CN104246184A - 内燃机的停止控制装置 - Google Patents

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Abstract

内燃机的停止控制装置(100)执行3气缸以下的内燃机(200)的停止控制。内燃机的停止控制装置包括判定机构(161)和节气门控制机构(168),所述判定机构(161)对内燃机即将停止之前的压缩行程进行判定,在利用判定机构进行了判定的内燃机即将停止之前的压缩行程中,在所有气缸的进气门(211)关闭的期间内,所述节气门控制机构(168)将节气门(208)的开度控制为规定的开度。由此,能够减小进气行程中的进气负压的影响,即使在3气缸以下的内燃机中,也能较佳地控制停止时的曲轴转角。

Description

内燃机的停止控制装置
技术领域
本发明涉及对例如搭载在汽车等车辆中的内燃机的停止动作进行控制的、内燃机的停止控制装置的技术领域。
背景技术
在该种内燃机中,例如为了抑制启动时的振动,要求进行使停止时的曲轴转角在规定的范围内的那种控制。在进行曲轴转角的控制时,例如采用在内燃机即将停止之前增大节气门开度的方法。例如在专利文献1中提出了如下技术:在内燃机即将停止之前的进气行程中,增大节气门开度,使压缩行程中的压缩压力增大,从而减小停止时的曲轴转角的偏差。另外,在专利文献2中提出了如下技术:依据内燃机的转速成为了规定值时的曲轴角度,决定进行停止控制时的节气门开度。此外,在专利文献3中提出了如下技术:依据内燃机的吸入空气密度决定进行停止控制时的节气门开度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-232539号公报
专利文献2:日本特开2010-116833号公报
专利文献3:日本特开2007-327364号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据上述的专利文献1~3所述,在增大节气门开度的方法中,利用进气负压对进气行程中的活塞施加制动。这里,在4气缸以上的内燃机中,总有某个气缸处于进气行程,所以由进气负压产生的制动效果恒定,曲轴转角容易控制。但是,在3气缸以下的内燃机中,可能存在任一个气缸都不在进气行程的时刻,所以由进气负压产生的制动效果不恒定,曲轴转角的控制变得非常困难。即,在上述的专利文献1~3所述的技术中存在如下技术问题:可能难以通过产生进气负压控制曲轴转角。
本发明是鉴于上述的问题而做成的,目的在于提供一种在3气缸以下的内燃机中也能较佳地对停止时的曲轴转角进行控制的内燃机的停止控制装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明的内燃机的停止控制装置执行3气缸以下的内燃机的停止控制,该内燃机的停止控制装置包括判定机构和节气门控制机构,上述判定机构对上述内燃机即将停止之前的压缩行程进行判定,在利用上述判定机构进行了判定的上述内燃机即将停止之前的压缩行程中,在所有气缸的进气门(日文:吸気弁)关闭的期间内,上述节气门控制机构将节气门的开度控制为规定的开度。
本发明的内燃机的停止控制装置执行3气缸以下的内燃机的停止控制。另外,即使是4气缸以上的发动机,只要是能因气缸停歇等而暂时性地作为3气缸以下的发动机进行驱动的发动机,且是在进行后述的停止控制时作为3气缸以下的发动机进行驱动的发动机,则包含在本发明中的内燃机中。本发明的内燃机构成为例如能对车辆的驱动轴供给动力的动力要素,无论例如燃料种类、燃料的供给方式、燃料的燃烧方式、进气排气系统的结构以及气缸的排列方式等怎样,可以采用各种方式。
在本发明的内燃机的停止控制装置进行动作时,首先利用判定机构对内燃机即将停止之前的压缩行程进行判定。例如能够根据内燃机的转速是否成为预先设定的阈值以下,来对内燃机即将停止之前的压缩行程进行判定。
在对内燃机即将停止之前的压缩行程进行判定时,利用节气门控制机构对内燃机即将停止之前的压缩行程(即,利用判定机构进行了判定的压缩行程)中的节气门的开度(以下适当地称为“节气门开度”)进行控制。在内燃机即将停止之前的压缩行程中,在所有气缸的进气门关闭的期间内,节气门控制机构使节气门开度为规定的开度。
另外,这里的“规定的开度”设定为能使进气通路(详细而言是进气歧管等)中的负压(以下适当地称为“进气负压”)减小为发挥后述的效果的程度的开度,且是尽量小的开度。
在通过节气门开度的控制来减小进气负压时,在控制了节气门开度的压缩行程后的进气行程中,由进气负压产生的活塞的制动效果减弱。另外,进气行程后的压缩行程(即,控制了节气门开度的压缩行程的下一个压缩行程)中的由压缩压力产生的制动效果增强。因此,易于使曲轴转角在压缩行程的状态(优选的是,即将到达能有效地抑制内燃机的启动时的振动的上死点之前)下停止。
为了使上述的效果充分地发挥,也优选使节气门开度控制后的进气负压为零(即,优选使进气压与大气压相等)。但是,即使进气负压不为零,只要稍微减小,就能相应地获得上述的效果。
