专利名称：用于内燃机的控制设备及用于控制内燃机的方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃机的控制设备以及用于控制内燃机的
方法。更特别地，其涉及能够控制内燃机的单独进气门的开启和关闭 正时及升程量的用于内燃机的控制设备以及用于控制内燃机的方法。
背景技术：
公开号为JP-A-10-252511的日本专利申请公开了 一种系 统，其通过一个能够可变地调整设在内燃机的每个气缸内的进气门和 排气门的开启和关闭正时的气门驱动机构，来控制进气门和排气门的 开启和关闭。在该系统中，在内燃机内的燃烧稳定的正常操作过程中， 所述内燃机以包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程的四行 程燃烧周期运行。以此，控制被执行以便在所述进气行程内在预定正 时开启和关闭所述进气门，而且控制被执行以便在所述排气行程内在 预定正时开启和关闭所述排气门。然而，例如，在有可能发生不完全燃烧的内燃机低温起动
排出的未燃烧燃料残存下来的情况。因此，在上述系统中，在判定在 所述内燃机内正发生不完全燃烧的情况下，执行随后的控制。特别地， 在所述内燃机的运行过程中，将进气门和排气门的开启停止达预定时 间。结果，在所述气门被停止的时间内，所述进气门和所述排气门都 被关闭，并且活塞的上下运动仅重复执行所述压缩行程和所述膨胀行
程。在这种条件下，每次在所述压缩行程和所述膨胀行程之间进行点 火。这样，在所述压缩行程和爆发/膨胀行程如此重复进行的过 程中，气缸内的未燃烧燃料被完全燃烧。随后，当确认所述未燃烧燃 料完全燃烧时，再次允许正常的气门开启或关闭操作并且恢复正常操 作。以此，在有可能发生不完全燃烧的操作条件下，所述系统能够实 现完全的燃料燃烧并且抑制未燃烧燃料的排出。
了稳定燃烧和改善起动特性，通过执行控制来增加燃料喷射量以达到 燃料浓的条件。然而，从改进耗油率和废气排放的立场来说，希望即 使在所述低温起动过程中也进一步扩大内燃机的稀薄极限。关于这一 点，当发生不完全燃烧时，上述系统在进气门和排气门都被关闭的情 况下，执行重复的压缩和膨胀行程，每次执行点火以使所述未燃烧燃 料完全燃烧。即，根据所述系统，通过重复所述压缩行程和爆发/膨胀 行程，填充所述关闭的气缸的燃料被完全燃烧，并且当所述内燃机被 低温起动时，燃料与在操作过程中对于稀薄侧的空燃比的控制无关， 也与扩大所述稀薄极限无关。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于内燃机的控制设备和用于控 制内燃机的方法，所述内燃机被改进以便即使当所述内燃才几正从低温 起动起动时也能实现所述稀薄极限的扩大。本发明的第一方案是用于内燃机的控制设备，其具有用 于改变进气门的开启和关闭的正时及升程量的可变气门驱动装置，所
述进气门设置在与所述内燃机的气缸相通的进气口中；配气正时控制 装置，其用于通过所述可变气门驱动装置来控制所述进气门的所述开
启和关闭的所述正时及升程量；低温起动判定装置，其用于判定所述 内燃机是否正从低温起动起动；及多行程操作设置装置，其用于当所 述低温起动判定装置判定所述内燃机正从低温起动起动时，设置多行 程操作，在所述多行程操作中所述内燃机的一个燃烧周期包括两个以 上进气和压缩行程，其中所述多行程操作由第一进气行程和第一压缩 行程及第二进气行程和第二压缩行程，随后为燃烧行程和排气行程组 成。在此方案中，在所述第一进气行程和所述第一压缩行程过程中， 所述配气正时控制装置将所述进气门的升程控制为低升程量，所述低 升程量小于用于要求进气量的进气所需的正常升程量，并且在所述第 二进气行程和所述第二压缩行程中，所述配气正时控制装置将所述进 气门的所述升程控制为所述正常升程量。根据所述第一方案，通过执行两次以上进气和压缩行程， 并且使所述第一进气行程中的所述升程量小，就可能在进气流入燃烧 室时提高所述进气温度。因此，即使当所述内燃机中的温度低时，在 低温起动过程中，也可能更快地提高所述燃烧室内的温度并稳定燃烧。在第二方案中，所述低升程量可以为在所述第一进气行程 和所述第一压缩行程过程中泵气损失最大处的升程量。根据所述第二方案，当在所述第一进气行程和所述第一压 缩行程中进行进气时，可以更有效地提高所述进气的温度，这不仅使 燃烧特性得到了改善，而且使所述内燃机更早暖机。
第三实施例是第一或第二方案的控制设备，其可以进一步 具有点火正时控制装置，其用于通过设置在所述气缸中的火花塞来控 制点火正时，其中在所述第 一进气行程和所述第 一压缩行程过程中所 述点火正时控制装置禁止点火。根据第三方案，除了在所述第一进气行程和所述第一压缩 行程过程中有效提高进气温度之外，还可以在所述第二进气行程和所 述第二压缩行程中依照要求进气量来执行进气，使得能够产生要求载 荷所需的力矩。第四方案是第一至第三方案中任意一个的控制设备，其中 在一个燃烧周期过程中，所述多行程操作设置装置可以使所述第一进 气行程和所述第一压缩行程重复运行多次，随后执行所述第二进气行 程和所述第二压缩行程。根据第四方案，进气温度被更可靠地提高而且有可能在更 早的阶段使所述内燃机暖机。第五方案是第一至第四方案中任意一个的控制设备，其可 以进一步具有多行程操作终止判定装置，其用于判定多行程操作是否 将被终止；及四行程操作设置装置，其用于如果所述多行程操作判定 多行程操作将被终止，将所述内燃机的燃烧的一个燃烧周期设置为包 括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程的四行程操作。当所述内燃机为低温时，上述多行程操作在改善燃烧特性 上是有利的。然而，因为在所述第一进气行程和所述第一压缩行程中 所述进气门的升程量变小，所以进气阻力变大，力矩损失大。因此， 在燃烧稳定后，可以转换到正常的四行程操作。关于这一点，根据下
述的第六至第九方案，可以可靠地判定该转换的正时，当判定所述多 行程操作将被终止时，可以转换到四行程操作，在其中执行正常的进 气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。第六方案是第五方案的控制设备，其可以进一步具有温度 检测装置，其用于检测所述气缸中的温度，其中如果所述气缸中的温 度达到阈值气缸温度，则所述多行程操作终止判定装置判定多行程操 作将被终止。第七方案是第五方案的控制设备，其可以进一步包括水温 检测装置，其用于检测所述内燃机的冷却液的温度，其中如果所述冷 却液的所述温度达到阈值冷却液温度，则所述多行程操作终止判定装 置判定多行程操作将被终止。第八方案是第五方案的控制设备，其可以进一步具有要求 载荷计算装置，其用于计算所述内燃机上的要求载荷，其中如果计算 出的要求载荷达到或超过阈值发动机载荷，则所述多行程操作终止判 定装置判定多行程操作将被终止。第九方案是第五方案的控制设备，其可以进一步具有气缸 温度预测装置，其用于在一个燃烧周期内的所述第一进气行程和所述 第一压缩行程开始前，预测在执行所述第二进气行程和所述第二压缩 行程之后气缸中的温度，其中如果预测的所述气缸中的温度达到阈值 预测气缸温度，则所述多行程操作终止判定装置判定多行程操作将被 终止。
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在上述多行程操作的情况下，如果重复进行进气和压缩行 程，进气温度将过度升高。当进气温度过度升高时，也可以预见这是异常燃烧的起因。关于这一点，根据所述第九方案，所述气缸内的所 述温度被预测，并且基于所述预测温度来判定是否从多行程操作转换 到六行程操作。因此，即使在执行多行程操作的情况下，也可以更可 靠地防止进气上升到过高的温度。同样，在内燃机的燃料中包括酒精的情况下，因为燃料的 挥发性取决于燃料中酒精燃料的浓度而有不同，燃烧特性也将改变。 即，即使对于相同的操作条件，从起动至达到稳定燃烧的时间也将不同。第十方案是第六至第九方案中任意一个的控制设备，其中 所述内燃机可以使用包括酒精的燃料作为燃料，并且所述控制设备可 以依照燃料中的酒精燃料的浓度，来设置所述阈值气缸温度、所述阈 值冷却液温度、所述阈值发动机载荷和所述阈值预测发动才几温度中的 任意一项。根据所述第十方案，所述阈值气缸温度、所述阈值冷却液 判定是否依照燃料中酒精燃料的浓度而从多行程操作转换到四行程操第十一方案是第一至第十方案中任意一个的控制设备，其 中所述内燃机可以具有第 一气缸組和第二气缸组，并且其中所述控制 设备可以仅操作属于所述第一气缸组的气缸，并且可以包括缩减气缸 操作设置装置，其用于将属于所述第二气缸组的气缸设置为缩减气缸 操作，在所述缩减气缸操作中所述气缸被停止；及全部气缸操作设置 装置，其用于将全部属于所述第一气缸组的气缸及属于所述第二气缸组的气缸设置为全部气缸操作，在所述全部气缸操作中全部气缸被操 作，其中当所述发动机从缩减气缸操作转变到全部气缸操作时，所述 低温起动判定装置判定属于所述第二气缸组的所述气缸的#:作的恢复 是否为低温起动，及当所述低温起动判定装置判定属于所述第二气缸 组的所述气缸的操作的恢复为所述低温起动时，所述多行程操作设置 装置将属于所述第二气缸组的气缸的所述操作设置为多行程操作。根据所述第十一方案，当从所谓的缩减气缸操作返回到全 部气缸操作时，即使在缩减气缸操作过程中被停止的气缸将从低温恢 复操作的情况下，也可以应用上述多行程操作。因此可以更快地使被 停止的气缸中的燃烧稳定，并且可以更快地从缩减气缸操作返回到全 部气缸操作。第十二方案是第一至第十一方案中任意一个的控制设备， 其中所述可变气门驱动装置可以具有驱动所述进气门的所述开启和关 闭的进气门凸轮，和旋转驱动所述进气门凸轮的电动机，其中所述配 气正时控制装置可以通过使用所述电动机控制所述进气门凸轮的所述 旋转驱动而控制所述配气正时。依照所述第十二方案，因为可以使用电动机来控制进气门 的配气正时，可以可靠地将所述进气门控制在设定的升程量，且可以 在上述六行程操作中可靠地实现对升程量的控制。
从参照说明书附图对优选具体实施方式
如下描述中，本发 明前述的及进一步的目标、特征和优点将变得更清楚，其中相同附图 标记用来代表相同的元件，且其中
图1为描绘了根据本发明的第一具体实施方式
的系统的构造的示 意图2为描绘了进气门的升程量和泵气损失之间关系的图3A和图3B为描绘了进气门和排气门的开启和关闭正时及升程 量的图4为描绘了由根据本发明的第一具体实施方式
中的系统执行的 控制程序的流程图5为描绘了本发明第二具体实施方式
中的冷却液温度和阈值发 动机载荷之间关系的曲线图6为描绘了由本发明的第二具体实施方式
中的系统执行的控制 程序的流程图7为描绘了由本发明的第三具体实施方式
中的系统执行的控制 程序的流程图8为描绘了本发明第四具体实施方式
中的燃料中的酒精浓度和 冷却液温度之间关系的曲线图9为描绘了由本发明的第四具体实施方式
中的系统执行的控制 程序的流程图；及
图10为描绘了由本发明的第五具体实施方式
中的系统执行的控制 程序的流程图。
具体实施例方式下面参照附图，详细描述本发明的具体实施方式
。在所述
附图中，与前面所述的元件相同或相应的元件^皮分配以相同的附图标 记并且其描述也被简化或省略。图1为显示了本发明的第一具体实施方式
的构造示意图。 图1中的系统具有内燃机IO。内燃机10具有气缸12。尽管仅有一个 气缸12的横截面显示在图1中，内燃机10实际上具有多个气缸12。 活塞14设置在气缸12内部。活塞14经由连接杆16连接到曲轴18。 响应曲轴的转速而产生输出的转速传感器20设置在曲轴18的附近。 检测用于内燃机的冷却液温度的冷却液温度传感器22设置在内燃机 中。燃烧室24设置在活塞14的顶部。响应燃烧室24内部的温度而产 生输出的温度传感器26 (温度检测装置)设置在燃烧室24中。火花塞 28被插入并且其头部暴露在燃烧室24内。内燃机10具有与燃烧室24连通的进气口 30和排气口 32。 喷射器34内装在进气口 30内。进气口 30连接到进气通道36上。空 气流量计38设置在进气通道36内。内燃机10的每个气缸12的进气口 30具有开启和关闭进气 口 30的进气门40。进气门轴42固定到进气门40上。阀挺杆44安装 到进气门轴42的顶端。阀簧46的推进力作用到进气门轴42上，则进 气门40通过所述推进力在气门关闭方向上推进。进气门凸轮50设置 于阀挺杆44的上方。每个气缸12的进气门凸轮50每两个连接到同一 个凸轮轴(图中未显示)上，并且经由凸轮轴或类似物联接到可变配 气正时机构52上。凸轮位置传感器54安装在进气门凸轮的凸轮轴的 附近。凸轮位置传感器54响应于进气门凸轮50的转角和转速而产生 输出。内燃才几10在每个气缸12的排气口 32上具有开启和关闭排 气口 32的排气门60。排气门60具有与进气门40相同的构造。即，排 气门60具有固定到排气门60的排气门轴62,安装在排气门轴62顶部 的阀挺杆64,及安装成在气门关闭方向上推动排气门轴62的阀簧66。 排气凸轮70设置在阀挺杆64的顶部。每个气缸12的排气凸轮70每 两个连接到同一个凸轮轴(图中未显示)上，并且经由凸轮轴或类似 物被连接到可变配气正时机构72。凸轮位置传感器74安装在排气凸轮 70的凸轮轴的附近。凸轮位置传感器74响应于排气凸轮70的转角和 转速而产生输出。用于进气门40侧的可变配气正时机构52利用发动机以控 制凸轮轴的转速和摇动从而控制进气门凸轮50的转动和摇动。结果， 进气门40的相位、操作角及升程量可以对于每个气缸12独立地变化。 用于排气门70的可变配气正时机构72利用电动机或类似物以控制凸 轮轴的转动和摇动从而控制排气凸轮70的转动和摇动。结杲，排气门 70的相位、操作角及升程量可以对于每个气缸12独立地变化。通过改变进气门和排气门40、 60的相位，可以改变进气门 和排气门40、 60的开启和关闭的正时。通过改变操作角，可以改变进 气门和排气门40、 60的开启和关闭的时段。通过改变升程量，当进气 门和排气门40、 60开启时可以改变在气门与进气口和输出口 30、 32 之间形成的通道的尺寸。可以对每个单独的气缸12的每个进气门40 和排气门60执行这种控制。因为用以控制凸轮轴的转动和摇动以控制 进气门40或排气门60的相位、操作角和升程量的机构不是特別新颖， 所以在此不予详细描述。内燃机IO具有作为用于内燃机的控制装置的ECU (电子 控制单元)80。 ECU 80从如转速传感器20、冷却液温度传感器22、 温度传感器26、空气流量计38和凸轮位置传感器54、 74这样的传感 器获得用于内燃机10的控制所需的信息，并且基于获得的信息来控制 火花塞28、喷射器34和可变配气正时机构52、 72。例如，在内燃机IO还未被暖机的低温起动的情况下，内燃 机10的各种部件的温度低。因此，当发动机10低温起动时进气温度 低。因而难以使燃料雾化，并且在气体和燃料低混合这种情况发生时， 难以获得稳定的燃烧。因此，在低温起动时通常执行控制以提高燃料 喷射量。然而，如果执行了此控制，在低温起动过程中的空燃比变浓， 且排出的未燃烧燃料的量增加。因此，为了扩大稀薄极限和改善耗油 率和废气排放特性，希望在短时段内进行在低温起动过程中增加燃料 喷射量的控制或者避免进行控制。为此，在低温起动中，希望在内燃 机IO起动之后的初期进气温度增加，促进雾化和稳定燃烧。如果在内燃机10的进气行程中的进气阻力增加，当进气被 送入气缸12中时发生摩擦热。因此，通过使进气行程中的进气阻力， 即泵气损失变大，可以通过增加摩擦热而升高送入气缸12内的气体的温度。图2为描绘了进气门40的升程量和泵气损失之间关系的 图。在图2中，横轴代表进气门40的升程量，而纵轴代表泵气损失。 图2中的实线(i)显示了内燃机10处于比实线(ii)所示的更低的转 速区域中的情况。如图2中所示，随着进气门40的升程从升程量为零 的情况上升，泵气损失也增加，并在某升程量(低升程量)时变为最 大。随着升程量变得大于所述低升程量，泵气损失逐渐减少。泵气损失为最大处的所述低升程量取决于发动机的转速而不同，如图2中的 实线(i)和(ii)所示，随着发动机转速增加，所述低升程量趋向于增 加。当进气流入气缸时产生的摩擦热越高时，在进气行程中的
泵气损失越大。因此，通过将升程量设置为所述低升程量并使泵气损 失最大，当进行低温起动时可以更快地升高进气的温度。相反地，进气门40的升程量被设置为使要求的空气进入气 缸12的可靠进气所需的升程量(正常升程量)。关于这一点，即使当 内燃机低温起动，为了产生起动所需的力矩，有必要引入所需的空气 量，并且有必要通过将进气门40的升程量控制为正常升程量来执行进 气。因此，如果在如上所述的为了提高温度而保持在低升程量的控制 下，在完成了进气行程之后，执行压缩行程和爆发/膨胀行程，则可以 认为填充气缸12的进气量不足，所以燃烧实际上被减少了 。第一具体实施方式
中的系统，为了在执行低温起动时同时 获得进气温度的上升和充足的进气量，在内燃机10的一个燃烧周期内 两次重复进气行程和压缩行程之后，执行燃烧行程和排气行程。图3A 和图3B描绘了内燃机10中的进气门和排气门的开启和关闭的正时和 升程量，图3A显示了在低温起动时的操作，而图3B显示了燃烧稳定 之后的操作。如图3A中所示，当低温起动过程中进气温度低时， 一个 燃烧周期由包括第一进气行程、第一压缩行程、第二进气行程、第二 压缩行程、膨胀行程和排气行程的六行程操作组成，在第二压缩行程 中以预定正时发生一次点火。在该具体实施方式
中，内燃机10的该操
作条件将被称为"六行程操作"。在六行程操作过程中，在最初进气行 程(第一进气行程)中，为了在泵气损失最大下升高进气温度，进气 门40的升程量被控制为低升程量。低升程量和泵气损失之间的关系取 决于进气门的开启和关闭的正时及操作角而有所不同。因此，设置在 该点的低升程量为在开启和关闭的正时及操作角相对于另外的操作 条件被设置为合适的正时和角度的条件下使泵气损失最大化的升程 量。进气温度由于在第一进气行程过程中产生的摩擦热而升高。尽管 取决于引入的气体温度和在那时刻的发动机的转速，温度升高也有所
不同，但是温度例如约为50。C至60。C。在该升程量的条件下执行进气 之后，进气门40关闭，进入第一压缩行程。在上述步骤之后，不执行点火就进入第二进气行程。当这 发生时，进气门40的升程量被控制为要求气体量所需的正常升程量。 正常升程量取决于进气门40的开启和关闭的正时及操作角也有所不 同。因此，在升程量、开启和关闭正时以及操作角被适当设置的情况 下，正常升程量被设置为引入要求气体量所需的升程量。以这种方式 设置配气正时，活塞14在第二进气行程中被降低并且执行进气。以此， 可以获得所需的进气量。活塞14开始上升且第二压缩行程开始，并且 在第二行程中在最适宜的正时进行点火。此后，执行膨胀行程和排气行程。在六行程操作中，排气门60以与从正常进气行程至膨胀行 程相同的方式，在从第 一进气行程至第二压缩行程过程中以及在压缩 行程过程中关闭。即，在六行程操作中执行控制，从而在排气行程开 始的区域中在适当时间，排气门60先开启而后关闭。两个进气和压缩行程引起进气温度升高，并且能够引入所
需的进气量。因此，可以获得燃烧所需的空气同时促进燃料和空气的 混合，并且可以改善在低温起动过程中的燃烧条件。同样地，通过进 气的溫度升高，可以更快地使内燃机暖机并稳定燃烧。因为在低温起 动时的进气温度的升高稳定了燃烧，所以可以抑制燃料喷射量的增加， 从而扩大稀薄极限。在ECU 80中存储下述设定表'.建立了在泵气损失最大处 的低升程量和发动机转速与进气门40的开启和关闭的正时之间的关系 的设定表，以及建立了在升程量、要求进气量和进气门40的开启和关 闭的正时之间的关系的设定表。在六行程操作的情况下的低升程量和 正常升程量依照这些设定表而建立，并且ECU 80依照设定的低升程量 和正常升程量，经由可变配气正时机构52,执行对进气门40的控制。在内燃机IO被暖机且燃烧稳定之后，转换到由正常的四行 程形成的一个燃烧周期的操作(四行程操作)。即，执行进气行程以使 进气门40的升程量响应于要求的进气量而被控制为正常升程量。此后， 进气门40被关闭，并且在执行压缩行程后，在适当正时执行点火，此 后立即执行膨胀行程和排气行程。与正常控制的情况类似，排气门60 在四行程的排气行程中的适当时间，先开启而后关闭以执行排气。 ECU 80存储有建立了正常升程量、要求进气量和进气门 40的开启和关闭的正时以及操作角之间的关系的设定表。在执行四行 程操作的情况下，利用所述设定表来计算正常升程量，并且响应于计 算出的正常升程量，ECU 80经由可变配气正时机构52来控制进气门 40。当优先升高进气温度时，六行程操作在例如在^[氐温起动过 程的情况下是有效的。然而，在泵气损失最大处执行控制到所述低升 程量的情况下，因为执行了两次进气，所以力矩损失增加。如果内燃 机10已被暖机并且燃烧已稳定，立即转换到四行程操作。因此，在第 一具体实施方式
的系统中判定燃烧已稳定，则从六行程操作转变为四 行程操作。特别地，当燃烧室24内的温度充分升高时，可以判定内燃 机10内的燃烧已稳定。因此，从安装在燃烧室24内的温度传感器26 的输出检测燃烧室24内的温度，并且如果检测到的温度足够高，那么 判定燃烧已稳定。ECU80存储有阈值气缸温度，该温度为用来判定内 燃机10已被暖机且燃烧已稳定的燃烧室24内的最小温度。如果检测 到的温度已至少达到阈值气缸温度，ECU 80判定内燃机10内的燃烧 已稳定并从六行程操作转换到四行程操作。图4为描述由本发明的第一具体实施方式
中的ECU 80执 行的控制程序的流程图。图4中所示的流程图为内燃机IO每次起动时 执行的程序。在图4中所示的流程中，首先检测内燃机10内的冷却液 温度(步骤S100 )。基于冷却液温度传感器22的输出来判定冷却液温 度。然后，判定是否要求了内燃机10的低温起动(步骤S102)。是否 已要求低温起动，是基于例如当要求内燃机10的起动时在步骤S100 中所判定的冷却液的温度是否低于预定范围而判定的。如果在步骤S102判定已要求低温起动，检测关于当前操作 条件所需的信息(S104)。例如，依照不同传感器的输出来检测诸如发 动机转速、加速器操作量及燃烧室24内的温度的信息。然后，计算要
求进气量(S106)。基于加速器操作传感器的输出依照所判定的要求载 荷来计算要求进气量。然后，判定燃烧室24内的温度T24是否大于或等于阈值气 缸温度TO (步骤S108)。如果在步骤S108,燃烧室24内的温度T24 大于或等于阈值气缸温度TO,则判定内燃机10未被暖机且燃烧未稳 定，因此执行六行程操作(步骤110)。特别地，利用存储于ECU 80中的i殳定表，判定在当前发 动机转速下泵气损失最大处的低升程量，并判定用于第 一进气行程的 进气门40的升程量。利用存储于ECU 80中的设定表,依照在步骤S106 中所判定的要求进气量来判定用于第二进气行程的正常升程量。依照 在步骤S104中检测到的当前操作条件，判定在发动机起动时的进气门 40的操作角和相位。依照配气正时，诸如计算出的升程量等等，由可 变配气正时机构52来执行对于进气门40的控制。在这种情况下，执 行第一进气行程、第一压缩行程、第二进气行程及第二压缩行程，此 后执行压缩行程和排气行程。执行控制以便在第二压缩行程过程中的 适宜时间进行点火。在这个时段，执行控制以便从第一进气行程至第 二压缩行程以及在膨胀行程过程中关闭排气门60,并且在排气行程中 在正常配气正时处开启排气门60以执行排气。再回到步骤S104,在计算出要求进气量之后在步骤S104 中^f全测关于当前^:作条件的信息(步骤S104和S106),在步骤S108 将燃烧室24内的温度T24与阈值气缸温度TO相比较。如果在步骤S108 未判定出溫度T24大于或等于阈值气缸温度TO,则执行六行程操作(步 骤SllO),并且执行步骤S104至S108的处理。即一直重复六行程操
作(步骤S110)和步骤S104至S108的处理直到在步骤S108中判定 燃烧室内的温度T24达到了阈值气缸温度T0。然而，如果在步骤S102未判定出要求了低温起动，并且如 果在步骤S108判定燃烧室24内的温度T24大于或等于阈值气缸温度 TO，则判定燃烧室24内的温度T24已达到内燃机被j艮设为已被暖机的 温度TO。因此，执行正常的四行程操作(步骤SU2)。特别地，利用 存储于ECU 80中的设定表，依照要求进气量来设置进气门40的正常 升程量。依照内燃机的当前条件来设置排气门60和进气门40的开启 和关闭正时及操作角。在这种条件下，执行正常的进气行程、压缩行 程、膨胀行程和排气行程，并且进行控制以便在压缩行程和膨胀行程 之间执行点火。然后，处理结束。如上，根据第一具体实施方式
，当^L行^氐温起动时，执行 控制使得在泵气损失最大处的低升程量来执行第一进气行程和第一压 缩行程之后，执行第二进气行程和第二压缩行程，此后执行膨胀行程 和排气行程。因此，可以在进气温度低的情况下，诸如当进行低温起 动时升高进气温度，从而既能够改善燃烧条件、使内燃机尽早暖机及 使燃烧稳定。在第一具体实施方式
中，直接检测燃烧室24内的温度T24, 并且基于该温度T24是否达到阈值温度TO，判定是否在六行程操作和 四行程操作之间进行转换。然而，本发明并不限于以这种方式执行在 六行程操作和四行程操作之间进行转换的判定。如果当完成低温起动 时可以以某精度判定燃烧稳定也可以进行前述判定。因此，例如可以 通过检测用于内燃机10的冷却液的温度，并且基于冷却液温度是否高 于或等于内燃机IO被假定为已暖机时的阈值冷却液温度的判断，来做
出是否转换的判定。可以基于实验判定出的一个温度值设置阈值冷却 液温度，并且基于该值，考虑到六行程操作应当继续到何种程度，其 中所述值通过试验性地判定并且表示内燃机10已被暖机。本发明的第 一具体实施方式
对判定为要求了低温起动的情 况进行了描述。然而，本发明不限于这种方式，并且可以在能有效地 优先升高进气温度的其它情况下执行六行程操作。因此，例如，即使
在判定内燃机10未暖机的情况下也可以执行六行程操作。同样地，也 可以仅在一种所谓的高速空转(fast idling)条件下执行六行程操作， 在这种条件下内燃机10以高于正常空转速度的转速运行，诸如在催化 剂暖机过程中或低温起动过程中。六行程操作的第一进气行程中的低升程量描述了用于所述 泵气损失最大处的升程量的情况。然而，在本发明中，低升程量不限 于这种方式，而是可以被设置为泵气损失大于通常依照要求进气量而 设置的升程量的小升程量。这就是即使以与正常升程量相同的升程量 执行两个进气行程，但却可以使进气温度稍微升高的原因。第一具体实施方式
被描述为用于一种情况，在该情况中依 照要求进气量来设置在六行程操作过程中的第二进气行程中的升程量 和四行程操作中的升程量，并且执行包括该升程量的配气正时控制以 控制进气量。然而，本发明不限于这种方式，而是可以在进气通道36 内设置电子控制的节气门，且可以通过节气门的开度来控制进气量。 在这种情况下，第 一进气行程中的进气门的升程可以被控制为低升程 量，并且第二进气行程及四行程操作中的正常升程量可以被设置为用 在进气门凸轮50旋转一次的情况下的最大升程量，而不是依照要求进 气量而设置的升程量。同样地，第一具体实施方式
描述为用于一种情况，在该情
况中，在内燃机的低温起动过程中，以包括第一进气行程、第一压缩 行程、第二进气行程、第二压缩行程、膨胀行程及排气行程的六行程 操作执行第一燃烧周期。然而，本发明不限于这种方式，而是可以执 行多行程操作，其包括第一进气行程和第一压缩行程的多次重复，及 随后执行第二进气行程、第二压缩行程、膨胀行程及排气行程。在这 种情况下，第一进气行程过程中的泵气损失增加，从而在一个燃烧周 期内使得进气温度有效地升高。第一具体实施方式
描述为用于一种情况，在该情况中，用 于改变进气门40的配气正时的装置为将每两个进气门凸轮50连接到 同一个凸轮轴上的装置，凸轮轴的旋转和摇动由可变配气正时机构52 来控制，且进气门40的包括相位的配气正时、升程量及操作角对于每 个气缸12被独立地控制。然而，本发明不限于这种控制进气门40的 方法。在本发明中，用于改变进气门40的配气正时的装置可以为能够 在一个燃烧周期过程中的进气行程中开启和关闭气门至少两次，而且 还改变进气门的升程的不同的构造。特别地，例如，通过使用电磁驱 动阀，可以对于每个进气门40独立地控制进气门40的升程及开启和 关闭正时。以相同方式，用于改变排气门60的配气正时的装置不限于 关于第一具体实施方式
描述的装置，而是依照六行程操作(或多行程 操作)的条件，能够在排气行程内在适当时间控制一次开启和关闭的 正时的不同的构造。尽管第一具体实施方式
描述为用于内燃机10为汽油发动 机的情况，但不限于这种方式，内燃机10也可以为，例如柴油发动机。
尽管给出的示例为通过门喷射的燃料喷射示例，但是发动机可以为使 用气缸喷射的内燃机。例如，在第一具体实施方式
中通过#1行步骤S102可以实施 "低温起动判定装置"，通过步骤S110可以实施"多行程操作设置装 置"、"配气正时控制装置"、及"点火正时控制装置"，通过执行步骤 S108可以实施"多行程搡作终止判定装置"，通过执行步骤S112可以 实施"四行程操作设置装置"，及通过执行步骤S104实施"温度检测 装置"和"冷却液温度检测装置"。下面参照图5和图6描述本发明的第二具体实施方式
。第 二具体实施方式
的描述将集中在第二具体实施方式
独有的特征部分 上，而与第一具体实施方式
相同的部分的描述将被简化或省略。第二具体实施方式
中的系统具有与第 一具体实施方式
中的系统相同的构 造。在第二具体实施方式
中的系统中，除了用于判定从六行程操作转 换到四行程操作的正时的方法与第 一具体实施方式
中方法不同外，以 如第 一具体实施方式
中相同的方式来执行控制。特別地，在第二具体实施方式
的系统中，依照发动机载荷 做出从六行程操作到四行程操作的转换的判定。图5为描绘了冷却液 温度和阈值发动机载荷之间的关系以判定是否从六行程操作转换到四 行程操作的曲线图。在图5中，横轴代表冷却液温度而纵轴代表阈值 发动机载荷。如上，在六行程操作中，进气行程执行了两次，并且在 两次进气行程中，在第一进气行程中以设置为在泵气损失最大处的升 程量的升程量来执行进气。因此，与正常四行程操作的情况相比，产 生的力矩小。因此，在载荷变大的情况下，难以依照六行程操作的载 荷产生力矩。因此，不管内燃机IO是否已暖机，在要求载荷高于给定
载荷的情况下，为了依照要求载荷产生力矩，进行从六行程操作到四 行程操作的转换。即，在图5中实线(i)(阈值发动机载荷(i))之上 的内燃机10的要求载荷的上升是从六行程操作到四行程操作的转换的 第一条件。在六行程操作中，进气温度的增加使燃料更容易燃烧。如 果发动机载荷在这种条件下变大，异常的燃烧容易引起爆燃。同样地， 如果发生这种异常燃烧，可以假定内燃机10的暖机已经进行到一定程 度。因此，在第二具体实施方式
中，为了优先抑制爆燃，仅当发动机 载荷在不引起爆燃的范围内时允许六行程操作。如图5中的实线(ii) 所示，考虑到爆燃的发生而设置的要求载荷的极限值，比当用于内燃 机10的冷却液的温度高时的极限值小，并且当冷却液温度小时变得更 高。考虑到爆燃的抑制，在图5中的实线(ii)(阈值发动机载荷(ii)) 之上的上升是从六行程操作到四行程操作的转换的第二条件。由上述内容，在第二具体实施方式
中，在低温起动时执行 六行程操作，并且如果满足下述第一或第二条件就转换到四^f亍程操作。 第 一条件为(要求载荷)2 (阈值发动机载荷(i)),并且第二条件是(要 求载荷)2 (阈值发动机载荷(ii))。即，当冷却液温度和要求载荷在粗线(I)下面的区域中时， 执行六行程操作并继续，且实线(I)的值为从六行程操作转换到四行 程操作的阈值发动机载荷。阈值发动机载荷为在那时的冷却液温度下 阈值发动机载荷(i)和阈值发动机载荷(ii)中的较小者。基于如图5 所示的关系，ECU 80存储有建立了冷却液温度和阈值发动才几载荷之间 的关系的设定表。基于所检测到的冷却液温度，使用所述设定表来计 算阈值发动机载荷。图6为描绘了由本发明的第二具体实施方式
中的ECU 80 执行的控制程序的流程图。除了在图4的步骤S104后，执行步骤S202， 并且在步骤S106之后4丸行步骤S204，并且4丸行步骤S204和S206来 代替步骤S108之外，图6的程序与图4的程序一样。特别地，在步骤S102处判定内燃机正从《氐温条件，即低 温起动起动，然后检测关于操作条件的信息(步骤S104)。在这种情况 下，依照来自不同传感器的输出来检测发动机转速、加速器操作量， 以及代替了燃烧室24的冷却液温度冷却液温度。然后，计算发动机载 荷(S202)。基于与在步骤S104中检测到的内燃机10的操作条件有关 的信息来计算发动机载荷。然后，计算要求进气量(步骤S106)，并且 计算阈值发动机载荷(步骤S204)。依照在步骤S104中计算的冷却液 温度，利用存储于ECU 80中的设定表(参考图5 )来判定阈值发动机 载荷。然后，判定当前载荷是否大于或等于阈值发动机载荷(步 骤S206)。即，比较在步骤S202计算出的载荷和在步骤S204计算出 的载荷，并判定发动机载荷是否大于或等于阈值发动机载荷。在步骤 S206如果判定发动机载荷大于或等于阈值发动机载荷，则执行六行程 操作(步骤SllO)。即，执行控制以便在低升程量时用进气门40来执 行第一进气行程并执行第一压缩行程、而且在正常升程量时用进气门 40执行第二进气行程、执行第二压缩行程，并且执行点火，随后执行 膨胀行程和排气行程。重复步骤S104、 S202、 S106、 S204、 S206和 S110直到在步骤206判定发动机载荷大于或等于阈值发动机载荷。然而，如果在步骤S102未判定内燃机正乂人低温起动起动， 或者如果在步骤206判定发动机载荷大于或等于阈值发动;t几载荷，则 设置四行程操作(步骤S112)，并且该处理结束。如上所述，在第二具体实施方式
中依照冷却液温度来设置 用于从六行程操作转换到四行程操作的阈值发动机栽荷，并且依照所 设置的阈值发动机载荷将发动机操作从六行程操作转换到四行程操 作。因此，如果要求发动机载荷大而内燃机不能以六行程操作产生相 应于要求载荷的输出力矩，或者如果由于异常燃烧而预计将发生爆燃， 可以避免六行程操作而执行四行程操作。同样地，继续六行程操作直 到上述的第一或第二条件得到满足。因此，如果在内燃机低温起动时 进气温度低，可以可靠地升高进气的温度并改善燃烧条件。第二具体实施方式
描述为用于一种情况，在该情况中转换 载荷被设置为考虑到要求发动机载荷的第一条件和考虑到发生爆燃的 第二条件中的较小者。然而，在本发明中，阈值发动机载荷不需要同 时考虑这两者，而是可以考虑第一条件和第二条件中的任一个而进行设置。在第二具体实施方式
中，通过执行步骤S202可以实施"要 求载荷计算装置"，并且通过执行步骤S206，可以实施"多行程操作终 止判定装置"。下面参照图7描述本发明的第三具体实施方式
。如下的说
明将仅集中在第三具体实施方式
中的特征部分，与第一
具体实施例方式
相同部分的说明将被简化或省略。第三具体实施方式
中的系统具有与 第一具体实施方式
的系统相同类型的构造。在第三具体实施方式
中的系统中，除了预测燃烧室24内的温度以及基于预测温度从四行程操作 转换到六行程操作之外，其以与第 一具体实施方式
中相同的方式来执 行控制。特别地，在第三具体实施方式
中的系统中，也在低温起动 时执行六行程操作。可以基于在六行程操作过程中检测到的进气量， 在六行程操作的进气行程之后预测温度上升AT。因此，在六行程操作 中的第二进气行程之后，在燃烧室24内的预测温度Tp可以由等式(1 ) 的形式用燃烧室内的当前温度T24和温度上升AT来表示
预测的燃烧室温度Tp^然烧室温度T24+AT ... (1 )在开始六行程操作前，即使燃烧室24内的温度^f氐于阈值发 动机载荷，当实际执行六行程操作时也有进气温度有过度升高的情况 发生。如果在这种情况下进行点火，因为可能引起异常燃烧或发生爆 燃，所以最好避免这种情况。因此，如上所要注意的，在第三具体实 施方式中，预测在六行程操作中的第二进气行程之后在燃烧室24内的 温度Tp,并且如果预测温度Tp至少为阈值发动机载荷TO,就转换到 四行程操作。图7为描绘了由第三具体实施方式
中的ECU 80执行的控 制程序的流程图。图7中所示的流程图，除了在图4中所示的流程图 中的步骤S110之后具有步骤S302至S310之外，与图4中所示的程序 相同。特别地，当在步骤S102判定低温起动的第一燃烧中，如果在步 骤S108判定燃烧室24中的当前温度T24低于阈值气缸温度TO,则执 行六行程操作(步骤SllO),此后再次检测与操作条件有关的信息，诸
如第一和第二进气行程中的燃烧室24中的温度T24或者进气量等等 (步骤S302 )。然后，计算要求进气量(步骤S304X此后，基于在步骤 S302检测到的第一和第二进气行程中的进气量，计算温度上升AT(步 骤S306 )。温度上升AT可以从建立了进气量和温度上升之间的关系的 设定表来判定。然后，计算在燃烧室24内第二进气行程之后的预测温 度Tp (步骤S308 )。依照上述等式(1 )来计算燃烧室预测温度Tp。然后，判定燃烧室预测温度Tp是否大于或等于阈值预测气 缸温度TO (步骤S310 )。如果判定燃烧室预测温度Tp大于或等于阈值 气缸温度TO,在步骤S110再次执行六行程操作，并且执行步骤S302 至S310的处理。即，只要在步骤S310未判定燃烧室预测温度Tp大于 或等于阈值预测气缸温度TO，就在步骤S110执行六行程操作。然而， 如果在步骤S310判定燃烧室预测温度Tp大于或等于阈值预测气缸温 度TO,则设置四^f亍程4喿作并且处理结束。如上所述，才艮据第三具体实施方式
，当内燃机10正从低温 条件即低温起动起动时，当执行六行程操作时，预测在执行六行程操 作后的燃烧室温度，并且基于预测温度来判定是否转换到四行程操作。 因此可以抑制燃烧室24内的温度过度上升，并且可以有效地防止由于 异常燃烧引起的爆燃。第三具体实施方式
描述为用于一种情况，在该情况中，燃 烧室24内的温度由温度传感器26来检测，并且从检测温度和由进气 量预测的温度上升来计算预测溫度。然而，用于计算燃烧室24内的预 测温度Tp的方法不限于这种方法，而可以是通过另外的方法计算。例
如，燃烧室24内的温度初始值可以由起动时的冷却液温度来预测，此 后从用于每个燃烧周期的进气行程(第一进气行程和第二进气行程)
的进气量而计算得到温度上升AT,并且温度上升AT可以逐次加到燃 烧室24内的温度的初始值上以预测燃烧室24内的温度。还有，例如， 设置检测燃烧压力的燃烧压力传感器，并且可以从燃烧压力和进气量 来预测燃烧室内的温度。另外，直接检测燃烧室24内的温度，并且可 以从变化量预定下一次的温度。可选地，温度传感器设置在进气门附 近以直接检测进气温度，并且基于进气温度来预测燃烧室24内的温度。第三具体实施方式
描述为用于如果燃烧室24内的预测温 度达到或超过阈值预测气缸温度，就转换到四行程操作的情况。然而， 本发明不限于这种方式，并且如果燃烧室24内的预测温度至少为阈值 预测气缸温度，可以将升程量从低升程量增加预定量，低升程量逐渐 被改变直到达到正常升程量，在此过程中继续六行程操作。以此，在 转换到四行程操作时可以将力矩变化抑制为微小量。当执行这种控制 时，阈值预测气缸温度可以设置为低于正常值。另外，六行程操作过 程中升程量的逐渐变化量不限于固定的变化量。在第三具体实施方式
中，通过^丸^亍步骤S306和S308，可 以实施"气缸内温度预测装置，，，而且通过执行步骤S310,可实施"多 行程操作终止判定装置"。下面参照图8和图9描述本发明的第四具体实施方式
。第 四具体实施方式
的描述将仅集中在第四具体实施方式
的特征部分，且 与第一至第三具体实施方式
相同的部分的描述将被筒化或省略。除了 被用作可变燃料车(flexible fliel vehicle, FFV )之外，第四具体实施方 式中的系统具有与第一具体实施方式
中的系统相同类型的构造。特别地，第四具体实施方式
中的系统使用醇类诸如乙醇、甲醇、生物乙醇、 生物曱醇或这些醇类和汽油的混合物作为燃料。作为燃料使用可能不 管所使用的燃料中的酒精燃料的比例。第四具体实施方式
中的系统在低温起动时执行六行程操 作。由第四具体实施方式
的系统执行的控制，除了当判定是否从六行 程操作转换到四行程操作时，依照燃料中的酒精浓度来设置的阈值气 缸温度、阈值冷却液温度、阈值发动机载荷或阈值预测气缸温度之夕卜，
其与第一具体实施方式
中相同。图8为描绘了在本发明的第四具体实
施方式中，用于转换到四行程操作的燃料中的酒精浓度和阈值冷却液 温度之间关系的曲线图。如上所述的用于第四具体实施方式
中的系统中的燃津十中酒 精燃料的比例不是固定的。然而，所使用的燃料中包括的酒精的浓度 为当燃料被引入气缸12中时影响燃料雾化的因素。特别地，在酒精浓 度低而汽油浓度高的情况下，即使在相对低温时也容易发生燃料的雾 化，然而，随着燃料中的酒精浓度增加，燃料变得难以雾化。因此， 给定量的燃料可以被雾化的温度越高，酒精浓度越高。因此，特别在低温起动时当内燃机10的不同部件中的温度 低时，酒精浓度越高，为了获得稳定燃烧，越有必要升高进气的温度 以使燃料更容易雾化。因此，当为了升高进气温度而执行六行程操作 时，进气温度被变得越高，酒精燃料的浓度就越高。即，如图8中所 示，如下控制被继续直到燃烧室24内部温度达到更高的温度酒精浓 度越高，从六行程操作转换到四行程操作的阈值冷却液温度被变得越 高，以升高六行程操作中的进气温度。 ECU 80存储有建立了如图8中所示的燃料中的酒精浓度和 阈值冷却液温度之间的关系的设定表。当使内燃机IO低温起动时，检 测燃料的酒精浓度，并且依照检测到的酒精浓度，依照所述设定表来 计算阈值冷却液温度。如果内燃机10内的冷却液温度达到或超过阈值 冷却液温度，则从六行程操作转换到四行程操作。图9为描绘了由第四具体实施方式
中的ECU 80执行的控 制程序的流程图。除了步骤S402至S406的执行代替了图4中步骤S106 之后的步骤S108之外，图9的程序与图4中的程序相同。特别地，如 果在步骤S102判定内燃机正从低温条件起动，检测与操作条件有关的 信息，计算要求进气量(步骤S104和S106),并读出当前使用的燃料 的酒精浓度(步骤S402)。燃料的酒精浓度存储于ECU80中。如此， 代替从ECU中读出酒精浓度，可以安装检测酒精燃料的浓度的浓度计 以检测酒精浓度。然后，计算阈值冷却液温度(步骤S404)。依照预先存储 在ECU 80中的设定表，所计算阈值冷却液温度被作为对应于在步骤 S402中读出的酒精浓度的值。然后，判定在步骤S104检测到的冷却液 温度是否大于或等于阈值冷却液温度(步骤S406 ),并且如果未判定冷 却液温度大于或等于阈值冷却液温度，则执行六行程操作(步骤S110 )。 在步骤S104、 S106、 S402至S406和S110中重复六行程操作直到在步 骤S406判定冷却液温度大于或等于阈值冷却液温度。如果在步骤S406 判定冷却液温度大于或等于阈值冷却液温度，转换到四行程操作(步 骤S112)。如上所述，在第四具体实施方式
中依照燃料中的酒精浓度 来计算阈值冷却液温度。因此，可以继续六行程操作直到冷却液温度
达到依照酒精浓度设定的一个温度，在该温度下燃烧稳定，并且可以 可靠地执行暖机以到达所需温度。也可以依照酒精燃料的浓度调节可 燃性。当由于高酒精浓度而难以获得稳定燃烧时，通过继续进行六行 程操作达到更高的温度，可以更快地升高温度以获得稳定的燃烧。特 别是当使用的燃料中包含有酒精燃料时，尽管有低温起动困难的情况， 但可以通过如上述第四具体实施方式
执行六行程操作来更快地升高燃 烧室24内的温度。因此，因为燃烧室内的温度变为燃料可被更快雾化 的温度，所以可以改善内燃机的起动特性。在使用低挥发性燃料的发
动机中，诸如在FFV中，第四具体实施方式
可以有效地改善起动特性。第四具体实施方式
描述为用于使用酒精燃料或酒精燃料与 汽油的混合燃料的情况。然而，本发明不限于这种方式，而是也可以 使用包括代替汽油的所谓生物酒精或轻油的燃料。在这种情况下，通 常如果酒精浓度高，阈值冷却液温度也将被设置得高。以这种方式， 通过预先对每种燃料实验性地设置阈值冷却液温度和酒精浓度之间的 关系，第四具体实施方式
也可应用到其它酒精燃料。第四具体实施方式
描述为用于依照酒精浓度设置阈值冷却 液温度的情况。然而，第四具体实施方式
不限于这种方式。例如，阈 值冷却液T0关于第一具体实施方式
中的燃烧室温度T24，第二具体实 施方式中的阈值发动机载荷，以及阈值预测冷却液温度TO关于第三具 体实施方式中的燃烧室预测温度Tp,均可依照酒精浓度而设置。每个 这些阈值可以依照酒精浓度基于实验性的设定表而得到。同样地，例如，在第四具体实施方式
中通过执行步骤S302 和步骤S304,可以实施"判定值设置装置"。下面参照图IO描述本发明的第五具体实施方式
。第五具体 实施方式的描述将仅集中在第五具体实施方式
的特征部分，且与第一 至第四具体实施方式
相同的部分的描述将被简化或省略。除了发动机
为所谓的具有多个气缸的V-型发动机之外，第五具体实施方式
中的系 统与图1的系统相同。特别地，第五具体实施方式
中的内燃机IO具有两组(以下 称为"列，，，bank)气缸。在该系统中，如果要求载荷大，以全部气缸 12都被操作(全部气缸操作)来操作内燃机10。相反地，如果要求载 荷小，仅一列气缸操作，而属于另一列的气缸停止(缩减气缸操作)。在缩减气缸操作的情况下，其中仅一列气缸运行，属于另 一列的气缸停止。在这种情况下，如果要求载荷变大，从缩减气缸操 作转换到全部气缸操作。即，停止的那一列(辅助列)被起动。那么， 即使在缩减气缸操作过程中被操作的位于操作列侧的气缸12被暖机， 如果缩减气缸操作持续很长一段时间并且当在缩减气缸操作下低温起 动时，在缩减气缸操作过程中被停止的辅助列的气缸可能未被充分暖 机。在这种情况下，从缩減气缸操作转换到全部气缸操作后，立即可 以预见辅助列中的进气温度的升高不充分，并且辅助列的气缸内的燃 烧也会降低。在上述情形下，如果辅助列的气缸12未被暖机且仍然是低 温的，当辅助列恢复操作时第五具体实施方式
中的系统进行一个燃烧 周期的六行程操作。即，关于该辅助列，设置在泵气损失最大处的低 升程量，且执行第一进气行程和第一压缩行程，其后升程量被设置为 正常升程量然后执行第二进气行程、第二压缩行程、膨胀行程和排气
行程。此后，如果辅助列的燃烧室24内的温度T24达到或超过阈值气 缸温度T0，则结束六行程操作并执行四行程操作。在此过程中，维持在缩减气缸操作过程中正在进行操作的 操作列的当前操作条件。即，例如，依照图4中所示的程序，在执行 四行程操作的情况下，执行四行程操作，以及在执行六行程操作的情 况下，执行六行程操作。如果判定六行程操作将被终止，则转换到四 行程操作。当通过四行程操作恢复辅助列的操作时，内燃机10开始以 全部气缸12进行操作而操作。当停止的列返回到四行程操作时，点火 正时转换到预先为全部气缸操作而设置的点火正时，然后，每个气缸 12的进气门40和排气门60的正时转换到预先设置的配气正时。图10为由第五具体实施方式
的系统执行的控制程序的流 程图。图10的程序，在内燃机10的操作过程中被重复执行。特别地， 在步骤S502判定是否正在进行缩减气缸操作。如果未判定正在进行缩 减气缸操作，则继续当前操作并且结束处理。然而，如果在步骤S502判定正在进^"缩减气缸"t喿作，然 后检测与操作条件相关的信息(步骤S504 )。基于来自不同传感器的输 出来检测所需的信息，例如发动机转速和进气量，以及冷却液温度等 等。然后，计算当前要求载荷(步骤S506)。基于加速器操作量来计算 要求载荷。然后，判定是否要求从缩减气缸操作转换到全部气缸操作 (步骤S508 )。例如，基于在步骤S506计算出的载荷是否高于预定载 荷来判定是否要求从缩减气缸操作转换到全部气缸操作。如果在步骤 S508判定要求转换到全部气缸操作，继续当前操作并且结束处理。然而，如果在步骤S508未判定要求转换到全部气缸操作， 则判定是否执行辅助列的低温起动(S510)。特别地，基于在步骤S504判定。如果在步骤S510判定辅助列正从低温起动恢复，检测辅助 列中的气缸12的燃烧室24内的温度T24 (步骤S512)。然后，判定 温度T24是否大于或等于用于从六行程操作转换到四行程操作的阈值 气缸温度TO (步骤S514 )。如果在步骤S514未判定温度T24大于或等 于阈值气缸温度TO，在步骤S516辅助列被设置为六行程操作。即， 第一进气行程以进气门40被设置为低升程量而执行，且执行第一压缩 行程。在第一进气行程和第一压缩行程之后，第二进气行程以进气门 40被设置正常升程量而执行且执行第二压缩行程，其后执行膨胀行程 和排气行程。此后，处理返回到步骤S512。步骤S512、 S514和S516 的六行程操作被重复直到在步骤S514判定燃烧室24内的温度T24达 到或超过阈值气缸温度TO。在步骤S510未判定辅助列的气缸12正从低温条件被恢复， 并且在步骤S514判定温度T24大于或等于阈值气缸温度TO,在步骤 S518执行正常的四行程操作，并且立即执行全部气缸操作。此后，处 理结束。如上所述，根据第五具体实施方式
，即使当恢复已被停止 的辅助列的操作时，通过执行六行程操作以升高温度，可以更快地升 高辅助列的燃烧室24内的温度，使得燃烧能够稳定。在第五具体实施方式
中的系统中，即使当执行内燃机10的 低温起动时也可以以缩减气缸操作起动。在以缩减气缸操作执行低温 起动的情况下，图4的程序以与第一具体实施相同的方式才丸行，而且
辅助列仅在六行程操作中进行操作，直到辅助列的燃烧室24内的温度 T24升高到阈值气缸温度T0。以这种方式，即使当执行内燃机10的低 温起动时，也可以通过执行六行程操作以升高辅助列的燃烧室24内的 温度以更快地稳定燃烧。因为即使在低温条件下也可以以这种方式执 行缩减气缸操作，所以可以改进耗油率。例如，在第五具体实施方式
中，通过执行步骤S510可以 实施"低温起动判定装置，，，并且通过执行步骤S516可以实施"多行 程操作装置"。在上述具体实施方式
中，在涉及部件数量、质量和范围等 等的情况下，除非原则上数量作为特定数量是被明确说明的或者是清 楚的，否则对说明的数量没有限制。而且，在具体实施方式
中描述的 结构和步骤方法，除非原则上作为特定结构和方法被清楚地说明或是 清楚的，否则不是本发明实质上必需的。
权利要求
1、一种用于内燃机的控制设备，包括可变气门驱动装置，其用于改变进气门的开启和关闭的正时及升程量，所述进气门设置在与所述内燃机的气缸相通的进气口中；配气正时控制装置，其用于通过所述可变气门驱动装置来控制所述进气门的所述开启和关闭的所述正时及升程量；低温起动判定装置，其用于判定所述内燃机是否正从低温起动起动；及多行程操作设置装置，其用于当所述低温起动判定装置判定所述内燃机正从低温起动起动时，设置多行程操作，在所述多行程操作中所述内燃机的一个燃烧周期包括两个以上进气和压缩行程，其中所述多行程操作由第一进气行程和第一压缩行程及第二进气行程和第二压缩行程，随后为燃烧行程和排气行程组成，其中在所述第一进气行程和所述第一压缩行程过程中，所述配气正时控制装置将所述进气门的升程控制为低升程量，所述低升程量小于用于要求进气量的进气所需的正常升程量，并且在所述第二进气行程和所述第二压缩行程中，所述配气正时控制装置将所述进气门的所述升程控制为所述正常升程量。
2、 根据权利要求1所述的控制设备，其中所述低升程量是在所述第 一进气行程和所述第 一压缩行程过程中 泵气损失最大处的升程。
3、 根据权利要求1或2所述的控制设备，进一步包括点火正时控制装置，其用于通过设置在所述气缸中的火花塞来控 制点火正时，其中在所述第 一进气行程和所述第 一压缩行程过程中所 述点火正时控制装置禁止点火。
4、 根据权利要求1至3中任意一项所述的控制设备，其中在一个燃烧周期过程中，所述多行程操作设置装置将所述第一进 气行程和所述第一压缩行程，随后执行所述第二进气行程和所述第二 压缩行程设置为重复运行多次。
5、 根据权利要求1至4中任意一项所述的控制设备，进一步包括 多行程操作终止判定装置，其用于判定多行程操作是否将被终止；及四行程操作设置装置，其用于如果所述多行程操作终止判定装置 判定多行程操作将被终止，将所述内燃机的燃烧的一个燃烧周期设置 为包括进气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程的四行程操作。
6、 根据权利要求5所述的控制设备，进一步包括温度检测装置，其用于检测所述气缸中的温度，其中如果所述气缸中的温度大于或等于阈值气缸温度，则所述多行程 操作终止判定装置判定多行程操作将被终止。
7、 根据权利要求5所述的控制设备，进一步包括冷却液温度4全测装置，其用于^:测所述内燃才几的所述冷却液的温 度，其中如果所述冷却液的所述温度大于或等于阈值冷却液温度，则所述 多行程操作终止判定装置判定多行程操作将被终止。
8、 根据权利要求5所述的控制设备，进一步包括 要求载荷计算装置，其用于计算所述内燃机上的要求载荷，其中如果计算出的要求载荷大于或等于阈值发动机载荷，则所述多行 程操作终止判定装置判定多行程操作将被终止。
9、 根据权利要求5所述的控制设备，进一步包括气缸温度预测装置，其用于在一个燃烧周期内，在所述第一进气 行程和所述第一压缩行程开始前，预测在执行所述第二进气行程和所 述第二压缩行程之后气缸中的温度，其中如果预测的所述气缸中的温度大于或等于阈值预测气缸温度，则 所述多行程操作终止判定装置判定多行程操作将被终止。
10、 根据权利要求6至9中任意一项所述的控制设备，其中所述内燃机使用含有酒精的燃料作为燃料，并且所述控制设备进 一步包括判定值设置装置，其用于根据所述燃料中的酒精浓度来设置 所述阈值气缸温度、所述阈值冷却液温度、所述阈值发动机载荷及所 述阈值预测气缸温度中的任意 一项。
11、 根据权利要求1至10中任意一项所述的控制设备，其中 所述内燃机具有第一气缸组和第二气缸组，并且其中 所述控制设备仅操作属于所述第一气缸组的气缸，并且包括 缩减气缸操作设置装置，其用于将属于所述第二气缸组的气缸设 置为缩减气缸操作，在所述缩减气缸操作中所述气缸被停止，及全部气缸操作设置装置，其用于将全部属于所述第一气缸组的气 缸及属于所述第二气缸组的气缸设置为全部气缸操作，在所述全部气 缸操作中全部气缸被操作，其中当所述发动机从缩减气缸操作转变到全部气缸操作时，所述低温 起动判定装置判定属于所述第二气缸组的所述气缸的操作的恢复是否 为j氐温起动，及当所述低温起动判定装置判定属于所述第二气缸组的所述气缸的 操作的恢复为所述低温起动时，所述多行程操作设置装置将属于所述 第二气缸组的气缸的所述操作设置为多行程操作。
12、 根据权利要求1至11中任意一项所述的控制设备，其中所述可变气门驱动装置具有驱动所述进气门的所述开启和关闭 的进气门凸轮，和旋转驱动所述进气门凸轮的电动机，其中所述配气 正时控制装置通过使用所述电动机控制所述进气门凸轮的所述旋转驱 动而控制所述配气正时。
13、 一种控制内燃机的方法，包括 判定所述内燃机是否从低温起动开始起动；执行多行程操作，所述多行程操作在所述内燃机的一个燃烧周期 内包括由第一进气行程和第一压缩行程及第二进气行程和第二压缩 行程组成的两个以上的进气和压缩行程，随后为燃烧行程和排气行程； 及 在所述第一进气行程和所述第一压缩行程过程中，将进气门的升 程控制为低升程量，所述低升程量小于用于要求进气量的进气所需的 正常升程量，并且在所述第二进气行程和所述第二压缩行程中将所述 进气门的所述升程控制为所述正常升程量。
全文摘要
在用于内燃机的控制设备中，所述内燃机具有控制进气门的开启和关闭的正时的配气正时控制装置，所述进气门设置在与所述内燃机的气缸相通的进气口中，当所述内燃机正从低温条件起动时，设置多行程操作，其中内燃机的一个燃烧周期包括两个以上进气和压缩行程，由第一进气行程和第一压缩行程与第二进气行程和压缩行程，及随后为膨胀行程和排气行程组成。在所述第一进气行程和第一压缩行程过程中，所述配气正时控制装置将所述进气门的升程控制为低升程量，该升程量小于用于要求进气量的进气所需的正常升程量，并且在第二进气和第二压缩行程中，所述配气正时控制装置将所述进气门的所述升程控制为所述正常升程量。
文档编号F02B75/02GK101341324SQ200780000812
公开日2009年1月7日 申请日期2007年5月8日 优先权日2006年5月10日
发明者川合孝史 申请人:丰田自动车株式会社