发动机控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于发动机的发动机控制装置，该发动机包括用于直接将燃料喷射到气缸内的缸内喷射阀和用于将燃料喷射到进气口内的端口喷射阀。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，带有双燃料喷射模式的发动机已经被公开，这种发动机结合了燃料从气缸喷射阀被直接喷射到气缸内的缸内喷射和燃料从端口喷射阀被喷射到进气口内的端口喷射。这类发动机采用将以均匀浓度分布在气缸内的油气混合物燃烧的均质燃烧，以及将在火花塞附近不均匀分布形成分层的高浓度的油气混合物燃烧的分层燃烧，。通常，燃料喷射被控制以便端口喷射主要在均质燃烧的期间被实施，而缸内喷射则主要在分层燃烧期间实施。
[0003]作为一个示例，专利文献1公开了一种在较低负载下通过缸内喷射产生分层燃烧，而在较高负载下通过端口喷射产生均质燃烧的发动机。在进气行程的过程中，当负载比用于激活端口喷射的预定负载值低时，该发动机激活缸内喷射，从而确保有足够的燃料被提供以用于缸内喷射的燃烧，即便在端口喷射中被提供的一些燃料附着在进气管的内壁上。
[0004]相关专利文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利申请公开N0.H4-237854
【发明内容】
[0007]发明所要解决的问题
[0008]—些采用了将缸内喷射和端口喷射组合的发动机通过提供在进气阀打开期间与排气阀打开的期间重叠的气门重叠期，目的为提高燃烧气体的扫气效率和吸入空气的体积效率。特别是在进气和排气系统中带有增压器的发动机，较长的气门重叠期能够提高体积效率，从而提供增强的发动机输出。通过改变发动机的进气阀和排气阀的开/闭正时以延长气门重叠期的技术已经被开发，从而气门重叠期可依据诸如发动机负载等参数而进行调整。
[0009]但是，较长的气门重叠期通常会导致叫做漏气(blow-by)的现象，即来自进气管的空气直接进入排气管。由于在端口喷射中提供的燃料通过气缸并且流向排气通道，这种漏气现象可能导致发动机输出和排气性能的降低。特别的，这种漏气现象往往发生在进气被增压器增压时。
[0010]因此，在采用了缸内和端口喷射组合的发动机中，其中气门重叠期被提供，其需要分别优化燃料喷射正时和燃料喷射比，以最大化利用两种喷射方案的优点，并恰当地实施燃料喷射以处理在气门重叠期间发生的漏气现象。
[0011]本实施例是依据上述存在的问题而提出的，目的是提供一种用于采用缸内喷射和端口喷射组合的发动机的发动机控制装置，具有两种喷射方案的优势。本发明的目的并不仅限于上述技术目的，还可以保留通过下面描述的，没有被本领域的技术常识所公开的，用于实现本发明的实例中的配置所达到的优点和效果，也被认为是本发明所要达到的目的。
[0012]问题的解决方案
[0013](1)这里公开的发动机控制装置是一种用于带有增压器的发动机的发动机控制装置，该发动机包括用于将燃料喷射到发动机气缸内的缸内喷射阀和用于将燃料喷射入气缸的进气端口的端口喷射阀，该发动机控制装置包括喷射控制器，其至少根据发动机的负载控制通过缸内喷射阀和端口喷射阀的燃料喷射。
[0014]喷射控制器在低负载运行状态下，使燃料从端口喷射阀被喷射；在中等负载运行状态下，使燃料在进气行程期间从缸内喷射阀门被喷射，并使燃料从端口喷射阀被喷射；在高负载运行状态下，使燃料至少在进气行程和压缩行程期间从缸内喷射阀被喷射。
[0015]这里所使用的“发动机的负载”代表力或功率(发动机输出，马力)、工作(能量)以及类似的规定了发动机上的阻抗。典型的，请求的发动机的输出或任何其他相关参数，都被作为负载处理。负载的具体的实例包括:填充效率，体积效率，发动机的目标扭矩，进气和排气压力，增压压力，车辆速度，加速踏板开度，外部负载的运行状态以及车辆行驶环境信息。
[0016]进一步的，“低负载运行状态”指发动机的负载小于预定的第一负载的状态。“第一负载”指大概等于或略微小于预定负载的值，该预定负载用于决定增压器的增压是否启动的阈值。“中等负载运行状态”指发动机的负载等于或大于第一负载并小于预定的第二负载的状态。“第二负载”大于第一负载，例如，大概是总负载的80%。“高负载运行状态”指发动机的负载等于或大于第二负载的状态。
[0017](2)优选的，在高负载运行状态下，随着发动机转速的增加，喷射控制器增加通过端口喷射阀喷射的燃料量的比例。
[0018](3)优选的，在高负载运行状态下，喷射控制器设定从端口喷射阀喷射的燃料量与从缸内喷射阀喷射的燃料量的比例为1或更小。
[0019](4)优选的，在高负载运行状态下，当发动机以低转速运行时，喷射控制器设定从端口喷射阀喷射的燃料量为0。需要注意“当发动机以一个低转速运行时”指转速小于预定的第一转速的状态。“第一转速”为大于0的值，例如，等于或大于怠速转速的值。
