CN104074660B - 一种汽车发动机的启动方法和启动***及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种汽车发动机的启动方法、汽车发动机的启动***和具有该启动***的汽车。所述汽车发动机的启动方法包括以下步骤：将混合气体存储装置内的混合气体喷射到发动机的处于压缩冲程的压缩气缸中；控制压缩气缸点火同时解除对发动机的飞轮的锁定，以便压缩气缸驱动发动机的曲轴转动以驱动发动机启动。本发明的汽车发动机的启动方法和汽车发动机的启动***，可以简化汽车整车动力***及控制***的结构，可以延长发动机的使用寿命，成本低，维护费用降低。

Description

一种汽车发动机的启动方法和启动***及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车发动机的启动方法、启动***和具有该启动***的汽车。

背景技术

传统上，汽车的发动机通常通过皮带驱动启动机（BSG：Belt Driven StarterGenerator）启动，BSG采用皮带作为电机和发动机之间的动力传输介质。但是，在一些特定环境下，如低温环境下，汽车发动机启动阻力大，皮带硬化传递效率低，BSG电机无法正常起动发动机，而且使得汽车整车动力***及控制***的结构复杂、成本高、维护费用增加。

另外，在汽车的电池启动电压过低，无法正常供给BSG电机足够启动发动机的能量时，频繁起动则降低了发动机***的使用寿命，对汽车使用造成很大的不便。

发明内容

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种汽车发动机的启动方法，该启动方法可以简化汽车整车动力***及控制***的结构，可以延长发动机的使用寿命，成本低，维护费用降低。

本发明的另一个目的在于提出一种汽车发动机的启动***。

本发明的再一目的在于提出一种具有上述启动***的汽车。

为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出一种汽车发动机的启动方法，包括以下步骤：将混合气体存储装置内的混合气体喷射到所述发动机的处于压缩冲程的压缩气缸中；控制所述压缩气缸点火同时解除对所述发动机的飞轮的锁定，以便所述压缩气缸驱动所述发动机的曲轴转动以驱动所述发动机启动。

根据本发明实施例的汽车发动机的启动方法，在启动汽车发动机时，将混合气体喷射到处于压缩冲程的压缩气缸内，从而发动机可以在压缩气缸驱动下启动，且无需其他辅助启动装置，延长了发动机的使用寿命，成本低，维护费用降低。

在本发明的一些实施例中，所述汽车发动机的启动方法还包括：

在所述汽车熄火停车时，检测所述曲轴的当前位置；

根据所述曲轴的当前位置判断所述发动机的气缸中是否存在所述压缩气缸；

如果是，则锁定所述发动机的飞轮；和

如果否，则控制所述曲轴转动，直到所述发动机的一个气缸成为处于压缩冲程的所述压缩气缸。

在本发明的一些实施例中，所述汽车发动机的启动方法还包括：

在所述发动机启动之后，通过检测所述曲轴的位置确定所述发动机的气缸所处的冲程；和通过处于压缩冲程的气缸向所述混合气体存储装置内供给混合气体。

在本发明的一些实施例中，所述汽车发动机的启动控制方法还包括：检测所述混合气体存储装置内的压力；和在确定所述混合气体存储装置内的压力达到预定压力阈值后，处于压缩冲程的气缸停止向所述混合气体存储装置内供给混合气体。

为达到上述目的，本发明第二方面的实施例提出一种汽车发动机的启动***，包括：混合气体存储装置，所述混合气体存储装置内存储有混合气体；曲轴位置传感器，所述曲轴位置传感器用于检测所述发动机的曲轴的位置；控制器，所述控制器用于控制所述混合气体存储装置向所述发动机的处于压缩冲程的压缩气缸内喷射混合气体并进行点火以便所述压缩气缸带动曲轴转动以驱动所述发动机启动。

根据本发明实施例的汽车发动机的启动***，在启动汽车发动机时，将混合气体存储装置内的混合气体喷射到处于压缩冲程的压缩气缸内，从而发动机可以在压缩气缸驱动下启动，而无需其他辅助启动装置，延长了发动机的使用寿命，结构简单，成本低，维护费用降低。

