CN103732908B - 发动机控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发动机控制装置。其在解除啮合时，通过小齿轮驱动装置对小齿轮在脱离环形齿轮的方向上施加作用，并且使启动装置的启动电动机旋转，或者通过从发动机的燃料喷射阀喷射燃料，在发动机的气缸内对燃料和空气的混合气体点火，来解除上述卡合，从而在使启动机小齿轮与发动机的环形齿轮预先啮合、减少再启动时的启动时间的应对空转停止的车辆的控制装置中，在驾驶结束时为了避免上述啮合的固结而将其解除时，能够克服金属间的摩擦力可靠地解除。
Description
技术领域
本发明涉及在具有空转停止功能的车辆中，事先防止发动机启动不良和发动机启动装置的故障的发生的发动机控制装置。
背景技术
专利文献1记载了在使用启动机进行再启动的应对空转停止的车辆中，为了缩短从空转停止起的发动机再启动时间，使启动机小齿轮预先与发动机的环形齿轮啮合的发动机自动停止再启动装置。
此外，专利文献2记载了在发动机启动前的发动机停止期间，预先使上述小齿轮与上述环形齿轮平稳地啮合的发动机启动装置，作为发动机启动时的噪声降低对策。
但是，搭载了专利文献1和专利文献2的技术的车辆中，保持小齿轮与环形齿轮啮合的状态结束驾驶，且车辆长期不动的情况下，在寒冷地区等可能由于冻结，导致下一次驾驶时小齿轮与环形齿轮的啮合不能解除，从而发生故障。
因此，作为其对策，专利文献3记载了车辆的熄火时，使用使小齿轮沿着输出旋转轴相对于环形齿轮滑动的小齿轮驱动装置，解除小齿轮与环形齿轮的啮合，事先防止下一次驾驶时小齿轮与环形齿轮的啮合不能解除而引起的故障的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利4214401号公报
专利文献2：日本特开2000-45920号公报
专利文献3：日本特开2006-342719号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，保持小齿轮与环形齿轮啮合的状态地停止发动机的情况下，在这些齿轮之间产生摩擦力，因此即使根据专利文献3记载的技术，在车辆的熄火时使小齿轮驱动装置起作用，也存在难以克服上述摩擦力可靠地解除这些齿轮的啮合的课题。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的发动机控制装置的特征在于：包括用于向发动机传递旋转力的环形齿轮；用于使上述发动机启动的启动装置；支承在上述启动装置的启动电动机的输出旋转轴上的小齿轮；和使上述小齿轮在上述输出旋转轴上滑动的小齿轮驱动装置，该发动机控制装置具有在发动机空转时使该发动机停止的空转停止功能和在该空转停止中使上述环形齿轮与上述小齿轮啮合的控制，解除上述环形齿轮与上述小齿轮的啮合时，上述小齿轮驱动装置对上述小齿轮在脱离上述环形齿轮的方向上施加作用，并且使上述启动装置的启动电动机旋转，来解除上述啮合。
此外，本发明的发动机控制装置的特征在于：解除上述环形齿轮与上述小齿轮的啮合时，上述小齿轮驱动装置通过对上述小齿轮在脱离上述环形齿轮的方向上作用，并且使上述启动装置的启动电动机旋转，从而解除上述啮合。
本发明包括作为本申请的优选权基础的日本专利申请2011－181605号的说明书和/或附图中记载的内容。
发明效果
根据本发明，在驾驶结束时能够可靠地解除小齿轮与环形齿轮的啮合，从而防止小齿轮与环形齿轮成为长期啮合状态，因此能够事先防止例如啮合状态的小齿轮与环形齿轮之间由于冻结或生锈而固结，发动机的启动发生故障，结果上述固结导致小齿轮不能旋转，启动电动机过载而发生故障，小齿轮的螺旋花键部的长期露出引起的生锈、废物堆积而导致小齿轮的返回变得不良等故障。
附图说明
图1表示应用了本发明的发动机控制装置的系统的功能结构。
图2表示关于本发明的实施例1的发动机控制装置的动作的流程图。
图3表示本发明的实施例1的发动机控制装置的动作的时序图的一例。
图4表示关于本发明的实施例2的发动机控制装置的动作的流程图。
图5表示本发明的实施例2的发动机控制装置的动作的时序图的一例。
具体实施方式
图1概要地表示应用了本发明的发动机控制装置的系统的功能结构。发动机一个例子是四气缸发动机，发动机的各气缸中具有燃料喷射阀110和火花点火装置109。各气缸的燃料喷射阀110和火花点火装置109由ECU（发动机控制单元）103控制。
发动机通过用火花点火装置109对从燃料喷射阀110喷射出的燃料和空气的混合气体进行点火而使混合气体燃烧，利用其作用力按下活塞112，使与活塞连结的曲轴108旋转，产生输出。
该发动机具有：用于检测曲轴108的旋转位置信息的曲柄角传感器102；和用于检测凸轮轴111的旋转位置信息的凸轮角传感器107，这些传感器的输出被输入ECU103。ECU103基于来自曲柄角传感器102或凸轮角传感器107的信号，适当地进行气缸判别、燃料喷射定时或火花点火定时。
