[发明专利]直喷式发动机的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种将燃料直接喷射到气缸中的直喷式发动机的控制器。

背景技术

一种直喷式发动机被开发出来以改善燃料经济性、减少排放和提高输出。在这种直喷式发动机中，在发动机处于起动或者冷态(在预热之前)时，喷射到气缸中的燃料难以雾化并且趋于粘附在气缸的内表面或者活塞的上表面上。如果这些粘附的燃料增多了，那么用来燃烧的燃料量减少了，因此发动机的驱动情况变得不稳定了。粘附的燃料量在下方中称为湿的燃料量。

在发动机处于起动或者冷态的情况下，如果燃料喷射量增大，那么用来燃烧的燃料增多了，从而得到稳定的燃烧。但是，如果燃料量增多，那么湿的燃料量也增大了，尤其在发动机预热没有完成时这导致HC排放增多。

JP-2006-307736A(US-7222602B2)公开了一种燃料喷射系统，该燃料喷射系统减少了湿的燃料量。在这种燃料喷射系统中，在探测到或者估计到燃料燃烧恶化时，该燃料喷射被分成若干喷射以加速燃料的雾化并且减少湿的燃料量。

在发动机处于起动或者冷态时，内部气缸温度相对较低。因此，即使进行分开喷射(split injection)，那么所喷射的燃料不能很好地进行雾化并且该湿的燃料量不能有效地被减少，因此不能充分地减少该排放。

发明内容

由于上面问题而形成了本发明，本发明的目的是提供一种在发动机处于起动或者冷态时可以减少排放同时保持稳定燃烧的直喷式发动机的控制器。

根据本发明，控制器包括排气门控制装置，该控制装置执行排气门早关闭控制，在该控制中，至少在发动机处于起动或者冷态时，排气门的关闭正时设置在进气上死点之前。该控制器还包括燃料喷射控制装置，在执行排气门早关闭控制时，该控制装置从关闭排气门的时间到进气上死点的时间执行燃料预喷射，及在吸气冲程和/或压缩冲程中执行主燃料喷射。

在发动机处于起动或者冷态时，执行排气门早关闭控制，因此排气门的关闭正时设置在进气上死点之前。因此，气缸内的残余废气被压缩从而使气缸内的气体温度升高，同时活塞从关闭排气门的时间到进气上死点的时间向上滑动。压缩热量使内部气缸温度升高，及使气缸内壁和活塞顶表面的温度升高。在执行排气门早关闭控制时，从关闭排气门的时间到进气上死点的时间进行燃料预喷射。内部气缸温度被提高，因此加速了由燃料预喷射所喷射的燃料的雾化。此外，主燃料喷射的燃料喷射量比传统燃料喷射量小一个与燃料预喷射量相对应的一定量。这还加速了由主燃料喷射所喷射的燃料的雾化。因此，可以有效地减少湿的燃料量，并且通过比传统少的燃料增加校正量就可以得到足够的用来燃烧的燃料量。在实现稳定燃烧时，减少该排放如碳氢化合物。

附图说明

通过参照附图的下面描述，使本发明的其它目的、特征和优点变得更加清楚，在这些附图中，相同零件用相同标号来表示，其中：

图1是本发明实施例的发动机控制系统的示意性视图；

图2是解释处于冷态下的控制的时间图表；

图3是用来解释排气门早关闭控制和燃料预喷射控制的图表；

图4是用来解释通过气缸气体压缩来升高温度的图表；

图5是流程图，它示出了冷态控制程序；

图6是图表，它示出了目标提前量“A”的图表；及

图7是图表，它示出了燃料预喷射量Qp的图表。

具体实施方式

在下文中描述本发明的实施例。

参照图1，解释发动机控制系统。空气滤清器13布置在内燃机11的进气管12的上游上，该内燃机11是直喷式发动机。探测进气流量的空气流量计14设置在空气滤清器13的下游上。由DC马达15所驱动的节气门16和探测节气门位置(节气门开度)的节气门位置传感器17设置在空气流量计14的下游上。

包括进气压力传感器19的稳压罐18设置节气门16的下游上。进气压力传感器19探测进气压力。进气歧管20连接到稳压罐18上。燃料喷射器21在进气口的附近上安装在每个气缸上，从而直接把燃料喷射到气缸中。火花塞22安装在与每个气缸相对应的、发动机11的缸盖上，从而点燃每个气缸中的空气-燃料混合气。

发动机1设置有进气门正时控制器31和排气门正时控制器32，该进气门正时控制器31调整进气门29的气门正时，及该排气门正时控制器32调整排气门30的气门正时。

探测废气的空燃比的废气传感器(空燃比传感器、氧传感器)24各自设置在每个排气管23中，及净化废气的三元催化器25设置在废气传感器24的下游中。