内燃发动机的启动控制装置和启动控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种对内燃发动机的启动进行控制的装置和方法。
【背景技术】
[0002]在JP2001-193612A中，使用发动机启动用马达(启动器)或电动发电机来启动内燃发动机。而且，为了防止驾驶员的不自然感，根据车速切换通过哪一个进行启动。
【发明内容】
[0003]然而，在专利文献1中，没有针对与通过启动器启动或通过电动发电机启动相应的启动时的吸入空气量进行研究。因此，有可能在刚刚启动后发动机转速骤升或跌落。
[0004]因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制刚刚启动后的发动机转速的骤升或跌落的内燃发动机的启动控制装置和启动控制方法。
[0005]根据本发明的某个方式，提供一种具备输出较大从而能够将内燃发动机的动力输出轴转动至目标怠速转速的强动力输出轴转动装置和输出较小从而无法将所述内燃发动机的动力输出轴转动至目标怠速转速的弱动力输出轴转动装置的内燃发动机的启动控制装置。而且，该内燃发动机的启动控制装置包括:启动模式判定部，其判定是以燃烧压力不要模式启动、还是以燃烧压力并用模式启动，在该燃烧压力不要模式下通过所述强动力输出轴转动装置进行动力输出轴转动来使所述内燃发动机达到目标怠速转速而启动，在该燃烧压力并用模式下通过所述弱动力输出轴转动装置进行动力输出轴转动并同时使用通过向所述内燃发动机提供燃料所产生的燃烧压力来使所述内燃发动机达到目标怠速转速而启动；以及进气量控制部，其使以所述燃烧压力不要模式启动的情况下的动力输出轴转动中的吸入空气量和以所述燃烧压力并用模式启动的情况下的动力输出轴转动中的吸入空气量不同。
【附图说明】
[0006]图1是应用本发明的内燃发动机的启动控制装置的系统的主要部分结构图。
[0007]图2是表示内燃发动机的启动控制装置的控制器所执行的控制内容的流程图。
[0008]图3是表示发动机冷却水温与燃烧压力不要模式和燃烧压力并用模式的校正用空气量之间的关系的图。
[0009]图4A是执行图2所示的控制逻辑并选择了燃烧压力不要模式的情况下的时间图。
[0010]图4B是执行图2所示的控制逻辑并选择了燃烧压力并用模式的情况下的时间图。
【具体实施方式】
[0011]图1是应用本发明的内燃发动机的启动控制装置的系统的主要部分结构图。
[0012]本发明的内燃发动机的启动控制装置被应用于例如混合动力车辆(HybridElectric Vehicle ;以下简称为“HEV”)。在此，说明HEV100的主要部分结构。
[0013]HEV100包括内燃发动机110、启动器机构120、电动发电机130以及变速器140。
[0014]内燃发动机110和电动发电机130是HEV100的驱动源。
[0015]启动器机构120包括作为弱动力输出轴转动装置的启动器121、小齿轮122以及环齿轮123。小齿轮122被设置于启动器121的旋转轴。环齿轮123被设置于内燃发动机110与作为强动力输出轴转动装置的电动发电机130之间。环齿轮123与小齿轮122啮合。由于形成这样的结构，因此当从启动器用电池124被提供电力时，启动器121旋转，其旋转扭矩经由小齿轮122和环齿轮123被传递到内燃发动机110。启动器121只在动力输出轴转动转速(例如200rpm)以下能够输出扭矩，在目标怠速转速(例如700rpm)时不能输出扭矩。因此，在使用启动器121启动内燃发动机110时，同时使用向通过启动器121而旋转的内燃发动机110提供燃料所产生的燃烧压力来启动内燃发动机110。此外，这样的发动机启动是极普通的方法。
[0016]电动发电机130例如是三相交流马达。电动发电机130根据需要经由逆变器132被提供混合动力用电池131的电力而旋转。通过电动发电机130的旋转扭矩，能够使HEV100行驶。另外，通过电动发电机130的旋转扭矩，也能够转动内燃发动机110的动力输出轴来进行启动。电动发电机130的动力输出轴转动扭矩比启动器121的动力输出轴转动扭矩大。启动器121在目标怠速转速时不能输出扭矩，但是电动发电机130的输出扭矩大，在内燃发动机110的目标怠速转速时也能够输出足够的动力输出轴转动扭矩。在该情况下，在内燃发动机启动时，并不特别需要燃烧压力。
[0017]此外，如果电动发电机130接受外力而被驱动使其旋转，则产生再生电力。经由逆变器132将该再生电力向混合动力用电池131充电。
[0018]这样，电动发电机130是HEV100的驱动源，并且是产生再生电力的发电机，同时还发挥作为用于启动内燃发动机110的电磁启动装置的功能。
[0019]变速器140使内燃发动机110和/或电动发电机130的输出旋转变速。在变速器140与电动发电机130之间设置离合器150。该离合器150在启动内燃发动机110时被分离。通过这样，能够防止启动内燃发动机110时的动力输出轴转动扭矩无用地传递到变速器 140。
[0020]在此，为了容易地理解本实施方式，对本实施方式的要点进行说明。
[0021]如上所述，在本实施方式的内燃发动机的启动控制装置中，有使用启动器121启动内燃发动机的模式(燃烧压力并用模式)和使用电动发电机130启动内燃发动机的模式(燃烧压力不要模式)。
[0022]在燃烧压力并用模式下，使用动力输出轴转动扭矩小的启动器121，通过启动器121使内燃发动机110旋转并提供燃料产生燃烧压力来启动内燃发动机110。
[0023]在燃烧压力不要模式下，通过电动发电机130将内燃发动机的动力输出轴转动至目标怠速转速来启动内燃发动机110。电动发电机130由于动力输出轴转动扭矩大，因此不同时使用内燃发动机的燃烧压力也能够维持目标怠速转速。如果通过电动发电机130启动，贝与通过启动器121启动相比能够在短时间内启动。因此，优选的是，尽可能地通过电动发电机130启动。
[0024]但是，有时产生混合动力用电池131的剩余电量减少、温度降低、电动发电机130的动力输出轴转动扭矩下降的情形。
[0025]在这种情况下，如上述那样，作为燃烧压力并用模式，使用启动器121，同时使用内燃发动机110的燃烧压力，来启动内燃发动机110。
[0026]另外，以往没有针对在使用电动发电机130启动内燃发动机110的情况下如何设定启动时的吸入空气量进行研究。如果将以往的通过启动器启动时的设定即节流阀的开口面积(吸入空气量)也应用于通过电动发电机启动的情况，则导致在刚刚启动后发动机转速骤升或跌落。这是由于考虑到用于内燃发动机通过燃烧提升至目标怠速转速的惯性量而更多地设置了空气量。
[0027]因此，在本实施方式中，构想使燃烧压力不要模式下的吸入空气量和燃烧压力并用模式下的吸入空气量不同。
[0028]以下说明具体的内容。
[0029]图2是表示内燃发动机的启动控制装置的控制器所执行的控制内容的流程图。
[0030]此外，每隔微小时间(例如10微秒)重复执行该流程。
[0031]在步骤S101中，控制器判定是否有内燃发动机110的启动指令。通过驾驶员的操作来指示发动机启动。还在从怠速停止恢复时进行指示。此外，关于怠速停止，存在在车辆停止过程中将内燃发动机110停止的情况、在以EV模式行驶的过程中将内燃发动机110停止的情况。控制器退出处理直到有启动指令，一旦有启动指令就将处理转移到步骤S102。
[0032]在步骤S102中，控制器判定是否以燃烧压力不要模式启动。如上所述，通过驾驶员的操作来指示发动机启动，还在从怠速停止恢复时进行指示。只在电池的剩余电量充足时允许怠速停止。因而，在从怠速停止恢复的恢复场景中，通常选择燃烧压力不要模式。另夕卜，在怠速停止过程中，在由于例如空气调节器的使用、EV模式下的行驶等导致电池的剩余电量下降的情况下，在下降到能够以燃烧压力不要模式使发动机启动的剩余电量的时刻，启动内燃发动机110。因而，在该情况下，也选择燃烧压力不要模式。
[0033]在通过驾驶员的操作进行发动机启动时，如果电池的剩余电量充足，则选择燃烧压力不要模式。在电池的剩余电量少的情况、电池的温度低且可输出电力小的情况下，选择燃烧压力并用模式。
[0034]此外，当将燃烧压力不要模式和燃烧压力并用模式进行比较时，燃烧压力不要模式时发动机启动所需的时间更短。因此，在无论以哪个模式都能够启动内燃发动机110时，选择燃烧压力不要模式，仅在无法以燃烧压力不要模式启动时，选择燃烧压力并用模式。
[0035]在步骤S102中，如果判定结果是肯定的，则控制器将处理转移到步骤S103，如果判定结果是否定的，则将处理转移到步骤S104。
[0036]在步骤S103中，控制器根据燃烧压力不要模式表Ta设定校正用空气量Qadd。另夕卜，在步骤S104中，控制器根据燃烧压力并用模式表Tb设定校正用空气量Qadd。该具体内容在后面记述。
[0037]在步骤S104中，控制器将维持目标怠速转速所需的空气量Qbase与校正用空气量Qadd相加求出总空气量Qall。而且，以能够提供该总空气量Qall的方式控制进气节流阀的开度、气门传动的开闭时期(气门正时)等。
[0038]接着，参照图3说明在燃烧压力不要模式(步骤S103)和燃烧压力并用模式(步骤S104)下设定的校正用空气量。此外，图3是表示发动机冷却水温与燃烧压力不要模式和燃烧压力并用模式的校正用空气量之间的关系的图。