值指示给电流控制电路，因此，在时刻t2发出全(full)通电的指示。然后，为了抑制小齿轮的移动速度过度上升，使电流的目标值暂时下降，进行编程(programming)使得在小齿轮与齿圈接触的时候成为中间的目标值。然后，在时刻t3，当小齿轮啮合时，开始电动机的通电，进行发动机的重启。
[0055]利用图11、图12，说明为了决定开始对电磁开关通电的时刻(timing)而预测发动机旋转的行为的方法。在预测时，使用正在测量的发动机转速的信息和曲柄角的信息。基于两者的信息，利用图12所示的函数进行预测，不过，此时使用的曲柄角的基准如图11所示。本说明中，以3气缸发动机为例进行说明，但是想法在其它的气缸数的情况下也相同。
[0056]图11中，第一气缸从压缩工序开始时，之后，继续进行膨胀工序、排气工序、吸气工序，转一圈，从原来的状态起反复进行。压缩工序结束，膨胀工序开始的瞬间，发动机的活塞到达上止点，将其作为TDC在图中示出。在四循环发动机(four cycle engine)中，曲柄角以2旋转形成I个循环(cycle)，因此，按曲柄角计720°成为一个循环。在3气缸发动机中，相位以将上述角度三等分而成的角度，即以240°度错开。由此，第一气缸的TDC和第二气缸的TDC、以及第三气缸的TDC的相位各错开240°。各气缸中，除了在图中所示的TDC的时刻(timing)之外，在排气工序结束的瞬间，活塞也到达上止点，但是，在此，着眼于压缩工序结束时的TDC。在没有进行燃烧的情况下，气缸内的压力在压缩工序结束时的TDC的瞬间最高，而在其前后，气缸内的压力成为推活塞的力，支配发动机的旋转行为。由此，采用压缩工序结束时的TDC作为曲柄角的基准，使TDC的曲柄角为0°，以前后各120°表达曲柄角。由此，第一气缸规定曲柄角的表达的状态过去之后，以第二气缸的TDC为基准规定曲柄角，之后，以第三气缸进行规定，以如此方式循环。
[0057]使用图11中规定的曲柄角预测发动机旋转的行为的函数如图12所示。图12的最上部所示的曲线图中，横轴为曲柄角，纵轴为发动机加速度(=转速的变化率)。在发动机没有燃烧的状态下，认为发动机进行按照在此所示的加速度的行为，预测发动机的旋转行为。即，在发动机停止中途的行为，考虑采用按照式⑴的函数的行为。式⑵表示式(I)的具体的内容，设发动机的加速度主要由曲柄角规定，将其用曲线图表示成如图的最上段。在3气缸发动机中，曲柄角按每240°反复相同的状态，因此，使用以240°为一个周期的傅立叶级数描述函数。函数的形式可以使用傅里叶级数以外的形式。系数al?a4、bl?b4为常数，作为常数分量的系数a0如式(3)所示，根据发动机转速而变化。式(3)中，系数C、k为正数的常数。即，表示在发动机旋转为正转时，加速度的常数分量为负，在发动机逆旋转时加速度的常数分量为正。式(3)中，在正转和反转之间利用线性的函数连接，但是除此之夕卜，也能够利用具有迟滞性(hysteresis)的函数来规定。另外，也能够采用式(2)的系数al?a4、bl?b4也根据发动机转速而变化的形式。发动机转速NeQrpm]和曲柄角Θ [° ]以式(4)的关系相联系。
[0058]通过输入到控制装置的信息，在知道时刻t的发动机转速Ne和曲柄角Θ的情况下，求出At时间后的发动机转速和曲柄角的方法为式(5) (6)的函数。式(5)是对式(I)进行时间积分而得到的，式(6)是对式(4)进行时间积分而得到的。预先测量发动机的停止行为，决定式(2) (3)的系数，式(5) (6)就能够在数值上进行积分，通过该积分计算，能够预测发动机行为。在实时的控制中进行该积分计算时，计算负载较高，需要昂贵的计算机，所以，积分计算预先进行，将其结果记录在表中，在实时的控制中参照该表，能够利用表的插值计算得到与上述的积分计算同等的计算结果。本计算只要赋予初始条件就能够解出发动机转速Ne和曲柄角Θ，所以只要控制装置预先进行以发动机转速Ne、曲柄角Θ、预测的时间At为参数的计算，将对于它们的计算结果作为表而保存，就能够容易地预测发动机的转速行为。
[0059]附图标记说明
[0060]I起动机
[0061]3 电池
[0062]4电动机
[0063]5输出轴
[0064]6单向离合器
[0065]7小齿轮
[0066]8 齿圈
[0067]9变速杆
[0068]10驱动弹簧
[0069]11电磁开关
[0070]12、13固定触点
[0071]14可动触点
[0072]15 柱塞
[0073]17,18电磁线圈
[0074]19、20、21继电器开关
[0075]22半导体开关
[0076]23、24、25 二极管
[0077]26电流控制电路
[0078]27分流电阻
[0079]28电流控制用晶体管
[0080]29、30运算放大器
[0081]34控制装置
[0082]42发动机的转速检测器
【主权项】
1.一种发动机自动停止重启装置，其特征在于: 在发动机的运转中，自动地进行所述发动机的停止和重启， 在所述重启时，进行下述控制:推出起动机的小齿轮，使所述小齿轮啮合到与所述发动机的曲柄轴直接连结的齿圈，通过所述起动机使所述发动机重启，其中， 判断所述发动机的转速， 当所述转速在阈值以上时，进行对所述起动机的电动机通电的控制， 在所述转速为阈值以下时，仅在所述小齿轮啮合到所述齿圈的情况下，进行对所述电动机通电的控制。
2.如权利要求1所述的发动机自动停止重启装置，其特征在于: 所述起动机是兼用作推出所述小齿轮的机构和控制所述电动机的通电的机构的结构，所述机构能够进行下述两种控制:当所述小齿轮没有啮合到所述齿圈时对所述电动机通电的控制；和直至所述小齿轮哨合到所述齿圈为止，不对电动机通电的控制。
3.如权利要求2所述的发动机自动停止重启装置，其特征在于: 所述机构通过利用电磁线圈的磁吸引力使可动铁心移动而动作， 在所述磁吸引力被控制得比规定值弱时，不对所述电动机通电直至所述小齿轮被推出规定距离为止， 在所述磁吸引力被控制得比规定值强时，在所述小齿轮被推出所述规定距离前对电动机通电。
4.如权利要求3所述的发动机自动停止重启装置，其特征在于: 所述电磁线圈由多个线圈构成， 通过改变所述多个线圈中的通电的线圈的数量使磁吸引力变化。
5.如权利要求1所述的发动机自动停止重启装置，其特征在于: 在判断所述转速时，使用与发动机的曲柄角有关的信息和与发动机的转速有关的信息， 组合所述与发动机的转速有关的信息和所述与发动机的曲柄角有关的信息，推算被推出的所述小齿轮与所述齿圈接触的时刻的发动机转速，基于所述发动机转速控制所述起动机。
【专利摘要】在发动机停止的途中，使小齿轮啮合而重启的系统中，防止小齿轮的啮合失败而产生噪声，并且迅速使发动机重启。一种发动机自动停止重启装置，在发动机的运转中，自动地进行上述发动机的停止和重启，在上述重启时，进行下述控制：推出起动机的小齿轮，使上述小齿轮啮合到与上述发动机的曲柄轴直接连结的齿圈，通过上述起动机使上述发动机重启，其中，判断上述发动机的转速，当上述转速在阈值以上时，进行对上述起动机的电动机通电的控制，当上述转速为阈值以下时，仅在上述小齿轮啮合到上述齿圈的情况下，进行对上述电动机通电的控制。
【IPC分类】F02N11-08
【公开号】CN104583581
【申请号】CN201280075358
【发明人】西冈明, 城吉宏泰, 中里成纪, 小俣繁彦, 渡部真德
【申请人】日立汽车系统株式会社
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2012年8月22日
【公告号】DE112012006840T5, WO2014030219A1