CN101010501A - 内燃机的切断控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及内燃机的切断控制设备。多个活塞分别可滑动地设在发动机(100)的气缸(114)至(120)中。发动机(100)包括在该发动机(100)运转时使相继经历燃烧的气缸彼此连通的多个连通管(130－136)、用于将连通管(130－136)中的每个设定为连通状态或关闭状态的多个开闭阀(122－128)，以及用于控制多个开闭阀(122－128)使得活塞在发动机(100)的运转停止时停在预定位置的ECU(200)。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的控制设备，尤其涉及用于控制当内燃机停止时气缸内活塞的停止位置的内燃机的控制设备。
背景技术
从防止全球升温或者节约能源的观点来看，怠速停止系统(也称为经济运行系统或发动机自动停止起动系统)已投入实际使用，在怠速停止系统中，发动机会在车辆于交叉口(十字路口)等处遇到红灯停止时自动停止，且响应于驾驶员的操作(下压加速踏板或者停止下压制动踏板的操作)而重新起动以再次开始运行。
在采用此怠速停止系统的车辆中，当预定停止条件成立时，控制车辆以停止发动机。为提高重新起动时的起动性能，已获得一种以预期曲轴转动角停止发动机的技术。例如，日本专利特开No.2001-173473公开了一种内燃机的控制设备，其通过以预期曲轴转动角停止发动机来提高该发动机的起动性能。当判定发动机停止条件成立时，内燃机的控制设备提高歧管压力并随后停止发动机。
根据上述公开文献中公开的内燃机的控制设备，在停止发动机之前提高歧管压力，于是该发动机的燃烧室内的压力升高。活塞在承收此压力的情况下不会越过压缩上止点，且活塞的曲轴转动角能够停止在TDC(上止点)之前的预期角度(近似BTDC60℃A)。结果，到达压缩上止点之前的气缸在重新起动时点火，由此发动机的起动性能提高。
也可以与上述公开文献不同的方式迅速地重新起动发动机。具体地，当采用怠速停止系统的车辆的发动机停止时，预先将燃料喷入处于膨胀行程的气缸内，随后停止发动机。接着，处于膨胀行程的气缸在下次着火起动时点火。
尤其在进气口喷射式发动机中，为预先将燃料喷入处于膨胀行程的气缸内，需要当气缸处于膨胀行程前的进气行程时喷射燃料，并当其进入膨胀行程时停止气缸以在重新起动时使该气缸点火。另一方面，若预先在进气行程喷射燃料，压缩行程时空气燃料混合物的压力会升高，很可能自燃(自着火)。若发生自燃，就产生转矩，该转矩导致难以控制活塞或曲轴以使其停止在预期位置。另外，若发生自燃，就不能获得预期转矩，即使在重新起动时使处于膨胀行程的气缸点火。也就是说，发动机的起动性能恶化。
此外，像上述公开文献中公开的内燃机的控制设备中那样，不能单独用节气门和进气/排气阀准确地控制曲轴的停止位置，这导致起动性能恶化。此外，若歧管压力像上述公开文献中公开的内燃机的控制设备中那样增大，则转矩变动量变大，这导致发动机停止时产生振动。如上所述，当通过增大歧管压力来控制停止位置时，不能以高精确度控制停止位置且产生振动。
发明内容
本发明目的是提供一种可高精度地控制活塞的停止位置同时抑制振动产生的内燃机的控制设备。
根据本发明一个方面的内燃机的控制设备是一种具有多个气缸的内燃机的控制设备。在此气缸中，分别可滑动地设置有多个活塞。此控制设备包括：多条连通通路，用于在内燃机运转时使相继经历燃烧的气缸彼此相通；多个开闭部，用于将每条连通通路设定为连通状态和关闭状态中的任一状态；以及控制装置，用于控制多个开闭部，使得活塞在内燃机的运转停止时停在预定位置。
根据本发明，在具有多个气缸的内燃机中，控制设在使相继经历燃烧的气缸彼此相通的连通通路内的开闭部，以将活塞停在预定位置。换句话说，多个气缸中处于压缩行程的气缸与随后要经历燃烧的处于膨胀行程的气缸彼此相通，以允许空气燃料混合物从处于压缩行程的气缸流至处于膨胀行程的气缸。空气燃料混合物在内燃机停止时流入处于膨胀行程的气缸以降低处于压缩行程的气缸内的压力，从而避免自燃。因此，能够抑制由于自燃产生的转矩导致的停止位置准确度的降低。另外，处于压缩行程的气缸的燃烧室内的压力降低，以削弱抵抗活塞运动的力。由此，可通过控制开闭部来控制活塞的停止位置，并能够高精确度地控制活塞以使其停在预期位置。因此，在重起内燃机时，该内燃机能够迅速地起动并生成预期的转矩。另外，当处于压缩行程的气缸内的压力降低且处于膨胀行程的气缸内的压力升高时，转矩变动量变小，由此减小振动的生成。结果，能够提供一种可高精确度地控制活塞的停止位置且抑制振动生成的内燃机的控制设备。
优选地，每个活塞与内燃机的输出轴连接。此控制设备还包括：检测输出轴的转动角和转速的检测单元；推定装置，基于该转动角和转速推定当内燃机的操作停止时多个气缸中处于压缩行程的气缸；以及燃料控制单元，控制燃料喷射以使得当转速不大于预定转速且所推定的气缸处于进气行程时喷射燃料。控制装置控制开闭部以便在推定气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立连通状态。
根据本发明，控制设备基于输出轴的转动角和转速推定当内燃机的操作停止时多个气缸中处于压缩行程的气缸，并当转速不大于预定转速且推定气缸处于进气行程时喷射燃料。控制装置控制开闭部以便在推定气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立连通状态。多个气缸中处于压缩行程的气缸与随后将经历燃烧的处于膨胀行程的气缸彼此连通，以允许空气燃料混合物从处于压缩行程的气缸流至处于膨胀行程的气缸。空气燃料混合物在内燃机停止时流入处于膨胀行程的气缸以降低此处于压缩行程的气缸内的压力，从而避免自燃。另外，当发动机停止时处于压缩行程的气缸的燃烧室内的压力降低，以削弱用于抵抗活塞运动的力(抑制活塞运动的力)。由此，当内燃机停止时，可控制活塞的停止位置。于是，活塞能够停在预期位置，且内燃机重起时的起动性能提高。
更优选地，控制装置基于转速计算输出轴的角加速度，并控制开闭部以便当角加速度不大于预定第一值时在处于压缩行程的气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立连通状态以及当角加速度不小于预定第二值时在处于压缩行程的气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立关闭状态。
根据本发明，控制单元控制开闭部以便当所算出的角加速度不大于预定第一值时在推定气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立连通状态以及当角加速度不小于预定第二值时在处于压缩行程的气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立关闭状态。这样，通过将第一和第二值设定为适当值，可适当地设定在处于压缩行程的气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立连通状态的定时。因此，能够控制处于压缩行程的气缸的燃烧室内的压力，以减小振动。另外，当内燃机停止时，能够控制活塞的停止位置。于是，活塞能够停在预期位置，且内燃机重起时的起动性能提高。
更优选地，内燃机是进气口喷射式发动机。
根据本发明，当本发明应用于进气口喷射式发动机时，空气燃料混合物在发动机停止时从处于压缩行程的气缸流至处于膨胀行程的气缸，以抑制压缩行程中发生自燃。另外，控制处于压缩行程的气缸的燃烧室内的压力，以控制活塞的停止位置。因此，发动机的输出轴停在预期位置，且发动机重起时的起动性能提高。
附图说明
图1示出根据本实施例的内燃机的控制设备的总体构造；
图2是示出在ECU内执行的程序的控制构造的第一流程图，此ECU作为根据本实施例的内燃机的控制设备；
图3是示出在ECU内执行的程序的控制构造的第二流程图，此ECU作为根据本实施例的内燃机的控制设备；
图4是示出由ECU执行用于控制开闭阀的操作的时间图，此ECU作为根据本实施例的内燃机的控制设备；以及
图5A和5B是示出当在本实施例中发动机停止时曲轴的转速和角加速度的变化的时间图。
具体实施方式
以下参照附图说明根据本发明一实施例的内燃机的控制设备。在以下说明中，相同部件分配以相同的附图标记，且它们的名称和功能也相同。因此，将不重复对它们的详细说明。本发明应用于例如采用频繁重起发动机的怠速停止系统的车辆(以下，也表示为经济行驶车辆)或混合动力车辆，然而应用不特别限于此。
如图1所示，采用根据本实施例的内燃机的控制设备的车辆包括发动机100、变速器104、起动器106、空调压缩机108、交流发电机110和ECU200。根据本实施例的控制设备利用ECU200来实现。在本实施例中，发动机100是进气口喷射式发动机。
变速器104不特别限定，其可以是手动变速器，或者齿轮式或无级自动变速器。
在发动机100的气缸体中，提供气缸(1)114至气缸(4)120。在本发明中，将说明四缸汽油机，然而气缸的数量不特别限于四个。
多个活塞(未示出)分别可滑动地设在气缸(1)114至气缸(4)120内。另外，在发动机100运行过程中使相继经历燃烧的气缸彼此相通的连通管(1)130至连通管(4)136分别设在气缸(1)114至气缸(4)120内。连通管分别提供有开闭阀(1)122至开闭阀(4)128。
具体地，气缸(1)114和气缸(4)120经由连通管(1)130彼此相通。用于使连通管(1)130处于连通状态或者关闭状态的开闭阀(1)122设在该连通管(1)130的中点。
气缸(1)114和气缸(3)118经由连通管(2)132彼此相通。用于使连通管(2)132处于连通状态或者关闭状态的开闭阀(2)124设在该连通管(2)132的中点。
气缸(2)116和气缸(3)118经由连通管(3)134彼此连通。用于使连通管(3)134处于连通状态或者关闭状态的开闭阀(3)126设在该连通管(3)134的中点。
气缸(2)116和气缸(4)120经由连通管(4)136彼此相通。用于使连通管(4)136处于连通状态或者关闭状态的开闭阀(4)128设在该连通管(4)136的中点。在本实施例中，按照气缸(1)114、气缸(4)120、气缸(2)116和气缸(3)118的顺序相继进行燃烧，然而，本发明不特别限于此顺序。
开闭阀(1)122至开闭阀(4)128是例如电磁阀。响应于从ECU200传送的控制信号，开闭阀(1)122至开闭阀(4)128中的每个被设定为电磁阀打开的连通状态或者电磁阀关闭的关闭状态。
在每个气缸中，连通管(1)130至连通管(4)136的连接位置不特别限定，只要发动机100的处于压缩行程的气缸的燃烧室和处于膨胀行程的气缸的燃烧室能够建立连通状态。
另外，连通管(1)130至连通管(4)136的结构、形状和材料不特别限定，只要能够形成这样一种连通通路，该连通通路允许处于压缩行程的气缸的燃烧室内的空气燃料混合物流入处于膨胀行程的气缸的燃烧室。也就是说，连通管(1)130至连通管(4)136可利用管来实现，或者连通通路可形成在气缸体中。
可滑动地分别设在气缸(1)114至气缸(4)120内的多个活塞分别经由曲柄连杆机构(未示出)与作为发动机100的输出轴的曲轴140连接。带轮146设在曲轴140的一个端部处。带轮144设在交流发电机110内。带轮112设在空调压缩机108内。带轮112，144和146经由正时带148连接。因此，当曲轴140转动时，带轮112，144和146经由正时带148转动。作为带轮112，144转动的结果，交流发电机110和空调压缩机108开始驱动。
此外，具有多个齿部的正时转子(未示出)设在曲轴140的一个端部处。正时转子具有多个突出的齿部。齿部以预定间隔每隔一定角度地设置。曲轴位置传感器142设置为面向设在正时转子内的多个齿部。曲轴位置传感器142由线圈等构成，且在正时转子转动时依据多个齿部的气隙传送检测信号。
另外，正时转子在预定位置具有无齿部(欠齿部)。ECU200利用曲轴位置传感器检测到的无齿部的位置作为基准来检测曲轴140的转动角。优选地，曲轴位置传感器142能检测曲轴140的正向转动和反向转动。当发动机100停止时，曲轴140反向转动。因此，通过检测曲轴140的反向转动，能更准确地控制活塞的停止位置。
发动机100设置有起动器106。起动器106利用例如电动机来实现。一旦在开启或起动发动机100时从ECU200接收控制信号，起动器106就被供应以电能以执行用于转动曲轴140的所谓起动。
ECU200由CPU(中央处理单元)(未示出)和存储器(未示出)构成。ECU200基于从曲轴位置传感器142接收的检测信号计算转动角、角速率或角加速度。另外，ECU200相互独立地控制开闭阀(1)122至开闭阀(4)128，以将每个阀设定为连通状态或关闭状态。
在本实施例中，当发动机100重起时，气缸(1)144至(4)120中处于膨胀行程的气缸被点火，使起动器106执行起动。当处于膨胀行程的气缸被点火时，燃烧室内的燃烧压力升高以向下推动活塞，从而向曲轴140施加转矩。因而，能够迅速地起动发动机100并降低起动器106的输出。由此，可减小起动器106的尺寸。
为通过使处于膨胀行程的气缸点火来获得预期转矩，可推定当发动机100停止时处于膨胀行程的气缸，并在所推定的气缸处于进气行程时预先喷射燃料。然而在这种情况中，在压缩行程时，气缸的燃烧室内的空气燃料混合物的压力升高并可发生自燃，这导致难以控制活塞的停止位置。
同时，当发动机100停止时，气缸的燃烧室内的空气燃料混合物的压力升高直到气缸(1)114至(4)120中任一气缸的活塞越过压缩行程的上止点，并施加用于抵抗该活塞的力(即，抑制该活塞运动的力)。此时，曲轴140的角加速度朝向与该曲轴140的转动方向相反的反向转动侧变大(若假定曲轴140的转动方向为正，则为负侧)。若角加速度朝向负侧增大，转速变化即转矩变动量就显著，这导致出现振动。
本发明的特征在于ECU200控制开闭阀(1)122至开闭阀(4)128中的每个，以在发动机100的运转停止时使活塞停止在预定位置并抑制产生振动。
更具体地，当怠速停止条件(停止发动机的条件)成立且发出停止发动机的指令时，ECU200依据曲轴140的角加速度控制开闭阀(1)122至(4)128中连接处于压缩行程的气缸与处于膨胀行程的气缸的连通管的开闭阀以打开该开闭阀。也就是说，若曲轴140的角加速度不大于预定第一值，则打开此开闭阀。若曲轴140的角加速度不小于比第一值大的预定第二值，则关闭此开闭阀，从而降低处于压缩行程的气缸的燃烧室内的压力。
参照图2，将说明一种用于控制开闭阀以降低发动机100内产生的振动的程序的控制构造，在作为根据本实施例的内燃机的控制设备的ECU200中执行该程序。
在步骤(以下，步骤被标识为S)1000中，ECU200计算曲轴140的角加速度g。这里，ECU200基于从曲轴位置传感器142接收的检测信号计算曲轴140的角加速度g。
在S1100，ECU200判定是否已发出停止发动机100的指令。例如，在经济行驶车辆和混合动力车辆的情况中，基于怠速停止条件是否成立来判定用于停止发动机100的指令的发出。若已发出用于停止发动机100的指令(S1100处为“是”)，程序前进至S1200。否则(S1100处为“否”)，程序前进至S1500。这里，“怠速停止条件”是指例如基于发动机100的运转状态、变速器104的运转状态以及操纵系统的操纵状态设定的条件。
在S1200，ECU200判定所算出的角加速度g是否大于阈值G2。若算出的角加速度g大于阈值G2(S1200处为“是”)，程序前进至S1500。否则(S1200处为“否”)，程序前进至S1300。“阈值G2”对应于上述预定第二值。阈值G2被设定为与用于关闭处于压缩行程的气缸内的开闭阀的预期定时对应。
在S1300，ECU200判定所算出的角加速度g是否不大于阈值G1。若算出的角加速度g不大于阈值G1(S1300处为“是”)，程序前进至S1400。否则(S1300处为“否”)，程序结束。“阈值G1”对应于上述预定第一值。阈值G1被设定为与用于打开处于压缩行程的气缸内的开闭阀的预期定时对应。在本实施例中，“阈值G1”小于同第二值对应的“阈值G2”。
在S1400，ECU200将用于连接处于压缩行程的气缸和处于膨胀行程的气缸的连通管的开闭阀设定为连通状态。在S1500，ECU200将该连通管的开闭阀设定为关闭状态。
另外，ECU200基于曲轴140的转速和转动角推定当发动机停止时在压缩行程停止的气缸。若推定气缸处于进气行程，则ECU200控制喷射器(未示出)以喷射燃料。然后，ECU200依据基于曲轴140的转速计算的角加速度相互独立地控制开闭阀(1)122至开闭阀(4)128以在推定气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立连通状态，从而控制活塞的停止位置。
参照图3，将说明一种用于控制活塞的停止位置的程序的控制构造，在作为根据本实施例的内燃机的控制设备的ECU200中执行该程序。
图3所示流程图中与图2相同的处理具有相同附图标记，且处理也相同。因此，将不重复对它们的详细说明。
在S2000，ECU200推定当发动机100停止时气缸(1)114至(4)120中处于压缩行程的气缸(停止气缸)。例如，基于曲轴140的转动角和转速，推定停止气缸。例如，若曲轴140的转速不大于预定转速，则ECU200判定发动机100要停止，并基于曲轴140的转速推定当该发动机100停止时处于压缩行程的气缸。
在S2100，ECU200判定在S2000处推定的停止气缸是否处于进气行程。与气缸是否处于进气行程有关的判定基于例如由曲轴位置传感器142检测的曲轴140的转动角。若S2000处推定的停止气缸处于进气行程(S2100处为“是”)，程序前进至S2200。否则(S2100处为“否”)，程序前进至S2300。
在S2200，ECU200控制喷射器将燃料喷入处于进气行程的气缸内。例如，若曲轴140的转速不大于预定转速，则ECU200判定发动机100将要停止并将燃料喷入处于进气行程的气缸。在S2300，ECU200判定在S2000处推定的停止气缸是否处于压缩行程。与气缸是否处于压缩行程有关的判定基于例如由曲轴位置传感器142检测的曲轴140的转动角。若停止气缸处于压缩行程(S2300处为“是”)，程序前进至S2400。否则(S2300处为“否”)，程序前进至S1200。
在S2400，ECU200修正(补正)阈值G1和G2。在紧接发动机100停止前被推定为停止气缸的气缸处于压缩行程时，修正阈值G1和G2。这样修正阈值G1和G2，以使燃料在紧接发动机100停止前的预期定时从处于膨胀行程的气缸流至处于压缩行程的气缸。这里，修正阈值G1和G2的方法不特别限定。阈值G1和G2可通过基于以所算出的角加速度和转速作为输入值的函数添加修正值来修正，或者可被变更为分别与在紧接发动机100停止前处于压缩行程的气缸内用于打开开闭阀的预期定时和用于关闭该开闭阀的预期定时对应。
现在将基于上述构造和流程图参照图4和5A，5B讨论作为根据本实施例的内燃机的控制设备的ECU20的操作。
ECU200基于从曲轴位置传感器142接收的检测信号计算曲轴140的角加速度g(S1000)。如图4所示，当在时间T(0)处发出用于停止发动机100的指令时(S1100处为“是”)，则燃料在时间T(1)处被切断。在时间T(2)，基于曲轴140的角加速度，控制开闭阀(3)126以将气缸(2)116和气缸(3)118设定为连通状态或关闭状态。在时间T(3)，控制开闭阀(2)124以将气缸(1)114和气缸(3)118设定为连通状态或关闭状态。在时间T(6)，当被推定为在发动机停止时将处于压缩行程的气缸(3)118处于进气行程时，喷射燃料。在时间T(7)，基于曲轴140的角加速度g，控制开闭阀(3)126以将气缸(2)116和气缸(3)118设定为连通状态或关闭状态。在时间T(10)，停止发动机100。在时间T(11)，使处于膨胀行程的气缸(2)116点火，并在利用起动器106起动的同时，执行点火和起动。若通过使处于膨胀行程的气缸(2)116点火获得预期转矩，则不需要利用起动器106执行起动。
这里，如图5A和5B所示，当在时间T(1)切断燃料时，曲轴140经由惯性力转动。这里，当气缸(3)118进入压缩行程且该气缸(3)118的活塞紧接上止点之前定位时，燃烧室内的空气燃料混合物的压力增大。于是，施加用于抵抗活塞运动的力。因此，若假定曲轴140的转动方向为正，则朝向负侧的角加速度变大。也就是说，直至曲轴140停止转动的该曲轴140的角加速度g如图5B中的实线所示那样变化。同时，基于角加速度g变化的转速Ne如图5A中的实线所示那样变化。
在时间T(2)，当角加速度g变得小于阈值G2(S1200处为“否”)以及阈值G1(S1300处为“是”)时，使气缸(2)116和气缸(3)118彼此连通的连通管(3)134的开闭阀(3)126进入连通状态(S1400)。当气缸(2)116与气缸(3)118之间建立连通状态时，因为气缸(3)118还没有被点火，所以空气燃料混合物从压力较高的气缸(2)116流至压力较低的气缸(3)118。当空气燃料混合物从气缸(2)116流至气缸(3)118时，气缸(2)116的燃烧室内的压力降低，且基于该燃烧室内的压力来抵抗活塞运动的力削弱。因此，角加速度g如图5B中虚线所示的那样变化。由此，随着转矩变动量变小，振动减小。
当气缸(3)118的活塞越过上止点时，角加速度g(朝向正侧)增大。在时间T(3)，当角加速度g超过阈值G2(S1200处为“是”)时，开闭阀(3)126进入关闭状态(S1500)，且气缸(1)114进入压缩行程。因此，当气缸(1)114的活塞接近上止点时，角加速度g再次(朝向负侧)减小。在时间T(4)，当角加速度g变得小于阈值G1(S1300处为“是”)时，使气缸(1)114和气缸(3)118彼此连通的连通管(2)132的开闭阀(2)124进入连通状态(S1400)。在时间T(5)，当角加速度g超过阈值G2(S1200处为“是”)时，开闭阀(2)124进入关闭状态(S1500)。
在用于停止发动机的指令发出后(S1100处为“是”)，基于转速Ne和所算出的角加速度g(S1000)推定当发动机停止时处于压缩行程的气缸(停止气缸)(S2000)。例如，在时间T(6)，推定停止气缸是气缸(3)118。然后，当转速不大于预定转速且气缸(3)118进入进气行程(S2100处为“是”)时，将燃料喷入气缸(3)118(S2200)。这里，停止气缸不处于压缩行程(S2300处为“否”)且角加速度g大于阈值G2(S1200处为“是”)。因此，所有连通管的开闭阀都处于关闭状态(S1500)。
在下一控制程序，当气缸(3)118处于压缩行程(S2300处为“是”)时，修正阈值G1和G2(S2400)。如前所述，阈值G1和G2被设定为分别与用于打开开闭阀的预期定时和用于关闭开闭阀的预期定时对应。依据预期活塞停止位置设定用于打开和关闭预期开闭阀的定时。
在修正阈值G1和G2之后且当角加速度g小于经修正的阈值G2(S1200处为“否”)和阈值G1(S1300处为“是”)时，使气缸(2)116和气缸(3)118彼此连通的连通管(3)134的开闭阀(3)126进入连通状态。因为气缸(3)118还没有被点火，所以空气燃料混合物从压力较高的气缸(2)116流至压力较低的气缸(3)118。在时间T(8)，当角加速度g大于经修正的阈值G2(S1200处为“是”)时，连通管(3)134的开闭阀(3)126进入关闭状态(S1500)。
这里，因为气缸(2)116与气缸(3)118之间建立了连通状态，所以气缸(2)116的燃烧室内的空气燃料混合物的压力降低。因此，在处于压缩行程的气缸(2)116中，基于该燃烧室内的压力来抵抗活塞的力削弱。也就是说，因为角加速度g的值迅速接近零，所以曲轴140停止所需要的时间(直到转速到达零的时间)变化为从时间T(9)至时间T(11)的时间段。也就是说，通过控制气缸(2)116的燃烧室内的空气燃料混合物的压力，可以控制曲轴140的停止位置。因此，气缸(2)116的活塞停止在预期位置。
如上所述，根据本实施例的内燃机的控制设备，多个气缸中相继经历燃烧的处于压缩行程的气缸和处于膨胀行程的气缸彼此连通，以允许空气燃料混合物从处于压缩行程的气缸流至处于膨胀行程的气缸。空气燃料混合物在发动机停止时流入处于膨胀行程的气缸以降低处于压缩行程的气缸内的压力，从而避免自燃。因此，能够抑制由于自燃产生的转矩导致的停止位置准确度的恶化。另外，通过控制开闭阀以建立连通状态，可降低处于压缩行程的气缸的燃烧室内的压力，以削弱用于抵抗活塞运动的力。由此，通过控制开闭阀，能够控制当发动机停止时的活塞位置，并能够高精确度地控制活塞的停止位置。因此，在重起发动机时，发动机能够迅速地起动并生成预期的转矩。另外，当处于压缩行程的气缸内的压力降低且处于膨胀行程的气缸内的压力升高时，转矩变动量变小，由此减小振动的生成。结果，能够提供一种可高精确度地控制活塞的停止位置且抑制振动生成的内燃机的控制设备。
在本实施例中，发动机100被描述为进气口喷射式发动机，然而本发明也可应用于缸内直喷式发动机，以减小当发动机停止时振动的生成。
另外，在本实施例中采用阈值G1和G2来控制开闭阀，然而控制开闭阀的方法不特别限于此。例如，可采用单一阈值来控制开闭阀。也就是说，可这样进行控制，当所算出的角加速度g不大于预定阈值时打开此开闭阀，且当角加速度g不小于该阈值时关闭该开闭阀。
在本实施例中，已说明了一种通过在发动机起动时使处于膨胀行程的气缸点火来执行点火和起动的车辆，然而本发明的应用不特别限于这种车辆。
尽管已详细说明和示出了本发明，但应清楚理解的是，本发明仅是说明性的和示例性的而不应被认为是限制性的，本发明的精神和范围仅由所附权利要求项来限定。
Claims (8)
1、一种内燃机(100)的控制设备，所述内燃机具有多个气缸(114，116，118，120)，多个活塞分别可滑动地设置在所述多个气缸内，所述控制设备包括：
多条连通通路(130，132，134，136)，所述多条连通通路在所述内燃机(100)运转时使相继经历燃烧的气缸彼此连通；
多个开闭装置(122，124，126，128)，所述多个开闭装置用于将每条所述连通通路(130，132，134，136)设定为连通状态和关闭状态中的任一状态；以及
控制装置(200)，该控制装置用于控制所述多个开闭装置(122，124，126，128)，使得所述活塞在所述内燃机(100)的运转停止时停止在预定位置。
2、根据权利要求1所述的内燃机的控制设备，其特征在于，
每个所述活塞与所述内燃机(100)的输出轴(140)连接，
所述控制设备还包括：
用于检测所述输出轴(140)的转动角和转速的装置，
推定装置，该推定装置用于基于所述转动角和所述转速推定在所述内燃机(100)的运转停止时所述多个气缸(114，116，118，120)中处于压缩行程的气缸，以及
用于控制燃料喷射使得燃料在所述转速等于或小于预定转速时和在所述推定的气缸处于进气行程时喷射的装置，并且
所述控制装置(200)包括用于控制所述开闭装置(122，124，126，128)以便在所述推定气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立所述连通状态的装置。
3、根据权利要求2所述的内燃机的控制设备，其特征在于，
所述控制装置(200)包括：
用于基于所述转速计算所述输出轴(140)的角加速度的装置，以及
用于控制所述开闭装置(122，124，126，128)以便在所述角加速度等于或小于预定第一值时在处于所述压缩行程的气缸与处于所述膨胀行程的气缸之间建立所述连通状态以及在所述角加速度等于或大于预定第二值时在处于所述压缩行程的气缸与处于所述膨胀行程的气缸之间建立所述关闭状态的装置。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制设备，其特征在于，
所述内燃机(100)是进气口喷射式发动机。
5、一种内燃机(100)的控制设备，所述内燃机具有多个气缸(114，116，118，120)，多个活塞分别可滑动地设置在所述多个气缸内，所述控制设备包括：
多条连通通路(130，132，134，136)，所述多条连通通路在所述内燃机(100)运转时使相继经历燃烧的气缸彼此连通；
多个开闭部(122，124，126，128)，所述多个开闭部将每条所述连通通路(130，132，134，136)设定为连通状态和关闭状态中的任一状态；以及
控制单元(200)，该控制单元控制所述多个开闭部(122，124，126，128)，使得所述活塞在所述内燃机(100)的运转停止时停止在预定位置。
6、根据权利要求5所述的内燃机的控制设备，其特征在于，
每个所述活塞与所述内燃机(100)的输出轴(140)连接，
所述控制设备还包括：
检测所述输出轴(140)的转动角和转速的检测单元，
推定单元，该推定单元基于所述转动角和所述转速推定在所述内燃机(100)的运转停止时所述多个气缸(114，116，118，120)中处于压缩行程的气缸，以及
燃料控制单元，该燃料控制单元控制燃料喷射，使得燃料在所述转速等于或小于预定转速时和在所述推定的气缸处于进气行程时喷射，并且
所述控制单元(200)控制所述开闭部(122，124，126，128)，以便在所述推定气缸与处于膨胀行程的气缸之间建立所述连通状态。
7、根据权利要求6所述的内燃机的控制设备，其特征在于，
所述控制单元(200)基于所述转速计算所述输出轴(140)的角加速度，并控制所述开闭部(122，124，126，128)，以便在所述角加速度等于或小于预定第一值时在处于所述压缩行程的气缸与处于所述膨胀行程的气缸之间建立所述连通状态以及在所述角加速度等于或大于预定第二值时在处于所述压缩行程的气缸与处于所述膨胀行程的气缸之间建立所述关闭状态的装置。
8、根据权利要求5至7中任一项所述的内燃机的控制设备，其特征在于，所述内燃机(100)是进气口喷射式发动机。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101629524B (zh) * | 2008-07-15 | 2016-11-23 | 福特环球技术公司 | 减少可变排量发动机的噪声、振动和不平顺性 |
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Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4776654B2 (ja) * | 2008-04-16 | 2011-09-21 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の停止判定装置 |
| DE102008041037A1 (de) * | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung einer Steuerung für einen Start-Stopp-Betrieb einer Brennkraftmaschine |
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| WO2012031826A1 (de) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine |
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| FR2992684B1 (fr) * | 2012-06-28 | 2014-08-08 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede d'arret d'un moteur a combustion interne hybride pneumatique |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4213435A (en) * | 1978-08-29 | 1980-07-22 | Ford Motor Company | Air/fuel ratio regulator |
| JPH11201008A (ja) * | 1998-01-09 | 1999-07-27 | Fuji Robin Ind Ltd | エンジンのデコンプ装置 |
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| JP3678095B2 (ja) | 1999-12-17 | 2005-08-03 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP2002004929A (ja) | 2000-06-16 | 2002-01-09 | Mitsubishi Motors Corp | 筒内噴射型内燃機関の始動装置 |
| JP2002004975A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-09 | Toyota Motor Corp | 高圧燃料供給装置 |
| JP2002317702A (ja) | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | 直列多気筒内燃機関 |
| DE10123037A1 (de) | 2001-05-11 | 2002-11-14 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung und Verfahren zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine |
| DE50209970D1 (de) | 2002-05-14 | 2007-05-31 | Ford Global Tech Llc | Verfahren zur Vorbereitung des Anlassens einer Brennkraftmaschine |
| DE10301695A1 (de) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Siemens Ag | Verfahren zum kontrollierten Abstellen einer Brennkraftmaschine |
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| US7082899B2 (en) * | 2004-03-26 | 2006-08-01 | Bose Corporation | Controlled starting and braking of an internal combustion engine |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101629524B (zh) * | 2008-07-15 | 2016-11-23 | 福特环球技术公司 | 减少可变排量发动机的噪声、振动和不平顺性 |
| CN104234857A (zh) * | 2013-06-05 | 2014-12-24 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行内燃机的方法 |
| CN104975974A (zh) * | 2014-04-02 | 2015-10-14 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 在自动停止和自动起动操作期间控制内燃机的方法和设备 |
| CN112539111A (zh) * | 2019-09-20 | 2021-03-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行内燃机的方法 |
| CN112539111B (zh) * | 2019-09-20 | 2024-06-21 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行内燃机的方法 |
| CN112983663A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-18 | 姬腾飞 | 发动机的停缸控制方法及发动机 |
| CN112983663B (zh) * | 2021-03-09 | 2023-01-13 | 无锡万腾动力科技有限公司 | 发动机的停缸控制方法及发动机 |
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