专利名称：内燃机的燃烧控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用不同辛烷值的多种燃料的内燃机的燃 烧控制装置。
背景技术：
以往的内燃机的燃烧控制装置有专利文献1所记载的发 明。该燃烧控制装置具备分别向燃烧室内喷射低辛烷值燃料和 高辛烷值燃料的燃料喷射阀，在压缩冲程中喷射燃料，使低辛 烷值燃料和高辛烷值燃料在燃烧室内实质不相互重合，从而， 防止燃烧室内的混合气体浓度过大，同时，形成不同辛烷值的 燃料分布，从而，来同时实现通过压缩自点火燃烧进行稳定点 火、和抑制生成氮氧化物或烟雾。
专利文献l:曰本净争开2005-139945号乂>才艮 但是，专利文献l所记载的发明具有下述问题。 使不同辛烷值的多种燃料实质不重合地分布时，从低辛烷 值燃料开始进行燃料点火。也就是说，进行压缩自点火燃烧。 通过独立供给不同辛烷值的多种燃料而使其燃烧，虽然点火变 得容易，但从控制燃烧的方面来看，存在与以往的压缩自点火 燃烧同样的困难，对于在运转条件发生变化时、尤其在内燃机 负荷较高时难以进行燃烧控制这点无法改善。也就是说，与内
在多种运转条件下，同时实现高热效率和高输出。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而产生的，其目的在于在使不同辛烷值的多种燃料分布在燃烧室内不同部位进行燃烧时，同时实 现低燃料消耗和高输出功率。
因此，在本发明的内燃机的燃烧控制装置具有点火触发装 置，在向燃烧室内供给不同辛烷值的多种燃料，使上述燃料分 布在燃烧室内的不同部位进行燃烧时，该点火触发装置开始对 燃料进行点火，根据内燃机运转条件，该燃烧控制装置切换上 述点火触发装置的点火开始部位。
根据本发明，通过根据内燃机运转条件切换点火开始部位， 从而，可以从辛烷值适于运转条件的燃料部位开始燃烧，可以 实现最佳燃烧。
图l为表示本发明第l实施方式的内燃机的构成图。
图2为表示第1实施方式中、从燃料罐到燃料喷射装置的系 统的图。
图3为第l实施方式中的混合气体形成方法的说明图。
图4为第1实施方式中的燃烧方法的说明图。
图5为表示本发明第2实施方式的内燃机的构成图。
图6为第2实施方式中的混合气体形成方法的说明图。
图7为第2实施方式中的燃烧方法的说明图。
图8为表示本发明第3实施方式的内燃机的构成图。
图9为第3实施方式中的混合气体形成方法的说明图。
图10为第3实施方式中的燃烧方法的说明图。
图11为表示本发明第4实施方式的内燃机的构成图。
图12为第4实施方式中的预燃室内火花塞的详图。
图13为表示组合控制例1的流程图。
图14为表示组合控制例2的流程图。图15为表示成层化状态的图。
具体实施例方式
下面，基于
本发明的实施方式。
图l为表示本发明第l实施方式的内燃机的构成图。
由气缸盖、气缸体和活塞形成燃烧室(主燃烧室)1,燃
烧室1分别通过吸气阀3与吸气口 5连通，通过排气阀4与排气口 6连通。分别通过吸气阀用凸轮7以及排气阀用凸轮8驱动吸气 阀3以及排气阀4开闭。另外，在活塞顶面形成有腔9。
在吸气口 5中设有用于供给高辛烷值燃料(高RON燃料) 的第l燃料喷射阀11。在燃烧室中心的气缸盖下表面设有用于 供给低辛烷值燃料(低RON燃料)的第2燃料喷射阀12、以及 作为点火触发装置的供给点火源燃料用的第3燃料喷射阀13。
由第l燃料喷射阀11喷雾的燃料通过吸气阀3去向燃烧室1 内的周边部。第1燃料喷射阀11在吸气冲程的较晚时刻喷射高 辛烷值燃料。
由第2燃料喷射阀12喷雾的燃料从燃烧室中心的气缸盖下 表面去向活塞腔9。第2燃料喷射阀12在压缩沖程后半期喷射低
辛烷值燃料。
由第3燃料喷射阀13喷雾的燃料从燃料室中心的气缸盖下 表面去向燃烧室l内的周边部，在压缩上止点附近、向燃烧室l 内离散(所谓的散弹枪方式)地喷射作为点火源的低辛烷值燃 料。而且，优选是，第3燃料喷射阀13喷射的低辛烷值燃料的
(十六烷值高)，但也可以为相同的燃料。这是由于，在缸内压 力上升即将达到能点火时刻之前，第3燃料喷射阀13喷射燃料 的喷雾团密度变大，因此，即使辛烷值相同，也容易成为点火源。
另外，在吸气口5内设有涡流控制阀14,作为可以在燃烧 室l内生成涡流的涡流生成部件。
图2为从燃料罐到上述燃料喷射阀11、 12、 13的系统构成图。
在1次燃料罐31中储存从外部供给的燃料，由燃料泵32a、 32b将该燃料供给到燃料改性器33a、 33b。
在燃料改性器33a中，利用排气热，使用改性催化剂对燃 料进行改性，从而提高来自1次燃料罐31的燃料的辛烷值。另 外，在燃料改性器33b中，利用排气热对燃料进行改性，从而， 降低来自1次燃料罐31的燃料的辛烷值。
在燃料改性器33a中经改性而得到的高辛烷值燃料(自点 火性低的燃料)储存在2次燃料罐34a中，在燃料改性器33b中 经过改性而得到的低辛烷值燃料(自点火性高的燃料)储存在 2次燃料罐34b中。而且，在2次燃料罐34a中设有检测高辛烷值 燃料剩余量的剩余量传感器3 5 a,在2次燃料罐3 4 b中设有检测 低辛烷值燃料剩余量的剩余量传感器35b,该剩余量传感器35a 和剩余量传感器3 5 b作为2次燃料罐内燃料剩余量检测部件。改 性燃料的生成以及在燃料罐中的储存与USP7， 263, 967中所 记载的方法相同。
储存在2次燃料罐34a中的高辛烷值燃料和储存在2次燃料 罐34b中的低辛烷值燃料通过加压泵供给到上述燃料喷射阀 11、 12、 13。通过控制供给到每个燃料喷射阀的燃料量，能够 以任意比例从每个燃料喷射阀ll、 12、 13向发动机供给高辛烷 值燃料以及低辛烷值燃料。
向ECU50输入曲柄角度传感器54、冷却水温传感器55、加 速传感器56等的信号，基于上述信号控制燃料喷射阀ll、 12、13等。
第l实施方式的混合气体形成如下所述进行，使高辛烷值 燃料分布在燃烧室周边侧(将其称为燃烧室外侧)，使低辛烷值 燃料分布在燃烧室中心侧(将其称为燃烧室内侧)(参照图3)。
首先，在吸气冲程的较晚时刻，从设置在吸气口5的第1燃 烧喷射阀ll喷射高辛烷值燃料。来自第l燃料喷射阀ll的燃料 向吸气口5外侧喷射，流入燃烧室l内。流入燃烧室l内的燃料 借助燃烧室1内的涡流在燃烧室外侧旋回，分布在燃烧室外侧。
接着，在压缩沖程后半期，从用于缸内喷射的第2燃料喷 射阀12喷射低辛烷值燃料。向活塞腔9进行该燃料喷射，使低 辛烷值燃料的混合气体分布在腔9的上空。
如上所述，可以产生辛烷值不同的燃料分布。即，使高辛 烷值燃料分布在燃烧室外侧，使低辛烷值燃料分布在燃烧室中 心侧。
第l实施方式中的燃烧(点火)如下所述(参照图4)。
从设置在燃烧室l内的第3燃料喷射阀13向燃烧室1内离散 地喷射成为点火源的低辛烷值燃料，从而，进行燃料点火。
对于上述混合气体的分布，在低负荷时，从燃烧室外侧的 高辛烷值燃料开始点火，在高负荷时，从燃烧室内侧的低辛烷 值燃料开始点火。
