[发明专利]火花点火式直喷发动机

权利要求书

1.一种火花点火式直喷发动机，具备：

形成为具有汽缸的结构的发动机主体；

形成为向所述汽缸内喷射燃料的结构的燃料喷射阀；

形成为设定所述燃料喷射阀喷射的所述燃料的压力的结构的燃料压力设定机构；

形成为面向所述汽缸内配设且对所述汽缸内的混合气点火的结构的火花塞；和

形成为至少控制所述燃料喷射阀、所述燃料压力设定机构及所述火花塞，以此运行所述发动机主体的结构的控制器；

所述控制器在规定的正时使所述火花塞工作，以在所述发动机主体的运行状态位于规定的低负荷区域时，通过使所述汽缸内的混合气压缩点火的压缩点火燃烧运行所述发动机主体；

并且在所述发动机主体的运行状态位于与执行所述压缩点火燃烧的第一区域相比负荷高的第二区域时，通过火花点火燃烧运行所述发动机主体；

且所述控制器在所述发动机主体的运行状态位于所述第一区域内的、包含所述第一区域和第二区域的边界的负荷高的特定区域时，通过所述燃料压力设定机构使所述燃料的压力为30MPa以上的高燃料压力，且以至少在从压缩行程后期至膨胀行程初期的期间内向所述汽缸内执行燃料喷射的方式驱动所述燃料喷射阀，以此使所述压缩点火在压缩上死点以后进行；

并且在所述发动机主体的运行状态位于所述第一区域内的与所述特定区域相比负荷低的区域时，以至少在从进气行程至所述压缩行程中期的期间内执行燃料喷射的方式驱动所述燃料喷射阀。

2.根据权利要求1所述的火花点火式直喷发动机，其特征在于，

所述火花点火式直喷发动机还具备形成为将排气能够导入至所述汽缸内的结构的排气回流系统；

所述控制器通过所述排气回流系统的控制，改变作为在所述汽缸内的所有的气体量中所述排气的量所占的比例的EGR率；

所述控制器在所述发动机主体的运行状态位于所述第一区域内的负荷最低的区域时，将所述EGR率设定得最高，并且随着所述发动机主体的负荷的增大而使所述EGR率下降；

且所述控制器在从所述第一区域内的所述特定区域至在所述第二区域内的包含所述第一区域和第二区域的边界的负荷低的区域时，随着所述发动机主体的负荷的增大而使所述EGR率连续地下降。

3.根据权利要求2所述的火花点火式直喷发动机，其特征在于，

所述排气回流系统形成为能够将所述排气冷却后的冷却的EGR气体、以及与所述冷却的EGR气体相比温度高的热EGR气体分别导入至所述汽缸内的结构；

所述控制器在所述发动机主体的运行状态位于所述第一区域内的负荷低的区域时，通过所述排气回流系统仅将所述热EGR气体导入至所述汽缸内，并且在所述发动机主体的运行状态位于从所述第一区域内的所述特定区域至所述第二区域内的包含所述第一区域和第二区域的边界的负荷低的区域时，至少将所述冷却的EGR气体导入至所述汽缸内。

4.根据权利要求1所述的火花点火式直喷发动机，其特征在于，所述控制器在所述发动机主体的运行状态位于与所述第一区域内的所述特定区域相比负荷低的区域时，通过所述燃料压力设定机构将所述燃料的压力设定为低于30MPa的低燃料压力，且以至少在从进气行程至所述压缩行程中期的期间内执行燃料喷射的方式驱动所述燃料喷射阀。

5.根据权利要求4所述的火花点火式直喷发动机，其特征在于，所述燃料压力设定机构具备通过所述发动机主体驱动的高压燃料泵，并且通过该高压燃料泵调节所述燃料喷射阀喷射的所述燃料的压力。

6.根据权利要求1所述的火花点火式直喷发动机，其特征在于，

在所述汽缸内设置有能往复运动地被内插的活塞，并且在该活塞的顶面形成有凹状的腔室；

所述控制器在所述发动机主体的运行状态位于第一区域内的、包含所述第一区域和第二区域的边界的负荷高的特定区域时，以至少在从压缩行程后期至膨胀行程初期的期间内向所述汽缸内执行燃料喷射的方式驱动所述燃料喷射阀以向所述腔室内喷射所述燃料。

7.根据权利要求6所述的火花点火式直喷发动机，其特征在于，所述燃料喷射阀为多喷口型，并配置在所述发动机主体的燃烧室的中央部分，并且设定为在从所述压缩行程后期至膨胀行程初期的期间内，以辐射状向所述腔室内喷射燃料。

8.根据权利要求2所述的火花点火式直喷发动机，其特征在于，

所述排气回流系统形成为能够将所述排气冷却后的冷却的EGR气体、以及与所述冷却的EGR气体相比温度高的热EGR气体分别导入至所述汽缸内的结构；

在所述发动机主体的运行状态位于从所述第一区域内的所述特定区域至所述第二区域内的包含所述第一区域和第二区域的边界的负荷低的区域时，将所述冷却的EGR气体和所述热EGR气体两者导入至所述汽缸内，且在从所述第一区域内的所述特定区域至所述第二区域内的包含所述第一区域和第二区域的边界的负荷低的区域，随着所述发动机主体的负荷的增大而使在所述汽缸内的所有的气体量中所述冷却的EGR气体的量所占的比例增大，并且使在所述汽缸内的所有的气体量中所述热EGR气体的量所占的比例减少，使作为在所述汽缸内的所有的气体量中所述冷却的EGR气体和所述热EGR气体的总和的所有EGR气体的量所占的比例的所述EGR率连续地下降。