[发明专利]带增压器发动机的控制方法以及控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及带增压器发动机的控制方法以及控制装置，该发动机具备将导入燃烧室的新鲜空气进行增压的增压器。

背景技术

以往，如日本专利公开公报特开2007-292060号(专利文献1)所示，在具有火花塞的火花点火式汽油发动机中，在发动机的部分负载运转区域，进行使混合气体自点火的压缩自点火燃烧，另一方面，在更高负载侧的运转区域，通过基于火花点火的强制燃烧来进行运转。

如此根据发动机负载来区分使用压缩自点火燃烧形式与基于火花点火的强制燃烧形式的方案，以往已有很多。即，压缩自点火燃烧是在燃烧室的各处同时地进行多发自点火的燃烧，与自以往采用的火花点火的燃烧形式相比能够获得更高的热效率，但高负载时的燃烧控制性存在问题(即易引起过早点火或爆震等)，所以在高负载区域，所进行的燃烧须由火花点火来控制。因此，便需要根据负载来区分使用基于压缩自点火的燃烧形式与基于火花点火的燃烧形式这两种燃烧形式。由此，尽管压缩自点火燃烧只在部分区域进行，但由于其能够准确地被执行，因此，其执行区域中的热效率高，结果，获得改善燃油经济性的优点。

然而，基于压缩自点火的燃烧不仅在高负载区域容易变得不稳定，而且在发动机负载极低时(例如空载时)也容易变得不稳定。即，当负载极低时，发动机的缸内温度下降，易引起熄火。为此，日本专利公开公报特开2007-85241号(专利文献2)中提出了一种技术方案，即，在发动机的极低负载区域中，通过与废气的热交换来强制加热所吸入的空气(新鲜空气)，并将该经过加热的空气导入缸内。这样通过将新鲜空气加热之后再导入缸内时，由于缸内温度的上升，自点火得到促进，因此具有能够防止熄火的优点。

另一方面，已知为了提高发动机的热效率，只要在比理论空燃比稀薄的空燃比下使混合气体燃烧即可。即，只要将与燃料(汽油)的供给量相对过剩的空气导入气缸内，并在由此形成的稀薄空燃比下进行燃烧，就能够使燃烧温度与理论空燃比下的燃烧相比相对降低，因此可降低发动机的排气损失以及冷却损失，结果能够进一步提高热效率。

由此，只要如上述那样在将空燃比设定为稀薄的状态下进行上述压缩自点火燃烧，就能够期待更有效地提高发动机的热效率以改善燃油经济性。

但是，如果在稀薄空燃比下进行压缩自点火燃烧，则例如在发动机的低负载区域存在更容易引起熄火的危险。作为解决此问题的对策，可考虑采用如专利文献2那样加热新鲜空气的方法，但如果要通过加热新鲜空气来强行引起在稀薄空燃比且低负载状况下的自点火，料想须大幅加热新鲜空气，因而存在实用上的问题、或因密度下降造成的输出下降等危险。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于，在无需进行强制增减新鲜空气温度的操作的情况下，与以往的方案相比，在更宽范围的负载区域进行稀薄空燃比下的压缩自点火燃烧，更有效地提高发动机的热效率。

本发明的带增压器发动机的控制方法是控制具备将导入燃烧室的新鲜空气进行增压的增压器的发动机的方法，其中，几何压缩比设定为16以上，至少在发动机的低转速区域，在比理论空燃比稀薄的空燃比下进行压缩自点火燃烧，在进行上述压缩自点火燃烧的运转区域中，在比指定负载低的低负载侧，与比上述指定负载高的高负载侧相比，降低新鲜空气量且提高有效压缩比，而在上述高负载侧，与上述低负载侧相比，提高上述增压器的增压压力来增大新鲜空气量，并且降低有效压缩比。

本发明的带增压器发动机的控制装置是控制具备将导入燃烧室的新鲜空气进行增压的增压器的发动机的装置，其中，几何压缩比设定为16以上，包括控制单元，该控制单元控制发动机的各部，以至少在发动机的低转速区域，在比理论空燃比稀薄的空燃比下进行压缩自点火燃烧，上述控制单元在进行上述压缩自点火燃烧的运转区域中，在比指定负载低的低负载侧，与比上述指定负载高的高负载侧相比，相对地降低新鲜空气量且提高有效压缩比，而在上述高负载侧，与上述低负载侧相比，提高上述增压器的增压压力来增大新鲜空气量，并且降低有效压缩比。

根据上述发明，能够在无需进行强制增减新鲜空气温度的操作的情况下，在更宽范围的负载区域进行稀薄空燃比下的压缩自点火燃烧，更有效地提高发动机的热效率。

附图说明

图1是表示空气过剩率λ与NOx的生成量之间的关系的图。

图2是说明燃料与氧气发生化学反应而引起压缩自点火燃烧的状态的图。

图3是模式化地表示普通的活塞式汽油发动机的图。

图4是计算发动机转速为1000rpm时使混合气体以MBT自点火的压缩端温度以及压缩端压力的条件的图。