CN105102793A - 火花点火式发动机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

控制器(发动机控制器(100))在当发动机主体(发动机(1))的温度状态为规定温度以下的冷机时且发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时，气缸(11)处于进气冲程和压缩冲程之际，通过燃料供给机构(燃料喷射阀(53)、燃料供给系统(54))将燃料供向气缸内。控制器还构成为：当已供到气缸内的燃料的气化率越低时，将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。

Description

火花点火式发动机的控制装置
技术领域
这里所公开的技术涉及一种火花点火式发动机的控制装置，特别是涉及下述火花点火式发动机的控制装置，即：该火花点火式发动机的控制装置构成为：包含在特定温度以下的状态下气化率比汽油低的特殊燃料的燃料被供向该发动机。
背景技术
近年来，从全球温暖化等环境问题的角度出发，生物燃料正受到人们的关注，能够利用将汽油与例如生物乙醇以任意的混合比混合而成的燃料行驶的FFV(FlexibleFuelVehicle、灵活燃料汽车)正不断得到实际应用。FFV所用燃料中的乙醇浓度范围因市场上流通的燃料中的汽油与乙醇的混合比不同而不同，该乙醇浓度范围例如从E25(汽油75％、乙醇25％)到E100(乙醇100％)、或者从E0(汽油100％)到E85(汽油15％、乙醇85％)。需要说明的是，这里所说的E100中，还包含在乙醇的精馏过程中未充分除去水分而含有5％左右的水分的E100(乙醇95％、水5％)。
这种FFV所使用的燃料的特性因燃料中乙醇浓度的不同而不同。也就是说，汽油为多组分燃料，其沸点在27～225℃的范围内，因而例如像在图2中示出汽油的蒸馏率相对于温度产生的变化那样，即使在温度较低的状态下，汽油的气化率也比较高。相对于此，乙醇为单组分燃料，其标准沸点为78℃，因而当温度较低时其气化率为0而存在比汽油的气化率低的状态，另一方面，当温度较高时其气化率为100％而存在比汽油的气化率高的状态。由此，就FFV而言，当发动机的温度状态为规定温度以下的低温时，燃料中乙醇的浓度越高，且发动机的温度状态处于越低的状态，则气缸内燃料的气化性能就越会产生劣化。也就是说，当将助燃的燃料与供到气缸内的燃料的重量比定义为气化率时，乙醇的浓度越高，且发动机的温度状态处于越低的状态，气化率就会越低。并且会出现下述问题，即：例如在当使用E100时发动机处于冷机工作之际，混合气的点火性以及/或者燃烧稳定性会因气化率降低而产生劣化。特别是，当使用的是含有水分的E100时，这个问题会很显著。
例如在专利文献1中记载了一种FFV用发动机系统，在该发动机系统中从用来贮存将汽油与乙醇以任意混合比混合而成的燃料的主燃料罐中，抽取汽油浓度较高的燃料后，使该燃料移动并贮存在不同于主燃料罐的副燃料罐中。由此，在专利文献1所记载的发动机系统中，就会总将气化性能稳定的燃料贮存在副燃料罐内。因此，就专利文献1所记载的发动机系统而言，在当使用了乙醇浓度较高的燃料时混合气的点火性以及/或者燃烧稳定性降低的工作条件下(例如，发动机冷机工作时等)，就以适当比例将贮存在主燃料罐中的燃料与贮存在副燃料罐中的汽油浓度较高的燃料混合起来。这样一来便将汽油浓度比贮存在主燃料罐中的燃料高的混合燃料喷向发动机的进气口。如上所述，专利文献1所记载的发动机系统在气化率降低的工作条件下，通过使用贮存在副燃料罐中的汽油浓度较高的燃料来提高燃料的气化率，由此而确保在发动机冷机工作时等混合气的点火性以及/或者燃烧稳定性。
在专利文献2中记载了一种FFV用发动机系统，该发动机系统不具有上述那样的副燃料罐，而具有构成为向气缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀。在该专利文献2所记载的发动机系统中，鉴于乙醇的理论空燃比小于汽油的理论空燃比，当使用乙醇浓度较高的燃料时，与使用汽油浓度较高的燃料时相比需要增加燃料喷射量的这一情况，当像燃料中的乙醇浓度较高导致燃料喷射量增多且发动机的温度状态处于较低的状态导致其燃料的气化性能降低那样的、发动机低温启动时，就要提高燃料压力，并要在压缩冲程中向气缸内喷射高燃压的燃料。借助较高的燃料压力，使燃料实现微粒化来促进气化，并且将燃料喷射时刻推迟，从而在所喷射的燃料附着在气缸的内壁、活塞等上以前就开始燃烧。这样一来，在专利文献2所记载的发动机系统中，通过改进燃料的喷射方式来提高发动机的低温启动性。
专利文献1：日本公开专利公报特开2010－133288号公报
专利文献2：日本公开专利公报特开2010－37968号公报
发明内容
－发明所要解决的技术问题－
像专利文献1中所记载的那样需要副燃料罐的结构由于燃料供给系统为两个系统而导致发动机系统的结构复杂化且使成本增加，因而人们需要的是像专利文献2中所记载的那样去掉副燃料罐的结构。另一方面，不论贮存在主燃料罐中的燃料的特性如何，都需要确保混合气的点火性以及/或者燃烧稳定性。
还像在专利文献2中所记载的那样，乙醇与汽油这两者的理论空燃比的值不同，因而燃料中的乙醇浓度越高，与汽油相比就要使燃料喷射量越多。
如上所述，当发动机的温度状态处于较低的状态且燃料中的乙醇浓度较高时，燃料的气化率就会降低。因此，就安装在FFV上的发动机系统而言，在考虑到较低气化率的情况下，为了能够获得所希望的气化燃料量，当发动机的温度状态处于较低的状态时以及/或者燃料中的乙醇浓度较高时，就要进行预先增加向气缸内供给的燃料量的控制。
例如在当使用E95时进行冷机高负荷工作之际，下述三种因素结合起来，就会导致燃料喷射阀在每个循环所喷射的燃料量极度增大。上述三种因素指的是：由于燃料中的乙醇浓度较高，因而与汽油相比所需要的燃料量增加的因素；由于进行高负荷工作，因而燃料量相应地增加的因素；以及伴随因处于冷机状态且乙醇浓度较高使得气化率降低，而需要进行燃料量的增量补正的因素。其结果是，与在同一工作状态下使用汽油时相比，喷射燃料量在例如两倍以上。
另一方面，在像专利文献2中所记载的那样在压缩冲程中向气缸内喷射燃料的结构下，需要对抗气缸内的较高压力来喷射燃料，而且为了使燃料实现微粒化以促进燃料气化，就必须将燃料压力设定得比较高。燃料压力例如借助由发动机驱动的高压泵而实现升压，不过当如上所述的那样导致燃料喷射阀所喷射的燃料量极其增多的冷机高负荷工作持续时，便无法借助高压泵使燃料压力及时升压，从而燃料压力就会逐渐地下降。燃料压力下降使燃料的微粒化劣化，从而导致燃料的气化率降低。其结果是，无法获得与供到气缸内的燃料量相应的扭矩，致使耗油量增加。而且，未燃的燃料增加，使得废气排放性能也相应地劣化。
这里所公开的技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于：当发动机的温度状态为规定温度以下的冷机时且发动机的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时防止燃料的微粒化劣化，从而防止耗油量增加。
－用以解决技术问题的技术方案－
只要采用下述结构就能够解决上述问题，该结构为例如增大高压泵的容量，从而即使燃料量较多的状态持续下去，也能维持较高的燃料压力。不过，采用大型高压泵就会招致下述新的问题，即：成本增加、狭小的发动机室内的布局性劣化、以及耗油量随驱动大容量的高压泵而增加。
因此，本申请发明人就采取了下述解决方法，即：当供到气缸内的燃料的气化率越低时，换言之当供向气缸内的燃料量越多时，就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。限制最大充气效率便可限制供向气缸内的燃料量的最大量，因此即使是较小容量的高压泵，也能够维持较高的燃料压力。
具体而言，这里所公开的技术涉及一种火花点火式发动机的控制装置。该火花点火式发动机的控制装置包括发动机主体、燃料供给机构以及控制器，所述发动机主体构成为包含在特定温度以下的状态下气化率比汽油低的特殊燃料的燃料被供向该发动机主体，所述燃料供给机构构成为将已升压到规定压力的所述燃料供向设置在所述发动机主体中的气缸内，所述控制器构成为通过至少控制所述燃料供给机构而让所述发动机主体工作。
并且，所述控制器构成为：在当所述发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且所述发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时，所述气缸处于进气冲程和压缩冲程之际，通过所述燃料供给机构将所述燃料供向所述气缸内，并且当已供到所述气缸内的所述燃料的所述气化率越低时，将所述发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。
在此，“在特定温度以下的状态下气化率比汽油低的特殊燃料”指的是例如单组分燃料，具体而言能够列举出乙醇或者甲醇等醇。作为醇的具体示例可以列举出以甘蔗、玉米为原料的生物乙醇等生物醇。
“包含特殊燃料的燃料”包括将特殊燃料与汽油混合而成的燃料、以及仅由特殊燃料构成的燃料。对于汽油与特殊燃料之间的混合比并没有特别限定，能够采用任意的混合比。就供给发动机主体的燃料而言，汽油与特殊燃料之间的混合比可以是恒定的，也可以是随时变化的。当特殊燃料为乙醇时，“包含特殊燃料的燃料”中包括在下述范围内任意乙醇浓度的燃料，具体而言，该范围从向汽油中混合25％的乙醇而成的E25到乙醇为100％的E100为止。上述构成并不排除向发动机主体供给不包含特殊燃料的燃料的这一情况。例如当特殊燃料为乙醇时，供向发动机主体的燃料中包括在下述范围内任意乙醇浓度的燃料，该范围从汽油(即，不包含乙醇的E0)到向汽油中混合85％的乙醇而成的E85为止。进而，“包含特殊燃料的燃料”中也可以含有水。因此，含有5％左右的水分的E100也包含在这里所说的“包含特殊燃料的燃料”中。需要说明的是，能够利用各种方法检测或推测燃料中的醇浓度。
能够将“气化率”定义成助燃的燃料与供到气缸内的燃料的重量比。上述气化率能够根据安装在发动机的排气通路中的O2传感器的检测值计算出来。在发动机主体的温度在规定温度以下的条件下，燃料中的特殊燃料的浓度越高，且发动机主体的温度状态处于越低的状态，气化率就可能越低。
“燃料供给机构”可以构成为：至少包括贮存包含特殊燃料的燃料的燃料罐、使燃料压力升压的高压泵以及对已升压的燃料进行喷射的燃料喷射阀。高压泵可以构成为由发动机主体驱动，也可以构成为由不同于发动机主体的其它驱动源驱动(例如电动泵)。燃料喷射阀可以是向气缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀。而且，除了具有上述直喷式燃料喷射阀以外，还可以另外具有向进气口喷射燃料的燃料喷射阀。
能够将处于“发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时”定义成发动机的工作状态处于包含满负荷(fullload)的高负荷区域时。发动机主体的负荷状态处于高负荷状态可以是发动机主体的工作状态处于当将发动机的负荷区域两等分成低负荷区域和高负荷区域时的高负荷区域内，也可以是发动机主体的工作状态处于当将发动机的负荷区域三等分成低负荷区域、中负荷区域及高负荷区域时的高负荷区域内。需要说明的是，如下文所述的那样，随着供到气缸内的燃料的气化率处于越低的状态，发动机主体的充气效率的上限值被设定得越低的这一情况出现，满负荷会产生变化。
“充气效率”能够遵循下述定义。也就是说，当将在标准大气(25℃、1atm)下由总排气量算出的一满缸的空气重量设为1时，吸入到一个气缸内的空气重量与该一满缸的空气重量的比例。
