专利名称：内燃机的燃烧控制装置和燃烧控制方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的燃烧控制装置和燃烧控制方法。
背景技术：
由日本专利局于2004年公布的JP2004-197660A公开了一种均 质充量压燃(后面简称为HCCI)式内燃机，该内燃机包括第一燃料 喷射器和第二燃料喷射器。第一燃料喷射器向进气口喷射具有高辛 垸值和低自燃性的燃料。喷射的低自燃性燃料和进气一起被吸入气 缸内，以形成低自燃性的预混合气体。在压縮冲程中，第二燃料喷 射器向气缸内径向喷射具有低辛烷值和髙自燃性的燃料。喷射的高 自燃性燃料在整个气缸内部以雾化质量的形式呈点状分布，并通过 压縮热而自燃。产生的自燃火焰从气缸内的多个位置传播，以便使 低自燃性燃料发生燃烧。结果，加快了燃烧速度，并且在发生爆震 之前完成燃烧。
发明内容
顺便提及，JP2004-197660A假设喷射到进气口内的燃料的自燃 性和喷射到气缸内的燃料的自燃性是恒定的。因此，当喷射到进气 口内的燃料的自燃性和喷射到气缸内的燃料的自燃性发生变化时， 不能适当地控制发动机的燃烧条件。
因此，本发明的目的是通过检测喷射到进气口内的燃料的自 燃性、喷射到气缸内的燃料的自燃性、和压縮冲程上止点附近的气 缸内部压力这三个条件中的一个条件，并根据最终的检测值控制其 余两个条件，从而与发动机的操作条件无关地适当控制发动机的燃 烧条件。
为实现上述目的，本发明提供了一种内燃机的燃烧控制装置，
在压縮行程期间(在压縮行程中，含有燃料和空气的预混合气体在 被吸入气缸后在气缸内受到压縮)，所述内燃机向气缸内喷射自燃 性比预混合气体更高的燃料，并利用喷射的燃料作为点火源来点燃 预混合气体。该燃烧控制装置包括可编程的控制器，所述控制器被 编程为检测形成预混合气体的燃料的自燃性、作为点火源的燃料的 自燃性、和压縮冲程上止点附近的气缸内部压力这三个条件中的任 一个条件，并根据最终的检测值调整其余两个条件。
本发明还提供了一种内燃机的燃烧控制方法，在压縮行程期间 (在压縮行程中，含有燃料和空气的预混合气体在被吸入气缸后在 气缸内受到压縮)，所述内燃机向气缸内喷射自燃性比预混合气体 更高的燃料，并利用喷射的燃料作为点火源来点燃预混合气体。该 方法包括检测形成预混合气体的燃料的自燃性、作为点火源的燃料 的自燃性、和气缸内部压力这三个条件中的任一个条件，并根据最 终的检测值调整其余两个条件。
在附图和后面的描述中给出了本发明的细节以及其它特征和优点。
图1是示出根据本发明的内燃机燃烧控制装置的构造的示意图。 图2是示出执行主燃烧的燃料和作为点火源的燃料的放热的曲 线图。
图3是示出应用本发明的VCR发动机的构造的示意性纵向剖视图。
图4A-4B是示出VCR发动机的操作的示意性纵向剖视图。 图5A-5C是示出改变VCR发动机的机械压縮比之后的连接件姿 态的示意图。
图6是示出应用本发明的燃料喷射系统的构造的示意图。 图7是示出喷射到进气口内的主燃烧燃料的自燃性、喷射到气 缸内的点火源燃料的自燃性、和机械压縮比之间的关系的实例的示意图。 图8是示出由根据本发明的控制器执行的程序的流程图，所述 程序用于检测主燃烧燃料的自燃性，并根据最终的检测值设置机械 压缩比和点火源燃料的自燃性。
图9是示出通过利用控制器执行图8的程序所进行的过程的示
意图，所述过程基于主燃烧燃料的自燃性确定点火源燃料的自燃性 和机械压縮比。
图10A-IOD是示出由控制器存储的、用于设置点火源燃料的喷 射定时、喷射量、喷射压力和喷射频率的图的实例的示意图。
图11是示出由控制器执行的程序的流程图，所述程序用于检测 点火源燃料的自燃性，并根据最终的检测值设置机械压縮比和主燃 烧燃料的自燃性。
图12是示出通过利用控制器执行图11的程序所进行的过程的 示意图，所述过程基于点火源燃料的自燃性确定主燃烧燃料的自燃 性和机械压縮比。
图13是示出由控制器执行的程序的流程图，所述程序用于检测 点火源燃料的自燃性，根据最终的检测值设置机械压缩比和主燃烧 燃料的自燃性，并随后重新设置机械压縮比。
图14是示出通过利用控制器执行图13的程序所进行的过程的 示意图，所述过程基于点火源燃料的自燃性确定主燃烧燃料的自燃 性和机械压縮比。
图15是示出由控制器执行的程序的流程图，所述程序用于检测 机械压縮比，并根据最终检测值设置主燃烧燃料的自燃性和点火源 燃料的自燃性。
图16是示出通过利用控制器执行图15的程序所进行的过程的 示意图，所述过程基于机械压縮比确定点火源燃料的自燃性和主燃 烧燃料的自燃性。
图17是示出由控制器执行的程序的流程图，所述程序用于检测 机械压縮比，根据最终的检测值设置主燃烧燃料的自燃性和点火源 燃料的自燃性，并随后设置机械压縮比。
图18是示出通过利用控制器执行图17的程序所进行的过程的
示意图，所述过程基于机械压縮比确定点火源燃料的自燃性和主燃 烧燃料的自燃性。
具体实施例方式
参考附图中的图1，车辆的内燃机10包括第一喷射器41和第二 喷射器42。
第一喷射器41设置在进气口 61内。第一喷射器41向进气口内
喷射燃料。该燃料在气缸内执行主燃烧。该燃料是具有高辛垸值和 低自燃性的燃料，例如汽油。
第二喷射器42设置为从气缸盖的中心面对气缸31a。第二喷射 器42在压縮冲程中喷射燃料。第二喷射器42是多喷射孔喷嘴。第 二喷射器喷射燃料，使得燃料在气缸内分散到多个位置。该燃料作 为气缸内的点火源燃料。该燃料是具有低辛垸值和高自燃性的燃料， 例如轻油。
在排气冲程和进气冲程中，由第一喷射器41喷射的主燃烧燃料 在进气口 61内与空气混合。然后主燃烧燃料被吸入气缸31a内。因 此，主燃烧燃料形成稀薄的预混合气体。
在压縮行程中，第二喷射器42喷射点火源燃料(作为点火源的 燃料)。点火源燃料以相对较少的量进行喷射。点火源燃料以多个 雾化质量的形式分散在整个预混合气体中。点火源燃料具有低辛烷 值和高自燃性。因此，当活塞32接近上止点时，点火源燃料自燃。 分散在整个气缸31a内的点火源燃料在多个位置点火。然后，火焰 从点火源燃料传播，导致预混合气体开始燃烧。图2示出了此时的 放热。在压縮冲程期间，从第二喷射器42喷射出来的点火源燃料刚 好在上止点之前点火，从而放热。火焰从点火源燃料传播，导致主 燃烧燃料的预混合气体开始燃烧。
内燃机IO是VCR发动机，其具有多连接件机构，该多连接件机 构利用两个连接件将活塞与曲轴连接。
在具有固定压縮比的内燃机中(后面称为普通内燃机)，活塞 和曲轴由单个连接件(即连杆)连接。在普通发动机中，上止点的
位置是固定的。普通发动机的机械压縮比不发生变化。
但是，在VCR发动机中，活塞的上止点的位置可以改变。当活 塞的上止点的位置降低时，活塞顶表面与气缸顶面之间的距离变大， 导致机械压縮比减小。当活塞的上止点的位置升高时，活塞顶表面 与气缸顶面之间的距离减小，导致机械压縮比增大。
当机械压缩比变化时，压縮行程的上止点附近的气缸内部压力 发生变化，并且压縮行程的上止点附近的气缸内部温度同样也发生 变化。在机械压缩比与气缸内部压力之间存在相关性。在气缸内部 压力与气缸内部温度之间也存在相关性。因此，在机械压縮比与气 缸内部温度之间也存在相关性。燃料是否自燃受到压縮行程的上止
点附近的气缸内部温度的影响。因此，在VCR发动机中，优选的是
根据机械压縮比改变燃料的自燃性。然而，本发明也可以应用于普 通发动机。在普通发动机的情况下，优选的是，基于气缸内部压力 传感器的检测压力估计压縮行程的上止点附近的气缸内部温度。也 可基于进气温度来估计压縮行程的上止点附近的气缸内部温度。
下面参考图3描述VCR发动机。图3是从曲轴的轴向观看到的 视图。内燃机领域的技术人员通常使用按重力方向区分的术语上止 点/下止点。在水平对置的发动机或类似发动机中，上止点和下止点 并非总是分别表示重力方向上的上侧和下侧。此外，如果发动机翻 转过来，那么上止点和下止点将分别表示重力方向上的下侧和上侧。 但是，在本文中，根据通常的使用情况，假定上止点侧和下止点侧 分别表示上侧和下侧。
在VCR发动机10中，活塞32通过上连接件11和下连接件12 与曲轴33相连。VCR发动机10能够通过移动控制连接件13的摆动 中心来改变机械压縮比。
活塞32在受到燃烧压力作用后，在气缸体31的气缸31a的内 部往复运动。
上连接件11的上端通过活塞销21与活塞32相连。上连接件11 的下端通过上连接销22与下连接件12的一端相连。
下连接件12的另一端通过连接销23与控制连接件13相连。曲
轴33的曲轴销33b插入到连接孔内，该连接孔基本处于下连接件12 的中心位置。
曲轴33包括多个曲轴轴颈33a和曲轴销33b。曲轴轴颈33a由 气缸体31和阶梯形框架34支撑，以便自由旋转。曲轴销33b相对 于曲轴轴颈33a偏离预定量。下连接件12连接在曲轴销33b上，以 便自由旋转。
控制连接件13的一个端部通过连接销23连接在下连接件12上。 控制连接件13的另一端通过连接销24连接在控制轴25上。控制连 接件13围绕连接销24摆动。连接销24设置在控制轴25的外周附 近。
在控制轴25的外周上形成有齿轮。该齿轮与设置在致动器51 的旋转轴52上的蜗轮53啮合。当致动器51的旋转轴52旋转时， 通过蜗轮53使控制轴25旋转。然后，连接销24沿着控制轴25的 圆周方向移动。
当受到燃烧压力后，活塞32在气缸体31的气缸31a内向下移 动。结果，曲轴33旋转。如图4A所示，在下止点，配重处于基本 上最高的位置，并且曲轴销33b处于基本上最低的位置。如图4B所 示，在上止点，配重处于基本上最低的位置，曲轴销33b处于基本 上最高的位置。
下面参考图5A-5C描述改变VCR发动机的机械压缩比的方法。
可通过旋转控制轴25以改变连接销24的位置来改变VCR发动 机的机械压縮比。
如图5A和5C所示，当连接销24设置在位置A时，上止点变得 更高，由此机械压縮比变成高压縮比。
另一方面，如图5B和5C所示，当连接销24设置在位置B时， 控制连接件13被向上推，使得连接销23的位置升高。结果，下连 接件12围绕曲轴销33b逆时针旋转，使得连接销22降低，从而上 止点变得更低。因此，机械压縮比变成低压縮比。
下面参考图6描述燃料喷射系统。
燃料喷射系统100是用于从第一喷射器41和第二喷射器42喷
射燃料的系统，其中所述燃料从外部供给并存储在燃料箱40内。
燃料喷射系统100包括第一燃料泵111、第一燃料重整器112、 主燃烧燃料箱113、辛垸值改良剂添加装置115、第一燃料喷射器41、 第二燃料泵121、第二燃料重整器122、点火源燃料箱123、十六烷 值改良剂添加装置125和第二燃料喷射器42。
第一燃料泵111向第一燃料重整器112供给燃料，所述燃料从 外部供给并存储在燃料箱40内。
第一燃料重整器112利用发动机的废气热量通过重整催化剂来 重整燃料，从而提高燃料的辛垸值，使得燃料的自燃性降低。该低 自燃性燃料作为主燃烧燃料。
主燃烧燃料箱113存储由第一燃料重整器112重整的低自燃性 燃料。主燃烧燃料箱113向第一燃料喷射器41供给燃料。通过燃料 性质传感器114来检测主燃烧燃料箱113的辛烷值或者自燃性。
辛烷值改良剂添加装置115向供给到第一燃料喷射器41的燃料 添加辛垸值改良剂。
第一燃料喷射器41喷射辛烷值被调整后的燃料。
第二燃料泵121、第二燃料重整器122、点火源燃料箱123、十 六烷值改良剂添加装置125和第二燃料喷射器42与它们的对应部件 基本相同。具体地说，第二燃料泵121向第二燃料重整器122供给 燃料，所述燃料从外部供给并存储在燃料箱40内。第二燃料重整器 122重整燃料以降低燃料的辛烷值，使得燃料的自燃性提高。该高自 燃性燃料作为点火源燃料。点火源燃料箱123存储由第二燃料重整 器122重整的高自燃性燃料。点火源燃料箱123向第二燃料喷射器 42供给燃料。通过燃料性质传感器124检测点火源燃料箱123的辛 烷值或者自燃性。十六垸值改良剂添加装置125向供给到第二燃料 喷射器42的燃料添加十六烷值改良剂。第二燃料喷射器42喷射十 六烷值被调整后的燃料。
控制器70接收来自燃料性质传感器114和燃料性质传感器124
的输入信号。
基于输入信号，控制器70通过控制例如供给到第一燃料喷射器
112的燃料量和空气量、以及催化剂温度等条件来调整重整度。控制 器70还通过控制辛垸值改良剂添加装置115来调整燃料的辛垸值或 者自燃性。类似地，基于输入信号，控制器70通过控制例如供给到
第二燃料重整器122的燃料量和空气量、以及催化剂温度等条件来 调整重整度。控制器70还通过控制十六烷值改良剂添加装置125来 调整燃料的十六烷值或者自燃性。
控制器70控制第一燃料喷射器41和第二燃料喷射器42的喷射 定时和喷射量。
控制器70根据操作条件确定机械压縮比，并通过控制致动器51 来使控制轴25旋转，以便获得所确定的机械压縮比。
控制器70包括微型计算机，该微型计算机设置有中央处理单元 (CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和输入/输 出接口 (1/0接口)。控制器可包括多个微型计算机。
本发明人研制了 VCR发动机，该VCR发动机具有多连接件机构， 其中通过两个连接件将活塞和曲轴连接起来。当机械压缩比变化时， 压縮冲程上止点附近的气缸内部压力也发生变化，压縮冲程上止点 附近的气缸内部温度同样发生变化。在机械压縮比与气缸内部压力 之间存在相关性。在气缸内部压力与气缸内部温度之间也存在相关 性。因此，在机械压縮比与气缸内部温度之间也存在相关性。燃料 是否自燃受到压縮行程的上止点附近的气缸内部温度的影响。因此， 特别是在具有多连接件机构的HCCI内燃机中，优选的是根据机械压
縮比改变燃料的自燃性。
图7示出了喷射到进气口内的主燃烧燃料的爆震极限、喷射到 气缸内的点火源燃料的自燃极限、和机械压縮比之间的关系的实例。
当机械压縮比变化时，点火源燃料的自燃极限和主燃烧燃料的 爆震极限也变化。点火源燃料的自燃极限随着机械压縮比的升高而 降低。主燃烧燃料的爆震极限随着机械压縮比的升高而降低。
调整点火源燃料的自燃性以使其大于图7所示的自燃极限。然 后，在压縮行程中，将调整后的燃料喷射到气缸内，使得调整后的 燃料自燃。
调整主燃烧燃料的自燃性以使其低于图7所示的爆震极限。然 后，将调整后的燃料喷射到进气口内，使得调整后的燃料不产生爆 震。
利用这种特性，本发明人设计如了如下构思，即检测喷射到 进气口内的主燃烧燃料的自燃性、喷射到气缸内的点火源燃料的自 燃性、和机械压縮比这三个条件中的一个条件，并根据最终的检测 值控制其余两个条件。
下面将描述实现该技术构思的具体结构。
首先，参考图8描述检测主燃烧燃料的自燃性、并根据最终检 测结果设置机械压縮比和点火源燃料的自燃性的方法。
通过执行图中所示的程序，控制器70基于主燃烧燃料的自燃性 设置机械压縮比和点火源燃料的自燃性。在下面的描述中，机械压 縮比代表当点火源燃料在压縮冲程上止点附近点火时的气缸内部压 力。当发动机10工作时，以例如IO毫秒的固定间隔重复执行该程序。
在步骤Sll，控制器70基于来自燃料性质传感器114的信号检 测主燃烧燃料的辛烷值或者自燃性。但是，应该注意到，如果使用 下面的方法，则无需使用燃料性质传感器114就可检测主燃烧燃料 的自燃性。首先，在怠速运行期间，辛垸值改良剂添加装置115向 第一燃料喷射器41喷射的燃料添加辛烷值改良剂。然后通过爆震传 感器71检测爆震水平。可从辛垸值改良剂添加量与爆震之间的关系 来检测主燃烧燃料的自燃性。
在步骤S12，控制器70设置机械压縮比，使得在检测的主燃烧
燃料的自燃性的情况下，主燃烧燃料不会引起爆震。更具体地说， 如图9所示，控制器70设置机械压縮比，使得检测的主燃烧燃料的 自燃性构成主燃烧爆震极限。然后，控制器70通过控制致动器51 来获得机械压縮比。
在步骤S13，控制器70设置点火源燃料的自燃性，使得点火源 燃料在设置的机械压縮比自燃。更具体地说，如图9所示，控制器 70设置点火源燃料的自燃性，使得当达到设置的机械压縮比时，点 火源燃料的自燃性等于或大于自燃极限。控制器70通过控制第二燃
料重整器122和十六垸值改良剂添加装置125来实现该自燃性。
在步骤S14，控制器70设置点火源燃料的喷射定时、喷射量、 喷射压力和喷射频率。
更具体地说，通过将机械压縮比和点火源燃料的自燃性应用于 具有图IOA所示特性的图来设置点火源燃料的喷射定时，所述图根 据试验预先确定并存储在ROM中。当机械压縮比增加并且点火源燃 料的自燃性提高时，将点火源燃料的喷射定时设置成更靠近延迟侧。
此外，通过将机械压縮比和点火源燃料的自燃性应用于具有图 IOB所示特性的图来设置点火源燃料的喷射量，所述图根据试验预先 确定并存储在ROM中。当机械压縮比增加并且点火源燃料的自燃性 提高时，将点火源燃料的喷射量设置成更靠近少量侧。
此外，通过将机械压縮比和点火源燃料的自燃性应用于具有图 IOC所示特性的图来设置点火源燃料的喷射压力，所述图根据试验预 先确定并存储在ROM中。当机械压縮比增加并且点火源燃料的自燃 性提高时，将点火源燃料的喷射压力设置成更靠近低压力侧。
此外，通过将机械压縮比和点火源燃料的自燃性应用于具有图 IOD所示特性的图来设置点火源燃料的喷射频率，所述图根据试验预 先确定并存储在ROM中。当机械压縮比高并且点火源燃料的自燃性 高时，将点火源燃料的喷射频率设置成单喷射(一次喷射)。当机 械压縮比低并且点火源燃料的自燃性低时，将点火源燃料的喷射频 率设置成多喷射(两次或更多次喷射)。
在本实施例中，检测主燃烧燃料的自燃性。然后，设置机械压 縮比，使得在检测的主燃烧燃料的自燃性的情况下，主燃烧燃料不 会引起爆震。然后，设置点火源燃料的自燃性，使得点火源燃料在 设置的机械压縮比自燃。最后，设置点火源燃料的喷射定时、喷射 量、喷射压力和喷射频率。
通过这样做，可根据主燃烧燃料的自燃性设置最佳的机械压縮 比，并可可靠地实现压燃。因此，可以与发动机操作条件无关地适 当控制发动机的燃烧条件。
其次，参考图11描述检测点火源燃料的自燃性、并根据最终的 检测值设置机械压縮比和主燃烧燃料的自燃性的方法。
通过执行图中所示的程序，控制器70基于点火源燃料的自燃性 设置机械压縮比和主燃烧燃料的自燃性。当发动机运行时，以例如 10毫秒的固定间隔重复执行该程序。
在步骤S21，控制器70基于来自燃料性质传感器124的信号检
测点火源燃料的辛烷值或者自燃性。但是，应该注意到，如果使用
下面的方法，则无需使用燃料性质传感器124就可以检测点火源燃 料的自燃性。首先，在怠速运行期间，十六垸值改良剂添加装置125 向第二燃料喷射器42喷射的燃料添加十六垸值改良剂。然后，通过 爆震传感器71检测爆震水平。可从十六烷值改良剂添加量与爆震之 间的关系来检测点火源燃料的自燃性。
在步骤S22，控制器70设置机械压縮比，使得在检测的点火源 燃料的自燃性的情况下，点火源燃料自燃。更具体地说，如图12所 示，控制器70设置机械压縮比，使得点火源燃料的自燃性构成自燃 极限。然后，控制器70通过控制致动器51来实现该机械压縮比。
在步骤S23，控制器设置主燃烧燃料的自燃性或者辛烷值，使得 在设置的机械压縮比，主燃烧燃料不会自燃并且不会发生爆震。更 具体地说，如图12所示，控制器70将主燃烧燃料的自燃性设置在 自燃极限或爆震极限，在自燃极限的情况下，主燃烧燃料不会在设 置的机械压縮比自燃。控制器70通过控制第一燃料重整器112和辛 垸值改良剂添加装置115来实现该自燃性。
在步骤S24，控制器70按照与第一实施例的步骤S14类似的方 式设置点火源燃料的喷射定时、喷射量、喷射压力和喷射频率。
在本实施例中，检测点火源燃料的自燃性。然后，设置机械压 縮比，使得在检测的点火源燃料的自燃性的情况下，点火源燃料可 靠地自燃。然后，设置主燃烧燃料的自燃性，使得在设置的机械压 縮比的情况下，在主燃烧期间不会发生爆震。
通过这样做，可以根据点火源燃料的自燃性设置最佳的机械压 縮比，并且能可靠地防止在主燃烧期间发生爆震。因此，可以与发
动机的运行条件无关地适当控制发动机的燃烧条件。
应该注意，如图13和图14的步骤S25所示，当主燃烧燃料的 自燃性可设置为低于主燃烧爆震极限时，优选的是，将机械压縮比 升高到一个极限，在该极限，主燃烧燃料在主燃烧燃料的自燃性的 情况下不会引起爆震。通过这样做，可改善发动机输出。
第三，参考图15描述检测机械压縮比、并根据最终的检测值设
置主燃烧燃料的自燃性和点火源燃料的自燃性的方法。
通过执行图中所示的程序，控制器70基于机械压缩比设置主燃
烧燃料的自燃性和点火源燃料的自燃性。当发动机io运行时，以例 如io毫秒的固定间隔重复执行该程序。
在步骤S31，控制器70检测VCR发动机的机械压縮比。更具体 地说，控制器70可基于发送给致动器51的指令信号检测机械压縮 比。作为另外一种选择，可以提供检测VCR发动机的活动部分的位 置的传感器，并可基于该传感器的传感器信号检测机械压縮比。
在步骤S32，控制器70设置点火源燃料的自燃性，使得在检测 的机械压縮比的情况下，点火源燃料自燃。更具体地说，如图16所 示，控制器70设置点火源燃料的自燃性，使得在检测的机械压縮比 的情况下，点火源燃料的自燃性达到或超过自燃极限。
在步骤S33，控制器70设置主燃烧燃料的自燃性或辛垸值，使 得在检测的机械压縮比的情况下，主燃烧燃料不发生自燃。更具体 地说，如图16所示，控制器70将主燃烧燃料的自燃性设置在自燃 极限或者爆震极限，在自燃极限，主燃烧燃料不会在检测的机械压 縮比自燃。
在步骤S34，控制器70按照与第一实施例的步骤S14类似的方 式设置点火源燃料的喷射定时、喷射量、喷射压力和喷射频率。
在本实施例中，检测VCR发动机的机械压縮比。然后，设置主 燃烧燃料的自燃性或辛烷值，使得在检测的机械压縮比的情况下， 主燃烧燃料不会自燃并且不会发生爆震。然后，设置点火源燃料的 自燃性，使得在检测的机械压縮比的情况下，点火源燃料自燃。
通过这样做，可以根据VCR发动机的机械压縮比可靠地防止在
主燃烧期间发生爆震。此外，可以可靠地实现压燃。因此，可以与 发动机的运行条件无关地适当控制发动机的燃烧条件。
应该注意，如图17和图18所示，当主燃烧燃料的自燃性可设 置为低于主燃烧爆震极限时，优选的是，将机械压縮比升高到一个 极限，在该极限，主燃烧燃料在主燃烧燃料的自燃性的情况下不会 引起爆震。通过这样做，可改善发动机输出。
2007年8月3日在日本提交的Tokugan 2007-203342的内容通 过引用的方式并入本文。
尽管上面通过参考本发明的某些实施例描述了本发明，但是， 本发明不限于上述实施例。在权利要求书的范围内，本领域的技术 人员可对上述实施例做出多种改变和变型。
例如，控制器可包括多个微型计算机。
在上述实施例中，提供了从外部向其供给燃料的单个燃料箱40， 但是也可以提供两个燃料箱，即向其供给主燃烧燃料的主燃烧燃料 箱和向其供给点火源燃料的点火源燃料箱。此外，第一燃料重整器 112可重整主燃烧燃料箱内的燃料，第二燃料重整器122可重整点火 源燃料箱内的燃料。通过这样作，可以获得具有更合适的辛烷值的 燃料。
此外，可通过另外考虑进气温度来在上述实施例中执行更复杂 的控制。在上述实施例中，描述了根据机械压縮比调整压縮行程上 止点附近的气缸内部压力的情况，但是，也可通过利用增压器调整 增压压力来调整压縮行程上止点附近的气缸内部压力。还可通过利 用加热器调整气缸内部温度来调整气缸内部压力。这些方法既可以 应用于普通内燃机，也可以应用于VCR内燃机。
在上述每个实施例中，利用传感器检测控制所需的参数，但是， 本发明还可应用于这样的燃烧控制装置，g卩所述燃烧控制装置可 利用本发明所要求的参数实现本发明所要求的控制，而与参数的获 得方式无关。
本发明的范围仅由后面的权利要求书限定。
权利要求
1.一种内燃机的燃烧控制装置，在压缩行程中，含有燃料和空气的预混合气体在被吸入气缸后在气缸内被压缩，所述内燃机在压缩行程期间向气缸内喷射自燃性比形成预混合气体的燃料的自燃性高的燃料，并利用喷射的燃料作为点火源来点燃预混合气体，所述燃烧控制装置包括可编程的控制器(70)，所述控制器(70)被编程为检测形成预混合气体的燃料的自燃性、作为点火源的燃料的自燃性、和气缸内部压力这三个条件中的任一个条件；并且根据最终的检测值设置其余两个条件。
2. 根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其中， 所述气缸内部压力是当作为点火源的燃料在压縮行程上止点附近点火时的值，并且由内燃机的机械压縮比表示。
3. 根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其中， 所述气缸内部压力是当作为点火源的燃料在压縮行程上止点附近点火时的值，并且由气缸内部温度表示。
4. 根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其中， 所述控制器(70)还被编程为设置形成预混合气体的燃料的自燃性、作为点火源的燃料的自燃性和气缸内部压力，使得当气缸内部 压力接近气缸内的气体变得更可能点火的状态时，形成预混合气体的 燃料的自燃性和作为点火源的燃料的自燃性降低。
5.根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其中， 所述控制器(70)还被编程为检测形成预混合气体的燃料的自燃性(S11);并且 根据最终的检测值设置作为点火源的燃料的自燃性和气缸内部 压力(S12, S13)。
6. 根据权利要求5所述的燃烧控制装置，其中， 所述控制器(70)还被编程为检测形成预混合气体的燃料的自燃性(S11);并且 设置气缸内部压力，使得检测的自燃性达到爆震极限(S12)。
7. 根据权利要求6所述的燃烧控制装置，其中，所述控制器(70)还被编程为设置作为点火源的燃料的自燃性，使得作为点火源的燃料在设置的气缸内部压力自燃(S13)。
8. 根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其中，所述控制器(70)还被编程为检测作为点火源的燃料的自燃性(S21);并且根据最终的检测值设置形成预混合气体的燃料的自燃性和气缸内部压力(S22， S23)。
9. 根据权利要求8所述的燃烧控制装置，其中， 所述控制器(70)还被编程为 检测作为点火源的燃料的自燃性(S21);设置气缸内部压力，使得检测的自燃性构成自燃极限(S22);并且设置形成预混合气体的燃料的自燃性以使其等于或低于在设置 的气缸内部压力下的爆震极限(S23)。
10. 根据权利要求9所述的燃烧控制装置，其中， 所述控制器(70)还被编程为只要设置的形成预混合气体的燃料的自燃性没有超过爆震极 限，就增加气缸内部压力(S25)。
11. 根据权利要求1所述的燃烧控制装置，其中， 所述控制器(70)还被编程为 检测气缸内部压力(S31);并且根据最终的检测值设置作为点火源的燃料的自燃性和形成预混合气体的燃料的自燃性(S32， S33)。
12. 根据权利要求ll所述的燃烧控制装置，其中，所述控制器(70)还被编程为检测气缸内部压力(S31);并且设置作为点火源的燃料的自燃性，使得作为点火源的燃料在检测的气缸内部压力下自燃(S32)。
13. 根据权利要求ll所述的燃烧控制装置，其中， 所述控制器(70)还被编程为 检测气缸内部压力(S31);并且设置形成预混合气体的燃料的自燃性，以使其达到在检测的气 缸内部压力下的爆震极限(S33)。
14. 根据权利要求11所述的燃烧控制装置，其中， 所述控制器(70)还被编程为 检测气缸内部压力(S31);并且设置作为点火源的燃料的自燃性，使得作为点火源的燃料在检 测的气缸内部压力下自燃(S32);设置形成预混合气体的燃料的自燃性，以使其低于在检测的气 缸内部压力下的爆震极限(S33);并且只要设置的形成预混合气体的燃料的自燃性没有超过爆震极 限，就增加气缸内部压力(S35)。
15. —种内燃机的燃烧控制方法，在压縮行程中，含有燃料和 空气的预混合气体在被吸入气缸后在气缸内被压縮，所述内燃机在压縮行程期间向气缸内喷射自燃性比形成预混合气体的燃料的自燃性 高的燃料，并利用喷射的燃料作为点火源来点燃预混合气体，所述燃 烧控制方法包括检测形成预混合气体的燃料的自燃性、作为点火源的燃料的自 燃性、和气缸内部压力这三个条件中的任一个条件；并且根据最终的检测值调整其余两个条件。
全文摘要
本发明公开了内燃机的燃烧控制装置和燃烧控制方法。控制器(70)控制内燃机中的燃烧。在压缩冲程期间，由具有低自燃性的燃料形成的预混合气体在气缸内被压缩，内燃机向气缸内喷射具有高自燃性的燃料，并且利用所喷射的燃料作为点火源点燃该预混合气体。控制器(70)被编程为检测形成预混合气体的燃料的自燃性、作为点火源的燃料的自燃性、和机械压缩比这三个条件中的任一个条件，并根据最终的检测值设置其余两个条件，从而与发动机的操作条件无关地适当控制发动机的燃烧条件。
文档编号F02D19/08GK101358560SQ20081014445
公开日2009年2月4日 申请日期2008年7月31日 优先权日2007年8月3日
发明者新城崇, 野田彻 申请人:日产自动车株式会社