專利名稱:車輛的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及對具備能夠構(gòu)成基于進(jìn)氣控制閥的開閉控制進(jìn)行慣性增壓的內(nèi)燃機(jī)的車輛進(jìn)行控制的車輛的控制裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
作為這種裝置,以往提出有實現(xiàn)防止進(jìn)氣控制閥的過調(diào)和欠調(diào)的裝置(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)專利文獻(xiàn)1所公開的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣控制裝置,通過在進(jìn)氣控制閥的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置轉(zhuǎn)動量不同的第一、第二連桿,由此能夠防止相對于目標(biāo)停止位置的過調(diào)和欠調(diào)。另外,關(guān)于慣性增壓,例如在專利文獻(xiàn)2中也被公開。另外,提出了具有轉(zhuǎn)動型進(jìn)氣控制閥,來防止在進(jìn)氣閥開閥期間的后半產(chǎn)生的進(jìn)氣的逆流的裝置(例如,參照專利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平5-79335號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開平5-156951號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開平2-86920號公報在進(jìn)氣控制閥是在進(jìn)氣通路上向一個方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥的情況下, 在結(jié)束慣性增壓使進(jìn)氣控制閥以全開或與此類似的開閥狀態(tài)停止的情況下,由于必須避免相對于目標(biāo)位置的過調(diào),因而必然需要與停止位置的收束相應(yīng)的時間。因此,在結(jié)束慣性增壓時,易增大對進(jìn)氣沖程的影響,易使內(nèi)燃機(jī)的燃燒性能變差。另一方面,對于這樣的問題,在適用了專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)的情況下,設(shè)置連桿是不可避免的,從而導(dǎo)致成本的增加以及車輛搭載性變差,因此在實踐中難以找到對策。 另一方面,當(dāng)為了增加供給到進(jìn)氣控制閥可獲得的制驅(qū)動力的容量而獲得比較大的制動力時,則會喪失以高效率為宗旨的旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥本來的優(yōu)點(diǎn)。另外,在專利文獻(xiàn)2和3 中,對于慣性增壓結(jié)束時進(jìn)氣控制閥的位置控制并未公開,因此同樣難以避免這種問題。
發(fā)明內(nèi)容
S卩,在上述各種專利文獻(xiàn)所例示的以往的技術(shù)中,存在以下技術(shù)上的問題,S卩很難在盡可能地排除停止慣性增壓時對燃燒性能的影響的同時有效地使進(jìn)氣控制閥的位置收束。本發(fā)明是鑒于上述的問題所做出的,目的在于提供一種在旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥中盡可能地避免對燃燒性能的影響的同時能夠確保慣性增壓結(jié)束時適宜的位置收束性的車輛的控制裝置。為了解決上述課題,本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置,是控制車輛的裝置,該車輛具備內(nèi)燃機(jī)和制驅(qū)動力供給單元,所述內(nèi)燃機(jī)具有多個汽缸、與該多個汽缸分別對應(yīng)的進(jìn)氣閥、與該多個汽缸連通的進(jìn)氣通路、以及旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥,該進(jìn)氣控制閥能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該進(jìn)氣通路上且在規(guī)定的旋轉(zhuǎn)相位成為開閥狀態(tài)或閉閥狀態(tài),通過與所述進(jìn)氣閥的開閉相位同步地控制所述進(jìn)氣控制閥的旋轉(zhuǎn)相位,所述內(nèi)燃機(jī)能夠進(jìn)行利用了進(jìn)氣脈動的慣
3性增壓,所述制驅(qū)動力供給單元能夠?qū)υ撨M(jìn)氣控制閥供給促使所述旋轉(zhuǎn)相位變化的制驅(qū)動力,所述車輛的控制裝置的特征在于,具備確定單元,其用于確定與是否要執(zhí)行所述慣性增壓建立對應(yīng)關(guān)系的所述車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件,以及控制單元,其在所述慣性增壓的執(zhí)行期間, 當(dāng)所述確定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合將所述進(jìn)氣控制閥保持在開閥狀態(tài)同時使所述慣性增壓停止的停止要求的情況下,控制所述制驅(qū)動力供給單元,以便供給作為所述制驅(qū)動力的、伴隨所述進(jìn)氣控制閥的減速的制動力,并且在表示與所述閉閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的范圍的不靈敏區(qū)內(nèi)開始該制動力的供給。本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置,可以采用例如適宜地包括一個或多個 CPU (Central Processing Unit Φ ^ ^h S 7Π ) > MPU (Micro Processing Unit -.W^l 理單元)、各種處理器或各種控制器,或者還包括ROMOtead Only Memory), RAM (Random Access Memory)、緩存器或者閃存器等各種存儲單元等而得的單個或多個ECU (Electronic Controlled Unit)等各種處理單元、各種控制器或者微型裝置等各種計算機(jī)系統(tǒng)等形態(tài)。本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī)是能夠?qū)⑷剂系娜紵儞Q為機(jī)械式動力的機(jī)構(gòu),雖然燃料類別、燃料的供給形態(tài)、燃料的燃燒形態(tài)、進(jìn)排氣系統(tǒng)的構(gòu)成以及汽缸排列等物理、機(jī)械或電氣構(gòu)成未作特殊限定,然而在本發(fā)明中,特別形成為在進(jìn)氣通路上具有旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥的構(gòu)成。其中,“進(jìn)氣通路”是指,包括進(jìn)入空氣、在進(jìn)入空氣中混合了 EGR氣體等惰性氣體的混合氣體、或者在進(jìn)入空氣或該混合氣體中混合被霧化了的燃料而成的混合氣等概念的進(jìn)氣的通路,作為一個優(yōu)選方式,例如采用能夠?qū)⒖諝鉃V清器、空氣流量計、節(jié)氣門(即, 進(jìn)氣節(jié)流閥)、穩(wěn)壓罐以及進(jìn)氣口等相互并且適宜地連結(jié)或連通的例如一個或多個管狀部件的方式。本發(fā)明涉及的進(jìn)氣控制閥是向預(yù)先設(shè)定的一個旋轉(zhuǎn)方向被驅(qū)動,例如根據(jù)二進(jìn)制、階段性或者連續(xù)性變化的旋轉(zhuǎn)相位(明確地說是旋轉(zhuǎn)角),采用開閥狀態(tài)或閉閥狀態(tài)的任一狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)閥。另外,與該閉閥狀態(tài)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)相位為如下范圍的不靈敏區(qū),即,嚴(yán)格或者實質(zhì)上來說相對于旋轉(zhuǎn)相位的變化,經(jīng)由進(jìn)氣控制閥的進(jìn)氣的流量不產(chǎn)生變化的范圍、或者在按照不產(chǎn)生流量變化來處理時在實踐中不產(chǎn)生問題的范圍。進(jìn)氣控制閥在內(nèi)燃機(jī)具備節(jié)氣門等所謂的進(jìn)氣節(jié)流閥的情況下,作為一個優(yōu)選方式,被設(shè)置在該進(jìn)氣節(jié)流閥的下游側(cè)(另外,“下游”是指,以氣流的流動方向為基準(zhǔn)的方向概念之一,在這種情況下,即,是汽缸側(cè))。進(jìn)氣控制閥的設(shè)置方式可以根據(jù)進(jìn)氣通路的構(gòu)造或構(gòu)成等適宜地變化。例如,進(jìn)氣通路例如在穩(wěn)壓罐與各汽缸之間的區(qū)間內(nèi),例如在具有與各汽缸或汽缸組對應(yīng)而適宜地分支的構(gòu)成的情況等下,也可以以多個汽缸共用的形式在其分支位置或其上游側(cè)具備一個進(jìn)氣控制閥(在這種情況下,作為一個優(yōu)選方式,進(jìn)氣系統(tǒng)能夠采用所謂的一閥式無進(jìn)氣歧管進(jìn)氣系統(tǒng)),即使在這樣的進(jìn)氣通路的構(gòu)成中,也可以在與各汽缸對應(yīng)的多個進(jìn)氣通路(即,分支位置下游側(cè))上對各汽缸單獨(dú)配備多個進(jìn)氣控制閥(例如,包括所謂的多閥式無進(jìn)氣歧管進(jìn)氣系統(tǒng)等)?;蛘哌M(jìn)氣通路的一部分,在所謂的進(jìn)氣歧管部等例如穩(wěn)壓罐下游側(cè)為按照每個汽缸單獨(dú)的構(gòu)成的情況下等,當(dāng)然可以在這些單獨(dú)的各個管路(或者一部分)上配備進(jìn)氣控制閥。另外,該進(jìn)氣控制閥為通過制驅(qū)動力促使其旋轉(zhuǎn)相位的變化的構(gòu)成,該制驅(qū)動力包括例如從電氣驅(qū)動式電機(jī)或致動器等制驅(qū)動力供給單元,根據(jù)該驅(qū)動電壓或驅(qū)動電流等供給的制動力以及驅(qū)動力的概念。本發(fā)明涉及的內(nèi)燃機(jī),通過與進(jìn)氣閥的開閉相位同步進(jìn)行的(另外,本發(fā)明的“同步”不一定只能限定為一致,而是表示確定兩者間的對應(yīng)關(guān)系或者規(guī)定對應(yīng)關(guān)系的基準(zhǔn)的含義)進(jìn)氣控制閥的旋轉(zhuǎn)相位的控制,能夠執(zhí)行利用了進(jìn)氣脈動的慣性增壓(也稱為脈沖增壓或脈沖充電等)。其中“慣性增壓”是指,作為一個優(yōu)選方式,例如在進(jìn)氣閥開閥后緊接著將進(jìn)氣控制閥閉閥,利用采用例如通過在進(jìn)氣閥開閥后經(jīng)過某段時間(也可以利用曲軸角等作為角度概念來規(guī)定)后使進(jìn)氣控制閥開閥(即,在進(jìn)氣控制閥的下游側(cè)是負(fù)壓,且進(jìn)氣控制閥的上游側(cè)是大氣壓以上的狀態(tài)下開閥)等情況來生成正壓波,使該正壓波在視為開放端的各汽缸的燃燒室入口附近反射而作為負(fù)壓波,并且該負(fù)壓波在例如相對于進(jìn)氣通路以串聯(lián)或并聯(lián)配置的、例如穩(wěn)壓罐等開口部再次被開放端反射所產(chǎn)生的比如二次正壓波等方式而得的進(jìn)氣脈動,與進(jìn)行自然進(jìn)氣的情況(作為一個優(yōu)選方式,進(jìn)氣與有無進(jìn)氣控制閥無關(guān),基本上是作為脈動波被取入到汽缸內(nèi),然而通過對進(jìn)氣控制閥實施開閉控制所產(chǎn)生的脈動是指,作為一個優(yōu)選方式,是比這種脈動更強(qiáng)的脈動)相比較,在進(jìn)氣沖程中將大量的進(jìn)氣取入汽缸內(nèi)(即,增壓)等。為了實現(xiàn)這種慣性增壓所進(jìn)行的進(jìn)氣控制閥的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制,能夠采用各種方式,例如是包括進(jìn)氣控制閥的開閉相位、開閉時期、開閥期間或開度(即,是開閥的程度,唯一地規(guī)定開閉狀態(tài))的控制、進(jìn)氣閥的開閉相位、開閉時期或開閥期間的控制,或者進(jìn)一步包括根據(jù)伴隨進(jìn)氣的填充效率的變化的進(jìn)氣量的變化的燃料噴射量的修正等的概念,例如是包括使進(jìn)氣閥(即,作為一個優(yōu)選方式是控制燃燒室和進(jìn)氣通路的連通狀態(tài)的閥)的閉閥時期與進(jìn)氣的脈動波(正壓波)的峰值到達(dá)進(jìn)氣閥的時期一致或大致一致的控制等的意 )思ο根據(jù)本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置,在其動作時,通過確定單元確定與是否執(zhí)行慣性增壓建立對應(yīng)關(guān)系的,例如包括內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)信息和加速踏板開度等負(fù)荷信息等的各種車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件。此外,在執(zhí)行慣性增壓期間,在該確定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合停止要求的情況下,由控制單元控制制驅(qū)動力供給單元,以便對進(jìn)氣控制閥供給制動力。另外,“確定” 是包括檢測、推定、同定、導(dǎo)出、計算或取得等概念,且其實踐的方式未作限定。其中,“停止要求”是指,將進(jìn)氣控制閥保持在開閥狀態(tài),優(yōu)選保持在全開狀態(tài)或與此類似的大致全開狀態(tài)的同時要停止慣性增壓的要求,然而根據(jù)該停止要求,在不基于任何要點(diǎn)而單純地開始供給制動力的情況下,實際上會產(chǎn)生如下所述的問題。例如,按照要進(jìn)行慣性增壓所規(guī)定的驅(qū)動條件,從驅(qū)動進(jìn)氣控制閥的狀態(tài),到進(jìn)氣控制閥在開閥狀態(tài)下停止為止的所謂的過渡的制動期間內(nèi),進(jìn)氣控制閥的旋轉(zhuǎn)相位的時間變化相對于慣性增壓的執(zhí)行期間內(nèi)的變化產(chǎn)生很大背離。因此,在該制動期間內(nèi)來到進(jìn)氣沖程的汽缸的進(jìn)氣量會產(chǎn)生很大變動。當(dāng)進(jìn)氣量變動時會對汽缸內(nèi)的燃燒狀態(tài)帶來影響, 其結(jié)果,在制動期間來到進(jìn)氣沖程的汽缸越多,內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)越差。另外,根據(jù)進(jìn)氣控制閥的與開閥狀態(tài)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)相位的范圍的大小和與不靈敏區(qū)相當(dāng)?shù)姆秶拇笮〔煌?,或者將進(jìn)氣控制閥維持在開閥狀態(tài)時進(jìn)氣閥的開閉相位的范圍的大小、與將進(jìn)氣控制閥維持在閉閥狀態(tài)時進(jìn)氣閥的開閉相位的范圍的大小不同等的情況, 在執(zhí)行慣性增壓期間內(nèi),多數(shù)情況下進(jìn)氣控制閥極少采用等速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。即,進(jìn)氣控制閥優(yōu)選在一個旋轉(zhuǎn)期間內(nèi)會反復(fù)進(jìn)行加速和減速。因此,例如偶然在加速期間內(nèi)開始供給制動力的情況下,進(jìn)氣控制閥的停止所需的時間很可能延長。特別是在旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥中, 由于旋轉(zhuǎn)相位向一個方向變化會產(chǎn)生過調(diào),因此不優(yōu)選,另外,由于為了在能量消耗方面保
5持有效的旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥的優(yōu)點(diǎn),無法增大制驅(qū)動力供給單元的物理式、機(jī)械式或電氣式的構(gòu)造,因此這樣的問題非常顯著。相對于此,根據(jù)本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置,控制單元針對停止要求來控制制驅(qū)動力供給單元,以便在不靈敏區(qū)(即,與閉閥狀態(tài)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)相位的范圍)內(nèi)開始制動力的供給。更具體地說,例如,在進(jìn)氣控制閥位于與開閥狀態(tài)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)相位的情況下,到旋轉(zhuǎn)相位進(jìn)入不靈敏區(qū)之前都要采取延長制動力的供給等的措施。其結(jié)果,對于在產(chǎn)生停止要求的時刻利用慣性增壓實質(zhì)上將進(jìn)氣填充到汽缸內(nèi)的汽缸,慣性增壓正常地被執(zhí)行,從而能夠盡可能地減少影響進(jìn)氣沖程的汽缸的數(shù)量。其結(jié)果,能夠盡可能地抑制進(jìn)氣量的變動導(dǎo)致的燃燒性能變差。當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)充時,在對進(jìn)氣控制閥賦予伴隨進(jìn)氣控制閥的減速的制動力的情況下, 如先前所述雖然能夠產(chǎn)生進(jìn)氣量的變化,但在不敏感區(qū)內(nèi)設(shè)定制動力的開始時刻的情況下,能夠盡可能地延長制動力對進(jìn)氣量帶來影響的進(jìn)氣沖程。因此,能夠?qū)⒁蛑苿恿M(jìn)氣特性產(chǎn)生變化的汽缸抑制到盡可能少。在進(jìn)氣控制閥中,鑒于與閉閥狀態(tài)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)相位 (即,不靈敏區(qū))和與開閥狀態(tài)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)相位交替出現(xiàn)的特點(diǎn),欲使進(jìn)氣控制閥在開閥狀態(tài)下停止的情況下,如果在進(jìn)氣控制閥的開閥期間內(nèi)開始供給制動力,則至少一次通過不靈敏區(qū)的概率升高。換而言之,使對多個進(jìn)氣沖程帶來影響的可能性升高。另外,從位置收束性的觀點(diǎn)來看,在不靈敏區(qū)內(nèi)開始制動力的供給的話,由于相對于作為全開狀態(tài)或大致全開狀態(tài)的進(jìn)氣控制閥的目標(biāo)狀態(tài),能夠充當(dāng)位置收束的時間增加,因此是優(yōu)選的。這樣,根據(jù)本發(fā)明的車輛的控制裝置,在停止慣性增壓時,能夠盡可能地避免對燃燒性能的影響,同時能夠確保進(jìn)氣控制閥適宜的位置收束性。在本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置的一個方式中,在所述慣性增壓的執(zhí)行期間,通過所述制驅(qū)動力供給單元,所述進(jìn)氣控制閥在所述不靈敏區(qū)的前半部分被供給作為所述制驅(qū)動力的所述制動力,并在所述不靈敏區(qū)的后半部分被供給作為所述制驅(qū)動力的、伴隨所述進(jìn)氣控制閥的加速的驅(qū)動力,并且在與所述不靈敏區(qū)的后半部分相連的、與所述開閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的前半部分被供給作為所述制驅(qū)動力的所述驅(qū)動力,并在與所述不靈敏區(qū)的前半部分連接的、與所述開閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的后半部分被供給作為所述制驅(qū)動力的所述制動力,在所述確定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合所述停止要求的情況下,所述控制單元控制所述制驅(qū)動力供給單元,以使得在所述不靈敏區(qū)的前半部分開始所述制動力的供根據(jù)該方式,如上所述,根據(jù)進(jìn)氣控制閥中的與開閥狀態(tài)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)相位的范圍大小和與不靈敏區(qū)相當(dāng)?shù)姆秶拇笮〔煌那闆r,或者將進(jìn)氣控制閥維持在開閥狀態(tài)時進(jìn)氣閥的開閉相位的范圍的大小和將進(jìn)氣控制閥維持在閉閥狀態(tài)時進(jìn)氣閥的開閉相位的范圍的大小不同等情況,在執(zhí)行慣性增壓的期間內(nèi),進(jìn)氣控制閥一邊反復(fù)進(jìn)行加減速一邊被驅(qū)動。根據(jù)該方式,即使在不靈敏區(qū)中,也在原來供給制動力的期間內(nèi)設(shè)定制動力的開始時刻。因此,與從基于驅(qū)動力的加速狀態(tài)開始使進(jìn)氣控制閥停止的情況相比較,能夠更早地使進(jìn)氣控制閥停止。在本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置的另一方式中,通過停止所述驅(qū)動力的供給,或者向相反旋轉(zhuǎn)方向供給所述驅(qū)動力來供給所述制動力。由于本發(fā)明涉及的制動力是伴隨減速的力,因此即使停止這樣供給的驅(qū)動力,即使將驅(qū)動力向相反旋轉(zhuǎn)方向供給也能夠供給。在本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置的另一方式中,所述控制單元控制所述制驅(qū)動力供給單元,以使得供給所述制動力所帶來的所述進(jìn)氣控制閥的停止位置被收在相對于目標(biāo)停止位置而言的容許范圍內(nèi),其中所述目標(biāo)停止位置是在與所述開閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的范圍設(shè)定的位置。根據(jù)該方式,由于相對于目標(biāo)停止位置設(shè)定容許范圍,因此能夠容易地使進(jìn)氣控制閥停止。其中,“容許范圍”是指,優(yōu)選基于預(yù)先實驗、經(jīng)驗、理論或模擬等,將進(jìn)氣控制閥的停止位置相對于目標(biāo)停止位置的偏差導(dǎo)致的內(nèi)燃機(jī)或車輛的狀態(tài)變化(例如,進(jìn)氣量不足導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩不足或排放變差,或泵損失增大等)設(shè)定為實踐中能夠忽略的程度的范圍內(nèi)。例如,在進(jìn)氣控制閥的停止位置接近不靈敏區(qū)的情況下,即使更上游的進(jìn)氣節(jié)流閥全開也難以獲得足夠的進(jìn)氣量,然而相反在全開位置附近的旋轉(zhuǎn)相位中,由于進(jìn)氣量變化相對于旋轉(zhuǎn)相位的變化減小,因此只要目標(biāo)停止位置是全開位置就可以特別地容許一定的范圍作為容許范圍。在本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置的另一方式中,還具備第一修正單元,其根據(jù)供給所述制動力所帶來的所述進(jìn)氣控制閥的停止位置與目標(biāo)停止位置的偏差,來修正所述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量,其中所述目標(biāo)停止位置是在與所述開閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的范圍設(shè)定的位置。根據(jù)該方式,通過第一修正單元,根據(jù)目標(biāo)停止位置與實質(zhì)或事先假定的停止位置的偏差,來修正對進(jìn)氣控制閥供給用于使進(jìn)氣控制閥停止的制動力的過渡期間的燃料噴射量,因此能夠適宜地防止由進(jìn)氣量變化所引起的排放變差。在本發(fā)明涉及的車輛的控制裝置的另一方式中,還具備第二修正單元,其在所述確定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合所述停止要求的情況下,將所述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量向減少側(cè)修正。根據(jù)該方式,利用第二修正單元,在所確定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合停止要求的情況下減少修正燃料噴射量,因此能夠緩和轉(zhuǎn)矩沖擊并且防止產(chǎn)生煙等。本發(fā)明的這樣的作用以及其他益處從下面說明的實施方式中能夠明確。
圖1是概念性地表示本發(fā)明的第一實施方式涉及的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。圖2是圖1的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的脈沖閥附近的進(jìn)氣管的示意的剖視圖。圖3是在圖1的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行的脈沖閥控制的流程圖。圖4是在圖3的脈沖閥控制中所參照的動作模式選擇圖的概念圖。圖5是例示一在圖3的脈沖閥控制的執(zhí)行過程中脈沖閥的動作狀態(tài)的時間推移的示意圖。圖6是例示一涉及本實施方式的效果的供與圖5比較研究的脈沖閥的動作狀態(tài)的時間推移的示意圖。圖7是例示一圖3的脈沖閥控制的執(zhí)行過程中發(fā)動機(jī)的動作狀態(tài)的時間推移的示
7意圖。圖8是例示一涉及本實施方式的效果的供與圖6比較研究的發(fā)動機(jī)的動作狀態(tài)的時間推移的示意圖。圖中標(biāo)號說明10...發(fā)動機(jī)系統(tǒng);100. . .ECU ;200...發(fā)動機(jī);202...汽缸;204...進(jìn)氣管;
205. · ·節(jié)氣門;206. · ·連通管;207. · ·進(jìn)氣閥;216. · ·渦輪;218. · ·壓縮機(jī);222. · ·中間冷卻器;223...穩(wěn)壓罐;224...脈沖閥;225...致動器。
具體實施例方式(發(fā)明的實施方式)下面,參照
本發(fā)明優(yōu)選的各種實施方式。(實施方式的構(gòu)成)首先,參照圖1,對本發(fā)明的一個實施方式涉及的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的構(gòu)成結(jié)合其一部分動作進(jìn)行說明。在此,圖1是概念性地表示發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。在圖1中,發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10搭載于未圖示的車輛,具備E⑶100和發(fā)動機(jī)200。E⑶100是具備CPU、ROM以及RAM等,構(gòu)成為能夠控制發(fā)動機(jī)200的整體動作的電子控制單元,是本發(fā)明涉及的“車輛的控制裝置”的一個例子。ECU100構(gòu)成為能夠按照存儲于ROM的控制程序,執(zhí)行后述的脈沖閥控制。另外,E⑶100是以分別作為本發(fā)明涉及的“確定單元”、“控制單元”、“第一修正單” 以及“第二修正單元”的一個例子發(fā)揮功能的方式構(gòu)成的一體的電子控制單元,上述各單元涉及的動作構(gòu)成為全部通過ECU100來執(zhí)行。然而本發(fā)明涉及的上述各單元的物理式、機(jī)械式以及電氣式的構(gòu)成不限定于此,例如上述各單元也可以構(gòu)成為多個ECU、各種處理單元、 各種控制器或微型裝置等各種計算機(jī)系統(tǒng)等。發(fā)動機(jī)200是以輕油為燃料的、作為本發(fā)明涉及的“內(nèi)燃機(jī)”的一個例子的串聯(lián)四汽缸柴油發(fā)動機(jī)。下面對發(fā)動機(jī)200的概要進(jìn)行說明,發(fā)動機(jī)200具有在汽缸體201中并排配置四個汽缸202的構(gòu)成。而且成為以下構(gòu)成在各汽缸內(nèi)的壓縮工序中,在含有燃料的混合氣被壓縮的過程中該混合氣自發(fā)地發(fā)火時產(chǎn)生的力,分別經(jīng)由未圖示的活塞和連桿被變換成曲軸(未圖示)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。該曲軸的旋轉(zhuǎn)被傳遞到搭載發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的車輛的驅(qū)動輪,從而能夠使該車輛行駛。下面,將發(fā)動機(jī)200的主要部分構(gòu)成與其動作的一部分一起進(jìn)行說明。另外,由于各個汽缸202的構(gòu)成彼此相等,因此在此只對一個汽缸202進(jìn)行說明。然而,在將各汽缸進(jìn)行區(qū)別表示的情況下,是將上述四個汽缸分別適宜地表現(xiàn)為“第一汽缸”、“第二汽缸”、“第三汽缸”以及“第四汽缸”。另外,作為補(bǔ)充,在發(fā)動機(jī)200中,從抑制車輛振動的目的出發(fā), 構(gòu)成為各行程按照第一汽缸一第三汽缸一第四汽缸一第二汽缸的順序反復(fù)執(zhí)行。即,在第一汽缸中進(jìn)行進(jìn)氣沖程的情況下,在時間上緊接著來到進(jìn)氣沖程的汽缸是第三汽缸。在圖1中,作為從外界導(dǎo)入的空氣的進(jìn)入空氣被導(dǎo)入進(jìn)氣管204。在該進(jìn)氣管204 上配設(shè)有能夠調(diào)節(jié)導(dǎo)入到進(jìn)氣管204的進(jìn)入空氣的量的節(jié)氣門205。該節(jié)氣門205是利用從與ECU100電氣連接并且由ECU100上位控制的節(jié)氣門電機(jī)(未圖示)供給的驅(qū)動力能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)閥,且構(gòu)成為從將以節(jié)氣門205為界的進(jìn)氣管204的上游部分和下游部分大致
8阻斷的全閉位置到基本全面地連通的全開位置,其旋轉(zhuǎn)位置連續(xù)地被控制。這樣,在發(fā)動機(jī) 200中,由節(jié)氣門205和節(jié)氣門電機(jī)構(gòu)成一種電子控制式節(jié)氣門裝置。進(jìn)氣管204為在節(jié)氣門205的下游側(cè)與連通管206連接,在其內(nèi)部與連通管206 連通的構(gòu)成。連通管206分別與各汽缸202的進(jìn)氣口(未圖示)連通,被導(dǎo)入到進(jìn)氣管204 的進(jìn)入空氣經(jīng)由連通管206,被導(dǎo)入與各汽缸對應(yīng)的進(jìn)氣口。進(jìn)氣口對于一個汽缸202各具備二個,且分別構(gòu)成為能夠與汽缸202內(nèi)部連通。另外,由進(jìn)氣管204和連通管206構(gòu)成本發(fā)明涉及的“進(jìn)氣通路”的一個例子。進(jìn)氣口為經(jīng)由進(jìn)氣閥207與汽缸202的燃燒室連通的構(gòu)成。在燃燒室內(nèi)露出有與未圖示的共用導(dǎo)軌連接的燃料噴射用的直噴式噴油器203 的燃料噴射閥,能將輕油直接噴射到汽缸202內(nèi)。該直噴式噴油器203的驅(qū)動系統(tǒng)與ECU100 電氣連接,并被E⑶100上位控制。即,直噴式噴油器203為通過E⑶100來控制其動作的構(gòu)成。經(jīng)由直噴式噴油器203噴射出的燃料,與經(jīng)由進(jìn)氣口進(jìn)入的進(jìn)氣混合,從而成為上述混合氣。
進(jìn)氣口與汽缸202內(nèi)部的連通狀態(tài),通過設(shè)置在各進(jìn)氣口的進(jìn)氣閥207來控制。進(jìn)氣閥207構(gòu)成為根據(jù)進(jìn)氣凸輪209的凸輪輪廓(簡單地說是形狀)規(guī)定其開閉特性,在開閥時能夠使進(jìn)氣口與汽缸202內(nèi)部連通,其中進(jìn)氣凸輪209固定于與曲軸連動旋轉(zhuǎn)的進(jìn)氣凸輪軸208,與進(jìn)氣凸輪軸208的伸長方向垂直的截面形成橢圓形狀。另一方面,在與進(jìn)氣閥207的開閉連動進(jìn)行開閉的排氣閥210開閥時,燃燒的混合氣或一部分未燃燒的混合氣經(jīng)由未圖示的排氣口作為排氣被導(dǎo)入到排氣歧管部213。排氣閥210根據(jù)排氣凸輪212的凸輪輪廓(簡單地說是形狀)規(guī)定其開閉特性,且構(gòu)成為在開閥時能夠使排氣口與汽缸202內(nèi)部連通,其中排氣凸輪212固定于與曲軸連動旋轉(zhuǎn)的排氣凸輪軸211,與排氣凸輪軸211的伸長方向垂直的截面形成橢圓形狀。匯集到排氣歧管部 213的排氣,被供給到與排氣歧管部213連通的排氣管214。在排氣管214上以收容在渦輪殼體215中的形式設(shè)置有渦輪216。渦輪216是陶瓷制的旋轉(zhuǎn)葉輪,其構(gòu)成為借助被導(dǎo)入到排氣管214的排氣的壓力(S卩,排氣壓)能夠以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)。該渦輪216的旋轉(zhuǎn)軸為以下構(gòu)成與以收容在壓縮機(jī)殼體217的形式設(shè)置于進(jìn)氣管204的壓縮機(jī)218共有,當(dāng)渦輪216借助排氣壓旋轉(zhuǎn)時,壓縮機(jī)218也以該旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)218構(gòu)成為,能夠借助伴隨其旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的壓力將經(jīng)由未圖示的空氣濾清器從外界吸入到進(jìn)氣管204中的吸入空氣加壓輸送供給到下游側(cè),利用該壓縮機(jī)218進(jìn)行的吸入空氣的加壓輸送效果,來實現(xiàn)所謂的增壓。即,在發(fā)動機(jī)200中,由渦輪216和壓縮機(jī) 218構(gòu)成一種渦輪增壓器。另外,在排氣管214上設(shè)置有DPF(Diesel Particulate Filter 柴油機(jī)顆粒過濾器)219。DPF219是構(gòu)成能夠捕捉排氣中的PM(Particulate Matter 顆粒狀物質(zhì))的所謂的壁流式的過濾器。另外,可以在DPF219的上游側(cè)或下游側(cè)設(shè)置促進(jìn)捕捉到的PM氧化燃燒的氧化催化劑?;蛘咴撗趸呋瘎┛梢员籇PF21擔(dān)載。在收容汽缸202的汽缸體201中配設(shè)有水溫傳感器220。在汽缸體201內(nèi)部布滿用于冷卻汽缸202的作為冷卻水流路的水套,在該水套內(nèi)部,利用未圖示的循環(huán)系統(tǒng)的作用而循環(huán)供給作為冷卻水的LLC。水溫傳感器220具有在該水套內(nèi)部露出檢測端子的一部分的構(gòu)成,且構(gòu)成為能夠檢測冷卻水的溫度。水溫傳感器220與E⑶100電氣連接,檢測出的冷卻水溫由E⑶100以一定或者不定的周期來把握。在壓縮機(jī)218的上游側(cè)設(shè)置有能夠檢測吸入空氣的質(zhì)量流量的熱線式空氣流量計221??諝饬髁坑?21與E⑶100電氣連接,檢測出的吸入空氣量由E⑶100以一定或者不定的周期進(jìn)行參照。另外,在本實施方式中,檢測出的吸入空氣量與被吸入到汽缸202的進(jìn)氣的量(即,進(jìn)氣量)具有唯一的關(guān)系,并作為規(guī)定發(fā)動機(jī)200的實際負(fù)荷的指標(biāo)值來看
IvTo另外,在進(jìn)氣管204中,在壓縮機(jī)218的下游側(cè)且節(jié)氣門205的上游側(cè)設(shè)置有中間冷卻器222。中間冷卻器222構(gòu)成為在其內(nèi)部具有熱交換壁,在被增壓的吸入空氣(在壓縮機(jī)218實際上不進(jìn)行有意作用的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域被也同樣)通過時,通過經(jīng)由該熱交換壁的熱交換能夠?qū)⑽肟諝饫鋮s。發(fā)動機(jī)200通過該中間冷卻器222的冷卻能夠使吸入空氣的密度增大,因此能夠更有效地進(jìn)行經(jīng)由壓縮機(jī)218的增壓。其中,在進(jìn)氣管204上的節(jié)氣門205的下游側(cè)設(shè)置有穩(wěn)壓罐223。穩(wěn)壓罐223是貯留單元,其構(gòu)成為能夠適宜地承受上述渦輪增壓器的增壓作用,同時抑制被供給的吸入空氣的不規(guī)則的脈動,且將吸入空氣穩(wěn)定地向下游側(cè)(即,汽缸202側(cè))供給,并在執(zhí)行后述的慣性增壓控制時,能夠使負(fù)壓波的相位反轉(zhuǎn),上述的連通管206在該穩(wěn)壓罐223的下游側(cè)與進(jìn)氣管204連接。然而吸入空氣基本上或大或小一邊脈動一邊被供給到汽缸202側(cè),因此通過穩(wěn)壓罐223的吸入空氣也是一種脈動波。在設(shè)置于進(jìn)氣管204的穩(wěn)壓罐223的下游側(cè)的、與連通管206連接的部位附近設(shè)置了一個脈沖閥224。脈沖閥2Μ是作為本發(fā)明的“進(jìn)氣控制閥”的一個例子的旋轉(zhuǎn)閥,其在進(jìn)氣管204內(nèi)部能夠向一個方向旋轉(zhuǎn)。另外,將在后面說明脈沖閥224的詳細(xì)情況。在脈沖閥224附近,設(shè)置有能夠?qū)γ}沖閥2Μ賦予供上述閥體位置變化的驅(qū)動力的致動器225。致動器225具備驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動電路以及旋轉(zhuǎn)角傳感器(均未圖示)。驅(qū)動電機(jī)是與脈沖閥224的閥體的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)并且附設(shè)永久磁鐵而成的、具有作為旋轉(zhuǎn)件的未圖示的轉(zhuǎn)子和作為固定件的定子的DC無刷電機(jī),通過對經(jīng)由驅(qū)動電路的定子通電并利用在驅(qū)動電機(jī)內(nèi)形成的旋轉(zhuǎn)磁場的作用使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),由此在其旋轉(zhuǎn)方向上產(chǎn)生驅(qū)動力。電機(jī)驅(qū)動電路是包括轉(zhuǎn)換器的電流控制電路,構(gòu)成為通過對定子通電能夠控制在驅(qū)動電機(jī)內(nèi)部形成的磁場的狀態(tài)的電路。電機(jī)驅(qū)動電路與ECU100電氣連接,且其動作被 E⑶100上位控制。驅(qū)動電機(jī)是DC無刷電機(jī),其驅(qū)動電壓是作為直流電壓的驅(qū)動電壓Vdc, 而其驅(qū)動電流被控制為由電機(jī)驅(qū)動電路內(nèi)的轉(zhuǎn)換器生成的、對應(yīng)于u相、ν相及w相的三相交流電流。旋轉(zhuǎn)角傳感器是所謂的分解器,其構(gòu)成為能夠利用從驅(qū)動電機(jī)中的轉(zhuǎn)子的兩相線圈輸出的電壓的相位變化,來檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角。如上所述,轉(zhuǎn)子與脈沖閥224的閥體的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié),由旋轉(zhuǎn)角傳感器檢測的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角與脈沖閥224的開度具有唯一的關(guān)系。旋轉(zhuǎn)角傳感器與ECU100電氣連接,檢測出的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角作為表示脈沖閥224的開度的指標(biāo)值, 由ECU100以一定或者不定的周期來把握。另外,檢測脈沖閥2M開度的單元不限定于分解器,例如,也可以是霍爾傳感器或回轉(zhuǎn)式編碼器等。EGR管226的一端部與排氣歧管部213連接。該EGR管226的另一端部連接在進(jìn)
10氣管204中的連通管206與脈沖閥2M之間,且構(gòu)成為能夠?qū)?dǎo)入到排氣歧管部213的排氣的一部分作為惰性的EGR氣體回流到連通管206。在該EGR管2 上設(shè)置有EGR閥227。EGR閥227是構(gòu)成為能夠調(diào)節(jié)導(dǎo)入到EGR 管226的EGR氣體的流量的電磁開閉閥,由被電氣連接的ECU100控制其開閉狀態(tài)。另外,在發(fā)動機(jī)200中,連通管206匯集在與各個汽缸202 (更具體地說是進(jìn)氣口) 對應(yīng)的部分的上游側(cè),實現(xiàn)所謂的一閥式無進(jìn)氣歧管進(jìn)氣系統(tǒng),進(jìn)氣系統(tǒng)的構(gòu)成不限定于此,例如也可以具有將進(jìn)氣歧管部從穩(wěn)壓罐223開始相對于各個汽缸202分支的構(gòu)成。在這種情況下,可以在各個進(jìn)氣歧管部設(shè)置能夠分別獨(dú)立地控制的脈沖閥224。另外,發(fā)動機(jī)200的要求負(fù)荷根據(jù)作為未圖示的加速踏板的操作量(即,駕駛員踏下的操作量)的加速踏板開度Ta來決定。加速踏板開度Ta通過加速踏板開度傳感器11 來檢測,由與加速踏板開度傳感器11電氣連接的ECU100以一定或者不定的周期進(jìn)行參照。在此,參照圖2對脈沖閥2 進(jìn)行詳細(xì)說明。在此圖2是脈沖閥224附近的進(jìn)氣管204的示意的剖視圖。另外,在該圖中,對于與圖1重復(fù)的部位標(biāo)記相同的標(biāo)記并適宜地省略其說明。在圖2中,脈沖閥224構(gòu)成為在進(jìn)氣管224內(nèi)能夠在圖示的面內(nèi)向圖示旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。另外,圖示空心箭頭線表示吸入空氣的流動方向。在此,作為規(guī)定脈沖閥224的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的指標(biāo)值,當(dāng)導(dǎo)入脈沖閥旋轉(zhuǎn)角Aip ( S卩,是本發(fā)明涉及的“旋轉(zhuǎn)相位”的一個例子)時,在脈沖閥旋轉(zhuǎn)角Aip = 0°的情況下,相當(dāng)于全開位置0P,脈沖閥旋轉(zhuǎn)角Aip滿足Aipl ( Aip ( Aip2的相位范圍,相當(dāng)于作為本發(fā)明涉及的“不靈敏區(qū)”的一個例子的全閉開度CL。 在此,對不靈敏區(qū)進(jìn)行說明,在不靈敏區(qū)內(nèi),進(jìn)氣管204被略微擴(kuò)寬,在脈沖閥2 旋轉(zhuǎn)后的情況下,進(jìn)氣管204的內(nèi)壁部分與脈沖閥2M的端部之間的間隙大致保持不變。因此在不靈敏區(qū),無論脈沖閥2M位于哪個位置,吸入空氣的流動實質(zhì)上被阻斷。S卩,成為以圖中脈沖閥2M為界阻斷吸入空氣向右側(cè)的區(qū)域流動的構(gòu)成。(實施方式的動作)在具有這樣的構(gòu)成的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中,脈沖閥2M通過由E⑶100執(zhí)行的脈沖閥控制來控制其驅(qū)動狀態(tài)。在此參照圖3對脈沖閥控制進(jìn)行詳細(xì)說明。在此圖3是脈沖閥控制的流程圖。在圖3中,E⑶100取得車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件(步驟S101)。另外,在本實施方式中,取得內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和加速踏板開度Ta作為該運(yùn)轉(zhuǎn)條件。當(dāng)取得內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和加速踏板開度Ta時,ECU100基于取得的運(yùn)轉(zhuǎn)條件決定脈沖閥224的動作模式,并判斷要求動作模式是否為OPKP模式(步驟S102)。此時,E⑶100參照預(yù)先存儲于ROM的動作模式選擇圖。在此,參照圖4說明動作模式選擇圖的概念。在此圖4是動作模式選擇圖的概念圖。在圖4中,動作模式選擇圖是縱軸和橫軸分別為加速踏板開度Ta和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne 的二維圖。在該圖上設(shè)定了用圖示虛線表示的切換線,比切換線靠近高負(fù)荷側(cè)或低旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域被設(shè)定為應(yīng)選擇OPCL模式作為動作模式的區(qū)域,并且比切換線靠近低負(fù)荷側(cè)或高旋轉(zhuǎn)側(cè)的區(qū)域被設(shè)定為應(yīng)選擇OPKP模式作為動作模式的區(qū)域。在動作模式選擇圖上選擇的OPCL(OPen-CL0se)模式,是通過控制脈沖閥2M的旋
11轉(zhuǎn)相位來執(zhí)行慣性增壓的動作模式。慣性增壓控制是指,通過旋轉(zhuǎn)脈沖閥2M而生成進(jìn)氣脈動,且提高進(jìn)氣的填充效率的一系列的控制,其概要大致如下。即,對一個汽缸202(例如,第一汽缸)而言,在進(jìn)氣沖程開始前(即,優(yōu)選在其他汽缸(例如,第二汽缸)的進(jìn)氣沖程末期),或進(jìn)氣沖程初期,將脈沖閥224閉閥時,由于脈沖閥224閉閥,因此隨著該汽缸202的活塞的下降,連通管206的管內(nèi)壓成為負(fù)壓,利用大氣壓或增壓來擴(kuò)大與被保持為大氣壓以上的進(jìn)氣管204的管內(nèi)壓的壓力差。這樣在連通管 206內(nèi)部充分形成了負(fù)壓的狀態(tài)下將脈沖閥2M開閥時(S卩,在進(jìn)氣閥207的開閥時刻以后的開閥期間內(nèi)開閥),進(jìn)氣管204與相應(yīng)的汽缸202(即,在此為第一汽缸)的內(nèi)部連通,吸入空氣作為進(jìn)氣經(jīng)由脈沖閥2 —下子流入到汽缸202內(nèi)部的燃燒室。另一方面,在與燃燒室的連通部位,連通管206成為所謂的開放端,由于吸入空氣向燃燒室流入所引起的正壓波在燃燒室反射,因此成為相位反轉(zhuǎn)的負(fù)壓波。該負(fù)壓波依次經(jīng)由連通管206和脈沖閥2M到達(dá)穩(wěn)壓罐223,在成為開放端的連通孔中開放端反射并作為相位反轉(zhuǎn)的正壓波而再次到達(dá)燃燒室。在該正壓波的峰值到達(dá)燃燒室(或者進(jìn)氣閥207)的時刻(也不一定只限定在該時刻,只要能夠顯著提高進(jìn)氣的填充效率,則可以是包括該時刻的一定或不定的期間)將進(jìn)氣閥207閉閥,或者,在進(jìn)氣閥207閉閥的時刻,控制脈沖閥 224的開閥時期以使該正壓波到達(dá)燃燒室,由此燃燒室內(nèi)的壓力上升,從而提高進(jìn)氣的填充效率。利用了脈沖閥224的慣性增壓以這樣的方式執(zhí)行。在執(zhí)行慣性增壓時,E⑶100基于預(yù)先實驗、經(jīng)驗、理論或模擬等控制致動器225的驅(qū)動電流,以便按照車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件根據(jù)為了盡可能地提高進(jìn)氣的填充效率所確定的旋轉(zhuǎn)相位的變化特性,使脈沖閥2M旋轉(zhuǎn)。另外,發(fā)動機(jī)200是柴油發(fā)動機(jī),在對汽油發(fā)動機(jī)適用這種慣性增壓的情況下,根據(jù)被取入到汽缸202內(nèi)部的進(jìn)氣量的變化對將空燃比保持為規(guī)定值的燃料噴射量進(jìn)行適宜地修正。在修正燃料噴射量時,參照預(yù)先將上述的車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件與脈沖閥224的開閉時期建立對應(yīng)關(guān)系而圖形化的燃料噴射量的修正量(以慣性增壓產(chǎn)生的提高進(jìn)氣的填充效率的效果為前提),對作為基準(zhǔn)的燃料噴射量適宜地進(jìn)行增量修正。因此,在執(zhí)行慣性增壓控制時,能夠防止排放變差。另一方面,在動作模式選擇圖上選擇的OPKP (OPen-KeeP)模式,是將脈沖閥2M的旋轉(zhuǎn)角Aip的作為目標(biāo)值的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角設(shè)定為0°,即,使脈沖閥2M在全開位置OP停止的動作模式。在使脈沖閥2M在全開位置OP停止的情況下,不會產(chǎn)生由脈沖閥224的旋轉(zhuǎn)相位變化引起的進(jìn)氣脈動。即,脈沖閥224實質(zhì)上不會妨礙進(jìn)氣的流動。在進(jìn)行補(bǔ)充時,在相對較輕負(fù)荷的區(qū)域內(nèi),無需從開始就增大進(jìn)氣的填充量,因此無需慣性增壓,在另外相對較高旋轉(zhuǎn)的區(qū)域內(nèi),各汽缸的進(jìn)氣沖程所需的時間變得過短而難以追隨脈沖閥224的動作速度,相反為了防止進(jìn)氣的填充效率降低,而禁止慣性增壓。在動作模式選擇圖中,圖4所例示的關(guān)系在數(shù)值化的狀態(tài)下被存儲,在圖3的步驟 SlOl中,E⑶100取得運(yùn)轉(zhuǎn)條件,并且基于取得的運(yùn)轉(zhuǎn)條件來決定要求動作模式。其中,根據(jù)取得的運(yùn)轉(zhuǎn)條件,有時要求通過跨越圖示切換線從OPCL模式到OPKP模式的動作模式的切換。在這種情況下,脈沖閥2M需要迅速且正確地將全開位置OP作為目標(biāo)位置進(jìn)行位置控制。E⑶100構(gòu)成為作為為此的動作模式,除了 OPCL模式和OPKP模式以外,還能夠執(zhí)行BRK(Brake)模式。BRK模式是通過將制動力供給到旋轉(zhuǎn)相位連續(xù)地變化的脈沖閥224,來使脈沖閥2M停止的動作模式。此時的目標(biāo)位置是上述的全開位置0P。另外,從OPCL模式向OPKP模式切換的動作模式的切換要求,是本發(fā)明的涉及的“將進(jìn)氣控制閥保持在開閥狀態(tài)并且使慣性增壓停止的停止要求”的一個例子。返回到圖3,E⑶100在要求動作模式為OPKP模式的情況下(步驟S102 是),判斷有效動作模式(即,與要求動作模式不同,是供實際控制的動作模式)是否為OPCL模式 (步驟 S103)。在有效動作模式是OPCL模式的情況下(步驟S103 是),E⑶100判斷脈沖閥2M 是否不處于開閥狀態(tài)(步驟S104)。在脈沖閥2 不處于開閥狀態(tài)的情況下(步驟S104 是),E⑶100進(jìn)一步判斷脈沖閥2M是否為非旋轉(zhuǎn)加速中(步驟S105)。在脈沖閥2M為非旋轉(zhuǎn)加速中的情況下(步驟S105 是),即,在脈沖閥2M位于不靈敏區(qū)且是減速中的情況下,E⑶100將有效動作模式設(shè)定為BRK模式(步驟S106),并使處理進(jìn)入步驟S111。另外,在OPCL模式的執(zhí)行期間,且脈沖閥2M處于開閥狀態(tài)(步驟S104 否),或者是旋轉(zhuǎn)加速中的情況下(步驟S105 否),E⑶100使處理進(jìn)入步驟Slll。另一方面,在步驟S103中,在有效動作模式不是OPCL模式的情況下(步驟S103 否),E⑶100判斷有效動作模式是否為BRK模式(步驟S107)。在有效動作模式是BRK模式的情況下(步驟S107 是),E⑶100進(jìn)一步判斷脈沖閥2M是否已停止(步驟S108)。在脈沖閥224的停止完畢的情況下(步驟S108 是),E⑶100將有效動作模式設(shè)定為OPKP模式(步驟S109),將處理進(jìn)入步驟S111。另外,在脈沖閥2 還在運(yùn)轉(zhuǎn)中的情況下(步驟S108 否),E⑶100將處理進(jìn)入步驟Slll。另一方面,在步驟S102中,在要求動作模式不是OPKP模式,即是OPCL模式的情況下(步驟S102 否),E⑶100將有效動作模式設(shè)定為OPCL模式(步驟S110),并將處理進(jìn)入步驟S111。另外,在步驟S107中,在有效動作模式不是BRK模式的情況下(步驟S107 否),即,有效動作模式既不是OPCL模式也不是BRK模式的情況下,則處理無條件地進(jìn)入步驟 S111。在步驟Slll中,判斷有效動作模式是否為BRK模式。在有效動作模式是BRK模式的情況下(步驟Slll 是),ECU100執(zhí)行旋轉(zhuǎn)減速控制(步驟SlU)。另外,旋轉(zhuǎn)減速控制是指,執(zhí)行對脈沖閥2M供給與正規(guī)的旋轉(zhuǎn)方向相反方向的驅(qū)動力的制動器通電。當(dāng)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)減速控制時,ECU100通過直噴式噴油器203的驅(qū)動控制對燃料噴射量進(jìn)行減量(步驟 S113)。當(dāng)完成燃料噴射量的減量后,處理返回到步驟S101。另一方面,在有效動作模式不是BRK模式的情況下(步驟Slll 否),E⑶100進(jìn)一步判斷有效動作模式是否為OPKP模式(步驟S114)。在有效動作模式是OPKP模式的情況下(步驟S114 是),E⑶100驅(qū)動控制脈沖閥2 朝向作為目標(biāo)位置的全開位置OP(步驟 S115)。另外,在已經(jīng)被位置控制為全開位置OP的情況下,E⑶100跳過步驟S115( S卩,實質(zhì)上不進(jìn)行任何處理)。在執(zhí)行步驟S115后,處理返回到步驟S101。其中特別是,在BRK模式結(jié)束時脈沖閥2M的停止位置,只容許偏離作為目標(biāo)位置的全開位置OP相當(dāng)于預(yù)先設(shè)定的容許值的寬度(優(yōu)選為偏離到旋轉(zhuǎn)角增加的一側(cè)),由此實現(xiàn)收束速度的提高。另外,通過設(shè)定這樣的容許值,能夠抑制使脈沖閥2M停止時所需的電力,能夠保持或縮小致動器225的構(gòu)造。另一方面,旋轉(zhuǎn)相位相對于目標(biāo)相位的偏離,在最終在OPKP模式中完成向目標(biāo)相位靠攏之前都會使實際的進(jìn)氣量減少。在這樣的過渡期間內(nèi)的進(jìn)氣量,例如難以在空氣流量計等檢測單元中進(jìn)行檢測,因此如果不采取某些措施,則必然變得燃料過多而產(chǎn)生煙。因此,ECU100在BRK模式的執(zhí)行期間,對燃料噴射量適宜地進(jìn)行減少修正。另外,此時,可以使該BRK模式的執(zhí)行期間前后的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的連接更順暢,在產(chǎn)生了慣性增壓的停止要求的時刻將燃料噴射量向減少側(cè)修正。在步驟S114中,在有效動作模式不是OPKP模式的情況下(步驟S114 否),S卩,有效動作模式是OPCL模式的情況下,ECU100繼續(xù)通??刂?,即,繼續(xù)利用了旋轉(zhuǎn)相位的變化引起的進(jìn)氣脈動的慣性增壓(步驟S116)。當(dāng)執(zhí)行步驟S116時,處理返回到步驟S101。脈沖閥控制以如上的方式執(zhí)行。這樣,在脈沖閥控制中,如果根據(jù)車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件決定的要求動作模式是OPCL模式,則立刻開始慣性增壓,另一方面在慣性增壓的執(zhí)行期間內(nèi)(即,有效動作模式是OPCL模式的期間內(nèi)),將要求動作模式切換到OPKP模式的情況下,延期執(zhí)行BRK模式,直到脈沖閥 2M在不靈敏區(qū)內(nèi)成為減速狀態(tài)為止。通過將該BRK模式的開始時刻最佳化,來實現(xiàn)從OPCL 模式向OPKP模式的動作模式的迅速且有效地切換。在此,參照圖5說明這樣的本實施方式的效果。在此圖5是例示一圖3的脈沖閥控制的執(zhí)行過程中的脈沖閥224的動作狀態(tài)的時間推移的示意圖。在圖5中,從上方開始依次表示脈沖閥2M的開口面積、脈沖閥2M的旋轉(zhuǎn)角Aip、 脈沖閥2M的角速度以及脈沖閥224的角加速度的時間推移(參照各個實線)。另外,雖然說是時間推移,但橫軸不是表示絕對時間,而是表示發(fā)動機(jī)200的曲軸角。如果將內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速Ne設(shè)定為不變,則曲軸角與絕對時間是一個意思。觀察脈沖閥2 的旋轉(zhuǎn)角Aip的時間推移,在0° CA 90° CA以及360° CA 450° CA的期間內(nèi),旋轉(zhuǎn)角Aip為Aipl以上且Aip 2以下,脈沖閥224的旋轉(zhuǎn)相位進(jìn)入相當(dāng)于全閉狀態(tài)的不靈敏區(qū)內(nèi)。同樣,在180° CA 270° CA以及CA 630° CA的期間內(nèi),旋轉(zhuǎn)角Aip為-Aip2以上且-Aip 1以下,同樣進(jìn)入不靈敏區(qū)內(nèi)。另外,不靈敏區(qū)在圖中表示為陰影區(qū)域。在這些不靈敏區(qū)以外的區(qū)域內(nèi),脈沖閥2M開閥(參照圖示“IPV0”)。另一方面,由于不靈敏區(qū)寬度比開閥相位寬度小,所以脈沖閥2 在不靈敏區(qū)內(nèi)比較緩慢,而在與開閥狀態(tài)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)相位的范圍內(nèi)以較高速被驅(qū)動。因此,脈沖閥224 的角速度,在與開閥狀態(tài)對應(yīng)的相位范圍的后半部分(在圖中為45° CA)以及與該部分連接的不靈敏區(qū)的前半部分(在圖中為45° CA)減少,而在不靈敏區(qū)的后半部分(在圖中為 45° CA)以及與該部分連接的與開閥狀態(tài)對應(yīng)的相位范圍的前半部分(在圖中為45° CA) 增加。其結(jié)果,與驅(qū)動脈沖閥224的致動器225的驅(qū)動電流大致成正比的角加速度表示周期性的脈沖波形。其中,在曲軸角的情況下在相當(dāng)于135° CA的時刻Treq時,將要求動作模式從 OPCL模式切換到OPKP模式。在這種情況下,最近的不靈敏區(qū)是180° CA,如上所述,在不靈敏區(qū)前半部分脈沖閥2M為減速狀態(tài),因此ECU100繼續(xù)按照OPCL模式的慣性增壓,直到曲軸角達(dá)到180° CA為止,在曲軸角達(dá)到180° CA的時刻Tstart,開始按照BRK模式的停止控制。在執(zhí)行了這樣的停止控制的情況下,脈沖閥224的旋轉(zhuǎn)角Aip的時間推移表示為圖示虛線。即,旋轉(zhuǎn)角Aip,在第三汽缸的進(jìn)氣閥的開閥期間內(nèi)(參照圖示IV0(#3)),大致
14收束在作為目標(biāo)位置的全開位置OP (Aip = 0)。另外,對于開口面積、角速度以及角加速度, 分別用圖示虛線表示對應(yīng)于停止控制的推移。其中,如從角速度以及角加速度的推移所明確的那樣,在BRK模式的執(zhí)行期間內(nèi),禁止用于使脈沖閥2M加速的通電,總是供給一定的 (也可以不定)制動力。另外,若將執(zhí)行慣性增壓時的開口面積的時間波形(實線)與執(zhí)行了停止控制的情況下開口面積的時間波形相比較可知,在適用了本實施方式的情況下,進(jìn)氣量相對于目標(biāo)變動的汽缸,例如只有第一汽缸。即,在第二汽缸處于伴隨慣性增壓的進(jìn)氣沖程的期間內(nèi)開始脈沖閥224的減速(由于是不靈敏區(qū),因此不產(chǎn)生進(jìn)氣量的變動),因此例如參照圖5,在作為下一個汽缸的第一汽缸的進(jìn)氣沖程內(nèi),能夠結(jié)束脈沖閥224的位置收束。其結(jié)果,盡可能地抑制了發(fā)動機(jī)200的燃燒性能變差。另一方面,對脈沖閥2 供給制動力(向相反旋轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動力),是在脈沖閥 2M的減速期間開始的。因此,使脈沖閥2M停止所需的時間,盡可能地被縮短,從而能夠保持致動器225的構(gòu)造并且高效率且迅速地使脈沖閥2 停止。接下來,參照圖6,使這樣的本實施方式的效果明確化。在此,圖6是例示一供與本實施方式進(jìn)行比較研究的脈沖閥224的時間推移的示意圖。另外,在該圖中,對于與圖5重復(fù)的部位,標(biāo)記相同的符號并適宜地省略其說明。另外,圖6是相當(dāng)于代替使用本實施方式涉及的脈沖閥控制,在產(chǎn)生將動作模式從OPCL模式向OPKP模式切換的停止要求的時刻,執(zhí)行按照BRK模式的制動器通電的情況的圖。在圖6中,在脈沖閥2 的開閥期間內(nèi)070° CA附近),開始制動器通電。在這種情況下,脈沖閥角速度相應(yīng)地位于較高的區(qū)域,在賦予一定的制動力的情況下到脈沖閥224 停止為止所需的時間,比本實施方式長。其結(jié)果,脈沖閥224的收束期間變長,在整個相應(yīng)的期間內(nèi)會產(chǎn)生進(jìn)氣量的變動。另外,由于制動器開始通電的時刻,是在第一汽缸的進(jìn)氣沖程中,因此第一汽缸的進(jìn)氣沖程中的進(jìn)氣量,比原來的值增大,相反,在作為下一個汽缸的第三汽缸的進(jìn)氣沖程中,由于脈沖閥2M基本位于不靈敏區(qū),因此進(jìn)氣量大幅度地減少。另外,由于脈沖閥2M最終停止,因此停止位置比全開位置OP更接近不靈敏區(qū),即使在收束時刻也不能獲得足夠的進(jìn)氣量。該狀態(tài)會暫時繼續(xù),直到相當(dāng)于圖3的步驟S115的、進(jìn)行向全開位置OP的位置控制為止。這樣,在未適用本實施方式的脈沖閥控制的情況下,在停止脈沖閥224時會產(chǎn)生進(jìn)氣量變動的汽缸變?yōu)槎鄠€汽缸的可能性增大,因此這部分能夠使發(fā)動機(jī)200的燃燒狀態(tài)變差。另外,由于與脈沖閥2M處于減速狀態(tài)或者處于加速狀態(tài)無關(guān),都能夠進(jìn)行制動器通電,因此脈沖閥224的位置收束時間變長,并且收束精度易變差。即,根據(jù)圖5例示的本實施方式涉及的脈沖閥控制,由于制動器通電是在不靈敏區(qū)中的脈沖閥224的減速期間開始的,因此能夠確保收束精度,實現(xiàn)收束時間的縮短,另外在能夠減少引起進(jìn)氣量變動的汽缸方面,對于無需考慮制動器通電的開始時刻的情況具有絕對的優(yōu)勢。接下來,參照圖7和圖8,進(jìn)一步說明本實施方式的效果。在此,圖7是例示一在圖 3表示的執(zhí)行脈沖閥控制的過程中發(fā)動機(jī)200的動作狀態(tài)的時間推移的示意圖,圖8與圖6 同樣,是例示一供與本實施方式比較的發(fā)動機(jī)200的動作狀態(tài)(比較例)的時間推移的示意圖。另外,在兩個圖中,對于相互重復(fù)的部位標(biāo)記相同符號并適宜地省略其說明。在圖7和圖8中,從上方開始依次例示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te、泵功Wp、燃料噴射量Q以及進(jìn)氣量G各自的時間推移。
15
在圖7中,在時刻Tl以前產(chǎn)生脈沖閥224的停止要求(全開保持要求),在時刻 Tl時,滿足不靈敏區(qū)且在減速中的條件的結(jié)果是,開始按照BRK模式的制動器通電,另外在時刻T2時脈沖閥2M停止,成為將動作模式切換到OPKP模式。如上所述,根據(jù)本實施方式的脈沖閥控制,能夠抑制進(jìn)氣量G的變動,使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的減少限于比較輕微的程度(參照虛線)。另外,通過步驟S113的動作,在執(zhí)行BRK 模式的期間內(nèi)對燃料噴射量Q進(jìn)行減少修正(參照虛線),因此也抑制燃料過多引起的煙的產(chǎn)生。此外,在產(chǎn)生停止脈沖閥224的要求的時刻(S卩,在實際執(zhí)行BRK模式以前)對燃料噴射量Q進(jìn)行了減少修正的情況下,如圖示實線所示,使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的變化更順暢,從而抑制轉(zhuǎn)矩沖擊的產(chǎn)生。另一方面,如圖8所例示的那樣,在未適用本實施方式的脈沖閥控制的情況下,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的下降增大。另外,由于這種過渡期間內(nèi)的進(jìn)氣量G實際的減少變化(參照實線),超過空氣流量計221的檢測精度,因此表面上如圖示點(diǎn)劃線所示,進(jìn)氣量G被看作未變動。其結(jié)果,存在保持燃料噴射量Q,難以避免由燃料過多引起的產(chǎn)生煙的問題。另外,由于脈沖閥224的收束精度變差,因此在比較例中,發(fā)動機(jī)200的泵功Wp相對變大。如上所述,在適用本實施方式涉及的脈沖閥控制的情況下,能夠抑制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩 Te的減少,減少發(fā)動機(jī)200的泵功Wp,并且抑制煙的產(chǎn)生引起的排放變差,并且提供促進(jìn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te順暢地變化的在比較例中難以獲得的在實踐中較高的利益。本發(fā)明不限于上述的實施方式,在不違反從權(quán)利要求和說明書全體讀出的發(fā)明的宗旨或思想的范圍內(nèi)能夠適宜地變更,進(jìn)行這樣的變更的車輛的控制裝置也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠適用于具備能夠由旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥進(jìn)行慣性增壓的內(nèi)燃機(jī)的車輛的控制。
1權(quán)利要求
1.一種車輛的控制裝置,是控制車輛的裝置,該車輛具備內(nèi)燃機(jī)和制驅(qū)動力供給單元, 所述內(nèi)燃機(jī)具有多個汽缸、與該多個汽缸分別對應(yīng)的進(jìn)氣閥、與該多個汽缸連通的進(jìn)氣通路、以及旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥,該進(jìn)氣控制閥能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該進(jìn)氣通路上且在規(guī)定的旋轉(zhuǎn)相位成為開閥狀態(tài)或閉閥狀態(tài),通過與所述進(jìn)氣閥的開閉相位同步地控制所述進(jìn)氣控制閥的旋轉(zhuǎn)相位,所述內(nèi)燃機(jī)能夠進(jìn)行利用了進(jìn)氣脈動的慣性增壓,所述制驅(qū)動力供給單元能夠?qū)υ撨M(jìn)氣控制閥供給促使所述旋轉(zhuǎn)相位變化的制驅(qū)動力, 所述車輛的控制裝置的特征在于,具備確定單元,其用于確定與是否要執(zhí)行所述慣性增壓建立對應(yīng)關(guān)系的所述車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件,以及控制單元,其在所述慣性增壓的執(zhí)行期間,當(dāng)所述確定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合將所述進(jìn)氣控制閥保持在開閥狀態(tài)同時使所述慣性增壓停止的停止要求的情況下,控制所述制驅(qū)動力供給單元,以便供給作為所述制驅(qū)動力的、伴隨所述進(jìn)氣控制閥的減速的制動力,并且在表示與所述閉閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的范圍的不靈敏區(qū)內(nèi)開始該制動力的供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛的控制裝置,其特征在于,在所述慣性增壓的執(zhí)行期間,通過所述制驅(qū)動力供給單元,所述進(jìn)氣控制閥在所述不靈敏區(qū)的前半部分被供給作為所述制驅(qū)動力的所述制動力,并在所述不靈敏區(qū)的后半部分被供給作為所述制驅(qū)動力的、伴隨所述進(jìn)氣控制閥的加速的驅(qū)動力,并且在與所述不靈敏區(qū)的后半部分相連的、與所述開閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的前半部分被供給作為所述制驅(qū)動力的所述驅(qū)動力,并在與所述不靈敏區(qū)的前半部分連接的、與所述開閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的后半部分被供給作為所述制驅(qū)動力的所述制動力,在所述確定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合所述停止要求的情況下,所述控制單元控制所述制驅(qū)動力供給單元,以使得在所述不靈敏區(qū)的前半部分開始所述制動力的供給。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛的控制裝置,其特征在于,通過停止所述驅(qū)動力的供給,或者向相反旋轉(zhuǎn)方向供給所述驅(qū)動力來供給所述制動力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的車輛的控制裝置,其特征在于,所述控制單元控制所述制驅(qū)動力供給單元,以使得供給所述制動力所帶來的所述進(jìn)氣控制閥的停止位置被收在相對于目標(biāo)停止位置而言的容許范圍內(nèi),其中所述目標(biāo)停止位置是在與所述開閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的范圍設(shè)定的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項所述的車輛的控制裝置,其特征在于,還具備第一修正單元,其根據(jù)供給所述制動力所帶來的所述進(jìn)氣控制閥的停止位置與目標(biāo)停止位置的偏差,來修正所述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量,其中所述目標(biāo)停止位置是在與所述開閥狀態(tài)對應(yīng)的所述旋轉(zhuǎn)相位的范圍設(shè)定的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的車輛的控制裝置,其特征在于,還具備第二修正單元,其在所述確定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件符合所述停止要求的情況下,將所述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量向減少側(cè)修正。
全文摘要
一種車輛的控制裝置,在具備旋轉(zhuǎn)式的進(jìn)氣控制閥的內(nèi)燃機(jī)中,在盡可能地避免對燃燒性能的影響的同時確保慣性增壓結(jié)束時適宜的位置收束性。在具備脈沖閥(224)的發(fā)動機(jī)(200)中,在停止執(zhí)行慣性增壓并做出了將脈沖閥(224)保持在全開位置OP的要求的情況下,ECU100將對脈沖閥(224)的制動力供給待機(jī),直到脈沖閥(224)的旋轉(zhuǎn)相位進(jìn)入不靈敏區(qū)為止,并以該旋轉(zhuǎn)相位進(jìn)入不靈敏區(qū),且脈沖閥(224)處于減速狀態(tài)為條件,執(zhí)行用于使脈沖閥(224)停止的BRK模式。此時,在脈沖閥(224)的停止控制中的脈沖閥(224)的加速用的通電被禁止,并且BRK模式的脈沖閥(224)的收束位置容許相對于目標(biāo)以預(yù)先設(shè)定的容許寬度的范圍偏離。
文檔編號F02B27/02GK102369343SQ20098015842
公開日2012年3月7日 申請日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者五十嵐修, 加藤吉郎, 四重田啟二, 山根成人, 杉山憐 申請人:豐田自動車株式會社