发动机的控制装置
阅读：1发布：2020-09-13
专利汇可以提供发动机的控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且发动机 的控制装置具有：排气侧可变动 阀 机构(72)，使排气阀(22)的开闭时期变化；以及PCM(10)，对排气侧可变动阀机构(72)进行控制，以使排气阀(22)的开闭时期变化，排气侧可变动阀机构(72)构成为，如果使排气阀(22)的开阀时期滞后，则抬升量变小，PCM(10)基于排气阀(22)的排气上死点处的抬升量，设定最大滞后开阀时期，该最大滞后开阀时期是通过排气侧可变动阀机构(72)使 排气冲程 中的排气阀(22)的开阀时期最大地滞后的时期，对排气侧可变动阀机构(72)进行控制，使排气阀(22)在比上述最大滞后开阀时期更靠提前侧的时期开阀。，下面是发动机的控制装置专利的具体信息内容。
1.一种发动机的控制装置，该发动机具备气缸，该气缸设置有用于将进气向缸内导入的进气阀和用于将排气从缸内排出的排气阀，其特征在于，具有：
可变动阀机构，使排气阀的开闭时期变化，使该排气阀动作；以及
控制单元，对上述可变动阀机构进行控制，以使上述排气阀的开闭时期变化，上述可变动阀机构构成为，如果使上述排气阀的开阀时期从规定的基准时期滞后，则抬升量变小，
上述控制单元，基于上述排气阀的排气上死点处的抬升量，设定最大滞后开阀时期，对上述可变动阀机构进行控制，使上述排气阀在比上述最大滞后开阀时期更靠提前侧的时期开阀，上述最大滞后开阀时期是通过上述可变动阀机构使排气冲程中的上述排气阀的开阀时期最大地滞后的时期。
2.如权利要求1所述的发动机的控制装置，
上述控制单元将上述最大滞后开阀时期设定为，上述排气阀的排气上死点处的抬升量不成为0。
3.如权利要求1所述的发动机的控制装置，
上述控制单元将上述最大滞后开阀时期设定为，上述排气阀的排气上死点处的抬升量成为规定量以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的发动机的控制装置，
上述控制单元，在发动机转速越高时，越将上述最大滞后开阀时期向提前侧设定。
5.如权利要求1～4中任一项所述的发动机的控制装置，
上述控制单元对上述可变动阀机构进行控制，在发动机转速越高时，越使上述排气阀的开阀时期提前，在发动机转速越低时，越使上述排气阀的开阀时期滞后。
6.如权利要求1～5中任一项所述的发动机的控制装置，
上述可变动阀机构具有：
凸轮，与曲柄轴的旋转同步地旋转；
压力室，在内部填充着发动机油，通过上述凸轮的动作而发动机油的油压变化；以及油压阀，与上述压力室连接，通过开闭来控制对上述排气阀作用的油压，上述控制单元，在上述凸轮进行使上述压力室内的油压上升的动作时，进行对上述油压阀的开闭进行切换的控制，使上述压力室内的油压作用到上述排气阀而使上述排气阀开阀，控制对上述油压阀的开闭进行切换的定时，从而使上述排气阀的开闭时期变化。
发动机的控制装置
技术领域
背景技术
[0002] 以往，已知使设置于气缸的排气阀或进气阀的开闭时期及/或抬升量变化的可变动阀机构(换言之，可变阀机构)。例如，专利文献1中记载了如下的技术：在具备使排气阀的开闭时期变化的可变动阀机构的发动机系统中，发动机转速越低，则通过可变动阀机构使排气阀的开阀时期越滞后，从而在低转速时抑制被供给到排气通路的空气倒流回缸内。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本特开2010-185301号公报
发明内容
[0006] 发明所要解决的技术课题
[0007] 但是，在发动机的高转速时，如果通过可变动阀机构使排气阀的开阀时期比排气下死点提前，则能够减少所谓的泵送损失。另一方面，在发动机的低转速时，如果通过可变动阀机构使排气阀的开阀时期滞后到排气下死点附近，则能够提高缸内的膨胀比。
[0008] 在此，以往已知具有使排气阀的开阀时期滞后则抬升量变小的特性的可变动阀机构。将这样的可变动阀机构应用到排气阀的情况下，在发动机的低转速时，如果为了提高膨胀比而使排气阀的开阀时期过度地滞后，则到排气上死点为止的排气阀的抬升量(该抬升量规定排气阀的开口面积)变得相当小。最坏的情况下，排气阀的抬升量在排气上死点成为0，即排气阀成为全闭状态。如果排气上死点处的排气阀的抬升量像这样变得非常小，则排气不能从缸内适当地排出，缸内压上升，产生排气导致的损失(泵送损失)。
[0009] 本发明是为了解决上述的以往技术的问题点而做出的，其目的在于，提供一种发动机的控制装置，在对排气阀应用了可变动阀机构的发动机中，能够确保排气阀的排气上死点处的抬升量，适当地抑制排气所导致的损失。
[0010] 解决课题所采用的技术手段
[0011] 为了达成上述目的，本发明是一种发动机的控制装置，该发动机具备气缸，该气缸设置有用于将进气向缸内导入的进气阀和用于将排气从缸内排出的排气阀，其特征在于，具有：可变动阀机构，使排气阀的开闭时期变化，使该排气阀动作；以及控制单元，对可变动阀机构进行控制，以使排气阀的开闭时期变化，可变动阀机构构成为，如果使排气阀的开阀时期从规定的基准时期滞后，则抬升量变小，控制单元，基于排气阀的排气上死点处的抬升量，设定最大滞后开阀时期，该最大滞后开阀时期是通过可变动阀机构使排气冲程中的排气阀的开阀时期最大地滞后的时期，对可变动阀机构进行控制，使排气阀在比最大滞后开阀时期更靠提前侧的时期开阀。
[0012] 根据这样构成的本发明，基于排气上死点处的排气阀的抬升量，设定排气阀的最大滞后开阀时期，并且对可变动阀机构进行控制，在相对于该最大滞后开阀时期的提前侧的时期使排气阀开阀，所以能够适当地确保排气上死点处的排气阀的抬升量，抑制排气所导致的损失(泵送损失)。由此，在发动机转速较低的情况下，能够以适当的最大滞后开阀时期作为限度而使排气阀的开阀时期，确保排气上死点处的排气阀的抬升量而抑制排气所导致的损失，能够改善膨胀比。
[0013] 在本发明中，优选为，控制单元将最大滞后开阀时期设定为，排气阀的排气上死点处的抬升量不成为0。
[0014] 根据这样构成的本发明，将最大滞后开阀时期设定为，在排气上死点处排气阀至少处于开阀状态，所以能够可靠地确保排气上死点处的排气阀的抬升量。
[0015] 在本发明中，优选为，控制单元将最大滞后开阀时期设定为，排气阀的排气上死点处的抬升量成为规定量以上。
[0016] 根据这样构成的本发明，将排气上死点处的排气阀的抬升量确保为期望的量以上，能够有效地抑制排气所导致损失。
[0017] 在本发明中，优选为，控制单元，在发动机转速越高时，越将最大滞后开阀时期向提前侧设定。
[0018] 根据这样构成的本发明，发动机转速越高，越将排气阀的最大滞后开阀时期向提前侧设定，增大排气上死点处的排气阀的抬升量，将随着动机转速增高而增加的排气从排气阀适当地排出，能够抑制排气所导致的损失。
[0019] 在本发明中，优选为，控制单元对可变动阀机构进行控制，在发动机转速越高时，越使排气阀的开阀时期提前，在发动机转速越低时，越使排气阀的开阀时期滞后。
[0020] 根据这样构成的本发明，在低转速时能够适当地提高膨胀比，在高转速时能够适当地减少泵送损失，由此，能够从发动机的低转速域到高转速域都改善油耗。
[0021] 在本发明中，优选为，可变动阀机构具有：凸轮，与曲柄轴的旋转同步地旋转；压力室，在内部填充着发动机油，通过凸轮的动作而发动机油的油压变化；以及油压阀，与压力室连接，通过开闭来控制对排气阀作用的油压，控制单元，在凸轮进行使压力室内的油压上升的动作时，进行对油压阀的开闭进行切换的控制，使压力室内的油压作用到排气阀而使排气阀开阀，控制对油压阀的开闭进行切换的定时，从而使排气阀的开闭时期变化。
[0022] 根据这样构成的本发明，使用与曲柄轴的旋转同步旋转的凸轮，使压力室内的发动机油的油压，通过油压阀的控制使压力室内的油压作用到排气阀，从而使排气阀开阀，通过应用这样构成的可变动阀机构，能够通过简单的构造使排气阀的开闭时期变化。
[0023] 发明的效果：
[0025] 图1是应用了本发明的实施方式的发动机的控制装置的发动机的概略构成图。
[0026] 图2是对本发明的实施方式的发动机的排气阀应用的排气侧可变动阀机构的概略侧面图。
[0028] 图4是本发明的实施方式的发动机的运转区域的说明图。
[0029] 图5是本发明的实施方式的第1运转区域中的进气阀及排气阀的基本动作的说明图。
[0030] 图6是本发明的实施方式的排气侧可变动阀机构的特性的说明图。
[0031] 图7是通过排气侧可变动阀机构使排气阀的开阀时期滞后时的排气上死点处的排气阀的抬升量的变化的说明图。
