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1、(10)申请公布号 CN 104141544 A (43)申请公布日 2014.11.12 C N 1 0 4 1 4 1 5 4 4 A (21)申请号 201410194328.1 (22)申请日 2014.05.09 2013-099774 2013.05.10 JP F02D 9/02(2006.01) (71)申请人铃木株式会社 地址日本静冈县 (72)发明人山名俊辅 (74)专利代理机构北京市隆安律师事务所 11323 代理人权鲜枝 (54) 发明名称 内燃机的控制装置 (57) 摘要 内燃机的控制装置，使得在压缩冲程时燃烧 室内的空气不被推压到进气门上游侧，使内燃机 以阿特精森循。
2、环运转，其具备负荷状态检测单元、 冲程判断单元、空气量控制单元，在检测出是高负 荷状态的情况下，当冲程判断单元确定下一冲程 是压缩冲程的气缸时，空气量控制单元关闭确定 为下一冲程是压缩冲程的气缸的并且位于进气门 上游侧的流路。在另一内燃机的控制装置中，具 备负荷状态检测单元、转速检测单元、冲程判断单 元、空气量控制单元，在检测出是高负荷状态且检 测出内燃机的转速是设定值以上的情况下，当冲 程判断单元确定下一冲程是压缩冲程的气缸时， 空气量控制单元关闭确定为下一冲程是压缩冲程 的气缸的并且位于进气门上游侧的流路。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 。
3、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104141544 A CN 104141544 A 1/1页 2 1.一种内燃机的控制装置，上述内燃机具有利用阿特精森循环的多个气缸，上述内燃 机的控制装置的特征在于， 具备：负荷状态检测单元，其检测上述内燃机的负荷状态；冲程判断单元，其判断上述 循环的冲程；以及空气量控制单元，其根据上述内燃机的运转状态，通过打开关闭位于进气 门上游侧的流路对流入气缸的空气量进行控制，在由上述负荷状态检测单元检测出上述内 燃机的负荷状态是高负荷状态的情况下，当上述冲程判断单元确定下一冲。
4、程是压缩冲程的 气缸时，上述空气量控制单元关闭上述确定为下一冲程是压缩冲程的气缸的并且位于进气 门上游侧的流路。 2.一种内燃机的控制装置，上述内燃机具有利用阿特精森循环的多个气缸，上述内燃 机的控制装置的特征在于， 具备：负荷状态检测单元，其检测上述内燃机的负荷状态；转速检测单元，其检测上述 内燃机的转速；冲程判断单元，其判断上述循环的冲程；以及空气量控制单元，其根据上述 内燃机的运转状态，通过打开关闭位于进气门上游侧的流路对流入气缸的空气量进行控 制，在由上述负荷状态检测单元检测出上述内燃机的负荷状态是高负荷状态、且由上述转 速检测单元检测出上述内燃机的转速是设定值以上的情况下，当上述冲程。
5、判断单元确定下 一冲程是压缩冲程的气缸时，上述空气量控制单元关闭上述确定为下一冲程是压缩冲程的 气缸的并且位于进气门上游侧的流路。 权 利 要 求 书CN 104141544 A 1/7页 3 内燃机的控制装置 技术领域 0001 本发明涉及内燃机的控制装置，特别涉及具备使气门关闭正时(也称为“IVC”。) 延迟的IVC延迟关闭机构(一般称为“阿特精森循环”或者“延迟关闭镜像循环”。)、能通 过抑制由高负荷下的进气反吹造成的空气量降低来增大转矩的内燃机的控制装置。 背景技术 0002 为了实现内燃机的低耗油量，使作为进气的气门关闭正时的IVC产生滞后角而降 低泵气损失、或者作为还能应对控制实现。
6、高压缩比的内燃机的高负荷异常燃烧的系统而使 用了阿特精森循环。 0003 作为参照进行描述的话，一般内燃机的活塞在气缸内上下运动，在该气缸内的举 动用吸气、压缩、燃烧、膨胀、排气的一连串循环来表现。 0004 作为以往已知的燃烧循环，可以举出被称为奥托循环的循环。 0005 在该奥托循环中，将气缸内的容积(v)和气缸内的压力(p)的关系表示为p-v线 图(参照下述专利文献1的图7。)。 0006 此外，该奥托循环在膨胀比和压缩比处于大致相等的关系方面具有特征。 0007 现有技术文献 0008 专利文献 0009 专利文献1：特开平9166030号公报 0010 专利文献2：特开2002213。
