CN101994577B - 火花点火式内燃机的控制系统 - Google Patents

火花点火式内燃机的控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101994577B
CN101994577B CN201010267069.2A CN201010267069A CN101994577B CN 101994577 B CN101994577 B CN 101994577B CN 201010267069 A CN201010267069 A CN 201010267069A CN 101994577 B CN101994577 B CN 101994577B
Authority
CN
China
Prior art keywords
combustion engine
suction valve
period
internal combustion
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010267069.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101994577A (zh
Inventor
后藤刚
工藤秀俊
西田正美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Publication of CN101994577A publication Critical patent/CN101994577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101994577B publication Critical patent/CN101994577B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219—Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0269—Controlling the valves to perform a Miller-Atkinson cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F02D15/04—Varying compression ratio by alteration of volume of compression space without changing piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

本发明提供一种可避免异常燃烧发生且可提高内燃机运转效率的火花点火式内燃机的控制系统。该控制系统中，内燃机主体的几何压缩比设定为11以上，通过控制进气阀的关闭时期，使进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α为：α≥-0.2685×ε02+10.723×ε0+15.815。

Description

火花点火式内燃机的控制系统
技术领域
本发明涉及火花点火式内燃机。
背景技术
若提高内燃机的几何压缩比，则膨胀比增高，混合气体的燃烧所产生的热量会更多地转换为活塞的下降运动，结果，内燃机运转效率提高。另一方面，若几何压缩比增高，则在混合气体着火的压缩上止点附近的气缸内的温度升高，结果，容易产生爆震或过早着火等异常燃烧，爆震是指位于与火花塞相距较远位置的混合气体在火焰传播之前着火的现象，过早着火是指在火花点火之前混合气体一瞬地燃烧的现象。
为了避免所述异常燃烧，必需降低气缸内所填充的空气量即气缸填充量。作为降低气缸填充量的方法，例如有公开在日本专利公开公报特开2002-242709号中的方法，该方法是使进气阀关闭时期延迟至进气下止点之后的方法。
发明内容
上述以往的方法可在不降低进气管的压力以及进气行程中的燃烧室内的压力的情况下，降低气缸填充量。因此，该方法与为了降低气缸填充量而减小节流阀开度的情形相比，可抑制泵损耗，维持较高的内燃机运转效率。
在内燃机转速低，内燃机温度高，进气温度高，进气湿度低的运转条件下，容易引起上述异常燃烧。因此，在上述运转条件下，为了避免上述异常燃烧，有必要将进气阀关闭时期向延迟角的更迟侧设定，以降低气缸填充量。另一方面，在内燃机转速高，内燃机温度低，进气温度低等良好的运转条件下，不易引起上述异常燃烧。因此，在该良好的运转条件下，为了提高内燃机输出，较为理想的是，将进气阀关闭时期设定在进气下止点附近以提高气缸填充量。这样，为了避免异常燃烧且确保内燃机输出，就有必要对应于运转条件，在大范围内改变进气阀关闭时期。
但是，若扩大进气阀关闭时期的可变范围，则在例如内燃机负荷从低负荷向高负荷过渡等时，有可能无法充分地响应对进气阀关闭时期的控制。
对此，在以往的方法中，为避免异常燃烧且确保内燃机输出而必需的所述进气阀关闭时期的变更范围并不明确。具体而言，一般认为几何压缩比高的内燃机中，进气阀关闭时期的变更范围需要非常大。因此，当提高几何压缩比而使进气阀关闭时期的范围变得非常大时，有可能无法确保对进气阀关闭时期的控制的响应性，于是，火花点火式内燃机的几何压缩比以及膨胀比会被抑制得较低，从而不能充分提高内燃机运转效率。
本发明的目的在于提供可避免内燃机的异常燃烧发生且可提高内燃机运转效率的火花点火式内燃机的控制系统。
本发明提供一种火花点火式内燃机的控制系统，该控制系统中的所述火花点火式内燃机包括：气缸、在该气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，该控制系统中，内燃机主体的几何压缩比设定为11以上，该控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使有效压缩比ε≦6.1的所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α满足以下数式(1)：
α≧－0.2685×ε02+10.723×ε0+15.815 (1)。
本发明还提供另一种火花点火式内燃机的控制系统，该控制系统中的所述火花点火式内燃机包括：气缸、在所述气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，该控制系统中，内燃机主体的几何压缩比设定为14以上，该控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使有效压缩比ε≦9.9的所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α满足以下数式(2)：
α≧－0.5343×ε02+20.969×ε0－106.18 (2)。
本发明还提供另一种火花点火式内燃机的控制系统，该控制系统中的所述火花点火式内燃机包括：气缸、在所述气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，该控制系统中，内燃机主体的几何压缩比设定为12以上，该控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使有效压缩比ε≦7.7的所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α满足以下数式(3)：