此外，发动机的启动使用启动机101。启动机101包括启动电动机101a、磁开关101b、移位杆101c、小齿轮离合器101d、小齿轮101e。驾驶员使启动机开关113接通（ON）时，对磁开关101b通电。通过磁开关101b的通电，操作移位杆101c，小齿轮101e被推向环形齿轮侧。
此外，通过启动机开关113的接通，启动电动机101a通电而旋转，在同轴上连结的小齿轮101e也旋转。这样，小齿轮101e在旋转的同时被推向环形齿轮106侧时，与环形齿轮106啮合，因此经由这些机构，曲轴108旋转，活塞112上下运动，因此发动机启动。
另一方面，构成为从空转停止的再启动时，通过从ECU103对小齿轮继电器105和启动电动机继电器104进行通电控制，能够与驾驶员使启动机开关113接通时同样地使启动机启动。
此外，构成为通过在即将空转停止之前的发动机旋转中，从ECU103对小齿轮继电器105通电，能够对磁开关101b通电，操作移位杆101c，使小齿轮101e与环形齿轮106啮合，缩短下一次再启动时的启动时间。
实施例
[实施例1]
图2表示关于本发明的实施例1的发动机控制装置的动作的流程图。
在步骤S201中，判定空转停止允许条件是否成立。判定其成立的情况下，前进至步骤S202。
在步骤S202中，判定是否有啮合解除请求。啮合解除请求根据驾驶座的门的关闭、驾驶座的载荷传感器、点火开关状态等的组合来检测驾驶的结束，发出啮合的解除请求。在有啮合解除请求的情况下，前进至步骤S203。
在步骤S203中，判定发动机是否处于停止中。发动机处于停止中的情况下，前进至步骤S204，发动机不处于停止中（发动机正在旋转）的情况下，前进至步骤S207。
在步骤S204中，判定小齿轮继电器是否接通（ON）。啮合保持控制中的情况下小齿轮继电器是接通的，因此前进至步骤S205，在此根据来自ECU的指令使小齿轮继电器断开（OFF）。不处于啮合保持控制中的情况下，小齿轮继电器是断开的，因此从步骤S204前进至步骤S206。
通过小齿轮继电器的断开，小齿轮失去移位杆的支承，由于弹簧弹力而要从环形齿轮脱离，但是因小齿轮与环形齿轮的金属间的摩擦力，小齿轮保持与环形齿轮啮合的状态。
在步骤S206中，根据来自ECU的指令使启动电动机继电器接通（ON）。由此，小齿轮101e旋转。此时，因为小齿轮101e在步骤S204中失去了移位杆的支承，所以由于小齿轮101e的旋转，小齿轮与环形齿轮的金属间的摩擦力降低，二者之间的啮合解除。
在步骤S207中，根据来自ECU的指令使小齿轮继电器101e断开（OFF）。通过小齿轮继电器的断开，小齿轮101e失去移位杆的支承，由于弹簧弹力从环形齿轮脱离，啮合解除。
图3表示本发明的实施例1的发动机控制装置的（图2的流程图中表示的）动作的时序图的一例。
在时刻T251，空转停止允许条件成立，停止向发动机供给燃料，发动机转速开始降低。
在时刻T252，为了缩短再启动时的启动时间，以在发动机转速成为规定转速以下时，小齿轮继电器接通（ON），小齿轮101e与环形齿轮106啮合的方式进行控制。
在时刻T253，啮合解除请求发出，通过将小齿轮继电器切换到断开（OFF）使小齿轮101e失去移位杆101c的支承，之后使启动电动机继电器104短时间接通（ON），使小齿轮101e旋转，因此小齿轮101e与环形齿轮106之间的啮合解除。这样，通过在解除小齿轮101e与环形齿轮106的啮合时使启动电动机旋转，能够可靠地执行该解除。
在上述为了解除啮合而使启动装置的启动电动机旋转时，通过以比通常的发动机启动时使启动电动机101a旋转的电能更少的电能使其旋转，能够节约能源，防止电池电压的降低。
[实施例2]
图4表示关于本发明的实施例2的发动机控制装置的动作的流程图。
在步骤S301中，判定空转停止允许条件是否成立。判定空转停止允许条件成立的情况下，前进至步骤S302。
在步骤S302中，判定是否有啮合解除请求。啮合解除请求根据驾驶座的门的关闭、驾驶座的载荷传感器、点火开关状态等的组合来检测驾驶的结束，发出啮合的解除请求。在有啮合解除请求的情况下，前进至步骤S303。
在步骤S303中，判定发动机是否处于停止中。发动机处于停止中的情况下，前进至步骤S304。发动机不处于停止中（发动机正在旋转）的情况下，前进至步骤S308。
在步骤S304中，判定小齿轮继电器是否接通（ON）。在不处于啮合保持控制中的情况下，小齿轮继电器是断开（OFF）的，因此前进至步骤S306。与此相对，在啮合保持控制中的情况下，小齿轮继电器是接通的，因此前进至步骤S305，在此根据来自ECU的指令使小齿轮继电器断开。通过小齿轮继电器的断开，小齿轮101e失去移位杆101c的支承，由于弹簧弹力而要从环形齿轮106脱离，但是由于小齿轮与环形齿轮的金属间的摩擦力，小齿轮101e保持与环形齿轮106啮合的状态。
