專利名稱：用于直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及燃油被直接噴射到發(fā)動機氣缸的內(nèi)部部分的氣缸內(nèi)(inner cylinder)直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機(以下，也稱為直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機，或者簡稱為發(fā)動機)，更加具體而言，涉及用于在需要前期溫升(早期激活)發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)化器(或稱為催化劑)的冷發(fā)動機起動期間、進行燃油噴射正時和點火正時的適當控制的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
在2002年7月5日發(fā)布的日本專利No.3325230(與在2002年2月12日發(fā)布的美國專利No.6345499對應(yīng))說明了一種以前提出的技術(shù)，在該技術(shù)中，作為直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的催化劑升溫方法，執(zhí)行至少兩次(二次)分開(split)噴射，這兩次分開(split)噴射包含后期噴射，用于在從吸氣行程到點火正時的時間間隔內(nèi)在燃燒室內(nèi)形成具有部分濃或稀空燃比的空氣混合燃油；前期噴射，在該前期噴射中，燃油在后期噴射前的正時被噴射，以用后期噴射的燃油和后期噴射的燃燒使火傳播，以產(chǎn)生空燃比比理論配比空燃比更稀的空氣混合燃油，當排氣凈化目的催化轉(zhuǎn)化器處于催化轉(zhuǎn)化器溫度比催化轉(zhuǎn)化器的激活溫度低的未預(yù)熱狀態(tài)時，上述點火正時向比MBT(最佳轉(zhuǎn)矩的最小角度)點更延遲的角側(cè)延遲預(yù)定的量，點火正時被設(shè)置在發(fā)動機的無負荷區(qū)中的壓縮(行程)上止點前，并且該點火正時被延遲到無負荷區(qū)以外的低速低負荷區(qū)中的壓縮上止點后。在例如120°-45°BTDC(上止點前)的壓縮行程的中間期執(zhí)行上述后期噴射。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)動機的冷起動期間，通過催化轉(zhuǎn)化器的早期激活以及通過HC(碳氫化合物)的后燃，延遲點火正時以減少HC是有效的。為了更有效地減少HC，需要在壓縮(行程)上止點后的正時進行點火(所謂ATDC點火)。為了使發(fā)動機通過ATDC點火得到穩(wěn)定的燃燒，必須縮短燃燒時間間隔。為了實現(xiàn)這個目的，必須加強在發(fā)動機氣缸形成內(nèi)的湍流并提高燃燒速度(火焰?zhèn)鞑ニ俣?。為了加強上述的這種湍流，可以認為這種湍流是由高壓下噴入發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃油噴霧的能量而形成的。但是，在上述日本專利公開的技術(shù)中，第一次噴射(前期噴射)在吸氣行程期間進行，第二次噴射(后期噴射)在壓縮行程中的120°～45°BTDC(上止點前)期間進行。這樣，由于后期燃油噴射在壓縮上止點前進行，因此湍流在壓縮上止點后的某一時刻被衰減，并且，即使由后期噴射產(chǎn)生的燃油噴霧形成了發(fā)動機氣缸內(nèi)的湍流，這種湍流也不能通過ATDC點火加快火焰?zhèn)鞑ニ俣取?br> 例如，假定考察在操作在發(fā)動機的進氣口內(nèi)安裝的氣流控制閥(例如，滾流(tumble)控制閥)的情況下以及在發(fā)動機中沒有安裝上述的這種氣流控制閥的情況下的發(fā)動機氣缸內(nèi)的湍流的大小。氣流控制閥的動作導(dǎo)致在吸氣行程期間形成的湍流隨著壓縮行程的前進被衰減。隨著在壓縮行程的后期滾流的瓦解，湍流暫時變得較大。但是，湍流在壓縮上止點后被迅速衰減。不能期望用這種湍流改善燃燒(改善火焰?zhèn)鞑?。對于由燃油噴霧產(chǎn)生的湍流，出現(xiàn)相同的情況。即使形成了在壓縮上止點前通過燃油噴射產(chǎn)生的湍流，這種湍流也無助于壓縮上止點后的點火燃燒。
因此，ATDC點火在升高排氣溫度和降低HC方面具有優(yōu)勢。但是，不能建立燃燒穩(wěn)定性。在上述日本專利所述的以前提出的技術(shù)中，點火正時被設(shè)置在無負荷區(qū)中的壓縮上止點前(所謂BTDC點火)。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供可以改善使催化劑(催化轉(zhuǎn)化器)在發(fā)動機起動的早期階段激活的ATDC點火的燃燒穩(wěn)定性并減少HC(碳氫化合物)的用于直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法和裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供用于直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，該直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機包含燃油噴射閥，被配置為將燃油直接噴射到發(fā)動機氣缸中；和火花塞，該控制方法包含以下步驟在發(fā)動機的冷起動期間，進行超延遲燃燒，該超延遲燃燒包含在壓縮上止點后的正時通過火花塞進行的點火和在壓縮上止點后、點火前的正時開始燃油的噴射的至少一次燃油噴射；在緊跟發(fā)動機的冷起動后的預(yù)定時間間隔禁止超延遲燃燒的進行。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供用于直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制裝置，該直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機包含燃油噴射閥，被配置為將燃油直接噴射到發(fā)動機氣缸中；和火花塞，該控制裝置包含以下部件超延遲燃燒執(zhí)行部分，被配置為在發(fā)動機的冷起動期間進行超延遲燃燒，該超延遲燃燒包含在壓縮上止點后的正時通過火花塞進行的點火、和在壓縮上止點后、點火前的正時開始通過各燃油噴射閥的燃油的噴射的至少一次燃油噴射；和禁止部分，被配置為在緊跟發(fā)動機的冷起動后的預(yù)定時間間隔禁止超延遲燃燒的進行。
