸內燃機中，可以小清污量的氣缸中減小大量，因此可以維持穩定的燃燒狀態。具體而言，當更高程度地受清污影響的進氣歧管噴油器的分擔比較小時，限制增大。因此，在缸內噴油器和進氣歧管噴油器之間分擔燃油噴射的多缸發動機中，可以避免清污處理期間性能的降低和其他問題。
第六實施例現在將對根據本發明第六實施例的內燃機的控制設備給出說明。第六實施例采用與第一實施例的圖1至3相同的結構和操作，并因此不再重復其說明。
現在將參考圖26對用于修正清污燃油量的程序的控制結構給出說明。在每個預定時間或每個預定的曲軸角時執行如圖26所示的該控制程序。
在步驟S6400，發動機ECU 300判斷清污控制執行標記是否為開。當清污控制執行標記為開時(S6400中的“是”)，處理進行到步驟S6410。否則(S6400中的“否”)，處理結束。
在步驟S6410，發動機ECU 300計算分擔比(DI比)r。如圖2所示的圖用于分擔比(DI比)r的此計算。
在步驟S6420，發動機ECU 300計算缸內噴油器110(DI)和進氣歧管噴油器120(PFI)的基礎噴射量。由以下方程計算缸內噴油器110的最終噴射量taudbtaudb＝r×EQMAX×klfwd×fafd×kgd×kpr...(6-1)由以下方程計算進氣歧管噴油器120的基礎噴射量taupbtaupb＝k×(1-r)×EQMAX×klfwd×fafp×kgp...(6-2)在以上方程(6-1)和(6-2)中，r表示噴射分擔比(DI比)，EQMAX表示最大噴射量，klfwd表示負載因子，fafd和fafp表示在化學當量狀態下的反饋系數，kgd是缸內噴油器110的獲得值，kpr是與燃油壓力相對應的轉換系數，kgp是進氣歧管噴油器120的獲得值。
在步驟S6430，發動機ECU 300判斷DI比是否為零。當DI比是零時(S6430中的“是”)，處理進行到步驟S6440。否則(S6430中的“否”)，處理進行到步驟S6460。
在步驟S6440，發動機ECU 300將與前述清污燃油量相對應的清污修正值fpg代入進氣歧管噴油器120的清污減小計算值fpgd。而且，發動機ECU 300用0代入缸內噴油器110的清污減少計算值fpgd。在步驟S6450，發動機ECU 300計算進氣歧管噴油器120的最終噴射量taup。由以下方程計算進氣歧管噴油器120的此最終噴射量tauptaup＝taupb-fpgp+tauv...(6-3)其中tauv是無效噴射量。
在步驟S6460，發動機ECU 300判斷DI比r是否等于1。當DI比等于1時(S6460中的“是”)，處理進行到步驟S6470。否則(S6460中的“否”)，處理進行到步驟S6500。
在步驟S6470，發動機ECU 300用fpg代入缸內噴油器110的清污減少計算值fpgd。其用0代入進氣歧管噴油器120的清污減少計算值fpgp。
在步驟S6480，發動機ECU 300根據以下方程計算缸內噴油器110的最終噴射量taudtaud＝taudb-fpgd...(6-4)清污減小計算值可以總結如下當DI比為1時，fpgd＝fpg(fpgp＝0)...(6-5)當DI比為0時，fpgp＝fpg(fpgd＝0)...(6-6)在步驟S6500，發動機ECU 300對于其中由缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120分擔燃油噴射的情況(0＜(DI比r)＜1)執行計算清污處理量的處理。
現在將參考圖27對如圖26所示的步驟S6500中計算清污處理量的處理給出說明。
在步驟S6510，發動機ECU 300判斷缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120是根據當前燃油噴射比還是平分地分擔清污處理。例如，假設這些分擔方式(基于噴射比分擔和平分分擔)之一被預選并存儲在存儲器中。在基于噴射比分擔的情況下(步驟S6510中的“基于噴射比”)，處理進行到步驟S6520。在平分分擔的情況下(步驟S6510中的“平分”)，處理進行到步驟S6530。
在步驟S6520，發動機ECU 300由以下方程計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的清污減小值fpgd和fpgpfpgd＝fpg×r...(6-7)fpgp＝fpg×(1-r)...(6-8)在步驟S6530，發動機ECU 300由以下方程計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的清污減小計算值fpgd和fpgpfpgd＝fpg×1/2...(6-9)fpgp＝fpg×1/2...(6-10)如果允許不同于平分分擔的其他分擔方式，則乘法系數可以是不同于1/2的常數。
在步驟S6540，發動機ECU 300由以下方程計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taud(1)和taup(1)taud(1)＝taudb-fpgd...(6-11)taup(1)＝taupb-fpgp+tauv...(6-12)在步驟S6550，發動機ECU 300判斷缸內噴油器110的燃油噴射量taud(1)是否小于缸內噴油器110的最小燃油噴射量taumin(d)。最小燃油噴射量taumin(d)是確保缸內噴油器110中燃油噴射時間與燃油噴射量之間關系的線性的最小燃油噴射量。于是，難以控制噴射時間使得可以噴射小于最小燃油噴射量taumin(d)的燃油。當缸內噴油器110的燃油噴射量taud(1)小于缸內噴油器110的最小燃油噴射量taumin(d)時(S6550中的“是”)，處理進行到步驟S6560。否則(S6550中的“否”)，處理進行到步驟S6570。
在步驟S6560，發動機ECU 300由以下方程計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的修正燃油噴射量taud(2)和taup(2)taud(2)＝taumin(d)...(6-13)taup(2)＝taup(1)-Δtau(d)...(6-14)Δtau(d)＝taumin(d)-taud(1)...(6-15)然后，處理進行到步驟S6600。