因此，设定为在低负荷时提前第3燃料喷射阀13的燃料喷 射时刻，在高负荷时延迟第3燃料喷射阀13的喷射时刻。
在将喷射时刻提前了时，喷射时的缸内压力较低，因此， 燃料可以飞到4艮远，同时缸内温度相对4交4氐，点火延迟时刻变 长，因而，燃料到达缸孔附近之后开始点火。
在使喷射时刻延迟了时，与上述相反，提前点火，在燃烧 室中心附近开始点火。也就是说，通过控制喷射时刻，可以控制燃料的点火位置。在低负荷时，提前第3燃料喷射阀13的喷射时刻，使成为 点火源的低辛烷值燃料到达燃烧室外侧的高辛烷值燃料气氛 中，从而，从燃烧室外侧的高辛烷值燃料开始点火，产生燃烧。在高负荷时，延迟第3燃烧喷射阀13的喷射时刻，使成为点火源的低辛烷值燃料留在燃烧室内侧的低辛烷值燃料气氛 中，从而，从燃烧室内侧的低辛烷值燃料开始点火，产生燃烧。 根据第l实施方式，通过如下这样进行切换控制，即，在 低负荷时将上述点火触发装置的点火开始部位切换为高辛烷值 燃料分布的部位，在高负荷时将上述点火触发装置的点火开始 部位切换为低辛烷值燃料分布的部位，从而，获得下述效果。在低负荷时，从燃烧后半期燃烧残留的容易变成未燃烧HC 的燃料开始燃烧，从而，可以提高燃烧效率。另一方面，在高 负荷时，使低辛烷值燃料首先燃烧，从而，可以避免由于燃烧 后残余废气部火焰引起的绝热压缩而导致的爆燃。另外，根据第l实施方式，通过向燃烧室内供给燃料，使 供给到燃烧室内的不同辛烷值的燃料中、高辛烷值燃料分布在 燃烧室周边侧(燃烧室外侧)，低辛烷值燃料分布在燃烧室中心 侧(燃烧室内侧)，尤其组合如下这样的燃烧方式、即在低负荷 时从高辛烷值燃料开始燃烧、在高负荷时从低辛烷值燃料开始 燃烧，从而可获得下述效果。在低负荷时，从燃烧室外侧开始燃烧，从而，将壁面附近 作为燃烧温度变高的初始燃烧部位，使由于火焰猝灭而容易未 燃烧的壁附近的燃料确实燃烧，可以提高燃烧效率。尤其对于 进行大幅度混合气体稀薄化的发动机，可以有效地提高燃烧效 率。另一方面，认为在低负荷区域进行稀混合气体燃烧那样的情况下，由于燃烧温度依赖于燃烧空燃比、不会较高，因此， 即使在壁附近进行燃烧，也不会产生大的热损失；而在高负荷 区域以接近理论空燃比的燃烧空燃比进行运转时，若在壁附近 开始燃烧，则热损失变大。因此，在高负荷时，从燃烧室内侧 开始燃烧，可以防止由于在壁附近进行燃烧而增大热损失。另外，根据第l实施方式，具有不需要在燃烧室中另外设 置点火用的火花塞等，从而阀开口面积受到的限制少等优点。接着，对本发明的第2实施方式进行说明。图5为表示本发明第2实施方式的内燃机的构成图。与第l 实施方式所示的内燃机相同的构成标注相同附图标记。在第2实施方式中，作为使不同辛烷值的燃料分布在燃烧 室内不同部位的部件，设置一对空气喷射阀15,该空气喷射阀 15面对燃烧室1内、向缸孔的切线方向喷射空气或者已燃气体 (EGR气体)。在该实施方式中，根据ECU50的信号控制该空 气喷射阀15。用于供给高辛烷值燃料的第l燃料喷射阀11通过吸气阀3 去向燃烧室l内的中心部，用于供给低辛烷值燃料的第2燃料喷 射阀12从燃烧室中心的气缸盖下表面去向燃烧室1内的周边 部。其他构成与第l实施方式大致相同。第2实施方式中的混合气体形成如下所述进行，使高辛烷 值燃料分布在燃烧室内侧，使低辛烷值燃料分布在燃烧室外侧 (参照图6)。首先，从设置在吸气口 5的第l燃料喷射阀ll喷射高辛烷值 燃料，在吸气冲程中使燃料流入缸内。在吸气口5喷射燃料这 一点与第l实施方式相同，但尤其由于不朝向燃料室外侧喷射 燃料，因此，暂时吸入的燃料以及空气的混合气体形成大致均匀。从吸气沖程后期到压缩冲程中期附近，从空气喷射阀15向 该混合气体中喷射供给空气(或者已燃气体)。从而，将高辛烷 值燃料赶到燃烧室内侧，使空气分布到燃烧室外侧。之后，从第2燃烧喷射阀12向燃烧室外侧喷射低辛烷值燃 料，使该燃料分布在燃烧室外侧。如上所述，可以形成不同辛烷值的燃料分布。即，使高辛 烷值燃料分布在燃烧室内侧，使低辛烷值燃料分布在燃烧室外侧。第2实施方式的点火(燃烧)如下所述(参照图7)。 从设置在燃烧室1内的第3燃料喷射阀13向燃烧室1内离散地喷射成为点火源的低辛烷值燃料，从而，进行燃料的点火。 对于上述混合气体的分布，在低负荷时从燃烧室内侧的高辛烷值燃料开始点火，在高负荷时从燃烧室外侧的低辛烷值燃料开始点火。因此，设定为，在低负荷时延迟第3燃料喷射阀13的燃料 喷射时刻，在高负荷时提前第3燃料喷射阀13的喷射时刻。因此，在低负荷时，通过延迟第3燃料喷射阀13的喷射时 刻，使成为点火源的低辛烷值燃料留在燃烧室内侧的高辛烷值 燃料气氛中，从而，从燃烧室内侧的高辛烷值燃料开始点火， 产生燃烧。在高负荷时，提前第3燃料喷射阀13的喷射时刻。其结果 是，成为点火源的低辛烷值燃料到达燃料室外侧的低辛烷值燃 料气氛中，从燃烧室外侧的低辛烷值燃料开始点火，产生燃烧。根据第2实施方式，通过向燃烧室内供给燃料，使供给到 燃料室内的不同辛烷值的燃料中的、高辛烷值燃料分布在燃烧 室中心侧(燃烧室内侧)、低辛烷值燃料分布在燃烧室周边侧(燃 烧室外侧)，尤其组合如下这样的燃烧方式、即在低负荷时从高辛烷值燃料开始燃烧、在高负荷时从低辛烷值燃料开始燃烧， 从而可获得下述效果。在低负荷时，从燃烧室内侧(高辛烷值燃料)开始燃烧。 在低负荷时，燃烧空燃比接近理论空燃比时，若从壁面附近开 始燃烧，则热损失可能变大。因此，在该情况下，优选是从燃 烧室内侧开始燃烧，之后，在燃烧室外侧进行自点火燃烧。另一方面，在高负荷时，从燃烧室外侧(低辛烷值燃料) 开始燃烧。认为若在高负荷时不能供给较多高辛烷值燃料的情 况下，在燃烧室内侧配置低辛烷值燃料来开始点火，则在低辛 烷值燃料燃烧完、到高辛烷值燃料开始点火之前，会产生由于 低辛烷值燃料自点火而引起的爆燃。在该情况下，优选是从多 个点火点使低辛烷值燃料提前燃烧来抑制自点火。在外侧配置 低辛烷值燃料，从外侧开始燃烧，从而有效地缩短火焰传播距 离，因此是有利的。因此，在不能供给较多高辛烷值燃料的情况下，以及在调 节内燃机负荷使其低负荷或者利用可变动阀机构等来将燃烧空 燃比设定为接近理论空燃比的情况下，上述方式是有利的。接着，对第2实施方式的变形方式进行说明。 在第2实施方式中，通过调整用于供给点火源燃料的第3燃 料喷射阀13的喷射时刻进行控制，使点火源燃料的分布位置不 同，从而来改变点火开始部位。在具备可以改变内燃机压缩比 的可变压缩比机构时，利用该可变压缩比机构调整压缩比，调 整用于供给点火源燃料的第3燃料喷射阀13喷射燃料时的燃烧 室内气氛压力，从而进行控制，使点火源燃料的分布位置不同， 也可以使点火开始部位可变。这是由于，根据喷射燃料时的缸 内压力，从第3燃料喷射阀13喷射的燃料的到达位置会发生变 化。作为可变压缩比机构，可以使用例如USP6， 505， 582号7〉示的才几构。具体地说，在低负荷时，通过增大压缩比，使从第3燃料喷射阀13喷射的、成为点火源的低辛烷值燃料留在燃烧室内侧的高辛烷值燃料气氛中，从而，从燃烧室内侧的高辛烷值燃料 开始点火，产生燃烧。