用于内燃机的控制设备和方法

专利名称：用于内燃机的控制设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的控制设备和方法，且特别地涉及用于控 制配备有能改变气门的打开特性的可变气门操作设备的内燃机的控制 设备和方法。
背景技术：
在日本专利公开2004-143990中披露了用于内燃机的控制设备， 该内燃机配备有构造为使得能暂停进气门和排气门的气门打开操作的 气门运行机构。以此控制设备，为防止因燃油切断时的空气流过导致 的催化剂劣化，布置为暂停多个气缸的进气门和排气门中的至少一个 气门的打开操作(即保持为关闭状态)。进一步地，以此控制设备可以布置为暂停多个气缸的进气门和排 气门的仅一个的气门打开操作，且因此通过造成泵吸损失而获得了发 动机制动的有益效果。根据此类型的控制，虽然有时当燃油切断时进 气门和排气门的一个的运行暂停以防止催化剂劣化，但仍可以保持发 动机制动的有益效果，使得可以获得减速的感觉。活塞在发动机气缸内的运行定时相互之间相对不同，且取决于例 如气缸个数、发动机类型(直列发动机还是V型发动机)、各气缸之间的 点火间隔等的因素。因此，为有效地在燃油切断期间防止空气流过催 化剂而仍保证发动机制动，希望的是从多个气缸中选择其气门的气门 打开操作必须暂停的那些气缸，选择中考虑到活塞的运行时间对于不 同的气缸是不同的这一事实。对于以上所述的控制设备未对此问题进 行关注，且因此对于实施在燃油切断期间有效地防止空气流过催化剂 而同时保证良好的发动机制动的系统仍存在未研究过的地方。发明内容本发明的目的是提供用于内燃机的控制设备和方法，在燃油切断 时它们在保证希望的发动机制动的同时也有效地抑制了催化剂劣化。本发明的第一方面涉及一种用于内燃机的控制设备，该控制设备 包括能停止进气门的打开操作的可变进气门操作设备；能停止排气 门的打开操作的可变排气门操作设备；内燃机控制装置，当燃油切断 执行条件已经成立时该控制设备对内燃机的多个气缸进行燃油切断。 所述控制设备包括进气门控制装置，当该燃油切断执行条件已经成 立时，该进气门控制装置控制该可变进气门操作设备，以便至少将排 气门未保持在关闭状态的气缸的进气门保持在关闭状态；和排气门控 制装置，当燃油切断执行条件已经成立时，该排气门控制装置控制该 可变排气门操作设备，以便将至少一对气缸的排气门保持在打开状态， 所述一对气缸中的气体随着活塞操作而在所述一对气缸之间通过排气 通道来回流动。根据第一方面的控制设备，通过利用气体在其间通过排气通道来 回流动的至少一对气缸，且通过进行在至少此对气缸之间的气体交换， 使得可以在燃油切断期间有效地产生泵吸损失，同时抑制空气流出到 催化剂。因此，根据本发明，在燃油切断期间，可以有效地抑制催化 剂劣化同时仍保证希望水平的发动机制动。此外，也可以接受的是当所述燃油切断执行条件已经成立时， 所述可变排气门操作设备将除所述至少一对气缸之外的所有气缸的排 气门保持在关闭状态。根据此特征，对于与以上所述的至少一对气缸不同的气缸，可以 预期在燃油切断期间泵吸损失降低。此外，也可以接受的是当所述燃油切断执行条件已经成立时， 所述可变排气门操作设备将所述发动机的所有气缸的进气门保持在关 闭状态。根据此特征，对于与以上所述的至少一对气缸不同的气缸，可以 预期在燃油切断期间泵吸损失降低。此外，也可以接受的是所述可变排气门操作设备被多个气缸共 同使用，且包括排气凸轮轴，该排气凸轮轴包括排气凸轮和驱动装置， 所述排气凸轮将所述至少一对气缸的排气门置于打开状态，所述驱动 装置驱动排气凸轮轴；且在所述至少一对气缸的排气门处于打开状态 的状态下，所述驱动装置能够停止所述排气凸轮轴。根据此特征，可以通过利用结构简单的其中多个气缸具有共同的 排气凸轮轴的可变排气门操作设备在燃油切断期间有效地抑制催化剂 劣化而仍保证希望的发动机制动水平。此外，也可以接受的是为使进气门控制装置或排气门控制装置 关闭，在执行条件已经成立后，当所述气缸的活塞在位于它的上止点 和它的下止点之间的大致中间位置处时，至少一个其进气门和排气门 在燃油切断期间完全关闭的气缸的进气门和排气门中的一个关闭。根据此特征，当交替地压縮和膨胀燃烧室内的气体的冲程在执行 燃油切断期间重复时，可以保证燃烧室内的气体压力(充入的气体量) 在进气门和排气门关闭时是适合的，使得可以将曲轴的工作量的峰值 抑制到最小极限。此外也可以接受的是所述排气门控制装置包括气缸检测装置， 该气缸检测装置在所述燃油切断执行条件已经成立的时间点检测不处 于进气冲程或压縮冲程的至少一对气缸；且所述排气门控制装置控制所述可变排气门操作设备，以便将己经检测到的所述至少一对气缸中 的每个气缸的排气门保持在打开状态。根据此特征，在燃油切断执行条件成立后可以可靠地进一步抑制 空气流出到催化剂。此外，也可以接受的是进一步包括检测所述内燃机的温度状态 的发动机温度检测装置；检测用于起动所述内燃机的起动要求的起动 要求检测装置；和暖起动装置，当在所述内燃机处于暖状态期间检测 到所述起动要求时，该暖起动装置从排气门处于打开状态的气缸起动 燃烧。根据此特征，当发动机暖时已经发出起动要求时，可以抑制开始 燃烧的气缸的压縮温度的不适当上升，使得可以防止发生爆震。此外，也可以接受的是进一步包括检测内燃机的温度状态的发 动机温度检测装置；检测用于起动内燃机的起动要求的起动要求检测 装置；和冷起动装置，当在所述内燃机处于冷状态期间检测到所述起 动要求时，该冷起动装置从进气门和排气门都处于关闭状态的气缸起 动燃烧。根据此特征，当发动机冷时已经发出起动要求时，可以在开始燃 烧的气缸的压縮温度已经升高到适当的温度后起动燃烧，使得可以抑 制HC的产生。此外，可以接受的是进一步包括燃油喷射阀，该燃油喷射阀将 燃油直接喷射到所述内燃机的燃烧室中；燃油预喷射装置，在所述冷 起动装置起动所述内燃机之前的时间点，该燃油预喷射装置控制所述 燃油喷射阔，以预先将燃油喷射到进气门和排气门都处于关闭状态的 气缸中；和点火防止装置，该点火防止装置防止在进气门和排气门都处于关闭状态的气缸中点火，直至所述冷起动装置起动所述内燃机。根据此特征，可以在进气门和排气门都处于关闭状态的气缸内已 经预先充分混合燃油和空气后起动燃烧，使得能以更满意的方式起动 燃烧。本发明的第二方面涉及用于内燃机的控制设备，该控制设备包括 能停止进气门的打开操作的可变进气门操作设备和能停止排气门的打 开操作的可变排气门操作设备，并且当燃油切断执行条件已经成立时 该控制设备对多个气缸进行燃油切断。