CN104976011A - 发动机起动装置 - Google Patents

发动机起动装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104976011A
CN104976011A CN201510149749.7A CN201510149749A CN104976011A CN 104976011 A CN104976011 A CN 104976011A CN 201510149749 A CN201510149749 A CN 201510149749A CN 104976011 A CN104976011 A CN 104976011A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
rotating speed
speed
described motor
engine
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
CN201510149749.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104976011B (zh
Inventor
藤田达也
村田光广
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN104976011A publication Critical patent/CN104976011A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104976011B publication Critical patent/CN104976011B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506—Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1012—Engine speed gradient
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848—Circuits or control means specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0851—Circuits 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
    • F02N11/0855—Circuits 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/067—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement the starter comprising an electro-magnetically actuated lever
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022—Engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/10—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to driver demands or status
    • F02N2200/102—Brake pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明提供一种发动机起动装置，其包括起动机，起动机包括构造成产生旋转力的马达和构造成将马达的旋转力传递至齿圈的小齿轮。起动机构造成使发动机以特定的转速增大速率起动以使发动机的转速增大至等于或大于450rpm的预定转速。该装置还包括点火正时设定器和发动机速度预测器，点火正时设定器构造成设定下述点火正时：在该点火正时，发动机的燃烧室中的燃料被点火，同时发动机的转速在发动机通过起动机的起动期间或在发动机通过起动机的起动终止之后的发动机的滑行期间增大，发动机速度预测器构造成基于特定的转速增大速率来预测发动机在点火正时的转速。

Description

发动机起动装置
技术领域
本发明涉及一种发动机起动装置。
背景技术
用于起动发动机的常规技术使用惯性啮合式起动机来使发动机起动直至达到处于低的发动机速度范围(≤400rpm)内的发动机的预定转速N0，并且在达到发动机的转速N0之后，将发动机的转速随着燃烧室中的燃烧而增大至怠速。通常，如图4中所示，将发动机的转速增大至怠速需要多次燃料喷射和点火(在柴油发动机的情况下需要多次燃料喷射)。例如，分别在第一气缸、第三气缸、第四气缸以及第二气缸中顺序地执行第一次燃料喷射和点火、第二次燃料喷射和点火、第三次燃料喷射和点火以及第四次燃料喷射和点火。
