内燃机的燃料喷射控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及内燃机的燃料喷射控制系统。
【背景技术】
[0002]在日本专利申请公开号62-178735 (JP 62-178735 A)中描述了内燃机的燃料供应控制系统。在内燃机中，使用醇混合燃料(其将被简称为“混合燃料”)。在使用混合燃料的情况中(其将被称为“在混合燃料的使用的情况中”)，如果当发动机起动时，以与在仅使用汽油的情况中(其将被称为“在汽油的使用的情况中”)的燃料喷射量相同的量的喷射燃料，与使用汽油的情况相比，发动机的启动性降低。因此，在JP 62-178735A中描述的系统中，基于在混合燃料中的醇浓度和发动机温度，醇浓度越高燃料喷射量越增加，并且发动机温度越低燃料喷射量越增加。
[0003]当使用混合燃料时，为了在曲轴起动开始之后的第一循环中导致初爆发生，有必要使燃料喷射量比在汽油的使用的情况中更大。然而，如果在该情况中发动机温度低，部分燃料未蒸发，并且未蒸发的燃料可能保留在汽缸中而没有燃烧。在该情况中，在第一循环中保留在第一汽缸中而没有燃烧的部分燃料可能保留在汽缸中直到第二循环。在该情形下，如果在第二循环中也以比在汽油的使用的情况中的燃料喷射量更大的量喷射燃料，大量的燃料将存留在汽缸中。在该情况中，因为发动机温度因在第一循环中的燃烧而升高，大量的燃料蒸发，其在汽缸中造成过度浓(rich)的空燃比。因此，在第二循环中可燃性降低，并且因此，发动机速度将不增加。可燃性的降低可能继续持续在第一循环以后的若干循环。在该情况中，发动机启动时间将延长。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是在通过醇混合燃料驱动的内燃机中实现短的发动机启动时间。
[0005]本发明的第一方面是涉及通过醇混合燃料驱动的内燃机的燃料喷射控制系统。根据本发明第一方面的燃料喷射控制系统包括控制器，该控制器控制从燃料喷射阀喷射的燃料的量。当醇混合燃料的醇浓度高于预定浓度时，在曲轴起动开始之后直到初爆发生为止，控制器进行喷射量控制，使得在每次燃料喷射中从燃料喷射阀喷射的醇混合燃料的量被控制为小于在空燃比变成可燃空燃比时的燃料的量。根据本发明的第一方面，在初爆之后，缸内空燃比不太可能或不可能过度浓。因此，可实现短的发动机启动时间。
[0006]发动机温度越高，控制器可将预定浓度设定成越高的浓度。采用该布置，可实现较短的发动机启动时间。也就是，当发动机温度高时，在醇混合燃料中的醇成分可能蒸发。因此，尽管发动机温度越高，预定浓度被设定成越高的浓度，在初爆之后缸内空燃比不太可能或不可能过度浓。此外，如果发动机温度越高，预定浓度被设定成越高的浓度，喷射量控制的执行区域减小。因此，可实现甚至更短的发动机启动阶段。
[0007]醇浓度越高，控制器可能越增加启动时喷射量。在该情况中，启动时喷射量的增加的量是补充如下项的量:相对于当醇浓度是0%时生成的热的量，因醇混合燃料的蒸发量的不足而生成的热的量的不足，以及因在醇混合燃料中的醇成分的汽化而损失的热的量。
[0008]采用以上布置，可以以较高的可靠性实现短的发动机启动时间。也就是，有必要增加发动机速度，以使完成发动机的起动。为此，有必要确保足够的热量生成的量以增加发动机速度。因此，在使用醇混合燃料的情况中，如果启动时喷射量的增加了补充如下项的量:因醇混合燃料的蒸发的量的不足而生成的热的量的不足，以及因在醇混合燃料中的醇成分的汽化而损失的热的量，可以以较高的可靠性增加发动机速度。因为由醇混合燃料生成的热的量的不足被认为是如下项的总和:因醇混合燃料的蒸发的量的不足的热的量的部分，以及因在醇混合燃料中的醇成分的汽化而损失的热的量，所以可以以改善的精确度获得启动喷射量的增加的量。因此，可以以较高的可靠性实现短的发动机启动时间。
[0009]另外，仅当醇混合燃料的醇浓度高于预定浓度时，并且发动机温度低于预定温度时，控制器进行喷射量控制。采用该布置，可以以较高的可靠性实现短的发动机启动时间。也就是，当发动机温度低时。在醇混合燃料中的醇成分很难蒸发。因此，应当在发动机温度低的时候实行喷射量控制，以使实现短的发动机启动时间。因此，如果在发动机温度低于预定温度的时候实行喷射量控制，可以以较高的可靠性实现短的发动机启动时间。
[0010]另外，在小于在空燃比变成可燃空燃比时的燃料的量的范围内，控制器可逐渐增加在每次燃料喷射中从燃料喷射阀喷射的醇混合燃料的量。
[0011]采用以上布置，可以以较高的可靠性实现短的发动机启动时间。也就是，在曲轴起动开始之后不久，醇混合燃料的汽化的量小，但汽化的量随着发动机温度上升而逐渐增加。也就是，被滞留到下一个循环而没有被汽化的醇混合燃料的量逐渐减小，并且缸内空燃比变得不太可能过度浓。因此，如果在小于在空燃比变成可燃空燃比时的燃料的量的范围内，在每次燃料喷射中从燃料喷射阀喷射的醇混合燃料的量逐渐增加，可以以较高的可靠性实现短的发动机启动时间。
【附图说明】
[0012]下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点，以及技术和工业意义，其中相似标记标示相似的元件，并且其中:
[0013]图1是使用根据本发明的一个实施例的燃料喷射控制系统的内燃机的概略视图；
[0014]图2示出用于在增加校正因子的计算中使用的映射的一个示例；
[0015]图3示出用于在减小校正因子的计算中使用的映射的一个示例；
[0016]图4是表示当启动时水温度低于阈值水温度时醇浓度与启动时喷射量之间的关系的图；
[0017]图5是表示当启动时水温度高于阈值水温度时醇浓度与启动时喷射量之间的关系的图；
[0018]图6是表示发动机温度与蒸发速率之间的关系的图；
[0019]图7是表示启动时水温度与具有75%的乙醇浓度的混合燃料的蒸发燃料比例之间的关系的图；
[0020]图8是用于解释在发动机起动期间从第一循环滞留到第二循环的燃料的视图；
[0021]图9是示出当启动时水温度是_25°C时在混合燃料的使用的情况中在启动阶段期间发动机速度随时间变化的图；
[0022]图10是示出在常规的汽油控制、常规的混合燃料控制和本发明第一实施例的控制下的曲轴起动阶段、启动燃烧阶段和在暖机操作阶段期间的缸内温度、燃料喷射量、缸内空燃比和发动机速度随时间的变化的图；
[0023]图11是说明第一实施例的启动发起例程的流程图；
[0024]图12是说明第一实施例的燃料喷射控制例程的流程图；
[0025]图13是说明第一实施例的启动完成确定例程的流程图；以及
[0026]图14A是表示在第一实施例的控制下的燃料喷射量的随时间的变化的图，图14B是示出在第二实施例的控制下的燃料喷射量的随时间的变化的图，以及图14C是示出在第三实施例的控制下的燃料喷射量的随时间的变化的图。
【具体实施方式】
[0027]参照附图将描述本发明的一些实施例。以下将描述的内燃机是四循环、火花点火、多汽缸(直列四汽缸)发动机。然而，要理解，本发明可应用于其它类型的发动机。
[0028]图1示出内燃机10，其中使用作为本发明第一实施例的燃料喷射控制系统。内燃机(将简称为“发动机” )10包括发动机主体20、进气系统30和排气系统40。
[0029]发动机主体20包括汽缸座(block)和汽缸盖(head)。发动机主体20具有多个汽缸(燃烧室)21。汽缸中的每一个与进气端口(未不出)和排气端口(未不出)连通。通过进气阀(未示出)打开和关闭在进气端口与燃烧室21之间的连通部分。通过排气阀(未示出)打开和关闭在排气端口与燃烧室21之间的连通部分。火花塞(未示出)安装在每个汽缸21中。
[0030]进气系统30包括进气歧管31、进气管32、多个燃料喷射阀(燃料喷射器)33和节流阀34。进气歧管31包括多个分支部分31a和平衡罐(surge tank) 31b0分支部分31a中的每一个的一端连接到进气端口中的对应的一个。每个分支部分31a的另外端连接到平衡罐31b。进气管32的一端连接到平衡罐31b。在进气管32的另外端处设置空气过滤器(未示出)。进气端口、进气歧管31和进气管32中的每一个构成进气通道。
[0031]在进气端口中的每一个中设置燃料喷射阀33。也就是，对应汽缸21中的每一个安装一个燃料喷射阀33。在进气管32中可旋转地配备节流阀34。节流阀34可操作以改变进气通道的开口的横截面积。在进气管32内通过节流阀致动器(未示出)旋转/驱动节流阀34。
[0032]排气系统40包括排气歧管41、排气管42和催化剂43。排气歧管41包括多个分支部分41a和集合部分(collecting port1n) 41b0分支部分41a中的每一个的一端连接到排气端口中的对应的一个。每个分支部分41a的另外端接合集合部分41b。在集合部分41b中聚集从多个(在第一实施例中为四个)汽缸中排放的废气。在下文中，集合部分41b也将被称为“排气集合部分HK”。排气管42连接到集合部分41b。排气端口、排气歧管41和排气管42中的每一个构成排气通道。在排气管42中配备催化剂43。催化剂43转化或除去在通过排气管42流动的废气中包含的特定成分。
[0033]发动机10包括热线式空气流量计51、节流位置传感器52、水温度传感器53、曲柄(crank)位置传感器54、进气凸轮位置传感器55、加速器踏板位置传感器58和醇浓度传感器59。
[0034]空气流量计51输出表示进气空气量(也就是，在进气管32中流动的进气空气的质量流量)Ga的信号。进气空气量Ga代表每单位时间吸入到发动机10中的进气空气的量。节流位置传感器52输出表示节流开口(也就是，节流阀34的开口)TA的信号。水温度传感器53输出表示水温度(也就是，发动机10的冷却剂的温度)THW的信号。水温度THW是代表发动机温度的参数。
[0035]每当曲柄轴(crankshaft)旋转10°，曲柄位置传感器54输出具有窄脉冲的信号，并且每当曲柄轴旋转360°，曲柄位置传感器54输出具有宽脉冲的信号。将在之后描述的电子控制单元70基于这些信号计算发动机速度NE。每当进气凸轮轴从给定角度旋转90度，然后旋转90度并且进一步旋转180度，进气凸轮位置传感器55输出一个脉冲。基于来自曲柄位置传感器54和进气凸