在步驟S6570，發動機ECU 300判斷進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taup(1)是否小于進氣歧管噴油器120的最小燃油噴射量taumin(p)。最小燃油噴射量taumin(p)是確保進氣歧管噴油器120中燃油噴射時間與燃油噴射量之間關系的線性的最小燃油噴射量。于是，難以控制噴射時間使得可以噴射小于最小燃油噴射量taumin(p)的燃油。當進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taud(1)小于進氣歧管噴油器120的最小燃油噴射量taumin(p)時(S6570中的“是”)，處理進行到步驟S6580。否則(S6570中的“否”)，處理進行到步驟S6590。
在步驟S6580，發動機ECU 300由以下方程計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的修正燃油噴射量taud(2)和taup(2)
taud(2)＝taud(1)-Δtau(p)...(6-16)taup(2)＝taumin(p)...(6-17)Δtau(p)＝taumin(p)-taup(1)...(6-18)然后，處理進行到步驟S6600。
在步驟S6590，發動機ECU 300計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的最終燃油噴射量taud和taup。在此計算中，taud(1)代入缸內噴油器110的最終燃油噴射量taud，taup(1)代入進氣歧管噴油器120的最終燃油噴射量taup。
在步驟S6600，發動機ECU 300計算缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120的最終燃油噴射量taud和taup。在此計算中，taud(2)代入缸內噴油器110的最終燃油噴射量taud，taup(2)代入進氣歧管噴油器120的最終燃油噴射量taup。
基于前述結構和流程，作為根據此實施例的控制設備的發動機ECU300在發動機10的清污處理期間執行噴射分擔比，現在將說明此噴射份額控制。
在預定的圖對缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射份額進行控制的情況(包括僅由噴油器之一進行燃油噴射的情況)下，當正在執行清污處理(S6400中的“是”)并且DI比r為0(S6430中的“是”)時，fpg代入清污減小計算值fpgp(S6440)，并從進氣歧管噴油器120的基礎燃油噴射量taupb減去清污減小計算值fpgp以計算進氣歧管噴油器120的最終燃油噴射量taup(S6450)。當DI比r為1(S6430中的“否”，且步驟S6460中的“是”)，fpg代入清污減小計算值fpgd(S6470)，并從缸內噴油器110的基礎燃油噴射量taudb減去清污減小計算值fpgd以計算缸內噴油器110的最終燃油噴射量taud(S6480)。
當DI比r既不是100％也不是0％時(S6430中的“否”，S6460中的“否”)，即，當在缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間分擔噴射時(0＜DI比r＜1.0)，執行計算清污處理量的處理(S6500)。
為了以DI比r分擔清污減小(步驟S6510中的“基于分擔比”)，由(fpg×r)計算缸內噴油器110的清污減小計算值fpgd，并由(fpg×(1-r))計算進氣歧管噴油器120的清污減小計算值fpgp(S6520)。
為了均分分擔清污減小(S6510中的“均分”)，由(fpg×1/2)計算缸內噴油器110的清污減小計算值fpgd，并由(fpg×1/2)計算進氣歧管噴油器120的清污減小計算值fpgp(S6530)。
通過使用缸內噴油器110的清污減小計算值fpgd和進氣歧管噴油器120的清污減小計算值fpgp，由(taudb-fpgd)計算缸內噴油器110的燃油噴射量taud(1)，并由(taupb-fpgp+tauv)計算進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taup(1)。
圖28圖示了以上狀態。在圖28中，“具有清污的發明(1)”對應于以DI比r分擔清污減小的情況，而“具有清污的發明(2)”對應于均分分擔清污減小的情況。
在任一種情況下，如圖28所示，缸內噴油器110的燃油噴射量減小了與清污燃油量相對應的清污修正量，而進氣歧管噴油器120的燃油噴射量減小了清污修正量。因此，噴油器(缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120)中的每個都不停止燃油噴射。作為使用兩個噴油器用于清污處理所實現的效果，可以確保從進氣歧管噴油器120噴射的空氣-燃油混合物的均勻性。而且，可以防止缸內噴油器110溫度的過度升高，從而可以防止缸內噴油器110的噴射孔中沉積的產生。
現在將對缸內噴油器110的燃油噴射量taud(1)和進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taup(1)分別小于最小燃油噴射量taumin(d)和taumin(p)的情況給出說明。
當缸內噴油器110的燃油噴射量taud(1)小于缸內噴油器110的最小燃油噴射量taumin(d)時(S6550中的“是”)，從缸內噴油器110噴射的燃油在量上除非被改變，否則其變得過小，并且不能準確地噴射噴射量taud(1)的燃油。因此，缸內噴油器110的燃油噴射量增大到缸內噴油器110的最小燃油噴射量taumin(d)以達到taud(2)。在此操作中，燃油噴射量增大與(taumin(d)-taud(1))相等的Δtau(d)。因此，進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taup(1)減小了與升高以達到taup(2)的以上量相等的Δtau(d)，其等于(taud(1)-Δtau(d))(S6560)。
圖29圖示了以上狀態。在清污減小量如圖29中的“具有清污的發明(2)”所表示地均分分擔，且與清污燃油量相對應的清污修正值fpg較大的情況下，缸內噴油器110的燃油噴射量taud(1)小于缸內噴油器110的最小燃油噴射量taumin(p)。因此，如“具有清污的發明(3)”所示，缸內噴油器110的燃油噴射量增大到最小燃油噴射量taumin(d)，且進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taup(1)減小了增大量Δtau(d)以達到taup(2)。
當進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taup(1)小于進氣歧管噴油器120的最小燃油噴射量taumin(p)時(S6570中的“是”)，從進氣歧管噴油器120的燃油噴射在量上除非被改變，否則過小，并不能準確地噴射燃油噴射量taup(1)的燃油。因此，進氣歧管噴油器120的燃油噴射量增大到進氣歧管噴油器120的最小燃油噴射量taumin(p)以達到taup(2)。在此操作中，燃油噴射量增大了與(taumin(p)-taup(1))相等的Δtau(p)，進氣歧管噴油器120的燃油噴射量taup(2)達到了最小燃油噴射量taumin(p)。因此，缸內噴油器110的燃油噴射量taud(1)減小了與增大量相等的量，并達到與(taud(1)-Δtau(p))相等的taud(2)(S6580)。
如上所述，當對噴油器進行的清污處理將噴油器之一的燃油噴射量減小到最小燃油噴射量以下時，被這樣減小的噴油器的燃油噴射量被增大到最小燃油噴射量，而已經被清污處理減小的另一個噴油器的燃油噴射量被進一步減小附加量。由此，可以在燃油噴射時間和燃油噴射量之間的關系具有線性的區域中執行清污處理。因此，可以準確地供應燃油以執行準確的空燃比控制。當在兩個噴油器中執行清污操作時，實現如上所述的效果。
<適于采用該控制設備的發動機(1)>
現在將對適于采用根據上述第一至第六實施例的控制設備的發動機(1)給出說明。
參考圖30和31，現在將對與發動機10的運行狀態相對應的信息(具體而言，表示缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射分擔比(即，DI比r)的圖)給出說明。此圖存儲在發動機ECU 300的ROM 320中。圖30是用于發動機10的暖機狀態的圖，而圖31是用于發動機10的冷機狀態的圖。
在圖30和32所示的圖中，橫軸給出了發動機10的發動機速度，縱軸給出了負載因子，而DI比r，即缸內噴油器110的分擔比表示為百分比。
如圖30和31所示，對由發動機10的發動機速度和負載因子確定的每個運行區域設定DI比r。“DI比r＝100％”表示僅缸內噴油器110執行燃油噴射的區域。“DI比r＝0％”表示僅進氣歧管噴油器120執行燃油噴射的區域。“DI比r≠0％”、“DI比r≠100％”且“0％＜DI比r＜100％”表示缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120分擔燃油噴射的區域。示意性地，缸內噴油器110有助于輸出性能的提高，而進氣歧管噴油器120有助于空氣-燃油混合物的均勻性。根據發動機速度和負載因子適當地選擇這兩種具有不同特性的噴油器，使得在發動機10的正常運行狀態下，即在例如空轉期間的催化劑預熱狀態之類的異常運行之外的狀態下，僅執行均勻燃燒。
如圖30和31所示，分別在表示暖機狀態和冷機狀態的圖的每個中界定缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的分擔比(DI比)r。這些圖被構造為使得當發動機10的溫度改變時將不同的控制區域用于缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120。發動機10的溫度被檢測，并當發動機10的溫度等于或高于預定溫度閥值時選擇圖30中的暖機狀態的圖。否則，選擇圖31中的冷機狀態的圖。基于這樣選擇的圖，根據發動機10的發動機速度和負載因子選擇缸內噴油器110和/或進氣歧管噴油器120。
現在將對圖30和31中所表示的發動機10的發動機速度和負載因子給出說明。在圖30中，NE(1)被設定為2500-2700rpm，KL(1)被設定為30-50％，KL(2)被設定為60-90％。在圖31中，NE(3)被設定為2900-3100rpm。于是NE(1)小于NE(3)。圖30中的NE(2)以及圖31中的KL(3)和KL(4)可以被適當地確定。
從圖30和31之間的比較，可以看出圖31的冷機狀態圖中的NE(3)高于圖30的暖機狀態圖中的NE(1)。這表示發動機10的低溫將進氣歧管噴油器120的控制區域擴展到更高的發動機速度。即，較冷的發動機10可以抑制缸內噴油器110的噴射孔中沉積的產生(即使當缸內噴油器110不噴射燃油時)。因此，可以實現將由進氣歧管噴油器120執行燃油噴射的區域擴展的設定，并可以提高均勻性。
從圖30和31之間的比較，當發動機10的發動機速度在暖機狀態圖上處于等于或高于NE(1)的區域或在冷機狀態圖上處于等于或高于NE(3)的區域時，獲得“DI比r＝100％”的關系。當負載因子在暖機狀態圖上處于等于或高于KL(2)的區域或在冷機狀態圖上處于等于或高于KL(4)的區域時，獲得“DI比r＝100％”的關系。這些表示在預定的高發動機速度區域中僅使用缸內噴油器110，并在預定的高發動機負載區域中僅使用缸內噴油器110。這是因為在高速區域或高負載區域，即使僅缸內噴油器110噴射燃油，也可以由于發動機10的發動機速度和負載較高并因而進氣體積較大而產生均勻的空氣-燃油混合物。在以上方式中，從缸內噴油器110噴射的燃油獲得燃燒室中潛在的蒸發熱(即，從燃燒室吸收熱)，并從而蒸發。這在壓縮端降低了空氣-燃油混合物的溫度，由此提高了抗爆性能。由于燃燒室的溫度降低，所以提高了進氣效率以實現高功率。
根據圖30的暖機狀態圖，當負載因子等于或低于KL(1)時僅使用缸內噴油器110。這表示當發動機10的溫度高時，在預定的低負載區域僅使用缸內噴油器110。在暖機狀態，發動機10較熱，由此在缸內噴油器110的噴射孔中易于發生沉積。但是，由缸內噴油器110噴射的燃油可以降低噴射孔溫度，由此避免沉積的發生。而且，可以確保缸內噴油器的最小燃油噴射量以防止缸內噴油器110的阻塞。為實現這些效果，如上所述在低負載區域中使用缸內噴油器110。
