CN106555724A - 发动机控制装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种发动机控制装置，该发动机控制装置与配备有发动机和发动机启动器的系统一起使用。该发动机启动器包括电机，由该电机驱动的小齿轮、和小齿轮移位器，该小齿轮移位器将该小齿轮推动到该小齿轮与环齿轮可接合的位置，该环齿轮耦接到发动机。该发动机控制装置确定脉动参数，该脉动参数表示发动机的速度的脉动分量或与该脉动分量关联的值。该发动机控制装置工作以通过小齿轮移位器推动该小齿轮来建立与环齿轮的接合，并且然后旋转电机来转动发动机的曲柄。该发动机控制装置相关于脉动参数修改曲柄转动终止时间。这将发动机启动时的小齿轮和环齿轮之间发生的机械噪声最小化。

Description

发动机控制装置

技术领域

本公开一般涉及发动机控制装置，所述装置用于配备有发动机和发动机启动器的系统中，所述启动器包括电机和小齿轮，由电机产生的扭矩传送到所述小齿轮以便启动发动机。

背景技术

例如，日本专利第一公开No.2002-188549教示了一种发动机控制装置，该发动机控制装置设计为减少内燃机的启动时发生的机械噪声。该发动机控制装置工作来将发动机速度提高到给定的参考速度，然后点燃发动机内的燃料来启动该发动机。该参考速度被固定在一值，该值高于发动机稳定操作的速度范围的最小值。

此申请的发明人已经面对一缺点，在该缺点中，当参考速度被固定时，在发动机的曲柄轴的速度由发动机的曲柄转动而被提升的同时引起的噪声可能增加。因此，有改善降低当发动机启动时所产生的噪声的空间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种设计为减少发动机启动时所发生的机械噪声的发动机控制装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种与配备有发动机和发动机启动器的系统一起使用的发动机控制装置。该发动机启动器包括：电机，该电机通电以产生扭矩；小齿轮，由电机产生的扭矩传送到该小齿轮；以及小齿轮移位器，该小齿轮移位器将小齿轮推动到该小齿轮与环齿轮可接合的位置，该环齿轮与发动机的曲柄轴耦接。该发动机控制装置包括脉动判定器和曲柄转动控制器。该脉动判定器工作以确定脉动参数，该脉动参数表示包含在发动机的转速中的脉动分量和与该脉动分量关联的值中的一个。该曲柄转动控制器工作以使用小齿轮移位器推动该小齿轮来建立与环齿轮的接合，然后旋转电机以转动发动机的曲柄。曲柄转动控制器相关于脉动参数修改当发动机启动器用来转动发动机的曲柄的曲柄转动操被终止时的曲柄转动终止时间。

通常，在曲柄转动操作期间，发动机速度包含脉动分量。该脉动分量依据冲入发动机汽缸的气体量而改变。发动机速度的脉动分量越大，作用在环齿轮和小齿轮上的扭矩的程度就越大，这将导致机械噪声。具体地，与当脉动分量小时相比，脉动分量的增加将导致压缩发动机的汽缸中的气体所需要的力的程度增加。这导致作用在小齿轮和环齿轮之间的接触上的大程度的扭矩，并且还可导致小齿轮和环齿轮的相对弹跳，因此产生由环齿轮和小齿轮之间的碰撞引起的机械噪声。

在发动机的高速范围中，脉动分量越大，机械噪声将越大。因此，当脉动分量大时，在曲柄转动操作的结束时，发动机速度优选地为低。

为了减轻上述问题，发动机控制装置设计为相关于脉动参数改变或确定曲柄转动终止时间，所述脉动参数为包含在发动机速度中的脉动分量或与该脉动分量关联的值。这实现了在曲柄转动操作终止时利用脉动参数的增大来降低发动机速度，因此将在发动机启动时在环齿轮和小齿轮之间发生的机械噪声最小化。

如上文描述的，该脉动参数可以为包含在发动机的速度中的脉动分量。

该脉动参数可以可替代地为递送到发动机的燃烧室中的进气量。

包含在发动机的速度中的脉动分量与供应到燃烧室中的进气量直接地关联。这是因为进气量越大，由燃烧室中的气体的压缩或膨胀引起的燃烧室中的压力的变化越大。发动机控制装置能够在不使用发动机的速度的情况下确定曲柄转动终止时间。

上述系统可以配备有连接到发动机燃烧室的进气通道和进气量调节器，该进气量调节器被操作来调节通过进气通道递送到燃烧室的进气量。发动机控制装置还包括操作设备，该操作设备操作进气量调节器来调节曲柄转动操作期间的进气量。

曲柄转动操作期间的进气量越小，包含在发动机的速度中的脉动分量就越小，并且在曲柄转动操作的启动和当脉动参数到达阈值时之间所消耗的时间的长度越短。因此，曲柄转动终止时间随着到燃烧室的进气量的减少而拖延，同时将机械噪声保持在降低的水平，由此能够在曲柄转动操作的结束时增加发动机的速度。这使启动发动机所需的燃料量降低。为此目的，发动机控制装置可以配备有进气量调节器来调节曲柄转动操作期间的进气量。

该发动机控制装置也可包括曲柄转动终止判定器、终止控制器、和切换判定器。曲柄转动终止判定器工作以判定：在曲柄转动操作的启动之后，脉动参数是否增加到大于或等于给定阈值。当曲柄转动终止判定器决定脉动参数大于或等于给定阈值时，终止控制器终止曲柄转动操作。切换判定器决定脉动参数是否已经大于或等于给定值，该给定值小于该给定阈值。操作设备操作进气量调节器来使在从曲柄转动操作的启动到切换判定器决定脉动参数已经大于或等于给定值的时段中递送到燃烧室中的进气量大于在从切换判定器决定脉动参数已经大于或等于给定值到切换判定器决定脉动参数已经大于或等于阈值的时段中递送到燃烧室中的进气量。

在环齿轮和小齿轮之间发生的且由发动机速度的脉动分量导致的机械噪声通常随着发动机速度的增加而增加。

在发动机启动的前半段时间中，发动机的速度通常低，从而使得当增加供应到燃烧室的进气量以便快速启动发动机时，上述噪声不会不期望地高。相反，在发动机启动的后半段时间中，发动机的速度高。因此，优选地降低递送到燃烧室的进气量以便降低机械噪声。

基于上述事实，发动机控制装置定义小于所述阈值的给定值，并且工作来控制进气量调节器的操作来使在从曲柄转动操作的启动到切换判定器决定脉动参数已经大于或等于给定值的时段中递送到燃烧室中的进气量大于在从当切换判定器决定脉动参数已经大于或等于给定值到切换判定器决定脉动参数已经大于或等于阈值的时段中递送到燃烧室中的进气量。这实现发动机的快速启动，并且降低环齿轮和小齿轮之间发生的机械噪声。

进气量调节器可以包括布置在进气通道中的节流阀设备和可变阀定时设备中的至少一者，该可变阀定时设备工作以修改布置在发动机中的进气阀的阀定时。

发动机控制装置也可以包括子判定器，该子判定器判定在曲柄转动操作的启动之后，脉动参数是否大于或等于基准值。当脉动参数由子判定器判定为大于或等于基准值时，曲柄转动控制器在发动机的燃烧室中点燃空气-燃料混合物后终止曲柄转动操作，而当脉动参数由子判定器判定为小于基准值时，曲柄转动控制器在发动机的燃烧室中点燃空气-燃料混合物之前终止曲柄转动操作。

当包含在发动机的速度中的脉动分量为大时，它将使发动机的速度紧接在曲柄转动操作的启动之后降低脉动分量的振幅。这会导致启动发动机所需的燃料量的缺少，从而致使发动机中的不点火。因此，优选地，当发动机的速度的脉动分量为大时，在空气-燃料混合物在发动机中被点燃之后，终止曲柄转动操作。

为了缓解上述问题，发动机控制装置工作来：当脉动参数被判定为大于或等于基准值，从而意味着脉动分量为大时，在发动机的燃烧室中点燃空气-燃料混合物之后终止曲柄转动操作。这消除了发动机中的不点火的风险，并且确保启动发动机的稳定性。

可替代地，当脉动参数被判定为小于基准值，从而意味着脉动分量为小时，发动机控制装置在发动机的燃烧室中点燃空气-燃料混合物之前终止曲柄转动操作。在空气-燃料混合物被点燃之前可以终止曲柄转动操作的原因是因为：与当脉动分量大时相比，当脉动分量小时，计算启动发动机所需的燃料的量是容易的。上述的曲柄转动终止的调整避免了不期望地增加开始燃烧燃料所需的燃料，并且缩短了曲柄转动操作所需的时间。

可以设计发动机启动器以使得从发动机启动器开始转动发动机的曲柄到发动机的速度到达给定速度的时段小于或等于预先选择的时段。该给定速度定义为低于发动机的空转速度。曲柄转动终止判定器工作以判定：在曲柄转动操作的启动之后，脉动参数是否增加到大于或等于给定阈值。当曲柄转动终止判定器决定脉动参数大于或等于给定阈值时，终止控制器终止曲柄转动操作。该给定阈值设置为一范围的最小值，在该范围中，在发动机启动器开始转动发动机的曲柄后，脉动参数被允许在预先选择的时段中改变。

如上文所述的，低于发动机的空转速度的发动机的速度定义为给定速度。启动器被设计成使得从发动机启动器开始转动发动机的曲柄时到发动机的速度到达给定速度的时段小于或等于预先选择的时段。

该给定阈值设置为该范围的最小值，在该范围中，在发动机启动器开始转动发动机的曲柄后，脉动参数被允许在预先选择的时段中改变。这使启动器转动发动机的曲柄的时间随着脉动分量的增加而被缩短，由此降低了在曲柄转动操作的终止时的发动机的速度。

附图说明

根据下文给出的详细描述和本发明的优选实施例的附图，将更全面地理解本发明，然而，这些详细描述和附图不应将本发明限制到具体的实施例，而仅仅是出于说明和理解的目的。

在附图中：

图1是示出了根据第一实施例的发动机控制装置的结构视图，该发动机控制装置与配备有内燃机和发动机启动器的汽车一起使用；

图2是由图1的发动机控制装置执行的启动控制程序中的逻辑步骤的序列的流程图；

图3是展示在图1的发动机控制装置中，如何确定用于终止曲柄转动操作的阈值的曲线图；

图4是表示在曲柄转动的终止时的发动机速度和递送到发动机的进气量之间关系的曲线图；

图5是示出燃料增加范围和燃料不增加范围的曲线图，在燃料增加范围中要求增加喷射到发动机中的燃料的量，在燃料不增加范围中不需要增加喷射到发动机中的燃料的量；

图6(a)展示了发动机速度的变化；

图6(b)表示递送到发动机中的进气量的变化；

图6(c)表示发动机启动器被驱动的状态的转变；

图6(d)表示流经发动机启动器的电机的电流的变化；

图7是在第二实施例中的由发动机控制装置执行的启动控制程序中的逻辑步骤的序列的流程图；

图8是在第三实施例中的由发动机控制装置执行的启动控制程序中的逻辑步骤的序列的流程图；

图9(a)展示了发动机速度的转变；

图9(b)展示了当发动机速度的脉动分量小时的发动机启动控制；

图10(a)展示了发动机速度的转变；

图10(b)展示了当发动机速度的脉动分量大时的发动机启动控制；

图11(a)展示了在第四实施例中的如空气流量计所测量的进气量的转变；和

图11(b)展示了在第四实施例中的发动机启动控制中供应到发动机的进气量的转变。

具体实施方式

第一实施例

下文将要参考附图描述第一实施例，在该实施例中，发动机控制装置与诸如汽车的车辆一起使用，该车辆配备有作为主要功率源工作的多缸四循环发动机(例如，四缸四循环发动机)。

如图1所示，该车辆配备有发动机10、启动器30(在下文中也称为发动机启动器)、和作为发动机控制装置工作的ECU(电子控制单元)50。在发动机10此实施例中是火花点火汽油内燃机。发动机10具有进气通道11，空气流量计12安装在该进气通道11中。空气流量计12作为进气气流传感器工作，来测量每单位时间的进气量。进气通道11还在其内安装节流阀14，该节流阀14位于空气流量计12的下游并且由节流阀致动器13驱动来调节进气通道11中流动路径的面积。节流阀致动器13例如由DC电机来实现。如通过节流阀14被吸入的空气通过发动机10的进气口被递送到每一个缸中的燃烧室10a。发动机10的每个进气口内在其中安装了燃料喷射器15，该燃料喷射器15将燃料喷进燃烧室10a。

发动机10具有安装在其每个进气口中的进气阀16和安装在其每个排气口中的排气阀。当进气阀16打开时，它将使进气被吸入到燃烧室10a。当排气阀17打开时，它将使燃料燃烧产生的废气排入排气通道18。发动机10的曲柄轴19的转动将使进气凸轮轴和排气凸轮轴(未示出)旋转。进气阀16和排气阀17然后由安装在进气凸轮轴和排气凸轮轴上的凸轮往复运动。排气通道18拥有设置于其中的诸如三元催化转换器的催化剂，来控制来自发动机10的废气排放。

进气阀16在其上安装有可变的阀定时设备20，其工作来修改进气阀的提起的定时(下文也称为开闭或阀定时)。类似的，排气阀17在其上安装有排气阀设备21，其工作来修改排气阀的开闭定时。具体地，可变阀定时设备20修改曲柄轴19相对于进气凸轮轴的相对旋转的相位。排气阀设备21修改曲柄轴19相对于排气凸轮轴的相对旋转的相位。可变阀定时设备20和排气阀设备21例如由液压致动的可变气定时机制来实现。在此实施例中，可变阀定时设备20、节流阀致动器13和节流阀14中的至少一个或其结合用作进气量调节器。节流阀致动器13和节流阀14的结合在下文中也称为节流阀设备。

在此实施例中，针对从给定最滞后角到提前角侧上的角位置来调整进气阀16的开闭定时。针对提前角侧的这种调整的度数定义为进气阀提前角。具体地，进气阀提前角在初始状态(其中可变阀定时设备20不处于操作中)中设置为0℃A，并且通过可变阀定时设备20的操作被修改到提前角侧。例如，进气阀提前角在0℃A(即，最滞后角)到40℃A的范围内选择。针对从给定最滞后角到滞后角侧上的角位置来调整排气阀17的开闭定时。针对滞后角侧的这种调整的的度数定义为排气阀滞后角。具体地，排气阀滞后角在初始状态(其中排气阀设备21不处于操作中)中设置为0℃A，并且通过排气阀设备21的操作被修改到滞后角侧。例如，排气阀滞后角在0℃A(即，最提前角)到40℃A的范围内选择。

发动机10的汽缸头在其中安装火花塞22，每个汽缸一个。通过点火线圈(未示出)，在期望的点火定时处，对火花塞22施加高电压。此类高电压的施加将在每个火花塞22的中心电极和接地电极之间创建火花来点燃燃烧室10a中的空气-燃料混合物以便其燃烧。这在曲柄轴19上产生扭矩，该扭曲进而被传送到驱动轮(未示出)。

启动器30用作小齿轮推式发动机启动设备，并且其配备有小齿轮31、电机32、和电磁致动器33。电机32工作以旋转小齿轮31。电磁致动器33工作来在小齿轮的轴向方向上推动小齿轮31。电机32经由电机通电继电器34电连接至电池35。当安装在电机通电继电器34上的开关被接通，电力从电池35供应到电机32。电机驱动继电器36连接到电机通电继电器34的线圈，并且响应于电信号而接通或断开电机通电继电器34。具体地，电机驱动继电器36响应于接通信号来接通电机通电继电器34的开关，以便提供来自电池35的电力来使电机32旋转。

电磁致动器33包括柱塞37、线圈38、和复位弹簧39。柱塞37通过杠杆将驱动力传送到小齿轮31。当被激励时，线圈38在其轴向方向上吸引柱塞37。电磁致动器33经由小齿轮驱动继电器40电连接至电池35。响应于与输入到电机驱动继电器36的电信号无关的电信号，小齿轮驱动继电器40接通或断开。换言之，由电机32驱动的小齿轮31的旋转和由电磁致动器33驱动的小齿轮31的推动运动被彼此独立地达成。电磁致动器33作为小齿轮移位器来工作。

小齿轮31在接合位置和脱离位置之间可移动，在该接合位置小齿轮31与耦接曲柄轴19的环齿轮23啮合，在该脱离位置小齿轮31从环齿轮23脱离。具体地，当线圈38处于不通电状态，复位弹簧39将小齿轮31保持在脱离位置。当ECU 50输出接通信号来接通小齿轮驱动继电器40，线圈38被来自电池35的电力激励，由此使柱塞37在其轴向方向上逆着复位弹簧39产生的反应压力被吸引，以便将小齿轮31推向环齿轮23。接着，当小齿轮31的外周上的每个齿进入在环齿轮23的外周上的相应相邻的两个齿之间时，其达成了小齿轮31和环齿轮23之间的机械接合。在此接合中，电机32的通电使小齿轮31转动来将环齿轮23转动，由此转动发动机10的曲柄。

之后，当ECU 50输出断开信号来断开小齿轮驱动继电器40时，来自电池35的电力停止供应到线圈38，以使得柱塞37被复位弹簧39施加的恢复力移动，由此使小齿轮31离开环齿轮23。

电机32产生的扭矩通过单向离合器41传送到小齿轮31。单向离合器41工作以仅将由小齿轮31施加在环齿轮23上的扭矩从电机32传送到环齿轮23，并且空转来阻止由曲柄轴19的旋转产生的并且施加到小齿轮31上的扭矩的传送。

曲柄角传感器24布置在曲柄轴19附近，来测量曲柄轴19的角位置(通常称为曲柄角)。曲柄角传感器24和空气流量计12的输出信号被输入到ECU 50。指示节流阀14的开启位置的信号和车辆驾驶员请求启动发动机10的指示点火开关的接通和断开状态的信号IG也被输入到ECU 50。ECU 50主要通过由CPU、ROM和RAM组成的微计算机实现，并且执行以程序形式在ROM中存储的控制任务，来执行对于发动机10的自动发动机停止和重启控制(也被称作空转停止控制)和燃烧控制。自动的发动机停止和重启控制是为了在给定的停止条件在发动机10运转期间满足时自动停止发动机10，并且在给定的重启条件满足时自动地重启发动机10。

通常，当启动器30转动发动机10的曲柄时，发动机10的速度以短周期变化和振荡。发动机速度的此振荡分量在本公开中也称为脉动分量。如后文详细描述的ECU 50作为脉动判定器工作以计算脉动参数，该脉动参数表示包含在发动机10的速度中的脉动分量和与脉动分量相关的值中的一个。

为曲柄轴19的旋转速度的发动机速度包含脉动分量。发动机10的每个缸循环地经受燃烧室10a的压缩和膨胀。发动机速度的脉动分量越大，环齿轮23的旋转速度的脉动分量就越大，由此导致施加在环齿轮23和小齿轮31上的增加程度的扭矩，这可能导致在环齿轮23和小齿轮31之间发生机械噪声。具体地，当脉动分量增加时，可能导致小齿轮跟随环齿轮23的旋转的故障，换言之，由小齿轮31的速度与环齿轮23的速度的偏差引起小齿轮31和环齿轮23的接合齿的相对弹跳，由此生成了由环齿轮23和小齿轮31之间的碰撞引起的机械噪声。为了降低此类噪声，ECU 50作为曲柄转动控制器工作来控制发动机10的启动操作，以便在曲柄转动操作的最终阶段通过增加递送到燃烧室10a的进气量来降低发动机10的速度。在曲柄转动操作的最终阶段通过增加进气量来降低发动机10的速度的一个示例将在下文描述。

图2是由ECU 50执行的启动控制程序中的逻辑步骤的序列的流程图。

在进入该程序后，例程前进到步骤S10，在该步骤中确定燃料喷射器15是否已经停止喷射燃料。如果获得“是”回答，则例程前进到步骤S12，在该步骤中确定是否已经作出启动发动机10的启动请求。在此实施例中，当车辆的驾驶者已经开启点火钥匙，或当自动发动机停止和重启控制确定已经作出发动机重启条件时，确定已经作出启动请求。

如果在步骤S12获得“是”回答，其意味着已经作出启动请求，那么例程前进到步骤S14，在该步骤中电机驱动继电器36和小齿轮驱动继电器40被接通以致动启动器30，由此开始转动发动机10的曲柄。在此实施例中，在当启动器30开始转动发动机10的曲柄且当在发动机10中首次点燃燃料之间的时段，节流阀14保持在预先选择的开启位置。进气阀16和排气阀17的开启定时和关闭定时被固定在预先选择的定时。

例程前进到步骤S16，在此步骤中判定空气进入量Gr是否已经大于给定的阈值Gth，所述空气进入量是由空气流量计12测量的进气的体积。在步骤S16中的判定是为了判定曲柄转动操作是否应该被终止。ECU 50作为脉动分量判定器和曲柄转动终止判定器工作，来执行步骤S16中的操作。

如何选择阈值Gth将在下文中参照图3做出描述。

图3展示了在曲柄转动操作启动后发动机速度NE和空气进入量中的转变。图3中的发动机速度NE是从中移除了脉动分量的发动机10的旋转速度。

图3中，时间t1是当开始执行启动器30的曲柄转动操作的时间。时间t2是当发动机速度NE到达给定速度Nα(例如，450rpm)的时间。如图3所示，从启动器30开始转动发动机10的曲柄起直到发动机速度NE到达给定速度Nα的时段Tα小于或等于一给定值(例如，0.3秒)。例如，时段Tα设置为短于上述的初始状态中的给定值(例如，0.2秒)，在所述初始状态中，例如，电池35完全充满电，并且启动器30和电池35还未老化。

阈值Gth设置为低于一范围的下限(即，最小值)Gmin，其中，流过进气通道11的进气量被允许在启动器30开始转动发动机10的曲柄后的时段Tα中改变。阈值Gth由实验确定。在图3中，值Gmax是该范围的上限或最大值，其中，流过进气通道11的进气量被允许在启动器30开始转动发动机10的曲柄后的时段Tα中改变。

阈值Gth的使用降低了环齿轮23和小齿轮31之间产生的机械噪声。具体地，环齿轮23和小齿轮31之间发生且由发动机速度NE的脉动分量导致的机械噪声通常随着发动机速度NE的增加而增加。曲柄转动操作的开始和当空气进入量Gr超出阈值Gth时之间消耗的时间长度随着实际吸入发动机10的进气量的增加而减少，以使得如图4所展示的，在曲柄转动操作结束时的发动机速度NE被降低。因此，曲柄转动操作的开始和当空气进入量Gr超出阈值Gth时之间的时间通过增加实际的进气量而被缩短，以使得在曲柄转动操作结束时的发动机速度NE将降低，因此导致上文所述噪声的减少。

发动机速度的脉动分量中的降低将导致环齿轮23的旋转的稳定性，如通过小齿轮23的旋转所达成的，这降低了噪声，即便当发动机速度在曲柄转动操作的结束时增大。

如图5所展示的，给定速度Nα被设置为高于处于燃料增加范围S1和燃料非增加范围S2之间的边界处的中间速度Nmin，并且同时低于发动机10的空转速度Nid，在所述燃料增加范围S1中，要求增加在发动机10的启动时喷射到发动机10中的燃料的量，在所述燃料非增加范围S2中，不需要增加喷射到发动机10中的燃料的量。燃料增加范围S1和燃料非增加范围S2将被讨论。作为在发动机10中首次燃烧燃料所要求的燃料量的发动机启动喷射量Qinj被设置为随着发动机速度NE的增加而更小。发动机启动喷射量Qinj随着处于高于中间速度Nmin的范围中的发动机速度NE的增大而降低的量设置为小于发动机启动喷射量Qinj随着处于低于中间速度Nmin的范围中的发动机速度NE的增大而降低的量。

参考图2，如果在步骤S16中获得“是”回答，则例程前进到步骤S18，在该步骤中电机驱动继电器36和小齿轮驱动继电器40被断开以停用启动器30，由此终止曲柄转动操作。在此实施例中，ECU 50作为终止控制器工作来执行步骤S18的操作。

在步骤S18之后，例程前进到步骤S20，在该步骤中ECU 50执行燃料喷射控制和点火控制来将燃料通过燃料喷射器15喷射到发动机10中并且通过火花塞22在发动机10中点燃燃料。

图6(a)到6(d)展示了由ECU 50所执行的发动机启动控制来启动发动机10的示例。图6(a)表示发动机速度NE的变化。图6(b)表示进气量Gr的变化。图6(c)表示启动器30被驱动的状态的转变。图6(d)表示流经电机32的电流的变化。实线指示进入发动机10的进气量较大的情况，而点划线指示进入发动机10的进气量较小的情况。

在示出的示例中，当实际吸入发动机10的进气量较大时，在时间t1处的曲柄转动操作的开始之后进气量Gr逐渐地增加。在当进气量Gr到达阈值Gth的时间t2处，曲柄转动操作终止。

可替代地，当实际吸入发动机10的进气量较小时，如图6(b)中可见，时间t1之后进气量Gr增加的速率小于当进气量较大时的速率。因此，在时间t2随后的时间t3处，进气量Gr到达阈值Gth，以使得曲柄转动操作终止。如上文所描述的，ECU 50作为曲柄转动控制器工作，其还包括曲柄转动终止判定器，所述曲柄转动终止判定器用于判定：随着吸入发动机10的进气量的增加，曲柄转动终止信号应该更早地被输出到启动器30。该曲柄转动控制器也配备有曲柄转动启动判定器，其工作以将曲柄转动启动信号输出到启动器30。所述曲柄转动终止判定器决定当空气进入量Gr在曲柄转动启动判定器将曲柄转动启动信号输出到启动器30之后到达阈值Gth的时间，作为当曲柄转动终止信号应该被输出到启动器30的曲柄转动终止时间。吸入发动机10的进气量的测量通过进气气流传感器(即，空气流量计12)使用已知的技术来实现。

上文的实施例提供了如下的优点。

在曲柄转动操作开始后，当空气进入量Gr被确定为已经超出阈值Gth时，ECU 50终止启动器30的曲柄转动操作。这使在曲柄转动操作结束时的发动机速度NE能够随着发动机10的速度中实际包含的脉动分量的增加而降低，由此减少环齿轮23和小齿轮31之间发生的噪声。

第二实施例:

将对于其自身和第一实施例之间的差异在下文描述第二实施例。本实施例的ECU50的设计有所改变，即，相关于发动机10的速度中包含的脉动分量而不是空气进入量Gr来确定曲柄转动终止时间。

图7是由第二实施例中的ECU 50执行的启动控制程序中的逻辑步骤的序列的流程图。如在图2中所采用的，相同步骤编号将指代相同的操作，并且其详细的解释将在这里省略。

在启动器30接通的步骤S14后，例程前进到步骤S22，在该步骤中计算发动机速度NE中包含的脉动分量的振幅ΔN。如图6(a)中可见，在开始曲柄转动操作之后发动机速度NE提升的同时，可由发动机速度NE的最小值N1和最大值N2之间的差异导出脉动分量的振幅ΔN。例如，每次发动机速度NE的最小值N1和最大值N2出现时，振幅ΔN可以被更新。替代地，每次发动机速度NE的最小值N1和最大值N2出现时，已经导出的最小值N1和最大值N2之间的差异可以求平均，作为振幅ΔN的值。以上述方式获得的脉动分量的振幅ΔN在开始曲柄转动操作之后随着时间的流逝逐渐地增加。使用曲柄角传感器24的输出以已知的方式计算发动机速度NE。

在步骤S22中，判定脉动分量的振幅ΔN是否大于或等于阈值Δth。阈值Δth由实验预先确定。在步骤S22中的操作是为了判定曲柄转动操作是否应该被终止。阈值Δth被设为一范围的最小值，在该范围中发动机10的速度的脉动分量的振幅通常在曲柄转动操作开始后在上述的时段Ta中变化。如果在步骤S22中获得“是”回答，意味着振幅ΔN大于或等于阈值Δth，则例程前进到S18。

第二实施例也能够在发动机启动时降低上述的噪声。通常，当发动机10的速度的脉动分量大的时候，难以精确地确定进入发动机10的进气量。此实施例由于脉动分量的振幅ΔN的使用对于此类情况是有用的，并且此实施例在精确地推导发动机10的速度的脉动分量来确定曲柄转动终止时间方面是有效的。

第三实施例

将对于其自身和第一实施例之间的不同在下文描述第三实施例。本实施例的ECU50被设计成：当发动机10的速度中所包含的脉动分量大时，在燃烧室10a中点燃空气-燃料混合物之后停用启动器30来终止曲柄转动操作。

图8是由第三实施例中的ECU 50执行的启动控制程序中的逻辑步骤的序列的流程图。如在图2中所采用的，相同步骤编号将指代相同的操作，并且其详细的解释将在这里省略。

在启动器30接通的步骤S14后，例程前进到步骤S24，如在第一实施例中已经解释的，在该步骤中，判定发动机速度NE是否高于或等于中间速度Nmin。ECU 50作为子判定器工作来执行步骤S24中的操作。中间速度Nmin也称为设置速度。如果在步骤S24中获得“是”回答，则例程前进到步骤S26，在该步骤中，判定空气进入量Gr是否大于或等于给定基准值Gα。此操作用来判定发动机速度NE中所包含的脉动分量的振幅是否大于预先选择的基准振幅。该基准值Gα设置为经实验确定的固定值。例如，基准值Gα被选择为一范围中的中间值，在该范围中吸入发动机10的进气量通常变化，直到发动机速度NE到达上文所述初始状态中的中间值Nmin。

如果在步骤S26中获得“是”回答，则例程前进到步骤S28，在该步骤中ECU 50执行燃料喷射控制和点火控制来将燃料通过燃料喷射器15喷射到发动机10中并且通过火花塞22在发动机10中点燃燃料。接着，例程前进到步骤S30，在该步骤中决定是否已经在发动机10中首次点燃燃料。可以使用发动机速度NE来作出此判定。如果获得“是”回答，意味着燃料已经被首次点燃或点火，则例程前进到步骤S32，在该步骤中电机驱动继电器36和小齿轮驱动继电器40被断开来终止曲柄转动操作。

停用启动器30以便在燃料喷射控制和点火控制被启动以点燃发动机10中的混合物之后停止曲柄转动操作是为了避免发动机10中的不点火。具体地，当包含在发动机10的速度中的脉动分量大时，在曲柄转动操作开始之后，紧接在空气进入量Gr到达阈值Gth后使发动机的速度降低脉动分量的振幅。在空气进入量Gr到达阈值Gth时终止曲柄转动操作可以因此导致喷射到发动机10中的燃料的量缺少，这致使发动机10中的不点火。为了缓解此问题，本实施例的ECU 50执行步骤S26到32中的操作以当包含在发动机10的速度中的脉动分量大时，在发动机10中点燃混合物后终止曲柄转动操作。

可替代地，如果在步骤S26中获得“否”回答，意味着空气进入量Gr小于基准值Gα，则例程前进到步骤S34,其中判定空气进入量Gr是否已经大于阈值Gth。此判定是来确定曲柄转动操作是否应该被终止。如果在步骤S34中获得“是”回答，则例程前进到步骤S36，其中电机驱动继电器36和小齿轮驱动继电器40被断开来终止曲柄转动操作。例程然后前进到步骤S38，在该步骤中ECU 50执行燃料喷射控制和点火控制来将燃料通过燃料喷射器15喷射到发动机10中并且通过火花塞22在发动机10中点燃燃料。

如果在步骤S26中获得“否”回答，则在终止曲柄转动操作后开始在燃料喷射控制和点火控制的事实将缩短转动发动机10曲柄的时间。具体地，当包含在发动机10的速度的脉动分量的振幅小时，喷射到发动机10中的燃料的量被精确地计算，由此减少了动机10中的不点火的风险。当在曲柄转动操作期间停用启动器30时，由于曲柄轴19的惯性，发动机10的速度将短暂地继续升高。因此，当脉动分量的振幅小时，甚至当在燃料点燃之前终止曲柄转动操作时，也有可能实现发动机10中的燃料的初始点火。因此，曲柄转动操作提前停止，由此缩短了激活启动器30来启动发动机10的时间。

由此实施例的ECU 50来执行启动控制操作来控制发动机10的启动的示例将参考图9(a)和9(b)以及10(a)和10(b)在下文描述。图9(a)和10(a)展示了发动机速度NE的转变。图9(b)和10(b)展示了流经电机32的电流的转变。图9(a)和9(b)示出包含在发动机10的速度中的脉动分量较小的情况，而图10(a)和10(b)示出包含在发动机10的速度中的脉动分量大于图9(a)和9(b)中的脉动分量的情况。

将首先描述脉动分量较小的情况。在图9(a)和9(b)的示例中，在开始曲柄转动操作之后的时间t1之前，确定空气进入量Gr小于基准值Gα。接着，在时间t1处，确定空气进入量Gr已经到达阈值Gth，以使得曲柄转动操作被终止。然后ECU 50启动燃料喷射控制和点火控制。在时间t2处，燃料的初始点火在发动机10中发生。

将首先描述脉动分量较大的情况。在图10(a)和10(b)的示例中，在开始曲柄转动操作之后，确定空气进入量Gr大于或等于基准值Gα。随后ECU 50启动燃料喷射控制和点火控制。在时间t1处，燃料的初始点火在发动机10中发生。在时间t2处，确定初始点火已经发生，并且曲柄转动操作被终止。

如上述讨论所示，此实施例的发动机控制装置能消除当包含在发动机10的速度中的脉动分量大时，在发动机10的启动时的发动机10中的不点火的风险。

第四实施例

第四实施例将对于其自身和第一实施例之间的不同在下文描述。本实施例的ECU50设计为：在曲柄转动操作的开始与结束之间的时段中，调节递送到发动机10的燃烧室10a的进气量。如何调节进气量将参考图11(a)和图11(b)描述。图11(a)展示了如空气流量计12所测量的空气进入量Gr的转变。图11(b)展示了供应到燃烧室10a的空气进入量Sp的转变。

当启动器30开始转动发动机10的曲柄的时间t1和当ECU 50确定空气进入量Gr已经增加为大于或等于给定值Gβ(Gβ小于阈值Gth)的时间t2之间的时段被定义为第一时段TL1。时间t2与当ECU 50确定空气进入量Gr已经到达阈值Gth时的时间t3之间的时段定义为第二时段TL2。本实施例中的ECU 50设计为控制节流阀14和可变阀定时设备20的操作，以便使第一时段TL1中的每单位时间递送到燃烧室10a的进气量大于在第二时段TL2中的进气量。具体地，ECU 50控制节流阀14在第二时段TL2中拥有比在第一时段TL1中拥有的开启位置更小的开启位置。另外，ECU 50也控制可变阀定时设备20，以便进气阀16在第二时段TL2拥有比第一时段TL1中的进气阀提前角更小的进气阀提前角。换言之，ECU 50控制可变阀定时设备20的操作来延迟当进气阀16在第二时段TL2开启的时间，以晚于进气阀16在第一时段TL1开启的时间。ECU 50作为切换判定器和操作设备来工作。

在时间t3后，ECU 50控制节流阀14和可变阀定时设备20的操作，以便使每单位时间递送到燃烧室10a的进气量大于在时段TL2中每单位时间递送到燃烧室10a的进气量。

本实施例的发动机控制装置也能降低环齿轮23和小齿轮31之间发生的噪声，并且确保在快速启动发动机10中的稳定性。由包含在发动机10的速度中的脉动分量引起的噪声随着发动机10的速度的增大而变大。在发动机10启动的前半段时间中，发动机10的速度通常低，以使得当增加供应到燃烧室10a的进气量以便快速启动发动机10时，上述噪声不是非预期地高。相反地，在发动机10启动的后半段时间中，发动机10的速度为高。因此，优选地降低递送到燃烧室10a的进气量以便降低噪声。基于此事实，本实施例的ECU 50在第二时段TL2中将递送到燃烧室10a的进气量减少为小于在第一时段TL1中递送到燃烧室10a的进气量。

虽然为便于更好的理解，就优选实施方式对本发明进行了揭示，但应当理解为在不脱离本发明中心思想的范围内，可以对本发明进行各种变更。因此，本发明应被理解为包括所有可能的实施例和修改来示出实施例，这些实施例可以实现而不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的原理。

在第一实施例的图2的步骤S18中，ECU 50可以仅断开电机驱动继电器36和小齿轮驱动继电器40之一来终止曲柄转动操作。

在第三和第四实施例中，ECU 50可以替代地使用发动机10的速度的脉动分量的振幅ΔN而不是空气进入量Gr来确定曲柄转动终止时间。

如何随着进入空气量的增加而减少曲柄转动操作终止时发动机10的速度不限于在第一实施例中所例示的。例如，可以利用在曲柄转动操作开始时增加空气进入量Gr的速率的增大或在曲柄转动操作开始时空气进入量Gr的增加量来减小曲柄转动操作终止时发动机10的速度。

如何在曲柄转动操作期间调节供应到燃烧室10a的进气量不限于在第四实施例中所描述的。例如，ECU 50可以调节节流阀致动器13的开启位置和进气阀16的开启或关闭定时中的至少一个，来将发动机10的速度的脉动分量的振幅ΔN(如相关于发动机速度NE所计算的)与目标值达成一致。该目标值可以由实验导出并固定。

如上所述，发动机10是火花点火发动机，但可以可替代地由诸如柴油发动机的压缩点火发动机实现。在此情况中，当递送到发动机10的燃烧室10a的进气量用作与发动机10的速度的脉动分量相关的参数时，进气量可以包括除了新鲜空气外的EGR气体。

Claims (8)

1.一种发动机控制装置，所述发动机控制装置与配备有发动机和发动机启动器的系统一起使用，所述发动机启动器包括：电机，所述电机通电来产生扭矩；小齿轮，由所述电机产生的扭矩传送到所述小齿轮；和小齿轮移位器，所述小齿轮移位器将所述小齿轮推动到所述小齿轮与环齿轮可接合的位置，所述环齿轮与所述发动机的曲柄轴耦接，所述发动机控制装置包括：

脉动判定器，所述脉动判定器工作以确定脉动参数，所述脉动参数表示包含在所述发动机的旋转速度中的脉动分量和与所述脉动分量关联的值中的一个；以及

曲柄转动控制器，所述曲柄转动控制器工作以使用所述小齿轮移位器推动所述小齿轮来建立与所述环齿轮的接合，并且然后旋转所述电机来转动所述发动机的曲柄，所述曲柄转动控制器相关于所述脉动参数来修改曲柄转动终止时间，所述曲柄转动终止时间是当所述发动机启动器用来转动所述发动机的曲柄的曲柄转动操作被终止的时间。

2.如权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，所述脉动参数是包含在所述发动机的旋转速度中的脉动分量。

3.如权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，所述脉动参数是递送到所述发动机的燃烧室的进气量，并且其中，所述曲柄转动控制器利用所述进气量的减少来增加所述曲柄转动操作终止时的所述发动机的旋转速度，，同时所述曲柄转动控制器利用所述进气量的增加来降低所述曲柄转动操作终止时的所述发动机的旋转速度。

4.如权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，所述系统配备有连接到所述发动机的燃烧室的进气通道和进气量调节器，所述进气量调节器被操作来调节通过所述进气通道递送到所述燃烧室的进气量，并且所述发动机控制装置进一步包括操作设备，所述操作设备操作所述进气量调节器来调节所述曲柄转动操作期间的进气量。

5.如权利要求4所述的发动机控制装置，其特征在于，进一步包括曲柄转动终止判定器、终止控制器、和切换判定器，所述曲柄转动终止判定器工作以判定：在所述曲柄转动操作开始之后，所述脉动参数是否增加为大于或等于给定阈值，当所述曲柄转动终止判定器决定所述脉动参数大于或等于所述给定阈值时，所述终止控制器终止所述曲柄转动操作，所述切换判定器决定所述脉动参数是否已经大于或等于给定值，所述给定值小于所述给定阈值，其中，所述操作设备操作所述进气量调节器来使在从当所述曲柄转动操作开始时到所述切换判定器决定所述脉动参数已经大于或等于所述给定值的时段中递送到所述燃烧室中的进气量大于在从当所述切换判定器决定所述脉动参数已经大于或等于所述给定值时到所述切换判定器决定所述脉动参数已经大于或等于所述阈值的时段中递送到所述燃烧室中的进气量。

6.如权利要求4所述的发动机控制装置，其特征在于，所述进气量调节器包括布置在所述进气通道中的节流阀设备和可变阀定时设备中的至少一者，所述可变阀定时设备工作来修改布置在所述发动机中的进气阀的阀定时。

7.如权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，进一步包括子判定器，所述子判定器判定所述脉动参数在所述曲柄转动操作开始之后是否大于或等于基准值，并且其中，当所述脉动参数由所述子判定器确定为大于或等于所述基准值时，所述曲柄转动控制器在所述发动机的燃烧室中的空气-燃料混合物被点燃后终止所述曲柄转动操作；以及当所述脉动参数由所述子判定器确定为小于所述基准值时，所述曲柄转动控制器在所述发动机的燃烧室中的空气-燃料混合物被点燃之前终止所述曲柄转动操作。

8.如权利要求1所述的发动机控制装置，其特征在于，所述发动机启动器被设计成使得从当所述发动机启动器开始转动所述发动机的曲柄时到所述发动机的速度到达给定速度的时段小于或等于给定值，所述给定速度被定义为低于所述发动机的空转速度，所述发动机控制装置进一步包括曲柄转动终止判定器和终止控制器，所述曲柄转动终止判定器工作以判定：在所述曲柄转动操作开始之后，所述脉动参数是否增加为大于或等于给定阈值，当所述曲柄转动终止判定器决定所述脉动参数大于或等于所述给定阈值时，所述终止控制器终止所述曲柄转动操作，并且其中，所述给定阈值设置为一范围的最小值，在所述范围中，所述脉动参数被允许在所述发动机启动器开始转动所述发动机的曲柄后的所述时段中改变。