專利名稱：用于起動內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照獨(dú)立權(quán)利要求所述類型的裝置或者方法。
計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品也是本發(fā)明的主題。
背景技術(shù)：
由DE 102006047608公開了用于起動內(nèi)燃機(jī)的一種裝置和一種方法，其中棘輪起 動機(jī)起動內(nèi)燃機(jī)。在此，該棘輪起動機(jī)具有帶有棘輪的直流電動機(jī)，該棘輪嚙合到內(nèi)燃機(jī)的 齒圈中并且在起動要求下轉(zhuǎn)動內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的齒圈一般位于曲軸上。此外已知的棘輪起 動機(jī)具有所謂的嚙合繼電器，它拉動嚙合桿，該嚙合桿使棘輪嚙合到內(nèi)燃機(jī)的齒圈中。 一旦 嚙合繼電器已經(jīng)吸合，就自動接通主電流回路，它為起動機(jī)供應(yīng)電能。由此開始真正的轉(zhuǎn)動 過程。 對于當(dāng)前的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，在棘輪嚙合到齒圈中之前檢查，內(nèi)燃機(jī)是否處于停 機(jī)狀態(tài)。由此例如有效降低了由于機(jī)械子系統(tǒng)的熱的和/或機(jī)械的負(fù)荷對機(jī)械子系統(tǒng)的壽 命的預(yù)期的負(fù)面影響。 對于當(dāng)前的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)的停機(jī)狀態(tài)例如由此確定，即連接發(fā)動機(jī)的 慣性運(yùn)轉(zhuǎn)(Auslauf)的增量編碼器對較長的持續(xù)時間，典型地為200ms，沒有識別到掠過的 齒。這種在識別到內(nèi)燃機(jī)的停機(jī)狀態(tài)和重新起動的最早時間點(diǎn)之間的死時間，對于舒適的 起動_停止_系統(tǒng)或者直接起動系統(tǒng)來說太長了 。

發(fā)明內(nèi)容
具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的根據(jù)本發(fā)明的裝置、方法、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序 產(chǎn)品具有此優(yōu)點(diǎn)，即內(nèi)燃機(jī)利用起動機(jī)這樣工作，即
-預(yù)設(shè)第一門限值和第二門限值，-求出描述內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)的特征的第一參數(shù)和第二參數(shù)，-第一參數(shù)與預(yù)設(shè)的第一門限值比較和/或第二參數(shù)與預(yù)設(shè)的第二門限值比較，-起動機(jī)根據(jù)比較結(jié)果起動或者不起動內(nèi)燃機(jī)。 由此實(shí)現(xiàn)舒適的起動-停止-系統(tǒng)或者直接起動系統(tǒng)，其中當(dāng)內(nèi)燃機(jī)還沒有到停
機(jī)狀態(tài)的時候，也可以進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的起動。由此內(nèi)燃機(jī)的停止和重新起動之間的持續(xù)時間 可以從約200ms降低到約10至100ms。 通過在從屬權(quán)利要求中舉出的措施可以獲得在獨(dú)立權(quán)利要求中說明的方法的有 利的改進(jìn)方案和改善方案。 如果僅當(dāng)?shù)谝粎?shù)低于預(yù)設(shè)的第一門限值或者第二參數(shù)低于預(yù)設(shè)的第二門限值， 起動機(jī)才啟動內(nèi)燃機(jī)，則是特別有利的。 低于第一門限值保證了，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時，起動機(jī)才起動內(nèi)燃機(jī)。低于第 二門限值保證了 ，當(dāng)起動機(jī)與內(nèi)燃機(jī)或者曲軸之間的相對轉(zhuǎn)速足夠小時，起動機(jī)才起動內(nèi) 燃機(jī)。由此避免，內(nèi)燃機(jī)或者起動機(jī)或者其它的機(jī)械子系統(tǒng)由于熱的和/或機(jī)械的負(fù)荷而損壞。 如果預(yù)設(shè)的第一門限值和預(yù)設(shè)的第二門限值選擇大于零，則是特別有利的。由此 當(dāng)內(nèi)燃機(jī)還處在低于對熱的或者機(jī)械的損壞有風(fēng)險(xiǎn)的相對轉(zhuǎn)速的條件之下的轉(zhuǎn)動運(yùn)動中 時，起動機(jī)已經(jīng)起動內(nèi)燃機(jī)。 如果內(nèi)燃機(jī)在不燃燒的工作狀態(tài)下運(yùn)行，則是特別有利的。由此僅當(dāng)內(nèi)燃機(jī)已經(jīng) 不工作時，才執(zhí)行起動過程。 如果在內(nèi)燃機(jī)中的曲軸上布置增量編碼器，并且選擇在增量編碼器的第一個齒被 探測到以后所經(jīng)過的持續(xù)時間作為第一參數(shù)，則是特別有利的。對于所述在增量編碼器的 第一個齒被探測到以后所經(jīng)過的持續(xù)時間，是指非?？煽坎⑶揖_地分辨的參數(shù)，用于判 斷內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)。特別是通過該參數(shù)與預(yù)設(shè)作為第一門限值的死時間進(jìn)行比較，可以 特別簡單地探測內(nèi)燃機(jī)的停機(jī)狀態(tài)。 如果第二參數(shù)根據(jù)相對轉(zhuǎn)速，也就是說起動機(jī)和曲軸之間的轉(zhuǎn)速差來選擇，則是 特別有利的。關(guān)于熱的或者機(jī)械的損壞最大允許的起動機(jī)和曲軸之間的轉(zhuǎn)速差例如由起動 機(jī)或者曲軸的生產(chǎn)商規(guī)定并且例如為^i。因此該參數(shù)特別適合于，在為零的轉(zhuǎn)速情況下 判斷內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)。 如果預(yù)設(shè)的第一門限值根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)速和/或曲軸的位置特別是在10ms到100ms 之間選擇，則是特別有利的。曲軸的轉(zhuǎn)速和/或曲軸的位置確定增量編碼器的編碼輪在轉(zhuǎn) 過編碼輪的兩個互相緊接著的齒之間的角度范圍期間所經(jīng)過的持續(xù)時間的長度。例如該持 續(xù)時間在下降的轉(zhuǎn)速時變長。對于設(shè)有一個或者多個齒缺的編碼輪而言，該持續(xù)時間此外 根據(jù)曲軸的位置變化，因?yàn)橛糜谵D(zhuǎn)過齒缺的角度范圍的持續(xù)時間較長。在考慮這種相關(guān)性 的情況下，保證了具有非常精確的分辨率地非常可靠地識別內(nèi)燃機(jī)的停機(jī)狀態(tài)。
如果根據(jù)識別到增量編碼器的兩個連續(xù)的齒之間的時間距離來確定第三參數(shù)，并 且根據(jù)該第三參數(shù)的至少兩個值，特別是通過借助于特別是一階和/或二階的近似函數(shù)的 外推(Extrapolation)來確定預(yù)設(shè)的第一門限值，則是特別有利的。由此從識別到過去的 兩個互相緊接著的齒之間的時間距離借助于近似函數(shù)通過外推以簡單的方式推斷出直至 識別到下一個齒的期望的時間距離。該期望的時間距離在此處于線性的外推和二次冪的 外推的結(jié)果之間的范圍內(nèi)。 一階和/或二階的近似函數(shù)的應(yīng)用允許在控制器中的有效地轉(zhuǎn) 換。由此在足夠的精度下節(jié)省計(jì)算資源。 如果根據(jù)借助于一階和二階的近似函數(shù)的外推的兩個結(jié)果中較大的值選擇預(yù)設(shè) 的第一門限值，則是特別有利的。通過求取最大值這樣選擇預(yù)設(shè)的第一門限值，即不僅在凹 形的齒時間曲線(曲線通過低點(diǎn))下，而且在凸形的齒時間曲線(曲線通過高點(diǎn))下，總是 選擇較長的期望的間隔。由此保證不過早識別到停機(jī)狀態(tài)。 如果預(yù)設(shè)的第一門限值根據(jù)公差系數(shù)修正，則是特別有利的。通過附加地計(jì)入公 差系數(shù)可以補(bǔ)償由于近似函數(shù)或者信號檢測中的公差產(chǎn)生的附加的不精確性。這樣獲得的 時間距離然后可以應(yīng)用作為新的預(yù)設(shè)的第一門限值。 如果預(yù)設(shè)的第二門限值根據(jù)起動機(jī)和/或曲軸的機(jī)械負(fù)荷能力來選擇，則是特別 有利的。起動機(jī)和/或曲軸的最大的機(jī)械負(fù)荷能力例如由這些部件的生產(chǎn)商規(guī)定。通過預(yù) 設(shè)的第二門限值的選擇，使起動機(jī)和曲軸之間的轉(zhuǎn)速差保持足夠小，以避免在起動內(nèi)燃機(jī)
5時的損壞。該轉(zhuǎn)速差例如為5()^。 如果在起動機(jī)工作之前檢查，是否提出了起動要求，則是特別有利的。由此排除 了，盡管其中安裝了內(nèi)燃機(jī)的車輛的駕駛員沒有提出起動要求，起動機(jī)仍然在低于第一門 限值或者第二門限值的情況下起動內(nèi)燃機(jī)。由此可靠地防止了內(nèi)燃機(jī)的不希望的起動。
如果起動機(jī)是棘輪起動機(jī)，則是特別有利的。棘輪起動機(jī)涉及特別有效和簡單地 應(yīng)用的機(jī)械部件，它們特別適合于起動-停止方法和直接起動方法。


本發(fā)明的實(shí)施例在圖中示出并且在下面的說明中詳細(xì)說明。圖中示出
圖1示意示出了一臺內(nèi)燃機(jī)， 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖，
圖3示出了內(nèi)燃機(jī)的工作參數(shù)的時間曲線的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示意示出了一臺內(nèi)燃機(jī)并利用100標(biāo)記。內(nèi)燃機(jī)100具有汽缸101和活 塞102，它們圍成燃燒室103。 在燃燒室103中通過進(jìn)氣管104經(jīng)過進(jìn)氣閥105引入新鮮空氣。此外借助于噴射 閥106在燃燒室103中引入燃料。 這樣在燃燒室103中產(chǎn)生的燃料/空氣混合物例如通過火花塞107點(diǎn)燃。通過燃 料/空氣混合物在燃燒室103中的燃燒產(chǎn)生的熱能至少部分通過活塞102轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 通過由此實(shí)現(xiàn)的活塞102在汽缸101中的向下運(yùn)動，經(jīng)過聯(lián)桿108將曲軸109置于旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動中?；钊?02在這種情況下不斷從上死點(diǎn)OT到下死點(diǎn)UT穿越汽缸101。
在緊跟著燃料/空氣混合物的燃燒進(jìn)行的活塞102的向上運(yùn)動中，通過燃燒產(chǎn)生 的廢氣通過排氣閥IIO推到排氣管111中。 圖1以外源點(diǎn)火的具有直接噴射的四沖程汽油機(jī)為例說明了內(nèi)燃機(jī)100。不過根
據(jù)本發(fā)明的方法，根據(jù)本發(fā)明的裝置也可以類似地應(yīng)用在其它的內(nèi)燃機(jī)上，例如兩沖程內(nèi)
燃機(jī)或者具有進(jìn)氣管噴射的內(nèi)燃機(jī)以及柴油機(jī)。在圖1中為了清楚僅示出了內(nèi)燃機(jī)100的
汽缸101。根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法可對多缸內(nèi)燃機(jī)類似地應(yīng)用。 進(jìn)氣閥105和排氣閥110的控制以已知的方式例如通過在圖1中未示出的凸輪軸
進(jìn)行。替代地也可以使用可變的氣門操縱機(jī)構(gòu)。 噴射閥106和火花塞107的控制以已知的方式例如借助于發(fā)動機(jī)控制器進(jìn)行。這 些方法在這里不詳細(xì)說明。 在曲軸109上布置有增量編碼器112，它例如借助于磁性的編碼輪113感應(yīng)出電信 號。轉(zhuǎn)動方向也可以例如借助于智能的轉(zhuǎn)速傳感器以已知的方式確定。磁性的編碼輪113 在此例如設(shè)計(jì)成具有60-2個齒的齒輪。這意味著，編碼輪113以及由此曲軸109的位置被 劃分成60個每6。曲軸角的同樣大的角度段。 磁性的編碼輪113在此借助于齒缺，也就是說，兩個缺少的齒這樣編碼，即當(dāng)例如 在識別到的齒缺后識別到電信號的兩個下降的側(cè)沿，并且附加再轉(zhuǎn)過72。 KW，就達(dá)到活塞 102的上死點(diǎn)0T。
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根據(jù)本發(fā)明的方法也可以類似地用于編碼輪的其它的編碼。根據(jù)本發(fā)明的方法，
根據(jù)本發(fā)明的裝置也可以用于其它的，不是按照磁性原理工作的增量編碼器112。例如可以
應(yīng)用一種增量編碼器112，它借助于光源和光電的元器件應(yīng)用成像的測量原理。 在內(nèi)燃機(jī)100中此外布置有電動機(jī)114，它通過軸115與棘輪116連接。電動機(jī)
114、軸115和棘輪116是棘輪起動機(jī)的部分，棘輪起動機(jī)為了起動內(nèi)燃機(jī)100嚙合到與曲
軸109牢固連接的齒圈117中。為此例如操縱在圖1中未示出的嚙合繼電器，它拉動同樣
在圖1中未示出的嚙合桿，由此使棘輪116嚙合到齒圈117中。 替代在圖1中示出的棘輪起動機(jī)也可以使用其它的起動機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的方法和 根據(jù)本發(fā)明的裝置也可以在那里類似地應(yīng)用。 在圖1中示出了控制器120，它具有第一設(shè)定裝置121、第二設(shè)定裝置122、第一確 定裝置123、第二確定裝置124、比較裝置125和第三設(shè)定裝置126。 第一確定裝置123從增量編碼器112的信號確定第一參數(shù)，它在下面也稱為齒時 間TZ。齒時間TZ表示一種持續(xù)時間，即識別到增量編碼器112的兩個連續(xù)的齒之間的時間 距離。齒時間TZ以已知的方式例如由增量編碼器112的電壓信號的兩個下降的側(cè)沿之間 的距離確定。為此控制器120提供在圖1中未示出的節(jié)拍發(fā)生器，它為第一確定裝置123 提供關(guān)于經(jīng)過的時間的信息。第一確定裝置123將齒時間TZ傳送給比較裝置125和第一 設(shè)定裝置121。 第二確定裝置124以已知的方式由增量編碼器112的信號確定內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速n。 為此例如和在第一確定裝置123中一樣，確定齒時間TZ并且接著通過求取平均值確定平均 的齒時間TZ。對于60-2的編碼輪，那么直接由齒時間TZ的平均值的倒數(shù)得到以每分鐘圈 數(shù)為單位的轉(zhuǎn)速。附加地以已知的方式監(jiān)控，內(nèi)燃機(jī)100是否處于回?cái)[運(yùn)動中。如果是這 種情況，不確定任何轉(zhuǎn)速n，而是將轉(zhuǎn)速信號例如置于無效值。內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn)速接著由第 二確定裝置124與電動機(jī)114的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較。因?yàn)殡妱訖C(jī)114由控制器120借助于第三 設(shè)定裝置126控制，于是電動機(jī)114的轉(zhuǎn)速例如以已知的方式由用于電動機(jī)114的控制信 號通過建模而形成。例如在此假設(shè)，電動機(jī)114的轉(zhuǎn)速對應(yīng)額定轉(zhuǎn)速。為此第二確定裝置 124從第三設(shè)定裝置126接收額定轉(zhuǎn)速。對此替代地可以設(shè)置另外的增量編碼器和另外的 確定裝置，借助于它們確定電動機(jī)114的轉(zhuǎn)速。在此電動機(jī)114的轉(zhuǎn)速典型地對應(yīng)棘輪116 的轉(zhuǎn)速。 第二確定裝置124確定內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn)速和電動機(jī)114的轉(zhuǎn)速之間的差值作為第 二參數(shù)，并且由此確定起動機(jī)和曲軸之間的相對轉(zhuǎn)速或者轉(zhuǎn)速差。起動機(jī)和曲軸之間的轉(zhuǎn) 速差由第二確定裝置124傳遞到比較裝置125。 第一設(shè)定裝置121預(yù)設(shè)第一門限值。預(yù)設(shè)的第一門限值在下面也稱為死時間。預(yù) 設(shè)的第一門限值根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)速和/或曲軸的位置例如在10ms到100ms之間選擇。為此 根據(jù)在編碼輪113的兩個連續(xù)的齒的識別之間的時間距離來確定第三參數(shù)。該時間距離由 第一確定裝置123確定作為齒時間TZ并且傳遞到第一設(shè)定裝置121。接著由第三參數(shù)或 者齒時間TZ的三個值通過借助于近似函數(shù)的外推來推斷出直至識別到下一個通過增量編 碼器112的齒的期望的時間距離。為此由一階的近似函數(shù)確定第一結(jié)果，并且由二階的近 似函數(shù)確定第二結(jié)果。 一階的近似函數(shù)例如是線性函數(shù)。例如選擇一條直線，它近似通過 三個最后檢測的齒時間TZ。例如選擇二次函數(shù)作為二階的近似函數(shù)，它例如通過齒時間TZ的最后三個值定義。 為了儲存數(shù)據(jù)在控制器120中設(shè)有在圖1中未示出的存儲器，在該存儲器中儲存 有直到計(jì)算近似函數(shù)的單個齒時間TZ。例如對于二階函數(shù)在存儲器中儲存三個最后的齒時 間TZ。在此規(guī)定，每個新的齒時間TZ代替那個存儲器中最老的齒時間TZ。
如果提供足夠的存儲器和計(jì)算能力，也還可以接受齒時間TZ的更久遠(yuǎn)過去的值。 在足夠的計(jì)算機(jī)資源的情況下，也可以例如借助于最小二乘法近似方法僅確定一個近似函 數(shù)。那么在這種情況下根據(jù)借助于這一個近似函數(shù)的外推的結(jié)果來確定預(yù)設(shè)的第一門限 值。圖3示出了齒時間TZ在連續(xù)的時間t上的第一時間曲線301。此外在圖3中示出了 與內(nèi)燃機(jī)IOO的動能E成比例的參數(shù)的另一時間曲線302。由于摩擦和缺少通過燃燒輸入 新的能量，動能E在內(nèi)燃機(jī)100的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)中下降很強(qiáng)烈。此外動能E通過曲軸109、活塞 102、聯(lián)桿108以及可能的雙質(zhì)量飛輪的有效質(zhì)量慣性矩以及其他參數(shù)來確定。該回轉(zhuǎn)系統(tǒng) 的角速度通過它的動能E確定。動能E和角速度或者齒時間TZ之間的關(guān)系在圖3中示出。
內(nèi)燃機(jī)100的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)以燃料_空氣_混合物在燃燒室103中的燃燒的結(jié)束而開 始。接著內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn)速n下降，這對應(yīng)齒時間TZ的變長。在非常慢的轉(zhuǎn)速n，例如150 轉(zhuǎn)每分鐘的情況下，這個由活塞102、聯(lián)桿108、曲軸109和飛輪組成的機(jī)械系統(tǒng)就開始擺動 運(yùn)動。這里這個擺動運(yùn)動由此引起，即不燃燒的內(nèi)燃機(jī)100的動能E不足夠使活塞運(yùn)動超 過上死點(diǎn)0T。在動能E不足夠使活塞運(yùn)動超過上死點(diǎn)的情況下，進(jìn)行回?cái)[運(yùn)動，它在圖3中 在第一返回點(diǎn)Ul和第二返回點(diǎn)U2之間進(jìn)行并且以R標(biāo)記。在這個回?cái)[運(yùn)動R期間，曲軸 109逆著在內(nèi)燃機(jī)100的燃燒工作中作用的轉(zhuǎn)動方向進(jìn)行運(yùn)動。在回?cái)[運(yùn)動中，在汽缸中壓 縮的空氣(氣彈簧)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 在內(nèi)燃機(jī)100的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)期間出現(xiàn)的齒時間TZ在圖3中在第一時間曲線301上 以點(diǎn)示出。點(diǎn)之間的連線表示齒時間TZ的例如二階的近似函數(shù)。磁性的編碼輪113的齒 缺在圖3中以L標(biāo)記。 齒時間TZ的第一時間曲線301在第一返回點(diǎn)Ul后劃分成五個連續(xù)的區(qū)域。第一 區(qū)域303標(biāo)記曲軸109處于加速的運(yùn)動狀態(tài)的區(qū)間。這意味著，期望的下一個齒時間TZ必 然小于當(dāng)前在存儲器中可用的最后的齒時間TZ。第一區(qū)域303在所述連續(xù)的齒時間TZ僅 差別很小的地方結(jié)束。 連接在第一區(qū)域303上的區(qū)域304包括緩慢減速的運(yùn)動狀態(tài)的區(qū)間。在這個第二
區(qū)域304中，期望的齒時間TZ以及死時間選擇大于當(dāng)前可用的齒時間TZ。 同樣適用于連接在第二區(qū)域304上的第三區(qū)域305。第二區(qū)域304和第三區(qū)域305
區(qū)別在于，即在第三區(qū)域305中，當(dāng)前可以提供的齒時間TZ和期望的齒時間TZ之間的差別
明顯大于在第二區(qū)域304中。 連接在第三區(qū)域305上的第四區(qū)域306關(guān)于期望的齒時間TZ對應(yīng)第一區(qū)域303， 因?yàn)樵诘谒膮^(qū)域306中也期望曲軸109的減速。 連接在第四區(qū)域306上的第五區(qū)域307關(guān)于期望的齒時間TZ對應(yīng)第二區(qū)域304， 因?yàn)樵谶@里也期望曲軸109的緩慢減速。 只要內(nèi)燃機(jī)100在慣性運(yùn)轉(zhuǎn)期間處于擺動運(yùn)動中，曲軸109的不同的加速度的區(qū) 域的劃分就周期地進(jìn)行。齒時間的時間曲線301在此也可以劃分成凹形的和凸形的區(qū)域。 凹形的和凸形的區(qū)域交替地在拐點(diǎn)上互相連接。凹形的區(qū)域通過低點(diǎn)標(biāo)記，凸形的區(qū)域通過高點(diǎn)標(biāo)記。 區(qū)域的差別在此用于改善死時間的近似函數(shù)以及外推。第一設(shè)定裝置121例如通 過儲存的齒時間TZ的比較來檢查，內(nèi)燃機(jī)100處在第一時間曲線的哪個區(qū)域中。然后例如 根據(jù)該區(qū)域匹配近似函數(shù)的安全偏移和步幅。 二次冪的外推在此按趨勢地在凹形的情況下提供太大的期望的齒時間。線性的外 推這里按趨勢地提供太小的齒時間。由此兩種外推方法形成了期望的齒時間所在的區(qū)域。 在外推時，近似方法的步幅在此例如等于兩個最后檢測的齒時間TZ之間的時間距離。
根據(jù)第三參數(shù)的三個值，現(xiàn)在確定預(yù)設(shè)的第一門限值，即死時間。例如為了可靠識 別停機(jī)狀態(tài)，應(yīng)用線性的和二次冪的外推的兩個結(jié)果的最大值作為死時間。由此不僅對于 凹形的情況，而且對于凸形的情況都避免停機(jī)狀態(tài)的過快識別。其它的選擇例如求取加權(quán) 平均值也是可以的。 為了能夠容忍例如由于應(yīng)用近似函數(shù)產(chǎn)生的不精確性，附加地對外推的結(jié)果添加 安全偏移，例如每6。曲軸角0.001秒的添加項(xiàng)[S/6° KW]。該安全偏移的值例如按照區(qū)域 有所不同并且在應(yīng)用中加以匹配。死時間接著由第一設(shè)定裝置121傳遞到比較裝置125。
第二設(shè)定裝置122將起動機(jī)或者電動機(jī)114與曲軸109之間的相對轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)作為 預(yù)設(shè)的第二門限值，在允許進(jìn)行嚙合過程之前，即內(nèi)燃機(jī)100通過起動機(jī)重新起動之前，該 第二門限值必須未被超出。相對轉(zhuǎn)速例如由機(jī)械子系統(tǒng)，即例如棘輪116和/或齒圈117的
生產(chǎn)商規(guī)定。相對轉(zhuǎn)速例如為約2()^轉(zhuǎn)每分鐘。預(yù)設(shè)的第二門限值由第二設(shè)定裝置122 轉(zhuǎn)達(dá)到比較裝置125。 比較裝置125將預(yù)設(shè)的第一門限值與第一參數(shù)比較和/或?qū)㈩A(yù)設(shè)的第二門限值與 第二參數(shù)比較。 這意味著，比較裝置125借助于第一參數(shù)確定，曲軸109是否已經(jīng)靜止，即在識別 到最后通過增量編碼器112的齒以后所經(jīng)過的持續(xù)時間大于直到識別到下一個齒的期望 的死時間。那么這特別是這種情況，即當(dāng)不再提供內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn)速信息，因?yàn)榍S109例 如處在回?cái)[運(yùn)動R中。 比較裝置125還檢查，起動機(jī)或者電動機(jī)114與曲軸109之間的相對轉(zhuǎn)速R是否 小于預(yù)設(shè)的第二門限值。 如果比較單元125識別到，內(nèi)燃機(jī)100處在停機(jī)狀態(tài)或者起動機(jī)和曲軸109之間
的相對轉(zhuǎn)速足夠小，則比較裝置125將釋放信號傳遞到第三設(shè)定裝置126。 典型地首先檢查，相對轉(zhuǎn)速是否足夠小。如果這由于缺少轉(zhuǎn)速信息而不可行，將檢
查，內(nèi)燃機(jī)100是否靜止。為此比較裝置125檢查，轉(zhuǎn)速信號是否具有有效的值。 第三設(shè)定裝置126根據(jù)釋放信號控制電動機(jī)114。如果起動過程被釋放，電動機(jī)
114例如由第三設(shè)定裝置126利用電流控制。為此首先檢查，比較裝置125的釋放信號是
否釋放起動過程。此外例如在機(jī)動車中檢查，是否存在重新起動內(nèi)燃機(jī)100的駕駛員意愿。
例如由安裝在車輛中的起動按鈕將電信號作為起動意愿傳遞到第三設(shè)定裝置126。在這種
情況下當(dāng)起動按鈕被壓下或者施加了相應(yīng)的電信號，電動機(jī)114才被第三設(shè)定裝置126控
制。對此替代地，檢測加速踏板的信號并且如果駕駛員壓下加速踏板，就識別到起動意愿。 在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖。 —旦內(nèi)燃機(jī)100從燃燒的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到不燃燒的第一工作狀態(tài)，根據(jù)本發(fā)明的方法就在步驟200中開始。 在步驟200中以已知的方式確定內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn)速n。接著執(zhí)行步驟201。
在步驟201中檢查，是否確定了有效的內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn)速n的值。如果內(nèi)燃機(jī)100 的轉(zhuǎn)速n確定是有效的，將分岔到步驟202。否則分岔到步驟203。 在步驟202中預(yù)設(shè)預(yù)設(shè)的第二門限值，即起動機(jī)和曲軸109之間最大允許的相對 轉(zhuǎn)速。接著執(zhí)行步驟204。 在步驟204中例如由起動機(jī)的模型以已知的方式確定起動機(jī)的轉(zhuǎn)速。對此替代 地，起動機(jī)的轉(zhuǎn)速例如通過在電動機(jī)114上的增量編碼器測量。接著執(zhí)行步驟205。
在步驟205中確定起動機(jī)的轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn)速n之間的差值。接著執(zhí)行步 驟206。 在步驟206中檢查，預(yù)設(shè)的第二門限值是否大于起動機(jī)的轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn) 速n之間的差值。如果起動機(jī)的轉(zhuǎn)速和內(nèi)燃機(jī)100的轉(zhuǎn)速n之間的差值小于預(yù)設(shè)的第二門 限值，就執(zhí)行步驟207，否則執(zhí)行步驟208。 在步驟207中產(chǎn)生釋放信號。例如比特位被設(shè)置為值1。接著執(zhí)行步驟220。
在步驟208中復(fù)位釋放信號。例如比特位被設(shè)置為值0。接著執(zhí)行步驟220。
在步驟203中預(yù)設(shè)死時間作為第一門限值，死時間延續(xù)到通過新的脈沖，例如增 量編碼器112的電壓信號的下降的側(cè)沿識別到磁性的編碼輪113的下一個齒。例如該死時 間由近似函數(shù)根據(jù)齒時間TZ通過所述的線性的和/或二次的外推來確定，或者借助于最小 二乘法確定。接著執(zhí)行步驟209。 在步驟209中確定從識別到最后的齒所經(jīng)過的持續(xù)時間。接著執(zhí)行步驟210。
在步驟210中檢查，從識別到最后的齒所經(jīng)過的持續(xù)時間是否小于死時間。如果 從識別到最后的齒所經(jīng)過的持續(xù)時間小于死時間，則執(zhí)行步驟211。否則執(zhí)行步驟212。
在步驟211中檢查，是否識別到新的齒。如果沒有識別到新的齒，則分岔到步驟 209。否則分岔到步驟213。 在步驟213中復(fù)位釋放信號。例如將比特位設(shè)置為值0。接著執(zhí)行步驟220。
在步驟212中設(shè)置釋放信號。例如將比特位設(shè)置為值1。接著執(zhí)行步驟220。
在步驟220中檢查，是否存在內(nèi)燃機(jī)的起動意愿。為此例如檢查，機(jī)動車中的起動 按鈕的信號是否是對應(yīng)起動意愿的值。如果存在內(nèi)燃機(jī)100的起動意愿，則執(zhí)行步驟221。 否則執(zhí)行步驟200。 在步驟221中以已知的方式啟動內(nèi)燃機(jī)。接著終止此方法。 此外如果例如車輛的駕駛員關(guān)閉了控制器120，該方法將在每個任意的時刻終止。
權(quán)利要求
一種利用起動機(jī)發(fā)動內(nèi)燃機(jī)的方法，其特征在于，-預(yù)設(shè)第一門限值和第二門限值，-求出描述內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)的特征的第一參數(shù)和第二參數(shù)，-將第一參數(shù)與預(yù)設(shè)的第一門限值比較和/或?qū)⒌诙?shù)與預(yù)設(shè)的第二門限值比較，-起動機(jī)根據(jù)比較結(jié)果起動或者不起動內(nèi)燃機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)?shù)谝粎?shù)低于預(yù)設(shè)的第一門限值或者 第二參數(shù)低于預(yù)設(shè)的第二門限值時，起動機(jī)才起動內(nèi)燃機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的第一門限值和預(yù)設(shè)的第二 門限值選擇大于零。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)在不進(jìn)行燃燒的 工作狀態(tài)下運(yùn)行。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在內(nèi)燃機(jī)的曲軸上布置增量 編碼器，并且選擇在探測到增量編碼器的第一個齒后所經(jīng)過的持續(xù)時間作為第一參數(shù)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二參數(shù)根據(jù)起動機(jī)和 曲軸之間的轉(zhuǎn)速差來選擇。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的第一門限值根據(jù) 曲軸的轉(zhuǎn)速和/或曲軸的位置特別是在10ms到100ms之間進(jìn)行選擇。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)識別到增量編碼器的兩 個連續(xù)的齒之間的時間距離來確定第三參數(shù)，并且根據(jù)所述第三參數(shù)的至少兩個值，特別 是借助于一階和/或二階的近似函數(shù)通過外推來確定所述預(yù)設(shè)的第一門限值。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的第一門限值從借 助于一階和二階的近似函數(shù)的外推的兩個結(jié)果中根據(jù)較大的值進(jìn)行選擇。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的第一門限值根據(jù) 公差系數(shù)修正。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的第二門限值根據(jù) 起動機(jī)和/或曲軸的機(jī)械負(fù)荷能力選擇。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在起動機(jī)工作之前檢查是否 提出了起動要求。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述起動機(jī)是棘輪起動機(jī)。
14. 一種利用起動機(jī)發(fā)動內(nèi)燃機(jī)的裝置，該起動機(jī)布置在內(nèi)燃機(jī)的曲軸上，其特征在于，_第一設(shè)定裝置預(yù)設(shè)第一門限值， _第二設(shè)定裝置預(yù)設(shè)第二門限值，_第一確定裝置確定第一參數(shù)，該第一參數(shù)描述內(nèi)燃機(jī)的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的特征， _第二確定裝置確定第二參數(shù)，該第二參數(shù)描述內(nèi)燃機(jī)的慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的特征， _比較裝置將第一參數(shù)與預(yù)設(shè)的第一門限值比較和/或?qū)⒌诙?shù)與預(yù)設(shè)的第二門限 值比較，_第三設(shè)定裝置根據(jù)比較結(jié)果發(fā)動起動機(jī)連同曲軸。
15. 計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)它在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
16.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其具有儲存在機(jī)器可讀取的載體上的程序編碼，當(dāng)程序在計(jì)算機(jī) 或者控制器上執(zhí)行時，用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于起動內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置，即利用起動機(jī)發(fā)動內(nèi)燃機(jī)的方法、裝置、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，預(yù)設(shè)第一門限值和第二門限值，確定描述內(nèi)燃機(jī)的工作狀態(tài)的特征的第一參數(shù)和第二參數(shù)，將第一參數(shù)與預(yù)設(shè)的第一門限值比較，以及將第二參數(shù)與預(yù)設(shè)的第二門限值比較，起動機(jī)根據(jù)比較結(jié)果起動或者不起動內(nèi)燃機(jī)。
文檔編號F02N11/08GK101749162SQ20091025281
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者M·迪特里克 申請人:羅伯特·博世有限公司