专利名称：内燃机自动停止、再起动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机自动停止、再起动控制装置，在满足自动停止条件时，使发动机(以下称为内燃机)自动停止，之后，在满足再起动条件时，使内燃机再起动。
背景技术：
最近，以改进汽车的燃料消耗量及降低环境负载等为目的，开发出如下所述的内燃机自动停止、再起动控制装置，其在因使用者的操作而满足用于使内燃机停止的规定条件(例如，车辆在规定车速以下并进行踩下刹车踏板的操作)时，自动切断燃料来使内燃机自动停止，之后，在因使用者的操作而满足用于使内燃机再起动的规定条件(例如，解除刹车踏板的操作、踩下油门踏板的操作等)时，再次开始燃料喷射并使内燃机自动再起动。
在此，内燃机根据曲柄角度来执行燃料喷射、点火控制。在内燃机自动停止、再起动装置中，通过构成为利用对内燃机的曲柄角度进行检测的曲柄角度传感器，伴随着内燃机旋转，每经过规定的曲柄角度便产生曲柄角度信号脉冲，并且在特定的曲柄角度下产生汽缸判断信号脉冲，从而来识别曲柄角度。一般来说，形成旋转传感器的信号转子的外周部的缺少齿的缺齿部分，并将在该缺齿产生的非等间隔脉冲作为基准信号，来进行汽缸识别。此外，作为这种内燃机自动停止、再起动控制装置，提出一种如下所述的装置在空转停止之后的内燃机惯性旋转中，为内燃机的再起动要求做准备，一旦内燃机转速处于规定转速以下时，不使起动电动机旋转，就开始小齿轮与齿圈的连接，并在电动机转速(在此与小齿轮转速的意思相同，下同)与内燃机转速同步的时间点，完成小齿轮与齿圈的连接。之后，若是有再起动要求，就对起动电动机供电，利用起动电动机驱动内燃机来完成内燃机的再起动(例如参照专利文献I)。专利文献I :日本专利特表2008-510099号公报在上述这样的使用现有的内燃机自动停止、再起动控制装置的情况下，一旦内燃机转速在因空转停止而使内燃机惯性旋转的过程中处于规定转速以下，则将小齿轮压靠至齿圈而开始它们的连接，但此时，由于内燃机转速急剧降低，曲柄角度信号脉冲的周期延长，因而，存在识别为与原来的曲柄角度不同的曲柄角度的情况。在这种情况下，也会错误地识别内燃机的各汽缸的行程，因而在这种状态下进行再起动时，存在喷射出的燃料最先燃烧的时刻延迟从而使起动延迟这样的技术问题。
发明内容
本发明为解决如上所述现有装置的技术问题而作，其目的在于提供一种能防止误识别内燃机的基准信号，从而能确保内燃机良好的再起动性的内燃机自动停止、再起动控制装置。本发明的内燃机自动停止、再起动控制装置包括曲柄角度检测单元，该曲柄角度检测单元输出与内燃机的曲柄角度相对应的曲柄角度信号；基准信号输出单元，在上述曲柄角度信号处于规定位置时，该基准信号输出单元将基准信号输出至曲柄角度信号内；基准信号检测单元，该基准信号检测单元对基准信号进行检测；活塞位置设定单元，该活塞位置设定单元根据上述曲柄角度信号内的基准信号来设定多个汽缸的活塞位置；内燃机自动停止、再起动单元；起动电动机，该起动电动机因通电而旋转；小齿轮，该小齿轮设于上述起动电动机的转轴；柱塞，该柱塞用于将上述小齿轮朝上述转轴的轴向推出而与设于内燃机的曲柄轴的齿圈啮合；以及螺线管，该螺线管因通电而使上述柱塞朝转轴方向移动，对上述内燃机执行如下控制在上述内燃机自动停止之后的惯性旋转中，对使上述内燃机起动的起动装置的螺线管进行驱动以使上述小齿轮朝上述轴向移动来开始上述小齿轮向上述齿圈压靠，在开始上述压靠之后经过规定期间之前，禁止根据上述曲柄角度信号来检测上述基准信号。根据本发明的内燃机自动停止、再起动控制装置，由于对上述内燃机执行如下控制在内燃机自动停止之后的惯性旋转中，对使内燃机起动的起动装置的螺线管进行驱动以使小齿轮朝轴向移动来开始向齿圈压靠，在开始上述压靠之后经过规定期间之前，禁止根据上述曲柄角度信号来检测上述基准信号，因此，能防止误识别内燃机再起动前、再起动 时的基准信号，藉此能确保内燃机良好的再起动性。
图I是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的整体结构的说明图。图2是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置中的曲柄角度传感器的信号转子的结构的说明图。图3是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置中的曲柄角度传感器的输出波形与基准信号之间的关系的说明图。图4是本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的控制框图。图5是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的动作的流程图。图6是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的动作的流程图。图7是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的动作的流程图。图8是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的动作的框图。图9是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的动作的框图。图10是说明本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置中内燃机再起动时的燃料喷射的说明图。图11是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置再起动后的内燃机的动作的时序图。图12是表示现有的内燃机自动停止再起动、控制装置的动作的时序图。(符号说明)I曲柄角度传感器2小齿轮转速传感器
3车速传感器4油门开度传感器5刹车踏板10内燃机11燃料喷射装置12齿圈13信号转子20起动装置
21螺线管22柱塞23起动电动机24小齿轮50内燃机控制装置Fl要求自动停止标志F2自动停止中标志F3禁止检测基准信号标志Tl螺线管通电时间计时器
具体实施例方式实施方式I以下，参照附图对本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置进行说明。图I是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动装置的整体结构的框图。在图I中，本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置包括内燃机10、起动装置20、内燃机控制装置(ECU :电子控制单元)50。在内燃机10中设有朝内燃机10供给燃料的燃料喷射装置11。起动装置20设有起动电动机23，该起动电动机23在通电后旋转；小齿轮24，该小齿轮24设于起动电动机23的转轴；柱塞22，该柱塞22用于将小齿轮24朝转轴的轴向推出，从而与设于内燃机的曲柄轴的齿圈12啮合；以及螺线管21，该螺线管21在通电后使柱塞22朝转轴的轴向移动。内燃机控制装置50在对燃料喷射装置11进行控制的同时，对自动停止条件或再起动条件进行判断，从而使车载电池等电源(未图示)与起动电动机23连接来向起动电动机23通电，此外，还使电源与螺线管21连接来向螺线管21通电。内燃机控制装置50与曲柄角度传感器I、小齿轮转速传感器2、车速传感器3、油门开度传感器4及刹车踏板5连接，其中，上述曲柄角度传感器I对内燃机的曲柄角度进行检测，上述小齿轮转速传感器2对起动装置20的小齿轮24的转速进行测定，上述车速传感器3对车辆的速度进行检测并输出车速信号，上述油门开度传感器4对油门开度进行检测并输出油门开度信号，上述刹车踏板5输出表示踏板的动作状态的刹车信号。曲柄角度传感器I设置成隔着间隙与和内燃机10的曲柄轴(未图示)一起旋转的信号转子13的外周部相对。信号转子13在外周部包括多个由磁性体形成的齿，这些齿在周向上隔着规定间隔设置。曲柄角度传感器I将因信号转子13的齿穿过相对间隙而引起的磁力变化转换成电信号，产生与曲柄轴的旋转角度(以下称为曲柄角度)相对应的曲柄角度信号，并将该曲柄角度信号输入内燃机控制装置50。在此，曲柄角度传感器I和信号转子13构成本发明的曲柄角度检测单元和基准信号输出单元，内燃机控制装置(ECU)构成对基准信号进行检测的基准信号检测单元、根据曲柄角度信号内的基准信号来设定多个汽缸的活塞位置的活塞位置设定单元和内燃机自动停止、再起动单元。对信号转子13的结构进行更详细说明。图2是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置中的曲柄角度传感器的信号转子的结构的说明图。在图2中，信号转子13在其外周部包括32个由磁性体构成的齿(用实线表示)。这32个齿 设置在以信号转子的轴心为中心以10度的间隔将信号转子13的外周部等分成36处位置中的32处。此夕卜，信号转子13的外周部的上述36处位置中剩余的4处为没有齿的缺齿(用虚线表示)。现将图2中最下方的上死点对应位置的左侧的齿设为A05(表示上死点之后5 [度]，将包括该齿A05在内顺时针第九个缺齿设为A85。接着，将上述缺齿A85的下一个齿设为B85 (表示上死点之前85 [度])，并将包括该齿B85在内顺时针第九个齿设为B05。接着，将上述齿B05的下一个齿设为A05,使包括该齿A05在内顺时针的第八个和第九个位置为缺齿，并将上述第九个位置的缺齿设为A85。