СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПУСКОМ И ОСТАНОВКОЙ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ Российский патент 2018 года по МПК F02D41/00 F02D41/04 F02N11/08 F02N11/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к транспортному средству с двигателем, в частности к управлению пуском и остановкой двигателя с помощью контроллера пуска и остановки.

Уровень техники

Из уровня техники известно транспортное средство с старт-стопной системой управления для автоматического выполнения пуска и остановки двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающего движение транспортного средства.

Старт-стопная система автоматически останавливает двигатель, если будет определено, что это позволит снизить расход топлива и количество выбросов из двигателя, по крайней мере, частично на основании действий водителя.

В зависимости от типа коробки передач (ручной или автоматической) в транспортном средстве могут быть использованы различные действия водителя для определения необходимости выполнения пуска и остановки двигателя. При использовании ручной коробки передач выделяют два основных режима управления, которые называют «остановкой на включенной передаче» и «остановкой на нейтральной передаче».

Достаточно часто возникают ситуации, когда водитель изменяет намерение в течение периода времени между принятием решения остановить двигатель и фактической остановкой двигателя. Изменение намерения может произойти из-за неожиданного изменения условий движения или из-за того, что водитель случайно переключил одно или несколько устройств ручного управления таким образом, что система принимает решение выполнить перезапуск двигателя.

При событии «изменении намерения» предпочтительно выполнить перезапуск двигателя транспортного средства, оборудованного старт-стопной системой, за минимальное время. Для этого может понадобиться выполнить зацепление шестерни стартерного мотора за зубчатый венец до того, как шестерня полностью прекратит вращаться, что позволит снизить задержку перезапуска двигателя.

Диапазон мгновенных значений скорости вращения двигателя, при которых может произойти зацепление стартерного мотора без повреждения стартерного мотора или зубчатого венца, зависит от конструкции электрических и механических компонентов, но обычно скорость примерно равна 200 об/мин, когда двигатель вращается вперед (в нормальном направлении). Когда двигатель вращается в обратном направлении, необходимо по возможности исключить зацепление стартерного мотора в связи с высокой вероятностью его повреждения.

Время, проходящее с момента запуска процедуры зацепления до момента, когда шестерня стартерного мотора вступит в контакт с зубчатым венцом, прикрепленным к маховику двигателя (время перемещения шестерни), также зависит от электрической и механической системы стартерного мотора, проводки и подаваемого питания, а также от условий окружающей среды и износа, таких как температура, уровень заряда аккумулятора и загрязнение стартера. Данное время перемещения шестерни может быть порядка нескольких десятков миллисекунд, например 50 мс.

Известно, что профиль скорости останавливающегося двигателя является нелинейным и что мгновенное значение ускорения коленчатого вала может быть таким, что во время перемещения шестерни мгновенное значение скорости изменяется в диапазоне допустимых скоростей для зацепления стартера. Соответственно, обеспечение зацепления шестерни стартерного мотора при подходящей скорости является серьезной проблемой, которую обычно решают за счет ожидания полной остановки двигателя до выполнения зацепления стартерного мотора.

Среднее замедление во время работы двигателя по инерции, в основном, зависит от трения и других нагрузок, влияющих на рассеивание кинетической энергии двигателя. Колебания скорости и вероятность работы в обратном направлении, в основном, связаны с накопленной и высвобожденной энергией двигателя на такте сжатия во время выключения.

Известным способом снижения колебаний во время выключения является закрытие впускного дроссельного клапана во время движения по инерции. Это позволяет значительно снизить количество сжимаемого и расширяющегося воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, и уменьшить абсолютное давление воздуха во впускном коллекторе, когда двигатель выпускает воздух в участок ниже по потоку от впускного дроссельного клапана.

Раскрытие изобретения

Целью изобретения является создание улучшенного способа для компенсации события «изменения намерения» во время отключения двигателя.

Предложен способ управления пуском и остановкой двигателя, в котором при обнаружении сигнала о необходимости остановки двигателя инициируют остановку двигателя и закрывают дроссельный клапан во впускном коллекторе двигателя, а при обнаружении сигнала о необходимости пуска используют стартер для перезапуска остановленного двигателя, причем значение скорости вращения двигателя находится в пределах между нижним и верхним заранее установленными предельными значениями, а абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя ниже заранее установленного предельного значения.

Дополнительно предусмотрено автоматическое закрытие дроссельного клапана во впускном коллекторе при получении сигнала о необходимости остановки двигателя.

Сигнал о необходимости остановки двигателя может быть обнаружен при соблюдении заранее установленных контролируемых переменных условий.

Сигнал о необходимости перезапуска двигателя может быть обнаружен, когда по крайней мере одно контролируемое переменное условие изменяется, указывая на необходимость выполнения пуска двигателя.

Стартер может представлять собой стартерный мотор с шестерней, которая запускает двигатель при зацеплении за зубчатый венец, или встроенный стартер-генератор с ременным приводом.

Предложена система управления для двигателя транспортного средства с впускным коллектором, в котором установлен дроссельный клапан, позволяющий регулировать поступающий в двигатель поток воздуха, причем система включает в себя блок управления, датчик давления для измерения абсолютного давления во впускном коллекторе двигателя ниже по потоку от дроссельного клапана, несколько входов блока управления, на которые поступают сигналы, указывающие на необходимость остановить или запустить двигатель, и сигналы о значении скорости вращения двигателя, исполнительный механизм дроссельного клапана и стартер для пуска двигателя, причем блок управления выполнен с возможностью запуска процедуры остановки двигателя и закрытия дроссельного клапана во впускном коллекторе двигателя, когда входные сигналы указывают на получение сигнала о необходимости остановки двигателя, и дополнительно выполнен с возможностью перезапуска остановленного двигателя с помощью стартера, когда входные сигналы указывают на получение сигнала о необходимости пуска двигателя, при этом скорость вращения двигателя находится в пределах заранее установленных верхнего и нижнего пороговых значений, а абсолютное давление, измеренное с помощью датчика давления, указывает на то, что абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя ниже заранее установленного предельного значения.

Сигнал о необходимости остановки двигателя может быть обнаружен, когда входные сигналы указывают на выполнение заранее установленных контролируемых переменных условий.

Сигнал о необходимости перезапуска двигателя может быть обнаружен, когда входные сигналы указывают на то, что по крайней мере одно контролируемое переменное условие изменилось, в результате чего возникает необходимость выполнения пуска двигателя.

Стартер может представлять собой стартерный мотор с шестерней, которая запускает двигатель при зацеплении за зубчатый венец, или встроенный стартер-генератор с ременным приводом.

Также предложено транспортное средство, имеющее двигатель с впускным коллектором, в котором установлен дроссельный клапан и система управления, в соответствии с описанной выше системой.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано на примере со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на фиг. 1 показана высокоуровневая блок-схема способа управления в соответствии изобретением;

на фиг. 2а показан график, показывающий соотношение между скоростью вращения двигателя и временем для двух режимов остановки двигателей;

на фиг. 2b и 2с показаны части графика по фиг. 2а в увеличенном масштабе;

на фиг. 3 показан график, иллюстрирующий соотношение между абсолютным давлением в коллекторе и временем для двух режимов остановки двигателей по фиг. 2;

на фиг. 4 показан схематический вид транспортного средства с системой управления в соответствии с изобретением.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показана высокоуровневая блок-схема способа 100 управления пуском и остановкой двигателя, например двигателя 1000 по фиг. 4.

Способ начинают на этапе 110, на котором водитель транспортного средства MV, в котором установлен двигатель 1000, включает зажигание и запускает двигатель вручную.

Затем способ переходит на этап 120, на котором двигатель находится в рабочем режиме. На этапе 130 проверяют, выполняются ли условия пуска/остановки. В качестве неограничивающего примера данным условием может быть превышение заранее установленного значения температуры охлаждающей жидкости двигателя или наличие достаточного уровня заряда аккумулятора для выполнения перезапуска.

Если данные условия не соблюдаются, то двигатель не сможет остановиться даже при возникновении возможности его остановки, а способ будет циклически выполнять этапы 130 и 120 до тех пор, пока не будут выполнены условия или не будет выключено зажигание, после чего способ завершится.

