[发明专利]内燃机的燃烧控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的燃烧控制装置，特别涉及通过对均质且稀薄的混合气进行火花点火来燃烧混合气的燃烧控制装置。

背景技术

例如如专利文献1所公开的那样，已经广泛地知晓对稀薄的(空燃比较大的)混合气进行火花点火的稀薄混合气燃烧技术。在该稀薄混合气燃烧技术中，由于无法利用三元催化剂对包含在废气中的NO_X进行净化，因此，提高燃烧极限空燃比是很重要的。在专利文献1中公开了这样的技术：通过在火花塞附近成层地配置比较浓的(空燃比较小的)混合气，由此能够在提高整个燃烧室内的混合气的平均空燃比的同时使混合气稳定地燃烧。

可是，在该技术中，由于在火花塞附近由于燃烧而产生的NO_X量较多，因此，要求进一步降低NO_X排出量。

因此，本发明的发明者提出了均质稀薄混合气的火花点火燃烧技术(非专利文献1)，该技术通过火花点火来使均质且稀薄的混合气燃烧，从而在确保稳定的燃烧的同时能够降低NO_X排出量。在该非专利文献1中，作为用于可靠地燃烧空燃比为“30”左右的均质稀薄混合气的办法，提出有进行压缩比设定以便将点火时的混合气温度提高至期望的温度的办法、以及使用微粒化型的燃料喷射阀的办法等。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2002-256927号公报

非专利文献

非专利文献1：汽车技术会学术讲演会预印集(自動車技术会学術講演会前刷集),No.121-12(2012/10)

发明内容

发明要解决的课题

在非专利文献1中，虽然示出了利用所提出的均质稀薄混合气的火花点火燃烧，来可靠地燃烧空燃比为“30”左右的均质的稀薄混合气从而降低NO_X的排出量，但关于应用于批量生产的内燃机的具体的燃烧控制办法存在进一步研究的余地。

本发明是为了解决该问题而完成的，其目的在于提供一种内燃机的燃烧控制装置，该内燃机的燃烧控制装置能够可靠地实现均质稀薄混合气的火花点火燃烧，效率高且能够降低NO_X排出量。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明提供内燃机的燃烧控制装置，该燃烧控制装置具备：火花点火单元，其对内燃机的燃烧室(1)内的混合气进行火花点火；点火控制单元，其控制该火花点火单元；以及空燃比控制单元，其控制所述燃烧室内的混合气的空燃比。该燃烧控制装置具备均质稀薄混合气形成单元，该均质稀薄混合气形成单元在所述燃烧室内形成均质且稀薄的混合气，所述火花点火单元具备：火花塞(8)；和多个点火线圈对(71、72)，它们用于使该火花塞发生放电，并且，所述火花点火单元能够变更所述火花塞的放电的开始正时(CAIG)和持续时间(TSPK)，所述均质稀薄混合气形成单元使用能够将燃料微粒化后进行喷射的燃料喷射阀(6)将燃料喷射至所述内燃机的进气通道(2)内，所述空燃比控制单元将所述空燃比控制成比规定的稀薄空燃比(AFL1)更靠稀薄侧的空燃比，其中，所述规定的稀薄空燃比(AFL1)比理论空燃比靠稀薄侧，所述点火控制单元控制所述火花塞的放电开始正时(CAIG)和所述放电持续时间(TSPK)，并将所述放电开始正时(CAIG)设定成比对成层稀薄混合气进行点火的情况下的放电开始正时靠提前侧，其中，所述成层稀薄混合气是以所述火花塞附近处的混合气的空燃比相对减小的方式形成的。

根据该结构，由于空燃比被控制成比规定的稀薄空燃比更靠稀薄侧的空燃比，其中，所述规定的稀薄空燃比比理论空燃比靠稀薄侧，且被微粒化后的燃料被喷射至进气通道内，因此，通过在进气通道内形成比较均质的稀薄混合气，进而再将该混合气吸入燃烧室内，从而能够形成均质度更高的稀薄混合气。另外，由于能够变更火花塞的放电开始正时和放电持续时间，因此，通过适当地设定放电开始正时和放电持续时间，即，通过将放电开始正时设定成比对成层稀薄混合气进行点火的情况下的放电开始正时靠提前侧，能够将放电持续时间设定得较长，由此能够可靠地对均质稀薄混合气进行点火。

另外，优选的是：在比所述规定的稀薄空燃比(AFL1)靠稀薄侧的空燃比范围内，使所述空燃比越增大，所述点火控制单元就使所述放电开始正时(CAIG)越提前，并将所述放电持续时间(TSPK)设定得越长。

根据该结构，在比规定的稀薄空燃比靠稀薄侧的空燃比范围内，进行这样的控制：空燃比越增大，放电开始正时就越提前，并将放电持续时间设定得越长。由此能够与空燃比的变更相对应地实现稳定的燃烧。