[发明专利]直接喷射式内燃机及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接喷射式内燃机以及控制所述直接喷射式内燃机的方法。更具体地，本发明涉及一种在压缩冲程或膨胀冲程过程中通过燃料喷射阀喷射燃料的直接喷射式内燃机以及控制所述直接喷射式内燃机的方法。

背景技术

近年来，普遍采用的是燃料通过燃料喷射阀直接地喷射入燃烧室的直接喷射式内燃机。在直接喷射式内燃机中，根据内燃机的工作状态，燃烧模式从分层充气燃烧改变到均匀充气燃烧。分层充气燃烧主要执行于轻负载、低速工作时，例如在发动机刚刚启动时。在执行分层充气燃烧时，在压缩冲程和膨胀冲程的至少其中之一的期间，燃料通过燃料喷射阀喷射入燃烧室内。

可采用壁导引型直接喷射式内燃机作为一种类型的直接喷射式内燃机。在壁导引型的直接喷射式内燃机中，在执行分层充气燃烧时所喷射的燃料沿气缸的壁面或活塞顶部分行进而朝火花塞走行。当朝火花塞走行时，燃料与已经从进气通道引入燃烧室的进气相混合。燃料-空气的混合物通过火花塞的点火器点火，这导致混合物内的燃料燃烧。

如日本专利申请公开No.JP-A-2002-138933中所公开的，可采用喷雾引导型直接喷射式内燃机。在喷雾引导型直接喷射式内燃机中，在分层充气燃烧期间所喷射的燃料与从进气通道引入燃烧室的进气相混合以在火花塞附近形成混合物。其后，混合物通过火花塞的点火器点火，这导致混合物内的燃料燃烧。在喷雾引导型直接喷射式内燃机的情形下，通过燃料喷射阀喷射入燃烧室内的燃料既没有通过使燃料沿气缸的壁面或活塞顶部分行进而被引导到火花塞，也没有通过进气在燃烧室内的流动而被引导到火花塞。

对于喷雾引导型直接喷射式内燃机而言，与其中燃料在进气冲程过程中通过燃料喷射阀喷射入燃烧室内的均匀充气燃烧相比，在分层充气燃烧期间可用于使通过燃料喷射阀喷射的燃料气化的时间较短。其原因在于，当执行分层充气燃烧时，燃料在压缩冲程或膨胀冲程期间通过燃料喷射阀喷射入燃烧室内，并且因此从燃料射入到混合物通过火花塞的点火器点火的时段较短。因此，对于直接喷射式内燃机而言，存在如下问题，即，在分层充气燃烧期间，当燃烧室内的温度、即缸内温度由于从进气通道引入燃烧室内的进气温度低而低时，燃烧可能劣化。

特别地，在喷雾引导型直接喷射式内燃机中，与壁引导型直接喷射式内燃机不同的是，所喷射的燃料并非通过使燃料沿气缸的壁面或活塞顶部分行进而引导到火花塞。为此，诸如气缸体或活塞的热源难以帮助燃料气化。因此，对于喷雾引导型直接喷射式内燃机而言，存在如下问题，即，当缸内温度由于进气温度低而低时，燃烧可能进一步地劣化。

发明内容

本发明提供一种直接喷射式内燃机以及控制所述直接喷射式内燃机的方法，其抑制了在分层充气燃烧期间的燃烧劣化。

本发明的第一方面是一种直接喷射式内燃机，其中，在压缩冲程或膨胀冲程期间经由燃料喷射阀喷射入燃烧室的燃料与通过进气通道引入所述燃烧室内的进气混合以在火花塞附近形成空气-燃料混合物，所述内燃机包括：实际压缩比控制装置，用于控制实际压缩比；以及代表值获取装置，用于获取代表缸内温度的值，其中，当所述燃料在所述压缩冲程或膨胀冲程期间经由所述燃料喷射阀喷射入所述燃烧室时，如果所获取的代表值低，则所述实际压缩比控制装置增加所述实际压缩比。

本发明的第二方面是一种根据第一方面的直接喷射式内燃机，其中，气门正时能够改变的可变进气门用作进气门，所述进气通道和所述燃烧室通过所述进气门彼此连通；所述实际压缩比控制装置是用于控制所述可变进气门的气门正时的可变进气门控制装置；并且，当所述燃料在所述压缩冲程或膨胀冲程期间经由所述燃料喷射阀喷射入所述燃烧室时，所述可变进气门控制装置提前所述可变进气门的关闭正时。

本发明的第三方面是一种根据第二方面的直接喷射式内燃机，其中，所述可变进气门控制装置与所获取的代表值的降低成比例地增加所述可变进气门的关闭正时的提前量。

根据本发明的这些方面，在燃料在压缩冲程或膨胀冲程期间经由燃料喷射阀喷射时，当所获取的代表缸内温度的值——诸如进气温度和冷却液温度——低时，诸如可变进气门控制装置的实际压缩比控制装置提前可变进气门的关闭正时。由此，使得可变进气门的关闭正时与活塞位于下死点处的时间点接近，引入燃烧室的空气量增加，且实际压缩比增加。例如，通过与所获取的代表值——即缸内温度——的降低成比例地增加所述可变进气门关闭正时的提前量来增加实际压缩比。因此，在分层充气燃烧期间，即使燃烧室内的燃料难于气化，实际压缩比还是增加，其导致缸内温度的增加。由此，加速燃料的气化。