CN110529274A - 内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机。在内燃机中确保发动机起动性并抑制与混合气的燃烧相伴的微粒子的生成。内燃机(100)具备向燃烧室(9)内直接喷射燃料的缸内喷射用喷射器(12)、向进气通路内喷射燃料的进气喷射用喷射器(11)、及控制从这些喷射器的燃料喷射的控制装置。控制装置构成为,至内燃机的起动后的规定的时期为止,进行仅通过从缸内喷射用喷射器喷射的燃料来形成燃烧室内的混合气的第一控制,在规定的时期以后,进行通过含有从进气喷射用喷射器喷射的燃料比含有从缸内喷射用喷射器喷射的燃料多的燃料来形成燃烧室内的混合气的第二控制。第二控制中的混合气的空燃比小于第一控制中的混合气的空燃比且小于理论空燃比。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机。
背景技术
以往,已知有具备向燃烧室内直接喷射燃料的缸内喷射用喷射器和向进气口等进气通路内喷射燃料的进气喷射用喷射器的内燃机(例如,专利文献1)。
在上述的内燃机中,提出了如下方案:在内燃机的起动时,以首先从缸内喷射用喷射器喷射燃料,然后,从进气喷射用喷射器喷射燃料的方式控制这些喷射器(专利文献1)。通过进行这样的控制,能够确保良好的发动机起动性,并能够抑制发动机起动时的未燃成分的排出。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2005-307916号公报
发明内容
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
然而,在使内燃机停止时,停止来自喷射器的燃料喷射后,内燃机也会进行一定程度的旋转。因此,在使内燃机停止时,在内燃机的排气通路配置的排气净化催化剂吸储大量的氧。为了在内燃机的再起动后也通过排气净化催化剂良好地净化废气,需要在使内燃机再起动时使吸储于排气净化催化剂的氧放出。
为了在内燃机的再起动时将吸储于排气净化催化剂的氧放出,可考虑在内燃机的再起动后的一定程度的期间使向排气净化催化剂流入的废气的空燃比成为比理论空燃比浓的浓空燃比的情况。通过像这样浓空燃比的废气向排气净化催化剂流入,吸储于排气净化催化剂的氧为了与废气中的未燃HC等反应而从排气净化催化剂放出。由此,能够提高排气净化催化剂的净化能力。
然而,如上所述在具备缸内喷射用喷射器和进气喷射用喷射器的内燃机中,在内燃机的起动时,首先从缸内喷射用喷射器喷射燃料。然而,在从缸内喷射用喷射器喷射燃料时如果如上所述为了使废气的空燃比成为浓空燃比而喷射大量的燃料,则燃料不均匀地混合,由此,由于混合气的燃烧而生成较多的微粒子。
另一方面,也可考虑在内燃机的起动时,不使来自缸内喷射用喷射器的燃料喷射,而仅从进气喷射用喷射器喷射燃料的情况。然而,从进气喷射用喷射器喷射的燃料在燃烧室内燃烧之前花费一定程度的时间,因此内燃机的起动花费时间,发动机起动性恶化。
本发明鉴于上述课题而作出,其目的是在内燃机中确保发动机起动性并抑制与混合气的燃烧相伴的微粒子的生成。
【用于解决课题的方案】
本发明为了解决上述课题而作出,其主旨如下所述。
(1)一种内燃机,具备向燃烧室内直接喷射燃料的缸内喷射用喷射器、向进气通路内喷射燃料的进气喷射用喷射器、及控制来自这些喷射器的燃料喷射的控制装置,其中,所述控制装置构成为,至内燃机的起动后的规定的时期为止,进行第一控制,所述第一控制仅通过从所述缸内喷射用喷射器喷射的燃料来形成所述燃烧室内的混合气,在所述规定的时期以后,进行第二控制,所述第二控制通过含有从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料比含有从所述缸内喷射用喷射器喷射的燃料多的燃料来形成所述燃烧室内的混合气,所述第二控制中的混合气的空燃比小于所述第一控制中的混合气的空燃比且小于理论空燃比。
(2)根据上述(1)记载的内燃机,其中,在所述第二控制中,仅通过从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成所述燃烧室内的混合气。
(3)根据上述(1)记载的内燃机,其中,所述第一控制中的混合气的空燃比大致为理论空燃比。
(4)根据上述(1)~(3)中任一项记载的内燃机,其中,所述规定的时期是内燃机的起动后一循环完成的时期,
所述控制装置构成为,在内燃机的起动后一循环的期间通过所述第一控制形成燃烧室内的混合气,在内燃机的起动后第二循环以后通过所述第二控制形成燃烧室内的混合气。
(5)根据上述(1)~(3)中任一项记载的内燃机,其中,所述规定的时期是通过在发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成混合气之前的时期,所述控制装置构成为,在通过发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成燃烧室内的混合气之前进行所述第一控制,在通过发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成了燃烧室内的混合气之后进行第二控制。
(6)根据上述(1)~(3)中任一项记载的内燃机,其中,所述控制装置构成为,能够执行如下控制:第一起动喷射控制,在内燃机的起动后一循环的期间进行所述第一控制,在内燃机的起动后第二循环以后进行所述第二控制;及第二起动喷射控制,在通过发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成燃烧室内的混合气之前进行所述第一控制,在通过发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成了燃烧室内的混合气之后进行第二控制,所述控制装置构成为,根据所述内燃机的起动时的内燃机的状态,在所述内燃机的起动时进行所述第一起动喷射控制及所述第二起动喷射控制中的一方。
(7)根据上述(1)~(6)中任一项记载的内燃机,其中,所述控制装置构成为,以所述内燃机的起动时的所述内燃机的燃烧室的壁面温度越低则所述第二控制的结束时期越延迟的方式进行所述第二控制。
(8)根据上述(1)~(7)中任一项记载的内燃机,其中,所述控制装置构成为,根据所述内燃机的起动后的从两喷射器的总燃料喷射量来决定所述第二控制的结束时期。
(9)根据上述(1)~(8)中任一项记载的内燃机,其中,所述控制装置构成为,在所述内燃机的起动时推定为所述内燃机的燃烧室的壁面温度为预先确定的温度以上时,在所述内燃机的起动后不执行所述第二控制。
【发明效果】
根据本发明,在内燃机中能够确保发动机起动性并抑制与混合气的燃烧相伴的微粒子的生成。
附图说明
图1是概略性地表示本实施方式的内燃机的图。
图2是表示发动机转速及发动机负载与喷射模式的关系的图。
图3是表示在内燃机的通常运转中进行的通常喷射控制的控制例程的流程图。
图4是内燃机的起动时的总燃料供给量等的时间图。
图5是内燃机的起动初期的燃料喷射时期等的时间图。
图6是表示从两喷射器的燃料喷射控制的控制例程的流程图的一部分。
图7是表示从两喷射器的燃料喷射控制的控制例程的流程图的一部分。
图8是表示增量标志的设定控制的控制例程的流程图。
图9是内燃机的起动初期的燃料喷射时期等的与图5同样的时间图。
图10是表示从两喷射器的燃料喷射控制的控制例程的与图7同样的流程图的一部分。
图11是表示从两喷射器的燃料喷射控制的控制例程的与图7同样的流程图的一部分。
图12是内燃机的起动时的总燃料供给量等的与图4同样的时间图。
图13是表示从两喷射器的燃料喷射控制的控制例程的与图7同样的流程图的一部分。
【标号说明】
1 发动机主体
9 燃烧室
10 火花塞
11 进气喷射用喷射器
12 缸内喷射用喷射器
20 排气净化催化剂
31 ECU
100 内燃机
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明本发明的实施方式。需要说明的是,在以下的说明中,对于同样的构成要素标注同一参照编号。
<第一实施方式>
《内燃机整体的说明》
图1是概略性地表示使用第一实施方式的控制装置的内燃机的图。如图1所示,内燃机100的发动机主体1具备气缸体2、在气缸体2的气缸内往复移动的活塞3、固定在气缸体2上的气缸盖4、进气门5、进气口6、排气门7、排气口8。在活塞3与气缸盖4之间形成有燃烧室9。进气门5对进气口6进行开闭,排气门7对排气口8进行开闭。而且,在发动机主体1可以设置对进气门5的配气正时进行控制的进气可变配气正时机构,或者对排气门7的配气正时进行控制的排气可变配气正时机构。需要说明的是,本实施方式的内燃机100是具有4个气缸的直列4气缸的内燃机,但也可以为V型6气缸等其他的形式的内燃机。
如图1所示,在气缸盖4的内壁面的中央部配置火花塞10。火花塞10构成为根据点火信号而产生火花。而且,在气缸盖4的进气口6附近设有向进气口6内喷射燃料的进气喷射用喷射器11。而且,在气缸盖4的燃烧室外周附近设有向燃烧室9内直接喷射燃料的缸内喷射用喷射器12。需要说明的是,进气喷射用喷射器11可以构成为向进气支管13等进气口6以外的进气通路内喷射燃料。
各气缸的进气口6分别经由对应的进气支管13而连结于稳压罐14,稳压罐14经由进气管15而连结于空气滤清器16。进气口6、进气支管13、稳压罐14、进气管15形成进气通路。而且,在进气管15内配置有由节气门驱动促动器17驱动的节气门18。
另一方面,各气缸的排气口8连结于排气歧管19,排气歧管19连结于内置有排气净化催化剂20的壳体21。壳体21连结于排气管22。排气口8、排气歧管19、壳体21及排气管22形成排气通路。
排气歧管19与稳压罐14通过EGR管24而相互连通。在EGR管24设有对于从排气歧管19向稳压罐14在EGR管24内流动的EGR气体进行冷却的EGR冷却器25。而且,在EGR管24设有控制向稳压罐14供给的EGR气体的流量的EGR控制阀26。EGR管24、EGR冷却器25及EGR控制阀26构成将废气的一部分向进气通路供给的EGR机构。
另外,内燃机100具备电子控制单元(ECU)31。ECU31具备RAM(随机存取存储器)33、ROM(只读存储器)34、CPU(微型处理器)35、输入端口36及输出端口37,它们经由双方向性总线32而相互连接。
在进气管15设有用于检测在进气管15内流动的空气流量的气流计39,在节气门18设有检测节气门18的开度的节气门开度传感器40。此外,在气缸体2设有检测在发动机主体1内流动的冷却水的温度的温度传感器41,在排气歧管19设有检测在排气歧管19内流动的废气的空燃比(以下,也称为“排气空燃比”)的空燃比传感器42。这些气流计39、节气门开度传感器40、温度传感器41及空燃比传感器42的输出经由对应的AD转换器38向输入端口36输入。
另外,在加速踏板43连接有产生与加速踏板43的踏入量成比例的输出电压的负载传感器44,负载传感器44的输出电压作为表示发动机负载的信号经由对应的AD转换器38向输入端口36输入。曲轴角传感器45例如每当曲轴旋转10度时产生输出脉冲,该输出脉冲向输入端口36输入。在CPU35中,根据该曲轴角传感器45的输出脉冲来计算发动机转速。
另一方面,输出端口37经由对应的驱动电路46而连接于火花塞10、进气喷射用喷射器11、缸内喷射用喷射器12及节气门驱动促动器17。因此,ECU31作为对于火花塞10的点火时期、从进气喷射用喷射器11及缸内喷射用喷射器12的燃料喷射时期或燃料喷射量、节气门18的开度等进行控制的控制装置发挥功能。
《排气净化催化剂的性质》
排气净化催化剂20是具有储氧能力的三效催化剂。具体而言,排气净化催化剂20是使由陶瓷构成的载体载持具有催化剂作用的催化剂贵金属(例如,铂(Pt))及具有储氧能力的物质(例如,铈(CeO2))的三效催化剂。三效催化剂具有当向三效催化剂流入的废气的空燃比维持成理论空燃比时,将未燃HC、CO及NOx同时净化的功能。此外,在排气净化催化剂20吸储有一定程度的氧的情况下,即使向排气净化催化剂20流入的废气的空燃比相对于理论空燃比向浓侧或稀侧稍偏离,也能将未燃HC、CO及NOx同时净化。
即,如果排气净化催化剂20具有储氧能力,即排气净化催化剂20的储氧量比最大能够储氧量少,则在向排气净化催化剂20流入的废气的空燃比比理论空燃比稍变稀时,废气中包含的过剩的氧被吸储在排气净化催化剂20内。因此,排气净化催化剂20的表面上维持为理论空燃比。其结果是,在排气净化催化剂20的表面上,未燃HC、CO及NOx被同时净化,此时,从排气净化催化剂20流出的废气的空燃比成为理论空燃比。
另一方面,如果排气净化催化剂20处于能够放出氧的状态,即排气净化催化剂20的储氧量比0多,则在向排气净化催化剂20流入的废气的空燃比比理论空燃比稍变浓时,从排气净化催化剂20放出对于使废气中包含的未燃HC、CO还原而言不足的氧。因此,在这种情况下,排气净化催化剂20的表面上也维持为理论空燃比。其结果是,在排气净化催化剂20的表面上,未燃HC、CO及NOx同时被净化,此时,从排气净化催化剂20流出的废气的空燃比成为理论空燃比。
这样,在排气净化催化剂20吸储有一定程度的氧的情况下,即使向排气净化催化剂20流入的废气的空燃比相对于理论空燃比向浓侧或稀侧稍偏离,未燃HC、CO及NOx也同时被净化,从排气净化催化剂20流出的废气的空燃比成为理论空燃比。
《通常喷射控制》
接下来,参照图2及图3,说明内燃机100的通常运转中(不是发动机起动运转中)的从喷射器11、12的燃料喷射控制。图2是表示发动机转速及发动机负载与喷射模式的关系的图。在图2中,口喷射模式是仅从进气喷射用喷射器11进行燃料喷射的喷射模式。而且,两喷射模式是从进气喷射用喷射器11及缸内喷射用喷射器12这两方进行燃料喷射的喷射模式。而且,缸内喷射模式是仅从缸内喷射用喷射器12进行燃料喷射的喷射模式。
