CN101545407B - 内燃机系统的控制方法及内燃机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的内燃机系统的控制方法及内燃机系统中,当规定的自动停止条件成立时,使运转中的发动机(10)自动停止(步骤S11),在发动机(10)自动停止时,将从起动用电池(520)流出的电流值IEBAT与规定电流值IEBAT_TH进行比较(步骤S30),诊断起动用电池(520)的放电状态,若诊断的结果为从起动用电池(520)流出的电流值IEBAT超过规定电流值IEBAT_TH时,视为检测到后附加负载,不论再起动条件成立与否,均再起动发动机(10)。采用本发明,能够防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机系统的控制方法及内燃机系统,特别是涉及在规定的自动停止条件成立时使内燃机自动停止,随后使用电动驱动装置使内燃机自动再起动的内燃机系统的控制方法及内燃机系统。
背景技术
例如,如日本专利公开公报特开2002-118978号(以下称作“专利文献1”)所揭示那样,此类车用内燃机的控制装置,在规定的内燃机停止条件成立时自动停止内燃机,在该内燃机自动停止后,规定的再起动条件成立时,至少在于内燃机停止时处于膨胀冲程的停止时膨胀冲程气缸,使混合气体燃烧以再起动内燃机。此处,在采用自动停止/再起动控制的内燃机的控制系统中,在内燃机再起动时,需要相对较频繁地使用辅助内燃机的电动驱动装置。因此,在专利文献1的结构中,采用了另外配备与起动用电池不同的通用电池的双电池系统,通过以基于操作者的操作(主要是点火开关的操作)进行的通常起动和基于控制进行的再起动,来切换起动时提供电力的电池,从而实现供电能力的提高。
通常,为了自动再起动受到自动停止控制的内燃机,起动用电池是专用于向电动驱动装置供电的电池,但有时用户会将灯等附件及其他电负载后附加于起动用电池的端子。在这样的情况下,蓄积在起动用电池中的电力会在内燃机停止运转时被消耗,导致起动用电池陷入超过设计规格的过载状态。如果在这样的过载状态下使用起动用电池,那么,在内燃机再起动时有可能无法确保充分的电力。
另外,也可以考虑在起动用电池的蓄电量不足时,通过通用电池来辅助驱动电动驱动装置,但是,最近的车辆中,也有采用坡道起步辅助装置(Hill holder)等在内燃机停止时也需要供电的电负载的情况,因此,很多时候无法以通用电池提供所有的电力。
发明内容
本发明鉴于上述问题而作,其目的在于提供能够防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况发生的内燃机系统的控制方法及内燃机系统。
为解决上述问题,本发明的内燃机系统的控制方法中,上述内燃机系统包括内燃机、起动内燃机的电动驱动装置、及用于上述电动驱动装置的起动的起动用电池,该内燃机系统的控制方法的特征在于包括:在规定的自动停止条件成立时,使运转中的上述内燃机自动停止的自动停止步骤(步骤S11);在上述内燃机自动停止后,规定的再起动条件成立时,从上述起动用电池向上述电动驱动装置供电,使上述内燃机自动再起动的再起动步骤(步骤S23);基于上述内燃机自动停止时的上述起动用电池的放电状态,检测有无由上述起动用电池供电的后附加负载的后附加负载检测步骤;以及当上述后附加负载检测步骤的结果为检测到上述后附加负载时,不论上述再起动条件成立与否,均再起动上述内燃机的强制再起动步骤。
当用户后附加灯等附件及其他电负载而使用起动用电池时,该起动用电池的蓄电量有可能在内燃机停止时减少。为此,在本方法中,基于该起动用电池的放电状态来检测有无被该起动用电池供电的后附加负载,在检测到后附加负载时,不论再起动停止条件成立与否,均强制再起动自动停止了的内燃机,从而能够防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况的发生。
优选的技术方案中,内燃机系统的控制方法的特征在于,包括在上述内燃机自动停止时,将从上述起动用电池流出的电流的电流值与规定电流值进行比较的停止时电流值诊断步骤,上述停止时电流值诊断步骤是上述后附加负载检测步骤。
在该技术方案中,通过在内燃机自动停止中判断从起动用电池流出的电流值是否超过规定程度,可以容易地检测出上述起动用电池是否后附有电负载。
优选的技术方案中,包括:在上述自动停止条件成立时,将从上述起动用电池流出的电流的电流值与上述规定电流值进行比较的运转时电流值诊断步骤;以及当上述运转时电流值诊断步骤的结果为从上述起动用电池流出的电流的电流值超过上述规定电流值时,不论上述自动停止条件成立与否,均禁止上述自动停止步骤(步骤S11)的自动停止禁止步骤。
在该技术方案中,在内燃机的运转中自动停止条件成立时,若从起动用电池流出超过规定程度的电流,用户后附加灯等附件及其他电负载,而导致起动用电池的蓄电量有可能在内燃机停止中减少时,不论自动停止条件成立与否,均禁止内燃机的自动停止控制,从而能够防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况的发生。
优选的技术方案中,包括在上述内燃机自动停止时,将上述起动用电池的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断步骤,上述停止时电流值诊断步骤是上述后附加负载检测步骤。
在该技术方案中,通过判断在内燃机自动停止中起动用电池的电压值的变化是否超过规定程度,能够容易地检测出上述起动用电池是否后附有电负载。
优选的技术方案中,包括:在上述自动停止条件成立时,将上述起动用电池的电压值的变化与上述规定的阈值进行比较的运转时电压变化诊断步骤;以及当上述运转时电压变化诊断步骤的结果为上述起动用电池的电压值的变化超过上述规定阈值时,不论上述自动停止条件成立与否,均禁止上述自动停止步骤的自动停止禁止步骤。
在该技术方案中,在内燃机运转中自动停止条件成立时,若起动用电池的电压变化超过规定的阈值,用户后附加灯等附件及其他电负载,而导致起动用电池的蓄电量有可能在内燃机停止中减少时,不论自动停止条件成立与否,均禁止内燃机的自动停止控制,从而能够防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况的发生。
优选的技术方案中,还包括在上述内燃机自动停止时,将上述起动用电池的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断步骤,上述强制再起动步骤是,当上述停止时电压变化诊断步骤的结果为上述起动用电池的电压值的变化超过上述规定阈值时,不论上述再起动条件成立与否,均再起动上述内燃机的步骤。
在该技术方案中,在内燃机自动停止时,当起动用电池的电压值的变化超过规定程度时,不论上述再起动条件成立与否,均强制再起动内燃机,从而能够防止内燃机陷入不能起动状态。而且,当除了基于电流值检测后附加负载以外,还基于电压值的变化检测起动用电池的放电状态,而设置电流传感器和电压传感器时,即使任一个传感器的输出值出现异常,也能够通过另一传感器来判定后附加负载的连接,即能够起到所谓的容错功能。
优选的技术方案中,上述内燃机系统具有在上述内燃机停止时工作的电负载、及向上述电负载供电的通用电池,上述内燃机系统的控制方法还包括在上述内燃机停止时从上述通用电池向上述电负载供电的停止时供电步骤,上述强制再起动步骤是从上述通用电池和上述起动用电池这两者向上述电动驱动装置供电的步骤。
在该技术方案中,在需要内燃机的强制再起动的运转状况时,由于不仅从起动用电池供电,而且还从通用电池供电,因此,即使起动用电池的蓄电量以较快速度下降,也能确保用于再起动内燃机的电力。
另外,本发明的内燃机系统,包括内燃机、起动内燃机的电动驱动装置、用于上述电动驱动装置的起动的起动用电池、及掌管上述内燃机的运转控制的运转控制装置,其特征在于,上述运转控制装置包括:在规定的自动停止条件成立时,使运转中的上述内燃机自动停止的自动停止装置;在上述内燃机自动停止后,规定的再起动条件成立时,从上述起动用电池向上述电动驱动装置供电,使上述内燃机自动再起动的再起动装置;基于上述内燃机自动停止时的上述起动用电池的放电状态,检测有无由上述起动用电池供电的后附加负载的后附加负载检测装置;以及当上述后附加负载检测装置的检测结果为检测到上述后附加负载时,不论上述再起动条件成立与否,均再起动上述内燃机的强制再起动装置。
当用户后附加灯等附件及其他电负载而使用起动用电池时,该起动用电池的蓄电量有可能在内燃机停止时减少。为此,在本系统中,基于该起动用电池的放电状态来检测有无被该起动用电池供电的后附加负载,在检测到后附加负载时,不论再起动停止条件成立与否,均强制再起动自动停止了的内燃机,从而能够防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况的发生。
优选的技术方案中,包括在上述内燃机自动停止时,将从上述起动用电池流出的电流的电流值与规定电流值进行比较的停止时电流值诊断装置,上述停止时电流值诊断装置是上述后附加负载检测装置。
这样,通过利用停止时电流值诊断装置比较从起动用电池流出的电流值与规定电流值,可以容易地检测出后附加负载。
优选的技术方案中,包括:在上述自动停止条件成立时,将从上述起动用电池流出的电流的电流值与上述规定电流值进行比较的运转时电流值诊断装置;以及当上述运转时电流值诊断装置的诊断结果为从上述起动用电池流出的电流的电流值超过上述规定电流值时,不论上述自动停止条件成立与否,均禁止上述自动停止装置的动作的自动停止禁止装置。
在该技术方案中,在内燃机的运转中自动停止条件成立时,若从起动用电池流出超过规定程度的电流,用户后附加灯等附件及其他电负载,而导致起动用电池的蓄电量有可能在内燃机停止中减少时,不论自动停止条件成立与否,均禁止内燃机的自动停止控制,从而能够防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况的发生。
优选的技术方案中,包括在上述内燃机自动停止时,将上述起动用电池的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断装置,上述停止时电压变化诊断装置是上述后附加负载检测装置。
在该技术方案中,通过判断在内燃机自动停止中起动用电池的电压值的变化是否超过规定程度,能够容易地检测出上述起动用电池是否后附有电负载。
优选的技术方案中,包括:在上述自动停止条件成立时,将上述起动用电池的电压值的变化与上述规定阈值进行比较的运转时电压变化诊断装置;以及当上述运转时电压变化诊断装置的诊断结果为上述起动用电池的电压值的变化超过上述规定阈值时,不论上述自动停止条件成立与否,均禁止上述自动停止装置的动作的自动停止禁止装置。
在该技术方案中,在内燃机运转中自动停止条件成立时,若起动用电池的电压变化超过规定的阈值,用户后附加灯等附件及其他电负载,而导致起动用电池的蓄电量有可能在内燃机停止中减少时,不论自动停止条件成立与否,均禁止内燃机的自动停止控制,从而能够防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况的发生。
优选的技术方案中,还包括在上述内燃机自动停止时,将上述起动用电池的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断装置,上述强制再起动装置是,当上述停止时电压变化诊断装置的诊断结果为上述起动用电池的电压值的变化超过上述规定阈值时,不论上述再起动条件成立与否,均再起动上述内燃机的装置。
在该技术方案中,在内燃机自动停止时,当起动用电池的电压值的变化超过规定程度时,不论上述再起动条件成立与否,均强制再起动内燃机,从而能够防止内燃机陷入不能起动状态。而且,当除了基于电流值检测后附加负载以外,还基于电压值的变化检测起动用电池的放电状态,而设置电流传感器和电压传感器时,即使任一个传感器的输出值出现异常,也能够通过另一传感器来判定后附加负载的连接,即能够起到所谓的容错功能。
优选的技术方案中,上述内燃机系统具有在上述内燃机停止时工作的电负载、及向上述电负载供电的通用电池,上述内燃机系统还包括在上述内燃机停止时从上述通用电池向上述电负载供电的停止时供电装置,上述强制再起动装置是从上述通用电池和上述起动用电池这两者向上述电动驱动装置供电的装置。
在该技术方案中,在需要内燃机的强制再起动的运转状况时,由于不仅从起动用电池供电,而且还从通用电池供电,因此,即使起动用电池的蓄电量以较快速度下降,也能确保用于再起动内燃机的电力。
如以上的说明所示,本发明,能够实现防止自动停止后的内燃机陷入不能起动状态的情况的发生这样的显著效果。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的内燃机系统的概略结构图。
图2是主要表示本发明的第一实施方式所涉及的内燃机系统中发动机的剖面的概略结构图。
图3是主要表示本发明的第一实施方式所涉及的内燃机系统中发动机的平面的概略结构图。
图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的车辆的要部的概略结构图。
图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的发动机的自动停止控制的流程图。
图6是表示本发明的第一实施方式中自动停止后的发动机的控制的流程图。
图7是图5及图6的流程图中的检测值稳定处理的子程序的具体例,图7(A)是表示基于将检测到的当前电压值的绝对值进行微分所得的变化率(微分值)的手法的流程图,图7(B)是表示基于检测到的当前电压值的绝对值的偏差的手法的流程图。
图8是本发明的第二实施方式所涉及的内燃机系统的概略结构图。
图9是主要表示本发明所涉及的第二实施方式的内燃机系统中发动机的截面的概略结构图。
图10是表示本实施方式所涉及的车辆中所搭载的手动变速器的结构、和对包含于该手动变速器中的离合器进行离合的离合器踏板单元的结构的概略结构图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的优选实施方式。
另外,在以下的说明中,对各实施方式中相同的要素标注相同符号,省略重复说明。
第一实施方式
图1是本发明的第一实施方式所涉及的内燃机系统的概略结构图。
参照图1,该系统包括:控制作为内燃机的发动机10的动力传动系控制模块(PCM:Powertrain Control Module)100;控制装备于发动机10的变速器201的变速器控制模块(TCM:Transmission Control Module)200;控制转向单元301的转向控制模块(SCM:Steering Control Module)300;控制装备在车体中的各种便利设备开关SW2~SW5的车体控制模块(BCM:Body Control Module)400。另外,各模块100~400是逻辑结构,实际上可在一个系统中构筑多个模块,或者也可在多个系统中构筑一个模块。在这些各模块100~400中,至少动力传动系控制模块100整体上成为自动停止控制装置,此自动停止控制装置在规定的自动停止条件成立时使发动机10自动停止,在停止后上述再起动条件成立时,进行至少在于发动机停止时处于膨胀冲程的气缸15中使燃烧予以进行而使发动机10自动再起动的自动停止控制,并且在该自动停止控制中的发动机停止动作中上述再起动条件成立时,即使是在发动机10完全停止之前也使燃料供给和点火复原,以开始再起动。
下面,在说明各模块100~400的同时,说明车辆以及搭载于车辆中的内燃机系统。
首先参照图1,标号1表示装备在车厢内的仪表板,在该仪表板1上装备有显示单元2。显示单元2中设置有在系统发生故障时显示该系统故障的报警部3。虽然在图中省略了图示,但报警部3例如由显示GUI(Graphical User Interface,图形用户接口)的液晶面板、输出声音等的扬声器等构成,基于各模块100~400的控制,可以将机油耗尽等各种警报(警告)告知驾驶者。
4是车厢的前围下板,在该前围下板4上设置有驾驶者操纵车辆的方向盘5、用于操作变速档的变速杆6、加速踏板单元7的加速踏板7a、及制动器单元8的刹车踏板8a。
另外,在车辆中设置有用于驾驶者起动发动机10的点火开关SW1。
图2是主要表示本发明的第一实施方式所涉及的内燃机系统中发动机的剖面的概略结构图,图3是主要表示本发明的第一实施方式所涉及的内燃机系统中发动机的平面的概略结构图。
参照图1、图2及图3,发动机10是四冲程火花点火式发动机,其包括输出动力的曲轴11;收容曲轴11的气缸体12;安装在气缸体12的上部,与气缸体12一起构成发动机10的框体的气缸盖14;及形成于气缸体12和气缸盖14的四个气缸15A~15D(参照图3)。
通过将由省略了图示的连杆连结于曲轴11的活塞16嵌入各气缸15A~15D的内部,从而在该活塞16的上方形成燃烧室18。设置于各气缸15A~15D的活塞16以规定的相位差,随着曲轴11的旋转进行上下运动。
此处,在四气缸四冲程发动机的发动机10中,各气缸15A~15D以规定的相位差,进行由进气、压缩、膨胀,排气的各冲程构成的循环,各循环按第一气缸(图示例中的气缸15A)、第三气缸(图示例中的气缸15C)、第四气缸(图示例中的气缸15D)、第二气缸(图示例中的气缸15B)的顺序,以180°相位差的曲柄角(180℃A)而进行。
在气缸盖14上,针对每个气缸15A~15D的燃烧室18设置的火花塞19,以设于该火花塞19的先端的电极面向燃烧室18内的状态设置。火花塞19例如通过螺纹等众所周知的结构安装于气缸盖14。使火花塞19工作的点火装置20,从动力传动系控制模块100接收控制信号DIG,使火花塞19通电,使其按期望的点火定时产生火花。
另外,在气缸盖14上设置有配置在该燃烧室18的侧方,向燃烧室18内直接喷射燃料的燃料喷射阀21。该燃料喷射阀21内置未图示的针形阀及电磁线圈,仅在与从动力传动系控制模块100的燃烧控制部120(参照图2)输入的脉冲信号DFL的脉冲宽度对应的时间受到驱动而开阀,向火花塞19的电极附近喷射与该开阀时间相应量的燃料。
另外,如图1及图2所示,发动机10上附设有通过正时皮带等连结于曲轴11的交流发电机23。该交流发电机23内置有通过控制省略图示的励磁线圈的电流来调节输出电压从而调整发电量的调节器电路24,基于来自输入至该调节器电路24的动力传动系控制模块100(参照图2)的控制信号,执行与车辆的电负载(参照图1及图4)及车载的供电系统500的电池510、520(参照图1及图4)的电压值VMBAT、VEBAT等对应的发电量的控制。
另外,发动机10中设置有对曲轴11施加驱动力而使发动机10起动的起动机单元27。该起动机单元27具有起动电动机27a(电动机)和小齿轮27b。小齿轮27b的转轴与起动电动机27a的输出轴为同轴,并沿着其转轴往返移动。另外,在曲轴11上设置有旋转中心为同心的省略图示的飞轮与固定于该飞轮的齿圈28。于是,在使用该起动机单元27起动发动机时,通过小齿轮27b移动至规定的啮合位置而与齿圈28啮合,从而驱动曲轴11旋转(曲轴转动)。
另外,在各气缸15A~15D的上部设置有朝向燃烧室18开口的进气端口30及排气端口31。而且,在这些端口30、31和燃烧室18的连结部分,分别装备有进气门32及排气门33。进气端口30上以及排气端口31上分别连接有进气通路35和排气通路70。在靠近进气端口30的进气通路35的下游侧,如图3所示,与各气缸15A~15D对应地分岔成独立的分岔进气通路36,各分岔进气通路36的上游端分别与平衡箱37连通。在该平衡箱37的上游侧设置有共用进气通路38。在该共用进气通路38中设置有节流体39。在节流体39中设置有可调整流入至各气缸15A~15D的空气量的节流阀40和驱动该节流阀40的致动器41、以及怠速控制装置(ISC:Idling Speed Control device)42。图示的实施方式中,怠速控制装置42是通过动力传动系控制模块100的燃烧控制部120可变更开阀量的电磁驱动式的装置。
另一方面,如图2所示,在排气通路70中设置有净化排气的催化转化器96。
接下来,参照图1,在如上所述的发动机10中设置有变速器201。
图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的车辆的要部的概略结构图。
参照图4,在该车辆中,搭载有与发动机10邻接的变速器201。变速器201是将从发动机10通过曲轴11输入的动力自动转换(也可以根据驾驶者的选择而手动转换)成适宜的转速及适宜的转矩,并将其从差动机构207传递至车辆的驱动车轴208的装置。变速器201包括省略图示的变矩器及液压机构221。液压机构221包含省略图示的液压离合器、液压制动器及用于离合它们的阀门组件等。
液压机构221的阀门组件包括多个电磁阀或滑阀等。来自变速器控制模块200的控制信号DAT_OIL被送到电磁阀,基于该控制信号DAT_OIL调整提供给液压离合器等的工作液压(线压)的大小,或者切换被接合的液压离合器,从而执行变速。
设置有机械式油泵222及电动式油泵223作为液压机构221的液压源。机械式油泵222与以往的变速器中一般使用的油泵一样,其转子与发动机10的曲轴11直接连接。所以,机械式油泵222与发动机10连动地被驱动。通过机械式油泵222的驱动,液压机构221可以高效地工作。即,变速器201成为可传递动力的状态。在第一实施方式中,在发动机10的通常运转时原则上使用机械式油泵222。
电动式油泵223附加设置在机械式油泵222上,可以与其一起使用或者单独使用。电动式油泵223受到变速器泵驱动器224驱动。变速器泵驱动器224内置有省略图示的电动机等,通过来自通用电池510的电力驱动电动式油泵223的转子。所以,电动式油泵223在发动机10停止运转时也产生液压,可以将之供应给液压机构221。在第一实施方式中,电动式油泵223主要是为了在发动机10自动停止中或者其再起动开始之后,使变速器201处于可传递动力的状态而被使用。在这样的使用条件下,由于液压机构221的线压相对较低,所以施加在电动式油泵223上的负载较小。因此,采用的是小型、小容量的电动式油泵223或变速器泵驱动器224。坡道起步辅助装置
另外,第一实施方式所涉及的制动器单元8与动态稳定性控制单元(DSC:DynamicStability Control)230连结。动态稳定性控制单元230,逻辑地包括:例如,基于设置在该车辆上的各种传感器判定车辆行驶状态的判定部;基于判定部的处理信息,预测该车辆路径的路径预测部;检测该车辆的车轮209的滑动的检测部等,当有与所预测的路径相应的制动器操作(或者也可以是方向盘5的操作)时,通过自动修正该操作量,从而防止由于驾驶者的人为因素造成的车辆的不随意的动作。
第一实施方式中,动态稳定性控制单元230内置有坡道起步辅助单元240。坡道起步辅助单元240是控制装备在车辆的驱动车轴208上的液压式盘式制动器210的制动力,防止车辆在坡道上起步时不随意地后退的装置。动态稳定性控制单元230通过DSC驱动器231与动力传动系控制模块100连接从而受到控制。
另外,参照图1,第一实施方式的转向单元301具体而言是电动液压电源辅助转向单元(EHPAS:Electro-Hydraulic Power-Assisted Steering Unit),通过省略图示的电动机来辅助方向盘5的操纵力。
另外,在车辆中,装备有以空调单元401为代表的各种便利设备(电气安装件),设置有输出关于车体的机罩的开闭的输出信号SWBT的机罩开关SW2、输出与灯的点灭相关的输出信号SWLT的灯开关SW3、输出关于门的开闭状态的输出信号SWDR的门开关SW4、输出关于雨刷的动作的输出信号SWWP的雨刷开关SW5等,这些开关SW2~SW5将信号输入至车体控制模块400,与动力传动系控制模块100协作能够控制车辆。
接下来,说明本内燃机系统的供电系统。
参照图1及图4,第一实施方式所涉及的供电系统是双电池系统,其包含:从车厢操作的点火开关SW1;通过多个继电器501~506形成的供电线;从该供电线连接于电负载(例如上述显示单元2、报警部3、点火装置20、控制燃料喷射阀21的未图示的电磁线圈、交流发电机23的调节器电路24、起动机单元27的起动电动机27a、驱动节流阀40的致动器41、怠速控制装置42、液压机构221的阀门组件、电动式油泵223、动态稳定性控制单元230、坡道起步辅助单元240、省略图示的防锁死刹车系统(ABS:anti-lock brakingsystems)、转向单元301、这些单元的驱动器等、以及各模块100~400等。以下提到「电负载」时是指这些的总称)的通用电池510;提供用于驱动电负载中的特别是起动机单元27的起动电动机27a的电池520。
这样的双电池系统在自动停止控制方面存在如下优点。如后文所述,在第一实施方式中,从发动机自动停止状态进行再起动时有时需要驱动起动机单元27。由于起动机单元27的驱动需要相对较大的电流,所以电池电压会一时下降。在电负载中,例如各种灯或除雾器等,是即使出现上述那样的电压下降也几乎不成问题的部件;但也有很多的部件,例如气囊控制单元、EHPAS(电子液压式动力转向)控制单元、导航系统、音频、各种仪表类等,是不希望电压一时下降的部件。因此,在第一实施方式中,通过从容量相对较高的通用电池510以稳定的电压供电给除了起动电动机27a以外的电负载,从专用的起动用电池520供电给起动机单元27,由此,即使在再起动时驱动起动机单元27而造成起动用电池520的电压一时下降,也能使其影响尽可能地不会波及到除了起动电动机27a以外的电负载。
点火开关SW1具有输入接点、断开接点、输出接点、以及起动机起动接点,该点火开关SW1的输入接点与通用电池510的输出端子连接。
在点火开关SW1的输入接点和通用电池510之间连接有常开触点的主继电器501。主继电器501通过动力传动系控制模块100的控制而接通、断开,通过该主继电器501确保系统整体的故障保护功能。
在点火开关SW1的输出接点,通过包含起动电动机27a的电负载并联连接。
另外,起动机单元27的起动电动机27a通过常开触点的电源继电器502与通用电池510连接。所以,在电源继电器502断开时无法向起动机单元27供电,在电源继电器502接通时可以向起动机单元27供电。并且,起动电动机27a通过在电源继电器502的上游侧分岔的束线(图1中的ST所示的线),与点火开关SW1的起动机起动接点连接。在点火开关SW1的起动机起动接点连接有驱动起动电动机27a的省略图示的驱动器。
与起动电动机27a连接的电源继电器502、起动机继电器503等通过省略图示的驱动器而被动力传动系控制模块100控制开关。特别是,起动机继电器503的驱动器构成自保持电路,若以规定时间在起动机起动接点产生电动势,则闭合电路,从而闭合起动电动机27a的起动机继电器503,并且通过动力传动系控制模块100的控制,打开自身的电路,打开起动机继电器503。
同样地,在点火开关SW1的输出接点上,通过常开触点的AT泵继电器504连接有电动式油泵223。所以,在AT泵继电器504断开时无法向变速器泵驱动器224供电,在AT泵继电器504接通时可以向起动机单元27供电。另外,在点火开关SW1的输出接点,通过DSC继电器505连接有内置有坡道起步辅助单元240的动态稳定性控制单元230。
此处,上述的电负载中,例如,DSC继电器506在发动机10停止时也闭合,为了最大限度地确保车辆的安全,动态稳定性控制单元230、其内置的坡道起步辅助单元240等在发动机10停止时也工作,可以应对不测的事态。
另外,起动用电池520是容量比通用电池510小,专用于驱动起动机单元27的电池。起动用电池520通过起动机继电器503与起动机单元27连接,可以进行电力供给。另外,起动用电池520通过常开触点的充电继电器505也与交流发电机23连接。由此,在充电继电器505接通时,由交流发电机23发电的电力对起动用电池520充电。充电继电器505介于通用电池510的输出端子的最上游部分与起动用电池520的输出端子的最上游部分之间。
另外,在车辆中设置有检测该车辆的行驶速度的车速传感器SN1、检测加速度的加速度传感器SN2、检测设置在车厢中的方向盘5的旋转角度RDθ的操纵角传感器SN3、基于加速踏板7a的踩踏量检测加速器开度ALθ的加速器开度传感器SN4、设置在制动器单元8的真空助力器负压传感器SN5、及内置于动态稳定性控制单元230中的制动器液压传感器SN6。这些传感器SN1~SN6的输出信号SNVSS、SNG、SNRDθ、SNALθ、SNMBKP、及SNBKP被直接或者间接输入至动力传动系制御模块100。
另一方面,在发动机10中设置有曲柄角传感器SN7,该曲柄角传感器SN7具有检测曲轴11的旋转角(曲柄角度CA)的两个检测元件。曲柄角传感器SN7的各检测元件输出以发动机旋转速度Ne的运算为基础的输出信号SN11、SN12,并且基于从曲柄角传感器SN7的各检测元件输出的输出信号SN11、SN12的相位差,检测该发动机10的曲柄角度CA。该曲柄角传感器SN7的输出信号SN11及SN12输入至动力传动系控制模块100,检测发动机旋转速度Ne和曲柄角度CA。
另外,发动机10中包括:检测省略图示的进气侧凸轮轴的相位θCAM的凸轮相位传感器SN8;检测冷却水温度TENG的水温传感器SN9;在节流阀40上游侧设置的、检测进气流量的空气流量传感器SN10;在节流阀40下游侧设置的、检测进气压力的进气压传感器SN11,这些传感器SN7~SN11的输出信号SN11、SN12、SNCAMθ、SNENT、SNAF、以及SNINP被输入至动力传动系控制模块100。
另外,在变速器201的齿轮箱202内配置有检测变速档的挡位位置开关SW201,该挡位位置开关SW201输出的输出信号SWGR被输入至变速器控制模块200(所以也输入至动力传动系控制模块100)。
并且,在本实施方式所涉及的供电系统中设置有检测各电池510、520的电流值IMBAT、IEBAT的电流传感器SN51、SN52;检测各电池510、520的电压值VMBAT、VEBAT的电压传感器SN53、SN54。从各传感器SN51~SN54输出的输出信号SNMBI、SNEBI、SNMBV、SNEBV被输入至动力传动系控制模块100。另外,在本实施方式中,设置有检测通用电池510的温度TEBAT的电池温度传感器SN55,该电池温度传感器SN55的输出信号SNEBAT_T也被输入至动力传动系控制模块100。
另外,参照图2,动力传动系控制模块100,由包括CPU、存储器、计数器计时器组、接口、以及连接这些元件的总线的微处理器所构成,是综合控制发动机10及变速器201(这些合起来也称作PT动力传动系)以及车辆的电负载的单元。
在动力传动系控制模块100上,直接或者间接地连接有作为输入元件的各种传感器SN1~SN55以及各种开关SW1~SW201。另外,动力传动系控制模块100,对作为输出元件的控制对象(包含点火装置20、燃料喷射阀21、交流发电机23的各种电负载、以及起动机单元27、节流阀40、变速器201的液压机构221、空调单元401等。以下提到「控制对象」时是指这些的总称)输出控制信号。
第一实施方式中,动力传动系控制模块100逻辑地构成,运转状态判定部110、停止/再起动条件判定部111、电池状态判定部112、燃烧控制部120、自动停止控制部121、起动机控制部122、交流发电机控制部123、继电器控制部124、以及异常处理控制部125。
运转状态判定部110是基于各传感器SN1~SN8或开关SW1~SW201等的检测值,判定车辆或搭载于车辆中的发动机10的运转状态的模块。
停止/再起动条件判定部111在功能上与运转状态判定部110同样(或者协作),基于各传感器SN1~SN8或开关SW1~SW201等的检测值,判定用于执行自动停止控制的自动停止条件或再起动条件,该自动停止控制,在规定的自动停止条件成立时使发动机10自动停止,在自动停止后规定的再起动条件成立时,使发动机10自动再起动。第一实施方式中,自动停止条件包含:发动机10空转运转的状态;车速VSS处于规定值以下(包括停止)的状态;踩踏刹车踏板8a时(例如,制动器液压传感器SN检测的制动器液压BKP处于规定值以上);水温传感器SN9检测的发动机冷却水的温度TENG处于规定温度(例如80℃)以上;空调单元401停止时;以及充电继电器505断开时等。在这些全部成立时,停止/再起动条件判定部111判定自动停止条件成立。
另外,第一实施方式中,再起动条件是至少变速器201的变速档被切换至空挡且上述的自动停止条件中的一个被解除的情形,停止/再起动条件判定部111,以变速器201的变速档被切换至空挡且其余的自动停止条件的至少一个解除时,判定再起动条件成立。然而,作为发动机10的起动形态,包括不使用起动机单元27只通过燃烧使自动停止的发动机10再起动的「燃烧再起动」;以及使用起动机单元27起动停止中的发动机10的「起动机起动」(包含燃烧再起动后以起动机单元27辅助发动机10起动的起动机辅助控制)。此外,利用起动机单元27起动发动机10的形态中,包括驾驶者操作图1所示的点火开关SW1驱动起动机单元27,由此使发动机10起动的「钥匙启动」;以及在发动机10自动停止后再起动时,动力传动系控制模块100的起动机控制部122(参照图2)自动地驱动起动机单元27,由此使发动机10起动的「起动机自动再起动」。因此,停止/再起动条件判定部111基于自动停止的发动机10的活塞停止位置等,区分并判定「燃烧再起动」条件成立与否、「起动机自动再起动」条件成立与否。
燃烧控制部120基于来自加速器开度传感器SN4、曲柄角传感器SN7、凸轮相位传感器SN8、水温传感器SN9、空气流量传感器SN10、以及进气压传感器SN11的输出信号SNALθ、SN11、SN12、SNCAMθ、SNENT、SNAF、以及SNINP等,设定发动机10的适当的节流开度(进气量)TVO、燃料喷射量QFL及其喷射定时TFL、以及适当的点火定时TIG,将其控制信号DTVO、DFL_Q、DIG输出至燃料喷射阀21、节流阀40(的致动器41)、点火装置20。
电池状态判定部112是基于设置在各电池510、520的电流传感器及电压传感器SN51~SN54所测出的电流值IMBAT、IEBAT、电压值VMBAT、VEBAT,检测电池510、520的蓄电量以及供电状态的模块。本实施方式中,电池状态判定部112构成,在发动机10自动停止时,执行将从起动用电池520流出的电流的电流值IEBAT、或电压值VEBAT的变化(微分值)与规定的电流值IEBAT_TH(或者电压值VEBAT_TH)进行比较的停止时电流(电压)值诊断步骤的停止时电流(电压)值诊断装置;在发动机10运转中自动停止条件成立时,执行将从起动用电池520流出的电流的电流值IEBAT、或电压值VEBAT的变化(微分值)的绝对值与规定的电流值IEBAT_TH(或者电压值VEBAT_TH)进行比较的运转时电流(电压)值诊断步骤的运转时电流(电压)值诊断装置。该电池状态判定部112,还作为执行基于上述起动用电池520的放电状态检测有无被该起动用电池520供电的后附加负载610的后附加负载检测步骤的后附加负载检测装置发挥作用。
自动停止控制部121,在第一实施方式中,构成,与运转状态判定部110、停止/再起动条件判定部111、电池状态判定部112、及燃烧控制部120等协作,在规定的自动停止条件成立时,控制交流发电机23、节流致动器41、燃料喷射阀21、点火装置20等,执行使运转中的发动机10自动停止的自动停止步骤的自动停止装置的要部;在规定的再起动条件成立时,执行从起动用电池520供电给起动机单元27使发动机10自动再起动的再起动步骤的再起动装置的要部。特别是,自动停止控制部121,更详细的内容如后文所述,还是构成强制再起动装置的模块,该强制再起动装置在从起动用电池520流出的电流的电流值IEBAT、或电压值VEBAT的变化(微分值)超过规定的电流值IEBAT_TH(或者电压值VEBAT_TH)时,不论再起动条件成立与否,均执行再起动发动机10的强制再起动步骤。另外,作为检测起动用电池520的电压值VEBAT的方法,可以采用下述的技术构成,即:将由起动机单元27进行的曲轴转动时的发动机旋转速度(曲轴旋转速度)作为参数,在高于规定旋转速度(例如50rpm)时,判定起动用电池520的充电状态充分,在除此以外的时候判定起动用电池520的充电状态不充分。
起动机控制部122是用于在通过点火开关SW1的钥匙操作进行钥匙启动时、以及发动机自动停止控制中的再起动中需要起动机单元27驱动时,向起动机单元27传送控制信号DSTR,使起动机单元27驱动的模块。
继电器控制部124是与自动停止控制部121等协作,根据需要使图4所示的电源继电器502、充电继电器505及AT泵继电器504接通/断开的模块。第一实施方式中,继电器控制部124还是掌管基于驾驶者或乘客的开关操作的、或自动地使电负载工作或使其工作状态变化的电负载控制功能的模块。通常,继电器501~506的开闭由继电器控制部124控制,以从通用电池510供电给电负载。另外,在发动机10起动时,详细内容如后文所述,原则上需要开闭继电器501~506(特别是闭合起动机继电器503)以从起动用电池520供电给起动机单元27,但在需要的情况下,在起动机继电器503闭合时闭合电源继电器502,也执行从通用电池510的供电辅助。
异常处理控制部125在发动机10停机(engine stop)时等发生各种异常时进行规定处理。例如,当发生停机时,执行下述停机处理,即:使报警部3执行所定的动作,或者执行预先设定好的停机时的控制标记的初始化等。另外,如后文所述,该异常处理控制部125进行的报警,在发动机自动停止控制中处于规定的发动机停止状态时或禁止执行自动停止控制时也会执行。
变速器控制模块200,是对变速器201的液压机构221进行控制的液压控制装置。具体而言,其向液压机构221内的各种电磁阀传送控制信号。例如,变速器控制模块200,基于预先设定好的自动变速模式、或者基于驾驶者进行的变速杆6的操作,向电磁阀(接通/断开阀)传送变速用的控制信号使之变速。另外,为了得到与行驶状态或者发动机负载(例如通过加速器的开度进行检测)相应的线压,向Duty电磁阀(负荷控制电磁阀)传送调压信号,将机械式油泵222或者电动式油泵223的排出压调整为适当的工作液压(线压)。另外,变速器控制模块200还是控制变速器泵驱动器224的动作的模块。具体而言,在发动机10通常运转中使变速器泵驱动器224停止。在发动机10自动停止中使变速器泵驱动器224通常驱动电动式油泵223。此时的线压如上所述是相对较低的第一液压P1。通常驱动下,只要线压为第一液压P1,就可以连续驱动电动式油泵223。
另外,其余的模块300~400,其本身起到与公知的单元同样的功能,所以省略其详细说明。另外,如上所述,以变速器控制模块200为代表的各模块300~400在逻辑上是与动力传动系控制模块100不同结构的模块,但它们协作执行车辆的运转控制。
接下来说明由动力传动系控制模块100进行的自动停止控制。
图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的发动机的自动停止控制的流程图。
参照图5,首先动力传动系控制模块100,等待驾驶者通过从车厢操作点火开关SW1来将输入接点连接于起动机起动接点(步骤S1)。若点火开关SW1在规定时间连接于起动机起动接点,则将各种控制用标记FIS、FIS_V、FIS_PRO被初始化(步骤S2)。
表1
如表1所示,自动停止状态标记FIS是在由停止/再起动条件判定部111进行自动停止条件成立判定时,表示自动停止控制部121执行自动停止控制,发动机10处于停止状态的标记,0表示开始再起动时或发动机在运转时等发动机10未自动停止的状态,1表示发动机10自动停止的状态。另外,其初始值是0。
判定标记FIS_V是判定起动用电池520的电压状态的标记,0表示起动用电池520的电压是可用作控制参数的稳定状态,1表示需要进行检测值的稳定处理。另外,其初始值是1。
此处,后附加负载601是指用户等以车辆规格外的形态将其连接于起动用电池520的外部端子的电负载(参照图1的虚线部)。为了自动再起动被自动停止控制的内燃机,起动用电池专用于向电动驱动装置供电,但若将这样的电负载连接于起动用电池520,则容量相对较小的起动用电池520在发动机10停止时也进行供电,蓄积在起动用电池520中的电力便会在发动机10停止中被消耗,导致起动用电池陷入超过设计当时的规格的过载状态。若在这样的过载状态下使用起动用电池520,则在发动机10再起动时有可能无法确保充分的电力。另外,也可考虑在起动用电池520的蓄电量不足时,通过通用电池510来辅助驱动起动机单元27,但如图4所示,由于有时也采用了电动式油泵223、内置有作为坡道起步辅助装置的坡道起步辅助单元240的动态稳定性控制单元230等在发动机10停止时也需要供电的电负载,所以很多时候无法以通用电池510提供所有的电力。
因此,在本实施方式中,通过在规定的时期检测起动用电池520的状态,在检测到如上所述的后附加负载601时,禁止发动机10自动停止,或者强制起动自动停止中的发动机10。
自动停止禁止标记FIS_PRO是在检测到上述那样的后附加负载601时被更新、用于禁止之后的发动机10的自动停止控制的标记,0表示未检测到后附加负载601的状态,1表示检测到后附加负载601的状态。另外,其初始值是0。
以动力传动系控制模块100为代表的各模块100~400,等待点火开关SW1的连接(步骤S1),若点火开关SW1连接于起动机起动接点,则将以标记FIS、FIS_V、FIS_PRO为代表的各种控制条件初始化(步骤S2)。之后,各模块100~400开始发动机10的钥匙启动(步骤S3)。如上所述,起动机继电器503的驱动器构成自保持电路,若以规定时间在起动机起动接点产生电动势,则闭合电路,从而闭合起动电动机27a的起动机继电器503。由此,电力从起动用电池520提供给起动电动机27a。其结果,起动机控制部122向起动机单元27传送控制信号DSTR,起动电动机27a被驱动,通过省略图示的进退机构,小齿轮27b与前方的齿圈28啮合,传递起动电动机27a的转矩,驱动曲轴11旋转。
另一方面,若执行发动机10的钥匙启动,则点火开关SW1把输入接点连接于输出接点。接下来,由于主继电器501闭合,因而基于以动力传动系控制模块100为代表的控制模块100~400的控制,从通用电池510向搭载于车辆中的电负载供电。
该状态下,燃烧控制部120基于来自加速器开度传感器SN4、曲柄角传感器SN7、凸轮相位传感器SN8、水温传感器SN9、空气流量传感器SN10、以及进气压传感器SN11的输出信号SNALθ、SN11、SN12、SNCAMθ、SNENT、SNAF、以及SNINP等,设定发动机10的适当的节流开度(进气量)TVO、燃料喷射量QFL及其喷射定时TFL、以及适当的点火定时TIG,并将其控制信号DTVO、DFL_Q、DIG输出至燃料喷射阀21、节流阀40(的致动器41)、点火装置20。其结果,在通过起动电动机27a的驱动力的辅助下起动发动机10。
之后,各模块100~400监控各种传感器SN1~SN55的输出和各种开关SW1~SW201的状态,同时基于预先设定好的程序,执行控制对应的单元的通常运转处理程序(步骤S4)。在发动机10起动后,起动电动机27a的小齿轮27b脱离齿圈28后,继电器控制部124打开起动机继电器503,使起动机单元27停止。
起动发动机10之后,动力传动系控制模块100的停止/再起动条件判定部11 1首先读入自动停止禁止标记FIS_PRO,确认其值为0(步骤S5)。假若自动停止禁止标记FIS_PRO为1时(步骤S5中为否时),由于是已经检测到后附加负载601的状况,所以动力传动系控制模块100不进行自动停止条件是否成立的判定,而维持原样控制发动机10。所以,当自动停止禁止标记FIS_PRO为1时,禁止自动停止控制,直到点火开关SW1为断开为止。
另一方面,自动停止禁止标记FIS_PRO为0时(步骤S5中为是时),动力传动系控制模块100的停止/再起动条件判定部111判定上述的自动停止条件是否成立。假若判定了自动停止条件不成立时,返回步骤S4,继续进行发动机10的运转控制。另一方面,在自动停止条件成立时,此次,电池状态判定部112检测起动用电池520的状态。具体而言,执行检测从起动用电池520流出的电流的电流值IEBAT,并将其绝对值与作为阈值的规定电流值IEBAT_TH进行比较的运转时电流值诊断步骤(步骤S7)。假若电流值IEBAT的绝对值处于作为阈值的电流值IEBAT_TH以下时(步骤S7中为是时),为了进一步观察起动用电池520的电压变化,电池状态判定部112读取判定标记FIS_V(步骤S8)。假若判定标记FIS_V的值为1时,电池状态判定部112执行后述的检测值稳定处理子程序(步骤S9)。执行检测值稳定处理子程序之后、或者判定标记FIS_V的值为0时,电池状态判定部112执行将起动用电池520的电压值VEBAT的变化量(作为基准的初始电压值VEBAT_S与当前电压值VEBAT之差)的绝对值与作为阈值的规定电压值VEBAT_TH进行比较的运转时电压值诊断步骤(步骤S10)。假若电压值VEBAT的绝对值处于作为阈值的电压值VEBAT_TH以下时(步骤S10中为是时),动力传动系控制模块100执行发动机的自动停止控制(步骤S11),将自动停止状态标记FIS的值更新为1(步骤S12)。另一方面,在步骤S7中,当从起动用电池520流出的电流值IEBAT超过作为阈值的规定电流值IEBAT_TH时,或者在步骤S10中,当起动用电池520的电压值VEBAT的变化(微分值)的绝对值超过作为阈值的规定电压值VEBAT_TH时,电池状态判定部112将自动停止禁止标记FIS_PRO的值更新为1(步骤S14),禁止发动机10的自动停止。之后,基于点火开关SW1的状态(步骤S15),重复步骤S4以后的处理,直到点火开关SW1被断开为止。
这样,在第一实施方式中,构成执行以下两个步骤的冗余结构,即:检测从起动用电池520流出的电流值IEBAT,并将其绝对值与作为阈值的规定电流值IEBAT_TH进行比较的运转时电流值诊断步骤(步骤S7);将起动用电池520的电压值VEBAT的变化量(作为基准的初始电压值VEBAT_S与当前电压值VEBAT之差)的绝对值与作为阈值的规定电压值VEBAT_TH进行比较的运转时电压值诊断步骤(步骤S10),由此,即使在任一诊断步骤发生误检测(例如,电流传感器SN52或者电压传感器SN54的故障)也能起到故障保护功能,在担心后附加负载601的连接的运转状态下,通过禁止发动机10的自动停止,能够防止自动停止后的发动机10陷入不能起动状态的情况的发生。
接下来,在执行了步骤S11的发动机的自动停止控制时,动力传动系控制模块100首先按规定定时停止向各气缸15A~15D的喷射燃料(切断燃料),从而使发动机10自动停止,并且执行各种控制,使自动停止时的活塞16的停止位置停止在规定的适当范围。
使活塞16停止在适当范围是为了在之后的再起动时进行燃烧再起动,该范围,若从停止时压缩冲程气缸观察,为上死点前(BTDC)80~60℃A(曲柄角),若从停止时膨胀冲程气缸观察,为上死点后(ATDC)100~120℃A。
动力传动系控制模块100的自动停止控制部121,在使发动机10自动停止时,为了使活塞16停止在适当范围,执行节流阀控制和交流发电机控制。节流阀控制是控制节流阀40,调整流入至各气缸15A~15D的吸入空气量直至发动机10完全停止为止的控制。具体而言,首先在喷射燃料停止时刻,将节流阀40的开度设定成较大的值,促进换气,使停止时膨胀冲程气缸及停止时压缩冲程气缸吸入较多的新鲜空气。接着,在停止时膨胀冲程气缸比停止时压缩冲程气缸吸入了稍多新鲜空气的规定定时,降低节流阀40的开度。
另外,发动机10的自动停止控制过程中,变速器控制模块200使变速器泵驱动器224通常驱动电动式油泵223。所以,随着停止供给燃料,即使发动机旋转速度Ne(=机械式油泵222的转子转速)下降也能从电动式油泵223向变速器201供给液压。由此,维持并继续变速器201的液压机构221的动作(液压离合器等的接合)。
另外,动力传动系控制模块100与节流阀控制并行地继续进行交流发电机控制,继续执行活塞16的停止位置调整,并基于曲柄角传感器SN7的输出信号SN11、SN12等待发动机10完全停止。当发动机10完全停止时,结束交流发电机控制,存储由曲柄角传感器SN7检测到的活塞16的停止位置。
另外,在发动机10自动停止后,动力传动系控制模块100继续向动态稳定性控制单元230(中内置的坡道起步辅助单元240)等发动机10停止时也需要供电的电负载供电。因此,直到点火开关SW1切换至断开为止,主继电器501一直闭合,可以从通用电池510向需要的电负载继续供电。
图6是表示本发明的第一实施方式中自动停止后的发动机10的控制的流程图。
参照图6,发动机10自动停止后,动力传动系控制模块100监控再起动条件是否成立,按规定的定时执行与上述同样的起动用电池520的检查,执行后附加负载601的检测。
具体而言,停止/再起动条件判定部111判定上述的燃烧再起动条件是否成立(步骤S20)。
假若燃烧再起动条件成立时,燃烧控制部120在停止时处于压缩冲程的气缸(例如气缸15C,下同)中执行第一次的燃料喷射,通过对其点火进行燃烧。通过该燃烧产生的燃烧压,将停止时压缩冲程气缸15C的活塞16下推至下死点侧,从而将发动机10驱动向逆转方向。随着发动机10的逆转动作,停止时膨胀冲程气缸15A的活塞16开始向上死点方向运动。接着,停止时膨胀冲程气缸15A的活塞16向上死点侧(理想的是越过冲程中央而靠上死点)移动,在停止时膨胀冲程气缸15A内的空气被压缩的时刻进行燃料喷射。由于该喷射燃料的汽化潜热,压缩压力降低,活塞16更加接近上死点,所以压缩空气(混合气体)的密度增大。在停止时膨胀冲程气缸15A的活塞16充分接近上死点的时刻对该气缸15A进行点火,上述喷射燃料被燃烧,通过其产生的燃烧压发动机10被驱动向正转方向。
另外,通过按适当的定时对停止时压缩冲程气缸15C喷射可燃空燃比更高的富余的燃料,尽管在该停止时压缩冲程气缸15C中不使其燃烧,也会由于喷射燃料产生的汽化潜热降低该气缸15C的压缩压力,与之相应地,因为气缸15C越过压缩上死点(从起动开始的最初的压缩上死点:第一TDC)所以所消耗的停止时膨胀冲程气缸15A的最初的燃烧能量便会降低。
若停止时压缩冲程气缸15C按规定定时越过压缩上死点(第一TDC),则接着停止时进气冲程气缸15D将成为压缩冲程。该停止时进气冲程气缸15D是接着进行燃烧的气缸。由于动力传动系控制模块100的燃烧控制部120将进气冲程气缸15D的的喷射燃料的定时设定为通过燃料的汽化潜热使气缸内的温度以及压缩压力下降的适当的定时(例如压缩冲程的中期以后),所以能够防止在停止时进气冲程气缸15D的压缩冲程中在压缩上死点前自行着火。另外,与停止时进气冲程气缸15D的点火定时被设定为压缩上死点以后的情况相辅相成,可防止在压缩上死点前的燃烧。即,通过由喷射燃料产生的压缩压力的降低和不进行压缩上死点前的燃烧,由于越过上述压缩上死点(从发动机起动开始时刻的第二压缩上死点:第二TDC),因此,停止时膨胀冲程气缸15A的初次燃烧的能量消耗能够被抑制。
这样,通过在停止时膨胀冲程气缸15A中的初次燃烧的能量,可以越过再起动开始后的最初的压缩上死点(第一TDC)和第二压缩上死点(第二TDC),能够确保顺利、可靠的起动性。
在燃烧再起动中,是否能越过第二TDC是区分再起动是否成立的要点。即,在发动机10的特性上来讲,活塞16未必限于停止在适当范围内,并且,尝试燃烧再起动的结果也有可能是失败。因此,为了防备这些情况,第一实施方式中,判定是否需要起动机单元27的起动(步骤S22),在判定需要起动机单元27的起动时,执行起动机的起动(步骤S23)。
具体而言,当确认到燃烧再起动失败时,接着驱动起动机单元27,实现可靠的起动(起动机备用)。在该起动机起动的形态下,电源继电器502仍断开,只有专用起动机继电器503连接。其结果,只从起动用电池520向起动机单元27供电。所以,动力传动系控制模块100可以向动态稳定性控制单元230(中内置的坡道起步辅助单元240)等在发动机10停止时也需要供电的电负载继续供电,即使在因点火失败等导致由燃烧再起动完全不能起动发动机10的运转状态下,也可以确保坡道起步辅助单元240等的稳定工作。
接下来,运转状态判定部110判定发动机10的旋转速度Ne是否达到规定旋转速度NeSTART(步骤S24)。
假若发动机10的旋转速度Ne达到规定旋转速度NeSTART时,继电器控制部124判定起动机继电器503的连接状态(步骤S25),在起动机继电器503连接时,将起动机继电器503断开(步骤S26),将所需的标记FIS、FIS_V恢复为初始值(步骤S27),返回步骤S4,执行通常运转。
另一方面,当步骤S24中判定为发动机10的旋转速度Ne未达到规定旋转速度NeSTART时,有可能是因某种原因妨碍了发动机的起动。例如,如图6的步骤S23所示,在驱动起动机单元27时,其电力通常是由起动用电池520提供。而且,在起动用电池520的充电状态不充分时,电源继电器502被接通,电力也从通用电池510供给到起动机单元27。然而,在通用电池510的充电状态也有不充分时,虽然这是相当罕见的情况,但有可能无法适当地驱动起动机单元27,结果发动机10无法起动。因此,在第一实施方式中,预先设定好为了判定为停机的停机处理条件(例如点火失败的次数、通用电池510的剩余电力的阈值、再起动条件的解除次数等),使运转状态判定部110判别停机处理条件是否成立(步骤S28)。
运转状态判定部110判定停机处理条件成立时,动力传动系控制模块100的异常处理控制部125执行上述的停机处理(步骤S29),结束运转控制。若执行停机处理后,便处于与通常运转中发生停机时同样的状态。由此,可以使驾驶者认识到是例如「由于电池耗尽造成不能起动的一般状态」等而不会有不快的感觉。换言之,可以避免下述情况:「尽管处于电池耗尽的状态,但由于驾驶者未认识到这点而认为会自动再起动而等待,但无论怎样等待都没有再起动,从而给驾驶者带来不快感或起动性不良感」。
另一方面,步骤S28中,当运转状态判定部110判定停机处理条件不成立时,将控制流程返回到步骤S24,等待发动机10再起动。
接下来,在图6的步骤S20中,在燃烧再起动条件不成立时,电池状态判定部112检测起动用电池520的状态。具体而言,执行:检测从起动用电池520流出的电流值IEBAT,并将其绝对值与作为阈值的规定电流值IEBAT_TH进行比较的自动停止时电流值诊断步骤(步骤S30)。假若电流值IEBAT的绝对值处于作为阈值的电流值IEBAT_TH以下时(步骤S30中为是时),为了进一步观察起动用电池520的电压变化,电池状态判定部112读取判定标记FIS_V(步骤S31)。假若判定标记FIS_V的值为1时,电池状态判定部112执行后述的检测值稳定处理子程序(步骤S32)。执行检测值稳定处理子程序后,或者判定标记FIS_V的值为0时,电池状态判定部112执行将起动用电池520的电压值VEBAT的变化量(作为基准的初始电压值VEBAT_S与当前电压值VEBAT之差)的绝对值与作为阈值的规定电压值VEBAT_TH进行比较的自动停止时电压值诊断步骤(步骤S33)。假若电压值VEBAT的绝对值处于作为阈值的电压值VEBAT_TH以下时(步骤S33中为是时),动力传动系控制模块100的停止/再起动条件判定部111判定上述的起动机自动再起动条件是否成立(步骤S34)。
假若起动机自动再起动条件成立时,移至步骤S24,之后,通过与上述起动机辅助时同样的控制实现发动机10的再起动。在该起动机自动再起动中,无需一旦使发动机10逆转,而从最初就进行正转驱动。具体而言,进行在停止时膨胀冲程气缸中的燃烧,并且也通过起动机单元27施加驱动力,实现可靠的起动。另外,步骤S34中,判定了起动机自动再起动条件不成立时,动力传动系控制模块100将处理返回到步骤S20的流程。
另一方面,步骤S30中,当从起动用电池520流出的电流值IEBAT超过作为阈值的规定电流值IEBAT_TH时,或者步骤S33中,起动用电池520的电压值VEBAT的变化(微分值)的绝对值超过作为阈值的规定电压值VEBAT_TH时,电池状态判定部112将自动停止禁止标记FIS_PRO的值更新为1(步骤S36),禁止发动机10的自动停止。之后,继电器控制部124连接电源继电器502和起动机继电器503两者,驱动起动机单元27,并且随着该驱动,燃烧控制部120开始发动机10的燃烧起动(步骤S35)。所以,在发动机10停止时,当判定为有后附加负载601连接时,不论再起动条件成立是与否,均强制再起动发动机10,并且将自动停止禁止标记FIS_PRO设定为1,禁止之后的自动停止控制,直到点火开关SW1为断开为止。
通过实现这样的发动机10的强制再起动,在第一实施方式中,构成执行下述两个步骤的冗余结构,即:检测从起动用电池520流出的电流值IEBAT,并将其绝对值与作为阈值的规定电流值IEBAT_TH进行比较的自动停止时电流值诊断步骤(步骤S30);将起动用电池520的电压值VEBAT的变化量(作为基准的初始电压值VEBAT_S与当前电压值VEBAT之差)的绝对值与作为阈值的规定电压值VEBAT_TH进行比较的自动停止时电压值诊断步骤(步骤S33),由此,即使在任一诊断步骤发生误检测(例如,电流传感器SN52或者电压传感器SN54的故障)也能起到故障保护功能,在担心后附加负载601的连接的运转状态下,通过禁止发动机10自动停止,可以防止自动停止后的发动机10陷入不能起动状态的情况的发生。
图7是图5及图6的流程图中的检测值稳定处理子程序的具体例。
作为实现将检测到的电压值进行稳定化的手法,如图7(A)所示,可以是基于将检测到的当前的电压值VEBAT的绝对值进行微分所得的变化率(微分值)的手法,或者如图7(B)所示,可以是基于检测到的当前的电压值VEBAT的绝对值的偏差σsv的手法。
首先,在图7(A)的例子中,运算将检测到的当前的电压值VEBAT的绝对值进行微分所得的变化率(微分值)dVsv(步骤S101),将运算出的微分值dVsv与规定的阈值dVsv_TH进行比较(步骤S102)。假若微分值dVsv大于阈值dVsv_TH时,判断为变化较大而值不稳定(步骤S102中为否时),返回步骤S101,更新变化率(微分值)dVsv。另一方面,当微分值dVsv处于阈值dVsv_TH以下时,将判定标记FIS_V的值更新为0(步骤S103),将最新的电压值VEBAT更新以作为判定对象的基准的初始电压值VEBAT_S(步骤S104)。由此,在图5或者图6的检测值稳定处理子程序中,由于将稳定的电压值用于后附加于起动用电池520的后附加负载601的检测判定,所以其检测精度提高。
在图7(B)的例子中,运算所检测到的当前的电压值VEBAT的绝对值的偏差σsv(步骤S101),将运算出的偏差σsv与规定的阈值σsv_TH进行比较(步骤S102)。假若在偏差σsv大于阈值σsv_TH时,判断为变化较大而值不稳定(步骤S102中为否时),返回步骤S101,更新偏差σsv。另一方面,当偏差σsv位于阈值σsv_TH以下时,将判定标记FIS_V的值更新为0(步骤S103),将最新的电压值VEBAT更新以作为判定对象的基准的初始电压值VEBAT_S(步骤S104)。由此,在图5或者图6的检测值稳定处理子程序中,由于将稳定的电压值用于后附加于起动用电池520的后附加负载601的检测判定,所以其检测精度提高。
第二实施方式
接下来说明第二实施方式。
图8是本发明的第二实施方式所涉及的内燃机系统的概略结构图,图9是主要表示本发明所涉及的第二实施方式的内燃机系统中发动机的剖面的概略结构图。
参照各图,第二实施方式的动力传动系具有具体成变速器201的变速器,在车厢内装备有离合器踏板单元310的离合器踏板311。
图10是表示本实施方式所涉及的车辆中所搭载的手动变速器201的结构、和对包含于该手动变速器201中的离合器204进行离合的离合器踏板单元310的结构的概略结构图。
参照图8及图10,手动变速器201包括设置在连结于发动机10的齿轮箱202内的离合器204和齿轮列205。离合器204用来离合发动机10的曲轴11与齿轮列205的输入轴203,通过离合器接合,从曲轴11向输入轴203传递动力,通过离合器断开,切断该动力的传递。齿轮列205将来自输入轴203的动力通过从多个变速档(例如前进6档、倒车1档)择一选择的齿轮的组合进行减速或者加速或者使其逆向旋转并输出到输出轴206。若选择空挡(中立位置),则任何变速档都无效,即使离合器204接合,来自输入轴203的动力也不会传递给输出轴206。以下在本说明书中,将除了空挡的变速档也称作行驶档。
联杆机构225是切换齿轮列205的变速位置的机构,与变速杆6连动。在离合器204断开时,通过驾驶者手动操作变速杆6,利用联杆机构225来切换齿轮列205的变速位置。
在联杆机构225的附近设置有挡位位置开关SW201。挡位位置开关SW201是检测变速位置的传感器。挡位位置开关SW201至少检测变速位置是处于空挡位置还是处于行驶档。其也可以在处于行驶档时,进一步检测该行驶档是处于第几档还是处于倒车档。
离合器踏板单元310是通过驾驶者的脚进行的操作而离合离合器204的机构,设置在驾驶席的脚附近。离合器踏板单元310是通过离合器踏板311的操作而操作离合器204的单元,在图示的例子中,其具有固定在前围下板4上的踏板支架312、将离合器踏板311的上端部以悬臂状轴支承在踏板支架312上的支轴313、及由离合器踏板311驱动的主缸314。