Если на этапе 130 данные условия будут соблюдены, то способ перейдет на этап 40, на котором на основании действий водителя будет проверено наличие сигнала о необходимости остановки двигателя. Для подачи сигнала о необходимости остановки двигателя могут быть использованы различные сочетания условий, например, для индикации необходимости остановки двигателя транспортного средства, имеющего автоматическую коробку передач, транспортное средство MV должно быть неподвижным, педаль газа не нажатой, а педаль тормоза нажата.

При отсутствии сигнала о необходимости остановки двигателя способ возвращается на этап 120, в противном случае способ переходит на этап 150.

На этапе 150 выключают двигатель. Из уровня техники известны различные средства выключения двигателя, но в общем случае при использовании дизельного двигателя выполняют прекращение подачи топлива, а в случае бензинового двигателя выключают запальные свечи и прекращают подачу топлива. Однако вне зависимости от типа двигателя обязательно закрывают дроссельный клапан на впуске воздуха двигателя. Обычно это выполняют автоматически с помощью подачи сигнала от контроллера двигателя или другого устройства управления, однако в бензиновом двигателе закрытие также может быть выполнено в зависимости от нажатия на педаль газа. Другими словами, поскольку одним из условий для определения необходимости остановки двигателя является отпущенное состояние педали газа, то при его соблюдении закрывают дроссельный клапан, поэтому теоретически в данном случае автоматический режим работы не является обязательным требованием. Однако автоматическое закрытие дроссельного клапана является предпочтительным, поскольку оно позволяет исключить риск нажатия водителем на педаль газа во время остановки двигателя.

После этапа 150 на этапе 160 происходит изменение намерения во время выключения двигателя. Другими словами, во время выключения двигателя водитель может убрать ногу с педали тормоза, что будет являться изменением состояния, требующим подачи сигнала о необходимости перезапуска двигателя.

Если на этапе 160 происходит изменение намерения, способ переходит с этапа 160 на этап 164.

На этапе 164 проверяют возможность безопасного зацепления стартерного мотора для выполнения пуска двигателя.

На этапе 164 проверяют следующее:

a) находится ли текущее мгновенное значение скорости вращения двигателя (N) в диапазоне скоростей, определенных с помощью заранее установленных верхнего и нижнего предельных значений скорости N_max и N_min. Другими словами, проверяют справедливость выражения N_max>N>N_min

и

b) является ли абсолютное давление (MAP) ниже по потоку от дроссельного клапана на впуске воздуха в двигатель меньшим по сравнению с заранее установленным предельным значением давления MAP_lim. Другими словами, проверяют справедливость выражения MAP<MAP_lim.

Для пуска двигателя необходимо, чтобы оба этих условия были выполнены.

При данном варианте двигателя верхнее предельное значение скорости N_max было равно 200 об/мин, нижнее предельное значение скорости N_min было равно 50 об/мин, а предельное значение абсолютного давления было равно 40 кПа. Однако данные значения приведены исключительно в качестве примера и могут быть использованы другие конфигурации двигателя и стартерного мотора.

При выполнении обоих условий способ переходит на этап 190, на котором выполняют пуск двигателя при помощи стартерного мотора, после чего способ возвращается на этап 120, на котором двигатель находится в рабочем режиме.

Если на этапе 164 не выполняется одно или оба условия, то способ циклически выполняет этапы 166 и 164 до тех пор, пока на этапе 164 не будут выполнены оба условия или пока не произойдет остановка двигателя. В любом случае способ переходит на этап 190, а затем, как было сказано выше, на этап 120.

Если на этапе 160 не происходит изменения намерения, способ переходит на этап 170, на котором двигатель находится в остановленном состоянии, после чего этапы 170 и 180 выполняются циклически до тех пор, пока на этапе 180 не будет обнаружен сигнал о необходимости перезапуска. Как было сказано ранее, в этом случае сигнал о необходимости перезапуска будет обнаружен в том случае, если водитель уберет ногу с педали тормоза. При получении сигнала о необходимости перезапуска на этапе 180 способ переходит на этап 190, на котором двигатель запускают с помощью стартерного мотора, и возвращается на этап 120, на котором двигатель находится в рабочем режиме.

Двигатель может быть мгновенно запущен на этапе 190, поскольку до этого он был неподвижен. В этом случае задержка будет зависеть только от времени, втечение которого шестерня стартерного мотора (не показана) будет перемещаться для зацепления за зубчатый венец (не показан), установленный на маховике (не показан) двигателя.

На фиг. 2а показано два примера режимов остановки двигателя, обозначенных как «режим остановки I» и «режим остановки 2».

При режиме остановки 1 двигатель замедляют во время остановки, но при этом присутствуют большие колебания мгновенного значения скорости вращения двигателя. Это может быть связано, например, с неполным закрытием дроссельного клапана, поздним закрытием дроссельного клапана или утечкой во впускном коллекторе ниже по потоку от дроссельного клапана.

При режиме остановки 2 равномерно останавливают двигатель, но при этом присутствуют незначительные колебания мгновенного значения скорости вращения двигателя. В этом случае дроссельный клапан полностью закрывают в начале остановки двигателя, а во впускном коллекторе ниже по потоку от дроссельного клапана отсутствуют утечки.

На фиг. 3 показаны соответствующие кривые абсолютного давления в коллекторе для режимов остановки 1 и 2, на которых видно, что при использовании режима остановки 2 абсолютное давление в коллекторе (MAP) значительно ниже по сравнению с режимом остановки 1.

На фиг. 2b показана область 1 с фиг. 2а в увеличенном масштабе для режима остановки 1. В момент t₁ времени скорость вращения двигателя ниже максимального предельного значения скорости N_max, при этом гарантируется безопасное и надежное зацепление стартерного мотора. В данном случае N_max=200 об/мин. Однако в момент t₂ времени, наступающий через небольшой промежуток после момента t₁ времени, представляющий собой время, необходимое для зацепления стартерного мотора, скорость вращения двигателя увеличивается до уровня выше значения N_max, в этом случае до 260 об/мин. Таким образом, в режиме остановки 1 возникают значительные колебания мгновенного значения скорости вращения двигателя, которые могут привести к повреждению и ненадежному зацеплению стартерного мотора, в связи с чем пуск необходимо задержать до полной остановки вращения двигателя.

На фиг. 2с показана область 2 с фиг. 2а в увеличенном масштабе для режима остановки 1. В момент t₃ времени скорость вращения двигателя превышает минимальное предельное значение скорости N_min, при этом с большой вероятностью будет выполнено безопасное и надежное зацепление стартерного мотора. В данном случае N_min=50 об/мин. Однако в момент t₄ времени, наступающий через небольшой промежуток после момента t₃ времени, представляющий собой время, необходимое для зацепления стартерного мотора, скорость вращения двигателя опускается до уровня ниже значения N_min, в этом случае до минус 25 об/мин. Таким образом, в режиме остановки 1 возникают значительные колебания мгновенного значения скорости вращения двигателя, которые могут привести к повреждению и ненадежному зацеплению стартерного мотора, в связи с чем пуск нужно задержать до полной остановки вращения двигателя.

Для режима остановки 2 этот вариант не подходит, поскольку в этом случае нет значительных колебаний мгновенного значения скорости вращения двигателя, в частности, в целевых областях для пуска двигателя с помощью стартерного мотора.

Изобретатели выяснили, что, если остановку двигателя выполняют в режиме, аналогичном режиму остановки 2, то можно обеспечить надежное зацепление стартерного мотора, не создавая значительного риска повреждения при скоростях в пределах заранее установленного диапазона, который в данном случае ограничен значениями +200 об/мин и +50 об/мин.

Также можно рассчитать, выполняется ли остановка в режиме остановки 1 или 2, путем измерения абсолютного давления (MAP) во впускном коллекторе ниже по потоку от дроссельного клапана и установки предельного значения (MAP_lim) для абсолютного давления в коллекторе, которое должно быть достигнуто для того, чтобы можно было выполнить зацепление стартерного мотора до полной остановки двигателя.

Результат использования данной стратегии показан на фиг. 2а, где в момент времени t₀ выдается сигнал о необходимости пуска двигателя в результате изменения намерений.

В случае не использования настоящего изобретения, временная задержка t_d будет содержать время для остановки двигателя, после чего можно будет обеспечить надежное зацепление стартерного мотора без риска повреждения.

Однако при использовании изобретения зацепление стартерного мотора происходит после того, как скорость вращения двигателя опустится ниже верхнего предельного значения скорости вращения двигателя N_max, равного 200 об/мин, что в данном случае происходит через t секунд после момента времени t₀.

Таким образом, временная задержка между подачей сигнала о необходимости перезапуска и зацеплением стартерного мотора снижается на (t_d-t) секунд, например на 0,4 секунды.

Хотя это может показаться незначительным временным промежутком, но с точки зрения кажущейся скорости реакции на изменение намерения, это достаточное увеличение, уменьшающее временную задержку между изменением намерения и пуском стартерного мотора на 79%.

На фиг. 4 показано транспортное средство MV с двигателем 1000 внутреннего сгорания и системой управления, содержащей блок 1050 управления системой.

Двигатель 1000 запускают с помощью стартерного мотора 1001 с шестерней (не показана), зацепляемой за зубчатый венец (не показан), прикрепленный к маховику (не показан) двигателя 1000. При получении сигнала от блока 1050 управления на стартерный мотор 1001 подается питание от источника 1002 питания стартерного мотора.

Двигатель 1000 имеет впускной коллектор 1003, в котором установлен впускной дроссельный клапан 1005, позволяющий регулировать поток воздуха в двигатель 1000. Двигатель 1000 также содержит несколько запальных свечей (не показаны) и систему впрыска топлива (не показана) для подачи топлива в двигатель 1000. Управление впускным дроссельным клапаном 1005 осуществляют с помощью исполнительного механизма 1006, который активируется в ответ на сигнал управления от блока 1050 управления для поворота дроссельного клапана 1005 во впускном коллекторе 1003. Дроссельный клапан 1003 регулирует поток воздуха, поступающий в двигатель 1000 в направлении, указанном стрелкой «А». Когда дроссельный клапан 1005 полностью закрыт, двигатель 1000 выпускает воздух из впускного коллектора 1003 ниже по потоку относительно дроссельного клапана 1003, что позволяет снизить абсолютное давление во впускном коллекторе 1003. Абсолютное давление ниже по потоку относительно дроссельного клапана 1005 может быть измерено при помощи датчика 1010 абсолютного давления в коллекторе, подключенного к блоку 1050 управления.

Блок 1050 управления содержит контроллер 1100 пуска/остановки, однако контроллер 1100 пуска/остановки может представлять собой отдельное устройство, функционально соединенное с блоком 1050 управления.

Блок 1050 управления имеет несколько входов 1020, 1025, 1030, 1035 и 1040, используемых для управления работой двигателя 1000.

Первый вход 1020 соответствует нескольким входам, с помощью которых можно определить условия работы транспортного средства MV, например скорость вращения двигателя, атмосферное давление, температуру окружающей среды, состав выхлопных газов, температуру охлаждающей жидкости двигателя, скорость транспортного средства и уровень заряда основного аккумулятора.

Второй вход 1025 соответствует входу, с помощью которого можно определить состояние коробки передач (не показана) транспортного средства MV. Обычно он сигнализирует о том, находится ли коробка передач в нейтральном положении или в положении включенной передачи.

Третий вход 1030 соответствует входу, с помощью которого можно определить состояние педали газа (не показана), используемой водителем транспортного средства MV для индикации необходимого крутящего момента, передаваемого от двигателя 1000.

Четвертый вход 1035 соответствует входу, с помощью которого можно определить состояние педали тормоза (не показана) транспортного средства MV. Вход 1035 указывает на то, нажата ли педаль тормоза или нет.

Пятый вход 1040 соответствует входу, с помощью которого можно определить состояние педали сцепления (не показана) транспортного средства MV. Вход 1040 указывает на то, нажата ли педаль сцепления или нет. Данный вход используют только в том случае, если транспортное средство MV оснащено ручной коробкой передач с неавтоматическим управлением для включения и выключения сцепления между двигателем 1000 и коробкой передач. Данная конфигурация позволяет откалибровать движение педали сцепления таким образом, чтобы педаль сцепления считалась «полностью нажатой», когда расцепление является безопасным, и считалась «частично нажатой» или «отпущенной», когда она не находится в полностью нажатом состоянии. Частично нажатое состояние представляет собой состояние, когда водитель перемещает педаль сцепления в недостаточной мере для того, чтобы гарантировать полное выключение сцепления.

Известно, что второй-пятый входы 1025-1040 могут быть использованы контроллером 1100 пуска/остановки в разных сочетаниях и различными способами для определения того, когда необходимо автоматически остановить двигатель 1000 для снижения расхода топлива, а когда его нужно перезапустить после остановки.

Для более подробного пояснения принципа работы системы управления в соответствии с изобретением ниже указаны состояния контролируемых переменных условий для выполнения пуска и остановки двигателя 1000. Однако могут быть использованы другие сочетания состояний контролируемых переменных условий.

Остановку двигателя выполняют при следующих условиях:

a) коробка передач находится в нейтральном положении;

b) педаль сцепления отпущена;

c) педаль тормоза нажата;

d) транспортное средство неподвижно.

Пуск двигателя выполняют при следующих условиях:

e) коробка передач находится в нейтральном положении;

и одно из следующих условий

f) состояние педали сцепления меняется с отпущенного на любое другое;

или

g) состояние педали тормоза меняется с нажатого на отпущенное.

Ниже описан принцип работы данной системы управления.

Блок 1050 управления непрерывно контролирует входы 1020 и вход, соединенный с датчиком 1010 давления в коллекторе, что позволяет выполнять регулировку нормальной работы двигателя 1000 и управлять дроссельным клапаном 1005 с помощью исполнительного механизма 1006 для обеспечения необходимого крутящего момента, передаваемого от двигателя 1000, и удовлетворения требований к выбросам для двигателя 1000.

Контроллер 1100 пуска/остановки контролирует входы, соединенные с датчиком 1025 состояния коробки передач, с помощью датчика 1030 положения педали газа, датчика 1035 положения педали тормоза и датчика 1040 положения педали сцепления. Все сигналы, принятые блоком 1050 управления, могут быть переданы контроллеру 1100 пуска/остановки и наоборот.

Если контроллер 1100 пуска/остановки определит, что состояние всех контролируемых переменных условий a-d, указанных выше, соответствуют условиям остановки, то будет подан сигнал о необходимости остановки двигателя 1000 для снижения расхода топлива и количества выбросов.

После этого контроллер 1100 пуска/остановки выполняет необходимые действия для отключения двигателя, что в данном случае означает прекращение подачи топлива в двигатель 1000, выключение запальных свечей и закрытие впускного дроссельного клапана 1005. После выполнения данных действий двигатель 1000 начинает останавливаться или двигаться по инерции до полной остановки, наступающей через определенное время.

После выключения двигателя он может быть запущен, если состояние всех контролируемых переменных условий будет удовлетворять требованиям, указанным в пунктах e-f. Другими словами, если коробка передач находится в нейтральном положении, если состояние педали сцепления меняется с отпущенного на любое другое (частично или полностью нажатое) или, если состояние педали тормоза меняется с частично нажатого на отпущенное, то двигатель 1000 мгновенно запускают с помощью стартерного мотора 1001, на который при поступлении сигнала от блока 1050 управления подают питание от источника 1002 питания стартерного мотора.

Если во время выключения происходит изменение намерения, например, при изменении состояния педали сцепления с отпущенного на частично нажатое состояние во время выключения или при изменении состояния педали тормоза с частично нажатого на отпущенное во время выключения, то при наличии такой возможности двигатель 1000 необходимо будет перезапустить. Однако, как было сказано выше, стартерный мотор 1001 может быть зацеплен только при достижении определенной скорости вращения двигателя для того, чтобы предотвратить повреждение стартерного мотора 1001 и, в частности, шестерни стартерного мотора и зубчатого венца на маховике.

Таким образом, до зацепления стартерного мотора 1001 сначала проверяют условия безопасного перезапуска. При проверке определяют, находится ли скорость вращения двигателя (N) в пределах между верхним предельным значением скорости N_max и нижним предельным значением скорости N_min, и используют датчик 1010 абсолютного давления в коллекторе для определения того, находится ли абсолютное давление (MAP) во впускном коллекторе 1003 на уровне ниже заранее установленного предельного значения MAP_lim.

Таким образом, если N_max>N>N_min и MAP<MAP_lim, в зависимости от конкретных используемых условий работы при получении сигнала от блока 1050 управления или контроллера 1100 пуска/остановки, на стартерный мотор 1001 подают напряжение от источника 1002 питания стартерного мотора.

Однако, если либо скорость вращения двигателя (N) выходит за заранее установленные пределы диапазона скорости, ограниченного верхним предельным значением скорости N_max и нижним предельным значением скорости N_min, либо абсолютное давление (MAP) во впускном коллекторе 1003 больше или равно заранее установленному предельному значению MAP_lim, то на стартерный мотор 1001 не подают питание, а блок 1050 управления продолжает контролировать абсолютное давление (MAP) во впускном коллекторе 1003 и скорость вращения двигателя (N).

Двигатель 1000 может остановиться до того, как будут выполнены проверяемые условия для перезапуска. В данном случае двигатель 1000 может быть мгновенно перезапущен, поскольку до этого он был неподвижен. Другими словами, двигатель 1000 остается неподвижным до тех пор, пока не будут выполнены условия перезапуска для начала вращения.

Одним из преимуществ изобретения является то, что задержка при изменении намерения может быть легко уменьшена без необходимости использования сложных ограничений, касающихся мгновенного значения скорости.

Вторым преимуществом изобретения является то, что все аппаратное обеспечение для осуществления изобретения уже установлено в большинстве транспортных средств с старт-стопной системой управления, что позволяет исключить дополнительные расходы на производство.

Хотя настоящее изобретение является особенно предпочтительным в ситуациях, когда стартерный мотор имеет шестерню, которая должна быть зацеплена за зубчатый венец для пуска двигателя, оно также может быть использовано при изменении намерения в системах, использующих встроенный стартер-генератор с ременным приводом (BISG).

Высокие мгновенные значения ускорения при резком выключении, как указано на графике 1 по фиг. 2а, могут привести к высоким колебаниям натяжения ремня. В некоторых случаях из-за подобных колебаний нежелательным является увеличение натяжения при пуске.

Например, из-за колебаний скорости пуск при пиковом значении натяжения может привести к чрезмерному натяжению ремня. И, наоборот, пуск при локальном минимуме скорости может привести к возникновению слабого натяжения ремня, при этом нагрузка на двигатель будет очень низкой, после чего она начнет быстро расти при увеличении натяжения.

При использовании только BISG, когда известно, что двигатель остановлен или равномерно и плавно останавливается при низком MAP, натяжение ремня будет меньше подвержено изменениям, в связи с чем также снизится вероятность возникновения проблем, связанных с приводным ремнем, например соскакивание, чрезмерный износ или ухудшение состояния. В данном случае могут быть использованы те же система управления и способ работы, что и для стартерного мотора.

Двигатель может быть пассивно перезапущен, используя накопленную инерцию без необходимости использования стартера, если в момент изменения намерения скорость вращения двигателя превышает заранее установленное значение, например, 500 об/мин.

Изобретение было описано на примере со ссылкой на один или несколько вариантов реализации, но оно не ограничивается раскрытыми вариантами и могут быть созданы другие варианты без отступления от сущности изобретения.

Изобретение относится к транспортному средству с двигателем, в частности к управлению пуском и остановкой двигателя с помощью контроллера пуска и остановки. Раскрыт способ управления пуском и остановкой двигателя 1000, в котором если во время остановки двигателя будет сгенерирован сигнал о необходимости перезапуска двигателя 1000, двигатель 1000 перезапускают, причем скорость вращения двигателя (N) находится в заранее установленных пределах диапазона скорости, а абсолютное давление (MAP) в коллекторе 1003 двигателя 1000 находится на уровне ниже заранее установленного предельного значения МАР_lim. Техническим результатом является уменьшение задержки. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система управления для двигателя транспортного средства с впускным коллектором, в котором установлен дроссельный клапан, позволяющий регулировать поступающий в двигатель поток воздуха, содержащая:

датчик давления, выполненный с возможностью измерения абсолютного давления во впускном коллекторе двигателя ниже по потоку от дроссельного клапана;

множество входов блока управления, на которые поступают сигналы о необходимости остановить или запустить двигатель и значении скорости вращения двигателя;

исполнительный механизм, соединенный с дроссельным клапаном; и

стартер, выполненный с возможностью пуска двигателя;

причем блок управления выполнен с возможностью инициирования остановки двигателя и закрытия дроссельного клапана во впускном коллекторе двигателя в случае сигнала о необходимости остановки двигателя, и перезапуска остановленного двигателя с помощью стартера в случае сигнала о необходимости пуска двигателя, причем скорость вращения двигателя находится в пределах заранее установленных верхнего и нижнего пороговых значений, а абсолютное давление, измеренное с помощью датчика давления, указывает на то, что абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя находится ниже заранее установленного предельного значения.

2. Система по п. 1, в которой предусмотрена возможность подачи сигнала о необходимости остановки двигателя, когда входные данные указывают на наличие заранее установленной комбинации контролируемых переменных условий.

3. Система по п. 2, в которой предусмотрена возможность подачи сигнала о необходимости перезапуска двигателя, если входные данные указывают на то, что по меньшей мере одно контролируемое переменное условие изменилось, указывая на необходимость выполнения пуска двигателя.

4. Система по п. 1, в которой стартер представляет собой стартерный мотор с шестерней для вхождения в зацепление с зубчатым венцом для запуска двигателя или встроенный стартер-генератор с ременным приводом.

5. Способ управления пуском и остановкой двигателя, в котором:

в случае сигнала о необходимости остановки двигателя инициируют остановку двигателя и закрывают дроссельный клапан во впускном коллекторе двигателя, а

в случае сигнала о необходимости пуска используют стартер для перезапуска остановленного двигателя, причем скорость вращения двигателя находится в пределах между нижним и верхним заранее установленными предельными значениями, а абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя ниже заранее установленного предельного значения.

6. Способ по п. 5, в котором в случае сигнала о необходимости остановки двигателя автоматически закрывают дроссельный клапан во впускном коллекторе.

7. Способ по п. 5, в котором подают сигнал о необходимости остановки двигателя при наличии заранее установленной комбинации контролируемых переменных условий.

8. Способ по п. 7, в котором подают сигнал о необходимости перезапуска двигателя, если по меньшей мере одно контролируемое переменное условие изменяется, указывая на необходимость выполнения пуска двигателя.

9. Способ по п. 5, в котором стартер представляет собой стартерный мотор с шестерней для вхождения в зацепление с зубчатым венцом для запуска двигателя или встроенный стартер-генератор с ременным приводом.

10. Способ по п. 5, в котором верхним предельным значением является 200 об/мин, а нижним предельным значением является 50 об/мин.

11. Способ по п. 5, в котором нижнее предельное значение интервала скорости больше нуля.

12. Способ по п. 5, в котором заранее установленным предельным значением абсолютного давления является 40 кПа.

13. Способ управления двигателем, в котором:

в случае сигнала о необходимости остановки двигателя инициируют остановку двигателя и закрывают дроссельный клапан во впускном коллекторе двигателя;

в случае сигнала о необходимости пуска перезапускают остановленный двигатель с помощью стартера, причем скорость вращения двигателя находится в пределах между нижним и верхним заранее установленными предельными значениями, а абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя ниже заранее установленного предельного значения; и

препятствуют запуску двигателя, если отсутствует сигнал о необходимости запуска, скорость вращения двигателя не находится в пределах верхнего и нижнего заранее установленных предельных значений, или абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя не ниже заранее установленного предельного значения.

14. Способ по п. 13, в котором при препятствовании запуску двигателя откладывают запуск двигателя втечение периода времени.

15. Способ по п. 13, в котором верхним предельным значением является 200 об/мин, а нижним предельным значением является 50 об/мин.

16. Способ по п. 13, в котором заранее установленным предельным значением абсолютного давления является 40 кПа.

17. Способ по п. 13, в котором при перезапуске двигателя вводят шестерню в стартере в зацепление с зубчатым венцом, соединенным с маховиком.

18. Способ по п. 17, в котором при перезапуске двигателя подают топливо в цилиндр двигателя.