CN109763904A - 压缩着火式发动机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种压缩着火式发动机的控制装置,目的在于考虑车室内乘客实际感知到的燃烧噪音地恰当地控制部分压缩着火燃烧。本发明的控制装置应用于能进行使汽缸内的混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后使汽缸内剩余的混合气通过自着火进行CI燃烧的部分压缩着火燃烧的压缩着火式发动机。该控制装置具备:检测与由汽缸内的燃烧而产生的噪音相关联的参数的检测部;以及在部分压缩着火燃烧的执行中,基于从检测部的检测值特别确定出的燃烧噪音指标值和作为该燃烧噪音指标值的上限而预先设定的基准值来控制汽缸内的燃烧的燃烧控制部。所述基准值设定为在车速较高时比较低时大的值。

Description

压缩着火式发动机的控制装置
技术领域
本发明涉及车载用压缩着火式发动机的控制装置,该车载用压缩着火式发动机的控制装置可执行在使汽缸内的混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后,使汽缸内剩余的混合气通过自着火进行CI燃烧的部分压缩着火燃烧。
背景技术
近年,在使与空气混合的汽油燃料被充分压缩后的汽缸内通过自着火来燃烧的HCCI燃烧受到了关注。HCCI燃烧是混合气同时多发性燃烧的形态,因此被认为与通常的汽油发动机中采用的SI燃烧(火花点火燃烧)相比,混合气的燃烧速度快,在热效率方面非常有利。但是,HCCI燃烧存在混合气的燃烧开始时期(混合气自着火时期)因气温等外部因素而大幅变动等问题,又,还存在如负荷骤变这样的过渡运行时的控制困难的问题。
因此,提出不使所有混合气都通过自着火进行燃烧,而是使混合气的一部分通过使用了火花塞的火花点火进行燃烧。即,以火花点火为契机使混合气的一部分通过火焰传播进行强制燃烧(SI燃烧)后,使剩余的混合气通过自着火进行燃烧(CI燃烧)。以下将这样的燃烧称为部分压缩着火燃烧。
作为采用与上述部分压缩着火燃烧类似想法的发动机的一例,已知有下述专利文献1的发动机。该专利文献1的发动机使因辅助燃料喷射而在火花塞(点火栓)周围形成的分层混合气通过火花点火进行火焰传播燃烧,并在因该燃烧(火焰)的作用而高温化的汽缸内进行主燃料喷射,使由该主燃料喷射喷射的燃料通过自着火进行燃烧。
现有技术文献:
专利文献:
专利文献1 :日本特开2009-108778号公报。
发明内容
发明要解决的问题:
在此,采用部分压缩着火燃烧的发动机中,有时也会进行混合气的燃烧速度较快的(因而压力上升率易较大)CI燃烧,所以存在例如与仅进行SI燃烧(火花点火燃烧)的通常的汽油发动机相比燃烧噪音容易较大这样的问题。因此,理想的是在部分压缩着火燃烧的执行中,以使燃烧噪音不会变得过大的形式(即以使CI燃烧的比例不会变得过大的形式)对与燃烧相关的规定的控制量进行调节。但是,在将作为调节控制量的基准的燃烧噪音指标值的上限无论发动机或车辆的状态如何都设定为一样的情况下,恐怕会出现以下情况:对与乘客实际感知到的燃烧噪音相背离的控制量进行调节从而徒劳地减少CI燃烧的比例,或是在需要时却未减少CI燃烧的比例从而向乘客传出刺耳的燃烧噪音。
本发明是鉴于上述情况而作出的,目的在于提供一种能考虑车室内乘客实际感知到的燃烧噪音地恰当地控制燃烧的压缩着火式发动机的控制装置。
解决问题的手段:
为了解决所述问题,本申请的第一发明特征在于,是在至少一部分运行区域内执行使汽缸内的混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后使汽缸内的剩余的混合气通过自着火进行CI燃烧的部分压缩着火燃烧的车载用的压缩着火式发动机的控制装置;具备:检测与由所述缸内的燃烧而产生的噪音相关联的参数的检测部;以及在所述部分压缩着火燃烧的执行中,基于从所述检测部的检测值特别确定出的燃烧噪音指标值和作为该燃烧噪音指标值的上限而预先设定的基准值来控制所述汽缸内的燃烧的燃烧控制部;所述基准值设定为在车速较高时比较低时大的值。
车速较高时相比于较低时,随着车辆的行驶及发动机的旋转而向车室内传递的声音(以下称为背景音)变大,混杂在该背景音中的其他的声音就会变得难以感知,因此假如发动机的燃烧噪音为相同的水平,那么乘客实际感知到的燃烧噪音的水平就会在车速较高时变小。考虑到这一点,所述第一发明中将燃烧噪音指标值的基准值设定为在车速较高时比较低时大的值,并基于该基准值来控制燃烧,因而能在将乘客实际感知到的燃烧噪音抑制在既不过大也不过小的水平的同时,尽可能地提高CI燃烧的比例。
例如,在无论车速如何都将所述基准值设定为相同的情况下,为了即使在背景音较小的低车速时也能使乘客难以感知到燃烧噪音,需要将基准值设定成足够小的值。但若如此,总是基于较小的基准值来控制燃烧,在有些情况下会使CI燃烧的比例大幅减小,从而使燃料消耗率改善效果减低。与此相对,如所述第一发明那样使基准值在车速较高时比较低时更大的情况下,不会为了过于抑制燃烧噪音而使CI燃烧的比例过度减少,因而能在适当确保乘客的舒适感的同时,尽可能地提高CI燃烧的比例从而有效改善燃料消耗性能。
优选地,所述基准值以使在发动机负荷为一定并改变车速时的所述基准值的变化率,在车速低于规定值的低车速域比在规定值以上的高车速域大的形式进行设定。
根据该结构,能设定出在考虑了向车室内传递的发动机声(发动机的机械声、燃烧声、排气声等相复合的声音)相对车速进行非线性变化这样的特性、即发动机声的变化率(与车速的上升对应的发动机声的增大率)在高车速域比在低车速域大这样的特性之后的合适的基准值W,并能利用该基准值将燃烧噪音抑制在既不过大也不过小的水平。
作为更为具体的形态,优选地,预先准备对在发动机负荷为一定的低负荷时的所述基准值进行规定的第一特性、和对在发动机负荷为一定的高负荷时的所述基准值进行规定的第二特性;至少所述第一特性设定为相对所述基准值的车速的变化率在所述低车速域比在所述高车速域大。
上述的发动机声的非线性特性在发动机负荷较低时清晰可见。因此,根据将至少低负荷用的第一特性设定为所述那样的倾向(低车速域相比于高车速域,基准值的变化率较大)的所述结构,能设定出恰当地反映了低负荷且低车速的条件下的发动机声的变化率的基准值。
所述结构中,还优选地,所述燃烧控制部在当前的发动机负荷不是所述低负荷及所述高负荷中任一个的情况下,通过利用了所述第一特性及第二特性所规定的基准值的插值处理,特别确定适合当前的发动机负荷的所述基准值。
根据该结构,无需预先存储与所有负荷条件对应的多个基准值的特性,因此能在避免应存储的数据量过度增大的同时,通过插值处理来合理地决定各种负荷条件下的基准值。
优选地,所述燃烧控制部将作为目标的CI燃烧的开始时期即目标θci决定为所述燃烧噪音指标值不超过所述基准值的时期,并以实现决定的目标θci的形式控制所述汽缸内的燃烧。
根据该结构,能通过调节对燃烧噪音指标值的影响力较大的目标θci,在适度抑制燃烧噪音的同时尽可能地提高CI燃烧的比例。
优选地,所述检测部是将所述汽缸内的压力作为所述参数进行检测的缸内压力传感器。
根据该结构,能利用缸内压力传感器的检测值合理算出所述燃烧噪音指标值。
本申请的第二发明特征在于,是在至少一部分运行区域内执行使汽缸内的混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后使汽缸内的剩余的混合气通过自着火进行CI燃烧的部分压缩着火燃烧的车载用的压缩着火式发动机的控制装置;具备:检测与由所述汽缸内的燃烧而产生的噪音相关联的参数的检测部;以及在所述部分压缩着火燃烧的执行中,基于从所述检测部的检测值特别确定出的燃烧噪音指标值和作为该燃烧噪音指标值的上限而预先设定的基准值来控制所述汽缸内的燃烧的燃烧控制部;所述基准值设定为在发动机转速较高时比较低时大的值。
又,本申请的第三发明特征在于,是在至少一部分运行区域内执行使汽缸内的混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后使汽缸内的剩余的混合气通过自着火进行CI燃烧的部分压缩着火燃烧的车载用的压缩着火式发动机的控制装置;具备:检测与由所述汽缸内的燃烧而产生的噪音相关联的参数的检测部;以及在所述部分压缩着火燃烧的执行中,基于从所述检测部的检测值特别确定出的燃烧噪音指标值和作为该燃烧噪音指标值的上限而预先设定的基准值来控制所述汽缸内的燃烧的燃烧控制部;所述基准值设定为在发动机负荷较高时比较低时大的值。
向车室内传递的背景音在发动机转速较高时比在较低时大,又,在发动机负荷较高时比在较低时大。根据所述第二或第三发明,将燃烧噪音指标值的基准值设定为在发动机转速或发动机负荷较高时比在较低时大的值,所以与所述第一发明同样地,能在将乘客实际感知到的燃烧噪音抑制在既不过大也不过小的水平的同时,尽可能地提高CI燃烧的比例。
发明效果:
如以上说明,根据本发明的压缩着火式发动机的控制装置,能考虑车室内乘客实际感知到的燃烧噪音地恰当地控制燃烧。
附图说明
图1是示意性示出根据本发明一实施形态的压缩着火式发动机的整体结构的系统图;
图2是将发动机主体的剖视图和活塞的俯视图一并示出的图;
图3是示出汽缸及其附近的进气排气系的结构的概略俯视图;
图4是示出发动机的控制系统的框图;
图5是将发动机的运行区域根据燃烧形态的不同进行区分的映射图;
图6是用于示意性说明在发动机的各运行区域上进行的燃烧控制的时序图;
图7是示出SPCCI燃烧(部分压缩着火燃烧)时的放热率的波形的图表;
图8是示出SPCCI燃烧时执行的控制的详情的流程图;
图9是示出图8的步骤S4的控制的详情的子流程图;
图10是示出图8的步骤S10的控制的详情的子流程图;
图11是决定燃烧噪音指标值的基准值时使用的映射图;
图12是规定CI燃烧的开始时期(θci)与上述燃烧噪音指标值的关系的映射图;
图13是示出缸内压力传感器检测到的缸内压力的波形的图表;
图14是示出对图13的压力波形进行傅里叶分析后得到的结果的图表;
图15是示出对图14的频谱进行1/3倍频程化处理后得到的结果的图表;
图16是用于说明向车室内传递的背景音随条件进行变化的图表,分别以(a)示出车辆的行驶声与车速的关系,以(b)示出发动机声与发动机转速的关系;
图17是用于说明上述实施形态的变形例的相当于图11的图;
图18是用于说明SI率的各种定义方法的相当于图7的图;
符号说明:
1  发动机主体;
2  汽缸;
15  喷射器;
16  火花塞;
100  ECU(燃烧控制部);
SN2  缸内压力传感器(检测部);
Q1   第一特性;
Q2   第二特性;
W (燃烧噪音指标值的)基准值。
具体实施方式
(1)发动机的整体结构
图1及图2是示出应用了本发明的控制装置的压缩着火式发动机(以下仅称为发动机)的优选实施形态的图。本图所示的发动机是作为行驶用的动力源而装载在车辆上的四冲程的汽油直喷发动机,具备发动机主体1、流通有向发动机主体1导入的进气的进气通路30、流通有从发动机主体1排出的排气的排气通路40、使在排气通路40流通的排气的一部分向进气通路30回流的EGR装置50。
发动机主体1具有:内部形成有汽缸2的汽缸体3;以从上方封闭汽缸2的形式安装于汽缸体3的上表面的汽缸盖4;可往复滑动地插入汽缸2的活塞5。发动机主体1典型的是具有多个(例如四个)汽缸的多汽缸型,但此处为了简化,仅着眼于一个汽缸2进行说明。
活塞5的上方划设有燃烧室6,以汽油为主成分的燃料通过来自后述喷射器15的喷射供给至该燃烧室6。而且,供给的燃料在燃烧室6内与空气混合并燃烧,被该燃烧带来的膨胀力向下推压的活塞5在上下方向往复运动。另,向燃烧室6喷射的燃料含有汽油作为主成分即可,也可以例如除汽油外还包含生物乙醇等副成分。
