CN101006262A - 发动机的怠速停止控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种在要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比阈值高时实施怠速停止控制的发动机的怠速停止控制装置，其中，为了即使起动促进装置不正常地发挥作用也不会产生发动机的再起动的问题，在起动促进装置不正常发挥作用时，与发动机温度无关地中止怠速停止控制。

Description

发动机的怠速停止控制装置
技术领域
本发明涉及发动机的怠速停止控制装置。
背景技术
为了降低燃料消耗，在车辆中开始应用在红灯信号等待时等车辆停止期间停止怠速运行的怠速停止控制。在这样的怠速停止控制中，在驾驶者想要使车辆起步时，必须使发动机可靠地再起动。由此，当要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比设定温度低从而再起动困难时，不实施怠速停止控制。
在发动机为柴油发动机时，众所周知的是在冷起动时通过预热塞提高气缸内温度，提出了通过怠速停止控制而停止的发动机的再起动时的预热塞控制(例如参照特开2004-176569、特开平6-257484、特开2003-293926、以及特开2002-349370)。
该技术，是用于降低预热塞的消耗电力的控制，所以没有明确地描述，但在以这种方式在发动机上设置柴油发动机的预热塞或提高进气温度的进气加热装置那样的起动促进装置时，一般地，即使要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比没有设置起动促进装置时的通常的设定温度低，由于促进了起动性所以可以进行可靠的再起动，用于判断是否实施怠速停止控制的发动机温度的阈值，被设定得比通常的设定温度低。
由此，当在发动机上设置有起动促进装置时，即使在要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比较低时，也可以实施怠速停止控制，但如果此时起动促进装置不正常发挥作用(不正常工作)，会产生无法使由怠速停止控制而停止的发动机良好地再起动的问题。
因此，本发明的目的在于，在当要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比阈值高时实施怠速停止控制的发动机的怠速停止控制装置中，即使起动促进装置不正常发挥作用，也不会产生发动机的再起动的问题。
发明内容
本发明的第1技术方案所述的发动机的怠速停止控制装置，其特征在于，它是设置有起动促进装置的发动机的怠速停止控制装置，该发动机的怠速停止控制装置在要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比阈值高时实施怠速停止控制，其中，在所述起动促进装置不正常发挥作用时，与发动机温度无关地中止怠速停止控制。
本发明的第2技术方案所述的发动机的怠速停止控制装置，其特征在于，它是设置有起动促进装置的发动机的怠速停止控制装置，该发动机的怠速停止控制装置在要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比阈值高时实施怠速停止控制，其中，在所述起动促进装置不正常发挥作用时，将所述阈值升高设定温度。
本发明的第3技术方案所述的发动机的怠速停止控制装置，其特征在于，它是第2技术方案所述的发动机的怠速停止控制装置，其中，当所述起动促进装置不正常发挥作用时的情况下，当所述起动促进装置的异常程度大时，将所述阈值升高所述设定温度；当所述起动促进装置的异常程度小时，在实施怠速停止控制之后的再起动时，使另外的起动促进装置与所述起动促进装置同时工作。
根据本发明的第1技术方案所述的发动机的怠速停止控制装置，它是当要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比阈值高时实施怠速停止控制的发动机的怠速停止控制装置，在发动机温度稍微高于以起动促进装置正常地发挥作用为前提而设定的阈值时，如果起动促进装置不正常地发挥作用，则会产生不能使由于怠速停止控制而停止的发动机良好地再起动的问题，但由于在起动促进装置不正常地发挥作用时，与发动机温度无关地中止怠速停止控制，所以可以防止该问题的产生。
根据本发明的第2技术方案所述的发动机的怠速停止控制装置，它是当要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比阈值高时实施怠速停止控制的发动机的怠速停止控制装置，在发动机温度稍微高于以起动促进装置正常地发挥作用为前提而设定的阈值时，如果起动促进装置不正常地发挥作用，则会产生不能使由于怠速停止控制而停止的发动机良好地再起动的问题，但由于在起动促进装置不正常发挥作用时，将阈值升高设定温度，从而即使发动机温度稍微高于以起动促进装置正常地发挥作用为前提而设定的阈值也不实施怠速停止控制装置，所以可以防止该问题的产生。另外，即使在起动促进装置不正常地发挥作用时，在发动机温度高于升高了设定温度的阈值时，也可以使由于怠速停止控制而停止的发动机良好地再起动，此时，可以为了降低燃料消耗而实施怠速停止控制。
根据本发明的第3技术方案所述的发动机的怠速停止控制装置，它是根据第2技术方案所述的发动机的怠速停止控制装置，其中，仅当起动促进装置的异常程度大时将阈值升高设定温度，当起动促进装置的异常程度小时，在实施怠速停止控制之后的再起动时，使另外的起动促进装置与起动促进装置同时工作。在发动机温度稍微高于以起动促进装置正常地发挥作用为前提而设定的阈值时，在起动促进装置不正常发挥作用时如果异常程度大，不实施怠速停止控制从而防止产生发动机再起动的问题，如果异常程度小，通过组合另外的起动促进装置进行工作，可以在为了降低燃料消耗而实施怠速停止控制后使发动机良好地再起动，可以防止发动机再起动的问题的产生。
附图说明
图1是安装有本发明的怠速停止控制装置的柴油发动机的概略图；
图2是用于判断预热塞是否正常发挥作用的第一流程图；
图3是用于怠速停止控制的第二流程图；
图4是用于怠速停止控制的第三流程图；
图5是用于判断预热塞是否正常发挥作用的第四流程图；
图6是用于怠速停止控制的第五流程图。
具体实施方式
图1是安装有本发明的怠速停止控制装置的柴油发动机的概略图。在该图中，1是发动机本体，2是进气歧管，3是排气歧管。在发动机本体1上，设置有例如四个气缸，在各气缸上，配置有向气缸内直接喷射燃料的燃料喷射阀4和冷起动时提高气缸内温度的预热塞5。
由怠速停止控制装置实施的怠速停止控制是如下所述的控制：例如当在由点火开关进行的发动机起动后，车辆由于红灯信号等待等情况而停止，例如当驾驶者将自动变速的变速杆设为空档或者停车(在手动变速时设为空档)时，由于车辆在短暂的期间内保持停止，停止燃料喷射从而停止发动机的怠速运行，由此降低燃料消耗。在这样的怠速停止控制中，当驾驶者想要使车辆起步，从而在踩踏制动踏板的状态下，例如将自动变速的变速杆设为空档或者停车以外的例如行驶(在手动变速时设为空档以外的例如1档)位置时，由于车辆停止于道路上，所以必须比通常的起动时更可靠地使发动机自动地再起动。
由此，在通过怠速停止控制使发动机停止之前，在电池电压较低从而不能充分驱动起动电动机时，或者冷却水温等代表的发动机温度较低，从而点火延迟较长或未点火，大量的未燃烧燃料被排出等无法实现良好的再起动时，中止怠速停止控制。
但是，在如本实施方式这样在各气缸上设置预热塞5作为起动促进装置时，判断是否实施怠速停止控制的发动机温度的阈值，可以设定为比没有设置起动促进装置时低的温度，即，判断是否实施怠速停止控制的发动机温度的阈值，可以设定为比判断是否使起动促进装置工作的发动机温度的阈值低，实施怠速停止控制的机会增加，从而有利于降低燃料消耗。
但是，当基于这样地以预热塞5正常地发挥作用为前提而设定的阈值，在发动机温度稍微超过阈值时而实施怠速停止控制时，如果预热塞5不正常地发挥作用，则会产生在驾驶者想要使车辆起步时无法使发动机良好地再起动的问题。本实施方式的怠速停止控制装置，其目的在于防止该发动机再起动的问题的产生。
图2是用于判断预热塞5是否正常发挥作用的第一流程图。本流程图，与点火开关的接通同时执行，或者在怠速等发动机稳定状态时执行。首先，在步骤101中，判断是否是以冷却水温等为代表的发动机温度(或气温)比设定温度低的冷起动。在该判断为否定时是热起动，没有使预热塞5工作的必要，通过燃料喷射阀4喷射燃料从而起动发动机，直接结束该流程。另一方面，在步骤101的判断为肯定时是冷起动，在步骤102中，向各预热塞5通电从而使气缸内温度升高，然后通过燃料喷射阀5喷射燃料从而起动发动机。
接下来，在步骤103中，检测用于向电池充入由向预热塞5的通电所消耗的电力而设定的交流发电机的发电的占空比D。如果各预热塞5正常发挥作用，则预热塞通电时的全体的消耗电力变大，交流发电机的占空比D设定得也较大。另一方面，如果至少一个预热塞5断路，则由于在该预热塞5中没有消耗电力，所以预热塞通电时的全体的消耗电力变小，交流发电机的占空比D也变小。
由此，在步骤104中，判断占空比D是否为设定值D1或以上。在该判断为肯定时，在步骤105中，作为预热塞5全体正常发挥作用的情况，标志F被设为0。另一方面，在步骤104的判断为否定时，至少一个预热塞5发生异常，作为预热塞5不是全体正常发挥作用的情况，标志F被设为1。
图3是用于实施怠速停止控制的第二流程图。首先，在步骤201中，判断是否如前所述由于车辆停止时的换档位置等而有怠速停止控制的要求。在该判断为否定时直接结束该流程。另一方面，在有怠速停止的要求时，在步骤202中，判断在第一流程图中设定的标志F是否为1。在该判断为否定时，即标志F为0，并且预热塞5全体正常发挥作用时，在步骤204中，判断要通过怠速停止控制使发动机停止时的以冷却水温等为代表的发动机温度THW是否为阈值THW1或以上，在该判断为肯定时，在步骤205中实施怠速停止控制。另一方面，在步骤204的判断为否定时，在步骤206中不实施怠速停止控制。
在实施怠速停止控制时，在驾驶者使变速位置变化等从而想要实现车辆的起步时，必须使发动机可靠地再起动。因此，必须使在再起动时在进气行程中吸入的进气，在压缩行程中通过压缩而被加热，进而通过再起动时的数秒时间(有时也比通常的冷起动时短)的预热塞5的通电发热而被加热，使喷射燃料一直上升到可靠地点火的温度。这里，确保发动机的可靠的再起动的最低发动机温度是在步骤204中所使用的阈值THW1。这里，对发动机温度进行测定，是刚好在实施怠速停止控制之前，由于在发动机的再起动时之前存在一怠速运行停止期间的时间经过量，所以在确定阈值THW1时，优选基于大气温度等，并考虑与预测的时间经过量相应的发动机温度下降。
即，如果要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度THW比阈值THW1低，则在发动机的再起动时，即使预热塞5被通电数秒左右，压缩行程末期的气缸内温度也没有升高到可以使喷射燃料点火的温度，无法可靠地使通过实施怠速停止控制停止的发动机再起动。由此，在步骤204的判断为否定时，即使在预热塞5全体正常发挥作用时，在步骤206中也不实施怠速停止控制。
另外，在步骤202的判断为否定时，即，预热塞5不是全体正常发挥作用时，与发动机温度无关地，在步骤206中不实施怠速停止控制。由此要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度THW仅仅稍微超过阈值THW1时实施怠速停止控制，预热塞5不正常发挥作用，所以不会产生无法使发动机良好地再起动的问题。
图4是用于怠速停止控制的第三流程图。对与上述的第二流程图不同的方面进行说明。在第三流程图中，在步骤302的判断为肯定、预热塞5不是全体正常发挥作用时，并不是直接不实施怠速停止控制，而是在步骤303中使发动机温度的阈值THW1升高设定温度a。
如前所述，判断是否实施怠速停止控制的发动机温度的阈值THW1，当初是以预热塞5正常发挥作用从而使气缸内温度升高为前提而设定的。由此，在将该阈值THW1直接使用于是否实施怠速停止控制的判断的第二流程图中，在预热塞5不正常发挥作用时，设为不实施怠速停止控制。但是，如果发动机温度充分高，则在发动机的再起动时不需要预热塞5加热进气。即，即使预热塞5不正常发挥作用，如果要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度THW超过比当初的阈值THW1升高了设定温度a的新的阈值，则可以实施怠速停止控制，即使预热塞5不正常发挥作用也可以使发动机良好地再起动。
即，在本流程图中，在预热塞5不正常发挥作用时，在为了进行良好的再起动而需要预热塞5发挥作用的发动机温度时，设为不实施怠速停止控制，在为了进行良好的再起动而不需要预热塞5工作的发动机温度时，设为实施怠速停止控制，由此怠速停止控制的机会有所增加，有利于降低燃料消耗。这样，要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度THW仅仅稍微超过当初的阈值THW1时实施怠速停止控制，预热塞5不正常发挥作用，所以不会产生无法使发动机良好地再起动的问题。
图5是用于判断预热塞5是否正常发挥作用的第四流程图。对与上述的第一流程图不同的方面进行说明。在第四流程图中，在交流发电机的发电的占空比D不是设定值D1或以上，预热塞5不是全体正常发挥作用时，在步骤406中标志F被设为1，然后在步骤407中判断检测出的占空比D是否为比设定值D1小的另一个设定值D2或以上。在该判断为否定时，检测出的占空比D相当小，标志F保持被设为1。另一方面，在步骤407中的判断为肯定时，检测出的占空比D并不是特别小，在步骤408中标志F被设为2。
交流发电机的占空比D，如上所述，是在点火开关设为接通的通常的冷起动时与预热塞5的消耗电力相当的值。由此，在占空比D为设定值D1或以上而充分地大时，可以判断为预热塞5全体正常发挥作用，此时，标志F被设为0。另一方面，在占空比D比小于设定值D1的设定值D2小时，可以判断为至少一个预热塞5断路(断线)从而完全不能发挥作用这样的、预热塞5不能全部正常发挥作用时的异常程度大的情况，此时，标志F被设为1。进而，在占空比D比小于设定值D1但为设定值D2或以上时，可以判断为全部或一部分预热塞5由于劣化等从而发热量降低这样的、预热塞5不能全部正常发挥作用时的异常程度小的情况，此时，标志F被设为2。
图6是用于实施怠速停止控制的第五流程图。对与上述的第三流程图不同的方面进行说明。在第五流程图中，与第三流程图同样，在预热塞5不能全部正常发挥作用时的异常程度大，标志F为1时，使要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度的阈值THW1升高设定温度a，但在预热塞5不能全部正常发挥作用时的异常程度小，标志F为2时，不使阈值THW1改变，在步骤504中，判断要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度THW是否是当初的阈值THW1或以上。
在该判断为否定时，与预热塞5全部正常发挥作用的标志F为0时同样，在步骤505中不实施怠速停止控制，另一方面，在步骤504的判断为肯定时，并不是如标志F为0时那样直接实施怠速停止控制，如果标志F为2，则步骤506的判断为肯定，在步骤507中，设定发动机再起动时的作为与预热塞5不同的起动促进装置的可变气门正时机构的进气门开启滞后角量。然后，在步骤508中，实施怠速停止控制。
根据本流程图，在预热塞5不是全部正常发挥作用时的异常程度大时(例如断路那样至少一个预热塞5完全不能发挥作用时，标志F被设为1)，与第三流程图同样，将用于判断是否实施怠速停止控制的发动机温度的阈值升高设定温度，在再起动时仅在不需要预热塞5的工作时实施怠速停止控制。
另一方面，在预热塞5不是全部正常发挥作用时的异常程度小时(例如由于劣化从而部分或全部预热塞5的发热量降低时，标志F被设为2)，用于判断是否实施怠速停止控制的发动机温度的阈值保持为当初的值，在再起动时即使在需要预热塞5的工作时也实施怠速停止控制。但是，如果保持在该状态下，在再起动时预热塞5的发热量将变得不足，从而无法使发动机良好地再起动，所以要组合另外的起动促进装置来使用。
在本实施方式中，作为另外的起动促进装置使用可变气门正时机构，通过使进气门的开启时刻滞后，将进气行程的进气门关闭期间的活塞作功用于对进气进行加热，补充预热塞5的发热不足。预热塞5的发热量越小，即交流发电机的占空比D越小，在步骤507中设定的进气门开启滞后角量被设定得越大，进气行程的进气门关闭期间的活塞作功越大。由此，此时，即使实施怠速停止控制也可以使发动机良好地再起动。另外，由于怠速停止控制实施的机会进一步增加，所以可以进一步降低燃料消耗。
可变气门正时机构，不仅作为起动促进装置而设置，而且以可以实现适于发动机运行状态的气门重叠的方式，控制进气门的开启时刻以及排气门的关闭时刻。即使在预热塞5全部正常发挥作用时，如果一直组合可变气门正时机构作为另外的起动促进装置来使用，可以将判断是否实施怠速停止控制的发动机温度的阈值THW1设置得更低。但是，将可变气门正时机构作为起动促进装置来使用，是在再起动的转动曲轴期间通过可变气门正时机构在进气行程中使进气门关闭，会成为对起动电动机的较大的负载，而降低起动电动机的寿命。由此，优选如第五流程图所示，仅在预热塞5的异常程度小时将可变气门正时机构作为另外的起动促进装置来使用。
在上述的第一以及第四流程图中，为了判断预热塞5是否正常发挥作用，利用了与预热塞5的消耗电力相对应的交流发电机的发电的占空比D，但也可以检测对预热塞5通电期间的电流，在该电流值大于设定值时，判断为预热塞5正常发挥作用。另外，也可以检测对预热塞5通电前后的电池电压的变化，在该变化量大于设定值时，判断为预热塞5正常发挥作用。这些判断，不仅限定于在由点火开关进行的冷起动时实施，可以在任意的时刻或实施怠速停止控制之前实施。
另外，如果要通过怠速停止控制使发动机停止时所测定的电池电压低，则再起动时的电池电压也低，无法使预热塞正常发挥作用。由此，此时也可以将标志F设为1或2。
在上述的实施方式中，作为起动促进装置，使用了预热塞5，但也可以使用在稳压箱等中对进气进行加热的进气加热装置。进气加热装置也一般为电气式的，可以与预热塞同样地判断是否正常发挥作用。另外，作为代替预热塞5的起动促进，也可以考虑提高通过燃料喷射阀4喷射的燃料的微粒化程度。例如，如果燃料喷射压力提高，则所喷射的燃料被进一步微粒化。由此，也可以将共用燃油油轨作为起动促进装置，如果在要通过怠速停止控制使发动机停止时的共用燃油油轨内的燃料压力高于设定值，则在再起动时可以进行充分地微粒化的燃料喷射，所以起动促进装置可以正常发挥作用。另外，也可以在共用燃油油轨上安装电气式的高压燃料泵作为起动促进装置，对再起动时的喷射燃料进行加压。该电气式的高压燃料泵，也可以与预热塞同样地判断是否正常发挥作用。
进气加热装置以及电气式的高压燃料泵，也可以用作代替可变气门正时机构的另外的起动促进装置来使用。另外，本发明不仅可以用于柴油发动机，还可用于汽油发动机，此时，作为起动促进装置，可以使用进气加热装置，或向稳压箱等喷射燃料从而向气缸内提供被充分气化了的燃料的起动用燃料喷射装置，另外，可变气门正时机构，也可以如上述那样用作起动促进装置或者另外的起动促进装置来使用。

Claims (3)

1.一种发动机的怠速停止控制装置，其特征在于，它是设置有起动促进装置的发动机的怠速停止控制装置，该发动机的怠速停止控制装置在要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比阈值高时实施怠速停止控制，其中，在所述起动促进装置不正常发挥作用时，与发动机温度无关地中止怠速停止控制。
2.一种发动机的怠速停止控制装置，其特征在于，它是设置有起动促进装置的发动机的怠速停止控制装置，该发动机的怠速停止控制装置在要通过怠速停止控制使发动机停止时的发动机温度比阈值高时实施怠速停止控制，其中，在所述起动促进装置不正常发挥作用时，将所述阈值升高设定温度。
3.如权利要求2所述的发动机的怠速停止控制装置，其特征在于，在所述起动促进装置不正常发挥作用时的情况下，当所述起动促进装置的异常程度大时，将所述阈值升高所述设定温度；当所述起动促进装置的异常程度小时，在实施怠速停止控制之后的再起动时，使另外的起动促进装置与所述起动促进装置一起工作。
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