CN107923358A - 发动机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在实施催化剂预热运转模式的发动机中能够抑制PM/PN的增加的发动机控制装置。为此，本发明的发动机控制装置调谐地控制催化剂预热运转模式下的点火正时和发动机的实际压缩比。

Description

发动机控制装置

技术领域

本发明涉及一种对车辆等所搭载的发动机进行控制的装置。

背景技术

现今的汽车出于环保和节能的观点而要求高效率化和废气清洁化。

作为高效率化的手段，可列举通过小型化、少气缸数化、高压缩比化等来改良发动机结构。小型化是通过发动机的几何学结构来实现的，因此在发动机动作时不可变。少气缸数化和高压缩比化在发动机动作时可变。少气缸数化可以通过气缸休止来模拟。压缩比有以活塞的位置为基准来算出的情况、和以关闭进气阀的时刻(即，开始压缩混合气的时刻)为基准来算出的情况。在以活塞位置为基准的情况下，通过活塞处于上死点时的燃烧室容积与活塞处于下死点时的燃烧室内容积之比来算出。在以进气阀关闭时刻为基准的情况下，通过进气阀完全关闭的时间点下的燃烧室内容积与活塞处于上死点时的燃烧室容积之比来算出。因而，压缩比可以通过活塞行程、进气阀关闭时刻来做到可变。

作为废气清洁化的手段，可列举使排气管上配备的催化剂提前活化。具体而言，实施催化剂预热运转模式，即，在发动机起动后使点火正时延迟，由此使废气温度上升。与使点火正时延迟的控制相关联，在火花塞周围配置微浓混合气以使燃烧稳定化。然而，微浓混合气的存在和点火正时的延迟会导致燃烧室内温度降低，从而有可能使微粒状物质(以下，记作PM/PN：Particulate Matter/Number)增加。具体而言，在低温下氧化后的燃料有可能成为烟黑而产生PM/PN。

下述专利文献1揭示了如下技术“将二次空气供给时的可变气门机构的阀升程特性作为规定的二次空气用升程设定，由此，能使在内燃机的燃烧室内未燃烧而排出至排气通道的包含HC(烃)等的未燃气体增加而不会伴有由燃料增量所引起的燃烧室内的空燃比(燃烧A/F)的大幅增浓。也就是说，能够同时实现燃烧A/F的增浓的抑制(稀薄化)和从燃烧室排出的HC浓度的增加。因而，通过燃烧A/F的增浓的抑制，能够谋求燃油效率提高和NOx等废气排放的减少，此外，通过HC浓度的增加，能够借助由二次空气的供给带来的后燃促进来提高废气升温效果，从而谋求催化剂提前活化。”(参考段落0007)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-185327号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1记载的技术中，考虑实施催化剂预热运转模式。该文献中，抑制了燃烧室内的A/F的增浓。但是，若抑制燃烧室内的A/F的增浓，则燃烧稳定性会劣化。如此一来，燃烧室内温度会降低，因此，结果是PM/PN增加。因而，催化剂预热运转模式的效果得不到充分发挥。

本发明是鉴于上述问题而成，其目的在于提供一种在实施催化剂预热运转模式的发动机中能够抑制PM/PN的增加的发动机控制装置。

解决问题的技术手段

本发明的发动机控制装置调谐地控制催化剂预热运转模式下的点火正时和发动机的实际压缩比。

发明的效果

根据本发明的发动机控制装置，通过一同控制点火正时和实际压缩比，能够一同控制废气温度和燃料室内温度。通过使废气温度上升，能使催化剂活化，而且，通过使燃料室内温度上升，能抑制PM/PN的增加。

附图说明

图1为汽车用发动机系统的系统构成图。

图2为表示ECU 1的构成的系统框图。

图3A为说明CPU 50e运算车辆的运转模式的次序的运算逻辑图。

图3B为CPU 50e运算运转模式MD时所使用的运转模式判定表。

图4A为说明CPU 50e运算控制值的次序的运算逻辑图。

图4B为表示控制值运算部运算各控制值时所使用的控制映射的选择表。

图5为各控制映射的特性图。

图6为伴随变更各目标值而来的实际压缩比和膨胀比的变化特性图。

图7为说明CPU 50e所实施的控制运算的流程图。

图8为表示运转模式MD＝4的情况下的各信号值的经时变化的时间图。

图9为表示运转模式MD＝3的情况下的各信号值的经时变化的时间图。

图10为表示运转模式MD＝2的情况下的各信号值的经时变化的时间图。

具体实施方式

＜发动机控制装置的构成＞

下面，对作为本发明的实施方式的发动机的控制装置进行说明。设想该发动机是具备可变气门而且具备使活塞行程可变的机构的汽车用发动机。

图1为本实施方式的汽车用发动机系统的系统构成图。发动机100是实施火花点火燃烧或压缩自燃式燃烧的汽车用发动机。在进气管11的适当位置分别配置有测量吸入空气量的气流传感器3、调整进气管压力的节气门5、测量吸入空气的温度及湿度的进气温湿度传感器4、以及使进气管内的面积可变的滚流阀6。气流传感器3也可为吸入空气压力传感器。

在发动机100的适当位置配备有朝燃烧室17中喷射燃料的喷射器7、供给点火能量的火花塞19、以及对流入至燃烧室17的吸入空气和排出的废气进行调整的可变气门12。可变气门12能使进气阀和排气阀的打开期间或开闭正时可变。也可为仅进气阀具备可变气门。通过变更关闭进气阀的正时，能够变更实际压缩比。由此，能使燃烧室内压力和温度可变。火花塞19与点火线圈20连接，通过点火线圈20来控制点火能量。

在发动机100的适当位置配备有与喷射器7连结而供给燃料的共轨管9、用以对共轨管9压送燃料的燃料泵8、以及对燃料泵8供给燃料的燃料管道10。在共轨管9的适当位置配备有测量燃料的压力的燃料压力传感器33。燃料压力传感器33也可为燃料温度传感器。

在排气管22的适当位置配备有净化废气的三元催化剂23、在三元催化剂23的上游侧测量废气的温度的废气温度传感器24、在三元催化剂23的上游侧检测废气的空燃比的空燃比传感器25、以及连结至进气管11的废气回流管28。空燃比传感器25也可为氧浓度传感器。

在废气回流管28的适当位置配备有调整废气回流率的EGR阀26和调整回流气体温度的EGR冷却器27。EGR冷却器27具有实施回流气体温度的温度调整用的冷却水的出入口。EGR冷却器27还能作为检测回流气体温度的传感器进行动作。在发动机100的适当位置配备有用以控制冷却水的流量的冷却水泵29和冷却水流路切换阀30。

曲轴14由主轴和子轴构成，子轴经由连杆与活塞13连结在一起。发动机100还具备使主轴与子轴的距离或者连杆的长度可变的控制轴31。通过具备这些机构，能够变更活塞13的行程量而使燃烧室17内的压力和温度可变。使活塞13的行程量可变的机构不限于上述机构。

在曲轴14上配备有用以检测曲轴14的角度和转速以及活塞13的移动速度的曲轴角传感器15。发动机100还具备以加速度形式检测发动机100的振动用的爆震传感器16。

在发动机100的适当位置配备有检测燃烧室17内部的压力的压力传感器21。压力传感器21也可为检测发动机100内部的离子量的离子电流传感器。在发动机100的适当位置配备有检测发动机100内部的冷却水温度的冷却水温传感器18。

气流传感器3、进气温湿度传感器4、曲轴角传感器15、爆震传感器16、冷却水温传感器18、压力传感器21、废气温度传感器24、空燃比传感器25及EGR冷却器27所输出的检测信号被送至ECU 1。

加速踏板开度传感器2检测加速踏板的踩踏量即加速踏板开度。加速踏板开度传感器2所输出的检测信号被送至ECU 1。ECU 1根据加速踏板开度传感器2所输出的信号来运算要求扭矩。即，加速踏板开度传感器2用作检测对发动机100的要求扭矩的要求扭矩检测传感器。

ECU 1根据曲轴角传感器15所输出的信号来运算曲轴14的角度和转速以及活塞13的移动速度。ECU 1根据从各传感器的输出获得的发动机100的运转状态来适宜地运算节气门5的开度、滚流阀6的开度、喷射器7的喷射信号、燃料泵8的驱动信号、可变气门12的阀开闭正时、点火线圈20的点火控制信号、EGR阀26的开度、冷却水泵29的冷却水切换阀驱动信号、控制活塞行程量的控制轴31的控制信号等发动机100的主要功能部的作动量。

ECU 1所运算出的节气门5的开度以节气门驱动信号的形式被送至节气门5。ECU 1所运算出的滚流阀6的开度以滚流阀驱动信号的形式被送至滚流阀6。ECU 1所运算出的喷射器7的喷射信号被转换为喷射器开阀脉冲信号而被送至喷射器7。ECU 1所运算出的燃料泵8的驱动信号被送至燃料泵8。ECU 1所运算出的可变气门12的阀开闭正时以可变气门驱动信号的形式被送至可变气门12。ECU 1所运算出的点火控制信号以如下点火控制信号的形式被送至点火线圈20：以在ECU 1所运算出的点火正时点火的方式指示1次或多次点火。ECU 1所运算出的EGR阀26的开度以EGR阀驱动信号的形式被送至EGR阀26。ECU 1所运算出的冷却水切換阀控制信号被送至冷却水泵29和冷却水流路切换阀30。

对混合气喷射燃料形成可燃混合气，该混合气为从进气管11经过进气阀而流入至燃烧室17内的空气与从排气管22经过EGR阀26和EGR冷却器27而再循环的再循环气体的混合气。可燃混合气借助由在规定的点火正时通过点火线圈20而得到点火能量的火花塞19产生的火花而爆炸，其燃烧压力将活塞13下压，成为发动机100的驱动力。爆炸后的废气经过排气管22送至三元催化剂23。废气成分在三元催化剂23内被净化之后排出。

ECU 1所运算出的目标活塞行程信号被送至控制轴31。发动机100搭载于汽车中，ECU 1接收与该汽车的行驶状态有关的信息。ECU 1也能直接或者经由其他控制装置而从如下等传感器中接收检测信号，即(a)搭载发动机100的车体或者车轮中安装的车速传感器、(b)测量车体的加速度或角度的传感器(以下记作G传感器32)、(c)对变速杆的位置进行检测的变速杆位置传感器该变速杆用以对搭载发动机100的车体中安装的变速器进行控制。

ECU 1能够使用来自G传感器32的检测信号来判定例如车体是置于平地还是倾斜面等。此外，能够使用来自冷却水温传感器18的检测信号来判定是否应实施催化剂预热运转模式。例如，在冷却水温度大于适当的阈值的情况下，能够判定没有应实施催化剂预热运转模式的要求。

图2为表示ECU 1的构成的系统框图。来自加速踏板开度传感器2、气流传感器3、进气温湿度传感器4、曲轴角传感器15、爆震传感器16、冷却水温传感器18、压力传感器21、废气温度传感器24、空燃比传感器25、EGR冷却器27(回流气体温度检测器)、G传感器32等的输出信号被输入至ECU 1的输入电路50a。所输入的来自各传感器的信号被送至输入输出端口50b。

送至输入输出端口50b的信号以信号值的形式保管至RAM 50c，CPU 50e使用该信号值来实施运算处理。记述有CPU 50e所实施的运算处理内容的控制程序预先存储在ROM50d中。按照控制程序运算出的表示各致动器的作动量的值保管至RAM 50c，之后经过输入输出端口50b及各驱动电路而被送至各致动器。以下，存在为方便记载而以控制程序为动作主体来进行说明的情况，但实际执行控制程序的是CPU 50e。

在本实施方式中，ECU 1具备以下驱动电路：节气门驱动电路50f、滚流阀驱动电路50g、喷射器驱动电路50h、燃料泵驱动电路50i、可变气门驱动电路50j、控制轴驱动电路50k、点火信号输出电路50l、EGR阀驱动电路50m、冷却水控制电路50n。各驱动电路分别控制节气门5、滚流阀6、喷射器7、燃料泵8、可变气门12、控制轴31、点火线圈20、EGR阀26、冷却水泵29及冷却水流路切换阀30。在本实施方式中，是在ECU 1内配备这些驱动电路，但并不限于此，也可将任一驱动电路配备在ECU 1外。

图3A为说明CPU 50e运算车辆的运转模式的次序的运算逻辑图。CPU 50e所实施的控制程序以控制块的形式具备运转模式运算部。起动指示信号KS、G传感器信号GS、冷却水温度TW被输入至运转模式运算部，运转模式运算部根据这些输入信号来运算并输出运转模式MD。

图3B为CPU 50e运算运转模式MD时所使用的运转模式判定表。在起动指示信号KS为0时，不参考G传感器信号GS和冷却水温度TW，运转模式MD成为0。在起动指示信号KS为1、G传感器信号GS大于G传感器信号限值GL(即，车体正置于较大程度地倾斜的倾斜面)、而且冷却水温度TW为冷却水温度限值TL以下的情况下，运转模式MD成为4。在起动指示信号KS为1、G传感器信号GS为G传感器信号限值GL以下、而且冷却水温度TW为冷却水温度限值TL以下的情况下，运转模式MD成为3。在起动指示信号KS为1、G传感器信号GS为G传感器信号限值GL以下、而且冷却水温度TW大于冷却水温度限值TL的情况下，运转模式MD成为2。在起动指示信号KS为1、冷却水温度TW大于冷却水温度限值TL的情况下，运转模式MD成为1。

图4A为说明CPU 50e运算控制值的次序的运算逻辑图。CPU 50e所实施的控制程序以控制块的形式具备控制值运算部。运转模式MD被输入至控制值运算部，控制值运算部根据运转模式MD来运算并输出以下控制值：目标点火正时TRGIGN、目标进气阀关闭正时TRGIVC、目标活塞行程TRGPS、目标排气阀关闭正时TRGEVC。

图4B为表示控制值运算部运算各控制值时所使用的控制映射的选择表。控制值运算部选择与运转模式MD的值相对应的后文叙述的控制映射。各控制映射是定义发动机转速NE、目标扭矩TRGTRQ及各控制值的对应关系的数据。控制值运算部能够通过参考与运转模式MD相对应的控制映射来获得各控制值。

在运转模式MD为0时，控制值运算部不参考任何映射。在运转模式MD为1或2时，控制值运算部分别参考BaseIGN map、BaseIVC map、BasePS map、BaseEVC map而获得目标点火正时TRGIGN、目标进气阀关闭正时TRGIVC、目标活塞行程TRGPS、目标排气阀关闭正时TRGEVC。在运转模式MD为3时，控制值运算部参考Retard map而获取目标点火正时TRGIGN，参考vCRI map而获取目标进气阀关闭正时TRGIVC，参考sCRI map而获取目标活塞行程TRGPS，参考BaseEVC map而获取目标排气阀关闭正时TRGEVC。在运转模式MD为4时，控制值运算部参考Retard map而获取目标点火正时TRGIGN，参考vCRI map而获取目标进气阀关闭正时TRGIVC，参考sCRI map而获取目标活塞行程TRGPS，参考vERr map而获取目标排气阀关闭正时TRGEVC。

图5为各控制映射的特性图。图中左列的图形是没有应实施催化剂预热运转模式的要求时所使用的控制映射(Base map)的特性图。图中右列的图形是有应实施催化剂预热运转模式的要求时所使用的控制映射的特性图。各特性图的纵轴为目标扭矩TRGTRQ，横轴为发动机转速NE。目标扭矩TRGTRQ可以根据基于加速踏板开度传感器2而获得的要求扭矩来设定。发动机转速NE例如可以根据曲轴角传感器15的检测信号来计算。

在BaseIGN map中，随着目标扭矩TRGTRQ的增加和发动机转速NE的降低，目标点火正时TRGIGN相对于上死点的提前量减少。在BaseIVC map中，随着目标扭矩TRGTRQ的增加和发动机转速NE的降低，目标进气阀关闭正时TRGIVC朝上死点靠近。在BasePS map中，随着目标扭矩TRGTRQ的增加和发动机转速NE的降低，目标活塞行程TRGPS减少。在BaseEVC map中，随着目标扭矩TRGTRQ的增加和发动机转速NE的降低，目标排气阀关闭正时TRGEVC朝上死点靠近。

通过使用上述特性，能够避免因伴随目标扭矩TRGTRQ增加而来的燃烧室17内温度的上升而使得燃烧速度增加而发生异常燃烧的情况，而且能够避免因随着发动机转速NE的降低、燃烧速度相对于活塞速度而相对加快所引起的异常燃烧。

在Retard map中，随着目标扭矩TRGTRQ的增加和发动机转速NE的增加，目标点火正时TRGIGN相对于上死点的延迟量增加。在vCRI map中，随着目标扭矩TRGTRQ的增加和发动机转速NE的增加，目标进气阀关闭正时TRGIVC朝下死点靠近。在sCRI map中，随着目标扭矩TRGTRQ的增加和发动机转速NE的增加，目标活塞行程TRGPS增加。在vERrmap中，随着目标扭矩TRGTRQ的增加和发动机转速NE的增加，目标排气阀关闭正时TRGEVC朝下死点靠近。

随着因伴随目标扭矩TRGTRQ增加而来的燃烧室17内温度的上升所引起的燃烧速度的增加和发动机转速NE的增加，发动机有可能不必要地发生转速急升。通过使用上述特性，(a)使点火正时延迟，(b)使进气阀关闭正时靠近下死点，(c)通过活塞行程增加来增加实际压缩比，(d)通过使排气阀关闭正时靠近下死点来减少膨胀比，因此，能够抑制如此不必要的转速急升。即，在有应实施催化剂预热运转模式的要求时，通过使点火正时延迟，能使废气温度升温，而且能在抑制不必要的转速急升的情况下使燃烧室17内温度上升而抑制PM/PN的产生。

在运转模式MD为4时，即，在根据G传感器信号GS而判定车辆正置于倾斜面、而且根据冷却水温度而判定有应实施催化剂预热运转模式的要求的情况下，使用图5右列的控制映射，由此，使目标点火正时TRGIGN延迟，将目标进气阀关闭正时TRGIVC和目标活塞行程TRGPS朝实际压缩比增加的方向控制，将目标排气阀关闭正时TRGEVC朝远离上死点的方向控制。

在运转模式MD为3时，即，在根据G传感器信号GS而判定车辆未置于倾斜面、而且根据冷却水温度而判定有应实施催化剂预热运转模式的要求的情况下，使用图5左列的控制映射，由此，使目标点火正时TRGIGN延迟，将目标进气阀关闭正时TRGIVC和目标活塞行程TRGPS朝实际压缩比增加的方向控制。

在运转模式MD为1或2时，即，在根据冷却水温度而判定没有应实施催化剂预热运转模式的要求的情况下，使用Base map来运算各控制值。

图6为伴随变更各目标值而来的实际压缩比和膨胀比的变化特性图。上层图为表示伴随变更目标进气阀关闭正时TRGIVC而来的实际压缩比RCR的变化的特性图。目标进气阀关闭正时TRGIVC越靠近下死点，实际压缩比RCR越是增大。中层图为表示伴随变更目标活塞行程TRGPS而来的实际压缩比RCR的变化的特性图。目标活塞行程TRGPS越是增加，实际压缩比RCR越是增大。下层图为表示伴随变更目标排气阀关闭正时TRGEVC而来的膨胀比RER的变化的特性图。在排气阀打开的期间(以下记作作用角)为180度的情况下，目标排气阀关闭正时TRGEVC在上死点下膨胀比达到最大。在作用角为220度的情况下，获得最大膨胀比的目标排气阀关闭正时TRGEVC比上死点迟。

配备本发明的发动机控制装置的汽车具有判定该车辆相对于路面的倾斜角的单元(G传感器32)。在判定倾斜角为规定以上的情况下，较理想为在催化剂预热运转模式中随着增加使点火正时相对于上死点而延迟的量，使可变气门12的进气阀关闭正时靠近下死点。进而，在作用角固定的状况下，较理想为以膨胀比降低的方式使排气阀关闭正时远离上死点。膨胀比的降低会使得废气温度上升，因此能使催化剂进一步活化。进而，通过配合点火正时的延迟量的增加而使可变气门12的进气阀关闭正时靠近下死点，一方面能够增加实际压缩比RCR，另一方面能够同时改善燃烧室17内的残留气体的扫气性，从而增加发动机100所产生的负压。即，在制动系统使用发动机负压的构成中，在倾斜角较大而使得制动系统要求更大的发动机负压时，能够有效地辅助制动系统的动作。

图7为说明CPU 50e所实施的控制运算的流程图。CPU 50e例如以规定周期反复执行图3A～图4B中说明过的控制运算。下面，对图7的各步骤进行说明。

(图7：步骤S101～S102)

CPU 50e接收起动指示信号KS、G传感器信号GS、冷却水温度TW等信号，并读入ROM50d中写入的值(S101)。CPU 50e按照这些信号等来运算运转模式MD(S102)。这些步骤相当于图3A～图3B中说明过的运算块。

(图7：步骤S103)

CPU 50e读入加速踏板开度传感器信号APS、发动机转速NE、曲轴角传感器信号等。CPU 50e根据加速踏板开度传感器信号APS来运算目标扭矩TRGTRQ。

(图7：步骤S104)

CPU 50e判定步骤S102中运算出的运转模式MD是否为0。在为0的情况下，结束本流程图，在不为0的情况下，进入至步骤S105。

(图7：步骤S105)

CPU 50e判定运转模式MD是否为4。在为4的情况下，进入至步骤S106，在不为4的情况下，进入至步骤S110。

(图7：步骤S106～S109)

CPU 50e以步骤S103中读入的目标扭矩TRGTRQ和发动机转速NE为关键，参考图5中说明过的Retard map(S106)、vCRI map(S107)、sCRI map(S108)、vERr map(S109)而获取各控制值。在获取控制值之后，进入至步骤S121。

(图7：步骤S110)

CPU 50e判定运转模式MD是否为3。在为3的情况下，进入至步骤S111，在不为3的情况下，进入至步骤S115。

(图7：步骤S111～S114)

CPU 50e以步骤S103中读入的目标扭矩TRGTRQ和发动机转速NE为关键，参考图5中说明过的Retard map(S111)、vCRI map(S112)、sCRI map(S113)、BaseEVC map(S114)而获取各控制值。在获取控制值之后，进入至步骤S121。

(图7：步骤S115)

CPU 50e判定运转模式MD是否为2。在为2的情况下，进入至步骤S116，在不为2的情况下，进入至步骤S120。

(图7：步骤S116～S119)

CPU 50e以步骤S103中读入的目标扭矩TRGTRQ和发动机转速NE为关键，参考图5中说明过的BaseIGN map(S116)、BaseIVC map(S117)、BasePS map(S118)、BaseEVC map(S119)而获取各控制值。在获取控制值之后，进入至步骤S121。

(图7：步骤S120)

CPU 50e判定运转模式是否为1。在为1的情况下，进入至步骤S116，在不为1的情况下，结束本流程图。

(图7：步骤S121～S123)

CPU 50e使用以上步骤中获取到的控制值来实施点火正时控制(S121)、可变气门控制(S122)、活塞行程控制(S123)。

(图7：步骤S104～S123：补充)

这些步骤相当于图4A～图4B中说明过的运算块。

下面，对按照图7中说明过的流程图而使用获取到的目标点火正时TRGIGN、目标进气阀关闭正时TRGIVC、目标活塞行程TRGPS、目标排气阀关闭正时TRGEVC来分别控制点火正时IGN、进气阀关闭正时IVC、活塞行程PS、排气阀关闭正时EVC的动作例进行说明。

图8为表示运转模式MD＝4的情况下的各信号值的经时变化的时间图。点火正时IGN的初始设定值相较于上死点而言为提前侧。当运转模式MD变为4时，点火正时IGN相对于上死点的延迟量增加，进气阀关闭正时IVC朝下死点靠近，活塞行程PS增加。由此，能够通过实际压缩比的增加来改善伴随点火正时IGN的延迟量的增加而来的燃烧室17内温度的降低。即，能使废气温度上升而使催化剂活化，而且能够减少PM/PN。进而，通过使排气阀关闭正时EVC远离上死点，能够降低膨胀比而改善燃烧室17内残留气体的扫气性，使发动机所产生的负压增加。图8中，排气阀关闭正时EVC是朝提前方向远离上死点，但并不限于此，也可朝延迟侧远离上死点。

图9为表示运转模式MD＝3的情况下的各信号值的经时变化的时间图。点火正时IGN的初始设定值相较于上死点而言为提前侧。当运转模式MD变为3时，点火正时IGN相对于上死点的延迟量增加，进气阀关闭正时IVC朝下死点靠近，活塞行程PS增加。由此，能够通过实际压缩比的增加来改善伴随点火正时IGN的延迟量的增加而来的燃烧室17内温度的降低，从而使废气温度上升而使催化剂活化，而且能够减少PM/PN。进而，由于排气阀关闭正时EVC根据BaseEVC map而朝上死点靠近，因此能够通过膨胀比的增加来提高发动机的热效率。

图10为表示运转模式MD＝2的情况下的各信号值的经时变化的时间图。由于在运转模式MD＝1的情况下也是一样的，因此省略说明。图10中，G传感器信号GS为G传感器信号限值GL以下，而且冷却水温度TW高于冷却水温度限值TL，因此运转模式MD成为2。点火正时IGN根据BaseIGN map，从初始设定值起朝相对于上死点而言提前量增加的方向变化。进气阀关闭正时IVC根据BaseIVC map而朝下死点靠近。活塞行程PS根据BasePS map而增加。由此，能够同时实施伴随点火正时IGN的提前量的增加而来的燃烧室17内温度的上升和实际压缩比的增加，从而改善发动机100的热效率。进而，能够获得使用EGR阀26的EGR燃烧、使用空燃比传感器25的稀薄燃烧时的燃烧速度的提高效果及燃烧稳定化效果，因此热效率进一步改善。排气阀关闭正时EVC根据BaseEVC map而朝上死点靠近，因此，能够获得由膨胀比的增加带来的发动机的热效率提高。

＜关于本发明的变形例＞

本发明包含各种变形例，并不限定于上述实施例。例如，上述实施例是为了以易于理解的方式说明本发明而做的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。

在以上的实施方式中，各传感器等设备及配置位置为1例，只要能够发挥同样的功能，则也能采用其他设备和配置位置。

在以上的实施方式中，例示了ECU 1所输入输出的信号，但ECU 1也能根据发动机100所具备的传感器其他设备的构成等来输入输出其他信号。

在以上的实施方式中，说明了根据运转模式MD的值来选择不同控制映射，但只要能够获得与运转模式MD相对应的控制值，则也可使用其他手段。例如，通过根据运转模式MD的值来变更控制模型，能够发挥同样的效果。

在以上的实施方式中，说明了通过控制活塞13的行程和可变气门12的开闭时刻来控制实际压缩比RCR，但若能仅使用这任一方来充分控制实际压缩比RCR，则可以仅使用一方来发挥与上述实施方式同样的效果。

上述各构成、功能、处理部、处理单元等例如可通过利用集成电路进行设计等而以硬件来实现它们的一部分或全部。此外，上述各构成、功能等也可通过由处理器解释并执行实现各功能的程序而以软件来实现。实现各功能的程序、表格、文件等信息可以存储在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。

＜本发明的总结＞

本发明的发动机100具备可变气门12以及使活塞13的行程可变的机构(曲轴14、控制轴31等)。本发明的ECU 1在实施催化剂预热运转模式时，以调谐的方式控制点火正时IGN和实际压缩比RCR。通过控制点火正时IGN，能够控制废气温度而促进催化剂活化，而且，通过控制实际压缩比RCR，能够控制燃烧室17内温度而抑制PM/PN。

本发明的ECU 1在实施催化剂预热运转模式时，随着使点火正时IGN相对于上死点的延迟量增加而使实际压缩比RCR增加。由此，一方面能使点火正时IGN延迟而使催化剂升温，另一方面能够抑制燃烧室17内温度降低。

本发明的ECU 1通过对可变气门12的开闭正时进行可变控制来控制实际压缩比RCR，或者通过对活塞13的行程进行可变控制来控制实际压缩比RCR。由此，能够设置2种以上的控制实际压缩比RCR的手段。

本发明的ECU 1通过使可变气门12的进气阀关闭正时朝下死点靠近来控制实际压缩比RCR，或者通过增加活塞13的行程来控制实际压缩比RCR。由此，能使燃烧室17内温度上升而减少PM/PN。

本发明的ECU 1使实施催化剂预热运转模式时的实际压缩比RCR相较于发动机100的停止时的实际压缩比或者发动机100的完全爆发(complete explosion)时的实际压缩比而增加。由此，在发动机100的停止到完全爆发的期间内，不再需要进行不必要的可变气门控制和活塞行程控制。因而，能够节约为了这些控制而操纵致动器所需的能量。

在催化剂预热运转模式完毕之后，或者在发动机100的温度为规定以上的情况(图3B的例子中的TW＞TL)下，本发明的ECU 1根据点火正时IGN相对于上死点的提前量的增加而增加实际压缩比RCR。由此，能使燃烧室17内温度上升而增加发动机100的热效率、改善燃油效率。

搭载本发明的发动机100的汽车具备测量该汽车相对于路面的倾斜角的G传感器32。在该汽车的倾斜角为规定以上的情况下，在实施催化剂预热运转模式时，ECU 1使点火正时IGN相对于上死点的延迟量增加，伴随于此，使可变气门12的进气阀关闭正时靠近下死点，而且使可变气门12的排气阀关闭正时远离上死点。由此，在汽车的倾斜角较大而使得对制动系统的负压要求较大时，能使排气阀关闭正时远离上死点而改善燃烧室17内的残留气体的扫气性、使发动机100所产生的负压增加。因而，能够谋求由催化剂预热运转模式带来的催化剂升温和PM/PN抑制，而且能够确保制动系统所使用的负压。

符号说明

1 ECU

2 加速踏板开度传感器

3 气流传感器

4 进气温湿度传感器

5 节气门

6 滚流阀

7 喷射器

8 燃料泵

9 共轨管

10 燃料管道

11 进气管

12 可变气门

13 活塞

14 曲轴

15 曲轴角传感器

16 爆震传感器

17 燃烧室

18 冷却水温传感器

19 火花塞

20 点火线圈

21 压力传感器(或离子电流传感器)

22 排气管

23 三元催化剂

24 废气温度传感器

25 空燃比传感器

26 EGR阀

27 EGR冷却器

28 废气回流管

29 冷却水泵

30 冷却水流路切换阀

31 控制轴

32 G传感器

100 发动机。

Claims (7)

1.一种发动机控制装置，其控制发动机，所述发动机具备可变气门，或者具备使活塞行程可变的机构，该发动机控制装置的特征在于，

所述发动机控制装置实施使净化所述发动机的废气的催化剂活化的催化剂预热运转模式，

所述发动机控制装置调谐地控制实施所述催化剂预热运转模式时的所述发动机的点火正时和所述发动机的实际压缩比。

2.根据权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，在实施所述催化剂预热运转模式时，所述发动机控制装置增加使所述点火正时相对于所述发动机的上死点而延迟的量，而且增加所述实际压缩比。

3.根据权利要求1或2所述的发动机控制装置，其特征在于，所述发动机控制装置通过对所述可变气门的开闭正时进行可变控制来控制所述实际压缩比，或者通过对所述活塞行程进行可变控制来控制所述实际压缩比。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机控制装置，其特征在于，所述发动机控制装置通过使所述可变气门的进气阀关闭正时朝所述发动机的下死点靠近来控制所述实际压缩比，或者通过增加所述活塞行程来控制所述实际压缩比。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机控制装置，其特征在于，所述发动机控制装置使实施所述催化剂预热运转模式时的所述实际压缩比相较于所述发动机的停止时的实际压缩比或者所述发动机的完全爆发时的实际压缩比而增加。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的发动机控制装置，其特征在于，在完成所述催化剂预热运转模式之后，或者在所述发动机的温度为规定以上的情况下，所述发动机控制装置随着使所述点火正时相对于所述发动机的上死点而提前的量的增加，增加所述实际压缩比。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机控制装置，其特征在于，

所述发动机控制装置从对搭载所述发动机的汽车相对于路面的倾斜角进行测量的传感器获取所述倾斜角，

在所述倾斜角为规定以上的情况下，在实施所述催化剂预热运转模式时，所述发动机控制装置增加使所述点火正时相对于所述发动机的上死点而延迟的量，使所述可变气门的进气阀关闭正时靠近所述发动机的下死点，使所述可变气门的排气阀关闭正时远离所述发动机的上死点。