火花点火式发动机的控制装置的制造方法_2

文档序号:9382749阅读:来源:国知局
进行喷射的燃料喷射阀。高压栗可以构成为由发动机主体驱动,也可以构成为由不同于发动机主体的其它驱动源驱动(例如电动栗)。燃料喷射阀可以是向气缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀。而且,除了具有上述直喷式燃料喷射阀以外,还可以另外具有向进气口喷射燃料的燃料喷射阀。
[0024]能够将处于“发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时”定义成发动机的工作状态处于包含满负荷(full load)的高负荷区域时。发动机主体的负荷状态处于高负荷状态可以是发动机主体的工作状态处于当将发动机的负荷区域两等分成低负荷区域和高负荷区域时的高负荷区域内,也可以是发动机主体的工作状态处于当将发动机的负荷区域三等分成低负荷区域、中负荷区域及高负荷区域时的高负荷区域内。需要说明的是,如下文所述的那样,随着供到气缸内的燃料的气化率处于越低的状态,发动机主体的充气效率的上限值被设定得越低的这一情况出现,满负荷会产生变化。
[0025]“充气效率”能够遵循下述定义。也就是说,当将在标准大气(25°C、Iatm)下由总排气量算出的一满缸的空气重量设为I时,吸入到一个气缸内的空气重量与该一满缸的空气重量的比例。
[0026]根据上述结构,当发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时,换言之,在像使得特殊燃料浓度较高的燃料的气化率降低的温度条件下,而且发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时,换言之,在像使得供向气缸内的燃料量增加的发动机主体的工作状态下,控制器在气缸处于进气冲程和压缩冲程时分别将燃料供向气缸内。
[0027]当气缸处于压缩冲程时通过将燃料供向气缸内(需要说明的是,能够通过向气缸内直接喷射燃料来实现该燃料供给),从而能够利用随着压缩冲程进行而借助绝热压缩升高的气缸内的温度来促进燃料气化。当由于发动机主体处于高负荷状态而不太能寄期望于利用进气负压实现燃料气化时,上述做法能够促进燃料气化,是极为有效的。
[0028]由于发动机主体处于高负荷状态,因而供向气缸内的燃料量较多,并且由于发动机主体处于冷机状态,因而考虑到燃料气化率降低就会使燃料量进一步增加,不过在进气冲程和压缩冲程这两个冲程中分别进行燃料供给能够充分确保燃料供给时间,还能够充分确保混合气的形成时间,因此对于混合气的点火性及燃烧稳定性很有利。特别是当特殊燃料为醇,并且由于燃料中的醇浓度较高,使得所需要的燃料量与汽油相比增加时,分别在进气冲程和压缩冲程供给燃料也能够充分确保燃料的供给时间,因而是很有效的。
[0029]如上所述,通过在进气冲程和压缩冲程分别进行燃料供给,从而能够改善燃料的气化性能,并能够充分确保气化燃料量,因此在冷机高负荷时,与仅在进气冲程供给燃料的结构相比能够大幅度提高最大充气效率,从而能够提高全开扭矩。
[0030]这样一来,供到气缸内的燃料的气化率越低,控制器就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。也就是说,当燃料的气化率较低时,由于满负荷降低,因而燃料量的最大值亦会减小。经由此,假使发动机主体的工作状态处于以满负荷持续工作的状态,也由于燃料供给机构所供给的燃料量减少,因而燃料供给机构能够维持规定的燃料压力。其结果是,能够确保燃料的微粒化,从而能够防止燃料的气化性能劣化。这样一来,就能够获得与供到气缸内的燃料量相应的扭矩,从而能够防止耗油量增加。而且,由于未燃的燃料减少,因而废气排放性能也会提高。
[0031]在此,在上述结构下,因为将充气效率的上限值设定得较低,所以就会存在下述限制,即:当将油门设为全开时全开扭矩会降低。不过,如上所述的那样,通过在进气冲程和压缩冲程中分别进行燃料供给,从而能够提高最大充气效率,因此即使将充气效率的上限值设定得较低,也能够确保较高的充气效率。也就是说,冷机时的行驶性能得以提高。而且,这里的负荷状态是将油门设为全开时的高负荷状态,因此发动机主体的温度迅速上升。因为燃料的气化率随着发动机主体的温度状态升高而升高,所以还会将充气效率的上限值重新设定得比较高。因此,即使最初对全开扭矩加以限制,该限制也会迅速被解除。
[0032]需要说明的是,只要将要设定得较低的充气效率的上限值设定在0.5以上即可,优选在0.6以上,更优选在0.7以上。经由此,既能够防止耗油量增加,又能够确保较高的全开扭矩,从而能够同时获得较高水平的冷机燃料经济性和较高水平的冷机行驶性能。
[0033]也可以是这样的,即:所述控制器构成为:供向所述气缸内的所述燃料中的所述特殊燃料的浓度越高,将所述发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。
[0034]在发动机主体的温度状态处于较低状态下,燃料中特殊燃料的浓度越高,燃料的气化率就越低。因此,燃料中特殊燃料的浓度越高,就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低,从而如上所述的那样能够防止耗油量增加。
[0035]也可以是这样的,即:所述控制器构成为:所述发动机主体的温度状态处于越低的状态,将所述发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。
[0036]发动机主体的温度状态处于越低的状态,包含特殊燃料的燃料的气化率就越低。因此,发动机主体的温度状态处于越低的状态,就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低。经由此,如上所述的那样能够防止耗油量增加。
[0037]也可以是这样的,即:所述火花点火式发动机的控制装置进一步包括节气门,该节气门构成为对向所述气缸内填充的新气量进行调节,所述控制器接收油门开度的信息,并将所述节气门的开度调节成与该油门开度相应的开度,所述控制器还构成为:在所述发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且所述发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时,相对于所述油门开度的变化情况,以规定的控制响应性改变所述节气门的开度,并且当已供到所述气缸内的所述燃料的所述气化率越低时,将所述节气门的上限开度设定得越低。
[0038]根据该结构,控制器在发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时的特定条件下,将节气门的上限开度设定得较低。经由此,发动机主体的充气效率的上限值就会降低。而且,控制器构成为:相对于油门开度的变化情况,以规定的控制响应性改变节气门的开度。这里所说的“规定的控制响应性”可以定义成与所述冷机高负荷这一特定条件不同的其它条件下的控制响应性。也就是说,这里所说的“规定的控制响应性”并不是冷机高负荷这一特定条件下的特有的控制响应,换句话说能够将“规定的控制响应性”称为正常的控制响应性。
[0039]在上述结构下,由于是相对于油门开度的变化情况,以规定的控制响应性来改变节气门的开度,因而相对于驾驶员对油门进行的操作而言是以正常的控制响应性来控制节气门的开度。因此,在油门开度未达到上限值,充气效率也未达到上限值的范围内,油门操作与节气门开度之间的控制实质上与正常控制相同。这便会消除驾驶员的不协调感而提高驾驶性能。
[0040]当用力踩下油门踏板直到油门全开时,虽然全开扭矩因充气效率的上限值受到限制而下降,不过由于节气门的开度是以正常的控制响应性产生变化的,因而能够抑制加速性能劣化。
[0041]在此,当发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且燃料的气化率较低时,可以想到进行下述控制,即:使节气门开度相对于油门开度变化而产生变化的响应性低于正常时的响应性。上述控制能够相对于油门开度而言减少所需要的燃料量,从而能够防止上述燃料压力下降。不过,使节气门开度相对于油门开度变化而产生变化的响应性降低的这一控制由于扭矩未随驾驶员用力踩下油门踏板的动作而产生相应的变化,因此加速性能极为劣化。而且,在发动机主体的负荷状态处于低负荷或中负荷的常用区域中,也由于扭矩未随驾驶员用力踩下油门踏板的动作而产生相应的变化,因此会招致驾驶员产生不协调感。
[0042]相对于此,在上述结构下,当发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且燃料的气化率较低时,仅对全开扭矩加以限制。由此,在常用区域中与正常控制相比未产生任何变化,不会招致驾驶员的不协调感。还具有加速性能亦未产生劣化的优点。
[0043]一发明的效果一
[0044]如上所述,根据所述火花点火式发动机的控制装置,当发动机主体的温度状态为规定温度以下的冷机时且发动机主体的负荷状态为规定负荷以上的高负荷时,通过在进气冲程和压缩冲程分别向气缸内供给燃料,从而在燃料量比较多的条件下也能够改善燃料的气化性能,并能够大幅度提高最大充气效率。而且,供到气缸内的燃料的气化率越低,就将发动机主体的充气效率的上限值设定得越低,从而能够使燃料压力维持在较高的状态,并能够防止耗油量增加。进而,虽然将充气效率的上限设定得较低,不过由于在进气冲程和压缩冲程分别进行燃料供给,而使最大充气效率提高,因此受到限制的充气效率也会比较高,使得冷机时的行驶性能得以提高。
【附图说明】
[0045]图1是示出火花点火式发动机及其控制装置的结构的略图。
[0046]图2是将相对于温度而言汽油蒸馏量的变化情况与乙醇蒸馏量的变化情况加以比较的图。
[0047]图3是将在高负荷时冷机状态下的燃料喷射时刻与热机状态下的燃料喷射时刻加以比较的图。
[0048]图4是示出相对于发动机水温而言燃料压力的变化情况的图。
[0049]图5是示出相对于燃料的气化率而言最大充气效率的限制量的图。
[0050]图6是示出将油门设定为全开时充气效率的变化情况的时序图。
[0051]图7是示出发动机的全开扭矩因燃料喷射方式不同而存在差异的图。
【具体实施方式】
[0052]下面,参照附图对火花点火式发动机的实施方式进行说明。需要说明的是,以下对优选实施方式的说明仅为举例说明而已。如图1所示,发动机系统具有:发动机(发动机主体)1、发动机I所附带的各种执行器和各种传感器、以及根据来自传感器的信号控制执行器的发动机控
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