專利名稱：用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)。
JP-291725A公開了一種裝有一個自動發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)的車輛，其中根據(jù)當車輛停止時的條件自動停止和重新啟動發(fā)動機。
當停止車輛以等待交通信號等時，該系統(tǒng)自動停止發(fā)動機，并且當車輛啟動時自動地再次啟動它，以便改進在停止期間的燃料成本性能、排氣及噪聲。
然而，在這種發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)中，在車輛停止期間依據(jù)條件可以進行空轉而不停止發(fā)動機。為此，當壓下加速踏板，并且重新啟動已經停止的車輛時，車輛可能從發(fā)動機已經停止時或從發(fā)動機處于空轉狀態(tài)時啟動。
當發(fā)動機從空轉狀態(tài)啟動時，即使節(jié)流閥的打開程度相同，發(fā)動機升速也較大，并且由于響應延遲顯得至汽缸的空氣吸入實際量增大，所以產生的轉矩比在發(fā)動機從停止狀態(tài)啟動時低。為此，車輛的啟動性能不同。
因此本發(fā)明的一個目的在于，在車輛啟動期間，盡可能使在發(fā)動機從空轉狀態(tài)啟動時和在發(fā)動機從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動時得到的發(fā)動機轉矩特性相同。
為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個發(fā)動機；一個電機/發(fā)電機，連接到發(fā)動機上；一個自動變速箱，把發(fā)動機的轉動傳遞到一個驅動車輪；一個傳感器，探測一種車輛靜止狀態(tài)；一個傳感器，探測加速踏板壓下量；及一個微處理器。把微處理器編程成在車輛已經靜止時根據(jù)條件停止發(fā)動機；在確定重新啟動已經停止的發(fā)動機時的一個請求時，通過啟動電機/發(fā)電機重新啟動發(fā)動機；及控制通過電機/發(fā)電機的轉矩吸收，從而根據(jù)重新啟動之后加速踏板壓下的啟動轉矩，有效地使用來從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動的轉矩與用來從發(fā)動機空轉狀態(tài)啟動的轉矩相同。
本發(fā)明的細節(jié)以及其他特征和優(yōu)點在說明書的剩余部分中敘述，并且表示在附圖中。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個第一實施例的一種混合車輛的系統(tǒng)圖。
圖2是一個發(fā)動機的系統(tǒng)圖。
圖3是流程圖，表示由一個自動停止/啟動控制單元進行的一種自動空轉停止控制操作。
圖4是流程圖，表示由自動停止/啟動控制單元進行的一種自動空轉停止控制操作。
圖5是波形圖，描述一個電機吸收轉矩。
圖6是波形圖，描述其中進行轉矩控制的一個周期。
圖7(a)和(b)是波形圖，描述超調的確定。
圖8是流程圖，表示一種電機吸收轉矩操作。
圖9是等效于管道空氣吸入填充延遲的時間常數(shù)的加權平均系數(shù)的特性圖。
圖10是體積流量比的特性圖。
圖11是目標轉矩的特性圖。
圖12是實際轉矩特性圖。
圖13是特性圖，描述燃料噴射脈沖寬度至發(fā)動機轉矩的轉換。
圖14是流程圖，表示超調的確定。
圖15是流程圖，表示總燃燒的確定。
圖16(a)和(b)是用來描述確定總燃料的一種方法的波形圖。
參照附圖現(xiàn)在將描述本發(fā)明。
圖1表示一種混合車輛的構造。在圖1中，1是發(fā)動機，3是一個無級變速箱，及一個電機/發(fā)電機2插入在該發(fā)動機1與無級變速箱3之間。把發(fā)動機1或電機/發(fā)電機2的轉動經一根驅動軸7從無級變速箱3傳遞到車輛車輪，未表示。
代之無級變速箱3，也能使用一個帶有轉矩轉換器或啟動離合器的分級自動變速箱。
無級變速箱3裝有一個液力變扭器4和一個正向/反向轉換機構5。無級變速箱3包括可變皮帶輪6a、6b和繞這些皮帶輪循環(huán)的金屬皮帶6。通過改變槽寬度，即可變皮帶輪6a、6b的皮帶輪比率，改變經金屬皮帶6傳遞的速度比。
根據(jù)運行條件設置無級變速箱3的目標速度比率，并且控制供給到驅動可變皮帶輪6a、6b的一個主和輔助汽缸的油壓力，從而該比率與真實輸入轉動速度和輸出轉動速度的比率一致。
14是一個由電動機驅動的油泵，該油泵在發(fā)動機轉動的臨時停止期間也能產生油壓力，并且供給無級變速箱3需要的油壓力。
當車輛正向和反向運動時，正向/反向轉換機構5轉換輸出軸的轉動方向。液力變扭器4也經流體動力把輸入轉矩傳遞到輸出側，并且在例如在輸入側上的轉動非常小時，允許在輸出側的轉動停止。
電機/發(fā)電機2直接連接或經皮帶和鏈條連接到發(fā)動機1的曲軸上，并且與發(fā)動機1同步地轉動。電機/發(fā)電機2起電機或發(fā)電機的作用，并且其功能、轉動速度及發(fā)電量由一個功率控制單元12控制。
當發(fā)動機1啟動時，或者當有助于發(fā)動機1的輸出時，電機/發(fā)電機2起電機的作用，在這種情況下，來自一個非常有力的電池(42V電池)13的電流經一個功率控制單元12供給。當回收車輛的運行能量時，如當車輛正在減速時，它起發(fā)電機的作用，并且在這種情況下由產生的功率向電池13充電。
為了自動地停止發(fā)動機1、并且然后依據(jù)諸如車輛臨時停止之類的條件重新啟動發(fā)動機1，提供一個自動空轉停止控制單元10。
鏈接到一個發(fā)動機控制單元20(圖2)上的該自動空轉停止控制單元10，當車輛停止時，停止發(fā)動機1的操作，而當車輛啟動時通過電機/發(fā)電機2啟動發(fā)動機1。
從一個探測發(fā)動機轉動速度的轉動速度傳感器9、一個探測剎車踏板16的剎車操作的剎車傳感器11、一個探測加速踏板17的加速踏板壓下的加速傳感器15、一個探測無級變速箱3的選擇位置的選擇位置傳感器17、及一個探測車輛速度的車輛速度傳感器18，向自動空轉停止控制單元10輸入信號。根據(jù)這些信號確定在其下車輛停止的條件，并且相應地進行發(fā)動機1的自動停止和啟動控制。以后將描述這種控制的細節(jié)。
圖2中表示的發(fā)動機控制單元20通過調節(jié)提供在電氣控制的吸氣通道22中、電氣控制的節(jié)流閥27的開口，控制吸氣量、提供在發(fā)動機1的每個汽缸中的燃料噴射器25的燃料噴射量、及火花塞26的點火計時。
發(fā)動機控制單元20根據(jù)來自油門開口傳感器15的加速踏板壓下量、和來自發(fā)動機轉動速度傳感器9的發(fā)動機轉動速度，計算一個最優(yōu)目標發(fā)動機轉矩。確定由節(jié)流致動器驅動的節(jié)流閥27的開口，并且控制吸入空氣量，從而得到該目標發(fā)動機轉矩。
發(fā)動機控制單元20也根據(jù)來自轉動速度傳感器9、探測提供在吸氣通道22中的吸入空氣量的控制流量計24、及探測發(fā)動機冷卻水溫度的水溫傳感器21的信號，計算適于吸入空氣量的燃料量和適于發(fā)動機負載和發(fā)動機轉動速度的點火計時，并且控制把燃料供給到發(fā)動機1的燃料噴射器25的燃料噴射量和火花塞26的點火計時。
燃料也可以從燃料噴射器25直接噴射到燃料室中。
這里，將描述燃料噴射量的控制。
首先，由如下公式計算一個燃料噴射脈沖信號的基本噴射脈沖寬度TPOTPO＝K×Qa/Ne (1)其中Qa＝由空氣流量計得到的吸入空氣流量Ne＝發(fā)動機轉動速度K＝常數(shù)然后根據(jù)包括吸氣系統(tǒng)的響應延遲的基本噴射脈沖寬度TPO由如下公式計算等效于真實汽缸空氣量的噴射脈沖寬度TP。
TP＝TPO×FLOAD+TPz×(1-FLOAD)(2)其中Tpz＝緊在前面的TP值FLOAD＝加權平均系數(shù)加權平均系數(shù)FLOAD與吸氣系統(tǒng)的響應延遲的時間常數(shù)相對應。
其次，根據(jù)該汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TP由如下公式計算一個燃料噴射脈沖寬度Ti[ms]，以得到一個目標空氣燃料比率。
Ti＝TP×Tfbya(α+αm-1)×2+Ts (3)其中α＝空氣燃料比率反饋校正系數(shù)αm＝空氣燃料比率學習值Ts＝無效噴射脈沖寬度根據(jù)由提供在一個發(fā)動機排氣通道31中由一個排氣傳感器32探測的排氣燃料比率計算α。
燃料噴射器25打開一個與該燃料噴射脈沖Ti相對應的時間，并且根據(jù)對于每個汽缸的點火順序每當發(fā)動機轉動兩轉時噴射燃料。
其次，參照流程圖3和4將描述由上述自動空轉停止控制單元10進行的自動空轉停止控制。
在發(fā)動機預熱之后進行自動空轉停止控制。在這種控制中，發(fā)動機在根據(jù)這時的條件例如車輛臨時停止在道口時，停止操作，而當車輛啟動時自動地重新啟動。
在步驟S1，當確定發(fā)動機完全預熱時，在步驟S2-S6確定是否壓下剎車踏板、車輛速度是否是0、加速踏板是否是OFF(斷)、及發(fā)動機轉動速度是否是空轉(例如，800rpm或更小)。當滿足所有這些條件時，例行程序前進到步驟S6，并且通過確定是否一個臨時停止允許標志FCOND＝0，確定在第一時間期間是否滿足這些條件。
當該標志FCOND＝1時，它指示滿足發(fā)動機1的臨時停止允許條件，并且當FCOND＝0時，它指示不滿足臨時停止允許條件。
如果當例行程序從步驟S5轉到步驟S6時FCOND＝0，則認為在第一時間期間這些條件保持，并且例行程序轉到步驟S7。這里，設置直到發(fā)動機1停止的延時，并且把臨時停止允許標志FCOND設置到1。延遲時間可以設置到例如約2秒，從而在滿足臨時停止允許標志之后，發(fā)動機1停止約2秒。
其次，在步驟S8探測無級變速箱的選擇位置。如果該裝置不在R范圍，則系統(tǒng)換檔到自動停止，例行程序轉到步驟S9，及復位用于R范圍的標志(FRFST＝0)。在步驟S10，確定發(fā)動機是否已經停止。
除D范圍之外，在L和S范圍、或N及P(空擋和停車)范圍進行這種自動停止和重新啟動。
如果發(fā)動機還沒有停止，則例行程序轉到步驟S11，確定是否已經過去以上設置的延遲時間，并且如果延遲時間已經過去，則例行程序在步驟S12和以后步驟轉到發(fā)動機停止模式。
在該發(fā)動機停止模式中，為了臨時停止發(fā)動機，在步驟S13把由電機/發(fā)電機2產生的轉矩設置到0，并且在步驟S14停止發(fā)動機燃料噴射。
在步驟S15，由是否FISTPFST＝0確定在第一時間期間是否正在進行發(fā)動機停止。如果它是第一時間，則例行程序轉到步驟S16，設置一個空轉停止允許時間，并且把表示時間設置的標志設置到FISTPFST＝1。而且，在步驟S17，把表示發(fā)動機1已經自動停止的一個標志FENGSTRT設置到0，由此發(fā)動機停止開始。
另一方面，當上述步驟S1-S4的條件的任一個不滿足時，即釋放剎車踏板、壓下加速踏板或車輛速度已不是0時，表示發(fā)動機1的臨時停止允許條件沒有保持。因此，例行程序轉到步驟S18，把臨時停止允許標志FCOND設置到0，及在步驟S19，確定是否發(fā)動機已經停止。如果它已經停止，則例行程序轉到步驟S22和以后步驟，并且重新啟動發(fā)動機1。
如果發(fā)動機還沒有停止，則在步驟S20，把空轉停止允許標志FISTPFST復位到0。
當滿足發(fā)動機1的臨時停止允許條件，并且在步驟S10確定已經有至發(fā)動機停止的換檔時，例行程序轉到步驟S21，其中確定是否已經結束空轉停止允許時間。如果該允許時間已經過去，則系統(tǒng)進入步驟S22和以后步驟的一個發(fā)動機重新啟動模式。
當重新啟動發(fā)動機時，系統(tǒng)在步驟S22首先換檔到發(fā)動機重新啟動模式，并且在步驟S23由FENGSTRT＝0確定在第一時間期間是否正在進行發(fā)動機重新啟動。如果這是它正在進行的第一時間，則在步驟S24設置重新啟動延遲時間并且FENGSTRT＝1。
當有重新啟動時，把該延遲時間設置到與升速產生時間(例如1.5秒)相對應的時間。在該間隔期間，進行搖動而沒燃料噴射，并且平穩(wěn)地啟動發(fā)動機。
如果當加速踏板是OFF時啟動發(fā)動機時，即在步驟S25沒有壓下加速踏板，則在步驟S26設置是目標發(fā)動機轉動速度的空轉速度，在步驟S27允許延遲時間過去，及在步驟S28啟動燃料噴射。
如果當在步驟S25壓下加速踏板時啟動發(fā)動機，則例行程序轉到步驟S28，并且立即開始燃料噴射。
另一方面，當在步驟S8確定無級變速箱的選擇位置是R范圍時，在步驟S29確定發(fā)動機1是否已經停止。如果它已經停止，則例行程序轉到步驟S30，并且由在步驟S9復位的標志確定這是否是從另一個范圍換檔到R范圍的第一時刻，即如果FRFST＝0，則確定這是換檔到R范圍的第一時刻。例行程序然后轉到步驟S31，設置在其期間發(fā)動機1停止的延遲時間(例如2秒)，并且把標志FRFST設置到1。
在步驟S32，當設置延遲時間已經過去時，例行程序轉到步驟S22和以后步驟，并且啟動發(fā)動機1。
然而，依據(jù)發(fā)動機是否從空轉停止狀態(tài)啟動和根據(jù)加速踏板壓下啟動車輛、或者是否從其中即使車輛已經停止也有沒有停止發(fā)動機的空轉狀態(tài)啟動車輛，發(fā)動機啟動轉矩是不同的。
這是因為緊在加速踏板壓下之前的吸氣系統(tǒng)的升速是不同的。由發(fā)動機吸入的吸氣量大當從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動車輛時升速較小的量，并因此即使加速踏板壓下量相同，啟動轉矩也較大。
為了防止啟動轉矩的這種差別，根據(jù)本發(fā)明，當車輛從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動時，進行控制，從而電機/發(fā)電機2產生電力(再發(fā)電)，吸收由發(fā)動機產生的轉矩的部分，并且得到與當從空轉停止狀態(tài)啟動車輛時相同的啟動轉矩。
參照圖8的流程圖和以后的圖將描述這種控制。
圖8用來計算當啟動車輛時電機/發(fā)電機的吸收轉矩(下文稱作電機吸收轉矩)TOVRM，并且以固定間隔(例如10毫秒)進行。
首先，在步驟S41、S42，讀上述臨時停止允許標志FCOND和該標志緊在前面的值。
當FCOND＝0并且緊在前面的值FCOND＝1時，確定已經釋放空轉停止，并且例行程序轉到步驟S43。
這里，把一個計時器復位到ISPOFF＝0，并且輸入一個空轉時間噴射脈沖寬度TPIDL，作為目標轉矩等效噴射脈沖寬度TTPIST的一個初始值。計時器ISPOFF打算測量從空轉停止釋放計時過去的時間。
在以后處理期間，F(xiàn)COND的當前和上個值＝0，所以例行程序從步驟S41、S42轉到步驟S45，并且確定控制模式是否是MODE＝06。如以后描述的那樣，在空轉停止已經釋放之后當發(fā)動機已經完成燃燒時MODE＝06，并且直到那時，例行程序轉到步驟S46和以后步驟。
在步驟S46，盡管沒有表示，讀為了計算發(fā)動機燃料噴射量由一個流程圖計算的燃料基本噴射脈沖寬度TPO、汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TP、加權平均系數(shù)FLOAD及發(fā)動機轉動速度Ne。這里，進行這些計算的方法表示在以上公式(1)-(3)中。
在空轉停止期間，節(jié)流閥下游的吸氣通道壓力是大氣壓，并且在空轉停止的以后釋放之后，當發(fā)動機已經由電機/發(fā)電機2啟動時，TPO急劇下降到TP100并且與TPIDL重合，如圖5中所示。這將在以后描述。
然而，從一個其中確定FLOAD的值的點，TP以相對于TPO的一階延遲逐漸降低，以TP100作為一個初始值。
表示一階延遲程度的FLOAD是根據(jù)圖9中表示的體積流量比率QH0的值。該體積流量比率QH0是一個根據(jù)節(jié)流閥開口TVO和發(fā)動機速度Ne計算的值。
例如，在當發(fā)動機轉動速度是常數(shù)的條件下，體積流量比率QH0的值增大，節(jié)流閥開口TVO越大，如圖10中所示。
在步驟S57，增大計時器ISPOFF。在步驟S48，把該計時器ISPOFF的值與一個預定值TTPOID相比較。
該預定值TTPOID是一個具有相對于當TPO是空轉時與噴射脈沖寬度TPIDL有效重合的計時的微小允差的值(圖5)。
當計時器ISPOFF的值等于或小于預定值TTPOID時，選擇用于空轉運行的噴射脈沖寬度TPIDL，而當計時器ISPOFF超過預定值TTPOID時，選擇TPO(步驟S49、S50)。
現(xiàn)在，在釋放空轉停止之后，當壓下加速踏板時，把比以TPIDL作為初始值的TPO后出現(xiàn)的汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度設置為一個目標轉矩等效噴射脈沖寬度TPIST(圖5)。這可以以公式的形式按如下表示。
TTPIST＝TPO×FLOAD+TTPISTz×(1-FLOAD) (4)其中FLOAD＝加權平均系數(shù)TTPISTz＝TTPIST的上個值TTPIST的初始值＝TPIDL公式(4)的加權平均系數(shù)FLOD與以上公式(2)的加權平均系數(shù)相同。特別是，這是一個由節(jié)流閥開口TVO和發(fā)動機轉動速度Ne確定的值。如果固定發(fā)動機轉動速度，則當TVO較小時，F(xiàn)LOAD的值較小，而當TVO較大時，F(xiàn)LOAD的值較大。
這與當啟動車輛而不進行空轉停止時的目標轉矩相對應，并且如果這與當從空轉停止狀態(tài)啟動車輛時的轉矩相同，則能消除在車輛啟動特性方面的差別。
因此，在步驟S51，與公式(4)的有效相同的用來控制燃料噴射量的目標轉矩等效噴射脈沖寬度TTPIST，由如下公式計算。
TTPIST＝TP1×FLOD+TTPISTz×(1-FLOAD) (5)其中FLOD＝加權平均系數(shù)TTPISTz＝TTPIST的上一個值該公式基本上與公式(4)相同。公式(4)從圖5中的計時t2應用，并且把公式(5)應用于到計時t1。
在步驟S52，由該目標轉矩等效噴射脈沖寬度TTPIST和發(fā)動機轉動速度Ne通過查閱圖11中表示的圖計算一個目標轉矩TTQACC。
該目標轉矩TTQACC的特性不再詳細描述，但它是一個如果Ne是常數(shù)則TTPIST越大而增大、并且如果TTPIST是常數(shù)則Ne越大而增大的值。
在步驟S53，由汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TP和發(fā)動機轉動速度Ne，通過查閱圖12中表示的圖計算發(fā)動機的實際轉矩TTQMAN。
汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TO與在圖5的空轉停止狀態(tài)期間的真實吸氣量相對應，并且它比在產生目標轉矩的目標轉矩等效噴射脈沖寬度TTPIST大。
因此，從該TP和Ne求出的真實轉矩TTQMAN是一個大于上述目標矩TTQACC的值。
該真實轉矩TTQMAN的特性根據(jù)發(fā)動機類型變化，并因此對其它應用于的每個發(fā)動機確定。
在步驟S54，計算在目標轉矩TTQACC與真實轉矩TTQMAN之間的差，作為一個超調轉矩基本值TOVRM0(＝TTQACC-TTQMAN)。
在步驟S55，使用該TOVRM0，使用如下公式計算超調轉矩基本值的加權平均值TOVRM1。
TOVRM1＝TOVRM0×KTOVR+TOVRM1z×(1-KTOVR) (6)其中KTOVR＝加權平均系數(shù)TOVRM1z＝TOVRM1的上個值TOVRM0是一個負值，并且TOVRM1也是一個負值。取負值的原因與通過電機/發(fā)電機2的轉矩吸收(轉矩回收)一致。TOVRM1的初始值是電機/發(fā)電機2的一個電機真實轉矩TTEMB。這在圖14的步驟S74中描述。
在步驟S56，確定控制模式是否是MODE＝9。
當確定轉矩超調時MODE＝9，如以后描述的那樣(在圖14的步驟S72中描述)。
當MODE＝9時，例行程序轉到步驟S57，把超調轉矩基本值的加權平均值TOVRM1設置到一個電機吸收轉矩TOVRM，并且在其他時刻，由于這些不是轉矩控制周期，所以在步驟S58把電機吸收轉矩TOVRM設置到0。
在圖14中表示的用于超調確定的流程中需要上述超調轉矩基本值TOVRM0，而在圖15中表示的用來確定發(fā)動機的完全燃燒的流程圖中需要電機吸收轉矩TOVRM。他們因此存儲在自動停止/控制單元10的存儲器(RAM)中。
燃料噴射脈沖寬度(TTPIST、TP)分別轉換成發(fā)動機轉矩(TTQMAN、TTQACC)、和如上述那樣其差別作為超調轉矩基本值TOVRM0(電機吸收轉矩)計算的原因在于，是因為必須考慮發(fā)動機對發(fā)動機停歇敏感。
參照圖13簡單地描述這點。
在抗停歇的發(fā)動機中，在燃料噴射脈沖寬度(燃料量)與發(fā)動機轉矩之間的關系是線性的(實線)，所以如果通過使它直接與兩個燃料噴射脈沖寬度TTPIST、TP的差成比例計算電機吸收轉矩，則沒有問題。
然而，在抗停歇的發(fā)動機中，在燃料量與發(fā)動機轉矩之間的關系是非線性的(點劃線)，所以當TP在停歇區(qū)域中時，通過使它直接與兩個燃料噴射脈沖寬度TTPIST、TP之差成比例不能計算電機吸收轉矩。因此，在這種情況下，把TTPIST、TP分別轉換成轉矩TTQMAN、TTQACC，并且把在這兩個轉換轉矩之間的差取作電機吸收轉矩。通過這樣作，即使當TP在停歇區(qū)域中，也能把電機吸收轉矩求出到高精度。
其次，參照圖14的流程圖將描述超調的確定。
在步驟S61，確定是否控制模式MODE＝05。盡管沒有表示，當在空轉停止釋放之后節(jié)流閥打開時(即，當系統(tǒng)移動到車輛啟動時)，在計時下把控制模式MODE設置到05。
當MODE＝05時，例行程序轉到步驟S62，讀電機真實轉矩TTEMB和超調轉矩基本值TOVRM0，并且在步驟S63比較這兩個值。
根據(jù)流過電機/發(fā)電機2的電流、和電壓計算電機真實轉矩TTEMB。
最初，當MODE＝05時，如以后描述的那樣，電機真實轉矩TTEMB比超調轉矩基本值TOVRM0大，如圖7(a)中所示。因此，例行程序跳過步驟S64，但當電機真實轉矩最終變得比超調轉矩基本值TOVRM0小時，例行程序轉到步驟S64，確定系統(tǒng)已經超調，并且把一個標志fTKOVR1設置到1。
在步驟S65，把電機真實轉矩TTEMB與0比較。如圖7(b)中所示，最初，當MODE＝05時，電機真實轉矩TTEMB是一個正值，并且然后趨向一個負值。
當電機真實轉矩TTEMB為負(小于0)時，例行程序轉到步驟S66，并且由于電機/發(fā)電機2回收數(shù)量(轉矩吸收的數(shù)量)增大1。以后，在步驟S67，把該數(shù)量與一個預定數(shù)量(例如4)相比較。
在當電機真實轉矩TTEMB為負的第一時刻，跳過步驟S68，因為以上回收數(shù)量是1，但當滿足TTEMB＜0并且即使在下次計算中該數(shù)量也增大(在圖7(b)，與帶有a*的數(shù)量相對應)，及該數(shù)量最終變得等于預定數(shù)量，例行程序轉到步驟S68，并且把另一個標志fTKOVR2設置到1。
在步驟S69，確定標志fTKOVR1、fTKOVR2是否是1，并且在步驟S70，確定未表示的空轉開關是否是OFF。
當兩個標志fTKOVR1、fIKOVR2都是1，并且空轉開關是OFF(壓下加速踏板)時，例行程序轉到步驟S71、S72。
這里，把超調標志fTKOVR1設置到1，并且把MODE設置到09到以前進到下個控制模式。
在其他時刻，例行程序從步驟S69、S70轉到步驟S75，并且把超調標志fTKOVR設置到0。
當空轉開關是ON(通)時，即使當兩個標志fIKOVR1、fTKOVR2都是1時，也不進行超調確定。
這是因為，在釋放空轉停止之后當節(jié)流閥根據(jù)加速踏板壓量打開時進行由電機/發(fā)電機2造成的轉矩控制，而當不打開節(jié)流閥時(空轉開關是ON)不必進行轉矩控制。
當超調標志fTKOVR從0轉換到1時，例行程序從步驟S73轉到步驟S74，并且把電機真實轉矩TTEMB設置到超調轉矩基本值的加權平均值TOVRM1作為初始值。
另一方面，當在步驟S61中MODE不是05時，例行程序轉到步驟S76，把兩個標志fTKOVR1、fTKOVR2及超調標志fTKOVR復位到0，并且把回收數(shù)量復位到0。
把MODE＝09存儲在自動停止/啟動控制單元10的存儲器(RAM)中。
其次，參考在發(fā)動機啟動之后用來確定完全燃燒的圖15的流程圖。
在描述這點之前，使用圖16將描述完全發(fā)動機燃燒的確定的基本特征。圖16(a)表示電機真實轉矩TTEMB的變化，而圖16(b)以模型形式表示電機吸收轉矩的變化(即作為發(fā)電機吸收的轉矩)。
首先，在基于圖16(a)表示的電機真實轉矩的一種第一完全燃燒確定方法中，把是電機真實轉矩TTEMB的絕對值的|vTTEMB|與一個確定值TMKANB(正值)相比較，并且如果在這兩個之間的關系是|TTEMB|＜TMKANB，則確定在一個預定時間過去之后發(fā)動機已經進行完全燃燒。
用來確定在預定時間過去之后進行完全燃燒的原因在于，由于振動的影響電機真實轉矩TTEMB是不穩(wěn)定的，并且是否|TTEMB|＜TMKANB的確定是模糊的。由于相同原因，確定值TMKANB設置得較大。
另一方面，在基于圖16(b)中表示的電機吸收轉矩的一種第二完全燃燒確定方法中，把是電機吸收轉矩TOVRM的絕對值的|TOVRM|與一個確定值TMKANB1(正值)相比較，并且當|TOVRM|＜TMKANB1時，確定已經進行完全燃燒。
在這種情況下不需要等待一個預定時間的原因在于，由于電機吸收轉矩TOVRM是目標值，所以結果不受振動影響。因此，在這種情況下，能把確定值TMKANB1設置成比以上確定值TMKANB小，并且確定的計時比第一完全燃燒確定方法的早。
在該實施例中，使用兩種確定方法，并且采用完全燃燒計時較早的一個。
其次，描述圖15。
在步驟S81，確定是否MODE＝09。
當MODE＝09(正在進行轉矩控制)時，例行程序轉到步驟S82，并且讀電機真實轉矩TTEMB和電機吸收轉矩TOVRM。
在步驟S83，把電機真實轉矩TTEMB的絕對值與確定值TMKANB(正值)相比較。如果|TTEMB|＜TMKLANB，則例行程序轉到步驟S84，并且如果這種狀態(tài)，即狀態(tài)|TTEMB|＜TMKANB持續(xù)一個預定時間，則例行程序轉到步驟S85，并且把一個標志fIGOK1設置到1。
在步驟S86，把電機吸收轉矩TOVRM的絕對值與確定值TMKANB1(正值)相比較。如果|TOVRM|＜TMKANB1，則例行程序轉到步驟S87，并且把另一個標志fIGOK9設置到1。
在步驟S88，檢查兩個標志fIGOK1、fIGOK9，并且如果他們的兩個是1，則例行程序轉到步驟S89、S90以終止轉矩控制。這里，把一個完全燃燒標志fIGOK4設置到1，并且把控制模式MODE設置到06。
另一方面，如果在步驟S88中標志不是1，則在步驟S91把完全燃燒標志fIGOK4設置到0。
當MODE不是09時，不必進行完全燃燒確定，例行程序從步驟S81轉到步驟S92，并且把兩個標志fIGOK1、fIGOK9與完全燃燒標志fIGOK一起復位到0。
把以上MODE＝06存儲在自動停止/啟動控制單元10的存儲器(RAM)中。
其次，通過參照圖5和圖6，將描述這樣一種情形，其中根據(jù)本發(fā)明，與其中車輛從其中沒有空轉停止的狀態(tài)啟動的情形相比，壓下加速踏板并且在釋放空轉停止之后車輛啟動。
在圖5中，假定當車輛是靜止的，并且沒有空轉停止(發(fā)動機不停止)時，發(fā)動機處于空轉狀態(tài)，并且然后在時刻t2把加速踏板壓下某一壓下量。由于這點，節(jié)流閥27打開到某一開口，并且基本噴射脈沖寬度TPO從空轉狀態(tài)下的噴射脈沖寬度TPIDL急劇增大(虛線)，以便立即控制與通過節(jié)流閥27的吸氣量變化相對應的燃料噴射量。
這是因為TPO是一個對于由空氣流量計24探測的吸氣量Qa的直接比例值，并且當節(jié)流閥27打開時，通過它的吸氣量由位于節(jié)流閥27緊上游的空氣流量計24探測。
另一方面，在TPO急劇增大之后，汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度逐漸增大(點劃線)。
當不進行空轉停止時，由于空轉，發(fā)動機升速較大，并且即使節(jié)流閥27是打開的，延遲也出現(xiàn)在實際吸入汽缸的空氣量的變化中。因此，計算確定燃料噴射量的脈沖寬度，把汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TPIDL取作初始值，從而汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度顯得比TPO的變化大。對應地產生發(fā)動機轉矩。當車輛從以后描述的空轉停止狀態(tài)啟動時，該發(fā)動機轉矩與目標轉矩TTPIST相對應。
現(xiàn)在，假定當車輛靜止時進行空轉停止狀態(tài)，并且在該停止狀態(tài)中，在時刻t1釋放空轉停止。假定以后壓下加速踏板，并且在時刻t2車輛開始離開。
當進行空轉停止時，在該間隔，在節(jié)流閥27的吸氣通道下游中的壓力成為大氣壓。因此，發(fā)動機1從該狀態(tài)由電機/發(fā)電機2轉動和驅動，并且然后噴射燃料以產生發(fā)動機1的轉矩，但由于吸氣系統(tǒng)的升速較小，所以由發(fā)動機1吸入的真實空氣量較大，并且發(fā)動機轉矩比當車輛從上述空轉狀態(tài)啟動時大。
按如下進行這時的燃料噴射量控制。
發(fā)動機1由電機/發(fā)電機2轉動，并且由發(fā)動機1吸入空氣。因此，與吸氣量成正比的基本噴射脈沖寬度TPO急劇下降以與TPIDL重合(虛線)。
然而，是一個通過使TPO平滑F(xiàn)LOAD得到的一個值的汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TP隨一個TP100值變化，TP100是當節(jié)流閥完全打開時作為一個初始值的汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度。因此，它在TPO之后逐漸減小，并且從時刻t2起對應于節(jié)流閥27的開口再次增大(實線)。
TP僅在間隔t1-t2期間緩慢減小的原因在于，在間隔t1-t2期間，節(jié)流閥開口TVO是一個較小值(節(jié)流閥處于空轉位置或靠近該位置的一個位置)，所以FLOAD的值較小，并且TP僅緩慢地運動。
在這種情況下，在t2之前不進行燃料噴射，并且不產生發(fā)動機轉矩。然而，當燃料噴射在時刻t2開始時，產生一個與TP相對應的較大發(fā)動機轉矩。
因此，為了使在這時產生的發(fā)動機轉矩與當車輛從空轉啟動時的轉矩，即根據(jù)TTPIST產生的發(fā)動機轉矩重合，發(fā)動機轉矩的部分由電機/發(fā)電機2吸收。
換句話說，表示TP與TTPIST之差的轉矩(陰影部分)是多余轉矩，所以進行控制，從而該轉矩由電機/發(fā)電機2吸收。
具體地說，計算通過從根據(jù)TTPIST產生的發(fā)動機轉矩(目標轉矩)減去根據(jù)TP產生的發(fā)動機轉矩(實際轉矩)得到的轉矩，作為電機吸收轉矩TOVRM(負值)，并且進行轉矩控制以得到這種再生轉矩TOVRM。
下面詳細地描述由電機/發(fā)電機2進行的控制。
當釋放空轉停止時，從該時刻起由電機/發(fā)電機2進行轉動速度控制以保持空轉。以后，當壓下加速踏板時，電機/發(fā)電機2換檔到轉矩控制以進行以上轉矩吸收。
當確定超調時，有電機/發(fā)電機2從轉動速度控制至轉矩控制的轉換，如圖6中所示。
在以上TP從在時刻t2的燃料噴射啟動起產生較大發(fā)動機轉矩之后，發(fā)動機轉動速度立即開始升高，所以保持目標轉動速度(＝空轉速度)需要的電機轉矩，由于轉動速度控制從時刻t2起急劇減小(超調)。
結果，根據(jù)電機轉矩(電機真實轉矩)確定超調，并且一旦確定超調，在時刻t3就有至通過電機/發(fā)電機2的轉矩吸收控制的轉換。
參照圖7更詳細地描述超調的確定。
在該例子中，把兩種確定方法相結合。在第一確定方法中，確定當在轉動速度控制期間的電機真實轉矩小于電機吸收轉矩(吸收轉矩)TOVRM時已經發(fā)生超調，如圖7(a)中所示。
在第二種確定方法中，確定在電機真實轉矩在轉動速度控制期間已經成為負值之后當已經進行幾次電機回收(在圖中為4)時已經發(fā)生的超調，如圖7(b)中所示。在由兩種方法確定的計時較早時刻，至轉矩控制的轉換發(fā)生。
根據(jù)第二確定方法，在轉矩已經降低到電機吸收轉矩TOVRM以下之前，能進行至轉矩控制的轉換，如圖中所示。在這種情況下，能啟動車輛而沒有延遲，但必須保證，在緊在至轉矩控制轉換之前的電機轉矩與緊在轉換之后的電機轉矩之間沒有間隙(例如通過插入偽處理)。
以后，在圖6中，在當確定發(fā)動機已經進行完全燃燒的時刻t4，終止通過電機/發(fā)電機2的轉矩控制，并且返回到普通轉矩控制。具有不同數(shù)量的控制模式MODE表示在圖的底部處，并且對于每個模式根據(jù)由控制模式MODE指示的數(shù)量進行控制。
在通過電機/發(fā)電機2的普通轉矩控制中，使電機/發(fā)電機2在車輛正在減速時起發(fā)電機的作用以回收減速能量，或者使它在迅速加速等期間起發(fā)電機的作用以增大發(fā)動機1的轉矩。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，與在車輛從空轉狀態(tài)啟動時的汽缸空氣量的實際差別相對應的發(fā)動機轉矩由電機/發(fā)電機2吸收，并且減小車輛的啟動轉矩，所以車輛能有效地給出相同的啟動性能。
即使車輛行駛在其中氣壓(空氣密度)較低的高原處，這也可以以相同方式應用。
分別計算當壓下加速踏板啟動車輛時的汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TTPIST、和根據(jù)空氣流量計輸出把空轉等效噴射脈沖寬度TPIDL取作初始值計算的基本噴射脈沖寬度TPO，作為由加權平均系數(shù)平滑的值，并且把與吸氣管的填充延遲時間常數(shù)相對應的一個加權平均系數(shù)FLOAD用作加權平均系數(shù)。因此，當車輛從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動時，能在由基本噴射量確定的化學計量空氣燃料比率下進行燃燒，并且沒有三元催化劑的轉換效率的損害。
與吸氣管的填充延遲時間常數(shù)相對應的加權平均系數(shù)FLOAD是一個取決于節(jié)流閥開口TVO的值，所以當節(jié)流閥27開得較大時空轉速度(圖6中的點劃線)增大得比當節(jié)流閥開得較小時(圖6中的實線)更劇烈，并且得到與節(jié)流開口(加速踏板壓下量)一致的啟動性能。
在當在通過電機/發(fā)電機2的轉動速度控制期間的電機真實轉矩TTEMB下降到超調轉矩基本值TOVRM0以下時的時刻，進行至轉矩控制的轉換，所以能平穩(wěn)地鏈接在從轉動速度控制到轉矩控制的轉換之前和之后的轉矩。
如果在幾次回收發(fā)生之后電機/發(fā)電機2從轉動速度控制轉換到轉矩控制，則即使在轉動速度控制期間的電機真實轉矩TTEMB下降到超調轉矩基本值TOVRM0以下也能進行至轉矩控制的轉換，所以能沒有任何延遲地啟動車輛。
而且，在把TTPIST、TP分別轉換成發(fā)動機轉矩之后，計算與兩個汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TTPIST、TP的差相對應的轉矩，所以即使在其中汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度與發(fā)動機轉矩之間的關系不是線性的、對停歇敏感的發(fā)動機中，也能以高精度給出回收轉矩。
在以上描述中，與在釋放空轉停止之后當壓下加速踏板啟動車輛時的汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TP、和當壓下加速踏板啟動車輛時的汽缸空氣量等效噴射脈沖寬度TTPIST之差相對應的發(fā)動機轉矩，由電機/發(fā)電機2吸收，而與在釋放空轉停止狀態(tài)之后當啟動車輛時的汽缸空氣量、和當車輛從空轉狀態(tài)啟動時的汽缸空氣量之差相對應的發(fā)動機轉矩，也可以由電機/發(fā)電機2吸收。
日本專利申請2000-110424(提出于2000年4月12時)的整個內容通過參考包括在這里。
本發(fā)明不限于以上實施例，在附屬權利要求書的范圍內熟悉本專業(yè)的技術人員能夠進行各種改進。
本發(fā)明應用于車輛的空轉停止控制，其中在空轉停止釋放之后的啟動性能與當沒有進行空轉停止時的啟動性能相同，并且由此保證舒適的啟動性能。
權利要求
1.一種用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，包括一個發(fā)動機(1)；一個電機/發(fā)電機(2)，連接到發(fā)動機(1)上；一個自動變速箱(3)，把發(fā)動機(1)的轉動傳遞到一個驅動車輪；一個傳感器(18)，探測一種車輛靜止狀態(tài)；一個傳感器(15)，探測加速踏板壓下量；及一個微處理器(10)，編程成在車輛已經靜止時根據(jù)條件停止發(fā)動機(1)；在確定重新啟動已經停止的發(fā)動機(1)時的一個請求時，通過啟動電機/發(fā)電機(2)重新啟動發(fā)動機(1)；控制通過電機/發(fā)電機(2)的轉矩吸收，從而根據(jù)重新啟動之后加速踏板壓下的啟動轉矩，有效地是與用來從發(fā)動機空轉狀態(tài)啟動的轉矩相同的用來從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動的轉矩。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，其中把由電機/發(fā)電機(2)吸收的轉矩設置成，與根據(jù)在當車輛從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動時由發(fā)動機(1)吸入的真實空氣體積、與當車輛從發(fā)動機空轉狀態(tài)啟動時由發(fā)動機吸入的真實空氣體積之差產生的發(fā)動機轉矩相對應。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，其中通過使根據(jù)取決于空氣流量計輸出和吸氣系統(tǒng)的響應延遲在發(fā)動機啟動之后直到壓下加速踏板的時間、當節(jié)流閥全開時計算的一個空氣體積等效信號的初始值平滑，計算當車輛從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動時根據(jù)加速踏板壓下量由發(fā)動機(1)吸收的真實空氣體積。
4.根據(jù)權利要求2所述的用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，其中通過使根據(jù)取決于空氣流量計輸出和吸氣系統(tǒng)的響應延遲的時間、當節(jié)流閥閉合時計算的一個空氣體積等效信號的初始值平滑，計算當車輛從發(fā)動機空轉狀態(tài)啟動時根據(jù)加速踏板壓下量由發(fā)動機(1)吸入的真實空氣體積。
5.根據(jù)權利要求2所述的用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，其中根據(jù)由發(fā)動機(1)吸入的真實空氣體積控制一個燃料噴射量。
6.根據(jù)權利要求2所述的用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，其中當用來啟動發(fā)動機的電機轉矩變得比與上述兩個真實空氣體積的差相對應的吸收發(fā)動機轉矩小時，電機/發(fā)電機(2)切換到通過發(fā)電機的吸收轉矩控制。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，其中電機/發(fā)電機(2)的吸收轉矩控制持續(xù)，直到確定發(fā)動機(1)的完全燃燒。
8.一種用于車輛的發(fā)動機空轉停止控制系統(tǒng)，包括一個發(fā)動機(1)；一個電機/發(fā)電機(2)，連接到發(fā)動機(1)上；一個自動變速箱(3)，把發(fā)動機(1)的轉動傳遞到一個驅動車輪；用來探測一種車輛靜止狀態(tài)的裝置(18)；用來探測加速踏板壓下量的裝置(15)；當車輛已經靜止時根據(jù)條件用來停止發(fā)動機(1)的裝置(10)，用來在確定重新啟動已經停止的發(fā)動機時的一個請求時，通過啟動電機/發(fā)電機(2)重新啟動發(fā)動機的裝置(10)，用來控制使電機/發(fā)電機(2)吸收發(fā)動機轉矩的裝置(10)，從而根據(jù)重新啟動之后加速踏板壓下的啟動轉矩，有效地是與用來從發(fā)動機空轉狀態(tài)啟動的轉矩相同的用來從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動的轉矩。
全文摘要
當車輛已經停止時根據(jù)條件停止發(fā)動機1,并且當確定重新啟動已經停止的發(fā)動機時的一個請求時,通過啟動電機/發(fā)電機(2)重新啟動發(fā)動機1。發(fā)動機轉矩由電機/發(fā)電機(2)吸收,從而在重新啟動之后根據(jù)加速踏板壓下的啟動轉矩,有效地是與用來從發(fā)動機空轉狀態(tài)啟動的轉矩相同的用來從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動的轉矩。以這種方式,當車輛從發(fā)動機停止狀態(tài)啟動時與錄車輛從發(fā)動機空轉狀態(tài)啟動時得到相同的啟動性能。
文檔編號B60K6/20GK1366581SQ01800907
公開日2002年8月28日 申請日期2001年3月30日 優(yōu)先權日2000年4月12日
發(fā)明者布施徹, 中澤孝志, 永石初雄 申請人:日產自動車株式會社