内燃机的控制方法以及内燃机的控制装置与流程

1.本发明涉及内燃机的控制方法以及内燃机的控制装置。


背景技术：

2.当前已知如下内燃机的怠速停止控制，即，如果在怠速运转中规定的自动停止条件成立，则使内燃机自动停止，如果在自动停止中规定的自动再启动条件成立，则使内燃机自动再启动。
3.例如，在专利文献1中，如果在内燃机的运转中产生自动停止请求，则停止燃料喷射。在专利文献1中，如果在基于自动停止请求的燃料喷射停止中产生内燃机的再启动请求，则如果此时的内燃机旋转速度处于仅通过燃料喷射能够再启动的旋转速度区域内(大于或等于可无启动器启动的旋转速度下限值)，则仅通过燃料喷射使内燃机再启动，如果此时的内燃机旋转速度处于仅通过燃料喷射能够再启动的旋转速度区域以外(小于可无启动器启动的旋转速度下限值)，则还利用对曲轴进行旋转驱动的启动器使内燃机再启动。
4.仅通过燃料喷射能够再启动的内燃机旋转速度的下限值(可无启动器启动的旋转速度下限值)根据内燃机的减速度而设定。然而，在驾驶者踩踏制动器踏板的情况下，内燃机的减速度根据踩踏制动器的大小(踩踏量)而变化，难以规定能够实现燃烧启动的内燃机旋转速度的下限值。如果设想基于紧急制动器的内燃机的减速度较大的状况而设定能够实现燃烧启动的内燃机旋转速度的下限值，则在内燃机的减速度正常(不是紧急制动的状况)的情况下能够实现燃烧启动的区域会受到限制。
5.专利文献1：日本特开2010-223006号公报


技术实现要素：

6.关于本发明的内燃机，在基于内燃机的自动停止实现的内燃机旋转速度降低的过程中存在内燃机的再启动请求的情况下，如果内燃机旋转速度大于或等于仅通过燃料喷射能够再启动的规定的旋转速度阈值，则通过燃料喷射的恢复而使内燃机启动，如果内燃机的内燃机旋转速度低于上述旋转速度阈值，则利用电动机使内燃机旋转而启动。而且，在基于自动停止实现的内燃机的内燃机旋转速度降低的过程中，在制动器接通的状态下存在再启动请求的情况下，利用上述电动机使内燃机旋转而启动。
7.由此，无需考虑与驾驶者的制动器操作相伴的内燃机的减速度增大而设定仅通过燃料喷射能够再启动的内燃机旋转速度的旋转速度阈值。即，在未踩踏制动器的状态下存在再启动请求的情况下，能够扩大仅通过燃料喷射而再启动的区域。
附图说明
8.图1是示意性地表示应用本发明的内燃机的系统结构的概略的说明图。
9.图2是表示使自动停止的内燃机再启动时的情形的一个例子的时序图。
10.图3是表示使自动停止的内燃机再启动时的情形的一个例子的时序图。
11.图4是表示使自动停止的内燃机再启动时的情形的一个例子的时序图。
12.图5是表示使自动停止的内燃机再启动时的情形的一个例子的时序图。
13.图6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
14.下面，基于附图对本发明的一个实施例详细进行说明。图1是示意性地表示应用本发明的内燃机1的系统结构的概略的说明图。
15.内燃机1例如是多气缸的火花点火式汽油内燃机，作为驱动源而搭载于汽车等车辆。此外，内燃机1也可以是柴油内燃机。
16.内燃机1具有燃料喷射阀(未图示)。燃料喷射阀的燃料喷射量、燃料喷射阀的燃料喷射时机、向燃料喷射阀供给的燃料的压力等由后述的控制单元21控制为最佳。
17.另外，内燃机1具有作为电动机的起步电机2。起步电机2使停止状态的内燃机1的曲轴(未图示)旋转而使内燃机1启动(曲轴转动启动)。起步电机2由后述的控制单元21控制。
18.内燃机1的驱动力经由变矩器3以及离合器4而传递至作为变速器的cvt(连续无级可变变速器)5，传递至该cvt5的驱动力经由终极齿轮6而传递至车辆的驱动轮7。
19.即，内燃机1例如将未图示的曲轴的旋转作为驱动力而传递至车辆的驱动轮7。
20.离合器4位于变矩器3与cvt5之间，在来自内燃机1的驱动转矩能够传递至驱动轮7的情况下接合。即，离合器4配置于将内燃机1的驱动力传递至驱动轮7的动力传递路径上。此外，基于来自后述的控制单元21的控制指令而进行离合器4的接合/断开的动作。离合器4例如在后述的滑行停止等时断开。
21.cvt5具有输入侧的初级带轮8、输出侧的次级带轮9、以及将初级带轮8的旋转传递至次级带轮9的皮带10。
22.cvt5例如利用液压使供皮带10卷绕的初级带轮8及次级带轮9的v型槽(未图示)的宽度变化，使皮带10与初级带轮8、次级带轮9的接触半径变化而使得变速比无级地变化。
23.此外，作为变速器而使用cvt5，但也可以利用有级自动变速器取代cvt5。在该情况下，沿用有级自动变速器内的多个摩擦接合要素而构成离合器4。
24.对于控制单元21，输入有对曲轴的曲轴转角进行检测的曲轴转角传感器22、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23、对车辆的车速进行检测的车速传感器24、对制动器踏板(未图示)的踩踏量进行检测的制动器传感器(制动器开关)25、对设置于内燃机1的排气通路(未图示)的排气净化用催化剂(未图示)的催化剂温度进行检测的催化剂温度传感器26等各种传感器类的检测信号。
25.控制单元21利用加速器开度传感器23的检测值对内燃机1的请求负荷(发动机负荷)进行计算。
26.另外，控制单元21能够对充电余量相对于车载电池(未图示)的充电容量的比率即soc(state of charge)进行检测。即，控制单元21相当于电池soc检测部。
27.曲轴转角传感器22能够对内燃机1的内燃机旋转速度(内燃机转速)进行检测。
28.在车辆行驶时或者车辆停止时，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，则使得内
燃机1再启动。即，如果规定的自动停止条件成立，则控制单元21使内燃机1自动停止，如果规定的自动再启动条件成立，则控制单元21使内燃机1自动再启动。
29.内燃机1的自动停止条件例如为处于未踩踏加速器踏板的状态、车载电池的电池soc大于规定的电池阈值socth、排气净化用催化剂的催化剂温度高于规定的第1催化剂温度阈值t1等。
30.在上述自动停止条件全部都成立的情况下，内燃机1自动停止。换言之，如果在内燃机1的运转中上述自动停止条件全部都成立，则控制单元21使内燃机1自动停止。即，控制单元21相当于如下第1控制部，即，如果规定的自动停止条件成立，则停止燃料喷射而使得内燃机1自动停止。
31.内燃机1的自动再启动条件例如为处于踩踏加速器踏板的状态、车载电池的电池soc小于或等于规定的电池阈值socth、排气净化用催化剂的催化剂温度小于或等于规定的第1催化剂温度阈值t1等。
32.如果在自动停止中存在再启动请求，则使得内燃机1再启动。换言之，如果在内燃机1的自动停止中上述自动再启动条件的任一个成立，则控制单元21使内燃机1再启动。例如，如果车载电池的电池soc小于或等于作为规定值的电池阈值socth，则使得自动停止中的内燃机1再启动。
33.作为内燃机1的自动停止，例如存在怠速停止、滑行停止以及巡航停止。
34.在车辆暂时停止时，例如在上述自动停止条件成立的情况下实施怠速停止。另外，例如如果上述自动再启动条件的任一个成立，则将怠速停止解除。
35.滑行停止是在车辆行驶中，例如在上述自动停止条件成立的情况下实施的。另外，例如如果上述自动再启动条件的任一个成立，则将滑行停止解除。此外，滑行停止例如是指在以低车速且踩踏了制动器踏板的状态的减速中使内燃机1自动停止。
36.巡航停止是在车辆行驶中，例如在上述自动停止条件成立的情况下实施的。另外，例如在上述自动再启动条件的任一个成立的情况下，将巡航停止解除。此外，巡航停止是指例如在以中高车速且未踩踏制动器踏板的惰性行驶中使内燃机1自动停止。
37.在基于自动停止实现的内燃机1的内燃机旋转速度降低的过程中存在内燃机1的再启动请求的情况下，如果内燃机1的内燃机旋转速度大于或等于仅通过燃料喷射能够再启动的规定的可恢复燃烧旋转速度阈值r1(旋转速度阈值)，则控制单元21通过燃料喷射的恢复而使内燃机1启动(燃烧启动)，如果内燃机1的内燃机旋转速度低于可恢复燃烧旋转速度阈值r1，则利用起步电机2对曲轴进行旋转驱动而使内燃机1启动(曲轴转动)。并且，关于控制单元21，在踩踏了制动器踏板的制动器接通的状态下存在再启动请求的情况下，不进行基于燃料喷射的恢复实现的内燃机1的启动，在内燃机旋转速度变为“0”之后利用起步电机2使内燃机1旋转而进行启动。即，控制单元21相当于第2控制部。
38.考虑发出自动停止中的内燃机1的燃料喷射开始指令的定时(timing)与气缸中对燃料点火的定时(燃料喷射恢复后的最初的燃烧定时)的时间差而设定可恢复燃烧旋转速度阈值r1。即，考虑发出燃料喷射开始指令的定时至气缸中对燃料点火的定时的期间的内燃机旋转速度的降低量，将可恢复燃烧旋转速度阈值r1设定为使得燃料喷射恢复后的最初的燃烧定时的内燃机旋转速度不低于通过燃料喷射的恢复能够使内燃机1启动的旋转速度。可恢复燃烧旋转速度阈值r1根据内燃机1的减速度而设定，例如设为600rpm左右的值。
39.在通过燃料喷射的恢复使自动停止中的内燃机1启动(燃烧启动)的情况下，发出燃料喷射开始的指令的定时与气缸中对燃料点火的定时(燃料喷射恢复后的最初的燃烧的定时)存在时间差。即，内燃机1中燃烧开始的定时相对于发出燃料喷射开始指令的定时而滞后。这是因为，对发出燃料喷射开始的指令之后变为进气行程的气缸供给燃料，经由压缩行程而对该气缸的燃料进行点火(燃烧)。
40.在这里，在通过燃料喷射的恢复而使自动停止中的内燃机1启动(燃烧启动)时，如果在发出燃料喷射开始的指令的定时进一步踩踏制动器踏板而使得车辆的减速度增大，则有可能在燃料最初燃烧的气缸的点火时机之前内燃机旋转速度大幅降低。如果进一步踩踏制动器踏板而使得车辆的减速度增大，则因车辆的减速度使得内燃机1的内燃机旋转速度进一步减小，内燃机旋转速度的降低速度增大。
41.因此，关于内燃机1，在最初使燃料燃烧的气缸的点火时机之前而内燃机旋转速度大幅降低，燃料无法燃烧而发动机熄火(熄火)，通过燃料喷射的恢复有可能无法使内燃机1启动。
42.因此，在踩踏了制动器踏板的制动器接通的状态下存在再启动请求的情况下，不进行基于燃料喷射的恢复实现的启动，而是利用起步电机2使内燃机1启动。
43.踩踏了制动器踏板的制动器接通时的再启动请求不是因驾驶者的加速请求而引起的。因此，关于制动器接通时的再启动请求，在早期使内燃机1再启动的必要性较低。因此，在踩踏了制动器踏板的状态下存在再启动请求的情况下，不进行基于燃料喷射的恢复实现的内燃机1的启动，在内燃机旋转速度变为“0”之后利用起步电机2使内燃机1启动。
44.因此，仅通过燃料喷射能够再启动的内燃机旋转速度的下限值(可恢复燃烧旋转速度阈值r1)无需考虑与驾驶者的制动器操作相伴的内燃机1的减速度增大进行设定。
45.即，在未踩踏制动器踏板的状态下存在再启动请求的情况下，能够扩大仅通过燃料喷射而再启动的区域。
46.图2是表示使自动停止的内燃机1再启动时的情形的时序图，表示使制动器接通的状态的内燃机1再启动的情况。
47.图2的时刻t1是内燃机1的自动停止条件成立的定时。在图2中，在制动器接通且车速降低的过程中的时刻t1，自动停止条件成立，许可内燃机1的自动停止。
48.图2的时刻t2是对于自动停止中的内燃机1存在再启动请求的定时。即，图2中的时刻t2是上述自动再启动条件的任一个成立的定时。
49.在图2的时刻t2，内燃机旋转速度大于可恢复燃烧旋转速度阈值r1，但变为制动器接通的状态。因此，内燃机1不进行基于燃烧启动实现的再启动，等待内燃机旋转速度变为“0”而进行基于起步电机2实现的再启动。
50.图2的时刻t3是在再启动请求之后内燃机旋转速度变为“0”的定时。起步电机2在时刻t3启动(接通)。图2的时刻t3～t4是利用起步电机2使内燃机1的曲轴旋转的曲轴转动期间。
51.图3是表示使自动停止的内燃机1再启动时的情形的时序图，表示在使自动停止的内燃机1再启动时变为制动器断开而再加速的情况。
52.图3的时刻t1是内燃机1的自动停止条件成立的定时。在图3中，在制动器接通且车速降低的过程中的时刻t1，自动停止条件成立，许可内燃机1的自动停止。
53.图3的时刻t2是踩踏加速器踏板而对于自动停止中的内燃机1存在再启动请求的定时。即，图3中的时刻t2是通过踩踏加速器踏板而使得上述自动再启动条件的任一个成立的定时。另外，图3的时刻t2是驾驶者的脚从制动器踏板离开而变为制动器断开的状态的定时。
54.在图3的时刻t2，变为制动器断开的状态，内燃机旋转速度大于可恢复燃烧旋转速度阈值r1。因此，在图3的时刻t2，开始基于燃烧启动实现的内燃机1的再启动。图3的时刻t3是燃料喷射恢复后的最初的燃烧的定时。
55.另外，在离合器4断开而内燃机1的驱动力未传递至驱动轮7的状态下存在再启动请求的情况下，如果内燃机1的内燃机旋转速度大于或等于可恢复燃烧旋转速度阈值r1(旋转速度阈值)，则即使处于踩踏了制动器踏板的制动器接通的状态，控制单元21也通过燃料喷射的恢复使内燃机1启动。
56.在离合器4断开的状态(离合器断开)下，内燃机1不会受到与驾驶者的制动器操作相伴的减速度增大的影响。因此，即使在存在再启动请求时处于制动器接通的状态，如果在离合器4断开的状态下内燃机1的内燃机旋转速度大于或等于可恢复燃烧旋转速度阈值r1，则控制单元21也通过燃料喷射的恢复而使内燃机1启动。
57.由此，内燃机1能够扩大仅通过燃料喷射而再启动的区域。
58.图4是表示使自动停止的内燃机1再启动时的情形的时序图，表示在使自动停止的内燃机1再启动时时使得离合器4断开的情况。
59.图4的时刻t1是内燃机1的自动停止条件成立的定时。在图4中，在制动器接通且车速降低的过程中的时刻t1，自动停止条件成立，许可内燃机1的自动停止(滑行停止)。在图4的时刻t1的定时，随着滑行停止的开始而使得离合器4断开。
60.图4的时刻t2是踩踏加速器踏板而对于自动停止中的内燃机1存在再启动请求的定时。即，图4中的时刻t2是上述自动再启动条件的任一个成立的定时。
61.在图4的时刻t2，变为制动器接通的状态，离合器4断开、且内燃机旋转速度大于可恢复燃烧旋转速度阈值r1。因此，在图4的时刻t2，开始基于燃烧启动实现的内燃机1的再启动。
62.图4的时刻t3是燃料喷射恢复后的最初的燃烧的定时。图4的时刻t4是在内燃机1的燃烧启动后使得离合器4接合的定时。
63.在内燃机1停止的状态下存在再启动请求的情况下、在车辆的车速不依赖于制动器接通的状态而小于或等于内燃机1的减速度的影响较小的规定的低车速阈值v1的状态下存在再启动请求的情况下，即使在制动器接通的状态下，控制单元21也通过燃料喷射的恢复而使内燃机1启动。
64.在车辆停止的状态、车速小于或等于规定的低车速阈值v1的状态下，内燃机1不会受到与驾驶者的制动器操作相伴的减速度增大的影响。因此，即使在踩踏制动器的状态下，如果在这种状态下，则控制单元21也通过燃料喷射的恢复使内燃机1启动。
65.由此，内燃机1能够扩大仅通过燃料喷射而再启动的区域。
66.图5是表示使自动停止的内燃机1再启动时的情形的时序图，表示在使自动停止的内燃机1再启动时车速小于或等于低车速阈值v1的情况。
67.图5的时刻t1是内燃机1的自动停止条件成立的定时。在图5中，在制动器接通且车
速降低过程中的时刻t1自动停止条件成立，许可内燃机1的自动停止。
68.图5的时刻t2是踩踏加速器踏板而对于自动停止中的内燃机1存在再启动请求的定时。即，图5中的时刻t2是上述自动再启动条件的任一个成立的定时。
69.在图5的时刻t2，处于制动器接通的状态，但车速为小于或等于低车速阈值v1的低车速、且内燃机旋转速度大于可恢复燃烧旋转速度阈值r1。因此，在图5的时刻t2，开始基于燃烧启动实现的内燃机1的再启动。图5的时刻t3是燃料喷射恢复后的最初的燃烧的定时。
70.图6是表示上述实施例的内燃机1的控制流程的流程图。
71.在步骤s1中，判定是否产生了内燃机1的再启动请求。即，判定自动再启动条件在内燃机1的自动停止中是否成立。在步骤s1中判定为产生了再启动请求的情况下，进入步骤s2。在步骤s1中未判定为产生了再启动请求的情况下，结束此次的流程。
72.在步骤s2中，判定内燃机旋转速度是否大于或等于可恢复燃烧旋转速度阈值r1。如果步骤s2中内燃机旋转速度大于或等于可恢复燃烧旋转速度阈值r1，则进入步骤s3。如果步骤s2中内燃机旋转速度未大于或等于可恢复燃烧旋转速度阈值r1，则进入步骤s7。
73.在步骤s3中，判定是否处于制动器断开的状态。在步骤s3中，如果处于动器断开的状态则进入步骤s4。在步骤s3中，如果未处于制动器断开的状态则进入步骤s5。
74.在步骤s4中，通过燃料喷射的恢复而使内燃机1启动。
75.在步骤s5中，判定是否处于离合器断开的状态。如果在步骤s5中处于离合器断开的状态则进入步骤s4。如果在步骤s5中未处于离合器断开的状态，则进入步骤s6。
76.在步骤s6中，判定车速是否小于或等于低车速阈值v1。在步骤s6中，如果车速小于或等于低车速阈值v1则进入步骤s4。在步骤s6中，如果车速未小于或等于低车速阈值v1则进入步骤s7。
77.在步骤s7中，通过基于起步电机2实现的曲轴转动而使内燃机1启动。
78.以上对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例，可以在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
79.例如，旋转速度阈值根据内燃机的减速度而设定，但在制动器接通的状态下，还可以考虑不根据内燃机的减速度而设定的应对。另外，在基于自动停止实现的内燃机的内燃机旋转速度降低的过程中，在制动器接通的状态下存在再启动请求的情况下，可以不设定旋转速度阈值、或者将旋转速度阈值设定为无限大，利用电动机使内燃机旋转而启动。并且，旋转速度阈值可以在制动器接通的状态下设定为恒定值。
80.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。

技术特征：
1.一种内燃机的控制方法，其中，如果规定的自动停止条件成立，则停止燃料喷射而使得内燃机自动停止，在基于该自动停止实现的内燃机的内燃机旋转速度降低的过程中存在内燃机的再启动请求的情况下，如果内燃机的内燃机旋转速度大于或等于仅通过燃料喷射能够再启动的规定的旋转速度阈值，则通过燃料喷射的恢复使内燃机启动，如果内燃机的内燃机旋转速度低于上述旋转速度阈值，则利用电动机使内燃机旋转而启动，在基于自动停止实现的内燃机的内燃机旋转速度降低的过程中，在制动器接通的状态下存在再启动请求的情况下，利用上述电动机使内燃机旋转而启动。2.根据权利要求1所述的内燃机的控制方法，其中，在使得将内燃机的驱动力传递至驱动轮的动力传递路径上的离合器断开而内燃机的驱动力未传递至上述驱动轮的状态下存在再启动请求的情况下，即使在制动器接通的状态下也通过燃料喷射的恢复而使内燃机启动。3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制方法，其中，在以内燃机为驱动源的车辆已停止的状态下存在再启动请求的情况下，即使在制动器接通的状态下，也通过燃料喷射的恢复而使内燃机启动。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，在以内燃机为驱动源的车辆的车速小于或等于规定的低车速阈值的状态下存在再启动请求的情况下，即使在制动器接通的状态下，也通过燃料喷射的恢复而使内燃机启动。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，上述旋转速度阈值是根据内燃机的减速度而设定的。6.根据权利要求5所述的内燃机的控制方法，其中，上述旋转速度阈值在制动器接通的状态下不根据内燃机的减速度而设定。7.根据权利要求5所述的内燃机的控制方法，其中，在基于自动停止实现的内燃机的内燃机旋转速度降低的过程中，在制动器接通的状态下存在再启动请求的情况下，不设定上述旋转速度阈值、或者将上述旋转速度阈值设定为无限大，利用上述电动机使内燃机旋转而启动。8.根据权利要求5所述的内燃机的控制方法，其中，上述旋转速度阈值在制动器接通的状态下设定为恒定值。9.一种内燃机的控制装置，其具有：电动机，其能够使内燃机启动；第1控制部，如果规定的自动停止条件成立，则该第1控制部使燃料喷射停止而使得内燃机自动停止；以及第2控制部，在基于自动停止实现的内燃机的内燃机旋转速度降低的过程中存在内燃机的再启动请求的情况下，如果内燃机的内燃机旋转速度大于或等于仅通过燃料喷射能够再启动的规定的旋转速度阈值，则该第2控制部通过燃料喷射的恢复而使内燃机启动，如果内燃机的内燃机旋转速度低于上述旋转速度阈值，则该第2控制部利用上述电动机使内燃机启动，在基于自动停止实现的内燃机的内燃机旋转速度降低的过程中，在内燃机的内燃机旋转速度大于或等于上述旋转速度阈值且在制动器接通的状态下存在再启动请求的情况下，
上述第2控制部利用上述电动机使内燃机启动。

技术总结
如果自动停止条件成立，则停止燃料喷射而使得内燃机(1)自动停止。在基于自动停止实现的内燃机旋转速度降低的过程中存在再启动请求的情况下，如果内燃机旋转速度大于或等于仅通过燃料喷射能够再启动的可恢复燃烧旋转速度阈值(R1)，则通过燃料喷射的恢复而使得内燃机(1)启动，如果内燃机旋转速度小于可恢复燃烧旋转速度阈值(R1)，则利用起步电机(2)而使内燃机(1)启动。关于内燃机(1)，在制动器接通的状态下存在再启动请求的情况下，不进行基于燃料喷射实现的恢复的启动，利用起步电机(2)使内燃机旋转而启动。使内燃机旋转而启动。使内燃机旋转而启动。


技术研发人员：滨根将太 岩本匡史
受保护的技术使用者：日产自动车株式会社
技术研发日：2020.09.24
技术公布日：2023/5/30