專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，具體涉及一種用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)無(wú)論燃料種類如何都能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)氣門和排氣門的開(kāi)啟/關(guān)閉正時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率有很大影響，并且可能會(huì)存在以下情況通過(guò)改變開(kāi)啟/關(guān)閉正時(shí)的設(shè)定來(lái)設(shè)置氣門重疊范圍。在氣門重疊范圍內(nèi)，為使進(jìn)氣門和排氣門的操作角重疊而設(shè)定的氣門重疊量可實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣效率的改進(jìn)，這是因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于進(jìn)氣的慣性而可把排氣向排氣通路壓出。
隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度從低速變?yōu)楦咚伲枰鶕?jù)要求來(lái)改變氣門重疊范圍。具體地說(shuō)，假定使用一種在活塞的排氣沖程中通過(guò)進(jìn)氣口噴射燃料的MPI(多點(diǎn)噴射)型發(fā)動(dòng)機(jī)，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷態(tài)起動(dòng)時(shí)，燃料將附著到進(jìn)氣口的壁面，從而造成緩慢的加速。因此，需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)改變氣門重疊范圍。因此，公開(kāi)了一種根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)開(kāi)啟進(jìn)氣門和排氣門并且改變重疊的氣門正時(shí)控制設(shè)備(例如，日本公開(kāi)專利10-176557號(hào)公報(bào))。
氣門正時(shí)控制裝置通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)減少重疊量來(lái)減少內(nèi)部EGR(廢氣再循環(huán))。這可防止緩慢的加速，并可減少內(nèi)部EGR，從而確保燃燒的穩(wěn)定性。
而且，氣門正時(shí)控制裝置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所用燃料的汽化特性做出判定。當(dāng)判定為使用了汽化特性良好的輕質(zhì)燃料時(shí)，重疊量增加到比在使用汽化特性不良的重質(zhì)燃料的情況下的大。因此，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)，根據(jù)燃料種類，燃料也不大可能附著到進(jìn)氣口的壁面等上。
而且，如果由于例如在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷態(tài)起動(dòng)時(shí)空燃比的變化而使燃燒不穩(wěn)定，則重疊量減少到接近零，以便在活塞的排氣上死點(diǎn)(TDC)使排氣門的關(guān)閉正時(shí)和進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)彼此對(duì)應(yīng)。這可減少內(nèi)部EGR，從而確保燃燒的穩(wěn)定性。
另外，如上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)起動(dòng)時(shí)把重疊量減少到接近零可減少內(nèi)部EGR，因此可確保燃燒穩(wěn)定性。然而，在該情況下，向進(jìn)氣口回吹的排氣量減少，并且一次排出并再吸入到氣缸內(nèi)的排氣的百分率降低，從而產(chǎn)生某些問(wèn)題。具體地說(shuō)，減少內(nèi)部EGR會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷態(tài)起動(dòng)時(shí)，由于不能促進(jìn)燃料霧化，所以燃料汽化惡化了。特別是在使用汽化特性不良的重質(zhì)燃料的情況下，空燃比過(guò)度貧化，從而造成不穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)和發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。
為了解決該問(wèn)題，可以設(shè)想通過(guò)增加燃料來(lái)使空燃比富化，但這會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷態(tài)起動(dòng)時(shí)，未燃燃料(HC)增加，從而使排氣性能惡化。
因此，有必要針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)起動(dòng)時(shí)的不穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)采取某些措施。然而，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，盡管當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)把重疊量設(shè)定得較小，但是重疊量的這種設(shè)定是在對(duì)燃料的汽化特性做出判定之后進(jìn)行的。具體地說(shuō)，盡管可以根據(jù)燃料的汽化特性來(lái)改變重疊量，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷態(tài)起動(dòng)時(shí)，卻未對(duì)重疊量加以特別考慮，從而由于燃料種類的變化，將造成不穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)和發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的就是提供一種在發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)無(wú)論燃料種類如何都能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備。
