引擎的控制设备的制造方法_2

文档序号:9602218阅读:来源:国知局
1的检测结果,燃料喷射控制部42适当地控制从第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29喷射的燃料的喷射量。在本实施例中,燃料喷射控制部42适当地控制从第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29喷射的燃料的喷射量,并且适当地改变从第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29喷射的燃料的喷射比。具体地,该燃料喷射控制部42参照如图2所示的工作范围映射图,并且根据引擎10的当前工作状态处于哪个工作范围内,确定第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29之间的相对喷射比并且确定第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29各自的喷射量。
[0037]在本实施例中,根据该引擎10的工作状态,该燃料喷射控制部42实行对仅从第一燃料喷射阀28喷射燃料的控制(在下文中称为“MPI喷射控制”)和对以预定喷射比从第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29的每一个喷射燃料的控制(在下文中称为“MDP+DI喷射控制”)。如图2所示,例如,根据引擎10的速度Ne和负载设置引擎10的工作范围。在本实施例中,设置两个区域,即第一喷射区域A和第二喷射区域B,其中第一喷射区域A是在低转速、低负载侧的工作范围,第二喷射区域B是在高转速、高负载侧的工作范围。
[0038]如果引擎10的工作状态在第一喷射区域A内,燃料喷射控制部42执行“MPI喷射控制”。也就是说,第一喷射区域A仅被设置用于第一燃料喷射阀28的喷射。这是因为在低转速、低负载区域,进气量小并且空气的流速低,从而从第二燃料喷射阀29喷射的燃料在燃烧室17内不充分地混合。因此,燃烧后排出的气体中包含大量的未燃烧完全的燃料,最终对环境产生不利的影响。此外,直接喷射到燃烧室17内的燃料易于在活塞14的上表面或者在气缸的内壁上沉积成为燃料液滴,导致对油的稀释或者形成积碳。
[0039]另一方面,如果引擎10的工作状态是在第二喷射区域B内,燃料喷射控制部42执行“MPI+DI喷射控制”。也就是说,第二喷射区域B被设定用于第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀的燃料喷射。这是因为,随着第二燃料喷射阀29的喷射量增加,由于从第二燃料喷射阀29喷射的燃料的蒸发热,该燃烧室17内部的温度降低,提高了燃烧效率。此外,在第二喷射区域B内,从低转速、低负载侧开始设置多个区域(例如,BI至B4)。燃料喷射控制部42适当地控制第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29,以使得引擎10的工作状态处在越高转速、越高负载区域,第二燃料喷射阀29的喷射量或者喷射比也变得越高。SP,在如图2所示的映射图的实例中,当引擎10的工作状态处于区域B4中时,燃料喷射控制部42适当地控制第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29,使得第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比是最高的。在第二喷射区域B的区域B1、B2、B3和B4的每一个之中,第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比可以是恒定的,第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀28和29的喷射量或喷射比可以是常数,或第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比可以在较高旋转、较高负载侧增加更多。
[0040]根据用于确定燃料的喷射量或喷射比的工作范围映射图(图2)设定用于确定废气阀35的打开/关闭动作的工作范围映射图。如图3中实例所示,例如设定两个范围,SP在低转速、低负载侧的第一工作范围C和在高转速、高负载侧的第二工作范围D。第一工作范围C是第二燃料喷射阀29的喷射比低的工作范围,在本实施例中,其包括上述第一喷射区域A和上述第二喷射区域B的部分(例如区域BI)。第二工作范围D是第二燃料喷射阀29的喷射比高的工作范围,在本实施例中,其对应于第二喷射区域B的部分(区域B2、B3、B4) ο
[0041]阀控制部43参照这样的工作范围映射图(图3),并且当基于工作状态检测部41的检测结果确定引擎10的工作状态已经从第一工作范围C移到第二工作范围D,即第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比已经增加时,控制废气阀35在打开方向上动作。也就是说,阀控制部43控制废气阀35的开度以增加到预定开度。
[0042]如上所述,在第二燃料喷射阀29的喷射量大于第一燃料喷射阀28的喷射量的区域(在本实施例中,第二工作范围D (区域B2至B4))中,响应于从第二燃料喷射阀29喷射的燃料的喷射量的增加,阀控制部43控制废气阀35在打开方向上动作。也就是说,阀控制部43根据第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比调整废气阀35 (阀体35a)的开度,从而控制涡轮增压器31的增压力。换句话说,当引擎10的工作状态处于高旋转、高负载侧的区域内并且第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比增加时,阀控制部43根据该情况控制废气阀35在打开方向上动作。如上所述,第一燃料喷射阀28和第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比基于工作范围映射图(见图2)确定,并且类似地,废气阀35的开度也基于预定的工作范围映射图(见图3)确定。
[0043]另一方面,当确定引擎10的工作状态已经从第二工作范围D移动到第一工作范围C时,例如,阀控制部43基本上控制废气阀35在关闭方向上动作。然而,在低旋转、低负载工作范围,比如怠速状态下,阀控制部43控制废气阀35至打开状态,例如全开。
[0044]接下来,参考图4的流程图描述控制废气阀的打开/关闭动作的实例。
[0045]如图4所示,在步骤SI中,检测引擎10的工作状态。具体地,例如根据来自各个传感器的信息检测该引擎10的工作状态,传感器诸如是节气门位置传感器44和曲柄角传感器45。S卩,需要引擎10的速度和负载。然后,在步骤S2中,确定引擎10的工作状态是否在第一工作范围C内。如果这里确定引擎10的工作状态在第一工作范围C内,该程序进行至步骤S3,在步骤S3中基本上控制废气阀35使其在关闭方向上动作。如果该废气阀35的开度已经增加至预定开度,则保持该开度。如果确定引擎的工作状态不在第一工作范围C内,S卩,在第二工作范围D内,该程序进行至步骤S4,在步骤S4中基本上控制废气阀35使其在打开方向上动作。即,根据第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比与引擎10的工作状态从第一工作范围C至第二工作范围D的移动相关联地增加,废气阀35打开至预定开度。如果该废气阀35的开度已经增加至预定开度,则保持该开度。
[0046]如上所述,在本实施例中,根据第二燃料喷射阀29的喷射量或喷射比的增加,在第二工作范围D中,阀控制部43增加废气阀35的开度至预定开度。因此,燃烧室的内部通过从第二燃料喷射阀29喷射的燃料的蒸发热被冷却,从而提高燃烧效率,而经由涡轮增压器31的增压力的过度上升被抑制。同样,排气阻力减小以减少栗送损失。因此,能够确保燃料经济性的改善。此外,阻止增压力过度增加,从而能够阻止流入燃烧室17的空气变得过度湍急。因此,从第二燃料喷射阀29喷射的燃料能够与燃烧室17内部的进气很好地混合,从而能够提高燃烧稳定性,并且能够抑制由于燃料燃烧残留而冒烟。
[0047]上述情况倾向于在采用配备有涡轮的涡轮增压器31相对于引擎10的活塞排量的尺寸小时经常出现。
[0048]通常,涡轮增压器的涡轮的尺寸设置成与引擎的活塞排量相符。也就是说,设定涡轮的喷管直径和尺寸与通过排气口的排出气体的量匹配。因此,在采用该涡轮增压器时,造成两个问题。其中一个是涡轮滞后,即响应延迟直到开始增压。另一个问题是用于在引擎冷启动之后改善排出气体的催化器的预热延迟。也就是说,在引擎冷启动以后,催化器需要预热以及早激活。然而,即使燃料喷射的定时延迟催化器预热,从而增加供应到催化器的热量,热也被涡轮增压器的涡轮吸收以延迟预热。
[0049]近年来,采用配备有相对于引擎的活塞排量的小尺寸的涡轮的涡轮增压器的引擎已经有效解决了上述问题。利用这样的引擎,即使当低速旋转时,涡轮也有效地旋转,并且增压力令人满意地上升,从而涡轮滞后能够减少。此外,通过利用对于活塞排量的小尺寸的涡轮,能够使涡轮的热容量低,并且减少在催化器预热期间涡轮的热损失量,因此及早实现催化器的激活。
[0050]然而,对于具有这样的涡轮增压器的引擎,通过涡轮的排出气体的量相对于涡轮尺寸是大的。因此,和具有与引擎的活塞排量一致的涡轮尺寸的引擎10相比,排出气体的排出工作增加。不但效率变差,而且排气压力增加,使得燃烧后的气体停留在后续冲程中(即内部EGR)。详细地,这样的引擎随着增压的增加而增加进气量。因此,与传统的涡轮引擎相比,增压在早期上升,并且排出气体的量也在早期增加。此外,存在通过涡轮的排出气体的量和涡轮尺寸相比变得过多的许多区域。在这样的区域,涡轮转速过快,并且涡轮的效率降低。降低的涡轮机效率将不能进入涡轮的排出气体转变成排气阻力,因此增加内部EGR0
[0051]当涡轮转速过快时,与涡轮共轴安布置的压缩机也易于喘振,使得增压不稳定。也就是说,传统的涡轮引擎相比,因为喘振导致增压不稳定的区域增加。进一步,利用增压的增加,供应到气缸中的进气的压力上升。在由活塞压缩后,在点火之前在气缸内部的温度大大地升高,使得碰撞可能性更大。特别地,在采用配备有相对于活塞排量的小尺寸的涡轮的涡轮增压器的引擎中,因为涡轮响应的改善,相比于传统的涡轮引擎,倾向于在更低速度时产生碰撞。因此,产生更多不能设定适当的点火定时的区域。
[0052]为了解决该问题,想到利用从第二燃料喷射阀喷射的燃料
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