[发明专利]用于内燃机的控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的内燃机，具体涉及至少包括用于将燃料喷射到气缸中的第一燃料喷射机构(缸内喷射器)并且还包括用于将燃料喷射到进气歧管或进气口中的第二燃料喷射机构(进气歧管喷射器)的内燃机。

背景技术

公知一种内燃机，其设置有用于将燃料喷射到进气歧管中的进气歧管喷射器以及用于将燃料喷射到燃烧室中的缸内喷射器，其中当发动机的负荷低于预设负荷时停止从进气歧管喷射器的燃料喷射，而当发动机的负荷高于预设负荷时允许从进气歧管喷射器的燃料喷射。

旨在通过使喷射到气缸中的燃料微粒更小来改善燃烧效率及对排气的净化的缸内喷射型发动机是代表与内燃机中的上述缸内喷射器相关的技术的一个示例。例如，日本专利早期公开号2003-254199揭示了一种缸内燃料喷射型内燃机，即使当气缸孔内的总体空燃混合物的平均空燃比为较高时，且例如在内燃机的低负荷状态下空燃混合物平均较稀时，该内燃机也通过允许设定较高的压缩比，来确保实现对燃料效率的提升。在该缸内燃料喷射型内燃机中，当从一侧观察该气缸(其中气缸孔的轴心与竖直线对准)时，进气歧管形成在气缸体盖的一侧上，而排气歧管形成在其另一侧上。该缸内燃料喷射型内燃机包括能够将燃料在倾斜向下的方向上从气缸体盖的一侧的端侧喷射到气缸孔中的燃料喷射阀，以及其放电部分大致在气缸孔的轴心上暴露在气缸孔内的火花塞。在该缸内燃料喷射型内燃机中，当两维地观察气缸时，从燃料喷射阀喷射的燃料为倒V形，其中放电部分位于两个分支之间，而在进气行程中由燃料喷射阀喷射燃料。

根据上述缸内燃料喷射型内燃机，从燃料喷射阀喷射的燃料为倒V形，其中放电部分位于两个分支之间。此外，在内燃机的进气行程中，活塞从上止点下降。下降的方向与由燃料喷射阀喷射燃料的方向相同。因此，从燃料喷射阀喷射的燃料沿放电部分的各个外侧行进。这样便防止了燃料与活塞上表面的猛烈撞击，且燃料在喷射方向上平顺地行进。当左右各个喷射燃料分支的前端到达气缸孔的内周表面及活塞的上表面时，燃料被这些表面导引，使得一部分燃料在气缸孔的周向上彼此更加接近，同时燃料的其他部分在气缸孔的周向上彼此远离。然后，在进气行程以及随后的压缩行程中，喷射到气缸孔内的大部分燃料都在周向上大致均匀地被集中在气缸孔的内周表面附近的区域内。即，当两维地观察气缸时，在气缸孔内形成大致围绕气缸孔的轴心的分层环状浓空燃混合物，以及被分层浓空燃混合物围绕并位于放电部分附近的分层稀空燃混合物。

如果在进气行程(为此进气门升起)使用以日本专利早期公开号2003-254199描述的形式及方向喷射燃料的燃料喷射阀来喷射燃料，则喷射燃料的一部分会粘附在进气门的扩口头部的后侧并形成液滴而由此流入。这阻碍了气缸在其内部形成空燃混合物，结果内燃机将排放更多未燃尽燃料(HC)。因此，日本专利早期公开号2004-316538揭示了一种直喷火花点火式内燃机，其旨在防止当在进气行程喷射燃料时因喷雾燃料粘附至进气门的扩口头部的后侧而导致所排放的未燃尽燃料的量增大。该内燃机为直喷火花点火式内燃机，其包括燃烧室，该燃烧室具有设置有燃料喷射阀的侧部，该燃料喷射阀在两个进气门之间朝向燃烧室的中心喷射燃料。在该内燃机包括气动设备(其允许经由进气门流入燃烧室的空气被喷雾至更接近燃烧室中心的、进气门的扩口头部的后侧)的同时，该内燃机还包括计算用装置及控制用装置，该计算用装置计算允许阀被升起的时段，以允许通过燃料喷射阀喷雾的燃料粘附至更接近燃烧室中心的、进气门的扩口头部的后侧，并防止喷雾燃料粘附至更接近燃烧室的壁表面的、进气门的扩口头部的后侧，该控制用装置在允许在进气行程喷射燃料的操作模式中根据上述时段的信息对喷射燃料进行控制。

在该内燃机中，在进气行程，所喷雾的燃料仅在更接近燃烧室中心的、进气门的扩口头部的后侧位置处干涉进气门，且可以通过由气动设备强化的气流将已经粘附(或正在粘附)至进气门的燃料吹走。因此可以利用燃料来在气缸中形成空燃混合物以有助于降低未燃尽燃料的排放量。

但是，如日本专利早期公开号2004-316538所揭示的，根据允许升起阀以能够防止通过燃料喷射阀喷雾的燃料粘附至更接近燃烧室的壁表面的、进气门的扩口头部的后侧的量提升的时段来对喷射燃料进行控制。因此，以缩短的时段喷射燃料。因此，可能不能够喷射需求的燃料量，或者提供均匀性降低的空燃混合物导致不稳定燃料等状况。

此外，如果通过燃料喷射阀喷雾的燃料朝向火花塞沿进气门的扩口头部的后侧散开，则火花塞会被燃料覆盖，由此闷烧(smolder)并不能正常点火。

发明内容