CN110872993A - 内燃机 - Google Patents

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神谷卓
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金子雅昭
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Abstract

内燃机(100，200)包括：进气控制阀(52)，所述进气控制阀设置在位于进气流动路径(4a)中的燃料喷射装置(51，251)的上游侧，并且被配置成在通过进气流动路径保持进气状态的同时调节其开度；和控制器(7)，所述控制器被配置成执行控制以调节所述进气控制阀的开度，其中所述控制器被配置成将所述进气控制阀设定到关闭方向侧，使得在预点火电动机驱动时段期间进气控制阀和燃烧室(23)的进气阀(26a)之间的压力增加，直到燃料被供应到燃烧室并第一次被点燃。

Description

内燃机
技术领域
本公开涉及一种内燃机，更具体地，涉及具有进气控制阀的内燃机。
背景技术
通常，具有进气控制阀的内燃机是已知的(参见例如JP2008-274827A (参考文献1))。
参考文献1公开了一种发动机，其包括进气控制阀(TCV)、燃料喷射阀、驱动曲轴以便起动发动机的起动电动机、和ECU。当发动机由起动电动机起动时，ECU通过由TCV产生涡电流来执行控制以促进从燃料喷射阀喷射的燃料的雾化。此时，ECU执行控制以相对增加燃料的初始喷射量，并且当可以产生涡电流时(在初始阶段之后)减小燃料的喷射量。
然而，在参考文献1中描述的发动机中，由于燃料可以根据紧接在起动后(初始阶段)的燃料喷射量而附着并保持在进气流动路径上，因此可能无法充分降低紧接在第一次点火后(起动时)产生的废气量。
因此，需要一种能够有效减少在起动时产生的废气量的内燃机。
发明内容
根据本公开的一个方面的内燃机包括：进气控制阀，其设置在位于进气流动路径中的燃料喷射装置的上游侧，并被配置成在通过进气流动路径保持进气状态的同时调节其开度；和控制器，其被配置成执行控制以调节进气控制阀的开度，其中控制器被配置成将进气控制阀设定到关闭方向侧，使得在预点火电动机驱动时段期间进气控制阀和燃烧室的进气阀之间的压力增加，直到燃料被供应到所述燃烧室并第一次被点燃。
在根据本公开的该方面的内燃机中，如上所述，控制器将进气控制阀设定到关闭方向侧，使得在预点火电动机驱动期间进气控制阀和燃烧室的进气阀之间的压力增加，直到燃料被供应到燃烧室并且第一次被点燃。因此，由于可以通过增加进气控制阀和进气阀之间的压力来增加燃料喷射装置周围的温度(例如，进气流动路径的壁表面温度)，所以从燃料喷射装置喷射的燃料可以被有效地雾化。结果，可以有效地减少紧接在第一次点火之后(起动时)产生的废气量。另外，进气控制阀和燃烧室的进气阀之间的压力增加的原因是由于进气控制阀防止了空气从燃烧室被吹回到进气流动路径的回流，使得大量空气被限制在进气控制阀和进气阀之间(燃烧室)。此时，也可以通过提高燃烧室内的压力来增加燃烧的内部温度。
在根据该方面的内燃机中，优选的是，控制器被配置成将进气控制阀设定到关闭方向侧，使得在冷启动时的预点火电动机驱动时段期间进气控制阀和燃烧室的进气阀之间的压力增加。
根据上述配置，即使在特别容易产生废气的冷启动时，也可以可靠地减少在起动时产生的废气量。
在根据上述方面的内燃机中，优选的是，内燃机还包括可变阀机构，所述可变阀机构被配置成在控制器的控制下调节燃烧室的进气阀的打开和关闭正时，并且控制器被配置成在预点火电动机驱动时段期间在点火之后通过可变阀机构将进气阀的关闭正时设定为比稳定操作时的关闭正时更接近滞后角侧(retardation angle side)，并将进气控制阀设定到关闭方向侧使得进气控制阀和燃烧室的进气阀之间的压力增加。
根据上述配置，由于在进气阀打开的状态下活塞从下死点移动到上死点的时段(在进气阀打开的状态下的压缩冲程)可能会变长，从而使更大量的空气被吹回到进气流动路径，因此，可以进一步增加燃烧室的进气控制阀和进气阀之间的压力。结果，可以进一步有效地减少在起动时产生的废气量。
在根据上述方面的内燃机中，优选的是，控制器被配置成完成将进气控制阀设定到关闭方向侧使得燃烧室的进气控制阀和进气阀之间的压力增加的控制，并且基于以下条件在燃烧室中进行第一次点火：燃烧室的壁表面温度、内燃机主体中的冷却水的温度或进气流动路径的壁表面温度已达到预定温度。
根据上述配置，由于将进气控制阀设定到关闭方向侧以使得燃烧室的进气控制阀和进气阀之间的压力增加的控制可以在可以有效地进行燃料的雾化的最佳温度下完成，因此可以进一步有效地减少在起动时产生的废气量。
在这种情况下，优选的是，内燃机还包括可变阀机构，该可变阀机构被配置成在控制器的控制下调节燃烧室的进气阀的打开和关闭正时，并且控制器被配置成在基于以下条件在燃烧室中进行第一次点火之前将进气控制阀和进气阀各自的开度设定到用于点火的预定开度：燃烧室的壁表面温度、内燃机主体中的冷却水的温度或进气流动路径的壁表面温度已达到预定温度。
根据上述配置，由于进气控制阀可以使进气流动路径的打开区域大于在预点火电动机驱动时段期间的进气流动路径的打开区域，并且可以在可变阀机构防止空气回流到进气流动路径的状态下执行第一次点火，因此可以进一步减少在起动时产生的废气量。
在控制器基于条件，即燃烧室的壁表面温度、内燃机主体中的冷却水的温度或进气流动路径的壁表面温度已达到预定温度的条件完成进气控制阀的控制以增加进气控制阀和燃烧室的进气阀之间的压力的内燃机中，优选的是，内燃机还包括混合驱动电动机，该混合驱动电动机被配置成在起动时和在正常操作时驱动活塞，并且控制器被配置成基于以下条件完成通过混合驱动电动机对活塞的驱动：燃烧室的壁表面温度、内燃机主体中的冷却水的温度或进气流动路径的壁表面温度在预点火电动机驱动时段期间已达到预定温度。
根据上述配置，在内燃机在起动时不需要驱动车轮的混合动力车辆中，可以在相对长的时间内执行进气控制阀的控制以增加燃烧室的进气控制阀和进气阀之间的压力，以起动内燃机。结果，可以进一步有效地减少在起动时产生的废气量。
此外，在控制器基于条件，即燃烧室的壁表面温度、内燃机主体中的冷却水的温度或进气流动路径的壁表面温度已达到预定温度的条件完成进气控制阀的控制以增加燃烧室的进气控制阀和进气阀之间的压力的内燃机中，优选的是，内燃机还包括起动电动机，该起动电动机被配置成在起动时驱动活塞，并且控制器被配置成基于以下条件完成通过起动电动机对活塞的驱动：燃烧室的壁表面温度、内燃机主体中的冷却水的温度或进气流动路径的壁表面温度在预点火电动机驱动时段期间已达到预定温度。
根据上述配置，即使在由起动电动机起动的非混合动力车辆中，也可以有效地减少起动时产生的废气量。
在根据上述方面的内燃机中，优选的是，控制器被配置成将进气控制阀设定为其中进气流动路径的打开区域被最小化的完全关闭状态，使得在预点火电动机驱动时段期间进气控制阀和燃烧室的进气阀之间的压力增加。
根据上述配置，由于从燃烧室吹回到进气流动路径的空气可以更可靠地被防止回流到进气控制阀的上游侧，因此可以进一步有效地增加进气控制阀和进气阀之间的压力。
附图说明
通过参考附图考虑的以下详细描述，本公开的前述和附加特征和特性将变得更加明显，其中：
图1是示意地表示具有根据本文公开的实施例的发动机的车辆的配置的图；
图2是示意性地表示根据本文公开的实施例的发动机的配置的图；
图3是表示根据本文公开的实施例的在电动机驱动时(预点火电动机驱动时段)的阀正时的图；
图4是表示根据本文公开的实施例的点火时的阀正时的图；
图5是用于比较电动机驱动时和在点火时的IVC相位、TCV开度和发动机转速的图；
图6是控制器执行的发动机起动控制处理直到进行第一次点火的流程图；
图7是表示在发动机转速为1500rpm的一个电动机驱动循环期间，TCV 开度与进气流动路径中的气体温度之间的关系的图；
图8是表示在发动机转速为2500rpm的电动机驱动期间的TCV开度与进气流动路径的气体温度之间的关系的图；
图9是表示在发动机转速为2500rpm的电动机驱动期间的TCV开度与缸内压力之间的关系的图；
图10是示意性地表示根据本发明的实施例的第一修改例的发动机的配置的图；和
图11是表示根据本文公开的实施例的第二修改例的电动机驱动时(预点火电动机驱动时段)的阀正时的图。
具体实施方式
在下文中，将基于附图描述本文公开的特定实施例。
[实施例]
将参考图1至图9描述根据实施例的发动机100(内燃机的示例)的配置。
如图1所示，本实施例的发动机100组装在混合动力车辆10中。
如图2所示，发动机100包括发动机主体2(内燃机主体的示例)，可变阀机构(VVT)3，连接到燃烧室23上游侧的进气流动路径4a，连接到燃烧室23下游侧的排气流动路径4b，燃料喷射装置51，滚流控制阀(TCV) 52(进气控制阀的示例)，用于电动机驱动(motoring)的电动机6(混合驱动电动机的示例)，和发动机控制单元(ECU)7(控制器的示例)。
这里，在本实施例中，ECU 7被配置成将TCV 52设定为比在执行点火(点燃)时更闭合的方向侧，使得在预点火电动机驱动时段期间(在第一次点火之前的电动机驱动时)TCV52和燃烧室23的进气阀26a之间的压力增加，直到燃料被供应到燃烧室23并且第一次被点燃。
具体地，ECU 7被配置成将TCV 52设定为其中进气流动路径4a的打开区域最小化(打开区域不变为零)的完全关闭状态，使得在预点火电动机驱动时段期间TCV 52和燃烧室23的进气阀26a之间的压力增加。此外，即使当开度(opening degree)被改变时，TCV 52也持续保持感测进入燃烧室23的进入空气的进气状态。也就是说，TCV 52的完全关闭状态是TCV 52具有预定打开区域的状态，并且在TCV 52的完全关闭状态下，保持进入空气被送到燃烧室23的进气状态。
也就是说，ECU 7被配置成关闭TCV 52，使得在预点火电动机驱动时段期间进入空气通过的打开区域小于执行点火(点燃)时的打开区域。以这种方式，ECU 7可以在预点火电动机驱动时段的压缩冲程期间有效地增加TCV 52和进气阀26a之间以及气缸24中(燃烧室23)的压力。结果，例如，ECU 7可以增加TCV 52和进气阀26a之间的进气流动路径4a的壁表面温度、燃烧室23的壁表面温度和发动机中的水的温度(即，发动机主体2中的冷却水W的温度)。
因此，ECU 7可以有效地雾化TCV 52和进气阀26a之间以及气缸 24中(燃烧室23)的燃料，并且可以有效地减少第一次点火(第一次爆炸) 之后的废气(例如，HC、NOx或CO)。
发动机主体2包括气缸体21和安装在气缸体21顶部的气缸盖22。气缸体21具有气缸24，燃烧室23限定在气缸24中。活塞24a设置在气缸 24中。曲轴(未示出)设置在发动机主体2中。另外，发动机主体2设置有进气阀26a和排气阀26b。通过使用曲轴的动力旋转凸轮轴25a和25b，发动机100以预定的阀正时(valve timing)打开和关闭进气阀26a和排气阀26b中的每一个。
气缸体21设置有水套27，用于使冷却发动机100的冷却水W循环。水套27被设置成与燃烧室23邻近。在电动机驱动时，发动机100(燃烧室 23和气缸24)的温度由于活塞24a和气缸24之间的摩擦或气缸24中(燃烧室23中)的空气压缩而增加。因此，在电动机驱动时，通过从具有升高温度的发动机100移除热量，冷却水W的温度也增加。水套27设置有能够测量发动机主体2中的冷却水W的温度(发动机水温)的温度传感器27a。温度传感器27a的测量值由ECU 7获取。
可变阀机构3被配置成能够调节燃烧室23的进气阀26a和排气阀26b 的打开和关闭正时。具体地，可变阀机构3被配置成在滞后角方向 (retardation angle direction)或提前角方向(advance angle direction)上彼此独立地滞后凸轮轴25a和25b的旋转，以便滞后进气阀26a和排气阀26b 的打开和关闭正时。
也就是说，可变阀机构3被配置成提前或滞后进气阀26a的打开正时(下文中称为进气阀打开(IVO))和关闭正时(以下称为进气阀关闭 (IVC))。
此外，可变阀机构3被配置成提前或滞后排气阀26b的打开正时(下文中称为排气阀打开(EVO))和关闭正时(以下称为排气阀关闭(EVC))。此外，可变阀机构3被配置成在ECU7的控制下被驱动。
进气流动路径4a被配置成通过进气阀26a将进入空气供应到燃烧室 23。排气流动路径4b被配置成将从燃烧室23排出的空气(废气)通过排气阀26b排出到外部(大气)。催化剂C和消声器F设置在排气流动路径 4b中。进气流动路径4a和排气流动路径4b设置有用于再循环EGR气体的废气再循环(EGR)机构(未示出)。
燃料喷射装置51设置在进气流动路径4a中。燃料喷射装置51被配置成在进气阀26a的正前方将燃料喷射到进气流动路径4a中。TCV 52设置在位于进气流动路径4中的燃料喷射装置51的上游侧和节流阀(未示出) 的下游侧。此外，TCV 52被配置成使得其开度在通过进气流动路径4a保持进气状态的同时被调节。另外，燃料喷射装置51和TCV 52被配置成在 ECU 7的控制下被驱动。
电动机6被配置成在起动时和在正常操作时驱动活塞24a。电动机6 被配置成在电动机驱动时以小于点火后的转速的预定转速驱动发动机100 (参见图5)。另外，电动机6被配置成在ECU 7的控制下被驱动。
<ECU的配置>
ECU 7被配置成控制发动机100的每个部件。如上所述，ECU 7被配置成控制电动机6和可变阀机构3，使得发动机主体2在发动机驱动时被有效加热。因此，ECU 7被配置成有效地增大TCV 52和进气阀26a之间以及气缸24中(燃烧室23中)的压力，以便在第一次爆炸时(当燃料被供应到燃烧室23并且第一次被点燃时)(在起动时)促进燃料的雾化并且减少紧接在第一次爆炸之后的废气。
也就是说，如图5所示，在冷起动时，ECU 7被配置成将TCV 52设定到关闭方向侧，使得在预点火电动机驱动时段期间TCV 52和燃烧室23 的进气阀26a之间的压力增加。具体地，ECU 7被配置成将TCV 52设定为其中在预点火电动机驱动时段期间进气流动路径4a的打开区域最小化的完全关闭状态。
此外，如图3和图5所示，ECU 7被配置成通过可变阀机构3将在预点火电动机驱动时段期间进气阀26a的打开和关闭正时设定到比在燃烧室23中点火之后的稳定操作时的打开和关闭正时更接近滞后角侧(最大滞后角)，并且将TCV 52设定到关闭方向侧使得TCV 52和燃烧室23的进气阀26a之间的压力增加。此时处于最大滞后角的IVC例如被设定为从约90度或更大至120度或更小的IVC的相位(参见图3)。以这种方式，ECU 7 可以使高压高温空气在压缩冲程中从燃烧室23有效地吹回到进气流动路径 4a。被吹回的高压高温空气被TCV52防止向后流动并且被限制在TCV 52 和进气阀26a之间以增加TCV 52和进气阀26a之间的、进气流动路径4a 的壁表面温度和燃料喷射装置51的温度。
此外，ECU 7被配置成在预定正时时结束将TCV 52设定为其中进气流动路径4a的打开区域最小化的完全关闭状态的控制，和将进气阀26a的打开和关闭正时设定为比在燃烧室23中点火后的稳定操作时的打开和关闭正时更接近滞后角侧的控制，以便进行第一次点火。
具体地，ECU 7被配置成完成(结束)将TCV 52设定到关闭方向侧使得TCV 52与燃烧室23的进气阀26a之间的压力增加的控制，并基于发动机水温(发动机主体2中的冷却水W的温度)已达到预定温度的条件在燃烧室23中执行第一点火。此外，ECU 7被配置成完成将进气阀26a关闭的正时设定到比在燃烧室23中点火后的稳定操作时的定时更接近滞后角侧(最的大滞后角)的控制，并基于发动机水温已达到预定温度的条件在燃烧室23中进行第一次点火。此外，ECU 7被配置成在预点火电动机驱动时段中基于发动机水温已达到预定温度的条件，完成通过电动机6对活塞24a 的驱动。
另外，预定温度是在燃烧室23中适当地执行燃料的雾化的温度，并且是当燃烧室23中的空气温度变为例如约30℃或更高(约40℃或更高) 时的发动机水温。ECU 7从温度传感器27a获取发动机水温(冷却水的预定温度)。
此外，ECU 7被配置成在基于发动机水温已达到预定温度的条件在燃烧室23中执行第一次点火之前将TCV 52和进气阀26a各自的开度设定 (改变)为用于点火的预定开度。
具体而言，如图4和图5所示，ECU 7被配置成基于发动机水温已达到预定温度的条件，将IVC(参见图3)设定为比在预点火电动机驱动时段期间更大的提前角侧。例如，ECU 7将IVC设定为最大提前角和最大滞后角之间的大致中间角。此外，ECU 7被配置成基于发动机水温已达到预定温度的条件将TCV 52设定为比在预点火电动机驱动时段期间更大的打开方向侧。也就是说，ECU 7被配置成驱动TCV 52以增加进气流动路径 4a的打开区域。
<通过ECU起动发动机的控制处理>
接下来，将参考图6描述的发动机100的起动控制处理直到通过ECU 7执行第一次点火。
首先，在步骤S1中，ECU 7通过可变阀机构3将TCV 52和进气阀 26a的IVC设定为用于电动机驱动的条件直至点火。也就是说，ECU 7将 TCV 52设定到关闭方向侧(完全关闭状态)使得燃烧室23的TCV 52和进气阀26a之间的压力增加，并将进气阀26a打开的正时设定为比点火后的稳定操作时的正时更接近滞后角侧(最大滞后角)。
接下来，在步骤S2中，ECU 7起动电动机驱动。也就是说，经由电动机6对曲轴的驱动由ECU 7起动。此时，由于在步骤S1中执行的TCV 52 和可变阀机构3的设定可以使空气在压缩冲程中有效地被吹回到进气流动路径4a中，因此有效地提升燃烧室23与进气阀26a之间以及气缸24中(燃烧室23中)的压力。
接下来，在步骤S3中，ECU 7确定温度传感器27a的测量值是否已达到预定温度(燃料被适当雾化的温度)。当确定测量值尚未达到预定温度时，重复步骤S3。当测量值已达到预定温度时，处理进入步骤S4。
接下来，在步骤S4中，ECU 7通过可变阀机构3将TCV 52和进气阀26a的IVC改变为用于点火的条件。具体地，IVC在预点火电动机驱动时段期间被设定为比IVC(最大滞后角)更提前角侧，并且TCV 52被设定为打开方向侧而不是完全关闭状态。也就是说，为了适当地执行点火，执行控制以减少要回吹的进气量并增加要供应到燃烧室23的进气量。
接下来，在步骤S5中，ECU 7执行第一次点火。以这种方式，完成发动机100的起动控制直到ECU 7执行第一次点火。
(TCV完全闭合状态和完全打开状态的比较)
接下来，将参考图7描述TCV 52的完全关闭状态和完全打开状态的两种情况的比较。作为操作条件，发动机转速为1000rpm并且填充效率为 49.5％。在这种情况下，测量进气流动路径4a中的气体温度，该气体温度对应于在进行一个电动机驱动(预热)循环的情况下的曲轴角度。结果，当TCV 52完全关闭时，该温度通常高于当TCV 52完全打开时的温度(平均产生约6℃的差)。
此外，参考图8和图9，在不同于上述操作条件的操作条件下，在 TDC附近测量进气流动路径4a中的气体温度和缸内压力。作为操作条件，发动机转速为2500rpm。结果，当TCV52完全关闭时，与TCV 52完全打开时相比，该温度增加约5℃，并且TDC附近的压力增加。
(本实施例的效果)
在本实施例中，可以获得以下效果。
在本实施例中，如上所述，ECU 7将TCV 52设定到关闭方向侧，使得在预点火电动机驱动时段期间燃烧室23的TCV 52和进气阀26a之间的压力增加，直到燃料被供应到燃烧室23并且第一次被点燃。因此，由于燃料喷射装置51周围的温度(例如，进气流动路径4a的壁表面温度)可以通过增加TCV 52和进气阀26a之间的压力而增加，所以从燃料喷射装置51喷射的燃料可以被有效地雾化。结果，可以有效地减少紧接在第一次点火之后(起动时)产生的废气量。另外，TCV 52和燃烧室23的进气阀26a 之间的压力增加的原因是因为TCV52防止了空气从燃烧室23吹回到进气流动路径4a的回流，使得大量空气可以被限制在TCV52和进气阀26a之间(燃烧室23)。此时，燃烧室23中的压力也可以升高，以增加燃烧室中的温度。
在本实施例中，如上所述，在冷启动时，ECU 7被配置成将TCV 52 设定到关闭方向侧，使得在预点火电动机驱动时段期间TCV 52和燃烧室 23的进气阀26a之间的压力增加。这使得即使在特别容易产生废气的冷启动时也可以可靠地减少在起动时产生的废气量。
在本实施例中，如上所述，发动机还包括可变阀机构3，其能够在 ECU 7的控制下调节燃烧室23的进气阀26a的打开和关闭正时，并且控制器被配置成将进气阀26a的关闭正时设定为比点火后的稳定操作时的关闭正时更接近滞后角侧，并将TCV 52设定到关闭方向侧，使得在预点火电动机驱动时段期间TCV 52和燃烧室23的进气阀26a之间的压力增加。因此，由于活塞24a在进气阀26a打开的状态下从下死点移动到上死点的时段(当进气阀26a打开时的压缩冲程)可以更长以增加更大量的空气被吹回到进气流动路径4a，所以TCV 52和燃烧室23的进气阀26a之间的压力可以更高。结果，可以进一步有效地减少在起动时产生的废气量。
在本实施例中，如上所述，ECU 7被配置成完成将TCV 52设定到关闭方向侧使得TCV 52和燃烧室23的进气阀26a之间的压力增加的控制，并基于发动机主体2中的冷却水W的温度已达到预定温度的条件在燃烧室 23中进行第一次点火。因此，由于将TCV 52设定到关闭方向侧使得TCV 52 和燃烧室23的进气阀26a之间的压力增加的控制可以在有效执行燃料雾化的最佳温度下完成，所以可以进一步有效地减少在起动时产生的废气量。
在本实施例中，如上所述，发动机还包括可变阀机构3，其能够在 ECU 7的控制下调节燃烧室23的进气阀26a的打开和关闭正时，并且控制器被配置成基于发动机主体2中的冷却水W的温度已达到预定温度的条件在燃烧室23中进行第一次点火之前，将TCV52和进气阀26a各自的开度设定为用于点火的预定开度。因此，由于可以通过TCV 52使进气流动路径4a的打开区域大于在预点火电动机驱动时段期间的打开区域，并且可以在可变阀机构3防止空气回流到进气流动路径4a的状态下进行第一次点火，所以可以进一步减少在起动时产生的废气量。
[修改例]
应该理解的是，本公开的实施例在每个方面都是说明性的而非限制性的。这里公开的范围不是由上述实施例的描述而是由权利要求表示，并且还包括在与权利要求等同的含义和范围内的所有修改(变化)。
例如，该实施例示出了燃料喷射装置形成在进气流动路径中的示例，但是本公开不限于此。在本公开中，如在图10中所示的第一修改型的发动机200中，燃料喷射装置251可以设置在气缸24中，以便将燃料直接喷射到燃烧室23中。
此外，上述实施例示出了其中电动机驱动时的IVC被设定为比上死点(TDC)更提前的角侧的示例，但是本公开不限于此。在本公开中，如在图11中所示的第二修改例的阀正时，可以将电动机驱动时的IVC设定在更滞后的角侧的上止点(TDC)附近。也就是说，IVC可以被设置为非常迟的正时。因此，由于空气可以基本上在整个压缩冲程中被吹回到进气流动路径，所以可以进一步有效地增加TCV和进气阀之间的压力。
此外，上述实施例示出了一个示例，其中，控制器被配置成基于发动机主体中的冷却水的温度已达到预定温度的条件完成将TCV设定到关闭方向侧使得TCV和燃烧室的进气阀之间的压力增加的控制，但是本公开不限于此。在本公开中，控制器可以被配置成基于例如燃烧室的壁表面温度或进气流动路径的壁表面温度已达到预定温度的条件完成将TCV设定到关闭方向侧使得TCV和燃烧室的进气阀之间的压力增加的控制。
此外，该实施例已经示出了控制器被配置成执行在压缩冲程期间将空气吹回到进气流动路径的控制的示例，但是本公开不限于此。在本公开中，控制器可以被配置成执行在排气冲程期间将空气吹回到进气流动路径的控制。
此外，上述实施例已经示出了发动机具有电动机的示例，但是本公开不限于此。在本公开中，发动机可以具有除电动机之外的起动电动机。
此外，上述实施例已经示出了在冷启动时TCV和燃烧室的进气阀之间的压力通过TCV增加的示例，但是本公开不限于此。在本公开中，用于增加TCV和燃烧室的进气阀之间的压力的控制可以在除冷起动之外的任何其他时间由TCV执行。
此外，上述实施例已经示出了本文公开的进气控制阀配置有TCV的示例，但是本公开不限于此。在本公开中，进气控制阀可以配置有除TCV 之外的阀，例如节流阀。
此外，为了便于解释，上述实施例已经描述了使用流驱动型流程图的进行的控制器的处理操作，其中沿着处理流程顺序地执行处理，但是本公开不限于此。在本公开中，控制器的处理操作可以由执行每个事件的处理的事件驱动类型(驱动事件类型)处理来执行。在这种情况下，操作可以以事件驱动类型完全执行，或者可以以事件驱动类型和流驱动类型的组合方式执行。
在前面的说明书中已经描述了本公开的原理、优选实施例和运行模式。然而，意在被保护的本发明不应被解释为限于所公开的特定实施例。此外，本文中描述的实施例应被视为说明性的而非限制性的。在不脱离本发明的精神的情况下，可以由它人进行变动和更改，并使用等同物。因此，明确地意在涵盖落入如权利要求中限定的本发明的精神和范围内的所有这些变化、改变和等同物。

Claims (8)

1.一种内燃机(100，200)，包括：
进气控制阀(52)，所述进气控制阀设置在位于进气流动路径(4a)中的燃料喷射装置(51，251)的上游侧，并被配置成在通过所述进气流动路径保持进气状态的同时调节其开度，和
控制器(7)，所述控制器被配置成执行控制以调节所述进气控制阀的所述开度，其中，
所述控制器被配置成将所述进气控制阀设定到关闭方向侧，使得在预点火电动机驱动时段期间所述进气控制阀和燃烧室(23)的进气阀(26a)之间的压力增加，直到燃料被供应到所述燃烧室并第一次被点燃。
2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，
所述控制器被配置成将所述进气控制阀设定到所述关闭方向侧，使得在冷启动时的所述预点火电动机驱动时段期间所述进气控制阀和所述燃烧室的所述进气阀之间的压力增加。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机，还包括：
可变阀机构(3)，所述可变阀机构被配置成在所述控制器的控制下调节所述燃烧室的所述进气阀的打开和关闭正时，其中
所述控制器被配置成在所述预点火电动机驱动时段期间在点火之后通过所述可变阀机构将所述进气阀的关闭正时设定为比稳定操作时的所述关闭正时更接近滞后角侧，并将所述进气控制阀设定到所述关闭方向侧，使得所述进气控制阀和所述燃烧室的所述进气阀之间的压力增加。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机，其中，
所述控制器被配置成完成将所述进气控制阀设定到所述关闭方向侧使得所述进气控制阀和所述燃烧室的所述进气阀之间的压力增加的控制，并且基于以下条件在所述燃烧室中执行第一次点火：所述燃烧室的壁表面温度、内燃机主体(2)中的冷却水的温度或所述进气流动路径的壁表面温度已达到预定温度。
5.根据权利要求4所述的内燃机，还包括：
可变阀机构(3)，所述可变阀机构被配置成在所述控制器的控制下调节所述燃烧室的所述进气阀的打开和关闭正时，其中
所述控制器被配置成在基于以下所述条件在所述燃烧室中执行第一次点火之前将所述进气控制阀和所述进气阀各自的开度设定为用于点火的预定开度：所述燃烧室的壁表面温度、内燃机主体(2)中冷却水的温度或所述进气流动路径的壁表面温度已经达到预定温度。
6.根据权利要求4所述的内燃机，还包括：
混合驱动电动机(6)，所述混合驱动电动机被配置成在起动时和在正常操作时驱动活塞(24a)，其中
所述控制器被配置成基于以下条件完成通过所述混合驱动电动机对所述活塞的驱动：所述燃烧室的壁表面温度、所述内燃机主体中的所述冷却水的温度或所述进气流动路径的所述壁表面温度在所述预点火电动机驱动期间已达到预定温度。
7.根据权利要求4所述的内燃机，还包括：
起动电动机，所述起动电动机被配置成在起动时驱动活塞(24a)，其中
所述控制器被配置成基于以下所述条件完成通过所述起动电动机对所述活塞的驱动：所述燃烧室的壁表面温度、所述内燃机主体中的所述冷却水的温度或所述进气流动路径的所述壁表面温度在所述预点火电动机驱动期间已达到预定温度。
8.根据权利要求4所述的内燃机，其中，
所述控制器被配置成将所述进气控制阀设定到其中所述进气流动路径的打开区域最小化的完全关闭状态，使得在所述预点火电动机驱动时段期间所述进气控制阀和所述燃烧室的所述进气阀之间的压力增加。
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JPH0688560A (ja) * 1992-09-04 1994-03-29 Texas Instr Japan Ltd 内燃機関の燃料供給制御装置
JP4512617B2 (ja) * 2007-06-26 2010-07-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置および方法
JP5325756B2 (ja) * 2009-12-14 2013-10-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP6384390B2 (ja) * 2015-04-02 2018-09-05 アイシン精機株式会社 内燃機関の制御ユニット

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