專利名稱：發(fā)動機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機的控制裝置，特別是涉及一種對具有氣門裝置的發(fā)動機的排氣聲進行控制的發(fā)動機的控制裝置，該氣門裝置能夠使針對燃燒室設(shè)置的多個排氣門中一部分排氣門的開閉正時相對于其他排氣門的開閉正時變更。
背景技術(shù)：
公知具有氣門裝置的發(fā)動機，該氣門裝置能夠使針對燃燒室設(shè)置的多個排氣門中一部分排氣門的開閉正時相對于其他排氣門的開閉正時變更。在專利文獻I中，公開了在同一氣缸中具有多個電磁驅(qū)動閥作為排氣門的內(nèi)燃機。該內(nèi)燃機的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速越低，開閥正時最早的排氣門與最晚的排氣門的正時差越大，從而抑制排氣聲。在專利文獻2中公開了一種氣門裝置，該氣門裝置將針對I個燃燒室設(shè)置的作為同種內(nèi)燃機閥的第1、第2內(nèi)燃機閥的氣門開閉正時變更?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2001 - 241337號公報專利文獻2:日本特開2009 - 144521號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題圖8是表示與曲軸轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的排氣壓的脈動變化的一例的圖?？v軸表示排氣壓，橫軸表示曲軸轉(zhuǎn)角。實線表示使針對燃燒室設(shè)置的多個排氣門同時開閥了的情況。虛線表示在多個排氣門設(shè)置相位差而進行了開閥的情況。如圖8所示，當(dāng)在多個排氣門設(shè)置相位差而進行了開閥的情況下，與使多個排氣門同時開閥了的情況相比，在排氣門開閥的過程R中，排氣壓減小。結(jié)果，能夠抑制排氣聲。這是因為:爆發(fā)I次的排氣聲與排氣門開閥時的放氣(blow-down)壓成比例地增大，而且，放氣壓與排氣門開閥時的開口面積成比例地升高。但是，在以全開節(jié)氣門(full - throttle)的方式進行加速的情況等、加速要求的程度較大的情況下，當(dāng)抑制排氣聲時，相反損失加速感。因此，希望能夠在考慮了發(fā)動機的加速的形態(tài)下，適當(dāng)?shù)乜刂婆艢饴?。本發(fā)明鑒于上述問題，目的在于提供一種能夠在考慮了發(fā)動機的加速的形態(tài)下，對具有氣門裝置的發(fā)動機的排氣聲進行適當(dāng)控制的發(fā)動機的控制裝置，該氣門裝置能夠使針對燃燒室設(shè)置的多個排氣門中一部分排氣門的開閉正時相對于其他排氣門的開閉正時變更。用于解決問題的方案本發(fā)明的發(fā)動機的控制裝置是針對具有氣門裝置的發(fā)動機而設(shè)置的，該氣門裝置能夠使針對燃燒室設(shè)置的多個排氣門中的至少一部分排氣門的開閉正時相對于其他排氣門的開閉正時變更，該控制裝置具有控制部件，在上述發(fā)動機的加速時，該控制部件進行使上述一部分排氣門的相位與上述其他排氣門的相位一致的相位控制。另外，優(yōu)選本發(fā)明為如下結(jié)構(gòu):上述控制部件進行使上述一部分排氣門的相位與上述其他排氣門的相位一致的提前控制。另外，優(yōu)選本發(fā)明為如下結(jié)構(gòu):在進行上述提前控制時，上述控制部件依據(jù)上述發(fā)動機的加速要求的程度，調(diào)整上述一部分排氣門的提前量。另外，優(yōu)選本發(fā)明為如下結(jié)構(gòu):在上述發(fā)動機未加速的情況下，上述控制部件進行使上述一部分排氣門的相位滯后的滯后控制，以使上述一部分排氣門與上述其他排氣門之間的相位差增大。發(fā)明效果采用本發(fā)明，能夠在考慮了發(fā)動機的加速的形態(tài)下，對具有氣門裝置的發(fā)動機的排氣聲進行適當(dāng)控制，該氣門裝置能夠使針對燃燒室設(shè)置的多個排氣門中一部分排氣門的開閉正時相對于其他排氣門的開閉正時變更。


圖1是發(fā)動機及其周邊的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是發(fā)動機的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖3是發(fā)動機的氣門配置圖。