從圖30和31之間的比較，只有圖31的冷機狀態圖中存在“DI比r＝0％”的區域。這表示當發動機10的溫度低時，在預定的低負載區域(等于或低于KL(3))僅使用進氣歧管噴油器120。由于發動機10較冷，發動機10的負載較低且進氣流率較小，由此相對抑制了燃油的蒸發。在此區域中，缸內噴油器110的燃油噴射難以實現良好的燃燒，并在低負載和低發動機速度的區域中并不特別需要由缸內噴油器110提供的高輸出。出于這些原因，未使用缸內噴油器110，并僅使用進氣歧管噴油器120。
在不同于正常運行的運行中，即，在例如空轉期間的催化劑預熱狀態的異常狀態中，控制缸內噴油器110以執行分層進氣燃燒。通過在催化劑預熱狀態期間僅執行分層進氣燃燒，促進催化劑預熱以改善排放物。
<適于采用該控制設備的發動機(2)>
現在將對適于采用根據上述第一至第六實施例的控制設備的發動機(2)給出說明。在關于發動機(2)的以下說明中，將不再重復關于與發動機(1)相同的部分的說明。
現在將參考圖32和33對表示以發動機10的運行狀態相對應(具體地，表示缸內噴油器110和進氣歧管噴油器120之間的噴射分擔比)的信息的圖給出說明。此圖存儲在發動機ECU 300的ROM 320中。圖32是用于發動機10的暖機狀態的圖，而圖33是用于發動機10的冷機狀態的圖。
圖32和33與圖30和31的不同之處在于以下幾點。在暖機狀態圖上發動機10的速度等于或高于NE(1)的區域中，以及在冷機狀態圖上發動機速度等于或高于NE(3)的區域中實現“DI比r＝100％”。在暖機狀態圖上負載因子等于或高于KL(2)的除了低發動機速度區域之外的區域中，以及在冷機狀態圖上負載因子等于或高于KL(2)的除了低發動機區域之外的區域中實現“DI比r＝100％”。這表示在高發動機速度的預定區域中僅使用缸內噴油器110，在高發動機負載的大預定區域中僅使用缸內噴油器110。但是，在低發動機區域內的高負載區域中，缸內噴油器110不形成處于充分混合狀態的空氣-燃油混合物，而燃燒室中的空氣-燃油混合物易于不均勻并易于引起不穩定燃燒。為防止此問題，執行控制以隨著發動機速度改變到更高側而增大缸內噴油器的噴射比。而且，隨著運行改變到其中可能發生以上問題的高負載區域，執行控制以減小缸內噴油器110的噴射比。在圖32和33中，以十字布置的雙箭頭表示DI比r中的這些改變。以上控制可以抑制發動機的輸出轉矩中由于不穩定燃燒而發生的波動。為了確認，可以論述以上控制基本等同于根據改變到預定低發動機速度區域而減小缸內噴油器110的噴射比的控制、以及根據改變到預定低負載區域而增大缸內噴油器110的噴射比的控制。即使當僅使用缸內噴油器110時，也可以在除以上區域(其中在圖32和33中雙箭頭描繪為十字布置)之外的其他區域中(并更具體而言，在僅缸內噴油器110執行燃油噴射的高速側和低負載側上的區域中)容易地使空氣-燃油混合物均勻。由此，從缸內噴油器110噴射的燃油獲得燃燒室中蒸發的潛在熱(即，從燃燒室吸熱)以蒸發。這降低了壓縮端空氣-燃油混合物的溫度，由此提高了抗爆性能。由于燃燒室的溫度降低，所以可以提高進氣效率以獲得高功率。
在參考圖30至33解釋的發動機10中，通過在進氣沖程設定缸內噴油器110的燃油噴射正時以實現均勻燃燒，并通過在壓縮沖程設定缸內噴油器110的燃油噴射正時以實現分層進氣燃燒。于是，通過在壓縮沖程中設定缸內噴油器110的燃油噴射正時，濃的空氣-燃油混合物可以局部地位于火花塞周圍，并從而在作為整體的燃燒室中稀的空氣-燃油混合物可以被點火以實現分層進氣燃燒。即使當在進氣沖程執行缸內噴油器110的噴射時，如果可以使濃的空氣-燃油混合物局部地位于火花塞周圍，也可以實現分層進氣燃燒。
此處的分層進氣燃燒包括分層進氣燃燒和弱分層進氣燃燒兩者。執行弱分層進氣燃燒使得進氣歧管噴油器120在進氣沖程噴射燃油以在整個燃燒室形成稀的并均勻的空氣-燃油混合物，而缸內噴油器110在壓縮沖程噴射燃油以在火花塞周圍形成濃的空氣-燃油混合物以改善燃燒狀態。出于以下原因，在催化劑預熱操作中弱分層進氣燃燒是優選的。在催化劑預熱操作中，點火正時必須在角度上被顯著延遲，使得熱的燃燒氣體可以到達催化劑并從而可以維持良好的燃燒狀態(空轉狀態)。而且，必須供應一定量的燃油。為滿足分層進氣燃燒的以上要求，發生燃油量小的問題。為滿足均勻燃燒的以上要求，發生為維持良好燃燒的延遲角度小于分層進氣燃燒的問題。考慮到這些，雖然分層進氣燃燒和弱分層進氣燃燒中的任一個都可以采用，但是在催化劑預熱操作中優選地使用弱分層進氣燃燒。
在參考圖30至33說明的發動機中，出于以下原因，優選的是缸內噴油器110的燃油噴射正時設定在壓縮沖程中。同時，根據上述發動機10，缸內噴油器110的燃油噴射正時在基本或主要區域內(即，在除了弱分層進氣燃燒的區域之外的區域，其在催化劑預熱操作中執行，其中在進氣沖程中從進氣歧管噴油器120噴射燃油并在壓縮沖程中從缸內噴油器110噴射燃油)被設定在進氣沖程中。但是，考慮到以上原因為了穩定燃燒的目的，缸內噴油器110的燃油噴射正時可以暫時地設定在壓縮沖程中。
通過將缸內噴油器110的燃油噴射正時設定在壓縮沖程中，當氣缸中的溫度相對較高時，燃油噴射冷卻空氣-燃油混合物。由此，提高了冷卻效率，并提高了抗爆性能。此外，當缸內噴油器110的燃油噴射正時設定在壓縮沖程中時，從燃油噴射到點火的時間較短，由此噴射可以增強混合物流以提高燃燒速率。通過抗爆性能的提高和燃燒速率的增大的優點，可以避免燃燒波動，并可以提高燃燒穩定性。
與發動機10的溫度相獨立(即，在暖機和冷機狀態兩者中)，圖30或32的暖機狀態圖可以用于空轉關閉期間(即，當空轉開關關閉，或加速踏板被下壓時)，并從而無論是處于暖機狀態或冷機狀態，缸內噴油器110都用于低負載區域。
圖30至33的圖可以附加于或代替圖2的圖來使用。
應該理解，此文公開的實施例是在每個方面都是解釋性的而非限制性的。本發明的范圍僅由權利要求的項，而非以上說明界定，且本發明的范圍意圖包括與權利要求相等同的范圍和含義內的任何修改。
權利要求