在高负荷时，通过减小压缩比，使从第3燃料喷射阀13喷 射的、成为点火源的低辛烷值燃料到达燃烧室外侧的低辛烷值 燃料气氛中，从而，从燃烧室外侧的低辛烷值燃料开始点火， 产生燃烧。由于低负荷时压缩比的增大与输出增大有关，高负荷时压 缩比的减小与抑制爆燃有关，因此，在该意义上也是有效果的。如上所述，通过控制，使成为点火源的低辛烷值燃料的分 布位置不同，从而，能够同时控制与内燃机负荷相对应的压缩 比(控制输出、爆燃)和点火位置，因此，可以在广泛的运转 区域中进行理想燃烧。接着，对本发明的第3实施方式进行说明。图8为表示本发明第3实施方式的内燃机的构成图。与第l 实施方式所示内燃才几相同的构成标注相同附图标记。在第3实施方式中，作为点火触发装置，设置火花塞16、 17来取代第3燃料喷射阀13，在燃烧室l中心部设置火花塞16, 并在燃烧室l周边部设置一对火花塞17。根据内燃机运转条件 选择使用火花塞16、 17。用于供给高辛烷值燃料的第l燃料喷射阀11通过吸气阀3 去向燃烧室l内的中心部。用于供给低辛烷值燃料的第2燃料喷 射阀12从燃烧室中心的气缸盖下表面去向燃烧室1内的周边 部。其他构成与第l实施方式大致相同。第3实施方式中的混合气体形成如下所述进行，与第2实施方式相同，使高辛烷值燃料分布在燃烧室内侧，使低辛烷值燃 料分布在燃烧室外侧(参照图8)。首先，在吸气冲程的较晚时刻，从设置在吸气口5的第1燃 料喷射阀ll喷射高辛烷值燃料。从第l燃料喷射阀ll喷射的燃 料通过吸气阀3去向燃烧室1的中心部，流入燃烧室l内。与第l 实施方式相同，在燃烧室l内生成涡流时，燃料没有沿气缸轴 向大量混合，因此，留在燃烧室内侧。在压缩冲程后半期，从第2燃料喷射阀12向燃烧室外侧喷 射低辛烷值燃料，使该燃料分布在燃烧室外侧。如上所述，可以产生不同辛烷值的燃料分布。即，使高辛 烷值燃料分布在燃烧室内侧，使低辛烷值燃料分布在燃烧室外第3实施方式的点火(燃烧)如下所述(参照图IO)。对于上述混合气体的分布，在低负荷时通过燃烧室内侧的 火花塞16从燃烧室内侧的高辛烷值燃料开始点火，产生燃烧。在高负荷时通过燃烧室外侧的两个火花塞17从燃烧室外 侧的低辛烷值燃料开始点火，产生燃烧。根据第3实施方式，作为点火触发装置，使用分别对应点 火开始部位设置的多个火花塞16、 17,根据内燃机运转条件有 选择地使上述火花塞工作，从而，可以不受运转状态的影响而 确实控制点火时刻或点火位置。接着，对本发明的第4实施方式进行说明。图11为表示本发明第4实施方式的内燃机的构成图。与第l 实施方式所示内燃机相同的构成标注相同附图标记。在第4实施方式中，设置火焰点火装置作为点火触发装置， 来取代第3燃料喷射阀13或火花塞16、 17,该火焰点火装置具 有通过喷孔21与燃烧室(主燃烧室)l连通的预燃室22、以及对填充在预燃室22内的燃料进行点火的火花塞23，从上述喷孔21离散地向燃烧室1内喷出火炬状火焰。燃烧室1内的混合气体形成与第1实施方式相同，使高辛烷 值燃料分布在燃烧室外侧，使低辛烷值燃料分布在燃烧室内侧，或者与第2、第3实施方式相同，使高辛烷值燃料分布在燃烧室内侧，使低辛烷值燃料分布在燃烧室外侧。对于向预燃室22内供给燃料，可以在压缩冲程中将燃料室 l内的燃料压入供给到预燃室22,也可以设置直接向预燃室22 内供给燃料的燃料喷射阀。开始点火时，使用内包了火花塞23的预燃室22发出的火炬 状火焰。根据预燃室22内的点火位置、预燃室22内的混合气体浓度 等，可以控制火炬状火焰的穿透力(喷出距离)。例如，若^f吏预燃室22内的点火位置靠近喷孔21，则在预燃 室22内的压力充分增大之前喷出火炬状火焰，穿透力(喷出距 离变短)减小。与此相对，若在预燃室22上部(离开喷孔21的位置)进行 点火，则在喷出火炬状火焰之前，预燃室22内的压力充分增大， 因此，火炬状火焰的穿透力增大(喷出距离变长)。而且，图12表示改变火花塞23点火位置时的具体例子，相 对于从火花塞23顶端突出的l个中心电极24,在不同位置设置 两个侧方电极25a、25b。在该情况下，若使用 一个侧方电极25a, 在中心电极2 4顶端 一 侧进行点火，则可以减弱火炬状火焰的穿 透力，若使用另外一个侧方电极25b在中心电极24基端一侧进 行点火，则可以增强火炬状火焰的穿透力。在改变预燃室22内的混合气体浓度时，由于混合气体浓度 较大的一方的燃烧能量大，因此，穿透力增大，若混合气体浓度变小，则可以减小穿透力，因此，可以控制点火开始位置。因此，与第l实施方式相同，在使高辛烷值燃料分布在燃 烧室外侧、使低辛烷值燃料分布在燃烧室内侧时，在低负荷时， 增大火炬状火焰的穿透力，从燃烧室外侧的高辛烷值燃料开始 点火，在高负荷时，减小火炬状火焰的穿透力，从燃烧室内侧 的低辛烷值燃料开始点火。相反，与第2、第3实施方式相同，在使高辛烷值燃料分布在燃烧室内侧、使低辛烷值燃料分布在燃烧室外侧时，在低负 荷时，减小火炬状火焰的穿透力，从燃烧室内侧的高辛烷值燃 料开始点火，在高负荷时，增大火炬状火焰的穿透力，从燃烧 室外侧的低辛烷值燃料开始点火。根据第4实施方式，则使用火焰点火装置作为点火触发装 置，该火焰点火装置具有通过喷孔21与燃烧室l连通的预燃室 22、以及对填充在预燃室22内的燃料进行点火的火花塞23,从 上述喷孔21向燃烧室1内离散喷出火炬状火焰，通过调整上述 火炬状火焰的穿透力来进行控制，使点火开始位置不同，从而， 可以大幅度扩大稀混合气体燃烧界限，可提高部分负荷燃烧的 热效率，并可以使低辛烷值燃料在高负荷时急速燃烧。另外，第1 第4实施方式的混合气体形成方法以及点火方 法可以适当组合进行实施，才艮据图13以及图14的流程图说明组 合的控制例子。对于图13的流程图所示的控制例子，在S11中，如第l实施 方式所示，在燃烧室内形成外侧为高辛烷值燃料、内侧为低辛 烷值燃料的混合气体，在该情况下，依照S12中的低负荷/高负 荷的判断结果，进入S13或者S14。S12中判断为低负荷时，进入S13,按照下述(1)~(3) 中任意 一 项，在燃烧室外侧对高辛烷值燃料进行点火。(1 )散弹枪IT提前角—与第1、第2实施方式相同，使用用于供给点火源燃料的第3燃料喷射阀(散弹枪)13,提前其 喷射时刻(IT),从而，在燃烧室外侧进行点火。(2) 使用外侧火花塞—与第3实施方式相同，使用外侧火 花塞17，在燃烧室外侧进行点火。(3) 增大火炬火焰穿透力—与第4实施方式相同，使用通 过预燃室22以及火花塞23产生的火炬状火焰，使其穿透力增 大，从而在燃烧室外侧进行点火。S12中判断为高负荷时，进入S14，按照下述(l) ~ (3) 中任意 一 项，在燃烧室内侧对低辛烷值燃料进行点火。(1) 散弹枪IT延迟角与第l、第2实施方式相同，使用 用于供给点火源燃料的第3燃料喷射阀(散弹枪)13,使其喷 射时刻(IT)滞后，从而，在燃烧室内侧进行点火。