内燃机的燃烧控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机的燃烧控制装置，特别涉及通过对均质且稀薄的混合气进行火花点火来燃烧混合气的燃烧控制装置。
【背景技术】
[0002]例如如专利文献I所公开的那样，已经广泛地知晓对稀薄的(空燃比较大的)混合气进行火花点火的稀薄混合气燃烧技术。在该稀薄混合气燃烧技术中，由于无法利用三元催化剂对包含在废气中的NOx进行净化，因此，提高燃烧极限空燃比是很重要的。在专利文献I中公开了这样的技术:通过在火花塞附近成层地配置比较浓的(空燃比较小的)混合气，由此能够在提高整个燃烧室内的混合气的平均空燃比的同时使混合气稳定地燃烧。
[0003]可是，在该技术中，由于在火花塞附近由于燃烧而产生的NOx量较多，因此，要求进一步降低叫排出量。
[0004]因此，本发明的发明者提出了均质稀薄混合气的火花点火燃烧技术(非专利文献I)，该技术通过火花点火来使均质且稀薄的混合气燃烧，从而在确保稳定的燃烧的同时能够降低出量。在该非专利文献I中，作为用于可靠地燃烧空燃比为“30”左右的均质稀薄混合气的办法，提出有进行压缩比设定以便将点火时的混合气温度提高至期望的温度的办法、以及使用微粒化型的燃料喷射阀的办法等。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平2002-256927号公报
[0008]非专利文献
[0009]非专利文献1:汽车技术会学术讲演会预印集(自動車技术会学術講演会前刷集)，Νο.121-12(2012/10)
【发明内容】
[0010]发明要解决的课题
[0011]在非专利文献I中，虽然示出了利用所提出的均质稀薄混合气的火花点火燃烧，来可靠地燃烧空燃比为“30”左右的均质的稀薄混合气从而降低排出量，但关于应用于批量生产的内燃机的具体的燃烧控制办法存在进一步研究的余地。
[0012]本发明是为了解决该问题而完成的，其目的在于提供一种内燃机的燃烧控制装置，该内燃机的燃烧控制装置能够可靠地实现均质稀薄混合气的火花点火燃烧，效率高且能够降低叫排出量。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]为了实现上述目的，本发明提供内燃机的燃烧控制装置，该燃烧控制装置具备:火花点火单元，其对内燃机的燃烧室(I)内的混合气进行火花点火；点火控制单元，其控制该火花点火单元；以及空燃比控制单元，其控制所述燃烧室内的混合气的空燃比。该燃烧控制装置具备均质稀薄混合气形成单元，该均质稀薄混合气形成单元在所述燃烧室内形成均质且稀薄的混合气，所述火花点火单元具备:火花塞(8);和多个点火线圈对(71、72)，它们用于使该火花塞发生放电，并且，所述火花点火单元能够变更所述火花塞的放电的开始正时(CAIG)和持续时间(TSPK)，所述均质稀薄混合气形成单元使用能够将燃料微粒化后进行喷射的燃料喷射阀(6)将燃料喷射至所述内燃机的进气通道(2)内，所述空燃比控制单元将所述空燃比控制成比规定的稀薄空燃比(AFLl)更靠稀薄侧的空燃比，其中，所述规定的稀薄空燃比(AFLl)比理论空燃比靠稀薄侧，所述点火控制单元控制所述火花塞的放电开始正时(CAIG)和所述放电持续时间(TSPK)，并将所述放电开始正时(CAIG)设定成比对成层稀薄混合气进行点火的情况下的放电开始正时靠提前侧，其中，所述成层稀薄混合气是以所述火花塞附近处的混合气的空燃比相对减小的方式形成的。
[0015]根据该结构，由于空燃比被控制成比规定的稀薄空燃比更靠稀薄侧的空燃比，其中，所述规定的稀薄空燃比比理论空燃比靠稀薄侧，且被微粒化后的燃料被喷射至进气通道内，因此，通过在进气通道内形成比较均质的稀薄混合气，进而再将该混合气吸入燃烧室内，从而能够形成均质度更高的稀薄混合气。另外，由于能够变更火花塞的放电开始正时和放电持续时间，因此，通过适当地设定放电开始正时和放电持续时间，即，通过将放电开始正时设定成比对成层稀薄混合气进行点火的情况下的放电开始正时靠提前侧，能够将放电持续时间设定得较长，由此能够可靠地对均质稀薄混合气进行点火。
[0016]另外，优选的是:在比所述规定的稀薄空燃比(AFLl)靠稀薄侧的空燃比范围内，使所述空燃比越增大，所述点火控制单元就使所述放电开始正时(CAIG)越提前，并将所述放电持续时间(TSPK)设定得越长。
[0017]根据该结构，在比规定的稀薄空燃比靠稀薄侧的空燃比范围内，进行这样的控制:空燃比越增大，放电开始正时就越提前，并将放电持续时间设定得越长。由此能够与空燃比的变更相对应地实现稳定的燃烧。
[0018]另外，优选在所述燃烧室内，还具备流动生成单元(2a、4)，该流动生成单元生成被吸入的混合气的流动。
[0019]根据该结构，由于在燃烧室内，生成被吸入的混合气的流动，因此，能够利用火花塞的放电持续时间的设定和混合气流动形成强大的初始火焰核，从而能够实现高效的燃
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[0020]另外，优选的是:所述均质稀薄混合气形成单元在所述装置的进气阀(21)的闭阀期间内执行基于所述燃料喷射阀出)的第I燃料喷射(FIl)，并且，在所述进气阀的开阀期间内执行基于所述燃料喷射阀的第2燃料喷射(FI2)。
[0021]根据该结构，由于进行进气阀的闭阀期间内的第I燃料喷射和开阀期间内的第2燃料喷射，因此，通过利用第I燃料喷射在进气通道内形成均质度较高的稀薄混合气，并在之后的进气阀开阀期间内进行第2燃料喷射，能够在燃烧室内形成进一步提高了均质度的稀薄混合气。
[0022]另外，优选的是:所述规定的稀薄空燃比(AFLl)被设定成:从所述燃烧室排出的NOx量成为允许上限值以下。
[0023]根据该结构，由于规定的稀薄空燃比被设定成从燃烧室排出的NOx量成为允许上限值以下，因此，通过将空燃比控制在比规定的稀薄空燃比靠稀薄侧的空燃比范围内，能够可靠地将NOx排出量降低至允许上限值以下。
[0024]另外，在所述内燃机的排气通路中设有含铂的三元催化剂，优选所述燃烧控制装置具备:第I升温促进控制单元，其在所述内燃机刚刚起动后执行用于促进所述三元催化剂(10)的升温的第I升温促进控制，直至控制切换正时(tl)为止；和第2升温促进控制单元，其在所述控制切换正时(tl)之后执行用于促进所述三元催化剂(10)的升温的第2升温促进控制，所述第I升温促进控制单元通过以下方式来执行所述第I升温促进控制:增加所述内燃机的吸入空气量，将所述混合气的空燃比(AF)控制成比理论空燃比靠稀薄侧的第I稀薄空燃比(AFTRAl)，并将所述火花塞的放电开始正时(CAIG)设定成比最优点火正时靠延迟侧的规定的延迟点火正时(CATRAl)，所述第2升温促进控制单元将所述空燃比(AF)控制成比所述第I稀薄空燃比(AFTRAl)更靠稀薄侧的第2稀薄空燃比(AFTRA2)，使所述放电开始正时(CAIG)比所述规定的延迟点火正时(CATRAl)更延迟，并增加所述火花塞的放电持续时间(TSPK)。
[0025]根据该结构，在内燃机刚刚起动后执行用于促进三元催化剂的升温的第I升温促进控制，直至控制切换正时为止，并且，在控制切换正时之后执行用于促进三元催化剂的升温的第2升温促进控制。在第I升温促进控制中，进行下述这样的控制:增加内燃机的吸入空气量，将空燃比控制成比理论空燃比靠稀薄侧的第I稀薄空燃比，并将火花塞的放电开始正时设定为比最优点火正时靠延迟侧的规定的延迟正时，并且，在第2升温促进控制中，进行下述这样的控制:将空燃比控制成比第I稀薄空燃比更靠稀薄侧的第2稀薄空燃比，使放电开始正时比规定的延迟点火正时进一步延迟，并增加火花塞的放电持续时间。关于含铂的三元催化剂，通过将空燃比设定成比以往的催化剂升温促进控制中的设定空燃比(例如“ 16”)更靠稀薄侧(例如“22”左右)，能够以更低的温度进行活化，并且，在三元催化剂的温度某种程度上变高的控制切换正时之后，通过进行第2升温促进控制，能够加速三元催化剂的活化。因此，通过使空燃比更稀薄以及缩短催化剂促进控制的执行时间，能够改善油耗。
[0026]另外，优选所述燃烧控制装置具备温度参数取得单元，该温度参数取得单元取得与所述三元催化剂的温度(TCAT)具有相关性的催化剂温度参数(TCAT)，所述控制切换正时(tl)是所述催化剂温度参数(TCAT)达到规定的温度(TCATL)的正时。
[0027]根据该