内燃机转让专利
申请号 : CN200680008791.6
文献号 : CN100595426C
文献日 : 2010-03-24
发明人 : 内田武文 , 岩见礼 , 近藤丈雄 , 石山秀之
申请人 : 丰田自动车株式会社 , 雅马哈发动机株式会社
摘要 :
提供一种由缸内喷射器将燃料直接喷入气缸中的内燃机，在内燃机中，根据燃料喷射时的内燃机工作状况改变燃料压力，同时控制燃料喷射量。内燃机包括检测装置和具有第一计算部分、第二计算部分和控制部分的控制装置。检测装置检测内燃机的工作状况。第一计算部分根据来自检测装置的信息获得用于将燃料喷射进入气缸中所需要的所需燃料喷射量(Q)。第二计算部分根据以下计算所需燃料喷射时间(T)：两种相对于燃料压力的因子和所需燃料喷射量(Q)，该两个因子是相对于缸内喷射器的燃料压力的喷射特性因子(Ka)的对照图和无效喷射时间(tb)的对照图；相对于燃料压力的两个因子是喷射特性因子(Ka)和无效喷射时间(tb)，并且从两种对照图中读取。控制部分使燃料通过缸内喷射器喷射达所需燃料喷射时间(T)。
权利要求 :
1.一种内燃机，在所述内燃机中，根据执行燃料喷射时发动机工作状 况来改变燃料压力和控制燃料喷射量，所述内燃机包括：气缸；
直喷式喷射器，其布置成将所述燃料供应到所述气缸；
检测单元，用于检测所述内燃机的工作状况；和
控制单元，用于控制所述燃料喷射，包括：
两个对照图，其表示了与所述直喷式喷射器的燃料压力有关的燃 料喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)这两个因子；
第一计算部分，用于根据来自所述检测单元的信息，计算用于将 所述燃料喷射进入所述气缸中所需要的所需燃料喷射量(Q)；
第二计算部分，用于根据以下公式T＝Ka×Q+tb以及所述所需燃 料喷射量(Q)以及与所述燃料压力有关的所述燃料喷射特性系数(Ka) 和所述无效喷射时间(tb)这两个因子计算所需燃料喷射时间(T)，所述 燃料喷射特性系数(Ka)和所述无效喷射时间(tb)从所述两个对照图获 得；以及控制部分，用于控制所述燃料喷射，使得所述燃料通过所述直喷 式喷射器喷射达所需燃料喷射时间(T)，其中，所需燃料喷射量(Q)根据所述内燃机的工作状况确定，所述 工作状况至少包括发动机转速、发动机负荷和燃料温度。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，根据吸入空气量、加速器开 度和进气管负压这些因子中至少一个，获得所述发动机负荷。
3.根据权利要求1所述的内燃机，其中，在所述直喷式喷射器喷射燃 料时的燃料压力值在所述对照图的格子上不存在的情况下，通过从相邻格 子进行插值获得所述燃料喷射特性系数(Ka)和所述无效喷射时间 (tb)。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种设置有用于将燃料直接喷射进入发动机气缸中的直喷 式喷射器的内燃机。
背景技术
传统的此类内燃机(以下可以仅称为“发动机”)例如公开在专利文 献1和专利文献2中。
在上述专利文献1中公开的发动机中，在将燃料直接喷入气缸中的直 喷系统中，燃料压力根据发动机的工作状况而变化。在发动机旋转速度较 高时以较高的燃料压力喷射燃料。另一方面，在发动机旋转速度较低时以 较低的燃料压力喷射燃料。根据燃料压力的变化，燃料喷射时间(或者燃 料喷射正时)和燃料喷射量之间的关系发生变化，并且在较高燃料压力的 情况下，即使燃料喷射时间变化较小，燃料喷射量也过度变化，由此使发 动机的工作性能恶化。
因此，在此发动机中，根据工作状况设定燃料压力，并且通过将根据 燃料压力的校正量(CFP)乘以根据吸入空气量和发动机旋转速度(以下 可以仅称为发动机转速)确定的基本燃料喷射时间来计算实际燃料喷射时 间段，由此将CFP设定成根据燃料压力增大而逐渐降低。
另一方面，在专利文献2所公开的发动机中，根据发动机旋转速度和 发动机负荷(加速器开度)计算所需的燃料喷射量(Qall)，该所需燃料 喷射量(Qall)的最小值限制为响应于相应燃料压力设定的最小值 (Qmin)。即，在所需燃料喷射量(Qall)小于响应于燃料压力设定的最 小值(Qmin)的情况下，通过使所需燃料喷射量与最小值(Qmin)一致 来使燃料喷射量稳定，另一方面，在所需燃料喷射量(Qall)大于最小值 (Qmin)的情况下，用实际的所需的燃料喷射量作为燃料喷射量。此时， 可以响应于燃料压力设定无效的喷射时间。
专利文献1：日本未审专利公报H7-269394A1
专利文献2：日本未审专利公报H11-132076A1
在上述专利文献1中公开的发动机中，在将燃料直接喷入气缸中的直 喷系统中，燃料压力根据发动机的工作状况而变化。在发动机旋转速度较 高时以较高的燃料压力喷射燃料。另一方面，在发动机旋转速度较低时以 较低的燃料压力喷射燃料。根据燃料压力的变化，燃料喷射时间(或者燃 料喷射正时)和燃料喷射量之间的关系发生变化，并且在较高燃料压力的 情况下，即使燃料喷射时间变化较小，燃料喷射量也过度变化，由此使发 动机的工作性能恶化。
因此，在此发动机中，根据工作状况设定燃料压力，并且通过将根据 燃料压力的校正量(CFP)乘以根据吸入空气量和发动机旋转速度(以下 可以仅称为发动机转速)确定的基本燃料喷射时间来计算实际燃料喷射时 间段，由此将CFP设定成根据燃料压力增大而逐渐降低。
另一方面，在专利文献2所公开的发动机中，根据发动机旋转速度和 发动机负荷(加速器开度)计算所需的燃料喷射量(Qall)，该所需燃料 喷射量(Qall)的最小值限制为响应于相应燃料压力设定的最小值 (Qmin)。即，在所需燃料喷射量(Qall)小于响应于燃料压力设定的最 小值(Qmin)的情况下，通过使所需燃料喷射量与最小值(Qmin)一致 来使燃料喷射量稳定，另一方面，在所需燃料喷射量(Qall)大于最小值 (Qmin)的情况下，用实际的所需的燃料喷射量作为燃料喷射量。此时， 可以响应于燃料压力设定无效的喷射时间。
专利文献1：日本未审专利公报H7-269394A1
专利文献2：日本未审专利公报H11-132076A1
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在专利文献1的现有技术中，通过使用一个系数对照图进行基 于燃料压力的校正，这样，不能期望对燃料喷射量的高精度控制。
而且，专利文献2的现有技术涉及所需燃料喷射量处于小量水平的情 况，事实上，其公开了“如果所需燃料喷射量(Qall)小于最小值 (Qmin)，则将燃料喷射控制和限制为最小值(Qmin)”。专利文献2 仅仅说明关于在局部窄的区域中的控制和限制，并且另一方面，还公开了 响应于燃料压力设定无效喷射时间，但是即使本领域中的技术人员，从该 公开中也无法理解此设定方法或者过程。
总之，根据以上现有技术，不能期望在发动机的整个工作区域或者范 围中有高度精确的燃料喷射量控制。
因而，本发明的问题是提供一种内燃机，其能够在整个工作范围或者 区域上执行精确的燃料喷射控制。
解决问题的装置
根据本发明的第一方面，该问题能够通过提供一种内燃机而得到解 决，在该内燃机中，根据执行燃料喷射时的发动机的工作状况改变燃料压 力并且控制燃料喷射量。该内燃机包括：
气缸；
直喷式喷射器，其布置成将燃料供应到气缸；
检测单元，用于检测内燃机的工作状况；和
控制单元，用于控制燃料喷射，包括：
两个对照图，其表示了与直喷式喷射器的燃料压力有关的燃料喷 射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)这两个因子；
第一计算部分，用于根据来自检测单元的信息计算用于将燃料喷 射进入气缸中所需要的所需燃料喷射量(Q)；
第二计算部分，用于根据以下公式T＝Ka×Q+tb以及所需燃料喷 射量(Q)和与燃料压力有关的燃料喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间 (tb)这两个因子计算所需燃料喷射时间(T)，燃料喷射特性系数 (Ka)和无效喷射时间(tb)从两个对照图获得；以及
控制部分，用于控制燃料喷射，使得燃料通过直喷式喷射器喷射 达所需燃料喷射时间(T)。
本发明的第二方面特征在于除了第一方面之外，所需燃料喷射量 (Q)根据内燃机的工作状况确定，工作状况至少包括发动机转速、发动 机负荷和燃料温度。
本发明的第三方面特征在于除了第一方面之外，根据吸入空气量、加 速器开度和进气管负压这些因子中至少一个获得发动机负荷。
本发明的第四方面特征在于除了第一方面之外，在直喷式喷射器喷射 燃料时的燃料压力值在对照图的格子上不存在的情况下，通过从相邻格子 进行插值获得燃料喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)。
发明效果
根据上述方面，采用与燃料压力有关的喷射特性系数和无效喷射时间 的两个系数对照图，使得能够获得基本上没有误差的精确燃料喷射时间， 并且可以在整个发动机工作范围上精确地控制燃料喷射量。
此外，根据本发明第四方面，即使在直喷式喷射器喷射时的燃料压力 值在两个系数相对于燃料压力的对照图上不存在的情况下，通过对相邻格 子的两个系数的相应值进行插值能够获得这两个系数，由此获得没有误差 的精确喷射时间。
然而，在专利文献1的现有技术中，通过使用一个系数对照图进行基 于燃料压力的校正，这样，不能期望对燃料喷射量的高精度控制。
而且，专利文献2的现有技术涉及所需燃料喷射量处于小量水平的情 况，事实上，其公开了“如果所需燃料喷射量(Qall)小于最小值 (Qmin)，则将燃料喷射控制和限制为最小值(Qmin)”。专利文献2 仅仅说明关于在局部窄的区域中的控制和限制，并且另一方面，还公开了 响应于燃料压力设定无效喷射时间，但是即使本领域中的技术人员，从该 公开中也无法理解此设定方法或者过程。
总之，根据以上现有技术，不能期望在发动机的整个工作区域或者范 围中有高度精确的燃料喷射量控制。
因而，本发明的问题是提供一种内燃机，其能够在整个工作范围或者 区域上执行精确的燃料喷射控制。
解决问题的装置
根据本发明的第一方面，该问题能够通过提供一种内燃机而得到解 决，在该内燃机中，根据执行燃料喷射时的发动机的工作状况改变燃料压 力并且控制燃料喷射量。该内燃机包括：
气缸；
直喷式喷射器，其布置成将燃料供应到气缸；
检测单元，用于检测内燃机的工作状况；和
控制单元，用于控制燃料喷射，包括：
两个对照图，其表示了与直喷式喷射器的燃料压力有关的燃料喷 射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)这两个因子；
第一计算部分，用于根据来自检测单元的信息计算用于将燃料喷 射进入气缸中所需要的所需燃料喷射量(Q)；
第二计算部分，用于根据以下公式T＝Ka×Q+tb以及所需燃料喷 射量(Q)和与燃料压力有关的燃料喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间 (tb)这两个因子计算所需燃料喷射时间(T)，燃料喷射特性系数 (Ka)和无效喷射时间(tb)从两个对照图获得；以及
控制部分，用于控制燃料喷射，使得燃料通过直喷式喷射器喷射 达所需燃料喷射时间(T)。
本发明的第二方面特征在于除了第一方面之外，所需燃料喷射量 (Q)根据内燃机的工作状况确定，工作状况至少包括发动机转速、发动 机负荷和燃料温度。
本发明的第三方面特征在于除了第一方面之外，根据吸入空气量、加 速器开度和进气管负压这些因子中至少一个获得发动机负荷。
