發(fā)動機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制發(fā)動機(jī)的裝置，該發(fā)動機(jī)可在所有氣缸內(nèi)實(shí)施混合氣體的燃燒的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)和特定的氣缸內(nèi)的燃燒被停止而使該特定的氣缸處于休眠狀態(tài)的減缸運(yùn)轉(zhuǎn)之間進(jìn)行切換。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在具備多個(gè)氣缸的多氣缸發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，已知停止一部分的氣缸內(nèi)的燃燒使之成為休眠狀態(tài)的減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)。
[0003]然而，在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于工作氣缸的數(shù)量即進(jìn)行輸出的氣缸的數(shù)量減少，有可能出現(xiàn)發(fā)動機(jī)整體的輸出降低的情況。因此，通常，在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了使工作氣缸的輸出增大，實(shí)施使被吸入到工作氣缸的空氣量(吸氣量)增大的控制。
[0004]但是，由于吸氣量會出現(xiàn)延遲，即使在從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)向減缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換時(shí)實(shí)施上述的使吸氣量增大的控制，吸氣量也不會立即增大，在上述切換時(shí)，會出現(xiàn)發(fā)動機(jī)輸出降低而產(chǎn)生扭矩沖擊的問題。
[0005]針對該問題，專利文獻(xiàn)I公開了一種裝置，其在從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)向減缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換時(shí)，在停止一部分氣缸的燃燒之前，使設(shè)置在與各氣缸連通的吸氣通道的節(jié)流閥的開度以接近減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的開度的方式向打開側(cè)變化，在使分別被吸入到全氣缸的空氣量(吸氣量)增大后，停止一部分氣缸的燃燒。
[0006]上述專利文獻(xiàn)I的裝置，由于在停止一部分氣缸的燃燒之前使被吸入到各氣缸的空氣量增大，所以可以抑制在氣缸的燃燒停止時(shí)即開始減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)工作氣缸的吸氣量不足。然而，這樣在開始減缸運(yùn)轉(zhuǎn)前即在全氣缸實(shí)施燃燒的狀態(tài)下單純地使各氣缸的吸氣量增加，在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)前發(fā)動機(jī)整體的輸出增大，仍會產(chǎn)生扭矩沖擊。
[0007]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)特開平11-336575號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明鑒于上述問題而做，其目的在于提供一種發(fā)動機(jī)的控制裝置，能更可靠地避免從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)向減缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換時(shí)產(chǎn)生扭矩沖擊。
[0011]解決上述問題的本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的控制裝置用于控制發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)具備:具有吸氣閥和排氣閥的多個(gè)氣缸;設(shè)置在各氣缸而對這些氣缸內(nèi)的空氣和燃料的混合氣體供給點(diǎn)火能量的點(diǎn)火機(jī)構(gòu)；以及用于變更被吸入到各氣缸的空氣量的吸氣量變更機(jī)構(gòu)，并且，所述發(fā)動機(jī)可在全缸運(yùn)轉(zhuǎn)和減缸運(yùn)轉(zhuǎn)之間切換，其中，所述全缸運(yùn)轉(zhuǎn)是指在所有氣缸內(nèi)實(shí)施混合氣體的燃燒，所述減缸運(yùn)轉(zhuǎn)是指在多個(gè)氣缸之中的特定的氣缸內(nèi)停止燃燒而使該特定的氣缸處于休眠狀態(tài)，所述發(fā)動機(jī)的控制裝置包括:閥停止機(jī)構(gòu)，使所述特定的氣缸的吸氣閥及排氣閥在可開閉的狀態(tài)和保持閉閥的狀態(tài)之間切換;排氣閉閥時(shí)機(jī)變更機(jī)構(gòu)，用于變更所述排氣閥的閉閥時(shí)機(jī);控制機(jī)構(gòu)，對包含所述閥停止機(jī)構(gòu)、排氣閥閉閥時(shí)機(jī)變更機(jī)構(gòu)、吸氣量變更機(jī)構(gòu)以及點(diǎn)火機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)的各個(gè)部進(jìn)行控制。所述控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)有從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)向減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的切換要求時(shí)實(shí)施準(zhǔn)備控制，在該準(zhǔn)備控制結(jié)束之后，通過所述閥停止機(jī)構(gòu)使所述特定的氣缸的吸氣閥和排氣閥成為閉閥保持狀態(tài)，并且，使所述特定的氣缸的點(diǎn)火機(jī)構(gòu)的點(diǎn)火停止，開始所述減缸運(yùn)轉(zhuǎn)，其中，所述準(zhǔn)備控制是指，通過所述吸氣量變更機(jī)構(gòu)使被吸入到各氣缸的空氣量比沒有發(fā)出該切換要求時(shí)的通常的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的空氣量多，并且，將所述點(diǎn)火機(jī)構(gòu)的點(diǎn)火時(shí)機(jī)變更到比通常的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的點(diǎn)火時(shí)機(jī)更靠延遲角側(cè)的時(shí)機(jī);而且，在所述準(zhǔn)備控制實(shí)施過程中，至少在一部分運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，通過所述排氣閉閥時(shí)機(jī)變更機(jī)構(gòu)，將所述排氣閥的閉閥時(shí)機(jī)變更到比通常的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的閉閥時(shí)機(jī)更靠提前角側(cè)的時(shí)機(jī)，以減少殘存在各氣缸的內(nèi)部EGR氣體量。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的控制裝置，能更可靠地避免從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)向減缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換時(shí)產(chǎn)生扭矩沖擊。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的發(fā)動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的概要俯視圖。
[0014]圖2是發(fā)動機(jī)主體的剖面圖。
[0015]圖3(a)是表示樞軸部為鎖定狀態(tài)時(shí)的閥停止機(jī)構(gòu)的示意圖；(b)是表示樞軸部轉(zhuǎn)移至鎖定解除狀態(tài)前的閥停止機(jī)構(gòu)的示意圖；(C)是表示樞軸部為鎖定解除狀態(tài)時(shí)的閥停止機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖4是表示閥停止機(jī)構(gòu)的工作油的路徑的示意圖。
[0017]圖5是表示發(fā)動機(jī)的控制裝置的方框圖。
[0018]圖6是表示各運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的示意圖。
[0019]圖7是表不吸氣閥和排氣閥的閥升程的不意圖。
[0020]圖8是表示排氣閥的閉閥時(shí)機(jī)和點(diǎn)火時(shí)機(jī)以及燃燒穩(wěn)定度的關(guān)系的示意圖。
[0021 ]圖9是表示從全缸運(yùn)轉(zhuǎn)向減缸運(yùn)轉(zhuǎn)切換時(shí)的控制流程的流程圖。
[0022]圖10是表示在特定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域以外的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)嵤┍景l(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的控制時(shí)的各參數(shù)隨時(shí)間的變化的圖。
[0023]圖11是表示在特定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域以外的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)嵤┍容^例所涉及的控制時(shí)的各參數(shù)隨時(shí)間的變化的圖。
[0024]圖12是表示在特定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域以外的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)嵤┢渌谋容^例所涉及的控制時(shí)的各參數(shù)隨時(shí)間的變化的圖。
[0025]圖13是表示在特定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)嵤┍景l(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的控制時(shí)的各參數(shù)隨時(shí)間的變化的圖。
[0026]圖14是表示在特定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域?qū)嵤┍容^例所涉及的控制時(shí)的各參數(shù)隨時(shí)間的變化的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027](I)發(fā)動機(jī)的整體結(jié)構(gòu)
[0028]圖1是表示適用本發(fā)明的控制裝置的發(fā)動機(jī)的一實(shí)施方式的示意圖。該圖所示的發(fā)動機(jī)是作為行車用的動力源而被裝載在車輛的四行程多氣缸發(fā)動機(jī)。具體而言，該發(fā)動機(jī)包括:具備直線狀排列的四個(gè)氣缸2A至2D的串聯(lián)四氣缸型的發(fā)動機(jī)主體1、用于將空氣導(dǎo)入發(fā)動機(jī)主體I的吸氣通道30、以及用于排出在發(fā)動機(jī)主體I產(chǎn)生的廢氣的排氣通道35。
[0029]圖2是發(fā)動機(jī)主體I的剖面圖。如該圖所示，發(fā)動機(jī)主體I具備:在內(nèi)部形成有所述四個(gè)氣缸2A至2D的氣缸模塊3、設(shè)置在氣缸模塊3的上側(cè)的氣缸頭4、設(shè)置在氣缸頭4的上側(cè)的凸輪蓋5、以及可往復(fù)滑動地插入各氣缸2A至2D的活塞11。
[0030]在活塞11的上方形成有燃燒室10，對該燃燒室10供給從后述的噴嘴12(圖1)噴射出的以汽油為主要成分的燃料。并且，所供給的燃料在燃燒室10燃燒，借助該燃燒引起的膨脹力被壓下的活塞11在上下方向往復(fù)運(yùn)動。
[0031 ]活塞11通過連桿14與作為發(fā)動機(jī)主體I的輸出軸的曲軸15相連結(jié)，讓曲軸15對應(yīng)于所述活塞11的往復(fù)運(yùn)動繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0032]如圖1所示，在氣缸頭4設(shè)置有:向各氣缸2A至2D的燃燒室10噴射燃料(汽油)的噴嘴12、以及對于從噴嘴12噴射的燃料和空氣的混合氣體供給基于火花放電的點(diǎn)火能量的火花塞(點(diǎn)火機(jī)構(gòu))13。另外，在本實(shí)施方式中，以對一個(gè)氣缸附有一個(gè)噴嘴的比例設(shè)置了共四個(gè)噴嘴12，同樣以對一個(gè)氣缸附有一個(gè)火花塞的比例設(shè)置了共四個(gè)火花塞13。
[0033]在本實(shí)施方式的四行程四氣缸的發(fā)動機(jī)中，設(shè)置在各氣缸2A至2D的活塞11以曲軸轉(zhuǎn)角180° CA (Crank Angle)的相位差做上下運(yùn)動。與其對應(yīng)，各氣缸2A至2D的點(diǎn)火時(shí)機(jī)也被設(shè)定為相互錯(cuò)開180° CA相位的時(shí)機(jī)。具體而言，在從圖1的左側(cè)依次設(shè)氣缸2A為第I氣缸、氣缸2B為第2氣缸、氣缸2C為第3氣缸、氣缸2D為第4氣缸的情況下，按照第I氣缸2A—第3氣缸2C—第4氣缸2D—第2氣缸2B的順序點(diǎn)火。
[0034]另外，本實(shí)施方式的發(fā)動機(jī)是可以進(jìn)行減缸運(yùn)轉(zhuǎn)的可變氣缸發(fā)動機(jī)，該減缸運(yùn)轉(zhuǎn)是使四個(gè)氣缸2A至2D之中的兩個(gè)氣缸停止，并使剩余的兩個(gè)氣缸工作的運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，上述的點(diǎn)火順序不是減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的順序，而是通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(使四個(gè)氣缸2A至2D全部運(yùn)轉(zhuǎn)的全缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))的順序。另一方面，在減缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，禁止在點(diǎn)火順序不連續(xù)的兩個(gè)氣缸(本實(shí)施方式中為第I氣缸2A及第4氣缸2D)中的火花塞13的點(diǎn)火動作，執(zhí)行跳過一個(gè)氣缸的點(diǎn)火。
[0035]如圖1及圖2所示，在氣缸頭4設(shè)置有:吸氣口6，用于將從吸氣通道30供給的空氣(吸氣)導(dǎo)入各氣缸2A至2D的燃燒室10;排氣口 7，用于將在各氣缸2A至2D的燃燒室10生成的廢氣向排氣通道35導(dǎo)出；吸氣閥8，用于開閉吸氣口 6的燃燒室10側(cè)的開口，以控制通過吸氣口 6的吸氣的導(dǎo)入；以及排氣閥9，用于開閉排氣口 7的燃燒室1側(cè)的開口，以控制來自排氣口 7的氣體的排出。另外，在本實(shí)施方式中，以對一個(gè)氣缸附有兩個(gè)吸氣閥的比例設(shè)置了共八個(gè)吸氣閥8，同樣，以對一個(gè)氣缸附有兩個(gè)排氣閥的比例設(shè)置了共八個(gè)排氣閥9。
[0036]如圖1所示，吸氣通道30具備:與氣缸2A至2D的各吸氣口 6連通的四個(gè)獨(dú)立吸氣通道31、與各獨(dú)立吸氣通道31的上游端部(吸氣的流動方向上游側(cè)的端部)共同連接的調(diào)壓箱(surge tank)32、從調(diào)壓箱32向上游側(cè)延伸的一根吸氣管33。在吸氣管33的途中部分設(shè)置有可開閉該吸氣管33的流路的節(jié)流閥34a。在吸氣管33設(shè)置有用于驅(qū)動節(jié)流閥34a的閥致動器34b。節(jié)流閥34a由閥致動器34b開閉。如果節(jié)流閥34a由閥致動器34b開閉驅(qū)動，則通過吸氣管22流入氣缸2A至2D的空氣量(吸氣量)變更。在本實(shí)施方式中，該節(jié)流閥34a作為變更各氣缸2A至2D的吸氣量的吸氣量變更機(jī)構(gòu)而發(fā)揮其功能。
[0037]排氣通道35具備:與氣缸2A至2D的各排氣口7連通的四個(gè)獨(dú)立排氣通道36、讓各獨(dú)立排氣通道36的下游端部(排氣的流動方向下游側(cè)的端部)聚集在一處的聚集部37、以及從聚集部37向下游側(cè)延伸的一個(gè)排氣管38。
[0038](2)閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)
[0039]下面，利用圖2及圖3，對用于使吸氣閥8和排氣閥9開閉的機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。吸氣閥8和排氣閥9分別由設(shè)置在氣缸頭4的一對閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)28、29 (圖2)與曲軸15的旋轉(zhuǎn)相配合地開閉驅(qū)動。
[0040]吸氣閥8用的閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)28具備:對吸氣閥8賦予朝向關(guān)閉方向(圖2的上方)的力的復(fù)位彈簧16、與曲軸15的旋轉(zhuǎn)相配合地旋轉(zhuǎn)的凸輪軸18、以與凸輪軸18—體地旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的凸輪部18a、被凸輪部18a周期性地按壓的搖臂20、以及作為搖臂20的搖動支點(diǎn)的樞軸部22。
[0041]同樣，排氣閥9用的閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)29具備:對排氣閥9賦予朝向關(guān)閉方向(圖2的上方)的力的復(fù)位彈簧17、與曲軸15的旋轉(zhuǎn)相配合地旋轉(zhuǎn)的凸輪軸19、以與凸輪軸19一體地旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的凸輪部19a、被凸輪部19a周期性地按壓的搖臂21、以及作為搖臂20的搖動支點(diǎn)的樞軸部22。
[0042]通過上述的閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)28、29，吸氣閥8和排氣閥9通過如下方式開閉驅(qū)動。即，當(dāng)凸輪軸18、19隨著曲軸15的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，以旋轉(zhuǎn)自如的方式設(shè)置在搖臂20、21的大致中央部的凸輪從動件20a、21a被凸輪部18&、19&周期性地向下方按壓，搖臂20、21以支撐其一端部的樞軸部22為支點(diǎn)搖動位移。隨之而來，該搖臂20、21的另一端部克服復(fù)位彈簧16、17施加的力而將吸排氣閥8、9向下方按壓，據(jù)此吸排氣閥8、9打開。暫時(shí)打開的吸排氣閥8、9通過復(fù)位彈簧16、17施加的力再次返回到閉門位置。
[0043]閥驅(qū)動機(jī)構(gòu)28、29分別設(shè)置有可變閥時(shí)機(jī)機(jī)構(gòu)即所謂的VVT(吸氣VVT28a、排氣WT29a:排氣閉閥時(shí)機(jī)變更機(jī)構(gòu))，該可變閥時(shí)機(jī)機(jī)構(gòu)可變更凸輪軸18、19相對于曲軸15的相位，從而變更吸氣閥8、排氣閥9的開閉時(shí)