Система транспортного средства

Описаны способ и система для улучшения работы двигателя с автоматическим запуском. В одном из примеров, скорость двигателя регулируется только на скорость запуска и удерживается на требуемой скорости запуска двигателя в течение требуемого периода перед изменением по линейному закону до скорости холостого хода.

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США 61/821,110, поданной 8 мая 2013 года, полное содержание которой настоящим фактически включено в состав посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Настоящая полезная модель относится к способу и системе для запуска двигателя. Способ и система могут быть особенно полезными для улучшения запуска двигателя, который запускается автоматически, в то время как трансмиссия, присоединенная к двигателю, находится на передаче.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатель транспортного средства может запускаться, в то время как трансмиссия, присоединенная к двигателю, находится на передаче. Посредством запуска двигателя, в то время как трансмиссия находится на передаче, может быть возможным реагировать своевременным образом на запрос пустить в ход транспортное средство из состояния покоя. Однако, запуск двигателя, в то время как трансмиссия, присоединенная к двигателю, находится на скорости, также представляет собой проблему для ездовых качеств транспортного средства. Например, если двигатель запускается, и он вырабатывает большую, чем требуемая, величину крутящего момента на колесах транспортного средства, ездовые качества транспортного средства могут ухудшаться. Один из способов регулирования крутящего момента двигателя внутри привода на ведущие колеса транспортного средства состоит в том, чтобы управлять скоростью вращения насосного колеса гидротрансформатора (см. например US 7,341,035, опубл. 11.03.2008, МПК A63F 13/00, F02N 11/08). Посредством ограничения скорости вращения насосного колеса гидротрансформатора, может быть возможным регулировать крутящий момент привода на ведущие колеса и улучшать ездовые качества транспортного средства. Однако может быть трудно обеспечивать согласованное ускорение скорости двигателя со скорости проворачивания коленчатого вала до скорости холостого хода при запуске двигателя, поскольку заряд воздуха в цилиндре может быть большим при запуске двигателя наряду с тем, что давление во впускном коллекторе двигателя является высоким.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеуказанные проблемы и предложили систему транспортного средства, содержащую:

двигатель;

исполнительный механизм, присоединенный к двигателю; и

контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые в постоянной памяти и обеспечивающие вращение двигателя со скоростью проворачивания коленчатого вала и регулировку исполнительного механизма для управления скоростью двигателя только до скорости запуска двигателя, которая больше, чем скорость проворачивания коленчатого вала, и меньше, чем скорость холостого хода двигателя при запуске двигателя.

В одном из вариантов предложена система, в которой исполнительным механизмом является система зажигания, и дополнительно содержащая дополнительные команды только для скорости запуска двигателя в течение требуемого периода времени до достижения скорости холостого хода двигателя при запуске двигателя.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для изменения скорости холостого хода двигателя в ответ на условия работы двигателя.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для изменения по линейному закону скорости двигателя только со скорости запуска двигателя до скорости холостого хода двигателя.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для регулировки скорости, с которой скорость двигателя изменяется по линейному закону до скорости холостого хода двигателя.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для автоматического перезапуска двигателя.

Также предложен способ запуска двигателя, включающий в себя этапы, на которых осуществляют вращение двигателя со скоростью проворачивания коленчатого вала; регулировку скорости двигателя только на требуемую скорость запуска, большую, чем скорость проворачивания коленчатого вала, и меньшую, чем скорость холостого хода; и, после того, как скорость запуска двигателя удерживается в течение требуемого периода, регулировку скорости двигателя на скорость холостого хода.

Посредством регулировки скорости двигателя только на скорость запуска двигателя при запуске двигателя, может быть возможным понижать вероятность перерегулирования требуемой скорости двигателя при ускорении двигателя до скорости холостого хода. В частности, исполнительный механизм двигателя может работать для регулировки скорости двигателя только на скорость запуска. А после того, как скорость двигателя удерживается на требуемой скорости запуска в течение требуемого периода, исполнительный механизм может регулироваться, чтобы скорость двигателя регулировалась на скорость холостого хода, где скорость холостого хода больше, чем скорость запуска двигателя, и где скорость запуска двигателя больше, чем скорость проворачивания коленчатого вала двигателя. Регулирование скорости двигателя только до скорости запуска двигателя, удерживание скорости двигателя на требуемой скорости запуска в течение требуемого периода и изменение по линейному закону скорости двигателя до требуемой скорости холостого хода двигателя могут улучшать плавность и согласованность пуска в ход транспортного средства по сравнению с попыткой понижать градиент скорости двигателя при запуске двигателя.

Настоящее описание может давать несколько преимуществ. В частности, подход может улучшать запуск двигателя посредством улучшения регулирования скорости двигателя при запуске двигателя. Кроме того, подход может уменьшать выбросы двигателя посредством обеспечения согласованных запусков двигателя. Кроме того, подход может улучшать ездовые качества транспортного средства.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Преимущества, описанные в материалах настоящего описания, будут полнее понятны по прочтению примера варианта осуществления, указанного в материалах настоящего описания как описание предпочтительных вариантов осуществления полезной модели, когда воспринимаются по отдельности или со ссылкой на чертежи, где:

фиг. 1 - схематичное изображение двигателя;

фиг. 2 показывает примерную конфигурацию транспортного средства и привода на ведущие колеса транспортного средства;

фиг. 3 показывает последовательность запуска двигателя возможного использования; и

Фиг. 4 показывает способ запуска двигателя.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Настоящее описание имеет отношение к управлению силовой передачей транспортного средства. Транспортное средство может включать в себя двигатель и трансмиссию, как показано на фиг. 1-2. Двигатель может запускаться, в то время как трансмиссия находится на передаче, как показано на фиг. 3. Двигатель может запускаться согласно способу, описанному на фиг. 4.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Маховик 97 и зубчатый венец 99 присоединены к коленчатому валу 40. Стартер 96 включает в себя ведущий вал 98 зубчатой передачи и ведущую шестерню 95. Ведущий вал 98 зубчатой передачи может избирательно выдвигать ведущую шестерню 95 для зацепления с зубчатым венцом 99. Стартер 96 может быть установлен непосредственно спереди двигателя или сзади двигателя. В некоторых примерах, стартерный электродвигатель 96 может избирательно подавать крутящий момент на коленчатый вал 40 через ремень или цепь. В одном из примеров, стартер 96 находится в базовом состоянии, когда не зацеплен с коленчатым валом двигателя.

Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива во впускное окно цилиндра 30, что известно специалистам в данной области техники как оконный впрыск топлива. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться непосредственно в цилиндр, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с возможным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42 во впускной коллектор 44. В некоторых вариантах осуществления, дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 могут быть расположены между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44, так что дроссель 62 является дросселем окна.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 выхлопных газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Колесные тормоза транспортного средства могут быть предусмотрены, когда тормозная педаль 150 нажимается посредством ступни 152. Датчик 154 тормозной педали подает сигнал, указывающий положение тормозной педали, в контроллер 12. Ступня 152 действует посредством усилителя 140 тормозов, нажимающего тормоза транспортного средства.

Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выхлопных газов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания силы, приложенной ступней 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120; и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. Датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которым может определяться скорость двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Фиг.2 - структурная схема транспортного средства 201 и привода 200 на ведущие колеса транспортного средства. Привод 200 на ведущие колеса может быть механизирован двигателем 10. Двигатель 10 может запускаться стартерным электродвигателем, показанным на фиг.1. Кроме того, двигатель 10 может вырабатывать или регулировать крутящий момент посредством исполнительного механизма 204 крутящего момента, такого как топливная форсунка, дроссель, и т.д.

Крутящий момент на выходе двигателя может передаваться на входную сторону насосного колеса 285 гидротрансформатора 206 через вал 237. Гидротрансформатор 206 включает в себя турбину 286 для вывода крутящего момента на входной вал 270 трансмиссии. Входной вал 270 трансмиссии механически присоединяет гидротрансформатор 206 к автоматической трансмиссии 208. Гидротрансформатор 206 также включает в себя обходную блокировочную муфту 212 гидротрансформатора (TCC). Крутящий момент непосредственно передается с насосного колеса 285 на турбину 286, когда TCC блокирована. TCC электрически приводится в действие контроллером 12. В качестве альтернативы, TCC может блокироваться гидравлически. В одном из примеров, гидротрансформатор может указываться ссылкой как компонент трансмиссии. Скорость вращения и положение турбины гидротрансформатора могут определяться посредством датчика 239 положения. В некоторых примерах, 118 и/или 239 могут быть датчиками крутящего момента или могут быть комбинированными датчиками положения и крутящего момента.