本发明的第四方面特征在于除了第一方面之外，在直喷式喷射器喷射 燃料时的燃料压力值在对照图的格子上不存在的情况下，通过从相邻格子 进行插值获得燃料喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)。
发明效果
根据上述方面，采用与燃料压力有关的喷射特性系数和无效喷射时间 的两个系数对照图，使得能够获得基本上没有误差的精确燃料喷射时间， 并且可以在整个发动机工作范围上精确地控制燃料喷射量。
此外，根据本发明第四方面，即使在直喷式喷射器喷射时的燃料压力 值在两个系数相对于燃料压力的对照图上不存在的情况下，通过对相邻格 子的两个系数的相应值进行插值能够获得这两个系数，由此获得没有误差 的精确喷射时间。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的内燃机的剖视图(即主截面)；
图2是图1的以上实施例中气缸体的平面视图，其中设有PFI喷射 器；
图3是图2的前视图；
图4是该实施例的内燃机的框图；
图5是根据以上实施例用于获得所需燃料喷射时间的流程图；
图6是表示根据本发明的实施例，燃料喷射时间和燃料喷射量相对于 燃料压力之间的关系的曲线图；
图7是基于发动机转速和发动机负荷确定燃料喷射量的对照图；
图8是确定基于燃料压力的喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间 (tb)的对照图；
图9表示根据DI喷射器特性的燃料压力和喷射特性系数(Ka)之间 的关系的曲线图；和
图10是表示根据DI喷射器特性的燃料压力和无效喷射时间(tb)之 间的关系的曲线图。
图2是图1的以上实施例中气缸体的平面视图，其中设有PFI喷射 器；
图3是图2的前视图；
图4是该实施例的内燃机的框图；
图5是根据以上实施例用于获得所需燃料喷射时间的流程图；
图6是表示根据本发明的实施例，燃料喷射时间和燃料喷射量相对于 燃料压力之间的关系的曲线图；
图7是基于发动机转速和发动机负荷确定燃料喷射量的对照图；
图8是确定基于燃料压力的喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间 (tb)的对照图；
图9表示根据DI喷射器特性的燃料压力和喷射特性系数(Ka)之间 的关系的曲线图；和
图10是表示根据DI喷射器特性的燃料压力和无效喷射时间(tb)之 间的关系的曲线图。
具体实施方式
以下将描述根据本发明的一个优选实施例。
图1至图10对本发明进行说明。
参照图1，参考标号11表示作为本发明的“内燃机”的V型6缸发动 机，其中进气口13和排气口14连接到每个气缸12，此外气缸12设置有 直喷式喷射器(DI喷射器)15和进气管(歧管)喷射器(PFI喷射器) 16。燃料从DI喷射器15直接喷射进入气缸(燃烧室)12，然后与气缸12 中的空气混合，此外燃料通过PFI喷射器16喷射进入进气口13，然后与 经过进气口13的空气混合。这样混合的燃料在气缸12中抽吸，然后通过 未示出的火花塞以预定的正时点火而在其中燃烧。
此外，气缸12的每个也设置有用于打开或者关闭进气口的进气阀18 和用于打开或者关闭排气口的排气阀19，并且通过打开进气阀18，洁净 的空气从稳压箱20通过进气口13引入到气缸12(燃烧室)中。
如图1至图4所示，各个气缸12中的相应DI喷射器15通过直接喷射 输送管(DI输送管)23彼此连接，相应的PFI喷射器16也通过进气口燃 料喷射输送管(PFI输送管)24而彼此连接。DI输送管23通过直接喷射 导管(DI导管)26连接到燃料箱28，使得所喷射的燃料循环，PFI输送管 24通过进气管喷射导管(PFI导管)27连接到燃料箱28。
如图4所示，燃料借助于燃料泵31和高压泵32以预定的高压输送到 DI输送管23，并且燃料也借助于燃料泵31以低于DI输送管侧的压力输 送到PFI输送管24。对于DI喷射器15，为了直接将燃料喷入高压气缸 12，较高的压力是需要的。
