CN101365871B - 内燃发动机的燃料喷射控制设备及控制方法 - Google Patents
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Abstract
在第二燃烧的运转区域中，通过执行燃料喷射比例被设定为第二燃料喷射比例的第一燃烧(步骤106)，在每个学习区域中基于供给到气缸内的燃料供给量学习第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀的针对第二燃烧中的第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数(步骤107)。
Description
技术领域
本发明涉及内燃发动机的燃料喷射控制设备及燃料喷射控制方法。
背景技术
公知一种内燃发动机，其具有将燃料直接喷射到气缸内的第一燃料喷射阀以及将燃料喷射到进气口内的第二燃料喷射阀，并且这种内燃发动机通过使用这两个燃料喷射阀将燃料供给到气缸内而执行均匀燃烧。在这种内燃发动机中，通常，在低发动机载荷状态期间将燃烧空燃比调整到化学计量空燃比的燃料稀薄侧，并且在高发动机载荷状态期间将燃烧空燃比调整到化学计量空燃比。在低发动机载荷状态期间，使得来自第二燃料喷射阀的燃料喷射的比例大于来自第一燃料喷射阀的燃料喷射的比例，其目的是进一步加强均匀的空气燃料混合物的均匀性。在高发动机载荷状态期间，使得来自第一燃料喷射阀的燃料喷射的比例大于来自第二燃料喷射阀的燃料喷射的比例，其目的在于降低缸内温度并且进一步加强进气效率。
如果燃烧空燃比为化学计量空燃比，则燃烧温度变高，并且从而使缸内温度升高，使得在气缸内具体开口的第一燃料喷射阀的喷口上可能形成沉淀物。因此，使第一燃料喷射阀的燃料喷射比例大于第二燃料喷射阀的燃料喷射比例有利于降低第一燃料喷射阀的喷口温度以及抑制喷口上产生沉淀物。
为了准确地控制供给到气缸内的燃料量，必需校正从每个燃料喷射阀喷射的燃料量。在前述内燃发动机的情况下，由于燃料总是从所述的两个燃料喷射阀喷射，所以难以为每个燃料喷射阀设定不同的燃料喷射校正系数。因此，根据由空燃比传感器检测的废气的空燃比计算实际供给到气缸内的燃料量。然后，基于所计算燃料量相对于所需燃料供给量的过量或不足，针对两个燃料喷射阀，学习相同的燃料喷射校正系数。
如此学习的燃料喷射校正系数仅对学习时的第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀之间的燃料喷射比例——严格来讲，即学习时的所需燃料供给量——有效。因此，提出了学习用于不同燃料喷射比例的每个运转区域的校正系数(例如日本专利申请公报No.JP-A-3-185242)。
通常，空燃比传感器能够检测与化学计量空燃比接近的准确空燃比。因此，在以化学计量空燃比进行的均匀燃烧期间，学习了针对当时使用的燃料喷射比例的燃料喷射校正系数。但是，空燃比传感器不能准确地检测小于空燃比约18——例如在为了抑制NOX产物的量而以稀空燃比均匀燃烧期间发生的空燃比——的空燃比。因此，在稀空燃比均匀燃烧期间，不能学习针对当时使用的燃料喷射比例的准确燃料喷射校正系数。此外，空燃比传感器也不能准确地检测浓空燃比，例如燃烧空燃比调整到燃料浓厚侧以执行再生过程的运转(后面称为“燃料过量供给”)下的空燃比，其中在再生过程中，通过从置于发动机排气***中的NOX储存还原催化剂中释放储存的NOX来还原和净化NOX储存还原催化剂。因此，在燃料过量供给期间，也不能学习针对当时燃料喷射比例的准确燃料喷射校正系数。
因而，在稀空燃比均匀燃烧期间，不能准确地校正燃料喷射量，使得多于所需量的燃料供给到气缸内并且NOX产物的量可能增高，或者使得少于所需量的燃料供给到气缸内并且不能产生所需的扭矩。此外，在燃料过量供给期间也不能准确地校正燃料喷射量，使得NOX储存还原催化装置的再生过程可能执行不充分，或者使得可能供给多于再生过程所需的燃料并且燃料经济性变劣。
发明内容
本发明的目的使得在内燃发动机的燃料喷射控制设备及其燃料喷射控制方法中可以学习第二燃烧时的燃料喷射校正系数，所述燃料喷射控制设备包括将燃料喷射到气缸内的第一燃料喷射阀和将燃料喷射到进气口的第二燃料喷射阀，并且所述燃料喷射控制设备通过使用第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀将燃料供给到气缸内，并且所述燃料喷射控制设备在第一燃烧和第二燃烧之间切换，所述第一燃烧的燃烧空燃比接近化学计量空燃比，并且第一燃烧中第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀之间的燃料喷射比例是第一燃料喷射比例，所述第二燃烧的燃烧空燃比是不同于第一燃烧的燃烧空燃比的空燃比，并且第二燃烧中第一燃烧喷射阀和第二燃料喷射阀之间的燃料喷射比例是第二燃料喷射比例。
