专利名称：内燃机用的阀控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制内燃机停止操作以确保该发动机的良好启动性能的设备，其中，该发动机包括阀、以及用于控制该阀的阀开启中心相位角、阀开启持续时间和阀升程 (valve lift)的机构。
背景技术：
日本特开2006-312943公开了一种内燃机，该内燃机包括能够连续改变进气阀的阀开启中心相位角(阀定时)的可变相位角机构(可变阀定时机构)、和能够连续改变进气阀的阀开启持续时间和阀升程的可变阀机构(可变升程机构)。
发明内容
本发明的目的是提供一种内燃机用的阀控制设备，该设备能够在接收到发动机停止命令之后或在发动机的运转停止之后的工作时间段期间使阀在短时间内移动至延迟位置并将该阀可靠地设定为启动操作用的阀开启相位角。在本发明的一个实施例中，提供了一种内燃机用的阀控制设备。所述阀控制设备包括可变相位角机构，其被构造成能连续改变阀的阀开启相位角；可变阀机构，其被构造成能连续改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方；以及控制器，其被构造成控制所述可变相位角机构和所述可变阀机构。所述可变相位角机构被构造成将所述阀开启相位角设定为启动操作时的相位角比通常运转时的通常相位角延迟。在生成发动机停止命令之后，所述控制器控制所述可变阀机构，使得累计阀开启值增大为大于怠速状态下的怠速状态累计阀开启值。在本发明的另一实施例中，提供一种内燃机用的阀控制方法。所述阀控制方法包括通过累计位于发动机在怠速状态下运转时在纵轴上标绘阀的阀升程、并且在横轴上标绘所述阀的阀开启持续时间的曲线下方的面积，来确定怠速状态累计阀开启值。所述阀控制方法还包括在生成发动机停止命令之后，通过累计位于当前在纵轴上标绘所述阀的阀升程、并且在横轴上标绘所述阀的阀开启持续时间的曲线下方的面积，来确定当前累计阀开启值，并且控制所述阀的阀升程和阀开启持续时间中的至少一方，使得所述当前累计阀开启值增大为大于怠速状态累计阀开启值。在本发明的又一实施例中，提供来一种内燃机用的阀控制设备。所述阀控制设备包括可变相位角部件，其被构造成能连续改变阀的阀开启相位角；可变阀部件，其被构造成能连续改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方；以及控制部件，其被构造成控制所述可变相位角部件和所述可变阀部件。所述可变相位角部件被构造成将所述阀开启相位角设定为启动操作时的相位角比通常运转时的通常相位角延迟。在生成发动机停止命令之后，所述可变阀部件改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方，从而使累计阀开启值增大为大于怠速状态下的怠速状态累计阀开启值。
包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出本发明的优选实施例，并且连同以上给出的概要说明和以下给出的详细说明一起用来解释本发明的特征。图1示出根据本发明的实施例的内燃机的结构；图2是示出该发动机的可变阀机构的立体图；图3是部分示出图2的可变阀机构的放大侧视图；图4A和4B是各自示出由根据本发明的实施例的可变相位角机构所进行的阀开启中心相位角的控制状态的截面图；图5是根据第一实施例的流程图；图6是示出根据第一实施例的各种发动机工作参数的变化的时间图；图7是根据第二实施例的流程图；图8A和8B是各自示出与现有技术进行比较的、根据第二实施例的各种发动机工作参数的变化的时间图；图9A和9B是各自示出通过以每个非常小的曲柄角增量累计阀升程(即，阀升程轮廓曲线下方的面积)所计算的累计阀开启值的说明图；以及图10是根据本发明的实施例的以每个非常小的曲柄角增量累计阀升程的处理的示例流程图。
具体实施例方式以下将参考附图来详细说明本发明的实施例。第一实施例图1是示出内燃机1的结构图。如所描绘的那样，仅示出发动机1的一个气缸50， 应当理解的是，发动机1可以具有任意数量的气缸50。发动机1包括燃烧室52。由位于发动机1的气缸50内的活塞51来限定燃料室52。活塞51根据发动机曲轴(未示出)的转动而在气缸50中往复移动。燃烧室52包括布置在火花塞53附近的进气阀M和排气阀 55。在活塞51的进气冲程期间，进气通过进气通道56，然后通过进气阀M，并被吸引至燃烧室52中。在进气通道56的中间部分处布置进气歧管57。在活塞51的排气冲程期间，来自燃料室52的排气通过排气阀55，然后通过排气通道58，并被排出至外部。由改变进气阀M的阀工作特性的可变工作特性机构(variable operating characteristic mechanism)来控制进气阀Μ。该可变工作特性机构包括连续改变进气阀 54的阀开启持续时间和阀升程的可变阀机构10、以及连续改变进气阀M的阀开启的中心相位角的可变相位角机构20。在本实施例中，排气阀55具有固定的阀特性。可选地，排气阀55可以具有由与这里基于进气阀M描述的可变工作特性机构相同的可变工作特性机构所控制的可变阀特性。
在进气通道56中，在歧管57的上游设置电控节流阀59。电控节流阀59具有包括进气节流阀和驱动该进气节流阀的致动器在内的节流机构。在进气通道56中，在每个气缸的进气口部分处设置电磁燃料喷射阀60。电子控制单元(ECU) 61控制火花塞53、可变阀机构10、可变相位角机构20、电控节流阀59和燃料喷射阀60的工作。E⑶61接收来自各种传感器的信号。这些传感器包括曲柄角传感器62，用于通过与发动机旋转同步地输出曲柄角信号来检测曲柄角位置θ和发动机速度队；加速踏板传感器63，用于检测加速踏板开度(opening)(即，加速踏板压下量)；热线式空气流量计 64，用于在位于进气通道56的节流阀59的上游的位置处测量流入歧管57中的空气流量； 进气温度传感器65，用于测量歧管57中的进气温度；水温传感器67，用于检测发动机水温； 阀开启传感器32(下述)，用于检测进气阀讨的阀开启(opening)；以及中心相位角传感器 31，用于检测进气阀M的阀开启的阀开启中心相位角。根据发动机运转条件来控制燃料喷射阀60的燃料喷射定时和燃料喷射量。对燃料喷射量进行控制，以实现相对于所控制的气缸进气量的期望的空气-燃料比。根据发动机运转条件将火花塞53的点火正时控制为最大转矩时的最小点火提前角(MBT)或爆燃界限。图2示出上述的可变阀机构10。如所描绘的那样，对于每个气缸设置一对进气阀M。中空的进气驱动轴3被布置在进气阀M的上方，并且在与发动机中的气缸的排列 (alignment)相对应的方向上延伸。摆动凸轮4被可转动地装配在进气驱动轴3上，使得摆动凸轮4可以相对于进气驱动轴3转动。摆动凸轮4接触各个进气阀M的阀挺柱(valve lifter) 5 ，并且打开和关闭阀M。在进气驱动轴3和摆动凸轮4之间设置电动式可变阀机构10。可变阀机构10连续改变进气阀M的阀开启持续时间和阀升程。此外，在进气驱动轴3的端部设置有液压式可变相位角机构20。可变相位角机构 20连续改变作为进气阀开启的中心相位角的、进气阀M的进气中心相位角。参考图2和3，可变阀机构10包括圆形驱动凸轮11，其被偏心地固定至进气驱动轴3 ；环状连杆12，其被可转动地装配在驱动凸轮11上，使得环状连杆12可以相对于驱动凸轮11转动；控制轴13，其在与发动机的气缸对准并且与进气驱动轴3大致平行的方向上延伸；圆形控制凸轮14，其被偏心地固定至控制轴13 ；摆动臂15，其被可转动地装配在控制凸轮14上使得摆动臂15可以相对于控制凸轮14转动，其中，摆动臂15的一端连接至环状连杆12的前端；以及杆状连杆16，其连接至摆动臂15的另一端并连接至摆动凸轮4。由电动致动器17经由齿轮系18在预定的控制范围内旋转驱动控制轴13。在以上结构中，使进气驱动轴3与发动机1的曲轴连动地转动。环状连杆12经由利用进气驱动轴3所转动的驱动凸轮11大致跟随进气驱动轴3的运动，摆动臂15绕控制凸轮14的轴心摆动，并且经由杆状连杆16使摆动凸轮4摆动，由此打开和关闭进气阀54。此外，当控制轴13的转动角度变化时，控制凸轮14的用作摆动臂15的摆动中心的轴心位置也变化，因此摆动凸轮4的姿势改变。因此，在进气中心相位角大致恒定的情况下，进气阀开启持续时间和阀升程连续变化。设置有用于通过检测控制轴13的转动角来检测进气阀M的阀开启的阀开启传感器32。应当理解的是，阀开启的特征在于，作为阀开启持续时间和阀升程这两者的函数的累 i十 1 开启 1 (integrated valve opening value) 参考图2，中心相位角传感器31通过检测进气驱动轴3的转动相位角来检测进气阀讨的阀开启中心相位角(阀定时)。参考图4A和4B，液压式可变相位角机构20包括圆筒状的壳体71、转动构件72和液压回路73。壳体71是由发动机的曲轴(未示出)经由定时链(timing chain)旋转驱动的凸轮链轮(cam procket)。转动构件72被固定至进气驱动轴3的端部并且可转动地容纳于壳体71中。液压回路73使转动构件72相对于壳体71转动。四个分隔壁71A以每90度间隔的方式从壳体71的内周面突出，并且沿着壳体71 的轴线方向布置。分隔壁71A各自具有梯形截面。转动构件72被固定至进气驱动轴3的前端部，并且具有圆形基部72A。在基部72A 的外周面上以每90度间隔的方式布置四个叶片72B。这些叶片72B被布置在壳体71的分隔壁71A之间的凹部处。叶片72B将这些凹部分割成转动方向上的前后空间，使得在叶片 72B的两侧与分隔壁7IA的两侧之间布置提前液压流体室81和延迟液压流体室82。液压回路73包括两个液压流体通道第一液压流体通道91，其向提前液压流体室 81进给液压以及从提前液压流体室81除去液压；和第二液压流体通道92，其向延迟液压流体室82进给液压以及从延迟液压流体室82除去液压。供给通道93以及排放通道94A和 94B经由用于进行通道切换的电磁操纵的方向控制阀95连接至液压流体通道91和92。供给通道93连接至由发动机所驱动的油泵，该油泵用于抽吸油盘中的油。此外，排放通道94A 和94B的下游端连接至油盘。在电磁操纵的方向控制阀95中具有滑阀体(spool valve body) 96 滑阀体96控制供给通道93以及排放通道94A和94B相对于液压流体通道91和92的切换。E⑶61控制对电磁操纵的方向控制阀95的电磁线圈97的通电量。例如，当对电磁线圈97的通电量增大时，如图4A所示，液压流体通过第一液压流体通道91，并被供给至提前液压流体室81。此外，延迟液压流体室82中的液压流体通过第二液压流体通道92，然后通过排放通道94A，并被排出至油盘，从而导致延迟液压流体室82 中的压力减小。因此，经由叶片72B使转动构件72向提前侧转动。因此，进气阀M的阀开启定时相对于曲轴的曲柄角提前。作为对比，当对电磁线圈97的通电量减小时，如图4B所示，利用油泵所抽吸的液压流体通过第二液压流体通道92，并被供给至延迟液压流体室82，并且提前液压流体室81 中的液压流体通过第一液压流体通道91，然后通过排放通道94B，并被排出至油盘。因此， 延迟液压流体室82的内部压力增大，而提前液压流体室81的内部压力减小，并且经由叶片 72B使转动构件72向延迟侧转动。因此，进气阀M的阀开启定时相对于曲轴的曲柄角延迟。如上所述，配备有进气阀M用的可变阀机构10和可变相位角机构20的发动机1 在发动机停止操作期间进行作为本发明的该实施例的特征的、用于使发动机准备好以进行下一启动操作的控制。在启动操作时，尽管进气阀M的可变相位角机构20可以将进气阀M的中心相位角设定在相对于最延迟位置提前的提前位置处，但是，可变相位角机构20典型地将该中心相位角设定在最延迟位置处。无论如何，该设定位置均位于相对于通常运转时的通常中心相位角位置的延迟方向上。将进气阀的中心相位角设定在延迟位置处以进行启动的优点在于，通过减少进气阀开启与排气阀开启的阀重叠来缩减启动操作时未燃烧的燃料和其它污染物的排放，并且防止作为进气阀撞击止动件的结果的生成异常噪声或损坏。同时，通常在进气阀M的可变阀机构10中，在发动机停止命令之后燃料喷射停止时，由于阀弹簧的反作用力，因而阀开启持续时间被设定为最小阀开启持续时间或接近最小阀开启持续时间。因而，在发动机工作时，使阀开启从怠速状态下的小的阀开启移动至接近启动操作时的最小阀开启的阀开启。在发动机停止的情况下，当可变相位角机构20被配置成使用由发动机供给动力的液压泵进行驱动、从而使进气阀的阀开启中心相位角移动至延迟位置时，如果由凸轮 (例如，摆动凸轮4)同时向进气阀M的驱动施加大的阻力，则除液压驱动力以外，该凸轮阻力也用作延迟方向上的更大的驱动力。因此，设置进气阀M的可变阀机构10来以短的阀开启持续时间和低的阀升程移动进气阀M，使得由凸轮向进气阀M的驱动施加小的阻力，由此避免在延迟方向上驱动阀开启中心相位角时、来自该凸轮的更大的驱动力的问题。在现有技术的系统中，即使在生成发动机停止命令之后也使发动机继续工作特定时间段，从而通过维持用于驱动可变相位角机构的液压来使阀开启相位角移动至延迟侧。 朝向最延迟位置的移动花费时间，因此由于发动机的驱动而使燃料消耗增加，此外，在即使钥匙被转向OFF之后运转也持续长时间段的情况下，驾驶员感觉不舒服。作为对比，在本发明中，可以使作用于阀的驱动的阻力增大为大于怠速状态下的阻力。因此，可以使阀的阀开启相位角立即延迟至并设定为启动操作用的启动值。特别地，在本实施例中，启动操作用的进气阀M的阀开启中心相位角被设定在最延迟位置处。如以上所论述的那样，目的是通过尽可能多地减少启动操作时进气阀和排气阀之间的阀重叠来维持碳氢化合物、一氧化碳等的良好的排气净化性能，并且通过提供设定操作来防止作为进气阀撞击止动件的结果的生成异常噪声。图5是根据第一实施例的流程图。在步骤Sl中，判断是否生成发动机停止命令。 如果判断为生成了发动机停止命令，则处理进入步骤S2，在步骤S2中，驱动可变相位角机构20，以开始用于使进气阀M的阀开启中心相位角移动至最延迟位置的控制。同时，另一控制流程执行包括用于停止燃料喷射的控制和用于完全关闭节流阀的控制在内的发动机停止操作。在步骤S3中，判断是否已经通过跟随发动机停止命令的燃料喷射停止控制停止了燃料喷射。如果判断为已经停止燃料喷射，则处理进入步骤S4,在步骤S4中，判断是否已经通过跟随发动机停止命令的电控节流阀59的节流阀关闭控制完全关闭了节流阀(最小开度)。如果在步骤S4中判断为已经关闭了节流阀，即如果判断为(包括用于停止燃料喷射的控制和用于完全关闭节流阀的控制的)发动机停止操作完成，则处理进入步骤S5。在步骤S5中，由可变相位角机构20改变进气阀M的阀升程轮廓(valve lift profile)预定时间段。改变后的阀升程轮廓被设定为如下。通过使用累计阀开启值来设定进气阀M的从阀开启定时到阀关闭定时的一个周期的阀升程轮廓。如这里所使用的那样，“累计阀开启值”表示计算的位于在纵轴上标绘阀升程并且在横轴上标绘曲柄角的曲线下方的面积。更具体地，阀升程轮廓的累计阀开启值被控制为大于怠速状态下的阀升程轮廓的累计阀开启值，即大于怠速状态累计阀开启值。本实施例采用在阀开启持续时间增加时、阀升程也相应地增大的可变阀机构10。 因此，在阀开启持续时间增加时，以非常小的曲柄角增量来累计阀升程的累计阀开启值也增大。此外，在阀开启持续时间减少时，累计阀开启值减小。即，通过与怠速状态下的阀开启持续时间相比增加进气阀M的阀开启持续时间，阀升程轮廓的累计阀开启值变为大于怠速状态累计阀开启值。在步骤S5中，可变阀机构10开始控制进气阀M的阀开启，以使其增加为大于怠速状态下的阀开启。(注意，怠速状态下的阀开启可以大于启动操作时的阀开启。)可以基于用于使阀开启中心相位角移动至可以取决于吸引至发动机中的环境空气的温度或发动机的温度的特定位置所需的时间，来确定用于改变可变相位角机构20的预定时间段。例如，在环境温度较低或发动机温度较低时，该预定时间段可以较长。在步骤S6中，判断是否已经使进气阀M的阀开启中心相位角移动至最延迟位置、 并且已经设定在最延迟位置。如果识别出阀开启中心相位角已被设定在最延迟位置，则处理进入步骤S7，在步骤S7中，可变阀机构10停止用于增加进气阀M的阀开启的控制，然后控制阀开启以使其减小。例如，在本实施例中，启动操作用的阀开启是最小阀开启，因而将步骤S7中的控制从增大阀开启切换至使阀开启减小至最小阀开启。同时，例如，在预定时间段或更长，在最延迟位置处存在由中心相位角传感器31所检测到的信号时，可以由中心相位角传感器31检测到阀开启被设定在最延迟位置处。在步骤S8中，判断进气阀M的阀开启是否已经减小至预定阀开启。如果步骤S8 中为“是”，则处理结束，并且发动机停止操作完成。在本实施例中，判断阀开启是否已经减小至最小阀开启。可选地，可以基于所设定的位置的阀开启或者基于是否使阀开启移动至下一启动操作时的阀开启来进行判断。利用该控制，在生成发动机停止命令并且进行停止操作之后，通过增大进气阀M 的阀开启，可以增大使进气阀M的阀开启中心相位角移动至最延迟位置的速度。因此，可以使阀开启中心相位角可靠地移动至并设定在最延迟位置。更具体地，当生成发动机停止命令时，可变相位角机构20如图4B所示地工作。即， 在排出提前液压流体室81中的液压流体时，将由油泵所抽吸的液压流体供给至延迟液压流体室82。由于发动机停止，因此由该发动机驱动的油泵所供给的液压减小，因此引起朝向延迟侧的移动的驱动力减小。同时，进气阀M的驱动阻力在进气阀M的中心相位角被延迟的方向上作用。因此，当驱动阻力大时，延迟方向上的驱动力大。因而，当进气阀M的阀开启大时，进气阀M 打开时摆动凸轮4和阀挺柱Ma的滑动距离大，并且进气阀M的阀升程大。此外，累计阀开启值大，其中，基于横轴标绘曲柄角并且纵轴标绘阀升程的阀升程轮廓的曲线图，以非常小的曲柄角增量来累计进气阀M的阀升程。结果，进气阀M的阀弹簧的反作用力大，并且施加至阀挺柱Ma的表面压力大。因此，进气阀M的驱动阻力大。另一方面，当进气阀M的阀开启小时，进气阀M打开时摆动凸轮4和阀挺柱5 的滑动距离小，并且进气阀M的阀升程小。此外，累计阀开启值小。结果，进气阀M的阀弹簧的反作用力小，并且施加至阀挺柱Ma的表面压力小。因此，进气阀M的驱动阻力小。图9A示出根据本实施例的可变阀机构10的特性。本实施例中的可变阀机构具有阀升程随着阀开启持续时间增加而增大的特性。在图9A的曲线图中，累计阀开启值是表示曲柄角和阀升程之间的关系的曲线下方的面积，其中，横轴表示曲柄角，并且以曲柄角测量的阀开启持续时间从阀开启定时延伸至阀关闭定时。即使在阀开启持续时间和阀升程中的一方固定的实施例中，如果另一方增大，则累计阀开启值增大。因而，在阀开启持续时间和阀升程中的一方增大的可变阀机构中，只要累计阀开启值增大、并由此可以使对进气阀M的驱动阻力增大，就可以获得与上述实施例的优点相同的优点。例如，图9B示出阀开启持续时间恒定并且阀升程增大的可变阀机构的特性。当阀升程增大时，位于阀升程曲线下方的面积(即，累计阀开启值)增大。在现有系统中，在从进气阀M的阀开启为怠速状态下的阀开启时到发动机停止操作完成时的时间段中，发动机停止操作之前的阀开启被控制为相对小的阀开启。然而，在这种情况下，进气阀M的驱动阻力小，并且延迟方向上的驱动力小。因此，为了由可变相位角机构20维持延迟方向上的大的驱动力，即使在生成发动机停止命令之后也需要延迟发动机燃烧的停止操作，从而生成用于使可变相位角机构20工作的充分的液压。通过在生成发动机停止命令之后继续进行发动机燃烧，维持了可变相位角机构20在延迟方向上的驱动力，并且使中心相位角移动至并设定在最延迟位置处。在这里所公开的上述实施例中，通过在发动机停止操作完成之后增大进气阀M 的阀开启、由此增大打开进气阀M时的驱动阻力，可以增大延迟方向上的移动速度。因此， 为了获得用于控制可变相位角机构20并设定进气阀M的中心相位角的液压，无需使发动机停止操作延迟长的时间段。可以使中心相位角移动至并设定在最延迟位置处。可以防止燃料消耗增大，并且可以防止驾驶员由于发动机停止操作被延迟而感觉不舒服。此外，由于在燃料喷射停止并且识别出节流阀完全关闭之后、开始用于增大进气阀M的阀开启的控制，因此可以防止发动机速度迅速增大。将进气阀M设定在启动操作用的最延迟位置处，使阀开启减小至最小阀开启，并且发动机停止操作完成。因此，可以适当地控制发动机停止操作之后的启动性能，并且可以适当地维持排气净化性能。图6示出根据上述实施例的，包括发动机速度、燃料喷射量、进气阀的阀开启中心相位角和进气阀的阀开启持续时间的各种发动机工作参数的变化。在上述实施例中，在用于增大阀开启的控制继续、直到识别出进气阀M被设定在最延迟位置时，可以采用如下结构在估计(estimate)用于将进气阀M设定在最延迟位置所需的阀开启或阀开启增大时间段之后提供控制。在生成发动机停止命令之后，开始用于延迟阀开启的中心相位角的控制。此外，在生成发动机停止命令之后，开始用于增大进气阀的阀开启的控制。因此，可以在发动机速度变为0(即，发动机停止状态)之前，将阀开启的中心相位角设定到最延迟位置。第二实施例图7是根据第二实施例的流程图。由于第二实施例的方面与第一实施例的方面相同，因此仅说明第二实施例的不同之处。
在步骤S2 ’中，开始用于在延迟方向上移动进气阀M的控制。在用于增大阀开启的控制中，将所需的阀开启增大量或所需的阀开启增大时间段设定为期望值。图10是在采用能够改变阀开启持续时间或阀升程的可变阀机构10时，用于设定阀开启持续时间或阀升程的增大量的流程图。在步骤S22中，检测怠速状态下的阀升程和阀开启持续时间。在步骤S24中，在阀升程轮廓中以非常小的曲柄角增量来计算阀升程的怠速状态下的累计阀开启值(SIDLE)。如在步骤S24中所示的那样，可以从通过与阀升程、阀开启持续时间和累计阀开启值有关的实验等预先获得的图来获得SIDLE值。然后，在步骤S26中，基于预定阀升程和预定阀开启来获得停止状态下所期望的累计阀开启值(SSTOP)，使得停止状态下的累计阀开启值(SSTOP)等于或大于怠速状态下的累计阀开启值(SIDLE)，从而使停止状态下的阀升程和阀开启持续时间各自均大于怠速状态下的阀升程和阀开启持续时间。基于在步骤S26中满足以上条件的阀升程和阀开启持续时间，在步骤S28中将阀升程和阀开启持续时间设定为增大。此时，可以通过设定最小阀升程和最小阀开启持续时间，来减小阀开启增大量和阀开启增大时间段。可选地，阀开启增大量和阀开启增大时间段可以被设定如下。例如，在生成发动机停止命令时，并且当发动机速度较高时，由可变相位角机构20 的油泵所供给的液压高于发动机速度低时的液压。因此，延迟方向上的驱动力大。由此，在发动机速度在生成发动机停止命令时较高时，可以减小所需阀开启增大量或所需阀开启增大时间段。换言之，可以根据生成发动机停止命令时的发动机速度来设定预定时间段和累计阀开启值中的至少一方，使得发动机速度在生成发动机停止命令时越高，预定时间段和累计阀开启值中的至少一方被设定为越低。此外，进气阀M的阀开启中心相位角和最延迟位置处的相位角之间的相位角差越小，进气阀讨到最延迟位置的移动量越小。因而，在生成发动机停止命令时进气阀M的阀开启中心相位角和最延迟位置处的相位角之间的相位角差较小时，可以减小所需的阀开启增大量或所需的阀开启增大时间段。换言之，可以根据生成发动机停止命令时的阀开启中心相位角和将设定的启动操作时的阀开启中心相位角之间的相位角差来设定预定时间段和累计阀开启值中的至少一方，使得相位角差越大，预定时间段和累计阀开启值中的至少一方被设定为越大。此外，发动机的与发动机温度相关的润滑剂温度或冷却水温度越低，可变相位角机构20移动至最延迟位置越困难。因而，在发动机的润滑剂温度或冷却水温度较低时(即， 在发动机温度较低时)，可以增大所需的阀开启增大量或所需的阀开启增大时间段。因此，可以基于包括生成发动机停止命令时的发动机速度、进气阀M的阀开启中心相位角、润滑剂温度和冷却水温度在内的多个因素的组合，确定所需的阀开启增大量或所需的阀开启增大时间段。特别地，传感器可被配置为检测或估计内燃机的发动机工作参数，其中，控制器根据该发动机工作参数设定预定时间段。当发动机工作参数是生成发动机停止命令时的发动机速度或发动机温度时，以与发动机工作参数相反的方式设定预定时间段，使得发动机工作参数越低，预定时间段越长。当发动机工作参数是生成发动机停止命令时的阀开启中心相位角和将设定的启动操作时的阀开启中心相位角之间的相位角差时，以与发动机工作参数一致的方式设定预定时间段，使得发动机工作参数越高，预定时间段越长。在步骤S6’中，判断当前阀开启增大量或当前阀开启增大时间段是否分别满足所需的阀开启增大量或所需的阀开启增大时间段的值。当阀开启增大量或阀开启增大时间段满足所需的各个值时，设定阀开启中心相位角，并且处理进入停止用于增大阀开启的控制的步骤S7。利用该结构，可以使进气阀M的阀开启增大量或阀开启增大时间段最小化。此外，在上述实施例中，在生成发动机停止命令之后立即停止燃料喷射，然后增大进气阀M的阀开启。然而，可以使包括停止燃料喷射的发动机停止操作延迟预定时间段， 然后可以增大进气阀M的阀开启。在这种情况下，可变相位角机构20控制进气阀被延迟一定量，然后通过增大阀开启来控制进气阀移动至最延迟位置。图8A示出与图8B中的根据现有技术的结构进行比较的、根据具有这种结构的实施例的各种发动机工作参数的变化。在本实施例中，与现有技术的延迟时间相比较，可以缩短发动机工作的延迟时间。 因此，可以降低燃料消耗并减轻驾驶员的不舒适感。此外，可以基于在第二实施例中描述的生成发动机停止命令时的发动机速度队、 进气阀M的阀开启中心相位角、润滑剂温度或冷却水温度，来设定本实施例中的发动机工作的延迟时间。特别地，当生成发动机停止命令时的发动机速度高时，当进气阀M的阀开启中心相位角和最延迟位置处的相位角之间的相位角差小时，并且当润滑剂温度或冷却水温度高时，可以相对平滑地进行可变相位角机构20的延迟，由此进一步缩短延迟时间。相反地，当生成发动机停止命令时的发动机速度低时，当进气阀M的阀开启中心相位角和最延迟位置处的相位角之间的相位角差大时，以及当润滑剂温度或冷却水温度低时，可以增大延迟时间。在上述实施例中，说明了启动操作用的进气阀的阀开启中心相位角被设定到最延迟位置的结构。可选地，本发明可以应用于包括如下进气阀的发动机该进气阀的启动操作用的阀开启中心相位角位于并非最延迟位置的预定位置处、并且位于相对于通常运转时的通常位置的延迟位置处。当选择起动时重叠积极发生的阀定时、以通过将未燃烧的气体引导回至燃烧室来升高排气温度时，可以将排气阀的启动操作用的阀开启中心相位角设定到延迟位置。在这种内燃机中，本发明可以应用于排气阀。尽管已经参考特定优选实施例公开了本发明，但是，在不背离如所附权利要求书及其等同物所限定的本发明的领域和范围的情况下，可以对所述实施例进行多种修改、变更和改变。因此，期望本发明不限于所述实施例，而是具有通过所附权利要求书的语言所限定的全部范围。
权利要求
1.一种内燃机用的阀控制设备，所述阀控制设备包括可变相位角机构，其被构造成能连续改变阀的阀开启相位角，所述可变相位角机构被构造成将所述阀开启相位角设定为启动操作时的相位角比通常运转时的通常相位角延迟；可变阀机构，其被构造成能连续改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方；以及控制器，其被构造成控制所述可变相位角机构和所述可变阀机构；其中，在生成发动机停止命令之后，所述控制器控制所述可变阀机构，使得累计阀开启值增大为大于怠速状态下的怠速状态累计阀开启值。
2.根据权利要求1所述的阀控制设备，其特征在于，仅在生成发动机停止命令之后并且在发动机停止操作完成之后，所述控制器才开始以使得所述累计阀开启值增大为大于所述怠速状态累计阀开启值的方式控制所述可变阀机构。
3.根据权利要求1所述的阀控制设备，其特征在于，所述控制器控制所述可变阀机构， 使得在所述累计阀开启值增大为大于所述怠速状态累计阀开启值之后，所述累计阀开启值减小。
4.根据权利要求1所述的阀控制设备，其特征在于，所述阀控制设备还包括传感器，其被构造成检测或估计发动机速度；其中，所述控制器控制所述可变阀机构，使所述累计阀开启值增大，使得所述累计阀开启值大于所述怠速状态累计阀开启值预定时间段；以及其中，根据生成发动机停止命令时的发动机速度来设定所述预定时间段和所述累计阀开启值中的至少一方，使得生成发动机停止命令时的发动机速度越高，所述预定时间段和所述累计阀开启值中的至少一方被设定为越小。
5.根据权利要求1所述的阀控制设备，其特征在于，所述控制器控制所述可变阀机构，使所述累计阀开启值增大，使得所述累计阀开启值大于所述怠速状态累计阀开启值预定时间段；以及其中，根据生成发动机停止命令时的阀开启中心相位角和将设定的所述启动操作时的阀开启中心相位角之间的相位角差，来设定所述预定时间段和所述累计阀开启值中的至少一方，使得所述相位角差越大，所述预定时间段和所述累计阀开启值中的至少一方被设定为越大。
6.根据权利要求1所述的阀控制设备，其特征在于，所述阀控制设备还包括传感器，其被构造成检测或估计发动机温度；其中，所述控制器控制所述可变阀机构，使所述累计阀开启值增大，使得所述累计阀开启值大于所述怠速状态累计阀开启值预定时间段；以及其中，根据发动机的温度来设定所述预定时间段和所述累计阀开启值中的至少一方， 使得所述发动机温度越低，所述预定时间段和所述累计阀开启值中的至少一方被设定为越大。
7.根据权利要求1所述的阀控制设备，其特征在于，所述控制器控制对于发动机的燃料喷射，并且在生成发动机停止命令之后使所述燃料喷射的停止延迟预定时间段。
8.根据权利要求7所述的阀控制设备，其特征在于，所述阀控制设备还包括传感器，其被构造成检测或估计所述发动机的发动机工作参数；其中，所述控制器根据所述发动机工作参数设定所述预定时间段；其中，当所述发动机工作参数是生成发动机停止命令时的发动机速度或发动机温度时，以与所述发动机工作参数相反的方式设定所述预定时间段，使得所述发动机工作参数越低，所述预定时间段越长；以及其中，当所述发动机工作参数是生成发动机停止命令时的阀开启中心相位角和将设定的所述启动操作时的阀开启中心相位角之间的相位角差时，以与所述发动机工作参数一致的方式设定所述预定时间段，使得所述发动机工作参数越高，所述预定时间段越长。
9.根据权利要求1所述的阀控制设备，其特征在于，以液压方式驱动所述可变相位角机构，并且以电动方式驱动所述可变阀机构。
10.一种内燃机用的阀控制设备，所述阀控制设备包括可变相位角机构，其被构造成能连续改变阀的阀开启相位角，所述可变相位角机构被构造成将所述阀开启相位角设定为启动操作时的相位角比通常运转时的通常相位角延迟；可变阀机构，其被构造成能连续改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方；以及控制器，其被构造成控制所述可变相位角机构和所述可变阀机构；其中，在生成发动机停止命令之后并且在发动机的运转停止之前的预定时间段期间， 所述控制器控制所述可变阀机构使得累计阀开启值增大为大于启动操作用的启动操作累计阀开启值，然后所述控制器控制所述可变阀机构使得所述累计阀开启值恢复为所述启动操作累计阀开启值。
11.一种内燃机用的阀控制设备，所述阀控制设备包括可变相位角机构，其被构造成能连续改变阀的阀开启相位角，所述可变相位角机构被构造成将所述阀开启相位角设定为启动操作时的相位角比通常运转时的通常相位角延迟；可变阀机构，其被构造成能连续改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方；以及控制器，其被构造成控制所述可变相位角机构和所述可变阀机构；其中，在生成发动机停止命令之后并且在发动机的运转停止之前的预定时间段期间， 所述控制器控制所述可变阀机构使得所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方增大为大于怠速状态下所述阀的相应的阀开启持续时间和阀升程，然后所述控制器为所述启动操作控制所述可变阀机构。
12.根据权利要求11所述的阀控制设备，其特征在于，在生成发动机停止命令之后并且在发动机的运转停止之前的所述预定时间段期间，使所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的一方保持恒定，并且由所述控制器控制所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的另一方。
13.一种内燃机用的阀控制方法，所述阀控制方法包括以下步骤通过累计位于发动机在怠速状态下运转时在纵轴上标绘阀的阀升程、并且在横轴上标绘所述阀的阀开启持续时间的曲线下方的面积，来确定怠速状态累计阀开启值；以及在生成发动机停止命令之后，通过累计位于当前在纵轴上标绘所述阀的阀升程、并且在横轴上标绘所述阀的阀开启持续时间的曲线下方的面积，来确定当前累计阀开启值，并且控制所述阀的阀升程和阀开启持续时间中的至少一方，使得所述当前累计阀开启值增大为大于所述怠速状态累计阀开启值。
14.根据权利要求13所述的阀控制方法，其特征在于，仅在生成发动机停止命令之后并且在发动机停止操作完成之后，才开始用于控制所述阀升程和所述阀开启持续时间中的至少一方的步骤。
15.根据权利要求13所述的阀控制方法，其特征在于，所述阀控制方法还包括以下步骤在控制所述阀的阀升程和阀开启持续时间中的至少一方使得所述当前累计阀开启值增大为大于所述怠速状态累计阀开启值的步骤之后，控制所述阀的阀升程和阀开启持续时间中的所述至少一方，使得所述当前累计阀开启值减小。
16.根据权利要求13所述的阀控制方法，其特征在于，所述阀控制方法还包括以下步骤检测或估计发动机速度；维持所述当前累计阀开启值大于所述怠速状态累计阀开启值预定时间段；以及根据生成发动机停止命令时的发动机速度来设定所述预定时间段和所述当前累计阀开启值中的至少一方，使得生成发动机停止命令时的发动机速度越高，所述预定时间段和所述当前累计阀开启值中的至少一方被设定为越低。
17.根据权利要求13所述的阀控制方法，其特征在于，所述阀控制方法还包括以下步骤确定将设定的启动操作时的阀开启中心相位角和生成发动机停止命令时的阀开启中心相位角之间的相位角差；维持所述当前累计阀开启值大于所述怠速状态累计阀开启值预定时间段；以及根据所述相位角差来设定所述预定时间段和所述当前累计阀开启值中的至少一方，使得所述相位角差越大，所述预定时间段和所述当前累计阀开启值中的至少一方被设定为越大。
18.根据权利要求13所述的阀控制方法，其特征在于，所述阀控制方法还包括以下步骤检测或估计发动机温度；维持所述当前累计阀开启值大于所述怠速状态累计阀开启值预定时间段；以及根据发动机的温度来设定所述预定时间段和所述当前累计阀开启值中的至少一方，使得所述发动机温度越低，所述预定时间段和所述当前累计阀开启值中的至少一方被设定为越大。
19.根据权利要求13所述的阀控制方法，其特征在于，所述阀控制方法还包括以下步骤在生成发动机停止命令之后，使对于发动机的燃料喷射的停止延迟预定时间段； 检测或估计所述发动机的发动机工作参数；以及根据所述发动机工作参数来设定所述预定时间段；其中，当所述发动机工作参数是生成发动机停止命令时的发动机速度或发动机温度时，以与所述发动机工作参数相反的方式设定所述预定时间段，使得所述发动机工作参数越低，所述预定时间段越长；以及其中，当所述发动机工作参数是生成发动机停止命令时的阀开启中心相位角和将设定的启动操作时的阀开启中心相位角之间的相位角差时，以与所述发动机工作参数一致的方式设定所述预定时间段，使得所述发动机工作参数越高，所述预定时间段越长。
20. 一种内燃机用的阀控制设备，所述阀控制设备包括可变相位角部件，其被构造成能连续改变阀的阀开启相位角，所述可变相位角部件被构造成将所述阀开启相位角设定为启动操作时的相位角比通常运转时的通常相位角延迟；可变阀部件，其被构造成能连续改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方；以及控制部件，其被构造成控制所述可变相位角部件和所述可变阀部件； 其中，在生成发动机停止命令之后，所述可变阀部件改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方，从而使累计阀开启值增大为大于怠速状态下的怠速状态累计阀开启值。
全文摘要
为内燃机提供阀控制设备。所述阀控制设备包括可变相位角机构(10)，用于连续改变阀(54)的阀开启相位角；可变阀机构(20)，用于连续改变所述阀的阀开启持续时间和阀升程中的至少一方；以及控制器(61)，用于控制所述可变相位角机构和所述可变阀机构。所述可变相位角机构被配置为将所述阀开启相位角设定为启动操作时的相位角比通常运转时的通常相位角延迟。在生成发动机停止命令之后，所述控制器控制所述可变阀机构，使得累计阀开启值增大为大于怠速状态下的怠速状态累计阀开启值。
文档编号F02D13/02GK102165170SQ200980104736
公开日2011年8月24日 申请日期2009年2月19日 优先权日2008年2月29日
发明者藤冈幸博 申请人:日产自动车株式会社