CN110397513A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不增大滤罐的体型，在内燃机的自动停止中也能够继续驱动输油泵的内燃机的控制装置。内燃机的控制装置包括：燃料供给泵，将燃料箱内的燃料供给至发动机的燃料喷射装置；自动停止再起动控制部，根据车辆的状态使运转中的发动机自动停止之后，使自动停止中的发动机自动再起动；燃料泵控制部，至少在发动机的运转中及自动停止中对燃料供给泵进行驱动；以及空转判定部，判定燃料供给泵是否为空转状态。自动停止再起动控制部是在发动机自动停止的期间内被空转判定部判定为燃料泵处于空转状态的情况下，使发动机自动再起动。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机的控制装置。更详细而言，涉及一种至少在内燃机的运转中及自动停止中对燃料供给泵进行驱动的内燃机的控制装置。

背景技术

使用内燃机作为动力产生源而行驶的车辆大部分具备所谓怠速停车(idle stop)功能，以抑制内燃机中的燃料消耗。所谓怠速停车功能，是指如下的功能：根据规定的自动停止条件成立，使内燃机暂时停止，然后根据规定的自动再起动条件成立，使内燃机再起动。以下，将基于这种怠速停车功能使内燃机停止的称为自动停止，并且将基于怠速停车功能使内燃机起动的称为自动再起动。

且说，积存于燃料箱(fuel tank)内的燃料是通过设置于所述燃料箱内的输油泵(feed pump)而以规定的燃油压力，供给至内燃机的燃料喷射装置。燃料喷射装置包含高压泵或喷油器(injector)等。高压泵使从输油泵供给的燃料进一步升压而供给至喷油器，喷油器通过根据从电子控制单元发送的信号而开闭，来喷射已通过高压泵而升压的燃料。

因此，为了确保自动再起动时的内燃机的起动性，近年来，许多控制装置在内燃机自动停止的期间内也继续驱动输油泵(例如，参照专利文献1)。即，通过在内燃机自动停止的期间内也继续驱动输油泵，而对燃料喷射装置不断以规定的燃油压力供给燃料，所以其后自动再起动条件成立时，能够立即开始利用燃料喷射装置的燃料喷射，因此能够提高自动再起动时的内燃机的起动性。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第3099385号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，当燃料箱内的燃料的余量变为将近耗尽的状态时，输油泵存在不充分汲出燃料而吸取箱内的气体的所谓空转状态的情况。例如在使内燃机自动停止的期间内以空转状态继续驱动输油泵时，存在借由输油泵的驱动热而使箱内的燃料的温度上升，在滤罐(canister)内积存着大量蒸发燃料的情况。

即，在将输油泵与燃料喷射装置加以连接的燃料供给路中，为了使供给至燃料喷射装置的燃料的燃油压力维持在规定压力以下，多数情况是设置有减压阀(reliefvalve)，所述减压阀在燃油压力超过规定压力时，进行开阀而使燃料回流至燃料箱内。但是，如果在自动停止的期间内以空转状态继续驱动输油泵，就存在如下的情况：已通过输油泵的驱动热而加温的燃料经由减压阀而再次返回至燃料箱内，使燃料箱内的蒸发燃料的产生量增加，进而如上所述，在滤罐内积存大量的蒸发燃料。因此，需要搭载大型的滤罐，以使得在内燃机的自动停止中也继续驱动输油泵时，能够吸附足量的蒸发燃料。

本发明的目的在于提供一种不增大滤罐的体型，在内燃机的自动停止中也能够继续驱动燃料泵的内燃机的控制装置。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的内燃机(例如，后述的发动机1)的控制装置(例如，后述的控制装置2)包括：燃料泵(例如，后述的燃料供给泵61)，将燃料箱(例如，后述的燃料箱3)内的燃料供给至内燃机的燃料喷射装置(例如，后述的燃料喷射装置4)；自动停止再起动装置(例如，后述的电子控制单元(electronic control unit，ECU)8的自动停止再起动控制部81)，根据车辆的状态使运转中的所述内燃机自动停止之后，使自动停止中的所述内燃机自动再起动；燃料泵控制装置(例如，后述的ECU 8的燃料泵控制部82)，至少在所述内燃机的运转中及自动停止中驱动所述燃料泵；以及空转判定部(例如，后述的ECU 8的空转判定部83)，判定所述燃料泵是否为空转状态；并且所述自动停止再起动装置在所述内燃机自动停止的期间内被所述空转判定部判定为所述燃料泵处于空转状态时，使所述内燃机自动再起动。

(2)这时，所述空转判定部优选的是包括：余量传感器(例如，后述的传送器(sender)单元31)，检测所述燃料箱内的燃料的余量；以及判定元件，当由所述余量传感器所检测出的余量为规定量以下时，判定为所述燃料泵处于空转状态。

(3)这时，所述空转判定部优选的是包括：压力传感器(例如，后述的箱内压力传感器32)，检测所述燃料箱内的压力；以及判定元件，当由所述压力传感器所检测出的压力高于规定压力时，判定为所述燃料泵处于空转状态。

[发明的效果]

(1)如上所述，当以空转状态继续驱动燃料泵时，存在燃料箱内的蒸发燃料的产生量增加的情况。对此，在本发明中，自动停止再起动装置在内燃机自动停止的期间内，被空转判定部判定为燃料泵处于空转状态时，使内燃机自动再起动。由此，能够将燃料箱内所产生的蒸发燃料用于内燃机中的燃烧，所以能够不增大吸附蒸发燃料的滤罐的体型，而在内燃机的自动停止中也继续驱动燃料泵。

(2)如上所述，当燃料箱内的燃料的余量将近耗尽时，燃料泵容易变为空转状态。即，燃料箱内的燃料的余量与空转状态的有无之间存在关联。因此在本发明中，空转判定部在燃料箱内的燃料的余量为规定量以下时，判定为燃料泵处于空转状态。由此，能够使用之前以来搭载于燃料箱上的装置，来高精度地判定燃料泵是否为空转状态。

(3)当如上所述在空转状态下继续驱动燃料泵时，存在燃料泵不但吸入燃料，而且吸入燃料箱内的空气，而供给至燃料供给装置的情况。并且，这时，存在已通过燃料泵的驱动热而加热的燃料及气体如上所述通过减压阀而回流至燃料箱内，使燃料箱内的压力上升的情况。即，燃料箱内的压力与空转状态的有无之间存在关联。因此，在本发明中，空转判定部基于燃料箱内的压力，推断为燃料泵处于空转状态。由此，能够使用之前以来搭载于燃料箱上的装置，来高精度地判定燃料泵是否为空转状态。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的发动机及其控制装置的结构的图。

图2是表示在自动停止再起动控制部中使发动机自动停止或自动再起动的具体顺序的流程图。

[符号的说明]

1：发动机(内燃机)

2：控制装置

3：燃料箱

31：传送器单元(余量传感器)

32：箱内压力传感器(压力传感器)

4：燃料喷射装置

5：蒸发燃料处理装置

51：滤罐

6：燃料供给装置

61：燃料供给泵(燃料泵)

62：压力调节器

66：减压阀

7：定子

8：ECU

81：自动停止再起动控制部(自动停止再起动装置)

82：燃料泵控制部(燃料泵控制装置)

83：空转判定部

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的一实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的内燃机1(以下称为“发动机1”)及其控制装置2的结构的图。所述发动机1及控制装置2搭载于至少以发动机1为动力产生源的未图示的车辆上。

发动机1例如是将燃料设为汽油的多气缸的汽油发动机，但本发明并不限于此。燃料并不限于汽油，也可以是柴油。

控制装置2包括：燃料箱3，贮存发动机1的燃料；燃料喷射装置4，将从燃料箱3供给的燃料喷射至发动机1的各气缸内或与各气缸连通的吸气埠内；蒸发燃料处理装置5，对燃料箱3内所产生的蒸发燃料进行处理；燃料供给装置6，将贮存于燃料箱3内的燃料供给至燃料喷射装置4；定子(stator)7，经由未图示的动力传递机构与发动机1的曲柄轴连接；以及电子控制单元8(以下使用所谓“ECU 8”的简称)，对所述燃料喷射装置4、燃料供给装置6及定子7进行控制。

