專利名稱：內(nèi)燃機控制設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機控制設(shè)備和內(nèi)燃機控制方法。特別地，
本發(fā)明涉及用于控制內(nèi)燃機的設(shè)備和方法，其中執(zhí)行用來早閉排氣門 的氣門正時控制。
背景技術(shù)：
另外，上述內(nèi)燃機控制設(shè)備可應(yīng)用于進(jìn)氣口噴射式內(nèi)燃機。 根據(jù)上述內(nèi)燃機控制設(shè)備和方法，在執(zhí)行排氣門早閉氣 門正時控制以減少廢氣排放物(尤其是碳?xì)浠衔?的內(nèi)燃機中，為 便于燃料霧化，燃料噴射正時模式通常設(shè)定為進(jìn)氣沖程非同步燃料噴 射模式，從而可獲得良好的燃料經(jīng)濟(jì)性和良好的廢氣排放性能。但是， 如果在內(nèi)燃機怠速運行時燃燒氣體溫度被估計成較高，那么燃料噴射 正時控制裝置將燃料噴射正時模式從進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式轉(zhuǎn) 換為進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式。在進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式中， 由于與進(jìn)氣一起直接吸入燃燒室的燃料的汽化熱，燃燒氣體的溫度保 持較低。這樣，即使在內(nèi)燃機高負(fù)荷運行后怠速運行時重新加速的情 形下，也能可靠地防止發(fā)動機爆震。

圖1中所示的內(nèi)燃機控制設(shè)備設(shè)有ECU(電子控制單元) 40。 ECU 40連接到用于檢測發(fā)動機速度的曲軸角傳感器42、用于檢 測外界溫度的外界溫度傳感器46和用于檢測加速踏板的操作量的加 速器位置傳感器48，以及上述傳感器。另外，ECU40適于檢測所傳 遞的用于開啟和關(guān)閉空調(diào)50的壓縮機的信號。ECU40連接到各種致 動器上，包括節(jié)氣門22、燃料噴射閥26、可變進(jìn)氣門驅(qū)動機構(gòu)34和 可變排氣門驅(qū)動機構(gòu)36。 ECU 40通過利用各傳感器的輸出根據(jù)相應(yīng) 的控制程序控制各致動器，來控制內(nèi)燃機10的運行。 ECU 40適于可變地設(shè)定噴射正時。更具體地，ECU 40 適于將燃料噴射正時模式在進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式與進(jìn)氣沖程 同步燃料噴射模式之間轉(zhuǎn)換。在進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式中，在 各進(jìn)氣沖程開始之前噴射燃料，即，在各排氣沖程噴射燃料。另一方 面，在進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式中，在各進(jìn)氣沖程噴射燃料。即， 在進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式中，與向下移動的活塞12同步地噴射燃 料，同時進(jìn)氣門30開啟，使得噴射的燃料與進(jìn)氣沖程的進(jìn)氣一起直接 進(jìn)入燃燒室14。 然后，ECU40確定已確定的高溫發(fā)動機運行周期是否等 于或長于預(yù)定值(步驟206)。只要高溫發(fā)動機運行周期短于預(yù)定值， 那么ECU40就繼續(xù)進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式(步驟102)。另一 方面，當(dāng)高溫發(fā)動機運行周期達(dá)到預(yù)定值時，ECU 40將燃料噴射正 時模式從進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式轉(zhuǎn)換為進(jìn)氣沖程同步燃料噴射 模式(步驟108)。 為了執(zhí)行該操作，在第三實施例中，ECU40執(zhí)行圖7的 流程圖所示的控制程序。在圖7中，與第二實施例的控制程序(圖6) 相同的過程由相同的步驟號來標(biāo)記，并省略或簡化其描述。在圖7的 控制程序中，在步驟200中確定了外界溫度等于或高于基準(zhǔn)外界溫度 之后，ECU 40接著確定空調(diào)的壓縮機當(dāng)前是否正在運行(步驟300 )。
[0052J 如果在步驟300中確定空調(diào)的壓縮機當(dāng)前未在運行，那 么ECU40繼續(xù)進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式(步驟102)。另一方面， 如果在步驟300中確定空調(diào)的壓縮機當(dāng)前正在運行，那么ECU 40接 著獲得空調(diào)壓縮機已經(jīng)持續(xù)運行的時間周期(將被稱為"空調(diào)運行周 期，，)(步驟302)。
[0053接著，ECU40確定所獲得的空調(diào)持續(xù)運行周期是否等于 或長于預(yù)定值(步驟304)。只要空調(diào)運行周期短于預(yù)定值，那么ECU 40就繼續(xù)進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式(步驟102)。另一方面，當(dāng)空 調(diào)運行周期達(dá)到預(yù)定值時，ECU 40將燃料噴射正時模式從進(jìn)氣沖程 非同步燃料噴射模式轉(zhuǎn)換為進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式(步驟108 )。
[0054根據(jù)上述控制程序，當(dāng)內(nèi)燃機IO在怠速運行時，如果外 界溫度高，并且空調(diào)運行周期等于或長于預(yù)定值，那么燃燒氣體溫度 被確定(估計)為較高，因此執(zhí)行進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式。根據(jù) 該控制程序，在運行于排氣門早閉氣門正時控制下的內(nèi)燃機IO中，可 更加精確地檢測需要執(zhí)行進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式以防止起動發(fā)動 機爆震的運行狀態(tài)。
[0055j 盡管已經(jīng)參考其實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解， 本發(fā)明不限于這些實施例和結(jié)構(gòu)。相反，本發(fā)明包括各種變形和等效布置。另外，盡管以各種組合和結(jié)構(gòu)示出了實施例的示例性的各種元 件，但是包括更多、更少或僅僅一個元件的其它組合和結(jié)構(gòu)也落入本 發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機控制設(shè)備，包括可變氣門驅(qū)動機構(gòu)，其至少能夠改變關(guān)閉排氣門的時間點；用于執(zhí)行排氣門早閉氣門正時控制的排氣門早閉控制執(zhí)行裝置，在所述排氣門早閉氣門正時控制中，所述排氣門在進(jìn)氣沖程上止點之前關(guān)閉；燃料噴射正時控制裝置，其用于將燃料噴射正時模式在進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式與進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式之間轉(zhuǎn)換；以及燃燒氣體溫度估計裝置，其用于估計所述內(nèi)燃機中燃燒氣體的溫度，其中在所述排氣門早閉氣門正時控制期間，所述燃料噴射正時控制裝置通常執(zhí)行所述進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式，并且如果在所述內(nèi)燃機怠速運行時所述燃燒氣體溫度被估計成較高，那么所述燃料噴射正時控制裝置將所述燃料噴射正時模式從所述進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式轉(zhuǎn)換為所述進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式。
2. 如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機控制設(shè)備，其中在所述內(nèi)燃機的暖 機操作已完成的情形下，所述燃料噴射正時控制裝置執(zhí)行從所述進(jìn)氣 沖程非同步燃料噴射模式到所述進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式的燃料噴 射正時模式的轉(zhuǎn)換。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機控制設(shè)備，其中所述排氣門早 閉氣門正時控制中設(shè)定的所述排氣門的氣門開啟相位比基本氣門正時 控制中設(shè)定的所述排氣門的氣門開啟相位提前20°CA。
4. 如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的內(nèi)燃機控制設(shè)備，其中如 果運行記錄表示所述內(nèi)燃機先前在高負(fù)荷下運行，那么所述燃燒氣體 溫度估計裝置估計為當(dāng)前的燃燒氣體溫度較高。
5. 如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機控制設(shè)備，其中如果所述內(nèi)燃機的 速度和所述內(nèi)燃機的負(fù)荷率中至少一項等于或高于閾值，那么所述燃 燒氣體溫度估計裝置估計為所述內(nèi)燃機先前在高負(fù)荷下運行。
6. 如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的內(nèi)燃機控制設(shè)備，其中如 果外界溫度等于或高于預(yù)定值，而且所述內(nèi)燃機的冷卻劑的溫度等于 或高于預(yù)定值，并且所述內(nèi)燃機已經(jīng)怠速運行了預(yù)定時間或更長時間， 那么所述燃燒氣體溫度估計裝置估計為當(dāng)前的燃燒氣體溫度較高。
7. 如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的內(nèi)燃機控制設(shè)備，其中如 果外界溫度等于或高于預(yù)定值，并且空調(diào)已經(jīng)持續(xù)運行了預(yù)定時間或 更長時間，那么所述燃燒氣體溫度估計裝置估計為當(dāng)前燃燒氣體溫度 較高。
8. 如權(quán)利要求1至7中任意一項所述的內(nèi)燃機控制設(shè)備，其中所 述內(nèi)燃機為進(jìn)氣口噴射式內(nèi)燃機。
9. 一種用于控制內(nèi)燃機的方法，包括執(zhí)行排氣門早閉氣門正時控制，其中排氣門在進(jìn)氣沖程上止點之 前關(guān)閉；將燃料噴射正時模式在進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式與進(jìn)氣沖程 同步燃料噴射模式之間轉(zhuǎn)換；確定所述內(nèi)燃機當(dāng)前是否正在怠速運行；以及估計所述內(nèi)燃機中燃燒氣體的溫度，其中如果在所述內(nèi)燃機急速運行時所述燃燒氣體溫度被估計成較高， 那么所述燃料噴射正時模式從所述進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式轉(zhuǎn)換 為所述進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式。
全文摘要
一種內(nèi)燃機控制設(shè)備，執(zhí)行其中排氣門在進(jìn)氣沖程上止點之前關(guān)閉的排氣門早閉氣門正時控制。燃料噴射正時模式通常設(shè)定為進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式(步驟102)。但是，如果內(nèi)燃機在怠速運行(步驟104)，并且燃燒氣體溫度較高(步驟106)，那么燃料噴射正時模式就從進(jìn)氣沖程非同步燃料噴射模式轉(zhuǎn)換為進(jìn)氣沖程同步燃料噴射模式(步驟108)。
文檔編號F02D41/40GK101611221SQ200880000941
公開日2009年12月23日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者富松亮, 星幸一 申請人:豐田自動車株式會社