车辆用发动机的控制装置制造方法
【专利摘要】例如在电动机运行中或车辆的暂时停止中，在发动机（10）的再启动时预测出电动机MG的输出限制的情况下，电子控制装置（142）使用中间锁止机构（114），在发动机（10）的停止过程中使通过凸轮而进行开闭的进气门的闭阀正时固定在其所述滞后范围内的中间位置。因此，即使对发动机（10）启动的电动机MG的输出存在限制，也可提高发动机运行开始或再起动中的发动机（10）的再启动时的爆发力以及由此产生的再启动性。
【专利说明】车辆用发动机的控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具备可变气门正时机构的车辆用发动机的控制装置，该可变气门正时机构具有中间锁止功能。
【背景技术】
[0002]在一般情况下，已知一种如下的技术，例如通过利用进气正时的滞后来限制进入空气量，且将膨胀比设为大于压缩比的阿特金化，来使低负载时的发动机的效率以及耗油率改善。但是，在这样的阿特金发动机的启动时，存在因爆发力不足而使发动机启动变得困难的课题。对此，例如，如专利文献1、专利文献2、专利文献3中所述，提出了一种具备可变气门正时机构的车辆用发动机的控制装置，其中，所述可变气门正时机构具有中间锁止功能。在这些车辆用发动机中，在发动机的停止中途，为了防止在发动机停止时因油压消失而使凸轮返回到最滞后位置而使启动变得困难的情况，从而通过中间锁止机构而在发动机的停止前使凸轮的滞后位置机械性地被锁止于中间锁止位置。由此，改善了发动机的启动性和发动机的效率以及耗油率。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2007-064127号公报
[0006]专利文献2:日本特开2006-283704号公报
[0007]专利文献3:日本特开2002-256910号公报
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
[0009]但是，在上述的现有的中间锁止机构中，每当使发动机停止时，在该停止过程中实施中间锁止且使凸轮的相位机械性地锁止于该最滞后位置近前的锁止位置处，从而使凸轮的相位被固定在最滞后位置近前。然而，在能够使用电动机而启动发动机的车辆、例如混合动力车辆等中存在如下需求，即，为了使发动机的启动冲击降低，从而希望使常温时的发动机在使凸轮滞后到最滞后位置处的减压了的状态下启动发动机。此外，同时，由于在极低温时的发动机启动时，存在减压的状态下爆发力不足从而不能启动的情况，因此还存在如下需求，即，期望通过中间锁止机构而机械性地使凸轮锁止于最滞后位置近前的锁止位置处。
[0010]相对于此，如专利文献I以及2所示而记载有一种如下的控制，即，在发动机的停止时，机油温度等发动机的状态量满足最滞后位置上的发动机能够启动的条件之时，在发动机停止前将凸轮的相位控制在与中间锁止位置相比靠滞后侧，且设为在最滞后相位处使发动机再启动以降低再启动时的振动，而在机油温度为低温等发动机的状态量不满足最滞后位置的发动机能够启动的条件时，在发动机停止前将凸轮的相位固定在中间锁止位置，从而提高发动机的再启动性。
[0011]然而，在这种现有的控制中，是通过机油温度等的发动机的状态来判断能否实现使进气门正时位于最滞后位置的发动机再启动的。例如在使如混合动力车辆那样的、通过具有能够驱动发动机的输出转矩容量的电动机从而启动发动机的情况、以及根据蓄电池的蓄电状态或逆变器的发热状态等而使电动机本来的输出被限制的情况下，存在在所述最滞后位置处发动机的再启动性变得困难的情况。
[0012]本发明是以以上的事实作为背景而完成的，其目的在于，提供一种在具备具有中间锁止功能的可变气门正时机构的车辆用发动机中，即使在使发动机启动的电动机的输出上存在限制，也能够获得发动机的启动性的车辆用发动机的控制装置。
[0013]用于解决课题的方法
[0014]作为用于实现所述目的的本发明的要点为，(a) —种车辆用发动机的控制装置，具备:电动机，其对发动机进行旋转驱动以使所述发动机启动；气门正时机构，其将所述发动机的进气门的气门正时设为可变；中间锁止机构，其在所述气门正时的最滞后位置与最提前位置之间的中间位置处机械性地对气门正时进行锁止，(b)所述车辆用发动机的控制装置的特征在于，在所述发动机的再启动时预测出所述电动机的输出限制的情况下，通过所述中间锁止机构来将所述发动机的停止时的所述气门正时锁止于所述中间锁止位置。
[0015]发明的效果
[0016]由于根据以如此方式而构成的本发明的车辆用发动机的控制装置，在所述发动机的再启动时预测出所述电动机的输出限制的情况下，在通过所述中间锁止机构来对所述发动机的停止时的所述气门正时锁止于所述中间锁止位置的过程中，使所述进气门的气门正时被固定在其滞后范围的中间位置，因此提高了发动机的再启动时的爆发力以及由此实现的再启动性。
[0017]在此优选为，其特征在于，在再启动所述发动机时未预测出所述电动机的输出限制的情况下，不通过所述中间锁止机构来使所述发动机停止时的所述气门正时锁止于所述中间锁止位置。根据这种方式，由于没有发动机的再启动时的电动机的输出限制，因此能够从再滞后状态启动发动机，且能够使再启动时的振动降低。
[0018]此外，优选为，其特征在于，在所述发动机的再启动时除了预测出所述电动机的输出限制以外还预测出所述电动机的转矩限制的情况下，不通过所述中间锁止机构来将所述发动机停止时的所述气门正时锁止于所述中间锁止位置。根据这种方式，由于在所述发动机的再启动时除了电动机的输出限制以外还预测出转矩限制的情况下，在所述发动机停止时不通过所述中间锁止机构来将所述气门正时锁止于所述中间锁止位置，因此，利用在上述受到限制的电动机的输出的范围内能够输出与可确保该发动机的再启动性的输出转矩值相比而较低的输出转矩的情况，通过对发动机的旋转负载相对较轻的再滞后位置的发动机进行驱动，从而能够优先实施发动机的启动以确保其再启动性。
[0019]此外优选为，根据所述电动机的温度、对该电动机的驱动电流进行控制的逆变器的温度、向该电动机供给驱动电流的蓄电池的温度上升、该蓄电池的温度下降、以及、该蓄电池的充电余量SOC中的至少一个，而在所述发动机的再启动时预测出所述电动机的输出限制。根据这种方式，能够可靠地预测出与车辆状态相对应的电动机的输出限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为用于对优选应用了本发明的车辆用发动机的控制装置的、车辆用驱动装置的结构进行说明的要点图。
[0021]图2为表示具备图1的车辆用驱动装置的车辆的、从发动机至驱动轮的动力传递路径的图。
[0022]图3为对图1以及图2的发动机所具备的可变气门正时机构的主要部分进行说明的、通过包含凸轮的旋转轴心在内的剖面来表示的剖视图。
[0023]图4为对图3的可变气门正时机构进行说明的、通过与凸轮的旋转轴心正交的剖面来表示的剖视图，且表示凸轮的开闭正时被固定在最滞后位置时的状态。
[0024]图5为对图4的可变气门正时机构的工作进行说明的剖视图，且表示凸轮的开闭正时被固定在中间滞后位置时的状态。
[0025]图6为对图3至图5的可变气门正时机构的控制系统进行说明的图。
[0026]图7为对图6的电子控制装置的控制作用的主要部分进行说明的作用框线图。
[0027]图8为对图6的电子控制装置的控制工作的主要部分进行说明的流程图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图对本发明的实施例进行详细地说明。
[0029]实施例
[0030]图1为用于对适当地应用了具备本发明的可变气门正时机构的车辆用发动机的控制装置的、车辆用驱动装置8的主要部分结构进行说明的要点图。图2为对从车辆用驱动装置8至驱动轮28的动力传递路径进行说明的图。
[0031]如图1以及图2所示，车辆用驱动装置8具有通过螺栓固定等而被安装在车身上的作为非旋转部件的壳体12，且在该壳体12内，从发动机10侧起，在第一轴心RCl上依次即以直列的方式而具备发动机断续用离合器K0、变矩器14、油压泵16、以及自动变速器18，而且，具备绕与该第一轴心RCl平行的第二轴心RC2而被旋转驱动的电动机MG。如图2所示，驱动装置8在壳体12内具备反转从动齿轮22、末端齿轮对24、以及差动齿轮装置(差速器齿轮)26，其中，所述反转从动齿轮22与作为自动变速器18的输出旋转部件的输出齿轮88啮合，所述差动齿轮装置26通过该末端齿轮对24而与反转从动齿轮22相连结。以如此方式而构成的驱动装置8被横置于例如前轮驱动即FF型的车辆6的前方，且为了对驱动轮28进行驱动而被适当地应用。在驱动装置8中，在发动机断续用离合器KO被卡合的情况下，发动机10的动力从将发动机10和发动机断续用离合器KO连结的发动机连结轴32起，依次经过发动机断续用离合器K0、变矩器14、自动变速器18、反转从动齿轮22、末端齿轮对24、差动齿轮装置26、以及一对驱动车轴30等而被向一对驱动轮28传递。
[0032]发动机10被设置于驱动装置8中，且为曲轴绕第一轴心RCl而被旋转驱动的内燃机。该内燃机为，可以改变进气门(intake valve)及/或排气门(exhaust valve)的开闭正时、即气门正时的汽油发动机或柴油发动机等。
[0033]驱动装置8所具有的发动机连结轴32被设置成，能够相对于壳体12而绕第一轴心RCl旋转，且不能在第一轴心RCl方向上移动。发动机连结轴32在其一端处以不能相对旋转的方式而连结于发动机10的曲轴(发动机输出轴)，且另一端处具备朝向径向外侧而突出设置的离合器连结部。而且，该离合器连结部包括缓冲装置36，所述缓冲装置36具备弹簧等以作为结构部件，并作为减震器而发挥作用。该缓冲装置36在抑制发动机转矩Te的脉动的同时将发动机转矩Te传递至发动机断续用离合器KO。
[0034]发动机断续用离合器KO为，互相重叠的多张摩擦板通过油压致动器而被按压的湿式多板型的油压式摩擦卡合装置，且以油压泵16所产生的油压作为原压并通过驱动装置8所具有的油压控制电路而进行卡合释放控制。发动机断续用离合器KO在卡合状态下，通过发动机连结轴32而使泵轮14a与发动机10 —体旋转。即，在发动机断续用离合器KO的卡合状态下，来自发动机10的驱动力将被输入到泵轮14a。另一方面，在发动机断续用离合器KO为释放状态下，将泵轮14a与发动机10之间的动力传递切断。
[0035]变矩器14具备:泵轮14a、涡轮14b、定叶轮14c、变矩器壳体14d。而且，变矩器14通过流体而将被输入至泵轮14a上的驱动力向自动变速器18进行传递。该变矩器14的泵轮14a被固定在变矩器壳体14d的内侧，且通过变矩器壳体14d而与发动机断续用离合器KO相连结。S卩，泵轮14a以及变矩器壳体14d依次通过发动机断续用离合器KO和发动机连结轴32而与发动机10相连结且能够绕第一轴心RCl旋转，并且泵轮14a以及变矩器壳体14d为，被输入有来自发动机10的驱动力的、变矩器14的输入侧旋转部件(输入侧旋转单元)。涡轮14b为变矩器14的输出侧旋转部件(输出侧旋转单元)，且通过花键嵌合等而以不能相对旋转的方式与作为自动变速器18的输入轴的变速器输入轴86连结。定叶轮14c通过单向离合器40而与非旋转部件相连结。
[0036]此外，变矩器14具备锁止离合器42，其中，所述锁止离合器42被收纳于变矩器壳体14d内。该锁止离合器42为被设置在泵轮14a与涡轮14b之间的锁止离合器，且通过油压控制等而被设为卡合状态、滑动状态、或者释放状态。通过将锁止离合器42设为卡合状态、严格而言通过设为完全卡合状态，而使上述泵轮14a以及涡轮14b —体地绕第一轴心RCl进行旋转。
[0037]电动机MG为，以与第一轴心RCl平行的第二轴心RC2为旋转轴心，且具有输出驱动力的电机功能的同时具有向蓄电装置充电的放电功能的所谓电动发动机。电动机输出齿轮56与电动机MG直列地设置。
[0038]此外,驱动装置8在第一轴心RCl上具备以能够传递动力的方式对电动机输出齿轮56与变矩器壳体14d之间进行连结的电动机连结用旋转单元66。即，电动机连结用旋转单元66以不能绕第一轴心RCl进行相对旋转的方式而连结于变矩器壳体14d以及被固定在其上的泵轮14a。通过这种方式，电动机MG通过电动机输出齿轮56和电动机连结用旋转单元66而工作性地与泵轮14a相连结，来自电动机MG的驱动力依次经过电动机输出齿轮56、电动机连结用旋转单元66、以及变矩器壳体14d而被传递到泵轮14a。而且，电动机MG的旋转被减速且被传递到泵轮14a。
[0039]自动变速器18为，构成变矩器14与驱动轮28(参照图2)之间的动力传递路径的一部分，且输入来自发动机10以及电动机MG的驱动力的变速器。而且，自动变速器18为，具备多个油压式摩擦卡合装置(离合器C、制动器B)、具体而言具备五个油压式摩擦卡合装置，且通过切换该多个油压式摩擦卡合装置中的任意一个而使多个变速档(齿轮档)选择性地成立的变速器。如图1所示，该自动变速器18在同一轴线上(第一轴心RCl上)具有变速部78和第二变速部84，且对变速器输入轴86的旋转进行变速并从输出齿轮88进行输出，其中，所述变速部78以单小齿轮型的第一行星齿轮装置76作为主体而构成，所述第二变速部84以双小齿轮型的第二行星齿轮装置80以及单小齿轮型的第三行星齿轮装置82作为主体而构成为拉维奈尔赫型。
[0040]构成上述第一变速部78的第一行星齿轮装置76具备:第一太阳齿轮SI ;第一小齿轮Pl ;第一行星齿轮架CAl，其对该第一小齿轮Pl以能够自转以及公转的方式而进行支承；第一内哨合齿轮R1，其通过第一小齿轮Pl而与第一太阳齿轮SI哨合,且通过第一太阳齿轮S1、第一行星齿轮架CA1、以及第一内卩齿合齿轮Rl而分别构成三个旋转单兀。在第一行星齿轮装置76中，通过使第一太阳齿轮SI与变速器输入轴86相连结而进行旋转驱动，并且使第一内啮合齿轮Rl通过第三制动器B3而以不能旋转的方式被固定在壳体12上，从而使作为中间输出部件的第一行星齿轮架CAl相对于变速器输入轴86进行减速旋转。
[0041]构成所述第二变速部84的第二行星齿轮装置80具备:第二太阳齿轮S2 ;第二小齿轮P2以及第三小齿轮P3，其互相啮合而成为一对；第二行星齿轮架CA2，其对该小齿轮P2以及P3以能够自转以及公转的方式进行支承；第二内啮合齿轮R2，其通过小齿轮P2以及P3而与第二太阳齿轮S2啮合。此外，构成第二变速部84的第三行星齿轮装置82具备:第三太阳齿轮S3 ;第三小齿轮P3 ;第三行星齿轮架CA3，其对该第三小齿轮P3以能够自转以及公转的方式而进行支承；第三内啮合齿轮R3，其通过第三小齿轮P3而与第三太阳齿轮S3啮合。而且，在第二行星齿轮装置80以及第三行星齿轮装置82中，通过一部分互相连结而构成了四个旋转单元RMl?觀4。
[0042]此外，上述第一旋转单元RMl (第三太阳齿轮S3)通过第一离合器Cl而选择性地与变速器输入轴86相连结。第二旋转单元RM2 (内啮合齿轮R2、R3)通过第二离合器C2而选择性地与变速器输入轴86相连结，并且通过第二制动器B2而选择性地与壳体12相连结且使旋转停止。第四旋转单元應4 (第二太阳齿轮S2)与第一行星齿轮装置76的第一行星齿轮架CAl —体连结，且通过第一制动器BI而选择性地与壳体12连结而被停止旋转。第三旋转单元RM3 (行星齿轮架CA2、CA3)与输出齿轮88 —体连结且输出旋转。另外，在第二旋转单元RM2与壳体12之间，以与第二制动器B2并列的方式而设置有，作为容许第二旋转单元RM2的正转(与变速器输入轴86相同的旋转方向)而阻止反转的卡合单元的单向离合器F1。
[0043]上述离合器C1、C2以及制动器B1、B2、B3 (以下，在没有进行特别区分的情况下仅称为“离合器C”、“制动器B”)为，通过湿式多板型的离合器或制动器等油压致动器而被卡合控制的油压式摩擦卡合装置(油压式摩擦卡合单元)，且以油压泵16产生的油压作为原压并通过驱动装置8所具有的油压控制电路而被分别进行卡合释放控制。通过该离合器C以及制动器B的各自的卡合释放控制，并根据驾驶员的加速操作或车速V等，而使前进6档、后进I档的各个齿轮档(各个变速档)成立。
[0044]在发动机10中具备图3、图4、图5所示的可变气门正时机构90。在图3中，可变气门正时机构90具备:外部转子92，其通过正时链而工作性地与发动机10的未图示的曲轴连结并与其同步旋转；内部转子96，其以相对于外部转子92而能够相对旋转的方式被配置在同一轴上，且被固定在凸轮轴94的轴端并与其一体旋转，其中，所述凸轮轴94构成对发动机10的进气门或排气门的开闭进行控制的凸轮的旋转轴。该凸轮轴94以能够旋转的方式被支承在发动机10的气缸盖上。外部转子92具备:圆筒状的主体100，其外周部上形成有正时带齿卷盘98 ;后板102，其被固定在该主体100的凸轮轴94侧；前板104，其被固定在固定有主体100的后板102 —侧的相反侧。内部转子96以在相对于外部转子92而与气门开闭正时可变范围相对应的预定的相对旋转角度范围内能够相对旋转的方式被嵌入至外部转子92内，且位于后板102以及前板104之间。介于前板104与内部转子96之间的扭簧105始终对内部转子96以及外部转子92相对地向提前方向SI施力。
[0045]当伴随着发动机10的曲柄轴进行旋转而使外部转子92以及被嵌入至其中的内部转子96朝向图4所示的旋转方向S进行旋转驱动、且同时与内部转子96 —体固定的凸轮轴94也同样向旋转方向S进行旋转驱动时，被固定设置在凸轮轴94上的未图示的凸轮将通过使用于对发动机10的气缸进行开闭的未图示的进气门在预定的时间点进行升降而使进气门开闭。如图4所示，在内部转子96中，多处(在本实施例中有4处)设置有向外侧突出的矩形板状的叶片106，且在外部转子92的内周表面多处设置有分别将该多枚叶片106以能够在圆周方向滑动的方式收纳的油室108。叶片106对其所嵌入的油室108进行分割，且以油密封的方式分别形成与叶片106相比靠旋转方向S侧的提前室108a、和与叶片106相比靠旋转方向S的相反侧的滞后室108b。随着通过提前油路IlOa向提前室108a内供给工作油而使叶片106向滞后室108b侧移动，从而使排气门或进气门的开闭正时提前。随着通过滞后油路IlOb向滞后室108b内供给工作油以使叶片106向提前室108a侧移动，从而使排气门或进气门的开闭正时滞后。
[0046]当通过被形成在内部转子96上的提前油路IlOa而供给工作油以使提前室108a的容积增加时，内部转子96相对于外部转子92的相对旋转相位将向滞后方向S2进行变化。相反，当通过被形成在内部转子96上的滞后油路IlOb而供给工作油以使滞后室108b的容积增加时，内部转子96相对于外部转子92的相对旋转相位将向滞后方向SI进行变化。内部转子96相对于外部转子92的相对旋转相位的变化范围、即对进气门或排气门进行开闭的凸轮的开闭正时的提前或滞后的变化范围，与叶片106的油室108内的可移动范围相对应。