為了達(dá)到上述目的，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其包括可變氣門機(jī)構(gòu)，其能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)中的進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)和排氣門的關(guān)閉正時(shí)中的至少一個(gè)改變；經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)起動(dòng)后所經(jīng)過(guò)的時(shí)間段進(jìn)行檢測(cè)；以及正時(shí)控制裝置，用于對(duì)可變氣門機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；其中，正時(shí)控制裝置提供提前角控制，以把進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)和排氣門的關(guān)閉正時(shí)中的至少一個(gè)提前得早于排氣上死點(diǎn)，直到由經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置所檢測(cè)的經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到預(yù)定時(shí)間段。


以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的性質(zhì)以及其他目的和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，在所有圖中，類似的參考符號(hào)表示相同或類似的部分，圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的布置的圖；圖2是示出由圖1的氣門正時(shí)控制設(shè)備所執(zhí)行的冷態(tài)起動(dòng)控制例程的流程圖；圖3是示出由圖1的氣門正時(shí)控制設(shè)備所執(zhí)行的冷態(tài)起動(dòng)控制過(guò)程的正時(shí)圖；以及圖4是示出由所述氣門正時(shí)控制設(shè)備所執(zhí)行的另一冷態(tài)起動(dòng)控制過(guò)程的正時(shí)圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是示出應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門正時(shí)控制設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的布置的圖。
作為用于根據(jù)本實(shí)施例的氣門正時(shí)控制設(shè)備的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(以下稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)1，例如采用一種其中可通過(guò)進(jìn)氣口9噴射燃料的多點(diǎn)噴射型發(fā)動(dòng)機(jī)(MPI型發(fā)動(dòng)機(jī))。
如圖1所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)1內(nèi)的各氣缸的氣缸蓋2處，沿基本上水平的方向形成進(jìn)氣口9。在各進(jìn)氣口9的燃燒室5側(cè)設(shè)置有進(jìn)氣門11，該進(jìn)氣門11使各進(jìn)氣口9與燃燒室5連通或隔絕。進(jìn)氣門11使進(jìn)氣口9a根據(jù)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的凸輪軸12的凸輪12a的運(yùn)動(dòng)而開(kāi)啟和關(guān)閉。向各氣缸內(nèi)噴射燃料的電磁式噴射器6裝設(shè)到各進(jìn)氣口9上。包括燃料箱在內(nèi)的燃料供給裝置(未示出)通過(guò)燃料管7與噴射器6相連接。噴射器6在活塞21的排氣沖程中向燃燒室5噴射燃料。
進(jìn)氣歧管10的一端與各進(jìn)氣口9連接。對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)的電磁式節(jié)氣門17設(shè)置在進(jìn)氣歧管10內(nèi)。對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)的節(jié)氣門位置傳感器(TPS)18設(shè)置在節(jié)氣門17的附近。并且，對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行檢測(cè)的卡門渦旋式空氣流量傳感器19設(shè)置在進(jìn)氣歧管10內(nèi)的節(jié)氣門17的上游。
火花塞4裝設(shè)到各氣缸的氣缸蓋2上，并且輸出高電壓的點(diǎn)火線圈8與該火花塞4相連接，使得來(lái)自進(jìn)氣歧管10的新鮮空氣和來(lái)自噴射器6的燃料的空氣-燃料混合物在燃燒室5內(nèi)被火花點(diǎn)燃。
并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)1內(nèi)的各氣缸的氣缸蓋2處，沿基本上水平的方向形成排氣口13。在各排氣口13的燃燒室5側(cè)設(shè)置排氣門15，該排氣門15使各排氣口13與燃燒室5連通或隔絕。排氣門13使排氣口13a根據(jù)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)1的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的凸輪軸16的凸輪16a的運(yùn)動(dòng)而開(kāi)啟和關(guān)閉。
排氣歧管14的一端與各排氣口13相連接。排氣管20與排氣歧管14的另一端相連接，而在排氣管20內(nèi)設(shè)置有三元催化轉(zhuǎn)化器30，該三元催化轉(zhuǎn)化器30能夠在空燃比接近化學(xué)計(jì)量空燃比的情況下有效地凈化HC、CO和NOx。并且，在排氣管20內(nèi)的三元催化轉(zhuǎn)化器30的正上游設(shè)置有O2傳感器22，該O2傳感器22對(duì)排氣的空燃比以及排氣中的氧濃度進(jìn)行檢測(cè)。
氣缸蓋2設(shè)有可變氣門機(jī)構(gòu)40，該可變氣門機(jī)構(gòu)40能夠通過(guò)使凸輪12a和凸輪16a的相位改變到提前角側(cè)或延遲角側(cè)來(lái)改變進(jìn)氣門11和排氣門15的開(kāi)啟/關(guān)閉正時(shí)。例如，將用于搖動(dòng)凸輪軸12、16的擺動(dòng)式可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)用作可變氣門機(jī)構(gòu)40。應(yīng)該注意，擺動(dòng)式可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)是公知的，因此省略其詳細(xì)說(shuō)明。
ECU(電子控制單元)60設(shè)有輸入/輸出裝置、存儲(chǔ)裝置、中央處理單元(CPU)等，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1的總體操作進(jìn)行控制。