如图2所示,在各发动机转速下,在发动机负载低时,以口喷射模式喷射燃料。另一方面,在各发动机转速下,在发动机负载高时,以缸内喷射模式喷射燃料。并且,在发动机负载为上述之间的负载时,以两喷射模式喷射燃料。
在此,从进气喷射用喷射器11喷射的燃料在压缩上止点附近进行燃烧之前能够确保一定程度的时间。因此,从进气喷射用喷射器11喷射的燃料与从缸内喷射用喷射器12喷射的燃料相比,其混合气的均质性升高。在本实施方式中,在发动机负载低时,以口喷射模式喷射燃料,因此能够提高混合气的均质性,由此能够使混合气良好地燃烧。
另一方面,以缸内喷射模式喷射的燃料在燃烧室9内进行气化,因此由于气化潜热而混合气被冷却。因此,当从缸内喷射用喷射器12喷射燃料时,与从进气喷射用喷射器11喷射燃料的情况相比,能够降低压缩上止点附近的燃烧室9内的温度。在此,在发动机负载高时,向燃烧室9填充的进气气体量增多而压缩上止点的混合气的温度升高,在本实施方式中,在发动机负载高时,以缸内喷射用喷射器12喷射燃料。其结果是,能够抑制爆震并增多向燃烧室9填充的进气气体量,由此能够提高内燃机100的输出。
图3是表示在内燃机100的通常运转中进行的通常喷射控制的控制例程的流程图。图示的控制例程例如在后述的图6及图7的流程图中每当控制例程到达步骤S40时执行。
首先,在步骤S11中,算出来自进气喷射用喷射器11及缸内喷射用喷射器12的总燃料喷射量Qb。总燃料喷射量Qb根据例如基于由负载传感器44检测到的发动机负载及曲轴角传感器45的输出而算出的发动机转速等来算出。也可以在上述的基础上或者取代上述的一部分而根据由节气门开度传感器40检测到的节气门18的开度等其他的参数的值来算出总燃料喷射量Qb。
接下来,在步骤S12中,算出来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射量相对于总燃料喷射量的比率(以下,也称为“口喷射比率”)Rp。口喷射比率Rp基于发动机负载及发动机转速,使用图2所示那样的映射来算出。在图2的口喷射模式的区域中,口喷射比率Rp被算出作为1,在缸内喷射模式的区域中,口喷射比率Rp被算出作为0。
接下来,在步骤S13中,通过下述式(1)算出从进气喷射用喷射器11应喷射的燃料量(以下,也称为“口喷射量”)Qp。并且,在步骤S14中,通过下述式(2)算出从缸内喷射用喷射器12应喷射的燃料量(以下,也称为“缸内喷射量”)Qd。
Qp=Rp×(Qb+ΔQ)…(1)
Qd=(1-Rp)×(Qb+ΔQ)…(2)
需要说明的是,在上述式(1)及式(2)中,ΔQ是任意的校正量,基于内燃机100的空燃比控制等来设定。特别是在本实施方式中,利用图6及图7所示的控制例程来算出校正量ΔQ。
《发动机起动时的喷射控制》
然而,来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射需要在进气气体被吸入燃烧室9内之前进行。因此,来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射在对应的气缸的从排气行程至进气行程的前半进行。因此,在内燃机100的起动时,当从进气喷射用喷射器11喷射燃料时,首先喷射的燃料进行燃烧之前花费时间,内燃机100的起动性下降。
另一方面,在压缩行程中从缸内喷射用喷射器12向燃烧室9内直接喷射燃料。因此,来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射在即将成为进行向混合气的点火的压缩上止点之前的压缩行程中进行。因此,在内燃机的起动时如果从缸内喷射用喷射器12喷射燃料,则能够使首先喷射的燃料在发动机刚起动之后燃烧,由此,内燃机100的起动性提高。
然而,在内燃机100的起动时,通常,对燃烧室9进行界定的壁面(活塞3的上表面或气缸盖4的下表面等)的温度(以下,也称为“燃烧室的壁面温度”)低。在内燃机100由于怠速停止等而间歇地停止的情况下,在内燃机100内流动的冷却水有时也会维持比较高的温度,但是燃烧室9的壁面温度即使在这样的情况下也会下降一定程度。这样在燃烧室9的壁面温度下降的状态下从缸内喷射用喷射器12进行燃料喷射时,喷射的燃料难以气化,局部性地产生燃料浓度浓的区域。在包含这样燃料浓度浓的区域的状态下混合气燃烧时,伴随着混合气的燃烧而生成的微粒子的量增大,会导致排气排放的恶化。
相对于此,从进气喷射用喷射器11喷射的燃料即使燃烧室9的壁面温度低,由于从喷射至点火为止存在充分的时间,因此与空气也能充分混合。因此,即使在内燃机的起动时,如果从进气喷射用喷射器11喷射燃料,则也能够抑制与混合气的燃烧相伴的微粒子的生成,由此能够抑制排气排放的恶化。
因此,在本实施方式中,在内燃机100的起动时进行与通常喷射控制不同的起动喷射控制。在本实施方式中,在起动喷射控制中,仅在内燃机100的起动后第一循环中,进行通过来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料而形成燃烧室9内的混合气的第一控制。此外,在内燃机100的起动后第二循环以后,进行通过来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料而在燃烧室9内形成混合气的第二控制。在内燃机100的起动时,在起动喷射控制中将进气喷射用喷射器11与缸内喷射用喷射器12像这样分开使用,由此能够使内燃机100的起动性高并抑制排气排放的恶化。
然而,在使内燃机100停止时,在使来自进气喷射用喷射器11及缸内喷射用喷射器12的燃料喷射停止之后,由于惯性而内燃机100的曲轴也继续旋转。在此期间,在发动机主体1中被吸入到燃烧室9的空气原封不动地排出,空气向排气净化催化剂20流入。
这样空气向排气净化催化剂20流入时,在排气净化催化剂20吸储大量的氧,排气净化催化剂20的储氧量到达无法再储氧的最大能够储氧量附近。在这样的状态下即使内燃机100再起动而含有比理论空燃比稍稀的NOx的废气向排气净化催化剂20流入,在排气净化催化剂20中也无法再吸储氧,由此无法对NOx进行净化。
因此,在本实施方式中,在使内燃机100起动时,基本上,以使从发动机主体1排出的废气的空燃比成为比理论空燃比浓的空燃比(以下,也称为“浓空燃比”)的方式控制来自喷射器11、12的燃料喷射量。由于浓空燃比的废气向排气净化催化剂20流入,而排气净化催化剂20中吸储的氧与废气中含有的未燃HC、CO反应,由此能够减少排气净化催化剂20的储氧量。
在此,如上所述,在本实施方式中,仅在内燃机100的起动后第一循环通过第一控制利用来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料,在第二循环以后通过第二控制利用来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料。在本实施方式中,每当以使废气的空燃比成为浓空燃比的方式进行燃料供给时,在内燃机100的起动后第一循环的第一控制中以使向燃烧室9内供给的混合气的空燃比大致成为理论空燃比的方式进行燃料喷射。而且,在第二循环以后的第二控制中以使混合气的空燃比成为浓空燃比的方式进行燃料喷射。因此,在本实施方式中,在第一循环的第一控制中,废气的空燃比大致成为理论空燃比,在第二循环以后的第二控制中,废气的空燃比成为浓空燃比。