接着，将上述缺齿A85的下一个齿设为B85，并将包括该齿B85在内顺时针第九个齿设为B05。在此，对图2右方的缺齿A85、该缺齿A85之前两个位置的齿、该缺齿A85之前一个位置的缺齿、缺齿A85的下一个齿所产生的信号输入周期进行比较，来形成基准信号。如图2所示，上述基准信号设定在绕信号转子13的轴心相隔180[度]的位置上。上述基准信号是为根据曲柄角度信号分别设定汽缸的活塞位置而设定的。图3是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置中的曲柄角度传感器的输出波形与基准信号之间的关系的说明图，图3(a)表示内燃机转速，图3(b)表示曲柄角度传感器输出，图3(c)表不基准信号,各自的横轴在同一时序下表不。图3 (a)所不的曲柄角度传感器输出的信号的波形是使上述图2所示的曲柄角度传感器的信号转子13与内燃机旋转同步地朝逆时针方向旋转而从曲柄角度传感器I输出的信号的波形，对信号转子13的齿或缺齿以相同的符号表示，以图2中的信号转子13的最下方右侧的齿B05为基点，依次与齿A05、…、A85、B85、…、B05、A05、…、A85、B85、…B05相对应产生的曲柄角度信号的波形。如图3(c)所示，在曲柄轴旋转两圈的过程中(720[度]的过程中)，首先，与曲柄角度75[度]、85[度]、95[度]、105[度]相对应地产生基准信号，接着，与曲柄角度255[度]、265[度]、275[度]、285[度]相对应地产生基准信号，接着，与曲柄角度435[度]、445[度]、455[度]、465[度]相对应地产生基准信号，接着，与曲柄角度615 [度]、625 [度]、635 [度]、645 [度]相对应地产生基准信号。内燃机控制装置50基于图3(b)所示的曲柄角度传感器输出信号的周期来运算出内燃机转速Nr，并基于从小齿轮转速传感器2输出的信号的周期来运算出小齿轮转速Nst。内燃机控制装置(ECU) 50由各种I/F电路(未图示)和微型计算机(未图示)构成。此外，微型计算机由A/D转换器(未图示)、CPU(未图示)、R0M(未图示)和RAM(未图示)等构成，其中，上述A/D转换器将各种传感器的检测信号等模拟信号转换成数字信号，上述CPU执行内燃机自动停止、再起动控制程序等各种控制程序，上述ROM对内燃机自动停止、再起动控制程序、各种控制程序、控制常数、各种表单等进行存储，上述RAM对执行各种控制程序时的变量等进行存储。图4是本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的控制框图，其表示由内燃机控制装置50所执行的各处理程序的构成。在图4中，内燃机控制装置50包括内燃机自动停止程序101、事先啮合控制程序102、内燃机再起动控制程序103、曲柄角度计算程序104。曲柄角度计算程序104包括曲柄角度计算部分105、基准信号检测部分106、疑似基准信号生成部分107、曲柄角度存储部分108。首先，内燃机自动停止程序101使用车速传感器3、油门开度传感器4、刹车踏板5等的信息来对内燃机是否自动停止进行判断，若判断为内燃机已自动停止，则停止燃料喷 射装置11。接着，事先啮合控制程序102使用根据曲柄角度传感器I输入的曲柄角度传感器输出信号的输入周期等求得的内燃机转速来对内燃机转速是否处于规定转速以下进行 判断，当判断为内燃机转速处于规定转速以下时，对螺线管21进行控制，使小齿轮24与齿圈12啮合。然后，内燃机再起动控制程序103使用油门开度传感器4、刹车踏板5等的信息来判断内燃机的再起动条件是否成立，若判断为内燃机的再起动条件成立，则通过对起动装置20的螺线管21和起动电动机23进行控制，并如后所述根据曲柄角度计算程序104所求得的曲柄角度对燃料喷射装置11等进行控制，从而使内燃机再起动。接着，曲柄角度计算程序104中的曲柄角计算部分105根据以曲柄角度传感器I的输出值和输出周期为基础检测到的基准信号及螺线管21的驱动信号，计算出曲柄角度。曲柄基准信号检测部分106根据曲柄角度传感器I的输出信号的周期检测出基准信号。疑似基准信号生成部分107根据曲柄角度产生疑似基准信号。曲柄角度存储部分108根据螺线管21的驱动信号存储曲柄角度。在螺线管21驱动后处于规定期间的情况下，曲柄角度计算部分105使用存储在曲柄角度存储部分108中的曲柄角度和曲柄角度传感器I的输出来运算出曲柄角度，当该运算出的曲柄角度是与基准信号的产生角度相当的角度时，从疑似基准信号生成部分107产生基准信号。另外，在处于螺线管21驱动后超过规定期间的情况下，曲柄角度计算部分105使用曲柄角度传感器I的输出和由基准信号检测部106检测出的基准信号来计算曲柄角度。图5至图9是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的动作的流程图，图5表示内燃机自动停止程序，图6表示事先啮合控制程序，图7表示内燃机再起动控制程序，图8表示曲柄角度计算程序，图9表示禁止检测基准位置判断程序。图5至图9的步骤SlOl S108、步骤S201 S202、步骤S301 S309、步骤S401 S411及步骤S501 S508的处理是利用存储在内燃机控制装置50内的ROM中的内燃机自动停止、再起动控制程序来执行的。此外，图5、图6、图7所示的程序例如以每隔10[毫秒]的固定周期执行，图8、图9所示的程序例如在每次输入来自曲柄角度传感器I的输出信号时执行。一旦接通车辆的点火开关，则内燃机控制装置50被供电而开始动作，内燃机控制装置50内的微型计算机的CPU执行存储在ROM内的内燃机自动停止、再起动控制程序。
首先，在图5所示的内燃机自动停止程序中，在步骤SlOl中，内燃机控制装置50的微型计算机(以下简称为内燃机控制装置50)判断是否满足内燃机自动停止条件。该自动停止条件是例如车速为10[km/h]以下且驾驶员踩下刹车踏板5的动作状态等。上述车速是根据车速传感器4输出的车速信号来确定的，踩下刹车踏板5的动作状态是根据刹车踏板5输出的刹车信号为接通状态来确定的。例如，若处于车速为10[km/h]以下且驾驶员踩下刹车踏板5的动作状态，则要求内燃机自动停止标志Fl被设置为“ I ”，因此，步骤SlOl中对是否满足内燃机自动停止条件的判断可根据要求内燃机自动停止标志Fl是否被设置为“I”来判断。当步骤SlOl中的判断结果是判断为满足内燃机自动停止条件(“是”)时，前进至步骤S102，当判断为不满足自动停止条件(“否”)时，前进至步骤S108。当前进至步骤S102时，内燃机控制装置50对燃料喷射装置11进行控制，以停止朝内燃机10的燃料供给。接着，在步骤S103中，内燃机控制装置50将自动停止中标志F2设置为“I”。然后，在步骤S104中，内燃机控制装置50判断是否满足再起动条件。该再起动条件是例如驾驶员松开刹车踏板的动作状态且驾驶员踩下了油门踏板的动作状态等。上述松开刹车踏板6的动作状态是根据刹车踏板5输出的刹车信号为断开的状态来确定的，踩下油门踏板的动作状态是根据油门开度传感器6输出的油门开度信号来确定的。若处于刹车踏板5输出的刹车信号为断开的状态且处于踩下了油门的状态，则要求内燃机自动停止标志Fl被清空成“0”，因此，是否满足再起动条件可根据要求内燃机自动停止标志Fl是否为“O”来判断。若上述判断的结果是要求内燃机自动停止标志Fl为“O” ( “是”)，则判断为满足再起动条件，并前进至下一步骤S105，当不满足再起动条件(“否”)时，前进至步骤S107。接着，当前进至步骤S105时，内燃机控制装置50判断内燃机10是否处于旋转中。当内燃机10处于旋转中(“是”)时，前进至下一步骤S106，当内燃机10没有旋转、即在内燃机10完全停止(“否”)的情况下，结束图5的内燃机自动停止程序的处理。在从步骤S105前进至步骤S106时，内燃机控制装置50执行再起动控制程序，而有关执行该再起动程序的详细情况将在下文中进行叙述。当上述步骤S104中的判断结果是要求内燃机自动停止标志Fl不为“O”而判断为不满足再起动条件(“否”)时，前进至步骤S107。此时，内燃机处于自动停止的过程中，但在步骤S107中，内燃机控制装置50为使小齿轮24事先与齿圈12啮合以准备再起动而执行事先啮合控制程序，并结束图5的内燃机自动停止程序的处理。有关执行步骤S107中的事先啮合控制程序的详细情况将在下文中进行叙述。此外，在上述步骤SlOl中的判断结果是判断为不满足自动停止条件(“否”)而前进至步骤S108时，内燃机控制装置50对自动停止中标志F2是否为“I”进行判断。在自动停止中标志F2为“ 1”( “是”)时，判断为内燃机10处于自动停止的过程中，为判断是否满足再起动条件而前进至步骤S104。相反，在自动停止中标志F2为“O” ( “否”)时，判断为内燃机10没有处于自动停止的过程中，从而结束图5的内燃机自动停止程序的处理。接着，对步骤S107中的事先啮合控制程序进行说明。即，图6中，在步骤S201中，内燃机控制装置50判断内燃机转速Nr是否小于转速阈值Ndiffth。当内燃机转速Nr小于转速阈值Ndiffth ( “是”)时，前进至下一步骤S202，在内燃机转速Nr为转速阈值Ndiffth以上(“否”)时，结束执行图6的事先啮合控制程序。上述转速阈值Ndiffth是能使小齿轮24与齿圈12啮合的值，例如为100 [rpm]。另外，通常小齿轮24的齿数比齿圈12的齿数少，为避免错乱，内燃机转速Nr及小齿轮转速Nst使用考虑了小齿轮24与齿圈12的齿数比而换算成齿圈12的转速的值。在前进至步骤S202时，内燃机控制装置50接通朝螺线管21的通电。此外，开始测定螺线管21的通电时间Tl，并结束执行图6的事先啮合控制程序。
接着，对在上述步骤S106中执行的再起动程序的详细执行情况进行说明。即，图7中，在步骤S301中，内燃机控制装置50对燃料喷射装置11进行控制，以朝内燃机20喷射起动用燃料。在此，对内燃机10再起动时的燃料喷射进行说明。图10是说明本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动装置中内燃机再起动时的燃料喷射的说明图。图10表示内燃机10为四汽缸的情况，图中箭头表示点火时刻。在自动停止的过程中，中断点火，在再起动开始之后的规定时刻(在此是各压缩行程汽缸的曲柄角度为BTDC5。)，再次开始点火。此夕卜，图10中的网格部分表示燃料喷射时刻。虽然在自动停止的过程中燃料喷射是中断的，但在图10的时刻tl开始再起动时，几乎与上述时刻tl同时，在规定的多个汽缸中、例如处于吸气行程的#1汽缸和处于排气行程的#3汽缸中再次开始燃料喷射，在此之后，每隔规定时刻(燃烧行程汽缸的曲柄角度BTDC5。)再次开始燃料喷射。在时刻tl开始再起动之后，几乎与该时刻tl同时喷射出的燃料因在时刻t2再次开始的点火而开始燃烧。在图7的步骤S301中，如上所述再次开始燃料喷射，接着，在步骤S302中，内燃机控制装置50根据内燃机转速来判断内燃机10是否起动了。在内燃机10没有起动时，即内燃机转速小于规定值(“是”)时，前进至下一步骤S303。另一方面，在内燃机10起动时，即，在内燃机转速为规定值以上(“否”)时，判断为内燃机10因燃烧而起动，并前进至步骤S307。在此，判断内燃机的起动的规定值例如为500[rpm]。在前进至步骤S303时，内燃机控制装置50判断内燃机转速Nr是否小于转速阈值Ndiffth0当内燃机转速Nr小于转速阈值Ndiffth ( “是”)时，前进至下一步骤S304，在内燃机转速Nr为转速阈值Ndiffth以上(“否”)时，前进至步骤S309。在前进至步骤S304时，内燃机控制装置50接通朝螺线管21的通电。此外，同时开始测定螺线管21的通电时间Tl。接着，在步骤S305中，内燃机控制装置50判断螺线管21的通电时间Tl是否超过规定时间Tpe。在判断为螺线管21的通电时间Tl超过规定时间Tpe、即小齿轮24被压靠于齿圈12并处于啮合(“是”)的情况下，前进至步骤S306。在判断为螺线管21的通电时间Tl小于规定时间Tpe、即小齿轮24还没有与齿圈12啮合(“否”)的情况下，结束图7的内燃机再起动控制程序。在此，规定值Tpe例如为50 [毫秒]。当在上述步骤S302中判断为内燃机再起动完成(“否”)并前进至步骤S307时，内燃机控制装置50由于完成了再起动而将自动停止中标志F2重置为“O”。接着，在步骤S308中，内燃机控制装置50断开起动装置20的起动电动机23的通电。接着，在步骤S309中，内燃机控制装置50断开起动装置12的螺线管21的通电。此外，结束对螺线管21的通电时间Tl的测定，并重置。此时，由于在螺线管21与柱塞22之间没有产生吸引力，因此，柱塞22没有朝起动电动机23的转轴的轴向移动，也没有将小齿轮24朝该轴向推出，小齿轮24与齿圈12处于没有啮合的状态。接着，对执行曲柄角度计算程序进行说明。即，图8中，在步骤S401中，内燃机控制装置50判断螺线管的通电是否接通。当螺线管的通电接通时，前进至步骤S402。当螺线管的通电断开时，前进至步骤S408。在前进至步骤S402时，内燃机控制装置50使用后述图9所示的禁止检测基准信号判断程序，来判断是否禁止根据曲柄角度传感器的输出周期检测基准信号。接着，在步骤S403中，内燃机控制装置50判断是否禁止检测基准信号。在此，禁止检测基准信号的情况是指因螺线管21的通电而使小齿轮24压靠至齿圈12从而使内燃机转速减速的情况，禁止检测基准信号标志F3被设置为“I”。另一方面，当因螺线管21的通电而使小齿轮24开始向齿圈12压靠之后，内燃机转速不再减速时，不禁止基准信号的检·测，禁止检测基准信号标志F3为“O”。能根据禁止检测基准信号标志F3是否为“I”来进行步骤S403中的是否禁止检测基准信号的判断。若步骤S403中的判断结果是禁止检测基准信号(“是”)，则前进至步骤S404，若不是禁止检测基准信号(“否”)，则前进至步骤S408。另外，有关禁止检测基准信号判断程序的详细情况将在下文中进行叙述。在前进至步骤S404时，内燃机控制装置50判断上次更新的曲柄角度Acjnem是否是缺齿之前的规定曲柄角度，即判断曲柄角度是否是与基准信号产生位置相对应的角度。当上述判断的结果是上次更新的曲柄角度Acjnem为缺齿之前的规定曲柄角度(“是”)时，前进至步骤S405，在上次更新的曲柄角度Acjnem不是缺齿之前的规定曲柄角度(“否”)时，前进至步骤S406。在此，规定的曲柄角度是图3所示的720度曲柄角度中的75 [度]、255 [度]、435 [度]、615 [度]。当在步骤S404中判断为上次更新的曲柄角度Acjnem是缺齿之前的规定曲柄角度(“是”)并前进至步骤S405时，由于上次曲柄角度Acjnem处于缺齿之前，因此，将上次曲柄角度Acjnem加上20[度]后更新曲柄角度Ac来作为新的曲柄角度Ac。此外，产生基准信号，来用于检测曲柄角度传感器等的异常或执行其它控制。另一方面，当在步骤S404中判断为上次更新的曲柄角度Acjnem不是缺齿之前的规定曲柄角度(“否”)并前进至步骤S406时，由于上次曲柄角度Acjnem没有处于缺齿之前，因此，将上次曲柄角度Acjnem加上10 [度]后更新曲柄角度Ac来作为新的曲柄角度Ac。接着，在步骤S407中，内燃机控制装置50将在步骤S405或步骤S406中更新的曲柄角度Ac存储为上次曲柄角度Ac_mem，并结束图8的曲柄角度计算程序。另一方面，当在步骤S401中判断为没有“接通”螺线管21的通电(“否”)并前进至步骤S408时，内燃机控制装置50根据曲柄角度传感器I的输出来检测(判断)基准信号，并前进至步骤S409。基准信号的检测方法例如是记录曲柄角度传感器I的输出周期，并在上次的周期与本次的周期之比超过规定值时检测出基准信号。接着，在步骤S409中，内燃机控制装置50判断是否有基准信号，在有基准信号(“是”)的情况下，前进至步骤S410，在没有基准信号(“否”)的情况下，前进至步骤S411。在前进至步骤S410时，将供基准信号输出的曲柄角度代入曲柄角度Ac，并前进至步骤S407。在此，所代入的曲柄角度例如是距上次曲柄角度Acjnem最近的当前基准信号的曲柄角度(若Acjnem为65[度]时为105[度]等)。另一方面，当在步骤S409中判断为没有基准信号(“否”)并前进至步骤S411时，将上次曲柄角度Acjnem加上10 [度]来作为新的曲柄角度Ac，并前进至步骤S407。接着，参照图9对上述禁止检测基准信号判断程序进行说明。虽然在图9中记载为“禁止检测基准位置判断程序”，但与上述“禁止检测基准信号判断程序”意思相同。图9中，在步骤S501中，内燃机控制装置50判断向螺线管21的通电是否从断开变为接通。在判断为向螺线管21的通电从断开变为接通(“是”)时，前进至步骤S502，在判断为向螺线管21的通电没有从断开变为接通、即仍保持断开(“ 否”)的情况下，前进至步骤S503。在前进至步骤S502时，内燃机控制装置50将螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son初始化成“O” [度]。接着，在步骤S503中，内燃机控制装置50判断上次更新的曲柄角度Acjnem是否为缺齿之前的规定曲柄角度、即判断是否处于基准信号位置。当上述判断的结果是上次更新的曲柄角度Acjnem为缺齿之前的规定曲柄角度(“是”)时，前进至步骤S504，在上次更新的曲柄角度Acjnem不是缺齿之前的规定曲柄角度(“否”)时，前进至步骤S505。在前进至步骤S504时，对螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son进行更新。S卩，由于上次曲柄角度Acjnem处于缺齿之前，因此，加上20 [度]来作为新的螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son,并前进至步骤S506。另一方面，在前进至步骤S505时，对螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son进行更新。即，由于上次曲柄角度Acjnem没有处于缺齿之前，因此，加上10[度]来作为新的螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son,并前进至步骤S506。 接着，在步骤S506中，内燃机控制装置50判断螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son是否小于规定值。在螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son小于规定值(“是”)时，前进至步骤S507。在螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son为规定值以上(“否”)时，前进至步骤S508。在此，将规定值例如设为180 [度]。在前进至步骤S507时，由于螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son小于规定值，因此，内燃机控制装置50将禁止检测基准信号标志F3设置为“1”，并结束图9的判断程序。另一方面，在前进至步骤S508时，由于螺线管通电接通后曲柄角度Ac_son为规定值以上，因此，内燃机控制装置50将禁止检测基准信号标志F3重置为“0”，并结束图9的判断程序。接着，参照时序图，对本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置的动作进行说明。图11是表示本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动装置再起动后的内燃机的动作的时序图。图11所示的时序图表示以下动作在车辆行驶状态下进行内燃机自动停止，并在内燃机的旋转过程中使小齿轮24与齿圈12啮合，然后利用起动电动机23的转动(cranking)进行内燃机再起动。在图11中，图11(a)表示内燃机转速Nr (实线)、起动电动机转速即小齿轮转速Nst(虚线)的时间推移。图11(b)表示内燃机控制装置所识别的每180[度]的曲柄角度(实线)、实际的每180[度]的曲柄角度(虚线)的时间推移。图11(c)表示曲柄角度传感器的输出的时间推移。图11(d)表示在内燃机的控制中所使用的基准信号的时间推移，在有基准信号时设为“ I”，在没有基准信号时清空成“O”。而且，图11 (e)表示内燃机控制装置(E⑶)50所识别的各汽缸的行程，网格部分表示燃料喷射，箭头表示点火。图11(f)表示要求自动停止标志Fl的状态,在满足自动停止条件时被设置成“1”，在满足再起动条件时被重置成“O”。图11(g)表示自动停止中标志F2的状态，在内燃机10处于自动停止中时被设置成“1”，在内燃机10起动完成后被重置成“O”。此外，图11 (h)表示起动电动机23的通电状态的时间推移。图11⑴表示螺线管21的通电状态的时间推移。图11 (j)表示从开始螺线管通电时起的曲柄角度变化量的时间推移。图11 (k)表示禁止检测基准信号标志F3的时间推移，在基于曲柄角度传感器的输出的基准信号的检测处于禁止时被设置为“ 1”，在基于曲柄角度传感器的输出的基准信号的检测处于允许时被重置为“O”。在图11中，首先满足自动停止条件，并将要求自动停止标志Fl设置为“ I ”，停止燃 料喷射，将自动停止中标志F2设置为“I”(相当于图4的步骤SlOl S103)。之后，若在时刻tl时内燃机转速小于规定转速，则准备再起动内燃机，将螺线管的通电接通(相当于图6的步骤S201 S202)，以开始推出小齿轮24。之后，通过在时刻tl t2之间将小齿轮24压靠至齿圈12，使得图11(a)中用实线表示的内燃机转速Nr减速，用虚线表示的电动机转速即小齿轮转速Nst增速，在小齿轮24与齿圈12的转速同步的时刻t2，完成小齿轮24与齿圈12的啮合。此时，由于在时刻tl t2之间内燃机转速Nr如图11(a)所示急剧减速，因此，如图11(c)所示，曲柄角度传感器输出的输出周期变长。然而，如在图9中所说明的那样，由于在小齿轮24的通电接通之后的规定期间、例如在曲柄角度为180[度]时，停止根据曲柄角度传感器I的输出周期来检测图11 (d)的基准信号(图9)，因此如图11 (k)所示，禁止检测基准信号标记F3变为“ I ”，这样便不会误检测基准信号。接着，在时刻t3时，由于在驾驶员的操作下满足再起动条件，因此，图11(f)的要求自动停止标志Fl变为“0”，再次开始燃料喷射及点火。在时刻t3时，为了提前进行再起动，如图11(e)所示，在处于吸气行程的#1汽缸和处于排气行程的#3汽缸中非同步地进行燃料喷射。此外，内燃机10还没有完成起动，且如图ll(i)所示从螺线管驱动指示即螺线管通电开始之后经过足够时间，小齿轮24与齿圈12就已经啮合，因此，发出图11(h)所示的起动电动机驱动指示来使起动电动机41通电，以开始旋转(相当于图7的步骤S305 S306)。接着，在时刻t4时，如图ll(k)所示，禁止检测基准信号标志F3被设置成“1”，禁止根据曲柄角度传感器I的输出周期来检测基准信号，因此，根据曲柄角度传感器I的输出和所存储的上次曲柄角度来求出曲柄角度，由于该求出的曲柄角度是输出基准信号的曲柄角度，因此如图11(d)所示输出基准信号，若需要也可用在其它控制中(相当于图8的步骤S404 S405)。接着，以螺线管21的通电接通瞬间的曲柄角度为基准(O [度])，并在从该基准对曲柄角度进行累积运算后的结果超过180[度]时，在起动电动机23的驱动下经由小齿轮24和齿圈12而旋转的内燃机的转速增大，由于在时刻t5时，内燃机转速明显偏离误检测基准信号的范围，因此，将禁止检测基准信号标志F3清空成“O” (图9的步骤S506、S508)。在此之后，根据曲柄角度传感器I的输出周期检测基准信号。接着，在时刻t6时，对再起动时喷射出的燃料进行点火，在时刻t7时通过燃烧使内燃机转速Nr达到内燃机起动完成判断转速以上，内燃机再起动完成，图11(g)的要求自动停止标志Fl被重置为“0”，图11(h)的起动电动机驱动指示及图11 (i)的螺线管驱动指示被解除。这样，由于通过防止基准信号的误检测而能获取正确的曲柄角度，因此，不会发生起动延迟的情况。
在此，将上述现有装置的动作与本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置进行比较说明。图12是表示现有的内燃机自动停止、再起动控制装置的动作的时序图，图12(a) 图12(d)对应于图11(a) 图11(d)。图12(e)表示每个汽缸各自的实际行程，图12(f)表示每个汽缸各自的ECU控制用行程，图12(g)表示要求自动停止标志Fl，图12(h)表示自动停止中标志F2,图12 (i)表示起动电动机驱动指示，图12 (j)表示螺线管驱动指示。如图12所示，在使用如上所述现有的内燃机自动停止、再起动控制装置的情况下，在内燃机因空转停止而惯性旋转的过程中，当内燃机转速处于规定转速以下时，将小齿轮压靠到齿圈，从而开始连接(图12的时刻tl)。此时，因驱动螺线管并对小齿轮进行按压而使内燃机转速急剧降低，使得曲柄角度信号脉冲的周期延长(变长)，因此，存在误识别为在缺齿处产生的非等间隔脉冲的情况。因此，存在由误识别的非等间隔脉冲(基准信号)求得的曲柄角度被识别作为与原来的曲柄角度不同的错误的曲柄角度的情况(图12的时刻 t2)。此时，各汽缸的行程也是错误的行程(图12(e)、图12(f)的时刻2)。在这种状态下进行再起动时，在错误的曲柄角度下进行用于起动的燃料控制及点火控制，例如，在为提前再起动而与再起动同时非同步地对处于吸气行程的汽缸和处于排气行程的汽缸进行燃料喷射的情况下，喷射燃料被喷射到与实际汽缸不同的汽缸(图12的时刻t3(f)的网格部)。之后，即便检测出缺齿，并处于正确的曲柄角度(图12的时刻t4)，也不会在本来能通过点火使燃料燃烧的#1汽缸中发生燃烧(图12的时刻t6)。其结果是，存在喷射出的燃料最先燃烧的时刻延迟(图12的时刻8)从而使起动延迟这样的问题。如上所述，根据本发明实施方式I的内燃机自动停止、再起动控制装置，在从驱动螺线管时的曲柄角度起经过规定角度为止的期间，禁止根据曲柄角度传感器的输出来检测基准信号，因此，能防止误检测基准信号，并能解决图12所示的现有装置的问题，从而能进行良好的再起动。
权利要求
1.一种内燃机自动停止、再起动装置，包括 曲柄角度检测单元，该曲柄角度检测单元输出与内燃机的曲柄角度相对应的曲柄角度信号; 基准信号输出单元，在所述曲柄角度信号处于规定位置时，该基准信号输出单元将基准信号输出至曲柄角度信号内； 基准信号检测单元，该基准信号检测单元对基准信号进行检测； 活塞位置设定单元，该活塞位置设定单元根据所述曲柄角度信号内的基准信号来设定多个汽缸的活塞位置； 内燃机自动停止、再起动单元； 起动电动机，该起动电动机因通电而旋转； 小齿轮，该小齿轮设于所述起动电动机的转轴； 柱塞，该柱塞用于将所述小齿轮朝所述转轴的轴向推出而与设于内燃机的曲柄轴的齿圈啮合；以及 螺线管，该螺线管因通电而使所述柱塞朝转轴方向移动，其特征在于， 对所述内燃机执行如下控制在所述内燃机自动停止之后的惯性旋转中，对使所述内燃机起动的起动装置的螺线管进行驱动以使所述小齿轮朝所述轴向移动来开始向所述齿圈压靠，在开始所述压靠之后经过规定期间之前，禁止根据所述曲柄角度信号来检测所述基准信号。
2.如权利要求I所述的内燃机自动停止、再起动控制装置，其特征在于，所述规定期间是从开始所述压靠时的曲柄角度到经过规定曲柄角度为止的期间。
3.如权利要求I所述的内燃机自动停止、再起动控制装置，其特征在于，在禁止根据所述曲柄角度信号来检测所述基准信号的所述规定期间内，根据所述曲柄角度检测单元的输出和存储的上次曲柄角度来求出当前的曲柄角度，并在该求出的曲柄角度为输出所述基准信号的曲柄角度时，产生所述基准信号。
全文摘要
一种内燃机自动停止、再起动控制装置，能防止误识别内燃机的基准信号，从而能确保内燃机良好的再起动性。在本发明的内燃机自动停止、再起动控制装置中，在内燃机自动停止之后的惯性旋转的过程中，对使内燃机起动的起动装置的螺线管进行驱动以使小齿轮朝轴向移动来开始向齿圈压靠，在开始压靠之后经过规定期间之前，禁止根据曲柄角度信号来检测基准信号，从而能防止误识别内燃机的基准信号，并能确保内燃机良好的再起动性。
文档编号F02N11/00GK102817759SQ20111045338
公开日2012年12月12日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年6月10日
发明者藤原充隆, 田边常雄 申请人:三菱电机株式会社