另外,典型地,越增大节气门开度,减小进气负压的效果越高。因此,例如在使规定的开度始终为全开时,能够有效地减小进气负压。但是,若每当使内燃机停止时都使节气门开度为全开,则对用于使节气门开闭的各构件(例如,节气门的驱动电动机、弹簧等)的负担增加。因此,在使节气门开度所需以上地增大时,节气门的耐久年头可能减少。
然而,在本发明中,如上所述,将节气门开度控制为能减小进气负压的开度且是尽量小的开度。因而,能够降低由进气负压产生的影响,并且能够减轻对上述的节气门的负担。
顺便说一下,在内燃机为4气缸以上的情况下,由于总有某个气缸都处于进气行程,所以由进气负压产生的制动效果恒定,曲轴转角易于控制。但是,如本发明所示,在3气缸以下的内燃机中,可能存在任一个气缸都不处于进气行程的时刻,所以由进气负压产生的制动效果不恒定,曲轴转角的控制变得非常困难。因此,如上所述,能够适当地控制制动效果的本发明可以说在实践上是极有效的。
如上所述,采用本发明的内燃机的停止控制装置,在3气缸以下的内燃机中,也能较佳地控制停止时的曲轴转角。
在本发明的内燃机的停止控制装置的一技术方案中,使上述节气门的开度为规定的开度时的上述内燃机的转速越大,上述节气门控制机构使上述规定的开度越大。
在本发明的内燃机中,内燃机的转速越大,所有气缸的进气门关闭后到某个气缸的进气门打开为止的期间缩短。因此,使节气门的开度为规定的开度后到下一个进气行程开始为止的期间缩短。因此,在内燃机的转速较大的情况下,为了使曲轴转角在适当的位置停止,谋求在比内燃机的转速较小的情况短的期间内减小进气负压。
然而,在本技术方案中,内燃机的转速越大,越增大规定的开度。因此,即使在控制节气门开度后到下一个进气行程开始为止的期间较短的情况下,也能通过增大控制时的节气门开度,来有效地减小进气负压。另外,在控制节气门开度后到下一个进气行程开始为止的期间较长的情况下,通过减小控制时的节气门开度,使向节气门作用的负担进一步减小。
在本发明的内燃机的停止控制装置的另一技术方案中,使上述节气门为规定的开度时的上述进气通路的负压越大,上述节气门控制机构使上述规定的开度越大。
如上所述,节气门开度的控制的目的在于,减小使内燃机停止时的进气负压的影响。因此,在进气负压较大的情况下,谋求使进气负压减小的效果得到提高。
然而,在本技术方案中,进气负压越大,越增大规定的开度。因此,在进气负压较大的情况下,增大控制时的节气门开度,能够提高使进气负压减小的效果。另外,在进气负压较小的情况下,减小控制时的节气门开度,使向节气门作用的负担进一步减小。
在本发明的内燃机的停止控制装置的另一技术方案中,在成为所有气缸的进气门关闭的曲轴转角时,上述节气门控制机构将上述节气门的开度控制为上述规定的开度。
采用本技术方案,在所有气缸的进气门关闭后较早的阶段内,控制节气门开度,所以能使控制节气门开度后到下一个进气行程为止的期间变长。因此,能使规定的开度为尽量小的值,并且能使进气负压减小至充分小。
另外,根据进气门关闭的正时进行节气门的控制即可,所以能使处理比较简单。
另外,本技术方案中的“成为所有气缸的进气门关闭的曲轴转角时”是如下概念,即,不限定于成为所有气缸的进气门关闭的曲轴转角的瞬间,包含在控制节气门开度时可能发生的响应延迟等的期间的具有某种程度的幅度的概念。即使不是成为所有气缸的进气门关闭的曲轴转角的瞬间,只要在距此瞬间较短的时间内控制节气门开度,就能相应地获得上述的效果。
在本发明的内燃机的停止控制装置的另一技术方案中,从上述节气门到在压缩行程中停止的气缸的距离越大,上述节气门控制机构使上述规定的开度越大。
距节气门的距离较远的气缸与距节气门的距离较近的气缸相比,控制节气门开度后到进气门周边的进气压减小为止的时间变长。因此,在想要使距节气门的距离较远的气缸在压缩行程中停止的情况下,谋求更高的减小进气负压的效果。
然而,在本技术方案中,从节气门到停止的气缸的距离越大,规定的开度越大。因此,在使进气负压难以减小的较远的气缸停止的情况下,增大控制时的节气门开度,提高使进气负压减小的效果。另外,在使进气负压易于减小的较近的气缸停止的情况下,减小控制时的节气门开度,进一步减轻向节气门作用的负担。
在本发明的内燃机的停止控制装置的另一技术方案中,该内燃机的停止控制装置包括电动机和电动机控制机构,上述电动机能向上述内燃机的曲轴输出扭矩,在上述内燃机停止时,上述电动机控制机构对上述电动机进行控制,以输出将上述内燃机的停止时的曲轴转角调整为期望的值的调整扭矩。
采用本技术方案,在内燃机停止时,自例如搭载在混合动力车辆中的电动发电机等构成为电动发电机的电动机,输出将内燃机的停止时的曲轴转角调整为期望的值的调整扭矩。典型地,在使节气门开度为规定的开度之前,输出调整扭矩。另外,例如能够根据内燃机的转速等判定是否输出调整扭矩。
通过输出调整扭矩,能够进一步提高内燃机的停止时的曲轴转角的精度。因此,能够更进一步地提高通过使节气门开度为规定的开度而得到提高的曲轴转角的停止位置精度。
例如根据内燃机的曲轴转角来算出调整扭矩。另外,在依据电动机的转速算出调整扭矩时,由于考虑了由转速差导致的能量总量的偏差,所以能够以更高的精度进行停止时的曲轴转角控制。
本发明的作用及其他优势可以根据接下来说明的用于实施发明的实施方式而得到明确。
附图说明
图1是概念性地表示混合动力车辆的结构而构成的概略结构图。
图2是概念性地表示混合动力驱动装置的结构而构成的概略结构图。
图3是表示发动机的结构的概略结构图。
图4是表示ECU的结构的框图。
图5是表示节气门控制部的结构的框图。
图6是表示实施方式的内燃机的停止控制装置的动作的流程图。
图7是表示实施方式的内燃机的停止控制装置的动作时的各种参数的变化的线图。
图8是用于根据曲轴转角算出调整扭矩的映射。
图9是表示节气门控制部的动作的流程图。
图10是表示进气阀(日文:吸気バルブ)的开闭与各种参数的关系的线图。
图11是表示进气阀的关闭时间与目标开度的关系的坐标图。
图12是表示所需空气量与目标开度的关系的坐标图。
图13是表示相对于距节流阀(日文:スロットルバルブ)的距离不同的气缸的进气的流动的概略图。
图14是表示控制前的节气门开度比目标开度高的情况下的各种参数的变化的线图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
<混合动力车辆>
首先,参照图1对搭载有本实施方式的内燃机的停止控制装置的混合动力车辆的整体结构进行说明。这里,图1是概念性地表示混合动力车辆的结构而构成的概略结构图。
在图1中,本实施方式的混合动力车辆1构成为包括混合动力驱动装置10、PCU(Power Control Unit,动力控制单元)11、蓄电池12、油门开度传感器13、车速传感器14和ECU100。
ECU100是本发明的“内燃机的停止控制装置”的一例,包括CPU(Central Processing Unit,中央处理单元),ROM(Read Only Memory,只读存储器)和RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)等,是构成为能控制混合动力车辆1的各部分的动作的电子控制单元。ECU100构成为能够按照例如存储在ROM等中的控制程序,执行混合动力车辆1中的各种控制。
PCU11将自蓄电池12取出的直流电力转换为交流电力而供给到后述的电动发电机MG1和电动发电机MG2中。另外,包括能够将利用电动发电机MG1和电动发电机MG2发出的交流电力,转换为直流电力而供给到蓄电池12中的未图示的变换器。即,PCU11是构成为能够控制蓄电池12与各电动发电机之间的电力的输入输出或各电动发电机彼此间的电力的输入输出(即,在该情况下,不经由蓄电池12在各电动发电机彼此间进行电力的授受)的电力控制单元。PCU11与ECU100电连接,成为利用ECU100控制PCU11的动作的结构。
蓄电池12是作为用于使电动发电机MG1和电动发电机MG2进行动力运转的电力的电力供给源而发挥功能的能充电的蓄电机构。蓄电池12的蓄电量能够在ECU100等中检测出来。
油门开度传感器13是构成为能够将作为混合动力车辆1的未图示的加速踏板的操作量的油门开度Ta检测出来的传感器。油门开度传感器13与ECU100电连接,成为利用ECU100以恒定或不定的周期对检测出来的油门开度Ta进行参照的结构。
车速传感器14是构成为能将混合动力车辆1的车速V检测出来的传感器。车速传感器14与ECU100电连接,成为利用ECU100以恒定或不定的周期对检测出来的车速V进行参照的结构。
混合动力驱动装置10是作为混合动力车辆1的动力传动系发挥功能的动力单元。这里,参照图2说明混合动力驱动装置10的详细的结构。这里,图2是概念性地表示混合动力驱动装置的结构而构成的概略结构图。
在图2中,混合动力驱动装置10构成为主要包括发动机200、动力分割机构300、电动发电机MG1(以下适当地简称为“MG1”)、电动发电机MG2(以下适当地简称为“MG2”)、输入轴400、驱动轴500和减速机构600。
发动机200是作为本发明的“内燃机”的一例的汽油发动机,构成为作为混合动力车辆1的主要动力源而发挥功能。这里,参照图3说明发动机200的详细结构。这里,图3是例示发动机的一截面结构的示意图。
另外,本发明中的“内燃机”是如下概念:包括具有3个以下的气缸,在该气缸的内部的燃烧室内例如能将包含汽油、轻油或酒精等各种燃料的混合气体燃烧后产生的力,适当地经由例如活塞、连杆和曲轴等物理性或机械性的传递机构,作为驱动力取出的机关。在满足该概念的范围内,本发明的内燃机的结构不限定于发动机200,也可以具有各种方式。
另外,即使是4气缸以上的发动机,只要是能因气缸停歇等而暂时性地成为3气缸以下的发动机进行驱动,且是在进行后述的停止控制时成为3气缸以下的发动机进行驱动的发动机,则包含在本发明中的内燃机中。
另外,发动机200是沿与纸面垂直的方向串联配置多个气缸201而构成的发动机,但由于各气缸201的结构彼此相等,所以在图3中只说明1个气缸201。
在图3中,发动机200在气缸201内借助由点火装置202进行的点火动作使混合气体燃烧,并且能够将依据由该燃烧产生的爆发力而引发的活塞203的往返运动经由连杆204,转换为曲轴205的旋转运动,火花塞(省略附图标记)的一部分露出在燃烧室内而构成上述点火装置202。
在曲轴205附近设置有检测曲轴205的旋转位置(即,曲轴转角)的曲轴位置传感器206。该曲轴位置传感器206与ECU100(未图示)电连接,在ECU100中成为如下结构:根据自该曲轴位置传感器206输出的曲轴转角信号,算出发动机200的机关转速NE。
在发动机200中,自外部吸入的空气通过进气管207,经由进气口210,在进气阀211开阀时被引导到气缸201的内部。另外,这里的进气阀211是本发明的“进气门”的一例。
另一方面,在进气口210设置有未图示的压力传感器。另外,喷射器212的燃料喷射阀露出于进气口210,能对进气口210喷射燃料。自喷射器212喷射的燃料在进气阀211的开阀时刻前后,与吸入空气混合,成为上述的混合气体。
将燃料贮存在未图示的燃料箱内,利用未图示的供给泵的作用经由未图示的输送管供给到喷射器212内。在气缸201的内部燃烧后形成的混合气体成为排气,在与进气阀211的开闭联动而开闭的排气阀(日文:排気バルブ)213开阀时,经由排气口214引导到排气管215内。
另一方面,在进气管207中的进气口210的上游侧,配设有能对经由未图示的滤清器导入的吸入空气的吸入空气量进行调节的节流阀208。该节流阀208是本发明的“节气门”的一例,成为利用与ECU100电连接的节流阀电动机209控制该节流阀208的驱动状态的结构。另外,ECU100基本上是为了获得与未图示的加速踏板的开度(即,上述的油门开度Ta)相对应的节气门开度而控制节流阀电动机209,但也可以借助节流阀电动机209的动作控制,不参照驾驶员的意思就调整节气门开度。即,节流阀208构成为一种电子控制式节流阀。
在排气管215设置有三元催化器216。三元催化器216是构成为将自发动机200排出的排气中的NOx(氮氧化物)还原,同时能将排气中的CO(一氧化碳)和HC(碳化氢)氧化的催化器装置。另外,催化器装置的可采用的方式不限定于这种三元催化器,例如也可以代替三元催化器或者加之设置NSR催化器(NOx吸附还原催化器)或氧化催化器的各种催化器。
在排气管215设置有构成为能够检测发动机200的排气空燃比的空燃比传感器217。此外,在设置于收容气缸201的缸体的水冷套中配设有水温传感器218,该水温传感器218用于将为了冷却发动机200而循环供给的冷却水(LLC)的冷却水温检测出来。上述空燃比传感器217和水温传感器218分别与ECU100电连接,成为分别利用ECU100以恒定或不定的检测周期对检测出来的空燃比和冷却水温进行把握的结构。
回到图2,电动发电机MG1是本发明的“电动机”的一例,是具备将电能转换为动能的动力运转功能和将动能转换为电能的再生功能的电动发电机。电动发电机MG2与电动发电机MG1相同,是具备将电能转换为动能的动力运转功能和将动能转换为电能的再生功能的电动发电机。另外,电动发电机MG1、MG2例如构成为同步电动发电机,例如具有如下结构,即,包括在外周面具有多个永久磁铁的转子和卷绕有形成旋转磁场的三相线圈的定子的结构,但也可以具有其他结构。
动力分割机构300包括设置在中心部的太阳齿轮S1、与太阳齿轮S1同心圆状地设置在太阳齿轮S1的外周的内齿轮R1、配置在太阳齿轮S1与内齿轮R1之间而在太阳齿轮S1的外周自转并且公转的多个小齿轮P1、以及轴支承这些各小齿轮的旋转轴的齿轮架C1。
这里,太阳齿轮S1借助太阳齿轮轴310与MG1的转子RT1相连结,太阳齿轮S1的转速与MG1的转速Nmg1(以下适当地称为“MG1转速Nmg1”)等价。另外,内齿轮R1借助离合器710、驱动轴500和减速机构600与MG2的转子RT2结合,内齿轮R1的转速与MG2的转速Nmg2(以下适当地称为“MG2转速Nmg2”)为唯一的关系。此外,齿轮架C1连结于与发动机200的已述的曲轴205相连结的输入轴400,齿轮架C1的转速与发动机200的机关转速NE等价。另外,在混合动力驱动装置10中,分别利用解析器等的旋转传感器以恒定的周期将MG1转速Nmg1和MG2转速Nmg2检测出来,以恒定或不定的周期送出到ECU100。
另一方面,驱动轴500借助作为包括各种减速齿轮和差动齿轮的减速装置的减速机构600,与对作为混合动力车辆1的驱动轮的右前轮FR和左前轮FL分别进行驱动的传动轴SFR、SFL相连结。因而,自电动发电机MG2供给到驱动轴500的电动机扭矩Tmg2经由减速机构600传递到各传动轴,经由各传动轴传递的来自各驱动轮的驱动力同样经由减速机构600和驱动轴500输入到电动发电机MG2。因而,MG2转速Nmg2与混合动力车辆1的车速V为唯一的关系。
动力分割机构300根据该结构,将自发动机200经由曲轴205供给到输入轴400的发动机扭矩Te,利用齿轮架C1和小齿轮P1以规定的比率(与各齿轮彼此间的齿轮传动比相对应的比率)分配给太阳齿轮S1和内齿轮R1,能将发动机200的动力分给2个系統。
