[发明专利]火花点火式发动机的控制方法及火花点火式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及控制具备对形成于发动机主体的汽缸内的混合气能够进行火花点火的火花塞的火花点火式发动机的方法等。

背景技术

以往，人们进行着为了抑制比火花点火的正常燃烧开始时期早地使混合气发生自燃的现象的早燃（preignition）的控制方法的开发。在发生早燃时，随着在早期开始燃烧，燃烧变得急剧化，其结果是有可能会使发动机噪声变大，同时使发动机振动变大，从而引起活塞等的损伤。因此，需要确实避免发生早燃。

例如，在日本特开2001-159348号公报中，公开有为了避免早燃而改变进气门的闭阀时期的发动机的控制方法，以使有效压缩比不超过规定的上限值。

发明内容

作为当有效压缩比增加至其以上时发生早燃的阈值的有效压缩比的上限值由非常多的环境条件决定，并且很难正确掌握随着这些环境条件的变化而引起的所述上限值的全部变化。于是，在没有适当地掌握该上限值的变化的情况下，有效压缩比超出实际的上限值，有可能会发生早燃。

本发明是鉴于上述情况而形成的，其目的是确实避免发生早燃。

为了解决上述问题，本发明提供一种控制具备对形成于发动机主体的汽缸内的混合气能进行火花点火的火花塞和能改变所述发动机主体的有效压缩比的有效压缩比改变单元的火花点火式发动机的方法，其中，包含：根据发动机的转速、负荷以及发动机运行的环境条件，推定作为不发生比火花点火引起的正常的燃烧开始时期早地使混合气自燃的早燃的上限的有效压缩比的极限有效压缩比的极限有效压缩比推定工序；计算当前有效压缩比的有效压缩比计算工序；计算作为裕度的从上述极限有效压缩比中减掉有效压缩比的值的裕度计算工序；以及在所述裕度小于预先设定的最小裕度的情况下，通过所述有效压缩比改变单元降低所述发动机主体的有效压缩比，以此使所述裕度达到所述最小裕度以上的有效压缩比降低工序；上述最小裕度至少不随着所述环境条件变化而设定为一定值。

又，本发明提供一种具备对形成于发动机主体的汽缸内的混合气能进行火花点火的火花塞和可以改变所述发动机主体的有效压缩比的有效压缩比改变单元以及控制所述有效压缩比改变单元的动作的控制单元的火花点火式发动机，其中，所述控制单元根据发动机的转速、负荷以及发动机运行的环境条件，推定作为不发生比火花点火引起的正常的燃烧开始时期早地使混合气自燃的早燃的上限的有效压缩比的极限有效压缩比，并计算作为当前有效压缩比的有效压缩比，同时计算作为裕度的从上述极限有效压缩比中减掉有效压缩比的差值，并在所述裕度小于预先设定的最小裕度的情况下，使所述有效压缩比改变单元动作，降低所述发动机主体的有效压缩比，以此使所述裕度达到所述最小裕度以上；上述最小裕度至少不随着所述环境条件变化而设定为一定值。

在这样的发明中，在发动机的转速及负荷的基础上，还根据环境条件推定不发生早燃的上限值的极限有效压缩比，并且当前有效压缩比维持在比从该极限有效压缩比减掉最小裕度的值小的值。因此，可以对应于环境条件以更高的精度推定极限有效压缩比，即使在该推定中产生误差的情况下，也能将有效压缩比确实抑制在极限有效压缩比以下，从而确实避免早燃。而且，由于作为有效压缩比相对于极限有效压缩比的裕度的最小值的最小裕度不随着环境条件变化而保持一定值，因此即使环境条件发生变化也能确实保证规定的裕度。

在这里，本发明人发现在上述环境条件中燃料的辛烷值、进气的温度及冷却水的温度对早燃的发生可能性带来大的影响。因此，在本发明的火花点火式发动机的控制方法中，最好是在所述极限有效压缩比推定工序中至少根据包含于上述环境条件的供给至汽缸内的燃料的辛烷值、吸入至汽缸的进气的温度及用于冷却所述发动机主体的冷却水的温度推定所述极限有效压缩比。

又，在本发明的火花点火式发动机中，最好是所述控制单元至少根据包含于上述环境条件的供给至汽缸内的燃料的辛烷值、吸入至汽缸的进气的温度及用于冷却所述发动机主体的冷却水的温度推定所述极限有效压缩比。

在本发明的火花点火式发动机的控制方法中，最好是所述有效压缩比改变单元能改变设置于所述发动机主体的进气门的闭阀时期；在所述有效压缩比降低工序中，通过改变所述进气门的闭阀时期，降低所述发动机主体的有效压缩比。

又，在本发明的火花点火式发动机中，最好是所述有效压缩比改变单元能改变设置于所述发动机主体的进气门的闭阀时期；所述控制单元在所述裕度小于预先设定的最小裕度的情况下通过所述有效压缩比改变单元改变所述进气门的闭阀时期。

这些形态不同于例如通过改变活塞的行程量降低发动机的几何压缩比本身的情况，可以用更简单地结构降低有效压缩比。