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CN101405497A - 内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法 - Google Patents

内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法 Download PDF

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CN101405497A CNA2007800092406A CN200780009240A CN101405497A CN 101405497 A CN101405497 A CN 101405497A CN A2007800092406 A CNA2007800092406 A CN A2007800092406A CN 200780009240 A CN200780009240 A CN 200780009240A CN 101405497 A CN101405497 A CN 101405497A
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Abstract

一种内燃机的燃料喷射控制装置，其设置有将燃料直接喷入燃烧室的燃料喷射阀和控制器。当所述内燃机低温起动时(即，步骤S10中为是)，在压缩行程期间执行第一燃料喷射并且火花点燃所喷射的燃料，并且在膨胀冲程期间执行第二燃料喷射。所述控制器根据废气排放选择第一燃料喷射率和低于所述第一燃料喷射率的第二燃料喷射率中的一个作为至少在所述膨胀冲程期间的燃料喷射率，并且以所选的燃料喷射率喷射燃料。所述第二燃料喷射率被选作所述第二燃料喷射的燃料喷射率并且与传统的燃料喷射起动正时相比所述喷射的起动正时被提前(即，当利用参考燃料压力时)(步骤S11至S16)。结果，同时减少了烟尘、NOx和HC，从而改善排放物。

Description

内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及内燃机的燃料喷射控制装置，更特别地涉及内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法，其能够通过同时地减少颗粒物质(烟尘)、氮氧化物(NOX)和碳氢化合物(HC)来改善排放物。
背景技术
[0002]诸如公开号为JP-A-2002-295277的日本专利申请和公开号为JP-A-10-122015的日本专利申请描述了设置有将燃料直接喷入燃烧室的燃料喷射阀的内燃机的燃料喷射控制装置。这些控制装置旨在当发动机低温起动时通过在压缩行程期间执行第一燃料喷射并且火花点燃被喷射的燃料并且在膨胀冲程期间执行第二燃料喷射来提高催化剂的温度。
[0003]然而如图11所示，利用这些技术，如果喷射正时被提前，则排气门开启前的时期变得更长，所以未燃烧的燃料的量减少，这反过来导致更少的HC。另一方面，气缸中的温度高，所以燃烧迅速发生。随着燃烧温度上升，NOX的量也增加。此外，当燃料没有充分与空气混合就燃烧时，烟尘的量增加。图11为显示所述第二喷射的起动正时和排放物之间的关系的概念图。
[0004]另一方面，如果所述喷射正时被延迟，则排气门开启前的时期变得更短，这导致未燃烧的燃料被排出，从而增加HC的量。此外，气缸内的温度低，所以燃烧发生缓慢。结果，燃烧温度下降，所以NOX的量减少。另外，促进燃料和空气的混合，这改善了燃烧，从而减少了烟尘的量。
[0005]因此，在膨胀冲程期间提前所述第二喷射正时减少了HC但是增加了烟尘和NOX，而延迟所述喷射正时减少了烟尘和NOX但是增加了HC。即，烟尘、NOX和HC不能同时被减少。因此，期望一种内燃机的燃料喷射控制装置能够通过同时地减少烟尘、NOX和HC来改善排放物。
发明内容
[0006]鉴于前述问题，因此本发明提供一种通过同时减少烟尘、NOX和HC来改善排放物的内燃机的燃料喷射控制装置和燃料喷射控制方法。
[0007]本发明的第一方案涉及一种内燃机的燃料喷射控制装置，其包括将燃料直接喷入燃烧室的燃料喷射阀；以及控制器，当所述内燃机低温起动时，所述控制器在压缩行程期间执行第一燃料喷射并且火花点燃所喷射的燃料并且在膨胀冲程期间执行第二燃料喷射。所述控制器根据废气排放选择第一燃料喷射率(例如，参考喷射率)和低于所述第一燃料喷射率的第二燃料喷射率中的一个作为至少在所述膨胀冲程期间将被使用的燃料喷射率，并且以所选的燃料喷射率经由所述燃料喷射阀喷射燃料。
[0008]因此，依照该第一方案，所述膨胀冲程期间的燃料喷射率依照所述废气排放而设定。更具体地，所述燃料喷射率从参考燃料喷射率(例如，第一燃料喷射率)被减小到所述第二燃料喷射率，所述第二燃料喷射率抑制快速燃烧这样即使当喷射量相同时也能产生更少的NOX和烟尘。因此，所述喷射正时可以被提前，这确保直到所述排气门开启前有更长的时间，从而促进这段时间内未燃烧的HC的燃烧。因此，NOX和烟尘以及HC的量可以被减少。
[0009]此外，在所述第一方案中，所选的燃料喷射率可以通过调节所述燃料喷射阀的燃料压力来实现。
[0010]因此，例如，降低所述燃料压力减小了所述喷射率，这减慢了在所述第二燃料喷射期间喷射的燃料的燃烧，从而减少烟尘和NOX。此外，提前所述喷射正时增加了直到所述排气门开启前的时间，给予所述未燃烧HC被燃烧的时间。
[0011]此外，在所述第一方案中，所述燃料喷射阀可以被构造为使得所述燃料喷射阀的升量可以可变地被控制，并且所述控制器可以通过调节所述升量来实现在所述膨胀冲程期间将被利用的所述燃料喷射率。
[0012]因此，例如，燃料的雾化不会受以参考喷射率喷射的燃料不利地影响，所以可以通过所述燃料的点燃来确保所需扭矩，所述参考喷射率通过利用压缩行程期间在所述第一喷射中的参考阀升程来实现。此外，达到气缸内部温度，这使得所述第二喷射的燃料能够扩散地燃烧。以膨胀冲程期间在所述第二喷射中的小阀升程来实现低喷射率的喷射燃料减慢了燃烧，所以产生较少烟尘和NOX。另外，与当利用所述参考阀升程时的起动正时相比较提前所述喷射的起动正时减少了HC量的产生。即，可以在避免不利地影响扭矩和使得扭矩波动更严重的可能性的同时实现良好的排放物。
[0013]此外，本发明的第二方案涉及内燃机的燃料喷射控制装置，其包括将燃料直接喷入燃烧室的燃料喷射阀；以及控制器，当所述内燃机低温起动时，所述控制器在压缩行程期间执行第一燃料喷射并且火花点燃所喷射的燃料并且在膨胀冲程期间执行第二燃料喷射。所述控制器确定所述燃料的辛烷值；并且根据所述辛烷值选择第一燃料喷射正时和晚于所述第一燃料喷射正时的第二燃料喷射正时中的一个作为将在所述膨胀冲程期间使用的燃料喷射正时，并且在所选的燃料喷射正时经由所述燃料喷射阀喷射燃料。
[0014]因此，依照所述第二方案，当发生爆震时估算或获得所述辛烷值，并且依照所确定的辛烷值改变所述第二喷射的喷射正时，以当所述发动机下次低温起动时改善排放物。例如，与当利用具有较低辛烷值的燃料时相比，当利用高辛烷值燃料时，所述第二喷射的喷射正时可以被延迟以使烟尘、NOX和HC的产生最小化。因此，可以实现良好的排放物。即，通过取决于所述燃料的辛烷值改变所述第二喷射的喷射正时能够实现良好的排放物。
附图说明
[0015]通过下面参考附图对优选实施例的描述，本发明的前述和进一步的目的、特征和优点将变得显而易见，其中相同的标记用于表示相同的元件，并且其中：
图1为依照本发明的第一示范实施例的控制方法的流程图；
图2为示意性地显示发动机的构造的剖视图；
图3为具有喷雾导向(spray-guide)构造的发动机的剖视图；
图4为显示排放物和具有喷射率和喷射量作为参数的第二喷射的起动正时之间关系的概念图；
图5为显示燃料压力和喷射率之间关系的映射图；
图6为显示升量和喷射率之间关系的映射图；
图7为显示以参考燃料压力喷射和点火的概念的时间图；
图8为显示以低燃料压力喷射和点火的概念的时间图；
图9为显示依照本发明的第二示范实施例的喷射和点火的概念的时间图；
图10为显示依照第三示范实施例的排放物和第二喷射的起动正时之间关系的概念图；以及
图11为显示排放物和所述第二喷射的起动正时之间关系的概念图。
具体实施方式
[0016]下文将参考附图更详细地描述依照本发明的内燃机的燃料喷射控制装置的示范实施例。
[0017]首先，将参考图2描述可以应用本发明的第一示范实施例的发动机(即，内燃机)的示意性的构造。这里，图2为示意性地显示具有所谓的壁导向(wall-guide)构造的发动机的构造的剖视图，所述壁导向构造与位于活塞的顶面中的腔促进空气和燃料的混合。
[0018]如图2所示，发动机10为直喷式四冲程汽油发动机，其中燃料喷雾23a从燃料喷射阀23直接喷入燃烧室10a。
[0019]即，发动机10的燃烧室10a由缸内径11、气缸盖13和布置为能够在缸内径11内上下移动的活塞12组成。此外，用于实现分层充气燃烧的凹形腔(depressed cavity)12a形成于活塞12的顶面的进气侧的部分内。
[0020]此外，用于点燃混合气的火花塞14布置在燃烧室10a的大体顶部中心处。此外，进气门16设置在通向燃烧室10a的进气口15内，并且排气门20设置在同样通向燃烧室10a的排气口18内。这些气门16和气门20由可变气门正时机构控制开启和关闭。
[0021]此外，尽管未示出，用于净化排气中的烟尘、NOX和HC等的催化器设置在发动机10的排气通道中。
[0022]诸如气门16和气门20、火花塞14和燃料喷射阀23等等的每个结构元件由未示出的电子控制单元(ECU)控制。
[0023]图2显示了具有作为本发明应用的目的的壁导向构造的发动机10，但发动机不局限于所述构造。
[0024]例如，如图3所示，本发明也可以应用于具有所谓喷雾导向构造的发动机10，在所述喷雾导向构造中火花塞14接近燃料喷射阀23布置并且由该燃料喷射阀23形成的混合气被点燃。图3为具有喷雾导向构造的发动机的剖视图。
[0025]此外，尽管图中未显示，但本发明也可以应用于具有其它构造的发动机，在所述其它构造中混合气被空气流引导到火花塞附近然后被点燃。
[0026]接下来将参考图1描述控制方法。图1为依照本发明的第一示范实施例的控制方法的流程图。下面的控制由上述的ECU(用作内燃机的燃料喷射控制装置)执行。
[0027]首先，判定催化剂是否需要预热(步骤S10)。如果判定出催化剂需要预热(即，步骤S10中为是)，则计算并确定当预热催化剂时用于怠速必要的所需扭矩T和预热催化剂必要的所需排气温度E(步骤S11)。
[0028]例如，全面地考虑发动机起动后经过的时间、发动机冷却液的温度、机油的温度、诸如交流发电机的辅助装置的电力负荷以及动力转向装置的负荷等等来计算所需扭矩T和所需排气温度E。
[0029]另一方面，如果判定出催化剂不需要预热(即，步骤S10中为否)，则重复步骤S10直到判定出催化剂确实需要预热。
[0030]接下来，试验性地确定第一(图中写作“1st”)和第二(图中写作“2nd”)燃料喷射的燃料喷射量(喷射周期)和喷射正时(步骤S12)。
[0031]即，例如可以利用未示出的映射图从在步骤S11中确定出的所需扭矩T试验性地确定第一喷射的参数。
[0032]此外，对于第二喷射的参数，上述所需排气温度E可以在参考燃料压力被确保，并且可以利用图4中所示的映射图试验性地确定使排放物(即，产生的烟尘、NOX和HC的量)最小化的喷射正时。
[0033]这里，图4为显示排放物和具有喷射率和喷射量作为参数的第二喷射的起动正时之间关系的概念图。在图中，虚线表示利用参考燃料压力的情况而实线表示利用低燃料压力的情况，而双点划线表示排放物目标值。此外，点火正时被显示为在第一喷射之后TDC之前。在图中也显示了排气门20的开启正时Tevo。
[0034]接下来基于在步骤S12中试验性确定的值利用图4中的映射图来计算排放物(第一和第二喷射的总量)(步骤S13)。接着判定计算出的排放物的值是否已经达到目标值(步骤S14)。
[0035]如果计算出的排放物的值已经达到目标值(即，步骤S14中为是)，则确定在步骤S12中试验性确定的喷射正时和喷射周期等等(步骤S17)并且结束所述控制。
[0036]另一方面，如果所计算出的排放物的值没有达到目标值(即，步骤S14中为否)，则有必要修正在步骤S12中试验性地确定的喷射正时和喷射周期。因此，如图4所示，第二喷射的喷射率(即，每单位时间的燃料喷射量)减小，这样以在步骤S12中试验性地设定的参考燃料压力的第二喷射(参考字符a)的排放物的量下降(参考字符b)到具有等同的喷射量的排放物目标值(双点划线)以下(步骤S15)。
[0037]可以通过将燃料喷射阀23的燃料压力从参考燃料压力降低预定量以使其变成低燃料压力来减小该喷射率。图5为显示燃料压力和喷射率之间关系的映射图。
