車(chē)輛的控制設(shè)備和車(chē)輛的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車(chē)輛的控制設(shè)備和車(chē)輛的控制方法。更具體地，本發(fā)明涉及配備有發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)起動(dòng)器的車(chē)輛的控制設(shè)備，其能夠單獨(dú)地控制致動(dòng)器和電動(dòng)機(jī)，所述致動(dòng)器用于將小齒輪向上移動(dòng)至小齒輪與被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的內(nèi)嚙合齒輪嚙合的位置，所述電動(dòng)機(jī)用于使小齒輪旋轉(zhuǎn)，并且本發(fā)明也涉及車(chē)輛的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了減少燃料消耗和廢氣排放，在某些情況下具有內(nèi)燃機(jī)等以作為發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)配備有，例如，怠速停止系統(tǒng)(起動(dòng)-停止系統(tǒng))，其在車(chē)輛停止以及駕駛員已經(jīng)操作剎車(chē)踏板的狀態(tài)下自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)，以及根據(jù)駕駛員的重新驅(qū)車(chē)離開(kāi)操作，例如在剎車(chē)踏板的操作量下降至零的情況下觸發(fā)自動(dòng)重啟。
[0003]傳統(tǒng)的起動(dòng)器包括用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器，并且該起動(dòng)器能夠逐個(gè)驅(qū)動(dòng)用于將起動(dòng)器的小齒輪移動(dòng)至小齒輪嚙合發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)嚙合齒輪的位置的嚙合機(jī)構(gòu)(致動(dòng)器)，以及用于使小齒輪旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。此外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在某些情況下采用在小齒輪和內(nèi)嚙合齒輪的嚙合之后通過(guò)電動(dòng)機(jī)用曲柄帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的方案。
[0004]WO 2012/008048公開(kāi)了關(guān)于車(chē)輛的特征，其中通過(guò)使用能夠單獨(dú)控制如上所述的致動(dòng)器和電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。具體地，WO 2012/008048公開(kāi)了一種控制方案，其中在小齒輪的旋轉(zhuǎn)先于后者的嚙合以及小齒輪的嚙合先于后者的旋轉(zhuǎn)的兩種情況下，在確定發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后將直到電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)為止所經(jīng)過(guò)的時(shí)段被設(shè)定為是基本恒定的。
[0005]在WO 2012/008048公開(kāi)的配置中，在通過(guò)致動(dòng)器使小齒輪與內(nèi)嚙合齒輪嚙合之后而通過(guò)電動(dòng)機(jī)使小齒輪旋轉(zhuǎn)的情況下，在始自開(kāi)始致動(dòng)器操作而經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)立的預(yù)定時(shí)間之后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)在小齒輪與內(nèi)嚙合齒輪之間存在不可靠的嚙合的情況下驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，可能因?yàn)閲Ш蠒r(shí)的碰撞而削弱齒輪的耐久力。為了減輕嚙合時(shí)的碰撞，因此，通常將上述預(yù)定時(shí)間設(shè)定為能夠使小齒輪與內(nèi)嚙合齒輪之間存在可靠的嚙合的充足的時(shí)間。
[0006]然而，在某些情況下必須迅速地起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，例如，當(dāng)在因?yàn)檐?chē)輛遇紅燈停止而已經(jīng)輸出發(fā)動(dòng)機(jī)停止命令之后十字路口處的交通信號(hào)燈立即變成綠燈時(shí)要驅(qū)車(chē)離開(kāi)的情況下。在需要迅速的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的情況下，就會(huì)期望縮短從開(kāi)始致動(dòng)器操作直到開(kāi)始電動(dòng)機(jī)操作所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。在這方面，WO 2012/008048沒(méi)有充分考慮這種情況，并且自始至終都設(shè)定恒定時(shí)間。所以在某些情況下可能不能滿足用戶(hù)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種車(chē)輛的控制設(shè)備，以及車(chē)輛的控制方法，其在考慮用戶(hù)需求或車(chē)輛的狀態(tài)下允許根據(jù)需要來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間。
[0008]本發(fā)明的第一方面涉及車(chē)輛的控制設(shè)備?？刂圃O(shè)備具有第一齒輪、第二齒輪、致動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)以及控制器。第一齒輪被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。第二齒輪能夠嚙合第一齒輪。致動(dòng)器將第二齒輪向上移動(dòng)至第二齒輪嚙合第一齒輪的位置。電動(dòng)機(jī)使第二齒輪旋轉(zhuǎn)?？刂破黜憫?yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)而開(kāi)動(dòng)致動(dòng)器。當(dāng)在開(kāi)動(dòng)致動(dòng)器之后響應(yīng)于經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)段而通過(guò)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)用曲柄帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，控制器基于接收到起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)時(shí)駕駛員的操作狀態(tài)以及車(chē)輛的狀態(tài)來(lái)調(diào)整預(yù)定時(shí)段的長(zhǎng)度。
[0009]當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于參考速度的狀態(tài)下接收到起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)的情況下，控制器可以將預(yù)定時(shí)段設(shè)定為第一時(shí)段，并且控制器可以當(dāng)在轉(zhuǎn)速低于參考速度的狀態(tài)下接收到起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)的情況下，將預(yù)定時(shí)段設(shè)定為短于第一時(shí)段的第二時(shí)段。
[0010]隨著轉(zhuǎn)速變得更高，控制器可以將第一時(shí)段設(shè)定為更長(zhǎng)。
[0011]當(dāng)在駕駛員正在操作加速器的狀態(tài)接收到起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)的情況下，控制器可以將預(yù)定時(shí)段設(shè)定為短于當(dāng)在駕駛員沒(méi)有正在操作加速器的狀態(tài)接收到起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)的情況下的預(yù)定時(shí)段。
[0012]當(dāng)在車(chē)速高于預(yù)定值的狀態(tài)接收到起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)的情況下，控制器可以將預(yù)定時(shí)段設(shè)定為短于當(dāng)在車(chē)速低于預(yù)定值的狀態(tài)接收到起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)的情況下的預(yù)定時(shí)段。
[0013]車(chē)輛可以能夠通過(guò)在第一模式與第二模式之間切換而行駛，其中在第二模式下，比在第一模式下更強(qiáng)調(diào)行駛性能。在那種情況下，控制器可以將在設(shè)定第二模式的情況下的預(yù)定時(shí)段設(shè)定為短于在設(shè)定第一模式的情況下的預(yù)定時(shí)段。
[0014]本發(fā)明的第二方面涉及車(chē)輛的控制方法?？刂品椒ò?i)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)而開(kāi)動(dòng)致動(dòng)器，所述致動(dòng)器將能夠嚙合第一齒輪的第二齒輪向上移動(dòng)至第二齒輪嚙合第一齒輪的位置，其中第一齒輪被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸；ii)響應(yīng)于在開(kāi)動(dòng)致動(dòng)器之后經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)段而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)使第二齒輪旋轉(zhuǎn)；以及iii)當(dāng)用曲柄帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，基于接收到起動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)時(shí)駕駛員的操作狀態(tài)以及車(chē)輛的狀態(tài)來(lái)調(diào)整預(yù)定時(shí)段的長(zhǎng)度。
[0015]根據(jù)以上特征，考慮到用戶(hù)需求或車(chē)輛狀態(tài)，能夠在配備有怠速停止系統(tǒng)(起動(dòng)-停止系統(tǒng))的車(chē)輛中根據(jù)需要來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間。因此，能夠執(zhí)行滿足用戶(hù)需求的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)操作。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)勢(shì)，以及技術(shù)和工業(yè)重要性，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且在附圖中:
[0017]圖1是裝配有根據(jù)實(shí)施例1的控制設(shè)備的車(chē)輛的總體框圖；
[0018]圖2是用于說(shuō)明在使用圖1的起動(dòng)器的情況下，在正常發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的操作狀態(tài)的時(shí)序圖；
[0019]圖3是用于說(shuō)明實(shí)施例1中的由電子控制單元(ECU)執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制處理的細(xì)節(jié)的流程圖；
[0020]圖4是用于說(shuō)明實(shí)施例2中的由ECU執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制處理的細(xì)節(jié)的流程圖；
[0021]圖5是用于說(shuō)明實(shí)施例3中的由ECU執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制處理的細(xì)節(jié)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在說(shuō)明中，用相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。這些部件的命名和功能同樣是相同的。于是，將不再重復(fù)它們的詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]圖1是配備有根據(jù)實(shí)施例1的控制設(shè)備的車(chē)輛10的總體框圖。參考圖1，車(chē)輛10被設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)100、電池120、起動(dòng)器200、控制設(shè)備(下文中被稱(chēng)為E⑶300)以及繼電器RYU RY2。起動(dòng)器200具有活塞210、電動(dòng)機(jī)220、螺線管230、連接部分240、輸出構(gòu)件250以及小齒輪260。
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生用于使車(chē)輛10行駛的驅(qū)動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸111通過(guò)由離合器、減震器等組成的動(dòng)力傳遞設(shè)備160被連接到驅(qū)動(dòng)輪170。
[0025]轉(zhuǎn)速傳感器115被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)100中。轉(zhuǎn)速傳感器115檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速NE，并且將檢測(cè)結(jié)果輸出至E⑶300。用于車(chē)速檢測(cè)的車(chē)速傳感器117被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)輪170附近。車(chē)速傳感器117基于驅(qū)動(dòng)輪170的旋轉(zhuǎn)來(lái)檢測(cè)車(chē)速，并且將相應(yīng)的檢測(cè)值sro輸出至E⑶300。布置車(chē)速傳感器117的位置不限于驅(qū)動(dòng)輪170附近，并且車(chē)速傳感器117可以被設(shè)置在從動(dòng)輪(未示出)附近。例如，在基于發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)速或減速比來(lái)間接地檢測(cè)車(chē)速的情況下可以省略車(chē)速傳感器117。
[0026]電池120是被配置為可充電和可放電的電力存儲(chǔ)元件。電池120由蓄電池組成，諸如鋰離子電池、鎳氫電池或鉛蓄電池?？梢杂弥T如雙電層電容器的電力存儲(chǔ)單元來(lái)配置電池120。
[0027]電池120通過(guò)由E⑶300控制的繼電器RYl和/或繼電器RY2被連接到起動(dòng)器200。通過(guò)閉合繼電器RYl和/或繼電器RY2，電池120將用于驅(qū)動(dòng)的電源電壓供應(yīng)至起動(dòng)器200。電池120的陰極被連接到車(chē)輛10的本體地(body earth)。
[0028]繼電器RYl的一端被連接到電池120的陽(yáng)極。繼電器RYl的另一端被連接到起動(dòng)器200中的螺線管230的一端。根據(jù)E⑶300的控制信號(hào)SEl控制的繼電器RYl在從電池120到螺線管230提供電源電壓和切斷電源電壓之間切換。
[0029]繼電器RY2的一端被連接到電池120的陽(yáng)極。繼電器RY2的另一端被連接到起動(dòng)器200的電動(dòng)機(jī)220。根據(jù)E⑶300的控制信號(hào)SE2控制的繼電器RY2在從電池120到電動(dòng)機(jī)220提供電源電壓和切斷電源電壓之間切換。
[0030]如上所述，能夠分別通過(guò)繼電器RYl和繼電器RY2獨(dú)立地控制到起動(dòng)器200的螺線管230和電動(dòng)機(jī)220的電源電壓的供應(yīng)。
[0031]例如，通過(guò)直花鍵等將輸出構(gòu)件250連接到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸(未示出)。小齒輪260被設(shè)置在輸出構(gòu)件250的一端，即在電動(dòng)機(jī)220的對(duì)側(cè)上。通過(guò)閉合繼電器RY2，將電源電壓從電池120供應(yīng)至電動(dòng)機(jī)220，因此后者旋轉(zhuǎn)。于是，輸出構(gòu)件250將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)傳輸至小齒輪260，從而小齒輪260旋轉(zhuǎn)。
[0032]螺線管230的一端被連接到繼電器RYl。螺線管230的另一端被連接到本體地。當(dāng)通過(guò)繼電器RYl的閉合來(lái)激勵(lì)螺線管230時(shí)，螺線管230使活塞210在箭頭的方向上移動(dòng)。也就是說(shuō)，螺線管230和活塞210組成致動(dòng)器232。
[0033]通過(guò)連接部分240將活塞210連接到輸出構(gòu)件250。連接部分240具有固定支點(diǎn)245?因此，輸出構(gòu)件250在與活塞210的操作方向相反的方向上移動(dòng)。當(dāng)激勵(lì)螺線管230時(shí)，活塞210在箭頭的方向上移動(dòng)。因此，如圖1中所示，使輸出構(gòu)件250從等待位置移動(dòng)至小齒輪260與內(nèi)嚙合齒輪110的嚙合位置?；钊?10具有未示出的彈簧機(jī)構(gòu)，使得通過(guò)在與圖1中的箭頭相反的方向上的力