1.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射裝置，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射裝置，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射裝置和所述第二燃油噴射裝置之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以通過在所述第一和第二燃油噴射裝置之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制裝置包括用于通過使所述燃油噴射裝置根據所述第一和第二燃油噴射裝置之間的分擔比來分擔所述修正而與所述引入的清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量的裝置。
2.根據權利要求1所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制的裝置，所述裝置使得與所述第一和第二燃油噴射裝置的每個的所述分擔比相對應的基礎燃油噴射量減小了取決于所述分擔比和與所述引入的清污燃油量相對應的燃油噴射修正量的量，并當減小了所述量的所述燃油噴射量小于所述第一和第二燃油噴射裝置中的一個的最小燃油噴射量時，由所述最小燃油噴射量限制的燃油噴射量被分配到所述第一和第二燃油噴射裝置中的另一個。
3.根據權利要求1所述的內燃機的控制設備，其中所述控制設備還包括用于根據所述第一燃油噴射裝置的燃油噴射正時對所述燃油噴射量的修正的分擔比進行修正的修正裝置。
4.根據權利要求3所述的內燃機的控制設備，其中所述修正裝置包括用于對所述燃油噴射量的修正的所述分擔比進行修訂使得對所述第一燃油噴射裝置的所述燃油噴射量的所述修正的所述分擔比隨著來自所述第一燃油噴射裝置的燃油噴射的正時變得更接近壓縮沖程區域中的壓縮上止點而減小的裝置。
5.根據權利要求1所述的內燃機的控制設備，其中所述控制設備包括用于當排放物空燃比相對于目標空燃比迅速改變時，通過從所述第一燃油噴射裝置執行噴射，將所述燃油噴射量修正與所述空燃比的偏差相對應的量的裝置。
6.根據權利要求1所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于在過渡操作期間，通過僅從所述第二燃油噴射裝置噴射而與所述引入的清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量的裝置。
7.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射裝置，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射裝置，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射裝置和所述第二燃油噴射裝置之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以通過在所述第一和第二燃油噴射裝置之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置，使得在由所述第一和第二燃油噴射裝置分擔燃油噴射的區域中，所述第一燃油噴射裝置的所述燃油噴射量相對于總燃油供應量的比不變的裝置。
8.根據權利要求7所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于執行控制以使得所述第一燃油噴射裝置的所述燃油噴射量不變的裝置。
9.根據權利要求7所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于執行控制以僅改變所述第二燃油噴射裝置的所述燃油噴射量的裝置。
10.根據權利要求7所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于執行控制使得所述第二燃油噴射裝置噴射由從所述第二燃油噴射裝置的基礎燃油噴射量減去所述清污燃油量計算得到的量的燃油的裝置。
11.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射裝置，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射裝置，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射裝置和所述第二燃油噴射裝置之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以通過使用所述第一和第二燃油噴射裝置中的至少一個，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置，以確保在由所述第一和第二燃油噴射裝置分擔燃油噴射的區域中所述第一燃油噴射裝置的正常運行的裝置。
12.根據權利要求11所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置，使得所述第二燃油噴射裝置用于所述修正，且所述第一燃油噴射裝置的所述燃油噴射量不變的裝置。
13.根據權利要求11所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置，使得使用所述第二燃油噴射裝置的修正比大于使用所述第一燃油噴射裝置的修正比的裝置。
14.根據權利要求11所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置，使得使用所述第一燃油噴射裝置的所述修正不執行，直到使用所述第二燃油噴射裝置的修正量超過最大修正量的裝置。
15.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射裝置，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射裝置，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射裝置和所述第二燃油噴射裝置之間分擔噴射來噴射燃油；和調節裝置，用于調節清污燃油量，其中所述調節裝置包括用于與由所述控制裝置引起的、從由所述第二燃油噴射裝置噴射燃油的狀態到不噴射燃油的狀態或者從不由所述第二燃油噴射裝置噴射燃油的狀態到噴射燃油的狀態的狀態改變相對應地調節所述清污燃油量的裝置。