ECU 60的輸入側(cè)連接有各種傳感器，例如水溫傳感器62，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷卻水溫度進(jìn)行檢測(cè)；曲軸轉(zhuǎn)角傳感器64，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行檢測(cè)；以及上述TPS 18、空氣流量傳感器19以及O2傳感器22，并且來(lái)自這些傳感器的檢測(cè)信息都被輸入到ECU 60。發(fā)動(dòng)機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(實(shí)際Ne)是根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器64的檢測(cè)結(jié)果來(lái)檢測(cè)的。并且，與燃料的預(yù)定汽化特性對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)1的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度(目標(biāo)Ne)被設(shè)定在ECU 60的存儲(chǔ)裝置內(nèi)；當(dāng)使用汽化特性良好的輕質(zhì)燃料時(shí)，把燃料量和空氣量設(shè)定成使實(shí)際Ne等于或大于目標(biāo)Ne。
另一方面，ECU 60的輸出側(cè)連接有各種輸出裝置，例如上述噴射器6、點(diǎn)火線圈8、節(jié)氣門17以及可變氣門機(jī)構(gòu)40。根據(jù)從各種傳感器提供的檢測(cè)信息來(lái)表示燃料噴射量、燃料噴射正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)以及節(jié)氣門開(kāi)度的信號(hào)被輸出到噴射器6、點(diǎn)火線圈8以及節(jié)氣門17。結(jié)果，可在合適正時(shí)從噴射器6噴射合適量的燃料，可在合適正時(shí)由火花塞4執(zhí)行火花點(diǎn)燃，并且可把節(jié)氣門開(kāi)度控制到合適的開(kāi)度。并且，可把合適的氣門正時(shí)指令發(fā)給可變氣門機(jī)構(gòu)40。
特別是，在根據(jù)本發(fā)明的氣門正時(shí)控制設(shè)備中，ECU 60設(shè)有對(duì)可變氣門機(jī)構(gòu)40進(jìn)行控制的正時(shí)控制器(正時(shí)控制裝置)61。
正時(shí)控制器61包括經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1冷態(tài)起動(dòng)后所經(jīng)過(guò)的時(shí)間段進(jìn)行檢測(cè)；實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(實(shí)際Ne)進(jìn)行檢測(cè)；目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)定裝置，用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1中所用燃料的預(yù)定汽化特性來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)1的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度(目標(biāo)Ne)；以及冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置，用于根據(jù)來(lái)自經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置、實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)定裝置的輸出信號(hào)來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷態(tài)中的目標(biāo)VVT相位。
冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置把目標(biāo)VVT相位設(shè)定成使進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)位于活塞21的排氣沖程中的上死點(diǎn)(排氣上死點(diǎn))TDC、并把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC，直到由經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置所檢測(cè)的經(jīng)過(guò)時(shí)間段達(dá)到預(yù)定時(shí)間段(第一預(yù)定時(shí)間段)。
如上所述，首先，冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC設(shè)定得比排氣上死點(diǎn)TDC早，直到從冷態(tài)起動(dòng)經(jīng)過(guò)了第一預(yù)定時(shí)間段，而不管使用的是輕質(zhì)燃料還是重質(zhì)燃料。因此，與新鮮空氣一起吹回到燃燒室5內(nèi)的殘留氣體的流動(dòng)促進(jìn)了燃料的霧化，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
然后，冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置在第一預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后的第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間根據(jù)不同燃料種類間的發(fā)動(dòng)機(jī)速度差來(lái)設(shè)定目標(biāo)VVT相位。具體地說(shuō)，如果在第一預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后，實(shí)際Ne等于或大于目標(biāo)Ne，則判定所用燃料的汽化特性是良好的，并且把可變氣門機(jī)構(gòu)40控制成使排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC延遲到排氣上死點(diǎn)TDC，并禁止可變氣門機(jī)構(gòu)40提供用于把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC設(shè)定得比排氣上死點(diǎn)TDC早的提前角控制。如果在第一預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后，實(shí)際Ne小于目標(biāo)Ne，則判定所用燃料的汽化特性不良，并且把可變氣門機(jī)構(gòu)40控制成繼續(xù)提前角控制，以把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC設(shè)定得比排氣上死點(diǎn)TDC早。應(yīng)該注意，排氣上死點(diǎn)TDC是活塞21在排氣沖程中最接近氣缸蓋2時(shí)的正時(shí)，并且第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于把N范圍設(shè)定成變速器的換檔位置的情況。
這樣，冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置通過(guò)在第一預(yù)定時(shí)間段過(guò)去后的第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間對(duì)實(shí)際Ne和目標(biāo)Ne進(jìn)行相互比較來(lái)判定所用燃料的汽化特性，并且根據(jù)判定結(jié)果來(lái)設(shè)定排氣門14的關(guān)閉正時(shí)EC，以便禁止或促進(jìn)燃料的霧化，從而防止未燃燃料(HC)的排出，或者使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
圖2是示出由根據(jù)本發(fā)明的上述氣門正時(shí)控制設(shè)備所執(zhí)行的冷態(tài)起動(dòng)進(jìn)氣/排氣VVT相位控制例程的流程圖?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D2的流程圖對(duì)VVT相位控制過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
在圖2中的步驟S201處，接通點(diǎn)火SW，并在步驟S202處，根據(jù)來(lái)自水溫傳感器62的輸出信號(hào)來(lái)判定冷卻水溫度是否低于預(yù)定溫度，即發(fā)動(dòng)機(jī)1是否進(jìn)行冷態(tài)起動(dòng)。如果在步驟S202處判定冷卻水溫度低于預(yù)定溫度，即判定結(jié)果是肯定的(是)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟S203，在步驟S203處，冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置把用于排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC的目標(biāo)VVT相位設(shè)定得比排氣上死點(diǎn)TDC早，并且過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟S204。另一方面，如果在步驟S202處判定冷卻水溫度等于或高于預(yù)定溫度，則過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟S205。
在步驟S204，經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置判定作為從發(fā)動(dòng)機(jī)1冷態(tài)起動(dòng)到第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始的時(shí)間段的第一預(yù)定時(shí)間段是否已過(guò)去。如果在步驟S204處判定第一預(yù)定時(shí)間段已過(guò)去，即判定結(jié)果是肯定的(是)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟S205。另一方面，如果在步驟S204處判定第一預(yù)定時(shí)間段未過(guò)去，則過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟S203，以便繼續(xù)提供用于排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC的提前角控制。
在步驟S205處，冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置對(duì)由實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的實(shí)際Ne與由目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)Ne進(jìn)行相互比較，以判定實(shí)際Ne是否等于或大于目標(biāo)Ne。如果判定實(shí)際Ne等于或大于目標(biāo)Ne并且所用燃料的汽化特性良好，即，判定結(jié)果是肯定的(是)，則過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟S206，在步驟S206處，把用于排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC的目標(biāo)VVT相位設(shè)定在提前角側(cè)，以便可使排氣門15的關(guān)閉正時(shí)從比排氣上死點(diǎn)TDC早的正時(shí)延遲到排氣上死點(diǎn)TDC。因此，減少了內(nèi)部EGR。
另一方面，如果在步驟S205處判定實(shí)際Ne小于目標(biāo)Ne并且因此判定所用燃料的汽化特性不良，則過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟S208，把用于排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC的目標(biāo)VVT相位設(shè)定在與排氣上死點(diǎn)TDC相比更早的提前角側(cè)，以便繼續(xù)提供用于排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC的提前角控制。應(yīng)該注意，為目標(biāo)VVT相位設(shè)置了提前角限制值，這是出于以下原因盡管內(nèi)部EGR將促進(jìn)燃料的霧化，但是內(nèi)部EGR的過(guò)度增加可能會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。
在步驟S208處，經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置判定第二預(yù)定時(shí)間段是否已經(jīng)過(guò)去，該第二時(shí)間段用于指示第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束并且確保即使使用重質(zhì)燃料也能有充分的燃燒穩(wěn)定性。如果判定第二預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去，即，判定結(jié)果是肯定的(是)，則使例程結(jié)束，以便準(zhǔn)備起動(dòng)。另一方面，如果判定第二預(yù)定時(shí)間段尚未過(guò)去，則過(guò)程返回到步驟S205，以便在第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間繼續(xù)提供對(duì)排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC的控制。
圖3A和圖3B是示出由上述氣門正時(shí)控制設(shè)備所提供的冷態(tài)起動(dòng)控制(步驟S203、S206和S207)的定時(shí)圖。在圖3A和圖3B中，縱軸表示氣門升程Lf，橫軸表示曲軸轉(zhuǎn)角θ。EO和EC分別表示排氣門15的開(kāi)啟正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)，IO和IC分別表示進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)和關(guān)閉正時(shí)。
如圖3A所示，如在步驟S203或S207中一樣，把進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO設(shè)定成緊跟在排氣上死點(diǎn)TDC之后，并把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC，直到作為表示第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)開(kāi)始的時(shí)間段的第一預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去或者直到表示第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束的第二預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去。把負(fù)重疊VOLn設(shè)定在進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO與排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC之間，并把燃燒室5密封起來(lái)。
這樣，如果把目標(biāo)VVT相位設(shè)定成把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC，則殘留氣體由于活塞21的向上運(yùn)動(dòng)而被壓縮并升溫，并且隨著進(jìn)氣門11的開(kāi)啟而通過(guò)進(jìn)氣口9a從燃燒室5被一次吹出。然而，由于充分的負(fù)壓使殘留氣體與從進(jìn)氣口9噴射的燃料和新鮮空氣一起返回到燃燒室5內(nèi)。這將促進(jìn)燃料和空氣的混合及燃料的霧化。
如圖3B所示，除了在發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷態(tài)起動(dòng)期間以外，如在步驟S206中那樣，還把進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO設(shè)定成緊跟在排氣上死點(diǎn)TDC之后，并使排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC延遲到排氣上死點(diǎn)TDC，直到第一預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去、并且在使用輕質(zhì)燃料的情況下表示第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束的第二預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去。因此，消除了上述重疊VOLn。也就是說(shuō)，使排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC與進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO一致，因此把重疊量減少到零。
這樣，如果把目標(biāo)VVT相位設(shè)定成使排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC延遲到排氣上死點(diǎn)TDC，則減少了內(nèi)部EGR，從而即使在使用汽化特性良好的輕質(zhì)燃料時(shí)也可以防止燃料的過(guò)度霧化。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，包括對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO和排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC進(jìn)行控制的正時(shí)控制器61在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)1的氣門正時(shí)控制設(shè)備設(shè)有經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1冷態(tài)起動(dòng)后的經(jīng)過(guò)時(shí)間段進(jìn)行檢測(cè)；實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)1的實(shí)際Ne進(jìn)行檢測(cè)；目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度設(shè)定裝置，用于根據(jù)在發(fā)動(dòng)機(jī)1中所用燃料的預(yù)定汽化特性來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)1的目標(biāo)Ne；以及冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置，用于設(shè)定目標(biāo)VVT相位，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1處于冷態(tài)時(shí)，該冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置對(duì)實(shí)際Ne與目標(biāo)Ne進(jìn)行比較，以設(shè)定目標(biāo)氣門正時(shí)。冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC設(shè)定得比排氣上死點(diǎn)TDC早，直到由經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置所檢測(cè)的經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到預(yù)定時(shí)間段。因此，快速地將經(jīng)過(guò)壓縮和升溫的氣體再次吸入到燃燒室5內(nèi)，從而使得無(wú)論使用何種燃料都可以促進(jìn)燃料的霧化，并且使得緊隨發(fā)動(dòng)機(jī)1的冷態(tài)起動(dòng)之后可以確保穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。
并且，在由經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置所檢測(cè)的經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到第一預(yù)定時(shí)間段之后，當(dāng)實(shí)際Ne等于或大于目標(biāo)Ne時(shí)，冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置判定汽化特性良好，禁止排氣門15的開(kāi)啟正時(shí)EC提前，并且把排氣上死點(diǎn)TDC附近的氣門重疊量減少到零。這將減少內(nèi)部EGR，從而使燃燒穩(wěn)定。換句話說(shuō)，如果使用汽化特性良好的輕質(zhì)燃料等，并且如果把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC連續(xù)地控制成提前較長(zhǎng)時(shí)間段，則將過(guò)度促進(jìn)燃料的汽化，并且之后，空燃比變得過(guò)度貧化，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。為防止這一點(diǎn)，可以設(shè)想增加燃料，但禁止上述提前角可防止空燃比變得過(guò)度貧化。這樣，可以減少未燃燃料(HC)而不增加燃料。
并且，在由經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到第一預(yù)定時(shí)間段之后，當(dāng)實(shí)際Ne小于目標(biāo)Ne時(shí)，冷態(tài)起動(dòng)目標(biāo)正時(shí)設(shè)定裝置判定汽化特性不良，從而繼續(xù)對(duì)排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC的提前角進(jìn)行控制。因此，如果使用汽化特性不良的重質(zhì)燃料等，則即使在第一怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間也將促進(jìn)燃料的霧化，從而繼續(xù)確保穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。
應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是可在不偏離本發(fā)明的精神的情況下對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種變型。
例如，盡管在上述實(shí)施例中，僅把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC，然而本發(fā)明不限于此，而是可以把進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO和排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC中的至少一個(gè)提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC。
圖4A和圖4B是示出由所述氣門正時(shí)控制設(shè)備所提供的另一冷態(tài)起動(dòng)控制的正時(shí)圖。具體地說(shuō)，圖4A示出了使進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO以及排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC都提前的情況，而圖4B則示出了僅使進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO提前的情況。
如果把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC和進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO都提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC，如圖4A所示，則各氣缸內(nèi)的殘留氣體將被更快速地再次吸入到燃燒室5內(nèi)，從而與僅把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC的情況相比，可確保更長(zhǎng)的汽化時(shí)間。另外，如果如圖4B所示，把進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC，同時(shí)把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC設(shè)定在排氣上死點(diǎn)TDC，則可確保更長(zhǎng)的汽化時(shí)間。
并且，在上述把進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO和排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC中的至少一個(gè)提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC的變型例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)1起動(dòng)時(shí)，如圖3A所示，把進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)IO設(shè)定成緊跟在排氣上死點(diǎn)TDC之后，并把排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC提前得早于排氣上死點(diǎn)，之后，在排氣門15的關(guān)閉正時(shí)EC未改變的情況下，把進(jìn)氣門11的開(kāi)啟正時(shí)提前得早于排氣上死點(diǎn)TDC。在該情況下，與上述實(shí)施例一樣，可確保較長(zhǎng)的汽化時(shí)間。
