[发明专利]用于多缸内燃机的控制装置

说明书

本申请是2004年4月28日在中国专利局提交的名称为“用于多缸内燃机的控制装置”的专利申请200480000532.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于多缸内燃机的控制装置。

背景技术

近年来，设置有用于控制除节气门外的进气门和排气门的操作(工作)角度、气门升程、以及其它气门操作特性并控制气门操作特性以及节气门开度以控制进入燃烧室中的空气量(在下文中称之为“进气(intake)”)的装置的内燃机已被研发出来并且逐渐为人所知。

另一方面，在过去，在多缸内燃机中，由于气门零件的装配公差和机械公差或气门零件的磨损或积碳(deposit)，导致转矩波动和恶化的废气排放(排气污染、排气排放)问题的气缸进气中的变化上升。甚至在控制气门操作特性以控制进气的多缸内燃机中有时同样会发生所述问题。已经了解的是，在相同进气压力的情况下，由气门操作特性导致的进气越少，即，进气门的操作角度或气门升程越小，作用变得越大。

更具体地说，假定例如相同量的积碳粘到进气门上，相对于相同的目标进气，将减小操作角度或气门升程的进气的情况与增大操作角度或气门升程的进气的情况相比较，实际进气与目标进气之间的偏差变大。因此，操作角度或气门升程越小，对转矩波动等上的作用越大。

为了处理这个问题，日本专利公报(公开)No.2002-303187公开一种控制气门操作特性以控制进气的多缸内燃机，其中获得气缸的转矩差异(转矩差(torque difference))并校正(修正、补正)每个气缸的燃料喷射量或点火正时以便减小气缸的转矩差异。而且，本公报公开了：进气门的操作角度越小，将燃料喷射量等的校正量设定得越大，以便处理一实际问题，即，进气门的操作角度越小，实际进气与目标进气之间的偏差变得越大。

此外，日本专利公报(公开)No.2001-173469公开了一种设置有能够改变气门升程的驱动机构(作动机构、正时机构)的内燃机的可变气门装置，其中由于在气门升程极小的区域(超低气门升程控制区域)中明显出现气缸的进气差异((进气量差)intake difference)，因此不使用该超低气门升程区域。

发明内容

然而，如果如在上述第一个公报中那样控制燃料喷射量或喷射正时以减小气缸的转矩差异，则可导致废气排放的恶化。具体地说，在操作角度和/或升程变小的操作区域中，存在废气排放易于恶化的问题。

而且，如果最终无条件地如在上述第二个公报中那样不使用小气门升程区域，则即使气缸的进气差异变得足够小，即使由于运转状态(内燃机转速等)或操作环境(温度、空气压力等)导致气门升程变得较小，也将不使用上述区域；并且用以控制进气的气门升程的控制作用(例如，燃料效率的提高)可无意义地减小。

考虑到上述问题作出了本发明，本发明的目的是，在多缸内燃机中提供一种能够改变进气门和/或排气门的气门操作特性的控制装置，所述控制装置不会引起废气排放的恶化，由于用以控制进气的气门操作特性的控制可尽可能多地保持所述作用，并且可抑制由气缸的进气差异导致的转矩波动。

本发明提供了作为用于解决所述问题的装置的如权利要求书中所述的多缸内燃机的控制装置。

本发明的第一方面提供了一种多缸内燃机的控制装置，它设置有用于控制进气门和排气门中的至少一个气门的气门操作特性的气门操作特性控制装置，所述多缸内燃机的控制装置估计(推定)气缸的进气差异并根据估计的进气差异限制所述气门操作特性的控制范围。

作为减小在多缸内燃机中发生的转矩波动的方法，可考虑校正每个气缸的燃料喷射量或喷射正时的方法，但是使用该方法，存在废气排放恶化的可能性。另一方面，导致多缸内燃机中的转矩波动的气缸的转矩差异通常会由于气缸的进气差异而发生。而且，除内燃机转速以外进气差异还受气门操作特性影响。也就是说，存在易于导致气缸的进气差异的气门操作特性和不易于导致气缸的进气差异的气门操作特性。因此，如果将气门操作特性的控制范围限制到较不易于导致气缸的进气差异的气门操作特性的范围，则可减少由于气缸的进气差异所导致的转矩波动的发生。然而，在这种情况下，如果将气门操作特性的控制范围限制并控制得较小，则有时由于控制气门操作特性从而控制进气的作用(例如，燃料效率的提高)减小。