专利名称：用于内燃发动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发动机的控制装置。
背景技术：
例如，日本专利申请公报N0.2007-327472 (JP2007-327472A)中描述了一种用于内燃发动机的控制装置，该控制装置包括改变气门正时的可变气门正时机构。在JP2007-327472A中，设定在发出停止内燃发动机的运转(下文称为发动机停止)的请求时的目标气门正时，并且在发出发动机停止请求时开始用于改变气门正时以使得气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致的控制(下文称为发动机停止请求时气门正时控制)。在该控制中，当从发出发动机停止请求时已经过了预定时间(下文称为预定怠速延长时间)时，开始停止内燃发动机的运转的处理(下文称为发动机停止处理)。JP2007-327472A中描述的可变气门正时机构(具体地，改变排气门的气门正时的机构)通过液压流体的压力而被致动。通过发动机停止请求时气门正时控制而使气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致所需的时间(下文称为气门正时控制时间)根据液压流体的温度而变化。内燃发动机通过润滑油来润滑，并且从发动机停止处理开始时到发动机运转停止时所需的时间(下文称为发动机停止时间)根据在发动机停止请求被发出时的润滑油温度而变化。在JP2007-327472A中，由于预定怠速延长时间被设定为恒定时间，因此当气门正时控制时间比较短或者当发动机停止时间比较长时，气门正时可能在发动机运转停止前达到发动机停止请求时目标气门正时。这种情况下，内燃发动机的燃料经济性可能以内燃发动机怠速运转的量降低。此外，当气门正时控制时间比较长或者当发动机停止时间比较短时，发动机运转可能在气门正时达到发动机停止请求时目标气门正时前停止。这种情况下，可能无法使气门正时达到发动机停止请求时目标气门正时。
发明内容
本发明使气门正时在内燃发动机的运转停止时与发动机停止请求时目标气门正时一致，并且抑制内燃发动机的燃料经济性的降低。本发明涉及一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括通过液压流体的压力来改变气门正时的可变气门正时机构。本发明的第一方面提供了一种用于内燃发动机的控制装置。所述控制装置包括:控制气门正时的改变的控制单元。所述控制单元设定发动机停止请求时目标气门正时，所述发动机停止请求时目标气门正时为在作为所述内燃发动机的运转的停止的发动机停止的请求被发出时的目标气门正时；在所述发动机停止的请求被发出时，所述控制单元开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机怠速运转；在所述气门正时已达到预定气门正时时，所述控制单元开始停止所述内燃发动机的运转的处理；并且所述控制单元基于所述液压流体的温度来设定所述预定气门正时。通过上述构造，考虑影响气门正时控制时间(亦即，通过发动机停止请求时气门正时控制而使气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致所需的时间)的长度的液压流体温度来设定预定气门正时。因而，可以通过发动机停止请求时气门正时控制来设定预定气门正时，以使得气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致且同时发动机运转停止。因此，可以使气门正时在内燃发动机的运转停止时与发动机停止请求时目标气门正时一致并抑制内燃发动机的燃料经济性的降低。在所述控制装置中，所述控制单元除基于所述液压流体的温度外还可基于润滑所述内燃发动机的润滑油的温度来设定所述预定气门正时。通过上述构造，考虑影响气门正时控制时间的长度的液压流体温度和影响发动机停止时间(亦即，从发动机停止处理开始到发动机运转停止所需的时间)的长度的润滑油温度来设定预定气门正时。因而，可以通过发动机停止请求时气门正时控制来设定预定气门正时，以使得气门正时可靠地与发动机停止请求时目标气门正时一致且同时发动机运转可靠地停止。因此，可以可靠地使气门正时在内燃发动机的运转停止时与发动机停止请求时目标气门正时一致并可靠地抑制内燃发动机的燃料经济性的降低。本发明的第二方面提供了一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括改变气门正时的可变气门正时机构。