用于內(nèi)燃機的控制裝置和控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于內(nèi)燃機的控制裝置和控制方法。該控制裝置包括電子控制單元。電子控制單元基于發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子來計算進氣閥的目標相位角、排氣閥的目標相位角以及目標交疊時段。電子控制單元被配置成在進氣閥和排氣閥的閥正時提前的情況下、當負交疊發(fā)生時將進氣閥的目標相位角和排氣閥的目標相位角設(shè)定為排氣閥和進氣閥的目標相位角。
【專利說明】
用于內(nèi)燃機的控制裝置和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機的控制裝置和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利申請公開號2007-32515(JP2007-32515 A)公開了用于內(nèi)燃機的控制裝置，該控制裝置包括進氣側(cè)可變閥正時(VVT)機構(gòu)和排氣側(cè)VVT機構(gòu)。
[0003]在這樣的內(nèi)燃機中，使用進氣側(cè)VVT機構(gòu)和排氣側(cè)VVT機構(gòu)來改變進氣凸輪軸和排氣凸輪軸相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)相位。因此，改變了進氣閥和排氣閥的閥正時。此外，根據(jù)內(nèi)燃機的操作狀態(tài)來控制進氣閥和排氣閥的交疊時段。因此，可以獲得內(nèi)燃機的輸出的改進、燃料效率的改進以及廢氣排放的減小。
[0004]在用于JP2007-32515 A的內(nèi)燃機的控制裝置中，當操作從加速操作被轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定狀態(tài)時，排氣閥的閥正時提前了預(yù)定量并且進氣閥的閥正時提前了比來自以下狀態(tài)的預(yù)定量大的量，在所述狀態(tài)下，排氣閥和進氣閥的交疊時段為零。根據(jù)這，排氣閥在缸內(nèi)壓力為高的狀態(tài)下開啟，并且因此可以提高內(nèi)部排氣再循環(huán)(EGR)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在包括進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)和排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)的內(nèi)燃機中，在初始狀態(tài)下(在開始操作之前)，將排氣閥的閥正時設(shè)定為最提前位置，并且將進氣閥的閥正時設(shè)定為最滯后位置。因此，在初始位置下，交疊時段具有最小負值，即，使負交疊時段最大化。負交疊表示其中進氣閥和排氣閥兩者都處于閉合狀態(tài)下時的時段存在于從排氣閥的閉合到進氣閥的開啟的時段內(nèi)。
[0006]在用于上述內(nèi)燃機的控制裝置中。根據(jù)按照內(nèi)燃機的操作狀態(tài)的基圖(basemap)來計算進氣閥和排氣閥的目標相位角以及目標交疊時段。此外，進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)和排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被控制使得計算出的目標相位角與實際相位角之間的偏差被消除。
[0007]排氣閥的目標相位角是從排氣閥的初始位置(最提前位置)的目標滯后量。進氣閥的目標相位角是從進氣閥的初始位置(最滯后位置)的目標提前量。根據(jù)基圖(在下文中還被稱為“基圖值”)計算出的每個目標值是用作與操作狀態(tài)對應(yīng)的最優(yōu)燃料效率點。
[0008]圖8示出了基于用作最優(yōu)燃料效率點的目標相位角來控制閥正時的情況。例如，當進氣閥和排氣閥的閥正時提前時，如圖8所示，存在以下情況:由于具有在減小交疊側(cè)的操作方向的排氣閥的隨后的延遲，因此實際交疊時段暫時地超過目標交疊時段。
[0009]為了解決該問題，當進氣閥和排氣閥的閥正時提前時，可想到的是將具有在增大交疊側(cè)的操作方向的進氣閥的目標相位角設(shè)定為小于基圖值的值。由此，可想到的是防止實際交疊時段超過目標交疊時段。然而，當目標相位角被設(shè)定為小于基圖值時，進氣閥的閥正時會花費時間來向最優(yōu)燃料效率點收斂。
[0010]當相同的控制被施加至進氣閥和排氣閥的閥正時滯后的情況時，可以存在閥正時花費時間向最優(yōu)燃料效率點收斂的情況。[0011 ]本公開內(nèi)容提供了用于內(nèi)燃機的控制裝置和控制方法，所述控制裝置和控制方法能夠在防止實際交疊時段超過目標交疊時段的同時促使閥正時向基圖值收斂。
[0012]本發(fā)明的示例性方面提供了一種用于內(nèi)燃機的控制裝置，內(nèi)燃機包括進氣閥、排氣閥、進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)以及排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)。進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第一閥正時。第一閥正時是進氣閥的閥正時。排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第二閥正時。第二閥正時是排氣閥的閥正時。控制裝置包括電子控制單元，該電子控制單元被配置成:基于內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子來計算進氣閥的第一目標相位角、排氣閥的第二目標相位角以及目標交疊時段；當?shù)谝婚y正時和第二閥正時提前時，基于目標交疊時段和第二實際相位角來計算第三目標相位角，第二實際相位角是排氣閥的實際相位角，并且第三目標相位角是進氣閥的目標相位角；當?shù)谝婚y正時和第二閥正時提前時，將第二目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第三目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角；以及當?shù)谝婚y正時和第二閥正時提前為使得負交疊發(fā)生時，將第二目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第一目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角，負交疊是以下狀態(tài):其使得在從所述排氣閥的閉合到所述進氣閥的開啟的時段中進氣閥和排氣閥兩者都處于閉合狀態(tài)。
[0013]排氣閥的第二目標相位角是從排氣閥的初始位置(最提前位置)的目標滯后量。進氣閥的第一目標相位角是從進氣閥的初始位置(最滯后位置)的目標提前量。排氣閥的實際相位角是排氣閥的實際相位角(從初始位置的滯后量)。交疊時段是其中進氣閥和排氣閥兩者都處于開啟狀態(tài)的角范圍(時段)。目標交疊時段是交疊時段的目標值。當交疊時段具有正值時，存在其中進氣閥和排氣閥兩者都處于開啟狀態(tài)的時段。另一方面，當交疊時段具有負值時，存在其中進氣閥和排氣閥兩者都處于閉合狀態(tài)的時段。
[0014]使用該配置，可以根據(jù)按照操作狀態(tài)的基圖來計算進氣閥的目標相位角(基圖值)，并且計算進氣閥的不大于基圖值的目標相位角。在進氣閥和排氣閥的閥正時提前的情況下，在交疊的時間處，通過將計算出的值設(shè)定為進氣閥的目標相位角，可以防止實際交疊時段超過目標交疊時段。在進氣閥和排氣閥的閥正時提前的情況下，在負交疊的時間處，通過將計算出的值設(shè)定為進氣閥的目標相位角，可以促使進氣閥的閥正時向基圖值的收斂。因此，在進氣閥和排氣閥的閥正時提前的情況下，可以在防止實際交疊時段超過目標交疊時段的同時促使進氣閥的閥正時向基圖值收斂。
[0015]在控制裝置中，電子控制單元可以被配置成在第一閥正時和第二閥正時提前的情況下基于第一目標相位角和排氣閥的第二實際相位角來確定第一閥正時和第二閥正時是否被設(shè)定為使得負交疊發(fā)生。
[0016]使用該配置，可以容易地確定是否建立了負交疊。
[0017]在控制裝置中，電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后時基于目標交疊時段和第一實際相位角來計算第四目標相位角，第四目標相位角是排氣閥的目標相位角，并且第一實際相位角是進氣閥的實際相位角。電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后時將第四目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第一目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角。電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后為使得負交疊發(fā)生時將第二目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第一目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角。進氣閥的實際相位角是從進氣閥的初始位置(相位角)的實際提前量。
[0018]使用該配置，在進氣閥和排氣閥的閥正時滯后的情況下，可以在防止實際交疊時段超過目標交疊時段的同時促使排氣閥的閥正時向基圖值收斂。
[0019]在控制裝置中，電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后時基于第二目標相位角和進氣閥的第一實際相位角來確定負交疊是否發(fā)生。
[0020]使用該配置，可以容易地確定是否建立了負交疊。
[0021]在控制裝置中，電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時提前時基于目標交疊時段、排氣閥的第二實際相位角以及閥變化角來計算進氣閥的第五目標相位角。閥變化角是進氣閥和排氣閥的波動的角度范圍，所述波動是由于隨著進氣閥和排氣閥的開啟/閉合操作而周期性地增大或減小的凸輪反作用力而產(chǎn)生的，并且閥變化角是例如預(yù)置值。
[0022]使用該配置，在進氣閥和排氣閥的閥正時提前的情況下，可以防止實際交疊時段超過目標交疊時段，甚至在進氣閥和排氣閥由于凸輪反作用力而波動時也如此。
[0023]在控制裝置中，電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時提前時基于第一目標相位角、排氣閥的第二實際相位角以及閥變化角來確定負交疊是否發(fā)生。
[0024]使用該配置，可以在考慮閥變化角的情況下確定是否建立了負交疊。
[0025]在控制裝置中，電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后時基于目標交疊時段、進氣閥的第一實際相位角以及閥變化角來計算排氣閥的第六目標相位角。電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后時將第六目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第一目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角。電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后為使得負交疊發(fā)生時將第一目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第二目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角。
[0026]使用該配置，在進氣閥和排氣閥的閥正時滯后的情況下，可以防止實際交疊時段超過目標交疊時段，甚至在進氣閥和排氣閥由于凸輪反作用力而波動時也如此。
[0027]在控制裝置中，電子控制單元可以被配置成當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后時基于第二目標相位角、進氣閥的第一實際相位角以及閥變化角來確定負交疊是否發(fā)生。
[0028]使用該配置，可以在考慮閥變化角的情況下確定是否建立了負交疊。
[0029]本發(fā)明的另一示例性方面提供一種用于內(nèi)燃機的控制裝置，內(nèi)燃機包括進氣閥、排氣閥、進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)以及排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)。進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第一閥正時。第一閥正時是進氣閥的閥正時。排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第二閥正時。第二閥正時是排氣閥的閥正時?？刂蒲b置包括電子控制單元，該電子控制單元被配置成:基于內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子來計算進氣閥的第一目標相位角、排氣閥的第二目標相位角以及目標交疊時段；當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后時，基于目標交疊時段和第一實際相位角來計算第四目標相位角，第四目標相位角是排氣閥的目標相位角，第一實際相位角是進氣閥的實際相位角；當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后時，將第四目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第一目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角；以及當?shù)谝婚y正時和第二閥正時滯后為使得負交疊發(fā)生時，將第二目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第一目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角。負交疊是以下狀態(tài):其使得在從所述排氣閥的閉合到所述進氣閥的開啟的時段中進氣閥和排氣閥兩者都處于閉合狀態(tài)。
[0030]本發(fā)明的另一示例性方面提供了一種用于內(nèi)燃機的控制方法，內(nèi)燃機包括進氣閥、排氣閥、進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)以及排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)。進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第一閥正時，第一閥正時是進氣閥的閥正時。排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第二閥正時，第二閥正時是排氣閥的閥正時?？刂品椒ò?基于內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子來計算進氣閥的第一目標相位角、排氣閥的第二目標相位角以及目標交疊時段；當?shù)谝婚y正時和第二閥正時提前時，基于目標交疊時段和第二實際相位角來計算第三目標相位角，第二實際相位角是排氣閥的實際相位角，并且第三目標相位角是進氣閥的目標相位角；當?shù)谝婚y正時和第二閥正時提前時，將第二目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第三目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角；以及當?shù)谝婚y正時和第二閥正時提前為使得負交疊發(fā)生時，將第二目標相位角設(shè)定為排氣閥的目標相位角并且將第一目標相位角設(shè)定為進氣閥的目標相位角。負交疊是以下狀態(tài):其使得在從所述排氣閥的閉合到所述進氣閥的開啟的時段中進氣閥和排氣閥兩者都處于閉合狀態(tài)。
[0031]根據(jù)以上配置，可以在防止實際交疊時段超過目標交疊時段的同時促使閥正時向基圖值收斂。
【附圖說明】
[0032]下文將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施方式的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中:
[0033]圖1是示出根據(jù)第一實施方式的由電子控制單元(ECU)控制的發(fā)動機的示例的示意性配置圖；
[0034]圖2是用于說明圖1中的進氣側(cè)VVT機構(gòu)以及控制進氣側(cè)VVT的進油側(cè)控制閥(OCV)的圖；
[0035]圖3是示出圖1的ECU的配置的框圖；
[0036]圖4是用于說明第一實施方式中的閥正時的目標相位角設(shè)定控制的流程圖；
[0037]圖5是示出在第一實施方式中進氣閥和排氣閥的閥正時提前的情況下在交疊的時間處開啟/閉合正時的示例的圖；
[0038]圖6是示出在第一實施方式中進氣閥和排氣閥的閥正時提前的情況下在負交疊的時間處開啟/閉合正時的示例的圖；
[0039]圖7是用于說明第二實施方式中的閥正時的目標相位角設(shè)定控制的流程圖；以及
[0040]圖8是示出在相關(guān)技術(shù)進氣閥和排氣閥的閥正時提前的情況下開啟/閉合正時的示例的圖。
【具體實施方式】
[0041]在下文中，將基于附圖描述實施方式。由控制在車輛上安裝的發(fā)動機(內(nèi)燃機)1的E⑶400來實現(xiàn)下述實施方式。
[0042]首先，將描述第一實施方式。如圖1所示，發(fā)動機I是例如進氣口噴射式四缸汽油發(fā)動機，并且活塞Ic被設(shè)置在氣缸體Ia中。活塞Ic經(jīng)由連接桿16耦接至曲軸15。圖1僅示出了發(fā)動機I的一個氣缸的配置。
[0043]氣缸蓋Ib被安裝至氣缸體Ia的上端以及燃燒室Id被形成在氣缸蓋Ib與活塞Ic之間。火花塞3被設(shè)置在發(fā)動機I的燃燒室Id中。由點火器4來調(diào)節(jié)火花塞3的點火正時。
[0044]油盤18被設(shè)置在發(fā)動機I的氣缸體Ia的下部。存儲在油盤18中潤滑劑在發(fā)動機I的操作期間由油栗19經(jīng)由濾油器20(參見圖2)來栗送，并且用于潤滑和冷卻發(fā)動機I中的各個部分。此外，還將潤滑劑用作用于隨后描述的進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in和排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex的液壓油。油栗19是例如通過發(fā)動機I的曲軸15的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動的機械栗。
[0045]信號轉(zhuǎn)子17被安裝至曲軸15，并且曲柄位置傳感器37被設(shè)置在信號轉(zhuǎn)子17的附近。曲柄位置傳感器37被設(shè)置用以檢測曲軸15的旋轉(zhuǎn)位置。此外，檢測冷卻劑的溫度的冷卻劑溫度傳感器31被設(shè)置在發(fā)動機I的氣缸體Ia中。
[0046]進氣通道11和排氣通道12連接至發(fā)動機I的燃燒室Id。在進氣通道11中，設(shè)置有空氣濾清器7、測量進氣量的空氣流量計32、測量進氣溫度的進氣溫度傳感器33、用于調(diào)節(jié)進氣量的電子控制的節(jié)流閥5等。由節(jié)氣電動機6來驅(qū)動節(jié)流閥5。由節(jié)流閥開啟傳感器36來檢測節(jié)流閥5的開啟。在排氣通道12中，設(shè)置有檢測排氣中的氧氣濃度的O2傳感器34和催化轉(zhuǎn)換器(三元催化器)8。
[0047]進氣閥13被設(shè)置在進氣通道11和燃燒室Id之間，并且排氣閥14被設(shè)置在排氣通道12與燃燒室Id之間。使用進氣凸輪軸21和排氣凸輪軸22中的每個凸輪軸的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)對進氣閥13和排氣閥14的開啟/閉合驅(qū)動，其中，經(jīng)由正時帶等將曲軸15的旋轉(zhuǎn)傳遞至進氣凸輪軸21和排氣凸輪軸22。改變進氣閥13的閥正時的進氣側(cè)VVT機構(gòu)100 in被設(shè)置在進氣凸輪軸21的端部，并且改變排氣閥14的閥正時的排氣側(cè)VVT機構(gòu)I OOex被設(shè)置在排氣凸輪軸22的端部。隨后將描述進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in和排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex中的每個的細節(jié)。
[0048]進氣側(cè)凸輪位置傳感器38被設(shè)置在進氣凸輪軸21的附近。排氣側(cè)凸輪位置傳感器39被設(shè)置在排氣凸輪軸22的附近。進氣側(cè)凸輪位置傳感器38被設(shè)置用以檢測進氣凸輪軸21的旋轉(zhuǎn)位置。排氣側(cè)凸輪位置傳感器39被設(shè)置用以檢測排氣凸輪軸22的旋轉(zhuǎn)位置。
[0049]用于燃料噴射的噴射器(燃料噴射閥)2被設(shè)置在進氣通道11中。從噴射器2噴射的燃料與進氣混合以變成空氣-燃料混合物，并且將空氣-燃料混合物引入燃燒室Id中。被引入燃燒室Id中的空氣-燃料混合物被火花塞3點火，并且被燃燒以及被噴發(fā)?；钊鸌c借助于空氣-燃料混合物活塞I c的燃燒和噴發(fā)而往復(fù)運動，并且曲軸15借此旋轉(zhuǎn)。
[0050]接下來，將描述進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in和控制進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in的進油側(cè)控制閥(0CV)200in。注意，排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex和排油側(cè)控制閥200ex被配置成基本上與進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in和進油側(cè)控制閥200in類似，因此將省略對排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex和排油側(cè)控制閥200ex的描述。
[0051]如圖2所示，進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in包括葉片轉(zhuǎn)子101和容置葉片轉(zhuǎn)子101的外殼102。葉片轉(zhuǎn)子101被耦接至進氣凸輪軸21(參見圖1)。正時滑輪102a被設(shè)置在外殼102中，并且正時滑輪102a經(jīng)由未被示出的正時帶被耦接至曲軸15(參見圖1)。在外殼102中，形成有被葉片轉(zhuǎn)子1I的葉片1 Ia劃分的提前液壓室111和滯后液壓室112。
[0052]在進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in中，根據(jù)提前液壓室111中的液壓壓力和滯后液壓室112中的液壓壓力，葉片轉(zhuǎn)子101相對于外殼102旋轉(zhuǎn)。亦即，當提前液壓室111中的液壓壓力被設(shè)定為高于滯后液壓室112中的液壓壓力時，進氣凸輪軸21的旋轉(zhuǎn)相位相對于曲軸15的旋轉(zhuǎn)相位提前(提前)。相反地，當滯后液壓室112中的液壓壓力被設(shè)定為高于提前液壓室111中的液壓壓力時，進氣凸輪軸21的旋轉(zhuǎn)相位相對于曲軸15的旋轉(zhuǎn)相位滯后(滯后)。因此，通過調(diào)節(jié)進氣凸輪軸21相對于曲軸15的旋轉(zhuǎn)相位來改變進氣閥13的閥正時。
[0053]對供應(yīng)給提前液壓室111和滯后液壓室112的液壓油的壓力進行控制的進油側(cè)控制閥OCV 200in連接至進氣側(cè)VVT機構(gòu)lOOin。
[0054]經(jīng)由供油通道131給進油側(cè)控制閥200in供應(yīng)由油栗19從油盤18栗送的潤滑劑(液壓油)。進油側(cè)控制閥200in經(jīng)由提前通道121連接至提前液壓室111，并且還經(jīng)由滯后通道122連接至滯后液壓室112。此外，兩個排油通道132和133被連接至進油側(cè)控制閥200in。排油側(cè)控制閥200in是電磁驅(qū)動的流控制閥，并且進油側(cè)控制閥200in被ECU 400(參見圖3)控制。
[0055]進油側(cè)控制閥200in包括被設(shè)置在殼體201中以能夠往復(fù)運動的閥芯202、將閥芯202偏至一側(cè)的壓縮螺旋彈簧203以及用于將閥芯202移動至相對于壓縮螺旋彈簧203的偏壓力的另一側(cè)的電磁螺線管204。
[0056]在進油側(cè)控制閥200in中，使用閥芯202的運動來改變到提前通道121和滯后液壓室112的液壓油的供應(yīng)量/排出量，由此可以調(diào)節(jié)提如液壓室111和滯后液壓室112中的每個中的液壓壓力。
[0057]接下來，將描述控制發(fā)動機I的E⑶400。
[0058]如圖3所示，E⑶400包括中央處理單元(CPU)401、只讀存儲器(R0M)402、隨機存取存儲器(RAM)403、備份RAM 404、輸入接口 405、輸出接口 406并且將這些元件連接在一起的總線407。在E⑶400中，CPU 401執(zhí)行存儲在ROM 402中的程序，并且由此執(zhí)行每個控制。
[0059]CPU 401基于存儲在ROM 402中的各種控制程序和映射來執(zhí)行算法處理。在ROM402中，存儲在各種控制程序被執(zhí)行時被查詢的各種控制程序和映射。RAM 403是暫時存儲通過CPU 401的操作結(jié)果和各種傳感器的檢測結(jié)果的存儲器。備份RAM 404是在點火被關(guān)閉時要被保存的數(shù)據(jù)的非易失性存儲器。
[0060]冷卻劑溫度傳感器31、空氣流量計32、進氣溫度傳感器33、02傳感器34、檢測加速器按壓量的加速器按壓量傳感器35、節(jié)流閥開啟傳感器36、曲柄位置傳感器37、進氣側(cè)凸輪位置傳感器38、排氣側(cè)凸輪位置傳感器39以及檢測車輛速度的車輛速度傳感器30被連接至輸入接口 405。
[0061]噴射器2、點火器4、節(jié)流閥電動機6、進油側(cè)控制閥200in以及排油側(cè)控制閥200ex被連接至輸出接口 406。
[0062]ECU 400基于各種傳感器的輸出信號來執(zhí)行發(fā)動機I的各種控制操作，發(fā)動機I的各種控制操作包括節(jié)流閥電動機6的驅(qū)動控制(節(jié)流閥開啟控制)、噴射器2的燃料噴射控制以及火花塞3的點火正時控制。
[0063]E⑶400根據(jù)發(fā)動機I的操作狀態(tài)來控制進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in和排氣側(cè)VVT機構(gòu)lOOex。具體地，E⑶400基于發(fā)動機I的操作狀態(tài)來設(shè)定進氣閥13和排氣閥14中的每個的目標相位角，并且控制進油側(cè)控制閥200in和排油側(cè)控制閥200ex使得目標相位角與實際相位角(真實的相位角)之間的偏差被消除。
[0064]在發(fā)動機I中，當發(fā)動機I處于初始狀態(tài)時(在開始操作之前)，將排氣閥14的閥正時設(shè)定為最提前的位置，并且將進氣閥13的閥正時設(shè)定為最滯后的位置。因此，在初始狀態(tài)下，交疊時段具有最小的負值，即，使負交疊時段最大化。注意，負交疊表示其中進氣閥和排氣閥兩者都被帶到閉合狀態(tài)的時段存在于從排氣閥的閉合到進氣閥的開啟的時段中。
[0065]注意，排氣閥14的目標相位角是從排氣閥14的初始位置(最提前位置)的目標滯后量，并且進氣閥13的目標相位角是從進氣閥13的初始位置(最滯后位置)的目標提前量。
[0066]接下來，參照圖4，將描述由ECU400執(zhí)行的對閥正時的目標相位角設(shè)定控制。注意，由E⑶400以預(yù)定時間間隔來重復(fù)地執(zhí)行以下流程。
[0067]首先，在圖4的步驟STl中，獲取各種彳g息項目。在對各種ig息項目的獲取中，例如，從空氣流量計32獲取進氣量，并且基于曲柄位置傳感器37的檢測結(jié)果來計算發(fā)動機I的旋轉(zhuǎn)速度(每單位時間的公轉(zhuǎn)數(shù))。此外，基于曲柄位置傳感器37和進氣側(cè)凸輪位置傳感器38的檢測結(jié)果來計算進氣閥13的實際相位角(第一實際相位角的示例)InFPA，并且基于曲柄位置傳感器37和排氣側(cè)凸輪位置傳感器39的檢測結(jié)果來計算排氣閥14的實際相位角(第二實際相位角的示例)ExFPA。
[0068]接下來，在步驟ST2中，根據(jù)按照發(fā)動機I的操作狀態(tài)的基圖來計算進氣閥13的目標相位角(第一目標相位角的示例)、排氣閥14的目標相位角(第二目標相位角的示例)以及目標交疊時段。具體地，根據(jù)其中將發(fā)動機I的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子用作參數(shù)的第一基圖來計算進氣閥13的目標相位角(基圖值)InTPA，并且根據(jù)其中將發(fā)動機I的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子用作參數(shù)的第二基圖來計算目標交疊時段Τ0ΡΑ。隨后，根據(jù)以下表達式(I)來計算排氣閥
14的目標相位角(基圖值)ExTPA。亦即，排氣閥14的基圖值ExTPA是通過使用進氣閥13的基圖值InTPA和目標交疊時段TOPA而計算出的計算值。
[0069]ExTPA = T0PA-(InTPA+10PA)...(I)
[0070]在表達式(I)中，1PA是在初始狀態(tài)下的交疊時段(角度范圍)，并且具有負值。此夕卜，在初始狀態(tài)下的交疊時段1PA以及第一基圖和第二基圖被存儲在例如ROM 402中。負荷因子是在當前操作狀態(tài)下的進氣量與發(fā)動機I的最大進氣量之比，并且負荷因子是基于例如發(fā)動機I的進氣量和旋轉(zhuǎn)速度來計算的。
[0071 ]在步驟ST2中計算出的各個目標值(進氣閥13的基圖值InTPA、排氣閥14的基圖值ExTPA以及目標交疊時段Τ0ΡΑ)是用作與操作狀態(tài)對應(yīng)的最優(yōu)燃料效率點的值。
[0072]接下來，在步驟ST3中，確定進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in是否轉(zhuǎn)移到提前側(cè)。注意，確定進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in是否轉(zhuǎn)移到提前側(cè)是基于進氣閥13的目標相位角和實際相位角來執(zhí)行的。亦即，將在步驟STl中計算出的進氣閥13的實際相位角InFPA與在步驟ST2中計算出的進氣閥13的目標相位角InTPA進行比較，并且在目標相位角InTPA大于實際相位角InFPA的情況下，確定進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in轉(zhuǎn)移到提前側(cè)。隨后，在進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in轉(zhuǎn)移到提前側(cè)的情況下，流程移動至步驟ST4。另一方面，在進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in未轉(zhuǎn)移到提前側(cè)(轉(zhuǎn)移到滯后側(cè))的情況下，流程移動至步驟ST5。
[0073]接下來，在步驟ST4中，確定排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex是否轉(zhuǎn)移到提前側(cè)。注意，確定排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex是否轉(zhuǎn)移到提前側(cè)是基于排氣閥14的目標相位角和實際相位角來執(zhí)行的。亦即，將在步驟STl中計算出的排氣閥14的實際相位角ExFPA與在步驟ST2中計算出的排氣閥14的目標相位角ExTPA進行比較，并且在目標相位角ExTPA小于實際相位角ExFPA的情況下，確定排氣側(cè)WT機構(gòu)10ex轉(zhuǎn)移到提前側(cè)。隨后，在排氣側(cè)WT機構(gòu)10ex轉(zhuǎn)移到提前側(cè)的情況下，流程移動至步驟ST6。另一方面，在排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex未轉(zhuǎn)移到提前側(cè)(轉(zhuǎn)移到滯后側(cè))的情況下，流程移動至步驟ST9。
[0074]此外，在步驟ST5中，確定排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex是否轉(zhuǎn)移到提前側(cè)。注意，確定排氣側(cè)VVT機構(gòu)I OOex是否轉(zhuǎn)移到提前側(cè)是通過與步驟ST4中的方法相同的方法執(zhí)行的。隨后，在排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex轉(zhuǎn)移到提前側(cè)的情況下，流程移動至步驟ST9。另一方面，在排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex未轉(zhuǎn)移到提前側(cè)(轉(zhuǎn)移到滯后側(cè))的情況下，流程移動至步驟ST10。
[0075]隨后，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下(在步驟ST3和步驟ST4中的是)，在步驟ST6中重新計算進氣閥13的目標相位角。這是因為，當將基圖值InTPA用作在增大交疊的側(cè)的進氣閥13的目標相位角時，存在以下可能性:由于在減小交疊的側(cè)的排氣閥14的隨后的延遲，實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。亦即，如隨后將進行描述的，為了防止實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段TOPA，重新計算在增大交疊的側(cè)的進氣閥13的目標相位角。通過以下表達式(2)來計算進氣閥13的目標相位角。
[0076]InTPA2 = TOPA-(ExFPA+1OPA)...(2)
[0077]在表達式(2)中，InTPA2是重新計算出的進氣閥13的目標相位角。如圖5所示，目標相位角ΙηΤΡΑ2(第三目標相位角的示例)是不大于基圖值InTPA的值。
[0078]在表達式(2)中，例如，在進氣閥13的實際相位角InFPA達到目標相位角(基圖值)InTPA之前實際交疊時段FOPA已達到目標交疊時段TOPA的情況下，等待排氣閥14的實際相位角ExFPA的變化，并且目標相位角ΙηΤΡΑ2隨著實際相位角ExFPA變化而靠近基圖值ΙηΤΡΑ。隨后，當排氣閥14的實際相位角ExFPA變成等于目標相位角(基圖值)ExTPA時，進氣閥13的目標相位角ΙηΤΡΑ2變成等于基圖值ΙηΤΡΑ。亦即，重新計算出的目標相位角ΙηΤΡΑ2是針對排氣閥14的實際相位角ExFPA的在以下范圍內(nèi)的可以被允許的進氣閥13的目標值，在該范圍內(nèi)，實際交疊時段FOPA不超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。
[0079]此后，在步驟ST7中，確定是否建立了負交疊。具體地，確定是否滿足以下表達式
(3)，在不滿足表達式(3)的情況下，確定進氣閥13的閥正時和排氣閥14的閥正時中的每個被設(shè)定為使得負交疊發(fā)生。隨后，負交疊發(fā)生，流程移動至步驟ST9。另一方面，在負交疊未發(fā)生的情況下(交疊發(fā)生)，流程移動至步驟ST8。
[0080]InTPA> -1OPA-ExFPA...(3)
[0081]在表達式(3)中，如圖6所示，確定進氣閥13的目標相位角InTPA是否位于通過將排氣閥14的實際相位角ExFPA從在初始狀態(tài)下的負交疊時段1PA的范圍中減去而獲得的區(qū)域中，在目標相位角InTPA位于所述區(qū)域中的情況下，不滿足表達式(3)，并且確定負交疊發(fā)生。
[0082]隨后，如圖5所示，在交疊的時間處(在步驟ST7中的否)，在步驟ST8中，將在步驟ST6中重新計算出的目標相位角InTPA2設(shè)定為在增大交疊的側(cè)的進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為在減小交疊的側(cè)的排氣閥14的目標相位角。亦即，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，在交疊的時間處，將不大于基圖值InTPA的重新計算出的目標相位角ΙηΤΡΑ2設(shè)定為進氣閥13的目標相位角使得實際交疊時段FOPA不超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。
[0083]注意，在交疊的時間處，將-1OPA-ExFPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角的下限防護值，從而防止目標相位角具有不必要低的值。亦即，在重新計算出的進氣閥13的目標相位角InTPA2小于下限防護值(-1OPA-ExFPA)的情況下，將下限防護值設(shè)定為進氣閥13的目標相位角。注意，1PA是在初始狀態(tài)下的交疊時段，并且ExFPA是排氣閥14的實際相位角。
[0084]另一方面，如圖6所示，當負交疊發(fā)生時(在步驟ST7中的是)，在步驟ST9中，將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。亦即，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，當負交疊發(fā)生時，不必限制進氣閥13的目標相位角，并且因此將基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角。
[0085]在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下(步驟ST3和步驟ST5中的否)，在步驟STlO中重新計算排氣閥14的目標相位角。這是因為，當基圖值ExTPA被用作在增大交疊的側(cè)的排氣閥14的目標相位角時，存在以下情況:由于在減小交疊的側(cè)的進氣閥13的隨后的延遲，實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。亦即，如隨后將進行描述的，為了防止實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段Τ0ΡΑ，重新計算在增大交疊的側(cè)的排氣閥14的目標相位角。通過以下表達式(4)來計算排氣閥14的目標相位角。
[0086]ExTPA2 = TOPA-(InFPA+1OPA)...(4)
[0087]在表達式(4)中，ExTPA2是重新計算出的排氣閥14的目標相位角。目標相位角ExTPA2(第四目標相位角的示例)是不大于基圖值ExTPA的值。
[0088]在表達式(4)中，例如，在排氣閥14的實際相位角ExFPA達到目標相位角(基圖值)ExTPA之前實際交疊時段FOPA已達到目標交疊時段TOPA的情況下，等待進氣閥13的實際相位角InFPA的變化，并且目標相位角ExTPA2隨著實際相位角InFPA變化而靠近基圖值ΕχΤΡΑ。隨后，當進氣閥13的實際相位角InFPA變成等于目標相位角(基圖值)ΙηΤΡΑ時，在排氣閥14的目標相位角ΕχΤΡΑ2變成等于基圖值ΕχΤΡΑ。亦即，重新計算出的目標相位角ΕχΤΡΑ2是針對進氣閥13的實際相位角InFPA的在以下范圍內(nèi)的可以被允許的排氣閥14的目標值，在該范圍內(nèi)，實際交疊時段FOPA不超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。
[0089]此后，在步驟STll中，確定負交疊是否發(fā)生。具體地，確定是否滿足以下表達式
(5)，并且在不滿足表達式(5)的情況下，確定將進氣閥13的閥正時和排氣閥14的閥正時中的每個設(shè)定為使得負交疊發(fā)生。隨后，在負交疊發(fā)生的情況下，流程移動至步驟ST9。另一方面，在負交疊未發(fā)生(交疊發(fā)生)的情況下，流程移動至步驟STl 2。
[0090]ExTPA> -1OPA-1nFPA...(5)
[0091]在表達式(5)中，確定排氣閥14的目標相位角ExTPA是否位于通過將進氣閥13的實際相位角InFPA從在初始狀態(tài)下的負交疊時段1PA的范圍中減去而獲得的區(qū)域中，在目標相位角ExTPA位于所述區(qū)域中的情況下，不滿足表達式(5)，并且確定進氣閥13的閥正時和排氣閥14的閥正時中的每個被設(shè)定為使得負交疊發(fā)生。
[0092 ] 在交疊的時間處(在步驟ST11中的否)，在步驟ST12中，將在步驟ST1中重新計算出的目標相位角ΕχΤΡΑ2設(shè)定為在增大交疊的側(cè)的排氣閥14的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為在減小交疊的側(cè)的進氣閥13的目標相位角。亦即，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，在交疊的時間處，將不大于基圖值ExTPA的重新計算出的目標相位角ΕχΤΡΑ2設(shè)定為排氣閥14的目標相位角使得實際交疊時段FOPA不超過目標交疊時段??ΡΑ。
[0093]注意，在交疊的時間處，將-1OPA-1nFPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角的下限防護值，從而防止目標相位角具有不必要低的值。亦即，在重新計算出的排氣閥14的目標相位角ΕχΤΡΑ2小于下限防護值的情況下，將下限防護值設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。注意，1PA是在初始狀態(tài)下的交疊時段，并且InFPA是進氣閥13的實際相位角。
[0094]另一方面，當負交疊發(fā)生時(在步驟STlI中的是)，在步驟ST9中，將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。亦即，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，當負交疊發(fā)生時，不必限制排氣閥14的目標相位角，并且因此將基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0095]在進氣閥13的閥正時提前而排氣閥14的閥正時滯后的情況下(在步驟ST3中的是，在步驟ST4中的否)，進氣閥13和排氣閥14的閥正時轉(zhuǎn)移到增大交疊時段的側(cè)，并且因此，實際交疊時段FOPA不超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。因此，在步驟ST9中，將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0096]在進氣閥13的閥正時滯后而排氣閥14的閥正時提前的情況下(在步驟ST3中的否，在步驟ST5中的是)，進氣閥13和排氣閥14的閥正時轉(zhuǎn)移到減小交疊時段的側(cè)，并且因此，在步驟ST9中，將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0097]在第一實施方式中，如上所述，根據(jù)按照操作狀態(tài)(例如，發(fā)動機I的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子)的基圖來計算目標相位角(基圖值)InTPA，并且在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，將不大于基圖值InTPA的目標相位角ΙηΤΡΑ2計算(重新計算)為轉(zhuǎn)移到增大交疊時段的側(cè)的進氣閥13的目標相位角。
[0098]使用該配置，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，在交疊的時間處，通過將重新計算出的目標相位角ΙηΤΡΑ2設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，可以防止實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。此外，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，當負交疊發(fā)生時，通過將基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，可以促使進氣閥13的閥正時向基圖值InTPA收斂。亦即，與交疊發(fā)生時不同，當負交疊發(fā)生時，不必限制進氣閥13的目標相位角，并且因此將基圖值InTPA設(shè)定為目標相位角。因此，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，可以在防止實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段TOPA的同時促使進氣閥13的閥正時向基圖值InTPA收斂。結(jié)果，可以獲得燃料效率的改進。
[0099]此外，在第一實施方式中，根據(jù)按照操作狀態(tài)(例如，發(fā)動機I的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子)的基圖來計算排氣閥14的目標相位角(基圖值)ΕχΤΡΑ，并且在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，將不大于基圖值ExTPA的目標相位角ΕχΤΡΑ2計算(重新計算)為轉(zhuǎn)移到增大交疊時段的側(cè)的排氣閥14的目標相位角。
[0100]使用該配置，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，在交疊的時間處，通過將重新計算出的目標相位角ΕχΤΡΑ2設(shè)定為排氣閥14的目標相位角，可以防止實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。此外，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，當負交疊發(fā)生時，通過將基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角，可以促使排氣閥14的閥正時向基圖值ExTPA收斂。亦即，與交疊發(fā)生時不同，當負交疊發(fā)生時，不必限制排氣閥14的目標相位角，并且因此將基圖值ExTPA設(shè)定為目標相位角。因此，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，可以在防止實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段TOPA的同時促使排氣閥14的閥正時向基圖值ExTPA收斂。結(jié)果，可以獲得廢氣排放的減小。
[0101]此外，在第一實施方式中，通過確定是否滿足上面所述的表達式(3)，可以容易地確定負交疊是否發(fā)生。類似地，通過確定是否滿足上面所述的表達式(5)，可以容易地確定負交疊是否發(fā)生。
[0102]接下來，將描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的閥正時的目標相位角設(shè)定控制。注意，發(fā)動機I和控制發(fā)動機I的ECU 400被配置成基本上與第一實施方式中的發(fā)動機I和控制發(fā)動機I的ECU 400類似，并且因此，將省略對交疊部分的描述。
[0103]當進氣凸輪軸21開啟或閉合進氣閥13時，凸輪反作用力(從閥彈簧接收的力)隨著進氣閥13的開啟/閉合操作而周期性地增大或減小，并且增大或減小的凸輪反作用力作用在進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in上。類似地，當排氣凸輪軸22開啟或閉合排氣閥14時，凸輪反作用力隨著排氣閥14的開啟/閉合操作而周期性地增大或減小，并且增大或減小的凸輪反作用力作用在排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex上。
[0104]當增大或減小的凸輪反作用力作用在進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in上時，存在進氣閥13在預(yù)定角范圍內(nèi)波動(實際相位角相對于目標相位角的變化發(fā)生)的情況。此外，當增大或減小的凸輪反作用力作用在排氣側(cè)VVT機構(gòu)10ex上時，存在排氣閥14在預(yù)定角范圍內(nèi)波動的情況。因此，在在進氣閥13和排氣閥14的閥正時中的每個中已發(fā)生實際相位角相對于目標相位角的變化時，存在實際交疊時段超過目標交疊時段以及內(nèi)部EGR量變得過多的可能性。
[0105]為了解決該問題，在第二實施方式中，在考慮由于凸輪反作用力產(chǎn)生的閥變化角的情況下，甚至在進氣閥13和排氣閥14由于凸輪反作用力而波動時，通過設(shè)定目標相位角來防止實際交疊時段超過目標交疊時段。
[0106]接下來，參照圖7，將描述根據(jù)第二實施方式的閥正時的目標相位角設(shè)定控制。注意，由E⑶400以預(yù)定時間間隔來重復(fù)地執(zhí)行圖7中的流程。此外，步驟STl至ST5與第一實施方式中的步驟STl至ST5相同，并且因此，將省略對步驟STl至ST5的描述。
[0107]在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下(在步驟ST3和步驟ST4中的是)，在步驟ST6a中重新計算進氣閥13的目標相位角。在第二實施方式中，計算在考慮由于凸輪反作用力產(chǎn)生的閥變化角的情況下而獲得的進氣閥13的目標相位角。通過以下表達式(6)來計算進氣閥13的目標相位角。
[0108]InTPA3 = TOPA-(ExFPA+(10PA+0SPA))...(6)
[0109]在表達式(6)中，InTPA3是重新計算出的進氣閥13的目標相位角。目標相位角ΙηΤΡΑ3(第五目標相位角的示例)是不大于基圖值InTPA的值。TOPA是在步驟ST2中計算出的目標交疊時段，并且1PA是在初始狀態(tài)下的交疊時段。ExFPA是在步驟STl中計算出的排氣閥14的實際相位角。
[0110]OSPA是閥變化角，并且OSPA是通過將由于凸輪反作用力而產(chǎn)生的進氣閥13的變化角(波動角范圍)與由于凸輪反作用力而產(chǎn)生的排氣閥14的變化角相加在一起而獲得的值。注意，在閥變化角OSPA中，可以將預(yù)定裕量加至進氣閥13的變化角和排氣閥14的變化角的總和值。該閥變化角OSPA是例如與發(fā)動機I的規(guī)格對應(yīng)地預(yù)置的值，并且被存儲在ROM 402中。
[0111]通過表達式(6)計算出的目標相位角ΙηΤΡΑ3比通過上文所述的表達式(2)計算出的第一實施方式的目標相位角ΙηΤΡΑ2小與閥變化角OSPA對應(yīng)的角度。亦即，重新計算出的目標相位角ΙηΤΡΑ3是下述值，該值被設(shè)定為使得實際交疊時段FOPA不超過目標交疊時段TOPA，甚至在由于凸輪反作用力而在進氣閥13和排氣閥14中已發(fā)生變化(波動)時也如此。
[0112]隨后，在步驟ST7a中，確定負交疊是否發(fā)生。具體地，確定是否滿足以下表達式
(7)，并且在不滿足表達式(7)的情況下，確定進氣閥13的閥正時和排氣閥14的閥正時被設(shè)定為使得負交疊發(fā)生。隨后，當負交疊發(fā)生時，流程移動至步驟ST9a。另一方面，當負交疊未發(fā)生(交疊發(fā)生)時，流程移動至步驟STSa。
[0113]InTPA> -(10PA+0SPA)-ExFPA...(7)
[0114]在表達式(7)中，InTPA是在步驟ST2中計算出的進氣閥13的目標相位角(基圖值)。在步驟ST7a中，在存在由于進氣閥13和排氣閥14的變化(波動)而建立交疊的可能性的情況下，確定建立交疊，其中，進氣閥13和排氣閥14的變化(波動)是由于凸輪反作用力而產(chǎn)生的。
[0115]在交疊的時間處(在步驟ST7a中的否)，在步驟ST8a中，將在步驟ST6a中重新計算出的目標相位角InTPA3設(shè)定為在增大交疊的側(cè)的進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為在減小交疊的側(cè)的排氣閥14的目標相位角。
[0116]注意，在交疊的時間處，將-1OPA-ExFPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角的下限防護值，從而防止目標相位角具有不必要低的值。亦即，在重新計算出的進氣閥13的目標相位角InTPA3小于下限防護值(-1OPA-ExFPA)的情況下，將下限防護值設(shè)定為進氣閥13的目標相位角。
[0117]另一方面，在負交疊發(fā)生的時間處(在步驟ST7a中的是)，在步驟ST9a中，將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0118]在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下(步驟ST3和步驟ST5中的否)，在步驟STlOa中重新計算排氣閥14的目標相位角。在第二實施方式中，計算在考慮由于凸輪反作用力而產(chǎn)生的閥變化角的情況下而獲得的排氣閥14的目標相位角。通過以下表達式(8)來計算排氣閥14的目標相位角。
[0119]ExTPA3 = T0PA-(InFPA+(10PA+0SPA))...(8)
[0120]在表達式(8)中，ExTPA3是重新計算出的排氣閥14的目標相位角。目標相位角ExTPA3(第六目標相位角的示例)是不大于基圖值ExTPA的值。InFPA是在步驟STl中計算出的進氣閥13的實際相位角。
[0121 ] 通過表達式(8)計算出的目標相位角ExTPA3比通過上面所述的表達式(4)計算出的第一實施方式的目標相位角ExTPA2小與閥變化角OSPA對應(yīng)的角。亦即，重新計算出的目標相位角ExTPA3是下述值，該值被設(shè)定為使得實際交疊時段FOPA不超過目標交疊時段Τ0ΡΑ，甚至在由于凸輪反作用力而在進氣閥13和排氣閥14中已發(fā)生變化(波動)時也如此。
[0122]此后，在步驟STlla中，確定是否建立負交疊。具體地，確定是否滿足以下表達式
(9)，并且在不滿足表達式(9)的情況下，確定將進氣閥13的閥正時和排氣閥14的閥正時中的每個設(shè)定為使得負交疊發(fā)生。隨后，在負交疊發(fā)生的情況下，流程移動至步驟ST9a。另一方面，在負交疊未發(fā)生(交疊發(fā)生)的情況下，流程移動至步驟ST12a。
[0123]ExTPA> -(10PA+0SPA)-1nFPA...(9)
[0124]在表達式(9)中，ExTPA是在步驟ST2中計算出的排氣閥14的目標相位角(基圖值)。在步驟STI Ia中，在存在由于進氣閥13和排氣閥14的變化(波動)而建立交疊的可能性的情況下，確定建立交疊，其中，進氣閥13和排氣閥14的變化(波動)是由于凸輪反作用力而產(chǎn)生的。
[0125]隨后，在交疊的時間處(在步驟STlla中的否)，在步驟ST12a中，將在步驟STlOa中重新計算出的目標相位角ExTPA3設(shè)定為在增大交疊的側(cè)的排氣閥14的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為在減小交疊的側(cè)的進氣閥13的目標相位角。
[0126]在交疊的時間處，將-1OPA-1nFPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角的下限防護值，從而防止目標相位角具有不必要低的值。亦即，在重新計算出的排氣閥14的目標相位角ExTPA3小于下限防護值(-1OPA-1nFPA)的情況下，將下限防護值設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0127]另一方面，當負交疊發(fā)生時(在步驟STlla中的是)，在步驟ST9a中，將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0128]在進氣閥13的閥正時提前而排氣閥14的閥正時滯后的情況下(在步驟ST3中的是，在步驟ST4中的否)，進氣閥13和排氣閥14的閥正時轉(zhuǎn)移到增大交疊時段的側(cè)，并且因此，實際交疊時段FOPA不超過目標交疊時段Τ0ΡΑ。因此，在步驟ST9a中，將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0129]在進氣閥13的閥正時滯后而排氣閥14的閥正時提前的情況下(在步驟ST3中的否，在步驟ST5中的是)，進氣閥13和排氣閥14的閥正時轉(zhuǎn)移到減小交疊時段的側(cè)，并且因此，在步驟ST9a中，將在步驟ST2中計算出的基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且將在步驟ST2中計算出的基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0130]如上所述，在第二實施方式中，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，通過使用除排氣閥14的目標交疊時段TOPA和實際相位角ExTPA之外還使用閥變化角OSPA來計算(重新計算)轉(zhuǎn)移到增大交疊時段側(cè)的進氣閥13的目標相位角InTPA3。此外，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，在交疊的時間處，將重新計算出的目標相位角ΙηΤΡΑ3設(shè)定為進氣閥13的目標相位角。
[0131]使用該配置，通過設(shè)定比第一實施方式中的目標相位角小與針對進氣閥13的在增大交疊的側(cè)的閥變化角OSPA對應(yīng)的角的目標相位角ΙηΤΡΑ3，可以防止實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段Τ0ΡΑ，甚至在進氣閥13和排氣閥14由于凸輪反作用力波動時也如此。因此，可以防止內(nèi)部EGR量變得過多。
[0132]此外，在第二實施方式中，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，通過使用除進氣閥13的目標交疊時段TOPA和實際相位角InFPA之外還使用閥變化角OSPA來計算(重新計算)轉(zhuǎn)移到增大交疊時段側(cè)的排氣閥14的目標相位角ΕχΤΡΑ3 ο此外，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，在交疊的時間處，將重新計算出的目標相位角ΕχΤΡΑ3設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。
[0133]使用該配置，通過設(shè)定比第一實施方式中的目標相位角小與針對排氣閥14的在增大交疊的側(cè)的閥變化角OSPA對應(yīng)的角的目標相位角ΕχΤΡΑ3，可以防止實際交疊時段FOPA超過目標交疊時段Τ0ΡΑ，甚至在進氣閥13和排氣閥14由于凸輪反作用力波動時也如此。因此，可以防止內(nèi)部EGR量變得過多。
[0134]此外，在第二實施方式中，通過確定在考慮閥變化角OSPA的情況下負交疊是否發(fā)生，可以確定在存在由于進氣閥13和排氣閥14的變化(波動)交疊發(fā)生的可能性的情況下交疊發(fā)生，其中，進氣閥13和排氣閥14的變化(波動)是由于凸輪反作用力而產(chǎn)生的。
[0135]注意，第二實施方式的其他效果與第一實施方式的其他效果相同。
[0136]應(yīng)當注意，本文所公開的實施方式在每個方面都是說明性的，而未形成任何限制性理解的基礎(chǔ)。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍不應(yīng)當僅使用實施方式來理解，而應(yīng)當基于權(quán)利要求來限定。此外，本發(fā)明的技術(shù)范圍包括在與權(quán)利要求等同的意思和范圍內(nèi)的任何修改。
[0137]例如，第一實施方式已描述了下述示例:在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，當負交疊發(fā)生時，將基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角，并且在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，當負交疊發(fā)生時，將基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角，但本發(fā)明不限于此。在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，當在負交疊發(fā)生的情況下將基圖值InTPA設(shè)定為進氣閥13的目標相位角時，可以在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，當負交疊發(fā)生時，將重新計算出的目標相位角ExTPA2設(shè)定為排氣閥14的目標相位角。類似地，在進氣閥13和排氣閥14的閥正時滯后的情況下，當在負交疊發(fā)生的情況下將基圖值ExTPA設(shè)定為排氣閥14的目標相位角時，可以在進氣閥13和排氣閥14的閥正時提前的情況下，當負交疊發(fā)生時，將重新計算出的目標相位角InTPA2設(shè)定為進氣閥13的目標相位角。
[0138]此外，第一實施方式已描述了由進油側(cè)控制閥200in控制進氣側(cè)VVT機構(gòu)10in的示例，但本發(fā)明不限于此，而進氣側(cè)VVT機構(gòu)還可以是電子進氣側(cè)VVT機構(gòu)。注意，同樣適用于排氣側(cè)VVT機構(gòu)lOOex。
[0139]此外，第一實施方式已描述了進氣閥13和排氣閥14的工作角為常數(shù)的示例，但本發(fā)明不限于此，而進氣閥和排氣閥的工作角還可以是可變的。
[0140]此外，第一實施方式已描述了基于發(fā)動機I的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子來計算基圖值的示例，但本發(fā)明不限于此，而還可以在考慮除了發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子以外的其他參數(shù)的情況下來計算基圖值。
[0141]此外，第一實施方式已描述了在重新計算了進氣閥13的目標相位角之后確定負交疊是否發(fā)生的示例，但本發(fā)明不限于此?？梢源_定負交疊是否發(fā)生，并且在負交疊未發(fā)生的情況下，還可以重新計算進氣閥的目標相位角。亦即，圖4的流程圖僅是示例性的而本發(fā)明不限于圖4的流程圖的過程。
[0142]此外，第一實施方式已描述了發(fā)動機I是四缸汽油發(fā)動機的示例，但本發(fā)明不限于此，并且發(fā)動機可以是柴油發(fā)動機并且缸的數(shù)量和發(fā)動機的類型(V型或水平對置型)可以是任何數(shù)量和任何類型。
[0143]此外，第一實施方式已描述了油栗19是機械油栗的示例，但本發(fā)明不限于此，而油栗還可以是電子油栗。
[0144]此外，第一實施方式已描述了基于進氣閥13的基圖值InTPA和目標交疊時段TOPA來計算排氣閥14的基圖值ExTPA的示例，但本發(fā)明不限于此，而還可以從映射導(dǎo)出排氣閥的基圖值?？商孢x地，還可以從映射導(dǎo)出排氣閥的目標相位角和目標交疊時段，并且還可以使用該結(jié)果來計算進氣閥的目標相位角。
[0145]注意，上面描述的對第一實施方式的修改可以適用于第二實施方式。
[0146]第二實施方式已描述了閥變化角OSPA是預(yù)置值的示例，但本發(fā)明不限于此，而閥變化角還可以是根據(jù)發(fā)動機的操作狀態(tài)計算出的計算值。
【主權(quán)項】
1.一種用于內(nèi)燃機的控制裝置， 所述內(nèi)燃機包括進氣閥、排氣閥、進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)以及排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)，所述進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第一閥正時，所述第一閥正時是所述進氣閥的閥正時， 所述排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第二閥正時，所述第二閥正時是所述排氣閥的閥正時， 所述控制裝置包括: 電子控制單元，所述電子控制單元被配置成: 基于所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子來計算所述進氣閥的第一目標相位角、所述排氣閥的第二目標相位角以及目標交疊時段； 當所述第一閥正時和所述第二閥正時提前時，基于所述目標交疊時段和第二實際相位角來計算第三目標相位角，所述第二實際相位角是所述排氣閥的實際相位角，并且所述第三目標相位角是所述進氣閥的目標相位角； 當所述第一閥正時和所述第二閥正時提前時，將所述第二目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第三目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角；以及 當所述第一閥正時和所述第二閥正時提前為使得負交疊發(fā)生時，將所述第二目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第一目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角， 所述負交疊是以下狀態(tài):其使得在從所述排氣閥的閉合到所述進氣閥的開啟的時段中所述進氣閥和所述排氣閥兩者都處于閉合狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中， 所述電子控制單元被配置成在所述第一閥正時和所述第二閥正時提前的情況下基于所述第一目標相位角和所述排氣閥的所述第二實際相位角來確定所述第一閥正時和所述第二閥正時是否被設(shè)定為使得所述負交疊發(fā)生。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，其中， 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后時基于所述目標交疊時段和第一實際相位角來計算第四目標相位角， 所述第四目標相位角是所述排氣閥的目標相位角，并且所述第一實際相位角是所述進氣閥的實際相位角， 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后時將所述第四目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第一目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角，并且 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后為使得所述負交疊發(fā)生時將所述第二目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第一目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制裝置，其中， 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后時基于所述第二目標相位角和所述進氣閥的所述第一實際相位角來確定所述負交疊是否發(fā)生。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中， 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時提前時基于所述目標交疊時段、所述排氣閥的所述第二實際相位角以及閥變化角來計算所述進氣閥的第五目標相位角。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其中， 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時提前時基于所述第一目標相位角、所述排氣閥的所述第二實際相位角以及所述閥變化角來確定所述負交疊是否發(fā)生。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的控制裝置，其中， 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后時基于所述目標交疊時段、所述進氣閥的第一實際相位角以及所述閥變化角來計算所述排氣閥的第六目標相位角， 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后時將所述第六目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第一目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角，并且 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后為使得所述負交疊發(fā)生時將所述第一目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第二目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制裝置，其中， 所述電子控制單元被配置成當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后時基于所述第二目標相位角、所述進氣閥的所述第一實際相位角以及所述閥變化角來確定所述負交疊是否發(fā)生。9.一種用于內(nèi)燃機的控制裝置， 所述內(nèi)燃機包括進氣閥、排氣閥、進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)以及排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)， 所述進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第一閥正時，所述第一閥正時是所述進氣閥的閥正時， 所述排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第二閥正時，所述第二閥正時是所述排氣閥的閥正時， 所述控制裝置包括: 電子控制單元，所述電子控制單元被配置成: 基于所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子來計算所述進氣閥的第一目標相位角、所述排氣閥的第二目標相位角以及目標交疊時段； 當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后時，基于所述目標交疊時段和第一實際相位角來計算第四目標相位角，所述第四目標相位角是所述排氣閥的目標相位角，所述第一實際相位角是所述進氣閥的實際相位角； 當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后時，將所述第四目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第一目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角；以及 當所述第一閥正時和所述第二閥正時滯后為使得負交疊發(fā)生時，將所述第二目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第一目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角， 所述負交疊是以下狀態(tài):其使得在從所述排氣閥的閉合到所述進氣閥的開啟的時段中所述進氣閥和所述排氣閥兩者都處于閉合狀態(tài)。10.一種用于內(nèi)燃機的控制方法， 所述內(nèi)燃機包括進氣閥、排氣閥、進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)以及排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)，所述進氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第一閥正時，所述第一閥正時是所述進氣閥的閥正時， 所述排氣側(cè)可變閥正時機構(gòu)被配置成改變第二閥正時，所述第二閥正時是所述排氣閥的閥正時， 所述控制方法包括: 基于所述內(nèi)燃機的旋轉(zhuǎn)速度和負荷因子來計算所述進氣閥的第一目標相位角、所述排氣閥的第二目標相位角以及目標交疊時段； 當所述第一閥正時和所述第二閥正時提前時，基于所述目標交疊時段和第二實際相位角來計算第三目標相位角，所述第二實際相位角是所述排氣閥的實際相位角，并且所述第三目標相位角是所述進氣閥的目標相位角； 當所述第一閥正時和所述第二閥正時提前時，將所述第二目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第三目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角；以及 當所述第一閥正時和所述第二閥正時提前為使得負交疊發(fā)生時，將所述第二目標相位角設(shè)定為所述排氣閥的目標相位角并且將所述第一目標相位角設(shè)定為所述進氣閥的目標相位角， 所述負交疊是以下狀態(tài):其使得在從所述排氣閥的閉合到所述進氣閥的開啟的時段中所述進氣閥和所述排氣閥兩者都處于閉合狀態(tài)。
【文檔編號】F02D13/02GK106050440SQ201610222078
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月11日 公開號201610222078.7, CN 106050440 A, CN 106050440A, CN 201610222078, CN-A-106050440, CN106050440 A, CN106050440A, CN201610222078, CN201610222078.7
【發(fā)明人】野崎智裕, 山口正晃
【申請人】豐田自動車株式會社