发动机的控制装置制造方法及图纸

发动机的控制装置包括发动机(1)、状态量设定部件(23、24、43、48、54)、火花塞(25)以及控制器(ECU10)。火花塞在规定的点火时刻对混合气点火，以便在混合气靠点火而开始燃烧以后，未燃混合气靠自燃而燃烧。控制器根据发动机的运转状态改变点火时刻，从而调节热量比率，该热量比率是与混合气靠火焰传播燃烧时所产生的热量在燃烧室(17)中的混合气燃烧时所产生的总热量中所占的比例相关的指标。

Engine Control Device

The control devices of the engine include engine (1), state setting components (23, 24, 43, 48, 54), spark plug (25) and controller (ECU10). The spark plug ignites the mixture at the prescribed ignition time so that the unburned mixture can ignite spontaneously after the mixture starts to burn by ignition. The controller adjusts the heat ratio by changing the ignition time according to the engine's running state, which is related to the proportion of the heat generated when the mixture is propagated by the flame to the total heat generated when the mixture is burned in the combustion chamber (17).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发动机的控制装置
这里所公开的技术涉及一种发动机的控制装置。
技术介绍
专利文献1中公开了一种利用活塞的压缩动作让燃烧室中的混合气自燃而燃烧的压缩自燃式发动机。该发动机通过由火花塞进行辅助点火来控制混合气的燃烧速度。而且，该发动机的负荷越低，或者发动机的转速越高，或者冷却剂温度越低，该发动机就越处于一种混合气难以自燃的状态。因此采用了以下做法：让火花塞的点火时刻提前，来促进混合气自燃并让自燃的燃烧时刻提前。专利文献2中记载了一种在部分负荷区域燃烧室内的混合气靠自燃而燃烧的发动机。在部分负荷区域内的低负荷侧运转区域，该发动机通过让较热的已燃气体残留在燃烧室内来促进混合气的自燃。在部分负荷区域内的高负荷侧运转区域，该发动机通过将已冷却的已燃气体引入燃烧室内而使得难以自燃，并且在即将到达压缩上止点以前由火花塞点火。专利文献1：日本专利第3951515号公报专利文献2：日本专利第4082292号公报
技术实现思路
－专利技术所要解决的技术问题－根据上述专利文献1和2中所记载的技术，即使火花塞进行了点火，也无法进行控制而让压缩自燃在所希望的时刻开始，因此从热效率这一点来看还有改善的余地。这里所公开的技术，对混合气点火后让未燃混合气适当地靠自燃而燃烧。－用以解决技术问题的技术方案－本申请专利技术人想出了将SI(火花点火：SparkIgnition)燃烧和CI(压缩点火：CompressionIgnition)燃烧(或自燃(AutoIgnition)燃烧)结合起来的燃烧方式。SI燃烧是伴随着通过强制性地对燃烧室中的混合气点火而开始的火焰传播的一种燃烧方式。CI燃烧是燃烧室中的混合气靠压缩自燃而开始的一种燃烧方式。将SI燃烧和CI燃烧结合起来的燃烧方式是这样的一种燃烧方式：由火花塞强制性地对燃烧室中的混合气点火，混合气由此靠火焰传播而燃烧，并且，燃烧室中的温度由于SI燃烧释放热量而升高，未燃混合气由此靠自燃而燃烧。火焰传播引起的燃烧因为压力变化相对较小而能够抑制燃烧噪声。与火焰传播引起的燃烧相比，进行CI燃烧更有利于缩短燃烧时间，降低燃料消耗量。将SI燃烧和CI燃烧结合起来的燃烧方式既能够抑制燃烧噪声，又能够降低燃料消耗量。因为该燃烧方式是由SI燃烧控制CI燃烧的，所以下面称其为SPCCI(火花控制压缩点火：SparkControlledCompressionIgnition)燃烧。但是，在靠自燃而进行的燃烧中，如果压缩开始前的燃烧室中的温度(以下，称为“初始温度”)有偏差，自燃时刻就会有很大的变化。如果自燃时刻提前，CI燃烧就会提前开始，SI燃烧就会相应地随之减少。若如此，在燃烧室中就不能充分地进行火焰传播引起的燃烧，CI燃烧开始得就激烈，因此而有可能对抑制燃烧噪声的产生带来不良影响。而且，如果自燃时刻有了推迟，就有可能破坏CI燃烧的稳定性，导致未燃燃料增加，排气性能下降。本申请专利技术人在通过调节SI燃烧所释放的热量来控制自燃时刻这一方面做了研究探讨工作。并发现：如果改变点火时刻来调节SI燃烧所释放的热量，就能够以良好的精度控制自燃时刻，最终完成了这里所公开的技术。具体而言，这里所公开的技术涉及一种发动机的控制装置。该发动机的控制装置包括发动机、燃料喷射器、火花塞以及控制器，该发动机具有燃烧室，该燃料喷射器安装在所述发动机上且构成为喷射燃料，该火花塞面向所述燃烧室中而设，该控制器与所述燃料喷射器和所述火花塞分别相连接，且构成为将控制信号分别输出给所述燃料喷射器和所述火花塞。所述火花塞在规定的点火时刻对混合气点火，以便在所述混合气靠点火而开始燃烧以后，未燃混合气靠自燃而燃烧。所述控制器根据所述发动机的运转状态改变所述点火时刻，从而调节热量比率，该热量比率是与混合气靠火焰传播燃烧时所释放的热量在所述燃烧室中的混合气燃烧时所释放的总热量中所占的比例相关的指标。需要说明的是，这里所说的“燃烧室”并不限于活塞到达压缩上止点时所形成的空间的意思。“燃烧室”这个词是广义的。根据该构成方式，火花塞接收控制器的控制信号强制性地对燃烧室中的混合气点火。混合气靠火焰传播燃烧，之后燃烧室中的未燃混合气靠自燃而燃烧，燃烧由此结束。上述燃烧方式，即SPCCI燃烧，所述热量比率小于100％。在SPCCI燃烧中，如果提高热量比率，火焰传播引起的燃烧的比例就会升高，因而会有利于抑制燃烧噪声。而且，在SPCCI燃烧中，如果降低热量比率，CI燃烧的比例就会升高，因而会有利于减少燃料消耗量。因此，通过根据发动机的运转状态调节热量比率，就既能够抑制燃烧噪声的产生，又能够减少燃料消耗量。热量比率的调节是通过改变火花塞的点火时刻进行的。如果改变点火时刻，就能够根据它来改变SI燃烧的开始时刻，从而能够改变热量比率。如果让点火时刻提前，SI燃烧的开始时刻就会提前。SI燃烧所释放的热量因此而会增加，热量比率会提高。如果让点火时刻推迟，SI燃烧的开始时刻就会推迟，SI燃烧所释放的热量因此而会减少，热量比率会降低。如果改变热量比率，SI燃烧所释放的热量就会有变化，故能够改变燃烧室中靠火焰传播所释放的热量达到诱发自燃的高温环境的时刻。这样一来，在SPCCI燃烧中，能够以良好的精度控制自燃时刻。这样一来，上述构成方式从能够让CI燃烧在所希望的时刻开始这一角度实现了让未燃混合气靠自燃而适当地燃烧。还可以是这样的，所述控制器将控制信号输出给所述火花塞，以便让所述点火时刻随着所述燃烧室中的压缩开始前的温度降低而提前，从而提高所述热量比率。在SPCCI燃烧中，如上所述，如果燃烧室中的初始温度有偏差，自燃时刻就会有很大的变化。如果燃烧室中的初始温度高，自燃时刻就会提前，SI燃烧因此而会减少。SI燃烧减少的结果是，CI燃烧开始得很激烈，故燃烧噪声容易增大。如果燃烧室中的初始温度较低，自燃时刻就会推迟，CI燃烧的稳定性就会遭受破坏。其结果是，有可能导致未燃燃料增加，排气性能下降。相对于此，如上所述，如果根据燃烧室中的初始温度调节热量比率，就能够利用火焰传播所释放的热量来补偿燃烧室中的初始温度的偏差，从而在所希望的时刻进行未燃混合气的自燃。这里所公开的另一技术涉及一种发动机的控制装置。该发动机的控制装置包括发动机、状态量设定部件、燃料喷射器以及火花塞，该发动机具有燃烧室，该状态量设定部件安装在所述发动机上且构成为对被引入所述燃烧室中的新气和已燃气体的引入量进行调节，该燃料喷射器安装在所述发动机上且构成为喷射燃料，该火花塞面向所述燃烧室中而设，该控制器与所述状态量设定部件、所述燃料喷射器以及所述火花塞分别相连，且构成为将控制信号分别输出给所述状态量设定部件、所述燃料喷射器以及所述火花塞。