[0020](5)优选的，发动机包括用于改变发动机的进气阀和排气阀中至少一个的开/闭正时的可变气门致动机构。在这种配置下，控制装置优选包括可变气门控制器，其用于基于负载控制可变气门致动机构。至少在高负载运行状态下，可变气门控制器优选提供用于打开进气阀和排气阀的气门重叠期。
[0021]换句话说，用于发动机的发动机控制装置包括可变气门致动机构，其改变进气阀和排气阀中至少一个的开/闭正时，优选包括可变气门控制器，其基于负载控制可变气门致动机构，并且可变气门控制器优选提供气门重叠期，该气门重叠期至少在高负载运行状态下用于将进气阀和排气阀均打开。
[0022](6)优选的，当发动机以高转速运行时，喷射控制器使燃料即使在高负载运行状态下，也通过端口喷射阀被喷射，并且使燃料仅在进气行程期间通过缸内喷射阀喷射。需要注意“当发动机以高转速运行时”指转速等于或大于第二转速的状态。“第二转速”为大于第一转速且小于发动机最大转速的值。
[0023]发明的有益效果
[0024]根据该发动机控制装置，可以利用缸内喷射和端口喷射的优点，达到更高的输出和完美的排气性能。
【附图说明】
[0025]附图1是示例出根据一个实施例的发动机控制装置的配置，以及该控制装置所应用到的发动机的配置的框图；
[0026]图2是示例出图1中所示的控制装置中的喷射区域控制单元的配置框图；
[0027]图3是图解了排气阀和进气阀的开启和关闭正时，根据发动机运行状态所选择的燃料喷射模式，以及在这些喷射模式下的燃料喷射正时的示意图；
[0028]图4是根据该控制装置选择燃料喷射模式的图；
[0029]图5(a)是显示在高负载运行状态下的发动机转速相对于燃料喷射比的图表，图5(b)是显不端口喷射量与缸内喷射量的比例与转矩之间的关系的图表；
[0030]图6是示例出发动机控制装置中的喷射区域控制的控制过程的流程图；
[0031]图7是示例出发动机控制装置中的增压控制的控制过程的流程图；
[0032]图8是示例出发动机控制装置中的气门重叠期控制的控制过程的流程图。
【具体实施方式】
[0033]下文中，一个实施例将参考附图被描述。需要注意的是，所描述的实施例仅仅是示例性的，并不意欲排除多种变形例以及在下面实施例中没有被明显描述的技术的应用。
[0034][1.装置的配置]
[0035][1-1.发动机]
[0036]本实施例的发动机控制装置被应用于如图1所示的配置于车辆中的汽油发动机10 (在下文中均简称为“发动机10”)。发动机10是一个四冲程循环发动机，其设置有采用了端口喷射和缸内喷射的组合的燃料喷射系统，以及利用排气压力的增压系统。图1所示的是多气缸发动机10中设置的多个气缸20中的一个。气缸20带有可滑动的活塞19，活塞19的往复运动通过连接杆转换为曲轴21的旋转运动。
[0037]在每个气缸20的顶部布置有进气口 17和排气口 18。进气阀27布置于进气口 17的开口，排气阀28布置于排气口 18的开口。在进口气口 17和排气口 18之间布置有火花塞22，以至于该火花塞22的尖端向燃烧室内突出。发动机控制装置1控制何时点燃火花塞22，这将在后面进行描述。
[0038]进气阀27和排气阀28的上端分别被连接到可变气门致动机构40中的摆臂35和37，各自进行独立的垂直往复运动，以分别响应摆臂35和37的摆动运动。在摆臂35和37的另一端，还分别布置有枢转连接到各个凸轮轴的凸轮36和38。摆臂35和37的摆动轨迹由凸轮36和38的形状(凸轮外形)定义。通过可变气门致动机构40，进气阀27和排气阀28的气门举升与气门正时被发动机控制装置1控制。
[0039][1-2.燃料喷射系统]
[0040]作为将燃料提供给气缸20的喷油器，包括有缸内喷射阀11 (直接喷射喷油器)，和端口喷射阀12(端口喷射喷油器)；缸内喷射阀11用于将燃料直接喷射到气缸20内，端口喷射阀12用于将燃料喷射到进气口 17内。依据发动机10的运行状态，燃料喷射的两种类型被选择或组合，以产生均质燃烧从而燃烧以均匀密度分布在气缸20内的油气混合物，以及分层燃烧以燃烧在火花塞22附近不均匀分布并形成分层的高浓度的油气混合物。
[0041]端口喷射主要发生在均质燃烧期间，而缸内喷射则主要发生在分层燃烧期间。需要注意的是，当燃料从缸内喷射阀11被喷射出的时候，可能发生均质燃烧。由于燃料在气缸20内气化时潜在的热量被吸收，从而缸内喷射产生的均质燃烧通常会带来体积效率的提高。燃烧温度的降低对抑制撞击也有帮助。
[0042]自缸内喷射阀11喷射的燃料通过气缸20内产生的分层气流引导，例如被引导至火花塞22的附近，且不均匀地分布在吸入的空气中。反之，自端口喷射阀12喷射的燃料在进气口 17内雾化，例如，在与吸入的空气均匀混合后被引导到气缸20。
[0043]两种喷射阀11和12也可以被配置到发动机10中的其他气缸(未示出)。通过缸内喷射阀11和端口喷射阀12喷射的燃料量，以及燃料被喷射的正时，由发动机控制装置1控制。例如，响应于由发动机控制装置1传送到喷射阀11和12的控制脉冲信号，相应的喷射阀11和