用于内燃机的控制方法和控制设备的制作方法

专利名称：用于内燃机的控制方法和控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的控制方法，其基于发动机运行状态控制进气 阀和排气阔的阀正时和进气阀的阀打开持续时间，更具体地涉及当发动机 的运行状态处于过渡时的用于内燃机的控制方法。本发明还涉及用于内燃 机的控制设备。
背景技术：
通常的用于车辆的内燃机包括可变阀正时机构，其用于基于发动机运 行状态改变进气阀和排气阀的阔正时以提高发动机输出和排气性能。该机 构通过改变凸轮轴相对于内燃机的曲轴的相对旋转角度而改变进气阀和排 气阀的阀正时。
已经提出了一种可变阀打开持续时间机构，其根据发动机运行状态改 变进气阀的阀打开持续时间(从每个进气阀打开时到当进气阀关闭时的曲
轴角度)(例如，日本公开专利公报No. 2001-263015)。利用配备有该机 构的内燃机，通过改变进气阀的阀打开持续时间而调节吸入发动机燃烧室 的空气量。而且，通过改变进气阀的阀打开持续时间来调节吸入空气量允 许将进气节流阀的开度设定成尽可能大，因而，降低了泵送损失。
由于进气/排气阀的阀正时和进气阀的阀打开持续时间是根据发动机运 行状态来控制的，所以根据发动机的运行状态可以适当地设定进气/排气阀 的阀重叠量。由于内部EGR量、泵送损失或者发动机燃烧状态随着阀重 叠量变化而显著变化，所以当发动机运行时期望适当地控制阀重叠量。
可变阀正时机构和可变阀打开持续时间机构的操作存在预定的响应延 迟。因而，这些机构的控制目标值和实际值之间发生暂时的偏离。因而， 在其中这些机构的控制目标值与实际值彼此一致的稳定运行状态过程中， 当控制目标值根据发动机运行状态的变化而改变时，内燃机的运行状态进
入到其中这些机构的控制目标值与实际值偏离的过渡状态。接着，在经过 预定时间段之后内燃机的运行状态再次进入稳定的运行状态。当独立控制 进气/排气阀的阀正时和进气阀的阀打开持续时间时，当发动机的运行状态 处于过渡时发生以下问题。
艮卩，当内燃机从稳定运行状态进入到过渡运行状态时，控制进气/排气 阀的阀正时和进气阀的阀打开持续时间，使得控制目标值和实际值一致。 然而，此时，阀重叠量会被控制为对处于过渡中的发动机运行状态不适合 的量。更具体地，如图7A至图7C所示，例如，当发动机运行状态从其中
将阀重叠量期望地设定成尽可能小(图7A)的状态进入到不同的状态 (图7C时)时，如果相应地控制进气/排气阀的阀正时和进气阀的阀打开 持续时间，则阀重叠量会暂时增大(图7B)。当阀重叠量无法预期地增 大时，内部EGR被过度地进行，导致了发动机燃烧恶化。如上所述，当 发动机的运行状态处于过渡时，每次阀重叠量会被控制为对发动机运行状 态是不适合的量。因而，尽管是暂时的，会对发动机运行产生不利影响。
为了避免对发动机的运行产生不利影响，例如可以将进气/排气阀的阀 正时和进气阀的阀打开持续时间控制，使得当发动机的运行状态处于过渡 时将不是不适合的。然而，当仅采用该方法时，尽管适当地控制阀重叠 量，但是没有迅速地消除进气/排气阀的阀正时和进气阀的阀打开持续时间 的实际值和控制目标值之间的偏离。

发明内容
因而，本发明的目的是提供一种用于内燃机的控制方法，当发动机的 运行状态处于过渡时，该控制方法以适合内燃机的运行状态的方法控制进 气/排气阀的阀正时和进气阀的阀打开持续时间，本发明还提供一种用于内 燃机的控制设备。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于内燃机的控制方法，该方法 基于内燃机的运行状态控制进气阀和排气阀的阔正时和进气阀的阀打开持 续时间。该控制方法包括执行绝对值控制，其中，当发动机负荷在高负荷 区域中时，对进气阔和排气阀的阀正时和进气阀的阀打开持续时间的实际
值进行控制，以与基于内燃机的运行状态设定的相应目标值一致。该控制 方法还包括执行相对值控制，其中，当发动机负荷在低负荷区域中时，对 进气阀和排气阀的阀重叠量的实际值进行控制，以与基于目标值获得的目 标阀重叠量一致。
进一步，本发明提供一种用于内燃机的控制设备，控制设备基于内燃 机的运行状态控制进气阀和排气阀的阀正时和进气阀的阀打开持续时间。 该设备包括第一控制单元，其执行绝对值控制，其中，当发动机负荷在高 负荷区域中时，对进气阀和排气阀的阀正时和进气阔的阀打开持续时间的 实际值进行控制，以与基于内燃机的运行状态设定的相应目标值一致。第 二控制单元执行相对值控制，其中，当发动机负荷在低负荷区域中时，对 进气阀和排气阀的阀重叠量的实际值进行控制，以与基于目标值获得的目 标阀重叠量一致。


图1是图示本发明的一个实施例应用到其的内燃机的示意结构图； 图2是示出了基于对进气可变阀正时机构的致动的进气阀的阀正时的 变化的曲线图3是示出基于对工作角可变机构的致动的进气阀的阀打开持续时间
的变化的曲线图4是示出了进气阀和排气阀的位移的 一个示例的曲线图5是图示内燃机工作区域的示意图6是示出了目标值计算程序的具体程序的流程图；和
图7A至图7C是示出根据传统控制方法进气阀和排气阀的位移的一个
示例的曲线图。
具体实施例方式
现在，将描述本发明的一个实施例。
图1示出了根据优选实施例的控制方法应用到其的内燃机10的示意 结构。室20 (仅仅示出一个燃烧室)。每个燃烧
室20限定在一个气缸。发动机10还具有喷射器22、点火火花塞、进气阀 30、活塞24和排气阀32，每个对应于燃烧室20中的一个。以下，将仅仅 一组燃烧室20、喷射阀、点火火花塞、进气阀30、活塞24和排气阀32 作为所有燃烧室20、喷射阀、点火火花塞、进气阀30和排气阀32的代表 来主要论述。
如图l所示，内燃机IO包括设置有节流机构14的进气通道12。节流 机构14包括节流阀16和节流阀电动机18。节流阀电动机18控制节流阀 16的开度(节流开度TA)，由此调节通过进气通道12吸入到燃烧室20 的空气量。进气通道12设置有喷射器22。喷射器22将燃料喷射到进气通 道12。
在内燃机10的燃烧室20中，包括吸入空气和所喷射的燃料的空燃混 合物被点燃并燃烧。燃烧使活塞24往复运动，使得曲轴26旋转。在燃烧 之后，空燃混合物作为废气从燃烧室20排出到排气通道28。
在内燃机10中，通过打开或者关闭进气阀30来选择性将进气通道12 和燃烧室20连接和断开，而通过打开或者关闭排气阀32来选择性将燃烧 室20和排气通道28连接和断开。另外，随着曲轴26的旋转传递到的进气 凸轮轴34的旋转而选择性打开和关闭进气阀30，而随着曲轴26的旋转传 递到的排气凸轮轴36的旋转而选择性打开和关闭排气阀32。
进气凸轮轴34设置有进气可变阀正时机构38。进气可变阀正时机构 38调节进气凸轮轴34相对于曲轴26的旋转角度(曲轴角度)的相对旋转 角度来将进气阀30的阀正时VTi提前或者延迟。通过例如控制通过诸如 液压控制阀的致动器40施加到机构38的油压来致动进气可变阀正时机构 38。图2示出了基于进气可变阀正时机构38的致动的进气阀30的阀正时 的变化。如从图2明显可见，当改变阀正时VTi时，在将进气阀30的阀 打开持续时间VLi (从进气阀30被打开时到进气阀30关闭时的曲轴角 度)保持为一定的值的同时，将进气阀30的阀打开正时和阀关闭正时提 前或者延迟。换言之，进气阀30的阀打开持续时间VLi对应于以进气阀 30保持打开时曲轴旋转的角度测得的时间长度。
排气凸轮轴36设置有排气可变阀正时机构42。排气可变阀正时机构 42调节排气凸轮轴36相对于曲轴角度的相对旋转角度，以将排气阀32的 阀正时VTe提前或者延迟。通过例如控制通过诸如液压控制阀的致动器 44施加到机构42的油压来致动排气可变阀正时机构42。另外，当通过致 动排气可变阀正时机构来改变排气阀32的阀正时VTe时，类似于上述进 气阀30的变化方式，在将排气阀32的阀打开持续时间VLi保持为一定的 值的同时，将排气阀32的阀打开正时和阀关闭正时提前或者延迟。
可变阀打开持续时间机构46设置在进气凸轮轴34和进气阀30之间。 可变阀打开持续时间机构46根据发动机运行状态可变地设定进气阀30的 阀打开持续时间VLi，并且通过控制诸如电动机的致动器48来致动可变阀 打开持续时间机构46。在图3示出了基于可变阀打开持续时间机构46的 致动的进气阀30的阀打开持续时间VU的变化。从图3明显可见，通过 致动可变阀打开持续时间机构46，进气阀30的阀打开持续时间VLi与升 程同步变化。例如，随着阀打开持续时间VLi减小，升程也减小。当阀打 开持续时间VLi增大时，进气阀30的阀打开正时和阀关闭正时的时间间 隔增大，即进气阀30的阀打开时间段增大。
内燃机10包括电子控制单元50，其包括例如微计算机。电子控制单 元50用作第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，其从检测内燃 机10的运行状态的各种类型的传感器接收检测信号。各种类型的传感器 包括例如用于检测曲轴26的旋转速度(发动机旋转速度)的曲轴传感 器、用于检测加速踏板(未示出)的下压量的加速踏板传感器和用于检测 流经进气通道12的吸入空气量的吸入空气量传感器。而且，各种类型的 传感器包括用于检测进气阀30的阀正时VTi的位置传感器、用于检测排 气阀32的阀正时VTe的位置传感器、和用于检测由可变阀打开持续时间 机构46设定的进气阀30的阀打开持续时间的阀打开持续时间传感器。
电子控制单元50基于来自各种类型的传感器进行各种类型的计算， 并且基于所计算的结果，执行诸如致动进气可变阀正时机构38、排气可变 阀正时机构42和可变阀打开持续时间机构46的发动机控制。
在内燃机10中，随着节流阀开度TA增大和进气阀30的阀打开持续
时间VLi增大，吸入空气量增大。因而，在优选实施例的发动机控制中， 基本上控制对节流阀机构和可变阀打开持续时间机构46的致动，使得在
其中目标吸入空气量较大的高负荷区域，节流阀开度TA增大，并且进气 阀30的阀打开持续时间VLi增大。
而且，在优选实施例的发动机控制中，如图4示出进气阀30和排气 阀32的变化的一个示例，控制对进气可变阀正时机构38和可变阀打开持 续时间机构46的致动，使得在其中进气阀30的阀打开持续时间VLi较小 的低负荷区域将进气阀30的阀正时VTi提前。该原因如下。
如果仅仅将进气阀30的阀打开持续时间VLi减小，而不改变进气阀 30的阀正时VTi，则进气阀30的阀打开正时不期望地延迟(参见图3)。 而且，当进气阀30的阀打开正时是在相对于上死点的角度延迟侧时，在 从活塞24已经经过上死点时直到进气阀30打开时的时间段期间，活塞24 向下运动，进气阀30和排气阀32关闭。这造成了损失。因而，在发动机 控制中，进气阀30的阀打开持续时间VLi越小，阀正时VTi就延迟越 大，使得将进气阀30的阀打开正时设定成尽可能抑制该损失的发生或者 增大。
在优选实施例中，限定了发动机运行区域。根据该区域以不同的方式 控制对节流阀机构14、进气可变阀正时机构38、排气可变阀正时机构42 和可变阀打开持续时间机构46进行致动。如图5所示，将四个区域限定 为发动机运行区域，四个区域包括作为高负荷区域的区域A、作为高速和 低负荷区域的区域B、作为低速和低负荷区域的区域C和作为低速和低负 荷区域的更低的低负荷区域的区域D。区域A、 B、 C和D根据发动机旋 转速度和目标吸入空气量Tga限定，这将在以下进行描述。
以下将参照图6的流程图描述用于控制对机构14、 38、 42、 46进行 致动的程序。
在图6的流程图中示出的一系列处理表示用于计算节流阀开度TA、 阀正时VTi、 VTe和阀打开持续时间VLi的目标值的具体程序，并且该程 序由电子控制单元50以预定的间隔执行。
首先，以下将描述用于在区域A中控制致动的程序。
当发动机负荷较高时，吸入空气的流动速率较高，在排气冲程中留在
燃烧室20和排气通道28中的废气不容易回流到进气通道12，即不容易发 生内部EGR。因而，即使改变进气阀30和排气阀32的阀重叠量，排气特
性和燃料效率不会显著改变。因而，在此情况下，考虑到提高发动机的输 出，优选地使阀正时VTi、 VTe和阀打开持续时间VLi与其目标值一致，
而不是准确地控制阀重叠量使其与其目标值一致。
在这个方面上，在作为高负荷区域的区域A中执行用于使阀正时 VTi、 VTe和阔打开持续时间VLi与其目标值一致的控制(绝对值控 制)。
以下将描述用于计算区域A中目标值的具体程序。
如图6所示，首先基于加速踏板的下压量和发动机旋转速度计算吸入 空气量的目标值(目标吸入空气量Tga)。然后，基于目标吸入空气量 Tga，计算节流阀开度TA、阀正时VTi、 VTe和阀打开持续时间VLi的目 标值(目标节流阀开度Tta、目标阀正时Tvti、 Tvte、目标阀打开持续时间 Tvli)(歩骤S100)。在步骤S100的处理中，将使内燃机IO在内燃机10 的运行状态几乎不变化(当发动机10处于稳定运行状态)时适当运行的 值计算为目标值。
此时，由于由目标吸入空气量Tga和发动机旋转速度确定的发动机运 行区域是区域A (在步骤S200中的"是")，电子控制单元50结束当前 程序。
因而，在区域A中，根据在步骤S100中计算的目标值控制对机构 14、 38、 42、 46进行致动，随之控制节流阀开度TA、阀正时VTi、 VTe 和阀打开持续时间VLi。因而，当内燃机IO进入过渡运行状态时，节流阀 开度TA、阀正时VTi、 VTe和阀打开持续时间VLi与其目标值(目标节 流阀开度Tta、目标阀正时Tvti、 Tvte、目标阀打开持续时间Tvli)的偏离 迅速地消除，因而提高了发动机的输出。
接着，将描述用于在区域B中控制致动的程序。
当发动机负荷较高时，将目标阀正时Tvti和目标阀正时Tvte设定成 增大充气效率以确保发动机输出。另外，将进气阀30的阀打开持续时间
VLi设定成比较大的值，以将尽可能多的吸入空气供应到燃烧室20。
在此状态下，当发动机10从高负荷状态进入到减速状态时，将目标
阀正时Tvti逐渐提前，并且将进气阀30的阀打开持续时间VLi减小。当 发动机10从高负荷状态进入减速状态时，内燃机10的运行区域在区域B 中。
此时，当延迟改变阀正时VTi并且在改变阀正时VTi之前减小进气阀 30的阀打开持续时间VLi时，阀重叠量减小超过必要的程度。这在燃烧室 20中产生大的负压。结果，负压使燃烧室外的润滑剂的一部分进入燃烧室 20，导致了润滑油的消耗增大和润滑剂被燃料稀释。而且，此时，由于进 气阀30的阀打开正时延迟达对应于改变阀正时VTi的延迟量，吸入空气 流入燃烧室20的流动速率增大，使得燃料室20中的进气温度增大。这会 引起爆震。
在这个方面上，在区域B中，将要减小的改变进气阀30的阀打开持 续时间VLi的速率设定成比在通常状态下(更具体地，当执行绝对值控制 时)要低。这抑制了阀重叠量减小超过必要的程度，并且抑制了进气阀30 的阀打开正时比在通常的状态下延迟更大，因而抑制了润滑剂的消耗增大 和稀释，或者抑制了爆震的发生。
当减小改变进气阀30的阀打开持续时间VLi的速率时，抑制了诸如 由于负压的产生而引起的不利影响。然而，另一方面，由于阀打开持续时 间VLi保持较大的值的时间比通常状态的长，泵送损失减小了相应的量， 并且不会获得足够的减速感。因而，在优选实施例中，当减小改变阀打开 持续时间VLi的速率时，节流阀开度TA同时减小。这增大了泵送损失， 并且确保了减速感。另外，减小吸入空气量的速率可以减慢这样的量，其 对应于进气阀30的阀打开持续时间VLi比在通常状态下变大了的量。然 而，通过减小节流阀开度TA抑制了减小吸入空气量的速率变慢。
