CN102791990A - 内燃机的控制装置以及具备该内燃机的车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供内燃机的控制装置以及具备该内燃机的车辆的控制装置,能够在执行伴随着进气门的气门停止控制的停止供油的过程中抑制机油损失,并能够抑制在从停止供油恢复时缸内残留气体朝进气通路的吹回。在执行伴随着进气门停止控制的停止供油时,执行排气门(32)的开闭正时的提前控制。在检测到从上述从停止供油恢复的恢复请求的情况下,在正执行上述提前控制的情况下,对排气门(32)的开闭正时的提前量进行控制以使其在规定值以下。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置以及具备该内燃机的车辆的控制装置,特别是涉及带能够使进气门在闭阀位置停止并进行维持的气门停止机构的内燃机的控制装置、以及具备该内燃机的车辆的控制装置。
背景技术
以往,例如在专利文献1中公开了多缸内燃机的控制装置。在该以往的控制装置中,在使一部分气缸的运转休止的减缸运转时,使休止气缸的进气门的动作在闭阀位置停止。在此基础上,使休止气缸的排气门的打开正时以成为比膨胀下止点靠后的规定正时的方式延迟、并且使该排气门的关闭正时以成为比排气上止点靠前的规定正时的方式提前。根据这样的控制,在进气门处于闭阀停止状态的休止气缸中,通过使排气门的关闭正时提前,能够使废气残留于休止气缸内。由此,能够抑制休止气缸内过度成为负压状态的情况,能够抑制休止气缸的机油损失(oilloss via the piston ring)。
另外,作为与本发明相关的技术文献,申请人发现了包括上述文献在内的以下所述的文献。
专利文献1:日本特开平7-119502号公报
专利文献2:日本特开2000-34941号公报
专利文献3:日本特开2001-207877号公报
专利文献4:国际公开第2005/056995号
专利文献5:日本特开2005-105869号公报
但是,在像上述现有技术那样为了在执行伴随着进气门的气门停止控制的停止供油的过程中抑制机油损失而进行排气门的关闭正时的提前控制的情况下,在从停止供油恢复时,如果在保持排气门的关闭正时提前的状态下进气门的动作状态恢复到气门工作状态,则产生向进气通路吹回大量缸内残留气体的情况。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于提供一种内燃机的控制装置以及具备该内燃机的车辆的控制装置,能够在执行伴随着进气门的气门停止控制的停止供油的过程中抑制机油损失,并且能够抑制从停止供油恢复时缸内残留气体朝进气通路吹回。
第1技术方案提供一种内燃机的控制装置,其特征在于,
进气门停止机构,该进气门停止机构能够使进气门的动作状态在气门工作状态和闭阀停止状态之间变更;
排气可变气门装置,该排气可变气门装置能够使排气门的开阀特性变更;
停止供油执行单元,在内燃机的运转中,在规定的执行条件成立的情况下,该停止供油执行单元执行停止供油;
进气门停止执行单元,在执行上述停止供油时,该进气门停止执行单元执行将上述进气门的动作状态从上述气门工作状态变更为上述闭阀停止状态的进气门停止控制;
气门停止时排气门控制单元,在执行上述进气门停止控制时,该气门停止时排气门控制单元对上述排气门的开阀特性进行变更,以使在上述排气门闭阀时残留于缸内的气体的缸内残留气体量增加;
停止供油恢复请求检测单元,该停止供油恢复请求检测单元检测从上述停止供油恢复的恢复请求;以及
气门恢复时排气门控制单元,在检测到从伴随着上述进气门停止控制的上述停止供油恢复的恢复请求的情况下,当上述气门停止时排气门控制单元正执行上述排气门的开阀特性的变更的情况下,该气门恢复时排气门控制单元对上述排气门的开阀特性进行变更,以使上述缸内残留气体量减少。
第2技术方案的特征在于,在第1技术方案中,
上述内燃机的控制装置还具备:
排气门控制量判定单元,在上述气门恢复时排气门控制单元执行控制时,上述排气门控制量判定单元判定上述排气门的开阀特性是否已被控制到使得上述缸内残留气体量在规定值以下的控制量;以及
进气门恢复延迟执行单元,在检测到从伴随着上述进气门停止控制的上述停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到判定为已利用上述气门恢复时排气门控制单元将上述排气门的开阀特性控制到上述控制量为止,该进气门恢复延迟执行单元使上述进气门的动作状态从上述闭阀停止状态朝上述气门工作状态的变更延迟。
并且,第3技术方案的特征在于,在第1技术方案中,
上述内燃机的控制装置还具备:
进气门恢复执行单元,在检测到从伴随着上述进气门停止控制的上述停止供油恢复的恢复请求的情况下,该进气门恢复执行单元将上述进气门的动作状态从上述闭阀停止状态变更为上述气门工作状态;
排气门控制量判定单元,在上述气门恢复时排气门控制单元执行控制时,该排气门控制量判定单元判定上述排气门的开阀特性是否已被控制到使得上述缸内残留气体量在规定值以下的控制量;以及
气门恢复时缸内压力控制单元,在检测到从伴随着上述进气门停止控制的上述停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到判定为已利用上述气门恢复时排气门控制单元将上述排气门的开阀特性控制到上述控制量为止的期间,该气门恢复时缸内压力控制单元执行抑制燃烧时的缸内压力的上升的缸内压力上升抑制控制。
并且,第4技术方案的特征在于,在第3技术方案中,
上述缸内压力抑制控制是进行燃料喷射量的减少、节气门开度的减小以及上述进气门的提升量的减少中的至少一个的控制。
并且,第5技术方案的特征在于,在第1至第4技术方案的任一技术方案中,
上述排气可变气门装置包括相位可变机构,该相位可变机构能够通过变更相对于曲轴的旋转相位的排气凸轮轴的旋转相位来变更上述排气门的开闭正时,
上述气门停止时排气门控制单元是在执行上述进气门停止控制时进行上述排气门的开闭正时的提前控制的单元,
上述气门恢复时排气门控制单元是在检测到从伴随着上述进气门停止控制的上述停止供油恢复的恢复请求的情况下进行上述排气门的开闭正时的延迟控制的单元,
上述排气门控制量判定单元是判定在上述气门恢复时排气门控制单元执行上述延迟控制时上述排气门的开闭正时的提前量是否已被控制到规定值以下的单元。
并且,第6技术方案的特征在于,在第1至第5技术方案的任一技术方案中,
上述内燃机的控制装置还具备检测或者推定缸内压力的缸内压力取得单元,
在执行上述进气门停止控制时,当上述排气门开阀时的缸内压力在规定值以下的情况下,上述排气门控制量判定单元判定为上述排气门的开阀特性已被控制到上述控制量。
并且,第7技术方案的特征在于,在第1至第6技术方案的任一技术方案中,
上述内燃机的控制装置还具备机油损失量推定单元,该机油损失量推定单元推定在执行上述进气门停止控制的过程中从曲轴箱侧向燃烧室侧移动的机油的量亦即机油损失量,
当上述机油损失量在规定值以上的情况下,上述气门停止时排气门控制单元执行上述排气门的开阀特性的上述变更。
并且,第8技术方案的特征在于,在第1至第7技术方案的任一技术方案中,
上述机油损失量推定单元是基于发动机转速、机油温度、停止供油持续时间以及缸内压力中的至少一个来推定上述机油损失量的单元。
并且,第9技术方案提供一种具备内燃机的车辆的控制装置,该内燃机是第1至第8技术方案的任一技术方案中所记载的内燃机,上述具备内燃机的车辆的控制装置是具备上述内燃机和与上述内燃机组合的变速器的车辆的控制装置,
上述具备内燃机的车辆的控制装置的特征在于,
上述具备内燃机的车辆的控制装置还具备档位检测单元,该档位检测单元检测用于对上述变速器进行操作的操作单元的档位,
上述气门恢复时排气门控制单元包括模式变更时排气门控制单元,在上述气门停止时排气门控制单元执行上述排气门的开阀特性的变更的情况下,在检测到上述档位从第1模式朝能够得到比该第1模式高的减速力的第2模式变更的情况下,该模式变更时排气门控制单元对上述排气门的开阀特性进行变更,以使上述缸内残留气体量减少。
并且,第10技术方案的特征在于,在第9技术方案中,
上述模式变更时排气门控制单元在模式变更操作时间内执行上述排气门的开阀特性的变更,上述模式变更操作时间是作为从上述第1模式变更为上述第2模式时上述操作单元的操作所需的时间而预先设定的。
根据第1技术方案,在检测到从伴随着上述进气门停止控制的停止供油恢复的恢复请求的情况下,当气门停止时排气门控制单元正执行排气门的开阀特性的变更的情况下,对排气门的开阀特性进行变更,以使缸内残留气体量减少。由此,能够在执行伴随着进气门停止控制的停止供油的过程中抑制机油损失,并能够抑制从停止供油恢复时缸内残留气体朝进气通路吹回。
根据第2技术方案,在检测到从伴随着上述进气门停止控制的停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到判定为已利用上述气门恢复时排气门控制单元将排气门的开阀特性控制到上述控制量为止,使进气门的动作状态从闭阀停止状态朝气门工作状态的变更延迟。由此,能够在执行进气门停止控制的过程中抑制机油损失,并能够抑制进气门恢复时大量缸内残留气体被朝进气通路吹回。
根据第3技术方案,在检测到从伴随着上述进气门停止控制的停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到判定为已利用上述气门恢复时排气门控制单元将排气门的开阀特性控制到上述控制量为止的期间,执行上述缸内压力上升抑制控制。通过这样的缸内压力上升抑制控制,通过在上述气门恢复时排气门控制单元的控制尚未充分进展的恢复初期的期间中抑制燃烧时的缸内压力的上升,能够在执行进气门停止控制的过程中抑制机油损失,并能够减少进气门恢复时向进气通路吹回的缸内残留气体量。
根据第4技术方案,能够基于燃料喷射量的减少、节气门开度的减小以及上述进气门的提升量的减少中的至少一个,在从停止供油恢复初期的期间中,良好地抑制燃烧时的缸内压力的上升。
根据第5技术方案,使用具备上述相位可变机构的排气可变气门装置,在执行进气门停止控制的过程中进行排气门的开闭正时的提前控制,在检测到从停止供油恢复的恢复请求的情况下进行排气门的开闭正时的延迟控制,在该结构中,能够起到由上述第1至第3技术方案得到的效果。
根据第6技术方案,在执行进气门停止控制时,能够基于排气门开阀时的缸内压力判定排气门的开阀特性是否已被控制到上述控制量。
根据第7技术方案,在执行伴随着进气门停止控制的停止供油时,当机油损失量的推定值低于上述规定值的状况下,不执行由上述气门停止时排气门控制单元执行的排气门的开阀特性的上述变更。由此,当机油损失量低于上述规定值的状况下,在停止供油恢复时,不存在由上述气门停止时排气门控制单元执行的排气门的开阀特性的上述变更所造成的响应延迟的问题,能够通过预先进行准备而迅速地应对从停止供油恢复的恢复请求。这样,根据本发明,能够将产生上述响应延迟的情况减小至必要最小限度。
根据第8技术方案,能够基于发动机转速、机油温度、停止供油持续时间以及缸内压力中的至少一个来准确地推定机油损失量。
根据第9技术方案,在执行由上述气门停止时排气门控制单元执行的排气门的开阀特性的上述变更的情况下,在检测到档位从第1模式朝第2模式变更的情况下,在检测到实际的恢复请求之前执行排气门的开阀特性的变更,以使缸内残留气体量减少。由此,能够利用驾驶者进行上述操作单元的操作所需的时间,使用于从停止供油恢复后的排气门的开阀特性的上述变更进展。因此,根据本发明,在上述那样的变速模式的切换后实际发出从停止供油恢复的恢复请求的情况下,能够不受排气门的开阀特性的变更的响应延迟的影响而立即执行从停止供油的恢复,能够不使驾驶者感到加速的迟缓感。
根据第10技术方案,能够利用上述模式变更操作时间预先完成用于从停止供油恢复后的排气门的开阀特性的上述变更。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式1的具备内燃机的车辆的控制装置的系统结构的图。
图2是示出利用图1所示的排气可变气门装置控制排气门的开闭正时的情形的气门升程曲线图。
图3是用于说明本发明的实施方式1的特征性的控制的时序图。
图4是在本发明的实施方式1中执行的程序的流程图。
图5是用于说明本发明的实施方式2的特征性的控制的时序图。
图6是在本发明的实施方式2中执行的程序的流程图。
图7是用于说明本发明的实施方式3的特征性的控制的时序图。
图8是在本发明的实施方式3中执行的程序的流程图。
图9是用于说明本发明的实施方式4的特征性的控制的时序图。
图10是在本发明的实施方式4中执行的程序的流程图。
图11是用于说明在执行伴随着气门停止控制的停止供油时的优选控制的时序图。
具体实施方式
实施方式1.
[系统结构的说明]
图1是用于说明本发明的实施方式1的具备内燃机的车辆的控制装置的系统结构的图。
本实施方式的系统具备火花点火式的内燃机(汽油机)10。在在本实施方式中,作为一例,内燃机10是具有#1~#4的四个气缸的直列四缸型发动机。
在内燃机10的气缸内设置有活塞12。在内燃机10的气缸内,在活塞12的顶部侧形成有燃烧室14,在活塞12的下部侧形成有曲轴箱16。在燃烧室14连通有进气通路18以及排气通路20。
在进气通路18的入口附近设置有输出与被吸入进气通路18的空气的流量相应的信号的空气流量计22。在空气流量计22的下游设置有节气门24。节气门24是能够与油门开度独立地控制节气门开度的电子控制式节气门。
在内燃机10所具备的气缸盖设置有用于朝燃烧室14内(气缸内)直接喷射燃料的缸内燃料喷射阀26。并且,在内燃机10所具备的气缸盖,以从燃烧室14的顶部突出至燃烧室14内的方式安装有火花塞28。在进气口以及排气口分别设置有用于使燃烧室14与进气通路18、或者燃烧室14与排气通路20成为导通状态或者切断状态的进气门30以及排气门32。
进气门30由进气可变气门装置34驱动。进气可变气门装置34具有能够以气缸为单位使进气门30的动作状态在气门工作状态和闭阀停止状态之间变更的气门停止机构。实现上述气门停止机构的具体结构并无特殊限定,例如,可以采用能够使用切换销使将凸轮的作用力传递到气门的摇臂的摇动动作休止的结构。以下,在本说明书中,将使进气门30的动作状态从气门工作状态切换至闭阀停止状态的控制称作“进气门停止控制”。
图2是示出利用图1所示的排气可变气门装置36对排气门32的开闭正时进行控制的情形的气门升程曲线图。
驱动排气门32的排气可变气门装置36具备相位可变机构(VVT(Variable Valve Timing)机构)(省略图示),该相位可变机构能够通过变更相对于曲轴(省略图示)的旋转相位的排气凸轮轴(省略图示)的旋转相位来变更排气门32的开闭正时。根据具有这样的相位可变机构的排气可变气门装置36,如图2所示,能够调整排气门32的开闭正时的提前量。
并且,如图1所示,在排气通路20配置有用于净化废气的催化剂38。此外,图1所示的系统具备ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)40。在ECU 40的输入端口,除了连接有上述的空气流量计22之外,还连接有用于检测发动机转速的曲轴转角传感器42、用于检测排气门32的开闭正时的提前量的排气凸轮角传感器44、用于检测车辆的油门踏板的开度的油门开度传感器46、用于检测对内燃机10进行润滑的机油的温度的油温传感器48、以及用于检测缸内压力的缸内压力传感器50等、用于检测内燃机10的运转状态的各种传感器。此外,在ECU40的输出端口连接有上述的各种的致动器。ECU 40能够基于上述传感器输出对内燃机10的运转状态进行控制。
此外,搭载有内燃机10的车辆具备与内燃机10组合的变速器(省略图示)。此处,作为这样的变速器,使用具有包括驱动模式(D模式)和制动模式(B模式)的变速模式的自动变速器。D模式是进行自动变速的模式,B模式设定成与使用D模式时相比能够得到高减速力的模式。此处,作为这样的B模式的一例,使用固定在比选择D模式时所使用的多个变速档中的高速侧的变速档低的减速比的模式(例如,在D模式以1~5速的五个变速档进行切换的情况下,作为固定于2速的模式具备B模式)。并且,本实施方式的系统具备档位传感器52,该档位传感器52检测用于切换上述变速器的变速模式的换档杆(操作单元)的档位。档位传感器52与上述ECU 40连接。
[从伴随着进气门停止控制的停止供油恢复时的课题]
当配置于排气通路20的催化剂38处于高温状态的情况下,当朝催化剂38供给氧浓度高的新气体时,担心催化剂38发生劣化。根据具备上述的可变气门装置34的本实施方式的系统,当在减速时等出现停止供油的执行请求的情况下,通过对进气门30进行气门停止控制(进气门停止控制),能够防止在停止供油中新气体流入催化剂38。
然而,若在执行停止供油的过程中使进气门30处于闭阀停止状态,则缸内(燃烧室14内)大幅负压化。结果,产生附着于气缸壁面的机油从曲轴箱16侧向燃烧室14侧移动的现象(所谓的机油损失)。在本实施方式中,为了抑制这样的机油损失,在执行伴随着进气门停止控制的停止供油的过程中,进行排气门32的开闭正时的提前控制。根据这样的排气门32的开闭正时的提前控制,通过使通常为排气上止点附近的正时的排气门32的关闭正时提前,能够增加排气门32闭阀时残留于缸内(燃烧室14内)的气体(以下称作“缸内残留气体”)的量。由此,能够避免在进气门停止控制中缸内大幅负压化,能够抑制机油损失。
但是,当为了在执行伴随着进气门停止控制的停止供油的过程中抑制机油损失而如上述那样进行排气门32的关闭正时的提前控制的情况下,当从停止供油恢复时,如果在保持排气门32的关闭正时提前的状态下进气门30的动作状态恢复到气门工作状态,则产生向进气通路18吹回大量缸内残留气体的情况。结果,促进沉积物堆积于进气通路18的口部。并且,当从停止供油恢复时,如果在排气门32的关闭正时提前的同时使其打开正时也提前的状态下进气门30的动作状态恢复到气门工作状态,则在排气门32开阀时燃烧室14内的高温高压的燃烧中途的气体向排气通路20强劲地流出。结果,存在产生因排气冲击波引起的噪音、催化剂38的损伤的忧虑。
[从停止供油恢复时的实施方式1的特征性的控制]
图3是用于说明本发明的实施方式1的特征性控制的时序图。更具体而言,图3的(A)示出表示油门踏板的踏下的ON、OFF的波形,图3的(B)示出表示排气门32的开闭正时的控制位置的波形,图3的(C)示出表示停止供油(F/C)标记(气门恢复指令)的ON、OFF的波形。
图3中所示的时刻t0以前的状态,是在油门踏板被置于OFF的减速中,执行伴随着进气门停止控制的停止供油,并且为了抑制机油损失而执行排气门32的开闭正时的上述提前控制的状态。在本实施方式中,在置于这样的状态时,如图3的(A)所示,当在时刻t0检测到油门踏板的踏下的情况(检测到驾驶者的加速请求的情况)下,判断为发出了从伴随着进气门停止控制的停止供油恢复的恢复请求。
在本实施方式中,即便当在时刻t0检测到上述恢复请求的情况下,也不立即进行从进气门停止控制的恢复,首先,如图3的(B)所示,执行用于使为了抑制机油损失而进行了提前控制的排气门32的开闭正时返回到气门工作时的位置的延迟控制。
进而,在本实施方式中,在排气门32的开闭正时延迟到能够判断缸内残留气体朝进气通路18的吹回的影响已消除的控制量的时刻t1,如图3的(C)所示,执行伴随着从进气门停止控制的恢复的从停止供油的恢复。这样,在本实施方式中,在发出了从停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到排气门32的开闭正时延迟到上述控制量为止,使进气门30朝气门工作状态的恢复延迟(禁止)。
图4是示出为了实现上述功能而在本实施方式1中ECU 40所执行的控制程序的流程图。另外,本程序间隔规定的控制周期反复执行。
在图4所示的程序中,首先,基于油门开度传感器46等的输出判定是否存在停止供油(F/C)的执行请求(步骤100)。
结果,在判定为存在停止供油的执行请求的情况下,执行停止供油(步骤102),并且执行进气门停止控制(步骤104)。接着,为了抑制机油损失,执行排气门32的开闭正时的提前控制(步骤106)。
其次,基于油门踏板是否被踏下的判断等,判定是否存在从停止供油恢复的恢复请求(步骤108)。结果,在判定为存在从停止供油恢复的恢复请求的情况下,执行排气门32的开闭正时的延迟控制,以便减少缸内残留气体量(步骤110)。
其次,判定排气门32的开闭正时的提前量是否在规定值以下(步骤112)。本步骤112的排气门32的开闭正时的规定值是作为用于判定是否存在缸内残留气体朝进气通路18吹回的影响的阈值而预先设定的值。在本步骤112的判定尚不成立的情况下,关于缸内残留气体的上述吹回而判断为排气门32的开闭正时的延迟尚不充分,禁止从进气门停止控制恢复。
另一方面,在上述步骤112的判定成立的情况下,关于缸内残留气体的上述吹回而判断为排气门32的开闭正时的延迟已充分。在该情况下,执行使执行进气门停止控制的过程中的进气门30的动作状态恢复至气门工作状态的处理(步骤114),并且执行从停止供油的恢复(即,重新开始燃料喷射)(步骤116)。
根据以上说明的图4所示的程序,在发出从停止供油恢复的恢复请求的情况下,使排气门32的开闭正时向能够判断为缸内残留气体的上述吹回的影响消除的控制位置延迟。此外,直到排气门32的开闭正时延迟至该控制位置为止,延迟(禁止)进气门30朝气门工作状态的恢复。由此,能够抑制执行进气门停止控制的过程中的机油损失,且能够防止在进气门30恢复时大量缸内残留气体向进气通路18吹回。并且,能够防止产生因排气冲击波引起的噪音、催化剂38的损伤。
然而,在上述的实施方式1中,在执行进气门停止控制时,为了抑制机油损失,使用排气可变气门装置36所具备的相位可变机构使排气门32的开闭正时提前。但是,在本发明中,在执行进气门停止控制时所执行的排气门的开阀特性的变更并不限定于这样的方法。即,对于该情况下的排气门的开阀特性的变更,只要是在执行进气门停止控制的过程中以使排气门闭阀时残留于缸内的缸内残留气体量增加的方式进行的控制即可。例如也可以为如下方法:在具备能够将相对于排气门的打开正时而独立地变更排气门的关闭正时的排气可变气门装置的情况下,与气门工作状态的控制位置相比,仅将排气门的关闭正时相对于排气上止点朝提前侧或者延迟侧调整。
并且,在上述的实施方式1中,在检测到从伴随着气门停止控制的停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到排气门32的开闭正时的提前量在上述规定值以下为止,延迟(禁止)进气门30朝气门工作状态的恢复。但是,本发明并不限定于此。即,例如,在如图1所示的内燃机10那样具备用于检测缸内压力的缸内压力传感器50的情况下,也可以在检测到上述恢复请求的情况下,直到排气门开阀时的缸内压力在用于判断是否存在缸内残留气体朝进气通路的吹回的影响的规定值以下为止,使进气门朝气门工作状态的恢复延迟。
另外,在上述的实施方式1中,进气可变气门装置34所具备的进气门停止机构相当于上述第1技术方案中的“进气门停止机构”。并且,ECU 40通过执行上述步骤102的处理而实现上述第1技术方案中的“停止供油执行单元”,通过执行上述步骤104的处理而实现上述第1技术方案中的“进气门停止执行单元”,通过执行上述步骤106的处理而实现上述第1技术方案中的“气门停止时排气门控制单元”,通过执行上述步骤108的处理而实现上述第1技术方案中的“停止供油恢复请求检测单元”,通过执行上述步骤110的处理而实现上述第7技术方案中的“气门恢复时排气门控制单元”。
并且,ECU 40通过执行上述步骤112的处理而实现上述第2技术方案的“排气门控制量判定单元”,通过按照上述图4所示的程序的顺序执行上述步骤108~116的一系列的处理而实现上述第2技术方案中的“进气门恢复延迟执行单元”。
并且,缸内压力传感器50相当于上述第6技术方案中的“缸内压力取得单元”。
实施方式2.
其次,参照图5以及图6对本发明的实施方式2进行说明。
使用图1所示的硬件结构,通过使ECU 40代替图4所示的程序而执行后述的图6所示的程序,能够实现本实施方式的系统。
图5是用于说明本发明的实施方式2的特征性控制的时序图。更具体而言,图5的(A)~(C)与图3的(A)~(C)同样地,与油门踏板的踏下、排气门32的开闭正时的控制位置以及F/C标记(气门恢复指令)对应,图5的(D)示出表示内燃机10的1个循环中的缸内压力的峰值(峰部缸内压力)的变化的波形。
如图5的(A)、(B)所示,在检测到油门踏板的踏下(从停止供油恢复的恢复请求)的情况下,执行用于使为了抑制机油损失而进行了提前控制的排气门32的开闭正时返回到气门工作时的位置的延迟控制,对于这点,本实施方式的控制与上述的实施方式1的控制同样。在此基础上,如图5的(C)所示,对于本实施方式的控制,在检测到油门踏板的踏下(从停止供油恢复的恢复请求)的时刻t0,立即执行伴随着从进气门停止控制恢复的从停止供油恢复,这点与实施方式1的控制不同。
此外,在本实施方式中,在如下方面具有特征:在从上述时刻t0到时刻t1(直到排气门32的开闭正时延迟到能够判断为缸内残留气体朝进气通路18的吹回的影响消除的控制量为止的时刻)为止的期间,如图5的(D)所示,执行用于抑制从停止供油恢复后的燃烧时的缸内压力的上升的控制。这样的缸内压力上升抑制控制例如能够通过燃料喷射量的减少或者由节气门开度的减小引起的进气量的减少实现。另外,在具备能够变更进气门30的提升量的升程可变机构的情况下,也可以通过进气门30的提升量的减少使进气量减少来抑制缸内压力的上升。
在缸内压力上升抑制控制中,更具体而言,在从上述时刻t0到上述时刻t1为止的期间,执行燃料喷射量、进气量的减少,以便在气门恢复初期得到低的缸内压力(扭矩)。进而,如图5的(B)、(D)所示,伴随着排气门32的开闭正时的延迟的进展进行燃料喷射量、进气量的调整,以使缸内压力(扭矩)逐渐上升。
图6是示出为了实现上述功能而在本实施方式2中ECU 40所执行的控制程序的流程图。另外,本程序间隔规定的控制周期反复执行。并且,在图6中,对与实施方式1的图4所示的步骤相同的步骤标注相同的标号并省略或简化说明。
在图6所示的程序中,当在上述步骤108中判定为存在从停止供油恢复的恢复请求的情况下,在为了减少缸内残留气体量而执行排气门32的开闭正时的延迟控制(步骤110)后,执行从进气门停止控制恢复的恢复处理(步骤200),并且执行从停止供油恢复(即,重新开始燃料喷射)(步骤202)。
其次,在上述步骤112中判定排气门32的开闭正时的提前量是否在上述规定值以下。结果,在本步骤112的判定尚不成立的情况下,执行上述的缸内压力上升抑制控制(步骤204)。另一方面,在上述步骤112的判定成立的情况下,上述缸内压力上升抑制控制结束。
根据以上说明的图6所示的程序,在出现从停止供油恢复的恢复请求的情况下,使排气门32的开闭正时延迟至能够判断为缸内残留气体的上述吹回的影响消除的控制位置。此外,在伴随着从停止供油恢复的恢复请求的成立而执行从进气门停止控制恢复的恢复处理的基础上,直到排气门32的开闭正时延迟至该控制位置为止,执行上述缸内压力抑制控制。通过在尚未通过这样的控制使排气门32的开闭正时充分延迟的恢复初期的期间抑制燃烧时的缸内压力的上升,能够在执行进气门停止控制的过程中抑制机油损失,且能够减少进气门30恢复时向进气通路18吹回的缸内残留气体量。并且,能够缓和因排气冲击波引起的噪音、催化剂38的损伤的产生。
然而,在上述的实施方式2中,在检测到从伴随着气门停止控制的停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到排气门32的开闭正时的提前量在上述规定值以下为止,执行上述缸内压力上升抑制控制。但是,本发明并不限定于此。即,例如,在如图1所示的内燃机10那样具备用于检测缸内压力的缸内压力传感器50的情况下,也可以形成为:在检测到上述恢复请求的情况下,直到排气门开阀时的缸内压力在用于判断是否存在缸内残留气体朝进气通路的吹回的影响的规定值以下为止,执行上述缸内压力上升抑制控制。
另外,在上述的实施方式2中,ECU 40通过执行上述步骤200的处理而实现上述第3技术方案中的“进气门恢复执行单元”,通过执行上述步骤112的处理而实现上述第3技术方案中的“排气门控制量判定单元,通过按照上述图6所示的程序的顺序执行上述步骤110、112、200~204的一系列的处理而实现上述第3技术方案中的“气门恢复时缸内压力控制单元”。
实施方式3.
其次,参照图7以及图8对本发明的实施方式3进行说明。
使用图1所示的硬件结构,使ECU 40代替图4所示的程序而执行后述的图8所示的程序来实现本实施方式的系统。
图7是用于说明本发明的实施方式3的特征性控制的时序图。更具体而言,图7的(A)示出表示换档杆的实际的档位的波形,图7的(B)示出表示档位传感器52的检测信息的波形,图7的(C)示出表示排气门32的开闭正时的控制位置的波形。另外,在图7所示的状况下,处于油门踏板未被踏下的状态(即,未发出从停止供油恢复的恢复请求的状态)。
如上述的实施方式1、2那样,在执行伴随着进气门停止控制的停止供油时,通过使排气门32的开闭正时提前,能够抑制机油损失。在作为排气可变气门装置36的上述相位可变机构使用以液压等作为驱动力加以利用的机构的情况下,排气门32的开闭正时的变更伴随着一定程度的响应延迟。因此,当从停止供油恢复时,由于在使此前已提前了的排气门32的开闭正时返回气门工作状态时的位置之际产生的上述相位可变机构的响应延迟,存在内燃机10的扭矩的上升产生延迟(产生加速的迟缓感)的问题。
另一方面,如图7的(A)所示,驾驶者从B模式朝D模式的换档杆的操作通常花费0.5秒左右的操作时间。并且,如图7的(B)所示,能够在利用档位传感器52检测到换档杆从B模式脱离的时刻t2进行换挡杆的从B模式朝D模式的操作的检测。
如上所述,D模式是能够使用与B模式相比更低的(高速侧的)变速档的模式。因而,在停止供油中(减速中)驾驶者进行从B模式朝D模式的切换的情况,能够判断为驾驶者很快就将发出加速请求的可能性高。因此,在本实施方式中,当在执行伴随着进气门停止控制的停止供油的过程中检测到从B模式朝D模式的切换的情况下,可视为马上就将发出从停止供油恢复的恢复请求,不等待检测到实际的恢复请求,就先行如图7的(C)所示那样开始排气门32的开闭正时的延迟控制。
进而,在本实施方式中,如图7所示,将驾驶者从B模式变更为D模式时的换档杆的操作所需的时间作为模式变更操作时间(例如,0.5秒)而预先设定于ECU 40。进而,对排气可变气门装置36进行控制,以在该模式变更操作时间内进行排气门32的开闭正时的上述延迟控制。
图8是示出为了实现上述功能而在本实施方式3中ECU 40所执行的控制程序的流程图。另外,本程序间隔规定的控制周期反复执行。并且,在图8中,对与实施方式1的图4所示的步骤相同的步骤标注相同的标号并省略或简化说明。
在图8所示的程序中,当在上述步骤108中判定为不存在从停止供油恢复的恢复请求的情况下,接着,判定是否检测到变速模式从B模式朝D模式的切换(步骤300)。结果,在本步骤300的判定成立的情况下,执行排气门32的开闭正时的延迟控制,以便减少缸内残留气体量(步骤110)。
并且,在图8所示的程序中,当在上述步骤112中判定为排气门32的开闭正时的提前量在上述规定值以下的情况下,接着,再次判定是否存在从停止供油恢复的恢复请求(基于油门踏板的踏下的加速请求)(步骤302)。进而,在本步骤302的判定成立的情况下,执行伴随着从进气门停止控制恢复(步骤114)的从停止供油恢复(步骤116)。
根据以上说明的图8所示的程序,当在执行伴随着进气门停止控制的停止供油的过程中检测到从B模式朝D模式的切换的情况下,判断为马上就将发出从停止供油恢复的恢复请求,在检测到实际的恢复请求之前先行执行排气门32的开闭正时的延迟控制。根据这样的控制,能够利用驾驶者进行换档杆的操作所需的时间(模式变更操作时间)预先结束用于从停止供油恢复后的排气门32的开闭正时的延迟控制。由此,当在上述变速模式的切换后实际发出从停止供油恢复的恢复请求的情况下,能够不受排气门32的开闭正时的延迟控制的响应延迟的影响而立即执行从停止供油的恢复。因此,能够不使驾驶者感到加速的迟缓感。
并且,在上述的实施方式3中,将本实施方式的控制与上述的实施方式1的控制(参照图4)组合,但也可以取而代之而将本实施方式的控制与上述的实施方式2的控制(参照图6)组合。
另外,在上述的实施方式3中,ECU 40通过执行上述步骤300的处理而实现上述第9技术方案中的“档位检测单元”,通过在上述步骤300的判定成立的情况下执行上述步骤110的处理而实现上述第9技术方案中的“模式变更时排气门控制单元”。
实施方式4.
其次,参照图9以及图10对本发明的实施方式4进行说明。
使用图1所示的硬件结构,通过使ECU 40代替图4所示的程序而执行后述的图10所示的程序来实现本实施方式的系统。
图9是用于说明本发明的实施方式4的特征性控制的时序图。更具体而言,图9的(A)示出表示油门踏板的踏下的ON、OFF的波形,图9的(B)示出表示排气门32的开闭正时的控制位置的波形,图9的(C)示出表示执行进气门停止控制的过程中的推定机油损失量的变化的波形。
本实施方式的控制是以执行伴随着进气门停止控制的停止供油时为对象的控制。在本实施方式中,基于发动机转速、机油温度以及停止供油持续时间来推定机油损失量。如果在时刻t4开始伴随着进气门停止控制的停止供油,则如图9的(C)所示,推定机油损失量逐渐增加。
图9中的时刻t5表示推定机油损失量成为规定值A以上的时刻。如果机油损失量增加,则机油最终穿过活塞环而进入燃烧室14侧。上述规定值A作为比产生这样的机油进入燃烧室14侧的机油损失量低规定量的值而预先设定。
在本实施方式中,即便在开始伴随着进气门停止控制的停止供油的情况下,如图9的(B)所示,也不立即执行用于抑制机油损失的排气门32的开闭正时的上述提前控制。在此基础上,在本实施方式中,在因长时间执行停止供油而产生推定机油损失量成为上述规定值A的状况的情况下,才开始执行上述提前控制。
图10是示出为了实现上述功能而在本实施方式4中ECU 40所执行的控制程序的流程图。另外,本程序间隔规定的控制周期反复执行。此外,在图10中,对与实施方式1的图4所示的步骤相同的步骤标注相同的标号并省略或简化说明。
在图10所示的程序中,在上述步骤104中开始进气门停止控制后,接着,算出推定机油损失量(步骤400)。在本步骤400中,如上所述,基于发动机转速、机油温度以及停止供油持续时间算出推定机油损失量。在ECU 40中存储有根据与上述各参数之间的关系来确定推定机油损失量的映射(省略图示),参照这样的映射来取得推定机油损失量。在上述映射中设定为:发动机转速越高,则推定机油损失量越多。并且设定为:机油温度越高,则推定机油损失量越多。进而设定为:停止供油持续时间越长,则推定机油损失量越多。
其次,判定在上述步骤400中算出的推定机油损失量是否在上述规定值A以上(步骤402)。结果,在推定机油损失量低于上述规定值A的情况下,不执行排气门32的开闭正时的上述提前控制。另一方面,当推定机油损失量在上述规定值A以上的情况下,执行排气门32的开闭正时的上述提前控制(步骤106)。另外,图10所示的程序的以后的步骤的处理与上述图4所示的程序的步骤108~116的处理同样。
根据以上说明的图10所示的程序,当在开始伴随着进气门停止控制的停止供油的情况下推定机油损失量低于上述规定值A的状况下,不执行用于抑制机油损失的排气门32的开闭正时的上述提前控制。换言之,根据推定机油损失量来决定使上述提前控制的实施延迟的延迟时间。根据这样的控制,在推定机油损失量低于上述规定值A的状况下,通过预先进行准备,不存在因停止供油恢复时的排气门32的开闭正时的上述延迟控制而造成的响应延迟的问题,能够通过预先进行准备而迅速地应对从停止供油恢复的恢复请求。这样,根据本实施方式的控制,能够将产生因上述延迟控制引起的响应延迟的情况减小至必要最小限度。
然而,在上述的实施方式4中,基于发动机转速、机油温度以及停止供油持续时间来算出推定机油损失量。但是,本发明的机油损失的推定方法并不限定于上述方法。即,例如,在如图1所示的内燃机10那样具备用于检测缸内压力的缸内压力传感器50的情况下,由于缸内压力越低(缸内的负压越高),则越容易产生机油损失,所以也可以基于缸内压力来推定机油损失量。
并且,在上述的实施方式4中,将本实施方式的控制与上述的实施方式1的控制(参照图4)组合,但也可以取而代之而将本实施方式的控制与上述的实施方式2的控制(参照图6)组合。
另外,在上述的实施方式4中,ECU 40通过执行上述步骤400的处理而实现上述第7技术方案中的“机油损失量推定单元”。
其他的控制.
其次,说明在执行伴随着气门停止控制的停止供油时进行的适合于确保发动机制动力并且抑制机油损失的控制。
图11是用于说明在伴随着气门停止控制的停止供油的执行时进行的优选控制的时序图。更具体而言,图11的(A)示出表示油门踏板的踏下的ON、OFF的波形,图11的(B)示出表示#1、#4气缸的进气门30、排气门32的气门停止控制的波形,图11的(C)示出#2、#3气缸的进气门30、排气门32的气门停止控制的波形。
对于当在执行停止供油时进行气门停止控制之际,仅对进气门30进行气门停止控制而使排气门32以通常方式工作的方法(如已经说明的那样,此处也称作“进气门停止控制”),如已经说明的那样,缸内容易大幅负压化,因此容易产生机油损失。但是,如果使用进气门停止控制,则容易利用伴随着排气门32的开闭产生的泵损失确保发动机制动力。
另一方面,在使用对进气门30、排气门32双方进行气门停止控制的方法(以下称作“进排气门停止控制”)的情况下,在从开始气门停止控制经过几个循环之后,成为存在于缸内(燃烧室14内)的气体量等于与活塞12处于上止点和下止点的中间位置时的缸内的容积相应的空气量(大气压下)的稳定的状态。结果,在进排气门停止控制中,难以产生机油损失。但是,如果使用进排气门停止控制,则不存在上述泵损失,因此难以确保发动机制动力。
因此,如图11所示,当在时刻t6伴随着油门踏板被置于OFF而执行伴随着气门停止控制的停止供油的情况下,也可以进行如下的控制。即,在该控制例中,也可以形成为:将内燃机10所具备的4个气缸划分成由#1气缸和#4气缸构成的第1气缸组和由#2气缸和#3气缸构成的第2气缸组,在此基础上,如图11的(B)、(C)所示,每隔规定时间交替切换执行进气门停止控制的气缸组和执行进气排气门停止控制的气缸组。
根据以上说明了的控制,能够通过设置进行进气门停止控制的气缸组来确保发动机制动力,并且通过交替切换执行进气门停止控制的气缸组和执行进气排气门停止控制的气缸组而实现对机油损失的抑制。
标号说明:
10…内燃机;12…活塞;14…燃烧室;16…曲轴箱;18…进气通路;20…排气通路;24…节气门;26…缸内燃料喷射阀;30…进气门;32…排气门;34…进气可变气门装置;36…排气可变气门装置;38…催化剂;40…ECU(Electronic Control Unit);42…曲轴转角传感器;44…排气凸轮角传感器;46…油门开度传感器;48…油温传感器;50…缸内压力传感器;52…档位传感器。
Claims (10)
1.一种内燃机的控制装置,其特征在于,
所述内燃机的控制装置具备:
进气门停止机构,该进气门停止机构能够使进气门的动作状态在气门工作状态和闭阀停止状态之间变更;
排气可变气门装置,该排气可变气门装置能够使排气门的开阀特性变更;
停止供油执行单元,在内燃机的运转中,在规定的执行条件成立的情况下,该停止供油执行单元执行停止供油;
进气门停止执行单元,在执行所述停止供油时,该进气门停止执行单元执行将所述进气门的动作状态从所述气门工作状态变更为所述闭阀停止状态的进气门停止控制;
气门停止时排气门控制单元,在执行所述进气门停止控制时,该气门停止时排气门控制单元对所述排气门的开阀特性进行变更,以使在所述排气门闭阀时残留于缸内的气体的缸内残留气体量增加;
停止供油恢复请求检测单元,该停止供油恢复请求检测单元检测从所述停止供油恢复的恢复请求;以及
气门恢复时排气门控制单元,在检测到从伴随着所述进气门停止控制的所述停止供油恢复的恢复请求的情况下,当所述气门停止时排气门控制单元正执行所述排气门的开阀特性的变更的情况下,该气门恢复时排气门控制单元对所述排气门的开阀特性进行变更,以使所述缸内残留气体量减少。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述内燃机的控制装置还具备:
排气门控制量判定单元,在所述气门恢复时排气门控制单元执行控制时,所述排气门控制量判定单元判定所述排气门的开阀特性是否已被控制到使得所述缸内残留气体量在规定值以下的控制量;以及
进气门恢复延迟执行单元,在检测到从伴随着所述进气门停止控制的所述停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到判定为已利用所述气门恢复时排气门控制单元将所述排气门的开阀特性控制到所述控制量为止,该进气门恢复延迟执行单元使所述进气门的动作状态从所述闭阀停止状态朝所述气门工作状态的变更延迟。
3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述内燃机的控制装置还具备:
进气门恢复执行单元,在检测到从伴随着所述进气门停止控制的所述停止供油恢复的恢复请求的情况下,该进气门恢复执行单元将所述进气门的动作状态从所述闭阀停止状态变更为所述气门工作状态;
排气门控制量判定单元,在所述气门恢复时排气门控制单元执行控制时,该排气门控制量判定单元判定所述排气门的开阀特性是否已被控制到使得所述缸内残留气体量在规定值以下的控制量;以及
气门恢复时缸内压力控制单元,在检测到从伴随着所述进气门停止控制的所述停止供油恢复的恢复请求的情况下,直到判定为已利用所述气门恢复时排气门控制单元将所述排气门的开阀特性控制到所述控制量为止的期间,该气门恢复时缸内压力控制单元执行抑制燃烧时的缸内压力的上升的缸内压力上升抑制控制。
4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述缸内压力抑制控制是进行燃料喷射量的减少、节气门开度的减小以及所述进气门的提升量的减少中的至少一个的控制。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述排气可变气门装置包括相位可变机构,该相位可变机构能够通过变更相对于曲轴的旋转相位的排气凸轮轴的旋转相位来变更所述排气门的开闭正时,
所述气门停止时排气门控制单元是在执行所述进气门停止控制时进行所述排气门的开闭正时的提前控制的单元,
所述气门恢复时排气门控制单元是在检测到从伴随着所述进气门停止控制的所述停止供油恢复的恢复请求的情况下进行所述排气门的开闭正时的延迟控制的单元,
所述排气门控制量判定单元是判定在所述气门恢复时排气门控制单元执行所述延迟控制时所述排气门的开闭正时的提前量是否已被控制到规定值以下的单元。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述内燃机的控制装置还具备检测或者推定缸内压力的缸内压力取得单元,
在执行所述进气门停止控制时,当所述排气门开阀时的缸内压力在规定值以下的情况下,所述排气门控制量判定单元判定为所述排气门的开阀特性已被控制到所述控制量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述内燃机的控制装置还具备机油损失量推定单元,该机油损失量推定单元推定在执行所述进气门停止控制的过程中从曲轴箱侧向燃烧室侧移动的机油的量亦即机油损失量,
当所述机油损失量在规定值以上的情况下,所述气门停止时排气门控制单元执行所述排气门的开阀特性的所述变更。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的内燃机的控制装置,其特征在于,
所述机油损失量推定单元是基于发动机转速、机油温度、停止供油持续时间以及缸内压力中的至少一个来推定所述机油损失量的单元。
9.一种具备内燃机的车辆的控制装置,该内燃机是权利要求1至8中任一项所述的内燃机,所述具备内燃机的车辆的控制装置是具备所述内燃机和与所述内燃机组合的变速器的车辆的控制装置,
所述具备内燃机的车辆的控制装置的特征在于,
所述具备内燃机的车辆的控制装置还具备档位检测单元,该档位检测单元检测用于对所述变速器进行操作的操作单元的档位,
所述气门恢复时排气门控制单元包括模式变更时排气门控制单元,在所述气门停止时排气门控制单元执行所述排气门的开阀特性的变更的情况下,在检测到所述档位从第1模式朝能够得到比该第1模式高的减速力的第2模式变更的情况下,该模式变更时排气门控制单元对所述排气门的开阀特性进行变更,以使所述缸内残留气体量减少。
10.根据权利要求9所述的具备内燃机的车辆的控制装置,其特征在于,
所述模式变更时排气门控制单元在模式变更操作时间内执行所述排气门的开阀特性的变更,所述模式变更操作时间是作为从所述第1模式变更为所述第2模式时所述操作单元的操作所需的时间而预先设定的。
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---|---|---|---|
PCT/JP2010/054844 WO2011114518A1 (ja) | 2010-03-19 | 2010-03-19 | 内燃機関の制御装置およびその内燃機関を備える車両の制御装置 |
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