內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，特別地，涉及壓縮自燃式內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前已知有一種與通常的火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)相比、提高了壓縮比并通過壓縮使混合氣體自燃的壓縮自燃內(nèi)燃機(jī)。該壓縮機(jī)自燃內(nèi)燃機(jī)的壓縮比被設(shè)定成比火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的壓縮比高，并比柴油機(jī)的壓縮比低。壓縮自燃內(nèi)燃機(jī)的混合氣體的燃燒形態(tài)與柴油機(jī)不同，因此，具有燃燒溫度比較低、NOx的排出量較少這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]在壓縮自燃內(nèi)燃機(jī)中，為了可靠地使混合氣體燃燒而利用排氣的熱量，作為其一個(gè)方法即內(nèi)部EGR導(dǎo)入方法，已知有一種設(shè)置從排氣行程到吸氣行程的范圍中排氣閥及吸氣閥一起關(guān)閉的負(fù)閥重疊期間(以下稱為NVO期間)的方法。此外，還已知以下技術(shù)方案:包括能直接朝筒內(nèi)噴射的燃料噴射閥，通過在NVO期間內(nèi)進(jìn)行燃料噴射以使燃料暴露在高溫下來使燃料改質(zhì)，從而在可燃性較差的汽油燃料中提高可燃性(例如參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2) ο
[0004]在專利文獻(xiàn)I中，記載有以下技術(shù)方案:通過在排氣閥的打開期間內(nèi)噴射出燃料，能在活塞位置比較低、且筒內(nèi)壓力與大氣壓大致相等的狀態(tài)下噴射出燃料，因此，噴射出的燃料容易均質(zhì)化，另外，從NVO期間的開始時(shí)期附近開始使燃料改質(zhì)。
[0005]另外，在專利文獻(xiàn)2中，記載了以下技術(shù)方案:根據(jù)NVO期間的開始時(shí)期的筒內(nèi)壓力、筒內(nèi)溫度對(duì)基于多變曲線變化(polyt1pic change)的NVO期間內(nèi)的筒內(nèi)壓力、筒內(nèi)溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)，并以預(yù)測(cè)出的排氣上死點(diǎn)的筒內(nèi)壓力、筒內(nèi)溫度的組合不脫離預(yù)先設(shè)定的恰當(dāng)范圍的方式調(diào)節(jié)NVO期間，從而來防止NVO期間過長(zhǎng)而導(dǎo)致NVO期間內(nèi)的冷卻損失增大、燃燒效率變差。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2004-308558號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本專利特許第4016568號(hào)公報(bào)
[0010]然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，并沒有考慮到即便在相同的NVO期間，根據(jù)燃料噴射的開始時(shí)期不同也會(huì)使NVO期間內(nèi)的筒內(nèi)溫度變化不同，從而使燃燒乃至輸出的變動(dòng)、燃燒噪聲、泵損失發(fā)生變化。另外，燃燒乃至輸出的變動(dòng)例如由規(guī)定循環(huán)量的(凈平均指示有效壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差+平均值X 100[% ])(以下稱為COVn)表示，當(dāng)發(fā)生失火等循環(huán)間的燃燒乃至輸出的變動(dòng)變大時(shí)，COVn升高。另外，已知燃燒噪聲與例如一定曲柄角期間的壓力變化率的最大值(以下稱為dP/d0max)相關(guān)，當(dāng)dP/d0 max變大時(shí)，燃燒噪聲變大，此外，也可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的技術(shù)問題而作，其目的在于提供一種能恰當(dāng)?shù)貙?duì)在NVO期間內(nèi)的燃料噴射的開始時(shí)期進(jìn)行控制的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
[0012]本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置包括:可變動(dòng)閥機(jī)構(gòu)，該可變動(dòng)閥機(jī)構(gòu)將從內(nèi)燃機(jī)的排氣行程到吸氣行程的范圍中排氣閥及吸氣閥一起關(guān)閉的負(fù)閥重疊期間設(shè)為可變；燃料噴射閥，該燃料噴射閥即便在上述負(fù)閥重疊期間內(nèi)，也能朝上述內(nèi)燃機(jī)的筒內(nèi)直接噴射燃料；以及電子控制單元，該電子控制單元能對(duì)上述可變動(dòng)閥機(jī)構(gòu)和上述燃料噴射閥的動(dòng)作進(jìn)行控制，其特征是，
[0013]在上述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載狀態(tài)相同的情況下，當(dāng)將從第一負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期起開始的負(fù)閥重疊期間設(shè)為第一負(fù)閥重疊期間，將從存在于比上述第一負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期更靠提前側(cè)的位置的第二負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期起開始的負(fù)閥重疊期間設(shè)為第二負(fù)閥重疊期間，將從存在于比上述第二負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期更靠提前側(cè)的位置的第三負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期起開始的負(fù)閥重疊期間設(shè)為第三負(fù)閥重疊期間時(shí)，
[0014]上述電子控制單元對(duì)基于上述燃料噴射閥的燃料的噴射進(jìn)行控制，以在當(dāng)前的負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期存在于比上述第一負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期更靠延遲側(cè)的位置時(shí)，在該當(dāng)前的負(fù)閥重疊期間內(nèi)不開始燃料朝上述筒內(nèi)的噴射，
[0015]在當(dāng)前的負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期位于上述第一負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期與上述第二負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期之間時(shí)，在位于該當(dāng)前的負(fù)閥重疊期間內(nèi)并包括上述內(nèi)燃機(jī)的活塞的排氣上死點(diǎn)的第一燃料噴射開始期間內(nèi)的任一時(shí)期中，開始燃料朝上述筒內(nèi)的噴射，
[0016]在當(dāng)前的負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期位于上述第二負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期與上述第三負(fù)閥重疊期間開始時(shí)期之間時(shí)，在位于該當(dāng)前的負(fù)閥重疊期間內(nèi)、不包括上述內(nèi)燃機(jī)的活塞的排氣上死點(diǎn)、且分別存在于比上述排氣上死點(diǎn)更靠提前側(cè)的位置和比上述排氣上死點(diǎn)更靠延遲側(cè)的位置的第二燃料噴射開始期間內(nèi)的任一時(shí)期中，開始燃料朝上述筒內(nèi)的噴射。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，能避免COVn變大而不能連續(xù)地進(jìn)行穩(wěn)定的燃燒的狀態(tài)、dP/d Θ max過大而可能導(dǎo)致燃燒噪聲過大及發(fā)動(dòng)機(jī)破損的狀態(tài)等的出現(xiàn)。
【附圖說明】
[0018]圖1是表示在本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中、不同的壓縮自燃狀態(tài)下的吸氣閥和排氣閥的閥外形(valve profile)和燃料噴射的開始時(shí)期的示意情況的說明圖。
[0019]圖2是說明圖1中的“狀態(tài)3”下的曲柄角度和筒內(nèi)溫度的關(guān)系的說明圖。
[0020]圖3是說明圖1中的“狀態(tài)4”下的曲柄角度和筒內(nèi)溫度的關(guān)系的說明圖。
[0021]圖4是表示圖1中的“狀態(tài)4”下的COVn、DP/d Θ max, PMEP相對(duì)于燃料噴射時(shí)期的示意情況的說明圖。
[0022]圖5是表示在圖4中的ssl、ss2、ss3分別開始燃料噴射時(shí)的NVO期間的筒內(nèi)容積與筒內(nèi)壓力的關(guān)系的說明圖。
[0023]圖6是示意地表示應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的框圖。
[0025]圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的進(jìn)行壓縮自燃燃燒的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的示意圖。
[0026]圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的處于壓縮自燃燃燒下的吸氣閥、排氣閥的閥設(shè)定數(shù)據(jù)的映射。
[0027]圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的在NVO期間內(nèi)的燃料噴射開始期間數(shù)據(jù)的映射。
[0028]圖11是本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的閾值α的映射。
[0029]圖12是本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的閾值β的映射。
[0030]圖13是本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的燃燒區(qū)域判定的流程圖。
[0031]圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的處于中間燃燒及壓縮自燃燃燒下的燃料噴射控制的流程圖。
[0032]圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中的與燃料噴射相關(guān)的映射值的變更處理的流程圖。
[0033](符號(hào)說明)
[0034]I發(fā)動(dòng)機(jī)
[0035]2電子控制式節(jié)流閥
[0036]3節(jié)流開度傳感器
[0037]4氣流傳感器
[0038]5恒壓箱
[0039]6進(jìn)氣總管壓力傳感器
[0040]7吸氣閥
[0041]8噴射器
[0042]9點(diǎn)火線圈
[0043]10排氣閥
[0044]11曲柄角傳感器
[0045]12筒內(nèi)壓力傳感器
[0046]13 A/F 傳感器
[0047]14可變閥機(jī)構(gòu)
[0048]15 ECU
[0049]20各種傳感器
[0050]21其它控制器
[0051]22各種致動(dòng)器
【具體實(shí)施方式】
[0052]為了更好地理解本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，首先，關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，以從通常的火花點(diǎn)火狀態(tài)起經(jīng)過規(guī)定的NVO期間后達(dá)到壓縮自燃狀態(tài)為止的吸氣閥和排氣閥的閥外形與燃料噴射的開始時(shí)期的說明為主體進(jìn)行說明。
[0053]圖1是表示在本發(fā)明實(shí)施方式一的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中、不同的壓縮自燃狀態(tài)下的吸氣閥和排氣閥的閥外形和燃料噴射的開始時(shí)期的示意情況的說明圖，橫軸表示曲柄角，縱軸表示閥升程量。在圖1中，在“狀態(tài)I”中，從排氣行程到吸氣行程的期間、排氣閥及吸氣閥一起關(guān)閉的負(fù)閥重疊期間即NVO期間NI的開始時(shí)期在排氣上死點(diǎn)D的附近，NVO期間NI的開始時(shí)期的筒內(nèi)容積較小，因此，NVO期間NI中確保的內(nèi)部廢氣環(huán)流(以下稱為內(nèi)部EGR)的量較少，此外，從NVO期間NI的開始時(shí)期到排氣上死點(diǎn)D期間，因高溫的內(nèi)部EGR的壓縮而產(chǎn)生的筒內(nèi)溫度的上升也較小。由此，即便在NVO期間NI內(nèi)進(jìn)行燃料噴射，燃料的改質(zhì)效果也較小，活塞位置較高的狀態(tài)下的燃料噴射所產(chǎn)生的燃料附著于活塞上表面的不良影響較大，因此，以規(guī)定循環(huán)量的(凈平均指示有效壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差+平均值X100[%])表示的COVn較大，不能連續(xù)地進(jìn)行穩(wěn)定的燃燒。由此，在“狀態(tài)I”中，在NVO期間N內(nèi)不進(jìn)行燃料噴射，與通常的火花點(diǎn)火狀態(tài)相同，在活塞位置較低、朝筒內(nèi)的吸氣流動(dòng)較快的吸氣行程的后半部分的燃料噴射開始時(shí)間點(diǎn)T，進(jìn)行燃料噴射。
[0054]接著，在圖1所示的“狀態(tài)2”中，NVO期間N2的開始時(shí)期與“狀態(tài)I”相比位于提前側(cè)，NVO期間中確保的內(nèi)部EGR量增加，此外，從NVO期間N2的開始時(shí)期到排氣上死點(diǎn)D期間，因高溫的內(nèi)部EGR的壓縮而導(dǎo)致筒內(nèi)溫度上升。因內(nèi)部EGR量的增加而使COVn變大，但當(dāng)欲減小COVn而使點(diǎn)火時(shí)期提前的情況下，dP/d Θ max變得過大。因此，通過在筒內(nèi)溫度較高的排氣上死點(diǎn)附近D的燃料噴射開始期間A內(nèi)噴射燃料來使燃料改質(zhì)并提高可燃性，從而能減小COVn。另外，可想到在活塞位置較高的狀態(tài)下、由燃料噴射產(chǎn)生的燃料附著于活塞上表面的情形，會(huì)因筒內(nèi)溫度較高而促進(jìn)燃料的霧化，從而減少附著。
[0055]在圖1所示的“狀態(tài)3”中，NVO期間N3的開始時(shí)期與“狀態(tài)2”相比進(jìn)一步位于提前側(cè)，NVO期間N3中確保的內(nèi)部EGR量進(jìn)一步增加，從NVO期間N3的開始時(shí)期到排氣上死點(diǎn)D期間，因高溫的內(nèi)部EGR的壓縮而產(chǎn)生的筒內(nèi)溫度的上升也進(jìn)一步增加，因此，不僅排氣上死點(diǎn)D附近，也能在圖中的燃料噴射開始期間A內(nèi)開始燃料噴射。另外，當(dāng)在NVO期間N3內(nèi)的非燃料噴射開始期間A的期間開始燃料噴射時(shí)，COVn變大而不能連續(xù)地進(jìn)行穩(wěn)定的燃燒。
[0056]接著，在圖1所示的“狀態(tài)4”中，NVO期間N4的開始時(shí)期與“狀態(tài)3”相比進(jìn)一步位于提前側(cè)，NVO期間N4中確保的內(nèi)部EGR量進(jìn)一步增加，從NVO期間N4的開始時(shí)期到排氣上死點(diǎn)D期間，因高溫的內(nèi)部EGR的壓縮而產(chǎn)生的筒內(nèi)溫度的上升也進(jìn)一步增加，因此，即便在NVO期間N4內(nèi)的任一期間進(jìn)行燃料噴射，COVn也處于允許水平。然而，在“狀態(tài)4”中，在排氣上死點(diǎn)D附近等開始燃料噴射時(shí)，可燃性過高，dP/d Θ max過大，可能會(huì)導(dǎo)致燃燒噪聲過大及發(fā)動(dòng)機(jī)破損。由此，在“狀態(tài)4”中，能如圖示那樣在不包括排氣上死點(diǎn)D附近的燃料噴射開始期間B內(nèi)開始燃料噴射。
[0057]接著，在圖1所示的“狀態(tài)5”中，NVO期間N5的開始時(shí)期與“狀態(tài)4”相比更位于提前側(cè)，NVO期間N5中確保的內(nèi)部EGR量進(jìn)一步增加，此外，從NVO期間N5的開始時(shí)期到排氣上死點(diǎn)D期間，因高溫的內(nèi)部EGR的壓縮會(huì)導(dǎo)致筒內(nèi)溫度也進(jìn)一步上升。在“狀態(tài)4”的時(shí)間點(diǎn)，NVO期間N4內(nèi)的筒內(nèi)溫度對(duì)于壓縮自燃而言是足夠的，因此，“狀態(tài)5”是NVO期間