装置的结构
接下来,参照图4对构成本实施方式的内燃机的停止控制装置的主要部分的ECU100的具体的结构进行说明。这里,图4是表示ECU的结构的框图。
在图4中,本实施方式的ECU100构成为包括发动机转速检测部110、曲轴转角检测部120、发动机停止控制判定部130、MG扭矩算出部140、MG扭矩控制部150、节气门控制部160和进气负压检测部170。
发动机转速检测部110根据例如从曲轴位置传感器206(参照图3)获得的曲轴转角的信息,将发动机200的转速NE检测出来。在发动机转速检测部110检测出来的发动机200的转速NE向发动机停止控制判定部130输出。
曲轴转角检测部120根据例如从曲轴位置传感器206获得的曲轴转角的信息,将曲轴205的曲轴转角检测出来。在曲轴转角检测部120检测出来的曲轴转角向MG扭矩算出部140输出。
发动机停止控制判定部130根据在发动机转速检测部110检测出来的发动机200的转速NE,进行发动机200的停止控制时的各种判定。发动机停止控制判定部130至少具有1个例如用于进行发动机停止控制的对发动机200的转速NE的阈值,根据检测出来的转速NE是否超过了阈值,来判定是否进行发动机停止控制中的各种控制。发动机停止控制判定部130在已判定为进行发动机停止控制的情况下,分别控制MG扭矩算出140和节气门控制部160。
MG扭矩算出部140决定应从MG1输出的扭矩。MG扭矩算出部140算出在发动机停止控制中用于降低发动机200的转速的降低扭矩、以及用于调整曲轴转角的位置的调整扭矩。这里,特别是,上述的调整扭矩使用从曲轴转角检测部120获得的曲轴转角来算出。MG扭矩算出部140将用于根据例如曲轴转角导出调整扭矩的映射存储起来。利用MG扭矩算出部140算得的值向MG扭矩控制部150输出。
MG扭矩控制部150是本发明的“电动机控制机构”的一例,控制电动发电机MG1,以输出在MG扭矩算出部140算得的扭矩。
节气门控制部160是本发明的“节气门控制机构”的一例,通过驱动节流阀电动机209(参照图3),控制节流阀208的开度。本实施方式的节气门控制部160特别是在进行发动机停止控制时,使节流阀208为预先设定的规定的开度。关于该发动机停止控制时的动作,详见后述。
进气负压检测部170根据例如进气口210处的稳压箱等的压力将进气口处的负压的大小检测出来。检测出来的进气负压输出到节气门控制机构160,用于节气门的开度控制。
构成为包含上述的各部位的ECU100是一体构成的电子控制单元,上述各部位的动作构成为全由ECU100执行。但是,本发明的上述部位的物理性、机械性和电气性的结构并不限定于此,例如上述这些各部位也可以构成为多个ECU、各种处理单元、各种控制器或微型计算机装置等各种计算机系统等。
接下来,参照图5说明ECU100中的节气门控制机构的具体结构。这里,图5是表示节气门控制部的结构的框图。
在图5中,本实施方式的节气门控制机构构成为包括进气阀开闭判定部161、进气阀关闭时间算出部162、所需空气量算出部163、节气门开度算出部164、停止气缸判定部165、节气门开度修正部166、节气门开度判定部167和控制信号输出部168。
进气阀开闭判定部161是本发明的“判定机构”的一例,根据例如从曲轴位置传感器206获得的曲轴转角的信息,判定发动机200中的所有气缸的进气阀211是否关闭。进气阀开闭判定部161中的判定结果输出到节气门开度算出部164。
进气阀关闭时间算出部162根据在发动机转速检测部110检测出来的发动机200的转速NE,算出发动机200中的所有气缸的进气阀211关闭的期间。利用进气阀关闭时间算出部162算得的期间输出到节气门开度算出部164。
所需空气量算出部163根据在进气负压检测部170检测出来的进气负压,算出为了使进气负压为零而要求的空气量。即,只要某种程度的空气被导入到进气口210,就算出负压是否被消除。在所需空气量算出部163算得的所需空气量输出到节气门开度算出部164。
节气门开度算出部164算出节流阀208的开度控制中的目标开度。另外,这里的目标开度是本发明的“规定的开度”的一例,算出为能将进气负压消除的那样的值。详细而言,当在进气阀开闭判定部161已判定为所有气缸的进气阀211关闭的阶段,节气门开度算出部164根据利用进气阀关闭时间算出部162算得的期间和在所需空气量算出部163算得的所需空气量,算出目标开度。
停止气缸判定部165根据例如从曲轴位置传感器206获得的曲轴转角的信息,判定想要在压缩行程使曲轴转角停止的气缸201。停止气缸判定部165中的辨别结果输出到节气门开度修正部166。
节气门开度修正部166根据停止气缸判定部165中的辨别结果,修正由节气门开度算出部164算得的目标开度。更详细而言,节气门开度修正部166通过将与停止气缸判定部165的判定结果相对应的系数,应用为利用节气门开度算出部164算得的目标开度,来进行修正。
节气门开度判定部167判定实际的节流阀208的开度是否超过修正后的目标开度。在实际的节流阀208的开度超过修正后的目标开度的情况下,节气门开度判定部167使节气门开度的控制中止。
当在节气门开度判定部167未进行使节气门开度的控制中止的判定的情况下,控制信号输出部168将节流阀208的开度控制为修正后的目标开度。
另外,构成为包含上述的各部位的节气门控制部160的动作如上所述,由ECU100中的发动机停止控制判定部130控制。即,当在发动机停止控制判定部130已判定为进行节流阀211的控制的情况下,开始进行节气门控制部160中的各部位的动作。
<说明动作>
接下来,说明本实施方式的内燃机的停止控制装置的动作。
首先,参照图6至图8,对利用本实施方式的内燃机的停止控制装置实施的发动机停止控制中在节流阀211的开度的控制前进行的控制进行说明。这里,图6是表示本实施方式的内燃机的停止控制装置的动作的流程图。另外,图7是表示本实施方式的内燃机的停止控制装置的动作时的各种参数的变化的线图。
在图6和图7中,在进行本实施方式的内燃机的停止控制装置的动作时,首先在发动机转速检测部110中将发动机200的转速NE检测出来(步骤S101)。在将发动机200的转速NE检测出来时,在发动机停止控制判定部130中判定检测出来的值是否为1200rpm以下(步骤S102)。另外,这里的1200rpm这一值是用于判定是否开始进行发动机停止控制的阈值,被预先存储在发动机停止控制判定部130。
在已判定为检测出来的值为1200rpm以下的情况下(步骤S102:是),在MG扭矩算出部140中算出应自MG1输出的降低扭矩,利用MG扭矩控制部150控制MG1,以将算得的降低扭矩输出(步骤S103)。
另外,例如在因蓄电池12中的Win限制等,而不能自MG1输出充分的降低扭矩的那种情况下,通过在进行降低扭矩的输出前,使节流阀208的开度暂时减小,由进气负压产生制动效果,也能补充MG1的输出不足。
接着,在发动机转速检测部110再次将发动机200的转速NE检测出来(步骤S104)。在将发动机200的转速NE检测出来时,在发动机停止控制判定部130中判定检测出来的值是否为1000rpm以下(步骤S105)。另外,这里的1000rpm这一值是用于判定是否使用于调整曲轴转角的调整扭矩的输出开始的阈值,被预先存储到发动机停止控制判定部130中。
在已判定为检测出来的值为1000rpm以下的情况下(步骤S105:是),首先在曲轴转角检测部120中将该时刻的曲轴转角的值检测出来(步骤S106)。并且,根据检测出来的曲轴转角的值,利用MG扭矩算出部140算出应自MG1输出的调整扭矩(步骤S107)。
这里,参照图8说明调整扭矩的具体的算出方法。这里,图7是用于根据曲轴转角算出调整扭矩的映射。另外,图8的映射表示用于将发动机停止后的曲轴转角控制为作为即将到达上死点之前的120deg~150deg左右的扭矩值。
能够使用图8所示的那种映射,根据发动机200的转速NE为1000rpm时的曲轴转角的值唯一地决定应输出的调整扭矩的值。例如在输出了怎样的扭矩的情况下,通过以不同的条件反复进行使发动机停止后的曲轴转角成为期望的位置的这样的试验,能够作出这种映射。
回到图6和图7,在算出调整扭矩时,利用MG扭矩控制部150以将算得的调整扭矩输出的方式控制MG1(步骤S108)。调整扭矩如图7的灰色部分所示,以在之前输出的降低扭矩上追加的形式来输出。
接着,在发动机转速检测部110再次将发动机200的转速NE检测出来(步骤S109)。在将发动机200的转速NE检测出来时,在发动机停止控制判定部130判定检测出来的值是否为500rpm以下(步骤S110)。另外,这里的500rpm这一值是用于判定是否进行节流阀208的开度控制的阈值,被预先存储在发动机停止控制判定部130中。
另外,通过使这里的阈值为接近缓冲器的谐振带(例如350rpm)的值,也能抑制起因于缓冲器谐振的驱动噪声。详细而言,当在压缩行程中发生缓冲器的谐振带的重叠时,压缩反作用力会使由缓冲器谐振产生的驱动噪声加大。对此,在使开始进行节气门开度的控制的阈值为缓冲器的谐振带时,能使缓冲器的谐振带通过发动机即将停止之前的进气行程,所以能够有效地抑制驱动噪声。
当在发动机停止控制判定部130已判定为检测出来的值为500rpm以下的情况下(步骤S110:是),利用节气门控制部160开始进行节气门开度的控制(步骤S111)。
以下,参照图9说明由节气门控制部160进行的节气门开度的控制。这里,图9是表示节气门控制部的动作的流程图。
在图9中,在开始由节气门控制部160进行的节气门开度的控制时,首先在进气阀开闭判定部161参照曲轴转角(步骤S201),判定发动机200中的所有气缸201的进气阀211是否关闭(步骤S202)。并且,之后的处理只在发动机200中的所有气缸201的进气阀211关闭的情况下进行。即,节气门开度的控制只在发动机200中的所有气缸201的进气阀211关闭的情况下进行。
这里,参照图10对在发动机200中的所有气缸201的进气阀211关闭的情况下进行节气门开度的控制而获得的效果进行说明。这里,图10是表示进气阀的开闭与各种参数的关系的线图。
在图10中,发动机200包括第1气缸和第2气缸这2个气缸。在该情况下,在第1气缸为进气行程时,第2气缸成为膨胀行程。在第1气缸为压缩行程时,第2气缸成为排气行程。在第1气缸为膨胀行程时,第2气缸成为进气行程。在第1气缸为排气行程时,第2气缸成为压缩行程。因此,在第1气缸和第2气缸中,在彼此不同的正时进行进气阀211的开闭。
这里,在本实施方式中,特别是,如上所述,节气门开度的控制在2个气缸中的任一个中,都是在进气阀211关闭的期间内进行。因此,在图10中表示的例子中,在第2气缸中压缩行程开始,进气阀211关闭后控制节气门开度。由此,空气经由节流阀208导入到进气口210,成为在第1气缸中的进气行程的开始时将进气负压消除的状态。因此,起因于第1气缸的进气行程中的进气负压的、活塞203的制动效果减小,由接下来的压缩行程中的压缩压力(即,压缩扭矩)产生的制动效果增大。因此,容易使曲轴转角在即将到达上死点之前停止。
另外,这里,在第2气缸中的进气阀211关闭的同时,控制节流阀208的开度,但只要在发动机200中的所有气缸201的进气阀211关闭的期间内,就能相应地获得上述的效果。但是,在尽量早的阶段控制节流阀208的开度能够延长将空气经由节流阀208导入到进气口210的期间。因此,即使在控制后的节流阀208的开度较小的情况下,也能可靠地消除进气负压。只要能够将控制后的节流阀208的开度减小,就能减轻对节流阀电动机209等的节流阀208进行控制的构件的负担,所以能够抑制节流阀208的耐用年头的减少。
回到图9,在发动机200中的所有气缸201的进气阀211关闭的情况下(步骤S202:是),在进气阀关闭时间算出部162参照发动机转速NE(步骤S203),算出发动机200中的所有气缸201的进气阀211关闭的期间(步骤S204)。
另外,在所需空气量算出部163中,参照进气负压(步骤S205),算出为了使进气负压为零而要求的空气量(步骤S206)。
在算出进气阀211的关闭时间和所需空气量时,在节气门开度算出部164算出节流阀208的目标开度(步骤S207)。节气门开度算出部164在进气阀211的关闭时间内,算出目标开度来作为能将所需空气量导入到进气口210的那种节流阀208的开度。
这里,参照图11和图12详细说明由节气门开度算出部164进行的目标开度的算出方法。这里,图11是表示进气阀的关闭时间与目标开度的关系的坐标图。另外,图12是表示所需空气量与目标开度的关系的坐标图。
如图11和图12所示,节气门开度算出部164预先将表示进气阀211的关闭时间及所需空气量与目标开度的关系的映射存储起来,通过使算得的进气阀211的关闭时间和所需空气量成为映射,算出目标开度。
在图11中,将目标开度设定为与进气阀211的关闭时间成反比例的那样的值。因此,算得的进气阀211的关闭时间越大,越将目标开度算出为较小的值。在这样算出目标开度时,即使在控制节气门开度后到下一个进气行程开始为止的期间较短的情况下,也能通过增大控制时的节气门开度,来有效地减小进气负压。另外,在控制节气门开度后到下一个进气行程开始为止的期间较长的情况下,通过减小控制时的节气门开度,进一步减轻向节流阀208作用的负担。
在图12中,将目标开度设定为与所需空气量成比例的那种值。因此,算得的所需空气量越大,越将目标开度算出为较小的值。在这样算出目标开度时,在进气负压较大的情况下,增大控制时的节气门开度,提高使进气负压减小的效果。另外,在进气负压较小的情况下,减小控制时的节气门开度,进一步减轻向节流阀208作用的负担。
回到图9,在算出目标开度时,在停止气缸判定部165参照曲轴转角(步骤S208),辨别在压缩行程中停止的气缸201是发动机200中的哪一个气缸201(步骤S209)。
当辨别在压缩行程中停止的气缸201时,在节气门开度修正部166中对利用节气门开度算出部164算得的目标开度进行修正。节气门开度修正部166根据停止气缸判定部165中的辨别结果来修正目标开度。
以下,参照图13详细地说明由节气门开度修正部166进行的目标开度的修正。这里,图13是表示相对于距节流阀的距离不同的气缸的进气的流动的概略图。
如图13所示,距节流阀208的距离较远的气缸201a的经由节流阀208导入的空气的路径增长。因此,与距节流阀208的距离较近的气缸201b相比,控制节气门开度后到进气阀211周边的进气压减小为止的时间加长。因此,在想要使距节流阀208的距离较远的气缸201a在压缩行程中停止的情况下,谋求进一步提高使进气负压减小的效果。
对此,在本实施方式中,距离自节流阀208停止的气缸的距离越大,将目标开度修正为越大。详细而言,应用为目标开度的修正系数的值增大。因此,在使进气负压难以减小的较远的气缸201a停止的情况下,增大控制时的节气门开度,提高使进气负压减小的效果。另外,在使进气负压易于减小的较近的气缸201b停止的情况下,将目标开度修正为较小(或者不修正为较大)。详细而言,使应用为目标开度的修正系数的值减小。因此,增大控制时的节气门开度,进一步减轻向节流阀208作用的负担。
