專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法及發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，用于起動(dòng)具有連接于其輸出軸的電動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
日本專利公開(kāi)第2001-263209號(hào)公開(kāi)了一種傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，該裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)以提高燃料經(jīng)濟(jì)性。在重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，當(dāng)接收到在馬達(dá)中產(chǎn)生預(yù)定起動(dòng)扭矩的指令時(shí)，該傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置起動(dòng)該馬達(dá)，并對(duì)提供給該馬達(dá)的動(dòng)力執(zhí)行反饋控制，使得當(dāng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)速附近的預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速相匹配。
存在有安裝在怠速停止車(chē)輛上的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被重起時(shí)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉位置或正時(shí)被朝向壓縮上死點(diǎn)延遲以改善燃料消耗并減少震動(dòng)。采用這種發(fā)動(dòng)機(jī)，由于在這種類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)中每單元?dú)飧椎奶畛湫实?即，氣缸中被壓縮的空氣的量少)，因此活塞的壓縮溫度低。從而，發(fā)動(dòng)機(jī)難以起動(dòng)燃燒(例如，難于點(diǎn)燃空氣-燃料混合物)，除非壓縮過(guò)程被重復(fù)執(zhí)行多次，尤其是當(dāng)車(chē)輛工作在低溫環(huán)境中時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，包括將由馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速維持在第一轉(zhuǎn)速下；在所述曲軸由所述馬達(dá)以所述第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料并對(duì)所述燃料進(jìn)行點(diǎn)火；判定所述燃料是否已經(jīng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中點(diǎn)燃；以及當(dāng)判定所述燃料已經(jīng)被點(diǎn)燃時(shí)，將至少由所述馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在高于所述第一轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速下。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括燃料供給裝置、點(diǎn)火裝置、馬達(dá)和控制單元。該燃料供給裝置用以向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料。點(diǎn)火裝置用以點(diǎn)燃由燃料供給裝置提供的燃料。馬達(dá)用以當(dāng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸?？刂茊卧B接于燃料供給裝置、點(diǎn)火裝置和馬達(dá)。該控制單元用以控制所述馬達(dá)以便將由該馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸的轉(zhuǎn)速維持在第一轉(zhuǎn)速下、當(dāng)曲軸由馬達(dá)以第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料并且點(diǎn)燃所述燃料、判定燃料是否已在發(fā)動(dòng)機(jī)中被點(diǎn)燃、以及在確定所述燃料已被點(diǎn)燃時(shí)控制所述馬達(dá)以將至少由該馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸的轉(zhuǎn)速維持在大于所述第一轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速下。
本發(fā)明的目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)下文的詳細(xì)描述對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將會(huì)變得顯而易見(jiàn)，下文的詳細(xì)連同附圖公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


現(xiàn)在參照構(gòu)成原始公開(kāi)內(nèi)容一部分的附圖圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于怠速停止車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的示意圖；圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的起動(dòng)開(kāi)始后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的波形圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的馬達(dá)輸出和發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的波形圖；圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的相對(duì)于起動(dòng)轉(zhuǎn)速的壓縮溫度特性的示意圖；圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的點(diǎn)燃發(fā)生之前過(guò)去的時(shí)間、起動(dòng)轉(zhuǎn)速和壓縮溫度之間關(guān)系的示意圖；圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例如何沒(méi)定第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A的示意圖；圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例如何設(shè)定第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相對(duì)于電池充電狀態(tài)的特性的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相對(duì)于冷卻劑溫度的特性的示意圖；圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例如何判定燃燒發(fā)生的示意圖；圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例點(diǎn)燃發(fā)生之后輸出扭矩相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的示意圖；以及圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例點(diǎn)燃發(fā)生之后扭矩相對(duì)于時(shí)間的平衡的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所選取的實(shí)施例將參照附圖加以說(shuō)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很顯然下文對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例的說(shuō)明只是用于描述而非用于限制由所附權(quán)利要求和其等同物限定的本發(fā)明。
圖1描繪了發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置應(yīng)用于怠速停止車(chē)輛時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法和使用該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的整個(gè)系統(tǒng)。
在該系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)發(fā)電機(jī)(motor generator))2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸直接連接于發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸。從而，帶有變矩器3的自動(dòng)變速器4通過(guò)馬達(dá)2直接連接在發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出側(cè)，以便經(jīng)由所述變速器4的輸出軸5和差速器6驅(qū)動(dòng)一對(duì)驅(qū)動(dòng)輪7和8。