当阀(未示出)打开达预定时间(燃料喷射时间)时，喷射器15和 16设计成喷射由泵31、32在预定的燃料压力下输送的、预定量的燃料。
这些喷射器15和16连接到发动机控制单元(ECU)35，ECU 35作为 “控制装置”以控制相应阀的打开(或者关闭)正时和打开(或者关闭) 时间间隔。
结合到DI输送管23的燃料压力传感器36和燃料温度传感器37，以 及用于检测发动机旋转速度的发动机旋转速度传感器38和用于检测发动 机负荷的发动机负荷传感器39连接到ECU 35。这些传感器38、39及其 有关元件构成“检测单元”。
对于这种发动机负荷传感器39，可以利用例如用于检测吸入空气量的 传感器、用于检测加速器开度的传感器、用于检测进气管负压的传感器 等。
而且，各种致动器40也连接到ECU 35，由此响应于来自ECU 35的 信号控制这些致动器40。
根据ECU 35的操作，燃料压力根据燃料喷射时的发动机工作状况而 变化，并且燃料喷射量得到控制。例如，如图6所示，在燃料压力较高 时，DI喷射器15的阀打开程度比燃料压力较低时的打开程度要延迟，燃 料压力较高时特性线A的倾斜度比燃料压力较低时的特性线B的倾斜度要 小。因而，因为燃料喷射时间和燃料喷射量响应于燃料压力而变化，所以 必须将燃料喷射量控制到预定值。
更具体地，根据来自相应传感器36至39的信息，在ECU 35中的 “第一计算部分”中计算用于喷射进入气缸12所需要的所需燃料喷射量 (Q)，在ECU 35中的“第二计算部分”中根据以下公式(1)利用所需 燃料喷射量(Q)、喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)计算所需 燃料喷射时间T，其中喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)是从DI 喷射器15中的燃料压力与燃料喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb) 这两个因子之间的两种对照图获得。这两种对照图包括在ECU 35中。
公式1：T＝Ka×Q+tb
在上述公式中，所需燃料喷射量(Q)由至少包括发动机转速、发动 机负荷和燃料温度的发动机工作状况确定。即，通过获得发动机转速和发 动机负荷，从图7所示的对照图中获得燃料喷射量(Qg)。在还要考虑燃 料温度的情况下，从该燃料喷射量(Qg)获得所需燃料喷射量(Q)。随 着燃料温度变高，燃料密度变低，使得用仅仅从发动机转速和发动机负荷 获得的燃料喷射量(Qg)不能进行最佳发动机燃烧，因而需要根据以下公 式(2)校正燃料喷射量(Qg)。
公式(2)：Q＝Qg×1/d(d：燃料温度系数)
对于此公式，吸入空气量、加速器开度和进气管负压中任一者都可以 用作发动机负荷。
基于图8表示的对照图确定针对DI喷射器15的燃料压力的喷射特性 系数(Ka)。例如，预定确定针对对照图的格子点上的燃料压力值(Pn) 的喷射特性系数(Ka)的值(an)。
此外，针对DI喷射器15的燃料压力值的无效喷射时间(tb)基于由 图8表示的对照图确定。例如，预先确定针对燃料压力值(Pn)的无效喷 射时间(tb)的值(bn)。
此外，图8的对照图由图9的燃料压力-Ka关系图和图10的燃料压 力-tb关系图做成，这两个关系图由待使用的喷射器的特性确定。
此处，无效喷射时间(tb)意思是以下的时间或者时间段。即，喷射 燃料的DI喷射器15工作时在从开始施加驱动电压的时间点到阀打开开始 时间点之间具有时间延迟To，并且在从切断驱动电压的时间点到阀关闭时 的时间点之间还包括时间延迟Tc，时间延迟To比时间延迟Tc长。因而， 阀打开的时间比施加驱动电压的时间要长。在此情况下，不喷射燃料的时 间“To-Tc”称为无效喷射时间或者无效喷射时间段。
而且，在DI喷射器15喷射燃料时的燃料压力值在对照图的格子点上 不存在的情况下，通过根据相邻格子点进行线性插值，获得喷射特性系数 (Ka)和无效喷射时间(tb)。
