[发明专利]用于内燃机的点火正时控制装置

说明书

本申请是基于申请号为200580025841.7，申请日为2005年7月12日，申请人为丰田自动车株式会社，题为用于内燃机的点火正时控制装置提出的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于内燃机的点火正时控制装置，尤其是涉及包括用于将燃料喷入气缸的缸内喷射器和用于将燃料喷入进气歧管或者进气口的进气口喷射器的所谓双喷射型内燃机的点火正时控制装置。

背景技术

所谓双喷射型内燃机从日本专利早期公开No.2001-020837中公知。该内燃机包括用于将燃料喷入气缸的缸内喷射器和用于将燃料喷入进气歧管或者进气口的进气口喷射器。根据运转状态，在这些喷射器之间进行切换使用以例如在低负荷运转区域获得分层进气燃烧，而在高负荷运转区域获得均匀燃烧，或者在同时使用这些喷射器时改变这些喷射器之间的燃料喷射比例以获得均质稀薄燃烧和均质按化学计量燃烧，由此提高燃料经济性和输出特性。

一般而言，对于燃料喷射型的内燃机，为了允许根据运转状态进行合适的燃烧，通过将对应于发动机状态的各种修正提前值(或延迟值)加上根据运转状态预先设定并存储在例如图表中的基本点火正时值，来确定最终点火正时。基于所确定的最终点火正时，进行点火运转。

关于前述的双喷射型内燃机，因为喷射方式的不同，即，取决于喷射方式是燃料从缸内喷射器喷射的方式还是燃料从进气口喷射器喷射的方式，燃烧室中空燃混合物的温度和燃料的混合状态会变化。所造成的问题是：如果简单地基于根据运转状态设定的点火正时值进行点火运转，则点火正时是不合适的。

例如，当燃料从缸内喷射器喷射时，与燃料从进气口喷射器喷射的情况相比，燃料在燃烧室内的分布可能是不均匀的。如果空燃混合物在燃料分布不均匀的状态下点火，则在低燃料浓度部分中燃烧缓慢地进行，因而，空燃混合物的燃烧速率趋于变慢。即使燃料分布不均匀，所喷射的燃料的潜热使得气缸内空燃混合物的温度降低，这导致了低的燃烧速率。因而，由于空燃混合物的燃烧速率依燃料喷射方式是缸内喷射器的燃料喷射还是进气口喷射器的燃料喷射而变化，点火正时必须适当地设定。否则，会发生诸如爆震的异常燃烧，或者输出动力不足。

进一步，在喷射方式从缸内喷射器的喷射或者从进气口喷射器的喷射切换或者这些喷射器之间的喷射比例变化的过渡运转状态下，与在正常状态下相比，喷射方式或者喷射比例的变化会导致不同的进气口壁温和不同的气缸内壁温度以及附在进气口壁、气缸内壁和活塞顶壁上的不同的燃料量。因而，燃烧室内的空燃混合物的温度和燃料混合状态会改变。在这样的状态中，如果点火正时设定成在稳定状态下确定的点火正时，则因为不同于合适值的点火正时，例如会由于过度提前而发生爆震或者由于过度延迟而发生输出动力不足。

发明内容

鉴于上述传统问题，本发明的目的是提供一种用于内燃机的点火正时控制装置，该内燃机包括缸内喷射器和进气口喷射器，且可以降低例如由于过度提前而发生爆震和由于过度延迟而发生输出动力不足的可能性。

在实现以上目的的本发明的一个方面中，用于包括缸内喷射器和进气口喷射器的内燃机的点火正时控制装置包括合适点火正时设定单元，其用于根据从缸内喷射器喷射的燃料喷射比例和从进气口喷射器喷射的燃料喷射比例来设定合适的点火正时。

此处，优选地，至少基于在从缸内喷射器喷射的燃料喷射比例超过50％因而喷射主要是直接喷射的情况下的基本点火正时值，和在从进气口喷射器喷射的燃料喷射比例超过50％因而喷射主要是进气口喷射的情况下的基本点火正时值，合适点火正时设定单元根据当前运转状态下的燃料喷射比例来设定合适的点火正时。

优选地，当燃料喷射比例发生变化时，合适点火正时设定单元选择变化之前的合适点火正时值和变化之后的合适点火正时值中在延迟侧上的一个，并在变化之后的至少预定的期间中将点火正时设定为所选择的点火正时值。

优选地，当燃料喷射比例发生变化使得从缸内喷射器喷射的燃料喷射比例高于从进气口喷射器喷射的燃料喷射比例时，在所述预定期间已经经过之后，合适点火正时设定单元通过以预定的速率向与变化之后的燃料喷射比例相关的合适点火正时值提前点火正时来设定所述点火正时。

优选地，当燃料喷射比例发生变化使得从缸内喷射器喷射的燃料喷射比例低于从进气口喷射器喷射的燃料喷射比例时，合适点火正时设定单元通过使点火正时最多延迟预定的延迟限制量，并且之后通过以预定的速率向与变化之后的燃料喷射比例相关的合适点火正时值延迟点火正时来设定所述点火正时。