所述火花塞在规定的点火时刻对混合气点火，以便在所述混合气靠点火而开始燃烧以后，未燃混合气靠自燃而燃烧。所述状态量设定部件接收所述控制器的控制信号，对与压缩开始前的所述燃烧室中的温度相关的操作量进行调节。所述控制器根据所述发动机的运转状态改变所述状态量设定部件的所述操作量和所述点火时刻，从而调节热量比率，该热量比率是与混合气靠火焰传播燃烧时所释放的热量在所述燃烧室中的混合气燃烧时所释放的总热量中所占的比例相关的指标。根据该构成方式，在发动机的运转状态处于规定的运转区域的情况下，火花塞强制性地对燃烧室中的混合气点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机的控制装置，其包括发动机、燃料喷射器、火花塞以及控制器，该发动机具有燃烧室，该燃料喷射器安装在所述发动机上且构成为喷射燃料，该火花塞面向所述燃烧室中而设，该控制器与所述燃料喷射器和所述火花塞分别相连接，且构成为将控制信号分别输出给所述燃料喷射器和所述火花塞，该发动机的控制装置的特征在于：所述火花塞在规定的点火时刻对混合气点火，以便在所述混合气靠点火而开始燃烧以后，未燃混合气靠自燃而燃烧，所述控制器根据所述发动机的运转状态改变所述点火时刻，从而调节热量比率，该热量比率是与混合气靠火焰传播燃烧时所释放的热量在所述燃烧室中的混合气燃烧时所释放的总热量中所占的比例相关的指标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.25 JP PCT/JP2016/0849981.一种发动机的控制装置，其包括发动机、燃料喷射器、火花塞以及控制器，该发动机具有燃烧室，该燃料喷射器安装在所述发动机上且构成为喷射燃料，该火花塞面向所述燃烧室中而设，该控制器与所述燃料喷射器和所述火花塞分别相连接，且构成为将控制信号分别输出给所述燃料喷射器和所述火花塞，该发动机的控制装置的特征在于：所述火花塞在规定的点火时刻对混合气点火，以便在所述混合气靠点火而开始燃烧以后，未燃混合气靠自燃而燃烧，所述控制器根据所述发动机的运转状态改变所述点火时刻，从而调节热量比率，该热量比率是与混合气靠火焰传播燃烧时所释放的热量在所述燃烧室中的混合气燃烧时所释放的总热量中所占的比例相关的指标。2.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述控制器将控制信号输出给所述火花塞，以便让所述点火时刻随着所述燃烧室中的压缩开始前的温度降低而提前，从而提高所述热量比率。3.一种发动机的控制装置，其包括发动机、状态量设定部件、燃料喷射器以及火花塞，该发动机具有燃烧室，该状态量设定部件安装在所述发动机上且构成为对被引入所述燃烧室中的新气和已燃气体的引入量进行调节，该燃料喷射器安装在所述发动机上且构成为喷射燃料，该火花塞面向所述燃烧室中而设，该控制器与所述状态量设定部件、所述燃料喷射器以及所述火花塞分别相连，且构成为将控制信号分别输出给所述状态量设定部件、所述燃料喷射器以及所述火花塞，该发动机的控制装置的特征在于：所述火花塞在规定的点火时刻对混合气点火，以便在所述混合气靠点火而开始燃烧以后，未燃混合气靠自燃而燃烧，所述状态量设定部件接收所述控制器的控制信号，对与压缩开始前的所述燃烧室中的温度相关的操作量进行调节，所述控制器根据所述发动机的运转状态改变所述状态量设定部件的所述操作量和所述点火时刻，从而调节热量比率，该热量比率是与混合气靠火焰传播燃烧时所释放的热量在所述燃烧室中的混合气燃烧时所释放的总热量中所占的比例相关的指标。4.根据权利要求3所述的发动机的控制装置，其特征在于：所述控制器将调节所述操作量的控制信号输出给所述状态量设定部件，以便在所述发动机的负荷高时，压缩开始前的所述燃烧室中的温度比负荷低时低，从而提高所述热量比率。...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本浩太，漆原友则，井上淳，河合佑介，宫本亨，神代雄大，
申请(专利权)人：马自达汽车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP