发动机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制发动机的装置，该发动机可在所有气缸内实施混合气体的燃烧的全缸运转和特定的气缸内的燃烧被停止而使该特定的气缸处于休眠状态的减缸运转之间进行切换。
【背景技术】
[0002]以往，在具备多个气缸的多气缸发动机领域，已知停止一部分的气缸内的燃烧使之成为休眠状态的减缸运转的技术。
[0003]然而，在减缸运转时由于工作气缸的数量即进行输出的气缸的数量减少，有可能出现发动机整体的输出降低的情况。因此，通常，在减缸运转时，为了使工作气缸的输出增大，实施使被吸入到工作气缸的空气量(吸气量)增大的控制。
[0004]但是，由于吸气量会出现延迟，即使在从全缸运转向减缸运转切换时实施上述的使吸气量增大的控制，吸气量也不会立即增大，在上述切换时，会出现发动机输出降低而产生扭矩冲击的问题。
[0005]针对该问题，专利文献I公开了一种装置，其在从全缸运转向减缸运转切换时，在停止一部分气缸的燃烧之前，使设置在与各气缸连通的吸气通道的节流阀的开度以接近减缸运转时的开度的方式向打开侧变化，在使分别被吸入到全气缸的空气量(吸气量)增大后，停止一部分气缸的燃烧。
[0006]上述专利文献I的装置，由于在停止一部分气缸的燃烧之前使被吸入到各气缸的空气量增大，所以可以抑制在气缸的燃烧停止时即开始减缸运转时工作气缸的吸气量不足。然而，这样在开始减缸运转前即在全气缸实施燃烧的状态下单纯地使各气缸的吸气量增加，在减缸运转前发动机整体的输出增大，仍会产生扭矩冲击。
[0007]以往技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本专利公开公报特开平11-336575号
【发明内容】
[0010]本发明鉴于上述问题而做，其目的在于提供一种发动机的控制装置，能更可靠地避免从全缸运转向减缸运转切换时产生扭矩冲击。
[0011]解决上述问题的本发明的发动机的控制装置用于控制发动机，所述发动机具备:具有吸气阀和排气阀的多个气缸;设置在各气缸而对这些气缸内的空气和燃料的混合气体供给点火能量的点火机构；以及用于变更被吸入到各气缸的空气量的吸气量变更机构，并且，所述发动机可在全缸运转和减缸运转之间切换，其中，所述全缸运转是指在所有气缸内实施混合气体的燃烧，所述减缸运转是指在多个气缸之中的特定的气缸内停止燃烧而使该特定的气缸处于休眠状态，所述发动机的控制装置包括:阀停止机构，使所述特定的气缸的吸气阀及排气阀在可开闭的状态和保持闭阀的状态之间切换;排气闭阀时机变更机构，用于变更所述排气阀的闭阀时机;控制机构，对包含所述阀停止机构、排气阀闭阀时机变更机构、吸气量变更机构以及点火机构的发动机的各个部进行控制。所述控制机构，当有从全缸运转向减缸运转的切换要求时实施准备控制，在该准备控制结束之后，通过所述阀停止机构使所述特定的气缸的吸气阀和排气阀成为闭阀保持状态，并且，使所述特定的气缸的点火机构的点火停止，开始所述减缸运转，其中，所述准备控制是指，通过所述吸气量变更机构使被吸入到各气缸的空气量比没有发出该切换要求时的通常的全缸运转时的空气量多，并且，将所述点火机构的点火时机变更到比通常的全缸运转时的点火时机更靠延迟角侧的时机;而且，在所述准备控制实施过程中，至少在一部分运转区域，通过所述排气闭阀时机变更机构，将所述排气阀的闭阀时机变更到比通常的全缸运转时的闭阀时机更靠提前角侧的时机，以减少残存在各气缸的内部EGR气体量。
[0012]根据本发明的发动机的控制装置，能更可靠地避免从全缸运转向减缸运转切换时产生扭矩冲击。
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的一实施方式所涉及的发动机的整体结构的概要俯视图。
[0014]图2是发动机主体的剖面图。
[0015]图3(a)是表示枢轴部为锁定状态时的阀停止机构的示意图；(b)是表示枢轴部转移至锁定解除状态前的阀停止机构的示意图；(C)是表示枢轴部为锁定解除状态时的阀停止机构的示意图。
[0016]图4是表示阀停止机构的工作油的路径的示意图。
[0017]图5是表示发动机的控制装置的方框图。
[0018]图6是表示各运转区域的示意图。
[0019]图7是表不吸气阀和排气阀的阀升程的不意图。
[0020]图8是表示排气阀的闭阀时机和点火时机以及燃烧稳定度的关系的示意图。
[0021 ]图9是表示从全缸运转向减缸运转切换时的控制流程的流程图。
[0022]图10是表示在特定的运转区域以外的运转区域实施本发明的一实施方式所涉及的控制时的各参数随时间的变化的图。
[0023]图11是表示在特定的运转区域以外的运转区域实施比较例所涉及的控制时的各参数随时间的变化的图。
[0024]图12是表示在特定的运转区域以外的运转区域实施其它的比较例所涉及的控制时的各参数随时间的变化的图。
[0025]图13是表示在特定的运转区域实施本发明的一实施方式所涉及的控制时的各参数随时间的变化的图。
[0026]图14是表示在特定的运转区域实施比较例所涉及的控制时的各参数随时间的变化的图。
【具体实施方式】
[0027](I)发动机的整体结构
[0028]图1是表示适用本发明的控制装置的发动机的一实施方式的示意图。该图所示的发动机是作为行车用的动力源而被装载在车辆的四行程多气缸发动机。具体而言，该发动机包括:具备直线状排列的四个气缸2A至2D的串联四气缸型的发动机主体1、用于将空气导入发动机主体I的吸气通道30、以及用于排出在发动机主体I产生的废气的排气通道35。
[0029]图2是发动机主体I的剖面图。如该图所示，发动机主体I具备:在内部形成有所述四个气缸2A至2D的气缸模块3、设置在气缸模块3的上侧的气缸头4、设置在气缸头4的上侧的凸轮盖5、以及可往复滑动地插入各气缸2A至2D的活塞11。
[0030]在活塞11的上方形成有燃烧室10，对该燃烧室10供给从后述的喷嘴12(图1)喷射出的以汽油为主要成分的燃料。并且，所供给的燃料在燃烧室10燃烧，借助该燃烧引起的膨胀力被压下的活塞11在上下方向往复运动。
[0031 ]活塞11通过连杆14与作为发动机主体I的输出轴的曲轴15相连结，让曲轴15对应于所述活塞11的往复运动绕其中心轴旋转。
[0032]如图1所示，在气缸头4设置有:向各气缸2A至2D的燃烧室10喷射燃料(汽油)的喷嘴12、以及对于从喷嘴12喷射的燃料和空气的混合气体供给基于火花放电的点火能量的火花塞(点火机构)13。另外，在本实施方式中，以对一个气缸附有一个喷嘴的比例设置了共四个喷嘴12，同样以对一个气缸附有一个火花塞的比例设置了共四个火花塞13。
[0033]在本实施方式的四行程四气缸的发动机中，设置在各气缸2A至2D的活塞11以曲轴转角180° CA (Crank Angle)的相位差做上下运动。与其对应，各气缸2A至2D的点火时机也被设定为相互错开180° CA相位的时机。具体而言，在从图1的左侧依次设气缸2A为第I气缸、气缸2B为第2气缸、气缸2C为第3气缸、气缸2D为第4气缸的情况下，按照第I气缸2A—第3气缸2C—第4气缸2D—第2气缸2B的顺序点火。
[0034]另外，本实施方式的发动机是可以进行减缸运转的可变气缸发动机，该减缸运转是使四个气缸2A至2D之中的两个气缸停止，并使剩余的两个气缸工作的运转。因此，上述的点火顺序不是减缸运转时的顺序，而是通常运转时(使四个气缸2A至2D全部运转的全缸运转时)的顺序。另一方面，在减缸运转时，禁止在点火顺序不连续的两个气缸(本实施方式中为第I气缸2A及第4气缸2D)中的火花塞13的点火动作，执行跳过一个气缸的点火。
[0035]如图1及图2所示，在气缸头4设置有:吸气口6，用于将从吸气通道30供给的空气(吸气)导入各气缸2A至2D的燃烧室10;排气口 7，用于将在各气缸2A至2D的燃烧室10生成的废气向排气通道35导出；吸气阀8，用于开闭吸气口 6的燃烧室10侧的开口，以控制通过吸气口 6的吸气的导入；以及排气阀9，用于开闭排气口 7的燃烧室1侧的开口，以控制来自排气口 7的气体的排出。另外，在本实施方式中，以对一个气缸附有两个吸气阀的比例设置了共八个吸气阀8，同样，以对一个气缸附有两个排气阀的比例设置了共八个排气阀9。
[0036]如图1所示，吸气通道30具备:与气缸2A至2D的各吸气口 6连通的四个独立吸气通道31、与各独立吸气通道31的上游端部(吸气的流动方向上游侧的端部)共同连接的调压箱(surge tank)32、从调压箱32向上游侧延伸的一根吸气管33。在吸气管33的途中部分设置有可开闭该吸气管33的流路的节流阀34a。在吸气管33设置有用于驱动节流阀34a的阀致动器34b。节流阀34a由阀致动器34b开闭。如果节流阀34a由阀致动器34b开闭驱动，则通过吸气管22流入气缸2A至2D的空气量(吸气量)变更。在本实施方式中，该节流阀34a作为变更各气缸2A至2D的吸气量的吸气量变更机构而发挥其功能。
[0037]排气通道35具备:与气缸2A至2D的各排气口7连通的四个独立排气通道36、让各独立排气通道36的下游端部(排气的流动方向下游侧的端部)聚集在一处的聚集部37、以及从聚集部37向下游侧延伸的一个排气管38。
[0038](2)阀驱动机构
[0039]下面，利用图2及图3，对用于使吸气阀8和排气阀9开闭的机构进行详细说明。吸气阀8和排气阀9分别由设置在气缸头4的一对阀驱动机构28、29 (图2)与曲轴15的旋转相配合地开闭驱动。
[0040]吸气阀8用的阀驱动机构28具备:对吸气阀8赋予朝向关闭方向(图2的上方)的力的复位弹簧16、与曲轴15的旋转相配合地旋转的凸轮轴18、以与凸轮轴18—体地旋转的方式设置的凸轮部18a、被凸轮部18a周期性地按压的摇臂20、以及作为摇臂20的摇动支点的枢轴部22。
[0041]同样，排气阀9用的阀驱动机构29具备:对排气阀9赋予朝向关闭方向(图2的上方)的力的复位弹簧17、与曲轴15的旋转相配合地旋转的凸轮轴19、以与凸轮轴19一体地旋转的方式设置的凸轮部19a、被凸轮部19a周期性地按压的摇臂21、以及作为摇臂20的摇动支点的枢轴部22。
[0042]通过上述的阀驱动机构28、29，吸气阀8和排气阀9通过如下方式开闭驱动。即，当凸轮轴18、19随着曲轴15的旋转而旋转时，以旋转自如的方式设置在摇臂20、21的大致中央部的凸轮从动件20a、21a被凸轮部18&、19&周期性地向下方按压，摇臂20、21以支撑其一端部的枢轴部22为支点摇动位移。随之而来，该摇臂20、21的另一端部克服复位弹簧16、17施加的力而将吸排气阀8、9向下方按压，据此吸排气阀8、9打开。暂时打开的吸排气阀8、9通过复位弹簧16、17施加的力再次返回到闭门位置。
[0043]阀驱动机构28、29分别设置有可变阀时机机构即所谓的VVT(吸气VVT28a、排气WT29a:排气闭阀时机变更机构)，该可变阀时机机构可变更凸轮轴18、19相对于曲轴15的相位，从而变更吸气阀8、排气阀9的开闭时