[发明专利]发动机的控制装置

说明书

发动机的控制装置包括发动机(1)、状态量设定部件(23、24、43、48、54)、火花塞(25)以及控制器(ECU10)。火花塞在规定的点火时刻对混合气点火，以便在混合气靠点火而开始燃烧以后，未燃混合气靠自燃而燃烧。控制器根据发动机的运转状态改变点火时刻，从而调节热量比率，该热量比率是与混合气靠火焰传播燃烧时所产生的热量在燃烧室(17)中的混合气燃烧时所产生的总热量中所占的比例相关的指标。

技术领域

这里所公开的技术涉及一种发动机的控制装置。

背景技术

专利文献1中公开了一种利用活塞的压缩动作让燃烧室中的混合气自燃而燃烧的压缩自燃式发动机。该发动机通过由火花塞进行辅助点火来控制混合气的燃烧速度。而且，该发动机的负荷越低，或者发动机的转速越高，或者冷却剂温度越低，该发动机就越处于一种混合气难以自燃的状态。因此采用了以下做法：让火花塞的点火时刻提前，来促进混合气自燃并让自燃的燃烧时刻提前。

专利文献2中记载了一种在部分负荷区域燃烧室内的混合气靠自燃而燃烧的发动机。在部分负荷区域内的低负荷侧运转区域，该发动机通过让较热的已燃气体残留在燃烧室内来促进混合气的自燃。在部分负荷区域内的高负荷侧运转区域，该发动机通过将已冷却的已燃气体引入燃烧室内而使得难以自燃，并且在即将到达压缩上止点以前由火花塞点火。

专利文献1：日本专利第3951515号公报

专利文献2：日本专利第4082292号公报

发明内容

－发明所要解决的技术问题－

根据上述专利文献1和2中所记载的技术，即使火花塞进行了点火，也无法进行控制而让压缩自燃在所希望的时刻开始，因此从热效率这一点来看还有改善的余地。

这里所公开的技术，对混合气点火后让未燃混合气适当地靠自燃而燃烧。

－用以解决技术问题的技术方案－

本申请发明人想出了将SI(火花点火：Spark Ignition)燃烧和CI(压缩点火：Compression Ignition)燃烧(或自燃(Auto Ignition)燃烧)结合起来的燃烧方式。SI燃烧是伴随着通过强制性地对燃烧室中的混合气点火而开始的火焰传播的一种燃烧方式。CI燃烧是燃烧室中的混合气靠压缩自燃而开始的一种燃烧方式。将SI燃烧和CI燃烧结合起来的燃烧方式是这样的一种燃烧方式：由火花塞强制性地对燃烧室中的混合气点火，混合气由此靠火焰传播而燃烧，并且，燃烧室中的温度由于SI燃烧释放热量而升高，未燃混合气由此靠自燃而燃烧。火焰传播引起的燃烧因为压力变化相对较小而能够抑制燃烧噪声。与火焰传播引起的燃烧相比，进行CI燃烧更有利于缩短燃烧时间，降低燃料消耗量。将SI燃烧和CI燃烧结合起来的燃烧方式既能够抑制燃烧噪声，又能够降低燃料消耗量。因为该燃烧方式是由SI燃烧控制CI燃烧的，所以下面称其为SPCCI(火花控制压缩点火：Spark ControlledCompression Ignition)燃烧。

但是，在靠自燃而进行的燃烧中，如果压缩开始前的燃烧室中的温度(以下，称为“初始温度”)有偏差，自燃时刻就会有很大的变化。如果自燃时刻提前，CI燃烧就会提前开始，SI燃烧就会相应地随之减少。若如此，在燃烧室中就不能充分地进行火焰传播引起的燃烧，CI燃烧开始得就激烈，因此而有可能对抑制燃烧噪声的产生带来不良影响。而且，如果自燃时刻有了推迟，就有可能破坏CI燃烧的稳定性，导致未燃燃料增加，排气性能下降。

本申请发明人在通过调节SI燃烧所释放的热量来控制自燃时刻这一方面做了研究探讨工作。并发现：如果改变点火时刻来调节SI燃烧所释放的热量，就能够以良好的精度控制自燃时刻，最终完成了这里所公开的技术。