CN106715876A - 用于内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

在内燃机的怠速运转期间，在曲轴的旋转速度等于或小于预定速度的情况下，ECU通过使压缩机处于静止状态来避免发动机熄火。在怠速运转期间，ECU计算通过压缩机和交流发电机施加到曲轴的总负载转矩。ECU基于怠速运转期间的目标速度，计算在怠速运转期间的内燃机的最大转矩。然后，在通过从最大转矩减去负载转矩获得的值等于或小于预定值的情况下，ECU提高预定速度。

Description

用于内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的控制装置，所述内燃机被应用到车辆，所述车辆通过使用内燃机的动力来行驶并且配备有由内燃机的动力驱动的辅机。

背景技术

在例如日本专利申请公开第10-325349号中公开了一种旋转速度控制，其根据要求转矩，基于施加到内燃机的负载转矩和内燃机的致动器的操作，通过使用在怠速运转期间用于内燃机的要求转矩，达到目标速度。在本文中，负载转矩包括通过辅机施加到曲轴的辅机负载转矩。

发明内容

对在上述装置的怠速运转期间待被控制以达到目标速度的旋转速度，通过要求转矩内燃机要求的轴转矩需要等于或小于能在内燃机中实现的轴转矩的最大值。因此，在怠速运转期间，轴转矩的最大值相对于通过辅机施加到曲轴的辅机负载转矩无余地的情况下，辅机负载转矩会超过能在内燃机中实现的轴转矩的最大值。当辅机负载转矩超过能在内燃机中实现的轴转矩的最大值时，内燃机的曲轴的旋转速度快速地下降，会导致内燃机停止(发动机熄火)。

本发明提供一种用于内燃机的控制装置，即使能在内燃机中实现的轴转矩的最大值无余地的情况下，该控制装置也能够抑制发动机熄火的情况。

根据本发明的一个方面，提供有一种用于内燃机的控制装置，所述内燃机被应用到车辆，所述控制装置包括至少一个电子控制单元，所述至少一个电子控制单元被构造成：i)执行怠速控制，所述怠速控制用于控制内燃机的曲轴的旋转速度，以达到用于怠速运转的目标速度；ii)在执行怠速控制期间，当内燃机的旋转速度变为等于或小于预定速度时，减少第一转矩，第一转矩是通过被安装在车辆上的预定辅机施加到内燃机的曲轴的转矩；iii)在执行怠速控制期间，a)获取第二转矩，第二转矩是内燃机能够生成的最大转矩，b)获取第三转矩，第三转矩是包括第一转矩的与内燃机有关的负载转矩，以及c)获取第四转矩，第四转矩是能够在内燃机中实现的轴转矩的最大值；以及iv)当基于第二转矩和第三转矩来执行怠速控制时，与当转矩差超过预定值时相比，当转矩差等于或小于预定值时，将预定速度设定为较大，转矩差是通过从第四转矩减去第一转矩而获得的值。上述方面能被定义如下。用于内燃机的控制装置被应用到通过使用内燃机的动力来行驶的车辆，并且配备有：怠速控制处理单元，所述怠速控制处理单元控制内燃机的曲轴的旋转速度，以达到用于怠速运转的目标速度；减法处理单元，在执行由怠速控制处理单元执行控制期间，在内燃机的旋转速度等于或小于预定速度的条件下，所述减法处理单元通过作为被安装在车辆上的辅助中的一个的预定辅机来减小施加到内燃机的曲轴的辅机负载转矩；最大转矩获取处理单元，所述最大转矩获取处理单元获取在由怠速控制处理单元执行的控制期间内燃机能够生成的最大转矩；负载转矩获取处理单元，所述负载转矩获取处理单元获取包括由安装在车辆上辅机施加到曲轴的辅机负载转矩的负载转矩；以及设定处理单元，基于由最大转矩获取处理单元获取的最大转矩和由负载转矩获取处理单元获取的负载转矩，在执行由怠速控制处理单元实现的控制期间，与在转矩差超过预定值的情形相比，在能够在内燃机中实现的轴转矩的最大值超过由被安装在车辆上的辅机施加到曲轴的辅机负载转矩的转矩差等于或小于预定值的情况下，所述设定处理单元将预定速度设定为较大。

在内燃机的怠速运转期间，在由于任何原因而降低内燃机的旋转速度并且变得难以将内燃机的旋转速度恢复至目标速度的情形前，减法处理单元减小由预定辅机施加到曲轴的辅机负载转矩，使得最终可抑制发生发动机熄火。在由于任何原因而降低内燃机的旋转速度的情况下，与轴转矩的最大值对由辅机施加到曲轴的辅机负载转矩有余地的情形相比，在轴转矩的最大值对由辅机施加到曲轴的辅机负载转矩无余地的情况下，更难以将内燃机的旋转速度恢复到目标速度。因此，在假定轴转矩的最大值有余地而设定预定速度的情况下，在轴转矩的最大值无余地并且发动机熄火会发生的情形中，由减法处理单元执行使得减小通过辅机施加到曲轴的辅机负载转矩的处理将不足。在假定轴转矩的最大值无余地而设定预定速度的情况下，相反，在轴转矩的最大值有余地的情况下，不必执行由减法处理单元执行使得减小辅机负载转矩的处理。

关于这一点，与转矩差超过预定值的情况下相比，在转矩差不超过预定值的情况下，为设定处理单元提供被设定为较大的预定速度，并且与能够在内燃机中实现的轴转矩的最大值有余地的情形相比，在能够在内燃机中实现的轴转矩的最大值无余地的状态下降低旋转速度的情形下，能更早地扩大能够在内燃机中实现的轴转矩的最大值超过辅机负载转矩的转矩差。因此，即使在能够在内燃机中实现的轴转矩的最大值无余地的情况下，也能防止发动机熄火情形。此外，与假定轴转矩的最大值无余地而设定预定速度的情形相比，能防止实施由减法处理单元执行使得减小辅机负载转矩的处理。

在上述方面中，电子控制单元可以被构造成根据外部空气的温度和外部空气的压力中的至少一个可变地设定第二转矩。

在上述装置中，根据外部空气的温度和外部空气的压力可变地设定最大转矩，由此与无可变设定的情形相比，能更准确地计算上述转矩差。因此，在能够实现的轴转矩的最大值有余地的情形下，通过升高所述预定速度，能抑制如下情形：用于减小由预定辅机施加到曲轴的辅机负载转矩的处理被执行。

在上述方面中，预定辅机可以是用于被安装在车辆上的空调装置的压缩机。在上述装置中，对与车辆的行驶有关的功能无直接影响的压缩机是辅机负载转矩的减小的目标。因此，能适当地防止受由减法处理单元执行的处理影响与车辆的行驶有关的功能的情形。

在上述方面中，电子控制单元可以被构造成：i)当转矩差超过预定值时，将预定速度设定为第一值，以及ii)当转矩差不超过预定值时，将预定速度设定为大于第一值的第二值。

在上述装置中，取决于是否超过预定值，可变地设定预定速度。因此，能相对简单地执行用于抑制在能够在内燃机中实现的轴转矩的最大值无余地的情况下发生发动机熄火的情形的处理。

在上述方面中，电子控制单元可以被构造成当转矩差减小时，将预定速度设定为以两个或更多个步长或连续地增大的值。当能够在内燃机中实现的轴转矩的最大值的余地减小时，在不减小由辅机施加到曲轴的辅机负载转矩的情况下允许恢复至目标速度的内燃机的旋转速度的下降量减小。关于这一点，在上述装置中，可以将预定速度可变地设定为至少三个值，由此，能够取决于轴转矩的最大值的余量，将预定速度设定成最水平。因此，能够防止由预定辅机施加到曲轴的辅机负载转矩被最小化。

附图说明

在下文中，参考附图，描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术及工业重要性，其中，相同的图符标记表示相同的元件，并且其中：

图1是根据第一实施例的系统构造图；

图2是根据第一实施例的示出在怠速运转期间执行的处理的框图；

图3是根据第一实施例的示出由阈值设定单元执行的处理的过程的流程图；

图4是示出负载转矩、旋转速度和压缩机状态变化的时序图；以及

图5A是示出负载转矩如何变化的时序图，并且图5B是示出旋转速度如何变化的时序图。

具体实施方式

<第一实施例>在下文中，将参考附图详细地描述用于内燃机的旋转速度控制装置的第一实施例。

图1中所示的内燃机10是低排量(例如，“1500cc”或更小)发动机。节气门14位于内燃机10的进气通道12中。节气门14调整进气通道12的流路面积。在进气通道12中，燃料喷射阀16设置在节气门14的下游。作为进气门18的打开结果，吸入进气通道12中的空气与由燃料喷射阀16喷射的燃料的空气-燃料混合物被吸入燃烧室20中。火花塞22设置在燃烧室20中。当火花塞22执行点火操作时，燃烧吸入到燃烧室20中的空气-燃料混合物，并且能将燃烧能量经由活塞26转换成曲轴28的旋转能量。作为排气门30的打开的结果，将为燃烧室20中燃烧而提供的空气-燃料混合物作为排气排放到排气通道32。净化排气的催化剂34被设置在排气通道32中。

