CN111712626A - 内燃机的控制方法以及内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

在内燃机转速降低的过程中使得自动停止的内燃机(1)再启动的情况下，控制单元(8)在处于内燃机(1)的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值更接近下止点时使得开始曲轴转动。详细而言，如果内燃机转速为正向旋转，则在处于内燃机(1)的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值A更接近下止点时，内燃机(1)开始曲轴转动。另外，如果内燃机转速为反向旋转，则在处于内燃机(1)的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值B更接近下止点时，内燃机(1)开始曲轴转动。

Description

内燃机的控制方法以及内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的控制方法以及内燃机的控制装置。
背景技术
例如，专利文献1中公开了如下技术，即，如果在发动机的自动停止中将制动器断开，则使得发动机再启动。
然而，在使得发动机自动再启动时的曲轴转动时，如果电动机的扭矩较小，则有可能无法再启动。例如，在作为电动机的驱动源的电池的电压较低的情况下，电动机产生的驱动扭矩相对降低。
即，关于使得发动机自动再启动时的控制，为了更可靠地使发动机再启动而存有进一步改善的余地。
专利文献1：日本特开2014-122635号公报
发明内容
本发明的内燃机，在内燃机转速降低的过程中使得自动停止的内燃机再启动的情况下，在处于上述内燃机的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值更接近下止点时开始曲轴转动。
根据本发明，即使在使得内燃机曲轴转动的电动机的扭矩较小时，也能够从接近下止点的曲轴转角开始曲轴转动而使得曲轴进一步转动，能够克服处于压缩行程的气缸的压缩反作用力而使得内燃机进行曲轴转动。
附图说明
图1是示意性地表示本发明所涉及的内燃机的控制装置的概略的说明图。
图2是表示本发明所涉及的内燃机的控制的一个例子的时序图。
图3是表示本发明所涉及的内燃机的控制的一个例子的时序图。
图4是表示本发明所涉及的内燃机的控制流程的流程图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的一个实施例进行详细说明。
图1是示意性地表示本发明所涉及的内燃机1的控制装置的概略的说明图。
作为车辆的驱动源的内燃机1经由传动带2而能够对作为电动机的电动发电机3进行驱动。内燃机1具有多个气缸。
电动发电机3作为电机而起作用(所谓“动力运行”)，并且还作为发电机(generator)而起作用(所谓“再生”)。
电动发电机3在内燃机1启动时以车载的电池4为驱动源而作为所谓起动电机起作用。另外，电动发电机3发电所得的电力能够对电池4充电。
利用曲轴转角传感器5对内燃机1的内燃机转速(内燃机旋转速度)以及曲轴转角进行检测。即，曲轴转角传感器5对内燃机1的曲轴6的转速(旋转速度)以及曲轴转角进行检测。
图1中的7是安装于曲轴6的端部的驱动板。
利用控制单元8对内燃机1进行控制。控制单元8是具有CPU、ROM、RAM以及输入输出接口的周知的电子计算机。
除了上述曲轴转角传感器5的检测信号以外，对加速器踏板(未图示)的踩踏量进行检测的加速器开度传感器9、对制动器踏板(未图示)的操作进行检测的制动器开关10、对车速进行检测的车速传感器11等各种传感器类的检测信号被输入至控制单元8。
控制单元8基于各种传感器类的检测信号而将从内燃机1的燃料喷射阀(未图示)喷射的燃料的喷射量、喷射时机、内燃机1的点火时机、吸入空气量等控制为最佳。而且，利用控制单元8将电动发电机3控制为最佳。
控制单元8能够利用曲轴转角传感器5的检测信号判别处于压缩行程的气缸。另外，控制单元8能够对作为电池4的充电余量相对于充电容量的比率的SOC(State OfCharge)进行检测。
如果规定的自动停止条件成立，则停止燃料供给而使得内燃机1自动停止。而且，如果在自动停止中规定的自动再启动条件成立，则内燃机1再启动。即，如果自动再启动条件成立，则控制单元8判定为产生了再启动请求。
作为内燃机1的自动停止，存在怠速停止、滑行停止、航行停止。
如果在车辆停止时作为上述自动停止条件的怠速停止实施条件成立，则实施怠速停止。如果作为上述自动再启动条件的怠速停止解除条件成立，则怠速停止的内燃机1再启动。
怠速停止实施条件例如为未踩踏加速器踏板的状态、踩踏了制动器踏板的状态、车速小于或等于规定值、电池的电池SOC大于或等于规定的怠速停止禁止阈值等。在上述怠速停止实施条件全部都满足的情况下，怠速停止实施条件成立，内燃机1自动停止。
在本说明书中，未踩踏加速器踏板的状态是指脚离开加速器踏板的状态、即加速器断开的状态。另外，在本说明书中，踩踏了制动器踏板的状态是指制动器开关10接通的状态。
在车辆的停止过程中，怠速停止解除条件例如为踩踏了加速器踏板的状态、未踩踏制动器踏板的状态、电池的电池SOC小于怠速停止禁止阈值等。在上述怠速停止解除条件一个都不满足的情况下，怠速停止解除条件成立，内燃机1自动再启动。
在本说明书中，踩踏了加速器踏板的状态是指加速器接通的状态。另外，在本说明书中，未踩踏制动器踏板的状态是指脚离开制动器踏板的状态、即制动器开关10断开的状态。
如果在车辆的行驶中作为上述自动停止条件的滑行停止实施条件成立，则实施滑行停止。如果作为上述自动再启动条件的滑行停止解除条件成立，则滑行停止的内燃机1再启动。
关于滑行停止实施条件，例如在踩踏了制动器踏板的状态的减速中，在电池的SOC大于或等于规定值的情况下成立。
关于滑行停止解除条件，例如在踩踏了加速器踏板的情况下、未踩踏制动器踏板的情况下、电池的SOC小于或等于规定值等需要确保车辆的电力的情况下成立。
在本实施例中，在低车速下踩踏了制动器踏板的状态的减速中，将使得内燃机1自动停止的状态定义为滑行停止状态。
如果在车辆的行驶中作为上述自动停止条件的航行停止实施条件成立，则实施航行停止。如果作为上述自动再启动条件的航行停止解除条件成立，则航行停止的内燃机1再启动。
关于航行停止实施条件，例如在车辆的行驶中从踩踏了加速器踏板的状态变为未踩踏的状态、电池的SOC大于或等于规定值的情况下成立。
关于航行停止解除条件，例如在踩踏了加速器踏板的情况下、电池的SOC小于或等于规定值等需要确保车辆的电力的情况下成立。
在本实施例中，在中高车速下未踩踏制动器踏板的惯性行驶中，将使得内燃机1自动停止的状态定义为航行停止状态。
在本实施例中，控制单元8相当于如果上述自动再启动条件成立则使得自动停止的内燃机1再启动的控制部。此外，如果上述自动停止条件成立，则控制单元8还使得内燃机1自动停止。
在停止燃料供给而自动停止的内燃机1中，如果在内燃机转速较低时开始曲轴转动，则在曲轴转角角度达到与压缩反作用力平衡的角度时，有可能在内燃机转速为“0rpm”的状态下与扭矩平衡而停滞。
为了避免上述情况，从处于压缩行程的气缸更靠下止点侧的状态开始内燃机1的曲轴转动，需要确保充足的内燃机转速。如果能够确保充足的内燃机转速(内燃机旋转速度)，则即使进行曲轴转动的电动发电机3的电机扭矩低于处于压缩行程的气缸的压缩反作用力，也利用内燃机转速的惰性(惯性)而超过上述压缩反作用力。
使得内燃机1进行曲轴转动的电动发电机3所产生的扭矩(驱动扭矩)从曲轴转动开始的定时(timing)随着时间的流逝而逐渐增大(升高)。
因此，作为控制部的控制单元8在使得自动停止的内燃机1在内燃机转速降低的过程中再启动的情况下，在处于内燃机1的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值更接近下止点时，使得曲轴开始转动。换言之，在自动停止的内燃机1的旋转停止之前再启动的情况下，如果处于压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值更靠下止点侧，则控制单元8将曲轴转动指令设为ON而开始曲轴转动。
