CN103189621A - 内燃机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是在进行燃料切断的情况下，即使在使进气门关闭气门停止的状态下，也降低油消耗量，抑制起动时的消耗电力或振动。发动机（10）配备有进气可变气门传动机构（34）和排气可变气门传动机构（36）。ECU（50）在包含发动机停止时在内进行燃料切断的情况下，利用进气可变气门传动机构（34）在关闭气门的状态下在全部气缸中使全部进气门（30）停止。另外，借助排气可变气门传动机构（36），在打开气门状态下，在全部气缸中使至少一个排气门（32）停止。借此，在执行燃料切断时，通过进气门（30）的关闭气门停止，保护催化剂（24）不会因与吸入空气接触而恶化，并且，通过排气门（32）的打开气门停止，可以避免无益的压缩。从而，可以改进发动机的油消耗量或起动时的消耗电力、振动、自点火倾向等。
Description
技术领域
本发明涉及例如适合用于作为汽车用发动机且配备有气门停止机构的内燃机的控制装置。
背景技术
作为现有技术，例如，如专利文献1（日本特开2001-182570号公报）所揭示的那样，已知一种在关闭气门状态下使气门停止（关闭气门停止）的气门停止机构的内燃机的控制装置。在现有技术中，在进行燃料切断时，至少使进气门和排气门中的一个气门关闭气门停止。从而，在现有技术中，防止在燃料切断中被吸入的新鲜空气（氧）到达催化剂，保护催化剂不发生恶化。
另外，申请人，作为与本发明相关的技术，了解到包含上述文献在内的下面所述的技术文献。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－182570号公报
专利文献2：日本特开2007－9779号公报
专利文献3：日本特开平7－119502号公报
专利文献4：日本特开2007－107433号公报
专利文献5：日本特开平6－346711号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在现有技术中，在燃料切断时，使气门关闭停止。但是，例如，在使进气门关闭气门停止的情况下，每次排气行程结束并关闭排气门，气缸内就变成密闭状态。由于在该状态下，在活塞下降时，气缸内生成大的负压，所以，由曲轴箱吸取到缸内的油的量增加。因此，在现有技术中，油的消耗量增加，不仅有必要进行早期的补充，而且，由于被吸取的油混入排气中，还存在着排气污染恶化的问题。
另外，例如，在混合动力车辆中，由于存在着在车辆的行驶中使发动机停止的情况，所以，在进行使发动机停止的燃料切断时，也要求进行现有技术的控制，保护催化剂。但是，在当发动机停止时使进气门关闭停止的情况下，存在着就在这样的状态下发动机被再次起动的情况。在这种情况下，由于在进气口关闭的状态下进行起动，所以，活塞往复运动时的阻力变大，起动的负荷增加。因此，当把现有技术的控制用于发动机停止时的燃料切断时，存在着在起动时起动器的消耗电力增加，或者起动时的振动增加的问题。而且，在起动时，由于通过节气门的关闭停止，实际的压缩比变高，所以，喷射燃料在点火前容易自点火，存在着产生起动冲击的冲击的担忧。
另一方面，在现有技术的控制中，在燃料切断时使排气门关闭停止的结构也被予以考虑。但是，在这种情况下，在进气门关闭时，存在着在即将燃料切断之前产生的排气吹回到进气通路中的担忧。其结果是，产生在从燃料切断复原时发生排气的扫气不良而使排气污染恶化、或者当发动机再次起动时起动性恶化的问题。
本发明是为了解决上述课题而做出的，本发明的目的是提供内燃机的控制装置，所述内燃机的控制装置，在包含内燃机的停止时在内进行燃料切断的情况下，即使在关闭停止进气门的状态，也可以降低油消耗量，抑制起动时的消耗电力或振动。
解决课题的手段
第一个发明，其特征在于，包括：
进气关闭气门停止机构，所述进气关闭气门停止机构能够使进气门在关闭气门状态下停止；
排气打开气门停止机构，所述排气打开气门停止机构能够使排气门在打开气门状态下停止；
气门停止控制单元，在包含内燃机的停止时在内执行燃料切断的情况下，所述气门停止控制单元借助所述进气关闭气门停止机构，在全部气缸中使全部的进气门在关闭气门状态下停止，并且，借助所述排气打开气门停止机构，在全部气缸中使至少一个排气门在打开气门状态下停止。
根据第二个发明，所述气门停止控制单元，在使所述进气门在关闭气门状态下停止之后，使所述排气门在打开气门状态下停止。
根据第三个发明，所述气门停止控制单元在同一燃烧循环中执行使所述进气门在关闭气门状态下停止的动作和使所述排气门在打开气门状态下停止的动作。
根据第四个发明，所述气门停止控制单元由第一气门停止控制单元和第二气门停止控制单元构成，所述第一气门停止控制单元，在使所述进气门在关闭气门状态下停止之后，使所述排气门在打开气门状态下停止，所述第二气门停止控制单元在同一个燃烧循环中进行使所述进气门在关闭气门状态下停止的动作和使所述排气门在打开气门状态下停止的动作，
所述内燃机的控制装置包括控制切换单元，在执行使曲轴的旋转继续进行的燃料切断的情况下，所述控制切换单元使所述第一气门停止控制单元动作，在执行使所述曲轴停止的燃料切断的情况下，所述控制切换单元使所述第二气门停止控制单元动作。
第五个发明，包括：
气门状态检测单元，所述气门状态检测单元对反映所述进气门的动作状态的参数进行检测；
进气故障检测单元，在从推定为所述进气门在关闭气门状态下停止了的时刻起到所述排气门在打开气门状态下停止为止的期间，所述进气故障检测单元借助所述气门状态检测单元进行所述进气门的故障检测。
第六个发明，所述内燃机的控制装置包括运转时气门复原控制单元，在内燃机的曲轴旋转了的状态下从燃料切断复原的情况下，所述运转时气门复原控制单元在使所述排气门从停止复原之后，使所述进气门从停止复原。
第七个发明，所述内燃机的控制装置包括：
气门状态检测单元，所述气门状态检测单元对反映所述排气门的动作状态的参数进行检测；
排气故障检测单元，在从推定为所述排气门从停止复原了的时刻起到所述进气门从停止复原为止的期间，所述排气故障检测单元借助所述气门状态检测单元进行所述排气门的故障检测。
第八个发明，所述内燃机的控制装置包括起动时气门复原控制单元，在再次起动内燃机的情况下，所述起动时气门复原控制单元使所述进气门从停止复原，在该进气门的复原时刻或者该时刻之后，所述起动时气门复原控制单元使所述排气门从停止复原。
根据第九个发明，在起动开始之后，所述起动时气门复原控制单元使所述排气门从停止复原。
发明的效果
根据第一个发明，气门停止控制单元，在执行燃料切断的情况下，能够使各个气缸的进气门在关闭气门状态下停止（关闭气门停止），并且，使各个气缸中的至少一个气缸的排气门在打开气门状态下停止（打开气门停止）。从而，在执行燃料切断时，通过进气门的关闭气门停止，保护催化剂不会由于和吸入空气接触而恶化，并且，通过排气门的打开气门停止，能够避免无用的压缩。从而，可以抑制内燃机的油消耗量，并且，在再次起动时，可以改进起动器的消耗电力、起动时的振动、自点火的倾向等。
根据第二个发明，气门停止控制单元，在使进气门关闭气门停止之后，可以使排气门打开气门停止。借此，例如，即使在存在气门传动系的响应波动等的情况下，也可以与排气门的打开气门停止相比先执行进气门的关闭气门停止。从而，防止由于气门传动系的响应波动等而先执行打开气门停止，在燃料切断时，能够可靠地阻止吸入空气向排气侧流出。
根据第三个发明，气门停止控制单元可以在同一个燃烧循环中（即，尽可能早期地）执行使进气门关闭气门停止的动作和使排气门打开气门停止的动作。借此，例如，即使在采用内燃机停止时不工作的油压式的气门停止机构的情况下，当在内燃机的停止时进行燃料切断时，也能够可靠地结束进气门的关闭气门停止和排气门的打开气门停止这两者。从而，可以稳定地发挥通过采用气门停止控制单元获得的再起动时的效果。另外，可以将只有进气门被停止的期间缩短到不足一个循环，能够将油的吸取（油消耗量）抑制到最小限度。
根据第四个发明，控制切换单元可以根据执行燃料切断时曲轴的旋转是否继续，恰当地分开使用对应于所述第二个发明的第一气门停止控制单元和对应于第三个发明的第二气门停止控制单元。借此，在各种运转状态下，可以最大限度地发挥借助气门停止控制单元获得的效果。
根据第五个发明，进气故障检测单元，在从推定为进气门关闭停止了的时刻起到排气门打开停止为止的期间，可以进行进气门的故障检测。从而，例如，即使不执行故障检测用的气门控制等，也能够利用气门停止时的延迟期间容易地检测气门的故障，可以提高系统的可靠性。
根据第六个发明，在曲轴旋转了的状态下从燃料切断复原的情况下，在使排气门从打开停止复原之后，运转时气门复原控制单元可以使进气门从关闭气门停止复原。借此，即使在从燃料切断复原时，也能够可靠地防止先打开进气门而使吸入空气到达催化剂。
根据第七个发明，排气故障检测单元，在从推定为排气门从打开停止复原了的时刻起到进气门从关闭停止复原为止的期间，能够进行排气门的故障检测。从而，可以利用气门复原时的延迟期间，容易地检测气门的故障，可以提高系统的可靠性。
根据第八个发明，起动时气门复原控制单元能够在再起动时排气门关闭以前使进气门打开，能够避免在起动时气缸内变成密闭状态。其结果是，由于可以减轻起动的负荷，所以，可以节约起动器的消耗电力，降低起动时的振动。
根据第九个发明，至少在起动的初期阶段，可以使排气门打开，可以在活塞（曲轴）的阻力小的状态下赋予飞轮等足够的旋转惯性力。从而，即使排气门关闭，曲轴的旋转阻力增加，也能够利用飞轮等的旋转惯性力减轻起动器的负荷，进一步节约起动器的消耗电力。
附图说明
图1是说明本发明的实施方式1的系统结构用的整体结构图。
图2是表示在本发明的实施方式1中进行燃料切断的情况下的各气门的动作状态的说明图。
图3是表示在燃料切断时的各个气门的控制状态的时间图。
图4是表示在进气门关闭停止了的状态下的气缸内压力和气缸内容积的关系的特性线图。
图5是表示在进气门关闭停止了的状态下起动所必要的转矩的特性线图。
图6是表示在本发明的实施方式1中利用ECU执行的控制的流程图。
图7是表示在本发明的实施方式2中第一气门停止控制的时间图。
图8是表示第二气门停止控制的时间图。
图9是表示在本发明的实施方式2中，利用ECU执行的控制的流程图。
图10是表示在本发明的实施方式3中在从燃料切断复原时执行的运转时气门复原控制的时间图。
图11是表示在发动机再次起动时进行的起动时气门复原控制的时间图。
图12是表示在本发明的实施方式3中由ECU执行的控制的流程图。
具体实施方式
实施方式1.
[实施方式1的结构]
下面，参照图1至图6对于本发明的实施方式1进行说明。图1是说明本发明的实施方式1的系统结构用的整体结构图。本实施方式的系统配备有作为内燃机的发动机10。在发动机10的各个气缸中，借助活塞12形成燃烧室14，活塞12与发动机的曲轴16连接。另外，发动机10配备有将吸入空气吸入各个气缸的进气通路18和从各个气缸排出排气的排气通路20。在进气通路18中设置有调整吸入空气量的电子控制式的节气门22。另外，在排气通路20中设置有净化排气的三元催化剂等催化剂24。
另外，在各个气缸中设置有向进气口喷射燃料的燃料喷射阀26、将气缸内的混合气点火的火花塞28、将进气口对气缸内开、闭的进气门30、和将排气口对气缸内开、闭的排气门32。另外，发动机10配备有可变地设定进气门30的打开特性的进气可变气门传动机构34、和可变地设定排气门32的打开特性的排气可变气门传动机构36。
进气可变气门传动机构34，例如，具有日本特开2008－45460号公报记载的公知的结构。具体地说，进气可变气门传动机构34配备有被分别可摆动地支承的两个臂、和进行所述各个臂的连接及解除连接的连接机构。两个臂配置在设于发动机的进气侧凸轮轴上的驱动凸轮与进气门30的摇臂之间。并且，在各个臂被连接的状态下，由于驱动凸轮的输入从一个臂向另外一个臂传递，所以，进气门30开、闭。与此相对，在解除了臂的连接的情况下，一个臂的摆动不被传递给另外一个臂，进气门30在关闭状态下被停止。借此，进气可变气门传动机构34具有即使在进气行程中也使各个气缸的进气门30在关闭气门状态下停止（下面，称之为关闭气门停止）的功能，构成本实施方式的进气关闭气门停止机构。
另一方面，排气可变气门传动机构36，例如，利用日本特开2007－16710号公报记载的电磁驱动式的气门传动机构等构成，配备有能够借助磁力使排气门32打开的螺线管。并且，排气可变气门传动机构36通过控制向螺线管通电的通电正时、施加电压等，能够可变地设定排气门32的打开特性（打开及关闭的正时、提升量）。借此，排气可变气门传动机构36具有即使在排气行程以外的正时也使各个气缸的排气门32在打开气门状态下停止（下面，称之为打开气门停止）的功能，构成本实施方式的排气打开气门停止机构。
另外，在本实施方式中，举例表示了电磁驱动式的排气可变气门传动机构36，但是，本发明并不局限于此，作为排气打开气门停止机构，也可以利用油压式的可变气门传动机构。作为一个例子，应用于本发明的油压式的排气可变气门传动机构，例如，对应于一个排气门在排气侧凸轮轴上设置两个驱动凸轮，借助这两个驱动凸轮，开、闭一个排气门。两个驱动凸轮具有相位相互错开的作用角，可以借助油压促动器进行相互连接和解除连接。在使排气门打开停止时，通过将两个驱动凸轮连接起来，将各个驱动凸轮的作用角合成，使凸轮整体的作用角增加。借此，扩大排气门的打开时间，可以实现实质上的打开气门停止。
其次，对于系统的控制系统进行说明。本实施方式的系统配备有包含各个传感器38、40、42的传感器系统、控制发动机10的运转状态的ECU（Electronic Control Unit：电子控制装置）50。首先，对于传感器系统进行说明，曲柄角传感器38输出与曲轴16的旋转同步的信号，空气流量传感器40检测发动机的吸入空气量。另外，进气压力传感器42检测进气通路18内的压力（进气压力）。进气压力是反映进气门30及排气门32的动作状态的参数之一，进气压力传感器42构成本实施方式的气门状态检测单元。
另外，在传感器系统中，包括控制发动机10及搭载该发动机的车辆所必要的各种传感器（例如，检测发动机冷却水的温度的水温传感器、检测排气空燃比的空燃比传感器、检测驾驶者的加速踏板操作量的加速踏板传感器等）。这些传感器包括所述各个传感器38、40、42，被连接到ECU50的输入侧。另一方面，在ECU50的输出侧连接有包括节气门22、燃料喷射阀26、火花塞28、可变气门传动机构34、36等各种促动器。
ECU50例如由配备有ROM、RAM等存储电路和输入输出口的运算处理装置构成。并且，ECU50通过根据由传感器系统检测出的发动机的运转信息驱动各个促动器，进行发动机10的运转控制。具体地说，根据曲柄角传感器38的输出检测发动机转速和曲柄角，根据空气流量传感器40检测出的吸入空气量和发动机转速计算负荷。另外，根据发动机转速、负荷等计算燃料喷射量，根据曲柄角决定燃料喷射正时及点火正时。并且，在各个气缸中，在燃料喷射正时到来了的时刻，驱动燃料喷射阀26，在点火正时到来了的时刻，驱动火花塞28。
借此，ECU50在各个气缸的燃烧室14内使混合气燃烧，可以运转发动机10。另外，在上述运转控制中，包括在发动机减速时或停止时等，停止从燃料喷射阀26的燃料喷射的燃料切断。另外，也包括通过根据发动机的运转状态驱动可变气门传动机构34、36来控制进气门30和排气门32的打开特性的气门正时控制。
[实施方式1的特征]
图2是表示在本发明的实施方式1中，执行燃料切断的情况下的各个气门的动作状态的说明图。另外，图3是表示在燃料切断时的各个气门的控制状态（提升量）的时间图。如这些图所示，在本实施方式中，在执行燃料切断的情况下，利用进气可变气门传动机构34使各个气缸的全部的进气门39关闭停止，并且利用排气可变气门传动机构36在全部气缸中使至少一个排气门32打开停止。在下面的说明中，将这种控制称为“气门停止控制”。在成为气门停止控制的对象的燃料切断中，不仅包括在发动机减速时执行的燃料切断，而且也包括在发动机停止时执行的燃料切断。
其次，对于气门停止控制的作用效果进行说明。首先，在执行燃料切断时，当进气门及排气门进行通常的开闭动作时，被吸入发动机的空气通过缸内到达催化剂24，存在着催化剂24和氧接触而恶化的担忧。因此，在燃料切断时，优选地，使进气门或排气门关闭气门停止，切断空气的流通。但是，如现有技术那样，在仅使气门关闭气门停止的情况下，在燃烧循环中，产生进气门和排气门两者关闭的正时，这时，气缸内变成密闭状态。图4是表示在进气门关闭停止的状态下的缸内压力和缸内容积的关系的特性线图。如该图所示，在使进气门关闭气门停止的情况下，在进气行程中，在变成了密闭状态的缸内产生大的负压。其结果是，曲轴箱侧的油被强力地吸取到缸内，油的消耗量增加。
与此相对，在本实施方式中，由于使进气门30关闭气门停止，使排气门32打开气门停止，所以，能够既由进气门30切断流向催化剂24的空气流，又利用排气门30释放缸内的压力。借此，在燃料切断时，在图4中所示的进气行程中也能够将缸内的压力保持在与排气行程同样的水平（接近于大气压的水平）。其结果是，能够抑制油的吸取，降低油的消耗量，并且，改善废气排放。另外，由于使进气门30关闭气门停止，所以，能够防止残留在缸内的废气吹回到进气通路18中，提高废气的扫气性。
另一方面，在本实施方式中，不仅是在发动机运转中进行的燃料切断，而且在执行使发动机停止的燃料切断时，也执行气门停止控制。这是由于下面所述的理由。一般地，由于在执行使发动机停止的燃料切断之后，曲轴16的旋转停止，因而，吸入的空气不到达催化剂24。但是，例如，在下坡路等的行驶中使发动机停止了的情况下，在执行燃料切断之后，也存在着被车辆的惯性力牵引，使曲轴16继续旋转的情况（下面，将发动机停止后的曲轴的旋转称为“空转”）。另外，例如，在一并使用发动机和电机的混合动力车辆中，在执行燃料切断之后，存在着由电机使曲轴16空转的情况。在这些情况下，即使在发动机停止了的状态下，也存在着伴随着曲轴16的空转，吸入的空气被供应给催化剂24的担忧。
与此相对，采用气门停止控制，在发动机停止时，也可以使进气门30关闭气门停止。从而，能够防止伴随着曲轴16的空转、吸入的空气被供应给催化剂24，保护催化剂24不与氧接触。另外，若在发动机停止时使进气门30关闭气门停止，则在再次起动时，存在着在保持该关闭气门停止状态不变的状态下进行起动的情况。特别是，在油压式的可变气门传动机构中，由于在油压供应不足的起动时，关闭气门停止的解除被延迟，所以，在进气门30关闭停止了的状态下，变得容易开始起动。图5是表示在进气门关闭停止的状态下起动所需要的转矩的特性线图。如该图所示，若在起动时进气门30关闭停止，则由于在进气口关闭了的状态下，活塞往复运动，所以，由于缸内的空气的反作用力使得起动的负荷增加。
但是，采用气门停止控制，由于在发动机停止时，使排气门32打开气门停止，所以，在再次起动时，能够既借助排气门32释放缸内的压力，又顺畅地进行起动。借此，在进气门30关闭停止了的状态，也可以减轻起动的负荷，抑制起动器的消耗电力或起动时的振动。另外，通过排气门32的打开气门停止，可以减少起动时的实际压缩比，可以避免喷射燃料的自点火或起动冲击等的发生。
进而，采用气门停止控制，由于在发动机停止时使进气门30关闭气门停止，所以，可以防止由进气负压的残留压力等产生的废气的吹回残留在进气通路18中。借此，在再次起动时，可以防止因吹回气体的残留造成起动不良的发生，提高起动性。
[用于实现实施方式1的具体的处理]
其次，参照图6，对于用于实现上述控制的具体的处理进行说明。图6是表示在本发明的实施方式1中由ECU执行的控制的流程图。该图所示的过程，在发动机的运转过程中（也包括停止时刻）反复地执行。在图6所示的过程中，首先，在步骤100中，根据传感器系统的输出，判定是否在执行燃料切断的正时。并且，在该判定成立的情况下，在步骤102中，利用进气可变气门传动机构34使进气门30关闭气门停止。另外，在步骤104中，利用排气可变气门传动机构36使排气门32打开气门停止。
如上面详细描述的那样，根据本实施方式，在执行燃料切断时，可以既保护催化剂24不恶化，又避免通过排气门32的打开气门停止引起的无益的压缩。借此，可以改进发动机的油消耗量、起动时的消耗电力、振动、自点火等倾向。特别是，在混合动力车中，通过使用电机作为辅助动力，执行发动机10的停止及再次起动或燃料切断的频度高。另外，在进行怠速停止控制的车辆中，发动机10的停止及再次起动也以高频度反复进行。从而，在这些车辆中，可以显著发挥气门停止控制的效果。另外，所谓怠速停止控制，是在怠速运转时一度使发动机停止，在向通常运转复原时，自动地再次起动发动机的公知的控制。
在上述实施方式1中，图6中的步骤100、102、104表示气门停止控制单元的具体的例子。另外，在图6中，作为控制的一个例子，记载了在使进气门30关闭气门停止的步骤102之后，使排气门32打开气门停止的步骤104。但是，本发明是将步骤102、104作为一系列的动作来执实即可的发明，而不限制其顺序。即，在本发明中，可以按照步骤102、104的顺序执行气门停止控制，也可以在使排气门32打开气门停止之后使进气门30关闭气门停止。进而，也可以同时执行关闭气门停止和打开气门停止。
另外，本发明是意图在执行燃料切断的情况下执行各个气门30、32的气门停止的发明，并不限制燃料切断的执行正时（燃料喷射的停止正时）和气门停止的时间上的前后关系。即，在本发明中，在执行燃料切断的情况下，可以在停止燃料喷射之后执行气门停止，也可以反过来，在执行气门停止之后停止燃料喷射，进而，也可以同时执行这两者。
另外，在实施方式1中，在图2中，举例表示了在四缸发动机的各个气缸中各设置两个进气口和两个排气口的结构。但是，本发明并不局限于图2的结构，本发明适用于具有包括一个气缸在内的任意气缸数、任意进气口数和排气口数的内燃机。
实施方式2.
其次，参照图7至图9，对于本发明的实施方式2进行说明。在本实施方式中，在与所述实施方式1同样的结构中，其特征在于，根据燃料切断中的运转状态，设定各个气门的气门停止正时。另外，在本实施方式中，对于与实施方式1相同的结构部件，赋予相同的标号，省略其说明。
[实施方式2的特征]
图7是表示在本发明的实施方式2中第一气门停止控制的时间图，图8是表示第二气门停止控制的时间图。在本实施方式中，在执行曲轴16空转的燃料切断的情况下，执行第一气门停止控制，在执行曲轴16停止的燃料切断的情况下，执行第二气门停止控制。下面，对于这些气门停止控制进行说明。
（第一气门停止控制）
所谓曲轴16空转的燃料切断，包括：（1）在即使停止发动机曲轴16也被车辆的惯性力牵引而继续旋转的情况下，进行的燃料切断，（2）在混合动力车辆中，在停止了发动机的状态下，由电机继续使曲轴16旋转的情况下，进行的燃料切断等。在第一气门停止控制中，在执行这些燃料切断的情况下，按照图7所示的顺序执行气门停止等。
详细地说，在第一气门停止控制中，在做出了执行燃料切断的判定的情况下，首先，与燃料切断同步地使进气门30关闭气门停止。并且，从关闭气门停止起经过了一定的期间之后，例如，在图7中的延迟位置（a），使排气门32打开气门停止。对于在做出燃料切断的判定之后，从理论上能够最早地执行气门停止的最快位置，例如，设定该延迟位置作为在发动机的燃料循环（720°CA）中延迟1～数个循环程度的正时。
借此，在从进气门30关闭停止了的时刻起到排气门32打开停止为止的期间，设置延迟期间（参照图7）。也可以在该延迟期间中，如后面所述，执行进气门30的故障检测控制。另外，图7中的延迟位置（a），是举例表示了使打开气门停止的正时延迟了一个循环的情况的位置，延迟位置（b）是举例表示了延迟两个循环的情况的位置，但是，本发明并不局限于这些延迟位置。另外，在包含排气可变气门传动机构36等在内没有系统上的制约的情况下，没有必要以燃烧循环单位设定延迟位置。
根据上述第一气门停止控制，可以获得下面所述的效果。首先，在进气气门传动系和排气气门传动系之间，由于机构的不同或个体差异等，会产生响应波动，特别是在采用油压式的可变气门传动机构的情况下，这种倾向变得显著。因此，例如，作为进气可变气门传动机构34，在采用了油压式的情况下，在使进气门30关闭气门停止时，存在着产生响应滞后的情况。但是，即使在这种情况下，采用第一气门停止控制，也能够在排气门32的打开气门停止之前，执行进气门30的关闭气门停止。从而，能够防止由于包含可变气门传动机构34、36在内的气门传动系的响应波动等而先执行打开气门停止，在燃料切断时可靠地阻止吸入空气向排气侧流出。
另外，在曲轴16空转的燃料切断中，即使是油压式的排气可变气门传动机构，也能够接受油压供应而进行动作。即，在执行气门停止控制时，在使进气门30关闭气门停止的时刻，曲轴16紧急停止，排气门32的打开气门停止不会变成不能执行。因此，可以有意地延迟排气门32的打开气门停止，或者允许打开气门停止的延迟。借此，在第一气门停止控制中，根据打开气门停止的延迟，设置延迟期间，可以利用该延迟期间执行进气门的故障检测控制，可以提高系统的可靠性。
另外，根据上述理由，由于没有必要在最快位置使排气门32打开气门停止，所以，在排气可变气门传动机构36中，可以允许一定程度的响应滞后。因此，例如，可以采用响应性没有那么高的廉价的排气可变气门传动机构，可以谋求系统成本的降低。另外，在上述延迟期间中，由于缸内的负压增大，所以，易于进行油的吸取。但是，由于油的吸取比较缓慢地进行，所以，在数个循环程度的短时间中，可以忽略不计。
（进气门的故障检测控制）
在所述延迟期间中，基于由进气压力传感器42检测出的进气压力进行故障检测控制。在进气门30正常地关闭停止的情况下，与进行通常的开闭动作的情况相比，进气负压减小，进气压力变得与大气压大致相等。在ECU50中，例如作为判定值预先存储关闭气门停止中的进气压力。并且，在故障检测控制中，在推定为关闭气门停止完毕的延迟期间中，在进气压力的检测值比所述判定值低的情况下，判定为发生了进气门30没有关闭气门停止的故障。另外，在进气压力的检测值与所述判定值基本上相等的情况下，判定为进气门30是正常的。另外，优选地，在执行上述故障检测控制时，通过另外的故障检测控制来预先确认排气门32是正常的。
这样，在本实施方式中，例如，即使不执行故障检测用的气门控制等，也能够容易地利用气门停止时的延迟期间检测出进气门30的故障。另外，为了正确地进行故障检测控制，例如，优选地，将延迟期间设定为3～5个循环左右的长度。借此，能够既防止故障的误检测，又将油的吸取抑制到最低限度。
（第二气门停止控制）
另一方面，在执行曲轴16停止的燃料切断的情况下，执行图8所示的第二气门停止控制。这里，所谓曲轴16停止的燃料切断，包括：（1）在车辆的惯性力不作用到曲轴16上的状态下（车辆停止了的状态等），在使发动机停止的情况下进行的燃料切断，（2）在混合动力车辆中，在车辆行驶中，将曲轴16从动力系统断开以使旋转停止的情况下进行的燃料切断，（3）在怠速停止控制中，在不关掉点火开关钥匙的状态下，使发动机和曲轴16一起停止的情况下进行的燃料切断等。
在执行曲轴16停止的燃料切断的情况下，存在着在只执行关闭气门停止和打开气门停止中的一方的气门停止的时刻，曲轴16停止、气门停止控制变得不完全的担忧。特别是，在油压式的可变气门传动机构等中，由于当由于曲轴16的停止而不供应油压时，不进行动作，所以，有必要在曲轴16的旋转中尽可能早的完成气门停止控制。因此，在第二气门停止控制中，在做出了执行燃料切断的判定的情况下，在所述最快位置使排气门32打开气门停止，并且，也在尽可能早的正时执行进气门30的关闭气门停止。借此，可以在同一燃烧循环中执行进气门的关闭气门停止和排气门的打开气门停止。
根据上述第二气门停止控制，可以获得下面所述的效果。首先，即使在采用油压式的可变气门传动机构等的情况下，也能够在发动机停止时可靠地完成气门停止控制（关闭气门停止和打开气门停止两者），可以稳定地发挥通过气门停止控制产生的再次起动时的效果。另外，可以将只有进气门被停止的期间缩短到不足一个循环，可以将油的吸取（油的消耗量）抑制到最低限度。
[用于实现实施方式2的具体的处理]
其次，参照图9，对于实现上述控制用的具体的处理进行说明。图9是表示在本发明的实施方式2中，由ECU50执行的控制的流程图。该图所示的过程，在发动机的运转中（也包括停止的时刻）被反复执行。在图9所示的过程中，首先，在步骤200中，判定是否是执行燃料切断的正时。然后，在该判定成立了的情况下，在步骤202中，判定是否是曲轴16的旋转继续进行的燃料切断。
若举例表示步骤202的具体的判定处理，则如下面所述。（1）在混合动力车辆中，例如，根据从控制发动机和电机的动力分配的行驶控制用的ECU输入的信号，判定在燃料切断中，曲轴16是否借助电机空转。（2）在非混合动力车辆等的行驶中的燃料切断中，判定为曲轴16空转。（3）在点火钥匙开关被关闭的情况下，或者在通过怠速停止控制产生了发动机停止要求的情况下，判定为曲轴16停止。
在步骤202中，在判定为曲轴16的旋转继续进行的情况下，执行第一气门停止控制，在这种情况下，首先，在步骤204中，使进气门30关闭气门停止。并且，在步骤206中，执行进气门30的故障检测控制。其次，在步骤208中，使排气门32打开气门停止。另一方面，在步骤202中，在判定为曲轴16停止的情况下，执行第二气门停止控制。在这种情况下，在步骤210、212中，在同一燃烧循环中执行进气门30的关闭气门停止和排气门32的打开气门停止。
在这样构成的本实施方式中，也可以获得和所述实施方式1基本上同样的效果。并且，特别是在本实施方式中，根据燃料切断时的曲轴16的旋转状态，能够恰当地分开使用第一、第二气门停止控制，在各个运转状态中，可以最大限度地发挥气门停止控制的效果。
另外，在上述实施方式2中，图9中的步骤202、208表示权利要求2中的气门停止控制单元的具体例子、及权利要求4中的第一气门停止控制单元的具体例子。另外，步骤210、212表示权利要求3中的气门停止控制单元的具体例子、及权利要求4中的第二气门停止控制单元的具体例子。另外，步骤200、202表示权利要求4中的控制切换单元的具体例子，步骤206表示权利要求5中的进气故障检测单元的具体例子。
另外，在实施方式2中，为分开使用第一、第二气门停止控制的结构，但是，在本发明中，没有必要必须同时使用这些气门停止控制。即，在本发明中，也可以与燃料切断时的曲轴16的旋转状态无关地只执行第一、第二气门停止控制中的任一种控制，而不采用另外一种控制。
另外，在实施方式2中，举例表示了根据进气压力执行进气门30的故障检测控制的情况。但是，本发明并不局限于此，只要是反映进气门30的动作状态的参数，可以根据进气压力以外的任意的参数来执行故障检测控制。作为一个例子，在本发明中，也可以根据发动机的转矩来检测进气门30的故障。在进气门30正常地关闭停止的情况下，与进行通常的开闭动作的情况相比，由于转矩减小，所以，能够基于这种倾向来检测故障。另外，转矩可以根据发动机转速或负荷等来计算，也可以利用传感器来检测。
实施方式3.
其次，参照图10至图12，对于本发明的实施方式3进行说明。在本实施方式中，其特征在于，除了和所述实施方式1同样的结构及控制以外，还在从燃料切断复原的情况下执行气门复原控制。另外，在本实施方式中，对于和实施方式1同样的结构部件赋予相同的标号，省略其说明。
[实施方式3的特征]
图10是表示在本发明的实施方式3中，从燃料切断复原时进行的运转时气门复原控制的时间图，图11是表示在发动机再起动时进行的起动时气门复原控制的时间图。在本实施方式中，在从曲轴16空转的燃料切断复原的情况下，执行运转时气门复原控制，在从曲轴16停止的燃料切断复原的情况下（即，再起动发动机的情况下），执行起动时气门复原控制。下面，对于这些气门复原控制进行说明。
（运转时气门复原控制）
在从燃料切断复原的情况下，使进气门30和排气门32从气门停止复原。但是，在曲轴16旋转（空转）的情况下，由于若先进行进气门30的复原，则成为两个气门30、32打开了的状态，所以，会通过活塞的往复运动将吸入空气供应给催化剂24。因此，在运转时气门复原控制中，如图10所示，在曲轴16空转了的状态下从燃料切断复原的情况下，首先，在使排气门32从打开气门停止复原（＝关闭气门）之后，与燃料喷射同步地使进气门30从关闭气门停止复原（＝打开气门）。借此，在从燃料切断复原时，也可以可靠地防止进气门30先打开而使吸入空气到达催化剂24。
（排气门的故障检测控制）
在上述运转时气门复原控制中，在从推定为排气门32复原了的时刻起到进气门30复原为止的期间，产生延迟期间（参照图10）。也可以在该延迟期间中执行下面所述的排气门32的故障检测控制。该故障检测控制与实施方式1中所述的故障检测控制同样，根据利用进气压力传感器42检测出的进气压力来进行。在排气门32正常复原（关闭气门）了的情况下，与维持打开气门停止的情况相比，进气负压增大。在ECU50中，例如，作为判定值，预先存储有排气门32正常开、闭状态下的进气压力（负压）。
并且，在故障检测控制中，在推定为从打开气门停止的复原完毕的延迟期间中，在进气压力的检测值比所述判定值高的情况下，判定为发生了排气门32没有从打开气门停止复原的故障。另外，在进气压力的检测值和所述判定值基本上相等的情况下，判定为排气门32正常。这样，在本实施方式中，即使不执行故障检测用的气门控制等，也能够利用气门复原时的延迟期间容易地检测出排气门32的故障。另外，在执行上述故障检测控制时，优选地，借助其它故障检测控制，预先确认进气门30是正常的。
（起动时气门复原控制）
另一方面，在再起动发动机的情况下，执行图11所示的起动时气门复原控制。如该图所示，在起动时气门复原控制中，首先，使进气门30从关闭气门停止复原。并且，与进气门30的复原同时或者在进行该复原以后，使排气门32从打开气门停止复原。借此，在再起动时，在排气门32关闭以前，可以使进气门30打开，可以避免在起动时缸内变成密闭状态。其结果是，由于可以减轻起动的负荷，所以可以节约起动器的消耗电力，降低起动时的振动。
另外，在起动时气门复原控制中，在开始起动之后（优选地，通过起动使发动机转速适度地上升之后），使排气门32从打开气门停止复原。借此，至少在起动的初期阶段，可以使排气门32打开，可以在活塞（曲轴）的阻力小的状态下，赋予飞轮等足够的旋转惯性力。从而，即使排气门32关闭、曲轴16的旋转阻力增加，也可以利用飞轮等的旋转惯性力减轻起动器的负荷，进一步节约起动器的消耗电力。
[用于实现实施方式3的具体的处理]
其次，参照图12对于实现上述控制用的具体的处理进行说明。图12是表示在本发明的实施方式3中，利用ECU执行的控制的流程图。该图表示的过程与所述图6或图9所示的过程并行地在发动机的运转中（也包含起动时）被反复执行。在图12所示的过程中，首先，在步骤300中，根据传感器系统的输出来判定是否是从燃料切断复原的正时。并且，在该判定成立的情况下，在步骤302中，判定是否是发动机的再起动时。
在不是发动机的再起动时的情况下，即，是从曲轴16空转的燃料切断复原的情况下，首先，在步骤304，使排气门32从打开气门停止复原。然后，在步骤306，执行排气门32的故障检测控制。其次，在步骤308，使进气门30从关闭气门停止复原。另一方面，在发动机的再起动时，在步骤310，开始起动，在步骤312，使进气门30从关闭气门停止复原，然后，在步骤314，使排气门32从打开气门停止复原。
这样，根据本实施方式，在实施方式1中描述的燃料切断时的作用效果的基础上，在从燃料切断复原时，也可以获得上述各种效果。并且，特别是在本实施方式中，根据从燃料切断的复原形态（是曲轴16空转的通常的复原还是发动机的再起动），可以恰当地分开使用运转时气门复原控制和起动时气门复原控制，可以在各个运转状态下最大限度地发挥气门复原控制的效果。
另外，在上述实施方式3中，图12中的步骤304、308表示权利要求6中的运转时气门复原单元的具体例子，步骤310、312、314表示权利要求8及9中的起动时气门复原单元的具体例子。另外，步骤306表示权利要求7中的排气故障检测单元的具体例子。
另外，在实施方式3中，为分开使用运转时气门复原控制和起动时气门复原控制的结构，但是，在本发明中，没有必要同时使用这些气门复原控制。即，在本发明中，可以是在从通常的燃料切断复原时执行运转时气门复原控制，而不采用起动时气门复原控制的结构，也可以是在发动机的再起动时执行起动时气门复原控制，而不采用运转时气门复原控制的结构。
另外，在实施方式3中，举例表示了根据进气压力执行排气门32的故障检测控制的情况。但是，本发明并不局限于此，与所述进气门的故障检测控制的情况一样，例如，也可以根据包含转矩等在内的其它参数来执行故障检测控制。
进而，在实施方式3中，对于实施方式1的控制，追加了从燃料切断复原的情况的控制。但是，本发明并不局限于此，也可以对于实施方式2的控制追加实施方式3的运转时气门复原控制或者起动时气门复原控制。
附图标记说明
10 发动机（内燃机）
12 活塞
14 燃烧室
16 曲轴
18 进气通路
20 排气通路
22 节气门
24 催化剂
26 燃料喷射阀
28 火花塞
30 进气门
32 排气门
34 进气可变气门传动机构（进气关闭气门停止机构）
36 排气可变气门传动机构（排气打开气门停止机构）
38 曲柄角传感器
40 空气流量传感器
42 进气压力传感器（气门状态检测单元）
50 ECU
Claims (9)
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包括：
进气关闭气门停止机构，所述进气关闭气门停止机构能够使进气门在关闭气门状态下停止；
排气打开气门停止机构，所述排气打开气门停止机构能够使排气门在打开气门状态下停止；
气门停止控制单元，在包含内燃机的停止时在内执行燃料切断的情况下，所述气门停止控制单元借助所述进气关闭气门停止机构，在全部气缸中使全部的进气门在关闭气门状态下停止，并且，借助所述排气打开气门停止机构，在全部气缸中使至少一个排气门在打开气门状态下停止。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述气门停止控制单元，在使所述进气门在关闭气门状态下停止之后，使所述排气门在打开气门状态下停止。
3.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述气门停止控制单元在同一个燃烧循环中执行使所述进气门在关闭气门状态下停止的动作和使所述排气门在打开气门状态下停止的动作。
4.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述气门停止控制单元由第一气门停止控制单元和第二气门停止控制单元构成，所述第一气门停止控制单元，在使所述进气门在关闭气门状态下停止之后，使所述排气门在打开气门状态下停止，所述第二气门停止控制单元在同一个燃烧循环中进行使所述进气门在关闭气门状态下停止的动作和使所述排气门在打开气门状态下停止的动作，
所述内燃机的控制装置包括控制切换单元，在执行使曲轴的旋转继续进行的燃料切断的情况下，所述控制切换单元使所述第一气门停止控制单元动作，在执行使所述曲轴停止的燃料切断的情况下，所述控制切换单元使所述第二气门停止控制单元动作。
5.如权利要求2或4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包括：
气门状态检测单元，所述气门状态检测单元对反映所述进气门的动作状态的参数进行检测；
进气故障检测单元，在从推定为所述进气门在关闭气门状态下停止了的时刻起到所述排气门在打开气门状态下停止为止的期间，所述进气故障检测单元借助所述气门状态检测单元进行所述进气门的故障检测。
6.如权利要求1至5中任何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包括运转时气门复原控制单元，在内燃机的曲轴旋转了的状态下从燃料切断复原的情况下，所述运转时气门复原控制单元在使所述排气门从停止复原之后，使所述进气门从停止复原。
7.如权利要求6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包括：
气门状态检测单元，所述气门状态检测单元对反映所述排气门的动作状态的参数进行检测；
排气故障检测单元，在从推定为所述排气门从停止复原了的时刻起到所述进气门从停止复原为止的期间，所述排气故障检测单元借助所述气门状态检测单元进行所述排气门的故障检测。
8.如权利要求1至7中任何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包括起动时气门复原控制单元，在再次起动内燃机的情况下，所述起动时气门复原控制单元使所述进气门从停止复原，在该进气门的复原时刻或者该时刻之后，所述起动时气门复原控制单元使所述排气门从停止复原。
9.如权利要求8所述的内燃机的控制装置，其特征在于，在起动开始之后，所述起动时气门复原控制单元使所述排气门从停止复原。
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