7、244号公报 发明内容 0011 发明要解决的问题 0012 但是，在上述奥托循环中，在要提高热效率的情况下，可以考虑提高压缩比(膨 胀比)，但仅提高压缩比的话，存在发生爆燃问题的缺陷。 0013 因此，仅提高压缩比也存在极限。 0014 另外，针对上述具有缺点的奥托循环，例如在SAE Technical Paper Series No.910451等中，公开了被称为阿特精森循环的技术(根据情况也称为“镜像循环”。)。 0015 在该阿特精森循环中，通过较大地取得膨胀比并改变进气门的关闭定时来降低实 际压缩比。 0016 通常通过使进气门的关闭定时迟于进气下死点来降低实际压缩比(当然在提前 关。
8、闭的情况下也降低实际压缩比)。 0017 在该延迟关闭类型的阿特精森循环中，气缸内的容积(v)和气缸内的压力(p)的 关系能表示为p-v线图(参照上述专利文献1的图8。)。 0018 但是，在上述现有技术的阿特精森循环中，虽然能控制实际压缩比(不是规格 上的机械压缩比而是考虑了作为进气的气门关闭正时的IVC的实际压缩比)，但阿特精 森循环存在如下缺陷：由于IVC出现在压缩冲程的中后半，因此一度吸入到燃烧室内 说 明 书CN 104141544 A 2/7页 4 的空气被向进气门上游侧挤压，单位排气量下的节气门全开(也称为“WOT”、“Wide-Open Throttle”。)转矩降低。 001。
9、9 本发明的目的在于在处于压缩冲程时，一度吸入到燃烧室内的空气不会被向进气 门上游侧挤压地使内燃机以阿特精森循环运转。 0020 用于解决问题的方案 0021 因此，为了消除上述缺陷，本发明是具有利用阿特精森循环的多个气缸的内燃机 的控制装置，上述内燃机的控制装置的特征在于，具备：负荷状态检测单元，其检测上述内 燃机的负荷状态；冲程判断单元，其判断上述循环的冲程；以及空气量控制单元，其根据上 述内燃机的运转状态，通过打开关闭位于进气门上游侧的流路对流入气缸的空气量进行控 制，在由上述负荷状态检测单元检测出上述内燃机的负荷状态是高负荷状态的情况下，当 上述冲程判断单元确定下一冲程是压缩冲程的气缸。
10、时，上述空气量控制单元关闭上述确定 为下一冲程是压缩冲程的气缸的并且位于进气门上游侧的流路。 0022 另外，在具有利用阿特精森循环的多个气缸的内燃机的控制装置中，具备：负荷状 态检测单元，其检测上述内燃机的负荷状态；转速检测单元，其检测上述内燃机的转速；冲 程判断单元，其判断上述循环的冲程；以及空气量控制单元，其根据上述内燃机的运转状 态，通过打开关闭位于进气门上游侧的流路对流入气缸的空气量进行控制，在由上述负荷 状态检测单元检测出上述内燃机的负荷状态是高负荷状态、且由上述转速检测单元检测出 上述内燃机的转速是设定值以上的情况下，当上述冲程判断单元确定下一冲程是压缩冲程 的气缸时，上述空气量。
11、控制单元关闭上述确定为下一冲程是压缩冲程的气缸的并且位于进 气门上游侧的流路。 0023 发明效果 0024 根据该发明，在高负荷运转时，由空气量控制单元关闭处于压缩冲程的气缸的进 气上游侧，因此一度吸入到燃烧室内的空气不会被推压到进气门上游侧。 0025 由此，在高负荷运转时也能使内燃机以阿特精森循环运转。 0026 另外，在高负荷高转速运转时，由空气量控制单元关闭处于压缩冲程的气缸的进 气上游侧，因此一度吸入到燃烧室内的空气不会被推压到进气门上游侧。 0027 由此，在高负荷高转速运转时也能使内燃机以阿特精森循环运转。 附图说明 0028 图1是内燃机的控制装置的控制用流程图。(实施例1)。
12、 0029 图2是内燃机的控制装置的构成图。(实施例1) 0030 图3是内燃机的控制装置的框图。(实施例1) 0031 图4是内燃机的控制装置的控制用时序图。(实施例1) 0032 图5是内燃机的控制装置的控制用流程图。(实施例2) 0033 图6是内燃机的控制装置的构成图。(实施例2) 0034 图7是内燃机的控制装置的框图。(实施例2) 0035 附图标记说明 0036 1 内燃机 0037 2 内燃机的控制装置 说 明 书CN 104141544 A 3/7页 5 0038 3 进气歧管 0039 4 排气歧管 0040 6 节气门 0041 7 空气质量流量传感器 0042 8 进气。
13、温度传感器 0043 10 空气量控制单元 0044 11 曲柄角传感器 0045 12 凸轮角传感器 0046 13 水温传感器 0047 14 可变气门正时机构(也称为“VVT”。) 0048 15 催化器 0049 16 消声器 0050 17 上游侧第1排气传感器 0051 18 下游侧第2排气传感器 0052 19 负荷状态检测单元 0053 20 冲程判断单元 0054 21 控制单元(也称为“ECU”。) 具体实施方式 0055 以下基于附图详细地说明本发明的实施例。 0056 实施例1 0057 图1图4示出本发明的实施例。 0058 在图2和图3中，1是内燃机，2是内燃机1的。
14、控制装置。 0059 如图2所示，该内燃机1在进气侧配设有进气歧管3，并且在排气侧配设有排气歧 管4。 0060 并且，在上述进气歧管3上游侧的进气系统从上游侧起配设有空气滤清器5和节 气门6，在该空气滤清器5和节气门6之间的进气系统配设有空气质量流量传感器7、进气 温度传感器8。 0061 另外，在上述进气歧管3的分支管9的部分配设空气量控制单元10。 0062 该空气量控制单元10包括TCV(滚流控制阀)、SCV(涡流控制阀)等气体流动控 制阀，根据上述内燃机1的运转状态，通过打开关闭作为位于未图示的进气门上游侧的流 路的上述分支管9的未图示的通路对流入气缸的空气量进行控制。 0063 在。
15、上述内燃机1中配设有：检测未图示的曲轴的角度的曲柄角传感器11、检测未 图示的凸轮轴的角度的凸轮角传感器12、检测冷却水的温度的水温传感器13、可变气门正 时机构(也称为“VVT”。)14。 0064 而且，在上述内燃机1的排气侧配设的上述排气歧管4的下游侧，从上游侧起依次 配设有催化器15和消声器16。 0065 此时，在上述催化器15上配设有上游侧第1排气传感器17和下游侧第2排气传 感器18。 说 明 书CN 104141544 A 4/7页 6 0066 另外，上述内燃机1的控制装置2采用具有使用阿特精森循环的多个气缸例如4 气缸的构成。 0067 此时，上述内燃机1的控制装置2采用如。
16、下构成，具备：负荷状态检测单元19，其 检测上述内燃机1的负荷状态；冲程判断单元20，其判断上述循环的冲程；以及上述空气量 控制单元10，还具备控制单元(也称为“ECU”。)21，其在由上述负荷状态检测单元19检测 出上述内燃机1的负荷状态是高负荷状态的情况下，当上述冲程判断单元20确定下一冲程 是压缩冲程的气缸时，上述空气量控制单元10关闭上述确定为下一冲程是压缩冲程的气 缸的并且位于进气门上游侧的流路。 0068 详述的话，上述负荷状态检测单元19检测上述内燃机1的负荷状态，将检测出的 信号输出到上述控制单元21。 0069 另外，上述冲程判断单元20能通过使用上述曲柄角传感器11的检测信。
17、号和上述 凸轮角传感器12的检测信号来判断冲程。 0070 此外，如果使用该曲柄角传感器11的检测信号和凸轮角传感器12的检测信号，则 还能进行气缸判断。 0071 而且，如图3所示，上述控制单元21在输入侧连接着上述负荷状态检测单元19、上 述冲程判断单元20、上述空气量控制单元10，由上述负荷状态检测单元19判断上述内燃机 1的负荷状态。 0072 并且，在检测出内燃机1的负荷状态是高负荷状态的情况下，上述控制单元21由 上述冲程判断单元20确定下一冲程是压缩冲程的气缸。 0073 进一步描述该气缸的话，则如图4所示，在为4气缸的情况下，压缩冲程的气缸顺 序是“第1气缸(#1)”、“第3气。
18、缸(#3)”、“第4气缸(#4)”、“第2气缸(#2)”。 0074 之后，上述控制单元21由上述空气量控制单元10关闭上述确定为下一冲程是压 缩冲程的气缸的并且位于进气门上游侧的流路。 0075 如果进一步描述的话，上述内燃机1的控制装置2设有包括可按各气缸独立动作、 或者可按每组气缸动作的气体流动控制阀的上述空气量控制单元10，在高负荷状态下，为 了防止空气量降低，在下一燃烧的气缸到达进气下死点或者接近下死点时，将该气缸的进 气侧(也可称为“进气歧管”或者“进气口”。)的流路关闭。 0076 这样的话，通过上述内燃机1实现阿特精森循环，能防止新的空气向进气侧反吹， 如图4的时序图所示，能防。
19、止由空气量的降低造成的转矩降低。 0077 根据该构成，在上述内燃机1的控制装置2中，在高负荷运转时，关闭上述流路，因 此在处于压缩冲程时，一度吸入到上述内燃机1的燃烧室(未图示)内的空气不会被推压 到进气门上游侧。 0078 由此，在高负荷运转时也能使内燃机以阿特精森循环运转。 0079 下面，沿着图1的上述内燃机1的控制装置2的控制用流程图说明其作用。 0080 在启动该内燃机1的控制装置2的控制用程序时(101)，转移到进行上述内燃机1 的负荷状态是否为高负荷状态的高负荷判定的判断(102)。 0081 在该判断(102)中，上述控制单元21根据来自上述负荷状态检测单元19的信号 判断上。
20、述内燃机1的负荷状态。 0082 并且，在进行上述内燃机1的负荷状态是否为高负荷状态的高负荷判定的判断 说 明 书CN 104141544 A 5/7页 7 (102)为“否”的情况下，反复进行判断(102)，直到该判断(102)为“是”为止。 0083 在该判断(102)为“是”的情况下，检测出上述内燃机1的负荷状态是高负荷状态， 因此转移到将包括气体流动控制阀的上述空气量控制单元10的“关闭标志”设为“1”的处 理(103)(关于气缸顺序参照图4。)。 0084 在该处理(103)之后，转移到上述控制单元21根据来自上述冲程判断单元20的 信号确定下一冲程是压缩冲程的气缸的处理(104)。。
21、 0085 并且，在该处理(104)之后，转移到使上述流路进行关闭动作的处理(105)。 0086 在该处理(105)中，上述控制单元21利用包括气体流动控制阀的上述空气量控制 单元10关闭上述确定为下一冲程是压缩冲程的气缸的并且位于进气门上游侧的流路。 0087 此时，上述控制单元21使包括气体流动控制阀的上述空气量控制单元10按各气 缸独立地或者按每组气缸进行动作。 0088 在上述的使上述流路进行关闭动作的处理(105)之后，转移到进行上述内燃机1 的负荷状态是否为高负荷状态的高负荷判定的判断(106)。 0089 并且，在该判断(106)为“是”的情况下，检测为上述的上述内燃机1的负荷。
22、状态是 高负荷状态，因此返回将包括气体流动控制阀的上述空气量控制单元10的“关闭标志”设 为“1”的处理(103)。 0090 在判断(106)为“否”的情况下，转移到将包括气体流动控制阀的上述空气量控制 单元10的“关闭标志”设为“0”的处理(107)，之后，转移到上述内燃机1的控制装置2的 控制用程序的结束(108)。 0091 实施例2 0092 图5图7示出本发明的第2实施例。 0093 在该第2实施例中，对实现与上述第1实施例相同的功能的部位标注同一附图标 记进行说明。 0094 该第2实施例的特征在于，构成为，上述内燃机1的控制装置2的控制单元31所 使用的判断条件是考虑上述内燃机。
23、1的负荷状态和上述内燃机的转速。 0095 即上述内燃机1的控制装置2如图7所示，具备包括空气量控制阀的空气量控制 单元32，空气量控制阀代替气体流动控制阀。 0096 并且，上述内燃机1的控制装置2构成为，具备：负荷状态检测单元19，其检测上 述内燃机1的负荷状态；转速检测单元33，其检测上述内燃机1的转速；冲程判断单元20， 其判断上述循环的冲程；以及上述空气量控制单元32，其根据上述内燃机1的运转状态 打开关闭位于进气门上游侧的流路对流入气缸的空气量进行控制，还具备：上述控制单元 31，其在由上述负荷状态检测单元19检测出上述内燃机1的负荷状态是高负荷状态且由上 述转速检测单元33检测出。
24、上述内燃机1的转速是设定值以上的情况下，当上述冲程判断单 元20确定下一冲程是压缩冲程的气缸时，上述空气量控制单元32关闭上述确定为下一冲 程是压缩冲程的气缸的并且位于进气门上游侧的流路。 0097 详述的话，上述负荷状态检测单元19检测上述内燃机1的负荷状态，将检测出的 信号输出到上述控制单元31。 0098 另外，上述冲程判断单元20能通过使用上述曲柄角传感器11的检测信号和上述 凸轮角传感器12的检测信号来判断冲程。 说 明 书CN 104141544 A 6/7页 8 0099 此外，如果使用该曲柄角传感器11的检测信号和凸轮角传感器12的检测信号，则 还能辨别气缸。 0100 而且，。
25、上述转速检测单元33包括上述曲柄角传感器11。 0101 另外，如图7所示，上述控制单元31的输入侧连接着上述负荷状态检测单元19、上 述冲程判断单元20、上述转速检测单元33、上述空气量控制单元32，由上述负荷状态检测 单元19判断上述内燃机1的负荷状态，另一方面，由上述转速检测单元33判断上述内燃机 1的转速。 0102 并且，在检测出内燃机1的负荷状态是高负荷状态且由上述转速检测单元33检测 出上述内燃机1的转速是设定值以上的情况下，上述控制单元31利用上述冲程判断单元20 确定下一冲程是压缩冲程的气缸。 0103 之后，上述控制单元31利用上述空气量控制单元32关闭上述确定为下一冲程是。
26、 压缩冲程的气缸的并且位于进气门上游侧的流路。 0104 如果进一步描述的话，上述内燃机1的控制装置2设有包括可按各气缸独立动作、 或者可按每组气缸动作的空气量控制阀的上述空气量控制单元32，在一定转速和以上，为 了防止空气量降低，在下一燃烧的气缸到达进气下死点或者接近下死点时，将在该气缸的 进气侧的流路关闭。 0105 这样的话，通过实现上述内燃机1的阿特精森循环，能防止新的空气向进气侧反 吹，能防止由空气量的降低造成的转矩降低(参照图4的时序图。)。 0106 根据该构成，在上述内燃机1的控制装置2中，在高负荷高转速运转时，上述流路 被关闭，因此在处于压缩冲程时，一度吸入到上述内燃机1的燃。
27、烧室(未图示)内的空气不 会被推压到进气门上游侧。 0107 由此，在处于高负荷高转速运转时也能使内燃机以阿特精森循环运转。 0108 下面，沿着图5的内燃机1的控制装置2的控制用流程图说明其作用。 0109 在启动该内燃机1的控制装置2的控制用程序(201)时，转移到进行是否检测出 上述内燃机1的负荷状态是高负荷状态且上述内燃机1的转速为设定值以上的判断(202)。 0110 在该判断(202)中，上述控制单元31根据来自上述负荷状态检测单元19的信号 判断上述内燃机1的负荷状态，另一方面，由上述转速检测单元33判断上述内燃机1的转 速。 0111 并且，在是否检测出上述内燃机1的负荷状态是。
28、高负荷状态且上述内燃机1的转 速为设定值以上的判断(202)为“否”的情况下，反复进行判断(202)，直到该判断(202)成 为“是”为止。 0112 在该判断(202)是“是”的情况下，检测出上述内燃机1的负荷状态是高负荷状态 且检测出上述内燃机1的转速是设定值以上，因此转移到将包括空气量控制阀的上述空气 量控制单元32的“关闭标志”设为“1”的处理(203)(关于气缸顺序参照图4。)。 0113 在该处理(203)之后，转移到上述控制单元31根据来自上述冲程判断单元20的 信号确定下一冲程是压缩冲程的气缸的处理(204)。 0114 并且，在该处理(204)之后，转移到使上述流路进行关闭动。
29、作的处理(205)。 0115 在该处理(205)中，上述控制单元31利用包括空气量控制阀的上述空气量控制单 元32关闭上述确定为下一冲程是压缩冲程的气缸的并且位于进气门上游侧的流路。 说 明 书CN 104141544 A 7/7页 9 0116 此时，上述控制单元31使包括空气量控制阀的上述空气量控制单元32按各气缸 独立地或者按每组气缸进行动作。 0117 在上述的使上述流路进行关闭动作的处理(205)之后，转移到是否检测出上述内 燃机1的负荷状态是高负荷状态且上述内燃机1的转速为设定值以上的判断(206)。 0118 并且，在该判断(206)为“是”的情况下，检测出上述内燃机1的负荷状。
30、态是高负 荷状态且检测出上述内燃机1的转速是设定值以上，因此返回将包括空气量控制阀的上述 空气量控制单元32的“关闭标志”设为“1”的处理(203)。 0119 在判断(206)为“否”的情况下，转移到将包括空气量控制阀的上述空气量控制单 元32的“关闭标志”设为“0”的处理(207)，之后，转移到上述内燃机1的控制装置2的控 制用程序的结束(208)。 说 明 书CN 104141544 A 1/4页 10 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104141544 A 10 2/4页 11 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104141544 A 11 3/4页 12 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104141544 A 12 4/4页 13 图7 说 明 书 附 图CN 104141544 A 13 。