用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。用于設(shè)置在車輛中的發(fā)動機(jī)的控制裝置包括控制器。發(fā)動機(jī)包括進(jìn)氣門和可變氣門機(jī)構(gòu)。可變氣門機(jī)構(gòu)在維持進(jìn)氣門的氣門打開時段的同時，改變打開/關(guān)閉時刻?？刂破髟O(shè)定在發(fā)動機(jī)被啟動時的進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻的提前量，使得進(jìn)氣門的第一關(guān)閉時刻早于進(jìn)氣門的第二關(guān)閉時刻。第一關(guān)閉時刻是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時段等于或小于預(yù)定時段的行程持續(xù)預(yù)定次數(shù)時的關(guān)閉時刻。第二關(guān)閉時刻是在連續(xù)行程的數(shù)目達(dá)到預(yù)定次數(shù)前的關(guān)閉時刻。所述行程是從車輛的起動到車輛停止的時段。
【專利說明】
用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，并且具體地涉及用于能夠改變進(jìn)氣門的打開/關(guān)閉時刻的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知設(shè)置有可變氣門機(jī)構(gòu)(在下文中也稱為VVT機(jī)構(gòu))的內(nèi)燃機(jī)，在該內(nèi)燃機(jī)中進(jìn)氣門的打開/關(guān)閉時刻改變。
[0003]日本專利申請公開N0.2013-139227(JP 2013-139227 A)描述了一種車輛，所述車輛執(zhí)行壓力降低控制以相對于進(jìn)氣側(cè)VVT機(jī)構(gòu)延遲內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門的氣門打開時刻作為提高內(nèi)燃機(jī)的啟動性的控制。用以提高啟動性的壓力降低控制也稱為“起動壓力降低控制”或“減壓控制”。當(dāng)發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門的氣門打開時刻延遲時，有效壓縮比降低，因此能夠提高發(fā)動機(jī)的啟動性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]當(dāng)壓力降低控制通過與在JP2013-139227 A中描述的技術(shù)類似的進(jìn)氣側(cè)VVT機(jī)構(gòu)執(zhí)行時，有效壓縮比降低。因此，燃燒溫度降低，因此火花塞的溫度難于升高。特別地，在低溫下，當(dāng)車輛的運(yùn)行在極短的運(yùn)行時間內(nèi)在不高于火花塞的自清潔溫度的溫度下重復(fù)地停止時，炭黑可能附著到火花塞。這導(dǎo)致失火等，這可能影響舒適的運(yùn)行。在下文中，在本說明書中，在車輛的系統(tǒng)啟動之后但在系統(tǒng)停止之前(從Ready-ON到Ready-OFF或從IG-ON到IG-0FF)的時段稱為“行程”。此外，在極短的運(yùn)行時間內(nèi)終止車輛的運(yùn)行稱為“短行程”。
[0005]特別地，在混合動力車輛和插電式混合動力車輛的情況中，為提高燃料效率或為減小在發(fā)動機(jī)啟動時的沖擊，明顯地延后進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻的延遲過程通過進(jìn)氣側(cè)VVT機(jī)構(gòu)執(zhí)行。另一方面，在混合動力車輛和插電式混合動力車輛的情況中，當(dāng)執(zhí)行發(fā)動機(jī)間歇運(yùn)行等時，發(fā)動機(jī)的運(yùn)行時間被縮短。結(jié)果，炭黑可能附著到火花塞，這可能導(dǎo)致失火。
[0006]本公開提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，所述控制裝置能夠降低例如內(nèi)燃機(jī)的失火的故障。
[0007]本公開的一個示例方面提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，所述內(nèi)燃機(jī)被設(shè)置在車輛中，所述內(nèi)燃機(jī)包括進(jìn)氣門和可變氣門機(jī)構(gòu)，所述可變氣門機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成在維持所述進(jìn)氣門的氣門打開時段的同時，改變所述進(jìn)氣門的打開時刻和關(guān)閉時刻，所述控制裝置包括控制器。所述控制器被構(gòu)造成設(shè)定在所述內(nèi)燃機(jī)被啟動時的所述進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻的提前量，使得所述進(jìn)氣門的第一關(guān)閉時刻早于所述進(jìn)氣門的第二關(guān)閉時刻。所述第一關(guān)閉時刻是當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時段等于或小于預(yù)定時段的行程持續(xù)預(yù)定次數(shù)時的關(guān)閉時刻。所述第二關(guān)閉時刻是在連續(xù)行程的數(shù)目達(dá)到所述預(yù)定次數(shù)前的關(guān)閉時刻。所述行程是從所述車輛的起動到所述車輛的停止的時段。
[0008]在控制裝置中，所述控制器可以被構(gòu)造成在所述連續(xù)行程的數(shù)目達(dá)到所述預(yù)定次數(shù)前，將所述可變氣門機(jī)構(gòu)的提前量設(shè)定到最大延遲位置。
[0009]在包括可變氣門機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的情況中，內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行以便實現(xiàn)低壓縮和高膨脹比，因此提高了燃料效率。然而，當(dāng)在低溫下連續(xù)地重復(fù)短行程時促進(jìn)了炭黑到火花塞的附著，這可能導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的失火。因此，在重復(fù)短行程的情況中，當(dāng)執(zhí)行該控制時，提高了內(nèi)燃機(jī)的啟動性并且也提高了燃燒溫度。這導(dǎo)致附著到火花塞的炭黑被燃燒以清潔火花塞。
[0010]在控制裝置中，所述控制器可以被構(gòu)造成當(dāng)在所述車輛停止時在緊接的先前行程中的所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時間等于或小于所述預(yù)定時段時，累加計數(shù)值，所述計數(shù)值計數(shù)所述連續(xù)行程的數(shù)目?？刂破骺梢员粯?gòu)造成在如下條件中的至少任何一個條件成立時將所述計數(shù)值清零:在所述車輛起動時所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑的冷卻劑溫度高于預(yù)定溫度的條件；在所述車輛的每一次運(yùn)行中所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時段超過所述預(yù)定時段的條件;和在車輛運(yùn)行結(jié)束時的所述冷卻劑溫度高于預(yù)定溫度的條件。
[0011]當(dāng)燃料在內(nèi)燃機(jī)中在高溫下燃燒時，附著到火花塞的炭黑也被一起燃燒，使得火花塞被清潔。如上所述，當(dāng)檢測到如下條件中的任何條件時估計到燃燒在高溫下執(zhí)行:在車輛起動時的冷卻劑的冷卻劑溫度高的條件;每一次運(yùn)行中內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時間長的條件;和在車輛運(yùn)行結(jié)束時的冷卻劑的冷卻劑溫度高的條件。結(jié)果，也預(yù)期到火花塞被清潔。在該情況中，為了將可變氣門機(jī)構(gòu)重置到原始設(shè)定以提高燃料效率，控制裝置將計數(shù)值清零。
[0012]在控制裝置中，可變氣門機(jī)構(gòu)可以是電驅(qū)動機(jī)構(gòu)。如果可變氣門機(jī)構(gòu)是液壓類型，則被內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的馬達(dá)栗經(jīng)常用于液壓生成。然而，在該情況中，在內(nèi)燃機(jī)啟動時無液壓壓力出現(xiàn)，且難于自由地設(shè)定可變氣門機(jī)構(gòu)的提前量。如果可變氣門機(jī)構(gòu)是電驅(qū)動機(jī)構(gòu)，則此問題不發(fā)生，并且提前量即使在內(nèi)燃機(jī)啟動時也可以被自由地設(shè)定。
[0013]車輛可包括馬達(dá)，馬達(dá)可以與內(nèi)燃機(jī)一起用作為驅(qū)動源。車輛可以包括蓄電裝置，所述蓄電裝置被構(gòu)造成將電力供給到馬達(dá)，并且蓄電裝置可以被構(gòu)造成能夠從車輛的外部充電。
[0014]在混合動力車輛和插電式混合動力車輛的情況中，與通常車輛相比，運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的頻率降低，并且，即使內(nèi)燃機(jī)啟動，內(nèi)燃機(jī)也經(jīng)常立即停止。因此，容易出現(xiàn)導(dǎo)致炭黑附著到火花塞的短行程?？紤]到該情況，以上構(gòu)造對于混合動力車輛和插電式混合動力車輛是特別有效的。
[0015]本公開的另一個示例方面提供了一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制方法，所述內(nèi)燃機(jī)被設(shè)置在車輛中，所述內(nèi)燃機(jī)包括進(jìn)氣門和可變氣門機(jī)構(gòu)，所述可變氣門機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成在維持所述進(jìn)氣門的氣門打開時段的同時，改變所述進(jìn)氣門的打開時刻和關(guān)閉時刻，所述控制方法包括:設(shè)定在所述內(nèi)燃機(jī)啟動時的所述進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻的提前量，使得所述進(jìn)氣門的第一關(guān)閉時刻早于所述進(jìn)氣門的第二關(guān)閉時刻，所述第一關(guān)閉時刻是當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時段等于或小于預(yù)定時段的行程持續(xù)預(yù)定次數(shù)時的關(guān)閉時刻，所述第二關(guān)閉時刻是在連續(xù)行程的數(shù)目達(dá)到所述預(yù)定次數(shù)前的關(guān)閉時刻，所述行程是從所述車輛的起動到所述車輛的停止的時段。
[0016]根據(jù)以上構(gòu)造，因為內(nèi)燃機(jī)的火花塞保持清潔，所以能夠降低例如內(nèi)燃機(jī)失火的故障。
【附圖說明】
[0017]將參考附圖在下文中描述示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中類似的附圖標(biāo)號指示類似的元件，并且其中:
[0018]圖1是圖示了根據(jù)實施例的混合動力車輛的基本構(gòu)造的視圖；
[0019]圖2是圖示了圖1中圖示的發(fā)動機(jī)的構(gòu)造的視圖；
[0020]圖3是圖示了氣門位移量和曲柄角度之間的關(guān)系的視圖，所述關(guān)系在電動VVT裝置中實現(xiàn)；
[0021]圖4是描述了清潔火花塞的第一過程的流程圖，所述第一過程通過控制裝置執(zhí)行；
[0022]圖5是描述了清潔火花塞的第二過程的流程圖，所述第二過程通過控制裝置執(zhí)行；并且
[0023]圖6是描述了清潔火花塞的第三過程的流程圖，所述第三過程通過控制裝置執(zhí)行。
【具體實施方式】
[0024]下文參考附圖詳細(xì)描述實施例。注意到在附圖中相同的或等價的部分具有相同的附圖標(biāo)號且其描述不重復(fù)。
[0025]圖1是圖示了根據(jù)本實施例的混合動力車輛的基本構(gòu)造的視圖。
[0026]現(xiàn)在參考圖1，混合動力車輛(在下文中僅稱為車輛)1包括發(fā)動機(jī)100、電動發(fā)電機(jī)MGl、MG2、動力分配裝置4、減速器5、驅(qū)動輪6、蓄電裝置10、入口 12、充電器11、電力控制單元(PCU)20、冷卻劑溫度傳感器130和控制裝置200。
[0027]車輛I能夠通過從發(fā)動機(jī)100和電動發(fā)電機(jī)MG2中的至少一個輸出驅(qū)動力來行進(jìn)。發(fā)動機(jī)100由內(nèi)燃機(jī)例如汽油發(fā)動機(jī)或柴油發(fā)動機(jī)構(gòu)成。發(fā)動機(jī)100經(jīng)由動力分配裝置4將動力供給到驅(qū)動輪6和能夠作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行的電動發(fā)電機(jī)MGl中的至少任一個。
[0028]發(fā)動機(jī)100能夠通過由電動發(fā)電機(jī)MGl轉(zhuǎn)動曲軸來啟動。發(fā)動機(jī)100包括用于改變進(jìn)氣門的運(yùn)行特征的電動可變氣門正時(VVT)裝置400。電動VVT裝置400由控制裝置200根據(jù)車輛的行進(jìn)狀態(tài)和發(fā)動機(jī)100的啟動性來控制。
[0029]動力分配裝置4被構(gòu)造成將從發(fā)動機(jī)100生成的驅(qū)動力分為經(jīng)由減速器5驅(qū)動驅(qū)動輪6的動力和驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG I的動力。動力分配裝置4例如由行星齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成。在該情況中，例如電動發(fā)電機(jī)MGl被連接到行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪，發(fā)動機(jī)100被連接到行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架，并且驅(qū)動輪6經(jīng)由電動發(fā)電機(jī)MG2和減速器5被連接到行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒圈。
[0030]電動發(fā)電機(jī)MGl、MG2是AC旋轉(zhuǎn)電機(jī)，例如三相AC同步電動發(fā)電機(jī)。電動發(fā)電機(jī)MGl能夠通過使用經(jīng)由動力分配裝置4從發(fā)動機(jī)100接收的動力來生成電力。例如，當(dāng)蓄電裝置10的荷電狀態(tài)(SOC)達(dá)到下限控制值時，發(fā)動機(jī)100啟動，使得電動發(fā)電機(jī)MGl生成電力。通過電動發(fā)電機(jī)MGl生成的電力的電壓被PCU 20轉(zhuǎn)換，并且然后臨時儲存在蓄電裝置10中或被直接供給到電動發(fā)電機(jī)MG2。
[0031]電動發(fā)電機(jī)MG2通過使用儲存在蓄電裝置10中的電力和通過電動發(fā)電機(jī)MGl生成的電力中的至少一個產(chǎn)生驅(qū)動力。電動發(fā)電機(jī)MG2的驅(qū)動力經(jīng)由減速器5傳遞到驅(qū)動輪6。
[0032]注意到，在車輛制動時，通過驅(qū)動輪6經(jīng)由減速器5驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG2，使得電動發(fā)電機(jī)MG2作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。以此，電動發(fā)電機(jī)MG2作為再生制動運(yùn)行，所述再生制動將制動能量轉(zhuǎn)換為電力。通過電動發(fā)電機(jī)MG2生成的電力儲存在蓄電裝置10中。在要求制動力大于電動發(fā)電機(jī)MG2的再生制動的情況中，一起使用液壓制動器(未示出)。
[0033]P⑶20是用于驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MGl、MG2的驅(qū)動裝置。P⑶20包括用于驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2的逆變器，并且可以進(jìn)一步包括用于在逆變器和蓄電裝置10之間轉(zhuǎn)換電壓的轉(zhuǎn)換器。
[0034]蓄電裝置10是可充電的直流電源，并且由二次電池、例如鎳氫電池或鋰離子電池構(gòu)成。通過電動發(fā)電機(jī)MGl、MG2生成的電力儲存在蓄電裝置10中。注意到的是大容量電容器能夠用作蓄電裝置10，并且任何電力緩沖器能夠被用作蓄電裝置10，只要所述電力緩沖器能夠臨時存儲由電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2生成的電力且能夠?qū)⒁虼藘Υ娴碾娏┙o到電動發(fā)電機(jī)MG2。此外，蓄電裝置10設(shè)置有用于檢測蓄電裝置10的溫度、電壓和電流的傳感器，并且傳感器的檢測值被輸出到控制裝置200。
[0035]車輛I優(yōu)選地是插電式混合動力車輛。來自車輛外部的電源500的充電器電纜的連接器510能夠被連接到入口 12。充電器11從車輛外部的電源500經(jīng)由入口 12接收充電電力，并且將蓄電裝置10充電。
[0036]控制裝置200由單個或多個電子控制單元(ECU)構(gòu)成。ECU包括作為存儲裝置的存儲器210、中央處理單元(CPU)(未示出)、輸入輸出緩沖器等。存儲器210被構(gòu)造成以非易失性方式存儲數(shù)據(jù)的至少部分?？刂破?00執(zhí)行來自多種傳感器的信號的輸入(加速器開度ACC、車輛速度VSS等)和向每個裝置的控制信號輸出，并且也對于混合動力車輛I中的每個裝置執(zhí)行控制。主要地，控制裝置200執(zhí)行混合動力車輛I的行進(jìn)控制和根據(jù)行進(jìn)控制對于發(fā)動機(jī)100的控制(例如，VVT裝置400等)?？刂蒲b置200的運(yùn)行將在下文中描述。
[0037]然后將描述包括電動VVT裝置400的發(fā)動機(jī)100的構(gòu)造。圖2是圖示了在圖1中圖示的發(fā)動機(jī)100的構(gòu)造的視圖。
[0038]現(xiàn)在參考圖2，向發(fā)動機(jī)100的進(jìn)氣量由節(jié)氣門馬達(dá)312驅(qū)動的節(jié)氣門104調(diào)整。噴射器108將燃料噴射到進(jìn)氣口中。在進(jìn)氣口中，燃料與空氣混合。當(dāng)進(jìn)氣門118打開時，燃料/空氣混合物被引入到氣缸106中。注意到噴射器108可被提供為將燃料直接噴射到氣缸106中的直接噴射噴射器。替代地，提供了用于口噴射和直接噴射的噴射器108。
[0039]氣缸106中的燃料/空氣混合物通過火花塞110被點燃且然后燃燒。在燃燒之后的燃料/空氣混合物，即排氣，被排放到排氣通路。排氣通路設(shè)置有排氣控制設(shè)備，所述排氣控制設(shè)備通過催化劑凈化排氣。排氣控制設(shè)備包括催化劑112S(在下文中也稱為S/C(開始催化)催化劑)和催化劑112U(在下文中也稱為U/F(地板下面)催化劑)，所述催化劑112U布置在相對于S/C催化劑112S的下游側(cè)。排氣通過S/C催化劑112S和U/F催化劑112U凈化，并且然后排放到車輛外?；钊?14由于燃料/空氣混合物的燃燒而被向下推動，使得曲軸116旋轉(zhuǎn)。
[0040]氣缸106的頂部設(shè)置有進(jìn)氣門118和排氣門120。引入到氣缸106中的空氣的量和所述空氣量的引入時刻由進(jìn)氣門118控制。從氣缸106排出的排氣的量和所述排氣量的排出時刻由排氣門120控制。進(jìn)氣門118由凸輪122驅(qū)動，并且排氣門120由凸輪124驅(qū)動。
[0041 ] 進(jìn)氣門118的運(yùn)行特征通過電動VVT裝置400改變。電動VVT裝置400包括凸輪軸、凸輪鏈輪和電動促動器(在此都未示出)。凸輪軸可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在發(fā)動機(jī)100的氣缸蓋中，使得凸輪軸的旋轉(zhuǎn)軸的方向平行于曲軸的旋轉(zhuǎn)軸的方向。凸輪軸包括:排氣側(cè)凸輪軸，所述排氣側(cè)凸輪軸通過凸輪打開和關(guān)閉設(shè)置在各氣缸中的排氣門；和進(jìn)氣側(cè)凸輪軸，所述進(jìn)氣側(cè)凸輪軸通過凸輪打開和關(guān)閉設(shè)置在各氣缸中的進(jìn)氣門。多個凸輪124以預(yù)定間隔固定到排氣側(cè)凸輪軸。多個凸輪122以預(yù)定間隔固定到進(jìn)氣側(cè)凸輪軸。
[0042]凸輪鏈輪設(shè)置在進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)凸輪軸的各一端中。相同的正時鏈條纏繞在兩個凸輪鏈輪上。正時鏈條也纏繞在設(shè)置在曲軸116中的正時轉(zhuǎn)子(未示出)上。相應(yīng)地，曲軸和凸輪軸經(jīng)由正時鏈條彼此同步地旋轉(zhuǎn)。
[0043]電動促動器設(shè)置在凸輪軸和凸輪鏈輪之間。電動促動器改變進(jìn)氣側(cè)上的凸輪軸和凸輪鏈輪之間的旋轉(zhuǎn)相位。基于從控制裝置200傳遞的控制信號VVT控制電動促動器的運(yùn)行。當(dāng)電動促動器改變進(jìn)氣側(cè)上的凸輪軸和凸輪鏈輪之間的旋轉(zhuǎn)相位時，在進(jìn)氣門118中維持氣門打開時段，并且氣門打開時刻和與氣門打開時刻相關(guān)的氣門關(guān)閉時刻改變。
[0044]下文中將描述通過電動VVT裝置400進(jìn)行的進(jìn)氣門118的氣門打開時刻的改變模式。注意，電動VVT裝置400可改變排氣門120的氣門打開時刻而不是進(jìn)氣門118，或者除了進(jìn)氣門118之外，電動VVT裝置400可改變排氣門120的氣門打開時刻。
[0045]指示了加速器開度ACC和車輛速度VSS的信號以及來自各種傳感器例如冷卻劑溫度傳感器130、凸輪角度傳感器300、曲柄角度傳感器302和節(jié)氣門位置傳感器306的信號被輸入到控制裝置200。
[0046]冷卻劑溫度傳感器130檢測流過發(fā)動機(jī)的冷卻劑通道的冷卻劑的溫度，并且將其傳遞到控制裝置200。凸輪角度傳感器300輸出指示凸輪的位置的信號。曲柄角度傳感器302輸出指示曲軸116的轉(zhuǎn)速(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)的信號和指示曲軸116的旋轉(zhuǎn)角度的信號。節(jié)氣門位置傳感器306輸出指示節(jié)氣門開度0th的信號。控制裝置200基于來自這些傳感器的信號來控制發(fā)動機(jī)100。
[0047]圖3是圖示了氣門位移量和曲柄角度之間的關(guān)系的視圖，所述關(guān)系在電動VVT裝置400中實現(xiàn)。在圖3中，垂直軸線指示了氣門位移量，并且水平軸線指示了曲柄角度。
[0048]如在圖3中所圖示，在排氣行程中，排氣門120打開，并且在排氣門120的移位量達(dá)到其峰值之后，排氣門120關(guān)閉。在此之后，在進(jìn)氣行程中，進(jìn)氣門118打開，并且在進(jìn)氣門118的移位量達(dá)到其峰值之后，進(jìn)氣門118關(guān)閉。排氣門120的氣門位移量示出為波形EX，而進(jìn)氣門118的氣門位移量示出為波形IN。
[0049]注意，氣門位移量指示了進(jìn)氣門118從進(jìn)氣門118(或排氣門120)關(guān)閉的狀態(tài)開始的位移量。在進(jìn)氣門118的開度達(dá)到峰值時的氣門位移量稱為升程量，并且在進(jìn)氣門118打開后但在進(jìn)氣門118關(guān)閉前的曲柄角度稱為工作角度。
[0050]電動VVT裝置400在升程量和工作角度被維持的狀態(tài)下改變進(jìn)氣門118的氣門打開時刻和氣門關(guān)閉時刻。即，電動VVT裝置400在波形被維持的狀態(tài)下在實線和虛線之間以波形IN改變氣門打開時刻。在本實施例中，在氣門位移量根據(jù)波形IN(實線)改變的情況中曲柄角度CA(0)與進(jìn)氣門118的氣門打開時刻對應(yīng)，并且在氣門位移量根據(jù)波形IN(虛線)改變的情況中曲柄角度CA(I)與進(jìn)氣門118的氣門打開時刻對應(yīng)。
[0051]在如下的描述中，如果氣門打開時刻在從曲柄角度CA(O)至曲柄角度CA(I)的方向上改變，則表達(dá)為氣門打開時刻“延遲”，并且如果氣門打開時刻在從曲柄角度CA(I)至曲柄角度CA(0)的方向上改變，則表達(dá)為氣門打開時刻“提前”。此外，在本實施例中，曲柄角度CA
(O)是最提前的氣門打開時刻，并且曲柄角度CA(I)是最延遲的氣門打開時刻。
[0052]注意，在本實施例中，圖3例示了進(jìn)氣門118的氣門位移量在最提前時刻的波形IN(實線)和進(jìn)氣門118的氣門位移量在最延遲時刻的波形IN(虛線)。然而，電動VVT裝置400的氣門打開時刻的改變范圍不限制于特別地在圖3中圖示的CA(O)和CA(I)之間的范圍。
[0053]下文中將描述發(fā)動機(jī)的火花塞的清潔過程。在設(shè)置有在圖1至圖3中描述的電動VVT裝置400的混合動力車輛或插電式混合動力車輛的情況中，為了提高燃料效率或為了降低發(fā)動機(jī)啟動時的沖擊，通過進(jìn)氣側(cè)VVT機(jī)構(gòu)執(zhí)行將進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻明顯地延后的延遲過程。
[0054]然而，當(dāng)通過進(jìn)氣側(cè)VVT機(jī)構(gòu)執(zhí)行將進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻明顯地延后的延遲過程時，有效壓縮比降低，使得燃燒溫度降低，因此導(dǎo)致火花塞110的溫度難以升高。特別地，當(dāng)氣缸中的燃燒在低于火花塞110的自清潔溫度的溫度下發(fā)生的短行程重復(fù)時，炭黑附著到火花塞110，使得可能發(fā)生失火等，這可能影響舒適的運(yùn)行。
[0055]考慮到這種情況，在本實施例中，當(dāng)炭黑到火花塞110的附著被促進(jìn)時，執(zhí)行使炭黑燃燒的過程。更具體地，控制裝置200計數(shù)在促進(jìn)炭黑到火花塞110的附著的環(huán)境下持續(xù)的短行程的次數(shù)，并且當(dāng)計數(shù)值達(dá)到預(yù)定數(shù)目時，控制裝置200在附著到火花塞110的炭黑被燃燒的條件下運(yùn)行發(fā)動機(jī)。
[0056]圖4是描述清潔火花塞的第一過程的流程圖，所述第一過程由控制裝置200執(zhí)行。該過程從預(yù)定主程序調(diào)用，并且在車輛被起動時執(zhí)行。
[0057]現(xiàn)在參考圖2和圖4，當(dāng)流程圖的過程開始時，在步驟SI中，控制裝置200監(jiān)測起動車輛的開關(guān)操作是否被執(zhí)行，并且判定開關(guān)操作是否為IG-0N。例如，在開關(guān)操作在車輛未起動的狀態(tài)中執(zhí)行的情況中，判定開關(guān)操作為IG-ON(在起動車輛系統(tǒng)時)(步驟SI中為是)。此外，例如，在開關(guān)操作在車輛已經(jīng)起動的狀態(tài)中執(zhí)行的情況中，判定開關(guān)操作為IG-OFF(在停止車輛系統(tǒng)時)(步驟SI中為否)。
[0058]系統(tǒng)起動開關(guān)被解釋為按鈕，但可以是鑰匙開關(guān)。
[0059]當(dāng)在步驟SI中判定開關(guān)操作為IG-ON時，過程前進(jìn)到步驟S2。當(dāng)在步驟SI中判定開關(guān)操作不為IG-ON時，過程前進(jìn)到步驟S4然后返回。
[0060]在步驟S2中，控制裝置200在IG-ON時從冷卻劑溫度傳感器130獲取發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度，然后將其存儲在存儲器210中作為起動冷卻劑溫度ethwst。然后，在隨后的步驟S3中，控制裝置200執(zhí)行車輛系統(tǒng)的剩下的起動過程。
[0061]圖5是描述清潔火花塞的第二過程的流程圖，所述第二過程由控制裝置200執(zhí)行。該過程從預(yù)定主程序調(diào)用，并且在車輛的運(yùn)行結(jié)束時執(zhí)行。
[0062]現(xiàn)在參考圖2、圖5，當(dāng)流程圖的過程開始時，在步驟Sll中，控制裝置200監(jiān)測用以起動車輛的開關(guān)操作是否執(zhí)行，并且判定開關(guān)操作是否為IG-0FF。例如，在開關(guān)操作在車輛已經(jīng)起動的狀態(tài)中執(zhí)行的情況中，判定開關(guān)操作為IG-OFF(在停止車輛系統(tǒng)時)(步驟Sll中為是)。此外，例如，在開關(guān)操作在車輛未起動的狀態(tài)中執(zhí)行的情況中，判定開關(guān)操作為IG-ON(在起動車輛系統(tǒng)時)(步驟S11中為否)。
[0063]當(dāng)在步驟SII中判定開關(guān)操作為IG-OFF時，過程前進(jìn)到步驟S12。當(dāng)在步驟SI I中判定開關(guān)操作不為IG-OFF時，過程前進(jìn)到步驟SI 8。
[0064]在步驟S12中，控制裝置200判定在車輛起動時(在IG-ON時)存儲在存儲器210中的起動冷卻劑溫度ethwst是否低于確定值。判定值是基于容易導(dǎo)致炭黑附著到火花塞110的溫度提前確定的值。
[0065]當(dāng)在步驟S12中判定起動冷卻劑溫度ethwst低于確定值(步驟S12中為是)時，過程前進(jìn)到步驟S13。當(dāng)在步驟S12中判定起動冷卻劑溫度ethwst不低于確定值(步驟S12中為否)時，過程前進(jìn)到步驟S16。
[0066]在步驟S13中，控制裝置200判定從車輛系統(tǒng)起動(IG-ON)到車輛系統(tǒng)停止(IG-0FF)的發(fā)動機(jī)運(yùn)行時間ecast是否為預(yù)定值或更低。預(yù)定值與炭黑的燃燒相關(guān)地預(yù)先確定。如果發(fā)動機(jī)運(yùn)行時間ecast長于預(yù)定值，則發(fā)動機(jī)達(dá)到足夠高的溫度，因此導(dǎo)致附著到火花塞110的炭黑在高溫下燃燒。如果發(fā)動機(jī)運(yùn)行時間ecast短于預(yù)定值，則附著到火花塞110的炭黑未被燃燒而是蓄積。
[0067]當(dāng)在步驟SI3中判定發(fā)動機(jī)運(yùn)行時間ecast等于或小于預(yù)定值(步驟SI 3中為是)時，過程前進(jìn)到步驟S14。當(dāng)在步驟SI3中判定發(fā)動機(jī)運(yùn)行時間ecast不等于或小于預(yù)定值(步驟S13中為否)時，過程前進(jìn)到步驟S16。
[0068]在步驟S14中，控制裝置200判定在車輛系統(tǒng)停止(IG-OFF)時即當(dāng)前點的冷卻劑溫度ethwed是否低于確定值。在短行程中，發(fā)動機(jī)可能停止而不使得發(fā)動機(jī)被充分地加熱。確定值是基于容易地導(dǎo)致炭黑附著到火花塞110的溫度預(yù)先確定的值，并且可與在步驟S12中使用的確定值相同或不同。
[0069]當(dāng)在步驟S14中判定冷卻劑溫度ethwed低于確定值(步驟S14中為是)時，過程前進(jìn)到步驟315。當(dāng)在步驟314中判定冷卻劑溫度61:1^6(1不低于確定值(步驟314中為否)時，過程前進(jìn)到步驟SI 6。
[0070]在步驟S15中，控制裝置200判定促進(jìn)炭黑到火花塞110的附著的短行程被執(zhí)行，并且從存儲器210讀取短行程運(yùn)行計數(shù)器的離散值，以累加離散值。然后，因此累加的離散值又被寫入到存儲器210中。
[0071]同時，在步驟S16中，控制裝置200判定發(fā)動機(jī)在使得附著的炭黑燃燒且火花塞110被清潔的條件下運(yùn)行，并且將短行程運(yùn)行計數(shù)器的離散值清零，所述離散值被存儲在存儲器210中。
[0072]由于步驟S15或步驟S16中的過程，炭黑附著到火花塞110的進(jìn)程的程度被以非易失性方式存儲。隨后，在步驟S17中執(zhí)行車輛系統(tǒng)停止過程，并且控制在步驟S18中返回到主程序。
[0073]圖6是描述清潔火花塞的第三過程的流程圖，所述第三過程由控制裝置200執(zhí)行。該過程從預(yù)定主程序調(diào)用，并且在車輛運(yùn)行期間執(zhí)行。
[0074]現(xiàn)在參考圖2、圖6，最初在步驟S21中，控制裝置200判定短行程運(yùn)行計數(shù)器的離散值是否為預(yù)定值或更大。預(yù)定值被設(shè)定為小于促進(jìn)炭黑到火花塞110的蓄積且影響發(fā)動機(jī)的運(yùn)行的次數(shù)的值。
[0075]當(dāng)在步驟S21中判定短行程運(yùn)行計數(shù)器的離散值是預(yù)定值或更大(步驟S21中為是)時，過程前進(jìn)到步驟S22。當(dāng)在步驟S21中判定短行程運(yùn)行計數(shù)器的離散值不是預(yù)定值或更大(步驟S21中為否)時，過程前進(jìn)到步驟S24。
[0076]在步驟S22中，控制裝置200判定促進(jìn)炭黑到火花塞110的附著的短行程持續(xù)預(yù)定次數(shù)，并且開啟短行程運(yùn)行標(biāo)志。
[0077]隨后，在步驟S23中，控制裝置200設(shè)定電動VVT裝置400的提前量。該設(shè)定被執(zhí)行使得在發(fā)動機(jī)啟動時的提前量被設(shè)定為比通常時間更提前(最大延遲位置)而與通常時間不同。以此，因為在圖3中的進(jìn)氣門關(guān)閉時刻接近下死點，所以在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)側(cè)被壓縮的空氣量增加，使得實際壓縮比增加。即使在燃料在冷態(tài)的霧化差的情況中，如果實際壓縮比增加，則燃料的霧化得以改進(jìn)，使得燃料容易著火。因此，發(fā)動機(jī)的啟動性也提高且在啟動后的燃燒溫度也升高，因此能夠清潔附著到火花塞的炭黑等。
[0078]在VVT裝置被液壓壓力驅(qū)動的情況中，液壓栗在發(fā)動機(jī)不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)中不轉(zhuǎn)動。因此，由于通過彈簧等導(dǎo)致的偏置力使得提前量處于最大延遲位置。在液壓系統(tǒng)的情況中，如果液壓栗被電驅(qū)動，則提前量能夠在發(fā)動機(jī)啟動時被調(diào)整。在本實施例中，因為設(shè)置了電動VVT裝置400，所以提前量甚至能夠在發(fā)動機(jī)啟動時被自由地設(shè)定。
[0079]此外，在發(fā)動機(jī)啟動之后的提前量方面，如果提前量被設(shè)定為比通常時間更提前，則附著到火花塞的炭黑等的清潔能夠被促進(jìn)。
[0080]在過程從步驟S21前進(jìn)到步驟S24的情況中，控制裝置200判定促進(jìn)炭黑到火花塞110的附著的短行程的數(shù)目沒有達(dá)到預(yù)定次數(shù)，并且關(guān)閉短行程標(biāo)志。
[0081 ]隨后，在步驟S25中，控制裝置200設(shè)定電動VVT裝置400的提前量。該設(shè)置被執(zhí)行使得在發(fā)動機(jī)啟動時的提前量被設(shè)定為在通常時間的提前量(最大延遲位置)。以此，因為圖3中的進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻相對于下死點被延遲，所以在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)側(cè)被壓縮的空氣量降低，使得實現(xiàn)了低壓縮和高膨脹比，因此提高了燃料效率。
[0082]注意，在發(fā)動機(jī)啟動后的提前量也類似于通常時間通過使用映射等基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等被設(shè)定為最優(yōu)值，因此提高了燃料效率。
[0083]如上所述，在本實施例中，當(dāng)促進(jìn)炭黑到火花塞的附著時，將炭黑燃燒以清潔火花塞。這能夠限制例如內(nèi)燃機(jī)的失火的故障的發(fā)生。
[0084]最后，參考圖1、圖2再次總結(jié)本實施例。本實施例的車輛I包括發(fā)動機(jī)100和控制裝置200。發(fā)動機(jī)100包括進(jìn)氣門118和電動VVT裝置400，所述電動VVT裝置400在維持進(jìn)氣門118的氣門打開時段的同時改變進(jìn)氣門118的打開時刻和關(guān)閉時刻。在發(fā)動機(jī)100的運(yùn)行時間為預(yù)定時間或更短的行程(短行程)在從車輛I起動到車輛I停止的一個行程內(nèi)持續(xù)預(yù)定次數(shù)的情況中，控制裝置200設(shè)定提前量使得在發(fā)動機(jī)100啟動時的進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻(第一關(guān)閉時刻)比在連續(xù)的短行程達(dá)到預(yù)定次數(shù)前的關(guān)閉時刻(第二關(guān)閉時刻)早。
[0085]在連續(xù)的短行程的數(shù)目達(dá)到預(yù)定次數(shù)前，控制裝置200將電動VVT裝置400的提前量設(shè)定為最大延遲位置。
[0086]在發(fā)動機(jī)100包括電動VVT裝置400的情況中，發(fā)動機(jī)100運(yùn)行以便實現(xiàn)低壓縮和高膨脹比，由此提高燃料效率。在該情況中，當(dāng)短行程在低溫下重復(fù)時，炭黑到火花塞110的附著被促進(jìn)，這可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)100的失火。利用前述控制，發(fā)動機(jī)100的啟動性提高并且燃燒溫度也升高，因此導(dǎo)致附著的炭黑燃燒以清潔火花塞110。
[0087]優(yōu)選地，控制裝置200在車輛起動時的冷卻劑的冷卻劑溫度、每一次運(yùn)行的發(fā)動機(jī)100的運(yùn)行時間和在車輛運(yùn)行結(jié)束時冷卻劑的冷卻劑溫度中的至少一個滿足火花塞110的清潔條件(假定炭黑燃燒的條件)時清零計數(shù)值。更具體地，控制裝置200在如下條件中的任意條件被滿足時清零計數(shù)值:在車輛起動時冷卻劑的冷卻劑溫度高于預(yù)定溫度的條件;每一個行程的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時間超過預(yù)定時間的條件;和在車輛運(yùn)行結(jié)束時冷卻劑的冷卻劑溫度高于預(yù)定溫度的條件。
[0088]當(dāng)燃料在發(fā)動機(jī)100中在高溫下燃燒時，附著到火花塞110的炭黑也被一起燃燒，使得火花塞110被清潔。如上所述，當(dāng)如下條件中的任意條件被檢測到時估計到燃燒在高溫下執(zhí)行:在車輛起動時冷卻劑的冷卻劑溫度高的條件;每一次運(yùn)行(一個行程)的內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)行時間長的條件;和在車輛運(yùn)行結(jié)束時冷卻劑的冷卻劑溫度高的條件。結(jié)果，預(yù)計火花塞110被清潔的條件。在該情況中，為了運(yùn)行電動VVT裝置400以提高燃料效率，控制裝置200清零計數(shù)值。
[0089]優(yōu)選地，電動VVT裝置400是電驅(qū)動裝置。如果電動VVT裝置400是液壓裝置，則馬達(dá)栗能夠用于液壓生成。然而，在使用由發(fā)動機(jī)100驅(qū)動的機(jī)械栗的構(gòu)造中，在發(fā)動機(jī)100啟動時不出現(xiàn)液壓壓力，并且電動VVT裝置400的提前量不能被自由地設(shè)定。如果電動VVT裝置400是電驅(qū)動的裝置，則該問題不發(fā)生，并且提前量甚至能夠在發(fā)動機(jī)100啟動時也被自由設(shè)定。
[0090]優(yōu)選地，與發(fā)動機(jī)100—起使用的電動發(fā)電機(jī)MG2進(jìn)一步被設(shè)置為車輛的驅(qū)動源。更優(yōu)選地，車輛進(jìn)一步包括蓄電裝置10，所述蓄電裝置10向電動發(fā)電機(jī)MG2供給電力，并且蓄電裝置10被構(gòu)造成能夠從車輛的外部充電。
[0091]在混合動力車輛和插電式混合動力車輛的情況中，與通常車輛相比，運(yùn)行發(fā)動機(jī)100的頻率降低。因此，導(dǎo)致炭黑到火花塞110的附著的短行程容易出現(xiàn)。考慮到該情況，在混合動力車輛和插電式混合動力車輛的情況中，在本實施例中描述的控制特別地有效。