[0047]如图4所示，为了使在最滞后相位以及预定的中间滞后相位处分别对相对于外部转子92的内部转子96的相对旋转相位的位移进行约束，从而最滞后锁止机构112以及中间锁止机构114被设置在了外部转子92和内部转子96上。在本实施例中，该中间滞后相位被设置在，与叶片106的油室108内的可移动范围内的提前室108a侧端部以及滞后室108b侧端部相对应的最滞后相位与最提前相位之间，且被设置在以即使在电动机MG的输出转矩限制下也可获得再启动性的方式而被预定决定的相位上。
[0048]最滞后锁止机构112具备:引导槽116，其在外部转子92中以向内周侧展开的方式设置；矩形板状的锁止部件118，其被嵌入至该引导槽116内且在径向上被引导；弹簧120，其对该锁止部件118朝向内周侧施力；嵌合孔122，其被设置在内部转子96上，且在最滞后位置处嵌入上述锁止部件118的内周端。该嵌合孔122与锁止油路126相连通，其中，所述锁止油路126与提前室108a以及提前油路IlOa相连通。当在限制油路138被供给工作油压以使中间锁止机构114的中间滞后位置的锁止被解除的状态下，通过滞后油路IlOb向滞后室108b供给工作油且锁止部件118到达嵌合孔122时，通过弹簧120的施力而使锁止部件118被嵌入至嵌合孔122内，从而如图4所示使最滞后位置的锁止成立。当向锁止油路126供给油压时，锁止部件118克服弹簧120的施力而从嵌合孔122被推出，从而使最滞后位置的锁止被解除。
[0049]中间锁止机构114具备:引导槽130，其与最滞后锁止机构112同样，在外部转子92中以向内周侧展开的方式设置；矩形板状的锁止部件132，其被嵌入至该引导槽130内且在径向上被引导；弹簧134，其对该锁止部件132朝向内周侧施力；嵌合孔136，其被设置在内部转子96上，且在被预先固定的中间滞后位置处嵌入上述锁止部件132的内周端。该嵌合孔136与限制油路138相连通。当通过滞后油路IlOb向滞后室108b供给工作油以使锁止部件132到达嵌合孔136时，通过弹簧134的施力而使锁止部件132被嵌入至嵌合孔136内，从而如图5所示使中间滞后位置的锁止成立。当向限制油路138供给工作油压时，锁止部件132将克服弹簧134的施力而从嵌合孔136中被推出，从而使中间滞后位置的锁止被解除。
[0050]图6为表示对可变气门正时机构90进行控制的油压控制电路140以及电子控制装置142。该电子控制装置142为包括CPU、RAM、ROM、接口在内的所谓计算机，且也作为发动机10的控制装置而发挥功能。油压控制电路140具备:油压泵144，其通过发动机10而被旋转驱动；电动泵146，其被设置在该第一油压泵144的下游侧，且通过作为与发动机10不同的动力源的电动机而被旋转驱动；储能器148，其被设置于油压泵144与电动泵146之间，并能够储存工作油；第一控制阀150，其对向油室108以及最滞后锁止机构112的工作油的供给进行控制；第二控制阀152，其对向中间锁止机构114的工作油的供给进行控制；旁通油路156，其与电动泵146并列设置，且具有单向阀154。
[0051]电子控制装置142在收到来自点火开关或系统准备开关等的驾驶许可指令时，将发动机以及电动机设为可运行的状态，并响应加速操作而在最佳耗油率下获得要求输出的方式而对发动机或电动机进行控制。此外，当收到驾驶停止指令时，将发动机或电动机设为不能运行状态。此外，电子控制装置142检测出与发动机10的运行状态相关的状态量、例如润滑油的温度Toil、冷却水Tw的温度，并且在发动机10的停止要求下的发动机10的旋转在输出停止指令之后至发动机10的旋转停止为止的停止过程中，为了下次的再启动而通过对可变气门正时机构90进行控制，从而根据是否能够推断出确保了发动机启动性、以及电动机MG的输出限制状态以及转矩限制状态，而将发动机10的至少进气门的闭阀正时控制在中间滞后锁止位置或最滞后锁止位置处。
[0052]图7为对电子控制装置142的控制作用的主要部分进行说明的功能框线图。在图7中，发动机停止要求判断部146例如对是否已由混合动力控制部或驱动控制部等其他控制部发出开始电动机运行或怠速停止等的发动机停止要求进行判断。发动机启动性确保判断部148在判断为已发出发动机停止要求的情况下，根据发动机10的油温Toil及/或冷却水温度Tw而对是否能够推断出确保了再启动性进行判断，所述再启动性是指，在发动机10的再启动时发动机10顺利地实施了再启动。例如，发动机启动性确保判断部148在发动机10的油温Toil和/或冷却水温度Tw高于被预先设定为例如-20°c以下的极低温判断值的情况下，则判断为确保了发动机10的再启动性。
[0053]MG输出限制判断部150根据电动机MG的温度Tm、对电动机MG的驱动电流进行控制的逆变器Ti的温度、蓄电池的温度Tb的上升或下降、以及蓄电池的充电余量SOC中的至少一个，而对在发动机10的再启动时是否预测出了与发动机10的再启动所需要的预先设定的输出相比发动机10的再启动时电动机MG的输出(kW)被限制的情况进行判断。即，在根据电动机MG的温度Tm高于为了保护其以避免升温而被预先设定的温度的情况、逆变器的温度Ti高于为了保护其以避免升温而被预先设定的温度的情况、蓄电池的温度Tb高于或低于以不损害该蓄电池的性能的方式而设定的使用温度范围的情况、蓄电池的充电余量SOC超过或低于以不损害该蓄电池的耐久性能的方式而预先设定的SOC使用范围的情况中的至少一种而决定的输出限制值，低于发动机10的再启动时为了获得预定的启动转数而预先设定的启动输出的情况下，MG输出限制判断部150判断为，可预测出与在发动机10的再启动所需要的预先设定的输出相比在发动机10的再启动时电动机MG的输出被限制了的情况、即用于发动机10的再启动的启动转数未高出预定的旋转的这种电动机MG的输出不充分的情况。
[0054]在上述MG输出限制判断部150判断为，预测出了在与发动机10的再启动所需要的预先设定的输出相比在发动机10的再启动时电动机MG的输出被限制了的情况的状态下，MG输出转矩限制判断部152根据电动机MG的温度Tm、对电动机MG的驱动电流进行控制的逆变器Ti的温度、蓄电池的温度Tb的上升或下降、以及蓄电池的充电余量SOC的至少一个，而对是否预测出与在发动机10的再启动时所需要的预先设定的启动转矩(m-kg)相比发动机10的再启动时电动机MG的输出转矩被限制了的情况进行判断。即，在根据电动机MG的温度Tm高于为了保护其以避免升温而被预先设定的温度的情况、逆变器的温度Ti高于为了保护其以避免升温而被预先设定的温度的情况、蓄电池的温度Tb高于或低于以不损害该蓄电池的性能的方式而设定的使用温度范围的情况、蓄电池的充电余量SOC超过或低于以不损害该蓄电池的耐久性能的方式而预先设定的SOC使用范围的情况中的至少一种而决定的电流限制值，低于发动机10的再启动时为了获得预定的启动旋转数而预先设定的启动电流的情况下，MG输出转矩限制判断部152判断为，能够预测出与在发动机10的再启动时所需要的预先设定的启动转矩相比而在发动机10的再启动时电动机MG的输出转矩被限制了的情况。
[0055]在MG输出限制判断部150判断为，预测出了与发动机10的再启动所需要的预先设定的输出相比在发动机10的再启动时电动机MG的输出被限制了的情况下，中间锁止控制部154通过中间锁止机构114而将发动机10的停止时的闭阀正时锁止于中间锁止位置。即，使用中间锁止机构114，而在发动机10的停止过程中将通过凸轮而进行开闭的进气门的闭阀正时固定在所述滞后范围内的被预先设定的中间滞后位置。其目的在于，在电动机MG的输出被限制了的状況下，与将进气门的闭阀正时设为最滞后位置时相比提高压缩比且提高发动机启动时的爆发力，以确保发动机10的启动性能。
[0056]即使在通过MG输出限制判断部150判断为，预测出了与发动机10的再启动所需要的预先设定的输出相比在发动机10的再启动时电动机MG的输出被限制了的情况下，在通过MG输出转矩限制判断部152而预测出与发动机10的再启动时所需要的预先设定的启动转矩(m-kg)相比发动机10的再启动时电动机MG的输出转矩被限制的情况时，中间锁止解除部156也不通过中间锁止机构114来将发动机10停止时的闭阀正时锁止于中间锁止位置。即，禁止通过中间锁止控制部154而在发动机10的停止过程中使通过凸轮而进行开闭的进气门的闭阀正时固定在滞后范围内的预先设定的中间滞后位置，而使之固定于最滞后位置处。其目的在于，在电动机MG的输出以及转矩被限制的状況下，与进气门的闭阀正时设为最滞后位置时相比而提高压缩比且提高发动机启动时的爆发力，以确保发动机10的启动性能。
[0057]图8为对电子控制装置142的控制工作的主要部分进行说明的流程图，且表示发动机停止时可变气门正时控制程序。该控制程序以例如数毫秒至数十毫秒左右的预定的控制周期而被反复执行。
[0058]在图8中，在与发动机停止要求判断部146相对应的步骤SI (以下，省略步骤)中，对例如是否通过混合动力控制部或驱动控制部等其他的控制部而发出了用于使电动机运行开始等的发动机停止要求进行判断。在该判断被否定的情况下使本程序结束，而在被肯定的情况下，根据发动机10的油温Toil和/或冷却水温度Tw是否表示极低温，来判断是否即使凸轮位置为再滞后也使发动机10被再启动。
[0059]在上述S2的判断被肯定的情况下，在与MG输出限制判断部150相对应的S3中，根据电动机MG的温度Tm高于为了保护其以避免升温而预先设定的温度的情况、逆变器的温度Ti高于为了保护其以避免升温而被预先设定的温度的情况、蓄电池的温度Tb高于或低于以不损害该蓄电池的性能的方式而设定的使用温度范围的情况、蓄电池的充电余量SOC超过或低于以不损害该蓄电池的耐久性能而预先设定的SOC使用区域的情况的至少一种而决定的输出限制值是否低于预先设定的启动输出，来判断是否预测出与发动机10的再启动所需要的被预先设定的输出相比在发动机10的再启动时电动机MG的输出(kW)被限制了的情况。
[0060]在该S3的判断被否定的情况、即未预测出与发动机10的再启动所需要的预先设定的输出相比发动机10的再启动时电动机MG的输出被限制了的情况下，在与中间锁止解除部156相对应的S6中，禁止在发动机10的停止过程中使通过凸轮而进行开闭的进气门的闭阀正时固定在滞后范围内的预先设定的中间滞后位置，而是为了降低爆发力且降低发动机10的再启动时的振动而固定在最滞后位直。
[0061]但是，在S2的判断被否定且未推断出确保了再发动机10的再启动时发动机10顺利地实施再启动的再启动性的情况下，或者，在S3的判断被肯定且未预测出与发动机10的再启动所需要的预先设定的输出相比发动机10的再启动时电动机MG的输出被限制了的情况下，在与MG输出转矩限制判断部152相对应的S4中，根据基于如下情况中的至少一种而被决定的电流限制值是否低于预先设定的启动电流，来对是否预测出与发动机10的再启动时所需要的预先设定的启动转矩(m-kg)相比发动机10的再启动时电动机MG的输出转矩被限制了的情况进行判断，所述情况为，电动机MG的温度Tm高于为了保护其以避免升温而预先设定的温度的情况、逆变器的温度Ti高于为了保护其以避免升温而预先设定的温度的情况、蓄电池的温度Tb高于或低于以不损害该蓄电池的性能的方式而设定的使用温度范围的情况、蓄电池的充电余量SOC超过或低于以不损害该蓄电池的耐久性能的方式而预先设定的SOC使用范围的情况。
[0062]在上述S4的判断被否定的情况下，在与中间锁止控制部154相对应的S5中，使用中间锁止机构114而在发动机10的停止过程中使通过凸轮而进行开闭的进气门的闭阀正时被固定在滞后范围内的被预先设定的中间滞后位置处，且与进气门的闭阀正时设为最滞后位置的情况相比而提高压缩比且提高发动机启动时的爆发力，以确保发动机10的启动性能。
[0063]但是，在S4的判断被肯定的情况下，在与中间锁止解除部156相对应的S6中，禁止通过S5 (中间锁止控制部154)而在发动机10的停止过程中使进气门的闭阀正时固定在滞后范围内的被预先设定的中间滞后位置处，而是使进气门的闭阀正时被固定在最滞后位置处，且与进气门的闭阀正时被设为中间滞后位置的情况相比而提高压缩比且提高发动机启动时的爆发力，以进一步确保发动机10的启动性能。
[0064]如上所述，根据本实施例的电子控制装置142，由于例如在电动机行驶中或车辆的暂时停止中发动机10的再启动时预测出电动机MG的输出限制的情况下，在通过中间锁止机构114来将发动机10的停止时的闭阀正时锁止于中间锁止位置的过程中使进气门的闭阀正时固定在了所述滞后范围的中间位置处，因此提高了发动机运行开始或再出发中的发动机10的再启动时的爆发力以及由此而实现的再启动性。
[0065]此外，根据本实施例的电子控制装置142，在发动机10的再启动时除了预测出电动机MG的输出限制以外还预测出该电动机MG的转矩限制的情况下，使中间锁止机构114不进行工作而使发动机10被停止，且使该进气门的闭阀正时被设为最滞后位置。因此，由于在发动机10的再启动时除了预测出电动机MG的输出限制以外还预测出转矩限制的情况下，不通过中间锁止机构114来将发动机10的停止时的闭阀正时锁止于中间锁止位置，因此，利用在上述被限制的电动机MG的输出的范围内能够输出与可确保该发动机10的再启动性的输出转矩值相比而较低的输出转矩的情况，通过发动机10的旋转负载相对较轻的最滞后位置处的发动机10驱动，从而优先实施了发动机10的启动从而能够确保其再启动性。