所述控制装置包括:控制气门正时的改变的控制单元。所述控制单元设定发动机停止请求时目标气门正时,所述发动机停止请求时目标气门正时为在作为所述内燃发动机的运转的停止的发动机停止的请求被发出时的目标气门正时；在所述发动机停止的请求被发出时，所述控制单元开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机怠速运转；在所述气门正时已达到预定气门正时时，所述控制单元开始停止所述内燃发动机的运转的处理；并且所述控制单元基于润滑所述内燃发动机的润滑油的温度来设定所述预定气门正时。通过上述构造，考虑影响发动机停止时间(亦即，从发动机停止处理开始到发动机运转停止所需的时间)的长度的润滑油温度来设定预定气门正时。因而，可以通过发动机停止请求时气门正时控制来设定预定气门正时，以使得气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致且同时发动机运转停止。因此，可以使气门正时在内燃发动机的运转停止时与发动机停止请求时目标气门正时一致并抑制内燃发动机的燃料经济性的降低。在所述控制装置中，动力单元可包括所述内燃发动机和电动机，并且所述动力单元可能够将所述内燃发动机的动力和所述电动机的动力中的至少一者作为动力输出并且可安装在车辆上。通过上述构造，使内燃发动机怠速运转一使气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致所需的时间。亦即，抑制了内燃发动机的并非使气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致所需的运转。因而，可以尽可能多地减少内燃发动机的运转。因此，在准备了内燃发动机运转且电动机被驱动的模式和内燃发动机的运转停止且仅电动机被驱动的模式(下文将该模式称为“间歇模式”)的情况下，当需要执行内燃发动机的运转停止的间歇模式时，可以尽早执行间歇模式。本发明的第三方面提供了一种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机包括通过液压流体的压力来改变气门正时的可变气门正时机构。所述控制方法包括:设定发动机停止请求时目标气门正时，所述发动机停止请求时目标气门正时为在作为所述内燃发动机的运转的停止的发动机停止的请求被发出时的目标气门正时；在所述发动机停止的请求被发出时，开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机怠速运转；在所述气门正时已达到预定气门正时时，开始停止所述内燃发动机的运转的处理；以及基于所述液压流体的温度来设定所述预定气门正时。本发明的第四方面提供了一种用于内燃发动机的控制方法。所述控制方法包括:设定发动机停止请求时目标气门正时，所述发动机停止请求时目标气门正时为在作为所述内燃发动机的运转的停止的发动机停止的请求被发出时的目标气门正时；在所述发动机停止的请求被发出时，开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机怠速运转；在所述气门正时已达到预定气门正时时，开始停止所述内燃发动机的运转的处理；以及基于润滑所述内燃发动机的润滑油的温度来设定所述预定气门正时。
以下将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中同样的标号表示同样的元件，并且其中:图1是示出了包括根据本发明的第一实施例的控制装置的内燃发动机的视图；图2是示出了根据第一实施例的可变进气门正时机构的视图；图3是示出了第一实施例中用于取得目标气门正时的脉谱图的视图；图4是示出了执行根据第一实施例的发动机停止控制的例程的一个示例的视图；图5是示出了根据第一实施例的发动机停止控制的状态的时间图；以及图6是示出了装备有根据本发明的一个实施例的包括内燃发动机和电动机的动力单元的车辆的一个示例的视图。
具体实施例方式以下将描述本发明的第一实施例。图1示出了包括根据本发明的第一实施例的控制装置的内燃发动机。在图1中，内燃发动机10、内燃发动机机体20、气门致动机构30、进气通路40、排气通路50、加速器踏板60和电子控制单元70也在图1中示出。气缸21、活塞22、连杆23、曲轴24、曲柄角传感器25、燃烧室26、火花塞27和燃料喷射阀28也在图1中示出。进气门31、进气门致动机构32、排气门33和排气门致动机构34也在图1中示出。进气口 41、进气管42、节气门43、节气门致动器44、排气口 51、排气管52和加速器踏板操作量传感器61也在图1中示出。电子控制单元70包括微处理器(CPU) 71、只读存储器(ROM) 72、随机存取存储器(RAM) 73、备份RAM (B-RAM) 74和接口(IF) 75。这些微处理器71、只读存储器72、随机存取存储器73、备份RAM74和接口 75经由双向总线互相电连接。活塞22布置在气缸21中以便可在气缸21内往复移动。连杆23将活塞22连接到曲轴24。曲柄角传感器25邻近曲轴24附装至内燃发动机机体(下文称为发动机机体)20，并具有输出与曲轴24的旋转相位对应的输出值的功能。火花塞27安装在发动机机体20上使得火花塞27的远端暴露于燃烧室26的内部。燃料喷射阀28邻近进气口 41安装在进气管42处。燃料喷射阀28与接口 75电连接，并基于来自电子控制单元70的指令信号而将燃料喷射到进气口 41中。从燃料喷射阀28喷射的燃料经由进气口 41随同空气一起被导入燃烧室26。火花塞27与接口 75电连接，并基于来自电子控制单元70的指令信号而点燃燃烧室26中的燃料。活塞22随着燃料在燃烧室26中燃烧而在气缸21中往复移动。曲轴24随着活塞22在气缸21中往复移动而经由连杆23旋转。曲柄角传感器25与接口 75电连接，并且曲柄角传感器25的输出值被输入到电子控制单元70。电子控制单元70基于曲柄角传感器25的输出值来计算内燃发动机的转速。进气门31布置在发动机机体20上，并具有开启或封闭进气口 41的功能。进气门致动机构32安装在发动机机体20上。进气门致动机构32打开或关闭进气门31，并改变进气门31的气门正时。当进气门31打开时，进气口 41被开启。当进气门31关闭时，进气口41被封闭。进气门31的气门正时是指进气门的气门打开正时和进气门的气门关闭正时两者。排气门33布置在发动机机体20上，并具有开启或封闭排气口 51的功能。排气门致动机构34安装在发动机机体20上，并具有打开或关闭排气门33的功能。当排气门33打开时，排气口 51被开启。当排气门33关闭时，排气口 51被封闭。气门致动机构30包括进气门31、进气门致动机构32、排气门33和排气门致动机构34。进气通路40由进气口 41和进气管42形成，并具有向燃烧室26供给空气的功能。进气口 41形成在发动机机体20中。进气管42的一端连接到进气口 41，且进气管42的另一端与外部空气相通。节气门43可枢转地布置在进气管42中，并具有改变进气管42的流动通路面积的功能。节气门致动器44连接到节气门43。节气门致动器44与接口 75电连接，并致动节气门43以使得进气管42的流动通路面积响应于从电子控制单元70传输的控制信号而变成期望的流动通路面积。排气通路50由排气口 51和排气管52形成，并具有将从燃烧室26排出的排气排放到外部空气的功能。排气口 51形成在发动机机体20中。排气管52的一端连接到排气口 51，且排气管52的另一端与外部空气相通。加速器踏板60连接到加速器踏板操作量传感器61。加速器踏板操作量传感器61具有输出与加速器踏板60的下压量对应的输出值的功能。加速器踏板操作量传感器61与接口 75电连接，并且加速器踏板操作量传感器61的输出值被输入到电子控制单元70。电子控制单元70基于加速器踏板操作量传感器61的输出值来计算要求转矩(亦即，作为要从内燃发动机输出的转矩而要求的转矩)。将描述根据本实施例的气门致动装置中用于改变进气门的气门正时的机构(下文称为可变进气门正时机构)。根据本实施例的可变进气门正时机构在图2中被示出。在图2中，示出了可变进气门正时机构80、进气凸轮轴81、壳体82、正时轮83和液压致动器84。壳体82被容纳在正时轮83的内部，使得壳体82的外周壁表面与正时轮83的内周壁表面接触。正时轮83经由正时带(未示出)连接到曲轴24，并通过曲轴24的旋转经由正时轮83沿箭头R所示的方向旋转。壳体82被容纳在正时轮83的内部以便不可相对于正时轮83旋转。
进气凸轮轴81的外周壁表面上设置有多个叶片85。多个叶片85径向向外延伸到壳体82的内周壁表面。壳体82的内周壁表面上设置有多个分隔壁86。多个分隔壁86径向向内延伸到进气凸轮轴81的外周壁表面。各叶片85和两个邻接的分隔壁86中的一个之间形成有液压室(下文称为提前侧液压室)87。另一方面，各叶片85和两个邻接的分隔壁86中的另一个之间形成有液压室(下文称为延迟侧液压室)88。液压致动器84向提前侧液压室87供给液压流体，并同时从延迟侧液压室88排出液压流体。或者，液压致动器84从提前侧液压室87排出液压流体，并同时向延迟侧液压室88供给液压流体。进气凸轮轴81上设置有凸轮(未示出)，且该凸轮的外周壁表面与进气门31的远端接触。随着进气凸轮轴81旋转，该凸轮旋转。进气门31通过该凸轮的旋转而打开或关闭。另一方面，排气门致动机构也包括排气凸轮轴(未示出)。排气凸轮轴上也设置有凸轮(未示出)。该凸轮的外周与排气门33的远端接触。随着排气凸轮轴旋转，该凸轮旋转。排气门33通过该凸轮的旋转而打开或关闭。当曲轴24的旋转经由正时带传输到正时轮83时，正时轮83旋转。随着正时轮83旋转，壳体82 —起旋转。随着壳体82旋转，分隔壁86 —起旋转。因而，壳体82的旋转经由提前侧液压室87传输到叶片85。然后，叶片85旋转，并且进气凸轮轴81随同叶片85 —起旋转。这样，进气门31打开或关闭。当正时轮83旋转时，排气凸轮轴也旋转。这样，排气门33打开或关闭。当通过液压致动器84向提前侧液压室87供给液压流体且同时从延迟侧液压室88排出液压流体时，进气凸轮轴81相对于壳体82沿图2所示的箭头R的方向相对地旋转。这样，进气门31的气门打开正时和气门关闭正时切换至较早正时(亦即，被提前)。另一方面，当通过液压致动器84从提前侧液压室87排出液压流体且同时向延迟侧液压室88供给液压流体时，进气凸轮轴81相对于壳体82沿与图2所示的箭头R的方向相反的方向相对地旋转。这样，进气门31的气门打开正时和气门关闭正时被改变成较迟的正时(亦即，被延迟)。在本实施例中，进气门的适当气门打开正时是基于由发动机转速和要求转矩限定的内燃发动机的运转状态而通过实验等预先获得的。如图3所示，以发动机转速NE和要求转矩TQr的函数脉谱图形式获得的气门打开正时作为目标气门正时Tivt被存储在电子控制单元70中。在内燃发动机的运转期间，取得这种情况下与发动机转速NE对应的目标气门正时Tivt和这种情况下的要求转矩。进气门的气门打开正时被可变进气门正时机构改变，以使得进气门的气门打开正时与所取得的目标气门正时Tivt—致。更具体而言，当进气门的当前气门打开正时比目标气门正时迟时，通过液压致动器向提前侧液压室供给液压流体且同时从延迟侧液压室排出液压流体。这样，进气门的气门打开正时朝向目标气门正时提前。当进气门的气门打开正时与目标气门正时一致时，通过液压致动器向提前侧液压室供给液压流体和从延迟侧液压室排出液压流体被停止。另一方面，当进气门的当前气门打开正时比目标气门正时早时，通过液压致动器从提前侧液压室排出液压流体并同时向延迟侧液压室供给液压流体。这样，进气门的气门打开正时朝向目标气门正时被延迟。当进气门的气门打开正时与目标气门正时一致时，通过液压致动器从提前侧液压室排出液压流体和向延迟侧液压室供给液压流体被停止。
在本实施例中，当进气门31的气门打开正时被确定时，进气门31的气门关闭正时被唯一地确定，因此与进气门31的气门关闭正时相关的目标气门正时未被设定。以下将描述根据本实施例的发动机停止控制。发动机停止控制是当发出停止发动机运转的请求时开始的控制。在以下描述中，“怠速运转”是“能够保持用于维持发动机运转的最低要求发动机转速的发动机运转”。在本实施例中，在发出发动机停止请求时的目标气门正时(下文称为发动机停止请求时目标气门正时)被预先确定。当发出发动机停止请求时,发动机停止请求时目标气门正时被设定为目标气门正时。开始用于改变进气门的气门打开正时以使得进气门的气门打开正时与发动机停止请求时目标气门正时一致的控制(下文称为发动机停止请求时气门正时控制)，并且使内燃发动机在怠速下运转(怠速运转)。在进气门的气门打开正时已达到预定气门正时(下文称为预定气门正时)时停止发动机运转的处理(下文称为发动机停止处理)开始。发动机停止请求时气门正时控制可执行到发动机运转停止为止，并且在发动机运转停止时不执行。例如，在发动机停止处理中，停止从燃料喷射阀喷射燃料，并且停止通过火花塞点燃燃料。图5示出了根据本实施例的发动机停止控制的状态。如图5所示，当发动机停止请求在时间Tl被发出时，目标气门正时Tivt被设定为发动机停止请求时目标气门正时Tivt-S0同时，发动机停止请求时气门正时控制VTC开始，使内燃发动机怠速运转，并且发动机转速NE被控制为怠速转速NEi。在时间Tl后，进气门的气门打开正时Tiv向发动机停止请求时目标气门正时Tivt-s逐渐改变。当进气门的气门打开正时Tiv在时间T2已达到预定气门正时Tivth时，发动机停止处理开始，因此发动机转速NE降低。在时间T3，进气门的气门打开正时Tiv达到发动机停止请求时目标气门正时Tivt-s，且同时发动机转速NE变成零(亦即，发动机运转停止)。以下将描述根据本实施例的预定气门正时。在本实施例中，基于向可变进气门正时机构的液压室供给的液压流体的温度来设定预定气门正时。如上所述，根据本实施例的可变进气门正时机构通过液压流体的压力来改变气门正时。在本实施例中，在发动机停止请求被发出时开始发动机运转请求气门正时控制，并且使内燃发动机怠速运转。在进气门的气门打开正时已达到预定气门正时时开始发动机停止处理，并且基于液压流体的温度来设定预定气门正时。亦即，考虑影响通过发动机停止请求时气门正时控制来使进气门的气门打开正时与发动机停止请求时目标气门正时一致所需的时间的长度的液压流体温度，换言之即影响通过发动机停止请求时气门正时控制来改变进气门的气门打开正时的速度的液压流体温度，来设定预定气门正时。因而，在本实施例中，可以通过发动机停止请求时气门正时控制来设定预定气门正时，以使得进气门的气门打开正时与发动机停止请求时目标气门正时一致且同时发动机运转停止。因此，可以使进气门的气门打开正时在发动机运转停止时与发动机停止请求时目标气门正时一致并抑制内燃发动机的燃料经济性的降低。以下将描述执行根据本实施例的发动机停止控制的例程的一个示例。该例程的一个示例在图4中示出。该例程以预定时间间隔开始。当图4所示的例程开始时，在步骤100中判定发动机停止请求是否被发出。当判定发动机停止请求被发出时，例程转入步骤101。另一方面，当判定发动机停止请求未被发出时，例程结束。在步骤101中，将发动机停止请求时目标气门正时设定为目标气门正时Tivt，并且基于液压流体的温度来设定预定气门正时Tivth。在步骤102中，开始发动机停止请求时气门正时控制。在步骤103中，开始内燃发动机的怠速运转。在步骤104中，判定进气门的气门正时是否已达到在步骤101中设定的预定气门正时(Tiv=Tivth)。当判定Tiv等于Tivth时，例程转入步骤105，并且开始发动机停止处理，此后例程结束。另一方面，当判定Tiv不等于Tivth时,例程返回步骤104。当向可变进气门正时机构的液压室供给的液压流体的温度升高时，气门正时通过可变进气门正时机构而改变的速度增大。因而，随着液压流体的温度升高，气门正时控制时间减少。在上述实施例中，随着在发动机停止请求被发出时的液压流体的温度升高，预定气门正时被设定为更远离发动机停止请求时目标气门正时的气门正时。在上述实施例中，可采用用于冷却内燃发动机的冷却剂的温度作为代表向可变进气门正时机构的液压室供给的液压流体的温度的参数。将描述本发明的第二实施例。在第二实施例的部件和控制中，不会描述与第一实施例相同的部件和控制以及从第一实施例的部件和控制自然推导出的部件和控制。在第二实施例中，与第一实施例中同样，当发动机停止请求被发出时，发动机停止请求时目标气门正时被设定为目标气门正时。然后，开始发动机停止请求时气门正时控制，并使内燃发动机怠速运转。当进气门的气门打开正时已达到预定气门正时时，开始发动机停止处理。在第二实施例中，基于向可变进气门正时机构的液压室供给的液压流体的温度和润滑内燃发动机的润滑油的温度来设定预定气门正时。在本实施例中，基于液压流体的温度和润滑油的温度来设定预定气门正时。亦即，考虑影响气门正时控制时间的长度的液压流体温度和影响从发动机停止处理开始到发动机运转停止所需的时间长度的润滑油温度——换言之即影响在发动机停止处理开始后发动机转速的降低速度的润滑油温度——来设定预定气门正时。因而，在本实施例中，可以通过发动机停止请求时气门正时控制来设定预定气门正时，以使得进气门的气门打开正时与发动机停止请求时目标气门正时一致且同时发动机运转停止。因此，可以使进气门的气门打开正时在发动机运转停止时与发动机停止请求时目标气门正时一致并抑制内燃发动机的燃料经济性的降低。随着润滑内燃发动机的润滑油的温度升高，与发动机运转有关的摩擦减少。因而，随着润滑油的温度升高，发动机停止时间减少。在本实施例中，随着在发动机停止请求被发出时的润滑油的温度升高，预定气门正时被设定为更接近发动机停止请求时目标气门正时。在上述实施例中，可采用用于冷却内燃发动机的冷却剂的温度作为代表润滑内燃发动机的润滑油的温度的参数。在上述实施例中，当可变进气门正时机构未构造成通过液压流体的压力来改变进气门的气门正时时，可基于润滑内燃发动机的润滑油的温度来设定预定气门正时。上述实施例是在本发明应用于内燃发动机的情况下的一个实施例。本发明也可适用于包括内燃发动机和电动机的动力单元(或混合动力系统)。以下将描述包括该动力单元的车辆的一个示例。
包括动力单元的车辆在图6中示出。在图6中，示出了电动发电机MGl和MG2(下文称为第一电动发电机和第二电动发电机)、内燃发动机10、曲轴(输出轴)24、曲柄角传感器25、动力分配结构90、逆变器110、电池111、加速器踏板60、加速器踏板操作量传感器61和电子控制单元70。应指出的是，图6所示的内燃发动机10包括与图1所示的内燃发动机10相同的部件。动力分配机构90包括行星齿轮单元91。行星齿轮单元91包括太阳齿轮92、行星齿轮93和齿圈94。行星齿轮93与太阳齿轮92啮合，并与齿圈94啮合。太阳齿轮92连接到第一电动发电机MGl的轴(下文称为第一轴)100。因而,第一电动发电机MGl可以通过从太阳齿轮92输入到第一电动发电机MGl的转矩而被驱动旋转，并且能够向太阳齿轮92输出转矩。第一电动发电机MGl能够在其通过从太阳齿轮92输入到第一电动发电机MGl的转矩而被驱动旋转时产生电力。齿圈94经由齿圈托架96连接到第二电动发电机MG2的轴(下文称为第二轴)101。因而，第二电动发电机MG2能够向齿圈94输出转矩，并且可以通过从齿圈94输入到第二电动发电机MG2的转矩而被驱动旋转。第二电动发电机MG2能够在其通过从齿圈94输入到第二电动发电机MG2的转矩而被驱动旋转时产生电力。行星齿轮93经由行星齿轮托架95连接到曲轴24。因而，行星齿轮93通过从曲轴24输入到行星齿轮93的转矩而被驱动旋转。行星齿轮93与太阳齿轮92和齿圈94啮合。因而，当转矩从行星齿轮93输入到太阳齿轮92时，太阳齿轮92通过该转矩被驱动旋转。当转矩从行星齿轮93输入到齿圈94时，齿圈94通过该转矩而被驱动旋转。相反，当转矩从太阳齿轮92输入到行星齿轮93时，行星齿轮93通过该转矩而被驱动旋转。当转矩从齿圈94输入到行星齿轮93时，行星齿轮93通过该转矩而被驱动旋转。齿圈94经由齿圈托架96连接到输出齿轮97。因而，输出齿轮97通过从齿圈94输入到输出齿轮97的转矩而被驱动旋转，并且齿圈94通过从输出齿轮97输入到齿圈94的转矩而被驱动旋转。第一电动发电机MGl包括旋转变压器(resolver) 102。旋转变压器102连接到电子控制单元70的接口 75。旋转变压器102输出与第一电动发电机MGl的旋转角度对应的输出值。该输出值被输入到电子控制单元70。电子控制单元70基于该输出值来计算第一电动发电机的转速(下文称为第一 MG转速)。第二电动发电机MG2包括旋转变压器103。旋转变压器103连接到电子控制单元70的接口 75。旋转变压器103输出与第二电动发电机的旋转角度对应的输出值。该输出值被输入到电子控制单元70。电子控制单元70基于该输出值来计算第二电动发电机的转速(下文称为第二 MG转速)。第一电动发电机MGl经由逆变器110与电池111电连接。因而，当第一电动发电机MGl正在产生电力时，由第一电动发电机MGl产生的电力(下文称为第一发电电力)可以经由逆变器110供给至电池111。第一电动发电机MGl可以通过从电池111供给的电力而被驱动旋转，并且第一电动发电机MGl的转速可通过使用从电池111供给的电力控制施加至第一电动发电机MGl的控制转矩(下文称为第一控制转矩)来控制。第二电动发电机MG2经由逆变器110与电池111电连接。第二电动发电机MG2可以通过从电池111供给的电力而被驱动旋转，并且第二电动发电机MG2的转速可通过使用从电池111供给的电力控制施加至第二电动发电机MG2的控制转矩(下文称为第二控制转矩)来控制。当第二电动发电机MG2正在产生电力时，由第二电动发电机MG2产生的电力(下文称为第二发电电力)可以经由逆变器110供给至电池111。第一发电电力可以被直接供给至第二电动发电机MG2，且第二发电电力可以被直接供给至第一电动发电机MGl。电池111连接到电子控制单元70的接口 75。与储存在电池111中的电力量有关的信息被输入到电子控制单元70的接口 75。尽管未在图中示出，但逆变器110连接到电子控制单元70的接口 75。从逆变器110供给至第二电动发电机MG2的电力量和从逆变器110供给至第一电动发电机MGl的电力量通过从电子控制单元70经由接口 75传输的指令来控制。输出齿轮97经由齿轮系104连接到差动齿轮105。差动齿轮105连接到驱动轴106。驱动轮107分别连接到驱动轴106的两端。因而，来自输出齿轮97的转矩经由齿轮系104、差动齿轮105和驱动轴106传输到驱动轮107。在该动力单元中，基于加速器踏板操作量和车速来计算动力单元所需的要求功率。动力单元由内燃发动机10、第一电动发电机MGl和第二电动发电机MG2形成。在该动力单元中，计算出在要求功率内从内燃发动机输出的功率作为要求发动机功率。通过实验等预先获得当使要求发动机功率从曲轴输出时燃料经济性最大的发动机操作点作为用于各要求发动机功率的最佳发动机操作点。将这些最佳发动机操作点标绘在由发动机转矩和发动机转速限定的曲线图上，并且连接这些最佳发动机操作点。获得这样形成的线作为最佳发动机操作线。最佳发动机操作线被存储在电子控制单元中。在发动机运转期间计算出要求发动机功率，并且选择最佳发动机操作线中可以从内燃发动机输出所计算出的要求发动机功率的发动机操作点。对于目标发动机转矩和目标发动机转速，分别设定限定出所选择的发动机操作点的发动机转矩和发动机转速。燃料喷射量和发动机转速被控制成使得实现所设定的目标发动机转矩和目标发动机转速。当在发动机运转期间计算出的要求发动机功率为零时，发动机运转停止，并且仅使用来自第一电动发电机或第二电动发电机或来自第一电动发电机和第二电动发电机两者的动力从动力单元输出要求功率。 当第二 MG转速恒定时，随着第一 MG转速改变，发动机转速也改变。换言之，可以通过控制第一 MG转速来控制发动机转速。在用匪I表示第一 MG转速、用匪2表示第二 MG转速、用NE表示发动机转速且用P表示太阳齿轮的齿数与齿圈的齿数的比率(亦即，太阳齿轮齿数/齿圈齿数)的情况下，在第一 MG转速和第二 MG转速之间存在通过以下数学式(I)表达的关系。在用Wlt表示目标第一 MG转速且用NEt表示目标发动机转速的情况下，在目标第一 MG转速和目标发动机转速之间存在通过以下数学式(2)表达的关系。NMl= (NE-NM2) / P +NE (I)NMlt= (NEt-NM2) / P +NEt (2)在该动力单元中，使用目标发动机转速NEt和当前第二 MG转速匪2从以上数学式
(2)来计算目标第一 MG转速Wlt，所述目标发动机转速NEt是根据按照要求输出选择的发动机操作点来设定的。计算当前第一 MG转速匪I相对于所计算出的目标第一 MG转速匪It的偏差(=NMlt-NMl)。控制第一控制转矩以使得所计算出的偏差变成零。在用TQE表示发动机转矩、用TQEr表示输入到齿圈(或驱动轮)的发动机转矩(下文称为齿圈输入发动机转矩)且用P表示太阳齿轮的齿数与齿圈的齿数的比率(亦即，太阳齿轮齿数/齿圈齿数)的情况下，在齿圈输入发动机转矩和发动机转矩之间存在通过以下数学式(3)表达的关系。TQEr=I/(1+P ) X TQE (3)亦即，齿圈输入发动机转矩TQEr是发动机转矩TQE的一部分。因而，齿圈输入发动机转矩TQEr小于要求驱动转矩(亦即，应当输入到驱动轮107的转矩)。在本实施例中，第二控制转矩被控制成使得与要求驱动转矩与齿圈输入发动机转矩TQEr之差对应的转矩从第二电动发电机输入到齿圈，并且等于要求驱动转矩的转矩被输入到齿圈。当本发明应用于上述动力单元或包括上述动力单元的车辆的内燃发动机时，使内燃发动机怠速运转一使气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致所需的时间。亦即，抑制了并非使气门正时与发动机停止请求时目标气门正时一致所需的发动机运转。因而，可以尽可能多地减少发动机运转。因此，在准备了内燃发动机运转且第一电动发电机(或第二电动发电机或者第一电动发电机和第二电动发电机两者)被驱动的模式和发动机运转停止且仅第一电动发电机(或第二电动发电机或者第一电动发电机和第二电动发电机两者)被驱动的模式(下文称为间歇模式)的情况下，当需要执行发动机运转停止的间歇模式时，可以尽早执行间歇模式。上述实施例是在本发明应用于包括改变进气门的气门打开正时和气门关闭正时的可变进气门正时机构的内燃发动机的情况下的实施例。本发明也适用于包括改变进气门的气门打开正时和进气门的气门关闭正时中的一者的可变进气门正时机构的内燃发动机。上述实施例是在本发明应用于包括改变进气门的气门正时的可变进气门正时机构的内燃发动机的情况下的实施例。本发明也适用于包括代替可变进气门正时机构的改变排气门的气门正时的可变排气门正时机构的内燃发动机。这种情况下，排气门致动机构具有打开或关闭排气门的功能和改变排气门的气门正时的功能。这种情况下，可以例如采用与参考图2所述的可变进气门正时机构的构造相同的构造作为可变排气门正时机构的构造。上述实施例是在本发明应用于火花点火式内燃发动机(所谓的汽油发动机)的情况下的实施例。本发明也适用于压缩点火式内燃发动机(所谓的柴油发动机)。
权利要求
1.一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括通过液压流体的压力来改变气门正时的可变气门正时机构(80 )，所述控制装置包括: 控制所述气门正时的改变的控制单元(70 )，其中 所述控制单元(70 )设定发动机停止请求时目标气门正时,所述发动机停止请求时目标气门正时为在作为所述内燃发动机(10)的运转的停止的发动机停止的请求被发出时的目标气门正时， 在所述发动机停止的请求被发出时，所述控制单元开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机(10)怠速运转， 在所述气门正时已达到预定气门正时时，所述控制单元开始停止所述内燃发动机(10)的运转的处理，并且 所述控制单元基于所述液压流体的温度来设定所述预定气门正时。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中 所述控制单元(70)除基于所述液压流体的温度外还基于润滑所述内燃发动机的润滑油的温度来设定所述预定气门正时。
3.一种用于内燃发动机的控制装置，所述内燃发动机包括改变气门正时的可变气门正时机构(80),所述控制装置包括: 控制所述气门正时的改变的控制单元(70 )，其中 所述控制单元(70)设定发动机停止请求时目标气门正时,所述发动机停止请求时目标气门正时为在作为所述内燃发动机(10)的运转的停止的发动机停止的请求被发出时的目标气门正时， 在所述发动机停止的请求被发出时，所述控制单元开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机怠速运转， 在所述气门正时已达到预定气门正时时，所述控制单元开始停止所述内燃发动机(10)的运转的处理，并且 所述控制单元基于润滑所述内燃发动机(10)的润滑油的温度来设定所述预定气门正时。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置，其中 动力单元包括所述内燃发动机和电动机，并且 所述动力单元能够将所述内燃发动机的动力和所述电动机的动力中的至少一者作为动力输出并且所述动力单元安装在车辆上。
5.一种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机包括通过液压流体的压力来改变气门正时的可变气门正时机构，所述控制方法包括: 设定发动机停止请求时目标气门正时，所述发动机停止请求时目标气门正时为在作为所述内燃发动机(10)的运转的停止的发动机停止的请求被发出时的目标气门正时； 在所述发动机停止的请求被发出时，开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机(10)怠速运转； 在所述气门正时已达到预定气门正时时，开始停止所述内燃发动机(10)的运转的处理；以及 基于所述液压流体的温度来设定所述预定气门正时。
6.一种用于内燃发动机的控制方法，包括: 设定发动机停止请求时目标气门正时，所述发动机停止请求时目标气门正时为在作为所述内燃发动机(10)的运转的停止的发动机停止的请求被发出时的目标气门正时； 在所述发动机停止的请求被发出时，开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机(10)怠速运转；在所述气门正时已达到预定气门正时时，开始停止所述内燃发动机(10)的运转的处理；以及 基于润滑所述内燃发动机(10)的润滑油的温度来设定所述预定气门正时。
全文摘要
本发明涉及一种用于内燃发动机的控制装置，该控制装置包括通过液压流体的压力来改变气门正时的可变气门正时机构(80)；和控制所述气门正时的改变的控制单元(70)。所述控制单元(70)设定发动机停止请求时目标气门正时，所述发动机停止请求时目标气门正时为在发动机停止请求被发出时的目标气门正时，在所述发动机停止的请求被发出时，所述控制单元开始用于改变所述气门正时以使得所述气门正时与所述发动机停止请求时目标气门正时一致的控制并使所述内燃发动机(10)怠速运转的控制，在所述气门正时已达到预定气门正时时，所述控制单元开始停止所述内燃发动机(10)的运转的处理，并且所述控制单元基于所述液压流体的温度来设定所述预定气门正时。
文档编号F02D13/08GK103174526SQ20121056298
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者安藤大吾 申请人:丰田自动车株式会社