[發(fā)明專利]壓縮點火式發(fā)動機的控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410420361.1
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104454194B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 長津和弘;田賀淳一;養(yǎng)祖隆;井上淳;早田光則;荒木啟二
• 申請（專利權(quán)）人: 馬自達汽車株式會社
• 主分類號: F02D21/08
• 分類號: F02D21/08
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙)31261
• 代理人: 曹芳玲

技術(shù)領(lǐng)域

在這里公開的技術(shù)涉及壓縮點火式發(fā)動機的控制裝置。

背景技術(shù)

例如專利文獻1中記載了發(fā)動機的運行狀態(tài)位于低旋轉(zhuǎn)·低負荷側(cè)的規(guī)定區(qū)域時，使汽缸內(nèi)的混合氣壓縮點火燃燒的發(fā)動機。又，該發(fā)動機在進行壓縮點火燃燒時，將排氣門的閉閥時期設(shè)定在（排氣）上死點前，并且將進氣門的開閥時期設(shè)定在上死點后，以此夾著上死點設(shè)置排氣門及進氣門均閉閥的期間（所謂負重疊期間）。通過設(shè)置負重疊期間，以此使高溫的排氣的一部分殘留在汽缸內(nèi)。即，通過內(nèi)部EGR（exhaust gas recirculation；排氣再循環(huán)），提高汽缸內(nèi)的溫度而提高壓縮點火的點火性及燃燒穩(wěn)定性。又，專利文獻1在進行壓縮點火燃燒的運行區(qū)域中，發(fā)動機負荷越低，使排氣門的閉閥時期越提前，以此提高內(nèi)部EGR的EGR率。

又，專利文獻2記載了在用于燃氣熱泵（gas heat pump）的發(fā)動機中，與專利文獻1相同地執(zhí)行壓縮點火燃燒時，發(fā)動機負荷越低，使負重疊期間越長，從而提高內(nèi)部EGR的EGR率。

專利文獻1：日本特開2009-197740號公報；

專利文獻2：日本特開2007-120330號公報。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)動機負荷越低，汽缸內(nèi)的溫度環(huán)境越低，因此對壓縮點火燃燒是不利的。因此，如專利文獻1、專利文獻2中所記載，發(fā)動機負荷越低，越提高內(nèi)部EGR的EGR率，這將使導(dǎo)入至汽缸內(nèi)的排氣的量增加而使壓縮開始前的汽缸內(nèi)的溫度提高，因此在活塞到達壓縮上死點時的汽缸內(nèi)的溫度（即，壓縮端溫度）提高，從而可能有利于壓縮點火的點火性及燃燒穩(wěn)定性。

然而，本申請發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)將EGR率以規(guī)定以上設(shè)定為較高反而導(dǎo)致壓縮端溫度下降。這在發(fā)動機的運行狀態(tài)位于低負荷乃至極低負荷的區(qū)域時，使壓縮點火的點火性及燃燒穩(wěn)定性下降。

在這里公開的技術(shù)是鑒于上述問題而形成的，其目的是在壓縮點火式發(fā)動機中，在其運行狀態(tài)位于低負荷域時，改善壓縮點火的點火性及燃燒穩(wěn)定性。

排氣中包含大量的作為三原子分子的CO₂和H₂O等，其與包含氮氣（N₂）和氧氣（O₂）等的空氣（即，導(dǎo)入至汽缸內(nèi)的新氣）相比，比熱比低。因此，在提高EGR率而增加導(dǎo)入至汽缸內(nèi)的排氣的比例時，壓縮開始前的汽缸內(nèi)的氣體溫度可能提高，但是即使進行壓縮，氣體的溫度也并不那么提高，其結(jié)果是，壓縮端溫度降低。在這里公開的技術(shù)，在執(zhí)行壓縮點火燃燒的低負荷側(cè)的運行區(qū)域中，基本上發(fā)動機負荷越低，將EGR率設(shè)定為越高，以此確保壓縮點火的點火性及燃燒穩(wěn)定性，另一方面在壓縮點火區(qū)域內(nèi)的低負荷側(cè)的特定負荷以下時，將EGR率以不超過預(yù)先設(shè)定的最高EGR率的方式進行設(shè)定，以此避免壓縮端溫度下降，改善壓縮點火的點火性及燃燒穩(wěn)定性。

具體而言，在這里公開的壓縮點火式發(fā)動機的控制裝置是形成為如下結(jié)構(gòu)的控制裝置：使具備具有汽缸的發(fā)動機主體、和形成為將排氣導(dǎo)入所述汽缸內(nèi)的結(jié)構(gòu)的排氣回流系統(tǒng)的發(fā)動機，在該發(fā)動機的運行狀態(tài)位于設(shè)定在低負荷側(cè)的規(guī)定的壓縮點火區(qū)域時，通過使所述汽缸內(nèi)的混合氣進行壓縮點火燃燒而運行。

而且，該控制裝置在所述發(fā)動機的運行狀態(tài)位于所述壓縮點火區(qū)域時，所述發(fā)動機的負荷越低，將作為相對于所述汽缸內(nèi)的總氣體量的所述排氣的量的比率的EGR率設(shè)定為越高，并且在所述壓縮點火區(qū)域內(nèi)的低負荷側(cè)的特定負荷時將所述EGR率設(shè)定為規(guī)定的最高EGR率，且在所述發(fā)動機的負荷低于所述特定負荷時，將所述EGR率設(shè)定為所述最高EGR率以下。

在這里，“壓縮點火區(qū)域內(nèi)的低負荷側(cè)的特定負荷”可以定義為在壓縮點火區(qū)域內(nèi)，在負荷方向上分割為低負荷側(cè)及高負荷側(cè)兩部分時的低負荷側(cè)上進行設(shè)定的規(guī)定的負荷。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在執(zhí)行壓縮點火燃燒的低負荷側(cè)的運行區(qū)域，發(fā)動機的負荷越低，EGR率設(shè)定為越高。發(fā)動機的負荷越低，汽缸內(nèi)的溫度狀態(tài)越低，但是通過將EGR率設(shè)定為較高而增加導(dǎo)入至汽缸內(nèi)的高溫排氣的比例，以此分別提高壓縮開始溫度及壓縮端溫度。這樣，在壓縮點火區(qū)域中，確保壓縮點火的點火性及燃燒穩(wěn)定性。另外，EGR率可以相對于發(fā)動機的負荷的降低而連續(xù)地設(shè)定為較高，也可以階梯性地設(shè)定為較高，但是從壓縮點火燃燒的穩(wěn)定性及與EGR率的調(diào)節(jié)相關(guān)的狀態(tài)量控制的控制性的觀點考慮，優(yōu)選的是將EGR率以相對于發(fā)動機的負荷的降低而連續(xù)地提高的形式進行設(shè)定。

EGR率在發(fā)動機的負荷位于特定負荷時設(shè)定為最高。而且，在發(fā)動機的負荷低于特定負荷時，EGR率設(shè)定為該最高EGR率以下。