發動機的控制裝置以及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機的控制裝置以及控制方法，該發動機具有:變更活塞的上止點位置的壓縮比可變機構、以及向缸內直接噴射燃料的燃料噴射裝置。
【背景技術】
[0002]在專利文獻I中公開了如下內容:在具有壓縮比可變機構的缸內直噴式內燃機中，在實際的壓縮比比目標壓縮比高的情況下，進行將進氣行程噴射和壓縮行程噴射組合的燃料噴射，與壓縮比的降低相應地使壓縮行程噴射的噴射開始正時滯后。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2009-236107號公報
【發明內容】
[0006]發明要解決的課題
[0007]具有向缸內直接噴射燃料的燃料噴射裝置的發動機中的PM (ParticulateMatter:顆粒物)排出量，根據燃料向活塞頂面的附著而變動。
[0008]另外，在具有變更活塞的上止點位置的壓縮比可變機構的發動機中，活塞與燃料噴射裝置的距離與壓縮比相應地變動。
[0009]因此，在活塞與燃料噴射裝置的距離變短的高壓縮比的狀態下，燃料容易附著于活塞頂面，PM排出量有時增加。
[0010]本發明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種控制裝置以及控制方法，在具有壓縮比可變機構和向缸內直接噴射燃料的燃料噴射裝置的發動機中，可以抑制燃料向活塞頂面的附著。
[0011]用于解決課題的方案
[0012]為此，本發明的發動機的控制裝置具有噴射控制部，當由壓縮比可變機構使得壓縮比增加時，所述噴射控制部變更燃料噴射裝置的噴射，以使附著于活塞頂面的燃料減少。
[0013]另外，在本發明的發動機的控制方法中，根據運轉條件控制壓縮比可變機構，當壓縮比增加時，變更燃料噴射裝置的噴射，以使附著于活塞頂面的燃料減少。
[0014]發明的效果
[0015]根據上述發明，可以抑制附著于活塞頂面的燃料隨著壓縮比的增加而增多，因此，可以抑制發動機的PM排出量的增大。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的實施方式中的發動機的系統圖。
[0017]圖2是表示本發明的實施方式中的與壓縮比相應的噴射正時的控制流程的流程圖。
[0018]圖3是表示本發明的實施方式中的進氣行程噴射的噴射正時與壓縮比的相關性的圖，(A)是表示壓縮比與噴射正時的相關性的時序圖、(B)是表示曲軸轉角與活塞位置的相關性的線圖。
[0019]圖4是表不本發明的實施方式中的壓縮行程噴射的噴射正時與壓縮比的相關性的圖，(A)是表示壓縮比與噴射正時的相關性的時序圖、(B)是表示曲軸轉角與活塞位置的相關性的線圖。
[0020]圖5是表示本發明的實施方式中的與壓縮比相應的燃料壓力的控制流程的流程圖。
[0021]圖6是表示本發明的實施方式中的與壓縮比相應的分割噴射次數的控制流程的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]以下說明本發明的實施方式。
[0023]圖1是表示能夠應用本發明的控制裝置以及控制方法的發動機的一例的圖。
[0024]在圖1中，發動機10具有:變更活塞33的上止點位置的壓縮比可變機構50、以及向缸內直接噴射燃料的燃料噴射裝置41。
[0025]壓縮比可變機構50是如下的機構:利用下連桿11以及上連桿12將曲軸32和活塞33連結，并且，利用控制連桿13限制下連桿11的移動并變更活塞33的上止點位置，從而變更壓縮比。
[0026]下連桿11構成為能夠分割為左右兩個部件，通過大致中央的連結孔安裝于曲軸32的曲柄銷32b。而且，下連桿11以曲柄銷32b為中心軸而進行旋轉。
[0027]曲軸32具有多個軸頸32a和曲柄銷32b。軸頸32a由缸體31以及梯型架34旋轉自如地支承。曲柄銷32b從軸頸32a偏心規定量，下連桿11旋轉自如地與曲柄銷32b連結。
[0028]下連桿11的一端經由連結銷21與上連桿12連結，下連桿11的另一端經由連結銷22與控制連桿13連結。
[0029]上連桿12的下端經由連結銷21與下連桿11的一端連結，上連桿12的上端經由活塞銷23與活塞33連結。
[0030]活塞33受到燃燒壓力的作用而在缸體31的氣缸31a內往復移動。
[0031]控制連桿13經由設置于前端的連結銷22能夠轉動地與下連桿11連結，控制連桿13的另一端經由連結銷24與控制軸25偏心連結，控制連桿13以連結銷24為中心進行擺動。
[0032]在控制軸25上形成有齒輪，齒輪與設置于促動器51的旋轉軸52的小齒輪53嚙合。而且，由促動器51使控制軸25旋轉，從而使連結銷24移動。
[0033]作為控制裝置的控制器70控制促動器51以使控制軸25旋轉，從而變更活塞33的上止點位置以變更發動機10的壓縮比(機械壓縮比)。
[0034]燃料噴射裝置(燃料噴射閥)41例如以噴霧方向與缸膛的軸心傾斜交叉的方式在燃燒室側方朝向活塞33側傾斜地配置，向缸內直接噴射燃料。
[0035]另外，可以將燃料噴射裝置41例如朝下地配置在燃燒室的頂面的大致中央，而并不限于將燃料噴射裝置41配置在燃燒室側方的結構。
[0036]控制器70控制燃料噴射裝置41的燃料噴射，而且控制火花塞42的點火正時。
[0037]控制器70包括具有CPU、ROM、RAM、輸入輸出接口等的微型計算機而構成，輸入來自各種傳感器的檢測信號，并輸出壓縮比可變機構50、燃料噴射裝置41、火花塞42等的控制信號。
[0038]作為上述各種傳感器，在發動機10中設置有:檢測發動機負荷TP的負荷傳感器61、檢測發動機10的旋轉速度NE的旋轉速度傳感器62、檢測發動機10的冷卻水的溫度TW的水溫傳感器63等。
[0039]另外，發動機10的冷卻水的溫度是代表發動機10的溫度的溫度。
[0040]控制器70具有作為噴射控制部的功能，當由壓縮比可變機構50使得壓縮比增加時，所述噴射控制部變更燃料噴射裝置41的噴射，以使附著于活塞33的頂面的燃料減少。
[0041]從燃料噴射裝置41噴射出的燃料中的附著于活塞33的頂面的量根據噴射正時、燃料噴霧的穿透性等而變化，因此，上述變更燃料噴射裝置41的噴射的功能包括變更噴射正時、燃料噴霧的穿透性。
[0042]而且，當使壓縮比增加時使附著于活塞33的頂面的燃料減少，從而可以抑制高壓縮比狀態下的發動機10的PM排出量，可以改善排氣性狀。
[0043]圖2的流程圖表示控制器70實施的與壓縮比相應的噴射正時控制的一例。
[0044]在圖2的流程圖中，在步驟SlOl中，控制器70根據發動機負荷TP、發動機旋轉速度NE等發動機10的運轉狀態，通過映像檢索(Y V 7°検索)等來確定使燃料噴射裝置41的噴射開始的正時的基本值即基本噴射開始位置。
[0045]噴射正時在進氣行程中或壓縮行程中被設定，例如由從基準曲軸轉角位置提前或滯后的提前角度或滯后角度表示。另外，在本申請中，用正角度表示滯后方向，用負角度表示提前方向。
[0046]當控制器70在步驟SlOl中確定基本噴射開始位置后，在接下來的步驟S102中，控制器70判定冷卻水溫度TW是否比規定溫度低。S卩，控制器70以規定溫度為邊界，對冷卻水溫度區域進行高溫區域和低溫區域的劃分，在步驟S102中，判定當前的冷卻水溫相當于高溫區域和低溫區域中的哪一區域。
[0047]在發動機10的冷卻水溫度TW高的情況下，從燃料噴射裝置41噴射的燃料的霧化性能提高，即便噴射正時相同，與冷機相比，附著于活塞33的頂面的燃料也減少。相反，在冷卻水溫度TW低的情況下，與冷卻水溫度TW高的情況相比，在相同的噴射正時附著于活塞33的頂面的燃料量增多。
[0048]于是，控制器70在步驟S102中基于冷卻水溫度TW判定是否處于若不變更噴射正時則附著于活塞頂面的燃料的量將超過容許水平的內燃機溫度條件。
[0049]即，在冷卻水溫度TW比規定溫度高的情況下，控制器70推定為即便不變更噴射正時，也可以借助高霧化性能將附著于活塞頂面的燃料量抑制在容許水平內。另外，在冷卻水溫度TW比規定溫度低的情況下，控制器70推定為若不將噴射正時向附著于活塞頂面的燃料減少的方向變更，則附著于活塞頂面的燃料的量有可能超過容許水平。
[0050]預先通過實驗或模擬來確定規定溫度，以便能夠