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1. CN102209844 - Internal combustion engine stop control device

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[ ZH ]
内燃机的停止控制装置


技术领域
本发明涉及对内燃机停止时的活塞的停止位置进行控制的停止控制装置。
背景技术
在专利文献1中示出进行如下控制的停止控制装置:在内燃机即将停止之前增加 吸入空气量,增大处于压缩冲程的气缸中的负转矩。根据该装置,能够将内燃机停止 的曲轴角度范围控制成比以往窄的范围。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-232539号公报
发明内容
发明要解决的问题
在存在内燃机停止时进气门和排气门均处于开启状态(以下称为“重叠状态”) 的气缸的情况下,有时排气在进气管内逆流,下次起动时难以顺畅地起动。因此,需 要进行停止控制,使得不在重叠状态下停止。
上述专利文献1所示的方法能够使停止时的曲轴角度范围变窄,但是,无法可靠 地避免重叠状态下的停止。
本发明是为了解决该问题而完成的,其目的在于提供如下的内燃机的停止控制装 置:能够可靠地避免内燃机在进气门和排气门均开启的重叠状态下停止。
解决问题的手段
为了实现上述目的,本发明提供一种内燃机的停止控制装置,该内燃机的停止控 制装置具有:停止单元,其根据内燃机的停止指令,使所述内燃机的点火和燃料喷射 中的至少一方停止;吸入空气量控制阀(3),其控制所述内燃机的吸入空气量;停止 位置控制单元,其驱动所述吸入空气量控制阀(3),控制所述内燃机的活塞的停止位 置;旋转角度检测单元(8),其检测所述内燃机的曲轴的旋转角度(CA);以及转速 检测单元,其检测所述内燃机的转速(NE)。该停止控制装置的特征在于,所述停止 位置控制单元在所述停止单元工作后,使用由所述转速检测单元检测到的内燃机转速 (NE)和由所述旋转角度检测单元检测到的旋转角度(CA),确定所述吸入空气量 控制阀(3)的开启量(THCMD),驱动所述吸入空气量控制阀(3)使得成为该确 定的开启量(THCMD),增加所述吸入空气量。
根据该结构,使用检测到的内燃机转速和旋转角度,确定吸入空气量控制阀的开 启量,驱动吸入空气量控制阀使得成为该确定的开启量,增加吸入空气量。因此,可 以更加适当地设定吸入空气量控制阀的开启量,可靠地避免重叠状态下的停止。
具体而言,优选在检测到的内燃机转速(NE)为规定转速(NES2)以下时,根 据由所述旋转角度检测单元检测到的旋转角度(CA),确定所述吸入空气量控制阀(3) 的开启量(THCMD)。
根据该结构,在检测到的内燃机转速为规定转速以下时,根据检测到的旋转角度 确定吸入空气量控制阀的开启量。因此,可以更加适当地设定吸入空气量控制阀的开 启量,可靠地避免重叠状态下的停止。
并且,也可以在由所述旋转角度检测单元检测到的旋转角度(CA)为规定旋转 角度(CA0)时,所述停止位置控制单元根据由所述转速检测单元检测到的内燃机转 速(NE),确定所述吸入空气量控制阀的开启量(THCMD)。
根据该结构,在检测到的旋转角度为规定旋转角度时,根据检测到的内燃机转速 确定吸入空气量控制阀的开启量。因此,可以更加适当地设定吸入空气量控制阀的开 启量,可靠地避免重叠状态下的停止。进而,根据内燃机转速确定开启量,由此,即 使内燃机的摩擦力经年变化而使能够避免在重叠状态下停止的内燃机转速范围发生 移动,也能够进行良好的停止位置控制。
并且,也可以在检测到的内燃机转速(NE)为规定范围内(NES22~NES21)时, 所述停止位置控制单元根据所述内燃机转速(NE)和旋转角度(CA)检索设定了所 述吸入空气量控制阀的开启量(THCMD)的映射图,确定所述开启量(THCMD)。
根据该结构,在检测内燃机转速为规定范围内时,根据内燃机转速和旋转角度检 索设定了开启量的映射图,由此,确定吸入空气量控制阀的开启量。因此,能通过适 当地设定映射图,来可靠地避免重叠状态下的停止。并且,可以扩大能够避免在重叠 状态下停止的内燃机转速范围,所以,即使内燃机的摩擦力经年变化而使能够避免在 重叠状态下停止的内燃机转速范围发生移动,也能够进行良好的停止位置控制。
并且,优选使所述吸入空气量控制阀(3)的开启量(THCMD)维持所述确定的 开启量,直到所述内燃机转速(NE)成为“0”。
根据该结构,吸入空气量控制阀的开启量维持所确定的开启量,直到内燃机转速 成为“0”,所以,能够更加可靠地避免在重叠状态下停止的情况。
并且,优选在所述内燃机停止时处于压缩冲程的气缸的、内燃机停止前的最后吸 气冲程的开始定时(CAIS2)之前,进行所述吸入空气量控制阀(3)的开启。
根据该结构,在内燃机停止的冲程中吸入到处于压缩冲程的气缸的空气量增加, 能够防止重叠状态下的停止,而且,在内燃机停止的冲程中吸入到处于膨胀冲程的气 缸的空气量也增加,所以,使抑止内燃机反转的力增加,能够防止在重叠状态下发生 反转。
并且,也可以在所述内燃机停止时处于膨胀冲程的气缸的、内燃机停止前的最后 吸气冲程的开始定时(CAIS1)之前,进行所述吸入空气量控制阀的开启。
根据该结构,在内燃机停止的冲程中,吸入到处于膨胀冲程的气缸的空气量进一 步增加,所以,使抑止内燃机反转的力进一步增加,能够更加可靠地防止在重叠状态 下发生反转。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的内燃机及其控制装置的结构的图。
图2是用于说明本发明的停止位置控制的概要的时序图。
图3是用于说明内燃机即将停止之前的状态的时序图。
图4是示出6缸内燃机的各气缸的冲程与曲轴角度之间的关系的图。
图5是用于说明内燃机停止位置随着节气门开启指令时的内燃机转速(NETHO) 和曲轴角度(CATHO)而变化的图。
图6是用于说明开启后的内燃机转速(NE)和进气压力(PBA)的变化形式随 着节气门开启指令时的节气门开度而变化的时序图。
图7是用于说明内燃机停止位置随着节气门开启指令时的节气门开度(THS1、 THS2)而变化的图。
图8是停止位置控制的流程图(第1实施方式)。
图9是用于与现有技术进行对比来说明本发明的图。
图10是用于说明缸内压力做功量(ECYL)的计算方法的图。
图11是示出图8所示的处理的变形例的流程图。
图12是用于说明本发明的第2实施方式的停止位置控制的图。
图13是停止位置控制的流程图(第2实施方式)。
图14是用于说明本发明的第3实施方式的停止位置控制的图。
图15是停止位置控制的流程图(第3实施方式)。
图16是示出在图15的处理中参照的映射图的图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。
[第1实施方式]
图1是示出本发明的一个实施方式的内燃机及其控制装置的结构的图。内燃机 (以下简称为“发动机”)1是6缸发动机,具有进气管2,在进气管2的中途配置有 节气门3。在节气门3上设有对节气门3的开度TH进行检测的节气门开度传感器4, 该节气门开度传感器4的检测信号被提供给电子控制单元(以下称为“ECU”)5。对 节气门3进行驱动的致动器7与节气门3连接,致动器7的动作被ECU 5控制。
燃料喷射阀6针对各气缸设置在未图示的进气门的略上游侧,各喷射阀与未图示 的燃料泵连接,并且与ECU 5电连接,通过来自该ECU 5的信号,对燃料喷射阀6 的开启时间进行控制。在发动机1的各气缸中设有火花塞9,从ECU 5对火花塞9 提供点火信号。
ECU 5还连接有对发动机1的曲轴(未图示)的旋转角度进行检测的曲轴角度位 置传感器8,向ECU 5提供与曲轴的旋转角度对应的信号。曲轴角度位置传感器8 由气缸判别传感器、TDC传感器以及CRK传感器构成,该气缸判别传感器在发动机 1的特定气缸的规定曲轴角度位置处输出脉冲(以下称为“CYL脉冲”),该TDC传 感器关于各气缸的吸入冲程开始时的上止点(TDC),在规定曲轴角度前的曲轴角度 位置(在6缸发动机中为每曲轴角120度)输出TDC脉冲,该CRK传感器以比TDC 脉冲短的固定曲轴角周期(例如6度周期)产生CRK脉冲,CYL脉冲、TDC脉冲以 及CRK脉冲被提供给ECU 5。这些信号脉冲在燃料喷射定时、点火定时等的各种时 机控制以及发动机转速(发动机旋转速度)NE的检测中使用。
ECU 5连接有对由发动机1驱动的车辆的油门踏板的踩下量(以下称为“油门踏 板操作量”)AP进行检测的油门传感器10,该油门传感器10的检测信号被提供给 ECU 5。
ECU 5由以下电路等构成:输入电路,其具有对来自各种传感器的输入信号波形 进行整形,将电压电平修正为规定电平,将模拟信号值转换为数字信号值等的功能; 中央运算处理电路(以下称为“CPU”);存储电路,其存储由CPU执行的各种运算 程序和运算结果等;以及输出电路,其对燃料喷射阀6等提供驱动信号。ECU 5根据 上述传感器的检测信号,进行燃料喷射阀6的开启时间的控制、火花塞9的点火正时 控制,计算节气门3的目标开度THCMD,进行致动器7的驱动控制,使得检测到的 节气门开度TH与目标开度THCMD一致。
接着,说明本实施方式的发动机停止时的活塞位置的控制(以下称为“停止位置 控制”)的概要。
图2示出在时刻t0断开点火开关后的发动机转速NE、进气压力PBA(进气管2 的节气门3的下游侧的压力)、表示曲轴的每30度旋转角度的曲轴角度位置的阶段 编号STG、节气门的目标开度THCMD以及实际开度TH的推移。在设图4所示的基 准角度位置CA0为0度时,在曲轴角度CA处于大于等于0度且小于30度的范围内 时,阶段编号STG设定为“0”,在曲轴角度CA处于大于等于30度且小于60度的 范围内时,阶段编号STG设定为“1”,在曲轴角度CA处于大于等于60度且小于 90度的范围内时,阶段编号STG设定为“2”,在曲轴角度CA处于大于等于90度 且小于120度的范围内时,阶段编号STG设定为“3”。
在本实施方式中,根据断开点火开关后发动机转速NE落入规定转速范围的时刻 (t1)的曲轴角度CA,设定目标开度THCMD,以使节气门开度TH与目标开度 THCMD一致的方式开启节气门3。在图2(c)中,实线L1示出目标开度THCMD 的推移,细实线L2示出实际的节气门开度TH的推移。通过开启节气门3,进气压 力PBA上升,在即将停止之前处于压缩冲程的气缸中,使负转矩(使发动机旋转停 止的方向的转矩)TRQN增大,另一方面,在处于膨胀冲程的气缸中,产生正转矩 TRQP。
发动机的各气缸中的空气的进气、压缩和排气所需要的负力以及由于空气膨胀而 产生的正力的总和为合计缸内压力FCYL,将基于该合计缸内压力FCYL的做功量定 义为“缸内压力做功量ECYL”时,由于被缸内压力做功量ECYL和可动部件的摩擦 力FFRC消耗的能量(以下称为“摩擦力做功量”)EFRC,时刻t0的时间点的发动 机惯性能EINR减少而成为“0”时,在合计缸内压力FCYL的绝对值为摩擦力FFRC 的绝对值以下的时间点(时刻t2),发动机停止。在图2(a)中,在时刻t2,发动 机转速NE不为“0”,这是因为在发动机即将停止之前反复进行反转/正转,所以不 进行发动机转速NE的更新。
时刻t1的目标开度THCMD越大,进气压力PBA的上升越快,所以发动机转速 NE更快地降低。即,当目标开度THCMD变化时,发动机转速NE的降低方式发生 变化。
图3(a)示出发动机即将停止之前的惯性能EINR的推移,图3(b)示出上述 合计缸内压力FCYL(L11)和摩擦力FFRC(L12、L13)的推移。如图3所示,在 时刻t11惯性能EINR为“0”,但是,在此时合计缸内压力FCYL大于摩擦力FFRC 的情况下,由于合计缸内压力FCYL而开始反转,结果产生反转方向的惯性能EINR, 反复进行正转/反转,直到惯性能EINR为“0”、且合计缸内压力FCYL的绝对值为 摩擦力FFRC的绝对值以下(即EINR=0且L13≤L11≤L12成立)为止。在图3所 示的例子中,在时刻t12,惯性能EINR为“0”,转移到正转,在时刻t13,惯性能 EINR依然为“0”。此时,合计缸内压力FCYL的绝对值为摩擦力FFRC的绝对值以 下,所以发动机停止。但是,在惯性能EINR首度为“0”的时刻t11,在合计缸内压 力FCYL的绝对值为摩擦力FFRC的绝对值以下时,发动机停止,不进行反转。
图4示出6缸发动机中的各气缸的冲程的推移,标注阴影来示出在重叠状态下停 止的曲轴角度范围(以下称为“重叠范围”)。在本实施方式中,如上所述,根据时 刻t1的曲轴角度CA设定目标开度THCMD,来避免重叠范围内的停止。
图5是用于说明发动机停止位置随着节气门3的开启指令时(图2的时刻t1)的 发动机转速(以下称为“开启指令转速”)NETHO以及曲轴角度(以下称为“开启 曲轴角度”)CATHO而变化的图。在图5中标注实线阴影的区域R1相当于在重叠 范围外停止的区域(以下称为“适当区域”),标注虚线阴影而示出的区域R2和R3 相当于在重叠范围内停止的区域(以下称为“非适当区域”)。另外,图5所示的区 域R1~R3是设节气门3的开启量固定并据实验求出的。
例如,在开启指令转速NETHO为440rpm、开启曲轴角度CATHO为30度时(点 P2),在重叠范围内停止,在开启指令转速NETHO为480rpm、开启曲轴角度CATHO 为30度时(点P1),在重叠范围外停止,在开启指令转速NETHO为520rpm、开启 曲轴角度CATHO为30度时(点P3),在重叠范围内停止。
因此,如果在图5所示的适当区域R1中进行节气门3的开启指令,则可以使发 动机在重叠范围外停止。但是,由于断开点火开关的时机与此时的发动机转速NE和 曲轴角度CA之间的关系,如图5的曲线L21或L22所示,有时发动机转速NE和曲 轴角度CA推移而停止。在这种情况下,无法在适当区域R1中进行节气门的开启指 令,无法实现重叠范围外的停止。
因此,在本实施方式中,根据曲轴角度CA来变更节气门3的开启指令时的开度, 由此,实现了重叠范围外的可靠停止。
与图2同样,图6是示出点火开关断开后的发动机转速NE、进气压力PBA以及 阶段编号STG的推移的图,实线对应于将节气门3的目标开度THCMD设定为第1 开度THS1(例如17.5度)的情况,虚线对应于将目标开度THCMD设定为第2开度 THS2(例如30度)的情况。在将目标开度THCMD设定为第2开度THS2的情况下, 进气压力PBA的增加速度提高,图中A部的发动机转速NE的下降增大。由此,可 以使发动机的停止位置处于重叠范围外。
图7(a)示出在将目标开度THCMD设定为第1开度THS1的情况下的适当区 域R1和非适当区域R2、R3,图7(b)示出将目标开度THCMD设定为第2开度THS2 的情况下的适当区域R1和非适当区域R2、R3。对这些图进行对比可知,与对应于 第1开度THS1的适当区域相比,对应于第2开度THS2的适当区域向高转速侧移动。 另外,在向高转速侧移动时,适当区域的宽度变窄,倾向于以某一宽度收敛。节气门 3的开启定时越处于高转速侧,则在发动机即将停止之前的冲程中,各气缸中的空气 压缩所需的负力的绝对值与由于空气膨胀而产生的正力的绝对值之间的差异越小,用 于对发动机停止位置进行控制的力即合计缸内压力FCYL越小,所以适当区域的宽度 越窄。但是,由于节气门下游的压力不会是大气压以上,所以,当进一步向高转速侧 移动时,适当区域的宽度以某一宽度收敛。另一方面,节气门3的开启定时越处于低 转速侧,则发动机越在节气门下游的压力上升之前停止,所以,适当区域的宽度倾向 于消失。
图7(c)是重叠图7(a)和(b)的适当区域R1而示出的图。例如,在发动机 转速NE达到480rpm附近的范围的情况下,在该时刻的曲轴角度CA处于基准角度 CA0与阈值CAS2之间时,将目标开度THCMD设定为第1开度THS1,在曲轴角度 CA为阈值CAS2以上时,将目标开度THCMD设定为第2开度THS2,由此,能够 可靠地使发动机在重叠范围外停止。
如以上说明的那样,本实施方式的发动机停止控制在以下方面具有特征:1)在 即将停止之前改变开启节气门时的节气门开度,由此,缸内压力做功量ECYL发生变 化,适当区域(即,开启节气门时的曲轴角度CA和发动机转速NE与发动机停止时 的活塞位置之间的相关关系)发生变化;以及2)着眼于在与一个节气门开度(THS1 或THS2)对应的适当区域中,无法涵盖发动机停止时的发动机转速变化方式的所有 情况(换言之,图5所示的特性图上的所有轨迹),以能够涵盖发动机停止时的发动 机转速变化方式的所有情况的方式,使与多个节气门开度(THS1、THS2)对应的适 当区域彼此补充完整。
图8是上述停止位置控制的流程图,在发动机1的工作中,由ECU 5的CPU每 规定时间(例如10毫秒)执行该控制。
在步骤S11中,判别是否进行了发动机1的停止许可,具体而言,判别是否断开 了点火开关或输出了空转停止指令。当进行了停止许可时,停止向发动机1供给燃料 并停止火花塞9的点火。这里,从降低伴随发动机1的停止而产生的振动的观点来看, 优选在进行了发动机1的停止许可后,在通过上述停止位置控制开启节气门之前的期 间内,将节气门控制在关闭位置。因此,在本实施方式中,当进行了发动机1的停止 许可时,将节气门的目标开度THCMD设定为关闭位置(0)。在步骤S11的答案为 否定(否)时,立即结束处理。
当进行了停止许可时,从步骤S11进入步骤S12,判别开启指令标志FENGSTP 是否为“1”。开启指令标志FENGSTP是在步骤S17中设定为“1”的标志,最初 FENGSTP=0,所以,进入步骤S13。
在步骤S13中,判别发动机转速NE是否高于第1规定转速NES1(例如475rpm) 且为第2规定转速NES2(例如485rpm)以下。在答案为否定(否)时,结束处理, 在答案为肯定(是)时,即发动机转速NE降低至第2规定转速NES2时,进入步骤 S14,判别该时刻的曲轴角度CA是否大于第1规定角度CAS1(例如相当于基准角 度位置CA0的角度)且小于第2规定角度CAS2(例如CA0+65度)。在答案为肯定 (是)时,将目标开度THCMD设定为第1开度THS1(步骤S15)。另一方面,在步 骤S14的答案为否定(否)时,将目标开度THCMD设定为第2开度THS2(步骤S16)。 另外,规定转速NES1和NES2被设定为,在点火关闭后必定执行一次步骤S14。
在步骤S15或S16执行后,将开启指令标志FENGSTP设定为“1”(步骤S17)。 由此,以后,步骤S12的答案变为肯定(是),维持所设定的目标开度THCMD,直 到发动机停止为止。
通过图8的处理,进行了在图7(c)中标注阴影而示出的适当区域内对应的目 标开度THCMD的设定以及节气门3的开启指令,所以,能够可靠地避免重叠范围内 的停止。
并且,能够准确地控制停止位置(停止时的曲轴角度位置),所以,通过记忆该 状态,在下次起动时从起动开始的刚开始就清楚各气缸与冲程之间的关系(图4), 能够适当地执行燃料喷射和点火,提高起动性。
图9是用于对专利文献1所示的控制方法和本实施方式的控制方法进行对比来说 明的图。在本实施方式中将6缸发动机作为对象,但是,在专利文献1中示出了4 缸发动机,所以,图9对应于4缸发动机。
在专利文献1的方法中,为了在#4气缸的压缩冲程中停止,在#4气缸的吸气冲 程开始定时CAO1附近使空转转速控制阀全开(图9中用THCMD示出),急剧增 加吸入空气量,增加由#4气缸的缸内压力PCYL实现的制动力(实线L31)。将发 动机停止的冲程称为“最终冲程”时,#3气缸在最终冲程中处于膨胀冲程,#3气缸 的缸内压力PCYL如实线L32所示,在冲程的初始阶段较高而逐渐降低,产生正转 矩TRQP(实线L41)。在专利文献1的方法中,由于空转转速控制阀的开启定时为 曲轴角度CAO1附近,所以在#3气缸中,开启空转转速控制阀对吸入空气量的增加 几乎没有影响,缸内压力PCYL如实线L32所示比较低,所产生的正转矩TRQP如 实线L41所示比较小。因此,在最终冲程中,发动机即将停止之前的逆旋转角度比较 大,有时无法准确地控制停止位置。
与此相对,在本实施方式中,在最终冲程处于膨胀冲程的#3气缸的、发动机停 止前的最后吸气冲程的开始定时CAIS1之前的开启定时CAO2,以比较低的开度开 启节气门,所以,吸入到#3气缸的空气量增加,最终膨胀冲程中的缸内压力PCYL 如虚线L33所示增大,正转矩TRQP如虚线L42所示增大。由此,能够可靠地防止 发动机反转而在重叠状态下停止,能够准确地控制停止位置。另外,优选节气门开启 定时在上述吸气冲程开始定时CAIS1之前,但是,通过设定为最终冲程处于压缩冲 程的#4气缸的、发动机即将停止前的最后吸气冲程的开始定时CAIS2之前,由此, #3气缸的吸入空气量增加,所以,与现有方法相比,能够增大正转矩TRQP。
另外,本实施方式的6缸发动机中的上述吸气冲程开始定时CAIS1、CAIS2如图 4所示,其显示位置对应于发动机在图4所示的曲轴角度CASTP处停止的情况。
图8的处理中的第1规定转速NES1、第2规定转速NES2以及第1规定角度 CAS1、第2规定角度CAS2是根据通过实验求出的图7(c)的特性图而设定的,但 是,如以下说明的那样,也可以通过运算来计算断开点火开关后的惯性能EINR、缸 内压力做功量ECYL以及摩擦力做功量EFRC,通过运算或计算机仿真来求出与图7 (c)的特性图相对应的值。
利用下式(1)来计算惯性能EINR。
EINR=(1/2)I·ω2                (1)
这里,I是发动机1的活塞、曲轴及其附带的旋转驱动部件的合成惯性矩,是如果 确定了发动机规格则唯一确定的参数。ω是以旋转角速度表示发动机转速NE的参数。
接着,参照图10说明缸内压力做功量ECYL的计算方法。如图10(a)所示, 当定义了连杆长度L、曲轴半径R、角度和θ后,通过下式(2)来计算连杆方向 的力FL。
[数式1]
这里,F是由缸内压力PCYL产生的铅直方向向下的力,通过下式(3)来计算。
F=PCYL×AIN-PA×AOUT            (3)
这里,PA是大气压,AIN和AOUT分别是活塞上表面的面积和活塞下表面的面积。
并且,可以使用吸气结束时刻的缸内压力与进气压力PBA大致相等的初始条件 与下式(4)的关系,来求出缸内压力PCYL,作为曲轴角度(图10的θ)的函数。
PCYL×Vk=固定                (4)
这里,V是燃烧室容积,k例如是设定为1.3的多变指数。
并且,使用力FL通过下式(5),求出图10(c)所示的相对于通过曲轴中心的 直线L51垂直作用的力FR,所以,将该力FR应用于式(2)而得到式(6)。另外, 式(5)的sinψ用下式(7)来得出。
FR=FL×sinψ                (5)
[数式2]
因此,可以利用下式(8)来计算缸内压力做功量ECYL。
[数式3]
ECYL=∑FR·R·Δθ                (8)
随着节气门开启定时(图2的时刻t1)的目标开度THCMD的设定,缸内压力 PCYL发生变化,缸内压力做功量ECYL发生变化。
并且,可以通过以下所示的2个方法中的任一个,求出摩擦力做功量EFRC。
第1方法为,利用电动机(例如起动电动机)使发动机单体旋转,根据此时的电 动机产生转矩来求出摩擦力做功量EFRC。
第2方法为,根据停止对发动机供给燃料的燃料切断运转中的规定冲程区间的开 始时旋转速度ω1与结束时旋转速度ω2的差分,计算所消耗的惯性能ΔE,从该消耗 惯性能ΔE中去除冲程间缸内压力做功量ΔECYL,由此,求出冲程间摩擦力做功量 ΔEFRC。
具体而言,通过下式(9)计算消耗惯性能ΔE,通过下式(10)计算冲程间摩擦 力做功量ΔEFRC。
ΔE=(1/2)I·ω12-(1/2)I·ω22            (9)
ΔERFC=ΔE-ΔECYL                        (10)
使用如上所述计算出的惯性能EINR、缸内压力做功量ECYL以及摩擦力做功量 EFRC,求出惯性能EINR为“0”且合计缸内压力FCYL的绝对值为摩擦力FFRC的 绝对值以下的曲轴角度CA(θ),由此,可以通过运算求出停止位置,可以根据该 结果,生成图7(c)所示的特性图。
在本实施方式中,节气门3相当于吸入空气量控制阀,曲轴角度位置传感器8相 当于旋转角度检测单元和转速检测单元,ECU 5构成停止单元和停止位置控制单元。
[变形例]
可以取代图8所示的处理,而利用图11所示的处理来进行停止位置控制。在图 11中,将图8的步骤S14和S16分别变更为步骤S14a和S16a,并且,追加了步骤 S14b和S16b。
在步骤S14a中,判别曲轴角度CA是否大于第1规定角度CAS1且小于第2规 定角度CAS2a(<CAS2),在答案为否定(否)时,进一步判别曲轴角度CA是否大 于等于第2规定角度CAS2a且小于第3规定角度CAS3(步骤S14b)。在步骤S14b 的答案为肯定(是)时,将目标开度THCMD设定为第2开度THS2a(<THS2)(步 骤S16a),在步骤S14b的答案为否定(否)时,将目标开度THCMD设定为第3开 度THS3(>THS2)(步骤S16b)。
这样,将曲轴角度范围设定在更窄的范围内,将目标开度THCMD的设定设定为 3种,由此,能够更加可靠地避免重叠范围内的停止。
并且,也可以根据步骤S13的答案为肯定(是)的时刻的曲轴角度CA,检索设 定了设定开度THS的表,由此,进行目标开度THCMD的设定。此时使用的THS表 被设定为,曲轴角度CA越增加,设定开度THS越增加。
[第2实施方式]
图12是用于说明本实施方式的停止位置控制的特性图,与所述图7(c)同样, 示出与2个节气门开度THS1和THS2对应的适当区域。其中,适当区域的形状与图 7(c)有些不同。在本实施方式中,根据曲轴角度CA为基准角度CA0时的发动机 转速NE,将目标开度THCMD设定为第1开度THS1或第2开度THS2。除了以下 说明的方面以外,本实施方式与第1实施方式相同。
图13是本实施方式的停止位置控制的流程图。在图13中,将图8的步骤S13 和S14分别变更为步骤S22和S23,追加了步骤S21。
在步骤S21中,判别曲轴角度CA是否与基准角度CA0相等。另外,在步骤S21 中,也可以判别曲轴角度CA是否处于以基准角度CA0为中心的规定范围 (CA0±ΔCA)内。
在步骤S21的答案为否定(否)时,立即结束处理,在答案为肯定(是)时,判 别发动机转速NE是否为第3规定转速NES11以下且第5规定转速NES13以上(步 骤S22)。在答案为否定(否)时,立即结束处理,在答案为肯定(是)时,判别发 动机转速NE是否低于第4规定转速NES12且为第5规定转速NES13以上(步骤S23)。 另外,规定转速NES11和NES13被设定为,在点火关闭后必定执行一次步骤S23。
在步骤S23的答案为肯定(是)时,将目标开度THCMD设定为第1开度THS1 (步骤S15),在步骤S23的答案为否定(否)时,将目标开度THCMD设定为第2 开度THS2(步骤S16)。
上述第3~第5规定转速NES11、NES12、NES13以图12所示的方式设定,通 过图13的处理,在适当区域中将目标开度THCMD设定为适当的开度,能够可靠地 避免重叠范围内的停止。进而,能够使适当区域的利用范围在发动机转速方向(横轴 方向)上扩宽,所以,即使在发动机的摩擦力经年变化而使适当区域在横轴方向上移 动的情况下,也能够进行良好的停止位置控制。
另外,在本实施方式中,如第1实施方式的变形例所示那样,也可以将开启节气 门时的开度设定为3种或3种以上。
[第3实施方式]
图14是用于说明本实施方式的停止位置控制的特性图,与所述图7(c)同样, 示出与2个节气门开度THS1和THS2对应的适当区域。其中,适当区域的形状与图 7(c)有些不同。在本实施方式中,在发动机转速NE为第6规定转速NES21以下 且第7规定转速NES22以上时,根据发动机转速NE和曲轴角度CA检索所设定的 THS映射图,将目标开度THCMD设定为第1开度THS1或第2开度THS2。除了以 下说明的方面以外,本实施方式与第1实施方式相同。
图15是本实施方式的停止位置控制的流程图。在图15中,删除图8的步骤S14 和S16,将步骤S13和S15分别变更为步骤S31和S32。
在步骤S31中,判别发动机转速NE是否为第6规定转速NES21以下且第7规 定转速NES22以上。在答案为否定(否)时,立即结束处理,在答案为肯定(是) 时,根据发动机转速NE和曲轴角度CA,检索图16所示的THS映射图,确定设定 开度THS,将目标开度THCMD设定为该设定开度THS(步骤S32)。THS映射图 被设定为,对应于图14中由细虚线包围的区域中的与第1开度THS1对应的适当区 域和与第2开度THS2对应的适当区域,选择第1开度THS1或第2开度THS2。另 外,规定转速NES21和NES22被设定为,在点火关闭后必定执行一次步骤S32。
上述第6规定转速NES21和第7规定转速NES22如图14所示,通过图15的处 理,在适当区域中将目标开度THCMD设定为适当的开度,能够可靠地避免重叠范围 内的停止。进而,可以使适当区域的利用范围在发动机转速方向(横轴方向)上扩宽, 所以,即使在发动机的摩擦力经年变化而使适当区域在横轴方向上移动的情况下,也 能够进行良好的停止位置控制。
本实施方式的THS映射图的设定值设为第1开度THS1和第2开度THS2这2 个,但是,也可以更细地分割适当区域而设为3个以上。
另外,本发明不限于上述实施方式,能够进行各种变形。例如,吸入空气量控制 阀不限于节气门,也可以如专利文献1所示,由设于对节气门进行旁通的通路中的空 转转速控制阀、或能够连续变更升程量和开启期间的进气门(及其气门传动装置)构成。
并且,在上述实施方式中,在进行了发动机停止许可时,燃料供给和点火均停止, 但是,也可以停止任意一方。并且,在上述实施方式中,示出了将本发明应用于6 缸发动机的例子,但是,本发明也可应用于任意气缸数的发动机。
并且,在上述实施方式中,示出了将本发明应用于对进气管内喷射燃料的发动机 的停止位置控制的例子,但是,本发明也可以应用于直接对燃烧室内喷射燃料的发动 机的停止位置控制。进而,本发明还可以应用于将曲轴设为铅直方向的船外机等的船 舶推进机用发动机等的停止位置控制。
并且,在上述实施方式中,示出了曲轴角度位置传感器8包括气缸判别传感器的 例子,但是,也可以构成为,根据TDC脉冲和CRK脉冲来进行气缸判别,所以,也 可以省略气缸判别传感器。
标号说明
1:内燃机;2:进气管;3:节气门(吸入空气量控制阀);5:电子控制单元(停 止单元、停止位置控制单元);8:曲轴角度位置传感器(旋转角度检测单元、转速检 测单元)。