[發明專利]壓縮著火式發動機的控制裝置

有效

• 申請號: 201910653216.0
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110778403B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 松島佑斗;東尾理克;砂流雄剛;高山真二;氏原健幸;增田雄太
• 申請（專利權）人: 馬自達汽車株式會社
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00;F02D41/14;F02D41/30;F02B9/02
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲

本發明提供一種壓縮著火式發動機的控制裝置，為了在混合氣的空燃比及渦流的強度互不相同的第一模式與第二模式之間切換模式的發動機中在模式切換時確保燃料消耗性能，切換部（10e）接收從第一模式至第二模式的切換要求，以使渦流比切換要求之前增強的形式向渦流產生部（渦流控制閥（56））輸出信號，且在判定渦流到達了規定強度時允許第二模式部（10c）開始第二模式。

技術領域

此處公開的技術涉及壓縮著火式發動機的控制裝置。

背景技術

已知不通過火焰傳播而使混合氣一下子燃燒的經由壓縮自行著火的燃燒由于燃燒期間最小，因此可最大限度提升燃料消耗效率。然而，經由壓縮自行著火的燃燒在汽車用發動機中需要解決種種問題。例如，用于汽車時，由于運行狀態及環境條件變化很大，要在其中穩定地壓縮自行著火是一大問題。在汽車用發動機中，經由壓縮自行著火的燃燒尚未實用化。

為了解決該問題，例如專利文獻1中提出了SI（Spark Ignition；火花點火）燃燒與CI（Compression Ignition；壓縮著火）燃燒相組合的SPCCI（SPark ControlledCompression Ignition；火花點火控制壓縮著火）燃燒。SI燃燒是對燃燒室中的混合氣強制進行點火從而開始的伴隨火焰傳播的燃燒。CI燃燒是使燃燒室中的混合氣進行壓縮自行著火從而開始的燃燒。SPCCI燃燒為如下的形態：在對燃燒室中的混合氣強制進行點火并開始經由火焰傳播的燃燒時，藉由SI燃燒的放熱及火焰傳播導致的壓力上升，燃燒室中的未燃混合氣通過壓縮著火進行燃燒。SPCCI燃燒包括CI燃燒，因此是“壓縮著火的燃燒”的一個形態。

SPCCI燃燒中的CI燃燒在缸內溫度到達由混合氣的組成決定的著火溫度時發生。若在壓縮上死點附近缸內溫度到達著火溫度而引起CI燃燒，則能使燃料消耗效率最大化。缸內溫度根據缸內壓力的上升而升高。SPCCI燃燒中的缸內壓力是壓縮行程中活塞的壓縮做功導致的壓力上升和由SI燃燒的放熱產生的壓力上升這兩個壓力上升的結果。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2018/096744號說明書。

發明內容

發明要解決的問題：

SPCCI燃燒是壓縮著火的燃燒的一個形態，因此能亦如專利文獻1中記載那樣在混合氣的空燃比稀于理論空燃比時也穩定地燃燒。進行SPCCI燃燒的發動機使混合氣的空燃比為例如25以上，由此能抑制RawNOx的生成并以較高的熱效率運行。

然而，在SPCCI燃燒中，SI燃燒導致的壓力上升取決于燃燒速度、即火焰傳播速度。如果SI燃燒的火焰傳播不穩定，則無法充分確保由SI燃燒的放熱產生的壓力上升，從而難以使缸內溫度升高至著火溫度。其結果是，進行CI燃燒的混合氣的量變少，多數的混合氣進行SI燃燒，或是會在膨脹行程的后半期產生CI燃燒。這樣發動機的熱效率不會最大化。

例如，在發動機水溫較低時、進氣溫較低時等發動機處于特定的運行條件下時，難以使燃料較稀的混合氣穩定地SI燃燒。即使進行SPCCI燃燒，發動機的熱效率也不會最大化。因此，在發動機水溫較低時、進氣溫較低時等，可考慮發動機使混合氣的空燃比為理論空燃比或大致理論空燃比地進行SPCCI燃燒。若混合氣的空燃比為理論空燃比或大致理論空燃比，則即使在發動機水溫較低時、進氣溫較低時等，SPCCI燃燒中SI燃燒的火焰傳播依然穩定。因此，能在壓縮上死點附近開始CI燃燒，從而提高發動機的熱效率。又，若使混合氣的空燃比為理論空燃比或大致理論空燃比，則還能利用安裝在排氣通路上的三元催化器來凈化廢氣中的NOx。

本申請發明人在進行SPCCI燃燒的發動機中，為了兼顧廢氣排放性能的改善與熱效率的改善，想出了根據發動機的狀態在如下模式中切換：使理論空燃比或大致理論空燃比的混合氣進行SPCCI燃燒的模式（即，第一模式）、使空燃比稀于理論空燃比的混合氣進行SPCCI燃燒的模式（即，第二模式）。