在ECU 35中的“控制部分”用来施加驱动电压，以打开DI喷射器 15，从而喷射燃料。
以下将描述具有上述结构的内燃机的工作。
在图5中，在发动机工作状态下，表示发动机转速和发动机负荷的信 号从传感器38和39分别供应到ECU 35(步骤S 100)。在步骤S101，响 应于来自燃料压力传感器36的信号在ECU 35中读取DI输送管23中的燃 料压力。在步骤S102，响应于来自燃料温度传感器37的信号，DI输送管 23中的燃料温度供应到ECU 35。
接着，在步骤S103，根据来自各个传感器36至39的信号，计算发动 机工作当前需要的所需燃料喷射量(Q)。
在此操作中，通过检测发动机转速和发动机负荷，例如参照图7的对 照图获得燃料喷射量(Qg)，还从该燃料喷射量(Qg)和燃料温度获得 所需燃料喷射量(Q)。当燃料温度变高时，燃料密度变低，因而仅仅用 从发动机转速和发动机负荷计算的燃料喷射量不能进行最佳发动机燃烧， 于是响应于燃料温度的变化如公式(2)所示校正燃料喷射量(Qg)。
在以下步骤S104中，基于燃料压力值参照图8所示的对照图获得喷 射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)。在此步骤中，在DI喷射器15 喷射时的燃料压力值在格子点上不存在的情况下，根据对照图进行线性插 值，由此可获得喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)。
在此步骤之后，在步骤S105中，通过将步骤S104中计算的喷射特性 系数(Ka)和无效喷射时间(tb)和在步骤S103中计算的所需燃料喷射 量(Q)代入公式(1)来计算所需燃料喷射时间(T)。
表示所需燃料喷射时间(T)的信号从ECU 35传输到DI喷射器15， 其中DI喷射器阀打开达时间段(T)，从而喷射燃料。
根据本发明的内燃机的喷射步骤，通过采用喷射特性系数和无效喷射 时间相对于燃料压力的两个系数对照图，能够以高精度基本没有误差地获 得燃料喷射时间，因而可以在整个发动机工作区域或者范围上精确地控制 燃料喷射量。
而且，在DI喷射器15喷射燃料时的燃料压力值在确定相对于燃料压 力的两个系数的对照图上的格子点上不存在的情况下，通过分别插值求出 两个系数，能够没有误差地获得精确的喷射时间。
而且，尽管在所述实施例中，描述了设置有DI喷射器15和PFI喷射 器16的发动机，但是本发明不限于这样的实施例，本发明可以应用到仅 仅设置有DI喷射器的内燃机中。
参考标号
11 发动机(内燃机)
12 气缸
13 进气口
14 排气口
15 DI喷射器(直喷式喷射器)
16 PFI喷射器(进气管喷射的喷射器)
18 进气阀
19 排气阀
23 DI输送管(直接喷射输送管)
24 PFI输送管(进气口燃料喷射输送管)
26 DI导管(直接喷射导管)
27 PFI导管(进气管喷射导管)
28 燃料箱
31 燃料泵
32 高压泵
35 ECU(控制装置)
36 燃料压力传感器
37 燃料温度传感器
38 发动机转速传感器(检测单元)
39 发动机负荷传感器(检测单元)
40 致动器
图1至图10对本发明进行说明。
参照图1，参考标号11表示作为本发明的“内燃机”的V型6缸发动 机，其中进气口13和排气口14连接到每个气缸12，此外气缸12设置有 直喷式喷射器(DI喷射器)15和进气管(歧管)喷射器(PFI喷射器) 16。燃料从DI喷射器15直接喷射进入气缸(燃烧室)12，然后与气缸12 中的空气混合，此外燃料通过PFI喷射器16喷射进入进气口13，然后与 经过进气口13的空气混合。这样混合的燃料在气缸12中抽吸，然后通过 未示出的火花塞以预定的正时点火而在其中燃烧。
此外，气缸12的每个也设置有用于打开或者关闭进气口的进气阀18 和用于打开或者关闭排气口的排气阀19，并且通过打开进气阀18，洁净 的空气从稳压箱20通过进气口13引入到气缸12(燃烧室)中。
如图1至图4所示，各个气缸12中的相应DI喷射器15通过直接喷射 输送管(DI输送管)23彼此连接，相应的PFI喷射器16也通过进气口燃 料喷射输送管(PFI输送管)24而彼此连接。DI输送管23通过直接喷射 导管(DI导管)26连接到燃料箱28，使得所喷射的燃料循环，PFI输送管 24通过进气管喷射导管(PFI导管)27连接到燃料箱28。
如图4所示，燃料借助于燃料泵31和高压泵32以预定的高压输送到 DI输送管23，并且燃料也借助于燃料泵31以低于DI输送管侧的压力输 送到PFI输送管24。对于DI喷射器15，为了直接将燃料喷入高压气缸 12，较高的压力是需要的。
当阀(未示出)打开达预定时间(燃料喷射时间)时，喷射器15和 16设计成喷射由泵31、32在预定的燃料压力下输送的、预定量的燃料。
这些喷射器15和16连接到发动机控制单元(ECU)35，ECU 35作为 “控制装置”以控制相应阀的打开(或者关闭)正时和打开(或者关闭) 时间间隔。
结合到DI输送管23的燃料压力传感器36和燃料温度传感器37，以 及用于检测发动机旋转速度的发动机旋转速度传感器38和用于检测发动 机负荷的发动机负荷传感器39连接到ECU 35。这些传感器38、39及其 有关元件构成“检测单元”。
对于这种发动机负荷传感器39，可以利用例如用于检测吸入空气量的 传感器、用于检测加速器开度的传感器、用于检测进气管负压的传感器 等。
而且，各种致动器40也连接到ECU 35，由此响应于来自ECU 35的 信号控制这些致动器40。
根据ECU 35的操作，燃料压力根据燃料喷射时的发动机工作状况而 变化，并且燃料喷射量得到控制。例如，如图6所示，在燃料压力较高 时，DI喷射器15的阀打开程度比燃料压力较低时的打开程度要延迟，燃 料压力较高时特性线A的倾斜度比燃料压力较低时的特性线B的倾斜度要 小。因而，因为燃料喷射时间和燃料喷射量响应于燃料压力而变化，所以 必须将燃料喷射量控制到预定值。
更具体地，根据来自相应传感器36至39的信息，在ECU 35中的 “第一计算部分”中计算用于喷射进入气缸12所需要的所需燃料喷射量 (Q)，在ECU 35中的“第二计算部分”中根据以下公式(1)利用所需 燃料喷射量(Q)、喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)计算所需 燃料喷射时间T，其中喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)是从DI 喷射器15中的燃料压力与燃料喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb) 这两个因子之间的两种对照图获得。这两种对照图包括在ECU 35中。
公式1：T＝Ka×Q+tb
在上述公式中，所需燃料喷射量(Q)由至少包括发动机转速、发动 机负荷和燃料温度的发动机工作状况确定。即，通过获得发动机转速和发 动机负荷，从图7所示的对照图中获得燃料喷射量(Qg)。在还要考虑燃 料温度的情况下，从该燃料喷射量(Qg)获得所需燃料喷射量(Q)。随 着燃料温度变高，燃料密度变低，使得用仅仅从发动机转速和发动机负荷 获得的燃料喷射量(Qg)不能进行最佳发动机燃烧，因而需要根据以下公 式(2)校正燃料喷射量(Qg)。
公式(2)：Q＝Qg×1/d(d：燃料温度系数)
对于此公式，吸入空气量、加速器开度和进气管负压中任一者都可以 用作发动机负荷。
基于图8表示的对照图确定针对DI喷射器15的燃料压力的喷射特性 系数(Ka)。例如，预定确定针对对照图的格子点上的燃料压力值(Pn) 的喷射特性系数(Ka)的值(an)。
此外，针对DI喷射器15的燃料压力值的无效喷射时间(tb)基于由 图8表示的对照图确定。例如，预先确定针对燃料压力值(Pn)的无效喷 射时间(tb)的值(bn)。
