CN105264202B - 内燃发动机 - Google Patents

内燃发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN105264202B
CN105264202B CN201480032247.XA CN201480032247A CN105264202B CN 105264202 B CN105264202 B CN 105264202B CN 201480032247 A CN201480032247 A CN 201480032247A CN 105264202 B CN105264202 B CN 105264202B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
exhaust
inlet valve
inlet
predetermined value
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
CN201480032247.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105264202A (zh
Inventor
星幸
星幸一
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN105264202A publication Critical patent/CN105264202A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105264202B publication Critical patent/CN105264202B/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
    • 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
    • F02D13/0207—Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • 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
    • F02D13/0257—Independent control of two or more intake or exhaust valves respectively, i.e. one of two intake valves remains closed or is opened partially while the other is fully opened
    • 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
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F02D13/0265—Negative valve overlap for temporarily storing residual gas in the cylinder
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
    • F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/345—Controlling injection timing
    • 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
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/1015—Air intakes; Induction systems characterised by the engine type
    • F02M35/10177—Engines having multiple fuel injectors or carburettors per cylinder
    • 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
    • F02D2013/0292—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation in the start-up phase, e.g. for warming-up cold engine or catalyst
    • 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
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • 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

一种内燃发动机包括活塞、多个进气门、排气门、气门驱动单元、进气门停止单元、喷射器和ECU。所述ECU配置成：(a)当发动机温度低于预定值时，将气门驱动单元控制成在活塞的排气上止点的提前侧关闭排气门；(b)当发动机温度低于所述预定值时，将进气门停止单元控制成使一部分进气门的作动在关闭状态下停止；并且(c)当发动机温度低于所述预定值时，将气门控制单元控制成在排气门与所述多个进气门之中除所述一部分进气门以外的进气门之间形成负重叠。

