CN102135059A - 怠速停止操作的控制 - Google Patents

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Abstract

ECM 2对怠速操作状态中的车辆内燃机4执行怠速停止操作。从电池3对ECM 2提供电力。ECM 2在需要时通过从电池3向起动器电机5提供电力而重新起动内燃机4。ECM 2被编程为确定ECM 2在引擎起动操作期间是否已经经历了意外重启(S1、S2)，并且当所述确定为肯定时阻止对内燃机4执行怠速停止操作。因此，可以在不过度阻止怠速停止操作被执行的情况下，防止内燃机4从操作被停止的状态的起动失败。

Description

怠速停止操作的控制
技术领域
本发明涉及车辆内燃机的怠速停止操作(idle-stop operation)控制。
背景技术
用于控制车辆内燃机的操作的引擎控制模块(ECM)以及用于起动内燃机的操作的起动器电机使用来自安装在车辆上的电池的电力来操作。当起动器电机在电池退化的状态中推动内燃机的曲柄时，由于起动器电机的电力消耗而使得电池的端电压大大降低。当此电压降低显著时，ECM立即关闭并重启。
在对内燃机执行怠速停止操作(即当内燃机怠速运行并且车辆在静止状态时停止内燃机的操作)的车辆中，在引擎起动期间，ECM的意外重启可能导致引擎起动失败。即使内燃机在此情况下可以被重新起动，内燃机也不可能在后续的怠速停止操作之后被稳定地重新起动。
在此背景中，日本专利局于2009年授权的JP2009-013953A建议预先将可以使ECM重启的电压电平设置为复位电平，并且当电池的端电压低于复位电平时阻止内燃机的怠速停止操作控制。
发明内容
ECM不必在固定的电压电平时重启。联系其它条件，其可以在比复位电平高的电压处重启。将复位电平设置在更高的电压可以帮助确保引擎起动失败永不发生。
然而，如果复位电平被设置在更高电压处，则电池电压变得低于复位电平的概率提高，结果，甚至当ECM不经历意外重启时，也可能频繁地阻止怠速停止操作。
因此，本发明的目的在于准确地估计ECM的意外重启的概率，并相应地阻止怠速停止操作控制。
为了实现以上目的，本发明提供了怠速停止操作控制装置，其对车辆内燃机执行怠速停止操作，由此，车辆内燃机的操作在怠速操作状态时被停止，并且在需要时，通过使用电池的电力操作起动器电机来从停止操作的状态对内燃机执行引擎起动操作。
所述装置包括可编程控制器，其利用从电池提供的电力操作，并被编程为确定所述控制器在引擎起动操作的过程中是否经历了意外重启，并且当所述控制器在引擎起动操作的过程中已经经历了意外重启时，阻止对内燃机执行怠速停止操作。
在说明书的其余部分描述本发明的细节以及其它特征和优点，并在附图中显示它们。
附图说明
图1是根据本发明的怠速停止操作控制装置的示意图。
图2是描述根据本发明的引擎控制模块执行的怠速停止操作控制例程的流程图。
图3A-3E是示出当在引擎控制模块中未发生意外重启时，怠速停止操作控制例程的执行结果的时序图。
图4A-4E类似于图3A-3E，但其示出了当在引擎控制模块中发生了意外重启时，怠速停止操作控制例程的执行结果。
具体实施方式
参照附图的图1，应用根据本发明的怠速停止操作控制装置1的用于车辆的内燃机4包括引擎控制模块(ECM)2、电池3、起动器电机5以及交流发电机6。
内燃机4是直列四缸内燃机。内燃机4可以包括不同数量的气缸或不同的气缸排列。
曲轴皮带轮41a被固定到内燃机4的曲柄轴(crank shaft)41的顶端。交流发电机6通过皮带42由曲轴皮带轮41a驱动，并产生交流电力。由交流发电机6产生的电力被转换为直流电力。直流电力被提供给车辆的附件，并且剩余电力被用于对电池3充电。当由交流发电机6产生的电力不满足附件的电力消耗时，电池3提供电力来补充不足部分。