能由进气侧可变气门正时机构36可变地设定进气门18的气门打开正时。可通过排气侧可变气门正时机构38可变地设定排气门30的气门打开正时。

内燃机10的曲轴28经由变速器29机械地连接到驱动轮。此外，曲轴28机械地连接到压缩机42。压缩机42被置入空调装置40中并且压缩用于空调的制冷剂。在该实施例中，可变容量型压缩机被假定为压缩机42。换句话说，压缩机42设有：曲柄室，曲柄室填充有作为压缩的目标的制冷剂；活塞，活塞允许曲柄室膨胀或收缩；以及允许活塞冲程变化的装置。当活塞冲程为0并且压缩机42不执行用于加压制冷剂的操作时，压缩机42处于静止状态。当活塞冲程超过0并且压缩机42执行用于加压制冷剂的操作时，压缩机42处于驱动状态。

ECU 44是控制空调装置40的电子控制装置。ECU 44特别通过操作压缩机42的活塞冲程来执行容量控制。在该实施例中，在怠速运转(稍后所述)期间驱动压缩机42的情况下，ECU 44具有固定活塞冲程值并且执行不可变容量控制。

置入发电单元50中的交流发电机52的旋转轴还被机械地连接到曲轴28。交流发电机52的输出电压被施加到电池60。电池60是蓄电装置，用于将电力供应到被安装在车辆上电子控制装置，诸如ECU 44，以及供应到电子控制致动器，诸如节气门14和火花塞22。电池60将电力供应到特别是产生制动负压的电动真空泵62。这用于如下假定：在确保制动负压中，不使用进气通道12的进气负压的车辆作为根据本实施例的车辆。

电子控制单元(ECU)70是控制内燃机10的电子控制装置。ECU70接收基于由曲柄角传感器80检测到的值的曲轴28的旋转速度NE、由外部气温传感器82检测到的外部空气的温度(外部空气温度THO)以及由大气压力传感器84检测到的外部空气压力PO。此外，ECU 70接收由水温传感器86检测到的用于内燃机10的冷却剂的温度(冷却剂温度THW)、由油温传感器88检测到的用于内燃机10的润滑剂的温度(油温THA)以及由制冷剂压力传感器90检测到的制冷剂的压力(制冷剂压力PC)。能基于上述各个值，操作各种致动器，诸如节气门14、火花塞22、进气侧可变气门正时机构36和排气侧可变气门正时机构38。

特别地当内燃机10的轴转矩不需要被施加到驱动轮时，ECU 70通过将内燃机10的输出抑制到发动机熄火不会发生的范围内的最小值，执行用于控制曲轴28的旋转速度以达到目标速度的怠速运转。在下文中，将参考图2描述。

图2是示出特别是在由ECU 70实现的那些处理中与怠速运转有关的处理的功能框图。目标速度设定单元M10设定用于怠速运转的曲轴28的旋转速度NE的目标值(目标速度NE*)。在本文中，取决于压缩机42是处于驱动状态还是静止状态，通过将从ECU 44输出的信号用作输入，可变地设定目标速度NE*。具体地，与压缩机42处于静止状态的情形相比，在压缩机42处于驱动状态的情况下，将较大的值设定为目标速度NE*。

开环操作量计算单元M12通过将目标速度NE*用作输入，计算用于控制曲轴28的旋转速度NE以达到目标速度NE*的开环操作量。开环操作量是具有转矩大小“Nm”的物理量。不考虑与各种摩擦力诸如活塞26和气缸内壁表面之间的摩擦力以及在驱动进气门18和排气门30期间生成的摩擦力对应的摩擦负载转矩，计算开环操作量。此外，在忽略通过辅机诸如压缩机42和交流发电机52施加到曲轴28的辅机负载转矩的情况下，将开环操作量设定到用于控制以达到目标速度NE*所要求的值。期望鉴于例如处于目标速度NE*的泵送损失，计算开环操作量。

闭环操作量计算单元M14计算用于旋转速度NE到目标速度NE*的反馈控制的操作量(闭环操作量)。闭环操作量还是具有转矩的大小的物理量。

加法单元M16将开环操作量与闭环操作量相加，并且将该结果输出为转矩基值Trqb*。辅机转矩计算单元M18计算通过辅机诸如压缩机42和交流发电机52施加到曲轴28的总辅机负载转矩。该辅机负载转矩是表示消耗内燃机10的轴转矩的负载的物理量。在本实施例中，将辅机负载转矩计算为绝对值。鉴于目标速度NE*和制冷剂压力PC，计算由压缩机42施加到曲轴28的辅机负载转矩。基于目标速度NE*和用于交流发电机52的要求发电电流，计算由交流发电机52施加到曲轴28的辅机负载转矩。在本文中，可以从发电单元50获得要求发电电流。在允许用于内燃机10的冷却剂的循环的水泵和允许用于内燃机10的润滑剂的循环的油泵作为将妨碍旋转的辅机负载转矩施加到曲轴28的辅机存在的情况下，期望这些辅机负载转矩被计算并且与辅机转矩计算单元M18的输出值相加。基于例如目标速度NE*，计算这些辅机负载转矩。

摩擦计算单元M20通过将冷却剂温度THW和油温THA用作输入，计算与上述摩擦力有关的摩擦负载转矩。换句话说，摩擦计算单元M20计算归因于摩擦力的在值上通过从指示转矩减去轴转矩获得的量。冷却剂温度THW和油温THA越低，摩擦负载转矩的值越大。

加法单元M22将由辅机转矩计算单元M18计算出的辅机负载转矩与由摩擦计算单元M20计算出的摩擦负载转矩相加，并且将该结果输出为负载转矩TrqL。

加法单元M24通过将由加法单元M16输出的转矩基值Trqb*与由加法单元M22输出的负载转矩TrqL相加，计算要求转矩Trq*。要求转矩Trq*是内燃机10的旋转速度NE变为目标速度NE*要求的指示转矩。换句话说，开环操作量计算单元M12的输出值和摩擦计算单元M20的输出值的总和是关于忽略由辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩的情形下用于达到目标速度NE*的控制的指示转矩。因此，通过将辅机转矩计算单元M18的输出值与该指示转矩相加获得的值是考虑通过辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩的内燃机10的指示转矩。

操作量计算单元M26基于要求转矩Trq*，计算内燃机10的节气门14的开度和点火正时，并且根据计算出的开度和点火正时操作开度和点火正时。具体地，操作节气门14的开度和点火正时，使得内燃机10的指示转矩变为要求转矩Trq*。在该实施例中，反馈控制实际空燃比来达到目标空燃比，当控制旋转速度NE以达到目标速度NE*时，该目标空燃比被用作理论空燃比。因此，目标空燃比具有固定值并且不是操作的目标，由此不是用于指示转矩变为要求转矩Trq*的操作量。此外，在该实施例中，当旋转速度NE被控制以达到目标速度NE*时，进气门18的气门打开正时和排气门30的气门打开正时具有固定值。因此，气门正时不是用于指示转矩以变为要求转矩Trq*的操作量。

在该实施例中，如上所述，对用于达到目标速度NE*的控制，采用基于负载转矩TrqL的前馈控制。因此，与在仅基于旋转速度NE到目标速度NE*的反馈控制执行用于达到目标速度NE*的控制的情形相比，在怠速运转期间的内燃机10的输出能具有较小的值。这是因为在怠速运转期间，内燃机10的输出需要增大到一定程度以防止在仅执行反馈控制的情况下，归因于增强为与负载波动有关的瞬态现象的过冲和下冲的发动机熄火。

在该实施例中，进气通道12的负压不被用作制动负压，由此，在怠速运转期间对进气通道12的负压的请求不会发生。在进气通道12的负压被用作制动负压的情况下，将总辅机负载转矩的最大值被设定为关于将节气门14的开度减小到允许将进气通道12的负压用作制动负压的水平的情形下的内燃机10的轴转矩的值。在该实施例中，然而，总辅机负载转矩的最大值能变为接近在节气门14的最大开度处的轴转矩。然而，在这种情况下，当该情形下的设置可能消除能实现为内燃机10的轴转矩的最大值的余地时，发动机熄火会发生，并且这会导致例如归因于随着内燃机10的劣化的摩擦增大、不期望干扰等，内燃机10的轴转矩超过用于停止曲轴28的旋转的负载转矩。

在该实施例中，当内燃机10的旋转速度NE低于预定速度NEth时，停止压缩机42，使得无论如上所述可以消除余地的设置如何，避免发动机熄火，同时在能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值无余地的情况下，提高预定速度NEth。在下文中将详细地描述。

最大生成转矩计算单元M28计算可通过执行用于达到目标速度NE*的控制获得的内燃机10的转矩的最大值(最大转矩TrqMAX)。在下文中，转矩具有通过从指示转矩减去等同于内燃机10的泵送损失获得的值。

如上所述，在执行用于达到目标速度NE*的控制期间，气门正时和目标空燃比被固定。因此，通过给出的气门正时和目标空燃比，计算最大转矩TrqMAX。具体地，通过用作最优值的点火正时，计算最大转矩TrqMAX。在本文中，最优值是指两个点火正时中作为延迟侧的一个点火正时，两个点火正时是指作为当最大化转矩生成效率时的点火正时的最佳转矩的最小提前(MBT)，以及作为当能避免发生爆震时的点火正时的提前极限的轻微爆震点火正时。此外，通过用作最大值的节气门14的开度，计算最大转矩TrqMAX。然而，当节气门14的开度被用作最大值并且指定目标速度NE*时，不唯一地确定填充效率。因此，在该实施例中，使用外部空气温度THO和外部空气压力PO以及目标速度NE*，使得能精确地算出关于节气门14的开度被用作最大值的情形的填充效率。换句话说，基于外部空气温度THO和外部空气压力PO以及目标速度NE*，计算最大转矩TrqMAX。

阈值设定单元M30基于最大转矩TrqMAX和负载转矩TrqL，设定作为用于停止压缩机42的阈值的上述的预定速度NEth。在下文中，将参考图3描述。

图3示出由阈值设定单元M30执行的处理。例如以在怠速运转期间，以预定周期重复地执行该处理。阈值设定单元M30在该系列处理开始时，获得最大转矩TrqMAX(S10)。然后，阈值设定单元M30获得负载转矩TrqL(S12)。然后，阈值设定单元M30判定从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值是否等于或小于预定值ΔTrq(S14)。该处理将是判定是否存在如下情形：由于相对于由辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩，能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值缺少余地，发动机熄火很可能发生。换句话说，最大转矩TrqMAX是通过从指示转矩减去泵送损失的负载转矩获得的值。因此，通过从最大转矩TrqMAX减去摩擦计算单元M20的输出值获得的值是能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值。因此，通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值是通过从能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值减去由辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩获得的值。换句话说，通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值是能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值超过通过辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩的转矩差。

期望的是，预定值ΔTrq是等于或大于0的值。特别期望将预定值ΔTrq设定为大于0的值，因为当由于干扰等，减小旋转速度NE时，应当确保旋转速度NE将恢复至目标速度NE*要求的转矩余量。此外，期望当最大转矩TrqMAX和负载转矩TrqL的计算精度较低时，将较大值设定为预定值ΔTrq。

在确定超过预定值ΔTrq的情况下(S14：否)，阈值设定单元M30将预定速度NEth设定为基准值B。当能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值有余地时，在减小内燃机10的旋转速度NE的情况下，基于允许在不停止压缩机42的情况下将旋转速度NE恢复至目标速度NE*的值的下限值，设定基准值B。

在确定不超过预定值ΔTrq的情况下(S14：是)，阈值设定单元M30将预定速度NEth设定为防熄火值A(S16)。在本文中，当能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值无余地时，在减小内燃机10的旋转速度NE的情况下，基于允许在不停止压缩机42的情况下将旋转速度NE恢复到目标速度NE*的值的下限值，设定防熄火值A。在能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值无余地的情况下，在降低旋转速度NE后，难以提高旋转速度NE。因此，防熄火值A被设定为大于基准值B的值。

在完成步骤S16和S18的处理的情况下，阈值设定单元M30临时终止该系列处理。将参考图4描述上述处理的效果。

图4示出最大转矩TrqMAX和负载转矩TrqL如何变化，旋转速度NE和预定速度NEth如何变化，以及如何驱动或停止压缩机42。

在时刻t1前，预定速度NEth具有基准值B，如该图所示，因为通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值超过预定值ΔTrq。当在时刻t1，通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值变为等于或小于预定值ΔTrq时，预定速度NEth升高到防熄火值A。然后，压缩机42处于驱动状态，即使当负载转矩TrqL超过最大转矩TrqMAX，同时旋转速度NE超过预定速度NEth。然后，在时刻t2，基于来自ECU 70的指令，旋转速度NE变为等于或小于预定速度NEth并且通过ECU 44，使压缩机42处于静止状态。以这种方式，从外部施加到曲轴28的负载转矩减小与通过压缩机42施加到曲轴28的辅机负载转矩相同的量。因此，轴转矩的最大值相对于通过辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩有余地，由此，内燃机10的轴转矩能具有足以提高旋转速度NE的值。以这种方式，旋转速度旋转速度NE被恢复到目标速度NE*。在这种情况下，目标速度NE*仍然等于压缩机42驱动期间的目标速度NE*。此外，在停止压缩机42后，在预定时间段内保持压缩机42的静止状态，即使当旋转速度NE超过预定速度NEth时也是如此。

即使当负载转矩TrqL超过最大转矩TrqMAX时不减小内燃机10的旋转速度NE的时段存在是因为最大转矩TrqMAX和负载转矩TrqL有错误。在由于通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值变为等于或小于0，使压缩机42处于静止状态的情况下，由于错误，不一定停止压缩机42。然而，在该实施例中，基于旋转速度NE的实际下降，使压缩机42处于静止状态，由此，在禁止发动机熄火的同时，尽可能长地保持压缩机42的驱动状态。

当通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值接近预定值ΔTrq时，通过加速器操作，解除怠速运转的情况下，停止压缩机42。在当要求增大内燃机10的轴转矩时，转矩不足发生的情况下，这通过用于停止压缩机42的已知逻辑来实现。

上文所述的实施例能实现下述效果。(1)当通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值等于或小于预定值ΔTrq时，提高预定速度NEth。因此，能抑制发动机熄火情形。尤其是，当通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值等于或小于预定值ΔTrq时，使预定速度NEth升高到防熄火值A，由此，与始终将预定速度NEth保持设定到防熄火值A的情形相比，能抑制停止压缩机42的情形以及抑制发动熄火情形。

(2)当旋转速度NE等于或小于预定速度NEth时，使压缩机42处于静止状态。在本文中，通过压缩机42施加到曲轴28的辅机负载转矩相对大，由此，当压缩机42处于静止状态时，能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值具有余地。因此，能将旋转速度NE恢复成目标速度NE*。

(3)不会影响与车辆的行驶有关的功能的压缩机42是辅机负载转矩减小的目标。因此，能抑制由于用于将旋转速度NE恢复到目标速度NE*的控制，影响与行驶有关的功能的情形。

(4)基于外部空气温度THO和外部空气压力PO，可变地设定最大转矩TrqMAX。因此，能抑制当能实现的轴转矩的最大值有余地时，确定通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值等于或小于预定值ΔTrq的情形。因此，能抑制停止压缩机42的情形以及抑制发动机熄火情形。

在上述实施例中，压缩机42对应于预定辅机，由ECU 44、70执行图4中的时刻t2的处理的部件对应于减法处理单元，步骤S10的处理对应于最大转矩获取处理单元，并且步骤S12的处理对应于负载转矩获取处理单元。此外，基准值B对应于第一值，并且防熄火值A对应于第二值。

<第二实施例>在下文中，参考附图将描述用于内燃机的旋转速度控制装置的第二实施例。下述描述将集中在第二实施例如何不同于第一实施例。

在上述第一实施例中，预定速度NEth被设定为基准值B和防熄火值A中的一个。在该实施例中，然而，根据通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值，连续地改变预定速度NEth。具体地，当通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值减小时，将连续地增大的值设定为预定速度NEth。

图5A示出最大转矩TrqMAX和负载转矩TrqL如何变化，并且图5B示出旋转速度NE和预定速度NEth如何变化。在该实施例中，如图中所示，当逐步减小通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值时，逐步地增大预定速度NEth。换句话说，当除了作为通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值的除图5A中所示的值的最小值和最大值外的值被假定为预定值时，与不超过预定值的情形相比，在超过预定值的情况下，预定速度NEth被设定为较大值。

在本文中，与由于任何原因使旋转速度NE减小的情形有关并且在不停止压缩机42的情况下允许旋转速度NE恢复到目标速度NE*的旋转速度NE的减小量被视为，当最大转矩TrqMAX的余地减小时减小。因此，当以上述方式，逐步地增大预定速度NEth时，能将预定速度NEth设定到最小水平。因此，尽可能地防止压缩机42停止。

<其他实施例>可以如下改变上述每一实施例。关于最大转矩，在上述实施例中，基于外部空气温度THO和外部空气压力PO，计算最大转矩TrqMAX。然而，最大转矩TrqMAX的计算可以采用预先确定的固定外部空气温度和外部空气压力值，代替每次检测的外部空气温度THO和外部空气压力PO。

最大转矩TrqMAX不限于通过从指示转矩减去泵送损失等效的负载转矩获得的转矩。例如，最大转矩TrqMAX可以是轴转矩。即使在这种情况下，当负载转矩TrqL是通过辅机转矩计算单元M18计算的辅机负载转矩并且排除由摩擦计算单元M20计算的摩擦负载转矩时，能实现数学上与步骤S14的处理等效的处理。然而，本发明不限于此。例如，指示转矩可以是最大转矩TrqMAX并且负载转矩TrqL可以与上述实施例相同。尽管在这种情况下，不考虑泵送损失等效的负载转矩，当适当地设定预定值ΔTrq时，能抑制延迟提高预定速度NEth的正时的情形。

关于辅机转矩计算单元，在上述实施例中，基于目标速度NE*和要求发电电流，计算由交流发电机52施加到曲轴28的辅机负载转矩。然而，本发明不限于此。例如，由交流发电机52施加到曲轴28的辅机负载转矩可以基于目标速度NE*和检测的发电电流值计算或可以基于旋转速度NE和检测的发电电流值计算。此外，由不限于交流发电机52的每一辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩的计算值可以是当前通过辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩、稍后通过控制由辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩或其中间值等。

关于负载转矩，在上述实施例中，在计算负载转矩TrqL期间，在曲轴28中不考虑由变速器29施加到曲轴28的负载转矩。然而，期望在例如变速器29设有变矩器的情况下，考虑由变速器29施加到曲轴28的负载转矩。在这种情况下，鉴于例如变矩器中的流体的温度，计算由变速器29施加到曲轴28的负载转矩。在设定预定值ΔTrq期间，还能考虑由变速器29等施加到曲轴28的负载转矩，代替在计算负载转矩TrqL期间忽略由变速器29等施加到曲轴28的负载转矩。换句话说，预定值ΔTrq可以被设定为大于0的值，并且鉴于负载转矩TrqL中忽略通过变速器29等施加到曲轴28的负载转矩，设定该值。

关于设定处理单元，在上述第一实施例中，例如“TrqL/TrqMAX”至少为规定比α的情况下，可以将预定速度NEth设定为防熄火值A。在本文中，当满足“-(α-1)·TrqMAX＝ΔTrq”时，该处理数学上等效于图3中的步骤S14的处理。

在上述第二实施例中，当通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值减小时，连续增大的值被设定为预定速度NEth。然而，本发明不限于此。例如，当通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的值减小时，可以将以两个或更多个步长增大的值设定为预定速度NEth。

关于减法处理单元，在上述实施例中，当旋转速度NE等于或小于预定速度NEth时，使压缩机42处于静止状态。然而，本发明不限于此。例如，可以通过大于0的值，减小通过压缩机42施加到曲轴28的辅机负载转矩。与当旋转速度NE大于预定速度NEth时相比，当旋转速度NE等于或小于预定速度NEth时，这能通过例如将压缩机42的活塞冲程改变为较小的值来实现。

作为转矩减小的目标的预定辅机不限于压缩机42。在用于对电池60充电的请求度相对低的情况下，例如，当减小交流发电机52的输出电力时，可以减小通过交流发电机52施加到曲轴28的辅机负载转矩。在例如通过使用来自导航系统的输出信号，在车辆行驶路线上的特定距离内的点处有下坡的情况下，可以确定充电请求度为低。

抑制负载转矩TrqL增大的对策不限于用于提高预定速度NEth的处理。在ECU 70在图3的步骤S14做出肯定判定时，例如，除步骤S16的处理外，还可以执行用于将目标空燃比改变成允许增大输出的空燃比或用于将进气门18和排气门30的气门正时改变成允许转矩增大的正时的处理。换句话说，当通过由怠速控制处理单元执行的控制，减小通过从最大转矩TrqMAX减去负载转矩TrqL获得的转矩时，除用于提高预定速度NEth的处理外，还可以执行上述改变处理。当在这种情况下，在点火正时执行延迟操作使得旋转速度NE保持在目标速度NE*时，能增大通过提前点火正时实现的最大转矩和当前转矩之间的差(储备转矩)。最终，可以抑制旋转速度NE变为等于或小于预定速度NEth。

关于目标速度，在上述实施例中，当驱动或停止压缩机42时，改变目标速度NE*。然而，本发明不限于此。例如，当驱动和停止压缩机42时，目标速度NE*可以具有共同值。如另一示例，目标速度NE*可以具有两种值，其中切换条件与压缩机42的驱动与否无关。此外，目标速度NE*可以改变成三个或更多个值。

关于怠速控制处理单元，要求转矩Trq*可以是轴转矩，并且可以根据其操作致动器。即使在这种情况下，当例如操作量计算单元M26基于要求转矩Trq*操作致动器使得实际轴转矩变为要求转矩Trq*时，执行与上述实施例类似的控制。这能通过例如操作量计算单元M26除了基于要求转矩Trq*外还基于冷却剂温度THW和油温THA操作致动器时实现。

在上述实施例中，气门特性、诸如气门正时是在怠速运转期间设定的单一特性。然而，本发明不限于此。在增大要求转矩Trq*的情况下，例如，可以采用在怠速运转期间改变气门正时的控制。在这种情况下，与设定可用的各种气门正时的情形有关的内燃机10的转矩的最大值可以是最大转矩TrqMAX。

在上述实施例中，在怠速运转期间，将目标空燃比固定到理论空燃比。然而，本发明不限于此。在增大要求转矩Trq*的情况下，例如，可以采用在怠速运转期间将目标空燃比改变成除理论空燃比外的空燃比(诸如最大化转矩的输出空燃比)的控制。在这种情况下，与设定各种目标空燃比的情形有关的内燃机10的转矩的最大值可以是最大转矩TrqMAX。

可以仅从开环操作量计算单元M12，无需闭环操作量计算单元M14，计算转矩基值Trqb*。同时，可以仅从闭环操作量计算单元M14，无需开环操作量计算单元M12，计算转矩基值Trqb*。

内燃机10的致动器不一定必须基于要求转矩Trq*操作。例如，由闭环操作量计算单元M14输出的操作量可以是内燃机10的致动器的操作量。在这种情况下，即使在归因于闭环控制的过冲或下冲的情况下，用于怠速运转的最大输出倾向于被设计成防止发动机熄火。在减小与该情形有关的最大输出的余量的情况下，然而，在用于达到目标速度NE*的控制期间，能在内燃机10中实现的轴转矩的最大值相对于通过辅机施加到曲轴28的辅机负载转矩无余地。在这种情况下，以关于上述实施例所述的方式，有效改变预定速度NEth。

内燃机不限于端口喷射和火花点火型内燃机。例如，内燃机可以是缸内喷射和火花点火型内燃机。同时，内燃机不限于火花点火型内燃机并且其示例可以包括压缩点火型内燃机，诸如柴油机。在这种情况下，用于达到目标速度NE*的控制的操作量可以是喷射量或喷射正时。此外，内燃机上可以安装有增压器。在这种情况下，在怠速运转期间能实现的轴转矩的最大值很可能无余地，由此，用于允许预定速度NEth以关于上述实施例所述的方式改变的处理的实用价值尤其高。

压缩机42不限于可变容量型压缩机。即使当可变容量控制不可用时，只要提供将压缩机42的旋转轴机械连接到曲轴28或从曲轴28机械断开的离合器，当旋转速度NE变为等于或大于预定速度NEth时，压缩机42的负载能变为0。因此，能实现与上述实施例的效果类似的效果。

Claims (5)

1.一种用于内燃机的控制装置，所述内燃机被应用到车辆，所述控制装置包括：

至少一个电子控制单元，所述至少一个电子控制单元被构造成：

i)执行怠速控制，所述怠速控制用于控制所述内燃机的曲轴的旋转速度，以达到用于怠速运转的目标速度，

ii)在执行所述怠速控制期间，当所述内燃机的旋转速度变为等于或小于预定速度时，减小第一转矩，所述第一转矩是通过被安装在所述车辆上的预定辅机施加到所述内燃机的曲轴的转矩，

iii)在执行所述怠速控制期间，

a)获取第二转矩，所述第二转矩是所述内燃机能够生成的最大转矩，

b)获取第三转矩，所述第三转矩是包括所述第一转矩的与所述内燃机有关的负载转矩，以及

c)获取第四转矩，所述第四转矩是能够在所述内燃机中实现的轴转矩的最大值，以及

iv)当基于所述第二转矩和所述第三转矩来执行所述怠速控制时，与当转矩差超过预定值时相比，当所述转矩差等于或小于所述预定值时，将所述预定速度设定为较大，所述转矩差是通过从所述第四转矩减去所述第一转矩而获得的值。

2.根据权利要求1所述的控制装置，

其中，所述电子控制单元被构造成根据外部空气的温度和外部空气的压力中的至少一个来可变地设定所述第二转矩。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，

其中，所述预定辅机是用于被安装在所述车辆上的空调装置的压缩机。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制装置，

其中，所述电子控制单元被构造成：

i)当所述转矩差超过所述预定值时，将所述预定速度设定为第一值，并且

ii)当所述转矩差不超过所述预定值时，将所述预定速度设定为大于所述第一值的第二值。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制装置，

其中，所述电子控制单元被构造成：随着所述转矩差减小，将所述预定速度设定为以两个或更多个步长或连续地增大的值。