用于内燃机的控制装置和内燃机的控制方法
【专利摘要】一种控制车辆的内燃机的燃料供应系统的控制装置，燃料供应系统包括将低压燃料喷射到内燃机的进气口中的低压燃料供应机构，和将高压燃料喷射到内燃机的气缸中的高压燃料供应机构，该控制装置包括控制部，其控制将燃料从燃料供应系统供应到内燃机。紧接在车辆停止后，当内燃机满足预定条件时，控制器通过由高压燃料供应机构将高压燃料供应内燃机来使内燃机怠速运转，并且在停止通过高压燃料供应机构的燃料供应后，通过由低压燃料供应机构将低压燃料供应到内燃机来使内燃机怠速运转。
【专利说明】用于内燃机的控制装置和内燃机的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于内燃机的控制装置，以及内燃机的控制方法。
【背景技术】
[0002]在用于车辆的不同类型的内燃机中，存在作为将燃料直接喷射到气缸内的火花点火发动机的所谓的缸内喷射型内燃机。该缸内喷射型发动机设置有将燃料供应到气缸中的燃料供应系统。
[0003]在燃料供应系统中，在输送管内部积聚和存储高压燃料。该高压燃料以相等的压力从每一气缸中设置的喷射器直接喷射到气缸中。通过在由供料泵压缩后由高压泵压缩，使在输送管中积聚和存储的燃料加压到高压。由进气计量阀控制高压泵的进气量。该进气计量阀控制输送管内的燃料压力，使得它根据发动机的操作状态，遵照目标燃料压力。
[0004]在缸内喷射型发动机中，从高压泵到喷射器的高压燃料供应系统中的燃料压力高。因此，例如，在发动机已经停止后，高压燃料供应系统中的燃料可能会从喷射器泄漏到气缸中并且在气缸中蒸发。如果燃料在气缸中蒸发，则气缸中的空气-燃料混合物将变得过浓，这会导致重起动发动机时的性能下降。
[0005]开发中的一种缸内喷射型发动机执行正好在发动机停止前增加发动机的怠速运转时间的控制，以便消耗高压燃料供应系统中的燃料(例如，见日本专利申请公开N0.2004-293354 (JP2004-293354A))。该发动机通过消耗高压燃料供应系统中的燃料，降低高压燃料供应系统中的燃料压力，使得其低于重起动发动机时的目标燃料压力。因此，能抑制发动机的重起动性能降低。
[0006]同时，存在一种所谓的双喷射型发动机，其中，缸内喷射和将燃料喷射到进气口的进气口喷射(port injection)两者均是可能的。在这种双喷射型发动机中,根据行驶条件等等，切换缸内喷射与进气口喷射的比例。当发动机停止时，使用仅进气口喷射来执行怠速运转。
[0007]同样在这种双喷射型发动机中，从高压油罐到直喷喷射器的高压燃料供应系统中的燃料压力高，与上述缸内喷射型发动机一样。因此，存在发动机已经停止后，高压燃料可能从高压燃料供应系统泄漏的可能性。
[0008]通过JP2004-293354中所述的缸内喷射型发动机，不考虑进气口喷射。当发动机停止时，双喷射型发射机通过执行仅进气口喷射来怠速运转。因此，即使将在JP2004-293354中所述的、在缸内型发动机停止前马上增加怠速运转时间的控制应用于双喷射型发动机，也将仅增加在双喷射型发动机中使用仅进气口喷射的发动机怠速运转的时间。
[0009]S卩，即使紧接在发动机停止前，增加双喷射型发动机怠速运转的时间，用于缸内喷射的高压燃料供应系统内的燃料压力也不会减小。因此，在双喷射型发动机中，在发动机已经停止后，高压燃料最后将残留在高压燃料供应系统中。当在下次起动发动机后，将燃料从高压燃料供应系统首先直接喷射到气缸中时，由于该残留高压燃料，比目标燃料压力更高的压力的燃料可能被喷射到气缸中。在这种情况下，由于过浓的空气-燃料混合物的燃烧，发动机可能振动或不点火。
【发明内容】
[0010]本发明由此提供一种用于内燃机的控制装置，其能在双喷射型发动机停止时，降低在该发动机的高压燃料供应系统中的燃料压力。
[0011]本发明的第一方面涉及一种控制车辆的内燃机的燃料供应系统的控制装置，该燃料供应系统包括将低压燃料喷射到内燃机的进气口中的低压燃料供应机构，和将高压燃料喷射到内燃机的气缸中的高压燃料供应机构，该控制装置包括控制器，控制器控制从燃料供应系统到内燃机的燃料供应。紧接在车辆停止后，当内燃机满足预定条件时，控制部通过由高压燃料供应机构将高压燃料供应到内燃机来使内燃机怠速运转，并且在停止高压燃料供应机构的燃料供应后，通过由低压燃料供应机构将低压燃料供应到内燃机来使内燃机怠速运转。
