CN107614855B - 车辆用内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

在加速器开度变为0时(S1)，基于冷却水温(TW)来设定燃料切断允许车速(Vfc)(S2)。在延迟时间(Tdl)中，转矩下降具有与冷却水温(TW)对应的特性，且在未暖机状态下提供相对大的空气量。燃料切断允许车速(Vfc)具有以下特性：同与冷却水温(TW)相应的延迟时空气量下降控制对应，且在冷却水温(TW)低的未暖机时其值高。由此，乘客所感觉到的冲击乃至不协调感降低。

Description

车辆用内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种在减速时进行燃料切断的车辆用内燃机的控制装置。

背景技术

已知的是，当在行驶中加速器开度变为0时，按照规定的燃料切断允许条件来进行燃料供给的停止即燃料切断，以降低车辆用内燃机的燃料消耗。

专利文献1中公开了以下内容：作为燃料切断允许条件之一，包括车速条件。也就是说，公开了以下内容：在加速器开度变为0时，在车速比规定的燃料切断允许车速高时允许燃料切断。

专利文献1：日本特开2013-1172号公报

发明内容

本发明的目的在于，即使是较低车速也较适当地进行燃料切断控制，由此实现燃料切断所导致的燃料消耗的进一步降低、并且实现抑制给乘客带来的不协调感。

本发明是一种车辆用内燃机的控制装置，当在行驶中加速器开度变为0时，将车速比燃料切断允许车速高作为一个条件，在经过规定的延迟时间后执行燃料切断，

通过本发明，包括内燃机温度低时在内，将燃料切断的机会增加到最大限度，并且能够实现抑制给乘客带来的不协调感。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的控制装置的一个实施例的系统结构的结构说明图。

图2是表示减速时的控制的第一实施例的流程图。

图3是表示燃料切断允许转速相对于冷却水温的特性的特性图。

图4是表示燃料切断允许车速相对于冷却水温的特性的特性图。

图5是表示燃料切断时的目标空气量相对于冷却水温的特性的特性图。

图6是将暖机完成后和未暖机时的与加速器OFF相伴的内燃机转矩、空气量以及点火时期各自的变化进行对比而示出的时序图。

图7是表示减速时的控制的第二实施例的流程图。

图8是表示燃料切断允许车速相对于预测转矩的特性的特性图。

具体实施方式

下面，基于附图来详细说明本发明的一个实施例。

图1是表示本发明的一个实施例的系统结构的结构说明图。搭载于未图示的车辆的内燃机1例如是火花点火式汽油发动机，在燃烧室的顶壁面配置有一对吸气阀2和一对排气阀3，并且在由这些吸气阀2和排气阀3包围的中央部配置有火花塞4。

在由上述吸气阀2进行开闭的吸气口5，按各气筒而配置有向吸气阀2喷射燃料的燃料喷射阀6。另外，在与吸气口5连接的吸气通路7的收集器部7a上游侧，插入安装有电子控制型节气阀8，根据来自发动机控制器10的控制信号来控制该电子控制型节气阀8的开度，在该节气阀8的更上游侧，配设有检测吸入空气量的空气流量计9。

另外，在与排气口11连接的排气通路12插入安装有由三元催化器构成的催化器装置13、14，在其上游侧配置有空燃比传感器16。而且，从两个催化器装置13、14之间分支出的排气回流通路15的顶端与吸气通路7的节气阀8下游侧连接，在排气回流通路15插入安装有排气回流控制阀17。

上述内燃机1与未图示的变矩器及变速器进行组合来搭载于车辆，借助该变速器和未图示的最终减速装置来驱动车辆的驱动轮。作为上述变速器，例如使用了能够根据车辆的运转条件来连续地变更变速比的皮带式无级变速器(所谓的CVT)。

上述发动机控制器10除了与上述的空气流量计9、空燃比传感器16连接以外，还与用于检测内燃机转速NE的曲轴转角传感器18、检测冷却水温TW来作为内燃机温度的水温传感器19、检测由驾驶员操作的加速器20的踏下量(也就是说加速器开度APO)的加速器开度传感器21、检测车速V的车速传感器22等各种传感器类连接，被输入这些检测信号。另外，进行上述的无级变速器的变速比控制等的CVT控制器24经由车内网络25来与发动机控制器10连接，在两者之间进行所需的信息、信号的授受。关于本发明，至少从CVT控制器24向发动机控制器10提供变速比信息和变速器工作油温信息。

发动机控制器10基于上述各种检测信号来将由燃料喷射阀6喷射燃料的燃料喷射量和喷射时期、由火花塞4点火的点火时期、节气阀8的开度等控制为最佳。而且，如后所述，执行燃料切断以抑制燃料消耗。此外，所述变矩器具有锁止离合器，例如在10km/h以上的车速下接合锁止离合器。在该锁止离合器被接合时实施燃料切断，在锁止离合器被释放时不实施燃料切断。

图2是表示上述发动机控制器10所执行的减速时的控制的第一实施例的流程图。在内燃机1的运转中，每隔规定的微小时间重复执行该流程图所示的处理，在步骤1中，重复判定是否已从加速器ON(开)变化为加速器OFF(关)、也就是说加速器开度APO是否已从0以外的状态变化为0。在步骤2中，基于此时的冷却水温TW，来设定与冷却水温TW对应的燃料切断允许转速NEfc以及与冷却水温TW对应的燃料切断允许车速Vfc。

然后，在步骤3中，作为燃料切断条件，判定是否同时满足“内燃机转速NE比燃料切断允许转速NEfc高”以及“车速V比燃料切断允许车速Vfc高”这两个条件。在此如果为NO(否)，则不执行燃料切断。

图3表示燃料切断允许转速NEfc相对于冷却水温TW的特性，如图所示，在未暖机时(例如冷却水温TW低于50℃)，燃料切断允许转速NEfc被设定得高，以避免油的粘性高而发动机熄火。图4表示燃料切断允许车速Vfc相对于冷却水温TW的特性，依然是在未暖机时燃料切断允许车速Vfc被设定得高。发动机控制器10在存储器内分别具备以冷却水温TW为参数来预先分配燃料切断允许转速NEfc的值的燃料切断允许转速表以及以冷却水温TW为参数来预先分配燃料切断允许车速Vfc的值的燃料切断允许车速表，在步骤2中，通过参照这些表来设定与此时的冷却水温TW相应的燃料切断允许转速NEfc和燃料切断允许车速Vfc。关于图4的燃料切断允许车速Vfc的特性，在后面进一步叙述。

如果步骤3的判定为YES(是)，则进入步骤4，设定燃料切断之前的转矩的平稳的下降所需的延迟时间Tdl。与加速器连动地，节气阀8被闭合到能够维持怠速旋转的程度的阀开度为止。在节气阀8闭时，由于存在于收集器部7a的空气的响应延迟，进入发动机气筒内的空气量延迟地降低。考虑该延迟来设定延迟时间Tdl。即，在经过延迟时间后变为与维持节气阀8的怠速旋转的阀开度相应的发动机转矩。基于加速器开度APO变为0的时间点(严格地说在即将变为0之前)的内燃机转速NE、内燃机负荷、车速V、无级变速器的变速比以及变速器工作油温来计算该延迟时间Tdl。换言之，以考虑在加速器开度APO即将变为0之前内燃机1对车辆提供的输出、车辆的行驶阻力、包括无级变速器在内的驱动系统的内部阻力等的形式来设定最佳的延迟时间Tdl。顺带一提，延迟时间Tdl为500ms～1秒左右的大小。

在步骤5中，判定在步骤1中检测出变化为加速器OFF后的经过时间Toff是否已变为延迟时间Tdl以上。在此如果为“否”则进入步骤6，在延迟时间Tdl的期间执行使点火时期按照规定的特性来逐渐滞后的延迟时间点火时期滞后控制，从而辅助转矩下降。然后，返回到步骤5来重复判定是否已变为延迟时间Tdl以上。

也就是说，随着加速器OFF，节气阀被节制，空气量带有延迟地下降。并且，在从加速器OFF起的经过时间Toff达到延迟时间Tdl的值之前，根据经过时间Toff来控制点火时期，使点火时期逐渐滞后。在此，延迟时间点火时期滞后控制的特性如后所述那样为与冷却水温TW对应的形式。另外，作为燃料喷射，进行与空气量对应的量的燃料喷射，因而，在延迟时间Tdl的期间，内燃机1的燃烧运转得以维持。

如果在步骤5中判定为经过时间Toff已达到延迟时间Tdl，则进入步骤7，执行燃料喷射的停止、也就是说燃料切断。

此外，在燃料切断后，通过未图示的例程来重复判定规定的燃料切断恢复条件是否成立，在燃料切断恢复条件成立时，重新开始燃料喷射。

图6是将暖机完成后和未暖机时的与加速器OFF相伴的(a)内燃机转矩、(b)空气量以及(c)点火时期各自的变化进行对比而示出的时序图。虚线表示暖机完成后(例如冷却水温TW为70℃)的特性，实线表示未暖机状态(例如冷却水温TW为30℃)的特性。

在从加速器OFF到执行燃料切断为止的延迟时间Tdl的期间，如上所述，节气阀8被闭合到能够维持怠速旋转的程度。其结果，朝向与该开度相应的空气量，空气量逐渐下降。在暖机中以使发动机转速为1200rpm左右的方式设定加速器OFF时的节气阀8的开度，在暖机完成后以使发动机转速为850rpm左右的方式设定加速器OFF时的节气阀8的开度。因此，在暖机完成后空气量的下降如虚线b1那样变化，相对于表示未暖机中的空气量的变化的虚线b2而言提前下降。

图5表示相对于冷却水温TW的加速器OFF时的目标空气量的一例。如图5所示，在一例中，如果冷却水温TW为60℃以上，则视作暖机完成后，燃料切断时的目标空气量为比较低的空气量(与节气阀8完全闭合时的所谓怠速相当的空气量)，如果冷却水温TW低于50℃，则视作未暖机状态，燃料切断时的目标空气量相对多(与将节气阀8稍微打开所谓快怠速相当的空气量)。具体地说，在冷却水温为20℃时，设为发动机转速为1200rpm左右的目标空气量，在冷却水温为60℃以上时，设为发动机转速为850rpm左右的目标空气量。

延迟时间点火时期滞后控制在延迟时间中使点火时期滞后，以使因加速器OFF引起的转矩下降的响应性提前(由于伴随空气量下降的转矩降低慢)。在延迟时间Tdl的期间，对点火时期进行滞后校正以使转矩下降，但是在未暖机时，从运转性恶化等的观点出发而决定的滞后极限为超前侧，因此如实线c2所示那样，与暖机完成后(虚线c1)相比而言，点火时期相对地靠超前侧。此外，在图6中，空气量与冷却水温TW相应地不同，但是在以同一空气量、内燃机转速进行比较时，与暖机完成后的点火时期相比而言，未暖机时的点火时期相对地被控制为靠超前侧。

像这样以与冷却水温TW相应地不同的特性来控制延迟时间Tdl的期间的空气量和点火时期的结果是，通过内燃机1的燃烧而产生的转矩若是在暖机完成后则如虚线a1那样变化，与此相对，在未暖机时如实线a2那样以相对高的值变化。无论是在哪一个情况下，当经过延迟时间Tdl后执行燃料切断时，因内燃机1的燃烧而带来的转矩都会下降至0，因此暖机状态下的与燃料切断的执行相伴的转矩差别比暖机完成后的与燃料切断的执行相伴的转矩差别大。此外，作为基于冷却水温TW的转矩之差，基于冷却水温TW的空气量的差异占主导，因点火时期的差异引起的转矩之差比较小。

另外，图6的(a)内燃机转矩的栏所附记的转矩反转基准值Ref示意性地示出了在车辆行驶过程中内燃机转矩下降时从内燃机1向驱动轮侧传递的转矩从正反转为负时的因内燃机1的燃烧而带来的转矩的水平。换言之，这是作为所谓的发动机制动作用而由内燃机1开始吸收转矩时的燃烧转矩的水平，由于存在包括内燃机1在内的驱动系统的摩擦损耗等，因此在燃烧转矩为高于0的某个水平时，从内燃机1向驱动轮侧传递的转矩为0，当与其相比燃烧转矩进一步下降时，从内燃机1向驱动轮侧传递的转矩为负。然后，伴随这种向驱动轮侧传递的传递转矩的正负的反转(换言之传递方向的反转)，例如产生因变速器中的啮合齿轮的齿隙等引起的机械冲击。

在此，如果是暖机完成后的延迟时间Tdl中的转矩特性(虚线a1)，则一般来说，如点S1所示，在执行燃料切断前的某个时间点向驱动轮侧传递的传递转矩从正反转为负。因而，由于与燃料切断的执行相伴的转矩差别而产生的转矩冲击与伴随向驱动轮侧传递的传递转矩的正负反转的机械冲击的产生是有时间差的，虽然很少。

与此相对，在未暖机时的延迟时间Tdl中的转矩特性(实线a2)中，如上所述那样为与暖机完成后相比相对高的转矩，因此有时在延迟时间Tdl中不下降至转矩反转基准值Ref。也就是说，有时向驱动轮侧传递的传递转矩直到执行燃料切断时为止都保持为正。在这种情况下，如点S2所示，通过执行燃料切断，转矩传递方向反转，因此由于与燃料切断的执行相伴的转矩差别而产生的转矩冲击与伴随向驱动轮侧传递的传递转矩的正负反转的机械冲击有可能同时产生，成为更大的冲击。

因而，关于未暖机时的燃料切断，转矩差别本身比暖机完成后大，并且，机械冲击与转矩冲击有可能同时产生，在这两点上，与暖机完成后的燃料切断相比，未暖机时的燃料切断是不利的，存在在执行燃料切断时给乘客带来不协调感的担忧。

关于这种执行燃料切断时的冲击，在上述实施例中，通过在未暖机时将燃料切断允许车速Vfc设定得相对高，来在实质上减轻乘客所感觉到冲击乃至不协调感。图4的特性图示出了前述的步骤2中的燃料切断允许车速Vfc与冷却水温TW的关系的一例。该图4的特性大致与燃料切断时的目标空气量相对于图5所示的冷却水温TW的特性对应，在一例中，在能够视作暖机完成后的冷却水温TW为60℃以上的区域，燃料切断允许车速Vfc被设定为比较低的车速、例如15km/h左右，在能够视作未暖机状态的冷却水温TW低于50℃的区域，燃料切断允许车速Vfc被设定为比较高的车速、例如25km/h左右。关于该车速，设定为当在未暖机时加速器OFF的情况下在延迟时间中从内燃机1向驱动轮侧传递的转矩从正反转为负的车速。

通过像这样根据冷却水温TW来设定燃料切断允许车速Vfc，在暖机完成后即使是比较低的车速也允许燃料切断，与此相对，在执行燃料切断时的冲击相对变大的未暖机状态下，仅在更高的车速区域允许燃料切断。例如，在20km/h的行驶中变为加速器OFF时，如果冷却水温TW为70℃(参照图4的点P1)，则允许燃料切断。此时，如前所述，转矩差别比较小，且机械冲击与转矩冲击以稍微的时间差产生，因此乘客所感觉到的冲击乃至不协调感比较小。另一方面，在20km/h的行驶中变为加速器OFF时，如果冷却水温TW为30℃(参照图4的点P2)，则比燃料切断允许车速Vfc低，因此禁止燃料切断。

另外，虽然冷却水温TW为30℃，但是如果例如如图4的点P3所示那样车速V例如为40km/h，则允许燃料切断。在该情况下，在执行燃料切断时如前所述那样产生因转矩差别引起的转矩冲击以及因转矩传递方向的反转引起的机械冲击，但是在车辆以高的车速V行驶的状态下，由于比较大的行驶振动、行驶阻力的变化等，与燃料切断相伴的转矩差别、机械冲击被遮掩，乘客难以感觉到。另外，在这种滑行下的高速行驶时，一般来说无级变速器的变速比被控制得小，因此相对于在内燃机1侧产生的转矩差别，乘客在车辆侧感到的转矩差别更小。

此外，在上述实施例中，在加速器OFF的时间点进行车速V的判定，但是延迟时间Tdl比较短，因此到执行燃料切断为止的车速V的下降比较小。另外，也可以构成为：在图2的步骤3中判定为“是”之后也重复进行车速V和内燃机转速NE的判定，在延迟时间Tdl的期间脱离燃料切断允许车速Vfc和燃料切断允许转速NEfc的条件时，取消燃料切断。

因而，根据上述实施例，即使是冷却水温TW低的未暖机状态，在车速V高时，也允许燃料切断且在延迟时间Tdl中提供比暖机完成后的空气量多的空气量，因此在更广泛的条件下执行燃料切断，与在未暖机时一律禁止燃料切断的情况相比，能够实现燃料消耗的降低。而且，在未暖机状态的情况下，在车速V低的区域禁止燃料切断，仅在乘客难以感觉到转矩差别、机械冲击的高速行驶时允许燃料切断，因此能够降低乘客所感到的不协调感。

接着，基于图7的流程图来说明减速时的控制的第二实施例。该第二实施例如图6所示那样根据冷却水温TW来预测与内燃机温度也就是说冷却水温TW相应地不同的执行燃料切断时(严格地说在即将执行燃料切断之前)的转矩，根据预测转矩来设定燃料切断允许车速Vfc，使得在该预测转矩大时燃料切断允许车速Vfc为相对高的车速。

在内燃机1的运转中每隔规定的微小时间重复执行图7的流程图所示的处理，在步骤11中，重复判定是否从加速器ON变化为加速器OFF、也就是说加速器开度APO是否从0以外的状态变化为0。在步骤12中，基于此时的冷却水温TW来设定与冷却水温TW对应的燃料切断允许转速NEfc。这与前述的第一实施例同样，参照图3所示的特性的燃料切断允许转速表来进行。

在步骤13中，设定燃料切断之前的转矩的平稳的下降所需的延迟时间Tdl。这与前述的第一实施例的步骤4同样。如果如后所述那样燃料切断条件成立，则与前述的第一实施例的步骤5、步骤6同样地，在步骤19、步骤20中，在延迟时间Tdl的期间进行延迟时间点火时期滞后控制。

在步骤14中，基于加速器OFF时的冷却水温TW来预测经过延迟时间Tdl后、也就是说执行燃料切断时(严格地说在即将执行燃料切断之前)的时间点下的空气量。这与图5所示的目标空气量相当。

同样地，在步骤15中，基于加速器OFF时的冷却水温TW来预测延迟时间Tdl经过时间点下的点火时期。这也作为与冷却水温TW相应的目标的点火时期而给出。

然后，在步骤16中，根据预测出的空气量和点火时期来估计延迟时间Tdl经过时间点下的转矩。该转矩与图6的(a)中的燃料切断执行时的转矩相当。

在步骤17中，基于通过该步骤估计出的燃料切断执行时的转矩来设定燃料切断允许车速Vfc。图8表示估计燃料切断允许车速Vfc相对于转矩的特性的一例，估计转矩越大，则给出越高的燃料切断允许车速Vfc。相对于与暖机完成后相当的比较小的估计转矩，燃料切断允许车速Vfc被设定为比较低的车速、例如15km/h左右，相对于与未暖机状态相当的比较大的估计转矩，燃料切断允许车速Vfc被设定为比较高的车速、例如25km/h左右。此外，仍然参照发动机控制器10所具备的存储器内的燃料切断允许车速表来进行该燃料切断允许车速Vfc的设定。

因而，与前述的第一实施例同样地，通过在广泛的条件下允许燃料切断，能够实现燃料消耗的降低，并且能够实现乘客所感觉到的冲击乃至不协调感的降低。

以上，详细说明了本发明的一个实施例，但是本发明不限定于上述实施例，能够进行各种变更。例如，在上述实施例中将冷却水温TW用作内燃机温度，但是也能够将油温等其它温度参数用作内燃机温度。另外，在图4、图8中，为了易于理解而单纯化地示出了特性，但是也可能为更复杂的特性，这对本领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (2)

1.一种车辆用内燃机的控制装置，当在行驶中加速器开度变为0时，将车速比燃料切断允许车速高作为一个条件来执行燃料切断，其中，

上述燃料切断允许车速被设定成：与暖机完成后相比，在内燃机温度低时为相对高的车速，

在加速器开度变为0之后，在执行燃料切断之前，还执行使点火时期滞后以使得转矩下降的点火时期滞后控制，

在该点火时期滞后控制中，以与内燃机温度相应的特性来使点火时期滞后，使得与暖机完成后的点火时期相比而言在内燃机温度低时的点火时期相对地靠超前侧。

2.根据权利要求1所述的车辆用内燃机的控制装置，其特征在于，

具备节气门开度控制单元，该节气门开度控制单元在加速器开度变为0时将节气门设定为供给能够维持怠速旋转的空气量的开度，

该节气门开度控制单元将节气门开度设定成：与暖机完成后相比，在内燃机温度低时节气门开度相对大。