控制用于起動機動車輛發(fā)動機的起動機馬達嚙合的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及控制用于起動機動車輛發(fā)動機的起動機馬達嚙合的方法。公開了一種用于控制起動發(fā)動機(1000)的起動機馬達(1001)嚙合的方法，其中在發(fā)動機停止運轉時期期間，如果生成指示要求重新起動發(fā)動機(1000)的信號，如果發(fā)動機速度在預定速度范圍內并且發(fā)動機(1000)的速度正在下降，則禁止起動機馬達(1001)的嚙合。
【專利說明】控制用于起動機動車輛發(fā)動機的起動機馬達嗤合的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有發(fā)動機的機動車輛，并且特別地涉及用于起動發(fā)動機的起動機馬達嚙合的控制。

【背景技術】
[0002]已知提供具有停止-起動控制系統(tǒng)的機動車輛,用以自動停止和起動用于為機動車輛提供原動力的內燃發(fā)動機。
[0003]停止-起動系統(tǒng)自動停止發(fā)動機，每當其部分地基于駕駛員的動作而確定存在機會這樣做，以便改善燃料消耗和降低發(fā)動機的排放。
[0004]不同的駕駛員動作可用于影響發(fā)動機的停止和起動，這取決于該系統(tǒng)是手動變速器還是自動變速器施加。在手動變速器的情況中，兩種常見的控制模式往往被稱為是“掛擋停止”和“空擋停止”。
[0005]常見的是駕駛員在決定停止發(fā)動機后的時間期間出現(xiàn)“心意變化”，但在此之前發(fā)動機實際上已經停止。心意變化可產生于意想不到的交通狀況的變化或者因為駕駛員無意地改變了一種或更多種駕駛員可操作控制裝置的狀態(tài)，使得系統(tǒng)邏輯進行重新起動發(fā)動機的行為。
[0006]在“心意變化”事件中，期望最小化出現(xiàn)心意變化的時間和重新起動發(fā)動機之間的延遲時間(t)。
[0007]已知的是在起動機馬達或環(huán)齒輪未出現(xiàn)損壞的情況下，可嚙合起動機馬達，在發(fā)動機以相對低的速度(例如200Rpm)沿向前或法線方向轉動時，起動機馬達通過環(huán)齒輪嚙合。然而，當發(fā)動機沿相反或負方向轉動時，由于起動機馬達的小齒輪和/或嚙合起動機小齒輪的環(huán)齒輪可能出現(xiàn)損壞，所以一般避免起動機馬達嚙合。因此，現(xiàn)有技術策略要求發(fā)動機在允許起動機馬達嚙合之前停止。


【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明人已實現(xiàn)了通過使用此發(fā)明中提出的不太保守的起動機馬達控制策略，可實現(xiàn)花費在重新起動發(fā)動機的時間的大量減少。
[0009]本發(fā)明的目標是提供在發(fā)動機停止運轉期間，改變心意的事件中，用于減少花費在重新起動發(fā)動機的時間的方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了在發(fā)動機停止運轉期間，控制機動車輛的發(fā)動機的起動機馬達嚙合的方法，其中該方法包括如果當前發(fā)動機速度在正速度閾值和負速度閾值之間并且發(fā)動機速度下降，則禁止起動機馬達的嚙合。
[0011]如果當前發(fā)動機速度在正速度閾值和負速度閾值之間，如果發(fā)動機速度是恒定的和增大中的一種，則起動機馬達的嚙合可以不被禁止。
[0012]如果當前發(fā)動機速度低于負轉動速度限制，則可以一直禁止起動機馬達的嚙合。
[0013]發(fā)動機停止運轉可以是停止-起動系統(tǒng)誘發(fā)的停止運轉，起動機馬達的嚙合可以是當駕駛員在發(fā)動機停止運轉期間出現(xiàn)心意變化時重新起動發(fā)動機所要求的嚙合。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了機動車輛的控制系統(tǒng)，該機動車輛具有起動機動車輛的發(fā)動機的起動機馬達，所述系統(tǒng)包括電子控制器和若干輸入，其至少指示發(fā)動機的當前轉動速度，以及發(fā)動機是否是停止運轉和重新起動中的一種，其中如果當前發(fā)動機速度在正速度閾值和負速度閾值之間并且發(fā)動機速度下降，則在發(fā)動機停止運轉期間，電子控制器可經操作禁止起動機馬達嚙合以重新起動發(fā)動機。
[0015]該系統(tǒng)可包括發(fā)動機速度傳感器，用于指示當前發(fā)動機的轉動速度，并且如果由發(fā)動機速度傳感器所指示的當前發(fā)動機速度在正速度閾值和負轉動速度閾值之間，則電子控制器可經操作禁止起動機馬達的嚙合，同時發(fā)動機速度下降。
[0016]該系統(tǒng)可包括發(fā)動機速度傳感器，用于指示當前發(fā)動機的轉動速度，并且如果由發(fā)動機速度傳感器所指示的當前發(fā)動機速度在正速度閾值和負速度限制之間，則提供發(fā)動機速度是恒定和增大中的一種，起動機馬達的嚙合可以不被禁止。
[0017]如果當前發(fā)動機速度低于負轉動速度限制，則電子控制器可以一直禁止起動機馬達的嚙合。
[0018]該系統(tǒng)還可包括停止-起動控制器，并且發(fā)動機的停止-起動可以是停止-起動系統(tǒng)誘發(fā)的停止運轉，起動機馬達的嚙合可以是當駕駛員在發(fā)動機停止運轉期間出現(xiàn)心意變化時重新起動發(fā)動機所要求的起動機馬達的嚙合。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了具有發(fā)動機的機動車輛，該發(fā)動機具有根據(jù)本發(fā)明的所述第二方面構造的控制系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]現(xiàn)在將參考附圖通過例子描述本發(fā)明，其中:
[0021]圖1a和圖1b示出了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的高級別流程圖，該方法在發(fā)動機停止運轉期間控制發(fā)動機的起動機馬達的嚙合；
[0022]圖2a是針對示出現(xiàn)有技術發(fā)動機停止運轉和重新起動的第一心意變化事件，示出發(fā)動機速度和時間之間關系的曲線圖；
[0023]圖2b是使用根據(jù)本發(fā)明的方法，針對示出發(fā)動機停止運轉和重新起動的第一心意變化事件，示出發(fā)動機速度和時間之間關系的曲線圖；
[0024]圖3a是針對示出現(xiàn)有技術發(fā)動機停止運轉和重新起動的第二心意變化事件，示出發(fā)動機速度和時間之間關系的曲線圖；
[0025]圖3b是使用根據(jù)本發(fā)明的方法，針對示出發(fā)動機停止運轉和重新起動的第二心意變化事件，示出發(fā)動機速度和時間之間關系的曲線圖；
[0026]圖4a是針對示出現(xiàn)有技術發(fā)動機停止運轉和重新起動的第三心意變化事件，示出發(fā)動機速度和時間之間關系的曲線圖；
[0027]圖4b是使用根據(jù)本發(fā)明的方法，針對示出發(fā)動機停止運轉和重新起動的第三心意變化事件，示出發(fā)動機速度和時間之間關系的曲線圖；以及
[0028]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三方面具有根據(jù)本發(fā)明的第二方面的控制系統(tǒng)的機動車輛的原理圖。

【具體實施方式】
[0029]參考圖1a和圖lb，示出的是方法100的高級別流程圖，該方法控制發(fā)動機的停止和起動，例如圖5所示的具有起動機馬達1001的發(fā)動機1000。
[0030]本方法在框110處開始，其經鑰匙接通并且是由機動車輛MV的使用者執(zhí)行的手動發(fā)動機起動步驟，其中發(fā)動機1000被安裝至機動車輛。
[0031]然后，該方法前進至框120，在此處發(fā)動機正在運行。然后，在框130中，測試是否存在用于停止-起動操作的條件。例如但不限制于，發(fā)動機冷卻劑的溫度高于預定溫度或者電池充入足夠的電荷以保證重新起動。
[0032]如果不滿足這些條件，則即使出現(xiàn)停止的機會也無法停止發(fā)動機，并且該方法圍繞框130和120循環(huán)直到滿足該條件或者鑰匙切斷事件出現(xiàn)，從而導致該方法結束。
[0033]如果在框130中滿足條件，則該方法前進至框140，其中進行檢查以了解是否通過駕駛員操作發(fā)出發(fā)動機停止的信號。不同組合可用于發(fā)出要求發(fā)動機停止的信號，除了在具有自動變速器的車輛例子的情況之外，如果機動車輛MV是靜止的，并且并未按壓加速器踏板而是按壓制動踏板，則這用于指示應該停止發(fā)動機。
[0034]如果未發(fā)出發(fā)動機停止信號，則方法返回至框120，但是如果發(fā)出發(fā)動機停止信號，則方法前進至框150。
[0035]在框150中，開始發(fā)動機停止運轉。已知停止運轉發(fā)動機的不同方法，但一般地，在柴油發(fā)動機的情況中，終止燃料供應，而在汽油發(fā)動機的情況中，關閉火花塞并且切斷燃料供應。
[0036]從框150繼續(xù)，在框160中，檢查在發(fā)動機停止運轉期間是否有“心意變化”介入。也就是說，在發(fā)動機停止運轉期間，駕駛員已將其腳從制動踏板移開，這樣改變了發(fā)出發(fā)動機重新起動號所需的狀態(tài)。
[0037]如果框160內不存在“心意變化”(CoM)，則方法從框160前進至框170。
[0038]然后，該方法將圍繞框170和160循環(huán)直到發(fā)動機停止或在框160中發(fā)出重新起動的信號。
[0039]一旦發(fā)動機停止，該方法將從框170前進至框180，然后將圍繞框170和180循環(huán)直到例如通過駕駛員將其腳從制動踏板中移開發(fā)出重新起動的信號。
[0040]當在框180中發(fā)出重新起動的信號時，該方法前進至框190，其中因為發(fā)動機是靜止的，所以其可使用起動機馬達立即起動。
[0041]然后，該方法從框190返回至框120，其中發(fā)動機正在運行。
[0042]應當明白，在從開始或指示嚙合的點到起動機馬達的小齒輪首次接觸環(huán)齒輪的點之間存在時間延遲(S t)，其中環(huán)齒輪附接至發(fā)動機的飛輪，并且該延遲被稱為“小齒輪行程時間”。因此，即使可立即起動發(fā)動機，在實際起動開始之前也存在較短的延遲(St)。
[0043]該較短延遲(St)的持續(xù)時間取決于許多因素，包括起動機馬達的電和機械設計，起動機馬達的布線和電源以及環(huán)境和老化因素，例如溫度、電池充電狀態(tài)和起動機污染。典型地，小齒輪行程時間(St)在幾十毫秒的量級，例如50ms。
[0044]返回至框160，如果在框160中存在“心意變化”，則方法從框160前進至框165。
[0045]在框165中，測試了解嚙合起動機馬達以起動發(fā)動機是否安全。如果發(fā)動機速度高于自動起動閾值速度n_自動閾值，其中發(fā)動機慣性在未使用起動機馬達的情況下可用于重新起動發(fā)動機，該方法前進至框167。在框167中，發(fā)動機的“自動-起動”出現(xiàn)，并且然后該方法返回至框120，其中發(fā)動機正在運行。
[0046]然而，如果在框165中當檢查出發(fā)動機速度低于自動-起動閾值，則方法從框165前進至框210。
[0047]在框210中，測試發(fā)動機的速度是否少于正速度閾值(n_閾值+)。如果當前發(fā)動機速度不少于正速度閾值(n_閾值+)，則方法前進至框230，其中允許起動機馬達嚙合。將明白的是在框210和230之間可存在進一步測試，從而確保發(fā)動機在正方向上不會過快轉動，因為起動機馬達無法在無損的情況下以非常高的速度嚙合。
[0048]因此，如果發(fā)動機速度過高，則有必要等待直到發(fā)動機速度下跌成較低速度，例如,如 200Rpm。
[0049]方法從框230前進至框190,其中起動發(fā)動機。如先前所指出的,從起動開始到起動機馬達實際嚙合之間存在較短的延遲(St)。
[0050]該方法從框190返回至框120，其中發(fā)動機正在運行。
[0051]返回至框210，如果當前發(fā)動機速度少于正速度閾值(n_閾值+)，則該方法前進至框220，其中禁止起動機馬達嚙合且然后繼續(xù)至框240。
[0052]在框240中，測試檢查是否存在禁止起動機馬達嚙合的條件。該檢查為兩部分:_
[0053]I/發(fā)動機的轉動速度是否減?。?br> [0054]也就是說，發(fā)動機速度的梯度是否小于零(η梯度〈O)；
[0055]或者
[0056]2/發(fā)動機的轉動速度是否低于負速度閾值(η_閾值_) ?也就是說，發(fā)動機負轉動是否具有大于負速度閾值(η_閾值_)的負轉動速度量級。
[0057]如果這些檢查均失敗，則該方法前進至框260，其中允許起動機馬達嚙合，且然后前進至框190，其中進行發(fā)動機的起動操作。該方法從框190返回至框120，其中發(fā)動機正在運行。
[0058]然而，如果框240中的任一檢查是肯定的，則該方法返回至框220，并且保持起動機馬達嚙合禁止。若當前發(fā)動機速度低于負速度閾值(η_閾值-)或發(fā)動機速度下降，也就是說，變得更負，則結果將是返回至框220。注意的是到達框240，發(fā)動機速度必須低于正速度閾值(η_閾值+)，所以框240分解成:-
[0059]如果(η_閾值+) >發(fā)動機速度> (η_閾值-)并且發(fā)動機的轉動速度降低，然后阻止起動機馬達嚙合。
[0060]應當明白的是如果在任何時間出現(xiàn)鑰匙切斷事件，則該方法將結束。
[0061]現(xiàn)在參考圖2a至圖4b，提供了若干心意變化的例子，以用于幫助理解本發(fā)明的原理。
[0062]通過執(zhí)行實驗工作，可建立負發(fā)動機轉動的量級，其中在沒有出現(xiàn)嚴重損壞(例如環(huán)齒輪碾磨)的情況下可嚙合起動機馬達。本發(fā)明還注意到對于任何給定起動機馬達和環(huán)齒輪布置能夠有兩種稍不同量級的負速度，以避免出現(xiàn)嚴重的損壞。第一負速度是發(fā)動機的負轉動速度增加時的負速度，也就是說，變得更負，而第二負速度是發(fā)動機的負轉動速度下降時的負速度，也就是說，變得較少負。在圖3b和圖4b上，這兩種速度分別被指示為-nl和-n2。如果發(fā)動機速度比發(fā)動機速度下降時的-nl或是發(fā)動機速度增加時的-n2較少負，則如果起動機馬達被嚙合，將不出現(xiàn)嚴重損壞。
[0063]因此，從這些速度- nl、_n2，能夠產生發(fā)動機轉動速度的閾值值，其能夠用于判定何時需要禁止起動機馬達的嚙合。
[0064]這些閾值的第一閾值是在發(fā)動機沿向前方向轉動時的正速度閾值(n_閾值+)。如果在開始起動機馬達嚙合時，發(fā)動機速度高于或等于該閾值(n_閾值+)，則在發(fā)動機速度可下跌低于第一負速度-nl之前，將嚙合起動機馬達。
[0065]這些閾值的第二閾值是在發(fā)動機沿相反或負方向轉動時的負速度閾值(n__值_)。該閾值(n_閾值_)被設定，使得如果發(fā)動機速度處于或高于該閾值(較少負)并且在存在正發(fā)動機速度梯度時開始嚙合，則在發(fā)動機速度超過第二負速度-n2后將嚙合起動機馬達。也就是說，發(fā)動機的負速度在出現(xiàn)實際小齒輪嚙合時則將少于-n2。
[0066]在圖2a中，示出現(xiàn)有技術停止運轉和重新起動，其中發(fā)動機速度從未變成負速度。
[0067]在所示的發(fā)動機停止運轉期間的時間出現(xiàn)心意變化(CoM)事件，并且發(fā)動機在出現(xiàn)CoM后的時間“t”重新起動。在此情況中，發(fā)動機進入停止，且然后，在對應于小齒輪行程時間的時間延遲St后，重新起動。
[0068]圖2b示出如同圖2a的相同的CoM事件，但其中應用了根據(jù)本發(fā)明的方法。在此特殊情況中，因為發(fā)動機速度大于正速度閾值(n_閾值+)，所以無需禁止發(fā)動機的起動，并且在對應于小齒輪行程時間的時間延遲St后，重新起動發(fā)動機。因此，在此情況中，一旦出現(xiàn)CoM便開始發(fā)動機的起動，所以從CoM到重新起動的時間延遲“t”等于St，因為無需等待發(fā)動機速度下降至零，如同圖2a所示的現(xiàn)有技術的情況。
[0069]在圖3a中，示出現(xiàn)有技術停止運轉和重新起動，其中發(fā)動機速度在停止運轉期間變?yōu)樯载摗?br> [0070]在所示的當發(fā)動機沿相反方向轉動時的發(fā)動機停止運轉期間，以及在達到最大負轉動速度的情況中，出現(xiàn)心意變化(CoM)事件。在出現(xiàn)CoM后的“t”秒延遲后，重新起動發(fā)動機。在此情況中，發(fā)動機進入停止，且然后在St時間延遲后，經要求嚙合起動機馬達的小齒輪和發(fā)動機的環(huán)齒輪，發(fā)動機重新起動。
[0071]圖3b示出如同圖3a的相同的CoM事件，但其中應用了根據(jù)本發(fā)明的方法。在此具體情況中，因為發(fā)動機速度少于正速度閾值(n_閾值+)，所以發(fā)動機速度下跌至禁止起動機馬達嚙合的區(qū)域Zl內。發(fā)動機速度從未達到負速度閾值(n_閾值-)，因此，一旦發(fā)動機速度梯度變成正，便可重新起動發(fā)動機。在此情況中，因為在最大負速度時出現(xiàn)CoM，所以發(fā)動機速度梯度立即變成正，且因此可立即開始起動機馬達嚙合，并且在小齒輪嚙合所需的時間St過去后，起動發(fā)動機。因此，在此情況中，一旦出現(xiàn)CoM便開始發(fā)動機起動開始，所以從CoM到重新起動的時間延遲“t”等于St，因為無需等待發(fā)動機速度上升至零，如同圖3a所示的現(xiàn)有技術情形的情況。
[0072]在圖4a中，示出現(xiàn)有技術停止運轉和重新起動，其中發(fā)動機速度在停止運轉期間變成非常負。
[0073]在所示的發(fā)動機停止運轉期間，當發(fā)動機按相反或負方向轉動時的時間出現(xiàn)心意變化(CoM)事件。在出現(xiàn)CoM后的“t”秒時間延遲后，重新起動發(fā)動機。在此情況中，發(fā)動機必須被允許進入停止，且然后在δ t時間延遲后，經要求嚙合起動機馬達的小齒輪和發(fā)動機的環(huán)齒輪，發(fā)動機重新起動。因此，延遲開始起動直到發(fā)動機已進入停止。
[0074]圖4b示出如同圖4a的相同的CoM事件，但其中應用了根據(jù)本發(fā)明的方法。在此具體情況中，因為發(fā)動機速度少于正速度閾值(n_閾值+)，所以發(fā)動機速度下跌至禁止起動機馬達嚙合的區(qū)域Z2內。在時間tm時出現(xiàn)的峰值負值處的發(fā)動機速度低于負速度閾值(n_閾值_)，也就是說，發(fā)動機以大于負速度閾值(n_閾值_)的負轉動速度轉動，并因此不能夠被起動。
[0075]然而，一旦發(fā)動機速度梯度變正，并且負速度不再低于負速度閾值(n_閾值_)時，可重新起動發(fā)動機。在此情況中，當發(fā)動機速度已正梯度方式與負速度閾值(n_閾值_)交叉時，起動機馬達嚙合的禁止結束。也就是說，當發(fā)動機速度增加并且負速度閾值(n__值-)交叉時，開始起動機馬達嚙合的開始并且在時間延遲St過去后，經要求嚙合起動機馬達小齒輪和發(fā)動機環(huán)齒輪，起動發(fā)動機。因此，在此情況中，無需等待發(fā)動機速度上升至零，如圖4a中所示的現(xiàn)有技術情形的情況。與圖4a所示的現(xiàn)有技術情況的t秒相比，如圖4b所示，使用本發(fā)明時的時間延遲是“ t ”秒。
[0076]因此，在所有情況中，相比現(xiàn)有技術中的情況，即發(fā)動機在被允許重新起動之前必須進入停止，將在較少延遲的情況下出現(xiàn)起動發(fā)動機。
[0077]參考圖5，示出具有內燃發(fā)動機1000和控制系統(tǒng)的機動車輛MV，其中控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制模塊1050。
[0078]發(fā)動機1000經具有小齒輪(未示出)的起動機馬達1001起動，其中小齒輪與緊固至發(fā)動機1000的飛輪(未示出)的環(huán)齒輪(未示出)嚙合。響應于來自控制模塊1050的信號，起動機馬達1001經由起動機馬達動力單元1002供能，其中控制模塊使小齒輪與環(huán)齒輪嚙合并且使起動機馬達1001起動轉動發(fā)動機1000。
[0079]發(fā)動機1000具有進氣歧管1003，其中在此情況中安裝了進氣節(jié)流閥1005以控制進入發(fā)動機1000的空氣流。發(fā)動機1000還包括若干火花塞(未示出)和燃料噴射系統(tǒng)(未示出)，從而將燃料提供至發(fā)動機1000，如本領域眾所周知的。進氣節(jié)流閥1005經由致動器1006操作，其中致動器響應于來自控制模塊1050的控制信號可操作從而轉動進氣歧管1003中的節(jié)流閥1005。節(jié)流閥1003改變了按箭頭“A”所指方向抽吸至發(fā)動機1000的空氣流。通過連接至控制模塊1050以用于控制發(fā)動機1000操作的歧管絕對壓力傳感器1010，感測節(jié)流閥1005下游的絕對壓力。
[0080]在此情況中，控制模塊1050包括停止-起動控制器1100，盡管將明白停止-起動控制器1100可以是操作連接至控制模塊1050的獨立單元。
[0081]控制模塊1050具有用于控制發(fā)動機1000操作的若干輸入1015、1020、1025、1030、1035 和 1040。
[0082]第一輸入是根據(jù)發(fā)動機速度傳感器1015的發(fā)動機轉動速度的指示。
[0083]第二輸入1020是若干輸入的示例性代表，其中所述輸入涉及機動車輛MV的運行條件，例如，如大氣壓力、環(huán)境溫度、排氣組分、發(fā)動機冷卻劑溫度、車輛速度和主要電池的電荷狀態(tài)。
[0084]第三輸入1025提供了指示機動車輛MV的變速器(未示出)的嚙合狀態(tài)的輸入。一般地，這將指示變速器是處于空擋還是掛擋中。
[0085]第四輸入1030提供了指示由機動車輛MV的駕駛員所使用的加速器踏板(未示出)的狀態(tài)的輸入，從而指示從發(fā)動機1000提供所要求的扭矩。
[0086]第五輸入1035提供了指示機動車輛MV的制動踏板(未示出)的狀態(tài)的輸入。輸入1035將指示制動踏板是被按壓還是未被按壓。
[0087]第六輸入1040提供了指示機動車輛MV的離合器踏板(未示出)的狀態(tài)的輸入。輸入1040指示了離合器踏板的位置。僅在機動車輛MV具有手動變速器條件下要求此輸入，其中手動變速器使用手動操作的離合器踏板影響位于發(fā)動機1000和變速器之間的離合器的嚙合和去嚙合。借助于此布置，時常校準離合器踏板的移動，使得，當有把握地假設離合器完全去嚙合時，離合器踏板被稱為“去按壓”，當離合器踏板被稱為“釋放”時，離合器完全嚙合，以及當離合器踏板被稱為“按壓”時，離合器可以嚙合或去嚙合。按壓狀態(tài)是駕駛員已經移動離合器踏板但不足以保證離合器完全去嚙合的一種狀態(tài)。
[0088]本領域眾所周知的第二輸入1025至第五輸入1040能夠以不同組合和不同方式被停止-起動控制器使用，從而確定發(fā)動機1000應該何時自動地停止以節(jié)約燃料，以及其何時需要從停止狀態(tài)重新起動。
[0089]為了說明控制系統(tǒng)在其施加至本發(fā)明時的操作的目的，將假設以下控制變量狀態(tài)以用于停止和起動發(fā)動機1000。然而，將明白的是可使用控制變量狀態(tài)的不同其他組合，以及本發(fā)明不被限制于下文所描述的確切組合。
[0090]在發(fā)動機停止的情況中，將開始停止，如果:_
[0091 ] a/變速器處于空擋；以及
[0092]b/釋放離合器踏板；以及
[0093]c/按壓制動踏板；以及
[0094]d/機動車輛靜止。
[0095]在發(fā)動機起動的情況中，將開始起動，如果:_
[0096]e/變速器處于空擋；
[0097]或者
[0098]f/離合器踏板狀態(tài)從釋放變?yōu)槿魏纹渌麪顟B(tài)；
[0099]或者
[0100]g/制動踏板狀態(tài)從按壓變?yōu)獒尫拧?br> [0101]控制系統(tǒng)的操作如下:_
[0102]控制模塊1050連續(xù)不斷地監(jiān)控輸入1020，以及來自歧管壓力傳感器1010的輸入，以便控制發(fā)動機1000的正常運行，以及經致動器1006控制節(jié)流閥1005，從而產生發(fā)動機1000所要求的扭矩，并且滿足任何發(fā)送機1000的排放要求。
[0103]停止-起動控制器1100監(jiān)控來自發(fā)動機速度傳感器1015、變速器狀態(tài)傳感器1025、加速器踏板傳感器1030、制動踏板傳感器1035和離合器踏板位置傳感器1040的輸入。將明白地是由控制模塊1050所接收的所有信號可與停止-起動控制器1100共享，反之亦然。
[0104]如果停止-起動控制器1100確定上述列出的所有控制變量a至d的狀態(tài)為要求的適于停止運轉，然后發(fā)出發(fā)動機1000停止運轉的信號，以便節(jié)約燃料和降低排放。
[0105]然后，停止-起動控制器1100采取必要的步驟執(zhí)行發(fā)動機停止運轉，其在該情況下，包括斷開燃料供應至發(fā)動機1000，關閉火花塞并且關掉進氣節(jié)流閥1005。在采取這些操作后，發(fā)動機1000將開始停止或減速直到一定時間段過去后，其將停止。
[0106]如果所有控制變量為以上e至f所給出的狀態(tài)，則發(fā)動機將從此停止狀態(tài)起動。也就是說，如果變速器為空擋，并且離合器踏板狀態(tài)從釋放變成另一種狀態(tài)(按壓或去按壓)，或制動踏板的狀態(tài)從按壓變成釋放，則響應于來自控制模塊1050的信號，發(fā)動機1000使用起動機馬達1001起動，其中起動機馬達由起動機馬達動力單元1002提供動力。應當明白地是從開始發(fā)動機起動直到實際開始發(fā)動機的起動轉動存在短延遲，該短延遲被稱為小齒輪行程時間5t。
[0107]如果例如在停止運轉期間存在心意變化事件，如果在停止運轉期間離合器踏板狀態(tài)從釋放狀態(tài)變成按壓狀態(tài)，或者在停止運轉期間制動踏板狀態(tài)從按壓狀態(tài)變成釋放狀態(tài)，則需要盡可能快地重新起動發(fā)動機1000。
[0108]如果發(fā)動機的速度仍相對高，則在柴油機的情況中僅通過提供必要的燃料，以及在火花點火發(fā)動機中提供燃料和點火，可以不要求使用起動機馬達且可重新起動發(fā)動機，其中被稱為“自動起動”模式。
[0109]如果發(fā)動機速度低于自動起動閾值，則將要求使用起動機馬達，以起動發(fā)動機。然而，如先前所討論的，起動機馬達1001可僅在出現(xiàn)某些發(fā)動機速度條件時嚙合，以防止起動機馬達1001，具體地，飛輪上的起動機馬達小齒輪和環(huán)齒輪出現(xiàn)損壞。
[0110]因此，在起動機馬達1001被嚙合之前，首先測試是否存在安全重新起動條件。在本發(fā)明的情況中，此測試包括檢查了解發(fā)動機速度是否下降(η梯度〈O)以及當前發(fā)動機速度是否在正速度閾值(η_閾值+)和負速度閾值(η_閾值-)之間。
[0111]控制模塊通過以下步驟做這些事件，通過使用其從發(fā)動機速度傳感器1015接收的發(fā)動機速度的指示提供當前發(fā)動機速度，以及通過比較當前發(fā)動機速度和在當前時間之前的一小段時間所測量到的先前發(fā)動機速度，提供發(fā)動機速度梯度的指示。如果發(fā)動機減速，其將具有負速度梯度，如果發(fā)動機速度增加，則其將具有正速度梯度，如果發(fā)動機速度并未改變，則其將具有零速度梯度。
[0112]如果確定未禁止起動機馬達1001嚙合，則響應于來自控制模塊1050和停止-起動控制器1100中的一個的信號，這取決于所使用的確切的構造，起動機馬達通過起動機馬達動力單元1002供能。
[0113]如果當前發(fā)動機速度大于正速度閾值(η_閾值+)，則可嚙合起動機馬達。在一些情況中，實際測試可包括進一步限制，從而防止起動機馬達1001在預定較高速度以上嚙合，其中該預定較高速度少于自動起動閾值，但高于正速度閾值(η_閾值+)。在此情況中，在不存在損壞或故障風險的情況下，起動機馬達嚙合的預定較高速度高于各個速度是不可能的。
[0114]然而，如果發(fā)動機速度不高于正速度閾值(η_閾值+)，則只要發(fā)動機減速并且發(fā)動機速度高于負速度閾值(η_閾值_)，就禁止起動機馬達1001嚙合。應當明白地是，在逆向轉動發(fā)動機的情況中，減速意為負轉動量級增加或者發(fā)動機速度變成更負。
[0115]如果發(fā)動機速度低于負速度閾值(η_閾值_)，則不論發(fā)動機是減速還是增速，始終禁止起動機馬達1001嚙合。
[0116]當禁止嚙合時，控制模塊1050防止起動信號被發(fā)送至起動機馬達1001。
[0117]如果發(fā)動機速度低于正速度閾值(η_閾值+)，則如果發(fā)動機加速并且發(fā)動機速度高于負速度閾值(n_閾值_)，就不禁止起動機馬達1001嚙合。
[0118]只要發(fā)動機速度和發(fā)動機速度梯度指示不再禁止起動機馬達和發(fā)動機1000嚙合，便允許起動機馬達1001嚙合并且控制模塊1050開始起動發(fā)動機1000。
[0119]如果正速度閾值(n_閾值+)被設定成正50Rpm,并且負速度閾值(n_閾值-)被設定成負70Rpm，則:
[0120]I/正10Rpm的發(fā)動機轉動速度高于正速度閾值(n_閾值+)和負速度閾值(n_閾值_);
[0121]2/負50Rpm的發(fā)動機轉動速度低于正速度閾值(n_閾值+)并且高于負速度閾值(n_閾值_);以及
[0122]3/負10Rpm的發(fā)動機轉動速度低于正速度閾值(n_閾值+)和負速度閾值(n_閾值_);
[0123]發(fā)動機速度可以說在轉動方向為正轉動方向時，如果其量級下降則下降，以及在轉動方向是負轉動方向時如果其量級增加則下降。
[0124]例如，如果發(fā)動機速度從正100變成正50或負50Rpm，則其速度可以說下降。類似地，如果發(fā)動機速度從負50Rpm變成負lOORpm，則其速度可以說下降，即使負轉動速度的量級增加。
[0125]本發(fā)明的一個優(yōu)點是在無需做出復雜的發(fā)動機瞬時速度預測的情況下，以簡單的方式可減少響應于“心意變化”的延遲。
[0126]本發(fā)明的第二個優(yōu)點是本發(fā)明所需的所有硬件已存在于具有停止-起動控制的多數(shù)生產機動車輛上，從而導致無附加的制造成本。
[0127]本領域技術人員將明白，盡管本發(fā)明已參考一個或更多個實施例，通過例子進行描述，但是本發(fā)明不限制所公開的實施例，并且在不背離由隨附權利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可想到可替代實施例。
【權利要求】
1.一種在發(fā)動機停止運轉期間控制機動車輛的所述發(fā)動機的起動機馬達嚙合的方法，其中所述方法包括如果當前發(fā)動機速度在正速度閾值和負速度閾值之間并且發(fā)動機速度正在下降，則禁止所述起動機馬達的嚙合。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中如果所述當前發(fā)動機速度在所述正速度閾值和所述負速度閾值之間，則如果所述發(fā)動機速度是恒定的和增大中的一種，則所述起動機馬達的所述嚙合不被禁止。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的方法，其中如果所述當前發(fā)動機速度低于負轉動速度限制，則一直禁止所述起動機馬達的所述嚙合。
4.根據(jù)權利要求1至權利要求3任一項所述的方法，其中所述發(fā)動機停止運轉是停止-起動系統(tǒng)誘發(fā)的停止運轉，所述起動機馬達的所述嚙合是當駕駛員在所述發(fā)動機停止運轉期間出現(xiàn)心意變化時重新起動所述發(fā)動機所要求的嚙合。
5.一種用于機動車輛的控制系統(tǒng)，所述機動車輛具有用于起動所述機動車輛的發(fā)動機的起動機馬達，所述系統(tǒng)包括電子控制器和若干輸入，其至少用于指示所述發(fā)動機的當前轉動速度，以及所述發(fā)動機是否為停止運轉和重新起動中的一種，其中如果所述當前發(fā)動機速度在正速度閾值和負速度閾值之間并且所述發(fā)動機速度正在下降，則在發(fā)動機停止運轉期間，所述電子控制器可經操作禁止所述起動機馬達的嚙合以重新起動所述發(fā)動機。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括發(fā)動機速度傳感器，用于指示所述發(fā)動機的所述當前轉動速度，并且如果由所述發(fā)動機速度傳感器所指示的所述當前發(fā)動機速度在所述正速度閾值和所述負轉動速度閾值之間，則所述電子控制器可經操作禁止所述起動機馬達的嚙合，同時所述發(fā)動機速度正在下降。
7.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括發(fā)動機速度傳感器，用于指示所述發(fā)動機的所述當前轉動速度，并且如果由所述發(fā)動機速度傳感器所指示的所述當前發(fā)動機速度在所述正速度閾值和所述負速度限制之間，則如果具有所述發(fā)動機速度是恒定和增大中的一種，所述起動機馬達的所述嚙合不被禁止。
8.根據(jù)權利要求5至權利要求7任一項所述的系統(tǒng)，其中如果所述當前發(fā)動機速度低于負轉動速度限制，則一直禁止所述起動機馬達的所述嚙合。
9.根據(jù)權利要求5至權利要求8任一項所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括停止-起動控制器，并且所述發(fā)動機停止運轉是停止-起動系統(tǒng)誘發(fā)的停止運轉，并且所述起動機馬達的所述嚙合是當駕駛員在所述發(fā)動機停止運轉期間出現(xiàn)心意變化時重新起動所述發(fā)動機所要求的所述起動機馬達的嚙合。
10.一種具有發(fā)動機的機動車輛，所述發(fā)動機具有如權利要求5至權利要求9任一項所述的系統(tǒng)。
【文檔編號】F02N11/00GK104421090SQ201410408022
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權日:2013年8月30日
【發(fā)明者】T·P·彼得里迪斯, S·豪厄爾 申請人:福特環(huán)球技術公司