内燃机的控制装置以及控制方法制造方法及图纸

在使进气阀(2)和排气阀(3)的气门重叠时间增加，从而使实际吸入空气量增加的状况下，通过使实际压缩比暂时降低为低于稳定状态下的目标压缩比(S24)，从而以进气阀(2)以及排气阀(3)不与活塞(8)干涉的方式，实现所述气门重叠时间的增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，其具有:能够变更气门正时的可变动阀机构；以及能够通过变更活塞上止点位置而变更压缩比的压缩比可变机构。
技术介绍
已知一种内燃机，其具有:可变压缩比机构，其对燃烧室的容积进行变更而变更压缩比；以及可变动阀机构，其能够变更进气阀或者排气阀的气门正时，该内燃机与运转状态相对应而对压缩比、进气阀或者排气阀的气门正时进行变更。 例如在专利文献I中公开有如下技术，即，设定上限压缩比，以使得活塞不与根据运转状态设定出气门正时的进气阀干涉，在目标压缩比大于该上限压缩比的情况下，通过将目标压缩比限制为上限压缩比，从而使进气阀和活塞之间不发生干涉。 然而，在上述的专利文献I中，在目标压缩比较高的状态下，在根据要求负载的增大而试图使实际吸入空气量增大的情况下，通过使进气阀和排气阀的气门重叠时间增大，无法使扫气量增加、使实际吸入空气量增大。 即，在目标压缩比较高的状态时，如果为了使实际吸入空气量增大而变更进气阀的气门正时，以使得进气阀和排气阀的气门重叠时间增大，则进气阀和活塞有可能发生干涉O 专利文献:日本特开2007-120464号公报。
技术实现思路
本专利技术的特征在于，内燃机的控制装置在为了使进气阀和排气阀的气门重叠时间增加，而使气缸内的扫气量增加、使实际吸入空气量增加时，使实际压缩比低于稳定状态下的目标压缩比。 根据本专利技术，能够在使进气阀和排气阀的气门重叠时间增加而使扫气量增加，从而使实际吸入空气量增加时，以活塞和进气阀以及排气阀之间不发生干涉的方式，使上述气门重叠时间增加，而使实际吸入空气量增加。 【附图说明】 图1是表示本专利技术涉及的内燃机的控制装置的系统结构的概略的说明图。 图2是示意地表示在本专利技术涉及的内燃机的控制装置中应用的可变压缩比机构的说明图。 图3是示意地表示可变压缩比机构的连杆姿态的说明图，(A)表示高压缩比位置，(B)表示低压缩比位置。 图4是表示可变压缩比机构的活塞运动的特性图。 图5是示意地表示可变压缩比机构中的低压缩比位置和高压缩比位置处的控制连杆和控制轴等的位置关系的说明图。 图6是表示本专利技术涉及的控制的概略的框图。 图7是表示扫气气门正时要求值的计算过程的详细内容的框图。 图8是APO扫气气门正时要求值的特性图。 图9是旋转扫气气门正时要求值的特性图。 图10是表示可变动阀目标值和可变压缩比机构目标值的计算过程的详细内容的框图。 图11是可变动阀上限值的特性图。 图12是气门正时校正值的特性图。 图13是压缩比上限值的特性图。 图14是压缩比校正值的特性图。 图15是表示本专利技术涉及的控制的概略的流程图。 【具体实施方式】 以下，基于附图详细地说明本专利技术的一个实施例。首先，使用图1说明应用本专利技术的内燃机I的基本结构。该内燃机I作为驱动源而搭载在车辆上，具有:进气阀侧可变动阀机构4，其能够变更进气阀2的气门正时；排气阀侧可变动阀机构5，其能够变更排气阀3的气门正时；以及可变压缩比机构9，其能够通过对在气缸体6的缸体7内往复运动的活塞8的上止点位置进行变更，从而变更内燃机压缩比。 进气阀侧可变动阀机构4以及排气阀侧可变动阀机构5是例如在日本特开2002-285876号公报等中公开的公知的相位可变机构(VTC)，通过使凸轮轴11、12相对于曲轴10的相位发生变化，而变更气门正时。即，进气阀侧可变动阀机构4设置在具有进气凸轮13的进气凸轮轴11的一端，通过变更进气凸轮轴11相对于曲轴10的相对相位角即变换角，从而变更进气阀2的开闭定时。此外，排气阀侧可变动阀机构5设置在具有排气凸轮14的排气凸轮轴12的一端，通过变更排气凸轮轴12相对于曲轴10的相对相位角即变换角，从而变更排气阀3的开闭定时。另外，本实施例的可变动阀机构能够应用公知的各种形式的可变动阀机构。 在经由进气阀2而与燃烧室15连接的进气通路16中设有:节气门阀18，其对进气收集器17的上游侧进行开闭而调整吸入空气量；以及燃料喷射阀19，其位于进气收集器17的下流侧，并进行燃料喷射。 在经由排气阀3而与燃烧室15连接的排气通路20中设有用于检测排气空燃比的空燃比传感器21。 发动机控制模块(ECM) 22是具有CPU、ROM、RAM以及输入输出接口的公知的数字计算机，其输入有:来自空燃比传感器21的空燃比传感器信号、来自检测节气门阀开度的节气门传感器23的节气门传感器信号、来自检测内燃机水温的水温传感器24的水温传感器信号、来自检测内燃机转速的曲轴转角传感器25的曲轴转角传感器信号、来自检测有无爆震的爆震传感器26的爆震传感器信号、来自对相当于负载(驾驶者的要求负载)的加速器踏板的踏入量进行检测的加速器开度传感器27的加速器开度信号、来自检测吸入空气量的空气流量计28的信号、来自对进气阀侧可变动阀机构4的进气凸轮轴11的相位进行检测的进气凸轮角传感器29的信号、来自对排气阀侧可变动阀机构5的排气凸轮轴12的相位进行检测的排气凸轮角传感器30的信号、来自对可变压缩比机构9进行驱动的电动机31的旋转角传感器信号等各种信号。而且,ECM22基于这些输入信号，向燃料喷射阀19、对燃烧室15内的混合气进行点火的火花塞32、节气门阀18、进气阀侧可变动阀机构4、排气阀侧可变动阀机构5、可变压缩比机构9等输出控制信号，并对燃料喷射量、燃料喷射定时、点火定时、节气门开度、进气阀2的提升中心角的相位、排气阀3的提升中心角的相位、内燃机压缩比等进行集中控制。 可变压缩比机构9如图2以及图3所示，利用了通过多个连杆将活塞8和曲轴10的曲轴销40连接而得到的多连杆式活塞-曲轴机构，该可变压缩比机构9具有:下连杆41，其可旋转地安装在曲轴销40上；上连杆42，其连结该下连杆41和活塞8 ;控制轴43，其设有偏心轴部44 ;以及控制连杆45，其连结偏心轴部44和下连杆41。上连杆42的一端可旋转地安装在活塞销46上，另一端通过第I连结销47可旋转地与下连杆41连结。控制连杆45的一端通过第2连结销48可旋转地与下连杆41连结，另一端可旋转地安装在偏心轴部44上。 控制轴43与曲轴10平行地配置，并且可旋转地支撑在气缸体6上。而且，该控制轴43经由齿轮机构49被该电动机31旋转驱动，对其旋转位置进行控制。 [0031 ] 通过利用电动机31变更控制轴43的旋转位置，从而如图3所示，利用控制连杆45使得下连杆41的姿态发生变化，伴随着活塞8的活塞运动(行程特性)，即活塞8的上止点位置以及下止点位置的变化，而对内燃机压缩比连续地进行变更.控制。 根据利用了如上所述的多连杆式活塞-曲轴机构的可变压缩比机构9，能够通过与内燃机运转状态相对应地优化内燃机压缩比，从而实现改善燃油消耗、提高输出，在此基础上，与通过一根连杆连结活塞和曲轴销的单连杆机构相比，还能够将活塞行程特性(参照图4)本身优化为例如接近简谐运动的特性。此外，与单连杆机构相比，能够加长相对于曲拐的活塞行程，能够实现内燃机整个高度的缩短化、高压缩比化。此外，能够通过对上连杆42的倾斜进行优化，而使作用到活塞8、缸体7上的推力载荷降低?优化，实现活塞8、缸体7的轻量化。 此外，如图5所示，如果该可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制装置，其具有：可变压缩比机构，其能够通过对在气缸内往复运动的活塞的上止点位置进行变更，从而变更内燃机的压缩比；可变动阀机构，其能够通过对进气阀和排气阀的至少一者的气门正时进行变更，从而变更所述进气阀和所述排气阀的气门重叠时间；目标压缩比设定单元，其将稳定状态下的目标压缩比设定为，实际吸入空气量越多，稳定状态下的目标压缩比越低；可变动阀控制单元，其在所述活塞和所述进气阀以及排气阀之间不发生干涉的范围内，对所述可变动阀机构进行控制；以及压缩比校正单元，其在使所述气门重叠时间增加而使所述气缸内的扫气量增加，从而使所述实际吸入空气量增加时，使实际压缩比低于稳定状态下的目标压缩比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.17 JP 2012-1129291.一种内燃机的控制装置，其具有: 可变压缩比机构，其能够通过对在气缸内往复运动的活塞的上止点位置进行变更，从而变更内燃机的压缩比； 可变动阀机构，其能够通过对进气阀和排气阀的至少一者的气门正时进行变更，从而变更所述进气阀和所述排气阀的气门重叠时间； 目标压缩比设定单元，其将稳定状态下的目标压缩比设定为，实际吸入空气量越多，稳定状态下的目标压缩比越低； 可变动阀控制单元，其在所述活塞和所述进气阀以及排气阀之间不发生干涉的范围内，对所述可变动阀机构进行控制；以及 压缩比校正单元，其在使所述气门重叠时间增加而使所述气缸内的扫气量增加，从而使所述实际吸入空气量增加时，使实际压缩比低于稳定状态下的目标压缩比。2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中， 所述压缩比校正单元使实际压缩比暂时低于稳定状态下的目标压缩比。3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其中， 该内燃机的控制装置具有: 目标气门正时设定单元，其与要求负载对应，对所述进气阀以及所述排气阀的稳定状态下的目标气门正时进行设定；以及 气门正时校正单元，其对所述目标气门正时进行校正，以使得在利用所述压缩比校正单元进行实际压缩比的校正时，所述气门重叠时间与稳定状态时相比增加。4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其中， 该内燃机的控制装置具有对扫气要求值进行计算的扫气要求值计算单元，该扫气要求值表示使所述气门重...

【专利技术属性】
技术研发人员：釜田忍，碇太介，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP