[發明專利]用于內燃機的控制設備和控制方法

無效

• 申請號: 200880017899.0
• 申請日: 2008-08-06
• 公開（公告）號: CN101680371A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 中谷好一郎;友田晃利;石山忍;小野智幸;小鄉知由;久高良裕
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D13/02
• 分類號: F02D13/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 張建濤;車 文

技術領域

本發明涉及一種用于內燃機的控制設備和控制方法。

背景技術

日本專利申請公布No.2003-148225描述了一種用于柴油發動機的排氣凈化設備，該排氣凈化設備包括改變進氣門和排氣門的氣門打開特性的可變氣門操作機構。在上述設備中，當排氣凈化催化劑的溫度低于預定值時，通過調節正或負的氣門重疊時段來增加內部EGR氣體的量。在上述設備中，通過該控制升高排氣凈化催化劑的溫度。

已知一種方法，其中燃燒是以氣缸內的濃空燃比執行的(即，執行濃燃燒(rich?combustion))，以升高布置在排氣通道中的排氣凈化催化劑的溫度，或還原該排氣凈化催化劑。當執行濃燃燒時，難以使燃燒穩定。

發明內容

本發明提供一種用于內燃機的控制設備和控制方法，當執行濃燃燒以控制排氣凈化催化劑時，所述控制設備和控制方法適當地提高燃燒穩定性。

本發明的第一方面涉及一種用于內燃機的控制設備。該內燃機包括改變進氣門的氣門打開特性的可變進氣門操作機構，并且在該內燃機中執行濃燃燒，以控制設置在排氣通道中的排氣凈化催化劑。所述控制設備包括進氣門控制裝置，該進氣門控制裝置用于控制進氣門的氣門打開特性，使得與執行非濃燃燒時相比，當執行濃燃燒時，在進氣行程的初期階段增加進氣的流量。

根據第一方面，當執行濃燃燒時，在進氣行程的初期階段增加進氣的流量。因此，能夠在進氣行程的初期階段有效提高渦流強度，這對于渦流的產生是重要的。因此，當執行濃燃燒時，能夠適當地提高燃燒穩定性。

在第一方面中，所述控制設備還包括：可變排氣門操作機構，該可變排氣門操作機構改變排氣門的氣門打開特性；以及排氣門控制裝置，該排氣門控制裝置用于執行如下控制：與執行非濃燃燒時相比，當執行所述濃燃燒時，將排氣門的關閉定時提前。

根據第一方面，與調節正或負的氣門重疊時段的傳統方法不同，在排氣門關閉之后殘留在氣缸內的幾乎全部氣體(EGR氣體)都返回到進氣側。因此，與使用傳統方法時相比，在進氣行程期間吸入到氣缸內的空氣燃料混合物(新空氣和EGR氣體)的量變成最大。因此，提高渦流強度的效果變成最大。

在第一方面中，所述控制設備還可以包括：可變排氣門操作機構，該可變排氣門操作機構改變排氣門的氣門打開特性；以及排氣門控制裝置，該排氣門控制裝置用于執行如下控制：與執行非濃燃燒時相比，當執行濃燃燒時，將排氣門的關閉定時提前。并且，與執行非濃燃燒時相比，當執行濃燃燒時，進氣門控制裝置可執行將進氣門的打開定時提前的控制。

根據第一方面，當執行濃燃燒時，通過將進氣門的打開定時提前，能夠在進氣行程的初期階段增加進氣的流量。因此，能夠在進氣行程的初期階段有效提高渦流強度，這對于渦流的產生是重要的。而且，與調節正或負的氣門重疊時段的傳統方法不同，通過將排氣門的關閉定時提前，當進氣門打開時，在排氣門關閉之后殘留在氣缸內的幾乎全部氣體(EGR氣體)都返回到進氣側。因此，與使用傳統方法相比，在進氣行程期間吸入到氣缸內的空氣燃料混合物(新空氣和EGR氣體)的量變成最大。因此，提高渦流強度的效果變成最大。因此，當執行濃燃燒時，能夠適當地提高燃燒穩定性。

與執行非濃燃燒時相比，當執行濃燃燒時，排氣門控制裝置可以執行將排氣門的打開定時提前的控制。

根據第一方面，通過將排氣門的打開定時提前，能夠升高排氣的溫度和EGR氣體的溫度。當執行濃燃燒時，這進一步提高了燃燒穩定性。

在第一方面，與執行非濃燃燒時相比，當執行濃燃燒時，進氣門控制裝置可以執行將進氣門的關閉定時提前的控制。

根據第一方面，通過將進氣門的關閉定時提前，能夠增大實際壓縮比。因此，通過壓縮端溫度的升高來使濃燃燒更適當地穩定。

在第一方面，在內燃機處于低負荷運行狀態時執行濃燃燒的情況中，進氣門控制裝置可以設定進氣門的打開定時所提前的量以及進氣門的關閉定時所提前的量，并且，排氣門控制裝置可以設定排氣門的打開定時所提前的量以及排氣門的關閉定時所提前的量，使得不設置氣門重疊時段，在該氣門重疊時段中，進氣門的氣門打開時段與排氣門的氣門打開時段相重疊。

根據第一方面，在內燃機處于低負荷狀態時執行濃燃燒的情況中，至少將進氣門的打開定時和排氣門的關閉定時提前，并且禁止設置氣門重疊時段。因此，與使用其中調節負的氣門重疊時段的傳統方法時相比，燃料效率由于泵送損失的增大而較大程度地惡化。然而，與使用傳統方法時相比，提高了內燃機的運行負荷，并因此使濃燃燒穩定。