內(nèi)燃機的控制裝置以及控制方法
【專利摘要】在使進氣閥(2)和排氣閥(3)的氣門重疊時間增加，從而使實際吸入空氣量增加的狀況下，通過使實際壓縮比暫時降低為低于穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比(S24)，從而以進氣閥(2)以及排氣閥(3)不與活塞(8)干涉的方式，實現(xiàn)所述氣門重疊時間的增加。
【專利說明】內(nèi)燃機的控制裝置以及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的控制裝置以及控制方法，其具有:能夠變更氣門正時的可變動閥機構(gòu)；以及能夠通過變更活塞上止點位置而變更壓縮比的壓縮比可變機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]已知一種內(nèi)燃機，其具有:可變壓縮比機構(gòu)，其對燃燒室的容積進行變更而變更壓縮比；以及可變動閥機構(gòu)，其能夠變更進氣閥或者排氣閥的氣門正時，該內(nèi)燃機與運轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)而對壓縮比、進氣閥或者排氣閥的氣門正時進行變更。
[0003]例如在專利文獻I中公開有如下技術(shù)，即，設(shè)定上限壓縮比，以使得活塞不與根據(jù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定出氣門正時的進氣閥干涉，在目標壓縮比大于該上限壓縮比的情況下，通過將目標壓縮比限制為上限壓縮比，從而使進氣閥和活塞之間不發(fā)生干涉。
[0004]然而，在上述的專利文獻I中，在目標壓縮比較高的狀態(tài)下，在根據(jù)要求負載的增大而試圖使實際吸入空氣量增大的情況下，通過使進氣閥和排氣閥的氣門重疊時間增大，無法使掃氣量增加、使實際吸入空氣量增大。
[0005]即，在目標壓縮比較高的狀態(tài)時，如果為了使實際吸入空氣量增大而變更進氣閥的氣門正時，以使得進氣閥和排氣閥的氣門重疊時間增大，則進氣閥和活塞有可能發(fā)生干涉O
[0006]專利文獻:日本特開2007-120464號公報。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的特征在于，內(nèi)燃機的控制裝置在為了使進氣閥和排氣閥的氣門重疊時間增加，而使氣缸內(nèi)的掃氣量增加、使實際吸入空氣量增加時，使實際壓縮比低于穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠在使進氣閥和排氣閥的氣門重疊時間增加而使掃氣量增加，從而使實際吸入空氣量增加時，以活塞和進氣閥以及排氣閥之間不發(fā)生干涉的方式，使上述氣門重疊時間增加，而使實際吸入空氣量增加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概略的說明圖。
[0010]圖2是示意地表示在本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機的控制裝置中應(yīng)用的可變壓縮比機構(gòu)的說明圖。
[0011]圖3是示意地表示可變壓縮比機構(gòu)的連桿姿態(tài)的說明圖，(A)表示高壓縮比位置，(B)表示低壓縮比位置。
[0012]圖4是表示可變壓縮比機構(gòu)的活塞運動的特性圖。
[0013]圖5是示意地表示可變壓縮比機構(gòu)中的低壓縮比位置和高壓縮比位置處的控制連桿和控制軸等的位置關(guān)系的說明圖。
[0014]圖6是表示本發(fā)明涉及的控制的概略的框圖。
[0015]圖7是表示掃氣氣門正時要求值的計算過程的詳細內(nèi)容的框圖。
[0016]圖8是APO掃氣氣門正時要求值的特性圖。
[0017]圖9是旋轉(zhuǎn)掃氣氣門正時要求值的特性圖。
[0018]圖10是表示可變動閥目標值和可變壓縮比機構(gòu)目標值的計算過程的詳細內(nèi)容的框圖。
[0019]圖11是可變動閥上限值的特性圖。
[0020]圖12是氣門正時校正值的特性圖。
[0021]圖13是壓縮比上限值的特性圖。
[0022]圖14是壓縮比校正值的特性圖。
[0023]圖15是表示本發(fā)明涉及的控制的概略的流程圖。

【具體實施方式】
[0024]以下，基于附圖詳細地說明本發(fā)明的一個實施例。首先，使用圖1說明應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)燃機I的基本結(jié)構(gòu)。該內(nèi)燃機I作為驅(qū)動源而搭載在車輛上，具有:進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4，其能夠變更進氣閥2的氣門正時；排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5，其能夠變更排氣閥3的氣門正時；以及可變壓縮比機構(gòu)9，其能夠通過對在氣缸體6的缸體7內(nèi)往復(fù)運動的活塞8的上止點位置進行變更，從而變更內(nèi)燃機壓縮比。
[0025]進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4以及排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5是例如在日本特開2002-285876號公報等中公開的公知的相位可變機構(gòu)(VTC)，通過使凸輪軸11、12相對于曲軸10的相位發(fā)生變化，而變更氣門正時。即，進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4設(shè)置在具有進氣凸輪13的進氣凸輪軸11的一端，通過變更進氣凸輪軸11相對于曲軸10的相對相位角即變換角，從而變更進氣閥2的開閉定時。此外，排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5設(shè)置在具有排氣凸輪14的排氣凸輪軸12的一端，通過變更排氣凸輪軸12相對于曲軸10的相對相位角即變換角，從而變更排氣閥3的開閉定時。另外，本實施例的可變動閥機構(gòu)能夠應(yīng)用公知的各種形式的可變動閥機構(gòu)。
[0026]在經(jīng)由進氣閥2而與燃燒室15連接的進氣通路16中設(shè)有:節(jié)氣門閥18，其對進氣收集器17的上游側(cè)進行開閉而調(diào)整吸入空氣量；以及燃料噴射閥19，其位于進氣收集器17的下流側(cè)，并進行燃料噴射。
[0027]在經(jīng)由排氣閥3而與燃燒室15連接的排氣通路20中設(shè)有用于檢測排氣空燃比的空燃比傳感器21。
[0028]發(fā)動機控制模塊(ECM) 22是具有CPU、ROM、RAM以及輸入輸出接口的公知的數(shù)字計算機，其輸入有:來自空燃比傳感器21的空燃比傳感器信號、來自檢測節(jié)氣門閥開度的節(jié)氣門傳感器23的節(jié)氣門傳感器信號、來自檢測內(nèi)燃機水溫的水溫傳感器24的水溫傳感器信號、來自檢測內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器25的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器信號、來自檢測有無爆震的爆震傳感器26的爆震傳感器信號、來自對相當于負載(駕駛者的要求負載)的加速器踏板的踏入量進行檢測的加速器開度傳感器27的加速器開度信號、來自檢測吸入空氣量的空氣流量計28的信號、來自對進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4的進氣凸輪軸11的相位進行檢測的進氣凸輪角傳感器29的信號、來自對排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5的排氣凸輪軸12的相位進行檢測的排氣凸輪角傳感器30的信號、來自對可變壓縮比機構(gòu)9進行驅(qū)動的電動機31的旋轉(zhuǎn)角傳感器信號等各種信號。而且,ECM22基于這些輸入信號，向燃料噴射閥19、對燃燒室15內(nèi)的混合氣進行點火的火花塞32、節(jié)氣門閥18、進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4、排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5、可變壓縮比機構(gòu)9等輸出控制信號，并對燃料噴射量、燃料噴射定時、點火定時、節(jié)氣門開度、進氣閥2的提升中心角的相位、排氣閥3的提升中心角的相位、內(nèi)燃機壓縮比等進行集中控制。
[0029]可變壓縮比機構(gòu)9如圖2以及圖3所示，利用了通過多個連桿將活塞8和曲軸10的曲軸銷40連接而得到的多連桿式活塞-曲軸機構(gòu)，該可變壓縮比機構(gòu)9具有:下連桿41，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸銷40上；上連桿42，其連結(jié)該下連桿41和活塞8 ;控制軸43，其設(shè)有偏心軸部44 ;以及控制連桿45，其連結(jié)偏心軸部44和下連桿41。上連桿42的一端可旋轉(zhuǎn)地安裝在活塞銷46上，另一端通過第I連結(jié)銷47可旋轉(zhuǎn)地與下連桿41連結(jié)。控制連桿45的一端通過第2連結(jié)銷48可旋轉(zhuǎn)地與下連桿41連結(jié)，另一端可旋轉(zhuǎn)地安裝在偏心軸部44上。
[0030]控制軸43與曲軸10平行地配置，并且可旋轉(zhuǎn)地支撐在氣缸體6上。而且，該控制軸43經(jīng)由齒輪機構(gòu)49被該電動機31旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，對其旋轉(zhuǎn)位置進行控制。
[0031 ] 通過利用電動機31變更控制軸43的旋轉(zhuǎn)位置，從而如圖3所示，利用控制連桿45使得下連桿41的姿態(tài)發(fā)生變化，伴隨著活塞8的活塞運動(行程特性)，即活塞8的上止點位置以及下止點位置的變化，而對內(nèi)燃機壓縮比連續(xù)地進行變更.控制。
[0032]根據(jù)利用了如上所述的多連桿式活塞-曲軸機構(gòu)的可變壓縮比機構(gòu)9，能夠通過與內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)相對應(yīng)地優(yōu)化內(nèi)燃機壓縮比，從而實現(xiàn)改善燃油消耗、提高輸出，在此基礎(chǔ)上，與通過一根連桿連結(jié)活塞和曲軸銷的單連桿機構(gòu)相比，還能夠?qū)⒒钊谐烫匦?參照圖4)本身優(yōu)化為例如接近簡諧運動的特性。此外，與單連桿機構(gòu)相比，能夠加長相對于曲拐的活塞行程，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)燃機整個高度的縮短化、高壓縮比化。此外，能夠通過對上連桿42的傾斜進行優(yōu)化，而使作用到活塞8、缸體7上的推力載荷降低?優(yōu)化，實現(xiàn)活塞8、缸體7的輕量化。
[0033]此外，如圖5所示，如果該可變壓縮比機構(gòu)9從高壓縮比側(cè)向低壓縮比側(cè)的變更發(fā)生延遲，則有可能瞬間發(fā)生爆震等，因此構(gòu)成為，使高壓縮比側(cè)的壓縮比變更速度大于低壓縮比側(cè)的壓縮比變更速度。具體而言，在高壓縮比位置的設(shè)定中，與低壓縮比位置的設(shè)定相t匕，構(gòu)成為:控制連桿45的連桿中心線、與將控制軸43的旋轉(zhuǎn)中心和偏心軸部44的中心連結(jié)的偏心線所形成的角度接近直角，力臂變大，電動機31的驅(qū)動力矩變大，進而變更速度變大。
[0034]在如上所述的內(nèi)燃機I中，在本實施例中，設(shè)定為實際吸入空氣量(填充效率)越多，穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比越小。因此，在從實際吸入空氣量較少的狀態(tài)要求負載增大的情況下，活塞上止點位置較高，所以如果為了應(yīng)對要求負載的增大而增加實際吸入空氣量，成為使進氣閥2和排氣閥3中的氣門重疊時間增加的氣門正時，則進氣閥2以及排氣閥3的至少一者與活塞8干涉，有可能無法使上述氣門重疊時間增加。而且，對于即使在壓縮比較高的狀態(tài)下要求負載增大，仍無法使上述氣門重疊時間增加的情況，由于不能使實際吸入空氣量增加，所以目標壓縮比保持為較高，實際吸入空氣量無法增加的狀態(tài)會一直持續(xù)。
[0035]因此，在本發(fā)明中，在應(yīng)該通過使進氣閥2和排氣閥3的氣門重疊時間增加而使實際吸入空氣量增加的情況下，通過使實際壓縮比暫時降低為低于穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮t匕，從而能夠使得進氣閥2以及排氣閥3不與活塞8干涉，實現(xiàn)上述氣門重疊時間的增加。
[0036]圖6作為框圖表示在利用ECM22執(zhí)行的控制中，使進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4、排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5以及可變壓縮比機構(gòu)9彼此不干涉地動作的控制的概略。
[0037]在SI的掃氣氣門正時要求推定單元中，使用作為要求負載的加速器開度(APO)和內(nèi)燃機I的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，計算作為掃氣要求值的掃氣氣門正時要求值。
[0038]在S2的可變動閥干涉避免單元中，使用內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速、實際壓縮比以及掃氣氣門正時要求值，作為可變動閥目標值，分別計算進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4以及排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5的提升中心角的目標值。實際壓縮比根據(jù)例如來自對可變壓縮比機構(gòu)9的控制軸43的旋轉(zhuǎn)位置進行檢測的傳感器的輸出信號、向?qū)刂戚S43進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機31輸出的控制指令值等進行計算。
[0039]在S3的壓縮比干涉避免單元中，使用內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速、進氣閥2的實際提升中心角位置、排氣閥3的實際提升中心角位置以及掃氣氣門正時要求值，作為可變壓縮比機構(gòu)目標值，計算可變壓縮比機構(gòu)9的目標壓縮比。進氣閥2的實際提升中心角位置使用進氣凸輪角傳感器29的檢測值而計算。排氣閥3的實際提升中心角位置使用排氣凸輪角傳感器30的檢測值而計算。
[0040]使用圖7，對利用上述圖6的掃氣氣門正時要求推定單元計算出的掃氣氣門正時要求值的計算過程進行詳細敘述。
[0041]在Sll中，根據(jù)加速器開度(APO)計算作為加速器開度的變化率的ΛΑΡ0。
[0042]在S12的APO掃氣氣門正時要求推定單元中，使用如圖8所示的APO掃氣氣門正時要求值計算對應(yīng)圖，根據(jù)加速器開度(APO)和Λ APO計算APO掃氣氣門正時要求值。APO掃氣氣門正時要求值計算對應(yīng)圖設(shè)定為，ΛAPO越大，此外加速器開度(APO)越大，APO掃氣氣門正時要求值越大。
[0043]在S13的旋轉(zhuǎn)掃氣氣門正時要求推定單元中，使用如圖9所示的旋轉(zhuǎn)掃氣氣門正時要求值計算對應(yīng)圖，根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算旋轉(zhuǎn)掃氣氣門正時要求值。旋轉(zhuǎn)掃氣氣門正時要求值計算對應(yīng)圖設(shè)定為內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速越大，旋轉(zhuǎn)掃氣氣門正時要求值越小。
[0044]而且，在S14中，將在S13中計算出的旋轉(zhuǎn)掃氣氣門正時要求值與在S12中計算出的APO掃氣氣門正時要求值相乘，而計算掃氣氣門正時要求值。
[0045]下面，使用圖10，對在上述的圖6的可變動閥干涉避免單元中計算出的可變動閥目標值的計算過程，以及在上述的圖6的壓縮比干涉避免單元中計算出的可變壓縮比機構(gòu)目標值的計算過程進行詳細說明。
[0046]在S21的可變動閥干涉避免運算中，使用如圖11所示的可變動閥上限值計算對應(yīng)圖，根據(jù)實際壓縮比，計算作為進氣閥2的提升中心角的上限提前角位置的進氣VTC上限提前角位置、以及作為排氣閥3的提升中心角的上限延遲角位置的排氣VTC上限延遲角位置。
[0047]進氣VTC上限提前角位置相對于由實際壓縮比決定的上止點附近的活塞8的運動，是進氣閥2不與活塞8發(fā)生干涉的提升中心角的上限提前角位置，實際壓縮比越大，則越小。此外，排氣VTC上限延遲角位置相對于由實際壓縮比決定的上止點附近的活塞8的運動，是排氣閥3不與活塞8發(fā)生干涉的提升中心角的上限延遲角位置，實際壓縮比越大，則越小。
[0048]在S22的可變動閥穩(wěn)定狀態(tài)運算中，根據(jù)內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和加速器開度(APO)，計算穩(wěn)定狀態(tài)中的進氣閥2的提升中心角的控制量(相對于最大延遲角位置的提前量)、以及穩(wěn)定狀態(tài)中的排氣閥3的提升中心角的控制量(相對于最大提前角位置的延遲量)。
[0049]在S23的氣門正時校正運算中，使用圖12所示的氣門正時校正值計算對應(yīng)圖，根據(jù)掃氣氣門正時要求值計算氣門正時校正值。氣門正時校正值計算對應(yīng)圖設(shè)定為掃氣氣門正時要求值越大，氣門正時校正值越大。
[0050]在S24中，將在S23中計算出的氣門正時校正值與在S22中計算出的穩(wěn)定狀態(tài)中的進氣閥2的提升中心角的控制量相加，計算作為進氣閥側(cè)可變動閥目標值的進氣閥2的提升中心角的目標值。此外，將在S23中計算出的氣門正時校正值與在S22中計算出的穩(wěn)定狀態(tài)中的排氣閥3的提升中心角的控制量相加，計算作為排氣閥側(cè)可變動閥目標值的排氣閥3的提升中心角的目標值。
[0051]因此，掃氣氣門正時要求值越大，氣門正時校正值越大，所以能夠與掃氣氣門正時要求值相對應(yīng)地使上述氣門重疊時間的增加幅度變大。即，掃氣氣門正時要求值越大，越能夠迅速地使實際吸入空氣量增加。
[0052]在S25中，對在S21中計算出的進氣VTC上限提前角位置、和在S24中計算出的進氣閥側(cè)可變動閥目標值進行比較，將較小的一者作為進氣閥側(cè)可變動閥目標值。此外，在S25中，對在S21中計算出的排氣VTC上限延遲角位置、和在S24中計算出的排氣閥側(cè)可變動閥目標值進行比較，將較小的一者作為排氣閥側(cè)可變動閥目標值。即，在S25中，實施上限限制，以使得進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4的提升中心角的目標提前角位置和排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5的提升中心角的目標延遲角位置，小于或等于在上止點附近進氣閥2以及排氣閥3不與活塞8發(fā)生干涉的各自的上限值(控制極限值)。
[0053]而且，在S26中，對作為可變動閥下限值的進氣VTC下限提前角位置、和在S25中計算出的進氣閥側(cè)可變動閥目標值進行比較，將較大的一者作為進氣閥側(cè)可變動閥目標值。此外，在S26中，對作為可變動閥下限值的排氣VTC下限延遲角位置、和在S25中計算出的排氣閥側(cè)可變動閥目標值進行比較，將較大的一者作為進氣閥側(cè)可變動閥目標值。即，在S26中，在對進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4的提升中心角的目標提前角位置以及排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5的提升中心角的目標延遲角位置進行計算時，實施各自的下限限制。另外，作為可變動閥下限值的進氣VTC下限提前角位置以及排氣VTC下限延遲角位置，是進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4以及排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5的可控制范圍的下限值，作為固定值而被預(yù)先設(shè)定。
[0054]并且，將進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4以及排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5控制為成為在S26中計算出的進氣閥側(cè)可變動閥目標值以及排氣閥側(cè)可變動閥目標值。
[0055]在S31的壓縮比干涉避免運算中，使用如圖13所示的壓縮比上限值計算對應(yīng)圖，根據(jù)實際提升中心角位置計算壓縮比上限值。在該S31中，使用進氣閥2和排氣閥3之中的在上止點附近與活塞8發(fā)生干涉的風(fēng)險較大的一者的實際提升中心角位置。
[0056]壓縮比上限值是活塞8在上止點附近不與進氣閥2以及排氣閥3發(fā)生干涉的壓縮比的上限值，是基于進氣閥2以及排氣閥3之中的在上止點附近與活塞8發(fā)生干涉的風(fēng)險較大的一者的實際提升中心角位置而計算出的。壓縮比上限計算對應(yīng)圖設(shè)定為進氣閥2或者排氣閥3的實際提升中心角位置(在進氣閥2的情況下，是相對于進氣閥2的最大延遲角位置的提前量，在排氣閥3的情況下，是相對于排氣閥3的最大提前角位置的延遲量)越大，壓縮比上限值越小。
[0057]在S32的壓縮比穩(wěn)定狀態(tài)運算中，根據(jù)填充效率(實際吸入空氣量)和內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，計算穩(wěn)定狀態(tài)中的目標壓縮比。
[0058]在S33的壓縮比校正運算中，使用如圖14所示的壓縮比校正值計算對應(yīng)圖，根據(jù)掃氣氣門正時要求值計算壓縮比校正值。壓縮比校正值計算對應(yīng)圖設(shè)定為掃氣氣門正時要求值越大，壓縮比校正值越大。
[0059]在S34中，從在S32中計算出的穩(wěn)定狀態(tài)中的目標壓縮比減去在S33中計算出的壓縮時校正值，而計算作為可變壓縮比機構(gòu)目標值的目標壓縮比。
[0060]在S35中，對在S31中計算出的壓縮比上限值、和在S34中計算出的目標壓縮比進行比較，將較小的一者作為可變壓縮比機構(gòu)目標值。即，在S35中，實施上限限制，以使得可變壓縮比機構(gòu)目標值小于或等于在上止點附近進氣閥2以及排氣閥3不與活塞8發(fā)生干涉的上限值(控制極限值)。
[0061]而且，在S36中，對壓縮比下限值和在S35中計算出的可變壓縮比機構(gòu)目標值進行比較，將較大的一者作為可變壓縮比機構(gòu)目標值。即，在S36中，在對可變壓縮比機構(gòu)目標值進行計算時，實施規(guī)定壓縮比的下限的下限限制。另外，壓縮比下限值是可變壓縮比機構(gòu)9的可控范圍的下限值，作為固定值而被預(yù)先設(shè)定。
[0062]而且，將可變壓縮比機構(gòu)9控制為成為在S36中計算出的可變壓縮比機構(gòu)目標值。
[0063]在如上所述的實施例中，在內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速較小時，如果踏下加速器踏板，加速器開度(APO)和加速器開度的變化率(Λ ΑΡ0) 二者均變大，則在圖7的S14中計算出的掃氣氣門正時要求值變大(接近1)，在圖10的S33中計算出的壓縮比校正值變大，使實際壓縮比降低的校正實質(zhì)上開始。
[0064]而且，如果其后Λ APO變?yōu)镺或者內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速上升而變?yōu)榇笥诨虻扔谝?guī)定轉(zhuǎn)速，則掃氣氣門正時要求值變?yōu)?，在圖10的S33中計算出的壓縮比校正值變?yōu)?，使實際壓縮比降低的校正實質(zhì)上結(jié)束。
[0065]因此，在為了使進氣閥2和排氣閥3的氣門重疊時間增加而使掃氣量增加、使實際吸入空氣量增加時，由于能夠使實際壓縮比暫時降低為低于穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比，所以能夠在活塞上止點位置降低、且活塞8與進氣閥2以及排氣閥3不發(fā)生干涉的情況下，使上述氣門重疊時間增加，而使實際吸入空氣量增加。
[0066]S卩，只要能夠使實際吸入空氣量暫時增加，則伴隨著上述氣門重疊時間的增加，穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比降低，所以即使在從實際吸入空氣量較少的狀態(tài)要求負載增大的情況下，也能夠以活塞8和進氣閥2以及排氣閥3不發(fā)生干涉的方式，使上述氣門重疊時間增加。
[0067]此外，如果掃氣氣門正時要求值變大(變?yōu)榻咏麵時)，則同時進行使實際壓縮比暫時降低為低于穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比，以及使進氣閥2和排氣閥3的氣門重疊時間增力口，所以在為了通過使進氣閥2和排氣閥3的氣門重疊時間增加而使實際吸入空氣量增加時，能夠使實際吸入空氣量迅速增加。
[0068]圖15是表示上述的本實施例的控制的概略的流程圖。在SlOl的掃氣氣門正時要求推定單元中，使用作為要求負載的加速器開度(ΑΡ0)、以及內(nèi)燃機I的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，計算掃氣氣門正時要求值。在S102的可變動閥干涉避免單元中，使用內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速、實際壓縮比以及掃氣氣門正時要求值，作為可變動閥目標值，而分別計算進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4以及排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5的提升中心角的目標值。在S103的壓縮比干涉避免單元中，使用內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速、進氣閥2的實際提升中心角位置、排氣閥3的實際提升中心角位置以及掃氣氣門正時要求值，作為可變壓縮比機構(gòu)目標值，而計算可變壓縮比機構(gòu)9的目標壓縮比。在S104中，使用在S102中計算出的可變動閥目標值，對進氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)4和排氣閥側(cè)可變動閥機構(gòu)5進行控制，使用在S103中計算出的可變壓縮比機構(gòu)目標值對可變壓縮比機構(gòu)9進行控制。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機的控制裝置，其具有: 可變壓縮比機構(gòu)，其能夠通過對在氣缸內(nèi)往復(fù)運動的活塞的上止點位置進行變更，從而變更內(nèi)燃機的壓縮比； 可變動閥機構(gòu)，其能夠通過對進氣閥和排氣閥的至少一者的氣門正時進行變更，從而變更所述進氣閥和所述排氣閥的氣門重疊時間； 目標壓縮比設(shè)定單元，其將穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比設(shè)定為，實際吸入空氣量越多，穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比越低； 可變動閥控制單元，其在所述活塞和所述進氣閥以及排氣閥之間不發(fā)生干涉的范圍內(nèi)，對所述可變動閥機構(gòu)進行控制；以及 壓縮比校正單元，其在使所述氣門重疊時間增加而使所述氣缸內(nèi)的掃氣量增加，從而使所述實際吸入空氣量增加時，使實際壓縮比低于穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其中， 所述壓縮比校正單元使實際壓縮比暫時低于穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其中， 該內(nèi)燃機的控制裝置具有: 目標氣門正時設(shè)定單元，其與要求負載對應(yīng)，對所述進氣閥以及所述排氣閥的穩(wěn)定狀態(tài)下的目標氣門正時進行設(shè)定；以及 氣門正時校正單元，其對所述目標氣門正時進行校正，以使得在利用所述壓縮比校正單元進行實際壓縮比的校正時，所述氣門重疊時間與穩(wěn)定狀態(tài)時相比增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其中， 該內(nèi)燃機的控制裝置具有對掃氣要求值進行計算的掃氣要求值計算單元，該掃氣要求值表示使所述氣門重疊時間增加而使實際吸入空氣量增加的要求的大小， 所述壓縮比校正單元將實際壓縮比的降低量設(shè)為，所述掃氣要求值越大，該實際壓縮比的降低量越大， 所述氣門正時校正單元將所述重疊時間的增加量設(shè)定為，所述掃氣要求值越大，所述重疊時間的增加量越大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其中， 所述掃氣要求值計算單元基于加速器開度計算所述掃氣要求值， 所述加速器開度越大，所述掃氣要求值越大。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其中， 所述掃氣要求值計算單元基于加速器開度變化率計算所述掃氣要求值， 所述加速器開度變化率越大，所述掃氣要求值越大。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機的控制裝置，其中， 所述掃氣要求值計算單元基于內(nèi)燃機的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速計算所述掃氣要求值， 所述內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速越小，所述掃氣要求值越大。
8.一種內(nèi)燃機的控制方法，其中，該內(nèi)燃機具有: 可變壓縮比機構(gòu)，其能夠通過對在氣缸內(nèi)往復(fù)運動的活塞的上止點位置進行變更，從而變更內(nèi)燃機的壓縮比； 可變動閥機構(gòu)，其能夠通過對進氣閥和排氣閥的至少一者的氣門正時進行變更，從而變更所述進氣閥和所述排氣閥的氣門重疊時間；以及 可變動閥控制單元，其在所述活塞和所述進氣閥以及排氣閥之間不發(fā)生干涉的范圍內(nèi)，對所述可變動閥機構(gòu)進行控制， 在該內(nèi)燃機的控制方法中， 實際吸入空氣量越多，將穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比設(shè)定得越低，并且，在使所述氣門重疊時間增加而使所述氣缸內(nèi)的掃氣量增加，從而使所述實際吸入空氣量增加時，使實際壓縮比低于穩(wěn)定狀態(tài)下的目標壓縮比。
【文檔編號】F02D15/02GK104321517SQ201380025397
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】釜田忍, 碇太介 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社