本发明的第一方面涉及一种内燃发动机的燃料喷射控制设备，所述燃料喷射控制设备包括将燃料喷射到气缸中的第一燃料喷射阀和将燃料喷射到进气口中的第二燃料喷射阀，并且所述燃料喷射控制设备通过使用所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀两者将燃料供给到所述气缸中，并且所述燃料喷射控制设备在第一燃烧和第二燃烧之间切换，所述第一燃烧的燃烧空燃比接近化学计量空燃比并且所述第一燃烧中所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀之间的燃料喷射比例为第一燃料喷射比例，所述第二燃烧的燃烧空燃比是与所述第一燃烧的燃烧空燃比不同的空燃比，并且所述第二燃烧中所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀之间的燃料喷射比例是第二燃料喷射比例。在所述燃料喷射控制设备中，在第二燃烧的运转区域中，通过执行燃料喷射比例被设定为所述第二燃料喷射比例的所述第一燃烧，在每个学习区域中基于供给到所述气缸中的燃料供给量学习所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀的针对所述第二燃烧中的所述第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数。
在通过空燃比传感器不能准确检测空燃比的第二燃烧期间，不能学习第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀的针对第二燃烧中的第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数。因此，在第二燃烧的运转区域中，以设定为用于第二燃烧时的第二燃料喷射比例的燃料喷射来执行能够通过空燃比传感器准确检测空燃比的第一燃烧，并且在每个学习区域中基于供给到气缸内的燃料供给量学习第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀的针对第二燃烧中的第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数。
用所学习的燃料喷射校正系数来校正所述第二燃烧期间所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀的燃料喷射量，而不执行基于所述空燃比传感器的输出的反馈校正。
基于供给到气缸内的燃料供给量——即第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀的总燃料供给量——在每个学习区域中学习到的第二燃烧中的燃料喷射校正系数是准确的。通过用学习到的燃料喷射校正系数校正第二燃烧期间第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀的燃料供给量而不执行基于空燃比传感器的输出的反馈校正，使得能够在第二燃烧期间可靠地将所需量的燃料供给到气缸内。
当第二燃烧是以稀空燃比执行的燃烧和在所述第二燃烧的所述运转区域中发动机温度小于或等于设定温度时，通过执行燃料喷射比例被设定为所述第二燃料喷射比例的所述第一燃烧，在每个学习区域中基于供给到所述气缸中的所述燃料供给量学习所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀的针对所述第二燃烧中的所述第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数。
虽然第一燃烧的燃烧温度变得相对较高，但是如果发动机温度低于或等于设定温度，则缸内温度不会升高到致使第一燃料喷射阀的喷口上产生沉淀物。在这种情况下，由于燃料喷射比例设定为适于第二燃烧的第二燃料喷射比例，所以即使第一燃料喷射阀的燃料喷射比例较低，也不会在第一燃料喷射阀的喷口上形成沉淀物。
当还未在每个学习区域中学习第二燃烧的燃料喷射校正系数时，如果发动机温度高于设定温度，则在第二燃烧的运转区域中执行燃料喷射比例是第一燃料喷射比例的第一燃烧。
当发动机温度高于设定温度时，如果在第二燃烧的运转区域中执行燃料喷射比例被设定为第二燃料喷射比例的第一燃烧以便学习第二燃烧中的燃料喷射校正系数，则缸内温度进一步升高并且导致第一燃料喷射阀的喷口上产生沉淀物的可能性很高。因此，此时，放弃学习第二燃烧中的燃料喷射校正系数，并且执行燃料喷射比例为第一燃料喷射比例的第一燃烧，以便抑制第一燃料喷射阀的喷口上产生沉淀物，并且防止由于执行第二燃烧——在第二燃烧期间没有进行燃料供给量的准确校正——引起的废气排放变差。
附图说明