16.根據權利要求15所述的內燃機的控制設備，其中所述調節裝置包括用于與所述狀態的改變相對應地減小所述清污燃油量的裝置。
17.根據權利要求15所述的內燃機的控制設備，其中所述調節裝置包括用于與所述狀態的改變相對應地將所述清污燃油量調節到零的裝置。
18.根據權利要求15所述的內燃機的控制設備，其中所述調節裝置包括用于與所述狀態的改變相對應地并基于所述內燃機的運行狀態調節所述清污燃油量的裝置。
19.根據權利要求15所述的內燃機的控制設備，其中所述調節裝置包括用于調節所述清污燃油量直到在所述狀態的改變之后經過了預定時間的裝置。
20.根據權利要求19所述的內燃機的控制設備，其中所述調節裝置包括用于通過在經過了所述預定時間之后將所述清污燃油量逐漸改變以返回到期望的清污燃油量來執行調節的裝置。
21.根據權利要求15所述的內燃機的控制設備，還包括用于使所述第一或第二燃油噴射裝置對所述燃油補償與由所述調節裝置調節的所述清污燃油量相對應的量的裝置。
22.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射裝置，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射裝置，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射裝置和所述第二燃油噴射裝置之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以通過在所述第一和第二燃油噴射裝置之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制裝置包括用于提供在由所述第一和第二燃油噴射裝置分擔燃油噴射的區域中，由所述第二燃油噴射裝置進行的所述清污修正的減小的限值的裝置。
23.根據權利要求22所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于計算所述限值使得即使當氣缸之間的引入清污燃油量存在差的情況下也不發生燃燒波動的裝置。
24.根據權利要求22所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于當基于所述清污修正量相對于所述第二燃油噴射裝置的基礎燃油噴射量的比計算的值等于或大于預定值時，提供由所述第二燃油噴射裝置進行的所述清污修正的減小的限值的裝置。
25.根據權利要求24所述的內燃機的控制設備，其中所述預定值是由所述第一和第二燃油噴射裝置的所述分擔比的函數計算的。
26.根據權利要求25所述的內燃機的控制設備，其中所述函數隨著所述第二燃油噴射裝置的分擔比的減小而增大所述預定值，且所述清污控制裝置包括用于通過從基于所述清污修正量計算的第一值減去由所述第二燃油噴射裝置的基礎燃油噴射量乘以所述預定值得到的第二值來計算所述第一燃油噴射裝置的所述清污修正量的裝置。
27.根據權利要求22所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于通過使用如下計算的修正量控制所述燃油噴射裝置的裝置，所述修正量被計算為隨著所述第二燃油噴射裝置的分擔比的減小而更強地限制由所述第二燃油噴射裝置進行的所述清污修正的減小。
28.根據權利要求22所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置以通過使用所述第一燃油噴射裝置實現超過所述限值的修正量的裝置。
29.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射裝置，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射裝置，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射裝置和所述第二燃油噴射裝置之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制裝置，用于控制所述燃油噴射裝置，以通過在所述第一和第二燃油噴射裝置之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置以在由所述第一和第二燃油噴射裝置分擔燃油噴射的區域中通過改變所述第一和第二燃油噴射裝置兩者的所述燃油噴射量，來與所述清污燃油量相對應地執行對所述燃油噴射量的修正。
30.根據權利要求29所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置使得在所述第一燃油噴射裝置中修正的所述燃油噴射量等于在所述第二燃油噴射裝置中修正的所述燃油噴射量的裝置。
31.根據權利要求29所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置，使得根據所述第一燃油噴射裝置和所述第二燃油噴射裝置之間的燃油噴射的分擔比來修正所述第一燃油噴射裝置的所述燃油噴射量和所述第二燃油噴射裝置的所述燃油噴射量的裝置。
32.根據權利要求29所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置使得對于包括所述清污燃油量的總燃油供應量，在所述第一和第二燃油噴射裝置之間的燃油噴射的分擔比保持不變的裝置。
33.根據權利要求29所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置以與所述清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，以確保所述第一燃油噴射裝置和所述第二燃油噴射裝置的每個中的噴射量相對于噴射時間的線性的裝置。
