CN101353992B - 关闭发动机时的振动减小系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种振动减小系统，由于最后将点火控制在预定气缸中发生，因此该方法可减小关闭发动机时车辆的振动，该振动减小系统包括：检测当前发生点火的气缸以及发动机的当前状态的发动机模块，其中储存气缸的点火顺序；根据储存在发动机模块中的气缸点火顺序执行点火的点火模块；以及基于发动机的当前状态控制发动机运行的发动机控制模块，其中在关闭发动机以后发动机控制模块保持发动机的运行直到预定条件得到满足。

Description

关闭发动机时的振动减小系统及其方法
与相关申请的相互参照
本申请要求于2007年7月23日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2007-0073569号的优先权和权益，上述申请的全部内容合并于此以作参考。
技术领域
本发明涉及关闭发动机(key-off)时的振动减小系统及其方法。更加具体地说，本发明涉及关闭发动机时的振动减小系统及其方法，由于最后将点火控制在预定气缸中发生，因此该方法可减小关闭发动机时车辆的振动。
背景技术
概括地说，关闭发动机时在内燃机之内会出现振动，具体地说，由于在柴油发动机内压缩比比较高、燃烧力非常大，因此关闭柴油发动机时会出现剧烈的振动。这里，关闭发动机意思是点火钥匙从启动状态变为关闭状态。这种振动可能给驾驶员带来不舒适的感觉，于是车辆的可销售性可能会变差。
在关闭发动机时减小发动机振动的一个有效方法是使发动机尽快停止。为了使发动机尽快停止，通常使用的方法是停止燃油的喷射同时关闭节气门，以使气缸处于真空状态并阻碍活塞的运动。
为了减小关闭发动机时发动机的振动，大多数柴油发动机使用节气门执行器(throttle actuator)。这种节气门执行器包括机械节气门执行器和电气节气门执行器。
机械节气门执行器设置有真空源、真空调节器和隔膜片，电气节气门执行器设置有DC电机。
然而，节气门执行器价格昂贵，并且除了在关闭发动机时减小发动机的振动之外没有其它作用。
在背景技术部分中所揭示的以上信息仅用来增强对本发明背景技术的理解，因此，其可能包含这样的信息：该信息并未构成已经被本国本领域普通技术人员所知的现有技术。
发明内容
本发明致力于提供一种关闭发动机时的振动减小系统及其方法，其具有在关闭发动机时不使用节气门执行器来减小发动机振动的优点。
根据本发明的示例性实施方案，关闭发动机时的振动减小系统可以包括：检测当前发生点火的气缸以及发动机当前状态的发动机模块，在其中储存气缸的点火顺序；根据储存在发动机模块中的气缸点火顺序执行点火的点火模块；以及基于发动机的当前状态控制发动机运行的发动机控制模块，其中在关闭发动机以后发动机控制模块保持发动机的运行直到预定条件得到满足。
预定条件在点火发生于预定气缸的时候可以得到满足。
预定气缸可以是最靠近飞轮的气缸。
发动机模块可以包括用于检测曲柄轴的相位角的曲柄轴位置检测器以及用于检测凸轮轴的相位角的凸轮轴位置检测器。
当前发生点火的气缸可以是基于曲柄轴的相位角和凸轮轴的相位角而确定的。
在关闭发动机以后，发动机控制模块可以在预定条件得到满足的时候开始将发动机控制为停止。
根据本发明的示例性实施方案，关闭发动机时的振动减小方法可以包括：确定点火钥匙是否关闭；如果点火钥匙关闭则检测当前发生点火的气缸；确定当前发生点火的气缸是否是预定气缸；以及如果当前发生点火的气缸是预定气缸则开始将发动机控制为停止。
预定气缸可以是最靠近飞轮的气缸。
当前发生点火的气缸可以是基于曲柄轴的相位角和凸轮轴的相位角而确定的。
如果当前发生点火的气缸不是预定气缸则可以将发动机控制为运行。
附图说明
图1是使用根据本发明示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小系统的发动机的示意图。
图2是显示图1中所示发动机中气缸布置的示意图。
图3是根据本发明示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小系统的方框图。
图4是根据本发明示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小方法的流程图。
图5A和图5B分别为显示关闭发动机时车体和动力传动系的振动的视图。
图6A和图6B曲线图，分别显示根据最后发生点火的气缸的车体和动力传动系的振动分配。
具体实施方式
以下将参考附图具体描述本发明的示例性实施方案。
图1是使用根据本发明示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小系统的发动机的示意图。
如图1中所示，使用根据本发明示例性实施方案的振动减小系统的发动机10包括气缸95、进气管15、排气管20、发动机控制单元(ECU)60和阀门定时控制单元120。
气缸95形成于气缸体内并被气缸盖所覆盖，活塞100安装在每一气缸95中并连接至曲柄轴105。燃油的燃烧力使得活塞100往复运动，活塞100使得曲柄轴105旋转。
气缸95的气缸盖与进气管15和排气管20连接。进气管15和排气管20分别被进气阀25和排气阀30关闭或开启。
此外，进气阀25和排气阀30分别被进气阀凸轮35和排气阀凸轮40所操作。进气阀凸轮35和排气阀凸轮40连接至阀门定时控制单元120并且因此受到控制。
进气管15上安装有减震筒(surge tank)125，减震筒125的前侧面上安装有节气门110。排气管20上安装有用于过滤有害物质的催化转化器。
在气缸95上安装有用于执行点火的火花塞50。
在气缸体上安装有冷却管，冷却剂在冷却管中流动。
此外，在曲柄轴105上安装有曲柄轴位置检测器55。曲柄轴位置检测器55检测曲柄轴的相位角，并将与其相应的信号传递至发动机控制单元60。
此外，在凸轮轴上安装有凸轮轴位置检测器130，该凸轮轴控制进气阀凸轮35和排气阀凸轮40的运行。凸轮轴位置检测器130检测凸轮轴的相位角，并将与其相应的信号传递至发动机控制单元60。
空气在进气管15中流动并且与燃油混合以后，空气混合物供给至气缸95。因此，在进气管15上安装有进气压力检测器70、进气温度检测器80、空气流量计75、节气门开度检测器115和燃油喷射阀90。
进气压力检测器70检测进气压力，并且将与其相应的信号传递至发动机控制单元60。
进气温度检测器80检测进气温度，并且将与其相应的信号传递至发动机控制单元60。
空气流量计75检测进气量，并且将与其相应的信号传递至发动机控制单元60。
节气门开度检测器115检测根据加速踏板的操作而运行的节气门的开度，并且将与其相应的信号传递至发动机控制单元60。
发动机控制单元60控制燃油喷射阀90，以控制燃油喷射。
在排气管20上安装有排气压力检测器85。废气通过排气管20排放至大气。
排气压力检测器85检测废气的压力，并且将与其相应的信号传递至发动机控制单元60。
发动机控制单元60可以通过由预定程序驱动的一个或多个处理器来实现，可以编写预定程序来执行根据本发明的示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小方法的每一个步骤。
发动机控制单元60电气连接至曲柄轴位置检测器55、进气压力检测器70、进气温度检测器80、空气流量计75、节气门开度检测器115以及排气压力检测器85，并且接收与曲柄轴相位角、进气压力、进气温度、进气量、节气门开度以及废气压力相对应的信号。
此外，发动机控制单元60连接至节气门110以控制节气门的开度，并且连接至燃油喷射阀90以控制燃油喷射。
另外，发动机控制单元60连接至阀门定时控制单元120，并控制进气阀25和排气阀30的阀门定时。也就是说，发动机控制单元60计算与发动机转速、进气压力以及负载状态相对应的阀门定时，阀门定时与残留气体比率相符合。发动机控制单元60根据计算出来的阀门定时对进气阀和排气阀的开启或关闭进行控制。
图2是显示图1中所示发动机中气缸布置的示意图。
如图2中所示，第一、第二、第三和第四气缸95a、95b、95c和95d按照第一气缸95a、第二气缸95b、第三气缸95c和第四气缸95d的顺序从发动机的前侧面到发动机的后侧面排列，飞轮135安装在发动机的后侧面。这里描述了四缸发动机，但本发明的精神并不仅限于此。本发明能够应用于各种发动机，例如六缸发动机和八缸发动机。
图3是根据本发明示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小系统的方框图。
如图3中所示，根据本发明示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小系统包括发动机模块200、点火模块300和发动机控制模块400。
发动机模块200检测当前发生点火的气缸95a以及发动机的当前状态。此外，气缸95的点火顺序储存在发动机模块200中，发动机模块200根据气缸95的点火顺序控制点火模块300。点火顺序的一个例子是，第一气缸95a、第三气缸95c、第四气缸95d和第二气缸95b。也就是说，点火可以按顺序发生于第一气缸95a、第三气缸95c、第四气缸95d和第二气缸95b。本领域技术人员可以确定这种点火顺序。
发动机模块200包括曲柄轴位置检测器55和凸轮轴位置检测器130。发动机模块200基于曲柄轴105的相位角和凸轮轴的相位角计算当前发生点火的气缸95a，并且将与其相应的信号传递至发动机控制模块400。当前发生点火的气缸95a的计算对于本领域技术人员来说是公知的，于是省略其具体描述。
点火模块300根据储存在发动机模块200中的气缸95的点火顺序执行点火。
发动机控制模块400基于发动机10的当前状态控制发动机10的运行。也就是说，发动机控制模块400控制用于燃油喷射的喷射器和燃油分配管阀门(fuel rail valve)，用于控制进气的节气门110，并且用于过滤废气的催化转化器和催化微粒过滤器(CPF)。
此外，当发动机控制模块400检测到点火钥匙启动的时候，发动机控制模块400开始喷射燃油并且打开节气门110和燃油分配管阀门。相反地，当发动机控制模块400检测到点火钥匙关闭的时候，发动机控制模块400停止喷射燃油并且关闭节气门110和燃油分配管阀门。
在下文中，将具体描述根据本发明示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小方法。
图4是根据本发明示例性实施方案的关闭发动机时的振动减小方法的流程图。
如图4中所示，发动机控制模块400在步骤S210中确定点火钥匙是否关闭。如果点火钥匙没有关闭，发动机控制模块400将发动机10控制为运行。
如果点火钥匙关闭，发动机模块200在步骤S220中检测当前发生点火的气缸95。如前面所述，当前发生点火的气缸95是基于曲柄轴的相位角和凸轮轴的相位角计算出来的。
然后，发动机模块200在步骤S230中确定当前发生点火的气缸95是否是预定气缸95d。
可以通过很多实验来确定预定气缸95d。将要简要地描述确定预定气缸95d的过程。
图5是显示关闭发动机时车体的振动的视图，图6曲线图，显示根据最后发生点火的气缸的动力传动系的振动分配。
如图5和图6中所示，在不使用节气门执行器的情况下，关闭发动机时车体和动力传动系的振动具有不同的值。这些不同的值的几个值满足车体的目标振动量(例如，1.4m/s2)。从很多实验中可以得知，车体和动力传动系的振动与当前发生点火的气缸有关。
如图7和图8中所示，在关闭发动机时当前点火发生在最靠近飞轮的第四气缸95d中的情况下，车体和动力传动系的振动小于目标振动量。因此，将当前点火控制为必须发生在第四气缸95d中可以减小振动。
如图4中所示，如果在步骤S230中当前发生点火的气缸不是预定气缸95d，则在步骤S240中发动机控制单元400将发动机10控制为运行。如果在步骤S230中当前发生点火的气缸是预定气缸95d，则在步骤S250中发动机模块200将与其相应的信号传递至发动机控制模块400并且发动机控制模块400停止发动机10。
例如，如果当前发生点火的气缸是第二气缸95b，发动机控制单元400将发动机10控制为运行。也就是说，发动机控制模块400依次控制点火发生在第一气缸95a、第三气缸95c和第四气缸95d中。当点火发生在第四气缸95d中的时候，发动机控制模块400停止发动机10。
根据本发明，由于停止发动机时点火最后发生在预定气缸中以后发动机停止，因此车体和动力传动系的振动可以减小。
此外，由于不使用价格昂贵的节气门执行器，车辆的价格可以降低。
虽然已经通过结合当前认为是实用的示例性实施方案来描述了本发明，但应该认识到的是，本发明并不是仅仅限制于所揭示的实施方案；相反地，本发明意予覆盖包括在所附的权利要求书的精神和范畴之内的不同修改和等同结构。

Claims (8)

1.一种关闭发动机时的振动减小系统，包括：
检测当前发生点火的气缸以及发动机当前状态的发动机模块，气缸的点火顺序储存于在该发动机模块中，其中所述发动机模块包括用于检测曲柄轴的相位角的曲柄轴位置检测器以及用于检测凸轮轴的相位角的凸轮轴位置检测器；
根据储存在发动机模块中的气缸点火顺序执行点火的点火模块；以及
基于发动机的当前状态控制发动机运行的发动机控制模块，其中
在关闭发动机以后发动机控制模块保持发动机的运行直到预定条件得到满足，所述预定条件为点火发生于预定气缸；
发动机模块基于曲柄轴的相位角和凸轮轴的相位角计算当前发生点火的气缸，并且将与所述当前发生点火的气缸相应的信号传递至发动机控制模块。
2.根据权利要求1所述的振动减小系统，其中，所述预定气缸是最靠近飞轮的气缸。
3.根据权利要求1所述的振动减小系统，其中，所述当前发生点火的气缸是基于曲柄轴的相位角和凸轮轴的相位角而确定的。
4.根据权利要求1所述的振动减小系统，其中，在关闭发动机以后，所述发动机控制模块在预定条件得到满足的时候开始将发动机控制为停止。
5.一种关闭发动机时的振动减小方法，包括：
确定点火钥匙是否关闭；
如果点火钥匙关闭则检测当前发生点火的气缸，发动机模块基于曲柄轴的相位角和凸轮轴的相位角计算当前发生点火的气缸，并且将与所述当前发生点火的气缸相应的信号传递至发动机控制模块；
确定当前发生点火的气缸是否是预定气缸；以及
如果当前发生点火的气缸是预定气缸则开始将发动机控制为停止。
6.根据权利要求5所述的振动减小方法，其中，所述预定气缸是最靠近飞轮的气缸。
7.根据权利要求5所述的振动减小方法，其中，所述当前发生点火的气缸是基于曲柄轴的相位角和凸轮轴的相位角而确定的。
8.根据权利要求5所述的振动减小方法，其中，如果当前发生点火的气缸不是预定气缸则将发动机控制为运行。
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