内燃机的控制装置以及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的控制装置以及控制方法，该内燃机具备向进气口喷射燃料的进气口喷射用燃料喷射阀、以及向燃烧室喷射燃料的缸内喷射用燃料喷射阀，该内燃机的控制装置以及控制方法根据内燃机运转条件进行其中一方燃料喷射阀的喷射和停止的切换。
【背景技术】
[0002]专利文献I中记载了一种内燃机，该内燃机具备燃料喷射装置，该燃料喷射装置具备向进气口喷射燃料的进气口喷射用燃料喷射阀、以及向燃烧室内直接喷射燃料的缸内喷射用燃料喷射阀，根据内燃机运转条件适当地进行切换而使用。在该专利文献I中，将根据内燃机的负载和转速确定的运转区域分为3个区域，S卩，低速低负载侧的分层稀薄燃烧区域、中速中负载的均质稀薄燃烧区域、以及高速高负载侧的均质按化学计量燃烧区域，在分层稀薄燃烧区域中进行使用缸内喷射用燃料喷射阀的缸内喷射，在均质稀薄燃烧区域中进行使用进气口喷射用燃料喷射阀的进气口喷射，在均质按化学计量燃烧区域中进行使用这两个燃料喷射阀的燃料喷射。
[0003]在此，专利文献I涉及点火定时控制，该控制根据进气口喷射与缸内喷射的燃料喷射量的比率，进行点火定时的校正，在与喷射量比率的变更相伴随的适当点火定时的变化量大于或等于规定量时，对喷射量比率的变更幅度进行限制。即，即使在目标的喷射量比率例如从0%变化为100%的情况下，也阶段性地进行实际的喷射量比率的变更。
[0004]如上所述，在专利文献I的技术中，例如，在通过来自一方燃料喷射阀的燃料喷射进行运转的过程中，随着内燃机运转条件的变化而开始进行在此之前处于停止状态的另一方燃料喷射阀的燃料喷射时，从少量的燃料喷射起开始，从而使喷射量比率逐渐地变化。但是，对于响应于驱动脉冲信号而进行打开动作的燃料喷射阀，规定能够由驱动脉冲信号测量的最小燃料喷射量，无法喷射比该最小燃料喷射量更少量的燃料。
[0005]因此，即使想要在一方燃料喷射阀的燃料喷射过程中从极少量起开始另一方燃料喷射阀的喷射，也无法避免与上述最小燃料喷射量相当的燃料量阶梯式地增减。此外，由于在进气口喷射和缸内喷射中，燃料到达燃烧室的输送延迟存在差异，所以很难通过一方燃料喷射阀的喷射量抵消上述最小燃料喷射量的阶梯式的增减。
[0006]专利文献1:日本特开2006 - 57594号公报
【发明内容】
[0007]本发明是一种内燃机的控制装置，该内燃机具备向进气口喷射燃料的进气口喷射用燃料喷射阀、以及向燃烧室喷射燃料的缸内喷射用燃料喷射阀，将一方的燃料喷射阀作为主燃料喷射阀，将另一方的燃料喷射阀作为在特定的内燃机运转条件下辅助性地动作的副燃料喷射阀，根据内燃机运转条件进行所述副燃料喷射阀的喷射和停止的切换，在该内燃机的控制装置中，在利用所述主燃料喷射阀的燃料喷射量得到的空燃比与理论空燃比相比更浓的条件下，进行所述副燃料喷射阀的喷射和停止的切换。
[0008]例如，在利用主燃料喷射阀的燃料喷射进行的内燃机运转过程中开始副燃料喷射阀的喷射时，如果利用主燃料喷射阀的燃料喷射量，使空燃比变得比理论空燃比更浓，则即使总燃料量由于副燃料喷射阀的喷射开始(例如上述的最小燃料喷射量的喷射开始)而增加，也几乎不发生扭矩的增加。即，在空燃比已经过浓的状态下，产生的扭矩依赖于缸内的空气量，因而虽然利用总燃料量的增加使空燃比变得更浓，由汽化热产生的所谓燃料冷却作用增大，但扭矩几乎不增加。因此，不会给驾驶员带来扭矩阶差感。
[0009]在从利用主燃料喷射阀和副燃料喷射阀这两者进行燃料喷射的状态起，使副燃料喷射阀的喷射停止的情况下，也是同样的，如果由主燃料喷射阀的燃料喷射量产生的空燃比(换言之，副燃料喷射阀停止后的空燃比)是比理论空燃比浓的空燃比，则例如即使阶梯式地减少与副燃料喷射阀的最小燃料喷射量相当的燃料量，扭矩也几乎不会减少。因此，不会给驾驶员带来扭矩阶差感。
[0010]根据本发明，副燃料喷射阀的喷射的开始或停止时的扭矩的增减得到抑制，不会给驾驶员带来与切换相伴的扭矩阶差感。
【附图说明】
[0011]图1是表示本发明的一个实施例所涉及的控制装置的系统结构的结构说明图。
[0012]图2是表示实施例的内燃机的运转区域中的进气口喷射用燃料喷射阀的喷射和停止的切换线的特性图。
[0013]图3是说明与横穿切换线相伴的切换的时序图。
[0014]图4是说明与理论空燃比区域中的进气口喷射用燃料喷射阀的切换要求相伴的切换的时序图。
【具体实施方式】
[0015]下面，基于附图，对本发明的一个实施例详细进行说明。
[0016]图1表示本发明所适用的汽车用内燃机I的系统结构。该内燃机I是具备可变压缩比机构2的4冲程循环的带有涡轮增压器的火花点火式内燃机，该可变压缩比机构2例如利用了多连杆式活塞曲轴机构，在燃烧室3的顶壁面上，配置有一对进气阀4以及一对排气阀5，并且在由上述进气阀4以及排气阀5所包围的中央部配置有火花塞6。
[0017]在由上述进气阀4开闭的进气口 7的下方，配置有向燃烧室3内直接喷射燃料的缸内喷射用燃料喷射阀8。另外，在进气口 7中，配置有朝向该进气口 7内喷射燃料的进气口喷射用燃料喷射阀41。这些缸内喷射用燃料喷射阀8以及进气口喷射用燃料喷射阀41均是通过施加驱动脉冲信号而开闭的电磁式或压电式的喷射阀，喷射与驱动脉冲信号的脉冲宽度实质上成正比的量的燃料。
[0018]在与上述进气口 7连接的进气通路18的集气部18a的上游侧，安装有通过来自发动机控制器9的控制信号对开度进行控制的电子控制型节流阀19，在该节流阀19的上游侧，配置有涡轮增压器的压缩机20。在该压缩机20的上游侧，配置有对进入空气量进行检测的空气流量计10。
[0019]另外，在与排气口11连接的排气通路12中，安装有由三元催化剂构成的催化剂装置13，在该催化剂装置13的上游侧，配置有检测空燃比的空燃比传感器14。
[0020]在上述发动机控制器9中，除了输入有上述空气流量计10、空燃比传感器14的检测信号以外，还输入有用于检测内燃机转速的曲轴角传感器15、检测冷却水温度的水温传感器16、检测由驾驶员操作的加速器踏板的踩踏量的加速器开度传感器17等传感器类部件的检测信号。发动机控制器9基于这些检测信号，最佳地控制燃料喷射阀8、41的燃料喷射量以及喷射定时、火花塞6的点火定时、节流阀19的开度等。
[0021]另一方面，可变压缩比机构2利用了公知的多连杆式活塞曲轴机构，以下述部件作为主体而构成:以自由旋转的方式支撑在曲轴21的曲轴销21a上的下连杆22 ;将该下连杆22的一端部的上部销23和活塞24的活塞销24a彼此连结的上连杆25 ;—端与下连杆22的另一端部的控制销26连结的控制连杆27 ;以及以可摆动的方式支撑该控制连杆27的另一端的控制轴28。上述曲轴21以及上述控制轴28在气缸体29下部的曲轴箱内经由未图示的轴承构造以自由旋转的方式被支撑。上述控制轴28具有位置随着该控制轴28的转动而发生变化的偏心轴部28a，详细地说，上述控制连杆27的端部以能够旋转的方式与该偏心轴部28a嵌合。在上述可变压缩比机构2中，活塞24的上止点位置随着控制轴28的转动而上下地位移，因此机械压缩比发生变化。
[0022]另外，作为对上述可变压缩比机构2的压缩比进行可变控制的驱动机构，