馬達(dá)2通過(guò)變流器(inverter)10連接到高壓電池9。在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)(在怠速停止之后起動(dòng)，以及在發(fā)動(dòng)機(jī)鑰匙開(kāi)關(guān)(engine key switch)接通之后起動(dòng))，馬達(dá)2通過(guò)由高壓電池9提供的能量開(kāi)始操作。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)以外的時(shí)間，馬達(dá)2用作為電池9充電的發(fā)電機(jī)。因此，由于馬達(dá)2主要用于起動(dòng)帶有怠速停止裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)1，因此電池9可以更小一些。
發(fā)動(dòng)機(jī)1設(shè)置有進(jìn)氣門(mén)正時(shí)控制裝置(下文中稱為“VTC裝置”)11，用于連續(xù)地控制處于固定操作角度的進(jìn)氣門(mén)凸輪的相位，其設(shè)置于凸輪鏈輪1d和進(jìn)氣門(mén)凸輪軸1e中間。正時(shí)鏈1c套繞于凸輪鏈輪1d和曲軸鏈輪1a，從而曲軸1a的動(dòng)力被傳遞到進(jìn)氣門(mén)凸輪軸1e。
集成控制單元31除了控制發(fā)動(dòng)機(jī)1(具體而言，燃料供給裝置25、點(diǎn)火裝置26和節(jié)流裝置27)、馬達(dá)2和自動(dòng)變送器4的操作之外，還用以控制VTC裝置11的操作。所述集成控制單元3用以接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)鑰匙開(kāi)關(guān)34、曲軸位置傳感器32、凸輪軸位置傳感器33、用于探測(cè)油門(mén)踏板下壓量的油門(mén)踏板傳感器35、用于探測(cè)節(jié)氣門(mén)(節(jié)流裝置27的一部分)的開(kāi)度的節(jié)氣門(mén)傳感器36、當(dāng)節(jié)氣門(mén)完全關(guān)閉或油門(mén)踏板未踩下時(shí)接通的怠速開(kāi)關(guān)37、當(dāng)制動(dòng)踏板踩下時(shí)接通的制動(dòng)開(kāi)關(guān)38、用于探測(cè)車(chē)速的車(chē)速傳感器39和用于探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度的冷卻劑溫度傳感器40的信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(馬達(dá)轉(zhuǎn)速)Ne基于來(lái)自曲軸位置傳感器32和凸輪軸位置傳感器33的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。
集成控制單元31優(yōu)選地包括具有發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制程序的、控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置的微型計(jì)算機(jī)，如下文所述。該集成控制單元31還可包括其它傳統(tǒng)部件，例如輸入接口電路、輸出接口電路和諸如ROM(只讀存儲(chǔ)器)裝置和RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)裝置等存儲(chǔ)裝置。所述集成控制單元31的微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程以控制所述車(chē)輛的各種部件。存儲(chǔ)電路儲(chǔ)存處理結(jié)果和控制程序，諸如由處理器電路運(yùn)行的用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)操作的控制程序。該集成控制單元31以常規(guī)方式操作連接于VTC裝置11、燃料供給裝置25、點(diǎn)火裝置26、節(jié)流裝置27、馬達(dá)2和自動(dòng)變速器4。集成控制單元31的內(nèi)部RAM存儲(chǔ)操作標(biāo)記的各種狀態(tài)和各種控制數(shù)據(jù)。集成控制單元31可以根據(jù)控制程序選擇性地控制所述控制系統(tǒng)中的任何部件。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)本公開(kāi)很顯然地會(huì)意識(shí)到，用于該集成控制單元31的具體結(jié)構(gòu)和算法可以是可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明功能的硬件和軟件的任意組合。換句話說(shuō)，用在本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中的“裝置加功能”語(yǔ)句應(yīng)當(dāng)包括可用于實(shí)現(xiàn)該“裝置加功能”語(yǔ)句的功能的任意結(jié)構(gòu)或硬件和/或算法或軟件。
在發(fā)動(dòng)機(jī)1中，當(dāng)起發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)，利用VTC裝置11使進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉位置或正時(shí)朝向壓縮上死點(diǎn)延遲以便改善燃料消耗和減少震動(dòng)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)1中每單元?dú)飧椎牡吞畛湫?即，在氣缸中壓縮的空氣的量小)，活塞的壓縮溫度低。因此，該發(fā)動(dòng)機(jī)難于起動(dòng)燃燒(即，難于起動(dòng)點(diǎn)火)，除非壓縮過(guò)程被重復(fù)若干次，尤其是當(dāng)車(chē)輛工作于低溫環(huán)境中時(shí)。
如果在高目標(biāo)轉(zhuǎn)速下執(zhí)行起動(dòng)以快速起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，電池9的壽命或使用時(shí)間會(huì)被降低。從而，存在一種可能，即發(fā)動(dòng)機(jī)1將不會(huì)再起動(dòng)。因此，優(yōu)選地是將目標(biāo)轉(zhuǎn)速維持在能夠起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的范圍內(nèi)的最低轉(zhuǎn)速下直到燃燒開(kāi)始。其原因在于，維持能夠起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的范圍內(nèi)的最低目標(biāo)轉(zhuǎn)速直至燃燒開(kāi)始，可以降低電池9的總的能量消耗并增加電池9的壽命。
在燃燒開(kāi)始之后(初始燃燒)，有必要增加目標(biāo)轉(zhuǎn)速，因?yàn)樵谄饎?dòng)時(shí)當(dāng)燃燒通過(guò)供給的燃料以及點(diǎn)燃開(kāi)始時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生的扭矩導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加而高于起動(dòng)開(kāi)始時(shí)設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)1起動(dòng)燃燒之后當(dāng)目標(biāo)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦扭矩的減小時(shí)間(reduction time)變短。換句話說(shuō)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的實(shí)際轉(zhuǎn)速更高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦扭矩快速降低。從而，發(fā)動(dòng)機(jī)1起動(dòng)所需的時(shí)間(即，直到發(fā)動(dòng)機(jī)1能夠自主轉(zhuǎn)動(dòng)而無(wú)論是否有來(lái)自電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助的時(shí)間)減少。因此，在燃燒開(kāi)始之后有必要切換到比起動(dòng)開(kāi)始時(shí)的初始目標(biāo)轉(zhuǎn)速高的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，在起動(dòng)開(kāi)始時(shí)，能夠燃燒的下限轉(zhuǎn)速最初被設(shè)定為第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A(第一轉(zhuǎn)速)。起動(dòng)在第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A下進(jìn)行(用于初始燃燒支持)，并且通過(guò)將實(shí)際起動(dòng)轉(zhuǎn)速與閾值相比較判定是否實(shí)際起動(dòng)轉(zhuǎn)速已經(jīng)提高到大于預(yù)定轉(zhuǎn)速(也就是，燃燒是否已經(jīng)發(fā)生)。當(dāng)實(shí)際起動(dòng)轉(zhuǎn)速提高到大于該預(yù)定轉(zhuǎn)速(即，燃燒已經(jīng)發(fā)生)時(shí)，轉(zhuǎn)速被切換到大于所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速的第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B(第二轉(zhuǎn)速)。并且起動(dòng)在該第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B下繼續(xù)(用于完全燃燒支持)，隨后完全燃燒產(chǎn)生而發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
由集成控制單元31執(zhí)行的控制將在下文中參照附圖2的流程圖加以說(shuō)明。圖2是用于執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制的流程圖，并且顯示了控制隨時(shí)間的進(jìn)程。圖2中示出的控制不是周期性執(zhí)行的控制。
在圖2的步驟S1中，集成控制單元31用以判定起動(dòng)請(qǐng)求標(biāo)記是否為1(即，起動(dòng)請(qǐng)求YES)。在發(fā)動(dòng)機(jī)1通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)鑰匙開(kāi)關(guān)34(起動(dòng)開(kāi)關(guān))正常起動(dòng)時(shí)，以及在怠速停止條件期間發(fā)動(dòng)機(jī)1已經(jīng)自動(dòng)停止后出現(xiàn)怠速停止取消條件而發(fā)動(dòng)機(jī)1自動(dòng)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)請(qǐng)求標(biāo)記由另一程序設(shè)定。
怠速停止條件例如當(dāng)車(chē)輛處于怠速開(kāi)關(guān)37接通的怠速操作狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne接近怠速轉(zhuǎn)速并且車(chē)輛速度為零，并且當(dāng)制動(dòng)開(kāi)關(guān)38也接通時(shí)，出現(xiàn)。怠速停止取消條件例如在怠速停止之后當(dāng)?shù)∷匍_(kāi)關(guān)37斷開(kāi)(油門(mén)踏板被踩下)并且制動(dòng)開(kāi)關(guān)38也斷開(kāi)時(shí)出現(xiàn)。
當(dāng)起動(dòng)請(qǐng)求標(biāo)記是1時(shí)(即，起動(dòng)請(qǐng)求YES)，程序繼續(xù)至步驟S2，并且由冷卻劑溫度傳感器40探測(cè)的冷卻劑溫度Tw(發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑)與參考值作比較。該參考值是用于確定是否執(zhí)行本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制的值。例如，該參考值可以被設(shè)定在-10℃至-20℃之間的范圍。當(dāng)冷卻劑溫度Tw小于參考值時(shí)，程序進(jìn)入步驟S3以執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制。
步驟S3和S4的操作同時(shí)執(zhí)行。首先，在步驟S3中，經(jīng)由變流器10執(zhí)行馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速控制。馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速控制是一種用于通過(guò)向馬達(dá)2施加與馬達(dá)轉(zhuǎn)速(＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)Ne和第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A之間的差值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩而使實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne與第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A相匹配的反饋空制。如圖3中所示，例如，當(dāng)目標(biāo)轉(zhuǎn)速(由虛線指示)在起動(dòng)開(kāi)始時(shí)刻t0朝向第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A同步增加時(shí)，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(由實(shí)線指示)以第一次序延時(shí)(first order delay)跟隨所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A。
在步驟S4中，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)操作被執(zhí)行。具體而言，通過(guò)燃料供給裝置25開(kāi)始向發(fā)動(dòng)機(jī)1提供燃料，并且通過(guò)點(diǎn)火裝置26開(kāi)始點(diǎn)火。燃料供給和點(diǎn)火的控制與傳統(tǒng)技術(shù)相同。發(fā)動(dòng)機(jī)1的燃料供給裝置25，例如，被構(gòu)造并設(shè)置為使燃料噴射閥將燃料噴于進(jìn)氣口。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)燃料噴射閥提供的燃料噴射量如此設(shè)定使得目標(biāo)空/燃比設(shè)定為理論空/燃比。
在步驟S5中，集成控制單元31用以判定在發(fā)動(dòng)機(jī)1中是否已經(jīng)發(fā)生點(diǎn)火(燃燒開(kāi)始)。當(dāng)燃燒開(kāi)始時(shí)，通過(guò)燃燒能量產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩并且實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大而高于轉(zhuǎn)速(A)，達(dá)到如圖3中所示的那一點(diǎn)。通過(guò)將預(yù)定量值ΔN1與步驟S3中確定的第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A相加獲得的值被設(shè)定為閾值。實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與該閾值(＝A+ΔN1)相比較，并且當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超出該閾值時(shí)確定燃燒已經(jīng)開(kāi)始(點(diǎn)火已經(jīng)發(fā)生)。
該集成控制單元31用以在步驟S5中等待，直到點(diǎn)火發(fā)生。當(dāng)點(diǎn)火發(fā)生時(shí)，程序進(jìn)入步驟S6，并且通過(guò)變流器10執(zhí)行馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速控制。該馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速控制是一種用于通過(guò)向馬達(dá)2提供與馬達(dá)轉(zhuǎn)速(＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)Ne和大于所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A的第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B之間的差值相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩指令使實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne與第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B相匹配的反饋控制。如圖3所示，例如，當(dāng)目標(biāo)轉(zhuǎn)速在點(diǎn)火確定時(shí)刻t1處從第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A同步提高到第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B時(shí)，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(以實(shí)線指示)以第一次序延時(shí)跟隨所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B。
設(shè)定第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B的方法和點(diǎn)火確定方法將在下文中參照附圖4至13加以詳細(xì)說(shuō)明。
圖4顯示了點(diǎn)火發(fā)生之前(燃燒開(kāi)始時(shí)刻之前)的馬達(dá)輸出和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。虛線表示一傳統(tǒng)裝置。在該傳統(tǒng)裝置中，起動(dòng)轉(zhuǎn)速升高到點(diǎn)火下限轉(zhuǎn)速-在該點(diǎn)火下限轉(zhuǎn)速下可實(shí)現(xiàn)燃料的點(diǎn)火并且當(dāng)燃料已經(jīng)供給并點(diǎn)火時(shí)可以造成相應(yīng)于點(diǎn)火燃燒的轉(zhuǎn)速升高-之上的時(shí)間較長(zhǎng)，電池功率被不必要地消耗。換句話說(shuō)，在圖4上面部分中所示的傳統(tǒng)裝置中，在起動(dòng)開(kāi)始時(shí)刻t00至t02時(shí)刻之間的規(guī)定時(shí)段期間已經(jīng)施加了大量馬達(dá)功率P1之后，馬達(dá)輸出逐步減小，直到馬達(dá)輸出在t03時(shí)刻變?yōu)榱?。在該操作過(guò)程中，如圖4下面部分所示，在自馬達(dá)從t00時(shí)刻啟動(dòng)直到t03時(shí)刻的所有區(qū)段中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大大超過(guò)點(diǎn)火下限轉(zhuǎn)速。這樣，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在直到t03時(shí)刻的各區(qū)段內(nèi)(傳統(tǒng)裝置的起動(dòng)持續(xù)時(shí)間)沒(méi)能起動(dòng)，則該傳統(tǒng)裝置不能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
另一方面，圖4中的實(shí)線表示本發(fā)明的實(shí)施例。如圖4上面部分所示，大的馬達(dá)功率P1只施加一較短時(shí)間(從t00時(shí)刻到t01時(shí)刻)并且點(diǎn)火下限轉(zhuǎn)速被設(shè)定為第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A。由于在t1時(shí)刻開(kāi)始進(jìn)行反饋控制以使實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A匹配，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速被維持接近第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A，并且因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中起動(dòng)持續(xù)時(shí)間延續(xù)直到t04時(shí)刻，如圖4的下面部分所示。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，電池9可供使用的時(shí)間與傳統(tǒng)裝置相比從t03時(shí)刻延長(zhǎng)到了t04時(shí)刻，并且發(fā)動(dòng)機(jī)1可以在直到t04時(shí)刻的各區(qū)段內(nèi)起動(dòng)(本發(fā)明實(shí)施例的起動(dòng)持續(xù)時(shí)間)。
圖5以與圖4不同的方面顯示了本發(fā)明實(shí)施例與傳統(tǒng)裝置之間的差異。圖5中所示的特征曲線表明，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(起動(dòng)轉(zhuǎn)速)變高，在燃燒室內(nèi)由活塞執(zhí)行的氣體的壓縮溫度增加并且點(diǎn)火(可點(diǎn)火性)變得優(yōu)良。因此，本發(fā)明的實(shí)施例在點(diǎn)火下限發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(也就是，目標(biāo)轉(zhuǎn)速A)下開(kāi)始起動(dòng)。相比之下，傳統(tǒng)裝置在高于點(diǎn)火下限發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速C下執(zhí)行起動(dòng)。從而，本發(fā)明的實(shí)施例以圖5中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的差值(＝C-A)降低了電池9的能量消耗。
圖6顯示了在起動(dòng)期間進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)的差異對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。由于發(fā)動(dòng)機(jī)1被安裝在圖1的怠速停止車(chē)輛中，VTC裝置11設(shè)置用來(lái)在重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)工作，并且與正常的發(fā)動(dòng)機(jī)控制(單點(diǎn)劃線)相比進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)朝向壓縮上死點(diǎn)延遲(實(shí)線)。在正常發(fā)動(dòng)機(jī)控制中，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)位于下死點(diǎn)的附近。至于用于怠速停止車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)設(shè)定重起發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)朝向壓縮上死點(diǎn)延遲的進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)，以便將進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)朝向壓縮上死點(diǎn)延時(shí)，降低每單元?dú)飧椎奶畛湫?即，氣缸內(nèi)壓縮的空氣的量小)。因此，在重起發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)，燃料消耗被降低，振動(dòng)被抑制，而且實(shí)現(xiàn)了靜起動(dòng)。
當(dāng)在起動(dòng)期間進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)朝向壓縮上死點(diǎn)延遲以便獲得與正常發(fā)動(dòng)機(jī)相同的壓縮溫度，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速必須高于正常發(fā)動(dòng)機(jī)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)朝向壓縮上死點(diǎn)延遲的發(fā)動(dòng)機(jī)1具有的壓縮溫度比發(fā)動(dòng)機(jī)1正?？刂茣r(shí)的低。當(dāng)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)朝向壓縮上死點(diǎn)延遲時(shí)，壓縮熱通過(guò)活塞逃逸，而且壓縮室中的空氣返回到進(jìn)氣口，從而壓縮溫度比發(fā)動(dòng)機(jī)正常控制時(shí)的低。因此，為了消除這兩個(gè)原因，起動(dòng)期間發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速必須提高以獲得與正常發(fā)動(dòng)機(jī)控制相同的壓縮溫度。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例集中于進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)朝向壓縮上死點(diǎn)延遲的發(fā)動(dòng)機(jī)，但本發(fā)明不僅僅限于這樣一種發(fā)動(dòng)機(jī)，并且也可以應(yīng)用于不帶有這種進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，當(dāng)應(yīng)用到正常發(fā)動(dòng)機(jī)控制時(shí)，圖6中的A’可以被設(shè)定為第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A，因?yàn)閳D6中示出了正常發(fā)動(dòng)機(jī)控制與進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)朝壓縮上死點(diǎn)延遲的發(fā)動(dòng)機(jī)控制之間的起動(dòng)轉(zhuǎn)速(圖6的左側(cè))方面的差異。
為了實(shí)現(xiàn)如圖3中所示的兩階段的第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B(單點(diǎn)劃線)，第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A在包括(均衡)點(diǎn)火可實(shí)現(xiàn)時(shí)間(在持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)情況下其間具有高的燃燒可能性的時(shí)間)和電池持續(xù)時(shí)間(battery duration time)兩者的范圍內(nèi)設(shè)定。此外，第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B在包括(均衡)摩擦扭矩減小時(shí)間(在持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)情況下摩擦扭矩在其間充分減小的時(shí)間)和電池持續(xù)時(shí)間兩者的范圍內(nèi)設(shè)定。換句話說(shuō)，如圖7所示，隨著起動(dòng)轉(zhuǎn)速的增大電池持續(xù)時(shí)間呈反比例地線性減少且點(diǎn)火可實(shí)現(xiàn)時(shí)間呈反比例地減少。因此，目標(biāo)轉(zhuǎn)速A被設(shè)定在圖7中所示的陰影區(qū)域內(nèi)。此外，如圖8所示，隨著起動(dòng)轉(zhuǎn)速的增大電池持續(xù)時(shí)間呈反比例地線性減少且摩擦減小時(shí)間呈反比例減少。從而，目標(biāo)轉(zhuǎn)速B被設(shè)定在圖8中所示的陰影區(qū)域內(nèi)。因此，對(duì)電池9、馬達(dá)2和發(fā)動(dòng)機(jī)1的規(guī)格特性進(jìn)行確定，以便產(chǎn)生圖7和圖8中所示的陰影區(qū)域(第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B的區(qū)域)。
假設(shè)冷卻劑溫度條件相同，第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B根據(jù)表征電池電量(具體而言，剩余的電池電量)的SOC(充電狀態(tài)值)進(jìn)行設(shè)定，如圖9中所示。如果冷卻劑溫度條件相同，當(dāng)SOC高時(shí)，第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B增加以便在短時(shí)間內(nèi)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1。如果冷卻劑溫度條件相同，當(dāng)SOC低時(shí)，第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B降低以確保發(fā)動(dòng)機(jī)1起動(dòng)。
如圖10所示，如果SOC條件相同，第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B根據(jù)冷卻劑溫度Tw設(shè)定。如圖10所示，當(dāng)冷卻劑溫度Tw低并且SOC條件相同，第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B也低，因?yàn)楫?dāng)冷卻劑溫度Tw低時(shí)摩擦扭矩高。
圖2步驟S5的燃燒確定過(guò)程是通過(guò)確定在起動(dòng)期間實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否由于燃燒的開(kāi)始已經(jīng)增加來(lái)完成的。在圖11中，虛線表示馬達(dá)扭矩相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的特性。當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)速標(biāo)示為圖11中操作點(diǎn)a處的目標(biāo)轉(zhuǎn)速A，并且產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以開(kāi)始燃燒時(shí)，操作點(diǎn)由a水平移動(dòng)到b(目標(biāo)轉(zhuǎn)速B)。也就是說(shuō)，在燃燒開(kāi)始之后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)腁以一個(gè)轉(zhuǎn)速增量ΔN2增大，盡管總的扭矩在燃燒開(kāi)始之前和之后沒(méi)有變化。
圖11中的數(shù)值A(chǔ)和B分別表示第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速。由于起動(dòng)開(kāi)始時(shí)摩擦扭矩取決于冷卻劑溫度(或油溫)，當(dāng)冷卻劑溫度Tw降低并且摩擦扭矩增加時(shí)，操作點(diǎn)a和b分別沿著虛線和實(shí)線特性曲線向上移動(dòng)。相反地，當(dāng)冷卻劑溫度Tw上升并且摩擦扭矩下降時(shí)，操作點(diǎn)a和b分別沿著虛線和實(shí)線特征曲線向下移動(dòng)。因此，操作點(diǎn)a和b處的目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B取決于冷卻劑溫度Tw并且在設(shè)定時(shí)必須考慮它。因此，第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B依據(jù)冷卻劑溫度Tw設(shè)定。這就是如圖10中所示第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B根據(jù)冷卻劑溫度Tw進(jìn)行設(shè)定的原因。
相應(yīng)地，通過(guò)將把伴隨開(kāi)始燃燒的轉(zhuǎn)速增量ΔN2與在步驟3中獲得的第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A相加獲得的值設(shè)定為閾值SL，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne可以與該閾值SL相比較，從而當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne超過(guò)閾值SL時(shí)可以判定燃燒已經(jīng)開(kāi)始，當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有超過(guò)該閾值SL時(shí)可以判定燃燒還沒(méi)有開(kāi)始。另外，由于A+ΔN2＝B，因此實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne可以與第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B做比較，從而，當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne超過(guò)第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B時(shí)可以判定燃燒已經(jīng)開(kāi)始，而當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne沒(méi)有超過(guò)該第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B時(shí)可以判定燃燒還沒(méi)有開(kāi)始。盡管第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B的差值是圖11中的轉(zhuǎn)速增量ΔN2，小于第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B之間的差值的數(shù)值可以用作圖3中所示的轉(zhuǎn)速增量ΔN1。可以選擇轉(zhuǎn)速增量ΔN1和ΔN2中的任一個(gè)用于這一判定。
執(zhí)行步驟S5中的燃燒判定是用于判定起動(dòng)期間初始燃燒是否已經(jīng)發(fā)生，而不是用于判定完全燃燒是否已經(jīng)發(fā)生。是否已經(jīng)發(fā)生完全燃燒的判定在步驟S7中執(zhí)行，這將在下文中說(shuō)明。
圖12顯示了發(fā)生點(diǎn)火之后的扭矩的平衡。在圖12中，向右指向的箭頭表示由于伴隨點(diǎn)火產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)1的操作點(diǎn)從燃燒前操作點(diǎn)朝增加側(cè)移動(dòng)。盡管指望操作點(diǎn)由于燃燒之后隨著時(shí)間的流逝摩擦扭矩的降低會(huì)從c移動(dòng)到d，但實(shí)際上這并沒(méi)有發(fā)生，隨著燃燒之后摩擦扭矩隨著時(shí)間流逝而降低，操作點(diǎn)移向降低發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)側(cè)，如向左指向的箭頭所示。在實(shí)施例中，在燃燒之后操作點(diǎn)沿圖12中所示的a→c→b順序移動(dòng)，并最終駐留在操作點(diǎn)b。
圖13在垂直軸上標(biāo)示了馬達(dá)扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩之和。實(shí)線表示傳統(tǒng)裝置，而粗虛線表示本發(fā)明的實(shí)施例。在傳統(tǒng)裝置(也示于圖4中)中，當(dāng)起動(dòng)開(kāi)始時(shí)，馬達(dá)扭矩在最初增加之后快速降低，并且在t12時(shí)刻變?yōu)椤?”。之后，由于只是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩起作用，傳統(tǒng)裝置的扭矩特性可以由圖13中的折線表示。在這種情況下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦扭矩在起動(dòng)開(kāi)始時(shí)從t0時(shí)刻逐漸降低，摩擦扭矩具有圖13中以點(diǎn)劃線表示的特性。由于傳統(tǒng)裝置的實(shí)折線和摩擦扭矩點(diǎn)劃線交叉，因而從t11時(shí)刻到t13時(shí)刻的區(qū)段中發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和馬達(dá)扭矩的總扭矩小于摩擦扭矩，這導(dǎo)致一直持續(xù)到此時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)停止。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和馬達(dá)扭矩的總扭矩沿著大于摩擦扭矩的預(yù)定數(shù)值的路線降低，并且在t14時(shí)刻，馬達(dá)轉(zhuǎn)矩變?yōu)榱?。此后，如傳統(tǒng)裝置中那樣，由于只是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩起作用，因此，從該點(diǎn)起的折線也代表本發(fā)明的實(shí)施例，如圖13中所示。
如圖13中所示，代表本發(fā)明實(shí)施例的粗虛線并不與代表摩擦扭矩的點(diǎn)劃線相交。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于所產(chǎn)生的馬達(dá)扭矩在從起動(dòng)開(kāi)始時(shí)的t0時(shí)刻直到馬達(dá)轉(zhuǎn)矩變?yōu)榱銜r(shí)的t14時(shí)刻的所有各區(qū)段(即，馬達(dá)扭矩起作用的所有區(qū)段)內(nèi)都高于摩擦扭矩，因此只要馬達(dá)扭矩起作用的各區(qū)段內(nèi)的任意時(shí)刻發(fā)生點(diǎn)火這，發(fā)動(dòng)機(jī)1就可以被起動(dòng)。此外，由于在點(diǎn)火發(fā)生之前沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩產(chǎn)生，圖13中的粗虛線是表示可以發(fā)生燃燒的假想線。因此，點(diǎn)火發(fā)生時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩加上馬達(dá)扭矩實(shí)際上大于摩擦扭矩，從而燃燒可以開(kāi)始。
到此圖4至圖13的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)束。
現(xiàn)在返回到圖2的流程圖，當(dāng)在步驟S2中冷卻劑溫度Tw大于參考值時(shí)，步驟S3、S4和S5被跳過(guò)，并執(zhí)行步驟S6中的操作。更具體地，由于在起動(dòng)開(kāi)始時(shí)當(dāng)冷卻劑溫度Tw(發(fā)動(dòng)機(jī)溫度)高于參考值時(shí)，電池9處于良好狀態(tài)下，起動(dòng)期間馬達(dá)轉(zhuǎn)速通過(guò)在起動(dòng)開(kāi)始時(shí)將起動(dòng)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值設(shè)定為高于第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A的第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B來(lái)進(jìn)行控制。至此結(jié)束圖2的步驟S6的說(shuō)明。
接下來(lái)，在步驟S7中，集成控制單元31用以判定是否發(fā)動(dòng)機(jī)1已經(jīng)產(chǎn)生扭矩。該判定是基于作為完全燃燒判定方法的通過(guò)馬達(dá)2的扭矩再生導(dǎo)致的電力再生來(lái)完成的。也就是說(shuō)，完全燃燒的產(chǎn)生基于馬達(dá)2扭矩的由正到反的顛倒進(jìn)行判定。簡(jiǎn)單地說(shuō)，將實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與完全燃燒轉(zhuǎn)速(參照?qǐng)D2)進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于完全燃燒轉(zhuǎn)速時(shí)，則可判定完全燃燒。
當(dāng)已經(jīng)在步驟S7中判定發(fā)動(dòng)機(jī)1已經(jīng)產(chǎn)生扭矩時(shí)，程序進(jìn)入步驟S8，并且馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速控制被取消。因此，通過(guò)在判定發(fā)動(dòng)機(jī)1已經(jīng)產(chǎn)生扭矩之后取消馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速控制，在發(fā)動(dòng)機(jī)自身出現(xiàn)變動(dòng)調(diào)整時(shí)可以防止轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)。此外，取消馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速控制的時(shí)刻不必緊接著發(fā)動(dòng)機(jī)1完全燃燒判定之后，也可以設(shè)定在圖3中的t3時(shí)刻之后。
最后，在步驟S9中，集成控制單元31用以將起動(dòng)請(qǐng)求標(biāo)記重置為0，并且結(jié)束圖2中的控制流程。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，利用馬達(dá)2起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸1a來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。由于在起動(dòng)時(shí)供給燃料和執(zhí)行點(diǎn)火(圖2的步驟S4)，從而判定通過(guò)燃料供給和進(jìn)行點(diǎn)火是否已經(jīng)發(fā)生燃燒(圖2的步驟S5)，并且起動(dòng)時(shí)馬達(dá)轉(zhuǎn)速是基于燃燒判定結(jié)果進(jìn)行控制的(圖2中的步驟S3，S5和S6)，實(shí)現(xiàn)燃燒所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)速可以設(shè)定得盡可能的低，從而將電池放電維持到最小。起動(dòng)持續(xù)時(shí)間可以延長(zhǎng)并且起動(dòng)失敗的可能性可被降低，尤其是在重起發(fā)動(dòng)機(jī)1時(shí)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)向壓縮上死點(diǎn)附近延遲的發(fā)動(dòng)機(jī)1中。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例相應(yīng)于點(diǎn)火發(fā)生之前和之后的起動(dòng)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值可以最佳地設(shè)置，因?yàn)辄c(diǎn)火發(fā)生之前起動(dòng)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值設(shè)定為第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A(第一轉(zhuǎn)速)，該目標(biāo)轉(zhuǎn)速為可進(jìn)行點(diǎn)火的下限轉(zhuǎn)速；而基于燃燒判定結(jié)果，該目標(biāo)值在燃燒發(fā)生之后切換為另一起動(dòng)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值，該另一起動(dòng)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值是高于第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A的第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B(第二轉(zhuǎn)速)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)1伴隨燃燒開(kāi)始產(chǎn)生的扭矩可以通過(guò)利用將伴隨燃燒產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速增量ΔN1與第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A(第一轉(zhuǎn)速)相加所得的值作為閾值、以便通過(guò)將該閾值(A+ΔN1)與實(shí)際起動(dòng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較來(lái)判定燃燒是否已經(jīng)發(fā)生(圖2中的步驟S5)而方便地判定。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)起動(dòng)開(kāi)始時(shí)冷卻劑溫度Tw(發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度)小于參考值時(shí)，起動(dòng)期間馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制基于燃燒判定結(jié)果進(jìn)行(圖2中的步驟S2，S3至S6)。當(dāng)起動(dòng)開(kāi)始時(shí)冷卻劑溫度Tw高于參考值時(shí)，由于電池9處于良好狀態(tài)下，起動(dòng)期間馬達(dá)的轉(zhuǎn)速通過(guò)將起動(dòng)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值切換到高于在最初開(kāi)始起動(dòng)時(shí)使用的第一目標(biāo)轉(zhuǎn)速A的第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速B來(lái)進(jìn)行控制(圖2中的步驟S2和S6)。因此，當(dāng)在起動(dòng)開(kāi)始時(shí)冷卻劑溫度Tw高于參考值時(shí)，起動(dòng)的發(fā)生比在起動(dòng)開(kāi)始時(shí)冷卻劑溫度Tw小于參考值時(shí)的要早，并且不管冷卻劑溫度Tw如何，起動(dòng)性能和走入運(yùn)轉(zhuǎn)(takeoff)都會(huì)得到改善。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于起動(dòng)期間的目標(biāo)值(第一和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)速A和B)根據(jù)起動(dòng)開(kāi)始時(shí)的電池SOC而改變，當(dāng)SOC大時(shí)目標(biāo)值高，而當(dāng)SOC小時(shí)可以起動(dòng)的范圍小(圖9)，因此當(dāng)電池電量(電池SOC)大時(shí)，起動(dòng)時(shí)間可以縮短，并且當(dāng)電池電量小時(shí)，起動(dòng)時(shí)間可以在允許起動(dòng)而不推遲進(jìn)入到不良起動(dòng)范圍的范圍內(nèi)縮短。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例按照在起動(dòng)期間提供燃料和執(zhí)行火花點(diǎn)火、判定燃燒是否已經(jīng)通過(guò)提供燃料和火花點(diǎn)火而發(fā)生、以及基于燃燒判定結(jié)果控制起動(dòng)時(shí)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速加以說(shuō)明的，但應(yīng)當(dāng)指出的是，起動(dòng)期間馬達(dá)提供的動(dòng)力也可以基于燃燒判定結(jié)果進(jìn)行控制。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例按照當(dāng)在起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度Tw低于考值時(shí)根據(jù)燃燒判定結(jié)果控制起動(dòng)時(shí)的馬達(dá)轉(zhuǎn)速加以描述的，但當(dāng)在起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度Tw低于考值時(shí)起動(dòng)期間馬達(dá)提供的動(dòng)力也可以根據(jù)燃燒判定結(jié)果來(lái)控制。此外，當(dāng)在起動(dòng)時(shí)電池SOC小于參考值時(shí)，起動(dòng)期間馬達(dá)提供的動(dòng)力或馬達(dá)轉(zhuǎn)速也可以基于燃燒判定結(jié)果進(jìn)行控制。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例按照本發(fā)明應(yīng)用于怠速停止車(chē)輛加以說(shuō)明的，但本發(fā)明并不僅限于這種應(yīng)用，因?yàn)槠饎?dòng)機(jī)可以包括于馬達(dá)中。因此，本發(fā)明也可以應(yīng)用于通過(guò)利用起動(dòng)機(jī)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸來(lái)起動(dòng)車(chē)輛。
本發(fā)明的燃料供給和點(diǎn)火執(zhí)行過(guò)程次序?qū)?yīng)圖2的步驟S4，燃燒判定過(guò)程對(duì)應(yīng)圖2的步驟S5，而馬達(dá)轉(zhuǎn)速和馬達(dá)提供的動(dòng)力控制過(guò)程對(duì)應(yīng)圖2的步驟S3，S5，和S6。
燃料供給和點(diǎn)火裝置的功能對(duì)應(yīng)圖2的步驟S4，點(diǎn)火判定裝置的功能對(duì)應(yīng)圖2的步驟S5，而第一和第二轉(zhuǎn)速維持裝置的功能對(duì)應(yīng)圖2中的步驟S3，S5和S6。
術(shù)語(yǔ)的通用注釋為了有助于理解本發(fā)明的范圍，此處所用的術(shù)語(yǔ)“包括”和其派生詞意指開(kāi)放式術(shù)語(yǔ)，說(shuō)明了存在有所陳述的特征、元素、組件、組合、整體和/或步驟，但是并不排除存在有那些沒(méi)有陳述的特征、元素、組件、組合、整體和/或步驟。上述內(nèi)容也適用于具有類(lèi)似含義的詞，諸如術(shù)語(yǔ)“包含”、“具有”和它們的派生詞。同樣，以單數(shù)形式使用的術(shù)語(yǔ)“組成部分”、“區(qū)段”、“部分”、“部件”或“元件”可以具有單一部分或多個(gè)部分的雙重含義。同樣，此處用于描述上述實(shí)施例的下述方位術(shù)語(yǔ)“前，后，上方，向下，垂直，水平，下方和橫向”以及其他類(lèi)似的方位性術(shù)語(yǔ)指的是配備有本發(fā)明的車(chē)輛的那些方向。因此，這些用于描述本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)相對(duì)于配備有本發(fā)明的車(chē)輛進(jìn)行解釋。
此處用用以描述元件、部分、裝置或類(lèi)似物所實(shí)現(xiàn)的操作或功能的術(shù)語(yǔ)“探測(cè)”，包括那些不需要物理探測(cè)的元件、部分、裝置或類(lèi)似物，而且還包括包括判定、測(cè)量、模擬、預(yù)測(cè)或計(jì)算等以實(shí)現(xiàn)所述操作或功能。此處用以描述元件、部段、裝置的一部分的術(shù)語(yǔ)“用以”包括被構(gòu)建或編程用于執(zhí)行預(yù)期功能的硬件和/或軟件。此外，權(quán)利要求中以“裝置加功能”形式表述的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)包括可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明該部件功能的任意結(jié)構(gòu)。
此處使用的表示程度的術(shù)語(yǔ)“基本上”、“大約”和“近似”意味著被修飾項(xiàng)目的一個(gè)合理的偏差量，從而最終結(jié)果并未顯著改變。例如，這些術(shù)語(yǔ)可以解釋未包括一個(gè)被修飾項(xiàng)目的至少±5％的偏差，只要該偏差不會(huì)否定其修飾的用語(yǔ)的含義。
雖然只是選取了選定的實(shí)施例用于描述本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，在不背離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的前提下，在此可以做出各種變化和修改。例如，各種元件的尺寸、形狀、位置或取向可以按需要和/或所需予以改變。所示直接連接或彼此接觸的元件之間可以設(shè)置中間結(jié)構(gòu)。一個(gè)元件的功能可以由兩個(gè)元件實(shí)現(xiàn)，反之亦然。一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能可適用于另一實(shí)施例。并不需要所有的優(yōu)點(diǎn)都同時(shí)出現(xiàn)在某個(gè)特定的實(shí)施例中。每個(gè)與現(xiàn)有技術(shù)不同的特征自身或與其它特征的組合都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是申請(qǐng)人進(jìn)一步發(fā)明的單獨(dú)說(shuō)明，包括這些特征所具體化的結(jié)構(gòu)上的和/或功能上的概念。因此，根據(jù)本發(fā)明的對(duì)實(shí)施例的前述說(shuō)明只是用于描述，并非用于限定由所附權(quán)利要求和其等同物所限定的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，包括將由馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速維持在第一轉(zhuǎn)速下；在所述曲軸由所述馬達(dá)以所述第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料并對(duì)所述燃料進(jìn)行點(diǎn)火；判定所述燃料是否已經(jīng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中點(diǎn)燃；以及當(dāng)判定所述燃料已經(jīng)被點(diǎn)燃時(shí)，將至少由所述馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在高于所述第一轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，其中所述將所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在所述第一轉(zhuǎn)速下包括將所述第一轉(zhuǎn)速設(shè)定為點(diǎn)火下限轉(zhuǎn)速，當(dāng)燃料已經(jīng)供給和點(diǎn)火時(shí)在所述點(diǎn)火下限轉(zhuǎn)速下可以實(shí)現(xiàn)燃料的點(diǎn)燃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，其中所述將所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在所述第一轉(zhuǎn)速和第二轉(zhuǎn)速下包括對(duì)提供給所述馬達(dá)的動(dòng)力進(jìn)行反饋控制，使得所述曲軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與所述第一轉(zhuǎn)速和第二轉(zhuǎn)速中的相應(yīng)一個(gè)相吻合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，其中所述判定所述燃料是否已經(jīng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中點(diǎn)燃包括將所述曲軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與閾值進(jìn)行比較，所述閾值通過(guò)將由于燃料被點(diǎn)燃而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速增量與所述第一轉(zhuǎn)速相加獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，其中，還包括當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)開(kāi)始時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度低于參考值時(shí)，執(zhí)行所述將所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在所述第一轉(zhuǎn)速下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，其中，還包括當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)開(kāi)始時(shí)電池的充電狀態(tài)值小于參考值時(shí)，執(zhí)行所述將所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在所述第一轉(zhuǎn)速下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，其中，還包括設(shè)定所述第一轉(zhuǎn)速和所述第二轉(zhuǎn)速，使得在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)開(kāi)始時(shí)電池的充電狀態(tài)值越小，則所述第一轉(zhuǎn)速和所述第二轉(zhuǎn)速越低。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，其中，還包括至少在所述發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)時(shí)，將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉正時(shí)向壓縮上死點(diǎn)延遲。
9.一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，包括用以向發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃料的燃料供給裝置；用以點(diǎn)燃從所述燃料供給裝置供給的燃料的點(diǎn)火裝置；用以在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的馬達(dá)；以及操作連接于所述燃料供給裝置、點(diǎn)火裝置和馬達(dá)的控制單元，并該控制單元用以控制所述馬達(dá)以將由所述馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持于第一轉(zhuǎn)速下，在所述曲軸由所述馬達(dá)以所述第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃料并點(diǎn)燃所述燃料，判定所述燃料是否已經(jīng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中點(diǎn)燃，以及當(dāng)判定所述燃料已經(jīng)被點(diǎn)燃時(shí)，控制所述馬達(dá)以將至少由所述馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在高于所述第一轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速下。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其中所述控制單元還用以將所述第一轉(zhuǎn)速設(shè)定為點(diǎn)火下限轉(zhuǎn)速，當(dāng)燃料已經(jīng)供給和點(diǎn)火時(shí)在所述點(diǎn)火下限轉(zhuǎn)速下可以實(shí)現(xiàn)燃料的點(diǎn)燃。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其中所述控制單元還用以對(duì)提供給所述馬達(dá)的動(dòng)力進(jìn)行反饋控制，以將所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持于所述第一轉(zhuǎn)速和所述第二轉(zhuǎn)速，使得所述曲軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與所述第一轉(zhuǎn)速和第二轉(zhuǎn)速中的相應(yīng)一個(gè)相吻合。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其中所述控制單元還用以通過(guò)將所述曲軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速與閾值進(jìn)行比較來(lái)判定燃料是否已經(jīng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中點(diǎn)燃，所述閾值通過(guò)將由于燃料被點(diǎn)燃而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速增量與所述第一轉(zhuǎn)速相加獲得
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其中所述控制單元用以控制所述馬達(dá)，以便當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)開(kāi)始時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度低于參考值時(shí)將所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在所述第一轉(zhuǎn)速下。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其中所述控制單元都用以控制所述馬達(dá)，以便當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)開(kāi)始時(shí)電池的充電狀態(tài)值小于參考值時(shí)，將所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在所述第一轉(zhuǎn)速下。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其中所述控制單元用以設(shè)定所述第一轉(zhuǎn)速和所述第二轉(zhuǎn)速，使得在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)開(kāi)始時(shí)電池的充電狀態(tài)值越小，則所述第一轉(zhuǎn)速和所述第二轉(zhuǎn)速越低。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，其中，還包括進(jìn)氣門(mén)正時(shí)控制裝置，該進(jìn)氣門(mén)正時(shí)控制裝置操作連接于所述控制單元，并且用以改變進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)，所述控制單元還用以控制所述進(jìn)氣門(mén)正時(shí)控制裝置，以至少在所述發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)時(shí)將所述進(jìn)氣門(mén)的關(guān)閉正時(shí)向壓縮上死點(diǎn)延遲。
17.一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置，包括用于向發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸提供旋轉(zhuǎn)作用力的起動(dòng)裝置；第一轉(zhuǎn)速維持裝置，用于將由所述起動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在第一轉(zhuǎn)速下；燃料供給和點(diǎn)火裝置，用于在所述曲軸由所述起動(dòng)裝置以所述第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料并且點(diǎn)燃所述燃料；點(diǎn)火判定裝置，用于判定所述燃料是否已經(jīng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中點(diǎn)燃；以及第二轉(zhuǎn)速維持裝置，用于在判定出所述燃料已被點(diǎn)燃時(shí)將至少由所述起動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在高于所述第一轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速下。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法，包括將由馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速維持在第一轉(zhuǎn)速下；在所述曲軸由所述馬達(dá)以所述第一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料并對(duì)所述燃料進(jìn)行點(diǎn)火；判定所述燃料是否已經(jīng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中點(diǎn)燃；以及當(dāng)判定所述燃料已經(jīng)被點(diǎn)燃時(shí)，將至少由所述馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的所述曲軸的轉(zhuǎn)速維持在高于所述第一轉(zhuǎn)速的第二轉(zhuǎn)速下。
文檔編號(hào)F02N99/00GK1912377SQ20061014223
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月5日
發(fā)明者佑谷昌彥, 三堀敦士, 片山孝嗣 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社