[发明专利]内燃机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及在规定的低温起动状态下进行降低未燃HC的排放量的HC减少控制的火花点火式内燃机的控制装置，特别是涉及伴随于HC减少控制的执行的PM(微粒，粒状物质)的排放量增大的抑制。

背景技术

以往，对于火花点火式的内燃机，已经有在低温起动时(冷机起动时)进行使点火时期比MBT(Minimum spark advance for Best Torque、获得最大转矩的点火时期)提前的控制(以下称之为“过进角点火控制”)的技术(例如，参照日本特开2000-240547号公报)。与点火时期被设定成MBT的情况(以下称之为“MBT控制”)相比，利用过进角点火控制，能够通过燃烧室内的温度(峰值温度)上升来促进冷却水的温度上升，提高发动机起动时的预热性。

在低温起动时，燃烧室内的温度(以下称之为“气缸内温度”)较低。从而，在进气门上游的进气通路内所喷射的燃料易于附着在燃烧室的壁面。这样附着在燃烧室的壁面的燃料(以下称之为“气缸内附着燃料”)的大部分就可能未供于燃烧而作为未燃HC从燃烧室排出。此时，若设置于内燃机的排气系统的催化剂的温度较低，则催化剂处于未激活状态，上述未燃HC就可能无法在催化剂中被净化，而排放到大气中。

本申请人已经发现，如果在这样的低温起动时(且浓空燃比气氛)执行过进角点火控制，则从燃烧室排出的未燃HC的排放量将明显减少(参照日本特愿2006-322336)。这被推定为基于以下理由。

即、若执行了过进角点火控制，则与MBT控制的情况相比，压缩/膨胀冲程中的燃烧室内压力(以下称之为“气缸内压力”)的峰值增加，其结果，气缸内温度的峰值增加(参照后述的图3)。

在由于所谓的“起动增量”而被调整成稍微浓的空燃比的燃烧室内气氛下，若气缸内温度的峰值如此增加了，则会促进处于不足倾向的氧气和气缸内附着燃料之间的“部分氧化反应”(不完全燃烧)。若进行了这种部分氧化反应，则基于气缸内附着燃料而产生的未燃HC被转换成CO而从燃烧室排出。根据以上说明，如果在低温起动时执行过进角点火控制，则未燃HC的排放量将明显减少。

进而，本申请人还发现，通过在低温起动时除了过进角点火控制外，还进行以使得在进气门上游的进气通路内(进气口)所喷射的全部的燃料的量在进气门开阀期间内被喷射的方式设定燃料喷射期间的控制(以下称之为“进气同步喷射控制”)，未燃HC的排放量就会进一步减少。这被推定为基于以下理由。此外，下面将进气门开阀期间内的燃料喷射称之为“进气同步喷射”，将进气门开阀之前的燃料喷射称之为“进气非同步喷射”。

在低温起动时，除了气缸内温度外进气口的温度也较低。从而，除了燃烧室的壁面外，所喷射的燃料还易于附着在进气口的壁面。这样附着在进气口的壁面的燃料(以下称之为“进气口附着燃料”)也可能未供于燃烧而作为未燃HC从燃烧室被排出。

在这里，若执行了进气同步喷射，则在进气通路内的空气经由进气口流入燃烧室的状态(即、存在空气流动的状态)下喷射燃料。从而，与执行进气非同步喷射的情况相比，就能够使进气口附着燃料的量显著减少。其结果，基于进气口附着燃料而产生的未燃HC的排放量将显著减少。

另一方面，由于执行进气同步喷射，气缸内附着燃料的量有增加的趋势，其结果，基于气缸内附着燃料而产生的未燃HC的排放量就会增加。但是，上述“基于进气口附着燃料而产生的未燃HC的排放量”的减少量显著大于这种“基于气缸内附着燃料而产生的未燃HC的排放量”的增大量。根据以上说明，如果在低温起动时除了过进角点火控制外还执行进气同步喷射控制，则整体上会使未燃HC的排放量进一步减少。

可是，如上述那样，已经清楚，若在空燃比稍微浓而氧气不足的燃烧室内气氛下进行了气缸内附着燃料的上述部分氧化反应(不完全燃烧)，则相反地，就会生成PM(由微粒、粒状物质、碳烟(Soot)和可溶性有机成分(SOF)等构成)。从而，若通过过进角点火控制来促进了气缸内附着燃料的上述部分氧化反应，则如上述那样未燃HC的排放量显著减少，另一方面，PM的排放量会增加。

PM的排放量如此增加的趋势，在除了过进角点火控制外还执行进气同步喷射控制的情况下变得尤其明显。这被推定为基于如下理由，即作为上述部分氧化反应的对象的气缸内附着燃料的量因进气同步喷射而增加，由此促进了部分氧化反应。

以上，若执行了过进角点火控制(以及进气同步喷射控制)(以下亦称之为“HC减少控制”)，就会产生PM的排放量增大之类的问题。希望对伴随于HC减少控制的执行的PM排放量的增大进行抑制。

发明内容