压缩点火式发动机的控制装置制造方法及图纸

提供一种压缩点火式发动机的控制装置，在部分压缩点火燃烧时，无论发动机旋转速度如何，都确保良好的燃烧稳定性。本发明专利技术的控制装置应用于能够进行部分压缩点火燃烧的压缩点火式发动机，该部分压缩点火燃烧指的是，使混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧之后，使剩余的混合气通过自点火进行CI燃烧。该控制装置具备：EGR操作部，能够变更导入至燃烧室的EGR气体的比例、即EGR率；以及燃烧控制部，使用EGR操作部调整EGR率，并且在混合气在SI燃烧之后进行CI燃烧的规定的定时使火花塞进行火花点火，以使得在部分压缩点火燃烧的执行中，发动机旋转速度高时与发动机旋转速度时相比，燃烧室的压缩开始温度上升。

【技术实现步骤摘要】
压缩点火式发动机的控制装置
本专利技术涉及能够进行部分压缩点火燃烧的压缩点火式发动机的控制装置，该部分压缩点火燃烧指的是，使混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧之后，使剩余的混合气通过自点火进行CI燃烧。
技术介绍
近年来，将与空气混合的汽油燃料充分压缩并在燃烧室内通过自点火而燃烧的HCCI燃烧得到关注。HCCI燃烧是混合气同时多发地燃烧的形态，所以与通常的汽油发动机中采用的SI燃烧(火花点火燃烧)相比，混合气的燃烧速度更快，在热效率方面非常有利。但是，HCCI燃烧存在混合气的燃烧开始时期(混合气自点火的时期)因气温等外部因子而较大地变动等问题，此外，还存在负荷急剧变化的过渡运转时的控制较难的问题。在此，提出了不是让混合气全部通过自点火而燃烧，而是使混合气的一部分通过使用了火花塞的火花点火而燃烧。即，利用火花点火使混合气的一部分通过火焰传播而强制地燃烧(SI燃烧)之后，使剩余的混合气通过自点火而燃烧(CI燃烧)。以下将这样的燃烧称作部分压缩点火燃烧。作为采用了与上述部分压缩点火燃烧类似的构思的发动机的一例，已知下述的专利文献1。该专利文献1的发动机利用辅助燃料喷射，使围绕火花塞形成的分层混合气通过火花点火进行火焰传播燃烧，并且向由于该燃烧(火焰)的作用而高温化的燃烧室进行主燃料喷射，使通过该主燃料喷射而喷射的燃料通过自点火而燃烧。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-108778号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术课题在上述专利文献1所示的发动机中，虽然能够通过使用了火花塞的火花点火来促进CI燃烧，但是在火花点火之后立即形成的火焰核的状态依燃烧室的环境而存在偏差。例如，发动机旋转速度较高时，与较低时相比活塞的移动速度更快，所以由于火花点火后的燃烧室的急剧膨胀，火焰核可能不会如期待的那样成长。火焰核未能充分成长的情况下，CI燃烧的开始时期比预期的定时大大地延迟等，燃烧变得不稳定。本专利技术是鉴于上述的情况而做出的，其目的在于，提供一种压缩点火式发动机的控制装置，无论发动机旋转速度如何，都能够确保良好的燃烧稳定性。解决课题所采用的技术手段为了解决所述课题，本专利技术的压缩点火式发动机的控制装置，具备：喷油器，向燃烧室供给燃料；火花塞，对从喷油器供给的燃料和空气混合而成的混合气点火；以及EGR装置，使燃烧室中生成的已燃气体的一部分作为EGR气体包含在所述混合气中，该压缩点火式发动机能够进行部分压缩点火燃烧，该部分压缩点火燃烧指的是，使所述混合气的一部分通过使用了所述火花塞的火花点火进行SI燃烧之后，使剩余的混合气通过自点火进行CI燃烧，该压缩点火式发动机的控制装置的特征在于，具备：EGR操作部，其能够变更EGR率，该EGR率是导入至所述燃烧室的EGR气体的比例；以及燃烧控制部，在所述部分压缩点火燃烧的执行中，使用所述EGR操作部对所述EGR率进行调整，以使得发动机旋转速度高时与发动机旋转速度低时相比，所述燃烧室的压缩开始温度上升，并且在所述混合气在SI燃烧之后进行CI燃烧的规定的定时对所述火花塞进行火花点火。