(2) 使用内侧火花塞与第3实施方式相同，使用内侧火 花塞16，在燃烧室内侧进行点火。(3) 降低火炬火焰穿透力与第4实施方式相同，使用通 过预燃室22以及火花塞23产生的火炬状火焰，使其穿透力降 低，从而，在燃烧室内侧进行点火。另外，使用用于供给点火源燃料的第3燃料喷射阀(散弹 枪)13,并与可变压缩比机构组合来控制点火源燃料的到达位 置，这在理论上也是可行的，但在该情况下，在低负荷时减小 压缩比，在高负荷时增大压缩比，从抑制爆燃等方面来看是不 现实的。对于图14的流程图所示的控制例子，在S21中，如第2、第 3实施方式所示，在燃烧室内形成内侧为高辛烷值燃料、外侧 为低辛烷值燃料的混合气体，在该情况下，依照S22中的低负 荷/高负荷的判断结果，进入S23或者S24。S22中判断为低负荷时，进入S23，按照下述(l) ~ (4)中任意一项，在燃烧室内侧对高辛烷值燃料进行点火。(1) 散弹枪IT延迟角与第l、第2实施方式相同，使用 用于供给点火源燃料的第3燃料喷射阀(散弹枪)13,使其喷 射时刻(IT)滞后，从而，在燃烧室内侧进行点火。(2) 减小散弹枪压缩比与第l、第2实施方式相同，使 用用于供给点火源燃料的第3燃料喷射阀(散弹枪)13，并使 用可变压缩比机构，使压缩比增大，从而，在燃烧室内侧进行 点火。(3) 使用内侧火花塞与第3实施方式相同，使用内侧火 花塞16,在燃烧室内侧进行点火。(4) 降低火炬火焰穿透力与第4实施方式相同，使用通 过预燃室2 2以及火花塞2 3产生的火炬状火焰，使其穿透力减 小，从而在燃烧室内侧进行点火。S22中判断为高负荷时，进入S24,按照下述(l) ~ (4) 中任意 一 项，在燃烧室外侧对低辛烷值燃料进行点火。(1) 散弹枪IT提前角与第l、第2实施方式相同，使用 用于供给点火源燃料的第3燃料喷射阀(散弹枪)13,使其喷 射时刻(IT)提前，从而，在燃烧室外侧进行点火。(2) 增大散弹枪压缩比与第l、第2实施方式相同，使 用用于供给点火源燃料的第3燃料喷射阀(散弹枪)13,并使 用可变压缩比机构，使压缩比减小，从而，在燃烧室外侧进行 点火。(3) 使用外侧火花塞与第3实施方式相同，使用外侧火 花塞17,在燃烧室外侧进行点火。(4) 增大火炬火焰穿透力与第4实施方式相同，使用通 过预燃室2 2以及火花塞2 3产生的火炬状火焰，使其穿透力增大，从而在燃烧室外侧进行点火。而且，上述不同辛烷值的燃料的混合气体分布控制包含以 下内容。在使低辛烷值燃料和高辛烷值燃料分布在燃烧室内侧、外侧时，未必意味着沿同心圆状的径向成层，如图15(a)所示，也可以为发动才几吸气-排气方向、或者前-后方向的一维配置。或者，如图15 (b)或者图15 (c)所示，每种混合气体浓 度分布包含从均匀到不均匀的分布。另外，根据运转条件而使低辛烷值燃料和高辛烷值燃料分 布在燃烧室内侧、外侧的控制还适用于下述情况，即，在低负 荷区域或者高负荷区域、或者处于中间负荷的区域，在将低辛 烷值燃料和高辛烷值燃料混合的所谓均匀混合状态中进行运转 的情况。换句话说，只要是如下内燃机即可，即，在至少一部 分运转条件下，向燃烧室内供给不同辛烷值的多种燃料，使上 述燃料分布在燃烧室内的不同部位来进行燃烧。
权利要求
