CN1407221A - 内燃机的控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种内燃机控制装置和方法，用于实施预定的发动机停止控制，包括在预定的发动机停止条件成立后停止供应燃料的控制，并且实施重新起动控制，包括在预定的发动机重新起动条件成立后重新供应燃料的控制。控制装置包含一个停止控制中断装置，在从停止条件成立至发动机停止之间的一个预定时段内，如果重新起动条件成立，则中断装置将中断停止操作。

Description

内燃机的控制装置和方法

技术领域

本发明涉及一种控制装置，其用于在预定条件成立时自动停止或起动内燃机，如柴油发动机、汽油发动机和类似物。

背景技术

基于希望降低废气排放并提高燃料经济性这种流行趋势方面的考虑，值得推荐的措施是，在车辆临时停止时使车辆的发动机停转而非空转。在这种情况下，驾驶员需要通过手动操作总开关或点火开关而停止和重新起动发动机。然而，驾驶员不是总能实施上述停止和重新起动发动机的操作。现已研制出了用于控制发动机以实现自动停止和重新起动的技术。这种技术就是所谓的符合经济性的运行控制或经济运行控制(eco-run control)。

JP-A-2001-88580中公开了一种示例性的经济运行控制系统。所公开的系统被设计得能够在换档状态下自动停止和重新起动发动机，在所述换档状态下，通过将变速杆置于一个驾驶档位范围内，例如置于前进档位(D档)上，会有力矩产生在变速器的输出轴上。具体地讲，在发动机停止条件成立后，会发出一个停止向发动机供应燃料的命令。所述发动机停止条件包括但不局限于以下条件：1)车辆速度等于或小于一个接近于零的预定值；2)制动踏板被踩下(处在启用状态)；而且3)油门踏板被松开(处在断开状态)。之后，在发动机重新起动条件成立后，会发出一个重新起动发动机的命令，所述发动机重新起动条件包括但不局限于以下条件：1)油门踏板被踩下；而且2)制动踏板被松开。

上述经济运行控制(或前进档范围经济运行控制)用于在车辆向着某个目的地行驶时因遇到停车信号或类似情况而临时停止时将发动机停止。这就需要在车辆临时停止了一段时间之后再出发时毫不迟疑地重新起动发动机。然而，从发动机的停止控制开始直至发动机重新起动，需要实施各种控制，因此车辆起动时会出现延迟现象，这会导致驾驶员因感觉到延迟而烦躁不安。

如果是仅仅通过停止供应燃料而导致发动机停止，则发动机会在惯性作用下继续旋转，在这一过程中会因压缩压力而产生扭矩，从而引起振动。在采用高压压缩的柴油机中，这一问题更容易出现。因此，为了平滑地停止发动机的运转，需要在停止供应燃料之前通过关闭进气节流阀或EGR阀(用于将废气再循环到进气侧的阀)而降低吸入空气的流率，从而减小吸入每个气缸中的空气量，并且降低实际压缩比。

发动机不会在停止供油后立即停止运转，而是会在惯性作用下继续旋转。发动机转速逐渐下降，直至发动机完全停止。为了随后重新起动发动机，需要通过曲柄摇动发动机。如果发动机是被齿轮式起动机摇动的，则需要在起动机的齿轮与发动机的齿轮啮合之前确认发动机是否已停止，因为所述齿轮只有在发动机停止运转的状态下才能相互咬合上。

可以基于一个电信号而判断发动机是否已停止，例如，可以通过一个旋转轴例如曲轴的旋转而产生脉冲信号。由于需要区分因发动机停止而产生的信号状态和因发动机临时减速而产生的信号状态，因此停止的判断是基于预定时段内的中断信号状态而判断的。也就是说，发动机停止的判断需要一定的时间，以防止错误判断。

在如前所述判断出发动机停止后，发动机的重新起动是通过例如操纵起动机而实现的，而且燃料将重新恢复供应。因此，在停止条件成立后，将要实施发动机的准备停止控制，例如减小进气量或诸如此类的控制。之后，燃料供应被停止，以等待发动机减速。在经过了一段判断时间后，发动机重新起动。

在使用齿轮式起动机的传统控制技术中，为了使齿轮平稳啮合，只能在如前所述判断出发动机停止之后才能重新起动发动机。因此，在发动机停止条件成立后，即使发动机重新起动条件立即成立(请求重新起动)，例如踩下油门踏板，发动机也不会重新起动。这是因为只有在经过了执行发动机停止控制所需的时间之后才能重新起动发动机。其结果是，发动机的重新起动要经历过长的延时。在发动机停止条件成立之后如果立即发出重新起动的要求，发动机要经过一定的时间之后才能重新起动，这会使驾驶员感觉到延迟。

发明内容

为此，本发明将要提供一种内燃机控制装置，其能够提高自动停止了的发动机的重新起动响应能力。

在本发明的一个示例性实施例中，在发动机完全停止之前的一个预定时段内，如果发出了重新起动发动机的请求，则发动机停止控制将被中断，即使此时发动机停止条件仍然成立。这就使得发动机能够连续运转而不停止。在本发明的一种内燃机控制装置中，在预定的发动机停止条件成立后，将执行用于停止内燃机的停止控制。停止控制包括停止向发动机供应燃料的操作。在预定的发动机重新起动条件成立后，将执行用于重新起动发动机的重新起动控制。重新起动控制包括恢复向发动机供应燃料的操作。在从预定的发动机停止条件成立至内燃机停止之间的一个预定时段内，如果预定的发动机重新起动条件成立，则所述用于停止内燃机的停止控制操作将被中断。

根据上述示例性实施例，发动机停止控制跟随在发动机停止条件成立之后。在发动机停止之前的一个预定时段内，如果发动机重新起动条件成立，则用于停止内燃机的停止控制操作将被中断。这就使得发动机能够连续运转而不停止。因此，发动机可以响应于发动机重新起动条件的成立而毫不迟疑地立即运转，从而避免了发动机重新起动控制中的响应延时问题。

预定时段是在停止向内燃机供应燃料以降低内燃机转速的操作之前执行发动机停止准备控制所占用的时段。

在示例性实施例中，在发动机减速运转的情况下，如果发动机重新起动条件成立，则发动机停止控制将被中断。其结果是，发动机能够连续运转而不停止。因此，发动机可以响应于发动机重新起动条件的成立而毫不迟疑地立即运转。这样，就避免了发动机重新起动控制中的响应延时问题。

控制器通过控制内燃机的预定操作状态以使发动机开始自行旋转，从而将所述用于停止内燃机的停止控制操作中断。

在上述示例性实施例中，如果发动机停止控制被中断，则在发动机停止控制中断之前发生了变化的发动机运转状态可以返回到发动机停止控制开始之前的状态。其结果是，发动机能够连续地自行运转。

在内燃机停止后，甚至是在开始中断所述用于停止内燃机的控制操作之后，控制器开始重新起动内燃机。

在上述示例性实施例中，在发动机停止的状态下，甚至是在发动机仍在运转时中断了发动机停止控制的情况下，发动机均能立即重新起动。这样，发动机能够根据发动机重新起动条件的成立而立即重新起动。其结果是，发动机重新起动时的响应延时问题可以避免或减小。

预定时段是这样一个时段，即在进气侧流量控制阀的开度减小到停止供应燃料的程度之前，所述控制阀开度减小到预定开度所占用的时段。

在上述示例性实施例中，在保持供应燃料的情况下，在从进气侧流量控制阀的开度减小开始至达到预定开度这一时段内，如果发动机重新起动条件成立，则发动机停止控制将中断。其结果是，发动机停止控制被中断，同时允许空气进入发动机中。这样就能够保持发动机连续运转，从而提高发动机重新起动条件成立时的发动机重新起动控制的响应能力。

预定时段是在停止供应燃料之后将内燃机转速减小到预定发动机转速所占用的时段。

在上述示例性实施例中，即使是在发动机停止条件成立后已经停止向发动机供应燃料，只要发动机转速等于或大于一个预定值，就能够中断发动机停止控制。这样就能够通过恢复向发动机供应燃料而使发动机自行运转。其结果是，即使是在因发动机停止条件成立而开始执行发动机停止控制后，发动机因重新起动条件成立而启动自行运转的可能性也会提高。

在将尚未减小到停止供应燃料程度的进气侧流量控制阀开度增大后，控制器重新开始供应燃料。

在上述示例性实施例中，在发动机停止控制被中断的情况下，在已经被停止供应了的燃料恢复供应之前，进气侧流量控制阀的开度会增大。这就可以将发动机会平稳地带入自行运转状态。

在进气侧流量控制阀的开度增大到预定开度时，如果内燃机的转速等于或大于预定发动机转速，则控制器开始供应燃料。

在本发明的示例性实施例中，在进气侧流量控制阀的开度增大到预定值后，如果发动机达到了所需运转速度，则燃料的供应将随着发动机停止控制的中断而恢复。这就使得发动机能够可靠和平稳地自行运转。

附图说明

通过下面结合附图所作的优选示例性实施例的详细描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点可以清楚地展现出来，在附图中以相同的附图标记表示类似的元件。

图1是本发明的示例性实施例在停止控制中的流程图，图中示出了输出停止请求以使发动机停止的程序；

图2是在基于停止请求而实施停止控制的过程中发出重新起动请求后的控制过程流程图；

图3是一种发动机重新起动控制的流程图；

图4是在执行图1至3中所示控制时的时序图；

图5是输出停止请求时的程序流程图，该程序中附加包含一个与停止控制的中断相关的检测发动机失速的过程；

图6是类似于图2的流程图，其中附加包含一个关于标识的控制过程，该标识用于表示已被执行的停止控制的中断；

图7是停止控制中断的判断程序流程图，其中包含一个向停止准备时段转变的时间判断过程；

图8是执行图7所示控制时的时序图；

图9是在停止供应燃料之后中断停止控制时的控制流程图；

图10是执行图9所示控制时的时序图；

图11是采用了本发明的内燃机控制系统的示意性框图；

图12是曲柄角度探测器的示意图。

具体实施方式

根据本发明的示例性实施例的内燃机，能够通过向发动机供应/停止供应燃料或空气或者实施/停止燃料点火，从而自动停止和自动重新起动。柴油机、汽油机和使用气体燃料的其他类型发动机可以作为示例性实施例中的内燃机。图11中示出了一种柴油机，它可以作为内燃机(发动机)1的一个实例。图11中示出的柴油机是所谓的直接喷射式发动机，其中燃料直接喷射到气缸2、3、4、5中，而且发动机中配备有用于控制废气排放的废气再循环机构。

每个气缸2、3、4、5中分别设有一个相应的用于高压喷射燃料的喷射器6、7、8、9。所述喷射器6、7、8、9连接着一个共用轨道10，后者用于高压供应增压后的燃料。每个气缸2、3、4、5分别具有一个预热塞11、12、13、14。

一个用于将进气分配到气缸2、3、4、5中的进气岐管15连接着一个废气涡轮增压器16的压缩机17。一个从压缩机17延伸到进气岐管15的进气通道中设有一个用于对已经被压缩和加热了的进气进行冷却的中冷器18和一个用于控制进气量的进气节流阀19。进气节流阀19被诸如电机等致动器(未示出)电气控制着。

一个与气缸2、3、4、5的排气口相连的排气歧管20连接着废气涡轮增压器16的废气涡轮21。废气涡轮21与一个带有废气排放控制催化剂的催化转换器22连通。

设有一个废气再循环通道23，气缸2、3、4、5中产生的废气的一部分将通过该路径而被导入进气岐管15中。废气再循环通道23中沿着从排气歧管20一侧开始的次序设有一个用于冷却废气的EGR冷却器24和一个用于控制废气流量的EGR阀25。EGR阀25和进气节流阀19相当于本发明中的进气侧流量控制阀。

前面描述的发动机1可以在预定的发动机停止条件成立后自动停止，所述条件包括在车辆的停止状态中进行制动操作。在通过释放制动踏板而使发动机停止条件失效后，发动机将自动重新起动。针对这种控制，设有一个发动机电控单元(E-ECU)26和一个经济运行电控单元(ECO-ECU)27。

每个电控单元26、27分别主要由一个微型计算机构成。E-ECU 26被设计得用于根据输入数据进行计算，以控制发动机1的运转状态。具体地讲，E-ECU 26根据发动机重新起动请求而启动一个起动机(未示出)，并将起动机的齿轮与发动机1上的一个齿轮啮合，从而摇动发动机1。此外，E-ECU 26根据加速/减速请求而控制燃料喷射量，并且，如需要，还控制进气节流阀19和EGR阀25的开度。E-ECU 26还根据加速/减速请求而控制废气涡轮增压器产生的增压压力。

ECO-ECU 27基于输入数据进行计算，以判断发动机停止条件是否成立，或者发动机重新起动条件是否成立。根据判断结果，ECO-ECU 27向E-ECU 26发出停止或重新起动发动机的请求。如果发现车辆速度为零并且制动踏板被操作，则认为发动机停止条件成立。如果车辆速度大于零并且制动踏板松开，从而导致上述发动机停止条件消除，则认为发动机重新起动条件成立。根据发动机停止请求或发动机重新起动请求，E-ECU 26将停止或重新起动发动机1。在没有请求停止或重新起动发动机的情况下，E-ECU 26将根据请求的驱动量例如油门开度而调节发动机1的输出，凭此可以控制发动机1的输出功率。

为了实施前述控制，一个油门操作量探测器28和一个曲柄角度探测器29连接着E-ECU 26。尽管在图中未示出，但其他适宜的信号，例如车辆速度信号或类似信号，可以输入到电控单元26、27中的任何一个中。

曲柄角度探测器29用于探测曲柄角度，以确定实施燃料喷射的气缸。如图12所示，曲柄角度探测器29具有一个安装在发动机1的输出轴上的角度板30和一个布置在角度板30的径向外侧预定位置上的传感器31。角度板30是一个圆盘形或齿轮形件，其外周边缘上每隔预定角度(例如10度)形成了凸块或齿。传感器31是普通电磁传感器，其被设计得用于在每次角度板30上的一个凸块或齿接近和离开传感器31时产生一个信号。

也可将一个凸出部分或不带齿的部分形成在角度板30的外周上。该凸出部分或不带齿的部分产生的信号可以不同于角度板30的其余部分产生的信号。尽管未示出，但可以只将一个凸块或齿附着在一根转轴上，例如形成每当曲轴旋转两圈而旋转一圈的凸轮轴，并将一个类似于传感器31的传感器布置在圆盘的径向外侧。响应于圆盘上的单一凸块或齿，一个信号被输出。

凸块或齿的位置对应于活塞的一个预定位置(上死点或下死点)。基于角度板30和圆盘旋转时获取的信号，或者基于由所述信号的波形获得的脉冲信号，气缸2、3、4、5中的活塞的每个位置被判断出来。这样就可以识别出被喷射燃料的气缸。基于角位置信号识别曲轴的角位置或被喷射燃料的气缸的技术公开于例如JP-A-11-62681中。

下面描述在经济运行控制下利用包含有ECU 26、27的控制装置来控制发动机1的停止和重新起动的方法。图1是ECO-ECU27执行的用于判断发动机1的停止状态的控制程序。这一程序在短时间间隔内反复执行。首先，在步骤S1中，要判断发动机1是否运转。在发动机停止并因此而在步骤1中获得结果“否”的情况下，程序返回而不执行控制过程。

相反，在发动机运转并因此而在步骤1中获得结果“是”的情况下，程序将执行步骤S2。在发动机1运转的情况下，要在步骤S2中判断发动机停止条件是否成立。发动机停止条件的成立取决于装有发动机1的车辆的状态。作为示例，如果判断出车辆速度为零而且实施了制动操作，例如踩下了制动踏板或类似物，则发动机停止条件成立。

如果在步骤S2中获得的结果为“否”，则程序返回而不执行控制过程。相反，如果在步骤S2中获得的结果为“是”，则在步骤S3中将发动机停止请求设为“通”。也就是说，代表请求自动停止发动机的信号被发送到E-ECU 26中。

图2是由E-ECU 26根据发动机停止请求而执行的一种示例性的发动机停止请求控制程序的流程图。这一程序在短时间间隔内反复执行。首先，在步骤S11中，要判断ECO-ECU 27是否发出了发动机停止请求。

