CN101934791B - 车辆的起动/停止控制的停止中止 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作机动车辆(10)的方法和一种机动车辆，所述机动车辆装备有内燃发动机(12)，起动内燃发动机的起动装置(40)以及控制内燃发动机(12)和起动装置(40)的起动/停止控制装置(30)。依照本发明，规定了下述步骤：产生内燃发动机(12)的停止请求；开始内燃发动机(12)的停止程序；借助起动/停止控制装置(30)，在停止程序期间检测至少一个中止条件；如果存在至少一个中止条件，则取消停止程序。本发明提供的操作机动车辆的方法以及机动车辆可更可靠地应用起动/停止功能。

Description

车辆的起动/停止控制的停止中止

技术领域

本发明涉及一种操作机动车辆的方法以及一种机动车辆，所述机动车辆配备有内燃发动机、起动内燃发动机的起动装置以及控制内燃发动机和起动装置的起动/停止控制装置。

背景技术

在配备有内燃发动机的机动车辆中应用起动/停止控制装置是已知的。起动/停止控制装置可依赖于机动车辆的行驶状态使内燃发动机自动地关闭和自动地开始运转，以确保机动车辆的经济运行。为此，机动车辆的驾驶员无需主动进行除基本功能操作(燃料、制动器、离合器、变速器)之外的操作。尤其当内燃发动机不必施加驱动功率时，则要自动地关闭内燃发动机。对于配备有手动变速器的机动车辆来说，如果在操纵离合器时(也就是在内燃发动机和主动轮之间的传动分开时)，机动车辆的速度在选定的时间内低于选定的最小速度，则会出现这样的行驶状态。这种行驶状态例如可能在等待交通信号灯时出现。尤其通过松开行车制动器或驻车制动器或通过操纵油门踏板来触发内燃发动机的自动起动，驾驶员不必采取额外的措施或操作。起动/停止控制装置会对内燃发动机的能量和/或燃料供应以及起动装置产生影响，此起动装置为机动车辆提供必要的动能，以使内燃发动机从停止状态达到最低转速，由此最低速度可实现内燃发动机的独立运行和功率输出。

EP 1 541 864B1公开了一种在机动车辆中自动地起动内燃发动机的方法，其中内燃发动机在特定的行驶运行状态中为节省燃料被暂时地关闭，并在转换行驶运行状态时通过操作制动踏板来再次起动。此时，如果变化速度超过了阈值速度，则要改变制动踏板变化速度的压力分析，并将起动信号传送到内燃发动机的起动器。

DE 102 11 466C1公开了一种自动地关闭和起动机动车辆的内燃发动机的方法。自动的关闭和/或起动依赖于选定的发动机停止或发动机起动的条件。如果机动车辆的速度低于一定的阈值速度，则具备发动机停止的条件。如果没有挂入档位且发动机温度上升到一定的数值，则具备发动机起动的条件。操作加速踏板、松开行车制动器、操作离合器、接触或移动变速杆都可作为发动机起动的其它条件。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种操作机动车辆的方法以及一种机动车辆，其可更可靠地应用起动/停止功能。

此目的通过具有本发明所述特征的方法以及具有本发明所述特征的机动车辆得以实现。本发明进一步的有利改进在从属权利要求中述及。

根据本发明，首先产生内燃发动机的停止请求。该停止请求可通过改变行驶状态来引发，特别在档位挂入时操作离合器踏板以断开功率流，进而导致机动车辆低于选定的最小速度时。行驶状态的变化通过起动/停止控制装置来检测，并当具备选定的条件时，产生停止请求。在存在着停止请求的情况下，起动/停止控制装置开始内燃发动机的停止程序。内燃发动机可通过例如停止燃料供应(所有的发动机种类)和/或停止点火能源供应(外部点火的发动机、特别是汽油发动机)而进入静止状态。借助起动装置，其优选是指整体式起动发电机(integrated starter generator，ISG)，尤其指皮带传动的整体式起动发电机(belt driven integrated starter generator，B-ISG)，把内燃发动机从停止再次带动到最小转速，从最小转速起通过供应燃料和必要的点火，进而实现内燃发动机独立的继续运行和功率输出。

根据交通状况，行驶状态有时可能在内燃发动机的停止程序中就已经改变了。尤其在起动/停止控制装置发出停止请求后、停止程序已开始时，驾驶员希望机动车辆能快速地加速。根据本发明所述的方法，可在一定的条件下中止停止程序，进而可快速地使内燃发动机提供全部功率。

停止程序的这种中止可出现在如机动车辆停在交叉路口时。根据交通状况，机动车辆不是每次都能直接驶过交叉路口，而有时只能在交叉路口前停下来。如果机动车辆配备了手动操纵的变速器，则在这种情况下要操纵离合器踏板和/或借助变速杆来挂入空档，以断开内燃发动机和驱动轮之间的力传递。在机动车辆的速度很小或降至零时，操纵离合器踏板或挂入空档，对于起动/停止控制装置来说意味着用于实施停止程序的停止请求。如果在停止程序发生的时间段中，即在内燃发动机由运行转速或空转转速中停止时，驾驶员想开动机动车辆，则他急切地需要内燃发动机的传动功率。借助本发明的方法来中止停止程序，可在非常短的时间内提供传动功率，并确保机动车辆舒适且安全地继续行驶。

本发明涉及，根据下列至少一个由起动/停止控制装置待检测的状态，来决定中止条件，所述状态包括：油门踏板、离合器踏板、制动踏板、变速杆中至少一个的操纵位置和/或操纵速度。在操纵位置方面，相应的踏板或变速杆由非操作的空档移出。特别地可区分空操纵()和功能操纵()。如果仅从空挡移出，但却不会对机动车辆的行驶状态产生影响，则是指踏板或变速杆的空操作。在功能操作中，会产生与相应的踏板或变速杆相关的功能，例如制动踏板会在车轮上产生制动力，或者离合器踏板会使离合器部分或全部地分开。只有当各个操作元件在选定的操作位置和/或操作速度时，尤其当操作元件处于选定的位置组合时，停止程序才会中止。例如，在下面的组合中可中止停止程序：变速杆不在空档(挂入档位)，离合器踏板在***纵中，此时制动踏板从操作位置朝空档方向运动(驾驶员从制动踏板上抬起脚)；变速杆不在空档(挂入档位)，离合器踏板在***纵中，此时操纵油门踏板；操纵离合器踏板，尤其借助变速杆来挂入档位；离合器踏板在***作中，此时操作变速杆，尤其从空档位置到前进档位置。

在上面所述的操纵位置的所有组合中可得出，驾驶员想使机动车辆立即再次运动起来，因此希望内燃发动机快速地提供传动功率。基于单独地或与前面所述的操纵部件的操纵位置相结合地进行考虑，如操纵方向盘(尤其用来实现转弯过程)或松开驻车制动器，可作为其它可使内燃发动机的停止程序快速中止的指示。

本发明进一步涉及，如果油门和/或制动踏板的操纵位置和/或操纵速度与选定的数值不同，则会使停止程序中止。在操纵油门踏板(也被称为行车踏板)时，也存在着明确的中止条件，因为驾驶员在此以明确的方式要求内燃发动机提供能量。同样，尤其以高于选定的阈值的操纵速度来松开制动踏板，也可当作中止条件，因为可以假设，驾驶员在快速松开制动器时打算进行快速的行车状态。如果在操作油门踏板或松开制动器的时刻，操纵离合器，并已将档位挂入，则典型地会出现这种情况。

本发明进一步涉及，如果离合器踏板的操纵位置和/或操纵速度跟选定的数值不同，且挂入档位或将挂入档位，则不会中止停止程序。如果在停止程序中，离合器踏板从完全的踩下位置朝其自然位置运动且档位挂入空挡，可由此得出驾驶员想停下来，不想重新起动。在这种情况下如果中止停止程序是不利的，因为驾驶员没有估计到内燃发动机会继续运行。

本发明进一步涉及，只要内燃发动机的转速超过选定的最小转速，则可通过提供燃料和/或点火来使停止程序中止。通过断开内燃发动机的燃料供应和/或点火，就能实现所述的停止程序。对于外部点火的内燃发动机(尤其是汽油发动机)可通过停止点火来停止。对于没有外部点火的内燃发动机(尤其是柴油发动机)可通过停止燃料供应来停止。在外部点火的内燃发动机中，除了停止点火外，优选也停止燃料供应。只要内燃发动机的转速在停止程序中高于选定的最小转速，则可以以简单的方式通过燃料供应和/或点火来确保机动车辆继续行驶，而不必一定要由起动装置来提供动能。不供应动能来中止停止程序也被称为被动中止。