在活塞5的下方设置有作为发动机主体1的输出轴的曲轴7。曲轴7通过连杆8与活塞5连接,并且随着活塞5的往复运动(上下运动)绕中心轴旋转驱动。
汽缸2的几何压缩比、即活塞5在上死点时燃烧室6的容积与活塞5在下死点时燃烧室的容积之比,作为适合后述SPCCI燃烧(部分压缩着火燃烧)的值,被设定为13以上30以下。更详细而言,汽缸2的几何压缩比优选的是,在使用辛烷值为91左右的汽油燃料的通常规格下设定为14以上17以下,在使用辛烷值为96左右的汽油燃料的高辛烷值规格下设定为15以上18以下。
在汽缸体3设置有对曲轴7的旋转角度(曲轴转角)及曲轴7的转速(发动机转速)进行检测的曲轴转角传感器SN1。
在汽缸盖4设置有朝燃烧室6开口的进气道9及排气道10、对进气道9进行开闭的进气门11、对排气道10进行开闭的排气门12。另,本实施形态的发动机的气门形式如图2所示,为进气两气门×排气两气门的四气门形式。即,进气道9具有第一进气道9A及第二进气道9B,排气道10具有第一排气道10A及第二排气道10B。进气门11以对第一进气道9A及第二进气道9B分别进行开闭的形式总共设置有两个,排气门12以对第一排气道10A及第二排气道10B分别进行开闭的形式总共设置有两个。
如图3所示,在第二进气道9B设置有可开闭的涡流阀18。涡流阀18仅设置于第二进气道9B,不设置于第一进气道9A。因为当这样的涡流阀18向关闭方向驱动时,由未设有涡流阀18的第一进气道9A向燃烧室6流入的进气的比例增大,所以能增强绕着汽缸轴线回旋的回旋流、即涡流。相反地,若使涡流阀18向打开方向驱动,则能减弱涡流。另,本实施形态的进气道9是可形成滚流(纵涡)的滚流气道。因此,涡流阀18关闭时形成的涡流是与滚流相混合的斜涡流。
进气门11及排气门12通过包括配设在汽缸盖4上的一对凸轮轴等的动阀机构13、14,与曲轴7的旋转连动地被开闭驱动。
进气门11用动阀机构13内置有至少可变更进气门11的打开时期的进气VVT(可变气门正时机构;Variable Valve Timing)13a。同样地,排气门12用动阀机构14内置有至少可变更排气门12的关闭时期的排气VVT14a。通过这些进气VVT13a及排气VVT14a的控制,在本实施形态中能够调节进气门11及排气门12双方跨过排气上死点进行开阀的气门重叠期间,又,通过该气门重叠期间的调节,能够调节残留于燃烧室6的已燃气体(内部EGR气体)的量。另,进气VVT13a(排气VVT14a)可以是令进气门11(排气门12)的关闭时期(打开时期)为一定而仅变更打开时期(关闭时期)的类型的可变机构,也可以是同时变更进气门11(排气门12)的打开时期及关闭时期的相位式的可变机构。
在汽缸盖4设置有向燃烧室6喷射燃料(主要是汽油)的喷射器15、和对从喷射器15喷射至燃烧室6的燃料与导入至燃烧室6的空气的混合气进行点火的火花塞16。在汽缸盖4还设置有对燃烧室6的压力(以下也称为缸内压力)进行检测的缸内压力传感器SN2。另,缸内压力传感器SN2相当于本发明的“检测部”。
如图2所示,在活塞5的冠面形成有使包含其中央部的相对较广的区域向汽缸盖4的相反侧(下方)凹陷的腔20。在腔20的中心部形成有相对向上方隆起的大致圆锥状的隆起部20a,夹着该隆起部20a的径向的两侧分别为截面呈碗状的凹部。换言之,腔20是形成为包围隆起部20a的结构的俯视时呈面包圈状的凹部。又,活塞5的冠面上比腔20靠近径向外侧的区域形成为由圆环状的平坦面构成的挤流(squish)部21。
喷射器15是在其梢端部具有多个喷孔的多喷孔型喷射器,能从该多个喷孔放射状地喷射燃料(图2中的F表示从各喷孔喷射出的燃料的喷雾)。喷射器15其梢端部设置为与活塞5的冠面的中心部(隆起部20a)相向。
火花塞16配置在相对喷射器15向进气侧少许偏离的位置。火花塞16的梢端部(电极部)设定在俯视下与腔20重叠的位置。
如图1所示,进气通路30以与进气道9连通的形式与汽缸盖4的一侧面连接。从进气通路30的上游端引入的空气(新气)通过进气通路30及进气道9向燃烧室6导入。
进气通路30从其上游侧依序设置有除去进气中的异物的空气滤清器31、调节进气流量的可开闭的节气门32、压缩并送出进气的增压机33、将增压机33压缩的进气冷却的中冷器35、缓冲罐36。
在进气通路30的各部设置有:检测进气的流量的空气流量传感器SN3;检测进气的温度的第一进气温度传感器SN4及第二进气温度传感器SN6;检测进气的压力的第一进气压力传感器SN5及第二进气压力传感器SN7。空气流量传感器SN3及第一进气温度传感器SN4设置于进气通路30上空气滤清器31与节气门32之间的部分,对通过该部分的进气的流量及温度进行检测。第一进气压力传感器SN5设置于进气通路30上的节气门32与增压机33之间(比后述的EGR通路51的连接口靠近下游侧)的部分,对通过该部分的进气的压力进行检测。第二进气温度传感器SN6设置于进气通路30上的增压机33与中冷器35之间的部分,对通过该部分的进气的温度进行检测。第二进气压力传感器SN7设置于缓冲罐36,对该缓冲罐36内的进气的压力进行检测。
增压机33是与发动机主体1机械连接的机械式的增压机(super charger)。增压机33的具体形式不限,可将例如利斯霍姆式、鲁兹式或离心式等公知的增压机中的任意一种作为增压机33使用。
增压机33与发动机主体1之间介设有可在连结和断开之间进行电气切换的电磁离合器34。若电磁离合器34连结,则驱动力从发动机主体1向增压机33传递,进行增压机33的增压。另一方面,若电磁离合器34断开,则上述驱动力的传递切断,增压机33的增压停止。
在进气通路30设置有用于绕过增压机33的旁通通路38。旁通通路38使缓冲罐36与后述EGR通路51相互连接。在旁通通路38设置有可开闭的旁通阀39。
排气通路40以与排气道10连通的形式与汽缸盖4的另一侧面连接。燃烧室6内生成的已燃气体(排气)通过排气道10及排气通路40向外部排出。
在排气通路40设置有催化转换器41。催化转换器41内置有:用于对在排气通路40流通的排气中所包含的有害成分(HC、CO、NOx)进行净化的三元催化器41a;和用于捕集排气中所包含的粒子状物质(PM)的GPF(汽油颗粒过滤器)41b。另,也可以是在催化转换器41的下游侧增加内置了三元催化器、NOx催化器等合适的催化器的其他催化转换器。
EGR装置50具有连接排气通路40与进气通路30的EGR通路51、和设置于EGR通路51的EGR冷却器52及EGR阀53。EGR通路51使比排气通路40上的催化转换器41靠近下游侧的部分、和进气通路30上的节气门32与增压机33之间的部分相互连接。EGR冷却器52借由热交换对通过EGR通路51从排气通路40向进气通路30回流的排气(外部EGR气体)进行冷却。EGR阀53可开闭地设置于比EGR冷却器52靠近下游侧(靠近进气通路30侧)的EGR通路51,对在EGR通路51流通的排气的流量进行调节。
在EGR通路51设置有用于对EGR阀53的上游侧的压力与下游侧的压力之差进行检测的压差传感器SN8。
(2)控制系统
图4是示出发动机的控制系统的框图。本图所示的ECU100是用于对发动机进行集中控制的微处理器,由周知的CPU、ROM、RAM等构成。
ECU100输入有来自各种传感器的检测信号。例如,ECU100与上述的曲轴转角传感器SN1、缸内压力传感器SN2、空气流量传感器SN3、第一进气温度传感器SN4及第二进气温度传感器SN6、第一进气压力传感器SN5及第二进气压力传感器SN7、以及压差传感器SN8电气连接,由这些传感器检测的信息(即曲轴转角、发动机转速、缸内压力、进气流量、进气温度、进气压力、EGR阀53的前后压差等)依次输入至ECU100。
又,车辆上设置有对驾驶该车辆的驾驶者所操作的加速踏板的开度进行检测的加速度传感器SN9、对车辆的行驶速度(以下称为车速)进行检测的车速传感器SN10,来自这些加速度传感器SN9及车速传感器SN10的检测信号也向ECU100输入。
ECU100基于来自上述各传感器的输入信号执行各种判定、运算等,并控制发动机的各部。即,ECU100与进气VVT13a、排气VVT14a、喷射器15、火花塞16、涡流阀18、节气门32、电磁离合器34、旁通阀39、及EGR阀53等电气连接,并基于上述运算的结果等向这些设备分别输出控制用信号。
另,如上所述的ECU100相当于本发明的“燃烧控制部”。
(3)与运行状态相应的控制
图5是用于说明与发动机的转速/负荷对应的控制的差异的映射图。如本图所示,发动机的运行区域根据燃烧形态的不同而大致区分为四个运行区域A1~A4。分别设为第一运行区域A1、第二运行区域A2、第三运行区域A3、第四运行区域A4,第一运行区域A1是转速及负荷双方较低的低速・低负荷区域,第三运行区域A3是转速较低且负荷较高的低速・高负荷区域,第四运行区域A4是转速较高的高速区域,第二运行区域A2是除第一运行区域A1、第三运行区域A3、第四运行区域A4之外剩余的区域(换言之低速・中负荷区域和中速区域相合并区域)。以下,依次说明各运行区域上选择的燃烧形态等。
(a)第一运行区域
在低速・低负荷的第一运行区域A1上执行SI燃烧和CI燃烧相混合的部分压缩着火燃烧(以下将其称为SPCCI燃烧)。SI燃烧是指:通过使用火花塞16的火花点火对混合气进行点火,并通过使燃烧区域从其点火点向周围扩大的火焰传播来使混合气强制燃烧的形态,CI燃烧是指:在因活塞5的压缩而高温・高压化的环境下,使混合气通过自着火来燃烧的形态。而且,将这些SI燃烧和CI燃烧混合的SPCCI燃烧是指:通过在混合气即将自着火的环境下进行的火花点火使燃烧室6内混合气的一部分进行SI燃烧,在该SI燃烧之后(通过伴随着SI燃烧的进一步的高温・高压化)使燃烧室6内剩余的混合气通过自着火来CI燃烧的燃烧形态。另,“SPCCI”是“Spark Controlled Compression Ignition”的略称。
SPCCI燃烧具有与SI燃烧时的放热相比CI燃烧时的放热更加急剧的性质。例如,SPCCI燃烧的放热率的波形如后述的图6或图7所示,与SI燃烧对应的燃烧初期的上升斜率小于与其后的CI燃烧对应产生的上升斜率。换言之,SPCCI燃烧时的放热率的波形由SI燃烧形成的上升斜率相对较小的第一放热率部和CI燃烧形成的上升斜率相对较大的第二放热部照此顺序连续形成。又,与这样的放热率的倾向对应地,在SPCCI燃烧中,SI燃烧时产生的燃烧室6内的压力上升率(dp/dθ)比CI燃烧时小。
燃烧室6内的温度及压力因SI燃烧而变高时,伴随于此,未燃混合气自着火,CI燃烧开始。如后述的图6或图7所例示,在该自着火的正时(即CI燃烧开始的正时),放热率的波形的斜率从小到大变化。即,SPCCI燃烧中的放热率的波形具有在CI燃烧开始的正时出现的拐点(图7的X)。
CI燃烧开始后,SI燃烧与CI燃烧并行。CI燃烧与SI燃烧相比混合气的燃烧速度快,所以放热率相对较大。但是,由于CI燃烧在压缩上死点之后进行,所以放热率的波形的斜率不会过大。即,当过了压缩上死点时运转压力因活塞5的下降而降低从而由此抑制了放热率的上升的结果是避免了CI燃烧时dp/dθ过大。如此,SPCCI燃烧中,由于在SI燃烧后进行CI燃烧这一性质,因此作为燃烧噪音的指标的dp/dθ难以过大,相比于单纯的CI燃烧(使所有燃料CI燃烧的情况)能抑制燃烧噪音。
随着CI燃烧的结束,SPCCI燃烧也结束。由于CI燃烧比SI燃烧燃烧速度快,所以相比于单纯的SI燃烧(使所有燃料SI燃烧的情况)能使燃烧结束时期提前。换言之,在SPCCI燃烧中,能使燃烧结束时期在膨胀行程内接近压缩上死点。由此,在SPCCI燃烧中,相比于单纯的SI燃烧能够改善燃料消耗性能。
作为上述SPCCI燃烧的具体形态,在第一运行区域A1上,在增压机33的增压停止的状态(自然进气的状态)下执行使混合气SPCCI燃烧的控制。为了实现这样的自然进气下的SPCCI燃烧,在第一运行区域A1上通过ECU100对发动机的各部进行如下控制。
喷射器15在压缩行程中喷射一个循环中应喷射的燃料的总量或大半部分。例如,在第一运行区域A1所包含的运行点P1上,喷射器15如图6的时序图(a)所示,从压缩行程的中期至后期分两次喷射燃料。
火花塞16在压缩上死点附近对混合气进行点火。例如,在上述运行点P1上,火花塞16在比压缩上死点稍微靠近提前侧的正时对混合气进行点火。而且,以该点火为契机开始SPCCI燃烧,燃烧室6内的一部分混合气因火焰传播而燃烧(SI燃烧),之后剩余的混合气因自着火而燃烧(CI燃烧)。
增压机33为关闭状态。即,断开电磁离合器34从而解除增压机33与发动机主体1的连接并使旁通阀39全开,由此停止增压机33的增压。
进气VVT13a及排气VVT14a将进气门11及排气门12的气门正时设定为用于进行内部EGR的正时,即设定为能够充分形成进气门11及排气门12双方跨过排气上死点进行开阀的气门重叠期间的正时。由此,实现使已燃气体残留在燃烧室6内的内部EGR,从而提高了燃烧室6的温度(压缩前的初期温度)。
节气门32全开。
以使燃烧室6内空气(新气)与燃料的重量比、即空燃比(A/F)变为预先设定的目标空燃比的形式控制EGR阀53的开度。具体而言,第一运行区域A1上的目标空燃比在比图5所示的负荷线L靠近低负荷侧处设定为稀于理论空燃比(λ>1),在比负荷线L靠近高负荷侧处设定为理论空燃比或在其附近(λ≒1)。另,λ是空气过剩率,在空燃比为理论空燃比(14.7)时λ=1,在稀于理论空燃比时λ>1。EGR阀53以使与上述目标空燃比相当的空气(新气)量向燃烧室6导入的形式,调节通过EGR通路51回流的排气(外部EGR气体)的量。换言之,EGR阀53以如下形式调节EGR通路51内的流量:使从在节气门32全开的状态下向燃烧室6导入的总气体量中除去与上述目标空燃比相当的空气量和因内部EGR而残留在燃烧室6内的已燃气体的量之后的量的气体,作为外部EGR气体从EGR通路51向燃烧室6回流。在第一运行区域A1上,如上所述将空燃比(A/F)设定为理论空燃比或比其稀,还向燃烧室6导入EGR气体(外部EGR气体及内部EGR气体),所以燃烧室6内全部气体与燃料的重量比、即气体空燃比(G/F)无论在第一运行区域A1内的何处都较稀。
涡流阀18闭合至全闭或是接近全闭的低开度。由此,因为向燃烧室6导入的进气,其全部或大部分是来自第一进气道9A(未设有涡流阀18侧的进气道)的进气,所以在燃烧室6内形成强涡流。该涡流在进气行程中成长,残存至压缩行程中途。因此,在例如像上述的运行点P1那样,在压缩行程的中期以后喷射燃料的情况下,通过涡流的作用实现燃料的分层化。即,若在存在涡流的状況下,在压缩行程的中期以后喷射燃料,则喷射的燃料向涡流相对较弱的燃烧室6的中央部集中。由此,产生燃烧室6中央部的燃料浓度浓于其外侧区域(外周部)这样的浓度差,从而实现燃料的分层化。例如,燃烧室6的中央部的空燃比设定为20以上30以下,燃烧室6的外周部的空燃比设定为35以上。
(b)第二运行区域
第二运行区域A2(低速・中负荷区域和中速区域相合并的区域)上,进行增压机33的增压且执行使混合气SPCCI燃烧的控制。具体而言,为了实现伴有这样的增压的SPCCI燃烧,在第二运行区域A2上通过ECU100对发动机的各部进行如下控制。
喷射器15在进气行程中喷射一个循环中应喷射的燃料的一部分,在压缩行程中喷射剩余的燃料。例如,在第二运行区域A2所包含的运行点P2上,喷射器15如图6的时序图(b)所示,在进气行程中执行喷射较多燃料的第一次燃料喷射,在压缩行程中执行喷射比该第一次燃料喷射量少的燃料的第二次燃料喷射。又,在比运行点P2靠近高负荷且高旋转侧的运行点P3上,喷射器15如图6的时序图(c)所示,在从进气行程至压缩行程的一系列期间内喷射燃料。
火花塞16在压缩上死点附近对混合气进行点火。例如,火花塞16在上述运行点P2上,在比压缩上死点稍微靠近提前侧的正时对混合气进行点火(图6的时序图(b)),在上述运行点P3上,在比压缩上死点稍微靠近滞后侧的正时对混合气进行点火(图6的时序图(c))。而且,以该点火为契机开始SPCCI燃烧,燃烧室6内的一部分的混合气因火焰传播而燃烧(SI燃烧),之后剩余的混合气因自着火而燃烧(CI燃烧)。
增压机33为打开状态。即,连结电磁离合器34从而连结增压机33和发动机主体1,由此进行增压机33的增压。此时,以使第二进气压力传感器SN7检测到的缓冲罐36内的压力(增压压力)与针对每个运行条件(转速/负荷)预先设定的目标压力相一致的形式控制旁通阀39的开度。例如,旁通阀39的开度越大,通过旁通通路38向增压机33的上游侧逆流的进气的流量越多,其结果为,向缓冲罐36导入的进气的压力、即增压压力变低。旁通阀39通过像这样调节进气的逆流量,将增压压力控制在目标压力。
进气VVT13a及排气VVT14a以仅在第二运行区域A2的低负荷侧的一部分进行内部EGR的形式(换言之以在高负荷侧停止内部EGR的形式),控制进气门11及排气门12的气门正时。
节气门32全开。
以使燃烧室6内的空燃比(A/F)为预先设定的目标空燃比的形式控制EGR阀53的开度。具体而言,第二运行区域A2上的目标空燃比设定为在比负荷线L(图5)靠近低负荷侧的地方较稀(λ>1),在比负荷线L靠近高负荷侧的地方为理论空燃比或在其附近(λ≒1)。EGR阀53以使与该目标空燃比相当的空气(新气)量向燃烧室6导入的形式,对通过EGR通路51回流的排气(外部EGR气体)的量进行调节。例如,排气的回流量调节为越靠高负荷侧越少,在发动机的最高负荷附近大致为零。换言之,燃烧室6内的气体空燃比(G/F)除了在发动机的最高负荷附近以外均较稀。
涡流阀18全闭,或打开至除全闭/全开之外的恰当的中间开度。具体而言,涡流阀18在第二运行区域A2的低负荷侧的一部分上全闭,在剩余的高负荷侧的区域上为中间开度。另,后者的区域上的涡流阀18的开度在负荷越高时越大。
(c)第三运行区域
在低速・高负荷的第三运行区域A3上,执行在压缩行程的后期喷射燃料的至少一部分并使混合气SI燃烧的控制。具体而言,为了实现伴有这样的延迟喷射的SI燃烧,在第三运行区域A3上通过ECU100对发动机的各部进行如下控制。
喷射器15在进气行程中喷射一个循环中应喷射的燃料的一部分,在压缩行程中的后期喷射剩余的燃料。例如,在第三运行区域A3所包含的运行点P4上,喷射器15如图6的时序图(d)所示,在进气行程中执行喷射较多燃料的第一次燃料喷射,并在压缩行程的后期(临近压缩上死点)执行喷射比该第一次燃料喷射量少的燃料的第二次燃料喷射。
火花塞16在例如从压缩上死点经过约5~20°CA的较迟的正时对混合气进行点火。而且,以该点火为契机开始SI燃烧,燃烧室6内的所有混合气通过火焰传播进行燃烧。另,第三运行区域A3上的点火时期如上所述那样滞后,是为了防止爆震、提前点火(preignition)等异常燃烧。但是在第三运行区域A3上,由于第二次燃料喷射设定在压缩行程的后期(临近压缩上死点)这一相当迟的正时,所以即便点火时期如上所述那样滞后,点火后的燃烧速度(火焰传播速度)仍相对较快。即,由于从第二次燃料喷射到点火为止的期间很短,所以点火时间点上的燃烧室6内的流动(湍流能量)相对较强,能利用该流动加快点火后的燃烧速度。由此,能在防止异常燃烧的同时将热效率维持在较高。
增压机33为打开状态。即,连结电磁离合器34从而连接增压机33和发动机主体1,由此进行增压机33的增压。此时,以使缓冲罐36内的压力(增压压力)与目标压力一致的形式控制旁通阀39的开度。
节气门32全开。
以使燃烧室6内的空燃比(A/F)为理论空燃比或比其稍浓的形式控制EGR阀53的开度。另一方面,燃烧室6内的气体空燃比(G/F)除了在发动机的最高负荷附近以外均较稀。
涡流阀18的开度设定为规定的中间开度(例如50%)或其附近值。
(d)第四运行区域
在比上述第一~第三运行区域A1~A3靠近高速侧的第四运行区域A4上,执行较为标准的SI燃烧。为了实现该SI燃烧,在第四运行区域A4上通过ECU100对发动机的各部进行如下控制。
喷射器15至少在与进气行程重复的规定的期间喷射燃料。例如,在第四运行区域A4所包含的运行点P5上,喷射器15如图6的时序图(e)所示,在从进气行程至压缩行程的一系列的期间喷射燃料。另,由于运行点P5为非常高速且高负荷的条件,所以在一个循环中应喷射的燃料的量原本就较多,而且喷射所需量的燃料所需的曲轴转角期间长期化。这就是运行点P5上的燃料的喷射期间比上述其他运行点(P1~P4)中的任何一个都长的原因。
火花塞16在压缩上死点的附近对混合气进行点火。例如,在上述运行点P5上,火花塞16在比压缩上死点稍微靠近提前侧的正时对混合气进行点火。而且,以该点火为契机开始SI燃烧,燃烧室6内的所有混合气通过火焰传播进行燃烧。
增压机33为打开状态,进行增压机33的增压。此时的增压压力通过旁通阀39来调节。
节气门32全开。
以使燃烧室6内的空燃比(A/F)为理论空燃比或比其稍浓的形式控制EGR阀53的开度。另一方面,燃烧室6内的气体空燃比(G/F)除了在发动机的最高负荷附近以外均较稀。
涡流阀18全开。由此,不仅第一进气道9A而且第二进气道9B也完全开放,发动机的填充效率提高。
(4)关于SI率
如上所述,本实施形态中SI燃烧和CI燃烧的相混合SPCCI燃烧在第一运行区域A1及第二运行区域A2上执行,而在该SPCCI燃烧中重要的是根据运行条件控制SI燃烧与CI燃烧的比率。
在此,本实施形态中,使用SI燃烧的放热量相对SPCCI燃烧(SI燃烧及CI燃烧)的总放热量的比例、即SI率作为上述比率。图7是用于说明该SI率的图,示出了SPCCI燃烧发生时的放热率(J/deg)随曲轴转角的变化。图7的波形上的拐点X是燃烧形态从SI燃烧切换为CI燃烧时出现的拐点,可将与该拐点X对应的曲轴转角θci定义为CI燃烧的开始时期。而且,位于比该θci(CI燃烧的开始时期)靠近提前侧的位置上的放热率的波形的面积R1为SI燃烧的放热量,位于比θci靠近滞后侧的位置上的放热率的波形的面积R2为CI燃烧的放热量。由此,以(SI燃烧的放热量)/(SPCCI燃烧的放热量)来定义的上述SI率可利用上述各面积R1、R2以R1/(R1+R2)来表示。即,本实施形态中,SI率=R1/(R1+R2)。
SI率与一个循环中燃烧了向燃烧室6喷射的燃料的一半质量(50%质量的量)的时期、即燃烧重心相关。例如,由于SI率越小则混合气因自着火而同时多发性燃烧的CI燃烧的比例越增加,所以平均燃烧速度加快,燃烧重心提前从而接近压缩上死点。这样会有助于热效率的改善,另一方面也会引起燃烧噪音的增大。相反地,由于SI率越高(CI燃烧的比例较小)则平均燃烧速度越慢,所以燃烧重心滞后从而远离压缩上死点。这样会有助于燃烧噪音的抑制,另一方面也会引起热效率的降低。本实施形态中,考虑这样的SI率与燃烧重心的相关性地,将能将燃烧噪音抑制为容许水平以下并得到较高热效率的最优的燃烧重心预先规定为目标燃烧重心,将与该目标燃烧重心对应的最优的SI率预先规定为目标SI率。
在此,目标燃烧重心根据发动机的运行条件(转速/负荷)而变化。例如,在放热量较多的高负荷条件时,由于燃料喷射量较多燃烧室6内的总放热量较大(换言之燃烧噪音容易较大),所以与放热量较少的低负荷条件时相比,为了抑制燃烧噪音需要使燃烧重心从压缩上死点大幅滞后。相反地,低负荷条件时,与高负荷条件时相比,放热量较小燃烧噪音难以增大,所以理想的是为了提高热效率而将燃烧重心设定在提前侧。由此可知,目标燃烧重心总体而言负荷越高则越向滞后侧(换言之负荷越低则越向提前侧)设定。又,单位时间内曲轴转角的进行量根据发动机转速而变化,因而考虑了噪音及热效率后的最优的燃烧重心也因转速而变化。因此,目标燃烧重心设定为不仅因负荷而且也因旋转速度可变。
像这样,SPCCI燃烧中的目标燃烧重心根据发动机的转速及负荷而变化,因而相应地,目标SI率也设定为根据旋转速度及负荷可变。例如,如上所述,目标燃烧重心在负荷越高时越位于滞后侧,因此相应地,目标SI率设定为在负荷越高时越大(换言之在负荷越高时CI燃烧的比例越减少)。
而且,本实施形态中,为了实现如上述那样设定的目标燃烧重心及目标SI率,火花塞16的点火时期、燃料的喷射量/喷射时期、及被称为缸内状态量的控制量的目标值分别根据运行条件(转速/负荷)而预先设定。另,此处所称的缸内状态量是指例如燃烧室6内的温度、EGR率等。EGR率包括外部EGR气体(通过EGR通路51向燃烧室6回流的排气)相对燃烧室6内全部气体的比例即外部EGR率、和内部EGR气体(残留在燃烧室6内的已燃气体)相对燃烧室6内全部气体的比例即内部EGR率。
例如,火花塞16的点火时期(火花点火的时期)越提前,越多的燃料通过SI燃烧进行燃烧,从而SI率越高。又,燃料的喷射时期越提前,越多的燃料通过CI燃烧进行燃烧,从而SI率越低。或者,燃烧室6的温度越高,越多的燃料通过CI燃烧进行燃烧,从而SI率越低。此外,由于SI率的变化伴随着燃烧重心的变化,所以这些各控制量(点火时期、喷射时期、缸内温度等)的变化就是调节燃烧重心的要素。
基于如上所述的倾向,本实施形态中,点火时期、燃料的喷射量/喷射时期、及缸内状态量(温度、EGR率等)的各目标值以组合后能实现上述目标燃烧重心及目标SI率的形式,在每个运行条件预先设定。通过SPCCI燃烧运行时(即在第一运行区域A1及第二运行区域A2上运行时),ECU100基于这些控制量的各目标值,对喷射器15、火花塞16、EGR阀53、进气VVT13a及排气VVT14a等进行控制。例如,基于点火时期的目标值控制火花塞16,且基于燃料的喷射量/喷射时期的目标值控制喷射器15。又,基于燃烧室6的温度及EGR率的各目标值控制EGR阀53、进气VVT13a及排气VVT14a,从而对通过EGR通路51的排气(外部EGR气体)的回流量、内部EGR带来的已燃气体(内部EGR气体)的残留量进行调节。
另,在对发动机的每个运行条件预先设定目标燃烧重心及目标SI率的本实施形态中,也就自然地设定了进行与这些目标燃烧重心及目标SI率相符的燃烧时的CI燃烧开始时期θci。在以下的说明中,将像这样基于目标燃烧重心及目标SI率设定的CI燃烧开始时期称为标准θci。该标准θci在后述的流程图(图8的步骤S4)中就是决定目标θci时的基准。
(5)基于燃烧噪音指标值的SPCCI燃烧时的控制
SI燃烧和CI燃烧相混合的SPCCI燃烧中,可能产生分别由SI燃烧及CI燃烧引起的爆震,这些爆震各自就是燃烧噪音增大的原因。令SI燃烧引起的爆震为SI爆震,令CI燃烧引起的爆震为CI爆震,SI爆震是指混合气进行SI燃烧的区域的外侧的未燃气体因异常的局部自着火(与正常的CI燃烧明显不同的局部自着火)而急速燃烧的现象,CI爆震是指因CI燃烧带来的压力变动,发动机的主要部件(汽缸体/盖、活塞、曲轴轴颈部等)共振的现象。因局部自着火而在燃烧室6内产生气柱振动,由此SI爆震以频率约6.3kHz的大噪音的形式出现。另一方面,CI爆震因上述发动机的主要部件发生共振,从而以频率约1~4kHz(更严谨来说是包含在该范围内的多个频率)的大噪音的形式出现。如此,SI爆震和CI爆震以不同原因所引起的不同频率的噪音的形式出现,CI爆震时噪音的频率低于SI爆震时噪音的频率。
上述那样的SI爆震及CI爆震均被检测为对车内的乘客而言刺耳的噪音,因而需要以对SI爆震和CI爆震都进行抑制的形式控制SPCCI燃烧。但是,据本申请发明者所知,若以使CI爆震引起的噪音在容许水平以下的形式控制SPCCI燃烧,则SI爆震引起的噪音也自然会在容许水平以下。所以,本实施形态中,将由CI爆震引起从而产生的噪音(频率约1~4kHz的噪音)的水平作为燃烧噪音指标值来检测,基于该燃烧噪音指标值控制SPCCI燃烧。燃烧噪音指标值如后所详述,通过对缸内压力传感器SN2的检测波形进行傅里叶变换来算出。
图8是示出在SPCCI燃烧时、即在图5所示的第一运行区域A1及第二运行区域A2上运行时通过ECU100进行的控制的详情的流程图。该流程图所示控制开始时,ECU100在步骤S1中,基于曲轴转角传感器SN1检测到的发动机转速和由加速度传感器SN9的检测值(加速器开度)、空气流量传感器SN3的检测值(进气流量)等特别确定出的发动机负荷,决定来自喷射器15的燃料的喷射量及喷射时期。另,如上述(4)说明的那样,本实施形态中,对发动机的每个运行条件预先设定目标燃烧重心及目标SI率,并对发动机的每个运行条件预先设定用于实现这些目标燃烧重心及目标SI率的燃料的喷射量/喷射时期。上述步骤S1中决定的燃料的喷射量/喷射时期是用于实现这些目标燃烧重心及目标SI率的喷射量/喷射时期。
接下来,ECU100向步骤S2移动,决定在当前运行条件下能容许的燃烧噪音指标值的上限、即基准值W(图11)。
具体而言,上述步骤S2中,ECU100基于由加速度传感器SN9的检测值(加速器开度)等特别确定出的发动机负荷、车速传感器SN10检测的车速、和图11所示的映射图M1,来特别确定燃烧噪音指标值的基准值W。
图11的映射图M1是对每个车速/发动机负荷规定燃烧噪音指标值的基准值的映射图,预先存储于ECU100。该映射图M1包括:对在将发动机负荷固定在规定的低负荷(例如与图5所示运行点P1对应的负荷的附近值)而改变车速时的基准值W1进行规定的第一特性Q1;对在将发动机负荷固定在规定的高负荷(例如与图5所示运行点P3对应的负荷的附近值)而改变车速时的基准值W2进行规定的第二特性Q2。以高负荷用的第二特性Q2所规定的基准值W2大于低负荷用的第一特性Q1所规定的基准值W1的形式进行设定。又,第一特性Q1(及第二特性Q2)都具有车速越高则基准值W1(W2)越大这样的往右上的倾向。但是,高负荷用的第二特性Q2具有基准值W2相对车速的变化率(波形的斜率)在任何车速下都大致相同的近似于正比例的特性,与此相对,低负荷用的第一特性Q1具有下述非线性的特性:在车速低于规定值V0的区域(低车速域)上的基准值W1的变化率大于在规定值V0以上的区域(高车速域)上的基准值W1的变化率。
上述步骤S2中,ECU100将从上述各传感器SN9、SN10的检测值等特别确定得到的当前的车速及发动机负荷(当前运行条件)与上述图11的映射图M1进行对比,由此特别确定与当前运行条件对应的燃烧噪音指标值的基准值W。具体而言,ECU100从低负荷用的第一特性Q1上的值特别确定出与当前车速对应的基准值W1,并从高负荷用的第二特性Q2上的值特别确定出与当前车速对应的基准值W2,此外,通过利用了这两个基准值W1、W2的线性插值法(linear interpolation),特别确定出与当前运行条件对应的基准值W。例如,在当前的发动机负荷为与第一特性Q1对应的负荷、和与第二特性Q2对应的负荷的中间值的情况下,将基准值W1与基准值W2的中间值特别确定为与当前运行条件对应的基准值W。又,在当前的发动机负荷低于与第一特性Q1对应的负荷(或高于与第二特性Q2对应的负荷)的情况下,将低于基准值W1的值(高于基准值W2的值)特别确定为与当前运行条件对应的基准值W。另,理所当然地,在当前的发动机负荷和与第一特性Q1(或第二特性Q2)对应的负荷相一致的情况下,将基准值W1(或基准值W2)直接特别确定为与当前运行条件对应的基准值W。
根据上述各特性Q1、Q2的特征,基准值W设定为在车速/发动机负荷越高时越大的值。即,基准值W是在车速及发动机负荷中的任一个变高时都会变大的值,在车速及发动机负荷都低的条件下为最小,在车速及发动机负荷都高的条件下为最大。这是因为,越是在低车速・低负荷的条件下,即使是较小的燃烧噪音也越是容易被感知(反过来说,越是在高车速・高负荷的条件下,即使是较大的燃烧噪音也越是难以被感知)。
接下来,ECU100向步骤S3移动,将从与在上述步骤S2中特别确定得到的当前运行条件对应的燃烧噪音指标值的基准值W中减去基于过去所取得的燃烧噪音指标值的偏差的余量y后得到的值,决定为燃烧噪音指标值的最终基准值Wx。另,上述处理中,从基准值W中减去的余量y由过去所取得的燃烧噪音指标值的履历求得(后述步骤S11),与在规定期间累积的过去的燃烧噪音指标值的标准偏差对应。像这样考虑燃烧噪音指标值的偏差(标准偏差)地决定最终基准值Wx的原因是:尽管每个燃烧循环的噪音偏差较大,但只要采用相同的基准值,则偶然发生具有超过基准值的较大噪音的燃烧的可能性就会变高。换言之,为了保证具有超过基准值的较大噪音的燃烧无论噪音偏差的程度如何,在任何燃烧循环中都不会发生,所以如上所述设定考虑了偏差(标准偏差)的最终基准值Wx。
接下来,ECU100向步骤S4移动,决定作为目标的CI燃烧的开始时期、即目标θci。该目标θci是从SI燃烧向CI燃烧切换的曲轴转角(图7所示的曲轴转角θci)的目标值,以将燃烧噪音指标值抑制在最终基准值Wx以下为目的进行决定。
图9是示出决定目标θci的上述步骤S4的控制的详情的子流程图。该子流程图所示的控制开始时,ECU100在步骤S21中,基于曲轴转角传感器SN1所检测的发动机转速、由加速度传感器SN9的检测值等特别确定出的发动机负荷、上述步骤S3中决定的燃烧噪音指标值的最终基准值Wx、和图12所示的映射图M2,决定得以将燃烧噪音指标值抑制在最终基准值Wx以下的界限的CI燃烧开始时期、即θci界限。
图12的映射图M2是规定了θci(CI燃烧的开始时期)与燃烧噪音指标值的标准关系的映射图,预先存储于ECU100。具体而言,映射图M2对在使发动机转速为一定(N1)且使发动机负荷进行各种变化的情况下得到的燃烧噪音指标值的标准特性进行规定,分别是横轴表示θci,纵轴表示燃烧噪音指标值(预测值)。另,图12中为了方便,仅示出低负荷、中负荷、高负荷三种负荷,但这三种负荷以外的特性也包含于上述映射图M2。又,上述映射图M2是使发动机转速为一定(N1)的情况,但对不同于此的各种发动机转速作成的映射图也与上述映射图M2同样地分别存储于ECU100。另,发动机转速/负荷为映射图M2中未规定的值时,可通过例如线性插值法来预测燃烧噪音指标值。如此,本实施形态中,能利用图12的映射图M2来预测在发动机转速/负荷各异的各种条件下变化θci时,燃烧噪音指标值会随之如何变化。
上述步骤S21中,ECU100将上述步骤S3中决定的燃烧噪音指标值的最终基准值Wx与图12的映射图M2进行对比,由此特别确定能使燃烧噪音指标值与该最终基准值Wx一致的θci,并将其决定为上述的θci界限。
接下来,ECU100向步骤S22移动,判定上述步骤S21中决定的θci界限是否比预先设定的标准θci靠近滞后侧。另,这里所说的标准θci是指,如上述(4)中说明那样,当在发动机的每个运行条件预先设定的目标燃烧重心及目标SI率达成的燃烧(即所希望的SPCCI燃烧)能实现时得到的CI燃烧的开始时期。
上述步骤S22中判定为“是”从而确认了θci界限比标准θci靠近滞后侧的情况下,ECU100向步骤S23移动,将θci界限决定为目标θci。
另一方面,上述步骤S22中判定为“否”从而确认了θci界限不比标准θci靠近滞后侧,即θci界限与标准θci相同或θci界限比标准θci靠近提前侧的情况下,ECU100向步骤S24移动,将标准θci决定为目标θci。
在如以上那样结束目标θci的决定处理时,ECU100向图8的步骤S5移动,基于曲轴转角传感器SN1的检测值判定预先设定的特定曲轴转角是否已经到来。该特定曲轴转角被预先设定为决定火花塞16的点火时期的正时,例如被确定为压缩上死点前60°CA左右。
上述步骤S5中判定为“是”从而确认了特定曲轴转角已经到来的情况下,ECU100向步骤S6移动,决定用于实现上述步骤S4中决定的目标θci的点火时期。在此,本实施形态中,对发动机的每个运行条件预先设定目标燃烧重心及目标SI率、与这些目标燃烧重心及目标SI率对应的标准θci、用于实现标准θci的点火时期、燃料的喷射量/喷射时期、以及缸内状态量(温度、EGR率等)的各目标值,因而能以这些各目标值为基准决定点火时期。例如,能基于标准θci与目标θci的偏离量、和上述特定曲轴转角时间点上的缸内状态量,来决定用于实现目标θci的点火时期。
即,标准θci与目标θci的偏离量越大,越需要将从与标准θci对应地设定的点火时期的最初的目标值(以下称为默认点火时期)大幅偏离的时期决定为点火时期,又,上述特定曲轴转角时间点上的缸内状态量越是从其目标值大幅偏离,仍然越需要将从默认点火时期大幅错开的时期决定为点火时期。另一方面,如上述步骤S1中说明的那样,在本实施形态中,由于直接采用了最初的目标值作为燃料的喷射量/喷射时期,所以也可以不考虑这些燃料的喷射量/喷射时期的偏离量。上述步骤S6中,利用基于如以上那样的情况而预先准备的规定的运算式,根据标准θci与目标θci的偏离量和相对于缸内状态量目标值的偏离量来决定火花塞16的点火时期。缸内状态量即燃烧室6的温度、EGR率等,例如能根据第二进气温度传感器SN6、第二进气压力传感器SN7、压差传感器SN8等检测值来预测。另,在目标θci与标准θci相同,而且上述特定曲轴转角时间点上的缸内状态量与目标值相同的情况下,直接采用默认点火时期作为点火时期。
接下来,ECU100向步骤S7移动,基于上述步骤S1中决定的燃料的喷射量/喷射时期、上述步骤S6中决定的点火时期、上述特定曲轴转角时间点上的缸内状态量及发动机转速,对在一个循环中燃烧了向燃烧室6喷射的燃料的一半质量(50%质量的量)的时期、即燃烧重心进行预测。该步骤S7的预测处理基于预先准备的预测模型来进行。
接下来,ECU100向步骤S8移动,将包含上述步骤S7中预测的燃烧重心的规定期间决定为为了算出后述步骤S10中的燃烧噪音指标值而对缸内压力进行检测的期间。对该缸内压力进行检测的期间(以下称为检测期间)被设定为包含上述燃烧重心的有限且一系列的期间。检测期间可以是以时间为基准设定的期间,也可以是以曲轴转角为基准设定的期间。以曲轴转角为基准的情况下,例如,可将从燃烧重心提前40°CA的曲轴转角开始到滞后40°CA的曲轴转角为止的期间决定为上述检测期间(参照后述图13)。
接下来,ECU100向步骤S9移动,于上述步骤S6中决定的点火时期以火花塞16进行点火,并以该点火为契机使混合气SPCCI燃烧。
接下来,ECU100向步骤S10移动,基于在上述步骤S8决定的检测期间中由缸内压力传感器SN2检测到的缸内压力的波形算出燃烧噪音指标值。
图10是示出计算燃烧噪音指标值的上述步骤S10的控制的详情的子流程图。该子流程图所示的控制开始时,ECU100在步骤S31中读取在上述检测期间通过缸内压力传感器SN2检测出的缸内压力的波形。
图13是示出上述步骤S31中读取的缸内压力的波形的一例的图表。另,图表的横轴所表示的曲轴转角是在令压缩上死点为0°CA的情况下的曲轴转角(deg.ATDC)。在此例中,预测燃烧重心在ATDC20°CA附近,合并该燃烧重心前后40°CA的期间(从ATDC-20°CA到ATDC60°CA为止的期间)为检测期间。该检测期间内的检测波形上包含有由火花塞16的点火引起从而产生的噪音、即点火噪音。
接下来,ECU100向步骤S32移动,对上述步骤S31中读取的缸内压力的检测波形进行傅里叶分析,求得每个频率成分的振幅。另,进行傅里叶分析时,作为其前处理执行应用了窗口函数的处理,该窗口函数用于对缸内压力的检测波形除去上述点火噪音。作为窗口函数,例如相对于在进行傅里叶分析时普遍使用的函数(例如汉宁窗口函数;Hanningwindow function),可以使用以函数值在点火时期前后的规定期间内为零的形式进行变化的函数。
图14是示出通过上述步骤S32中的傅里叶分析得到的频谱的图表。如上所述,在进行傅里叶分析时通过前处理(窗口函数的应用)从检测波形中除去点火噪音,所以对除去该点火噪音后的波形进行傅里叶分析得到的频谱(实线)与假定未除去点火噪音的情况下得到的频谱(点划线)不同。即,根据除去点火噪音后进行傅里叶分析的上述步骤S32的方法,不会有点火噪音所引起的多余的频率成分混入,能准确抽出缸内压力的波形上原本的频率成分。
接下来,ECU100向步骤S33移动,对上述步骤S32的傅里叶分析的结果(频谱)进行1/3倍频程化处理。1/3倍频程化处理是指将频谱的各倍频(octave)区域(从某一频率到其两倍的频率为止的区域)分别分割为三份,并算出各分割带宽的缸内压力水平(CPL)的处理。由此,例如如图15所示,特别确定出分别以‥‥1kHz、1.25kHz、1.6kHz、2kHz、2.5kHz、3.15kHz、4kHz、5kHz、6.3kHz、8.0kHz‥‥为中心频率的各带宽的缸内压力水平。
接下来,ECU100向步骤S34移动,基于上述步骤S33中1/3倍频程化处理的结果(图15)算出燃烧噪音指标值。具体而言,ECU100将图15中以标识“◇”示出的缸内压力水平、即分别以1kHz、1.25kHz、1.6kHz、2kHz、2.5kHz、3.15kHz、4kHz为中心频率的各带宽的缸内压力水平的平均值算出,作为燃烧噪音指标值。
在此,频率为1~4kHz的噪音如上所述,是与由CI燃烧引起从而产生的CI爆震相关的高噪音,而在能充分抑制该1~4kHz的噪音的情况下,可知也能充分抑制由SI燃烧引起从而产生的SI爆震及与其相关的较高的6.3kHz附近的噪音。换言之,1~4kHz的噪音原本是表示CI爆震程度的噪音,而根据上述理由,可作为表示CI爆震及SI爆震双方程度的噪音。所以,本实施形态中,算出1~4kHz(1kHz、1.25kHz、‥‥4kHz)带宽的缸内压力水平的平均值,将其作为用于抑制CI爆震及SI爆震的燃烧噪音指标值来使用。另一方面,6.3kHz带宽的缸内压力水平(图15中标以“※”标记的标识)不被考虑为燃烧噪音指标值。
在如以上那样完成燃烧噪音指标值的计算时,ECU100向图8的步骤S11移动,基于上述步骤S34中算出的最新的燃烧噪音指标值和过去累积的多个燃烧噪音指标值,对燃烧噪音指标值的标准偏差进行计算・更新。像这样更新的燃烧噪音指标值的标准偏差,接下来在决定燃烧噪音指标值的最终基准值Wx时被当成余量y(图11)来使用。另,燃烧噪音指标值的标准偏差,例如可以根据在最近的规定期间内累积的燃烧噪音指标值求得,也可以根据对每个同样的运行条件分类并累积得到的燃烧噪音指标值求得。
接下来,ECU100向步骤S12移动,基于上述检测期间中缸内压力的波形算出燃烧重心,基于算出的燃烧重心对燃烧重心的预测模型进行修正。即,ECU100基于在上述检测期间内通过缸内压力传感器SN2检测的缸内压力的波形对每个曲轴转角算出伴随燃烧而来的放热量,基于该每个曲轴转角的放热量的数据算出燃烧了燃料50%质量的量的时间点、即燃烧重心。而且,基于该算出的燃烧重心与上述步骤S7中预测的燃烧重心的偏离量,对用于预测燃烧重心的预测模型进行修正。该预测模型的修正与从下次往后在同样的条件下预测燃烧重心时的精度改善(预测值与实际值的偏离量的抑制)有关。
(6)作用效果
如以上说明,本实施形态中,在SPCCI燃烧的执行过程中(即在第一运行区域A1及第二运行区域A2上运行时),基于从缸内压力传感器SN2的缸内压力的检测值特别确定得到的燃烧噪音指标值和预先规定成该燃烧噪音指标值的上限的基准值W(更详细而言,从基准值W中减去余量y后得到的最终基准值Wx),执行以燃烧噪音指标值不超过基准值W的形式调节点火时期等的控制。将基准值W设定为在车速或发动机负荷越高时越大的值。根据这样的结构,具有能考虑车室内乘客实际感知到的燃烧噪音地恰当地控制燃烧的优点。
车速或发动机负荷较高时相比于较低时,随着车辆的行驶及发动机的旋转而向车室内传递的声音(以下称为背景音)变大,混杂在该背景音中的其他的声音就会变得难以感知,因此假如发动机的燃烧噪音为相同的水平,那么乘客实际感知到的燃烧噪音的水平就会在车速或发动机负荷较高时变小。考虑到这一点,上述实施形态中,将燃烧噪音指标值的基准值W设定为在车速或发动机负荷越高时越大的值,并基于该基准值W控制燃烧,因而能在将乘客实际感知到的燃烧噪音抑制在既不过大也不过小的水平的同时,尽可能地提高CI燃烧的比例。
图16(a)(b)示出了向车室内传递的背景音的音压(SPL)随条件进行的变化。具体而言,图16(a)是示出向车室传递的车辆的行驶声与车速的关系的图表。又,图16(b)是在两种不同的负荷的情况下示出向车室传递的发动机声与发动机转速的关系的图表。标以“高负荷”的线示出了将发动机负荷维持在一定的高负荷不变而改变发动机转速的情况下的发动机声的变化,标以“低负荷”的线示出了将发动机负荷维持在一定的低负荷不变而改变发动机转速的情况下的发动机声的变化。另,图16(a)所示的车辆的行驶声是由风噪、路噪等复合而成的声音,图16(b)所示的发动机声是由发动机的机械声(例如旋转系部件的摩擦声)、燃烧声、排气声等复合而成的声音。
如图16(a)所示,车辆的行驶声在车速越高时越大。又,如图16(b)所示,发动机声整体上在负荷较高时大于较低时,又,若负荷相同则在转速越高(换言之车速越高)时越大。在此,由于向车室传递的背景音是车辆的行驶声与发动机声的相复合的产物,所以根据图16(a)(b)的结果,无论车速及发动机负荷的哪一方变高,背景音都会变大。即,背景音在车速及发动机负荷都较低的条件下为最小,在车速及发动机负荷都较高的条件下为最大。
在上述实施形态中,考虑了上述背景音(车辆的行驶声及发动机声)的倾向地,将燃烧噪音指标值的基准值W设定为与车速及发动机负荷双方成比例(在车速及发动机负荷的任一方变高时都会变大)。根据基于像这样设定的基准值W来控制燃烧的上述实施形态,能在将乘客实际感知到的燃烧噪音(即未与背景音混杂的乘客所感知的燃烧噪音)抑制在既不过大也不过小的水平的同时,尽可能地提高CI燃烧的比例。
例如,在无论车速、发动机负荷如何都将基准值W都设定为相同的情况下,为了即便在背景音为最小的条件、即在低车速且低负荷的条件下也能让乘客难以感知到燃烧噪音,需要将基准值W设定成足够小的值。但若如此,总是基于较小的基准值W来控制燃烧,在有些情况下会使CI燃烧的比例大幅减小,从而使燃料消耗率改善效果减低。与此相对,如上述实施形态那样,在以车速或发动机负荷越高则基准值W越大的形式进行设定的情况下,不会为了过于抑制燃烧噪音而使CI燃烧的比例过度减少(SI率过度变大),所以能在适当确保乘客的舒适感的同时,尽可能地提高CI燃烧的比例从而有效改善燃料消耗性能。
又,在上述实施形态中,准备了具有对在发动机负荷为一定的低负荷时的基准值W1进行规定的第一特性Q1和对在发动机负荷为一定的高负荷时的基准值W2进行规定的第二特性Q2的映射图作为用于决定燃烧噪音指标值的基准值W的映射图M1,在决定燃烧噪音指标值的基准值W时,通过利用了第一特性Q1及第二特性Q2上的各基准值W1、W2的插值处理(线性插值法),特别确定出适合当前运行条件的基准值W。根据这样的结构,无需预先存储与所有负荷条件对应的多个基准值W的特性,所以能在避免应存储的数据量过度增大的同时,通过插值处理来合理地决定各种负荷条件下的基准值W。
又,上述实施形态中,以使低负荷用的第一特性Q1所规定的基准值W1相对车速的变化率在车速低于规定值V0的区域(低车速域)比在规定值V0以上的区域(高车速域)大的形式进行设定,所以能设定出在考虑了向车室内传递的发动机声相对发动机转速(或车速)进行非线性变化这样的特性之后的合适的基准值W,并能利用该基准值W将燃烧噪音抑制在既不过大也不过小的水平。
例如,参照图16(b)可知,发动机负荷较低时向车室内传递的发动机声(标以“低负荷”的线)尤其在发动机转速较低的区域(被虚线围住的部分)上,随着发动机转速的上升而急剧增大。换言之,发动机声相对发动机转速的变化率(增大率)在发动机转速较低时大于较高时。这是因为,由于在发动机负荷及转速较低的低速且低负荷的条件下,发动机的机械声(例如旋转系部件的摩擦声)、燃烧声、排气声均较低,所以在发动机转速从该状态上升时,随着该旋转上升,该三种声音一下子增大,结果是将三者合并的发动机声较为急剧地增大。因此,如上述实施形态那样,在以基准值在发动机转速必然较低的低车速域上较为急剧地增大的形式设定低负荷用的基准值特性的第一特性Q1的情况下,能决定出考虑了上述那样的发动机声的特性(非线性特性)后得到的合适的基准值W。
又,上述实施形态中,将CI燃烧开始时期(从SI燃烧向CI燃烧的切换时期)的目标值即目标θci决定为燃烧噪音指标值不超过基准值W的时期,并以实现该决定的目标θci的形式控制点火时期,因此能通过调节对燃烧噪音指标值的影响力较大的目标θci,在适度抑制燃烧噪音的同时尽可能地提高CI燃烧的比例。
(7)变形例
在上述实施形态中,预先准备了具有对在发动机负荷为一定的低负荷时的基准值W1进行规定的第一特性Q1和对在发动机负荷为一定的高负荷时的基准值W2进行规定的第二特性Q2的映射图M1,并基于该映射图M1决定适合各时间点的运行条件的燃烧噪音指标值的基准值W,但也可以是例如像图17所示那样,为低负荷用和高负荷用分别准备与车辆上装载的变速器的齿轮档(图例中为1速~6速)对应的多个独立的特性。另,在如图17那样装载了6个前进档的变速器的车辆中,准备了低负荷用的六个特性和高负荷用的六个特性、合计12个特性。
又,在上述实施形态中,准备了低负荷用的特性(第一特性Q1)和高负荷用的特性(第二特性Q2)这样两个特性,但也可以是准备低负荷、中负荷、高负荷用的三个特性,还可以是准备四个以上的特性。
此外,在上述实施形态中,通过各特性Q1、Q2规定了在多个负荷条件(低负荷及高负荷)下改变车速时的基准值W,但由于车速与发动机转速具有一定的关系(在一方被决定时另一方也被决定的关系),因此也可以是准备对基准值W相对(并非车速)发动机转速的变化进行规定的特性。显然,这种情况下的基准值W在发动机转速越高时被设定为越大的值。
在上述实施形态中,基于缸内压力传感器SN2(检测部)检测的缸内压力特别确定燃烧噪音指标值,而为了特别确定该燃烧噪音指标值而需要检测的参数只要是与随燃烧而产生的噪音相关联的参数即可,缸内压力仅为其中一例。例如,也可以是将发动机主体1的振动(振动加速度)、从发动机主体1发出的噪音本身等作为上述参数进行检测。即,作为本发明中的检测部,除缸内压力传感器以外,也可使用检测发动机主体的振动的振动传感器、检测噪音的噪音传感器等。
在上述实施形态中,基于缸内压力传感器SN2所检测的缸内压力而算出与CI爆震相关的较高的缸内压力水平,更详细而言,算出对缸内压力的检测波形进行傅里叶分析所得的1kHz、1.25kHz、1.6kHz、2kHz、2.5kHz、3.15kHz、4kHz各带宽的缸内压力水平的平均值,并将该平均值用作燃烧噪音指标值,但作为代替,也可以是算出各带宽的缸内压力水平的最大值作为燃烧噪音指标值。又,由于CI爆震是与发动机部件的共振现象,其共振频率自然局限于若干个频率,所以也可以仅利用最接近各共振频率的有限个带宽的缸内压力水平来算出燃烧噪音指标值。换言之,也可以无视上述各带宽中离共振频率较远的一部分带宽的缸内压力水平。
进一步而言,燃烧噪音指标值不限为从上述那样的1~4kHz带宽的缸内压力水平求得的值。例如,也可以是从1~4kHz带宽的(即与CI爆震相关性较高的)缸内压力水平算出第一燃烧噪音指标值,从与SI爆震相关性较高的6.3kHz带宽的缸内压力水平算出第二燃烧噪音指标值,基于该第一燃烧噪音指标值及第二燃烧噪音指标值双方来控制SPCCI燃烧。或者,也可以是将第一燃烧噪音指标值及第二燃烧噪音指标值中较大的一方用作燃烧噪音指标值。
在上述实施形态中,设定了使燃烧噪音指标值不超过基准值W(更详细而言,从基准值W中减去余量y后得到的最终基准值Wx)的目标θci(CI燃烧的开始时期θci的目标值),且为了实现该目标θci而对火花塞16的点火时期(火花点火的时期)进行了调节,但代替点火时期地,或除了点火时期之外,也可以是对来自喷射器15的燃料的喷射时期进行调节。此外,还可以是对燃料的喷射时期和喷射量双方进行调节。
此外,作为其他形态,也可以是以将各燃烧循环中特别确定出的燃烧噪音指标值与基准值W进行比较,并在燃烧噪音指标值超过基准值W的情况下从下个循环开始将点火时期向滞后侧修正的形式,进行基于燃烧噪音指标值的反馈控制。
在上述实施形态中,将由发动机主体1进行机械驱动的增压机33设置于进气通路30,但也可以是代替这样的机械式的增压机33(增压器)地,设置由电气马达驱动的电动增压机或由排气的能量来驱动的涡轮增压机等。
在上述实施形态中,将包围圆锥状的隆起部20a的俯视时呈面包圈状的腔20设置在活塞5的冠面上,但也可以是使腔20中与火花塞16相向的部分的凹部、即位于比隆起部20a靠近进气侧的部分的凹部形成为小于其相反侧(排气侧)的凹部的结构。如此,在压缩行程的后期从喷射器15喷射燃料时,能使燃料的喷雾更迅速地向火花塞16的电极附近移动。
在上述实施形态中,在进行将已燃气体残留在燃烧室6内的内部EGR时,以跨过排气上死点形成进气门11及排气门12双方开阀的气门重叠期间的形式控制进气VVT13a及排气VVT14a,但也可以是与此相反地,通过跨过排气上死点形成进气门11及排气门12双方闭阀的所谓负重叠期间来进行内部EGR。
在上述实施形态中,在对一个汽缸2设置的两个进气道9A、9B的一方(第二进气道9B)上设置涡流阀18,通过对该涡流阀18的开度进行增减来调节涡流的强度,但调节涡流强度的方法不限于此。例如,也可以通过使对第一进气道9A进行开闭的进气门11的升程量与对第二进气道9B进行开闭的进气门11的升程量存在差异,或使这两个进气门11的开闭正时存在差异,由此调节涡流的强度。
在上述实施形态中,以实现在每个运行条件上设定的目标燃烧重心及目标SI率的形式而预先设定了点火时期等控制量的目标值,以使预想的燃烧噪音指标值在基准值W以下的形式根据需要对点火时期进行修正,但除了这样的控制(或者取而代之地),也可以进行基于燃烧重心或SI率的反馈控制。
例如,进行基于燃烧重心的反馈控制时,每次从来自缸内压力传感器SN2的检测波形等算出各次燃烧(SPCCI燃烧)的燃烧重心,在算出的燃烧重心与目标燃烧重心不一致的情况下,将点火时期、燃料的喷射量/喷射时期等向使该偏离量变小的方向进行修正。
同样地,在进行基于SI率的反馈控制的情况下,每次从来自缸内压力传感器SN2的检测波形等算出各次燃烧的SI率,在算出的SI率与目标SI率不一致的情况下,将点火时期、燃料的喷射量/喷射时期等向使该偏离量变小的方向进行修正。
另,在如上述那样算出各次燃烧的SI率的情况下,可以给出多种计算该SI率的具体方法。
例如,也可以是从来自缸内压力传感器SN2的检测波形算出各曲轴转角时间点上的放热率,基于算出的放热率的数据(波形)分别算出图7所示的面积R1、R2。这种情况下,如已说明的那样能以SI率=R1/(R1+R2)进行计算,但作为代替,也可以是SI率=R1/R2。
或者,也可以是利用图18所示的Δθ1、Δθ2计算SI率。即,也可以是在令SI燃烧的曲轴转角期间(比拐点X靠近提前侧的曲轴转角期间)为Δθ1、令CI燃烧的曲轴转角期间(比拐点X靠近滞后侧的曲轴转角期间)为Δθ2时,SI率=Δθ1/(Δθ1+Δθ2),或SI率=Δθ1/Δθ2。
或者,也可以是在令SI燃烧的放热率的峰值为ΔH1、令CI燃烧的放热率的峰值为ΔH2时,SI率=ΔH1/(ΔH1+ΔH2),或SI率=ΔH1/ΔH2。

Claims (8)

1.一种压缩着火式发动机的控制装置,其特征在于,
是在至少一部分运行区域内执行使汽缸内的混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后使汽缸内的剩余的混合气通过自着火进行CI燃烧的部分压缩着火燃烧的车载用的压缩着火式发动机的控制装置;
具备:
检测与由所述汽缸内的燃烧而产生的噪音相关联的参数的检测部;以及
在所述部分压缩着火燃烧的执行中,基于从所述检测部的检测值特别确定出的燃烧噪音指标值和作为该燃烧噪音指标值的上限而预先设定的基准值来控制所述汽缸内的燃烧的燃烧控制部;
所述基准值设定为在车速较高时比较低时大的值。
2.根据权利要求1所述的压缩着火式发动机的控制装置,其特征在于,
所述基准值以使在发动机负荷为一定并改变车速时的所述基准值的变化率,在车速低于规定值的低车速域比在规定值以上的高车速域大的形式进行设定。
3.根据权利要求2所述的压缩着火式发动机的控制装置,其特征在于,
预先准备对在发动机负荷为一定的低负荷时的所述基准值进行规定的第一特性、和对在发动机负荷为一定的高负荷时的所述基准值进行规定的第二特性;至少所述第一特性设定为相对所述基准值的车速的变化率在所述低车速域比在所述高车速域大。
4.根据权利要求3所述的压缩着火式发动机的控制装置,其特征在于,
所述燃烧控制部在当前的发动机负荷不是所述低负荷及所述高负荷中任一个的情况下,通过利用所述第一特性及第二特性所规定的基准值的插值处理,特别确定适合当前的发动机负荷的所述基准值。
5.根据权利要求1所述的压缩着火式发动机的控制装置,其特征在于,
所述燃烧控制部将作为目标的CI燃烧的开始时期的目标θci决定为所述燃烧噪音指标值不超过所述基准值的时期,并以实现决定的目标θci的形式控制所述汽缸内的燃烧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩着火式发动机的控制装置,其特征在于,
所述检测部是将所述汽缸内的压力作为所述参数进行检测的缸内压力传感器。
7.一种压缩着火式发动机的控制装置,其特征在于,
是在至少一部分运行区域内执行使汽缸内的混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后使汽缸内的剩余的混合气通过自着火进行CI燃烧的部分压缩着火燃烧的车载用的压缩着火式发动机的控制装置;
具备:
检测与由所述汽缸内的燃烧而产生的噪音相关联的参数的检测部;以及
在所述部分压缩着火燃烧的执行中,基于从所述检测部的检测值特别确定出的燃烧噪音指标值和作为该燃烧噪音指标值的上限而预先设定的基准值来控制所述汽缸内的燃烧的燃烧控制部;
所述基准值设定为在发动机转速较高时比较低时大的值。
8.一种压缩着火式发动机的控制装置,其特征在于,
是在至少一部分运行区域内执行使汽缸内的混合气的一部分通过火花点火进行SI燃烧后使汽缸内的剩余的混合气通过自着火进行CI燃烧的部分压缩着火燃烧的车载用的压缩着火式发动机的控制装置;
具备:
检测与由所述汽缸内的燃烧而产生的噪音相关联的参数的检测部;以及
在所述部分压缩着火燃烧的执行中,基于从所述检测部的检测值特别确定出的燃烧噪音指标值和作为该燃烧噪音指标值的上限而预先设定的基准值来控制所述汽缸内的燃烧的燃烧控制部;
所述基准值设定为在发动机负荷较高时比较低时大的值。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018096587A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 マツダ株式会社 圧縮自己着火式エンジンの制御装置
WO2018096586A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 マツダ株式会社 圧縮自己着火式エンジンの制御装置
JP6555323B2 (ja) * 2017-11-10 2019-08-07 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
JP7077769B2 (ja) * 2018-05-22 2022-05-31 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
JP2020002844A (ja) * 2018-06-27 2020-01-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
JP2021021339A (ja) * 2019-07-24 2021-02-18 マツダ株式会社 エンジンの燃料噴射制御装置
JP2021021340A (ja) * 2019-07-24 2021-02-18 マツダ株式会社 エンジンの燃料噴射制御装置
JP2021021337A (ja) * 2019-07-24 2021-02-18 マツダ株式会社 エンジンの燃料噴射制御装置
JP2021021338A (ja) * 2019-07-24 2021-02-18 マツダ株式会社 エンジンの燃料噴射制御装置
JP7487529B2 (ja) 2020-04-01 2024-05-21 マツダ株式会社 エンジンのegrシステム
JP7487528B2 (ja) 2020-04-01 2024-05-21 マツダ株式会社 エンジンのegrシステム
GB2609374A (en) * 2020-06-04 2023-02-01 Tu Yechu High-pressure gas compression ignition engine

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6293246B1 (en) * 1998-01-30 2001-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Spark-assist type self-ignition engine
EP1164277A2 (en) * 2000-06-15 2001-12-19 Nissan Motor Company, Limited Auto-ignition combustion management in internal combustion engine
US20020073957A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-20 Nissan Motor Co., Ltd. Combustion event indicative parameter dependent control for auto-ignited combustion
US20050016496A1 (en) * 2003-06-06 2005-01-27 Mazda Motor Corporation Control device for spark-ignition engine
CN1682025A (zh) * 2002-09-09 2005-10-12 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN102207040A (zh) * 2010-03-31 2011-10-05 马自达汽车株式会社 火花点火式发动机的异常燃烧检测方法及火花点火式发动机
US20110276251A1 (en) * 2010-05-04 2011-11-10 Gm Global Technology Operations, Inc. Transient combustion noise control in a hybrid powertrain including an hcci engine
US20120118267A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Combustion phasing control in spark-assisted hcci combustion mode
CN102465784A (zh) * 2010-11-16 2012-05-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 火花辅助hcci燃烧模式中的瞬态控制策略
JP2012246783A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Mazda Motor Corp 火花点火式エンジンの制御装置
US20140230784A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-21 Robert Bosch Gmbh System and Method for Control of a Transition Between SI and HCCI Combustion Modes
CN104074664A (zh) * 2013-03-25 2014-10-01 马自达汽车株式会社 火花点火式发动机的控制装置
JP2015068194A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
CN105308295A (zh) * 2013-06-10 2016-02-03 丰田自动车株式会社 内燃机控制装置
CN106032773A (zh) * 2014-09-11 2016-10-19 日立汽车系统株式会社 内燃机的可变燃烧系统
JP2017141685A (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4442814A (en) * 1981-04-15 1984-04-17 Nissan Motor Co., Ltd. Spark timing control system
JPH01144469U (zh) * 1988-03-29 1989-10-04
JP2730215B2 (ja) * 1989-10-03 1998-03-25 株式会社デンソー エンジン用ノック制御装置
KR940000346B1 (ko) * 1989-10-30 1994-01-17 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 내연기관용 녹(Knock) 제어장치
JP3945152B2 (ja) * 2000-11-21 2007-07-18 日産自動車株式会社 内燃機関の燃焼制御装置
JP4174773B2 (ja) * 2004-04-26 2008-11-05 トヨタ自動車株式会社 エンジンの制御装置および方法
JP4492351B2 (ja) * 2005-01-04 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 デュアル噴射型内燃機関
US7240659B2 (en) * 2005-09-21 2007-07-10 Ford Global Technologies, Llc Transition strategy for engine operation with spark ignition and homogeneous charge compression ignition modes
CN101454551B (zh) * 2006-05-25 2012-07-04 通用汽车环球科技运作公司 均质充量压燃发动机
JP4466616B2 (ja) * 2006-06-19 2010-05-26 トヨタ自動車株式会社 多種燃料内燃機関
FR2914019B1 (fr) 2007-03-19 2009-05-15 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de controle pour limiter le bruit de combustion et systeme pour la mise en oeuvre du procede
US7484405B2 (en) * 2007-04-26 2009-02-03 Gm Global Technology Operations, Inc. System and method for engine sound calibration
JP4775342B2 (ja) * 2007-07-23 2011-09-21 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置およびそれを用いた燃料噴射システム
JP2009108778A (ja) 2007-10-30 2009-05-21 Toyota Motor Corp 圧縮着火式内燃機関の燃料噴射装置
JP4836088B2 (ja) * 2007-11-08 2011-12-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 圧縮自己着火式内燃機関の制御装置および制御方法
US7946263B2 (en) * 2008-01-09 2011-05-24 Ford Global Technologies, Llc Approach for adaptive control of cam profile switching for combustion mode transitions
US7904231B2 (en) * 2008-07-22 2011-03-08 GM Global Technology Operations LLC Method for controlling combustion noise in a compression-ignition engine
US8291888B2 (en) * 2008-07-24 2012-10-23 Honda Motor Co., Ltd. Speed dependent knock control
US20100063658A1 (en) * 2008-09-05 2010-03-11 Ford Global Technologies, Llc Engine Speed Control and Battery Power Scheduling Strategy for an Engine in a Hybrid Electric Vehicle Powertrain
US7899601B2 (en) * 2009-03-02 2011-03-01 GM Global Technology Operations LLC Methodology for extending the high load limit of HCCI operation by adjusting injection timing and spark timing
WO2011050274A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-28 Harman International Industries, Incorporated System for simulated multi-gear vehicle sound generation
KR101189229B1 (ko) * 2009-11-12 2012-10-09 현대자동차주식회사 압축 착화 가솔린 엔진
US8851050B2 (en) * 2010-03-31 2014-10-07 Mazda Motor Corporation Spark-ignition engine control method and system
US8494757B2 (en) * 2010-08-17 2013-07-23 GM Global Technology Operations LLC Method for estimating and controlling accoustic noise during combustion
DE102011015626B9 (de) * 2010-10-07 2020-01-23 Daimler Ag Betriebsverfahren für einen direkteinspritzenden Ottomotor mit NOx-armer Verbrennung (NAV)
US9284906B2 (en) * 2011-06-08 2016-03-15 GM Global Technology Operations LLC Combustion phasing control methodology in HCCI combustion
US9267451B2 (en) * 2011-09-27 2016-02-23 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling combustion noise in an internal combustion engine
DE102012208784B3 (de) * 2012-05-25 2013-09-19 Continental Automotive Gmbh Minimierung der Verbrennungsgeräusche einer Brennkraftmaschine basierend auf einer Erkennung einer Instabilität der Lage des Maximums eines Zylinderdruckgradienten
KR101856243B1 (ko) * 2012-07-03 2018-05-09 현대자동차주식회사 연소음이 포함된 엔진의 소음 제어 방법
WO2014182931A1 (en) * 2013-05-08 2014-11-13 Robert Bosch Gmbh Method of estimating duration of auto-ignition phase in a spark-assisted compression ignition operation
US20150053171A1 (en) * 2013-08-23 2015-02-26 Transonic Combustion, Inc. Internal combustion engine with high temperature fuel injection
JP6056776B2 (ja) * 2014-01-22 2017-01-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
WO2015129285A1 (ja) * 2014-02-28 2015-09-03 マツダ株式会社 直噴ガソリンエンジンの制御装置
KR101567718B1 (ko) * 2014-07-28 2015-11-10 현대자동차주식회사 디젤 연소음 제어 방법 및 그 제어 시스템.
JP6500368B2 (ja) * 2014-08-27 2019-04-17 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車両の回生制御装置
US9670850B2 (en) * 2014-11-25 2017-06-06 Hyundai Motor Company Combustion-noise controlling method for diesel engine
CN110067663B (zh) * 2015-01-12 2021-11-02 图拉技术公司 用于操作混合动力传动系的方法及动力传动系控制器
JP6135875B2 (ja) * 2015-05-18 2017-05-31 マツダ株式会社 エンジンの燃料噴射制御装置
KR101765590B1 (ko) * 2015-09-08 2017-08-07 현대자동차 주식회사 엔진 제어 장치 및 방법
JP2017186984A (ja) * 2016-04-07 2017-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6601371B2 (ja) * 2016-11-22 2019-11-06 マツダ株式会社 圧縮自己着火式エンジンの制御装置
JP6458814B2 (ja) * 2017-01-30 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP6669124B2 (ja) * 2017-04-21 2020-03-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP6642540B2 (ja) * 2017-08-25 2020-02-05 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
JP6555323B2 (ja) * 2017-11-10 2019-08-07 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6293246B1 (en) * 1998-01-30 2001-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Spark-assist type self-ignition engine
EP1164277A2 (en) * 2000-06-15 2001-12-19 Nissan Motor Company, Limited Auto-ignition combustion management in internal combustion engine
US20020073957A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-20 Nissan Motor Co., Ltd. Combustion event indicative parameter dependent control for auto-ignited combustion
CN1682025A (zh) * 2002-09-09 2005-10-12 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
US20050016496A1 (en) * 2003-06-06 2005-01-27 Mazda Motor Corporation Control device for spark-ignition engine
CN102207040A (zh) * 2010-03-31 2011-10-05 马自达汽车株式会社 火花点火式发动机的异常燃烧检测方法及火花点火式发动机
US20110276251A1 (en) * 2010-05-04 2011-11-10 Gm Global Technology Operations, Inc. Transient combustion noise control in a hybrid powertrain including an hcci engine
CN102465783A (zh) * 2010-11-16 2012-05-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 火花辅助hcci燃烧模式中的燃烧定相控制
US20120118267A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Combustion phasing control in spark-assisted hcci combustion mode
CN102465784A (zh) * 2010-11-16 2012-05-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 火花辅助hcci燃烧模式中的瞬态控制策略
JP2012246783A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Mazda Motor Corp 火花点火式エンジンの制御装置
US20140230784A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-21 Robert Bosch Gmbh System and Method for Control of a Transition Between SI and HCCI Combustion Modes
CN104074664A (zh) * 2013-03-25 2014-10-01 马自达汽车株式会社 火花点火式发动机的控制装置
CN105308295A (zh) * 2013-06-10 2016-02-03 丰田自动车株式会社 内燃机控制装置
JP2015068194A (ja) * 2013-09-27 2015-04-13 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
CN106032773A (zh) * 2014-09-11 2016-10-19 日立汽车系统株式会社 内燃机的可变燃烧系统
JP2017141685A (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李忠照等: "双燃料火花点火辅助均质压燃发动机燃烧与排放特性试验", 《内燃机学报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019085983A (ja) 2019-06-06
EP3486468A2 (en) 2019-05-22
JP6555323B2 (ja) 2019-08-07
EP3486468A3 (en) 2019-06-05
CN109763904B (zh) 2021-10-26
US10731589B2 (en) 2020-08-04
US20190145337A1 (en) 2019-05-16
EP3486468B1 (en) 2020-12-30

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GR01 Patent grant
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