CN101646850B - 内燃机的控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制装置，包括：检测对内燃机的停止要求的检测单元；节气门关闭控制单元，其在检测到所述停止要求时将节气门的开度调节至发动机停止节气门开度，所述发动机停止节气门开度小于当前开度；发动机停止检测单元，其检测所述内燃机的停止；以及发动机停止排气门控制单元，其调节在内燃机重新起动时最初处于进气冲程的特定进气冲程气缸的排气门的打开/关闭特性，使得当所述节气门的开度被调节至所述发动机停止节气门开度并且检测到所述内燃机的停止时，所述排气门具有发动机停止排气门打开/关闭特性，所述排气门的关闭正时通过所述发动机停止排气门打开/关闭特性比所述排气门的当前关闭正时更延迟。

Description

内燃机的控制装置和方法
技术领域
本发明总地涉及内燃机的控制装置和方法，更具体地，本发明涉及用于设置有节气门、进气门和排气门的内燃机的控制装置和方法，在内燃机处于静止状态时控制气缸内的状态的控制装置和方法。
背景技术
日本专利申请公开No.JP-2005-48718(JP-A-2005-48718)描述了一种防止内燃机起动时发生自燃的系统。该系统确定在发出起动内燃机的要求时所述内燃机中冷却剂的温度是否等于或高于预定温度。如果确定当内燃机起动时冷却剂的温度等于或高于预定温度，则很可能将发生自燃。
在这种情况下，根据相关技术的所述系统采用将进气门的关闭正时设定至最大延迟关闭正时来开始内燃机的起动。然后，在检测到初始燃烧时，进气门的关闭正时提前到正常关闭正时。如果是采用将进气门的关闭正时设定至最大延迟关闭正时来开始内燃机的起动，那么就可以抑制曲柄转动期间燃烧室内的压力增大。因此，燃烧室内的压力调节为不会达到很可能在内燃机起动时发生自燃的压力范围的下限。结果，防止了自燃的发生。日本专利申请公开No.JP-2005-69049(JP-A-2005-69049)、日本专利申请公开No.JP-2002-259288(JP-A-2002-295288)和日本专利申请公开No.JP-2003-262138(JP-A-2003-262138)中描述了其它的相关技术。
已经提出了执行所谓经济运转(eco-run)控制以自动地停止和起动内燃机的系统，来改善内燃机的燃料效率。更具体地，当内燃机的运行状态满足预定停止条件时，执行经济运转控制的系统自动地停止内燃机的运行。当内燃机已经停止运行之后满足预定的起动条件时，所述系统自动地起动内燃机的运行。
然而，当执行上述经济运转控制时，内燃机可能在短时间内频繁地停止和起动。因此，在许多情况下，内燃机在内燃机停止之后气缸内的温度仍然高的时候起动。当气缸内的温度高时有可能发生自燃。可以通过执行根据上述相关技术的控制来防止自燃的发生。然而在这种情况下，每次内燃机起动时都需要检测所需的冷却剂的温度、确定冷却剂的温度是否等于或高于预定的温度以及将进气门的关闭正时设定至最大延迟关闭正时。然而，如果关闭正时在内燃机起动时为最大延迟关闭正时，那么由于压缩比的降低等原因而会使内燃机的稳定性变差。当内燃机在短时间内频繁地自动停止和起动时，例如在执行经济运转控制时，期望执行内燃机以较高稳定性起动的控制。
发明内容
本发明提供用于内燃机的控制装置和方法，用来防止内燃机起动时的自燃，而改善起动性。
本发明的第一个方面提供一种控制装置，包括停止要求检测单元、节气门关闭单元、发动机停止检测单元和发动机停止排气门控制单元。停止要求检测单元检测对内燃机的停止要求。节气门关闭单元在检测到所述停止要求时将布置在所述内燃机的进气管中的节气门的开度调节至发动机停止节气门开度，其中所述发动机停止节气门开度小于当前开度。发动机停止检测单元检测所述内燃机的停止。发动机停止排气门控制单元调节在内燃机重新起动时最初处于进气冲程的特定进气冲程气缸的排气门的打开/关闭特性，使得当所述节气门的开度被调节至所述发动机停止节气门开度并且检测到所述内燃机的停止时，所述排气门具有发动机停止排气门打开/关闭特性，所述排气门的关闭正时通过所述发动机停止排气门打开/关闭特性比所述排气门的当前关闭正时更延迟。
根据本发明的第一个方面，本发明的第二个方面可还包括：冷却剂温度检测单元，其检测所述内燃机的冷却剂温度；以及冷却剂温度确定单元，其确定所述冷却剂温度是否等于或高于基准冷却剂温度，其中在确定冷却剂温度等于或高于所述基准冷却剂温度时，所述节气门关闭单元进一步将所述节气门的开度调节至所述发动机停止节气门开度。
根据本发明的第一个或第二个方面，本发明的第三个方面可还包括：进气温度检测单元，其检测所述内燃机的进气温度；以及进气温度确定单元，其确定所述进气温度是否等于或高于基准进气温度，其中在确定所述进气温度等于或高于所述基准进气温度时，所述节气门关闭单元进一步将所述节气门的开度调节至所述发动机停止节气门开度。
根据本发明的第一个至第三个方面中的任一个方面，本发明的第四个方面可还包括：停止位置检测单元，其当所述内燃机停止时检测所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及停止位置确定单元，其确定所述停止位置是否在从进气冲程的上止点到通过从所述进气冲程的所述上止点延迟90度所获得的位置的停止范围内，其中在确定所述停止位置在所述停止范围内时，所述发动机停止排气门控制单元进一步将所述排气门的打开/关闭特性调节至所述发动机停止排气门打开/关闭特性。
根据本发明的第一个至第四个方面中的任一个方面，本发明的第五个方面可还包括：流逝时间检测单元，其检测从所述节气门被调节至所述发动机停止节气门开度后流逝的流逝时间；流逝时间确定单元，其确定所述流逝时间是否等于或长于基准时间；基准节气门控制单元，其在所述流逝时间等于或长于所述基准时间时将所述节气门的开度设定至当所述内燃机停止时所使用的基准开度；以及起动前排气门控制单元，其在所述节气门的开度被设定至所述基准开度时将所述排气门的所述打开/关闭特性设定至当内燃机重新起动时所使用的发动机起动排气门打开/关闭特性。
根据本发明的第一个至第五个方面中的任一个方面，本发明的第六个方面可还包括：冷却剂温度检测单元，其检测所述内燃机的冷却剂温度；以及发动机停止排气门打开/关闭特性设定单元，其基于冷却剂温度设定所述发动机停止排气门打开/关闭特性。
根据本发明的第一个至第六个方面中的任一个方面，本发明的第七个方面可还包括：进气温度检测单元，其检测所述内燃机的进气温度；以及发动机停止排气门打开/关闭特性设定单元，其基于进气温度设定所述发动机停止排气门打开/关闭特性。
根据本发明的第一个至第七个方面中的任一个方面，本发明的第八个方面可还包括：停止位置检测单元，其检测所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及发动机停止排气门打开/关闭特性设定单元，其基于所述停止位置设定所述发动机停止排气门打开/关闭特性。
根据本发明的第一个至第八个方面中的任一个方面，本发明的第九个方面可还包括：发动机停止进气门控制单元，其调节所述特定进气冲程气缸的进气门的打开/关闭特性，使得当所述节气门的开度被调节至所述发动机停止节气门开度并且所述内燃机停止时，所述进气门的开度变为发动机停止基准开度。
根据本发明的第九个方面，本发明的第十个方面可还包括：冷却剂温度检测单元，其检测所述内燃机的冷却剂温度；以及发动机停止基准开度修正单元，其基于冷却剂温度修正所述发动机停止基准开度。
根据本发明的第九个或第十个方面，本发明的第十一个方面可还包括：进气温度检测单元，其检测所述内燃机的进气温度；以及发动机停止基准开度修正单元，其基于进气温度修正所述发动机停止基准开度。
根据本发明的第九个至第十一个方面中的任一个方面，本发明的第十二个方面可还包括：停止位置检测单元，其检测所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及发动机停止基准开度修正单元，其基于所述停止位置修正所述发动机停止基准开度。
根据本发明的第九个至第十二个方面中的任一个方面，本发明的第十三个方面可还包括：流逝时间检测单元，其检测从所述节气门的开度被调节至所述发动机停止节气门开度后所流逝的流逝时间；流逝时间确定单元，其确定所述流逝时间是否等于或长于基准时间；以及起动前进气门控制单元，其在确定所述流逝时间等于或长于所述基准时间时将所述进气门的开度设定至当所述内燃机重新起动时的发动机起动进气门打开/关闭特性。
根据本发明的第九个至第十三个方面中的任一个方面，本发明的第十四个方面可构造成使得所述发动机停止节气门开度为所述节气门的开度完全关闭的开度。
根据本发明的第一个至第十三个方面中的任一个方面，本发明的第十五个方面可还包括：冷却剂温度检测单元，其检测所述内燃机的冷却剂温度；以及发动机停止节气门开度设定单元，其基于冷却剂温度设定所述发动机停止节气门开度。
根据本发明的第一个至第十三个方面中的任一个方面，本发明的第十六个方面可还包括：进气温度检测单元，其检测所述内燃机的进气温度；以及发动机停止节气门开度设定单元，其基于进气温度设定所述发动机停止节气门开度。
根据本发明的第一个至第十六个方面中的任一个方面，本发明的第十七个方面可还包括：开度检测单元，其检测所述内燃机处于静止状态时进气门的开度和排气门的开度；以及燃料喷射量设定单元，其基于所述进气门的开度、所述排气门的开度和所述发动机停止节气门开度设定所述特定进气冲程气缸在所述内燃机起动时的燃料喷射量。
根据本发明的第一个至第十七个方面中的任一个方面，本发明的第十八个方面可还包括：开度检测单元，其检测所述内燃机处于静止状态时进气门的开度和排气门的开度；以及点火正时设定单元，其基于所述进气门的开度、所述排气门的开度和所述发动机停止节气门开度设定所述内燃机起动时的点火正时。
根据本发明的第一个至第十八个方面中的任一个方面，本发明的第十九个方面可还包括：停止条件确定单元，其基于所述内燃机的运行状态确定是否满足所述内燃机的停止条件；发动机停止单元，其在确定满足所述停止条件时停止所述内燃机；起动条件确定单元，其在所述内燃机已经停止之后确定是否满足起动条件；以及发动机起动单元，其在确定满足所述起动条件时起动所述内燃机。
本发明的第二十个方面提供一种控制内燃机的方法，包括：检测对所述内燃机的停止要求；在检测到所述停止要求时将布置在所述内燃机的进气管中的节气门的开度调节至发动机停止节气门开度，其中所述发动机停止节气门开度小于当前开度；检测所述内燃机的停止；以及调节在内燃机重新起动时最初处于进气冲程的特定进气冲程气缸的排气门的打开/关闭特性，使得当所述节气门的开度被调节至所述发动机停止节气门开度并且检测到所述内燃机停止时，所述排气门具有发动机停止排气门打开/关闭特性，所述排气门的关闭正时通过所述发动机停止排气门打开/关闭特性而比所述排气门的当前关闭正时更延迟。
根据本发明的第一个方面，当检测到停止内燃机的要求时，将布置在所述内燃机的进气管中的节气门的开度调节至小于当前开度的发动机停止节气门开度，并且当检测到内燃机停止时，将在内燃机重新起动时最初处于进气冲程的特定进气冲程气缸的排气门的打开/关闭特性调节至发动机停止排气门打开/关闭特性，所述排气门的关闭正时通过所述发动机停止排气门打开/关闭特性而比所述排气门的当前关闭正时更延迟。从而，通过将节气门设定至关闭侧，而在邻近进气口的一侧产生负压。在这种状态下，当所述特定进气冲程气缸的排气门延迟时，所述排气门被打开。从而，由于在进气口侧产生的负压，所以排气口旁边的废气被吸入到气缸中，从而能够增大再循环回最初处于进气冲程的气缸中的废气量。因此，因为在内燃机重新起动时能够降低特定气缸中新鲜空气量在进气量中的比率，所以可防止发生自燃。此外，在发出停止内燃机的要求之后立即初始化上述控制并且在停止控制期间执行上述控制。从而，与内燃机起动时执行自燃防止控制的情况相比，能够改善起动性。
根据本发明的第二个或第三个方面，当内燃机的冷却剂温度或进气温度等于或高于基准温度时，节气门的开度被调节至发动机停止节气门开度。也就是，仅仅当有可能在内燃机起动时发生自燃的时候，产生负压以增加再循环回到气缸中的废气量。因此，能够仅仅在需要时有效地执行自燃防止控制。
根据本发明的第四个方面，仅仅当特定进气冲程气缸的活塞的停止位置在内燃机停止时处于进气冲程的从上止点到通过从进气冲程的上止点延迟90度而获得的位置的停止范围内时，节气门的开度被调节至发动机停止节气门开度。从而，当能够通过产生负压以增加再循环回到气缸中的废气量来有效地防止自燃时，能够选择性地执行自燃防止控制。
根据本发明的第五个方面，当从节气门的开度被调节至发动机停止节气门开度后流逝的流逝时间等于或长于基准时间时，节气门的开度被设定至基准节气门开度，该基准节气门开度为内燃机处于静止状态时所使用的基准开度，同时，排气门的打开/关闭特性被设定至在内燃机重新起动时所使用的发动机起动排气门打开/关闭特性。如此，因为能够在内燃机处于静止状态时完成自燃防止控制并且能够基于在内燃机重新起动时建立的运行状态将节气门的开度设定至排气门打开/关闭特性，所以能够进一步改善起动性。
根据本发明的第六个至第八个方面中的任一个方面，基于内燃机的冷却剂温度、内燃机的进气温度或特定进气冲程气缸的活塞的停止位置设定发动机停止排气门打开/关闭特性。从而，能够控制再循环回到特定进气冲程气缸中的废气量，由此能够进一步可靠地防止内燃机起动时发生自燃。
根据本发明的第九个方面，调节特定进气冲程气缸的进气门的打开/关闭特性，使得当节气门的开度被调节至发动机停止节气门开度并且内燃机停止时，所述进气门的开度变为发动机停止基准开度。如此，因为能够使得进气口侧的开度不变，所以能够进一步精确地调节再循环回到气缸中的废气量。从而，能够进一步可靠地防止内燃机起动时发生自燃。
根据本发明的第十个至第十二个方面中的任一个方面，基于内燃机的冷却剂温度、内燃机的进气温度或特定进气冲程气缸的活塞的停止位置修正进气门的发动机停止基准开度。从而，能够基于自燃发生的可能性控制再循环回到特定进气冲程气缸中的废气量，由此能够进一步可靠地防止内燃机起动时发生自燃。
根据本发明的第十三个方面，当从节气门的开度被调节至发动机停止节气门开度后流逝的流逝时间等于或长于基准时间时，所述进气门的打开/关闭特性被设定至在内燃机重新起动时的发动机起动进气门打开/关闭特性。因为能够在内燃机停止时将进气门控制为内燃机起动时建立的进气门状态，所以能够进一步改善起动性。
根据本发明的十四个方面，发动机停止节气门开度为所述节气门的开度完全关闭的开度。如此，能够增大进气口侧的负压，同时执行停止内燃机的控制。结果，能够可靠地使废气流回到气缸中，由此增加再循环回到气缸中的废气量。
根据本发明的第十五个或第十六个方面，基于冷却剂温度或进气温度设定内燃机停止时的发动机停止节气门开度。从而，通过基于自燃的可能性调节节气门的开度，能够控制产生的负压的大小。如此，能够基于冷却剂温度或进气温度调节再循环回到特定进气冲程气缸中的废气量，由此能够进一步可靠地防止内燃机起动时发生自燃。
根据本发明的第十七个方面，基于在内燃机停止时进气门的开度和排气门的开度以及发动机停止节气门开度设定在所述内燃机起动时的燃料喷射量。从而，能够基于特定进气冲程气缸在所述内燃机起动时的状态来设定合适的燃料喷射量。结果，能够进一步改善起动性。
根据本发明的第十八个方面，基于内燃机停止时所述进气门的开度和所述排气门的开度以及发动机停止节气门开度设定所述内燃机起动时的点火正时。从而，能够基于特定进气冲程气缸在所述内燃机起动时的状态来设定合适的点火正时。结果，能够进一步改善起动性。
根据本发明的第十八个方面，在确定满足停止条件时停止所述内燃机，在确定满足起动条件时起动所述内燃机。如上所述，当基于内燃机的运行状态自动地确定发动机停止或发动机起动，并且自动地执行发动机停止或发动机起动时，假定内燃机试图在缸内温度高的情况下起动而因此增大了发生自燃的可能性。从而通过本发明能更有效地防止自燃的发生。此外，当执行停止内燃机的控制时，执行根据本发明的第十九个方面的自燃防止控制，从而能够改善起动性。附图说明从以下参考附图的实施例的说明中本发明的前述和进一步的特征和优点将会变得明显，其中相同的或对应的部分用相同的附图标记表示，其中：图1为示出了根据本发明第一个实施例的系统的结构的示意图；图2为在根据本发明的第一个实施例的自燃防止控制中用于延迟排气门的气门正时的控制曲线图；图3为根据本发明的第一个实施例的自燃防止控制的正时图；图4为本发明的第一个实施例中由ECU执行的节气门开度控制的程序的流程图；图5A和图5B为本发明的第一个实施例中由ECU执行的排气门打开/关闭特性控制的程序的流程图；图6为在本发明的第二个实施例的排气门的气门正时中冷却剂温度和修正的延迟量之间的关系曲线图；图7为在根据本发明的第二个实施例的自燃防止控制中基于冷却剂温度延迟排气门的气门正时的控制曲线图；图8为在本发明的第二个实施例的排气门的气门正时中布置在特定气缸中的活塞在进气冲程期间停止的位置和修正的延迟量之间的关系曲线图；图9为在根据本发明的第二个实施例的自燃防止控制中基于活塞停止位置的排气门正时延迟控制的曲线图；图10A和图10B为本发明的第二个实施例中由ECU执行的排气门打开/关闭特性控制的程序的流程图；图11为在根据本发明的第三个实施例的自燃防止控制中控制进气门的曲线图；图12A和图12B为本发明的第三个实施例中由ECU执行的排气门打开/关闭特性控制的程序的流程图；图13为在本发明的第四个实施例的进气门的气门正时中冷却剂温度和提前修正量之间的关系曲线图；图14为在根据本发明的第四个实施例的自燃防止控制中基于冷却剂温度提前进气门的气门正时的控制曲线图；图15为在本发明的第四个实施例的进气门的气门正时中布置在特定气缸中的活塞在进气冲程期间停止的位置和修正的提前量之间的关系曲线图；图16为在根据本发明的第四个实施例的自燃防止控制中基于进气门停止位置提前进气门的气门正时的控制曲线图；图17A和图17B为本发明的第四个实施例中由ECU执行的进气门/排气门打开/关闭特性控制的程序的流程图；图18为在本发明的第五个实施例中冷却剂温度和节气门停止的开度之间的关系曲线图；图19为本发明的第五个实施例中由ECU执行的节气门开度控制的程序的流程图；图20为本发明的第六个实施例中节气门停止的开度和对燃料喷射量的修正量之间的关系曲线图；图21为本发明的第六个实施例中排气门的开度和对燃料喷射量的修正量之间的关系曲线图；图22为本发明的第六个实施例中进气门的开度和对燃料喷射量的修正量之间的关系曲线图；图23为本发明的第六个实施例中由ECU执行的燃料喷射量控制的程序的流程图；图24为本发明的第六个实施例中由ECU执行的燃料喷射量控制的程序的流程图；图25为本发明的第七个实施例中节气门停止的开度和点火正时之间的关系曲线图；图26为本发明的第七个实施例中排气门的开度和点火正时之间的关系曲线图；图27为本发明的第七个实施例中进气门的开度和点火正时之间的关系曲线图；图28为本发明的第七个实施例中由ECU执行的点火正时控制的程序的流程图；以及图29为本发明的第七个实施例中由ECU执行的点火正时控制的程序的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。相同的或相应的部分将用相同的附图标记表示，并且以下其详细说明仅仅出现一次。本发明的第一个实施例根据本发明第一个实施例的系统的结构
图1为示出了根据本发明第一个实施例的内燃机系统的结构的示意图。图1中所示的系统包括内燃机10。内燃机10包括气缸12。尽管图1仅仅示出了一个气缸12的横截面，然而内燃机10实际上包括多个气缸12。在气缸12的每个中都布置有活塞14。各个活塞14通过连杆连接至曲轴(未示出)。各个气缸12上装配有检测冷却剂温度的冷却剂温度传感器(冷却剂温度检测单元)15。在曲轴附近设置有发送表示内燃机10转速的信号的发动机速度传感器16。
在形成于气缸12中活塞14上方位置处的燃烧室18的顶部(气缸盖)处装配有火花塞20，使得火花塞20设置在末端的火花隙突入到燃烧室18中。火花塞20通过火花放电点燃供给到燃烧室18中的燃料。通过致动器22电气地控制火花塞20点燃燃料的点火正时。
在内燃机10的各个气缸12的进气口24中布置有进气门26，在内燃机10的各个气缸12的排气口28中布置有排气门30。可变气门机构32和可变气门机构34分别连接至进气门26和排气门30。可变气门机构32改变相应气缸12的进气门26的打开/关闭特性(例如，打开/关闭正时和升程量)，这种改变独立于其它气缸12的进气门26的打开/关闭特性。类似地，可变气门机构34改变相应气缸12的排气门30的打开/关闭特性(例如，打开/关闭正时和升程量)，这种改变独立于其它气缸12的排气门30的打开/关闭特性。
内燃机10包括进口喷射器36，该进口喷射器36布置成使得其末端处形成面对进气口24的喷射口。进口喷射器36为将燃料喷射到进气口24中的燃料喷射装置。从进口喷射器36喷射的燃料在进气口24中与空气混合，并且空-燃混合气进入气缸12中。
由所有的气缸12共享的进气管40连接至气缸12的进气口24。在进气管40中设置有电控节气门42。通过改变节气门42的开度来调节流入进气管40中的空气的流量。基于例如通过操作加速踏板而发出的加速或减速车辆的要求，通过致动器44电气地控制节气门42的开度(以下在合适的地方称为“节气门开度”)。节气门开度可独立于加速踏板操作量进行控制。
在进气管40中节气门42上游的位置处设置有空气流量计46。空气流量计46发送表示流入进气管40的空气流量的信号。进气温度传感器48(进气温度检测单元)嵌入到空气流量计46中。进气温度传感器48发生表示穿过空气流量计46的空气温度的信号。
根据本发明第一个实施例的内燃机系统包括用作内燃机10的控制单元的ECU(电子控制单元)50。ECU 50电连接至各种传感器，例如冷却剂温度传感器15、发动机速度传感器16、空气流量计46、进气温度传感器48和加速踏板操作量传感器52，ECU 50还电连接至用于火花塞20的致动器22、用于节气门42的致动器44、可变气门机构32和34等等。ECU 50从各种传感器获得涉及内燃机10的运行状态等的信息。ECU 50基于获得的信息进行计算以控制内燃机10的运行状态。更具体地，当发出起动内燃机10的要求时，ECU 50驱动起动器，使起动器的齿轮与内燃机10侧的齿轮啮合，由此用曲轴开动内燃机10。同样，ECU 50基于获得的信息准备用于控制点火正时、节气门开度、进气门的打开/关闭正时、排气门的打开/关闭正时等的控制信号，并且在需要时将该控制信号发送至致动器22和44以及可变气门机构32和34。
内燃机系统还包括用作经济运转控制单元的ECO-ECU54。ECO-ECU 54通过在内燃机10怠速时发出停止内燃机10的要求以及在车辆起步之前立即发出起动内燃机10的要求来执行经济运转控制。更具体地，ECO-ECU 54确定是否满足预定的停止条件，例如，车速是否为零和是否进行了刹车操作。当确定满足预定的停止条件时，ECO-ECU 54向ECU 50发出停止内燃机10的要求。另一方面，当确定所述停止条件中至少一个不再满足时(当满足起动条件时)，ECO-ECU 54向ECU 50发出起动内燃机10的要求。ECU 50根据ECO-ECU 54发出的停止或起动内燃机10的要求来执行停止或起动内燃机10的控制。根据本发明第一个实施例的系统中的特殊控制
如上所述，内燃机10在经济运转控制单元的控制下频繁地停止和起动。在这种情况下，尤其是当内燃机10起动时，冷却剂温度和进气温度高。同样，在内燃机10处于静止状态的时候，当活塞14在停止时处于接近进气冲程中的BDC(下止点)的位置上时，在气缸12中可能出现大量的空气并且气缸12中空气的温度可能会变高。因此，尤其在内燃机10起动时出现的第一个压缩冲程中，空-燃混合气的温度可能会变高，由此在火花塞20点燃燃料之前可能在气缸12中自发地开始燃烧(即，可能发生自燃)。自燃的出现可能引起振动、降低燃烧效率、由于燃烧效率的降低而导致内燃机10的起动性变差等。因此，根据本发明第一个实施例的系统执行自燃防止控制(下面将会详细描述)，以防止内燃机10在经济运转控制下起动时可能发生的自燃。
当满足下面的条件1)和2)时执行自燃防止控制。条件1)是内燃机10中冷却剂的温度等于或高于基准温度。该基准温度例如通过试验提前设定。如果冷却剂温度等于或高于基准温度，那么在内燃机10起动时很可能会发生自燃。条件2)是布置在当内燃机10起动时所有气缸中最先出现进气冲程的第一气缸(以下称为“最初进气冲程气缸”)中的活塞14的停止位置处于从进气冲程的上止点到所述进气冲程的上止点之后90度位置的范围(以下称为“停止范围”)内。当活塞的停止位置(以下在合适的地方称为“活塞停止位置”)处于该停止范围内时，通过在内燃机起动时执行自燃防止控制来有效地防止自燃。
当满足上述条件1)和2)时，如果检测到ECO-ECU 54发出停止内燃机10的要求，那么将节气门42的开度调节至零(即，发动机停止节气门开度)。从而，在从检测到发出停止内燃机10的要求到内燃机10实际停止的这一段时期内，在进气管40中节气门42的下游位置处形成负压，并且该负压逐渐增大。
图2为示出了在本发明第一个实施例中执行自燃防止控制时的排气门30的打开/关闭特性的曲线图。在图2中，横坐标轴代表曲柄角，纵坐标轴代表进气门26和排气门30的升程量。当内燃机10在经济运转控制下停止时，排气门30的打开/关闭特性通常被调节至基准打开/关闭特性，该基准打开/关闭特性在常规停止控制中设定并且在图2中用实线EV0表示。
当满足上述条件1)和2)并因此执行自燃防止控制时，最初进气冲程气缸中的排气门30的打开/关闭特性被调节至由图2中的实线EV1表示的内燃机10处于静止状态时的打开/关闭特性。也就是，对于根据本发明第一个实施例的系统，当执行自燃防止控制时，最初进气冲程气缸中的排气门30的打开/关闭特性被调节至打开/关闭特性(EV1)(发动机停止打开/关闭特性)，该打开/关闭特性(EV1)是通过对在常规停止控制中设定的排气门30的打开/关闭特性(EV0)进行修正使排气门30的气门正时延迟而获得的。结果，排气门30的关闭正时延迟。排气门30的关闭正时的延迟量被预先设定至预定基准延迟量X0。如果排气门30的关闭正时延迟基准延迟量X0，那么排气门30的关闭正时至少在最初进气冲程气缸中的活塞14停止之后。也就是，在自燃防止控制期间，最初进气冲程气缸的排气门30通过用于延迟排气门30关闭正时的控制而保持打开。
在用于停止内燃机10的控制期间，已经通过执行用于完全关闭节气门42的控制而在进气管40中靠近进气口24的位置处形成高的负压。因此，如果最初进气冲程气缸的排气门30在这种状态下打开，那么废气通过排气口28流入气缸12。结果，增加了再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量。
图3为内燃机10处于静止状态时执行自燃防止控制的正时图。如图3所示，如果检测到停止内燃机10的要求，那么开始燃料供给截止操作，节气门42在时刻T1完全关闭。
之后，当确定内燃机停止时，更具体地，在发动机速度等于零的时刻T2，排气门30的打开/关闭特性被调节至预定打开/关闭特性(EV1)，使得排气门30的关闭正时延迟，同时节气门42保持完全关闭。这时，因为节气门42完全关闭，所以在进气管40中靠近进气口24的位置处形成高的负压。因此，如果最初进气冲程气缸的排气口28通过延迟排气门30的关闭正时而保持打开，那么废气流入最初进气冲程气缸。
之后，在从节气门42完全关闭起所流逝的时间等于基准时间Tref的时刻T3，节气门42的开度被设定至基准节气门开度，该基准节气门开度为内燃机10处于静止状态时获得的常规开度。最初进气冲程气缸的排气门30的打开/关闭特性被设定至内燃机10起动时获得的常规打开/关闭特性(发动机起动排气门打开/关闭特性)。然后，当满足起动条件时，ECO-ECU 54向ECU 50发出起动内燃机10的要求。在时刻T4，开始起动内燃机10。当内燃机处于静止状态时执行上述控制，使得再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量增加。因此，即使当内燃机10的气缸12内的温度高时，也能防止在最初进气冲程期间发生自燃。
根据本发明第一个实施例的系统包括可变气门机构32和34，该可变气门机构32和34控制相应气缸的进气门26和排气门30，这种控制独立于其它气缸的进气门26和排气门30。因此，在自燃防止控制中，能够执行用于仅仅延迟最初进气冲程气缸的排气门30的打开/关闭特性的控制。在根据本发明第一个实施例的系统中执行的控制的详细说明
图4为在本发明第一个实施例中由ECU执行的节气门开度控制的程序的流程图。图5A和图5B为在本发明第一个实施例中由ECU执行的排气门控制的程序的流程图。图4和图5中所示的程序是彼此独立地周期性地执行的。
根据图4中的程序控制节气门开度。在图4的程序中，确定在经济运转控制下是否已经发出停止内燃机10的要求。更具体地，当满足预定条件时，例如满足车速变为零和操作制动踏板的条件时，该确定是基于ECU 50是否已经检测到由ECO-ECU 54发出的停止内燃机10的要求而做出的(S10)。当在步骤S10中确定在经济运转控制下没有发出停止内燃机10的要求时，不需要执行用于防止内燃机10重新起动时的自燃的控制。因此，终止程序。
另一方面，当在步骤S10中确定在经济运转控制下发出停止内燃机10的要求时，执行用于停止内燃机10的控制，例如燃料供给截止控制(S12)。更具体地，根据ECU 50发送的控制信号停止进口喷射器36的燃料喷射。接下来，检测冷却剂温度(S14)。更具体地，ECU 50基于冷却剂传感器15发送的信号检测内燃机10中冷却剂的温度，该冷却剂传感器15布置在内燃机10的气缸12附近。
接下来，计算基准节气门开度(S16)。基准节气门开度为在平常时刻节气门42在内燃机10处于静止状态时打开的开度，根据预先存储的脉谱图(map)进行计算。接下来，确定冷却剂温度是否等于或高于基准冷却剂温度(S18)。基准冷却剂温度例如通过实验预先确定并存储在ECU 50中。基准冷却剂温度被设定至可能发生自燃的温度范围的下限值。因此，当在步骤S18中确定冷却剂温度低于基准冷却剂温度时，将会发生自燃的可能性较低。因此，当确定冷却剂温度低于基准冷却剂温度时，将节气门42的开度调节至在步骤S16中计算的基准节气门开度，而不执行自燃防止控制(S20)，之后程序终止。
另一方面，当在步骤S18中确定冷却剂温度等于或高于基准冷却剂温度时，很有可能在内燃机10重新起动时发生自燃。因此，将节气门开度调节至零(S22)。从而，增加了在进气管40中进气口24的位置处的负压。
接下来，确定从节气门42完全关闭后流逝的时间是否等于或长于基准时间Tref(S24)。更具体地，测量从节气门42完全关闭后流逝的时间，并且确定流逝时间是否等于或长于预定的基准时间Tref。
当在步骤S24中确定流逝时间不等于或不长于预定的基准时间Tref时，然后确定是否执行用于在经济运转控制下使内燃机10保持在静止状态的控制(S26)。当确定不执行用于在经济运转控制下使内燃机10保持在静止状态的控制时，例如，如果发出起动内燃机10的要求并且在控制期间开始起动内燃机10时，程序终止。另一方面，当执行用于在经济运转控制下使内燃机10保持在静止状态的控制时，然后确定从节气门42完全关闭后流逝的时间是否等于或长于基准时间Tref(S24)。因此，通过在步骤S22中执行用于完全关闭节气门42的控制所获得的状态一直持续到确定流逝时间等于或长于预定的基准时间Tref，除非用于在经济运转控制下使内燃机10保持在静止状态的控制被中断。
当在步骤S24中确定流逝时间等于或长于预定的基准时间Tref时，将节气门开度调节至在步骤S16中计算的基准节气门开度(S20)，之后终止对节气门42的当前控制。
根据图5A和图5B中的程序控制排气门30。在图5A和图5B的程序中，确定内燃机10在经济运转控制下是否已经停止(S102)。更具体地，基于来自发动机速度传感器16的信号检测发动机速度，并且基于发动机速度是否为零来确定内燃机10在经济运转控制下是否已经停止。
接下来，检测最初进气冲程气缸中的活塞14的冷却剂温度和停止位置(S104)。基于冷却剂温度传感器15发送的信号检测冷却剂温度。在基于来自发动机速度传感器的信号确定当内燃机10重新起动时所有气缸中最先开始进气冲程的气缸(最初进气冲程气缸)之后，检测最初进气冲程气缸中的活塞14的停止位置。
接下来，计算发动机起动排气门打开/关闭特性(S106)。根据预先存储在ECU 50中的方法，将发动机起动排气门打开/关闭特性计算为在内燃机10重新起动时将会呈现的排气门30的打开/关闭特性。
接下来，确定当前冷却剂温度是够等于或高于基准冷却剂温度(S108)。当确定冷却剂温度低于基准冷却剂温度时，不太可能在内燃机10起动时发生自燃。因此，执行用于起动内燃机10的常规控制，从而排气门30的打开/关闭特性被设定至发动机起动排气门打开/关闭特性(S110)。更具体地，ECU 50计算用于与发动机起动排气门打开/关闭特性对应的可变气门机构34的控制目标值(Ex.VVT发动机起动目标值)，并且根据发动机起动控制目标值控制可变气门机构34。为此，排气门30的打开/关闭特性被调节至发动机起动排气门打开/关闭特性，之后程序终止。
另一方面，当在步骤S108中确定冷却剂温度等于或高于基准冷却剂温度时，有可能发生自燃。因此，确定最初进气冲程气缸中的活塞14的停止位置是否在从进气冲程的TDC到通过从进气冲程的TDC将气门正时延迟90度所获得的曲柄角的停止范围内(S112)。当确定活塞停止位置不在所述停止范围内时，排气门30的打开/关闭特性被调节至发动机起动排气门打开/关闭特性(S110)，之后程序终止。
另一方面，当在步骤S112中确定活塞停止位置在所述停止范围内时，读取在对最初进气冲程气缸的排气门30执行的自燃防止控制中使用的基准延迟量X0(S114)。该基准延迟量X0是预先确定的并且被存储在ECU 50中。基准延迟量X0是预先确定的排气门30的打开/关闭正时在自燃防止控制下延迟的延迟量。
接下来，最初进气冲程气缸的排气门30的打开/关闭正时延迟基准延迟量X0，并且排气门30的打开/关闭特性被设定发动机停止排气门打开/关闭特性(EV1)(S16)。更具体地，计算用于可变气门机构34的控制目标值(Ex.VVT发动机停止目标值)，其中该可变气门机构34使排气门30的打开/关闭正时延迟基准延迟量X0。根据该发动机停止目标值控制可变气门机构34。为此，最初进气冲程气缸的排气门30的打开/关闭特性被调节至发动机停止排气门打开/关闭特性(EV1)。
接下来，确定图4的程序的步骤S22中的从节气门42完全关闭后流逝的时间是否等于或长于基准时间Tref(S118)。当在步骤S118中确定流逝时间不等于或不长于基准时间Tref，那么确定是否在经济运转控制下执行用于使内燃机10保持在静止状态的控制(S120)。也就是，确定内燃机10的转速是否保持为零。当在步骤S120中确定不执行用于使内燃机10保持在静止状态的控制时，估计已经发出重新起动内燃机10的要求。因此，当前的程序终止，执行对排气门30的常规控制。
另一方面，当在步骤S120中确定执行用于使内燃机10保持在静止状态的控制时，确定从节气门42完全关闭后流逝的时间是否等于或长于基准时间Tref(S118)。因此，通过在自燃防止控制(S116)下执行用于延迟排气门30的打开/关闭正时的控制所获得的状态一直持续到确定流逝时间等于或长于基准时间Tref，除非确定内燃机10不再处于静止状态。
当在步骤S118中确定流逝时间等于或长于基准时间Tref时，排气门30的打开/关闭特性被调节至发动机起动排气门打开/关闭特性(S110)，之后程序终止。
如上所述，对于根据本发明第一个实施例的系统，当内燃机10在经济运转控制下自动停止时，将节气门42的开度调节至零。然后通过使最初进气冲程气缸的排气门30的打开/关闭正时延迟来打开排气口28。结果，在内燃机10处于静止状态时，增加了再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量，以降低新鲜空气对进气量的比率。为此，防止发生自燃。
在根据本发明的第一个实施例的控制中，在用于使内燃机10保持静止状态的控制期间执行自燃防止控制。在使内燃机10保持静止状态的控制期间，节气门42的开度被调节至内燃机10处于静止状态时使用的基准开度，并且最初进气冲程气缸的排气门30的打开/关闭特性被调节至发动机起动打开/关闭特性。因此，不需要在起动内燃机10时执行自燃防止控制。结果，能够防止发生自燃而不降低内燃机10的起动性。
在本发明的第一个实施例中，通过执行步骤S10来实施根据本发明的“停止要求检测单元”，通过执行步骤S18来实施根据本发明的“冷却剂温度确定单元”，通过执行步骤S22来实施根据本发明的“节气门关闭单元”，通过执行步骤S24来实施根据本发明的“流逝时间检测单元”和“流逝时间确定单元”，并且通过执行步骤S20来实施根据本发明的“基准节气门控制单元”。
例如，在本发明的第一个实施例中，通过执行步骤S102来实施根据本发明的“发动机停止检测单元”，通过执行步骤S104来实施根据本发明的“停止位置单元”，通过执行步骤S112来实施根据本发明的“停止位置确定单元”，通过执行步骤S116来实施根据本发明的“发动机停止排气门控制单元”，并且通过执行步骤S110来实施根据本发明的“起动前排气门控制单元”。
通过使用ECO-ECU 54确定是否满足预定的停止条件来实施根据本发明的“停止条件检测单元”。通过基于ECO-ECU 54发出的停止内燃机10的要求使用ECU 50执行用于停止内燃机10的控制，来实施根据本发明的“发动机停止单元”。通过使用ECO-ECU 54确定停止条件中的一个不再满足来实施根据本发明的“起动条件确定单元”。通过基于ECO-ECU 54发出的起动内燃机10的要求使用ECU50执行用于起动内燃机10的控制，来实施根据本发明的“发动机起动单元”。
在本发明的第一个实施例中，当冷却剂温度等于或高于基准冷却剂温度时，通过完全关闭节气门42来执行自燃防止控制。或者，例如，可以基于来自进气温度传感器48的信号检测进气温度，当进气温度等于或高于基准进气温度时，可以通过控制节气门42来执行自燃防止控制。通过确定进气温度是否等于或高于基准进气温度来实施根据本发明的“进气温度确定单元”。
当气缸12内的温度高时可能发生自燃。不仅基于冷却剂温度而且在某种程度上还基于进气温度来估计气缸12内的温度是不是高。因此，可以使用能够估计气缸12内的温度是否高到一定程度的任何单元来确定是否应当执行自燃防止控制。还可以基于诸如冷却剂温度和进气温度的多个信息来更加可靠地确定是否应当执行自燃防止控制。然而，不需要确定是否应当执行自燃防止控制。例如，当内燃机10起动时可以总是执行自燃防止控制，而不做出上述确定。在本发明的以下实施例中可做出这种改变。
在本发明的第一个实施例中，当最初进气冲程气缸中的活塞14的停止位置处于从进气冲程的TDC到通过从进气冲程的TDC将气门正时延迟90度所获得的曲柄角的停止范围内时，执行自燃防止控制。然而，不需要基于活塞停止位置来确定是否应当执行自燃防止控制。例如，当内燃机10重新起动时，不考虑活塞停止位置，可对执行进气冲程的任何气缸执行自燃防止控制。在本发明的以下实施例中可做出这种改变。
在本发明的第一个实施例中，测量从节气门42完全关闭后流逝的时间，并且当流逝时间等于或长于基准时间Tref时，终止自燃防止控制。然后，如常规控制中那样，节气门42的开度被调节至内燃机10处于静止状态时使用的基准节气门开度，并且排气门30的打开/关闭特性被设定至发动机起动排气门打开/关闭特性。然而，自燃防止控制终止的时刻不限于此。例如，测量从发动机速度变为零后流逝的时间，可基于该流逝时间是否等于或长于基准时间来确定是否应当终止自燃防止控制。或者，不需要如上所述的确定终止自燃防止控制的时刻，在已经检测到经济运转控制并且内燃机10起动的情况下自燃防止控制的时刻可被设定至确定起动内燃机10的要求的时刻。即使在这些情况下，再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量已经增加了。因此，马上开始用于起动内燃机10的控制而不会引起自燃。从而提高了内燃机10的起动性。在本发明的以下实施例中可做出这种改变。
在本发明的第一个实施例中，当执行经济运转控制时执行自燃防止控制。这是因为用于防止发生自燃而不降低内燃机10起动性的控制当在例如执行经济运转控制时内燃机10短时间内频繁停止和起动的时候特别有效。然而，不仅可以在执行经济运转控制时执行自燃防止控制，还可以在执行用于停止内燃机10然后起动内燃机10的其它控制时执行自燃防止控制。在本发明的以下实施例中可做出这种改变。
对于根据本发明的第一个实施例的系统，根据图4所示的程序和图5A和图5B所示的程序彼此独立地分别控制节气门42和排气门30。然而，只要执行上述控制，就不需要根据图4、图5A和图5B所示的程序分别控制节气门42和排气门30。可以根据除了图4和图5所示的程序以外的其它程序控制节气门42和排气门30。例如，可以根据同一个程序控制节气门42和排气门30。在本发明的以下实施例中可做出这种改变。本发明的第二个实施例
根据本发明的第二个实施例的系统具有与根据本发明的第一个实施例的系统相同的结构。除了基于冷却剂温度和最初进气冲程气缸中的活塞的停止位置来确定排气门30的打开/关闭正时在当内燃机10处于静止状态时执行的自燃防止控制中是否应当延迟基准延迟量X0之外，根据本发明的第二个实施例的系统执行与根据本发明的第一个实施例的系统相同的控制。
图6为冷却剂温度和对用于排气门30的基准延迟量X0所做的延迟修正量之间的关系曲线图。图7为当根据基于冷却剂温度修正的延迟量控制排气门30时呈现的排气门30的打开/关闭特性的曲线图。
如图6所示，用来修正基准延迟量X0的基于冷却剂的延迟修正量X1被设定成随着冷却剂温度增大而增大。因此，如图7所示，当活塞停止位置相同时，排气门30的开度被设定成在冷却剂温度高时(实线b所示)大于在冷却剂温度低时(实线a所示)的排气门30的开度。
当冷却剂温度高时，气缸12内的温度也高。因此，当内燃机10在这种状态下起动时，很有可能发生自燃。因此，随着冷却剂温度更高，排气门30的关闭正时延迟较大的量，以增大排气门30的开度。当排气门30的开度增大时，因为大量的废气被在进气管40中进气口24侧位置处产生的负压吸入到最初进气冲程气缸12中，所以流入最初进气冲程气缸12的废气量增加了。结果，随着最初进气冲程气缸内的温度更高，新鲜空气量对进气量的比率增大了。为此，即使当气缸12中的温度高时，也能可靠地防止发生自燃。
图8为活塞停止位置和对用于排气门30的基准延迟量所做的延迟修正量之间的关系曲线图。图9为当排气门30的打开/关闭正时延迟根据基于活塞停止位置修正的延迟量时呈现的排气门30的打开/关闭特性的曲线图。如图8所示，用于排气门30的延迟修正量X2被设定为随着活塞停止位置更靠近BDC而增大。
结果，如图9所示，基于停止位置的延迟修正量X2在活塞停止位置靠近BDC时大于停止位置处于进气冲程的TDC时的延迟修正量X2。当活塞14停止时随着活塞14更加靠近BDC，气缸12内的温度更高并且新鲜空气量对进气量的比率更高。因此随着活塞14更加靠近BDC，再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量应当增加，以可靠地减小新鲜空气量对进气量的比率。因此，随着活塞停止位置远离延迟侧的TDC，基于停止位置的延迟修正量X2被设定为增大。
当延迟量被设定至预定基准延迟量时，排气口30实际打开的量随着活塞停止位置远离TDC并更靠近BDC而变得更小。因此，随着活塞停止位置更靠近BDC，使延迟量大于图9的实线b所示的延迟量，以保持排气门30即使在活塞停止位置处也打开到一定的开度。另一方面，当活塞停止位置接近TDC时，即使用于排气门30的延迟量小，排气门30即使在活塞停止位置处也打开到一定的开度。因此如图8所示，通过基于活塞停止位置调节用于排气门30的延迟量，在自燃防止控制期间排气门30可靠地打开到期望的开度。
通过例如实验预先确定图6所示的冷却剂温度和基于冷却剂温度的延迟修正量X1之间的关系和图8所示的活塞停止位置和基于停止位置的延迟修正量X2之间的关系，并将这些关系以脉谱图的形式存储在ECU 50中。根据下面的方程式1)，通过将基于冷却剂温度的延迟修正量X1和基于停止位置的延迟修正量X2加上如第一个实施例中所述确定的预定基准延迟量X0来计算用于自燃防止控制期间排气门30的基准打开/关闭特性(EV0)的延迟量。延迟量＝基准延迟量X0+基于冷却剂温度的延迟修正量X1+基于停止位置的延迟修正量X2    方程式1)
如上所述，通过基于冷却剂温度和活塞停止位置修正排气门30的打开/关闭特性来基于自燃的可能性增大排气门30的开度。也就是，随着自燃可能性的增大，在自燃防止控制期间的排气门30的开度增大，在用于使内燃机10保持在静止状态的控制期间再循环回到气缸中的废气量增加。因此，基于内燃机10的状态能够更加可靠地防止发生自燃。
图10A和图10B为根据本发明的第二个实施例由ECU执行的排气门控制程序的流程图。除了步骤S202至S206是在已经执行完步骤S114之后执行的以外，图10A和图10B所示的程序与图5A和图5B所示的程序相同。当执行图10A和图10B所示的程序时，执行图4所示的节气门开度控制程序。
更具体地，在图10A和图10B所示的程序中，在如图5A和图5B所示的程序的步骤S102至S112中那样确定内燃机10在经济运转控制下已经停止并且基于当前冷却剂温度和最初进气冲程气缸中活塞的停止位置确定应当执行自燃防止控制之后，在步骤S114中读取存储在ECU 50中的基准延迟量X0。
接下来，基于冷却剂温度计算基于冷却剂温度的延迟修正量X1(S202)。更具体地，基于在步骤S104中检测到的冷却剂温度，根据限定冷却剂温度和延迟修正量X1之间的关系并预先存储在ECU50中的脉谱图来计算基于冷却剂温度的延迟修正量X1。如上所述，当冷却剂温度较高时，基于冷却剂温度的延迟修正量X1被设定为较大值。
接下来，基于最初进气冲程气缸中的活塞的停止位置计算基于停止位置的延迟修正量X2(S204)。更具体地，基于在步骤S104中检测到的最初进气冲程气缸中的活塞的停止位置，根据限定停止位置和延迟修正量X2之间的关系并预先存储在ECU 50中的脉谱图来计算基于停止位置的延迟修正量X2。在这种情况下，当停止位置较远离TDC时，基于停止位置的延迟修正量X2被设定为较大值。
接下来，根据上述方程式1)计算用于最初进气冲程气缸中的排气门30的延迟量(S206)。更具体地，通过将基于冷却剂温度的延迟修正量X1和基于停止位置的延迟修正量X2加上在步骤S114中读取的基准延迟量X0来计算延迟量。接下来，排气门30的打开/关闭正时延迟在步骤S206中计算的延迟量(S116)。
然后，排气门30的打开/关闭特性保持为发动机停止打开/关闭特性，直到在步骤S118中确定从节气门42完全关闭后流逝的时间等于或长于基准时间Tref。当确定流逝时间等于或长于基准时间Tref时，排气门30的打开/关闭特性被设定至发动机起动打开/关闭特性(S110)。
根据上述本发明的第二个实施例，基于冷却剂温度和最初进气冲程气缸中的活塞14的停止位置设定排气门30的打开/关闭特性。因此，当在自燃防止控制中产生负压时，排气门可靠地打开到期望的开度，以增加再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量。同样，冷却剂温度越高，延迟量也越大。此外，活塞停止位置越靠近BDC，延迟量也越大。因此，自燃的可能性越大，再循环回到气缸中的废气量也越大，由此提高内燃机10的起动性。
在本发明的第二个实施例中，基于冷却剂温度设定延迟量。然而，设定延迟量所基于的温度并不限于冷却剂温度，还可以是与气缸内温度相关的任何类型的温度。例如，可以基于进气温度设定延迟量。在这种情况下，可以通过例如实验预先确定进气温度和延迟修正量之间的关系并且将该关系存储在ECU 50中。从而，执行基于进气温度的控制，也就是，基于自燃的可能性调节再循环回到气缸中的废气量。
在本发明的第二个实施例中，通过将基于冷却剂温度的延迟修正量X1和基于停止位置的延迟修正量X2加上基准延迟量X0来计算延迟量。然而，用于设定延迟量的方法不限于此。例如，可以通过仅仅将从基于冷却剂温度的延迟修正量和基于停止位置的延迟修正量中选择的较大的值加上基准延迟量来设定延迟量。可以考虑基于冷却剂温度和活塞停止位置之间的关系设定延迟修正量来设定用于计算延迟量的方法。
在本发明的第二个实施例中，由执行步骤S114、S202、S204和S206实施“发动机停止排气门打开/关闭特性设定单元”。本发明的第三个实施例
根据本发明的第三个实施例的系统与根据本发明的第一个实施例的系统具有相同的结构。除了在自燃防止控制期间执行对进气门26的打开/关闭特性的控制之外，根据本发明的第三个实施例的系统执行与根据本发明的第二个实施例的系统相同的控制。
图11为在根据本发明的第三个实施例的系统中对进气门26的打开/关闭特性进行控制的曲线图。在本发明的第三个实施例中，进气门26的打开/关闭特性被控制成使得最初进气冲程气缸中的进气门26的开度在自燃防止控制期间与预定的基准开度Y0(发动机停止基准开度)相匹配。因此，如图11所示，当活塞停止在停止位置P1处时，对进气门26的基准打开/关闭特性(IV0)进行提前修正，使得进气门26呈现为由实线a表示的打开/关闭特性。为此，当活塞14停止在停止位置P1处时，进气门26打开到基准开度Y0。另一方面，当活塞14停止在停止位置P2处时，对进气门26的基准打开/关闭特性(IV0)进行延迟修正，使得进气门26呈现为由实线b表示的打开/关闭特性。为此，当活塞14停止在停止位置P1处时，进气门26打开到基准开度Y0。
执行自燃防止控制，以增加再循环回到当内燃机10重新起动时在所有的气缸中最先出现进气冲程的最初进气冲程气缸中的废气量。在当内燃机10重新起动时在所有的气缸中最先出现进气冲程的最初进气冲程气缸中，也就是，在内燃机10停止时仍处于进气冲程的气缸中，进气门26的开度根据活塞14的停止位置而显著地变化。因此，即使当如本发明第二个实施例中所述基于冷却剂温度和活塞停止位置控制排气门30的开度时，也可能根据进气门26的开度而不能精确地控制再循环回到气缸中的废气量。
然而，对于根据本发明第三个实施例的系统，设定基准开度Y0，并且进气门26的开度总是被调节至基准开度Y0。从而，能够通过控制节气门开度和排气门30的打开/关闭特性更加精确地控制再循环回到气缸中的废气量。因此，能够更加可靠地防止在内燃机10起动时发生自燃。
图12A和图12B为根据本发明的第三个实施例的系统执行的控制程序的流程图。除了步骤S302执行为代替图10A中的步骤S106、在步骤S206之后执行步骤S304、步骤S306执行为代替图10B中的步骤S116以及步骤S308执行为代替图10B中的步骤S110之外，图12A和图12B中所示的程序与图10A和图10B中所示的程序相同。
更具体地，如本发明的第二个实施例中所述，在步骤S104中检测冷却剂温度和最初进气冲程气缸中的活塞14的停止位置之后，计算发动机起动排气门打开/关闭特性和发动机起动进气门打开/关闭特性(S302)，其中所述发动机起动进气门打开/关闭特性为在内燃机10起动时进气门26呈现的打开/关闭特性。
然后，在步骤S108和S112中基于冷却剂温度和活塞停止位置确定应当执行自燃防止控制之后，在步骤S114和S202至S206中通过将基于冷却剂温度的延迟修正量X1和基于停止位置的延迟修正量X2加上基准延迟量X0来计算最初进气冲程气缸中的排气门30的发动机停止打开/关闭特性。
接下来，计算进气门26的发动机停止进气门打开/关闭特性(S304)。发动机停止进气门打开/关闭特性为在最初进气冲程气缸的活塞停止时进气门26的开度与基准开度Y0相匹配的打开/关闭特性。
接下来，将最初进气冲程气缸中的排气门30和进气门26的打开/关闭特性控制为各自的发动机停止打开/关闭特性。更具体地，计算用于将排气门30和进气门26的打开/关闭特性调节至发动机停止打开/关闭特性的可变气门机构32和34的控制目标值。然后，根据该控制目标值控制可变气门机构32和34。从而，排气门30和进气门26的打开/关闭特性被调节至在自燃防止控制期间应当呈现的打开/关闭特性。也就是，在最初进气冲程气缸中，基于冷却剂温度和活塞停止位置调节排气口28的开度，并且进气口24的开度被调节至基准开度Y0。因为对节气门42的开度的控制与对进气门26和排气门30的打开/关闭特性的控制是并行执行的，所以在进气管40中进气口24侧的位置处产生高的负压。因此，通过负压将废气通过排气口28吸入到最初进气冲程气缸中。
然后，通过控制排气门30和进气门26获得的状态一直保持到在步骤S118中确定从节气门42完全关闭后流逝的时间等于或长于基准时间Tref，除非内燃机不再处于静止状态。在步骤S118中确定流逝时间等于或长于基准时间Tref后，排气门30和进气门26的打开/关闭特性被调节至发动机起动打开/关闭特性(S308)，之后程序终止。
如上所述，根据本发明的第三个实施例，在自燃防止控制期间进气口24的开度被调节至预定的基准开度Y0。同时，基于冷却剂温度和活塞停止位置调节排气门30的打开/关闭特性。因此，能够基于自燃的可能性更加精确地控制再循环回到气缸中的废气量。结果，能够更加可靠地防止发生自燃。
在本发明的第三个实施例中，与由根据本发明的第二个实施例的系统执行的对排气门30的控制一起执行用于将进气门26的开度调节至预定的基准开度Y0的控制。然而，也可以与其它的控制一起执行用于将进气门26的开度调节至预定的基准开度Y0的控制。例如，可以与用于将排气门30的打开/关闭正时延迟基准延迟量X0的控制一起执行用于将进气门26的开度调节至预定的基准开度Y0的控制。由此，再循环回到气缸中的废气量被估计到一定程度。因此，能够更加精确地控制再循环回到气缸中的废气量。在本发明的以下实施例中可以执行根据本发明的第三个实施例的控制。
在本发明的第三个实施例中，通过执行步骤S304和S306实施根据本发明的“发动机进气门控制单元”，通过执行步骤S118实施根据本发明的“流逝时间检测单元”和“流逝时间确定单元”，以及通过执行步骤S308实施根据本发明的“起动前进气门控制单元”。本发明的第四个实施例
根据本发明的第四个实施例的系统与根据本发明的第一个实施例的系统具有相同的结构。根据本发明的第四个实施例的系统除了由根据第三个实施例的系统执行的对进气门26的控制外还执行用于基于冷却剂温度和活塞停止位置调节对进气门26的打开/关闭特性所做的修正量的控制，除此之外，根据本发明的第四个实施例的系统执行与根据本发明的第三个实施例的系统相同的控制。
图13为在自燃防止控制期间使用的基于冷却剂温度的用于进气门26的提前修正量的曲线图。图14为在自燃防止控制期间基于冷却剂温度对进气门打开/关闭特性进行修正时由进气门26呈现的打开/关闭特性曲线图。图13示出了用于打开/关闭特性(IV1)的提前修正量(基于冷却剂温度的提前修正量Y1)，最初进气冲程气缸的进气门26的开度在自燃防止控制期间根据该提前修正量与基准开度Y0相匹配。如图13所示，当冷却剂温度高时，用于在自燃防止控制期间进气门26的打开/关闭特性的基于冷却剂温度的提前修正量Y1被设定为较大值。
因为当活塞停止位置处于从进气冲程的TDC到通过从进气冲程的TDC将气门正时延迟90度所获得的曲柄角的停止范围内时执行自燃防止控制，所以进气门26的开度随着提前量的增加而增大，如图14所示。因此，当冷却剂温度高时，基于冷却剂温度的提前修正量Y1被设定为图14的实线b所示的较大值。从而，冷却剂温度越高，进气门26的开度越大。如图14的实线所示，冷却剂温度越低，进气门26的开度越小。如图13所示，限定冷却剂温度和基于冷却剂温度的提前修正量Y1之间的关系的脉谱图预先存储在ECU 50中，在用于内燃机的自燃防止控制期间根据该脉谱图基于冷却剂温度计算基于冷却剂温度的提前修正量Y1。
如上所述，当冷却剂温度高时，在气缸12之缸内有可能发生自燃。因此，进气门26的开度增大，以允许大量的废气通过排气口28被负压吸向进气口24。结果，再循环回到气缸12中的废气量增加，因此使得当内燃机10起动时新鲜空气量对进气量的比率较低。从而，能够更加可靠地防止发生自燃
图15为基于活塞停止位置用于进气门的提前量的曲线图。图16为基于活塞停止位置对进气门26的打开/关闭特性进行修正时由进气门26呈现的打开/关闭特性曲线图。图15示出了用于打开/关闭特性(IV)的提前修正量(基于停止位置的提前修正量Y2)，最初进气冲程气缸的进气门26的开度根据该提前修正量与基准开度Y0相匹配。如图15所示，当活塞停止位置较靠近BDC时，基于停止位置的提前修正量Y2被设定为较大值。
如上所述，活塞停止位置越靠近BDC，越有可能发生自燃。同样，提前量越大，进气门26的开度越大。因此，如图16的实线所示，当活塞停止位置较靠近BDC时，基于停止位置的提前修正量Y2被设定为较大值，并且使得进气门26的开度在自燃防止控制期间较小。从而，即使当可能发生自燃时，再循环回到气缸中的废气量也会增加，以降低发生自燃的可能性。限定如图15所示的冷却剂温度和基于冷却剂温度的提前修正量Y1之间的关系的脉谱图预先存储在ECU 50中，在用于内燃机的自燃防止控制期间根据该脉谱图基于活塞停止位置计算基于停止位置的提前修正量Y2。
图17A和图17B为在本发明的第四个实施例中由ECU 50执行的对排气门和进气门的控制的程序的流程图。除了在图12B的步骤S304之后执行步骤S402、S404和S406之外，图17A和图17B中所示的程序与图12A和图12B中所示的程序相同。
更具体地，在图17A和图17B所示的程序中，在步骤S206中计算排气门30的发动机停止打开/关闭特性之后，在步骤S304中计算进气门26的开度与基准开度Y0相匹配的打开/关闭特性(IV1)。然后，计算基于冷却剂温度的提前修正量Y1(S402)，该基于冷却剂温度的提前修正量Y1为基于冷却剂温度对打开/关闭特性(IV1)所做的修正量。基于在步骤S104中计算的冷却剂温度，根据限定冷却剂温度和基于冷却剂温度的提前修正量Y1之间的关系并预先存储在ECU 50中的脉谱图来计算基于冷却剂温度的提前修正量Y1。
接下来，计算基于停止位置的提前修正量Y2(S404)，该基于停止位置的提前修正量Y2为基于活塞停止位置对最初进气冲程气缸的进气门26的打开/关闭特性(IV1)所做的修正量。基于在步骤S104中计算的活塞停止位置，根据限定活塞停止位置和提前修正量Y2之间的关系并预先存储在ECU 50中的脉谱图来计算基于停止位置的提前修正量Y2。
接下来，计算最初进气冲程气缸的进气门26的发动机停止进气门打开/关闭特性(S406)。通过采用将在步骤S402中计算的基于冷却剂温度的提前修正量Y1加上在步骤S404中计算的基于停止位置的提前修正量Y2而计算得到的提前量对打开/关闭特性(IV1)进行修正来计算发动机停止进气门打开/关闭特性，其中打开/关闭特性(IV1)是在步骤S304中计算得到的，进气门26的开度根据该打开/关闭特性(IV1)与基准开度Y0相匹配。
接下来，排气门30的打开/关闭特性被调节至在步骤S206中计算得到的发动机停止打开/关闭特性，并且进气门26的打开/关闭特性被调节至在步骤S404中计算得到的发动机停止进气门打开/关闭特性(S306)。以下的步骤与图12A和图12B中所示的程序的步骤相同。
根据上述本发明的第四个实施例，基于冷却剂温度和活塞停止位置对进气门26的打开/关闭特性(IV1)进行修正，进气门26的开度在自燃防止控制期间根据该打开/关闭特性(IV1)与基准开度Y0相匹配。因此，当冷却剂温度较高或活塞停止位置较靠近BDC时，进气门26的开度被设定为较大值。从而，当可能发生自燃时，增加再循环回到气缸中的废气量。结果，能够更加可靠地防止发生自燃。
在本发明的第四个实施例中，由执行步骤S402、S404和S406实施根据本发明的“发动机停止基准开度修正单元”。
在本发明的第四个实施例中，基于冷却剂温度设定用于进气门26的提前修正量。然而，提前量可以基于与气缸内温度相关的任何类型的温度进行设定。例如，可以基于进气温度而不是冷却剂温度来设定提前量。在这种情况下，同样通过例如实验预先确定进气温度和提前修正量之间的关系，并将该关系存储在ECU 50中。从而，基于进气温度执行控制，也就是，基于自燃的可能性调节再循环回到气缸中的废气量。由通过基于进气温度使进气门的打开/关闭正时提前而修正基准开度来实施根据本发明的“发动机停止基准开度修正单元”。
在本发明的第四个实施例中，通过借助将基于冷却剂温度的提前修正量Y1与基于停止位置的提前修正量Y2相加而计算得到的修正量对打开/关闭特性进行修正来计算发动机停止进气门打开/关闭特性，根据该打开/关闭特性，进气门26的开度与基准开度Y0相匹配。然而，用于设定提前修正量的方法不限于此。例如，可以通过仅借助从对基准提前量的基于冷却剂温度的提前修正量和基于停止位置的修正量中选择的较大值对打开/关闭特性进行修正来计算发动机停止进气门打开/关闭特性，根据该打开/关闭特性，进气门26的开度与基准开度Y0相匹配。可以根据与基于冷却剂温度和活塞停止位置设定提前修正量之间的关系来设定用于计算延迟量的方法。本发明的第五个实施例
根据本发明的第五个实施例的系统与图1所示的系统具有相同的结构。除了基于冷却剂温度设定自燃防止控制期间的节气门开度之外，根据本发明的第五个实施例的系统执行与根据本发明的第一个实施例的系统相同的控制。图18为自燃防止控制中冷却剂温度和节气门开度之间的关系曲线图。
更具体地，对于根据本发明的第五个实施例的系统，如图18所示，当冷却剂温度较高时，节气门开度被设定为较接近零的值。从而，当冷却剂温度高并且可能发生自燃时，使得在进气管40中进气口24侧的位置处产生的负压较大。
如本发明的第一个实施例所述，在自燃防止控制中，当内燃机10处于静止状态时，最初进气冲程气缸的排气门30的打开/关闭正时被延迟。从而排气门30保持打开。此时，如果使得在进气管40中进气口24侧的位置处产生的负压较大，那么增加了通过排气门30吸入到气缸12中的废气量。因此，如果当冷却剂温度较高时将节气门开度设定为较小值，那么增加了再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量。因此，能够更加可靠地降低自燃的可能性。如图18所示的冷却剂温度和节气门开度之间的关系通过例如实验预先确定并以脉谱图的形式存储在ECU 50中。
图19为由根据本发明第五个实施例的系统执行的对节气门的控制的程序的流程图。除了步骤S50和S52执行为代替图4所示的程序中的步骤S22之外，图19所示的程序与图4所示的程序相同。
更具体地，当在图19所示的程序的步骤S18中确定冷却剂温度等于或高于基准冷却剂温度时，计算发动机停止节气门开度(S50)。更具体地，基于在步骤S14中检测的冷却剂温度，根据限定冷却剂温度和发动机停止节气门开度之间的关系的脉谱图计算发动机停止节气门开度。然后，将节气门开度控制为计算得到的发动机停止节气门开度(S52)。
然后，如本发明的第一个实施例所述，节气门开度一直保持为发动机停止节气门开度，直到在步骤S24中确定从节气门开度被调节至发动机停止节气门开度后流逝的时间等于或长于基准时间，除非确定不再执行在经济运转控制下的停止控制。当确定流逝时间等于或长于基准时间时，节气门开度被调节至在内燃机处于静止状态时获得的基准节气门开度，之后当前程序终止。
在本发明的第五个实施例中，由执行步骤S50实施“发动机停止节气门开度设定单元”以及由执行步骤S52实施“发动机停止节气门控制单元”。
在本发明的第五个实施例中，基于冷却剂温度设定节气门开度。然而，设定节气门开度所基于的温度并不限于冷却剂温度。例如，进气温度可被检测用来代替冷却剂温度，并且可以基于进气温度设定节气门开度。当基于进气温度设定节气门开度时，实施根据本发明的“发动机停止节气门开度设定单元”。
在本发明的第五个实施例中，执行用于基于冷却剂温度调节节气门42的开度的控制，来代替由根据本发明的第一个实施例的系统执行的用于完全关闭节气门42的控制。然而，对节气门42的开度的控制不限于此。例如，可以执行用于基于冷却剂温度调节节气门42的开度的控制，来代替在自燃防止控制期间在本发明的第二个至第四个实施例的任一个中用于完全关闭节气门42的控制。本发明的第六个实施例
根据本发明的第六个实施例的系统与图1所示的系统具有相同的结构。图6所示的系统包括这样一个系统，在内燃机起动时，该系统在经济运转控制下执行根据第一个至第五个实施例中任一个的控制之后执行以下控制。
更具体地，根据本发明的第六个实施例的系统基于自燃防止控制期间排气门30和进气门26的开度以及节气门开度修正内燃机10起动时喷射的燃料量。图20为节气门开度和对燃料喷射量所做的修正量之间的关系曲线图。图21为排气门的开度和对燃料喷射量所做的修正量之间的关系曲线图。图22为进气门的开度和对燃料喷射量所做的修正量之间的关系曲线图。
当自燃防止控制中的发动机停止节气门开度变得较大时，进气管40中产生的负压较小。因此，估计在自燃防止控制期间再循环回到气缸12中的废气量较少。也就是，当在经济运转控制下内燃机10起动时出现的进气冲程期间，新鲜空气量较大。因此，例如当在自燃防止控制期间基于冷却剂温度控制节气门开度时，如本发明的第五个实施例所示，当在自燃防止控制期间节气门开度增大时，对燃料喷射量所做的修正量被设定为较大值，如图20所示。如图20所示的限定节气门开度和燃料喷射量之间的关系的脉谱图通过例如实验预先确定并存储在ECU 50中。
估计在自燃防止控制期间的排气门30的开度较大，则吸入到最初进气冲程气缸中的废气量较大。因此，估计当内燃机10在经济运转控制下起动时出现在气缸中的废气量大而新鲜空气量小。因此，当在自燃防止控制期间最初进气冲程气缸中的排气门30的开度较大时，对燃料喷射量所做的修正量被设定为较小值。如图21所示的限定在自燃防止控制期间排气门30的开度和对燃料喷射量所做的修正量之间的关系的脉谱图通过例如实验预先确定并存储在ECU 50中。
估计在自燃防止控制期间当进气门26的开度较大时，吸入到最初进气冲程气缸中的废气量较大。因此，估计当内燃机10在经济运转控制下起动时在最初进气冲程气缸中的废气量大而新鲜空气量小。因此，当基于冷却剂温度和活塞停止位置控制进气门26的打开/关闭特性时，如根据本发明的第四个实施例的自燃防止控制中所示，当在自燃防止控制期间最初进气冲程气缸中的进气门26的开度较大时，对燃料喷射量所做的修正量变得较小，如图22所示。限定在自燃防止控制期间进气门26的开度和对燃料喷射量所做的修正量之间的关系的脉谱图通过例如实验预先确定并存储在ECU 50中。
当设定燃料喷射量时，基于例如在内燃机起动时根据常规计算方法获得的节气门开度，利用空气模式计算进气量。然后，基于进气量设定基准燃料喷射量。根据限定如图20至22所示的关系的脉谱图计算得到的修正量加上基准燃料喷射量，由此计算得到最终的发动机起动燃料喷射量。
图23和24为由根据本发明的第六个实施例的系统执行的燃料喷射量控制的程序。在图23所示的程序中，首先，确定内燃机10在经济运转控制下是否已经停止(S602)。当确定内燃机10在经济运转控制下还没有停止时，程序终止。
另一方面，当确定内燃机10在经济运转控制下已经停止时，确定是否已经执行自燃防止控制(S604)。更具体地，确定是否已经基于经济运转停止控制期间对节气门42的控制历史或可变气门机构32和34的操作历史来执行自燃防止控制。当确定没有执行自燃防止控制时，根据常规计算方法计算在内燃机重新起动时使用的基准燃料喷射量(S606)，之后程序终止。
另一方面，当在步骤S604中确定已经执行自燃防止控制时，读取自燃防止控制期间的进气门26的开度、排气门30的开度和发动机停止节气门开度(S608)。接下来，基于在步骤S608中读取的进气门26和排气门30的开度以及发动机停止节气门开度，根据预先存储在ECU 50中的脉谱图(参见图20至22)计算对燃料喷射量所做的修正量(S610)。
接下来，计算在内燃机重新起动时使用的发动机起动燃料喷射量(S612)。通过采用在步骤S610中计算得到的修正量修正根据常规计算方法计算得到的基准燃料喷射量来计算发动机起动燃料喷射量，之后程序终止。
在图24所示的程序中，首先确定是否已经发出起动内燃机10的要求(S620)。更具体地，确定ECO-ECU 54是否已经发出起动内燃机10的要求以及该要求是否被ECU 50检测到。当确定没有发出起动内燃机10的要求时，程序终止。
另一方面，当在步骤S620中确定已经发出起动内燃机10的要求时，然后确定是否已经执行自燃防止控制(S622)。当在步骤S622中确定没有执行自燃防止控制时，执行这样一个控制，使得在预定时刻喷射与图23的程序的步骤S606中计算得到的基准燃料喷射量相匹配的燃料量(S624)，之后程序终止。
另一方面，当在步骤S622中确定已经执行自燃防止控制时，执行这样一个控制，使得在预定时刻喷射与图23的程序的步骤S612中计算得到的起动时刻燃料喷射量相匹配的燃料量(S626)，之后程序终止。
根据上述本发明的第六个实施例，当执行自燃防止控制时，基于进气门26和排气门30的开度以及发动机停止节气门开度修正燃料喷射量。因此，即使在执行自燃防止控制并且再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量增加时，也能喷射相对于出现在气缸中的实际新鲜空气量来说合适燃料量。因此，能够进一步提高内燃机10的起动性。
对于根据本发明的第六个实施例的系统，基于进气门26的开度、排气门30的开度和发动机停止节气门开度计算对燃料喷射量所做的修正量。然而，也可以根据其它的计算方法来设定燃料喷射量。例如，可以基于进气门26和排气门30的开度以及发动机停止节气门开度计算在内燃机10起动时出现在最初进气冲程气缸中的新鲜空气量，并且可以根据常规计算方法设定与进气量对应的燃料喷射量。
在本发明的第六个实施例中，由执行步骤S608实施根据本发明的“开度检测单元”以及由执行步骤S612实施根据本发明的“燃料喷射量设定单元”。本发明的第七个实施例
根据本发明的第七个实施例的系统与图1所示的系统具有相同的结构。图7中的系统包括这样一个系统，该系统在经济运转控制下执行根据第一个至第五个实施例中任一个的控制之后控制在内燃机起动时的点火正时。
图25为在自燃防止控制期间发动机停止节气门开度和对点火正时所做的修正量之间的关系曲线图。图26为在自燃防止控制期间最初进气冲程气缸的排气门的开度和对点火正时所做的修正量之间的关系曲线图。图27为在自燃防止控制期间进气门的开度和对点火正时所做的修正量之间的关系曲线图。
在自燃防止控制期间，当发动机停止节气门开度较大时，产生的负压就较小。因此，估计在自燃防止控制期间再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量就小。也就是，当内燃机10在经济运转控制下起动时在自燃防止控制期间进入最初进气冲程气缸中的新鲜空气量大。因此，例如当在自燃防止控制期间基于冷却剂温度改变节气门开度时，如本发明的第五个实施例所示，当在自燃防止控制期间节气门42的开度较小时，对点火正时所做的提前修正量就较大，如图25所示。也就是，点火正时提前。即当发动机停止节气门开度小并且再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量大时，燃料可能在内燃机起动时不正确地点火。因此，即使在再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量大时，也能在较早的时刻点燃燃料以正确地燃烧燃料。根据图25所示的限定发动机停止节气门开度和对点火正时所做的修正量之间的关系的脉谱图存储在ECU 50中。
估计在自燃防止控制期间当排气门30的开度较大时，吸入到最初进气冲程气缸中的废气量就较大。因此，估计当内燃机10在经济运转控制下起动时进入最初进气冲程气缸中的空气包含大量的废气和少量的新鲜空气。因此，对点火正时所做的修正量设定为使得在自燃防止控制期间当最初进气冲程气缸的排气门30的开度较大时，点火正时就较提前。从而，当再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量较大时，燃料在较早的时刻被点燃。ECU 50存储根据图26所示的关系限定排气门30的开度和对点火正时所做的修正量之间的关系的脉谱图。
同样，估计在自燃防止控制期间当进气门26的开度较大时，吸入到最初进气冲程气缸中的废气量就较大。因此，估计当内燃机10在经济运转控制下起动时进入最初进气冲程气缸中的空气包含大量的废气和少量的新鲜空气。因此，当机遇冷却剂温度和活塞停止位置控制进气门26的打开/关闭特性时，如根据本发明的第四个实施例的自燃防止控制中所示，所做的修正使得当进气门26的开度增大时，点火正时就较提前，如图27所示。ECU 50存储根据图27所示的关系限定进气门26的开度和对点火正时所做的修正量之间的关系的脉谱图。
当设定在自燃防止控制之后起动内燃机时使用的点火正时时，根据常规计算方法计算基准喷射正时。然后，通过采用基于图25至27所示的关系确定的修正量修正基准点火正时来计算最终点火正时。
图28和29为由根据本发明的第七个实施例的系统执行的点火正时控制程序的流程图。除了步骤S702、S704和S706执行为代替步骤S606、S610和S612之外，图28所示的程序与图23所示的程序相同。除了步骤S710和S712执行为代替步骤S624和S626之外，图29所示的程序与图24所示的程序相同。
更具体地，在图28所示的程序中，当在步骤S604中确定没有执行自燃防止控制时，计算以常规方式设定的在内燃机起动时的基准点火正时(S702)，之后程序终止。另一方面，当在步骤S604中确定已经执行自燃防止控制并且读取进气门26和排气门30的开度以及发动机停止节气门开度(S608)时，基于进气门26和排气门30的开度以及发动机停止节气门开度，根据预先存储的脉谱图计算对点火正时所做的修正量(S704)。接下来，计算发动机起动点火正时(S706)。更具体地，通过使以常规方式设定的在内燃机起动时的基准点火正时提前在步骤S704中确定的修正量来计算发动机起动点火正时。
在图29所示的点火正时控制程序中，当在步骤S622中确定没有执行自燃防止控制时，点火正时被调节至基准点火正时(S710)，之后程序终止。另一方面，当在步骤S622中确定已经执行自燃防止控制时，点火正时被调节至在步骤S706中计算得到的点火正时(S712)，之后程序终止。仅仅对在开始起动内燃机之后的最初点火执行该程序。之后，执行常规发动机起动点火正时控制。
根据上述本发明的第七个实施例，当执行自燃防止控制时，控制内燃机起动时的点火正时。因此，当执行自燃防止控制并且再循环回到最初进气冲程气缸中的废气量增加时，点火正时提前，并且在内燃机起动时燃料即使在最初进气冲程气缸中也能更加可靠地燃烧。
在本发明的第七个实施例中，以脉谱图的形式限定对点火正时所做的修正量与进气门26的开度、排气门30的开度和发动机停止节气门开度之间的关系，并且确定对点火正时所做的修正量，由此计算内燃机起动时用于最初进气冲程气缸的点火正时。然而，用于设定点火正时的方法不限于此。例如，可以基于进气门和排气门的开度以及发动机停止节气门开度估计最初进气冲程气缸中的新鲜空气量，并且可以基于估计得到的新鲜空气量设定点火正时。
在本发明的第七个实施例中，由执行步骤S608实施根据本发明的“开度检测单元”以及由执行步骤S704和S706实施根据本发明的“点火正时设定单元”。
在上述本发明的实施例中，当描述各个部件的数目、数量、量、范围等时，并不是限于上述的这些，除非有特别说明或明显受限于此。实施例中所述的结构和方法中的步骤并不限于上述这些，除非有特别说明或明显受限于此。

Claims (38)

1.一种控制装置，其特征在于包括：
停止要求检测单元，其检测对内燃机的停止要求；
节气门关闭单元，其在检测到所述停止要求时关闭布置在所述内燃机的进气管中的节气门；
内燃机停止检测单元，其检测所述内燃机的停止；以及
内燃机停止排气门控制单元，其调节在内燃机重新起动时最初处于进气冲程的特定进气冲程气缸的排气门的打开/关闭特性，使得当所述节气门被关闭并且检测到所述内燃机的停止时，所述排气门的打开/关闭特性成为内燃机停止排气门打开/关闭特性，所述排气门的关闭正时通过所述发动机停止排气门打开/关闭特性比所述排气门的当前关闭正时延迟。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
冷却剂温度检测单元，其检测所述内燃机的冷却剂温度；以及
冷却剂温度确定单元，其确定所述冷却剂温度是否等于或高于基准冷却剂温度，其中在确定冷却剂温度等于或高于所述基准冷却剂温度时，所述节气门关闭单元关闭所述节气门。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
进气温度检测单元，其检测所述内燃机的进气温度；以及
进气温度确定单元，其确定所述进气温度是否等于或高于基准进气温度，其中在确定所述进气温度等于或高于所述基准进气温度时，所述节气门关闭单元关闭所述节气门。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
停止位置检测单元，其当所述内燃机停止时检测所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及
停止位置确定单元，其确定所述停止位置是否在从进气冲程的上止点到通过从所述进气冲程的所述上止点延迟90度所获得的位置的停止范围内，其中在确定所述停止位置在所述停止范围内时，所述内燃机停止排气门控制单元延迟所述排气门的关闭正时。
5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
流逝时间检测单元，其检测从所述节气门被关闭后流逝的时间；
流逝时间确定单元，其确定所述流逝的时间是否等于或长于基准时间；
基准节气门控制单元，其在所述流逝的时间等于或长于所述基准时间时将所述节气门的开度设定至当所述内燃机停止时所使用的基准开度；以及
起动前排气门控制单元，其在所述节气门的开度被设定至所述基准开度时将所述排气门的打开/关闭特性设定至当内燃机重新起动时所使用的内燃机起动排气门打开/关闭特性。
6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
冷却剂温度检测单元，其检测所述内燃机的冷却剂温度；以及
内燃机停止排气门打开/关闭特性设定单元，其基于冷却剂温度设定所述内燃机停止排气门打开/关闭特性。
7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
进气温度检测单元，其检测所述内燃机的进气温度；以及
内燃机停止排气门打开/关闭特性设定单元，其基于进气温度设定所述内燃机停止排气门打开/关闭特性。
8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
停止位置检测单元，其检测所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及
内燃机停止排气门打开/关闭特性设定单元，其基于所述停止位置设定所述内燃机停止排气门打开/关闭特性。
9.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
内燃机停止进气门控制单元，其调节所述特定进气冲程气缸的进气门的打开/关闭特性，使得当所述节气门被关闭并且所述内燃机停止时，所述进气门的开度变为内燃机停止基准开度。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，还包括：
冷却剂温度检测单元，其检测所述内燃机的冷却剂温度；以及
内燃机停止基准开度修正单元，其基于冷却剂温度修正所述内燃机停止基准开度。
11.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，还包括：
进气温度检测单元，其检测所述内燃机的进气温度；以及
内燃机停止基准开度修正单元，其基于进气温度修正所述内燃机停止基准开度。
12.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，还包括：
停止位置检测单元，其检测所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及
内燃机停止基准开度修正单元，其基于所述停止位置修正所述内燃机停止基准开度。
13.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，还包括：
流逝时间检测单元，其检测从所述节气门被关闭后所流逝的流逝时间；
流逝时间确定单元，其确定所述流逝时间是否等于或长于基准时间；以及
起动前进气门控制单元，其在确定所述流逝时间等于或长于所述基准时间时将所述进气门的开度设定至当所述内燃机重新起动时的内燃机起动进气门打开/关闭特性。
14.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
冷却剂温度检测单元，其检测所述内燃机的冷却剂温度；以及
内燃机停止节气门开度设定单元，其基于冷却剂温度关闭所述节气门。
15.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
进气温度检测单元，其检测所述内燃机的进气温度；以及
内燃机停止节气门开度设定单元，其基于进气温度关闭所述节气门。
16.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
开度检测单元，其检测所述内燃机处于静止状态时进气门的开度和排气门的开度；以及
燃料喷射量设定单元，其基于所述进气门的开度、所述排气门的开度和所述节气门的开度设定所述特定进气冲程气缸在所述内燃机起动时的燃料喷射量。
17.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
开度检测单元，其检测所述内燃机处于静止状态时进气门的开度和排气门的开度；以及
点火正时设定单元，其基于所述进气门的开度、所述排气门的开度和所述节气门的开度设定所述内燃机起动时的点火正时。
18.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：
停止条件确定单元，其基于所述内燃机的运行状态确定是否满足所述内燃机的停止条件；
内燃机停止单元，其在确定满足所述停止条件时停止所述内燃机；
起动条件确定单元，其在所述内燃机已经停止之后确定是否满足起动条件；以及
内燃机起动单元，其在确定满足所述起动条件时起动所述内燃机。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的控制装置，其特征在于，在检测到所述内燃机停止的过程中，所述内燃机停止排气门控制单元延迟所述排气门的关闭正时，以便使所述排气门在所述节气门完全关闭时打开。
20.一种控制内燃机的方法，其特征在于包括：
检测对所述内燃机的停止要求；
在检测到所述停止要求时关闭布置在所述内燃机的进气管中的节气门；
检测所述内燃机的停止；以及
调节在内燃机重新起动时最初处于进气冲程的特定进气冲程气缸的排气门的打开/关闭特性，使得当所述节气门被关闭并且检测到所述内燃机停止时，所述排气门的打开/关闭特性成为内燃机停止排气门打开/关闭特性，所述排气门的关闭正时通过所述发动机停止排气门打开/关闭特性比所述排气门的当前关闭正时延迟。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机的冷却剂温度；以及
确定所述冷却剂温度是否等于或高于基准冷却剂温度，其中在确定所述冷却剂温度等于或高于所述基准冷却剂温度时关闭所述节气门。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机的进气温度；以及
确定所述进气温度是否等于或高于基准进气温度，其中在确定所述进气温度等于或高于所述基准进气温度时关闭所述节气门。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机停止时所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及
确定所述停止位置是否在从进气冲程的上止点到通过从所述进气冲程的所述上止点延迟90度而获得的位置的停止范围内，其中在确定所述停止位置在所述停止范围内时延迟所述排气门的关闭正时。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测从所述节气门被关闭后流逝的流逝时间；
确定所述流逝时间是否等于或长于基准时间；
在所述流逝时间等于或长于所述基准时间时，将所述节气门的开度设定至所述内燃机停止时所使用的基准开度；以及
在所述节气门的开度被设定至所述基准开度时，将所述排气门的打开/关闭特性设定至在内燃机重新起动时所使用的内燃机起动排气门打开/关闭特性。
25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机的冷却剂温度；以及
基于冷却剂温度设定所述内燃机停止排气门打开/关闭特性。
26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机的进气温度；以及
基于进气温度设定所述内燃机停止排气门打开/关闭特性。
27.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及
基于所述停止位置设定所述内燃机停止排气门打开/关闭特性。
28.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
调节所述特定进气冲程气缸的进气门的打开/关闭特性，使得当所述节气门被关闭并且所述内燃机停止时，所述进气门的开度变为内燃机停止基准开度。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机的冷却剂温度；以及
基于冷却剂温度修正所述内燃机停止基准开度。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机的进气温度；以及
基于进气温度修正所述内燃机停止基准开度。
31.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述特定进气冲程气缸的活塞的停止位置；以及
基于所述停止位置修正所述内燃机停止基准开度。
32.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括：
检测从所述节气门被关闭后流逝的流逝时间；
确定所述流逝时间是否等于或长于基准时间；以及
在确定所述流逝时间等于或长于所述基准时间时，将所述进气门的开度设定至在所述内燃机重新起动时的内燃机起动进气门打开/关闭特性。
33.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机的冷却剂温度；以及
基于冷却剂温度设定所述节气门的开度。
34.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机的进气温度；以及
基于进气温度设定所述节气门的开度。
35.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机处于静止状态时的进气门的开度和排气门的开度；以及
基于所述进气门的开度、所述排气门的开度和所述节气门的开度设定所述特定进气冲程气缸在所述内燃机起动时的燃料喷射量。
36.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
检测所述内燃机处于静止状态时的进气门的开度和排气门的开度；以及
基于所述进气门的开度、所述排气门的开度和所述节气门的开度设定所述内燃机起动时的点火正时。
37.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述内燃机的运行状态确定是否满足所述内燃机的停止条件；
在确定满足所述停止条件时停止所述内燃机；
在所述内燃机已经停止之后确定是否满足起动条件；以及
在确定满足所述起动条件时起动所述内燃机。
38.根据权利要求20至37中任一项所述的方法，其特征在于，在检测到所述内燃机停止的过程中，所述内燃机停止排气门控制单元延迟所述排气门的关闭正时，以便使所述排气门在所述节气门完全关闭时打开。
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