用于内燃发动机的控制设备制造技术

在扭矩低于Ｔ１但不低于Ｔ２的低负荷区域内，本发明专利技术使用稀薄单气门小操作角模式以在所述单气门小操作角状态下提供稀薄燃烧，或使用ＥＧＲ单气门小操作角模式以在所述单气门小操作角状态下提供外部ＥＧＲ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于内燃发动机的控制设备。
技术介绍
日本专利特许公开No. 2007-16766 (例如，参考第0047至0049段) 中所公开的可变气门机构是一种用于每个气缸具有两个进气门的内燃发 动机的可变气门机构。该可变气门机构能够在双气门可变控制状态与单气 门可变控制状态之间切换，在双气门可变控制状态下，两个进气门的操作 角都是连续可变的，在单气门可变控制状态下， 一个进气门的操作角是连 续可变的而另一个进气门的操作角保持为大。在高负荷、高转速区域内，定于大操作角。但是，在其它区域内，该可变气门机构i^单气门可变控 制状态并实施控制使得一个进气门的操作角小于另一进气门的操作角(例 如，参考第0069段以及图9 )。〖专利文献12日本专利特许z^开No. 2007-16766
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题上述可变气门机构能够通过在单气门可变控制状态(以下将结果状态 称为"单气门小操作角状态")中在两个进气门的操作角之间产生大的差 异的方式而在两个进气口的流率之间产生大的差异。因而，来自具有高流 率的进气口的流量超过来自另一进气口的流量，从而在气缸内产生涡流。 由此，可在稀薄燃烧或EGR (废气再循环)操作中增强涡流以改善燃烧。但是，在单气门小操作角状态下，将一个进气门设定于大操作角。由 此，在节气门开度大时，大量空气流入气釭内。因此，当具有上述传统的 可变气门机构的内燃发动机处于极低负荷状态时，有必要通过减小节气门开度来调节负荷。因而，泵气损失增大，进而減小了稀薄燃烧或EGR操 作的燃料效率提高的效果。此外，在低负荷状态下不加区别地执行稀薄燃烧或EGR操作可能不 利地影响燃料效率、预热、排放、以及驱动性能等。鉴于以上情况已完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种用于内燃发 动机的控制设备，该控制设备能够提高该内燃发动机的燃料效率，该内燃 发动机具有能够在双气门可变控制状态与单气门小操作角状态之间切换 的进气可变气门机构，在双气门可变控制状态下，两个进气门的操作角都 是可变的，在单气门小操作角控制状态下， 一个进气门的操作角小于另一 个进气门的操作角。解决问题的方法
本专利技术的第一方面是一种用于内燃发动机的控制设备，包括内燃发动机，所述内燃发动机具有稀薄燃烧能力和/或外部EGR能力；进气可变气门机构，所述进气可变气门机构能够在双气门可变控制状 态与单气门小操作角状态之间切换，在所述双气门可变控制状态下，为用于所述内燃发动机的每个气缸设置的第一进气门和第二进气门的操作角 都是可变的，在所述单气门小操作角状态下，所述第二进气门的操作角小 于所述第 一进气门的操作角；运转区域设定装置，所述运转区域设定装置用于至少设定高负荷区域、 低负荷区域以及极低负荷区域作为用于所述内燃发动机的运转区域，在所 述低负荷区域中负荷比在所述高负荷区域中低，在所述极低负荷区域中负 荷比在所述低负荷区域中低；以及运转^^莫式控制装置，所述运转模式控制装置用于在所述高负荷区域或 所述极低负荷区域中使用化学计量双气门可变控制模式以在所述双气门 可变控制状态下提供处于理论空燃比的燃烧；并在所述低负荷区域中使用 稀薄单气门小操作角模式以在所述单气门小操作角状态下提供稀薄燃烧 或使用EGR单气门小操作角模式以在所述单气门小操作角状态下提供外 部EGR。本专利技术的第二方面是一种根据第一方面的用于内燃发动机的控制设 备，进一步包括温度获取装置，所述温度获取装置用于检测或估算所述内燃发动机的其中，当所述代表温度低于预定温度时，所述运转模式控制装置在所 述低负荷区域中也使用所述化学计量双气门可变控制模式。本专利技术的第三方面是一种根据第一方面的用于内燃发动机的控制设备，进一步包括温度获取装置，所述温度获取装置用于检测或估算EGR气体温度或 进气温度；其中，当所述EGR气体温度或所述进气温度高于预定温度时，所述 运转模式控制装置在所述低负荷区域中也使用所述化学计量双气门可变 控制模式。