通过使用由电池3提供的电力来使起动器电机5推动曲柄轴41而起动内燃机4。
车辆包括激活包括ECM 2的附件的点火开关12以及使用从电池3提供的电力激活起动器电机5的起动器开关13。起动器开关13仅当点火开关12已经被开启(ON)预定时间段时才被开启。
ECM 2被提供来控制内燃机4的操作。ECM 2利用从电池3提供的电力来操作。
ECM 2由微型计算机构成，该微型计算机包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入/输出接口(I/O接口)。控制器可以由多个微型计算机构成。
表示电池3的端电压的信号被从电池电压传感器11输入到ECM 2中。显示起动器电机5处于运转状态的信号也被从起动器电机5输入到ECM 2中。
电池3对ECM 2和起动器电机5提供电力。利用由交流发电机6产生的电力的一部分对电池3充电。
ECM 2执行内燃机4的怠速停止操作控制，如下所述。
具体地，如果当内燃机4被起动器电机5起动时电池3的端电压落到电池电压下降确定值VB之下，则此后内燃机4的怠速停止操作被阻止执行。怠速停止操作表示当内燃机4在某些条件下处于怠速运转状态时停止内燃机4的操作，以及在需要时重新起动内燃机4。
电池电压下降确定值VB是电池3的端电压的下限值，处于该值时ECM2不重启。通过考虑电池3的负载和退化来预先确定电池电压下降确定值VB。当电池3的端电压低于电池电压下降确定值VB时，ECM 2将在内燃机4的起动操作期间被意外重启的概率较高，即使ECM 2不经历当前情况下的这种意外重启也是如此。
取决于其它条件，甚至当电池3的端电压高于电池电压下降确定值VB时，也可能引起ECM 2的意外重启。如果ECM 2在通过起动器电机5对内燃机4执行起动操作的过程中经历意外重启，则当内燃机4在怠速停止操作之后开始操作时，ECM 2的意外重启在将来再次发生的概率较高。
ECM 2确定在通过起动器电机5的引擎起动操作过程中ECM 2是否已经经历了意外重启。如果该确定是肯定的，则ECM 2在此后阻止内燃机4的怠速停止操作被执行，直到点火开关被关闭(OFF)。
如下所述来确定在通过起动器电机5对引擎执行起动操作的过程中ECM2是否已经经历了意外重启。
具体地，当ECM 2被激活时，ECM 2首先将电池3的端电压与ECM重启确定值VA进行比较，该ECM重启确定值VA被设置得高于电池电压下降确定值VB。当电池3的端电压低于ECM重启确定值VA时，ECM 2确定在通过起动器电机5的引擎起动操作过程中ECM 2已经经历了意外重启，并在此后阻止内燃机4的怠速停止操作被执行。
参照图2，将描述由ECM 2执行的、用于实现内燃机4的上述怠速停止操作控制的怠速停止操作控制例程。当ECM 2活动(active)时，以固定的时间间隔(例如，10毫秒)重复地执行此例程。当点火开关12被开启时ECM2被激活，并且当点火开关12被关闭时ECM 2被停止工作(deactivate)。当ECM 2被停止工作时，此例程的执行被终止。
在步骤S1中，ECM 2确定当前情形是否对应于例程在ECM 2被激活后的第一次执行。当确定是肯定时，ECM 2执行步骤S2的处理。当确定是否定，或者换句话说当前情形对应于例程在ECM 2被激活后的第二次或更后的执行时，ECM 2执行步骤S3的处理。
当点火开关12被开启时激活ECM 2。因此，在起动器开关13被开启的时刻，ECM 2已经处于运转状态。仅在ECM2被点火开关12激活之后的瞬间或者ECM 2意外重启之后的瞬间，步骤S1的确定变为肯定。
应该注意，ECM 2活动不仅是指构成ECM 2的硬件活动的状态，还指ECM 2准备好运行程序(诸如存储在其中的计算程序)的状态。