[0032] 图8是在本发明的实施方式中设定的排气阀的最大滞后开阀时期的说明图。
具体实施方式
[0033] 以下参照附图说明本发明的实施方式的发动机的控制装置。
[0034] [发动机的构成]
[0035] 首先，参照图1～图3说明应用了本发明的实施方式的发动机的控制装置的发动机的构成。图1是应用了本发明的实施方式的发动机的控制装置的发动机的概略构成图，图2是对本发明的实施方式的发动机中的排气阀应用的排气侧可变动阀机构的概略侧面图(部分地示出截面图)，图3是表示与本发明的实施方式的发动机的控制装置有关的电路结构的框图。
[0036] 如图1所示，发动机1搭载于车辆，并且是被供给至少含有汽油的燃料的汽油发动机。发动机1具有：设置有多个气缸18的气缸体11(另外，在图1中仅图示了1个气缸，但是例如4个气缸直列地设置)、配设在该气缸体11上的气缸头12、以及配设在气缸体11的下侧且贮存润滑油的油盘13。在各气缸18内，经由连杆142与曲柄轴15连结的活塞14可往复移动地嵌插。在活塞14的顶面形成有柴油发动机中的凹入型那样的腔室141。当活塞14位于压缩上死点附近时，腔室141与后述的喷油器67相对。气缸头12、气缸18、以及具有腔室141的活塞14，划分出燃烧室19。另外，燃烧室19的形状不限于图示的形状。例如腔室141的形状、活塞
14的顶面形状、以及燃烧室19的顶部形状等可以适当变更。
14的顶面形状、以及燃烧室19的顶部形状等可以适当变更。
[0038] 在气缸头12上按照每个气缸18形成有进气端口16及排气端口17，并且在这些进气端口16及排气端口17分别配设有对燃烧室19侧的开口进行开闭的进气阀21及排气阀22。此外，如图3所示，通过进气侧可变动阀机构71，进气阀21的开阀时期及/或抬升量变化，通过排气侧可变动阀机构72，排气阀22的开阀时期变化。另外，一般来说，排气阀22按照每个气缸18设置2个，但是不限于对这2个排气阀22的双方应用排气侧可变动阀机构72，也可以对于仅一个排气阀22应用排气侧可变动阀机构72，对另一个排气阀22应用使开阀时期及抬升量为一定的机械动阀机构。进气阀21也是同样的。
[0039] 如图2所示，对排气阀22应用的排气侧可变动阀机构72具有：供从外部供给的发动机油通过的油供给路72a、设置在油供给路72a上的作为三向阀的电磁阀72b(相当于油压阀)、以及填充满了从油供给路72a经由电磁阀72b供给的发动机油的压力室72c。这种情况下，当电磁阀72b开阀时，在油供给路72a和压力室72c之间流体连通，从油供给路72a向压力室72c供给发动机油(参照图2中的箭头A11)。电磁阀72b在未通电的状态下开阀，在通电后闭阀。详细地说，电磁阀72b通过持续通电而维持闭阀状态。另外，在电磁阀72b的上游侧的油供给路72a上设置有未图示的止回阀等。
[0040] 此外，排气侧可变动阀机构72具有：凸轮72d，经由正时皮带等被传递曲柄轴15的旋转，并且设置在排气凸轮轴23上；指形从动辊轮72e，通过从凸轮72d传递来的力而揺动；泵单元72f，与压力室72c连结，通过指形从动辊轮72e而动作，使压力室72c内的发动机油的压力(油压)上升。此外，排气侧可变动阀机构72具有：制动单元72g，经由电磁阀72b与压力室72c连结，通过压力室72c内的油压而使排气阀22开阀；阀弹簧72h，在制动单元72g不工作时，附加用于维持排气阀22的关闭状态的力。这种情况下，在电磁阀72b闭阀时，将油供给路
72a和压力室72c之间的流体连通切断，使压力室72c和制动单元72g之间流体连通，由此，压力室72c内的油压被作用到制动单元72g(参照图2中的箭头A12)。
72a和压力室72c之间的流体连通切断，使压力室72c和制动单元72g之间流体连通，由此，压力室72c内的油压被作用到制动单元72g(参照图2中的箭头A12)。
[0041] 具体说明排气侧可变动阀机构72使排气阀22开阀的动作。凸轮72d正在与排气凸轮轴23同步地旋转时，形成于凸轮72d的凸轮山(换句话说，凸轮鼻)接触到指形从动辊轮72e后，该凸轮山将指形从动辊轮72e按下。由此，指形从动辊轮72e对泵单元72f施力，泵单元72f将压力室72c内的发动机油压缩。这时，如果将电磁阀72b闭阀，则油供给路72a和压力室72c之间的流体连通被切断，压力室72c和制动单元72g之间流体连通，通过压力室72c和制动单元72g形成大致的密闭空间，该空间内的发动机油的油压通过泵单元72f的动作而上升。并且，通过上升的油压，制动单元72g动作而对排气阀22施力，由此，排气阀22抬升、即排气阀22开阀。另一方面，在上述的状况下，将电磁阀72b维持为开状态的情况下，油供给路
72a和压力室72c之间流体连通，所以通过泵单元72f的动作，压力室72c内的发动机油被压向油供给路72a(当然，在电磁阀72b闭阀时，压力室72c和制动单元72g之间的流体连通被切断，所以压力室72c内的油压不作用到制动单元72g)。
72a和压力室72c之间流体连通，所以通过泵单元72f的动作，压力室72c内的发动机油被压向油供给路72a(当然，在电磁阀72b闭阀时，压力室72c和制动单元72g之间的流体连通被切断，所以压力室72c内的油压不作用到制动单元72g)。
[0042] 基本上，如果在形成于凸轮72d的凸轮山作用在指形从动辊轮72e上的期间的某个定时将电磁阀72b闭阀，则能够使排气阀22开阀。因此，通过改变将电磁阀72b从开状态切换到闭状态的定时，能够使排气阀22的开阀时期变化。在本实施方式中，在凸轮72d上的规定位置形成有凸轮山，以能够在排气冲程中将排气阀22开阀，并且在凸轮72d上的规定位置形成有另一凸轮山，由此，除了排气冲程之外，在进气冲程中也能够使排气阀22开阀、即二次开阀。在本实施方式中，在这样的2个凸轮山分别作用到指形从动辊轮72e的期间，进行切换电磁阀72b的开闭的控制，使排气阀22的开闭时期变化。此外，二次排气在从排气端口17向燃烧室19回流已燃气体(内部EGR气体)而再次导入的情况下执行。
[0043] 再次参照图1，在气缸头12上按照每个气缸18安装有向气缸18内直接喷射燃料(直喷)的喷油器67。喷油器67以其喷口从燃烧室19的顶面的中央部分面向其燃烧室19内的方式配设。喷油器67在根据发动机1的运转状态设定的喷射定时，向燃烧室19内直接喷射与发动机1的运转状态相应的量的燃料。在该例中，虽然省略了详细的图示，喷油器67是具有多个喷口的多喷口型的喷油器。由此，喷油器67以燃料喷雾从燃烧室19的中心位置放射状地扩散的方式喷射燃料。在活塞14位于压缩上死点附近的定时，从燃烧室19的中央部分以放射状扩散的方式喷射的燃料喷雾，沿着形成于活塞顶面的腔室141的壁面流动。换句话说，腔室141形成为，将在活塞14位于压缩上死点附近的定时喷射的燃料喷雾收敛在其内部。该多喷口型的喷油器67和腔室141的组合，在燃料喷射后有利于缩短混合气形成期间，并且有利于缩短燃烧期间。另外，喷油器67不限于多喷口型的喷油器，也可以采用外开阀型的喷油器。
[0044] 图外的燃料箱和喷油器67之间通过燃料供给路径而相互连结。在该燃料供给路径上夹装着燃料供给系统62，该燃料供给系统62包括燃料泵63和共轨64，并且以比较高的燃料压力向喷油器67供给燃料。燃料泵63从燃料箱向共轨64加压输送燃料，共轨64能够将加压输送的燃料以比较高的燃料压力贮存。通过喷油器67开阀，共轨64中贮存的燃料从喷油器67的喷口喷射。在此，虽然省略图示，燃料泵63是活塞式的泵，由发动机1驱动。包含该发动机驱动的泵的构造的燃料供给系统62能够将30MPa以上的高燃料压力的燃料供给至喷油器67。燃料压力最高可以设定为120MPa程度。供给至喷油器67的燃料的压力根据发动机1的运转状态而变更。另外，燃料供给系统62不限于该构成。
[0045] 在气缸头12上还安装有对燃烧室19内的混合气强制点火(具体地说，火花点火)的火花塞25。在该例中，火花塞25以从发动机1的排气侧朝向斜下延伸的方式，在气缸头12内贯通地配置。火花塞25的前端面向位于压缩上死点的活塞14的腔室141内而配置。
[0046] 如图1所示，在发动机1的一侧面以与各气缸18的进气端口16连通的方式连接着进气通路30。另一方面，在发动机1的另一侧面连接着将来自各气缸18的燃烧室19的已燃气体(废气)排出的排气通路40。
[0047] 在进气通路30的上游端部配设有对吸入空气进行过滤的空气滤清器31，在其下游侧配设有用于调节向各气缸18的吸入空气量的节流阀36。此外，在进气通路30的下游端附近配设有稳压箱33。比该稳压箱33更靠下游侧的进气通路30是向每个气缸18分支的独立通路，这些各独立通路的下游端分别与各气缸18的进气端口16连接。
[0048] 排气通路40的上游侧的部分由具有独立通路和集合部的排气歧管构成，该独立通路按照每个气缸18分支而与排气端口17的外侧端连接，该集合部是各独立通路集合而成。在该排气通路40中的比排气歧管更靠下游侧，作为对废气中的有害成分进行净化的排气净化装置，分别连接着正前催化剂41和脚下催化剂42。正前催化剂41及脚下催化剂42分别具备筒状壳体和配置在该壳体内的流路的例如三元催化剂而构成。
[0049] 进气通路30中的稳压箱33和节流阀36之间的部分，与排气通路40中的比正前催化剂41更靠上游侧的部分，经由将废气的一部分回流到进气通路30的EGR通路50而连接。该EGR通路50包括配设有EGR冷却器52的主通路51而构成，该EGR冷却器52用于通过发动机冷却水将废气冷却。在主通路51配设有用于调整废气向进气通路30的回流量的EGR阀511。
[0051] 如图1及图3所示，PCM10被输入各种传感器SW1、SW2、SW4～SW18的检测信号。具体地说，PCM10被输入如下的信号：在空气滤清器31的下游侧检测新气的流量的空气流量传感器SW1的检测信号、检测新气的温度的进气温度传感器SW2的检测信号、配置在EGR通路50中的与进气通路30的连接部附近且检测外部EGR气体的温度的EGR气体温度传感器SW4的检测信号、安装于进气端口16且检测流入气缸18内之前的进气的温度的进气端口温度传感器SW5的检测信号、安装于气缸头12且检测气缸18内的压力的缸内压传感器SW6的检测信号、配置在排气通路40中的与EGR通路50的连接部附近且分别检测排气温度及排气压力的排气温传感器SW7及排气压传感器SW8的检测信号、配置在正前催化剂41的上游侧且检测排气中的氧浓度的线性O2传感器SW9的检测信号、配置在正前催化剂41和脚下催化剂42之间且检测排气中的氧浓度的拉姆达O2传感器SW10的检测信号、检测发动机冷却水的温度的水温传感器SW11的检测信号、检测曲柄轴15的旋转角的曲柄角传感器SW12的检测信号、检测与车辆的油门踏板(图示省略)的操作量对应的油门开度的油门开度传感器SW13的检测信号、进气侧及排气侧的凸轮角传感器SW14、SW15的检测信号、安装于燃料供给系统62的共轨64且检测向喷油器67供给的燃料压力的燃压传感器SW16的检测信号、检测发动机1的油压的油压传感器SW17的检测信号、检测发动机1的油温的油温传感器SW18的检测信号。
[0052] PCM10基于这些检测信号进行各种运算，从而判定发动机1或车辆的状态，并由此向(直喷)喷油器67、火花塞25、进气侧可变动阀机构71、排气侧可变动阀机构72、燃料供给系统62、以及各种阀(节流阀36、EGR阀511)的促动器输出控制信号。像这样，PCM10使发动机1运转。特别是，在本实施方式中，PCM10向排气侧可变动阀机构72的电磁阀72b输出控制信号(详细地说，向电磁阀72b供给电压或电流)而切换电磁阀72b的开闭，从而执行使排气阀
22的开闭时期变化的控制。
22的开闭时期变化的控制。
[0053] [运转区域]
[0054] 接下里参照图4说明本发明的实施方式的发动机1的运转区域。图4表示发动机1的运转控制映射图的一例。该发动机1以改善油耗和提高排放性能为目的，在发动机负荷相对较低的低负荷域、即第1运转区域R11，不进行火花塞25的点火，而进行基于压缩自点火的压缩点火燃烧。但是，随着发动机1的负荷变高，通过该压缩点火燃烧，燃烧容易变得过于急剧，可能会产生燃烧噪音，或者点火时期的控制变得困难(有发生缺火等的倾向)。因此，在该发动机1中，在发动机负荷相对较高的高负荷域、即第2运转区域R12，取代压缩点火燃烧，进行利用了火花塞25的强制点火燃烧(这里是火花点火燃烧)。像这样，该发动机1根据发动机1的运转状态、特别是发动机1的负荷，在执行基于压缩点火燃烧的运转的CI(Compression Ignition)运转和执行基于火花点火燃烧的运转的SI(Spark Ignition)运转之间切换。
[0055] 在此，参照图5说明进行CI运转的第1运转区域R11中的进气阀21及排气阀22的基本动作。图5中横轴表示曲柄角，纵轴表示阀的抬升量。此外，实线的曲线G11表示与曲柄角相应的排气阀22的动作(抬升曲线)，虚线的曲线G12表示与曲柄角相应的进气阀21的动作(抬升曲线)。如曲线G11所示，在进行CI运转的第1运转区域R11中，通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22进行在排气冲程中开阀、并且在进气冲程中也开阀的排气的二次开阀，将温度相对较高的内部EGR气体导入到气缸18内。由此，在CI运转时，提高气缸18内的压缩端温度，提高压缩点火燃烧的点火性及稳定性。
[0056] [对于排气阀的控制]
[0057] 接下来具体说明本发明的实施方式的对于排气阀的控制内容。
[0058] 首先，参照图6说明使排气阀22动作的排气侧可变动阀机构72的特性。在此，为了便于说明，例举通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22仅开阀1次的情况(实际上排气阀22开阀两次)。
[0059] 在图6(a)上方示出了通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22在比较早的时期t11开阀时的排气阀22的动作(抬升曲线)，在图6(a)下方示出了像这样使排气阀22动作时的排气侧可变动阀机构72的电磁阀72b的开闭状态。例如，开阀时期t11是通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22的开阀时期提前到最大时的开阀时期(以下适当地称为“最大提前开阀时期”)。另一方面，在图6(b)上方示出在比较晚的时期t12、具体地说是从图6(a)所示的开阀时期t11滞后的时期t12(参照箭头A21)、以及通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22开阀时的排气阀22的动作(抬升曲线)，在图6(b)的下方示出像这样使排气阀22动作时的排气侧可变动阀机构72的电磁阀72b的开闭状态。此外，在图6(b)上方，为了比较而用虚线重叠地示出了抬升曲线。
[0060] 比较图6(a)和图6(b)可知，如果使排气阀22的开阀时期滞后，则排气阀22的抬升量变小(参照箭头A22)。此外，与符号Ar2所示的面积对应的排气阀22的抬升量积分值(是在开阀期间中将与曲柄角度相应地变化的排气阀22的抬升量积分而得到的值，通过排气阀22而流动的气体量在高转速下大约是与该抬升量积分值相应的量，在低转速下，对于同一的通过气体，泵损失伴随着抬升量积分值下降而大致增加)，比与符号Ar1所示的面积对应的排气阀22的抬升量积分值小。像这样，如果使排气阀22的开阀时期滞后则抬升量及抬升量积分值变小的理由如下。
[0061] 如上述那样，在排气侧可变动阀机构72中，形成于凸轮72d的凸轮山与指形从动辊轮72e接触时，该凸轮山按压指形从动辊轮72e，由此，泵单元72f将压力室72c内的发动机油压缩。这时，如果将电磁阀72b闭阀，则通过压力室72c和制动单元72g形成几乎密闭的空间，该空间内的发动机油的油压上升，制动单元72g通过上升的油压而动作，对排气阀22施力，从而将排气阀22开阀。
[0062] 在此，压力室72c内的油压，在凸轮72d的凸轮山开始作用到指形从动辊轮72e时上升，但是在上升到一定程度后下降。因此，如果在凸轮72d的凸轮山开始作用到指形从动辊轮72e的初期的规定的定时将电磁阀72b闭阀，则高压室的压力从相对早的时期开始上升，所以排气阀22的开阀变早，之后也与被凸轮山按压的泵单元72f的动作相应地抬升，抬升量及抬升量积分值变为最大(参照图6(a))。这种情况下，排气阀22的抬升量及抬升量积分值变为最大的排气阀22的开阀时期被规定为排气阀22的最大提前开阀时期。另一方面，如果从这样的最大提前开阀时期使电磁阀72b的闭阀时期滞后，则高压室的压力上升相对地变慢，排气阀22的开阀变慢，所以之后与被后凸轮山按压的泵单元的动作相应地抬升的抬升量及抬升量积分值也变小(参照图6(b))。
[0063] 另外，如上述那样，排气侧可变动阀机构72能够使排气阀22的开闭时期变化，但是如图6所示，如果通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22的开闭时期变化，则排气阀22的抬升量也变化，所以可以说排气侧可变动阀机构72除了排气阀22的开闭时期之外，还使抬升量变化。
[0064] 但是，在发动机1的高转速时，如果通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22的开阀时期相对于排气下死点(TDC)提前，则能够减少泵送损失。例如，如果将排气阀22的开阀时期设定为最大提前开阀时期，则能够有效地减少泵送损失。另一方面，在发动机1的低转速时，如果通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22的开阀时期滞后到排气下死点附近，则能够提高膨胀比。因此，在本实施方式中，PCM10根据发动机转速而通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22的开阀时期变化。具体地说，从泵送损失的观点来说，PCM10在发动机转速越高时，越通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22的开阀时期提前(详细地说，以最大提前开阀时期为限度，使排气阀22的开阀时期提前)，此外，从膨胀比的观点来说，PCM10在发动机转速越低时，越通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22的开阀时期滞后。
[0065] 但是，根据上述那样的排气侧可变动阀机构72的特性(参照图6(b))，在发动机1的低转速时，如果为了提高膨胀比而使排气阀22的开阀时期过于滞后，则无法确保期望的抬升量等，无法从缸内顺畅地将排气排出。特别是，如果使排气阀22的开阀时期过于滞后，则排气上死点处的排气阀22的抬升量变得非常小，产生排气所导致的损失(泵送损失)。关于这一点，参照图7具体说明。
[0066] 图7是通过排气侧可变动阀机构72使排气阀22的开阀时期滞后时的排气上死点处的排气阀22的抬升量的变化的说明图。图7中横轴表示曲柄角，纵轴表示排气阀22的抬升量。曲线G21～G24表示使排气阀22动作而基本上进行排气的二次开阀(参照图5)、使这时的排气冲程中的排气阀22的开阀时期滞后的情况下的排气阀22的抬升曲线的具体例。
[0067] 从图7可知，如果增大使排气阀22的开阀时期滞后的程度(参照箭头A31)，则排气上死点处的排气阀22的抬升量变小(参照箭头A32)。特别是，如曲线G24所示，如果过度地增大使排气阀22的开阀时期滞后的程度，则排气上死点处的排气阀22的抬升量成为0，也就是说，在排气上死点处，排气阀22成为全闭状态。像这样，如果通过使排气阀22的开阀时期滞后而不再能确保排气上死点处的排气阀22的抬升量，则排气不能从缸内适当地排出，缸内压上升，产生排气所导致的损失。
[0068] 因此，在本实施方式中，考虑排气上死点处的排气阀22的抬升量，设定通过排气侧可变动阀机构72使排气冲程中的排气阀22的开阀时期最大地滞后的时期、即最大滞后开阀时期，对排气侧可变动阀机构72进行控制，在比该最大滞后开阀时期更靠提前侧的时期使排气阀22开阀。具体地说，PCM10在发动机转速较低的情况下，以最大滞后开阀时期为限度而使排气阀22的开阀时期滞后，从而能够确保排气上死点处的排气阀22的抬升量，抑制排气所导致的损失，改善膨胀比。
[0069] 接下来参照图8具体说明在本发明的实施方式中设定的排气阀22的最大滞后开阀时期。图8表示以进行排气的二次开阀的方式使排气阀22动作的情况下的排气阀22的抬升曲线的一例。图8中的符号L表示排气上死点处的排气阀22的抬升量。
[0070] 在本实施方式中，PCM10将排气侧可变动阀机构72的排气阀22的最大滞后开阀时期设定为，排气上死点处的排气阀22的抬升量L不成为0，也就是说，在排气上死点处，排气阀22至少成为开阀状态。优选为，PCM10将排气侧可变动阀机构72的排气阀22的最大滞后开阀时期设定为，排气上死点处的排气阀22的抬升量L成为规定量以上。这种情况下使用的规定量，例如应用至少比产生不能忽视的损失(泵送损失)的排气阀22的抬升量L大的量，换言之，应用产生可以允许的范围内的损失(泵送损失)的排气阀22的抬升量L。该规定量基于排气量或排气阀22的开口面积等来设定。
[0071] 另外，抬升量L至少大于0的最大滞后开阀时期、或者抬升量L为规定量以上的最大滞后开阀时期，例如能够事先通过实验或模拟等求出。PCM10使用这样求出的最大滞后开阀时期，对排气侧可变动阀机构72进行控制，以在比最大滞后开阀时期更靠提前侧的时期使排气阀22开阀。
[0072] 另一方面，发动机转速越高，在气缸18中生成的排气的量越增加，所以希望增大在排气上死点应该确保的排气阀22的抬升量L。因此，在本实施方式中，发动机转速越高，PCM10越将排气侧可变动阀机构72的排气阀22的最大滞后开阀时期向提前侧设定，排气上死点处的排气阀22的抬升量变大。例如，通过实验或模拟等，根据发动机转速求出应设定的最大滞后开阀时期，将根据发动机转速而应该设定的最大滞后开阀时期规定到映射图，PCM10参照这样的映射图，设定与发动机转速相应的最大滞后开阀时期。
[0073] [作用效果]
[0074] 接下来说明本发明的实施方式的发动机的控制装置的作用效果。
[0075] 根据本实施方式，基于排气上死点处的排气阀22的抬升量，设定排气阀22的最大滞后开阀时期，对排气侧可变动阀机构72进行控制，以在比该最大滞后开阀时期更靠提前侧的时期使排气阀22开阀，所以能够适当地确保排气上死点处的排气阀22的抬升量，抑制排气所导致的损失。由此，在发动机转速较低的情况下，能够以适当的最大滞后开阀时期为限度使排气阀22的开阀时期滞后，能够确保排气上死点处的排气阀22的抬升量，抑制排气所导致的损失，改善膨胀比。
[0076] 特别是，在本实施方式中，将排气阀22的最大滞后开阀时期设定为，排气上死点处的排气阀22的抬升量不成为0，所以能够可靠地确保排气上死点处的排气阀22的抬升量。此外，如果将排气阀22的最大滞后开阀时期设定为，排气上死点处的排气阀22的抬升量成为规定量以上，则能够更可靠地确保排气上死点处的排气阀22的抬升量，有效地抑制排气所导致的损失。
[0077] 进而，根据本实施方式，发动机转速越高，将排气阀22的最大滞后开阀时期向提前侧设定，从而增大排气上死点处的排气阀22的抬升量，所以能够将发动机转速越高则越增加的排气从排气阀22适当地排出，抑制排气所导致的损失。
[0078] [变形例]
[0079] 在上述的实施方式中，将本发明应用到在CI运转和SI运转之间切换地运转的汽油发动机，但是本发明的应用不限于此。本发明也可以应用到通常的汽油发动机(即仅执行SI运转的发动机)或柴油发动机。
[0080] 符号的说明：
[0081] 1 发动机
[0082] 10 PCM
[0083] 18 气缸
[0084] 21 进气阀
[0085] 22 排气阀
[0086] 25 火花塞
[0087] 67 喷油器
[0088] 71 进气侧可变动阀机构
[0089] 72 排气侧可变动阀机构
[0090] 72b 电磁阀
[0091] 72c 压力室
[0092] 72d 凸轮
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 发动机的控制装置 | 2020-09-13 | 1 |
| 电子设备 | 2020-06-19 | 2 |
| 一种非法外联综合监控系统及其方法 | 2020-06-24 | 2 |
| 一种时钟同步的方法及装置 | 2022-07-08 | 2 |
| 验票系统以及验票方法 | 2022-06-07 | 1 |
| SYSTEM AND METHOD FOR PREAMBLE DETECTION IN MIMO NARROWBAND POWER LINE COMMUNICATIONS | 2021-09-21 | 1 |
| METHOD AND DEVICE FOR DATA STREAMING IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM | 2021-08-20 | 0 |
| IMAGE PROCESSING SYSTEM | 2021-07-22 | 2 |
| 光源装置 | 2021-06-25 | 0 |
| ESTIMATING ANIMAL LOCATIONS FROM CALL INTERFEROMETRY | 2021-01-12 | 2 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
定时同步热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