发动机的控制装置以及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机的控制装置以及控制方法，该发动机具有:变更活塞的上止点位置的压缩比可变机构、以及向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了如下内容:在具有压缩比可变机构的缸内直喷式内燃机中，在实际的压缩比比目标压缩比高的情况下，进行将进气行程喷射和压缩行程喷射组合的燃料喷射，与压缩比的降低相应地使压缩行程喷射的喷射开始正时滞后。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2009-236107号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]具有向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置的发动机中的PM (ParticulateMatter:颗粒物)排出量，根据燃料向活塞顶面的附着而变动。
[0008]另外，在具有变更活塞的上止点位置的压缩比可变机构的发动机中，活塞与燃料喷射装置的距离与压缩比相应地变动。
[0009]因此，在活塞与燃料喷射装置的距离变短的高压缩比的状态下，燃料容易附着于活塞顶面，PM排出量有时增加。
[0010]本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种控制装置以及控制方法，在具有压缩比可变机构和向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置的发动机中，可以抑制燃料向活塞顶面的附着。
[0011]用于解决课题的方案
[0012]为此，本发明的发动机的控制装置具有喷射控制部，当由压缩比可变机构使得压缩比增加时，所述喷射控制部变更燃料喷射装置的喷射，以使附着于活塞顶面的燃料减少。
[0013]另外，在本发明的发动机的控制方法中，根据运转条件控制压缩比可变机构，当压缩比增加时，变更燃料喷射装置的喷射，以使附着于活塞顶面的燃料减少。
[0014]发明的效果
[0015]根据上述发明，可以抑制附着于活塞顶面的燃料随着压缩比的增加而增多，因此，可以抑制发动机的PM排出量的增大。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施方式中的发动机的系统图。
[0017]图2是表示本发明的实施方式中的与压缩比相应的喷射正时的控制流程的流程图。
[0018]图3是表示本发明的实施方式中的进气行程喷射的喷射正时与压缩比的相关性的图，(A)是表示压缩比与喷射正时的相关性的时序图、(B)是表示曲轴转角与活塞位置的相关性的线图。
[0019]图4是表不本发明的实施方式中的压缩行程喷射的喷射正时与压缩比的相关性的图，(A)是表示压缩比与喷射正时的相关性的时序图、(B)是表示曲轴转角与活塞位置的相关性的线图。
[0020]图5是表示本发明的实施方式中的与压缩比相应的燃料压力的控制流程的流程图。
[0021]图6是表示本发明的实施方式中的与压缩比相应的分割喷射次数的控制流程的流程图。
【具体实施方式】
[0022]以下说明本发明的实施方式。
[0023]图1是表示能够应用本发明的控制装置以及控制方法的发动机的一例的图。
[0024]在图1中，发动机10具有:变更活塞33的上止点位置的压缩比可变机构50、以及向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置41。
[0025]压缩比可变机构50是如下的机构:利用下连杆11以及上连杆12将曲轴32和活塞33连结，并且，利用控制连杆13限制下连杆11的移动并变更活塞33的上止点位置，从而变更压缩比。
[0026]下连杆11构成为能够分割为左右两个部件，通过大致中央的连结孔安装于曲轴32的曲柄销32b。而且，下连杆11以曲柄销32b为中心轴而进行旋转。
[0027]曲轴32具有多个轴颈32a和曲柄销32b。轴颈32a由缸体31以及梯型架34旋转自如地支承。曲柄销32b从轴颈32a偏心规定量，下连杆11旋转自如地与曲柄销32b连结。