此外，图8的对照图由图9的燃料压力-Ka关系图和图10的燃料压 力-tb关系图做成，这两个关系图由待使用的喷射器的特性确定。
此处，无效喷射时间(tb)意思是以下的时间或者时间段。即，喷射 燃料的DI喷射器15工作时在从开始施加驱动电压的时间点到阀打开开始 时间点之间具有时间延迟To，并且在从切断驱动电压的时间点到阀关闭时 的时间点之间还包括时间延迟Tc，时间延迟To比时间延迟Tc长。因而， 阀打开的时间比施加驱动电压的时间要长。在此情况下，不喷射燃料的时 间“To-Tc”称为无效喷射时间或者无效喷射时间段。
而且，在DI喷射器15喷射燃料时的燃料压力值在对照图的格子点上 不存在的情况下，通过根据相邻格子点进行线性插值，获得喷射特性系数 (Ka)和无效喷射时间(tb)。
在ECU 35中的“控制部分”用来施加驱动电压，以打开DI喷射器 15，从而喷射燃料。
以下将描述具有上述结构的内燃机的工作。
在图5中，在发动机工作状态下，表示发动机转速和发动机负荷的信 号从传感器38和39分别供应到ECU 35(步骤S 100)。在步骤S101，响 应于来自燃料压力传感器36的信号在ECU 35中读取DI输送管23中的燃 料压力。在步骤S102，响应于来自燃料温度传感器37的信号，DI输送管 23中的燃料温度供应到ECU 35。
接着，在步骤S103，根据来自各个传感器36至39的信号，计算发动 机工作当前需要的所需燃料喷射量(Q)。
在此操作中，通过检测发动机转速和发动机负荷，例如参照图7的对 照图获得燃料喷射量(Qg)，还从该燃料喷射量(Qg)和燃料温度获得 所需燃料喷射量(Q)。当燃料温度变高时，燃料密度变低，因而仅仅用 从发动机转速和发动机负荷计算的燃料喷射量不能进行最佳发动机燃烧， 于是响应于燃料温度的变化如公式(2)所示校正燃料喷射量(Qg)。
在以下步骤S104中，基于燃料压力值参照图8所示的对照图获得喷 射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)。在此步骤中，在DI喷射器15 喷射时的燃料压力值在格子点上不存在的情况下，根据对照图进行线性插 值，由此可获得喷射特性系数(Ka)和无效喷射时间(tb)。
在此步骤之后，在步骤S105中，通过将步骤S104中计算的喷射特性 系数(Ka)和无效喷射时间(tb)和在步骤S103中计算的所需燃料喷射 量(Q)代入公式(1)来计算所需燃料喷射时间(T)。
表示所需燃料喷射时间(T)的信号从ECU 35传输到DI喷射器15， 其中DI喷射器阀打开达时间段(T)，从而喷射燃料。
根据本发明的内燃机的喷射步骤，通过采用喷射特性系数和无效喷射 时间相对于燃料压力的两个系数对照图，能够以高精度基本没有误差地获 得燃料喷射时间，因而可以在整个发动机工作区域或者范围上精确地控制 燃料喷射量。
而且，在DI喷射器15喷射燃料时的燃料压力值在确定相对于燃料压 力的两个系数的对照图上的格子点上不存在的情况下，通过分别插值求出 两个系数，能够没有误差地获得精确的喷射时间。
而且，尽管在所述实施例中，描述了设置有DI喷射器15和PFI喷射 器16的发动机，但是本发明不限于这样的实施例，本发明可以应用到仅 仅设置有DI喷射器的内燃机中。
参考标号
11 发动机(内燃机)
12 气缸
13 进气口
14 排气口
15 DI喷射器(直喷式喷射器)
16 PFI喷射器(进气管喷射的喷射器)
18 进气阀
19 排气阀
23 DI输送管(直接喷射输送管)
24 PFI输送管(进气口燃料喷射输送管)
26 DI导管(直接喷射导管)
27 PFI导管(进气管喷射导管)
28 燃料箱
31 燃料泵
32 高压泵
35 ECU(控制装置)
36 燃料压力传感器
37 燃料温度传感器
38 发动机转速传感器(检测单元)
39 发动机负荷传感器(检测单元)
40 致动器