CN1354321A - 可变阀门定时装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机阀门可变开闭定时机构,它是在冷起动时起动之后,对包含进气冲程范围的进排气阀[7a、7b]的重叠进行控制,使流到进气口[11]内的液态燃料不会排出到排气一侧,而是在进气冲程随着活塞16的下降流入缸内有效地燃烧。

Description

可变阀门定时装置

技术领域

本发明涉及一种调整内燃机〔以下称为发动机〕进气阀门或排气阀门开闭定时用的可变阀门定时装置。

背景技术

它是一种在冷起动时增大排气阀和进气阀重叠期时间，降低未燃烧的HC排放的技术。例如在特开平11-336574号公报中，通常排气阀在进气的上死点TDC关闭，在冷起动时为了提高后燃烧效果而设置提前角，而且，进气阀增大了最大提前角的重叠时间，从而增加内部的EGR，这种技术已被上述公报公开。对于内部EGR，是排气冲程中打开进气阀时排出到进气一侧，再在下次的进气冲程中吸入到气缸内的气体。

然而，在上述公报记载的技术中，由于将重叠时间形成于比上死点TDC更靠前侧，也就是排气冲程中，因而在存在液态燃料的情况下，会出现其一部分不经燃烧冲程而排出的缺陷。

以进气管喷射式发动要为例，喷射到进气口的燃料在冷起动之后附着在进气阀内侧或排气阀上，在开阀期间通过自重以液体状态流到下方的阀座附近。排气冲程时进气阀一旦打开〔与排气冲程重叠〕，各气缸的初次爆发冲程中正正好流入缸内。而且，即使在初次爆发以后，缸内的排气向进气管逆流，燃料由于是液态，一部分会因其自重流入缸内。

因此，正好由活塞推出，或者在缸内气化，一部分以未燃烧状态排出到排气一侧。之后，由于在上死点前排气阀关闭，通过的未燃燃料返回到缸内，或者未燃燃料由于温度低而难以进入后燃，刚好排出到大气中。一旦之后燃料堆积，发动机温度上升，因排气冲程中的重叠增大而显现上燃料蒸发的效果，抑制住液态燃料朝缸内流入，从而使通过排气通路的燃料减少。

因此，对冷起动时未燃烧的HC排出进行减少，必须在增加内部EGR促进燃料蒸发之前，让起动之后没有蒸发的液态燃料不排出。

发明内容

本发明的目的是，提供一种对进排气阀门的开闭重叠进行适当控制，而且，可有效地抑制冷起动时未燃烧HC排出的可变阀门定时装置。

为此，权利要求1的发明，是在内燃机冷起动时增大进气阀与排气阀开闭期间的重叠的可变阀门定时装置中，重叠具有上死点前侧构成的排气冲程范围和上死点后侧构成的进气冲程范围，在内燃机冷起动时起动之后，形成包含进气冲程的重叠，然后增大排气冲程范围的重叠，形成这种阀门定时控制机构。

因此，在冷起动时，进排气阀的重叠在起动之后包含进气冲程范围，之后增加排气冲程范围，如此进行控制。在不能促进燃料蒸发的冷起动时，喷射到进气口内的燃料在阀门开启期间以液态流到阀座附近，该液态燃料不会被排出，在起动之后的进气冲程范围的重叠中随着活塞的下降流入缸内有效燃烧。而且，之后一旦排气冲程范围的重叠增加，例如，一旦排气侧排出的排气逆流到进气口内，就会起到防止液态燃料排出的作用，或者，因排气阀早期开启带来的后燃效果，获得了触媒的升温作用。

附图说明

图1是表示第1实施例可变阀门定时装置整体结构图；

图2是表示用第1实施例可变阀门定时装置进行相位角控制的状态的示图；

图3是表示第2实施例可变阀门定时装置整体结构图；

图4是表示用第2实施例可变阀门定时装置进行相位角控制的状态的示图；

图5是表示用第3实施例可变阀门定时装置进行凸轮轴相位角控制的示图；

图6是依次表示第3实施例中凸轮轴相位变化的说明图；

图7是表示用第4实施例可变阀门定时装置进行凸轮轴相位角控制的示图；

图8是依次表示第4实施例中凸轮轴相位变化的说明图；

图9是表示第5实施例可变阀门定时装置整体结构图；

图10是表示用第5实施例可变阀门定时装置进行凸轮轴相位角控制的示图；

图11是依次表示第5实施例中凸轮轴相位变化的说明图；

图12是表示实行第5实施例的ECU冷态时相位角控制程序的流程图；

图13是第5实施例中表示冷却水温TW与第2预定时间的关系的图表；

图14是第5实施例中表示从进气温度TA减去油温T0的差值ΔT与进气温度修定时间Ta1的关系的图表；

图15是第5实施例中从发动机实际工作转速Ne减去发动机目标转速Tne的差值ΔNe与发动机转速修定时间Tb1的关系的图表；

图16是表示用第5实施例可变阀门定时装置变更凸轮轴相位角可变时间的情况控制的时序图。

具体实施方式

[第1实施例]