[0028]下连杆11的一端经由连结销21与上连杆12连结，下连杆11的另一端经由连结销22与控制连杆13连结。
[0029]上连杆12的下端经由连结销21与下连杆11的一端连结，上连杆12的上端经由活塞销23与活塞33连结。
[0030]活塞33受到燃烧压力的作用而在缸体31的气缸31a内往复移动。
[0031]控制连杆13经由设置于前端的连结销22能够转动地与下连杆11连结，控制连杆13的另一端经由连结销24与控制轴25偏心连结，控制连杆13以连结销24为中心进行摆动。
[0032]在控制轴25上形成有齿轮，齿轮与设置于促动器51的旋转轴52的小齿轮53啮合。而且，由促动器51使控制轴25旋转，从而使连结销24移动。
[0033]作为控制装置的控制器70控制促动器51以使控制轴25旋转，从而变更活塞33的上止点位置以变更发动机10的压缩比(机械压缩比)。
[0034]燃料喷射装置(燃料喷射阀)41例如以喷雾方向与缸膛的轴心倾斜交叉的方式在燃烧室侧方朝向活塞33侧倾斜地配置，向缸内直接喷射燃料。
[0035]另外，可以将燃料喷射装置41例如朝下地配置在燃烧室的顶面的大致中央，而并不限于将燃料喷射装置41配置在燃烧室侧方的结构。
[0036]控制器70控制燃料喷射装置41的燃料喷射，而且控制火花塞42的点火正时。
[0037]控制器70包括具有CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机而构成，输入来自各种传感器的检测信号，并输出压缩比可变机构50、燃料喷射装置41、火花塞42等的控制信号。
[0038]作为上述各种传感器，在发动机10中设置有:检测发动机负荷TP的负荷传感器61、检测发动机10的旋转速度NE的旋转速度传感器62、检测发动机10的冷却水的温度TW的水温传感器63等。
[0039]另外，发动机10的冷却水的温度是代表发动机10的温度的温度。
[0040]控制器70具有作为喷射控制部的功能，当由压缩比可变机构50使得压缩比增加时，所述喷射控制部变更燃料喷射装置41的喷射，以使附着于活塞33的顶面的燃料减少。
[0041]从燃料喷射装置41喷射出的燃料中的附着于活塞33的顶面的量根据喷射正时、燃料喷雾的穿透性等而变化，因此，上述变更燃料喷射装置41的喷射的功能包括变更喷射正时、燃料喷雾的穿透性。
[0042]而且，当使压缩比增加时使附着于活塞33的顶面的燃料减少，从而可以抑制高压缩比状态下的发动机10的PM排出量，可以改善排气性状。
[0043]图2的流程图表示控制器70实施的与压缩比相应的喷射正时控制的一例。
[0044]在图2的流程图中，在步骤SlOl中，控制器70根据发动机负荷TP、发动机旋转速度NE等发动机10的运转状态，通过映像检索(Y V 7°検索)等来确定使燃料喷射装置41的喷射开始的正时的基本值即基本喷射开始位置。
[0045]喷射正时在进气行程中或压缩行程中被设定，例如由从基准曲轴转角位置提前或滞后的提前角度或滞后角度表示。另外，在本申请中，用正角度表示滞后方向，用负角度表示提前方向。
[0046]当控制器70在步骤SlOl中确定基本喷射开始位置后，在接下来的步骤S102中，控制器70判定冷却水温度TW是否比规定温度低。S卩，控制器70以规定温度为边界，对冷却水温度区域进行高温区域和低温区域的划分，在步骤S102中，判定当前的冷却水温相当于高温区域和低温区域中的哪一区域。
[0047]在发动机10的冷却水温度TW高的情况下，从燃料喷射装置41喷射的燃料的雾化性能提高，即便喷射正时相同，与冷机相比，附着于活塞33的顶面的燃料也减少。相反，在冷却水温度TW低的情况下，与冷却水温度TW高的情况相比，在相同的喷射正时附着于活塞33的顶面的燃料量增多。
[0048]于是，控制器70在步骤S102中基于冷却水温度TW判定是否处于若不变更喷射正时则附着于活塞顶面的燃料的量将超过容许水平的内燃机温度条件。
[0049]即，在冷却水温度TW比规定温度高的情况下，控制器70推定为即便不变更喷射正时，也可以借助高雾化性能将附着于活塞顶面的燃料量抑制在容许水平内。另外，在冷却水温度TW比规定温度低的情况下，控制器70推定为若不将喷射正时向附着于活塞顶面的燃料减少的方向变更，则附着于活塞顶面的燃料的量有可能超过容许水平。
[0050]预先通过实验或模拟来确定规定温度，以便能够