CN107429619B - 直喷发动机的燃料喷射控制装置 - Google Patents

Abstract

直喷发动机的燃料喷射控制装置包括发动机(发动机(1))和燃料喷射控制部(发动机控制器(100))。在发动机热机时，燃料喷射控制部以规定的喷射方式向燃烧室内喷射燃料，使得混合气点燃时，在燃烧室(17)内形成混合气层与该混合气层周围的隔热气体层。在发动机冷机时，变更向燃烧室内喷射燃料时的喷射方式，使得发动机的温度越低，隔热气体层越薄。

Description

直喷发动机的燃料喷射控制装置

技术领域

本处所公开的技术涉及一种直喷发动机的燃料喷射控制装置。

背景技术

在专利文献1中记载了如下内容：一种具有外开阀式燃料喷射阀的直喷发动机，该燃料喷射阀设在气缸的中心轴上且将燃料以空心锥状喷出，所述直喷发动机通过在压缩冲程的后期向气缸内喷射燃料，而在燃烧室内形成混合气层和该混合气层周围的气体层。在专利文献1中记载的发动机中，混合气燃烧时，周围的气体层作为隔热层发挥作用，冷却损失就会降低。

在专利文献2中记载了如下内容：在压燃式发动机中，用隔热材料形成用于划分出燃烧室的壁面，由此减少燃烧室壁面的冷却损失。

专利文献1：日本公开专利公报特开2013－57266号公报。

专利文献2：日本公开专利公报特开2009－243355号公报。

发明内容

－发明要解决的技术问题－

正如专利文献1所述，在混合气层周围形成隔热气体层，有利于减少发动机热机时的冷却损失，而另一方面存在以下不良情况：由于隔热气体层的存在，燃烧时产生的热量难以传递到发动机，所以在发动机冷机时，发动机暖机的时间就会较长。

本处所公开的技术正是鉴于上述问题而完成的。其目的在于：在直喷发动机中，根据发动机的温度状态使燃烧形态最优化，其中，所述直喷发动机是通过在燃烧室内形成混合气层和隔热气体层来降低冷却损失的。

－用以解决技术问题的技术方案－

本处所公开的技术涉及一种直喷发动机的燃料喷射控制装置，该装置包括发动机和燃料喷射控制部，其中，所述发动机包括燃烧室，所述燃烧室由气缸盖的顶部、设在气缸体上的气缸以及在所述气缸内往复运动的活塞划分出来，所述燃料喷射控制部构成为在所述燃烧室内具有为了喷射液体燃料而设的燃料喷射阀且在规定的时刻向所述燃烧室内喷射所述燃料。

在所述发动机的温度达到规定温度以上即热机时，所述燃料喷射控制部以规定的喷射方式向所述燃烧室内喷射所述燃料，使得混合气点燃时，在所述燃烧室内形成混合气层与该混合气层周围的隔热气体层，在所述发动机的温度未达到所述所定温度即冷机时，所述燃料喷射控制部变更向所述燃烧室内喷射所述燃料时的喷射方式，使得所述发动机的温度越低，所述隔热气体层越薄。

根据该构成，在发动机热机时，以规定的喷射方式向燃烧室内喷射燃料，使得燃烧室内形成混合气层与该混合气层周围的隔热气体层。隔热气体层可以仅为空气(即新鲜空气)，也可以在空气的基础上还包括已燃气体(即EGR气体)。需要说明的是，即使隔热气体层中混有少量燃料也没有问题，只要隔热气体层中的燃料比混合气层少从而保证隔热气体层能够发挥隔热层的作用即可。当混合气燃烧时，隔热气体层介于混合气层和燃烧室壁面之间，防止从燃烧室内向燃烧室壁面传热。其结果是，在发动机热机时，能够大幅度地减少冷却损失。

另一方面，在发动机冷机时，变更向燃烧室内喷射燃料时的喷射方式，使得隔热气体层变薄。使隔热气体层变薄的情况也包括使隔热气体层消失的情况。通过使隔热气体层变薄，隔热气体层的隔热效果就会下降，从而从燃烧室内向燃烧室壁面传热。因为发动机的温度越低，隔热气体层越薄，所以促进从燃烧室内向燃烧室壁面传热，有利于发动机升温。这样，在发动机冷机时，就会促进发动机暖机。

所述直喷发动机的燃料喷射控制装置还包括催化器，所述催化器设在所述发动机的排气侧且构成为净化从所述燃烧室排出的尾气，在所述催化器中的催化剂活化后且所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部变更向所述燃烧室内喷射燃料时的喷射方式，使得所述发动机的温度越低，所述隔热气体层越薄，在所述催化器中的催化剂未活化时且所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部以规定的喷射方式向所述燃烧室内喷射燃料，使得所述隔热气体层比所述催化器中的催化剂活化后且所述发动机冷机时厚。

优选地，催化器中的催化剂未活化时，优先让催化器中的催化剂活化，再让发动机暖机。于是，根据所述构成，以规定的喷射方式向燃烧室内喷射燃料，使得隔热气体层的厚度在催化器中的催化剂未活化时且发动机冷机时比在催化器的催化剂活化后且所述发动机冷机时厚。这样一来，隔热气体层就能充分发挥隔热性能，抑制从燃烧室内向燃烧室壁面传热。相应地，这能够增加作为尾气从发动机排出的热能。因此，能实现设在发动机的排气侧的催化器中的催化剂的升温和活化。也就是说，即使发动机冷机，在催化器中的催化剂未活化时，通过在燃烧室内形成隔热气体层，也有利于催化器中的催化剂尽早活化。

另一方面，在催化器中的催化剂活化后且发动机冷机时，如上述，使隔热气体层变薄。这样一来，就能够促进发动机暖机。

而且，在发动机热机时，使隔热气体层比冷机时厚。这样就能降低冷却损失。因此，如果在催化剂未活化时且发动机的冷机状态下起动发动机，则首先，使隔热气体层变厚，以使催化剂活化，然后，使隔热气体层变薄，来促进发动机暖机，在发动机暖机结束后，再次使隔热气体层变厚，来降低冷却损失。

还可以是这样的：在所述催化器中的催化剂未活化时且所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部使所述燃料的喷射开始时刻推迟到规定时刻，使得所述隔热气体层变厚，在所述催化器中的催化剂活化后且所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部使所述燃料的喷射开始时刻提前到比所述催化器中的催化剂未活化时且所述发动机冷机时早。

由此，在催化器中的催化剂未活化时且发动机冷机时，使燃料的喷射开始时刻推迟到规定时刻。喷射开始时刻还可以是在压缩冲程的后半期。此处所说的“压缩冲程的后半期”是指，将压缩冲程平均分为前半期和后半期这两等份时的后半期。通过使喷射开始时刻推迟，开始喷射时气缸内的压力和温度就会较高。这样一来，就能够避免喷到燃烧室内的雾化燃料燃料飞散得太远，从而避免雾状燃料与燃烧室壁面接触。这样，不仅能够在混合气层周围形成隔热气体层，而且能够使该隔热气体层较厚。需要说明的是，此处所说的“燃烧室”不限于活塞到达上止点时的气缸内空间，而是广义上的燃烧室，不管活塞在什么位置，都指由气缸盖的顶部、气缸和活塞划分出的空间。通过使隔热气体层变厚，就能够抑制从燃烧室内向燃烧室壁面传热，从而能够使从发动机排出的尾气温度升高。这就会让催化器中的催化剂活化。

另一方面，在催化器中的催化剂活化后且发动机冷机时，使燃料的喷射开始时刻提前到比未活化时早。开始喷射燃料时的气缸内压力和温度相对较低。这样一来，喷到燃烧室内的雾状燃料就会到达燃烧室壁面附近(不过，优选避免雾状燃料的液滴附着到燃烧室壁面上)，因此能够使混合气层周围的隔热气体层变薄或者使隔热气体层消失。这样，就允许从燃烧室内向燃烧室壁面传热，从而能够促进发动机暖机。

还可以是这样的：所述燃料喷射控制部进行分段喷射，所述分段喷射包括多次燃料喷射，在所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部使所述分段喷射中两次喷射之间的暂停时间比所述发动机热机时短。

与将燃料一次性进行喷射的情况相比，在发动机热机时，将燃料喷射分多次(如两次或三次)进行，由此燃料的扩散就会受到抑制，从而能够形成隔热气体层。还能够降低局部当量比。例如像外开阀式燃料喷射阀那样的燃料喷射阀，其构成为升程越大喷射燃料的喷口的有效开口面积就越大，通过改变该燃料喷射阀的升程和/或喷射时间，就能够改变燃料的喷射速度、喷射角度，因此，在进行多次燃料喷射时，如果改变燃料喷射阀的升程和/或喷射时间，就能够让通过每一次燃料喷射而喷出的雾状燃料到达燃烧室内的各个不同位置。这样一来，混合气层的局部当量比就会降低，燃烧温度也由此降低，这与隔热气体层的形成相结合，能够大幅度地减少冷却损失。

相对于该热机时的燃料喷射方式，冷机时虽然也会进行多次燃料喷射，但冷机时会让两次喷射之间的暂停时间相对较短。需要说明的是，冷机时的喷射次数和热机时的喷射次数可以相同，也可以不同。例如还可以让冷机时的喷射次数比热机时少。

随燃料喷射阀喷出燃料而在燃烧室内形成喷雾流，该喷雾流会卷入周围的空气(或者含空气的气体)而一起流动。两次喷射之间的暂停时间较短时，后喷出的雾状燃料会受到先喷出的雾状燃料产生的气流的强烈影响而被该气流吸引。这样一来，后喷出的雾状燃料就会靠近先喷出的雾状燃料。其结果是，能够在冷机时让通过多次燃料喷射而喷到燃烧室内的雾状燃料互相靠近，因此混合气层的局部当量比变得比热机时高。即使燃料喷射量相同，冷机时燃烧温度也相对较高。这样一来，就会促进发动机暖机。需要说明的是，要提高燃烧温度，则优选在不超过1的范围内，让局部当量比接近1。

还可以是这样的：所述直喷发动机的燃料喷射控制装置还包括进气量调节单元，所述进气量调节单元构成为调节引入所述气缸内的空气量，在所述催化器中的催化剂未活化时且所述发动机冷机时，所述进气量调节单元使引入所述气缸内的所述空气量比所述发动机热机时少。

这样一来，在发动机冷机时，燃烧室内的气体整体的当量比接近1，因此与热机时相比，燃烧温度升高，这与使隔热气体层变薄相结合，促进发动机暖机。此外，通过减少引入气缸内的空气量，就能够在不增加燃料喷射量的情况下，使当量比接近1，因此能够抑制燃料消耗量。另一方面，在发动机热机时，燃烧室内的气体中的燃料比冷机时少，因此燃烧温度降低，这与隔热气体层的形成相结合，有利于降低冷却损失，从而有利于提高发动机的热效率。

还可以是这样的：在所述催化器中的催化剂未活化时且所述催化器中的催化剂的温度超过规定温度时，所述进气量调节单元使所述混合气层的当量比在1以上，并且，使所述燃烧室内的气体整体的当量比为1或者比所述催化器中的催化剂的温度在所述规定温度以下时更接近1。

尽管催化器中的催化剂未活化，但当催化器中的催化剂的温度升高到规定温度时，使燃烧室内的混合气层的当量比为1以上。这样，使发动机排出CO，并使CO在催化器中发生氧化反应。利用该放热反应使催化器中的催化剂升温。此处，规定温度作为能让CO在催化器中被净化的温度进行适当设定即可。此外，燃烧室内的气体整体的当量比为1或接近1，因此燃烧温度也会升高。其结果是，能够使催化器中的催化剂尽早活化。

需要说明的是，还可以在该构成中，通过使引入气缸内的空气量减少，而使混合气层的当量比在1以上，并且，使燃烧室内的气体整体的当量比为1或者接近1。这样一来，就能够抑制燃料消耗量。

所述进气量调节单元还可以构成为例如通过对设在发动机进气侧的节气门的开度进行调节，来调节引入气缸内的空气量。

所述进气量调节单元还可以与上述不同，通过将已燃气体导入所述气缸内，而使引入所述气缸内的所述空气量减少。

这样一来，在不减少引入气缸内的气体量的情况下，就能够减少空气量，如上述，能够在催化器中的催化剂未活化时调节当量比。与此同时，即使空气量较少，也能够使引入气缸内的气体量增多，因此能抑制有效压缩比降低。这样一来，能够使压缩冲程中的气缸内压力和温度变得相对较高，因此能够避免喷到气缸内的雾状燃料飞散得太远，从而能够避免雾状燃料与燃烧室壁面接触。也就是说，在催化器中的催化剂未活化时，能够使隔热气体层变厚。此外，不需要将节气门开度调小，因此能降低泵气损失。