圖4是表示踏下變化量與設(shè)定在排氣門的各開閥正時之間的相位差的關(guān)系的圖。
圖5是表示加速時的氣門開閉正時的變更的圖。
圖6是用流程圖表示ECU的動作的圖。

圖7是表示與經(jīng) 過時間相對應(yīng)的增壓的變化的圖。

圖8是表示排氣壓的脈動變化的一例的圖。 具體實施方式

使用附圖，說明本發(fā)明的實施例。
圖1是發(fā)動機50及其周邊的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是發(fā)動機50的概略結(jié)構(gòu)圖。圖3 是發(fā)動機50的氣門配置圖。圖1所示的各結(jié)構(gòu)搭載在車輛中。如圖1所示，進氣系統(tǒng)10包括空氣流量計11、中間冷卻器12和進氣歧管13?？諝饬髁坑?1計量發(fā)動機50的吸入空氣量GA。中間冷卻器12將進氣冷卻。進氣歧管13將進氣分配到發(fā)動機50的各氣缸51a中。排氣系統(tǒng)20包括排氣歧管21和催化劑22。排氣歧管21使來自各氣缸51a的排氣在下游側(cè)合流到一條排氣通路內(nèi)。催化劑22將排氣凈化。增壓器30是排氣驅(qū)動式的增壓器，將進氣增壓后輸送到發(fā)動機50。增壓器30包括壓縮機部31和渦輪部32。壓縮機部31設(shè)在進氣系統(tǒng)10中，渦輪部32設(shè)在排氣系統(tǒng)20中。發(fā)動機50是壓燃式內(nèi)燃機(柴油發(fā)動機)。如圖2所示,發(fā)動機50包括缸體51、缸蓋52、活塞53、進氣門54、排氣門55、燃料噴射閥56和排氣側(cè)VVT(Variable Valve Timing,可變氣門正時系統(tǒng))57。在缸體51中形成有氣缸51a。在氣缸51a內(nèi)收容有活塞53。在缸體51的上表面固定有缸蓋52。燃燒室58形成為被缸體51、缸蓋52和活塞53圍起來的空間。在缸蓋52中形成有進氣口 52a和排氣口 52b。另外，設(shè)置有進氣門54和排氣門55。進氣口 52a將進氣引導(dǎo)到燃燒室58內(nèi)，排氣口 52b自燃燒室58排出氣體。進氣門54開閉進氣口 52a，排氣門55開閉排氣口 52b。如圖3所示，針對發(fā)動機50內(nèi)、詳細(xì)而言是針對燃燒室58設(shè)置有多個(這里為2個)進氣門54。另外，設(shè)置有多個(這里為2個)排氣門55。關(guān)于這一點，詳細(xì)而言，進氣口52a具有自上游側(cè)向燃燒室58分支并開口的局部進氣口 In1、In2。另外，排氣口 52b具有自下游側(cè)向燃燒室58分支并開口的局部排氣口 Exl、Ex2。并且，2個進氣門54開閉局部進氣口 Inl、In2，2個排氣門55開閉局部排氣口 Exl、Ex2。如圖2所示，在缸蓋52中設(shè)置有燃料噴射閥56。燃料噴射閥56將燃料直接噴射到氣缸內(nèi)。排氣側(cè)VVT57設(shè)置于缸蓋52。排氣側(cè)VVT57是能夠使針對燃燒室58設(shè)置的2個排氣門55中至少一方排氣門55 (以下稱為排氣門55A)的開閥正時相對于排氣門55 (以下稱為排氣門55B)的開閥正時變更的氣門裝置。關(guān)于這一點，開閥正時也可以是開閉正時。排氣門55A相當(dāng)于一部分排氣門，排氣門55B相當(dāng)于其他排氣門。在相對于排氣門55B的開閥正時變更排氣門55A的開閥正時時，將使排氣門55A、55B中至少排氣門55A的開閥正時可變的氣門機構(gòu)應(yīng)用于排氣側(cè)VVT57。例如也可以將能彼此獨立地設(shè)定排氣門55A、55B的開閥正時的氣門裝置應(yīng)用于排氣側(cè)VVT57。作為該氣門裝置，詳細(xì)而言例如可以應(yīng)用具有上述的專利文獻I公開的電磁驅(qū)動閥作為排氣門55A、55B而構(gòu)成的氣門裝置。另外，例如可以應(yīng)用專利文獻2公開的氣門裝置。在發(fā)動機50中設(shè)置有各種傳感器。詳細(xì)而言，例如設(shè)置有用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速NE的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器71。另外，用于檢測排氣門55A、55B的氣門開閉正時的氣門開閉正時傳感器72設(shè)置 于排氣側(cè)VVT57。在進氣系統(tǒng)10中設(shè)置有用于檢測增壓的增壓傳感器73。E⑶I是相當(dāng)于發(fā)動機的控制裝置的電子控制裝置。E⑶I具有由CPU、ROM和RAM等構(gòu)成的微型計算機、輸入輸出電路?？諝饬髁坑?1、上述的傳感器71 73與E⑶I電連接。能夠利用ECUl例如根據(jù)空氣流量計11的輸出，檢測內(nèi)燃機負(fù)荷率KL。除此之外，用于檢測加速踏板80的踏下量α的踏板開度傳感器74等各種傳感器、開關(guān)類與ECUl電連接。加速踏板80是用于進行發(fā)動機50的加速要求的加速要求部件，踏下量α是加速要求的程度。燃料噴射閥56、排氣側(cè)VVT57等各種控制對象與ECUl電連接。ROM是用于將記錄有CPU執(zhí)行的各種處理的程序、映射數(shù)據(jù)等存儲起來的結(jié)構(gòu)。CPU根據(jù)存儲在ROM中的程序，依據(jù)需要利用RAM的暫時存儲區(qū)域，執(zhí)行處理，從而ECUl在功能上實現(xiàn)各種控制部件、判定部件、檢測部件等。例如ECUl在功能上實現(xiàn)以下所示的控制部件。在進行發(fā)動機50的加速時，控制部件進行使排氣門55Α的開閥正時與排氣門55Β的開閥正時一致的相位控制。關(guān)于這一點，詳細(xì)而言，在進行發(fā)動機50的加速要求時，控制部件開始相位控制。進行發(fā)動機50的加速要求時是例如踏下了加速踏板80時。在進行發(fā)動機50的加速要求時，更詳細(xì)而言是在踏下變化量△ α大于規(guī)定值β的情況下，控制部件開始相位控制。發(fā)動機50的加速要求時的踏下變化量△ α表示加速要求時的加速要求的程度。另外，在進行發(fā)動機50的加速時，控制部件進行相位控制，使得從發(fā)動機50的加速要求時開始在規(guī)定時間t內(nèi)使吸入空氣量GA成為規(guī)定大小(例如最大)。可以將規(guī)定時間t設(shè)定為比在進行發(fā)動機50的加速時未進行使排氣門55A的開閥正時與排氣門55B的開閥正時一致的相位控制的情況下，從發(fā)動機50的加速要求時到吸入空氣量GA成為規(guī)定大小時的經(jīng)過時間t’短。在發(fā)動機50未加速的情況(車輛的穩(wěn)定行駛時)下，控制部件中止使排氣門55A的開閥正時與排氣門55B的開閥正時一致的相位控制。另一方面，在發(fā)動機50未加速的情況下，控制部件進行如下的相位控制:為使排氣門55A、55B的開閥正時之間分別產(chǎn)生相位差Y而變更排氣門55A的開閥正時。發(fā)動機50未加速的情況除了包含未踏下加速踏板80的狀態(tài)以外，也包含例如在踏下了加速踏板80的狀態(tài)下，發(fā)動機50的運轉(zhuǎn)狀態(tài)成為穩(wěn)定狀態(tài)的情況(吸入空氣量GA成為最大的情況)。當(dāng)在發(fā)動機50的加速時進行相位控制時，控制部件還依據(jù)踏下變化量Λ α調(diào)整排氣門55Α的相位變更量。圖4是 表示踏下變化量Λ α與相位差Υ的關(guān)系的圖?？v軸表示相位差Y，橫軸表示踏下變化量Δ α。如圖4所示，控制部件以使相位差Y按照踏下變化量Λ α小于規(guī)定值β的情況那樣的程度增大的方式，調(diào)整排氣門55Α的相位變更量。在踏下變化量△ α小于比規(guī)定值β小的值的規(guī)定值β ’的情況下，控制部件也可以調(diào)整排氣門55Α的相位變更量，以使相位
差Y恒定。詳細(xì)而言，控制部件在進行發(fā)動機50的加速時，進行使排氣門55Α的相位與排氣門55Β的相位一致的提前控制。另外，在發(fā)動機50未加速的情況下，進行使排氣門55Α的相位滯后的滯后控制，以增大排氣門55Α、55Β間的相位差Y。圖5是表不發(fā)動機50加速時的氣門開閉正時的變更的圖?？v軸表不氣門升程量,橫軸表示曲軸轉(zhuǎn)角。詳細(xì)而言，控制部件不變更排氣門55Β的相位地，進行使排氣門55Α的相位整體與排氣門55Β的相位整體一致的提前控制。但不限定于此，控制部件也可以進行變更例如排氣門55Β的相位的相位控制。接下來，使用圖6所示的流程圖說明E⑶I的動作。E⑶I檢測內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)(步驟SI)。在步驟SI，E⑶I詳細(xì)而言檢測例如內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速NE、吸入空氣量GA、踏下量α。接著，E⑶I判定標(biāo)記是否設(shè)定(步驟S2)。標(biāo)記是為了判定是否正在執(zhí)行排氣門55Α的提前控制而設(shè)置的，初始狀態(tài)為未設(shè)定。在步驟S2中若判定為否定，則ECUl算出踏下變化量Λ α(步驟S3)。接著，ECUl判定踏下變化量Λ α是否大于零(步驟S4)。若判定為否定，則判斷為發(fā)動機50未加速。在該情況下，ECUl根據(jù)檢測到的內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)決定排氣門55A的開閥正時(步驟SI I)。排氣門55A的開閥正時可以依據(jù)內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)(例如內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速NE和內(nèi)燃機負(fù)荷率KL)，利用映射數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)定。在步驟Sll之后，暫且結(jié)束本流程。另一方面，當(dāng)在步驟S4中為肯定判定時，E⑶I設(shè)定標(biāo)記(步驟S5)。并且，接著步驟S5或步驟S2的肯定判定，ECUl判定踏下變化量Λ α是否大于規(guī)定值β (步驟S6)。若為否定判定，則E⑶I依據(jù)踏下變化量Λ α調(diào)整排氣門55Α的提前量(步驟S7)。接著步驟S6的肯定判定或步驟S7，E⑶I進行排氣門55Α的提前控制(步驟S8)。并且，在經(jīng)過步驟S2的否定判定而進入步驟S8的情況下，在步驟S8，在進行發(fā)動機50的加速要求時，開始提前控制。接著，ECUl判定發(fā)動機50是否未加速(步驟S9)。發(fā)動機50是否未加速，例如可以通過檢測內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速NE且算出內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的變化量ΛΝΕ，根據(jù)變化量Λ NE是否小于規(guī)定值來判定。另外，例如也可以通過檢測車輛的速度且算出加速度，根據(jù)加速度是否小于規(guī)定值來判定。 另外，發(fā)動機50是否未加速，例如也可以根據(jù)從發(fā)動機50的加速要求時開始經(jīng)過的時間是否超過為了使吸入空氣量GA成為最大而設(shè)定的規(guī)定時間t來判定。規(guī)定時間t例如可以依據(jù)踏下變化量Λ α而預(yù)先設(shè)定。除此之外，發(fā)動機50是否未加速，也可以根據(jù)增壓器30的轉(zhuǎn)速來判定等。當(dāng)在步驟S9中為否定判定時，則暫且結(jié)束本流程。在該情況下，在下一過程中，在步驟S2中進行肯定判定。另一方面，當(dāng)在步驟S9中為肯定判定時，ECUl未設(shè)定標(biāo)記(步驟S10)。此時，在接著的步驟Sll中，E⑶I進行排氣門55Α的滯后控制。并且，經(jīng)過步驟Sll而暫且結(jié)束本流程。接下來，說明E⑶I的作用效果。E⑶I在進行發(fā)動機50的加速時，進行使排氣門55Α的開閥正時與排氣門55Β的開閥正時一致的相位控制。詳細(xì)而言，進行使排氣門55Α的相位與排氣門55Β的相位一致的相位控制。因此，ECUl能夠在進行發(fā)動機50的加速時利用排氣聲強調(diào)加速感。那么由此，E⑶I能夠在考慮了發(fā)動機50的加速的形態(tài)下，對具有排氣側(cè)VVT57的發(fā)動機50的排氣聲進行適當(dāng)控制。詳細(xì)而言，例如在車輛的穩(wěn)定行駛時，以使排氣門55Α、55Β的各開閥正時間產(chǎn)生相位差Y的方式，進行變更排氣門55Α的開閥正時的相位控制,從而相反能夠抑制排氣聲。關(guān)于這一點，在進行發(fā)動機50的加速時，E⑶I進行使排氣門55Α的相位與排氣門55Β的相位一致的提前控制。關(guān)于這一點，通常是排氣門55Α、55Β的相位越滯后，排氣的放氣壓越小。因此，ECUl通過進行使排氣門55Α的相位與排氣門55Β的相位一致的提前控制，能夠較佳地強調(diào)排氣聲。另外，在車輛的穩(wěn)定行駛時，ECUl進行使排氣門55Α的相位滯后的滯后控制，以使排氣門55Α、55Β間的相位差Y增大。因此，E⑶I在與進行使排氣門55Α的相位與排氣門55Β的相位一致的提前控制匹配的形態(tài)下，通過在車輛的穩(wěn)定行駛時，降低發(fā)動機50的實際壓縮比，也能同時謀求油耗的降低、排氣污染的改善。另外，E⑶I也可以依據(jù)踏下變化量Δ α調(diào)整排氣門55Α的相位變更量，從而依據(jù)加速要求的程度適當(dāng)控制排氣聲。另外，ECUl在發(fā)動機50的加速要求時開始使排氣門55Α的開閥正時與排氣門55Β的開閥正時一致的相位控制，從而在正時方面，也能適當(dāng)?shù)乜刂瓢l(fā)動機50的排氣聲。另外，在設(shè)置有增壓器30的發(fā)動機50的加速時，E⑶I進行使排氣門55Α的開閥正時與排氣門55Β的開閥正時一致的相位控制，從而能夠增大排氣能量。那么由此，能夠謀求由增壓的提高而獲得的加速性能的提高，并且能夠謀求排氣聲的聲壓等級的提高。結(jié)果，能夠較佳地強調(diào)加速感。另外，在設(shè)置有增壓器30的發(fā)動機50的加速時，ECUl進行相位控制以在規(guī)定時間t內(nèi)使吸入空氣量GA成為規(guī)定大小，從而能夠快速提高增壓。圖7是表示與經(jīng)過時間相對應(yīng)的增壓的變化的圖?？v軸表示增壓，橫軸表示從發(fā)動機50的加速要求時經(jīng)過的時間。表示E⑶I’在發(fā)動機50的加速時，未進行使排氣門55A的開閥正時與排氣門55B的開閥正時一致的相位控制的情況。如圖7所示，E⑶I能比E⑶I’快速地提高增壓。詳細(xì)而言，E⑶I能夠在比E⑶I’的情況所需的經(jīng)過時間t’短的規(guī)定時間t內(nèi)，將增壓提高至同一大小。因此，ECUl能夠更佳地強調(diào)加速感。以上，詳細(xì)說明了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明并不限定于該特定的實施例，可以在權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，進行各種變形、變更。例如，發(fā)動機也可以是火花點火式內(nèi)燃機。另外，一部分排氣門、其他排氣門例如也可以是多個。附圖標(biāo)記說明1、1，、ECU ;30、增壓器;50、發(fā)動機;55、55A、55B、排氣門；56、燃料噴射閥；57、排氣側(cè)VVT ; 58、燃燒室；80、加速踏板。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動機的控制裝置，其特征在于， 針對具有氣門裝置的發(fā)動機設(shè)置該控制裝置，該氣門裝置能夠使針對燃燒室設(shè)置的多個排氣門中的至少一部分排氣門的開閉正時相對于其他排氣門的開閉正時變更， 該控制裝置具有控制部件，在所述發(fā)動機的加速時，該控制部件進行使所述一部分排氣門的相位與所述其他排氣門的相位一致的相位控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機的控制裝置，其中， 所述控制部件進行使所述一部分排氣門的相位與所述其他排氣門的相位一致的提前控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的控制裝置，其中， 在進行所述提前控制時，所述控制部件依據(jù)所述發(fā)動機的加速要求的程度，調(diào)整所述一部分排氣門的提前角量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)動機的控制裝置，其中， 在所述發(fā)動機未加速的情況下，所述控制部件進行使所述一部分排氣門的相位滯后的滯后控制，以使所述一部分排氣門與所述其他排氣門之間的相位差增大。
全文摘要
ECU(1)設(shè)置于具有排氣側(cè)VVT(57)的發(fā)動機(50)，該排氣側(cè)VVT(57)能夠使針對燃燒室(58)設(shè)置的多個排氣門(55)中排氣門(55A)的開閉正時相對于排氣門(55A)的開閉正時變更。ECU(1)具有在進行發(fā)動機(50)的加速時，進行使排氣門(55A)的開閥正時與排氣門(55B)的開閥正時一致的相位控制的控制部件。詳細(xì)而言，控制部件進行使排氣門(55A)的相位與排氣門(55B)的相位一致的提前控制。
文檔編號F02D13/02GK103189622SQ201080069949
公開日2013年7月3日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者吉松昭夫 申請人:豐田自動車株式會社