CN104879225A - 内燃机的停止起动控制装置 - Google Patents

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Abstract

内燃机的停止起动控制装置构成为执行在车辆的行驶中使内燃机中的燃烧停止的自动停止控制。停止起动控制装置构成为在通过自动停止控制而停止了内燃机中的燃烧的状态下，在车辆停止之前产生再起动要求时，开始行驶中再起动动作。行驶中再起动动作是车辆行驶时的内燃机的再起动动作。停止起动控制装置构成为将行驶中再起动动作中的最初的点火的点火时期设定为比行驶中再起动动作中的第二次的点火的点火时期靠提前角侧的点火时期。

Description

内燃机的停止起动控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的停止起动控制装置。
背景技术
日本特开2010-242563号公报记载的内燃机的停止起动控制装置在有成为车辆停止的可能性的低速下的减速中自动地使内燃机的燃烧停止。并且，在燃烧停止的状态下的减速中油门踏板被踏入而产生再起动要求时，开始车辆的行驶中的内燃机的再起动动作即行驶中再起动动作。该停止起动控制装置在判定为驾驶员未要求急剧的加速而应使车辆振动抑制优先时，将行驶中再起动动作时的点火时期设定为比再起动要求发生前的点火时期靠滞后角侧的点火时期。因此，抑制因燃烧而产生的转矩，发动机转速的上升变平缓，从而抑制与行驶中再起动动作相伴的车辆振动。
然而，行驶中再起动动作开始时的发动机转速比内燃机的共振发生的发动机转速区域即共振转速区域(例如，300rpm～400rpm)低的情况下，发动机转速伴随于行驶中再起动动作，通过共振转速区域而上升。
根据上述公报记载的停止起动控制装置，判定为车辆振动抑制应优先的情况下的发动机转速的上升速度因点火时期的滞后角导致的输出下降而降低。因此，发动机转速通过共振转速区域的时间变长。因此，内燃机的共振容易发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制行驶中再起动动作中的内燃机的共振的发生的内燃机的停止起动控制装置。
为了实现上述目的，本发明的一方式的内燃机的停止起动控制装置构成为执行在车辆的行驶中使内燃机中的燃烧停止的自动停止控制。所述停止起动控制装置构成为在通过所述自动停止控制而停止了所述内燃机中的燃烧的状态下，在所述车辆停止之前产生再起动要求时，开始行驶中再起动动作。所述行驶中再起动动作是所述车辆行驶时的所述内燃机的再起动动作。所述停止起动控制装置构成为将所述行驶中再起动动作中的最初的点火的点火时期设定为比所述行驶中再起动动作中的第二次的点火的点火时期靠提前角侧的点火时期。
附图说明
本公开的被认为新颖的特征特别在所附的权利要求书中可知。伴有目的及利益的本公开可通过将以下所示的当前时刻的优选的实施方式的说明与附图一起参照而理解。
图1是表示本发明的内燃机的停止起动控制装置的一实施方式的控制单元与作为其控制对象的内燃机的关系、以及该控制单元与各种传感器的关系的框图。
图2是表示图1的控制单元执行的再起动时点火时期控制的处理的流程的流程图。
图3A是表示通过图2的再起动点火时期控制而设定的点火时期的变化的一例的时间图。
图3B是表示发动机转速的变化的时间图。
图4A是表示通过再起动点火时期控制而设定的点火时期的变化的另一例的时间图。
图4B是表示发动机转速的变化的时间图。
具体实施方式
以下，对内燃机的停止起动控制装置的一实施方式进行说明。该实施方式将内燃机的停止起动控制装置具体化为对搭载于车辆的车载内燃机进行总括控制的控制单元。
如图1所示，车辆1具有内燃机10、内燃机控制系统20、油门踏板31、及制动踏板32。内燃机控制系统20具有对内燃机10进行总括控制的控制单元21、及检测内燃机10的运转状态的各种传感器22～26。
内燃机控制系统20作为各种传感器22～26而具备检测电子控制式的节气门(图示省略)的开度即节气门开度的节气门开度传感器24、检测车辆1的车速的车速传感器25、及检测曲轴(图示省略)的转速即发动机转速的曲轴位置传感器26。而且，内燃机控制系统20具备检测驾驶员对油门踏板31的踏入量所对应的操作信号的油门踏板位置传感器22、及检测驾驶员对制动踏板32的踏入量所对应的操作信号的制动踏板位置传感器23。
