阅读说明：本技术 控制装置及控制方法 (Control device and control method ) 是由 早崎将司 于 2018-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供将已停止的内燃机迅速启动的控制装置及控制方法。ECU(10)具有控制燃料向柴油发动机(1)内的喷射的喷射控制部(110)和控制设置于进气通道(3)的节流阀(4)的开闭的节流阀开闭控制部(120)。HCU(20)具有判断节流阀(4)的开度是否在第一规定开度以下的判断部(220)和控制使输出轴(9)旋转的马达(8)的马达控制部(230),该输出轴(9)经由环形带(7)与曲轴(6)连接。在喷射控制部(110)的喷射停止控制以及节流阀开闭控制部(120)的闭控制之后,在由判断部(220)判断为节流阀的开度在第一规定开度以下的情况下,马达控制部(230)使马达(8)输出负扭矩。(The invention provides a control device and a control method for quickly starting a stopped internal combustion engine. The ECU (10) is provided with an injection control unit (110) that controls the injection of fuel into the diesel engine (1), and a throttle opening/closing control unit (120) that controls the opening/closing of a throttle valve (4) provided in an intake passage (3). The HCU (20) has a determination unit (220) that determines whether the opening degree of the throttle valve (4) is equal to or less than a first predetermined opening degree, and a motor control unit (230) that controls a motor (8) that rotates an output shaft (9), and the output shaft (9) is connected to a crankshaft (6) via an endless belt (7). After the injection stop control by the injection control unit (110) and the closing control by the throttle opening/closing control unit (120), the motor control unit (230) causes the motor (8) to output a negative torque when the determination unit (220) determines that the opening degree of the throttle valve is equal to or less than a first predetermined opening degree.)

控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及在内燃机停止时进行控制的控制装置及控制方法。

背景技术

以往，在搭载有内燃机的车辆中，已知以改善油耗或减少废气为目的，进行怠速熄火(idling stop)控制。怠速熄火控制是在车辆停止时自动地(不依靠驾驶员的操作地)将内燃机停止，在车辆出发时自动地使内燃机再启动的控制。

例如在专利文献1中公开了，在进行怠速熄火控制时，使电动发电机(motorgenerator)作为发电机驱动而产生负扭矩，从而使内燃机的旋转停止的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-9449号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在通过怠速熄火控制而内燃机停止后，若是汽缸(cylinder)内的压力较高的状态，则在再启动时内燃机的旋转会被残留压力妨碍。其结果，内燃机的再启动会花费时间。

本发明的目的在于，提供能够实现已停止的内燃机的迅速启动的控制装置及控制方法。

解决问题的方案

本发明的一个形态的控制装置具有：喷射控制部，控制燃料向内燃机的汽缸内的喷射；节流阀开闭控制部，控制节流阀的开闭，该节流阀设置于与所述内燃机连接的进气通道；判断部，判断所述节流阀的开度是否在第一规定开度以下；以及马达控制部，控制使输出轴旋转的马达，该输出轴经由规定部件与所述内燃机的曲轴连接，在将驱动中的所述内燃机停止时，在由所述喷射控制部进行了停止所述燃料的喷射的控制，且由所述节流阀开闭控制部进行了将所述节流阀设为闭状态的控制之后，在由所述判断部判断为所述节流阀的开度在所述第一规定开度以下的情况下，所述马达控制部执行使所述马达输出负扭矩的负扭矩产生控制。

本发明的一个方式的控制方法是控制燃料向内燃机的汽缸内的喷射、节流阀的开闭以及马达的驱动的控制方法，该节流阀设置于与所述内燃机连接的进气通道，该马达使经由规定部件与所述内燃机的曲轴连接的输出轴旋转，该控制方法包括以下步骤：在将驱动中的所述内燃机停止时，进行停止所述燃料的喷射并将所述节流阀设为闭状态的控制；判断所述节流阀的开度是否在第一规定开度以下；在判断为所述节流阀的开度在所述第一规定开度以下的情况下，使所述马达输出负扭矩。

发明效果

根据本发明，能够实现已停止的内燃机的迅速启动。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的内燃机及其***的结构例的示意图。

图2是表示本发明的实施方式的ECU(Engine Control Unit，发动机控制单元)的结构例的框图。

图3是表示本发明的实施方式的HCU(Hybrid Control Unit，混合动力控制单元)的结构例的框图。

图4是表示本发明的实施方式的ECU及HCU的动作例的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

首先，使用图1对本发明的实施方式的内燃机及其***的结构进行说明。

图1是表示本实施方式的内燃机及其***的结构例的示意图。图1中，虚线的箭头表示电信号的流动。

图1所示的各构成要素例如搭载于进行怠速熄火控制的车辆。

在柴油发动机(内燃机的一例。以下，称作“发动机”)1的上游侧，经由进气歧管2连接着进气通道3。此外，虽然省略图示，但在发动机1的下游侧经由排气歧管连接着排气通道。

在进气通道3中设置有对吸入至发动机1的空气的流量进行调整的节流阀4。节流阀4的开度由ECU(Engine Control Unit，发动机控制单元)10控制。

另外，在进气通道3中设置有检测节流阀4的开度的开度传感器5。开度传感器5将表示检测到的节流阀4的开度(以下，称作“检测开度”)的信号，适当地向ECU10输出。

另外，虽然省略图示，但发动机1中具备：多个汽缸(cylinder)、以及对各汽缸内喷射燃料的燃料喷射装置(injector，喷射器)。燃料喷射装置所进行的燃料的喷射动作由ECU10控制。另外，各汽缸内具备在汽缸内上下滑动的活塞(省略图示)。

曲轴6与将活塞的上下运动转换为旋转运动的连杆(省略图示)连接。由此，曲轴6旋转。此外，虽然省略图示，但曲轴6经由变速器、减速器，连接到与车轮连接的规定的轴。

另外，曲轴6经由环形带与电动发电机(以下，称作“马达”)8的输出轴9连接。输出轴9通过马达8的驱动而旋转。马达8由HCU(Hybrid Control Unit，混合动力控制单元)20控制。

输出轴9的旋转运动经由环形带7传递至曲轴6。由此，在本实施方式中，实现了BAS(Belted Alternator Starter，皮带式交流电机起动器)。此外，输出轴9与曲轴6的连接单元不限于环形带7。

此外，虽然省略图示，但在曲轴6上设置有检测发动机1的转速的转速传感器。转速传感器将表示检测到的转速(以下，称作“检测转速”)的信号适当地向ECU10输出。

关于ECU10及HCU20，在后面使用图2、图3进行说明。本实施方式的ECU10及HCU20相当于“控制装置”的一例。

以上，对本发明的实施方式的内燃机及其***的结构进行了说明。

接着，使用图2对ECU10的结构进行说明。图2是表示ECU10的结构例的框图。

ECU10具有喷射控制部110、节流阀开闭控制部120、以及信息输出部130。

喷射控制部110以在规定时刻喷射规定量的燃料的方式控制燃料喷射装置。以下，将使燃料喷射装置执行燃料的喷射的控制称作“喷射控制”，将使燃料喷射装置停止燃料的喷射的控制称作“喷射停止控制”。

节流阀开闭控制部120将节流阀4控制为开状态或闭状态。以下，对将节流阀4设为开状态的控制称作“开控制”，对将节流阀4设为闭状态的控制称作“闭控制”。

信息输出部130将各种信息向HCU20输出。各种信息例如是表示由开度传感器5检测到的检测开度的信息(以下，称作“开度信息”)、表示由转速传感器检测到的检测转速的信息(以下，称作“转速信息”)、表示燃料的喷射量的信息等。

以上，对ECU10的结构进行了说明。

接着，使用图3对HCU20的结构进行说明。图3是表示HCU20的结构例的框图。

HCU20具有：要求输出部210、判断部220、以及马达控制部230。

要求输出部210将各种要求向ECU10输出。各种要求例如有：使发动机1停止的要求(以下，称作“发动机停止要求”)、开控制的执行的要求(以下，称作“开控制要求”)等。

例如在行驶中的车辆停止行驶时(例如，在制动踏板的踩踏量为规定值以上时或挡位从驱动档变为空档时等)，发动机停止要求被输出。此外，对于发动机停止要求，也可以称之为“执行喷射停止控制且执行闭控制的要求”。

开控制要求例如在负扭矩产生控制结束的情况下被输出。

此外，本实施方式中，发动机1的停止包含发动机1的暂时停止(例如，通过怠速熄火控制进行的发动机1的停止)，发动机1的启动包含发动机1的再启动(例如，通过怠速熄火控制进行的发动机1的再启动)。

判断部220基于从ECU10接收到的开度信息或转速信息，进行各种判断。

例如，判断部220判断开度信息所表示的检测开度是否在第一规定开度以下。第一规定开度例如是0％、或大于0％但接近0％的值。

另外，例如，判断部220判断开度信息所表示的检测开度是否在第二规定开度以上。第二规定开度是使得在执行了曲轴起动(cranking)时进气歧管2内不成为负压的值。另外，第二规定开度是大于第一规定开度的值。

另外，例如，判断部220判断转速信息所表示的检测转速是否在第一规定转速以下。第一规定转速例如是零、或虽然大于零但几乎接近零的值。

另外，例如，判断部220判断转速信息所表示的检测转速是否在第二规定转速以上。第二规定转速例如是通过曲轴起动的执行而能够上升的转速的上限值、或虽然小于该上限值但接近该上限值的值。

作为对马达8的控制，马达控制部230进行曲轴起动控制或负扭矩产生控制。

曲轴起动控制是使马达8输出正扭矩的控制。通过该曲轴起动控制，马达8的输出轴9在与发动机1的旋转方向相同的方向上旋转，与之同样地，曲轴6也在与发动机1的旋转方向相同的方向上旋转。

负扭矩产生控制是使马达8输出负扭矩的控制。通过该负扭矩产生控制，马达8的输出轴9及曲轴6对发动机1的旋转进行制动。

以上，对HCU20的结构进行了说明。

接着，使用图4对ECU10及HCU20的动作进行说明。图4是表示ECU10及HCU20的动作例的时序图。

首先，HCU20的要求输出部210将发动机停止要求向ECU10输出(步骤S101)。例如在为了使行驶中的车辆的行驶停止，而进行了使制动踏板的踩踏量成为规定量以上(换言之，将制动器设为启动状态)的操作时，输出该发动机停止要求。

若ECU10接收到发动机停止要求，则喷射控制部110执行喷射停止控制，节流阀开闭控制部120进行闭控制(步骤S102)。由此，发动机转速及节流阀4的开度随着时间经过而下降。

然后，信息输出部130将开度信息及转速信息向HCU20输出(步骤S103)。此外，该输出处理以规定的时间间隔进行多次。

若HCU20接收到开度信息及转速信息，则判断部220判断开度信息所表示的检测开度是否在第一规定开度以下(步骤S104)。

当检测开度不在第一规定开度以下的情况下(步骤S104：“否”)，判断部220判断接下来所接收到的开度信息所表示的检测开度是否在第一规定开度以下。

另一方面，当检测开度在第一规定开度以下的情况下(步骤S104：“是”)，马达控制部230执行负扭矩产生控制(步骤S105)。

这样，在本实施方式中，当检测开度不在第一规定开度以下的情况下，不执行负扭矩产生控制，而当检测开度成为第一规定开度以下时执行负扭矩产生控制。

如上所述，通过该负扭矩产生控制，马达8的输出轴9及曲轴6对发动机1的旋转进行制动。由此，能够使下降中的发动机转速更迅速地下降。

接着，判断部220判断转速信息所表示的检测转速是否在第一规定转速以下(步骤S106)。此处的转速信息是在负扭矩产生控制开始之后HCU20接收到的转速信息。

当检测转速不在第一规定转速以下的情况下(步骤S106：“否”)，判断部220判断接下来所接收到的转速信息所表示的检测转速是否在第一规定转速以下。

另一方面，当检测转速在第一规定转速以下的情况下(步骤S106：“是”)，马达控制部230结束负扭矩产生控制，要求输出部210将开控制要求向ECU10输出(步骤S107)。

若ECU10接收到开控制要求，则节流阀开闭控制部120执行开控制(步骤S108)。由此，节流阀4的开度随着时间经过而提高。

然后，信息输出部130将开度信息及转速信息向HCU20输出(步骤S109)。此外，该输出处理以规定的时间间隔进行多次。

在此，假设在负扭矩产生控制结束且经过一定程度的时间后，为了使停止中的车辆出发而进行了使制动踏板的踩踏量成为零(换言之，将制动器设为关闭状态)的操作。换言之，假设满足了发动机1再启动的条件(称作“再启动条件”)。

HCU20的判断部220判断开度信息所表示的检测开度是否在第二规定开度以上(步骤S110)。

当检测开度不在第二规定开度以上的情况下(步骤S110：“否”)，判断部220判断接下来所接收到的开度信息所表示的检测开度是否在第二规定开度以上。

另一方面，当检测开度在第二规定开度以上的情况下(步骤S110：“是”)，马达控制部230执行曲轴起动控制(步骤S111)。

这样，在本实施方式中，当检测开度在第二规定开度以下的情况下，不执行曲轴起动控制，而在检测开度成为第二规定开度以上时执行曲轴起动控制。

如上所述，通过该曲轴起动控制，马达8的输出轴9在与发动机1的旋转方向相同的方向上旋转，曲轴6也在与发动机1的旋转方向相同的方向上旋转。由此，随着时间经过而发动机转速提高。

之后，ECU10的喷射控制部110在发动机转速达到规定值时，执行喷射控制(步骤S113)。

另一方面，判断部220判断转速信息所表示的检测转速是否在第二规定转速以上(步骤S112)。此处的转速信息是在曲轴起动控制开始之后HCU20接收到的转速信息。

当检测转速不在第二规定转速以上的情况下(步骤S112：“否”)，判断部220判断接下来所接收到的转速信息所表示的检测转速是否在第二规定转速以上。

另一方面，当检测转速在第二规定转速以上的情况下(步骤S112：“是”)，马达控制部230结束曲轴起动控制(步骤S114)。之后，发动机1自主运转。

以上，对ECU10及HCU20的动作进行了说明。

接着，对本实施方式的作用效果进行说明。

根据本实施方式，在将驱动中的发动机1停止时，在执行了喷射停止控制及闭控制之后，在检测开度成为第一规定开度以下时执行负扭矩产生控制。由此，能够在发动机1停止时使汽缸的内压降低，从而在将发动机1再启动时，发动机1的旋转不会被汽缸内的残留压力妨碍。因此，能够使发动机1迅速地启动。此外，若在成为第一规定开度以下之前执行了负扭矩产生控制，则无法使汽缸的内压成为负压而导致发动机1停止。因此，无法将发动机1迅速地再启动。

另外，根据本实施方式，通过负扭矩产生控制，曲轴6使发动机1的旋转制动。由此，能够更迅速地使发动机的旋转停止，能够抑制振动的产生。其结果，能够减少乘客的不适感。

这样，根据本实施方式，能够实现对内燃机的迅速停止和已停止的内燃机的迅速启动的兼顾。

另外，在将发动机1再启动时，若在节流阀4为闭状态下直接进行曲轴起动，则有可能进气歧管2内成为负压而节流阀4不能成为开状态。因此，在本实施方式中，在将发动机1再启动时，在执行了开控制之后，在检测开度成为第二规定开度以上时执行曲轴起动控制。由此，进气歧管2内不成为负压，而能够将节流阀4设为开状态。

以上，对本实施方式的作用效果进行了说明。

以上，对本发明的实施方式进行了详述，但本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的要点的范围内适当变形来实施。以下，对各变形例进行说明。

[变形例1]

在上述实施方式中，列举在负扭矩产生控制结束且经过一定程度的时间后满足了再启动条件的情况为例进行了说明，下面对该情况以外的情况进行说明。

首先，对在负扭矩产生控制刚结束之后就满足了再启动条件的情况进行说明。

在该情况下，是与上述实施方式大致相同的动作。即，在负扭矩产生控制刚结束之后，要求输出部210将开控制要求向ECU10输出。然后，马达控制部230在检测开度成为第二规定开度以上时执行曲轴起动控制。之后的动作与实施方式相同。

接着，对在负扭矩产生控制结束前(检测转速成为第一规定转速以下之前)满足了再启动条件的情况进行说明。

在该情况下，马达控制部230在满足了再启动条件的时间点，立即结束负扭矩产生控制，要求输出部210将开控制要求向ECU10输出。然后，马达控制部230在检测开度成为第二规定开度以上时执行曲轴起动控制。之后的动作与实施方式相同。

[变形例2]

在上述实施方式中，列举内燃机是柴油发动机的情况为例进行了说明，但内燃机也可以是汽油发动机。

＜本发明的概括＞

本发明的控制装置具有：喷射控制部，控制燃料向内燃机的汽缸内的喷射；节流阀开闭控制部，控制节流阀的开闭，该节流阀设置于与所述内燃机连接的进气通道；判断部，判断所述节流阀的开度是否在第一规定开度以下；以及马达控制部，控制使输出轴旋转的马达，该输出轴经由规定部件与所述内燃机的曲轴连接，在将驱动中的所述内燃机停止时，在由所述喷射控制部进行了停止所述燃料的喷射的控制，且由所述节流阀开闭控制部进行了将所述节流阀设为闭状态的控制之后，在由所述判断部判断为所述节流阀的开度在所述第一规定开度以下的情况下，所述马达控制部执行使所述马达输出负扭矩的负扭矩产生控制。

此外，上述控制装置中，也可以是，所述判断部在所述负扭矩产生控制被执行后，判断所述内燃机的转速是否在第一规定转速以下，所述马达控制部在由所述判断部判断为所述内燃机的转速在所述第一规定转速以下的情况下，结束所述负扭矩产生控制。

另外，上述控制装置中，也可以是，当在由所述判断部判断为所述内燃机的转速在所述第一规定转速以下之前，停止中的所述内燃机被启动的情况下，所述马达控制部立即结束所述负扭矩产生控制。

另外，上述控制装置中，也可以是，所述节流阀开闭控制部在所述负扭矩产生控制结束之后，进行将所述节流阀设为开状态的控制。

另外，上述控制装置中，也可以是，所述判断部在停止中的所述内燃机被启动的情况下，判断所述节流阀的开度是否在第二规定开度以上，所述马达控制部在由所述判断部判断为所述节流阀的开度在所述第二规定开度以上的情况下，执行使所述马达输出正扭矩的曲轴起动控制。

另外，上述控制装置中，也可以是，所述判断部在所述曲轴起动控制被执行后，判断所述内燃机的转速是否在第二规定转速以上，所述马达控制部在由所述判断部判断为所述内燃机的转速在所述第二规定转速以上的情况下，结束所述曲轴起动控制。

另外，上述控制装置中，也可以是，所述喷射控制部在所述曲轴起动控制被执行后，所述内燃机的转速达到规定值的情况下，执行所述燃料的喷射。

本发明的控制方法是控制燃料向内燃机的汽缸内的喷射、节流阀的开闭以及马达的驱动的控制方法，该节流阀设置于与所述内燃机连接的进气通道，该马达使经由规定部件与所述内燃机的曲轴连接的输出轴旋转，该控制方法包括以下步骤：在将驱动中的所述内燃机停止时，进行停止所述燃料的喷射并将所述节流阀设为闭状态的控制；判断所述节流阀的开度是否在第一规定开度以下；在判断为所述节流阀的开度在所述第一规定开度以下的情况下，使所述马达输出负扭矩。

本申请基于在2017年5月16日提交的日本专利申请(特愿2017-097096)，其内容在此作为参照而引入。

工业实用性

本发明能够适用于在内燃机停止时进行控制的控制装置及控制方法。

附图标记说明

1 柴油发动机

2 进气歧管

3 进气通道

4 节流阀

5 开度传感器

6 曲轴

7 环形带

8 电动发电机

9 输出轴

10 ECU

20 HCU

110 喷射控制部

120 节流阀开闭控制部

130 信息输出部

210 要求输出部

220 判断部

230 马达控制部