[发明专利]压缩着火式发动机的控制装置

说明书

提供一种可实现适当的部分压缩着火燃烧的压缩着火式发动机的控制装置。在第一运行区域（B12）及比其靠近高负荷侧的第二运行区域（B13）上，形成汽缸内的空燃比为理论空燃比附近且汽缸内有已燃气体残留的G/F较稀环境的同时通过部分压缩着火燃烧来使混合气燃烧，并且，在第一运行区域（B12）上，以发动机负荷较高时相比于较低时，进气门（11）的开门时期IVO在比排气上死点靠近提前侧的范围内滞后的形式控制进气可变机构（13a），以第二运行区域（B13）上，发动机负荷较高时相比于较低时，进气门（11）的开门时期IVO在比排气上死点靠近提前侧的范围内提前的形式控制进气可变机构（13a）。

技术领域

本发明涉及压缩着火式发动机的控制装置，该压缩着火式发动机可进行使混合气的一部分通过火花点火而SI燃烧并使其它混合气通过自着火而CI燃烧的部分压缩着火燃烧。

背景技术

近年，在充分压缩与空气混合的汽油燃料后的燃烧室内通过自着火来燃烧的HCCI燃烧受到关注。HCCI燃烧是混合气不经由火焰传播而进行同时多发性燃烧的形态，因此被认为与通常的汽油发动机中采用的SI燃烧（火花点火燃烧）相比，混合气的燃烧速度快，在热效率方面非常有利。但是，要求提高热效率的汽车的发动机中需要解决各种问题，通过适当的HCCI燃烧来运转的发动机尚未实用化。即，装载于汽车的发动机为，与其运行状态及环境条件大幅变化相对，HCCI燃烧存在混合气的燃烧开始时期（混合气自着火的时期）因气温等外部因素而大幅变动等问题，又，还存在如负荷骤变这样的过渡运行时控制困难的问题。

因此，提出不使所有混合气通过自着火进行燃烧，而是使混合气的一部分通过使用了火花塞的火花点火进行燃烧。即，以火花点火开始使混合气的一部分通过火焰传播进行强制燃烧（SI燃烧），使其它混合气通过自着火进行燃烧（CI燃烧）。以下将这样的燃烧称为SPCCI（SPark Controlled Compression Ignition）燃烧。

作为采用与上述SPCCI燃烧类似概念的发动机的一例，已知有下述专利文献1的发动机。该专利文献1的发动机使因辅助燃料喷射而在火花塞（点火栓）周围形成的分层混合气通过火花点火进行火焰传播燃烧，并在因该燃烧（火焰）的作用而高温化的燃烧室内进行主燃料喷射，使该主燃料喷射所喷射的燃料通过自着火进行燃烧。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1 ：日本特开2009-108778号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

如上所述的SPCCI燃烧中的CI燃烧在缸内温度（汽缸内的温度）达到由混合气的组成所决定的混合气的着火温度时发生。若缸内温度在压缩上死点附近达到着火温度从而发生CI燃烧，则能将燃料消耗效率最大化。缸内温度随着缸内压力的上升而升高。实施SPCCI燃烧时的压缩行程中的缸内压力（汽缸内的压力）因活塞的压缩功和SI燃烧的燃烧能量而升高。因此，若SI燃烧的火焰传播不稳定，则起因于SI燃烧的缸内压力及缸内温度的上升量减小，难以将缸内温度提高至着火温度。若缸内温度未充分上升至着火温度，则进行CI燃烧的混合气量减少从而较多的混合气在燃烧期间较长的火焰传播下燃烧，或在活塞下降相当程度的时间点上发生CI燃烧，结果燃料消耗效率降低。如此，为了稳定地使CI燃烧发生从而使燃料消耗效率最大化，重要的是稳定SI燃烧的火焰传播。

对此，考虑使高温的已燃气体残留在汽缸内从而稳定SI燃烧的火焰传播。但若压缩开始时的缸内温度因使高温的已燃气体残留在汽缸内而过度升高，则当压缩上死点附近发生CI燃烧时，恐会因缸内压力过度上升而使燃烧噪音过大。为了减小燃烧噪音，例如能以推迟CI燃烧开始时期的形式将点火时期滞后，但若将点火时期滞后，则膨胀行程中在活塞下降相当程度的时间点上发生CI燃烧，招致燃料消耗效率的降低。

如此，因SPCCI燃烧为新的燃烧方式，所以至今未找出能实现稳定的SPCCI燃烧并在将燃烧噪音抑制在容许范围内的同时提高CI燃烧的比例，即实现适当的SPCCI燃烧的结构。