内燃机的自动停止/重启控制系统以及可变气门装置的制造方法

文档序号:9561710阅读:428来源:国知局
内燃机的自动停止/重启控制系统以及可变气门装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的自动停止/重启控制系统、以及应用在该系统中的可变气门装置,其具有在通过自动停止控制来降低内燃机转速的过程中使内燃机重启的功能。
【背景技术】
[0002]近年来,以降低油耗、降低尾气排放等为目的,正在增加搭载内燃机的自动停止/重启控制系统(所谓的怠速停止控制系统)的车辆。目前,一般的怠速停止控制系统在驾驶者使车辆停车时,停止燃油喷射,使内燃机自动停止,之后,在驾驶者进行了想要使车辆前进的操作(制动解除操作、油门踩踏操作等)时,自动向起动机或兼用做起动机的马达通电,使内燃机旋转而重启。
[0003]在这样的怠速停止控制系统中,在刚发出自动停止请求后,在通过燃料喷射停止使内燃机的转速下降的过程中,有时会发出重启请求。例如,在交叉点信号变“红”的状态下踩踏制动踏板时,进行自动停止控制而内燃机的转速下降,但在该过程中,存在当交叉点信号由“红”向“绿”的状态转变时从踩踏制动踏板改为踩踏加速踏板的情况。
[0004]像这样在转速下降的过程中产生重启(再加速)请求的情况通常称为“改变主意(Change Of Mind:COM) ”。在出现该“改变主意”的情况下,在内燃机的旋转完全停止后向起动机通电而使内燃机旋转而重启时,从产生重启(再加速)请求至完成重启将耗费时间,导致驾驶者感觉重启延迟(缓慢)。
[0005]另外,在搭载了内燃机运转中也将起动机的小齿轮与内燃机侧的环形齿轮始终啮合的常时啮合式起动机的怠速停止控制系统中,在通过燃料喷射停止使内燃机的转速下降期间中产生重启请求时,不必等待内燃机旋转停止,就能够向起动机通电而重启内燃机。然而,在该结构中,因为不可避免增加起动机的启动次数,所以存在起动机的耐久性降低的问题。
[0006]因此,提出了一个方案,S卩,在通过怠速停止控制的燃料喷射停止而使内燃机的转速下降的过程中产生重启请求时,如果内燃机的转速是不使用起动机就可启动(只通过燃料喷射就可重启)的转速区域,则不使用起动机,仅通过燃料喷射来重启内燃机,进行所谓的无起动机启动。
[0007]在进行无起动机启动方式的怠速停止控制系统中,在怠速停止控制的燃料喷射停止后的旋转下降的过程中产生重启请求的时刻,如果发动机转速下降至可以无起动机启动的转速区域的下限值以下,则很难进行无起动机启动,所以需要使用起动机重启发动机。一般情况下,在燃料喷射停止过程中,节气门开度被控制在全闭位置,因此由于进气负压,导致栗气损失增加,由于该栗气损失的增大,发动机转速急剧下降。因此,在产生自动停止请求后,内燃机的转速达到至可以无起动机启动的转速区域下限值的时间(即、能够进行无起动机启动的时间)缩短,所以无起动机启动次数减少,导致起动机启动次数增加,存在使起动机的耐久性降低的可能性。
[0008]为了解决上述问题,例如在日本特开2010-242621号公报(专利文献1)中,提出了一种自动停止/重启控制系统,其在怠速停止控制的燃料喷射停止后的旋转下降过程中产生重启请求的情况下,能够增加无起动机启动的次数,减少起动机的使用次数,从而提高起动机的耐久性。