Description

内燃发动机
技术领域
本发明涉及内燃发动机。
背景技术
在内燃发动机中，可能在进气门与排气门之间形成负重叠。日本专利申请公报No.2008-291686(JP 2008-291686 A)公开了一种用于内燃发动机的控制装置，该控制装置执行排气门的提前关闭控制。此控制装置通过排气门的提前关闭控制来形成负重叠。JP2008-291686 A还公开了将排气门的提前关闭控制与进气异步喷射相结合。日本专利申请公报No.2004-263659(JP 2004-263659 A)、日本专利申请公报No.2012-167593(JP 2012-167593 A)、日本专利申请公报No.2003-293802(JP 2003-293802 A)、日本专利申请公报No.2005-248766(JP 2005-248766 A)、日本专利申请公报No.2002-332902(JP 2002-332902 A)和日本专利申请公报No.2001-12261(JP 2001-12261 A)公开了用于停止多个进气门和多个排气门之中的一部分气门的作动的技术。
当内燃发动机中形成负重叠时，能实现缸内残留气体的再压缩。这种情况下，当进气门打开时，可能发生热的高压气体从气缸回吹到进气通路中。因此，可借助于回吹气体来使喷射到进气通路中的燃料进一步雾化。
发明内容
燃料的雾化程度因气体的回吹模式而异。更具体地，例如，气体的回吹越强，则燃料会越容易雾化。因此，在这方面，通过气体的回吹来实现喷射到进气通路中的燃料的雾化仍有进一步改善的余地。
本发明提供了一种能够通过气体的回吹来使喷射到进气通路中的燃料雾化的内燃发动机。
根据本发明的一方面的内燃发动机包括活塞、多个进气门、排气门、气门驱动单元、进气门停止单元、喷射器和电子控制单元(ECU)。所述活塞构造成与所述内燃发动机的燃烧室邻接。所述多个进气门构造成独立地开闭与所述燃烧室连通的多个进气通路。所述排气门构造成开闭与所述燃烧室连通的排气通路。所述气门驱动单元构造成至少改变所述多个进气门和所述排气门的气门特性中的所述排气门的气门关闭时间。所述进气门停止单元构造成使所述多个进气门之中的一部分进气门的作动在关闭状态下停止。所述喷射器构造成将燃料至少喷射到所述多个进气通路之中除由所述一部分进气门开闭的进气通路以外的进气通路中。所述ECU配置成：(a)当发动机温度低于预定值时，将所述气门驱动单元控制成在所述活塞的排气上止点的提前侧关闭所述排气门；(b)当发动机温度低于所述预定值时，将所述进气门停止单元控制成使所述一部分进气门的作动在关闭状态下停止；并且(c)当发动机温度低于所述预定值时，将所述气门控制单元控制成在所述排气门与所述多个进气门之中除所述一部分进气门以外的进气门之间形成负重叠。
与本发明的该方面相关的内燃发动机还可包括排气门停止单元，所述排气门停止单元构造成使分别开闭多个所述排气通路的多个排气门之中的一部分排气门的作动在关闭状态下停止。所述ECU可配置成：(a)当发动机温度低于所述预定值时并且当清洁从所述燃烧室排出的排气的催化剂的床温低于预定值时，将所述排气门停止单元控制成使所述一部分排气门的作动在关闭状态下停止；并且(b)当发动机温度低于所述预定值时并且当清洁从所述燃烧室排出的排气的催化剂的床温低于所述预定值时，将所述气门驱动单元控制成在所述多个进气门之中除所述一部分进气门以外的进气门与所述多个排气门之中除所述一部分排气门以外的排气门之间形成负重叠。
根据本发明，能通过气体的回吹而使喷射到进气通路中的燃料合意地雾化。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是内燃发动机的示意图；
图2是示出进气道的图；
图3是示出内燃发动机的排气道的图；
图4是负重叠的说明图；
图5是示出ECU进行的控制动作的一个示例的流程图；
图6是与未燃燃料的改质有关的第一说明图；和
图7是与未燃燃料的改质有关的第二说明图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。
图1是内燃发动机50的示意图。图2示出进气道52a、52b。图3示出内燃发动机50的排气系统20。内燃发动机50设置有气缸体51、气缸盖52、活塞53、进气门54、排气门55、燃料喷射阀56、57、气门驱动单元60、进气门停止单元65、排气门停止单元66和ECU 70。在气缸体51中形成有气缸51a。活塞53被收纳在气缸51a中。活塞53与燃烧室E邻接。燃烧室E是由气缸体51、气缸盖52和活塞53围出的空间。
气缸盖52固定于气缸体51的上表面。在气缸盖52中形成有用于将进气导入燃烧室E中的进气道52a和用于从燃烧室E排出气体的排气道52b。进气道52a和排气道52b两者都被设置为多个气道(这里，各两个气道)。多个进气道52a形成与燃烧室E连通的多个进气通路In，而多个排气道52b形成与燃烧室E连通的多个排气通路Ex。进气门54和排气门55设置用于燃烧室E。内燃发动机50设置有多个进气门54和排气门55(在本例中，各两个气门)。多个进气门54分别开闭多个进气通路In，而多个排气门55分别开闭多个排气通路Ex。
内燃发动机50设置有进气道52aA和52aB作为多个进气道52a。进气道52aA是形成进气通路In1的第一进气道。进气道52aB是形成进气通路In2的第二进气道。因此，内燃发动机50具有是第一进气通路的进气通路In1和是第二进气通路的进气通路In2作为多个进气通路In。如果例如进气道52a是中途分支成与燃烧室E连通的多个气道的Siamese型气道，则多个进气通路In是指进气道52a中形成有多个分支部的各个进气通路。