[0038]来自具有固定升量的燃料喷射阀23的燃料压力对于第一和第二喷射来说是相同的，所以当执行步骤S15时，第一喷射率也同时减小。
[0039]也可以通过将燃料喷射阀23的升量从参考升量减小预定量以便其变成小升量来减小第二喷射的喷射率，例如如图6所示(见稍后描述的第二示范实施例)。
[0040]在这种情况下，可以独立于第一喷射的升量来控制第二喷射的燃料喷射阀23的升量。因此，第二喷射的燃料喷射阀23的升量将不会影响第一喷射的喷射率，所以在稍后将描述的步骤S16中，第一喷射的喷射正时和喷射周期不需要重设。图6为显示升量和喷射率之间关系的映射图。
[0041]接下来，在步骤S15中通过降低燃料压力减小喷射率，所以重设喷射正时和喷射周期并且计算确定的值(步骤S16)。即，对于第一喷射，延长喷射周期以弥补由燃料压力的降低实现的喷射率的减小，并且随喷射周期的延长所述喷射的起动正时被提前。
[0042]例如，与图7相比如图8中所示，将以参考燃料压力的第一喷射的起动正时T1n(见图7)提前到以预定的低燃料压力的起动正时T1(见图8)，并且将利用参考燃料压力时由T1n到T1ne所示的喷射周期被延长到利用预定的低燃料压力时由T1到T1ne所示的喷射周期。
[0043]图7为显示以参考燃料压力的喷射和点火的概念的时间图，而图8为显示以低燃料压力的喷射和点火的概念的时间图。在这些图中，活塞12的压缩行程期间的上止点由TDC表示。此外，第一喷射由“1st Inj”表示而第二喷射由“2nd Inj”表示，二者在图中都由黑色部分表示。
[0044]此外，那些黑色部分的面积表示喷射量，水平轴表示喷射时间，而竖直轴表示喷射率。此外，趋于产生大量烟尘的区域用由阴影线(即斜线)所示的过量烟尘区表示，并且用Tevo表示排气门20开启时的正时。
[0045]此外，以参考燃料压力的第一喷射的起动正时由T1n表示，第一喷射的终止正时由T1ne表示，第二喷射的起动正时由T2n表示，而第二喷射的终止正时由T2ne表示。此外，以低燃料压力的第一喷射的起动正时由T1n表示，第一喷射的终止正时由T1ne表示(和以参考燃料压力相同)，第二喷射的起动正时由T2表示，并且第二喷射的终止正时由T2ne表示(和以参考燃料压力相同)。
[0046]此外，基于上述图4中的排放物的映射图确定第二喷射的参数。即，如图4、7和8所示，利用在步骤S15中设定的低压确定所需排气温度E，并且将以参考燃料压力的第二喷射的起动正时T2n(见图7)提前到以预定的低燃料压力的起动正时T2(见图8)，同时将利用参考燃料压力时的由T2n到T2ne表示的喷射周期被延长到利用预定的低燃料压力时的由T2到T2ne表示的喷射周期，以最小化排放物(即，产生的烟尘、NOX和HC的量)(步骤S16)。
[0047]如上所述，利用依照第一示范实施例的内燃机的燃料喷射控制装置，通过减慢在第二燃料喷射期间被喷射的燃料的燃烧来减少产生的烟尘和NOX的量，第二燃料喷射是通过降低燃料压力和减小喷射率来完成的。同时，也通过提前喷射的起动正时使其早于参考起动正时(即，当利用参考燃料压力时)来减小产生的HC量。
[0048]图9为显示依照本发明的第二示范实施例的喷射和点火的概念的时间图。在下面描述中，和已经描述的元件相同或对应的元件由相同的附图标记表示并且将省略或简化其冗长的描述。
[0049]利用第一示范实施例的所述构造和控制方法，当第二喷射燃料压力降低时，由于燃料喷射阀23的构造第一燃料压力也降低。因此，抑制了燃料喷雾23a的雾化，这可能不利地影响扭矩并且使得扭矩波动更严重，这二者很大程度上取决于第一喷射和火花正时。因此第二示范实施例通过仅减小第二喷射的喷射率来避免这种对扭矩等等的不利影响。
[0050]即，第二示范实施例利用燃料喷射阀23，其中未示出的针阀的升量可以改变。因此，如图9所示，在压缩行程期间第一喷射中喷射的燃料以利用参考阀升程获得的参考喷射率喷射并且被点燃，而第二喷射的喷射率通过在膨胀冲程期间仅在第二喷射中减小阀升程而被减小。
[0051]其它构造和控制操作和第一示范实施例中的基本相同，所以将省略其冗长的描述。然而，可以独立于第一喷射期间的升量控制第二喷射期间燃料喷射阀23的升量，因此不会影响第一喷射的喷射率。因此，在上述图1所示的流程图中的步骤S16中(即，通过降低燃料压力控制第二喷射的喷射率)，不必像第一示范实施例中一样重设第一喷射的喷射正时和喷射周期。