如果发动机1已经停止，或者如果车辆在油门踏板被踩下一定程度的情况下处在行驶状态，则判断为发动机停止条件未成立。因此，在步骤S11中将产生结果“否”。之后，程序返回而不执行控制过程。相反，如果在步骤S11中产生结果“是”，则程序进入步骤S12，以判断发动机1是否处在停止状态。

如前所述，发动机的输出是根据以油门踏板踩下量或类似物表示的请求驱动量而控制的。因此，如果前述发动机停止条件成立并因此而在步骤11中获得结果“是”，则说明发动机1因油门踏板释放而处在怠速状态。然而，发动机1可能会因变速箱(未示出)的离合器操作失误而失速。在步骤S12中，将判断是否发生发动机失速或类似情况。

如果在步骤S12中获得的结果为“是”，则不需要进一步执行发动机停止控制，而程序将返回。同时，如果在步骤S12中获得的结果为“否”，也就是说发动机1处在失速状态，则程序进入步骤S13。在步骤S13中，将判断控制过程是否处在发动机停止控制的准备阶段。

如果在发动机停止状态成立后向E-ECU 26发出了停止发动机1的请求，则E-ECU 26将在经济运行控制下执行发动机1的停止控制。这一控制将中断燃料供应，以使发动机1停止，并且防止车辆怠速空转，从而提高燃料效率。在这种情况下，如果在操作中断后向发动机供应燃料，则进气节门或EGR阀将引起高压缩力，从而产生扭矩或振动。在柴油机中容易出现这种情况。

为了平稳地停止发动机1，EGR阀25和进气节流阀19的开度减小，以降低分别吸入到气缸2、3、4、5中的空气量。在EGR阀25和进气节流阀19的开度达到预定值或以下后，例如达到完全关闭状态，发动机1的燃料供应(喷射)被停止。尽管在燃料供应停止之后发动机仍会在惯性作用下继续运转，但发动机的转速会逐渐降低。虽然发动机在燃料供应停止之后继续运转，但空气不会被吸入气缸中。因此发动机的转速可以平稳地下降。

发动机1的转速在停止供应燃料后会降低，并且在经过了预定时间后接近于零。发动机的停止状态是根据曲柄角度探测器29的探测结果判断的。在上述情况下，脉冲信号的最新状态将在一个预定时段内被监视，以防止因干扰造成判断失误。在预定时段内，如果没有检测到信号变化，则可以确认发动机1已经停止了。

发动机停止控制要经历下列时段：

1)从减小进气侧的阀的开度开始至停止燃料供应这一段发动机1的停止准备时段；

2)发动机1的转速逐渐降低直至转速变为零所需的时段；

3)在起动机齿轮与发动机1的齿轮啮合之前判断发动机1的停止所需时段；以及

4)发动机1被起动机摇动而自行运转所需的时段。

在步骤S13中，要确认前一判断是否发生在发动机停止操作的准备阶段中间的时间点上。如果在步骤S13中获得的结果为“否”，则程序返回。在步骤S13中获得的结果“否”表示发动机停止控制已经完成，而且燃料供应停止，也就是说，发动机转速已经降低了。在这种情况下，程序将返回，而不继续执行控制过程。

相反，如果在步骤S13中获得的结果为“是”，则程序进入步骤S14，以判断是否请求中断发动机停止控制。如果前述停止条件没有成立，则可以在发动机1被发动机停止控制程序停止之前，由ECO-ECU 27产生中断发动机停止控制的请求。中断发动机停止控制的请求用于根据请求的驱动量而在发动机停止控制或操作状态结束之前立即将发动机1带入运转状态。

如果因没有请求中断发动机停止控制而使得步骤S14中获得的结果为“否”，则程序返回并且继续执行发动机停止控制。如果因为请求了中断发动机停止控制而使得步骤S14中获得的结果为“是”，则程序进入步骤S15，以将发动机停止请求设为“断”。也就是说，发动机1的自动停止过程被中断。

具体地讲，在前述发动机停止准备时段中，进气节流阀19和EGR阀25的开度减小。然而，根据中断发动机停止控制的请求，减小了的开度将增大到其初始状态。在基于制动踏板松开而发出中断发动机停止控制的请求并且油门踏板被松开的情况下，发动机1将被带到怠速状态。如果油门踏板被踩下，则根据油门开度而喷射一定量的燃料。

在控制装置中，在发动机1处在停止准备时段时，如果供应了一定量的进气，或者在向发动机供应燃料的过程中建立了发动机重新起动条件，则即使是在经济运行控制下在发动机停止条件成立后启动了发动机停止控制，发动机停止控制也将被中断，而且发动机1将被带入自行运转状态。也就是说，控制装置使得发动机1能够自行运转，而不必等待准备时段、停止发动机1所需的时段或判断发动机1停止所需的时段结束。其结果是，从请求发动机1停止至发动机1实际自行运转所需的时间减少了，从而可以提高发动机1的请求响应能力。

在经历了准备阶段的延时后，如果通过取消发动机停止条件而请求起动发动机，则发动机停止控制仍将继续，因而发动机1仍然停止。在上述状态下，如果发动机起动条件成立，或者发出了发动机起动请求，则发动机1会重新起动。图3中示出了前述一系列控制中的一个例子。

图3中所示的控制流程在预定的短时间间隔内被E-ECU 26反复执行。首先，在步骤S21中，要判断发动机1是否处在停止状态。如果发动机是运转着的，即步骤S21中获得的结果为“否”，则不需要重新起动发动机。因此控制过程返回。而如果发动机是停止的，即步骤S21中获得的结果为“是”，则程序进入步骤S22，以判断发动机重新起动条件是否成立。在至少一个有关发动机停止条件的请求被取消后，例如车辆驾驶员释放了制动踏板，则发动机重新起动条件成立。当发动机停止请求被取消后，发动机重新起动条件即被建立起来。或者，可以由ECO-ECU 27发出一个预定信号，以建立发动机重新起动条件。

如果步骤S22中获得的结果为“否”，则不请求起动发动机1。因此，程序会将返回，而不会请求继续执行控制。如果步骤S22中获得的结果为“是”，程序进入步骤S23，在此利用起动机(未示出)摇动发动机1，以实施发动机重新起动控制。进气节流阀19和EGR阀25各自的开度将增加，而且燃料的喷射将恢复，从而将发动机带到自行运转状态。发动机重新起动控制将一直持续，直至发动机1自行运转，即在步骤S24中获得结果“是”。如果发动机自行运转，而且确认发动机重新起动控制已经完成，即在步骤S24中获得的结果为“是”，则控制过程结束。

图4中示出了从发动机停止控制至发动机重新起动控制的时序图。在车辆停止后，在时间点t1，几乎是在发动机停止条件成立的同时，发动机停止请求设置为“通”，而且导致发动机停止控制取消有效的信号变为启用状态。所述启用状态在从进气节流阀19和EGR阀25的相应开度减小至几乎完全关闭状态这段发动机停止准备时段ta内一直持续，从而平稳地停止发动机1的运转。

在发动机停止准备时段ta内，如果在时间点t2处发动机停止条件取消而且发动机停止请求设为“断”，则一个取消信号将立即设为“通”。其结果是，已经变成几乎完全关闭状态的进气节流阀19和EGR阀25的开度将增加到初始开度，从而变成完全打开状态，并且同时燃料供应将继续进行。在将过了发动机停止准备时段ta之后的时间点t3，用于导致发动机停止控制中断有效的信号将返回到无效状态。

如果发动机停止条件没有成立并且请求的驱动量(油门踏板的踩下量)没有增加，则发动机1的转速保持在图4中以一条粗线所示的怠速状态转速。基于车辆出发的请求，发动机1的输出从怠速状态开始增加。这样就可以防止发动机起动请求延迟，从而可以提高控制响应能力。

一旦随着发动机停止条件成立而启动了发动机停止控制，通常采用的控制装置就必须等待，直至发动机停止控制结束，之后才能重新起动发动机1。因此，发动机停止请求会被抑制，直至经过了准备时段ta以及通过停止供应燃料而使发动机转速下降并且判断发动机1停止所需的时段tb后到达的时间点t4。在从时间点t4开始的时段tc中，发动机重新起动控制被执行，从而利用起动机重新起动发动机1，同时增大进气量并喷射燃料。

发动机转速变为零，如图中的细实线所示，然后发动机1在低速下运转，直至发动机重新起动控制结束后的时间点t5。也就是说，即使发动机重新起动请求是在时间点t2发出的，发动机的起动完成也会延迟到时间点t5。这种延时可能导致车辆驾驶员有延迟的感觉，因此会导致驾驶性和乘车舒适性下降。

在经过了时段ta之后将发动机停止请求设为“断”时(图4中以细实线表示)，发动机停止控制继续进行，直至发动机1停止。如图中的细实线所示，发动机转速变为零，之后通过发动机重新起动控制而增大到初始转速。

在图1至3中的流程图所示的控制中，假定发动机1是通过中断发动机停止控制而被带入自行运转状态的。然而，也存在发动机转速不能复原的可能性，这就会在发动机停止控制中断时，例如在进气节流阀19和EGR阀25处在几乎完全关闭状态时，发生发动机失速现象。下面的控制例中包含解决发动机失速问题的控制方案。

在图5中，图1所示的流程图组合了判断发动机失速的控制过程。在图6中，除了图2所示流程外，程序还能够提示发动机停止控制中断曾经被执行过。参看图6，在步骤S15中，如果发动机停止请求设为“断”，则程序进入步骤S16，在此，一个代表发动机停止控制中断的标识设为“通”。

参看图5中的流程图，需要在判断发动机停止条件成立之前判断发动机1是否失速。也就是说，在步骤S01中，要判断代表发动机停止控制中断的标识是否设为“通”。如果步骤S01中获得的结果为“否”，也就是说，发动机停止控制中断未被执行过，则说明发动机1处在正常运转状态。然后，程序进入步骤S2，以判断发动机停止条件是否已经成立。

如果步骤S01中获得的结果为“是”，也就是说，发动机停止控制中断曾经被执行过，则程序进入步骤S02。在步骤S02中，要判断是否经过了用于判断发动机失速的预定时段。发动机失速是根据发动机停止控制中断后的发动机转速判断的。需要一个预定时段来判断发动机是否出现失速，因而在步骤S02中，程序要等待所述预定时段的经过。如果步骤S02中获得的结果为“否”，则程序进入步骤S2。

相反，如果在经过了用于判断发动机失速的预定时段之后在步骤S02中获得的结果为“是”，则程序进入步骤S03，以判断发动机是否出现过失速。如果在发动机停止控制被中断后发动机1仍不能自行运转，则由于发动机停止而会在步骤S03中获得结果“是”。然后，程序进入步骤S04，在此，代表发动机停止控制中断被执行过的标识设为“断”。

在上述情况下，发动机1根据发动机停止请求设为“断”时的请求驱动量而被控制着运转。然而，如果发动机1实际上出现失速，则程序进入步骤S05，在此将执行发动机起动控制。发动机1被起动机起动，从而根据请求的驱动量而被带入运转状态。发动机起动控制被持续执行，直至发动机1自行运转，至此可以确认发动机起动完成，也就是说，在步骤S06中获得结果“是”。如果在步骤S06中获得的结果为“是”，则程序将返回。在普通的发动机重新起动控制被执行后，发动机1能够自行运转，即使发动机停止控制中断未能使发动机1自行运转。

如果在步骤S03中获得的结果为“否”，也就是说，发动机1没有失速，则说明程序已经执行过发动机停止控制的中断。因此，程序将进入步骤S07，在此，标识将表示发动机停止控制曾被中断，而且程序进入步骤S2。

在上面描述的例子中，如果在准备时段ta内发出了中断发动机停止控制的请求，则发动机停止控制会立即中断，而且发动机1会连续运转，以恢复到先前的运转状态。准备时段ta是这样截取的，即从发动机停止条件成立或从发动机停止控制启动的时间点开始至中断向发动机1供应燃料。准备时段ta的终止时间点可以通过燃料喷射的停止而判断出来。然而，在发出了发动机重新起动请求(中断发动机停止控制的请求)以中断发动机停止控制时，所述终止时间点不必与开始停止喷射燃料的时间精确一致。允许相对于所述开始停止喷射时间存在一定程度的延迟或超前。其结果是，如图1至3所示在启动发动机停止控制之后基于发动机重新起动请求而执行的控制可以被下面描述的控制代替。

图7是用于判断发动机停止控制中断的控制例的流程图。首先在步骤S31中，发出一个发动机停止请求。之后，在步骤S32中，启动控制程序，将进气节流阀19和EGR阀25带入完全关闭状态，也就是启动发动机的准备停止控制。

在步骤S33中，发出中断发动机停止控制的请求。之后，程序进入步骤S34，以判断从进气节流阀19和EGR阀25的关闭操作开始(步骤S33中的控制开始执行)之后经历的时间是否等于或短于预定基准时段Tst，进气节流量是否等于或小于预定基准节流量Dst，也就是进气节流阀19的节流量是否小于Dst，或者代表燃料喷射停止的信号是否设为“断”(表示燃料喷射的信号设为“通”)。

在控制过程中，需要测量将进气节流阀19和EGR阀25带入完全关闭状态所经历的时间。基准时间Tst是一个不显著大于或小于实测时间的值。也就是说，基准时间Tst基本上与实测时间一致。基准节流量Dst是基本上对应于完全关闭状态的节流量。

如果在步骤S34中产生的结果为“是”，则程序进入步骤S35，在此发动机停止请求设为“断”，这对应于图2中的步骤S15中执行的控制。这样，处在发动机停止控制中的发动机1不会停止，而是会返回初始运转状态。因此发动机1会连续运转。

如果在步骤S34中产生的结果为“否”，则发动机停止控制继续进行。之后，在步骤S36中，将在发动机1停止后执行发动机重新起动控制。具体地讲，在确认发动机1停止后，起动机被启动而将其齿轮与发动机1的齿轮啮合上。在这种状态下，发动机1被起动机带动着运转，而进气节流阀19和EGR阀25打开，以开始喷射燃料。

在发动机停止控制中请求起动发动机的时间点被探测到。如果发动机重新起动请求是在发动机停止条件建立后立即发出的，则发动机1可以毫不迟疑地产生输出，其方式与图1至3中所示的控制相同。其结果是，可以因发动机输出而避免使车辆驾驶员产生延迟的感觉。

图8中示出了一个用于判断发动机停止控制中断的例子与相关技术中的例子相比较的时序图。参看图8，在发动机停止条件(发动机停止请求)建立于时间点t11后，进气节流阀19和EGR阀25被调节到完全关闭状态。在发动机重新起动条件(发动机重新起动请求)建立于时间点t12后，发动机停止控制被立即中断。这是因为时间点t12超前于经历了基准时间Tst后的时间点t13、进气节流量达到基准节流量Dst时的时间点t14或燃料喷射信号设为“通”时的时间点t15。也就是说，进气节流量返回初始状态，或者进气节流阀19和EGR阀25分别如图8中的虚线所示基于请求的驱动量而增大。其结果是，发动机1的转速保持在图8中的虚线所示量级，或者基于请求的驱动量而提高。

在相关技术中，一旦发动机停止控制被启动，所述控制就会一直持续到发动机1停止。因此，如图8中的实线所示，只有在经历了停止供应燃料而使发动机转速变为零时的时间点t16、判断发动机1已经停止后的时间点t17或者进气节流量减小而使得进气节流阀19和EGR阀25的开度增大到预定值时的时间点t18之后，起动机才能驱动发动机。这样，即使在发动机停止条件成立之后立即发出重新起动发动机的请求，发动机1也只能在时间点t18之后起动。所以，车辆驾驶员会对发动机重新起动控制作出反应，即能够感觉到延迟。

下面描述本发明的另一个示例性实施例。如前所述，采用本发明的内燃机需要借助于曲柄摇动而起动。发动机是被曲柄带动着运转的，而非借助于燃料燃烧。因此，发动机不但可以被用作马达的起动机摇动，还可以被惯性力摇动。根据本发明的控制装置被这样设计，即在发动机1被惯性力运转的状态下，能够基于发动机重新起动请求而中断发动机停止控制，以使发动机1自行运转，即使是在通过发动机停止控制而停止了供应燃料之后。

图9是本发明另一个示例性实施例的控制过程的流程图。首先，在步骤S41中，发出停止发动机1的请求(“通”)，然后程序进入步骤S42。在步骤S42中，根据步骤S41中发出的发动机停止请求，进气节流阀19和EGR阀25被调节到完全关闭状态，从而启动停止准备控制。之后，在步骤S43中，由于控制程序将进气节流阀19和EGR阀25完全关闭，因此燃料喷射停止。

程序进入步骤S44，在此，因停止燃料供应而导致发动机转速逐渐降低这种状态被输入。接下来，如果在步骤S45中发出了中断发动机停止控制的请求，则程序进入步骤S46中。在步骤S46中，将判断发动机转速NE是否等于或大于第一基准发动机转速NEst1，基于判断结果可以确定发动机是否能够通过引入空气和喷射燃料而自行运转。

如果在步骤S46中产生的结果为“是”，则程序进入步骤S47，在此进气节流阀19被调节到完全打开状态。在将进气节流阀19调节到完全打开状态的控制过程中，发动机转速NE进一步增加，而程序进入步骤S48。在步骤S48中，将判断允许发动机1自行运转的进气节流阀节流量是否等于或小于预定值Dne而不会冒烟。在步骤S48中，还要判断发动机转速NE是否等于或大于能够通过喷射燃料而使发动机自行运转的第二基准发动机转速NEst2(＜NEst1)。

如果在步骤S48中产生的结果为“是”，则程序进入步骤S49，在此燃料喷射启动。其结果是，在惯性力作用下运转的发动机被供应空气和燃料，所述供应的速度足以使发动机通过燃烧而自行运转。这样，发动机1将恢复自行运转状态。

随后，在步骤S50中，停止发动机1的请求设为“断”，而发动机停止控制被中断。该步骤S50对应于前面描述过的步骤S15和S35。

在发动机重新起动请求发出时，如果发动机转速NE小于第一基准发动机转速NEst1，也就是说，在步骤S46中产生的结果为“否”，则程序进入步骤S51。如果在进气节流阀19被调节到完全打开状态时发动机转速NE小于第二基准发动机转速NEst2，也就是说，在步骤S48中产生的结果为“否”，则程序进入步骤S51。在步骤S51中，发动机停止控制继续进行，以使发动机1停止。然后，起动机起动，从而利用与传统发动机重新起动相同的方式重新起动发动机1。

图10中示出了执行图9所示控制过程时的发动机转速变化时序图。在车辆处于停止状态时的时间点t21，发动机停止条件成立，因此会发出发动机停止请求。之后，进气节流量(进气侧流量控制阀的节流量)增大。在下一时间点t22，进气节流阀被调节到完全关闭状态，而且发动机转速下降了。

在发动机转速NE等于或大于第一基准发动机转速NEst1时，如果在时间点t23处发动机重新起动条件成立，并且发出了发动机重新起动请求，则进气节流阀19和EGR阀25被调节到完全打开状态，以使进气节流量减小。进气节流阀19和EGR阀25的开度增加，直至进气节流量减小到前述节流量Dne。如果发动机转速在时间点t24处等于或大于第二基准发动机转速NEst2，则燃料喷射恢复。其结果是，发动机1被带到自行运转状态。

在紧随时间点t23之后的时间点t24处，或者在从时间点t23开始经历了一定长度的时间之后的时间点t25处，如果发出了发动机重新起动请求，则发动机被控制着进入自行运转状态。这样可以防止发动机重新起动的响应延时。即使是在经济运行控制下建立了发动机停止条件，并且立即发出了发动机重新起动请求，车辆驾驶员也不会感觉到延迟。

另一方面，在普通控制中，当发动机重新起动请求在时间点t23发出后，要在发动机1停止并且停止状态被探测到后的时间点t26处，发动机1才能被起动机重新起动。因此，发动机1的重新起动相对于发动机重新起动请求而言具有明显的延时，从而导致驾驶员有延迟的感觉。

发动机停止控制可以通过执行图2和图6所示的步骤S15、图7所示的步骤S35以及图9所示的步骤S47和S49而中断。通过执行图5中所示的步骤S04，可以实现发动机重新起动控制。

本发明并不局限于前面描述的示例性实施例。能够采用本发明的内燃机可以是除直燃式柴油机之外的其他柴油机，也可以是汽油机或者使用气体燃料的内燃机。燃料不但可以通过喷射器供应，还可以通过化油器例如吸入式化油器而供应。不带废气再循环装置的内燃机也可以采用。在这种情况下，进气节流阀或节流气门可以用作进气侧流量控制阀。

从前面对本发明的示例性实施例所作描述中可以清楚地看到，发动机停止控制是在发动机的停止条件成立后开始的。如果在发动机停止之前的预定时段内发动机重新起动条件成立，则发动机停止控制将被中断。这样，发动机的运转得以维持而不停止。因此，发动机可以在发动机重新起动条件成立后被驱动，而不会造成响应延时。这样就能避免发动机重新起动响应延时，或者避免造成车辆驾驶员感觉到延迟。

在本发明的示例性实施例中，在发动机减速运转的状态下，如果发动机重新起动条件成立，则发动机停止控制中断。因此，发动机可以连续运转而不停止。其结果是，发动机可以被驱动，而不会相对于发动机重新起动条件的成立具有响应延时。这样，就可以避免发动机重新起动响应延时或车辆驾驶员感觉到延迟。

在本发明的示例性实施例中，如果发动机停止控制中断，则因发动机停止控制而带来了变化的发动机运转状态可以返回发动机停止控制开始时的发动机运转状态。这样就使得发动机能够连续运转。

在本发明的示例性实施例中，在发动机停止的状态下，甚至是在发动机仍在运转时中断了发动机停止控制的情况下，发动机均能立即重新起动。这样，发动机能够根据发动机重新起动条件的成立而立即重新起动。其结果是，发动机重新起动时的响应延时问题可以避免或减小。

在本发明的示例性实施例中，在保持供应燃料的情况下，在从进气侧流量控制阀的开度减小开始直至达到预定开度这一时段内，如果发动机重新起动条件成立，则发动机停止控制将中断。发动机停止控制被中断，同时允许空气进入发动机中。这样就能够保持发动机运转，从而提高发动机重新起动条件成立时的发动机重新起动控制的响应能力。

在本发明的示例性实施例中，即使是在发动机停止条件成立后执行发动机停止控制从而停止向发动机供应燃料时，只要发动机转速等于或大于一个预定值，就能够中断发动机停止控制。在燃料向发动机的供应恢复后，发动机会被带入自行运转状态。因此，这就使得发动机能够在发动机重新起动条件成立后立即运转。

在本发明的示例性实施例中，在发动机停止控制被中断的情况下，在已经被停止供应了的燃料恢复供应之前，进气侧流量控制阀的开度会增大。这就可以将发动机会平稳地带入自行运转状态。

在本发明的示例性实施例中，在进气侧流量控制阀的开度增大到预定值后，如果发动机达到了所需运转速度，则燃料的供应将随着发动机停止控制的中断而恢复。这就使得发动机能够可靠和平稳地自行运转。

图中所示示例性实施例中的控制器(例如E-ECU 26和ECO-ECU 27)可以采用一个或多个通用型编程计算机。本领域的普通技术人员可以理解，控制器也可以采用单功能专用集成电路(例如ASIC)，其具有用于系统级总体控制的主控制器或中央控制器部分和专门用于在中央处理器的控制下实施各种专门计算、功能和其他处理的单独部分。控制器也可以是多个专用的、可编程集成式的或其他类型的电路或器件(例如硬件形式的电子或逻辑电路如离散元件电路，或者可编程逻辑器件如PLD、PLA、PAL或类似物)。控制器可以采用适宜的通用型编程计算机，例如微处理器、微控制器或其他处理器件(CPU或MPU)，其可以单独使用，或者与一个或多个外围数据和信号处理装置(例如集成电路)结合使用。一般而言，任何器件或器件组，只要其包含一个能够实施这里所述程序的限定状态的元件，就可以用作控制器。分散式处理结构可以用于获得最大数据/信号处理能力和速度。

虽然前面参照优选的示例性实施例描述了本发明，但可以理解，本发明并不局限于所公开的实施例或结构。相反，可以认为本发明覆盖了各种改型和等同结构。此外，虽然这里以不同的组合和构造显示了所公开的本发明中的各种元件，但它们只是解释性的，其他组合和构造，包括更多、更少或仅仅一个单一的元件，也包含在本发明的精神和范围内。

Claims (16)

1.一种用在内燃机(1)中的控制装置，包括：

一个控制器(26)，其：

在预定的发动机停止条件成立后，执行用于停止内燃机的停止控制，所述停止控制包括停止向发动机供应燃料的操作；以及

在预定的发动机重新起动条件成立后，执行用于重新启动发动机的重新起动控制，所述重新起动控制包括恢复向发动机供应燃料的操作，其中，在从预定的发动机停止条件成立至内燃机停止之间的一个预定时段内，如果预定的发动机重新起动条件成立，则控制器将所述用于停止内燃机的停止控制操作中断。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述预定时段是在停止向内燃机供应燃料以降低内燃机(1)转速的操作之前执行发动机停止准备控制所占用的时段。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，控制器通过控制内燃机的预定操作状态以使发动机开始自行旋转，从而将所述用于停止内燃机的停止控制操作中断。

4.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，在内燃机停止后，甚至是在开始中断所述用于停止内燃机的控制操作之后，控制器开始重新起动内燃机。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述预定时段是这样一个时段，即在进气侧流量控制阀的开度减小到停止供应燃料的程度之前，所述控制阀开度减小到预定开度所占用的时段。

6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述预定时段是在停止供应燃料之后将内燃机转速减小到预定发动机转速所占用的时段。

7.根据权利要求5或6所述的控制装置，其特征在于，在将尚未减小到停止供应燃料程度的进气侧流量控制阀开度增大后，控制器重新开始供应燃料。

8.根据权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，在进气侧流量控制阀的开度增大到预定开度时，如果内燃机的转速等于或大于预定发动机转速，则控制器重新开始供应燃料。

9.一种控制内燃机停止和重新起动的方法，包括：

在预定的发动机停止条件成立后停止内燃机，发动机的停止包括停止向发动机供应燃料；

在预定的发动机重新起动条件成立后重新起动内燃机，发动机的重新起动包括恢复向发动机供应燃料；以及

在从预定的发动机停止条件成立至内燃机停止之间的一个预定时段内，如果预定的发动机重新起动条件成立，则中断发动机的停止操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预定时段是在停止向内燃机供应燃料以降低内燃机转速的操作之前执行发动机停止准备控制所占用的时段。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过控制内燃机的预定操作状态以使发动机开始自行旋转，从而中断内燃机的停止操作。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在内燃机停止后，甚至是在开始中断所述内燃机停止操作之后，开始重新起动内燃机。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预定时段是这样一个时段，即在进气侧流量控制阀的开度减小到停止供应燃料的程度之前，所述控制阀开度减小到预定开度所占用的时段。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预定时段是在停止供应燃料之后将内燃机转速减小到预定发动机转速所占用的时段。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，尚未减小到停止供应燃料程度的进气侧流量控制阀开度被增大后，然后燃料的供应重新开始。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，在进气侧流量控制阀的开度增大到预定开度时，如果内燃机的转速等于或大于预定发动机转速，则重新开始供应燃料。

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