[发明专利]用于发动机控制的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于发动机的控制装置和控制方法，该发动机具有燃料喷射阀，以直接把燃料喷入燃烧室。

最近，提出了根据发动机的运行状态来转换燃烧方式的类型的车辆发动机，并且已付诸实用，以改善燃料效率，并且同时提供足够的发动机功率。这样的发动机具有燃料喷射阀，以直接把燃料喷入燃烧室。在其中要求高功率的高发动机速度和高负载状态下，燃料被燃烧，同时它均匀地与空气混合，以便提供足够的发动机功率。这样的燃烧称为均匀加料燃烧。为了执行均匀加料燃烧，在发动机的抽吸冲程期间，把燃料喷入燃烧室。喷入的燃料在燃烧室中与空气均匀地混合，并且由火花塞点燃空气和燃料的均匀混合物。

在其中不要求高功率的低发动机速度和低负载状态下，执行分层加料燃烧，以提高燃料效率。在分层加料燃烧下，增加火花塞周围的燃料浓度，以改善可燃性，并且当燃烧室中混合物的平均空气-燃料比设定大于化学计量的空气-燃料比的时候，执行燃烧。为了执行分层加料燃烧，在压缩冲程期间，把燃料喷入燃烧室。喷入的燃料打击在活塞的顶部设置的凹痕，并且在火花塞周围聚集。燃烧室中聚集的燃料和空气的混合物由火花塞点燃。

随着燃烧方式根据发动机的运行状态，以上述方式在均匀加料燃烧与分层加料燃烧之间转换，能改善燃料效率，并且获得足够的发动机功率。

因为这样的发动机在高压下直接把燃料喷入燃烧室，所以必须把供给燃料喷射阀的燃料的压力设定为相当高。例如，JapaneseUnexamined Patent Publication No.10-176587公开一种设备，它把高压下的燃料供给燃料喷射阀。在这种设备中，一个高升压泵对一个低升压泵从燃料箱供出的燃料增压。增压燃料供给燃料喷射阀。因此，燃料喷射阀能直接在高压下把燃料喷入燃烧室。

当在包括高升压泵和用于泵的控制装置的高压燃料供给系统中发生异常时，上述设备停止驱动高升压泵，并且燃料喷射阀根据从低升压泵传送的燃料的压力喷射燃料。然而，从低升压泵供给的燃料的压力比从高升压泵抽吸的燃料的压力低。因此，为了获得希望的燃料喷射量，必须根据较低的燃料压力来增加燃料喷射时间。

然而，对于燃料能喷入燃烧室期间的时限(可喷射时限)具有限制。因此，随着燃料喷射时间增加，变得难以在限制的可喷射时限之内完成燃料喷射。特别是，当发动机在高速度和高负载状态下，可喷射时限随发动机速度增加而缩短，并且必须随发动机负载增加而增加燃料喷射时间。这样使得更难以在可喷射时限之内完成燃料喷射。

如果不能在可喷射时限之内完成燃料喷射，燃烧室中的燃料量就不能达到希望值，因此混合物的空气-燃料比变得大于适当值。在这种情况下，燃烧室中的混合物没有确实地点燃，这样可能引起不点火。当发生不点火时，未燃烧混合物从燃烧室中进入发动机的排出通路。如果未燃烧混合物由于排出通路的热而燃烧，则可能使排出通路中设置的净化触媒的排出散发过热和损坏。

本发明鉴于上述情况实现，并且本发明的目的是提供一种用于发动机控制的装置和方法，它能在燃料供给装置中发生异常时，防止不点火的发生。

为了实现该目的，本发明提供一种用于发动机的控制装置。该发动机通过在燃烧室中燃烧空气和燃料的混合物而产生功率。该控制装置包括一个燃料喷射阀，以把燃料直接喷入燃烧室，和一个燃料供给装置，以把燃料供给燃料喷射阀。燃料供给装置包括一个初级供给单元和一个次级供给单元。次级供给单元把由初级供给单元在预定压力下供给的燃料进一步增压，并且把该燃料供给燃料喷射阀。控制装置控制燃料供给装置。当在次级供给单元中发生异常时，控制装置停止驱动次级供给装置，以便燃料喷射阀用初级供给单元增压的燃料执行燃料喷射。当次级供给单元停止时，限制装置限制燃料喷射阀的驱动，或吸入燃烧室的空气量，以便在燃烧室中仅形成不会引起不点火的混合物。

本发明还提供一种用于发动机的控制方法，该发动机通过在燃烧室中燃烧空气和燃料的混合物而产生功率。该控制方法包括从一个燃料供给装置对一个燃料喷射阀供给燃料。该燃料供给装置包括一个初级供给单元和一个次级供给单元。次级供给单元把初级供给单元在预定压力下供给的燃料进一步增压，并且把该燃料供给燃料喷射阀。该控制方法还包括把增压燃料从燃料喷射阀直接喷入燃烧室；停止次级供给单元，以便当在次级供给单元中发生异常时，燃料喷射阀在初级供给单元供给的燃料压力下执行燃料喷射；以及当次级供给单元停止时，在燃烧室中仅形成不会引起不点火的混合物。