CN105201669B - 用于内燃发动机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于内燃发动机的控制装置。内燃发动机包括缸内喷射器(30)。控制装置包括电子控制装置(50)。电子控制单元(50)构造成：(i)当执行部分提升喷射时对用于缸内喷射器(30)的通电时间进行控制而使得部分提升喷射变为在部分提升喷射中具有最长通电时间的最大部分提升喷射；以及(ii)在一次喷射行程期间对用于执行最大部分提升喷射的通电的次数进行控制而使得：通过所述次数的通电，最大部分提升喷射的喷射量的总和等于或小于作为一次喷射行程的喷射量的目标量的所需喷射量。

Description

用于内燃发动机的控制装置

技术领域

本发明涉及用于内燃发动机的控制装置，并且更具体地，涉及用于控制至内燃发动机中的燃料喷射的装置。

背景技术

为了改进排气特性，期望允许通过减小每次喷射的最小喷射量而进行微喷射并且实现精确的燃料喷射控制。同时，也已知执行部分提升喷射的用于内燃发动机的燃料喷射控制装置，其中，在部分提升喷射期间，针阀不达到完全打开状态(例如，参照日本特许申请公报No.2013-104326)。

当使用部分提升喷射时可以实现微喷射。

发明内容

然而，在部分提升喷射——在针阀到达完全打开状态之前终止通电期间——的情况下，针阀打开的时段较短并且喷射量较小。因此，阀打开时段和阀打开速度的误差很大程度上影响了喷射量，并且喷射量可能会变得不规则。

在一次燃烧行程的燃烧中所使用的燃料喷射的喷射行程过程中执行多个部分提升喷射的情况下，具体地，各个部分提升喷射的喷射量的不规则性累积，因此相对于目标量而言，喷射量的不规则性变得似乎明显。

本发明提供了用于内燃发动机的控制装置，该控制装置能够实现利用部分提升喷射的精确燃料喷射。

根据本发明的一方面，提供了用于内燃发动机的控制装置。内燃发动机包括缸内喷射器。缸内喷射器构造成将燃料喷射至内燃发动机的气缸中。

控制装置包括电子控制单元。电子控制单元构造成：(i)当执行部分提升喷射时对用于缸内喷射器的通电时间进行控制而使得部分提升喷射变为在部分提升喷射中具有最长通电时间的最大部分提升喷射，部分提升喷射为缸内喷射器的针阀不达到完全打开状态的喷射；以及(ii)在一次喷射行程期间对用于执行最大部分提升喷射的通电的次数进行控制而使得：通过所述次数的通电，最大部分提升喷射的喷射量的总和等于或小于作为一次喷射行程的喷射量的目标量的所需喷射量。

在部分提升喷射中，在该部分提升喷射期间、于针阀达到完全打开状态之前终止通电，燃料喷射量不规则性倾向于随着通电时间的减少而增加。因此，即使在部分提升喷射期间，随着通电时间的增加，喷射量不规则性降低。因此，当执行通电时间为部分提升喷射中的最长时间的最大部分提升喷射时，通过将喷射量不规则性抑制至最小而可以实现高精度微喷射。

根据上述的方面的控制装置，在不超过一次喷射行程中所需喷射量的次数的范围内执行最大部分提升喷射。即使在部分提升喷射期间，也通过使用高精度最大部分提升喷射来执行燃料喷射控制。因此，可以实现精确的燃料喷射控制。

在根据上述方面的控制装置中，电子控制单元可被构造成对用于执行最大部分提升喷射的通电次数进行控制，使得用于执行最大部分提升喷射的通电的次数随着所需喷射量的增大而增加。

根据上述方面的控制装置，最大部分提升喷射的执行次数随着所需喷射量的增大而增加。因此，执行高精度最大部分提升喷射的机会增加，并且可以实现精确的燃料喷射控制。

在根据上述方面的控制装置中，电子控制单元可构造成除了执行最大部分提升喷射之外还执行缸内喷射器中的针阀完全打开的完全提升喷射。电子控制单元可构造成允许通过完全提升喷射从缸内喷射器喷射燃料的量等于仅进行最大部分提升喷射的情况下与所需喷射量相差的量。

根据上述方面的控制装置，在针阀完全打开的完全提升喷射期间喷射燃料的量等于在仅进行最大部分提升喷射时喷射量不足于所需喷射量的情况下如上述构型中的短缺量。因此，可以补充喷射量。

在根据上述方面的控制装置中，内燃发动机可包括进气口喷射器，该进气口喷射器构造成将燃料喷射至进气口中。电子控制单元可构造成对除了对缸内喷射器的通电进行控制之外还对进气口喷射器的通电进行控制。电子控制单元可构造成允许从进气口喷射器喷射的燃料的量等于仅进行最大部分提升喷射的情况下与所需喷射量相差的量。

根据上述方面的控制装置，除了缸内喷射器之外设置有进气口喷射器。在仅进行最大部分提升喷射而喷射量不足于所需喷射量的情况下，燃料从进气口喷射器以等于差额的量被喷射，从而可以补充喷射量。

在根据上述方面的控制装置中，电子控制单元可构造成对用于执行最大部分提升喷射的通电的次数进行控制而使得：用于执行最大部分提升喷射的通电的次数为使最大部分提升喷射的喷射量的总和等于或小于所需喷射量的通电的次数中的最大次数。

根据上述方面的控制装置，在最大部分提升喷射的喷射量不超过所需喷射量的情况下，最大可能程度地执行最大部分提升喷射。因此，即使在部分提升喷射期间，也可以以最大可能程度地利用高精度最大部分提升喷射的方式执行燃料喷射控制。

在根据上述方面的控制装置中，电子控制单元可构造成对用于执行最大部分提升喷射的通电的次数进行控制而使得：用于执行最大部分提升喷射的通电的次数为在一次喷射行程期间由缸内喷射器执行的通电的次数中的最大次数。

适于燃料喷射的时间随着内燃发动机旋转速度的增大而缩短。因此，每次喷射行程中可以执行的最大部分提升喷射的次数减少。因此，当发动机旋转速度高时，在适于燃料喷射的时间期间，设定的最大部分提升喷射的次数可能不会被完全地执行。

根据上述方面的控制装置，在一次喷射行程中可能执行的次数的范围内，在最大部分提升喷射的喷射量不超过所需喷射量的情况下，最大可能程度地执行最大部分提升喷射。因此，可以以最大可能程度地利用高精度最大部分提升喷射的方式执行燃料喷射控制，同时抑制在适于燃料喷射的时间期间内对所设定次数的最大部分提升喷射的未完全执行。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术上和工业上的意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出了用于内燃发动机的燃料喷射系统的第一实施方式的构型的示意图；

图2是第一实施方式的缸内喷射器的截面图；

图3A是示出了关于第一实施方式的缸内喷射器的喷射量的变化与通电时间的变化的关系的图表；

图3B是示出了关于第一实施方式的缸内喷射器的喷射量不规则性的变化与通电时间的变化的关系的图表；

图4是示出了当由第一实施方式的控制装置设定最大部分提升喷射的执行次数时执行的一系列过程的流程的流程图；

图5是示出了关于第一实施方式的燃料喷射系统的空气填充率与所需喷射量之间的关系、以及对于所需喷射量而言最大部分提升喷射的执行次数与进气口喷射量之间的关系的图表；

图6是示出了当通过第二实施方式的燃料喷射系统的控制装置设定最大部分提升喷射的执行次数时执行的一系列过程的流程的流程图；

图7是示出了关于第二实施方式的燃料喷射系统的最大部分提升喷射的执行次数与喷射的上限次数之间的关系的图表；

图8是示出了关于作为变型示例的燃料喷射系统的空气填充率与所需喷射量之间的关系、以及对于所需喷射量而言最大部分提升喷射的执行次数与进气口喷射量之间的关系的图表；以及

图9是示出了关于作为变型示例的燃料喷射系统的空气填充率与所需喷射量之间的关系、以及对于所需喷射量而言最大部分提升喷射的执行次数与完全提升喷射量之间的关系的图表。

具体实施方式

以下，将参照图1至图5对用于内燃发动机的燃料喷射系统的第一实施方式进行描述。

如图1中所示，在内燃发动机的进气通道10中从上游侧按顺序设置有检测进气量——即进气的质量流率——的空气流量计11和调节进气量的节气门12。进气通道10在相对于设置有节气门12的部分处于更下游侧处分支并且经由进气口13连接至用于各个气缸的燃烧室14。

在用于各个气缸的各个进气口13中设置有用于将燃料喷射进入进气口13的进气口喷射器20。在各个气缸中设置有用于将燃料喷射进入气缸的缸内喷射器30。

燃料喷射系统的燃料箱40中设置有泵送燃料的供给泵41。供给泵41经由低压燃料通道42连接至低压燃料管43。通过供给泵41泵送的燃料储存于低压燃料管43中。用于各个气缸的进气口喷射器20连接至低压燃料管43。

高压燃料通道44从低压燃料通道42的中间分支。在高压燃料通道44中设置有使由供给泵41泵送的燃料进一步增压及排出的高压燃油泵45。高压燃料通道44连接至高压燃料管46，通过高压燃油泵45增压的燃料存储在该高压燃料管46处。用于各个气缸的缸内喷射器30连接至高压燃料管46。

高压燃料管46中设置有压力传感器47。压力传感器47检测高压燃料管46中燃料的压力，即燃料压力fp，该燃料压力fp为供应至缸内喷射器30的燃料的压力。

电子控制单元50为全面地控制内燃发动机并且用作控制燃料喷射系统的电子控制单元50的单元。来自传感器的检测信号输入至电子控制单元50中。传感器不仅包括空气流量计11和压力传感器47，而且包括例如曲柄位置传感器48、水温传感器49和加速器位置传感器51，该曲柄位置传感器48输出曲柄角度信号用于计算发动机旋转速度NE，该发动机旋转速度NE为曲轴的旋转速度，该水温传感器49检测用于内燃发动机的冷却剂的温度，该加速器位置传感器51检测加速器操作量。电子控制单元50基于由传感器检测的结果而通过驱动进气口喷射器20、缸内喷射器30、高压燃油泵45等执行各种类型的控制。

例如，电子控制单元50执行燃料喷射控制和用于缸内喷射的喷射压力控制。基于由压力传感器47检测到的燃料压力fp而通过反馈调节高压燃油泵45的燃料排出量来执行用于缸内喷射的喷射压力控制，从而使得供应至缸内喷射器30的燃料的燃料压力fp变为等于基于当前发动机操作状态设定的目标燃料压力。

在燃料喷射控制期间计算所需喷射量Qtotal，即目标喷射量。随后，电子控制单元50控制进气口喷射器20和缸内喷射器30的通电，从而使得喷射的燃料的量等于所需喷射量Qtotal。

接下来，将参照图2对缸内喷射器30的构型进行详细描述。如图2中所示，缸内喷射器30的壳体31中固定有固定芯32。壳体31中相邻于固定芯32的位置处容置有沿图2的竖直方向可滑动的可移动芯33。针阀36连接至可移动芯33。针阀36响应于可移动芯33的移位而沿图2的竖直方向移位。

如图2的下部中所示，围绕针阀36的稍端部分的喷嘴体37附接至壳体31的稍端部分。在喷嘴体37的稍端部分中形成有长形的缝式喷射孔38。

如图2的下部中所示，在针阀36与喷嘴体37之间形成有空间39。空间39与高压燃料管46连通。高压燃料管46中的高压燃料供应至空间39中。弹簧34使得可移动芯33保持朝向图2的下部——即离开固定芯32的方向——偏移。

在壳体31中固定芯32的外圆周部分处设置有线圈35。因此，线圈35的通电使得固定芯32在缸内喷射器30中被磁化并且使可移动芯33抵抗弹簧34的偏置力而被向固定芯32牵拉。从而，针阀36与喷射孔38分离以被打开并且燃料通过喷射孔38被喷射。如图2中所示，当可移动芯33抵靠固定芯32时针阀36处于完全打开状态。

当线圈35未通电时，由于弹簧34的偏置力，可移动芯33与固定芯32分离。因此，针阀36抵靠喷嘴体37并且在喷射孔38被阻塞的情况下闭合。换句话说，当针阀36的稍端抵靠喷嘴体37并且喷射孔38被阻塞时，针阀36处于完全闭合状态。当针阀36阻塞喷射孔38并且如上所述处于完全闭合状态时，来自缸内喷射器30的燃料的喷射被停止。

关于缸内喷射器30，如图3A中所示，喷射量随着通电时间的长度的增加而增大，并且在通电开始与当针阀36达到完全打开状态的时刻(图3中从0至Tmax)之间，喷射量相对于通电时间变化的变化率特别高。这是因为在通电开始之后针阀36的提升量随着通电时间的经过而增大，直至针阀36完全地打开。一旦通电时间超过Tmax并且针阀36保持处于完全打开状态，那么喷射量相对于通电时间变化的变化率就变得平缓。

如图3B中所示，喷射量不规则性随着通电时间减少和喷射量减小而增加。另外，在通电时间达到Tmax之后，喷射量不规则性立即增加。这是因为：当针阀36完全打开时可移动芯33和固定芯32彼此抵靠，可移动芯33与固定芯32之间的碰撞导致针阀36中的弹回操作，并且弹回操作导致针阀36的提升量脉动。

为了改进排气特性，理想的是：允许通过减小每次喷射的最小喷射量而进行微喷射，并且实现精确的燃料喷射控制。然而，当用于缸内喷射器30的通电时间缩短以减小每次喷射的喷射量时，可能出现归因于当缸内喷射器30的针阀36完全打开时引起的弹回操作的喷射量不规则性。

相反，当执行针阀36不达到完全打开状态的部分提升喷射时，可以在不引起弹回操作的情况下实现微喷射。在针阀36达到完全打开状态之前就结束通电的部分提升喷射期间，如图3B中所示喷射量不规则性倾向于随着通电时间的减少而增加。因此，即使在部分提升喷射期间，喷射量不规则性随着通电时间增加而减少。因此，在执行最大部分提升喷射——其中通电时间为在部分提升喷射中最长的时间——时，可以以将喷射量不规则性抑制至最小值来实现高精度的微喷射。在本燃料喷射系统中执行最大部分提升喷射，在最大部分提升喷射中，通电时间为部分提升喷射中最长的时间。用于执行最大部分提升的通电时间基于用于部分提升喷射中最小喷射量不规则性的通电时间的指标——该指标基于先前进行的实验等的结果——以及指标化的通电时间来设定。

接下来，将参照图4对在一次燃烧行程中的燃烧中使用的燃料的喷射来设定用于一次喷射行程的最大部分提升喷射的执行次数n的一系列过程进行描述。在发动机运行的同时，通过作为燃料喷射控制装置的一部分的电子控制单元50反复地执行该系列过程。

如图4中所示，当该过程开始时，在步骤S100中电子控制单元50首先计算所需喷射量Qtotal。所需喷射量Qtotal为用于一次喷射行程的喷射量的目标值。例如，基于空气填充率Rair计算所需喷射量Qtotal，因此所需喷射量Qtotal随着空气填充率Rair的增加而增大。

空气填充率Rair具有与通过空气填充量除以最大空气填充量而获得的商相对应的值，该空气填充量为当内燃发动机的进气门关闭时燃烧室14中存在的空气的质量，该最大空气填充量取决于缸膛直径和活塞行程长度。空气填充率Rair基于通过空气流量计11检测到的进气量计算。更具体地，通过使用进气歧管模型计算方法来计算通过进气歧管接收的进气量和从进气歧管传送至燃烧室14的进气量，并且根据进气量之间的关系计算空气填充率Rair。

在通过步骤S100计算所需喷射量Qtotal之后过程前进至步骤S110。在步骤S110中，控制装置50计算每一喷射行程的最大部分提升喷射的执行次数。此处，等于通过所需喷射量Qtotal除以每一最大部分提升喷射的喷射量q获得的商的整数部分的值被计算作为执行次数n。因此，在例如通过所需喷射量Qtotal除以每一最大部分提升喷射的喷射量q获得的商具有被“1”超过的值的情况下，执行次数n为“0”。

图3A中所示的通电时间与喷射量之间的关系示出了：每一最大部分提升喷射的喷射量q依赖于用于最大部分提升喷射的通电时间。然而，即使当用于最大部分提升喷射的通电时间被预先设定时，喷射量q也由于燃料压力fp而变化，该燃料压力fp为供应至缸内喷射器30的燃料的压力。因此，根据燃料压力fp计算喷射量q，并且通过使用此处计算的喷射量q来计算执行次数n。

在通过步骤S110计算执行次数n之后，过程前进至步骤S120。在步骤S120中，控制装置50计算进气口喷射量Qpfi，即由进气口喷射器20喷射的量。通过从所需喷射量Qtotal减去缸内喷射量Qdi获得的差被计算作为进气口喷射量Qpfi，该缸内喷射量Qdi为每一喷射行程的最大部分提升喷射的喷射量的总和。换句话说，通过从所需喷射量Qtotal减去喷射量q与执行次数n的乘积而获得的差被计算作为进气口喷射量Qpfi。因此，在最大部分提升喷射的执行次数为“零”的情况下，等于所需喷射量Qtotal的值被计算作为进气口喷射量Qpfi。

当如上所述通过步骤S120计算出进气口喷射量Qpfi时，通过控制装置50暂时地结束该系列过程。因而，对于喷射行程所针对的气缸，通过缸内喷射器30基于计算出的执行次数n执行n次最大部分提升喷射以及通过进气口喷射器20基于计算出的进气口喷射量Qpfi执行燃料喷射。

接下来，将参照图5对根据该第一实施方式的燃料喷射控制的效果进行描述。在图5中，“X1”表示第一次最大部分提升喷射的喷射量，“X2”表示第二次最大部分提升喷射的喷射量，“X3”表示第三次最大部分提升喷射的喷射量，以及“X4”表示第四次最大部分提升喷射的喷射量。X1至X4中的每一者等于以上描述的每一最大部分提升喷射的喷射量q。

如图5中所示，所需喷射量Qtotal随着空气填充率Rair的增大而增大。由于与通过所需喷射量Qtotal除以喷射量q获得的商的整数部分相等的值被计算作为最大部分提升喷射的执行次数n，因此，在缸内喷射量Qdi——该缸内喷射量Qdi为最大部分提升喷射的喷射量的总和——变为等于或小于所需喷射量Qtotal时喷射的次数中最大的次数变为执行次数n。与所需喷射量Qtotal相比仅通过缸内喷射器30进行最大部分提升喷射所造成的差额变为进气口喷射量Qpfi，并且从进气口喷射器20喷射该量的燃料。

因此，如图5中所示，在第一实施方式的燃料喷射系统中的燃烧喷射控制期间，当空气填充率Rair为“R1”时所需喷射量Qtotal变为“Q1”。在该情况下，在喷射行程中最大部分提升喷射执行两次，并且进气口喷射器20喷射等于当与所需喷射量Qtotal相比仅执行最大部分提升喷射两次时所造成的差额的燃料。

通过以上描述的第一实施方式获得如下效果。(1)在喷射行程中，在不超过所需喷射量Qtotal的次数的范围内执行最大部分提升喷射，因此即使在部分提升喷射期间也可以通过利用高精度最大部分提升喷射执行燃料喷射控制。因此，可以实现利用部分提升喷射的精确的燃料喷射控制。

(2)最大部分提升喷射的执行次数n随着所需喷射量Qtotal的增大而增加。因此，高精度最大部分提升喷射的执行的机会增加，并且可以实现精确的燃料喷射。

(3)在仅进行最大部分提升喷射而与所需喷射量Qtotal相比喷射量不足的情况下，进气口喷射器20喷射与不足量相应的燃料。因此，可以供应与所需喷射量Qtotal相当的燃料。

(4)在缸内喷射量Qdi不超过所需喷射量Qtotal的范围内，最大程度地执行最大部分提升喷射，其中，该缸内喷射量Qdi为最大部分提升喷射的喷射量之和。因此，即使在部分提升喷射期间，通过最大可能程度地利用高精度最大部分提升喷射，可以执行燃料喷射控制。

以上描述的第一实施方式可以以如下适当地修改的形式执行。用于计算执行次数n的方法可以在下述范围内变化：执行次数n可以被计算为使得，在缸内喷射量Qdi——该缸内喷射量Qdi为每一喷射行程从缸内喷射器30喷射的量之和——变为等于或小于所需喷射量Qtotal时喷射次数中的最大次数变为最大部分提升喷射的执行次数n。例如，可以根据使用燃料压力fp和所需喷射量Qtotal作为变量的二维图计算执行次数n。

接下来，将参照图6和图7对用于内燃发动机的燃料喷射系统的第二实施方式进行描述。第二实施方式是根据参照图4描述的第一实施方式的过程的细节的变型。因此，相同的附图标记将用于指示第一实施方式和第二实施方式的相同的部分，其详细描述被省略，并且下列描述将集中于与第一实施方式的最大部分提升喷射的执行次数n的设定相关的一系列过程不同的最大部分提升喷射的执行次数n的设定相关的一系列过程的细节。

在根据第二实施方式的燃料喷射系统中，执行图6中所示的一系列过程来替代参照图4描绘的一系列过程。在发动机运行的同时，通过作为燃料喷射控制装置的一部分的控制装置50反复地执行该系列过程。

如图6中所示，当该过程开始时，在步骤S200中电子控制单元50首先计算发动机旋转速度NE。发动机旋转速度NE基于从曲柄位置传感器48输出的曲柄角度信号计算。

在通过步骤S200计算出发动机旋转速度NE之后过程进行至步骤S210。在步骤S210中，电子控制单元50计算所需喷射量Qtotal，该所需喷射量Qtotal为用于每一喷射行程的喷射量的目标值。例如，如同在根据第一实施方式的步骤S100的过程中一样基于空气填充率Rair计算所需喷射量Qtotal，因此所需喷射量Qtotal随着空气填充率Rair的增大而增大。

在通过步骤S210计算出所需喷射量Qtotal之后过程前进至步骤S220。在步骤S220中，电子控制单元50基于发动机旋转速度NE计算喷射的上限次数Nmax。喷射的上限次数Nmax是在一次喷射行程期间执行的最大部分提升喷射的次数的上限值。适于燃料喷射的时间随着发动机旋转速度NE的增大而缩短。因此，在此处，基于发动机旋转速度NE估算适于燃料喷射的时间的长度，并且基于用于一次最大部分提升喷射的通电时间和各个最大部分提升喷射之间所需的间隔来计算在所估算的期间可以执行的最大部分提升喷射的次数的值。因而，计算出的值变为喷射的上限次数Nmax。以这种方式，在适于燃料喷射的时间期间所允许的执行次数的范围内的最大次数被计算作为步骤S220中喷射的上限次数Nmax。

在通过步骤S220计算出喷射的上限次数Nmax之后过程前进至步骤S230。在步骤S230中，电子控制单元50计算缸内喷射量Qdi，该缸内喷射量Qdi为最大部分提升喷射的喷射量之和。此处，每一最大部分提升喷射的喷射量q乘以喷射的上限次数Nmax，并且计算出的乘积作为缸内喷射量Qdi。如在根据第一实施方式的步骤S110中一样，参照燃料压力fp计算喷射量q。

在通过步骤S230计算出缸内喷射量Qdi之后过程前进至步骤S240。在步骤S240中，电子控制单元50判定缸内喷射量Qdi是否等于或小于所需喷射量Qtotal。换句话说，在此处，判定最大部分提升喷射的喷射量是否等于或小于所需喷射量Qtotal。

在步骤S240中判定了缸内喷射量Qdi是等于或小于所需喷射量Qtotal(步骤S240：是)的情况下过程前进至步骤S250。

在步骤S250中，电子控制单元50设定最大部分提升喷射的执行次数n。此处，执行次数n等于喷射的上限次数Nmax的值。换句话说，通过步骤S250将执行次数n设定为等于喷射的上限次数Nmax的次数。

在通过步骤S250设定了执行次数n之后过程前进至步骤S280。在步骤S240中判定了缸内喷射量Qdi超过所需喷射量Qtotal(步骤S240：否)的情况下过程前进至步骤S260。

在步骤S260中，电子控制单元50计算减少喷射的次数r。此处，等于通过从缸内喷射量Qdi减去所需喷射量Qtotal获得的差除以喷射量q获得的商的整数部分的值被计算作为减少喷射的次数r。因此，在例如通过从缸内喷射量Qdi减去所需喷射量Qtotal获得的差除以喷射量q获得的商具有被“1”超过的值的情况下，减少喷射的次数r变为“零”。

在通过步骤S260计算出减少喷射的次数r之后过程前进至步骤S270。在步骤S270中，电子控制单元50设定最大部分提升喷射的执行次数n。在此处，由从喷射的上限次数Nmax减去减少喷射的次数r加“1”获得的和而获得的差被计算作为执行次数n。因此，当减少喷射的次数r为“0”时，执行次数n被设定为比喷射的上限次数Nmax小一的次数。

在通过步骤S270设定了执行次数n之后过程前进至步骤S280。在步骤S280中，电子控制单元50计算进气口喷射量Qpfi，该进气口喷射量Qpfi为通过进气口喷射器20进行的喷射量。此处，如在根据第一实施方式的步骤S120中一样通过从所需喷射量Qtotal减去喷射量q与执行次数n的乘积而获得的差被计算作为进气口喷射量Qpfi。

当如上所述通过步骤S280计算出进气口喷射量Qpfi时，通过控制装置50暂时地结束该系列过程。因而，对于进行喷射行程的气缸而言，通过缸内喷射器30执行基于计算出的执行次数n的n次最大部分提升喷射以及通过进气口喷射器20执行基于计算出的进气口喷射量Qpfi的燃料喷射。

接下来，将参照图7对根据该第二实施方式的燃料喷射控制的效果进行描述。在图7中，“X1”表示第一次最大部分提升喷射的喷射量，“X2”表示第二次最大部分提升喷射的喷射量，“X3”表示第三次最大部分提升喷射的喷射量，以及“X4”表示第四次最大部分提升喷射的喷射量。X1至X4中的每一者等于以上描述的每一最大部分提升喷射的喷射量q。

在根据第二实施方式的燃料喷射系统中，如同在第一实施方式中一样，所需喷射量Qtotal随着空气填充率Rair的增大而增大。然而，在根据第二实施方式的燃料喷射系统中，计算喷射的上限次数Nmax并且根据喷射的上限次数Nmax设定执行次数n，而不像第一实施方式中那样实际上使用执行次数n为缸内喷射量Qdi变为等于或小于所需喷射量Qtotal时的喷射的次数中的最大次数。因此，由于喷射的上限次数Nmax，即使在所需喷射量Qtotal相同的情况下，最大部分提升喷射的执行次数n也会出现差。

例如，即使在所需喷射量Qtotal固定处于“Q2”的情况下，在如图7中所示喷射的上限次数Nmax为五次、四次和三次的场合，执行次数n的设定的方式也可变化。

如图7的左侧所示的，在喷射的上限次数Nmax是五次或更多的情况下，通过参照图6描述的系列过程的步骤S230计算的缸内喷射量Qdi超过通过虚线所示的所需喷射量Qtotal的“Q2”。因此，这种情况下，在步骤S240中做出否定的判定(步骤S240：否)。在该情况下，缸内喷射量Qdi与所需喷射量Qtotal之间的差被喷射量q超过，因此通过步骤S260计算出的减少喷射的次数r变为“零”。接着，通过步骤S270，执行次数n变为“4”，“4”为从作为喷射的上限次数Nmax的“5”减去“1”获得的差。在所需喷射量Qtotal为“Q2”并且如上所述喷射的上限次数Nmax是五次的情况下，如图7的左侧所示，最大部分提升喷射的执行次数n变为四次，并且与所需喷射量Qtotal相比的差额变为由斜线所示的进气口喷射量Qpfi。

在最大部分提升喷射为五次的缸内喷射量Qdi超过所需喷射量Qtotal的情况下，即使如上所述当喷射的上限次数Nmax是五次时，执行次数n也被设定为四次，四次为在缸内喷射量Qdi不超过所需喷射量Qtotal的范围内的最大值。

在如图7的中央处所示的喷射的上限次数Nmax为四次的情况下，通过参照图6描述的系列过程的步骤S230计算出的缸内喷射量Qdi变为等于或小于所需喷射量Qtotal“Q2”。因此，在该情况下，在步骤S240中做出肯定的判定(步骤S240：是)。因此，在该情况下，通过步骤S250，执行次数n变为“4”，“4”等于喷射的上限次数Nmax。在如上所述所需喷射量Qtotal是“Q2”并且喷射的上限次数Nmax为四次的情况下，如图7的中央处所示，最大部分提升喷射的执行次数n变为四次，并且与所需喷射量Qtotal相比的差额变为由斜线所示的进气口喷射量Qpfi。

在如图7的右侧所示的喷射的上限次数Nmax为三次的情况下，通过参照图6描述的系列过程的步骤S230计算出的缸内喷射量Qdi也变为等于或小于作为所需喷射量Qtotal的“Q2”。因此，在该情况下，在步骤S240中做出肯定的判定(步骤S240：是)，并且通过步骤S250，执行次数n变为“3”，“3”等于的喷射的上限次数Nmax。在如上所述所需喷射量Qtotal为“Q2”并且喷射的上限次数Nmax为三次的情况下，如图7的右侧所示，最大部分提升喷射的执行次数n变为三次，并且与所需喷射量Qtotal相比的差额变为由斜线所示的进气口喷射量Qpfi。

在如上所述与喷射上限次数Nmax相同的次数的最大部分提升喷射的缸内喷射量Qdi等于或小于所需喷射量Qtotal的情况下，执行次数n的值变为等于喷射的上限次数Nmax的值。

如上所述，根据第二实施方式的燃料喷射系统，使得在缸内喷射量Qdi——该缸内喷射量Qdi为最大部分提升喷射的喷射量——变为等于或小于所需喷射量Qtotal时的喷射次数中的、在一次喷射行程期间可以执行的最大部分提升喷射的次数的范围内的最大次数变为最大部分提升喷射的执行次数n。这样，仅通过缸内喷射器30进行最大部分提升喷射的情况下造成的与所需喷射量Qtotal相比的不足量变为进气口喷射量Qpfi，并且从进气口喷射器20喷射该量的燃料。

通过以上描述的第二实施方式获得以下在(4)中描述的效果以及与第一实施方式的(1)和(2)类似的效果。(4)在作为一次喷射行程中最大部分提升喷射的喷射量之和的缸内喷射量Qdi不超过所需喷射量Qtotal的情况下、在一次喷射行程中所允许执行的次数的范围内最大可能程度地执行最大部分提升喷射。因此，可以以最大可能程度地利用高精度最大部分提升喷射的方式执行燃料喷射控制，同时可以抑制在适于燃料喷射的时间期间内对设定次数的最大部分提升喷射的未完全执行。

以上描述的第二实施方式可以以如下适当修改的形式实施。虽然，作为第二实施方式的示例已经对用于基于发动机旋转速度NE估算适于进行燃料喷射的时间长度以及用于计算在所估算出的时间期间可以执行的最大部分提升喷射的次数的值的方法进行了描述，但是可以改变用于计算喷射的上限次数Nmax的方法。例如，可以通过利用使用发动机旋转速度NE作为变量的计算图来计算喷射的上限次数Nmax。

用于设定执行次数n的方法可以在下述范围内改变：当最大部分提升喷射的缸内喷射量Qdi变为等于或小于所需喷射量Qtotal时的喷射次数中的、在一次喷射行程期间所能执行的最大部分提升喷射的次数的范围内的最大次数变为执行次数n。例如，实际执行的次数可能由于使用在基于发动机旋转速度NE对上限值进行设定以及对最大部分提升喷射的执行次数n进行计算之后的上限值而受限制。更具体地，在计算出的执行次数n超过上限值的情况下，执行次数n更新为等于上限值的值。接着，基于更新为等于上限值的值的执行次数n来计算进气口喷射器20的喷射量Qpfi，并且基于更新的执行次数n和喷射量Qpfi来执行燃料喷射控制。即使在该情况下，也能够在可能的执行次数的范围内最大可能程度地执行最大部分提升喷射。

尽管在上述第二实施方式中已经对示例——在该示例中喷射的上限次数Nmax为在适于燃料喷射的时间期间所允许的执行次数的范围内的最大次数——进行了描述，但是喷射的上限次数Nmax并不限于在适于燃料喷射的时间期间所允许的执行次数的范围内的次数或最大次数。例如，当可能的执行次数为三次时，在喷射的上限次数Nmax为“2”的情况下，执行次数n可以被限制到两次。

换句话说，用于设定执行次数n的方法可以在下述范围内改变：可以将执行次数n设定为在当最大部分提升喷射的缸内喷射量Qdi变为等于或小于所需喷射量Qtotal时的喷射次数范围内并且在一次喷射行程期间可以执行的最大部分提升喷射的次数的范围内。

当喷射的上限次数Nmax为在适于燃料喷射的时间期间所允许的执行次数的范围内的次数时，可以执行高精度燃料喷射控制，同时抑制在适于燃料喷射时间期间内对设定次数的最大部分提升喷射的未完全执行。

然而，理想的是采用如下构型：在使得高精度最大部分提升喷射的执行次数n最大化、最大可能程度地利用高精度最大部分提升喷射并且实现精确的燃料喷射控制的方面，如根据第二实施方式中一样，满足条件的喷射次数中的在可能执行次数范围内的最大次数设定为执行次数n。

在采用构型——其中当发动机旋转速度高而不是当发动机旋转速度低时允许由缸内喷射器30进行的最大部分提升喷射的执行次数n更小——时，可以抑制在适于燃料喷射的时间期间内对所设定执行次数n的最大部分提升喷射的未完全执行。

换句话说，即使当不执行用于计算可以基于发动机旋转速度NE执行的喷射次数的过程时，也可以抑制在适于燃料喷射的时间期间内对所设定执行次数n的最大部分提升喷射的未完全执行。

例如，也可以采用如下构型：设定执行次数n的方式根据发动机旋转速度NE是否等于或高于阈值而变化，并且执行次数n设定为使得当发动机旋转速度NE等于或高于阈值时比当发动机速度NE被阈值超过时所允许的执行次数n更小。在采用该构型的情况下，例如，阈值的大小可以设定成使得在可被执行的喷射次数为至少三次的发动机旋转速度NE的范围内执行次数n设定在零至三次之间。即使具有该构型，也可以抑制在适于燃料喷射的时间期间内所设定的执行次数n的最大部分提升喷射的未完全执行。

即使在第一实施方式的构型的情况下，在缸内喷射器30的最大部分提升喷射所需的通电时间非常短的情况下以及在各个最大部分提升喷射之间所需的间隔非常短的情况下，也会产生设定次数的最大部分提升喷射未完全执行的情形。另外，在例如最大部分提升喷射仅在发动机旋转速度NE在很大程度上不变的条件下执行的情况下，也会产生所设定次数的最大部分提升喷射未完全执行的情形。因此，在一些情况下，即使当采用第一实施方式的构型而未采用如第二实施方式中那样用于设定喷射上限次数Nmax的构型的情况下也没有产生不便。

上述两个实施方式中共同的可变型的元件如下。仅在满足预定条件的情况下可以执行使用最大部分提升喷射的燃料喷射控制。在该情况下，在满足预定条件的场合，可以如以上描述的实施方式的每个实施方式中那样执行用于设定最大部分提升喷射的执行次数n的过程。

用于计算所需喷射量Qtotal的方法并不限于以上描述的实施方式的每个实施方式所描述的方法并且可以改变。例如，所需喷射量Qtotal可以根据发动机旋转速度NE和加速器操作量来计算。另外，所需喷射量Qtotal可以基于发动机载荷计算，从而使得所需喷射量Qtotal随着发动机载荷的增大而增大。

在以上描述的实施方式的每个实施方式中已经描述了如下示例：将执行次数n设定成使得在可以执行的喷射的次数的范围内并且在喷射的次数不超过所需喷射量Qtotal的范围内，最大可能程度地执行最大部分提升喷射。然而，执行次数n不是必须被设定用于最大可能程度地执行最大部分提升喷射。即使在部分提升喷射期间，在执行次数n被设定在最大部分提升喷射的缸内喷射量Qdi不超过所需喷射量Qtotal的范围内，也可以实现使用高精度最大部分提升喷射的精确燃料喷射控制。

例如，可以如图8中所示采用如下构型：相对于所需喷射量Qtotal，最大部分提升喷射的喷射量小于图5中所示的情况。另外，可以如图8中所示采用如下构型：当所需喷射量Qtotal等于或大于预定量时，执行次数n增加两次或更多次。

执行次数n不是必须被设定为使得执行次数n随着所需喷射量Qtotal的增大而增加。例如，可以采用如下构型：当所需喷射量Qtotal小于第一预定量时执行次数n被设定为三次，并且当所需喷射量Qtotal等于或大于第一预定量时执行次数n被设定为两次。即使在采用该构型的情况下，即使在部分提升喷射期间在缸内喷射量Qdi等于或小于所需喷射量Qtotal的范围内，也可以实现使用高精度最大部分提升喷射的精确燃料喷射控制。

在采用设定较小执行次数n的构型替代用于对最大可能程度地执行最大部分提升喷射的执行次数n进行设定的构型的情况下，在一些情况下除了以上描述的实施方式中的每个实施方式的方法之外，可以采用用于供应差额的量的燃料的方法。具体地，可以采用如下构型：除了最大部分提升喷射之外，还执行允许缸内喷射器30的针阀36完全打开的全部提升喷射，全部提升喷射补充仅进行最大部分提升喷射的情况下与所需喷射量Qtotal相比获得的不足量相对应的燃料。全部提升喷射的喷射量超过一个最大部分提升的喷射量。因此，该构型的应用局限于以下情况：设定的最大部分提升喷射的执行次数n小并且与仅进行最大部分提升喷射的情况下与所需喷射量Qtotal相比的不足量相对应的燃料量如图9中所示增加。在采用该构型的情况下，所需喷射量Qtotal与部分提升喷射量Qpl——其为仅进行最大部分提升喷射的喷射量之和——之间的相差量变为作为全部提升喷射的喷射量的全部提升喷射量Qfl，并且该量的燃料通过全部提升喷射从缸内喷射器30喷射，如图9中所示。在该情况下，部分提升喷射量Qpl和全部提升喷射量Qfl的和变为缸内喷射量Qdi。在采用该构型的情况下，燃料喷射系统可以不设置有进气口喷射器20。

即使在部分提升喷射期间，在执行次数n被设定在使得最大部分提升喷射的喷射量不超过如上所述所需喷射量Qtotal的范围内，也可以实现使用高精度最大部分提升喷射的精确燃料喷射控制。然而，理想的是采用如下构型：在使得高精度最大部分提升喷射的执行次数n最大化、最大可能程度地利用高精度最大部分提升喷射并且实现精确的燃料喷射控制的方面，如在根据以上描述的实施方式中的每个实施方式中一样，满足条件的喷射次数中的最大喷射次数设定为执行次数n。

Claims (6)

1.一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括缸内喷射器(30)，并且所述缸内喷射器(30)构造成将燃料喷射至所述内燃发动机的气缸内，并且所述控制装置的特征在于包括：

电子控制单元(50)，所述电子控制单元(50)构造成：

(i)当执行部分提升喷射时对所述缸内喷射器(30)的通电时间进行控制而使得所述部分提升喷射变为在所述部分提升喷射中具有最长通电时间的最大部分提升喷射，所述部分提升喷射为所述缸内喷射器(30)的针阀不达到完全打开状态的喷射；以及

(ii)在一次喷射行程期间对用于执行所述最大部分提升喷射的通电的次数进行控制而使得：通过所述次数的通电，所述最大部分提升喷射的喷射量的总和等于或小于作为一次喷射行程的喷射量的目标量的所需喷射量。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述电子控制单元(50)构造成对用于执行所述最大部分提升喷射的通电的次数进行控制而使得用于执行所述最大部分提升喷射的通电的次数随着所述所需喷射量的增大而增加。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，

所述电子控制单元(50)构造成除了执行所述最大部分提升喷射之外还执行所述缸内喷射器(30)的所述针阀完全打开的完全提升喷射，以及

所述电子控制单元(50)构造成允许通过所述完全提升喷射从所述缸内喷射器(30)喷射燃料的量等于仅进行所述最大部分提升喷射的情况下与所述所需喷射量相差的量。

4.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，

所述内燃发动机包括进气口喷射器(20)，所述进气口喷射器(20)构造成将燃料喷射至进气口中，

所述电子控制单元(50)构造成除了对所述缸内喷射器(30)的通电进行控制之外还对所述进气口喷射器(20)的通电进行控制，以及

所述电子控制单元(50)构造成允许从所述进气口喷射器(20)喷射的燃料的量等于仅进行所述最大部分提升喷射的情况下与所述所需喷射量相差的量。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其中，所述电子控制单元(50)构造成对用于执行所述最大部分提升喷射的通电的次数进行控制而使得：用于执行所述最大部分提升喷射的通电的次数为使所述最大部分提升喷射的喷射量的总和等于或小于所述所需喷射量的通电的次数中的最大次数。

6.根据权利要求4所述的控制装置，其中，所述电子控制单元(50)构造成对用于执行所述最大部分提升喷射的通电的次数进行控制而使得：用于执行所述最大部分提升喷射的通电的次数为在一次喷射行程期间由所述缸内喷射器(30)执行的通电的次数中的最大次数。