该控制设备包括进气门控制 装置，当该燃油切断执行条件已经成立时，该进气门控制装置控制该 可变进气门操作设备，以便将排气门未保持在关闭状态的气缸的进气 门保持在关闭状态；和排气门控制装置，在所述排气门的初始气门打 开间隔之后，当所述燃油切断执行条件成立时，该排气门控制装置控 制所述可变排气门操作设备，以便将不处于进气冲程或压縮冲程的至 少一对气缸的排气门保持在关闭状态。此外也可以接受的是在从所述燃油切断执行条件成立时起已经 经过预定时间段之后，排气门控制装置控制可变气门操作设备以将所 有气缸的排气门保持在关闭状态。根据此特征，当进行燃油切断且有效地抑制空气流过催化剂而仍 保证良好的发动机制动时，可以避免流过催化剂的空气量不希望地超 过一定值。本发明的第三方面涉及用于控制内燃机的方法，该内燃机在燃油 切断执行条件已经成立时对多个气缸进行燃油切断。该方法包括如下 步骤当该燃油切断执行条件已经成立时控制进气门，以便将排气门 未保持在关闭状态的气缸的进气门保持在关闭状态；以及当燃油切断 执行条件已经成立时，控制排气门操作设备，以便将至少一对气缸的排气门保持在打开状态，所述一对气缸中的气体随着活塞操作而在所 述一对气缸中通过排气通道来回流动。本发明的第四方面涉及一种用于控制内燃机的方法，该内燃机在 燃油切断执行条件已经成立时对多个气缸进行燃油切断。该方法包括 如下步骤当该燃油切断执行条件已经成立时控制进气门，以便将排 气门未保持在关闭状态的气缸的进气门保持在关闭状态；以及在所述 排气门的初始气门打开间隔之后，当所述燃油切断执行条件成立时控 制排气门，以将不处于进气冲程或压縮冲程的至少一对气缸的排气门 保持在关闭状态。本发明的第五方面涉及用于内燃机的控制设备。控制设备包括 能停止进气门的打开操作的可变进气门操作设备；能停止排气门的打开操作的可变排气门操作设备；进气门控制装置，当该燃油切断执行条件已经成立时，该进气门控制装置控制该可变进气门操作设备，以便至少将排气门未保持在关闭状态的气缸的进气门保持在关闭状态； 和排气门控制装置，当燃油切断执行条件已经成立时，该排气门控制 装置控制该可变排气门操作设备，以便将至少一对气缸的排气门保持 在打开状态，所述一对气缸中的气体随着活塞操作而在所述一对气缸 之间通过排气通道来回流动。本发明的第六方面涉及用于内燃机的控制设备。该控制设备包括能停止进气门的打开操作的可变进气门操作设备；能停止排气门的打 开操作的可变排气门操作设备；进气门控制装置，当该燃油切断执行 条件已经成立时，该进气门控制装置控制该可变进气门操作设备，以气门控制装置，在所述排气门的初始气门打开间隔之后，当所述燃油 切断执行条件已经成立时，该排气门控制装置控制所述可变排气门操 作设备，以便将不处于进气冲程或压縮冲程的至少一对气缸的排气门 保持在关闭状态。


本发明的前述和进一步的对象、特点和优点将从如下的描述和优 选实施例中参考附图更清楚，其中类似的数字用于代表类似的元件， 且其中图1是示出了根据本发明的第一实施例的内燃机系统的示意性结 构视图；图2是示出了用于在图1中示出的进气门之一的可变运行设备的 结构的外透视图；图3是示出了沿其轴向方向观察的进气凸轮轴的侧视图，以解释 在图2中示出的进气凸轮的相互位置关系；图4是示出了用于在图1中示出的排气门之一的可变运行设备的 结构的外透视图；图5是示出了如沿其轴向方向观察的排气凸轮轴的侧视图，以解 释在图4中示出的排气凸轮的相互位置关系；图6是用于解释使用在本发明的此第一实施例中的进气门和排气 门的打开和关闭定时设定的图；图7是示意性地示出了基于图6中示出的设定的其中所有发动机 气缸的进气门都保持在关闭状态的情形的垂直截面视图；图8A和图8B是示意性地示出了类似地基于图6中示出的设定的 其中弁l气缸和#2气缸的排气门保持在关闭状态而#3气缸和#4气缸的 排气门处于具有预定相等的升程量的静止状态的情形的垂直截面视 图；图9A和图9B示出了在本发明的第一实施例中执行的程序的流程图；图10是用于解释在本发明的第二实施例中使用的进气门和排气 门打开和关闭定时设定的图；图IIA和图IIB示出了在本发明的第二实施例中执行的程序的流程图；图12是用于解释在本发明的第三实施例中的进气门和排气门打开和关闭定时设定的图；图13A和图13B示出了在本发明的第三实施例中执行的程序的流 程图；和图14是在本发明的第四实施例中执行的程序的流程图。
具体实施方式
图1是示出了根据本发明的第一实施例的内燃机系统的示意性结 构视图。在图1中，内燃机10是四缸直列发动机。活塞12设置在此 内燃机10的气缸内且活塞12在气缸内往复运动。且燃烧室14限定在 活塞12的冠部部分的上方，位于内燃机10的气缸内。此外，进气通 道16和排气通道18与燃烧室14连通。节气门20设置在进气通道16内。且在此节气门20附近提供了检 测了节气门开度TA的节气门传感器22和由行进到完全关闭状态的节 气门20开启的怠速开关24。此外，用于净化排气的催化剂26提供在 排气通道18内。将燃油直接喷射到燃烧室14内(即喷射到发动机气缸内)的燃油喷 射阀28设置到内燃机10。应理解的是此燃油喷射阀28可以替代地是 将燃油向进气通道16喷射的燃油喷射阀。进一步地，火花塞30装配 到内燃机IO。此外，内燃机IO还配备有驱动进气门32的进气门操作 设备34和驱动排气门36的排气门操作设备38。在图1中示出的系统结合有ECU(电子控制单元)40。除以上所述 的节气门位置传感器22等之外，多种传感器也连接到ECU40，例如检 测发动机转速的曲柄角传感器42和凸轮角传感器(在图中未示出)。进 一步地，以上所述的燃油喷射阀28、火花塞30、进气门操作设备34 和排气门操作设备38也连接到ECU40。在下文中将参考图2至图5解释根据本发明的第一实施例的进气门操作设备34和排气门操作设备38。首先，图2是示出了如在图1中 以方框示出的进气门操作设备34的结构的透视图。如上所述，在图2 中示出的此进气门操作设备34是用于驱动内燃机10的进气门32的设 备。在图2中，参考符号#1至#4是内燃机10的气缸号，它们指示了 第一缸至第四缸。应理解的是有时在如下的描述中第一缸至第四缸简 单地使用符号#1至#4来参考。假定对于此内燃机10的发火次序是弁1 一#3 — #4 —#2，如对于内燃机的常规情况一样。如在图2中示出，两个进气门32设置到内燃机10的气缸的每个。 气门杆44固定到这些进气门32的每个。且气门挺柱46装配到这些气 门杆44的上端部分。在图中未示出的气门弹簧的促动力作用在每个气 门杆44上，且其进气门32在气门关闭方向上由此促动力促动。在气门挺柱46的每个的上部分上布置了相应的进气凸轮48或50。 如在图2中示出，为#1和#4气缸提供的对应于气门挺柱46的进气凸 轮指定为进气凸轮48，而为#2和#3气缸提供的对应于气门挺柱46的 进气凸轮通过指定为进气凸轮50而与进气凸轮48区分。对应于#1气 缸和#4气缸的进气凸轮48固定在进气凸轮轴52上。另一方面，对应 于#2气缸和#3气缸的进气凸轮50固定在进气凸轮轴54上，进气凸轮 轴54相对于进气凸轮轴52可同轴旋转。换言之，在图2中示出的结构中，相同的进气凸轮轴用于发火定 时相差正好360度CA(曲柄角)的每对中的气缸(#1和#4， #2和#3)的两 个。根据此类型的结构，对于这两个进气凸轮轴(换言之，对于对应于 #1气缸和#4气缸的进气凸轮轴52,和对于对应于#2气缸和#3气缸的 进气凸轮轴54)的每个可以进行独立的旋转或往复动作。应理解的是进 气凸轮轴52和进气凸轮轴54的每个可旋转地由例如在图中未示出的 气缸盖等的支承构件支承。第一从动齿轮56同轴地固定到进气凸轮轴52。第一输出齿轮58与此第一从动齿轮56啮合。此第一输出齿轮58同轴地固定在第一电机60的输出轴上。根据此结构，基于来自ECU40的指令，第一电机 60的转矩可以通过这些齿轮58和56传递到进气凸轮轴52。类似地，第二从动齿轮62同轴地固定到进气凸轮轴54。第二输 出齿轮66与此第二从动齿轮62通过中间齿轮64啮合。此第二输出齿 轮66同轴地固定在第二电机68的输出轴上。根据此结构，基于来自 ECU40的指令，第二电机68的转矩可以通过这些齿轮66、 64和62传 递到进气凸轮轴54。图3是示出了进气凸轮轴52从其轴向方向观察的侧视图，以解释 在图2中示出的进气凸轮48的详细结构。如上所述，用于#1气缸的进 气凸轮48和用于#4气缸的进气凸轮48固定在此进气凸轮轴52上。如 在图3中示出，用于#1气缸的进气凸轮48(#1)的每个具有两个具有不 同轮廓的进气凸轮表面48a和48b。这些进气凸轮表面48a的一个形成 为用作非运行表面的圆柱形基部部分，使得距进气凸轮轴52的中心的 距离恒定。且另一个进气凸轮表面48b形成为用作运行表面48的凸轮 鼻部，它具有距进气凸轮轴52的中心稳定地增加到顶点部分48c且然 后稳定地下降的距离。进一步地，类似于#1气缸的进气凸轮48，用于#4气缸的进气凸 轮48的每个也具有非运行表面48a和运行表面48b。且进气凸轮48(#1) 的顶点部分48c和进气凸轮48(存4)的顶点部分48c布置为相互在旋转方 向绕进气凸轮轴52分开180度。此外，虽然在此将省略详细解释，但 对应于弁2气缸和#3气缸的进气凸轮轴54的结构与以上所述的进气凸 轮轴52的结构相同。根据以上所述的进气门操作设备34的结构，进气凸轮轴52和54 可以通过将驱动指令提供到第一电机60和第二电机68的ECU40来旋 转地运行，使得进气凸轮轴52和54的每个连续地在一个方向被旋转地驱动。此外，ECU40可改变供给到第一电机60等的驱动指令，使得 第一电机60等的旋转方向在进气门32的气门打开操作期间反向。通 过这样的操作，使得进气凸轮轴52等可以进行往复运行。作为结果， 使得进气门操作设备34可以将进气门32的打开特性(升程量、运行角 度、气门打开间隔等)控制到任何希望的值，且此外使得进气门操作设 备34可以停止进气门32的气门打开操作且将它们保持在对应于希望 的升程量的位置(包括当活塞处于在上止点和下止点之间的大致中间位 置处时实现的零升程量)。然后，图4是示出了在图1中示出的排气门操作设备38的结构的 透视图。此排气门操作设备38是用于驱动以上所述的内燃机10的排 气门36的设备。如在图4中示出，两个排气门36提供到内燃机IO的 气缸的每个。气门杆70固定到这些排气门36的每个。气门挺柱72装 配到这些气门杆70的上端部分。在图中未示出的气门弹簧的促动力作 用在每个气门杆70上，且其排气门36连续地在气门关闭方向上由此 促动力来促动。在气门挺柱72的每个的上部分处布置了排气凸轮74。如在图4 中示出，在排气侧，对应所有发动机气缸，全部排气凸轮74以预定对 于各气缸不同的固定角度固定到单一的排气凸轮轴76。从动齿轮78同 轴地固定到此排气凸轮轴76的一个端部。且输出齿轮80与此从动齿 轮78啮合。此输出齿轮80同轴地固定在电机82的输出轴上。根据此 结构，基于来自ECU40的指令，电机82的转矩可以通过这些齿轮80 和78传递到排气凸轮轴76。图5是示出了如从其轴向方向观察的图4的排气凸轮轴76的图。 如以上所述，对于气缸#1至气缸#4的每个，排气凸轮74固定在此排 气凸轮轴76上。这些排气凸轮74的每个正如进气凸轮48—样，具有 非运行表面74a(圆柱形基部部分)和运行表面74b。且利用这些排气凸 轮74，各气缸的顶点部分74c通过沿排气凸轮轴76的旋转方向相互间隔开90度来根据内燃机10的发火次序布置，换言之根据次序#1一#3一#4一#2布置。根据以上所述的排气门操作设备38的结构，排气凸轮轴76可以 由将驱动指令提供到电机82的ECU40旋转地运行，使得排气凸轮轴 76连续地在一个方向被驱动。作为结果，可以运行排气门36使得它们 打开和关闭，且此外可以通过改变排气凸轮轴76相对于曲轴旋转的旋 转定时来改变排气门36的气门打开相位。再进一步地，也可以停止排 气门36的气门打开操作且将它们保持在对应于包括零升程量的希望的 升程量的位置处。对于内燃机，如果预定运行条件在减速等期间实现，则进行处理 以停止燃油喷射；换言之，进行燃油切断(后文中称为"F/C")。当进 行F/C时，空气流入排气通道18和催化剂26。当稀薄气体在高温下因 此流到催化剂26时，催化剂26劣化，这是不希望的。此外，在减速 期间，要求产生发动机制动以获得减速的感觉。因此，在此实施例的 系统中，在F/C期间，进气门32和排气门36的气门打开操作以图6 中示出的技术来控制，以有效地抑制催化剂26的劣化同时仍保证如希 望的发动机制动，这将在下文中描述。图6是用于解释在本发明的此第一实施例中用于进气门32和排气 门36的打开和关闭定时设定的图。在图6的例子中，通过例子示出当 #1气缸的活塞12在完成其压縮冲程后接近其上止点(也称为"压縮 TDC")时进行F/C的条件成立，且使用此例子给出解释。应理解的是， 在图6中由带有箭头符号的实线指示的时段意味着进气门32的气门打 开间隔，而由带有箭头符号的虚线指示的时段意味着排气门36的气门 打开间隔。此外，由带有箭头符号的单点划线指示的时段意味着其中 系统处于排气门36停止在其中途(partway)的气门打开位置的状态的时 段，以进行通过排气歧管在#3气缸和#4气缸之间的气体交换。根据图6中示出的设定，对于#1气缸，在初始的膨胀冲程期间当实现了进行F/C的条件后，排气门36以与正常运行期间相同的方式打 开，且排气在燃烧后排出到排气通道18。然后，在进气门32已在排气 TDC附近打开后，在随后的进气冲程期间，它们当活塞12定位在处于 上止点和下止点之间的中间位置时关闭。且随后进气门32和排气门36 保持在其关闭状态直至进行F/C的条件消除。应理解的是在随后的叙 述中，当活塞12处于在其上止点和下止点之间的中间位置时，有时也 简单地表达为"活塞12处于中间点"。当进行F/C的条件成立时，#2气缸的排气门36处于它们的气门 打开间隔的中途，且此气门打开间隔如正常情况进行。然后，在进气 门32如正常情况已打开时，进气门32在活塞12前进到其压縮冲程的 中间点的位置时关闭。且，随后进气门32和排气门36保持在其关闭 位置直至进行F/C的条件消除。当进行F/C的条件成立时，#3气缸的进气门32处于其气门打开 间隔的中途。这些进气门32在活塞12处于其压缩冲程的中间点(在此 气门打开间隔的中途达到此中间点)时关闭，且然后它们保持在关闭状 态直至进行F/C的条件终止。且在排气门36在最初的膨胀冲程中途在 进行F/C的条件成立后打开后，在使得保证排气门36的升程量等于弁4 气缸的排气门36的升程量时的排气冲程的中途的时间点处，排气门的 气门打开操作停止，直至进行F/C的条件随后消除。在#4气缸的情况中，当进行F/C的条件成立时，进气门32的气 门打开操作的定时使得在进气门32已在其正常定时处打开后当活塞12 处于中间点附近时，它们关闭且此后保持处于关闭状态直至进行F/C 的条件消除。且在排气门36在进行F/C的条件成立后在最初膨胀冲程 中途刚打开后，在使得保证排气门36的升程量等于#3气缸的排气门 36的升程量时的排气冲程的中途的时间点处，排气门的气门打开操作 停止，直至进行F/C的条件随后消除。图7示出了基于图6中示出的设定的其中所有气缸的进气门32保 持处于关闭状态的情形。根据此实施例的进气门操作设备34，通过由 ECU40驱动电机60和68停止在进气凸轮48和排气凸轮50的圆柱形 基部部分(48a)与气门挺柱46接触的状态，可以将所有气缸的进气门32 保持在关闭状态。因此，根据在图6中示出的且在上文中描述的设定， 当进行F/C的条件成立时可以保证无空气被吸入到燃烧室14内。图8A和图8B示出了其中基于在图6中示出的设定用于#1气缸和 #2气缸的排气门36保持在关闭状态的情形，同时用于#3气缸和糾气 缸的排气门36保持在预定相等升程量的静态。更具体的，图8A示出 了处于此状态的内燃机IO，而图8B是示出了在此状态下如沿其轴向方 向可见的排气凸轮轴76的图。以此实施例的结构，排气凸轮74的凸轮轮廓设定为使得在此情况 中，当由ECU40驱动的电机82处于如在图8B中示出的其中弁3气缸和 弁4气缸的排气门36同时打开的状态时，弁3气缸和弁4气缸的排气门的升程量相等。因为对于如上所述的此内燃机10，发火次序为#1一>#3 —>弁4一 >#2，因此如在图8A中示出，#1气缸和#4气缸的活塞12以180度CA 的相位差进行其向上和向下运动，#2气缸和#3气缸的活塞12也是如 此。因此，如上所述，在其中#3气缸和#4气缸的排气门36打开相同 的升程量的情况中，当#3气缸的活塞12和#4气缸的活塞12向上和向 下移动时，排气在#3气缸和#4气缸之间来回流动。即，排气在#3气缸 和#4气缸之间通过排气歧管交替地来回循环；换言之，进行了排气的 气体交换。另一方面，根据以上所述的且在图6中示出的设定，#1气缸的进 气门32和和#2气缸的进气门36都保持在完全关闭的状态。因此，在其中这些气门保持以此方式完全关闭的此时段期间，此#1气缸和#2气 缸的燃烧室14内的气体通过所进行的压縮冲程和膨胀冲程而重复地且 交替地压缩和膨胀。此外，如上所述，根据以上所述的且在图6中示出的设定，布置为当排气门36处于关闭状态且此外活塞12在上止点 和下止点之间的中间位置时关闭进气门32。因此，当燃烧室14内的气 体通过所进行的压縮冲程和膨胀冲程而重复地且交替地压缩和膨胀 时，可以保证当进气门32和36关闭时燃烧室14内的气体压力(所含有 的气体的量)是合适的，且变得可以将曲轴上的载荷量峰值抑制为最小 极限。根据以上所述的且在图6中示出的设定，对于#1气缸和#2气缸， 通过将进气门32和36保持在完全关闭状态，可以可靠地防止空气流 到催化剂26。此外，对于#3气缸和#4气缸，通过将这两个气缸(其活 塞12相反地向上和向下运动)的排气门36保持在具有相同的升程量的 打开状态，可以进行在这些气缸之间的气体交换，使得吸入其内和从 其排出的气体量具有良好的相互平衡。因此，可以在通过泵吸作用具 有良好的发动机制动的同时也有效地抑制空气流过催化剂26。图9A和图9B示出了在此第一实施例中由ECU40执行的程序的 流程图，以实现以上所述的功能。在图9A和图9B中示出的此程序中， 首先，确定(在步骤100中)是否具有进行F/C的预定条件。如果结果是 具有执行F/C的条件，则确定(在步骤102中)F/C执行标志是否为开。 如果确定了 F/C执行标志为开，则跳过随后的步骤104至120的过程 且进行步骤122的过程。另一方面，如果在以上所述的步骤102中确定F/C执行标志不是 开，换言之如果已经确定此过程循环是在F/C执行条件首先实现后开 始的第一个过程循环，则然后在F/C执行条件首先实现后第一个达到 其膨胀冲程的气缸，即更详细地在F/C执行条件首先实现后其膨胀冲 程的初始开始的预定定时首先达到的气缸被设定(在步骤104中)为弁n气缸。在此，应理解的是气缸紐、#n+l等的次序假定为对应于内燃机10的发火次序#1->#3->#4->#2->#1。然后，用于第一电机60和第二电机68中的相应的电机的驱动指 令从正常驱动指令改变(在步骤106中)，使得紐气缸的进气门32在F/C 执行条件成立后首先达到的进气冲程的中间点处关闭。更具体地讲， 在正常运行期间，基于内燃机10的运行状态，ECU40向电机60、 68 和82发出驱动指令，使得进气门32和排气门36的打开特性符合希望 的特征。换言之，在步骤106中(且同样适用于如下的步骤108至112、 116和118)，基于当具有F/C执行条件时的要求，驱动指令的类型从正 常运行期间的驱动指令改变。然后，用于相应的电机的驱动指令改变(在步骤108中)使得紐+l 气缸的进气门32在现在达到的压縮冲程的中间点关闭。然后，用于相 应的电机的驱动指令改变(在步骤110中)，使得弁n+2气缸的进气门32 在现在达到的进气冲程的中间点处关闭。且，然后用于相应的电机的 驱动指令改变(在步骤112中)，使得在具有F/C执行条件后首先达到的 压縮冲程的中间点处，紐+3气缸的进气门32关闭。然后，确定对应于以上所述的步骤104中的设定的#11气缸和#11+1 气缸是否是活塞12的运行正好相差180度CA的一对气缸。如果此确 定的结果是紐气缸和紐+1气缸对应于这样的一对气缸(S卩，对于图6 中示出的和在以上所述的设定，如果弁n气缸是#3气缸或#2气缸)，则 用于电机82的驱动指令改变(在步骤116中)，使得排气凸轮轴76在弁n 气缸和#1!+1气缸的排气门36的升程量相互相等的定时处停止。另一方面，如果在以上所述的步骤114中确定紐气缸和弁n+l气缸 不对应于这样的一对气缸(即，对于图6中示出的且以上所述的设定，如 果弁n气缸是#4气缸或#1气缸)，则电机82的驱动指令改变(在步骤118 中)使得排气凸轮轴76在弁n+l气缸和#11+2气缸的排气门36的升程量相互相等的定时处停止。且然后(在步骤120中)将F/C执行标志设为开。然后，确定(在步骤122中)F/C执行条件是否消除。如果此确定的 结果是F/C执行条件未消除，则此过程循环立即终止；而另一方面如 果确定F/C执行条件消除，则(在步骤S124中)用于电机的驱动指令返 回到正常运行期间的驱动指令，换言之，返回到基于内燃机IO的运行 状态的驱动指令。且然后F/C执行标志设为关(在步骤126中)。根据在图9A和图9B中示出的且在以上解释的程序，选择其活塞 12的运行相差正好180度CA的一对气缸，而同时具有F/C执行条件， 同时对于此对被选中的气缸，气体交换通过排气歧管进行，对于另一 对气缸，进气门32和排气门36保持完全关闭。因此，在F/C执行期 间可以有效地抑制空气流过催化剂26，同时仍保证因为泵吸作用的发 动机制动。通过此方式，在以上所述的第一实施例中，布置为使得所有气缸 的进气门32在F/C执行期间处于关闭状态。然而，也可以不必需关闭 所有气缸的进气门，同时仍抑制空气流过催化剂26;例如，在F/C执 行期间进气门应充分地保持在关闭状态，至少其排气门36不保持在关 闭状态的那些气缸的进气门32应充分地保持在关闭状态。此外，在以上所述的第一实施例中，在F/C执行期间，布置为将 与其活塞的运行正好相差180度CA的一对气缸不同的气缸的排气门 36保持在关闭状态。然而，为抑制空气流过催化剂26，也可以接受的 是将与以上所述的气缸对不同的那些气缸的进气门32或仅排气门36 保持在关闭状态。进一步地，虽然在以上所述的第一实施例中，在F/C执行期间布 置为将其活塞的运行正好相差180度CA的一对气缸的排气门36保持 在打开状态，但也可以接受的是作为此技术类型的替代进行以下描述的控制。具体的，当也装配了可变排气门操作设备时，使得能以与以 上所述的进气门操作设备34相同的方式以两个电机驱动排气凸轮轴， 也可接受的是布置为对于以上所述的在从F/C执行条件成立开始时经过了预定时间段后保持在打开状态的气缸对来关闭排气门36。如在以上所述的第一实施例中，当也通过使用以上所述的气缸对来进行气体交换时，可能发生到催化剂26的一定量的空气流动，但这将是相当小 的。根据此类型的技术，在F/C执行期间，有效地抑制了流过催化剂 26的空气，同时仍保证良好的发动机制动；换言之，可以避免流过催 化剂的空气的量不希望地超过某些固定值。应理解的是在以上所述的第一实施例中，"进气门控制装置"通过 进行以上所述的步骤100至112的处理的ECU40来执行，且"排气门 控制装置"通过进行以上所述的步骤100至104和114至118的处理的 ECU40来执行。此外，电机82对应于"驱动装置"。然后，将参考图10至图11描述本发明的第二优选实施例。此第 二实施例的系统可以通过使用以上在图1至图5中示出的硬件结构实 施，同时在ECU40中执行在图IIA至图11B中示出的且在下文中描述 的程序而作为在图9A和图9B中示出的程序的替代。图10是用于解释在本发明的第二实施例中用于进气门32和排气 门36的打开和关闭定时设定的图。利用以上在图6中描述的设定，当 进行F/C的条件成立时或刚实现之后，对于处于其压縮冲程和进气冲 程的两个气缸(在图6中示出的例子中为#3气缸和#4气缸)，其进气门 32保持在关闭状态，使得它们保持在空气充入到其燃烧室14内的状态。 因此，当此#3气缸和弁4气缸的排气门36随后打开时，可能发生的是 充入到其燃烧室14内的空气不希望地流出到催化剂26。因此，布置为使得在图10中的示出的设定在如下方面与在图6中 示出的且在以上描述的那些设定不同。即，对于#3气缸和#4气缸(其压缩冲程和进气冲程在进行F/C的条件成立时或刚实现之后达到)不进行 使其排气门36保持在打开状态以用于进气交换的控制，而是作为替代布置为将其排气门36保持在关闭状态。此外，关于#1气缸和#2气缸(其膨胀冲程和排气冲程在进行F/C 的条件成立时或刚实现之后达到)的进气门32，当停止进气门32和排 气门36时，为防止因为压縮和膨胀导致的工作量的峰值变高，对于进 气门32在活塞12的中间点附近不进行气门关闭控制，而是布置为在 进行F/C的条件成立时直接将进气门32保持为关闭状态。且此外关于 此#1气缸和#2气缸的排气门36，因为在进行F/C的条件成立时或刚实 现之后达到的膨胀冲程和排气冲程中途的气体交换，布置为进行控制 以保持这些排气门36处于打开状态。图IIA和图11B示出了在此第二实施例中由ECU40执行的程序 的流程图以实施以上所述的功能。应理解的是在图IIA和图11B中， 与在图9A和图9B中示出的步骤相同的步骤由相同的参考符号指示， 且它们的解释将被縮减或省略。在图IIA和图IIB中示出的此程序中，当将在执行F/C的条件已 实现后首先达到其膨胀冲程的气缸在此过程循环中设定(在步骤104中) 为弁n气缸后，确定(在步骤200中)#1气缸或#4气缸是否变成此紐气缸。 如果此确定的结果是#1气缸或#4气缸变成此紐气缸，则用于相应的电 机的驱动指令改变(在步骤202中)使得弁n气缸和弁n+3气缸的进气门32 保持在关闭状态。然后，用于相应的电机的驱动指令改变(在步骤204中)使得紐+l 气缸的进气门32在当前所达到的压縮冲程的中间点关闭。且然后用于 相应的电机的驱动指令改变(在步骤206中)使得#11+2气缸的进气门32 在当前达到的进气冲程的中间点处关闭。然后，用于电机82的驱动指令改变(在步骤208中)使得排气凸轮 轴76在使得紐-l气缸和紐气缸的排气门36的升程量相互相等的定时 处停止。另一方面，如果在以上所述的步骤200中确定#1气缸和#4气缸都 不是紐气缸，即如果确定弁n气缸是#2气缸或#3气缸，则用于相应的 电机的驱动指令改变(在步骤210中)使得#11气缸和#11+1气缸的进气门 32保持在关闭状态。然后，用于相应的电机的驱动指令改变(在步骤212中)使得紐+2 气缸的进气门32在当具有F/C执行条件后首先达到的进气冲程的中间 点处关闭。且然后用于相应的电机的驱动指令改变(在步骤214中)使得 紐+3气缸的进气门32在当具有F/C执行条件后首先达到的进气冲程的 中间点处关闭。然后，用于电机82的驱动指令改变(在步骤216中)使得排气凸轮 轴76在使得弁n气缸和弁n+l气缸的排气门36的升程量相互相等的定时 处停止。应理解的是如下步骤120的处理大体上与在图9A和图9B中 示出的且在以上描述的程序相同。根据在图IIA和图11B中示出的且在以上解释的程序，在F/C执 行期间，通过利用其燃烧在具有F/C执行条件前和后发生的气缸对而 通过排气歧管进行气体交换；或以另一种方式，通过利用已完成了燃 烧的气体来进行。因此，根据以上所述的程序的处理，与以上所述的 第一实施例的系统相比，可以更可靠地防止在F/C执行期间空气流出 到催化剂26。 、应理解的是，在以上所述的第二实施例中，"气缸检测装置"通过 进行以上所述的步骤104和200的处理的ECU40执行。然后，将参考图12和图13解释本发明的第三实施例。对于此第 三实施例的系统，与以上所述的第一和第二实施例的差异在于，正如以上所述的进气门操作设备34，在用于驱动排气门36的可变排气门操 作设备中也提供了两个电机以独立地驱动用于#1气缸和#4气缸的排气 凸轮轴和用于#2气缸和#3气缸的分开的排气凸轮轴。应理解的是因为 此第三实施例的具体结构与在图2和图3中示出的且在以上所述的结 构相同，所以在此将縮减其详细解释。图12是用于解释在此第三实施例中用于进气门32和排气门36的 打开和关闭定时的图。在图12中示出的设定的区别特征在于当所有气 缸的进气门32已在当执行F/C的条件成立后的其进气冲程或其压縮冲 程的中间点处关闭后，所有气缸的进气门32和排气门36保持在关闭 状态。图13A和图13B示出了在此第三实施例中由ECU40执行的程序 的流程图，以实施以上所述的功能。应理解的是在图13A和图13B中 示出的程序中，当已在步骤104中设定弁n气缸后对气缸的进气门32的 控制(在步骤106至步骤112中)与在图9A和图9B中示出的且在以上 所述的程序中进行的控制相同。在此程序中，当已进行以上所述的步 骤112的控制过程后，然后用于相应的电机的驱动指令改变(在步骤300 中)使得弁n气缸的进气门36在当执行F/C的条件成立后首先达到的排 气门打开间隔经过后保持在关闭状态。然后，用于相应的电机的驱动指令改变(在步骤302中)使得紐+l 气缸和紐+2气缸的排气门36保持在关闭状态。且然后用于相应的电机 的驱动指令改变(在步骤304中)使得#11+3气缸的排气门36在当前达到 的排气门打开间隔经过后保持在关闭状态。应理解的是如下步骤120 的处理大体上与在图9A和图9B中示出的且在以上所述的程序相同。根据在图13A和图13B中示出的且在以上解释的程序，在执行F/C的条件成立后，当活塞12处于其进气冲程或压縮冲程的中间点处时， 所有气缸的进气门32依次关闭。因此，可以将充入到气缸的燃烧室14内的气体的量保持下降到这样的值，即该值使得在随后的由进气门32 和排气门36在其完全关闭的状态下所进行的压縮和膨胀期间曲轴的工 作的量的峰值不变得过度地高。而且，还能够防止空气在F/C执行期 间流出到催化剂26。此外，在以上所述的第三实施例中，布置为当活塞12处于其进气 冲程或压縮冲程的中间点处时依次关闭气缸的进气门32。以以上所述 的第三实施例的结构，可以将所有气缸的进气门32和排气门36同时 保持在其关闭状态。因此，也可以接受的是使用此第三实施例的结构 布置为在其中进气门32关闭的状态，例如当活塞12处于其排气冲程 的中间点时的状态下排气门36打开的情形下依次关闭气缸的排气门 36，以保证在进气门32和排气门36处于完全关闭的状态下所进行的 压縮和膨胀期间曲轴的工作量的峰值不会变得过度地高。然后将参考图14解释本发明的第四实施例。此第四实施例的系统 可以通过使用在以上的图1至图5中示出的硬件结构实施，同时在 ECU40中执行在图14中示出的且在下文中描述的程序，作为在图9A 和图9B中示出的程序的替代。在此，当活塞12在其中进气门32和排气门36在气缸内完全关闭 的状态下处于其压縮上止点时，内燃机10内的气体温度将参考为"压 縮温度"。为满意地起动内燃机IO，存在对于此压缩温度的合适的温度 范围。更具体地讲，因为压縮温度所处的温度区域低于合适的温度区 域，HC(白烟)可能在冷起动期间容易地产生。此外，如果在暖起动期 间压縮温度所处的区域高于合适的温度区域，则混合气体可能容易地 在进行火花点火之前自点燃；换言之变得容易发生爆震。因此，以此第四实施例的系统，在冷起动期间为抑制HC的产生，布置为从其进气门32和排气门36处于完全关闭的状态的气缸开始起 动运行。此外，在暖起动期间，为防止出现爆震，布置为从其排气门36处于打开状态的气缸开始起动运行。图14是示出了在此第四实施例中由ECU40执行的程序的流程图， 以实施以上所述的功能。在图14中示出的程序中，首先确定(在步骤 400中)指令是否发送以起动内燃机10。具体地讲，如果车辆的驾驶员 己促动点火开关，或如果对于混合动力车辆如果在EV形式运行期间从 车辆发出要求，则发出此类型的起动指令。如果在以上所述的步骤400中检测到起动指令，则开始内燃机10 的曲柄摇转(在步骤402中)。然后，确定(在步骤404中)内燃机IO的当 前的状态是否是冷状态。具体地讲，例如基于如内燃机10的冷却水温 度的信息，如果其冷却水温度低于或等于预定温度则确定内燃机10处 于冷状态，同时相反地如果其冷却水温度高于所述的预定温度则确定 内燃机IO处于暖状态。如果在以上所述的步骤404中确定内燃机10当前处于冷状态，则 检测其进气门32和排气门36在此时处于完全关闭状态的气缸(在步骤 406中)。在步骤404中的此确定可以通过基于提供到内燃机10的凸轮 角传感器的输出来检测进气凸轮轴52和54或排气凸轮轴76的旋转位 置进行。然后，对通过进行以上所述的步骤406而检测到的其进气门32和 排气门36处于完全关闭状态的此气缸进行燃油喷射(在步骤408中)。 如上所述，在此第四实施例的系统中，提供了能直接将燃油喷射到气 缸内的燃油喷射阀28。在此步骤408中，当进行初始燃烧时要求的燃 油的量通过提供到以上所述的完全关闭的气缸的喷射阀28预先喷射到 燃烧室14内。然后，确定(在步骤410中)当前的曲柄摇转转速是否大于或等于预 定用于允许发动机起动的值。如果此确定的结果是当前的曲柄摇转转速已达到预定值，通过进气门操作设备34和排气门操作设备38开始 驱动凸轮轴，同时从通过进行以上所述的步骤406而检测到的其进气 门32和排气门36处于完全关闭状态的此气缸开始，在预定定时处开 始燃油喷射和火花点火(在步骤412中)。另一方面，如果在以上所述的步骤404中确定内燃机IO当前不处 于冷状态，换言之如果己确定内燃机处于暖状态，则检测(在步骤414 中)其排气门36此时处于打开状态的气缸。然后确定(在步骤416中)当前的曲柄摇转转速是否大于或等于预 定值a。如果此确定的结果是当前的曲柄摇转转速已达到预定值a，则 通过进气门操作设备34和排气门操作设备38开始驱动凸轮轴，同时 从通过进行以上所述的步骤414而检测到的其排气门36处于打开状态 的气缸开始，在预定定时处开始燃油喷射和火花点火(在步骤418中)。在曲柄摇转期间其进气门32和排气门36都处于完全关闭的状态 的气缸内，压縮温度通过重复进行压縮和膨胀而升高。根据在图14中 示出的且在以上解释的程序，当内燃机IO处于冷状态时，因为起动从 其压縮温度已升高到合适的温度的气缸开始，所以可以保证良好的起 动性能同时有效地抑制HC的产生。此外，利用以上所述的程序，当内 燃机10处于冷状态时，在曲柄摇转期间对于其进气门32和排气门36 处于完全关闭状态的气缸预先进行燃油喷射。因此，可以在其中燃烧 室14内的燃油与空气因为重复的压縮和膨胀而足够好地混合的状态下 开始起动过程，且因此变得可以保证更满意的起动性能。此外，根据以上所述的程序，当内燃机处于暖状态时，从其排气 门36处于打开状态的气缸开始发动机起动，因此当开始起动时可以避 免压縮温度超过合适的温度范围，使得可以防止爆震的发生。以此方式，在以上所述的第四实施例中，布置为当发出用于内燃机10的起动指令时，检测其进气门32和排气门36处于完全关闭状态 的气缸或其排气门36处于打开状态的气缸。然而，类似于此第四实施 例的系统的且包括可以与曲轴的旋转独立地驱动进气门32和排气门36 的进气门操作设备34和可变排气门操作设备38的系统不限制于此技 术类型。例如也可以接受的是布置为当发出用于内燃机10的起动指令 时选择任何希望的气缸，有意图地将此选中的气缸的进气门32和排气 门36置于完全关闭状态，或可替选地将其排气门36置于打开状态， 且然后从此气缸在此状态下开始起动。此外，以以上所述的第四实施例，当内燃机IO处于暖状态时，从 已检测到其排气门36处于打开状态的气缸开始起动；但本发明不考虑 为限制于此技术类型。例如，也可接受的是当内燃机IO处于暖状态时， 在发动机曲柄摇转期间，替代地在其排气门36处于打开状态的多个气 缸之间对调。根据此技术类型，当内燃机处于暖状态时，气缸的仅部 分处于其中进气门32和排气门36处于完全关闭的状态；且因此在发 动机曲柄摇转期间可以避免压縮温度不希望地变得过高，且可以在发 动机起动期间平衡所有气缸的压缩温度。但此外，在以上所述的第四实施例中，以上所述的控制在当发出 用于内燃机IO起动的指令时进行，其中发出本发明的燃烧开始要求的 情形不限制于在此类型的发动机起动指令发生时；也可以接受的是使 本发明的燃烧开始要求例如是用于从F/C返回的要求，它在执行F/C 期间检测到。换言之，也可以接受的是布置为当燃油喷射再开始时， 在要求从F/C返回时根据图14中示出的程序进行对此第四实施例的控 制。此外，也可以接受的是布置为在其中如以上所述的第一实施例或 第二实施例的进气门32和排气门36以在以上所述的图6或图10中示 出的设定，通过在执行F/C期间有意图地操作进气门操作设备34和排 气门操作设备38的系统中，当检测到从F/C返回的要求时进行根据图14中示出的且以上所述的控制。应理解的是在以上所述的第四实施例中，"发动机温度检测装置"通过进行了以上所述的步骤404的处理的ECU40实施，"燃烧要求检 测装置"通过进行了以上所述的步骤400的处理的ECU40实施，"热 燃烧执行装置"通过进行了以上所述的步骤404和414至418的处理 的ECU40实施，且"冷燃烧执行装置"通过进行了以上所述的步骤404 至412的处理的ECU40实施。此外，"燃油预喷射装置"通过进行了 以上所述的步骤408的处理的ECU40实施，且"点火防止装置"通过 在以上所述的步骤410中布置为在曲柄摇转转速达到预定值a前不进 行点火来实施。此外，虽然在以上所述的第一至第四实施例中使用了直接以电机 驱动凸轮轴的作为运行进气门32和排气门36的设备的进气门操作设 备34等，可应用于本发明的可变进气门操作设备不限制于具有以上所 述的结构。换言之，也可接受的是利用一些其他类型的可变气门操作 设备，只要它与以上所述的实施例的特定的区别性特征相容。具体地 讲，作为以上所述的可变气门操作设备的替代，也可以接受的是利用 电磁阀驱动设备，它通过电磁力驱动用作进气门或排气门的阀。此外， 也可以接受的是利用机械型可变气门操作设备，它包括用于机械地改 变进气门或排气门的打开特性的机构。再进一步地，也可以接受的是 提供具有多个接连地改变的轮廓的凸轮作为压下且促动进气门或排气 门的凸轮，且利用能通过沿凸轮轴的轴向方向移动此凸轮改变气门打 开特性的可变气门操作设备。虽然在以上所述中本发明己根据其多种实施例和变化例解释，但 本发明不考虑为由以上所述的实施例限制；可以以多种不同的方式实 施本发明，只要不偏离本发明的范围。例如，虽然为描述方便根据直 列四缸发动机的例子解释了以上所述的第一至第四实施例，但应用本 发明的内燃机不限制于此类型的发动机。
权利要求
1.一种用于内燃机的控制设备，包括能停止进气门的打开操作的可变进气门设备和能停止排气门的打开操作的可变排气门设备，其中当燃油切断执行条件已经成立时对多个气缸进行燃油切断，该控制设备包括进气门控制装置，当该燃油切断执行条件已经成立时，该进气门控制装置控制该可变进气门设备，以便将排气门未保持在关闭状态的气缸的进气门保持在关闭状态；和排气门控制装置，当燃油切断执行条件已经成立时，该排气门控制装置控制该可变排气门设备，以便将至少一对气缸的排气门保持在打开状态，所述一对气缸中的气体随着活塞操作而在所述一对气缸之间通过排气通道来回流动。
2. 根据权利要求l所述的控制设备，其中当所述燃油切断执行条件已经成立时，所述可变排气门设备将除 所述至少一对气缸之外的所有气缸的排气门保持在关闭状态。
3. 根据权利要求1或2所述的控制设备，其中当所述燃油切断执行条件已经成立时，所述可变排气门设备将所 述发动机的所有气缸的进气门保持在关闭状态。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的控制设备，其中所述可变排气门设备被多个气缸共同使用，且包括排气凸轮轴， 该排气凸轮轴包括排气凸轮和驱动装置，所述排气凸轮将所述至少一对气缸的排气门置于打开状态，所述驱动装置驱动排气凸轮轴；且其 中在所述至少一对气缸的排气门处于打开状态的状态下，所述驱动 装置能够停止所述排气凸轮轴。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的控制设备，其中 对于进气门和排气门在所述燃油切断期间完全关闭的至少一个气缸，当所述气缸的活塞在位于它的上止点和它的下止点之间的大致中 间位置处时，所述进气门控制装置或所述排气门控制装置将所述气缸 的进气门和排气门中未关闭的一个关闭。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的控制设备，其中所述排气门控制装置包括气缸检测装置，该气缸检测装置在所述燃油切断执行条件已经成立的时间点检测不处于进气冲程或压縮冲程 的至少一对气缸；且其中所述排气门控制装置控制所述可变排气门设备，以便将已经检测 到的所述至少一对气缸中的每个气缸的排气门保持在打开状态。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的控制设备，进一步包括 检测所述内燃机的温度状态的发动机温度检测装置；检测用于起动所述内燃机的起动要求的起动要求检测装置；和暖起动装置，当在 所述内燃机处于暖状态期间检测到所述起动要求时，该暖起动装置从 排气门处于打开状态的气缸起动燃烧。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的控制设备，进一步包括 冷起动装置，当在所述内燃机处于冷状态期间检测到所述起动要求时，该冷起动装置从进气门和排气门都处于关闭状态的气缸起动燃 烧。
9. 根据权利要求8所述的控制设备，进一步包括燃油喷射阀，该燃油喷射阀将燃油直接喷射到所述内燃机的燃烧室中；燃油预喷射装置，在所述冷起动装置起动所述内燃机之前的时 间点，该燃油预喷射装置控制所述燃油喷射阀，以预先将燃油喷射到 进气门和排气门都处于关闭状态的气缸中；和点火防止装置，该点火 防止装置防止在进气门和排气门都处于关闭状态的气缸中点火，直至所述冷起动装置起动所述内燃机。
10. —种用于内燃机的控制设备，包括能停止进气门的打开操 作的可变进气门设备和能停止排气门的打开操作的可变排气门设备， 其中当燃油切断执行条件已经成立时对多个气缸进行燃油切断，该控 制设备包括进气门控制装置，当该燃油切断执行条件已经成立时，该进气门 控制装置控制该可变进气门设备，以便将排气门未保持在关闭状态的 气缸的进气门保持在关闭状态；和排气门控制装置，在所述排气门的初始气门打开间隔之后，当所 述燃油切断执行条件成立时，该排气门控制装置控制所述可变排气门 设备，以便将不处于进气冲程或压縮冲程的至少一对气缸的排气门保 持在关闭状态。
11. 根据权利要求l-3、 5-8、和IO中任一项所述的控制设备，其中所述排气门控制装置控制所述可变排气门设备，以在从所述燃油 切断执行条件成立时起已经经过预定时间段之后将所有气缸的排气门 保持在关闭状态。
12. —种用于控制内燃机的方法，该内燃机在燃油切断执行条件已经成立时对多个气缸进行燃油切断，该方法包括如下步骤当该燃油切断执行条件己经成立时控制进气门，以便将排气门未保持在关闭状态的气缸的进气门保持在关闭状态；以及当燃油切断执行条件已经成立时，控制排气门，以便将至少一对 气缸的排气门保持在打开状态，所述一对气缸中的气体随着活塞操作 而在所述一对气缸中通过排气通道来回流动。
13. —种用于控制内燃机的方法，该内燃机在燃油切断执行条件已经成立时对多个气缸进行燃油切断，该方法包括如下步骤当该燃油切断执行条件已经成立时控制进气门，以便将排气门未 保持在关闭状态的气缸的进气门保持在关闭状态；以及在所述排气门的初始气门打开间隔之后，当所述燃油切断执行条 件成立时控制排气门，以将不处于进气冲程或压縮冲程的至少一对气 缸的排气门保持在关闭状态。
14. 一种用于内燃机的控制设备，包括 能停止进气门的打开操作的可变进气门设备； 能停止排气门的打开操作的可变排气门设备；进气门控制装置，当该燃油切断执行条件已经成立时，该进气门 控制装置控制该可变进气门设备，以便将排气门未保持在关闭状态的 气缸的进气门保持在关闭状态；和排气门控制装置，当燃油切断执行条件已经成立时，该排气门控 制装置控制该可变排气门设备，以便将至少一对气缸的排气门保持在 打开状态，所述一对气缸中的气体随着活塞操作而在所述一对气缸之 间通过排气通道来回流动。
15. —种用于内燃机的控制设备，包括 能停止进气门的打开操作的可变进气门设备； 能停止排气门的打开操作的可变排气门设备； 进气门控制装置，当该燃油切断执行条件已经成立时，该进气门控制装置控制该可变进气门设备，以便将排气门未保持在关闭状态的 气缸的进气门保持在关闭状态；和排气门控制装置，在所述排气门的初始气门打开间隔之后，当所 述燃油切断执行条件成立时，该排气门控制装置控制所述可变排气门 设备，以便将不处于进气冲程或压縮冲程的至少一对气缸的排气门保 持在关闭状态。
全文摘要
这种用于内燃机的控制设备包括可变进气门设备(34)和可变排气门设备(38)；且它对于内燃机(10)的多个气缸进行燃油切断。且该控制设备进一步包括进气门控制装置(40)，当该燃油切断执行条件已经成立时，该进气门控制装置控制该可变进气门设备(34)，以便将排气门未保持在关闭状态的气缸的进气门保持在关闭状态；和排气门控制装置(40)，当燃油切断执行条件已经成立时，该排气门控制装置控制该可变排气门设备(38)，以便将至少一对气缸的排气门(36)保持在打开状态，所述一对气缸中的气体随着活塞操作而在所述一对气缸之间通过排气通道来回流动。
文档编号F02D41/12GK101278113SQ200680036491
公开日2008年10月1日 申请日期2006年9月19日 优先权日2005年10月12日
发明者木户冈昭夫, 江崎修一 申请人:丰田自动车株式会社