专利名称：内燃机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的控制装置。
背景技术：
有用于冷却内燃机的排气的冷却装置。作为冷却装置，具有设置在内燃机的排气口和排气歧管之间的冷却装置和设置在排气歧管周围的冷却装置(参照专利文献1)。冷却水在冷却装置内部流动，由此对排气进行冷却。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利文献特开昭63-208607号公报
发明内容
本发明所要解决的问题这种冷却装置被配置在冷却水流动的路径上。通过机械式泵使冷却水在该路径中循环。另外，这种冷却装置被蓄积排气的热量的一部分。当内燃机被怠速停止控制时，泵也停止运转，冷却水不再循环。因此，冷却装置中蓄积的热量向冷却水传递，使得冷却水有可能沸腾。本发明的目的是提供抑制冷却水的沸腾的内燃机的控制装置。用于解决问题的手段上述目的可通过下面的内燃机的控制装置实现。所述内燃机的控制装置包括7令却装置，所述冷却装置被设置在冷却水循环的路径上，并通过所述冷却水流经所述冷却装置的内部来冷却内燃机的排气；估计部，所述估计部估计所述排气的热量；以及控制部，所述控制部根据估计出的所述排气的热量来确定是否禁止怠速停止控制。由此，例如，通过在排气的热量多时禁止怠速停止控制，使冷却水循环的泵的动作继续进行，而使冷却水循环， 能够防止因蓄积在冷却装置中的热量引起冷却水的沸腾。发明效果根据本发明，能够提供抑制冷却水的沸腾的内燃机的控制装置。
图1是内燃机的控制装置的说明图；图2是示出冷却水的路径的图；图3是示出E⑶所执行的控制的一例的流程图；图4是用于计算排气气体温度的映射图；图5是用于说明ECU所执行的控制的时序图；图6是用于说明ECU所执行的控制的时序图；图7是示出E⑶所执行的控制的一例的流程图8是用于计算目标怠速转速的映射图；图9是实施例3的内燃机的控制装置的冷却水的路径的说明图；图10是示出E⑶所执行的控制的一例的流程图；图11是用于计算风扇的动作期间的映射图；图12是示出E⑶所执行的控制的一例的流程图。
具体实施例方式以下，参照附图对多个实施例进行说明。实施例1图1是内燃机的控制装置的说明图。发动机10具有一对储存器12L、12R。储存器12L、12R相互倾斜地配置。发动机10是所谓的V型发动机。储存器12L具有由三个气缸14L组成的气缸组。同样地，储存器12R也同样具有气缸14R。另外，储存器12L中设置有将燃料直接喷射到气缸14L内的燃料喷射阀15L。同样地，储存器12R中也设置有将燃料直接喷射到气缸14R内的燃料喷射阀15R。进气通路4L 和排气歧管5L连接到储存器12L，进气通路4R和排气歧管5R连接到储存器12R。进气通路4L、4R在上游侧合流，在进气通路4L、4R合流的位置上设置有用于调整吸入空气量的节流阀6、检测吸入空气量的空气流量计18。在排气歧管5L、5R的下端部分别设置有催化剂20L、20R。催化剂20L、20R分别净化从储存器12L、12R侧的气缸排出的排气。排气歧管5L、5R上分别安装有空燃比传感器 9L、9R。在储存器12L的排气口(未图示)与排气歧管5L之间设置有冷却装置40L。同样地，在储存器12R的排气口(未图示)与排气歧管5R之间设置有冷却装置40R。冷却装置40L、40R分别被构成为冷却水在排气歧管5L、5R的管的周围流动。后面对冷却装置40L、40R进行详细地描述。节流阀6的开度通过ECU (Electronic Contra Unit 电子控制单元)7L、7R针对每个储存器12L、12R单独地进行控制。另外，从燃料喷射阀15L、15R中喷射的燃料量也通过E⑶7L、7R单独地进行控制。E⑶7L、7R能够切断从燃料喷射阀15L、15R中喷射的燃料。 E⑶7L、7R将在后面详细地描述，但相当于估计部、控制部。E⑶7L、7R能够经由通信线路8 双向通信。E⑶7L、7R通过经由通信线路8交换信息，能够参照与其它的储存器的运转状态有关的信息，以进行相应的储存器的运转控制。另外，空燃比传感器9L、9R分别向E⑶7L、7R输出与排气的空燃比相应的检测信号。E⑶7L、7R分别基于来自空燃比传感器9L、9R的输出控制向各个气缸14L、14R的燃料喷射量，从而对空燃比进行反馈控制。反馈控制是指对燃料喷射量等进行控制使得所检测出的排气的空燃比变为目标空燃比。水温传感器52向E⑶7L输出与后述的冷却水的温度相应的检测信号。另外，水温传感器52被设置在冷却水循环的路径上的任意的位置上。车速传感器M向E⑶7L输出与车辆的速度相应的检测信号。换挡位置传感器56向ECU7L输出与变速杆(未图示)的位置相应的检测信号。制动开关58向ECU7L输出制动踏板(未图示)的打开(ON)信号、关闭(OFF)信号。
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E⑶7L、7R能够执行怠速停止控制。怠速停止控制是如下所述的控制。E⑶7L、7R 在基于来自车速传感器M的车速、来自换挡位置传感器56的变速杆的位置、以及来自制动开关58的信号判断出车速为0、变速杆的位置位于空档、并且制动开关58处于打开状态时， 使发动机10停止。另一方面，在发动机10停止后，E⑶7L、7R在基于来自换挡位置传感器56的变速杆的位置和来自制动开关58的信号判断出换挡位置位于驱动档D或者制动开关58处于关闭状态时，使发动机10起动。通过这样的怠速停止控制，能够减小燃料消耗量。图2是示出冷却水的路径的图。如图2所示，在冷却水的路径上配置有散热器72、 入口 74、泵76等。在主路径82中，冷却水按照入口 74、泵76、发动机10、散热器72的顺序进行循环。在主路径82中，冷却水从发动机10的后接合部19向散热器72循环。在辅助路径88中，冷却水按照入口 74、泵76、发动机10、冷却装置40L、40R、V储存管60的顺序进行循环。辅助路径88包括从后接合部19开始分叉使得冷却水分别流经冷却装置40L、40R 内部的分叉路径86L、86R。泵76是与发动机10的旋转连动地动作的机械式泵。冷却水从入口 74向发动机 10流动。冷却水首先流入发动机10的缸体侧水套Ilw中，随后流入缸盖侧水套12Lw、12Rw 中。从缸盖侧水套12Lw、12Rw中排出的冷却水在后接合部19处合流。主路径82与辅助路径88与后接合部19连结。流经主路径82的冷却水从后接合部19向散热器72流动，并且冷却水在散热器72中散热。分叉路径86L中配置有冷却装置40L。冷却水流经冷却装置40L内部。通过冷却水流经冷却装置40L内部，能够降低从储存器12L的气缸14L中排出的排气的温度。关于分叉路径86R、冷却装置40R也是同样的。图3是示出E⑶7L、7R所执行的控制的一例的流程图。E⑶7L、7R基于来自水温传感器52的输出检测冷却水温(步骤Si)。另外，也可不基于来自水温传感器52的输出而通过公知的方法估计冷却水温。随后，E⑶7L、7R计算排气气体温度以及排气气体量(步骤S2)。例如，基于图4中所示的映射图来计算排气气体温度。图4是用于计算排气气体温度的映射图，该映射图被预先存储在ECU7L、7R中。如图4所示，纵轴表示发动机10的转速，横轴表示发动机10的负荷。发动机10的转速、负荷越大，排气气体温度被计算出的值越高。排气气体温度也可以使用传感器检测。另外，排气气体量(g/sec)根据基于来自空气流量计18的输出检测出的吸入空气量和基于来自空燃比传感器9L、9R的输出检测出的空燃比进行计算。排气气体量也可以通过其他公知的方法检测或计算。接着，E⑶7L、7R估计排气气体的热量P (步骤S3)。具体地，通过以下的式子估计热量P。P = MXCpX (Tex-Tair) (1)M表示排气气体量，Cp表示排气气体的比热，Tex表示排气气体温度，Tair表示外部气体温度。将在步骤S2中计算出的排气气体量、排气气体温度分别代入到M、Tex中来计算热量P。另外，外部气体温度可以使用公知的温度传感器检测，也可以通过其他公知的方法来估计或计算。
