专利名称：用于内燃机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的控制装置。特别是，本发明涉及一种执行发动机停止控制的用于内燃机的控制装置。
背景技术：
作为一种相关技术，如在公开号为10-317936的日本专利申请(JP-A-10-317936) 中公开的，已知存在一种用于内燃机的控制装置，其被构造为将已经与润滑油混合的喷射出的燃料的比率(油稀释率)保持为低。在相关技术中，当产生减小所述油稀释率的需求时，使用于内燃机的冷却液的温度上升以使润滑油的温度上升，从而促进已经与润滑油混合的所述燃料的蒸发。进一步，作为另一种相关技术，已知存在一种执行所谓的发动机停止控制的用于内燃机的控制装置。在发动机停止控制中，当不需要内燃机的输出时，使发动机的运行临时停止。作为发动机停止控制的示例，已知当车辆在信号灯等处停止时用于使内燃机停止的怠速停止控制、当混合动力车辆通过电动机行驶时用于使内燃机停止的控制等。同时，上述相关技术采用以下构造其中，通过根据用于内燃机的冷却液的温度控制润滑油的温度，使油稀释率保持为低。但是，当这些相关技术应用于执行发动机停止控制的车辆时，会导致下面的问题。当在内燃机的运行期间执行发动机停止控制时，作为气缸中的发热源的所述内燃机中的燃烧被停止。因而，相对于内燃机的燃烧继续的情况，缸膛和润滑油的温度趋向于更快地下降。然后，当油温突然变化时，油温与冷却液的温度之间的关系也会显著变化。因此， 很难根据冷却液温度来估计或控制油温。结果，所述油稀释率的控制也可能发生误差。
发明内容
本发明提供了一种用于内燃机的控制装置，即使当执行发动机停止控制时，该控制装置也能够稳定地控制喷射出的燃料与润滑油混合的状态，并将燃料的混合状态局限于允许范围。根据本发明的第一方案的用于内燃机的控制装置，包括燃料喷射部，其实施用于内燃机的燃料喷射；再循环部，其将已经与用于内燃机的润滑油混合的喷射出的燃料的蒸发气体再循环到进气系统；参数获取部，其获取与已经与润滑油混合的燃料的量相对应的燃料混合参数；发动机停止部，其在预定停止条件被满足时，执行发动机停止控制使内燃机临时停止；以及停止条件校正部，其根据至少燃料混合参数来校正发动机停止控制的停止条件。根据上述构造，所述停止条件校正部能够根据至少所述燃料混合参数来校正发动机停止控制的所述停止条件。根据此校正，能够扩大或缩小执行发动机停止控制的控制范围。因而，通过适当地调整发动机停止控制的执行频率以及发动机停止控制的持续时间，能够将与润滑油混合的燃料的量控制在所需水平。因此，同样在执行发动机停止控制的系统中，能够将与润滑油混合的燃料的量局限于允许范围。然后，即使当将燃料的蒸发气体再循环到进气系统时，通过抑制燃烧的变化如空燃比A/F的偏差等，也能够使燃烧状态稳定。在上述构造中，所述控制装置可以配备有发动机温度获取部，所述发动机温度获取部获取内燃机的冷却液温度或润滑油的油温作为发动机温度。将发动机温度用作停止条件，当判定出发动机温度等于或高于停止允许温度时，发动机停止部可以执行发动机停止控制。当燃料混合参数变得大于预定基准值时，停止条件校正部可以使停止允许温度上升得大于通常情况。根据上述构造，当燃料混合参数变得大于基准值时，停止条件校正部能够使停止允许温度上升得大于通常情况。当停止允许温度上升时，允许内燃机运行的温度范围相应变大，以增加运行的持续时间和频率。因此，发动机温度能够被保持得相对高。因而，能够减小在喷射出的燃料可能与润滑油混合时的低温下的运行频率。结果，能够抑制由于低温运行引起的燃料的混合量增大。在上述构造中，在燃料混合参数保持大于基准值的同时，随着燃料混合参数增大， 停止条件校正部可以减小停止允许温度的上升幅度。根据上述构造，在燃料混合参数保持大于基准值的同时，随着燃料混合参数增大， 停止条件校正部能够减小停止允许温度的上升幅度。也就是说，当燃料混合参数较小时，即使发动机温度上升，燃料的蒸发气体的产生量也不会非常大。因此，通过经由停止允许温度的大幅上升使内燃机积极地运行，能够使润滑油中的燃料迅速蒸发。另一方面，当燃料混合参数较大时，停止允许温度的上升幅度被保持得较小，以防止迅速产生燃料的蒸发气体。因而，通过使发动机温度相对缓慢地上升，润滑油中的燃料能够以适当的速度蒸发，而不会导致所述空燃比A/F的偏差。在上述构造中，在燃料混合参数保持大于基准值的同时，随着发动机温度上升，停止条件校正部可以增大停止允许温度的上升幅度。根据上述构造，在燃料混合参数保持大于基准值的同时，随着发动机温度上升，停止条件校正部能够增大停止允许温度的上升幅度。也就是说，燃料的蒸发气体的产生量随着温度的上升幅度的增大而增大。因此，当发动机温度较低时，停止允许温度的上升幅度被设定得较小，以使发动机温度的上升速度保持为低。因而，能够防止迅速产生燃料的蒸发气体。另一方面，当油温较高时，温度的上升幅度较小，直到发动机温度达到暖机后的特定温度。因此，无需考虑蒸发气体的量的突然增大。因而，通过使停止允许温度大幅上升，能够使润滑油中的燃料迅速蒸发。在上述构造中，所述控制装置可以配备有怠速运行限制部，所述怠速运行限制部在燃料混合参数变得大于比基准值高的预定上限时，限制内燃机的怠速运行，而无论停止条件的满足状态如何。根据上述构造，当燃料混合参数变得大于比基准值高的上限时，也可以假定例如无法充分发挥停止条件校正部的效果的情况。在这种情况下，怠速运行限制装置能够作为紧急措施来限制内燃机的怠速运行，而无论停止条件的满足状态如何。因此，能够防止废气排放特性使得怠速运行范围恶化，在怠速运行范围内，由于进气量小而相对可能发生空燃比A/F的偏差。在上述构造中，所述控制装置可以配备有辅助动力部，所述辅助动力部至少在内
5燃机被停止时产生动力。当发动机停止部使内燃机停止时，辅助动力部可以产生车辆的驱动力。根据上述构造，在混合动力车辆等中，即使当内燃机被停止时，辅助动力部也能够产生车辆的驱动力。因而，内燃机的运行控制不可能受车辆等的运行状态限制。因此，能够平稳地执行发动机停止控制和用于停止条件的校正控制。在上述构造中，发动机停止部中的停止条件是如下条件在车辆的要求驱动力变得小于内燃机将被停止时的发动机停止要求基准值时，内燃机被保持停止的条件。停止条件校正部可以增大发动机停止要求基准值，以校正停止条件。根据上述构造，通过在车辆的要求驱动力变得小于发动机停止要求基准值时使内燃机停止，发动机停止部能够对辅助动力部进行动力切换。进一步，停止条件校正部能够根据至少燃料混合参数来适当地校正发动机停止要求基准值，以使内燃机仅在如空燃比A/F 的偏差量被局限于允许范围的运行范围内运行。根据此校正，即使当适于内燃机运行的运行范围根据燃料与润滑油的混合状态而变化时，发动机停止要求基准值也能够响应于此变化被适当地改变。因此，在可能发生空燃比A/F的偏差的低负荷运行范围内，能够使辅助动力部运行。结果，能够抑制在混合动力车辆等中发生空燃比A/F的偏差。在上述构造中，随着燃料混合参数增大，停止条件校正部可以增大发动机停止要求基准值。根据上述构造，即使当再循环到进气系统的蒸发气体的量恒定时，蒸发燃料的再循环量也会随着燃料混合参数的增大而增大。结果，在高负荷侧运行范围内，也可能对应地发生空燃比A/F的偏差。另一方面，停止条件校正部能够使运行范围朝向高负荷侧变大，在所述运行范围内，随着燃料混合参数增大，通过增大发动机停止要求基准值来使辅助动力部运行。在上述构造中，随着每单位时间产生的蒸发气体的量增大，停止条件校正部可以增大发动机停止要求基准值。根据上述构造，随着每单位时间产生的蒸发气体的量增大，蒸发燃料的再循环量增大，并且在高负荷侧运行范围内，也可能对应地发生空燃比A/F偏差。另一方面，停止条件校正部能够使运行范围朝向高负荷侧变大，在所述运行范围内，随着每单位时间产生的蒸发气体的量增大，通过增大发动机停止要求基准值来使辅助动力部运行。在上述构造中，所述控制装置可以配备有气温检测部，其检测外部气温；停止温度获取部，其获取内燃机的发动机温度作为停止温度；停止时间测量部，其测量根据发动机停止控制的内燃机的停止时间；以及重起温度估计部，其根据外部气温、停止温度和停止时间来估计在内燃机的重起期间的发动机温度。根据上述构造，当内燃机被重起时，能够根据外部气温、停止温度和停止时间来估计在内燃机的重起期间的发动机温度。因此，即使当由于发动机停止控制的影响导致发动机温度与在持续运行期间相比更加不规则地变化时，通常能够以高精度把握发动机温度。 因而，即使不利用温度传感器等，也能够以高精度执行利用发动机温度的各种控制。在上述构造中，当不同于停止条件的起动条件被满足时，发动机停止部可以终止发动机停止控制以起动内燃机。根据上述构造，当不同于停止条件的起动条件被满足时，发动机停止部能够通过终止发动机停止控制来起动内燃机。因而，能够在内燃机的停止条件和内燃机的起动条件之间添加滞后。因此，能够执行稳定的控制，同时避免在短时间内控制的切换被重复的状态 (控制的抖振)。在上述构造中，燃料喷射部可以是将燃料喷射到内燃机的气缸中的直接喷射式燃料喷射阀。根据上述构造，在直接喷射式燃料喷射阀中，粘附于气缸的燃料进入油底壳。结果，相对大量的燃料可能与润滑油混合。同样在这种情况下，通过根据燃料混合参数来校正发动机停止控制的停止条件，能够适当地控制已经与润滑油混合的燃料的量。
在下面参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述中，将对本发明的特征、优点以及技术和工业重要性进行描述，其中相同的标记表示相同的构件，并且其中图1为用于说明根据本发明的第一实施例的系统构造的整体示意图；图2为示出在ECU中预先存储的停止允许温度特性图的特性简图；图3为示出燃料的蒸馏率与燃料的温度之间的关系的特性简图；图4为在本发明的第一实施例中由ECU执行的控制的流程图；图5为在本发明的第二实施例中由ECU执行的控制的流程图；图6为用于说明根据本发明的第三实施例的系统构造的整体示意图；图7为示出在本发明的第三实施例中混合动力车辆的发动机行驶范围和所述混合动力车辆的电动机行驶范围的说明图；以及图8为在本发明的第三实施例中由ECU执行的控制的流程图。
具体实施例方式<第一实施例X第一实施例的构造 > 下面将参照图1至图4描述本发明的第一实施例。图1为用于说明根据本发明的第一实施例的系统构造的整体示意图。根据本发明的第一实施例的系统配备有例如设计为直接喷射式多缸发动机的内燃机10。应该指出的是，在图1中举例说明的是安装在内燃机10中的多个气缸中的一个。内燃机10的每个气缸12设置有通过活塞14的往复运动增加和减小容积的燃烧室16。活塞14联接到作为内燃机10的输出轴的曲轴18上。进一步，内燃机10配备有进气通道20，其用于将进气吸入每个气缸12中；以及排气通道22，其用于将废气从每个气缸12排出。进气通道20设置有电子控制节流阀26和作为用于检测进气量的进气量检测装置的空气流量计24。节流阀26由节流电动机28根据加速器开度等驱动以增大/减少进气量。进一步，内燃机的每个气缸12设置有燃料喷射阀30，其作为用于将燃料直接喷射到燃烧室16中的直接喷射式燃料喷射装置；火花塞32， 其点燃燃烧室16中的混合气；进气阀34，其使通向燃烧室16/来自燃烧室16的进气通道 20打开/关闭；以及排气阀36，其通向燃烧室16/来自燃烧室16的排气通道22打开/关闭。进一步，内燃机10配备有再循环通道40，如下文将描述的，该再循环通道作为用于将从油底壳38中的润滑油中蒸发的燃料的蒸发气体再循环到进气通道20的再循环装置。再循环通道40被设计为使通过再循环通道40再循环到进气通道20的蒸发气体的流量根据进气通道20中的负压(进气负压)而变化。此外，根据本发明的第一实施例的系统配备有包括曲轴转角传感器42、进气温度传感器44、冷却液温度传感器46、油温传感器48等的传感器组，以及控制内燃机10的运行状态的电子控制单元(ECU) 50。曲轴转角传感器42输出与曲轴18的旋转同步的信号。 ECU 50根据曲轴转角传感器42的输出来检测发动机转速。进一步，进气温度传感器44检测进气的温度(外部气温)，并构成气温检测装置。 另一方面，冷却液温度传感器46检测用于内燃机的冷却液的温度(冷却液温度Tw)。油温传感器48检测油底壳38中的润滑油的温度(油温To)。这两个传感器即冷却液温度传感器46和油温传感器48构成用于获取冷却液温度Tw或油温To作为发动机温度的发动机温度获取装置。应该指出的是，本发明可以采用以下构造其中，如下文将描述的根据内燃机的运行状态以估计方式获取油温To，而不利用如油温传感器48。除了空气流量计24和各传感器42、44、46和48外，在上述传感器组中还包括控制车辆和内燃机所需的各种传感器(例如，检测加速器开度的加速器开度传感器、检测废气的空燃比的空燃比传感器等)。这些传感器连接至E⑶50的输入侧。进一步，包括节流电动机28、燃料喷射阀30、火花塞32等的各种致动器连接至E⑶50的输出侧。借助传感器组检测内燃机的运行状态，然后E⑶50驱动相应的致动器。更具体地，ECU 50根据传感器组的输出来设定燃料喷射量、燃料喷射正时、点火正时等，并且按照这些设定内容来驱动相应的致动器。通过此ECU 50执行的运行控制包括下文将描述的怠速停止控制和停止条件校正控制。<怠速停止控制 > 怠速停止控制是一种用于使内燃机临时停止以改善例如燃料消耗性能、废气排放特性等的发动机停止控制(发动机停止控制)。然后，在怠速停止控制中， 当车辆呈现怠速运行状态并且预定停止条件被满足时，内燃机被自动停止。下列条件(1) 至(3)等可以作为停止条件的示例被论述。条件(1)为内燃机的发动机温度等于或高于停止允许温度。条件(2)为电池的电压被保持得足够高。条件(3)为怠速运行持续了预定时间或更长时间。在上述停止条件⑴中，发动机温度是内燃机的冷却液温度Tw或润滑油的油温To 的统称。在下面的描述中，当冷却液温度Tw或油温To可以用作控制参数时，这些温度将被综合地描述为“发动机温度”。进一步，根据车辆和内燃机的状态，可变地设定停止条件(1)中的停止允许温度。 例如，当ECU 50在怠速运行范围内未充分地执行各种学习控制(学习燃料喷射量的控制、 学习燃料喷射正时的控制等)时，停止允许温度被设定得高于通常情况。因而，不执行怠速停止控制的温度范围变大。因此，能够增加怠速运行的持续时间和频率(即，执行学习控制的机会的次数)。进一步，同样地，当车载机器如加热器等的性能不充分时或当内燃机在冬季等被最大限度地暖机时，停止允许温度被设定得高于通常情况。同时，在直接喷射式内燃机10中，在低温运行期间，喷射出的燃料可能粘附于气缸的壁表面。已经粘附于气缸的部分燃料通过活塞14与气缸的壁表面之间的间隙进入油底壳38，并与润滑油混合。当该燃料在润滑油中累积时，在暖机运行期间等，大量的燃料可能从润滑油蒸发。在该蒸发气体通过再循环通道40再循环到燃烧室16的期间，当混合气的空燃比A/F自适当值波动时，蒸发气体构成所谓的空燃比A/F的偏差的因素。此外，在执行发动机停止控制如怠速停止控制等的车辆中，当在运行期间执行发动机停止控制时，作为发热源的内燃机中的燃烧被停止，从而导致发动机温度的大幅变化。 因而，在执行发动机停止控制的车辆中，根据任何传统控制方法，均很难准确控制蒸发气体的再循环量。因而，在本发明的该第一实施例中，执行停止条件校正控制，如下文将描述的。<停止条件校正控制 > 在此校正控制中，根据油稀释率K和发动机温度来校正作为怠速停止控制的停止条件之一的停止允许温度。因而，通过调整执行怠速停止控制的温度范围，能够如下文将描述的控制油稀释率K。也就是说，停止允许温度被校正，以减小油稀释率K并抑制由于蒸发气体的再循环引起的燃烧状态变化。此处应该指出的是，油稀释率K是与已经与润滑油混合的燃料的量相对应的燃料混合参数，并代表润滑油的通过燃料的混合的稀释率。进一步，油稀释率K是依照下文将描述的方法并根据内燃机的运行状态等而获取的。(根据油稀释率的校正)首先，在停止条件校正控制中，当油稀释率K变得高于预定基准值Klow时，使停止允许温度上升得大于通常情况。在这种情况下，术语“通常情况” 是指油稀释率K等于或小于基准值Klow的情况。进一步，基准值Klow被限定为能够通过例如停止条件校正控制的效果将混合气的空燃比A/F的偏差局限于允许范围内的油稀释率K 的最大值，并且其被预先存储在ECU 50中。如上所述，当停止允许温度上升时，允许怠速运行的温度范围相应地变大。结果， 怠速运行的持续时间和频率增加。因此，所述发动机温度能够被保持得相对高。因而，当油稀释率K变得高于相对高水平即基准值Klow时，使停止允许温度上升，以使得能够减小在喷射出的燃料可能与润滑油混合时的低温下的运行频率，并抑制油稀释率K由于低温运行引起的增大。进一步，根据图2中所示的停止允许温度特性图，判定在油稀释率K保持高于基准值Klow时停止允许温度上升的幅度。图2为示出在ECU中预先存储的停止允许温度特性图的特性简图。如图2所示，根据油稀释率K和发动机温度，判定停止允许温度的值。应该指出的是，在本发明的该第一实施例中，润滑油的油温To被例示为发动机温度。首先，将描述停止允许温度的校正量与油稀释率K之间的关系。在停止条件校正控制中，如图2所示，随着油稀释率K增大而超过基准值Klow，停止允许温度的上升幅度减小。也就是说，在油稀释率K变得高于基准值Klow后，停止允许温度被设定得高于通常情况。停止允许温度被设计为在保持高于基准值Klow的同时，随着油稀释率K的增大而下降。这是因为燃料的蒸发气体的产生量较小，因此，在油稀释率K较小(较低)的情况下，即使当润滑油的油温上升时，蒸发气体的再循环对空燃比A/F也几乎没有影响。因此， 在这种情况下，停止允许温度大幅上升，以积极地执行怠速运行并促进润滑油中所含燃料的蒸发。因而，油稀释率K能够被迅速减小，而不会影响空燃比A/F。另一方面，当油稀释率K较大(较高)时，停止允许温度的上升幅度被保持得较小，以防止迅速产生燃料的蒸发气体。也就是说，怠速运行的持续时间和频率适当地增加， 以防止油温在短时间内大幅上升。因而，油温能够相对缓慢地上升。因此，润滑油中的燃料能够以适当的速度蒸发，从而不会导致空燃比A/F的偏差。因而，即使当不断减小油稀释率 K时，也能够使得空燃比A/F稳定。
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(根据发动机温度的校正)接下来，将描述停止允许温度的校正量与发动机温度 (油温)之间的关系。在停止条件校正控制中，如图2所示，在油稀释率K保持高于基准值 Klow的同时，随着油温上升，停止允许温度的上升幅度被设计为增大。图3为示出燃料的蒸发率与燃料的温度之间的关系的特性简图。如图3所示，即使当油稀释率K恒定时，燃料的蒸发气体的产生量也随着温度的上升幅度的增大而增大。因此，当油温较低时，内燃机的暖机的进行导致油温从较低温度大幅上升到暖机后的恒定温度(例如，大约90°C)。作为该温度上升的结果，产生相对大量的蒸发气体。因而，当油温较低时，停止允许温度的上升幅度被设定得较小，以抑制发动机温度的上升速度。因此，能够防止迅速产生燃料的蒸发气体。因而，油稀释率K能够被不稳定地减小，同时避免空燃比A/F的偏差。另一方面，当油温较高时，温度的上升幅度较小，直到油温达到暖机后的恒定温度。因此，无需考虑由油温的大幅上升引起的蒸发气体的量的突然增大。因而，通过使停止允许温度大幅上升，能够使润滑油中的燃料迅速蒸发。<怠速限制控制(怠速禁止控制)> 当内燃机呈现特定运行状态时，尽管执行上述停止条件校正控制，仍然不能实现充分的效果。因而，在本发明的第一实施例中，当油稀释率K变得高于预定上限Koc时，使内燃机停止，如果可能，以限制(基本上禁止)怠速运行， 而无论停止条件(1)的满足状态如何。此处应该指出的是，表述“基本上禁止”意味着禁止怠速运行，但需要最少的怠速运行持续时间以保持车辆性能的情况除外。进一步，上限Koc 被限定为例如将要发生空燃比A/F的偏差时的高水平的油稀释率K。因此，在停止条件校正控制的效果充分时，也无法达到该稀释率。因而，上限Koc被设定为大于基准值Klow的值 (Koc > Klow)，并且与基准值Klow —起被预先存储在E⑶50中。当油稀释率K变得高于上限Koc时，尤其是在进气量较小的低输出范围内，可能发生空燃比A/F的偏差。因此，如果可能，优选地抑制怠速运行。因而，在这种情况下，即使当发动机温度等于或低于停止允许温度时，也在不妨碍车辆的基本性能的范围内执行怠速停止控制，从而使内燃机停止(禁止怠速运行)。此处应该指出的是，不妨碍车辆的基本性能的范围是指满足正常的起动性和行驶性能的范围。更具体地，例如，当不满足停止条件(2) 时，需要确保电池电压，因此，在最小可能的限度内允许怠速运行。另一方面，为了促进例如保持车载机器的性能和执行学习控制的机会的目的，只要油稀释率K高于上限Koc，则可以忽略停止允许温度的校正等。根据怠速限制控制，即使无法充分地实现停止条件校正控制的效果，仅当绝对必要时作为紧急措施也能够执行怠速运行。因而，能够抑制由于空燃比A/F的偏差引起的废气排放特性的恶化。应该指出的是，虽然在本发明的该第一实施例中例示了根据油稀释率 K来执行怠速限制控制的构造，但是如下文描述的本发明的第二实施例所示，也适于采用根据油稀释率K和发动机温度(例如，油温To)执行怠速限制控制的构造。<油稀释率估计控制 > 在上述各种控制中，通过使用例如内燃机的负荷率、燃料喷射量、燃料喷射周期、燃料喷射正时、冷却液温度等作为参数计算由每次燃料喷射产生的燃料稀释量并结合计算出的值，来计算润滑油稀释率K。该计算方法是广为人知的，如在例如公开号为2003-322047的日本专利申请(JP-A-2003-322047)和公开号为2004-293394的日本专利申请(JP-A-2004-293394)中所述的。进一步，如在例如公开号为2008-298001的日本专利申请(JP-A-2008-298001)中所述的，也适于采用根据内燃机的进气量和内燃机的废气空燃比计算油稀释率(稀释量) 的构造。此外，如在例如公开号为10-317936的日本专利申请(JP-A-10-317936)中所述的，也适于采用根据窜缸混合气中的碳氢化合物的浓度、曲轴箱中的压力、声速、红外线吸收率、润滑油的粘度、PH值、电阻、电容等来计算油稀释度的构造。<油温获取控制 > 接下来，将描述一种不利用油温传感器48来获取油温的方法。 在本发明的该第一实施例中，也适于采用根据下列不利用油温传感器48的获取方法(1)至 (3)中的任何一种方法以估计方式获取油温的构造。应该指出的是，这些获取方法均是广为人知的。(1)将通过以数据形式表达润滑油的油温、在发动机的起动期间的冷却液温度和自发动机起动以来的燃料喷射量的积分值之间的关系而获得的特性数据预先存储在ECU中。 根据在发动机的起动期间的冷却液温度和燃料喷射量的积分值，利用这些特性数据来计算油温。(2)将通过以数据形式表达润滑油的油温、在发动机的起动期间的冷却液温度和自发动机起动以来所经过的时间之间的关系而获得的特性数据预先存储在ECU中。根据在发动机的起动期间的冷却液温度和经过时间，利用这些特性数据来计算油温。(3)将气缸中的燃烧对润滑油的油温的影响、与冷却液的热交换对润滑油的油温的影响、以及与外部空气的热交换对润滑油的油温的影响转换为数学表达式，并且根据该数学表达式来计算油温。<用于实现第一实施例的具体处理程序 > 图4为在本发明的第一实施例中由E⑶ 执行的控制的流程图。在图4所示的例程中，首先根据来自传感器组的信号输入来获取各种运行信息，包括发动机转速、进气量、冷却液温度Tw、油温To等(步骤100)。在步骤100 的处理中，还包括根据获取的运行信息来计算负荷率和油稀释率K的处理。然后，判定内燃机是否已经被自动停止(在怠速停止控制期间)(步骤102)。之后，当该判定的结果为肯定时，转向下文描述的步骤120，以执行起动判定处理。另一方面，当在步骤102中的判定的结果为否定时，首先判定油稀释率K是否等于或小于上限Koc (步骤104)。当该判定的结果为否定时，油稀释率K极高并且要求即时的措施。因此，转向下文描述的步骤118，以执行怠速限制控制。进一步，当在步骤104中的判定的结果为肯定时，油稀释率K不足够高以采取即时的措施。因此，随后判定油稀释率K是否等于或小于基准值Klow (步骤106)。然后，当在步骤106中的判定的结果为肯定时，油稀释率K被局限于正常范围。因此，将预先存储在ECU 50中的在正常运行期间的允许冷却液温度Tl设定为最终的停止允许温度(步骤108)。进一步，当在步骤106中的判定的结果为否定时，调整油稀释率K的必要程度较高。因此，将通过上述停止条件校正控制(参见图2)校正的允许冷却液温度T2 设定为最终的停止允许温度(步骤110)。然后，在步骤112中判定冷却液温度Tw是否等于或高于停止允许温度。当在步骤 112中的判定的结果为肯定时，判定是否满足其他停止条件如上述停止条件(2)和(3)(步骤114)。当步骤112和步骤114的结果均为肯定时，执行怠速停止控制以使内燃机停止(步骤116)。进一步，当在步骤112和步骤114中的判定的结果之一为否定时，终止处理程序， 而不执行发动机停止控制。另一方面，当在步骤104中的上述判定的结果为否定时，判定是否满足预定的怠速运行禁止条件(步骤118)。如上所述，怠速运行禁止条件是用于判定是否能够在不妨碍车辆的基本性能的范围内禁止怠速运行的条件。然后，当在步骤118中的判定的结果为肯定时，在步骤116中使内燃机停止。进一步，当在步骤118中的判定的结果为否定时，允许在最小可能的限度内怠速运行，而不执行步骤116的处理。此外，当在步骤102中的上述判定的结果为肯定时，内燃机已经被停止。因此，判定是否满足用于起动内燃机的起动条件(步骤120)。该起动条件的一个示例可以作为驾驶员执行用于使车辆行驶的操作的条件、启动空燃比A/F传感器的条件等被论述。然后，当在步骤120中的判定的结果为肯定时，起动内燃机(步骤122)。如上所述，根据本发明的该第一实施例，根据油稀释率和发动机温度来校正怠速停止控制的停止条件。根据此校正，能够扩大或缩小执行怠速停止控制的温度范围。因而， 通过适当地调整怠速停止控制的执行频率和怠速停止控制的持续时间，能够将油稀释率控制在所需水平。因此，在油稀释率可能上升的直接喷射式内燃机中，即使当执行怠速停止控制时，也能够将油稀释率局限于允许范围。然后，即使当将燃料的蒸发气体再循环到进气系统时，也能够抑制燃烧的变化如空燃比A/F的偏差等。因而，能够使燃烧的状态稳定。<第二实施例 > 接下来，将参照图5描述本发明的第二实施例。在本发明的该第二实施例中，采用与本发明的前述第一实施例(图1)的系统构造相同的系统构造。另一方面，本发明的第二实施例在下文将描述的控制内容方面不同于本发明的第一实施例。应该指出的是，与本发明的前述第一实施例中相同的构件由相同的附图标记表示，并且在本发明的第二实施例中省略这些构件的描述。〈第二实施例的特征>(用于怠速限制控制的判定条件)在本发明的该第二实施例中，当同时满足下面的判定条件(1)和(2)时，执行与本发明的第一实施例的怠速限制控制相同的怠速限制控制。判定条件(1)为油稀释率K高于上限Koc。判定条件(2)为发动机温度(例如，油温To)高于预定的温度基准值Toe。上述判定条件(1)与本发明的第一实施例相同。当满足判定条件(1)时，油稀释率 K足够高，需要即时的措施。但是，即使在此状态下，当温度较低时，燃料的挥发性下降，并且从润滑油蒸发的蒸发气体的量不会显著增大。因而，在本发明的该第二实施例中，例如， 蒸发气体的产生量开始增大时的油温被预先设定为温度基准值Toe。即使当满足判定条件 (1)时，也不会执行怠速限制控制，除非还满足判定条件(2)。根据此构造，即使在油稀释率 K较高的情况下，当内燃机处于低温时，也能够不受限制地执行怠速运行。因此，即使当在适当的正时执行怠速限制控制时，也能够抑制怠速运行被超过必要地限制。(在重起期间的油温估计控制)如上所述，当在内燃机的自动停止期间满足预定起动条件时，终止怠速停止控制以重起内燃机。此时，润滑油的油温已经与发动机的停止时间对应地下降，并且显示的运行情况不同于在发动机持续运行的情况下的运行情况。因而，在本发明的该第二实施例中，考虑到内燃机的停止时间来估计在内燃机的重起期间的油温。更具体地，首先，当通过怠速停止控制使内燃机停止时，在内燃机停止时检测或估计出的作为润滑油的油温的停止油温Tos被存储在ECU 50中。此处应该指出的是，根据例如从发动机起动到执行怠速停止控制所消耗的燃料量(作为具体示例，从发动机起动开始的进气量的积分值和燃料喷射量的积分值)，能够估计出停止油温Tos。进一步，在内燃机的停止期间，测量作为从发动机停止的正时开始所经过的时间的怠速停止时间S，并计算作为通过进气温度传感器44检测出的进气温度(外部气温)的时间平均值的平均进气温度Ta。此处应该指出的是，随着怠速停止时间S增加，在发动机停止后的油温从停止油温Tos逐渐下降。在这种情况下的温度的下降随着大气温度如外部气温等的下降而增大。 这些关系以预先存储在E⑶50中的数据的形式被表达为特性图数据、函数表达式等。因而，当内燃机被重起时，根据上述停止油温Tos、上述怠速停止时间S和上述平均进气温度Ta，能够估计出在内燃机的重起期间的油温To。根据此构造，即使当由于怠速停止控制的影响使润滑油的油温与在持续运行期间相比更加不规则地变化时，也通常能够以高精度把握油温。因此，即使当不利用油温传感器等时，也能够以高精度执行利用油温的各种控制。<用于实现第二实施例的具体处理 > 图5为在本发明的第二实施例中由E⑶执行的控制的流程图。在图5所示的例程中，首先，在步骤200至步骤204中，执行与本发明的第一实施例的步骤100至步骤104相同的判定处理。然后，当在步骤204中的判定的结果为肯定时，将在正常运行期间的允许冷却液温度Tl设定为最终的停止允许温度(步骤206)。应该指出的是，本发明可以采用以下构造其中，根据油稀释率K与基准值Klow之间的大小关系，在步骤206中执行与本发明的第一实施例的停止条件校正控制(步骤106至步骤110)相同的停止条件校正控制，以将允许冷却液温度Tl和T2中的一个设定为最终的停止允许温度。然后，在步骤208至步骤212 中，根据停止条件的满足状态，执行与本发明的第一实施例的步骤112至步骤116的处理相同的处理，以使内燃机停止。之后，当发动机被停止时，获取并存储上述停止油温Tos (步骤 214)。进一步，当在步骤204中的判定的结果为否定时，判定油温To是否等于或低于温度基准值Toc (步骤216)。当该判定的结果为肯定时，返回到上述步骤206，因为尽管油稀释率K极高，但油温较低。另一方面，当在步骤216中的判定的结果为否定时，满足本发明的该第二实施例中用于怠速限制控制的判定条件(1)和(2)。因此，在这种情况下，与本发明的第一实施例的情况相同，当满足怠速运行禁止条件时，使内燃机停止(步骤218)。另一方面，当在步骤202中的判定的结果为肯定时，与本发明的第一实施例的步骤120的情况相同，判定是否满足自动起动条件(步骤220)。然后，当该判定的结果为肯定时，执行在内燃机的重起期间的上述油温估计控制，以在步骤222至步骤228中起动内燃机。也就是说，在步骤222中计算怠速停止时间S，而在步骤224中计算平均进气温度Ta。 进一步，在步骤228中，根据停止油温Tos、怠速停止时间S和平均进气温度Ta，通过参照存储在ECU50中的特性数据来计算在内燃机的重起期间的油温To。在同样如此构造的本发明的第二实施例中，能够获得与本发明的第一实施例的作用效果基本相同的作用效果。<第三实施例 > 接下来，将参照图6至图8描述本发明的第三实施例。本发明的该第三实施例的特征在于适用于利用内燃机和电动机二者作为动力源的混合动力车辆。应该指出的是，与本发明的前述第一实施例中相同的构件分别由相同的附图标记表示，并且在本发明的该第三实施例中省略这些构件的描述。(第三实施例的特征)图6为用于说明根据本发明的第三实施例的系统构造的整体示意图。如图6所示，根据本发明的第三实施例的车辆配备有电动机60，电动机60作为用于至少在内燃机10被停止时产生动力的辅助动力装置，并且所述车辆被设计为所谓的混合动力车辆。图7为示出在本发明的第三实施例中混合动力车辆的发动机行驶范围和所述混合动力车辆的电动机行驶范围的说明图。该说明图示出了行驶特性的一个示例，并且被模式化以易于理解。如图7所示，在本发明的该第三实施例中，例如，在从中负荷到高负荷的运行范围内，内燃机10在电动机60被停止的情况下运行，从而实施重视输出的发动机行驶。另一方面，在低负荷运行范围内(图7中的阴影区域)，通常不要求内燃机的较大输出， 并且由于进气量小，废气排放的特性可能波动。因而，在低负荷运行范围内，电动机60在内燃机10被停止的情况下运行，从而实施重视燃料消耗和废气排放的特性的电动机行驶。用于从上述发动机行驶切换到上述电动机行驶的切换控制构成了根据本发明的该第三实施例的发动机停止控制，并且当满足根据例如车辆和内燃机的运行状态、电池的充电状态等判定的预定停止条件时，执行该切换控制。该停止条件的一个示例为“车辆的要求驱动力小于发动机停止要求基准值engstop (下文称为停止要求输出engstop) ”。此处应该指出的是，停止要求输出engstop是发动机行驶优于电动机行驶时的发动机输出的下限。如图7所示，停止要求输出engstop被表达为通过连接内燃机的输出恒定的点获得的等输出线中的一条线。例如，在内燃机在图7中的运行线上运行的同时，当车辆的要求驱动力变得小于停止要求输出engstop (区域A)时，根据燃料消耗和废气排放的特性，电动机行驶优于发动机行驶。因此，在这种情况下，内燃机被停止以从发动机行驶切换到电动机行驶。应该指出的是，当混合动力车辆具有特定规格等时，在发动机行驶期间使内燃机和电动机二者运行的同时，可以执行控制内燃机和电动机的动力之间的分配比的运行(HV运行)。在该HV运行期间，在保持电动机的驱动的情况下内燃机被停止，从而执行从发动机行驶到电动机行驶的切换控制。进一步，在本发明的该第三实施例中，执行下文描述的停止条件校正控制， 以根据油稀释率K和发动机温度来校正作为上述切换控制(发动机停止控制)的停止条件的停止要求输出engstop。另一方面，当车辆的要求驱动力变得大于起动要求输出engstart时，执行从电动机行驶到发动机行驶的切换控制。此处应该指出的是，起动要求输出engstart是通过将预定滞后值enghi与停止要求输出engstop相加而获得的，并且根据下面所示的表达式(1) 进行设定。engstart = engstop+enghi··· (1)根据此构造，停止要求输出engstop和起动要求输出engstart是彼此不同的判别值。因此，能够对在发动机行驶和电动机行驶之间的切换操作(在使内燃机停止的条件和起动内燃机的条件之间)添加滞后。因而，避免了在短时间内控制的切换被重复的状态(控制的抖振)，从而使得能够稳定地执行控制。<停止条件校正控制 > 已经从润滑油蒸发的燃料的蒸发气体被再循环到进气系统。即使当该再循环量恒定时，在低负荷运行范围内，与较小的进气量相对应，蒸发燃料的量与空气量的比率增大，并且可能发生空燃比A/F的偏差。此外，当每单位时间蒸发气体的产生量增大时，再循环气体中的燃料的浓度增大。结果，在高负荷运行范围内，也对应地变得可能发生空燃比A/F的偏差，并且不适于发动机行驶的运行范围朝向高负荷侧扩大。因而，在停止条件校正控制中，执行以下控制随着每单位时间产生的蒸发气体
14的量增大，增大停止要求输出engstop以朝向高负荷侧扩大用于实施电动机行驶的运行范围。更具体地，随着油稀释率K增大和随着发动机温度上升，每单位时间产生的蒸发气体的量增大。因此，在停止条件校正控制中，随着油稀释率K增大或随着发动机温度上升，停止要求输出engstop被增大。在这种情况下，校正后的停止要求输出engstop被设定为以下发动机输出的下限即使当与油稀释率K和发动机温度相对应的量的蒸发气体被再循环到进气系统时，也允许将空燃比A/F的偏差量局限于允许范围。然后，在车辆的要求驱动力小于停止要求输出engstop的运行范围内，通过上述切换控制来实施电动机行驶，并防止在可能发生空燃比A/F的偏差的低负荷运行范围内实施发动机行驶。也就是说，根据此控制，停止要求输出 engstop被校正，以使内燃机仅在由蒸发气体的再循环引起的燃烧状态的变化被局限于允许范围的运行范围内运行，并使内燃机在其他运行范围内停止。<用于实现第三实施例的具体处理程序 > 图8为在本发明的第三实施例中由E⑶ 执行的控制的流程图。在ECU 50的电源接通时，重复执行图8所示的例程。在图8所示的例程中，首先判定油温To是否高于温度基准值Toc (步骤300)。当该判定的结果为肯定时， 判定油稀释率K是否高于上限Koc (步骤302)。这些判定处理分别与本发明的第二实施例 (图5)的步骤204和步骤216基本相同。也就是说，当在步骤300和步骤302中进行判定时，能够由此仅在需要即时地避免空燃比A/F的偏差的状况下才执行停止条件校正控制。 结果，能够获得与本发明的第二实施例的作用效果基本相同的作用效果。然后，当在步骤300中的判定的结果为否定时，内燃机较冷。因此，在冷运行期间， 将停止要求输出engstop的值设定为输出值engstopc (步骤304)。进一步，当在步骤302 中的判定的结果为否定时，油稀释率K不是极高的。因此，在正常运行期间，将停止要求输出engstop的值设定为输出值engStop2 (步骤306)。另一方面，当在步骤300和步骤302 中的判定的结果均为肯定时，存在需要避免空燃比A/F的偏差的状况。因此，根据下面的方法来计算停止要求输出下限engstopl，并将计算出的值设定为停止要求输出engstop (步骤308)。该步骤308的处理相当于上述停止条件校正控制。现在将描述步骤308的处理。在该处理中，首先，根据传感器组已经检测出的发动机转速和进气量，计算从油底壳38再循环到进气系统的燃料的蒸发气体的再循环量。蒸发气体的流量根据进气负压而变化，进气负压是根据发动机转速和进气量估计出的值。因此， 能够通过将这些关系预先存储在E⑶50中来计算蒸发气体的再循环量。然后，根据蒸发气体的再循环量、润滑油的油温、油稀释率K和燃料特性，计算空燃比A/F的偏差量。根据油稀释率K、润滑油的油温和燃料特性，能够计算出每单位时间产生的蒸发气体的量。因此， 根据蒸发气体的该产生量和再循环量，能够计算出用于进气量的燃料的再循环量即空燃比 A/F的偏差量。用于通过上述控制参数计算空燃比A/F的偏差量的特性数据被预先存储在 ECU 50 中。当空燃比A/F的偏差量被局限于预定允许范围时，通过例如用于校正燃料喷射量的常规控制，能够使空燃比A/F与目标值相符。然而，随着发动机输出(进气量)减小，空燃比A/F的偏差量趋向于增大。另一方面，喷射校正量被限制为等于或小于根据例如燃料喷射阀30的性能等确定出的最大校正量(允许校正量)的值。当油稀释率呈现为特定值时，存在要求喷射校正量大于允许校正量的运行范围。在该运行范围内，很难将空燃比A/F的偏差量局限于允许范围。因而，在步骤308中，计算使得通过上述计算而计算出的空燃比 A/F的偏差量局限于允许范围的发动机输出的下限，作为停止要求输出下限engstopK = 停止要求输出)。在这种情况下，表示空燃比A/F的偏差量与发动机输出之间的关系的特性数据被预先存储在ECU 50中。然后，在步骤310中，将预定滞后值enghi与停止要求输出engstop相加，以计算起动要求输出engstart作为起动条件。然后，在步骤312至步骤316中，根据起动要求输出engstart进行起动判定。在起动判定中，首先判定车辆的要求驱动力是否大于起动要求输出engstart (步骤312)。当该判定的结果为肯定时，与本发明的第一实施例(图5)的步骤210的情况相同，判定是否满足其他起动条件(步骤314)。然后，当在步骤312和步骤 314中的判定的结果均为肯定时，将运行允许标记设定为“开”(步骤316)。因而，内燃机被起动。当完成步骤316的处理时，或者当在步骤312和步骤314中的判定的结果之一为否定时，转到下文将描述的停止判定。在停止判定中，判定车辆的要求驱动力是否小于停止要求输出engstop(步骤 318)。当该判定的结果为肯定时，将运行允许标记设定为“关”(步骤320)。因而，内燃机被停止。另一方面，当在步骤318中的判定的结果为否定时，终止该例程而不执行步骤320 的处理。如上所述，根据本发明的第三实施例，能够根据油稀释率和发动机温度来适当地校正停止要求输出engstop，以使内燃机仅在空燃比A/F的偏差量被局限于允许范围的运行范围内运行。根据此校正，即使当适于发动机行驶的运行范围根据燃料在润滑油中的混合状态而变化时，停止要求输出engstop也能够响应于此变化被适当地改变。因此，在可能发生空燃比A/F的偏差的低负荷运行范围内，能够实施电动机行驶。即使在混合动力车辆中，也能够抑制由于发动机行驶导致的空燃比A/F的偏差。进一步，当本发明应用于混合动力车辆时，内燃机的运行控制不倾向于受车辆等的运行状态限制。因此，能够平稳地执行发动机停止控制和停止条件校正控制。应该指出的是，图4中的步骤100、图5中的步骤200、图8中的步骤300和说明书中所述的“油稀释率估计控制”表示在本发明的前述实施例的每个中的参数获取装置的具体示例。进一步，在这些附图中，步骤112、114、116、208、210、212、318和320表示发动机停止装置的具体示例。步骤106、108、110、204、206、302、304、306和308表示停止条件校正装置的具体示例。进一步，步骤104、116、118、204、212、216和218表示怠速运行限制装置的具体示例。在图5中，步骤214表示停止温度获取装置的具体示例，步骤222表示停止时间测量装置的具体示例，而步骤228表示重起温度估计装置的具体示例。进一步，本发明的第二实施例采用以下构造其中，根据停止油温Tos、怠速停止时间S和平均进气温度Ta来估计在内燃机的重起期间的油温To，以执行在内燃机的重起期间的油温估计控制。但是，本发明不限于此构造，而是也可以采用例如在本发明的第一实施例或第三实施例中执行在内燃机的重起期间的油温估计控制的构造。进一步，本发明的实施例中的每个均采用将油温To用作发动机温度(用作控制参数)的构造。但是，本发明不限于此构造，而是也可以采用将冷却液的冷却液温度Tw而非油温用作控制参数的构造。进一步，本发明的实施例中的每个均采用将油稀释率用作与已经与润滑油混合的燃料的量相对应的燃料混合参数的构造。但是，本发明不限于此构造，而是也可以采用使用除了油稀释率以外的参数的构造，只要该参数根据燃料的混合量而变化。
权利要求
1.一种用于内燃机的控制装置，包括燃料喷射部，其实施用于所述内燃机的燃料喷射；再循环部，其将已经与用于所述内燃机的润滑油混合的喷射出的燃料的蒸发气体再循环到进气系统；参数获取部，其获取与已经与所述润滑油混合的燃料的量相对应的燃料混合参数；发动机停止部，其在预定停止条件被满足时，执行发动机停止控制使所述内燃机临时停止；以及停止条件校正部，其根据至少所述燃料混合参数来校正所述发动机停止控制的停止条件。
2.根据权利要求1所述的控制装置，进一步包括发动机温度获取部，其获取所述内燃机的冷却液温度或所述润滑油的油温作为发动机温度，其中将所述发动机温度用作所述停止条件，当判定出所述发动机温度等于或高于停止允许温度时，所述发动机停止部执行所述发动机停止控制，并且当所述燃料混合参数变得大于预定基准值时，所述停止条件校正部使所述停止允许温度上升得大于通常情况。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，在所述燃料混合参数保持大于所述基准值的同时，随着所述燃料混合参数增大，所述停止条件校正部减小所述停止允许温度的上升幅度。
4.根据权利要求2或3所述的控制装置，其中，在所述燃料混合参数保持大于所述基准值的同时，随着所述发动机温度上升，所述停止条件校正部增大所述停止允许温度的上升幅度。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的控制装置，进一步包括怠速运行限制部，其在所述燃料混合参数变得大于比所述基准值高的预定上限时，禁止所述内燃机的怠速运行，而无论所述停止条件的满足状态如何。
6.根据权利要求1所述的控制装置，进一步包括辅助动力部，其至少在所述内燃机被停止时产生动力，其中当所述发动机停止部使所述内燃机停止时，所述辅助动力部产生车辆的驱动力。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其中，所述发动机停止部中的所述停止条件是如下条件在所述车辆的要求驱动力变得小于所述内燃机将被停止时的发动机停止要求基准值时，所述内燃机被保持停止的条件，并且所述停止条件校正部增大所述发动机停止要求基准值，以校正所述停止条件。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其中，随着所述燃料混合参数增大，所述停止条件校正部增大所述发动机停止要求基准值。
9.根据权利要求7或8所述的控制装置，其中，随着每单位时间产生的所述蒸发气体的量增大，所述停止条件校正部增大所述发动机停止要求基准值。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的控制装置，进一步包括气温检测部，其检测外部气温；停止温度获取部，其获取所述内燃机的发动机温度作为当通过所述发动机停止控制使所述内燃机停止时的停止温度；停止时间测量部，其测量由所述发动机停止控制引起的所述内燃机的停止时间；以及重起温度估计部，其根据所述外部气温、所述停止温度和所述停止时间来估计在所述内燃机的重起期间的发动机温度。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的控制装置，其中，当不同于所述停止条件的起动条件被满足时，所述发动机停止部终止所述发动机停止控制以起动所述内燃机。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的控制装置，其中，所述燃料喷射部是将燃料喷射到所述内燃机的气缸中的直接喷射式燃料喷射阀。
全文摘要
一种用于内燃机的控制装置，包括燃料喷射部，其实施用于所述内燃机的燃料喷射；再循环部，其将已经与用于所述内燃机的润滑油混合的喷射出的燃料的蒸发气体再循环到进气系统；参数获取部，其获取与已经与所述润滑油混合的燃料的量相对应的燃料混合参数；发动机停止部，其在预定停止条件被满足时，执行发动机停止控制使所述内燃机临时停止；以及停止条件校正部，其根据至少所述燃料混合参数来校正所述发动机停止控制的停止条件。
文档编号F02D41/04GK102472181SQ201080030267
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年7月3日
发明者村瀬荣二 申请人:丰田自动车株式会社