专利技术的效果本专利技术的第一方面在高负荷区域或极低负荷区域内使用化学计量双气 门可变控制模式以在双气门可变控制状态下提供处于理论空燃比的燃烧； 并在低负荷区域内使用稀薄单气门小操作角模式以在所述单气门小操作 角状态下提供稀薄燃烧或使用EGR单气门小操作角模式以在所述单气门 小操作角状态下提供EGR。在低负荷区域内，稀薄单气门小操作角模式和 EGR单气门小操作角模式经受的冷却损失比化学计量双气门可变控制模 式小。由此，前两种模式表现出的燃料消耗比后一种模式低。因此，通过 在低负荷区域内使用稀薄单气门小操作角模式和EGR单气门小操作角模 式可提高低负荷区域的燃料效率。另一方面，在极低负荷区域内，使用稀 薄单气门小操作角模式和EGR单气门小操作角模式需要节流，从而增大 泵气损失；因此，在化学计量双气门可变控制模式中，燃料消耗较低。由 此，通it^L极低负荷区域内使用化学计量双气门可变控制模式可进一步提 高燃料效率。如上所述，本专利技术的笫一方面使得能够根据运转区域来选择 最低燃料消耗运转模式。因此，可提高燃料效率。本专利技术的第二方面在内燃发动机的代表温度或者安装在所述内燃发动 机的排气通路中的催化剂的代表温度低于预定温度的情况下，能够在低负 荷区域内也使用化学计量双气门可变控制模式。燃烧温度和排气温度在稀 薄单气门小操作角模式和EGR单气门小操作角模式中比在化学计量双气门可变控制模式中低。因此，如果在内燃发动机和催化剂未充，热的状态下使用稀薄单气门小操作角模式或EGR单气门小操作角模式，则内燃 发动机和催化剂的预热可能延迟，进而不利地影响燃料效率、排放、驱动 性能等。本专利技术的第二方面能够完全避免这样的不利影响，因为其能够在 内燃发动机和催化剂未充^热的状态下，在不切换至稀薄单气门小操作 角模式或EGR单气门小操作角模式的情况下使用化学计量双气门可变控 制模式。本专利技术的第三方面在EGR气体温度或进气温度高于预定温度的情况 下，能够在低负荷区域内也使用化学计量双气门可变控制模式。如果在 EGR气体温度或进气温度高时使用EGR单气门小操作角模式或稀薄单气 门小操作角模式，则因为进气温度由于进气节流而升高，所以有可能发生 爆震。本专利技术的第三方面能够完全避免EGR爆震，因为其能够在EGR气 体温度或进气温度高时，在不切换至EGR单气门小操作角模式或稀薄单 气门小操作角模式的情况下使用化学计量双气门可变控制模式。附图说明图1示出了根据本专利技术的第一实施方式的系统的构造；图2是示出根据本专利技术的第一实施方式的内燃发动机的运转区域与运 转模式之间的关系的图3示出了扭矩、燃料消耗率(SFC)以及进气管压力之间的关系；图4是图示由本专利技术的第一实施方式所执行的程序的流程图5是示出根据本专利技术的第二实施方式的内燃发动机的运转区域与运 转才莫式之间的关系的图6是图示由本专利技术的第二实施方式所执行的程序的流程图7是示出根据本专利技术的笫三实施方式的内燃发动机的运转区域与运 转模式之间的关系的图8示出了在稀薄单气门小操作角模式和化学计量双气门可变控制模 式中的排气温度；图9是图示由本专利技术的第三实施方式所执行的程序的流程图10是示出根据本专利技术的第四实施方式的内燃发动机的运转区域与运转模式之间的关系的图ll是图示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃发动机的控制设备，包括：　内燃发动机，所述内燃发动机具有稀薄燃烧能力和／或外部ＥＧＲ能力；　进气可变气门机构，所述进气可变气门机构能够在双气门可变控制状态与单气门小操作角状态之间切换，在所述双气门可变控制状态下，为用于所述内 燃发动机的每个气缸设置的第一进气门和第二进气门的操作角都是可变的，在所述单气门小操作角状态下，所述第二进气门的操作角小于所述第一进气门的操作角；　运转区域设定装置，所述运转区域设定装置用于至少设定高负荷区域、低负荷区域、以及极低负荷区域作 为用于所述内燃发动机的运转区域，在所述低负荷区域中负荷比在所述高负荷区域中低，在所述极低负荷区域中负荷比在所述低负荷区域中低；以及　运转模式控制装置，所述运转模式控制装置用于在所述高负荷区域或所述极低负荷区域内，使用化学计量双气门可变控制 模式以在所述双气门可变控制状态下提供处于理论空燃比的燃烧；并在所述低负荷区域内，使用稀薄单气门小操作角模式以在所述单气门小操作角状态下提供稀薄燃烧，或使用ＥＧＲ单气门小操作角模式以在所述单气门小操作角状态下提供外部ＥＧＲ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥村大地，太田笃治，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]