CN104421090A - 控制用于起动机动车辆发动机的起动机马达啮合的方法 - Google Patents

控制用于起动机动车辆发动机的起动机马达啮合的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104421090A
CN104421090A CN201410408022.1A CN201410408022A CN104421090A CN 104421090 A CN104421090 A CN 104421090A CN 201410408022 A CN201410408022 A CN 201410408022A CN 104421090 A CN104421090 A CN 104421090A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
speed
engine
engagement
starter motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410408022.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104421090B (zh
Inventor
T·P·彼得里迪斯
S·豪厄尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN104421090A publication Critical patent/CN104421090A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104421090B publication Critical patent/CN104421090B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0844Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop with means for restarting the engine directly after an engine stop request, e.g. caused by change of driver mind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear
    • F02N11/0855Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by means for controlling the engagement or disengagement between engine and starter, e.g. meshing of pinion and engine gear during engine shutdown or after engine stop before start command, e.g. pre-engagement of pinion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10Safety devices
    • F02N11/101Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement
    • F02N11/105Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement when the engine is already running
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1012Engine speed gradient
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2250/00Problems related to engine starting or engine's starting apparatus
    • F02N2250/04Reverse rotation of the engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明涉及控制用于起动机动车辆发动机的起动机马达啮合的方法。公开了一种用于控制起动发动机(1000)的起动机马达(1001)啮合的方法,其中在发动机停止运转时期期间,如果生成指示要求重新起动发动机(1000)的信号,如果发动机速度在预定速度范围内并且发动机(1000)的速度正在下降,则禁止起动机马达(1001)的啮合。

Description

控制用于起动机动车辆发动机的起动机马达啮合的方法
技术领域
本发明涉及具有发动机的机动车辆,并且特别地涉及用于起动发动机的起动机马达啮合的控制。
背景技术
已知提供具有停止-起动控制系统的机动车辆,用以自动停止和起动用于为机动车辆提供原动力的内燃发动机。
停止-起动系统自动停止发动机,每当其部分地基于驾驶员的动作而确定存在机会这样做,以便改善燃料消耗和降低发动机的排放。
不同的驾驶员动作可用于影响发动机的停止和起动,这取决于该系统是手动变速器还是自动变速器施加。在手动变速器的情况中,两种常见的控制模式往往被称为是“挂挡停止”和“空挡停止”。
常见的是驾驶员在决定停止发动机后的时间期间出现“心意变化”,但在此之前发动机实际上已经停止。心意变化可产生于意想不到的交通状况的变化或者因为驾驶员无意地改变了一种或更多种驾驶员可操作控制装置的状态,使得系统逻辑进行重新起动发动机的行为。
在“心意变化”事件中,期望最小化出现心意变化的时间和重新起动发动机之间的延迟时间(t)。
已知的是在起动机马达或环齿轮未出现损坏的情况下,可啮合起动机马达,在发动机以相对低的速度(例如200Rpm)沿向前或法线方向转动时,起动机马达通过环齿轮啮合。然而,当发动机沿相反或负方向转动时,由于起动机马达的小齿轮和/或啮合起动机小齿轮的环齿轮可能出现损坏,所以一般避免起动机马达啮合。因此,现有技术策略要求发动机在允许起动机马达啮合之前停止。
发明内容
本发明人已实现了通过使用此发明中提出的不太保守的起动机马达控制策略,可实现花费在重新起动发动机的时间的大量减少。
本发明的目标是提供在发动机停止运转期间,改变心意的事件中,用于减少花费在重新起动发动机的时间的方法。
根据本发明的第一方面,提供了在发动机停止运转期间,控制机动车辆的发动机的起动机马达啮合的方法,其中该方法包括如果当前发动机速度在正速度阈值和负速度阈值之间并且发动机速度下降,则禁止起动机马达的啮合。
如果当前发动机速度在正速度阈值和负速度阈值之间,如果发动机速度是恒定的和增大中的一种,则起动机马达的啮合可以不被禁止。
如果当前发动机速度低于负转动速度限制,则可以一直禁止起动机马达的啮合。
发动机停止运转可以是停止-起动系统诱发的停止运转,起动机马达的啮合可以是当驾驶员在发动机停止运转期间出现心意变化时重新起动发动机所要求的啮合。
根据本发明的第二方面,提供了机动车辆的控制系统,该机动车辆具有起动机动车辆的发动机的起动机马达,所述系统包括电子控制器和若干输入,其至少指示发动机的当前转动速度,以及发动机是否是停止运转和重新起动中的一种,其中如果当前发动机速度在正速度阈值和负速度阈值之间并且发动机速度下降,则在发动机停止运转期间,电子控制器可经操作禁止起动机马达啮合以重新起动发动机。
该系统可包括发动机速度传感器,用于指示当前发动机的转动速度,并且如果由发动机速度传感器所指示的当前发动机速度在正速度阈值和负转动速度阈值之间,则电子控制器可经操作禁止起动机马达的啮合,同时发动机速度下降。
该系统可包括发动机速度传感器,用于指示当前发动机的转动速度,并且如果由发动机速度传感器所指示的当前发动机速度在正速度阈值和负速度限制之间,则提供发动机速度是恒定和增大中的一种,起动机马达的啮合可以不被禁止。
如果当前发动机速度低于负转动速度限制,则电子控制器可以一直禁止起动机马达的啮合。
该系统还可包括停止-起动控制器,并且发动机的停止-起动可以是停止-起动系统诱发的停止运转,起动机马达的啮合可以是当驾驶员在发动机停止运转期间出现心意变化时重新起动发动机所要求的起动机马达的啮合。
根据本发明的第三方面,提供了具有发动机的机动车辆,该发动机具有根据本发明的所述第二方面构造的控制系统。
附图说明
现在将参考附图通过例子描述本发明,其中:
图1a和图1b示出了根据本发明的第一方面的方法的高级别流程图,该方法在发动机停止运转期间控制发动机的起动机马达的啮合;
图2a是针对示出现有技术发动机停止运转和重新起动的第一心意变化事件,示出发动机速度和时间之间关系的曲线图;
图2b是使用根据本发明的方法,针对示出发动机停止运转和重新起动的第一心意变化事件,示出发动机速度和时间之间关系的曲线图;
图3a是针对示出现有技术发动机停止运转和重新起动的第二心意变化事件,示出发动机速度和时间之间关系的曲线图;
图3b是使用根据本发明的方法,针对示出发动机停止运转和重新起动的第二心意变化事件,示出发动机速度和时间之间关系的曲线图;
图4a是针对示出现有技术发动机停止运转和重新起动的第三心意变化事件,示出发动机速度和时间之间关系的曲线图;
图4b是使用根据本发明的方法,针对示出发动机停止运转和重新起动的第三心意变化事件,示出发动机速度和时间之间关系的曲线图;以及
图5是根据本发明的第三方面具有根据本发明的第二方面的控制系统的机动车辆的原理图。
具体实施方式
参考图1a和图1b,示出的是方法100的高级别流程图,该方法控制发动机的停止和起动,例如图5所示的具有起动机马达1001的发动机1000。
本方法在框110处开始,其经钥匙接通并且是由机动车辆MV的使用者执行的手动发动机起动步骤,其中发动机1000被安装至机动车辆。
然后,该方法前进至框120,在此处发动机正在运行。然后,在框130中,测试是否存在用于停止-起动操作的条件。例如但不限制于,发动机冷却剂的温度高于预定温度或者电池充入足够的电荷以保证重新起动。
如果不满足这些条件,则即使出现停止的机会也无法停止发动机,并且该方法围绕框130和120循环直到满足该条件或者钥匙切断事件出现,从而导致该方法结束。
如果在框130中满足条件,则该方法前进至框140,其中进行检查以了解是否通过驾驶员操作发出发动机停止的信号。不同组合可用于发出要求发动机停止的信号,除了在具有自动变速器的车辆例子的情况之外,如果机动车辆MV是静止的,并且并未按压加速器踏板而是按压制动踏板,则这用于指示应该停止发动机。
如果未发出发动机停止信号,则方法返回至框120,但是如果发出发动机停止信号,则方法前进至框150。
在框150中,开始发动机停止运转。已知停止运转发动机的不同方法,但一般地,在柴油发动机的情况中,终止燃料供应,而在汽油发动机的情况中,关闭火花塞并且切断燃料供应。
从框150继续,在框160中,检查在发动机停止运转期间是否有“心意变化”介入。也就是说,在发动机停止运转期间,驾驶员已将其脚从制动踏板移开,这样改变了发出发动机重新起动信号所需的状态。
如果框160内不存在“心意变化”(CoM),则方法从框160前进至框170。
然后,该方法将围绕框170和160循环直到发动机停止或在框160中发出重新起动的信号。
一旦发动机停止,该方法将从框170前进至框180,然后将围绕框170和180循环直到例如通过驾驶员将其脚从制动踏板中移开发出重新起动的信号。
当在框180中发出重新起动的信号时,该方法前进至框190,其中因为发动机是静止的,所以其可使用起动机马达立即起动。
然后,该方法从框190返回至框120,其中发动机正在运行。
应当明白,在从开始或指示啮合的点到起动机马达的小齿轮首次接触环齿轮的点之间存在时间延迟(δt),其中环齿轮附接至发动机的飞轮,并且该延迟被称为“小齿轮行程时间”。因此,即使可立即起动发动机,在实际起动开始之前也存在较短的延迟(δt)。
该较短延迟(δt)的持续时间取决于许多因素,包括起动机马达的电和机械设计,起动机马达的布线和电源以及环境和老化因素,例如温度、电池充电状态和起动机污染。典型地,小齿轮行程时间(δt)在几十毫秒的量级,例如50ms。
返回至框160,如果在框160中存在“心意变化”,则方法从框160前进至框165。
在框165中,测试了解啮合起动机马达以起动发动机是否安全。如果发动机速度高于自动起动阈值速度n_自动阈值,其中发动机惯性在未使用起动机马达的情况下可用于重新起动发动机,该方法前进至框167。在框167中,发动机的“自动-起动”出现,并且然后该方法返回至框120,其中发动机正在运行。
然而,如果在框165中当检查出发动机速度低于自动-起动阈值,则方法从框165前进至框210。
在框210中,测试发动机的速度是否少于正速度阈值(n_阈值+)。如果当前发动机速度不少于正速度阈值(n_阈值+),则方法前进至框230,其中允许起动机马达啮合。将明白的是在框210和230之间可存在进一步测试,从而确保发动机在正方向上不会过快转动,因为起动机马达无法在无损的情况下以非常高的速度啮合。
因此,如果发动机速度过高,则有必要等待直到发动机速度下跌成较低速度,例如,如200Rpm。
方法从框230前进至框190,其中起动发动机。如先前所指出的,从起动开始到起动机马达实际啮合之间存在较短的延迟(δt)。
该方法从框190返回至框120,其中发动机正在运行。
返回至框210,如果当前发动机速度少于正速度阈值(n_阈值+),则该方法前进至框220,其中禁止起动机马达啮合且然后继续至框240。
在框240中,测试检查是否存在禁止起动机马达啮合的条件。该检查为两部分:-
1/发动机的转动速度是否减小?
也就是说,发动机速度的梯度是否小于零(n梯度<0);
或者
2/发动机的转动速度是否低于负速度阈值(n_阈值-)?也就是说,发动机负转动是否具有大于负速度阈值(n_阈值-)的负转动速度量级。
如果这些检查均失败,则该方法前进至框260,其中允许起动机马达啮合,且然后前进至框190,其中进行发动机的起动操作。该方法从框190返回至框120,其中发动机正在运行。
然而,如果框240中的任一检查是肯定的,则该方法返回至框220,并且保持起动机马达啮合禁止。若当前发动机速度低于负速度阈值(n_阈值-)或发动机速度下降,也就是说,变得更负,则结果将是返回至框220。注意的是到达框240,发动机速度必须低于正速度阈值(n_阈值+),所以框240分解成:-
如果(n_阈值+)>发动机速度>(n_阈值-)并且发动机的转动速度降低,然后阻止起动机马达啮合。
应当明白的是如果在任何时间出现钥匙切断事件,则该方法将结束。
现在参考图2a至图4b,提供了若干心意变化的例子,以用于帮助理解本发明的原理。
通过执行实验工作,可建立负发动机转动的量级,其中在没有出现严重损坏(例如环齿轮碾磨)的情况下可啮合起动机马达。本发明还注意到对于任何给定起动机马达和环齿轮布置能够有两种稍不同量级的负速度,以避免出现严重的损坏。第一负速度是发动机的负转动速度增加时的负速度,也就是说,变得更负,而第二负速度是发动机的负转动速度下降时的负速度,也就是说,变得较少负。在图3b和图4b上,这两种速度分别被指示为–n1和–n2。如果发动机速度比发动机速度下降时的–n1或是发动机速度增加时的–n2较少负,则如果起动机马达被啮合,将不出现严重损坏。
因此,从这些速度–n1、–n2,能够产生发动机转动速度的阈值值,其能够用于判定何时需要禁止起动机马达的啮合。
这些阈值的第一阈值是在发动机沿向前方向转动时的正速度阈值(n_阈值+)。如果在开始起动机马达啮合时,发动机速度高于或等于该阈值(n_阈值+),则在发动机速度可下跌低于第一负速度–n1之前,将啮合起动机马达。
这些阈值的第二阈值是在发动机沿相反或负方向转动时的负速度阈值(n_阈值-)。该阈值(n_阈值-)被设定,使得如果发动机速度处于或高于该阈值(较少负)并且在存在正发动机速度梯度时开始啮合,则在发动机速度超过第二负速度–n2后将啮合起动机马达。也就是说,发动机的负速度在出现实际小齿轮啮合时则将少于–n2。
在图2a中,示出现有技术停止运转和重新起动,其中发动机速度从未变成负速度。
在所示的发动机停止运转期间的时间出现心意变化(CoM)事件,并且发动机在出现CoM后的时间“t”重新起动。在此情况中,发动机进入停止,且然后,在对应于小齿轮行程时间的时间延迟δt后,重新起动。
图2b示出如同图2a的相同的CoM事件,但其中应用了根据本发明的方法。在此特殊情况中,因为发动机速度大于正速度阈值(n_阈值+),所以无需禁止发动机的起动,并且在对应于小齿轮行程时间的时间延迟δt后,重新起动发动机。因此,在此情况中,一旦出现CoM便开始发动机的起动,所以从CoM到重新起动的时间延迟“t”等于δt,因为无需等待发动机速度下降至零,如同图2a所示的现有技术的情况。
在图3a中,示出现有技术停止运转和重新起动,其中发动机速度在停止运转期间变为稍负。
在所示的当发动机沿相反方向转动时的发动机停止运转期间,以及在达到最大负转动速度的情况中,出现心意变化(CoM)事件。在出现CoM后的“t”秒延迟后,重新起动发动机。在此情况中,发动机进入停止,且然后在δt时间延迟后,经要求啮合起动机马达的小齿轮和发动机的环齿轮,发动机重新起动。
图3b示出如同图3a的相同的CoM事件,但其中应用了根据本发明的方法。在此具体情况中,因为发动机速度少于正速度阈值(n_阈值+),所以发动机速度下跌至禁止起动机马达啮合的区域Z1内。发动机速度从未达到负速度阈值(n_阈值-),因此,一旦发动机速度梯度变成正,便可重新起动发动机。在此情况中,因为在最大负速度时出现CoM,所以发动机速度梯度立即变成正,且因此可立即开始起动机马达啮合,并且在小齿轮啮合所需的时间δt过去后,起动发动机。因此,在此情况中,一旦出现CoM便开始发动机起动开始,所以从CoM到重新起动的时间延迟“t”等于δt,因为无需等待发动机速度上升至零,如同图3a所示的现有技术情形的情况。
在图4a中,示出现有技术停止运转和重新起动,其中发动机速度在停止运转期间变成非常负。
在所示的发动机停止运转期间,当发动机按相反或负方向转动时的时间出现心意变化(CoM)事件。在出现CoM后的“t”秒时间延迟后,重新起动发动机。在此情况中,发动机必须被允许进入停止,且然后在δt时间延迟后,经要求啮合起动机马达的小齿轮和发动机的环齿轮,发动机重新起动。因此,延迟开始起动直到发动机已进入停止。
图4b示出如同图4a的相同的CoM事件,但其中应用了根据本发明的方法。在此具体情况中,因为发动机速度少于正速度阈值(n_阈值+),所以发动机速度下跌至禁止起动机马达啮合的区域Z2内。在时间tm时出现的峰值负值处的发动机速度低于负速度阈值(n_阈值-),也就是说,发动机以大于负速度阈值(n_阈值-)的负转动速度转动,并因此不能够被起动。
然而,一旦发动机速度梯度变正,并且负速度不再低于负速度阈值(n_阈值-)时,可重新起动发动机。在此情况中,当发动机速度已正梯度方式与负速度阈值(n_阈值-)交叉时,起动机马达啮合的禁止结束。也就是说,当发动机速度增加并且负速度阈值(n_阈值-)交叉时,开始起动机马达啮合的开始并且在时间延迟δt过去后,经要求啮合起动机马达小齿轮和发动机环齿轮,起动发动机。因此,在此情况中,无需等待发动机速度上升至零,如图4a中所示的现有技术情形的情况。与图4a所示的现有技术情况的t秒相比,如图4b所示,使用本发明时的时间延迟是“t”秒。
因此,在所有情况中,相比现有技术中的情况,即发动机在被允许重新起动之前必须进入停止,将在较少延迟的情况下出现起动发动机。
参考图5,示出具有内燃发动机1000和控制系统的机动车辆MV,其中控制系统包括系统控制模块1050。
发动机1000经具有小齿轮(未示出)的起动机马达1001起动,其中小齿轮与紧固至发动机1000的飞轮(未示出)的环齿轮(未示出)啮合。响应于来自控制模块1050的信号,起动机马达1001经由起动机马达动力单元1002供能,其中控制模块使小齿轮与环齿轮啮合并且使起动机马达1001起动转动发动机1000。
发动机1000具有进气歧管1003,其中在此情况中安装了进气节流阀1005以控制进入发动机1000的空气流。发动机1000还包括若干火花塞(未示出)和燃料喷射系统(未示出),从而将燃料提供至发动机1000,如本领域众所周知的。进气节流阀1005经由致动器1006操作,其中致动器响应于来自控制模块1050的控制信号可操作从而转动进气歧管1003中的节流阀1005。节流阀1003改变了按箭头“A”所指方向抽吸至发动机1000的空气流。通过连接至控制模块1050以用于控制发动机1000操作的歧管绝对压力传感器1010,感测节流阀1005下游的绝对压力。
在此情况中,控制模块1050包括停止-起动控制器1100,尽管将明白停止-起动控制器1100可以是操作连接至控制模块1050的独立单元。
控制模块1050具有用于控制发动机1000操作的若干输入1015、1020、1025、1030、1035和1040。
第一输入是根据发动机速度传感器1015的发动机转动速度的指示。
第二输入1020是若干输入的示例性代表,其中所述输入涉及机动车辆MV的运行条件,例如,如大气压力、环境温度、排气组分、发动机冷却剂温度、车辆速度和主要电池的电荷状态。
第三输入1025提供了指示机动车辆MV的变速器(未示出)的啮合状态的输入。一般地,这将指示变速器是处于空挡还是挂挡中。
第四输入1030提供了指示由机动车辆MV的驾驶员所使用的加速器踏板(未示出)的状态的输入,从而指示从发动机1000提供所要求的扭矩。
第五输入1035提供了指示机动车辆MV的制动踏板(未示出)的状态的输入。输入1035将指示制动踏板是被按压还是未被按压。
第六输入1040提供了指示机动车辆MV的离合器踏板(未示出)的状态的输入。输入1040指示了离合器踏板的位置。仅在机动车辆MV具有手动变速器条件下要求此输入,其中手动变速器使用手动操作的离合器踏板影响位于发动机1000和变速器之间的离合器的啮合和去啮合。借助于此布置,时常校准离合器踏板的移动,使得,当有把握地假设离合器完全去啮合时,离合器踏板被称为“去按压”,当离合器踏板被称为“释放”时,离合器完全啮合,以及当离合器踏板被称为“按压”时,离合器可以啮合或去啮合。按压状态是驾驶员已经移动离合器踏板但不足以保证离合器完全去啮合的一种状态。
本领域众所周知的第二输入1025至第五输入1040能够以不同组合和不同方式被停止-起动控制器使用,从而确定发动机1000应该何时自动地停止以节约燃料,以及其何时需要从停止状态重新起动。
为了说明控制系统在其施加至本发明时的操作的目的,将假设以下控制变量状态以用于停止和起动发动机1000。然而,将明白的是可使用控制变量状态的不同其他组合,以及本发明不被限制于下文所描述的确切组合。
在发动机停止的情况中,将开始停止,如果:-
a/变速器处于空挡;以及
b/释放离合器踏板;以及
c/按压制动踏板;以及
d/机动车辆静止。
在发动机起动的情况中,将开始起动,如果:-
e/变速器处于空挡;
或者
f/离合器踏板状态从释放变为任何其他状态;
或者
g/制动踏板状态从按压变为释放。
控制系统的操作如下:-
控制模块1050连续不断地监控输入1020,以及来自歧管压力传感器1010的输入,以便控制发动机1000的正常运行,以及经致动器1006控制节流阀1005,从而产生发动机1000所要求的扭矩,并且满足任何发送机1000的排放要求。
停止-起动控制器1100监控来自发动机速度传感器1015、变速器状态传感器1025、加速器踏板传感器1030、制动踏板传感器1035和离合器踏板位置传感器1040的输入。将明白地是由控制模块1050所接收的所有信号可与停止-起动控制器1100共享,反之亦然。
如果停止-起动控制器1100确定上述列出的所有控制变量a至d的状态为要求的适于停止运转,然后发出发动机1000停止运转的信号,以便节约燃料和降低排放。
然后,停止-起动控制器1100采取必要的步骤执行发动机停止运转,其在该情况下,包括断开燃料供应至发动机1000,关闭火花塞并且关掉进气节流阀1005。在采取这些操作后,发动机1000将开始停止或减速直到一定时间段过去后,其将停止。
如果所有控制变量为以上e至f所给出的状态,则发动机将从此停止状态起动。也就是说,如果变速器为空挡,并且离合器踏板状态从释放变成另一种状态(按压或去按压),或制动踏板的状态从按压变成释放,则响应于来自控制模块1050的信号,发动机1000使用起动机马达1001起动,其中起动机马达由起动机马达动力单元1002提供动力。应当明白地是从开始发动机起动直到实际开始发动机的起动转动存在短延迟,该短延迟被称为小齿轮行程时间δt。
如果例如在停止运转期间存在心意变化事件,如果在停止运转期间离合器踏板状态从释放状态变成按压状态,或者在停止运转期间制动踏板状态从按压状态变成释放状态,则需要尽可能快地重新起动发动机1000。
如果发动机的速度仍相对高,则在柴油机的情况中仅通过提供必要的燃料,以及在火花点火发动机中提供燃料和点火,可以不要求使用起动机马达且可重新起动发动机,其中被称为“自动起动”模式。
如果发动机速度低于自动起动阈值,则将要求使用起动机马达,以起动发动机。然而,如先前所讨论的,起动机马达1001可仅在出现某些发动机速度条件时啮合,以防止起动机马达1001,具体地,飞轮上的起动机马达小齿轮和环齿轮出现损坏。
因此,在起动机马达1001被啮合之前,首先测试是否存在安全重新起动条件。在本发明的情况中,此测试包括检查了解发动机速度是否下降(n梯度<0)以及当前发动机速度是否在正速度阈值(n_阈值+)和负速度阈值(n_阈值-)之间。
控制模块通过以下步骤做这些事件,通过使用其从发动机速度传感器1015接收的发动机速度的指示提供当前发动机速度,以及通过比较当前发动机速度和在当前时间之前的一小段时间所测量到的先前发动机速度,提供发动机速度梯度的指示。如果发动机减速,其将具有负速度梯度,如果发动机速度增加,则其将具有正速度梯度,如果发动机速度并未改变,则其将具有零速度梯度。
如果确定未禁止起动机马达1001啮合,则响应于来自控制模块1050和停止-起动控制器1100中的一个的信号,这取决于所使用的确切的构造,起动机马达通过起动机马达动力单元1002供能。
如果当前发动机速度大于正速度阈值(n_阈值+),则可啮合起动机马达。在一些情况中,实际测试可包括进一步限制,从而防止起动机马达1001在预定较高速度以上啮合,其中该预定较高速度少于自动起动阈值,但高于正速度阈值(n_阈值+)。在此情况中,在不存在损坏或故障风险的情况下,起动机马达啮合的预定较高速度高于各个速度是不可能的。
然而,如果发动机速度不高于正速度阈值(n_阈值+),则只要发动机减速并且发动机速度高于负速度阈值(n_阈值-),就禁止起动机马达1001啮合。应当明白地是,在逆向转动发动机的情况中,减速意为负转动量级增加或者发动机速度变成更负。
如果发动机速度低于负速度阈值(n_阈值-),则不论发动机是减速还是增速,始终禁止起动机马达1001啮合。
当禁止啮合时,控制模块1050防止起动信号被发送至起动机马达1001。
如果发动机速度低于正速度阈值(n_阈值+),则如果发动机加速并且发动机速度高于负速度阈值(n_阈值-),就不禁止起动机马达1001啮合。
只要发动机速度和发动机速度梯度指示不再禁止起动机马达和发动机1000啮合,便允许起动机马达1001啮合并且控制模块1050开始起动发动机1000。
如果正速度阈值(n_阈值+)被设定成正50Rpm,并且负速度阈值(n_阈值-)被设定成负70Rpm,则:
1/正100Rpm的发动机转动速度高于正速度阈值(n_阈值+)和负速度阈值(n_阈值-);
2/负50Rpm的发动机转动速度低于正速度阈值(n_阈值+)并且高于负速度阈值(n_阈值-);以及
3/负100Rpm的发动机转动速度低于正速度阈值(n_阈值+)和负速度阈值(n_阈值-);
发动机速度可以说在转动方向为正转动方向时,如果其量级下降则下降,以及在转动方向是负转动方向时如果其量级增加则下降。
例如,如果发动机速度从正100变成正50或负50Rpm,则其速度可以说下降。类似地,如果发动机速度从负50Rpm变成负100Rpm,则其速度可以说下降,即使负转动速度的量级增加。
本发明的一个优点是在无需做出复杂的发动机瞬时速度预测的情况下,以简单的方式可减少响应于“心意变化”的延迟。
本发明的第二个优点是本发明所需的所有硬件已存在于具有停止-起动控制的多数生产机动车辆上,从而导致无附加的制造成本。
本领域技术人员将明白,尽管本发明已参考一个或更多个实施例,通过例子进行描述,但是本发明不限制所公开的实施例,并且在不背离由随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下,可想到可替代实施例。

Claims (10)

1.一种在发动机停止运转期间控制机动车辆的所述发动机的起动机马达啮合的方法,其中所述方法包括如果当前发动机速度在正速度阈值和负速度阈值之间并且发动机速度正在下降,则禁止所述起动机马达的啮合。
2.根据权利要求1所述的方法,其中如果所述当前发动机速度在所述正速度阈值和所述负速度阈值之间,则如果所述发动机速度是恒定的和增大中的一种,则所述起动机马达的所述啮合不被禁止。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法,其中如果所述当前发动机速度低于负转动速度限制,则一直禁止所述起动机马达的所述啮合。
4.根据权利要求1至权利要求3任一项所述的方法,其中所述发动机停止运转是停止-起动系统诱发的停止运转,所述起动机马达的所述啮合是当驾驶员在所述发动机停止运转期间出现心意变化时重新起动所述发动机所要求的啮合。
5.一种用于机动车辆的控制系统,所述机动车辆具有用于起动所述机动车辆的发动机的起动机马达,所述系统包括电子控制器和若干输入,其至少用于指示所述发动机的当前转动速度,以及所述发动机是否为停止运转和重新起动中的一种,其中如果所述当前发动机速度在正速度阈值和负速度阈值之间并且所述发动机速度正在下降,则在发动机停止运转期间,所述电子控制器可经操作禁止所述起动机马达的啮合以重新起动所述发动机。
6.根据权利要求5所述的系统,其中所述系统包括发动机速度传感器,用于指示所述发动机的所述当前转动速度,并且如果由所述发动机速度传感器所指示的所述当前发动机速度在所述正速度阈值和所述负转动速度阈值之间,则所述电子控制器可经操作禁止所述起动机马达的啮合,同时所述发动机速度正在下降。
7.根据权利要求5所述的系统,其中所述系统包括发动机速度传感器,用于指示所述发动机的所述当前转动速度,并且如果由所述发动机速度传感器所指示的所述当前发动机速度在所述正速度阈值和所述负速度限制之间,则如果具有所述发动机速度是恒定和增大中的一种,所述起动机马达的所述啮合不被禁止。
8.根据权利要求5至权利要求7任一项所述的系统,其中如果所述当前发动机速度低于负转动速度限制,则一直禁止所述起动机马达的所述啮合。
9.根据权利要求5至权利要求8任一项所述的系统,其中所述系统还包括停止-起动控制器,并且所述发动机停止运转是停止-起动系统诱发的停止运转,并且所述起动机马达的所述啮合是当驾驶员在所述发动机停止运转期间出现心意变化时重新起动所述发动机所要求的所述起动机马达的啮合。
10.一种具有发动机的机动车辆,所述发动机具有如权利要求5至权利要求9任一项所述的系统。
CN201410408022.1A 2013-08-30 2014-08-19 控制用于起动机动车辆发动机的起动机马达啮合的方法 Active CN104421090B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1315501.5A GB2517752B (en) 2013-08-30 2013-08-30 A method of controlling the engagement of a starter motor used for starting an engine of a motor vehicle
GB1315501.5 2013-08-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104421090A true CN104421090A (zh) 2015-03-18
CN104421090B CN104421090B (zh) 2018-08-07

Family

ID=49397086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410408022.1A Active CN104421090B (zh) 2013-08-30 2014-08-19 控制用于起动机动车辆发动机的起动机马达啮合的方法

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN104421090B (zh)
DE (1) DE102014217067B4 (zh)
GB (1) GB2517752B (zh)
RU (1) RU2684155C2 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2517751B (en) 2013-08-30 2020-01-29 Ford Global Tech Llc A method of controlling the stopping and starting of an engine of a motor vehicle
GB2580096B (en) 2018-12-21 2021-10-27 Jaguar Land Rover Ltd Controller and method for operating starter motor
US11719213B2 (en) * 2019-10-22 2023-08-08 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for preventing activation of a starter based on engine speed

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101852160A (zh) * 2009-01-21 2010-10-06 株式会社电装 用于在满足发动机重起条件时重起内燃机的系统
CN102011667A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 株式会社电装 用于在发动机再起动条件满足时再起动内燃发动机的系统
CN102785662A (zh) * 2011-05-17 2012-11-21 三菱电机株式会社 发动机自动停止再起动装置
WO2013031432A1 (ja) * 2011-08-30 2013-03-07 三菱電機株式会社 エンジン始動装置およびエンジン始動方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3800226B2 (ja) * 2004-04-30 2006-07-26 マツダ株式会社 エンジンの始動装置
JP4301224B2 (ja) * 2005-02-16 2009-07-22 トヨタ自動車株式会社 自動車およびその制御方法
DE102005049092B4 (de) 2005-10-13 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einspuren des Starterritzels eines Starters in den Anlasserzahnkreis einer Brennkraftmaschine beim Auslaufen der Brennkraftmaschine
JP5428765B2 (ja) * 2009-11-02 2014-02-26 株式会社デンソー 内燃機関の自動停止始動制御装置
JP5330961B2 (ja) * 2009-11-02 2013-10-30 富士重工業株式会社 エンジンの制御装置
US8141534B2 (en) 2010-02-03 2012-03-27 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for assisted direct start control
DE102010040562B4 (de) * 2010-09-10 2022-02-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Wiederstart einer Brennkraftmaschine
FR2964707B1 (fr) * 2010-09-14 2012-09-28 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede d'autorisation d'engagement d'un demarreur avec un moteur et vehicule comprenant un calculateur pour la mise en ?uvre de ce procede

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101852160A (zh) * 2009-01-21 2010-10-06 株式会社电装 用于在满足发动机重起条件时重起内燃机的系统
CN102011667A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 株式会社电装 用于在发动机再起动条件满足时再起动内燃发动机的系统
CN102785662A (zh) * 2011-05-17 2012-11-21 三菱电机株式会社 发动机自动停止再起动装置
WO2013031432A1 (ja) * 2011-08-30 2013-03-07 三菱電機株式会社 エンジン始動装置およびエンジン始動方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014135483A (ru) 2016-03-20
GB2517752B (en) 2020-04-01
GB201315501D0 (en) 2013-10-16
RU2684155C2 (ru) 2019-04-04
GB2517752A (en) 2015-03-04
DE102014217067B4 (de) 2023-01-05
CN104421090B (zh) 2018-08-07
DE102014217067A1 (de) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8494711B2 (en) Automated start-stop systems and methods for internal combustion engines
CN105909395B (zh) 一种控制发动机的停止和启动的方法
RU2652268C2 (ru) Способ управления пуском и остановкой двигателя транспортного средства и система управления двигателем
WO2011089818A1 (ja) 車両のための制御装置及び方法
US8831815B2 (en) Method of diagnosing a starter relay failure using synchronized state machine
US20170282888A1 (en) Initiating preparations for engine autostop prior to vehicle stop
KR20140147357A (ko) 하이브리드 차량의 시동모터 고장시 엔진 시동 방법 및 시스템
KR101283044B1 (ko) 하이브리드 차량의 변속기어단 고장시 차량 구동원 제어방법
CN105465352B (zh) 一种自动变速器系统的自动变速器自动启停控制方法
EP2818691B1 (en) Engine startup device of idling-stop vehicle
CN104421090A (zh) 控制用于起动机动车辆发动机的起动机马达啮合的方法
CN104989537A (zh) 一种混合动力发动机防熄火控制方法
KR20130029879A (ko) 하이브리드 차량의 페일 세이프티 제어 방법
US8876659B2 (en) Engine start control device
KR101776524B1 (ko) 엔진클러치 체결상태 판단방법
CN113550833B (zh) 一种基于油液平衡的挖掘机发动机初启动转速控制方法
RU2490532C2 (ru) Способ и устройство для определения состояния коробки передач, а также автотранспортное средство, содержащее такое устройство
CN102818012B (zh) 一种用于控制离合器啮合的方法和装置
US8433464B2 (en) Method for simplifying torque distribution in multiple drive systems
JP2004324446A (ja) エンジン始動装置
EP1520163B1 (en) A method and computer program for identifying a fault in an engine
WO2016194605A1 (ja) 車両用エンジン始動装置
KR102026278B1 (ko) 열 엔진의 차단 제어 방법
CN202250409U (zh) 节气阀装置
KR101664706B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant