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内燃机控制器.pdf

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内燃机 控制器
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摘要
申请专利号:

CN200680026238.5

申请日:

2006.07.13

公开号:

CN101223345A

公开日:

2008.07.16

当前法律状态:

撤回

?#34892;?#24615;:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F02D 41/02公开日:20080716|||实质审查的生效|||公开
IPC分类号: F02D41/02; F02D41/04; F02D41/12 主分类号: F02D41/02
申请人: 丰田自动车株式会社; 雅马哈发动机株式会社
发明人: 广渡诚治; 井户侧正直; 寺冈正彦; 杉山文敏; 泷田大
地址: 日本爱知县
优?#28909;ǎ?/td> 2005.7.19 JP 208234/2005
专利代理机构: ?#26412;?#38598;佳知识产权代理有限公司 代理人: 段 斌;魏金霞
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法律状态
申请(专利)号:

CN200680026238.5

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2012.05.16|||2008.09.10|||2008.07.16

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种内燃机ECU,其执行的程序包括如下步骤:当满足加速器位置PA不高于阈值并且内燃机速度NE的增加率DNE不低于判定值DNE(0)的条件(在S100中为“是”)时,输出燃料切断指令的步骤(S200);以及中止由火花塞对空气-燃料混合气的点火的步骤(S500)。

权利要求书

权利要求书
1.  一种内燃机的控制器,所述内燃机通过传递驱动力的摩擦接合元件(310)耦连到变速器(300),所述控制器包括:
控制单元(60),所述控制单元控制所述内燃机(10)使得当加速器位置小于预定的打开位置并且所述内燃机(10)的输出轴转数的增加率大于预定的判定值时所述内燃机(10)的输出轴转数降低。

2.  如权利要求1所述的内燃机控制器,其中
所述控制单元(60)控制所述内燃机(10)使得当所述摩擦接合元件(310)接合并且正在从所述内燃机(10)向所述变速器(300)传递驱动力的情况下所述内燃机(10)的输出轴转数降低。

3.  如权利要求1所述的内燃机控制器,其中
所述判定值基于所述变速器(300)的传动比和所述内燃机(10)的输出轴转数来确定。

4.  如权利要求1所述的内燃机控制器,进一步包括
校正单元(60),其基于所述内燃机(10)的负载系数的改变程度校正所述判定值。

5.  如权利要求4所述的内燃机控制器,其中
所述校正单元(60)将所述判定值校正成更大的值。

6.  如权利要求4所述的内燃机控制器,其中
所述校正单元(60)校正所述判定值,使得所述判定值的校正量逐渐减少。

7.  如权利要求1所述的内燃机控制器,其中
所述控制单元(60)控制所述内燃机(10)使得通过执行所述内燃机(10)中的点火的中止、所述内燃机(10)中的燃料喷射的中止以及所述内燃机(10)中的节气门开度的减小中的至少一个来降低所述内燃机(10)的输出轴转数。

8.  如权利要求1所述的内燃机控制,其中
所述控制单元(60)控制所述内燃机(10)使得通过中止所述内燃机(10)中的点火然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数。

9.  如权利要求1所述的内燃机控制器,其中
所述控制单元(60)控制所述内燃机(10)使得通过延迟所述内燃机(10)中的点火正时然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数。

10.  如权利要求1所述的内燃机控制器,其中
所述控制单元(60)控制所述内燃机(10)使得通过减小所述内燃机(10)中的所述节气门的开度然后中止所述内燃机(10)中的点火和燃料喷射中的至少一个来降低所述内燃机(10)的输出轴转数。

11.  如权利要求1所述的内燃机控制器,进一步包括:
节气门控制单元(60),其控制节气门使得在异于所述内燃机的怠速状态的、加速器位置小于所述预定的打开位置的操作状态下打开所述节气门;以及
禁止单元(60),其在所述节气门于所述节气门控制单元(60)的控制下打开时禁止通过所述控制单元(60)对所述内燃机(10)的输出轴转数的降低。

12.  一种内燃机的控制器,包括:
判定单元(60),其判定是否降低所述内燃机(10)的输出轴转数;以及
控制单元(60),其控制所述内燃机(10)使得当判定降低所述内燃机(10)的输出轴转数时通过延迟所述内燃机(10)中的点火正时然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数。

13.  如权利要求12所述的内燃机控制器,其中
所述内燃机(10)耦连到变速器(300);并且
所述控制单元(60)控制所述内燃机(10)使得通过延迟所述内燃机(10)中的点火正时然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数。

14.  一种内燃机的控制器,所述内燃机通过传递驱动力的摩擦接合元件(310)耦连到变速器(300),所述控制器包括:
用于控制所述内燃机(10)使得在加速器位置小于预定的打开位置并且所述内燃机(10)的输出轴转数的增加率大于预定的判定值时所述内燃机(10)的输出轴转数降低的控制装置(60)。

15.  如权利要求14所述的内燃机控制器,其中
所述控制装置(60)包括用于控制所述内燃机(10)使得当所述摩擦接合元件(310)接合并且正在从所述内燃机(10)向所述变速器(300)传递驱动力的情况下所述内燃机(10)的输出轴转数降低的装置。

