發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備怠速停止功能的車輛所應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制方法，該怠速停止功能在車輛行駛過(guò)程中規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)停止條件成立時(shí)，停止向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料，且在之后規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)條件成立時(shí)，利用啟動(dòng)裝置使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提升，并且再次開始向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料。
【背景技術(shù)】
[0002]具備怠速停止功能的車輛中，在由駕駛員的駕駛操作來(lái)請(qǐng)求再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，要求立即進(jìn)行再起動(dòng)的迅速性。此時(shí)，能通過(guò)向在膨脹沖程中處于停止?fàn)顟B(tài)的氣缸噴射燃料來(lái)迅速地再起動(dòng)，但已知即使是處于膨脹沖程的曲柄角范圍中，通過(guò)在某個(gè)特定的曲柄角范圍內(nèi)使發(fā)動(dòng)機(jī)停止，能提高再起動(dòng)性。
[0003]因此，需要將發(fā)動(dòng)機(jī)的停止位置控制在適當(dāng)?shù)奈恢?，但由于活塞的栗送，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)常發(fā)生變動(dòng)。此外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦等因素，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)下降行為(減速度)均不同。因此，具有無(wú)法高精度地將發(fā)動(dòng)機(jī)的停止位置控制在適當(dāng)?shù)奈恢玫膯?wèn)題。
[0004]作為解決上述問(wèn)題的方法，提出了利用發(fā)電機(jī)的發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的停止位置的方法(例如參照專利文獻(xiàn)I)、利用電樞繞組的三相短路所產(chǎn)生的短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的停止位置的方法(例如參照專利文獻(xiàn)2、3)。另外，在后文中闡述各專利文獻(xiàn)的控制的詳細(xì)情況。
[0005]因此，作為搭載于車輛的發(fā)電機(jī)的種類，通常是通過(guò)使電流流過(guò)勵(lì)磁繞組來(lái)產(chǎn)生磁通，由此在電樞繞組中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)以作為發(fā)電動(dòng)作的勵(lì)磁繞組型(同步電機(jī)型)發(fā)電機(jī)。對(duì)勵(lì)磁繞組型的發(fā)電機(jī)施加制動(dòng)的方法具有兩種，一個(gè)是由發(fā)電進(jìn)行的發(fā)電制動(dòng)，另一個(gè)是由電樞繞組的短路進(jìn)行的短路制動(dòng)。
[0006]線圈所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)通常與橫切線圈的磁通的速度成比例。發(fā)電機(jī)經(jīng)由滑輪與發(fā)動(dòng)機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓也能越高。另外，在發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓比電池的端子間電壓要高的情況下，成為充電狀態(tài)，因此在發(fā)電電壓小于電池的端子間電壓的情況下，不進(jìn)行發(fā)電動(dòng)作，不會(huì)產(chǎn)生發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0007]另一方面，短路制動(dòng)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過(guò)在內(nèi)部消耗電樞繞組的電動(dòng)勢(shì)而產(chǎn)生，因此不受電池電壓的制約，即使在極低的轉(zhuǎn)速區(qū)域也能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。然而，在磁體式發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子始終產(chǎn)生磁通，因此短路制動(dòng)時(shí)不需要新的電力，而在勵(lì)磁繞組型的發(fā)電機(jī)中，每次進(jìn)行短路制動(dòng)時(shí)，均不得不使電流流過(guò)勵(lì)磁繞組來(lái)產(chǎn)生磁通，因此消耗多余的電力。
[0008]發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩依賴于電池電壓，而短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不依賴于電池電壓，由此可知，發(fā)電制動(dòng)模式時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性和短路制動(dòng)模式時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性一般不一致。
[0009]此處，專利文獻(xiàn)I中記載了利用發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制停止位置的方法。如上所述，該方法在低旋轉(zhuǎn)區(qū)域無(wú)法產(chǎn)生足夠的發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此對(duì)發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，以使得與達(dá)到旋轉(zhuǎn)停止的目標(biāo)轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)下降行為)相一致。由此，統(tǒng)一了無(wú)法利用發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)速行為，使發(fā)動(dòng)機(jī)在特定的曲柄角范圍內(nèi)停止。
[0010]此處，專利文獻(xiàn)2中記載了利用短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制停止位置的方法。如上所述，該方法通過(guò)在無(wú)法產(chǎn)生發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域產(chǎn)生短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，由此使發(fā)動(dòng)機(jī)高精度地停止在目標(biāo)停止位置附近。
[0011]此處，專利文獻(xiàn)3與專利文獻(xiàn)2相同，記載了利用短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制停止位置的方法。該方法在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況下，使電動(dòng)機(jī)的通電相短路，產(chǎn)生短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，由此使發(fā)動(dòng)機(jī)停止。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2010 - 43532號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2001 - 193540號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2008 - 137550號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0013]然而，現(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題。
專利文獻(xiàn)I所涉及的發(fā)明中，為了提高再起動(dòng)性，需要更高精度地控制上述曲柄角范圍，但在極低的旋轉(zhuǎn)區(qū)域無(wú)法確保發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生反向旋轉(zhuǎn)(擺回)、并在反向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中請(qǐng)求再起動(dòng)的情況下，需要比正轉(zhuǎn)中要大的驅(qū)動(dòng)力，因此具有起動(dòng)性下降的問(wèn)題。
[0014]專利文獻(xiàn)2所涉及的發(fā)明使用磁體式電動(dòng)機(jī)，能通過(guò)使各通電相短路來(lái)或的短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這里，若將專利文獻(xiàn)2所涉及的發(fā)明應(yīng)用于勵(lì)磁繞組型的發(fā)電機(jī)，則因勵(lì)磁電流而產(chǎn)生磁通，因電流大小的不同，短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也發(fā)生變化，因此具有如下問(wèn)題:無(wú)法簡(jiǎn)單地通過(guò)使通電相短路來(lái)獲得短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并且需要適當(dāng)?shù)乜刂拼帕﹄娏?，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在目標(biāo)停止位置停止旋轉(zhuǎn)。
[0015]專利文獻(xiàn)3所涉及的發(fā)明中，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速小于規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況下，使電動(dòng)機(jī)的通電相短路來(lái)產(chǎn)生短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但勵(lì)磁繞組與一般的電樞繞組相比，電感分量較大，電流變化相對(duì)于電壓變化伴有響應(yīng)延遲。因此，專利文獻(xiàn)3所涉及的發(fā)明中，從對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)出產(chǎn)生短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的指令到發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際停止為止產(chǎn)生響應(yīng)延遲，因此具有無(wú)法使發(fā)動(dòng)機(jī)迅速停止的冋題。
[0016]此處可知，從有勵(lì)磁電流流動(dòng)的狀態(tài)到達(dá)到所希望的電流為止的時(shí)間比從沒(méi)有勵(lì)磁電流流動(dòng)的狀態(tài)到達(dá)到所希望的電流為止的時(shí)間要短。專利文獻(xiàn)3所涉及的發(fā)明使用磁體式電動(dòng)機(jī)，因此不具有勵(lì)磁繞組，此外，無(wú)法明確得知切換到短路制動(dòng)模式之前的勵(lì)磁電流的狀態(tài)，因此在應(yīng)用于勵(lì)磁繞組型的發(fā)電機(jī)時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)延遲。
[0017]并且，切換到短路制動(dòng)模式的規(guī)定轉(zhuǎn)速并不是考慮勵(lì)磁繞組的狀態(tài)而設(shè)定的，因此無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)是否是能發(fā)電的轉(zhuǎn)速，均能切換到短路制動(dòng)模式，結(jié)果可能無(wú)端地消耗減速時(shí)的動(dòng)能。
[0018]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而完成的，其目的在于獲得一種發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制方法，使用勵(lì)磁繞組型的發(fā)電機(jī)，不會(huì)產(chǎn)生擺回，使發(fā)動(dòng)機(jī)高精度地停止在目標(biāo)停止位置，并且耗電較少，能量效率較高。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)手段
[0019]本發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置是應(yīng)用于具備發(fā)動(dòng)機(jī)控制部的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制部在發(fā)動(dòng)機(jī)停止條件成立的情況下，停止向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料并使發(fā)動(dòng)機(jī)停止，之后，在發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)條件成立的情況下，使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置包括:勵(lì)磁繞組型的發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，且通過(guò)控制流過(guò)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流來(lái)控制發(fā)電量，并且利用半導(dǎo)體開關(guān)切換電樞繞組的通電相；以及發(fā)動(dòng)機(jī)停止部，該發(fā)動(dòng)機(jī)停止部對(duì)發(fā)電制動(dòng)模式和短路制動(dòng)模式進(jìn)行切換，該發(fā)電制動(dòng)模式利用發(fā)電機(jī)的發(fā)電動(dòng)作對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，該短路制動(dòng)模式利用半導(dǎo)體開關(guān)使電樞繞組的各通電相短路，并且通過(guò)在勵(lì)磁繞組中流過(guò)勵(lì)磁電流，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，發(fā)動(dòng)機(jī)停止部在發(fā)動(dòng)機(jī)停止條件成立的情況下，首先選擇發(fā)電制動(dòng)模式，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，之后選擇短路制動(dòng)模式，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0020]本發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制方法由應(yīng)用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置執(zhí)行，該發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)停止條件成立的情況下，停止向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料并使發(fā)動(dòng)機(jī)停止，之后，在發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)條件成立的情況下，使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制方法包括如下步驟:選擇發(fā)電制動(dòng)模式的步驟，該發(fā)電制動(dòng)模式在發(fā)動(dòng)機(jī)停止條件成立的情況下，利用與發(fā)動(dòng)機(jī)相連、通過(guò)控制流過(guò)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流來(lái)控制發(fā)電量的發(fā)電機(jī)的發(fā)電動(dòng)作，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；以及在選擇發(fā)電制動(dòng)模式的步驟之后，選擇短路制動(dòng)模式的步驟，該短路制動(dòng)模式利用半導(dǎo)體開關(guān)切換發(fā)電機(jī)的電樞繞組的通電相，使電樞繞組的各通電相短路，并且通過(guò)在勵(lì)磁繞組中流過(guò)勵(lì)磁電流來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)停止部在發(fā)動(dòng)機(jī)停止條件成立的情況下，首先選擇發(fā)電制動(dòng)模式，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，該發(fā)電制動(dòng)模式利用發(fā)電機(jī)的發(fā)電動(dòng)作，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的，之后選擇短路制動(dòng)模式，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，該短路制動(dòng)模式利用半導(dǎo)體開關(guān)使電樞繞組的各通電相短路，并且通過(guò)在勵(lì)磁繞組中流過(guò)勵(lì)磁電流對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)本發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制方法，包括如下步驟:在發(fā)動(dòng)機(jī)停止條件成立的情況下，選擇發(fā)電制動(dòng)模式的步驟，該發(fā)電制動(dòng)模式利用發(fā)電機(jī)的發(fā)電動(dòng)作，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；以及在該步驟之后，選擇短路制動(dòng)模式的步驟，該短路制動(dòng)模式利用半導(dǎo)體開關(guān)使電樞繞組的各通電相短路，并且通過(guò)在勵(lì)磁繞組中流過(guò)勵(lì)磁電流對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加短路制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
因此，能獲得不會(huì)發(fā)生擺回，使發(fā)動(dòng)機(jī)高精度地停止在目標(biāo)停止位置，并且電耗較少，能量效率較高的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制方法。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2(a)?圖2(c)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與時(shí)間、發(fā)電電壓與時(shí)間、電池電流與時(shí)間之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制裝置的發(fā)