發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于直接將燃料噴射到氣缸內(nèi)的缸內(nèi)噴射閥和用于將燃料噴射到進(jìn)氣口內(nèi)的端口噴射閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，帶有雙燃料噴射模式的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被公開，這種發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合了燃料從氣缸噴射閥被直接噴射到氣缸內(nèi)的缸內(nèi)噴射和燃料從端口噴射閥被噴射到進(jìn)氣口內(nèi)的端口噴射。這類發(fā)動(dòng)機(jī)采用將以均勻濃度分布在氣缸內(nèi)的油氣混合物燃燒的均質(zhì)燃燒，以及將在火花塞附近不均勻分布形成分層的高濃度的油氣混合物燃燒的分層燃燒，。通常，燃料噴射被控制以便端口噴射主要在均質(zhì)燃燒的期間被實(shí)施，而缸內(nèi)噴射則主要在分層燃燒期間實(shí)施。
[0003]作為一個(gè)示例，專利文獻(xiàn)1公開了一種在較低負(fù)載下通過缸內(nèi)噴射產(chǎn)生分層燃燒，而在較高負(fù)載下通過端口噴射產(chǎn)生均質(zhì)燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)。在進(jìn)氣行程的過程中，當(dāng)負(fù)載比用于激活端口噴射的預(yù)定負(fù)載值低時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)激活缸內(nèi)噴射，從而確保有足夠的燃料被提供以用于缸內(nèi)噴射的燃燒，即便在端口噴射中被提供的一些燃料附著在進(jìn)氣管的內(nèi)壁上。
[0004]相關(guān)專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)公開N0.H4-237854

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問題
[0008]—些采用了將缸內(nèi)噴射和端口噴射組合的發(fā)動(dòng)機(jī)通過提供在進(jìn)氣閥打開期間與排氣閥打開的期間重疊的氣門重疊期，目的為提高燃燒氣體的掃氣效率和吸入空氣的體積效率。特別是在進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)中帶有增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)，較長(zhǎng)的氣門重疊期能夠提高體積效率，從而提供增強(qiáng)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣閥和排氣閥的開/閉正時(shí)以延長(zhǎng)氣門重疊期的技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)，從而氣門重疊期可依據(jù)諸如發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載等參數(shù)而進(jìn)行調(diào)整。
[0009]但是，較長(zhǎng)的氣門重疊期通常會(huì)導(dǎo)致叫做漏氣(blow-by)的現(xiàn)象，即來自進(jìn)氣管的空氣直接進(jìn)入排氣管。由于在端口噴射中提供的燃料通過氣缸并且流向排氣通道，這種漏氣現(xiàn)象可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和排氣性能的降低。特別的，這種漏氣現(xiàn)象往往發(fā)生在進(jìn)氣被增壓器增壓時(shí)。
[0010]因此，在采用了缸內(nèi)和端口噴射組合的發(fā)動(dòng)機(jī)中，其中氣門重疊期被提供，其需要分別優(yōu)化燃料噴射正時(shí)和燃料噴射比，以最大化利用兩種噴射方案的優(yōu)點(diǎn)，并恰當(dāng)?shù)貙?shí)施燃料噴射以處理在氣門重疊期間發(fā)生的漏氣現(xiàn)象。
[0011]本實(shí)施例是依據(jù)上述存在的問題而提出的，目的是提供一種用于采用缸內(nèi)噴射和端口噴射組合的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，具有兩種噴射方案的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的目的并不僅限于上述技術(shù)目的，還可以保留通過下面描述的，沒有被本領(lǐng)域的技術(shù)常識(shí)所公開的，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)例中的配置所達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)和效果，也被認(rèn)為是本發(fā)明所要達(dá)到的目的。
[0012]問題的解決方案
[0013](1)這里公開的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置是一種用于帶有增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于將燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的缸內(nèi)噴射閥和用于將燃料噴射入氣缸的進(jìn)氣端口的端口噴射閥，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置包括噴射控制器，其至少根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載控制通過缸內(nèi)噴射閥和端口噴射閥的燃料噴射。
[0014]噴射控制器在低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，使燃料從端口噴射閥被噴射；在中等負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，使燃料在進(jìn)氣行程期間從缸內(nèi)噴射閥門被噴射，并使燃料從端口噴射閥被噴射；在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，使燃料至少在進(jìn)氣行程和壓縮行程期間從缸內(nèi)噴射閥被噴射。
[0015]這里所使用的“發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載”代表力或功率(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，馬力)、工作(能量)以及類似的規(guī)定了發(fā)動(dòng)機(jī)上的阻抗。典型的，請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出或任何其他相關(guān)參數(shù)，都被作為負(fù)載處理。負(fù)載的具體的實(shí)例包括:填充效率，體積效率，發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩，進(jìn)氣和排氣壓力，增壓壓力，車輛速度，加速踏板開度，外部負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)以及車輛行駛環(huán)境信息。
[0016]進(jìn)一步的，“低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)”指發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載小于預(yù)定的第一負(fù)載的狀態(tài)?！暗谝回?fù)載”指大概等于或略微小于預(yù)定負(fù)載的值，該預(yù)定負(fù)載用于決定增壓器的增壓是否啟動(dòng)的閾值?！爸械蓉?fù)載運(yùn)行狀態(tài)”指發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載等于或大于第一負(fù)載并小于預(yù)定的第二負(fù)載的狀態(tài)。“第二負(fù)載”大于第一負(fù)載，例如，大概是總負(fù)載的80%?！案哓?fù)載運(yùn)行狀態(tài)”指發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載等于或大于第二負(fù)載的狀態(tài)。
[0017](2)優(yōu)選的，在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，噴射控制器增加通過端口噴射閥噴射的燃料量的比例。
[0018](3)優(yōu)選的，在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，噴射控制器設(shè)定從端口噴射閥噴射的燃料量與從缸內(nèi)噴射閥噴射的燃料量的比例為1或更小。
[0019](4)優(yōu)選的，在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，噴射控制器設(shè)定從端口噴射閥噴射的燃料量為0。需要注意“當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以一個(gè)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)”指轉(zhuǎn)速小于預(yù)定的第一轉(zhuǎn)速的狀態(tài)?！暗谝晦D(zhuǎn)速”為大于0的值，例如，等于或大于怠速轉(zhuǎn)速的值。
[0020](5)優(yōu)選的，發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣閥和排氣閥中至少一個(gè)的開/閉正時(shí)的可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)。在這種配置下，控制裝置優(yōu)選包括可變氣門控制器，其用于基于負(fù)載控制可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)。至少在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，可變氣門控制器優(yōu)選提供用于打開進(jìn)氣閥和排氣閥的氣門重疊期。
[0021]換句話說，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置包括可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其改變進(jìn)氣閥和排氣閥中至少一個(gè)的開/閉正時(shí)，優(yōu)選包括可變氣門控制器，其基于負(fù)載控制可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且可變氣門控制器優(yōu)選提供氣門重疊期，該氣門重疊期至少在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下用于將進(jìn)氣閥和排氣閥均打開。
[0022](6)優(yōu)選的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，噴射控制器使燃料即使在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，也通過端口噴射閥被噴射，并且使燃料僅在進(jìn)氣行程期間通過缸內(nèi)噴射閥噴射。需要注意“當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)”指轉(zhuǎn)速等于或大于第二轉(zhuǎn)速的狀態(tài)?！暗诙D(zhuǎn)速”為大于第一轉(zhuǎn)速且小于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速的值。
[0023]發(fā)明的有益效果
[0024]根據(jù)該發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置，可以利用缸內(nèi)噴射和端口噴射的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到更高的輸出和完美的排氣性能。
【附圖說明】
[0025]附圖1是示例出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的配置，以及該控制裝置所應(yīng)用到的發(fā)動(dòng)機(jī)的配置的框圖；
[0026]圖2是示例出圖1中所示的控制裝置中的噴射區(qū)域控制單元的配置框圖；
[0027]圖3是圖解了排氣閥和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)所選擇的燃料噴射模式，以及在這些噴射模式下的燃料噴射正時(shí)的示意圖；
[0028]圖4是根據(jù)該控制裝置選擇燃料噴射模式的圖；
[0029]圖5(a)是顯示在高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)于燃料噴射比的圖表，圖5(b)是顯不端口噴射量與缸內(nèi)噴射量的比例與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的圖表；
[0030]圖6是示例出發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中的噴射區(qū)域控制的控制過程的流程圖；
[0031]圖7是示例出發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中的增壓控制的控制過程的流程圖；
[0032]圖8是示例出發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置中的氣門重疊期控制的控制過程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下文中，一個(gè)實(shí)施例將參考附圖被描述。需要注意的是，所描述的實(shí)施例僅僅是示例性的，并不意欲排除多種變形例以及在下面實(shí)施例中沒有被明顯描述的技術(shù)的應(yīng)用。
[0034][1.裝置的配置]
[0035][1-1.發(fā)動(dòng)機(jī)]
[0036]本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置被應(yīng)用于如圖1所示的配置于車輛中的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)10 (在下文中均簡(jiǎn)稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)10”)。發(fā)動(dòng)機(jī)10是一個(gè)四沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，其設(shè)置有采用了端口噴射和缸內(nèi)噴射的組合的燃料噴射系統(tǒng)，以及利用排氣壓力的增壓系統(tǒng)。圖1所示的是多氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)10中設(shè)置的多個(gè)氣缸20中的一個(gè)。氣缸20帶有可滑動(dòng)的活塞19，活塞19的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過連接桿轉(zhuǎn)換為曲軸21的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0037]在每個(gè)氣缸20的頂部布置有進(jìn)氣口 17和排氣口 18。進(jìn)氣閥27布置于進(jìn)氣口 17的開口，排氣閥28布置于排氣口 18的開口。在進(jìn)口氣口 17和排氣口 18之間布置有火花塞22，以至于該火花塞22的尖端向燃燒室內(nèi)突出。發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置1控制何時(shí)點(diǎn)燃火花塞22，這將在后面進(jìn)行描述。
[0038]進(jìn)氣閥27和排氣閥28的上端分別被連接到可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)40中的擺臂35和37，各自進(jìn)行獨(dú)立的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以分別響應(yīng)擺臂35和37的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在擺臂35和37的另一端，還分別布置有樞轉(zhuǎn)連接到各個(gè)凸輪軸的凸輪36和38。擺臂35和37的擺動(dòng)軌跡由凸輪36和38的形狀(凸輪外形)定義。通過可變氣門致動(dòng)機(jī)構(gòu)40，進(jìn)氣閥27和排氣閥28的氣門舉升與氣門正時(shí)被發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置1控制。
[0039][1-2.燃料噴射系統(tǒng)]
[0040]作為將燃料提供給氣缸20的噴油器，包括有缸內(nèi)噴射閥11 (直接噴射噴油器)，和端口噴射閥12(端口噴射噴油器)；缸內(nèi)噴射閥11用于將燃料直接噴射到氣缸20內(nèi)，端口噴射閥12用于將燃料噴射到進(jìn)氣口 17內(nèi)。依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行狀態(tài)，燃料噴射的兩種類型被選擇或組合，以產(chǎn)生均質(zhì)燃燒從而燃燒以均勻密度分布在氣缸20內(nèi)的油氣混合物，以及分層燃燒以燃燒在火花塞22附近不均勻分布并形成分層的高濃度的油氣混合物。
[0041]端口噴射主要發(fā)生在均質(zhì)燃燒期間，而缸內(nèi)噴射則主要發(fā)生在分層燃燒期間。需要注意的是，當(dāng)燃料從缸內(nèi)噴射閥11被噴射出的時(shí)候，可能發(fā)生均質(zhì)燃燒。由于燃料在氣缸20內(nèi)氣化時(shí)潛在的熱量被吸收，從而缸內(nèi)噴射產(chǎn)生的均質(zhì)燃燒通常會(huì)帶來體積效率的提高。燃燒溫度的降低對(duì)抑制撞擊也有幫助。
[0042]自缸內(nèi)噴射閥11噴射的燃料通過氣缸20內(nèi)產(chǎn)生的分層氣流引導(dǎo)，例如被引導(dǎo)至火花塞22的附近，且不均勻地分布在吸入的空氣中。反之，自端口噴射閥12噴射的燃料在進(jìn)氣口 17內(nèi)霧化，例如，在與吸入的空氣均勻混合后被引導(dǎo)到氣缸20。
[0043]兩種噴射閥11和12也可以被配置到發(fā)動(dòng)機(jī)10中的其他氣缸(未示出)。通過缸內(nèi)噴射閥11和端口噴射閥12噴射的燃料量，以及燃料被噴射的正時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置1控制。例如，響應(yīng)于由發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置1傳送到噴射閥11和12的控制脈沖信號(hào)，相應(yīng)的噴射閥11和