下面，对可以变更本发明进气阀开闭定时的可变阀门定时装置具体化的第1实施例进行说明。

图1是表示第1实施例可变阀门定时装置整体结构图；如图所示，发动机1由进气管喷射型发动机构成，作为其阀门驱动构成采用了DOHC四阀式。在气缸盖2上的进气凸轮轴3a以及排气凸轮轴3b的前端连接着正时皮带轮4a、4b，这些正时皮带轮4a、4b通过正时皮带5连接在曲轴6上。随着曲轴6的旋转凸轮轴3a、3b与正时皮带轮4a、4b一起旋转驱动，通过这些凸轮轴3a、3b驱动进气阀7a及排气阀7b开闭。

在进气凸轮轴3a与进气侧正时皮带轮4a之间，设置着作为进气阀门定时可变机构的叶轮式可变定时机构8a。可变定时机构8a的结构，由于已经公知，在此不作详细说明，设置在正时皮带轮4a上的壳体内可转动地设置着叶轮转子，在该叶轮转子上连接进气凸轮轴3a来构成。可变定时机构8a的结构8a上连接着油压控制阀〔以下称为OCV〕9a。利用从发动机1的油泵10供给的液压油，对应于OCV9a的切换在叶轮转子上作用液压，其结果是，对应于正时皮带4a的凸轮轮3a的相位，即，调整进气阀7a的开闭定时来构成。

另一方面，在气缸盖2的进气口11上连接着进气通路12，随着活塞16的下降从空气滤清器13导入进气通路12内的吸入空气对应于节气阀14的开度调整流量后与来自燃料喷射阀15的喷射燃料相混合，经进气口11在进气阀7a开启时流入到缸内。此外，在气缸盖2的排气口17上连接着排气通路18，通过火花塞19点火燃烧后的排气在排气阀7b开启时随着活塞16的上升从排气口17导入排气通路18中，经过触媒20及图中未示的消音器排出到外部。

在车辆驾驶室内，设置着具有图中未示出的输出装置、提供控制程序或者控制图等记忆的记忆装置〔ROM，RAM，BURAM等〕、中央处理装置〔CPU〕、计时器等的ECU〔发动机控制单元〕31，进行发动机1的综合控制。在ECU31的输入侧，连接着检测出发动机旋转速度Ne的转速传感器32、检测出节气阀14开度TPS的节气门传感器33、检测出冷却水温度Tw的水温传感器34等各种传感器。而且，在ECU31的输出侧，连接着上述OCV9a、燃料喷射阀15、火花塞19等。

ECU31根据来自各传感器的检测信息确定点火时间以及燃料喷射量，对火花塞19或者燃料喷射阀15进行驱动控制。此外，根据预先设定的图表，从发动机转速Ne以及节气门开度TPS计算出可变定时机构8a的目标相位角，驱动OCV9a，将实际相位角控制到目标相位角。再有，在发动机1冷起动时，为了抑制未燃烧的HC排出，实行与温态起动时的情况不用的专门相位角控制。

在此，下面对这种冷起动时通过ECU31实行的相位角控制根据图2的正序图进行说明。

进气阀7a的开闭定时，通过可变定时机构8a调整到图2中的①～③范围内，另一方面，排气阀7b的开闭定时固定于图中所示的位置。首先，在发动机停止时，进气阀7a的开闭定时，保持在图2中①所示最滞后角的最滞后角位置、在进气上死点TDC以下开始开启进气阀7a。开启该阀的时刻由于与排气阀7b关闭的时刻大致一致，进气阀7a与排气阀7b的开启重叠大致为0。

驾驶者一旦开启点火开关，在该相位位置开始转动发动机1的动力输出轴，同时，由ECU31进行点火时刻控制或燃料喷射控制。在这种动力输出时，由于进排气阀的开闭重叠为0，喷射的燃料不通到排气一侧燃烧，同时，发动机1很容易转动到初次爆发。

至此的相位角控制在温态起动和冷起动中是共同的。在此，通过ECU31根据冷却水温Tw等判定为温态起动时，起动完成之后仅限于怠速运转，进气阀7a的开闭定时继续保持最迟角位置，一旦通过车辆开始前进等增加发动机的转速Ne或节气门的开度TPS，便控制到对此对应的提前角一侧。

另一方面，在冷起动时，在自初次爆发待机2秒左右后，将进气阀7a的开闭定时控制到提前角一侧，移动到图2中的位置②。通过朝提前角一侧的控制，进气阀7a比上死点TDC稍稍领先开始打开阀门。这样，在与排气阀7b之间形成开阀重叠，该重叠时间的大部分位于上死点TDC的后侧〔以下称为进气冲程范围〕。

在冷起动时，由于没有促进喷射到进气口11的燃料的蒸发，燃料附着到进气阀7a的内侧或进气口11的内壁，在开阀期间通过自重以液体状态流到下方的阀座附近。这种倾向，通过为了有效点火而增加燃料量而变得更加显著。在此，在上述进气冲程范围一旦打开进气阀7a，燃料随着活塞的下降而以液态流入缸内，经压缩冲程在燃烧冲程燃烧后，于排气冲程排出到排气一侧。换句话说，就如将重叠期间形成于排气冲程的以往技术那样，没能够事先防止发生流入缸内的液态燃料排出到排气一侧的事态。

此外，由于上述进气阀7a的开启比上死点TDC稍稍提前，在上死点TDC的前侧〔以下称为排气冲程范围〕也存在非常短时间的重叠时间，在此期间液态的燃料通到排气一侧，接着在进气冲程范围吸回到缸内，有效地蒸发、燃烧。再有，这时发动机的温度仍然较低，燃烧不稳定，重叠形成得比较小，从而难以发生内部EGR，一旦在排出到排气侧后逆流到缸内的排气量变少，容易使起动后的运转维持、上升。

上述相位从初次爆发持续预定时间，之后，进气阀7a的开闭定时控制到更靠提前角一侧，保持图2中③的最迟角位置。这样，进排气阀7a、7b的开启重叠在提前角一侧大幅增大，直到排气冲程范围变成完全包含。

这时的排气阀7b并闭，定时处于上死点TDC以下，而且，在从初次爆发经过数个冲程的时刻，由于随着发动机转速Ne的上升在进气口11一侧产生了足够的负压，内部EGR增大，一旦排气一侧排出的排气〔含有很多排气冲程终期排出的未燃HC的排气〕逆流到进气口11内。逆流的排气在下次的燃烧冲程中燃烧，同时，由于受到排气的热，排气口11升温，促进了下次喷射的燃料的蒸发，有效地防止了液态燃料朝排气一侧的排出。

之后，经过了预定时间，进气阀7a的开闭定时成为滞后角，返回到图2中①所示的起动开始时的状态。其结果是，进排气阀7a、7b的开启重叠缩小，通过内部EGR的减少而使燃烧稳定，从而实现平稳的怠速运转。

在这种第1实施例的可变阀门定时装置中，在冷起动开始之后，通过让进排气阀7a、7b的关闭重叠形成于进气冲程范围内〔图2中的②〕，让进气口7a内的液态燃料随着活塞16的下降流入缸内有效燃烧，从而有效地防止了液态燃料被直接排出的情况。因此，就如将重叠期间形成于排气冲程的以往技术那样，能够预先防止流入缸内的液态燃料直接被排出的情况，而且，可有效地抑制冷起动时未燃烧HC的排出。

此外，在第1实施例中是让进气阀7a的开闭定时按图2中①、②、③的顺序变化的，从起动之初保持②的位置，按②、②、③的顺序变化也是可以的。在这种情况下，与上述相同使进气口7a内的液态燃料有效地燃烧，从而抑制了未燃烧的HC的排出。

[第2实施例]

下面，说明本发明可变阀门定时装置具体化的第2实施例。第2实施例的可变阀门定时装置，也可以变更施加在进气阀7a上的排气阀7b的开闭定时，其它的结构与第1实施例相同。因此，省略了结构相同的部分的说明，以不同点为重点进行说明。

如图3所示，在排气凸轮轴3b与排气侧正时皮带轮4b之间，设置着作为排气阀门定时可变机构的与进气侧相同的叶轮式可变定时机构8b。该可变定时机构8b通过OCV9b连接在ECU31上。在冷起动时，可变定时机构8b与进气侧可变定时机构8a一起通过ECU31控制相位角，下面，对基控制状况根据图4的图表进行说明。

首先，在发动机停止时，进气阀7a的开闭定时保持在图4中④所示的最迟角位置，另一方面，排气阀7b的开闭定时保持在图4中⑦所示的最大提前角位置，两者的开启重叠完全为0。

在该相位位置开始转动发动机1的动力输出轴，经过大约2秒钟后，进气阀7a的开闭定时控制在图4中⑤所示的提前角一侧，排气阀7b的开闭定时控制在图4中⑧所示的滞后角一侧。结果在两者之间形成的重叠，与第1实施例的情况〔图2中的②〕相同，重叠期间的大部分都处于进气冲程范围。这样，流到时气口11内的液态燃料随着活塞16的下降流入缸内有效燃烧，从而防止了液态燃料被直接排出的情况。

之后，从初次爆发经过了预定时间，进气阀7a的开闭定时控制在图4中⑥所示的更靠提前角一侧，同时，排气阀7b的开闭定时控制在提前角一侧返回到图4中⑦所示的位置。这样，进排气阀7a、7b的关闭重叠的大部分处于排气冲程的范围内，通过排气阀7b的提前开启让缸内温度高峰附近的排气排出，通过后燃效果实现触媒20的提前活化。

这种第2实施例的可变阀门定时装置与第1实施例相同，通过在冷起动开始之后让进排气阀7a、7b的关闭重叠形成于进气冲程范围内〔图4中的⑤和⑧〕，使进气口11内的液态燃料有效地燃烧，从而能够抑制未燃烧HC的排出。

此外，由于可以变更施加在进气阀7a上的排气阀7b的开闭定时，因而能够自由设定重叠期的长度和位置。其结果是，例如，在实施例1中，随着进气阀7a的提前角必然使重叠增大〔图2中的②到③〕，而在本第2实施例中不增大重叠，可以从时气冲程范围移动到排气冲程范围〔图4中的⑤、⑧到⑥、⑦〕，其结果是，实现了在这种经常转动的状态下的最适合的重叠量，即内部EGR，获得了能够实现稳定燃烧的效果。

此外，在第2实施例中与起动过程对应，让进气阀7a的开闭定时按图4中④、⑤、⑥的顺序变化，让排气阀7b的开闭定时按⑦、⑧、⑦的顺序变化，也可以考虑其它的控制顺序。例如，对于进气阀7a，也可以与上述第1实施例不同的例子一样，按⑤、⑤、⑥的顺序变化，对于排气阀7b，按⑧、⑧、⑦的顺序变化，或按⑦、⑧、⑧的顺序变化都是可以的。

[第3实施例]

下面，说明本发明可变阀门定时装置具体化的第3实施例。

第3实施例的可变阀门定时装置，其结构与第2实施例一样，进气阀7a和排气阀7b的开闭定时是不同的。因此，省略了结构相同的部分的说明，仅对不同点的进排气阀7a、7b的相位角控制作为重点进行说明。

图5是冷起动时表示凸轮轴相位角的控制的时序图，图6是依次表示冷起动时凸轮轴相位变化的说明图。

首先，在发动机停止时，如图5、图6中的①所示进气凸轮轴3a的相位保持在滞后角位置，排气凸轮轴3b的相位保持在提前角位置，进排气重叠几乎没有形成。驾驶者一旦开启点火开关，在该相位位置开始转动发动机1的动力输出轴，同时，由ECU31进行点火时刻控制或燃料喷射控制。这时的进气口11由于与外界气温相当因而不能促进燃料气化，通过增加燃料而多量喷射的燃料的大半会以液态燃料的方式在进气阀7a关闭中流到进气口11内，随着进气阀7a的关闭而流入缸内。在此，由于如上所述进排气几乎没有重叠，因而流入缸内的燃料不通到排气一侧燃烧，不大量排出未燃的HC而到达初次爆发。

之后，从初次爆发待机预定时间〔例如2～3秒〕之后，如图5、图6中的②所示排气凸轮轴3b的相位控制在滞后角一侧。由此排气阀7b的关闭形成于上死点TDC以后，一旦通到排气一侧的排出气体因活塞16的下降被吸回到缸内，便会在下次的燃料冲程中燃烧。这样，这时的排出气体由于是含有特别多的未燃HC的排气冲程终了的排出气体，很多的未燃HC在下次的燃烧冲程中燃烧，从而防止了其被直接排出的情况。此外，由于排气阀7b的开启也被延迟，使燃烧时间变长，促进了未燃HC的氧化，同时，提高了缸内排出气体的温度。

再有，由于随着该排气凸轮员3b的滞后角，重叠量会增大，高温排出气体作为内部的EGR逆流到进气一侧，促进了进气口11内的燃料气化，并起到了进气口11本身的升温作用，同时，在该时刻，通过伴随初次爆发发动机转速Ne急剧增大，进气一侧的负压变高，排出气体的逆流也变得急剧起来，起到了将滞留在进气口11内的液态燃料吹散成微粒的作用。

通过从上述排气凸轮轴3b的滞后角控制以在迟的定时，如图5、图6中的③所示进气凸轮轴3a的相位控制在提前角一侧，更加增大的进排气重叠量。在该时刻，随着排出气体温度的上升，与初次爆发时相比形成了更加易于燃料气化的条件，同时，进气阀7a的开启变早，与压缩温度一起也让缸内温度上升，而且，仍然会起到通过上述内部EGR使液态燃料微粒化的作用，因而即使由于重叠量的增大而增加内部EGR，也会继续稳定燃烧。

这样，经过了预定时间之后，如图5、图6中的④所示排气凸轮轴3b的相位被控制在提前角一侧。在该时刻，与上述③的时刻相比排气通路18等的温度上升，通过排气阀7b的提前角使燃烧中的排出气体排出，通过排出气体的后燃效果也会在排气通路18内继续燃烧，使触媒20提早活性化。此外，通过排气阀7b的提前角使重叠量减少，由于这时进气侧的负压更高，有效地起到了将上述排出气体朝缸内吸入的作用，从而抑制了未燃烧的HC的排出。

另一方面，之后经过了预定时间，排气凸轮轴3b的相位保持在滞后角一侧，进排气重叠量减少，实现了燃烧的稳定化。同时，要抑制燃料燃烧剩下的未燃HC的产生而将空燃比控制在稀薄一侧，同时，通过这种稀薄运转补充发热量的降低，并且由于排气温度的上升而实施点火时间的延迟，从而按顺序实现触媒20的升温。

在这种该实施例的可变阀门定时装置中，在排气通路18等的温度尚未升得足够高，不能期待后燃效果的冷起动初期，通过增大排气阀7b的滞后角以及进气阀7a的提前角的重叠量〔图6中的②、③〕，由此一旦让通到排气一侧的排出气体引回缸内燃烧，防止了未燃烧的HC的排出，同时，让排出气体逆流到进气一侧促进燃料的气化，实现了进气口11的升温，另一方面，之后排气通路18等一旦升温〔图6中的④〕，让排气阀7b处于提前角将燃烧中的排出气体排出，通过排气通路18内的后燃效果使触媒20早期活性化。

换句话说，对应于冷起动时发动机1的升温状况〔排气通路18等的升温状况〕，始终将进排气阀7a、7b的开闭定时进行最适当的控制，因而能够有效地抑制未燃烧HC的排出。

此外，特别是在起动时发动机转速Ne低的情况下，从发动机1的油泵10供给的液压油不足，在上述冷起动时让进排气凸轮轴3a、3b的相位朝前后变更，不足的液压油始终朝一侧的可变定时机构8a、8b集中供给，从而能够有效地实现相位角控制。

[第4实施例]

下面说明本发明可变阀门定时装置具体化的第4实施例。第4实施例的可变阀门定时装置，这种结构与第2实施例相同，而其进气阀7a与排气阀7b的开闭定时与第2和第3实施例不同。因此，省略了结构相同的部分的说明，仅对不同点的进排气阀7a、7b的相位角控制作为重点进行说明。

图7是冷起动时表示凸轮轴相位角的控制的时序图，图8是依次表示冷起动时凸轮轴相位变化的说明图。

首先，在发动机停止时，如图7、图8中的①所示进排气凸轮轴3a、3b的相位同时保持在滞后角位置，形成包含进气冲程及排气冲程的重叠。一旦在这种相位开始进行起动，通到排气一侧的排出气体因活塞16的下降被吸回到缸内，在下次的燃烧冲程中燃烧，不排出未燃的HC而到达初次爆发。此外，这时也可以形成进气冲程中的重叠，在这种情况下，能够有效地防止排出气体通到排气一侧。

这样，在冷起动时，从初次爆发待机预定时间t〔例如2～3秒〕之后，如图7、图8中的②所示进气凸轮轴3a的相位控制在提前角一侧〔排气冲程范围的重叠增大〕，这时的作用，是将通到排气一侧的排出气体引回缸内，防止了未燃HC的排出，同时，通过重叠量的增大逆流到进气一侧，增加内部的EGR，促进了进气口11内燃料的气化，直到了进气口11本身升温的作用。

再经过了预定时间之后，如图7、图8中的③所示排气凸轮轴3b的相位被控制在提前角一侧。这时的作用，通过排气阀7b的提前角使燃烧中的排出气体排出，通过后燃效果也会在排气通路18内继续燃烧，使触媒20活性化。

此外，之后再经过预定时间，排气凸轮轴3b的相位保持在滞后角一侧，接着将进气凸轮轴3a的相位控制在滞后角一侧，与此同时，实施空燃比的稀薄化和点为时间的延迟。

在上述这种第4实施例的可变阀门定时装置中，在不能期待后燃效果的冷起动时，通过形成包含进气冲程范围的重叠9〔图8中的①〕，通过进气阀7a的提前角而增大重叠量〔图8中的②〕，由此将排气引回缸内，防止未燃HC的排出，同时，让排气逆流到进气一侧促进燃料的气化，实现了进气口11的升温，另一方面，之后一旦让排气通路18等消音〔图8中的③〕，让排气阀7a处于提前角，通过后燃效果使触媒20早期活性化。这样，与冷起动时发动机1的升温状况相对应，能够始终将进排气阀7a、7b的开闭定时进行最适当的控制，从而能够有效地抑制未燃烧HC的排出。

而且，由于让进排气凸轮轴3a、3b的相位朝前后变更，使受油泵1限制的液压油始终朝一侧的可变定时机构8a、8b集中供给，从而能够有效地实现相位角控制。

[第5实施例]

下面，下面说明本发明可变阀门定时装置具体化的第5实施例。

第5实施例的可变阀门定时装置，在第1实施例结构的基础上设置进气温度传感器35和油温传感器36，进气阀3a的开闭定时是不同的。因此省略了相同部分的说明，以不同点为重点进行说明。

如图9所示，在图1所示第1实施例可变阀门定时装置整体结构的基础上，在兼作延迟控制机构的ECU31的输入侧，连接检测进气温度TA的进气温度传感器35以及检测油温TO的油温传感器36，通过转速传感器32、水温传感器34、进气温度传感器35、油温传感器36构成运转状态检测机构。

在此，对冷起动时通过ECU31进行的相位角控制进行说明。图10是冷起动时表示凸轮轴相位角的控制的时序图，图11是依次表示冷起动时凸轮轴相位变化的说明图，图12是表示实行ECU的冷态时相位角控制程序的流程图。

在发动机1停止时，如图10、图11中的③所示进气凸轮轴3a的相位控制在提前角一侧，形成包含进气冲程及排气冲程的比较小的重叠。驾驶者一旦开启点火开关，在该相位位置开始转动发动机1的动力输出轴，同时，由ECU31开始点火时间的控制或燃料喷射的控制。这时的进气口11由于与外界气温相当因而不能促进燃料气化，其一部分仍以液态流入缸内，由于排气阀7b的关闭形成于上死点TDC以后，通到排气一侧的排出气体因活塞16的下降被吸回到缸内，在下次的燃烧冲程中燃烧，不大量排出未燃的HC而到达初次爆发。

另一方面，ECU31在曲轴开始转动的同时，以预定的控制周期进行图12的冷态时的相位控制程序，首先，在步骤S2判定起动是否完成。

在发动机1的起动完成，判定为yes时进入到步骤S4，通过图13所示的图表根据冷却水温TW求得开启冷起动电机时的开始时间T1。如图13表明的那样，冷却水温TW越低，换言之发动机1越冷，进气口11或排气通路18内、或者缸内的温度等越处于难以升温的状态，开始时间T1设定成大的值〔延迟控制机构〕。

然后到步骤S6，通过图14的图表，根据从进气温度TA减去油温T0的差值ΔT，求得进气温度修定时间Ta1。如图14所表明的那样，相对于油温T0进气温度低，差值ΔT越小，也就是燃料气化越难，进气温度修定时间Ta1便要设定成正向一侧的大的值。接着在步骤S8中，通过图15的图表，根据从发动机实际转速Ne减去发动机目标转速TNe的差值ΔNe，求得发动机转速修定时间Tb1。如图15所表明的那样，相对于发动机目标转速TNe发动实际转速Ne低，差值ΔNe越小，也就是朝缸内投入的燃料燃烧状态越不好，发动机旋转修定时间Tb1便要设定成正向一侧的大的值。

之后，在步骤S10中，在开始时间T1上加上进气温度修定时间Ta1及发动机旋转修定时间Tb2来修正，在步骤S12判定是否从发动机1完成爆燃开始经过了时间T1。一旦步骤S12的判定为yes，在步骤S14开启冷起动电机，如图10、图11中的②所示将进气凸轮轴3a的相位控制在提前角一侧，由于由此使排气冲程范围的重叠增大，一旦排气侧排出的排气逆流到作为EGR的进气口11内，便会在下次的燃料冲程中燃烧，同时，通过来自逆流的排气热，促进了排气口11升温，从而促进了下次喷射的燃料的蒸发，从而有效地防止了液态燃料朝排气一侧的排出。

在此，一旦冷起动电机开始过早，在燃料难以气化的状况或缸内燃烧状态不好的状况下，由于排气温度低，因内部EGR使进气口11的升温效果不够，从而难以促进喷射燃料的蒸发。而且由于在这种状况下增大了重叠量，便有上述的液态燃料朝排气一侧排出的危险。

在第5实施例中如上所述，冷却水温TW低，发动机1的各部分越处于难以升温的状态，开始时间T1设定为大的值，使进气阀7a的提前角的开妈延迟，此外，将这状况根据进气温度TA或发动机转速Ne反映到作为修定时间Ta1、Tb1的开始时间T1中，从而可以提高因内部EGR促进进气口11升温的效果，尽可能早地使进气阀7a处于提前角，抑制了未燃HC的排出。

之后，ECU31在步骤S16求出冷起动电机持续时间T2，在步骤S18将进气修定时间Ta2，在步骤S20求出发动机旋转修定时间Tb2，在步骤S22中，在待续时间T2上加上进气温度修定时间Ta2及发动机旋转修定时间Tb2来修正。然后在步骤S24中判定从冷起动电机开启是否经过了持续时间T2，一旦判定为yes，就表示触媒20有一定程度的升温，在步骤S26停止冷起动电机，让如图10、图11中的①所示进气凸轮轴3a的相位返回到滞后角一侧，之后，在步骤S28将抑制未燃HC用的空燃比控制在稀薄一侧，同时，由于持续高的排气温度而实施点火时间的延迟，程序结束。

在此，在步骤S16的持续时间T2的设置中适用于图13中的图表，在步骤S18的进气温度修定时间Ta2的设置中适用于图14中的图表，而在步骤S20的发动机旋转修定时间Tb2的设置中适用于图15中的图表，结果冷起动电机停止定时根据冷却水温TW、进气温度TA、发动机转速Ne设定成与开始定时相同的特性。众所周知，空燃比的稀薄化或点火时间的延迟是缸内燃烧状态恶化的主要原因，必须从燃料气化有一定程度的促进的阶段开始，例如进气温度TA低，进气口11升温不慢时，根据图14的图表增加修正持续时间T2，由于与此对应稀薄化以及推迟点火延迟开始定时，从而预先回避了燃烧状态的恶化。

在上述这种第5实施例的可变阀门定时装置中，让由内部EGR使进气口11升温作为目的的冷起动电机对应于起动时的冷却水温TW来开始，从而预先防止了冷起动电机开始过早时的麻烦，即液态燃料的排出，从而能够尽可能早地限制冷起动电机的开启，使进气口11马上升温，结果是能够有效地抑制未燃烧HC的排出。

再有，不仅是冷却水温TW，根据进气温度TA的燃料气化状态或根据发动机转速Ne的缸内燃烧状态也反应到冷起动电机的开始时间T1中，从而使冷起动电机的开始定时更进一步适当，能够最大限度地获得这种作用。

另一方面，对于冷起动电机朝稀薄化及点火延迟移动的定时，由于根据发动机1的运转状态〔冷却水温TW、进气温度TA、在发动转速Ne、油温T0〕来设定，因而能够让该稀薄化以及点火延迟始终开始于适当的时刻。其结果是，避免了这种控制开始过早时燃烧状态的恶化，能够预先防止由此引起的未燃HC的排出。

此外，在第5实施例中变更冷起动电机的开始时刻以及停止时刻，对于终止定时，不一定必须变更，也可以固定在预定位置。

另外，在第5实施例中将开始时间T1或持续时间T2通过进气温度修定时间Ta1、Ta2以及发动机旋转修定时间Tb1、Tb2来修正，而省略任何一方的修正也是可以的。

再有，在第5实施例中根据开始时间T1变更开始进气阀7a的提前角的定时，而如图16所示，作为可变降速机构的ECU31，在固定开始进气阀7a的提前角的时刻的基础上，通过降低该可变时间T11〔即提前角一侧的控制速度〕，也可以变更进气阀7a的实际提前角定时。此外，在这种情况下用与开始时间T1相同的顺序，根据冷却水温TW、进气温度TA、在发动转速Ne、油温T0了可以设定可变时间T11。

上面的实施例的说明完成，但本发明的实施例并不限于上述第1～第5实施例。例如在上述各实施例中，带有叶片式可变定时机构8a、8b，但并不限于可变定时机构的结构，例如，也可以代之以螺旋形可变定时机构，变更相对于凸轮轴的偏心量的偏心式可变定时机构，或者，选择不同特性的凸轮的动作切换式可变定时机构，通过电磁执行元件直接开闭阀门的电磁式可变定时机构可是可以的。

此外，在上述各实施例中，适用于进气管喷射型发动机1，例如，他也能够适用于缸内直接喷射燃料的缸内喷射型发动机中。在这种情况下，也通过在进气冲程范围内形成重叠，可以不让喷射的燃料仍然滞留在上死点TDC附近，而被有效地燃烧，结果是能够与上述各实施例一样，抑制未燃烧HC的排出。

Claims (12)

1.一种可变阀门定时装置，它在内燃机冷起动时增大进气阀与排气阀开闭期间的重叠，其特征在于：上述重叠具有上死点前侧构成的排气冲程范围和上死点后侧构成的进气冲程范围，在上述内燃机冷起动时起动之后，形成包含上述进气冲程范围的重叠，然后增大上述排气冲程范围的重叠，形成阀门定时控制机构。

2.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：它带有根据来自上述阀门定时控制机构的指令调整上述进气阀开闭定时的进气阀可变定时机构，并且上述排气阀设定成在上述进气冲程范围内关闭，上述阀门定时控制机构控制上述进气阀可变定时机构，来调整上述重叠。

3.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：它带有根据来自上述阀门定时控制机构的指令调整上述进气阀开闭定时的进气阀可变定时机构，根据来自上述阀门定时控制机构的指令调整上述排气阀开闭定时的排气阀可变定时机构，上述阀门定时控制机构控制上述进气阀可变定时机构或者上述排气阀可变定时机构，来调整上述重叠。

4.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：上述阀门定时控制机构在直到形成包含上述进气冲程范围的重叠期间，将上述重叠设为0。

5.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：上述阀门定时控制机构在形成包含上述进气冲程范围的重叠之后，直到增大上述排气冲程范围的重叠期间，其大部分处于上述进气冲程范围形成重叠。

6.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：上述阀门定时控制机构在将上述排气冲程范围的重叠增大的同时，让上述排气阀处于提前角状态。

7.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：上述阀门定时控制机构让改变上述重叠的定时根据从上述内燃机的初次爆发经过的时间来设定。

8.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：上述阀门定时控制机构在将上述排气冲程范围的重叠增大后，让上述排气阀处于提前角状态。

9.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：它带有检测上述内燃机运转状态的运转状态检测机构，和与上述运转状态对应，通过上述阀门定时控制机构延迟上述进气阀开闭定时的控制开始的延迟控制机构。

10.如权利要求9记载的可变阀门定时装置，其特征在于：上述运转状态检测机构将发动机温度、进气温度以及发动机转速中的至少一个作为运转状态检测出来，上述延迟控制机构根据将对应于上述发动机温度而设定的基准值对上述进气温度以及发动机转速的至少一方进行修正的值进行延迟。

11.如权利要求1记载的可变阀门定时装置，其特征在于：它还带有检测上述内燃机运转状态的运转状态检测机构，和与上述运转状态对应，通过上述阀门定时控制机构降低上述进气阀开闭定时的可变速度的可变速度降低机构。

12.如权利要求11记载的可变阀门定时装置，其特征在于：上述运转状态检测机构将发动机温度、进气温度以及发动机转速中的至少一个作为运转状态检测出来，上述可变速度降低机构根据将对应于上述发动机温度而设定的基准值对上述进气温度以及发动机转速的至少一方进行修正的值来降低上述进气阀的开闭定时。

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