α≧－0.3591×ε02+14.292×ε0－29.28 (3)，
并且使所述进气阀的关闭时期的最靠提前角侧的延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且该最靠提前角侧的延迟角的相对于进气下止点的角度量小于45度。
根据本发明，能够避免内燃机的异常燃烧发生且能够提高内燃机运转效率。
附图说明
图1是本发明所涉及的火花点火式内燃机的控制系统的整体结构的概略图。
图2是进气凸轮轴相位可变机构的概略剖视图。
图3是用以说明高压燃料泵和排气凸轮轴的连结的图。
图4是用以说明发动机控制器中的各致动器的控制步骤的流程图。
图5是表示进气门的阀门升程以及阀门速度的图。
图6是用以说明进气门的关闭时机和空气填充量的关系的图。
图7是表示辛烷值为88RON的燃料的几何压缩比和进气门的关闭时机的关系的图。
图8是表示辛烷值为91RON的燃料的几何压缩比和进气门的关闭时机的关系的图。
图9是表示辛烷值为95RON的燃料的几何压缩比和进气门的关闭时机的关系的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
图1概略地表示本发明所涉及的发动机系统(火花点火式内燃机的控制系统)的整体结构。该发动机系统包括发动机主体(火花点火式内燃机)1、和用以控制该发动机主体1所附带的各种致动器的发动机控制器(控制单元)100。
所述发动机主体1是搭载于汽车等车辆的四冲程火花点火式内燃机。该发动机主体1用以使车辆前进，其输出轴通过变速器连结于驱动轮。该发动机主体1包括气缸体12和设置在该气缸体12上的气缸盖13。在该气缸体12和气缸盖13的内部形成有多个气缸11。这些气缸11的数量并无特别限定，例如形成有四个气缸11。另外，曲轴14由轴颈、轴承等旋转自如地支撑于所述气缸体12。
活塞15分别滑动自如地嵌入所述各气缸11内。在各活塞15的上方，在这些活塞15与所述气缸盖13之间分别划分出了燃烧室17。这些活塞15与曲轴14通过连杆16而被连接。
在本实施方式中，为了提高内燃机热效率以提高燃耗性能，发动机主体1的几何压缩比ε0设定为11以上。众所周知，所谓几何压缩比ε0，是所述活塞15位于上止点时的燃烧室17的容积、与活塞15位于下止点时的燃烧室17的容积之比。若将活塞15位于上止点(TDC)时的燃烧室17的容积设为V1，将排气量(行程容积)设为V0，则ε0表示为ε0＝(V0+V1)/V1。
在所述气缸盖13上形成有与各燃烧室17连通的各两个进气口18和各两个排气口19。另外，在所述气缸盖13上，设置有用以阻断各进气口18与所述燃烧室17的连通的进气门(进气阀)21、和用以阻断各排气口19与所述燃烧室17的连通的排气门(排气阀)22。所述进气门21由后述的进气阀驱动机构(进气阀关闭时期可变机构)30驱动，由此，以指定的正时(时期)使各进气口18开闭。所述排气门22由后述的排气阀驱动机构40驱动，由此，使所述各排气口19开闭。
所述进气阀驱动机构30包括进气凸轮轴31。所述排气阀驱动机构40包括排气凸轮轴41。所述进气凸轮轴31以及排气凸轮轴41通过众所周知的链条/链轮机构等动力传递机构连结于曲轴14。所述动力传递机构使得在所述曲轴14旋转两圈期间，凸轮轴31、41旋转一圈。
在所述进气阀驱动机构30中，在所述动力传递机构与所述进气凸轮轴31之间设置有进气凸轮轴相位可变机构(相位可变机构)32。
所述进气凸轮轴相位可变机构32改变进气凸轮轴31相对于曲轴14的旋转相位，这样，使进气门21的开闭时期可变。所述进气凸轮轴相位可变机构32包括产生用以改变该旋转相位的旋转力的电动机151(参照图2)。
具体而言，如图2所示，进气凸轮轴相位可变机构32包括所述电动机151、通过连结轴152一体旋转地连结于电动机151的输出轴151a的转子153、通过齿轮结合于转子153的链轮主体154、以及同样通过齿轮结合于转子153的凸轮一体齿轮155。
电动机151的旋转轴心被配设成与进气凸轮轴31的旋转轴心一致。
所述凸轮一体齿轮155由圆板部件构成，其与进气凸轮轴31同轴，并通过定位销(未图示)一体旋转地结合于该进气凸轮轴31的一个端部。在凸轮一体齿轮155的位于所述进气凸轮轴31相反侧的面上形成有圆筒状凹部。在该圆筒状凹部的内周面上，形成有与后述的转子凸台部162的齿轮部162a啮合的齿轮部155a。
所述链轮主体154的外周面呈具有与所述链条(未图示)啮合的链齿轮部154a的圆筒状。该链轮主体154的轴心与所述电动机151的旋转轴心以及与进气凸轮轴31的轴心一致。在链轮主体154的内周面上，形成有与后述的转子主体161的齿轮部161a啮合的齿轮部154b。
所述连结轴152是与所述电动机输出轴151a同轴并一体旋转地连结于该电动机输出轴151a的级形轴。该连结轴152由大径部152a和小径部152b所构成。
在所述连结轴152的小径部152b的外周面上，形成有与所述转子153的后述的花键凹部153c啮合的花键齿部152c。
所述转子153由在外周面上具有齿轮部161a的转子主体161、和在外周面上具有齿轮部162a的转子凸台部162所构成。在该转子153的内周面上形成有花键凹部153c。该转子153通过所述花键凹部153c与所述花键齿部152c的花键结合，可与所述连结轴152一体地旋转。
所述转子153的轴心即所述转子主体161及所述转子凸台部162的轴心，相对于所述电动机151的旋转轴心即电动机151的输出轴151a的轴心偏离指定距离(因为该偏心量小，所以未图示)。所述转子主体161的齿轮部161a的齿数比所述链轮主体154的齿轮部154b的齿数少一齿。同样地，所述转子凸台部162的齿轮部162a的齿数比所述凸轮一体齿轮155的齿轮部155a的齿数少一齿。这样，由所述转子153(转子主体161及转子凸台部162)、和所述链轮主体154及所述凸轮一体齿轮155构成偏心行星齿轮机构。
当使所述电动机151向与所述链轮主体154的旋转方向(与曲轴14的旋转方向一致的方向)相同的方向旋转时，对应于该旋转量，所述凸轮一体齿轮155向相同方向旋转，所述进气凸轮轴31的旋转相位对于所述链轮主体154(曲轴14)提前。另一方面，当使所述电动机151向与所述链轮主体154的旋转方向相反的方向旋转时，对应于该旋转量，所述进气凸轮轴31的旋转相位对于曲轴14延迟。所述进气凸轮轴31的相位角由凸轮相位传感器39检测，其信号θIVC＿A被发送给发动机控制单元100。
如下所述，在本发动机系统中，在非常大的范围内设定进气门21的阀门正时(开闭时期)。与此相对，如上所述，在本实施方式中，通过所述电动机151改变所述进气凸轮轴31的相位，并改变进气门21的阀门正时，这样，可迅速、大幅且容易地改变该阀门正时。
在所述排气阀驱动机构40中，在所述动力传递机构与所述排气凸轮轴41之间也设置有排气凸轮轴相位可变机构42。该排气凸轮轴相位可变机构42用以改变排气门22的阀门正时。该排气凸轮轴相位可变机构42被配置成与所述排气凸轮轴41同轴，通过改变由曲轴14直接驱动的被驱动轴与排气凸轮轴41之间的相位差，改变所述曲轴14与所述排气凸轮轴41之间的相位差，从而改变排气门22的开闭时期。
关于该排气凸轮轴相位可变机构42，例如可列举液压式机构或电磁式机构等，该液压式机构具有在所述被驱动轴与所述进气凸轮轴31之间沿着圆周方向排列的多个液室，通过在这些液室之间设置压力差来改变所述相位差；所述电磁式机构具有设置在所述被驱动轴与所述排气凸轮轴41之间电磁铁，通过对所述电磁铁施加电力来改变所述相位差。该排气凸轮轴相位可变机构42接收来自发动机控制器100的控制信号而被运作控制。
用以将燃料供应至后述的燃料喷射阀53的高压燃料泵(燃料泵)170(参照图3)连结于所述排气凸轮轴41。该高压燃料泵170通过往返移动的柱塞对燃料进行加压，将该燃料供应至喷射器。所述柱塞通过排气凸轮轴41的旋转而被驱动。在本实施方式中，与进气门21的阀门正时相比，排气门22的阀门正时的可变范围被设定得较小。因此，排气凸轮轴41的相位变化量小于进气凸轮轴31的相位变化量，高压燃料泵170连结于该排气凸轮轴41侧，这样，该高压燃料泵170稳定地受到驱动。
所述进气口18通过进气歧管55与平衡箱55a连通。在该平衡箱55a上游的进气通道中设置有节流体56。在该节流体56的内部枢动自如地设置有节流阀57，该节流阀57用以调整从外部流向所述平衡箱55a的进气流量。该节流阀57由节流致动器58驱动，其改变所述进气通道的流路面积以改变进气流量。该节流致动器58驱动该节流阀57，以使所述节流阀57的开度达到由后述的发动机控制器100计算出的节流开度的目标值TVOD。
所述排气口19通过排气歧管60与排气管连通。在该排气管中配置有废气净化系统。该废气净化系统的具体结构并无特别限定，例如可列举具有三元催化剂、稀薄NOx催化剂、氧化催化剂等催化转化器61的结构。
所述进气歧管55和所述排气歧管60由EGR管62连通。废气的一部分通过该EGR管62向进气侧循环。在所述EGR管62上，设置有由EGR阀致动器64驱动的EGR阀63。该EGR阀63调整通过所述EGR管62向进气侧循环的EGR气体的流量。所述EGR阀致动器64驱动该EGR阀63，以使所述EGR阀63的开度达到由后述的发动机控制器100计算出的EGR开度EGROPEN，这样，将所述EGR气体的流量调整为适当的值。
在所述气缸盖13上，以火花塞51的前端朝向所述燃烧室17的方式安装有该火花塞51。基于由后述的发动机控制器100计算出的点火时间SA，由点火系统52通电之后，该火花塞51使火花产生在所述燃烧室17内。
在所述气缸盖13上，以燃料喷射阀53的前端朝向所述燃烧室17的方式安装有该燃料喷射阀53，该燃料喷射阀53用以将燃料直接喷射至燃烧室17内。更详细而言，配置该燃料喷射阀53，使得其前端在上下方向上位于所述两个进气口18的下方，且在水平方向上位于所述两个进气口18的中间。基于由后述的发动机控制器100计算出的燃料喷射量FP，由燃料系统54对设置在该燃料喷射阀53内部的电磁线圈通电指定期间，这样，该燃料喷射阀53将指定量的燃料喷射至所述燃烧室17内。
所述发动机控制器100是以众所周知的微电脑作为基础的控制器，其包括用以执行程序的CPU、由RAM或ROM构成且存储程序及数据的存储器、以及输入输出各种信号的I/O总线。
由水温传感器77检测出的发动机冷却水的温度(内燃机温度)TENG、由进气温度传感器78检测出的节流阀57上游的吸入空气的温度TINT、由气流计71检测出的吸入空气量AF、由进气压传感器72检测出的进气歧管55内的空气压力MAP、由曲柄角传感器73检测出的曲柄角脉冲信号、由氧浓度传感器74检测出的废气的氧浓度EGO、由加速踏板开度传感器75检测出的汽车驾驶员踩踏加速踏板的踩踏量ACP、以及由车速传感器76检测出的车速VSP等各种信息，通过所述I/O总线输入所述发动机控制器100。
所述发动机控制器100基于所述各输入信息计算出对各种致动器的指令值，以使气缸11内的空气填充量及点火时间等对应于运转条件而达到适当的值。例如，计算出节流开度的目标值TVOD、燃料喷射量FP、点火时间SA、EGR开度EGROPEN、进气门21的阀门正时以及排气门22的阀门正时的目标值，将这些目标值输出至燃料系统54、点火系统52、EGR阀致动器64、所述节流致动器58、进气凸轮轴相位可变机构32的电动机151以及排气凸轮轴相位可变机构42。
使用图4的流程图说明所述发动机控制器100中的具体的运算步骤。
首先，读取所述加速踏板的踩踏量ACP等各种信号(步骤S1)。
接下来，基于所述加速踏板的踩踏量ACP、和从所述曲柄角脉冲信号计算出的发动机主体1的转速(内燃机速度)NENG、以及车速VSP，计算出目标转矩TQD(步骤S2)。
接下来，基于在所述步骤S2中计算出的目标转矩TQD以及转速NENG，计算出燃料喷射量FP、目标空气填充量(气缸11内的空气填充量CE的目标值)CED以及点火时间SA(步骤S3)。
接着，基于在所述步骤S3中计算出的目标空气填充量CED和转速NENG，计算出进气门21的阀门正时的目标值，即，进气门21的打开时机(打开时间)的目标值θIVO_D以及进气门21的关闭时机(关闭时期)的目标值θIVC＿D。这里，在本实施方式中，进气门21的打开期间保持固定，随着进气门21的关闭时机的目标值θIVC_D被计算出，进气门21的打开时机的目标值θIVO_D也被计算出。另外，基于所述目标空气填充量CED和转速NENG，计算出所述排气门22的阀门正时的目标值，即，排气门22的打开时机(打开时期)的目标值θEVO_D以及关闭时机θEVC_D(关闭时期)的目标值(步骤S4)。
在下文中叙述所述进气门21的关闭时机的目标值θIVC_D的计算方法的细节。
接着，基于所述目标空气填充量CED和转速NENG，计算出所述节流阀57的开度的目标值TVOD(步骤S5)。
然后，基于计算出的燃料喷射量FP、点火时间SA、进气门21的打开时机的目标值θIVO_D、进气门21的关闭时机的目标值θIVC_D、排气门22的打开时机的目标值θEVO_D、排气门22的关闭时机的目标值θEVC_D、以及节流开度的目标值TVOD，以满足这些目标值的方式驱动各致动器(步骤S6)。
具体而言，信号θIVO_D以及θIVC_D被输出至进气凸轮轴相位可变机构32(电动机151)。于是，所述进气凸轮轴相位可变机构32运作，以使进气凸轮轴31相对于曲轴14的相位达到对应于θIVO_D以及θIVC_D的值。
信号θEVO_D以及θEVC_D被输出至排气凸轮轴相位可变机构42。于是，该排气凸轮轴相位可变机构42运作，以使排气凸轮轴41相对于曲轴14的相位达到对应于θEVO_D以及θEVC_D的值。
信号TVOD被输出至节流致动器58。于是，所述节流致动器58运作，以使节流阀57的开度达到对应于TVOD的值。
信号FP被输出至燃料系统54。对于每一气缸冲程，从燃料喷射阀53喷射出对应于FP的量的燃料。
信号SA被输出至点火系统52。在气缸冲程中的对应于SA的时期，火花塞51点火，点燃燃烧室17内的混合气体。这样，在适当的时期点燃由必需量的空气和燃料构成的混合气体并使该混合气体燃烧，由此，由发动机主体1产生根据所述加速踏板的踩踏量ACP求出的目标转矩。
接下来，说明所述步骤S4中的进气门21的关闭时机的目标值θIVC_D的计算方法即进气门21的阀门正时的具体控制方法。此外，在以下的说明中，表示与进气门21的关闭时机相关的时期的数值是由曲柄角表示的数值，如图5所示，此时，是进气门21的升程量为0.2mm且阀门速度的变化变得徐缓的角度。图5表示与曲柄角对应的进气门21的升程量以及阀门速度。
进气门21的关闭时机θIVC被控制为，在BDC(进气下止点)的延迟角侧，在设定于最靠延迟角侧的后述的最延迟角度与设定于最靠提前角侧的后述的最提前角度之间，该进气门21的关闭时机θIVC随着发动机的转速NENG的增加而提前。即，由所述发动机控制器100计算出所述进气门21的关闭时机的目标值θIVC_D，以使该进气门21的关闭时机的目标值θIVC_D在最延迟角度与最提前角度之间随着发动机的转速NENG的增加而提前。另外，该进气门的关闭时机θIVC被控制为，在发动机主体1起动时，燃烧室17内的温度越高，则该进气门的关闭时机θIVC越迟。根据由所述水温传感器77检测出的发动机冷却水的温度TENG及由进气温度传感器78检测出的吸入空气的温度TINT，运算出所述燃烧室17内的温度。即，由所述发动机控制器100计算出所述进气门21的关闭时机的目标值θIVC_D，以使该进气门21的关闭时机的目标值θIVC_D在发动机主体1起动时随着燃烧室17内的温度越高而越迟。
如图6所示，气缸11内的空气填充量CE在进气门21的关闭时机θIVC处于BDC的延迟角侧时为最大。而且，该空气填充量CE随着进气门21的关闭时机θIVC比该空气填充量CE达到最大的角度更延迟而越少。这是因为进气门21的关闭时机θIVC越迟，则气缸11内的空气向进气通道侧回流的量越大。因此，在本发动机系统中，如上所述，使进气门21的关闭时机θIVC处于BDC的延迟角侧，并改变其延迟角度量，这样，改变从气缸11流向进气通道侧的空气的回流量，从而将气缸11内的空气填充量CE控制成对应于运转条件的值。这样，通过改变进气门21的关闭时机θIVC来改变空气填充量CE，由此，与由节流阀57改变空气填充量CE的情形相比，泵损耗受到抑制。
所述进气门21的关闭时机θIVC的最延迟角度的相对于BDC的角度量α，在发动机主体1的几何压缩比设为ε0时设定为满足α≧－0.2685×ε02+10.723×ε0+15.815的值。即，在图7中，最延迟角度的角度量α设定在二次曲线L1的上方。如此设定最延迟角度是基于以下所述的讨论结果。
如上所述，在本发动机系统中，发动机主体1的压缩比被设定为至少11以上的高压缩比，在混合气体着火的压缩上止点附近，气缸11内的温度升高，由此容易产生异常燃烧。因此，需要充分地使进气门21的关闭时机θIVC处于延迟角侧，以充分地抑制空气填充量CE。
关于此方面，本发明人等在几何压缩比ε0不同的多个火花点火式内燃机中，多样地改变进气门21的关闭时机θIVC，并通过实验测量了产生异常燃烧的进气门21的关闭时机θIVC的极限角度。具体而言，对几何压缩比ε0为11、13、15的发动机进行了该实验。这里，在发动机转速NENG低，进气的温度及发动机冷却水的温度高，且湿度低的条件下，最容易产生异常燃烧。因此，将发动机转速设为500rpm，将进气口的进气温度设为70℃，将湿度设为3～12g/m3，将发动机水温设为105℃来进行实验。
使用辛烷值为88RON的燃料，对几何压缩比ε0为11、13、15的发动机进行所述实验，结果发现：在进气口的进气温度为100℃，湿度为0g/m3，发动机水温为115℃的最容易产生异常燃烧的条件下，若使进气门21的关闭时机θIVC的相比于BDC的延迟角的角度量α小于由图7的P1、P2、P3所示的值，即，若使进气门21的关闭时机θIVC处于靠提前角侧，则会产生异常燃烧。即，上述该各点P1、P2、P3的角度是不会产生异常燃烧的极限角度。而且这些极限角度上的有效压缩比ε均为6.1，只要将有效压缩比ε抑制在6.1以下，就可避免异常燃烧。
当将活塞15位于上止点时的燃烧室17的容积设为V2，将进气门21的关闭时机θIVC时的燃烧室17(气缸11中的被划分至活塞15上方的部分)的容积设为VIVC时，所述有效压缩比ε由ε＝1+VIVC/V2表示。
关于所述进气门21的关闭时机θIVC时的容积VIVC，当将连杆的长度l与曲柄半径r之比k设为k＝l/r时，使用排气量V0将容积VIVC表示为VIVC＝(k+1－(k2－sin2θIVC_D)1/2+cosθIVC_D)×V0/2。
这里，已知随着发动机主体1的运转，沉积物会附着于燃烧室17的壁面，结果，所述燃烧室17的容积V2小于在计算几何压缩比ε0时所使用的初始的燃烧室17的容积V1。而且已知使用几何压缩比ε0和排气量V0，以V0/V2≦ε0+0.4表示该燃烧室17的容积V2。因此，为了切实地使所述有效压缩比ε为6.1以下，当将该燃烧室17的容积V2设为V0/(ε0+0.4)时，所述进气门21的关闭时机θIVC时的有效压缩比ε为ε＝1+(k+1－(k2－sin2θIVC)+cosθIVC)1/2×(ε0+0.4)/2。
已知所述连杆的长度l与曲柄半径r之比k为3.5～3.9，在使用该值并将一部分式子简化之后，有效压缩比ε≦6.1的进气门21的关闭时机θIVC的相对于与BDC的延迟角的角度量α为α≧－0.2685×ε02+10.723×ε0+15.815。
所以，通过将进气门21的关闭时机θIVC控制在比由几何压缩比ε0的二次函数f1＝－0.2685×ε02+10.723×ε0+15.815计算出的角度更迟的延迟角侧，这样，可使有效压缩比ε为6.1以下，在至少辛烷值为88RON以上的燃料的情况下，可提高几何压缩比，同时可避免异常燃烧发生。
同样地，使用辛烷值为91RON的燃料，对几何压缩比ε0为12、14、16的发动机主体1进行所述实验之后发现：在该燃料的情况下，使进气门21的关闭时机θIVC的相对于BDC的延迟角的角度量α小于由图8的P11、P12、P13所示的值以将有效压缩比ε设为7.7以下，并将进气门21的关闭时机θIVC的相对于BDC的延迟角度α设定为满足α≧－0.3591×ε02+14.292×ε0－29.28的值，即图8所示的线L2的上方的值，这样，可避免产生异常燃烧。所以，通过将进气门21的关闭时机θIVC控制在比由该几何压缩比ε0的二次函数f2＝－0.3591×ε02+14.292×ε0－29.28计算出的角度更迟的延迟角侧，这样，在辛烷值为91RON以上的燃料的情况下，可提高几何压缩比ε0，同时可避免产生异常燃烧。
这里，91RON的燃料是不易产生异常燃烧的燃料。所以，在使用该91RON的燃料的情况下，所述进气门21的关闭时机θIVC的范围设定，特别在几何压缩比ε0为12以上时有效。
另外，使用辛烷值为95RON的燃料，对几何压缩比ε0为14、15、16的发动机主体1进行所述实验之后发现：在该燃料的情况下，使进气门21的关闭时机θIVC的相对于BDC的延迟角的角度量α小于由图9的P21、P22、P23所示的值以将有效压缩比ε设为9.9以下，并将进气门21的关闭时机θIVC的相对于BDC的延迟角的角度量α设定为满足α≧－0.5343×ε02+20.969×ε0－106.18的值，即图9所示的线L3的上方的值，这样，可避免产生异常燃烧。所以，通过将进气门21的关闭时机θIVC控制在比由该几何压缩比ε0的二次函数f3＝－0.5343×ε02+20.969×ε0－106.18计算出的角度更迟的延迟角侧，这样，在辛烷值为95RON以上的燃料的情况下，可提高几何压缩比ε0，同时可避免产生异常燃烧。
这里，该95RON的燃料是比所述91RON的燃料更不易产生异常燃烧的燃料。所以，在使用该95RON的燃料的情况下，所述进气门21的关闭时机θIVC的范围设定，特别在几何压缩比ε0为14以上时有效。
此外，由图7以及图8的三角标记表示的多个数据是在日本国内所通常使用的汽车发动机的几何压缩比ε0和进气门21的关闭时机θIVC。另外，由图9的四角标记表示的多个数据是在主要使用95RON燃料的欧洲所通常使用的汽车发动机的几何压缩比ε0和进气门21的关闭时机θIVC。
另外，所述进气门21的关闭时机θIVC的最靠提前角侧的延迟角，其相对于BDC的角度量被设定为达到45度(℃A，曲柄角)以下的值。
如上所述，使空气填充量CE达到最大时的进气门21的关闭时机θIVC是在BDC的延迟角侧。本发明人等通过在各种发动机中测量使该空气填充量CE达到最大时的进气门21的关闭时机θIVC之后发现，该关闭时机θIVC为下止点后35℃A～45℃A，该角度例如在内燃机速度高的运转条件下，可使气缸填充量约为100％。所以，将进气门21的关闭时机θIVC的最靠提前角侧的角度设定在至少下止点后45℃A的提前角侧，即，将其相对于与BDC的延迟角的角度量设定为45℃A以下，这样，可确保充分的空气填充量CE。
这样，在本发动机系统中，使进气门21的关闭时机θIVC的最延迟角度处于比由所述各函数f1、f2、f3计算出的值更迟的延迟角侧，由此，可将发动机主体1的几何压缩比ε0设为高压缩比，同时可避免异常燃烧。而且，通过将进气门21的关闭时机θIVC的最靠提前角侧的角度设为下止点后45℃A以下，可确保空气填充量CE，提高内燃机输出。另外，通过如此将进气门21的关闭时机θIVC设置在最佳范围中，可防止进气门21的可变范围过大。
这里，使进气凸轮轴31旋转以改变进气门21的阀门正时的具体机构并不限于所述电动机151。例如，也可与所述排气凸轮轴相位可变机构42同样地，使进气凸轮轴相位可变机构32为液压式机构或电磁式机构等，从而通过液压或电磁铁使进气凸轮轴31旋转。但是，若使用电动机151，则可更容易地在大范围内改变进气门21的阀门正时。
另外，本发明所涉及的火花点火式内燃机的结构并不限定于所述实施方式，还包含除所述实施方式以外的各种结构。例如发动机主体1也可并非为四气缸而是六气缸。
如上所述，本发明提供一种火花点火式内燃机的控制系统，所述火花点火式内燃机包括：气缸、在所述气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，该控制系统中，内燃机主体的几何压缩比设定为11以上，该控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的角度的相对于进气下止点的角度量α为α≧－0.2685×ε02+10.723×ε0+15.815。
根据该控制系统，通过将内燃机主体的几何压缩比设为11以上，可实现高的内燃机运转效率进而实现高的燃耗性能，并且通过将进气阀的关闭时期设为适当的值，可避免进气阀的关闭时期的可变范围过分地扩大，抑制异常燃烧的发生。
即，将该进气阀的关闭时期的相对于进气下止点的最大延迟角的角度量设定为－0.2685×ε02+10.723×ε0+15.815以上，以使进气阀的关闭时期充分地位于延迟角侧，使有效压缩比为6.1以下，可抑制辛烷值为88RON以上的燃料发生异常燃烧，并且可将内燃机主体的几何压缩比设为高压缩比。
另外，若提早进气阀的关闭时期，则气缸填充量会增高，这样，可提高输出转矩。
所述系统中，较为理想的是，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使所述进气阀的关闭时期的最靠提前角侧的延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且该最靠提前角侧的延迟角的相对于进气下止点的角度量小于45度。
这样，例如在内燃机速度高的运转条件下，可使气缸填充量约为100％，从而可最大限度地提高内燃机输出。
另外，本发明还提供一种火花点火式内燃机的控制系统，所述火花点火式内燃机包括：气缸、在所述气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，该控制系统中，内燃机主体的几何压缩比设定为14以上，该控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α为α≧－0.5343×ε02+20.969×ε0－106.18。
根据该系统，对于想要使用辛烷值为95RON以上的燃料的内燃机，可将内燃机主体的几何压缩比设为14以上，以实现高的内燃机运转效率进而实现高的燃耗性能，并且可抑制异常燃烧的发生。
该系统中，较为理想的是，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使所述进气阀的关闭时期的最靠提前角侧的延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且该最靠提前角侧的延迟角的相对于进气下止点的角度量小于45度。
这样，例如在内燃机速度高的运转条件下，可使气缸填充量约为100％，从而可最大限度地提高内燃机输出。
另外，本发明还提供一种火花点火式内燃机的控制系统，所述火花点火式内燃机包括：气缸、在所述气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，该控制系统中，内燃机主体的几何压缩比设定为12以上，该控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α为α≧－0.3591×ε02+14.292×ε0－29.28，并且使所述进气阀的关闭时期的最靠提前角侧的延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且该最靠提前角侧的延迟角的相对于进气下止点的角度量小于45度。
根据该系统，对于想要使用辛烷值为91RON以上的燃料的内燃机，例如在内燃机速度高的运转条件下，可确保约100％的气缸填充量以更切实且最大限度地提高内燃机输出，并且可将内燃机主体的几何压缩比设为12以上以实现高的内燃机运转效率进而实现高的燃耗性能，同时可抑制异常燃烧的发生。
另外，本发明中，较为理想的是，所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，以在所述火花点火式内燃机的内燃机起动时，在所述火花点火式内燃机的所述燃烧室内的温度越高的情况下，使所述进气阀的关闭时期越迟。
这样，气缸内的进气温度不易上升，且发生异常燃烧的可能性小，另一方面，在机械阻力大的冷车起动时，可提高气缸填充量以确保起动转矩，并且在气缸内的进气温度容易上升的热车起动时，可将气缸填充量抑制得较小以抑制异常燃烧的发生。
本发明中，较为理想的是，所述进气阀关闭时期可变机构通过由电动机驱动来改变所述进气阀的关闭时期。
这样，与通过由曲轴驱动的液压致动器来驱动进气阀关闭时期可变机构的情形相比，例如在起动时，可更适当地驱动进气阀关闭时期可变机构。即，对于由曲轴驱动油泵的液压致动器而言，在起动时等内燃机速度低的条件下，无法充分地产生用以供油泵驱动液压致动器的液压，无法适当地驱动进气阀关闭时期可变机构，但若使用电动机，则无论内燃机的速度如何，均可更适当地驱动进气阀关闭时期可变机构。这样，在需要使进气阀关闭时期延迟的热车起动时，可抑制异常燃烧的发生，实现更早的燃烧开始。
另外，本发明中，较为理想的是，所述进气阀关闭时期可变机构包括：通过由连接于所述活塞的曲轴驱动来驱动所述进气阀的进气凸轮轴、以及使所述进气凸轮轴的相对于所述曲轴的相位变化的相位可变机构，所述火花点火式内燃机包括：从所述气缸内排出的废气所通过的排气通道、能够阻断从所述气缸内向所述排气通道的废气流出的排气阀、通过由连接于所述活塞的曲轴驱动来驱动所述排气阀的排气凸轮轴、以及供应燃料给所述燃料喷射阀的燃料泵，所述燃料泵与所述排气凸轮轴连接并由该排气凸轮轴驱动。
这样，可在大范围内改变进气阀的关闭时期，并且可稳定地驱动燃料泵。

Claims (8)

1.一种火花点火式内燃机的控制系统，其特征在于：
所述火花点火式内燃机包括：气缸、在该气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，
所述火花点火式内燃机的控制系统中，
内燃机主体的几何压缩比设定为11以上，
所述控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，
所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使有效压缩比ε≦6.1的所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩
比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α满足以下数式(1)：
α≧－0.2685×ε02+10.723×ε0+15.815 (1)。
2.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机的控制系统，其特征在于：
所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使所述进气阀的关闭时期的最靠提前角侧的延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且该最靠提前角侧的延迟角的相对于进气下止点的角度量小于45度。
3.一种火花点火式内燃机的控制系统，其特征在于：
所述火花点火式内燃机包括：气缸、在该气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，
所述火花点火式内燃机的控制系统中，
内燃机主体的几何压缩比设定为14以上，
所述控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，
所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使有效压缩比ε≦9.9的所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α满足以下数式(2)：
α≧－0.5343×ε02+20.969×ε0－106.18 (2)。
4.根据权利要求3所述的火花点火式内燃机的控制系统，其特征在于：
所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使所述进气阀的关闭时期的最靠提前角侧的延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且该最靠提前角侧的延迟角的相对于进气下止点的角度量小于45度。
5.一种火花点火式内燃机的控制系统，其特征在于：
所述火花点火式内燃机包括：气缸、在该气缸内往返移动的活塞、设置在所述气缸上并与所述活塞的上表面形成燃烧室的气缸盖、将燃料直接喷射到所述燃烧室内的燃料喷射阀、导入所述气缸内的空气所通过的进气通道、能够阻断从所述进气通道向所述气缸内的空气流入的进气阀、以及能够改变所述进气阀的关闭时期的进气阀关闭时期可变机构，
所述火花点火式内燃机的控制系统中，
内燃机主体的几何压缩比设定为12以上，
所述控制系统具有控制所述进气阀关闭时期可变机构的运作的控制单元，
所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，使有效压缩比ε≦7.7的所述进气阀的关闭时期的最延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且所述内燃机主体的几何压缩比设为ε0时该最延迟角的相对于进气下止点的角度量α满足以下数式(3)：
α≧－0.3591×ε02+14.292×ε0－29.28 (3)，
并且使所述进气阀的关闭时期的最靠提前角侧的延迟角的角度位于进气下止点的延迟角侧且该最靠提前角侧的延迟角的相对于进气下止点的角度量小于45度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的火花点火式内燃机的控制系统，其特征在于：
所述控制单元控制所述进气阀关闭时期可变机构，以在所述火花点火式内燃机的内燃机起动时，在所述火花点火式内燃机的所述燃烧室内的温度越高的情况下，使所述进气阀的关闭时期越迟。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的火花点火式内燃机的控制系统，其特征在于：
所述进气阀关闭时期可变机构通过由电动机驱动来改变所述进气阀的关闭时期。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的火花点火式内燃机的控制系统，其特征在于，
所述进气阀关闭时期可变机构包括：通过由连接于所述活塞的曲轴驱动来驱动所述进气阀的进气凸轮轴、以及使所述进气凸轮轴的相对于所述曲轴的相位变化的相位可变机构，
所述火花点火式内燃机包括：从所述气缸内排出的废气所通过的排气通道、能够阻断从所述气缸内向所述排气通道的废气流出的排气阀、通过由连接于所述活塞的曲轴驱动来驱动所述排气阀的排气凸轮轴、以及供应燃料给所述燃料喷射阀的燃料泵，
所述燃料泵与所述排气凸轮轴连接并由该排气凸轮轴驱动。
CN201010267069.2A 2009-08-20 2010-08-20 火花点火式内燃机的控制系统 Active CN101994577B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-190880 2009-08-20
JP2009190880A JP4862927B2 (ja) 2009-08-20 2009-08-20 火花点火式内燃機関の制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101994577A CN101994577A (zh) 2011-03-30
CN101994577B true CN101994577B (zh) 2014-10-08

Family

ID=42735777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010267069.2A Active CN101994577B (zh) 2009-08-20 2010-08-20 火花点火式内燃机的控制系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8677957B2 (zh)
EP (1) EP2295771B1 (zh)
JP (1) JP4862927B2 (zh)
CN (1) CN101994577B (zh)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4993010B2 (ja) * 2010-08-21 2012-08-08 マツダ株式会社 火花点火式多気筒エンジン
US9103293B2 (en) * 2011-12-15 2015-08-11 Ford Global Technologies, Llc Method for reducing sensitivity for engine scavenging
JP2015055243A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 ヤマハモーターパワープロダクツ株式会社 ４サイクルエンジンおよびエンジン発電機
JP6319218B2 (ja) * 2015-07-29 2018-05-09 マツダ株式会社 エンジンの駆動力伝達システム
DE102015221203A1 (de) * 2015-10-29 2017-05-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Adaption einer Ventilstellgröße für ein Einlass- und/oder ein Auslassventil eines Verbrennungsmotors
US10393037B2 (en) 2015-12-09 2019-08-27 Hyundai Motor Company Method for controlling of valve timing of continuous variable valve duration engine
KR101807034B1 (ko) 2015-12-09 2017-12-08 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
KR101807030B1 (ko) 2015-12-09 2017-12-08 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
US10415488B2 (en) 2015-12-09 2019-09-17 Hyundai Motor Company System and method for controlling valve timing of continuous variable valve duration engine
KR102394575B1 (ko) 2017-11-20 2022-05-04 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 장치 및 이를 포함하는 엔진
KR101807031B1 (ko) 2015-12-10 2017-12-08 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
US10415485B2 (en) 2015-12-10 2019-09-17 Hyundai Motor Company Method for controlling of valve timing of continuous variable valve duration engine
KR101807023B1 (ko) 2015-12-11 2017-12-08 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
US10634067B2 (en) 2015-12-11 2020-04-28 Hyundai Motor Company System and method for controlling valve timing of continuous variable valve duration engine
US10323585B2 (en) 2015-12-11 2019-06-18 Hyundai Motor Company Method for controlling of valve timing of continuous variable valve duration engine
KR101776743B1 (ko) 2015-12-11 2017-09-08 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
US10428747B2 (en) 2015-12-11 2019-10-01 Hyundai Motor Company System and method for controlling valve timing of continuous variable valve duration engine
US10920679B2 (en) 2015-12-11 2021-02-16 Hyundai Motor Company Method for controlling of valve timing of continuous variable valve duration engine
KR101807037B1 (ko) * 2016-03-16 2017-12-08 현대자동차 주식회사 연속 가변 밸브 듀레이션 엔진의 밸브 타이밍 제어 시스템 및 방법
US10634066B2 (en) 2016-03-16 2020-04-28 Hyundai Motor Company System and method for controlling valve timing of continuous variable valve duration engine
JP7115028B2 (ja) * 2018-05-22 2022-08-09 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置
RU2730540C1 (ru) * 2019-10-28 2020-08-24 Общество с ограниченной ответственностью "Техно Инжиниринг" Система подачи топлива дизеля
JP2022136514A (ja) * 2021-03-08 2022-09-21 マツダ株式会社 エンジン

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100337017C (zh) * 2003-11-19 2007-09-12 丰田自动车株式会社 用于内燃机的气门正时控制器
EP1840357A2 (en) * 2006-03-31 2007-10-03 Mazda Motor Corporation Spark-ignition gasoline engine
CN101169080A (zh) * 2006-10-24 2008-04-30 福特环球技术公司 运行多燃料发动机的系统和方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61187526A (ja) * 1985-02-15 1986-08-21 Toyota Motor Corp 過給機付内燃機関のバルブタイミング制御装置
KR910002898B1 (ko) 1986-11-27 1991-05-09 마쯔다 가부시기가이샤 과급기부착엔진
JP3236654B2 (ja) * 1992-03-31 2001-12-10 マツダ株式会社 機械式過給機付エンジン
US5233948A (en) * 1992-12-10 1993-08-10 Ford Motor Company Variable cycle engine
JP3412647B2 (ja) * 1993-12-06 2003-06-03 マツダ株式会社 車両のパワーユニット
EP1209329B1 (en) * 1999-08-23 2005-12-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Engine valve characteristic controller
JP4517515B2 (ja) 2001-02-14 2010-08-04 マツダ株式会社 自動車用４サイクルエンジン
JP4438368B2 (ja) * 2003-10-01 2010-03-24 日産自動車株式会社 可変圧縮比エンジンの制御装置
JP4103769B2 (ja) * 2003-10-23 2008-06-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US7765966B2 (en) * 2006-03-09 2010-08-03 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle system having engine with variable valve operation
JP4905175B2 (ja) * 2006-03-31 2012-03-28 マツダ株式会社 火花点火式ガソリンエンジン
JP4259546B2 (ja) * 2006-07-13 2009-04-30 トヨタ自動車株式会社 火花点火式内燃機関
JP2008075497A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Ygk:Kk 火花点火エンジン
JP4957611B2 (ja) * 2007-04-13 2012-06-20 マツダ株式会社 内燃機関の制御方法
JP4459989B2 (ja) * 2007-07-30 2010-04-28 三菱自動車工業株式会社 可変動弁機構付のエンジン
JP4367550B2 (ja) 2007-11-06 2009-11-18 トヨタ自動車株式会社 火花点火式内燃機関
US8150597B2 (en) * 2008-02-26 2012-04-03 Mazda Motor Corporation Method and system for controlling an internal combustion engine
US8155862B2 (en) * 2008-02-28 2012-04-10 Mazda Motor Corporation Internal combustion engine control method and internal combustion engine system
US8631782B2 (en) * 2008-08-22 2014-01-21 GM Global Technology Operations LLC Active compression ratio modulation through intake valve phasing and knock sensor feedback

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100337017C (zh) * 2003-11-19 2007-09-12 丰田自动车株式会社 用于内燃机的气门正时控制器
EP1840357A2 (en) * 2006-03-31 2007-10-03 Mazda Motor Corporation Spark-ignition gasoline engine
CN101169080A (zh) * 2006-10-24 2008-04-30 福特环球技术公司 运行多燃料发动机的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8677957B2 (en) 2014-03-25
CN101994577A (zh) 2011-03-30
JP2011043092A (ja) 2011-03-03
US20110041786A1 (en) 2011-02-24
EP2295771B1 (en) 2014-11-19
JP4862927B2 (ja) 2012-01-25
EP2295771A1 (en) 2011-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101994577B (zh) 火花点火式内燃机的控制系统
RU2635543C2 (ru) Способ определения состояния двигателя и система детектирования профиля кулачка
JP4525517B2 (ja) 内燃機関
CN101495738B (zh) 控制机械压缩比、进气门的关闭正时和气流的方法
JP5051201B2 (ja) 火花点火式内燃機関の制御方法及び火花点火式内燃機関システム
JP4957611B2 (ja) 内燃機関の制御方法
US7278383B2 (en) Internal combustion engine with variable compression ratio and valve characteristics
CN102748147B (zh) 发动机控制系统和方法
US7520261B2 (en) Apparatus for and method of controlling intake operation of an internal combustion engine
CN101796281B (zh) 火花点火式内燃机
CN101688480B (zh) 火花点火式内燃发动机及其控制方法
WO2009042821A1 (en) Method and apparatus for continuously variable differential phasing of engine valve operation
CN102465782A (zh) 火花点火式直喷发动机控制方法及火花点火式直喷发动机
CN102597464A (zh) 火花点火式内燃机
CN101479453A (zh) 火花点火式内燃发动机
JP4952732B2 (ja) 内燃機関の制御方法および内燃機関の制御システム
CN101730792B (zh) 火花点火式内燃发动机及其控制方法
US8047169B2 (en) Variable valve timing apparatus and control method therefor
KR20080104330A (ko) 가변 밸브 타이밍 장치 및 그의 제어 방법
WO1999054614A1 (fr) Dispositif de detection du volume d'air d'admission pour moteur a combustion interne
Stojek et al. Valve timing with variable overlap control
US20170298841A1 (en) Diesel engine and method for operating a diesel engine
CN102933816A (zh) 火花点火式内燃机
JP4957542B2 (ja) 内燃機関の吸気制御装置
JP2010024970A (ja) 駆動力制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant