專利名稱：用于內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)，其能夠連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的提升和工作角度，更具體地說，涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)，其使用可變的提升和工作角度控制機構(gòu)，用于連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的提升和工作角度。
背景技術(shù)：
近些年來，提出并研制了各種可變閥控制系統(tǒng)，其能夠以高自由度的閥門提升特性和增強的發(fā)動機性能通過所有的發(fā)動機操作條件改變工作角度(操作角)和相位兩者。這種可變閥控制系統(tǒng)在日本專利臨時公開No.2001-173469(下文稱為“JP2001-173469”)中披露了。在JP2001-173469披露的系統(tǒng)中，提供了一種可變的提升和工作角度控制機構(gòu)，用于連續(xù)地擴大或收縮進(jìn)氣閥的閥門提升和工作角度，并提供了一種可變相位控制機構(gòu)，用于在最大的進(jìn)氣閥提升點(通常稱為“中心角相位”)延遲或提前角相位。這種可變閥控制系統(tǒng)能夠控制流入每個汽缸的燃燒室的進(jìn)氣量而不用控制節(jié)流閥的開度。在需要小的進(jìn)氣量的低負(fù)載條件下進(jìn)行發(fā)動機操作的期間，通過在節(jié)流閥的開口保持全打開或大的條件下縮小進(jìn)氣閥提升特性，從而減少進(jìn)氣量。發(fā)動機的這種非節(jié)流的操作大大減少了發(fā)動機的泵吸損失。

發(fā)明內(nèi)容
利用上述的包括在JP2001-173469中的可變提升和工作角度控制機構(gòu)的可變閥控制系統(tǒng)，每個進(jìn)氣閥的閥門提升(最大閥門提升)被調(diào)節(jié)到一個超小的值，例如1mm，作為最小的閥門提升設(shè)置，以便提供超小量的在低負(fù)載條件下例如在空轉(zhuǎn)條件下所需的超小量的進(jìn)氣量。如果在進(jìn)氣閥提升為超小的期間內(nèi)進(jìn)氣閥提升在汽缸之間不同，則其間的差異引起汽缸之間的進(jìn)氣量的相當(dāng)大的改變。這引起汽缸之間的空氣燃料比的大的相對差異。增加最小的閥門提升設(shè)置來阻止汽缸之間的空氣燃料比的大的相對差異則減小該可變控制系統(tǒng)的優(yōu)點，例如，減少泵吸損失的優(yōu)點和增強從空轉(zhuǎn)條件下加速的響應(yīng)的優(yōu)點。
在JP2001-173469的系統(tǒng)中，由JP2001-173469的 段可知，在低負(fù)載例如空轉(zhuǎn)下發(fā)動機操作期間，每個進(jìn)氣閥的閥門提升被調(diào)節(jié)到0或者一個預(yù)定的小的閥門提升設(shè)置。這個小的提升設(shè)置通過擴大閥門間隙2倍或更多來產(chǎn)生，以使得進(jìn)氣閥提升的偏差或誤差不會引起上述的問題。更具體地說，汽缸的特定部分的閥門提升被調(diào)節(jié)到0，而其它汽缸的閥門提升被調(diào)節(jié)到小的閥門提升設(shè)置。這種控制需要復(fù)雜的閥門機構(gòu)來在各汽缸的特定部分和其它汽缸之間提供不同的閥門提升特性，這引起可變閥控制機構(gòu)對發(fā)動機的安裝特性的劣化，并增加成本。此外，按照取決于組成零件的容差和零件的裝配容差的汽缸之間進(jìn)氣閥提升的偏差的初始條件來初始設(shè)置小的閥門提升設(shè)定，考慮到在汽缸當(dāng)中的進(jìn)氣閥提升的偏差中的長期變化(這些變化例如是由碳和沉積物的積聚產(chǎn)生的)，這不足以提供合適的小的閥門提升特性。
因而，本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于包括多個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)，其能夠連續(xù)地改變每個進(jìn)氣閥的提升和工作角度，而沒有由在發(fā)動機利用最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置操作期間汽缸之間的進(jìn)氣閥提升特性的相對差異所引起的有害的現(xiàn)象。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括多個汽缸和多個進(jìn)氣閥，每個進(jìn)氣閥用于一個相關(guān)的汽缸，所述系統(tǒng)包括可變的提升特性控制機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；感測部分，用于采集用來確定與汽缸之間的閥門提升特性的實際相對差異相關(guān)的發(fā)動機條件指示器所需的信息；以及控制單元，其在操作上和所述可變的提升特性控制機構(gòu)以及所述感測部分通信，用于按照內(nèi)燃發(fā)動機的操作條件確定所需的閥門提升特性；按照所需的閥門提升特性控制每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；確定當(dāng)所需的閥門提升特性等于一個預(yù)定的小的閥門提升特性時的發(fā)動機條件指示器；以及，如果確定的發(fā)動機條件指示器大于預(yù)定的第一門限值則擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括多個汽缸和多個進(jìn)氣閥，每個進(jìn)氣閥用于一個相關(guān)的汽缸，所述系統(tǒng)包括可變的提升特性控制裝置，用于調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；感測裝置，用于采集用來確定與汽缸之間的閥門提升特性的實際相對差異相關(guān)的發(fā)動機條件指示器所需的信息；以及控制裝置，其在操作上和所述可變的提升特性控制裝置以及所述感測裝置通信，用于按照內(nèi)燃發(fā)動機的操作條件確定所需的閥門提升特性；按照所需的閥門提升特性控制每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；確定當(dāng)所需的閥門提升特性等于一個預(yù)定的小的閥門提升特性時的發(fā)動機條件指示器；以及，如果確定的發(fā)動機條件指示器大于預(yù)定的第一門限值則擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括多個汽缸和多個進(jìn)氣閥，每個進(jìn)氣閥用于一個相關(guān)的汽缸，所述可變閥控制系統(tǒng)包括可變的提升特性控制裝置，用于調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性，所述方法包括確定與汽缸之間的閥門提升特性的實際相對差異相關(guān)的發(fā)動機條件指示器；按照內(nèi)燃發(fā)動機的操作條件確定所需的閥門提升特性；按照所需的閥門提升特性控制每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；當(dāng)所需的閥門提升特性等于一個預(yù)定的小的閥門提升特性時確定發(fā)動機條件指示器；以及，如果確定的發(fā)動機條件指示器大于預(yù)定的第一門限值則擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置。
本發(fā)明的上述的目的和其他目的、特征以及優(yōu)點，通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
的描述將變得清楚。


圖1是表示包括按照本發(fā)明的一個實施例的可變閥控制系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機的系統(tǒng)方塊圖；圖2是表示圖1的可變閥控制系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的透視圖，其中包括可變的工作角度控制機構(gòu)和可變的相位控制機構(gòu)；圖3A是表示圖2的可變閥控制系統(tǒng)的操作條件的示意圖，其中進(jìn)氣閥的提升是0，一個可擺動的凸輪處于最小的位移；圖3B是表示圖2的可變閥控制系統(tǒng)的操作條件的示意圖，其中進(jìn)氣閥的提升是0，該可擺動的凸輪處于最大的位移；圖3C是表示圖2的可變閥控制系統(tǒng)的操作條件的示意圖，其中進(jìn)氣閥的提升為最大，該可擺動的凸輪處于最小的位移；圖3D是表示圖2的可變閥控制系統(tǒng)的操作條件的示意圖，其中進(jìn)氣閥的提升為最大，該可擺動的凸輪處于最大的位移；圖4表示由圖1的可變閥控制系統(tǒng)操作的進(jìn)氣閥提升的改變和工作角度的改變；圖5表示由圖1的可變閥控制系統(tǒng)操作的進(jìn)氣閥的相位的改變；圖6是表示按照本發(fā)明的一個實施例的調(diào)節(jié)最小閥門提升的處理的流程圖；圖7A是表示在圖6的處理中節(jié)流閥開度的改變的定時圖；圖7B是表示在圖6的處理中發(fā)動機速度的改變的定時圖；圖7C是表示在圖6的處理中發(fā)動機振動的程度的改變的定時圖；圖7D是表示在圖6的處理中進(jìn)氣閥提升的改變的定時圖；圖8A是表示在圖6的處理中節(jié)流閥的開度的改變的定時圖；圖8B是表示在圖6的處理中發(fā)動機速度的改變的定時圖；圖8C是表示在圖6的處理中發(fā)動機振動的程度的改變的定時圖；圖8D是表示在圖6的處理中進(jìn)氣閥提升的改變的定時圖；圖9是表示按照本發(fā)明的另一個實施例的調(diào)節(jié)最小閥門提升的處理的流程圖；圖10A是表示在圖9的處理中節(jié)流閥的開度的改變的定時圖；圖10B是表示在圖9的處理中發(fā)動機速度的改變的定時圖；
圖10C是表示在圖9的處理中發(fā)動機振動的程度的改變的定時圖；以及圖10D是表示在圖9的處理中進(jìn)氣閥提升的改變的定時圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參看附圖，特別是參見圖1，其中以直列式四沖程火花點火汽油發(fā)動機1示例地示出了本實施例的可變閥控制系統(tǒng)，在每個汽缸中具有進(jìn)氣閥3和排氣閥4。不過，本發(fā)明也可應(yīng)用于具有其它汽缸布置的內(nèi)燃發(fā)動機，例如V型發(fā)動機以及六汽缸發(fā)動機或其它多汽缸發(fā)動機。如圖1所示，提供可變閥致動機構(gòu)2用于致動進(jìn)氣閥3，以使得進(jìn)氣閥提升特性是可變的，如后面充分說明那樣。在另一方面，用于每個汽缸組的排氣閥4的閥門致動機構(gòu)被構(gòu)造成直接操作的閥門致動機構(gòu)，以使得排氣閥4由排氣凸輪軸5直接驅(qū)動。排氣閥提升特性是固定的(恒定的)。
排氣岐管6和催化轉(zhuǎn)換器7相連。在催化轉(zhuǎn)換器7的上游側(cè)提供空氣燃料(A/F)比傳感器(拉姆達(dá)傳感器或氧氣傳感器)8，用于監(jiān)視或檢測在發(fā)動機廢氣內(nèi)包含的氧氣的百分?jǐn)?shù)，即空氣/燃料混合物比。在第一催化轉(zhuǎn)換器7的下游設(shè)置有第二催化轉(zhuǎn)換器10和消聲器11。
多個進(jìn)氣歧管分支通路15在其下游端和各自的進(jìn)氣口相連。進(jìn)氣歧管分支15的上游端和收集器16相連。收集器16在其上游端和進(jìn)氣入口通路17相連。在入口通路17中提供有電子控制的節(jié)流閥18。雖然圖中沒有清楚地示出，電子控制的節(jié)流閥18包括圓盤節(jié)流閥、節(jié)流閥位置傳感器和由電動機例如步進(jìn)電動機驅(qū)動的節(jié)流閥致動器。節(jié)流閥致動器響應(yīng)來自電子發(fā)動機控制單元(ECU)19的控制指令信號調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度。提供節(jié)流閥位置傳感器用于監(jiān)視或檢測實際的節(jié)流閥開度?？梢岳斫?，按照常規(guī)的方式，利用具有節(jié)流閥位置傳感器、節(jié)流閥致動器和與所述節(jié)流閥致動器相連的節(jié)流閥的電子節(jié)流閥控制系統(tǒng)，可以借助于閉環(huán)控制(前饋控制)將節(jié)流閥開度調(diào)節(jié)或控制到一個所需的節(jié)流閥開度。在電子控制的節(jié)流閥單元18的節(jié)流閥的上游提供有空氣流量傳感器20，用于測量或檢測進(jìn)氣量。在空氣流量傳感器20的上游還提供有空氣濾清器21。
提供曲柄角傳感器(或曲軸位置傳感器)22，用于通知ECU發(fā)動機速度以及發(fā)動機曲軸的相對位置(即曲柄角)。振動傳感器25作為一個檢測部分被設(shè)置在汽缸體的側(cè)壁上，用于測量表示發(fā)動機振動強度的物理量，例如速度、加速度、位移以及它們的組合。提供加速器開度傳感器23，用于監(jiān)視或檢測由駕駛員壓下的加速器踏板的壓下數(shù)量，即加速器開度。ECU 19一般包括微型計算機。ECU 19包括輸入/輸出接口(I/O)，存儲器(RAM，ROM)，以及微處理器或中央處理單元(CPU)。ECU 19的輸入/輸出接口(I/O)接收從發(fā)動機/車輛傳感器，即節(jié)流閥位置傳感器、拉姆達(dá)傳感器8、曲柄角傳感器22、加速器開度傳感器23、振動傳感器25和空氣流量傳感器20輸入的信息。在ECU19內(nèi)，中央處理單元(CPU)允許通過I/O接口訪問來自前述的各發(fā)動機/車輛傳感器的輸入信息數(shù)據(jù)信號。ECU 19的CPU負(fù)責(zé)裝備存儲在存儲器中的燃料噴射/點火定時/進(jìn)氣閥提升特性/節(jié)流閥控制程序，并能夠執(zhí)行所需的算法和邏輯運算。具體地說，根據(jù)輸入的信息，由電子燃料噴射控制系統(tǒng)控制每個發(fā)動機汽缸的燃料噴射閥或噴射器12的燃料噴射量和燃料噴射定時。由電子點火系統(tǒng)控制每個發(fā)動機汽缸的火花塞24的點火定時。電子控制的節(jié)流閥18的節(jié)流閥開度由電子節(jié)流閥控制系統(tǒng)控制，該電子節(jié)流閥控制系統(tǒng)含有響應(yīng)來自ECU 19的控制指令被操作的節(jié)流閥致動器。另一方面，進(jìn)氣閥提升特性通過可變閥致動機構(gòu)2用電子方式被控制，所述致動機構(gòu)包括可變的提升和工作角度控制機構(gòu)51(可變的提升特性控制機構(gòu))以及可變的相位控制機構(gòu)52(后面詳細(xì)說明)。計算的結(jié)果，即計算的輸出信號通過ECU 19的輸出接口電路被傳遞到輸出級，即被包括在電子節(jié)流閥控制系統(tǒng)(發(fā)動機輸出控制系統(tǒng))中的節(jié)流閥致動器、燃料噴射器、火花塞、用于可變的提升和工作角度控制機構(gòu)51的第一致動器，以及用于可變的相位控制機構(gòu)52的第二致動器。
可變閥致動機構(gòu)2本身是公知的，如日本臨時專利公開No.2002-89341所披露的。現(xiàn)在參看圖2和圖3，其中示出了可變閥致動機構(gòu)2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。由圖2的透視圖可見，可變閥致動機構(gòu)2包括可變的提升和工作角度控制機構(gòu)51和可變的相位控制機構(gòu)52，它們相互組合。提供可變的提升和工作角度控制機構(gòu)51用于連續(xù)地調(diào)節(jié)每個汽缸的進(jìn)氣閥3的閥門提升特性，即，用于連續(xù)地改變每個汽缸的進(jìn)氣閥3的閥門提升和工作角度。在另一方面，提供可變的相位控制機構(gòu)52用于相對于曲軸的角度位置連續(xù)地調(diào)節(jié)每個汽缸的進(jìn)氣閥3的進(jìn)氣閥相位，即，用于在最大進(jìn)氣閥提升點連續(xù)地改變(提前或延遲)角相位，即中心角相位。
可變的提升和工作角度控制機構(gòu)51包括可滑動地安裝在汽缸頭上的進(jìn)氣閥、空心的驅(qū)動軸53，其被安裝在汽缸頭上部上的凸輪支架(未示出)可轉(zhuǎn)動地支撐、驅(qū)動偏心凸輪55，其被壓配合在驅(qū)動軸53上、具有偏心凸輪部分57的控制軸56，偏心凸輪部分的軸線偏離控制軸56的軸線，其位于驅(qū)動軸53的上方，被同一個凸輪支架可轉(zhuǎn)動地支撐著，并和驅(qū)動軸53平行地設(shè)置、閥門搖臂58，其被可擺動地支撐在控制軸56的偏心凸輪部分57上，以及可擺動的凸輪60，其和進(jìn)氣閥3的挺桿(閥門挺桿)59呈滑動接觸。
驅(qū)動偏心凸輪55通過連桿臂61和閥門搖臂58機械地連接。閥門搖臂58通過連桿件62和可擺動的凸輪60機械地連接。驅(qū)動軸53通過一個定時鏈或定時帶由發(fā)動機曲軸驅(qū)動。驅(qū)動偏心凸輪55具有圓柱形的外部周邊表面。驅(qū)動偏心凸輪55的軸線相對于驅(qū)動軸53偏心一個預(yù)定的偏心度。連桿臂61的環(huán)形部分61a的內(nèi)周邊被可轉(zhuǎn)動地配合到驅(qū)動偏心凸輪55的圓柱形的外周邊上。閥門搖臂58的基本上中心的部分被控制軸56的偏心凸輪部分57可擺動地支撐。閥門搖臂58的一端通過連接銷被機械地連接或銷連接到連桿臂61的臂部分61b上。閥門搖臂58的另一端通過連接銷被機械地連接或銷連接到連桿件62的上端。如上所述，偏心凸輪部分57的軸線相對于控制軸56的軸線偏心一個預(yù)定的偏心度。因而，閥門搖臂58的振蕩運動的中心根據(jù)控制軸56的角度位置而改變。
可擺動的凸輪60被可轉(zhuǎn)動地配合到驅(qū)動軸53的外周邊上。可擺動的凸輪60的另一端，其沿著垂直于驅(qū)動軸53的軸線的方向延伸，通過連接銷被連接到或銷連接到連桿件62的下端?？蓴[動的凸輪60的下表面上形成有底部環(huán)形的表面部分64a，其相對于驅(qū)動軸53是偏心的，以及和底部環(huán)形的表面部分64a連續(xù)的適度彎曲的凸輪表面部分64b?？蓴[動的凸輪60的底部環(huán)形的部分64a和凸輪表面部分64b被設(shè)計使得根據(jù)可擺動的凸輪60振蕩的角位置與進(jìn)氣閥3的挺桿59的上表面的一個指定點實現(xiàn)鄰接接觸(abutted-contact)(或滑動接觸)。用這種方式，底部環(huán)形的表面部分64a用作為一個底部環(huán)形的部分，在其內(nèi)進(jìn)氣閥提升是0。在另一方面，和底部環(huán)形表面部分64a連續(xù)的凸輪表面部分64b的一個預(yù)定的角度范圍用作為一個斜坡部分。此外，和斜坡部分64b連續(xù)的凸輪尖部60a的一個預(yù)定的角度范圍用作為提升部分。
如圖2所示，可變提升和工作角度控制機構(gòu)51的控制軸56借助于提升和工作角度控制致動器65在一個預(yù)定的角度范圍內(nèi)被致動。在所示的實施例中，可變提升和工作角度控制致動器65包括伺服電動機，用于使在控制軸56的外周邊內(nèi)形成的凸起移動。可變提升和工作角度控制致動器65的伺服電動機的操作響應(yīng)來自ECU 19的控制信號被電子地控制。
在驅(qū)動軸53的轉(zhuǎn)動期間，連桿臂61借助于驅(qū)動偏心凸輪55的凸輪作用上下移動。連桿臂61的上下運動引起閥門搖臂58的振蕩運動。閥門搖臂58的振蕩運動通過連桿件62傳遞給可擺動的凸輪60，于是使得可擺動的凸輪60振蕩。借助于振蕩的可擺動的凸輪60的凸輪作用，進(jìn)氣閥3的挺桿59被推動，因而進(jìn)氣閥3提升。當(dāng)控制軸65的角度位置被可變提升和工作角度控制致動器65改變時，閥門搖臂58的初始位置改變，結(jié)果使得可擺動的凸輪60的振蕩運動的初始位置(或起點)也改變。
如圖3A，3B所示，假定控制軸56的偏心凸輪部分57的角度位置被從其中偏心凸輪部分57的軸線剛好位于控制軸56的軸線下方的第一角度位置改變到其中偏心凸輪部分57的軸線剛好位于控制軸56的軸線上方的第二角度位置，閥門搖臂58則作為一個整體向上移動。結(jié)果，可擺動的凸輪60的端部60a(包括用于連接銷的孔)，被相對地向上推動。即，可擺動的凸輪60的初始位置被這樣改變，使得可擺動的凸輪本身沿著可擺動的凸輪60的凸輪表面部分64b運動而和進(jìn)氣閥挺桿59相分離的方向傾斜。由于閥門搖臂58向上移動，當(dāng)在驅(qū)動軸53的轉(zhuǎn)動期間可擺動的凸輪60振蕩時，可擺動的凸輪60的底部環(huán)形表面部分64a在一個相當(dāng)長的時間間隔內(nèi)保持與挺桿59接觸。換句話說，在其間可擺動的凸輪60的凸輪表面部分64b保持和挺桿59接觸的時間間隔是短的。結(jié)果，進(jìn)氣閥3的閥門提升變短。此外，從進(jìn)氣閥打開定時IVO到進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC的工作角度(即提升時間間隔)被減小。
相反，當(dāng)控制軸56的偏心凸輪部分57的角度位置從第二位置改變到第一角度位置時，閥門搖臂58則作為一個整體向下移動，如圖3C，3D所示。結(jié)果，可擺動的凸輪60的端部60a(包括用于連接銷的孔)被相對地向下推動。即，可擺動的凸輪60的初始位置被這樣改變，使得可擺動的凸輪本身沿著可擺動的凸輪60的凸輪表面部分64b朝向進(jìn)氣閥挺桿59運動的方向傾斜。由于閥門搖臂58向下移動，當(dāng)在驅(qū)動軸53的轉(zhuǎn)動期間可擺動的凸輪60振蕩時，和進(jìn)氣閥挺桿59實現(xiàn)接觸的一部分被從可擺動的凸輪60的底部環(huán)形表面部分64a到可擺動的凸輪60的凸輪表面部分64b稍微移動。結(jié)果，進(jìn)氣閥3的閥門提升變大。此外，從進(jìn)氣閥打開定時IVO到進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC的工作角度被擴大。
控制軸56的偏心凸輪部分57的角度位置可以借助于可變提升和工作角度控制致動器65在限制內(nèi)被連續(xù)地改變，因而，閥門提升特性(閥門提升和工作角度)也連續(xù)地改變，如圖4所示。即，圖2所示的可變提升和工作角度控制機構(gòu)51可以同時連續(xù)地按比例放大以及縮小閥門提升和工作角度。換句話說，按照同時發(fā)生的閥門提升的改變和工作角度的改變，可以彼此對稱地改變進(jìn)氣閥打開定時IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC。
在另一方面，可變相位控制機構(gòu)52包括鏈輪71和相位控制液壓致動器72。鏈輪71被提供在驅(qū)動軸53的前端。可變相位控制致動器72被提供用于使得驅(qū)動軸53能夠在預(yù)定的角度范圍內(nèi)相對于鏈輪71轉(zhuǎn)動。鏈輪71具有與發(fā)動機曲軸之間的、通過定時鏈(未示出)或定時帶(未示出)的從動連接。實際上，施加到可變相位控制致動器72上的被控制的壓力通過液壓控制模塊(未示出)被調(diào)節(jié)或調(diào)制，所述模塊響應(yīng)來自ECU 19的控制信號。驅(qū)動軸53沿一個旋轉(zhuǎn)方向相對于鏈輪71的轉(zhuǎn)動在最大進(jìn)氣閥提升點處引起中心角相位的相位提前。驅(qū)動軸53沿相反的轉(zhuǎn)動方向相對于鏈輪71的相對轉(zhuǎn)動在最大進(jìn)氣閥提升點處引起中心角相位的相位延遲。在圖2所示的可變相位控制結(jié)構(gòu)52中，只有在最大進(jìn)氣閥提升點處的中心角相位被提前或延遲，進(jìn)氣閥3的閥門提升不變，且進(jìn)氣閥3的工作角度也不變，如圖5所示。驅(qū)動軸53相對于鏈輪71的相對角位置可以借助于可變相位控制致動器72在限制內(nèi)被連續(xù)地改變，因而也可以連續(xù)地改變中心角相位。
如上所述，包括在本實施例的系統(tǒng)中的可變閥致動機構(gòu)2由相互組合的可變提升和工作角度控制機構(gòu)51以及可變相位控制結(jié)構(gòu)52構(gòu)成。利用可變閥致動機構(gòu)2，借助于可變提升和工作角度控制與可變相位控制的組合，能夠?qū)挿秶?、連續(xù)地改變進(jìn)氣閥提升特性，具體地說，能夠?qū)挿秶?、連續(xù)地單獨改變進(jìn)氣閥打開定時IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC。在發(fā)動機于低負(fù)載條件下操作期間，閥門提升被減少，從而按照所需的負(fù)載調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。在相對大的閥門提升時，進(jìn)氣量主要取決于進(jìn)氣閥3的進(jìn)氣閥打開定時IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC，而在小的閥門提升時，進(jìn)氣量主要取決于進(jìn)氣閥的提升。在這個實施例中，閥門提升特性包括彼此相關(guān)的閥門提升和閥門工作角度兩個元素。因而，當(dāng)閥門提升相對大并且閥門工作角度也相對大時，閥門提升特性被稱為“大”。在另一方面，當(dāng)閥門提升相對小并且閥門工作角度也相對小時，閥門提升特性被稱為“小”。或者，閥門提升特性的大小可以是閥門提升和閥門工作角度其中之一的大小、包括閥門提升和閥門工作角度兩個元素的矢量的大小、或者閥門提升相對于閥門工作角度的積分。
可變提升和工作角度控制機構(gòu)51以及可變相位控制機構(gòu)52的控制由閉環(huán)控制系統(tǒng)(反饋控制系統(tǒng))執(zhí)行，或者由開環(huán)控制系統(tǒng)(前饋控制系統(tǒng))執(zhí)行。更具體地說，例如，可變閥控制系統(tǒng)可以包括用于檢測進(jìn)氣閥的閥門提升、工作角度和中心角相位的傳感器，以便對閉環(huán)控制系統(tǒng)提供反饋，用于控制可變提升和工作角度控制機構(gòu)51以及可變相位控制機構(gòu)52。替代地，可變閥控制系統(tǒng)可以按照發(fā)動機的操作條件利用開環(huán)控制系統(tǒng)來控制可變提升和工作角度控制機構(gòu)51以及可變相位控制機構(gòu)52。
在上述的系統(tǒng)中，進(jìn)氣量被控制，以便提供按照加速器開度確定的所需的轉(zhuǎn)矩。進(jìn)氣量可以利用可變閥致動機構(gòu)2通過可變地控制進(jìn)氣閥3的閥門提升特性來控制，而不使用電子控制的節(jié)流閥單元18的節(jié)流閥。因而，電子控制的節(jié)流閥單元18的節(jié)流閥開度通常被保持為一個預(yù)定的恒定值，在此恒定值下可以在收集器16內(nèi)產(chǎn)生一個預(yù)定的負(fù)壓。收集器16內(nèi)的預(yù)定的負(fù)壓被設(shè)置為負(fù)壓源的預(yù)定的最小負(fù)壓，例如-50mmHg。把電子控制的節(jié)流閥單元18的節(jié)流閥開度固定到相應(yīng)于預(yù)定的收集器壓力(預(yù)定的最小負(fù)壓，例如-50mmHg)的預(yù)定的恒定值意味著幾乎不被節(jié)流(unthrottled)的條件(換句話說，一種稍微節(jié)流的條件)。這大大減少了發(fā)動機的泵吸損失。預(yù)定的最小負(fù)壓(預(yù)定的真空)可以被有效地用于竄漏氣體再循環(huán)系統(tǒng)中的竄漏氣體的再循環(huán)和/或通常被安裝在可用的內(nèi)燃發(fā)動機上的蒸發(fā)散發(fā)控制系統(tǒng)內(nèi)的濾毒罐清洗。
在低負(fù)載條件下，例如在空轉(zhuǎn)條件下，進(jìn)氣量由可變閥致動機構(gòu)2控制而減少。更具體地說，可變提升和工作角度控制機構(gòu)51把進(jìn)氣閥3的閥門提升改變?yōu)轭A(yù)定的小的閥門提升設(shè)置，一般為預(yù)定的最小的閥門提升設(shè)置，例如1mm，以便調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。如果在汽缸之間的最小進(jìn)氣閥門提升設(shè)置中具有由零件的制造容差和裝配所引起的偏差，則這個偏差引起在汽缸之間的進(jìn)氣量中的相當(dāng)大的差異。這引起汽缸之間的空氣燃料比的相對大的偏差。在另一方面，汽缸中的燃料噴射量按照來自廢氣中的空氣燃料比傳感器8的檢測信號被控制，以使得空氣燃料比改變?yōu)槟繕?biāo)空氣燃料比，例如理想配比(stoichiometric)的混合物。因此，如果在汽缸之間的實際最小進(jìn)氣閥提升設(shè)置具有偏差，則汽缸中的實際空氣燃料比從該理想配比的混合物改變?yōu)楦换旌衔锘蜇毣旌衔?。這導(dǎo)致汽缸之間的燃燒條件的差異，這引起發(fā)動機振動的增加，并導(dǎo)致廢氣排放性能劣化。
因而，在本發(fā)明的實施例中，可變閥控制系統(tǒng)被配置用于解決上述的由汽缸之間的閥門提升特性的實際的相對差異引起的問題。特別是，可變閥控制系統(tǒng)被配置用于進(jìn)行確定和汽缸之間的閥門提升特性的實際相對差異相關(guān)的發(fā)動機條件指示器；按照內(nèi)燃發(fā)動機的操作條件確定所需的閥門提升特性；按照所述所需的閥門提升特性控制每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；確定當(dāng)所需的閥門提升特性等于一個預(yù)定的小的閥門提升特性時的發(fā)動機條件指示器；以及，如果確定的發(fā)動機條件指示器大于預(yù)定的第一門限值，則擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置。用這種方式，可變閥控制系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)控制，其中小的閥門提升特性設(shè)置被調(diào)節(jié)和更新。下面說明可變閥控制系統(tǒng)的控制處理的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
圖6是表示按照本發(fā)明第一實施例的用于調(diào)節(jié)最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的處理的流程圖。圖7A-圖8D是表示在按照圖6所示的程序進(jìn)行處理的期間節(jié)流閥開度、發(fā)動機速度、發(fā)動機振動的程度以及進(jìn)氣閥提升的改變的定時圖。圖6的程序由ECU 19以預(yù)定的短時間間隔例如10ms重復(fù)地執(zhí)行。下面說明圖6的處理的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。在正常的行駛條件下，ECU 19一直或重復(fù)地按照內(nèi)燃發(fā)動機1的操作條件確定所需的閥門提升特性，并按照所需的閥門提升特性控制每個進(jìn)氣閥3的閥門提升特性。
首先，在步驟S1，ECU 19進(jìn)行檢查以便確定發(fā)動機是否處于空轉(zhuǎn)。在發(fā)動機于空轉(zhuǎn)下操作期間內(nèi)，進(jìn)氣閥提升特性由可變提升和工作角度控制機構(gòu)51控制為最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置。例如，在車輛配備有自動變速裝置的情況下，優(yōu)選地，當(dāng)選擇驅(qū)動范圍(D范圍)并且車輛借助于制動踏板的手動操作而處于靜止時確定發(fā)動機處于空轉(zhuǎn)。換句話說，ECU 19進(jìn)行檢查，以便確定發(fā)動機是否處于D范圍空轉(zhuǎn)條件，此時燃料的燃燒是穩(wěn)定的。這樣，ECU 19進(jìn)行檢查，以便確定發(fā)動機是否在預(yù)定的空轉(zhuǎn)條件下運行。
當(dāng)在步驟S1其回答是肯定的(YES)時，程序進(jìn)入步驟S2。在步驟S2，ECU 19確定發(fā)動機振動的程度。具體地說，ECU 19從振動傳感器25接收發(fā)動機振動強度的信號作為與汽缸之間的閥門提升特性的實際相對差異相關(guān)的發(fā)動機條件指示器，然后，按照該信號的信息確定發(fā)動機振動的程度。在步驟S2之后，在步驟S3，ECU 19進(jìn)行檢查以便確定發(fā)動機振動程度是否大于作為預(yù)定的第一門限值的預(yù)定上門限值Lmax。上門限值Lmax被預(yù)先確定并被固定為發(fā)動機振動程度的范圍的最大值，在該范圍內(nèi)，發(fā)動機振動程度不產(chǎn)生真正的問題。
當(dāng)在步驟S3的回答是YES時，程序進(jìn)入步驟S4。在步驟S4，ECU 19連續(xù)地或者通過一個預(yù)定的小的調(diào)節(jié)擴大進(jìn)氣閥提升特性。在步驟S4之后，在步驟S5，ECU 19利用擴大的進(jìn)氣閥提升特性更新最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置，并將其存儲在存儲器中。被調(diào)節(jié)的最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置在下一次于低負(fù)載條件例如空轉(zhuǎn)條件下執(zhí)行該程序時被使用。在步驟S5之后，在步驟S6，ECU 19借助于可變相位控制機構(gòu)52提前中心角相位一個預(yù)定的調(diào)節(jié)量，以使得進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC保持基本上恒定，從而消除通過步驟S4由進(jìn)氣閥工作角度的增加引起的進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC的過分的延遲。在步驟S6之后，在步驟S7，ECU 19減少節(jié)流閥開度一個預(yù)定的調(diào)節(jié)量，使得進(jìn)氣量被保持基本上恒定，從而消除由進(jìn)氣閥提升特性的擴大引起的進(jìn)氣量的增加。在執(zhí)行步驟S7之后，程序返回。上述的一系列步驟以一個短的時間間隔被重復(fù)地執(zhí)行。因而，步驟S4-S7在發(fā)動機振動程度高于上門限值Lmax的期間內(nèi)被重復(fù)地執(zhí)行，以使得最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置連續(xù)地或者按照所述預(yù)定的調(diào)節(jié)量逐漸地被擴大(圖7D中由F1表示)，中心角相位被逐漸提前，以及節(jié)流閥開度被逐漸減少(圖7A中由F2表示)，如圖7A-7D所示。
當(dāng)在步驟S3的回答是NO時，程序進(jìn)入步驟S8。在步驟S8，ECU19進(jìn)行檢查以便確定發(fā)動機振動程度是否低于作為預(yù)定的第二門限值的一個預(yù)定的下門限值Lmin。下門限值Lmin被預(yù)先確定為一個小于上門限值Lmax的值。下門限值Lmin和上門限值Lmax之間的預(yù)定的差值起滯后的作用，用于阻止過分頻繁地重復(fù)執(zhí)行最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的調(diào)節(jié)?；蛘撸麻T限值Lmin和上門限值Lmax可以等于同一個值。當(dāng)在步驟S8的回答是YES時，程序進(jìn)入步驟S9。在步驟S9，ECU 19使進(jìn)氣閥提升特性收縮一個預(yù)定的調(diào)節(jié)量。在步驟S9之后，在步驟S10，ECU 19利用收縮的進(jìn)氣閥提升特性更新最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置，并將其存儲在存儲器中。被調(diào)節(jié)的最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置在下一次于低負(fù)載條件例如空轉(zhuǎn)條件下執(zhí)行該程序時使用。在步驟S10之后，在步驟S11，ECU 19借助于操作可變相位控制機構(gòu)52推遲中心角相位一個預(yù)定的調(diào)節(jié)量，以使得進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC被保持基本上恒定，從而消除通過步驟S9由收縮進(jìn)氣閥提升特性引起的進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC的過分的提前。在步驟S11之后，在步驟S12，ECU 19增加節(jié)流閥開度一個預(yù)定的調(diào)節(jié)量，以使得進(jìn)氣量保持基本上恒定，從而消除由進(jìn)氣閥提升特性的收縮引起的進(jìn)氣量的減小。在執(zhí)行步驟S12之后，程序返回。上述的一系列步驟以一個短的時間間隔被重復(fù)地執(zhí)行。因而，步驟S9-S12在發(fā)動機振動程度低于下門限值Lmin的期間內(nèi)被重復(fù)地執(zhí)行，以使得最小閥門提升被逐漸地減小預(yù)定的調(diào)節(jié)量(圖8D中由F3表示)，中心角相位被逐漸推遲，以及節(jié)流閥開度被逐漸增加(圖8A中由F4表示)，如圖8A-8D所示。當(dāng)在步驟S8的回答是NO時，程序返回。
按照上述的處理，當(dāng)由汽缸之間的閥門提升的差異引起的發(fā)動機振動的程度超過上門限值Lmax以使得發(fā)動機振動或進(jìn)氣量的差異被認(rèn)為是問題時，程序進(jìn)入步驟S4，在此使得最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置被重復(fù)地擴大一個小的調(diào)節(jié)量。因而，最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置被逐漸收縮。最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的擴大減少了汽缸之間的閥門提升的差異，以使得發(fā)動機振動程度逐漸減小，如圖7A-7D所示。當(dāng)發(fā)動機的振動程度減少到上門限值Lmax以下時，步驟S3的條件不被滿足，從而使得擴大最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的調(diào)節(jié)處理終止。最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置利用一個新的值更新，并被存儲在存儲器中以供在下一次或以后的處理中使用。因此，按照上述的實施例的控制處理即刻減少由汽缸之間的閥門提升差異引起的發(fā)動機振動以及汽缸之間的進(jìn)氣量的差異。
如上所述，在發(fā)動機處于空轉(zhuǎn)期間內(nèi)，通過收縮可變提升和工作角度控制機構(gòu)51的進(jìn)氣閥提升特性使得進(jìn)氣量被控制而減小。在進(jìn)行這一閥門控制的同時，節(jié)流閥開度被增加，使得歧管中的負(fù)壓減少，從而減少發(fā)動機的泵吸損失。泵吸損失的減少提供了許多優(yōu)點，即，改善了燃料的經(jīng)濟性，并且增加了從空轉(zhuǎn)條件加速的響應(yīng)性，這是因為減少了進(jìn)氣歧管被空氣填充的時間間隔。當(dāng)然，最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置被設(shè)定為盡量小。在所示的實施例中，最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的調(diào)節(jié)通過使最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置逐漸地增加一個預(yù)定的小的調(diào)節(jié)量來實現(xiàn)，這阻止了在最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置中的過度增加或超調(diào)。
圖6的調(diào)節(jié)處理在發(fā)動機的正常使用期間被執(zhí)行。在另一方面，最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的初始設(shè)置操作例如在發(fā)貨之前于工廠內(nèi)進(jìn)行。在該初始設(shè)置操作中，最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置被這樣確定，以使得減少由零件的制造容差和裝配引起的汽缸之間的閥門提升中的相對差異。這個初始確定的最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置(在該設(shè)置下進(jìn)氣閥提升永不被調(diào)節(jié))被存儲在ROM中，并且不被重寫。在發(fā)動機操作期間進(jìn)行的如圖6的調(diào)節(jié)處理中，最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置在大于初始的最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的一個范圍內(nèi)沿著增加的方向或者減小的方向被調(diào)節(jié)，以便吸收包括零件磨損和閥門機構(gòu)附近沉積物粘附的長期改變。因此，最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置被不斷地更新，使得達(dá)到在泵吸損失的減小以及汽缸之間的相對閥門提升差異的減少之間的高度的平衡。
在可變提升和工作角度控制機構(gòu)51中，進(jìn)氣閥打開定時IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC隨改變著的進(jìn)氣閥特性或改變著的進(jìn)氣閥提升而改變。例如，進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC隨著擴大進(jìn)氣閥提升特性而推遲，同時進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC隨著收縮進(jìn)氣閥提升特性而提前。在所示的實施例中，在步驟S6或步驟S11借助于可變相位控制機構(gòu)52暫時地調(diào)節(jié)中心角相位，以使得消除在調(diào)節(jié)最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的處理期間進(jìn)氣閥關(guān)閉定時IVC的過份的改變。此外，在步驟S7或S12，節(jié)流閥開度被暫時地調(diào)節(jié)，使得消除在調(diào)節(jié)最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的處理期間進(jìn)氣量的過分的改變。因而，在調(diào)節(jié)最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的期間發(fā)動機的操作條件被保持穩(wěn)定。
當(dāng)車輛因無燃料供應(yīng)而減速行駛時，即，當(dāng)發(fā)動機在切斷燃料的條件下而減速運行時，進(jìn)氣閥提升被設(shè)置為最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置或小于最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的設(shè)置，例如由機械停止機構(gòu)確定的用于限制控制軸56的轉(zhuǎn)動的設(shè)置，以使得進(jìn)氣量和發(fā)動機速度盡快地減小。在上述的條件下，其中車輛因無燃料供應(yīng)而減速行駛，由汽缸之間的相對的閥門提升差異所引起的發(fā)動機振動變得較為不重要，優(yōu)選的是，進(jìn)氣閥提升盡量短。在所示的實施例中，在步驟S1檢查發(fā)動機是否處于空轉(zhuǎn)。當(dāng)步驟S1的這個條件不滿足時，則不調(diào)節(jié)最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置。換句話說，在內(nèi)燃發(fā)動機1于切斷燃料供應(yīng)的條件下運行期間，禁止最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的調(diào)節(jié)。因此，在車輛因無燃料供應(yīng)而減速行駛期間，進(jìn)氣閥提升被減小為盡量小。
圖9是表示按照本發(fā)明第二實施例的用于調(diào)節(jié)最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的處理的流程圖。圖10A-圖10D是表示在圖9所示的處理期間，節(jié)流閥開度、發(fā)動機速度、發(fā)動機振動的程度以及進(jìn)氣閥提升的改變的定時圖。第二實施例的控制處理通過從第一實施例的控制處理中刪除步驟S8-S12來構(gòu)成。更具體地說，在發(fā)動機振動程度小于較低的門限值Lmin的情況下執(zhí)行的減少最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的操作被刪除。在這個實施例中，當(dāng)表示汽缸之間的閥門提升差異的發(fā)動機振動程度大于較高的門限值Lmax時，程序從步驟S3進(jìn)入步驟S4，在該步驟最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置被擴大。因此，如第一實施例那樣，按照上述的實施例的控制處理減少由汽缸之間的閥門提升差異所引起的發(fā)動機振動以及在汽缸之間的進(jìn)氣量的差異。
雖然參照本發(fā)明的某些實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述的實施例。在上述的實施例中，可變閥控制系統(tǒng)使用由振動傳感器25檢測的發(fā)動機振動的強度或程度作為表示汽缸之間的閥門提升差異的條件指示器。替代地，汽缸之間的進(jìn)氣量的差異可以用作條件指示器。在這個替代的情況下，汽缸之間的進(jìn)氣量的差異根據(jù)來自空氣流量傳感器20或增壓壓力傳感器的進(jìn)氣量的信息被確定?；蛘?，汽缸之間的汽缸壓力的差異可以用作條件指示器。在這種情況下，汽缸內(nèi)(incylinder)壓力可以直接由汽缸內(nèi)壓力傳感器檢測，或者可以簡單地根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)速的改變來估計，所述曲軸轉(zhuǎn)速的改變根據(jù)來自曲柄角度傳感器22的信號確定?；蛘?，可以使用爆震傳感器確定發(fā)動機的振動?；蛘撸梢允褂锰嵘齻鞲衅髦苯拥卮_定進(jìn)氣閥的提升。在這種情況下，可以通過統(tǒng)計計算確定進(jìn)氣閥提升的汽缸之間的差異的指示器，例如該指示器可以是汽缸中進(jìn)氣閥提升的最大的相對差，或者是汽缸中進(jìn)氣閥提升的相對離差。
在上述的實施例中，提供可變提升和工作角度控制機構(gòu)51用于連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的閥門提升和工作角度?；蛘?，代替可變提升和工作角度控制機構(gòu)51，可變閥控制系統(tǒng)可以使用另一種機構(gòu)，例如包括被支撐在凸輪軸上的三維凸輪的機構(gòu)，其輪廓被設(shè)計和構(gòu)成為使得按照凸輪軸的軸向運動連續(xù)地改變提升和工作角度。
在上述的實施例中，可變閥控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置。如果在發(fā)動機空轉(zhuǎn)條件下使用略大于最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置的一個預(yù)定的空轉(zhuǎn)設(shè)置，則該可變閥控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)所述預(yù)定的空轉(zhuǎn)設(shè)置而不是最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置。在這個替換的情況下，由汽缸之間的進(jìn)氣閥提升的差異引起的汽缸振動的程度被保持小于在進(jìn)氣閥提升特性大于該預(yù)定的空轉(zhuǎn)設(shè)置期間的門限值。
在上述的實施例中，可變閥控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥特性，利用調(diào)節(jié)的進(jìn)氣閥特性更新最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置，以使得可變閥控制系統(tǒng)可以在下一次空轉(zhuǎn)條件下或者在下一次調(diào)節(jié)處理中使用該更新的最小進(jìn)氣閥提升特性設(shè)置?；蛘?，進(jìn)氣閥提升特性可以只在偶爾需要時對于當(dāng)前發(fā)動機操作進(jìn)行暫時調(diào)節(jié)。
可變提升和工作角度控制機構(gòu)51的驅(qū)動軸53和可擺動的凸輪60可被設(shè)置在發(fā)動機中基本上相同的位置，作為一種典型的直接作用閥門機構(gòu)的凸輪軸和固定的凸輪。此外，可變提升和工作角度控制機構(gòu)51的構(gòu)成元件可被集中并被設(shè)置在驅(qū)動軸53的周圍附近。因而，可變提升和工作角度控制機構(gòu)51被緊湊地構(gòu)成，使得容易在發(fā)動機上安裝?？梢越柚趯Πl(fā)動機附加一個小的設(shè)計改變來把可變提升和工作角度控制機構(gòu)51安裝到常規(guī)的發(fā)動機上。在可變提升和工作角度控制機構(gòu)51中，連桿元件之間的大部分連接點，例如控制偏心凸輪57和閥門搖臂58之間的軸承，呈面對面的接觸。此外，可變提升和工作角度控制機構(gòu)51不需要用于偏置兩個元件而使其相互朝向的元件，例如返回彈簧。因而，可變提升和工作角度控制機構(gòu)51容易被潤滑，從而增加耐用性和可靠性。
如上所述，所述可變閥控制系統(tǒng)減少汽缸之間的進(jìn)氣閥提升特性的相對差異，從而阻止由汽缸之間的進(jìn)氣閥提升特性的相對差異所引起的問題，即，阻止發(fā)動機振動的增加，阻止燃燒穩(wěn)定性的降低，以及阻止廢氣排放中污染物的增加，并改善燃料的經(jīng)濟性。因而，該可變閥控制系統(tǒng)能夠在寬的范圍內(nèi)連續(xù)地改變閥門提升特性而不存在由汽缸中的閥門提升特性的差異所引起的問題。
本申請基于2004年2月26日申請的申請?zhí)枮?004-50976的在先日本專利申請。該專利申請的全文被包括在此作為參考。
雖然上面參照本發(fā)明的某些實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于這些實施例。根據(jù)上面的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對上述的實施例作出許多改變和改型。本發(fā)明的范圍參照下面的權(quán)利要求被限定。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括多個汽缸和多個進(jìn)氣閥，每個進(jìn)氣閥用于一個相關(guān)的汽缸，所述可變閥控制系統(tǒng)包括可變的提升特性控制機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；感測部分，用于采集用來確定與汽缸之間的閥門提升特性的實際相對差異相關(guān)的發(fā)動機條件指示器所需的信息；以及控制單元，其在操作上與所述可變的提升特性控制機構(gòu)以及所述感測部分通信，用于執(zhí)行以下操作按照內(nèi)燃發(fā)動機的操作條件確定所需的閥門提升特性；按照所需的閥門提升特性控制每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；確定當(dāng)所需的閥門提升特性等于一個預(yù)定的小的閥門提升特性時的發(fā)動機條件指示器；以及如果所確定的發(fā)動機條件指示器大于預(yù)定的第一門限值，則擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，可變的提升特性控制機構(gòu)被配置用于連續(xù)地調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性，并且所述小的閥門提升特性設(shè)置是連續(xù)可變的。
3.如權(quán)利要求1所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述閥門提升特性包括彼此相關(guān)的閥門提升和工作角度中的至少一個元素。
4.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，還包括可變相位控制結(jié)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的相位，其中，所述控制單元被配置用于提前每個進(jìn)氣閥的相位，以便消除由擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置的操作所引起的每個進(jìn)氣閥的進(jìn)氣閥關(guān)閉定時的改變。
5.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括節(jié)流閥，其中，所述控制單元被配置用于減少節(jié)流閥的節(jié)流開度，以便消除由擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置的操作所引起的所述內(nèi)燃發(fā)動機中的進(jìn)氣量的改變。
6.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述控制單元被配置用于在內(nèi)燃發(fā)動機于切斷燃料供應(yīng)的條件下操作期間，禁止擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置的操作。
7.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述控制單元被配置用于如果確定的發(fā)動機條件指示器比小于或等于所述第一門限值的預(yù)定的第二門限值要小，則收縮所述小的閥門提升特性設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，還包括可變相位控制機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的相位，其中，所述控制單元被配置用于延遲每個進(jìn)氣閥的相位，以便消除由縮小所述小的閥門提升特性設(shè)置的操作所引起的每個進(jìn)氣閥的進(jìn)氣閥關(guān)閉定時的改變。
9.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述感測部分包括振動傳感器，用于測量表示用來確定發(fā)動機條件指示器的發(fā)動機振動的強度的物理量。
10.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述感測部分包括空氣流量傳感器，用于測量進(jìn)入每個汽缸的進(jìn)氣量，所述進(jìn)氣量用于確定作為發(fā)動機條件指示器的汽缸之間的進(jìn)氣量的實際相對差異。
11.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述感測部分包括增壓壓力傳感器，用于測量每個汽缸的增壓壓力，所述增壓壓力用于確定作為發(fā)動機條件指示器的汽缸之間的進(jìn)氣量的實際相對差異。
12.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述感測部分包括汽缸內(nèi)傳感器，用于測量每個汽缸的汽缸內(nèi)壓力，所述汽缸內(nèi)壓力用于確定作為發(fā)動機條件指示器的汽缸之間的汽缸內(nèi)壓力的實際相對差異。
13.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述感測部分包括曲柄角傳感器，用于測量曲柄角，所述曲柄角用于確定作為發(fā)動機條件指示器的汽缸之間的汽缸內(nèi)壓力的實際相對差異。
14.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述檢測部分包括爆震傳感器，用于測量表示用來確定所述發(fā)動機條件指示器的發(fā)動機振動的強度的物理量。
15.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述控制單元被配置用于借助于按照內(nèi)燃發(fā)動機的操作條件確定所需閥門提升特性大于或等于所述小的進(jìn)氣閥特性設(shè)置，執(zhí)行用于確定該所需的閥門提升特性的操作。
16.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述小的進(jìn)氣閥特性設(shè)置是每個進(jìn)氣閥的進(jìn)氣閥特性的一個區(qū)域的最小的收縮的進(jìn)氣閥特性，在其中需要發(fā)動機條件指示器被保持小于所述第一門限值。
17.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述可變提升特性控制機構(gòu)包括由所述內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸驅(qū)動的驅(qū)動軸；包括對所述驅(qū)動軸的軸線偏心的軸線的驅(qū)動偏心凸輪；包括和所述驅(qū)動軸的軸線平行的軸線的控制軸；包括對所述控制軸的軸線偏心的軸線的控制偏心凸輪；可擺動地支撐在所述控制偏心凸輪上的閥門搖臂；與每個進(jìn)氣閥接觸的可擺動的凸輪；機械地連接閥門搖臂的一個端部以及可擺動的凸輪的連桿部件；以及機械地連接閥門搖臂的另一個端部以及驅(qū)動偏心凸輪的連桿臂。
18.如權(quán)利要求1-3中任何一個所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述控制單元被配置用于在內(nèi)燃發(fā)動機的一個預(yù)定的操作條件下確定所需的閥門提升特性為所述小的閥門提升特性設(shè)置。
19.如權(quán)利要求18所述的可變閥控制系統(tǒng)，其中，所述控制單元被配置用于在內(nèi)燃發(fā)動機空轉(zhuǎn)操作期間確定所需的閥門提升特性為所述小的閥門提升特性設(shè)置。
20.一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括多個汽缸和多個進(jìn)氣閥，每個進(jìn)氣閥用于一個相關(guān)的汽缸，所述可變閥控制系統(tǒng)包括可變的提升特性控制機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性，所述方法包括確定與汽缸之間的閥門提升特性的實際相對差異相關(guān)的發(fā)動機條件指示器；按照內(nèi)燃發(fā)動機的操作條件確定所需的閥門提升特性；按照所需的閥門提升特性控制每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；當(dāng)所需的閥門提升特性等于一個預(yù)定的小的閥門提升特性時確定發(fā)動機條件指示器；以及如果所確定的發(fā)動機條件指示器大于預(yù)定的第一門限值，則擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置。
全文摘要
一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的可變閥控制系統(tǒng)，所述內(nèi)燃發(fā)動機包括多個汽缸，所述可變閥控制系統(tǒng)包括可變的提升特性控制機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性。所述可變閥控制系統(tǒng)被配置用于確定與汽缸之間的閥門提升特性的實際相對差異相關(guān)的發(fā)動機條件指示器；按照內(nèi)燃發(fā)動機的操作條件確定所需的閥門提升特性；按照所需的閥門提升特性控制每個進(jìn)氣閥的閥門提升特性；當(dāng)所需的閥門提升特性等于一個預(yù)定的小的閥門提升特性時確定該發(fā)動機條件指示器；以及，如果確定的發(fā)動機條件指示器大于預(yù)定的第一門限值，則擴大所述小的閥門提升特性設(shè)置。
文檔編號F02D41/12GK1661208SQ20051005242
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月26日
發(fā)明者赤坂裕三, 野原常靖, 川村克彥, 三浦創(chuàng), 西井聰 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社