以下将描述用于计算区域B中的目标值的具体程序。
如图6所示，在用于计算目标值的程序中，首先计算目标节流阀开度 Tta、目标阀正时Tvti、 Tvte和目标阀打开持续时间Tvli (步骤SIOO)。
此后，在区域B中(在步骤S200中为"否"、在S300中为
"是")，基于目标阀正时Tvti和阀正时VTi之间的差值AVTi通过映射 图计算来计算目标阀打开持续时间Tvli的校正因子Kvli和目标节流阀开度 Tta的校正因子Kta (步骤S302)。
随着阀正时VTi相对于目标阀正时Tvti延迟，更大的值(换言之，增 大目标值阀打开持续时间Tvli和减小改变阀打开持续时间VLi的速率的 值)计算为校正因子Kvli。用于校正因子Kvli的计算映射图表示优化阔重 叠量的校正因子Kvli和差值AVTi之间的关系。该关系从实验结果获得。 另外，随着阀正时VTi相对于目标阀正时Tvti延迟，更大的值(换言之， 减小目标节流阀开度Tta的值)计算为校正因子Kta。用于校正因子Kta的 计算映射图表示能够获得足够减速感的校正因子Kta和差值AVTi之间的 关系。该关系从实验结果获得。
然后，将通过将校正因子KvU加上目标阀打开持续时间Tvli获得的值 设定为新的目标阀打开持续时间Tvli (步骤S304)，并且将从目标节流阀 开度Tta减去校正因子Kta获得的值设定为新的目标节流阀开度Tta (步骤 S306)。此后，电子控制单元50结束当前程序。
接着，将描述用于作为第一低负荷区域的区域C中的控制致动的程序。
当发动机在其中发动机负荷比较低的运行区域中时，由于吸入空气的 流动速率低而容易发生内部EGR。适合地控制内部EGR的量净化了废气 并且提高了燃料效率。
因而，在其中发动机负荷比较低的区域C中，通过执行用于使阀重叠 量与其目标值一致的控制(相对值控制)来调节内部EGR量。
可通过改变进气阀30的阀正时VTi和阀打开持续时间VLi以及排气 阀32的阀正时VTe的至少一者来调节阀重叠量。然而，尽管通过改变排 气阀32的阀正时VTe几乎不改变吸入空气量，但是通过改变进气阀30的 阀正时VTi或者阀打开持续时间VLi不期望地改变了吸入空气量。因而， 在区域C中，通过改变排气阀32的阀正时VTe (这不改变吸入空气量) 来调节阀重叠量。
将描述用于计算在区域C中的目标值的具体程序。
如在图6中所述，在用于计算目标值的程序中，首先计算目标节流阀
开度Tta、目标阀正时Tvti、 Tvte和目标阀打开持续时间Tvli (步骤 S100)。
此后，在区域C中(在步骤S200中为"否"、在S300中为 "否")，基于目标阀正时Tvti和阀正时VTi之间的差值AVTi和目标阀 打开持续时间Tvli和阀打开持续时间VLi之间的差值AVLi通过映射图计 算来计算目标阀正时Tvte的校正因子Kvte (步骤S402)。
阀打开持续时间VLi相对于目标阀打开持续时间Tvli越小，并且阀正 时VTi相对于目标阀正时Tvti越延迟，则更大的值(换言之，延迟排气阀 32的阀正时VTe的值)计算为校正因子Kvte。用于校正因子Kvte的计算 映射图表示将阀重叠量调节到适当量的差值AVTi、 AVli和校正因子Kvte 之间的关系。该关系从实验结果获得。术语"适当的量"是指基于在步骤 S100中获得的目标值(目标值正时Tvti、 Tvte和目标阀打开持续时间 Tvli)确定的阀重叠量(目标阀重叠量)。
然后，将通过将校正因子Kvte加上目标阀正时Tvte获得的值设定为 新的目标阀正时Tvte (步骤S404)。在那之后，由于发动机工作区域在区 域C (步骤S500中的"否")，电子控制单元50结束当前程序。
如上所述，在区域C中，执行相对值控制。在相对值控制中，与执行 绝对值控制的情况相比，阀正时VTi、 VTe和阀打开持续时间VLi与其目 标值Tvti、 Tvte、 Tvli之间的偏离比较明显。然而，由于适当控制阀重叠 量和内部EGR量，废气被净化，并且燃料效率得到提高。
接着，将描述用于在作为第二低负荷区域的区域D中控制致动的程序。
在区域D中，执行的控制基本上与在区域C中执行的相对值控制相 同。即，根据差值AVTi、 AVLi改变排气阀32的阀正时VTe以使实际阀
重叠量与目标阀重叠量一致。
然而，在区域D中执行的相对值控制中，如果偏离大于目标阀重叠量 和实际阀重叠量之间的预定量，则除了改变阀正时VTe之外，还改变进气 阀30的阀打开持续时间VLi。
改变进气阀30的阀打开持续时间VLi的原因如下。
流经节流阀16的吸入空气量基本上随着节流阀16的上游部分处的压 力和节流阀16的下游部分处的压力之间的差值增大而增大。然而，当在 节流阀开度TA—定的条件下节流阀16的下游部分处的压力减小时，如果 上游部分与下游部分的压力比率(下游压力/上游压力)变得低于临界压力 比率，则流经节流阀16的吸入空气量停止增大。临界压力比率是其中流 经节流阀16的吸入空气的流动速率达到声速的压力比率。
当节流阀开度TA较小时，可能发生其中压力比率变得低于临界压力 比率的情况。在优选实施例中，这样的情况在区域D中发生，区域D是其 中在低负荷区域中发动机负荷特别低的区域(低负荷范围)。因而，在区 域D中，不像区域C，即使改变进气阀30的阀打开持续时间VLi，吸入 空气量几乎不改变。因而，出于改变吸入空气量的目的没有调节进气阀30 的阀打开持续时间VLi，并且即使改变阀打开持续时间VLi，发动机旋转 速度也不变化。
另外，由于区域D是其中发动机负荷较低的运行区域，当增大内部 EGR量时燃烧状态容易变得不稳定。因而，优选地尽可能避免阀重叠量不 必要的增大。
考虑这样的实际情况，在区域D中，如相对值控制那样，除了改变排 气阀32的阀正时VTe之外，还改变进气阀30的阀打开持续时间VLi。因 而，在尽管根据差值AVTi、 AVLi改变排气阀32的阀正时VTe但是不必 增大阀重叠量的情况下，阀重叠量迅速减小。
将描述用于计算在区域D中的目标值的具体程序。
如图6所示，在用于计算目标值的程序中，首先计算目标节流阀开度 Tta、目标阀正时Tvti、 Tvte和目标阀打开持续时间Tvli (步骤S100)。 此后，由于发动机运行状态是在区域D (步骤S200中的"否"，步骤 S300中的"否")，计算目标阀正时Tvte的校正因子Kvte (步骤 S402)，并且将通过将校正因子Kvte加上目标阀正时Tvte获得的值设定 为新的目标阀正时Tvte (步骤S404)。
在区域D中(步骤S500中的"是")，在目标阀重叠量和实际阀重
叠量之间的差值AOV大于或者等于预定值的条件下(步骤S502中的 "是")，改变进气阀30的阀打开持续时间VLi (改变处理)。从每次的 阀正时VTi、 VTe和阀打开持续时间VLi获得实际阀重叠量。预定值是通 过与差值AOV比较来准确地判定燃烧状态变得不稳定的可能性的值，并 且是基于实验结果设定的。
在改变处理中，更具体地，通过映射图计算基于目标阀正时Tvte和阀 正时VTe之间的差值AVTe计算校正因子Kvli (步骤S504)，并且将通 过从目标阀打开持续时间Tvli减去校正因子Kvli获得的值设定为新的目标 阀打开持续时间Tvli (步骤S506)。随着阀正时VTe相对于目标阀正时 Tvte延迟，更大的值(换言之，减小进气阀30的阀打开持续时间VLi的 值)计算为校正因子KvU。用于校正因子Kvli的计算映射图表示使阀重叠 量与目标阀重叠量一致的校正因子Kvli和差值AVTe之间的关系。该关系 通过实验结果获得。
如上所述，在区域D的相对值控制中，同时改变进气阀30的阀打开 持续时间VLi。因而，与其中不改变进气阀30的阀打开持续时间VLi的区 域C相比，迅速消除了目标阀重叠量和实际阀重叠量之间的偏离，因而尽 可能抑制了发动机运行状态因内部EGR量的增大而变得不稳定。
如上述所述，优选实施例具有以下优点。
(1) 当发动机负荷在低负荷区域中时，执行相对值控制。因而，阀 重叠量和目标阀重叠量之间的偏离减小，因而适当地控制了内部EGR 量。这净化了废气，提高了燃料效率，并且进一步提高了怠速期间燃烧稳 定性。而且，当发动机负荷在高负荷区域中时，执行绝对值控制。因而， 阀正时VTi、 VTe和阀打开持续时间VLi与其目标值(TVti、 Tvte、 Tvli) 之间的偏离可靠地减小。这以适当的方式提高了发动机的输出。
(2) 当内燃机10从高负荷状态进入到减速状态时，与通常状态相比 降低了改变要减小的进气阀30的阀打开持续时间VLi的速率。因而，抑 制了阀重叠量不必要地减小，并且抑制了润滑剂消耗的增大和稀释。
(3) 当减小改变阀打开持续时间VLi的速率时，同时减小节流阀开 度TA。这确保了减速感。
(4)当发动机负荷在低负荷区域中的低负荷范围中，并且阀重叠量 和目标阀重叠量之间的差值AOV大于或者等于预定值时，执行其中除了
改变排气阀32的阀正时VTe之外还改变进气阀30的阀打开持续时间VLi 的相对值控制。因而，抑制了在低负荷范围中发动机燃烧状态因内部EGR 的增大而引起的不稳定燃烧，其中内部EGR的增大是由阀重叠量过度增 大引起的。
优选实施例可以修改如下。
在区域B中，可以省略用于减小节流阀开度TA的处理，更具体地， 用于基于差值AVTi计算校正因子Kta的处理(步骤S302—部分)和用于 基于校正因子Kta校正目标节流阀开度Tta的处理(步骤S306)。
另外，在区域B中，可以省略用于与通常状态相比减小进气阀30的 阀打开持续时间VU的速率处理，更具体地，用于基于差值AVTi计算校 正因子Kvli的处理(步骤S302 —部分)和用于基于校正因子Kvli校正目 标阀打开持续时间Tvli的处理(步骤S304)。在此情况下，首先将发动 机运行区域分成三个区域高负荷区域；低负荷区域；和低负荷区域中的 低负荷范围。根据目标吸入空气量Tga而不是根据发动机旋转速度来限定 这些区域。然后，在高负荷区域中以与区域A相同的方式、在低负荷区域 中以与区域C相同的方式以及在低负荷区域的低负荷范围中以与区域D相 同的方式，执行对机构14、 38、 42、 46的致动控制。
可以根据要求改变区域C中的相对值控制，只要适当地抑制吸入空气 量的变化和吸入空气量变化引起的不利影响就可以了。例如，可以采用其 中改变阀正时VTi或者阀打开持续时间VLi而不是改变阀正时VTe，或者 改变阀正时VTi、 VTe和阀打开持续时间VLi中的两者的控制方法。
在区域D中，可以省略用于改变阀打开持续时间VLi的程序(步骤 S502至S506)。在此情况下，在区域C和D中，可以与区域C相同的方 式执行对机构14、 38、 42、 46的致动控制。
权利要求
1.一种用于内燃机(10)的控制方法，所述方法基于所述内燃机(10)的运行状态控制进气阀(30)和排气阀(32)的阀正时(VTi、VTe)和进气阀(30)的阀打开持续时间(VLi)，所述方法特征在于执行绝对值控制，其中，当发动机负荷在高负荷区域(A)中时，对所述进气阀(30)和所述排气阀(32)的所述阀正时(VTi、VTe)和所述进气阀(30)的所述阀打开持续时间(VLi)的实际值进行控制，以与基于所述内燃机(10)的所述运行状态设定的相应目标值(Tvti、Tvte、Tvli)一致；并且执行相对值控制，其中，当所述发动机负荷在低负荷区域(C)中时，对所述进气阀(30)和所述排气阀(32)的阀重叠量的实际值进行控制，以与基于所述目标值(Tvti、Tvte、Tvli)获得的目标阀重叠量一致。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述低负荷区域(C) 是第一低负荷区域，所述方法还包括当所述发动机负荷在其中所述发动机负荷低于所述第一低负荷区域(C) 的所述发动机负荷的第二低负荷区域(D)中并且所述阀重叠量的所 述实际值和所述目标阀重叠量之间的差值(AOV)大于或者等于预定值 时，基于所述排气阀(32)的实际阀正时(VTe)，控制所述进气阔(30)的所述阀打开持续时间(VLi)，以使所述阀重叠量的所述实际值 与所述目标阀重叠量一致。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述第二低负荷区域(D) 是其中通过改变所述进气阀(30)的所述阀打开持续时间(VLO而 几乎不改变所述吸入空气量的发动机负荷区域。
7. —种用于内燃机(10)的控制设备(50)，所述控制设备(50)基 于所述内燃机(10)的运行状态控制进气阀(30)和排气阀(32)的阀正 时(VTi、 VTe)和进气阀(30)的阀打开持续时间(VLi)，所述设备(50)特征在于第一控制单元(50)，其执行绝对值控制，其中，当发动机负荷在高 负荷区域(A)中时，对所述进气阀(30)和所述排气阀(32)的所述阀 正时(VTi、 VTe)和所述进气阀(30)的所述阀打开持续时间(VLi)的 实际值进行控制，以与基于所述内燃机(10)的运行状态设定的相应目标 值(Tvti、 Tvte、 Tvli) —致；并且第二控制单元(50)，其执行相对值控制，其中，当所述发动机负荷 在低负荷区域(C)中时，对所述进气阀(30)和所述排气阀(32)的阀 重叠量的实际值进行控制，以与基于所述目标值(Tvti、 Tvte、 Tvli)获得 的目标阀重叠量一致。
8. 根据权利要求7所述的设备(50)，其特征在于 第三控制单元(50)，当所述内燃机(10)从其中执行所述绝对值控制的状态进入到减速状态(B)时，与当执行所述绝对值控制时改变所述 进气阀(30)的所述阀打开持续时间(VLi)的速率相比，所述第三控制 单元(50)将当减小所述进气阀(30)的所述阀正时(VLi)时改变所述 进气阀(30)的所述阀打开持续时间(VLi)的速率减小。
9. 根据权利要求8所述的设备(50)，其特征在于所述内燃机 (10)包括设置有进气节流阀(16)的进气通道(12)，其中当减小改变所述进气阀(30)的所述阀打开持续时间(VLi)的所述 速率时，所述第三控制单元(50)减小所述进气节流阔(16)的开度。
10. 根据权利要求7到9中任一项所述的设备(50)，其特征在于 所述第二控制单元(50)控制所述进气阀(30)的所述阀正时(VTi)和所述进气阀(30)的所述阔打开持续时间(VLi)，以与相应目 标值(Tvti、 Tvli) —致；并且其中，所述第二控制单元(50)基于所述进气阀(30)的所述阀正时(VTi)和所述进气阀(30)的所述阀打开持续时间(VLi)的控制状态控 制所述排气阀(32)的阀正时(VTe)，使得所述阀重叠量的实际值与所 述目标阀重叠量一致。
全文摘要
当发动机负荷在高负荷区域中时，执行绝对值控制，其中，将进气阀和排气阀的阀正时和进气阀的阀打开持续时间的实际值控制成与基于内燃机的运行状态设定的相应目标值一致。并且当发动机负荷在低负荷区域中时，执行相对值控制，其中，将进气阀和排气阀的阀重叠量的实际值控制成与基于目标值获得的目标阀重叠量一致。因而获得当发动机的运行状态在过渡中时对发动机的运行状态适合的用于内燃机的控制方法。
文档编号F01L13/00GK101115913SQ20068000433
公开日2008年1月30日 申请日期2006年1月23日 优先权日2005年2月8日
发明者不破直秀 申请人:丰田自动车株式会社