详细而言，如果内燃机转速为正向旋转，则在处于内燃机1的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值A更接近下止点时，内燃机1开始曲轴转动。另外，如果内燃机转速为反向旋转，则在处于内燃机1的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值B更接近下止点时，内燃机1开始曲轴转动。
即，根据内燃机的旋转方向而设定与处于内燃机1的压缩行程的气缸的曲轴转角比较的阈值。换言之，对于与处于内燃机1的压缩行程的气缸的曲轴转角比较的阈值，在内燃机1的旋转为正向旋转时和反向旋转时设定为不同的值。
这里，将内燃机1的驱动力传递至车辆的驱动轮的状态下的曲轴6的旋转方向设为正向旋转。另外，反向旋转是指曲轴6的旋转即将停止之前向相反方向振荡恢复的情况下的旋转。
由此，即使在电动发电机3的扭矩因电池4的电压降低等而较小时，也能够从接近下止点的曲轴转角起开始曲轴转动，从而对曲轴施加作用力。因此，电动发电机3能够克服处于压缩行程的气缸的压缩反作用力而进行曲轴转动，能够使内燃机1再启动。
图2是表示使得自动停止的内燃机1在内燃机转速为正向旋转中再启动的情况下的控制的一个例子的时序图。图2中曲轴转角角度是存在再启动请求时的压缩行程气缸的曲轴转角角度。
在图2的例子中，在上述自动再启动条件成立而再启动请求变为ON的时刻t1的定时，处于压缩行程的气缸的曲轴转角小于或等于阈值A。
因此，在图2的例子中，在再启动请求变为ON的时刻t1的定时，曲轴转动指令设为ON而开始电动发电机3的驱动。即，在图2的例子中，在时刻t1的定时开始自动停止的内燃机1的曲轴转动。
此外，在曲轴转动指令变为ON之后直至电动发电机3实际开始驱动为止会产生时滞，因此图2中在时刻t1以后内燃机转速(ENG转速)开始升高。
在内燃机1的转速(旋转速度)较高、且旋转为正向旋转的情况下，相对于电动发电机3的扭矩的升高速度(相对于扭矩增大的速度)，压缩反作用力的升高速度(压缩反作用力增大的速度)加快。
因此，电动发电机3的扭矩(驱动扭矩)和压缩反作用力的收支(扭矩收支)为负，内燃机转速(内燃机旋转速度)持续降低。而且，在扭矩收支平衡的定时，如果内燃机转速处于0rpm附近，则旋转会停滞。
在内燃机1的转速(旋转速度)较低、且旋转为正向旋转的的情况下，相对于电动发电机3的扭矩的升高速度(相对于扭矩增大的速度)，压缩反作用力的升高速度(压缩反作用力增大的速度)减慢。
因此，随着曲轴转角的增大而压缩反作用力增强，电动发电机3的扭矩(驱动扭矩)和压缩反作用力的收支(扭矩收支)为负，但在该扭矩收支为正时能够形成为内燃机转速(内燃机旋转速度)较高的状态，因此内燃机转速不会持续降低。
因此，在正向旋转时，阈值A可以设定为内燃机转速越低则越靠上止点侧的值。即，可以根据内燃机转速而变更设定阈值A。
图3是表示在内燃机转速为反向旋转中使得自动停止的内燃机1再启动的情况下的控制的一个例子的时序图。图3中的曲轴转角角度是存在再启动请求时的压缩行程气缸的曲轴转角角度。
在图3的例子中，在上述自动再启动条件在时刻t1的定时成立之后，在内燃机转速为正向旋转中的期间，处于压缩行程的气缸的曲轴转角并未小于或等于阈值A，在内燃机转速转变为反向旋转之后的时刻t2的定时，处于压缩行程的气缸的曲轴转角小于或等于阈值B。因此，在图3的例子中，在再启动请求变为ON的时刻t1的定时，曲轴转动指令未变为ON，在时刻t2的定时，曲轴转动指令变为ON。即，在图3的例子中，在时刻t2的定时开始自动停止的内燃机1的曲轴转动。
此外，在曲轴转动指令变为ON之后直至电动发电机3实际开始驱动为止会产生时滞，因此图3中在时刻t2及以后，内燃机转速(ENG转速)开始向正向旋转侧转变。
在内燃机1的转速(旋转速度)较低、且旋转为反向旋转的情况下，曲轴转角角度后退的速度较慢，相对于电动发电机3的扭矩的升高，压缩反作用力的降低减慢。即，曲轴转角角度几乎未朝向下止点前进。因此，在压缩反作用力充分降低之前，电动发电机3的扭矩会升高，在内燃机转速(内燃机旋转速度)为0rpm的附近，如果电动发电机3的扭矩(驱动扭矩)和压缩反作用力的收支(扭矩收支)平衡，则旋转会停滞。
在内燃机1的转速(旋转速度)较高、且旋转为反向旋转的情况下，曲轴转角角度后退的速度较快，相对于电动发电机3的扭矩的升高，压缩反作用力的降低加快。即，曲轴转角度朝向下止点大幅振荡恢复。因此，电动发电机3的扭矩在压缩反作用力充分降低之后升高，内燃机转速(内燃机旋转速度)升高。关于电动发电机3的扭矩(驱动扭矩)和压缩反作用力的收支(扭矩收支)，随着曲轴转角的增大，压缩反作用力增强而变为负，在扭矩收支为正时，能够形成为内燃机转速较高的状态，因此内燃机转速不会持续降低。
因此，在反向旋转时，阈值B可以设定为内燃机转速越高则越靠上止点侧的值。即，阈值B可以根据内燃机转速而变更设定。
图4是表示本发明所涉及的内燃机的控制流程的流程图。
在步骤S1中，判定内燃机1是否处于自动停止中。在内燃机1处于自动停止中的情况下，从步骤S1进入步骤S2。如果内燃机1未处于自动停止中，则结束此次的流程。
在步骤S2中，判定是否产生了再启动请求。在产生了再启动请求的情况下，从步骤S2进入步骤S3。
在步骤S3中，判定内燃机1是否停止。详细而言，在步骤S3中，判定内燃机1的曲轴6的旋转是否停止。在内燃机1停止的情况下，从步骤S3进入步骤S4。在内燃机1未停止的情况下，从步骤S3进入步骤S5。
在步骤S4，实施(开始)内燃机1的曲轴转动。
在步骤S5中，判定内燃机1是否处于正向旋转中。即，在内燃机1的曲轴6处于正向旋转中的情况下，从步骤S5进入步骤S6。在内燃机1的曲轴6处于反向旋转中的情况下，从步骤S5进入步骤S8。
在步骤S6中，根据内燃机转速(ENG转速)而设定阈值A。
在步骤S7中，判定处于压缩行程的气缸的曲轴转角是否比阈值A更靠下止点侧。在处于压缩行程的气缸的曲轴转角比阈值A更靠下止点侧的情况下，从步骤S7进入步骤S4。在处于压缩行程的气缸的曲轴转角并未比阈值A更靠下止点侧的情况下，从步骤S7进入步骤S5。
在步骤S8中，根据内燃机转速(ENG转速)而设定阈值B。
在步骤S9中，判定处于压缩行程的气缸的曲轴转角是否比阈值B更靠下止点侧。在处于压缩行程的气缸的曲轴转角比阈值B更靠下止点侧的情况下，从步骤S9进入步骤S4。在处于压缩行程的气缸的曲轴转角并未比阈值B更靠下止点侧的情况下，从步骤S9进入步骤S5。
此外，上述实施例涉及内燃机的控制方法以及内燃机的控制装置。

Claims (7)

1.一种内燃机的控制方法，所述内燃机是车辆的驱动源，其中，
在内燃机转速降低的过程中对自动停止的上述内燃机进行再启动的情况下，在处于上述内燃机的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值更接近下止点时，使得开始曲轴转动。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制方法，其中，
上述阈值在上述内燃机的旋转为正向旋转时和反向旋转时设定为不同的值。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制方法，其中，
在处于压缩行程的气缸的曲轴转角比上述阈值更接近上止点时，直至处于压缩行程的气缸的曲轴转角比上述阈值更靠下止点侧为止，使曲轴转动的开始延迟。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制方法，其中，
上述阈值能够根据内燃机转速而变更。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机的控制方法，其中，
上述内燃机的旋转为正向旋转时，上述阈值为内燃机转速越低则越靠上止点侧的值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机的控制方法，其中，
在内燃机的旋转为反向旋转时，上述阈值为内燃机转速越高则越靠上止点侧的值。
7.一种内燃机的控制装置，其中，
所述内燃机的控制装置具有：
内燃机，其成为车辆的驱动源；以及
控制部，如果规定的自动再启动条件成立，则该控制部使得自动停止的上述内燃机再启动，
上述控制部在处于上述内燃机的压缩行程的气缸的曲轴转角比预先设定的阈值更接近下止点时，使得开始曲轴转动。
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