根据上述结构，当发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时，换言之，在像使得特殊燃料浓度较高的燃料的气化率降低的温度条件下，而且发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时，换言之，在像使得供向气缸内的燃料量增加的发动机主体的工作状态下，控制器在气缸处于进气冲程和压缩冲程时分别将燃料供向气缸内。
当气缸处于压缩冲程时通过将燃料供向气缸内(需要说明的是，能够通过向气缸内直接喷射燃料来实现该燃料供给)，从而能够利用随着压缩冲程进行而借助绝热压缩升高的气缸内的温度来促进燃料气化。当由于发动机主体处于高负荷状态而不太能寄期望于利用进气负压实现燃料气化时，上述做法能够促进燃料气化，是极为有效的。
由于发动机主体处于高负荷状态，因而供向气缸内的燃料量较多，并且由于发动机主体处于冷机状态，因而考虑到燃料气化率降低就会使燃料量进一步增加，不过在进气冲程和压缩冲程这两个冲程中分别进行燃料供给能够充分确保燃料供给时间，还能够充分确保混合气的形成时间，因此对于混合气的点火性及燃烧稳定性很有利。特别是当特殊燃料为醇，并且由于燃料中的醇浓度较高，使得所需要的燃料量与汽油相比增加时，分别在进气冲程和压缩冲程供给燃料也能够充分确保燃料的供给时间，因而是很有效的。
如上所述，通过在进气冲程和压缩冲程分别进行燃料供给，从而能够改善燃料的气化性能，并能够充分确保气化燃料量，因此在冷机高负荷时，与仅在进气冲程供给燃料的结构相比能够大幅度提高最大充气效率，从而能够提高全开扭矩。
这样一来，供到气缸内的燃料的气化率越低，控制器就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。也就是说，当燃料的气化率较低时，由于满负荷降低，因而燃料量的最大值亦会减小。经由此，假使发动机主体的工作状态处于以满负荷持续工作的状态，也由于燃料供给机构所供给的燃料量减少，因而燃料供给机构能够维持规定的燃料压力。其结果是，能够确保燃料的微粒化，从而能够防止燃料的气化性能劣化。这样一来，就能够获得与供到气缸内的燃料量相应的扭矩，从而能够防止耗油量增加。而且，由于未燃的燃料减少，因而废气排放性能也会提高。
在此，在上述结构下，因为将充气效率的上限值设定得较低，所以就会存在下述限制，即：当将油门设为全开时全开扭矩会降低。不过，如上所述的那样，通过在进气冲程和压缩冲程中分别进行燃料供给，从而能够提高最大充气效率，因此即使将充气效率的上限值设定得较低，也能够确保较高的充气效率。也就是说，冷机时的行驶性能得以提高。而且，这里的负荷状态是将油门设为全开时的高负荷状态，因此发动机主体的温度迅速上升。因为燃料的气化率随着发动机主体的温度状态升高而升高，所以还会将充气效率的上限值重新设定得比较高。因此，即使最初对全开扭矩加以限制，该限制也会迅速被解除。
需要说明的是，只要将要设定得较低的充气效率的上限值设定在0.5以上即可，优选在0.6以上，更优选在0.7以上。经由此，既能够防止耗油量增加，又能够确保较高的全开扭矩，从而能够同时获得较高水平的冷机燃料经济性和较高水平的冷机行驶性能。
也可以是这样的，即：所述控制器构成为：供向所述气缸内的所述燃料中的所述特殊燃料的浓度越高，将所述发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。
在发动机主体的温度状态处于较低状态下，燃料中特殊燃料的浓度越高，燃料的气化率就越低。因此，燃料中特殊燃料的浓度越高，就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低，从而如上所述的那样能够防止耗油量增加。
也可以是这样的，即：所述控制器构成为：所述发动机主体的温度状态处于越低的状态，将所述发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。
发动机主体的温度状态处于越低的状态，包含特殊燃料的燃料的气化率就越低。因此，发动机主体的温度状态处于越低的状态，就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。经由此，如上所述的那样能够防止耗油量增加。
也可以是这样的，即：所述火花点火式发动机的控制装置进一步包括节气门，该节气门构成为对向所述气缸内填充的新气量进行调节，所述控制器接收油门开度的信息，并将所述节气门的开度调节成与该油门开度相应的开度，所述控制器还构成为：在所述发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且所述发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时，相对于所述油门开度的变化情况，以规定的控制响应性改变所述节气门的开度，并且当已供到所述气缸内的所述燃料的所述气化率越低时，将所述节气门的上限开度设定得越低。
根据该结构，控制器在发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时的特定条件下，将节气门的上限开度设定得较低。经由此，发动机主体的充气效率的上限值就会降低。而且，控制器构成为：相对于油门开度的变化情况，以规定的控制响应性改变节气门的开度。这里所说的“规定的控制响应性”可以定义成与所述冷机高负荷这一特定条件不同的其它条件下的控制响应性。也就是说，这里所说的“规定的控制响应性”并不是冷机高负荷这一特定条件下的特有的控制响应，换句话说能够将“规定的控制响应性”称为正常的控制响应性。
在上述结构下，由于是相对于油门开度的变化情况，以规定的控制响应性来改变节气门的开度，因而相对于驾驶员对油门进行的操作而言是以正常的控制响应性来控制节气门的开度。因此，在油门开度未达到上限值，充气效率也未达到上限值的范围内，油门操作与节气门开度之间的控制实质上与正常控制相同。这便会消除驾驶员的不协调感而提高驾驶性能。
当用力踩下油门踏板直到油门全开时，虽然全开扭矩因充气效率的上限值受到限制而下降，不过由于节气门的开度是以正常的控制响应性产生变化的，因而能够抑制加速性能劣化。