[0052]因此，燃料的雾化不会受到以在压缩行程期间的第一喷射中的参考阀升程所获得的参考喷射率喷射的燃料的不利影响，所以可以通过所述燃料的点燃确保所需扭矩。此外，达到气缸内部温度，这使得第二喷射的燃料能扩散地燃烧。
[0053]以在膨胀冲程期间的第二喷射中的小阀升程所获得的低喷射率喷射燃料减慢了燃烧，所以产生更少的烟尘和NOX。另外，提前喷射的起动正时使得其早于传统起动正时(即，当利用参考阀升程时)减少了HC量的产生。
[0054]如上所述，依照第二示范实施例的内燃机的燃料喷射控制装置能够在避免不利地影响扭矩和使扭矩波动更严重的过程中获得良好的排放物。
[0055]图10为显示排放物和依照本发明第三示范实施例的第二喷射的起动正时之间关系的概念图。例如，所述图采用具有高辛烷值的高辛烷汽油和具有普通辛烷值的普通汽油，并且显示了第二喷射的喷射正时(即，最佳点)如何依赖辛烷值而改变的概念。同样在第三示范实施例中，本发明可以被应用到具有诸如第一示范实施例的图2或图3所示的构造的发动机10。
[0056]上述膨胀冲程期间在第二喷射中所喷射的燃料喷雾23a自动点火并且因气缸内的热量而燃烧。众所周知，燃料的较高辛烷值导致更长的点火延迟期，这意味着从喷射的起动开始直到自动点火的时期将变得更长。即，辛烷值越高，越多燃料将在点火的时刻燃烧，所以燃烧迅速。因此，当喷射的起动正时相同时，趋于产生更多的烟尘和NOX。
[0057]因此在第三示范实施例中，当发动机10在高负荷下以低速运转时由爆震传感器等检测爆震，并且当爆震发生时由未示出的ECU(辛烷值判定装置)估算并获得辛烷值。然后下次发动机10以低温被起动时，第二喷射的喷射正时依照辛烷值而改变以改善排放物。
[0058]例如，如图10所示，与利用具有比高辛烷汽油低的辛烷值的普通汽油(即，具有低辛烷值的燃料)时相比较，利用高辛烷汽油(具有高辛烷值的燃料)时的第二喷射的喷射正时被延迟，并且将普通汽油的最佳点RP设定为高辛烷汽油的最佳点HP，以便最小化烟尘、NOX和HC。
[0059]如上所述，依照第三示范实施例的内燃机的燃料喷射控制装置可以通过根据燃料的辛烷值改变第二喷射的喷射正时来获得良好的排放物。
[0060]如上所述，依照本发明的内燃机的燃料喷射控制装置在直喷式四冲程汽油发动机中很有用，尤其很好地适于旨在通过同时地减少产生的烟尘、NOX和HC的量来改善排放物的发动机。

Claims (14)

1、一种内燃机的燃料喷射控制装置，包括：
燃料喷射阀，其将燃料直接喷入燃烧室；以及
控制器，当所述内燃机低温起动时，所述控制器在压缩行程期间执行第一燃料喷射并且火花点燃所喷射的燃料并且在膨胀冲程期间执行第二燃料喷射，
其中，所述控制器根据废气排放选择第一燃料喷射率和低于所述第一燃料喷射率的第二燃料喷射率中的一个作为至少在所述膨胀冲程期间将被使用的燃料喷射率，并且以所选的燃料喷射率经由所述燃料喷射阀喷射燃料。
2、根据权利要求1所述的控制装置，其中当所述废气排放小于目标值时所述控制器选择所述第一燃料喷射率，并且当所述废气排放等于或大于所述目标值时所述控制器选择所述第二燃料喷射率。
3、根据权利要求1所述的控制装置，其中所述控制器基于所选的燃料喷射率设定燃料喷射正时和燃料喷射周期。
4、根据权利要求3所述的控制装置，其中与当以所述第一燃料喷射率喷射燃料时相比较，当以所述第二燃料喷射率喷射燃料时所述控制器提前所述第二燃料喷射的起动正时并且延长所述燃料喷射周期。
5、根据权利要求4所述的控制装置，其中在以所述第一燃料喷射率的一次喷射期间喷射的燃料的喷射量和在以所述第二燃料喷射率的一次喷射期间喷射的燃料的喷射量相等。
6、根据权利要求1所述的控制装置，其中所述控制器通过调节所述燃料喷射阀的燃料压力来实现所选的燃料喷射率。
7、根据权利要求6所述的控制装置，其中所述控制器通过将所述燃料喷射阀的所述燃料压力减小到比以所述第一燃料喷射率的所述燃料喷射期间的所述燃料喷射阀的所述燃料压力更低的燃料压力来执行以所述第二燃料喷射率的所述燃料喷射。
8、根据权利要求1所述的控制装置，其中所述燃料喷射阀被构造为通过可变地控制阀针的升量来调节燃料喷射率，并且所述控制器通过调节所述升量来实现所选的燃料喷射率。
9、根据权利要求8所述的控制装置，其中所述控制器通过将所述燃料喷射阀的所述升量减小到比以所述第一燃料喷射率的所述燃料喷射期间的所述燃料喷射阀的所述升量更小的升量来执行以所述第二燃料喷射率的所述燃料喷射。
10、根据权利要求1所述的控制装置，其中所述控制器将低于所述第一燃料喷射的燃料喷射率的燃料喷射率设定为所述第二燃料喷射率。
11、一种内燃机的燃料喷射控制装置，包括：
燃料喷射阀，其将燃料直接喷入燃烧室；以及
控制器，当所述内燃机低温起动时，所述控制器在压缩行程期间执行第一燃料喷射并且火花点燃所喷射的燃料并且在膨胀冲程期间执行第二燃料喷射，
其中，所述控制器确定所述燃料的辛烷值，并且根据所述辛烷值选择第一燃料喷射正时和晚于所述第一燃料喷射正时的第二燃料喷射正时中的一个作为将在所述膨胀冲程期间使用的燃料喷射正时，并且在所选的燃料喷射正时经由所述燃料喷射阀喷射燃料。
12、根据权利要求11所述的控制装置，其中当所述辛烷值高时所述控制器选择所述第二燃料喷射正时。
13、一种内燃机的燃料喷射控制方法，所述内燃机设置有将燃料直接喷入燃烧室的燃料喷射阀，所述方法包括以下步骤：
在压缩行程期间执行第一燃料喷射并且火花点燃被喷射的燃料；以及
在膨胀冲程期间执行第二燃料喷射；根据废气排放选择第一燃料喷射率和低于所述第一燃料喷射率的第二燃料喷射率中的一个作为所述第二燃料喷射的燃料喷射率；以及以所选的燃料喷射率经由所述燃料喷射阀喷射燃料。
14、一种内燃机的燃料喷射控制方法，所述内燃机设置有将燃料直接喷入燃烧室的燃料喷射阀，所述方法包括以下步骤：
在压缩行程期间执行第一燃料喷射并且火花点燃被喷射的燃料；
确定所述燃料的辛烷值；
根据所确定的辛烷值选择第一燃料喷射正时和晚于所述第一燃料喷射正时的第二燃料喷射正时中的一个作为将在膨胀冲程期间使用的燃料喷射正时；以及
在所述膨胀冲程期间，在所选的燃料喷射正时经由所述燃料喷射阀执行燃料喷射。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104822926A (zh) * 2012-12-12 2015-08-05 罗伯特·博世有限公司 用于获取尤其机动车的内燃机中的燃料质量的方法
CN105518279A (zh) * 2013-09-04 2016-04-20 丰田自动车株式会社 发动机控制器
CN106593667A (zh) * 2015-10-19 2017-04-26 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN107228024A (zh) * 2016-03-24 2017-10-03 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制内燃机中的燃料喷射的方法和装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008095660A (ja) * 2006-10-16 2008-04-24 Toyota Motor Corp 筒内噴射式火花点火内燃機関の制御装置
DE102009052219A1 (de) * 2009-11-06 2011-05-12 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Mehrfachverbrennung in einem Arbeitszyklus
DE102010032431A1 (de) * 2010-07-28 2011-04-21 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine
US10344687B2 (en) * 2011-12-16 2019-07-09 Ge Global Sourcing Llc Fuel selection method and related system for a mobile asset
US9506414B2 (en) * 2013-10-01 2016-11-29 GM Global Technology Operations LLC Cold start emissions reduction diagnostic system for an internal combustion engine
GB2526246B (en) * 2014-03-10 2019-05-15 Trident Torque Multiplication Tech Limited Multiple fuel engine
JP6784214B2 (ja) * 2017-04-12 2020-11-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US11788483B1 (en) 2022-07-06 2023-10-17 Ford Global Technologies, Llc Method and system for starting an engine

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60162062A (ja) * 1984-02-02 1985-08-23 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の制御装置
DE19605407C2 (de) 1996-02-14 1999-08-05 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Bestimmung des Zündwinkels für eine Brennkraftmaschine mit adaptiver Klopfregelung
JP3052856B2 (ja) * 1996-10-24 2000-06-19 三菱自動車工業株式会社 排気昇温装置
JP3348659B2 (ja) * 1998-02-13 2002-11-20 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
JPH11294220A (ja) * 1998-04-13 1999-10-26 Mitsubishi Electric Corp 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置
JP3852223B2 (ja) * 1998-10-07 2006-11-29 日産自動車株式会社 内燃機関の排出ガス浄化装置
JP2000145586A (ja) * 1998-11-05 2000-05-26 Mitsubishi Motors Corp 燃料噴射弁
JP3285002B2 (ja) * 1999-02-19 2002-05-27 三菱自動車工業株式会社 筒内噴射型内燃機関
JP4366706B2 (ja) 1999-07-30 2009-11-18 株式会社デンソー 内燃機関の燃料性状判定装置
JP4337183B2 (ja) * 1999-09-29 2009-09-30 マツダ株式会社 エンジンの制御装置及びエンジンの制御装置の異常診断装置
DE10019400A1 (de) * 2000-04-19 2001-10-25 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Anpassung eines Adaptionskennfelds einer adaptiven Brennkraftmaschinen-Klopfregelung und Verfahren zur adaptiven Klopfregelung einer Brennkraftmaschine
JP4538976B2 (ja) 2001-03-30 2010-09-08 マツダ株式会社 ターボ過給機付火花点火式直噴エンジン
JP3987298B2 (ja) * 2001-04-05 2007-10-03 三菱ふそうトラック・バス株式会社 蓄圧式燃料噴射装置
DE10217379B4 (de) 2002-04-18 2008-12-11 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung der Kraftstoffqualität und zugehöriges Verfahren
DE10338664A1 (de) * 2003-08-22 2005-03-24 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges sowie Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
US7096853B2 (en) * 2004-01-28 2006-08-29 Nissan Motor Co., Ltd. Direct fuel injection/spark ignition engine control device
JP2005220887A (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP4251109B2 (ja) * 2004-04-27 2009-04-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
DE102004021473B4 (de) * 2004-04-30 2012-08-30 Audi Ag Verfahren zur Aufheizung eines einer fremdgezündeten, direkteinspritzenden Brennkraftmaschine nachgeschalteten Abgaskatalysators
JP2006046245A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Nissan Motor Co Ltd エンジンオイルの希釈状態監視装置
JP2006112364A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
EP1703112B1 (de) * 2005-02-22 2010-07-21 Ford Global Technologies, LLC Verfahren zum Aufheizen eines Katalysators einer Brennkraft-maschine
JP4548204B2 (ja) * 2005-04-27 2010-09-22 日産自動車株式会社 筒内噴射内燃機関
US7201127B2 (en) * 2005-07-14 2007-04-10 Caterpillar Inc Internal combustion engine start-up operating mode and engine using same
US7684925B2 (en) * 2006-12-07 2010-03-23 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine warm-up of a homogeneous charge compression ignition engine
JP2008202483A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Hitachi Ltd 筒内噴射型の内燃機関、及び筒内噴射型の内燃機関に用いるインジェクタ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104822926A (zh) * 2012-12-12 2015-08-05 罗伯特·博世有限公司 用于获取尤其机动车的内燃机中的燃料质量的方法
CN105518279A (zh) * 2013-09-04 2016-04-20 丰田自动车株式会社 发动机控制器
CN106593667A (zh) * 2015-10-19 2017-04-26 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN107228024A (zh) * 2016-03-24 2017-10-03 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于控制内燃机中的燃料喷射的方法和装置

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