TW201837301A - 用於內燃引擎的控制裝置 - Google Patents

用於內燃引擎的控制裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201837301A
TW201837301A TW107112035A TW107112035A TW201837301A TW 201837301 A TW201837301 A TW 201837301A TW 107112035 A TW107112035 A TW 107112035A TW 107112035 A TW107112035 A TW 107112035A TW 201837301 A TW201837301 A TW 201837301A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
valve
stopped
internal combustion
temperature
combustion engine
Prior art date
Application number
TW107112035A
Other languages
English (en)
Inventor
宮下茂樹
Original Assignee
日商豐田自動車股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商豐田自動車股份有限公司 filed Critical 日商豐田自動車股份有限公司
Publication of TW201837301A publication Critical patent/TW201837301A/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/24—Safety means or accessories, not provided for in preceding sub- groups of this group
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/08—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing for rendering engine inoperative or idling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042—Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/01—Starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/03—Stopping; Stalling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F01L2820/044—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/70—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle exterior
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

在用於引擎的控制裝置中，該引擎包括燃燒室、連接至該燃燒室的埠以及將在該燃燒室與該埠之間的區域打開和關閉的閥門。控制裝置包括電子控制單元，其被組態以在內燃引擎被停止之後在閥門周圍的溫度被降低至預定的溫度範圍的情形中，或是在當該引擎被停止時外側氣溫等於或低於預定的溫度的情形中，執行進行控制以將閥門完全閉合或使得閥門在以1mm或以上的升舉量被打開的狀態之反凍結操作。預定的溫度範圍為其中上限值低於10℃的溫度範圍，且該預定溫度低於5℃。

Description

用於內燃引擎的控制裝置
本發明係關於一種用於內燃引擎的控制裝置，且更特別的是關於合適於在於其中凝結水產生於埠或流進該埠中的內燃引擎中使用的控制裝置。
在日本尚未審查的專利申請公開案第2008-088835號(JP 2008-088835 A)中，說明了在內燃引擎停止之後在節流閥(throttle)週圍凝結的水分凍結，使得節流閥被固定的問題，以及對於此問題的解。然而，由凝結水造成的凍結並非限於節流閥的問題。有著凝結水亦到達將燃燒室與連接至該燃燒室的埠之間的區域打開及關閉的閥門(valve)(亦即，進氣閥(intake valve)或排氣閥(exhaust valve))的情形。當以開口的中途程度打開進氣閥或排氣閥時，凝結水藉由凝結水之表面張力(surface tension)的作用累積於閥面(valve face)與閥座(valve seat)之間。在凝結水凍結的情形中，在內燃引擎下一次開始的時間上閥門並未完全地閉合，因而有著由於不充分的新鮮空氣可發生不發火(misfire)或由於排出失敗過多剩餘氣體的可能性。
本發明提供一種用於內燃引擎的控制裝置，其允許在內燃引擎被停止之後，在埠中的凝結水盡可能的被遏制在將燃燒室(combustion chamber)與連接至該燃燒室的埠之間的區域打開及關閉的閥門的閥面與閥座之間的間隙中凍結。
本發明之態樣係關於用於內燃引擎的控制裝置。內燃引擎包括燃燒室、連接至該燃燒室的埠以及組態以該將燃燒室與該埠之間的區域打開及關閉的閥門。控制裝置包括電子控制單元，其於在內燃引擎被停止之後於閥門周圍的溫度被降低至預定的溫度範圍的情形中，或是在當內燃引擎被停止時外側氣溫等於或低於預定的溫度的情形中，被組態以執行進行控制以將閥門完全閉合或使得閥門在以1mm或以上的升舉量(lift amount)被打開的狀態之反凍結操作。預定的溫度範圍為其中上限值低於10℃的溫度範圍，且該預定溫度低於5℃。
在閥門完全閉合的情形中，間隙未在閥面與閥座之間形成，因而凝結水不會在間隙中累積。進一步，在閥門以1mm或以上的升舉量被打開的情形中，作用於凝結水上的表面張力被弱化，因而凝結水自閥面與閥座之間下滴至汽缸(cylinder)中。依據本發明之態樣，上述閥門操作係於在閥門周圍的溫度變為等於或低於0℃之前進行，從而凝結水能盡可能的被遏制在閥面與閥座之間的間隙中凍結。
當由於隨後在溫度上的降低在內燃引擎停止之後在閥門周圍的溫度變為低於10℃時，有著在閥門周圍的溫度可變為等於或低於凝結水之凍結溫度的可能性。甚至在當由於在外側氣溫上隨後的降低而內燃引擎停止時的外側氣溫低於5℃的情形中，有著在閥門周圍的溫度可變為等於或低於凝結水之凍結溫度的可能性。亦即，於內燃引擎被停止之後在閥門周圍的溫度已被降低至預定溫度範圍的事實和當內燃引擎被停止時的外側氣溫等於或低於預定的溫度的事實之各者為用於判定在未來具有在閥門周圍的溫度變為等於或低於凝結水的凍結溫度之可能性的條件。
在反凍結操作的執行係基於在內燃引擎被停止之後在閥門周圍的溫度來決定的情形中，在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以，在於在閥門周圍的溫度降低至預定溫度範圍之前閥門被打開的情形中，進行控制來將閥門完全閉合，以作為反凍結操作。依據本發明之態樣，即使在小水滴已附著於閥座或閥面的情形中，小水滴能被夾入及壓擠於閥面與閥座之間。另一方面，在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以，在於在閥門周圍的溫度被降低至預定溫度範圍之前閥門被完全閉合的情形中，進行控制以將閥門打開1mm或以上的升舉量，以作為反凍結操作。依據本發明之態樣，將在埠中的閥頭(valve head)上累積的凝結水從閥面與閥座之間的間隙(其在當閥門被打開時形成)落下到汽缸中是可能的。
在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以，在於在閥門周圍的溫度被降低至預定溫度範圍之前閥門被完全閉合的情形中，進行控制以將閥門打開至少一次而接著將閥門完全閉合，以作為反凍結操作。依據本發明之態樣，藉由暫時將在完全閉合狀態的閥門打開，將在埠中的閥頭上累積的凝結水從閥面與閥座之間的間隙落下到汽缸中是可能的，且藉由將打開的閥門再度完全閉合，壓擠附著於閥座與閥面的小水滴是可能的。
在反凍結操作的執行係基於當內燃引擎被停止時的外側氣溫來決定的情形中，在本發明之態樣中，在當內燃引擎被停止時的外側氣溫等於或低於預定溫度的情形中，電子控制單元可組態以在當內燃引擎被停止的時機執行反凍結操作。依據本發明之態樣，當其為當內燃引擎被停止的時機時，將反凍結操作關係到內燃引擎之停止位置控制是可能的。亦即，控制內燃引擎的停止曲柄角(stopping crank angle)使得閥門被完全閉合或在被打開1mm或以上的升舉量的狀態中是可能的。
在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以，在當內燃引擎被停止時的外側氣溫等於或低於預定的溫度且當內燃引擎被停止時閥門被打開的情形中，在自內燃引擎之停止已經過預定時間之後，進行控制來將閥門完全閉合，以作為反凍結操作。這是因為由於在埠中在溫度上的降低產生凝結水或藉由自由下落流到埠的凝結水在內燃引擎被停止之後亦大量地出現。依據本發明之態樣，即使在小水滴已附著於閥座或閥面的情形中，小水滴能被夾入及壓擠於閥面與閥座之間。另一方面，在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以，在當內燃引擎被停止時的外側氣溫等於或低於預定的溫度且當內燃引擎被停止時閥門係完全閉合的情形中，在自內燃引擎之停止已經過預定時間之後，進行控制來將閥門打開1mm或以上的升舉量，以作為反凍結操作。依據本發明之態樣，在埠中的閥頭上累積的凝結水能從閥面與閥座之間的間隙(其係當閥門被打開時形成)被落下至汽缸中。
在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以，在當內燃引擎被停止時的外側氣溫等於或低於預定的溫度且當內燃引擎被停止時閥門係完全閉合的情形中，進行控制來將閥門打開至少一次且接著將閥門完全閉合，以作為反凍結操作。依據本發明之態樣，藉由將在完全閉合狀態的閥門暫時打開，將在埠中的閥頭(valve head)上累積的凝結水從閥面與閥座之間的間隙(其在當閥門被打開時形成)落下到汽缸中是可能的。進一步，藉由再次將打開的閥門完全閉合，壓擠附著於閥座或閥面的小水滴是可能的。
在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以估計當內燃引擎被停止時或在內燃引擎被停止之後在埠中出現的凝結水量。電子控制單元可組態以，依據凝結水量來改變控制閥門，以作為反凍結操作。舉例而言，閥門之升舉量可隨估計的凝結水量較大而被設定為較大。依據本發明之態樣，更可靠地將凝結水從閥面與閥座之間的空隙落下是可能的。
在本發明之態樣中，在凝結水量大於預定上限量(predetermined upper limit amount)的情形中，電子控制單元可組態以執行反凍結操作。一個問題在於，在凝結水量等於或小於預定上限量的情形中，並不會發生凝結水凍結於閥面和閥座之間的間隙中。依據本發明之態樣，在凝結水量等於或小於上限量的情形中，不執行反凍結操作，從而盡可能地抑制能量消耗(energy consumption)。
在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以，在凝結水量大於上限量且等於或小於比該上限量大的第一參考量的情形中，進行控制來將閥門完全閉合或使得閥門在被打開1mm或以上的升舉量之狀態中，以作為反凍結操作。電子控制單元可組態以，在凝結水量大於第一參考量的情形中，進行控制以將閥門打開至少一次而接著將閥門完全閉合，以作為反凍結操作。有效的閥門操作依據凝結水量而相異，因而依據本發明之態樣，如上所述藉由依據凝結水量改變閥門之操作，盡可能地抑制了用於反凍結操作的能量消耗是可能的。
在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以，在凝結水量等於或小於第一參考量且大於比第一參考量小的第二參考量的情形中，進行控制來將閥門完全地閉合，以作為反凍結操作。在凝結水量增加至某範圍的情形中，更增加當閥門被打開時凝結水附著於閥座或閥面的可能性。依據本發明之態樣，藉由將第二參考量設定於上限量與第一參考量之間且當凝結水量變為大於第二參考量時完全閉合閥門，凝結水能被盡可能地遏制在閥面與閥座之間的間隙凍結。
在本發明之態樣中，內燃引擎可具有複數個閥門，其具有相對於水平面(horizontal plane)不同的裝設角(mounting angle)。電子控制單元可組態以，依據裝設角使得閥門的控制不同，以作為反凍結操作。這是因為當閥門被打開時凝結水滴下的難易度係依據閥門的裝設角度而相異。當閥門之升舉量相同時，隨著閥門之裝設角愈接近為水平凝結水更輕易地滴下，且其對於凝結水隨著閥門之裝設角愈接近為垂直而滴下變為困難。因此，舉例而言，閥門之升舉量可隨閥門之裝設角愈接近為垂直而被設定為較大。依據本發明之態樣，更可靠地將凝結水從閥面與閥座之間的空隙落下是可能的。進一步，可依據凝結水量和裝設角將在反凍結操作中閥門之操作作成不同。
在本發明之態樣中，基於外側氣溫，電子控制單元可組態以估計在閥門周圍的溫度。電子控制單元可組態以基於當內燃引擎停止時的引擎溫度(engine temperature)、外側氣溫以及在內燃引擎被停止之後經過的時間來估計在閥門周圍的溫度。電子控制單元可組態以基於在內燃引擎內側提供的溫度感測器之輸出來估計在閥門周圍的溫度。
在本發明之態樣中，電子控制單元可組態以基於藉由與外側通訊獲得的資訊來決定在內燃引擎被停止之後凍結的可能性，且可組態以僅僅在電子控制單元決定有凍結的可能性的情形中，在內燃引擎被停止之後估計在閥門周圍的溫度。依據本發明之態樣，在沒有凍結之可能性的情形中，未進行在閥門周圍的溫度之估計，從而能盡可能地抑制能量消耗。
如上所述，依據本發明的態樣具有用於內燃引擎的控制裝置，在內燃引擎被停止之後，在埠中的凝結水能被盡可能的被遏制在將燃燒室與連接至該燃燒室的埠之間的區域打開及關閉的閥門的閥面與閥座之間的間隙中凍結。
此後，本發明之實施例將參考該些圖式來說明。然而，下面所述的實施例僅為了例示用於體現本發明之技術思想的裝置或方法，且除非另以明定，沒有打算將組成部分、處理次序或類似者的結構或配置限制到下列。本發明並不限於下面所述的實施例，且在不悖離本發明之要旨的範圍內能作成各種修改。 1. 前題的內燃引擎之組態
圖1為繪示本發明之實施例之內燃引擎的組態的圖。此實施例之內燃引擎2為V型六缸引擎(此後簡稱為引擎)。在引擎2之燃燒系統上並沒有限制，且引擎2可例如被組態為火星點火式引擎(spark ignition type engine)或為柴油引擎(diesel engine)。在此實施例中，引擎2被裝設於其上的車輛為前置引擎前輪驅動(FF; front-engine and front-drive)車輛。引擎2被橫向地裝設且要用以在車輛的前部處向前傾斜。位於車輛之前側上的排(bank)(出於引擎2之兩個排4L、4R)為右排4R，位於車輛之後側上的排為左排4L。在此實施例中，在右排4R與左排4L之間的傾斜角(bank angle)為60度。
與分別的汽缸之燃燒室6L、6R交流的進氣埠8L、8R和排氣埠10L、10R係提供用於在分別的排4L、4R之汽缸頭(cylinder head)中之各個汽缸。在分別的排4L、4R中，進氣埠8L、8R被提供在引擎2之內側，且排氣埠10L、10R被提供在引擎2之外側。燃燒室6L、6R之各者與進氣埠8L、8R之各者之間的區域和燃燒室6L、6R之各者與排氣埠10L、10R之各者之間的區域係由閥門12L、12R、14L、14R分別打開及關閉。用於驅動在進氣側上之閥門的進氣閥12L、12R的閥門驅動機構16L、16R以及用於驅動在排氣側上之閥門的排氣閥14L、14R的閥門驅動機構18L、18R為機械類型可變閥門驅動機構，驅動力係從引擎2之曲柄軸(crankshaft)分佈到該機械類型可變閥門驅動機構。在下列說明中，相對於在右排4R及左排4L之各者中提供的部件或部分，在不需要特別區分右和左的情形中，省略參考數字符號的字母L或R。
在此實施例中，引擎2裝設於其上的車輛為使用馬達20連同引擎2的混合式車輛(hybrid vehicle)，作為電力單元。在此混合式車輛中，引擎2能藉由將驅動力傳達路徑在引擎2、馬達20及驅動力傳達機構(未繪示)之間切換而由馬達20來轉動。藉由馬達20強制轉動引擎2不僅在發動引擎2的情形中使用，亦在當滿足預定條件的情形中停止引擎2時使用。之後將對此進行說明。
由控制裝置30進行引擎2之控制。控制裝置30由具有至少一處理器和至少一記憶體的電子控制單元(ECU; electronic control unit)組態成。包括用於控制引擎2的各種程式或映像的各種類型的資料係儲存於記憶體中。在記憶體中儲存的程式係由處理器載入且執行，從而在控制裝置30中實現各種功能。控制裝置30可由複數個ECU組成。
關於引擎2之操作狀態或操作條件的各種類型的資訊係從裝設在引擎2或車輛上的各種感測器輸入到控制裝置30。例如，關於外側氣溫的資訊係從裝設在未受來自車輛之引擎2的熱影響的部分上的外側氣溫感測器32輸入。關於進氣氣溫的資訊係從裝設在引擎2之進氣通道入口或平壓槽(surge tank)上的進氣氣溫感測器34輸入。關於引擎2之冷卻水溫度的資訊係從水溫感測器36輸入。關於引擎2之曲柄角的資訊係從曲柄角感測器38輸入。控制裝置30基於至少上述該些類型的資訊來決定關於引擎2之操作的致動器(actuator)之操作量。尚有可變閥門驅動機構16，18、燃料噴射裝置(未繪示)、節流閥、點火裝置或類似者被包括在致動器中。能夠強制地將引擎2轉動的馬達20亦被包括在致動器之其中一者中。 2.由凝結水造成的問題
如上述所組態的引擎2中的問題之一為在引擎2被停止之後在埠8、10中出現的凝結水。在排氣埠10的情形中，由於在引擎2之發動之後排氣埠10之壁表面溫度比排出氣體的露點溫度(dew point temperature)還低了一些時間，故包含在排出氣體中的水分凝結於排氣埠之壁表面上以變成凝結水。由於上述，在暖機(warming-up)完成之前引擎2被停止的情形中，凝結水保持附著於排氣埠10且流至排氣閥14。
在進氣埠8的情形中，凝結水係由包含在EGR氣體或吹漏氣體(blow-by gas)中的水分，或是包含在新鮮空氣中的水分。特別是，在引擎2為提供有中間冷卻器(intercooler)的增壓引擎(supercharged engine)的情形中，凝結水容易在中間冷卻器中產生。圖2為用於說明立即在提供有中間冷卻器22的引擎2被停止之後在進氣系統中水的行為。如在圖2中所繪示，在引擎2被停止之後，由於降低中間冷卻器22之壁表面溫度而包含在中間冷卻器22中的水分凝結，以致使產生凝結水。在中間冷卻器22中產生的凝結水落下到進氣埠8中。然而，由於進氣埠8在引擎2被停止之後保持高溫一些時間，故凝結水在進氣埠8中蒸發。蒸發的水分再次凝結於具有低溫的中間冷卻器22中，從而變為凝結水，且該凝結水再次流至進氣埠8。這被重複直到中間冷卻氣22與進氣埠8之間的溫度差變小為止。接著，當進氣埠8之溫度降低使得在進氣埠8處的蒸發停止時，凝結水則流至進氣閥12。
當引擎2正被停止時，理所當然分別的閥門12、14亦正被停止。當引擎2正被停止時閥門12、14之各者的開口之角度係依據曲柄軸之停止位置來決定且依據汽缸而不同。例如，亦有完全閉合的閥門，亦有完全打開的閥門並且亦有打開有微小角度的開口的閥門。如上所述，當凝結水已流至閥門12、14時，在完全閉合的閥門中，凝結水累積於閥頭上。在具有相對大角度的開口的閥門中，凝結水從閥面與閥座之間的間隙滴下至汽缸中。然而，取決於凝結水之量，有著凝結水保留為在閥面與閥座之間的間隙中的小水滴的情形。在具有相對小角度的開口的閥門中，凝結水停留而不從閥面與閥座之間的間隙滴下。保留在閥門12、14之各者周圍的凝結水藉由當在閥門12、14之各者周圍的溫度被降低至等於或低於凝結水之凍結溫度的溫度時被冰凍變成冰(於此，凝結水之凍結溫度係假定為0℃)。
藉由凍結在閥門12、14周圍的凝結水所形成的冰影響當引擎2重啟動時的啟動性能(startability)。例如，在凝結水已於閥面與閥座之間的間隙中被冰凍的情形中，閉合故障(closing failure)發生於閥門12、14未被完全閉合中。即使在閥門12、14被完全地閉合的情形中，當在閥頭上累積有大量的凝結水時，由於在閥頭上形成大塊的冰而氣體通道被阻塞，造成在進氣及排氣功能上的減損。因此，為了即使在凝結水凍結的環境中獲得引擎2之良好的啟動性能，至少在閥面與閥座之間的間隙中凍結凝結水以及在閥頭上凍結大量的凝結水需要盡可能地被遏制。 3. 對抗凍結凝結水的測量
本案之發明人已進行在凍結於閥面與閥座之間的間隙中之凝結水的條件方面的研究。如研究的結果，所發現的是，凝結水是否在閥面與閥座之間的間隙中凍結係由凝結水量、閥門之開口的程度以及閥門相對於水平面之裝設角之間的關係來決定。此後，將說明已發現的事實。
在閥門被完全閉合的情形中，凝結水自然未於閥面與閥座之間的間隙中凍結。當閥門為開的時出現一個問題。圖3為繪示在閥門之裝設角、在閥頭上累積的凝結水量以及為了凝結水要滴下需要的閥門之升舉量之間的關係的圖形，其係自實驗結果統計得到。如在圖3中所示，在閥門之裝設角為恆定時，發現的是，在凝結水量為大的情形中，需要的閥門之升舉量變大。進一步，在凝結水量為恆定的情形中，發現的是，隨著閥門之裝設角愈接近90度，需要的閥門之升舉量變得愈大。這是因為隨著閥門之裝設角更接近為水平凝結水更輕易地滴下，且其對於凝結水隨著閥門之裝設角愈接近為垂直而流下變為困難。
從實驗結果，發現的是，有著允許凝結水流下的最小升舉量。從實驗結果統計得到的最小升舉量為1mm。在升舉量小於1mm的情形中，由於表面張力的作用，無論閥門之裝設角的大小為何，凝結水穩定地保留在閥面與閥座之間。因此，在作成嘗試允許凝結水藉由打開閥門而流下的情形中，需要的是將閥門打開至少1mm或以上的升舉量。
在閥門之升舉量變大至某範圍的情形中，凝結水不停留的滴下至汽缸中，因而，亦發現的是，即使在凝結水量增加的情形中，再也不需要增加升舉量了。在此時升舉量依據閥門之裝設角而不同。在閥門之裝設角為垂直的情形中，升舉量為3.5mm，且需要的升舉量隨著閥門之裝設角愈接近為水平變得愈小。
然而，在凝結水量增加的情形中，當閥門被打開時以小水滴之狀態附著於閥座或閥面的凝結水亦據以增加。為此原因，當凝結水量變為等於或大於一定量時，不可能僅藉由打開閥門遏制凝結水保留在閥面與閥座之間的間隙中。在由本案的發明人所進行的實驗中，由於打開閥門有效的凝結水量之上限已為約每汽缸約0.1cc(在與申請專利範圍的關係中，0.1cc的凝結水量對應至第二參考量)。
本案之發明人已進行關於在閥門被完全閉合的情形中停留在埠中的閥頭上的凝結水量之影響的研究。如研究的結果，發現的是，在凝結水量已到達等於或大於一定量的情形中，由於起因於凍結凝結水阻塞氣體通道，在進氣及排氣功能上的減損變得更顯著。在由本案的發明人所進行的實驗中，凍結開始明顯影響進氣和排氣功能的凝結水量為每汽缸約1cc(在與申請專利範圍的關係中，為1cc的凝結水量對應至第一參考量)。得到的實驗結果於此意味，在凝結水量大於每汽缸約0.1cc且小於約1cc的情形中，將閥門完全閉合為沒有凝結水會保留在閥面與閥座之間的間隙中之最有效的方式。
本案之發明人已檢驗在凝結水量為極大的情形中的測量。在由本案之發明人所進行的實驗中，極大的凝結水量意味在超過每汽缸1cc的量上的凝結水。如各種實驗的結果，發現的是，在凝結水量為大的情形中，暫時打開閥門且接著將閥門再次完全閉合是比將閥門維持在完全閉合狀態中為更有效的。由於暫時打開閥門，累積在埠中之閥頭上的凝結水滴下至汽缸中。接著，由於再次將打開的閥門完全閉合，附著於閥座或閥面的小水滴能被夾入及壓擠於閥面與閥座之間。
如上所述，從由本案之發明人所進行的研究的結果發現下列三個事實。第一是，在凝結水量為小的情形中，例如在凝結水量小於每汽缸約0.1cc的情形中，造成凝結水不會保留在閥面與閥座之間的間隙中之目的能藉由完全閉合閥門或將閥門打開至少1mm或以上的升舉量來達成。然而，為了使凝結水更可靠地從閥面與閥座之間的間隙落下，較佳的是隨著閥門之裝設角愈接近為垂直增加閥門之升舉量。第二是，在凝結水量為大的情形中，例如在凝結水量大於每汽缸約0.1cc且小於約1cc的情形中，造成凝結水不會保留在閥面與閥座之間的間隙中之目的能藉由完全閉合閥門來達成。第三是，在凝結水量為極大的情形中，例如在凝結水量超過每汽缸約1cc的情形中，造成凝結水不會保留在閥面與閥座之間的間隙中同時遏制氣體通道由凍結的凝結水阻塞之目的能藉由暫時打開閥門且接著再次關閉閥門而非將閥門維持在完全閉合的狀態來達成。上述的閥門操作為用於遏制凝結水在閥面與閥座之間的間隙中凍結的操作，因而此後，上述的閥門操作統稱為反凍結操作。 4. 反凍結操作的特定範例
在有於引擎2被停止之後可在閥門12、14周圍產生凝結水的可能性的情形中，用於執行上述反凍結操作的程式被併入至如圖1中所示的控制裝置30中。程式係由處理器執行，從而控制裝置30功能為反凍結操作手段。目前為止已說明反凍結操作之內容。然而，此後，將以範例說明當反凍結操作由控制裝置30執行時的特定操作。
圖4為繪示由控制裝置30執行的反凍結操作的範例的圖。在圖4中，排之其中一者的第一汽缸#1、第二汽缸#2及第三汽缸#3中的進氣閥12的操作係沿著時間軸來繪製。汽缸之間的相位差為240度。在上述的範例中，當引擎2被停止時，第一汽缸#1之進氣閥12被打開且第二汽缸#2及第三汽缸#3之進氣閥12被關閉。打開的第一汽缸#1之進氣閥12之升舉量為至少1mm或以上。
立即在引擎2被停止之後，在進氣埠8中的凝結水係附著於進氣埠8的壁表面。很快地，當進氣埠8依據時間之推移被冷卻時，凝結水之產生在進行且凝結水沿著進氣埠8之壁表面滴下至進氣閥12。在此時，於打開的第一汽缸#1之進氣閥12中，凝結水自間隙滴下至汽缸中。然而，在凝結水量為大的情形中，小水滴附著於閥座或閥面。另一方面，在關閉的第二汽缸#2及第三汽缸#3之進氣閥12中，在閥頭上形成凝結水之液槽(liquid pool)。
在進氣閥12周圍的溫度下降到低於如上所述的狀態中之凍結點的情形中，凝結水凍結，因而在第一汽缸#1中，進氣閥12之閉合故障係由在閥座與閥面之間的間隙中形成的冰所造成。進一步，在第二汽缸#2及第三汽缸#3中，於大量的凝結水累積在閥頭上的情形中，用於進入空氣(intake air)的通道被冰阻塞。在於此繪示反凍結操作之範例中，在有著凝結水可凍結之可能性的情形中，引擎2被轉動了一周期(cycle)，亦即，由馬達20轉720度。據此，在第一汽缸#1中，附著於閥座或閥面的小水滴藉由當進氣閥12被暫時關閉之時受壓擠而消失。在第二汽缸#2及第三汽缸#3中，當進氣閥12被暫時打開時累積在閥頭上的凝結水滴下，且在該時間，附著於閥座或閥面的小水滴藉由當進氣閥12再次關閉時受壓擠而消失。
在被停止的引擎2由馬達20轉動的情形中，從被停止的引擎2產生不正常的噪音。有一種可能性是，來自應被停止的引擎2之不正常的噪意可能驚嚇到周圍民眾。因此，所欲的是，在引擎2由馬達20所轉動的情形中的引擎速度為極低(例如，約100rpm)。藉由將引擎速度抑制下去，充分獲得時間以用於壓縮的氣體在壓縮的汽缸中漏洩以及充分獲得在膨脹汽缸中氣體流入時間是可能的。因此，藉由降低壓縮功(compression work)和膨脹功(expansion work)，用於反凍結操作的能量消耗亦能被盡可能的降低。
在閥門12、14周圍的溫度下降到凍結點(freezing point)以下之前，控制裝置30如上所例示的執行反凍結操作。圖5為繪示反凍結操作之執行時序的圖形。如在圖5中所繪示，在進氣閥12之周圍溫度已下降到凍結點以下之後，凍結已經開始，因而如用於執行反凍結操作的時機則為時已晚。另一方面，在自引擎2之停止的經過時間太短的情形中，凝結水還未充分滴到閥門12、14，因而即使在執行反凍結操作的情形中，不具效果。因此，如執行反凍結操作的時序，較佳地是，反凍結操作係在凝結水已充分滴到閥門12、14之後以及在進氣閥12之周圍溫度下降到凍結點以下之前執行。
在嘗試測量反凍結操作之執行時序基於排氣閥12之周圍溫度作成的情形中，當閥門12、14的周圍溫度變成0℃+a之溫度時的時序可被設為執行時序。更具體而言，在閥門12、14之周圍溫度被降低到低於10℃的預定溫度範圍之後可執行反凍結操作。界定預定溫度範圍的10℃之溫度為在考量當估計閥門12、14之周圍溫度時的估計誤差上決定的溫度(將在下面說明溫度估計)。因此，在估計誤差為小的情形中，預定溫度範圍之上限溫度可被降低。預定溫度範圍之上限溫度係較佳地低於5℃，更佳地為低於3℃的溫度。進一步，亦可能在預定溫度範圍中設定下限溫度。下限溫度係較佳地為凝結水之凍結溫度(例如，0℃)。 5. 閥門周圍溫度之估計
偶發地，不能直接測量在閥門12、14周圍的溫度(此後稱為閥門周圍溫度(valve surrounding temperature))，除非在閥門周圍提供溫度感測器。由於上述，為了決定執行反凍結操作，需要基於相關資訊估計閥門周圍溫度。估計閥門周圍溫度的方法並不只有一種，而如下揭示有幾個方法。用於藉由下列方法之一者估計閥門周圍溫度的程式被併入到控制裝置30中。程式係由處理器執行，從而控制裝置30功能為溫度估計手段。
第一種方法為從由外側氣溫感測器32測量的外側氣溫來估計閥門周圍溫度的方法。在引擎2被停止之後，引擎2係由外側空氣冷卻，因而溫度降低。由於上述，在引擎2被停止之後的閥門周圍溫度高於外側氣溫。在當引擎2被停止時外側氣溫等於或高於凍結點的情形中，當閥門周圍溫度被視為比外側氣溫高了預定溫度的溫度時，當外側室溫已被降低至接近凍結點的溫度時，能偵測閥門周圍溫度對預定溫度範圍上的降低。
第二種方法為從當引擎被停止時的引擎溫度、由外側溫度感測器32測量的外側溫度以及在引擎2之停止之後經過時間估計閥門周圍溫度的方法。圖6為繪示依據相對於當引擎被停止時引擎溫度相對地高(引擎溫度1)的情形與當引擎溫度被停止時引擎溫度相對地低(引擎溫度2)的情形，以及外側氣溫相對地高(外側氣溫1)的情形和外側氣溫相對低(外側氣溫2)的情形之分別的組合而在停止引擎之後經過時間在引擎溫度上的改變的圖形。如當引擎被停止時的引擎溫度，可使用當引擎被停止時的冷卻水溫(其由水溫感測器36測量)。在引擎被停止之後的引擎溫度可被視為等於閥門周圍溫度。在第二方法中，使用在圖6中繪示的關係被界定於其中的映像來估計閥門周圍溫度。
繪示於圖6中的參數之間的關係亦能由下列簡單表式(simple expression)來表述。可使用下列表式取代映像來估計閥門周圍溫度。進一步，在下列表式中估圍的溫度意味閥門周圍溫度之估計溫度，並且在下列表式中的時間常數意味每計算周期的時間常數。當n為1時的估計溫度，亦即初始溫度為當引擎被停止時的引擎溫度。 　　估計溫度(n)=估計溫度(n-1)-時間常數´(估計溫度(n-1)-外側氣溫)
第三種方法為從由水溫感測器36測量的冷卻水溫來估計閥門周圍溫度的方法。圖7為繪示由水溫感測器36測量的冷卻水溫與閥門周圍溫度之間的關係的圖形。如在圖7中所繪示，有著在冷卻水溫與閥門周圍氣溫之間的誤差，且隨著溫度愈低而誤差變得愈大。然而，藉由使用誤差範圍的中位數值(median value)、下限值或類似者，從冷卻水溫估計閥門周圍溫度是可能的。在第三方法中，使用冷卻水溫與閥門周圍溫度之間的關係被界定於其中的映像估計閥門周圍溫度。
第四方法為基於由水溫感測器36所測量的冷卻水溫和由進氣溫度感測器34所測量的進氣溫度估計閥門周圍溫度的方法。圖8為繪示用於從進氣溫度和冷卻水溫估計閥門周圍溫度的映像之影像的圖形。閥門周圍溫度係針對由進氣溫度和冷卻水溫所界定的各個座標來儲存。在第四方法中，使用在圖8中繪示的映像來估計閥門周圍溫度。 6. 反凍結控制之程序
如上所述，用於執行反凍結操作的程式和用於估計閥門周圍溫度的程式被併入到控制裝置30中。上述的程式被執行為作為主常式之反凍結控制之子常式。反凍結控制為在引擎2被停止之後在一恆定周期(constant period)由控制裝置30所執行的程式，且其控制流程係由圖9之流程圖所表示。
如在流程圖中，反凍結控制係由六個步驟組成。在步驟S2中，進行估計在進氣埠8中凝結水量和在排氣埠10中凝結水量。在進氣埠8中凝結水量的估計中，進氣埠8被分為在進入空氣之流向上複數個圓環(circular ring)，且從壁表面溫度和用於各個圓環之氣體的露點來計算凝結水量。從進氣埠8之上游部到燃燒室6按序地進行凝結水量之計算。在排氣埠10中凝結水量的估計中，排氣埠10被分為在排出空氣之流向上複數個圓環，且從壁表面溫度和用於各個圓環之氣體的露點來計算凝結水量。從排氣埠10之下游部到燃燒室6按序地進行凝結水量之計算。
在步驟S4中，決定在進氣埠8中的凝結水量是否超過預定上限量。在步驟S6中，決定在排氣埠10中的凝結水量是否超過預定上限量。在步驟S4及S6中的決定中使用的上限量為在允許未執行反凍結操作上凝結水量的上限值，且更且體而言，該上限量為作為第二參考量之小於0.1cc量。在步驟S4中的決定結果與在步驟S6中的決定結果兩者皆為否(No)的情形中，跳過所有隨後的處理。問題在於，在凝結水量等於或小於預定上限量的情形中，並不會發生凝結水凍結於閥面和閥座之間的間隙中。因此，在凝結水量等於或小於上限量的情形中，不執行反凍結操作，從而盡可能地抑制能量消耗(energy consumption)。
在步驟S4中的決定結果與在步驟S6中的決定結果其中至少一者為是(Yes)的情形中，進行步驟S8的處理。在步驟S8中，閥門周圍溫度係由上述的方法來估計。在步驟S10中，決定在步驟S8中估計的閥門周圍溫度是否已被降低至高於0℃及低於10℃的預定溫度範圍。在步驟S10中的決定結果為否的情形中，不需要執行反凍結操作，因而跳過隨後處理。
在於步驟S10中的決定結果為是的情形中，在步驟S12中執行反凍結操作。反凍結操作係在進氣埠8中的凝結水量超過上限量的情形中在至少進氣閥12上進行，且在排氣埠10中的凝結水量超過上限量的情形中在至少排氣閥14上進行。執行反凍結操作，從而在引擎2被停止之後產生的凝結水被盡可能地遏制在閥門12、14之各者的閥面與閥座之間的間隙中受凍結。 7. 反凍結操作之修改範例
如在此實施例中由馬達驅動的引擎的情形中，藉由控制馬達的轉動方向，在停止的時間上將引擎的轉動方向從順向轉動(forward rotation)切換到反向轉動(reverse rotation)或從反向轉動切換到順向轉動是可能的。以反凍結操作切換引擎之轉動方向的組合為在圖10中所繪示的反凍結操作之修改範例1與在圖11中所繪示的反凍結操作之修改範例2。然而，在修改範例1、2中的引擎為線列四缸引擎(in-line four-cylinder engine)。
在於圖10中繪示的反凍結操作的修改範例1中，在引擎被順向地轉動了420度之後，引擎被反向地轉動了60度。亦即，引擎總共被轉動了480度。隨著上述的操作，當引擎被停止時已被打開的進氣閥被暫時地關閉且接著又打開，而當引擎被停止時已被關閉的進氣閥被暫時地打開且接著又關閉。在相同的進氣閥操作僅僅由引擎之順向轉動實現的情形中，在圖10中繪示的範例中，需要將引擎轉動至少630度。因此，依據反凍結操作的修改範例1，藉由降低引擎的轉動量，進一步抑制不正常噪音的發生且盡可能地抑制能量消耗是可能的。
在圖11中繪示的反凍結操作之修改範例2中，由於在可變閥門驅動機構上的氣缸停止操作，維持第二氣缸#2和第四氣缸#4的進氣閥被完全閉合。接著，在僅僅第一氣缸#1和第三氣缸#3之進氣閥移動的狀態中，引擎被順向地轉動了60度、接著反向地轉動了210度以及順向地轉動了60度。亦即，引擎總共被轉動了330度。隨著上述的操作，第一氣缸#1和第三氣缸#3之進氣閥(其在當引擎被停止時已被關閉)被暫時地打開且接著再關閉。在相同的進氣閥操作僅僅由引擎之順向轉動實現的情形中，在圖11中繪示的範例中，需要將引擎轉動至少630度。因此，依據反凍結操作的修改範例2，藉由降低引擎的轉動量，進一步抑制不正常噪音的發生且盡可能地抑制能量消耗是可能的。 8. 其它實施例
控制裝置能具有與外側的通訊功能，例如透過連接到網際網路與外部伺服器通訊的功能。在上述的情形中，在使用從外部伺服器提供服務的天氣資訊的情形中，取得在引擎被停止之後於外側氣溫上改變之預測是可能的。在預測未來外側氣溫將如何改變是可能的情形中，基於預測決定在引擎被停止之後凍結的可能性是可能的。在僅僅在作成有凍結之可能性的決定的情形中進行在引擎被停止之後閥門周圍溫度之估計的情形中，在引擎被停止之後控制裝置並不需要持續運行估計程式，因而能盡可能地降低電量消耗。
進一步，在引擎被停止之後凍結之可能性可從學習結果來決定。例如，在於引擎之長時間停止之後的閥門周圍溫度的情形中，較佳的是，在儲存於再啟動的時間上的閥門周圍溫度且降低閥門周圍溫度至預定溫度範圍被持續了預定數目的次數的情形中，可作成即使當引擎下一次被停止時有凍結之可能性的決定。或者，創建當引擎被停止時的各個時間上對於各個車輛位置分類的停止圖樣(例如，高度(altitude)或緯度(latitude)及經度(longitude))，對於各個停止圖樣了解到在引擎被停止之後的閥門周圍溫度，以及可對於各個停止圖案決定當下一次引擎被停止時凍結的可能性。
如一修改範例，在引擎被停止之後凍結的可能性可僅僅由當引擎停止時之外側氣溫所決定。具體而言，在當引擎被停止時之外側氣溫等於或低於預定溫度時的情形中，可作成於隨後引擎之停止期間有著閥門周圍溫度可被降低至等於或低於0℃之可能性的決定。在當引擎被停止時外側氣度已經等於或低於0℃的情形中，顯而易見的是，閥門周圍溫度亦將很快變為等於或低於0℃。因此，作為用於決定的準則(criterion)的預定溫度可例如被設定至等於或低於0℃的溫度。
然而，即使在當引擎被停止時之外側氣溫高於0℃的情形中，有著外側氣溫此後變為等於或低於0℃的可能性。上述可能性隨著當引擎被停止時之外側氣溫愈接近0℃而增加。因此，為了不錯誤地決定在引擎被停止之後閥門周圍溫度變為等於或低於0℃，較佳的是，作為用於決定的準則的預定溫度為高於0℃的溫度。另一方面，為了盡可能地抑制由於進行不必要的反凍結操作之能量耗損，有利的是作為用於決定的準則的預定溫度不會太高，且該預定溫度較佳地為低於5℃的溫度。在上述的情形中5℃之溫度為預定溫度之極限值(limit value)，因而可決定當引擎被停止時的外側氣溫是否為低於5℃的溫度。在用於測量外側氣溫的溫度感測器之測量精度相對地高的情形中，低於3℃的溫度可被設定為預定溫度。
在引擎被停止之後的凍結之可能性僅僅由當引擎被停止時的外側氣溫所決定的情形中，較佳的是，在當引擎停止時的時機執行反凍結操作，或者在已從引擎之停止經過預定時間之後執行反凍結操作。此後，在前者之條件及時機執行的反凍結控制被稱為依據第一修改範例的反凍結控制，而在後者之條件及時機執行的反凍結控制被稱為依據第二修改範例的反凍結控制。
圖12為繪示依據第一修改範例的反凍結控制之控制流程的流程圖。在圖12中繪示的反凍結控制係在當滿足引擎停止請求的條件且開始引擎停止操作時的時機執行。首先，在為第一處理的步驟S102中，溫度感測器測量在當開始引擎停止操作時之時間上的點處的外側氣溫。接著，決定測量的外側氣溫是否等於或低於預定的溫度。當外側氣溫高於預定的溫度時，則未進行反凍結操作。未進行不必要的反凍結操作，從而能盡可能地抑制能量耗損。
在外側氣溫等於或低於預定溫度的情形中，進行步驟S104的處理。在步驟S104中，在周期內進行反凍結操作直到引擎之停止完成。於此，引擎之停止位置控制被使用於反凍結操作。具體而言，控制引擎的停止曲柄角使得閥門被完全閉合或在被打開1mm或以上的升舉量的狀態中。在控制引擎之停止位置的方法上沒有限制。例如，可由斷油時機(fuel cut timing)控制停止曲柄角，或是可藉由控制在輔機(auxiliary machine)或類似者上的負載來控制停止曲柄角。
在引擎被停止之後進行反凍結操作的情形中，需要藉由以馬達轉動曲柄軸來驅動閥門。亦即，需要輸入能量以用於反凍結操作。然而，依據根據第一修改範例的反凍結控制，藉由在引擎完全停止之前的停止位置控制進行反凍結操作，從而能使用引擎之動能以用於反凍結操作。進一步，對應的負擔被施加到控制裝置以為了準確地執行停止位置控制。然而，藉由停止位置控制的反凍結操作受限於當引擎被停止時外側氣溫等於或低於預定溫度的情形，因而進一步抑制與反凍結控制關聯的控制裝置之負擔。
圖13為繪示依據第二修改範例的反凍結控制之控制流程的流程圖。在圖13中繪示的反凍結控制亦在當滿足引擎停止請求之條件及開始引擎停止操作時的時機被執行。首先，在為第一處理的步驟S202中，溫度感測器測量在當開始引擎停止操作時之時間上的點處的外側氣溫。接著，決定測量的外側氣溫是否等於或低於預定的溫度。當外側氣溫高於預定的溫度時，則未進行反凍結操作。
在外側氣溫等於或低於預定溫度的情形中，進行步驟S204中的決定。在步驟S204，決定自引擎之停止的經過時間是否已超過預定時間。接著，直到經過時間超過預定時間，不進行反凍結操作且進入待機狀態。在引擎被停止之後，由於在埠中在溫度上的降低產生的凝結水或由於自由下落流到埠的凝結水亦大量地出現。作為用於決定的準則之預定時間係為了要流到閥門的周邊之特定凝結水量需要的時間(例如，一小時)。
在從引擎之停止經過的時間已超過預定時間的情形中，進行藉由藉使用馬達或類似者轉動曲柄軸來驅動閥門進行反凍結操作。於此，將當引擎被停止時已被打開的閥門完全閉合，並且將當引擎被停止時被完全閉合的閥門打開1mm或以上的升舉量。隨上述的操作，在埠中的閥頭上累積的凝結水從閥面與閥座之間的間隙(其係當閥門被打開時形成)落下至汽缸中。當引擎被停止時已被完全閉合的閥門可被打開一次且接著完全閉合。在完全閉合狀態中的閥門被暫時地打開，從而在埠中的閥頭上累積的凝結水從閥面與閥座之間的間隙(其係當閥門被打開時形成)落下至汽缸中。藉由將打開的閥門再次完全閉合，附著於閥座或閥面的小水滴被壓擠及移除。
依據根據第二修改範例的反凍結控制，雖然在引擎被停止之後需要驅動閥門，在引擎被停止之後進一步遏制在埠中產生的凝結水或滴下至埠中以免於在閥門附近累積。反凍結操作被執行所在的時序能以計時器測量，因而與在上述實施例中引擎被停止之後持續估計閥門周圍溫度的情形相比較，與反凍結控制關聯的控制裝置之負擔更進一步被抑制。
偶發地，在車輛為所謂插電式混合車輛(plug-in hybrid vehicle)的情形中，有著在藉由馬達行進持續一段長時間的情形中凝結水可凍結於停止的引擎中的可能性。本發明亦能被應用到插電式混合車輛上。然而，較佳的是，禁止當車輛被停止時引擎之反凍結操作且於藉由馬達的行進期間執行反凍結操作。這是因為於藉由馬達的行進期間，即使在由於反凍結操作從停止的引擎產生不正常的噪音的情形中，不太會使居民或周圍民眾緊張。
在上述的實施例中，可變的閥門驅動機構為機械類型。然而，可變的閥門驅動機構可為電子類型。只要其為直接藉由電磁線圈或馬達直接驅動閥門的電子類型可變閥門驅動機構，不轉動引擎下在反凍結操作中執行將閥門打開及關閉是可能的。
2‧‧‧引擎
4R‧‧‧右排
4L‧‧‧左排
6R‧‧‧燃燒室
6L‧‧‧燃燒室
8R‧‧‧進氣埠
8L‧‧‧進氣埠
10R‧‧‧排氣埠
10L‧‧‧排氣埠
12R‧‧‧閥門
12L‧‧‧閥門
14R‧‧‧閥門
14L‧‧‧閥門
16R‧‧‧閥門驅動機構
16L‧‧‧閥門驅動機構
18R‧‧‧閥門驅動機構
18L‧‧‧閥門驅動機構
20‧‧‧馬達
30‧‧‧控制裝置
32‧‧‧外側氣溫感測器
34‧‧‧進氣氣溫感測器
36‧‧‧水溫感測器
38‧‧‧曲柄角感測器
下面將參考附圖說明本發明之示範性實施例的特徵、益處和技術及工業的顯著性，其中相似的數字符號表示相似的元件，且其中： 　　圖1為繪示本發明之實施例的內燃引擎之組態的圖； 　　圖2為用於說明立即在內燃引擎被停止之後在進氣系統中水的行為的圖； 　　圖3為繪示閥門之裝設角、在閥頭上累積的凝結水量以及為了要滴下的凝結水需要的閥門之升舉量之間之關係的圖形； 　　圖4為繪示反凍結操作的範例的圖； 　　圖5為繪示反凍結操作之執行時序的圖形； 　　圖6為繪示依據相對於當內燃引擎被停止時引擎溫度為高的情形與當內燃引擎被停止時引擎溫度為低的情形之結合以及外側溫度為高的情形與外側溫度為低的情形之結合在停止內燃引擎之後經過的時間在引擎溫度上的改變的圖形； 　　圖7為繪示在冷卻水溫度與閥門周圍溫度之間的關係的圖形； 　　圖8為繪示用於從進氣氣溫與冷卻水溫度估計閥門周圍溫度的映像之影像的圖形； 　　圖9為繪示反凍結控制的控制流程的流程圖； 　　圖10為繪示反凍結操作之修改範例1的圖； 　　圖11為繪示反凍結操作之修改範例2的圖； 　　圖12為依據第一修改範例繪示反凍結控制的控制流程的流程圖； 　　圖13為依據第二修改範例繪示反凍結控制的控制流程的流程圖。

Claims (15)

  1. 一種用於內燃引擎的控制裝置，包括燃燒室、連接至該燃燒室的埠以及組態以將該燃燒室與該埠之間的區域打開及關閉的閥門，該控制裝置特徵在於包含： 　　電子控制單元組態以，在內燃引擎被停止之後於閥門周圍的溫度被降低至預定的溫度範圍的情形中，或是在當內燃引擎被停止時之外側氣溫等於或低於預定的溫度的情形中，執行進行控制以將閥門完全閉合或使得閥門在以1mm或以上的升舉量被打開的狀態之反凍結操作，其中： 　　該預定的溫度範圍為其中上限值低於10℃的溫度範圍；及 　　該預定溫度低於5℃。
  2. 依據申請專利範圍第1項的控制裝置，其中： 　　該電子控制單元係組態以，在該閥門周圍的該溫度被降低到該預定溫度範圍之前該閥門被打開的情形中，進行控制用以將該閥門完全閉合，以作為該反凍結操作；以及 　　該電子控制單元係組態以，在該閥門周圍的該溫度被降低至該預定溫度範圍之前該閥門被完全閉合的情形中，進行控制以將該閥門打開1mm或以上的升舉量，以作為該反凍結操作。
  3. 依據申請專利範圍第2項的控制裝置，其中該電子控制單元係組態以，在該閥門周圍的該溫度被降低至該預定溫度範圍之前該閥門被完全閉合的情形中，進行控制以將該閥門打開至少一次而接著將該閥門完全閉合，以作為該反凍結操作。
  4. 依據申請專利範圍第1項的控制裝置，其中該電子控制單元係組態以，在當該內燃引擎被停止時該外側氣溫等於或低於該預定溫度的情形中，在當該內燃引擎被停止的時機執行該反凍結操作。
  5. 依據申請專利範圍第1項的控制裝置，其中： 　　該電子控制單元係組態以，在當該內燃引擎被停止時的該外側氣溫等於或低於該預定的溫度且當該內燃引擎被停止時該閥門為打開的情形中，在自該內燃引擎之停止已經過預定時間之後，進行控制以將該閥門完全閉合，以作為該反凍結操作；以及 　　該電子控制單元係組態以，在當該內燃引擎被停止時的該外側氣溫等於或低於該預定的溫度且當該內燃引擎被停止時該閥門為完全閉合的情形中，在自該內燃引擎之停止已經過預定時間之後，進行控制以將該閥門打開1mm或以上的升舉量，以作為該反凍結操作。
  6. 依據申請專利範圍第5項的控制裝置，其中該電子控制單元係組態以，在當該內燃引擎被停止時的該外側氣溫等於或低於該預定的溫度且當該內燃引擎被停止時該閥門為完全閉合的情形中，進行控制以將該閥門打開至少一次且接著將該閥門完全閉合，以作為該反凍結操作。
  7. 依據申請專利範圍第1~6項之任一項的控制裝置，其中： 　　該電子控制單元係組態以估計當該內燃引擎被停止時或在該內燃引擎被停止之後在該埠中出現的凝結水之量；以及 　　該電子控制單元係組態以，依據該凝結水之該量來改變控制該閥門，以作為該反凍結操作。
  8. 依據申請專利範圍第7項的控制裝置，其中該電子控制單元係組態以，在該凝結水之該量大於預定上限量的情形中，執行該反凍結操作。
  9. 依據申請專利範圍第8項的控制裝置，其中： 　　該電子控制單元係組態以，在該凝結水之該量大於該上限量且等於或小於比該上限量大的第一參考量的情形中，進行控制以將該閥門完全閉合或使得該閥門在被打開1mm或以上的升舉量之狀態中，以作為該反凍結操作；以及 　　該電子控制單元係組態以，在該凝結水之該量大於該第一參考量的情形中，進行控制以將該閥門打開至少一次且接著將該閥門完全閉合，以作為該反凍結操作。
  10. 依據申請專利範圍第9項的控制裝置，其中該電子控制單元係組態以，在該凝結水之該量等於或小於該第一參考量且大於比該第一參考量小的第二參考量的情形中，進行控制以將該閥門完全閉合，以作為該反凍結操作。
  11. 依據申請專利範圍第1~10項之任一項的控制裝置，其中： 　　該內燃引擎具有閥門，該閥門具有相對於水平面不同的裝設角；以及 　　該電子控制單元係組態以，依據該裝設角使得該閥門的控制不同，以作為該反凍結操作。
  12. 依據申請專利範圍第1~11項之任一項的控制裝置，其中該電子控制單元係組態以基於外側氣溫來估計在該閥門周圍的該溫度。
  13. 依據申請專利範圍第1~11項之任一項的控制裝置，其中該電子控制單元係組態以基於當該內燃引擎被停止時的引擎溫度、外側氣溫以及在該內燃引擎之停止之後經過時間來估計在該閥門周圍的該溫度。
  14. 依據申請專利範圍第1~11項之任一項的控制裝置，其中該電子控制單元係組態以基於該內燃引擎內側提供的溫度感測器之輸出來估計在該閥門周圍的該溫度。
  15. 依據申請專利範圍第12~14項之任一項的控制裝置，其中： 　　該電子控制單元係組態以基於藉由與該外側通訊獲得的資訊決定在該內燃引擎被停止之後的凍結之可能性；以及 　　該電子控制單元係組態以，僅僅在該電子控制單元決定有凍結之可能性的情形中，估計在該內燃引擎被停止之後在該閥門周圍的該溫度。
TW107112035A 2017-04-11 2018-04-09 用於內燃引擎的控制裝置 TW201837301A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-078422 2017-04-11
JP2017078422A JP6583339B2 (ja) 2017-04-11 2017-04-11 内燃機関の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201837301A true TW201837301A (zh) 2018-10-16

Family

ID=61913098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107112035A TW201837301A (zh) 2017-04-11 2018-04-09 用於內燃引擎的控制裝置

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10436078B2 (zh)
EP (1) EP3388655A1 (zh)
JP (1) JP6583339B2 (zh)
KR (1) KR20180114843A (zh)
CN (1) CN108691662B (zh)
AU (1) AU2018202404A1 (zh)
BR (1) BR102018007229A2 (zh)
CA (1) CA3000500A1 (zh)
MX (1) MX2018004435A (zh)
PH (1) PH12018050165A1 (zh)
RU (1) RU2679362C1 (zh)
TW (1) TW201837301A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6589917B2 (ja) * 2017-03-22 2019-10-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6881187B2 (ja) * 2017-09-26 2021-06-02 トヨタ自動車株式会社 エンジン用温度推定装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3684966B2 (ja) * 1999-12-13 2005-08-17 日産自動車株式会社 エンジンの電磁動弁制御装置
JP3702753B2 (ja) * 2000-05-30 2005-10-05 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置
US7571709B2 (en) * 2004-03-19 2009-08-11 Ford Global Technologies, Llc Method for stopping and starting an internal combustion engine having a variable event valvetrain
JP2007023933A (ja) 2005-07-19 2007-02-01 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関の制御装置
JP4728832B2 (ja) 2006-02-14 2011-07-20 愛三工業株式会社 内燃機関のスロットル制御装置
JP2008088835A (ja) 2006-09-29 2008-04-17 Denso Corp 内燃機関の制御装置
US7434566B2 (en) * 2006-10-31 2008-10-14 Delphi Technologies, Inc. ETC control system and method
JP4618239B2 (ja) * 2006-12-11 2011-01-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4730448B2 (ja) * 2009-02-18 2011-07-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
WO2010146691A1 (ja) * 2009-06-18 2010-12-23 トヨタ自動車 株式会社 車両の制御装置
JP2012127246A (ja) 2010-12-15 2012-07-05 Suzuki Motor Corp エンジンの停止時制御装置
WO2013186898A1 (ja) * 2012-06-14 2013-12-19 トヨタ自動車株式会社 燃料噴射装置
JP2014051153A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブ開度制御装置
DE112013006950T5 (de) * 2013-04-15 2015-12-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für Hybridfahrzeuge
CN103277199A (zh) * 2013-05-21 2013-09-04 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 加热式电子节气门控制系统和控制方法
US9175619B2 (en) * 2013-07-11 2015-11-03 Ford Global Technologies, Llc Method of inferring start-up misfires due to the build-up of ice and melt water in the intake system of a vehicle engine
JP2015075012A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 トヨタ自動車株式会社 可変動弁装置を含む内燃機関を備える車両
DE102013221398A1 (de) * 2013-10-31 2015-04-23 Ford Global Technologies, Llc Emissionssteuerung während eines automatischen kraftmaschinenneustarts
JP6003936B2 (ja) 2014-03-25 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US9631571B2 (en) 2015-02-24 2017-04-25 Mohammad Kiani Fuel anti-freeze system
JP2017002725A (ja) * 2015-06-04 2017-01-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2679362C1 (ru) 2019-02-07
EP3388655A1 (en) 2018-10-17
CN108691662B (zh) 2021-05-07
CN108691662A (zh) 2018-10-23
MX2018004435A (es) 2018-11-09
KR20180114843A (ko) 2018-10-19
CA3000500A1 (en) 2018-10-11
PH12018050165A1 (en) 2019-02-04
JP6583339B2 (ja) 2019-10-02
US20180291775A1 (en) 2018-10-11
AU2018202404A1 (en) 2018-10-25
BR102018007229A2 (pt) 2019-01-29
US10436078B2 (en) 2019-10-08
JP2018178839A (ja) 2018-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6094599B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
WO2012107950A1 (ja) 内燃機関の制御装置
TW201837301A (zh) 用於內燃引擎的控制裝置
JP6281504B2 (ja) エンジンのブローバイガス制御装置
JP4375271B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4378641B2 (ja) 内燃機関のスロットル制御装置
US10344700B2 (en) Engine control device
JP2013227909A (ja) 内燃機関の制御装置
JP6287349B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6075310B2 (ja) エンジンの制御装置
JP6589917B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2012092718A (ja) 内燃機関の制御装置
JP5018974B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2003035167A (ja) 内燃機関の可変バルブ制御装置
US9863330B2 (en) Systems and methods of controlling valve timing in an engine
JPH07103077A (ja) 内燃機関の排気還流制御装置
JP6264272B2 (ja) エンジンの制御装置
JP2005325751A (ja) スロットルバルブおよびそのスロットルバルブを備えた内燃機関の制御装置
JP2010121587A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2005325753A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2005042682A (ja) 電子スロットル凍結防止制御
JP2015021467A (ja) 内燃機関のブローバイガス還元装置
JP2014114776A (ja) 内燃機関の制御装置