专利名称：内燃机控制设备和方法
技术领域：
本发明涉及内燃机控制设备和内燃机控制方法。特别地，
本发明涉及用于控制内燃机的设备和方法，其中执行用来早闭排气门 的气门正时控制。
背景技术：
另外，上述内燃机控制设备可应用于进气口喷射式内燃机。 根据上述内燃机控制设备和方法，在执行排气门早闭气 门正时控制以减少废气排放物(尤其是碳氢化合物)的内燃机中，为 便于燃料雾化，燃料喷射正时模式通常设定为进气沖程非同步燃料喷 射模式，从而可获得良好的燃料经济性和良好的废气排放性能。但是， 如果在内燃机怠速运行时燃烧气体温度被估计成较高，那么燃料喷射 正时控制装置将燃料喷射正时模式从进气冲程非同步燃料喷射模式转 换为进气沖程同步燃料喷射模式。在进气沖程同步燃料喷射模式中， 由于与进气一起直接吸入燃烧室的燃料的汽化热，燃烧气体的温度保 持较低。这样，即使在内燃机高负荷运行后怠速运行时重新加速的情 形下，也能可靠地防止发动机爆震。
图1中所示的内燃机控制设备设有ECU(电子控制单元) 40。 ECU 40连接到用于检测发动机速度的曲轴角传感器42、用于检 测外界温度的外界温度传感器46和用于检测加速踏板的操作量的加 速器位置传感器48，以及上述传感器。另外，ECU40适于检测所传 递的用于开启和关闭空调50的压缩机的信号。ECU40连接到各种致 动器上，包括节气门22、燃料喷射阀26、可变进气门驱动机构34和 可变排气门驱动机构36。 ECU 40通过利用各传感器的输出根据相应 的控制程序控制各致动器，来控制内燃机10的运行。 ECU 40适于可变地设定喷射正时。更具体地，ECU 40 适于将燃料喷射正时模式在进气冲程非同步燃料喷射模式与进气冲程 同步燃料喷射模式之间转换。在进气沖程非同步燃料喷射模式中，在 各进气冲程开始之前喷射燃料，即，在各排气沖程喷射燃料。另一方 面，在进气冲程同步燃料喷射模式中，在各进气冲程喷射燃料。即， 在进气沖程同步燃料喷射模式中，与向下移动的活塞12同步地喷射燃 料，同时进气门30开启，使得喷射的燃料与进气沖程的进气一起直接 进入燃烧室14。 然后，ECU40确定已确定的高温发动机运行周期是否等 于或长于预定值(步骤206)。只要高温发动机运行周期短于预定值， 那么ECU40就继续进气沖程非同步燃料喷射模式(步骤102)。另一 方面，当高温发动机运行周期达到预定值时，ECU 40将燃料喷射正 时模式从进气冲程非同步燃料喷射模式转换为进气冲程同步燃料喷射 模式(步骤108)。 为了执行该操作，在第三实施例中，ECU40执行图7的 流程图所示的控制程序。在图7中，与第二实施例的控制程序(图6) 相同的过程由相同的步骤号来标记，并省略或简化其描述。在图7的 控制程序中，在步骤200中确定了外界温度等于或高于基准外界温度 之后，ECU 40接着确定空调的压缩机当前是否正在运行(步骤300 )。
[0052J 如果在步骤300中确定空调的压缩机当前未在运行，那 么ECU40继续进气冲程非同步燃料喷射模式(步骤102)。另一方面， 如果在步骤300中确定空调的压缩机当前正在运行，那么ECU 40接 着获得空调压缩机已经持续运行的时间周期(将被称为"空调运行周 期，，)(步骤302)。
[0053接着，ECU40确定所获得的空调持续运行周期是否等于 或长于预定值(步骤304)。只要空调运行周期短于预定值，那么ECU 40就继续进气沖程非同步燃料喷射模式(步骤102)。另一方面，当空 调运行周期达到预定值时，ECU 40将燃料喷射正时模式从进气沖程 非同步燃料喷射模式转换为进气沖程同步燃料喷射模式(步骤108 )。
[0054根据上述控制程序，当内燃机IO在怠速运行时，如果外 界温度高，并且空调运行周期等于或长于预定值，那么燃烧气体温度 被确定(估计)为较高，因此执行进气冲程同步燃料喷射模式。根据 该控制程序，在运行于排气门早闭气门正时控制下的内燃机IO中，可 更加精确地检测需要执行进气冲程同步燃料喷射模式以防止起动发动 机爆震的运行状态。
[0055j 尽管已经参考其实施例描述了本发明，但是应当理解， 本发明不限于这些实施例和结构。相反，本发明包括各种变形和等效布置。另外，尽管以各种组合和结构示出了实施例的示例性的各种元 件，但是包括更多、更少或仅仅一个元件的其它组合和结构也落入本 发明的精神和范围内。
权利要求
1.一种内燃机控制设备，包括可变气门驱动机构，其至少能够改变关闭排气门的时间点；用于执行排气门早闭气门正时控制的排气门早闭控制执行装置，在所述排气门早闭气门正时控制中，所述排气门在进气冲程上止点之前关闭；燃料喷射正时控制装置，其用于将燃料喷射正时模式在进气冲程非同步燃料喷射模式与进气冲程同步燃料喷射模式之间转换；以及燃烧气体温度估计装置，其用于估计所述内燃机中燃烧气体的温度，其中在所述排气门早闭气门正时控制期间，所述燃料喷射正时控制装置通常执行所述进气冲程非同步燃料喷射模式，并且如果在所述内燃机怠速运行时所述燃烧气体温度被估计成较高，那么所述燃料喷射正时控制装置将所述燃料喷射正时模式从所述进气冲程非同步燃料喷射模式转换为所述进气冲程同步燃料喷射模式。
2. 如权利要求1所述的内燃机控制设备，其中在所述内燃机的暖 机操作已完成的情形下，所述燃料喷射正时控制装置执行从所述进气 冲程非同步燃料喷射模式到所述进气沖程同步燃料喷射模式的燃料喷 射正时模式的转换。
3. 如权利要求1或2所述的内燃机控制设备，其中所述排气门早 闭气门正时控制中设定的所述排气门的气门开启相位比基本气门正时 控制中设定的所述排气门的气门开启相位提前20°CA。
4. 如权利要求1至3中任意一项所述的内燃机控制设备，其中如 果运行记录表示所述内燃机先前在高负荷下运行，那么所述燃烧气体 温度估计装置估计为当前的燃烧气体温度较高。
5. 如权利要求4所述的内燃机控制设备，其中如果所述内燃机的 速度和所述内燃机的负荷率中至少一项等于或高于阈值，那么所述燃 烧气体温度估计装置估计为所述内燃机先前在高负荷下运行。
6. 如权利要求1至3中任意一项所述的内燃机控制设备，其中如 果外界温度等于或高于预定值，而且所述内燃机的冷却剂的温度等于 或高于预定值，并且所述内燃机已经怠速运行了预定时间或更长时间， 那么所述燃烧气体温度估计装置估计为当前的燃烧气体温度较高。
7. 如权利要求1至3中任意一项所述的内燃机控制设备，其中如 果外界温度等于或高于预定值，并且空调已经持续运行了预定时间或 更长时间，那么所述燃烧气体温度估计装置估计为当前燃烧气体温度 较高。
8. 如权利要求1至7中任意一项所述的内燃机控制设备，其中所 述内燃机为进气口喷射式内燃机。
9. 一种用于控制内燃机的方法，包括执行排气门早闭气门正时控制，其中排气门在进气冲程上止点之 前关闭；将燃料喷射正时模式在进气沖程非同步燃料喷射模式与进气冲程 同步燃料喷射模式之间转换；确定所述内燃机当前是否正在怠速运行；以及估计所述内燃机中燃烧气体的温度，其中如果在所述内燃机急速运行时所述燃烧气体温度被估计成较高， 那么所述燃料喷射正时模式从所述进气冲程非同步燃料喷射模式转换 为所述进气冲程同步燃料喷射模式。
全文摘要
一种内燃机控制设备，执行其中排气门在进气冲程上止点之前关闭的排气门早闭气门正时控制。燃料喷射正时模式通常设定为进气冲程非同步燃料喷射模式(步骤102)。但是，如果内燃机在怠速运行(步骤104)，并且燃烧气体温度较高(步骤106)，那么燃料喷射正时模式就从进气冲程非同步燃料喷射模式转换为进气冲程同步燃料喷射模式(步骤108)。
文档编号F02D41/40GK101611221SQ200880000941
公开日2009年12月23日 申请日期2008年5月23日 优先权日2007年5月23日
发明者富松亮, 星幸一 申请人:丰田自动车株式会社