CN103153722B - 装配有发动机停止启动系统的车辆的起动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配有发动机停止启动系统的车辆的起动控制方法，所述方法包括对车辆的起动进行致动（52）。本发明的特征在于，所述方法还包括以下步骤：作为对（i）向内燃机的燃烧室内喷射燃料以及（ii）内燃机的转速大于预先设定的阈值S1同步出现的响应，指示（62）发动机自动运行状态，所述阈值S1等于当车辆起动时只有燃烧室中燃烧时才能够达到的发动机转速；并且作为对以上所述的指示发动机自动运行状态的响应，根据发动机转速的预先设定定量控制（66）离合器闭合，用以将发动机转速自动控制在所述预先设定定量上。

Description

装配有发动机停止启动系统的车辆的起动控制方法

本发明主张于2010年10月11日递交的法国专利申请第1058249号的优先权，其内容（说明书，附图和权利要求）通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种装配有发动机停止启动系统的车辆的起动控制方法。本发明同样涉及一种信息记录载体和一种执行该方法的控制装置。本发明最后涉及一种装配有该装置的车辆。

背景技术

发动机的停止启动系统公知的名称为“停止和启动”。接下来仅使用表述“停止和启动”。

本发明特别地应用于混合动力车辆。“混合动力车辆”指的是车辆的发动机（发动机组）包括内燃机和电机，每个均适用于向曲柄轴的输出轴提供扭矩，以便驱动车辆的驱动轮旋转。

在这些混合动力车辆中，当停止的车辆重新起动内燃机，例如，车辆的驾驶员松开在制动踏板上的压力时，整合有“停止和启动”技术的车辆能够通过停止内燃机的运作而允许优化车辆的消耗。车辆的重新起动可用初始起动或辅助起动的形式。

“初始起动”指的是内燃机的起动期间，通过电起动器初始化曲柄轴的输出轴的旋转。“辅助起动”指的是内燃机的起动期间，通过交流起动器初始化曲柄轴的输出轴的旋转。

起动器和交流起动器是使用电源（例如电池）的电器。起动器或交流起动器的运行本身是公知的。通常情况下，起动器或交流起动器驱动曲柄轴的输出轴的旋转，直到达到预先确定的发动机转速。“发动机转速”指的是曲柄轴的输出轴的旋转速度，以例如每分钟的转数表达。一旦建立发动机转速，计算机控制向内燃机的燃烧室内最大化地喷射燃料，然后调节喷射以稳定发动机转速。自此，起动器和交流起动器中断对曲柄轴的输出轴旋转的驱动并且内燃机以自动运行的方式运转。

整合有“停止和启动”技术的车辆特别适合在市区行驶，在那里停止和重新启动的次数很多。

在接下来的描述中使用缩略语“停止和启动车辆”指整合有“停止和启动”技术的车辆。

申请人所了解的机动车辆包括机械操控变速箱（BVMP）。“机械操控变速箱”指的是这样一种变速箱，其中传动比的转换是电子辅助的。一种该类型的变速箱准许传动比自动地或按顺序地转换。通常情况下，在自动转换时，通过电子计算机管理传动比的转换。在按顺序转换时，通过驾驶员管理传动比的转换。

这些BVMP呈现的优点是，仅在发动机的转速和矩扭满足最佳条件时，才致动传动比的转换。而且，内燃机的熄火和过速的极端情况是有限的。

在本描述中，“发动机扭矩”指的是由内燃机向曲柄轴的输出轴提供的扭矩。

在装配有BVMP的车辆的起动时，离合器使曲柄轴的输出轴与驱动轮的驱动轴旋转联接。结果驱动轴提取曲柄轴的输出轴上的扭矩用以驱动车辆移动。如果由驱动轴提取的扭矩大于发动机扭矩，内燃机不可避免地会熄火。

同样，这些操控变速箱固有的缺点是在起动时离合器的控制难度大。该缺点在停止和启动车辆的情况下是较严重的问题，因为这种车辆起动次数是很多的。

而且，需要尽可能快地起动。

发明内容

本发明的目的是解决这些缺点。

本发明还在于提供一种装配有发动机停止启动系统的车辆的起动控制方法，所述方法包括：

-对车辆的起动进行致动，

-作为对向内燃机的燃烧室内喷射燃料以及内燃机的转速大于预先设定的阈值S1同步出现的响应，指示发动机自动运行状态，所述阈值S1等于当车辆起动时只有燃烧室中燃烧时才能够达到的发动机转速，并且

-作为对指示发动机自动运行状态的响应，根据发动机转速的预先设定定量控制离合器闭合，用以将发动机转速自动控制在所述预先设定定量上，离合器允许使车辆的驱动轮与发动机的曲柄轴的输出轴机械联接。

在以上所述的方法中，从发动机自动运行开始（也就是说从内燃机具有为驱动轮的驱动轴提供扭矩的能力开始）通过控制离合器实现停止和启动车辆的快速启动。发动机转速的自动控制使得内燃机在起动时不会熄火。

所述方法的实现方式可包括一个或多个以下的特征：

·只要不出现对发动机自动运行状态的指示，就控制离合器使车辆的驱动轮与曲柄轴的输出轴脱离联接，

所述方法还包括：

·从指示发动机自动运行状态开始对坡道起动辅助装置的运行延时时间段T1直到所述时间段结束，所述时间段T1是预先设定的，以便一旦经过了延迟时间，如果松开制动系统，则发动机扭矩大到足以驱动车辆仅向前移动而不会后退运动，

·一旦经过时间段T1则发出可用扭矩的信号，以及

·作为对发出所述信号的响应，控制坡道起动辅助装置用以松开制动系统。

根据测量到的发动机温度和/或大气压力预先设定阈值S1和/或时间段T1，

所述方法还包括：

·从发出可用扭矩的信号开始经过时间段T2之后发出精确扭矩信号，以及

·作为对发出所述精确扭矩信号的响应，计算或估算发动机提供的扭矩。

根据测量到的发动机温度和/或大气压力预先设定所述时间段T2。

本发明还涉及一种信息记录载体，其包括指令，用于在通过电子计算机运行所述指令时执行以上所述方法。

本发明还涉及一种装配有发动机停止启动系统的车辆的起动控制装置，所述装置包括：

-用于测量或估算喷射到燃烧室中的燃料量和发动机转速的传感器，以及

-已编程的电子计算机，用以：

-对车辆的起动进行致动，

-作为对向内燃机的燃烧室内喷射燃料以及内燃机的转速大于预先设定的阈值S1同步出现的响应，指示发动机自动运行状态，所述阈值S1等于当车辆起动时只有燃烧室中燃烧时才能够达到的发动机转速，并且

-作为对指示发动机自动运行状态的响应，根据发动机转速的预先设定定量控制离合器闭合，用以将发动机转速自动控制在所述预先设定定量上，离合器允许使车辆的驱动轮与发动机的曲柄轴的输出轴机械联接。

本发明最后涉及一种包括该控制装置的车辆。

附图说明

参考所附附图，通过如下的指示性的而非限定性的描述，本发明的其它特征和优点将会变得显而易见，其中：

图1是装配有起动控制组件的混合动力车辆的示意图，以及

图2是图1的车辆的起动控制方法的流程图。

具体实施方式

在接下来的描述中，本领域技术人员已公知的特征和功能不再进行详细地描述。

图1示出了混合动力车辆2。例如，车辆2是如汽车的机动车辆。此处，车辆2为停止和启动车辆。

车辆2包括具有内燃机6的发动机组4。在本实施例中，内燃机6是柴油机。

内燃机6适用于驱动车辆2的前驱动轮8旋转。为此，内燃机6包括通过传动链14与驱动轮8的驱动轴12旋转联接的曲柄轴的输出轴10。

传动链14包括离合器16和机械操控变速箱18。

离合器16允许使曲柄轴的输出轴10与驱动轮8的驱动轴12交替地联接和脱离联接。在本示例中，离合器16是电子控制的。而且，此处的车辆2不包括离合器踏板。

操控变速箱18允许在发动机扭矩与通过轴12提取的扭矩之间实现扭矩适配。为此，操控变速箱18包括形成减速器（或传动比）的齿轮和/或离合联接器（crabot）组件。传动比的传递是电子辅助的。此处，传动比的传递是按顺序地。

离合器16和机械操控变速箱18其本身是公知的。因此在这里不再详细描述。

发动机组4还包括电机20。该电机20包括起动器和交流起动器，用以执行车辆2的初始起动和被辅助起动。为了简化，图1的起动器和交流起动器没有示于该图中。

车辆2还包括坡道起动辅助装置22（公知的名称还为“斜坡辅助”装置）。装置22包括允许使车辆固定不动的制动系统和允许测量地面斜率的斜度传感器。

装置22的运行其本身是公知的。通常情况下，当在坡道起动时，当车辆2的驾驶员松开制动踏板时，在时间段t内，装置22保持车辆2固定不动（通过制动系统）而给驾驶员留出时间由制动踏板转换到油门踏板。时间段t例如根据地面的斜率测量值确定。

车辆2还包括车辆2的起动控制装置24。

装置24包括用于测量发动机温度的传感器26。在本文中，“发动机温度”指的是代表内燃机4的温度的任何量。这些量为例如冷却液的温度（水的温度）又或发动机油的温度。此处，传感器26测量发动机油的温度。

装置24还包括用于测量发动机转速的传感器28以及用于测量大气压力的传感器29。

装置24最后包括计算单元30，其适用于：

·获得来自传感器26，28和29的测量值，

·处理这些测量值，以及

·根据该处理的结果控制内燃机4、离合器16、变速箱18和坡道起动辅助装置22，用以起动车辆2。

为此，单元30电连接到传感器26，28和29、离合器16、变速箱18和坡道起动辅助装置22。

有利地，单元30、传感器26，28、内燃机4、离合器16、机械操控变速箱18和坡道起动辅助装置22通过控制局域网（CAN）型网络彼此连接，从而共享信息。

在本示例中，由适用于运行记录在信息记录载体上的指令的可编程电子计算机实现计算单元30。为此，此处的单元30连接至包含用于执行图2所示方法的指令的存储器32。

存储器32还包含映射34，35，36。

在与向内燃机6的燃烧室内喷射的燃料量不为零对应的车辆2的运转条件下，映射34定义发动机转速的阈值S1。如果发动机的燃烧室内没有燃料燃烧，则不能达到对应于发动机转速的阈值S1。为此，阈值S1被严格地选择为大于在车辆2起动时燃烧室内没有燃烧的情况下能够达到的最大发动机转速。换句话说，阈值S1大于当曲柄轴的输出轴的唯一旋转驱动源是电机20时能够达到的最大发动机转速。此处，阈值S1是发动机温度和大气压力的函数。

接下来，当处于以下情况时称内燃机处于“发动机自动运行”状态：

·向内燃机6的燃烧室内喷射的燃料量不为零，以及

·发动机转速大于或等于阈值S1。

映射35定义自内燃机6转换为“发动机自动运行”状态开始的延迟时间段T1。

时间段T1是预先设定的，以便一旦延迟时间结束，如果松开车辆2的制动系统，则发动机扭矩足够大以使车辆2仅向前移动而不会后退运动。在本示例中，时间段T1是发动机温度和大气压力的函数。

此处，时间段T1对应于自内燃机转换为“发动机自动运行”开始使内燃机6的活塞通过气缸内的两个顶端死点的最小时间段。时间段T1被优选地被确定为使得当车辆2起动时，驾驶员没有保持制动系统的感觉。通常情况下，该时间段为100毫秒至150毫秒。

映射36定义从发出“可用扭矩”信号开始的延迟时间段T2。参照图2的方法，该信号被呈现得较远。

时间段T2对应于使内燃机6达到允许精确地计算或估算发动机扭矩的稳定条件（向燃烧室内喷射的燃料量和发动机转速是稳定的）所必要的延迟时间段。通常情况下，该时间段为100毫秒至150毫秒。当计算或估算出的扭矩等于实际扭矩正负大约5N/m时，扭矩的计算或估算是精确的。此处，时间段T2是发动机温度和大气压力的函数。

在本示例中，映射34，35和36为两个输入量的表格：发动机温度和大气压力。

现在参照图2描述停止和启动车辆的起动控制方法。

当进展到调校的步骤50时，在存储器32内建立和预先记录映射34，36。

例如通过采用车辆2的模型进行模拟建立映射34，35和36。通常情况下，在调校中，使发动机温度和大气压力在预先设定量的范围内彼此独立地一步一步地改变。对于发动机温度和大气压力的每一种组合，模拟车辆2的起动以便确定转速的最小阈值S1和最短的延迟时间段T1和T2。一旦获得阈值S1和时间段T1和T2，它们即被存储。通过重复该程序，建立和存储映射34，35和36。

当处于车辆2的使用步骤52时，驾驶员控制内燃机6起动。例如，车辆2初始遇到交通灯而停在倾斜的地面上。离合器16被断开以便轴10和12不被联接。内燃机6处于停止状态。“内燃机”的停止意味着向内燃机6的燃烧室内喷射的燃料量为零。驱动轴12和曲柄轴的输出轴10初始是脱离联接的。

在本示例中，驾驶员以辅助起动的形式起动内燃机6。

为此，在步骤54时，驾驶员松开在制动踏板上的压力并且致动油门踏板。

在步骤56，单元30控制交流起动器以便开始曲柄轴的输出轴10的旋转。发动机的转速随即在阶段57期间逐渐地上升。

在发动机转速提高的阶段57中，燃料的喷射受到控制，单元30通过传感器28周期性地测量发动机的转速，然后执行下面的步骤。

在步骤58，单元30获得来自传感器26，29的发动机温度和大气压力的测量值。

在步骤60，借由映射34，单元确定与由传感器26，29测量到的发动机温度和大气压力对应的转速阈值S1。

在步骤62，当通过传感器28测量到的发动机转速大于转速阈值S1时，单元30立即指示发动机转换到“发动机自动运行”状态。

在步骤64，作为对指示“发动机自动运行”状态的响应，交流起动器设为停止，并且单元30发出提取扭矩的授权信号。

在步骤66，作为对发出提取扭矩的授权信号的响应，单元30控制操控变速箱18以便致动第一传动比的转换。

另外，在步骤66，为了使轴12与轴10机械联接，单元30控制离合器16闭合。根据发动机转速的预先设定定量实现闭合控制，以将发动机的转速自动控制在该预先设定定量上。该转速的自动控制导致了以下的特性。如果由于提取的扭矩大于发动机可提供的扭矩，离合器的闭合导致发动机转速的下降，那么离合器被略微地重新断开，以减小通过驱动轮提取的扭矩，从而重新提高发动机的转速。相反地，如果发动机的转速超过了阈值S1，则控制离合器稍微闭合，从而提取更大的扭矩。离合器没有被完全地闭合时，也就是与驱动轮机械连接的离合器的输出轴的转速不等于发动机的转速时，执行该自动控制。因此该自动控制允许较多或较少地滑出离合器盘，以将发动机的转速保持在等于预先设定定量上。在这些条件下，离合器被逐渐地闭合，且内燃机6不熄火。在离合器被闭合时，轴10和12被联接，且车辆2能够移动。

在步骤68，单元30根据由传感器26，29测量到的发动机温度和大气压力以及映射35确定延迟时间段T1。

在步骤70，单元30延迟了在步骤68中确定的时间段T1。一旦从指示发动机自动运行状态开始经过了该时间段T1，则单元30控制发出可用扭矩信号。

在步骤72，作为对发出可用扭矩信号的响应，单元30控制坡道起动辅助装置22。例如，制动系统被逐渐地松开，直到车辆2自由移动。在车辆2起动时，延迟时间段T1向驾驶员确保该车辆2将仅向前移动。延迟时间段T1防止车辆2由于地面倾斜而出现任何后退运动。

在步骤74，单元30根据由传感器26，29测量到的发动机温度和大气压力以及映射36确定延迟时间段T2。

在步骤76，单元30延迟了在步骤76中确定的时间段T2。一旦从发出可用扭矩信号开始经过了该时间段T2，单元30就控制发出精确的扭矩信号。发出该信号意味着喷射和发动机转速的情况是足够稳定的从而可以精确地确定发动机的扭矩。

而且，作为对发出精确扭矩信号的响应，通过计算或估算，借由在步骤78中由传感器28测量到的喷射的燃料量和发动机转速，单元30确定发动机的扭矩。该信息在例如车辆2的行驶阶段被用于确定在适当的时刻控制变速箱18的传动比进行转换。

许多其它的实现方式是可能的。

例如，内燃机6不是必须为柴油机。其可为受控点火式发动机（汽油机）。

扭矩的提取授权信号可以省去。在这种情况下，借由对“发动机自动运行”状态的指示直接控制变速箱18。

车辆2的坡道起动辅助装置可以省去。

操控变速箱可包括离合器16。

映射34，35，36不是必须为表格。其可为存储器32内的用发动机温度和/或大气压力作为输入参数的堆栈函数。除了发动机温度或大气压力以外的其它参数可被考虑用于建立映射34，35，36。

阈值S1和时间段T1和T2不是必须为发动机温度和大气压力的函数。阈值S1和时间段T1和T2可以例如是常数。

离合器16的闭合控制所自动控制的定量可以为一阶定量（在这种情况下的定量是常数）或任何其它类型的定量。例如，定量可以为一阶速度（那么定量为线性曲线）或一阶加速度（那么定量为指数曲线）。

1.以上描述的用于快速激活装置22的设置可以独立于以上描述的用于快速控制变速箱18的设置实施。

Claims (7)

1.一种装配有发动机停止启动系统的车辆的起动控制方法，所述方法包括：

-对车辆的起动进行致动(52)，

其特征在于，所述方法还包括：

-作为对向内燃机的燃烧室内喷射燃料以及内燃机的转速大于预先设定的阈值S1同步出现的响应，指示(62)发动机自动运行状态，所述阈值S1等于当车辆起动时只有燃烧室中燃烧时才能够达到的发动机转速，并且

-作为对指示(62)发动机自动运行状态的响应，根据发动机转速的预先设定定量控制(66)离合器闭合，用以将发动机转速自动控制在所述预先设定定量上，离合器允许使车辆的驱动轮与发动机的曲柄轴的输出轴机械联接，

-从指示(62)发动机自动运行状态开始对坡道起动辅助装置的运行延时(70)时间段T1直到所述时间段T1结束，所述时间段T1是预先设定的，以便一旦经过了延迟时间，如果松开制动系统，则发动机扭矩大到足以驱动车辆仅向前移动而不会后退运动，

-一旦经过时间段T1则发出(70)可用扭矩的信号，以及，

-作为对发出(70)所述信号的响应，控制(72)坡道起动辅助装置用以松开制动系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，只要不出现对发动机自动运行状态的指示，就控制离合器使车辆的驱动轮与曲柄轴的输出轴脱离联接。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据测量到的发动机温度和/或大气压力预先设定阈值S1和/或时间段T1。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

从发出可用扭矩的信号开始经过时间段T2之后发出(76)精确扭矩信号，以及

作为对发出(76)所述精确扭矩信号的响应，计算或估算(78)发动机提供的扭矩。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据测量到的发动机温度和/或大气压力预先设定所述时间段T2。

6.一种装配有发动机停止启动系统的车辆的起动控制装置(24)，所述装置包括：

-用于测量或估算喷射到燃烧室中的燃料量和发动机转速的传感器(26，28，29)，以及

-已编程的电子计算机(30)，用以：

-对车辆的起动进行致动，

其特征在于，还对所述计算机(30)进行编程，用以：

-作为对向内燃机的燃烧室内喷射燃料以及内燃机的转速大于预先设定的阈值S1同步出现的响应，指示发动机自动运行状态，所述阈值S1等于，当车辆(2)起动时，只有燃烧室中燃烧时才能够达到的发动机转速，并且

-作为对指示发动机自动运行状态的响应，根据发动机转速的预先设定定量控制离合器(16)闭合，用以将发动机转速自动控制在所述预先设定定量上，离合器(16)允许使车辆(2)的驱动轮(8)与发动机的曲柄轴的输出轴(10)机械联接，

-从指示(62)发动机自动运行状态开始对坡道起动辅助装置的运行延时(70)时间段T1直到所述时间段T1结束，所述时间段T1是预先设定的，以便一旦经过了延迟时间，如果松开制动系统，则发动机扭矩大到足以驱动车辆仅向前移动而不会后退运动，

-一旦经过时间段T1则发出(70)可用扭矩的信号，以及，

-作为对发出(70)所述信号的响应，控制(72)坡道起动辅助装置用以松开制动系统。

7.一种装配有发动机停止启动系统(22)的车辆(2)，其特征在于，其包括根据权利要求6所述的装置(24)。