本發(fā)明內(nèi)容部分未必說明所有的必需的特征，因此本發(fā)明可以是這些所述的特征的再組合。


圖1是表示可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的控制方法的整個直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)配置圖。
圖2是在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第一、第二、和第三優(yōu)選實施例的每一個中進行的超延遲燃燒的第一、第二和第三例子的特性圖。
圖3是表示圖1所示的發(fā)動機剛冷起動后HC(碳氫化合物)的形成量的特性線的特性圖。
圖4A和圖4B是表示超延遲燃燒(圖4A)和壓縮行程噴射和BTDC(上止點前)點火(圖4B)的例子的特性圖。
圖5是包含控制方法的第一實施例的、表示圖1中所示的發(fā)動機剛冷起動后的排氣溫度的特性線的特性圖。
圖6是表示在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第一實施例中進行的燃燒控制的例子的流程圖。
圖7是用于推算圖1中所示的發(fā)動機冷起動后的氣缸內(nèi)溫度的說明圖。
圖8是表示在第一實施例中進行的燃燒控制的另一例子的流程圖。
圖9是用于推算圖1中所示的發(fā)動機冷起動后的排氣溫度的說明圖。
圖10是表示在第一實施例中進行的燃燒控制的又一例子的流程圖。
圖11A、圖11B和圖11C是整體表示在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第二優(yōu)選實施例中、圖1中所示的發(fā)動機起動后的燃油噴射正時和點火正時的系列設(shè)置的例子的特性圖。
圖12是包含根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第二實施例的、表示發(fā)動機剛冷起動后HC(碳氫化合物)的排放量的特性圖。
圖13是包含根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第二實施例的、表示發(fā)動機剛冷起動后的排氣溫度的特性圖。
圖14是表示在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第二實施例中進行的溫升段中的燃油噴射正時和點火正時的另一設(shè)置例子的特性圖。
圖15是表示在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第二實施例中進行的溫升段中的燃油噴射正時和點火正時的又一設(shè)置例子的特性圖。
圖16A和圖16B是包含根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第三實施例的、表示圖1中所示的發(fā)動機剛冷起動后的排氣溫度和HC的排放量的特性圖。
圖17A和圖17B是表示在控制方法的第三實施例中的、超延遲噴射和溫升段的設(shè)置例子的特性圖。
圖18是在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第三實施例中的、燃油噴射正時和點火正時的另一例子的特性圖。
圖19是表示在根據(jù)本發(fā)明的第三實施例中進行的燃燒控制的例子的流程圖。
圖20是表示在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第三實施例中進行的燃燒控制的另一例子的流程圖。
圖21是表示在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第三實施例中進行的燃燒控制的又一例子的流程圖。
具體實施例方式
以下，為了可以更好地理解本發(fā)明，對附圖進行參照。
(第一實施例)圖1示出可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的控制方法的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)配置。在根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中，在需要在發(fā)動機的排氣系統(tǒng)中設(shè)置的催化轉(zhuǎn)化器早期溫升的發(fā)動機的冷起動期間，進行點火正時被設(shè)置在壓縮(行程)上止點后且燃油在該點火正時前、壓縮上止點后被噴射的這種超(super)延遲燃燒。并且，超延遲燃燒在緊跟在發(fā)動機起動后的預(yù)定時間間隔內(nèi)被禁止。注意，所使用的術(shù)語“緊跟在......后”意思與“......完成時”相同。
進氣(空氣)通道4通過進氣門與由發(fā)動機1的活塞2形成的燃燒室3相連。排氣(氣體)通道5通過排氣門與燃燒室3相連。空氣流量計6被設(shè)置在進氣通道4內(nèi)，以檢測進氣量。設(shè)置電控節(jié)氣門7，該電控節(jié)氣門7的開口角度響應(yīng)控制信號由致動器8控制。在排氣(氣體)通道5內(nèi)設(shè)置排氣凈化目的催化轉(zhuǎn)化器10。分別在催化轉(zhuǎn)化器10的上游側(cè)和下游側(cè)安裝空燃比傳感器11和12。排氣溫度傳感器13被設(shè)置在上游側(cè)空燃比傳感器11的鄰近部分，用于檢測催化轉(zhuǎn)化器10的入口側(cè)的排氣溫度。在燃燒室3的中心頂部上設(shè)置火花塞14。燃油噴射閥(或燃油噴射器)15被設(shè)置在燃燒室3的進氣通道4的一側(cè)，以直接將燃油噴射到燃燒室3內(nèi)。通過高壓燃油通道18將壓力被高壓燃油泵16和壓力調(diào)節(jié)器17調(diào)節(jié)為預(yù)定的壓力的給定量的燃油供給燃油噴射閥15。由此，當用于各氣缸的燃油噴射閥15響應(yīng)控制脈沖被打開時，數(shù)量隨閥打開間隔變化的燃油被噴射到相應(yīng)的燃燒室3內(nèi)。注意，附圖標記19表示用于檢測燃油壓力的燃油壓力傳感器，附圖標記20表示低壓燃油泵，燃油通過該低壓燃油泵被供應(yīng)到高壓燃油泵16。
另外，在發(fā)動機1內(nèi)設(shè)置用于檢測發(fā)動機冷卻液溫度的冷卻液溫度傳感器21和用于檢測發(fā)動機1的曲軸轉(zhuǎn)角(CA)的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器22。并且，設(shè)置用于檢測車輛駕駛員作用的油門踏板的壓下量(油門的操縱變量)的油門開度傳感器23。