[0092]注意，本實施例例示了使用發(fā)動機(jī)和電動發(fā)電機(jī)作為驅(qū)動力源的混合動力車輛。然而，本實施例不限制于此，并且本發(fā)明能夠被應(yīng)用于設(shè)置有具有VVT機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)的車輛。
[0093]應(yīng)考慮到的是在此所述的實施例在所有方面僅是示例且不是限制性的。本發(fā)明的范圍通過權(quán)利要求示出而不通過以上實施例的描述示出，并且本發(fā)明的范圍意圖于包括在與權(quán)利要求等價的意義和范圍內(nèi)進(jìn)行的每種變型。
【主權(quán)項】
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，所述內(nèi)燃機(jī)被設(shè)置在車輛中，所述內(nèi)燃機(jī)包括進(jìn)氣門和可變氣門機(jī)構(gòu)，所述可變氣門機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成在維持所述進(jìn)氣門的氣門打開時段的同時，改變所述進(jìn)氣門的打開時刻和關(guān)閉時刻，所述控制裝置的特征在于包括: 控制器，所述控制器被構(gòu)造成設(shè)定在所述內(nèi)燃機(jī)被啟動時的所述進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻的提前量，使得所述進(jìn)氣門的第一關(guān)閉時刻早于所述進(jìn)氣門的第二關(guān)閉時刻，所述第一關(guān)閉時刻是當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時段等于或小于預(yù)定時段的行程持續(xù)預(yù)定次數(shù)時的關(guān)閉時刻，所述第二關(guān)閉時刻是在連續(xù)行程的數(shù)目達(dá)到所述預(yù)定次數(shù)前的關(guān)閉時刻，所述行程是從所述車輛的起動到所述車輛的停止的時段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中 所述控制器被構(gòu)造成在所述連續(xù)行程的數(shù)目達(dá)到所述預(yù)定次數(shù)前，將所述可變氣門機(jī)構(gòu)的提前量設(shè)定到最大延遲位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制裝置，其中 所述控制器被構(gòu)造成當(dāng)在所述車輛停止時在緊接的先前行程中的所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時間等于或小于所述預(yù)定時段時，累加計數(shù)值，所述計數(shù)值計數(shù)所述連續(xù)行駛的數(shù)目，并且 所述控制器被構(gòu)造成在如下條件中的至少任何一個條件成立時將所述計數(shù)值清零: 在所述車輛起動時所述內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑的冷卻劑溫度高于預(yù)定溫度的條件； 在所述車輛的每一次運(yùn)行中所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時段超過所述預(yù)定時段的條件;和 在車輛運(yùn)行結(jié)束時的所述冷卻劑溫度高于預(yù)定溫度的條件。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的控制裝置，其中，所述可變氣門機(jī)構(gòu)是電驅(qū)動機(jī)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的控制裝置，其中，所述車輛包括馬達(dá)，所述馬達(dá)與所述內(nèi)燃機(jī)一起用作驅(qū)動源。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制裝置，其中 所述車輛包括蓄電裝置，所述蓄電裝置被構(gòu)造成將電力供給到所述馬達(dá)，并且 所述蓄電裝置被構(gòu)造成能夠從所述車輛的外部充電。7.—種用于內(nèi)燃機(jī)的控制方法，所述內(nèi)燃機(jī)被設(shè)置在車輛中，所述內(nèi)燃機(jī)包括進(jìn)氣門和可變氣門機(jī)構(gòu)，所述可變氣門機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成在維持所述進(jìn)氣門的氣門打開時段的同時，改變所述進(jìn)氣門的打開時刻和關(guān)閉時刻，所述控制方法的特征在于包括: 設(shè)定在所述內(nèi)燃機(jī)啟動時的所述進(jìn)氣門的關(guān)閉時刻的提前量，使得所述進(jìn)氣門的第一關(guān)閉時刻早于所述進(jìn)氣門的第二關(guān)閉時刻，所述第一關(guān)閉時刻是當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時段等于或小于預(yù)定時段的行程持續(xù)預(yù)定次數(shù)時的關(guān)閉時刻，所述第二關(guān)閉時刻是在連續(xù)行程的數(shù)目達(dá)到所述預(yù)定次數(shù)前的關(guān)閉時刻，所述行程是從所述車輛的起動到所述車輛的停止的時段。
【文檔編號】F02D13/02GK106050439SQ201610200933
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年3月31日 公開號201610200933.4, CN 106050439 A, CN 106050439A, CN 201610200933, CN-A-106050439, CN106050439 A, CN106050439A, CN201610200933, CN201610200933.4
【發(fā)明人】加藤壽一
【申請人】豐田自動車株式會社