[0012]根据该结构，在车辆停止后，发动机通过由高压燃料供应机构将高压燃料供应到发动机来使发动机怠速运转。因此，在高压燃料供应机构中的高压燃料的燃料压力下降。并且，停止高压燃料供应机构，使得高压燃料供应机构中的燃料压力不会增加。然后，通过由低压燃料供应机构将低压燃料供应发动机来使发动机怠速运转。此后，根据需要停止发动机。
[0013]因此，在双喷射型发动机停止后，可以防止高压燃料残留在高压燃料供应系统中。因此，能抑制由于燃料处于比在下次起动发动机后，由高压燃料供应系统将燃料首先直接喷射到气缸中时被喷射到气缸中的目标燃料压力高的压力，在发动机中发生由于空气-燃料混合物变得过浓而引起的振动或不点火。
[0014]在上述控制装置中，预定条件可以是在高压燃料供应机构中的燃料压力高于目标燃料压力。
[0015]在上述控制装置中，当不满足预定条件时，紧接在车辆停止后，控制器可以通过由低压燃料供应机构将低压燃料供应到内燃机来使内燃机怠速运转。
[0016]车辆可以设置有内燃机、电动机和可变阀正时机构(variable valvetimingmechanism),该可变阀正时机构能相对于内燃机的曲轴的旋转，改变内燃机的进气阀或排气阀的打开和关闭正时，并且车辆能将内燃机和电动机的至少一个用作驱动源来行驶。此时，预定条件可以是以下条件:紧接在车辆停止后，由可变阀正时机构执行用于使进气阀或排气阀的打开和关闭正时返回到与内燃机的重起动对应的初始正时的控制，并且当满足预定条件时，控制部可以通过由高压燃料供应机构将高压燃料供应内燃机来使内燃机怠速运转。
[0017]根据该结构，在车辆停止后，由高压燃料供应机构将高压燃料供应到发动机，直到由可变阀正时机构将进气阀或排气阀的打开和关闭正时返回到用于重起动内燃机的初始正时。因此，进行从高压燃料供应机构到低压燃料供应机构的切换的正时取决于通过高压燃料供应机构，将进气阀或排气阀的打开和关闭正时返回到用于重起动内燃机的初始正时的操作。因此，不需要测量高压燃料供应机构中的实际燃料压力，因此，能简化控制。
[0018]本发明的第二方面涉及一种内燃机的控制方法，包括紧接在车辆停止后，当高压燃料供应机构内的燃料压力高于目标燃料压力时，通过将燃料喷射到内燃机的气缸中来使内燃机怠速运转，并且在通过将燃料喷射到内燃机的气缸中来使内燃机怠速运转后，通过将燃料喷射到车辆的内燃机的进气口中来使内燃机怠速运转。
[0019]在上述内燃机的控制方法中，可以通过将燃料喷射到内燃机的气缸中来使内燃机怠速运转，直到通过在内燃机中设置的可变阀正时机构，将进气阀或排气阀的打开和关闭正时返回到与内燃机的重起动对应的初始正时为止。
[0020]根据本发明，能提供用于内燃机的控制装置，其能够在发动机停止时降低在双喷射型发动机中的高压燃料供应系统中的燃料压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]将参考附图，在本发明的示例性实施例的下述详细描述中，描述本发明的特征、优点和技术及工业重要性，其中，相同的数字表示相同的元件，并且其中:
[0022]图1是设置有根据本发明的一个示例性实施例的用于内燃机的控制装置的发动机的不意图；
[0023]图2是根据本发明的示例性实施例的进气系统和发动机主体的示意图；
[0024]图3是示例根据本发明的示例性实施例，用于内燃机的控制装置的操作的流程图；
[0025]图4是示出根据本发明的示例性实施例，用于内燃机的控制装置的操作的时序图；
[0026]图5是设置有根据本发明的示例性实施例的用于内燃机的控制装置的混合动力车辆的示意图；
[0027]图6是设置有根据本发明的示例性实施例的用于内燃机的控制装置的混合动力车辆的整个可变阀正时机构的透视图；以及
[0028]图7是设置有根据本发明的示例性实施例的用于内燃机的控制装置的混合动力车辆的可变阀正时机构的主要部分的透视图。
【具体实施方式】
[0029]现在，将参考附图，描述本发明的示例性实施例。在示例性实施例中，本发明应用于汽油机车辆的燃料供应系统，但本发明不限于应用于汽油机车辆。即，本发明也可以适用于混合动力车辆或柴油机车辆。根据示例性实施例的用于内燃机的控制装置被安装在使用缸内喷射和进气口喷射两者的双喷射型内燃机，诸如例如直列四缸汽油机中。
[0030]现在，将描述示例性实施例的结构。如图1和2所示，发动机I包括发动机主体2、进气系统3和排气系统4、燃料供应系统5、冷却系统6和用作内燃机的控制装置的ECU(电子控制单元)7。
[0031]发动机主体2包括缸体10和缸盖20。缸体10和缸盖20包括四个气缸11。气缸11可以被设置为使得其纵向方向是垂直方向。为简化该描述，在下文中，以单数描述以复数设置的气缸11以及其他部件。
[0032]缸体10包括活塞12、连杆13、曲轴14和曲柄角传感器15。活塞12被设置为使得能在气缸11内以往复的方式移动。活塞12可旋转地连接到连杆13。连杆13可旋转地连接到曲轴14。曲柄角传感器15检测曲轴14的旋转速度并且将指示旋转速度的信号输出到ECU7。
[0033]在发动机主体2中，由缸体10、缸盖20和活塞12形成燃烧室16。在发动机主体2中，在燃烧室16中燃烧空气和燃料的混合物(即，空气-燃料混合物)，使得活塞12以往复的方式移动，这继而经由连杆13使得曲轴14旋转。
[0034]缸盖20包括进气口 21、进气阀22、未示出的进气凸轮轴、排气口 23、排气阀24、未示出的排气凸轮轴、和火花塞25。进气口 21将进气系统3的进气通道和燃烧室16连通。进气阀22通过升高和降低来打开和关闭在进气口 21和燃烧室16之间的连通，由此控制将进气I从进气系统3的进气通道引入到燃烧室16中。进气凸轮轴升高和降低进气阀22。
[0035]排气阀23使燃烧室16与排气系统4的排气通道连通。排气阀24通过升高和降低来打开和关闭在燃烧室16和排气口 23之间的连通，由此控制将排气G从燃烧室16排出到排气系统4的排气通道中。排气凸轮轴升高和降低排气阀24。
[0036]进气阀22在打开时使燃烧室16与进气通道连通，并且排气阀24在打开时使燃烧室16与排气通道连通。当活塞12向下移动同时进气阀22打开，使得燃烧室16与进气通道连通时，使进气I通过进气通道进入燃烧室16。当活塞12向上移动同时排气阀24打开，使得燃烧室16与排气通道连通时，将排气II通过排气通道从燃烧室16排出。
[0037]火花塞25被设置为在燃烧室16内暴露，使得火花点火是可能的。由E⑶7控制火花塞25的点火正时。
[0038]进气系统3包括进气入口管30、空气净化器31、进气管32、空气流量计33、节流阀34、浪涌调整槽35和进气歧管36。空气净化器31使用内置过滤器，通过从进气I去除粗颗粒等等，在进气系统3的上游部分净化进气I。空气流量计33检测进气I的流量。
[0039]在空气净化器31和浪涌调整槽(surge tank) 35之间设置节流阀34。通过电子地控制节流阀34，调节供应到各个气缸11的进气I的流量。进气歧管36将进气管32连接到各个气缸11。
[0040]进气I从进气入口管30按顺序经由空气净化器31、节流阀34、浪涌调整槽35和进气歧管36流到发动机主体2，然后流入到气缸11中。进气系统3通过与气缸11相连接的进气歧管36而被连接到发动机主体2。
[0041]排气系统4包括排气歧管40、排气管41和未示出的排气后处理装置。
[0042]从气缸11排出的排气II流过排气歧管40。发动机主体2通过与气缸11相连接的排气歧管40而被连接到排气系统4。排气管41将排气歧管40连接到排气后处理装置。
[0043]燃料供应系统5包括低压燃料供应机构50和高压燃料供应机构80。燃料供应系统5加压燃料，然后将该燃料(即加压的燃料)供应到发动机主体2。
[0044]低压燃料供应机构50包括燃料泵送部51、低压燃料管线52、低压输送管53和低压喷射器54。
[0045]燃料泵送部51包括燃料罐511、供料泵单元512、吸入过滤器513、燃料过滤器514、燃料压力控制阀515和将上述连接在一起的燃料管道56。
[0046]燃料罐511存储将由发动机主体2消耗的燃料，诸如汽油。供料泵单元512具有未示出的内置供料泵，并且基于从ECU7输出的开/关命令信号驱动和停止。
[0047]供料泵单元512能使从燃料罐511内抽出的燃料加压到例如在小于I [MPa]的压力范围内的一定的压力，并且排出该加压燃料。供料泵单元512能通过由ECU7控制来改变每单位时间的排出压力[MPa]和排出率[m3/sec]。
[0048]S卩，通过由E⑶7利用开/关信号来控制供料泵单元512的驱动和旋转速度，能可变地控制每单位时间的排出压力和排出率。供料泵单元512是可变燃料流量泵或可变燃料压力泵，能增加到低压燃料供应机构50和高压燃料供应机构80的燃料的供应流量和供应压力的至少一个。
[0049]吸入过滤器513被设置在供料泵单元512的入口处，并且防止杂质进入供料泵。在供料泵单元512的出口处设置燃料过滤器514，并且去除正排出的燃料中的杂质。
[0050]燃料压力控制阀515包括在开阀方向上接收从供料泵单元512排出的燃料的压力的未示出的膜片，以及在闭阀方向上推动该膜片的未示出的压缩螺旋弹簧。当由膜片接收的燃料的压力超出设定压力时，燃料压力控制阀515打开，以及当由膜片接收的燃料的压力小于设定压力时保持关闭。因此，燃料压力控制阀515将排出到低压燃料管线52中的燃料的压力调节到预设低压供应压力，诸如例如400 [kPa]。
[0051]低压燃料管线52将燃料泵送部51连接低压输送管53。低压燃料管线52是形成燃料通道的任意构件，并且不限于燃料管。例如，低压燃料管线52可以是通过其形成燃料通道的单一构件，或可以是在其间形成燃料通道的多个构件。
[0052]低压输送管53在直列布置气缸11的方向(在下文中，称为“气缸11的直列布置方向)上的一端侧处连接到低压燃料管线52。在气缸11的直列布置方向上，低压喷射器54以与对应于气缸11的进气口 21相同的间隔连接到低压输送管53。低压输送管53以均匀压力，将燃料从燃料泵送部51分配到低压喷射器54。检测低压输送管53内的燃料压力的低压燃料压力传感器53a被装配到低压输送管53。
[0053]将低压喷射器54提供为进气口喷射喷射器，其分别具有暴露在与各个气缸11对应的进气口 21内的喷嘴孔部54a。低压喷射器54的每一个由燃料喷射阀形成，燃料喷射阀包括受来自ECU7的喷射命令信号驱动的未示出的电磁阀部和当使电磁阀部通电时打开该阀以使燃料从喷嘴孔部54a喷射到进气口 21中的未示出的喷嘴部。通过打开多个低压喷射器54的一个中的阀，使低压输送管53中的加压燃料从低压喷射器54的喷嘴孔部54a喷射到进气口 21。
[0054]高压燃料供应机构80包括高压泵部81、高压燃料管线82、高压输送管83和高压喷射器84。
[0055]高压泵部81包括上游管道90、下游管道91、脉动阻尼器92、高压泵主体93和电磁溢流阀94。高压泵部81附接到缸盖20的上侧，并且连接在低压燃料管线52和高压燃料管线82之间。上游管道90连接到低压燃料管线52的支管52a。下游管道91连接到高压燃料管线82。
[0056]在上游管道90中设置脉动阻尼器92，并且包括接收燃料压力的弹性膜片92a，以及压缩螺旋弹簧92b。由膜片92a的弹性变形来改变脉动阻尼器92的内部容积，以便抑制上游管道90中的燃料的压力脉动。
[0057]高压泵主体93包括泵壳931、柱塞932、曲轴933、升降机934和回位弹簧935。
[0058]泵壳931具有在内部形成的圆管形加压室931a。柱塞932具有圆管形并且被可滑移地设置在泵壳931内。当柱塞932滑移时，加压室931a的容积改变。曲轴933被设置在发动机主体2的排气曲轴的一部分上，并且具有用于驱动泵的凸轮933a。
[0059]升降机934与柱塞932成一体，并且通过由凸轮933a推动而使该柱塞932滑移。回位弹簧935由在泵壳931和升降机934之间设置的压缩螺旋弹簧形成，并且推动升降机934抵靠凸轮933a。
[0060]在高压泵主体93中，通过由柱塞932的往复运动改变加压室931的容积，来实现从供料泵单元512吸入、加压和排出的工作。
[0061]高压泵主体93将从低压燃料管线52引入到加压室931a中的燃料从例如约400[kPa]加压到例如约4[MPa]至13[MPa]，然后将该加压燃料排出到高压燃料管线82。
[0062]电磁溢流阀94包括阀体941、电磁驱动线圈942和压簧943。
[0063]阀体941能打开和关闭在上游管道90和加压室931a之间的连通。电磁驱动线圈942响应被E⑶7通电而电磁驱动阀体941。压簧943由压缩螺旋弹簧形成，并且在打开方向上始终推动阀体941。
[0064]当电磁驱动线圈942不被驱动，即，处于非励磁状态时，阀体941打开阀以将从供料泵单元512输送的燃料引入到加压室931a中。另一方面，当电磁驱动线圈942被驱动，即，处于励磁状态时，阀体941关闭阀以允许高压泵主体93将燃料加压和排出。
[0065]电磁溢流阀94具有当电磁溢流阀94响应于从E⑶7输入的信号而关闭时防止高压燃料流回的止回阀功能。另一方面，当电磁溢流阀94响应于从ECU7输入的信号而打开时，根据柱塞932的位移，允许燃料进入加压室931a或允许加压室931a内的燃料溢出到低压燃料管线52。
[0066]当使电磁驱动线圈942励磁时，电磁溢流阀94通过阀体941关闭加压室931a。然后，通过由柱塞932的往复运动改变加压室931a的容积，电磁溢流阀94使燃料进入加压室931a，在加压室931a中加压该燃料，并且从加压室931a排出该燃料。
[0067]高压燃料管线82由将高压泵部81连接到高压输送管83的管道形成，并且具有在其中途设置的止回阀82a。高压燃料管线82是形成燃料通道的任意构件，并且不限于燃料管。例如，高压燃料管线82可以是通过其形成燃料通道的单一构件，或可以是在其间形成燃料通道的多个构件。
[0068]在高压泵部81附近设置止回阀82a。当高压泵部81侧上的燃料压力变成高于高压喷射器84侧上的燃料压力的、例如约100[kPa]时，止回阀82a打开。另一方面，当高压泵部81侧上的压力变为约等于或小于高压喷射器84侧上的压力时，止回阀82a关闭。
[0069]高压输送管83在气缸的直列布置方向上，在一端侧处连接到高压燃料管线82。高压喷射器84在气缸11的直列布置方向上，以与气缸11相同的间隔连接到高压输送管83。高压输送管83以均匀压力，将来自高压泵部81的燃料分配到高压喷射器84。检测高压输送管83内部的燃料压力的高压燃料压力传感器83a被装配到高压输送管83。
[0070]闻压喷射器84被设置为缸内喷射喷射器,分别具有在各个气缸11的燃烧室16内暴露的喷嘴孔部84a。高压喷射器84的每一个由燃料喷射阀形成，燃料喷射阀包括受来自ECU7的喷射命令信号驱动的未示出的电磁阀部和当电磁阀部通电时打开阀以便使燃料从喷嘴孔部84a喷射到燃烧室16中的未示出的喷嘴部形成。通过打开多个高压喷射器84的一个中的阀，使高压输送管83中的加压燃料从高压喷射器84的喷嘴孔部84a喷射到燃烧室16中。[0071]冷却系统6包括水套61、未示出的水泵和未示出的散热器。冷却剂W从水泵循环到水套61，然后循环到散热器，然后再循环回水泵。
[0072]水套61包括在缸体10中形成的缸体水套61a、在缸盖中形成的缸盖水套61b和冷却剂温度传感器61c。缸体水套61a和缸盖水套61b连接在一起并且设置在气缸11的每一个的四周。水套61通过在其(即水套61)内部循环冷却剂W来冷却发动机主体2。
[0073]E⑶7包括CPU (中央处理单元)7a、存储固定数据的ROM (只读存储器)7b、临时存储数据的RAM (随机存取存储器)7c、由可重写非易失存储器形成的未示出的备份存储器、具有A/D转换器和缓冲器等等的未示出的输入接口电路，以及具有驱动电路等等的未示出的输出接口电路。将来自车辆的点火开关的开/关信号输入到ECU7，并且从未示出的电池供应电力。
[0074]各种传感器连接到E⑶7。这些传感器包括上文所述的空气流量计33、曲柄角传感器15、低压燃料压力传感器53a、高压燃料压力传感器83a和冷却剂温度传感器61c，以及检测加速器踏板71的下压角度的加速器传感器72、检测车辆的车速的车速传感器73、检测燃料的温度的未示出的燃料温度传感器，以及检测进气的温度的未示出的进气温度传感器。
[0075]ECU7根据在R0M7b中预先存储的控制程序，基于由加速器传感器72检测的加速器操作量、由空气流量计33检测的进气量和由曲柄角传感器15检测的发动机转速等等，计算每次燃料所需的基本喷射量。然后，ECU7基于基本喷射量和在备份存储器中预先存储的设定值信息等等，根据发动机I的操作状态，计算已经经过空气-燃料比反馈校正和各种其他校正的燃料喷射量。然后，ECU7基于所计算的燃料喷射量，将喷射命令信号和驱动电磁溢流阀94的阀驱动命令信号等等适时地输出到低压喷射器54和高压喷射器84。
[0076]E⑶7调整从加压室931a到低压燃料管线52通过电磁溢流阀94溢出的燃料量。E⑶7能通过至少该调整，根据发动机I的操作状态和高压喷射器84的喷射特性，将从高压泵主体93供应到高压输送管83的燃料的压力控制到最佳燃料压力。
[0077]例如，E⑶7能定在一定的信号周期内，设使电磁溢流阀94的电磁驱动线圈942处于励磁状态的接通时间，以及使电磁溢流阀94的电磁驱动线圈942处于非励磁状态的断开时间。E⑶7能通过改变信号周期内的接通时间的比例(即，0%至100%，在下文中，称为“占空比”)，来调整从加压室931a通过电磁溢流阀94溢出的燃料量。
[0078]当起动发动机I时，ECU7首先使用低压喷射器54执行燃料喷射。当由高压燃料压力传感器83a检测的高压输送管83内的燃料压力超出预设压力值时，ECU7确定燃料压力已经达到使用高压喷射器84执行燃料喷射所需的燃料压力水平。基于该确定，ECU7开始将喷射命令信号输出到高压喷射器84。
[0079]E⑶7以下面的例子中所述的方式控制燃料喷射。例如，在正常操作期间，E⑶7使用高压喷射器84执行缸内喷射，并且在对缸内喷射来说空气-燃料混合物形成不充分的特定操作条件下，诸如当发动机I在起动时正在暖机时或当发动机正以低速和高负载工作时，ECU7与缸内喷射结合地执行进气口喷射。在另一例子中，ECU7在正常操作期间使用高压喷射器84执行缸内喷射，并且在诸如当发动机正以进气口喷射有效时的高速和高负载操作的时间使用低压喷射器84执行进气口喷射。替代地，ECU7使用仅进气口喷射，而不使用缸内喷射来操作发动机(在下文中，称为“PFI操作”)。
[0080]当车辆正以高速行驶时，加速器关闭时(即当松开，S卩，未下压加速器踏板71时)，例如，E⑶7停止将电磁溢流阀94的电磁驱动线圈942通电，由此使高压泵部81处于高压泵部81不能加压燃料的燃料切断状态。
[0081]紧接在车辆停止后，ECU7通过使用高压燃料供应机构80将高压燃料供应到发动机来使发动机I怠速运转，由此降低高压燃料供应机构80中的高压燃料的燃料压力。ECU7预先设定当使用高压燃料供应机构80时的目标燃料压力，并且存储该目标燃料压力。在ECU7停止使用高压燃料供应机构80供应燃料后，ECU7通过使用低压燃料供应机构50将低压燃料供应到发动机I来使发动机I怠速运转。
[0082]接着，将描述示例性实施例的操作。图3中所示的流程图是通过E⑶7的CPU7a将RAM7c用作工作区来执行的、用于内燃机的燃料供应例程的程序。
[0083]在如上所述构造的本示例性实施例的燃料供应系统5中，以由ECU7预先确定的时间间隔(诸如每隔10毫秒)，执行该用于内燃机的燃料供应例程。
[0084]E⑶7确定是否松开加速器踏板71，即，加速器是否关闭(步骤SI)。基于由加速器传感器72检测的加速器操作量是否为0，由ECU7做出该确定。当ECU7确定未松开加速器踏板71，S卩，加速器未关闭时(B卩，步骤SI为否)，过程返回到主例程。
[0085]当E⑶7确定松开加速器踏板71，即，加速器关闭时(即，步骤SI为是)，E⑶7通过降低从燃料供应系统5供应到发动机I的燃料量，或将该量设定成0，来执行降低发动机I的转速的控制，使得发动机I怠速运转。
[0086]E⑶7确定车辆是否停止(步骤S3)。基于由车速传感器73检测的车速是否为0，由E⑶7做出该确定。当E⑶7确定车辆未停止时(即，步骤S3为否)，过程返回到主例程。
[0087]当E⑶7确定车辆停止时(即步骤S3中为是)，E⑶7确定高压燃料供应系统中的实际燃料压力是否高于预设目标燃料压力(步骤S4 )。基于由高压燃料压力传感器83a检测的高压侧上的实际燃料压力和目标燃料压力的比较结果，由ECU7做出该确定。
[0088]当ECU7确定高压燃料供应系统中的实际燃料压力高于目标燃料压力(即图4为是)时，ECU7通过激活高压燃料供应机构80，使用仅缸内喷射来执行使发动机I怠速运转的控制(步骤S5)。即，如果发动机I停止，同时高压燃料供应系统中的实际燃料压力高于目标燃料压力，则高压燃料最终将残留在高压燃料供应系统中，因此，E⑶7通过使用缸内喷射使发动机I怠速运转，来执行用于降低高压燃料供应系统中的燃料压力的控制。
[0089]另一方面，当ECU7确定高压燃料供应系统中的实际燃料压力等于或小于目标燃料压力时(即图4为否)，E⑶7通过操作低压燃料供应机构50，通过使用仅进气口喷射的PFI操作，来执行怠速运转发动机I的控制。
[0090]将参考图4所示的时序图，描述如上所述的，当在车辆正在行驶的同时，驾驶员已经松开加速器踏板71时，发动机I的操作。
[0091]如图4所示，当车辆正在行驶时，将燃料供应到发动机I的缸内喷射和进气口喷射的百分比为例如50%。当在时间T0，驾驶员松开加速器踏板71时，ECU7执行用于降低从燃料供应系统5供应到发动机I的燃料量的控制。因此，发动机I的转速降低，结果，车速降低。
[0092]如果当在时间Tl，车速为O时，高压燃料供应系统中的实际燃料压力大于目标燃料压力PO，则ECU7通过操作高压燃料供应机构80，使用仅缸内喷射操作，来执行怠速运转发动机I的控制。使用缸内喷射使发动机I怠速运转降低了高压燃料供应系统中的燃料压力。
[0093]如果在时间T2，高压燃料供应系统中的实际燃料压力等于或小于目标燃料压力PO,则ECU7通过操作低压燃料供应机构50，通过使用仅进气口喷射的PFI操作，来执行怠速运转发动机I的控制。因此，高压燃料供应系统中的实际燃料压力能维持在近似目标燃料压力PO。
[0094]如果此后停止发动机1，则高压燃料供应系统中的实际燃料压力能保持在近似目标燃料压力PO。或者，如果发动机I未停止并且驾驶员下压加速器踏板71，则所供应的燃料量将增加，使得发动机I的转速将增加。
[0095]如上所述，通过根据本示例性实施例的用于内燃机的控制装置，紧接在车辆停止后，通过使用高压燃料供应机构80将高压燃料供应到发动机1，通过使发动机I怠速运转，降低了高压燃料供应系统中的高压燃料的燃料压力。这使得在双喷射型发动机I停止后，防止高压燃料残留在高压燃料供应系统中成为可能。因此，抑制由于燃料处于比在下次起动发动机I后，由高压燃料供应系统将燃料首先直接喷射到气缸11中时被喷射到气缸11中的燃料的目标燃料压力高的压力，在发动机I中发生由于空气-燃料混合物变得过浓而引起的振动或不点火。
[0096]如上所述，可以抑制当车辆停止时，高压燃料供应系统中的燃料的压力变得过高，因此，可以消除高压燃料供应系统中的减压机构(relief mechanism)。因此,例如,不需要设置用于从高压输送管83到燃料罐511的减压机构的管道，因此，与当设置减压机构时相比能降低成本。
[0097]在根据上述示例性实施例的用于内燃机的控制装置中，基于高压燃料供应系统中的实际燃料压力和目标燃料压力PO的比较结果，确定用于缸内喷射和进气口喷射的燃料的比例(在下文中，也称为“缸内喷射与进气口喷射比”)。本发明的用于内燃机的控制装置不限于此。例如，也可以基于诸如燃料温度、进气温度或冷却剂温度的温度，来确定缸内喷射与进气口喷射比。替代地，可以基于诸如燃料温度、进气温度或冷却剂温度的温度以及高压燃料供应系统中的实际燃料压力与目标燃料压力PO的比较结果的组合，来确定缸内喷射与进气口喷射比。
[0098]在根据上述示例性实施例的用于内燃机的控制装置中，控制装置应用于汽油动力车。本发明的用于内燃机的控制装置不限于此。例如，该控制装置也可以应用于混合动力车辆或柴油机车辆。
[0099]现在，将描述将用于内燃机的控制装置应用于混合动力车辆100的情形。如图5所示，混合动力车辆100设置有发动机1、连接到发动机I的动力分割/合并装置101、用作连接到动力分割/合并装置101的电动机的电动机MGl和电动机MG2，以及控制整个车辆的E⑶7。该混合动力车辆100能将发动机I和电动机MG2的至少一个用作驱动源来行驶。
[0100]发动机I具有与上述发动机I相同的结构，因此，参考数字将是相同的，并且将省略详细描述。如图6和7所示，发动机I包括可变阀正时机构110，其能连续地(S卩，平滑地)改变进气阀22的打开和关闭正时。可变阀正时机构110包括VVT控制器111和油控制阀112。
[0101]VVT控制器111是包括壳体部113和叶片部114的叶片型控制器。壳体部113固定到正时齿轮116。正时齿轮116经由正时链条115连接到曲轴14。叶片部114固定到打开和关闭进气阀22的进气曲轴117。油控制阀112调节施加到VVT控制器111的提前室和滞后室的液压。
[0102]可变阀正时机构110经由油控制阀112调节施加到VVT控制器111的提前室和滞后室的液压。因此，叶片部114相对于壳体部113旋转，由此连续地(即平滑地)改变进气阀22的打开和关闭正时的进气曲轴117的角度。
[0103]如图5所示，差动齿轮120连接到动力分割/合并装置101。驱动轮121连接到该差动齿轮120。将来自动力分割/合并装置101的输出经由差动齿轮120传输驱动轮。电动机MGl和电动机MG2均由能被驱动为发电机和被驱动为电动机的同步发电机-电动机形成。电动机MGl和电动机MG2均连接到逆变器130。两个逆变器130均连接到电池131。E⑶7连接到发动机E⑶140、电动机E⑶141和电池E⑶142。
[0104]在上述混合动力车辆100中，当生成用于发动机I的停止命令并且车辆停止时，E⑶7经由发动机ECU140操作可变阀正时机构110，并且将进气阀22的打开和关闭正时返回到初始正时。即，ECU7旋转叶片部114并且使其位移到对应于对重起动发动机I来说最佳的初始正时的最滞后位置。为执行旋转叶片部114的操作，ECU7使发动机I怠速运转例如500毫秒的预定等待时间而不停止它，然后在经过该等待时间后停止发动机I。
[0105]其中，ECU7通过操作高压燃料供应机构80，使用仅缸内喷射，来执行怠速运转发动机I的控制。因此，ECU7能确定缸内喷射与进气口喷射比例，而无需将高压燃料供应系统中的实际燃料压力与目标燃料压力相比，因此，能易于执行控制。
[0106]在上述混合动力车辆100中，可变阀正时机构110改变进气阀22的打开和关闭正时。本发明的用于内燃机的控制装置不限于此。可变阀正时机构也可以改变排气阀24的打开和关闭正时。在这种情况下，为了在发动机I停止时使排气阀24的打开和关闭正时回到初始正时，旋转排气侧可变阀正时机构的叶片部，使得它能移向与对重起动发动机I来说最佳的初始位置对应的最提前位置。
[0107]如上所述，本发明的用于内燃机的控制装置显示当发动机停止时，能降低双喷射型发动机中的高压燃料供应系统中的燃料压力的效果，并且有效用作内燃机的控制装置。
[0108]尽管参考示例性实施例，描述了本发明，但应理解到，本发明不限于所述的实施例或构造。相反，预期本发明覆盖各种改进和等效配置。此外，尽管以不同组合和构造示出了示例性实施例的各种元件，但其他组合和构造，包括更多、更少或仅单个元件也都在本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种控制车辆的内燃机的燃料供应系统的控制装置，所述燃料供应系统包括将低压燃料喷射到所述内燃机的进气口中的低压燃料供应机构，和将高压燃料喷射到所述内燃机的气缸中的高压燃料供应机构，所述控制装置包括: 控制器(7)，所述控制器(7)控制从所述燃料供应系统(5)到所述内燃机(I)的燃料供应， 其中，紧接在所述车辆停止后，当所述内燃机满足预定条件时，所述控制器通过由所述高压燃料供应机构(80 )将所述高压燃料供应到所述内燃机来使所述内燃机怠速运转，并且在停止通过所述高压燃料供应机构的燃料供应后，通过由所述低压燃料供应机构(50 )将所述低压燃料供应所述内燃机来使所述内燃机怠速运转。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述预定条件是所述高压燃料供应机构中的燃料压力高于目标燃料压力。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，当不满足所述预定条件时，紧接在所述车辆停止后，所述控制部通过由所述低压燃料供应机构将所述低压燃料供应到所述内燃机来使所述内燃机怠速运转。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述车辆设置有所述内燃机(I)、电动机(MG I，MG2 )和可变阀正时机构(110 )，所述可变阀正时机构能够相对于所述内燃机的曲轴的旋转，改变所述内燃机的进气阀(22)或排气阀(24)的打开和关闭正时，并且所述车辆能够使用所述内燃机和所述电动机中的至少一个作为驱动源来行驶，并且 其中，所述预定条件是以下条件:紧接在所述车辆停止后，由所述可变阀正时机构执行用于使所述进气阀或所述排气阀的所述打开和关闭正时返回到与所述内燃机的重起动对应的初始正时的控制，并且 当满足所述预定条件时，所述控制器通过由所述高压燃料供应机构将所述高压燃料供应到所述内燃机来使所述内燃机怠速运转。
5.一种内燃机的控制方法，包括: 紧接在车辆停止后，当高压燃料供应机构(80)内的燃料压力高于目标燃料压力时，通过将燃料喷射到所述内燃机(I)的气缸中来使所述内燃机怠速运转；并且 在通过将燃料喷射到所述内燃机的所述气缸中来使所述内燃机怠速运转后，通过将燃料喷射到所述车辆的所述内燃机的进气口中来使所述内燃机怠速运转。
6.根据权利要求5所述的内燃机的控制方法，其中，通过将燃料喷射到所述内燃机的所述气缸中来使所述内燃机怠速运转，直到通过在所述内燃机中设置的可变阀正时机构(110)，将进气阀(22 )或排气阀(24)的打开和关闭正时返回到与所述内燃机的重起动对应的初始正时为止。
【文档编号】F02D41/04GK103842636SQ201280048239
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月22日 优先权日:2011年11月25日
【发明者】生驹卓也, 立花良二, 益城善一郎, 阿部亮二, 斋藤健一, 秋田龙彦, 本田友明, 浜本嘉明 申请人:丰田自动车株式会社