[发明专利]预混合压缩自着火内燃机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种预混合压缩自着火内燃机的控制装置，特别是涉及一种具备增压机和外部EGR(排气再循环)机构的预混合压缩自着火内燃机的控制装置。 

背景技术

近年，使混合气压缩自着火的预混合压缩自着火燃烧方式的内燃机受到了广泛关注。公知若为该预混合压缩自着火燃烧方式，则与以往的扩散燃烧方式或火焰传播燃烧方式的内燃机相比，在燃油性的提高以及NO_X的降低等方面能发挥更优异性能。 

例如在专利文献1中公开有采用预混合压缩自着火燃烧方式的以往的内燃机。在专利文献1中记载的内燃机中，如负荷-转速模型(MAP)图所示，进行如下选择：在低转速/低负荷侧中进行预混合压缩自着火燃烧，在高转速/高负荷侧中进行火花点火燃烧。在预混合压缩自着火燃烧时，在排气上止点的前后，设置有进气阀和排气阀双方都关闭的密闭期间，而进行使已燃气体残留在燃烧室中的内部EGR，且相对于外部环境的变化而调节进气阀以及排气阀的开闭时机，从而能够进行稳定的自着火燃烧。例如，进气温度越低则令密闭期间越大，从而防止在排气上止点附近的燃烧室内温度的降低。此外，还提出有在密闭期间中向燃烧室内喷射燃料，而生成着火性高的改性种的方法。 

专利文献1：特开2002-129991号公报 

如专利文献1所述，在只使用进气阀以及排气阀的开闭时机的调节以及密闭期间中的燃料喷射时，很难在高转速/高负荷侧进行稳定的自着火燃烧，所以必须切换到火花点火燃烧，在能够进行预混合压缩自着火燃烧的运转区域的方面受到限制。在专利文献1的实施例中，以汽油内燃机为前提，在作为燃料使用着火性差的都市燃气等的时候，着火温度高，所以该倾向更加显著，能够稳定地预混合压缩自着火燃烧的运转区域被限制为很小。 

根据专利文献1中记载的内部EGR以及密闭期间中的燃料喷射，能够 改善燃烧室内的着火性。因此，通过调节内部EGR量以及改性种的生成量，能够控制在低转速/低负荷侧中的着火时刻等。但是，由中转速中负荷到高转速/高负荷的区域中，通过增加燃料的供给量，即使减少内部EGR也可以获得充分的着火性。此外，需要与负荷对应而增加燃料的供给量，相反地地减少能够利用的内部EGR量。因此，在仅仅使用上述的方法时，在高转速/高负荷侧的情况下逐渐地控制的宽度变窄，难以进行与外部环境对应的控制。在燃料的供给量增加的高转速/高负荷侧，容易产生以下问题，即由于进气温度的上升而燃烧室内温度上升且由于急剧的燃烧而燃烧噪音增大。但是，在专利文献1中记载的结构中，不能解决这样的问题，结果是把能够预混合压缩自着火燃烧的区域限制得很窄。 

发明内容

本发明是为了解决这样的问题而提出的，目的在于提供一种能够在高转速/高负荷侧扩大能够预混合自着火燃烧的运转区域的预混合压缩自着火内燃机的控制装置。 

本发明是一种预混合压缩自着火内燃机的控制装置，在燃烧室内将燃料和含有氧的气体的混合气压缩而使其自着火燃烧，并且在排气上止点的前后设置进气阀和排气阀的双方都关闭的密闭期间，从而使已燃气体作为内部EGR气体而残留在燃烧室内，其中，具备：温度传感器，检测进气温度；转速传感器，检测内燃机的转速；负荷传感器，由内燃机的运转状况检测负荷的大小；增压可变型的增压机，配置在进气通路上；外部EGR机构，令排气通路的排气的一部分作为外部EGR气体回流至比增压机更靠上游侧的进气通路；控制机构，控制增压机以及外部EGR机构，控制机构对增压机以及外部RGR机构进行控制，以便基于来自转速传感器以及上述负荷传感器的信号而掌握当下的转速和负荷的大小，在判定为在预先设定的高转速且高负荷区域中运转时，由温度传感器检测的进气温度越高越提高增压且越增加外部EGR气体的量。 

优选具有调节排气阀的开闭时机的可变配气正时机构，控制机构以下述方式控制可变配气正时机构，即在由温度传感器检测的进气温度比常温低时将排气阀的关闭时刻向提前角侧调节、在比常温高时将排气阀的关闭时刻向滞后角侧调节。 

另外，可构成为控制机构以下述方式控制可变配气正时机构，即在由 温度传感器检测的进气温度比常温低时，使排气阀的关闭时刻的提前角量在预先设定的低负荷区域中的运转时比在预先设定的中负荷区域中的运转时小。 

此外，控制机构能够以下述方式控制外部EGR机构，即在由温度传感器检测的进气温度比常温低且在高负荷区域中运转时，减少外部EGR气体的量。