根据下面参照附图的示例性实施方式的描述，本发明的前述及其它目标、特征及优点将变得很显然，图中相同的参考标记表示相同的元件，并且图中：
图1是示出安装有根据本发明第一实施方式的燃料喷射控制设备的内燃发动机的示意图；
图2是示出由根据第一实施方式的燃料喷射控制设备执行的燃料喷射控制的流程图；
图3是根据图2和4中所示的流程图使用的学习区域的图表；
图4是示出由根据本发明第二实施方式的燃料喷射控制设备执行的燃料喷射控制的流程图。
具体实施方式
图1是示出安装有根据本发明第一实施方式的燃料喷射控制设备的内燃发动机的示意图。图1示出发动机本体1、设置为所有气缸共用的稳压罐2、连接稳压罐2和各个气缸的进气歧管3、稳压罐2上游的进气通道4。节气门5在进气通道4中紧邻稳压罐2的上游设置。用于测量进气量的空气流量计6置于节气门5上游的进气通道4上。空气滤清器7置于进气通道4的最上游部分。
上游侧NOX储存还原催化装置10和下游侧三元催化装置11串联地置于连接到各个气缸的排气歧管8下游的排气通道9上。能够检测废气的空燃比的空燃比传感器12置于NOX储存还原催化装置10的上游侧。能够检测废气的空燃比是处于化学计量空燃比的燃料浓厚侧或是稀薄侧的氧传感器13置于三元催化装置11的下游侧。空燃比传感器12的输出向燃料浓厚侧或稀薄侧的偏移基于氧传感器13的输出进行校正。图1进一步示出用于直接向各个气缸内喷射燃料的第一燃料喷射阀14和用于向各个气缸的进气口喷射燃料的第二燃料喷射阀15。
在该内燃发动机中，在进气行程期间每个气缸的第一燃料喷射阀14喷射燃料，并且在进气行程期间(进气同步喷射)或进气行程之前的排气行程等期间(进气非同步喷射)第二燃料喷射阀15喷射燃料。从第一燃料喷射阀14喷射的燃料和从第二燃料喷射阀15喷射的燃料在气缸内形成均匀混合气，从而实现了均匀燃烧。在发动机载荷大于或等于设定载荷的高载荷侧区域中，均匀混合气的空燃比被调整到化学计量空燃比(或者调整到稍微偏向化学计量空燃比的燃料浓厚侧的浓空燃比)。在发动机载荷小于设定载荷的低载荷侧区域中，均匀混合气的空燃比被调整到处于化学计量空燃比的燃料稀薄侧的稀空燃比，以便抑制燃料消耗。关于所述稀空燃比，选择18或更高的值以抑制产生的NOX量。在下面的描述中，将以化学计量空燃比进行的燃烧称为“第一燃烧”，并且将以稀空燃比进行的燃烧和在燃料供给过量时的燃烧称为“第二燃烧”。
从第一燃料喷射阀14向气缸内直接喷射的燃料有利于加强进气效率，因为燃料在缸内蒸发时能充分降低缸内的温度。另一方面，从第二燃料喷射阀15喷射的燃料有利于燃料在缸内均匀化，因为燃料与进气一起进入气缸。因此，对于需要产生高发动机输出的第一燃烧，关于每个所需的燃料供给量，优选为降低从第二燃料喷射阀15喷射的燃料量并且相应地增加从第一燃料喷射阀14喷射的燃料量。例如，第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15之间的燃料喷射比例为7∶3。对于不需要产生非常高的发动机输出但是需要加强均匀混合气的均匀性并且稳定燃烧的第二燃烧，关于每个所需的燃料供给量，优选为降低从第一燃料喷射阀14喷射的燃料量并且相应地增加从第二燃料喷射阀15喷射的燃料量。例如，第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15之间的燃料喷射比例为3∶7。
由于在第一燃烧中也需要均匀性，所以第一燃烧的燃料供给量的30％通过第二燃料喷射阀15喷射。另一方面，对于第二燃烧，可以想到可以通过第二燃料喷射阀15喷射所有燃料供给量。但是，如果停止第一燃料喷射阀14的燃料喷射，则在气缸内具有开口的喷口可能由于喷口上产生沉淀物而被堵塞。因此，对于第二燃烧，燃料供给量的30％通过第一燃料喷射阀14喷射。
此外，在稀燃烧空燃比的第二燃烧中，燃烧温度不会变得非常高，因此缸内温度不会升得很高。因此，约30％的燃料供给量通过第一燃料喷射阀14喷射能够抑制第一燃料喷射阀14的喷口上产生沉淀物。但是，在以理论燃烧空燃比进行的第一燃烧中，燃烧温度很高，并且缸内温度升得非常高。因此，如果不通过第一燃料喷射阀14喷射约70％的燃料供给量，就不能抑制第一燃料喷射阀14的喷口上产生沉淀物。
同时，为了准确地控制供给到气缸内的燃料量，需要校正从第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15喷射的燃料量。但是，在像本实施方式的内燃发动机中一样总是从两个燃料喷射阀喷射燃料的情况下，难以把握由第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15实际供给的燃料喷射量。因此，难以为每个燃料喷射阀设定不同的燃料喷射校正系数。因此，根据由空燃比传感器12检测的废气的空燃比计算实际供给到每个气缸内的燃料供给量(从第一燃料喷射阀14和从第二燃料喷射阀15喷射的燃料量的总和)。然后，基于燃料供给量相对于所需燃料供给量的过量或不足，学习针对第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的相同的燃料喷射校正系数。
如此学习的燃料喷射校正系数仅对于学习时的第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15之间的燃料喷射比例——严格地说为学习时的所需燃料供给量——才是有效的。例如，如果当所需燃料供给量为20mm3时第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15之间的燃料喷射比例为7∶3，则要求第一燃料喷射阀14喷射14mm3的燃料并且第二燃料喷射阀15喷射6mm3的燃料。此外，如果当所需燃料供应量为20mm3时第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15之间的燃料喷射比例为3∶7，则要求第一燃料喷射阀14喷射6mm3的燃料并且第二燃料喷射阀15喷射14mm3的燃料。
如果在这种情况下第一燃料喷射阀14仅能够喷射所需燃料量的80％，并且第二燃料喷射阀15仅能够喷射所需燃料量的90％，则当燃料喷射比例为7∶3时所计算的燃料喷射校正系数为20/(14*0.8+6*0.9)＝1.20，并且当燃料喷射比例为3∶7时所计算的燃料喷射校正系数为20/(6*0.8+14*0.9)＝1.15。在燃料喷射校正系数的计算中，前述括号中的值是基于空燃比传感器12检测的废气的实际空燃比的实际燃料供给量。从而，如果燃料喷射比例变化，则第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15共用的燃料喷射校正系数明显地变化。此外，如果所需燃料供给量改变，则燃料喷射校正系数也变化。
因此，可以想到对于燃料喷射比例彼此不同的第一燃烧和第二燃烧每一个分别学习用于所需燃料供给量的燃料喷射校正系数。但是，在第二燃烧中，即，不能把握此时的实际燃料供给量时，空燃比传感器12不能准确地检测稀空燃比。因此，在第二燃烧期间，如果不采取措施的话，就不能学习燃料喷射校正系数。
本实施方式中的燃料喷射控制设备能够依照图2中所示的流程图学习第二燃烧时的燃料喷射校正系数k2n。首先在步骤101中，判断所需的发动机载荷L是否大于或等于设定的载荷L’。在此步骤中作出肯定的判断意味着当前运转区域是化学计量空燃比的第一燃烧的运转区域，接下来执行步骤110。在步骤110中，通过用空燃比传感器12的反馈校正系数f和第一燃料喷射校正系数k1n乘以基于发动机载荷和发动机转速等的化学计量空燃比运转所需的基本燃料供给量Qb计算燃料供给量Q。接下来在步骤111中，为了基于第一燃烧的第一燃料喷射比例(例如7∶3)向气缸供给燃料供给量Q，分别设定第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量，并且相应地进行第一燃烧。即，为了以第一燃料喷射比例喷射基本燃料供给量Qb，第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量用相同的第一燃料喷射校正系数k1n校正。顺便提及，要供应到气缸内的所需燃料供给量是基本燃料供给量Qb。
在如图3所示的第一燃烧的基本燃料供给量Qb的范围内的每个分开的区域中，例如三个区域，分别设定第一燃料喷射校正系数k1n。在第一燃烧中，计算用于进一步校正由第一燃料喷射校正系数k1n校正的基本燃料供给量Qb的反馈校正系数f，使得由空燃比传感器12检测的废气的空燃比变成等于化学计量空燃比。在每个区域中运转时更新第一燃料喷射校正系数k1n，使得所计算的反馈校正系数f变成等于“1”。
另一方面，如果所需的发动机载荷L小于设定载荷L’，则发动机运转区域是应当执行稀空燃比的第二燃烧的运转区域，并且在步骤101中作出否定的判断，程序前进到步骤102。在步骤102中，判断当发动机停机时重置为“0”的标记F是否为“1”。最初，标记F为“0”，并且因此在步骤102中作出否定的判断，并且程序前进到步骤105。在步骤105中，将基于发动机载荷、发动机转速等的进行化学计量空燃比运转所需的基本燃料供给量Qb直接设定为燃料供给量Q。
虽然当前运转区域是应该执行所需发动机载荷L小于设定载荷L’的第二燃烧的运转区域，但是当标记F为“0”(即在发动机起动后的最初期)时不执行为了将燃烧空燃比调整到稀空燃比而应该执行的基本燃料供给量Qb的减量校正。接下来在步骤106中，为了基于第二燃烧的第二燃料喷射比例(例如3∶7)将燃料供给量Q供给到每个气缸内，分别设定第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量，并且执行以化学计量空燃比进行的第一燃烧。
接下来在步骤107中，基于在第一燃烧期间由空燃比传感器12检测的与化学计量空燃比接近的废气的空燃比计算实际燃料供给量Q’，并且将基本燃料供给量Qb与实际燃料供给量Q’的比Qb/Q’学习为第二燃料喷射校正系数k2n。如图3所示，需要在第二燃烧的基本燃料供给量Qb的范围内的每个分开的区域——例如五个区域——中分别学习第二燃料喷射校正系数k2n。
在步骤108中，判断是否已经学习了所有五个第二燃料喷射校正系数k2n。如果在该步骤中作出否定的判断，则程序结束，标记F保持为“0”。因此，在第二燃烧的运转区域期间，反复执行步骤105到步骤107的程序。在程序反复执行的同时，基本燃料供给量Qb由于发动机载荷和发动机转速的改变而改变，从而学习了其它区域的第二燃料喷射校正系数k2n。从而，最终学习了所有区域的第二燃料喷射校正系数k2n。然后，在步骤108中作出肯定的判断，并且在步骤109中将标记F设定到“1”。
结果，在应该执行第二燃烧的运转区域期间在步骤102中作出肯定的判断。然后在步骤103中，通过用用于将燃烧空燃比调整到稀空燃比的减量校正系数a(小于“1”的正值)以及第二燃料喷射校正系数k2n乘以基于发动机载荷、发动机转速等的化学计量空燃比所需的基本燃料供给量Qb来计算燃料供给量Q。接下来在步骤104中，为了基于第二燃烧的第二燃料喷射比例(例如3∶7)将燃料供给量Q供给到每个气缸内，分别设定第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量，并且执行第二燃烧。即，对于以第二燃料喷射比例喷射的经减量校正用于第二燃烧的基本燃料供给量Qb*a，第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量不是基于空燃比传感器12的输出进行反馈校正，而是通过第二燃料喷射校正系数k2n进行校正。在此应当指出，应当供给到每个气缸内的所需燃料供给量是减量校正的基本燃料供给量Qb*a。此外，选择与减量校正的基本燃料供给量Qb*a相对应的区域的第二燃料喷射校正系数作为第二燃料喷射校正系数k2n。
顺便提及，在化学计量空燃比的第一燃烧期间，优选地通过三元催化装置11净化废气。另一方面，在稀空燃比的第二燃烧期间，废气中的NOX被储存在NOX储存还原催化装置10中。但是，NOX储存还原催化装置10不能无限制地储存NOX，并且需要在所储存的NOX的量达到最大可储存量之前通过释放所储存的NOX来执行还原和净化催化装置的再生过程。此再生过程通过将废气的空燃比调整到化学计量空燃比的浓厚侧实现。为此，执行将燃烧空燃比调整到期望的浓空燃比的燃料过量供给运转。
空燃比传感器12不能准确地检测由燃料过量供给引起的浓空燃比。因此，在燃料过量供给时，不能基于空燃比传感器12的输出对燃料喷射量进行反馈校正。执行燃料过量供给的时间是NOX储存还原催化装置10所储存的NOX的估算量达到设定量的时间，并且通常在稀空燃比的第二燃烧期间。当要执行燃料供给过量时，可以以如下方式执行步骤103的过程以获取浓燃烧空燃比。即，通过用增量校正系数b(大于“1”的值)代替减量校正系数a、以及用第二燃料喷射校正系数k2n乘以基本燃料供给量Qb来计算燃料供给量Q。
燃料过量供给是基于在应该执行第二燃烧的运转区域中第二燃烧的第二燃料喷射比例(例如3∶7)向每个气缸内供给燃料供给的操作。在燃料过量供给中，相应地设定第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量，并且执行以浓空燃比进行的燃烧。即，对于以第二燃料喷射比例喷射的经增量校正用于浓空燃比燃烧的基本燃料供给量Qb*b，第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量不是基于空燃比传感器12的输出进行反馈校正，而是通过第二燃料喷射校正系数k2n进行校正。在此应当指出的是，应该供给到每个气缸内的所需燃料供给量是增量校正后的基本燃料供给量Qb*b。此外，选择与增量校正的基本燃料供给量Qb*b对应的区域的第二燃料喷射校正系数作为第二燃料喷射校正系数k2n。从而，在步骤107中学习的第二燃料喷射校正系数k2n不仅能够在稀空燃比的第二燃烧时使用，而且能够在燃料过量供给时使用。
在第一实施方式中，不论第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15之间的燃料喷射比例如何，燃料喷射校正系数的值对于每种所需的燃料供给量都是变化的。虽然在第一实施方式中，第一燃烧的第一燃料喷射比例和第二燃烧的第二燃料喷射比例彼此不同，但是即使在第二燃烧的燃烧空燃比不是化学计量空燃比以及不能学习燃料喷射校正系数的情况下第一燃料喷射比例和第二燃料喷射比例相同，本发明仍然有效。
下面将描述本发明的第二实施方式。第二实施方式的燃料喷射控制设备的硬件结构基本上与第一实施方式的相同，下面将略去其描述。燃料喷射控制设备能够依照图4中所示的流程图学习第二燃烧时的燃料喷射校正系数k2n。步骤101、110和111与第一实施方式中的相同，下面将略去其描述。此外，校正系数k1n(k11至k13)和k2n(k21至k25)也与第一实施方式中的相同，下面将略去其描述。但是，由于执行了在第一实施方式中未执行的步骤203，所以可对第二实施方式适当地设定步骤203中所用的值。还可以为第二实施方式适当地设定减量校正系数a和增量校正系数b。
如果在步骤101中作出肯定的判断，则在步骤102中判断在发动机停机时重置为“0”的标记F是否为“1”。最初，标记F为“0”，并且因此在步骤102中作出否定的判断，并且程序前进到步骤203。在步骤203中，判断用冷却水温度等表示的发动机温度T是否小于或等于设定温度T’。如果在该步骤中作出肯定的判断，例如在发动机起动之后紧接的状态期间，则程序前进到步骤206。在步骤206中，基于发动机载荷、发动机转速等的化学计量空燃比运转所需的基本燃料供给量Qb直接设定为燃料供给量Q。
虽然当前运转区域是应该执行所需发动机载荷L小于设定载荷L’的第二燃烧的运转区域，但是当标记F为“0”(即在发动机起动之后的最初期)时不执行用于将燃烧空燃比调整到稀空燃比的基本燃料供给量Qb的减量校正。接下来在步骤207中，为了基于第二燃烧的第二燃料喷射比例(例如3∶7)将燃料供给量Q供给到每个气缸内，分别设定第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量，并且执行化学计量空燃比的第一燃烧。
接下来在步骤208中，基于在第一燃烧期间由空燃比传感器12检测的与化学计量空燃比接近的废气的空燃比来计算实际燃料供给量Q’，并且将基本燃料供给量Qb与实际燃料供给量Q’的比Qb/Q’学习为第二燃料喷射校正系数k2n。如图3所示，需要在第二燃烧的基本燃料供给量Qb的范围内的每个分开的区域，例如五个区域，中分别学习第二燃料喷射校正系数k2n。
在步骤209中，判断是否已经学习了所有五个第二燃料喷射校正系数k2n。如果在该步骤中作出否定的判断，则程序结束，标记F保持为“0”。因此，在第二燃烧的运转区域期间，重复执行步骤203到步骤208的程序。在重复执行程序的同时，基本燃料供给量Qb由于发动机载荷和发动机转速的改变而改变，从而学习了其它区域的第二燃料喷射校正系数k2n。从而，最终学习了所有区域的第二燃料喷射校正系数k2n。然后，在步骤209中作出肯定的判断，在步骤210中将标记F设定为“1”。
结果，在应该执行第二燃烧的运转区域期间，在步骤102中作出肯定的判断。然后在步骤204中，通过用用于将燃烧空燃比调整到稀空燃比的减量校正系数a(小于“1”的正值)以及第二燃料喷射校正系数k2n乘以基于发动机载荷、发动机转速等的化学计量空燃比所需的基本燃料供给量Qb来计算燃料供给量Q。接下来在步骤205中，为了基于第二燃烧的第二燃料喷射比例(例如3∶7)向每个气缸内供给燃料供给量Q，分别设定第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量，并且执行第二燃烧。即，对于以第二燃料喷射比例喷射的经减量校正用于第二燃烧的基本燃料供给量Qb*a，第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15的燃料喷射量不是基于空燃比传感器12的输出进行反馈校正，而是由第二燃料喷射校正系数k2n进行校正。在此应当指出的是，应当供给到每个气缸内的所需燃料供给量是减量校正后的基本燃料供给量Qb*a。此外，选择与减量校正的基本燃料供给量Qb*a相对应的区域的第二燃料喷射校正系数作为第二燃料喷射校正系数k2n。
在学习第二燃料喷射校正系数k2n的同时(在标记为“0”的同时)，在应该执行第二燃烧的运转区域中执行能够通过空燃比传感器12检测燃料供给量的第一燃烧。因此，在这种情况下，燃烧温度高于实际执行第二燃烧的情况。当发动机温度T低于或等于设定温度T’时，燃料喷射比例被设定到第二燃料喷射比例，使得第一燃料喷射阀14的燃料喷射比例变小。因此，在第一燃料喷射阀14的喷口上不能充分地获得由喷射燃料引起的冷却效果。但是，由于内燃发动机温度T小于或等于设定温度T’，所以缸内温度不会升得太高以至于导致第一燃料喷射阀14的喷口上产生沉淀物。
另一方面，当发动机温度T高于设定温度T’时，以第二燃料喷射比例执行的第一燃烧可能导致过高的缸内温度以及导致第一燃料喷射阀14的喷口上产生沉淀物。因此，当发动机温度T高于设定温度T’时，即使标记F为“0”，在步骤203中也作出否定判断，接下来执行步骤110和111，在步骤110和111中执行以第一燃料喷射比例进行的第一燃烧。
当使用第一燃料喷射比例时，第一燃料喷射阀14的燃料喷射比例大，因此即使缸内温度升高，相对大量的喷射燃料也足以冷却第一燃料喷射阀14的喷口，并且因此能够抑制喷口上产生沉淀物。在第一燃烧期间，由基于空燃比传感器12的输出计算出的反馈校正系数f校正燃料喷射量。因此，能够实现以化学计量空燃比进行的良好的第一燃烧。此时，如果需要，也可以基于所计算的反馈校正系数f计算第二燃烧的运转区域期间针对燃料供给量的第一燃料喷射校正系数k1n。顺便提及，在执行使NOX储存还原催化装置10再生的燃料过量供给时的燃料喷射量的校正基本与第一实施方式中的相同。
虽然在第一和第二实施方式中，在学习完所有学习区域中的第二燃料喷射校正系数k2n之外，不论是否达到了第二燃烧的运转区域都不执行第二燃烧，但是，也可以以不同的方式执行以第二燃料喷射比例进行的第二燃烧。即，当学习了一个学习区域中的第二燃料喷射校正系数时，则可以通过使用所学习的第二燃料喷射校正系数在该学习区域中执行以第二燃料喷射比例进行的第二燃烧。
虽然在第一和第二实施方式中，通过将第一燃烧的运转区域分成三个学习区域并且将第二燃烧的运转区域分成五个学习区域提供了基于所需燃料供给量的燃料喷射校正系数的学习区域，但是本发明不限于此。严格地说，对于每个所需的燃料喷射量，第一燃料喷射阀14和第二燃料喷射阀15共同的燃料喷射校正系数的值可以不同。因此，通过进一步划分每个运转区域使得学习区域变成更小的所需燃料供给量的区域，能够使每个燃料喷射校正系数更加准确。
在第一和第二实施方式中，因为用于燃料过量供给的燃料喷射比例与用于第二燃烧的第二燃料喷射比例相同，所以通过使用针对第二燃料喷射比例学习的第二燃料喷射校正系数k2n来校正用于燃料过量供给的燃料喷射量。当然，如果用于燃料过量供给的第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀之间的燃料喷射比例不同于第二燃料喷射比例，则第二燃料喷射校正系数k2n不能用于燃料过量供给的情况。在这种情况下，还可以以例如下述方式执行燃料过量供给。即，基于用于燃料过量供给的燃料供给量的范围内的燃料过量供给的燃料喷射比例设定第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀的燃料喷射量，并且执行第一燃烧，基于要求的燃料供给量在每个学习区域中分别学习用于燃料过量供给的燃料喷射校正系数。此外，虽然在第一和第二实施方式中，在发动机起动后立即执行第二燃料喷射校正系数k2n的学习，但是本发明不限于此。能够以任意适当的方式设定执行学习的时间段。
Claims (15)
1.一种内燃发动机的燃料喷射控制设备，所述燃料喷射控制设备包括将燃料喷射到气缸中的第一燃料喷射阀(14)和将燃料喷射到进气口中的第二燃料喷射阀(15)，并且所述燃料喷射控制设备通过使用所述第一燃料喷射阀(14)和所述第二燃料喷射阀(15)两者将燃料供给到所述气缸中，并且所述燃料喷射控制设备在第一燃烧和第二燃烧之间切换，所述第一燃烧的燃烧空燃比接近化学计量空燃比并且所述第一燃烧中所述第一燃料喷射阀(14)和所述第二燃料喷射阀(15)之间的燃料喷射比例为第一燃料喷射比例，所述第二燃烧的燃烧空燃比是与所述第一燃烧的燃烧空燃比不同的空燃比，并且所述第二燃烧中所述第一燃料喷射阀(14)和所述第二燃料喷射阀(15)之间的燃料喷射比例是第二燃料喷射比例，所述燃料喷射控制设备的特征在于，
在要执行所述第二燃烧的运转区域中，通过执行燃料喷射比例被设定为所述第二燃料喷射比例的所述第一燃烧，在所述第二燃烧的基本燃料供给量(Qb)的范围内的每个学习区域中基于供给到所述气缸中的燃料供给量学习所述第一燃料喷射阀(14)和所述第二燃料喷射阀(15)的针对所述第二燃烧中的所述第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数(k2n)。
2.如权利要求1所述的燃料喷射控制设备，其中根据所述第一燃烧所需的基本燃料供给量(Qb)和以下述方式计算出的实际燃料供给量(Q’)来计算所述燃料喷射校正系数(k2n)：根据在要执行所述第二燃烧的运转区域中执行燃料喷射比例被设定为所述第二燃料喷射比例的所述第一燃烧时所述内燃发动机的排气***中设置的空燃比传感器(12)的输出来计算所述实际燃料供给量(Q’)。
3.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制设备，其中用所学习的燃料喷射校正系数(k2n)来校正所述第二燃烧期间所述第一燃料喷射阀(14)和所述第二燃料喷射阀(15)的燃料喷射量，而不执行基于所述内燃发动机的排气***中设置的空燃比传感器(12)的输出的反馈校正。
4.如权利要求3所述的燃料喷射控制设备，其中在所有学习区域中学习了所述燃料喷射校正系数(k2n)后执行所述第二燃烧。
5.如权利要求3所述的燃料喷射控制设备，其中在学习了所述燃料喷射校正系数(k2n)的学习区域中开始，执行所述第二燃烧。
6.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制设备，其中当所述内燃发动机的载荷大于或等于预定值(L’)时执行所述第一燃烧。
7.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制设备，其中所述第二燃烧包括当所述内燃发动机的载荷小于预定值(L’)时执行的以稀空燃比进行的燃烧。
8.如权利要求7所述的燃料喷射控制设备，其中在要执行所述第二燃烧的所述运转区域中发动机温度小于或等于设定温度(T’)时，通过执行燃料喷射比例被设定为所述第二燃料喷射比例的所述第一燃烧，在每个学习区域中基于供给到所述气缸中的所述燃料供给量学习所述第一燃料喷射阀(14)和所述第二燃料喷射阀(15)的针对所述第二燃烧中的所述第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数(k2n)。
9.如权利要求8所述的燃料喷射控制设备，其中当还未在每个学习区域中学习所述第二燃烧中的燃料喷射校正系数(k2n)时，如果所述发动机温度高于所述设定温度(T’)，则在要执行所述第二燃烧的运转区域中执行燃料喷射比例为所述第一燃料喷射比例的所述第一燃烧。
10.如权利要求7所述的燃料喷射控制设备，其中对所述第一燃烧所需的基本燃料供给量(Qb)进行减量校正，从而执行所述第二燃烧。
11.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制设备，其中所述第二燃烧包括燃料过量供给期间的燃烧，其中执行所述燃料过量供给是用于所述内燃发动机的排气***中设置的NOX储存还原催化装置(10)的再生过程。
12.如权利要求11所述的燃料喷射控制设备，其中对所述第一燃烧所需的基本燃料供给量(Qb)进行减量校正，从而执行所述第二燃烧。
13.如权利要求1或2所述的燃料喷射控制设备，其中在所述第一燃烧中也从所述第一燃料喷射阀(14)喷射燃料。
14.一种在第一燃烧和第二燃烧之间切换的内燃发动机燃料喷射控制方法，所述第一燃烧的燃烧空燃比接近化学计量空燃比，并且所述第一燃烧中将燃料喷射到气缸中的第一燃料喷射阀(14)和将燃料喷射到进气口中的第二燃料喷射阀(15)之间的燃料喷射比例是第一燃料喷射比例，所述第二燃烧中燃烧空燃比是不同于所述第一燃烧的燃烧空燃比的空燃比，并且所述第二燃烧中所述第一燃料喷射阀(14)和所述第二燃料喷射阀(15)之间的燃料喷射比例是第二燃料喷射比例，所述燃料喷射控制包括：
判定所述内燃发动机的运转区域是否为要执行所述第二燃烧的运转区域(101)；
判定所述第一燃料喷射阀(14)和所述第二燃料喷射阀(15)的针对所述第二燃烧中的所述第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数(k2n)是否已经获取(108)；以及
如果在已经判定所述内燃发动机的运转区域是要执行所述第二燃烧的运转区域时还未获取所述燃料喷射校正系数(k2n)，则在要执行所述第二燃烧的运转区域中，通过执行燃料喷射比例被设定为所述第二燃料喷射比例的所述第一燃烧来获取所述燃料喷射校正系数(k2n)(105，106)。
15.一种内燃发动机的燃料喷射控制设备，包括：
将燃料喷射到气缸中的第一燃料喷射阀(14)；
将燃料喷射到进气口中的第二燃料喷射阀(15)；
设置在所述内燃发动机的排气***中的空燃比传感器(12)；以及
在第一燃烧和第二燃烧之间切换的控制装置，所述第一燃烧的燃烧空燃比是通过所述空燃比传感器(12)获取的空燃比，并且所述第一燃烧中所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀之间的燃料喷射比例是第一燃料喷射比例，所述第二燃烧的燃烧空燃比是不通过所述空燃比传感器(12)获取的空燃比，并且所述第二燃烧中所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀之间的燃料喷射比例是第二燃料喷射比例，所述燃料喷射控制设备的特征在于，
所述控制装置在要执行所述第二燃烧的运转区域中，通过执行燃料喷射比例被设定为所述第二燃料喷射比例的所述第一燃烧，在所述第二燃烧的基本燃料供给量(Qb)的范围内的每个学习区域内基于供给到所述气缸中的燃料供给量学习所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀的针对所述第二燃烧中的所述第二燃料喷射比例的燃料喷射校正系数(k2n)。
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