回到图9,在修正目标开度时,在节气门开度判定部167中参照实际的节流阀208的开度(步骤S211),判定实际的节流阀208的开度是否超过了修正后的目标开度(步骤S212)。
这里,在实际的节流阀208的开度超过了修正后的目标开度的情况下(步骤S212:是),将实际的节流阀208的开度代入到目标开度中(步骤S213)。因此,最终的目标开度成为实际的节流阀208的开度。因此,即使进行了节气门开度的控制,节气门开度也不变。另一方面,在实际的节流阀208的开度未超过修正后的目标开度的情况下(步骤S212:否),省略进行步骤S213的处理。即,最终的目标开度成为修正后的目标开度。
以下,参照图14详细说明节气门开度判定部167中的判定的效果。这里,图14是表示控制前的节气门开度比目标开度高的情况下的各种参数的变化的线图。
如图14所示,在控制前的节气门开度比目标开度高的情况下,即使不控制节气门开度,也能消除进气负压。因此,在如上所述地将实际的节流阀208的开度代入到目标开度中时(换言之,使向算得的目标开度进行的变更中止时),能够防止使节流阀208的开度不必要地改变。因此,能够减轻节流阀208的负担。
回到图9,在决定最终的目标开度时,利用控制信号输出部168输出用于使节气门开度判定节流阀208的开度为目标开度的控制信号(步骤S214)。由此,进行实际上经由了节流阀208向进气口210导入空气,发挥上述的本实施方式的效果。
如上所述,采用本实施方式的内燃机的停止控制装置,能够通过控制节流阀208的开度,来消除进气负压。因而,在3气缸以下的发动机200中,也能较佳地进行停止时的曲轴转角控制。
本发明并不限定于上述的实施方式,可以在不违反根据权利要求书和说明书整体读取的发明的主旨或思想的范围内进行适当的变更,而且,伴随那种变更的内燃机的停止控制装置也包含在本发明的技术范围内。
附图标记说明
1、混合动力车辆;10、混合动力驱动装置;11、PCU;12、蓄电池;13、油门开度传感器;14、车速传感器;100、ECU;110、发动机转速检测部;120、曲轴转角检测部;130、发动机停止控制判定部;140、MG扭矩算出部;150、MG扭矩控制部;160、节气门控制部;170、进气负压检测部;161、进气阀开闭判定部;162、进气阀关闭时间算出部;163、所需空气量算出部;164、节气门开度算出部;165、停止气缸判定部;166、节气门开度修正部;167、节气门开度判定部;168、控制信号输出部;200、发动机;201、气缸;203、活塞;205、曲轴;206、曲轴位置传感器;208、节流阀;209、节流阀电动机;210、进气口;211、进气阀;212、喷射器;213、排气阀;214、排气口;300、动力分割机构;500、驱动轴;600、减速机构;MG1、MG2、电动发电机。

Claims (6)

1.一种内燃机的停止控制装置,执行3气缸以下的内燃机的停止控制,其特征在于,
该内燃机的停止控制装置包括判定机构和节气门控制机构,
所述判定机构对所述内燃机即将停止之前的压缩行程进行判定,
在由所述判定机构判定的所述内燃机即将停止之前的压缩行程中,在所有气缸的进气门关闭的期间内,所述节气门控制机构将节气门的开度控制为规定的开度。
2.根据权利要求1所述的内燃机的停止控制装置,其特征在于,
使所述节气门的开度为规定的开度时的所述内燃机的转速越大,所述节气门控制机构使所述规定的开度越大。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的停止控制装置,其特征在于,
使所述节气门为规定的开度时的所述进气通路的负压越大,所述节气门控制机构使所述规定的开度越大。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的内燃机的停止控制装置,其特征在于,
在成为所有气缸的进气门关闭的曲轴转角时,所述节气门控制机构将所述节气门的开度控制为所述规定的开度。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的内燃机的停止控制装置,其特征在于,
从所述节气门到在压缩行程停止的气缸的距离越大,所述节气门控制机构使所述规定的开度越大。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的内燃机的停止控制装置,其特征在于,
该内燃机的停止控制装置包括电动机和电动机控制机构,
所述电动机能向所述内燃机的曲轴输出扭矩,
所述电动机控制机构对所述电动机进行控制,使得在所述内燃机停止时,输出将所述内燃机的停止时的曲轴转角调整为期望的值的调整扭矩。
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