[发明专利]火花点火式汽油发动机的控制装置

说明书

技术领域

在此公开的技术涉及火花点火式汽油发动机的控制装置。

背景技术

在提高火花点火式汽油发动机的理论热效率上，提高其几何压缩比是有效的方法。例如在专利文献1中就记载了将几何压缩比设定为14以上的高压缩比的火花点火式直喷发动机。

又，例如专利文献2中所述，作为能够使改进排气排放与提高热效率两者同时实现的技术，已知有使稀混合气体压缩点火的燃烧方式。在进行这样的压缩点火燃烧的发动机中提高几何压缩比，由于分别提高了压缩端压力及压缩端温度，因此有利于压缩点火燃烧的稳定化。

专利文献1：日本特开2007－292050号公报；

专利文献2：日本特开2007－154859号公报。

但是，专利文献1所述的高压缩比的火花点火式汽油发动机，虽然有利于提高热效率，但另一面，发动机的运行状态，特别是在低速区域而且处于中·高负荷区域时，存在容易导致过早着火和爆震（spark knock，火花爆燃）之类的异常燃烧的问题。

又，进行压缩点火燃烧的发动机，在低负荷侧的运行区域，即使是有可能发生压缩点火燃烧，也随着发动机负荷的增大，压缩点火燃烧变成压力上升激烈的过早着火的燃烧。因此，会导致燃烧噪声的增大和爆震等异常燃烧的发生，同时将导致因高燃烧温度而造成的未经处理的NOx（Raw NOx）的增多。因此，也像上述专利文献2上记载的那样，即使是进行压缩点火燃烧的发动机，在高负荷侧的运行区域，通常也不进行压缩点火燃烧，而是进行通过火花塞驱动的火花点火燃烧。但是，以压缩点火燃烧的稳定化为目标，将几何压缩比设定得比较高的发动机，在进行火花点火燃烧的高负荷侧的运行区域，与专利文献1的发动机一样会有导致异常燃烧的问题。

发明内容

在此公开的技术，是鉴于这样的存在问题而做出的，其目的在于，在设定为例如14以上的较高的几何压缩比的高压缩比火花点火式汽油发动机中，避免在高负荷区域发生异常燃烧。

过早着火和爆震这样的异常燃烧，是在压缩行程中随着未燃混合气体被压缩而发生的自己着火的反应、以及在混合气体的燃烧中，由于已燃部分的膨胀，随着混合气体的未燃部分被压缩而发生的自己着火的反应。在进气行程中喷射燃料的现有发动机，从燃料开始喷射到燃烧结束为止的时间，即、未燃混合气体的可能反应时间较长，是导致这些异常燃烧的主要原因之一。

未燃混合气体的可能反应时间由燃料喷射阀喷射燃料的期间，即喷射期间、从燃料喷射完后到在火花塞周围形成可燃混合气体为止的混合气体形成期间、以及对火花塞周围的可燃混合气体点火使其开始燃烧后到该燃烧结束为止的燃烧期间这三段期间构成。本申请的发明人对能够分别使这三段期间缩短的对策进行了研究，结果发现，在压缩上死点附近的正时，用比较高的燃料压力向汽缸内喷射燃料，可分别使喷射期间、混合气体形成期间及燃烧期间缩短，从而完成了在此公开的技术。

具体地说，在此公开的火花点火式汽油发动机的控制装置，具备形成为具有几何压缩比设定为14以上的汽缸，而且供给有至少含有汽油的燃料的发动机主体；形成为至少包含向所述汽缸内喷射所述燃料的缸内喷射阀的燃料喷射机构；形成为能够对所述汽缸内的混合气体点火的火花塞；形成为能够改变所述缸内喷射阀喷射的燃料压力的燃压可变机构；以及形成为通过至少控制所述燃料喷射机构、所述火花塞及所述燃压可变机构，使所述发动机主体运行的控制器。

而且所述控制器在所述发动机主体的运行状态处于低速区域时，在高负荷区域，驱动所述燃压可变机构，使所述燃料压力比低负荷区域的燃料压力高；在所述高负荷区域，在从压缩行程后期到膨胀行程初期的延迟（retard）期间内的正时，驱动所述燃料喷射机构，实施至少包含通过所述缸内喷射阀对所述汽缸内进行燃料喷射的动作；在所述高负荷区域 ，驱动所述火花塞，在所述延迟期间内的所述燃料喷射后的正时进行点火。

所述控制器又在所述发动机主体的运行状态处于所述高负荷区域内的中速区域时，驱动所述燃料喷射机构，除了实施所述延迟期间内的燃料喷射外，还实施进气行程中的燃料喷射。还可以，上述控制器使所述发动机主体的运行状态处于所述高负荷区域内的中速域时的进气行程中的燃料喷射量与所述延迟期间内的燃料喷射量之比，比所述发动机主体的运行状态处于所述高负荷区域内的低速区域时的所述比大。

在这里，也可以将发动机主体的几何压缩比设定于14以上，例如20以下。