1.一种内燃机的燃烧控制装置，其特征在于，包括第1燃料喷射装置，向燃料室内的规定区域供给第1燃料；第2燃料喷射装置，喷射辛烷值高于第1燃料辛烷值的第2燃料，使该第2燃料分布在燃烧室内与第1燃料不同的区域；点火触发装置，使第1燃料和第2燃料中的一燃料开始点火；运转条件检测装置，检测发动机运转条件；控制装置，对点火触发装置输出点火指令，该控制装置被构成为根据运转条件确定开始第1燃料的点火还是开始第2燃料的点火。
2. 如权利要求l所述的内燃机的燃烧控制装置，其特征在 于，切换控制上述点火触发装置的点火开始部位，使得在低负 荷时，该点火开始部位为第2燃料分布的部位，在高负荷时， 该点火开始部位为第l燃料分布的部位。
3. 如权利要求1或者2所述的内燃机的燃烧控制装置，其 特征在于，以使第2燃料分布在燃烧室周边侧、第l燃料分布在 燃烧室中心侧的方式向燃烧室内供给燃料。
4. 如权利要求1或者2所述的内燃机的燃烧控制装置，其 特征在于，以使第2燃料分布在燃烧室中心侧、第l燃料分布在 燃烧室周边侧的方式向燃烧室内供给燃料。
5. 如权利要求1 4中任意一项所述的内燃机的燃烧控制装 置，其特征在于，上述点火触发装置为从燃烧室中心侧向燃烧 室内离散地喷射点火源燃料的燃料喷射阀，该点火源燃料的辛 烷值与第l燃料的辛烷值相同或者比该第l燃料的辛烷值低，通过调整上述燃料喷射阀的喷射时刻来进行控制，以使,存、 火源燃料的分布位置不同。
6. 如权利要求1 4中任意一项所述的内燃机的燃烧控制装置，其特征在于，上述点火触发装置为从燃烧室中心侧向燃烧 室内离散地喷射点火源燃料的燃料喷射阀，该点火源燃料的辛 烷值与第1燃料的辛烷值相同或者比该第1燃料的辛烷值低，上述内燃机的燃烧控制装置具备可以改变内燃机压缩比的 可变压缩比机构，通过该可变压缩比机构调整压缩比，来调整 上述燃料喷射阀喷射燃料时的燃烧室内气氛压力，从而进行控 制，以使点火源燃料的分布位置不同。
7. 如权利要求1 4中任意一项所述的内燃机的燃烧控制装 置，其特征在于，上述点火触发装置为分别对应所切换的点火 开始部位而设置的多个火花塞，根据内燃机运转条件有选择地 使用该点火触发装置。
8. 如权利要求1 4中任意一项所述的内燃机的燃烧控制装 置，其特征在于，上述点火触发装置具有通过喷孔与燃烧室连 通的预燃室、以及对填充在预燃室内的燃料进行点火的火花塞， 从上述喷孔向燃烧室内离散地喷出火炬状火焰，调整上述火炬状火焰的穿透力来进行控制，以使点火开始 位置不同。
9. 一种内燃机的燃烧控制方法，其特征在于， 使第l燃料分布在燃烧室内的规定区域，使辛烷值高于第1燃料辛烷值的第2燃料分布在燃烧室内 的、与第l燃料不同的区域， 检测发动机的运转条件，根据发动机的运转条件，确定使第l燃料开始点火还是使 第2燃料开始点火，对确定的燃料进行点火。
全文摘要
本发明提供一种使用不同辛烷值的多种燃料，根据运转条件而进行最佳燃烧的内燃机的燃烧控制装置。从燃烧喷射阀(11)供给高辛烷值燃料，从燃烧喷射阀(12)供给低辛烷值燃料，使高辛烷值燃料和低辛烷值燃料分布在燃烧室(1)内的不同部位(中心侧和周边侧)。在压缩上止点附近，从燃料喷射阀(13)向燃烧室(1)内离散地喷射点火源燃料(低辛烷值燃料)，根据运转条件使喷射时刻不同，从而，控制点火开始位置。在低负荷时对高辛烷值燃料进行点火，在高负荷时对低辛烷值燃料进行点火。
文档编号F02D19/08GK101275491SQ20081008482
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者新城崇, 芦田耕一, 角方章彦 申请人:日产自动车株式会社