車輛控制裝置以及怠速停止系統的製作方法

2023-05-10 14:21:11 1

專利名稱：車輛控制裝置以及怠速停止系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及控制車載設備的控制裝置以及發動機的怠速停止系統。
背景技術：
當出於節約能源和環保的目的，可以考慮在汽車的運行中允許發動機暫時停止的 所規定的條件成立時，使發動機暫時停止(以下稱為怠速停止)，並且，在一部分的汽車上 已經得以實施。另外，還有人提出了以下的技術方案，即，在發動機慣性旋轉中對起動電機 進行調速通電，在發動機停止前使起動齒輪與發動機連接(以下稱為預咬合(pre-mesh))， 其目的是縮短發動機停止後的再起動時間，以及縮短在怠速停止中的發動機慣性旋轉中 需要再起動的情況下的再起動時間。專利文獻1 JP特許4211208號公報在上述的在發動機停止前進行起動電機的調速運轉，並將小齒輪與發動機連接的 構成中，由於發動機旋轉角加速度方向與起動機小齒輪的角加速度方向不同，所以，小齒輪 碰撞到發動機時的碰撞轉矩變大。本發明的技術課題為抑制將小齒輪與發動機連接時的碰
撞轉矩。

發明內容
為了解決上述技術課題，本發明具有以下的特徵，在對發動機與使上述發動機起 動的起動電機的連接進行控制的車輛控制裝置中，切斷向上述發動機的燃料提供，使上述 發動機慣性旋轉，並且，在上述發動機的燃料切斷中，以上述起動電機與上述發動機未連接 的狀態，使上述起動電機旋轉，然後，控制向上述起動電機的通電，使上述起動電機慣性旋 轉，當上述發動機與上述起動電機一同處於慣性旋轉中時，將上述起動電機與上述發動機 連接。發明效果根據本發明，在發動機停止前預咬合的構成中，可以控制齒輪的碰撞轉矩，實現發 動機與起動電機的順暢連接。


圖1是怠速停止系統的功能構成圖。圖2是表示第1實施例的流程圖。圖3是表示第2實施例的流程圖。圖4是表示第3實施例的流程圖。圖5是表示第3實施例的流程圖。圖6是表示第4實施例的流程圖。圖7是表示第4實施例的流程圖。圖8是表示第5實施例的流程圖。
圖9是表示第6實施例的流程圖。圖10是表示第7實施例的流程圖。圖11是怠速停止時序圖。符號說明1起動機本體Ia起動電機Ib磁性開關Ic 檔杆Id小齒輪2小齒輪旋轉傳感器3 ECU (發動機控制單元Engine Control Unit)3a怠速停止判斷3b起動機控制塊3c燃料噴射控制塊4起動電機繼電器5小齒輪繼電器6 齒圈
具體實施例方式在以往的汽車的運行中，當允許怠速停止的條件成立時，停止燃料提供並進行怠 速停止，在該系統中，在發動機停止前，對起動電機進行調速運轉，將小齒輪和發動機連接， 在這樣的構成中，由於發動機旋轉角加速度方向與起動機小齒輪的角加速度方向不同，所 以，小齒輪碰撞到發動機時的碰撞轉矩變大，會引起連接時的齒圈以及小齒輪的磨損，耐久 性有可能出現問題。另外，由於碰撞轉矩變大，所以不能進行順暢的連接，而且，有可能發出 齒圈與小齒輪的碰撞音以及連接瞬間產生的咬入音。如上所述，在燃料消耗節約型汽車中， 起動系統的耐久性、耐磨損性、靜音性、以及通過順暢的齒輪連接而迅速地再起動是這種汽 車中應解決的最重要的技術課題之一。以下，對用於解決上述技術課題的本發明的實施例 進行說明。圖1是本發明的怠速停止系統的功能構成圖。起動機本體1由起動電機la、磁性開關lb、檔杆lc、小齒輪Id構成。利用獨立 的電源繼電器(起動電機繼電器4、小齒輪繼電器5)，通過E⑶(發動機控制單元=Engine Control Unit) 3的輸出對起動電機la、磁性開關Ib進行控制。起動機本體1的構成為起 動電機Ia與小齒輪Id連接，如果起動電機Ia旋轉，則小齒輪Id也旋轉，如果向磁性開關 Ib通電，則檔杆Ic被推出，小齒輪Id與齒圈6連接。也就是說，起動電機的驅動的控制以 及起動電機與發動機的連接的控制可以各自獨立地進行。另外，小齒輪Id的旋轉通過小齒 輪旋轉傳感器2檢測。雖然圖中沒有表示，但ECU3根據通常的燃料噴射、點火、空氣控制(電子控制節氣 門)以及制動器SW、車速傳感器等的各種傳感器信息，由怠速停止許可判斷塊3a執行怠速 停 止許可判斷，並根據怠速停止許可判斷結果，由燃料噴射控制塊3c執行切斷燃料，通過起動機控制塊3b執行起動電機繼電器4、小齒輪繼電器5的控制。
圖2是表示本發明的第1實施例的流程圖。以固定時間間隔執行該流程(例如 IOms) ο在步驟200，讀入根據曲柄角傳感器信息所計算的發動機旋轉數；在步驟201，讀 入根據起動機小齒輪旋轉傳感器所計算的起動機小齒輪旋轉數Np。另外，雖然在此直接 測量起動機小齒輪旋轉數，但是也可以根據電機端子電壓簡單地推斷小齒輪旋轉。在步驟 202，根據圖1記載的各種傳感器信息等，判斷是否可以執行怠速停止。在怠速停止許可判 斷成立的情況下，進入步驟203，在不成立的情況下，該過程結束。如果在步驟202怠速停止 許可的判斷成立，則在步驟203執行切斷燃料處理。切斷燃料之後，使步驟204的怠速停止 定時器TMISS啟動，並進入步驟205。TMISS^1表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之 後被遞增。在步驟205，判斷發動機是否停止，如果發動機沒有停止，則判斷為正處於由於切 斷燃料而導致的慣性旋轉狀態，不成立時，則判斷為發動機處於停止狀態，並結束。接下來， 在步驟206中，當怠速停止定時器經過了所規定的值以上(例如100ms)時，進入步驟207， 開始起動電機的通電。在此，之所以將怠速停止定時器設為所規定的值(例如100ms)是因 為由於發動機摩擦等原因，發動機慣性旋轉的速度不同，所以設定了與發動機狀態相應的 合適的值。另外，也是考慮到在怠速停止許可條件剛成立之後制動踏板被放開的情況等，為 了控制不需要起動電機的旋轉時的對起動電機的通電。在向起動電機通電之後，在步驟208 使起動電機通電時間TMSTMR啟動，並進入步驟209。TMSTSR^1表示上一次的值，每次按固定 時間間隔執行之後被遞增。在步驟209中，如果TMSTMR為所規定的時間(例如150ms)以 上，則判斷為起動機小齒輪旋轉數已充分地上升，而進入步驟210，並斷開起動電機的通電。 如果TMSTMR沒有持續所規定的時間，則繼續通電。在步驟210，斷開起動電機的通電，通過斷開起動電機的通電，起動電機過渡到慣 性旋轉階段，在步驟211的起動電機的通電斷開之後，使定時器TMSTMR0F啟動，並進入步驟 212。在步驟212中，若TMSTMR0F經過了所規定的時間(例如150ms)以上，使起動機小齒 輪通電，將小齒輪與齒圈連接。另外，本發明中的慣性旋轉雖然表示旋轉角速度以使旋轉數 降低的方式發揮作用的狀態，但不僅是燃料或電機通電被切斷的狀態，也包括為了調整旋 轉數降低的程度，在不使旋轉數上升的範圍內，將電機通電、斷開的佔空比設為可變來進行 PWM控制等的進行旋轉角速度控制的狀態。根據本實施例，由於是在發動機旋轉以及起動機 小齒輪旋轉同時處在慣性旋轉的狀態中進行連接，所以，齒圈與小齒輪的碰撞轉矩得到緩 和，可以順暢地進行發動機與起動電機的連接，另外，能夠降低連接時的碰撞音、咬入音，並 且緩和齒圈、小齒輪的磨損。圖3是表示第2實施例的流程圖。以固定時間間隔執行該流程(例如IOms)。在步驟300，讀入根據曲柄角傳感器信息所計算的發動機旋轉數；在步驟301，讀 入根據起動機小齒輪旋轉傳感器所計算的起動機小齒輪旋轉數Np。在步驟302，根據圖1 記載的各種傳感器信息等，判斷是否可以執行怠速停止。在怠速停止許可判斷成立的情況 下，進入步驟303，在不成立的情況下，該過程結束。如果在步驟302怠速停止許可的判斷 成立，則在步驟303執行切斷燃料。切斷燃料之後，使步驟304的怠速停止定時器TMISS啟 動，並進入步驟305。TMISi1表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。在 步驟305，判斷發動機是否停止，如果發動機沒有停止，則判斷為正處於由於切斷燃料而導致的慣性旋轉狀態，不成立時，則判斷為發動機處於停止狀態，並結束。接下來，在步驟306 中，當怠速停止定時器經過了所規定的值以上(例如100ms)時，進入步驟307，開始起動電 機的通電。在向起動電機通電之後，在步驟308使起動電機通電時間TMSTMR啟動，並進入步 驟309。TMSTSR—表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。在步驟309中， 如果TMSTMR為所規定的時間(例如150ms)以上，則判斷為起動機小齒輪旋轉數已充分地 上升，而進入步驟310，並斷開起動電機的通電。如果TMSTMR沒有持續所規定的時間，則繼 續通電。在步驟310，斷開起動電機的通電，通過斷開起動電機的通電，起動電機過渡到慣性旋轉階段，在步驟311，在發動機旋轉數Ne與小齒輪旋轉數Np —致或者發動機旋轉數Ne 與小齒輪Np之差的絕對值在所規定的值以下的情況下，進入步驟312，並使起動機小齒輪 通電。另外，在步驟311的判斷雖然取發動機旋轉數與小齒輪旋轉數之差，但也可以取它們 之比。根據本實施例，由於是在發動機旋轉以及起動機小齒輪旋轉同時處在慣性旋轉的 狀態中進行連接，並且，是在發動機旋轉數與小齒輪旋轉數幾乎為相同的旋轉數時連接，所 以，齒圈與小齒輪的碰撞轉矩得到緩和，可以順暢地進行發動機與起動電機的連接，另外， 能夠降低連接時的碰撞音、咬入音，並且防止齒圈、小齒輪的磨損。圖4、圖5是表示第3實施例的流程圖。以固定時間間隔執行該流程(例如10ms)。在步驟400，讀入根據曲柄角傳感器信息所計算的發動機旋轉數；在步驟401，讀 入根據起動機小齒輪旋轉傳感器所計算的起動機小齒輪旋轉數Np。在步驟402，計算發動 機旋轉角加速度ΔΝ 在此，對IOdegCA前的發動機旋轉數與現在的發動機旋轉數之差進 行了簡單的角加速度運算。在步驟403，計算小齒輪旋轉角加速度ΔΝρ。在步驟404，判斷 發動機角加速度方向。如果ANe小於0，則進入步驟405，判斷為負加速度，將發動機加速 度方向判斷標誌FDNE設為1。另外，如果Δ Ne大於0，則進入步驟406，判斷為正加速度，並 將發動機加速度方向判斷標誌FDNE設為0。在步驟407，判斷起動機小齒輪角加速度方向。如果ΔΝρ小於0，則進入步驟408， 判斷為負加速度，將小齒輪加速度方向判斷標誌FDNP設為1。另外，如果ΔΝρ大於0，則進 入步驟409，判斷為正加速度，將小齒輪加速度方向判斷標誌FDNP設為0。在步驟410，根據圖1記載的各種傳感器信息等，判斷是否可以執行怠速停止。在 怠速停止許可判斷成立的情況下，進入步驟411，在不成立的情況下，該過程結束。如果在 步驟410怠速停止許可的判斷成立，則在步驟411執行切斷燃料的處理。切斷燃料之後，使 步驟412的怠速停止定時器TMISS啟動，並進入步驟413。TMISS^1表示上一次的值，每次 按固定時間間隔執行之後被遞增。在步驟413判斷發動機是否停止，如果發動機沒有停止， 則判斷為正處於由於切斷燃料而導致的慣性旋轉狀態，不成立時，則判斷為發動機處於停 止狀態，並結束。接下來，在步驟414中，當怠速停止定時器經過了所規定的值以上(例如 100ms)時，進入步驟415，開始起動電機的通電。在向起動電機通電之後，在步驟416，使起 動電機通電時間TMSTMR啟動，並進入步驟417。TMSTSILi表示上一次的值，每次按固定時間 間隔執行之後被遞增。在步驟417中，如果TMSTMR為所規定的時間(例如150ms)以上，則 判斷為起動機小齒輪旋轉數已充分地上升，而進入步驟418，並斷開起動電機的通電。如果 TMSTMR沒有持續所規定的時間，則繼續通電。
在步驟418，斷開起動電機的通電，通過斷開起動電機的通電，起動電機過渡到慣 性旋轉階段。在步驟419，取發動機角加速方向標誌與小齒輪角加速度方向標誌的AND，在 為1的情況下進入步驟420，並使小齒輪通電。在步驟419對發動機和小齒輪是否為同樣的 角加速度方向進行確認，是因為發動機反覆進行吸入·壓縮·膨脹·排氣，所以即使在切斷 發動機燃料之後的慣性旋轉中，也由於筒內的充填空氣量，角加速度方向根據曲柄時機而 發生變化，所以判斷發動機角加速度方向與小齒輪角加速度方向一致。 接下來對圖5進行說明。以固定時間間隔執行該流程(例如IOms)。在步驟500，讀入根據曲柄角傳感器信息所計算的發動機旋轉數；在步驟501，讀 入根據起動機小齒輪旋轉傳感器計算的起動機小齒輪旋轉數Np。在步驟502，計算發動機 旋轉角加速度ΔΝ 在此，對IOdegCA前的發動機旋轉數與現在的發動機旋轉數之差進行 了簡單的角加速度運算。在步驟503，計算小齒輪旋轉角加速度ΔΝρ。在步驟504，判斷發 動機角加速度方向。如果△ Ne小於0，則進入步驟505，判斷為負加速度，並將發動機加速 度方向判斷標誌FDNE設為1。另外，如果Δ Ne大於0，則進入步驟506，判斷為正加速度，並 將發動機加速度方向判斷標誌FDNE設為0。在步驟507，判斷起動機小齒輪角加速度方向。如果Δ Np小於0，則進入步驟508， 判斷為負加速度，並將小齒輪加速度方向判斷標誌FDNP設為1。另外，如果ΔΝρ大於0，則 進入步驟509，判斷為正加速度，並將小齒輪加速度方向判斷標誌FDNP設為0。在步驟510，根據圖1記載的各種傳感器信息等，判斷是否可以執行怠速停止。在 怠速停止許可判斷成立的情況下，進入步驟511，在不成立的情況下，該過程結束。如果在 步驟510怠速停止許可的判斷成立，則在步驟511執行切斷燃料的處理。切斷燃料之後，使 步驟512的怠速停止定時器TMISS啟動，並進入步驟513。TMISS^1表示上一次的值，每次 按固定時間間隔執行之後被遞增。在步驟513判斷發動機是否停止，如果發動機沒有停止， 則判斷為正處於由於切斷燃料而導致的慣性旋轉狀態，不成立時，則判斷為發動機處於停 止狀態，並結束。接下來，在步驟514中，當怠速停止定時器經過了所規定的值以上(例如 100ms)時，進入步驟515，開始起動電機的通電。在向起動電機通電之後，在步驟516，使起 動電機通電時間TMSTMR啟動，並進入步驟517。TMSTSILi表示上一次的值，每次按固定時間 間隔執行之後被遞增。在步驟517中，如果TMSTMR為所規定的時間(例如150ms)以上，則 判斷為起動機小齒輪旋轉數已充分地上升，而進入步驟518，並斷開起動電機的通電。如果 TMSTMR沒有持續所規定的時間，則繼續通電。在步驟518，斷開起動電機的通電，通過斷開起動電機的通電，起動電機過渡到慣 性旋轉階段。在步驟519中，在發動機角加速與小齒輪角加速度之差為所規定的值以下的 情況下，進入步驟520，使小齒輪通電。如果不是，則結束。根據本實施例，由於是在發動機旋轉以及起動機小齒輪旋轉同時處在慣性旋轉的 狀態中進行連接，並且，是在發動機角加速度與小齒輪角加速度的方向相同時、或發動機角 加速度與小齒輪角加速度之差為所規定的值以下時連接，所以，齒圈與小齒輪的碰撞轉矩 得到緩和，可以順暢地進行發動機與起動電機的連接，另外，能夠降低連接時的碰撞音、咬 入音，並且防止齒圈、小齒輪的磨損。圖6、圖7是表示本發明的第4實施例的流程圖。以固定時間間隔執行該流程(例 如10ms)。首先，對圖6進行說明。
在步驟600，讀入根據曲柄角傳感器信息所計算的發動機旋轉數；在步驟601，讀 入根據起動機小齒輪旋轉傳感器計算的起動機小齒輪旋轉數Np。在步驟602根據圖1記載 的各種傳感器信息等，判斷是否可以執行怠速停止。在怠速停止許可判斷成立的情況下，進 入步驟203，在不成立的情況下，該過程結束。在步驟602，當怠速停止許可的判斷成立後， 進入步驟603，將怠速停止開始時的發動機旋轉數儲存到ISSTNE中。接下來，在步驟604， 執行切斷燃料的處理。切斷燃料之後，使步驟605的怠速停止定時器TMISS啟動，並進入步 驟606。TMISi1表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。在步驟606，判斷 發動機是否停止，如果發動機沒有停止，則判斷為正處於由於切斷燃料而導致的慣性旋轉 狀態，不成立時，則判斷為發動機處於停止狀態，並結束。接下來，在步驟607中，在怠速停 止定時器經過了 TMSTR0N以上的情況下，進入步驟608，開始起動電機的通電。另外，通過圖 7對與怠速停止定時器TMISS比較的TMSTR0N進行說明。
在步驟608，在向起動電機通電之後，在步驟609，使起動電機通電時間TMSTMR啟 動，並進入步驟610。TMSTSR—表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。在 步驟610中，如果TMSTMR為所規定的時間(例如150ms)以上，則判斷為起動機小齒輪旋轉 數已充分地上升，並進入步驟611，並斷開起動電機的通電。如果TMSTMR沒有持續所規定的 時間，則繼續通電。在步驟611，斷開起動電機的通電，通過斷開起動電機的通電，起動電機過渡到慣 性旋轉階段，在步驟612的起動電機通電斷開後，使計時器TMSTMR0F啟動，並進入步驟613。 在步驟613，如果TMSTMR0F經過了所規定的時間(例如150ms)以上，則使起動機小齒輪通 電，並將小齒輪與齒圈連接。圖7是決定用於開始起動電機的通電的時間的流程圖。在步驟700，讀入發動機旋 轉數，在步驟701，計算發動機旋轉角加速度ANe。接下來，在步驟702，讀入怠速停止開始 旋轉ISSTNE，並在步驟702根據Δ Ne和ISSTNE對起動電機通電開始的時間進行表參照。 另外，以上雖然對起動電機的通電時機控制進行了詳細說明，但是也可以通過對通電、斷電 切換的佔空比進行控制的PWM控制，來一邊反饋發動機旋轉數，一邊控制為所希望的電機 旋轉數。根據本實施例，通過在發動機旋轉以及起動機小齒輪旋轉同時處在慣性旋轉的狀 態中進行連接，齒圈與小齒輪的碰撞轉矩得到緩和，因此可以順暢地進行發動機與起動電 機的連接，另外，能夠降低連接時的碰撞音、咬入音，並且緩和齒圈、小齒輪的磨損，同時，由 於可以根據怠速停止開始旋轉和此時的發動機角加速度來控制起動機的通電時機，因此， 可以防止由機器差別或怠速設定旋轉差別、檔杆位置等引起的預料之外的時刻的起動機小 齒輪與齒圈的咬入。圖8是表示本發明的第5實施例的流程圖。以固定時間間隔執行該流程(例如 IOms) ο在步驟800，讀入根據曲柄角傳感器信息所計算的發動機旋轉數；在步驟801，讀 入根據起動機小齒輪旋轉傳感器所計算的起動機小齒輪旋轉數Np。在步驟802，根據圖1 記載的各種傳感器信息等，判斷是否可以執行怠速停止。在怠速停止許可判斷成立的情況 下，進入步驟803，不成立的情況下，該過程結束。如果在步驟802怠速停止許可的判斷成 立，則在步驟803執行切斷燃料處理。切斷燃料之後，使步驟804的怠速停止定時器TMISS啟動，並進入步驟805。TMISS—表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。在 步驟805，判斷發動機是否停止，如果發動機沒有停止，則判斷為正處於由於切斷燃料而導 致的慣性旋轉狀態，不成立時，則判斷為發動機處於停止狀態，並結束。接下來，在步驟806 中，當怠速停止定時器經過了所規定的值以上(例如100ms)時，進入步驟807，並開始起動 電機的通電。在向起動電機通電之後，在步驟808，使起動電機通電時間TMSTMR啟動，並進 入步驟809。TMSTSR^1表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。在步驟809 中，如果TMSTMR為所規定的時間(例如150ms)以上，則判斷為起動機小齒輪旋轉數已充分 地上升，並進入步驟810，斷開起動電機的通電。如果TMSTMR沒有持續所規定的時間，則繼 續通電。在步驟810，斷開起動電機的通電，通過斷開起動電機的通電，起動電機過渡到 慣性旋轉階段，在步驟810的起動電機的通電斷開之後，進入步驟811，如果發動機旋轉 數變成所規定的旋轉以下(例如，200r/min)，則使起動機小齒輪通電，並將小齒輪與齒圈 連接。雖然該所規定的旋轉優選儘可能低，但作為最低限度，通常設定為比起動機起動 (cranking)旋轉還低的值。根據本實施例，由於是在發動機旋轉以及起動機小齒輪旋轉同時處在慣性旋轉的 狀態中進行連接，所以，齒圈與小齒輪的碰撞轉矩得到緩和，可以順暢地進行發動機與起動 電機的連接，另外，能夠降低連接時的碰撞音、咬入音，並且緩和齒圈、小齒輪的磨損。另外， 由於與小齒輪與齒圈的連接旋轉數低，所以到發動機停止為止的時間變短，可以降低連接 後的小齒輪與齒圈之間的反衝等引起的咔嗒咔嗒聲的發生頻度。圖9是表示本發明的第6實施例的流程圖。以固定時間間隔執行該流程(例如 IOms) ο在步驟900，讀入根據曲柄角傳感器信息所計算的發動機旋轉數；在步驟901，讀 入發動機的曲柄時機，根據曲柄時機判斷發動機處於哪個衝程。在步驟902，根據圖1記載 的各種傳感器信息等，判斷是否可以執行怠速停止。在怠速停止許可判斷成立的情況下，進 入步驟903，在不成立的情況下，該過程結束。如果在步驟902怠速停止許可的判斷成立，則 在步驟903執行切斷燃料處理。切斷燃料之後，使步驟904的怠速停止定時器TMISS啟動， 並進入步驟905。TMISS—表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。在步驟 905，判斷發動機是否停止，如果發動機沒有停止，則判斷為正處於由於切斷燃料而導致的 慣性旋轉狀態，不成立時，則判斷為發動機處於停止狀態，並結束。接下來，在步驟906中， 當怠速停止定時器經過了所規定的值以上(例如100ms)時，進入步驟907，開始起動電機 的通電。在向起動電機通電之後，在步驟908，使起動電機通電時間TMSTMR啟動，並進入步 驟909。TMSTSR—表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。在步驟909中， 如果TMSTMR為所規定的時間(例如150ms)以上，則判斷為起動機小齒輪旋轉數已充分地 上升，並進入步驟910，斷開起動電機的通電。如果TMSTMR沒有持續所規定的時間，則繼續 通電。在步驟910，斷開起動電機的通電，通過斷開起動電機的通電，起動電機過渡到慣 性旋轉階段，在步驟910的起動電機的通電斷開之後，進入步驟911，若此時的曲柄時機為 膨脹衝程，則使起動機小齒輪通電，並將小齒輪與齒圈連接。另外，雖然在步驟911通過 根據曲柄時機判斷膨脹衝程的方法進行了流程圖的說明，但也可以放棄流程圖的說明，而通過檢測發動機旋轉角加速度，根據角加速度方向的變 化(正鈐負)來判斷膨脹時機。另外，此處所說的角加速度方向的變化是指如上所述的基 於曲柄時機的變化，即表示根據在壓縮衝程上升的燃燒室內的壓力而產生的角加速度的變 化。在該時機，發動機旋轉數的下降速度暫時變小，角速度發生變化以使絕對值變小。根據本實施例，由於是在發動機旋轉以及起動機小齒輪旋轉同時處在慣性旋轉的 狀態中進行連接，所以，齒圈與小齒輪的碰撞轉矩得到緩和，能夠順暢地進行發動機與起動 電機的連接，另外，能夠降低連接時的碰撞音、咬入音，並且緩和齒圈、小齒輪的磨損。另外， 由於是在發動機膨脹衝程的時機下將起動機小齒輪連接，因此，發動機角加速度變小，發動 機旋轉數的降低速度減少，可以使起動電機角加速度接近發動機角加速度，更能降低連接 時的碰撞轉矩。圖10是表示本發明的第7實施例的流程圖。以固定時間間隔執行該流程(例如 IOms) ο
在步驟1000，讀入根據曲柄角傳感器信息所計算的發動機旋轉數；在步驟1001， 讀入根據起動機小齒輪旋轉傳感器所計算的起動機小齒輪旋轉數Np。在步驟1002，根據圖 1記載的各種傳感器信息等，判斷是否可以執行怠速停止。在怠速停止許可判斷成立的情況 下，進入步驟1003，在不成立的情況下，該過程結束。如果在步驟1002怠速停止許可的判 斷成立，則在步驟1003執行切斷燃料處理。切斷燃料之後，使步驟1004的怠速停止定時器 TMISS啟動，並進入步驟1005。TMISS—表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被 遞增。在步驟1005判斷發動機是否停止，如果發動機沒有停止，則判斷為正處於由於切斷 燃料而導致的慣性旋轉狀態，不成立時，則判斷為發動機處於停止狀態，並結束。接下來，在 步驟1006中，當怠速停止定時器經過了所規定的值以上(例如100ms)時，進入步驟1007， 開始起動電機的通電。在向起動電機通電之後，在步驟1008，使起動電機通電時間TMSTMR 啟動，並進入步驟1009。TMSTS、表示上一次的值，每次按固定時間間隔執行之後被遞增。 在步驟1009中，如果TMSTMR為所規定的時間(例如150ms)以上，則判斷為起動機小齒輪 旋轉數已充分地上升，並進入步驟1010，斷開起動電機的通電。如果TMSTMR沒有持續所規 定的時間，則繼續通電。在步驟1010，斷開起動電機的通電，通過斷開起動電機的通電，起動電機過渡到慣 性旋轉階段，在步驟1011的起動電機的通電斷開之後，使定時器TMSTMR0F啟動，並進入步 驟1012。在步驟1012中，若TMSTMR0F經過了所規定的時間(例如150ms)以上，則使起動 機小齒輪通電，並將小齒輪與齒圈連接。在步驟1014發動機進行停止判斷，如果發動機停 止，則進入步驟1015，將起動機小齒輪斷電。如果發動機沒有停止，則繼續起動機小齒輪的 通電。根據本實施例，預咬合中的齒圈與小齒輪的碰撞轉矩得到緩和，所以可以順暢地進行 發動機與起動電機的連接，另外，能夠降低連接時的碰撞音、咬入音，並且緩和齒圈、小齒輪 的磨損。另外，在構造方面，如果設計成發動機旋轉數一旦達到所規定的值以上，小齒輪就 自動地返回的情況，則可以防止小齒輪在發動機停止之前就返回，因此，可以更可靠地實現 發動機與起動電機的連接。接下來，對本發明的第8實施例進行說明。省略對與其他實施例相同部分的說明。 在本實施例中，通過控制發動機負荷或者起動電機的通電，能夠對發動機旋轉的角加速度 和起動電機的旋轉的角加速度進行調整，並通過使發動機以及起動電機的旋轉數的下降速度相接近，能夠將發動機與起動電機順暢地連接。另外，燃燒切斷中的發動機負荷的控制能 夠通過根據節氣門閥的開度控制而調整發動機的吸入空氣量來實現。起動電機的通電控制 也不僅是通電時期的時機控制，也可以通過對通電、斷開切換的佔空比進行控制的PWM控 制，而控制為所希望的角加速度，並調整旋轉數降低的程度。與其他的實施例相同，在本實 施例中，由於是當發動機旋轉的角加速度與起動電機旋轉的角加速度一致時或者差別小時 進行連接，因此，齒圈與小齒輪的碰撞轉矩得以緩和，可以順暢地進行發動機與起動電機的連接，另外，能夠降低連接時的碰撞音、咬入音，並且緩和齒圈、小齒輪的磨損。接下來，對本發明的第9實施例進行說明。省略對與其他實施例相同部分的說明。 在本實施例中，發動機與起動電機的連接是當起動電機的旋轉數在所規定的值以上時進行 的。本實施例針對的是，使用不是兼備發電機的混合動力車型的電動發電機的起動電機的 情況，這種起動電機在旋轉數小時與發動機進行連接，如果由於碰撞轉矩發生起動電機的 反轉，則會導致起動電機的故障、惡化。因此，通過在起動電機的旋轉數高到即使進行與發 動機的連接，也不會發生起動電機的反轉的程度時進行連接，來防止由曲柄反轉引起的起 動電機的反轉。在本實施例中，通過防止起動電機的反轉，可以控制與混合動力用的電機等 不同的、沒有估計到反轉的起動電機的故障以及惡化。通過圖11對本發明的工作模式進行說明。(1)表示車輛通常的行駛狀態，(2)表 示通過駕駛員的制動操作來停止車輛的動作。在車輛停止後，在(3)中，如果在Okm/h的車 速下制動器被踩下的狀態持續，則判斷為怠速停止，在(4)中，進行怠速停止的許可，並執 行切斷燃料，而成為怠速停止狀態。在怠速停止判斷之後，在(5)中，對電機繼電器通電所 規定的時間。(6)為發動機旋轉以及小齒輪旋轉同時進行慣性旋轉的狀態。另外，關於電機 繼電器的通電，也可以根據使用者的意願改變(changemind)，在制動踏板突然被放開時等 的情況下，考慮到通過燃料噴射以不使用電機的方式能夠使發動機旋轉數再上升(燃燒恢 復)的時機來進行通電。另外，在可以預測慣性旋轉時的旋轉數的情況下，也可以考慮預咬 合的時機或預咬合的旋轉數進行通電，以便控制旋轉數效果的程度。(7)在與發動機旋轉以 及小齒輪一起進行慣性旋轉的狀態下，如果滿足所希望的條件(例如，發動機旋轉數或發 動機旋轉與小齒輪旋轉之差)，則使小齒輪通電，並將發動機齒圈與小齒輪連接。(8)表示怠速停止的狀態。(9)表示如果駕駛員放開制動器，則禁止怠速停止，並 使起動電機繼電器、小齒輪通電，起動發動機。在(10)中，如果判斷發動機起動結束，則將 起動電機和小齒輪一起斷電。在此，從機器的結構方面來考慮，其構成也可以是，如果發動 機旋轉數上升，則小齒輪被自動地斷電。(11)成為通常的恢復狀態。另外，上述操作說明僅僅表示了怠速停止中的一個例子，成為怠速停止的車輛運 行狀態並不局限於此。另外，只要不超出本發明的發明宗旨，在怠速停止之外的發動機停止 以及發動機起動中都可以應用本發明。例如，當關閉點火開關，再打開點火開關時，可以預 見到控制碰撞轉矩以及縮短發動機的再起動等的效果根據本發明，在當汽車運行中允許怠速停止的條件成立時，停止燃料提供，並在發 動機停止的系統中，能夠改善在發動機停止前預咬合的構成中的起動機系統的耐久性、耐 磨損性以及靜音性。另外，由於可以進行良好的預咬合，因此可以對縮短再起動時間作出貢 獻。
權利要求
一種車輛控制裝置，其對發動機與用於使上述發動機起動的起動電機的連接進行控制，在該車輛控制裝置中，切斷向上述發動機的燃料提供，使上述發動機慣性旋轉，並且，在上述發動機的燃料切斷中，以上述起動電機與上述發動機未連接的狀態，使上述起動電機旋轉，然後，控制向上述起動電機的通電，使上述起動電機慣性旋轉，當上述發動機與上述起動電機一同處於慣性旋轉中時，將上述起動電機與上述發動機連接。
2.根據權利要求1記載的車輛控制裝置，其特徵為，當上述發動機的旋轉數與上述起動電機的旋轉數一致時，或當上述發動機的旋轉數與 上述起動電機的旋轉數之差達到所規定的值以下時，將上述起動電機與上述發動機連接。
3.根據權利要求1記載的車輛控制裝置，其特徵為，當上述發動機的角加速度方向與上述起動電機的角加速度方向相同時，或當上述發動 機的角加速度與上述起動電機的角加速度之差為所規定的值以下時，將上述起動電機與上 述發動機連接。
4.根據權利要求1記載的車輛控制裝置，其特徵為，根據上述發動機的慣性旋轉中的角加速度，對通電上述起動電機的時期進行控制。
5.根據權利要求1記載的車輛控制裝置，其特徵為，當上述發動機的旋轉數達到所規定的值以下時，將上述起動電機與上述發動機連接。
6.根據權利要求1記載的車輛控制裝置，其特徵為，當慣性旋轉中的上述發動機為膨脹衝程時，或上述發動機為慣性旋轉中並且角速度有 變化時，將上述起動電機與上述發動機連接。
7.根據權利要求1記載的車輛控制裝置，其特徵為，上述發動機與上述起動電機的連接，持續到上述發動機停止為止。
8.根據權利要求1記載的車輛控制裝置，其特徵為，對上述發動機負荷或上述起動電機進行控制，以使上述發動機的角加速度與上述起動 電機的角加速度一致，或使它們之差在所規定的範圍內。
9.根據權利要求1記載的車輛控制裝置，其特徵為，當上述起動電機的旋轉數為所規定的值以上時，將上述起動電機與上述發動機連接。
10.一種怠速停止系統，其當發動機的暫時停止被允許的所規定的條件成立時，暫時停 止上述發動機，並且，對上述發動機與用於使上述發動機再起動的起動電機的連接進行控 制，在該怠速停止系統中，當上述所規定的條件成立時，切斷向上述發動機的燃料提供，使上述發動機慣性旋轉， 並且，在上述發動機的燃料切斷中，以上述起動電機與上述發動機未連接的狀態，使上述起 動電機旋轉，然後，控制向上述起動電機的通電，使上述起動電機慣性旋轉，當上述發動機與上述起動電機一同處於慣性旋轉中時，將上述起動電機與上述發動機 連接。
11.根據權利要求10記載的怠速停止系統，其特徵為，當上述發動機的旋轉數與上述起動電機的旋轉數一致時，或當上述發動機的旋轉數與 上述起動電機的旋轉數之差達到所規定的值以下時，將上述起動電機與上述發動機連接。
12.根據權利要求10記載的怠速停止系統，其特徵為，當上述發動機的角加速度方向與上述起動電機的角加速度方向相同時，或當上述發動 機的角加速度與上述起動電機的角加速度之差為所規定的值以下時，將上述起動電機與上 述發動機連接。
13.根據權利要求10記載的怠速停止系統，其特徵為，根據上述發動機的慣性旋轉中的角加速度，對通電上述起動電機的時期進行控制。
14.根據權利要求10記載的怠速停止系統，其特徵為，當上述發動機的旋轉數達到所規定的值以下時，將上述起動電機與上述發動機連接。
15.根據權利要求10記載的怠速停止系統，其特徵為，當慣性旋轉中的上述發動機為膨脹衝程時，或上述發動機為慣性旋轉中並且角速度有 變化時，將上述起動電機與上述發動機連接。
16.根據權利要求10記載的怠速停止系統，其特徵為，上述發動機與上述起動電機的連接，持續到上述發動機停止為止。
17.根據權利要求10記載的怠速停止系統，其特徵為，對上述發動機負荷或上述起動電機進行控制，以使上述發動機的角加速度與上述起動 電機的角加速度一致，或使它們之差在所規定的範圍內。
18.根據權利要求10記載的怠速停止系統，其特徵為，當上述起動電機的旋轉數為所規定的值以上時，將上述起動電機與上述發動機連接。
全文摘要
本發明提供一種有效的車輛控制裝置以及怠速停止系統，其通過在對發動機的燃料切斷中，以用於起動發動機的起動電機和發動機未連接的狀態，控制向起動電機的通電，使起動電機旋轉，然後，使起動電機慣性旋轉，當發動機旋轉以及起動機小齒輪同時處在慣性旋轉中時，進行發動機與起動機小齒輪的連接，從而在發動機停止之前使起動齒輪與發動機連接的構成中，能抑制將小齒輪與發動機連接時的碰撞轉矩。
文檔編號F02N11/00GK101846002SQ20101011362
公開日2010年9月29日 申請日期2010年2月8日 優先權日2009年3月27日
發明者中裡成紀, 大津英一, 大須賀稔, 町田憲一, 長澤義秋 申請人:日立汽車系統株式會社