[发明专利]缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备将燃料直接喷射至燃烧室内部的燃料喷射阀的缸内燃料直接喷射式内燃机的燃料喷射装置及其控制装置。

背景技术

当前的车辆(汽车)从环保的观点出发要求削减汽车尾气中包含的一氧化碳(CO)、碳化氢(HC)、氮氧化物(NOx)等尾气物质、以及削减燃料消耗量。以这些的削减作为目的，进行着缸内燃料直接喷射式内燃机的研发。对于缸内燃料直接喷射式内燃机，在汽缸的燃烧室内直接进行基于燃料喷射阀的燃料喷射，由此谋求尾气物质的削减以及燃料消耗量的削减、发动机输出的提高等。

作为尾气物质，存在粒子状物质即所谓的颗粒物质(以下称为PM)的排出粒子数。在此，PM排出粒子数是指以规定的运转模式运转车辆时排出的PM粒子的总排出粒子数。近年来，针对车辆用发动机特别是缸内燃料直接喷射式内燃机，减少PM排出粒子数的必要性越来越高。

公知以减少烟雾、未燃气体、以及上述PM排出粒子数为目的，在缸内燃料直接喷射式内燃机运转时，将该内燃机所需的燃料量分割为多次进行喷射。

例如，提出了如下的缸内喷射式内燃机，在具备将燃料直接喷射至缸内的燃料喷射阀的缸内喷射式内燃机中，在吸气冲程的前期、中期、后期分别至少喷射一次燃料，并且使每次的燃料喷射量与喷射的定时每单位时间的吸入空气流量之比相对应(专利文献1)。

[专利文献1]JP特开2007-177731号公报

发明内容

本发明的课题在于减少从发动机排出的尾气中的THC、CO、PM。为了解决该课题，本发明者在进行分割喷射时着眼于各次喷射定时的该内燃机缸内的混合气的均质性。当流入缸内的吸入空气量与各次喷射的燃料量的平衡被打破时，在缸内生成局部的偏浓混合气，从而混合气的均质性受损。其结果，尾气中包含的THC、CO、PM增加，并且出现了输出和燃料消耗率的下降。

本发明是鉴于这种课题进行的，其目的在于提供一种缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置，在缸内燃料直接喷射式内燃机中进行分割喷射，在内燃机处于运转状态时，通过提高各次喷射过程中缸内混合气的均质性，来抑制缸内局部的偏浓混合气的生成，从而减少了尾气中含有的THC、CO、PM，并且实现了输出和燃料消耗率的提高。

本发明控制方法，其是在吸气冲程中进行多次燃料喷射的缸内喷射式内燃机的控制方法，该控制方法的特征在于，按照燃料喷射量比例与活塞移动比例之间的比为一定值的方式控制燃料喷射量，该燃料喷射量比例是任意的燃料喷射结束时刻的累计燃料量相对于吸气冲程中的合计燃料喷射量的比，该活塞移动比例是燃料喷射结束时刻距上死点的活塞移动距离相对于吸气冲程中活塞从上死点移动至下死点的距离的比。

(发明效果)

根据本发明，抑制了缸内局部的偏浓混合气的生成，其结果能够降低排气中含有的THC、CO、PM，并且能提高输出和燃料消耗率。

附图说明

图1是表示将本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置应用于汽车用汽油发动机的系统结构的系统结构图。

图2是表示本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置结构的框图。

图3是本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置的控制程序的特性中的、用于确定燃料分割喷射次数的控制图的说明图。

图4是本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置的控制程序的特性中的、用于确定分割喷射的各次喷射定时的控制图的说明图。

图5是本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置中的可变阀机构特性的说明图。

图6是本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置中的运转区域的说明图。

图7是本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置中的吸气阀和排气阀的设定代表例。

图8是本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置中的该内燃机每曲柄角度的活塞移动速度dx/dθ的说明图。

图9是本发明的第1实施方式的缸内燃料直接喷射式内燃机的控制装置中的、从上述内燃机的活塞处于吸气上死点时起至第1次喷射结束时期为止的活塞移动距离、以及上述第1次喷射以后从前一次的喷射结束时期起至本次喷射结束时期为止的活塞移动距离x(i)(i为分割喷射次数：第i次)与对应于上述活塞移动距离的喷射脉冲宽度w(i)的比α的特性的说明图。