[发明专利]内燃机的控制装置以及控制方法

说明书

内燃机(1)具有利用了多连杆式活塞曲柄机构的可变压缩比机构(2)，并且具有向缸内喷射燃料的燃料喷射阀(8)。可变压缩比机构(2)通过使活塞(24)的上止点位置上下变化从而变更压缩比。在高负载时，燃料喷射期间变长，但在本发明中，在高负载时目标压缩比为低压缩比，并且燃料喷射开始定时在排气上止点前，以使得燃料喷射期间跨越排气上止点。在低压缩比时(特性b)，在上止点附近的活塞(24)的冠面和燃料喷射阀之间的距离如标号H所述地扩大，因此即使在上止点附近进行喷射也不会发生烟雾恶化，能够跨越上止点而将喷射期间设为较长。因此，能够利用喷射率较小的燃料喷射阀。

技术领域

本发明涉及一种直接向燃烧室内喷射燃料，并利用火花塞对所生成的混合气进行点火的内燃机，尤其涉及一种具有可变压缩比机构的内燃机的控制装置以及控制方法。

背景技术

作为对内燃机的机械性压缩比进行变更的可变压缩比机构，当前已知有各种形式的机构。例如，由本申请人提出了多个通过对多连杆式活塞曲柄机构的连杆几何结构进行变更而使活塞上止点位置沿上下位移的可变压缩比机构。此外，也公知有通过相对于曲轴的中心位置使气缸的位置沿上下位移，从而同样地使机械性压缩比变化的可变压缩比机构。

另一方面，公知如下的缸内直喷式的火花点火内燃机，其面向燃烧室内而配置燃料喷射阀，向缸内直接喷射燃料。在如上所述的缸内直喷式的内燃机中，如在专利文献1中记载那样，尤其在高负载区域等中设为均质燃烧时，在进气行程中进行燃料喷射。如上所述，在进气行程中设定的燃料喷射期间是与燃料喷射量成正比的实际时间基准的期间，因此越是高速高负载，曲轴转角越长，如果燃料喷射阀的喷射率(每单位时间的喷射量)较小，则在高速高负载区域中直至比进气下止点靠后为止，燃料喷射都不会结束，燃料的气化、混合恶化。

专利文献1针对如上所述的问题，在高速高负载区域中使一对进气阀的升力特性产生差异，生成涡旋，从而促进燃料的气化以及混合。

此处，在专利文献1中，公开了将高负载区域中的燃料喷射开始定时正好设为排气上止点(也称为进气上止点)的例子，但如果如上所述地在排气上止点处开始燃料喷射，则喷射出的燃料会与活塞碰撞而附着，成为高负载区域中产生烟雾的主要原因，因此通常在比排气上止点稍微延迟的定时开始燃料喷射。

如在上述专利文献1中所记载的那样，如果在高负载时使燃料喷射结束定时过度延迟，则无法确保燃料喷雾的气化以及混合所需的时间，燃烧发生恶化。另一方面，如果使燃料喷射开始定时靠近排气上止点，则由于燃料向活塞碰撞、附着而烟雾增大。因此，燃料喷射阀的喷射率不得不确保为一定程度上较大，但如果燃料喷射阀的喷射率较大，则在燃料喷射量较少时，喷射期间(即燃料喷射阀的开期间)过短，计量精度降低。

专利文献1：日本特开2003－106177号公报

发明内容

本发明的目的在于，能够以与如专利文献1所述的气化及混合促进方式不同的方式，应对高负载区域中的比较长的喷射期间，将燃料喷射阀的喷射率设定为比较小。

本发明是一种内燃机的控制装置，其具有通过使活塞和气缸的相对的位置关系变化而将机械性压缩比设为可变的可变压缩比机构，并且具有向燃烧室内直接喷射燃料的燃料喷射阀，

在该内燃机的控制装置中，在至少包含全开的内燃机高负载区域中，将压缩比控制为低压缩比，并且将燃料喷射开始定时设为排气上止点前，以使得燃料喷射期间跨越排气上止点。

进一步优选，上述可变压缩比机构由多连杆式活塞曲柄机构构成，并且以与同一行程的单连杆式活塞曲柄机构相比较，在上止点附近的活塞上升速度减小的方式设定连杆几何结构。