内燃发动机50设置有排气道52bA和52bB作为多个排气道52b。排气道52bA是形成排气通路Ex1的第一进气道。排气道52bB是形成排气通路Ex2的第二排气道。因此，内燃发动机50具有是第一排气通路的排气通路Ex1和是第二排气通路的排气通路Ex2作为多个排气通路Ex。
内燃发动机50设置有进气门54A和54B作为多个进气门54。此外，内燃发动机50也设置有排气门55A和55B作为多个排气门55。进气门54A是开闭进气通路In1的第一进气门。进气门54B是开闭进气通路In2的第二进气门。排气门55A是开闭排气通路Ex1的第一排气门。排气门55B是开闭排气通路Ex2的第二排气门。
多个进气道52a和多个排气道52b以进气道52aA和排气道52bB沿进气/排气方向互相对向这样的方式设置。因此，进气门54A和排气门55A设置成沿进气/排气方向以分别与排气门55B和进气门54B对向的方式布置。进气门54A对应于多个进气门54A之中的一部分进气门。排气门55A对应于多个排气门55之中的一部分排气门。进气门54A、54B的配置和排气门55A、55B的配置可以是上述配置的颠倒。
燃料喷射阀56、57是设置在气缸盖52中的多个喷射器。燃料喷射阀56、57分别将燃料喷射到多个进气通路In中。作为第一喷射器的燃料喷射阀56将燃料喷射到进气通路In1中，而作为第二喷射器的燃料喷射阀57将燃料喷射到进气通路In2中。燃料喷射阀57是将燃料喷射到多个进气通路In中的至少一个进气通路(在本例中，进气通路In2)中的喷射器，并且对应于将燃料至少喷射到多个进气通路In之中除由进气门54A开闭的进气通路In1以外的进气通路中(更具体地，喷射到进气通路In2中)的喷射器。
内燃发动机50设置有作为包括燃料喷射阀57的多个喷射器的燃料喷射阀56、57，并且作为燃料喷射阀56、57中的一部分的燃料喷射阀57将燃料喷射到进气通路In2中，该进气通路In2是多个进气通路In之中至少除由进气门54A开闭的进气通路In1以外的进气通路。
气门驱动单元60设置在气缸盖52中。气门驱动单元60设置有能改变多个进气门54的气门特性的进气侧可变气门驱动单元61和能改变排气门55(在本例中，多个排气门55)的气门特性的排气侧可变气门驱动单元62。气门特性是气门打开时间、气门关闭时间、升程量或这些的组合(例如，开闭时间(打开时间和关闭时间)，或关闭时间和升程量，或打开时间、关闭时间和升程量，等等)。
更具体地，进气侧可变气门驱动单元61是改变多个进气门54的开闭时间的进气侧气门正时可变机构。排气侧可变气门驱动单元62是改变排气门55(在本例中，多个排气门55)的开闭时间的排气侧气门正时可变机构。具体而言，可变气门驱动机构61、62各自都被液压地驱动，并且包括控制液压的传输传递的油控制单元。
通过为气门驱动单元60设置排气侧可变气门驱动单元62，获得改变多个进气门54和排气门55(在本例中，多个排气门55)的气门特性之中至少排气门55的气门关闭时间的气门驱动单元。该气门驱动单元可至少由进气侧可变气门驱动单元61和排气侧可变气门驱动单元62之中的排气侧可变气门驱动单元62组成。气门驱动单元不一定局限于上述气门驱动单元，并且也可以是能够改变排气门55的关闭时间的另一气门驱动单元。
进气门停止单元65设置用于进气门54。排气门停止单元66设置用于排气门55。进气门停止单元65使多个进气门54之中的进气门54A的作动在关闭状态下停止。排气门停止单元66使多个排气门55之中的排气门55A的作动在关闭状态下停止。具体而言，进气门停止单元65和排气门停止单元66可采用例如上述JP 2012-167593 A中公开的用于内燃发动机的可变气门驱动单元。
排气系统20连接至内燃发动机50。排气系统20设置有排气管21和催化剂22。排气管21形成排气通路。排气通路经由多个排气通路Ex与燃烧室E连通。催化剂22设置成插置在排气管21中。催化剂22清洁从燃烧室E排出的排气。
ECU 70是与以下控制对象电连接的电子控制装置：燃料喷射阀56、57、气门驱动单元60(更具体地，可变气门驱动机构61、62的油控制单元)、进气门停止单元65和排气门停止单元66。此外，用于检测发动机的运转状态的第一传感器群30和用于检测气门驱动单元60的状态的第二传感器群40作为传感器/开关与ECU 70电连接。
第一传感器群30例如包括：用于检测曲柄角的曲柄角传感器、用于测量内燃发动机50中的进气量的空气流量计、用于对内燃发动机50作出加速请求的加速器踏压量传感器、用于检测怠速运转的怠速SW、用于检测内燃发动机50的冷却水温度ethw的水温传感器、用于基于催化剂22的上游侧的排气中的氧浓度而直线地检测空燃比的A/F传感器、和用于基于催化剂22的下游侧的排气中的氧浓度而检测空燃比相比于理论空燃比是浓还是稀的O2传感器。第二传感器群40例如包括检测传输至可变气门驱动机构61、62的油压的液压传感器以及用于检测进气门54和排气门55的打开时间和关闭时间的传感器。
在ECU 70中，中央处理单元(CPU)利用随机存取存储器(RAM)的临时存储区在必要时基于存储在只读存储器(ROM)中的程序而执行处理，由此实现例如如下所述的第一至第三控制单元、喷射控制单元和空燃比控制单元。这些构成可例如通过多个电子控制装置来实现。
第一控制单元控制气门驱动单元60。第一控制单元以这样的方式控制气门驱动单元60：例如，排气门55(在本例中，多个排气门55)在活塞53的排气上止点的提前侧关闭。具体地，如上所述由第一控制单元控制的气门驱动单元60如上所述在发动机温度T1低于预定值α时起作用。发动机温度T1低于预定值α的情况包含发动机冷起动时的怠速运转。为了实现气门驱动单元60中的这种功能，气门驱动单元60能如上所述例如在发动机停止时被提前控制。气门驱动单元60可理解为还包含第一控制单元的构成。
第二控制单元控制进气门停止单元65。当发动机温度T1低于预定值α时，第二控制单元将进气门停止单元65控制成使进气门54A的作动在关闭状态下停止。因此，当发动机温度T1低于预定值α时，进气门65使进气门54A的作动在关闭状态下停止。进气门停止单元65可理解为还包含第二控制单元的构成。
当发动机温度T1低于预定值α时，在活塞53的排气上止点的提前侧关闭排气门55的气门驱动单元60和使进气门54A的作动在关闭状态下停止的进气门停止单元65当发动机温度T1低于预定值α时在多个进气门54之中除进气门54A以外的进气门(换言之，进气门54B)与排气门55之间形成负重叠。
图4是负重叠的说明图。如图4所示，负重叠是从排气门55的关闭时间至进气门54的打开时间的时段中形成的进气门54与排气门55之间的关闭时间的重叠。当发动机温度T1低于预定值α时，气门驱动单元60能将进气门54的打开时间设定在活塞53的排气上止点的提前侧。
当发动机温度T1低于预定值α时并且当催化剂22的床温T2低于预定值β(例如，活性温度)时，第三控制单元将排气门停止单元66控制成使排气门55A的作动在关闭状态下停止。因此，在这些情况下，排气门停止单元66使排气门55A的作动在关闭状态下停止。排气门停止单元66可理解为还包含第三控制单元的构成。
当发动机温度T1低于预定值α时并且当床温T2低于预定值β时，使排气门55A的作动在关闭状态下停止的排气门停止单元66连同气门驱动单元60和进气门停止单元65一起在多个进气门54之中除进气门54A以外的进气门(更具体地，进气门54B)与多个排气门55之中除排气门55A以外的排气门(更具体地，排气门55B)之间形成负重叠。
当发动机温度T1高于预定值α(在等于或大于预定值α的情况下)时并且当发动机的运转状态不是怠速运转时，或者当负重叠的解除条件已成立时，第二控制单元将进气门停止单元65控制成解除进气门54A的作动停止。当发动机温度T2高于预定值β(在等于或大于预定值β的情况下)时并且当发动机的运转状态不是怠速运转时，或者当负重叠的解除条件已成立时，第三控制单元将排气门停止单元66控制成解除排气门55A的作动停止。解除负重叠的原因如下。
更具体地，通过借助于形成负重叠使气体回吹来实现燃料的雾化在发动机冷起动时对减少排气排放物有效。然而，由于负重叠的形成而残留在气缸内的气体也具有减慢燃烧的作用。因此，继续负重叠也由于产生排气温度的下降而导致催化剂22的加温的延迟。
因此，为了获得减少排气排放物的改善效果，有效的是在内燃发动机50起动之后已经过了预定时间时解除负重叠。因此，当发动机冷起动时，例如，能将预定时间的经过设定为负重叠的解除条件。当负重叠的解除条件成立时，第一控制单元能够通过将气门驱动单元60控制成延迟排气门55的气门关闭时间来解除负重叠。
喷射控制单元执行燃料喷射阀56、57的燃料喷射控制。喷射控制单元将燃料喷射阀56控制成使燃料喷射在发动机温度T1低于预定值α时停止，并且还将燃料喷射阀57控制成执行进气异步喷射。因此，当发动机温度T1低于预定值α时，燃料喷射阀56停止燃料喷射并且燃料喷射阀57执行进气异步喷射。进气异步喷射是指在多个进气门54打开之前执行的并且能在排气冲程中执行的燃料喷射。
当发动机温度T1高于预定值α时并且当发动机的运转状态不是怠速运转时，或者当负重叠的解除条件成立时，喷射控制单元将燃料喷射阀56控制成解除燃料喷射的停止，并且还将燃料喷射阀57控制成解除进气异步喷射。喷射器可理解为还包含喷射控制单元的构成。
在空燃比控制单元中，进气门停止单元65使进气门54A的作动在关闭状态下停止，并且燃料喷射阀56停止燃料喷射，此外，当燃料喷射阀57正在执行进气异步喷射时，空燃比控制单元实施增浓控制以使排气空燃比比理论空燃比浓。空燃比控制单元在发动机温度T1低于预定值α时实施增浓控制。
增浓控制能例如通过使以使得排气空燃比变成理论空燃比的方式预先设定的燃料喷射阀57在怠速运转期间的燃料喷射量增加一预定量来执行。在增浓控制中，排气空燃比被控制成变得稍微比理论空燃比浓。空燃比控制单元在发动机温度T1高于预定值α时、在发动机运转状态不是怠速运转时、或在负重叠的解除条件成立时解除增浓控制。
接下来，将参照图5所示的流程图说明ECU 70进行的控制动作的一个示例。ECU 70判定内燃发动机50是否已起动(步骤S1)。ECU 70能基于例如点火开关的输出来判定内燃发动机50是否已起动。当判定结果为否定时，该流程暂时终止。当判定结果为肯定时，ECU 70判定发动机运转状态是否为怠速运转(步骤S2)。ECU 70能基于例如怠速开关的输出来判定发动机运转状态是否为怠速运转。当判定结果为肯定时，ECU 70判定排气门55是否已提前关闭(步骤S3)。在步骤S3中，更具体地，ECU70判定是否已形成负重叠。在步骤S3中，当负重叠的解除条件已成立时，判定结果为否定。
当步骤S3中的判定结果为肯定时，ECU 70推定床温T2(步骤S4)。能基于例如自发动机起动以来进气量的累计值来推定床温T2。能基于例如空气流量计的输出来计算进气量的累计值。随即，ECU 70判定发动机温度T1是否低于预定值α(步骤S5)。ECU 70能基于例如冷却水温度ethw是否低于预定值来判定发动机温度T1是否低于预定值α。ECU 70还可基于例如床温T2是否低于预定值β'来判定发动机温度T1是否低于预定值α，预定值β'是高于预定值β的预定值。
当步骤S5中的判定结果为肯定结果时，ECU 70实施增浓控制(步骤S6)。此外，ECU70还判定床温T2是否低于预定值β(步骤S7)。当步骤S7中的判定结果为肯定时，ECU 70使进气门54A的作动在关闭状态下停止(步骤S11)，并且使排气门55A的作动在关闭状态下停止(步骤S12)。此外，ECU 70还将燃料喷射阀56控制成停止燃料喷射(步骤S21)，并且将燃料喷射阀57控制成执行进气异步喷射(步骤S22)。在步骤S22之后，该流程暂时终止。
当步骤S7中的判定结果为否定时，ECU 70使进气门54A的作动在关闭状态下停止(步骤S13)，并且解除排气阀55A的作动停止(步骤S14)。在步骤S14之后，该过程进行至步骤S21。
在步骤S2、S3或S5中的否定结果之后，ECU 70解除增浓控制(步骤S31)。此外，ECU70还解除进气门54A的作动停止(步骤S32)，并且解除排气门55A的作动停止(步骤S33)。此外，ECU 70将燃料喷射阀56控制成解除燃料喷射的停止(步骤S34)，并且将燃料喷射阀57控制成解除进气异步喷射(步骤S35)。在步骤S35之后，该流程终止。
接下来，将说明内燃发动机50的主要作用和效果。在内燃发动机50中，当发动机温度T1低于预定值α时，气门驱动单元60在活塞53的排气上止点的提前侧关闭排气门55，此外，进气门停止单元65使进气门54A的作动在关闭状态下停止并且气门驱动单元60和进气门停止单元65在进气门54B与排气门55之间形成负重叠。
因此，通过在形成负重叠之后打开多个进气门54中的进气门54B，内燃发动机50能够减小与燃烧室E连通的多个进气通路In的总截面积。因此，能通过流速升高的气体的回吹来使由燃料喷射阀57喷射到进气通路In2中的燃料合意地雾化。更具体地，内燃发动机50能够通过实现燃料的雾化来降低燃料消耗和减少排气排放物。
除燃料的雾化外，通过在进气冲程中将回吹的热高压气体吸入气缸内，内燃发动机50能实现附着于气缸内部的燃料量的减少和气化燃料的增加。通过增加有助于燃烧的气化燃料，也能提高空气混合物的均质性。因此，通过提高空气混合物的均质性，内燃发动机50也能使燃烧更耐缸内残留气体的增加。
更具体地，内燃发动机50还设置有排气门停止单元66，并且当发动机温度T1低于预定值α且床温T2低于预定值β时，排气门停止单元66也使排气门55A的作动在关闭状态下停止，并且排气门停止单元66连同气门驱动单元60和进气门停止单元65一起在进气门54B与排气门55B之间形成负重叠。
具有此构成的内燃发动机50能通过使排气门55A在关闭状态下停止来降低气缸的扫气效率。因此，具有此构成的内燃发动机50能增加负重叠形成时残留在气缸内的气体量。因此，能通过进一步提高气体的回吹流速来实现燃料的更合意雾化。具有此构成的内燃发动机50还能通过增加缸内残留气体量来如下所述减少排气排放物。
图6是与缸内气体包含的未燃燃料的改质有关的第一说明图。图7是与缸内气体包含的未燃燃料的改质有关的第二说明图。图6示出在排气上止点处缸内气体的烷烃型烃(HC)成分和烯烃型HC成分之间的比例。图7示出芳香族HC成分中的烷基苯型HC成分的比例。图7示出包含芳香族HC成分的缸内气体是压缩上止点处的缸内气体和排气上止点处的缸内气体的情形。图6和图7所示的情形1是形成了负重叠的情形，而情形2是未形成负重叠的情形。
如图6所示，可见在情形1中，相比于情形2，催化剂22中反应性低的烷烃型HC成分的比例减少，而催化剂22中反应性高的烯烃型HC成分的比例增加。如图7所示，可见在情形1中，相比于情形2，催化剂22中反应性高的烷基苯型HC成分的比例增加。此外，还可见此趋势在缸内气体处于压缩上止点处并且包含新空气、燃料和残留气体时以及在缸内气体处于排气上止点并且包含残留气体时均相同。
更具体地，未燃燃料的改质由于负重叠的形成而在仍处于高温的同时被封闭在缸内的未燃燃料的烘烤状态下发生。因此，通过增加缸内残留气体量，内燃发动机50能通过促进未燃燃料改质为具有优良催化反应性的HC成分来减少排气排放物。内燃发动机50还能够通过增加缸内残留气体量来减少排气中包含的NOx。
具体地，内燃发动机50设置有作为包括燃料喷射阀57的多个喷射器的燃料喷射阀56、57，并且构成为使得作为燃料喷射阀56、57的一部分的燃料喷射阀57将燃料喷射到进气通路In2中，该进气通路In2是多个进气通路In之中至少除由进气门54A开闭的进气通路IN1以外的进气通路。更具体地，内燃发动机50能例如在采取此构成时使燃料雾化。
具体地，内燃发动机50以如下方式构成：当发动机温度T1低于预定值α时，作为多个燃料喷射阀56、57之中除燃料喷射阀57以外的喷射器的燃料喷射阀56停止燃料喷射，并且燃料喷射阀57执行进气异步喷射。具有此构成的内燃发动机50能在来自燃料喷射阀57的进气异步喷射中使燃料雾化，同时防止从燃料喷射阀56喷射非期望的燃料。这种情况下，具体地，内燃发动机50能通过吹出已集中在进气门54B的头杆接合部(head back)上的在进气异步喷射中喷射的燃料来实现燃料的雾化。
具体地，内燃发动机50构成为在发动机温度T1低于预定值α时执行用于使排气空燃比比理论空燃比浓的增浓控制。具有此构成的内燃发动机50能进一步提高在催化剂22活性化时排气的催化反应性。
具体地，在内燃发动机50中，当发动机温度T2高于预定值β时并且当发动机的运转状态不是怠速运转时，或者当负重叠的解除条件已成立时，排气门停止单元66解除排气门55A的作动停止。具有此构成的内燃发动机50能通过使排气门55A作动来减少缸内残留气体量。因此，具有此构成的内燃发动机50既能实现催化剂22的加温，又能实现燃烧的稳定。
具体地，在内燃发动机50中，当发动机温度T1高于预定值α时并且当发动机的运转状态不是怠速运转时，或者当负重叠的解除条件已成立时，进气门停止单元65解除进气门54A的作动停止。此外，燃料喷射阀56也解除燃料喷射的停止，此外燃料喷射阀57解除进气异步喷射，并且增浓控制被解除。具有此构成的内燃发动机50能根据情况在实现适当驱动的同时实现燃料的雾化。
以上详述了本发明的实施例，但本发明并不限于该特定实施例并且能在权利要求中记载的本发明的实质的范围内进行变更和修改。
例如，如果进气道为Siamese型气道，则喷射器可以是分别将燃料喷射到由设置在进气道中的相应分支部形成的多个进气通路中的喷射器。

Claims (2)

1.一种内燃发动机，其特征在于包括：
活塞，所述活塞构造成与所述内燃发动机的燃烧室邻接；
多个进气门，所述多个进气门构造成独立地开闭与所述燃烧室连通的多个进气通路；
排气门，所述排气门构造成开闭与所述燃烧室连通的排气通路；
气门驱动单元，所述气门驱动单元构造成至少改变所述多个进气门和所述排气门的气门特性中的所述排气门的气门关闭时间；
进气门停止单元，所述进气门停止单元构造成使所述多个进气门之中的一部分进气门的作动在关闭状态下停止；
喷射器，所述喷射器构造成将燃料至少喷射到所述多个进气通路之中除由所述一部分进气门开闭的进气通路以外的进气通路中；和
ECU，所述ECU配置成：
(a)当发动机温度低于预定值时，将所述气门驱动单元控制成在所述活塞的排气上止点的提前侧关闭所述排气门；
(b)当发动机温度低于所述预定值时，将所述进气门停止单元控制成使所述一部分进气门的作动在关闭状态下停止；并且
(c)当发动机温度低于所述预定值时，将所述气门驱动单元控制成在所述排气门与所述多个进气门之中除所述一部分进气门以外的进气门之间形成负重叠。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机，还包括：
排气门停止单元，所述排气门停止单元构造成使分别开闭多个所述排气通路的多个排气门之中的一部分排气门的作动在关闭状态下停止，
其中，所述ECU配置成：
(d)当发动机温度低于所述预定值时并且当清洁从所述燃烧室排出的排气的催化剂的床温低于预定值时，将所述排气门停止单元控制成使所述一部分排气门的作动在关闭状态下停止；并且
(e)当发动机温度低于所述预定值时并且当清洁从所述燃烧室排出的排气的催化剂的床温低于所述预定值时，将所述气门驱动单元控制成在所述多个进气门之中除所述一部分进气门以外的进气门与所述多个排气门之中除所述一部分排气门以外的排气门之间形成负重叠。
CN201480032247.XA 2013-06-06 2014-06-05 内燃发动机 Active CN105264202B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013120114A JP6015565B2 (ja) 2013-06-06 2013-06-06 内燃機関
JP2013-120114 2013-06-06
PCT/IB2014/000967 WO2014195789A1 (en) 2013-06-06 2014-06-05 Internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105264202A CN105264202A (zh) 2016-01-20
CN105264202B true CN105264202B (zh) 2018-03-20

Family

ID=51033241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480032247.XA Active CN105264202B (zh) 2013-06-06 2014-06-05 内燃发动机

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160115876A1 (zh)
JP (1) JP6015565B2 (zh)
CN (1) CN105264202B (zh)
DE (1) DE112014002702B4 (zh)
WO (1) WO2014195789A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010029935B4 (de) * 2010-06-10 2023-01-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor
CN104968913B (zh) 2012-12-07 2018-04-06 乙醇推动系统有限责任公司 用于减少来自涡轮增压直喷式汽油发动机的颗粒的进气口喷射系统
KR101853244B1 (ko) * 2015-04-16 2018-04-27 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 엔진 제어 장치 및 엔진 제어 방법
GB2560872B (en) 2016-12-23 2020-03-18 Ricardo Uk Ltd Split cycle engine
CN114651121A (zh) * 2019-11-13 2022-06-21 沃尔沃卡车集团 用于控制阀装置的方法
JP2023172442A (ja) * 2022-05-24 2023-12-06 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
CN115142962B (zh) * 2022-07-11 2024-01-16 上海汽车集团股份有限公司 车辆发动机可变气门正时和喷油的控制方法、系统及车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1926318A (zh) * 2004-03-02 2007-03-07 丰田自动车株式会社 气门正时控制装置
JP2008069635A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009074366A (ja) * 2007-09-18 2009-04-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁装置
CN101960126A (zh) * 2007-11-13 2011-01-26 丰田自动车株式会社 用于内燃发动机的控制装置
JP2013011248A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03260344A (ja) * 1990-03-08 1991-11-20 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジンの制御方法
US5655362A (en) * 1993-09-24 1997-08-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust emission control system in engine
JP3603422B2 (ja) * 1995-10-23 2004-12-22 日産自動車株式会社 エンジンの触媒温度推定装置および触媒診断装置
JP3230438B2 (ja) * 1996-06-10 2001-11-19 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド型車両の触媒温度制御装置
DE19651148C2 (de) 1996-12-10 1999-07-08 Iav Motor Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors, vorzugsweise Ottomotors
US6059057A (en) * 1997-06-02 2000-05-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst temperature control apparatus for hybrid vehicle
SE514806C2 (sv) * 1998-07-10 2001-04-30 Saab Automobile Turboladdad motor med delade avgasflöden och startkatalysator
JP2001012261A (ja) 1999-06-30 2001-01-16 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気弁駆動制御装置
JP3807174B2 (ja) * 1999-12-06 2006-08-09 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置
JP2002332902A (ja) 2001-05-10 2002-11-22 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2003293802A (ja) 2002-03-29 2003-10-15 Mazda Motor Corp エンジンの動弁制御装置
JP4045844B2 (ja) 2002-04-19 2008-02-13 日産自動車株式会社 エンジンの制御装置
JP3991888B2 (ja) 2003-03-04 2007-10-17 日産自動車株式会社 直噴火花点火式内燃機関
US7308872B2 (en) 2004-12-30 2007-12-18 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for optimized combustion in an internal combustion engine utilizing homogeneous charge compression ignition and variable valve actuation
JP4697183B2 (ja) 2007-05-23 2011-06-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4544271B2 (ja) * 2007-06-13 2010-09-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4341706B2 (ja) * 2007-07-18 2009-10-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102008053243A1 (de) 2008-10-25 2010-04-29 Daimler Ag Brennkraftmaschine und zugehöriges Betriebsverfahren
JP5056770B2 (ja) * 2009-02-10 2012-10-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP5565334B2 (ja) 2011-02-14 2014-08-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
US8833058B2 (en) * 2012-04-16 2014-09-16 Ford Global Technologies, Llc Variable valvetrain turbocharged engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1926318A (zh) * 2004-03-02 2007-03-07 丰田自动车株式会社 气门正时控制装置
JP2008069635A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2009074366A (ja) * 2007-09-18 2009-04-09 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁装置
CN101960126A (zh) * 2007-11-13 2011-01-26 丰田自动车株式会社 用于内燃发动机的控制装置
JP2013011248A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014238030A (ja) 2014-12-18
DE112014002702B4 (de) 2021-08-12
CN105264202A (zh) 2016-01-20
US20160115876A1 (en) 2016-04-28
JP6015565B2 (ja) 2016-10-26
WO2014195789A1 (en) 2014-12-11
DE112014002702T5 (de) 2016-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105264202B (zh) 内燃发动机
JP5482715B2 (ja) ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジンの制御方法
CN101988419B (zh) 控制车辆中发动机的方法
JP4689723B2 (ja) 火花点火内燃機関の冷間運転のための方法
US8676475B2 (en) Method for regenerating a diesel particulate filter
CN103541818B (zh) 用于控制四行程内燃发动机的方法和装置
US6718755B2 (en) Method to increase temperature in an exhaust aftertreatment device coupled to a camless engine
EP0936353A2 (en) In-cylinder injection type internal combustion engine
US20180216592A1 (en) Internal combustion engine
CN101949333A (zh) 一种发动机控制方法和系统
US9441569B2 (en) Engine system and a method of operating a direct injection engine
CN102822485B (zh) 内燃机的燃烧控制装置
JP5961995B2 (ja) 内燃機関とその制御方法
CN104520562B (zh) 内燃机的控制装置和控制方法
CN103375299A (zh) 多汽缸汽油发动机
CN105264191A (zh) 内燃机
US20060185351A1 (en) Method for assisting with heating a catalytic converter of an internal combustion engine
US20090090099A1 (en) Late post-injection fueling strategy in a multi-cylinder diesel engine during regeneration of an exhaust after-treatment device
WO2010035342A1 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
US20070175205A1 (en) System for selective homogeneous charge compression ignition
JP5464079B2 (ja) ディーゼルエンジン
JP5867443B2 (ja) 内燃機関
CN107532531A (zh) 发动机控制装置以及发动机控制方法
CN109690040A (zh) 车辆用的后处理系统及车辆的后处理方法
JP2006250029A (ja) ディーゼルエンジン及びその燃焼制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant