用于内燃机的控制设备和方法

专利名称：用于内燃机的控制设备和方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于内燃机的控制设备和控制方法，更具体而言， 涉及能够使安装在车辆中的内燃机以合适的方式启动的控制设备和方法。
背景技术：
存在一种发动机控制设备，其在配备有经济行驶系统的经济行驶车辆 中采用或在驱动源能够在发动机和电动机之间切换的混合动力车辆中采 用，并在满足预定发动机停止条件时停止发动机，并在满足预定发动机重 启条件时重启发动机。
例如，日本专利申请公开第2002-339781 (JP-A-2002-339781)描述了
一种用于控制车辆发动机的控制设备，其能够在发动机关闭时发出发动机 重启指令的情况下使发动机重启。该控制设备包括用于以发动机的进气管 中的压力越低则将越大量的空气引入发动机的方式控制正在重启发动机时 引入发动机的空气量的重启控制装置。如果在发动机关闭时保留有缸内压 力的情况下发出发动机重启指令，则控制设备增大引入发动机的空气量以 执行该指令。
根据JP-A-2002-339871中描述的用于重启发动机的方法，在正在重启 发动机时引入发动机的空气量可以是每次不同的。这可能引起以下不利状 况。
例如，当车辆以较低的发动机效率行驶时，使用电动机而非发动机作 为驱动源。另一方面，当车辆以较高的发动机效率行驶时，使用发动机而 非电动机作为驱动源。当驱动源从电动机切换为发动机时，重启发动机。
如果在正在重启发动机时引入发动机的空气量每次都不同，则紧接着 发动机开始自运转之后从发动机输出的转矩也是每次不同的。因此，当从 发动机输出的转矩急剧增大时，驾驶员会感觉到不期望的振动。
此外，如果在发动机启动时引入发动机的空气量不同，则空燃混合物 的空燃比也可以不同。这可以改变当发动机启动时排放的排气中污染物的
量。但是，JP-A-2002-339871没有解决这些不利。

发明内容
本发明提供了用于内燃机的控制设备和方法，其能够使得安装在车辆 中的内燃机以合适的方式启动。
本发明的一个方面涉及一种控制设备和方法，其用于安装在车辆中的 内燃机。所述内燃机设置有调节引入所述内燃机的空气量的节气门。所述 控制设备包括节气门驱动单元和启动控制单元。所述节气门驱动单元驱动 所述节气门以改变所述节气门的开度。所述启动控制单元控制所述节气门 驱动单元，使得在所述内燃机的启动开始之后的预定时段内，所述开度不 超过规定限制并且所述开度的增大率等于或低于预定开度增大率。
所述启动控制单元可以包括开度命令单元和输出动力控制单元。所述 开度命令单元基于将从所述内燃机输出的需求动力计算目标开度，并命令 所述节气门驱动单元将所述节气门打开至所述目标开度。所述输出动力控 制单元执行限制控制，其改变所述需求动力，使得所述需求动力的增大率 等于或低于预定动力增大率。
所述输出动力控制单元可以包括车辆动力计算单元和限制控制单元。 所述车辆动力计算单元基于至少加速器开度操作量来计算为驱动所述车辆 所需的车辆动力。所述限制控制单元在所述车辆动力超过预定值时开始所 述限制控制，在所述内燃机的启动开始之后已经经过所述预定时段时结束 所述限制控制，并在所述限制控制结束之后使所述需求动力遵循所述车辆 动力。
所述内燃机可以是产生驱动所述车辆的驱动轮的驱动源。所述车辆包 括电动机，其能够用作所述驱动源；和动力传递机构，其将来自所述内 燃机和所述电动机中至少一者的驱动力传递到所述车轮。
本发明能够使安装在车辆中的内燃机以合适的方式启动。


通过参照附图阅读对本发明优选实施例的以下说明，本发明的上述和 其他目的、特征和优点将变得清楚，附图中相似标号用于表示相似元件， 并且其中
图1是配备有根据本发明实施例的用于内燃机的控制设备的混合动力 车辆的框图2是示出由根据本发明实施例的控制设备控制的发动机120的示意
图3是示出如图1和2所示的HV—ECU 320的主要部分的结构的框
图4是示出如图3所示的对照图M2的示例的图； 图5是图示由如图3所示的HV一ECU 320执行的例程的流程图； 图6是如图1和2所示的发动机ECU280的主要部分的结构的框图； 图7是当发动机120启动时由如图2所示的控制设备310执行的控制 的时序图；并且
图8是针对当发动机启动时发动机动力Pe和加速器踏板操作量改变 的方式将本发明的实施例与对比示例相对比的时序图。
具体实施例方式
此后，将参照附图详细描述本发明的实施例。注意，在附图中，相似 标号表示相同或相等同的元件。
图1是配备有根据本发明实施例的用于内燃机的控制设备的混合动力 车辆的框图。
如图l所示，混合动力车辆100包括作为驱动源的诸如汽油发动机之 类的内燃机(此后，简称为"发动机")120以及电动发电机(MG) 140。为了方便解释，在以下描述中，将电动发电机140称为电动机140A 和发电机140B (或电动发电机140B)。根据混合动力车辆100的行驶模 式，电动机140A可以用作发电机，且发电机140B可以用作电动机。电动 发电机在进行再生制动运转时用作发电机。即，如果车辆减速，则将车辆
的动能转换为电能。
此外，混合动力车辆100包括减速齿轮180和动力分割机构(例如， 行星齿轮组)200。减速齿轮180将由发动机120和电动发电机140产生的 动力传递至驱动轮160，或将驱动轮160的驱动力传递至发动机120和电 动发电机140。动力分割机构200将由发动机120产生的动力分配在两条 驱动路径之间，其中一条导向驱动轮160，另一条导向发电机140B。
这样，减速齿轮180和动力分割机构200将驱动力从发动机和电动机 中的至少一者传递至车轮。即，减速齿轮180和动力分割机构200构成配 备有根据本发明实施例的用于内燃机的控制设备的车辆中的"动力传递机 构"。
此外，混合动力车辆100包括主电池220和逆变器240。在主电池 220中放出驱动电动发电机140的电力。逆变器240在将主电池220的直 流电流转换为交流电流或者将电动机140A和发电机140B的交流电流转换 为直流电流的同时执行电流控制。
此外，混合动力车辆IOO包括蓄电池控制单元(此后称作蓄电池ECU (电子控制单元))260、发动机ECU 280、 MG_ECU 300和HV—ECU 320。
蓄电池ECU 260控制主电池220的充放电状态。发动机ECU 280控制 发动机120的运转状态。MG—ECU 300基于混合动力车辆100的状况来控 制电动发电机140、蓄电池ECU 260和逆变器240。 HV_ECU 320与蓄电 池ECU 260、发动机ECU 280和MG一ECU 300通信以将控制信号提供给 这些ECU 260、 280和300。 HV—ECU 320控制混合动力系统整体，使得混 合动力车辆IOO最高效地行驶。
在本发明的实施例中，升压变压器242设置在主电池220与逆变器 240之间。这是因为主电池220的额定电压低于电动机140A和发电机 140B每一者的额定电压。当电力从主电池220供应到电动机140A或发电 机140B时，升压变压器242升高电力的电压。
在图l中，这些ECU分开设置。但是，两个或更多个ECU可以组合 为单个ECU。例如，如图1所示的虚线框所标示的，MG—ECU 300和
HV—ECU 320可以组合为单个ECU。可选地，发动机ECU 280、 MG—ECU 300和HV—ECU 320可以组合为单个ECU。
行星齿轮组可以用作动力分割机构200，其将来自发动机120的动力 分配至驱动轮160和发电机140B。对发电机140B的转速进行控制能够使 动力分割机构200还用作无机变速器，g卩CVT。来自发动机120的转矩被 输入到行星轮架(C)，并接着通过太阳轮(S)传递至发电机140B，并 且通过齿圈(R)传递到电动机和输出轴(在驱动轮160的一侧)。为了 停止发动机120，由发电机140B将发动机120的旋转的动能转换为电能， 其降低了发动机120的转速。
当在混合动力车辆100中发动机120启动时，发电机140B旋转发动 机120的曲轴(即，空转起动)。
当车辆起步或以低速移动时，因为发动机120的效率较低，所以仅由 电动发电机140的电动机140A对车辆提供动力。当混合动力车辆100处 于常规行驶状态下时，由例如动力分割机构200将从发动机120输出的动 力分为两条驱动路径。供应到驱动路径之一的动力直接对驱动轮160进行 驱动，而供应到另一条驱动路径的动力驱动发电机140B以产生电力。所 产生的电力用于驱动电动机140A以辅助驱动轮160的驱动。
当混合动力车辆100以高速移动时，来自主电池220的电力额外地供 应到电动机140A以增大从104A输出的动力，从而将额外的驱动力供应到 驱动轮160。
另一方面，当车辆正在减速时，由驱动轮160驱动的电动机140A用 作发电机以获得再生电力。然后，再生电力被存储在主电池220中。当存 储在主电池220中的电力量减小并且需要对主电池220供应电力时，增大 从发动机120输出的动力以增大由发电机140B产生的电力量。于是，增 大了供应到主电池220的电力量。
图2是示出由根据本发明实施例的用于内燃机的控制设备控制的发动 机的示意图。
如图2所示，发动机120是内燃机，其中由经过空气滤清器102引入 气缸的空气和从喷射器104喷射的燃料形成的空燃混合物在燃烧室内被火
花塞106点火并接着燃烧。
当空燃混合物燃烧时，燃烧压力向下推动活塞108，由此旋转曲轴 110。燃烧后的空燃混合物(即，排气)由三元催化剂112净化，并接着 排放到车辆外部。节气门114调节引入发动机120的空气量。
当曲轴110旋转时，通过链、带等连接到曲轴110的、用于进气门 116的凸轮轴和用于排气门118的凸轮轴旋转。分别通过用于进气门116 的凸轮轴和用于排气门118的凸轮轴的旋转，来打开/关闭设置在发动机 120的气缸的顶部处的进气门116和排气门118。当排气门118打开时，气 缸内由燃烧产生的排气排放到车辆的外部。然后，当进气门U6打开时， 空燃混合物被引入气缸。
发动机120的进气门116的凸轮轴还设置有气门正时可变机构122。 用于排气门118的凸轮也可以设置有气门正时可变机构。气门正时可变机 构122改变166的打开/关闭正时。
发动机ECU 280连接到爆震传感器294、冷却剂温度传感器302、面 对正时转子290的曲轴位置传感器292、点火开关286和节气门电动机 296。 HV—ECU320连接到车速传感器284。
爆震传感器294包括压电元件。爆震传感器294响应于发动机120的 振动产生电压。电压的大小与振动的幅度成比例。爆震传感器294将表示 该电压的信号传递到发动机ECU 280。
冷却剂温度传感器302检测发动机120的水套中冷却剂的温度，并将 表示检测结果的信号传递到发动机ECU 280。
正时转子290设置在曲轴110上，并与曲轴IIO—起旋转。在正时转 子290的外表面上以预定的间隔形成多个突起。曲轴位置传感器292面对 正时转子290的突起。当正时转子290旋转时，因为曲轴位置传感器292 与正时转子290的具有突起的部分之间的气隙短于曲轴位置传感器292与 正时转子的不具有突起的部分之间的气隙，所以正时转子290与曲轴位置 传感器292之间的气隙发生改变。这种气隙的改变使得经过曲轴位置传感 器292的线圈部分的磁通交替地增大和减小，从而在线圈部分中产生电动 势。
曲轴位置传感器292将表示电动势的信号传递到发动机ECU 280。发 动机ECU 280基于从曲轴位置传感器292接收的信号确定曲轴转角。
节气门开度传感器288检测节气门开度，并将表示检测结果的信号传 递到发动机ECU 280。车速传感器284检测各个车轮(未示出)的转速， 并将检测结果传递到发动机ECU 280。发动机ECU 280基于各个车轮的转 速计算车速。驾驶员打开点火开关286以开动发动机120。
基于从各个传感器和点火开关286接收的信号，发动机ECU 280利用 存储在发动机ECU 280的存储器(未示出)的对照图和程序执行处理。发 动机ECU 280接着控制各个设备，使得发动机120以期望方式运转。
根据本发明的实施例，控制设备310控制内燃机。控制设备310包括 发动机ECU 280、 HV—ECU 320、和节气门电动机296。节气门电动机296 驱动节气门114以节气门114的开度。发动机ECU 280和HV—ECU 320将 表示节气门开度TH的信号传递到节气门电动机296，从而控制节气门开 度。发动机ECU 280和HV—ECU 320用作根据本发明的用于内燃机的控制 设备中的"启动控制单元"。
