压缩点火式发动机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]这里所公开的技术涉及一种压缩点火式发动机的控制装置。
【背景技术】
[0002]例如专利文献I中记载了以下发动机，该发动机构成为:当发动机的运转状态处于低转速低负荷的规定区域时进行压缩点火燃烧。而且，该发动机在进行压缩点火燃烧的区域设置夹着排气上止点将进气阀和排气阀双方都关闭的时间(即，负重叠时间)而将废气中的一部分引入气缸内(准确地讲，将废气中的一部分封闭在气缸内)。专利文献I中还记载了以下内容:通过根据发动机负荷的高低来调节排气阀的关闭时刻，发动机的负荷越低，就使被引入气缸内的内部废气再循环(EGR:Exausted Gas Recycle)气体越多。因为内部EGR气体的温度相对较高，所以被引入气缸内的内部EGR气体越多，压缩开始温度和压缩上止点温度就越高，发动机负荷低时的压缩点火的点火性和压缩点火燃烧的稳定性因此而提高。
[0003]专利文献2中还记载了以下发动机，该发动机构成为:当该发动机的运转状态处于低转速低负荷的规定运转区域时，让气缸内的混合气进行压缩点火燃烧。该发动机构成为:在进行压缩点火燃烧的运转区域将臭氧和新鲜空气一起引入气缸内。专利文献2中还记载了以下内容:发动机负荷越低，就使被引入气缸内的臭氧引入量越多，由此来提高压缩点火的点火性和燃烧稳定性。
[0004]专利文献I:日本公开专利公报特开2009-197740号公报
[0005]专利文献2:日本公开专利公报特开2002-276404号公报
【发明内容】
[0006]-发明要解决的技术问题_
[0007]在专利文献2所记载的发动机中，发动机转速越高，就使臭氧引入量越多。但是，因为发动机转速越高，每单位时间的进气流量就越多，所以如果要在发动机转速高时增大臭氧引入量，臭氧生成器的功耗就会大幅度增加。这就有可能导致耗油量增加。
[0008]这里所公开的技术正是为解决上述问题而完成的。其目的在于:抑制在规定区域进行压缩点火燃烧的压缩点火式发动机因引入臭氧而导致功耗增加。
[0009]-用于解决技术问题的技术方案-
[0010]这里所公开的技术涉及一种压缩点火式发动机的控制装置。该压缩点火式发动机的控制装置包括发动机主体、燃料喷射阀、臭氧生成器以及控制器。所述发动机主体具有气缸;所述燃料喷射阀构成为直接向所述气缸内喷射燃料;所述臭氧生成器构成为生成被引入所述气缸内的臭氧;所述控制器构成为:当所述发动机主体的运转状态处于事先设定好的压缩点火区域时，让所述气缸内的混合气进行压缩点火燃烧，由此而让所述发动机主体运转。
[0011]当所述发动机主体的运转状态处于压缩点火区域中的低于规定负荷的低负荷区域内时，所述控制器将由所述燃料喷射阀喷射燃料的燃料喷射时刻设定在压缩行程前半部分以前，并且利用所述臭氧生成器将臭氧引入所述气缸内；当所述发动机主体的运转状态处于所述低负荷区域内时，所述控制器使高速侧的臭氧浓度比低速侧低。
[0012]这里，“压缩行程前半部分”可以是当相对于曲轴转角的旋转方向将压缩行程二等分为前半部分和后半部分时的前半部分，“压缩行程前半部分以前”包含压缩行程前半部分和进气行程。
[0013]“低于规定负荷的低负荷区域”指的是，因发动机负荷低，伴随于此，气缸内的温度低，故压缩点火的点火性和燃烧稳定性有可能降低那样的负荷区域。低负荷区域是为了可靠地确保压缩点火的点火性和燃烧稳定性而需要采取某些措施的区域。
[0014]根据上述构成方式，当发动机主体的运转状态处于进行压缩点火燃烧的压缩点火区域中的低于规定负荷的低负荷区域内时，将由燃料喷射阀喷射燃料的燃料喷射时刻设定在压缩行程前半部分以前。通过在较早的时刻喷射燃料而形成均匀的混合气，该均匀混合气就会在压缩上止点附近进行压缩点火燃烧。
[0015]当发动机主体的运转状态处于所述低负荷区域内时，将由臭氧生成器生成的臭氧引入气缸内。这里，“臭氧生成器”可以采用以下构成方式:例如设置在进气通路上，且向被引入气缸内的新鲜空气添加臭氧；或者利用已被引入气缸内的新鲜空气在气缸内生成臭氧。通过将臭氧引入气缸内，在低负荷区域内压缩点火的点火性和燃烧稳定性也会提高。
[0016]在上述构成方式下，当发动机主体的运转状态处于低负荷区域内的高速侧时，使臭氧浓度比处于低速侧时低。这里，可以让臭氧浓度相对于发动机主体转速的高低连续性或阶段性地变化。例如，可以根据发动机转速的高低将低负荷区域分为多个区域，对该每个转速区域设定臭氧浓度。
