專利名稱：用于多缸內(nèi)燃機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多缸內(nèi)燃機的控制裝置。
背景技術(shù)：
近年來，設(shè)置有用于控制除節(jié)氣門外的進氣門和排氣門的操作(工作) 角度、氣門升程、以及其它氣門操作特性并控制氣門操作特性以及節(jié)氣門 開度以控制進入燃燒室中的空氣量(在下文中稱之為"進氣(intake)") 的裝置的內(nèi)燃機已被研發(fā)出來并且逐漸為人所知。
另一方面，在過去，在多缸內(nèi)燃機中，由于氣門零件的裝配公差和機 械公差或氣門零件的磨損或積碳(deposit)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動和惡化的廢氣 排放(排氣污染、排氣排放)問題的氣缸進氣中的變化上升。甚至在控制
了解的是，在相同進氣壓力的情況下，由氣門操作特性導(dǎo)致的進氣越少， 即，進氣門的操作角度或氣門升程越小，作用變得越大。
更具體地說，假定例如相同量的積碳粘到進氣門上，相對于相同的目 標進氣，將減小操作角度或氣門升程的進氣的情況與增大操作角度或氣門 升程的進氣的情況相比較，實際進氣與目標進氣之間的偏差變大。因此， 操作角度或氣門升程越小，對轉(zhuǎn)矩波動等上的作用越大。
為了處理這個問題，日本專利公報(公開)No.2002-303187公開一種 控制氣門操作特性以控制進氣的多缸內(nèi)燃機,其中獲得氣缸的轉(zhuǎn)矩差異(轉(zhuǎn) 矩差(torque difference ))并校正(修正、補正)每個氣缸的燃料噴射量 或點火正時以便減小氣缸的轉(zhuǎn)矩差異。而且，本公報公開了進氣門的操
作角度越小，將燃料噴射量等的校正量設(shè)定得越大，以便處理一實際問題， 即，進氣門的操作角度越小，實際進氣與目標進氣之間的偏差變得越大。
此外，日本專利公才艮(公開)No,2001-173469公開了 一種設(shè)置有能夠 改變氣門升程的驅(qū)動機構(gòu)(作動才/*、正時機構(gòu))的內(nèi)燃機的可變氣門裝 置，其中由于在氣門升程極小的區(qū)域(超低氣門升程控制區(qū)域)中明顯出 現(xiàn)氣缸的進氣差異((進氣量差)intake difference )，因此不使用該超低 氣門升程區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
然而，如果如在上述第一個公報中那樣控制燃料噴射量或噴射正時以 減小氣缸的轉(zhuǎn)矩差異，則可導(dǎo)致廢氣排放的惡化。具體地說，在操作角度 和/或升程變小的操作區(qū)域中，存在廢氣排放易于惡化的問題。
而且，如果最終無條件地如在上述第二個>^才艮中那樣不使用小氣門升 程區(qū)域，則即使氣釭的進氣差異變得足夠小，即使由于運轉(zhuǎn)狀態(tài)(內(nèi)燃機 轉(zhuǎn)速等)或操作環(huán)境(溫度、空氣壓力等)導(dǎo)致氣門升程變得較小，也將 不使用上述區(qū)域；并且用以控制進氣的氣門升程的控制作用(例如，燃料 效率的提高)可無意義地減小。
考慮到上述問題作出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是，在多缸內(nèi)燃機中提 供一種能夠改變進氣門和/或排氣門的氣門操作特性的控制裝置，所述控制 裝置不會引起廢氣排放的惡化，由于用以控制進氣的氣門操作特性的控制 可盡可能多地保持所述作用，并且可抑制由氣缸的進氣差異導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波 動。
本發(fā)明提供了作為用于解決所述問題的裝置的如權(quán)利要求書中所述的 多缸內(nèi)燃機的控制裝置。
本發(fā)明的第一方面提供了一種多缸內(nèi)燃機的控制裝置，它設(shè)置有用于 控制進氣門和排氣門中的至少一個氣門的氣門操作特性的氣門操作特性控 制裝置，所述多缸內(nèi)燃機的控制裝置估計(推定)氣缸的進氣差異并根據(jù) 估計的進氣差異限制所述氣門操作特性的控制范圍。
作為減小在多缸內(nèi)燃機中發(fā)生的轉(zhuǎn)矩波動的方法，可考慮校正每個氣 缸的燃料噴射量或噴射正時的方法，但是使用該方法，存在廢氣排放惡化 的可能性。另一方面，導(dǎo)致多缸內(nèi)燃機中的轉(zhuǎn)矩波動的氣缸的轉(zhuǎn)矩差異通 常會由于氣缸的進氣差異而發(fā)生。而且，除內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速以外進氣差異還受 氣門操作特性影響。也就是說，存在易于導(dǎo)致氣缸的進氣差異的氣門操作 特性和不易于導(dǎo)致氣缸的進氣差異的氣門操作特性。因此，如果將氣門操 作特性的控制范圍限制到較不易于導(dǎo)致氣缸的進氣差異的氣門操作特性的 范圍，則可減少由于氣缸的進氣差異所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動的發(fā)生。然而，在 這種情況下，如果將氣門操作特性的控制范圍限制并控制得較小，則有時 由于控制氣門操作特性從而控制進氣的作用(例如，燃料效率的提高)減 小。
在本發(fā)明的第 一方面中，根據(jù)估計的氣缸的進氣差異確定對氣門操作 特性的控制范圍的限制，因此可才艮據(jù)實際出現(xiàn)的氣缸的進氣差異，即轉(zhuǎn)矩
由此，不會導(dǎo)致廢氣排放的惡化，也可盡可能多地保持由于氣門操作特性 的控制從而控制進氣的作用，并且可抑制由氣釭的進氣差異導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波 動。而且，由于減小了氣缸的進氣差異，因此可實現(xiàn)廢氣排放的提高。
應(yīng)該注意的是，根據(jù)估計的氣缸的進氣差異限制氣門操作特性的控制 范圍還包括當進氣差異小于預(yù)定進氣差異時控制范圍不受限制和當進氣差 異不小于預(yù)定進氣差異時控制范圍受限制的情況。而且，本說明書中"氣 門操作特性，，是指操作角度和氣門升程中的 一個或兩者。
在本發(fā)明的第二方面中，提供了本發(fā)明的第一方面的多缸內(nèi)燃機的控 制裝置，它除了所述估計的進氣差異之外還考慮在所述進氣差異的估計時
如上所述，氣釭的進氣差異受當時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和氣門操作特性影響。 因此，如果當甚至在具有相同進氣差異的情況下估計內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速或操作特
性時內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速或操作特性不同，則進氣差異的含義(significance)(即， 由進氣差異表示的異常性程度)不同。
在本發(fā)明的笫二方面中，考慮所述估計的進氣差異和估計所述進氣差
制，因此可精確地反映進氣差異的含義(即，由進氣差異表示的異常性程 度)，從而與估計所述進氣差異時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速或氣門操作特性無關(guān)地確 定控制范圍的限制。也就是說，才艮據(jù)本發(fā)明的第二方面，可估計進氣差異 以便在任何內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和任何氣門操作特性下確定對控制范圍的限制。 而且，在本發(fā)明的第二方面中，可根據(jù)實際出現(xiàn)的氣缸的進氣差異，
范圍。由此，不會導(dǎo)致廢氣排放的惡化，也可盡可能多地保持由于控制氣 門操作特性從而控制進氣的作用，并且可抑制由于氣缸的進氣差異導(dǎo)致的 轉(zhuǎn)矩波動。而且，還可實現(xiàn)由于氣缸的進氣差異導(dǎo)致的廢氣排放的惡化的 減小。
在本發(fā)明的第三方面中，提供了本發(fā)明的第一或第二方面的多缸內(nèi)燃
機的控制裝置，它控制作為所述氣門操作特性的操作角度；并且在估計所 述進氣差異時的所述操作角度越大，它將所述操作角度的控制范圍的下限 ^:定得越大。也就是"i兌，在估計相同的進氣差異的情況下，在估計所述進 氣差異時的所述操作角度越大，它將所述操作角度的隨后控制的下P艮設(shè)定 得越大。
當控制作為氣門操作特性的操作角度時，操作角度越小，越容易出現(xiàn) 氣缸的進氣差異。因此，通過采用本發(fā)明的第三方面，可適當?shù)卮_定對氣 門操作特性的控制范圍的限制以便將氣缸的進氣差異保持在容許范圍內(nèi)。 因此，不會導(dǎo)致廢氣排放的惡化，也可盡可能多地保持由于控制氣門操作 特性從而控制進氣的作用，并且可抑制由于氣缸的進氣差異導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波 動。而且，可實現(xiàn)由于氣缸進氣差異導(dǎo)致的廢氣排放的惡化的減小。
在本發(fā)明的第四方面中，提供了本發(fā)明第一或第二方面中任一方面的 多缸內(nèi)燃機的控制裝置，它控制作為所述氣門操作特性的氣門升程；并且 在估計進氣差異時的氣門升程越大，它將氣門升程的控制范圍的下限i殳定 得越大。也就是說，在估計相同的進氣差異的情況下，在估計所述進氣差
異時的所述氣門升程越大，它將所述氣門升程的隨后控制的下限設(shè)定得越 大。
當控制作為氣門操作特性的氣門升程時，氣門升程越小，越容易出現(xiàn) 氣缸的進氣差異。因此，通過采用本發(fā)明的第四方面，可適當?shù)卮_定對氣 門操作特性的控制范圍的限制以便將氣缸的進氣差異保持在容許范圍內(nèi)。 因此，不會導(dǎo)致廢氣排放的惡化，也可盡可能多地保持由于控制氣門操作 特性從而控制進氣的作用，并且可抑制由氣缸的進氣差異導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動。 而且，可實現(xiàn)由氣缸進氣差異導(dǎo)致的廢氣排放的惡化的減小。
在本發(fā)明的第五方面中，提供了本發(fā)明第一或第二方面中任一方面的 多缸內(nèi)燃機的控制裝置，它控制作為所述氣門操作特性的操作角度和/或氣
門升程；并且所估計的所述進氣差異越大，它將所述操作角度和/或所述氣 門升程的控制范圍的下限設(shè)定得越大。
同樣在本發(fā)明的第五方面中，可獲得與本發(fā)明第三方面或第四方面基 本相同的作用和效果。
在本發(fā)明的第六方面中，提供了本發(fā)明的第一或第二方面的多缸內(nèi)燃 機的控制裝置，它控制作為所述氣門操作特性的操作角度和/或氣門升程；
目標氣門升程以使其正好增大一預(yù)定校正量而限制所述氣門操作特性的控 制范圍；并且校正之前的所述目標操作角度和/或所述目標氣門升程越大， 它將所述校正量設(shè)定得越小。
當操作角度和/或氣門升程較大時，即使進氣差異較大，作為進氣差異 的原因的氣門零件的裝配公差和才城公差或氣門零件的磨損或積碳的作用 可^L為較小。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第六方面，可防止超過需要地限制氣門操作特性 的控制范圍并且可更適當?shù)叵拗扑隹刂品秶?。而且，由此，不會?dǎo)致廢 氣排放的惡化，也可盡可能多地保持由于控制氣門操作特性從而控制進氣 的作用，并且可抑制由氣缸的進氣差異導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動。而且，可實現(xiàn)由 氣缸的進氣差異導(dǎo)致的廢氣排放的惡化的減小。 在本發(fā)明的第七方面中，提供了本發(fā)明的第六方面的多缸內(nèi)燃機的控 制裝置，其中所述估計的進氣差異越大，所述校正量凈皮i殳定得越大。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，可更適當?shù)叵拗茪忾T操作特性的控制范圍并 且可獲得與本發(fā)明第六方面基本相同的作用和效果。
在本發(fā)明的第八方面中，提供了本發(fā)明的第一或第二方面的多缸內(nèi)燃 機的控制裝置，它還設(shè)置有用于改變所述進氣門和所述排氣門中的至少一
個氣門的操作正時的操作正時改變裝置；它控制作為所述氣門操作特性的 操作角度和/或氣門升程；它通過在控制所述操作角度和/或所述氣門升程時 校正目標操作角度和/或目標氣門升程以使其正好增大一預(yù)定校正量而限 制所述氣門操作特性的控制范圍；并且它改變所述進氣門和所述排氣門中 的至少一個氣門的所述操作正時，使得其中所述進氣門和所述排氣門在校
周期的長度(時間長度)與其/所述進氣門和所述排氣門;在校正之前的所
相接近或相一致(匹配)。
如果其中進氣門和排氣門都被打開(氣門重疊)的周期的長度由于目
升程，則燃燒室中殘留的燃燒廢氣(排氣)量將增加，燃燒將惡化，而且
在某些情況中將發(fā)生不良轉(zhuǎn)矩波動和不發(fā)火(斷火、熄火(misfire))。
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的第八方面，進氣門和排氣門中的至少一個氣 門的操作正時被改變以使得氣門重疊在校正之后的目標操作角度和/或目 標氣門升程的情況下的長度與氣門重疊在校正之前的目標操作角度和/或 目標氣門升程的情況下的長度相接近或相一致。而且，由此可抑制由于限 制氣門操作特性的控制范圍可能導(dǎo)致發(fā)生的不良轉(zhuǎn)矩波動和不發(fā)火，也就
升程以使其正好增大預(yù)定校正量。
在本發(fā)明的第九方面中，提供了本發(fā)明的第八方面的多缸內(nèi)燃機的控 制裝置，它改變所述進氣門和所述排氣門中的至少一個氣門的操作正時，
則
下都被打開的周期的正時相接近或相 一致。
當其中所述進氣門和所述排氣門都被打開(氣門重疊)的周期的正時
或氣門升程而改變時，燃燒室中殘留的燃燒廢氣量將增加，燃燒將惡化，
而且不良轉(zhuǎn)矩波動和不發(fā)火將發(fā)生，或者與^M目反，燃燒室中殘留的燃燒 廢氣量將降低，并且在某些情況中燃料效率將惡化。
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的第九方面，所述進氣門和所述排氣門中的至 少 一個氣門的操作正時被改變以使得氣門重疊在校正之后的所述目標操作 角度和/或所述目標氣門升程的情況下的正時與氣門重疊在校正之前的所
而且，由此可抑制出現(xiàn)這樣的麻煩，例如由于限制氣門操作特性的控制范 圍可能導(dǎo)致發(fā)生的不良轉(zhuǎn)矩波動，也就是說，在控制操作角度和/或氣門升
在本發(fā)明的第十方面中，提供了本發(fā)明的第一或第二方面的多缸內(nèi)燃 機的控制裝置，它還設(shè)置有用于改變所述進氣門和所述排氣門中的至少一
個氣門的操作正時的操作正時改變裝置；它控制作為所述氣門操作特性的 操作角度和/或氣門升程；它通過在控制所述操作角度和/或所述氣門升程時 校正目標操作角度和/或目標氣門升程以使其正好增大一預(yù)定校正量而限 制所述氣門操作特性的控制范圍；并且它改變所述進氣門和所述排氣門中 的至少一個氣門的操作正時，使得其中所述進氣門和所述排氣門在校正之
/或所述目標氣門升程的情況下都被打開的周期的長度要短。
如果通過操作角度和/或氣門升程的氣門操作特性與進氣壓力的共同 控制而控制進氣(^燃燒室中的新鮮空氣)，如果在操作角度和/或氣門
升程的控制期間校正目標操作角度和/或目標氣門升程以使其變大，則必須 將節(jié)氣門控制在例如關(guān)閉側(cè)等以便減小進氣壓力從而保持相同的目標進 氣。如果以這種方式減小進氣壓力，則由于這種作用，即佳/f吏得其中進氣 門和排氣門都被打開(氣門重疊)的周期的長度與目標操作角度和/或目標 氣門升程的校正之前的長度相同，殘余的燃燒廢氣量也易于增加。也就是 說，由于進氣壓力的正好降落使得燃燒廢氣更易于保持在燃燒室中。
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的第十方面，所述進氣門和所述排氣門中的至 少 一個氣門的操作正時被改變以使得氣門重疊在校正之后的所述目標操作
角度和/或所述目標氣門升程的情況下的長度比氣門重疊在校正之前的所 述目標操作角度和/或所述目標氣門升程的情況下的長度要短。而且，由此
可抑制由于進氣壓力的降落而導(dǎo)致的殘余燃燒廢氣量的增加，并且從而可 更可靠地抑制出現(xiàn)這樣的麻煩，例如由于限制氣門操作特性的控制范圍同 時使得進氣為目標進氣而導(dǎo)致發(fā)生的轉(zhuǎn)矩波動，也就是說，在控制操作角
大預(yù)定校正量。
在本發(fā)明的第十一方面中，提供了本發(fā)明的第十方面的多缸內(nèi)燃機的 控制裝置，根據(jù)由于校正所述目標操作角度和/或所述目標氣門升程以控制
改變幅度，設(shè)定所述進氣門和所述排氣門都被打開的所述周期的長度的縮 短程度。
的改變幅度，確定殘余氣體更易于殘留在燃燒室中的程度。因此，通過采 用本發(fā)明的第十一方面，可使得在校正目標操作角度和/或目標氣門升程的 同時控制操作角度和/或氣門升程的情況下的殘余燃燒廢氣量與在沒有校
的情況下的殘余燃燒廢氣量相接近或相一致。而且，由此可更可靠地抑制 出現(xiàn)這樣的麻煩，例如由于限制氣門操作特性的控制范圍而導(dǎo)致可能發(fā)生 的轉(zhuǎn)矩波動，也就是說，在控制操作角度和/或氣門升程時可校正目標操作 角度和/或目標氣門升程以使其正好增大預(yù)定校正量，并且可抑制出現(xiàn)這樣 的麻煩，例如氣門重疊的長度比所需的要短以及泵損失增加。
在本發(fā)明的第十二方面中，提供了本發(fā)明的第一或第二方面的多缸內(nèi) 燃機的控制裝置，基于由設(shè)置在分盆到各個氣缸的進氣通道的上游側(cè)的進 氣檢測裝置檢測的進氣估計氣釭的所述進氣差異，并且所述進氣檢測裝置 在利用其使多個氣缸的所述進氣門的打開正時不重疊的氣門操作特性時檢 測所述進氣。
如本發(fā)明的第十二方面中所述，如果通過進氣檢測裝置在多個氣缸的 進氣門的打開正時不重疊的氣門操作特性時檢測所述進氣，則甚至在于分 岔到各個氣釭的所有進氣通道處沒有設(shè)置進氣檢測裝置的情況下，也可精 確地檢測各個氣釭的進氣。而且，由此可精確地估計進氣差異，因此，通 過根據(jù)進氣差異限制氣門操作特性的控制范圍，可充分和可靠地獲得權(quán)利 要求書中所述的本發(fā)明的作用。
在本發(fā)明的第十三方面中，提供了本發(fā)明的第十二方面的多缸內(nèi)燃機 的控制裝置，所述進氣檢測裝置包括進氣壓力傳感器。
作為用于估計氣缸的進氣差異的方法，例如存在基于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的波 動估計的方法、基于空燃比中的變化估計的方法等。然而，利用這些方法 估計的進氣差異包括各個氣缸的燃料噴射量中的差異的作用，因此即使根 據(jù)利用這些方法獲得的進氣差異限制氣門^作特性的控制范圍，也存在不 能充分地獲得權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明的作用的可能性。
與此相反，在本發(fā)明的該方面中，由于基于由包括進氣壓力傳感器的 進氣檢測裝置檢測的進氣估計氣缸的進氣差異，因此能夠獲得用以消除各 個氣缸的燃料噴射量中的差異的作用的更可靠的進氣差異。因此，通過根 據(jù)進氣差異限制氣門操作特性的控制范圍，可充分和可靠地獲得權(quán)利要求 書中所述的本發(fā)明的作用。


從以下結(jié)合附圖所作出的本發(fā)明的詳細說明中將更明白本發(fā)明的上述
和其它特征和優(yōu)點，其中
圖l是本發(fā)明所涉及的用于內(nèi)燃機的控制裝置的一個實施例的總體結(jié) 構(gòu)的視圖2是圖1中所示的內(nèi)燃機的控制裝置的進氣系統(tǒng)等的平面圖； 圖3是進氣門的氣門升程的改變狀態(tài)以及氣門升程改變裝置的操作的 視圖4是確定用于減小轉(zhuǎn)矩波動的氣門升程的控制范圍的限制的方法的 流程圖5a和圖5b是用于確定圖4流程圖中所示方法所使用的氣門升程的控 制范圍的下限的圖表；
圖6是確定用于減小轉(zhuǎn)矩波動的氣門升程的控制范圍的限制的另 一種 方法的流程圖7是用于確定圖6流程圖中所示方法所使用的氣門升程的控制范圍的 下限的圖表；
圖8是用于說明本發(fā)明一個實施例中的氣門升程的控制的方法的流程
圖9是用于說明氣門升程的控制的另 一種方法的流程圖10是用于確定使用圖9流程圖說明的方法中所使用的校正量X的圖
表；
圖1 l是用于說明氣門升程的控制的再一種方法的流程圖12是用于確定使用圖11流程圖說明的方法中所使用的校正量Y的圖
表；
圖13是用于說明氣門升程的控制的又一種方法的流程圖14是用于確定使用圖13流程圖說明的方法中所使用的校正量Z的圖
表；
圖15是通過校正進氣門的氣門升程的重疊長度等的改變狀態(tài)的視圖16是本發(fā)明所涉及的用于內(nèi)燃機的控制裝置的另 一個實施例的總體 結(jié)構(gòu)的 f見圖；以及
圖17是具有圖16中所示結(jié)構(gòu)的實施例中的進氣門的氣門升程的校正和 操作正時的變化的視圖。
具體實施例方式
下面，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。在附圖中，相同或相似 的部件用相同的附圖標記表示。
圖l是本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的控制裝置的一個實施例的總體結(jié)構(gòu)的 視圖，而圖2是圖1中所示的內(nèi)燃機的控制裝置的進氣系統(tǒng)等的平面圖。在 圖1和圖2中，附圖標記l表示內(nèi)燃機主體、2表示進氣門、3表示排氣門。如 從圖2中清楚所示，本實施例中的內(nèi)燃機是四缸內(nèi)燃機。圖2中的#1到#4 示出第一氣缸到第四氣缸。
在圖1中，附圖標記8表示形成在氣釭中的燃燒室，而附圖標記9表示用 于改變氣門升程的氣門升程改變裝置。也就是說，通過操縱氣門升程改變 裝置9，可控制進氣門2的氣門升程。在本實施例中，當氣門升程改變裝置9 改變進氣門2的氣門升程時，進氣門2的打開區(qū)域(打開面積)隨之改變。 在本實施例的進氣門2中，進氣門2的打開區(qū)域隨氣門升程的增加而增大。 而且，如稍后所述，在本實施例中，如果氣門升程改變裝置9改變進氣門2 的氣門升程，則進氣門2的操作角度也將隨之改變。
附圖標記15表示燃料噴射器、16表示用于檢測進氣門2的氣門升程和操 作角度的傳感器，以及17表示用于檢測內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的傳感器。附圖標記18 表示用于檢測進氣壓力的進氣壓力傳感器、19表示空氣流量計、20表示用 于檢測內(nèi)燃機冷卻水的溫度的冷卻水傳感器、21表示用于檢測進氣溫度的 進氣溫度傳感器，以力2表示ECU (電子控制單元)。附圖標記50表示氣 缸、51表示形成M到各個氣釭的進氣通道的下游側(cè)進氣管、52表示上游 側(cè)進氣管、53表示穩(wěn)壓罐、54表示排氣管、55表示火花塞、56表示節(jié)氣門， 以及57表示用于檢測廢氣空燃比的空燃比傳感器。
在本實施例中，燃料噴射器15與ECU22相連接。來自于ECU22的信號 可用于控制所噴射的燃料量或噴射正時。同樣，火花塞55也與ECU22相連 接。來自于ECU22的信號可用于控制點火正時。而且，可在不考慮加速器 踏板的踏下量(在下文中稱之為"加速器下降，，)的情況下改變節(jié)氣門56 的開度。通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度控制進氣壓力。
圖3是進氣門2的氣門升程的改變狀態(tài)以及氣門升程改變裝置9的操作 的視圖。如圖3所示，氣門升程改變裝置9連續(xù)地改變進氣門2的氣門升程。 而且，在本實施例中，進氣門2的打開周期也隨氣門升程改變裝置9的操作 改變。也就是說，進氣門2的操作角度也改變。更具體地說，隨著進氣門2 的氣門升程的增加，進氣門2的操作角度也增加(實線—虛線4點劃線)。 因此，氣門升程改變裝置9可用于控制氣門升程和^作角度。在本實施例中， 氣門升程改變裝置9構(gòu)成氣門操作特性控制裝置。
而且，在本實施例中，隨著氣門升程改變裝置9的操作，進氣門2的氣 門升程達到峰值的正時也改變。更具體地說，隨著進氣門2的氣門升程的增 加，進氣門2的氣門升程達到峰值的正時延遲(實線4虛線—點劃線)。
這樣，在本實施例中，由氣門升程改變裝置9構(gòu)成的氣門操作特性控制 裝置可用于控制進氣門2的氣門操作特性，同時節(jié)氣門56可用于控制進氣壓 力。而且，通常通過氣門操作特性和進氣壓力的共同控制而控制進入燃燒 室8中的空氣量，即進氣。
然而，在多釭內(nèi)燃機中，與氣門零件有關(guān)的裝配公差或機械公差或氣 門零件的磨損、積碳等導(dǎo)致氣缸之間的進氣中的變化，從而轉(zhuǎn)矩波動發(fā)生 或廢氣排放惡化。在某些情況下，與本實施例中一樣，在控制氣門操作特 性以控制進氣的類型的多缸內(nèi)燃機中同樣會發(fā)生這些問題。具體地說，已 經(jīng)明白的是，如果進氣壓力相同，則由于氣門操作特性導(dǎo)致的進氣越小， 即進氣門2的操作角度或氣門升程越小，所述作用會增加。
為了處理轉(zhuǎn)矩波動的問題，還可考慮使用發(fā)現(xiàn)氣缸的轉(zhuǎn)矩波動并校正 各個氣缸的燃料噴射量或點火正時以減小氣缸之間的轉(zhuǎn)矩差異的方法，但 是在校正氣缸的燃料噴射量或點火正時以減小氣缸的轉(zhuǎn)矩差異時，可惡化
廢氣排放。例如，當試圖僅通過燃料噴射量抑制轉(zhuǎn)矩波動時，各個氣缸的 空燃比變得不均勻，因此催化劑的凈化率可能降低。而且，在校正燃料噴 射量以使得氣缸的空燃比均勻并且之后校正點火正時以試圖抑制轉(zhuǎn)矩波動
時，可增加所排放的未燃燒的HC量。在操作角度和升程變小的操作區(qū)域中 這些現(xiàn)象更為明顯。
因此，在本實施例中，考慮這樣一個事實，即，氣缸的進氣差異較大 地受氣門操作特性(即，氣門升程和操作角度)的影響，并且使用以下方 法確定對氣門升程和操作角度的控制范圍的限制，并且可容易并可靠地減 小由于基于氣缸的進氣差異而出現(xiàn)的氣缸的轉(zhuǎn)矩差異導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動。應(yīng) 該注意的是，如從上述說明中可明白的，在本實施例中，在氣門升程和操 作角度的氣門操作特性之間存在某種關(guān)系，因此在用于確定對控制范圍的 限制的方法的以下說明中，將使用氣門升程作為氣門操作特性進行說明。
圖4是用于說明用于確定對氣門升程的控制范圍的限制的一個方法的 控制程序的流程圖。該控制程序由ECU22每經(jīng)過中斷一定時間間隔而執(zhí) 行。當該控制程序開始時，首先，在步驟101，判定用于估計氣缸的進氣差 異的M是否成立。當內(nèi)燃機在預(yù)定內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和預(yù)定氣門升程下操作時 該條件成立。在估計氣缸的進氣差異時，內(nèi)燃機優(yōu)選處于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和氣 門升程恒定的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，因此可將內(nèi)燃機預(yù)熱之后空轉(zhuǎn)時的內(nèi)燃機 轉(zhuǎn)速和氣門升程作為預(yù)定內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和預(yù)定氣門升程。
當在步驟101處判定出上述^Hf不成立時，控制程序結(jié)束，當在步驟IOI 處判定出上述條件成立時，控制程序繼續(xù)前進到步驟103。在步驟103，估 計氣缸的進氣差異?？煽紤]用于估計氣缸的進氣差異的各種方法，例如存 在基于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速中的波動進行估計的方法、基于空燃比中的變化進行估 計的方法、基于進氣壓力中的變化進行估計的方法等。在此，將簡單地說 明這些方法。
首先，存在基于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速中的波動進行估計的方法。這種方法使用 傳感器17檢測內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速。也就是說，在該實施例中，傳感器17用于獲得 內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的改變時間(change over time )，因此通it^目對于曲軸轉(zhuǎn)角分
析獲得的結(jié)果可得到與氣缸(#1到#4)中的爆燃(爆震)相對應(yīng)的速度 中的波動(即，各個氣釭處的正好點火之前的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速與點火之后的內(nèi) 燃機轉(zhuǎn)速之間的差值)。而且，可基于此獲得各個氣缸的進氣并且通過計 算所獲得的各個氣缸的最大值和最小值之間的差值可得到氣缸的進氣差 異。
接下來，存在基于空燃比中的變化進行估計的方法。這種方法使用空 燃比傳感器57檢測廢氣空燃比。也就是說，在該實施例中，空燃比傳感器 57用于獲得廢氣空燃比的改變時間，因此通過相對于曲軸轉(zhuǎn)角分析獲得的 結(jié)果可得到各個氣釭處的空燃比。而且，可基于此估計各個氣缸的進氣并 通過計算所獲得的各個氣缸的進氣中的最大值和最小值之間的差值可得到 氣缸的進氣差異。
最后，存在基于進氣壓力中的變化進行估計的方法。根據(jù)該方法，可 比上述兩種方法更精確地估計氣缸的進氣差異。也就是說，使用基于內(nèi)燃 機轉(zhuǎn)速中的波動進行估計的方法和基于空燃比中的變化進行估計的方法， 估計的進氣差異包括氣缸之間的燃料噴射量中的差異的影響，但是使用基 于進氣壓力中的變化進行估計的方法，可消除所述影響。因此，認為可獲 得更精確的進氣差異。
基于進氣壓力中的變化進行估計的方法使用進氣壓力傳感器18檢測進 氣壓力。也就是說，進氣壓力傳感器18被設(shè)在構(gòu)成分盆到各個氣缸的進氣 通道的進氣管51的下游側(cè)，以1更檢測下游側(cè)進氣管51中的壓力。在這種情 況下，可基于由進氣壓力傳感器18獲得的進氣壓力中的變化(進氣壓力的 下降)估計各個氣缸的進氣。通過計算所獲得的各個氣缸的進氣中的最大 值和最小值之間的差值可得到氣缸的進氣差異。
或者，還可具有設(shè)置在下游側(cè)進氣管51的上游例如設(shè)在穩(wěn)壓罐53處的 進氣壓力傳感器18，并檢測穩(wěn)壓罐53中的壓力。在這種情況下，由于進氣 壓力傳感器18獲得穩(wěn)壓罐53中壓力的改變時間，通it^目對于曲軸轉(zhuǎn)角分析 獲得的結(jié)果可得到與各個氣缸相對的進氣壓力中的變化(即，穩(wěn)壓罐中壓
力的下降)。而且，可基于此估計各個氣缸的進氣并且通過計算所獲得的 各個氣缸的進氣中的最大值和最小值之間的差值可得到氣缸的進氣差異。 應(yīng)該注意的是，在這種情況中，在多個氣釭的進氣門的打開正時未重
疊的氣門操作特性(氣門升程和操作角度)時，優(yōu)選用進氣壓力傳感器18 檢測穩(wěn)壓罐中的壓力。例如在四缸內(nèi)燃機的情況下當操作角度小于180。時 即是如此?？山⒋藭r的檢測所檢測的進氣壓力與各個氣缸之間的精確對 應(yīng)性并且可更精確地估計各個氣缸的進氣。
而且，例如，如果獲得通過上述方法估計的各個氣缸的進氣與由當時 的運轉(zhuǎn)狀態(tài)確定的標準進氣之間的差異，則可發(fā)現(xiàn)哪個氣缸具有較大進氣 以及哪個氣缸具有較小進氣。而且，在本實施例中，通過計算各個氣缸的 估計的進氣中的最大值和最小值之間的差值可得到氣缸的進氣差異，但是 在其它實施例中，還可基于與以上述方式獲得的標準進氣的差異得到表示 氣缸的進氣中的變化的另 一個數(shù)值并使用所述數(shù)值取代氣缸的進氣差異。
在使用任何上述方法估計氣缸的進氣差異之后，程序前進到步驟105， 在步驟105中，根據(jù)步驟103處估計的進氣差異確定在隨后的氣門升程控制 中的控制范圍的下限。使用圖5a中的圖確定氣門升程控制中的控制范圍的 下限。為預(yù)定內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和預(yù)定氣門升程的上述情況提前制備該圖，但是
外的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，使得氣缸的進氣差異在與廢氣排放和轉(zhuǎn)矩波動的容許范 圍相對應(yīng)的進氣差異的容許范圍內(nèi)。
如圖5a所示，步驟103中估計的氣缸的進氣差異越大，氣門升程的下限 變得越大。這是由于氣門升程越小，越容易出現(xiàn)氣缸的進氣差異。通過適 當?shù)刂苽溥@樣一張圖，可適當?shù)卮_定用于將氣缸的進氣差異保持在容許范 圍內(nèi)的對氣門升程控制范圍的限制。應(yīng)該注意的是，作為用于確定氣門升 程下限的圖，還可使用如此設(shè)計的圖，即，如圖5b所示，使得氣門升程的 下限隨著步驟103中估計的氣缸的進氣差異的增加逐步地增加。
當在步驟105中確定了氣門升程的下限時，將氣門升程的控制范圍限制 為至少是進氣的隨后控制中的下限，但是所有氣缸的總進氣(即，內(nèi)燃機的進氣)可由節(jié)氣門56通過與進氣壓力的共同控制而控制為目標進氣。也 就是說，通過將節(jié)氣門56的開度控制得更接近關(guān)閉側(cè)可實現(xiàn)由比上述下限 更小的氣門升程實現(xiàn)的進氣。
這樣，才艮據(jù)該方法，可根據(jù)實際出現(xiàn)的氣缸的進氣差異限制氣門升程 的控制范圍，即轉(zhuǎn)矩波動的程度和由轉(zhuǎn)矩波動導(dǎo)致的廢氣排放。由此，不 會導(dǎo)致廢氣排放的惡化，也可盡可能多地保持控制氣門操作特性從而控制 進氣的作用，并且可抑制由于氣缸的進氣差異導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動。而且，減 小了氣缸的進氣差異，因此也可實現(xiàn)廢氣排放的提高。
而且，通過以這種方式限制氣門升程的控制范圍而減小轉(zhuǎn)矩波動的方 法比通過校正各個氣缸的燃料噴射量或點火正時而減小轉(zhuǎn)矩波動的方法更 容易，這是由于前者不需要識別哪個氣缸顯示出其轉(zhuǎn)矩超過或不足到某一 程度。而且可靠之處在于不存在燃料噴射量或點火正時的錯誤校正。
接下來，將參照圖6說明確定氣門升程的控制范圍以減小轉(zhuǎn)矩波動并且 抑制廢氣排放的惡化的方法。圖6是由于執(zhí)行該方法的控制程序的流程圖。 由ECU22每經(jīng)過中斷某一時間間隔而執(zhí)行該控制程序。當該控制程序開始 時，首先，在步驟201，在當時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和氣門升程下估計氣缸的進氣 差異。在此，通it^目對于圖4的控制程序的步驟103說明的方法估計氣缸的 進氣差異。
在步驟201估計氣缸的進氣差異之后，程序前進到步驟203，在步驟203， 選擇用于確定氣門升程的下限的圖。在此，基于在步驟201中估計氣缸的進 氣差異時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速選擇所述圖。這是由于氣釭的進氣差異受內(nèi)燃機轉(zhuǎn) 速的影響，因此甚至在相同進氣差異的情況下，如果估計時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速 不同，則進氣差異的含義(即，由進氣差異表示的異常性的程度)也將不 同，因此在利用氣缸的進氣差異確定氣門升程的下限時必需考慮內(nèi)燃機轉(zhuǎn) 速。
所選擇的圖例如變?yōu)閳D7中所示的。預(yù)先為每個內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速制備該圖， 但是該圖示出氣門升程的下限，使得在預(yù)想運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的氣缸的進氣差異 位于與廢氣排放和轉(zhuǎn)矩波動的容許范圍相對應(yīng)的進氣差異的容許范圍內(nèi)。 圖7中所示的圖是估計氣缸的進氣差異時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為"R"的圖。橫坐 標軸示出估計氣缸的進氣差異時的氣門升程，而縱坐標軸示出步驟201中估 計的氣釭的進氣差異。曲線a、 b、 c和d連接給出氣門升程的下限的點。曲 線a的氣門升程的下限是最小的，而b、 c和d逐漸變大。也就是說，在圖7 中所示的圖中，在氣門升程相同時估計的進氣差異越大，將氣門升程的控 制范圍的下P艮設(shè)定得越大；并且在估計進氣差異時的氣門升程越大，對于 相同的進氣差異來說，將氣門升程的控制范圍的下限越大。這是由于氣門 升程越小，就越容易出現(xiàn)氣缸的進氣差異。通過適當?shù)刂苽溥@樣一張圖， 可適當?shù)卮_定用以將氣缸之間的進氣差異保持在容許范圍內(nèi)的對氣門升程 的控制范圍的限制。
當在步驟203中選擇所述圖之后，程序前進到步驟205，在步驟205中， 基于步驟203中所選擇的圖確定氣門升程的下限。而且，當在步驟205中確 定氣門升程的下限之后，將氣門升程的控制范圍限制為至少進氣的隨后控 制中的下限。應(yīng)該注意的是，如上所述，即使限制了氣門升程的控制范圍，
這樣，根據(jù)該方法，考慮到估計的進氣差異和估計進氣差異時的內(nèi)燃 機轉(zhuǎn)速和氣門升程確定對氣門升程的控制范圍的限制，因此可在不考慮估 計進氣差異時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速或氣門升程的情況下確定精確反映進氣差異的 含義(即，由進氣表示的異常性的程度)的對控制范圍的限制。也就是說， 根據(jù)該方法，可估計進氣差異并且在任何內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和任何氣門升程時確 定控制范圍的限制。應(yīng)該注意的是，在另一個實施例中，還可指定估計氣 缸的進氣差異時的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速和氣門升程中的任意一個以便減少所使用的 圖的數(shù)量。
而且，通過該方法，可根據(jù)實際出現(xiàn)的氣缸的進氣差異(即，轉(zhuǎn)矩波
不會導(dǎo)致廢氣排放的惡化，也可盡可能多地保持控制氣門操作特性從而控 制進氣的作用，并且可抑制由氣缸的進氣差異導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動，并且可減 小由于氣缸的進氣差異導(dǎo)致的廢氣排放的惡化。而且，該方法還通過以與
參照圖4所述的方法相同的方式限制氣門升程的控制范圍而減小轉(zhuǎn)矩波動。 因此，與通過校正各個氣缸的燃料噴射量和點火正時而減小轉(zhuǎn)矩波動的情 況相比較可容易且可靠地減小轉(zhuǎn)矩波動。
接下來，將說明本發(fā)明的另一個實施例。該實施例具有與上述實施例 相同的多個零件。原則上將省略對于相同零件的說明。可如圖1和圖2中所 示的那樣構(gòu)成該實施例。在該實施例中，通過在控制氣門操作特性時校正 目標氣門操作特性正好一預(yù)定校正量而限制上述另 一個實施例中的氣門操 作特性的控制范圍。
也就是說，使用氣門升程作為氣門操作特性的示例，在該實施例中， 當存在氣缸的進氣差異時，校正目標氣門升程以使其正好增大一預(yù)定量。 而且，由此，將氣門升程控制為比通常情況大的氣門升程，因此可獲得與 上述其它實施例中在改變控制范圍的下限以使其變大時基本相同的作用。 也就是說，不會導(dǎo)致廢氣排放的惡化，可抑制由于氣缸的進氣差異導(dǎo)致的 轉(zhuǎn)矩波動，并且可實現(xiàn)由于氣缸的進氣差異導(dǎo)致的廢氣排放的惡化的減小。
下面，將更詳細地說明該實施例。還應(yīng)該注意的是，將使用氣門升程 作為氣門操作特性進行說明，但是在該實施例中，在氣門升程與操作角度 之間存在恒定的關(guān)系，并且對于操作角度也可具有相同的思想。
圖8是用于說明本實施例中氣門升程的控制方法的流程圖。該流程圖中 所示的控制程序由ECU22每經(jīng)過中斷一定時間間隔而執(zhí)行。當開始該控制 程序時，首先，在步驟301，判定用于估計氣缸的進氣差異D的條件是否成 立。當判定出上述條件不成立時，控制程序結(jié)束；當判定出上述條件成立 時，程序繼續(xù)前進到步驟303,在步驟303,估計氣缸的進氣差異D。步驟 301和303的控制內(nèi)容與圖4控制程序的步驟101和103的控制內(nèi)容相似。
當在步驟303獲得氣缸的進氣差異D之后，程序前進到步驟305。在步 驟305，將步驟303中所獲得的進氣差異D與預(yù)定標準進氣差異SD相比較。 而且，如果進氣差異D小于上述預(yù)定標準進氣差異SD，則判定氣缸的進氣 差異位于容許范圍內(nèi)并且不存在變化，然后程序前進到步驟307。另一方面，
當進氣差異D為預(yù)定標準進氣差異SD或更高時，判定氣缸之間的進氣差異 不位于容許范圍內(nèi)并且存在變化，然后程序前進到步驟309。
在此，標準進氣差異SD被預(yù)設(shè)為標準值，所述標準值用于通過與在步 驟301的用于估計進氣差異的條件成立時估計的氣缸的進氣差異D相比較 而判定內(nèi)燃機的氣釭的進氣差異是否位于包括其它運轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況的容許 范圍(即，存在變化)內(nèi)。如果用于估計進氣差異的條件不同，則該標準 進氣差異SD在數(shù)值上不同。例如，用于估計進氣差異的條件的氣門升程越 大，則該標準進氣差異的數(shù)值越大。
當在步驟305中判定在氣缸的進氣差異中不存在變化時，程序前進到步 驟307。在這種情況下，目標氣門升程LM未被校正。也就是說，在這種情 況中，與通常情況一樣，依原樣使用從內(nèi)燃^:轉(zhuǎn)狀態(tài)中獲得的目標氣門 升程LMb控制氣門升程。
另一方面，當在步驟305中判定在氣釭的進氣差異中存在變化時，程序 前進到步驟309。在這種情況下，基于內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)校正通常獲得的目 標氣門升程LMb。校正之后的目標氣門升程用于控制氣門升程。也就是說， 在此，給予通常的目標氣門升程LMb—恒定的校正量C以便校正目標氣門 升程LM。也就是說，由此，校正目標氣門升程使其正好增大校正量C。因 此，通過大于通常情況的氣門升程控制所述氣門升程并且可獲得與上述實 施例中將控制限制的下限改變?yōu)楦髸r基本相同的作用。應(yīng)該注意的是， 在該情況中，目標氣門升程LM的上限可凈皮預(yù)定。當原始目標氣門升程LMb 較大并且增加校正量C將導(dǎo)致最終上限^L^過時，優(yōu)選將目標氣門升程LM 設(shè)定為上限。
接下來，將說明用于控制氣門升程的另一種方法。圖9是用于說明該方 法的流程圖。該流程圖中所示的控制程序由ECU22每經(jīng)過中斷一定時間間 隔而執(zhí)行。當開始該控制程序時，程序前進到步驟401和403。該控制程序 的步驟401和403的控制內(nèi)容與圖4控制程序的步驟101和103或圖8控制程序 的步驟301和303的控制內(nèi)容相似，因此這里將省略對其的"i兌明。
在該控制程序中，在步驟403中獲得氣釭之間的進氣差異D之后，程序 前進到步驟405，在步驟405中，根據(jù)進氣差異D確定用于目標氣門升程LM 的校正值X。也就是說，例如使用圖10中所述的圖確定校正量X。圖10的圖 連接在步驟401中用于估計進氣差異的條件成立的情況下估計的氣缸的進 氣差異D與在獲得氣釭的進氣差異D時適用的校正量X，并且該圖被預(yù)先制 備。在圖10的示例中，所獲得的氣缸的進氣差異D越大，校正量X越大。而 且，如果用于估計進氣差異的條件不同，則使用不同的圖。
在步驟405中確定校正量X之后，則程序前進到步驟407，在步驟407,
而獲得的目標氣門升程(校正之后的目標氣門升程)用于控制氣門升程。 也就是說，在這種情況中，通過將步驟405獲得的校正量X與通常的目標氣 門升程LMb相加，使得目標氣門升程LM被校正。由此，校正目標氣門升 程LM以使其正好增大校正量X。因此，氣門升程受大于通常情況的氣門升 程控制，從而與上述實施例中在改變控制范圍的下限以使其更大的情況相 比較可獲得基本相同的作用。而且，使用該方法，通過氣缸的進氣差異D 的幅度確定校正量X的幅度，因此可盡可能多地包括由于氣門操作特性的 控制而控制進氣的作用。在這種情況下，也應(yīng)注意的是，目標氣門升程LM 的上限可被預(yù)定。當原始目標氣門升程LMb較大并且增加校正量X將導(dǎo)致 上限^L超過時，優(yōu)選目標氣門升程LM為上限。
接下來，將說明用于控制氣門升程的又一種方法。圖ll是用于說明該 方法的流程圖。該流程圖中所示的控制程序由ECU22每經(jīng)過中斷一定時間 間隔而執(zhí)行。該控制程序基本與圖8的控制程序相同。也就是說，該控制程 序的步驟501、 503、 505和507的控制內(nèi)容與圖8控制程序的步驟301和303、 305和307的控制內(nèi)容相似，因此這里將省略對其的說明。
在該控制程序中，當在與步驟305相對應(yīng)的步驟505判定出氣釭的進氣 差異D至少為標準進氣差異SD，也就是說，判定出進氣差異D不在容許范 圍內(nèi)并且存在變化時，程序前進到與步驟309相對應(yīng)的步驟509，在步驟509,
目標氣門升程用于控制氣門升程。然而，在這種方法中是根據(jù)校正之前的
目標氣門升程LMb確定用于校正的校正量Y的。
也就是說，例如使用圖12中所示的圖確定該校正量Y。圖12的圖連接 通常從內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)獲得的目標氣門升程LMb (即，校正之前的目標 氣門升程)與適用于校正之前的目標氣門升程LMb的校正量Y,并且圖12 的圖是預(yù)先制備的。在圖12的示例中，校正之前的目標氣門升程LMb越大， 校正量Y越小。這是由于當氣門升程較大時，即使進氣差異較大，也可將 與氣門零件有關(guān)的裝配公差或機械公差或氣門零件的磨損或積碳對進氣差 異的影響視為較小。這樣，可防止超過需要地限制氣門操作特性的控制范 圍。
從上述說明中清楚的是，在該方法中，當程序前進到步驟509時，在步 驟509，校正目標氣門升程LM并且控制氣門升程，在控制氣門升程時，從 內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)獲得通常的目標氣門升程LMb，然后基于例如圖12的一 圖獲得用于目標氣門升程LMb的校正量Y，并且通過將該校正量Y與原始 目標氣門升程LMb相加而校正目標氣門升程LM。而且，校正之后的目標 氣門升程用于控制氣門升程。
這樣，可將氣門升程控制為大于通常情況的氣門升程并且與上述實施
用。而且，使用該方法，通過校正之前的目標氣門升程LMb確定校正量Y 的幅度，因此通過適當?shù)卦O(shè)定用于獲得校正量Y的圖可防止超過需要地限 制氣門升程的控制范圍并且可盡可能多地保持由于控制氣門^Mt特性以控 制進氣的作用。
接下來，將說明氣門升程的控制的另一種方法。圖13是用于說明該方 法的流程圖。該流程圖中所示的控制程序由ECU22每經(jīng)過中斷一定時間間 隔而執(zhí)行。該控制程序基本與圖9的控制程序相同。也就是說，該控制程序 的步驟601和603的控制內(nèi)容與圖9控制程序的步驟401和403的控制內(nèi)容相 似，因此這里將省略對其的說明。 在該控制程序中，在與步驟403相對應(yīng)的步驟603獲得氣缸的進氣差異 D之后，程序前進到步驟605，在步驟605中選擇用于獲得目標氣門升程LM 的校正量Z的圖。也就是說，使用該方法，諸如圖14中由zl、 z2和z3所示的 圖被預(yù)先制備。在步驟605中，根據(jù)進氣差異D從所述多張圖中選擇出一張 圖。
圖14中所示的每張圖基本與圖12中所示的圖相同，并且連接通常從內(nèi)
升程LMb的校正量Z。而且，所述圖提供了適合于估計沿zl、 z2和z3的順 序增大的進氣差異D的校正量Z。因此，在圖14中所示的圖的示例中，步驟 603中估計的進氣差異D越大，就選擇越靠近z3側(cè)的圖。應(yīng)該注意的是，這 里使用從三張圖zl到z3中選擇一張圖的情況進行說明，但是也可使用兩張 或四張以上的圖。無論是哪種情況，步驟603中估計的氣釭的進氣差異D越 大，所選擇的圖的校正量Z就越大。
在步驟605中選擇用于獲得校正量Z的圖之后，程序前進到步驟607， 在步驟607中，在步驟605中所選擇的圖用于校正目標氣門升程LM和控制 氣門升程。也就是說，當在該方法中校正目標氣門升程LM以控制氣門升 程時，當控制氣門升程時，從內(nèi)燃機等的運轉(zhuǎn)狀態(tài)獲得通常的目標氣門升 程LMb，然后基于步驟605中所選擇的圖獲得用于目標氣門升程LMb的校 正量Z，并且將校正量Z與原始目標氣門升程LMb相加以便校正目標氣門升 程LM。校正之后的目標氣門升程用于控制氣門升程。
這樣，可將氣門升程控制為大于通常情況的氣門升程并且與上述實施
用。而且，使用該方法，根據(jù)氣缸的進氣差異D和校正之前的目標氣門升 程LMb確定校正量Z的幅度，因此可防止超過需要地限制氣門升程的控制 范圍并且可盡可能多地保持由于控制氣門操作特性以控制進氣的作用。
應(yīng)該注意的是，在上述實施例中，氣門升程改變裝置9僅被設(shè)置在進氣 門2側(cè)，但是在其它實施例中，氣門升程改變裝置9也可,皮設(shè)置在排氣門3 側(cè)或可,皮i殳置在進氣門2側(cè)和排氣門3側(cè)兩者處。而且，在這種情況下，可
考慮，甚至對排氣門來說，如果操作角度或氣門升程變小，則氣缸中殘余
的廢氣將增多，因此將降低進氣；并且操作角度或氣門升程越小，越容易 出現(xiàn)氣缸的進氣差異，因此通過對于排氣門使用與上述實施例的進氣門相 似的技術(shù)，認為可更多地減小轉(zhuǎn)矩波動。
而且，在上述實施例中，在操作角度和氣門升程的氣門操作特性之間 存在某種關(guān)系，但是在其它實施例中，也可獨立地改變操作角度和氣門升 程和可僅改變操作角度或氣門升程中的任一個。
然而，如上述實施例中所述，如果為了減小轉(zhuǎn)矩波動而將氣門升程(和 /或操作角度)校正得變大，則在某些情況中，其中進氣門和排氣門都被打 開(氣門重疊)的周期的長度將變長(見圖15)。而且，如果氣門重疊的 長度以這種方式變大時，即使通過氣門升程(和/或操作角度)與進氣壓力 的共同控制將進氣(進入燃燒室中的新鮮空氣)控制為目標進氣，殘留在 燃燒室中的燃燒廢氣量(內(nèi)部EGR氣體量)也將增加，燃燒將惡化，而且 在某些情況中將發(fā)生不良轉(zhuǎn)矩波動和不發(fā)火。而且，可考慮氣門重疊的正 時隨氣門升程(和/或操作角度)的校正也改變。在這種情況下，除由于殘 余燃燒廢氣的增加導(dǎo)致的不良轉(zhuǎn)矩波動或不發(fā)火以外，在某些情況中燃料 效率將由于殘余燃燒廢氣量的減少而惡化。
因此，接下來，將說明被設(shè)計成用于防止出現(xiàn)這種問題的一個實施例。 應(yīng)該注意的是，將使用氣門升程作為氣門操作特性進行說明，但是在下面 所述的實施例中，在氣門升程和操作角度之間存在某種關(guān)系，并且可以同 樣的方式考慮操作角度。
圖16是該實施例的總體結(jié)構(gòu)。圖16的結(jié)構(gòu)基本與圖1中所示的結(jié)構(gòu)相 同。因此原則上將省略對于共同零件的說明。將圖16中所示的結(jié)構(gòu)與圖1 中所示的結(jié)構(gòu)進行比較，圖16的結(jié)構(gòu)的不同之處在于在進氣門2處設(shè)置用于 改變操作正時(打開正時)的操作正時改變裝置IO。而且，圖16的結(jié)構(gòu)還 設(shè)置有用于檢測進氣門2的操作正時的操作正時傳感器23。
通過使用這種結(jié)構(gòu)，在本實施例中，可改變進氣門2的氣門升程以及改 變操作正時。而且，通過該事實，在本實施例中，在校正氣門升程的情況
中，氣門重疊的長度和正時與氣門升程的校正之前的氣門重疊的長度和正 時相接近或相一致。
更具體地說，在確定目標氣門升程的校正量時，根據(jù)校正量(或校正 之后的目標氣門升程)，可獲得其中氣門重疊在校正之后的目標氣門升程 的情況下的長度和正時將與氣門重疊在校正之前的目標氣門升程的情況下 的長度和正時相接近或相一致的操作正時，并且在控制用以校正目標氣門 升程的氣門升程的同時將操作正時改變?yōu)樗@得的操作正時。
圖17示出校正氣門升程并改變操作正時的情況的示例。在圖17中所示 的示例中，操作正時在進氣門2的氣門升程的校正的同時延遲，并且氣門重 疊在校正之后的氣門升程的情況下的長度和正時與氣門重疊在校正之前的 氣門升程的情況下的長度和正時相一致。
如從該示例中可明白的，在本實施例中，當排氣門3的氣門升程和操作 正時固定時，通過適當?shù)卦O(shè)定進氣門2的操作正時，可使得氣門重疊在校正 之后的氣門升程的情況下的長度和正時與氣門重疊在校正之前的氣門升程 的情況下的長度和正時相 一致。
而且，這樣，可抑制易于在校正目標氣門升程以控制氣門升程并從而 改變氣門重疊的長度和正時以及改變殘余燃燒廢氣的量時出現(xiàn)的上述麻煩 (不良轉(zhuǎn)矩波動等)的出現(xiàn)。
應(yīng)該注意的是，上述內(nèi)容對將操作正時改變裝置10設(shè)置在進氣門2處的 情況下作出了說明，但是甚至當將操作正時改變裝置10設(shè)置在排氣門3處 時，通過適當?shù)卦O(shè)定排氣門3的操作正時，也可使得氣門重疊在進氣門2的 氣門升程的校正的情況下的長度和正時與在氣門升程的校正之前的情況相 一致。在這種情況中，可抑制易于在校正目標氣門升程以控制氣門升程并 從而改變氣門重疊的長度和改變殘余燃燒廢氣的量時出現(xiàn)的不良轉(zhuǎn)矩波動 等。
而且，在另一個實施例中，可使得校正氣門升程時的氣門重疊的長度 比氣門升程的校正之前的氣門重疊的長度要短，以便更可靠地抑制由于用
以控制氣門升程的目標氣門升程的校正而改變的殘余燃燒廢氣量所導(dǎo)致出 現(xiàn)的麻煩，例如轉(zhuǎn)矩波動。
也就是說，在通過氣門升程與進氣壓力的氣門操作特性的共同控制而 控制進氣(進入燃燒室中的新鮮空氣)時，如果在控制氣門升程時將目標 氣門升程校正得變大以保持相同的目標進氣，例如必需將節(jié)氣門控制在關(guān) 閉側(cè)等，以便減小進氣壓力。通過以這種方式減小進氣壓力，由于這種作 用，即使使得氣門重疊的長度與氣門重疊在氣門升程的校正之前的長度相 同，殘余燃燒廢氣量也易于增加。也就是說，進氣壓力的減少量使得燃燒 廢氣量易于殘留在燃燒室中。
因此，在這種情況中，優(yōu)選使得氣門重疊在氣門升程的校正時的長度 比氣門重疊在氣門升程的校正之前的長度要短，以便防止殘余燃燒廢氣量 由于進氣壓力的下降而增加。
更具體地說，在確定目標氣門升程的校正量時，根據(jù)校正量(或校正 之后的目標氣門升程)獲得其中氣門重疊在校正之后的目標氣門升程的情 況下的長度比氣門重疊在校正之前的目標氣門升程的情況下的長度要短的 操作正時，并且在通過校正的目標氣門升程控制氣門升程的同時將操作正 時改變?yōu)樗@得的操作正時。
這樣，可防止殘余燃燒廢氣量由于進氣壓力的下降而增加，因此可使 得進氣為目標進氣，并且可更可靠地抑制由于目標氣門升程的校正以控制 氣門升程而改變的殘余燃燒廢氣量所導(dǎo)致發(fā)生的麻煩，例如轉(zhuǎn)矩波動。
而且，在這種情況中，優(yōu)選根據(jù)控制進氣所需的進氣壓力由于校正目 標氣門升程以控制氣門升程而改變的幅度(進氣壓力的下降)設(shè)定縮短重 疊長度的程度。這是由于燃燒廢氣易于殘留在燃燒室中的程度是由控制進 氣所需的進氣壓力由于校正目標氣門升程以控制氣門升程而改變的幅度 (進氣壓力的下降)確定的。
因此，這樣，可4吏得在校正目標氣門升程的同時控制氣門升程的情況 中的殘余燃燒廢氣量與在沒有校正目標氣門升程時控制氣門升程的情況中 的殘余燃燒廢氣量相接近或相一致。而且，由此，可更可靠地抑制易于由
于在控制氣門升程時校正目標氣門升程以使其正好增大一預(yù)定校正量而發(fā) 生的麻煩例如轉(zhuǎn)矩波動，并且可抑制由于超過需要地縮短氣門重疊的長度 導(dǎo)致發(fā)生的麻煩例如泵損失的增加。
而且，在另一個實施例中，可在進氣門2和排氣門3兩者處設(shè)置操作正 時改變裝置。在這種情況下，可改變氣門重疊的長度和正時，因此可在考 慮燃料效率和轉(zhuǎn)矩波動等以及氣門升程的校正1^出上將校正之后的氣門重 疊的長度和正時i殳定為最佳。
也就是說，在確定氣門升程的校正量時，考慮燃料效率、轉(zhuǎn)矩波動等， 根據(jù)校正量(或校正之后的氣門升程)獲得用于使得氣門重疊在校正氣門 升程的情況下的長度和正時最佳化的進氣門2和排氣門3的操作正時，校正 氣門升程，同時將操作正時改變?yōu)樗@得的操作正時。這樣，隨著氣門升 程的校正可實現(xiàn)燃料效率和轉(zhuǎn)矩波動的提高。
盡管已結(jié)合附圖中所示的幾個實施例說明了本發(fā)明，但是所迷實施例 僅是說明性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍應(yīng)由其權(quán)利要求書限制，并且 在不脫離權(quán)利要求書的范圍的前提下可對本發(fā)明作出改變和修正。
附圖標記列表1...內(nèi)燃機主體
2...進氣門
3...排氣門
8...氣釭中的燃燒室9..氣門升程改變裝置
10...操作正時改變裝置
56，..節(jié)氣門
57...空燃比傳感器。
權(quán)利要求
1.一種多缸內(nèi)燃機的控制裝置，它設(shè)置有用于控制進氣門和排氣門中的至少一個氣門的氣門操作特性的氣門操作特性控制裝置，所述多缸內(nèi)燃機的控制裝置估計氣缸的進氣差異并根據(jù)估計的進氣差異限制所述氣門操作特性的控制范圍，其中，所述控制裝置控制作為所述氣門操作特性的操作角度；并且在估計所述進氣差異時的所述操作角度越大，它將所述操作角度的控制范圍的下限設(shè)定得越大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于多缸內(nèi)燃機的控制裝置。所述多缸內(nèi)燃機(1)的控制裝置設(shè)置有用于控制進氣門(2)和排氣門(3)中的至少一個氣門的氣門操作特性的氣門操作特性控制裝置(9)，所述多缸內(nèi)燃機的控制裝置估計氣缸的進氣差異并根據(jù)所述估計的進氣差異限制所述氣門操作特性的控制范圍。
文檔編號F02D41/00GK101173635SQ20071016663
公開日2008年5月7日 申請日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者不破直秀, 中坂幸博, 加賀智之, 平工惠三, 橋爪明, 角岡卓, 金井弘 申請人:豐田自動車株式會社