CN1745244A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

在停止内燃机时，例如通过控制发动机转数恒定并且同时控制发动机的燃烧而将发动机的惯性能量保持为恒定。通过利用受控的惯性能量，发动机停止在预定的曲柄角位置。由于通过利用受控的惯性能量而将发动机停止在预定的曲柄角停止，就无需用于控制发动机停止位置的大量能量，并且能减少停止控制所需的能量。由于用于停止控制的惯性能量一直被控制为处于预定状态，每次发动机都能停止在适当的位置。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置。具体地，本发明涉及用于在起动时所需能量最小的位置处停止内燃机以及同时用于在起动时通过点火引入并密封在特定气缸内的燃料而进行发动机的提前起动的停止和起动控制。

背景技术

最近，已知有用于在车辆停止时自动停止内燃机(下文中也称之为“发动机”)以及用于在在停止状态给出起动指令时自动地重新起动发动机以起动车辆的发动机停止和起动控制装置，以降低空转期间的燃料消耗量和废气，从环境保护的观点，节省资源和能量等。这个控制也称为“空转停止”等。

已经知道，当空转停止自动进行时，有效地控制发动机的停止位置以最小化起动发动机时所需的能量。最小化起动时所需的能量带来了优点：可以小型化空转停止之后所使用的发动机起动设备，比如电动发动机(MG)，并且通过减小电能延长了电池的使用寿命。

作为一种用于控制发动机停止位置的方法，建议了用于当特定气缸达到预定曲柄角的位置时进行燃料切断，以及用于在停止发动机时通过设置压缩扭矩的预定值和通过产生等于预定压缩扭矩的反扭矩以建立平衡从而在预定位置停止发动机的方法。

而且，建议了其中起动器在发动机停止之后以正常方向旋转的发动机起动装置，并且如果曲柄角处于起动器的起动扭矩变得很大的曲柄角停止位置，曲柄在下一个次发动机起动之前在相反方向上旋转到起动扭矩变得很小的曲柄角停止位置，从而改进起动发动机时的起动性能。这种方法在日本专利申请公开No.2000-283010中公开。

而且，已知用于通过在发动机停止时燃料在膨胀冲程期间供应到气缸里的燃料而进行下一个发动机起动的发动机起动装置。这种方法在日本专利申请公开No.2002-4985中公开。

然而，用于在特定气缸的预定曲柄角进行燃料切断以在预定位置停止发动机的方法中，由于在进行燃料切断时辅助机器等的发动机负荷状态和恰好在燃料切断之前发动机转数的数目并不是一直恒定，在进行燃料切断之后直到发动机实际停止时发动机转数的数目的降低方式可以变化。不管它是多么的小，这种变化最终带来了很大的累积不同。因此，实际上很难一直以恒定的方式控制发动机停止位置。

在用于通过利用停止发动机时与压缩扭矩的平衡来控制发动机停止位置的方法中，首先，很难准确地预测压缩扭矩的值。这是因为压缩扭矩的值受到由活塞环泄漏的空气量的影响并且随着车辆的速度而变化。而且，需要大的电动机，因为必须产生大的扭矩以平衡压缩扭矩，并且因此能量消耗就变大。

在用于停止发动机之后通过利用电动机来将曲柄角移动至起动扭矩变小的位置处的方法中，由于在停止发动机之后需要大的扭矩来旋转曲轴，终归还是需要大的电动机。

另一方面，对于发动机的起动控制，通过控制发动机停止位置，起动时所需的扭矩可以很小并且用于在空转停止时使用的发动机起动的电动机能小型化，如上所解释的。然而，由于用于起动的电动机小型化了，可能的输出扭矩就变小。于是，就出现了直到发动机的第一次暴燃所需的时间变长的问题。

而且，当用于起动的马达被小型化时，当发动机转数增大时扭矩的降低就很大。这在约12V的低电压时尤其明显。因此，即使处于压缩冲程的气缸活塞通过起动电动机的起动能越过第一压缩冲程的上死点，活塞可能不能越过下一个压缩冲程的上死点，因为不能产生发动机的足够惯性能量，这是由于当发动机转速增加时起动电动机的输出扭矩降低。在最坏的情况，电动机会锁定在上死点附近。

而且，还可能出现直到第一暴燃完成的时间变长的问题，因为当发动机转数低时需要相当的时间来确定气缸。

发明内容

本发明正是考虑到上述问题而设计的，并且其目标是提供一种能以小的能量准确地将发动机停止在预定停止位置的内燃机控制装置。本发明的另一目标是提供一种用于实现内燃机的提前点火起动的内燃机控制装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种内燃机控制装置，其包括：燃烧控制单元，其在停止发动机时控制发动机的燃烧；惯性能量控制单元，其将发动机的惯性能量控制在预定状态；和停止控制单元，其利用惯性能量将发动机停止在预定的曲柄角位置。

上述控制装置在停止内燃机时控制发动机的燃烧并且将发动机的惯性能量控制在预定状态。通过利用如此控制的惯性能量，发动机被停止在预定的曲柄角位置。

由于通过利用受控的惯性能量而使发动机停止在预定的曲柄角位置，无需很大的能量来控制发动机的停止位置，并且能减少停止控制所需的能量。而且，由于用于停止控制的惯性能量一直被控制在预定状态，每次都可以稳定地将发动机停止在适当的位置。

惯性能量控制单元可将发动机转数控制在预定的发动机转数范围内。发动机的惯性能量通常与发动机转数相关，并且发动机的惯性能力能通过控制发动机转数而被控制。因此，通过将将发动机转数控制在预定范围内，能准确地控制发动机的惯性能量。

惯性能量控制单元借助于驱动发动机的电动机控制惯性能量。因此，通过利用安装在车辆中的电动机，能控制惯性能量。例如，用于将驱动力应用于发动机旋转轴的电动发电机设在具有空转停止功能的所谓经济运行车辆或混合动力车辆上。通过利用电动发电机，能控制惯性能量。

当在发动机转数由电动机控制为处于预定的发动机转数范围内的条件下发动机中出现起动要求时，燃烧控制单元在由电动机进行的驱动持续的同时起动发动机的燃烧。在电动机在自动的发动机停止期间为了空转停止的目的控制发动机转数的同时，如果发出了起动发动机的要求，即车辆的起动指定，能在持续由电动机的驱动的条件下重新起动发动机的燃烧以起动发动机。因此，即使是在停止控制期间，在发出起动要求时也能快速地重新起动发动机。

停止控制单元可通过利用驱动发动机的电动机向发动机增加控制力来将发动机停止在预定的曲柄角位置。在通过利用惯性能量将发动机停止在预定曲柄角位置时，如果需要，通过利用电动机增加驱动(协助)力或制动力，能提高停止位置控制的准确度。

当发动机没有估计为停止在预定的曲柄角位置时，停止控制单元可利用驱动发动机的电动机向发动机增加控制力。从而，当估计到发动机不能通过控制为处于预定状态的惯性能量而停止在预定的曲柄角位置时，通过利用电动机增加控制力能将发动机控制为停止在预定的曲柄角位置。

这种内燃机控制装置还可包括检测发动机空转转数的检测单元，并且当空转转数大于预定值时，停止控制单元抑制停止发动机。如果在停止发动机时空转转数高于预定值，控制惯性能量的电动机负荷就变得更大并且控制变得不稳定。因此，通过抑制发动机停止，避免了停止控制的失败。

这种内燃机控制装置还可包括检测空转转数的检测单元，并且当空转转数小于预定值时，燃烧控制单元可增加发动机的燃烧以增加停止发动机燃烧之前的发动机转数。如果空转转数低于预定值，就不能获得适当的惯性能量并且停止控制会失败。因此，在通过增加燃烧来增大转数之后，发动机由惯性能量停止。

当惯性能量控制单元将发动机转数控制在预定的发动机转数范围内时，燃烧控制单元停止发动机的燃烧。当发动机转数由电动机控制时，如果发动机内的燃烧继续，转数由于燃烧而变化并且电动机变得很难稳定第控制转数。因此，优选地将惯性能量控制在如此的状态以使得发动机内的燃烧被停止。

这种内燃机控制装置还可包括用于在停止控制单元进行发动机停止控制时减小发动机负荷的单元。在进行发动机的停止控制时，如果发动机上存在着负荷，例如空调，控制发动机转数所需的能量就变大，并且控制会由于负荷的变化而不稳定。因此，优选地，停止控制在将发动机上的负荷减至尽可能小的情况下进行。

这种内燃机控制装置还可包括：起动控制单元，其在发动机起动时通过电动机驱动发动机；估计单元，其估计在发动机停止时处于压缩冲程和/或膨胀冲程的气缸；检测单元，其检测气缸；供应单元，其将燃料供应至气缸；和燃烧单元，其在发动机起动时燃烧供应至气缸的燃料。

在这种控制装置中，在发动机停止时发动机能停止在预定的曲柄角位置。因此，发动机能停止在易于起动发动机的曲柄角位置。

此外，控制装置能估计发动机停止时处于压缩冲程和/或膨胀冲程的气缸。因而，基于所检测的结果，在进行停止控制期间的最佳定时，燃料能供应入气缸。此时，由于引入气缸的混合物通过从气缸接收热能而被很好地雾化和均匀化，混合物易于点火。

因此，在发动机起动时，通过由点火器点火处于压缩冲程气缸和/或膨胀冲程气缸内的燃料，能点火燃料并且能起动发动机。从而，能孙断直到第一爆发的时间，并且能实现发动机的迅速起动。由于同时进行由电动机进行的发动机驱动，即摇动，就易于越过第一和第二压缩冲程上死点以可靠地进行发动机起动。

如果车辆是应用了空转停止技术的所谓“经济运行”车辆、混合动力车辆等，能缩短车辆起动的等待时间。在这种情况下，当空转停止后要求起动发动机时，车辆能迅速起动发动机，因为在对气缸进行点火的同时由电动机(例如电动发电机等)进行摇动。

如果在发动机通过点火起动而开始回转之后进行由电动机进行的摇动，发动机起动时电动机所需的扭矩就能很小。因而，就能缩短电动机的励磁时间，并且能减少动力供应单元(电池等)的能量消耗。

在一个例子中，供应单元由进气口将燃料供应至气缸，或直接将燃料供应至气缸。

根据这个例子，当供应单元刚好在发动机停止控制之前由进气口进行燃料供应时，当气缸处于进气冲程时，燃料能由燃料喷射装置被供应入气缸。另一方面，当供应单元将燃料直接供应入气缸时，燃料能在任何定时由燃料喷射装置被供应入气缸，即，在进行发动机停止控制期间、发动机停止时和发动机起动时。

预定的曲柄角位置可以是发动机起动时所需的电动机扭矩变小的停止位置。

在这种情况下，发动机能停止在发动机起动时所需的电动机扭矩变小的曲柄角位置。例如，预定的曲柄角可以是90℃A至120℃A。

发动机可由将发动机转数控制在预定的发动机转数范围内的电动机停止在预定的曲柄角位置。

在这种情况下，通过当发动机处于预定的发动机转数时将来自电动机的回转驱动力传递至发动机，发动机转数能被控制在预定的发动机转数范围内。从而，能通过将包括在发动机内的惯性能量此后保持恒定而将发动机停止在预定的曲柄角位置。