[0017]与发动机主体的转速低即低速时相比，发动机主体的转速高时每单位时间内产生的热量多，伴随于此气缸内的温度相对升高。因此，压缩点火的点火性和燃烧稳定性有可能比低速时高。于是，在上述构成方式下，使发动机主体的运转状态处于高速侧时的臭氧浓度比处于低速侧时低。这样做以后，当发动机主体的运转状态处于低负荷区域内时，在整个转速区域内都能够确保压缩点火的点火性和燃烧稳定性。另一方面，在高速侧使臭氧浓度低了多少，臭氧生成器的功耗就会相应地减少多少。
[0018]可以是这样的，所述压缩点火式发动机的控制装置进一步包括内部废气再循环系统，该内部废气再循环系统构成为:控制所述发动机主体的进气阀和排气阀的打开和关闭，由此而让废气回流到所述气缸内。当所述发动机主体的运转状态处于所述低负荷区域内时，所述控制器利用所述内部废气再循环系统让所述废气回流到所述气缸内，并且使所述废气量与所述气缸内的所有气体量之比即废气再循环率在规定值以上。
[0019]因为内部EGR系统将废气中的一部分实质上封闭在气缸内，所以开始压缩时的气缸内的温度变得比较高，伴随于此，压缩上止点温度也变得比较高。
[0020]在上述构成方式下，当发动机主体的运转状态处于低负荷区域内时，由内部EGR系统让废气回流到气缸内，故压缩开始温度和压缩上止点温度分别升高。这有利于提高压缩点火的点火性和燃烧稳定性，从而能够减少被引入气缸内的臭氧量。这有利于减少臭氧生成器的功耗。
[0021]可以是这样的，所述内部废气再循环系统构成为:至少调节所述排气阀的关闭时刻来设置所述排气阀和所述进气阀夹着排气上止点一起关闭的时间，由此而让所述废气回流到所述气缸内。
[0022]也就是说，内部EGR系统可以通过设定所谓的负重叠时间将废气中的一部分封闭在气缸内。这里，在负重叠时间内，封闭在气缸内的废气被压缩，故会导致开始压缩时的温度因通过气缸壁面放热而降低。但是，尽管这样的温度降低在发动机主体转速低时会有某种程度的增大，但因为在发动机主体转速高而使得每个循环的时间短时，几乎不散热，所以几乎不会产生开始压缩时的温度降低。也就是说，在发动机主体的转速高时，能够利用开始压缩时的高温和伴随于此的高压缩上止点温度来确保压缩点火的点火性和燃烧稳定性，因此而能够使臭氧浓度低。这有利于减少臭氧生成器的功耗。
[0023]可以是这样的，所述内部废气再循环系统构成为:在所述进气阀或所述排气阀的打开时间内将所述排气阀或所述进气阀打开，由此而让所述废气回流到所述气缸内。
[0024]也就是说，该构成方式下的内部EGR系统通过以下所谓的排气的二次打开或所谓的进气的二次打开让废气中的一部分回流到气缸内。上述所谓的排气的二次打开的具体情况如下:通过在进气阀的打开时间内再次将排气阀打开，从而将在排气行程中暂时排出到排气道的废气中的一部分再次引入气缸内。上述所谓的进气的二次打开的具体情况如下:通过在排气阀的打开时间内将进气阀打开一次，从而在排气行程中将废气中的一部分排出到进气道中，在进气行程中将该废气与新鲜空气一起引入气缸内。因为上述排气的二次打开或进气的二次打开与设置上述负重叠时间的构成方式不同，在排气行程中不进行压缩，所以不会导致冷却损失增大。其结果是，能够使开始压缩时的温度相对较高。这能够使压缩上止点温度升高，从而有利于提高压缩点火的点火性和燃烧稳定性。这也能够降低臭氧浓度，从而能够减少臭氧生成器的功耗。
[0025]可以是这样的，该压缩点火式发动机的控制装置进一步包括外部废气再循环系统，所述外部废气再循环系统构成为:经由连通所述发动机主体的排气通路和进气通路的废气再循环通路，让温度低于由所述内部废气再循环系统回流的所述废气的低温废气回流到所述气缸内，当所述发动机主体的运转状态处于所述压缩点火区域中的所述规定负荷以上的高负荷区域内时，所述控制器至少利用所述外部废气再循环系统让所述低温废气回流到所述气缸内。
[0026]当发动机主体的运转状态处于压缩点火区域中的规定负荷以上的高负荷区域内时，因为发动机主体的负荷较高，所以气缸内的温度也变高。因此，即使不将臭氧引入气缸内，也能够充分地确保压缩点火的点火性和燃烧稳定性。另一方面，如果气缸内的温度过高，气缸内的压力上升(即，dP/dt)伴随着压缩点火燃烧就会变得陡峭，而会出现燃烧噪音的问题。
[0027]因此，在上述构成方式下，当发动机主体的运转状态处于高负荷区域内时，至少利用外部废气再循环系统让温度低于由内部废气再循环系统回流的所述废气的低温废气回流到气缸内。这样一来，就能够防止气缸内的温度过高，从而能够避免气缸内的压力上升伴随着压