CN102395774B - 内燃机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种能够同时实现对发动机控制ECU(2)的高温化的抑制、和发动机燃料切断控制的内燃机控制装置(1)，所述内燃机控制装置(1)用于对具备设有进气阀和排气阀的多个气缸的内燃机进行控制，并具有：进气阀电磁阀(8)至(11)以及排气阀电磁阀(12)至(15)，其将进气阀或排气阀的阀体的工作状态在驱动状态和闭阀保持状态之间进行切换；发动机控制ECU(2)，其控制进气阀电磁阀(8)至(11)以及排气阀电磁阀(12)至(15)；ECU温度传感器(6)，其检测发动机控制ECU(2)的温度；切换数量设定单元(32)，其在ECU温度传感器(6)检测出的温度越高时，将进气阀电磁阀(8)至(11)以及排气阀电磁阀(12)至(15)在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定得越少。

Description

内燃机控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制内燃机的内燃机控制装置。
背景技术
目前，作为该种领域的技术文献具有日本特开平10-166965公报。在该公报所记载的车辆用电子控制装置中，通过在电子控制装置的温度达到预定温度以上时强制性地将用于控制通电的晶体管置为截止(OFF)，从而防止了由于电子控制装置的高温化而导致的故障的发生。
在先技术文献
专利文献1：日本特开平10-166965公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在车辆的内燃机的控制中，喷射器、进气阀、排气阀以及点火装置等的各个要素的控制复杂地关联在一起。因此，当采用如上述的电子控制装置这样，采用在电子控制装置的温度达到预定温度以上时切断通电的结构时，将有可能妨碍燃料切断控制等的内燃机的运行控制，从而导致故障或耗油率的恶化。
本发明的目的在于，提供一种内燃机控制装置，其通过在控制单元的温度越高时，将切换单元在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定得越少，从而能够同时实现对控制单元的高温化的抑制以及对内燃机的燃料切断控制。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明为一种用于对具备多个气缸的内燃机进行控制的内燃机控制装置，多个所述气缸具有进气阀和排气阀，所述内燃机控制装置的特征在于，具有：切换单元，其将进气阀或排气阀的阀体的工作状态在驱动状态和闭阀保持状态之间进行切换；控制单元，其控制切换单元；温度检测单元，其检测控制单元的温度；切换数量设定单元，温度检测单元检测出的温度越高，切换数量设定单元将切换单元在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定得越少。
根据本发明所涉及的内燃机控制装置，由于控制装置的温度越高，切换单元在一次切换中切换工作状态的阀体的数量越少，因而能够降低在一次切换中施加于控制单元上的电负载。其结果为，由于通过一次切换而产生的控制单元的发热量减少，因而能够抑制控制单元的高温化。并且，在该内燃机控制装置中，由于通过减少在一次切换中切换工作状态的阀体的数量从而抑制了控制单元的高温化，因此不会妨碍燃料切断控制的实现，在所述燃料切断控制中，实施向气缸的燃料供给的停止和对气缸的阀体的工作状态的切换。因此，根据该内燃机控制装置，能够同时实现对控制单元的高温化的抑制以及对内燃机的燃料切断控制。
在本发明所涉及的内燃机控制装置中，优选为，在切换数量设定单元所设定的阀体的数量大于等于全部气缸的进气阀的数量时，控制单元将切换单元控制成，在一次切换中切换全部气缸的进气阀的阀体的工作状态。
此时，由于优先性地在一次切换中切换了全部气缸的进气阀的阀体的工作状态，因而能够避免在燃料切断控制开始时不需要的空气从闭阀被延迟的进气阀进入到气缸内的现象。这种设定提高了燃料切断控制的即时实施的执行频率，在所述燃料切断控制中，同时实施对全部气缸的进气阀的阀体的工作状态的切换和全部气缸的燃料供给停止。因此，根据该内燃机控制装置，能够通过提高燃料切断控制的即时实施的执行频率，从而实现内燃机的耗油率的改善。
根据本发明，能够同时实现对控制单元的高温化的抑制以及对内燃机的燃料切断控制。
附图说明
图1为表示第一实施方式所涉及的内燃机控制装置的框图。
图2为表示第一实施方式所涉及的内燃机控制装置的燃料切断控制的流程图。
图3为表示第二实施方式所涉及的内燃机控制装置的框图。
图4为表示第二实施方式所涉及的内燃机控制装置的燃料切断控制的流程图。
符号说明
1、20  内燃机控制装置
2      发动机控制ECU
4      曲轴转角传感器
5      加速器开度传感器
6      温度传感器
7      发动机状态检测部
8      第1进气阀电磁阀
9      第2进气阀电磁阀
10     第3进气阀电磁阀
11     第4进气阀电磁阀
12     第1排气阀电磁阀
13     第2排气阀电磁阀
14     第3排气阀电磁阀
15     第4排气阀电磁阀
16     燃料喷射部
17     VVT电磁阀
18     节流阀作动器
31     燃料切断条件判断部
32     切换数量设定部
33、34 驱动控制部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，对于各附图中相同或相当部分标注相同的符号，并省略重复的说明。
[第一实施方式]
第一实施方式所涉及的内燃机控制装置1为，用于控制车辆所具备的四气缸的往复式发动机(内燃机)的构件。内燃机控制装置1在预定的燃料切断条件成立时，实施使全部4个气缸的燃料供给停止的燃料切断控制。在内燃机控制装置1所控制的往复式发动机中具有：可变阀机构，其使气缸的进气阀以及排气阀的开闭正时和升程量可变；EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环系统)，其使从气缸排出的废气的一部分返回到进气侧。
如图1所示，内燃机控制装置1具有，实施对装置的综合控制的发动机ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)2。发动机控制ECU2为，具有实施运算处理的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)3的电子控制单元。发动机控制ECU2作为本发明中的控制单元而发挥功能。
发动机控制ECU2与曲轴转角传感器4、加速器开度传感器5、ECU温度传感器6以及发动机状态检测部7电连接。并且，发动机控制ECU2与进气阀电磁阀8至11、排气阀电磁阀12至15、以及燃料喷射部16电连接。
曲轴转角传感器4用于检测内燃机的曲轴的旋转角度。曲轴转角传感器4向发动机控制ECU2输出与所检测出的曲轴的旋转角度相对应的曲轴转角信号。加速器开度传感器5用于检测驾驶员对车辆的加速器操作部的开度、即操作量。加速器开度传感器5向发动机控制ECU2输出与所检测出的加速器操作部的开度相对应的加速器开度信号。
ECU温度传感器6用于检测发动机控制ECU2的温度。ECU温度传感器6向发动机控制ECU2输出与所检测出的发动机控制ECU2的温度相对应的ECU温度信号。ECU温度传感器6作为本发明中的温度检测单元而发挥功能。
发动机状态检测部7用于检测发动机的运行状态。发动机状态检测部7向发动机控制ECU2输出与所检测出的发动机的运行状态相对应的发动机状态信号。
进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15为，根据来自发动机控制ECU2的电子指令信号，来切换进气阀的阀体或排气阀的阀体的工作状态的作动器。具体而言，进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15将阀体的工作状态在驱动状态和闭阀保持状态之间进行切换。在这里，驱动状态是指阀体重复执行进气阀或排气阀的开闭动作的状态。闭阀保持状态是指阀体被保持在将进气阀或排气阀关闭的位置上的状态。
进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15通过结构性地分离发动机的凸轮轴与阀体之间的联动，从而将阀体的工作状态在驱动状态和闭阀保持状态之间进行切换。进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15根据来自发动机控制ECU2的信号来切换阀体的工作状态。
进气阀电磁阀8至11由第1进气阀电磁阀8、第2进气阀电磁阀9、第3进气阀电磁阀10以及第4进气阀电磁阀11这4个电磁阀构成。第1进气阀电磁阀8、第2进气阀电磁阀9、第3进气阀电磁阀10以及第4进气阀电磁阀11分别对应于4个气缸的进气阀的阀体。
另外，排气阀电磁阀12至15由第1排气阀电磁阀12、第2排气阀电磁阀13、第3排气阀电磁阀14以及第4排气阀电磁阀15这4个电磁阀构成。第1排气阀电磁阀12、第2排气阀电磁阀13、第3排气阀电磁阀14以及第4排气阀电磁阀15分别对应于4个气缸的排气阀的阀体。进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15作为本发明的切换单元而发挥功能。
燃料喷射部16具有与4个气缸分别对应的4个电子控制喷射器。燃料喷射部16通过从各个喷射器喷射燃料，从而向气缸内供给燃料。燃料喷射部16根据来自发动机控制ECU2的信号，而对各个喷射器的燃料喷射或停止喷射进行控制。
发动机控制ECU2中的CPU3具有燃料切断条件判断部31、切换数量设定部32以及驱动控制部33。燃料切断条件判断部31根据曲轴转角传感器4的曲轴转角信号以及加速器开度传感器5的加速器开度信号，而对预定的燃料切断条件是否成立进行判断。作为此种燃料切断条件可列举为，在发动机的转数在预定转数以上、且发动机的节流阀关闭时成立的条件等。并且，燃料切断条件判断部31在燃料切断条件成立后，实施对燃料切断条件是否变为不成立的判断。
切换数量设定部32在由燃料切断条件判断部31判断为燃料切断条件成立时，实施切换数量设定处理，在所述切换数量设定处理中，对由进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15在一次切换中切换工作状态的阀体的数量进行设定。切换数量设定部32根据ECU温度传感器6的ECU温度信号以及发动机状态检测部7的发动机状态信号，而对在一次切换中切换工作状态的阀体的数量进行设定。
切换数量设定部32以两个为单位来设定阀体的数量，从而使一个气缸的进气阀以及排气阀的阀体工作状态在一次切换中被切换。根据ECU温度传感器6的ECU温度信号所识别出的发动机控制ECU2的温度越高，则切换数量设定部32将在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定得越少。
具体而言，切换数量设定部32根据ECU温度信号来识别发动机控制ECU2的温度。切换数量设定部32对所识别出的发动机控制ECU2的温度是否小于预定的通常温度进行判断。切换数量设定部32在判断为发动机控制ECU2的温度小于预定的通常温度时，将在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定为8个(全部4个气缸的进气阀及排气阀的阀体的数量)。切换数量设定部32在判断为发动机控制ECU2的温度在预定的通常温度以上时，将在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定为4个(两个气缸的进气阀及排气阀的阀体的数量)。
并且，切换数量设定部32在基于根据发动机状态信号所识别出的发动机状态，而判断为施加于发动机控制ECU2的负载在预定时间内增加时，将在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定得更少。切换数量设定部32作为本发明的切换数量设定单元而发挥功能。
当切换数量设定部32设定了在一次切换中切换工作状态的阀体的数量时，驱动控制部33将对进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15进行驱动。驱动控制部33通过驱动进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15之中的、与在切换数量设定处理中所设定的数量相同的数量的电磁阀，从而实施将相同数量的阀体的工作状态在一次切换中从驱动状态切换为闭阀保持状态的切换处理。驱动控制部33同时切换对应于一个气缸的进气阀以及排气阀的阀体的工作状态。
驱动控制部33通过将切换处理反复执行需要的次数，从而切换全部阀体的工作状态。并且，从对切换阀体的工作状态进行一次切换起到实施下次的切换为止的时间，是考虑到燃料切断控制的开始速度和施加于发动机控制ECU2的电负载而适当设定的。当全部阀体的工作状态均被切换为闭阀保持状态时，驱动控制部33控制燃料喷射部16而实施将燃料的供给停止的燃料供给停止处理，从而实施燃料切断控制。当燃料切断条件判断部31判断为燃料切断条件变为不成立时，驱动控制部33结束燃料切断控制。
接下来，参照图2对第1实施方式所涉及的内燃机控制装置1的燃料切断控制进行说明。
如图2所示，内燃机控制装置1首先实施由各种传感器类4至7对各种信息的检测(S1)。接下来，内燃机控制装置1的燃料切断条件判断部31根据曲轴转角传感器4的曲轴转角信号以及加速器开度传感器5的加速器开度信号，而对预定的燃料切断条件是否成立进行判断(S2)。当燃料切断条件判断部31判断为燃料切断条件不成立时，则返回S1并再次重复执行对各种信息的检测。
当燃料切断条件判断部31判断为燃料切断条件成立时，切换数量设定部32根据ECU温度传感器6的ECU温度信号以及发动机状态检测部7的发动机状态信号，而实施对在一次切换中切换工作状态的阀体的数量进行设定的切换数量设定处理(S3)。根据ECU温度传感器6的ECU温度信号所识别出的发动机控制ECU2的温度越高，则切换数量设定部32将在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定得越少。
在S4中，驱动控制部33实施切换处理以及燃料供给停止处理。驱动控制部33通过将切换处理重复执行所需要的次数，从而切换全部阀体的工作状态。驱动控制部33通过在切换了全部阀体的工作状态之后，实施将全部气缸的燃料供给停止的燃料供给停止处理，从而实施燃料切断控制。之后，驱动控制部33持续实施燃料切断控制，直至燃料切断条件判断部31判断为燃料切断条件变为不成立。
根据以上进行说明的第1实施方式所涉及的内燃机控制装置1，由于发动机控制ECU2的温度越高，则进气阀电磁阀8至11以及排气阀电磁阀12至15在一次切换中切换工作状态的阀体的数量越少，因而能够降低在一次切换中施加于发动机控制ECU2的电负载。其结果为，由于减少了通过一次切换而产生的发动机控制ECU2的发热量，因而能够抑制发动机控制ECU2的高温化。并且，在该内燃机控制装置1中，由于通过减少在一次切换中切换工作状态的阀体的数量从而抑制了发动机控制ECU2的高温化，因而不会妨碍燃料切断控制的实现。因此，根据该内燃机控制装置1，能够同时实现对发动机控制ECU2的高温化的抑制以及对内燃机的燃料切断控制。
如此，根据内燃机控制装置1，由于能够在为了改善耗油率而以相对较高的频率实施的燃料切断控制中抑制发动机控制ECU2的高温化，因而能够很好地防止由于高温化而导致的发动机控制ECU2的故障的产生。其结果为，根据该内燃机控制装置1，由于能够减少用于发动机控制ECU2的发热对策的冷却部件，因而能够实现发动机控制ECU2的小型化和低成本化。
另外，第1实施方式所涉及的内燃机控制装置1中的各个处理并不限定于上述的方式。
例如，也可以采用如下的方式，即，当在切换数量设定处理中所设定的阀体的数量大于等于全部气缸的进气阀的数量(4个以上)时，发动机控制ECU2的驱动控制部33对进气阀电磁控阀8至11以及排气阀电磁阀12至15进行控制，从而在一次切换中切换全部气缸的进气阀的阀体的工作状态。此时，由于优先性地在一次切换中切换了全部气缸的进气阀的阀体的工作状态，因而能够避免在燃料切断控制开始时，不需要的空气从闭阀被延迟的进气阀进入到气缸内的现象。上述设定使得燃料切断控制的即时实施的执行频率提高，在所述燃料切断控制中，在一次切换中实施对全部气缸的进气阀的阀体的工作状态的切换以及全部气缸的燃料供给停止。因此，根据该内燃机控制装置1，通过提高燃料切断控制的即时实施的执行频率，从而能够实现发动机的耗油率的改善。
另外，也可以采用如下的方式，即，切换数量设定部32并不将在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定为8个和4个这两种选择，而是根据发动机控制ECU2的温度等而阶段性地减少。并且，为使一个气缸的进气阀以及排气阀的阀体工作状态在一次切换中被切换，切换数量设定部32并不一定要以两个为单位来设定阀体的数量，也可以以一个为单位、以3个为单位或以4个为单位等来进行设定。
[第2实施方式]
第2实施方式所涉及的内燃机控制装置20与第1实施方式所涉及的内燃机控制装置1相比，主要的不同之处在于，具有VVT(Variable Valve Timing：可变气门正时)电磁阀17、节流阀作动器18这一点，以及驱动控制部34的功能。
VVT电磁阀17为，通过对车辆的发动机所具有的可变阀机构进行驱动，从而改变气缸的进气阀以及排气阀的开闭正时等的作动器。VVT电磁阀17根据来自发动机控制ECU2的信号，来改变气缸的进气阀以及排气阀的开闭正时等。节流阀作动器18为，对发动机的节流阀进行开闭的作动器。节流阀作动器18根据来自发动机控制ECU2的信号，而对节流阀进行开闭。
当切换数量设定部32在切换数量设定处理中所设定的、在一次切换中切换工作状态的阀体的数量小于全部气缸的所有阀体的数量(小于8个)时，第2实施方式所涉及的驱动控制部34将实施内部EGR(废气再循环)处理。内部EGR处理是指，通过由VVT电磁控阀17来改变进气阀以及排气阀的开闭正时等以延长阀重叠的时间，且由节流阀作动器18完全关闭节流阀，从而通过EGR来增加被输送到气缸的进气侧的废气量的处理。
驱动控制部34实施内部EGR处理，并且同时实施在一次切换中对在切换数量设定处理中所设定的数量的阀体的工作状态进行切换的切换处理、以及用于停止全部气缸的燃料供给的燃料供给停止处理。
接下来，参照图4对第2实施方式所涉及的内燃机控制装置20的燃料切断控制进行说明。
如图4所示，内燃机控制装置20首先实施由各种传感器类4至7对各种信息的检测(S11)。接下来，内燃机控制装置20的燃料切断条件判断部31根据曲轴转角传感器4的曲轴转角信号以及加速器开度传感器5的加速器开度信号，而对预定的燃料切断条件是否成立进行判断(S12)。当燃料切断条件判断部31判断为燃料切断条件变为不成立时，则返回S1并再次重复执行对各种信息的检测。
当燃料切断条件判断部31判断为燃料切断条件成立时，切换数量设定部32根据ECU温度传感器6的ECU温度信号以及发动机状态检测部7的发动机状态信号，而实施对在一次切换中切换工作状态的阀体的数量进行设定的切换数量设定处理(S13)。根据ECU温度传感器6的ECU温度信号所识别出的发动机控制ECU2的温度越高，则切换数量设定部32将在一次切换中切换工作状态的阀体的数量设定得越少。
在S14中，驱动控制部34实施切换处理以及燃料供给停止处理。当切换数量设定部32在切换数量设定处理中所设定的、在一次切换中切换工作状态的阀体的数量与全部气缸的所有阀体的数量相等时，驱动控制部34通过同时实施对全部阀体的切换处理以及燃料供给停止处理，从而即时实施燃料切断控制。
而且，当切换数量设定部32在切换数量设定处理中所设定的、在一次切换中切换工作状态的阀体的数量小于全部气缸的所有阀体的数量(小于8个)时，驱动控制部34在S14中实施切换处理、燃料供给停止处理以及内部EGR处理。
此时，驱动控制部34通过同时实施在一次切换中对在切换数量设定处理中所设定的数量的阀体的工作状态进行切换的切换处理、以及用于停止全部气缸的燃料供给的燃料供给停止处理，从而即时实施燃料切断控制。之后，驱动控制部34对未切换工作状态的剩余的阀体重复实施切换处理。驱动控制部33将持续燃料切断控制，直至燃料切断条件判断部31判断为燃料切断条件变为不成立。
根据以上进行说明的第2实施方式所涉及的内燃机控制装置20，由于能够通过内部EGR处理而增加通过EGR而被输送到气缸的进气侧的废气的量，从而即使进行燃料切断控制的即时实施，也能够减少从闭阀被延迟的进气阀进入到气缸内的空气的量。其结果为，能够对进入到气缸内的空气到达废气净化用的催化剂装置而导致催化剂的劣化的情况进行抑制。因此，根据该第2实施方式所涉及的内燃机控制装置20，能够实现对发动机控制ECU2的高温化的抑制以及燃料切断控制的即时实施，且抑制催化剂的劣化。
本发明并不限定于上述的实施方式。例如，本发明的内燃机控制装置所控制的内燃机并不限定于四气缸的往复式发动机，只需为具备设有进气阀以及排气阀的多个气缸的发动机即可。
产业上的可利用性
本发明能够应用于对内燃机进行控制的内燃机控制装置中。

Claims (2)

1.一种内燃机控制装置，用于对具备多个气缸的内燃机进行控制，多个所述气缸具有进气阀和排气阀，所述内燃机控制装置的特征在于，具有：
切换单元，其将所述进气阀和所述排气阀的阀体的工作状态在驱动状态和闭阀保持状态之间进行切换；
控制单元，其控制所述切换单元；
温度检测单元，其检测所述控制单元的温度；
切换数量设定单元，所述温度检测单元检测出的所述温度越高，所述切换数量设定单元将所述切换单元在一次切换中切换工作状态的所述阀体的数量设定得越少。
2.如权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，
在所述切换数量设定单元所设定的所述阀体的数量大于等于全部气缸的所述进气阀的数量时，所述控制单元将所述切换单元控制成，在一次切换中切换全部气缸的所述进气阀的阀体的所述工作状态。
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