内燃机10具有例如排列作为第一气缸～第四气缸的4个气缸(图示省略)。在这4个气缸上分别设有火花塞11，该火花塞11基于由控制单元21设定的点火时期进行点火。
控制单元21具有例如微型控制器。该控制单元21通过执行存储部存储的多个控制程序，而总括性地控制内燃机10。作为一例，控制单元21根据上述各种的传感器22～26的检测信号及操作信号，来控制内燃机10的燃料喷射量、吸入空气量、点火时期等。而且，控制单元21通过执行多个控制程序而作为进行后述的自动停止控制或自动起动控制的停止起动控制装置发挥功能。
为了提高车辆1的燃料利用率，控制单元21在有成为车辆停止的可能性的低速下的行驶中即有成为车辆停止的可能性的减速中，进行使内燃机10的燃烧停止的自动停止控制。
具体而言，控制单元21通过如下的条件来判定在车辆1的行驶中是否产生了自动停止要求。例如，控制单元21判定油门踏板31的踏入操作被解除的情况、制动踏板32的踏入操作发生的情况、及车辆1为规定车速以下的情况。控制单元21在这3个条件全部满足的状态持续规定时间以上时，判定为产生了自动停止要求。
并且，控制单元21当判定为自动停止要求产生时，使燃料喷射及火花塞11的点火停止而使内燃机10的燃烧停止。
然后，在驾驶员进行了要使行驶中的车辆1再加速的操作时，或者驾驶员进行了要使停止中的车辆1起步的操作时，控制单元21判定产生了再起动要求而进行使内燃机10再起动的自动起动控制。控制单元21基于制动踏板32的踏入操作被解除、及油门踏板31的踏入操作产生来判定再起动要求产生。
在判定为车辆停止时产生了再起动要求时，控制单元21进行停止时再起动动作作为自动起动控制。另一方面，控制单元21在判定为车辆1停止之前产生了再起动要求时，进行行驶中再起动动作作为自动起动控制。无论在哪个再起动动作中，控制单元21都通过再次开始燃料喷射及火花塞11的点火来使内燃机10再起动。
在从车辆停止起的起步中，优选使发动机转速迅速上升而使起动在短期间内完成。因此，控制单元21将停止时再起动动作中的点火的点火时期尽可能地设定为提前角侧的点火时期，由此极力增大通过燃烧而产生的转矩。因此，发动机转速迅速上升，在短期间内到达起动完成判定速度。需要说明的是，控制单元21基于发动机转速到达起动完成判定速度来判定起动完成。
驾驶员在进行起步操作时，解除为了使车辆1停止而进行的制动踏板32的踏入操作。通常，当制动踏板32的踏入操作被解除时，伴随于此，制动力也被解消。然而，控制单元21在进行停止时再起动动作时，即使在踏入制动踏板32的操作被解除之后也进行保持制动力的控制。并且，控制单元21将保持的制动力在发动机起动完成后解除。由此，在停止时再起动动作中，通过保持的制动力来抑制起步，因此在车辆1中，伴随停止时再起动动作，即使内燃机10的发动机转速上升也难以产生冲击。
另一方面，在实施行驶中再起动动作时，即在行驶中作出加速要求的情况下，优选基于驾驶员的油门踏板31的踏入量而使车辆1迅速地加速。
因此，控制单元21在进行行驶中再起动动作时，不进行停止时再起动动作那样的保持制动力的控制。由此，车辆1根据发动机起动完成后的驾驶员的油门踏板31的踏入量进行加速。然而，这种情况下，通过制动力无法抑制车辆1的急剧的速度的增加，因此存在发生车辆1的冲击即车辆振动的可能性。
因此，控制单元21为了抑制车辆1的车辆振动，进行根据行驶中再起动动作开始起的点火次数来变更点火时期的再起动时点火时期控制。通过进行该再起动时点火时期控制，控制单元21能够缩短发动机转速通过共振转速区域的时间而抑制共振的发生，并抑制再起动时的车辆1的冲击。
在再起动时点火时期控制中，控制单元21将行驶中再起动动作的最初的点火的点火时期、第二～第四次的点火的点火时期、及第五次以后的点火的点火时期分别设定为不同的点火时期。
具体而言，控制单元21将行驶中再起动动作中的最初的点火的点火时期设定为提前角点火时期。提前角点火时期是比MBT(最佳点火时期)靠滞后角侧的点火时期，是在通过再起动时点火时期控制而设定的点火时期之中比较靠提前角侧设定的点火时期。