根据本专利技术，在部分压缩点火燃烧的执行中，发动机旋转速度较高时与较低时相比，EGR率增大，所以伴随着该EGR率的增大而燃烧室的压缩开始温度(开始压缩冲程时的温度)上升，能够促进火焰核的成长。由此，即使在发动机旋转速度较高而火花点火后的燃烧室的膨胀速度较快(因此火焰核难以成长)的条件下，也能够使SI燃烧稳定地进行而可靠地引起之后的CI燃烧，能够避免CI燃烧的开始时期在每个循环中出现大的差异。以上，根据本专利技术，无论发动机旋转速度高还是低，都能够实现稳定的部分压缩点火燃烧。优选为，所述EGR装置包括外部EGR装置，该外部EGR装置将从所述燃烧室排出到排气通路的已燃气体的一部分作为EGR气体回流到所述燃烧室，所述EGR操作部能够调整外部EGR率，该外部EGR率是通过所述外部EGR装置回流到所述燃烧室的EGR气体的比例，所述燃烧控制部在所述部分压缩点火燃烧的执行中对所述EGR操作部进行控制，以使得发动机旋转速度高时与发动机旋转速度低时相比，所述外部EGR率变高。像这样，在发动机旋转速度较高时增大外部EGR率(通过外部EGR装置回流到燃烧室的废气的比例)增大的情况下，与例如使残留在燃烧室的已燃气体的比例即内部EGR率增大的情况相比，燃烧室的压缩开始温度不会过度地上升，能够充分抑制燃烧噪音且确保燃烧稳定性。即，假设根据发动机旋转速度使内部EGR率而非外部EGR率变化的情况下，在发动机旋转速度较高的条件下下，燃烧室的压缩开始温度可能会过度地上升，燃烧急剧化而产生大的燃烧噪音。当然，如果小幅地增大内部EGR率则能够避免该问题，但是这样一来，内部EGR率的调整幅度变得过小，可能难以确保良好的控制性(再现性)。与此相对，在所述构成中，根据旋转速度使对于燃烧室的压缩开始温度的影响相对较小的外部EGR率变化，所以能够增大外部EGR率的调整幅度而确保良好的控制性，有效地避免伴随着旋转速度的上升的燃烧噪音的增大。在所述构成中，优选为，所述燃烧控制部在所述部分压缩点火燃烧的执行中对所述EGR操作部进行控制，以使得旋转速度比第1速度域高的第2速度域中的外部EGR率大于所述第1速度域中的外部EGR率，并且旋转速度比所述第2速度域高的第3速度域中的外部EGR率大于所述第2速度域中的外部EGR率。根据该构成，能够在旋转速度不同的3个速度域(第1～第3速度域)中分别实现适当的外部EGR率，良好地确保各速度域中的燃烧稳定性。将所述第1速度域、所述第2速度域及所述第3速度域中分别设定的外部EGR率的目标值设为第1目标值、第2目标值及第3目标值时，所述第1目标值在所述第1速度域内被设定为大致恒定，所述第2目标值比所述第1目标值大，并且在所述第2速度域内被设定为大致恒定，所述第3目标值比所述第2目标值大，并且在所述第3速度域内被设定为大致恒定。根据该构成，能够避免频繁地进行变更外部EGR率的控制而简化控制，并且分别良好地确保各速度域(第1～第3速度域)中的燃烧稳定性。优选为，所述燃烧控制部对所述EGR操作部进行控制，以在执行所述部分压缩点火燃烧的运转区域的至少低负荷侧的一部分中，发动机旋转速度高时与发动机旋转速度低时相比，所述外部EGR率变高，并且形成空燃比大于理论空燃比的A/F稀薄环境并进行所述部分压缩点火燃烧，所述空燃比是所述燃烧室内的空气与燃料的比例。根据该构成，能够在混合气的比热比较大的有利于热效率的环境下进行部分压缩点火燃烧，并且通过外部EGR率的调整来良好地确保其燃烧稳定性。在所述构成中，优选为，所述燃烧控制部对所述EGR操作部进行控制，以在执行所述A/F稀薄环境下的部分压缩点火燃烧的运转区域中，发动机负荷高时与发动机负荷低时相比，所述外部EGR率变高，并且在比该运转区域更靠高负荷侧的区域中，形成气体空燃比大于理论空燃比且所述空燃比与理论空燃比大致一致的G/F稀薄环境，并进行所述部分压缩点火燃烧，该气体空燃比是所述燃烧室内的总气体与燃料的比例。