－发明的效果－

正如以上所说明的那样，利用所述直喷发动机的燃料喷射控制装置，在发动机热机时，能够通过形成混合气层和隔热气体层来降低冷却损失，而在发动机冷机时，发动机的温度越低，就让隔热气体层越薄，由此就能够促进发动机暖机。

附图说明

图1是示出直喷发动机构成的简图。

图2是示出燃烧室构成的剖视图。

图3示出外开阀式燃料喷射阀的升程与喷口的有效开口面积之间的关系。

图4中的上图示出发动机热机时的燃料喷射方式，图4中的中图示出催化剂未活化时且发动机冷机时的燃料喷射方式，图4中的下图示出催化剂活化时且发动机冷机时的燃料喷射方式。

图5说明燃烧室内的雾状燃料的扩散情况。

图6说明催化剂未活化时且发动机冷机时的燃烧室内的混合气状态。

图7说明催化剂未活化时且发动机冷机时，催化剂温度超过规定温度时的燃烧室内的混合气状态。

图8说明催化剂活化后且发动机冷机时的燃烧室内的混合气状态。

图9示出与图4不同的燃料喷射方式。

具体实施方式

下面根据附图对实施方式进行说明。以下说明仅为示例。

发动机的整体构成

图1示出实施方式所涉及的发动机1的构成。发动机1的曲轴15经由变速器连结到驱动轮上，未图示。发动机1的输出传递到驱动轮，由此带动车辆行驶。此处，发动机1的燃料在本实施方式中为汽油，还可以是含生物乙醇等的汽油。本处所公开的技术能够广泛应用于下述发动机：在燃料喷射结束后燃料气化并进行点火的预混燃烧发动机中，使用各种液体燃料的发动机。

发动机1包括气缸体12和装在气缸体12之上的气缸盖13，气缸体12内部形成有多个气缸11(图1仅示出一个)。发动机1是多气缸发动机。在气缸体12和气缸盖13的内部形成有供冷却液流动的水套，省略图示。经由连杆14连结到曲轴15上的活塞16插在各气缸11内且可滑动。活塞16、气缸11和气缸盖13一起划分出燃烧室17。

在本实施方式中，燃烧室17的顶部170(气缸盖13的下表面)由进气侧斜面171和排气侧斜面172构成。进气侧斜面171上设有进气道18的开口部180且进气侧斜面171朝着气缸11中央倾斜上升，排气侧斜面172上设有排气道19的开口部190且排气侧斜面172朝着气缸11中央倾斜上升。燃烧室17是屋脊型燃烧室。需要说明的是，屋脊处的棱线可能与气缸11的轴心有交点，也可能没有交点。在图2中也示出，与顶部170的进气侧斜面171和排气侧斜面172相对应，活塞16的顶面160因分别在进气侧和排气侧朝着活塞16中央上升的斜面161、162的存在而呈三角屋顶状隆起。这样一来，该发动机1的几何压缩比就被设定为15以上的较高的压缩比。在活塞16的顶面160上形成有凹状空腔163。

虽然图1中仅示出了一个进气道18，但每个气缸11的气缸盖13上都形成有两个进气道18。进气道18的开口部180沿发动机输出轴(也就是曲轴15)的方向设在气缸盖13的进气侧斜面171上，进气道18通过该开口部180与燃烧室17连通。同样，每个气缸11的气缸盖13上都形成有两个排气道19。排气道19的开口部190沿发动机输出轴的方向设在气缸盖13的排气侧斜面172上，排气道19通过该开口部190与燃烧室17连通。

进气道18与进气通路181相连。在进气通路181的中途设有用来调节进气流量的节气门55。排气道19与排气通路191相连。在排气通路191上设有具有一个以上催化转化器192的尾气净化系统。催化转化器192中的催化剂包括三效催化剂。不过，催化转化器192中的催化剂不限于三效催化剂。

在气缸盖13上设有进气门21，进气门21能够将进气道18与燃烧室17隔断(也就是使燃烧室17封闭)，进气门21由进气门驱动机构驱动。在气缸盖13上还设有排气门22，排气门22能够将排气道19与燃烧室17隔断，排气门22由排气门驱动机构驱动。进气门21在规定的时刻往复运动来打开和隔断进气道18，排气门22在规定的时刻往复运动来打开和隔断排气道19。由此对气缸11内进行换气。

进气门驱动机构具有进气凸轮轴，进气凸轮轴由曲轴15驱动且与曲轴15相连，曲轴15旋转时进气凸轮轴与其同步进行旋转，省略图示。排气门驱动机构具有排气凸轮轴，排气凸轮轴由曲轴15驱动且与曲轴15相连，曲轴15旋转时排气凸轮轴与其同步进行旋转，省略图示。

进气门驱动机构在本例中构成为至少包括可变配气相位机构(Variable ValveTiming:VVT)23。其中，可变配气相位机构23为液压式或电动式且可在规定的角度范围内连续改变进气凸轮轴的相位。需要说明的是，还可以让进气门驱动机构既包括VVT23，又包括可改变气门升程的可变气门升程机构。

排气门驱动机构在本例中至少包括VVT24。其中，VVT24为液压式或电动式且可在规定的角度范围内连续改变排气凸轮轴的相位。需要说明的是，还可以让排气门驱动机构既包括VVT24，又包括可改变气门升程的可变气门升程机构。

可变气门升程机构还可以是可连续改变升程的CVVL(Continuous VariableValve Lift：连续可变气门升程)。需要说明的是，驱动进气门21的气门驱动机构和驱动排气门22的气门驱动机构可以是任意的气门驱动机构，例如可以采用液压式或电动式的驱动机构。

如图2放大所示，在气缸盖13上装有燃料喷射阀6，燃料喷射阀6用于向燃烧室17内直接喷射燃料。燃料喷射阀6设在进气侧斜面171和排气侧斜面172相交的屋脊处棱线上。燃料喷射阀6的喷射轴心S沿着气缸11的轴线而设，喷射阀顶端位于燃烧室17内部。燃料喷射阀6的喷射轴心S可能与气缸11的轴线重合，也可能与气缸11的轴线错开。

活塞16上的空腔163与燃料喷射阀6相向而设。燃料喷射阀6向该空腔163内喷射燃料。

燃料喷射阀6在本处为外开阀式燃料喷射阀。如图3放大所示，外开阀式燃料喷射阀6的顶端部具有喷嘴60和外开阀62。其中，在喷嘴60上形成有喷射燃料的喷口61，外开阀62用于打开和关闭喷口61。