因此，在内燃机10中，在进行最初的点火时，发动机转速快速上升。
另外，控制单元21将行驶中再起动动作中的第二～第四次的点火的点火时期设定为滞后角点火时期。滞后角点火时期是比提前角点火时期靠滞后角侧的点火时期。控制单元21将点火时的曲轴的瞬时转速没有下降至下次的点火时的情况的点火时期设定作为滞后角点火时期。
因此，在内燃机10中，在进行第二～第四次的点火时，发动机转速平缓上升。
另外，控制单元21将行驶中再起动动作中的第五次以后的点火的点火时期设定为辅助点火时期。辅助点火时期是比MBT(最佳点火时期)靠滞后角侧的点火时期，是比提前角点火时期靠提前角的点火时期。控制单元21将第五次以后的点火的点火时期设定为辅助点火时期，作为即使第一～第四次的点火结束而发动机转速也未到达起动完成判定速度的情况的救济用的点火时期。
因此，在内燃机10中，即使在由于第一～第四次的点火而发动机转速未到达起动完成判定速度的情况下，通过进行第五次以后的点火也能使发动机转速迅速地上升至起动完成判定速度。
图2示出上述行驶中再起动动作中的再起动点火时期控制的具体的处理的流程。需要说明的是，该图2的流程图所示的一连串的处理在进行行驶中再起动动作时，通过控制单元21反复执行。
当开始再起动点火时期控制时，首先，控制单元21判定内燃机10的发动机转速是否到达起动完成判定速度(步骤S 11)。在判定为发动机转速未到达起动完成判定速度时(步骤S11：否)，控制单元21判定从此开始执行的点火是否为行驶中再起动动作中的最初的点火即第一点火(步骤S12)。在判定为从此开始执行的点火为第一点火时(步骤S12：是)，控制单元21将第一点火的点火时期设定为提前角点火时期(步骤S13)。
在步骤S12中，在判定为从此开始执行的点火不是第一点火时(步骤S12：否)，控制单元21判定从此开始执行的点火是作为第二次的点火的第二点火、作为第三次的点火的第三点火、作为第四次的点火的第四点火中的哪一个(步骤S14)。
并且，在判定为从此开始执行的点火是行驶中再起动动作开始后的第二点火～第四点火中的任一个时(步骤S14：是)，控制单元21将点火时期设定为滞后角点火时期(步骤S15)。在判定为从此开始执行的点火不是行驶中再起动动作开始后的第二点火～第四点火时(步骤S14：否)，控制单元21将行驶中再起动动作开始后的第五次的点火即第五点火以后的点火时期设定为辅助点火时期(步骤S16)。
另一方面，控制单元21在步骤S11中，在判定为发动机转速是起动完成判定速度以上时(步骤S11：是)，结束再起动时点火时期控制。需要说明的是，此时行驶中再起动动作也结束。
基于通过执行上述的再起动时点火时期控制而设定的点火时期，控制单元21实施行驶中再起动动作中的点火。例如，控制单元21对于配置作为第一气缸～第四气缸的4个气缸，按照第一气缸、第二气缸、第四气缸、第三气缸的顺序实施第一点火、第二点火、第三点火、第四点火。即，从第一点火起依次执行的各自的点火对4个气缸依次实施。
以下，对于执行再起动点火时期控制产生的作用，参照图3A～图4B进行说明。
首先，参照图3A及3B，说明通过实施第四点火而发动机转速到达起动完成判定速度的情况的行驶中再起动动作。
图3A示出通过实施第四点火而发动机转速到达起动完成判定速度的情况的行驶中再起动动作中的点火时期的变化的例子。
图3B的实线示出曲轴的瞬时转速。图3B的虚线示出发动机转速。
如图3B所示，控制单元21当在时刻t0判定在行驶中产生了再起动要求时，开始行驶中再起动动作。而且，对应于该行驶中再起动动作，控制单元21反复执行再起动点火时期控制，如图3A所示，设定点火时期。
具体而言，如图3A所示，当在时刻t0判定产生了再起动要求时，控制单元21将点火时期设定为提前角点火时期。并且，在时刻t1执行了第一点火之后，控制单元21将点火时期设定为滞后角点火时期，在时刻t2执行第二点火，在时刻t3执行第三点火，并且在时刻t4执行第四点火。
由此，如图3B所示，在时刻t1实施第一点火之前处于极低速状态的发动机转速伴随于设定为提前角点火时期的第一点火的燃烧而迅速上升。
因此，在行驶中再起动动作的开始时(时刻t0)比共振转速区域低的值的发动机转速促进旋转上升而在短时间内(第一点火的实施后且第二点火的实施之前)通过共振转速区域。
在紧接着时刻t1的第一点火而实施的时刻t2～时刻t4的第二点火～第四点火中，点火时期设定为比第一点火的提前角点火时期靠滞后角侧的滞后角点火时期。因此，伴随第二点火～第四点火的燃烧而产生的转矩比伴随第一点火的燃烧而产生的转矩小。因此，在时刻t2～时刻t4，发动机转速比时刻t1～时刻t2平缓上升。
因此，此时，抑制发动机转速的急剧的上升而抑制车辆1的速度的急剧增加，与行驶中再起动动作相伴的车辆1的冲击难以发生。
并且，在时刻ts发动机转速到达起动完成判定速度时，控制单元21结束再起动时点火时期控制，并结束行驶中再起动动作。在行驶中再起动动作完成后的期间，控制单元21进行基于加速位置传感器22的操作信号的发动机转速的控制。
接着，参照图4A及4B，说明即使第四点火结束而发动机转速也未到达起动完成判定速度的情况的行驶中再起动动作。
图4A示出即使第四点火结束而发动机转速也未到达起动完成判定速度的情况的行驶中再起动动作中的点火时期的变化的例子。
图4B的实线示出曲轴的瞬时转速。图4B的虚线示出发动机转速。
如图4A所示，在时刻t4即使实施第四点火而发动机转速也未到达起动完成判定速度时，控制单元21将作为第五次的点火的第五点火的点火时期设定为辅助点火时期。并且，在时刻t5实施第五点火。
由此，如图4B所示，发动机转速通过时刻t5的伴随第五点火的燃烧所产生的较大的转矩而更加迅速地上升。因此，控制单元21能够使发动机转速到达起动完成判定速度为止的时间提前，能够更可靠地使发动机起动完成。
需要说明的是，在即使第五点火结束而发动机转速也未到达起动完成判定速度时，控制单元21在发动机起动完成之前将点火时期持续设定为辅助点火时期而实施第六次以后的点火。
控制单元21具有以下的优点。
(1)控制单元21将行驶中再起动动作的最初的点火即第一点火的点火时期设定为比行驶中再起动动作中的第二点火的点火时期靠提前角侧的点火时期。因此，由于行驶中再起动动作的最初的点火的点火时期设定为提前角侧的点火时期，因此能促进基于最初的点火的发动机转速的上升。因此，能缩短发动机转速通过共振转速区域所花费的时间。因此，能抑制行驶中再起动动作中的内燃机10的共振的发生。
(2)控制单元21将第二点火～第四点火的点火时期设定为比第一点火的点火时期靠滞后角侧的点火时期。因此，行驶中再起动动作中的基于比最初的点火靠后实施的第四次为止的点火的发动机转速的上升比基于最初的点火的发动机转速的上升平缓。因此，相比较于比最初的点火靠后实施的第四次为止的点火的点火时期未比最初的点火的点火时期靠滞后角的情况，不易产生与行驶中再起动动作相伴的车辆1的冲击。
(3)控制单元21在即使实施第四点火而发动机转速也未到达开始完成判定速度时，将第五点火的点火时期设定为辅助点火时期，使第五点火的点火时期比第四点火的点火时期靠提前角。因此，由于第五点火的点火时期为提前角，因此发动机转速容易上升。因此，与点火时期不为提前角的情况相比，发动机转速到达起动完成判定速度为止的时间提前。
(4)控制单元21将第五点火的提前角点火时期设定为比作为第一点火的点火时期的提前角点火时期靠提前角侧的点火时期。因此，相比较于第五点火的点火时期设定为比第一点火的点火时期靠滞后角侧的点火时期的情况，通过基于第五点火的燃烧而发动机转速更容易上升。因此，发动机转速到达起动完成判定速度为止的时间更提前。
(其他的实施方式)
·若将第二点火～第四点火的点火时期设定为比第一点火的点火时期靠滞后角侧的点火时期，则发动机转速的上升比第一点火的发动机转速的上升平缓而能够抑制车辆的冲击。因此，第二点火～第四点火的点火时期只要是比第一点火的点火时期靠滞后角侧的点火时期即可，无需将第二点火～第四点火的点火时期全部设定为滞后角点火时期。例如，可以将第二点火～第四点火的点火时期中的一部分的点火的点火时期设定为行驶中再起动动作下的滞后角点火时期，并将其他的点火的点火时期设定在提前角点火时期与滞后角点火时期之间。然而，优选在抑制了车辆的冲击的基础上使基于第二点火～第四点火的点火的发动机转速的上升极力平缓，因此优选如上述实施方式那样将第二点火～第四点火的点火时期全部设定为滞后角点火时期。
·在上述实施方式中，示出了将第五点火以后的点火时期设定为救济用的点火时期即辅助点火时期的例子。相对于此，将点火时期切换为辅助点火时期的时机可以适当变更。例如，也可以采用使第三点火以后的点火的点火时期为辅助点火时期的结构、使第四点火以后的点火的点火时期为辅助点火时期的结构。而且，也可以采用将到第五点火为止的点火的点火时期设定为滞后角点火时期、并将第六点火以后的点火的点火时期设定为辅助点火时期的结构等。即，在控制单元21中，可以将由2以上的任意的正整数即N所规定的第N次的点火设定为第二次的点火、第三次的点火、或第五次以后的任一点火。
·未必非要将辅助点火时期设定为最大提前角时期。即，辅助点火时期只要是在通过设定为比第一点火的点火时期靠滞后角侧的点火时期的第二点火以后的点火而无法完成发动机起动时，使点火时期为提前角而能够催促起动完成的点火时期即可。总之，辅助点火时期只要是比用于使第二点火以后的发动机转速的上升平缓的点火时期靠提前角侧的点火时期即可，可以适当变更。例如，控制单元21可以将作为第五点火以后的点火时期而设定的辅助点火时期设定为比第二点火～第四点火的点火时期即滞后角点火时期靠提前角侧，且比第一点火的点火时期即提前角点火时期靠滞后角侧的点火时期。
·控制单元21在停止时再起动动作中，可以将保持的制动力从燃料喷射的再次开始及火花塞11的点火发生的再次开始延迟规定时间而解除。
·除了通过再起动时点火时期控制的点火时期的设定之外，通过控制吸气负压或燃料喷射量等也能够使发动机转速的上升更平缓。例如，控制单元21在行驶中再起动动作中，在使内燃机10中的燃烧停止时，保持关闭的节气门的开度。并且，控制单元21在起动完成后打开节气门。由此，在内燃机10中，伴随行驶中再起动动作，进气歧管被负压化，发动机转速的上升更平缓。
另外，控制单元21在行驶中再起动动作中，使内燃机10的燃烧为成层燃烧。并且，控制单元21在该成层燃烧中，将燃料喷射时期及燃料喷射量设定为行驶中再起动动作中的发动机转速的上升降低的燃料喷射时期及燃料喷射量。由此，在内燃机10中，发动机转速的上升更加平缓。
·示出了基于油门踏板31的踏入操作的状态、制动踏板32的踏入操作的状态来判定自动停止要求或再起动要求产生的例子，但是判定自动停止要求的发生的方法或判定再起动要求的发生的方法可以适当变更。例如，车辆1在取代油门踏板31及制动踏板32或在此基础上具有作为行驶要求输入操作部的手动式油门杆及作为行驶要求输入操作部的手动式制动杆的情况下，也可以基于这样的油门杆及制动杆的操作的状态进行判定。

Claims (4)

1.一种内燃机的停止起动控制装置，其中，
所述停止起动控制装置构成为执行在车辆的行驶中使内燃机中的燃烧停止的自动停止控制，
所述停止起动控制装置构成为在通过所述自动停止控制而停止了所述内燃机中的燃烧的状态下，在所述车辆停止之前产生再起动要求时，开始行驶中再起动动作，所述行驶中再起动动作是所述车辆行驶时的所述内燃机的再起动动作，
所述停止起动控制装置构成为将所述行驶中再起动动作中的最初的点火的点火时期设定为比所述行驶中再起动动作中的第二次的点火的点火时期靠提前角侧的点火时期。
2.根据权利要求1所述的内燃机的停止起动控制装置，其中，
所述停止起动控制装置构成为将所述行驶中再起动动作中的所述最初的点火之后的、到由N规定的第N次为止的点火的点火时期设定为比所述最初的点火的点火时期靠滞后角侧的点火时期，其中，N为2以上的任一正整数。
3.根据权利要求2所述的内燃机的停止起动控制装置，其中，
所述停止起动控制装置构成为基于发动机转速达到起动完成判定速度来判定所述内燃机的起动完成，
所述停止起动控制装置构成为在即使所述第N次的点火结束所述内燃机的起动也没有完成时，将所述第N次的下一次的点火即第N+1次的点火的点火时期设定为比所述第N次的点火的点火时期靠提前角侧的点火时期。
4.根据权利要求3所述的内燃机的停止起动控制装置，其中，
所述停止起动控制装置构成为将所述第N+1次的点火的点火时期设定为比所述最初的点火的点火时期靠提前角侧的点火时期。
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