發(fā)動機停止控制裝置及發(fā)動機停止控制方法
【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)動機停止控制裝置及發(fā)動機停止控制方法，該怠速停止功能在車輛行駛過程中規(guī)定的發(fā)動機停止條件成立時，停止向發(fā)動機提供燃料，且在之后規(guī)定的發(fā)動機再起動條件成立時，利用啟動裝置使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速提升，并且再次開始向發(fā)動機提供燃料。
【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請求再起動發(fā)動機的情況下，要求立即進行再起動的迅速性。此時，能通過向在膨脹沖程中處于停止狀態(tài)的氣缸噴射燃料來迅速地再起動，但已知即使是處于膨脹沖程的曲柄角范圍中，通過在某個特定的曲柄角范圍內(nèi)使發(fā)動機停止，能提高再起動性。
[0003]因此，需要將發(fā)動機的停止位置控制在適當?shù)奈恢?，但由于活塞的栗送，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速時常發(fā)生變動。此外，由于發(fā)動機的摩擦等因素，每臺發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)下降行為(減速度)均不同。因此，具有無法高精度地將發(fā)動機的停止位置控制在適當?shù)奈恢玫膯栴}。
[0004]作為解決上述問題的方法，提出了利用發(fā)電機的發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩來控制發(fā)動機的停止位置的方法(例如參照專利文獻I)、利用電樞繞組的三相短路所產(chǎn)生的短路制動轉(zhuǎn)矩來控制發(fā)動機的停止位置的方法(例如參照專利文獻2、3)。另外，在后文中闡述各專利文獻的控制的詳細情況。
[0005]因此，作為搭載于車輛的發(fā)電機的種類，通常是通過使電流流過勵磁繞組來產(chǎn)生磁通，由此在電樞繞組中產(chǎn)生電動勢以作為發(fā)電動作的勵磁繞組型(同步電機型)發(fā)電機。對勵磁繞組型的發(fā)電機施加制動的方法具有兩種，一個是由發(fā)電進行的發(fā)電制動，另一個是由電樞繞組的短路進行的短路制動。
[0006]線圈所產(chǎn)生的電動勢通常與橫切線圈的磁通的速度成比例。發(fā)電機經(jīng)由滑輪與發(fā)動機同步旋轉(zhuǎn)，因此發(fā)動機的轉(zhuǎn)速越高，發(fā)電機的發(fā)電電壓也能越高。另外，在發(fā)電機的發(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，不進行發(fā)電動作，不會產(chǎn)生發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩。
[0007]另一方面，短路制動所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過在內(nèi)部消耗電樞繞組的電動勢而產(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)電機中，轉(zhuǎn)子始終產(chǎn)生磁通，因此短路制動時不需要新的電力，而在勵磁繞組型的發(fā)電機中，每次進行短路制動時，均不得不使電流流過勵磁繞組來產(chǎn)生磁通，因此消耗多余的電力。
[0008]發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩依賴于電池電壓，而短路制動轉(zhuǎn)矩不依賴于電池電壓，由此可知，發(fā)電制動模式時的制動轉(zhuǎn)矩特性和短路制動模式時的制動轉(zhuǎn)矩特性一般不一致。
[0009]此處，專利文獻I中記載了利用發(fā)電制動轉(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)域無法產(chǎn)生足夠的發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩，因此對發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩進行控制，以使得與達到旋轉(zhuǎn)停止的目標轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)下降行為)相一致。由此，統(tǒng)一了無法利用發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩控制的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)速行為，使發(fā)動機在特定的曲柄角范圍內(nèi)停止。
[0010]此處，專利文獻2中記載了利用短路制動轉(zhuǎn)矩控制停止位置的方法。如上所述，該方法通過在無法產(chǎn)生發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域產(chǎn)生短路制動轉(zhuǎn)矩，由此使發(fā)動機高精度地停止在目標停止位置附近。
[0011]此處，專利文獻3與專利文獻2相同，記載了利用短路制動轉(zhuǎn)矩控制停止位置的方法。該方法在發(fā)動機轉(zhuǎn)速小于規(guī)定轉(zhuǎn)速的情況下，使電動機的通電相短路，產(chǎn)生短路制動轉(zhuǎn)矩，由此使發(fā)動機停止。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
[0012]專利文獻1:日本專利特開2010 - 43532號公報專利文獻2:日本專利特開2001 - 193540號公報
專利文獻3:日本專利特開2008 - 137550號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

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