CN106536917B - 用于起动内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于起动内燃机的方法，该方法是对作用在该内燃机的驱动轴上的电动机的使用，该方法包括在关闭发动机时启用的定位步骤以及在起动控制之后启用的开启步骤，其中，所述定位步骤包括：向前转动过预定向前转动角度；检测随后的可能的失速状态，在否定情形下，通过附加的向前转动直至到达预定最大向前转动角度；逆向转动过预定角度；以及检测随后的可能的失速状态，在否定情形下，通过附加的逆向转动直至到达预定最大逆向转动角度。

Description

用于起动内燃机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于起动内燃机的方法，该方法使用作用在内燃机的驱动轴上的电动机。
背景技术
该方法尤其有利于执行起动发动机的程序，其中，设置有当车辆静止时发动机自动关闭，并且优选地，该方法适合于用于诸如摩托车之类机动车辆的单缸马达，这类机动车辆中，显然甚至用作发电机的电动机直接地装配在驱动轴上。
在该构造中，人们试图优化尺寸和电动机为了能够执行其功能而须施加的转矩。
为该目的，当须重新起动马达时、即当马达随着车辆停止而关闭时，使用重新起动程序以使得电动机转动，从而将气缸内部的活塞布置在需要用于重新起动的最低可能转矩的位置中，并考虑了后者(位置设置)须在极短的瞬时期间发生并且绝对地避免活塞在气缸内部失速。
美国专利Nr.5,458,098 A描述了针对汽车型多缸马达所设计的此种类型程序。
一般而言，电动机在该阶段以受限的转矩转动，因而，通过使驱动轴向前和向后转动，活塞无法超出与压缩阶段相对应的上死点。
在上述文献中，在每次停车时执行向后转动，所述逆向转动将活塞从最近的压缩阶段移开：从该点开始，电动机向前转动用以起动，通过重新起动发动机，即使转矩由于从更为接近的阶段起动而还未足以超出最近的压缩阶段，在向前转动期间积累的动能也允许超出最近的压缩阶段。
假定活塞事先并未防止逆向转动，则逆向转动执行预先建立的转动角度(在具有四个气缸的发动机情形中是π/4，其中，每转动π/2就存在一个压缩阶段)或者执行预先建立的转动时间。
然而，在单缸发动机中，相邻的压缩阶段之间就转动角度而言隔开2π的角度，因而难以建立固定的角度和/或逆向转动时间来确保执行重新起动。
甚至在美国专利Nr.5,713,320 A中描述了一种类似于前述程序的程序，其中，电动机以低功率逆向地转动，直到到达最近的压缩阶段(位置)。
欧洲专利Nr.1,046,813描述了一种逆向转动程序，其中，提供传感器的介入，从而检测在逆向转动程序期间的摩擦，以了解逆向转动何时可以停止。
然而，会注意到，该类传感器必须是开启系统的附加部件，且为所要管理的额外资源。
另一方面，欧洲专利Nr.1,233,175描述了一种使用传感器的程序，该传感器能够检测驱动轴的角向位置，因而对前述文献的评论对其也是有效的。
类似地，欧洲专利Nr.1,321,666也描述了一种程序，其中，检测的是施加至曲轴的逆向转动角度。
欧洲专利申请Nr.1,365,145的程序类似于在所提及的文献中描述的那些程序。
在欧洲专利Nr.1,375,907的程序中，为了了解何时必须中断逆向转动，因而通过要求附加传感器的存在来检测曲轴的速度而非曲轴的位置。
另一方面，美国专利6,877,470描述了一种程序，其中，在逆向转动之前，进行向前转动直至压缩阶段为止，从而确实能够使用已完成的逆向转动量。然而，该程序设计用于汽车领域，其中涉及小转动和高转矩。
欧洲专利申请Nr.1,055,816 A1描述了一种程序，其中，为了能够执行重新起动，须通过高精度地获知发动机角向位置来进行定位。
发明内容
作为本发明的基础的技术问题包括提供一种开启方法，该开启方法允许消除参考现有技术所提到的上述缺陷。
此类问题通过上文所说明的起动方法来解决，该起动方法包括在关闭发动机时启用的定位步骤以及在起动控制之后启用的开启步骤，所述定位步骤包括：
·向前转动过预定向前转动角度；
·检测随后的可能的失速状态，在否定情形下，通过附加的向前转动直至到达预定最大向前转动角度；
·逆向转动过预定逆向转动角度；以及
·检测随后的可能的失速状态，在否定情形下，通过附加的逆向转动直至到达预定最大逆向转动角度。
根据本发明的起动方法的主要优点包括，即使使用在最大转矩和尺寸方面最优的电动机，也允许确保起动。
事实上，逆向转动起动位置和结束位置通过随后满足以下两个条件中的至少一个来确定：一个条件与可能导致的失速有关，而另一条件与最大转动角度的性能有关。
如在下文中将变得清楚的，为了确定这些条件，并不需要将附加的传感器用于监控电动机的单元。
附图说明
下文将参考附图，根据通过示例提供而并非出于限制目的的本发明的优选实施例的示例来描述本发明，附图中：
图1示出了执行根据本发明的起动方法的开启系统的图；
图2示出了框图，说明了在根据本发明的起动方法中的定位策略；以及
图3示出了框图，说明了在根据本发明的重新起动方法中的开启策略。
具体实施方式
通过参考图1，呈现的是适合于执行根据本实施例的起动方法的开启系统。
该开启系统包括无刷类型的永磁三相电动机(三相机器)，该三相电动机由致动装置(马达驱动器)驱动，该致动装置则接收来自电池的电流。
致动装置和电池均由监控电动机的单元(EMU)所管理，该监控电动机的单元预先设置成接收来自合适的输入的、用于开启发动机的命令(起动命令)。在特定的情形中，该输入能接收由以下方式产生的信号：通过按钮、通过转动钥匙、通过打开用以供给来自加速器的燃料的系统的节流阀、通过换档或者通过检测由驾驶员在加速器的命令、踏板或旋钮上施加的起动信号等等。
后两种类型的起动信号是那些用在如下情形中的信号：即发动机和开启系统预先设置成使得在车辆每次停车时或者在每次停车超出特定持续时间时关闭发动机，从而当驾驶员表示出继续运行的意图时自动地再次开启发动机，就像该发动机之前未被关闭那样。
发动机监控单元(EMU)接收来自一个或多个特定传感器(电流传感器)的与供给至电动机的电流相关的信息；该发动机监控单元还接收表示电动机的转子相对于定子的相对位置的脉冲。
在本实施例中，这种脉冲是由电动机的定子的相位传感器(位置传感器)产生的相位脉冲，这些相位传感器也就是定子所配备的具有霍尔效应的三个传感器。
电动机直接地借助曲轴机械地连接至内燃机，该曲轴与电动机的轴重合。
此外，电动机的定子甚至配备有特定的传感器，该特定的传感器提供表示转子相对于定子的转动方向的信号。
例如，由包括两个具有霍尔效应的子传感器的传感器所产生的这种信号不连接至监控电动机的单元，而是连接至用于监控内燃机的单元(ECU)，该用于监控内燃机的单元调节内燃机的电力供给、也就是火花塞，以及可燃混合物的供给。
通过参考本实施例，这种开启系统预先设置成用于大体摩托车类型的四冲程单缸马达。
另一方面，通过参考图2，具体描述了发生在马达关闭之后、即当车辆停车时的第一定位步骤。
这种定位步骤包括使得电动机第一次向前转动过第一预定向前转动角度。该转动使得内燃机的活塞接近其后续压缩阶段，理想的是，可以远隔包括在0°至720°之间的转动角度。
所述第一次向前转动的第一预定角度可包括在350°至700°之间，优选地是550°。
如果在该转动期间电动机到达失速位置、即如果活塞到达压缩阶段，则监控电动机的单元(EMU)通过电流强度传感器或者通过会过早地中断的相位脉冲计数来检测失速，并在此时点处，电动机准备好受控进行逆向转动。
在否定的情形下，如果未检测到可能的失速状态，则电动机由该电动机的监控单元(EMU)控制进行附加的向前转动，直至到达预定最大向前转动角度为止。
这种最大向前转动通过由所述相位传感器所检测出的N个相位脉冲来确定。脉冲数N的选择使得确保了转动角度能确切地达到向前压缩阶段。
优选地，N包括在35至70之间，例如等于55。
为了满足该第二条件，定位步骤包括逆向转动，该逆向转动以与针对向前转动所描述的模式类似的模式发生。
首先，执行第一次逆向转动，以转过优选地包括在350°至700°之间的、例如是550°的第一预定逆向转动角度，且如果如前描述的用于监控电动机的单元(EMU)检测到到达失速状态，则电动机准备好进行后续的开启阶段。
在否定的情形下、即如果并未检测到失速，则电动机由该电动机的监控单元(EMU)控制进行附加的逆向转动，直至到达预定最大逆向转动角度为止。
再者，该最大逆向转动角度对应于由所述相位传感器所检测到的相位脉冲数M，从而确保失速。优选地，M包括在35至70之间，例如是55。
为了满足该第二条件，定位步骤已结束且开启系统准备好执行后续开启阶段(图3)。
甚至开启阶段也遵循与之前所描述模式类似的模式。
首先，通过以最大转矩致动电动机来控制该电动机向前(转动)，而之前转动中的条件则并非是确实必需的。
如果之前执行的定位是正确的且如果所有其它环境条件允许，则发动机通过越过后续压缩阶段而开启。
