[發明專利]用于內燃機的點火正時控制設備和方法

無效

• 申請號: 200980140424.5
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN102177327A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 細川陽平;品川知廣
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D37/02
• 分類號: F02D37/02;F02P5/04;F02P5/15;F02D13/02
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本發明涉及用于內燃機的點火正時控制設備和方法。

背景技術

具有排氣再循環(EGR)機構的內燃機是眾所周知的，所述排氣再循環機構使從燃燒室排出的排氣再循環回到進氣側(并因此返回到燃燒室中)。已知的排氣再循環機構包括外部再循環機構和內部再循環機構。外部再循環機構通過控制設置在排氣再循環通道中的排氣再循環閥的打開量，來控制從排氣通道經過排氣再循環通道到達進氣通道的再循環的排氣量，所述排氣再循環通道連接進氣通道與排氣通道。內部再循環機構通過控制進氣閥和排氣閥同時都保持開啟的時間長度(即，重疊期)，來控制從排氣通道經過燃燒室到達進氣通道的再循環的排氣量。使用排氣再循環機構返回進入燃燒室中的再循環排氣使得既能夠由于燃燒溫度降低而抑制氮氧化物(NO_x)的排放，還能夠由于被稱作泵氣損失的降低而提高燃料效率。

當排氣再循環進入燃燒室中時，由于燃燒溫度的降低等，燃燒室中的燃燒率(即，燃燒傳播)降低，由火花塞開始產生火花直到燃料點火的時間(即，點火延遲時間)變得更長。結果，燃燒產生的燃燒壓力的峰值的正時推遲，這會引起諸如輸出扭矩減小或不點火等之類的問題。一種可想到的防止上述問題產生的方法是使點火正時提前(即，輸出點燃燃燒室中的空氣燃料混合物的命令的正時)。此外，即使點火正時提前了，燃燒溫度的降低也能抑制爆震。因此，當排氣再循環進入燃燒室中時使點火正時提前的技術是眾所周知的(例如，參見日本專利申請公開No.2007-16609(JP-A-2007-16609))。

但是，當排氣再循環進入燃燒室中的同時使點火正時提前時，點火正時被提前的程度(即，如何設定提前量)很關鍵。在下文中，所有被吸入燃燒室中的氣體(每一進氣沖程)將被稱作“氣體總量”，通過排氣再循環機構再循環進入燃燒室中的排氣的總量(每一進氣沖程)將被稱作“再循環氣體總量”，再循環氣體總量與氣體總量的比率將被稱作“排氣再循環率”。

提前量通常被設定成與排氣再循環率成比例。在這種情況下，不論排氣再循環率是多少，提前量設定成使得提前量的增加相對于排氣再循環率的增加的梯度是常數。在這種情況下，當提前量的增加的梯度(常數)小時，在排氣再循環率特別高的運轉區域中提前量將不足，可能導致諸如不點火之類的問題。這被認為是因為在排氣再循環率特別高的運轉區域中燃料燃燒率快速降低并且點火延遲時間變得極其長。

如果增大提前量的增加的梯度(常數)來防止上述問題，則在排氣再循環率特別低的運轉區域中提前量將過大，這會導致諸如輸出扭矩降低以及爆震之類的問題。也就是說，當不論排氣再循環率是多少、提前量的增加相對于排氣再循環率的增加的梯度是常數時，不論如何設定提前量的增加的梯度(常數)，都不能同時解決在排氣再循環率特別高的運轉區域中提前量不足的問題和在排氣再循環率特別低的運轉區域中提前量過大的問題。

發明內容

因此，本發明提供了用于內燃機的點火正時控制設備和方法，其能夠設定可以穩定的抑制輸出扭矩降低以及爆震和不點火等的點火正時，而不用考慮當排氣再循環進入燃燒室中時的排氣再循環率。

本發明的第一方面涉及內燃機的點火正時控制設備，其包括排氣再循環機構和用于根據內燃機的運轉狀態設定點火正時的點火正時設定裝置。在此方面中，排氣再循環機構可以包括外部再循環機構和/或內部再循環機構。

第一方面的點火正時控制裝置的特征在于：點火正時設定裝置設定點火正時，使得點火正時的提前量的增加相對于排氣再循環率的增加的梯度隨著排氣再循環率的增加而增大。

具體來說，點火正時設定裝置可以包括基準點火正時設定裝置，所述基準點火正時設定裝置用于根據內燃機的運轉狀態設定基準點火正時，所述基準點火正時是(與當排氣再循環率為零時相對應的)點火正時；和提前量設定裝置，所述提前量設定裝置用于設定提前量，使得點火正時的提前量的增加相對于排氣再循環率的增加的梯度隨著排氣再循環率的增加而增大。此外，點火正時設定裝置可以將點火正時設定成以提前量從基準點火正時提前的正時。

根據該結構，提前量的增加相對于排氣再循環率的增加的特性是所謂的“下凸”特性。因此，與上述的當提前量的增加相對于排氣再循環率的增加的梯度是常數時不同，提前量的增加相對于排氣再循環率的增加的特性可以設定成，使得可以同時解決在排氣再循環率特別高的運轉區域中提前量不足的問題和在排氣再循環率特別低的運轉區域中提前量過大的問題。結果，可以將點火正時設定成能夠穩定的抑制輸出扭矩降低以及爆震和不點火等的正時，而不用考慮排氣再循環率。