喷嘴60构成为可供燃料在其内部流动的筒状。喷口61设在喷嘴60的顶端部，喷口61形成为越靠顶端侧直径越大的锥形。

外开阀62具有阀体63和连接部64。其中，阀体63在喷嘴60的顶端处从喷嘴60向外侧露出，连接部64从阀体63经过喷嘴60内部与省略图示的压电元件相连。阀体63具有与锥形喷口61形状大致相同的底座部65。在阀体63的底座部65与连接部64之间存在缩径部66。如图3所示，缩径部66的倾斜度与底座部65不同，缩径部66从基端朝向顶端的倾斜度比底座部65的倾斜度小。

如图3中的双点划线所示，底座部65与喷口61抵接时，喷口61变为封闭状态。压电元件因被施加电压而变形，外开阀62沿着喷射轴心S向外开启。随之，如图3中的实线所示，底座部65离开喷口61，喷口61变为敞开状态。当喷口61为敞开状态时，燃料从喷口61喷出而呈相对于喷射轴心S倾斜的方向，并被喷向以喷射轴心S为中心的半径方向上延伸的方向。燃料被喷出时呈以喷射轴心S为中心的空心锥状。在停止对压电元件施加电压后，压电元件就会恢复原来的状态，外开阀62的底座部65就会与喷口61抵接，使喷口61再次变为封闭状态。

施加给压电元件的电压越大，外开阀62从喷口61封闭状态起所开启的升程就越大。由图3可以明确看出，升程越大，喷口61的开度即有效开口面积就越大。有效开口面积由喷口61和底座部65之间的距离而定。升程越大，从喷口61喷到燃烧室17内的雾状燃料的粒径就越大。相反，升程越小，从喷口61喷到燃烧室17内的雾状燃料的粒径就越小。当燃料通过喷口61时，会沿着缩径部66流动。因此，升程越大，缩径部66就离喷口61越远，燃料的喷射角(即，空心锥的锥角)也就越小，升程越小，缩径部66就离喷口61越近，燃料的喷射角(即，空心锥的锥角)也就越大。

假设燃料压力不变，则有效开口面积越大，喷射速度就越低。相反，虽然有效开口面积越小，喷射速度就越高，但如果有效开口面积过小，燃料所承受的来自于喷口壁面的摩擦阻力的影响就会变大，因此喷射速度会下降。因此，存在一个升程使燃料的喷射速度达到最高，升程大于或小于该最高速度升程时，燃料的喷射速度都会下降。需要说明的是，该最高速度升程相对较小。

如图2所示，在气缸盖13的顶部170上设有从顶部170的顶面凹陷而成的凹部173，燃料喷射阀6的顶端部收放在该凹部173内。凹部173的内周面倾斜，使得凹部173的直径朝向燃烧室17的深处逐渐扩大。通过将燃料喷射阀6的顶端部设在比气缸盖13的顶面更高的位置，既能够提高几何压缩比，又能够将活塞16到达上止点时活塞16的顶面160与燃料喷射阀6的顶端部之间的间隔尽可能地扩大。如后述，这有助于在混合气层周围形成隔热气体层。因为燃料喷射阀6的顶端部和凹部173的内周面之间的间隔变大，所以能够抑制从燃料喷射阀6喷出的雾状燃料因康达效应而附着到气缸盖13的顶面上。

燃料供给系统57包括用于驱动外开阀62的电路和向燃料喷射阀6供给燃料的燃料供给系统。发动机控制器100通过在规定的时刻向电路输出喷射信号，而经由该电路使外开阀62工作，将所需数量的燃料喷射到气缸内。其中，该喷射信号具有与升程相应的电压。未输出喷射信号时(也就是喷射信号的电压为0时)，喷口61被外开阀62堵住而变成封闭状态。就这样，利用来自于发动机控制器100的喷射信号，控制压电元件工作。如上述，发动机控制器100控制压电元件工作，并控制从燃料喷射阀6的喷口61喷射燃料的情况以及喷射燃料时的升程。压电元件的响应很迅速，例如能够在1～2msec之间进行包括约20次喷射的多段喷射。不过，用于驱动外开阀62的单元不限于压电元件。

在燃料供给系统中设有未图示的高压燃料泵和共轨(Common Rail)管。该高压燃料泵将经由低压燃料泵从燃料箱供来的燃料压送到共轨管，共轨管在规定的燃料压力下将该压送来的燃料蓄积起来。然后，随着燃料喷射阀6工作(也就是说，外开阀62开启)，蓄积在共轨管中的燃料就从喷口61喷出来。燃料喷射控制部包括发动机控制器100和燃料喷射阀6。

如图2概念性示出的那样，燃料喷射控制部构成为在燃烧室17内(也就是空腔163内)能够形成(可燃)混合气层与该混合气层周围的隔热气体层，详情后述。

该发动机1构成为基本上在整个运转范围内都对气缸11内形成的混合气压燃点火(也就是可控自燃(Controlled Auto Ignition：CAI))来使其燃烧。发动机1具有助燃系统56，助燃系统56用于在规定的环境下帮助点燃混合气。助燃系统56例如可以是设于燃烧室17内部的放电点火器(discharge plug)。也就是说，将被控制的脉冲高电压施加到放电点火器的电极上，使得燃烧室17内产生超短脉冲放电，由此使燃烧室内发生流光放电，并在气缸内产生臭氧。臭氧能帮助CAI的进行。需要说明的是，助燃系统不限于产生臭氧的放电点火器，还可以是通过进行火花放电而赋予混合气能量，从而帮助进行CAI的火花塞。

发动机1还具有EGR系统510，EGR系统510构成为将已燃气体再次引入气缸11内。EGR系统510包括外部EGR系统和内部EGR系统。外部EGR系统经由连接发动机1的排气通路191和进气通路181的EGR通路将已燃气体再次引入气缸11内，内部EGR系统使气缸11内的已燃气体中的一部分实质上留在气缸11内。

发动机控制器100是以公知的微型计算机为基础的控制器，且具有中央处理器(CPU)、存储器和输入/输出(I/O)总线。其中，该中央处理器用于执行程序，该存储器例如由RAM和ROM构成且用于存储程序和数据，该输入/输出(I/O)总线用于输入和输出电信号。