会注意到，在该阶段，监控内燃机的单元(ECU)基于由方向传感器所接收的信号而授权开启火花塞和混合物供给，而不通过监控电动机的单元管理该信息。
如果发动机未开启，则该发动机会处于附加失速的状态中。在该情形中，借助之前针对定位步骤所描述的仅逆向转动来重复定位程序。
然而，会注意到，在该逆向转动期间，即使在可能到达压缩阶段时，借助由所述方向传感器所接收的信号，监控内燃机的单元(ECU)也会直接地抑制火花塞和混合物供给的开启。
在甚至可能执行第二预定逆向转动角度的逆向转动结束时，再次执行开启阶段，并重复持续，直至开启为止或者直至执行预定尝试次数X为止，在尝试次数X结束时，系统将发出故障情况的信号。
对于上述用于起动内燃机的方法，本领域技术人员为了满足附加且不确定的需求可引入若干附加的修改和变型，然而，所有这些修改和变型均在由所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种用于起动内燃机的方法，所述方法是对作用在所述内燃机的驱动轴上的电动机的使用，所述方法包括在关闭发动机时启用的定位步骤以及在起动控制之后启用的开启步骤，其特征在于，所述定位步骤包括：
·向前转动过预定向前转动角度；
·检测随后的可能的失速状态，在所述失速状态中，活塞到达压缩阶段，在肯定情形下，监控电动机的单元(EMU)通过电流强度传感器或者通过会过早地中断的相位脉冲计数来检测失速，并在此时点处，电动机准备好受控进行逆向转动，在否定情形下，通过附加的向前转动直至到达预定最大向前转动角度；
·逆向转动过预定角度；以及
·检测随后的可能的失速状态，在肯定情形下，电动机准备好进行后续的开启阶段，在否定情形下，通过附加的逆向转动直至到达预定最大逆向转动角度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述失速状态由发动机监控单元(EMU)检测，所述发动机监控单元通过电传感器接收关于对所述电动机的电流供给信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述失速状态由发动机监控单元(EMU)检测，所述发动机监控单元通过电流传感器接收关于对所述电动机的电流供给信息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述失速状态由发动机监控单元(EMU)检测，所述发动机监控单元接收由所述电动机的定子的相位传感器所检测到的关于相位脉冲数的信息。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电动机的定子配备有传感器，所述传感器提供表示转子相对于所述定子的转动方向的信号，所述信号被发送至用于监控所述内燃机的单元(ECU)，从而调节所述内燃机的电力供给以及调节可燃混合物的供给。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述内燃机的电力供给是火花塞的电力供给。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一次向前转动的所述预定向前转动角度在350°至700°之间。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述最大向前转动角度通过由相位传感器所检测出的相位脉冲数N来确定。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一次逆向转动的预定逆向转动角度在350°至700°之间。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述最大逆向转动角度通过由相位传感器所检测出的相位脉冲数M来确定。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开启步骤提供向前转动，以确定所述内燃机的起动。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：当未实施起动，则藉由之前针对所述定位步骤所描述的仅一个逆向转动来重复定位程序，直至开启为止或者直至执行预定尝试次数X为止，在所述尝试次数X结束时，系统将发出故障情况的信号。
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