在步骤S2中，ECM 2确定电池3的端电压是否低于ECM重启确定值VA。当电池3的端电压低于ECM重启确定值VA时，ECM 2确定在引擎起动操作的过程中ECM 2已经经历了意外重启，并进行到步骤S4的处理。
当电池3的端电压不低于ECM重启确定值VA时，ECM 2进行到步骤S6的处理。
ECM重启确定值VA是电池3的端电压的阈值，其用于确定当前情形是否对应于由于电池3的端电压的下降而引起的ECM重启之后的瞬间时刻。如上所述，仅在ECM 2被点火开关12激活之后的瞬间或者在ECM 2意外重启之后的瞬间，步骤S1的确定变为肯定。
因此，通过去除第一种情况，可以确定当前情形对应于ECM 2的意外重启之后瞬间的情形。
当ECM 2被点火开关12激活时，起动器电机5还未被激活。因此，在此情形下，不发生由于起动器电机5的电力消耗引起的电池3的端电压上的瞬间下降。因此，当ECM 2被点火开关12激活时，假定电池3的端电压不变得低于ECM重启确定值VA。通过将电池3的端电压与ECM重启确定值VA比较，ECM 2区别ECM 2的意外重启与ECM 2由点火开关12的激活。
根据ECM 2的具体参数，ECM重启确定值VA的值不同，因此通过实验预先确定ECM重启确定值VA的值。
在步骤S4中，ECM 2将怠速停止操作阻止标记设置为“1(unity)”。当ECM 2已经经历了意外的重启时，在怠速停止操作之后，ECM 2还将在起动器电机5对内燃机4执行的后续起动操作的过程中经历意外重启的可能性非常大。通过将怠速停止操作阻止标记设置为“1”，ECM 2阻止对内燃机4执行后续的怠速停止操作。在步骤S4的处理之后，ECM 2进行到步骤S6的处理。
在步骤S3中，ECM 2确定电池3的端电压是否低于电池电压下降确定值VB。
如果在步骤S3中电池3的端电压低于电池电压下降确定值VB，则ECM2进行到步骤S5的处理。如果电池3的端电压不低于电池电压下降确定值VB，则ECM 2进行到步骤S6的处理。
在步骤S5中，ECM 2将怠速停止操作阻止标记设置为“1”。当电池3的端电压低于电池电压下降确定值VB时，将导致ECM 2意外重启的可能性非常大，因此将怠速停止操作阻止标记设置为“1”。在步骤S5的处理之后，ECM2进行到步骤S6的处理。
在步骤S6中，ECM 2确定是否已经关于起动器电机5发出起动器电机5的操作起动请求。例如，当点火开关12的开启状态已经持续了一段时间时，或者当在怠速停止操作正在进行的同时车辆的驾驶员已经松开了刹车踏板时，发出用于起动器电机5的操作起动请求。如果在步骤S6中确定已经发出了用于起动器电机5的操作起动请求，则ECM 2进行到步骤S7的处理。否则，ECM 2进行到步骤S8的处理。
在步骤S7中，ECM 2使得起动器电机5开始操作。结果，起动器电机5被提供来自电池3的电力以推动内燃机4的曲柄。
在步骤S8中，ECM 2确定是否已经关于起动器电机5发出了操作停止请求。当内燃机4的曲柄推动完成时，发出用于起动器电机5的操作停止请求。如果已经发出了用于起动器电机5的操作停止请求，则ECM 2进行到步骤S9的处理。如果尚未发出用于起动器电机5的操作停止请求，则ECM 2进行到步骤10的处理。
在步骤S9中，ECM 2通过切断从电池3向起动器电机5的电力供应来停止操作起动器电机5。
在步骤S10中，ECM 2确定是否满足怠速停止操作的条件。当以下所有条件被满足时满足怠速停止操作的条件。
1)内燃机4的旋转速度保持怠速转速一段预定时间。
2)内燃机4的冷却液温度和电池3的充电状态分别在预定的状态。
3)车辆的加速器踏板被松开。
如果满足怠速停止操作的条件，则ECM 2进行到步骤S11的处理。如果不满足怠速停止操作的条件，则ECM 2立即终止例程。
在步骤S11中，ECM 2确定是否基于怠速停止操作阻止标记禁止怠速停止操作。如果怠速停止操作阻止标记是“1”，则怠速停止操作被禁止。如果怠速停止操作被禁止，则ECM 2立即终止例程。
另一方面，如果怠速停止操作不被禁止，则ECM 2在步骤S12中对内燃机4执行怠速停止操作，然后终止例程。
参照图3A-3E，将描述在使得内燃机4起动，但ECM 2不经历由于电池3的端电压的瞬间降低而引起意外重启的情况下，由怠速停止操作控制例程执行的怠速停止操作控制。
在时刻t1，驾驶员将点火开关12从关闭转到开启，并且ECM 2相应地被激活，如图3D所示。在执行怠速停止操作控制例程的第一情形中，图2中的步骤S1的确定为肯定。因为电池3的初始端电压V高于ECM重启确定值VA，如图3C所示，所以图2的步骤S2中的确定为否定。在此状态中，因为用于起动器电机5的操作起动请求还未被发出，并且不满足怠速停止操作的条件，所以ECM 2执行步骤S6、S8和S10的处理，然后终止怠速停止操作控制例程。
在执行怠速停止操作控制例程的下一情形中，ECM 2保持在被激活的状态，还未发出用于起动器电机5的操作起动请求，并且不满足怠速停止操作的条件。因此，每次怠速停止操作控制例程被执行时，ECM 2执行步骤S1、S3、S6、S8和S10的处理，直到发出用于起动器电机5的操作起动请求。
在时刻t2，当用于起动器电机5的操作起动请求被发出时，步骤S6的确定从否定变为肯定，并且在步骤S7中，ECM 2使起动器电机5开始操作。结果，起动器电机5开始操作，由此开始推动内燃机4的曲柄。
当起动器电机5开始操作时，对起动器电机5提供电力的电池3的端电压显示出快速的下降，并落到电池电压下降确定值VB之下。在执行怠速停止操作控制例程的下一情形中，步骤S1的确定为否定，而步骤S3的确定变为肯定。结果，在步骤S5中，将怠速停止操作阻止标记设置为“1”。
此怠速停止操作控制例程不具有将怠速停止操作阻止标记复位为“0”的步骤。因此，曾经被设置为“1”的怠速停止操作阻止标记保持为“1”，直到ECM2被重启。
图3A-3E中所示的情况对应于ECM 2在时刻t2不经历意外重启的情况，在时刻t2，电池3的端电压落到电池电压下降确定值VB之下，如上所述。在此情况中，已经落到电池电压下降确定值VB之下的电池3的端电压随着起动器电机5的操作的进行而逐渐恢复，如图3C所示。
在时刻t2和时刻t4之间的时间段期间，每次执行怠速停止操作控制例程时，只要电池3的端电压保持低于电池电压下降确定值VB，ECM 2就执行步骤S1、S3、S5、S6、S8和S10的处理。当电池3的端电压上升到或者高于电池电压下降确定值VB，则在每次执行怠速停止操作控制例程时，ECM 2执行步骤S1、S3、S6、S8和S10的处理。
在时刻t4，发出用于起动器电机5的操作停止请求。然后，在步骤S9中，ECM 2切断从电池3至起动器电机5的电力供应，以停止起动器电机5的操作。结果，起动器电机5停止操作，并且电池3的端电压恢复到初始电压V，如图3C所示。
在时刻t4和时刻t5之间的时间段期间，因为怠速停止操作阻止标记被保持为“1”，所以，甚至在步骤S10中满足怠速停止操作条件时，也不执行内燃机4的怠速停止操作。
在时刻t5，驾驶员将点火开关12从开启转为关闭，因此ECM 2被停止工作。伴随着ECM 2的停止工作，存储在ECM 2的存储器中的怠速停止操作阻止标记被复位为“0”。
下面，参照图4A-4E，将描述在使得内燃机4开始运行，并且ECM 2经历由于电池3的端电压的瞬间降低而意外重启的情况下，由怠速停止操作控制例程执行的怠速停止操作控制。
时刻t2之前的情况与图3A-3E中所示的情况相同。在时刻t2，怠速停止操作阻止标记被设置为“1”，如图3A-3D中所示的情况。然而，在图4A-4D所示的情况中，由于电池3的端电压的快速下降而引起ECM 2意外重启，如图4D所示。因为例如在ECM 2的硬件被重启之后ECM 2需要读取存储在ROM中的数据，所以在ECM 2的重启与怠速停止操作控制例程的恢复之间需要大量的时间。在时刻t3，ECM 2在ECM 2的意外重启之后首次执行怠速停止操作控制例程。
怠速停止操作控制例程被构造为发出起动命令以使起动器电机5在步骤S7中开始操作，并且发出停止命令以使起动器电机5在步骤S9中停止操作。起动器电机5的驱动电路被构造为，在起动器电机5接收到起动命令时的起动操作与起动器电机5接收到停止命令时的停止操作之间的时间段期间，继续起动器电机5的操作，而不管ECM 2的重启。
由于ECM 2的意外重启，所以怠速停止操作阻止标记被复位为“0”，如图4E所示。在ECM 2的重启之后，在时刻t3，怠速停止操作控制例程的第一次执行时，怠速停止操作阻止标记为“0”。
在时刻t3，电池3的端电压返回到电池电压下降确定值VB与ECM重启确定值VA之间的值，如图4C所示。
当在时刻t3，ECM 2在意外重启后首次执行怠速停止操作控制例程时，步骤S1和S2的确定变为肯定。因此，在步骤S4中，怠速停止操作阻止标记被设置为“1”。在此状态中，因为操作起动请求和操作停止请求都没有被发出，并且不满足怠速停止操作条件，所以ECM 2仅执行怠速停止操作控制例程的步骤S6、S8和S10的确定。
在执行怠速停止操作控制例程时的下一情形中，步骤S1中的确定从肯定变为否定。结果，执行步骤S3中的确定，而不是步骤S2中的确定。因为电池3的端电压高于电池电压下降确定值VB，所以步骤S3中的确定为否定。然而，因为怠速停止操作控制例程不具有复位怠速停止操作阻止标记的步骤，所以怠速停止操作阻止标记保持为“1”。在执行了步骤S6、S8和S10的确定之后，终止怠速停止操作控制例程。
在怠速停止操作控制例程的每次执行时，执行相同的处理，直到到达时刻t4。
在时刻t4之后，怠速停止操作控制例程执行的处理与图3A-3E的处理相同。
如上所述，仅在ECM 2的意外重启之后的瞬间，该怠速停止操作控制装置1的ECM 2用ECM重启确定值VA替换电池电压下降确定值VB，作为用于确定怠速停止操作阻止标记是否要被设置为“1”的确定值，该ECM重启确定值VA高于电池电压下降确定值VB。
此外，当在ECM 2的意外重启之后的瞬间，电池3的端电压低于ECM重启确定值VA时，ECM 2确定在起动器电机5执行引擎起动操作期间，ECM2已经经历了由于电池3的端电压的降低引起的意外重启，并且将怠速停止操作阻止标记设置为“1”。
如果电池电压下降确定值VB被设置为更高的值，则怠速停止操作被阻止的情形的数量将不必要地增加。通过在由起动器电机5进行的引擎起动操作期间ECM 2的意外重启之后阻止怠速停止操作，可以在不将电池电压下降确定值VB设置为更高的值的情况下阻止内燃机4由于怠速停止操作的起动失败的发生。
当ECM 2在怠速停止操作被禁止的状态中重启时，怠速停止操作阻止标记被复位为“0”。然而，因为在怠速停止操作控制例程在ECM 2的重启之后的首次执行期间，ECM 2基于ECM重启确定值VA来确定怠速停止操作是否应该被阻止，所以，甚至在ECM 2中频繁发生意外重启的情况下，怠速停止操作也基本被持续地阻止。
此外，根据该怠速停止操作控制装置1，在ECM 2的激活之后的瞬间，基于电池3的端电压执行对ECM 2是否已经经历意外重启的确定。由于此算法，可以在由于电池3的端电压的下降引起的ECM 2的意外重启与通过点火开关12的ECM 2的常规激活之间进行高准确度的区分。因为仅基于电池3的端电压进行该区分，所以可以通过简单的处理，低成本地获得准确区分结果。
通过引用将2010年1月27日在日本提交的特願(Tokugan)2010-015177的内容合并到这里。
虽然上文已经参考某些实施例描述了本发明，但本发明并不限制于以上描述的实施例。对于本领域的技术人员，在权利要求的范围内可以对以上所述的实施例进行修改和改变。
例如，在上述实施例中，仅在ECM 2的激活之后的瞬间，将电池3的端电压与ECM重启确定值VA相比较，以区分ECM 2的意外重启与ECM 2通过点火开关12的激活，基于该区分，当ECM 2已经经历了意外重启时，由于ECM 2的意外重启已经被复位为“0”的怠速停止操作阻止标记被再次设置为“1”。
然而，如果怠速停止操作控制装置配备非易失性存储器，则可以连续地存储电池3的端电压，并关于所存储的电池3的端电压设置怠速停止操作阻止标记。甚至当ECM 2经历意外重启时，非易失性存储器中的电池3的端电压也可以被恢复，并与电池电压下降确定值VB进行比较，以确定怠速停止操作阻止标记是否应该被设置为“1”。
要求排他权利或特权的本发明的实施例被如下定义。

Claims (6)

1.一种怠速停止操作控制装置(1)，其对车辆内燃机(4)执行怠速停止操作，由此在怠速操作状态中停止所述车辆内燃机(4)的操作，并且在需要时通过使用电池(3)的电力操作起动器电机(5)来从操作被停止的状态对所述内燃机(4)执行引擎起动操作，所述装置(1)包括：
可编程控制器(2)，其使用从所述电池(3)提供的电力进行操作，并被编程为：
确定在所述引擎起动操作的过程中，所述控制器(2)是否已经经历了意外重启(S1、S2)；以及
当所述控制器(2)在所述引擎起动操作的过程中已经经历了所述意外重启时，阻止对所述内燃机(4)执行所述怠速停止操作(S4)。
2.如权利要求1所述的怠速停止操作控制装置(1)，还包括：传感器(11)，其检测所述电池(3)的端电压，其中，所述控制器(2)还被编程为：确定所述控制器(2)是否在激活之后的瞬间的状态中，并且当所述控制器(2)在激活之后的瞬间的状态中并且所述电池(3)的端电压低于重启确定值(VA)时，确定所述控制器(2)在所述引擎起动操作过程中已经经历了所述意外重启。
3.如权利要求2所述的怠速停止操作控制装置(1)，其中所述控制器(2)还被编程为：当所述控制器(2)在所述引擎起动操作的过程中未经历所述意外重启时，将所述端电压与低于所述重启确定值(VA)的电池电压下降确定值(VB)进行比较(S3)，并且当所述电池(3)的端电压低于所述电池电压下降确定值(VB)时，阻止所述内燃机(4)的怠速停止操作被执行(S5)。
4.如权利要求2所述的怠速停止操作控制装置(1)，其中所述控制器(2)还被编程为通过设置在所述控制器(2)被重启时被复位的怠速停止操作阻止标记来阻止所述怠速停止操作(S4、S5)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的怠速停止操作控制装置(1)，其中所述车辆包括：点火开关(12)，其激活所述控制器(2)；起动器开关(13)，其激活所述起动器电机(5)，以推动所述内燃机(4)的曲柄，以在所述点火开关(12)被开启的状态中起动。
6.一种怠速停止操作控制方法，其对车辆内燃机(4)执行怠速停止操作，由此在怠速操作状态中停止所述车辆内燃机(4)的操作，并且在需要时通过使用电池(3)的电力操作起动器电机(5)来从操作被停止的状态对所述内燃机(4)执行引擎起动操作，所述方法包括：
确定在所述引擎起动操作的过程中，控制器(2)是否已经经历了意外重启(S1、S2)；以及
当所述控制器(2)在所述引擎起动操作的过程中已经经历了所述意外重启时，阻止对所述内燃机(4)执行所述怠速停止操作(S4)。
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