当恰好在发动机停止之前基于检测单元而被检测的气缸处于进气冲程时，供应单元可将燃料供应至该气缸。

在发动机停止时，能对气缸进行估计和检测，并且刚好在发动机停止控制之前，当气缸变为处于进气冲程时，燃料能由连接至进气口的燃料喷射装置供应入气缸。

当在发动机起动时加至电动机的电流值大于预定值时，起动控制单元可通过驱动电动机来起动发动机。

当供应至电动机的电流值超出预定范围时，发动机起动时所需的电动机扭矩很可能不够。因此，如果此时电动机的驱动用于发动机起动，电动机可能会被锁住。相反，当供应至电动机的电流值处于预定范围内时，发动机起动时所需的电动机扭矩保持为足够。因此，通过此时驱动电动机，能防止电动机被锁住，并且能可靠地进行由电动机进行的摇动。因此，在发动机起动时，除了膨胀冲程气缸和/或压缩冲程气缸的点火起动之外，如果在电动机被供应足够的励磁电流时进行由电动机进行的摇动，能迅速可靠地进行发动机起动。

在一个优选例子中，估计单元可基于停止由电动机进行的驱动时的发动机转数来估计处于压缩冲程和/或膨胀冲程的气缸。在另一优选例子中，估计单元可基于停止由电动机进行的驱动时的发动机转数以及起动由电动机进行的驱动时每个气缸的冲程类型来估计处于压缩冲程和/或膨胀冲程的气缸。在这种情况下，估计单元可基于气缸的凸轮位置确定每个气缸的冲程类型。

从以下针对本发明优选实施例的详细描述中，并结合以下简短描述的附图，本发明的属性、用途和其它特点将会更加清楚。

附图说明

图1示出了车辆的系统构造，其根据本发明进行发动机停止控制；

图2示出了根据本发明的发动机的示意性框图；

图3是示出曲柄角传感器和凸轮角传感器的构造的视图；

图4A至4D示出了曲柄角传感器和凸轮角传感器的输出信号波形；

图5是示出发动机停止控制过程中发动机转数转变的图表；

图6是示出发动机停止控制过程中曲柄角位置变化状态的图表；

图7示出了根据本发明第一实施例的发动机停止控制的流程图；

图8示出了根据本发明第一实施例的第一应用实例的发动机停止控制的流程图；

图9示出了根据本发明第一实施例的第一应用实例的另一发动机停止控制的流程图；

图10示出了根据本发明第一实施例的第三应用实例的发动机停止控制的流程图；

图11示出了根据本发明第一实施例的第四应用实例的发动机停止控制的流程图；

图12是示出根据第二实施例在发动机停止控制过程中发动机转数转变的图表；

图13是根据第二实施例的发动机停止控制的流程图；

图14是根据第三实施例的发动机停止控制的流程图；

图15示出了根据本发明第四实施例的发动机停止控制的例子；

图16示出了根据本发明第四实施例的发动机起动控制的例子；

图17是根据第四实施例的发动机停止控制的流程图；

图18是根据第四实施例的发动机起动控制的流程图；

图19示出了根据本发明第五实施例的发动机停止控制的例子；

图20示出了根据本发明第五实施例的发动机起动控制的例子；

图21是根据第五实施例的发动机停止控制的流程图；

图22是根据第五实施例的发动机起动控制的流程图；和

图23是根据本发明第六实施例的发动机起动控制的流程图。

具体实施方式

以下结合附图解释本发明的优选实施例。

[车辆构造]

首先，将给出对于车辆的示意性构造的描述，根据本发明的内燃机的控制装置应用于该车辆。根据本发明的内燃机的控制装置计划用于应用空转停止技术的所谓“经济型”车辆、混合动力车辆等。“经济型”车辆是装备有主要用于起动发动机的电动机(电动发电机)并且在通过空转停止控制停止发动机之后由电动发电机自动地重新起动发动机的车辆。“混合动力”车辆是利用发动机和电动发电机作为动力源的动力车辆。在混合动力车辆中，发动机和电动发电机根据运行状态来共同工作，或者分别使用，并且能获得响应平稳且良好的动力性能。

图1示出了根据本发明的车辆10的系统构造。

如图1所示，车辆10包括直流起动器1、发动机2、通过从发动机2输出的驱动力产生电能并且在起动发动机2时可作为电池发电机驱动的电动发电机3、控制电动发电机3等的电动机控制单元4、用于通过电动机控制单元4与电动发电机3等交换电能的动力供应单元5、用于分别连接电动发电机3、电动机控制单元4和动力供应单元5的动力供应电缆6、用于将从发动机2产生的驱动力传递至车轮的动力传递系统7、以及车轮8。

以下，将结合图1解释每个上述单元。

直流起动器1是用于起动发动机2的直流型电池发动机。直流起动器1具有轴、当点火开关被转向打开状态时接收来自12V动力供应单元的动力供应、并且旋转该轴。通过直流起动器1的轴的旋转，发动机2的曲轴被转动并且起动发动机2。尤其，一行星小齿轮安装在直流起动器1的轴的末端部分。该行星小齿轮与设在发动机2的曲轴处的飞轮的环齿轮相啮合。因此，当在起动发动机2时直流起动器1从12V动力供应单元接收动力供应时，行星小齿轮与飞轮的环齿轮相啮合并且旋转从而转动飞轮。于是，具有预定数目的已连接活塞的曲轴就被转动，并且因此发动机2能通过旋转的驱动力而起动。驱动曲轴从而起动发动机被称作“摇动”。

发动机2是用于在气缸内通过暴燃空气燃料混合物(下文中简称为“混合物”)来产生动力的内燃机。还有用汽油作为燃料的汽油机、用轻油柴油等作为燃料的柴油机等能用作内燃机。对于汽油机，有在曲轴的两次转动期间完成一次进气、压缩、碰撞和排气循环的四循环汽油机、以及在曲轴的一次转动期间完成一次前述循环的两循环汽油机。在本实施例中，车辆10假定为四循环汽油机。

图2示出了发动机2的示意性构造的一个例子。

形成于汽缸盖12处的进气口24通过进气阀26打开和闭合。进气通过进气通道28供应入进气口24。进气通道28具有辅助水箱30，在辅助水箱30的上游处设有节流阀2。节流阀32的开口(节流开口TA)通过电动机34来调节，并且节流开口TA由节流开口传感器36进行检测。

发动机2是所谓的口喷型发动机(port-injection type engine)，并且进气口24设有燃料喷射阀14。空气燃料混合物由进气口24内的进气和喷射入进气口24的燃料产生，并且被引入由气缸体16、活塞18和汽缸盖12分隔的燃烧室20。火花塞22置于燃烧室20的顶部，并且点燃从进气口24引入的混合物。高压燃料从高压燃料泵(未示出)经由传送管14a供应至燃料喷射阀14。这使得即使在压缩冲程的最后阶段燃料也能从燃料喷射阀14喷射入燃烧室20。传送管14a中的燃料压力由燃料压力传感器14b检测。

形成于气缸盖12的排气口38由排气阀40打开和关闭。从燃烧室20排出到排气口38的废气经由排气通道42、废气净化催化剂(未示出)等排出到外界。

由燃烧室20内混合物的燃烧而产生的活塞18的往复运动经由连杆44被转化成曲轴46的旋转运动。曲轴46经由未示出的扭矩转换器和传动机构将动力传递给车轮8。

远离这种动力传递机构，曲轴46的一端由电磁离合器48连接至皮带轮50(下文中也称作“曲轴皮带轮”)。皮带轮50能借助于皮带52将动力传递到其它三个皮带轮54、56和58和由此传递出去。在这个例子中，空调的压缩机60被设为可由皮带轮54驱动，并且动力转向泵62被设为可由皮带轮56驱动。另一皮带轮58(下文中也称作“MG皮带轮”)连接至电动发电机3。电动发电机3具有用作用于借助于来自MG皮带轮58侧的发动机驱动力产生动力的发电机的作用，以及具有用作用于将电动发电机3的驱动力供应至MG皮带轮58侧的发动机的作用。

主要由微型计算机构造的ECU 70(电机控制单元)包括输入一输出设备、存储设备、中央处理单元等，并且监视和控制车辆10的整个系统。ECU70基于来自每个设在发动机2上的传感器等的输入信息将车辆10控制为处于最优条件。具体地，ECU 70分别检测来自前述燃料压力传感器14a的燃料压力、来自的节流开口传感器36的节流开口TA、来自包括在电动发电机3内的旋转频率传感器的电动发电机的转数、充电或放电时动力供应单元5的电压或动力供应单元5的电流量、点火开关72的开关状态、车辆速度传感器74的车辆速度SPD、油门开口传感器76的施加在油门踏板上的压下量(油门开口ACCP)、制动开关78的施加在制动踏板上的压下的有无、发动机转数传感器80的曲轴转数(即发动机转数NE)、气流计量82的进气量GA、冷却水温度传感器84的发动机冷却水温度THW、空转开关86的施加在油门踏板上的压下的有无、设在排气通道42中的空气燃料比传感器8的空气燃料比检测值Vox、凸轮角传感器92的曲轴旋转位置、以及曲柄角传感器90的曲轴旋转角(曲柄角)。

基于如此获得的数据，ECU 70驱动电动机34来调节节流开口TA、并且借助于燃料喷射阀14调节燃料的喷射定时。而且，当建立了自动停止条件时，ECU 70通过燃料喷射阀14控制燃料喷射以自动地停止发动机2的运行。当建立了自动起动条件时，ECU 70借助于经由皮带轮58、皮带52、皮带轮50和电磁离合器48传送的电动发电机3的驱动力控制曲轴46的旋转从而起动发动机2。而且，ECU 70进行点火定时控制和其它必要的控制。

曲柄角传感器90的输出信号被输入到ECU 70。曲柄角传感器90是能检测待检测目标(例如金属等)的磁性传感器等，并且设在发动机2内曲轴46附近的预定位置。也就是，形成于外周边上的具有凸起和凹进的齿轮(下文中称作“信号转子”)连接在曲轴46上的预定位置，并且曲柄角传感器90设在适当的位置以检测信号转子的齿数。曲柄角传感器90能检测曲轴46的旋转角(下文中称作“曲柄角”)，分辨率例如为大约10℃至30℃A。当曲轴46旋转时，信号转子也与曲轴46同步地旋转。在这种情况下，曲柄角传感器90检测信号转子的齿数并将其作为脉冲信号输出到ECU 70等。ECU 70计数从曲柄角传感器90输出的脉冲信号，并将其转换成曲柄角。因而，ECU 70等检测曲柄角。曲柄角传感器90直接设在发动机2中，并且因此其能将曲柄角检测为绝对角度。

曲柄角传感器90在检测信号转子的一个齿时，将一个脉冲信号输出到ECU 70等。因此，不管曲轴46以正常方向还是相反方向旋转，曲柄角传感器90输出的脉冲信号都处于相同的输出状态，并且因此ECU 70等不能检测曲轴46的旋转处于正常方向还是相反方向。

电动发电机3通过皮带轮50、皮带轮58和皮带52连接至曲轴46。连接至曲轴46的曲轴皮带轮50和连接至电动发电机3的MG皮带轮58之中的一个被旋转地驱动，从而动力由皮带52传递至另一个。

电动发电机3具有用作通过从随后将描述的动力供应单元5接收动力而旋转地驱动的马达(电动机)的作用，并且具有用作当电动发电机3通过从车轮8接收旋转驱动力而被旋转时用于在三相线圈的两端产生电动势的发生器(发电机)。当电动发电机3用作电动机时，电动发电机3通过从动力供应单元5接收电能而旋转，并且将旋转驱动力传递至曲轴皮带轮50以旋转曲轴46从而起动发动机2。另一方面，当电动发电机3用作发电机时，来自车轮8的旋转驱动力由曲轴46和曲轴皮带轮50传递至电动发电机侧的MG皮带轮58以旋转电动发电机3。当电动发电机3被旋转时，在电动发电机3中产生电动势，并且电动势由电动机控制单元4转化成直流电以将电能供应至动力供应单元5。因而，动力供应单元5被充电。

