CN104179586A - 用于具有isg的车辆的发动机起动控制系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于具有ISG的车辆的发动机起动控制系统及其方法。具有ISG的车辆的发动机起动控制方法可以包括:在怠速停止状态下,确定是否检测到重新起动发动机的请求;当检测到重新起动所述发动机的请求时,根据曲轴的角度确定最接近TDC的汽缸;以及通过ISG的操作而起动曲柄起动操作,并且通过控制最接近TDC的汽缸的起动燃料喷射量和点火时间来重新起动所述发动机。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年5月27日提交的韩国专利申请第10-2013-0059835号的优先权,该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种具有ISG(怠速停止和起动)的车辆。更具体而言,本发明涉及一种用于具有ISG的车辆的发动机起动控制系统及其方法,其优化EMS(发动机管理系统)的数据,并且在发动机怠速停止之后当请求发动机重新起动时减少起动时间并降低噪声。
背景技术
根据对于车辆的燃料效率改进的持续需求和许多国家的排放气体的更严格的规定,对环保的机动车需求已增加,并且ISG已被提供作为对于该需求的实际选择。
ISG接收信息,比如车辆的速度和发动机的速度,并且如果车辆在怠速状态下停止超过预定的时间量,则ISG停止发动机。因此降低燃料消耗。
在这样怠速停止之后,当驾驶员显示出起动意图或车辆状态满足重新起动状态时,发动机起动。
也即,在车辆行驶中,当发动机在短时间中断后空转时,ISG根据信号自动停止发动机,并且当驾驶员显示出起动意图(比如操作加速器踏板)时,ISG重新起动发动机。因此,ISG提供了大约5-15的燃料经济性的提高。
图4显示了测量具有ISG的常规车辆的起动控制信号的曲线图。
如图4所示,在怠速停止状态,起动控制信号根据重新起动发动机的请求而启动,从而通过ISG的操作来执行曲柄起动操作。在开始曲柄起动操作后经过0.27秒之后开始燃料喷射,并且这需要大约0.63秒以达到确定为发动机的起动操作完成的空转旋转速度。
当发动机速度达到570RPM时,曲柄起动操作停止。
如所描述的,根据常规车辆,当从怠速停止状态重新起动发动机时,用于确定汽缸以进行燃料喷射控制和点火定时控制的时间延迟了。因此,起动时间被延迟并因此起动时间过长,这对使驾驶员产生了不安的感觉。
此外,由于用于停止曲柄起动操作的发动机速度设定为大约570RPM,因此存在可能产生曲柄起动噪声的问题。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于具有ISG的车辆的发动机起动控制系统,其具有这样的优点:当在怠速停止之后请求发动机重新起动时,确定最接近上死点(TDC)的汽缸,并且控制燃料喷射和点火时间,从而减少起动时间。
另外,本发明通过优化曲柄起动操作的停止点而提供发动机噪声的改进。
在本发明的一方面中,用于具有ISG的车辆的发动机起动控制系统可以包括:驾驶信息检测单元、ISG、燃料喷射单元、点火单元以及控制单元,所述驾驶信息检测单元检测对驾驶车辆必要的状态信息;所述ISG在重新起动状态下操作为电动机以便执行曲柄起动操作,并且在充电状态下操作为发电机以便为电池充电;所述燃料喷射单元将燃料喷射到在压缩冲程中的汽缸;所述点火单元点燃在所述压缩冲程中的所述汽缸中的燃料;当在怠速停止状态下检测到重新起动发动机的请求时,所述控制单元根据曲轴的角度来确定最接近TDC的汽缸,控制所确定的汽缸的燃料喷射和点火时间,并且重新起动发动机。
驾驶信息检测单元可以包括:发动机速度检测单元、电池检测单元、曲柄角度检测单元、制动器检测单元、车辆速度检测单元以及加速器踏板检测单元,所述发动机速度检测单元检测发动机速度;所述电池检测单元检测充电状态(SOC);所述曲柄角度检测单元检测曲轴角度的变化;所述制动器检测单元检测制动器踏板的操作;所述车辆速度检测单元检测车辆速度;所述加速器踏板检测单元检测加速器踏板的操作。
所述控制单元在电池的SOC小于参考充电量时或在检测到加速器踏板的操作时确定请求重新起动发动机。
当在发动机重新起动状态下发动机速度超过参考RPM时,所述控制单元停止曲柄起动操作。
此外,根据本发明的另一个示例性实施方案的具有ISG的车辆的起动控制方法可以包括:在怠速停止状态下确定是否检测到重新起动发动机的请求;当检测到重新起动所述发动机的请求时,根据曲轴的角度确定最接近TDC的汽缸;以及通过ISG的操作而起动曲柄起动操作,并且通过控制最接近TDC的汽缸的起动燃料喷射量和点火时间来重新起动所述发动机。
在由于发动机的重新起动而发动机速度超过参考RPM(350RPM)时,曲柄起动操作停止。
在电池的SOC小于参考充电量时或在检测到加速器踏板的操作时,确定检测到重新起动发动机的请求。
根据本发明,通过优化EMS数据,从怠速停止到发动机重新起动的起动时间缩短了大约0.21秒,从而改进了发动机起动的延迟。
此外,根据本发明,通过在重新起动之后对曲柄起动操作的停止时间进行优化,起动音(starting tone)改进了大约15.6%,并且解决了发动机的格格作响,从而提高了安全性和可靠性。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式,本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1示意性地显示了根据本发明的示例性实施方案的用于具有ISG的车辆的发动机起动控制系统。
图2显示了根据本发明的示例性实施方案的具有ISG的车辆的起动控制过程的流程图。
图3显示了测量根据本发明的示例性实施方案的具有ISG的车辆的起动控制信号的曲线图。
图4显示了测量具有ISG的常规车辆的起动控制信号的曲线图。
应当了解,所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中,贯穿附图的多幅图形,附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
在下面的具体说明中,仅以简单地说明的方式显示和描述了本发明的某些示例性实施方案。
本领域技术人员将意识到,可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改,所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。
相应地,附图和说明书应当被认为本质上是显示性的而非限制性的。在整个说明书中,同样的附图标记表示同样的元件。
而且,每一个元件的尺寸和厚度在附图中是任意显示的,并且本发明不必限于此,并且在附图中,为了清楚起见而扩大了层、膜、板、区域等的厚度。
图1示意性地显示了根据本发明的示例性实施方案的用于具有ISG的车辆的起动控制系统。
参考图1,本发明的示例性实施方案包括驾驶信息检测单元100、控制单元200、ISG300、燃料喷射单元400以及点火单元500。
驾驶信息检测单元100检测对驾驶车辆必要的全部状态信息,包括发动机速度、充电状态、曲轴角度,制动器踏板的应用、加速器踏板的应用、车辆速度以及冷却液温度。驾驶信息检测单元100将状态信息转换为电信号,并且将信号提供至控制单元200。
驾驶信息检测单元100包括:检测发动机速度的发动机速度检测单元101、检测电池的SOC(充电状态)的电池检测单元102、检测曲轴角度的变化的曲柄角度检测单元103、检测制动器踏板的操作的制动器检测单元104、检测车辆速度的车辆速度检测单元,以及检测加速器踏板的操作的加速器踏板检测单元106。
控制单元200在电池的SOC小于标准充电量时或在检测到加速器踏板的操作时确定是否请求发动机重新起动,并且根据曲轴的角度来确定最接近TDC的汽缸。
控制单元200在请求发动机重新起动时操作ISG300以便开始曲柄起动操作,并且在确定了最接近TDC的汽缸时控制燃料喷射单元400以便将计算的起动燃料量喷射到最接近TDC的汽缸,并且控制点火单元500以便点燃在最接近TDC的汽缸中的燃料。
控制单元200在发动机重新起动期间检测发动机速度,并且在发动机速度超过预先确定的参考旋转速度(350RPM)时停止曲柄起动操作。
通过控制单元200的控制将ISG300操作为电动机或发电机。也即,ISG300在重新起动状态下操作为电动机以便执行曲柄起动操作,并且在充电状态下操作为发电机以便为电池充电。
燃料喷射单元400形成为具有喷射器,并且在控制单元200的控制下将经计算的起动燃料量喷射到在压缩冲程中的汽缸。
在控制单元200的控制下,点火单元500点燃在压缩冲程中的汽缸中的燃料。
参照图2,如上所述的本发明的操作如下。
本发明为用于重新起动具有ISG的车辆的发动机的控制方法,并且用于执行怠速停止的控制方法对于本领域技术人员是众所周知的,因此省略其详细描述。
当根据本发明的具有ISG的车辆在驾驶期间根据待机信号进入怠速停止状态时(S101),驾驶信息检测单元100在步骤S102检测对于驾驶车辆必要的全部状态信息,包括发动机速度、充电状态、曲轴角度、制动器踏板的操作、加速器踏板的操作以及车辆速度。驾驶信息检测单元100将状态信息转换为电信号,并且将信号提供至控制单元200。
在步骤S103,控制单元200分析在步骤S102所检测的车辆的状态信息,并且确定在电池的SOC小于参考充电量(例如,在45%以下)时检测到用于重新起动发动机的请求,或确定检测到加速器踏板的操作。
当未检测到重新起动发动机的请求时,控制单元200返回到步骤S101,从而保持怠速停止状态。当检测到重新起动发动机的请求时,控制单元200根据曲轴角度的变化来确定最接近TDC的汽缸(S104)。
在确定了最接近TDC的汽缸时,控制单元200将ISG300操作为电动机并且开始用于重新起动发动机的曲柄起动操作,控制燃料喷射单元400以便将经计算的起动燃料量喷射到最接近TDC的汽缸,并且控制点火单元500以便点燃在最接近TDC的汽缸中的燃料并因此执行了发动机的重新起动(S105)。
在步骤S106,控制单元200根据在步骤S105的发动机重新起动来检测发动机速度,并且在步骤S107,控制单元200确定发动机速度是否超过预先确定的参考旋转速度,例如350RPM。
在步骤S109,当发动机速度不超过预先确定的参考旋转速度(例如350RPM)时,控制单元200返回步骤S106,而当发动机速度超过预先确定的参考旋转速度时,控制单元200停止曲柄起动操作。
如图3所示,在怠速停止状态,起动控制信号根据重新起动发动机的请求而启动,从而通过ISG300的操作来执行曲柄起动操作。在开始曲柄起动操作之后经过0.1秒时开始燃料喷射,并且需要大约0.42秒以达到被确定为起动的结束的怠速旋转速度。
通常,重新起动的时间大约为0.63秒。然而,根据本发明的示例性实施方案,重新起动的时间大约为0.42秒。因此,相比于现有技术,重新起动的时间缩短了大约0.21秒,因而改进了起动延迟。
根据本发明,当发动机速度达到350RPM时,停止曲柄起动操作。因此,相比于当发动机速度达到570RPM时停止曲柄起动操作的现有技术,起动音改进了大约15.6%。此外,解决了发动机的格格作响,从而提高了安全性和可靠性。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明,或者将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (8)
1.一种具有怠速停止和起动ISG的车辆的起动控制装置,包括:
驾驶信息检测单元,所述驾驶信息检测单元检测对驾驶所述车辆必要的状态信息;
ISG,所述ISG在重新起动状态下操作为电动机以便执行曲柄起动操作,并且在充电状态下操作为发电机以便为电池充电;
燃料喷射单元,所述燃料喷射单元将燃料喷射到在压缩冲程中的汽缸;
点火单元,所述点火单元点燃在所述压缩冲程中的汽缸中的燃料;以及
控制单元,当在怠速停止状态下检测到重新起动发动机的请求时,所述控制单元根据曲轴的角度来确定最接近上死点TDC的汽缸,控制所确定的汽缸的燃料喷射和点火时间,并且重新起动发动机。
2.根据权利要求1所述的具有怠速停止和起动ISG的车辆的起动控制装置,其中所述驾驶信息检测单元包括:
发动机速度检测单元,所述发动机速度检测单元检测发动机速度;
电池检测单元,所述电池检测单元检测充电状态SOC;
曲柄角度检测单元,所述曲柄角度检测单元检测曲轴角度的变化;
制动器检测单元,所述制动器检测单元检测制动器踏板的操作;
车辆速度检测单元,所述车辆速度检测单元检测车辆速度;以及
加速器踏板检测单元,所述加速器踏板检测单元检测加速器踏板的操作。
3.根据权利要求1所述的具有怠速停止和起动ISG的车辆的起动控制装置,其中所述控制单元在电池的SOC小于参考充电量时或在检测到加速器踏板的操作时确定请求重新起动发动机。
4.根据权利要求1所述的具有怠速停止和起动ISG的车辆的起动控制装置,其中当在发动机重新起动状态下发动机速度超过参考RPM时,所述控制单元停止曲柄起动操作。
5.一种具有怠速停止和起动ISG的车辆的起动控制方法,包括:
在怠速停止状态下,确定是否检测到重新起动发动机的请求;
当检测到重新起动所述发动机的请求时,根据曲轴的角度确定最接近上死点TDC的汽缸;以及
通过ISG的操作而起动曲柄起动操作,并且通过控制最接近TDC的汽缸的起动燃料喷射量和点火时间来重新起动所述发动机。
6.根据权利要求5所述的具有怠速停止和起动ISG的车辆的起动控制方法,其中在由于发动机的重新起动而发动机速度超过参考RPM时,所述曲柄起动操作停止。
7.根据权利要求5所述的具有怠速停止和起动ISG的车辆的起动控制方法,其中在电池的充电状态SOC小于参考充电量时或在检测到加速器踏板的操作时,确定检测到重新起动发动机的请求。
8.一种车辆的起动控制装置,包括;
驾驶信息检测装置,所述驾驶信息检测装置在所述车辆行驶时检测状态信息;
怠速停止和起动ISG,所述怠速停止和起动ISG在重新启动状态下执行发动机的曲柄起动操作,并且在充电状态下执行电池的充电操作;
燃料喷射单元,所述燃料喷射单元将燃料喷射到每一个汽缸;
点火单元,所述点火单元点燃在每一个汽缸中的燃料;以及
控制单元,所述控制单元在检测到重新起动所述发动机的请求时控制所述ISG、所述点火单元以及所述燃料喷射单元并且执行所述发动机的重新起动,
其中,所述控制单元通过由预先确定的程序执行的权利要求5所述的方法来执行所述发动机的重新起动,从而降低起动时间、噪声和振动。
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