并且，盡管在上述實(shí)施例中使用了MPI型發(fā)動(dòng)機(jī)，然而本發(fā)明不限于此，而是可以把所述氣門正時(shí)控制設(shè)備應(yīng)用于氣缸噴射型發(fā)動(dòng)機(jī)，而且在該情況下，與上述實(shí)施例一樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)1冷態(tài)起動(dòng)時(shí)，無(wú)論燃料種類如何都能使發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其包括可變氣門機(jī)構(gòu)，其能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)中的進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)和排氣門的關(guān)閉正時(shí)中的至少一個(gè)改變；經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)起動(dòng)后所經(jīng)過(guò)的時(shí)間段進(jìn)行檢測(cè)；以及正時(shí)控制裝置，用于對(duì)所述可變氣門機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；其中，所述正時(shí)控制裝置提供提前角控制，以把進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)和排氣門的關(guān)閉正時(shí)中的至少一個(gè)提前得早于排氣上死點(diǎn)，直到由所述經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置所檢測(cè)的經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到預(yù)定時(shí)間段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其中，所述正時(shí)控制裝置提供控制，以僅把排氣門的關(guān)閉正時(shí)提前得早于排氣上死點(diǎn)，直到所述經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到預(yù)定時(shí)間段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其中，所述正時(shí)控制裝置提供控制，以把排氣門的關(guān)閉正時(shí)和進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)都提前得早于排氣上死點(diǎn)，直到所述經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到預(yù)定時(shí)間段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其中，所述正時(shí)控制裝置提供控制，以僅把進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)提前得早于排氣上死點(diǎn)，直到所述經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到預(yù)定時(shí)間段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其中，所述正時(shí)控制裝置提供控制，以僅把排氣門的關(guān)閉正時(shí)提前得早于排氣上死點(diǎn)，并且之后僅把進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)提前得早于排氣上死點(diǎn)，直到所述經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到預(yù)定時(shí)間段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，還包括實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行檢測(cè)；其中，在所述預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去之后，當(dāng)由所述實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于或高于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí)，禁止所述正時(shí)控制裝置提供提前角控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其中，在所述預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去之后，當(dāng)由所述實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí)，所述正時(shí)控制裝置繼續(xù)提前角控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其中，在所述預(yù)定時(shí)間段已經(jīng)過(guò)去之后，當(dāng)由所述實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于或高于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí)，所述正時(shí)控制裝置判定燃料具有良好的汽化特性，而當(dāng)由所述實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)速度檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度時(shí)，所述正時(shí)控制裝置判定燃料具有不良的汽化特性；并且所述正時(shí)控制裝置根據(jù)上述判定來(lái)控制所述可變氣門機(jī)構(gòu)。
全文摘要
提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)用氣門正時(shí)控制設(shè)備，其包括可變氣門機(jī)構(gòu)，其能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)中的進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)和排氣門的關(guān)閉正時(shí)中的至少一個(gè)改變；經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置，用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)起動(dòng)后所經(jīng)過(guò)的時(shí)間段進(jìn)行檢測(cè)；以及正時(shí)控制裝置，用于對(duì)可變氣門機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。正時(shí)控制裝置提供提前角控制，以便把進(jìn)氣門的開(kāi)啟正時(shí)和/或排氣門的關(guān)閉正時(shí)提前得早于排氣上死點(diǎn)，直到由經(jīng)過(guò)時(shí)間檢測(cè)裝置所檢測(cè)到的經(jīng)過(guò)時(shí)間段已達(dá)到預(yù)定時(shí)間段。
文檔編號(hào)F01L13/00GK1523214SQ20041000460
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月18日
發(fā)明者中井英夫, 宮本勝?gòu)? 彥, 干場(chǎng)義幸, 幸, 前田勝幸, 二, 鹽田圣二 申請(qǐng)人:三菱自動(dòng)車工業(yè)株式會(huì)社, 三菱自動(dòng)車工程株式會(huì)社