火花点火式发动机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]这里所公开的技术涉及一种火花点火式发动机的控制装置，特别是涉及下述火花点火式发动机的控制装置，即:该火花点火式发动机的控制装置构成为:包含在特定温度以下的状态下气化率比汽油低的特殊燃料的燃料被供向该发动机。
【背景技术】
[0002]近年来，从全球温暖化等环境问题的角度出发，生物燃料正受到人们的关注，能够利用将汽油与例如生物乙醇以任意的混合比混合而成的燃料行驶的FFV(Flexible FuelVehicle、灵活燃料汽车)正不断得到实际应用。FFV所用燃料中的乙醇浓度范围因市场上流通的燃料中的汽油与乙醇的混合比不同而不同，该乙醇浓度范围例如从E25(汽油75%、乙醇25%)到ElOO (乙醇100%)、或者从EO (汽油100%)到E85(汽油15%、乙醇85%)。需要说明的是，这里所说的ElOO中，还包含在乙醇的精馏过程中未充分除去水分而含有5%左右的水分的ElOO (乙醇95%、水5% )。
[0003]这种FFV所使用的燃料的特性因燃料中乙醇浓度的不同而不同。也就是说，汽油为多组分燃料，其沸点在27?225°C的范围内，因而例如像在图2中示出汽油的蒸馏率相对于温度而产生的变化那样，即使在温度较低的状态下，汽油的气化率也比较高。相对于此，乙醇为单组分燃料，其沸点为78°C，因而当温度较低时其气化率为O而存在比汽油的气化率低的状态，另一方面，当温度较高时其气化率为100%而存在比汽油的气化率高的状态。由此，当发动机的温度状态为在规定温度以下的低温状态时，燃料中乙醇的浓度越高，且发动机的温度状态处于越低的状态，则气缸内燃料的气化性能就越会产生劣化。也就是说，当将助燃的燃料与供到气缸内的燃料的重量比定义为气化率时，乙醇的浓度越高，且发动机的温度状态处于越低的状态，气化率就会越低。并且会出现下述问题，即:例如在当使用ElOO时发动机处于冷机工作之际，混合气的点火性以及/或者燃烧稳定性会因气化率降低而产生劣化。特别是，当使用的是含有水分的ElOO时，这个问题会很显著。
[0004]在例如专利文献I中记载了一种FFV用发动机系统，在该发动机系统中从用来贮存将汽油与乙醇以任意混合比混合而成的燃料的主燃料罐中，抽取汽油浓度较高的燃料后，使该燃料移动并贮存在不同于主燃料罐的副燃料罐中。由此，在专利文献I所记载的发动机系统中，就会总将气化性能稳定的燃料贮存在副燃料罐内。因此，就专利文献I所记载的发动机系统而言，在当使用了乙醇浓度较高的燃料时混合气的点火性以及/或者燃烧稳定性降低的工作条件下(例如，发动机冷机工作时等)，就以适当比例将贮存在主燃料罐中的燃料与贮存在副燃料罐中的汽油浓度较高的燃料混合起来。这样一来便将汽油浓度比贮存在主燃料罐中的燃料高的混合燃料喷向发动机的进气口。如上所述，专利文献I所记载的发动机系统在气化率降低的工作条件下，通过使用贮存在副燃料罐中的汽油浓度较高的燃料来提高燃料的气化率，由此而确保在发动机冷机工作时等混合气的点火性以及/或者燃烧稳定性。也就是说，专利文献I中所记载的发动机系统在特定的工作状态下为了确保点火性以及/或者燃烧稳定性，要将燃料的特性改成规定的特性。
[0005]在专利文献2中记载了一种FFV用发动机系统，该发动机系统不具有上述那样的副燃料罐，而具有构成为向气缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀。在该专利文献2中记载了一种发动机启动时的燃料喷射控制方法。具体而言，鉴于乙醇的理论空燃比小于汽油的理论空燃比，当使用乙醇浓度较高的燃料时，与使用汽油浓度较高的燃料时相比需要增加燃料喷射量的这一情况，当像燃料中的乙醇浓度较高导致燃料喷射量增多且发动机的温度状态处于较低的状态导致其燃料的气化性能降低那样的、发动机低温启动时，就要提高燃料压力，并要在压缩冲程中向气缸内喷射高燃压的燃料。由此，来促进燃料气化，提高低温启动性。而且，即使发动机的温度状态处于较低的状态，当燃料中的乙醇浓度较低时也会判断出燃料容易气化，从而在不提高燃料压力的情况下，在进气冲程中向气缸内喷射燃料，来启动发动机。如上所述，在专利文献2所记载的发动机系统中，根据燃料中的乙醇浓度来改变启动发动机时的燃料喷射方式。
[0006]专利文献1:日本公开专利公报特开2010 - 133288号公报
[0007]专利文献2:日本公开专利公报特开2010 - 37968号公报
【发明内容】
[0008]一发明所要解决的技术问题一
[0009]像专利文献I中所记载的那样需要副燃料罐的结构由于燃料供给系统为两个系统而导致发动机系统的结构复杂化且使成本增加，因而人们需要的是像专利文献2中所记载的那样去掉副燃料罐的结构。
[0010]另一方面，如上所述，就FFV而言，由于所供来的燃料中的乙醇浓度变化而使得贮存在该主燃料罐内的燃料中的乙醇浓度产生变化，因而不论贮存在主燃料罐中的燃料的特性如何，都总需要确保混合气的点火性以及/或者燃烧稳定性。就这点而言，专利文献2中所记载的发动机系统在发动机启动时会选择与贮存在主燃料罐中的燃料的特性相应的燃料喷射方式。
[0011]在发动机启动后进行工作的过程中，燃料的气化率例如会随着发动机的温度状态呈上升状态而产生变化。由此，可以想到:在发动机进行工作的过程中，按照燃料的气化率来切换燃料喷射方式。不过，本申请发明人注意到当对燃料喷射方式进行切换时会产生扭矩冲击(torque shock)。也就是说，因为在进行了进气冲程喷射时供到气缸内的燃料的气化率与在进行了压缩冲程喷射时的该气化率不同，所以在切换燃料喷射方式之前和之后，即使燃料喷射量相同，实际上产生气化的燃料量也是不同的。其结果是，在切换燃料喷射方式之前和之后，混合气的空燃比发生变化，这就会招致扭矩冲击。
[0012]这里所公开的技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于:就被供给包含在特定温度以下的状态下气化率比汽油低的特殊燃料的燃料的发动机而言，当按照发动机主体的工作状态切换燃料供给方式时，可防止或抑制扭矩冲击产生。
[0013]一用以解决技术问题的技术方案一
[0014]本申请发明人着眼于供向发动机主体的燃料供给量是按照燃料的气化率以预先设定好的补正率对按照发动机主体的工作状态设定的基础燃料供给量进行增量补正而得到的燃料量的这一情况，当切换燃料供给方式时，通过切换该补正率的值，抑制在切换后不久实际气化的燃料量不足或者过剩的情况发生，从而防止在切换燃料供给方式之前和之后混合气的空燃比发生变化，来防止或抑制扭矩冲击。
[0015]具体而言，这里所公开的技术涉及一种火花点火式发动机的控制装置。该火花点火式发动机的控制装置包括发动机主体、燃料供给机构以及控制器，所述发动机主体构成为包含在特定温度以下的状态下气化率比汽油低的特殊燃料的燃料被供向该发动机主体，所述燃料供给机构构成为将所述燃料供向设置在所述发动机主体中的气缸内，所述控制器构成为通过至少控制所述燃料供给机构而让所述发动机主体工作。
[0016]所述控制器在所述发动机主体的负荷状态为超过规定负荷的状态下，当所述发动机主体的温度状态为在规定温度以下的状态时设定成在压缩冲程中供给的燃料量比在进气冲程中供给的燃料量多的第一燃料供给方式，另一方面，当所述发动机主体的温度状态为超过所述规定温度的状态时设定成在所述进气冲程中供给的燃料量比在所述压缩冲程中供给的燃料量多的第二燃料供给方式。
[0017]并且，所述燃料供给机构供给的燃料量是按照所述燃料的气化率以预先设定好的补正率对按照所述发动机主体的工作状态设定的基础燃料供给量进行增量补正而得到的燃料量，在随着所述发动机主体的温度状态呈上升状态而超过所述规定温度，从所述第一燃料供给方式切换到所述第二燃料供给方式后不久，使所述补正率大于进行该切换之前的该补正率。
[0018]在此，“在特定温度以下的状态下气化率比汽油低的特殊燃料”指的是例如单组分燃料，具体而言能够列举出乙醇或者甲醇等醇。作为醇的具体示例可以列举出以甘蔗、玉米为原料的生物乙醇等生物醇。
[0019]“包含特殊燃料的燃料”包括将特殊燃料与汽油混合而成的燃料、以及仅由特殊燃料构成的燃料。对于汽油与特殊燃料之间的混合比并没有特别限定，能够采用任意的混合比。就供给发动机主体的燃料而言，汽油与特殊燃料之间的混合比可以是恒定的，也可以是随时变化的。当特殊燃料为乙醇时，“包含特殊燃料的燃料”中包括在下述范围内任意乙醇浓度的燃料，具体而言，该范围从向汽油中混合25 %的乙醇而成的E25到乙醇为100 %的ElOO为止。上述构成并不排除向发动机主体供给不包含特殊燃料的燃料的这一情况。例如当特殊燃料为乙醇时，供向发动机主体的燃料中包括在下述范围内任意乙醇浓度的燃料，该范围从汽油(即，不包含乙醇的E0)到向汽油中混合85%的乙醇而成的E85为止。进而，“包含特殊燃料的燃料”中也可以含有水。因此，含有5%左右的水分的ElOO也包含在这里所说的“包含特殊燃料的燃料”中。需要说明的是，能够利用各种方法检测或推测燃料中的醇浓度。
[0020]能够将“气化率”定义成助燃的燃料与供到气缸内的燃料的重量比。上述气化率能够根据安装在发动机的排气通路中的O2传感器的检测值计算出来。在发动机主体的温度在规定温度以下的条件下，燃料中的特殊燃料的浓度越高，且发动机主体的温度状态处于越低的状态，气化率就可能越低。
[0021]“燃料供给机构”可以构成为:至少包括贮存包含特殊燃料的燃料的燃料罐、使燃料压力上升的高压栗以及对已升压的燃料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。
[0022]“发动机主体的负荷状态为超过规定负荷的状态”指的是发动机主体的负荷状态处于较高的状态。发动机主体的负荷状态处于较高的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中负荷及高负荷区域内。作为一个示例，规定负荷相当于Ce = 0.4左右，但并不局限于此。
[0023]“发动机主