发动机ECU 280和HV一ECU 320控制节气门电动机296，使得节气门 开度不超过规定限制并且在发动机120的启动开始之后的预定时段，节气 门开度的增大率等于或低于预定节气门增大率。于是，从发动机输出的动 力被限制为在该预定时段内不会显著增大。
在如图1所示的混合动力车辆100中，例如当车辆的行驶模式从低速 行驶模式切换到常规行驶模式时，发动机启动。此时，由驾驶员对加速器 踏板的按压量已经增加到特定程度。但是，在本发明的实施例中，与加速 器踏板的按压量相独立地控制当发动机120启动时的节气门开度TH。
这样，对在发动机启动时从发动机输出的动力进行限制。因此，当混 合动力车辆100的行驶模式从车辆由电动机提供动力的行驶模式(此后有 时称作"EV行驶模式")切换为车辆由发动机提供动力的行驶模式(此 后有时称作"发动机行驶模式")时，可以平滑地改变驱动力。因此，根 据本发明的实施例，可以抑制例如在发动机启动时驾驶员能感受到的振 动。此外，根据本发明的实施例，因为可以防止在发动机启动时引入发动
机的空气量的变化，所以可以防止排气中污染物量的变化。
在本发明的实施例中，"预定时段"包括进行空转起动运转的时段和
在空转起动运转之后发动机120自运转的时段。
图3是示出如图1和图2所示的HV—ECU 320的主要部分的结构的框图。
如图3所示，HV—ECU 320包括需求转矩确定单元321、乘法单元 322、加法单元323、改变率限制控制单元324、发动机转速计算单元 325、和行驶模式控制单元326。
需求转矩确定单元321从加速器踏板操作量传感器298接收与加速器 踏板操作量a相关的信息。加速器踏板操作量传感器298检测由驾驶员对 加速器踏板(未示出)的操作。加速器踏板操作量传感器298设置用于加 速器踏板以检测由驾驶员己经对加速器踏板按压的量。加速器踏板操作量 传感器298输出与加速器踏板的按压量相对应的电压。表示输出电压的信 号作为与加速器踏板操作量a相关的信息传递到需求转矩确定单元321。
此外，需求转矩确定单元321从车速传感器284接收与如图1所示的 混合动力车辆100的车速V相关的信息。需求转矩确定单元321预先存储 表示加速器踏板操作量o;、车速V和需求转矩T之间关系的对照图Ml。 需求转矩确定单元321基于对照图Ml确定需求转矩T。
乘法单元322通过将需求转矩T乘以车速V来计算行驶动力P (P=T XV)。加法单元323从乘法单元322接收表示行驶动力P的值。此外， 加法单元323从蓄电池ECU 260接收表示主电池220的荷电状态(SOC) 的值SOC。加法单元323通过将这些值加在一起来计算车辆动力PW。
需求转矩确定单元321、乘法单元322和加法单元323构成车辆动力 计算单元328。根据以上描述，车辆动力计算单元328基于至少加速器踏 板操作量"，来计算为驱动如图1所示的混合动力车辆100所需的车辆动 力PW。
改变率限制控制单元324根据车辆动力PW改变将从如图2所示的发 动机120输出的需求动力(发动机动力Pe)。改变率限制控制单元324执 行限制控制以在发动机120的启动开始之后的预定时段内限制发动机Pe
的增大。
还将更详细描述"限制控制"。改变率限制控制单元324改变发动机 动力Pe，使得发动机动力Pe的增大率等于或低于预定动力增大率。当发 动机120启动之后已经经过预定时段时，改变率限制控制单元324结束限 制控制。在限制控制结束之后，改变率限制控制单元324使发动机动力Pe 遵循车辆动力PW。
当发动机动力Pe增大到车辆动力PW时，电动机动力随着发动机动 力Pe的增大而以适当速率减小。因此，发动机和电动机输出转矩所根据 的分配比率平滑地改变，而不会引起车辆整体产生的驱动力的突然改变。 于是，可以平滑地从EV行驶模式切换到发动机行驶模式。
发动机转速计算单元325预先存储了表示车辆动力PW与发动机转速 Ne之间关系的对照图M2。发动机转速计算单元325基于对照图M2计算 发动机转速Ne。发动机转速计算单元325基于对照图M2计算发动机转速 Ne。表示发动机转速Ne和发动机动力Pe的信号被传递到发动机ECU 280。
行驶模式控制单元326基于车辆动力PW使混合动力车辆100的行驶 模式在发动机行驶模式和EV行驶模式之间切换。这能够使发动机ECU 280或MG—ECU 300受控。
这样，HV_ECU 320改变发动机动力Pe,使得在预定时段内发动机动 力Pe的增大率等于或低于预定动力增大率。HV—ECU 320用作根据本发明
的用于内燃机的控制设备中的"输出动力控制单元"。
图4是示出如图3所示的对照图M2的示例的图。在图4的对照图M2 中，横轴表示发动机转速Ne，纵轴表示车辆动力PW。对照图M2包括恒 定燃料消耗曲线和恒定驱动力线。当发动机120的驱动力由运转点X表示 时，如果驾驶员按压加速器踏板以增大驱动力，则发动机120的运转点从 运转点X移动到界定了发动机运转区域的线上的运转点Y。于是，车辆动 力PW (即，来自发动机120的转矩)随着发动机转速Ne的升高而增大。 在此状态下，如果驾驶员松开加速器踏板，则发动机120的运转点从运转 点Y返回到运转点X。
图5是图示由如图3所示的HV一ECU 320执行的例程的流程图。将参 照图5和图3详细描述该例程。在该例程中，首先在步骤Sl判断车辆动 力PW是否等于或大于预定值。如果在步骤Sl判定车辆动力PW等于或 大于预定值(步骤Sl的"是")，则处理进行到步骤S2。另一方面，如 果在步骤Sl判定车辆动力PW小于预定值(步骤Sl的"否")，则处理 进行到步骤S5。
在步骤S5，行驶模式控制单元326将混合动力车辆100的行驶模式设 定为EV行驶模式。
在步骤S2，改变率限制控制单元324判断发动机是否启动。如果判定 发动机启动开始(步骤S2的"是")，则处理进行到步骤S3。另一方 面，如果判定发动机启动已经完成(步骤S2的"否")，则处理进行到 步骤S4。
例如，改变率限制控制单元324测量发动机启动开始之后已经经过的 时间。当经过时间等于或短于预定时段时，改变率限制控制单元324判定 发动机正处于启动过程中。另一方面，当经过时间超过预定时段时，改变 率限制控制单元324判定发动机启动已经完成。
在步骤S3，改变率限制控制单元324限制发动机动力Pe的增大率。 相反，在步骤S4，改变率限制控制单元324不限制发动机动力Pe的增大 率，并使发动机动力Pe遵循车辆动力PW。
当步骤S3至S4中的任一项完成时，处理进行到步骤S1。
图6是示出如图l和图2所示的发动机ECU 280的主要部分的结构的 框图。
如图6所示，发动机ECU 280包括除法单元281和节气门开度计算单 元282。除法单元281从HV一ECU 320接收表示发动机动力Pe和发动机转 速Ne的值。除法单元281将发动机动力Pe除以发动机转速Ne以获得发 动机转矩Te (Te=Pe/Ne)。
节气门开度计算单元282接收表示发动机转矩Te和发动机转速Ne的 值。节气门开度计算单元282预先存储了表示节气门开度TH、发动机转 矩Te和发动机转速Ne之间关系的对照图M3。节气门开度计算单元282
基于对照图M3来计算节气门开度TH。
这样，发动机ECU 280基于发动机动力Pe计算节气门开度TH。然 后，发动机ECU 280命令节气门电动机296将节气门114打开至节气门开 度TH。发动机ECU 280用作根据本发明的用于内燃机的控制设备中的 "开度命令单元"。
图7是用于描述在发动机120启动时由如图2所示的控制设备310执 行的控制的时序图。
如图7所示，车辆动力PW在时间tl之前小于预定值Pl。因此，如 图1所示的混合动力车辆100在时间tl之前以EV行驶模式行驶。发动机 动力Pe在时间tl之前等于O。
例如在混合动力车辆100加速时，车辆动力PW增大。当车辆动力 PW在时间tl达到预定值Pl时，如图2所示的控制设备310开始发动机 120的启动。
此时，改变率限制控制单元324限制发动机动力Pe的增大率 (Pa/t)，使得在预定时段内(从时间tl到时间t2)增大率等于或低于预 定增大率(Pb/t)。
发动机ECU 280基于发动机动力Pe改变节气门开度TH。因此，合适 地设定发动机动力Pe的增大率(Pa/t)可以限制节气门开度TH的增大率 (Ta/t)，使得增大率等于或低于基于预定动力增大率(Pa/t)设定的开度 增大率(Tb/t)。
根据本发明的实施例，节气门开度TH的增大率被设定为如下值基 于该值，节气门开度TH在时间t2之前不超过规定限制THlim。合适地设 定发动机动力Pe的增大率(Pa/t)也可以限制节气门开度TH的增大率 (Ta/t)。
如图1所示的混合动力车辆100的行驶模式在时间t2从EV行驶模式 切换到发动机行驶模式。在时间t2之后，改变率限制控制单元324使发动 机动力Pe遵循车辆动力PW (Pe=PW)。节气门开度TH还随着发动机 动力Pe的增大改变。相反，电动机动力以合适的速率减小。于是，可以 在不引起能由驾驶员感受到的震动的情况下，将电动机动力和发动机动力
Pe从电动机动力等于车辆动力PW的状态平滑地改变到发动机动力Pe等 于车辆动力PW的状态。
图8是用于针对在发动机启动时发动机动力Pe和加速器踏板操作量 改变的方式将本发明的实施例与对比示例相对比的时序图。对比示例与本 发明实施例的不同在于不限制发动机启动期间的发动机动力的增大。根 据对比示例，紧接着发动机启动开始之后实现车辆的快速响应；换言之， 从发动机启动开始时起的短时间内实现目标车辆动力。
图8中的时间tl、 t2分别对应于图7中的时间tl、 t2。在图8中，实 线Al示出了根据本发明实施例的发动机动力Pe的改变。虚线Bl示出了 根据对比示例的发动机动力Pe的改变。实线A2示出了根据本发明实施例 的节气门开度TH的改变。虚线B2示出了根据对比示例的节气门开度TH 的改变。
实线Al和虚线Bl表示在时间tl之后根据对比示例的由虚线Bl所示 的发动机动力Pe比根据本发明实施例的由实线Al所示的发动机动力Pe 更迅速地增大。响应于发动机动力Pe的这种改变，根据对比示例的虚线 B2所示的节气门开度TH的增大率大于根据本发明实施例的由实线A2所 示的节气门开度TH的增大率。
在对比示例中，虽然当发动机开始自运转时从发动机输出的转矩较 大，但是这种大转矩突然传递到动力分割机构200、混合动力车辆100和 驱动轮160的车轴(前述"动力传递机构")。因此，在动力传递机构中 发生震动，从而驾驶员感受到振动等。但是，在混合动力车辆100中，由 于从发动机输出的转矩的突然增大对行驶性能的效应小于预期。
此外，在对比示例中，发动机启动时的发动机动力Pe根据车辆的行 驶状况等改变。这是因为车辆动力PW根据车辆的行驶状况改变。
因此，在对比示例中，在发动机启动时引入发动机的空气量可以每次 不同。因此，在对比示例中，在发动机启动时燃烧的空燃混合物的空燃比 可以每次不同。结果，排气中的污染物量可以不同，或者空燃混合物可以 导致不完全燃烧。
根据本发明的实施例，在从时间tl到时间t2的预定时段内抑制发动
机动力Pe的增大。于是，根据本发明，抑制了在动力传递机构中引起的 震动。因此，可以防止能由驾驶员感受到的振动等。
此外，根据本发明的实施例，在发动机启动时段内节气门开度TH等 于或小于规定限制THlim，并还限制节气门开度TH的增大率。因此，根 据本发明的实施例，可以减小在发动机启动时引入发动机的空气量的变 化，从而减小空燃比的变化。结果，根据本发明的实施例，可以抑制排气 中污染物量的变化，还可以在发动机启动时可靠地燃烧空燃混合物。
在本发明的实施例中，发动机启动时车辆的响应可能会更慢。但是， 这种不利可以通过优化设定从时间tl到时间t2的时段来最小化。这可以 设定发动机启动时车辆的响应，使得驾驶员不会感受到不舒适的感觉。
根据本发明的用于内燃机的控制设备可以用于除了混合动力车辆100 之外的车辆中。例如，根据本发明的用于内燃机的控制设备也可以应用于 经济行驶车辆。在经济行驶车辆中，当车辆临时停止时，响应于预定发动 机停止条件的满足而强制停止发动机的空转，并当发动机停止条件结束 时，发动机变为自动空转起动，并重启。
已经在说明书中描述的本发明的实施例在全部方面都应认为是解释性 的而非限制性的。本发明的技术范围由权利要求界定，并且意图将落在权 利要求的等同方案的含义和范围内的全部改变包括在内。
权利要求
1. 一种控制设备，其用于内燃机(120)，所述内燃机安装在车辆中并设置有调节引入所述内燃机的空气量的节气门，所述控制设备包括节气门驱动单元(296)，其驱动所述节气门以改变所述节气门(114)的开度(TH)；和启动控制单元(280，320)，其控制所述节气门驱动单元(296)，所述控制设备的特征在于所述启动控制单元(280，320)控制所述节气门驱动单元，使得在所述内燃机(120)的启动开始之后的预定时段内，所述开度(TH)不超过规定限制(THlim)并且所述开度的增大率(Ta/t)等于或低于预定开度增大率(Tb/t)。
2. 根据权利要求1所述的控制设备，其中所述启动控制单元包括 开度命令单元(280)，其基于将从所述内燃机输出的需求动力计算目标开度，并命令所述节气门驱动单元(296)将所述节气门(114)打开 至所述目标开度；和输出动力控制单元(324)，其执行限制控制以改变所述需求动力， 使得所述需求动力(Pe)的增大率(Pa/t)等于或低于预定动力增大率 (Pb/t)。
3. 根据权利要求1所述的控制设备，其中所述输出动力控制单元包括车辆动力计算单元(328)，其至少基于加速器踏板操作量来计算驱 动所述车辆所需的车辆动力；和限制控制单元(324)，其在所述车辆动力超过预定值时开始所述限 制控制，在所述内燃机的启动开始之后已经经过所述预定时段时结束所述 限制控制，并在所述限制控制完成之后使所述需求动力(Pe)遵循所述车 辆动力(PW)。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的控制设备，其中所述内燃机 (120)是产生驱动所述车辆的驱动轮(160)的驱动源，并且所述车辆包括电动机(140)，其能够用作所述驱动源；和动力传递机构(180， 200)，其将来自所述内燃机和所述电动机中至 少一者的驱动力传递到所述车轮。
5. 根据权利要求3所述的控制设备，其中所述限制控制单元(324) 在所述限制控制完成之后将所述需求动力(Pe)增大到与所述车辆动力(PW)相等的值。
6. —种用于内燃机的控制设备，包括节气门驱动单元(296)，其驱动节气门(114)以改变所述节气门的 开度(TH)，所述节气门调节引入所述内燃机(120)的空气量；和启动控制单元，其控制所述节气门驱动单元(2%)，使得在所述内 燃机的启动开始之后的预定时段内，所述开度不超过规定限制(THlim) 并且所述开度的增大率(Ta/t)等于或低于预定开度增大率(Tb/t)。
7. —种控制方法，其用于内燃机(120)，所述内燃机安装在车辆中 并设置有调节引入所述内燃机的空气量的节气门，所述控制方法的特征在 于包括以下步骤控制所述节气门的开度，使得在所述内燃机(120)的启动开始之后 的预定时段内，所述开度不超过规定限制(THlim)并且所述开度的增大 率(Ta/t)等于或低于预定开度增大率(Tb/t);并且在所述控制下驱动所述节气门(114)，以增大所述节气门的所述开 度(TH)。
全文摘要
发动机ECU(280)和HV_ECU(320)控制节气门电动机(296)，使得在发动机(120)的启动开始之后的预定时段内，节气门开度(TH)不超过规定限制(THlim)并且节气门开度的增大率(Ta/t)等于或低于预定开度增大率(Tb/t)。于是，从发动机输出的动力被控制为在预定时段内不显著增大。因此，在发动机启动时，可以抑制能够由驾驶员感受到的震动。此外，还减小了当发动机启动时引入发动机的空气量的变化，其减小了在发动机启动时排气中污染物量的变化。
文档编号F02D9/02GK101389515SQ200780006543
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月23日 优先权日2006年2月24日
发明者增田英二, 山口胜彦, 牟田浩一郎 申请人:丰田自动车株式会社