关于燃烧室中的燃烧，根据废气排放和燃料经济性理想燃料喷射量随着发动机的转速的增大而减小。超过理想燃料喷射量的燃料喷射量将导致过量燃料的富油燃烧或缸内喷射，这导致差的燃料经济性以及恶化的废气排放。因此，需要预测发动机在点火时、更具体地在汽油发动机的情况下的点燃时或在柴油发动机的情况下的燃料喷射时的转速，并且需要设定与发动机的预测转速对应的燃料喷射量。
对于汽油发动机而言，设定燃料喷射量，随后喷射所设定量的燃料并且点燃所喷射的燃料。因此，需要预测发动机在点火时的转速并且设定与发动机的预测转速对应的燃料喷射量。
然而，以上常规技术需要进行多次点火直至达到怠速为止。另外，如下所述，预测发动机在每个点火正时的转速是非常困难的。
当在第一次点火时没有发生第一次燃烧时，起动机通过对发动机施加扭矩而继续使发动机起动。因此，第二次点火在发动机的起动期间即在发动机的转速处于低的转速范围时发生。
当在第一次点火时发生第一次燃烧时，发动机的起动在起动机的单向离合器的动作下终止，并且发动机的转速随着燃烧而增大。第二次点火在发动机的转速通过燃烧而增大期间发生，这导致与当在第一次点火时没有发生第一次燃烧时相比燃料喷射量减小。
第二次点火时的燃料喷射量在第二点火正时之前进行设定。然而，在设定第二次点火时的燃料喷射量时，还不知道在第一次点火时是否已经发生第一次燃烧。因此，准确地预测发动机在第二次点火时的转速变得困难。
常规地，作为失效保护，第二次点火时的燃料喷射量在没有预测发动机在第二次点火时的转速的情况下设定成略大的燃料喷射量，以使得即使在第一次点火时没有发生第一次燃烧的情况下较大的燃料喷射量也能够引起第二次燃烧。当第一次燃烧在第一次点火时发生时，这种常规技术导致差的燃料经济性以及恶化的废气排放。
另外，预测发动机在发动机的起动终止之后的在点火时的转速需要预测由于燃烧而造成的发动机的转速的增大速率，这使得难以预测发动机在发动机的起动终止之后的在点火时的转速。即，难以预测发动机在下述时间段期间的转速：该时间段从达到发动机的在发动机的起动终止时的预定转速N0(在较低的转速范围中)时至达到怠速时。由于发动机在点火时的转速因而很可能被低估，因此燃料喷射量将不可避免地被高估，这导致发动机的转速过调至怠速以上，如图4中所示。
也就是说，通过用于起动发动机的常规技术来预测发动机在发动机的转速增大期间的在点火时的转速是非常难的，这不可避免地导致控制成使得发动机在点火时的转速被低估并且因此燃料喷射量被高估，这会导致转速过调超过怠速、差的燃料经济性以及恶化的废气排放。
日本专利No.4973595公开了一种用于校正初始燃料喷射量的技术。然而，该技术未公开准确地预测发动机在点火时的转速以设定与发动机的预测转速对应的燃料喷射量。此外，日本专利No.4973595未公开设定与发动机在发动机的转速增大期间的在点火时的转速对应的燃料喷射量。
鉴于前述事项，本发明的示例性实施方式涉及提供这样一种发动机起动装置：该发动机起动装置能够准确地预测发动机在点火时的转速并且喷射适量的燃料以使发动机的转速增大至怠速。
发明内容
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种发动机起动装置，该发动机起动装置包括起动机，该起动机包括构造成产生旋转力的马达和构造成将马达的旋转力传递至齿圈的小齿轮。起动机构造成使发动机以特定的转速增大速率起动以使发动机的转速增大至等于或大于450rpm的预定转速。该装置还包括点火正时设定器和发动机速度预测器，该点火正时设定器构造成设定下述点火正时：在该点火正时，发动机的燃烧室中的燃料被点火，同时发动机的转速在发动机通过起动机的起动期间或在发动机通过起动机的起动终止之后的发动机的滑行期间增大，该发动机速度预测器构造成基于该特定的转速增大速率来预测发动机在点火正时的转速。
这允许发动机起动直至发动机的转速达到较高的发动机速度范围为止，该范围的下限等于或大于接近怠速的450rpm。因此，在大多数情况下，不需要重复点火来起动发动机。这是因为发动机继续起动直至达到怠速或直至大约达到怠速前不久为止。反之，通过常规的技术，借助于连续的点火通过燃烧达到怠速。
另外，在发动机的转速在发动机通过起动机的起动期间或在发动机通过起动机的起动终止之后的发动机的滑行期间增大的同时，燃烧室中的燃料被点火，这允许根据发动机的起动期间的转速增大速率来准确地预测点火正时的转速。因此，本实施方式的发动机起动装置能够喷射适量的燃料以使发动机的转速增大至怠速。
附图说明
图1A是根据本发明的一个实施方式的发动机起动装置的框图；
图1B是图1A中示出的发动机起动装置的电子控制单元(ECU)的原理框图；
图2是发动机的转速、小齿轮转速、马达驱动电流以及燃料喷射量的时间图；
图3是发动机起动过程的流程图；以及
图4是根据现有技术的发动机的转速、小齿轮转速以及燃料喷射量的时间图。
具体实施方式
现在参照附图，其中，贯穿这些视图相同的附图标记表示相似或相同的部件，并且更具体地，参照附图中的图1A、图1B、图2和图3，其示出了用于起动发动机2的装置1。发动机2可以是多缸发动机。装置1在下文中也被称为发动机起动装置。
如图1A中所示，应用于装备有用于对发动机2的停机及重新起动进行自动控制的怠速停止系统的车辆的发动机起动装置1包括用于起动发动机2的起动机3和用于控制起动机3和点火器(未示出)的操作的电子控制单元(ECU)4。
本实施方式的发动机2是火花点火式汽油发动机。
起动机3是能够使发动机旋转至发动机2的怠速以上速度的惯性啮合式起动机，并且起动机3包括马达7、小齿轮8、电磁开关9等。
马达7是直流(DC)换向器马达，该直流(DC)换向器马达包括由永磁体(或磁场线圈)形成的场(未示出)、电枢以及电刷(未示出)，永磁体(或磁场线圈)设置在还用作框架的磁轭的内周上，电枢具有设置在电枢轴的外周上的换向器(未示出)，电刷设置在换向器的外周上。马达7能够旋转至怠速以上的速度。
为设置于马达7的输出轴上的小的齿轮的小齿轮8与齿圈11啮合以将马达7的旋转力传递至发动机2的与齿圈11连接的曲轴12。
电磁开关9不仅用作用于经由变速杆(未示出)朝向齿圈11推动小齿轮8以使得小齿轮8与齿圈11接合的小齿轮推动装置，而且还用作用于使马达7通电及断电的通电电路内的马达开关。在电磁开关9中，用于朝向齿圈11推动小齿轮8的螺线管与用于接通及关断马达7的通电电流的螺线管可以是彼此相同或彼此不同的。
电子控制单元(ECU)4用作起动机控制装置以基于来自用于检测发动机的转速(也称为发动机速度)的发动机速度传感器13、起动开关(未示出)、制动传感器(未示出)等的信号来控制起动机3的通电。
发动机起动装置1构造成操作马达7使得小齿轮8与齿圈11接合从而使发动机2起动，以及使小齿轮8与齿圈11断开接合或使马达7断电从而终止发动机2的起动。
即，根据起动发动机2的命令，ECU 4将起动机3置于驱动接通状态以使发动机2起动。
驱动接通状态是指下述状态：该状态使得小齿轮8在被推向齿圈11之后与齿圈11接合并且使得马达7处于通电状态，马达7的旋转力从而传递至曲轴12。
用于起动发动机2的命令可以作为来自起动开关的表示起动开关已在发动机2停机的同时被接通的信号而被发给ECU(起动机控制单元)4。在装备有怠速停止系统的车辆中，当通过解除制动来退出怠速停止(或怠速关闭)时，发动机重新起动。因此，起动发动机2的命令也可以作为来自制动传感器的表示制动已被操作解除的检测信号而被发给ECU(起动机控制单元)4。当制动在减慢至发动机2的自动停止期间被操作解除时，ECU 4同样被命令重新起动发动机2。
当满足关于终止发动机的起动的预定条件时，ECU 4使小齿轮8从接合位置返回至初始位置从而使小齿轮8与齿圈11断开接合或使马达7断电，从而终止发动机2的起动，即，ECU 4将起动机3置于驱动关断状态。
(特征)
在本实施方式中，起动机3使发动机2以特定的转速增大速率(或转动的加速度)起动直至达到等于或大于450rpm的预定转速N1为止。在达到怠速之前，发动机的起动在预定转速N1处终止。该特定的转速增大速率设定成使得在发动机2的起动的终止之后的发动机2的滑行期间，发动机的转速能够从预定转速N1(等于或大于450rpm，并且小于怠速)继续增大预定的时间量。作为示例，发动机的转速通过起动机3使发动机2起动而在0.3秒内大致线性地增大至600rpm(作为预定转速N1)。即，该特定的转速增大速率是2000rpm/s。在该示例中，在发动机2的起动的终止之后的发动机2的滑行期间，发动机的转速能够从预定转速N1继续大致线性地增大一段特定时间。
以上特定的转速增大速率还设定成使得在发动机2的起动期间，即使当发动机的转速随着发动机2在发动机2的起动期间的抖动(pumping)而突然增大时，起动机3的旋转力也能够继续从小齿轮8传递至齿圈11。
在低的转速增大速率的情况中，如图4中所示，在发动机的转速随着发动机2的抖动而突然增大时的发动机2的起动的初期(例如，大约直至三个气缸的活塞顺序地移动通过其相应的上止点(TDC)，如下所述)，小齿轮8可能与齿圈11断开接合，这使得起动机3的扭矩不能够从小齿轮8传递至齿圈11。这种现象称为“扭矩损失”。当这种扭矩损失发生时，如图4中所示，即使在发动机2的起动期间，发动机的转速仍可能超过小齿轮8的转速。
然而，在本实施方式中，基于事先获得的发动机2的转速增大速率与发动机2的抖动的现有知识，发动机2可以以比已知的发动机2的转速增大速率更大的转速增大速率起动。
通过发动机起动装置1，在发动机2的起动期间，多个气缸的活塞移动通过其相应的TDC。例如，在本实施方式中，如图2中所示，第一气缸的活塞、第三气缸的活塞、第四气缸的活塞以及第二气缸的活塞以这种顺序移动通过其相应的TDC。在发动机2的起动期间，第一气缸的活塞、第三气缸的活塞以及第四气缸的活塞移动通过其相应的TDC。
转速随着第一气缸的活塞、第三气缸的活塞以及第四气缸的活塞以这种顺序移动通过其相应的TDC而线性地增大。即，如图2中所示，第一气缸、第三气缸以及第四气缸在TDC处的转速位于为直的、单调增大线的近似线或拟合线X上。在本实施方式中，近似线X的斜率提供转速增大速率。例如，如上所述，转速增大速率(即，近似线X的斜率)是2000rpm/s。
如下所述，ECU 4包括点火正时设定器401和发动机速度预测器402(参见图1B)。
点火正时设定器401构造成设定下述点火正时：在该点火正时，燃烧室中的燃料被点火，同时发动机的转速在发动机2通过起动机3的起动期间或在发动机2通过起动机3的起动终止之后的发动机2的滑行期间增大。
在发动机2是汽油发动机的本实施方式中，点火正时是以下点燃正时：在该点燃正时，燃烧室中的燃料通过诸如火花塞的点火器被点燃或产生火花。
在发动机2是柴油发动机的某些其他实施方式中，在燃料喷射到燃烧室中的同时，燃料在燃烧室中被点火。即，点火正时与燃料喷射正时是相同时间。
在本实施方式中，例如，在发动机2从其静止状态在起动开始之后，第一点火正时Tc可以设定成下述特定正时：该特定正时是发动机2的起动开始之后的、和在随着发动机2的起动终止之后的发动机2的滑行而转速增大期间的预定时间。第一点火正时Tc根据环境条件、发动机状态、起动机3的电池状态等来设定。在一些其他的实施方式中，第一点火正时Tc可以在发动机通过起动机的起动期间。
发动机速度预测器402构造成基于发动机2起动期间的转速增大速率来预测发动机在点火正时Tc的转速Nc。
例如，发动机速度预测器402构造成事先获得在发动机2起动期间的作为预定函数的转速增大速率，并且根据发动机2起动期间的转速增大速率来计算发动机在点火正时Tc的转速Nc。
在本实施方式中，例如，点火正时Tc设定成接近第二气缸的TDC(TDC#2)。如上所述，由于转速随着第一气缸的活塞、第三气缸的活塞以及第四气缸的活塞以这种顺序移动通过其相应的TDC而线性地增大，因此能够根据转速增大速率来容易地并且准确地计算接近第二气缸的TDC处的发动机转速。即，发动机速度预测器402构造成事先获得作为预定函数的如上所述定义的近似线X，该近似线X近似地表示从发动机2的起动开始所经过的时间与发动机的转速之间的关系，并且发动机速度预测器402基于近似线X来计算发动机在点火正时Tc的转速Nc。
应当注意的是，转速增大速率(近似线X的斜率)可以随着根据电池状态等的对马达7施加的电压的变化而略微地变化。因此，转速增大速率可以基于电池状态来校正。
现在将参照图3的流程图对发动机起动过程进行说明。
首先，在步骤S1中，当起动开关接通或解除制动操作以退出怠速停止时，起动命令变为接通并且接着将起动机3置于驱动接通状态。即，开始通过起动机3使发动机2起动。
随后，在步骤S2中，以上述方式根据转速增大速率预测发动机在点火正时Tc的转速Nc。
在步骤S3中，根据当前的进气量预测在点火正时Tc的缸内空气量。
在步骤S4中，基于所预测的发动机转速Nc以及所预测的缸内空气量来计算适当的燃料喷射量。
在步骤S5中，喷射计算量的燃料。
在步骤S6中，判断是否达到转速N1。如果确定达到转速N1，则在步骤S7中使发动机2的起动终止。
在步骤S8中，燃烧室中的燃料通过点火器被点燃(即，点火)。
(优点)
在本实施方式中，起动机3使发动机2以特定的转速增大速率起动直至达到等于或大于450rpm的预定转速N1为止。本实施方式的发动机起动装置1包括点火正时设定器401，该点火正时设定器401构造成设定下述点火正时Tc：在该点火正时，发动机2的燃烧室中的燃料被点火，同时转速在发动机2通过起动机3的起动期间或在发动机2通过起动机3的起动终止之后的发动机2的滑行期间增大。本实施方式的发动机起动装置1还包括发动机速度预测器402，该发动机速度预测器402构造成基于发动机2起动期间的转速增大速率来预测发动机在点火正时Tc的转速Nc。
这允许发动机2起动直至发动机的转速达到高的发动机速度范围，该范围的下限等于或大于接近怠速的450rpm。因此，在大多数情况下，不需要重复点火来起动发动机。这是因为发动机2继续起动直至达到怠速或直至大约达到怠速前不久为止。反之，通过常规技术，借助于接受的点火通过燃烧来达到怠速。
在转速在发动机2通过起动机3的起动期间或在发动机2通过起动机3的起动终止之后的发动机2的滑行期间增大的同时，燃料在燃烧室中进行点火，这允许根据发动机2起动期间的转速增大速率来准确地预测点火正时Tc的转速Nc。因此，本实施方式的发动机起动装置1能够喷射适量的燃料以使发动机的转速增大至怠速。
另外，特定的转速增大速率设定成使得在发动机2的起动期间，即使当发动机的转速随着发动机2在发动机2的起动期间的抖动而突然增大时，起动机3的旋转力也能够继续从小齿轮8传递至齿圈11。
通过这种构型，能够避免易于在发动机2的起动的初期发生的扭矩损失，其中，扭矩损失是使得发动机的转速略微地超过小齿轮8的转速的现象。因此，能够准确地预测在发动机2的起动期间的发动机转速，并且能够减少由于齿圈11与小齿轮8之间的跳齿(jumping teeth)引起的接合声。
在本实施方式中，在发动机2的起动期间，转速随着第一气缸的活塞、第三气缸的活塞以及第四气缸的活塞以这种顺序顺序地移动通过其相应的TDC——即，TDC#1、TDC#3、TDC#4——而线性地增大。
这允许根据TDC#1、TDC#3以及TDC#4处的转速来容易地并且准确地预测发生在接近下一个TDC处——即，TDC#2——的点火时的转速。
在本实施方式中，马达7是直流(DC)马达。这允许转速容易地并且线性地增大，从而允许容易地并且准确地预测转速。
(改型)
在上述实施方式中，从发动机2的起动开始时所经过的时间与发动机的转速之间的关系是线性关系，使得发动机2的转速随着从发动机2的起动开始时所经过的时间的增加而线性地增大，这种关系能够通过近似线X来表示。替代性地，从发动机2的起动开始时所经过的时间与发动机的转速之间的关系可以是能够通过拟合曲线来表示的非线性关系。
在上述实施方式中，ECU 4(具体地，发动机速度预测器402)构造成事先获得作为预定函数的发动机速度增大速率。替代性地，ECU 4(具体地，发动机速度预测器402)可以构造成使用发动机速度传感器13来检测燃料喷射量设定正时Tb之前的TDC处的转速(参见图2)，基于所检测到的TDC处的转速来计算转速增大速率，并且基于所计算的转速增大速率来预测在点火正时Tc(接近随后的TDC)的转速Nc。
即，例如，第一气缸的在TDC处的转速和第三气缸的在TDC处的转速可以通过发动机速度传感器13来检测。点火正时Tc的转速Nc可以基于根据检测到的第一气缸的在TDC处的转速和第三气缸的在TDC处的转速而计算出的转速增大速率来计算出。
常规的起动机3包括单向离合器，该单向离合器不仅用于将马达7的旋转力传递至小齿轮8，而且还用于隔断从小齿轮8至马达7的旋转力传递。
在以上实施方式中，由于发动机2的起动在点火前终止，因此马达7不太可能通过发动机2来转动。因此，不需要单向离合器。在发动机的起动在点火之后终止的某些实施方式中，起动机3可以包括单向离合器。

Claims (7)

1.一种发动机起动装置(1)，包括：
起动机(3)，所述起动机(3)包括构造成产生旋转力的马达(7)和构造成将所述马达(7)的旋转力传递至齿圈(11)的小齿轮(8)，所述起动机(3)构造成使发动机(2)以特定的转速增大速率起动以使所述发动机(2)的转速增大至等于或大于450rpm的预定转速(N1)；
点火正时设定器(401)，所述点火正时设定器(401)构造成设定下述点火正时(Tc)：在所述点火正时(Tc)，所述发动机(2)的燃烧室中的燃料被点火，同时所述发动机(2)的转速在所述发动机(2)通过所述起动机(3)的起动期间或在所述发动机(2)通过所述起动机(3)的起动终止之后的所述发动机(2)的滑行期间增大；以及
发动机速度预测器(402)，所述发动机速度预测器(402)构造成基于所述特定的转速增大速率来预测所述发动机在所述点火正时(Tc)的转速(Nc)。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述特定的转速增大速率设定成使得在所述发动机的起动终止之后、在达到所述发动机的怠速之前的所述发动机(2)的滑行期间，所述发动机的转速能够从所述预定转速(N1)继续增大预定的时间量。
3.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述特定的转速增大速率设定成使得在所述发动机(2)的起动期间，即使当所述发动机的转速在所述发动机的起动期间随着所述发动机的抖动而突然增大时，所述起动机(3)的旋转力也能够继续从所述小齿轮(8)传递至所述齿圈(11)。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的装置(1)，其中，
所述发动机(2)是包括多个气缸的多缸发动机，
所述多个气缸中的至少两个气缸的活塞在所述发动机的起动期间顺序地移动通过相应气缸的上止点(TDC)，
根据从所述发动机(2)的起动开始所经过的时间与所述发动机(2)的转速之间的特定关系，所述发动机(2)的转速随着所述至少两个气缸的活塞顺序地移动通过其相应的上止点而增大，以及
所述点火正时设定器(401)构造成基于从所述发动机(2)的起动开始所经过的时间与所述发动机(2)的转速之间的所述特定关系来预测所述发动机(2)在所述点火正时(Tc)的转速。
5.根据权利要求4所述的装置(1)，其中，从所述发动机(2)的起动开始所经过的时间与所述发动机(2)的转速之间的所述特定关系是线性关系，使得所述发动机(2)的转速随着从所述发动机(2)的起动开始所经过的时间的增加而线性地增大。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的装置(1)，其中，所述点火正时(Tc)设定成在所述发动机的转速随着在所述发动机的起动终止之后的所述发动机的滑行而增大期间的特定正时。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的装置(1)，其中，所述马达(7)是直流马达。
CN201510149749.7A 2014-04-01 2015-04-01 发动机起动装置 Active CN104976011B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014075438A JP6264158B2 (ja) 2014-04-01 2014-04-01 エンジン始動装置
JP2014-075438 2014-04-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104976011A true CN104976011A (zh) 2015-10-14
CN104976011B CN104976011B (zh) 2018-04-17

Family

ID=54067087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510149749.7A Active CN104976011B (zh) 2014-04-01 2015-04-01 发动机起动装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10132283B2 (zh)
JP (1) JP6264158B2 (zh)
CN (1) CN104976011B (zh)
DE (1) DE102015104941A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111946474A (zh) * 2020-07-31 2020-11-17 东风汽车集团有限公司 直喷汽油机发动机起动控制方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6504006B2 (ja) * 2015-09-29 2019-04-24 株式会社デンソー エンジンの制御装置
JP6610470B2 (ja) 2016-08-30 2019-11-27 株式会社デンソー エンジン始動装置
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
CN114046721B (zh) * 2021-11-10 2022-08-02 中国农业大学 一种在线测量玉米花丝生长速率的仪器和方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000217314A (ja) * 1999-01-26 2000-08-04 Mitsubishi Electric Corp スタ―タ
US20040084907A1 (en) * 2002-11-05 2004-05-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus and method for preventing an overshoot in the rotation speed of an internal-combustion engine
US20080022958A1 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Nissan Motor Co., Ltd. Engine start control apparatus and method
CN101267972A (zh) * 2005-12-19 2008-09-17 丰田自动车株式会社 动力输出装置、装载有该装置的车辆和该装置的控制方法
WO2013030971A1 (ja) * 2011-08-31 2013-03-07 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
CN103047033A (zh) * 2011-10-12 2013-04-17 三菱自动车工业株式会社 发动机的起动控制装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0350380A (ja) * 1989-07-18 1991-03-04 Yamaha Motor Co Ltd 自動二輪車用エンジンの始動装置
JP2002188549A (ja) * 2000-12-20 2002-07-05 Tokyo Gas Co Ltd エンジン及びその始動方法
JP3721987B2 (ja) 2000-12-26 2005-11-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置
JP2003035243A (ja) * 2001-07-23 2003-02-07 Toyota Motor Corp エンジンの始動制御装置
JP4973595B2 (ja) 2008-05-21 2012-07-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関装置および内燃機関の始動制御方法
JP5040834B2 (ja) * 2008-07-04 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッドシステムのエンジン始動制御装置
JP4735737B2 (ja) * 2009-05-20 2011-07-27 株式会社デンソー エンジン停止始動制御装置
JP5624065B2 (ja) * 2012-01-06 2014-11-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の回転速度予測制御装置及びアイドルストップ制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000217314A (ja) * 1999-01-26 2000-08-04 Mitsubishi Electric Corp スタ―タ
US20040084907A1 (en) * 2002-11-05 2004-05-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus and method for preventing an overshoot in the rotation speed of an internal-combustion engine
CN101267972A (zh) * 2005-12-19 2008-09-17 丰田自动车株式会社 动力输出装置、装载有该装置的车辆和该装置的控制方法
US20080022958A1 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Nissan Motor Co., Ltd. Engine start control apparatus and method
WO2013030971A1 (ja) * 2011-08-31 2013-03-07 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
CN103047033A (zh) * 2011-10-12 2013-04-17 三菱自动车工业株式会社 发动机的起动控制装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111946474A (zh) * 2020-07-31 2020-11-17 东风汽车集团有限公司 直喷汽油机发动机起动控制方法
CN111946474B (zh) * 2020-07-31 2021-10-15 东风汽车集团有限公司 直喷汽油机发动机起动控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015104941A1 (de) 2015-10-01
JP2015197067A (ja) 2015-11-09
US20150275837A1 (en) 2015-10-01
CN104976011B (zh) 2018-04-17
JP6264158B2 (ja) 2018-01-24
US10132283B2 (en) 2018-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9494123B2 (en) System for cranking internal combustion engine by engagement of pinion with ring gear
US8671903B2 (en) System for restarting internal combustion engine when engine restart condition is met
US8036815B2 (en) System for restarting internal combustion engine when engine restart request occurs
CN102345548B (zh) 通过小齿轮与环形齿轮的接合来启动内燃发动机的系统
JP5108040B2 (ja) エンジン自動停止再始動装置
CN104976011A (zh) 发动机起动装置
US9631596B2 (en) Engine starting device and engine starting method
JP5470241B2 (ja) 車両の制御装置
JP6198971B2 (ja) エンジン始動装置
CN104728013A (zh) 发动机起动装置
CN107795423B (zh) 发动机起动系统
US20140336909A1 (en) System and method of using rotational speed predictions for starter control
US10024293B2 (en) System for controlling torque applied to rotating shaft of engine
JP6253544B2 (ja) 内燃機関の自動停止／再始動制御システム
JP2017166376A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2016160819A (ja) クランキング時間の判定システム
JP2014101846A (ja) 内燃機関の制御装置
CN109869235A (zh) 用于对具有起/停-自动装置的内燃机进行降低排放的运行的方法
JP2019060298A (ja) 車両制御装置
JP2017141694A (ja) 駆動システム、および、駆動システムの制御方法

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