在步骤S306中，根据来自ECU的指令从燃料喷射阀110喷射燃料。
在步骤S307中，利用在步骤S306中喷射有燃料的气缸的火花点火装置109在该气缸内点火。通过该点火，该气缸的燃料与空气的混合气体燃烧而产生转矩，利用该转矩使环形齿轮106旋转。此时，因为小齿轮101e失去了移位杆的支承，所以由于环形齿轮106的旋转，小齿轮101e与环形齿轮106的金属间的摩擦力降低，因此二者间的啮合解除。
在步骤S308中，根据来自ECU的指令使小齿轮继电器断开（OFF）。通过小齿轮继电器的断开，小齿轮失去移位杆的支承，由于弹簧弹力而从环形齿轮脱离，啮合解除。
图5表示本发明的实施例2的发动机控制装置的（图4的流程图中表示的）动作的时序图的一例。
在时刻T351，空转停止允许条件成立，停止向发动机供给燃料，发动机转速开始降低。
在时刻T352，为了缩短再启动时的启动时间，进行在发动机转速成为规定转速以下时，使小齿轮继电器105接通（ON），使小齿轮101e与环形齿轮106啮合而保持的控制。
在时刻T353，啮合的解除请求发出，通过将小齿轮继电器切换到断开（OFF），小齿轮101e失去移位杆101c的支承。与此同时，从燃料喷射阀110向压缩行程气缸喷射燃料。
时刻T354是在时刻T353喷射的燃料扩散到缸内的时间点，在该时刻利用火花点火装置109使燃料喷射气缸内的混合气体点火。结果，环形齿轮106旋转，小齿轮101e与环形齿轮106之间的啮合解除。这样，通过在解除小齿轮101e与环形齿轮106的啮合时，对燃料喷射气缸内的混合气体点火，能够可靠地执行该解除。
以上，在说明的任意一个实施例中，如果采用具有在解除小齿轮101e与环形齿轮106之间的啮合时，对所搭载的车辆的制动装置发出指令使制动压力保持规定值以上的功能的发动机控制装置，则都能够有助于防止车辆的不可预测的移动等安全性强化。
附图标记说明
101：启动机，101a：启动电动机，101b：磁开关，101c：移位杆，101d：小齿轮离合器，101e：小齿轮，102：曲柄角传感器，103：ECU（发动机控制单元），104：启动电动机继电器，105：小齿轮继电器，106：环形齿轮，107：凸轮角传感器，108：曲轴，109：火花点火装置，110：燃料喷射阀，111：凸轮轴，112：活塞，113：启动机开关，114：电池，
T251：空转停止允许条件成立时刻，T252：啮合保持控制开始时刻，T253：啮合解除请求发生时刻，
T351：空转停止允许条件成立时刻，T352：啮合保持控制开始时刻，T353：啮合解除请求发生时刻，T354：火花点火时刻
在本说明书中引用的所有的刊物、专利和专利申请全部作为参考引入本发明。
Claims (4)
1.一种发动机控制装置，包括：
用于向发动机传递旋转力的环形齿轮；用于使所述发动机启动的启动装置；支承在所述启动装置的启动电动机的输出旋转轴上的小齿轮；和使所述小齿轮在所述输出旋转轴上滑动的小齿轮驱动装置，
该发动机控制装置具有在发动机空转时使该发动机停止的空转停止功能和在该空转停止中使所述环形齿轮与所述小齿轮啮合的控制，
所述发动机控制装置的特征在于：
解除所述环形齿轮与所述小齿轮的啮合时，所述小齿轮驱动装置对所述小齿轮在脱离所述环形齿轮的方向上施加作用，并且使所述启动装置的启动电动机旋转，来解除所述啮合。
2.如权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于：
为了解除所述啮合而使所述启动装置的启动电动机旋转时，以比通常的发动机启动时使启动电动机旋转的电能少的电能使所述启动电动机旋转。
3.一种发动机控制装置，包括：
用于向发动机传递旋转力的环形齿轮；用于使所述发动机启动的启动装置；支承在所述启动装置的启动电动机的输出旋转轴上的小齿轮；和使所述小齿轮在所述输出旋转轴上滑动的小齿轮驱动装置，
该发动机控制装置具有在发动机空转时使该发动机停止的空转停止功能和在该空转停止中使所述环形齿轮与所述小齿轮啮合的控制，
所述发动机控制装置的特征在于：
解除所述环形齿轮与所述小齿轮的啮合时，所述小齿轮驱动装置对所述小齿轮在脱离所述环形齿轮的方向上施加作用，并且从所述发动机的燃料喷射阀喷射燃料，在所述发动机的气缸内使所述燃料和空气的混合气体点火，来解除所述啮合。
4.如权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于：
解除所述环形齿轮与所述小齿轮的啮合时，发出指令使搭载所述发动机控制装置的车辆的制动压力保持规定值以上。
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