在本发明的一些实施例中，所述控制器还用于在所述汽车熄火停车时检测所述曲轴的当前位置，根据所述曲轴的当前位置判断所述发动机的气缸中是否存所述压缩气缸，在所述发动机的气缸中存在所述压缩气缸时控制锁销锁定所述发动机的飞轮，且在所述发动机的气缸中不存在所述压缩气缸时控制所述曲轴转动，直到所述发动机的一个气缸成为处于压缩冲程的所述压缩气缸。

在本发明的一些实施例中，所述控制器包括所述汽车的电子控制单元ECU。

在本发明的一些实施例中，所述控制器还用于在所述发动机启动之后，通过检测到所述曲轴的位置确定所述发动机的气缸所处的冲程，且控制处于压缩冲程的气缸向所述混合气体存储装置内供给混合气体。

在本发明的一些实施例中，所述发动机的气缸与所述混合气体存储装置之间分别设有阀。

在本发明的一些实施例中，所述混合气体存储装置还包括用于检测所述混合气体存储装置内的混合气体的压力的压力传感器。

在本发明的一些实施例中，所述控制器还用于根据所述压力传感器的检测值开启或关闭所述阀，以便启动或者停止向所述混合气体存储装置内供给混合气体。

为达到上述目的，本发明第三方面的实施例提出一种汽车，该汽车包括根据本发明第二方面实施例所述的汽车发动机的启动***。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的汽车发动机的启动方法的流程图；

图2为根据本发明另一个实施例的汽车发动机的启动方法的流程图；

图3为根据本发明又一个实施例的汽车发动机的启动方法的流程图；

图4为根据本发明实施例的汽车发动机的启动***的示意图；

图5为根据本发明实施例的汽车发动机的启动***的工作原理图；以及

图6为根据本发明实施例的汽车的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图描述根据本发明实施例的汽车发动机的启动方法。

如图1所示，本发明实施例的汽车发动机的启动方法包括以下步骤：

S101，将混合气体存储装置内的混合气体喷射到发动机的处于压缩冲程的压缩气缸中。

当驾驶员发出启动发动机的命令后，将设在汽车内的混合气体存储装置内的混合气体喷射到发动机的压缩气缸中。需要说明的是，压缩气缸是指发动机的各个气缸中当前处于压缩冲程的气缸。

S102，控制压缩气缸点火同时解除对发动机的飞轮的锁定，以便压缩气缸驱动发动机的曲轴转动以驱动发动机启动。

在将混合气体喷射到发动机的压缩气缸之后，调取发动机中存储的压缩气缸的位置及点火时刻的信息，控制压缩气缸进行点火，并同时解除对发动机飞轮的锁定，在发动机启动之后，锁销与飞轮保持脱离状态，压缩气缸在混合气体燃烧下膨胀做功，驱动发动机的曲轴进行转动。从而使发动机在压缩气缸的驱动下启动，而无需其他辅助启动装置。

优选地，在本发明的一个实施例中，在上述驱动发动机启动的过程中，在将混合气体存储装置内的混合气体喷射到发动机的处于压缩冲程的压缩气缸之前，例如，在每次熄火停车后，可以预先确定发动机的气缸中是否存在压缩气缸，如图2所示，确定压缩气缸的过程包括以下步骤：

S103，在汽车熄火停车时，检测曲轴的当前位置。

S104，根据曲轴的当前位置判断发动机的气缸中是否存在压缩气缸。

根据步骤S103检测的在汽车熄火停车时曲轴的当前位置，判断发动机的气缸中是否存在压缩气缸，即根据曲轴的当前位置计算发动机各个气缸中活塞的停止位置及点火时刻并存储，并判断发动机的各个气缸的活塞的停止位置中是否存在标准位置，这里，标准位置可以理解为处于压缩冲程的气缸的活塞的位置，活塞处于标准位置时，其对应的气缸即为处于压缩冲程的气缸，即压缩气缸。如果判断发动机的气缸中存在压缩气缸，则进入步骤S105，否则，进入步骤S106。

S105，锁定发动机的飞轮。

当通过步骤S104判断发动机的气缸中存在压缩气缸时，控制锁销进行移动，锁销正好通过发动机飞轮位置孔，将锁销与飞轮锁死，即将发动机气缸中的活塞位置锁死，防止活塞在气缸内部气体压力下复位，同时存储各个气缸的活塞位置，即确定处于压缩冲程的压缩气缸的位置。

S106，控制曲轴转动，直到发动机的一个气缸成为处于压缩冲程的压缩气缸。

当通过步骤S104判断发动机的气缸中不存在压缩气缸时，则控制曲轴进行转动，对气缸的活塞位置进行调整，并实时检测曲轴的位置，根据曲轴的位置计算各个气缸的活塞的位置，直到发动机的至少一个气缸处于压缩冲程，并进行步骤S105的操作。确定发动机的压缩气缸的位置后并进行保存，在再次启动发动机时，即可以调取压缩气缸的位置及点火时刻，将混合气体喷射到压缩气缸中，以驱动汽车的发动机启动，图2中发动机的启动过程上面已经描述，这里不再赘述。

优选地，在本发明的另一个实施例中，如图3所示，在发动机启动以后，根据本发明实施例的汽车发动机的启动方法还包括：

S107，在发动机启动之后，通过检测曲轴的位置确定发动机的气缸所处的冲程。

发动机启动后，实时检测曲轴的位置，根据检测的曲轴的位置确定发动机各个气缸所处的冲程。

S108，通过处于压缩冲程的气缸向混合气体存储装置内供给混合气体。

由步骤S107确定发动机的各个气缸所处的冲程，通过其中处于压缩冲程的气缸即压缩气缸向汽车的混合气体存储装置内供给混合气体，即压缩气缸内的气体在气体压力的作用下向混合气体存储装置内存储混合气体，以便下次汽车在下次启动时使用。

优选地，S109，检测混合气体存储装置内的压力，且在混合气体存储装置内的压力达到预定压力阈值之后，控制处于压缩冲程的气缸停止向混合气体存储装置内供给混合气体，以免混合气体存储装置内的压力过高。

综上所述，根据本发明实施例的汽车发动机的启动方法，在启动汽车发动机时，将混合气体喷射到处于压缩冲程的压缩气缸内，从而发动机可以在压缩气缸驱动下启动，而无需其他辅助启动机，从而延长了发动机的使用寿命，且发动机启动***及其操作简单，成本低，维护费用降低。

另外，发动机启动后，处于压缩冲程的气缸向混合气体存储装置内供给混合气体以便下次启动时使用，更加节省能源。更有利地，在混合气体存储装置内的压力达到预定压力阈值之后，停止向混合气体存储装置内供气，从而可以避免压力过高。

下面参照附图描述根据本发明实施例的汽车发动机的启动控制***。

如图4所示，根据本发明实施例的汽车发动机的启动***包括：混合气体存储装置401、曲轴位置传感器402（图中未标示）和控制器403。其中，混合气体存储装置401内存储有混合气体。曲轴位置传感器402用于检测发动机的曲轴404的位置。控制器403可以为汽车的电子控制单元（ECU，Electronic Control Unit）。控制器403用于控制混合气体存储装置401向发动机的处于压缩冲程的压缩气缸内喷射混合气体并进行点火以便压缩气缸带动曲轴404转动，以便发动机在压缩气缸的驱动下启动。

在本发明的一个实施例中，当驾驶员发出启动发动机的命令后，控制器403，更具体而言，电子控制单元控制汽车的混合气体存储装置401内的混合气体喷射到发动机的压缩气缸中，需要说明的是，压缩气缸是指发动机的当前处于压缩冲程的气缸，例如图4中四缸发动机中，如果气缸3处于压缩冲程，则气缸3为压缩气缸。

优选地，在控制发动机启动之前，即每次熄火停车后，可以预先确定发动机的气缸中是否存在压缩气缸。

在本发明的一个实施例中，参照图4，如图5所示，电子控制单元在汽车熄火停车时控制曲轴位置传感器402检测曲轴404的当前位置，电子控制单元根据曲轴404的当前位置判断发动机的气缸中是否存压缩气缸，具体地，电子控制单元根据曲轴404的当前位置计算发动机的气缸1至气缸4的活塞的停止位置及点火时刻并存储，并判断上述停止位置中是否存在标准位置，标准位置可以理解为处于压缩行程的气缸的活塞的位置。活塞处于标准位置时，对应的气缸即为处于压缩冲程的气缸，即压缩气缸。在发动机的气缸中存在压缩气缸时，电子控制单元（ECU）控制锁销405锁定发动机的飞轮406，即ECU发送命令至锁销运动控制器501，锁销运动控制器501控制锁销405进行移动，锁销405正好通过发动机飞轮406位置孔，将锁销405与飞轮406锁死，即将发动机气缸中的活塞位置锁死，防止活塞在气缸内部气体压力下复位，同时电子控制单元ECU存储各个气缸的活塞位置，从而确定了处于压缩冲程的压缩气缸的位置。当电子控制单元（ECU）判断在发动机的气缸中不存在压缩气缸时，即发动机的气缸中的活塞都处于非标准位置时，则控制曲轴404转动，直到发动机的一个气缸处于压缩冲程，并由锁销运动控制器501控制锁销405与飞轮406锁死。

优选地，参照图4，如图5所示，在本发明的一个实施例中，发动机的气缸与混合气体存储装置401之间分别设有阀407，例如电磁阀。在发动机启动时，电子控制单元（ECU）调取存储的压缩气缸的位置及点火时刻的信息，并控制阀407开启，混合气体喷射到发动机的压缩气缸之后，控制压缩气缸通过对应的点火线圈502，例如图5中的点火线圈1至点火线圈4进行点火，并同时发命令给锁销运动控制器501解除对发动机飞轮306的锁定。在发动机启动之后，锁销405与飞轮406保持脱离状态，压缩气缸在混合气体燃烧下膨胀做功，驱动发动机的曲轴404进行转动，则发动机在压缩气缸的驱动下启动，而无需其他辅助启动装置。

优选地，在本发明的一个实施例中，控制器403还用于在发动机启动之后，通过检测曲轴404的位置确定发动机的各个气缸所处的冲程，且控制处于压缩冲程的气缸向混合气体存储装置401内供给混合气体。具体地，发动机启动后，电子控制单元控制曲轴位置传感器402实时检测曲轴404的位置，控制器403根据检测的曲轴404的位置确定发动机各个气缸所处的冲程。电子控制单元控制阀407开启，通过其中处于压缩冲程的气缸即压缩气缸向汽车的混合气体存储装置401内供给混合气体，即压缩气缸内的气体在气体压力的作用下向混合气体存储装置401内存储混合气体，以便下次汽车启动时使用。

在本发明的另一个实施例中，混合气体存储装置401还包括压力传感器（图中未标示），压力传感器用于检测混合气体存储装置401内的混合气体的压力。控制器403根据压力传感器的检测值开启或关闭阀407，以便启动或者停止向混合气体存储装置401内供给混合气体。具体地，处于压缩冲程的气缸向混合气体存储装置401内供给混合气体的同时，可以通过压力传感器检测混合气体存储装置401内混合气体的压力，当电子控制单元根据压力传感器的检测气压判断混合气体存储装置401内的气体压力达到预设压力阈值时，则控制阀407关闭，则处于压缩冲程的气缸停止向混合气体存储装置401内供给混合气体。

综上所述，根据本发明实施例的汽车发动机的启动***，在启动汽车发动机时，将混合气体存储装置内的混合气体喷射到处于压缩冲程的压缩气缸内，从而发动机可以在压缩气缸驱动下启动，而无需其他辅助起动机，可以延长发动机的使用寿命，且结构和操作简单，成本低，维护费用降低。

下面参照附图描述根据本发明实施例的汽车。

如图6所示，本发明实施例的汽车601包括根据本发明上述实施例的汽车发动机的启动***602。

根据本发明实施例的汽车，通过上述汽车发动机的启动***，可以保证汽车发动机的启动，而无需额外其他辅助起动机，可以延长了车辆的寿命，降低了维护费用，启动控制***和控制过程简单。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备（如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***）使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (12)

1.一种汽车发动机的启动方法，其特征在于，包括以下步骤：

将混合气体存储装置内的混合气体喷射到所述发动机的处于压缩冲程的压缩气缸中；

控制所述压缩气缸点火同时解除对所述发动机的飞轮的锁定，以便所述压缩气缸驱动所述发动机的曲轴转动以驱动所述发动机启动。

2.如权利要求1所述的汽车发动机的启动方法，其特征在于，还包括：

在所述汽车熄火停车时，检测所述曲轴的当前位置；

根据所述曲轴的当前位置判断所述发动机的气缸中是否存在所述压缩气缸；

如果是，则锁定所述发动机的飞轮；

如果否，则控制所述曲轴转动，直到所述发动机的一个气缸成为处于压缩冲程的所述压缩气缸。

3.如权利要求1或2所述的汽车发动机的启动方法，其特征在于，还包括：

在所述发动机启动之后，通过检测所述曲轴的位置确定所述发动机的气缸所处的冲程；

通过处于压缩冲程的气缸向所述混合气体存储装置内供给混合气体。

4.如权利要求3所述的汽车发动机的启动方法，其特征在于，还包括：

检测所述混合气体存储装置内的压力；和

在确定所述混合气体存储装置内的压力达到预定压力阈值后，处于压缩冲程的气缸停止向所述混合气体存储装置内供给混合气体。

5.一种汽车发动机的启动***，其特征在于，包括：

混合气体存储装置，所述混合气体存储装置内存储有混合气体；

曲轴位置传感器，所述曲轴位置传感器用于检测所述发动机的曲轴的位置；

控制器，所述控制器用于控制所述混合气体存储装置向所述发动机的处于压缩冲程的压缩气缸内喷射混合气体并进行点火以便所述压缩气缸带动曲轴转动以驱动所述发动机启动。

6.如权利要求5所述的汽车发动机的启动***，其特征在于，所述控制器还用于在所述汽车熄火停车时检测所述曲轴的当前位置，根据所述曲轴的当前位置判断所述发动机的气缸中是否存所述压缩气缸，在所述发动机的气缸中存在所述压缩气缸时控制锁销锁定所述发动机的飞轮，且在所述发动机的气缸中不存在所述压缩气缸时控制所述曲轴转动，直到所述发动机的一个气缸成为处于压缩冲程的所述压缩气缸。

7.如权利要求5或6所述的汽车发动机的启动***，其特征在于，所述控制器为所述汽车的电子控制单元ECU。

8.如权利要求5或6所述的汽车发动机的启动***，其特征在于，所述控制器还用于在所述发动机启动之后，通过检测所述曲轴的位置确定所述发动机的气缸所处的冲程，且控制处于压缩冲程的气缸向所述混合气体存储装置内供给混合气体。

9.如权利要求8所述的汽车发动机的启动***，其特征在于，所述发动机的气缸与所述混合气体存储装置之间分别设有阀。

10.如权利要求9所述的汽车发动机的启动***，其特征在于，所述混合气体存储装置还包括用于检测所述混合气体存储装置内的压力的压力传感器。

11.如权利要求10所述的汽车发动机的启动***，其特征在于，所述控制器还用于根据所述压力传感器的检测值开启或关闭所述阀，以便启动或者停止向所述混合气体存储装置内供给混合气体。

12.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求5-11中任一项所述的汽车发动机的启动***。