專利名稱：內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配置成和安裝成控制吸到內(nèi)燃機的氣缸中的進氣量的進氣控制設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其通過組合進氣閥的閥提升特性的可變控制與所謂的電控節(jié)流閥的開度的控制實現(xiàn)進氣量的控制。
背景技術(shù)：
汽油機的進氣量通常是通過控制進氣通道中所設(shè)置的節(jié)流閥的節(jié)流開度控制的。眾所周知，此方法具有當節(jié)流閥的節(jié)流開度小時在低至中等負載操作期間泵送損失(pumping loss)大的的問題。同時，過去一直試圖通過改變進氣閥的打開/關(guān)閉時以及提升量而獨立于節(jié)流閥控制進氣量。已經(jīng)提出“無節(jié)流(throttle-less)”結(jié)構(gòu)，其類似于柴油機在進氣系統(tǒng)中不具有節(jié)流閥并且通過控制閥提升特性實現(xiàn)對進氣量的控制。
日本專利公開刊物2002-89341公開一種實現(xiàn)進氣閥的提升(lift)和持續(xù)時間的連續(xù)可變控制的可變閥操作機構(gòu)。利用該刊物中說明的這種類型的可變閥操作機構(gòu)，可以如上面所述獨立于節(jié)流閥的節(jié)流開度而改變吸入氣缸中的進氣量。尤其當發(fā)動機在小負載段運行時，可以實現(xiàn)無節(jié)流操作或?qū)崿F(xiàn)把節(jié)流閥開度保持足夠大的操作，并且可以大大減少泵送損失。
鑒于上述，本領(lǐng)域技術(shù)人員從上述公開中清楚需要一種用于內(nèi)燃機的改進型進氣控制設(shè)備。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中的此需要及其它需要，從本公開對這些需要對本領(lǐng)域技術(shù)人員變得清楚。

發(fā)明內(nèi)容
當在無節(jié)流方式下通過可變地控制進氣閥的閥提升特性控制進氣量時，不存在可利用的現(xiàn)有系統(tǒng)(例如，把竄漏氣體以及汽化器清洗氣體回流到進氣系統(tǒng)中的系統(tǒng))。如果發(fā)動機完全按無節(jié)流方式操作并且不在進氣系統(tǒng)中產(chǎn)生負壓，難以得到致動器用作為驅(qū)動源的負壓。
從而，本發(fā)明的目的之一是通過提供一個電控節(jié)流閥并且通過組合對該節(jié)流閥的節(jié)流開度的控制以及對進氣閥提升特性的可變控制，在大部分操作區(qū)中達到基本無節(jié)流的操作狀態(tài)。為了降低該節(jié)流閥造成的泵送損失，通常把該節(jié)流閥的節(jié)流開度調(diào)整成盡可能地大，從而把該節(jié)流閥下游的集氣管內(nèi)的負壓保持在所需的最小水平。接著，通過利用一個可變閥操作機構(gòu)控制進氣閥的提升特性來把氣缸攝取的氣量控制到目標進氣量。根據(jù)發(fā)動器操作狀態(tài)控制該節(jié)流閥的節(jié)流開度和閥的提升特性。尤其當發(fā)動機在負載相對低的運行區(qū)中操作時，通過把進氣閥的打開持續(xù)時間置為一個略大的值以便確保燃料消耗為大值重疊(ample valueoverlap)是有好處的，從而以進取方式執(zhí)行內(nèi)部EGR。換言之，為了把持續(xù)時間置為大值，必須降低節(jié)流閥的節(jié)流開度并且減小集氣管內(nèi)的壓力。盡管當節(jié)流閥的節(jié)流開度減小時因節(jié)流閥造成的泵送損失增加，存在一個其中內(nèi)部EGR對燃料消耗上的改進超過由泵送損失造成的燃料消耗劣變的操作區(qū)。
本發(fā)明認識到存在著這種被稱為“內(nèi)部EGR優(yōu)選區(qū)”的操作區(qū)的事實。從而，本發(fā)明的目的之一是，當發(fā)動機在該內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中操作時改進燃料消耗，并且同時當發(fā)動機在低溫下操作時改進排氣和燃料消耗。換言之，由于當發(fā)動機在低溫下操作時燃料的霧化差，故本發(fā)明配置成即使發(fā)動機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中操作時，減小進氣閥的提升并且增加進氣的流速。為了達到這些目的，提供一種用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其包括一個可變閥操作機構(gòu)、一個集氣管、一個節(jié)流閥以及一個控制單元。該可變閥操作機構(gòu)配置成并且安裝成改變多個進氣閥的閥提升特性。集氣管與多個流體地和該內(nèi)燃機的多個氣缸耦合的進氣通道連接。設(shè)在該集氣管的上游的該節(jié)流閥是可調(diào)定位的，以便通過改變該節(jié)流閥的開度控制吸到該集氣管中的氣量。該控制單元配置成通過控制該節(jié)流閥來調(diào)整該開度，并且通過控制該可變閥操作機構(gòu)來調(diào)整閥的提升特性，從而使吸到各氣缸中的進氣量達到根據(jù)內(nèi)燃機的操作狀態(tài)設(shè)定的目標進氣量。還把該控制單元配置成，當該內(nèi)燃機在包括中等負載的閥控制區(qū)內(nèi)操作時，通過控制該可變閥操作機構(gòu)調(diào)整閥的提升特性，以便改變進氣量，并且同時把該節(jié)流閥的開度基本上保持在于該集氣管內(nèi)達到第一預(yù)定負壓的開度。還把該控制單元配置成，當該內(nèi)燃機在其負載低于閥控制區(qū)中的中等負載的內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)內(nèi)操作時，控制該節(jié)流閥以改變其開度從而達到比閥控制區(qū)的第一預(yù)定負壓更負的第二預(yù)定負壓，并且通過控制該可變閥操作機構(gòu)調(diào)整閥的提升特性以便控制進氣量，從而利用該第二預(yù)定負壓促進內(nèi)部EGR。還把該控制單元配置成，當該內(nèi)燃機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)內(nèi)操作并且內(nèi)燃機的溫度低于預(yù)定溫度時，通過控制該可變閥操作機構(gòu)調(diào)整進氣閥的閥提升特性，并且通過控制該節(jié)流閥的開度把該集氣管內(nèi)的壓力調(diào)整成比第二預(yù)定負壓更接近大氣壓力。
從下述結(jié)合本發(fā)明的一種實施例的各附圖的詳細說明，本發(fā)明的這些和其它目的、特點、方面和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員會變得清楚。


現(xiàn)參照構(gòu)成本原始公開的一部分的附圖圖1是一個略圖，其示出依據(jù)本發(fā)明的一實施例的一種用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備的配置；圖2是一個透視圖，示出依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備的可變閥操作結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件；圖3A是一個簡圖，示出依據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例的可變閥操作機構(gòu)的提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)的零提升(zero lift)操作；圖3B是一個簡圖，示出依據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例的可變閥操作機構(gòu)的提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)的全提升(full lift)操作；圖4示出閥提升特性的提升和持續(xù)時間如何因該依據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例的提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)而改變。
圖5是一個時間圖，示出閥提升特性的相位如何因該依據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例的可變閥操作機構(gòu)的一個相位改變機構(gòu)而改變；
圖6連同該依據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備的各種閥定時示出多個控制區(qū)；圖7A是一個簡圖，示出在該依據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備中達到某目標轉(zhuǎn)矩的第一閥定時；圖7B是一個簡圖，示出在該依據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備中達到該相同目標轉(zhuǎn)矩的第二閥定時；圖8是曲線圖，示出閥提升特性和目標負壓特性對溫度的變化曲線的一個例子；以及圖9是一個在該依據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實施例的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備中執(zhí)行的控制流程的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照各附圖解釋本發(fā)明的選定實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員從該公開會清楚，對本發(fā)明的該實施例的下述說明僅是出于示意提供的并且不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明是用附后的權(quán)利要求書以及等同物定義的。
最初參照圖1，圖中示出依據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備的系統(tǒng)配置的一個例子。如圖1中所示，內(nèi)燃機1是一個火花點火汽油機，其具有多個帶有多個進氣閥3(只示出一個進氣閥3)和多個排氣閥4(只示出一個排氣閥4)的氣缸。進氣閥3可操作地和一個充當閥操作機構(gòu)的可變閥操作機構(gòu)2耦合。可變閥操作機構(gòu)2配置成和安裝成改變進氣閥3的閥提升特性。進氣閥3的閥提升特性包括(但不限于)進氣閥3的提升和持續(xù)時間。這樣，可變閥操作機構(gòu)2配置成和安裝成同時并且連續(xù)地加大或減小進氣閥3的提升和持續(xù)時間。進氣閥3的持續(xù)時間是通過進氣閥3打開期間曲軸的工作角或作動角來定義的。因此，可以通過可變閥操作機構(gòu)2連續(xù)地改變進氣閾3的閥提升特性。另一方面，通過排氣凸輪軸5直接驅(qū)動排氣閥4，并且因此排氣閾4的閥提升特性總是保持不變。
催化轉(zhuǎn)化器7與收集來自每個氣缸的排出氣體的排氣岐管6的排出側(cè)連接。在排氣岐管6中配置和安裝一個空氣燃料比傳感器8以檢測催化轉(zhuǎn)化器7上游某位置的空氣燃料比?？諝馊剂媳葌鞲衅?可以是一個只檢測空氣燃料比是高還是低的氧氣傳感器，或者是一個提供與空氣燃料比值對應(yīng)的輸出的寬量程空燃料比傳感器。在催化轉(zhuǎn)化器7的下游設(shè)置第二催化轉(zhuǎn)化器10和消聲器11。
在每個氣缸上設(shè)置一個燃料注入閥12并且其配置成向每個氣缸的進氣口注入燃料。每個注入口與一個分支通道15連接。每個分支通道15的上游和集氣管16連接。集氣管16的一端與進氣進入通道17連接。進氣進入通道17帶有一個電控節(jié)流閥18。節(jié)流閥18具有一個包含電動馬達的致動器18a。通過發(fā)動機控制單元19發(fā)送的控制信號控制節(jié)流閥的節(jié)流開度。節(jié)流閥18帶有一個配置成檢測節(jié)流閥18的實際開度的傳感器18b。最好按閉環(huán)方式控制節(jié)流閥18的節(jié)流開度，從而根據(jù)傳感器18b的檢測信號與目標開度匹配。另外，在節(jié)流閥18的上游設(shè)置一個配置成檢測進氣的流速的氣流計20。另外，還在氣流計20的上游設(shè)置一個空氣濾清器21。
相對于曲軸設(shè)置一個曲柄角傳感器22以便檢測內(nèi)燃機1的轉(zhuǎn)動速度以及曲軸的角位置。配置并且安裝一個加速器位置傳感器23以便檢測由駕駛員操作的加速器的位置(壓下量)。配置并且安裝一個油溫傳感器25以檢測潤滑油的溫度。最好把油溫傳感器25安裝在內(nèi)燃機1的氣缸塊中。最好把潤滑油的溫度用作為內(nèi)燃機1的溫度。來自曲柄角傳感器22、加速器位置傳感器23及油溫傳感器25的檢測信號與來自上面提到的氣流計20及空氣燃料比傳感器8的檢測信號一起饋入發(fā)動機控制單元19。根據(jù)這些檢測信號，把發(fā)動機控制單元19配置成通過燃料注入閥12控制注入的燃料的量和定時，控制多個火花塞24的點火計時，控制通過可變閥操作機構(gòu)2確定的閥提升特性，控制節(jié)流閥18的節(jié)流開度，并且控制在操作內(nèi)燃機1中的其它因素或特性。
發(fā)動機控制單元19最好包括一個帶有控制程序的微計算機，該控制程序如下面討論那樣控制進氣量。發(fā)動機控制單元19還可包括其它常規(guī)組件，例如輸入接口電路、輸出接口電路以及諸如ROM(只讀存儲器)部件和RAM(隨機存取存儲器)部件的存儲部分。發(fā)動機控制單元19的該微計算機被編程為控制進氣量。存儲器電路存儲處理結(jié)果以及由處理器電路運行的控制程序。發(fā)動機控制單元19可操作地按常規(guī)方式與該用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備的其它組件耦合。發(fā)動機控制單元19的內(nèi)部RAM存儲操作標志的狀態(tài)和各種控制數(shù)據(jù)。發(fā)動機控制單元19能根據(jù)該控制程序選擇性地控制該用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備的控制系統(tǒng)的各組件。從本公開本領(lǐng)域技術(shù)人員會清楚，該發(fā)動機控制單元19的確切機構(gòu)可以是實現(xiàn)本發(fā)明的功能的任何軟硬件組合。換言之，說明書和權(quán)利要求書中所使用的“裝置加功能”語句應(yīng)包括任何可以用來實現(xiàn)該“裝置加功能”語句的功能的結(jié)構(gòu)或硬件和/或算法或軟件。
從而，在本發(fā)明的進氣控制設(shè)備中，把發(fā)動機控制單元19配置成并且安裝成控制節(jié)流閥18的節(jié)流開度以及各進氣閥3的閥提升特性，以使吸到各氣缸中的進氣量達到根據(jù)內(nèi)燃機1的操作狀態(tài)設(shè)定的目標進氣量。尤其，當內(nèi)燃機1在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)內(nèi)運行時并且當內(nèi)燃機1不處于冷發(fā)動機狀態(tài)下時(例如，當內(nèi)燃機1的溫度不低于某預(yù)定溫度)，把發(fā)動機控制單元19配置成并且安裝成將節(jié)流閥18的節(jié)流開度設(shè)置成促進內(nèi)部EGR。
內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)是一種負載相對低的發(fā)動機運行區(qū)，其中對由內(nèi)部EGR造成的燃料消耗的改善超過由于泵送損失造成的燃料消耗的劣化。因此，把節(jié)流閾18的節(jié)流開度設(shè)置成使得在集氣管16中形成實現(xiàn)內(nèi)部EGR所需的負壓。另外，把閥提升特性的提升和持續(xù)時間設(shè)置成相對大以便提供足夠的閥重疊從而促進內(nèi)部EGR。然而，當內(nèi)燃機1處于冷發(fā)動機狀態(tài)下時(例如當內(nèi)燃機1的溫度等于或小于預(yù)定溫度時)，燃料的霧化差并且內(nèi)部EGR使燃燒不穩(wěn)定。從而，即使當內(nèi)燃機1在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)內(nèi)運行，當內(nèi)燃機1在冷發(fā)動機狀態(tài)下操作時，把本發(fā)明的進氣控制設(shè)備配置成并且安裝成把節(jié)流閥18的閥開度控制到較弱的負壓并且減小進氣閥3的提升和持續(xù)時間，從而閥重疊變小以便抑制內(nèi)部EGR。另外，通過把進氣閥3的提升被置為相對小的量，從而增大進氣流速并且促進燃料的霧化。這樣，當內(nèi)燃機1在冷發(fā)動機狀態(tài)下操作時，本發(fā)明的進氣控制設(shè)備可以更一步改進燃料消耗并且減少碳氫化合物。
現(xiàn)參照圖2更詳細地解釋進氣閥3的可變閥操作機構(gòu)2?？勺冮y操作機構(gòu)2例如是按照在上述日本專利公開刊物2002-89341號中公開的機構(gòu)建造的。更具體地，如圖2中所示，可變閾操作機構(gòu)2包括提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)51和相位改變機構(gòu)52?？勺冮摬僮鳈C構(gòu)2的相位改變機構(gòu)52配置成并且安裝成超前和滯后提升中心角的相位(相對于曲軸的相位)。如前面所述，把可變閥操作機構(gòu)2配置成并且安裝成按連續(xù)方式改變各進氣閥3的提升和持續(xù)時間。由于把可變閥操作機構(gòu)2配置成并且安裝成組合提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)51和相位改變機構(gòu)52的操作，故可以彼此獨立地控制進氣閥3的打開定時和關(guān)閉定時。另外，通過改變經(jīng)可變閥操作機構(gòu)2確定的閥提升特性，當負載低時可減小進氣閥3的提升(最大提升量)，從而把進氣量限制到和負載相稱的量。此外，當內(nèi)燃機1在提升量相對大的區(qū)段內(nèi)運行時，主要通過進氣閥3的開、關(guān)定時確定氣缸攝入的氣量。然而，當內(nèi)燃機1在提升量足夠小的狀態(tài)下運行時，氣缸攝入的氣量主要通過提升量控制。
現(xiàn)參照圖2、3A和3B說明提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)51的操作的概況。提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)51基本上包括空心驅(qū)動軸53、偏心凸輪53、控制軸56、偏心凸輪件57、搖臂58以及多個搖擺凸輪60。驅(qū)動軸53由氣缸頭支承，從而它可以自由轉(zhuǎn)動并且通過與曲軸的互鎖轉(zhuǎn)動。偏心凸輪55固定到驅(qū)動軸53上?？刂戚S56自由轉(zhuǎn)動并且安裝在驅(qū)動軸53上方并與之平行。搖臂58可移動地支承在偏心凸輪件57上，后者以可使搖臂58自由搖擺的方式固定地與控制軸56耦合。搖擺凸輪組60配置成并且安裝成和位于各進氣閥3上端處的各閥桿59接觸。通過連臂61把偏心凸輪55和搖臂58連接在一起。通過連件62把搖臂58和各搖擺凸輪60連接在一起。連臂61包括一個配置成和安裝成環(huán)繞偏心凸輪55的外周邊表面裝配的環(huán)件61a，從而偏心凸輪55可在該環(huán)件61a內(nèi)轉(zhuǎn)動。連臂61還包括一個和搖臂58的一端連接的延伸件61b。搖臂58的另一端和連接件62的上端連接。偏心凸輪件57相對于控制軸56的中央軸偏心。從而，搖臂58的搖擺中心(支點)根據(jù)控制軸56的角位置改變。
圖2中示出的各搖擺凸輪60配置成并且安裝成可移動地裝配在驅(qū)動軸53的外表面上而且支承在其上，從而各搖擺凸輪60可相對于驅(qū)動軸53自由地轉(zhuǎn)動。搖擺凸輪60包括向外延伸的、與連接件62的低端連接的端件60a。搖擺凸輪60的底表面各包括一個形成相對于驅(qū)動軸53偏心的圓弧的圓形基表面64a以及一個沿著一條從該圓形基表面64a到端件60a的預(yù)定曲線延伸的凸輪表面64b。圓形基表面64a和凸輪表面64b之間的過渡表面是光滑的。圓形基表面64a是當提升量為零時與閥桿59接觸的部分，如圖3A中所示。隨著搖擺凸輪60的轉(zhuǎn)動，提升量逐漸增加，并且凸輪表面64b和閥桿59接觸，如圖3B中所示。
控制軸56的轉(zhuǎn)動位置例如通過一個最好帶有電動馬達的提升/持續(xù)時間控制致動器65來控制。如圖2中所示，最好在控制軸56的一端上設(shè)置提升/持續(xù)時間控制致動器65。
當如圖3A中所示，致動器65使偏心凸輪件57處于高位時，整個搖臂58定位得高并且相對向上地拉搖臂60的端件60a。從而，搖擺凸輪60的初始位置使凸輪表面64b從閥桿59傾斜。從而，當搖擺凸輪60響應(yīng)驅(qū)動軸53的轉(zhuǎn)動搖擺時，圓形基表面64a長時間保持和閥桿59接觸而凸輪表面64b短時間和閥桿59接觸。這樣，進氣閥3的總提升量變小并且縮短從閥打開到閥關(guān)閉的工作角范圍，即持續(xù)時間。
另一方面，當如圖3B所示偏心凸輪件57定位低時，整個搖臂58定位得低并且相對向下地推搖擺凸輪60的端件60a。從而，搖擺凸輪60的初始位置使凸輪表面64b向閥桿59傾斜。這樣，當搖擺凸輪60響應(yīng)驅(qū)動軸53的轉(zhuǎn)動搖擺時，凸輪表面64b相對長時間地和閥桿59接觸。從而，獲得大提升量并且持續(xù)時間增大。
由于可以按連續(xù)方式改變偏心凸輪件57的初始位置，如圖4中的曲線所示，可以按連續(xù)方式改變閥提升特性。換言之，通過控制可變閥操作機構(gòu)2的提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)51，可以按連續(xù)方式同時增大和減小提升和持續(xù)時間。
再次參照圖2，現(xiàn)在更詳細地說明可變閥操作機構(gòu)2的相位改變機構(gòu)52。相位改變機構(gòu)52基本上包括鏈輪71和相位控制液壓致動器72。鏈輪71設(shè)置在驅(qū)動軸53的前端部分。相位控制液壓致動器72配置成并且安裝成在預(yù)定相關(guān)角之內(nèi)彼此相對地轉(zhuǎn)動鏈輪71和驅(qū)動軸53。通過一條定時鏈或定時帶(未示出)鏈輪71和曲軸互鎖。通過控制相位控制液壓致動器72的液壓，鏈輪71和驅(qū)動軸53彼此相對地轉(zhuǎn)動并且提升中心角滯后或超前，如圖5中的曲線所示。從而，在不改變圖4中示出的提升特性曲線形狀的情況下，進氣閥3的整個閥提升特性超前或者滯后。換言之，進氣閥3的提升中心角與進氣閥3的提升以及持續(xù)2時間無關(guān)地超前或者滯后。
最好通過其中配置著用于檢測實際提升、持續(xù)時間和相位的傳感器的閉環(huán)控制來控制提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)51以及相位改變機構(gòu)52。替代地，可以通過其中根據(jù)運行條件控制各機構(gòu)的簡單開環(huán)控制來控制提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)51和相位改變機構(gòu)52。
從而，在本發(fā)明的進氣控制設(shè)備中，由于各進氣閥3帶有如上面所說明的可變閥操作機構(gòu)2，故可以通過基本上獨立于節(jié)流閥18可變地控制進氣閥來實現(xiàn)進氣量的控制。然而，在實際情況中，為了再循環(huán)竄漏氣體等，最好在內(nèi)燃機1的進氣系統(tǒng)中存在一定的負壓。從而，即使在其中進行進氣閥3的可變控制以控制進氣量的操作區(qū)域中，也略微關(guān)閉節(jié)流閥18以在集氣管16內(nèi)產(chǎn)生負壓。
圖6示出由依據(jù)本發(fā)明一實施例的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩定義的多個控制區(qū)。在圖6中，第一規(guī)定區(qū)定義為閥控制區(qū)A，該區(qū)主要包括中等負載。包含比閥控制區(qū)A低的負載的第二規(guī)定區(qū)定義為內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B。此外，在本發(fā)明的一實施例中，高負載區(qū)定義為完全打開區(qū)C，并且包括空載的極低負載區(qū)定義為限制提升區(qū)D。
在閥控制區(qū)A中，主要通過利用可變閥操作機構(gòu)2控制各進氣閥3的閥提升特性(例如，提升和持續(xù)時間)來控制進氣量。在閥控制區(qū)A中節(jié)流閥18的節(jié)流開度最好保持成使集氣管16內(nèi)的壓力變成大致接近第一預(yù)定負壓，即最小負壓。該最小負壓接近大氣壓力，并且是充當負壓源(例如，-50mmHg)所需的最小負壓量。更具體地，節(jié)流閥18的節(jié)流開度保持相對大的幾乎完全打開的程度。在本發(fā)明的一種簡單方案里，節(jié)流閥18的節(jié)流開度可保持固定以保持最小負壓。替代地，可以通過根據(jù)內(nèi)燃機1的轉(zhuǎn)速來控制節(jié)流閥18的節(jié)流開度以保持該最小負壓。例如，在閾控制區(qū)A中，當內(nèi)燃機1的轉(zhuǎn)速減小時，可以稍微關(guān)閉節(jié)流閥18以產(chǎn)生或者保持約-50mmHg的負壓。在任何情況，通過可變閥操作機構(gòu)3可最終實現(xiàn)進氣量的控制。
圖6還示出某些代表性運行點處進氣閥3的閥提升特性的例子。圖6中示出的閥提升特性是當內(nèi)燃機1充分變熱，即內(nèi)燃機1不處于冷發(fā)動機狀態(tài)時所使用的閥提升特性的一些例子。例如，最好把閥控制區(qū)A中的運行點a1處的閥提升特性設(shè)置成IVO(進氣閥打開定時)等于上死點前的40度并且IVC(進氣閥關(guān)閉定時)等于下死點前的60度。最好把閥控制區(qū)A中的運行點a2處的閥提升特性設(shè)置成IVO為上死點前的50度并且IVC為下死點前的30度，如圖6中所示。閥控制區(qū)A中的這些閥提升特性是根據(jù)在集氣管16內(nèi)存在接近大氣壓的最小負壓(例如，-50mmHg)的假定而設(shè)置的。在此假定下，通常把IVC設(shè)置在大大超前下死點的位置以便限制進氣量，并且通常把IVO設(shè)置在更超前上死點的位置。
從而，當內(nèi)燃機1在閥控制區(qū)A中工作時，把發(fā)動機控制單元19配置成通過控制由可變閥操作機構(gòu)2確定的閥特性來控制進氣量，同時把節(jié)流閥18保持在使集氣管16內(nèi)達到第一預(yù)定負壓的開度。如前面提及，第一預(yù)定負壓是充當負壓源所需的最小負壓，例如大約-50mmHg。換言之，節(jié)流閥18的節(jié)流開度相當大并且接近完全打開，同時進氣量由可變閥操作機構(gòu)2最終控制。例如，如果通過改變閥提升特性減小進氣閥3的提升和持續(xù)時間，則相應(yīng)地減少吸入到氣缸中的進氣量。換言之，在閥控制區(qū)A中，根據(jù)內(nèi)燃機1的運行條件改變閥提升特性，并且通過由可變閥操作機構(gòu)2確定的閥提升特性來控制進氣量即發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。這樣，即使設(shè)置了節(jié)流閥18，也把集氣管16內(nèi)的壓力設(shè)置為接近大氣壓力的弱負壓，即最小負壓，并且通過控制進氣閥3的閥提升特性來控制進氣量。從而達到基本無節(jié)流的操作，并且通過把節(jié)流閥18保持在充分大的開度顯著地減小因節(jié)流閥18的泵送損失。同時，因為在集氣管16中保證最小負壓，實質(zhì)上無需重大修改即可采用各種實際發(fā)動機中所要求的使用負壓的系統(tǒng)，例如再循環(huán)竄漏氣體。
完全打開區(qū)C如圖6中所示是高負載區(qū)。在完全打開區(qū)C中，需要高加注效率或高進氣效率(氣缸實際進氣與理論上可能的進氣量之比)。從而，根據(jù)所需要的轉(zhuǎn)矩加大節(jié)流閥18的節(jié)流開度直至其完全打開。換言之，在完全打開區(qū)C中，根據(jù)所需轉(zhuǎn)矩在-50mmHg和大氣壓力之間調(diào)節(jié)集氣管16內(nèi)的壓力。閥提升特性設(shè)置成提升和持續(xù)時間相對大以便保證高進氣效率。更具體地，最好把完全打開區(qū)C中的閥提升特性設(shè)置成IVO位于上死點之前而IVC位于下死點之后。
包含低速和低負載區(qū)的限制提升區(qū)D是其中主要通過控制節(jié)流閥18的節(jié)流開度控制進氣量的操作區(qū)。在限制提升區(qū)D中，通過可變閥操作機構(gòu)2把各進氣閥3的提升和持續(xù)時間減小到相對小的提升和持續(xù)時間。更具體地，在限制提升區(qū)D中，進氣閥3的閥提升特性通過可變閥操作機構(gòu)2保持固定，并且主要通過控制節(jié)流閥18的節(jié)流開度來根據(jù)運行條件控制所需的進氣量。換言之，根據(jù)內(nèi)燃機1的運行條件增大和減小節(jié)流閥18的節(jié)流開度。從而，通過節(jié)流閥18的節(jié)流開度控制進氣量，即發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。
內(nèi)部EGR優(yōu)選區(qū)是其中由內(nèi)部EGR造成的燃料消耗改善超過由泵送損失產(chǎn)生的燃料消耗劣化的區(qū)。從而，在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中，減小節(jié)流閥18的節(jié)流開度并且延長進氣閥3的持續(xù)時間以確保實現(xiàn)內(nèi)部EGR。在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中，即使通過減小節(jié)流閥18的節(jié)流開度增加泵送損失，由于內(nèi)部EGR總的說來進一步改善了燃料消耗。集氣管16內(nèi)的壓力控制成比閥控制區(qū)A中使用的接近大氣壓力的第一預(yù)定負壓(例如，-50mmHg)為更負。把該比第一預(yù)定負壓更負的負壓定義為第二預(yù)定負壓。例如，在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中，最好把節(jié)流閥18的節(jié)流開度調(diào)整成使該負壓變成約為-100mmHg。最好根據(jù)所需轉(zhuǎn)矩通過逐漸改變集氣管16內(nèi)壓力達到內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B的目標負壓(例如，-100mmHg)，以便抑制各控制區(qū)之間邊界處的劇烈改變。替代地，可以在整個內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中保持第二預(yù)定負壓不變以簡化控制。通過可變閾操作機構(gòu)2，根據(jù)內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中的負壓設(shè)定進氣閥3的閥提升特性。從而，如果把負壓設(shè)置成和閥控制區(qū)A中的負壓(例如-50mmHg)相同，則把閥提升特性置成使其提升和持續(xù)時間變大。例如，如圖6所示，把內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中的運行點b1處的閥提升特性設(shè)置成使IVO在上死點前20度并且IVC在下死點前60度。同樣，在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中的運行點b2處的閥提升特性設(shè)置成使IVO在上死點前25度并且IVC在下死點前55度。如前面所述，當內(nèi)燃機1充分變暖時使用圖6中所示的閥提升特性。通過增加進行氣閥3的持續(xù)時間，相對于打開排氣閥4的周期確保足夠的閥重疊，并且達到程度比較大的內(nèi)部EGR。結(jié)果，燃料消耗良好。
因此，把內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B定義為負載比閥控制區(qū)A低的區(qū)。換言之，當在閥控制區(qū)A中時節(jié)流閥18造成的泵送損失的減小取優(yōu)先，而在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中時內(nèi)部由EGR造成的對燃料消耗的改善取優(yōu)先。這樣，當內(nèi)燃機1在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B運行時，把發(fā)動機控制單元19配置成控制節(jié)流閥18的節(jié)流開度以使集氣管16內(nèi)的壓力要比閥控制區(qū)A中的最小負壓更負。發(fā)動機控制單元19還配置成根據(jù)該更強的負壓利用閥提升特性的較大提升和較大持續(xù)時間來控制進氣量，從而在內(nèi)燃機1內(nèi)實現(xiàn)內(nèi)部EGR。這樣，相對大程度地控制提升和持續(xù)時間以便通過閥重疊實現(xiàn)內(nèi)部EGR，并且同時減小集氣管內(nèi)的壓力。于是，把節(jié)流閥18的節(jié)流開度控制成達到比閥控制區(qū)A中采用的最小負壓更強的負壓，并且調(diào)整閥提升特性從而達到該更強負壓下的目標進氣量。
接著說明當內(nèi)燃機1的溫度低時(冷發(fā)動機狀態(tài))執(zhí)行的進氣控制。當內(nèi)燃機1的溫度低，并且內(nèi)燃機1在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中運行時，不促進燃料的霧化。這種冷發(fā)動機狀態(tài)造成燃料消耗的劣化并且提高廢氣中的碳氫化合物的比率。從而，當內(nèi)燃機1處于冷發(fā)動機狀態(tài)并且在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中運行時，將發(fā)動機控制單元19配置為把可變閥操作機構(gòu)2以及節(jié)流閥18控制成減小內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中使用的提升和持續(xù)時間，并且使集氣管16內(nèi)的壓力變成與內(nèi)燃機1完全加熱時相比更接近大氣壓力。由于當內(nèi)燃機1的溫度低時減小進氣閥3的提升，流入氣缸的氣體的速度增大。在本發(fā)明中，最好通過從位于進氣閥上游的燃料注入閥12向進氣口噴射來提供燃料。這樣，進氣流速的增大改善了燃料的霧化。于是，燃料消耗加大并且減少廢氣中的碳氫化合物。例如，把進氣閥3的提升從大約0.3毫米設(shè)置于大約2毫米會把進氣流速提高到接近聲速并且會促進霧化。
另外，通過在冷發(fā)動機狀態(tài)期間減小進氣閥3的提升還可以同時減小進氣閥3的持續(xù)時間。這樣，閥重疊變得更小從而抑制內(nèi)部EGR。當內(nèi)燃機1的溫度低時，內(nèi)部EGR使燃燒變不不穩(wěn)定。從而，為了在冷發(fā)動機狀態(tài)期間抑制內(nèi)部EGR，如上面所說明那樣減小進氣閥3的提升和持續(xù)時間是合乎需要的。
當把進氣閥3的可變閾操作機構(gòu)2如本發(fā)明中那樣配置成可滯后或超前提升中心角的相位時，最好在內(nèi)燃機1的溫度低時與減小提升和持續(xù)時間的同時滯后提升中心角。例如，最好把提升中心角滯后到使IVO在活塞達到上死點后才出現(xiàn)的位置。由此，通過把IVO設(shè)成在上死點之后來增強氣缸內(nèi)的氣流。
當如本發(fā)明中那樣提供帶有可變閥操作機構(gòu)2以及電控節(jié)流閥18的內(nèi)燃機1時，可以使用各種可能的閥定時或閥提升特性以達到給定的目標轉(zhuǎn)矩。換言之，可以利用不同的閥定時產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)矩。圖7A和7B示出進氣閥3的二種不同的、可以通過改變集氣管16內(nèi)的負壓達到相同轉(zhuǎn)矩的閥定時。通過圖7A和7B中示出的閥定時達到的轉(zhuǎn)矩是相對低的轉(zhuǎn)矩。比較圖7A和7B中示出的閥提升特性，為了達到該相同轉(zhuǎn)矩，當采用圖7A中示出的閥提升特性時把集氣管16內(nèi)的負壓設(shè)置為更負，而當采用圖7B中示出的閥提升特性時，把集氣管16內(nèi)的負壓設(shè)置成更接近大氣壓力。如圖7A和7B中示出那樣，圖7B中所示的閥提升特性的持續(xù)時間以及提升要比圖7A中示出的閥提升特性的持續(xù)時間及提升小。從而，在采用圖7B中所示的閥提升特性的情況下，經(jīng)進氣閥3流入氣缸的進氣流速更大。這樣，對于燃料的霧化，圖7B中示出的特性是更優(yōu)的，并且在通過更強的氣流改進燃燒穩(wěn)定性方面上是有利的，當內(nèi)燃機1的溫度低時燃料的霧化是一個問題。
從而，即使當內(nèi)燃機1在圖6中所示的內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B里運行時，把本發(fā)明的進氣控制設(shè)備配置成并且安裝成采用更適應(yīng)于冷發(fā)動機狀態(tài)的閥提升特性。即，內(nèi)燃機1的溫度低時采用的閥提升特性具有比當內(nèi)燃機1完全變暖后于內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中采用的閥提升特性更小的提升(持續(xù)時間)。最好從由油溫傳感器25檢測出的油溫確定內(nèi)燃機1的溫度。同時，當內(nèi)燃機1在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中運行時，并且當內(nèi)燃機1的溫度低時，把節(jié)流閥置成開度相對大，以便獲得適當?shù)哪繕诉M氣量，從而集氣管16內(nèi)的壓力要比在內(nèi)燃機1完全變暖后使用的壓力值更接近大氣壓力。換言之，當內(nèi)燃機1在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中運行時并且當內(nèi)燃機1的溫度低時，把集氣管16內(nèi)的壓力設(shè)置成要比當內(nèi)燃機1完全變暖時更弱的負壓。
圖8示出為內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中的一個運行點畫出的作為內(nèi)燃機1的溫度的函數(shù)的閥提升特性以及目標負壓的例子。如前面說明那樣，當內(nèi)燃機1完全變暖后(熱發(fā)動機)并且在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中運行時，把集氣管16內(nèi)的負壓例如控制到約為-100mmHg。而且，加大提升和持續(xù)時間以滿足達到內(nèi)部GER的閥提升特性。此外，如圖8中所示，把提升中心角調(diào)整成相對超前的狀態(tài)。但是，當內(nèi)燃機1的溫度低時(冷發(fā)動機狀態(tài))，即使內(nèi)燃機1在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中運行，也把集氣管16內(nèi)的負壓調(diào)整到閥控制區(qū)A中使用的接近大氣壓力的值，例如-50mmHg。并且，減小提升和持續(xù)時間，而且如圖8中所示大大滯后提升中心角。把目標負壓以及閥提升特性設(shè)置成使流入氣缸中的空氣流量基本和內(nèi)燃機1完全變暖時的空氣流量相同。隨著內(nèi)燃機1的溫度的升高，如圖8中所示，逐步加大提升和持續(xù)時間，逐步提前提升中心角并且逐步增強集氣管16內(nèi)的負壓。從而，隨著內(nèi)燃機1逐漸加暖，以連續(xù)的方式改變閥提升特性。接著，在內(nèi)燃機1完全變熱后，最終達到前面說明的內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中所使用的閥提升特性以及目標負壓。
這樣，在冷發(fā)動機狀態(tài)期間的控制中，把閥提升特性設(shè)置成使進氣閥3的提升變小。從而，流入氣缸的空氣的流速增大，并由因此促進從燃料注入閥12噴入的燃料的霧化。另外，由于氣體在氣缸中更積極流動，內(nèi)部EGR被抑制。從而達到良好、穩(wěn)定的燃燒。相應(yīng)地，抑制碳氫化合物的排放并且改進冷發(fā)動的燃料消耗。在冷發(fā)動機狀態(tài)期間的控制中最好還通過推遲提升中心角把IVO定時調(diào)整成如圖7B中所示在上死點之后出現(xiàn)，從而進一步提高氣流的活動程度。
圖9中的流程圖概括依據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機機的進氣控制設(shè)備中在冷發(fā)動機狀態(tài)期間所執(zhí)行的控制流程。在步驟S1中，把發(fā)動機控制單元19配置成判定內(nèi)燃機1的溫度是否小于或等于預(yù)定溫度。最好根據(jù)通過由油溫傳感器25檢測出的油溫確定內(nèi)燃機1的溫度。當然，根據(jù)本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，也可以用冷卻劑的溫度或者進氣的溫度替代油溫作為發(fā)動機的溫度。把預(yù)定溫度設(shè)置為某一溫度，超過該溫度時內(nèi)燃機1被認為是完全加熱。當內(nèi)燃機1的溫度(油溫)高于該預(yù)定溫度時，該進氣控制設(shè)備進入步驟S3并且根據(jù)內(nèi)燃機1正在運行的控制區(qū)執(zhí)行常規(guī)控制。另一方面，如果在步驟S1中判定內(nèi)燃機1的溫度小于或等于該預(yù)定值，則控制轉(zhuǎn)到步驟S2。
在步驟S2中，把發(fā)動機控制單元19配置成判定內(nèi)燃機1是否運行在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B。當步驟S2中判定操作狀態(tài)在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)之外時，控制轉(zhuǎn)到步驟S3。換言之，當內(nèi)燃機1不在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B內(nèi)運行時，即使油溫小于預(yù)定溫度，發(fā)動機控制單元19仍繼續(xù)常規(guī)控制。
當在步驟S2中判定操作狀態(tài)位于內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B時，發(fā)動機控制單元19進入步驟S4。在步驟S4，根據(jù)加速踏板位置計算為達到所需轉(zhuǎn)矩要求的所需進氣量。
在步驟S5中，發(fā)動機控制單元19配置成根據(jù)步驟S1中得到的油溫確定為得到的所要求的進氣量而需要的目標持續(xù)時間/提升、目標提升中心角以及目標負壓。在這些計算中還考慮到發(fā)動機轉(zhuǎn)速。盡管存在無數(shù)可達到該要求的進氣量的持續(xù)時間、提升中心角和負壓的組合，但如前面說明那樣，把目標持續(xù)時間、目標提升中心角及目標負壓設(shè)置為油溫越低則所采用的特性的持續(xù)時間越短，并且提升中心角的滯后越大。根據(jù)本公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，存在各種可行的確定這些參數(shù)(目標持續(xù)時間，目標提升中心角和目標負壓)值的方法。例如，可以通過根據(jù)油溫補償常規(guī)控制期間使用的對應(yīng)值得到這些值。替代地，可以從這些值與溫度的關(guān)系圖中通過按油溫查找這些值來得到這些值。
在步驟S6中，根據(jù)這些參數(shù)以及目標轉(zhuǎn)矩計算目標節(jié)流閥開度TVO。在步驟S7中，把節(jié)流閥18控制到該目標開度TVO。并且，在步驟S7中，分別控制可變閥操作機構(gòu)2的提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)51和相位改變機構(gòu)52以達到目標持續(xù)時間以及目標提升中心角。
從而，本發(fā)明的進氣控制設(shè)備通過以基本不節(jié)流的方式運行來減小泵送損失，并且因此允許改進燃料消耗。當內(nèi)燃機1在其中負載低的內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中操作時，本發(fā)明的進氣控制設(shè)備通過采用相對大的進氣閥3提升和持續(xù)時間甚至可以進一步改進燃料消耗。另外，當內(nèi)燃機1的溫度低時，即使內(nèi)燃機1在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)B中操作時，本發(fā)明的進氣控制設(shè)備把進氣閥3控制為小的提升值，從而促進燃料的霧化。當內(nèi)燃機1的溫度低時，在減少碳氫化合物和改進燃料消耗方面，這種特性是有益的。
如本文中使用那樣，方向術(shù)語“超前、滯后、上、下、垂直、水平、下面和橫向”以及任何其它類似方向術(shù)語，指的是裝備著本發(fā)明的車輛的這些方向。從而，這些為了說明本發(fā)明而使用的術(shù)語應(yīng)解釋成是相對于裝備著本發(fā)明的車輛而言的。
術(shù)語“配置”如文中使用那樣，描述包括為實現(xiàn)所需功能而構(gòu)建和/或編程的硬件和/或軟件在內(nèi)的構(gòu)件、片段或部分。
另外，權(quán)利要求書中表達成“裝置加功能”語句應(yīng)包括任何可用來實現(xiàn)本發(fā)明的該部分的功能的結(jié)構(gòu)。
本文中使用的諸如“基本”、“大約”和“接近”等程度術(shù)語意味著不會明顯改變最終結(jié)果的被修改項的合理偏差量。例如，這些術(shù)語可解釋成包括被修改項的至少±5％的偏差，如果該偏差不會使被修改項的意義失效的話。
本申請要求日本2002-363229號專利申請的優(yōu)先權(quán)。日本2002-363229號專利申請的全部公開收錄在此作為參考資料。
盡管只挑選了一些選定實施例來說明本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，在不背離附后權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的范圍的情況下，可做出各種改變和修改。此外，上述對依據(jù)本發(fā)明的各實施例的說明只是示意性的，它們不具有限制由附后權(quán)利要求及其等同物所定義的本發(fā)明的目的。從而，本發(fā)明的范圍不受這些公開的實施例的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，包括被配置并安裝成改變多個進氣閥的閥提升特性的可變閥操作機構(gòu)；集氣管，其連接到與該內(nèi)燃機的多個氣缸以流體方式耦合的多個進氣通路；節(jié)流閥，其可調(diào)節(jié)地定位在該集氣管的上游，以便通過改變該節(jié)流閥的開度控制吸入到該集氣管內(nèi)的空氣量；以及控制單元，其被配置成通過控制該節(jié)流來閥調(diào)整所述開度，以及通過控制該可變閥操作機構(gòu)來調(diào)整所述閥提升特性，從而使吸入各氣缸的空氣進氣量達到根據(jù)該內(nèi)燃機的運行狀態(tài)設(shè)定的目標空氣進氣量；該控制單元還被配置成當該內(nèi)燃機在包括中等負載的閥控制區(qū)中運行時，通過控制該可變閥操作機構(gòu)來調(diào)整所述閥提升特性以改變空氣進氣量，并且同時把所述節(jié)流閥的開度基本保持為使該集氣管內(nèi)達到第一規(guī)定負壓的開度；該控制單元還被配置成，當該內(nèi)燃機在包括比所述閥控制區(qū)內(nèi)的中等負載低的負載的內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)運行時，控制所述節(jié)流閥以改變所述開度從而達到比該閥控制區(qū)的所述第一規(guī)定負壓更負的第二規(guī)定負壓，并且通過控制該可變閥操作機構(gòu)來調(diào)整所述閥提升特性以控制空氣進氣量，從而利用該第二規(guī)定負壓促進內(nèi)部EGR；該控制單元還被配置成，當該內(nèi)燃機在該內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于預(yù)定溫度時，通過控制所述可變閥操作機構(gòu)來調(diào)整進氣閥的閥提升特性，并且通過控制所述節(jié)流閥的開度把所述集氣管內(nèi)的壓力調(diào)整到比所述第二規(guī)定負壓更接近大氣壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述可變閥操作機構(gòu)包括一個提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)，該提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)被配置并安裝成同時增加和減小各進氣閥的提升以及持續(xù)時間，并且連續(xù)改變各進氣閥的閥提升特性。
3.如權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述控制單元還被配置成，當該內(nèi)燃機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行時，控制所述可變閥操作機構(gòu)以達到相對大的進氣閥提升和持續(xù)時間。
4.如權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述控制單元還被配置成，當該內(nèi)燃機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于規(guī)定溫度時，控制所述可變閥操作機構(gòu)以減小進氣閥的提升和持續(xù)時間。
5.如權(quán)利要求3所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述控制單元還被配置成，當該內(nèi)燃機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于規(guī)定溫度時，控制所述可變閥操作機構(gòu)以減小進氣閥的提升和持續(xù)時間。
6.如權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述控制單元還被配置成，當該內(nèi)燃機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于所述規(guī)定溫度時，調(diào)整所述節(jié)流閾的開度以把所述集氣管內(nèi)的壓力調(diào)整到所述第一規(guī)定負壓。
7.如權(quán)利要求3所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述控制單元還被配置成，當該內(nèi)燃機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于所述規(guī)定溫度時，調(diào)整所述節(jié)流閥的開度以把所述集氣管內(nèi)的壓力調(diào)整到所述第一規(guī)定負壓。
8.如權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述控制單元還被配置成，隨著內(nèi)燃機溫度的上升調(diào)整所述節(jié)流閥的開度，以便逐漸把所述集氣管內(nèi)的壓力改變到所述第二規(guī)定負壓，并且控制所述可變閥操作機構(gòu)以逐漸增大所述進氣閥的提升和持續(xù)時間。
9.如權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述可變閥操作機構(gòu)包括一個相位改變機構(gòu)，該相位改變機構(gòu)被配置并安裝成超前和滯后所述進氣閥的提升中心角以改變所述進氣閥的提升特性。
10.如權(quán)利要求9所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述提升/持續(xù)時間改變機構(gòu)還被配置并安裝成，當該內(nèi)燃機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于所述預(yù)定溫度時，減小提升和持續(xù)時間；以及所述相位改變機構(gòu)還被配置并安裝成，當該內(nèi)燃機在內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于所述規(guī)定溫度時，滯后提升中心定時。
11.如權(quán)利要求9所述的用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，其中所述相位改變機構(gòu)還被配置并安裝成，當該內(nèi)燃機的溫度低于所述規(guī)定溫度時，滯后提升中心角以使進氣閥打開定時在上死點之后出現(xiàn)。
12.一種用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備，包括可變閥操作裝置，用于改變多個進氣閥的閥提升特性；集氣裝置，用于收集空氣進氣并把該空氣進氣輸送到以流體方式與該內(nèi)燃機的多個氣缸耦合的多個進氣通路；節(jié)流閥裝置，用于通過改變該節(jié)流閥裝置的開度控制吸入到該集氣裝置中的空氣量；以及控制裝置，用于調(diào)整該節(jié)流閥裝置的開度并且用于通過控制所述可變閥操作裝置來調(diào)整所述進氣閥的閥提升特性，從而使吸入各氣缸的空氣進氣量達到根據(jù)該內(nèi)燃機的運行狀態(tài)設(shè)定的目標空氣進氣量；所述控制裝置還被配置成，當該內(nèi)燃機在包括中等負載的閥控制區(qū)中運行時，通過控制所述可變閥操作機構(gòu)來調(diào)整閥提升特性以改變空氣進氣量，同時把所述節(jié)流閥的開度基本保持為使所述集氣裝置內(nèi)的壓力達到第一規(guī)定負壓的開度；所述控制裝置還被配置成，當該內(nèi)燃機在包括比所述閥控制區(qū)內(nèi)的中等負載低的負載的內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)運行時，控制所述節(jié)流閥以改變所述開度，從而達到比該閾控制區(qū)的所述第一規(guī)定負壓更負的第二規(guī)定負壓，并且通過控制所述可變閥操作裝置來調(diào)整所述閥提升特性以控制空氣進氣量，從而利用該第二規(guī)定負壓促進內(nèi)部EGR，所述控制裝置還被配置成，當該內(nèi)燃機在所述內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于規(guī)定溫度時，通過控制所述可變閥操作裝置來調(diào)整進氣閥的閥提升特性，并且通過控制所述節(jié)流閥的開度把所述集氣裝置內(nèi)的壓力調(diào)整到比所述第二規(guī)定負壓更接近大氣壓力。
13.一種用于控制內(nèi)燃機的空氣進氣的方法，包括改變多個進氣閥的閥提升特性；把空氣進氣收集到集氣管中并且把該空氣進氣輸送到以流體方式與內(nèi)燃機的多個氣缸耦合的多個進氣通路；通過改變位于該集氣管上游的節(jié)流閥的開度來控制吸入到該集氣管中的空氣進氣量；控制該節(jié)流閥的開度和閥提升特性，從而使吸入各氣缸的空氣進氣量達到根據(jù)該內(nèi)燃機的運行狀態(tài)設(shè)定的目標進氣量；當該內(nèi)燃機在包括中等負載的閥控制區(qū)中運行時，控制所述閥提升特性并且同時把所述節(jié)流閥的開度基本保持為使所述集氣管內(nèi)的壓力達到第一規(guī)定負壓的開度；當該內(nèi)燃機在包括比所述閥控制區(qū)里的中等負載低的負載的內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)運行時，控制所述節(jié)流閥的開度以達到比該閥控制區(qū)的所述第一預(yù)定負壓更負的第二規(guī)定負壓，并且通過調(diào)整所述閥提升特性來控制空氣進氣量，從而利用該第二規(guī)定負壓促進內(nèi)部EGR；以及當該內(nèi)燃機在所述內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中運行并且該內(nèi)燃機的溫度低于規(guī)定溫度時，調(diào)整進氣閥的所述閥提升持性和所述節(jié)流閥的開度，以便把所述集氣管內(nèi)的壓力調(diào)整到比所述第二規(guī)定負壓更接近大氣壓力。
全文摘要
提供用于內(nèi)燃機的進氣控制設(shè)備。把該氣控制設(shè)備配置成控制一個可變閥操作機構(gòu)和一個節(jié)流閥的開度。該可變閥操作機構(gòu)改變進氣閥的閥提升特性以控制進入發(fā)動機的氣缸的進氣量。該節(jié)流閥在集氣管內(nèi)產(chǎn)生負壓，但是在包括中等負載的閥控制區(qū)中把集氣管內(nèi)的壓力固定在弱負壓上，并通過改變進氣閥的閥提升特性來控制進氣量。在低負載的內(nèi)部EGR優(yōu)先區(qū)中，該負壓略微更負并且增大各進氣閥的提升/持續(xù)時間。當發(fā)動機為冷時，把該負壓調(diào)整到接近大氣壓力并且減小各進氣閥的提升/持續(xù)時間。
文檔編號F02D45/00GK1508416SQ20031012092
公開日2004年6月30日 申請日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者三浦創(chuàng) 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社