[发明专利]压缩着火式发动机的控制装置

说明书

本发明提供一种压缩着火式发动机的控制装置，为了在混合气的空燃比及涡流的强度互不相同的第一模式与第二模式之间切换模式的发动机中在模式切换时确保燃料消耗性能，切换部（10e）接收从第一模式至第二模式的切换要求，以使涡流比切换要求之前增强的形式向涡流产生部（涡流控制阀（56））输出信号，且在判定涡流到达了规定强度时允许第二模式部（10c）开始第二模式。

技术领域

此处公开的技术涉及压缩着火式发动机的控制装置。

背景技术

已知不通过火焰传播而使混合气一下子燃烧的经由压缩自行着火的燃烧由于燃烧期间最小，因此可最大限度提升燃料消耗效率。然而，经由压缩自行着火的燃烧在汽车用发动机中需要解决种种问题。例如，用于汽车时，由于运行状态及环境条件变化很大，要在其中稳定地压缩自行着火是一大问题。在汽车用发动机中，经由压缩自行着火的燃烧尚未实用化。

为了解决该问题，例如专利文献1中提出了SI（Spark Ignition；火花点火）燃烧与CI（Compression Ignition；压缩着火）燃烧相组合的SPCCI（SPark ControlledCompression Ignition；火花点火控制压缩着火）燃烧。SI燃烧是对燃烧室中的混合气强制进行点火从而开始的伴随火焰传播的燃烧。CI燃烧是使燃烧室中的混合气进行压缩自行着火从而开始的燃烧。SPCCI燃烧为如下的形态：在对燃烧室中的混合气强制进行点火并开始经由火焰传播的燃烧时，藉由SI燃烧的放热及火焰传播导致的压力上升，燃烧室中的未燃混合气通过压缩着火进行燃烧。SPCCI燃烧包括CI燃烧，因此是“压缩着火的燃烧”的一个形态。

SPCCI燃烧中的CI燃烧在缸内温度到达由混合气的组成决定的着火温度时发生。若在压缩上死点附近缸内温度到达着火温度而引起CI燃烧，则能使燃料消耗效率最大化。缸内温度根据缸内压力的上升而升高。SPCCI燃烧中的缸内压力是压缩行程中活塞的压缩做功导致的压力上升和由SI燃烧的放热产生的压力上升这两个压力上升的结果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/096744号说明书。

发明内容

发明要解决的问题：

SPCCI燃烧是压缩着火的燃烧的一个形态，因此能亦如专利文献1中记载那样在混合气的空燃比稀于理论空燃比时也稳定地燃烧。进行SPCCI燃烧的发动机使混合气的空燃比为例如25以上，由此能抑制RawNOx的生成并以较高的热效率运行。

然而，在SPCCI燃烧中，SI燃烧导致的压力上升取决于燃烧速度、即火焰传播速度。如果SI燃烧的火焰传播不稳定，则无法充分确保由SI燃烧的放热产生的压力上升，从而难以使缸内温度升高至着火温度。其结果是，进行CI燃烧的混合气的量变少，多数的混合气进行SI燃烧，或是会在膨胀行程的后半期产生CI燃烧。这样发动机的热效率不会最大化。

例如，在发动机水温较低时、进气温较低时等发动机处于特定的运行条件下时，难以使燃料较稀的混合气稳定地SI燃烧。即使进行SPCCI燃烧，发动机的热效率也不会最大化。因此，在发动机水温较低时、进气温较低时等，可考虑发动机使混合气的空燃比为理论空燃比或大致理论空燃比地进行SPCCI燃烧。若混合气的空燃比为理论空燃比或大致理论空燃比，则即使在发动机水温较低时、进气温较低时等，SPCCI燃烧中SI燃烧的火焰传播依然稳定。因此，能在压缩上死点附近开始CI燃烧，从而提高发动机的热效率。又，若使混合气的空燃比为理论空燃比或大致理论空燃比，则还能利用安装在排气通路上的三元催化器来净化废气中的NOx。

本申请发明人在进行SPCCI燃烧的发动机中，为了兼顾废气排放性能的改善与热效率的改善，想出了根据发动机的状态在如下模式中切换：使理论空燃比或大致理论空燃比的混合气进行SPCCI燃烧的模式（即，第一模式）、使空燃比稀于理论空燃比的混合气进行SPCCI燃烧的模式（即，第二模式）。