发动机控制器100至少接收以下各个信号：空气流量传感器51发出的与进气流量相关的信号、曲轴转角传感器52发出的曲轴转角脉冲信号、用于检测对加速踏板的踩踏量的油门开度传感器53发出的油门开度信号、车速传感器54发出的车速信号、液温传感器58发出的发动机1的冷却液的温度信号、催化剂温度传感器59发出的催化转化器192的温度信号。发动机控制器100根据上述输入信号，计算发动机1的控制参数。控制参数例如有所需要的节气门开度信号、燃料喷射脉冲、助燃信号、气门相位角信号等。然后，发动机控制器100将上述信号输入节气门55(准确来讲是驱动节气门55的节气门致动器)、VVT23、24、燃料供给系统57、助燃系统56和EGR系统510等。

如上述，该发动机1的几何压缩比ε设在15以上。几何压缩比设在40以下即可，尤其优选为20以上35以下。因为发动机1构成为压缩比越高则膨胀比越高，所以发动机1在具有高压缩比的同时，还具有相对较高的膨胀比。较高的几何压缩比会使CAI燃烧稳定。

由气缸11的内周面、活塞16的顶面160、气缸盖13的下表面(顶部170)、进气门21和排气门22各自的气门头顶面划分出燃烧室17。为了减少冷却损失，在上述划分面上设置绝热层，就能够做好燃烧室17的绝热。可以在所有上述划分面上设置绝热层，也可以在上述划分面中的一部分上设置绝热层。此外，虽然进气道18和排气道19的壁面中位于燃烧室17的顶部170一侧的开口附近的壁面不是直接划分出燃烧室17的壁面，但也可以在上述壁面上设置绝热层。

为了抑制燃烧室17内燃烧气体的热量通过划分面释放出来，使上述绝热层的导热系数小于构成燃烧室17的金属母材。

从减少冷却损失这一方面看，优选为绝热层的容积比热小于母材。也就是说，优选地，使绝热层的热容量较小，从而使燃烧室17的划分面的温度随燃烧室17内的气体温度变化而变化。

所述绝热层例如通过等离子喷涂将ZrO₂等陶瓷材料涂覆到母材上形成即可。该陶瓷材料中可以含有大量气孔。这样就能够使绝热层的导热系数和容积比热更小。

在本实施方式中，除了所述燃烧室的绝热构造以外，在发动机1的温度达到规定温度以上即热机时，通过在燃烧室17内形成由气体层构成的隔热层，就能够大幅度地减少冷却损失。

具体而言，为了在燃烧室17内的外周部形成包括新鲜空气的气体层且在燃烧室17内的中心部形成混合气层，在压缩冲程以后从燃料喷射阀6的喷射顶端向空腔163喷射燃料，由此，如图2所示实现层化，即，在燃料喷射阀6附近且空腔163内的中心部形成混合气层，并且，在该混合气层周围形成包括新鲜空气的隔热气体层。此处所说的混合气层可以定义为由可燃混合气构成的层，可燃混合气可以是例如当量比在

以上的混合气。从开始喷射燃料时起经过的时间越久，雾状燃料就会扩散得越广，因此，混合气层的大小为点燃时的大小。例如可以将燃料的燃烧质量百分比达到1％以上作为判断燃料已经点燃的条件。混合气在压缩上止点附近点燃。

隔热气体层可以仅为新鲜空气，也可以在新鲜空气的基础上还包括已燃气体(EGR气体)。需要说明的是，即使隔热气体层中混有少量燃料也没有问题，只要隔热气体层中的燃料比混合气层少从而保证隔热气体层能够发挥隔热层的作用即可。

包括燃烧室17的混合气层和隔热气体层的气体整体的当量比

设为小于1(也就是说，A/F(或G/F)大于理论空燃比)。

图4的上图示出发动机1热机时的燃料喷射方式。燃料喷射是分段喷射，包括前段喷射即第一喷射和后段喷射即第二喷射。第一喷射是在相对较早的时刻在第一升程处喷射燃料。第一升程大于上述使燃料的喷射速度达到最高的最高速度升程。开始喷射燃料时的升程越高，喷口61的壁面带来的阻力就越小，因此燃料的喷射速度就会迅速上升。这样一来，第一喷射虽然喷射时间较短，但燃料的喷射速度相对较高。第一喷射在压缩冲程期间内进行。也可以让第一喷射中的一部分或全部在压缩冲程的后半期进行。喷射时间比后述第二喷射短。这样一来，如图5示意性示出的一样，第一喷射所喷出的雾状燃料就会以规定的喷射角且在燃烧室17的壁面附近扩散。不过，通过第一喷射最先喷到燃烧室17内的雾状燃料会受到相对较大的阻力作用而难以飞散得较远，因此能防止雾状燃料与燃烧室17的壁面接触。

第一喷射结束后，在规定的间隔之后进行第二喷射。第一喷射与第二喷射之间的间隔设定得相对较长。第二喷射中的一部分或全部是在压缩冲程的后半期进行的燃料喷射。第二喷射在小于第一升程的第二升程处喷射燃料。与第一升程同样，第二升程也优选大于最高速度升程。开始喷射燃料时的升程越低，喷口61的壁面带来的阻力就越大，因此燃料的喷射速度的上升就会变慢。第二喷射中燃料的喷射速度在刚开始喷射时较低。这样第二喷射所喷出的雾状燃料的喷射速度就受到抑制，因此能防止第二喷射所喷出的雾状燃料赶上第一喷射所喷出的雾状燃料而导致雾状燃料重叠。

第二喷射的喷射时间设定得比第一喷射的喷射时间长。这样一来，第二喷射所喷出的雾状燃料就会向燃料喷射阀6的喷射轴心S靠近。也就是说，随燃料喷出而在燃烧室17内形成喷雾流，该喷雾流会卷入周围的空气而一起流动。然而，从燃料喷射阀6的顶端部喷出的雾状燃料呈空心锥状，空气难以流入该雾状燃料的内侧。因此，如果喷射时间较长，则在燃料喷射阀6的喷射轴心S附近，负压会变强，雾状燃料就会因其内外压力差而靠近燃料喷射阀6的喷射轴心S，如图5中的实线箭头所示。这样一来，第一喷射所喷出的雾状燃料的喷射角的角度方向与第二喷射所喷出的雾状燃料就会错开位置。具体而言，以第一喷射所喷出的雾状燃料的轴为基准且径向与该轴的轴向正交，第二喷射所喷出的雾状燃料相对于第一喷射所喷出的雾状燃料位于径向内侧。这样就能防止雾状燃料彼此重叠。

这样，在发动机1热机时，既会在燃烧室17内形成混合气层和隔热气体层，又会让第一喷射和第二喷射所喷出的雾状燃料在燃烧室17内位于互不相同的位置。这样一来，混合气层的局部当量比就会降低。

如图2所示，如果在已形成隔热气体层和混合气层的状态下，混合气进行CAI燃烧，则混合气层与燃烧室17的壁面之间的隔热气体层就能够抑制混合气层的火焰与燃烧室17的壁面接触，并且，该隔热气体层能够作为隔热层，抑制从燃烧室17内向燃烧室17的壁面传热。因为混合气层的局部当量比较低，燃烧温度较低，所以在发动机1热机时，能够大幅度地降低冷却损失。

需要说明的是，仅凭降低冷却损失，降低的那部分冷却损失会被转化为排气损失而不太有助于提高指示热效率，但该发动机1会利用随高压缩比化而发生的高膨胀比化，将相当于降低的那部分冷却损失的燃烧气体的能量高效率地转化为机械功。即，发动机1采用既降低冷却损失又降低排气损失的构成，由此能够大幅度地提高指示热效率。

为了在燃烧室17内形成上述混合气层和隔热气体层，喷射燃料的时刻优选为燃烧室17内气体流动较弱时。因此，进气道具有直线形状，保证燃烧室17内不产生或难以产生涡流，并且，进气道构成为使滚流也尽可能地较弱。

控制燃料喷射的详细情况

在发动机1热机时，通过降低冷却损失，就能提高热效率。另一方面，在发动机1的温度未达到规定温度即冷机时，要求促进发动机1暖机。但如果如上述通过形成隔热气体层来降低冷却损失，就会抑制从燃烧室17内向燃烧室17的壁面传热，因此不利于发动机1暖机。

优选地，在发动机1冷机时，如果催化转化器192中的催化剂未活化，也优先让催化转化器192中的催化剂活化，再让发动机1暖机。

于是，在该发动机1中，根据催化转化器192中催化剂的活化状态和发动机1的温度状态，来变更向燃烧室17内喷射燃料时的喷射方式。

图4的中图示出催化转化器192中的催化剂未活化时且发动机1冷机时的燃料喷射方式，图4的下图示出催化转化器192中的催化剂活化时且发动机1冷机时的燃料喷射方式。图4的上图如上述，示出发动机1热机时的燃料喷射方式。需要说明的是，图4的上图、中图和下图中，燃料喷射量都是相同的。发动机控制器100根据来自液温传感器58的检测信号，判断发动机1的温度状态，并且根据来自催化剂温度传感器59的检测信号，判断催化转化器192中的催化剂的活化状态。需要说明的是，发动机1的温度状态还可以利用冷却液温度以外的参数确认得知，催化转化器192中的催化剂的活化状态也可以利用催化剂温度以外的参数确认得知。

优选地，催化转化器192中的催化剂未活化时，先促进催化转化器192中的催化剂的活化，再让发动机1暖机。于是，如图4的中图所示，发动机控制器100对燃料喷射方式进行设定。也就是说，与发动机1热机时同样，催化转化器192中的催化剂未活化时，进行分段喷射。其中，该分段喷射包括具有第一升程的第一喷射和具有第二升程的第二喷射。催化转化器192中的催化剂未活化时，使第一喷射的喷射开始时刻推迟到比发动机1热机时晚。这样一来，第一喷射在开始喷射时，气缸11内的压力和温度都较高，因此能够抑制喷出的雾状燃料飞散太远而到达燃烧室17的壁面这一情况。还能可靠地防止喷出的燃料的液滴附着到燃烧室17的壁面上。与发动机1热机时同样，催化转化器192中的催化剂未活化时，也在燃烧室17内形成混合气层，在该混合气层周围形成相对较厚的隔热气体层。通过形成相对较厚的隔热气体层，就能如上述，抑制从燃烧室17内向燃烧室17的壁面传热。相应地，就能够提高从发动机1排出的尾气的温度。

催化转化器192中的催化剂未活化时，发动机控制器100使引入气缸11内的空气量减少到比发动机1热机时少，由此就使燃烧室11内包括混合气层和隔热气体层的气体整体的当量比

在小于1的范围内比发动机1热机时更接近1。例如，还可以通过使节气门55的开度变小，来减少引入气缸11内的空气量。还可以利用EGR系统510将已燃气体引入气缸11内，来相应地减少引入气缸11内的空气量。这样，在不增加燃料喷射量的情况下，减少引入气缸11内的空气量，使燃烧室11内的气体整体的当量比

接近1，由此就能够抑制燃料消耗量。

通过使当量比

接近1，就能提高燃烧温度。一旦燃烧温度升高，就能够提高尾气温度。此处，优选使混合气层的局部空燃比为排出HC(碳氢化合物)最少的A/F＝16左右。这样一来，就能抑制催化转化器192中的催化剂未活化时从发动机1排出HC。

催化转化器192中的催化剂未活化时，使第一喷射和第二喷射之间的间隔比发动机1热机时短。图4的横轴表示曲轴转角。假设图4的上图、中图和下图中的发动机转速都相同，图4的上图、中图和下图中横轴的宽度，既表示曲轴转角的大小，又与时间长短相对应。

通过使两次喷射之间的时间间隔较短，后喷出的雾状燃料就会受到先喷出的雾状燃料产生的气流的强烈影响而被该气流吸引。尤其是，后喷出的第二喷射的升程相对较小，因此刚开始喷射燃料时喷射速度较低。因此，第二喷射受到先喷出的第一喷射产生的气流的强烈影响，而靠近第一喷射所喷出的雾状燃料。这样，催化转化器192中的催化剂未活化时，第一喷射和第二喷射分别喷出的雾状燃料就会在燃烧室17内中互相靠近。其结果是，催化转化器192中的催化剂未活化时，混合气层的局部当量比较高。这样一来，就能提高燃烧温度。

这样，催化转化器192中的催化剂未活化时，将以下两方面相结合：如图6所示，在燃烧室17内形成隔热气体层，该隔热气体层比图2所示的热机时的隔热气体层厚，从而抑制从燃烧室17内向燃烧室17的壁面传热；使混合气层的空燃比A/F为16左右来抑制排出HC，并且，使燃烧室17的气体整体的当量比

比发动机1热机时更接近1来提高燃烧温度。需要说明的是，图2和图6中，以颜色深浅不同来表示混合气层的当量比的差异。这样一来，从发动机1排出的尾气温度升高，从而促进催化转化器192中催化剂的升温。如图4的中图所示，推迟第一喷射的喷射开始时刻，第二喷射的喷射结束时刻也随之推迟。因此，能够将燃烧结束时刻推迟到比发动机1热机时晚，从而能够进一步提高尾气温度。

当催化转化器192中的催化剂的温度升高，虽未达到能够活化的程度但却达到能够净化CO的程度(100℃左右)时，发动机控制器100做出变更，使燃烧室17内的混合气更浓。具体而言，通过进一步减少引入气缸11内的空气量，来使隔热层的局部当量比

达到1以上。燃烧室17内的气体整体的当量比

设为1或小于1即可。燃料喷射方式为图4的中图所示的方式，如图7所示，在燃烧室17内形成混合气层和相对较厚的隔热气体层。隔热气体层的厚度与图6的示例同样。不过，在图7中，混合气层比图6所示的催化剂未活化时浓(以颜色深浅不同来表示图7所示的混合气层与图6所示的混合气层的当量比的差异)。这样一来，就能够从发动机1排出高温尾气。

通过使混合气层变浓，就能够使发动机1排出CO。该CO在催化转化器192中发生氧化反应转化为CO₂。利用该放热反应能够使催化转化器192中的催化剂升温。这样一来，就能够使催化转化器192中的催化剂尽早活化。需要说明的是，其间，从发动机1也会排出HC，但因为能够在短时间内使催化转化器192中的催化剂活化，因此能够在整体上抑制排出HC。

催化转化器192中的催化剂活化后，发动机控制器100就对燃料喷射方式做出变更。需要说明的是，发动机1仍然是冷机状态。如图4的下图所示，发动机1冷机时也进行包括第一喷射和第二喷射的分段喷射，使第一喷射的喷射开始时刻提前到比催化转化器192中的催化剂未活化时早。使第一喷射的喷射开始时刻提前到比发动机1热机时早。这样一来，在催化转化器192中的催化剂活化后且发动机1冷机时，会在气缸11内的压力和温度不高时喷射燃料。第一喷射因为升程相对较大，所以如上述，喷射速度相对较高。这样一来，喷出的雾状燃料就会到达燃烧室17的壁面附近，如图8所示，隔热气体层消失，或者，隔热气体层变薄。不过，因为发动机1的温度较低，所以优选避免喷出的燃料的液滴附着到燃烧室17的壁面上。

根据发动机1的温度状态，使第一喷射的喷射开始时刻提前，使得发动机1的温度越低，隔热气体层越薄。因此，随发动机1升温而推迟第一喷射的喷射开始时刻，就使得隔热气体层逐渐变厚。

发动机控制器100还通过对节气门55和/或EGR系统510进行控制，来调节引入发动机1的空气量，以使燃烧室17内的气体整体的当量比

变为1以下。在燃烧室17内形成隔热气体层时，优选使气体整体的当量比

小于1(这是为了使混合气层的局部当量比

不超过1)。需要说明的是，在发动机1冷机时，使燃烧室17内的气体整体的当量比

比发动机1热机时更接近1。这样一来，就使燃烧温度比热机时高。

在发动机1冷机时，使第一喷射和第二喷射之间的间隔比发动机1热机时短。这样一来，混合气层的局部当量比就会变高，从而提高燃烧温度。

这样，在发动机1冷机时，通过使隔热气体层消失或变薄，从燃烧室17内就会向燃烧室17的壁面传热(也就是说，像热机时一样，热传递不受抑制)。燃烧室17内的混合气比发动机1热机时浓，而且第一喷射和第二喷射之间的间隔相对较短，因此混合气层的局部当量比提高。其结果是，能够使燃烧温度提高，从而能够促进发动机1暖机。

当发动机1的冷却液温度达到规定温度且发动机1暖机结束时，如图4的上图所示，发动机控制器100就会使燃料的喷射开始时刻推迟到比冷机时晚。这样，就在燃烧室17内可靠地形成混合气层与该混合气层周围的隔热气体层(参照图2)。使燃烧室17内的气体整体的当量比

比冷机时小且所含燃料比冷机时少，由此使燃烧温度降低。这样在发动机1热机时，通过降低冷却损失就能提高热效率。

如上述，发动机控制器100根据催化转化器192中的催化剂活化状态和发动机1的温度状态，来变更燃料喷射方式，由此，如果在催化转化器192中的催化剂未活化时且发动机1的冷机状态下起动发动机1，则首先，使隔热气体层较厚，以使催化转化器192中的催化剂活化，然后，使隔热气体层变薄，来促进发动机1暖机，发动机1暖机结束后，再次使隔热气体层变厚，来降低冷却损失。

需要说明的是，在所述构成中，在催化转化器192中的催化剂活化时且发动机1冷机时，使燃烧室17内的隔热气体层消失或者变薄，但还可以例如在燃烧室17内的壁面附近形成混合气层的同时，在燃烧室17内的中央部形成一个所含燃料比混合气层少的层。像这样，通过所谓的逆层化，就能够使混合气在燃烧室17的壁面附近燃烧，从而能够进一步促进从燃烧室17内向燃烧室17的壁面传热。通过适当地调节燃料通过燃料喷射阀6喷向燃烧室17内的燃料喷射方式(喷射开始时刻、升程和喷射时间)，就能够实现上述逆层化。

在催化转化器192中的催化剂未活化时，为了进一步促进催化转化器192中的催化剂活化，上述燃料喷射方式可以与以下各种方案进行结合。还可以采用以下各种方案来替代上述燃料喷射方式。例如，为了提高流往排气侧的热通量，还可以使发动机1的怠速转速升高来增加排气流量。当混合气难以点燃时，还可以通过使助燃系统56工作，而可靠地点燃混合气。如上述，为了不减少引入气缸11内的空气量，而是增加填充量来增加排气流量，还可以打开节气门55或者将进气门21的关闭时刻设在进气下止点附近。

为了使尾气温度进一步升高，还可以使排气门22的关闭时刻提前。而且，还可以在燃烧室17内形成的混合气层中的排气侧附近的区域，形成空燃比相对较小的混合气层，由此使高温尾气被迅速排出并供向催化转化器192。

还可以在催化转化器192中的催化剂未活化时且温度超过规定温度的状态下，通过进一步推迟燃料的喷射开始时刻，而推迟燃烧结束时刻，从而进一步提高尾气温度。还可以不减少引入气缸11内的空气量，而是增加燃料喷射量，使混合气层的局部当量比在

以上。

在催化转化器192中的催化剂活化时且发动机1冷机时，为了进一步促进发动机1暖机，上述燃料喷射方式还可以与以下各种方案进行结合。还可以采用以下各种方案来替代上述燃料喷射方式。还可以例如让气缸11内产生涡流，从而提高燃烧室17的壁面附近的流速，促进从燃烧室17内向燃烧室17的壁面传热。需要说明的是，如果在发动机1热机时或催化转化器192中的催化剂未活化时形成隔热气体层，则如上述，优选燃烧室17内的气体流动较弱。为了使燃烧开始时刻提前，还可以进一步使燃料的喷射开始时刻提前。还可以通过将进气门21的关闭时刻设在进气下止点附近来提高有效压缩比，而使CAI的燃烧开始时刻提前。而且，为了使引入气缸11内的空气升温，还可以增加通过中间加温器(interwarmer)的流量。其中，该中间加温器设在进气通路181的中途。对于带增压器的发动机而言，还可以使中间冷却器的旁通流量增加，而使引入气缸11内的空气升温。

需要说明的是，在发动机1热机时、发动机1冷机时以及催化转化器192中的催化剂未活化时这三种情况中，如图9所示，第二喷射均可以由包括多次燃料喷射的多段喷射构成。如上述，具有压电元件的燃料喷射阀6响应度很高，能够在1～2msec之间进行包括约20次喷射的多段喷射。在将第二喷射设为多段喷射的情况下，如图5所示，喷出的雾状燃料也会在燃料喷射阀6附近且向燃料喷射阀6的喷射轴心S靠近。需要说明的是，在图9的示例中，构成第二喷射的每次燃料喷射之间的间隔实质上设为了0，但还可以在两次燃料喷射之间设置规定间隔。

在上述示例中，采用了外开阀式燃料喷射阀作为燃料喷射阀6，但适用于本处所公开的技术的燃料喷射阀6不限于外开阀式燃料喷射阀。例如VCO(无压力室：Valve CoveredOrifice)喷油嘴类型的喷油器也能够通过对在喷口处发生的空化现象的程度进行调节，来变更喷口的有效开口面积。因此，与外开阀式燃料喷射阀同样，通过图4或图9所示的燃料喷射方式，既能够在空腔163内的中央部形成混合气层，在该混合气层外周形成隔热气体层，又能够抑制形成局部过浓的混合气。

需要说明的是，在上述示例中，不仅采用了燃烧室和进气道的绝热构造，而且在燃烧室内形成隔热气体层，但本处所公开的技术也能够应用于不采用绝热构造的发动机。

－符号说明－

1 发动机

100 发动机控制器(燃料喷射控制部)

11 气缸

12 气缸体

13 气缸盖

16 活塞

17 燃烧室

192 催化转化器(催化器)

55 节气门(进气量调节单元)

510 EGR系统(进气量调节单元)

6 燃料喷射阀。

Claims (7)

1.一种直喷发动机的燃料喷射控制装置，其包括发动机和燃料喷射控制部，其中，所述发动机包括燃烧室，所述燃烧室由气缸盖的顶部、设在气缸体上的气缸以及在所述气缸内往复运动的活塞划分出来，所述燃料喷射控制部构成为在所述燃烧室内具有为了喷射液体燃料而设的燃料喷射阀且在规定的时刻向所述燃烧室内喷射所述燃料，

在所述发动机的温度达到规定温度以上即热机时，所述燃料喷射控制部以规定的喷射方式向所述燃烧室内喷射所述燃料，使得混合气点燃时，在所述燃烧室内形成混合气层与该混合气层周围的隔热气体层，

在所述发动机的温度未达到所述规定温度即冷机时，所述燃料喷射控制部变更向所述燃烧室内喷射所述燃料时的喷射方式，使得所述发动机的温度越低，所述隔热气体层越薄，

所述燃料喷射控制部进行分段喷射，所述分段喷射包括多次燃料喷射，

在所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部使所述分段喷射中两次喷射之间的暂停时间比所述发动机热机时短。

2.根据权利要求1所述的直喷发动机的燃料喷射控制装置，其中，

所述直喷发动机的燃料喷射控制装置还包括催化器，所述催化器设在所述发动机的排气侧且构成为净化从所述燃烧室排出的尾气，

在所述催化器中的催化剂活化后且所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部变更向所述燃烧室内喷射燃料时的喷射方式，使得所述发动机的温度越低，所述隔热气体层越薄，

在所述催化器中的催化剂未活化时且所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部以规定的喷射方式向所述燃烧室内喷射燃料，使得所述隔热气体层比所述催化器中的催化剂活化后且所述发动机冷机时厚。

3.根据权利要求2所述的直喷发动机的燃料喷射控制装置，其中，

在所述催化器中的催化剂未活化时且所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部使所述燃料的喷射开始时刻推迟到规定时刻，使得所述隔热气体层变厚，

在所述催化器中的催化剂活化后且所述发动机冷机时，所述燃料喷射控制部使所述燃料的喷射开始时刻提前到比所述催化器中的催化剂未活化时且所述发动机冷机时早。

4.根据权利要求2或3所述的直喷发动机的燃料喷射控制装置，其中，

所述直喷发动机的燃料喷射控制装置还包括进气量调节单元，所述进气量调节单元构成为调节引入所述气缸内的空气量，

在所述催化器中的催化剂未活化时且所述发动机冷机时，所述进气量调节单元使引入所述气缸内的所述空气量比所述发动机热机时少，由此使所述燃烧室内的气体的当量比接近1。

5.根据权利要求4所述的直喷发动机的燃料喷射控制装置，其中，

在所述催化器中的催化剂未活化时且所述催化器中的催化剂的温度超过规定温度时，所述进气量调节单元使所述混合气层的当量比在1以上，并且，使所述燃烧室内的气体整体的当量比为1或者比所述催化器中的催化剂的温度在所述规定温度以下时更接近1。

6.根据权利要求4所述的直喷发动机的燃料喷射控制装置，其中，

所述进气量调节单元通过将已燃气体引入所述气缸内，使引入所述气缸内的所述空气量变少。

7.根据权利要求5所述的直喷发动机的燃料喷射控制装置，其中，

所述进气量调节单元通过将已燃气体引入所述气缸内，使引入所述气缸内的所述空气量变少。

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