本发明进一步涉及，特别在内燃发动机的转速低于选定的最小转速时，通过燃料供应和/或点火以及起动装置的激活，从而使停止程序中止。可通过激活起动装置(其优选为发电机)，并通过由起动/停止控制装置的控制来提供电能，从而给内燃发动机提供动能。因此，结合燃料供应和/或必要的点火，可快速地达到空转转速或更高的转速。重要的是，如果内燃发动机的转速在停止程序中已经降到低于选定的最小转速，则在此选定的最小转速之下只通过燃料供应和/或必要点火是无法使内燃发动机再次起动的。在起动装置配置合适的情况下，在达到或超过空转转速时也能继续保持对扭矩的控制，因此对于快速的起动过程，除了内燃发动机的扭矩外，起动装置的扭矩也是可用的。

本发明进一步涉及，在低于最小转速的情况下，停止程序的中止作为重新起动，直接，特别是在选定的时间间隔内，在内燃发动机的完全停止后进行。如果中止条件首先在停止程序结束之前很短时间内被检测到，则有利的是，等待内燃发动机完全停止之后，然后在选定时间间隔内进行内燃发动机有规则的重新起动。根据运行条件，所述重新起动可确保燃料供应和必要点火从而与内燃发动机的曲轴位置快速同步。

本发明进一步涉及，在停止程序中内燃发动机的负载至少暂时地提高，以确保快速停止。尤其可通过借助起动/停止控制装置来控制起动发电机，以此在内燃发动机中提高负载。起动发电机优选这样控制，即加强地把动能转换成电能，因此在内燃发动机上施加了增大的扭矩，这会使其更快地停止。

本发明进一步涉及，其中选定的最小转速根据下列至少一个参数来确定：冷却水温度、空气量、油温、内燃发动机的负载状态。最小转速的变化与受内燃发动机影响的参数有关，如冷却水温度、空气量、油温，在该最小转速之上，只需重新提供燃料和必要的点火，内燃发动机就可继续运转。在冷却水较冷且油温低时，最小转速比冷却水较热和且油温高时要高。内燃发动机的负载状态可通过辅助机组，例如用于空调的压缩机的能量需求来改变，因此也会改变内燃发动机的最小转速，因为在负载更高时一定存在着更高的最小转速用以在无动能供应的情况下使内燃发动机继续运行。此负载状态可通过起动/停止控制装置来检测。包括影响内燃发动机的参数在内，可估算出最小转速，用来在停止程序中止的情况下，确保内燃发动机可靠地继续运行，其中在此最小转速之下应用起动装置是必要的。

根据本发明另一方面，提供一种装备有内燃发动机和用来起动内燃发动机的起动装置的机动车辆，其具有控制内燃发动机和起动装置的起动/停止控制装置，其程序的实施方法如权利要求1至9中任意一项所述。

在本发明的另一实施例中，起动装置可以是整体式起动发电机(integrated starter generator，ISG)，特别是皮带传动的整体式起动发电机(belt driven ISG，B-ISG)。整体式起动发电机不仅承担发电机的功能以产生电能，还作为起动机为内燃发动机的起动程序提供起动所需动能。整体式起动发电机优选通过传动皮带(例如齿带)与内燃发动机的曲轴连接，或者直接法兰连接于曲轴上。整体式起动发电机优选与内燃发动机处于持续的力传导连接，因此能够在任意时刻为内燃发动机提供动能(特别是与在飞轮上具有小齿轮啮合的标准起动机相比)。另一种可能方案是，整体式起动发电机与内燃发动机之间借助可变的或是依赖于转速的离合器装置形成可分离的力传导连接，这样也可以保证直接的动能供应。

附图说明

本发明的其他优点和特征在权利要求以及下面对照附图进行说明的具体实施方式中得出。其中：图1是机动车辆的示意图，其具有内燃发动机、皮带传动的整体式起动发电机和起动/停止控制装置；图2是起动/停止程序的流程图。

具体实施方式

在图1中简要示出了机动车辆10的主要组成部分，这些组成部分通过实施起动/停止程序以使停止程序中止成为可能。为了清楚起见，其它对于运行机动车辆10必要的组成部分没有示出。

机动车辆10具有内燃发动机12，该内燃发动机12通过离合器装置14与手动变速器16相连，主动轮18法兰连接在该手动变速器16上。在离合器14闭合时，由内燃发动机12发出的力矩借助手动变速器16转换成作用于主动轮18的从动力矩，并因此实现机动车辆10的前进。

通过调节由内燃发动机12提供的功率以及选择合适的变速器设置或档位(前进档、后退档)，来影响机动车辆10的行驶速度。这些调节通过对已知的操作元件的操纵来实现，例如由驾驶员操纵的油门踏板20和变速杆22。离合器踏板24通过未示出的调节装置来控制离合器14，并因此用来分离和重建内燃发动机12与手动变速器16之间的功率流。操纵离合器踏板24来断开离合器14，并因此挂入不同的档位。此外，通过制动踏板26也可影响机动车辆10的速度，此制动踏板26通过制动线路在未详细示出的、与主动轮18相关联的制动装置上起作用。

操作元件20、22、24、26的操纵位置借助未详细示出的传感器获知，这些传感器的信号通过信号线路28传递到起动/停止控制装置30上。通过操纵位置的时间导数也可获得操作元件20、22、24和26的操纵速度。起动/停止控制装置30通过额外的控制线路28与部件(例如电池监控***32、点火控制器34、燃料喷射装置36和从属于内燃发动机12的传感器***38)相连。该控制装置30也可处理由这些部件检测到的数值，并将控制命令传达给这些部件。

图中简要示出的在内燃发动机上的传感器***38包括如转速传感器、空气质量测量计、冷却水温度传感器、油温传感器和/或测量内燃发动机12的运行参数值的其它传感器。

内燃发动机12配备了整体式起动发电机40，该整体式起动发电机40通过皮带42与未详细示出的内燃发动机12的曲轴永久连接(皮带传动的整体式起动发电机，B-ISG)。起动发电机40与起动/停止控制装置、电池44电相连，该电池44作为能量存储器提供电能。作为提供动能的起动器，起动发电机40使内燃发动机12从静止状态加速到最小转速，由此最小转速开始可实现内燃发动机12的自主运行。作为发电机，起动发电机40将内燃发动机12的动能转换成存储在电池44中的电能。起动发电机40待产生的动能或待转化的电能通过起动/停止控制装置30来控制或调节。起动发电机40的尺寸这样确定，即它在内燃发动机12运转时也能提供支持力矩，以改善机动车辆的加速度，或尤其在低速情况下使机动车辆10实现纯粹的电力前进。

起动/停止控制装置30可使内燃发动机12自动地关闭和起动。如果内燃发动机12在选定的时间内不必给主动轮或耗电器(例如皮带传动的空调压缩机46)输出功率，则内燃发动机12被关闭。

为了确保机动车辆10实现经济且环保的运行，当出现下面所列条件中的一个或多个时，就会由起动/停止控制装置产生停止请求，以此来控制内燃发动机12、点火控制器34、燃料喷射装置36和起动发电机40，尤其用来中断内燃发动机12的燃料供应和/或点火能量供应。

起动/停止控制装置30特别地对在低于机动车辆10的最小速度之后油门踏板20和/或离合器踏板24和/或制动踏板26和/或变速杆22的操纵位置或操纵速度是否处于选定的数值范围之内进行检查，并且对停止请求的合理性进行检查。

图2通过使用流程图描述了在停止信号后，内燃发动机12的两种操作状态，所述停止信号是针对于内燃发动机12，尤其针对点火控制器34和/或燃料喷射装置36。

只要在停止程序中，在停止供应燃料和/或点火之后，内燃发动机12仍然还有转速，在该转速下供应燃料和必要时的点火的情况下无需借激活动发电机40就能实现继续运转，这是产生第一运行状态。只要出现这种情况，就进行流程图左边的路径。如果出现了中止条件，则通过供应燃料和必要时的点火来中止内燃发动机12的停止程序。必要时也可通过短暂的降低负载来帮助内燃发动机12继续运行，例如起动发电机40至少暂时地不把动能转换成电能，和/或暂时地断开空调压缩机46。

如果转速在停止程序中已经降到一定程度，即在供应燃料和必要时的点火的情况下，不激活起动发电机40就无法实现继续运行，则要继续运行图2所示的流程图的右边路径。只要内燃发动机的转速大于零，则停止程序还可中止。一旦存在着中止条件，就可提高内燃发动机12的负载，进而可快速地停止。紧接着立即重新起动，从而在尽可能短的时间内再次给内燃发动机12提供全部功率。

在本发明的实施例中有另外一种情况，在低于最小转速时，由起动/停止控制装置30来检查是否可通过直接激活起动发电机40和供应燃料及必要时的点火或通过完全制动和重新起动，以使停止程序的中止更加迅速和稳定。

在另一个实施例中，只要内燃发动机还在工作状态，起动发电机40可在多种形式进行起动中止时被激活。因此，起动发电机40在多种电机转速情况下，可确保内燃发动机12安全地再次起动，并提供额外的扭矩使机动车辆10快速地加速。

下面描述了几种典型的满足中止条件并使停止程序中止的情况。

当驾驶员驶向交叉路口，机动车辆10通过制动停下来并在操纵制动踏板26时保持停止，操纵离合器24使其完全分开，从而内燃发动机12的停止程序被中止。此外，挂入档位，这是指，变速杆没有处于空档。在机动车辆10的选定的静止时间过去后，起动/停止控制装置30决定内燃发动机12应该停止并发出停止信号，以中止燃料供应和点火。随后停止程序开始，在此过程中内燃发动机12依赖于负载状态和其它的边界条件(如油温)在一段时间之后实现静止。如果在停止程序中，尤其以高于选定的最小值的操纵速度来部分地或完全地松开制动踏板26，则可被起动/停止控制装置30检测到。如果存在其它的边缘条件，例如离合器24被继续完全地操作，则中止条件被满足，起动/停止控制装置30采取措施，用来中止停止程序，并确保为内燃发动机12快速地提供功率。如果内燃发动机12的转速高得足以继续运行，则可以在不激活起动发电机40的情况下，以被动的方式通过供应燃料和点火来实现。可选地，如果低于内燃发动机12的最小转速，或起动发动机40在中止停止程序的情况下通常都激活时，也可以以主动的方式通过激活起动发电机40来实现。

在另一种情况下，在驾驶员操纵油门踏板20时，在挂入档位和操纵离合器踏板24的情况下，停止程序会被中止。在这种情况下，当操纵制动踏板26时，操作油门踏板20也会使停止程序中止，因为机动车辆10可能处于斜坡上，驾驶员用一只脚既操纵了油门踏板20，也操纵了制动踏板26。

在另一种情况下，如果变速杆处于空档位置，驾驶员完全地操纵离合器踏板24，则停止程序会被中止。通过完全地操纵离合器踏板24，表示驾驶员想挂入档位并且开动机动车辆，因此希望内燃发动机12能够快速地提供功率。

也可以相同的方式，在已经完全地操纵(踩下)离合器踏板时，同时借助变速杆22来挂入档位，其也可当作中止停止程序的条件。

Claims (12)

1.一种操作机动车辆(10)的方法，所述机动车辆(10)装备有内燃发动机(12)，起动所述内燃发动机(12)的起动装置(40)以及控制所述内燃发动机(12)和所述起动装置(40)的起动/停止控制装置(30)，其特征在于以下步骤：

基于行驶状态的变化产生所述内燃发动机(12)的停止请求；

在存在所述停止请求的情况下，开始所述内燃发动机(12)的停止程序；

借助所述起动/停止控制装置(30)，在所述停止程序期间检测至少一个中止条件；

如果存在至少一个所述中止条件，则中止所述停止程序。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下列至少一个由所述起动/停止控制装置(30)检测的状态，来确定所述中止条件：油门踏板(20)和/或离合器踏板(24)和/或制动踏板(26)和/或变速杆(22)的操纵位置和/或操纵速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果所述油门踏板(20)和/或所述制动踏板(26)的所述操纵位置和/或所述操纵速度与选定的数值不同，则所述停止程序被中止。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述离合器踏板(24)的所述操纵位置和/或所述操纵速度跟所述选定的数值不同，且挂入档位或将挂入档位，则不会中止所述停止程序。

5.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，只要所述内燃发动机(12)的转速超过选定的最小转速，则可通过提供燃料和/或点火来中止所述停止程序。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，特别在所述内燃发动机(12)的转速低于所述选定的最小转速时，通过提供燃料和/或点火以及激活所述起动装置(40)来中止所述停止程序。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在低于所述选定的最小转速的 情况下，所述停止程序的中止直接作为重新起动，其在所述内燃发动机(12)完全停止后，在选定的时间间隔内进行。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述停止程序中所述内燃发动机(12)的负载至少暂时地提高以确保快速停止。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述选定的最小转速根据下组中至少一个参数来确定：冷却水温度、空气量、油温、所述内燃发动机(12)的负载状态。

10.一种机动车辆(10)，其装备有内燃发动机(12)、起动所述内燃发动机(12)的起动装置(40)，其特征在于，还设置了起动/停止控制装置(30)，所述起动/停止控制装置(30)控制所述内燃发动机(12)和所述起动装置(40)以实施权利要求1至9中任意一项所述的方法。

11.根据权利要求10所述的机动车辆，其特征在于，所述起动装置(40)是整体式的起动发电机。

12.根据权利要求11所述的机动车辆，其特征在于，所述起动装置(40)是皮带传动的整体式起动发电机。