[发明专利]火花点火式直喷发动机

说明书

技术领域

本发明公开的技术涉及一种火花点火式直喷发动机。

背景技术

例如专利文献1所记载的那样，作为兼顾排气排放性能的提高与热效率的提高的技术，已知使气缸内的混合气压缩着火的燃烧方式。在进行这种压缩着火燃烧的发动机中，随着发动机的负载变高，压缩着火燃烧会成为压力上升剧烈的燃烧，导致燃烧噪声的增大。所以，如在专利文献1中也记载的那样，即使是进行压缩着火燃烧的发动机，在高负载侧的运转区域中，一般也不进行压缩着火燃烧、而进行基于驱动火花塞的火花点火燃烧。

在专利文献2中记载有如下技术：与专利文献1的发动机同样，在低负载低旋转的区域进行压缩着火燃烧的发动机中，在进行压缩着火燃烧的区域内，通过进行进排气门的开启期间的调整来将高温的已燃气体留在气缸内，提高气缸内的温度而促进压缩自燃燃烧，另一方面，在进行该压缩着火燃烧的区域内的高负载高旋转的区域中，通过使进气门的开启时期提前，由此在将气缸内的已燃气体向进气口侧一度吹回之后，与新气一起将已燃气体再次导入气缸内。由此，已燃气体的温度通过新气而降低，因此在压缩上止点时温度、压缩上止点时的气缸内压力变高的相对高负载高旋转的区域中，能够抑制压缩着火燃烧导致的急剧的压力上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-154859号公报

专利文献2：日本特开2009-197740号公报

然而，火花点火燃烧的热效率相对较低，因此燃烧气体温度变高。另一方面，压缩着火燃烧为了确保着火性，如上述的专利文献中也记载的那样，将高温的已燃气体导入气缸内。因此，在如专利文献所记载那样的切换燃烧方式的发动机中，在从火花点火燃烧向压缩着火燃烧切换紧后，气缸内的温度气氛变得比较高，而且基于火花点火燃烧的高温的已燃气体被导入气缸内，而气缸内的温度会变得过高。在该情况下，可能会导致气缸内的混合气例如在压缩行程期间中压缩着火那样的提前着火，气缸内的压力上升率(dP/dt)、即压力上升期间中的每规定时间(dt)的气缸内的压力变化(dp)的比例变得陡峭而可能导致较大的燃烧噪声。

另外，从火花点火燃烧向压缩着火燃烧的切换，例如不限于伴随着发动机的负载降低的情况，有时即使发动机的负载为等负载也进行切换，并且例如在发动机的温度从冷机向热机上升时也能够进行。

发明内容

本发明公开的技术是鉴于所述情况而进行的，其目的在于在从火花点火燃烧向压缩着火燃烧的切换时避免燃烧噪声增大。

本发明公开的技术为，在从火花点火燃烧向压缩着火燃烧的切换时，至少临时地进行提高喷射的燃料的压力、且将向气缸内喷射燃料的时期延迟到压缩上止点附近这种特征性的燃料喷射方式。该特征性的燃料喷射方式，能够避免混合气的提前着火而避免燃烧噪声的发生，还能够在膨胀行程期间内进行稳定的压缩着火燃烧。

具体地，本发明公开的技术涉及一种火花点火式直喷发动机，具备：发动机主体，具有气缸；燃料喷射阀，构成为通过向上述气缸内喷射燃料来形成混合气；燃料压力设定机构，构成为设定上述燃料喷射阀喷射的上述燃料的压力；火花塞，构成为面向上述气缸内而配设，且对上述气缸内的混合气进行点火；以及控制器，构成为通过至少控制上述燃料喷射阀、上述燃料压力设定机构及上述火花塞，由此使上述发动机主体运转。

上述控制器构成为，切换压缩着火模式和火花点火模式，该压缩着火模式进行使上述气缸内的混合气通过自燃来燃烧的压缩着火燃烧而使上述发动机主体运转，该火花点火模式进行通过驱动上述火花塞来对上述气缸内的混合气进行点火并使其燃烧的火花点火燃烧而使上述发动机主体运转，上述控制器还在从上述火花点火模式切换到上述压缩着火模式紧后，通过上述燃料压力设定机构使上述燃料的压力成为30MPa以上的高燃料压力，且驱动上述燃料喷射阀、以便至少在从压缩行程后期到膨胀行程初期的期间内进行燃料喷射，由此，以使气缸内的混合气通过自燃来燃烧的压缩着火初期模式使上述发动机主体运转。

此处，“压缩行程后期”可以是将压缩行程区分为初期、中期及后期这三个期间的情况下的后期，同样地，“膨胀行程初期”可以是将膨胀行程区分为初期、中期及后期这三个期间的情况下的初期。

在从火花点火模式切换到压缩着火模式紧后，由于此前的基于火花点火燃烧的较高的燃烧气体温度而气缸内成为较高的温度气氛，因此在压缩着火模式中，例如即使要在进气行程中喷射燃料、且使其在压缩上止点附近压缩着火，也会成为压缩行程期间中的提前着火的燃烧而压力上升变得陡峭。