[0009]在该专利文献1中记载了,在内燃机的运转中产生了自动停止请求时,停止燃料喷射,将空气系统的控制量设定为比产生自动停止请求时更向筒内充填空气量增大侧,从而减少栗气损失。由此,减缓燃料喷射停止中的转速的下降,增加转速达到可以无起动机启动的转速区域的下限值的时间,从而能够使无起动机启动次数增加。另外,记载了因为能够从刚产生自动停止请求之后为了产生重启请求而增加筒内充填空气量,所以在重启请求产生时立即使筒内充填空气量变化为适合重启的空气量而能够重启。
[0010]由此,在专利文献1提出的自动停止/重启控制系统在内燃机重启时的极低旋转区域内,通过将燃料喷射停止后筒内充填空气量设定为最大侧来降低栗气损失,减缓转速的下降,从而能够延长转速达到可以无起动机启动的转速区域的下限值的时间,增加无起动机启动次数。
[0011]专利文献1:(日本)特开2010-242621号公报
[0012]然而,在专利文献1所述的方法中,确实能够使转速的下降率减小,从而延长达到可以无起动机启动的下限转速的时间。但是,在该种内燃机中,排气门的开阀时期被设定在膨胀冲程的后半程。因此,在燃料喷射停止后的重启时,通过所供给的燃料燃烧而得到的燃烧气体由于排气门的开启而从膨胀冲程的中途进行排气。因此,不能有效利用膨胀冲程中燃烧气体的膨胀能,因而在重启时很难得到足够的燃烧扭矩(=旋转力)。如果在转速低的区域重启时不能得到足够的燃烧扭矩,则不能进行无起动机启动,不得不变为使用起动机的启动。因此,在专利文献1所述的方法中,只有达到相对较高的下限转速才能进行无起动机启动,存在不能充分提高无起动机启动的比例的问题。
[0013]在此,为了确保无起动机启动时的燃烧扭矩,也考虑过度提高充填效率、或增加空燃比,但该情况也存在峰值燃烧压过高、无起动机启动时内燃机的旋转变化增大而使搭乘者不舒适的问题。

【发明内容】

[0014]本发明的主要目的在于,提供一种内燃机的自动停止/重启控制系统、以及应用于该系统中的可变气门装置,其在燃料喷射停止后产生重启请求而根据重启请求重新供给燃料时,有效利用通过燃料燃烧而得到的燃烧气体所产生的燃烧扭矩,从而降低可以无起动机启动的转数,能够提高无起动机启动的比例。
[0015]本发明的其他目的在于,提供一种内燃机的自动停止/重启控制系统、以及应用于该系统中的可变气门装置,其在燃料喷射停止后产生重启请求而重新供给燃料时,能够抑制因过度的峰值燃烧压产生旋转变动而给搭乘者带来不舒适感,能够顺畅地进行无起动机启动。
[0016]本发明的第一特征在于,在燃料喷射停止后,在内燃机转速下降的过程中,使排气门的开阀时期延迟到膨胀冲程结束侧的下止点附近,有效利用通过重启时的燃料喷射的燃料的燃烧气体所产生的燃烧扭矩。
[0017]本发明的第二特征在于,在燃料喷射停止后,在内燃机的转速下降的过程中,使排气门的开阀时期延迟到膨胀冲程结束侧的下止点附近,有效利用通过重启时的燃料喷射的燃料的燃烧气体所产生的燃烧扭矩,并且使进气门的闭阀时期改变至进气冲程结束侧的下止点附近而抑制在向压缩冲程过渡时新鲜空气向进气系统侧回流。
[0018]根据本发明的第一特征,在燃料喷射停止后,在产生重启请求而进行重启时,因为能够有效利用通过燃料燃烧而得到的燃烧扭矩,所以能够降低能够无起动机启动的下限转速,从而提高无起动机启动的比例。
[0019]根据本发明的第二特征,除了上述效果外,还能够更提高燃烧扭矩,进一步降低能够无起动机启动的下限转速,从而能够进一步提高无起动机启动的比例。
[0020]本发明的第一方面的内燃机的自动停止/重启控制系统,其特征在于,具有:发动机停止装置,其在内燃机的运转中根据发动机停止请求的产生,使来自燃料喷射阀的燃料喷射停止;重启装置,其在基于所述发动机停止装置的燃料喷射停止中,在所述内燃机的转数下降的过程中,根据驾驶者发出的重启请求的产生,使来自所述燃料喷射阀的燃料喷射重新开始,并且使排气门在膨胀冲程结束侧的下止点附近开阀。
[0021]本发明的第二方面的内燃机的自动停止/重启控制系统,其特征在于,所述重启装置使进气门在进气冲程结束侧的下止点附近闭阀。
[0022]本发明的第三方面的内燃机的自动停止/重启控制系统,其特征在于,根据所述驾驶者发出的重启请求的产生,在所述内燃机的转数大于第一规定转数的情况下,所述重启装置使所述排气门在膨胀冲程结束侧的下止点的前侧开阀,在所述内燃机的转数下降至所述第一规定转数以下的情况下,所述重启装置使所述排气门在膨胀冲程结束侧的下止点附近开阀。
[0023]本发明的第四方面的内燃机的自动停止/重启控制系统,其特征在于,根据所述驾驶者发出的重启请求的产生,在所述内燃机的转数越过低于所述第一规定转数的第二规定转数而下降的情况下,所述重启装置使用起动机进行所述内燃机的重启。
[0024]本发明的第五方面的内燃机的自动停止/重启控制系统,其特征在于,具有:发动机停止装置,其在内燃机的运转中,根据发动机停止请求的产生,使来自燃料喷射阀的燃料喷射停止;重启装置,其在基于所述发动机停止装置的燃料喷射停止中,如果所述内燃机的转数下降至规定的排气门控制转数以下,则使排气门在膨胀冲程结束侧的下止点附近开阀,并且在该状态下,根据驾驶者发出的重启请求的产生,使来自所述燃料喷射阀的燃料喷射重新开始。
[0025]本发明的第六方面的自动停止/重启控制系统,其特征在于,在基于所述发动机停止装置的燃料喷射停止中,如果所述内燃机的转数下降至所述规定的排气门控制转数以下,则使进气门在进气冲程结束侧的下止点附近闭阀。
[0026]本发明的第七方面的自动停止/重启控制系统,其特征在于,根据所述驾驶者发出的重启请求的产生,在所述内燃机的转数越过低于所述排气门控制转数的第二规定转数而下降的情况下,所述重启装置使用起动机进行所述内燃机的重启。
[0027]本发明的第八方面的内燃机的自动停止/重启控制系统,其特征在于,所述重启装置在所述内燃机的旋转停止后的规定时间后,驱动所述起动机,之后重新开始来自燃料喷射阀的燃料喷射。
【附图说明】
[0028]图1是本发明所适用的内燃机的控制系统的结构图;
[0029]图2是图1所示的可变气门系统的结构图;
[0030]图3A是通过可变气门装置即升程控制机构进行的最小升程控制时的工作说明图;
[0031]图3B是通过可变气门装置即升程控制机构进行的最大升程控制时的工作说明图;
[0032]图4A是表示升程控制机构的最小升程控制状态中的驱动机构的结构图;
[0033]图4B是表示升程控制机构的最大升程控制状态中的驱动机构的结构图;
[0034]图5是表示升程控制机构的升程特性的特性图;
[0035]图6A是表示可变气门装置即气门正时控制机构的最提前角相位的状态的结构图;
[0036]图6B是表示可变气门装置即气门正时控制机构的最滞后角相位的状态的结构图;
[0037]图7是表示气门正时控制机构的纵截面的剖面图;
[0038]图8A是说明本发明实施方式的从自动停止状态进行重启时的排气门与进气门的气门正时的说明图;
[0039]图8B是说明本发明实施方式的从自动停止状态进行重启时的排气门与进气门的气门正时的其他说明图;
[0040]图9A是说明本发明实施方式的转速升高时与下降时的进气门与排气门的气门正时的说明图;
[0041]图9B是说明本发明实施方式的转速升高时与下降时的进气门与排气门的气门正时的其他说明图;
[0042]图10是说明本发明实施方式的从自动停止状态进行重启时的自动停止/重启控制系统的动作的说明图;
[0043]图11是用来进行本发明实施方式的自动停止/重启控制系统的动作的流程图;
[0044]图12A是说明本发明其他实施方式的从自动停止状态进行重启时自动停止/重启控制系统的动作的说明图;
[0045]图12B是用来进行本发明其他实施方式的自动停止/重启控制系统的动作的流程图;
[0046]图13A是说明本发明另一其他实施方式的从自动停止状态进行重启时的气门正时控制机构所进行的排气门与进气门的气门正时的说明图;
[0047]图13B是说明本发明另一其他实施方式的从自动停止状态进行重启时的气门正时控制机构所进行的排气门与进气门的气门正时的其他说明图;
[0048]图14是关于排气门与进气门的斜面区间的说明图。
[0049]附图标记说明
[0050]08起动机;
[0051]012燃料喷射阀;
[0052]1升程控制机构(排气VEL);
[0053]2气门正时控制机构(排气VTC);
[0054]3气门正时控制机构(进气VTC);
[0055]4进气门;
[0056]5排气门;
[0057]IV0进气门开阀时期;
[0058]IVC进气门闭阀时期;
[0059]EV0排气门开阀时期;
[0060]EVC排气门闭阀时期。
【具体实施方式】
[0061]下面,利用附图对本发明的实施方式详细地进行说明,但本发明不限于以下的实施方式,在本发明的技术概念中各种变形例及应用例也包括在其范围内。
[0062]在说明本发明的具体实施例之前,简单说明本发明所适用的内燃机控制系统的结构、可变气门系统的结构、可变气门装置即升程控制机构以及气门正时控制机构的结构。
[0063]在图1中,缸体01与缸盖02之间,经由活塞03形成燃烧室04,并且在缸盖02的大致中央位置设有火花塞05。活塞03经由一端部连结到活塞销的连杆06而与曲轴07连结,该曲轴07通过起动电动马达08、经由小齿轮机构09进行冷机时的正常启动、怠速停止后的自动启动。另外,曲轴07通过后述的曲柄转角传感器010检测曲柄转角及转数。
[0064]在缸体01安装有检测水套内的水温的水温传感器011,并且在缸盖02设有向燃烧室04内喷射燃料的燃料喷射阀012。而且,分别滑动自如地设置开闭形成于缸盖02内部的进气端口 013、排气端口 014的每一个气缸各两个进气门4及排气门5,并且在进气门4侧与排气门5侧设置可变气门装置。在进气门侧设有气门正时控制机构(VTC) 3,在排气门侧设有升程控制机构(VEL) 1。另外,根据情况,有时在排气门侧也设有气门正时控制机构(VTC)3o向控制装置22输入图示的传感器信号,另外,输出控制元件的驱动信号。
[0065]图1中的起动机马达08是由将蓄电池作为动力源的马达主体、以及向嵌在飞轮外周的环形齿轮传递啮合动力的小齿轮机构09等构成的一般的马达。仅在启动时、或向重启时的起动机马达08通电时,小齿轮机构09的小齿轮前进,与内燃机的环形齿轮啮合,将起动机马达08的旋转向众所周知的环形齿轮传递,进行曲轴旋转(夕歹y ? y夕')。另外,在内燃机启动成功而停止向起动机马达08通电时,小齿轮被推回,脱离与环形齿轮的啮合。
[0066]在此,因为本实施例将如后所述地将排气门5控制为规定的特定开阀时期、另外将进气门4控制为规定的特定开阀时期作为对象,所以不限定起动机的方式,可以为小齿轮与环形齿轮长期啮合的起动机、利用混合动力车辆用马达等通过带驱动使曲轴带轮旋转的起动机。
当前第1页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1