在此，当发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且燃料的气化率较低时，可以想到进行下述控制，即：使节气门开度相对于油门开度变化而产生变化的响应性低于正常时的响应性。上述控制能够相对于油门开度而言减少所需要的燃料量，从而能够防止上述燃料压力下降。不过，使节气门开度相对于油门开度变化而产生变化的响应性降低的这一控制由于扭矩未随驾驶员用力踩下油门踏板的动作而产生相应的变化，因此加速性能极为劣化。而且，在发动机主体的负荷状态处于低负荷或中负荷的常用区域中，也由于扭矩未随驾驶员用力踩下油门踏板的动作而产生相应的变化，因此会招致驾驶员产生不协调感。
相对于此，在上述结构下，当发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且燃料的气化率较低时，仅对全开扭矩加以限制。由此，在常用区域中与正常控制相比未产生任何变化，不会招致驾驶员的不协调感。还具有加速性能亦未产生劣化的优点。
－发明的效果－
如上所述，根据所述火花点火式发动机的控制装置，当发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时，通过在进气冲程和压缩冲程分别向气缸内供给燃料，从而在燃料量比较多的条件下也能够改善燃料的气化性能，并能够大幅度提高最大充气效率。而且，供到气缸内的燃料的气化率越低，就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低，从而能够使燃料压力维持在较高的状态，并能够防止耗油量增加。进而，虽然将充气效率的上限设定得较低，不过由于在进气冲程和压缩冲程分别进行燃料供给，而使最大充气效率提高，因此受到限制的充气效率也会比较高，使得冷机时的行驶性能得以提高。
附图说明
图1是示出火花点火式发动机及其控制装置的结构的略图。
图2是将相对于温度而言汽油蒸馏量的变化情况与乙醇蒸馏量的变化情况加以比较的图。
图3是将在高负荷时冷机状态下的燃料喷射时刻与热机状态下的燃料喷射时刻加以比较的图。
图4是示出相对于发动机水温而言燃料压力的变化情况的图。
图5是示出相对于燃料的气化率而言最大充气效率的限制量的图。
图6是示出将油门设定为全开时充气效率的变化情况的时序图。
图7是示出发动机的全开扭矩因燃料喷射方式不同而存在差异的图。
具体实施方式
下面，参照附图对火花点火式发动机的实施方式进行说明。需要说明的是，以下对优选实施方式的说明仅为举例说明而已。如图1所示，发动机系统具有：发动机(发动机主体)1、发动机1所附带的各种执行器和各种传感器、以及根据来自传感器的信号控制执行器的发动机控制器100。该发动机系统包括几何压缩比在12以上20以下(例如12)的高压缩比发动机1。
发动机1为火花点火式四冲程内燃机，并且具有直列设置的第一到第四共四个气缸11，但在图1中仅图示出一个气缸。不过，能够应用这里所公开的技术的发动机并不限于直列四缸发动机。发动机1安装在汽车等车辆上，其输出轴经由变速器与驱动轮连结，但这并未图示出来。发动机1的输出传递给驱动轮，从而推动车辆前进。
向该发动机1供给含有乙醇(包括生物乙醇)的燃料。特别是，该车辆为FFV，该FFV能够使用乙醇的浓度为从25％(即，汽油的浓度为75％的E25)到100％(即，不含汽油的E100)这一范围内的任意浓度的燃料。需要说明的是，这里所说的E100中，包括在乙醇的精馏过程中未充分除去水分而含有5％左右的水分的乙醇。不过，这里所公开的技术并不局限于以使用E25到E100为前提的FFV，还能够应用于使用下述燃料的FFV，在该燃料中乙醇浓度在例如从E0(即，仅为汽油而不含乙醇)到E85(即，汽油浓度为15％、乙醇浓度为85％)这一范围内变化。
该车辆仅具有贮存所述燃料的燃料罐(即，主燃料罐)，但这并未图示出来，该车辆的特点在于：不像现有FFV那样具有用来贮存汽油浓度较高的燃料的不同于主燃料罐的副燃料罐。该FFV以仅被供给汽油的汽油动力车为基础，该FFV的结构的大部分与汽油动力车共通。
发动机1包括气缸体12、及设置在该气缸体12上的气缸盖13，在气缸体12的内部形成有气缸11。如众所周知的那样，曲轴14由轴颈、轴承等旋转自如地支承在气缸体12上，该曲轴14经由连杆16与活塞15相连结。
在各气缸11的顶部形成有两个倾斜面，这两个倾斜面从所述顶部的大致中央部开始延伸到气缸盖13的下端面附近为止，并且成为像上述两个倾斜面彼此斜靠在一起而成的屋顶那样的形状的、所谓的斜顶式。
所述活塞15滑动自如地嵌插在各气缸11内，并与气缸11及气缸盖13一起划分出燃烧室17。活塞15的顶面与上述气缸11的顶面的斜顶形状相对应地形成为从其周缘部开始朝中央部凸起的梯形，由此来减小当活塞15到达压缩上止点时的燃烧室容积，从而实现12以上的高几何压缩比。在活塞15的顶面上，还在该顶面的大致中心位置处形成有呈近似球面状凹陷下去的腔室151。该腔室151被设置成与设置在气缸11的中心部的火花塞51相向，由此来缩短燃烧时间。也就是说，如上所述，该高压缩比发动机1构成为：活塞15的顶面凸起，当活塞15到达压缩上止点时活塞15的顶面与气缸11的顶面之间的间隔极窄。由此，当没有形成腔室151时，初期火焰将会与活塞15的顶面相互干扰而导致冷却损失增大，从而阻碍火焰传播导致燃烧速度减慢。相对于此，所述腔室151可避免初期火焰干扰，并不会妨碍初期火焰成长，因而火焰传播加快，从而能够缩短燃烧时间。这对于汽油浓度较高的燃料而言有利于抑制爆震，并有助于凭借将点火时刻提前来实现扭矩的提高。
在气缸盖13上，对应每个气缸11形成有进气口18和排气口19，并且该进气口18和该排气口19分别与燃烧室17相连通。进气阀21和排气阀22分别设置成：该进气阀21能够切断(关闭)进气口18与燃烧室17之间的连通，该排气阀22能够切断(关闭)排气口19与燃烧室17之间的连通。进气阀21由进气阀驱动机构30驱动，排气阀22由排气阀驱动机构40驱动，由此进气阀21和排气阀22就会在规定的时刻往复运动，从而将进气口18和排气口19打开、关闭。
