[发明专利]发动机起动系统

说明书

本发明提供了一种与配备有齿轮传动起动器的车辆一起使用的发动机起动系统，该齿轮传动起动器被通电以使小齿轮与安装在车辆中的发动机的环形齿轮啮合，并且还使小齿轮旋转以带动发动机。发动机起动系统用以在使起动器通电以起动发动机之后终止起动器的通电。发动机起动系统执行燃烧控制以控制发动机中燃料的燃烧以便在终止起动器的通电之后发生燃料在发动机中被首次点火的首次点火事件。这使得带动发动机时的齿轮噪声最小化并且确保起动发动机的稳定性。

技术领域

本发明总体涉及发动机起动系统。

背景技术

已经提出了这样一种发动机起动系统，其配备有齿轮传动型起动器和旋转电机的组合，诸如ISG(集成式起动发电机)。这类发动机起动系统被设计成在当需要很大程度的转矩来起动发动机的初始阶段激活起动器，然后驱动ISG。相比当发动机起动系统被设计成仅使用ISG来起动发动机的情形，这使ISG的尺寸或成本能够减少。

日本专利No.4421567教导了使用上述起动器和ISG的发动机起动装置。该发动机起动装置被设计成使用起动器(即，起动马达)来带动(crank)发动机直至发动机首次被点火，然后使用ISG(即，电动马达)带动发动机直至发动机被发动。这既降低了电功率消耗又提高了发动机的起动性。

上述发动机起动装置面临这样的问题：当起动器被驱动发生首次点火时，其将导致发动机的速度的快速上升，这使得起动器的小齿轮和发动机的环形齿轮之间的机械啮合生成强噪声。具体地，在发动机的首次点火的情况下，环形齿轮的速度通常暂时变得高于小齿轮的速度，使得环形齿轮撞击小齿轮，这生成了强齿轮噪声。

发明内容

因此，本发明目的是提供能够正确地起动发动机的发动机起动系统。

根据本发明公开的一方面，提供了用于配备有齿轮传动型起动器的车辆的发动机起动系统，该齿轮传动型起动器被通电以使小齿轮与安装在车辆中的发动机的环形齿轮啮合，并且还使小齿轮旋转。发动机起动系统包括：(a)通电控制单元，其用以在起动器被通电以起动发动机之后终止起动器的通电；以及(b)燃烧控制单元，其用以执行燃烧控制以控制发动机中燃料的燃烧，以便在起动器的通电由通电控制单元终止之后发生燃料在发动机中被首次点火的首次点火事件。

当需要起动发动机时，发动机起动系统用以使起动器通电从而使小齿轮与环形齿轮啮合并且，还使起动器的旋转轴旋转。在终止起动器的通电后，小齿轮与环形齿轮脱离。起动器还停止使其旋转轴旋转。例如，刚好在达到发动机的气缸中的活塞的上死点之前，由发动机中的空气的压缩产生的反作用力被最大化，从而导致作用于小齿轮和环形齿轮的齿面上的压力增加，这生成了齿轮噪声。在达到活塞的上死点之后，反作用力消失，使得环形齿轮的旋转速度变得高于小齿轮的旋转速度，从而使得因小齿轮和环形齿轮之间的齿轮碰撞或齿轮摩擦而产生的齿轮噪声发生。在首次点火事件中此类齿轮噪声通常变得相当大。

发动机起动系统被设计成终止起动器的通电并且在起动器被断电之后开始执行燃烧控制以便发生首次点火事件。这使得起动器的致动和燃烧控制在起动发动机的起动操作期间不能同时实现。在首次点火事件发生之前起动器被断电，从而在首次点火事件之前使小齿轮能够与环形齿轮脱离。换句话说，在小齿轮和环形齿轮之间发生由首次点火事件引起的撞击之前，小齿轮与环形齿轮脱离。在首次点火事件发生之前源于由气缸中的空气的压缩引起的反作用的齿轮噪声也得到减轻。这大大降低了由首次点火事件引起的齿轮噪声并且使发动机能够正确地起动。

在本发明的优选模式中，发动机起动系统还包括确定单元，当起动器使小齿轮旋转以带动发动机时，该确定单元确定预计将要发生首次点火事件的首次点火上死点。当首次点火上死点由确定单元确定时，通电控制单元用以在达到首次点火上死点之前终止起动器的通电。

具体地，发动机起动系统确定当发动机的气缸中的活塞在其压缩冲程中达到上死点时预计将要发生首次点火事件，然后使起动器断电。这使发动机在使起动器断电之后能够继续以在气缸中启动首次点火事件所需的速度旋转，从而确保完全起动发动机的稳定性。