[发明专利]压缩点火式发动机的控制装置

说明书

技术领域

在这里公开的技术涉及压缩点火式发动机的控制装置。

背景技术

例如专利文献1中记载了发动机的运行状态位于低旋转·低负荷侧的规定区域时，使汽缸内的混合气压缩点火燃烧的发动机。又，该发动机在进行压缩点火燃烧时，将排气门的闭阀时期设定在（排气）上死点前，并且将进气门的开阀时期设定在上死点后，以此夹着上死点设置排气门及进气门均闭阀的期间（所谓负重叠期间）。通过设置负重叠期间，以此使高温的排气的一部分残留在汽缸内。即，通过内部EGR（exhaust gas recirculation；排气再循环），提高汽缸内的温度而提高压缩点火的点火性及燃烧稳定性。又，专利文献1在进行压缩点火燃烧的运行区域中，发动机负荷越低，使排气门的闭阀时期越提前，以此提高内部EGR的EGR率。

又，专利文献2记载了在用于燃气热泵（gas heat pump）的发动机中，与专利文献1相同地执行压缩点火燃烧时，发动机负荷越低，使负重叠期间越长，从而提高内部EGR的EGR率。

专利文献1：日本特开2009-197740号公报；

专利文献2：日本特开2007-120330号公报。

发明内容

发动机负荷越低，汽缸内的温度环境越低，因此对压缩点火燃烧是不利的。因此，如专利文献1、专利文献2中所记载，发动机负荷越低，越提高内部EGR的EGR率，这将使导入至汽缸内的排气的量增加而使压缩开始前的汽缸内的温度提高，因此在活塞到达压缩上死点时的汽缸内的温度（即，压缩端温度）提高，从而可能有利于压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

然而，本申请发明人经过研究发现将EGR率以规定以上设定为较高反而导致压缩端温度下降。这在发动机的运行状态位于低负荷乃至极低负荷的区域时，使压缩点火的点火性及燃烧稳定性下降。

在这里公开的技术是鉴于上述问题而形成的，其目的是在压缩点火式发动机中，在其运行状态位于低负荷域时，改善压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

排气中包含大量的作为三原子分子的CO₂和H₂O等，其与包含氮气（N₂）和氧气（O₂）等的空气（即，导入至汽缸内的新气）相比，比热比低。因此，在提高EGR率而增加导入至汽缸内的排气的比例时，压缩开始前的汽缸内的气体温度可能提高，但是即使进行压缩，气体的温度也并不那么提高，其结果是，压缩端温度降低。在这里公开的技术，在执行压缩点火燃烧的低负荷侧的运行区域中，基本上发动机负荷越低，将EGR率设定为越高，以此确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性，另一方面在压缩点火区域内的低负荷侧的特定负荷以下时，将EGR率以不超过预先设定的最高EGR率的方式进行设定，以此避免压缩端温度下降，改善压缩点火的点火性及燃烧稳定性。

具体而言，在这里公开的压缩点火式发动机的控制装置是形成为如下结构的控制装置：使具备具有汽缸的发动机主体、和形成为将排气导入所述汽缸内的结构的排气回流系统的发动机，在该发动机的运行状态位于设定在低负荷侧的规定的压缩点火区域时，通过使所述汽缸内的混合气进行压缩点火燃烧而运行。

而且，该控制装置在所述发动机的运行状态位于所述压缩点火区域时，所述发动机的负荷越低，将作为相对于所述汽缸内的总气体量的所述排气的量的比率的EGR率设定为越高，并且在所述压缩点火区域内的低负荷侧的特定负荷时将所述EGR率设定为规定的最高EGR率，且在所述发动机的负荷低于所述特定负荷时，将所述EGR率设定为所述最高EGR率以下。

在这里，“压缩点火区域内的低负荷侧的特定负荷”可以定义为在压缩点火区域内，在负荷方向上分割为低负荷侧及高负荷侧两部分时的低负荷侧上进行设定的规定的负荷。

根据上述结构，在执行压缩点火燃烧的低负荷侧的运行区域，发动机的负荷越低，EGR率设定为越高。发动机的负荷越低，汽缸内的温度状态越低，但是通过将EGR率设定为较高而增加导入至汽缸内的高温排气的比例，以此分别提高压缩开始温度及压缩端温度。这样，在压缩点火区域中，确保压缩点火的点火性及燃烧稳定性。另外，EGR率可以相对于发动机的负荷的降低而连续地设定为较高，也可以阶梯性地设定为较高，但是从压缩点火燃烧的稳定性及与EGR率的调节相关的状态量控制的控制性的观点考虑，优选的是将EGR率以相对于发动机的负荷的降低而连续地提高的形式进行设定。

EGR率在发动机的负荷位于特定负荷时设定为最高。而且，在发动机的负荷低于特定负荷时，EGR率设定为该最高EGR率以下。