燃料箱3贮存从外部供给的燃料。在燃料箱3内，设置有：传送器单元31，检测贮存于燃料箱3内的燃料的余量，更具体地说，检测液位；以及箱内压力传感器32，检测燃料箱3内的压力。传送器单元31将与贮存于燃料箱3内的燃料的液面上所漂浮的浮子(float)(未图示)的位置相应的传送器信号发送至ECU 8。ECU 8基于所述传送器信号检测燃料箱3内的燃料的余量。箱内压力传感器32将与燃料箱3内的压力相应的检测信号发送至ECU 8。

燃料供给装置6包括设置于燃料箱3中的燃料供给泵61及压力调节器(pressureregulator)62、将所述压力调节器62与燃料喷射装置4加以连接的燃料供给管63、设置于所述燃料供给管63上的止回阀64、绕过所述止回阀64的回流管65、以及设置于所述回流管65上的减压阀66。

燃料供给泵61从设置于燃料箱3内的底部的吸引口汲出燃料，并将所述燃料压送至压力调节器62。所述燃料供给泵61是电磁泵，基于从ECU 8发送的指令信号而受到驱动。压力调节器62将从燃料供给泵61压送的燃料调压至未达规定压力而供给至燃料供给管63。更具体地说，压力调节器62在从燃料供给泵61供给的燃料的压力超过规定压力时，使剩余燃料回流至燃料箱3内，以使燃油压力未达规定压力。

止回阀64允许燃料从燃料箱3侧流向燃料喷射装置4侧，并阻挡燃料从燃料喷射装置4侧流向燃料箱3侧。减压阀66是以使燃料供给管63之中从止回阀64到燃料喷射装置4侧的燃油压力成为规定压力的方式进行开闭。即，减压阀66根据燃料供给管63的燃料喷射装置4侧的燃油压力超过规定压力而开阀，使燃料喷射装置4侧的燃料经由回流管65回流至燃料箱3侧。由此，使供给至燃料喷射装置4的燃油压力维持在规定压力。

燃料喷射装置4包括使从燃料供给管63供给的燃料升压的高压泵(未图示)、及将已通过所述高压泵而升压的燃料喷射至发动机1的各气缸内或与各气缸连通的吸气埠内的多个喷油器(未图示)等。高压泵例如利用发动机1的曲柄轴的动力而使燃料升压。并且，各喷油器基于从ECU 8发送的指令信号而开闭，由此喷射从高压泵供给的燃料。

蒸发燃料处理装置5包括吸附蒸发燃料的吸附剂(具体而言，例如活性炭)的滤罐51、将燃料箱3与滤罐51加以连接的装料管(charge pipe)52、以及将滤罐51与发动机1的吸气管11加以连接的净化管(purge pipe)53。在燃料箱3内产生的蒸发燃料经由装料管52而导入至滤罐51内，并暂时蓄积于所述吸附剂。并且，在发动机1的运转中，在吸气管11内产生负压，所以产生从滤罐51向吸气管11的空气流动。蓄积于滤罐51内的蒸发燃料通过所述空气的流动而经由净化管53流入至吸气管11，用于发动机1的燃烧。

ECU 8是包括对传感器的检测信号进行模拟到数字(anolog to digital，A/D)变换的输入输出(input/output，I/O)接口、存储各种控制程序或数据等的随机存取存储器(random access memory，RAM)或只读存储器(read only memory，ROM)、按照所述程序执行各种运算处理的中央处理器(central processing unit，CPU)等的计算机。在ECU 8中，构成了自动停止再起动控制部81、燃料泵控制部82及空转判定部83，作为通过如上所述的硬件结构而实现的控制模块。

自动停止再起动控制部81根据车辆的状态，使运转中的发动机自动停止，或者使自动停止中的发动机自动再起动。再者，关于通过所述自动停止再起动控制部81而使发动机1自动停止或自动再起动的具体顺序，后文将参照图2进行说明。

燃料泵控制部82至少在发动机1为运转中的期间内及发动机1为自动停止中的期间内驱动燃料供给泵61，而将燃料箱3内的燃料供给至燃料喷射装置4。

空转判定部83在发动机1处于自动停止中的期间内，判定被燃料泵控制部82驱动的燃料供给泵61是否为空转状态。在这里，所谓空转状态，是指燃料供给泵61无法从吸入口汲出足量的燃料，而吸入燃料箱3内的气体的状态。空转判定部83通过以下三种判定算法中的任一者或这些判定算法的组合，来判定燃料供给泵61是否为空转状态。

<第一判定算法>

例如，当燃料箱3内的燃料的余量将近耗尽状态时，燃料的水位低于燃料供给泵61的吸入口，从而燃料供给泵61存在变为空转状态的情况。因此，空转判定部83例如，基于从传送器单元31发送的传送器信号获取燃料箱3内的燃料的余量，当所述余量多于空转判定量时，判定为燃料供给泵61并非空转状态，当余量为空转判定量以下时，判定为燃料供给泵61处于空转状态，所述空转判定量是为了判定空转状态的有无而确定的量。

并且，当在燃料箱3内设置有检测燃料的温度的温度传感器时，空转判定部83也可以基于所述传送器信号及所述温度传感器的检测信号，判定燃料供给泵61是否为空转状态。更具体地说，也可以是空转判定部83获取燃料的余量及燃料的温度，当燃料的余量为空转判定量以下，并且燃料的温度是空转判定温度以上时，判定为燃料供给泵61处于空转状态，当燃料的余量多于空转判定量或燃料的温度低于空转判定温度时，判定为燃料供给泵61并非空转状态，所述空转判定温度是为了判定空转状态的有无而确定的温度。如后述第二判定算法中所说明，当在空转状态下继续驱动燃料供给泵61时，燃料箱3内的燃料的温度会因为所述驱动热而上升。因此，通过如上所述基于燃料的余量及燃料的温度，判定燃料供给泵61是否为空转状态，也能够考虑到因为燃料供给泵61的驱动热而产生的影响，所以能够与只通过燃料的余量来判定的情况相比更高精度地判定空转状态。

<第二判定算法>

当在空转状态下继续驱动燃料供给泵61时，已通过燃料供给泵61的驱动热而加热的燃料会经由减压阀66而回流至燃料箱3内，燃料箱3内的蒸发燃料的产生量增加，进而燃料箱3内的压力上升。因此，空转判定部83例如，在由箱内压力传感器32所检测出的箱内压力为空转判定压力以下时，判定为燃料供给泵61并非空转状态，当箱内压力高于空转判定压力时，判定为燃料供给泵61处于空转状态，所述空转判定压力是为了判定空转状态的有无而确定的压力。

<第三判定算法>

当燃料供给泵61变为空转状态时，燃料供给泵61会吸入燃料箱3内的气体，所以燃料供给泵61的负载减少。因此，空转判定部83例如基于供给至燃料供给泵61的电流、电压、电力等，算出燃料供给泵61的泵负载，当所述泵负载高于空转判定负载时，判定为燃料供给泵61并非空转状态，当所算出的泵负载为空转判定负载以下时，判定为燃料供给泵61处于空转状态，所述空转判定负载是为了判定空转状态的有无而确定的负载。

图2是表示在自动停止再起动控制部81中使发动机1自动停止或自动再起动的具体顺序的流程图。图2所示的处理是在通过驾驶员而使用于起动车辆的起动开关(startswitch)(未图示)导通之后，到通过驾驶员而使起动开关断开以使车辆停止的期间内，通过自动停止再起动控制部81而以规定的控制周期重复执行。

在S1中，自动停止再起动控制部81判定发动机1是否处于自动停止中。自动停止再起动控制部81在S1的判定结果为否(NO)时，即，在发动机1处于运转中时转移至S2，在是(YES)的情况下，即，在发动机1处于自动停止中的情况下转移至S4。

在S2中，自动停止再起动控制部81判定规定的自动停止条件是否已成立。在这里，所谓自动停止条件，更具体地说，是指车速大致为0，加速踏板的开度大致为0，并且检测到制动踏板的踩踏操作。并且，当车辆是除了发动机1以外还包括驱动马达作为动力产生源的混合动力车辆时，自动停止再起动控制部81也可以在使发动机1停止而只利用驱动马达使车辆行驶的电动汽车(electric vehicle，EV)模式下行驶的情况下，也判定为自动停止条件成立。

当S2的判定结果为是(YES)时，自动停止再起动控制部81转移至S3，使发动机1自动停止之后，结束图2的处理。更具体地说，自动停止再起动控制部81通过使利用燃料喷射装置4的燃料喷射控制停止而使发动机1自动停止。并且，当S2的判定结果为否(NO)时，自动停止再起动控制部81不使发动机1自动停止而立即结束图2的处理。

在S4中，自动停止再起动控制部81判定规定的自动再起动条件是否已成立。在这里，所谓自动再起动条件，更具体地说，是指例如已解除制动踏板的踩踏操作、或者已检测出加速踏板的踩踏操作。并且，当车辆是如上所述的混合动力车辆时，也可以在利用由发动机1所产生的驱动力使车辆行驶的混合动力汽车(Hybrid Electrical Vehicle，HEV)模式下行驶的情况下，也判定为自动再起动条件成立。

当S4的判定结果为是(YES)时，自动停止再起动控制部81转移至S6，使发动机1自动再起动之后，结束图2的处理。更具体地说，自动停止再起动控制部81一边通过驱动定子7而进行发动机1的运行，一边通过开始利用燃料喷射装置4的燃料喷射控制而使发动机1自动再起动。并且，当S4的判定结果为否(NO)时，自动停止再起动控制部81转移至S5。

在S5中，自动停止再起动控制部81判定是否已被空转判定部83判定为燃料供给泵61处于空转状态。当在使发动机1自动停止的期间内在空转状态下继续驱动燃料供给泵61时，如上所述燃料箱3内的蒸发燃料的产生量有可能超过滤罐51中的吸附上限。因此当S5的判定结果为是(YES)时，自动停止再起动控制部81即使在自动再起动条件不成立的情况下也转移至S6，使发动机1自动再起动。并且，当S5的判定结果为否(NO)时，自动停止再起动控制部81不使发动机1自动再起动，而立即结束图2的处理。

根据本实施方式的发动机1的控制装置2，获得以下的效果。

(1)当在空转状态下继续驱动燃料供给泵61时，存在燃料箱3内的蒸发燃料的产生量增加的情况。对此，自动停止再起动控制部81在发动机1自动停止的期间内，被空转判定部83判定为燃料供给泵61处于空转状态时，即使自动再起动条件不成立，也使发动机1自动再起动。由此，能够将燃料箱3内所产生的蒸发燃料用于发动机1中的燃烧，所以能够不增大吸附蒸发燃料的滤罐51的体型，而在发动机1的自动停止中也继续驱动燃料供给泵。

(2)空转判定部83在燃料箱3内的燃料的余量为规定的空转判定量以下时，判定为燃料供给泵61处于空转状态。由此，能够使用之前以来搭载于燃料箱3上的装置，高精度地判定燃料供给泵61是否为空转状态。

(3)空转判定部83基于燃料箱3内的压力，推断为燃料供给泵61处于空转状态。由此，能够使用之前以来搭载于燃料箱3上的装置，来高精度地判定燃料供给泵61是否为空转状态。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明并不限于此。也可以在本发明的主旨的范围内，适当变更细节部分的结构。

Claims (3)

1.一种内燃机的控制装置，包括：

燃料泵，将燃料箱内的燃料供给至所述内燃机的燃料喷射装置；

自动停止再起动装置，根据车辆的状态使运转中的所述内燃机自动停止之后，使自动停止中的所述内燃机自动再起动；以及

燃料泵控制装置，至少在所述内燃机的运转中及自动停止中驱动所述燃料泵；所述内燃机的控制装置的特征在于还包括：

空转判定部，判定所述燃料泵是否为空转状态；并且

所述自动停止再起动装置在所述内燃机自动停止的期间内被所述空转判定部判定为所述燃料泵处于空转状态时，使所述内燃机自动再起动。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述空转判定部包括：

余量传感器，检测所述燃料箱内的燃料的余量；以及

判定元件，当由所述余量传感器所检测出的余量为规定量以下时，判定为所述燃料泵处于空转状态。

3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，

所述空转判定部包括：

压力传感器，检测所述燃料箱内的压力；以及

判定元件，当由所述压力传感器所检测出的压力高于规定压力时，判定为所述燃料泵处于空转状态。