Когда блокировочная муфта 212 гидротрансформатора полностью расцеплена, гидротрансформатор 206 передает крутящий момент двигателя на автоматическую трансмиссию 208 посредством переноса текучей среды между турбиной 286 гидротрансформатора и насосным колесом 285 гидротрансформатора, тем самым, давая возможность умножения крутящего момента. В противоположность, когда муфта 212 блокировки гидротрансформатора полностью зацеплена, крутящий момент на выходе двигателя передается непосредственно через блокировочную муфту гидротрансформатора трансмиссии на входной вал (не показан) трансмиссии 208. В качестве альтернативы, блокировочная муфта 212 гидротрансформатора может зацепляться частично, тем самым, давая возможность регулироваться величине крутящего момента, передаваемого непосредственно на трансмиссию. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулировать величину крутящего момента, передаваемого гидротрансформатором 212, посредством регулировки блокировочной муфты гидротрансформатора в ответ на различные условия работы двигателя или на основании основанного на водителе запроса режима работы двигателя.

Автоматическая трансмиссия 208 включает в себя муфты 211 передач (например, шестерни 1-6) и переднюю муфту переднего хода 210. Муфты 211 передач и муфта 210 переднего хода могут избирательно вводиться в зацепление для продвижения транспортного средства. Крутящий момент на выходе из автоматической трансмиссии 208, в свою очередь, может передаваться на задние колеса 216, чтобы приводить транспортное средство в движение, через выходной вал 260. Более точно, автоматическая трансмиссия 208 может передавать входной вращающий момент на входном валу 270 в ответ на состояние перемещения транспортного средства перед передачей выходного вращающего момента на задние колеса 216. Крутящий момент также может направляться на передние колеса 217 через раздаточную коробку 261.

Кроме того, сила трения может прикладываться к колесам 216 посредством приведения в действие колесных тормозов 218. В одном из примеров, колесные тормоза 218 могут приводиться в действие в ответ на нажимание водителем его ступней на тормозную педаль (150 на фиг. 1). В других примерах, контроллер 12 или контроллер, связанный с контроллером 12, могут применять контактные колесные тормоза. Таким же образом, сила трения может снижаться в отношении колес 216 посредством отведения колесных тормозов 218 в ответ на отпускание водителем своей ступни с тормозной педали. Кроме того, тормоза транспортного средства могут прикладывать силу трения к колесам 216 посредством контроллера 12 в качестве части процедуры автоматического останова двигателя.

Механический масляный насос 214 может находиться в сообщении по текучей среде с автоматической трансмиссией 208, чтобы выдавать гидравлическое давление для приведения в действие различных муфт, таких как муфта 210 переднего хода, муфта 211 передач и/или блокировочная муфта 212 гидротрансформатора. Механический масляный насос 214, например, может приводиться в действие в соответствии с гидротрансформатором 206, и может приводиться в движение вращением двигателя. Таким образом, гидравлическое давление, вырабатываемое в механическом масляном насосе 214, может повышаться по мере того, как увеличивается скорость двигателя, и может снижаться по мере того, как уменьшается скорость двигателя.

Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью принимать входные сигналы с двигателя 10, как подробнее показано на фиг. 1, и соответствующим образом управлять выходным крутящим моментом двигателя и/или работой гидротрансформатора, трансмиссии, муфт и/или тормозов. В качестве одного из примеров, крутящий момент на выходном валу двигателя может управляться посредством регулировки комбинации установки момента зажигания, продолжительности времени импульса топлива, установки момента импульса топлива и/или заряда воздуха посредством управления открыванием дросселя и/или установкой фаз клапанного распределения, подъемом клапана и давлением наддува для двигателей с нагнетателем и турбонагнетателем. Управление двигателем может выполняться на основе цилиндр за цилиндром, чтобы регулировать крутящий момент на выходном валу двигателя.

Когда условия выключения холостого хода удовлетворены, контроллер 42 может инициировать остановку двигателя посредством отключения топлива и зажигания у двигателя. Кроме того, для поддержания величины кручения в трансмиссии, контроллер 12 может заземлять вращающиеся элементы трансмиссии 208 в картер 259 трансмиссии и тем самым, на раму транспортного средства. Когда удовлетворены условия перезапуска двигателя, и/или водитель транспортного средства желает пустить в ход транспортное средство, контроллер 12 может повторно ввести в действие двигатель, возобновляя сгорание в цилиндрах двигателя.

Таким образом, система по фиг. 1 и 2 предусматривает систему транспортного средства, содержащую: двигатель; исполнительный механизм, присоединенный к двигателю; и контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые в постоянной памяти, исполняемые команды предусматривают вращение двигателя со скоростью проворачивания коленчатого вала и регулировку исполнительного механизма для регулирования скорости двигателя только до скорости запуска двигателя, которая больше, чем скорость проворачивания коленчатого вала, и меньше, чем скорость холостого хода двигателя при запуске двигателя. Система транспортного включает в себя те случаи, когда исполнительным механизмом является система зажигания, и дополнительно содержащая дополнительные команды только для скорости запуска двигателя в течение требуемого периода времени до достижения скорости холостого хода двигателя при запуске двигателя. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для изменения скорости холостого хода двигателя в ответ на условия работы двигателя. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для изменения по линейному закону скорости двигателя только со скорости запуска двигателя до скорости холостого хода двигателя после того, как требуемая скорость запуска двигателя удерживается в течение требуемого периода. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для регулировки скорости, с которой скорость двигателя изменяется по линейному закону до скорости холостого хода двигателя. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для автоматического перезапуска двигателя.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, показана последовательность запуска двигателя. Последовательность запуска двигателя может выполняться посредством системы, показанной на фиг. 1, 2. Последовательность, показанная на фиг. 3, может быть предусмотрена посредством выполнения команд согласно способу по фиг. 4. Вертикальные метки в моменты T₁-T₇ времени указывают интересующие моменты времени в последовательности.

Первый график сверху по фиг. 3 показывает скорость двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет скорость двигателя, и скорость двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 3 к правой стороне по фиг. 3.

Второй график сверху по фиг. 3 показывает температуру двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет температуру двигателя, и температура двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 3 к правой стороне по фиг. 3.

Третий график сверху по фиг. 3 показывает требуемую скорость двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет требуемую скорость двигателя, и требуемую скорость двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 3 к правой стороне по фиг. 3. Требуемая скорость двигателя является скоростью вращения, с которой регулируется двигатель в отсутствие крутящего момента требования водителя (например, требуемого крутящего момента, введенного через педаль акселератора водителем). Требуемая скорость двигателя может быть основана на требуемой скорости запуска двигателя или требуемой скорости холостого хода двигателя.

Четвертый график сверху по фиг. 3 показывает положение дросселя двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет положение дросселя двигателя, и величина открывания дросселя двигателя возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 3 к правой стороне по фиг. 3.

Пятый график сверху по фиг. 3 показывает установку момента зажигания двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет установку момента зажигания двигателя, и установка момента зажигания двигателя подвергается опережению от верхней мертвой точки такта сжатия, когда кривая установки момента зажигания находится выше оси X. Установка момента зажигания двигателя подвергается запаздыванию от верхней мертвой точки такта сжатия, когда кривая установки момента зажигания находится ниже оси X. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 3 к правой стороне по фиг. 3.

В момент T₀ времени, скорость двигателя является нулевой, указывая, что двигатель остановлен. Двигатель может автоматически останавливаться без выдачи водителем или оператором входного сигнала на устройство, которое имеет единственное назначение или функцию запуска и/или останова двигателя (например, ключ замка зажигания). В одном из примеров, двигатель может автоматически останавливаться в ответ на крутящий момент требования водителя, являющийся меньшим, чем пороговый крутящий момент. Требуемая скорость двигателя устанавливается в значение, описанное на 302 только требуемой скоростью запуска двигателя. Например, скорость запуска двигателя может быть значением 600 оборотов в минуту, и требуемая скорость запуска двигателя не изменяется в зависимости от времени проворачивания коленчатого вала, времени после нулевой скорости двигателя или количества событий сгорания. Температура двигателя находится на среднем уровне, и дроссель двигателя частично открыт. Установка момента зажигания двигателя слегка подвергается опережению, но искра не подается в двигатель поскольку двигатель не вращается.

В момент T₁ времени, производится запрос запуска двигателя (не показан), и двигатель начинает вращаться, как указано повышающейся скоростью двигателя. Температура двигателя остается на среднем уровне, и требуемая скорость двигателя остается на требуемой скорости вращения 302 запуска двигателя. Исполнительные механизмы двигателя (например, установка момента зажигания и положение дросселя) регулируются на положения, направленные на достижение требуемой скорости запуска двигателя в качестве отраженной в требуемой скорости двигателя. Дроссель частично открывается или закрывается, и установка момента зажигания подвергается опережению от верхней мертвой точки такта сжатия.

В момент T₂ времени, двигатель разогнался посредством сгорания в цилиндрах двигателя, чтобы находиться в пределах пороговой скорости вращения от требуемой скорости запуска двигателя. После того, как требуемая скорость запуска двигателя удерживается в течение требуемого периода (например, периода времени или событий сгорания в двигателе), требуемая скорость двигателя начинает изменение по линейному закону на первой скорости 310 изменения по линейному закону до первой требуемой скорости 304 холостого хода двигателя. Первая требуемая скорость холостого хода двигателя основана на температуре двигателя. Скорость изменения по линейному закону от требуемой скорости 302 запуска до первой требуемой скорости 304 холостого хода может меняться в зависимости от условий работы двигателя (например, температуры двигателя, времени после останова двигателя и барометрического давления). Регулировка скорости изменения по линейному закону на основании условий работы двигателя может давать более плавный переход между требуемой скоростью запуска двигателя и требуемой скоростью холостого хода двигателя. Температура двигателя начинает медленно повышаться, и дроссель частично открывается, чтобы управлять траекторией скорости двигателя в течение запуска двигателя (например, времени между тем, когда двигатель превышает скорость проворачивания коленчатого вала и до того, как двигатель достигает скорости холостого хода). Установка момента зажигания также подвергается запаздыванию для регулирования скорости двигателя при запуске.

В момент T₃ времени, требуемая скорость двигателя достигает требуемой скорости холостого хода двигателя, и скорость двигателя находится около требуемой скорости холостого хода двигателя. Температура двигателя продолжает повышаться, и требуемая скорость двигателя остается на требуемой скорости холостого хода двигателя. Величина открывания положения дросселя двигателя увеличилась, и установка момента зажигания подвергается опережению, так чтобы могла поддерживаться требуемая скорость холостого хода двигателя.

Между моментом T ₃ времени и моментом T₄ времени, требуемая скорость двигателя понижается в ответ на повышение температуры двигателя. В частности, требуемая скорость двигателя понижается в ответ на требуемую скорость холостого хода двигателя, снижаемую по мере того, как повышается температура двигателя. Положение дросселя двигателя, установка момента зажигания и скорость двигателя меняются в ответ на изменение крутящего момента требования водителя (не показан).

В момент T₄ времени, сгорание в двигателе автоматически прекращается (например, без выдачи водителем входного сигнала в устройство, которое обладает единственной функцией запуска и/или останова двигателя, такое как ключ замка зажигания), и скорость двигателя начинает понижаться. Дроссель закрывается, и установка момента зажигания понижается до базового уровня установки момента. Температура двигателя остается на повышенном уровне.

В момент T₅ времени, автоматический запуск двигателя запрашивается в ответ на условия работы двигателя. Двигатель вращается посредством стартерного электродвигателя, и требуемая скорость двигателя регулируется на требуемую скорость 302 запуска двигателя. Дроссель двигателя частично открывается или закрывается, а установка момента зажигания подвергается запаздыванию (например 1^ое событие искрового зажигания может подвергаться запаздыванию в течение пуска/останова двигателя, когда двигатель перезапускается). Температура двигателя остается на той же самой температуре, как когда двигатель был остановлен в момент T ₄ времени.

Между моментом T₅ времени и моментом T₆ времени, начинается сгорание в двигателе, и скорость двигателя возрастает в ответ на крутящий момент, обеспечиваемый сгоранием. Величина открывания дросселя уменьшается, чтобы уменьшать заряд воздуха в цилиндре, и установка момента зажигания подвергается запаздыванию. Уменьшение заряда воздуха в цилиндре и осуществление запаздывания установки момента зажигания могут быть полезны для регулирования крутящего момента двигателя, так чтобы скорость двигателя не была выше, чем требуемая при запуске.

В момент T₆ времени, двигатель ускорился посредством сгорания в цилиндрах двигателя, чтобы находиться в пределах пороговой скорости вращения от требуемой скорости запуска двигателя. После того, как требуемая скорость запуска двигателя удерживается в течение требуемого периода, требуемая скорость двигателя начинает изменение по линейному закону на второй скорости 312 изменения по линейному закону до второй требуемой скорости 306 холостого хода двигателя. Вторая требуемая скорость холостого хода двигателя основана на температуре двигателя. Скорость изменения по линейному закону от требуемой скорости 302 запуска до второй требуемой скорости 306 холостого хода может меняться в зависимости от условий работы двигателя (например, температуры двигателя, времени после останова двигателя и барометрического давления). Температура двигателя остается на повышенном уровне, и дроссель частично закрывается, чтобы управлять траекторией скорости двигателя при запуске и запуска двигателя. Установка момента зажигания также подвергается запаздыванию для регулирования скорости двигателя при запуске. Скорость двигателя начинает возрастать, как это делает скорость вращения насосного колеса гидротрансформатора.

В момент T₇ времени, требуемая скорость двигателя достигает второй требуемой скорости 306 холостого хода двигателя. Скорость двигателя устанавливается около требуемой скорости двигателя. Величина открывания дросселя увеличивается, и установка момента зажигания двигателя подвергается опережению, так чтобы скорость двигателя находилась на требуемой скорости двигателя. Положение дросселя и установка момента зажигания двигателя регулируются на основании требуемого крутящего момента требования водителя по прошествии времени.

Таким образом, скорость двигателя может регулироваться только на требуемую скорость запуска двигателя, а после того, как требуемая скорость запуска двигателя удерживается в течение требуемого периода, скорость двигателя затем изменяется по линейному закону до требуемой скорости холостого хода двигателя. Регулировка скорости двигателя для обеспечения требуемой скорости запуска двигателя до достижения требуемой скорости холостого хода двигателя может улучшать согласованность запуска двигателя посредством обеспечения в большей степени согласованной траектории скорости двигателя при запуске двигателя.

Далее, со ссылкой на фиг. 4, показан способ запуска двигателя. Способ по фиг. 4 может быть предусмотрен в системе по фиг. 1 и 2. Кроме того, способ по фиг. 4 может предусматривать последовательность, показанную на фиг. 3. Способ по фиг. 4 может храниться в постоянной памяти в качестве исполняемых команд.

На этапе 402, способ 400 определяет условия работы транспортного средства и двигателя. Условия работы могут включать в себя, но не в качестве ограничения, скорость двигателя, скорость транспортного средства, положение тормозной педали, скорость вращения насосного колеса гидротрансформатора, скорость вращения турбины гидротрансформатора, давление и температуру окружающей среды. Способ 400 переходит на этап 404 после того, как определены условия работы.

На этапе 404, способ 400 определяет требуемую скорость запуска двигателя. Требуемая скорость запуска двигателя может определяться опытным путем и сохраняться в памяти. В одном из примеров, требуемая скорость запуска двигателя принимает единственное значение во время всех запусков двигателя. Например, требуемой скоростью запуска двигателя для четырехцилиндрового двигателя может быть 600 оборотов в минуту. Дополнительно, в некоторых примерах, требуемая скорость запуска двигателя не изменяется в зависимости от температуры двигателя, времени после останова двигателя, количества событий сгорания после останова двигателя или других условий работы. В других примерах, требуемая скорость запуска двигателя может принимать единственное значение для запуска двигателя, но единственное значение может изменяться между запусками двигателя на основании условий работы двигателя, таких как температура двигателя, время после останова двигателя и количество событий сгорания в двигателе после останова двигателя. В одном из примеров, требуемая скорость двигателя (например, скорость вращения, для достижения которой управляется двигатель) остается на значении требуемой скорости запуска двигателя при проворачивании коленчатого вала и в течение требуемого периода после того, как достигнута требуемая скорость запуска двигателя. Требуемая скорость запуска двигателя является скоростью вращения, большей, чем скорость проворачивания коленчатого вала двигателя (например, 200-300 оборотов в минуту), и меньшей, чем требуемая скорость холостого хода двигателя (например, 800 оборотов в минуту). Способ 400 переходит на этап 406 после того, как определена требуемая скорость запуска двигателя.

На этапе 406, способ 400 регулирует исполнительные механизмы двигателя для достижения требуемой скорости двигателя, которая настроена на требуемую скорость запуска двигателя. В одном из примеров, положение дросселя двигателя регулируется, чтобы направлять скорость двигателя на требуемую скорость двигателя, которая настроена на требуемую скорость запуска двигателя. Установка момента зажигания, установка фаз кулачкового распределения и временные характеристики впрыска топлива также могут регулироваться, чтобы направлять скорость двигателя на требуемую скорость двигателя. В одном из примеров, регулировки исполнительных механизмов для запуска двигателя определяются опытным путем и сохраняются в памяти контроллера. Способ 400 переходит на этап 408 после того, как настроены исполнительные механизмы двигателя.

На этапе 408, способ 400 подает топливо, искру и проворачивает коленчатый вал двигателя посредством стартера. Временные характеристики топливоснабжения и количество топлива регулируются в ответ на температуру двигателя, температуру окружающей среды, заряд воздуха в цилиндре и требуемую скорость двигателя. Установка момента зажигания также регулируется в ответ на требуемую скорость двигателя и действующую скорость двигателя относительно требуемой скорости двигателя. Специфичные установка момента зажигания и временные характеристики впрыска топлива определяются опытным путем и сохраняются в памяти контроллера. Способ 400 переходит на этап 410 после того, как инициированы топливоснабжение, искра и проворачивание коленчатого вала двигателя.

На этапе 410, способ 400 оценивает, удерживалась или нет требуемая скорость запуска в течение требуемого периода. Требуемый период может быть требуемым периодом времени или событий сгорания в двигателе. В одном из примеров, период может иметь значение 0,5 секунды. В других примерах, требуемый период времени может быть меньшим, чем, или большим, чем 0,5 секунды. Если способ 400 делает вывод, что скорость двигателя находится в пределах заданного диапазона от требуемой скорости запуска двигателя, ответом является «да», и способ 400 переходит на этап 412. Иначе, способ 400 возвращается на этап 406.

Также следует отметить, что скорость двигателя регулируется требуемой скоростью двигателя в зависимости от того, основана ли требуемая скорость двигателя на требуемой скорости запуска двигателя или требуемой скорости холостого хода двигателя, с использованием обратной связи по скорости двигателя для управления исполнительными механизмами крутящего момента двигателя. Таким образом, хотя действующая скорость двигателя не всегда находится на требуемой скорости двигателя, она приводится к требуемой скорости двигателя посредством обратной связи по скорости двигателя.

На этапе 412, способ 400 определяет требуемую скорость холостого хода двигателя. Однако требуемая скорость холостого хода двигателя может определяться на этапе 404, если требуется. В одном из примеров, требуемая скорость холостого хода двигателя определяется опытным путем и основана на условиях холостого хода прогретого двигателя. Требуемая скорость холостого хода двигателя может быть компромиссом скорости двигателя, который основан на шуме, экономии топлива и вибрации двигателя.

На этапе 414, способ 400 регулирует требуемую скорость холостого хода двигателя на основании условий работы двигателя. Например, если температура двигателя находится ниже, чем прогретая рабочая температура, требуемая скорость холостого хода двигателя может повышаться. К тому же, требуемая скорость холостого хода двигателя может повышаться, когда низка температура каталитического нейтрализатора. Кроме того, требуемая скорость холостого хода двигателя может повышаться, когда низка температура окружающей среды.

В некоторых примерах, способ 400 также определяет скорость изменения по линейному закону скорости двигателя между требуемой скоростью запуска двигателя и требуемой скоростью холостого хода двигателя на этапе 414. В частности, скорость изменения по линейному закону скорости двигателя может меняться в зависимости от условий работы двигателя, таких как температура двигателя, температура окружающей среды и разность скорости вращения между требуемой скоростью запуска двигателя и настроенной требуемой скоростью холостого хода двигателя. Скорость изменения по линейному закону скорости двигателя может определяться опытным путем и сохраняться в памяти контроллера. Способ 400 переходит на этап 416 после того, как определена настроенная требуемая скорость холостого хода двигателя.

На этапе 416, способ 400 изменяет по линейному закону скорость двигателя до настроенной требуемой скорости холостого хода двигателя. Скорость двигателя может изменяться по линейному закону от требуемой скорости запуска двигателя до настроенной требуемой скорости холостого хода двигателя посредством открывания дросселя двигателя и увеличения количества топлива, подаваемого в цилиндры двигателя. Другими словами, крутящий момент двигателя повышается для изменения по линейному закону скорости двигателя до настроенной требуемой скорости холостого хода двигателя. Способ 400 переходит на этап 418 после того, как скорость двигателя начинает изменяться по линейному закону в направлении настроенной требуемой скорости холостого хода двигателя.

На этапе 418, способ 400 регулирует исполнительные механизмы двигателя, чтобы выдавать требуемый крутящий момент требования водителя. В частности, положение дросселя двигателя, установка момента зажигания и временные характеристики впрыска топлива регулируются для обеспечения требуемого крутящего момента требования водителя. Способ 400 переходит на выход после того, как настроены исполнительные механизмы двигателя.

Таким образом, способ по фиг. 4 предусматривает способ запуска двигателя, включающий в себя этапы, на которых осуществляют вращение двигателя со скоростью проворачивания коленчатого вала; регулировку скорости двигателя только на требуемую скорость запуска, большую, чем скорость проворачивания коленчатого вала, и меньшую, чем скорость холостого хода; и, после того, как требуемая скорость запуска двигателя удерживается в течение требуемого периода, регулировку скорости двигателя на скорость холостого хода. Способ включает в себя те случаи, когда двигатель вращается посредством стартера, который избирательно зацепляется с двигателем. Способ также включает в себя те случаи, когда скорость двигателя регулируется посредством исполнительного механизма.

В некоторых примерах, способ включает в себя те случаи, когда исполнительный механизм является системой зажигания, и дополнительно содержит регулировку установки момента зажигания в ответ на скорость двигателя при запуске двигателя. Способ также включает в себя те случаи, когда пусковой период двигателя происходит, в то время как скорость двигателя больше, чем скорость проворачивания коленчатого вала, и меньше, чем скорость холостого хода. Способ дополнительно содержит регулировку скорости холостого хода в ответ на условия работы двигателя. Способ включает в себя те случаи, когда двигатель перезапускается автоматически.

Способ по фиг. 4 также предусматривает способ запуска двигателя, включающий в себя этапы, на которых осуществляют вращение двигателя со скоростью проворачивания коленчатого вала посредством стартерного электродвигателя; регулировку исполнительного механизма для регулирования скорости двигателя только до требуемой скорости запуска, большей, чем скорость проворачивания коленчатого вала, и меньшей, чем скорость холостого хода; только требуемая скорость запуска не меняется в зависимости от времени, событий двигателя или скорости двигателя при запуске двигателя; и после того, как только требуемая скорость запуска двигателя удерживается в течение требуемого периода, регулировку скорости двигателя на скорость холостого хода. Способ включает в себя те случаи, когда регулировка скорости двигателя на скорость холостого хода включает в себя изменение по линейному закону скорости двигателя до скорости холостого хода.

В некоторых примерах, способ включает в себя те случаи, когда скорость, с которой скорость двигателя изменяется по линейному закону до скорости холостого хода, меняется в зависимости от условий работы двигателя. Способ дополнительно содержит изменение скорости холостого хода в зависимости от условий работы двигателя. Способ включает в себя те случаи, когда двигатель вращается посредством стартерного электродвигателя, который избирательно присоединяется к двигателю. Способ включает в себя те случаи, когда дополнительно содержит закрывание дросселя при проворачивании коленчатого вала двигателя для уменьшения заряда воздуха в цилиндре. Способ дополнительно содержит впрыскивание топлива в цилиндр двигателя при запуске.

Как следует принимать во внимание рядовым специалистам в данной области техники, способы, описанные на фиг. 4, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовой специалист в данной области техники будет осознавать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.

Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники напомнило бы многие изменения и модификации, не выходя из сущности и объема описания. Например, рядные двигатели I3, I4, I5, V-образные двигатели V6, V8, V10 и V12, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.

1. Система транспортного средства, содержащая:

двигатель;

исполнительный механизм, присоединенный к двигателю; и

контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые в постоянной памяти и обеспечивающие вращение двигателя со скоростью проворачивания коленчатого вала и регулировку исполнительного механизма для управления скоростью двигателя только до скорости запуска двигателя, которая больше, чем скорость проворачивания коленчатого вала, и меньше, чем скорость холостого хода двигателя при запуске двигателя.

2. Система транспортного средства по п. 1, в которой исполнительным механизмом является система зажигания, и дополнительно содержащая дополнительные команды только для скорости запуска двигателя в течение требуемого периода времени до достижения скорости холостого хода двигателя при запуске двигателя.

3. Система транспортного средства по п. 1, дополнительно содержащая дополнительные команды для изменения скорости холостого хода двигателя в ответ на условия работы двигателя.

4. Система транспортного средства по п. 1, дополнительно содержащая дополнительные команды для изменения по линейному закону скорости двигателя только со скорости запуска двигателя до скорости холостого хода двигателя.

5. Система транспортного средства по п. 4, дополнительно содержащая дополнительные команды для регулировки скорости, с которой скорость двигателя изменяется по линейному закону до скорости холостого хода двигателя.

6. Система транспортного средства по п. 1, дополнительно содержащая дополнительные команды для автоматического перезапуска двигателя.