CN1429977A - 用来控制发动机的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

当探测到用于驱动启动器的电池电压降低到至少与一个启动器驱动判断值一样低，并且此后在发动机转动的条件下开始的发动机启动控制期间，返回到至少一个启动器停止判断值时，结束发动机启动控制。根据电池电压能区分驱动启动器的开始和驱动启动器的停止，其中当驾驶员认识到发动机燃烧完全并且停止启动器驱动时，由于消耗电流的迅速减小和产生电流的迅速增大电池电压恢复。结果，当发动机摩擦力增大时，准确地结束启动控制，防止燃料经济性变坏和过多的废气排出。

Description

用来控制发动机的设备和方法
发明领域
本发明涉及发动机控制，更具体地说，涉及当由发动机启动器引起启动时在一个适当量的时间期间进行发动机启动控制。
本发明的有关技术
在较早的车辆发动机中，为了通过缩短发动机启动周期而保证发动机启动性能，在启动周期期间根据启动探测，进行诸如本来用于发动机启动的燃料喷射、点火计时和空气质量之类的控制动作。
通过把附加到一个点火钥匙缸上的启动器开关信号输入到一个发动机控制单元(ECU)而探测启动周期。对于这种探测，一直使用一个从启动器开关到ECU的一个输入终端的电气配线，这增加了成本。因此，在另一种早期技术中，把发动机转动的开始判断为当从一个曲轴角度传感器输入发动机转动信号时，并且然后开始发动机启动控制。此后，当发动机达到高于一个预定转动速度时，启动控制结束。
然而，如果发动机摩擦力在冷发动机中变得较大时，或者如果由于点火元件和燃料元件的失效产生转矩降低，则转动增大速度变慢。结果，时间太长，以致于达不到引导发动机自转的预定转动速度，或者发动机不会达到必要的预定转动速度。
在这种情况下，用来进行启动控制的时间变得比仅在一个其中接通启动器开关的周期期间进行启动控制时长，由此由于太多燃料和退化的燃料稳定性使火花塞湿润。
因此，存储刚好在启动器驱动之前的电池电压，并且当电池电压的当前值变得较大时，启动器停止。当即使启动器停止电池电压也不增大时，启动器继续接通一个预定时间，以避免消耗电池(日本末审查专利出版物No.9-170534)。
本发明概述
由于在以上技术中在发动机燃烧完全(其中发动机能通过其自己的燃烧力转动)之前启动器被迫停止，所以不能启动发动机。这违背驾驶员的启动操作。
鉴于以上问题，本发明的一个方面对发动机进行发动机启动控制而不使用启动器开关信号，并且在一个最佳时刻结束发动机启动控制。
因此，如果当发动机正在转动时在发动机启动控制期间如下事件至少一个发生，则本发明结束发动机启动控制：
(i)电池电压降低到至少与一个启动器驱动判断值一样低，并且然后电池电压升高到至少与一个启动器停止判断值一样高，其中启动器驱动判断值大于启动器停止判断值；
(ii)当开始发动机启动控制时开始的一个预定经过时间过去，该预定经过时间在电池电压升高到启动器停止判断值之前过去；及
(iii)一个代表没有探测到发动机转动的时间的设置时间过去，其中设置时间小于预定过去时间。
由借助于附图的如下描述，将理解本发明的这些和其它方面、和特征。
附图的简要解释
图1是根据本发明的一种发动机启动控制设备的方块电路图。
图2是流程图，表示由发动机启动控制设备进行的发动机启动控制的主例行程序。
图3是流程图，表示设置用于发动机启动控制的开始判断标志的例行程序。
图4是流程图，表示设置用于发动机启动控制的结束标志的例行程序。
图5是流程图，表示设置用于发动机启动控制的电池电压判断标志的例行程序。
图6是时间图，描绘何时设置电池电压判断标志。
图7是流程图，表示设置用于发动机启动控制的持续时间判断标志的例行程序。
图8是时间图，描绘何时设置持续时间判断标志。
图9是流程图，表示用于发动机启动控制的发动机停止判断标志的例行程序。
图10是时间图，描绘何时设置发动机停止判断标志。
本发明最佳实施例的详细描述
参照附图将描述本发明的选择最佳实施例。对于熟悉本专业的技术人员，由本公开显然，本发明实施例的如下描述仅为说明提供，而不用于限制本发明的目的，如由附属权利要求书和其等效物定义的那样。
图1表示根据本发明的一种发动机的一种发动机启动控制设备的方块电路结构。一个发动机21的一个钥匙开关2连接到一个电池1上。当把钥匙开关2置于一个点火位置IG或一个启动位置ST处时，把电力供给到一个点火继电器3，并且在继电器3中的一个触点3a接通。结果，把一个点火信号输入到一个发动机控制单元ECU或控制器4的一个点火终端IGN以驱动点火电路。
一个在自动变速箱的中位处为通的禁止开关5(或者要不然，一个在手动变速箱的离合器释放状态下接通的离合器互锁开关)连接到电池1上。当禁止开关5为通，即在中位时，把电力供给到连接到禁止开关5上的启动器继电器6，并且在启动器继电器6中的一个触点6a接通。当在这种状态下把钥匙开关2设置在启动位置时，经触点6a把电力供给到一个第二继电器开关7，并且继电器开关7的一个触点7a接通以驱动一个启动器8。结果，启动发动机21。
进一步，把一个曲轴角度传感器9和一个凸轮传感器10连接到电池1上。曲轴角度传感器9在发动机21的转动期间输出一个用于每个单位曲轴角度(例如10度)的位置(POS)信号。凸轮传感器10与驱动发动机21的一个吸气阀和和一个排气阀的凸轮轴的转动同步地输出一个用于缸辨别的PHASE信号。这些信号分别输入到ECU4的一个POS终端和一个PHASE终端。ECU 4根据POS信号和PHASE信号探测一个发动机转动速度Ne和一个曲轴角度位置，以辨别一个缸以及判断一个启动周期。
ECU 4根据这种判断，在启动周期期间对发动机21进行诸如燃料喷射、点火计时、和空气质量控制之类的发动机启动控制。而且，把一个来自电池1的电压VB信号输入到其中一个电池探测单元(电池探测器)探测电池电压的ECU 4的一个VB终端。把一个来自中位开关11的中位信号输入到ECU 4的一个NUET终端。
参照表示在图6中的时间图，根据在图2-图5中的流程图将解释基于启动周期判断的发动机启动控制。
图2表示用于发动机启动控制的主例行程序。这种流程按一个预定循环(例如每10ms)周期地执行。在步骤S1，设置用于发动机启动控制的一个开始判断标志SSTSWON的值。下面更详细地解释这种设置。
在步骤S2，判断标志SSTSWON的值是否设置为1。如果标志SSTSWON的值是1，则过程转到步骤S3，其中把用于发动机启动控制的一个进行判断标志STSW设置为1，而然后在步骤S4，把标志SSTSWON的值复位为0。
此后，过程转到步骤S5，其中设置用于发动机启动控制的结束判断标志SSTSWOFF的值。
而且，在步骤S2，如果标志SSTSWON的值是0，则过程直接运动到步骤S5，其中设置用于发动机启动控制的结束判断标志SSTSWOFF的值。下面解释用于标志SSTSWOFF的值的一种设置方法。在步骤S6，判断用于发动机启动控制的结束判断标志SSTSWOFF的值是否是1。当值是1时，过程转到步骤S7，其中在把值STSW复位为0之后，例行程序结束。在步骤S6，如果结束判断标志SSTSWOFF是0，则例行程序跳过步骤S7并且结束。
其次，参照图3将解释用来设置用于发动机启动控制的开始判断标志SSTSWON的值的例行程序。在步骤S11，判断一个点火开关是否是通，并且在步骤S12，判断中位开关11是否是通。当两个开关都是通时，过程转到步骤S13，其中例行程序确定根据POS计算的发动机转动速度Ne是否是0。
如果发动机转动速度Ne是0，则在步骤S14判断是否输入POS信号或PHASE信号。当输入存在时，过程转到S15，其中把用于发动机启动控制的开始判断标志SSTSWON的值设置为1。
因而，通过由发动机停止状态探测发动机转动的开始，能开始发动机启动控制。
当对于在步骤S11-S14的所有判断的回答都是否时，用于启动控制的开始判断标志值SSTSWON保持为0，并且不开始启动控制。
图4表示根据本发明用来设置用于发动机启动控制的结束标志值SSTSWOFF的例行程序。
在步骤S21，判断点火开关是否是断。在步骤S22，判断中位开关11是否是断。在步骤S23，判断发动机转动速度是否等于或大于一个代表其中发动机Ne本身能转动的发动机燃烧完全的预定转动速度NSTOFFA。当在步骤S21-S23的任一个是“是”时，过程转到步骤S24，其中把用于发动机启动控制的结束标志SSTSWOFF设置为1，并且强迫发动机启动控制结束而没有如下的判断例行程序。
因而，当点火开关断开并且中位开关断开时，这创建一个结束启动控制的要求。因此，迅速结束启动控制。
当在启动控制开始之后发动机达到在其下发动机本身能转动的必要转动速度时，启动控制不再是必要的，并且结束启动控制，由此防止燃料经济性变坏和防止过多的废气排出。
当对于步骤S21-S23的每个回答都是“否”时，即当点火开关和中位开关都是“通”时，并且发动机转动速度Ne低于预定转动速度STOFFA时，过程转到步骤S25，其中设置电池电压判断标志VBOFF的值。下面更详细地解释这种设置方法。
当在步骤S26，电池电压判断标志VBOFF是1时，判断启动器驱动停止并且过程转到步骤S24，其中把用于启动控制的结束标志SSTSWOFF设置为1，并且发动机启动控制结束。当在步骤S26，电池电压判断标志VBOFF是0时，过程转到步骤S27，其中设置用于发动机启动控制的持续时间判断标志STOFF的值。下面更详细地解释这种设置方法。
当在步骤S28，用于发动机启动控制的持续时间判断标志STOFF是1时，过程转到步骤S24，其中把用于启动控制的结束标志SSTSWOFF设置为1，并且发动机启动控制结束。当在步骤S28，持续时间判断标志STOFF是0时，过程转到步骤S29，其中设置发动机停止判断标志KNRZERO的值。下面更详细地解释这种设置方法。
当在步骤S30，发动机停止判断标志KNRZERO是1时，过程运动到步骤S24，其中把用于启动控制的结束标志SSTSWOFF设置为1，并且发动机启动控制结束。
图5表示用来设置电池电压判断标志VBOFF的例行程序。
在步骤S41，判断用于启动控制的一个进行判断标志STSW是否是1。当发动机在开始启动控制之前是0时，过程转到步骤S42，其中把一个比较值STONVB的一个初始值设置为一个最大值FFh。当标志STSW是1时，过程转到步骤S43。
当在步骤S43如果一个当前电池电压VB小于STONVB的一个以前值STONVBz时，过程运动到步骤S44，其中根据电池电压VB更新STONVB。然后过程转到步骤S45。
当在S43，电池电压VB大于以前值STONVBz时，过程直接转到步骤S45，跳过步骤S44。由此，把电池的一个最小电压存储在STONVB中。
在步骤S45，如果最小电压STONVB小于一个启动器驱动判断值STONVBL，则过程转到步骤S46，其中例行程序确定当前电池电压VB是否超过一个启动器停止判断值STOFFVBL。如果VB超过启动器停止判断值STOFFVBL，则过程运动到步骤S47，其中把电池电压判断标志VBOFF设置为1。
图6描绘时间图，表示联系以上讨论理解的、根据电池电压变化把电池电压判断标志VBOFF设置为1。
根据由于伴随启动器驱动的启动器驱动电流的迅速增大的电池电压VB降低能区分启动器驱动的开始和其停止，并且当驾驶员认识到启动控制的发动机燃烧完全并且停止启动器驱动时，由于消耗电流的迅速减小和产生电流的迅速增大电池电压恢复。
结果，当发动机转动速度缓慢增大，或者即使当发动机转动速度没有增大，如当发动机摩擦力增大或产生的转矩由于失败减小时，启动控制也准确地结束。因此，防止燃料经济性变坏和过多的废气排出。
对于带有手动变速箱的车辆，离合器在发动机转动速度增大之前脱开，并且通过离合器互锁停止启动器驱动。因而，发动机的发动机启动控制迅速结束，并且防止车辆的突然启动。
图7表示用来设置用于启动控制的持续时间判断标志STOFF的一个值的例行程序。
当在步骤S51，用于发动机启动控制的进行判断标志STSW是1时，过程转到步骤S52，其中判断是否判断标志STSW刚从0变到1。当判断标志STSW在紧在变到1之后的状态下时，过程转到步骤S53，其中设置一个计时器STOFFSF，并且它计数在把它设置到一个初始值(例如，1000ms)之后的过去时间。此后，在步骤S54，初始值继续减去一个预定量(例如，10ms)。
如在步骤S55确定的那样，当计时器STOFFSF成为0时，即当在开始发动机启动控制之后预定时间过去时，在步骤S56把用于启动控制的持续时间判断标志STOFF设置为1。
即，如果因为点火失败和燃料成分失效由于发动机摩擦力增大或由于产生转矩减小，发动机转动速度没有达到预定值NSTOFFA，并且电池电压VB由于电池充电系统失效也没有达到预定值STOFFVBL，则在预定时间内结束发动机启动控制。由此，防止由于归因于太多燃料使火花塞湿润的发动机喘振的发生。
图8是时间图，表示通过上述时间过去把用于启动控制的持续时间判断标志STOFF设置为1。
图9描绘用来设置发动机停止判断标志KNRZERO的值的例行程序。
在步骤S61，如果用于启动控制的进行判断标志STSW是1，则过程转到步骤S62，其中例行程序判断STSW是否在紧在已经输入POS信号之后的状态下。当STSW是在紧在POS信号输入之后的状态下时，过程转到步骤S63，其中设置一个计时器TNZERO，并且它计数在把它设置到一个初始值(例如，300ms)之后的过去时间。此后，在步骤S64，初始值继续减去一个预定量(例如，每次10ms)。
当在步骤S65，计时器TNZERO的值成为0时，即当已经输入POS信号大于一个设置时间(例如，300ms)时，判断发动机已经停止。然后，过程运动到步骤S66，其中把发动机停止判断标志KNRZERO设置为1。如容易理解的那样，这个设置时间设置得比在其期间把用于启动控制的进行判断标志STSW已经设置为1的预定时间短。
因而，如果在根据没有达到预定值NSTOFFA的发动机转动速度把用于启动控制的持续时间判断标志STOFF设置为1之前发动机停止，并且电池电压VB没有达到预定值STOFFVBL，则把标志STSW设置为1。
由此，初始化缸辨别值的控制值。结果，防止归因于在下次启动时的控制误差的不良启动和对元件的损害。
图10表示如上述那样对于通过探测发动机转动停止状态设置的发动机启动控制、用于发动机停止判断标志KNRZERO的时间图。
本申请要求对于提交于2001年12月28日的日本专利申请No.2001-400182的优先权。日本专利申请No.2001-400182的整个公开通过参考包括在这里。
尽管仅挑选了说明本发明的选择实施例，但对熟悉本专业的技术人员由本公开明白，这里能进行各种变更和修改而不脱离在附属权利要求书中所定义的本发明范围。另外，根据本发明的实施例的以上描述仅为了说明而提供，而不是为限制由附属权利要求书和其等效物定义的本发明的目的。况且，不同实施例的特征可以结合。

Claims (8)

1.一种用来控制发动机的设备，包括：
一个启动器，启动发动机；
一个转动速度探测器，探测发动机转动速度；
一个电池电压探测器，探测用来驱动启动器的电池电压；及
一个控制器，根据发动机转动速度和电池电压进行发动机启动控制；
其中如果当发动机正在转动时在开始的发动机启动控制期间如下事件发生，则控制器结束发动机启动控制：
电池电压降低到至少与一个启动器驱动判断值一样低，并且然后电池电压升高到至少与一个启动器停止判断值一样高，其中启动器驱动判断值大于启动器停止判断值。
2.根据权利要求1所述的设备，其中当事件没有发生时，如果如下事件发生则控制器结束发动机启动控制：
当开始发动机启动控制时开始的一个预定经过时间过去，该预定经过时间在电池电压升高到启动器停止判断值之前过去。
3.根据权利要求2所述的设备，其中当两个事件没有发生时，如果如下事件发生则控制器结束发动机启动控制：
一个代表没有探测到发动机转动的时间的设置时间过去，其中设置时间小于预定过去时间。
4.根据权利要求3所述的设备，其中控制器跟踪当开始发动机启动控制时开始通过的时间量，并且跟踪没有探测到发动机转动的时间量。
5.根据权利要求1所述的设备，其中当事件没有发生时，如果在已经开始发动机启动控制之后，发动机转动速度大于一个代表足以使发动机自转动的发动机转动速度的预定自转动发动机速度，则控制器结束发动机启动控制。
6.根据权利要求1所述的设备，其中当事件没有发生时，如果在开始发动机启动控制之后，探测到用来结束发动机启动控制的要求操作，则控制器结束发动机启动控制。
7.一种用来控制发动机的设备，包括：
启动装置，用来启动发动机；
转动速度探测装置，用来探测发动机转动速度；
电池电压探测装置，用来探测电池电压；
启动控制装置，用来根据来自发动机转动速度探测装置和电池电压探测装置的信号进行发动机启动控制；
启动完成判断装置，在根据当发动机正在转动时开始的启动控制期间，当启动控制装置确定用来驱动启动器的电池电压降低到至少与一个启动器驱动判断值一样低，并且然后电池电压升高到至少与一个启动器停止判断值一样高时，  用来判断启动完成；及
启动控制结束装置，当启动控制结束装置确定启动完成时，用来结束启动控制。
8.一种用来控制发动机的方法，包括：
启动发动机；
探测发动机转动速度；
探测电池电压；
根据发动机转动速度探测和电池电压探测进行发动机的启动控制；
如果在当发动机正在转动时开始的发动机启动控制期间如下事件发生，则确定发动机启动完成：
电池电压降低到至少与一个启动器驱动判断值一样低，并且然后电池电压升高到至少与一个启动器停止判断值一样高，其中启动器驱动判断值大于启动器停止判断值；及
当确定发动机启动完成时，结束发动机启动控制。
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