以下,参照图4及图5,说明内燃机100的起动时的具体的燃料喷射控制的例子。图4是内燃机100的起动时的总燃料供给量、燃料供给比率、燃烧室9的壁面温度、及排气净化催化剂20的储氧量的时间图。图4的总燃料供给量的虚线表示当量比λ成为1的燃料供给量。因此,在来自两喷射器11、12的总燃料供给量为虚线上的量时,从发动机主体1排出的废气的空燃比大致成为理论空燃比。
在图4所示的例子中,在使内燃机100停止时在排气净化催化剂20中吸储氧,因此在时刻t1使内燃机100起动之前,排气净化催化剂20的储氧量成为最大能够储氧量Cmax。而且,在内燃机100的停止中燃烧室9的壁面温度下降,因此在时刻t1以前,燃烧室9的壁面温度成为比较低的温度。
并且,在时刻t1,内燃机100刚起动之后,通过第一控制利用仅来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料。即,在时刻t1以后,来自缸内喷射用喷射器12的燃料供给比率成为100%。由此,如上所述能够提高内燃机100的起动性。
另外,在时刻t1以后,来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射量以向燃烧室9供给的混合气的空燃比大致成为理论空燃比的方式设定。因此,在时刻t1以后,来自两喷射器11、12的总燃料供给量成为当量比λ为1那样的供给量。其结果是,从发动机主体1排出的废气的空燃比大致成为理论空燃比,排气净化催化剂20的储氧量维持最大能够储氧量Cmax的状态。而且,在时刻t1以后,在燃烧室9内混合气燃烧,因此燃烧室9的壁面温度逐渐上升。需要说明的是,当量比λ成为1那样的总燃料供给量(图4中的虚线)在时刻t1的发动机刚起动之后最多,然后逐渐减少。这是因为在发动机刚起动之后进气口6内的负压低,由此向燃烧室9内吸入大量的空气的缘故。
在内燃机100的起动后一循环结束的时刻t2以后,进行第二控制,通过仅来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料。即,在时刻t2以后,来自进气喷射用喷射器11的燃料供给比率成为100%。由此,如上所述能够抑制排气排放的恶化。
另外,在时刻t2以后,来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射量以从发动机主体1排出的废气的空燃比成为浓空燃比的方式设定。因此,在时刻t2以后,来自两喷射器11、12的总燃料供给量成为当量比λ为大于1的值的供给量。其结果是,从发动机主体1排出的废气的空燃比成为浓空燃比,在时刻t2以后,排气净化催化剂20的储氧量逐渐减少。需要说明的是,在时刻t2以后的一定程度的期间总燃料供给量逐渐减少是因为,考虑到从进气喷射用喷射器11喷射的燃料的一部分附着于进气口6的壁面的情况而将来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射量设定得稍多。
在时刻t2以后在燃烧室9内混合气也燃烧,因此燃烧室9的壁面温度逐渐上升,不久之后在时刻t3到达基准温度Tref。该基准温度Tref是如下温度,即,如果成为其以上的温度,则从缸内喷射用喷射器12喷射的燃料充分气化,能抑制混合气的燃料浓度的不均,因此与混合气的燃烧相伴的微粒子的生成量成为一定以下的温度。
在时刻t3,当燃烧室9的壁面温度到达基准温度Tref时,即使从缸内喷射用喷射器12喷射燃料,燃料也充分气化,因此使仅来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射结束。因此,在时刻t3以后进行通常喷射控制,由此,根据发动机运转状态基于图2所示那样的映射,控制来自两喷射器11、12的燃料喷射。
然后,在时刻t4以后,当排气净化催化剂20的储氧量大致成为0时,来自两喷射器11、12的总燃料供给量以混合气的空燃比大致成为理论空燃比的方式设定。因此,在时刻t4以后,来自两喷射器11、12的总燃料供给量成为当量比λ大致为1那样的供给量。其结果是,从发动机主体1排出的废气的空燃比大致成为理论空燃比,在时刻t4以后,排气净化催化剂20的储氧量大致维持0的状态。
图5是内燃机100的起动初期的燃料喷射时期、总燃料供给量、燃料供给比率及燃烧室9的壁面温度的时间图。图5的燃料喷射时期的DI表示缸内喷射用喷射器12的燃料喷射时期,PFI表示进气喷射用喷射器11的燃料喷射时期。而且,图5的总燃料供给量的虚线表示当量比λ成为1那样的燃料供给量。
在图5所示的例子中,与图4所示的例子同样,在时刻t1使内燃机100起动。在图示的例子中,在时刻t1成为1号气缸#1处于压缩行程,3号气缸#3处于进气行程,4号气缸#4处于排气行程,2号气缸#2处于膨胀行程的状态。
在时刻t1内燃机100起动时,首先,进行第一控制。因此,在内燃机100的停止中处于压缩行程的1号气缸#1中从缸内喷射用喷射器12喷射燃料。因此,此时从缸内喷射用喷射器12喷射的燃料向1号气缸#1的燃烧室9供给。而且,此时的燃料喷射量以燃烧室9内的混合气大致成为理论空燃比的方式设定。这样向燃烧室9供给的包含燃料的混合气在压缩上止点附近通过火花塞10点火。
接下来,当伴随着内燃机100的旋转而3号气缸#3成为压缩行程时,在3号气缸#3中从缸内喷射用喷射器12喷射燃料。因此,从缸内喷射用喷射器12喷射的燃料向3号气缸#3的燃烧室9供给。然后,同样,当4号气缸#4成为压缩行程时,在4号气缸#4中从缸内喷射用喷射器12喷射燃料,当2号气缸#2成为压缩行程时,在2号气缸#2中从缸内喷射用喷射器12喷射燃料。来自这些缸内喷射用喷射器12的燃料喷射的燃料喷射量以燃烧室9内的混合气大致成为理论空燃比的方式设定。
另一方面,在本实施方式中如上所述仅在内燃机100的起动后第一循环中进行通过来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射向燃烧室9供给燃料的第一控制。然后,在内燃机100的起动后第二循环以后,进行通过来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料的第二控制。因此,当第一循环的来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射完成时,即在图5所示的例子中在2号气缸#2从缸内喷射用喷射器12喷射燃料时,这以后在任一气缸中都不进行来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射。取代于此,来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射开始。
在此,来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射基本上在从排气行程至进气行程中进行。因此,如图5所示,在4号气缸#4为第一循环的压缩行程中即在4号气缸#4中从缸内喷射用喷射器12喷射燃料时,在处于排气行程中的1号气缸#1中从进气喷射用喷射器11喷射燃料。在第二循环中从进气喷射用喷射器11喷射的燃料向1号气缸#1的燃烧室9供给。
接下来,在2号气缸#2为第一循环的压缩行程中即在2号气缸#2中从进气喷射用喷射器11喷射燃料时,在处于排气行程中的3号气缸#3中,从进气喷射用喷射器11喷射燃料。其结果是,在第二循环中从进气喷射用喷射器11喷射的燃料向3号气缸#3的燃烧室9供给。这以后在各气缸中在排气行程中从进气喷射用喷射器11喷射燃料。其结果是,在时刻t2以后,即在第二循环以后,从进气喷射用喷射器11喷射的燃料向燃烧室9供给。而且,来自这些进气喷射用喷射器11的燃料喷射的燃料喷射量以燃烧室9内的混合气成为浓空燃比的方式设定。
《作用、效果及变形例》
如上所述,在内燃机的起动时,燃烧室9的壁面温度低,如果从缸内喷射用喷射器12进行燃料喷射,则喷射的燃料难以气化。因此,此时如果为了使混合气的空燃比成为浓空燃比而对燃料喷射量进行增量,则产生较多的燃料浓度局部性地浓的区域,由此伴随混合气的燃烧而生成的微粒子的量增大。在本实施方式中,在第一控制中向燃烧室9供给的混合气的空燃比大致为理论空燃比,因此能够抑制微粒子的增大。
另一方面,在本实施方式中,在第二控制中向燃烧室9供给的混合气的空燃比为浓空燃比(比理论空燃比小的空燃比)。特别是在本实施方式中,从内燃机100的起动后第二循环起进行第二控制。因此,在内燃机100的起动后比较早地开始第二控制。其结果是,内燃机100的起动后,能够比较早地使浓空燃比的废气向排气净化催化剂20流入,由此能够比较早地提高排气净化催化剂20的净化能力。
因此,根据本实施方式的内燃机100,在发动机起动后通过进行第一控制来确保发动机起动性,并且如上所述能够提高排气净化催化剂20的净化能力,并抑制与混合气的燃烧相伴的微粒子的生成。
需要说明的是,在上述实施方式中,在第一控制中向燃烧室9供给的混合气的空燃比大致为理论空燃比。然而,如果第二控制中的混合气的空燃比比第一控制中的混合气的空燃比小,则第一控制中的混合气的空燃比可以不为大致理论空燃比。
《流程图》
图6及图7是表示来自两喷射器11、12的燃料喷射控制的控制例程的流程图。图示的控制例程每隔一定时间间隔执行。
首先,在步骤S21中判定起动标志是否设定为OFF。起动标志是在内燃机100起动而进行图4及图5所示的起动喷射控制时设定为ON,在除此以外时设定为OFF的标志。在步骤S21中判定为起动标志为OFF的情况下,控制例程进入步骤S22。
在步骤S22中,判定内燃机100是否为运转中。在步骤S22中,在判定为内燃机100为停止中时,控制例程进入步骤S23。
在步骤S23中,判定从ECU31是否发出内燃机100的起动指令。内燃机100的起动指令在例如搭载有内燃机100的车辆的点火开关为ON时,或在内燃机100的停止中加速踏板43被踏入时等从ECU31发出。在步骤S23中,在判定为从ECU31未发出内燃机100的起动指令时,使控制例程结束。另一方面,在步骤S23中,在判定为从ECU31发出了内燃机100的起动指令时,控制例程进入步骤S24。
在步骤S24中,起动标志设定为ON。接下来,在步骤S25中检测或算出内燃机100即将起动之前的内燃机100的状态。具体而言,例如,通过温度传感器41检测内燃机100的冷却水的温度,通过ECU31算出内燃机100从上次停止起的经过时间。
接下来,在步骤S26中,基于在步骤S25中检测或算出的内燃机100的状态,算出起动喷射控制的结束时期,即仅从进气喷射用喷射器进行燃料喷射的第二控制的结束时期。起动喷射控制的结束时期设为燃烧室9的壁面温度到达基准温度Tref的时期。因此,内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度越低,则起动喷射控制的结束时期设定得越延迟。
具体而言,例如,内燃机100的冷却水的温度越低,则起动喷射控制的结束时期设定得越延迟,内燃机100从上次停止起的经过时间越长,则起动喷射控制的结束时期设定得越延迟。而且,例如,内燃机100从上次停止起的经过时间短时,在内燃机100的起动时,燃烧室9的壁面温度成为基准温度Tref以上。因此,在这样的情况下,不需要执行起动喷射控制,由此当前时刻设定作为起动喷射控制的结束时期。
在下一控制例程中,在步骤S21中判定为起动标志设定为ON,控制例程从步骤S21向S27进入。在步骤S27中,与图3的步骤S11同样地算出总燃料喷射量Qb。
接下来,在步骤S28中,判定成为燃料喷射量的算出对象的气缸是否成为内燃机100的起动后第一循环的压缩行程。在判定为成为对象的气缸成为第一循环的压缩行程的情况下,控制例程进入步骤S29。在步骤S29中,口喷射量Qp设定为0,缸内喷射量Qd设定为在步骤S27中算出的总燃料喷射量Qb,使控制例程结束。其结果是,通过来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射进行向燃烧室9内供给燃料的第一控制。需要说明的是,在步骤S29中,不进行总燃料喷射量的增量校正。
然后,当内燃机100旋转多次时,成为燃料喷射量的算出对象的气缸成为内燃机100的起动后第二循环的压缩行程。因此,在下一控制例程中,在步骤S28中判定为成为对象的气缸未成为第一循环的压缩行程,控制例程进入步骤S30。
在步骤S30中,判定起动标志是否设定为OFF。在内燃机100刚开始了起动后第二循环之后将起动标志设定为ON,因此控制例程进入步骤S31。
在步骤S31中,判定当前时刻是否到达在步骤S26中设定的结束时期。在步骤S31中,在判定为当前时刻未到达结束时期的情况下,控制例程进入步骤S32。
在步骤S32中,判定增量标志是否设定为ON。增量标志是如下标志,即,在发动机起动时以向燃烧室9供给的混合气的空燃比成为浓空燃比的方式设定总燃料喷射量时设定为ON,在除此以外时设定为OFF的标志。增量标志通过图8所示的增量标志设定控制来设定。
在步骤S32中判定为增量标志设定为ON时,控制例程进入步骤S33。在步骤S33中,喷射量校正量ΔQ设定为预先确定的正的规定量ΔQref。需要说明的是,喷射量校正量ΔQ可以设定为例如在从内燃机100的起动开始的一定期间逐渐减少,也可以设定为根据内燃机100的运转状态进行变化。另一方面,在步骤S32中判定为增量标志设定为OFF时,控制例程进入步骤S34。在步骤S34中,喷射量校正量ΔQ设定为0。
接下来,在步骤S35中,口喷射量Qp设定为总燃料喷射量Qb加上喷射量校正量ΔQ所得到的量(Qp=Qb+ΔQ),缸内喷射量Qd设定为0,使控制例程结束。其结果是,进行通过来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料的第二控制。
然后,当前时刻到达在步骤S26中设定的结束时期时,下一控制例程从步骤S31进入步骤S36。在步骤S36中,起动标志设定为OFF。因此,在这以后的控制例程中,不执行第一控制及第二控制。需要说明的是,在步骤S24中,在内燃机100的起动时,燃烧室9的壁面温度成为基准温度Tref以上而起动喷射控制的结束时期设定为快的时期的情况下,在内燃机100的起动后不经由步骤S32~S35而在步骤S36中将起动标志设定为OFF。因此,在本实施方式中,在内燃机100的起动时推定为燃烧室9的壁面温度为基准温度Tref以上时,在内燃机100的起动后不执行第二控制。
接下来,在步骤S37中,判定增量标志是否设定为ON。在步骤S37中判定为增量标志设定为ON时,控制例程进入步骤S38。在步骤S38中,喷射量校正量ΔQ设定为预先确定的正的规定量ΔQref。需要说明的是,喷射量校正量ΔQ可以设定为根据从增量开始起的经过时间或内燃机100的运转状态而变化。
另一方面,在步骤S37中判定为增量标志设定为OFF时,控制例程进入步骤S39。在步骤S39中,喷射量校正量ΔQ设定为0。接下来,在步骤S40中,执行图3所示的通常喷射控制,使控制例程结束。
需要说明的是,在上述实施方式中,在步骤S26中算出起动喷射控制的结束时期,当到达该结束时期时,使起动喷射控制结束。然而,燃烧室9的壁面温度到达基准温度Tref的时期不仅根据内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度,而且根据内燃机100的起动后的燃烧室9内的混合气的燃烧状态也变化。例如,在发动机负载高而总燃料喷射量多的情况下,燃烧室9内的与混合气的燃烧相伴的热能大,由此燃烧室9的壁面温度较大地上升。
因此,起动喷射控制的结束时期可以不仅基于起动时的内燃机100的状态,而且也基于在内燃机100的起动后变化的其他的参数来设定。作为其他的参数,具体而言,可列举例如内燃机100的起动后的总燃料喷射量或其累计值等。
图8是表示增量标志的设定控制的控制例程的流程图。图示的控制例程每隔一定时间间隔执行。
首先,在步骤S41中,判定内燃机100是否为停止中。在判定为内燃机100为停止中的情况下,控制例程进入步骤S42。在步骤S42中,增量标志设定为ON,使控制例程结束。
另一方面,在步骤S41中判定为内燃机100不是停止中的情况下,进入步骤S43。在步骤S43中,判定增量标志是否设定为ON。在步骤S43中判定为增量标志设定为ON的情况下,控制例程进入步骤S44。
在步骤S44中,判定通过在排气净化催化剂20的下游侧配置的下游侧空燃比传感器(未图示)检测到的空燃比AF是否低于理论空燃比AFst(即,是否为浓空燃比)。当排气净化催化剂20的储氧量大致成为0时,流入到排气净化催化剂20的废气中的未燃HC等未被排气净化催化剂20净化而流出,因此从排气净化催化剂20流出的废气的空燃比成为浓空燃比。因此,可知当通过下游侧空燃比传感器检测到的空燃比AF成为浓空燃比时,排气净化催化剂20的储氧量大致成为0。
在步骤S44中,在判定为通过下游侧空燃比传感器检测到的空燃比AF为理论空燃比AFst以上时,在增量标志设定为ON的状态下使控制例程结束。另一方面,在步骤S44中判定为通过下游侧空燃比传感器检测到的空燃比AF比理论空燃比AFst低时,控制例程进入步骤S45。在步骤S45中,增量标志设定为OFF,使控制例程结束。
当增量标志设定为OFF时,在之后的控制例程中,在步骤S43中判定为增量标志未设定为ON,直接结束控制例程。因此,在内燃机100下次停止之前增量标志维持OFF的状态。
需要说明的是,在上述实施方式中,在通过下游侧空燃比传感器检测到的空燃比AF成为浓空燃比时,使增量标志为OFF,将混合气的空燃比从浓空燃比变更为理论空燃比。然而,使增量标志成为OFF的时机可以为其他的时机。例如,可以基于通过在排气净化催化剂20的上游侧配置的空燃比传感器42检测到的空燃比来推定排气净化催化剂20的储氧量,并且在推定的储氧量到达预先确定的规定量(比0多的量)时使增量标志为OFF。
<第二实施方式>
接下来,参照图9,说明第二实施方式的内燃机。第二实施方式的内燃机的结构及控制基本上与第一实施方式的内燃机的结构及控制同样。因此,以下,以与第一实施方式的内燃机不同的部分为中心进行说明。
在上述的第一实施方式中,在起动喷射控制中,仅在内燃机100的起动后第一循环中进行通过来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射在燃烧室9内形成混合气的第一控制,在第二循环以后进行通过来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射在燃烧室9内形成混合气的第二控制。相对于此,在本实施方式中,在起动喷射控制中,在内燃机100的起动的同时开始来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射。但是,即使在内燃机100的起动的同时开始来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射,在一部分的气缸中燃料的供给也来不及。因此,仅对于在内燃机100刚起动之后通过来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射的话燃料的供给来不及的气缸,进行来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射。
换言之,在本实施方式中,在发动机刚起动之后通过从进气喷射用喷射器11喷射的燃料形成燃烧室9内的混合气之前,进行通过来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射在燃烧室9内形成混合气的第一控制。然后,在发动机刚起动之后通过从进气喷射用喷射器11喷射的燃料形成了燃烧室9内的混合气之后,进行第二控制。
图9是内燃机的起动初期的燃料喷射时期等的与图5同样的时间图。在图9所示的例子中,在时刻t1使内燃机100起动。
在时刻t1当内燃机100起动时,在内燃机100的停止中处于排气行程的4号气缸#4中从进气喷射用喷射器11喷射燃料。因此,然后4号气缸#4成为压缩行程时,从进气喷射用喷射器11喷射的燃料向4号气缸#4的燃烧室9供给。
接下来,在4号气缸#4之后,在2号气缸#2中排气行程到来。因此,在2号气缸#2中当排气行程到来时,从进气喷射用喷射器11喷射燃料。因此,在之后2号气缸#2成为压缩行程时,从进气喷射用喷射器11喷射的燃料向2号气缸#2的燃烧室9供给。并且,在之后排气行程到来的气缸中,同样从进气喷射用喷射器11喷射燃料。
在时刻t1内燃机100刚起动之后在4号气缸#4中即使从进气喷射用喷射器11喷射燃料,4号气缸#4也不会立即到达压缩行程。因此,在内燃机100的起动后,包含从进气喷射用喷射器11喷射的燃料的混合气在爆发之前花费时间。
因此,在本实施方式中,在内燃机100的停止中处于压缩行程的1号气缸#1中,在压缩行程中从缸内喷射用喷射器12喷射燃料。因此,在发动机刚起动之后从缸内喷射用喷射器12喷射的燃料向1号气缸#1供给。而且,在1号气缸#1之后压缩行程到来的3号气缸#3中也在压缩行程中从缸内喷射用喷射器12喷射燃料。因此,在发动机刚起动之后从缸内喷射用喷射器12喷射的燃料向3号气缸#3供给。即,对于1号气缸#1及3号气缸#3,进行通过从缸内喷射用喷射器12喷射的燃料来形成燃烧室9的混合气的第一控制。
然后在压缩行程到来的4号气缸#4中,立即在排气行程从进气喷射用喷射器11供给燃料,因此不进行从缸内喷射用喷射器12的燃料喷射。因此,在4号气缸#4以后的气缸中,进行通过从进气喷射用喷射器11喷射的燃料形成燃烧室9的混合气的第二控制。由此,在使内燃机起动时能够尽可能地减少来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射,由此能够尽可能地抑制排气排放的恶化。
需要说明的是,在上述第一实施方式中,仅在内燃机100的起动后第一循环中通过来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料。而且,在上述第二实施方式中,在内燃机100的起动后,仅对于从进气喷射用喷射器11无法供给燃料的气缸,通过来自缸内喷射用喷射器12的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料。
然而,在内燃机100的起动后的规定的时期之前,进行仅通过从缸内喷射用喷射器喷射的燃料形成的混合气的燃烧,在内燃机100的起动后的规定的时期以后如果进行仅通过从进气喷射用喷射器11喷射的燃料(或者,考虑后述的第四实施方式时,较多地包含从进气喷射用喷射器11喷射的燃料的燃料)形成的混合气的燃烧,则也可以在其他的时期从第一控制向第二控制切换。因此,例如,可以在内燃机100的起动后第二循环之前进行第一控制,在第三循环以后进行第二控制。
图10是表示来自两喷射器11、12的燃料喷射控制的控制例程的与图7同样的流程图的一部。图示的控制例程每隔一定时间间隔执行。在图10中,对于与图7的步骤同样的步骤,标注相同编号,关于这些步骤省略说明。
在步骤S27中算出总燃料喷射量Qb时,控制例程进入步骤S51。在步骤S51中,判定成为燃料喷射量的算出对象的气缸是否为从进气喷射用喷射器11无法供给燃料的气缸。在步骤S51中,在判定为成为燃料喷射量的算出对象的气缸是从进气喷射用喷射器11无法供给燃料的气缸的情况下,控制例程进入步骤S29,进行第一控制。
另一方面,在步骤S51中,在判定为成为燃料喷射量的算出对象的气缸是能够从进气喷射用喷射器11供给燃料的气缸的情况下,控制例程进入步骤S30。因此,进行第二控制或通常喷射控制。
<第三实施方式>
接下来,参照图11,说明第三实施方式的内燃机。第三实施方式的内燃机的结构及控制基本上与第一实施方式及第二实施方式的内燃机的结构及控制同样。因此,以下,以与第一实施方式及第二实施方式的内燃机不同的部分为中心进行说明。
在上述第一实施方式中,在起动喷射控制中在内燃机100的起动后第一循环的期间进行第一控制,在第二循环以后进行第二控制(以下,将这样的控制也称为“第一起动喷射控制”)。另一方面,在上述第二实施方式中,在起动喷射控制中,通过在发动机刚起动之后从进气喷射用喷射器11喷射的燃料形成燃烧室9内的混合气之前进行第一控制,通过在发动机刚起动之后从进气喷射用喷射器11喷射的燃料形成了燃烧室9内的混合气之后进行第二控制(以下,将这样的控制也称为“第二起动喷射控制”)。
在本实施方式中,根据内燃机100的起动时的内燃机100的状态,执行第一起动喷射控制和第二起动喷射控制中的任一方作为起动喷射控制。具体而言,例如,在内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度为小于基准温度Tref的规定的切换温度Tsw以上时,进行第一起动喷射控制作为起动喷射控制。另一方面,在内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度小于切换温度Tsw时,进行第二起动喷射控制作为起动喷射控制。
在此,如果内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度小于基准温度Tref且为比较高的温度,则即使从缸内喷射用喷射器12进行燃料喷射,喷射的燃料也比较容易气化。因此,即使使第一控制持续比较长,排气排放也不会太恶化。另一方面,在内燃机100的起动后,使进行燃料喷射的喷射器的切换延迟,由此能够使起动时的混合气的燃烧稳定。根据本实施方式,此时进行第一起动喷射控制,由此不使排气排放恶化而能够使内燃机100的起动时的混合气的燃烧稳定。
另一方面,在内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度相当低时,如果从缸内喷射用喷射器12进行燃料喷射,则喷射的燃料难以气化。根据本实施方式,此时进行第二起动喷射控制,由此能够抑制微粒子的产生。
需要说明的是,在上述实施方式中,根据内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度来切换起动喷射控制。然而,也可以基于内燃机100的冷却水的温度、或者内燃机100从上次停止起的经过时间等与燃烧室9的壁面温度相关的其他的参数的值来切换起动喷射控制。
图11是表示来自两喷射器11、12的燃料喷射控制的控制例程的与图7同样的流程图的一部分。图示的控制例程每隔一定时间间隔执行。在图11中,关于与图7的步骤同样的步骤,标注相同编号,关于这些步骤省略说明。
在步骤S27中算出总燃料喷射量Qb时,控制例程进入步骤S52。在步骤S52中,判定内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度的推定值Tw是否为规定的切换温度Tsw以上。燃烧室9的壁面温度基于内燃机100的冷却水的温度、内燃机100从上次停止起的经过时间等来推定。
在步骤S52中判定为内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度的推定值Tw为切换温度Tsw以上时,控制例程进入步骤S53。在步骤S53中,与图7的步骤S28同样,判定成为燃料喷射量的算出对象的气缸是否处于内燃机100的起动后第一循环的压缩行程。在判定为成为对象的气缸处于第一循环的压缩行程时,控制例程进入步骤S29。另一方面,在判定为成为对象的气缸未处于第一循环的压缩行程时,控制例程进入步骤S30。
在步骤S52中判定为内燃机100的起动时的燃烧室9的壁面温度的推定值Tw小于切换温度Tsw时,控制例程进入步骤S54。在步骤S54中,与图10的步骤S51同样,判定成为燃料喷射量的算出对象的气缸是否为从进气喷射用喷射器11无法供给燃料的气缸。在步骤S54中,在判定为成为燃料喷射量的算出对象的气缸是从进气喷射用喷射器11无法供给燃料的气缸时,控制例程进入步骤S29,进行第一控制。另一方面,在步骤S54中,在判定为成为燃料喷射量的算出对象的气缸是从进气喷射用喷射器11能够供给燃料的气缸时,控制例程进入步骤S30。
<第四实施方式>
接下来,参照图12及图13,说明第四实施方式的内燃机。第四实施方式的内燃机的结构及控制基本上与第一实施方式~第三实施方式的内燃机的结构及控制相同。因此,以下,以与第一实施方式~第三实施方式的内燃机不同的部分为中心进行说明。
在上述第一实施方式~第三实施方式中,在第二控制中,通过仅来自进气喷射用喷射器11的燃料喷射向燃烧室9内供给燃料而在燃烧室9内形成混合气。然而,在本实施方式中,在第二控制中,根据内燃机100的运转状态也从缸内喷射用喷射器12喷射燃料。
具体而言,例如,在第二控制中,在发动机负载低时,仅从进气喷射用喷射器11进行燃料喷射。而且,在发动机负载高时,除了进气喷射用喷射器11之外还从缸内喷射用喷射器12进行燃料喷射。特别是以发动机负载越高则口喷射比率越低的方式进行燃料喷射。但是,在内燃机100的各运转状态下,以第二控制中的口喷射比率成为通常喷射控制中的口喷射比率以上的方式控制从两喷射器11、12的燃料喷射。而且,即使在第二控制中从缸内喷射用喷射器12也进行燃料喷射时,也以口喷射比率大于50%的方式控制从两喷射器11、12的燃料喷射。即,在本实施方式中,在第二控制中,通过含有从进气喷射用喷射器11喷射的燃料比含有从缸内喷射用喷射器12喷射的燃料多的燃料,来形成燃烧室9内的混合气。
图12是内燃机100起动时的总燃料供给量等的与图4同样的时间图。在图12所示的例子中,在时刻t2以后进行第二控制。在本实施方式中,在时刻t2以后的第二控制中,从进气喷射用喷射器11及缸内喷射用喷射器12这两方进行燃料喷射。此时,来自进气喷射用喷射器11的燃料供给比率大于50%。
图13是表示从两喷射器11、12的燃料喷射控制的控制例程的与图7同样的流程图的一部分。图示的控制例程每隔一定时间间隔执行。在图13中,关于与图7的步骤同样的步骤,标注相同编号,关于这些步骤省略说明。
在步骤S33及S34中算出喷射量校正量ΔQ时,控制例程进入步骤S55。在步骤S55中,基于发动机负载及发动机转速,使用预先作成的映射等,算出口喷射比率Rp。
接下来,在步骤S56中,通过下述式(3)算出口喷射量Qp,通过下述式(4)算出缸内喷射量Qd。
Qp=Rp×Qb+ΔQ…(3)
Qd=(1-Rp)×Qb…(4)
从上述式(3)及式(4)可知,在本实施方式中,相当于喷射量校正量ΔQ的燃料喷射量的增量仅对于口喷射量Qp进行。
Claims (9)
1.一种内燃机,具备向燃烧室内直接喷射燃料的缸内喷射用喷射器、向进气通路内喷射燃料的进气喷射用喷射器、及控制来自这些喷射器的燃料喷射的控制装置,其中,
所述控制装置构成为,至内燃机的起动后的规定的时期为止,进行第一控制,所述第一控制仅通过从所述缸内喷射用喷射器喷射的燃料来形成所述燃烧室内的混合气,在所述规定的时期以后,进行第二控制,所述第二控制通过含有从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料比含有从所述缸内喷射用喷射器喷射的燃料多的燃料来形成所述燃烧室内的混合气,
所述第二控制中的混合气的空燃比小于所述第一控制中的混合气的空燃比且小于理论空燃比。
2.根据权利要求1所述的内燃机,其中,
在所述第二控制中,仅通过从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成所述燃烧室内的混合气。
3.根据权利要求1所述的内燃机,其中,
所述第一控制中的混合气的空燃比大致为理论空燃比。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的内燃机,其中,
所述规定的时期是内燃机的起动后一循环完成的时期,
所述控制装置构成为,在内燃机的起动后一循环的期间通过所述第一控制形成燃烧室内的混合气,在内燃机的起动后第二循环以后通过所述第二控制形成燃烧室内的混合气。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的内燃机,其中,
所述规定的时期是通过在发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成混合气之前的时期,
所述控制装置构成为,在通过发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成燃烧室内的混合气之前进行所述第一控制,在通过发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成了燃烧室内的混合气之后进行第二控制。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的内燃机,其中,
所述控制装置构成为,能够执行如下控制:
第一起动喷射控制,在内燃机的起动后一循环的期间进行所述第一控制,在内燃机的起动后第二循环以后进行所述第二控制;及
第二起动喷射控制,在通过发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成燃烧室内的混合气之前进行所述第一控制,在通过发动机刚起动之后从所述进气喷射用喷射器喷射的燃料来形成了燃烧室内的混合气之后进行第二控制,
所述控制装置构成为,根据所述内燃机的起动时的内燃机的状态,在所述内燃机的起动时进行所述第一起动喷射控制及所述第二起动喷射控制中的一方。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的内燃机,其中,
所述控制装置构成为,以所述内燃机的起动时的所述内燃机的燃烧室的壁面温度越低则所述第二控制的结束时期越延迟的方式进行所述第二控制。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的内燃机,其中,
所述控制装置构成为,根据所述内燃机的起动后的从两喷射器的总燃料喷射量来决定所述第二控制的结束时期。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的内燃机,其中,
所述控制装置构成为,在所述内燃机的起动时推定为所述内燃机的燃烧室的壁面温度为预先确定的温度以上时,在所述内燃机的起动后不执行所述第二控制。
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