在离合器踏板311的自由端部(下端部)一体形成有承受驾驶者的踏力的踩踏板315。在离合器踏板311的中央部设置有安装在其与踏板支架312之间的弹簧机构316,通过该弹簧机构316的作用,离合器踏板311在图中向逆时针方向被赋势。并且,在离合器踏板311上,通过销317连结有主缸314的连杆318。由此,由驾驶者从踩踏板315输入的离合器踏板311的转动被转换成往返运动而传递给主缸314,通过与其踩踏量对应的液压来离合离合器204。
为了检测离合器踏板311的踩踏状态,在主缸314上附设有离合器冲程传感器SN15。图示的例子中,离合器冲程传感器SN15,通过检测主缸314的连杆318的位移量,来检测离合器踏板311的踩踏量。在踏板支架312上设置有限制离合器踏板311的离合器冲程CP的止动器319、320。在止动器319上安装有当离合器踏板311离开止动器319时便接通的离合器开关SW7,在止动器320上安装有当离合器踏板311与止动器320抵接时便接通的离合器切断开关SW8。各开关SW7、SW8分别设置在与离合器踏板311转动的离合器冲程CP的始端和终端对应的位置上。
所以,当驾驶者不进行踩踏操作,离合器踏板311处于自由状态(离合器踏板311与止动器319抵接)时,即,在弹簧机构316的作用下离合器踏板311将主缸314的连杆318拉到最靠近车厢侧时,离合器开关SW7和离合器切断开关SW8都断开。另外,当驾驶者最大程度踩踏踩踏板315,离合器踏板311与止动器320抵接时,即,主缸314的连杆318被压到最靠近机舱侧时,离合器开关SW7和离合器切断开关SW8都接通。当驾驶者以中等程度踩踏踩踏板315,离合器踏板311既不与止动器319抵接也不与止动器320抵接时,离合器开关SW7为接通,而离合器切断开关SW8则为断开。
接下来,参照图9,第二实施方式所涉及的动力传动系控制模块100的运转状态判定部110也具有以下功能,即:基于来自挡位位置开关SW201、离合器冲程传感器SN15、离合器开关SW7、以及离合器切断开关SW8的输出信号SNCP、SWCL、SWCU,检测变速器201的动力的传递状态。基于来自离合器冲程传感器SN15、离合器开关SW7以及离合器切断开关SW8的输出信号SNCP、SWCL、SWCU,判定离合器204是接合状态还是断开状态。例如离合器开关SW7及离合器切断开关SW8都断开时(驾驶者未操作离合器时),判定离合器204为接合状态。另外,当离合器开关SW7及离合器切断开关SW8都接通时(驾驶者最大程度踩踏离合器踏板单元310时),判定离合器204为断开状态。而在中间位置,也可以继续之前的状态,或者也可以为了以更高精度进行判定,而基于来自离合器冲程传感器SN15的输出信号SNCP,在相当于离合器接合点的位置上设定接通/断开切换点。
另外,基于来自挡位位置开关SW201的输出信号SWGR,判定齿轮列205是处于空挡状态还是进入了行驶档(以下也称作齿轮传动)。当离合器204处于接通状态且齿轮列205处于齿轮传动状态时,运转状态判定部110判定手动变速器201处于动力传递状态。另一方面,除此以外时,即离合器204处于断开状态、或者齿轮列205处于空挡时,运转状态判定部110判定变速器201处于非动力传递状态。该判定,如后文所述,用于发动机自动停止控制中的再起动时的控制。
另外,在第二实施方式中,例如,当离合器204接合(离合器踏板单元310处于自由状态,离合器开关SW7断开),变速器201处于空挡状态,车速处于规定值以下,水温处于规定温度(例如80℃)以上等条件都成立时,判定自动停止条件成立。另外,在该自动停止条件成立后,包含例如离合器204断开(离合器踏板单元310被踩踏,离合器切断开关SW8接通)的上述列举的个别自动停止条件中,即使任意一个不成立时,停止/再起动条件判定部11 1都判定再起动条件成立。另外,在判定离合器的接合/断开时,也可以如上述那样将由离合器冲程传感器SN15检测的离合器接合点作为切换点。但是,采用手动式的变速器201时,在变速器201处于空挡的状态下,不能确认驾驶者有无再起步的意思。所以,在第二实施方式中,与第一实施方式中将「齿轮进入空挡」作为再起动条件相对,没有将「齿轮进入空挡」作为再起动条件。
在使用如上所述的手动式变速器的车辆的内燃机系统中,也能够进行图5~图7中所说明的自动停止/再起动控制。
根据如上所述的本发明的各实施方式,本发明的内燃机系统的控制方法中,内燃机系统包括发动机10、起动发动机10的起动机单元27、及至少用于起动机单元27的起动的起动用电池520,该内燃机系统的控制方法,包括:在规定的自动停止条件成立时,使运转中的发动机10自动停止的自动停止步骤(步骤S11);在发动机10自动停止后,规定的再起动条件成立时,从起动用电池520向起动机单元27供电,使发动机10自动再起动的再起动步骤(步骤S23);在发动机10自动停止时,将从起动用电池520流出的电流值与规定电流值进行比较的停止时电流值诊断步骤(步骤S30);以及当停止时电流值诊断步骤(步骤S30)的结果为从起动用电池520流出的电流值超过规定电流值时,不论再起动条件成立与否,均再起动发动机10的强制再起动步骤(步骤S35)。
因此,在本发明的各实施方式中,在发动机10自动停止中,从起动用电池520流出超过规定程度的电流时,用户后附加灯等附件及其他电负载,而导致起动用电池520的蓄电量在发动机10停止时有可能减少,因此,此时不论再起动停止条件成立与否,均强制再起动自动停止中的发动机10,从而能够防止自动停止后的发动机10陷入不能起动状态的情况的发生。
另外,本发明的各实施方式中,包括:在自动停止条件成立时,将从起动用电池520流出的电流值与规定电流值进行比较的运转时电流值诊断步骤(步骤S7);以及当运转时电流值诊断步骤(步骤S7)的结果为从起动用电池520流出的电流值超过规定电流值时,不论自动停止条件成立与否,均禁止自动停止步骤(步骤S11)的自动停止禁止步骤。
因此,在本发明的各实施方式中,在发动机10的运转中自动停止条件成立时,从起动用电池520流出超过规定程度的电流时,用户后附加灯等附件及其他电负载,而导致起动用电池520的蓄电量在发动机10停止时有可能减少,因此,此时,不论自动停止条件成立与否,均禁止发动机10的自动停止控制,从而能够防止自动停止后的发动机10陷入不能起动状态的情况的发生。
另外,在本发明的各实施方式中,还包括在发动机10自动停止时,将起动用电池520的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断步骤(步骤S31~步骤S33);强制再起动步骤(步骤S35)是,当停止时电压变化诊断步骤(步骤S31~步骤S33)的结果为起动用电池520的电压值的变化超过规定阈值时,不论再起动条件成立与否,均再起动发动机10的步骤。
因此,在本发明的各实施方式中,在发动机10自动停止时,当起动用电池520的电压值的变化超过规定程度时,不论再起动条件成立与否,均强制再起动发动机10,从而能够防止发动机10陷入不能起动状态。而且,当具有除了基于电流值检测后附加负载601以外,还基于电压值的变化检测后附加负载601的步骤,而设置起动用电池电流传感器SN52和起动用电池电压传感器SN54时,即使任一个传感器的输出值出现异常,也能够通过另一传感器来判定后附加负载601的连接,即能够起到所谓的容错功能。
另外,在本发明的各实施方式中,还包括在自动停止条件成立时,将起动用电池520的电压值的变化与规定阈值进行比较的运转时电压变化诊断步骤(步骤S8~步骤S10),自动停止禁止步骤是,当运转时电压变化诊断步骤(步骤S8~步骤S10)的结果为起动用电池520的电压值的变化超过规定阈值时,不论自动停止条件成立与否,均禁止自动停止步骤(步骤S11)的步骤。
因此,在本发明的各实施方式中,在发动机10运转中自动停止条件成立时,当起动用电池520的电压变化超过规定的阈值时,也不论自动停止条件成立与否,均禁止发动机10的自动停止控制,从而能够防止自动停止后的发动机10陷入不能起动状态的情况的发生,并且,还能够起到基于冗余结构实现的容错功能。
另外,在本发明的各实施方式中,还包括在执行强制再起动步骤(步骤S35)的要件成立后,禁止自动停止步骤(步骤S11)的自动停止禁止步骤。
因此,在本发明的各实施方式中,一旦从起动用电池520流出的电流值超过规定电流值时,或者起动用电池520的电压值的变化超过规定程度时,便处于被担心起动用电池520的蓄电量下降的运转状态,因此,能够起到禁止之后的自动停止这一故障保护功能,在安全方面能够更切实地防止发动机10不能起动状态。
另外,本发明的各实施方式所涉及的内燃机系统,包括执行上述的各步骤的动力传动系控制模块100。具体而言,该动力传动系控制模块100具有在发动机10停止时工作的电负载、及向该电负载供电的通用电池510,还包括在发动机10停止时从通用电池510向电负载供电的停止时供电步骤,强制再起动步骤(步骤S35)是从通用电池510和起动用电池520这两者向起动机单元27供电的步骤。
因此,在本发明的各实施方式中,在需要发动机10的强制再起动的运转状况时,由于不仅从起动用电池520供电,而且还从通用电池510供电,因此,即使起动用电池520的蓄电量以较快速度下降,也能够确保用于再起动发动机10的电力。
另外,从其他观点来看,根据本发明的各实施方式,本发明的内燃机系统,包括发动机10、起动发动机10的起动机单元27、至少用于起动机单元27的起动的起动用电池520、及掌管发动机10的运转控制的运转控制装置,该内燃机系统中,运转控制装置包括:在规定的自动停止条件成立时,使运转中的发动机10自动停止的自动停止装置;在发动机10自动停止后,规定的再起动条件成立时,从起动用电池520向起动机单元27供电,使发动机10自动再起动的再起动装置;在发动机10自动停止时,将从起动用电池520流出的电流值与规定电流值进行比较的停止时电流值诊断装置;以及当停止时电流值诊断装置的诊断结果为从起动用电池520流出的电流值超过规定电流值时,不论再起动条件成立与否,均再起动发动机10的强制再起动装置。
因此,在本发明的各实施方式中,在发动机10自动停止中,当从起动用电池520流出超过规定程度的电流时,用户后附加灯等附件及其他电负载,而导致起动用电池520的蓄电量在发动机10停止时有可能减少,因此,此时不论再起动停止条件成立与否,均强制再起动自动停止中的发动机10,从而能够防止自动停止后的发动机10陷入不能起动状态的情况的发生。
另外,本发明的各实施方式包括:在自动停止条件成立时,将从起动用电池520流出的电流值与规定电流值进行比较的运转时电流值诊断装置;以及当该运转时电流值诊断装置的诊断结果为从起动用电池520流出的电流值超过规定电流值时,不论自动停止条件成立与否,均禁止自动停止装置的自动停止禁止装置。
因此,在本发明的各实施方式中,在发动机10的运转中自动停止条件成立之际,从起动用电池520流出超过规定程度的电流时,由于用户后附加灯等附件及其他电负载等某种理由,导致起动用电池520的蓄电量在发动机10停止时有可能减少,因此,在此时,不论自动停止条件成立与否,均禁止发动机10的自动停止控制,从而能够防止自动停止后的发动机10陷入不能起动状态的情况的发生。
另外,在本发明的各实施方式中,还包括在发动机10自动停止时,将起动用电池520的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断装置,强制再起动装置是,当停止时电压变化诊断装置的诊断结果为起动用电池520的电压值的变化超过规定阈值时,不论再起动条件成立与否,均再起动发动机10的装置。
因此,在本发明的各实施方式中,在发动机10自动停止时,当起动用电池520的电压值的变化超过规定程度时,不论再起动条件成立与否,均强制再起动发动机10,从而能够防止发动机10陷入不能起动状态。而且,当具有除了基于电流值检测后附加负载601以外,还基于电压值的变化检测后附加负载601的装置,而设置起动用电池电流传感器SN52和起动用电池电压传感器SN54时,即使任一个传感器的输出值出现异常,也能够通过另一传感器来判定后附加负载601的连接,即能够起到所谓的容错功能。
另外,在本发明的各实施方式中,还包括在自动停止条件成立时,将起动用电池520的电压值的变化与规定阈值进行比较的运转时电压变化诊断装置,自动停止禁止装置是,当运转时电压变化诊断装置的诊断结果为起动用电池520的电压值的变化超过规定阈值时,不论自动停止条件成立与否,均禁止自动停止装置的装置。
因此,在本发明的各实施方式中,在发动机10运转中自动停止条件成立时,在起动用电池520的电压变化超过规定的阈值时,也不论自动停止条件成立与否,均禁止发动机10的自动停止控制,从而能够防止自动停止后的发动机10陷入不能起动状态的情况的发生,并且,能够起到基于冗余结构实现的容错功能。
另外,在本发明的各实施方式中,运转控制装置还包括在执行由强制再起动装置进行的强制再起动的要件成立后,禁止自动停止装置的自动停止禁止装置。
因此,在本发明的各实施方式中,一旦从起动用电池520流出的电流值超过规定电流值时,或者起动用电池520的电压值的变化超过规定程度时,便处于被担心起动用电池520的蓄电量下降的运转状态,因此,能够起到禁止之后的自动停止这一故障保护功能,在安全方面能够更切实地防止发动机10不能起动状态。
另外,在本发明的各实施方式中,内燃机系统具有在发动机10停止时工作的电负载、及向该电负载供电的通用电池510,还包括在发动机10停止时从通用电池510向电负载供电的停止时供电装置,强制再起动装置是从通用电池510和起动用电池520这两者向起动机单元27供电的装置。
因此,在本发明的各实施方式中,在需要发动机10的强制再起动的运转状况时,由于不仅从起动用电池520供电,而且还从通用电池510供电,因此,即使起动用电池520的蓄电量以较快速度下降,也能够确保用于再起动发动机10的电力。
以上,说明了本发明的实施方式,但本发明并不限于上述的实施方式,其可在专利请求范围内作适当变更。
例如,作为发动机10的控制形态,也可以省略仅由燃烧进行的再起动。另外,也可以在执行燃烧再起动之前进行基于起动用电池520的电流/电压的后附加负载601的检测。
另外,图6的流程图中,当步骤S30或者步骤S33为否时,即,判定为需要强制再起动时,也可以首先判定可否进行燃烧再起动,若可以进行燃烧再起动,则优先执行燃烧再起动,仅在需要起动机起动时,与步骤S35同样地将电源继电器502和起动机继电器503两者接通,从而使起动机单元27工作。
另外,毋庸置疑,在本发明的专利请求范围内可作各种变更。
Claims (14)
1.一种内燃机系统的控制方法,所述内燃机系统包括内燃机、起动所述内燃机的电动驱动装置、专用于所述电动驱动装置的起动的起动用电池、在所述内燃机停止时工作的电负载、及向所述电负载供电的通用电池,该内燃机系统的控制方法的特征在于包括:
在规定的自动停止条件成立时,使运转中的所述内燃机自动停止的自动停止步骤;
在所述内燃机自动停止后,规定的再起动条件成立时,从所述起动用电池向所述电动驱动装置供电,使所述内燃机自动再起动的再起动步骤;
基于所述内燃机自动停止时的所述起动用电池的放电状态,检测有无由所述起动用电池供电的后附加负载的后附加负载检测步骤,其中,所述后附加负载以车辆规格外的形态连接于所述起动用电池;以及
当所述后附加负载检测步骤的结果为检测到所述后附加负载时,不论所述再起动条件成立与否,均再起动所述内燃机的强制再起动步骤。
2.根据权利要求1所述的内燃机系统的控制方法,其特征在于,包括
在所述内燃机自动停止时,将从所述起动用电池流出的电流的电流值与规定电流值进行比较的停止时电流值诊断步骤,
所述停止时电流值诊断步骤是所述后附加负载检测步骤。
3.根据权利要求2所述的内燃机系统的控制方法,其特征在于包括:
在所述自动停止条件成立时,将从所述起动用电池流出的电流的电流值与所述规定电流值进行比较的运转时电流值诊断步骤;以及
当所述运转时电流值诊断步骤的结果为从所述起动用电池流出的电流的电流值超过所述规定电流值时,不论所述自动停止条件成立与否,均禁止所述自动停止步骤的自动停止禁止步骤。
4.根据权利要求1所述的内燃机系统的控制方法,其特征在于,包括
在所述内燃机自动停止时,将所述起动用电池的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断步骤,
所述停止时电流值诊断步骤是所述后附加负载检测步骤。
5.根据权利要求2或4所述的内燃机系统的控制方法,其特征在于包括:
在所述自动停止条件成立时,将所述起动用电池的电压值的变化与所述规定阈值进行比较的运转时电压变化诊断步骤;以及
当所述运转时电压变化诊断步骤的结果为所述起动用电池的电压值的变化超过所述规定阈值时,不论所述自动停止条件成立与否,均禁止所述自动停止步骤的自动停止禁止步骤。
6.根据权利要求2所述的内燃机系统的控制方法,其特征在于,还包括
在所述内燃机自动停止时,将所述起动用电池的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断步骤,
所述强制再起动步骤是,当所述停止时电压变化诊断步骤的结果为所述起动用电池的电压值的变化超过所述规定阈值时,不论所述再起动条件成立与否,均再起动所述内燃机的步骤。
7.根据权利要求1、2、4中任一项所述的内燃机系统的控制方法,其特征在于,
还包括在所述内燃机停止时从所述通用电池向所述电负载供电的停止时供电步骤,
所述强制再起动步骤是从所述通用电池和所述起动用电池这两者向所述电动驱动装置供电的步骤。
8.一种内燃机系统,包括内燃机、起动所述内燃机的电动驱动装置、专用于所述电动驱动装置的起动的起动用电池、在所述内燃机停止时工作的电负载、向所述电负载供电的通用电池、及掌管所述内燃机的运转控制的运转控制装置,其特征在于,
所述运转控制装置包括:
在规定的自动停止条件成立时,使运转中的所述内燃机自动停止的自动停止装置;
在所述内燃机自动停止后,规定的再起动条件成立时,从所述起动用电池向所述电动驱动装置供电,使所述内燃机自动再起动的再起动装置;
基于所述内燃机自动停止时的所述起动用电池的放电状态,检测有无由所述起动用电池供电的后附加负载的后附加负载检测装置,其中,所述后附加负载以车辆规格外的形态连接于所述起动用电池;以及
当所述后附加负载检测装置的检测结果为检测到所述后附加负载时,不论所述再起动条件成立与否,均再起动所述内燃机的强制再起动装置。
9.根据权利要求8所述的内燃机系统,其特征在于,包括
在所述内燃机自动停止时,将从所述起动用电池流出的电流的电流值与规定电流值进行比较的停止时电流值诊断装置,
所述停止时电流值诊断装置是所述后附加负载检测装置。
10.根据权利要求9所述的内燃机系统,其特征在于包括:
在所述自动停止条件成立时,将从所述起动用电池流出的电流的电流值与所述规定电流值进行比较的运转时电流值诊断装置;以及
当所述运转时电流值诊断装置的诊断结果为从所述起动用电池流出的电流的电流值超过所述规定电流值时,不论所述自动停止条件成立与否,均禁止所述自动停止装置的动作的自动停止禁止装置。
11.根据权利要求8所述的内燃机系统,其特征在于,包括
在所述内燃机自动停止时,将所述起动用电池的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断装置,
所述停止时电压变化诊断装置是所述后附加负载检测装置。
12.根据权利要求9或11所述的内燃机系统,其特征在于包括:
在所述自动停止条件成立时,将所述起动用电池的电压值的变化与所述规定阈值进行比较的运转时电压变化诊断装置;以及
当所述运转时电压变化诊断装置的诊断结果为所述起动用电池的电压值的变化超过所述规定阈值时,不论所述自动停止条件成立与否,均禁止所述自动停止装置的动作的自动停止禁止装置。
13.根据权利要求9所述的内燃机系统,其特征在于,还包括
在所述内燃机自动停止时,将所述起动用电池的电压值的变化与规定阈值进行比较的停止时电压变化诊断装置,
所述强制再起动装置是,当所述停止时电压变化诊断装置的诊断结果为所述起动用电池的电压值的变化超过所述规定阈值时,不论所述再起动条件成立与否,均再起动所述内燃机的装置。
14.根据权利要求8、9、11中任一项所述的内燃机系统,其特征在于还包括
在所述内燃机停止时从所述通用电池向所述电负载供电的停止时供电装置,
所述强制再起动装置是从所述通用电池和所述起动用电池这两者向所述电动驱动装置供电的装置。
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