根据该构成，在执行A/F稀薄环境下的部分压缩点火燃烧的运转区域(以下称作第1运转区域)和执行G/F稀薄环境下的部分压缩点火燃烧的运转区域(以下称作第2运转区域)之间的转移运转时，外部EG本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压缩点火式发动机的控制装置，具备：喷油器，向燃烧室供给燃料；火花塞，对从喷油器供给的燃料和空气混合而成的混合气点火；以及EGR装置，使燃烧室中生成的已燃气体的一部分作为EGR气体包含在所述混合气中，该压缩点火式发动机能够进行部分压缩点火燃烧，该部分压缩点火燃烧指的是，使所述混合气的一部分通过使用了所述火花塞的火花点火进行火花点火燃烧之后，使剩余的混合气通过自点火进行压缩自点火燃烧，该压缩点火式发动机的控制装置的特征在于，具备：EGR操作部，其能够变更EGR率，该EGR率是导入至所述燃烧室的EGR气体的比例；以及燃烧控制部，在所述部分压缩点火燃烧的执行中，使用所述EGR操作部对所述EGR率进行调整，以使得发动机旋转速度高时与发动机旋转速度低时相比，所述燃烧室的压缩开始温度上升，并且在所述混合气在火花点火燃烧之后进行压缩自点火燃烧的规定的定时对所述火花塞进行火花点火。

【技术特征摘要】
2017.12.15 JP 2017-2406581.一种压缩点火式发动机的控制装置，具备：喷油器，向燃烧室供给燃料；火花塞，对从喷油器供给的燃料和空气混合而成的混合气点火；以及EGR装置，使燃烧室中生成的已燃气体的一部分作为EGR气体包含在所述混合气中，该压缩点火式发动机能够进行部分压缩点火燃烧，该部分压缩点火燃烧指的是，使所述混合气的一部分通过使用了所述火花塞的火花点火进行火花点火燃烧之后，使剩余的混合气通过自点火进行压缩自点火燃烧，该压缩点火式发动机的控制装置的特征在于，具备：EGR操作部，其能够变更EGR率，该EGR率是导入至所述燃烧室的EGR气体的比例；以及燃烧控制部，在所述部分压缩点火燃烧的执行中，使用所述EGR操作部对所述EGR率进行调整，以使得发动机旋转速度高时与发动机旋转速度低时相比，所述燃烧室的压缩开始温度上升，并且在所述混合气在火花点火燃烧之后进行压缩自点火燃烧的规定的定时对所述火花塞进行火花点火。2.如权利要求1所述的压缩点火式发动机的控制装置，所述EGR装置包括外部EGR装置，该外部EGR装置将从所述燃烧室排出到排气通路的已燃气体的一部分作为EGR气体回流到所述燃烧室，所述EGR操作部能够调整外部EGR率，该外部EGR率是通过所述外部EGR装置回流到所述燃烧室的EGR气体的比例，所述燃烧控制部在所述部分压缩点火燃烧的执行中对所述EGR操作部进行控制，以使得发动机旋转速度高时与发动机旋转速度低时相比，所述外部EGR率变高。3.如权利要求2所述的压缩点火式发动机的控制装置，所述燃烧控制部在所述部分压缩点火燃烧的执行中对所述EGR操作部进行控制，以使得旋转速度比第1速度域高的第2速度域中的外部EGR率大于所述第1速度域中的外部EGR率，并且旋转速度比所述第2速度域高的第3速度域中的外部EGR率大于所述第2速度域中的外部EGR率。4.如权利要求3所述的压缩点火式发动机的控制装置，将所述第1速度域、所述第2速度域及所述第3速度域中分别设定的外部EGR率的目标值设为第1目标值、第2目标值及第3目标值时，所述第1目标值在所述第1速度域内被设定为大致恒定，所述第2目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：末冈贤也，大浦拓也，德永达广，丸山庆士，西田智博，
申请(专利权)人：马自达汽车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP