[发明专利]内燃机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备调整内燃机的进气门的气门关闭正时的气门关闭正时调整机构、调整内燃机的机械压缩比的机械压缩比调整机构和对内燃机的燃烧室内的混合气进行点火的点火机构的内燃机的控制装置。以下，把“将在进气下止点的燃烧室的容积除以在进气上止点的燃烧室的容积而得到的值”定义为“机械压缩比”，把“将进气门的气门关闭正时的燃烧室的容积除以进气上止点的燃烧室的容积而得到的值”定义为“实际压缩比”，把“将排气门的气门打开正时的燃烧室的容积除以膨胀上止点的燃烧室的容积而得到的值”定义为“膨胀比”。基于机械压缩比和进气气门关闭正时来计算实际压缩比。

背景技术

以往，对于火花点火式内燃机，已知如下的控制模式：通过把机械压缩比设定为非常大的值(例如，20以上)，并且使进气门的气门关闭正时从进气下止点大幅度地延迟(例如，从进气下止点延迟100°CA)，由此，在把实际压缩比维持在适当的范围(例如，8～9)内的同时，把膨胀比控制为非常大的值(例如，20以上)(例如，参照日本特开2007-303423号公报等)。

该控制模式，也称作阿特金森循环(Atkinson-cycle)。机械压缩比越大则膨胀比越大。由于膨胀比越大，则在膨胀冲程中下按力对活塞作用的期间越长，所以热效率提高。从而，在阿特金森循环中，能够在确保适当的燃烧的同时(具体地说，不产生由于实际压缩比过大引起的爆燃、由于实际压缩比过小引起的失火)，提高内燃机的热效率(从而，燃油效率)。

在上述的阿特金森循环中，通常，机械压缩比及进气门气门关闭正时被固定，主要通过调整节气门的开度来实现在进气门气门关闭正时吸入到燃烧室的空气量(以下，称作“汽缸内进气量”。)的调整。对此，也可以通过调整进气门气门关闭正时来调整汽缸内进气量。一般地，进气门气门关闭正时越是从进气下止点向延迟侧转移，则汽缸内进气量变得越小。但是，若在固定了机械压缩比的状态下调整进气门气门关闭正时，则实际压缩比也发生变化。从而，为了在调整进气门气门关闭正时的同时，将实际压缩比维持为大致恒定，也需要调整机械压缩比。具体地说，在进气门气门关闭正时被延迟(提前)的情况下，需要增大(减小)机械压缩比。

近年来，在内燃机的领域中，对于调整进气门的气门关闭正时的气门关闭正时调整机构及调整内燃机的机械压缩比的机械压缩比调整机构，能够比较容易并且廉价地制造控制精度高的调整机构的环境开始完善。

因此，提出了如下的控制模式：使用气门关闭正时调整机构及机械压缩比调整机构，在阿特金森循环中，通过将节气门开度维持于最大状态的同时，根据内燃机的运转状态(所要求的负载等)对进气门气门关闭正时及机械压缩比都进行调整，由此，在将实际压缩比维持为大致恒定的同时调整汽缸内进气量(从而，内燃机的输出转矩)。

该控制模式也称作超高膨胀循环。在超高膨胀循环中，在低负载运转状态(即，汽缸内进气量小的状态)下将进气门气门关闭正时的延迟量调整得特别大并且将机械压缩比调整得特别大。即，膨胀比能够被调整得特别大。从而，特别地，能够使低负载运转状态下的内燃机的热效率显著地提高。

在超高膨胀循环中，通常，调整进气门气门关闭正时及机械压缩比，以使与与内燃机的运转状态(由驾驶员所调整的油门开度、发动机旋转速度等)相应的最佳的组合(以下，“进气门气门关闭正时的基准正时”及“机械压缩比的基准值”)一致。通过实验等预先决定了进气门气门关闭正时的基准正时及机械压缩比的基准值和内燃机的运转状态之间的关系。

在由于气门关闭正时调整机构及机械压缩比调整机构适当地进行作动，而使进气门气门关闭正时的实际正时与进气门气门关闭正时的基准正时一致并且机械压缩比的实际值与机械压缩比的基准值一致的情况下，实际压缩比的实际值(根据进气门气门关闭正时的实际正时及机械压缩比的实际值来计算)与实际压缩比的基准值(根据进气门气门关闭正时的基准正时及机械压缩比的基准值来计算)一致。

然而，在过渡运转状态等情况下，由于气门关闭正时调整机构及机械压缩比调整机构的响应延迟等，可能产生进气门气门关闭正时的实际正时从进气门气门关闭正时的基准正时偏离或者机械压缩比的实际值从机械压缩比的基准值偏离的情况。在这种情况下，实际压缩比的实际值从实际压缩比的基准值偏离。能够产生如下问题：若实际压缩比的实际值向大的方向偏离，则容易发生爆燃，若实际压缩比的实际值向小的方向偏离，则容易使燃烧状态恶化(包含失火的产生)。