[發(fā)明專利]火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010267069.2
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101994577A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 后藤剛;工藤秀俊;西田正美
• 申請（專利權(quán)）人: 馬自達(dá)汽車株式會(huì)社
• 主分類號: F02D13/02
• 分類號: F02D13/02;F01L1/344
• 代理公司: 上海市華誠律師事務(wù)所 31210
• 代理人: 徐申民;張惠萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。

背景技術(shù)

若提高內(nèi)燃機(jī)的幾何壓縮比，則膨脹比增高，混合氣體的燃燒所產(chǎn)生的熱量會(huì)更多地轉(zhuǎn)換為活塞的下降運(yùn)動(dòng)，結(jié)果，內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率提高。另一方面，若幾何壓縮比增高，則在混合氣體著火的壓縮上止點(diǎn)附近的氣缸內(nèi)的溫度升高，結(jié)果，容易產(chǎn)生爆震或過早著火等異常燃燒，爆震是指位于與火花塞相距較遠(yuǎn)位置的混合氣體在火焰?zhèn)鞑ブ爸鸬默F(xiàn)象，過早著火是指在火花點(diǎn)火之前混合氣體一瞬地燃燒的現(xiàn)象。

為了避免所述異常燃燒，必需降低氣缸內(nèi)所填充的空氣量即氣缸填充量。作為降低氣缸填充量的方法，例如有公開在日本專利公開公報(bào)特開2002-242709號中的方法，該方法是使進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期延遲至進(jìn)氣下止點(diǎn)之后的方法。

發(fā)明內(nèi)容

上述以往的方法可在不降低進(jìn)氣管的壓力以及進(jìn)氣行程中的燃燒室內(nèi)的壓力的情況下，降低氣缸填充量。因此，該方法與為了降低氣缸填充量而減小節(jié)流閥開度的情形相比，可抑制泵損耗，維持較高的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速低，內(nèi)燃機(jī)溫度高，進(jìn)氣溫度高，進(jìn)氣濕度低的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，容易引起上述異常燃燒。因此，在上述運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，為了避免上述異常燃燒，有必要將進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期向延遲角的更遲側(cè)設(shè)定，以降低氣缸填充量。另一方面，在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速高，內(nèi)燃機(jī)溫度低，進(jìn)氣溫度低等良好的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，不易引起上述異常燃燒。因此，在該良好的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，為了提高內(nèi)燃機(jī)輸出，較為理想的是，將進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期設(shè)定在進(jìn)氣下止點(diǎn)附近以提高氣缸填充量。這樣，為了避免異常燃燒且確保內(nèi)燃機(jī)輸出，就有必要對應(yīng)于運(yùn)轉(zhuǎn)條件，在大范圍內(nèi)改變進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期。

但是，若擴(kuò)大進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期的可變范圍，則在例如內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷從低負(fù)荷向高負(fù)荷過渡等時(shí)，有可能無法充分地響應(yīng)對進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期的控制。

對此，在以往的方法中，為避免異常燃燒且確保內(nèi)燃機(jī)輸出而必需的所述進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期的變更范圍并不明確。具體而言，一般認(rèn)為幾何壓縮比高的內(nèi)燃機(jī)中，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期的變更范圍需要非常大。因此，當(dāng)提高幾何壓縮比而使進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期的范圍變得非常大時(shí)，有可能無法確保對進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期的控制的響應(yīng)性，于是，火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的幾何壓縮比以及膨脹比會(huì)被抑制得較低，從而不能充分提高內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

本發(fā)明的目的在于提供可避免內(nèi)燃機(jī)的異常燃燒發(fā)生且可提高內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)中的所述火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)包括：氣缸、在該氣缸內(nèi)往返移動(dòng)的活塞、設(shè)置在所述氣缸上并與所述活塞的上表面形成燃燒室的氣缸蓋、將燃料直接噴射到所述燃燒室內(nèi)的燃料噴射閥、導(dǎo)入所述氣缸內(nèi)的空氣所通過的進(jìn)氣通道、能夠阻斷從所述進(jìn)氣通道向所述氣缸內(nèi)的空氣流入的進(jìn)氣閥、以及能夠改變所述進(jìn)氣閥的關(guān)閉時(shí)期的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期可變機(jī)構(gòu)，該控制系統(tǒng)中，內(nèi)燃機(jī)主體的幾何壓縮比設(shè)定為11以上，該控制系統(tǒng)具有控制所述進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期可變機(jī)構(gòu)的運(yùn)作的控制單元，所述控制單元控制所述進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期可變機(jī)構(gòu)，使所述進(jìn)氣閥的關(guān)閉時(shí)期的最延遲角的角度位于進(jìn)氣下止點(diǎn)的延遲角側(cè)且所述內(nèi)燃機(jī)主體的幾何壓縮比設(shè)為ε0時(shí)該最延遲角的相對于進(jìn)氣下止點(diǎn)的角度量α滿足以下數(shù)式(1)：

α≥-0.2685×ε0²+10.723×ε0+15.815(1)。

本發(fā)明還提供另一種火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)中的所述火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)包括：氣缸、在所述氣缸內(nèi)往返移動(dòng)的活塞、設(shè)置在所述氣缸上并與所述活塞的上表面形成燃燒室的氣缸蓋、將燃料直接噴射到所述燃燒室內(nèi)的燃料噴射閥、導(dǎo)入所述氣缸內(nèi)的空氣所通過的進(jìn)氣通道、能夠阻斷從所述進(jìn)氣通道向所述氣缸內(nèi)的空氣流入的進(jìn)氣閥、以及能夠改變所述進(jìn)氣閥的關(guān)閉時(shí)期的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期可變機(jī)構(gòu)，該控制系統(tǒng)中，內(nèi)燃機(jī)主體的幾何壓縮比設(shè)定為14以上，該控制系統(tǒng)具有控制所述進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期可變機(jī)構(gòu)的運(yùn)作的控制單元，所述控制單元控制所述進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)期可變機(jī)構(gòu)，使所述進(jìn)氣閥的關(guān)閉時(shí)期的最延遲角的角度位于進(jìn)氣下止點(diǎn)的延遲角側(cè)且所述內(nèi)燃機(jī)主體的幾何壓縮比設(shè)為ε0時(shí)該最延遲角的相對于進(jìn)氣下止點(diǎn)的角度量α滿足以下數(shù)式(2)：

α≥-0.5343×ε0²+20.969×ε0-106.18????(2)。