[0066]此外，根据本实施例的电子控制装置142，在发动机10的再启动时预测出电动机MG的输出限制的情况下，根据电动机MG的温度Tm、对该电动机MG的驱动电流进行控制的逆变器的温度T1、蓄电池的温度Tb的上升、蓄电池的温度下降、以及蓄电池的充电余量SOC中的至少一个，而预测出发动机10的再启动时实施电动机MG的输出限制且发动机10的再启动的输出不足的情况。即，根据电动机MG的温度Tm高于为了保护其以避免升温而预先设定的温度的情况、逆变器的温度Ti高于为了保护其以避免升温而被预先设定的温度的情况、蓄电池的温度Tb高于或低于以不损害该蓄电池的性能的方式而设定的使用温度范围的情况、蓄电池的充电余量SOC超过或低于以不损害该蓄电池的耐久性能的方式而预先设定的SOC使用范围的情况中的至少一种，而预测出发动机10的再启动时实施电动机MG的输出限制且发动机10的再启动的输出不足的情况。因此，所述发动机的再启动时所述电动机的输出限制将与车辆状态相对应而被可靠地预测出。
[0067]此外，根据本实施例的电子控制装置142，在未预测出发动机10的再启动时电动机MG的输出限制的情况下，不通过中间锁止机构114来将发动机10的停止时的闭阀正时锁止于中间锁止位置。因此，由于发动机10的再启动时没有电动机MG的输出限制，因此能够从再滞后状态起对发动机10进行启动，从而降低了再启动时的振动。
[0068]以上，虽然根据附图来对本发明的实施例进行了详细说明，但是其仅为一种实施方式，本发明能够以基于本领域技术人员的知识而施加了各种的变更、改良的方式来实施。
[0069]例如，虽然上述的实施例为，在I电动机的混合动力车辆中从发动机行驶向电动机行驶的发动机停止要求时，在准备发动机10的再启动而预测出再启动时的电动机MG的输出不足的情况下，使用中间锁止机构114在发动机10的停止过程中将通过凸轮而进行开闭的进气门的闭阀正时固定在所述滞后范围内的预先设定的中间滞后位置的示例，但是在具有停止时使发动机停止的怠速停止功能的车辆中，例如在D档、车速为零、以及响应制动器操作而使发动机停止时，在准备发动机的再启动而预测出再启动时的电动机MG的输出不足的情况下，也可使用中间锁止机构而在发动机10的停止过程中将通过凸轮而进行开闭的进气门的闭阀正时固定在所述滞后范围内的被预先设定的中间滞后位置处。
[0070]此外，虽然在上述的实施例中设置了如下的中间锁止解除部156，其在发动机10的停止时预测出该发动机10的再启动时的电动机MG的输出不足以及转矩不足的情况下，禁止使用中间锁止机构114将通过凸轮而进行开闭的进气门的闭阀正时固定在所述滞后范围内的被预先设定的中间滞后位置，而是设为最滞后位置，但是，该中间锁止解除部156并不是必需的。
[0071]另外，上述内容仅为本发明的一个实施例，本发明也可应用于其他的方式中。
[0072]符号说明
[0073]10:发动机
[0074]90:可变气门正时机构
[0075]114:中间锁止机构
[0076]142:电子控制装置(车辆用发动机的控制装置)
[0077]148:发动机启动性确保判断部
[0078]150:MG输出限制判断部
[0079]152:MG转矩限制判断部
[0080]154:中间锁止控制部
[0081]156:中间锁止解除部
[0082]MG:电动机
【权利要求】
1.一种车辆用发动机的控制装置，具备: 电动机，其对发动机进行旋转驱动以使所述发动机启动； 可变气门正时机构，其将所述发动机的进气门的气门正时设为可变； 中间锁止机构，其在所述气门正时的最滞后位置与再提前位置之间的中间位置处机械性地对气门正时进行锁止， 所述车辆用发动机的控制装置的特征在于， 在所述发动机的再启动时预测到所述电动机的输出限制的情况下，通过所述中间锁止机构来将所述发动机的停止时的所述气门正时锁止于所述中间锁止位置。
2.如权利要求1所述的车辆用发动机的控制装置，其特征在于， 在所述发动机的再启动时未预测到所述电动机的输出限制的情况下，不通过所述中间锁止机构来将所述发动机停止时的所述气门正时锁止于所述中间锁止位置。
3.如权利要求1或2所述的车辆用发动机的控制装置，其特征在于， 在所述发动机的再启动时除了预测到所述电动机的输出限制以外还预测到所述电动机的转矩限制的情况下，不通过所述中间锁止机构来将所述发动机停止时的所述气门正时锁止于所述中间锁止位置。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的车辆用发动机的控制装置，其特征在于， 根据所述电动机的温度、对所述电动机的驱动电流进行控制的逆变器的温度、供给所述电动机的驱动电流的蓄电池的温度上升或温度下降、以及所述蓄电池的充电余量中的至少一个，而在所述发动机再启动时预测出所述电动机的输出限制。
【文档编号】B60W10/06GK103764467SQ201180073231
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2011年9月2日 优先权日:2011年9月2日
【发明者】宫崎光史, 出盐幸彦, 神谷敏彦, 江滕真吾, 浅冈博则, 加藤康之 申请人:丰田自动车株式会社