16.  如权利要求14所述的内燃机控制器,其中
所述判定值基于所述变速器(300)的传动比和所述内燃机(10)的输出轴转数来确定。

17.  如权利要求14所述的内燃机控制器,进一步包括:
用于基于所述内燃机(10)的负载系数的改变程度校正所述判定值的校正装置(60)。

18.  如权利要求17所述的内燃机控制器,其中
所述校正装置(60)包括用于将所述判定值校正成更大的值的装置。

19.  如权利要求17所述的内燃机控制器,其中
所述校正装置(60)包括用于校正所述判定值使得所述判定值的校正量逐渐减少的装置。

20.  如权利要求14所述的内燃机控制器,其中
所述控制装置(60)包括用于控制所述内燃机(10)使得通过执行所述内燃机(10)中的点火的中止、所述内燃机(10)中的燃料喷射的中止以及所述内燃机(10)中的节气门开度的减小中的至少一个来降低所述内燃机(10)的输出轴转数的装置。

21.  如权利要求14所述的内燃机控制器,其中
所述控制装置(60)包括用于控制所述内燃机(10)使得通过中止所述内燃机(10)中的点火然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数的装置。

22.  如权利要求14所述的内燃机控制器,其中
所述控制装置(60)包括用于控制所述内燃机(10)使得通过延迟所述内燃机(10)中的点火正时然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数的装置。

23.  如权利要求14所述的内燃机控制器,其中
所述控制装置(60)包括用于控制所述内燃机(10)使得通过减小所述内燃机(10)中的所述节气门的开度然后中止所述内燃机(10)中的点火和燃料喷射中的至少一个来降低所述内燃机(10)的输出轴转数的装置。

24.  如权利要求14所述的内燃机控制器,进一步包括
用于控制节气门使得在异于所述内燃机的怠速状态的、加速器位置小于所述预定的打开位置的操作状态下打开所述节气门的节气门控制装置(60);以及
用于在所述节气门于所述节气门控制装置(60)的控制下打开时禁止通过所述控制装置(60)对所述内燃机(10)的输出轴转数的降低的禁止装置(60)。

25.  一种内燃机的控制器,包括:
用于判定是否降低所述内燃机(10)的输出轴转数的判定装置(60);以及
用于控制所述内燃机(10)使得当判定降低所述内燃机(10)的输出轴转数时通过延迟所述内燃机(10)中的点火正时然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数的控制装置(60)。

26.  如权利要求25所述的内燃机控制器,其中
所述内燃机(10)耦连到变速器(300);并且
所述控制装置(60)包括用于控制所述内燃机(10)使得通过延迟所述内燃机(10)中的点火正时然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数的装置。

27.  一种内燃机的控制器,所述内燃机通过传递驱动力的摩擦接合元件(310)耦连到变速器(300),所述控制器包括:
电子控制单元(60),其中
所述电子控制单元(60)控制所述内燃机(10)使得在加速器位置小于预定的打开位置并且所述内燃机(10)的输出轴转数的增加率大于预定的判定值时所述内燃机(10)的输出轴转数降低。

28.  一种内燃机的控制器,包括
电子控制单元(60),其中
所述电子控制单元(60)判定是否降低所述内燃机(10)的输出轴转数,并且
控制所述内燃机(10)使得当判定降低所述内燃机(10)的输出轴转数时通过延迟所述内燃机(10)中的点火正时然后中止所述内燃机(10)中的燃料喷射来降低所述内燃机(10)的输出轴转数。

说明书

说明书内燃机控制器
技术领域
本发明涉及一种内燃机控制器,并且,更具体地,涉及一种在换档时降低内燃机的输出轴转数的控制技术。
背景技术
通常,公知具有手动变速器的车辆,其中当离合器由驾驶员在离合器踏板上的操作而分离时手动地进行换档。在这种车辆中,如果内燃机的输出轴转数与变速器的输入轴转数不匹配,则当换档后离合器再次接合时会产生冲击。因此,提出了在换档时实现内燃机的输出轴转数与变速器的输入轴转数之间的同步的技术。
日本专利公开2001-74135号披?#35835;?#19968;种能够抑制档位变化时产生的冲击——即换档冲击——的变速器控制装置。在日本专利公开2001-74135号中描述的变速器控制装置在包括内燃机和通过离合器连接到所述内燃机的手动变速器的手动变速车辆中包括:位于手动变速器的输入轴侧上、用于检测手动变速器的输入轴转数的变速器输入轴转数检测单元,以及控制单元,所述控制单元控制内燃机的内燃机转速(转数),使得当离合器分离(释放)时,不论加速器位置如何,内燃机转速(转数)?#21152;?#26681;据来自变速器输入轴转数检测单元的检测信号的手动变速器的输入轴转数同步。控制单元根据预设的?#25104;?#30830;定?#20174;成?#26723;时手动变速器的输入轴转数与内燃机转速之间的差的控制量,并?#19968;?#20110;所述控制量控制内燃机转速,使得内燃机转速降低。另外,当手动变速器的输入轴转数与内燃机转速之间的差不大于给定值时,控制单元确定从预设的?#25104;?#25152;获取的控制量为零,从而不执行内燃机转速控制。
根据如该公开申请所述的变速器控制装置,控制单元具有以下功能:控制内燃机转速,使得当离合器分离时,不论加速器位置如何,内燃机转速与根据来自变速器输入轴转数检测单元的检测信号的手动变速器的输入轴转数同步,并且因此能够抑制档位变化时的冲击,即换档冲击。另外,控制单元还具有根据预设的?#25104;?#30830;定?#20174;成?#26723;时手动变速器的输入轴转数与内燃机转速之间的差的控制量并?#19968;?#20110;所述控制量控制内燃机转速使得内燃机转速降低的功能。因此,即使当驾驶?#32972;中?#22320;压加速器踏板而换高档位(升档)时,也能够自动地吸收内燃机转速与手动变速器的输入轴转数之间的差,并且能够实现?#34892;?#30340;变速器控制。另外,控制单元还具有将从预设的?#25104;?#25152;获取的控制量确定为零从而不执行内燃机转速控制的功能。因此,当手动变速器的输入轴转数与内燃机转速之间的差不大于给定值时,即当车辆从停止状态起动时,不执行内燃机转速控制,并且因此,能够避免会阻碍半离合起动操作的因素。
在为了增加内燃机输出而增大进气容量或飞轮的惯性质量的内燃机中,即使当加速器被设定成用于升档的完全闭合位置时,有时内燃机转速仍然?#20013;?#22686;加一段时间。因此,如在上述公开申请中描述的变速器控制装置中那样,如果当手动变速器的输入轴转数与内燃机转速之间的差不大于给定值时不执行内燃机转速控制,则即使在开始换档时转数差很小,在离合器再次接合时所述差?#27493;?#30456;当大。如果离合器在此状态再次接合,则可能产生换挡冲击。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够抑制换档冲击的内燃机的控制器。
根据一个方面,所述内燃机的控制器控制通过传递驱动力的摩擦接合元件耦连到变速器的内燃机。所述控制器包括控制单元,所述控制单元控制所述内燃机使得当加速器位置小于预定的打开位置并且所述内燃机的输出轴转数的增加率大于预定的判定值时所述内燃机的输出轴转数降低。
根据本发明,所述内燃机被控制为当加速器位置小于预定位置(例如当加速器位置可看作完全闭合时)并且内燃机的输出轴转数的增加率大于预定的判定值时,降低输出轴转数。因而,在换档(特别是升档)时,防止内燃机的输出轴转数相对于变速器换档之后的输入轴转数过高。因此,当在换档时被释放的摩擦接合元件再次接合时,能够抑制冲击的产生。因此,能够提供能够抑制换档冲击的内燃机控制器。
优选地,所述控制单元控制所述内燃机使得当所述摩擦接合元件接合并且正在从所述内燃机向所述变速器传递驱动力时所述内燃机的输出轴转数降低。
根据本发明,在摩擦接合元件接合并且正在从内燃机向变速器传递驱动力的状态下,控制内燃机使得内燃机的输出轴转数降低。因而,在摩擦接合元件分离之前,即在开始换档之前,输出轴转数快速降低。因此,当在换档时释放的摩擦接合元件再次接合时,能够抑制冲击的产生。因此,能够抑制换档冲击。
更优选地,所述判定值基于变速器的传动比和内燃机的输出轴转数来确定。
根据本发明,所述判定值基于变速器的传动比和内燃机的输出轴转数来确定。因此,能?#25442;?#21462;与换档时车辆的行驶状态相对应的适当的判定值。将这样的判定值与内燃机的输出轴转数的增加率比较,并且确定是否执行所述控制以降低输出轴转数。因此,能够根据在换档时车辆的行驶状态适当地控制内燃机,并且能够抑制换档冲击。
更优选地,所述控制器进一步包括基于内燃机的负载系数的变化程度校正所述判定值的校正单元。
根据本发明,基于内燃机的负载系数的变化程度校正所述判定值。例如,当负载系数的变化程度越大时,将判定值校正得越大。其原因如下。当转速迅速加速时,尤其是在低档(例如一档)的情况下,由于传动比高,所以内燃机的输出轴转数易于增加,并且因此,在加速器踏板完全闭合之后内燃机的输出轴转数的增加率将较高。当速度迅速减速时,尤其是在低档的情况下,由于传动比高,所以内燃机的输出轴转数易于减小,并且控制将进入ISC(怠速控制)。当进入ISC时,内燃机的输出增加,并且因此已减小的输出轴转数开始增加。在此,在高传动比的情况下,输出轴转数趋于以高增加率增加。在这种情况下,如果控制内燃机使得当驾驶员不想换档时输出轴转数变低,则内燃机的工作情况将不同于驾驶员所期望的工作情况。因此,校正判定值使得其随着负载系数的变化程度的变大而变大。具体地,当在低档情况下似乎已发生迅速加速或迅速减速时,所述判定?#24403;?#26657;正成更大。因此,所述判定?#30340;?#22815;设定成更适当的?#20174;?#36710;辆行驶状态的值,并且能够抑制对是否应作出控制以降低输出轴转数的错误判定。
优选地,校正单元将所述判定值校正成更大的值。
根据本发明,判定?#24403;?#26657;正成更大。例如,当负载系数的变化程度越大时判定?#24403;?#26657;正得越大。具体地,当在低档的情况下似乎已发生迅速加速或迅速减速时,所述判定?#24403;?#26657;正成更大的且更恰当的值,并且抑制了对于是否应作出控制以降低输出轴转数的错误判定。
更优选地,校正单元校正所述判定值,使得所述判定值的校正量逐渐减小。
根据本发明,由于当在低档的情况下发生迅速加速或迅速减速时内燃机的输出轴转数的迅速增加可能断续地继续,所以判定?#24403;?#26657;正为使得对判定值的校正量逐渐减小。具体地,所述判定值的校正?#20013;?#19968;段时间使得判定值随着时间越变越小。因此,所述判定?#30340;?#22815;被设定成更适当的值,并且能够抑制对于是否应作出控制以降低输出轴转数的错误判定。
更优选地,所述控制单元控制所述内燃机使得通过执行所述内燃机中的点火的中止、所述内燃机中的燃料喷射的中止以及所述内燃机中的节气门开度的减小中的至少一个来降低所述内燃机的输出轴转数。
根据本发明,通过中止内燃机中的点火或中止内燃机中的燃料喷射以停止气缸内的燃烧、或者通过降低节气门开度以加大泵气损失,从而降低内燃机的输出轴转数。因此,当在换档时释放的摩擦接合元件再次接合时,能够抑制冲击的产生。因此,能够抑制换档冲击。
更优选地,所述控制单元控制所述内燃机使得通过中止所述内燃机中的点火然后中止所述内燃机中的燃料喷射来降低所述内燃机的输出轴转数。
根据本发明,中止内燃机中的点火,并且然后中止燃料喷射。其原因如下。在将燃料直?#20248;?#23556;到气缸的直?#20248;?#23556;式内燃机中,在进气行程或压缩行程中喷射燃料,并且然后点燃空气-燃料混合气。换言之,燃料喷射正时早于点火正时。因此,在比点火正时早的阶段确定燃料喷射量和燃料喷射正时。因此,在确定执行控制以降低内燃机的输出轴转数的阶段,已经确定了燃料喷射量和燃料喷射正时且不能中止燃料喷射。即使在这种情况下,也有可能尚未确定点火正时并且因此能够中止点火。因此,当不能中止燃料喷射时,则首先中止点火以停止气缸内的燃烧,并且然后中止燃料喷射,使得可靠地停止气缸内的燃烧。从而,能够迅速降低内燃机的输出轴转数。因此,当在换档时已经释放的摩擦接合元件再次接合时,能够抑制冲击的产生。因此,能够抑制换档冲击。
更优选地,所述控制单元控制所述内燃机使得通过延迟所述内燃机中的点火正时然后中止所述内燃机中的燃料喷射来降低所述内燃机的输出轴转数。
根据本发明,延迟内燃机中的点火正时,并且然后中止燃料喷射。其原因如下。特别是在将燃料直?#20248;?#23556;到气缸的直?#20248;?#23556;式内燃机中,在进气行程或压缩行程中喷射燃料,并且然后点燃空气-燃料混合气。换言之,燃料喷射正时早于点火正时。因此,在比点火正时早的阶段确定燃料喷射量和燃料喷射正时。因此,在确定执行控制以降低内燃机的输出轴转数的阶段,已经确定了燃料喷射量和燃料喷射正时且不能中止燃料喷射。即使在这种情况下,也有可能尚未确定点火正时并且因此常常可以延迟点火正时。因此,如果不能中止燃料喷射,则首先延迟点火正时以降低内燃机的输出,并且然后中止燃料喷射以停止气缸内的燃烧。从而,能够迅速降低内燃机的输出轴转数。因此,当在换档时已经释放的摩擦接合元件再次接合时,能够抑制冲击的产生。因此,能够抑制换档冲击。
更优选地,所述控制单元控制所述内燃机使得通过减小所述内燃机中的所述节气门的开度然后中止所述内燃机中的点火和燃料喷射中的至少一个来降低所述内燃机的输出轴转数。
根据本发明,首先降低节气门开度以加大泵气损失,并且然后中止内燃机中的点火和燃料喷射中的至少一个以停止气缸内的燃烧,由此控制内燃机使得输出轴转数降低。因而,能够迅速降低内燃机的输出轴转数。因此,当在换档时已经释放的摩擦接合元件再次接合时,能够抑制冲击的产生。因此,能够抑制换档冲击。
更优选地,所述控制器进一步包括:节气门控制单元,其控制节气门使得在异于所述内燃机的怠速状态的、所述加速器位置小于所述预定的打开位置的操作状态下打开所述节气门;以及禁止单元,其在所述节气门于所述节气门控制单元的控制下打开时禁止通过所述控制单元对所述内燃机的输出轴转数的降低。
根据本发明,在异于内燃机的怠速状态的操作状态中,当加速器位置小于预定的打开位置时,作出控制使得节气门打开。例如,在用于以设定速度稳定地行驶车辆的巡航控制下或者在VSC(车辆稳定控制)下,响应于打开节气门的请求,控制节气门使得在加速器位置完全闭合的操作状态下打开节气门。在此控制下打开节气门,这意味?#21028;?#35201;来自内燃机的驱动力以获取所希望的车辆行驶状态。因此,在这种情况下,对控制内燃机以降低输出轴转数进行禁止。从而,能够抑制输出轴转数的不必要的降低,并?#19968;?#21462;了所希望的车辆行驶状态。
根据另一方面,本发明提供了一种内燃机的控制器,包括:判定单元,其判定是否降低所述内燃机的输出轴转数;以及控制单元,其控制所述内燃机使得当判定降低所述内燃机的输出轴转数时通过延迟所述内燃机中的点火正时然后中止所述内燃机中的燃料喷射来降低所述内燃机的输出轴转数。
根据本发明,延迟内燃机的点火正时,并且然后中止燃料喷射。其原因如下。特别是在将燃料直?#20248;?#23556;到气缸的直?#20248;?#23556;式内燃机中,在进气行程或压缩行程中喷射燃料,并且然后点燃空气-燃料混合气。换言之,燃料喷射正时早于点火正时。因此,在比点火正时早的阶段确定燃料喷射量和燃料喷射正时。因此,在确定执行控制以降低内燃机的输出轴转数的阶段,已经确定了燃料喷射量和燃料喷射正时且不能中止燃料喷射。即使在这种情况下,也有可能尚未确定点火正时并且因此常常可以延迟点火正时。因此,如果不能中止燃料喷射,则首先延迟点火正时以降低内燃机的输出,并且然后中止燃料喷射以停止气缸内的燃烧。因此,当由于加速器处于完全闭合位置并且内燃机的输出轴转数的增加率较高而确定在换档时(特别是在升档时)降低输出轴转数时,输出轴转数被迅速降低,抑制了内燃机的输出轴转数相对于变速器换档之后的输入轴转数的过度增加。从而,能够迅速降低内燃机的输出轴转数。因此,当在换档时已经释放的摩擦接合元件再次接合时,能够抑制冲击的产生。因此,能够提供能够抑制换档冲击的内燃机控制器。
优选地,所述内燃机耦连到变速器;并且所述控制单元控制所述内燃机使得通过延迟所述内燃机中的点火正时然后中止所述内燃机中的燃料喷射来降低所述内燃机的输出轴转数。
根据本发明,在换档时,延迟内燃机的点火正时,并且然后中止燃料喷射。因此,当由于加速器处于完全闭合位置并且内燃机的输出轴转数的增加率较高而确定在换档时(特别是在升档时)降低输出轴转数时,输出轴转数被迅速降低,抑制了内燃机的输出轴转数相对于变速器换档之后的输入轴转数的过度增加。从而,能够迅速降低内燃机的输出轴转数。因此,当在换档时已经释放的摩擦接合元件再次接合时,能够抑制冲击的产生。因此,能够抑制换档冲击。
附图说明
图1示出由根据本发明实施方式的控制器控制的内燃机的整体构造。
图2是表示由作为根据本发明实施方式的控制器的内燃机ECU执行的程序的控制结构的流程图(部分1)。
图3是表示由作为根据本发明实施方式的控制器的内燃机ECU执行的程序的控制结构的流程图(部分2)。
图4是表示执行燃料切断的正时的时序图。
图5是表示确定燃料喷射量和燃料喷射正时的时间点与确定点火正时的时间点之间的关系的时序图。
图6是表示当在低档的情况下转速迅速加速或减速时内燃机转速NE的状态的时序图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施方式。在下面的描述中,用相同的附图标记指代相同的部件。它们具有相同的名称和功能。因此,将不会重复对其的详细描述。
图1示出由根据本发明的控制器控制的直?#20248;?#23556;式内燃机的整体构造。内燃机机体10包括上部覆盖有气缸盖110的气缸体100,并?#19968;?#22622;120以可滑动方式保持在形成于气缸体100内的气缸100A内。活塞120在气缸110A内的上/下往复运动转化为曲轴130的旋转运动,并且传递到变速器300?#21462;?#22312;内燃机操作开始时,曲轴130通过飞轮140连接到起动机30。在飞轮140和变速器300之间设置有离合器310。
在此实施方式中,变速器300是由驾驶员的手动操作切换的手动变速器。离合器310通过驾驶员的操作进行接合/分离。
在活塞120上方形成有燃烧室1000,且气缸100和气缸盖110用作燃烧室的壁。空气-燃料混合气在燃烧室1000中燃烧,并且燃烧的爆发力引起活塞120的上/下往复运动。空气-燃料混合气的点火由穿过气缸盖110设置并且突出到燃烧室1000的火花塞150完成。
空气-燃料混合气中的空气通过气缸盖110和形成在连接到气缸盖的进气管中的进气歧管1010供应。燃烧室1000通过排气歧管1020排气。在气缸盖110上附连有打开/关闭进气歧管1010与燃烧室1000之间的连通的进气门160以及打开/关闭排气歧管1020和燃烧室1000之间的连通的排气门170。
在进气歧管中设置有瓣式节气门190,并且根据该节气门的开度调整进气歧管1010中的气流。
空气-燃料混合气中的燃料通过电磁喷射器210供应。喷射器210穿过气缸盖110设置,并且将燃料从末端处的喷嘴部喷射进燃烧室1000(气缸)。替代喷射器210或者除喷射器210外,可设置有在进气口或进气歧管1010中喷射燃料的喷射器。
对于向喷射器210的燃料供应,从燃料罐250吸入的燃料由低压泵240和高压泵230在两个阶段中加压,并且然后供应到喷射器。高压泵230由通过皮带等从内燃机机体10的曲轴130传递的力驱动。低压泵是电动的,并且在操作开始时,从低压泵240向喷射器210供应燃料。
另外,还设置有内燃机控制计算机(下面称作内燃机ECU(电子控制单元))60,其用于控制内燃机的各个部件,包括火花塞150、节气门190和喷射器210。内燃机ECU 60具有包括CPU(中央处理器)、RAM(随机存取存储器)、SRAM(静态随机存取存储器)、ROM(只读存储器)等的一般结构,并且,基于来自各传感器的检测信号等,使得火花塞150操作、通过向节气门190输出控制信号调整节气门190的开度(节气门开度)、以及通过根据控制信号向喷射器210提供动力以规定的正时在规定时间?#26410;?#24320;喷射器210的喷嘴。
内燃机ECU 60接收来?#28304;?#24863;器的输入,这些传感器包括:空气流量计510、曲轴转角传感器520、A/F传感器530、节气门开度传感器540、加速器位置传感器550、车速传感器560以及冷?#27492;?#28201;度传感器。
空气流量计510测量流过进气歧管1010的空气的流量。曲轴转角传感器520输出用于检测内燃机转速NE的脉冲信号。A/F传感器530测量排气歧管1020中的空燃比。节气门开度传感器540检测节气门190的开度。加速器位置传感器550检测加速器踏板420的打开位置(压下程度)。车速传感器560输出用于检测车速(车?#20013;?#36716;)的脉冲信号。冷?#27492;?#28201;度传感器检测表示内燃机温度的内燃机冷?#27492;?#30340;温度。
另外,当驾驶员在操作开始时操作钥匙时,点火(IG)ON信号和起动机ON信号被输入到内燃机ECU 60。当离合器踏板行程达到最大值时,空档启动开关570打开,并且向内燃机ECU 60输入ON信号。
内燃机ECU 60基于由空气流量计510?#29123;?#27979;的进气量控制燃料喷射量。此时,内燃机ECU 60基于来自各传感器的信号根据内燃机转速和内燃机负载调整喷射量和喷射正时,以获取燃烧的最优状态。在内燃机机体10中,燃料直?#20248;?#23556;到气缸,并且因此同时控制喷射正时和喷射量。另外,在内燃机ECU 60中,基于由曲轴转角传感器520、凸轮位置传感器等(包括爆震传感器)检测的信号控制点火正时使得在最优正时进行点火。这种控制实?#33267;?#20869;燃机机体10的较高输出和较低排放。
参照图2,下面将描述由用作根据本实施方式的控制器的内燃机ECU60所执行的程序的控制结构。下面描述的程序以预定的周期重复执行。
在步骤(下面用S简单地指代)100中,内燃机ECU 60判定是否满足加速器位置PA不高于阈值并且内燃机转速NE的增加率DNE不低于判定值DNE(0)的条件。在此,例如,加速器位置PA的阈值为“0°”。在判定值计算过程中计算判定值DNE(0),该过程将在后面描述。在S100中,判定内燃机转速NE是否应该降低(是否进行扭矩下降)。
当满足加速器位置PA不高于阈值并且内燃机转速NE的增加率DNE不低于判定值DNE(0)的条件(在S100中为“是”)时,确定应该降低内燃机转速NE(存在扭矩下降请求),并且过程进行到S200。否则(在S100中为“否”)此过程结束。
在S200中,内燃机ECU 60输出燃料切断(中止燃料喷射)指令。在S300中,内燃机ECU 60将节气门设定到完全闭合位置。
在S400中,内燃机ECU 60确定是否启动了燃料切断。可以基于例如由A/F传感器530所检测的空燃?#28909;?#23450;是否已启动了燃料切断。当已启动了燃料切断时(在S400中为“是”),过程进行到S600。否则(在S400中为“否”)过程进行到S500。
在S500中,内燃机ECU 60中止由火花塞150对空气-燃料混合气的点火。在S600中,内燃机ECU 60终止由火花塞150对空气-燃料混合气的点火的中止。当由火花塞150对空气-燃料混合气的点火还没有被中止时,点火继续。
参照图3,下面描述用于执行以计算判定值DNE(0)的判定值计算过程的程序的控制结构。下面所描述的程序以预定的周期重复执行。
在S1100中,内燃机ECU 60基于NV比(内燃机转速/车速)以及内燃机转速计算基准值DNE(1)。基准值DNE(1)通过使用基于实验结果预先形成的?#25104;?#35745;算。为了基于传动比——即变速级——计算基准值DNE(1),使用NV比。
在S1200中,内燃机ECU 60基于NV比和内燃机负载系数DKL的变化程度(变化率)计?#38408;?#27491;值DNE(2)。校正值DNE(2)通过使用基于实验结果预先形成的?#25104;?#35745;算。例如,当内燃机负载系数的变化程度越大时,所提供的校正值DNE(2)越大。
在S1300中,内燃机ECU 60计算判定值DNE(0)的下限监护值DNE(3)。下限监护值DNE(3)计算为基准值DNE(1)与校正值DNE(2)的和。
在S1400中,内燃机ECU 60基于NV?#29123;?#31639;判定值DNE(0)的衰减值DNE(4)。衰减值DNE(4)通过使用基于实验结果预先形成的?#25104;?#26469;计算。
在S1500中,内燃机ECU 60将当前计算出的下限监护值DNE(3)和通过?#30001;?#27425;计算出的判定值DNE(0)减去当前计算出的衰减值DNE(4)所获得的值中较大的一个设置为当前判定值DNE(0)。
下面将基于上述控制结构和流程图描述作为根据本实施方式的控制器的内燃机ECU 60的操作。
当加速器位置不高于阈值并且其能够看作完全闭合时,由此断定驾驶员为了换档(尤其是升档)意欲通过减轻对加速器踏板420下压来降低内燃机转速NE。
在进气容量或飞轮140的惯性质量大的内燃机中,即使当释放加速器踏板时,有时内燃机转速NE仍然?#20013;?#22686;加一段时间。在加速器位置完全闭合后,内燃机转速NE增加。当在此状态下进行升档时,即使在换档开始时内燃机转速NE与变速器300的输入轴转数NIN之间的差很小,在换档后当离合器310再次接合时转数差仍会很大,可能引起换档冲击。
因此,为?#25628;?#36895;减小内燃机转速NE,当满足加速器位置PA不高于阈值并且内燃机转速NE的增加率DNE不低于判定值DEN(0)的条件时(在S100中为“是”),输出燃料切断指令(S200)。
当执行燃料切断时,气缸内空气-燃料混合气在气缸中的燃烧停止,并且因此,内燃机转速NE能够迅速降低。另外,节气门开度被设定于完全闭合位置(S300)并且泵气损失增加,由此能够更迅速地降低内燃机转速NE。
在包括向气缸直?#20248;?#23556;燃料的喷射器的直?#20248;?#23556;式内燃机中,在进气行程或压缩行程中喷射燃料。因此,在BTDC(上止点之前)至少360°时必须确定喷射量和喷射正时。
因此,对于在输出燃料切断指令时已经确定了燃料喷射量和燃料喷射正时的气缸而言,即使已经输出了燃料切断指令也不能执行燃料切断。
相反,在燃料喷射后执行空气-燃料混合气的点火。具体地,燃料喷射正时早于点火正时。因此,如图5中所示,点火正时在比燃料量和燃料喷射正时的确定晚的阶段中确定。如果在确定燃料喷射量和燃料喷射正时的时间点与确定点火正时的时间点之间的时间段内给出燃料切断指令,则不可能进行燃料切断但能够中止点火。因此,即使当输出燃料切断指令时已经确定了燃料喷射量和燃料喷射正时,通常仍未确定点火正时,从而可以中止点火。
因此,当空燃比未变得稀于理想空燃比并且即使在输出燃料切断指令后似乎并未实现燃料切断(在S400中“否”)时,中止由火花塞150对空气-燃料混合气的点火(S500)。因此,气缸中的燃烧停止,并且能够迅速降低内燃机转速NE。
然后,当在输出燃料切断指令(S200)时尚未确定燃料喷射量和燃料喷射正时的气缸中开始燃料切断(在S400中为“是”)时,终止由火花塞150对空气-燃料混合气的点火的中止。
这样,在换档时内燃机转速NE迅速降低,并且内燃机NE和变速器300的输入轴转数NIN之间的差变得更小,由此能够抑制换档冲击。
在本实施方式中,根据加速器位置PA和内燃机转速NE的增加率DNE,确定是否执行燃料切断。因此,在离合器310接合并且从内燃机向变速器300传递驱动力的状态下,通过燃料切断、中止点火以及完全闭合节气门开度来减小内燃机转速NE都是可能的。因此,在真正释放了离合器310并?#19968;?#26723;开始之前,内燃机转速NE能够迅速降低。
应当指出,内燃机上的反作用力视传动比的不同而不同。因此,由此断定内燃机转速的增加率DNE取决于传动比。另外,由于内燃机的特性,内燃机输出随着内燃机转速NE的变化而变化。因此,内燃机转速NE的增加率DNE也取决于内燃机转速NE。
因此,当计算判定值DNE(0)时,基于内燃机转速NE和用于获取传动比的NV?#29123;?#31639;用于判定值DNE(0)的基准值DNE(1)(S1100)。从而,能?#25442;?#21462;与车辆的行驶状态一致的适当的判定值。
特别地在以低档(例如一档)行驶期间如果速度迅速增加,则由于传动比高,所以易于实现加速,并且因此如图6中所示内燃机转速NE易于增加。因此,内燃机转速NE的增加率将较高。
另外,特别地在以低档行驶期间如果速度迅速降低,则由于传动比较高,所以内燃机NE易于降低,并且控制趋于进入ISC。进入ISC控制,可临时地增加内燃机输出,并且因此已经降低的内燃机转速NE开始增加。此时,由于传动比较高,内燃机转速NE的增加率将较高。
在这种情况下,如果在驾驶员不想换档时使内燃机转速NE为低,则内燃机的工作情况将不同于驾驶员所期望的工作情况。
鉴于以上情况,当在低档时要发生迅速加速或迅速减速时,计算较大的判定值DNE(0),并且为了避免错误判定,基于NV比和内燃机负载系数的变化程度DKL计?#38408;?#27491;值DNE(2)(S1200)。将校正值DNE(2)加到基准值DNE(1)所得的值计算为判定值DNE(0)的下限监护值DNE(3)(S1300)。
具体地,判定值DNE(0)被计算成不低于下限监护值DNE(3),而下限监护值DNE(3)比基准值DNE(1)高校正值DNE(2)。因此,根据车辆的行驶状态,判定值DNE(0)可增加到适当的值。从而,可以抑制对是否应进行控制以降低内燃机转速NE的错误判定。
在此,在低档情况下,由于迅速加速或迅速减速产生的内燃机转速NE的增加未快速收敛,并且可如图6中所示断续地发生。具体地,内燃机转速NE反复地增加和降低。
此时,在预定的周期内重复计算下限监护值DNE(3)。因此,即使在内燃机转速NE较高的情况下计算下限值DNE(3)而使得判定值DNE(0)较大时,也可在内燃机转速NE改变的情况下再次计算下限监护值DNE(3)。在此,再次计算可能产生小的下限监护值DNE(3)。当使用小的下限监护值DNE(3)计算判定值DNE(0)时,所得的判定值DNE(0)可能是不适当的。
另一方面,如图6中所示,内燃机转速NE的增加率DNE趋于随着时间而衰减。因此,继续使用开始时计算出的下限监护值DNE(3)是没有意义的。
因此,为了适度地衰减(逐渐降低)所得的判定值DNE(0),基于NV?#29123;?#31639;判定值DNE(0)的衰减值DNE(4)(S1400)。在?#30001;?#27425;计算出的判定值DNE(0)减去衰减值DNE(4)所得的值与此次计算出的下限监护值DNE(3)中,以其中较大的值作为此次的判定值DNE(0)(S1500)。
具体地,一旦计算出大的下限监护值DNE(3),即使当计算出大的判定值DNE(0)并随后计算出小的下限监护值DNE(3)时,只要从判定值DNE(0)减去衰减值DNE(4)所得的值不小于重新计算的下限监护值DNE(3),由于周期性地减去衰减值DNE(4),所以所计算出的判定值DNE(0)适度地衰减(逐渐减小)。因此,能?#25442;?#21462;与车辆的行驶状态一致的适当的判定值DNE(0)。从而,能够抑制对是否应进行控制以减小内燃机转速NE的错误判定。
相反,当新计算出的下限监护值DNE(3)变得大于从判定值DNE(0)减去衰减值DNE(4)所得的值时,以下限监护值DNE(3)作为判定值DNE(0),以便获得大的判定值DNE(0)。因此,可以根据车辆的行使状态将判定值DNE(0)增加到适当的值。从而,能够抑制对是否应进行控制以降低内燃机转速NE的错误判定。
如上所述,通过根据本实施方式的内燃机ECU,当加速器位置PA不高于阈值并且内燃机转速NE的增加率DNE大于判定值DNE(0)时,执行燃料切断、中止空气-燃料混合气的点火或者将节气门开度设定到完全闭合位置。通过燃料切断或者点火中止,停止空气-燃料混合气的燃烧。当节气门开度完全闭合时,泵气损失增加。从而,内燃机转速NE降低。因此,当在换档时分离的离合器再次接合时,能够使内燃机转速NE与变速器300的输入轴转数NIN之间的差较小,并且能够抑制换档冲击。
当空档启动开关570打开时,意味着离合器310分离,并且稍后必须重新接合离合器310。因此,可控制内燃机使得不论加速器位置PA或内燃机转速NE的增加率DNE如何,内燃机转速NE都降低。
另外,当控制车辆使得响应于用于在设定速度下稳定地行驶车辆的巡航控制或VSC控制的节气门的打开请求在加速器处于完全闭合位置的行驶状态下打开节气门190时,需要来自内燃机的驱动力以获得所希望的车辆行驶状态。在这种情况下,可禁止用于降低内燃机转速NE的控制(燃料切断、点火中止、节气门的完全闭合)。
另外,对于在输出燃料切断指令时已确定了燃料喷射量和燃料喷射正时的气缸而言,可延迟点火正时来代替中止由火花塞150对空气-燃料混合气的点火。当延迟了点火正时时,内燃机输出降低,并且能够迅速降低内燃机转速NE。在此,空气-燃料混合气燃烧,并且因此能够抑制燃料的不充分燃烧。因此,通过延迟点火正时,在维持良好的废气排出性能的同时能够迅速降低内燃机转速。
应当理解,无论从哪一方面来说,这里披露的实施方式是说明性、非限制性的。本发明的?#27573;?#30001;权利要求书的各项限定,而不是由上述说明书限定,并且该?#27573;?#24847;在包括落入权利要求书?#27573;?#20869;的以及与权利要求书的各项含义等同的?#39759;?#25913;型。

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