由控制單元25控制發(fā)動機1的燃油噴射量、燃油噴射正時和點火正時。該控制單元25從上述各種傳感器輸入檢測信號?？刂茊卧?5確定燃燒方法，即，燃燒是均勻燃燒還是層狀燃燒，同時通過燃油噴射閥15、火花塞14的點火正時等控制燃油噴射正時和燃油噴射量。注意，作為一般的層狀燃燒驅(qū)動，在發(fā)動機預(yù)熱結(jié)束后，在預(yù)定的低速低負荷區(qū)，在壓縮行程期間的適當?shù)恼龝r進行燃油噴射，并且，在壓縮行程上止點前的正時進行燃油的點火。燃油噴霧被以層化的形式收集到火花塞14附近。因此，可以實現(xiàn)空燃比為約30～40的極稀的層狀燃燒。另外，作為一般的均勻燃燒驅(qū)動，在預(yù)定的高速高負荷區(qū)中，在吸氣行程期間的某一正時進行燃油噴射，并且，在與壓縮上止點前的MBT(最佳轉(zhuǎn)矩的最小角度)點接近的正時進行點火。在這種情況下，燃油在相應(yīng)的氣缸內(nèi)變成均勻的空氣混合物燃油。這種均勻的燃燒驅(qū)動包含根據(jù)發(fā)動機驅(qū)動條件，空燃比被設(shè)置為理論配比空燃比的均勻理論配比燃燒、和空燃比被設(shè)置為約20～30的稀狀態(tài)的均勻稀燃燒。
在第一實施例中，在需要(要求)催化轉(zhuǎn)化器10早期溫升的發(fā)動機1的冷起動期間，進行超延遲燃燒，使得排氣溫度升高。以下，將參照圖2說明超延遲燃燒中的燃油噴射正時和點火正時。
圖2表示超延遲燃燒的三個例子。在第一例子中，點火正時被設(shè)置在15°～30°ATDC(上止點后)(例如，20°ATDC)，且燃油噴射正時(全稱為燃油噴射開始正時)被設(shè)置為壓縮上止點后和點火正時前。注意，此時，空燃比被設(shè)置為理論配比空燃比或比理論配比空燃比稍稀(約16～17)。
也就是說，為了促進催化劑(催化轉(zhuǎn)化器10)的預(yù)熱并減少HC(碳氫化合物)，可以延遲點火正時是有效的。從而，需要壓縮上止點后的點火(所謂ATDC點火)。但是，為了通過ATDC點火使發(fā)動機1穩(wěn)定燃燒，必須縮短燃燒時間間隔。為了縮短燃燒時間間隔，必須促進由湍流產(chǎn)生的火焰?zhèn)鞑ァＨ缟纤?，在吸氣行程和壓縮行程形成的湍流被衰減。但是，在根據(jù)本發(fā)明的本實施例中，在壓縮上止點后的膨脹行程期間進行的高壓燃油噴射使得氣流形成。這種氣流會使氣缸內(nèi)的湍流形成并加強。由此，ATDC點火時的火焰?zhèn)鞑サ玫酱龠M，使得可以建立穩(wěn)定的燃燒。
圖2中的第二例子是燃油噴射被分為兩次燃油噴射的例子。第一次燃油噴射在吸氣行程期間的某一時刻進行，第二次燃油噴射在壓縮上止點后的某一時刻進行。注意，點火正時和空燃比(兩次噴射的總空燃比)與第一例子相同。
如第二例子那樣，當在壓縮上止后的燃油噴射(膨脹行程噴射)前進行吸氣行程期間的燃油噴射(吸氣行程噴射)時，由吸氣行程噴射的燃油噴霧產(chǎn)生的湍流在壓縮行程的后一半中被衰減，且很難在壓縮行程上止點后對氣流加強產(chǎn)生影響。但是，燃油燃燒擴散到整個燃燒室，因此燃油燃燒通過ATDC點火有助于促進HC的后燃。由此，本第二例子可以有效減少HC并升高排氣溫度。
另外，在圖2中的第三例子中，燃油噴射被分為兩次，第一次燃油噴射在壓縮行程中進行，第二燃油噴射在壓縮上止點后進行。在第三實施例中，在壓縮上止點后的燃油噴射(膨脹行程噴射)前，進行壓縮行程(壓縮行程噴射)期間的燃油噴射。在這種情況下，與第二例子中的吸氣行程燃油噴射相比，壓縮行程燃油噴射延遲了由壓縮行程噴射的燃油噴霧產(chǎn)生的湍流的衰減。由此，保留了由第一次燃油噴射產(chǎn)生的湍流。第二次燃油噴射在壓縮上止點后進行，使得湍流可以被加強以促進在第一次燃油噴射中形成的湍流，并且可以實現(xiàn)與壓縮上止點鄰近的進一步的氣流加強。
在第三例子的情況下，第一次壓縮行程噴射可以在壓縮行程的前一半中進行。但是，如果第一次噴射被設(shè)置到壓縮行程的后一半(90°BTDC后)，那與上止點接近的湍流可以進一步增加。特別地，如果該第一次壓縮行程噴射在45°BTDC后，或者如期望的那樣在20°BTDC后進行，那么壓縮上止點后的氣流可以被進一步加強。
如上所述，根據(jù)參照圖2說明的第一、第二和第三例子的超延遲燃燒，可以通過緊靠點火前的燃油噴霧形成和加強氣缸內(nèi)的湍流，并可促進火焰?zhèn)鞑?。另外，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的燃燒。特別地，由于點火正時被延遲到15°～30°ATDC，因此可以實現(xiàn)早期激活催化轉(zhuǎn)化器10，并可以實現(xiàn)減少HC的充分的后燃效果。換句話說，即使點火正時被延遲，燃油噴射也會在緊靠點火正時前被延遲，以延遲(延緩)湍流的形成正時。因此，可以通過改善火焰?zhèn)鞑ナ谷紵玫礁纳啤?br> 換句話說，在上述超延遲燃燒中，由于燃油噴射在壓縮上止點后進行，因此，從燃油噴射到點火的時間間隔即燃油汽化時間變短。由此，在緊跟氣缸內(nèi)溫度(即，燃燒室壁溫度)非常低的發(fā)動機1的冷起動后的時間間隔期間(例如，在從幾秒到幾十秒的時間間隔期間)，存在未燃燒HC的形成量隨燃油的不充分汽化增加的趨勢。另外，在就在上述的這種冷起動后，排氣系統(tǒng)溫度也較低。排氣通道5內(nèi)的HC的氧化(或者氧化作用)沒有得到充分促進。在氣缸內(nèi)形成的未燃燒HC變得在沒有氧化(或氧化作用)的情況下很容易地、直接地被排放到發(fā)動機1的外面。
圖3示出就在上述的這種冷起動后的HC形成量的特性圖。在圖3中，特性線A表示在圖4A所示的超延遲燃燒的情況下(與圖2中的第一例子相同)的HC的形成量，特性線B表示在圖4B中所示的燃燒的情況下(進行壓縮行程燃油噴射和壓縮上止點前的點火)的HC的形成量。如圖3所示，對于超延遲燃燒特性線A，在緊跟氣缸內(nèi)溫度非常低的冷起動后的預(yù)定時間間隔中，HC形成量變得比特性線B大。然后，當氣缸內(nèi)溫度變得有些熱時，HC形成量變得非常少。
因此，根據(jù)第一實施例，超延遲燃燒在緊跟冷起動后的預(yù)定時間間隔(例如，特性線A中的HC形成量比特性線B大的時間間隔)內(nèi)被禁止，且燃燒模式是例如壓縮行程燃油噴射，并且，如圖4B所示進行BTDC點火。結(jié)果，得到由圖3中的點劃線的特性線表示的HC形成量。
另一方面，衰減對排氣溫度的特性產(chǎn)生影響。如圖5所示，與特性線A的超延遲燃燒相比，在特性線B中排氣溫度緩慢上升。但是，在從發(fā)動機起動到時間點T1的時間間隔內(nèi)，即使超延遲燃燒被禁止且壓縮行程燃油噴射和BTDC點火被執(zhí)行(參見圖4B)，在燃燒模式切換到超延遲燃燒后，排氣溫度的上升也會如圖5中的點劃線所示變快。由此，作為最終目標的激活催化轉(zhuǎn)化器所需要的時間與從開始(即，從冷起動發(fā)動機1的時刻)燃燒模式就是特性線A表示的超延遲燃燒模式的情況基本相等。
圖6是表示在發(fā)動機的冷起動的某一時刻由控制單元25執(zhí)行的燃燒控制過程的例子的流程圖。在步驟S1，如果控制單元25檢測到發(fā)動機1已起動，那么例程前進到步驟S2。在步驟S2，控制單元25推算(目前的)氣缸內(nèi)溫度。在步驟S3，控制單元25確定推算的氣缸內(nèi)溫度是否已達到預(yù)定溫度Prein(預(yù)定溫度是燃油汽化所需的氣缸內(nèi)的最低溫度)。如圖7所示，在發(fā)動機1起動后，氣缸內(nèi)溫度以一定的時間常數(shù)逐漸升高，且可以通過諸如發(fā)動機1起動期間的冷卻液溫度、累積進氣量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷等參數(shù)對其進行推算。并且，為了簡化圖6中所示的控制過程，控制單元25可以簡單地根據(jù)從起動發(fā)動機1的時間算起的過去時間(passage time)確定氣缸內(nèi)溫度是否已達到預(yù)定溫度Prein。
如果控制單元25確定氣缸內(nèi)溫度沒有達到預(yù)定溫度Prein，那么在氣缸內(nèi)溫度達到預(yù)定溫度的時間內(nèi)，超延遲燃燒被禁止，例程前進到步驟S4。在步驟S4中，控制單元4執(zhí)行其中如圖4所示進行壓縮行程燃油噴射和BTDC點火的燃燒模式。如果氣缸內(nèi)溫度已達到預(yù)定溫度Prein(步驟S3為“是”)，例程前進到步驟S5，在步驟S5，控制單元25執(zhí)行圖2中所示的超延遲燃燒。注意，雖然如圖2中所示的第一例子那樣進行超延遲燃燒，但也可以進行如圖2所示的諸如第二或第三例子的分開(split)噴射。還應(yīng)注意，在步驟S4執(zhí)行的燃燒模式可以為公知的均勻燃燒、公知的層狀燃燒或進行吸氣行程燃油噴射(吸氣行程期間的燃油噴射)和壓縮行程燃油噴射(壓縮行程期間的燃油噴射)的BTDC點火。
下面，圖8示出表示其間根據(jù)排氣溫度超延遲燃燒被禁止的時間間隔的定義的另一例子的流程圖。詳細地說，在緊跟排氣系統(tǒng)溫度很低的發(fā)動機冷起動后，排放通道5內(nèi)的HC的氧化沒有被充分促進，在發(fā)動機氣缸內(nèi)形成的未燃燒HC變得直接地、很容易地排放到外面。但是，如果排氣溫度變得有些高，那么未燃燒HC在排放通道5內(nèi)被氧化。圖8中示出的該流程與圖6類似。如果發(fā)動機1被起動，則例程從步驟S1前進到步驟S2′。在步驟S2′，控制單元25從排氣溫度傳感器13讀取檢測的排氣溫度。在步驟S3′，控制單元25確定讀取的排氣溫度是否已達到預(yù)定溫度Preex(燃油汽化所需的最低溫度)。如圖9所示，排氣溫度在發(fā)動機1起動后以一定的時間常數(shù)(constant)逐漸升高。由此，可以使用諸如起動后的冷卻液溫度、累積進氣量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷等參數(shù)對排氣溫度進行推算，以代替通過排氣溫度傳感器13進行直接檢測。為了進一步簡化控制，可以基于從發(fā)動機1的起動算起的過去時間，確定排氣溫度是否達到預(yù)定溫度Preex。
在步驟S3′，如果控制單元25確定排氣溫度沒有達到預(yù)定溫度Preex(步驟S3′為“否”)，那么在排氣溫度達到預(yù)定溫度的時間間隔內(nèi)，超延遲燃燒被禁止，并且例程前進到步驟S4。在步驟S4，控制單元25執(zhí)行其中如圖4B所示進行壓縮行程燃油噴射的BTDC點火。如果排氣溫度達到預(yù)定溫度Preex(步驟S3′為“是”)，那么控制單元25在步驟S5中執(zhí)行超延遲燃燒。要執(zhí)行的該超延遲燃燒包含如圖2中所示的第一例子。但是，可以執(zhí)行圖2中所示的第二例子或圖2中所示的第三例子。在步驟S4中執(zhí)行的燃燒模式可以包含公知的均勻燃燒、公知的層狀燃燒、或其中進行吸氣行程噴射和壓縮行程燃油噴射的BTDC點火。
圖10表示由控制單元25執(zhí)行的燃燒控制的又一例子的流程圖，表示其間超延遲燃燒同時基于氣缸內(nèi)溫度和排氣溫度被禁止的時間間隔的定義。注意，簡單地通過從發(fā)動機1的起動算起的過去時間推算氣缸內(nèi)溫度，并通過排氣溫度傳感器13直接檢測排氣溫度。但是，可以用上述的其它參數(shù)對這些溫度進行推算。在步驟S1中，如果控制單元25確定發(fā)動機1已起動，那么例程前進到步驟S2″。在步驟S2″，控制單元25從在控制單元25內(nèi)安裝的計時器讀取從發(fā)動機1起動的時間算起的過去時間，并且，在步驟S3″，控制單元25從排氣溫度傳感器13讀取檢測的排氣溫度。然后，在步驟S4′，控制單元25確定從發(fā)動機1起動算起的過去時間是否達到預(yù)定的時間Pretm(氣缸內(nèi)溫度達到燃油汽化所需的溫度的時間)，并且，在步驟S5′，控制單元25確定排氣溫度是否已達到預(yù)定溫度Preex(上述HC氧化所需的最低溫度)。
在步驟S4′或步驟S5′中的任一個或兩個中，如果從發(fā)動機1起動算起的過去時間或排氣溫度沒有達到預(yù)定的時間Pretm或預(yù)定溫度Preex，則超延遲燃燒被禁止，且例程前進到步驟S6，在該步驟S6，如圖4B所示進行壓縮行程燃油噴射和BTDC點火。如果發(fā)動機1起動后的過去時間已達到預(yù)定的時間Pretm，并且排氣溫度已達到預(yù)定溫度Preex，那么例程前進到步驟S7，在該步驟S7，控制單元25執(zhí)行超延遲燃燒。注意，如上所述，除了圖2中所示的第一例子外，超延遲燃燒還可以包含圖2中所示的第二和第三例子中的每一個所示的分開噴射。步驟S6中的燃燒模式可以包含公知的均勻燃燒、公知的層狀燃燒和其中進行吸氣行程燃油噴射和壓縮行程燃油噴射的BTDC點火。
(第二實施例)在用于直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法的第二實施例中，在需要早期激活催化轉(zhuǎn)化器10的冷起動期間，進行超延遲點火，其中，點火正時被設(shè)置在壓縮上止點后，并且燃油在該點火正時前、壓縮上止點后被噴射。另外，在緊跟發(fā)動機冷起動后的預(yù)定時間間隔中，超延遲燃燒被禁止，并且，在燃燒模式從其間超延遲點火被禁止的預(yù)定時間間隔向超延遲燃燒轉(zhuǎn)換的期間，執(zhí)行點火正時被設(shè)置到比超延遲燃燒時的點火正時更提前的角側(cè)(angle side)的溫升段(temperature rise phase)。
也就是說，在壓縮上止點后，在吸氣行程和壓縮行程中形成的湍流被衰減。但是，可以通過在壓縮行程上止點后的膨脹行程期間進行的燃油噴射，形成和加強氣缸內(nèi)的湍流，并且可以促進ATDC點火時的火焰?zhèn)鞑?。由此，穩(wěn)定地建立點火正時被設(shè)在上止點后的超延遲燃燒。
在超延遲燃燒期間，由于氣體體積隨燃燒效率的降低而增加(即，得到相同轉(zhuǎn)矩所需的進氣量增加)，因此存在未燃燒，HC自身的形成量增加的趨勢。然后，由于在發(fā)動機1剛冷起動后排氣系統(tǒng)溫度較低，因此HC的氧化不能被充分地促進。在發(fā)動機氣缸內(nèi)形成的未燃燒的HC變得很容易地、直接地排放到發(fā)動機1的外面。換句話說，如果在緊跟發(fā)動機1的冷起動后進行超延遲燃燒，從發(fā)動機1的排氣系統(tǒng)排放到外面的HC會暫時增加。
為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第二實施例中，這種超延遲燃燒在緊跟發(fā)動機1冷起動后的極短時間間隔內(nèi)被禁止。在超延遲燃燒被禁止的極短時間間隔內(nèi)，例如，吸氣行程和壓縮行程期間的燃油噴射被執(zhí)行，并點火正時被設(shè)在壓縮上止點前。然后，當燃燒模式從超延遲燃燒禁止時間間隔轉(zhuǎn)換為超延遲燃燒時，執(zhí)行點火正時被設(shè)置到比超延遲燃燒更提前的角側(cè)的溫升段。在溫升段中，雖然排氣溫度比超延遲燃燒稍低，但未燃燒HC的形成量變少，使得在排氣系統(tǒng)溫度較低的階段中HC排放量的暫時增加可被抑制，同時可以升高排氣系統(tǒng)溫度。
已參照圖1在第一實施例中說明了可應(yīng)用第二實施例的控制方法的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)配置。另外，已參照圖2說明了超延遲燃燒的三個例子(也可應(yīng)用于第二實施例)。因此，這里將忽略其詳細說明。
在上述超延遲燃燒中，在壓縮上止點后進行燃油噴射。因此，燃燒效率降低。另外，由于得到相同轉(zhuǎn)矩所需的進氣量增加，因此，存在由于其氣體體積增加使得未燃燒HC自身的形成量增加的趨勢。在發(fā)動機1剛冷起動后，排氣系統(tǒng)溫度較低。因此，排放通道5內(nèi)的HC的氧化沒有得到充分促進。氣缸內(nèi)的未燃燒HC很容易地、直接地被排放到外面。
為了解決上述問題，在第二實施例中，緊跟發(fā)動機1的冷起動后，噴射正時和點火正時的設(shè)置被立即切換為三個階段。圖11A、圖11B、圖11C整體表示在三個階段中改變的噴射正時和點火正時的設(shè)置的例子。緊跟冷起動后，首先，立即通過控制單元25執(zhí)行圖11A中所示的后起動段。在后起動段中，在壓縮行程期間僅進行一次燃油噴射，并在壓縮上止點前的正時進行點火。然后，執(zhí)行圖11B中所示的溫升段。在該溫升段中，燃油噴射被分為兩次噴射。第一次噴射在壓縮行程期間進行，第二次噴射在壓縮上止點后進行。然后，在壓縮上止點后進行點火。注意，在圖11B中所示的溫升段中，從壓縮上止點的點火正時的延遲角度量相對較小。然后，通過控制單元25執(zhí)行圖11C中所示的超延遲燃燒。在這種情況下，執(zhí)行圖2中所示的第三例子。也就是說，燃油噴射被分為兩次噴射，第一次噴射在壓縮行程期間的正時進行，第二次噴射在壓縮上止點后的正時進行。然后，在壓縮上止點后的正時進行點火。在這種超延遲燃燒中，與溫升段中的點火正時相比，從壓縮上止點的點火正時的延遲角度量較大。另外，溫升段中的從第二次燃油噴射開始正時到點火正時的間隔T2′比超延遲燃燒的情況下的間隔T1′相對較大(寬)。因此，燃燒汽化時間變長，冷起動中的HC產(chǎn)生(形成)被抑制。
圖12示出根據(jù)上述三種設(shè)置的、緊跟發(fā)動機1的冷起動后的一定持續(xù)時間內(nèi)的HC排放量的特性。如圖12所示，在超延遲燃燒的特性線CC中，HC的排放量在緊跟發(fā)動機1的冷起動后的預(yù)定時間間隔內(nèi)非常高，然后迅速減少。對于后起動段特性線AA，緊跟冷起動后的持續(xù)時間內(nèi)的HC的排放量很低，然后，HC的排放量的增加的程度變小。在一定的時間點后，HC的排放量變得比超延遲燃燒的情況(特性線CC)大。溫升段的情況下的特性線BB具有特性線AA和CC之間的中間特性。在圖12中所示的從進行發(fā)動機1的冷起動的時間點到時間點t1的時間間隔中，溫升段中的HC的排放量(特性線BB)比后起動段的情況(特性線AA)大。在圖12中所示的一定時間點t2后，特性線BB的情況下的HC的排放量比圖12中所示的超延遲燃燒的特性線CC大。但是，在特性線BB中，在圖12中所示的從時間點t1到時間點t2的時間間隔內(nèi)，溫升段的情況下的HC排放量特性線BB變成在三個特性線AA、BB、CC中最小的一個。
在第二實施例中，在圖12中所示的從進行發(fā)動機1的起動的時間點到時間點t1的時間間隔內(nèi)，執(zhí)行圖11A中所示的后起動段，在圖12中所示的從執(zhí)行完后起動段的時間點t1到時間點t2的時間間隔內(nèi)，執(zhí)行圖11B中所示的溫升段，并且，在圖12中所示的時間點t2后，執(zhí)行圖11C中所示的超延遲燃燒。因此，HC的排放量提供由圖12中的點劃線表示的特性線。結(jié)果，可以避免在緊跟發(fā)動機1的起動后的時間間隔中的HC的量的暫時增加。
另外，衰減對排氣溫度的特性產(chǎn)生影響。如圖13所示，與特性線CC中的超延遲燃燒相比，特性線BB的溫升段的溫度升高較慢，特性線CC中的后起動段中的溫度升高更慢。但是，由于從時間點t1到時間點t2的實際時間間隔非常短，因此燃燒模式通過圖11B中所示的溫升段從圖11A中所示的后起動段切換到圖11C中所示的超延遲燃燒，即，如圖13中所示，依次從特性線AA和BB切換到CC。催化劑(催化轉(zhuǎn)化器10)被激活的所需時間(時間段)幾乎與超延遲燃燒首先連續(xù)執(zhí)行(參考圖13所示的特性線AA和第二實施例)的情況相同。
圖12和圖13中所示的上述時間點t1和t2根據(jù)催化轉(zhuǎn)化器10的入口側(cè)的排氣溫度確定(限定)。換句話說，根據(jù)由排氣溫度傳感器13檢測的排氣溫度是否已達到第一設(shè)置溫度和第二設(shè)置溫度，噴射正時和點火正時的設(shè)置以上述方式被切換。由于排氣溫度在發(fā)動機起動后以一定的時間常數(shù)逐漸增加，因此，可以使用發(fā)動機1的起動后的冷卻液溫度、累積的進氣量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷等參數(shù)推算排氣溫度，以取代用排氣溫度傳感器13進行直接檢測。并且，為了進一步將控制簡化，可以僅使用從發(fā)動機1的起動算起的過去時間，用于以上述方式對噴射正時和點火正時的設(shè)置進行切換。注意，雖然在第二實施例中使用了超延遲燃燒的第三例子，但可以將第一或第二例子中的超延遲燃燒應(yīng)用于本實施例中。
圖14和圖15表示在第二實施例中的上述溫升段的情況下的、噴射正時和點火正時的不同設(shè)置的例子。在圖14中所示的例子中，燃油噴射兩次，第一次噴射接近吸氣下止點(BDC)，第二次噴射接近壓縮上止點(TDC)。如圖14所示，點火正時被設(shè)置在壓縮上止點后。在圖15中的另一個例子中，第一次燃油噴射在吸氣行程期間進行，第二次燃油噴射在壓縮行程期間進行。如圖15所示，點火正時被設(shè)置在壓縮上止點前。
(第三實施例)在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第三優(yōu)選實施例中，在要求催化轉(zhuǎn)化器10早期溫升的發(fā)動機1的冷起動的時刻，進行點火正時被設(shè)置在壓縮(行程)上止點后、且燃油在點火正時前、壓縮上止點后的正時被噴射的超延遲燃燒。另外，在進行該超延遲燃燒前，在緊跟發(fā)動機1的冷起動后的預(yù)定時間間隔中，執(zhí)行點火正時被設(shè)置在比超延遲燃燒的情況更提前的角側(cè)并被設(shè)置在壓縮上止點后的溫升段。
也就是說，在壓縮上止點后，在吸氣行程和壓縮行程期間形成的湍流被衰減。但是，可以通過在壓縮行程上止點后的膨脹行程期間進行的燃油噴射，形成和加強氣缸內(nèi)的湍流，并且可以促進通過ATDC點火進行的火焰?zhèn)鞑?。由此，穩(wěn)定地建立了點火正時被設(shè)置在壓縮上止點后的超延遲燃燒。
在超延遲燃燒中，由于氣體體積隨燃燒效率的降低而增加(即，得到相同轉(zhuǎn)矩所需的進氣量增加)，因此存在未燃燒HC自身的形成量增加的趨勢。那么，由于剛冷起動后排氣系統(tǒng)溫度較低，因此HC的氧化不能被充分促進。換句話說，如果在發(fā)動機1的冷起動后立即進行超延遲燃燒，那么從排氣系統(tǒng)排放到外面的HC的量會暫時增加。
為了解決上述問題，在根據(jù)本發(fā)明的控制方法的第三實施例中，在緊跟發(fā)動機1的冷起動后的極短時間間隔內(nèi)，作為溫升段，點火正時被設(shè)置為比超延遲燃燒的情況稍微提前的角側(cè)，盡管點火正時與壓縮上止點后的點火定時相同。換句話說，燃燒模式從溫升段轉(zhuǎn)換為超延遲燃燒。在溫升段中，雖然排氣溫度比超延遲燃燒中稍低，但由于點火正時被設(shè)置在更提前的角側(cè)，因此燃燒效率變得比超延遲燃燒高。另外，氣體體積相對減少。由此，未燃燒HC的形成量總體變少，使得在可以抑制排氣系統(tǒng)溫度較低的階段中的HC排放量的暫時增加的同時，可以升高排氣系統(tǒng)溫度。
以上已參照圖1在第一實施例中說明了可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的第三實施例中的控制方法的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)配置。另外，已參照圖2說明了超延遲燃燒的三個例子(也可以應(yīng)用于第三實施例)。因此，這里忽略其詳細說明。
圖16A和圖16B表示發(fā)動機1剛冷起動后的HC的形成量和排氣溫度的特性。在圖16A和16B中，點線AAA表示在發(fā)動機剛冷起動后(時)開始圖17A中所示的超延遲燃燒(與圖2中所示的第一例子相同)的情況下，緊跟發(fā)動機1的冷起動后的HC的形成量和排氣溫度的特性線。從圖16A和16B可以看出，在超延遲燃燒的情況下，在剛進行氣缸內(nèi)溫度非常低的發(fā)動機1的冷起動后(時)的時間間隔中，由氣體體積增加和不充分的燃油汽化導(dǎo)致的HC的形成量變大。然后，當氣缸內(nèi)溫度有些升高時，HC的形成量非常低。
在第三實施例中，在緊跟發(fā)動機1的起動后的預(yù)定時間間隔(例如，到圖16A和圖16B中的時間點t1)內(nèi)，設(shè)置氣體體積的增加受到抑制的溫升段。在經(jīng)過溫升段后，燃燒模式轉(zhuǎn)換為超延遲燃燒。
圖17B表示準備在圖17A中所示的超延遲燃燒之前執(zhí)行的溫升段的設(shè)置的例子。在圖17B中所示的該例子中，燃油噴射在壓縮上止點前進行，點火在壓縮上止點后進行。注意，圖17B中所示的溫升段中的點火正時被設(shè)置在比超延遲燃燒的情況下的點火正時提前的角側(cè)。換句話說，超延遲燃燒情況下的點火正時被向達到可以建立燃燒的極限的延遲角側(cè)設(shè)置。然而，溫升段中的點火正時被設(shè)置在壓縮上止點后，但為了提高燃燒效率，被設(shè)置在比超延遲燃燒的情況中的點火正時更提前的角側(cè)(不是被設(shè)置在達到燃燒極限的延遲角側(cè))。因此，例如，保持相同的怠速轉(zhuǎn)速所需要的進氣量(用更嚴格的話說，進氣量和燃油量)如超延遲燃燒的情況那樣變得相對較小，并且在排氣溫度較低的初始階段中的HC的形成量的總量變小。另外，從燃油噴射開始正時到點火正時的間隔“T2”比超延遲燃燒時的間隔“T1”大(寬)。因此，在溫升段中，燃油的汽化時間變長，并且冷起動狀態(tài)中的HC的形成受到抑制。
圖16A和圖16B中所示的實線BBB表示在溫升段從圖16A和圖16B中所示的進行發(fā)動機1的冷起動的時間點到時間點t1被執(zhí)行的情況下的形成量和排氣溫度。如圖16A和圖16B所示，在發(fā)動機1冷起動后立即執(zhí)行其間氣體體積較小的溫升段，使得可以避免HC的排放量的暫時增加。另外，衰減對給排氣溫度產(chǎn)生影響。如圖16A所示，與從發(fā)動機1的冷起動后的第一時間進行的超延遲燃燒的情況下表示的點線AAA相比，實線BBB表示發(fā)動機1起動的初始階段的溫度升高較慢。但是，即使在溫升段中，通過ATDC點火，排氣溫度升高也較高。另外，在燃燒模式在圖16A和圖16B中所示的時間點t1從溫升段切換到超延遲燃燒后，超延遲燃燒導(dǎo)致排氣溫度迅速升高。因此，作為最終目的的激活催化轉(zhuǎn)化器(催化劑)10所需的時間與從發(fā)動機1的冷起動的第一時間進行超延遲燃燒的情況基本相同。注意，與第一實施例的情況相同，圖16A和圖16B中所示的進行發(fā)動機1的冷起動的時間點到時間點t1的預(yù)定時間間隔是例如幾秒到幾十秒。還應(yīng)注意，從圖16A和圖16B可以看出，從進行發(fā)動機1的冷起動的時間點到溫升段被切換為超延遲燃燒的、圖16A和圖16B中所示的時間點11的時間間隔優(yōu)選被設(shè)為，基本與這樣一種時間間隔一致，即，在該時間間隔內(nèi)，在表示上述的時間間隔期間的溫升段的特性線BBB的情況下的HC的排放量、比在表示從發(fā)動機1起動首先開始緊跟在發(fā)動機1的冷起動后進行的超延遲燃燒的特性線AAA的情況下的HC的排放量小。
圖18表示與圖17B中所示的溫升段不同的溫升段的另一設(shè)置例子。在該例子中，燃油噴射被分為兩次燃油噴射。第一次和第二燃油噴射在壓縮行程期間的正時進行。另外，從第二次燃油噴射的開始正時到點火正時的間隔T3″比超延遲燃燒的情況下的(圖17中所示的)從燃油噴射的結(jié)束正時到點火正時的間隔T1″大(寬)。圖18的該例子中的點火正時以與圖17B中所示的例子相同的方式被設(shè)置在壓縮上止點后，并且比超延遲燃燒的情況下的點火正時向更提前的角側(cè)被設(shè)置。
圖19示出表示將在發(fā)動機1的冷起動期間執(zhí)行的燃燒控制過程的流程圖。注意，以與參照圖6所述的方式相同的方式，實施圖18中的與圖6中所示的步驟編號相同的步驟編號，并且這里忽略對相同步驟編號的說明。在圖19中，如果控制單元25確定氣缸內(nèi)溫度還沒有達到預(yù)定溫度Prein，那么例程前進到步驟S4′，在該步驟S4′中，控制單元25執(zhí)行溫升段。也就是說，在氣缸內(nèi)溫度還沒有達到預(yù)定溫度Prein的時間間隔內(nèi)，控制單元25執(zhí)行上述的溫升段。如果控制單元25確定氣缸內(nèi)溫度達到預(yù)定溫度Prein，那么例程前進到步驟S5，在該步驟S5中，進行超延遲燃燒。注意，雖然在圖2中所示的第一例子中采用超延遲燃燒，但也可以使用圖2中所示的第二例子或圖2中所示的第三例子。另外，步驟S4′中的溫升段不限于圖17B或圖18中所示的溫升段，而是可以以各種方式被設(shè)置。
圖20示出表示其間基于排氣溫度執(zhí)行溫升段的時間間隔的定義的另一例子的流程圖。也就是說，在緊跟排氣系統(tǒng)溫度較低的發(fā)動機1的冷起動后，排氣通道5中的HC的氧化沒有立即被充分促進，并且未燃燒HC變得很容易地、直接地排放到發(fā)動機1的外面。但是，當排氣溫度變得有些高時，未燃燒HC在排氣通道5中被氧化。圖20中所示的流程圖與圖19中所示的流程圖的例子類似。如果控制單元25確定發(fā)動機1已起動，那么例程前進到步驟S2′，在該步驟S2′中，控制單元25讀取排氣溫度。在步驟S3′，控制單元25確定排氣溫度是否已達到預(yù)定溫度Preex。如圖9所示，排氣溫度在發(fā)動機1起動后以一定的時間常數(shù)逐漸升高?？梢酝ㄟ^使用諸如發(fā)動機1起動期間的冷卻液溫度、累積的進氣量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷對排氣溫度進行推算，以替代通過排氣溫度傳感器13進行直接檢測。并且，為了簡化圖20中所示的燃燒控制，可以只用從發(fā)動機1的起動算起的過去時間，確定排氣溫度是否達到預(yù)定溫度Preex。在步驟S3′，如果控制單元25確定排氣溫度還沒有達到預(yù)定溫度Preex，那么例程前進到步驟S4′，在該步驟S4′，控制單元25執(zhí)行上述溫升段，直到排氣溫度達到預(yù)定溫度Preex。如果排氣溫度已達到預(yù)定溫度Preex，那么例程前進到步驟S5，在該步驟S5，控制單元25執(zhí)行超延遲燃燒。
下面，圖21示出表示在同時考慮氣缸內(nèi)溫度和排氣溫度時溫度升高的定義的另一例子的流程圖。注意，在圖21的該流程中，僅通過指示從發(fā)動機1的起動算起的過去時間，指示氣缸內(nèi)溫度，通過排氣溫度傳感器13，直接檢測排氣溫度?？梢允褂蒙鲜?多個)參數(shù)推算這些溫度。在步驟S1，如果控制單元25確定發(fā)動機1的冷起動已開始，則例程前進到步驟S2″。在步驟S2″，控制單元25讀取從發(fā)動機起動的時間點算起的過去時間。在步驟S3″，控制單元25讀取由排氣溫度傳感器13檢測的排氣溫度。然后，在步驟S4′，控制單元25確定從發(fā)動機1的起動算起的過去時間是否已達到預(yù)定時間Pretm(該預(yù)定時間與氣缸內(nèi)溫度可以達到燃油汽化所需的氣缸內(nèi)溫度的持續(xù)時間對應(yīng))。然后，在步驟S5′，控制單元25確定檢測的排氣溫度是否已達到預(yù)定溫度Preex(HC的氧化所需要的溫度)。
在圖21中所示的步驟S4′或步驟S5′，如果控制單元25確定過去時間還沒有達到預(yù)定時間Pretm，或者，排氣溫度沒有達到預(yù)定溫度Preex，則例程前進到步驟S6′。在步驟S6′，控制單元25執(zhí)行上述溫升段。如果從進行發(fā)動機1的冷起動的時間算起的過去時間已達到預(yù)定時間Pretm，并且排氣溫度已達到預(yù)定溫度Preex，那么例程前進到步驟S7，在該步驟S7，控制單元執(zhí)行超延遲燃燒。雖然超延遲燃燒如圖2中所示有三個例子，但在圖21中的流程圖中可以使用圖2中所示的三個例子中的任何一個。注意，圖2、圖4A、圖4B、圖11A、圖11B、圖11C、圖14和圖15中所示的TDC表示壓縮上止點，其中所述的BTC表示下止點，并且其中所述的各矩形形狀代表燃油噴射量和燃油噴射的開始和結(jié)束正時。
本申請基于在2004年9月30目提交的在先的日本專利申請No.2004-285590、在2004年10月15日提交的在先的日本專利申請No.2004-300993和在2004年10月18日提交的在先的日本專利申請No.2004-302341。由此引入這些日本專利申請No.2004-285590、No.2004-300993和No.2004-302341的全部內(nèi)容作為參考。
盡管以上參照本發(fā)明的某些實施例已描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述的實施例。鑒于上述教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對上述實施例進行各種修改和變化。參照下列權(quán)利要求，本發(fā)明的范圍被限定。
權(quán)利要求
1.一種直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，所述直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機包含燃油噴射閥，被配置為將燃油直接噴射到發(fā)動機氣缸內(nèi)；和火花塞，所述控制方法包含在所述發(fā)動機的冷起動期間，執(zhí)行超延遲燃燒，該超延遲燃燒包含在壓縮上止點后的正時通過所述火花塞進行的點火，和至少一次燃油噴射，其中在所述壓縮上止點后且在所述點火前的正時開始所述燃油噴射；以及在緊跟所述發(fā)動機的冷起動后的預(yù)定時間間隔內(nèi)，禁止所述超延遲燃燒的執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，當所述超延遲燃燒的執(zhí)行被禁止時，在所述壓縮上止點前的正時進行所述燃油噴射。
3.如權(quán)利要求2所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，當所述超延遲燃燒的執(zhí)行被禁止時，在所述壓縮上止點前的正時進行所述點火。
4.如權(quán)利要求2所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，當所述超延遲燃燒的執(zhí)行被禁止時，在所述壓縮上止點后的正時進行所述點火。
5.如權(quán)利要求4所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，所述壓縮上止點后的所述點火正時被設(shè)置到比在所述超延遲燃燒的執(zhí)行期間進行的所述點火正時更提前的角側(cè)。
6.如權(quán)利要求4所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，從燃油噴射開始正時到所述點火正時的間隔比所述超延遲燃燒期間進行的從所述燃油噴射開始正時到所述點火正時的間隔大。
7.如權(quán)利要求1所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，當燃燒模式從禁止所述超延遲燃燒的執(zhí)行轉(zhuǎn)換為所述超延遲燃燒時，溫升段被執(zhí)行，在所述溫升段中，點火正時被設(shè)置到向比所述超延遲燃燒更提前的角側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，所述溫升段中的所述燃油噴射正時被設(shè)置到比在所述超延遲燃燒中進行的所述燃油噴射正時更提前的角側(cè)。
9.如權(quán)利要求7所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，所述溫升段中的從燃油噴射開始正時到所述點火正時的間隔比所述超延遲燃燒期間進行的從所述燃油噴射開始正時到所述點火正時的間隔大。
10.如權(quán)利要求1所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，所述超延遲燃燒中的點火正時被設(shè)置為所述壓縮上止點后的15°CA～30°CA。
11.如權(quán)利要求1所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，在所述超延遲燃燒中，在所述壓縮上止點后的時間的所述燃油噴射之前，在所述壓縮上止點前的正時進行另一燃油噴射。
12.如權(quán)利要求1所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，所述超延遲燃燒中的空燃比是理論配比空燃比或比理論配比空燃比稍稀。
13.如權(quán)利要求1所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，根據(jù)氣缸內(nèi)溫度是否比預(yù)定溫度低，限定所述預(yù)定時間間隔。
14.如權(quán)利要求1所述的直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法，其中，根據(jù)排氣溫度是否比預(yù)定溫度低，限定所述預(yù)定時間間隔。
15.一種直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制裝置，所述直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機包含燃油噴射閥，被配置為將燃油直接噴射到發(fā)動機氣缸內(nèi)；和火花塞，所述控制裝置包含超延遲燃燒執(zhí)行部分，被配置為在所述發(fā)動機的冷起動期間執(zhí)行超延遲燃燒，該超延遲燃燒包含在壓縮上止點后的正時通過火花塞進行的點火，和至少一次燃油噴射，其中在所述壓縮上止點后且在所述點火前的正時開始所述燃油噴射；禁止部分，被配置為在緊跟所述發(fā)動機的冷起動后的預(yù)定時間間隔內(nèi)禁止所述超延遲燃燒的執(zhí)行。
16.一種直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制裝置，所述直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機包含燃油噴射閥，被配置為將燃油直接噴射到發(fā)動機氣缸內(nèi)；和火花塞，并且，所述控制裝置包含超延遲燃燒執(zhí)行裝置，用于在所述發(fā)動機的冷起動期間執(zhí)行超延遲燃燒，該超延遲燃燒包含在壓縮上止點后的正時通過所述火花塞進行的點火；和至少一次燃油噴射，其中在所述壓縮上止點后且在所述點火前的正時開始所述燃油噴射；禁止裝置，用于在緊跟所述發(fā)動機的冷起動后的預(yù)定時間間隔內(nèi)禁止所述超延遲燃燒的執(zhí)行。
全文摘要
在用于直接噴射火花點火內(nèi)燃發(fā)動機的控制方法和裝置中，該內(nèi)燃發(fā)動機包含被配置為將燃油噴射到發(fā)動機氣缸中的燃油噴射閥和火花塞，在發(fā)動機的冷起動期間執(zhí)行超延遲燃燒，該超延遲燃燒包含在壓縮上止點后的正時通過火花塞進行的點火；和在壓縮上止點后、點火前的正時開始燃油的噴射的至少一個燃油噴射，并且在緊跟發(fā)動機的冷起動后的預(yù)定時間間隔內(nèi)禁止超延遲燃燒的執(zhí)行。
文檔編號F02D41/04GK1940271SQ200510107578
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者富田全幸, 米谷孝雄, 中島彰, 武田智之, 高橋秀明 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社