34.根據權利要求33所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置包括用于控制所述燃油噴射裝置使得，當不能確保所述第一燃油噴射裝置的噴射量相對于噴射時間的線性時，在與能夠確保所述線性的范圍內的所述清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量，并且所述第二燃油噴射裝置將所述燃油噴射量修正了與不足相對應的量的裝置。
35.根據權利要求1至34中任一項所述的內燃機的控制設備，其中所述第一燃油噴射裝置是缸內噴油器，且所述第二燃油噴射裝置是進氣歧管噴油器。
36.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過在所述第一和第二燃油噴射機構之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制單元通過使所述燃油噴射機構根據所述第一和第二燃油噴射機構之間的分擔比來分擔所述修正而與所述引入的清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量。
37.根據權利要求36所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元執行控制，使得與所述第一和第二燃油噴射機構的每個的所述分擔比相對應的基礎燃油噴射量減小了取決于所述分擔比和與所述引入的清污燃油量相對應的燃油噴射修正量的量，并當減小了所述量的燃油噴射量小于所述第一和第二燃油噴射裝置中的一個的最小燃油噴射量時，由所述最小燃油噴射量限制的燃油噴射量被分配到所述第一和第二燃油噴射機構中的另一個。
38.根據權利要求36所述的內燃機的控制設備，其中所述控制設備還包括用于根據所述第一燃油噴射機構的燃油噴射正時對所述燃油噴射量的修正的分擔比進行修正的修正單元。
39.根據權利要求38所述的內燃機的控制設備，其中所述修正單元對所述燃油噴射量的修正的所述分擔比進行修訂，使得對所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量的所述修正的所述分擔比隨著來自所述第一燃油噴射機構的燃油噴射的正時變得更接近壓縮沖程區域中的壓縮上止點而減小。
40.根據權利要求36所述的內燃機的控制設備，其中所述控制設備包括用于當排放物空燃比相對于目標空燃比迅速改變時，通過從所述第一燃油噴射機構執行噴射，將所述燃油噴射量修正與所述空燃比的偏差相對應的量的修正單元。
41.根據權利要求36所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置在過渡操作期間，通過僅從所述第二燃油噴射機構噴射而與所述引入的清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量。
42.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過在所述第一和第二燃油噴射機構之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構，使得在由所述第一和第二燃油噴射機構分擔燃油噴射的區域中，所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量相對于總燃油供應量的比不變。
43.根據權利要求42所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元執行控制以使得所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量不變。
44.根據權利要求42所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置執行控制以僅改變所述第二燃油噴射裝置的所述燃油噴射量。
45.根據權利要求42所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制裝置執行控制使得所述第二燃油噴射機構噴射由從所述第二燃油噴射機構的基礎燃油噴射量減去所述清污燃油量計算得到的量的燃油。
46.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過使用所述第一和第二燃油噴射機構中的至少一個，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構，以確保在由所述第一和第二燃油噴射機構分擔燃油噴射的區域中所述第一燃油噴射裝置的正常運行。
47.根據權利要求46所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構，使得所述第二燃油噴射機構用于所述修正，且所述第一燃油噴射裝置的所述燃油噴射量不變。
48.根據權利要求46所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構，使得使用所述第二燃油噴射機構的修正比大于使用所述第一燃油噴射機構的修正比。
49.根據權利要求46所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射裝置，使得使用所述第一燃油噴射裝置的所述修正不執行，直到使用所述第二燃油噴射裝置的修正量超過最大修正量。
50.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和調節單元，用于調節清污燃油量，其中所述調節單元與由所述控制裝置引起的、從由所述第二燃油噴射機構噴射燃油的狀態到不噴射燃油的狀態或者從不由所述第二燃油噴射機構噴射燃油的狀態到噴射燃油的狀態的狀態改變相對應地調節所述清污燃油量。
51.根據權利要求50所述的內燃機的控制設備，其中所述調節單元與所述狀態的改變相對應地減小所述清污燃油量。
52.根據權利要求50所述的內燃機的控制設備，其中所述調節單元與所述狀態的改變相對應地將所述清污燃油量調節到零。
53.根據權利要求50所述的內燃機的控制設備，其中所述調節單元與所述狀態的改變相對應地并基于所述內燃機的運行狀態調節所述清污燃油量。
54.根據權利要求50所述的內燃機的控制設備，其中所述調節單元調節所述清污燃油量直到在所述狀態的改變之后經過了預定時間。
55.根據權利要求54所述的內燃機的控制設備，其中所述調節單元通過在經過了所述預定時間之后將所述清污燃油量逐漸改變以返回到期望的清污燃油量來執行調節。
56.根據權利要求50所述的內燃機的控制設備，還包括用于使所述第一或第二燃油噴射裝置對所述燃油補償與由所述調節單元調節的所述清污燃油量相對應的量的單元。
57.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機所需要的條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過在所述第一和第二燃油噴射機構之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制單元提供在由所述第一和第二燃油噴射機構分擔燃油噴射的區域中，由所述第二燃油噴射裝置進行的所述清污修正的減小的限值。
58.根據權利要求57所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元計算所述限值使得即使當氣缸之間的引入清污燃油量存在差的情況下也不發生燃燒波動。
59.根據權利要求57所述的內燃機的控制設備，其中當基于所述清污修正量相對于所述第二燃油噴射機構的基礎燃油噴射量的比計算的值等于或大于預定值時，所述清污控制單元提供由所述第二燃油噴射機構進行的所述清污修正的減小的限值。
60.根據權利要求59所述的內燃機的控制設備，其中所述預定值是由所述第一和第二燃油噴射機構的所述分擔比的函數計算的。
61.根據權利要求60所述的內燃機的控制設備，其中所述函數隨著所述第二燃油噴射機構的分擔比的減小而增大所述預定值，且所述清污控制單元通過從基于所述清污修正量計算的第一值減去由所述第二燃油噴射機構的基礎燃油噴射量乘以所述預定值得到的第二值來計算所述第一燃油噴射機構的所述清污修正量。
62.根據權利要求57所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元通過使用如下計算的修正量控制所述燃油噴射機構，所述修正量被計算為隨著所述第二燃油噴射機構的分擔比的減小而更強地限制由所述第二燃油噴射機構進行的所述清污修正的減小。
63.根據權利要求57所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射裝置以通過使用所述第一燃油噴射裝置實現超過所述限值的修正量。
64.一種內燃機的控制設備，所述內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射機構，和用于將燃油噴射到進氣歧管的第二燃油噴射機構，并構造為執行燃油蒸氣的清污處理，所述控制設備包括控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以根據所述內燃機中的所需條件，通過在所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間分擔噴射來噴射燃油；和清污控制單元，用于控制所述燃油噴射機構，以通過在所述第一和第二燃油噴射機構之間分擔修正，來在所述清污處理的執行期間與引入的清污燃油量相對應地修正燃油噴射量，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構以在由所述第一和第二燃油噴射機構分擔燃油噴射的區域中通過改變所述第一和第二燃油噴射機構兩者的所述燃油噴射量，來與所述清污燃油量相對應地執行對所述燃油噴射量的修正。
65.根據權利要求64所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射裝置使得在所述第一燃油噴射機構中修正的所述燃油噴射量等于在所述第二燃油噴射機構中修正的所述燃油噴射量。
66.根據權利要求64所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構，使得根據所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構之間的燃油噴射的分擔比來修正所述第一燃油噴射機構的所述燃油噴射量和所述第二燃油噴射機構的所述燃油噴射量。
67.根據權利要求64所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構使得對于包括所述清污燃油量的總燃油供應量，在所述第一和第二燃油噴射機構之間的燃油噴射的分擔比保持不變。
68.根據權利要求64所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構以與所述清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量，以確保所述第一燃油噴射機構和所述第二燃油噴射機構的每個中的噴射量相對于噴射時間的線性。
69.根據權利要求68所述的內燃機的控制設備，其中所述清污控制單元控制所述燃油噴射機構使得，當不能確保所述第一燃油噴射機構的噴射量相對于噴射時間的線性時，在與能夠確保所述線性的范圍內的所述清污燃油量相對應地修正所述燃油噴射量，并且所述第二燃油噴射裝置將所述燃油噴射量修正了與不足相對應的量。
70.根據權利要求36至69中任一項所述的內燃機的控制設備，其中所述第一燃油噴射機構是缸內噴油器，且所述第二燃油噴射機構是進氣歧管噴油器。
全文摘要
本發明公開了一種內燃機的控制設備，該內燃機包括用于將燃油噴射到氣缸中的第一燃油噴射裝置和用于將燃油噴射到進氣歧管中的第二燃油噴射裝置，該內燃機還包括燃油蒸氣清污系統，該燃油蒸氣清污系統包括用于通過使燃油噴射裝置根據所述第一和第二燃油噴射裝置之間的分擔比來分擔修正，來與引入清污燃油量相對應地修正燃油噴射量的裝置。
文檔編號F02M69/04GK1969113SQ20058001975
公開日2007年5月23日 申請日期2005年6月8日 優先權日2004年6月15日
發明者大久保重男, 益城善一郎, 柴垣信之, 野村博之, 正源寺良行, 木野瀨賢一, 松原卓司, 中山裕介, 園田幸弘, 森田晃司 申請人:豐田自動車株式會社