[发明专利]用于直接喷射火花点火式内燃发动机的控制设备和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于直接喷射火花点火式内燃发动机的控制设备和控制方 法。

背景技术

在直接喷射火花点火式内燃发动机中生成滚流，并利用在接近进气行 程下止点的正时所喷射的燃料来适度增强所述滚流，使得滚流保持活动直 至点火为止。增强后的滚流使得空气-燃料混合物的运动在点火时刻比较 剧烈，这会带来燃烧速度的适度增加并因此为均质燃烧提供良好的条件。 在涉及这种燃料喷射的技术中，例如，日本专利申请公开JP-A-2003-322022 描述了一种燃料喷射控制设备，其利用从燃料喷射阀喷射的燃料来增强每 个发动机气缸中的循环流。进一步地，作为用于在均质燃烧过程中增强每 个气缸中的进气流的技术，例如，日本专利申请公开JP-A-2005-180247描 述了一种用于直接喷射火花点火式内燃发动机的进气控制设备，所述设备 通过控制设置于进气通道中的进气流控制阀来增强进气流。

近年来，已知能够依靠包含汽油和乙醇的混合燃料(在适当的地方简 称为“乙醇混合燃料”)以及普通汽油来运行的柔性燃料车辆(FFV)。由 于包含与汽油不同的碳原子量，所以乙醇混合燃料需要低于汽油的化学计 量空燃比的化学计量空燃比。更具体地，例如，当使用汽油时，化学计量 空燃比为大约14.5。另一方面，当使用乙醇混合燃料时，化学计量空燃比 取决于乙醇浓度而可能变为大约9。因此，当在直接喷射火花点火式内燃 发动机中使用其特性需要低于汽油的化学计量空燃比的化学计量空燃比 的燃料——其可以是除了乙醇混合燃料之外的燃料——时，在均质燃烧过 程中吸入每个发动机气缸内的每单位空气量的燃料质量变为大于使用汽 油时的燃料质量，因此，喷射燃料的气流增强效果变得更强。在这种情况 下，燃烧速度增大且因此冷却损失增大。因而，在柔性燃料车辆中，存在 由于燃烧速度的过度增加而引起热效率降低的可能性。同时，在燃料的特 性需要高于汽油的化学计量空燃比的化学计量空燃比的情况下，在均质燃 烧过程中吸入每个发动机气缸内的每单位空气量的燃料质量变为小于使 用汽油时的燃料质量，因此，存在喷射燃料的气流增强效果变弱且因此滚 流的强度变得不足的可能性。

发明内容

本发明提供了一种用于直接喷射火花点火式内燃发动机的控制设备和 控制方法，当在均质燃烧过程中利用喷射燃料来增强滚流时，所述控制设 备和控制方法通过基于燃料特性来改变燃烧状态为均质燃烧提供良好条 件。

本发明第一方面涉及一种用于直接喷射火花点火式内燃发动机的控制 设备，所述内燃发动机在发动机气缸内生成滚流并在均质燃烧过程中利用 在接近进气行程下止点的正时所喷射的燃料来增强所述滚流。所述控制设 备包括：燃料特性判别装置，其用于判别所述燃料的特性；以及燃烧状态 改变装置，其用于基于所判别的燃料特性来改变燃烧状态。根据该控制设 备，通过基于燃料特性来改变燃烧状态的方式改变燃烧速度。因此，可防 止燃烧速度过度增大或减小。因此，根据本发明，即使当使用具有不同特 性的燃料时，也能够以良好条件进行均质燃烧。

上述控制设备可以使得所述燃烧状态改变装置基于所判别的燃料特性 来改变所述滚流由所述燃料增强的程度。根据这种结构，通过基于燃料特 性来改变滚流的增强程度，防止了燃烧速度的过度增大和减小。因此，根 据本发明，即使当使用具有不同特性的燃料时，也能够以良好条件进行均 质燃烧。

进一步地，上述控制设备可以使得所述燃烧状态改变装置通过改变所 述燃料的推力来改变所述滚流的增强程度。根据这种结构，能够通过改变 燃料的推力来改变滚流的增强程度。

进一步地，上述控制设备可以使得所述燃烧状态改变装置通过改变所 述燃料的喷射正时来改变所述滚流的增强程度。根据这种结构，能够通过 改变燃料的喷射正时来改变滚流的增强程度。

进一步地，上述控制设备可以使得所述燃烧状态改变装置通过改变所 述燃料的喷射方向来改变所述滚流的增强程度。根据这种结构，能够通过 改变燃料的喷射方向来改变滚流的增强程度。