返回图1，在电动发电机3的预定位置处设有电动机角度传感器3a，其中霍尔元件等优选地应用至检测部。电动机角度传感器3a能以基本上7.5℃A单元的高分辨率检测电动发电机3的轴的旋转角度。当电动发电机3通过接收来自动力供应单元5的电能而被旋转地驱动时，电动机角度传感器3a检测该轴的旋转角度。具体地，电动机角度传感器3a设在每个相U、V和W以便能检测每个相U、V和W的交流电。每个电动机角度传感器3a检测每个相U、V和W的交流电并将其转化为脉冲信号，并且将其输出到电动机控制单元4。

电动机控制单元4设在发动机2中，并且借助于动力供应电缆6分别连接至电动发电机3和动力供应单元5。电动机控制单元4主要由反相器、变换器、控制计算机等构成。

反相器将来自动力供应单元5的高压直流电转换成预定的三相交流电以将电能供应至电动发电机3。另一方面，反相器将电动发电机3产生的电动势(三相交流电)转换成适于给动力供应单元5充电的直流电。

转换器是用于将预定的直流电压转换成另一预定的直流电压的直流/直流转换设备。也就是，转换器将动力供应单元5的额定电压(例如36V电压)降低至预定的电压(例如12V电压)以驱动辅助机等，或者给装载在车辆上的12V供电设备充电控制计算机控制反相器和转换器。

控制计算机控制反相器和转换器。也就是，控制计算机控制将电动发电机3的驱动扭矩和动力产生量控制在最佳状态，并且将动力供应单元5的充电量控制在最佳状态以进行充电。具体地，当电动发电机3用作电动机时，控制计算机基于从动力供应单元5供应的电能控制电动发电机3的驱动扭矩和动力产生量。于是，电动发电机3控制在最佳状态以用作电动机。另一方面，当电动发电机3用作发电机时，控制计算机基于电动发电机3产生的电动势将预定的直流电供应至动力供应单元5以给动力供应单元5充电。

电动机控制单元4计数从前述电动机角度传感器3a输出的脉冲信号数目，并且从而将该数目转换成电动发电机3的轴的旋转角度。电动机控制单元4基于曲轴皮带轮50和MG皮带轮58的旋转比将轴的转换旋转角度转化成曲柄角。于是，电动机控制单元4能以基本上3℃A单元的高分辨率检测曲柄角。

电动机控制单元4能检测电动发电机3的轴以正常还是相反方向旋转。也就是，当电动发电机3的轴以正常方向和相反方向旋转时，每个相U、V和W的脉冲信号的输出状态不同。当电动发电机3的轴以正常方向旋转时，根据相差，每个相U、V和W的脉冲信号处于如此的输出状态：首先输出U相的脉冲信号预定时间，然后输出V相的脉冲信号预定时间，然后输出W相的脉冲信号预定时间，并且周期性地重复。相反，当电动发电机3的轴以相反方向旋转时，每个相U、V和W的脉冲信号处于如此的输出状态：脉冲信号与正常旋转的相反。也就是，当电动发电机3的轴以相反方向旋转时，每个预定时间的脉冲信号以W相、V相和U相的顺序周期性地重复。因此，基于它们之间的相差，电动机控制单元4能检测电动发电机3的轴处于正常还是相反方向。

动力供应单元5是蓄电池，比如铅蓄电池或氢镍蓄电池。动力供应单元5放置在车辆10的后部以增大车辆10的空间效率。动力供应单元5可具有，例如，36V的额定电压。动力供应单元5在致动电动发电机3或制动车辆过程中的能量再生时具有高的输入输出特性。具体地，动力供应单元5将电能供应至辅助机、电动发电机3等。供应至电动发电机的电能主要是在车辆10被停止时进行。当车辆10运行或制动时，电动发电机3产生的电动势由电动机控制单元4转换成直流电并且被供应至动力供应单元5。于是，动力供应单元5能被充电。

动力供应电缆6连接在电动发电机3和电动机控制单元4之间，并且还如上所述连接在电动机控制单元4和动力供应单元5之间，并且用作传递直流电和三相交流电的作用。

动力传递系统7主要由扭矩转换器、锁定离合器、传动机构、动力开关机构等构成。尤其它们相配合的结果，动力传递系统7根据运行状态传递或关闭从发动机2或电动发电机3或从车轮8产生的旋转驱动力。而且，动力传递系统7在制动等时将旋转驱动力从车轮8传递至电动发电机3。

车轮8包括用于将旋转驱动力从动力传递系统7传递至路面的轮胎等。在本实施例中，后轮示出为车轮8。

以下，将描述曲柄角传感器90和凸轮角传感器92的例子。

如图3所示，信号转子91(在图2中省略)附着至曲轴46。在信号转子91的外周边部分，提供有相对于作为中心的曲轴46的轴线以相等角度(这里间隔10度)形成的34个齿部(突出部)91a以及宽的无齿部(不具有齿的部分)91b。无齿部91b的长度相当于两个齿91a的长度。曲柄角传感器90提供为与信号转子91的外周边部分相对。当曲轴46被转动时，信号转子的齿部91a和无齿部91b顺序地在曲柄角传感器90附近经过，从而从曲柄角传感器90输出脉冲形式的旋转信号，其包括对应于齿部91a和无齿部91b经过次数的脉冲。

另一方面，三个凸起27a、27b和27c设在进气凸轮轴27的外周边表面上，并以进气凸轮轴27的轴线作为中心以90°(相当于180℃A)的间隔布置。于是，凸起27a和27b在两个端部之间的间隔是180℃(相当于360℃A)。用于检测凸起27a至27c并且输出检测信号的凸轮角传感器92提供为与这些凸起27a至27c相对。当进气凸轮轴27被旋转时，凸起27a至27c经过凸轮角传感器92附近。于是，脉冲形式的检测信号相应于凸起27a至27c的每次通过而从凸轮角传感器92输出。

这里，当发动机2被驱动时从曲柄角传感器90和凸轮角传感器92获得并被输入ECU 70的信号在图4A、4B、4C和4D中示出。图4A示出了根据进气凸轮轴27的旋转而在凸轮角传感器92中产生的电压波形。图4B是通过将图4C的电压波形转换成脉冲形式的凸轮角信号(G2信号)而获得的波形。图4C示出了根据进气凸轮轴27的旋转而在曲柄角传感器90中产生的电压波形。图4D是通过将图4C的电压波形转换成NE信号而获得的电压波形。在这个例子中，在NE信号里，曲轴46每旋转一周(360℃A)，对应于齿部91a的脉冲数是34。在从曲柄角传感器90输出的旋转信号中，在对应于无齿部91b的部分中，由于两个脉冲的缺失，脉冲之间的间隔就很宽。具有宽脉冲间隔的部分的数目是曲轴46每旋转一周(360℃A)有一个。

ECU 70基于来自曲柄角传感器90的NE信号和来自凸轮角传感器92的凸轮角信号检测曲轴46和进气凸轮轴47的旋转状态。ECU 70基于曲轴46和进气凸轮轴47的旋转状态对每个气缸(#1至#4)进行气缸鉴别，并且从这些气缸(#1至#4)中选择应当进入燃料喷射和点火的气缸。

[车辆的操作]

以下将描述如上所述构成的车辆10的操作。车辆10根据各种运行状态(比如停止、起动、正常运行、加速运行、制动等)进行各种操作。

发动机2在车辆10的自动停止(空转停止)期间处于停止状态。当在这种状态下必须驱动辅助机(比如空气压缩机、水泵、动力转向泵等)时，电动发电机3从动力供应单元5接收电能并在不驱动发动机2的情况下驱动这些辅助机。然而，发动机2和电动发电机3由V形皮带和各个皮带轮彼此可旋转地相连接。因此，当电动发电机3的轴被旋转时，旋转驱动力在此状态下被传递到发动机2。因此，为了只是驱动上述辅助机，电磁离合器被操作来切断来自电动发电机3的旋转驱动力以使得发动机2的曲轴没有被转动。这使得能在不驱动发动机2的情况下只是驱动辅助机。

在起动车辆10时，也就是，当驾驶员在车来年国处于空转停止状态下将其脚离开制动踏板时，电动发电机3将转数升高到接近空转数。然后，当驾驶员踏下或压下油门踏板时，电动发电机3旋转发动机的曲轴并自动地重新起动发动机2。在从制动操作过去预定时间时，也就是从驾驶员将其脚离开制动踏板过去预定时间，发动机2也可以自动地重新起动以获得最佳的动力性能。

在正常运行时，车辆10通过来自发动机2的驱动力而运行，这个驱动力如同普通车辆中那样被传递至车轮8。在正常行进期间，如果动力供应单元5的电压很低，来自车轮8的驱动力就传递至电动发电机3并且电动发电机3产生电能。于是，电动发电机3用作发电机，并给动力供应单元5充电以补充动力供应单元5不足的电能(下文中这个操作状态将称为“再生”)。从而，动力供应单元5一直保持在适当的充电状态。

当车辆10处于上坡和加速运行时，除了在前述正常运行期间的状态之外，利用动力供应单元5的电能来驱动电动发电机3，以提供适当的动力性能，并且电动发电机3的旋转驱动力可以给出发动机2的旋转驱动力(下文中这个操作状态将称为“协助”)。这样就允许车辆10在有效利用两个动力源(即发动机2和电动发电机3)的情况下获得高的动力性能。

在减速等情况下制动时，车辆8的驱动力由动力传递系统7和发动机2传递至电动发电机3，并且进行再生。

[发动机控制]

以下将描述车辆10的发动机停止控制。如上所述，车辆10执行空转停止，也就是在车辆10停止时自动停止发动机2。此后，当驾驶员将其脚离开制动踏板时，电动发电机3升高其转数接近发动机2的空转数。然后，当驾驶员踏下或压下油门踏板时，电动发电机3被旋转地驱动，并且旋转驱动力自动地重新起动发动机2。在这种情况下，为了在发动机2自动起动时平稳地起动车辆10的运行，在空转停止时曲柄角被控制为停止在发动机2内最佳的曲柄角停止位置。在下述例子中，通过有效地利用在停止车辆时发动机2的惯性能量而进行准确的停止控制。

(第一实施例)

以下将描述用于将曲柄角控制为最佳曲柄角停止位置的方法。最佳曲柄角停止位置假定为曲柄角的停止位置，其使得在重新起动气缸内处于压缩冲程的发动机2时很容易越过压缩冲程的上死点。例如，对于本例中的四气缸发动机，如果曲柄角停止位置处于90℃A至120℃A的曲柄角范围内，则是最佳的。

总之，在车辆10的一般停止控制方法中，ECU 70在距离空转状态的预定定时之时进行发动机2的燃料切断，并且发动机此后具有的惯性能量自动地停止发动机2。然而，发动机2具有的惯性能量根据燃料切断时发动机转数而每次不同，并且曲柄角停止位置相应地每次都不同。为此，对于车辆10的一般停止控制方法，很难控制曲柄角在最佳曲柄角停止位置处停止，并且下一个发动机起动负荷根据车辆实际停止的曲柄角停止位置而变大。因此，对于电动发电机3具有的输出扭矩，发动机2的曲轴不能被转动，并且发动机2自动重新起动失败的可能性变高。

因此，在本例中，发动机转数在燃料切断之后的预定定时之时保持恒定，从而使发动机2具有的惯性能量在该时间点也恒定。此后，利用发动机2在该时间点具有的惯性能量来停止发动机2的旋转。这样，就能可靠地控制曲柄角每次都停止在最佳曲柄角停止位置。

特别地，在这个实施例中，电动发电机3被用来使发动机转数恒定。也就是，来自电动发电机3的旋转驱动力在燃料切断之后的预定定时之时赋予曲轴(下文中称为“电动回转”)，从而使发动机2具有的惯性能量恒定。因而，停止发动机时的曲柄角被控制为停止在最佳曲柄角停止位置。当曲柄角处于最佳曲柄角停止位置时，就能最小化起动发动机时的发动机起动负荷，并且能有效地防止发动机2自动重新起动的故障。

利用电动发电机3在停止发动机时控制发动机转数的方式在图5中示出。在图5中，波形100表示根据本实施例的发动机停止控制的发动机转数的变化。波形101表示发动机停止控制中的燃料切断信号，并且燃料切断时在燃料切断信号处于H级(H-level)时进行。波形102表示电动发电机3的驱动信号(MG驱动信号)，并且电动发电机3在MG驱动信号处于H级的阶段期间被驱动。

如果假定驾驶员在时刻t0将其脚离开油门踏板，发动机2的转数在时刻t0之后就基本上变为空转转数NE1。如果假定驾驶员在时刻t1压下刹车踏板，ECU 70在该时刻点将燃料切断信号设置为H级，并且发出燃料切断的指令。当在时刻t1进行燃料切断时，发动机2的转数逐渐降低。当ECU 70检测到发动机转速降低到预定的电动机设置转速NE2(时刻t2)时，ECU 70将MG驱动信号设置为H级、驱动电动发电机3、并借助于电动发电机3驱动发动机2。

电动发电机3在预定的电动机设置转数NE2驱动发动机2预定时间(时刻t2至t3)，并且当预定时间过去时，ECU 70停止电动发电机3(时刻t3)。当电动发电机3的驱动力在时刻t3取消时，发动机2只是被发动机2在该时刻点(即时刻t3)所具有的惯性能量所旋转，并且因此发动机转数逐渐降低，并且发动机2在时刻t4附近停止。

这样，在本实施例中，发动机2的驱动在停止发动机时被暂时地切换都被电动发电机3驱动，并且在发动机2被保持在预定转数NE2之后，取消发动机的驱动力。发动机2在取消驱动力时刻所具有的惯性能量主要由该时刻点的发动机转数所决定。因此，通过在发动机转数被保持在预定的发动机转数NE2时取消驱动力，发动机2每次具有相同的惯性能量，并以相同的方式停止。

以下将描述如上所述在预定的发动机转数NE2时取消驱动力之后直到发动机停止时发动机的活动。图6示出了在取消发动机2的驱动力之后发动机2的曲柄角的位移。在图6中，竖轴表示预定气缸的曲柄角的位移(℃A)。应当说明的是，“预定气缸”是当曲柄角从0℃A至180℃A位移时处于压缩冲程的气缸，例如3#气缸。横轴表示时间(秒)。

具体地，竖轴示出了当相应于预定气缸的活塞从压缩冲程移动至膨胀冲程时曲柄角的位移(℃A)，并且示出了从下死点(0℃A)到上死点(180℃A)每30℃A的曲柄角位移。同时，横轴示出了从电动回转停止时刻(0(秒))直到预定气缸的曲柄角被控制在最佳曲柄角停止位置停止所过去的时间(0.6(秒))，以0.1(秒)为间隔。

以下将描述图6中的曲线图。在图6中，示出了两种曲线。它们是对于由电动发动机3停止驱动(电动回转)时发动机转数较高时的曲线110以及对于其较低时的曲线112。也就是，在从0秒至0.1秒的时间期间，具有大斜率的曲线110示出了当停止电动回转时发动机转数较高时曲柄角的位移，并且具有小斜率的曲线112示出了当停止电动回转时发动机转数较低时曲柄角的位移。

首先，从0秒到0.1秒附近，示出了在压缩冲程中对应于预定气缸的活塞从下死点升高至上死点。仅仅过去0.1秒之后对应于预定气缸的活塞就升高到压缩冲程的上死点附近。此时，发动机2的曲轴46以正常方向旋转。

此后，对应于预定气缸的活塞不能越过压缩冲程的上死点(180℃A)，并且发动机2的曲轴在相反方向上旋转直到达到0.3秒附近。这是由于以下原因。作为对应于预定气缸的活塞达到压缩冲程的上死点的结果，气缸内的容积逐渐变小，并且压力变大。与此成比例地，气缸内将活塞推回的压缩反作用力变大。于是，在压缩冲程的上死点附近，气缸内的压缩反作用力最大，并且因此发动机在该时间点具有的惯性能量不能超过压缩反作用力。因而，对应于预定气缸的活塞被推回至压缩冲程的下死点侧。因而，对应于预定气缸的活塞不能越过压缩冲程的上死点，并且发动机2的曲轴以相反方向被旋转。

此后，对应于预定气缸的活塞移动至压缩冲程的下死点，并且发动机2的曲轴46再次在0.3秒附近相反地旋转。也就是，发动机2的曲轴以正常方向被旋转。这是由于以下原因。也就是，此时，对应于预定气缸的活塞降低至压缩冲程的下死点。在压缩冲程中，进气和排气阀都处于闭合状态，并且因此，随着活塞降低至压缩冲程的下死点，气缸内的容积逐渐变大。因此，在气缸内形成负压力，并且这个负压力逐渐变大。于是，对应于预定气缸的活塞再次被负压力所引起的反作用力118在上死点的方向上返回。于是，发动机2的曲轴再次以正常方向被旋转。

此后，发动机2具有的惯性能量从0.3秒附近逐渐降低，并且在过去0.6秒之后发动机2停止。于是，曲柄角停止位置收敛在90℃A至120℃A的范围内。如果曲柄角停止位置最终收敛在约90℃A至120℃A的曲柄角范围内，认为曲柄角被控制为停止在最佳曲柄角停止位置，并且停止控制是成功的。

如上所述，停止电动回转时发电机转数实现被预设在适当的范围内，其中发动机在停止电动回转之后显示上述活动。发动机转数的适当范围的上限是发动机的预定气缸不能通过发动机2在该发动机转数时的惯性能量越过下一个上死点处的发动机转数。这是因为当停止电动回转时发动机转数高于适当范围时，在停止电动回转之后预定气缸会越过下一个上死点，并且最终不会停止在最佳曲柄角停止位置，如图6所示。另一方面，发动机转数的适当范围的下限是，当电动回转在该发动机转数处被停止时，由压缩反作用力116在相反方向旋转的曲柄角能被气缸内的负压由于反作用力118而再次转到至正常方向时的发动机转数。如果在停止电动回转时发动机转数低于发动机转数的下限，由压缩反作用力116在相反方向旋转的发动机不能再次转到正常方向，并且最终发动机不能停止在最佳曲柄角停止位置的范围内停止。

如上所述，理解为，如果当电动回转被终止时发动机转数处于适当范围内(例如，在约300rpm至500rpm的恒定范围内)，那么曲柄角由发动机2的惯性能量停止在最佳曲柄角停止位置。因而，在本实施例中，在恒定空转状态下(例如约1400rpm)在预定定时进行燃料切断之后，ECU 70通过在预定定时进行电动回转而每次都保持发动机转数为恒定。这里，电动回转的进行时间是在停止电动回转之后保持发动机2惯性能量恒定的时间，即直到由电动回转进行的发动机转数在发动机的预定转数NE2时变得恒定所需的时间。例如，进行时间可以是其中发动机2的曲轴旋转两次的时间。

在停止电动回转之后，发动机2的恒定惯性能量被有效地利用来停止发动机。也就是，由发动机2的惯性能量操纵的对应于预定气缸的活塞首先接收出现在压缩冲程的下死点处的压缩反作用力116，并且然后接收出现在压缩冲程的反作用力(由负压力作用的反作用力)118。从而，发动机2的惯性能量被有效地消耗，并且曲柄角能被控制为处于最佳曲柄角停止位置。

应当说明的是，当发动机转数在停止电动回转之后在适当的范围内很高时，通过相应于预定气缸的活塞达到压缩行程的上死点而接收的压缩反作用力116变大，如同从图6中能理解到的。然而，由于负压力而在压缩行程中的气缸内的反作用力118变小。从而，通过相对彼此操作这些正常和相反作用力，就能有效地吸收发动机的惯性能量。

另一方面，当在停止电动回转之后发动机转数在适当的范围内很低时，通过相应于预定气缸的活塞达到压缩行程的上死点而接收的压缩反作用力116变小，如同从图6中能理解到的。然而，由于通过负压力而将活塞带到上死点侧的反作用力118变大。从而，通过相对彼此操作这些正常和相反作用力，就能有效地吸收发动机的惯性能量。

也就是，当首先接收的反作用力(压缩反作用力)116很大时，随后接收的反作用力(由负压力导致出现的反作用力)118就很小。另一方面，当首先接收的反作用力(压缩反作用力)116很小时，随后接收的反作用力(由负压力导致出现的反作用力)118就很大。根据实施例，如果在停止电动回转之后发动机转数处于适当的范围内(即使转数在该范围内很高或很低)，通过相对彼此操作压缩反作用力和由于负压力导致出现的反作用力，发动机2的惯性能量能彼此抵消。因此，曲柄角能被迅速可靠地控制到最佳曲柄角停止位置。当曲柄角能被控制到最佳曲柄角停止位置时，电动发电机3能通过最小的输出扭矩(起动负荷)进行发动机2的自动重新起动。从而，能改进发电机2的起动性能。

以下将结合图7解释根据这个实施例的发动机停止控制的流程。图7是根据第一实施例的发动机停止控制的流程图。应当说明的是，以下所述的发动机停止控制由检测如图2所示的各种传感器的输出信号的ECU 70进行。

首先，ECU 70基于油门开口传感器76的检测信号判断油门是否关闭(步骤S1)。当油门关闭时，发电机转数变为空转转数，如图5中时刻t0至t1所示。然后，ECU 70基于制动开关78的输出判断制动器是否打开(步骤S2)。当制动器打开时，ECU 70进行燃料切断(步骤S3)，并且发动机转数如图5中时刻t1至t2所示那样下降。

当发动机转数下降时，ECU 70基于发动机转数传感器80的输出监视发动机转数NE，并判断是否发动机转数NE达到预定的电动机设定转数NE2(步骤S4)。当发动机转数NE达到电动机预定转数NE2时，ECU 70如图5所示将发动机的驱动力切换到电动发电机3，并起动电动回转(步骤S5)。ECU 70持续电动回转预定时间(步骤S6)。在持续电动回转预定时间之后，这个时间等于图5中从t2至t3，停止电动回转(步骤S7)。当电动回转停止时，发动机在该时刻通过相应于发动机转数的惯性能量而转动。如上所解释，通过气缸内的压缩反作用力和负压力的反作用力，旋转的反向出现两次，并且最终发动机停止在最佳曲柄角停止位置。

优选地，步骤S7的电动回转在预定的气缸达到上死点时或在预定的气缸经过上死点之后的时刻停止。这是因为，当电动回转在上死点之前停止时，有可能曲轴的旋转被锁定在该位置。

(第一应用实例)

以下将给出对于根据这个实施例的发动机停止控制的应用实例的描述。在这个实施例中，当发动机转数NE达到电动机设定转数NE2时，执行电动回转预定的时间，以使得当电动回转停止时发动机转数NE变为预定的电动机设定转数NE2。然而，电动发电机3的输出可能会由于动力供应单元(电池)的损耗而变小，并且发动机转数在停止电动回转时可能会低于电动机设定转数NE2。当发动机转数低于电动机设定转数NE2时，发动机不能停止在最佳曲柄角停止位置，因为不能获得计划的惯性能量。因此，在那种情况下，通过驱动电动发电机3增加修正扭矩，甚至是在通常的电动回转停止定时之后。从而，就可以对由于降低的发动机转数所导致不足够的惯性能量进行补充并且发动机停止在最佳曲柄角停止位置。

具体地，有两种增加修正扭矩的方法。图8中的流程图示出了第一种方法。在图8中，步骤S1至S6与图7中的发电机停止控制相同。在电动回转在步骤S5和S6执行预定时间之后，ECU 70判断发动机转数NE是否低于电动机设定转数NE2(步骤S10)，当其较低时，电动回转并不立即停止并且通过电动发动机3增加修正扭矩(步骤S11)。在这种情况下，电动发动机3以能获得需要的修正扭矩的发动机转数被驱动。在发动机转数NE达到电动机设定转数NE2的状况下，停止电动回转(步骤S12)。

图9中的流程图示出了第二种方法。在图9中，步骤S1至S7与图7中的发电机停止控制相同。在步骤S7停止电动回转之后，ECU 70检测电动回转将被停止处的上死点处的曲柄角，并判断曲柄角是否低于预定值(例如140℃A)(步骤S15)，当曲柄角低于电动回转将被停止处的上死点时，曲柄角在气缸下一个上死点处并不处于如图6所示的适当范围内。因此，判断发动机不能停止在最佳曲柄角停止位置，并通过电动发电机3增加修正扭矩(步骤S16)。

如上所解释，根据第一应用实例，如果发动机转数在停止电动回转之后低于电动机设定转数，通过电动发电机3增加修正扭矩以可靠的执行停止控制。

(第二应用实例)

第二应用实例涉及根据上述第一实施例在发动机停止控制期间要求起动发动机时的过程。应当说明的时，例如，当驾驶员释放制动器，或当从制动操作过去预定时间之后，或当油门起动时等，在空转停止期间要求重新起动发动机。

首先，参考图7的流程图，当在发动机停止控制中的燃料切断期间要求起动发动机时，ECU 70可取消燃料切断并重新起动燃料喷射。在这种情况下，如果发动机转数低于预定的发动机转数，优选地通过电动发电机3进行驱动力的协助以改进起动性能。

然后，当在发动机停止控制中的电动回转(步骤S5)期间要求起动发动机时，ECU 70可重新起动燃料喷射并持续进行电动回转以保持发动机转数，并将驱动源从电动发电机3切换至发动机2。

另一方面，当在停止电动回转之后要求起动发动机时，优选地，在通过如计划那样进行停止控制以使发动机一次停止在最佳曲柄角停止位置之后进行重新起动。这是因为可能会发生不确定的因素。不确定因素的一个例子是，如果在停止电动回转之后通过利用电动发电机进行控制，发动机停止在最佳曲柄角停止位置之外的位置处，并且下次重新起动需要大的扭矩。

如上所述，在第二应用实例中，当在发动机停止控制期间要求起动发动机时，如果相应于发动机停止控制阶段进行适当的处理，可以迅速可靠的响应于发动机起动要求。

在要求起动发动机时，甚至在电动回转期间也可以重新起动燃料喷射，因为不再需要发动机停止控制。相反地，优选地，在发动机停止控制期间抑制燃料喷射，除非要求了发动机起动。其原因如下。如果甚至在发动机停止控制持续时进行燃料喷射，由于通过爆发能量所引起发动机转速的增加，很难控制发动机转数。因此，很难保持发动机转数恒定，即在停止电动回转时保持发动机惯性能量恒定。

(第三应用实例)

第三应用实例涉及下述情况中的一种过程，其中即使进行上述发动机停止控制，发动机的惯性能量在停止电动回转之后会变得比预期的大，并且预期发动机的位置越过通常不能通过压缩反作用力越过的上死点。根据第一实施例的发动机停止控制，通过在利用电动回转转动发动机的转数保持为预定电动机设定转数之后停止电动回转，发动机一直由相同的惯性能量停止。在停止电动回转之后，如参照图6所解释的，曲柄角不能越过下一个上死点，并且曲柄角最终由反作用力停止在预定的最佳曲柄角停止位置。

然而，在停止电动回转之后，如果期望通过比预期的大的发动机惯性能量使曲柄角越过下一个下死点，由于某一原因，利用电动发电机3在相反旋转方向上通过驱动发动机进行制动操作。从而，能通过降低惯性能量使发动机停止在计划的最佳曲柄角停止位置。另一方面，如果仍然期望不管进行上述制动操作，曲柄角越过下一个上死点，曲轴在正常旋转方向上的旋转由电动发电机3协助来越过下一个上死点。此后，发动机停止控制可以从电动回转步骤重新进行。

ECU 70能基于发动机转数的数值、曲柄角的变化、变速范围、油和水温度、进气管内的负压力等判断曲柄角是否越过下一个上死点。例如，当发动机转数高于计划时，或者曲柄角的变化太大时，其能判断曲柄角很可能可以越过下一个上死点。

图10示出了根据这个应用实例的发动机停止控制的流程图。在图10中，直到电动回转停止的步骤S1至S7与图7所示第一实施例的过程相同。在停止电动回转之后，ECU 70基于检测结果(比如上述发动机转数)判断是否曲柄角越过下一个上死点(步骤S20)。如果判断曲柄角越过下一个上死点，ECU 70通过电动发电机3进行制动操作，并且再次判断是否曲柄角仍越过下一个上死点(步骤S22)。如果判断即使在制动操作之后曲柄角仍能越过下一个上死点，ECU 70通过电动发电机3在正常方向上进行协助，并且返回至步骤S5以从电动回转再次尝试这个过程。

如上所述，在这个实例中，当如计划进行发动机停止控制时，如果判断曲柄角由于一定原因越过下一个上死点，通过利用电动发动机3进行制动操作和辅助操作等能改进停止位置控制的可靠性。

(第四应用实例)

第四应用实例是将上述发动机停止控制中的空转转数考虑在内的过程。在上述发动机停止控制中，当使油门关闭时，发动机转数变为空转转数NE1，如图5所示。这里，ECU 70检查空转转数NE1，并且当空转转数NE1大于预定转数(例如，指定为NE3)时不进行发动机停止控制。具体地，当空转转数NE1大于发动机转数NE3时，ECU70不将燃料切断信号(发动机停止允许信号)设置到H级，并且不进行燃料切断。其原因如下。当空转转数NE1太高时，由于从燃料切断直到发动机停止的时间段变得更长，进气管内的负压力几乎等于大气压力，并且负压力不足。于是，通过电动发电机3的电动回转的负荷增加，发动机转数的控制变得不稳定，并且最终有可能发动机不停止在最佳位置。因此，ECU 70检测空转转数NE1，并且当空转转数大于预定的发动机转数NE3时不会输出燃料切断信号，以避免上述停止控制的失败。

另一方面，当检测的空转转数小于预定值(例如，指定为NE4)时，ECU 70增加用于喷射的燃料而不立即进行燃料切断，从而增加发动机转数，即使起动了制动。然后，当发动机转数变得大于预定值NE4时，ECU 70输出燃料切断信号，并进行燃料切断，并且之后进行发动机停止控制。如果当油门关闭时空转转数太低，进气管内的负压力在停止发动机时刻附近仍然很大。于是，压缩反作用变小，可以预期很难用惯性能量使发动机停止在最佳位置。因此，当空转转数小于预定值NE4时，首先，通过增加燃料喷射量使发动机转数增加至预定值NE4，并且随后停止电动回转以进行发动机停止控制。

结合图11中的流程图解释上述过程。在图11中，步骤S1至S7基本上与图7所示第一实施例的基本发动机停止控制的过程相同。在图11中，在于步骤S2中起动制动之后，ECU 70检测发动机转数(空转转数)(步骤S2-1)，并判断检测数值适当、或大于预定值NE3或小于预定值NE4(步骤S-2)。当检测数值适当时，过程转到步骤S3，并且进行燃料切断以继续发动机停止控制。另一方面，当空转转数过高时，也就是高于预定值NE3时，过程转到步骤S-1以等待空转转数降低，或取消发动机停止控制本身(步骤S2-4)。即使取消了发动机停止控制，其也只是意味着不进行车辆的空转停止，并且没有特别的问题。当空转转数低于预定值NE4时，ECU 70增加燃料喷射量(步骤S2-3)，并将发动机转数增加到适当的数值。此后，进行燃料切断(步骤S3)。

如上所解释的，在第四应用实例中，当空转转数在油门关闭之后太高和太低时能增大成功地进行发动机停止控制的可能性。

(第五应用实例)

第五应用实例基于根据第一实施例的发动机停止控制并用来在电动回转期间通过统一遭受燃料切断的气缸而缩短电动发动机的激励时间。具体地，在进行第一预定数值的发动机停止控制时，遭受燃料切断的气缸是随机确定的，并且通过对确定的气缸进行燃料切断来执行根据第一实施例的发动机停止控制。此时，对每个气缸记录电动发动机的实际激励时间。在进行预定数值的发动机停止控制之后，根据直到那时的记录，对具有发电机的最短激励时间的气缸进行燃料切断。

因而，如果在发动机2中的多个气缸之中由特定的气缸进行燃料切断，能使电动发电机的激励时间最短。

应当说明的是，遭受燃料切断的气缸不仅能通过上述电动机激励时间来确定，也能通过将空转转数、变速范围、过去的停止位置、由空气压力所引起的气缸压力估计结果、油和水温度等考虑在内来确定。

(第二实施例)

以下将描述本发明的第二实施例。在上述第一实施例中，在空转停止时，在进行发动机的燃料切断之后通过电动回转将发动机转数保持在预定范围内。然后，停止电动回转，并且发动机被惯性能量控制在最佳停止位置。

相反，在第二实施例中，预设石发动机停止在最佳停止位置时发动机理想转数的转变。在燃料切断之后，在监视发动机转数的同时，随着所出现的要求将发动机的实际转数控制为遵循发动机的理想转数，通过电动发动机进行制动和辅助操作。

图12示出了根据第二实施例在发动机停止控制期间发动机转数的转变实例。在图12的发动机转数曲线中，实线120表示本实施例中发动机转数的理想转变，虚线130发动机转数的实际转变。在本实施例中，由电动发电机进行协助/制动操作以使得发动机的实际转数遵从发动机转数的理想转变线120。应当说明的是，“协助”是通过电动发电机在发动机的正常旋转方向上给出驱动力，“制动”是通过电动发电机在发动机的相反旋转方向上给出驱动力。

在图12中，在时刻t0关闭车辆的油门，在时刻t1起动制动，并且ECU 70进行燃料切断。尽管发动机转数在燃料切断之后自动地降低，但是ECU 70通过持续地监视发动机转数来判断发动机转数是否处于发动机转数的理想转变线120上。当发动机的实际转数偏离发动机转数的理想转变线120时，ECU 70通过驱动电动发电机3进行协助或制动操作以通过增大或降低发动机的实际转数使之遵循发动机转数的理想转变线120。最后，通过在发动机的预定转数处移除通过电动发电机3产生的驱动力，通过利用惯性能量使发动机停止在最佳曲柄角停止位置。

根据该方法，如果预设发动机转数的理想转变线以使得发动机极有可能能停止在最佳曲柄角停止位置，并且通过电动发电机的协助/制动操作使发动机的实际转数被控制为遵循该转变线，能稳定地进行发动机停止控制。由于发动机转数由电动发电机实时地控制，能实现稳定的发动机停止控制，即使发动机转数由于一定的临时原因而不稳定。

图13示出了根据第二实施例的发动机停止控制的流程图。在图13中，步骤S51至S53与图7所示第一实施例的发动机停止控制的步骤S1至S3相同。在进行燃料切断时，ECU 70检测发动机转数，并将发动机转数与由发动机转数的理想转变线120所设定的发动机理想转数相比较(步骤S54)。当发动机的实际转数低于发动机理想转数时，通过电动发电机3进行辅助操作(步骤S55)。当发动机的实际转数高于发动机理想转数时，通过电动发电机3进行制动操作(步骤S56)。当发动机的实际转数适当时，不进行由电动发电机3进行的驱动。这样，发动机的实际转数被控制为遵循发动机转数的理想转变线120，并且当发动机转数达到预定的发动机转数时(步骤S57：是)，停止电动回转(步骤S58)。此后，发动机由发动机的惯性能量停止在最佳曲柄角停止位置。

(第三实施例)

第三实施例基于发动机停止控制并且通过取消尽可能多的能量负荷来改进控制准确度。这个实施例能应用于第一和第二实施例。

如果在根据本发明进行发动机停止控制时发动机负荷，比如辅助机等，很大，通过空转停止得到的燃料消耗改进作用就变低，因为用于控制发动机转数的能量很大。而且，如果存在着任何发动机负荷，那么发动机转数就会根据负荷的变化而变化。于是，发动机转数的控制就不稳定，并且最后发动机停止控制失败的可能性就会变得较高。因此，在本实施例中，在开始发动机停止控制时，使发动机负荷尽可能地小。

“发动机负荷”包括各种负荷，例如空调、电动转向、前灯等。也就是，随着减小发动机负荷的过程，例如，抑制发电机所产生的动力、关闭前灯和抑制空调运行都包括在内。座位影响发动机转数的因素，设在发动机中用于调节空转转数的控制阀(称作“ISC”)的打开/关闭控制、和电子节流控制也包括在发动机负荷中。

如上所述，通过在进行发动机停止控制时使发动机负荷尽可能地小，能高准确度地控制发动机转数，并且能更可靠地进行发动机停止控制。而且，能降低控制发动机转数所需的能量。具体地，在第一实施例中，通过使发动机负荷很小，能改进通过电动回转控制发动机转数的准确度。在第二实施例中，通过驱动电动发电机能改进使发动机实际转数遵循发动机转数的理想转变线的准确度。

图14示出了本实施例应用于第一实施例的情况下的过程流程图的实例。图14中的步骤S1至S7与图7所示的第一实施例的发动机停止控制相同，并且本实施例与第一实施例的不同之处只是在于插入了步骤S2-6。也就是，当在步骤S2检测制动操作时，ECU 70进行用于减小发动机负荷的上述过程(步骤S2-6)，并且通过进行燃料切断控制发动机转数。从而，能高准确度地进行发动机转数的控制。

应当说明的是，当本实施例应用于第二实施例时，图14中所示的步骤S2-6的过程也可以添加在图13的步骤S52之后。

尽管在上述实例中燃料切断是在制动操作时进行，也可以在其它定时进行发动机停止控制中的燃料切断。

如上所解释的，根据本发明的发动机停止控制，通过在空转停止时间用电动发动机控制发动机转数，发动机通过利用发动机的惯性能量而停止在最佳曲柄角停止位置。因此，能改进发动机停止控制的准确度，并且也减小了停止控制所需的能量。

[发动机停止和起动控制]

以下将描述根据本发明的发动机停止和起动控制。本发明的发动机停止和起动控制使得能进行发动机的提前点火起动。

根据前述发动机停止控制，可以估计，在发动机实际停止之前，在发动机停止时每个气缸停止在哪个冲程。如图5所示，在上述发动机停止控制中，在燃料切断之后提供预定的电动回转时期以将发动机2的转数保持在预定的转数，从而使发动机2所具有的惯性能量在该时间点处保持恒定，并且此后结束电动回转以移除发动机2的驱动力从而停止发动机2。因此，在结束电动回转之后发动机2转动多少次取决于结束电动回转时发动机2所具有的惯性能量，也就是由电动回转所保持的发动机转数、电动回转时期等。相反地，由于在电动回转期间转数保持恒定，在结束电动回转之后，发动机(即曲轴)停止之前发动机旋转的次数就一直变得恒定。

因此，如果利用前述凸轮角传感器92等通过气缸识别检测到起动电动回转时每个气缸属于哪个冲程，就能估计在电动回转进行预定的电动回转时期之后发动机最终停止时每个气缸处于哪个冲程。例如，如果在结束电动回转时的惯性能量，即结束电动回转时的发动机转数被确定为使得，例如，在结束电动回转时处于特定冲程的某一气缸能越过下一个压缩上死点，但是不能越过第二压缩上死点，那么当发动机2停止时该气缸就处于压缩冲程。从电动回转时期就能得知在电动回转时期发动机2旋转多少次。因此，基于电动回转停止时或电动回转起动时每个气缸的冲程信息以及表示在结束电动回转之后发动机2被惯性能量转动多少次的信息，ECU 70能估计，在进行发动机停止控制期间，发动机停止时每个气缸处于哪个冲程。在以后将描述的本发明的发动机2的停止和起动控制中，通过利用估计结果在发动机停止之前将空气-燃料混合物引入和密封在被估计为在发动机停止之后处于特定冲程的气缸内。

以下，将描述根据本发明的提前点火起动的发动机的停止和起动控制。

(第四实施例)

第四实施例是，在前述最佳曲柄角停止位置进行发动机停止控制时通过事先对估计为在发动机停止时停止在压缩冲程的气缸进行燃料喷射以将混合物密封在燃烧室中，以及通过在发动机起动时除了利用电动发电机摇动之外还点火混合物，进行发动机2的提前点火起动。

首先，将解释本实施例的基本原理。在第一种方法中，例如，在发动机停止(比如空转停止)时，进行前述的发动机停止控制并且估计每个气缸在发动机停止时处于哪个冲程。因而，确定了估计为当发动机停止时处于压缩冲程的气缸。通过前述方法，能估计出发动机停止时每个气缸处于哪个冲程。

在第一方法中的口喷型发动机中，由于在发动机停止期间处于压缩冲程的气缸内，进气和排气阀通常都处于闭合状态，和所谓的直喷型发动机不同，混合物在发动机停止后不能被引入气缸的燃烧室。因此，为了在发动机停止时将混合物引入并密封在估计将处于压缩冲程的气缸(下文中也称作“停止时压缩冲程气缸”)的燃烧室内，在气缸的进气冲程时事先进行燃料喷射是必要的。因此，当例如#3气缸被估计为在发动机停止时处于压缩冲程时，ECU 70在压缩冲程之前的进气冲程进行气缸的燃料喷射，并实现将混合物密封在燃烧室内。在进行这种燃料喷射的时间点，发动机并未停止，并且处于进气冲程的气缸的燃烧室内部处于负压力之下。因此，包含喷射入进气口的燃料的混合物能被可靠地引入燃烧室。于是，完成了发动机停止控制，并且当发动机停止时，混合物被密封在停止时压缩冲程气缸(本例中为#3气缸)的燃烧室内。

在发动机起动时，ECU 70通过电动发电机3进行摇动，并且点火停止时压缩冲程气缸(#3气缸)以产生爆发能量从而旋转曲轴，由此能进行发动机2的提前起动。

因而密封在停止时压缩冲程气缸内的混合物在发动机停止时基于发动机停止控制期间的A/F传感器输出具有有利的空气-燃料比，即在发动机停止之前。而且，如同在前述发动机停止控制的描述中所述，由于发动机的旋转在发动机被停止之前通过利用惯性能量而被立即反向，密封的混合物就会通过活塞在燃烧室内受到重复的压缩和膨胀，并且处于空气和燃料被很好地混合的状态。而且，在发动机停止之后发动机仍处于加热了的状态，并且因此混合物通过从气缸接收热而在燃烧室内产生对流，这促进了空气和燃料的混合。因为这些原因，雾化的均匀混合物保持在燃烧室内，并且混合物处于易于点火的状态。因此，在发动机起动时混合物通过点火而被平稳地燃烧，并且能实现发动机的提前起动。

以下将结合图15至18详细解释第四实施例。首先，将给出依照本发明根据发动机起动和停止控制的第四实施例用于提前点火起动的停止控制方法的描述。图15示出了根据本实施例的停止控制的实例，图16是其流程图。

图15是示出每个气缸恰好在发动机停止之前状态的冲程图，以及相应于冲程图的时间图。在图15中，停止时压缩冲程气缸假定为#3气缸。在第一种方法种，描述了四气缸发动机的实例，但是本发明的应用并不限于此。发动机2的点火顺序是，例如，#1气缸-#3气缸-#4气缸-#2气缸，但是本发明的应用并不限于此。

这里的发动机停止控制基本上与上述结合图5和图6的解释相同。也就是，在驾驶员释放油门之后，在制动时(时刻t1)打开燃料切断信号，并进行燃料切断。于是，通常在时刻t1之后并不进行燃料切断。此后，当发动机转数降低到预定值时，在时刻t2打开MG驱动信号，并起动电动回转。在过去预定时间之后，在时刻t3结束电动回转，并且此后发动机显示了突入6所示的活动并在t4时刻停止。发动机停止之处的位置在图15种由虚线示出为实际的停止位置。

在发动机停止状态，作为停止时压缩冲程气缸的#3气缸处于压缩冲程。ECU 70已经在发动机停止控制期间估计到这个，例如，在起动电动回转时。ECU 70在恰好处于发动机停止之前的进气冲程对作为停止时压缩冲程气缸的#3气缸进行燃料喷射(参加箭头210)。也就是，如同结合燃料切断信号已知的，尽管燃料切断不是通常那样在燃料切断信号的等级变化之后进行，燃料切断被暂时中断并且燃料只是在停止时压缩冲程气缸属于恰好在发动机停止之前的进气冲程之时才被例外地喷射(时刻t5至t6)，以将混合物引入并密封在停止时压缩冲程气缸内。于是，混合物被密封在当发动机停止时处于压缩冲程的#3气缸内。在t4时刻在发动机附近，ECU 70打开点火切断信号，并在所有气缸内停止点火。

以下将结合图16解释以这样的方式在发动机停止之后进行的起动控制。图16是示出发动机停止控制之后的发动机2的起动控制的一个例子的冲程图。图16所示的实际停止位置与图15所示的实际停止位置相同。

如图8所示，#4气缸在实际停止位置处处于进气冲程。因此，为了进行发动机2的提前起动，ECU 70在建立发动机起动条件时关闭燃料切断信号，并将燃料喷射通过EFI进入处于进气冲程的#4气缸的燃烧室(参见箭头220)。

在实际停止位置，#3气缸如上所述处于压缩冲程，并且混合物密封在#3气缸的燃烧室内。因此，ECU 70点火密封在#3气缸的燃烧室内的混合物以转动曲轴(参见箭头221)。具体地，ECU 70在建立发动机起动条件时将点火切断信号从打开转到关闭，并在#3气缸达到压缩上死点时将点火指令信号传递给点火器。通过这样，ECU 70通过此时所产生的燃烧压力转动曲轴。此后，如通常那样进行燃料喷射和点火。

如上所述，根据第四实施例，在发动机起动时刻，在发动机停止时刻被密封在停止时压缩冲程气缸内的混合物被燃烧以产生爆发能量从而驱动曲轴，除了通过电动发电机的摇动之外。因而，实现了发动机2的提前起始爆发，并且发动机能被快速地起动。

以下，将结合图17将是根据第四实施例的停止控制的流程图。ECU 70基本上基于来自各个传感器的输出信号进行控制。

按顺序，在步骤71，ECU 70通过监视制动踏板的输出信号状态来判断是否满足了发动机停止条件以及是否发动机转数等于作为判定标准的预定发动机转数。具体地，当与制动踏板互锁的制动开关处于打开状态并且发动机转数处于发动机转数预定范围(例如约0rpm)之内时，ECU 70基于来自对这些状态进行检测的传感器的输出信号判断满足了发动机停止条件(步骤S71：是)。从而，过程转到步骤S72。另一方面，当制动开关处于关闭状态并且发动机转数不处于发动机转数预定范围(例如约0rpm)之内时，ECU 70基于来自对这些状态进行检测的传感器的输出信号判断没有满足发动机停止条件(步骤S71：否)。因此，直到满足发动机停止条件，否则过程不会转到步骤S72。

接着，在步骤S72，ECU 70对每个气缸进行燃料切断。在步骤S73，ECU 70通过将发动机转数与预定的发动机转数相比较来判断是否有可能起动电动回转。当发动机转数变得小于预定的发动机转数时，过程转到步骤S74，ECU 70经由电动机控制单元4驱动电动发电机3以起动电动回转(步骤S73：是)。具体地，ECU 70将相应于预定电动回转进行时间的指令信号发动至电动机控制单元4，并且电动机控制单元4基于指令信号控制电动发电机3。从而，电动回转进行预定的时间段。另一方面，当发动机转数大于预定的发动机转数时，过程不转到步骤S74，直到发动机转数变得小于预定的发动机转数(步骤S73：否)。

接着，在步骤S75，如上所述，ECU 70基于起动电动回转的时刻和上述预定的电动回转进行时期的气缸判断信号估计停止时压缩冲程气缸。应当说明的是，在本实施例中，ECU 70估计#3气缸将是停止时压缩冲程气缸。此后，为了在处于恰好发动机停止之前的发动机进气冲程进行燃料喷射，ECU 70持续地基于来自凸轮角传感器92的输出信号检测#3气缸处于哪个冲程。在步骤S76，ECU 70判断是否停止时压缩冲程气缸(即#3气缸)处于进气冲程。当#3气缸处于进气冲程时，过程转到步骤S77(步骤S76：是)。另一方面，当#3气缸并不处于进气冲程时，过程不会转到步骤S77直到#3气缸达到进气冲程(步骤S76：否)。

接着，在步骤77，ECU 70由EFI向停止时压缩冲程气缸的燃烧室(即处于进气冲程的#3气缸的燃烧室)进行预定量的燃料喷射。在完成燃料喷射时(步骤S78：是)，过程转到步骤S79。

接着，在步骤79，当ECU 70检测到来自电动机控制单元4的电动回转停止指令信号时，过程转到步骤S80以停止电动回转。当步骤74中设置的预定电动回转进行时间已经过去后，电动回转停止信号从电动机控制单元4传递至ECU 70。另一方面，过程不会转到步骤S80直到检测到了电动回转停止指令信号(步骤S79：否)。接着，在步骤S81，ECU 70由EFI对每个气缸进行点火切断。此后，发动机2显示了如图6所示的活动并且停止(步骤S82)。

这样，通过本发明的停止控制，曲柄角变成最佳曲柄角停止位置，并且发动机在混合物被引入并密封在停止时压缩冲程气缸的燃烧室内的情况下停止。

以下将结合图18给出对于根据第四实施例的发动机起动控制的流程图的描述。首先，在步骤S101，ECU 70判断是否满足了预定的发动机起动条件，例如，点火开关打开且制动踏板开关打开(步骤S101)。当满足了发动机起动条件时，ECU 70通过电动发电机3进行电动回转(摇动)(步骤S102)。而且，ECU 70基于来自曲柄角传感器92等的输出信号检测发动机停止时处于进气冲程的气缸(下文中也称作“停止时进气冲程气缸”)，并进行燃料喷射(步骤S103)。而且，ECU 70对停止时压缩冲程气缸进行点火(步骤S104)。由于如上所述混合物被引入并密封在停止时压缩冲程气缸内，立即开始燃烧，并且能通过爆发能量获得曲轴的回转。从而，有可能相当程度地缩短直到第一次爆发所需的时间从而实现发动机2的提前点火起动。这样，发动机2起动。

如上所解释的，根据本发明的发动机停止和起动控制的第四实施例，通过在发动机停止控制期间估计发动机停止时处于压缩形成的气缸，通过将燃料喷射入该气缸内而将混合物引入燃烧室。因此，在发动机起动时，在该气缸内能立即开始燃烧以提前起动发动机。

(第五实施例)

第五实施例用来通过利用根据前述第四实施例的发动机停止和起动控制作为基础更快速地实现发动机2的提前点火起动。具体地，在第五实施例中，提前对估计为在发动机停止时停止在膨胀冲程的气缸(下文中也称作“停止时膨胀冲程气缸”)进行燃料喷射从而在发动机停止时密封混合物。在发动机起动时，对混合物进行正常压力点火，从而进行了发动机的提前起动。这里，正常压力点火意味着ECU 70不是通过压缩冲程在压缩状态点火混合物，而是在大气状态附近在膨胀冲程中通过EFI在燃烧室内点火混合物。

解释第五实施例的概要，首先，在发动机停止控制期间，估计停止时压缩冲程气缸和停止时膨胀冲程气缸。当估计#1气缸处于膨胀冲程且#3气缸处于压缩冲程时，例如，ECU 70在发动机刚好停止之前的进气冲程对这些气缸分别地进行燃料喷射，并且混合物被密封在每个燃烧室内。因此，当完成发动机停止控制之后发动机停止时，混合物被密封并保持在每个气缸的燃烧室内。另外，混合物通过发动机停止时发动机的反向运动、从气缸接收到的热所导致的对流作用等变成有利的雾化混合物，并且处于易于点火的状态。

因此，当此后建立的发动机起动条件时，ECU 70首先驱动电动发电机3进行摇动，并起动以点火停止时压缩冲程气缸和停止时膨胀冲程气缸。这使得能通过除了利用电动发电机的驱动能量和停止时压缩冲程气缸的爆发能量之外还利用停止时膨胀冲程气缸的爆发能量来起动发动机2，并且因此发动机2的起动能更加快速且可靠。

以下将结合附图19解释根据第五实施例的发动机停止控制的一个实例。如图19所示，第五实施例的发动机停止控制与根据第四实施例的发动机停止控制(参见图15)的不同之处在于在t1时刻进行燃料切断之后也对#1气缸(即停止时膨胀冲程气缸)进行燃料喷射。也就是，在发动机停止控制中，在时刻t1进行燃料切断，并且当发动机转数在时刻t2降低至预定转数时通过电动发电机起动电动回转。此后，在#1气缸(即停止时膨胀冲程气缸)刚好处于发动机停止之前的进气冲程的时刻t5，燃料切断被暂时中断，并且对#1气缸进行燃料喷射(箭头211)。随后，还以同样的方式对#3气缸(即停止时压缩冲程气缸)进行燃料喷射(箭头210)。当完成对这两个气缸的燃料喷射时，再次在时刻t6进行燃料切断。电动回转在时刻t3结束，并且发动机在时刻t4停止。

以下将结合图20解释根据第五实施例的发动机起动控制的一个实例。在图20中，在建立了发动机起动条件时，关闭燃料切断信号以开始燃料喷射，并且关闭点火切断信号以进行点火。由于在图20中在实际停止位置处在所示发动机停止期间混合物被密封在#3气缸(即停止时压缩冲程气缸)和#1气缸(即停止时膨胀冲程气缸)中，在发动机起动时#1气缸被点火(箭头221)并且#3气缸被点火(箭头220)，并且由爆发能量产生驱动力。爆发能量添加到由电动发电机产生的摇动，并且因此能获得发动机的提前起动。

以下将结合图21给出对于根据第五实施例的发动机停止控制的流程图的描述。图21是根据本实施例的停止控制的流程图。应当说明的是，ECU 70基本上基于来自各种传感器的输出信号进行控制。在本实施例中，通过将同样的部件简化到第四实施例而给出解释。

由于步骤S201至S204与根据第四实施例(参见图17)的停止控制方法的流程图中的步骤S71至74相同，省略对其的解释。

接着，在步骤S205，ECU 70基于电动回转起动时和预定的电动回转进行时间的气缸判断信号估计停止时压缩冲程气缸和停止时膨胀冲程气缸。在本实施例中，如同结合图19的解释，ECU 70估计在发动机停止时#1气缸停止在膨胀冲程且#3气缸停止在压缩冲程。接着，ECU 70基于来自凸轮角传感器92等的输出信号持续地检测此时#1和#3气缸处于哪个冲程。

在步骤S206，ECU 70判断是否停止时膨胀冲程气缸(即所检测的#1气缸)处于进气冲程。当#1气缸处于进气冲程时，过程转到步骤S207，并且ECU 70对停止时膨胀冲程气缸(即#1气缸)进行预定量的燃料喷射。在完成燃料喷射时，过程转到步骤S209(步骤S208：是)。从而，在发动机停止时，#1气缸在混合物被引入并密封在燃烧室内的情况下停止。

步骤S209至211与根据第四实施例(参加图17)的停止控制方法的流程图的步骤S76至S78相同。也就是，ECU 70在进气冲程对停止时压缩冲程气缸(即#3气缸)进行预定量的燃料喷射。从而，在发动机停止时，#3气缸在混合物被引入并密封在燃烧室内的情况下停止。

接着，在步骤S212，ECU 70对每个气缸进行点火切断。在步骤S213，当ECU 70检测到来自电动机控制单元4的电动回转停止指令信号时，ECU 70停止电动回转(步骤S214)。应当说明的是，当预定的电动回转进行时期过去后，电动回转停止指令信号从电动机控制单元4传递至ECU 70。然后，发动机2停止(步骤S215)。这样，当发动机停止时，#1气缸处于膨胀冲程，#3气缸处于压缩冲程。在这种情况下，混合物被引入并密封在两个气缸内。

以下将给出对于根据第五实施例的发动机起动方法的描述。图22是根据本实施例的发动机起动控制的流程图。应当说明的是，ECU 70基本上基于来自各种传感器的输出信号进行控制。在本实施例中，通过将同样的部件简化到第四实施例而给出解释。

在步骤S301，ECU 70判断是否满足了发动机起动条件。在满足了发动机起动条件时，ECU 70通过电动发电机3起动电动回转(步骤S302)。

在步骤S303，ECU 70基于来自凸轮角传感器92等的输出信号检测停止时膨胀冲程气缸(#1气缸)，并将点火指令信号传递至点火器从而对停止时膨胀冲程气缸(#1气缸)的燃烧室内的混合物进行点火(正常压力点火)。从而，产生了曲轴的驱动力。

基于来自曲柄角传感器92的输出信号，ECU 70对停止时进气冲程气缸进行燃料喷射(步骤S304)。而且，ECU 70对停止时压缩冲程气缸进行点火(步骤S305)。由于如上所述混合物被引入并密封在停止时压缩冲程气缸内，燃烧立即开始，并且通过爆发能量能获得曲轴的反转。这样，发动机2起动。

如上所解释的，在第二实施例中，通过在发动机停止控制期间估计在发动机停止时处于压缩冲程和膨胀冲程的气缸，燃料被喷射入那些气缸并且燃料被引入且密封在它们的燃烧室内。因而，在发动机起动时，可以立即在气缸内开始燃烧以实现发动机的提前起动。

在本实施例中，除了通过在由电动发电机的摇动和停止时压缩冲程气缸的爆发能量之外还利用停止时膨胀冲程气缸的爆发能量实现发动机的提前起动。如上所解释的，在发动机起动时，首先，由电动发电机进行摇动。然而，在由电动发电机驱动的一种情况下，当驱动电动发电机的电池的充电电压很低时，励磁电流的升高变得很慢。此时，可能需要相对长的时间才能输出电动发电机的最大扭矩。在这一点上，和本实施例相似，如果除了电动发电机之外还利用停止时膨胀冲程气缸的爆发能量起动发动机，在发动机起动时能立即获得爆发能量。如同从图20中理解的，这是因为立即进行了停止时膨胀冲程气缸的燃烧(箭头221)，尽管停止时压缩冲程气缸的燃烧较晚地进行(箭头220)。因此，当由于上述原因在发动机起动时由电动发电机输出的扭矩较晚时，这个实施例特别有利，因为能通过停止时膨胀冲程气缸的爆发能量缩短直到发动机起动的时间。

虽然上述第五实施例用来通过将混合物引入停止时压缩冲程气缸和停止时膨胀冲程气缸内在发动机起动时产生爆发能量，也可以通过只是将混合物引入停止时膨胀冲程气缸来利用爆发能量。停止时压缩冲程气缸的爆发能量较大，因为其和通常燃烧一样利用了处于压缩状态的混合物。相反，对于能量，停止时膨胀冲程气缸的爆发能量较小，因为其是正常压力点火并且使用的是未压缩的混合物(类似于大气压力)。因此，优选地，除了利用根据第四实施例的停止时压缩冲程气缸的爆发之外，通过增加停止时膨胀冲程气缸的爆发能量来加速发动机起动。

(第三实施例)

在上述第五实施例的发动机起动控制中，首先，由电动发电机进行摇动，并且通过点火停止时压缩冲程气缸和停止时膨胀冲程气缸的爆发能量来加速发动机起动。因此，通过将停止时膨胀冲程气缸的爆发能量增加到电动发电机的驱动力来进行摇动。然而，当由于一定的原因停止时膨胀冲程气缸中的第一点火(参见图20中的箭头221)失败并且发生点火失败时，在没有获得爆发能量的情况下只是通过电动发电机进行摇动。在这种情况下，如果在电动发电机的励磁电流不大于一定值的情况下驱动电动发电机，就不能缩的摇动所需的扭矩，电动发电机可能会被锁住。

因此，在第三实施例中，对曲轴由停止时膨胀冲程气缸的爆发能量所驱动的旋转起动(即曲轴的变化)进行检测，并且如果在一定时间内曲柄角没有变化，在励磁电流变得大于预定值之后由电动发电机进行摇动。当曲轴通过停止时膨胀冲程气缸的爆发而开始旋转时，电动发电机很少被锁住，即使电动发电机的励磁电流稍低并且扭矩稍小。然而，当停止时膨胀冲程气缸中的第一点火失败时，摇动只是通过电动发电机进行。因此，在这种情况下，由电动发电机进行的摇动在电动发电机的励磁电流大于预定值并且所获得的扭矩使得电动发电机不会被锁住的状态下开始。

如果由电动发电机进行的摇动在确认曲柄角开始变化之后开始，存在着如下的其它优点。如果首先进行由电动发电机3进行的摇动，停止时膨胀冲程气缸的燃烧室体积变得更大并且密封在其中的混合物的压缩程度变得更小，因为曲轴以正常方向旋转并且活塞运行。另外，排气阀根据停止时膨胀冲程气缸中活塞的运行逐渐地开始打开。因此，由于曲轴被电动发电机驱动，点火失败的可能性就变得很高，即使进行了停止时膨胀冲程气缸的正常压力点火。而且，即使防止了点火失败，通过对膨胀冲程气缸进行正常压力点火而获得的燃烧压力也变得更小，因为停止时膨胀冲程气缸的燃烧室内混合物的压力变得更小。因而，在这种情况下，发动机起动失败的可能性也变得很高。因此，在本实施例中，当停止时膨胀冲程气缸的第一正常压力点火失败并且没有检测到曲柄角的变化时，不进行由电动发动机进行的摇动，直到能通过电动发动机获得足够的扭矩。

以下将结合图23给出对于根据第六实施例的发动机起动控制的流程图的描述。应当说明的是，与根据第五实施例的发动机起动控制相同的部分以简化的方式进行解释。ECU 70基本上基于来自各种传感器的输出信号进行发动机起动控制。

在步骤S401，ECU 70判断是否满足了发动机起动条件。在满足了发动机起动条件时，在步骤S402开始向电动发电机供电。然而，此时还不进行由电动发电机进行的摇动。

接着，在步骤S403，ECU 70基于来自曲柄角传感器90等的输出信号检测发动机停止时的曲柄角。应当说明的是，如果在发动机停止控制期间发动机停止时的曲柄角已知，那么该步骤能省略。在步骤S404，ECU 70基于来自凸轮角传感器92的输出信号判断停止时膨胀冲程气缸(#1气缸)并进行点火(正常压力点火)。

在步骤S405，ECU 70判断是否曲柄角在步骤S405中通过正常压力点火而开始旋转。具体地，首先，ECU 70基于来自曲柄角传感器90等的输出信号检测正常压力点火之后的曲柄角。通过将这样检测到的曲柄角与步骤S403中检测到的曲柄角相比较，ECU 70判断是否曲柄角变化到预定角度。从而，ECU 70能判断是否通过停止时膨胀冲程气缸(#1气缸)内的第一爆发(正常压力点火)成功地进行了发动机2的起动。当曲柄角变化时，过程转到步骤S409(步骤S406：是)。另一方面，当曲柄角不变化时，或者即使曲柄角变化但曲柄角没有变化到预定角度时，过程转到步骤S407(步骤S406：否)。

当过程转到步骤S406时，ECU 70通过电动机控制单元4检测电动发电机3的励磁电流值。接着，ECU 70将在步骤S406中检测到的电动发电机3的励磁电流值与预定电流值相比较。然而，ECU 70判断是否电动发电机3的励磁电流值变得大于预定电流值(步骤S407)。当电动发电机3的励磁电流值大于预定电流值时，过程转到步骤S409(步骤S408：是)。

另一方面，当电动发电机3的励磁电流值小于预定电流值时，过程不会转到步骤S409(步骤S408：否)。也就是，步骤S408中进行判断的意义是通过检测电动发电机3在其励磁之后的励磁电流值来确认是否电动发电机3的输出扭矩变得足以旋转曲轴。从而，能防止电动发电机如上所述那样被锁住。

在步骤S408，ECU 70通过电动机控制单元4由电动发电机3起动电动回转。从而，可靠地进行了发动机2的起动。接着，在步骤S409，ECU 70将燃料喷射到停止时进气冲程气缸，并且在步骤S410，对停止时压缩冲程气缸进行点火以使得发生产生发动机旋转扭矩的爆发。这样，发动机起动。

如上所解释的，本发明的内燃机控制装置估计发动机停止时处于压缩冲程和/或膨胀冲程的气缸，并且当气缸刚好处于发动机停止之前的进气冲程时将燃料由进气口供应入该气缸。从而，在发动机起动时，能缩短直到第一爆发的时间并且通过燃烧引入并密封在气缸内的燃料而迅速地进行发动机起动。由于同时还进行由电动机进行的摇动，越过第一和第二上死点就变得容易，同时能有效地防止电动机的锁住。因而，能可靠地进行发动机起动。

[变型]

尽管为了解释的方便，以上描述针对一种口喷系统，即发动机利用设在进气口中的喷射器进行燃料喷射的情况，但是本发明还能应用于气缸直喷系统，即利用活塞盖顶部附近的喷射器将燃料直接喷射入燃烧室的发动机。

工业实用性

根据本发明的内燃机控制装置能用于利用内燃机作为动力的车辆中，尤其是具有所谓的空转停止功能的车辆领域。

Claims (19)

1.一种内燃机控制装置，包括：

燃烧控制单元，其在停止发动机时控制发动机的燃烧；

惯性能量控制单元，其将发动机的惯性能量控制在预定状态；和

停止控制单元，其通过利用所述惯性能量将发动机停止在预定的曲柄角位置。

2.根据权利要求1的内燃机控制装置，其中惯性能量控制单元将发动机的发动机转数控制在预定的发动机转数范围内。

3.根据权利要求2的内燃机控制装置，其中惯性能量控制单元借助于驱动发动机的电动机来控制惯性能量。

4.根据权利要求3的内燃机控制装置，其中当在发动机转数由电动机控制为处于预定的发动机转数范围内的条件下出现起动要求时，燃烧控制单元在由电动机进行的驱动持续的同时起动发动机的燃烧。

5.根据权利要求1的内燃机控制装置，其中停止控制单元通过利用驱动发动机的电动机向发动机增加控制力来将发动机停止在预定的曲柄角位置。

6.根据权利要求5的内燃机控制装置，其中当发动机估计为不会停止在预定的曲柄角位置时，停止控制单元利用驱动发动机的电动机向发动机增加控制力。

7.根据权利要求5的内燃机控制装置，还包括检测发动机空转转数的检测单元，其中当空转转数大于预定值时，停止控制单元抑制停止发动机。

8.根据权利要求5的内燃机控制装置，还包括检测空转转数的检测单元，其中当空转转数小于预定值时，燃烧控制单元增加发动机的燃烧以增加停止发动机燃烧之前的发动机转数。

9.根据权利要求2的内燃机控制装置，其中当惯性能量控制单元将发动机转数控制在预定的发动机转数范围内时，燃烧控制单元停止发动机的燃烧。

10.根据权利要求1的内燃机控制装置，还包括有用于在停止控制单元进行发动机停止控制时减小发动机负荷的单元。

11.根据权利要求1的内燃机控制装置，还包括：

起动控制单元，其在发动机起动时通过电动机驱动发动机；

估计单元，其估计在发动机停止时处于压缩冲程和/或膨胀冲程的气缸；

检测单元，其检测气缸；

供应单元，其将燃料供应至气缸；和

燃烧单元，其在发动机起动时燃烧供应至气缸的燃料。

12.根据权利要求11的内燃机控制装置，其中供应单元由进气口将燃料供应至气缸，或者直接地将燃料供应至气缸。

13.根据权利要求11的内燃机控制装置，其中预定的曲柄角位置是发动机起动时所需的电动机扭矩变小处的停止位置。

14.根据权利要求11的内燃机控制装置，其中发动机由将发动机转数控制在预定的发动机转数范围内的电动机停止在预定的曲柄角位置。

15.根据权利要求11的内燃机控制装置，其中当恰好在发动机停止之前基于检测单元而被检测的气缸处于进气冲程时，供应单元将燃料供应至该气缸。

16.根据权利要求11的内燃机控制装置，其中当在发动机起动时加至电动机的电流值大于预定值时，起动控制单元通过驱动电动机来起动发动机。

17.根据权利要求11的内燃机控制装置，其中估计单元基于停止由电动机进行的驱动时的发动机转数来估计处于压缩冲程和/或膨胀冲程的气缸。

18.根据权利要求11的内燃机控制装置，其中估计单元基于停止由电动机进行的驱动时的发动机转数以及起动由电动机进行的驱动时每个气缸的冲程类型，来估计处于压缩冲程和/或膨胀冲程的气缸。

19.根据权利要求18的内燃机控制装置，其中估计单元基于气缸的凸轮位置来确定每个气缸的冲程类型。

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