进气阀驱动机构30具有进气凸轮轴31，排气阀驱动机构40具有排气凸轮轴41。凸轮轴31、41经由众所周知的链条、链轮机构等动力传递机构与曲轴14相连结。如众所周知的那样，在曲轴14旋转两周的这段时间，动力传递机构让凸轮轴31、41旋转一周。
进气阀驱动机构30包括能够改变进气阀21的开关时刻的进气阀时刻可变机构32，排气阀驱动机构40包括能够改变排气阀22的开关时刻的排气阀时刻可变机构42。在该实施方式中，进气阀时刻可变机构32由能够使进气凸轮轴31的相位在规定的角度范围内连续变化的液压式、机械式或电动式相位可变机构(VariableValveTiming：VVT)构成，排气阀时刻可变机构42由能够使排气凸轮轴41的相位在规定的角度范围内连续变化的液压式、机械式或电动式相位可变机构构成。进气阀时刻可变机构32能够通过改变进气阀21的关闭时刻来调节有效压缩比。需要说明的是，有效压缩比指的是进气阀关闭时的燃烧室容积与活塞15位于上止点时的燃烧室容积之比。
火花塞51例如由螺钉等众所周知的构造安装在气缸盖13上。火花塞51的电极在气缸11的大致中心部位与燃烧室17的顶部相向。点火系统52接收来自发动机控制器100的控制信号后，对火花塞51通电，以使该火花塞51在所希望的点火时刻产生火花。
在该实施方式中，燃料喷射阀53借助例如使用支架等众所周知的构造被安装在气缸盖13的一侧(在附图示例中为进气侧)。该发动机1是向气缸11内直接喷射燃料的、所谓的直喷式发动机。燃料喷射阀53的前端在上下方向上位于进气口18的下方，并在水平方向上位于气缸11的中央部位，并且面向燃烧室17内。不过，燃料喷射阀53的设置并不局限于此。在该示例中，燃料喷射阀53是多喷口(例如六个喷口)型燃料喷射阀(MultiHoleInjector：MHI)。虽然在附图中未示出各个喷口的朝向，不过为了能够确保燃料喷射到整个气缸11内，各个喷口的朝向要保证使喷射范围相应地增大。MHI具有下述两个优点。一个优点是：由于MHI为多喷口，因而一个喷口的直径较小，由此能够以较高的压力喷射燃料。另一个优点是：由于喷射范围增大而能够将燃料喷射到整个气缸11内，因而燃料的混合性提高，并能够促进燃料的气化、雾化。因此，当在进气冲程中喷射了燃料时，有利于利用气缸11内的进气流动提高燃料的混合性以及促进气化、雾化，另一方面，当在压缩冲程中喷射了燃料时，有利于通过促进燃料气化、雾化来对气缸11内的气体进行冷却。需要说明的是，燃料喷射阀53并不限于MHI。
燃料供给系统54的结构并未图示出来，该燃料供给系统54包括：使燃料升压后将其供向燃料喷射阀53的高压泵、将燃料从燃料罐送向该高压泵的管道及软管等、以及驱动燃料喷射阀53的电路。在该示例中，高压泵由发动机1驱动。需要说明的是，高压泵也可以为电动泵。高压泵与汽油动力车所使用的泵相同，都为较小容量的泵。当燃料喷射阀53为多喷口型阀时，为了使燃料从微小的喷口喷射出来，要将燃料喷射压力设定得比较高。电路接收来自发动机控制器100的控制信号后让燃料喷射阀53工作，从而在规定时刻使所希望量的燃料喷射到燃烧室17内。在此，燃料供给系统54随着发动机转速上升而将燃压设定得比较高。这样做具有下述优点，即：虽然伴随发动机转速上升，向气缸11内喷射的燃料量也会增多，不过由于燃压升高，因而有利于燃料的气化、雾化，并且能尽可能地缩短与燃料喷射阀53喷射燃料相关的脉冲宽度。最高燃压为例如20MPa。如上所述，在燃料罐中贮存有含醇燃料，该燃料中的乙醇浓度为从E25到E100这一范围内的任意浓度。
进气口18经由进气歧管55内的进气路径55b与稳压罐(surgetank)55a相连通。来自未图示的空气滤清器的进气流通过节气门体56被供向稳压罐55a。在节气门体56中设置有节气门57，如众所周知的那样，该节气门57减少流入稳压罐55a的进气流，从而对该进气流的流量进行调节。节气门执行器58接收来自发动机控制器100的控制信号后，对节气门57的开度进行调节。
如众所周知的那样，排气口19经由排气歧管60内的排气路径与排气管内的通路相连通。该排气歧管60构成为：在排气顺序不相邻的气缸之间，与各气缸11的排气口19相连的分支排气通路由第一集合部集合起来，并且各第一集合部下游的中间排气通路由第二集合部集合起来，但这并未图示出来。也就是说，该发动机1的排气歧管60采用了所谓的4－2－1管路排列方式。
在发动机1中，还设置有在该发动机启动时用来进行起动的起动机20。
发动机控制器100是以众所周知的微型计算机为基础的控制器，并且包括：执行程序的中央处理器(CPU)、由例如RAM或ROM构成并存储程序及数据的存储器、以及输入和输出电信号的输入输出(I/O)总线。
发动机控制器100接收下述各种输入，即：来自空气流量传感器71的进气流量及进气温度；来自进气压力传感器72的进气歧管压力；来自曲轴转角传感器73的曲轴转角脉冲信号；来自水温传感器78的发动机水温；以及来自安装在排气通路中的线性O2传感器79的、废气中的氧浓度。发动机控制器100根据例如曲轴转角脉冲信号计算出发动机转速。而且，发动机控制器100还接收来自油门开度传感器75的油门开度信号，该油门开度传感器75用来检测对于油门踏板的操作量。进而，向发动机控制器100中，输入来自车速传感器76的车速信号，该车速传感器76用来检测变速器的输出轴的转速。而且，在气缸体12上安装有爆震传感器77，该爆震传感器77由加速度传感器构成，将该气缸体12的振动转换成电压信号后输出，并且该爆震传感器77的输出信号也被输入到发动机控制器100中。
发动机控制器100根据上述输入计算出以下所示的发动机1的控制参数。该控制参数例如包括所希望的节气门开度信号、燃料喷射脉冲、点火信号、阀相位角信号等。并且，发动机控制器100将这些信号输出给节气门执行器58、燃料供给系统54、点火系统52、以及进气阀时刻可变机构32和排气阀时刻可变机构42等。发动机控制器100还在发动机1启动时将驱动信号输出给起动机20。
在此，FFV用发动机系统的特有结构在于：发动机控制器100根据线性O2传感器79的检测结果，推算燃料喷射阀53所喷射的燃料中的乙醇浓度。乙醇的理论空燃比(9.0)小于汽油的理论空燃比(14.7)，燃料中的乙醇浓度越高，理论空燃比就越小(也就是说，理论空燃比的值减小)，因而当在按照理论空燃比让发动机工作的条件下，废气中存在未燃尽的氧时，就能够判断为燃料中的乙醇浓度比予想的高。具体而言，燃料喷射阀53所喷射的燃料中的乙醇浓度、换言之贮存在燃料罐内的燃料中的乙醇浓度有可能由于进行供油而发生变化，因而发动机控制器100首先根据燃料罐的液位计传感器的检测值来判断是否进行了供油，当判断出已进行了供油时就推算燃料中的乙醇浓度。发动机控制器100根据线性O2传感器79所输出的信号，当空燃比较大时就判断为燃料中汽油较多，另一方面，当空燃比较小时就判断为燃料中乙醇较多，由此来推测燃料中的乙醇浓度。需要说明的是，也可以设置检测燃料中乙醇浓度的传感器来取代对燃料中的乙醇浓度进行推测。所推测出的乙醇浓度被用于燃料喷射控制，还被用于后述对充气效率的调节控制。
发动机控制器100还进一步根据线性O2传感器79的检测结果，计算供到气缸11内的燃料的气化率。将气化率定义成助燃的燃料与供到气缸11内的燃料(换言之，为燃料喷射阀53喷射出的燃料)的重量比。发动机控制器100根据混合气的空燃比和线性O2传感器的检测值计算助燃燃料的重量，并根据计算出的燃料重量和燃料喷射阀53的燃料喷射量计算气化率。所计算出的气化率也被用于后述对充气效率的调节控制。
(冷机高负荷时的发动机控制)
该发动机系统是如上所述的那样安装在FFV上的系统，从E25到E100这一范围内的任意混合比的含醇燃料被供向发动机1。在此，图2是对汽油的气化特性与乙醇的气化特性加以比较的图。需要说明的是，图2示出了在一个大气压下相对于温度变化而言汽油和乙醇各自的蒸馏量(％)的变化情况。因为汽油为多组分燃料，所以会按照各组分的沸点蒸发。汽油的蒸馏量相对于温度变化而言大致呈线性地产生变化。也就是说，汽油在发动机1的温度状态处于较低的状态时其中的部分组分也会气化而能够形成可燃混合气。
相对于此，因为乙醇为单组分燃料，所以在特定温度(也就是说，乙醇的沸点即78℃)以下蒸馏量为0％，另一方面，当超过特定温度时蒸馏量为100％。如上所述，通过对汽油与乙醇加以比较可知：在特定温度以下乙醇的蒸馏量低于汽油的蒸馏量，另一方面，当超过特定温度时乙醇的蒸馏量高于汽油的蒸馏量。由此，在发动机1的温度状态为规定温度以下(例如水温为不到20℃左右)的冷机状态下，含有乙醇的燃料的气化率比汽油的气化率低。这样一来，当发动机1处于冷机状态时，发动机1的温度状态处于越低的状态，且燃料中的乙醇浓度越高，燃料的气化率就会越低。
如上所述，由于燃料的气化率根据发动机1的温度状态及燃料中的乙醇浓度产生变化，因而为了能够获得目标气化燃料量，发动机控制器100对按照发动机负荷及醇浓度等设定的基础燃料量进行与燃料的气化率相应的燃料量增量补正。也就是说，燃料的气化率越低，燃料喷射阀53喷射的燃料量增加得就越多。由此，在冷机高负荷工作时，发动机1的负荷状态处于高负荷状态而使得燃料量增多，并且燃料的气化率降低而使得增量补正值增大，其结果是，燃料喷射阀53喷射的燃料量有可能变得极多。而且，因为乙醇的理论空燃比的值小于汽油的理论空燃比，所以燃料中的乙醇浓度越高，所要喷射的燃料量也就会越多。
图3是示出在高负荷工作时燃料喷射时刻的图。需要说明的是，图3是示出燃料喷射时刻的示意图，并没有示出燃料喷射时间。当处于发动机1的水温在规定温度以下(如上所述，例如不到20℃左右)且所喷射的燃料量随燃料气化率下降而变得极多的冷机时，如图3中实线所示的那样，发动机控制器100在进气冲程和压缩冲程分别向气缸11内喷射燃料。
相对于此，当由于发动机1的水温超过规定温度而使燃料的气化率提高且所喷射的燃料量相对减少的从半暖机到热机之际，如图3中虚线所示的那样，发动机控制器100仅在进气冲程中向气缸11内喷射燃料。
图4示出相对于发动机1的水温而言燃料压力的变化情况。当发动机1的水温在T1(例如0℃)以下时，发动机控制器100通过燃料供给系统54将燃料压力设定成P1(例如20MPa)。另一方面，当发动机1的水温超过T2(例如10℃)时将燃料压力设定成P2(例如17MPa)，并且当发动机1的水温在T1到T2之间时，让燃料压力随发动机水温的变化在P1到P2之间呈线性变化。需要说明的是，燃料压力的特性并不限于图4中所示的特性，也可以是这样的，即：例如当发动机1的水温在规定温度以下时将燃料压力设定成P1，另一方面，当超过规定温度时将燃料压力设定成P2。
压缩冲程喷射利用随着压缩冲程中的绝热压缩而上升的气缸11内的温度来促进燃料气化。如上所述，该发动机1因为具有较高的几何压缩比，所以压缩端温度较高，因此对于燃料气化极为有利。当进行压缩冲程喷射时，优选：等到气缸11内的温度及压力状态达到能够使乙醇蒸发的状态之后，再向气缸11内喷射燃料。这样一来，乙醇从喷射到气缸11内后不久就会气化。也可以是这样的，即：例如在压缩冲程的后半段(即，当假设将压缩冲程分为前半段和后半段这两段时的后半段)，向气缸11内喷射燃料。不过，优选在燃料喷射结束时刻与点火时刻之间充分确保混合气形成时间。由此，也可以是这样的，即：例如当燃料喷射量较多使得燃料喷射时间增长时，在压缩冲程的前半段或进气冲程中就开始喷射燃料。
当发动机1的温度状态处于较低状态时通过提高燃料压力而能够促进燃料的微粒化，因此对于提高燃料的气化性能是很有利的。而且，当在相同喷射量下进行比较时，提高燃料压力可缩短喷射时间，因此当处于燃料喷射量较多的冷机时，提高燃料压力对于缩短喷射时间是很有利的。
如上所述，当发动机1处于冷机时，鉴于燃料的气化率降低，燃料喷射量会经补正而增加，有时仅进行压缩冲程喷射无法确保足够的燃料喷射时间。因此，在进行压缩冲程喷射的基础上，发动机控制器100还通过燃料喷射阀53在进气冲程中喷射燃料。由此来确保足够的燃料喷射时间。而且，进气冲程喷射利用较强的进气流动而有利于混合气的均质化，并且在进气冲程中向气缸11内喷射燃料能够确保足够的混合气形成时间。因此，将很好地提高燃料的气化性能的压缩冲程喷射与进气冲程喷射结合起来对于提高混合气的点火性及燃烧稳定性是极为有利的。
在此，若发动机1的负荷处于比较低的区域，则进气冲程喷射借助进气负压所产生的闪急沸腾效应(flash-boilingeffect)有利于燃料气化，不过，在此由于发动机1的负荷较高而进气负压较低，因而几乎无法寄期望于借助闪急沸腾效应来实现燃料气化。因此，在冷机高负荷时进行压缩冲程喷射具有当无法利用进气负压时能够实现燃料气化的优点。
需要说明的是，例如，在仅具有向进气口喷射燃料的燃料喷射阀的发动机中，仅能够进行进气冲程喷射。就这种发动机而言，当处于燃料的气化率降低的冷机高负荷时，为了确保燃料气化而不得不利用进气负压。由此，例如就会减小节气门57的开度来增大进气负压。也就是说，在当处于冷机高负荷时仅进行进气冲程喷射的结构下，充气效率就会大幅度受到限制，最大扭矩也会随之大幅度受到限制。
相对于此，在当处于冷机高负荷时进行进气冲程喷射和压缩冲程喷射的上述结构下，如上所述，因为能够借助压缩冲程喷射确保燃料气化，所以就不会受必须要增大进气负压的这一限制。这在处于冷机高负荷时能够取消因要确保进气负压而对最大充气效率施加的限制，并能够提高最大扭矩。需要说明的是，也可以是这样的，即：不仅包括直喷式燃料喷射阀53，还包括向进气口喷射燃料的燃料喷射阀。
相对于发动机1处于进行进气冲程喷射和压缩冲程喷射的冷机时而言，当发动机1处于热机时，不管燃料中的乙醇浓度如何，气化率都比较高。由此，就缺乏利用压缩冲程喷射来提高气化率的必要性。因此，仅在进气冲程中喷射燃料。经由此，能够通过利用进气流动并确保足够的混合气形成时间来实现混合气的均质化，因此燃烧稳定性得以提高。需要说明的是，当处于燃料的气化性能较高的热机时，由于不需要较高的燃料压力，因而使燃料压力相对下降。这有利于减小发动机的机械阻力及减少耗油量。
如上所述，就该发动机系统而言，当处于冷机高负荷时，燃料的气化率越低，就将充气效率的上限值设定得越低(即，将最大充气效率设定得越低)。这相当于减小节气门57的最大开度。
图5示出最大充气效率的限制量与燃料的气化率之间的关系的一个示例。该关系式在例如根据试验等预先设定好的基础上被存储在发动机控制器100中。能够将最大充气效率的限制量称作最大充气效率的下降量，最大充气效率的限制量较大相当于将最大充气效率设定得较低，最大充气效率的限制量较小或者为零相当于将最大充气效率设定得较高或者不对最大充气效率加以限制。就图5中所列举出的关系式而言，当超过规定的气化率r1时将最大充气效率的限制量设为零，另一方面，当在该规定的气化率r1以下时，气化率越低，将最大充气效率的限制量设定得越大。如上所述，当发动机1的温度状态处于较低的状态时燃料的气化率降低，因而换言之图5中的关系式示出当发动机1的水温超过规定值时将最大充气效率的限制量设为零，另一方面，当水温在规定值以下时，水温越低，将最大充气效率的限制量设定得越大。而且，因为当在低温条件下燃料中的乙醇浓度较高时燃料的气化率降低，因而还能够换言之当燃料中的乙醇浓度不到规定值时将最大充气效率的限制量设为零，另一方面，当乙醇浓度在规定值以上时，乙醇浓度越高，将最大充气效率的限制量设定得越大。
如上所述，通过将最大充气效率的上限值设定得较低，从而虽然当将油门设定为全开时的全开扭矩受到限制，不过能够减少燃料喷射阀53喷射的燃料量。这可抑制燃料压力下降以防止耗油量增加，并可防止废气排放性能劣化。
也就是说，如上所述，当处于冷机高负荷时，气化率由于温度较低而下降，并且燃料喷射量增多。特别是当燃料中的乙醇浓度较高时，与汽油浓度较高时相比，燃料喷射量进一步增多，其结果是，在一个循环中燃料喷射阀53喷射的燃料喷射量极多。由此，当发动机1的满负荷状态持续时，就会保持极多的燃料喷射量。另一方面，如上所述，因为燃料供给系统54中由发动机驱动的高压泵的容量较小，所以若持续喷射极多的燃料，则燃料压力便无法及时升压。这样一来，燃料压力就会逐渐地下降。燃料压力下降致使燃料的微粒化劣化，从而招致燃料的气化性能劣化。其结果是，燃烧性降低，而无法产生与燃料喷射量相应的扭矩。
相对于此，当将最大充气效率的上限值设定得较低时，即使在发动机1以满负荷工作之际燃料量的最大值也会减小。由此，即使高压泵的容量较小，也能够维持较高的燃料压力。这样一来，因为能够防止燃烧性降低的情况出现，所以能够防止耗油量增加，并且由于未燃燃料也会减少，因而还能够防止废气排放性能劣化。
在此，边参照图6所示的时序图，边进一步对冷机高负荷时的发动机控制加以说明。图6示出在当发动机1处于冷机状态之际将油门设为全开时油门开度的变化情况(图6中的下图)、以及充气效率随之产生变化(图6中的上图)的一个示例。这相当于当在发动机冷机启动后车辆处于停止状态时驾驶员用力踩下油门踏板使油门达到全开为止。在图6的上图中用一点划线划出的线相当于如图3所示的那样当处于冷机时在进气冲程和压缩冲程分别进行燃料喷射之际的最大充气效率。
首先，随着如图6的下图所示的那样油门达到全开，充气效率就如图6的上图所示的那样成为与达到全开的油门开度相应的规定值。在此，在图6中，由于燃料的气化率较低，因而按照图5中的关系式，充气效率的上限值被设定成低于图6中用一点划线表示的最大充气效率(即，最大充气效率受到限制。参照实线)。发动机控制器100将节气门57的开度限制在比最大开度小的开度上，经由此最大充气效率便受到限制。如上所述，燃料喷射阀53喷射的燃料量与对充气效率的限制量相应地减少。由此，即使高压泵的容量较小，在像油门持续全开状态那样的状况下，也能够避免燃料压力逐渐下降的情况发生。借助较高的燃料压力使燃料良好地实现微粒化，从而能够防止燃料的气化性能劣化，由此能够使全开扭矩维持较高的状态。
需要说明的是，通过维持上述满负荷，使得发动机1的温度迅速上升。因为供到气缸11内的燃料的气化率也会随之逐渐地升高，所以如图5所示，最大充气效率的限制量会逐渐接近零。这样一来，若发动机1移向半暖机或热机状态，则最大充气效率的限制量为零。如上所述，最大充气效率受到限制的时间较短，通过维持满负荷，而使得最大扭矩逐渐地升高。这对于抑制加速性能下降是很有效的。
如图6中用实线所示的那样，上述发动机控制仅对最大充气效率加以限制，节气门57的开度相对于油门开度的变化而产生变化的响应性与不同于冷机高负荷时的正常时相同。经由此，因为扭矩随驾驶员操作油门踏板而产生变化，所以能够消除驾驶员的不协调感，加速性能也会变得很良好。而且，当进行没有将油门踏板踩到全开为止那样的油门操作时，就不对最大充气效率加以限制。也就是说，相当于当在冷机时处于低负荷或中负荷时不进行本控制。这也有利于消除驾驶员的不协调感。
相对于此，还可以想到下述控制，即：如图6的上图中用虚线所示的那样，通过使节气门57的开度相对于油门开度的变化而产生变化的响应性延迟，来限制燃料喷射量，由此而防止燃料压力逐渐下降的情况发生。不过，因为扭矩未随驾驶员操作油门踏板而产生变化，所以上述控制会招致驾驶员的不协调感，并且加速性能也会劣化。本控制与这种过度控制不同。
在图6的上图中用双点划线划出的线相当于仅在进气冲程中进行燃料喷射时的最大充气效率。如上所述，当处于冷机高负荷时仅进行进气冲程喷射之际，为了确保进气负压就会减小节气门57的开度，因而最大充气效率仅为0.4左右。
相对于此，当处于冷机高负荷时进行压缩冲程喷射能够确保燃料的气化性能，因此与仅进行进气冲程喷射的情况相比，能够大幅度提高处于冷机高负荷时的最大充气效率。虽然按照燃料的气化率将充气效率的上限值设定得较低，不过由于最大充气效率大幅度提高，因而能够将充气效率的上限值设定在0.5～0.7以上。也就是说，在本控制下，即使限制了最大充气效率，也能够获得较高的全开扭矩，从而能够同时获得较高水平的冷机燃料经济性和较高水平的冷机行驶性能。
就这一点而言，在图7中对不同燃料喷射方式的全开扭矩进行了比较。在图7中，所使用的燃料为乙醇浓度较高的E95，当处于低温时气化率降低。而且，在图7中，虽然例如随着发动机的温度变化来改变燃料喷射时刻并限制最大充气效率，不过点火时刻等其它控制参数都设定为相同的参数。
首先，图7中的双点划线表示仅包括向进气口喷射燃料的燃料喷射阀的发动机的满负荷。这相当于在冷机时(－5℃)仅进行进气冲程喷射的情况。如上所述，在当处于冷机时仅进行进气冲程喷射的情况下，全开扭矩降低。
相对于此，在图7中标有“十字”的线表示当处于冷机时进行进气冲程喷射及压缩冲程喷射之际的满负荷。与仅进行进气冲程喷射的情况相比，全开扭矩大幅度提高。
在图7中标有“白三角”的线表示当发动机的温度状态处于较高状态(20℃、半暖机)时且进行进气冲程喷射及压缩冲程喷射时的满负荷。对最大充气效率的限制放宽的结果是，与处于冷机时相比全开扭矩提高。进而，在图7中标有“黑方框”的线表示当发动机的温度状态处于更高的状态达到热机状态(90℃)时的满负荷。由于处于热机时，因而仅在进气冲程进行燃料喷射，并且不对最大充气效率加以限制。在此，当处于热机时仅进行进气冲程喷射使得充气效率在进气的冷却效果下提高，其结果是，全开扭矩大幅度提高。
需要说明的是，虽然上述结构以FFV用发动机为对象，不过即使不被应用于FFV，也能够将这里所公开的技术广泛地应用于被供给含有以醇为代表的特殊燃料的燃料的火花点火式发动机。
虽然在上述结构下，在压缩冲程及进气冲程中都采用的是一次就喷完燃料的单次汇总喷射方式，不过上述喷射也可以分别采用分多次喷射的分次喷射方式。
－符号说明－
1发动机(发动机主体)
11气缸
100发动机控制器
53燃料喷射阀(燃料供给机构)
54燃料供给系统(燃料供给机构)
57节气门

Claims (4)

1.一种火花点火式发动机的控制装置，其包括发动机主体、燃料供给机构以及控制器，所述发动机主体构成为包含在特定温度以下的状态下气化率比汽油低的特殊燃料的燃料被供向该发动机主体，所述燃料供给机构构成为将已升压到规定压力的所述燃料供向设置在所述发动机主体中的气缸内，所述控制器构成为通过至少控制所述燃料供给机构而让所述发动机主体工作，其特征在于：
所述控制器构成为：在当所述发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且所述发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时，所述气缸处于进气冲程和压缩冲程之际，通过所述燃料供给机构将所述燃料供向所述气缸内，并且当已供到所述气缸内的所述燃料的所述气化率越低时，将所述发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。
2.根据权利要求1所述的火花点火式发动机的控制装置，其特征在于：
所述控制器构成为：供向所述气缸内的所述燃料中的所述特殊燃料的浓度越高，将所述发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。
3.根据权利要求1或2所述的火花点火式发动机的控制装置，其特征在于：
所述控制器构成为：所述发动机主体的温度状态处于越低的状态，将所述发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的火花点火式发动机的控制装置，其特征在于：
所述火花点火式发动机的控制装置进一步包括节气门，该节气门构成为对向所述气缸内填充的新气量进行调节，
所述控制器接收油门开度的信息，并将所述节气门的开度调节成与该油门开度相应的开度，
所述控制器还构成为：在所述发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且所述发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时，相对于所述油门开度的变化情况，以规定的控制响应性改变所述节气门的开度，并且当已供到所述气缸内的所述燃料的所述气化率越低时，将所述节气门的上限开度设定得越低。
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