CN104603435B - 发动机的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机的控制装置以及控制方法，该发动机具有：变更活塞的上止点位置的压缩比可变机构、以及向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置。在本发明的发动机的控制装置以及控制方法中，当由压缩比可变机构使得压缩比增加时，变更燃料喷射装置的燃料喷射中的喷射正时、燃料压力、分割喷射次数等，以使附着于活塞顶面的燃料减少。

Description

发动机的控制装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及发动机的控制装置以及控制方法，该发动机具有：变更活塞的上止点位置的压缩比可变机构、以及向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置。
背景技术
在专利文献1中公开了如下内容：在具有压缩比可变机构的缸内直喷式内燃机中，在实际的压缩比比目标压缩比高的情况下，进行将进气行程喷射和压缩行程喷射组合的燃料喷射，与压缩比的降低相应地使压缩行程喷射的喷射开始正时滞后。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-236107号公报
发明内容
发明要解决的课题
具有向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置的发动机中的PM(ParticulateMatter：颗粒物)排出量，根据燃料向活塞顶面的附着而变动。
另外，在具有变更活塞的上止点位置的压缩比可变机构的发动机中，活塞与燃料喷射装置的距离与压缩比相应地变动。
因此，在活塞与燃料喷射装置的距离变短的高压缩比的状态下，燃料容易附着于活塞顶面，PM排出量有时增加。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种控制装置以及控制方法，在具有压缩比可变机构和向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置的发动机中，可以抑制燃料向活塞顶面的附着。
用于解决课题的方案
为此，本发明的发动机的控制装置具有喷射控制部，由所述压缩比可变机构进行的压缩比的增加速度越快，所述喷射控制部使所述燃料喷射装置的喷射正时远离上止点得越远。
另外，在本发明的发动机的控制方法中，包括根据运转条件控制所述压缩比可变机构的步骤，以及由所述压缩比可变机构进行的压缩比的增加速度越快，使所述燃料喷射装置的喷射正时远离上止点得越远的步骤。
发明的效果
根据上述发明，可以抑制附着于活塞顶面的燃料随着压缩比的增加而增多，因此，可以抑制发动机的PM排出量的增大。
附图说明
图1是本发明的实施方式中的发动机的系统图。
图2是表示本发明的实施方式中的与压缩比相应的喷射正时的控制流程的流程图。
图3是表示本发明的实施方式中的进气行程喷射的喷射正时与压缩比的相关性的图，(A)是表示压缩比与喷射正时的相关性的时序图、(B)是表示曲轴转角与活塞位置的相关性的线图。
图4是表示本发明的实施方式中的压缩行程喷射的喷射正时与压缩比的相关性的图，(A)是表示压缩比与喷射正时的相关性的时序图、(B)是表示曲轴转角与活塞位置的相关性的线图。
图5是表示本发明的实施方式中的与压缩比相应的燃料压力的控制流程的流程图。
图6是表示本发明的实施方式中的与压缩比相应的分割喷射次数的控制流程的流程图。
具体实施方式
以下说明本发明的实施方式。
图1是表示能够应用本发明的控制装置以及控制方法的发动机的一例的图。
在图1中，发动机10具有：变更活塞33的上止点位置的压缩比可变机构50、以及向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置41。
压缩比可变机构50是如下的机构：利用下连杆11以及上连杆12将曲轴32和活塞33连结，并且，利用控制连杆13限制下连杆11的移动并变更活塞33的上止点位置，从而变更压缩比。
下连杆11构成为能够分割为左右两个部件，通过大致中央的连结孔安装于曲轴32的曲柄销32b。而且，下连杆11以曲柄销32b为中心轴而进行旋转。
曲轴32具有多个轴颈32a和曲柄销32b。轴颈32a由缸体31以及梯型架34旋转自如地支承。曲柄销32b从轴颈32a偏心规定量，下连杆11旋转自如地与曲柄销32b连结。
下连杆11的一端经由连结销21与上连杆12连结，下连杆11的另一端经由连结销22与控制连杆13连结。
上连杆12的下端经由连结销21与下连杆11的一端连结，上连杆12的上端经由活塞销23与活塞33连结。
活塞33受到燃烧压力的作用而在缸体31的气缸31a内往复移动。
控制连杆13经由设置于前端的连结销22能够转动地与下连杆11连结，控制连杆13的另一端经由连结销24与控制轴25偏心连结，控制连杆13以连结销24为中心进行摆动。
在控制轴25上形成有齿轮，齿轮与设置于促动器51的旋转轴52的小齿轮53啮合。而且，由促动器51使控制轴25旋转，从而使连结销24移动。
作为控制装置的控制器70控制促动器51以使控制轴25旋转，从而变更活塞33的上止点位置以变更发动机10的压缩比(机械压缩比)。
燃料喷射装置(燃料喷射阀)41例如以喷雾方向与缸膛的轴心倾斜交叉的方式在燃烧室侧方朝向活塞33侧倾斜地配置，向缸内直接喷射燃料。
另外，可以将燃料喷射装置41例如朝下地配置在燃烧室的顶面的大致中央，而并不限于将燃料喷射装置41配置在燃烧室侧方的结构。
控制器70控制燃料喷射装置41的燃料喷射，而且控制火花塞42的点火正时。
控制器70包括具有CPU、ROM、RAM、输入输出接口等的微型计算机而构成，输入来自各种传感器的检测信号，并输出压缩比可变机构50、燃料喷射装置41、火花塞42等的控制信号。
作为上述各种传感器，在发动机10中设置有：检测发动机负荷TP的负荷传感器61、检测发动机10的旋转速度NE的旋转速度传感器62、检测发动机10的冷却水的温度TW的水温传感器63等。
另外，发动机10的冷却水的温度代表发动机10的温度。
控制器70具有作为喷射控制部的功能，当由压缩比可变机构50使得压缩比增加时，所述喷射控制部变更燃料喷射装置41的喷射，以使附着于活塞33的顶面的燃料减少。
从燃料喷射装置41喷射出的燃料中的附着于活塞33的顶面的量根据喷射正时、燃料喷雾的穿透性等而变化，因此，上述变更燃料喷射装置41的喷射的功能包括变更喷射正时、燃料喷雾的穿透性。
而且，当使压缩比增加时使附着于活塞33的顶面的燃料减少，从而可以抑制高压缩比状态下的发动机10的PM排出量，可以改善排气性状。
图2的流程图表示控制器70实施的与压缩比相应的喷射正时控制的一例。
在图2的流程图中，在步骤S101中，控制器70根据发动机负荷TP、发动机旋转速度NE等发动机10的运转状态，通过映像检索(マップ検索)等来确定使燃料喷射装置41的喷射开始的正时的基本值即基本喷射开始位置。
喷射正时在进气行程中或压缩行程中被设定，例如由从基准曲轴转角位置提前或滞后的提前角度或滞后角度表示。另外，在本申请中，用正角度表示滞后方向，用负角度表示提前方向。
当控制器70在步骤S101中确定基本喷射开始位置后，在接下来的步骤S102中，控制器70判定冷却水温度TW是否比规定温度低。即，控制器70以规定温度为边界，对冷却水温度区域进行高温区域和低温区域的划分，在步骤S102中，判定当前的冷却水温相当于高温区域和低温区域中的哪一区域。
在发动机10的冷却水温度TW高的情况下，从燃料喷射装置41喷射的燃料的雾化性能提高，即便喷射正时相同，与冷机相比，附着于活塞33的顶面的燃料也减少。相反，在冷却水温度TW低的情况下，与冷却水温度TW高的情况相比，在相同的喷射正时附着于活塞33的顶面的燃料量增多。
于是，控制器70在步骤S102中基于冷却水温度TW判定是否处于若不变更喷射正时则附着于活塞顶面的燃料的量将超过容许水平的内燃机温度条件。
即，在冷却水温度TW比规定温度高的情况下，控制器70推定为即便不变更喷射正时，也可以借助高雾化性能将附着于活塞顶面的燃料量抑制在容许水平内。另外，在冷却水温度TW比规定温度低的情况下，控制器70推定为若不将喷射正时向附着于活塞顶面的燃料减少的方向变更，则附着于活塞顶面的燃料的量有可能超过容许水平。
预先通过实验或模拟来确定规定温度，以便能够进行上述那样的由控制器70进行的推定处理。
因此，在冷却水温度TW比规定温度高的情况下，控制器70判断为不需要进行用于减少附着于活塞顶面的燃料的喷射正时的变更。而且，控制器70通过直接使本程序结束，从而基于基本喷射开始正时来控制燃料喷射装置41的喷射正时。
另一方面，在冷却水温度TW比规定温度低的情况下，控制器70判断为为了减少活塞附着燃料量而需要进行喷射正时的变更，并进入步骤S103。
在步骤S103中，控制器70判定由压缩比可变机构50变更的实际压缩比是否为规定压缩比以上。即，以规定压缩比为界，将能够由压缩比可变机构50改变的压缩比区域划分为高压缩比区域和低压缩比区域，控制器70判定当前的实际压缩比相当于高压缩比区域和低压缩比区域中的哪一区域。
另外，控制器70可以将控制轴25的角度位置作为与实际压缩比相当的状态量而检测出。即，控制器70可以将控制轴25的角度位置的检测值转换为压缩比，并将通过该转换而得到的压缩比用作实际压缩比，而且，通过对控制轴25的角度位置的检测值和与规定压缩比相当的角度位置进行比较，可以判定是否处于高压缩比状态。
压缩比可变机构50是通过变更活塞的上止点位置来变更压缩比的机构，因此，实际压缩比越低，则相同的曲轴转角位置处的活塞的位置越低，其结果是，燃料喷射装置41与活塞顶面的距离越长。而且，燃料喷射装置41与活塞顶面的距离越长，则燃料越难以附着于活塞顶面。
于是，预先通过实验或模拟来确定规定压缩比，以便能够将若不变更喷射正时则不能将附着于活塞顶面的燃料的量抑制在容许水平内的高压缩比状态作为实际压缩比为规定压缩比以上的状态而检测出。
因此，在实际压缩比比规定压缩比低的情况下，控制器70判定为喷射正时处的燃料喷射装置41与活塞顶面的距离足够长到能够将附着于活塞顶面的燃料的量抑制在容许水平内的程度。而且，控制器70通过使本程序直接结束，从而基于基本喷射开始正时来控制燃料喷射装置41的喷射正时。
另一方面，若实际压缩比为规定压缩比以上，则控制器70判定为若不进行喷射正时的变更则附着于活塞顶面的燃料的量有可能超过容许水平，并进入步骤S104。
在步骤S104中，控制器70基于在步骤S101中已确定的基本喷射开始正时，判定燃料喷射装置41的燃料喷射正时已被设定为进气行程喷射和压缩行程喷射中的哪一个。
而且，在处于在进气行程中使燃料喷射的进气行程喷射的情况下，控制器70进入步骤S105。
在步骤S105中，控制器70基于实际压缩比以及基本喷射开始正时来设定第一修正角度HA1。
另外，第一修正角度HA1使在进气行程中被设定的基本喷射开始正时的滞后修正项，第一修正角度HA1的值越大，则基本喷射开始正时向滞后侧变更得越大。
如图3(A)所示，实际压缩比越高，则第一修正角度HA1被设定为越大的值，而且，基本喷射开始正时越靠近排气上止点TDC，则第一修正角度HA1被设定为越大的值，第一修正角度HA1越大，则使喷射正时越滞后。
在此，通过将喷射开始正时处的燃料喷射装置41与活塞顶面的距离设为设定值以上，可以将附着于活塞顶面的燃料的量抑制在容许水平内。
另一方面，如图3(B)所示，压缩比越高，则相同的喷射正时处的活塞顶面越高，而且，对于活塞下降的进气行程中的喷射而言，喷射正时越提前，则在燃料喷射装置41与活塞顶面的距离越短的状态下进行燃料喷射。
因此，为了将喷射开始正时处的燃料喷射装置41与活塞顶面的距离设为设定值以上，压缩比越高，则需要使喷射正时越滞后、即越远离排气上止点。
另外，基本喷射开始正时越处于滞后侧，则为了将喷射开始正时处的燃料喷射装置41与活塞顶面的距离设为设定值以上而要求的喷射正时的滞后修正量越小。
于是，在步骤S105中，实际压缩比越高，则控制器70将第一修正角度HA1设定为越大的值，实际压缩比越高，则控制器70使喷射开始正时滞后得越大。另外，基本喷射开始正时越靠近排气上止点TDC，则控制器70将第一修正角度HA1设定为越大的值，基本喷射开始正时越靠近排气上止点TDC，则控制器70使喷射开始正时滞后得越大。
当控制器70在步骤S105中设定第一修正角度HA1后，在接下来的步骤S106中，控制器70判定从目标压缩比减去规定值后的压缩比是否为实际压缩比以上、换言之是否处于实际压缩比正在朝向增大了的目标压缩比增大的过渡状态。
在实际压缩比正增大变化的情况下，即便基于当前时刻的实际压缩比设定第一修正角度HA1，燃料喷射正时的变更也延迟执行，因此，在实际进行燃料喷射的时刻，与设定了第一修正角度HA1的时刻相比，压缩比增大。
于是，当控制器70在步骤S106中判定为处于实际压缩比正在增大的过渡状态时，进入步骤S107，与实际压缩比向增大方向的变化速度相应地设定第二修正角度HA2。
另外，控制器70基于本次实际压缩比与前一次实际压缩比之差，判断实际压缩比向增大方向的变化速度。
在此，实际压缩比的增大变化速度越大、即直至实际开始燃料喷射为止的延迟时间处的实际压缩比的增大量越大，则第二修正角度HA2被设定为越大的角度，使基本喷射开始正时滞后得越大。
通过该第二修正角度HA2，在过渡状态下对响应延迟进行补偿，从而可以变更为与实际压缩比相匹配的喷射正时。
另一方面，在并非处于实际压缩比正在增大的过渡状态的情况下，控制器70进入步骤S108，将第二修正角度HA2设为零，取消基于第二修正角度HA2的修正。
在步骤S109中，控制器70将燃料喷射开始位置设定为从基本喷射开始位置滞后了第一修正角度HA1以及第二修正角度HA2后的位置。即，控制器70按照以下的式子计算燃料喷射开始位置。
燃料喷射开始位置＝基本喷射开始位置+第一修正角度HA1+第二修正角度HA2
而且，控制器70在检测到在步骤S109已设定的燃料喷射开始位置时，朝向燃料喷射装置41输出喷射脉冲信号。
如上所述，在进气行程喷射中，当压缩比增加时使燃料喷射开始正时滞后，从而使喷射开始正时远离排气上止点，使燃料向活塞顶面的附着量减少。
即，在压缩比增加时若不变更喷射正时，则喷射正时处的燃料喷射装置41与活塞33的顶面的距离靠近，导致附着于顶面的燃料的量增多，因此，将喷射正时向燃料向活塞顶面的附着量减少的方向变更。在此，燃料向活塞顶面的附着量减少的方向在进气行程喷射中为滞后方向。
由此，即便压缩比增大，也可以抑制附着于活塞顶面的燃料的量增多，因此，可以抑制发动机10的PM排出量增多。
另外，当控制器70在步骤S104中判定为压缩行程喷射已被设定时，进入步骤S110。
在步骤S110中，控制器70基于实际压缩比以及基本喷射开始正时来设定第三修正角度HA3。
另外，第三修正角度HA3是在压缩行程中被设定的基本喷射开始正时的提前修正项，第三修正角度HA3的值越大，则基本喷射开始正时向提前侧变更得越大。
如图4(A)所示，实际压缩比越高，则第三修正角度HA3被设定为越大的值，而且，基本喷射开始正时越靠近压缩上止点TDC，则第三修正角度HA3被设定为越大的值，第三修正角度HA3越大，则喷射正时越向提前侧变更。
如前所述，通过将喷射开始正时处的燃料喷射装置41与活塞顶面的距离设为设定值以上，从而可以将附着于活塞顶面的燃料的量抑制在容许水平内。
另一方面，如图4(B)所示，压缩比越高，则相同的喷射正时处的活塞顶面越高，而且，对于活塞上升的压缩行程中的喷射而言，喷射正时越滞后，则在燃料喷射装置41与活塞顶面的距离越短的状态下进行燃料喷射。
因此，为了将喷射开始正时处的燃料喷射装置41与活塞顶面的距离设为设定值以上，压缩比越高，则需要使喷射正时越提前、即越远离压缩上止点。
另外，基本喷射开始正时越处于提前侧，则为了将喷射开始正时处的燃料喷射装置41与活塞顶面的距离设为设定值以上而要求的喷射正时的提前修正量越小。
于是，在步骤S110中，实际压缩比越高，则控制器70将第三修正角度HA3设定为越大的值，实际压缩比越高，则控制器70使喷射开始正时提前得越大。另外，基本喷射开始正时越靠近压缩上止点TDC，则控制器70将第三修正角度HA3设定为越大的值，基本喷射开始正时越靠近压缩上止点TDC，则控制器70使喷射开始正时提前得越大。
在接下来的步骤S111中，控制器70判定从目标压缩比减去规定值后的压缩比是否为实际压缩比以上、换言之是否处于实际压缩比正在朝向增大了的目标压缩比增大的过渡状态。
在实际压缩比正增大变化的情况下，即便基于当前时刻的实际压缩比设定第三修正角度HA3，燃料喷射正时的变更也延迟执行，因此，在实际进行燃料喷射的时刻，与设定了第三修正角度HA3的时刻相比，压缩比增大。
于是，在步骤S111中，若控制器70判定为处于实际压缩比正在增大的过渡状态，则进入步骤S112，与实际压缩比向增大方向的变化速度相应地设定第四修正角度HA4。
在此，第四修正角度HA4与第二修正角度HA2同样地，实际压缩比的增大变化速度越大、即直至实际开始燃料喷射为止的延迟时间处的实际压缩比的增大量越大，则第四修正角度HA4被设定为越大的角度，将基本喷射开始正时提前得越大。
另一方面，在并非处于实际压缩比正在增大的过渡状态的情况下，控制器70进入步骤S113，将第四修正角度HA4设为零，取消基于第四修正角度HA4的修正。
接着，在步骤S114中，控制器70将燃料喷射开始位置设定为从基本喷射开始位置提前了第三修正角度HA3以及第四修正角度HA4后的位置。即，控制器70按照以下的式子计算燃料喷射开始正时。
燃料喷射开始位置＝基本喷射开始位置-第三修正角度HA3-第四修正角度HA4
如上所述，在压缩行程喷射中，当压缩比增加时，控制器70使燃料喷射开始正时提前，从而使喷射开始正时远离压缩上止点，使燃料向活塞顶面的附着量减少。
即，在压缩比增加时若不变更喷射正时，则喷射正时处的燃料喷射装置41与活塞33的顶面的距离靠近，导致附着于顶面的燃料的量增多，因此，将喷射正时向燃料向活塞顶面的附着量减少的方向变更。
另外，燃料向活塞顶面的附着量减少的方向在压缩行程喷射中为提前方向。
由此，即便压缩比增大，则可以抑制附着于活塞顶面的燃料的量增多，因此，可以抑制发动机10的PM排出量增多。
另外，作为用于使燃料向活塞顶面的附着量减少的燃料喷射装置41的喷射的变更，控制器70除了如前所述可以变更喷射正时之外，还可以变更燃料喷射装置41的燃料喷雾的穿透性。
在通过增高压缩比而使得喷射正时处的燃料喷射装置41与活塞33的顶面的距离缩短时，若减弱燃料喷雾的穿透性，则燃料喷雾的到达距离缩短而使得到达活塞顶面的燃料减少，因此，可以抑制燃料向活塞顶面的附着量增多。
图5的流程图表示控制器70实施的与压缩比相应的穿透性控制的一例。
在图5的流程图所示的控制中，控制器70通过变更向燃料喷射装置41供给的燃料的压力FP来变更燃料喷雾的穿透性。
即，若增高燃料压力FP，则穿透性增强而使得到达活塞顶面的燃料增多，燃料向活塞顶面的附着量增多，但若降低燃料压力FP，则穿透性减弱而使得到达活塞顶面的燃料减少，燃料向活塞顶面的附着量减少。
另外，向燃料喷射装置41供给的燃料的压力FP的变更，例如通过燃料供给装置71所包括的燃料泵的控制等来进行，该燃料供给装置71朝向燃料喷射装置41压送燃料。
在图5的流程图中，在步骤S201中，控制器70根据发动机负荷TP、发动机旋转速度NE、冷却水温度TW等发动机10的运转状态，通过映像检索等来确定向燃料喷射装置41供给的燃料的压力FP的目标值即基本目标燃料压力FPb。
在步骤S202中，与步骤S102同样地，控制器70判定冷却水温度TW是否比规定温度低。
接着，在冷却水温度TW比规定温度低、从燃料喷射装置41喷射的燃料的雾化性能低的情况下，控制器70进入步骤S203。
在步骤S203中，与步骤S103同样地，控制器70判定由压缩比可变机构50变更的实际压缩比是否为规定压缩比以上。
在此，若实际压缩比为规定压缩比以上，则控制器70进入步骤S204，与实际压缩比以及燃料喷射装置41的喷射正时相应地设定燃料压力修正值HP。
另外，燃料压力修正值HP是从基本目标燃料压力FPb被减去的修正项，燃料压力修正值HP的值越大，则基本目标燃料压力FPb被修正为越低的压力。
实际压缩比越高，则燃料压力修正值HP被设定为越大的值、即将燃料压力FP修正得越低的值，而且，喷射正时越靠近上止点，则燃料压力修正值HP被设定为越大的值。
另外，在进气行程喷射中，越靠近排气上止点，则燃料压力修正值HP被设定为越大的值，而且，在压缩行程喷射中，越靠近压缩上止点，则燃料压力修正值HP被设定为越大的值。
如前所述，压缩比越高，则相同的喷射正时处的活塞顶面越高，在燃料喷射装置41与活塞顶面的距离越短的状态下进行燃料喷射，燃料越容易附着于活塞顶面。
于是，压缩比越高，则控制器70使燃料压力FP越低，以减弱从燃料喷射装置41喷射的燃料喷雾的穿透性。由此，在压缩比高时燃料喷雾的到达距离缩短，附着于活塞顶面的燃料量增多的情形被抑制。
另外，喷射正时越靠近上止点，则喷射正时处的燃料喷射装置41与活塞顶面的距离越短，因此，喷射正时越靠近上止点，则控制器70使燃料压力FP越低，以减弱从燃料喷射装置41喷射的燃料喷雾的穿透性。由此，在喷射正时靠近上止点时燃料喷雾的到达距离缩短，附着于活塞顶面的燃料量增多的情形被抑制。
当控制器70在步骤S204中设定燃料压力修正值HP后，进入步骤S205，控制器70将向燃料喷射装置41供给的燃料的压力的最终目标值FPtg设定为从基本目标燃料压力FPb减去燃料压力修正值HP后的值。
即，控制器70按照下式计算目标值FPtg，
FPtg＝FPb-HP。
而且，控制器70控制来自燃料供给装置71的燃料的排出量，以使实际的燃料压力接近目标燃料压力FPtg。
如上所述，当使压缩比增加时，将燃料压力FP变更为更低以减弱穿透性，从而可以抑制附着于活塞33的顶面的燃料的量增多，可以抑制发动机10的PM排出量增大。
另外，控制器70可以一并实施与压缩比的增大相应地使喷射正时远离上止点的处理、以及与压缩比的增大相应地将燃料压力FP变更为更低的处理，或切换地实施上述处理。
作为切换地实施喷射正时控制和燃料压力控制的形态，控制器70可以实施如下控制：在与压缩比的增大相应地使喷射正时从上止点远离而达到极限角度之后，当压缩比进一步增大时，在保持喷射正时的状态下使燃料压力降低。另外，控制器70可以实施如下控制：在与压缩比的增大相应地使燃料压力降低至极限后，当压缩比进一步增大时，在保持燃料压力的状态下使喷射正时远离上止点远离。
另外，燃料喷雾的穿透性的变更除可以通过燃料压力FP的变更来进行之外，也可以通过变更分割燃料喷射中的分割次数来变更穿透性。
在燃料喷射中，喷射的持续时间越长，穿透性越强，因此，在喷射相同量的燃料的情况下，当分成更多的次数进行喷射以缩短喷射的持续时间时，穿透性减弱。
图6的流程图表示控制器70实施的与压缩比相应的分割喷射次数控制的一例。
在图6的流程图中，在步骤S301中，控制器70根据发动机负荷TP、发动机旋转速度NE、冷却水温度TW等发动机10的运转状态，通过映像检索等来确定燃料喷射装置41的喷射的基本分割次数DN。
另外，分割次数表示将每一个循环的燃料喷射量分几次进行喷射，例如，在将分割次数设为两次的情况下，在进行与燃料喷射量相当的喷射脉冲宽度的一半的时间的喷射之后，经过规定的中断期间后进行剩下的一半的时间的喷射。
另外，可以使各次的喷射量不均匀，而且，在将分割次数设为三次以上的情况下，可以使中断期间不均匀。
另外，可以采用将在步骤S301中设定的基本分割次数DN一律设为一次而不进行分割喷射的设定。
在步骤S302中，与步骤S102同样地，控制器70判定冷却水温度TW是否比规定温度低。
而且，在冷却水温度TW比规定温度低、从燃料喷射装置41喷射的燃料的雾化(气化)性能低的情况下，控制器70进入步骤S303。
在步骤S303中，与步骤S103同样地，控制器70判定由压缩比可变机构50变更的实际压缩比是否为规定压缩比以上。
在此，若实际压缩比为规定压缩比以上，则控制器70进入步骤S304，与实际压缩比相应地设定修正次数HN。
另外，修正次数HN是基本分割次数DN的加法修正项，修正次数HN的值越大，则基本分割次数DN被修正为越多的次数，喷射脉冲宽度更细微地被分割。
实际压缩比越高，则修正次数HN被设定为越大的值，实际压缩比越高，则将燃料喷射分割为越多的次数来实施。
如前所述，压缩比越高，则相同的喷射正时处的活塞顶面越高，在燃料喷射装置41与活塞顶面的距离越短的状态下进行燃料喷射，燃料越容易附着于活塞顶面。
于是，压缩比越高，控制器70越增加分割次数DN以缩短每一次分割喷射的喷射时间，减弱从燃料喷射装置41喷射的燃料喷雾的穿透性。由此，燃料喷雾的到达距离缩短，附着于活塞顶面的燃料量增多的情形被抑制。
当控制器70在步骤S304中设定修正次数HN后，进入步骤S305，控制器70将燃料喷射装置41的分割喷射中的最终分割次数DNtg设定为将修正次数HN与基本分割次数DN相加后的值。
即，控制器70按照以下的式子计算最终分割次数DNtg，
DNtg＝DN+HN。
而且，控制器70与分割次数DNtg相应地分割进行每一个循环的燃料喷射。
如上所述，当压缩比增加时，控制器70增加分割喷射中的分割次数DN以减弱燃料喷雾的穿透性，从而抑制附着于活塞33的顶面的燃料的量增多，并抑制发动机10的PM排出量增大。
另外，控制器70可以一并实施与压缩比的增大相应地使喷射正时远离上止点的控制、与压缩比的增大相应地将燃料压力FP变更为更低的控制、以及与压缩比的增大相应地增加分割喷射的分割次数的控制中的至少两个控制，或切换地实施上述控制中的至少两个控制。
控制器70例如可以实施如下控制：在与压缩比的增大相应地将分割次数DN增加至极限后，当压缩比进一步增大时，在保持分割次数DN的状态下使燃料压力降低。另外，控制器70可以实施如下控制：在与压缩比的增大相应地使燃料压力降低至极限后，当压缩比进一步增大时，在保持燃料压力的状态下增加分割次数。
以上，参照优选的实施方式具体说明了本发明的内容，但不言而喻本领域技术人员可以基于本发明的基本技术思想以及教导采用各种变形形态。
例如，燃料喷射装置41的燃料喷雾的穿透性的变更除可以通过燃料压力、分割次数来变更之外，也可以通过变更燃料喷射装置41的喷射特性来执行。
喷射特性的变更可以通过具有第一燃料喷射装置和第二燃料喷射装置双方并切换实际进行喷射的燃料喷射装置来实现，所述第一燃料喷射装置喷射穿透性相对强的燃料喷雾，所述第二燃料喷射装置喷射穿透性相对弱的燃料喷雾。
另外，通过在燃料喷射装置41设置能够变更穿透性的机构、例如切换阀体的提升位置的机构等并与压缩比相应地控制该机构，从而可以变更穿透性。
另外，内燃机温度越低，可以将喷射开始正时的修正角度、燃料压力修正值、分割喷射的修正次数等设定为越大的值。
附图标记说明
10 发动机、33 活塞、41 燃料喷射装置、50 压缩比可变机构、70控制器

Claims (10)

1.一种发动机的控制装置，该发动机具有：变更活塞的上止点位置的压缩比可变机构、以及向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置，所述发动机的控制装置的特征在于，
所述控制装置具有喷射控制部，由所述压缩比可变机构进行的压缩比的增加速度越快，所述喷射控制部使所述燃料喷射装置的喷射正时远离上止点得越远。
2.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，
当所述燃料喷射装置在进气行程中喷射燃料时，压缩比的增加速度越快，所述喷射控制部使所述燃料喷射装置的喷射正时滞后得越大。
3.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，
当所述燃料喷射装置在压缩行程中喷射燃料时，压缩比的增加速度越快，所述喷射控制部使所述燃料喷射装置的喷射正时提前得越大。
4.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，
在所述发动机的温度比设定温度低的状态下由所述压缩比可变机构进行的压缩比的增加速度越快，所述喷射控制部使所述燃料喷射装置的喷射正时远离上止点得越远。
5.如权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，
在压缩比为规定压缩比以上的高压缩比状态下，由所述压缩比可变机构进行的压缩比的增加速度越快，所述喷射控制部使所述燃料喷射装置的喷射正时远离上止点得越远。
6.一种发动机的控制方法，该发动机具有：变更活塞的上止点位置的压缩比可变机构、以及向缸内直接喷射燃料的燃料喷射装置，所述发动机的控制方法的特征在于，包括：
根据运转条件控制所述压缩比可变机构的步骤；以及，
由所述压缩比可变机构进行的压缩比的增加速度越快，使所述燃料喷射装置的喷射正时远离上止点得越远的步骤。
7.如权利要求6所述的发动机的控制方法，其特征在于，
使所述喷射正时远离上止点的步骤包括：
当所述燃料喷射装置在进气行程中喷射燃料时，压缩比的增加速度越快，使所述燃料喷射装置的喷射正时滞后得越大的步骤。
8.如权利要求6所述的发动机的控制方法，其特征在于，
使所述喷射正时远离上止点的步骤包括：
当所述燃料喷射装置在压缩行程中喷射燃料时，压缩比的增加速度越快，使所述燃料喷射装置的喷射正时提前得越大的步骤。
9.如权利要求6所述的发动机的控制方法，其特征在于，
使所述喷射正时远离上止点的步骤包括：
检测是否为所述发动机的温度比设定温度低的状态的步骤；以及，
在所述发动机的温度比所述设定温度低的状态下由所述压缩比可变机构进行的压缩比的增加速度越快，使所述燃料喷射装置的喷射正时滞后得越大的步骤。
10.如权利要求6所述的发动机的控制方法，其特征在于，
使所述喷射正时远离上止点的步骤包括：
检测压缩比是否为规定压缩比以上的步骤；以及
在压缩比为所述规定压缩比以上的高压缩比状态下，由所述压缩比可变机构进行的压缩比的增加速度越快，使所述燃料喷射装置的喷射正时滞后得越大的步骤。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2017007163A (es) * 2014-12-09 2017-08-28 Nissan Motor Dispositivo de control para motor de combustion interna.
MY165600A (en) * 2015-04-14 2018-04-16 Nissan Motor Engine control device and engine control method
JP6323683B2 (ja) * 2015-06-03 2018-05-16 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
JP6323684B2 (ja) * 2015-06-03 2018-05-16 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
EP3309378B1 (en) * 2015-06-12 2019-05-08 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel injection control device and fuel injection control method
US10570850B2 (en) 2016-01-14 2020-02-25 Nissan Motor Co., Ltd. Control method and control device of direct-injection internal combustion engine
JP6397437B2 (ja) 2016-02-24 2018-09-26 本田技研工業株式会社 直噴式内燃機関
US10202898B2 (en) 2017-04-25 2019-02-12 Ford Global Technologies, Llc Method and system for fuel injection control
JP7252170B2 (ja) * 2020-03-31 2023-04-04 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
CN111622836B (zh) * 2020-06-05 2021-11-19 张家陶 一种半径可调的发动机曲轴

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1160430A2 (en) * 2000-06-02 2001-12-05 Nissan Motor Company, Limited Internal combustion engine with a supercharger and an improved piston crank mechanism
JP2005139989A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Nissan Motor Co Ltd 筒内噴射式内燃機関
JP2010242583A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Nissan Motor Co Ltd 可変圧縮比エンジンの成層運転制御装置及び成層運転制御方法
JP2011132898A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Hitachi Automotive Systems Ltd 筒内噴射式内燃機関の制御装置
CN102650239A (zh) * 2011-02-24 2012-08-29 马自达汽车株式会社 火花点火式汽油发动机的控制装置
CN102748142A (zh) * 2011-04-19 2012-10-24 马自达汽车株式会社 火花点火式发动机的控制方法及火花点火式发动机
JP2012255385A (ja) * 2011-06-09 2012-12-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4466361B2 (ja) * 2004-12-24 2010-05-26 日産自動車株式会社 内燃機関
JP5332645B2 (ja) 2008-03-03 2013-11-06 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式内燃機関
BR112015019953B1 (pt) * 2013-02-22 2022-03-29 Nissan Motor Co., Ltd Dispositivo e método para controlar motor de combustão interna

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1160430A2 (en) * 2000-06-02 2001-12-05 Nissan Motor Company, Limited Internal combustion engine with a supercharger and an improved piston crank mechanism
JP2005139989A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Nissan Motor Co Ltd 筒内噴射式内燃機関
JP2010242583A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Nissan Motor Co Ltd 可変圧縮比エンジンの成層運転制御装置及び成層運転制御方法
JP2011132898A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Hitachi Automotive Systems Ltd 筒内噴射式内燃機関の制御装置
CN102650239A (zh) * 2011-02-24 2012-08-29 马自达汽车株式会社 火花点火式汽油发动机的控制装置
CN102748142A (zh) * 2011-04-19 2012-10-24 马自达汽车株式会社 火花点火式发动机的控制方法及火花点火式发动机
JP2012255385A (ja) * 2011-06-09 2012-12-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

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