接着，E⑶7L、7R判定冷却水温度是否大于判定值Dl (步骤S4)。当冷却水温度大于判定值Dl时，ECU7L、7R判定排气气体的热量是否大于判定值D2(步骤S5)。这里的排气气体的热量是在步骤S3中计算出的热量。当排气气体的热量大于判定值D2时，ECU7L、7R 将上次的第一计数值Tl加1后的值作为这次的第一计数值Tl (步骤S6)。第一计数值Tl 是指用于测量排气气体的热量大于判定值D2的期间的值。接着，E⑶7L、7R判定第一计数值Tl是否大于判定值D3 (步骤S7)。当第一计数值 Tl大于判定值D3时，E⑶7L、7R使禁止怠速停止控制的怠速停止禁止标识开启(步骤S8)。 这是因为通过禁止怠速停止控制，防止随着怠速停止控制的执行而冷却水的循环停止，由此防止因蓄积在冷却装置40L、40R中的热量引起的冷却水的沸腾。另外，当第一计数值Tl 大于D3时，估计排气气体的热量大于D2的期间较长。在这种情况下，估计蓄积在冷却装置 40L、40R中的热量也较大。在步骤S7中，当第一计数值Tl小于判定值D3时，E⑶7L、7R使怠速停止禁止标识关闭(步骤S2!3)。这是因为在这种情况下，估计蓄积在冷却装置40L、40R中的热量较少， 估计即使是执行怠速停止控制的情况下冷却水也不会沸腾。在步骤S4中，当冷却水温度小于判定值Dl时，E⑶7L、7R使怠速停止禁止标识关闭(步骤S2!3)。这是因为当冷却水温度一定程度低时，即使是执行怠速停止控制的情况下，因蓄积在冷却装置40L、40R中的热量使冷却水温度达到高温并且冷却水沸腾的可能性也很小。在步骤S5中，当排气气体的热量小于判定值D2时，E⑶7L、7R判定怠速停止禁止标识是否开启(步骤S20)。当判定结果为否定时，ECU7L、7R执行步骤S23。当判定结果为肯定时，E⑶7L、7R将上次的第二计数值T2加1后的值作为这次的第二计数值T2 (步骤S21)。 第二计数值T2用于测量排气气体的热量小于判定值D2的期间。接着，E⑶7L、7R判定第二计数值T2是否大于判定值D4(步骤S2》。当第二计数值T2大于判定值D4时，E⑶7L、7R执行步骤S23。这是因为在这种情况下，估计蓄积在冷却装置40R、40L中的热量少。当第二计数值T2小于判定值D4时，E⑶7L、7R使怠速停止禁止标识开启(步骤S8)。这是因为在这种情况下，估计蓄积在冷却装置40R、40L中的热量尚很充分。第二计数值T2相应于排气气体的热量小于判定值D2的期间。因此，根据估计出的排气的热量小于判定值D2的期间和估计出的排气的热量大于判定值D2的期间，来确定是否禁止怠速停止控制。即，根据估计出的排气的热量小于判定值D2的期间和估计出的排气的热量大于判定值D2的期间，来确定是否禁止怠速停止控制。由此，考虑发动机10的运转状态，来确定是否禁止怠速停止控制。如上所述，ECU7L、7R估计排气气体的热量，并根据估计出的热量确定是否禁止怠速停止控制。由此，当排气的热量高时，禁止怠速停止控制，使泵76继续动作，从而使冷却水循环。由此，能够防止因蓄积在冷却装置40L、40R中的热量而引起冷却水沸腾。接下来，通过时序图对E⑶7L、7R所执行的控制进行说明。图5、图6是用于说明 ECU7L、7R所执行的控制的时序图。另外，图5、图6中示出了排气气体的热量P、车速、发动机10的转速、冷却装置40L、40R的温度Tc、冷却水的温度Tw。另外，冷却水的温度Tw表示在冷却装置40L、40R周边的冷却水的温度。图5是怠速停止被禁止时的时序图。例如，如果车辆攀登坡道等并且继续地执行高转速高负荷运转，则排气气体的热量P升高而超过判定值D2。当与热量P大于判定值D2 的期间相当的第一计数值Tl大于判定值D3时，怠速停止禁止标识开启。在怠速停止禁止标识开启的状态下车速变为零而进行停车时，不执行怠速停止控制而进行怠速运转。如果进行怠速运转时的冷却装置40L、40R的温度Tc为200°C，则由于怠速运转的执行，排气气体的热量P急剧下降，并且冷却装置40L、40R的温度Tc也从200°C逐渐下降。另外，由于怠速运转的执行，发动机10以低转速继续地旋转，与此相伴，泵76也继续地动作，从而使冷却水继续地循环。由此，冷却水的温度Tw在车辆的停车前后不会发生很大的变化而维持在 90°C左右。如此，能够防止因蓄积在冷却装置40L、40R中的热量引起冷却水的沸腾。假设当排气气体的热量很高时怠速停止控制被执行的情况。在此情况下，泵76停止动作，因此，冷却水不进行循环，冷却装置40L、40R内或者滞留在冷却装置40L、40R周边的冷却水可能因冷却装置40L、40R中蓄积的热量而发生沸腾。然而，在本实施例中，由于在预定的条件下怠速停止控制被禁止而执行怠速运转，因此冷却水进行循环直到蓄积在冷却装置40L、40R中的热量减少。由此，能够防止冷却水沸腾。接下来，对怠速停止控制被执行的情况进行说明。图6是怠速停止控制被执行时的时序图。如图6所示，在排气气体的热量P大于判定值D2后变得小于判定值D2而进行停车的情况下，当与热量P小于判定值D2的期间相应的第二计数值T2大于判定值D4时， 怠速停止控制被执行。由此，发动机10停止运转，泵6也停止动作。然而，由于怠速停止刚要被执行前的排气气体的热量P较小，因此蓄积在冷却装置40L、40R中的热量也小。因此， 即使是执行了怠速停止控制的情况下，冷却水的温度上升也非常小。因此，在这种情况下， 即使执行怠速停止控制冷却水也不会沸腾。通过执行怠速停止控制，能够抑制燃料消耗量。实施例2接下来，对实施例2的内燃机的控制装置的ECU7L、7R所执行的控制进行说明。图 7是示出ECU7L、7R所执行的控制的一例的流程图。实施例2的内燃机的控制装置具有与图 1、图2中所示的实施例1的内燃机的控制装置相同的构成。E⑶7L、7R在执行到步骤Sl S8时计算出怠速运转时的目标怠速转速(步骤S9)。 图8是用于计算目标怠速转速的映射图。图8的映射图被预先存储在ECU7L或7R的ROM 中。在图8的映射图中，纵轴表示目标怠速转速、横轴表示第一计数值Tl。第一计数值Tl 越大，目标怠速转速越大。例如，当第一计数值Tl为1000、2000、3000、4000时，怠速转速分别被设定为 700、1000、1400、1800 (rpm)。第一计数值Tl如前所述相当于排气气体的热量大于判定值D2的期间，因此，能够估计出第一计数值Tl越大，蓄积在冷却装置40L、40R中的热量越大。因此，蓄积在冷却装置40L、40R中的热量越多，ECU7L、7R将目标怠速转速设定得越大。目标怠速转速越大，被泵76循环的冷却水的流速越大。因此，蓄积在冷却装置40L、40R中的热量越大，怠速运转时的冷却水的流速越大。由此，即使是蓄积在冷却装置40L、40R中的热量大的情况下，也能够防止冷却水的沸腾，并且能够尽快地降低冷却装置40L、40R的温度。实施例3接下来，对实施例3的内燃机的控制装置进行说明。图9是实施例3的内燃机的控制装置的冷却水的路径的说明图。如图9所示，实施例3的内燃机的控制装置中设置有用于冷却散热器72的散热器风扇(以下，称为风扇)73a。通过马达7 使风扇73a动作马达7 根据来自E⑶7L的指令进行动作。通过风扇73a促进冷却水在散热器72中的散热。风扇73a在车辆行驶时停止运转。在车辆行驶时，通过车辆行驶风促进冷却水在散热器72中的散热。图10是示出E⑶7L、7R所执行的控制的一例的流程图。当E⑶7L、7R执行到步骤Sl S8时，E⑶7L、7R计算风扇73a的动作期间(步骤 S9a)。详细地，风扇73a的动作期间是指怠速运转中风扇73a的动作期间。图11是用于计算风扇73a的动作期间的映射图。在图11的映射图中，纵轴表示风扇73a的动作期间，横轴表示第一计数值Tl。图11的映射图被预先存储在E⑶7L或E⑶7R的ROM中。如图11所示，第一计数值Tl越大，风扇73a的动作期间越长。例如，当第一计数值Tl为1000、2000、 3000,4000时，风扇73a的动作期间分别被设定为30、60、90、120 (秒)。随后，E⑶7L、7R判定是否处于怠速运转中(步骤S10)，当判定结果为否定时，终止一系列的处理。当处于怠速运转中时，E⑶7L向马达7 输出指令从而使风扇73a动作(步骤 S11)。如此，在怠速运转中使风扇73a动作的理由是由于在怠速运转中车辆停止，所以不能期待通过车辆行驶风使冷却水在散热器72中散热。因此，通过在怠速运转中使风扇 73a动作，能够确保在怠速运转中冷却水在散热器72中的散热。由此，能够防止冷却水因蓄积在冷却装置40L、40R中的热量而发生沸腾。另外，根据第一计数值Tl设定风扇73a的动作期间的理由如下。如前所述，第一计数值Tl与排气气体的热量超过判定值D2的期间相应。因此，估计第一计数值Tl越大蓄积在冷却装置40L、40R中的热量越大。因此，蓄积在冷却装置40L、40R中的热量越大，冷却水处于越容易高温化的状况。通过考虑这种状况来设定风扇73a的动作期间，防止了冷却水的高温化。另外，通过根据蓄积在冷却装置40L、40R中的热量设定风扇73a的动作期间， 还能够尽可能地抑制伴随着风扇73a的动作的电力消耗。实施例4接下来，对实施例4的内燃机的控制装置的ECU7L、7R所执行的控制进行说明。图 12是示出ECU7L、7R所执行的控制的一例的流程图。另外，实施例4的内燃机的控制装置与实施例3的内燃机的控制装置同样地，也包括风扇73a和马达73b。在ECU7L、7R执行完步骤Sl S8后，ECU7L、7R计算目标怠速转速以及风扇73a的动作期间(步骤S9、S9a)。如前所述，基于根据第一计数值Tl规定的映射图来计算目标怠速转速和风扇73a的动作期间。接下来，ECU7L、7R判定是否处于怠速运转中(步骤S10)， 当判定结果为肯定时，进行控制使得风扇73a动作并且发动机10的怠速转速变为目标怠速转速(步骤S11、SU)。通过控制燃料喷射量和吸入空气量进行对目标怠速转速的控制。如此，在怠速运转中，E⑶7L、7R使风扇73a动作的同时还控制怠速转速。由此，能够防止冷却水高温化，能够促进冷却装置40L、40R的冷却。以上对本发明的优选实施方式进行了详细描述，但本发明不限于上述的特定的实施方式，而可以在权利要求书记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形和变更。
权利要求
1.一种内燃机的控制装置，包括冷却装置，所述冷却装置被设置在冷却水循环的路径上，并通过所述冷却水流经所述冷却装置的内部来冷却内燃机的排气；估计部，所述估计部估计所述排气的热量；以及控制部，所述控制部根据估计出的所述排气的热量来确定是否禁止怠速停止控制。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，所述控制部在所述估计出的排气的热量大于判定值时禁止所述怠速停止控制。
3.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，所述控制部根据所述估计出的排气的热量大于判定值的期间来设定怠速运转时的所述内燃机的目标转速。
4.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，所述控制部根据所述估计出的排气的热量大于判定值的期间和所述估计出的排气的热量小于所述判定值的期间，来确定是否禁止所述怠速停止控制。
全文摘要
本实施例的内燃机的控制装置包括冷却装置40L、40R，所述冷却装置40L、40R被设置在冷却水循环的路径上，并通过冷却水流经冷却装置的内部来冷却内燃机的排气；以及ECU7L、7R，所述ECU7L、7R估计排气的热量，并根据估计出的排气的热量来确定是否禁止怠速停止控制。
文档编号F01P3/12GK102395765SQ20098015877
公开日2012年3月28日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者三谷信一, 佐藤哲, 广冈重正, 浦野繁幸, 角冈卓 申请人:丰田自动车株式会社