專利名稱：用于發(fā)動機(jī)反跳的起動機(jī)控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及內(nèi)燃機(jī)，并且更具體地涉及車輛起動機(jī)控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
此處的背景資料描述是為了大概介紹本發(fā)明的背景。目前指定的發(fā)明人的工作， 在背景資料章節(jié)做了一定程度的描述，還有那些在申請時可不稱作現(xiàn)有技術(shù)的方面，這些都既不明顯又不隱含地認(rèn)作相對于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。發(fā)動機(jī)燃燒空氣/燃料混合物以產(chǎn)生車輛的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。經(jīng)由節(jié)氣門和進(jìn)氣歧管把空氣吸入發(fā)動機(jī)中。由一個或多個燃料噴射器提供燃料。空氣/燃料混合物在發(fā)動機(jī)的一個或多個氣缸內(nèi)燃燒。空氣/燃料混合物的燃燒可以由例如燃料噴射和/或火花塞提供的火花而發(fā)起?？諝?燃料混合物的燃燒產(chǎn)生排氣。排氣從氣缸排出到排氣系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。僅僅舉例來說，ECM根據(jù)駕駛員輸入和/或其它輸入控制發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出。駕駛員輸入可以包括例如加速踏板位置、制動踏板位置、給巡航控制系統(tǒng)的輸入和/或其它的駕駛員輸入。其它輸入可以包括來自各個車輛系統(tǒng)例如變速器控制系統(tǒng)的輸入。車輛可以包括自動起動/停止系統(tǒng)，其提高車輛的燃料效率。自動起動/停止系統(tǒng)通過在車輛運行的同時選擇性地關(guān)閉發(fā)動機(jī)來提高燃料效率。當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉的時候，自動停止/起動系統(tǒng)在滿足一個或多個起動條件時選擇性地起動發(fā)動機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于車輛的系統(tǒng)，包括反跳(rockback)檢測模塊和起動機(jī)停用模塊。該反跳檢測模塊從雙向曲軸傳感器接收曲軸位置信號并且根據(jù)該曲軸位置信號選擇性地表明發(fā)動機(jī)曲軸在朝著第一方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)在朝著與第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)曲軸在朝著第一方向旋轉(zhuǎn)時，該起動機(jī)停用模塊中止給起動電動機(jī)的電流。一種用于車輛的方法，包括從雙向曲軸傳感器接收曲軸位置信號；根據(jù)曲軸位置信號選擇性地表明發(fā)動機(jī)曲軸朝著第一方向旋轉(zhuǎn)；以及，當(dāng)曲軸朝著第一方向旋轉(zhuǎn)時，中止給起動電動機(jī)的電流。當(dāng)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)朝著與第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。技術(shù)方案I :一種用于車輛的系統(tǒng)，包括
反跳檢測模塊，其從雙向曲軸傳感器接收曲軸位置信號并且根據(jù)所述曲軸位置信號選擇性地表明發(fā)動機(jī)曲軸在朝著第一方向旋轉(zhuǎn)，
其中當(dāng)所述發(fā)動機(jī)在運轉(zhuǎn)時，所述發(fā)動機(jī)朝著與所述第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)；和
起動機(jī)停用模塊，其在所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時中止給起動電動機(jī)的電流。技術(shù)方案2 :如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng),進(jìn)一步包括計數(shù)模塊,其根據(jù)所述曲軸位置信號選擇性地增大和減小計數(shù)值，
其中，所述反跳檢測模塊根據(jù)所述計數(shù)值的變化選擇性地表明所述曲軸在朝著所述第
一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案3 :如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，所述計數(shù)模塊在所述曲軸位置信號中產(chǎn)生第一預(yù)定類型脈沖時增大所述計數(shù)值，并且在所述曲軸位置信號中產(chǎn)生第二預(yù)定類型脈沖時減小所述計數(shù)值，
其中，所述第一和第二預(yù)定類型脈沖不相同，并且
其中，當(dāng)所述計數(shù)值減小時，所述反跳檢測模塊表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案4 :如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述計數(shù)值保持預(yù)定時段不變和所述計數(shù)值增大這兩者中的至少一者出現(xiàn)時，所述反跳檢測模塊選擇性地表明所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案5 :如技術(shù)方案4所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，所述起動機(jī)停用模塊啟用向所述起動電動機(jī)的電流施加。技術(shù)方案6 :如技術(shù)方案I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊，其根據(jù)所述曲軸位置信號中的脈沖生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，
其中，所述反跳檢測模塊根據(jù)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速選擇性地表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案I :如技術(shù)方案6所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小于零時，所述反跳檢測模塊表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案8 :如技術(shù)方案6所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊根據(jù)所述曲軸位置信號中的兩個脈沖之間的時段、對應(yīng)于所述兩個脈沖的齒之間的旋轉(zhuǎn)距離和所述兩個脈沖的形狀生成所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。技術(shù)方案9 :如技術(shù)方案6所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為零或為正時，所述反跳檢測模塊選擇性地表明所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案10 :如技術(shù)方案9所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，所述起動機(jī)停用模塊啟用向所述起動電動機(jī)的電流施加。技術(shù)方案11 :一種用于車輛的方法，包括
從雙向曲軸傳感器接收曲軸位置信號；
根據(jù)所述曲軸位置信號選擇性地表明發(fā)動機(jī)曲軸在朝著第一方向旋轉(zhuǎn)；
其中，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)在運轉(zhuǎn)時，所述發(fā)動機(jī)朝著與所述第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)；
以及
當(dāng)所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，中止給起動電動機(jī)的電流。技術(shù)方案12 :如技術(shù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括
根據(jù)所述曲軸位置信號中的脈沖選擇性地增大和減小計數(shù)值；以及根據(jù)所述計數(shù)值的變化選擇性地表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案13 :如技術(shù)方案12所述的方法，進(jìn)一步包括
在所述曲軸位置信號中產(chǎn)生第一預(yù)定類型脈沖時增大所述計數(shù)值；
在所述曲軸位置信號中產(chǎn)生第二預(yù)定類 型脈沖時減小所述計數(shù)值，
其中，所述第一和第二預(yù)定類型脈沖不相同；以及
當(dāng)所述計數(shù)值減小時，表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案14 :如技術(shù)方案12所述的方法，進(jìn)一步包括，當(dāng)所述計數(shù)值保持預(yù)定時段不變和所述計數(shù)值增大這兩者中的至少一者出現(xiàn)時，選擇性地表明所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案15 :如技術(shù)方案14所述的方法，進(jìn)一步包括，當(dāng)所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，啟用向所述起動電動機(jī)的電流施加。技術(shù)方案16 :如技術(shù)方案11所述的方法，進(jìn)一步包括
根據(jù)所述曲軸位置信號中的脈沖生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；以及
根據(jù)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速選擇性地表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案17 :如技術(shù)方案16所述的方法，進(jìn)一步包括，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小于零時，表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案18 :如技術(shù)方案16所述的方法，進(jìn)一步包括，根據(jù)所述曲軸位置信號中的兩個脈沖之間的時段、對應(yīng)于所述兩個脈沖的齒之間的旋轉(zhuǎn)距離和所述兩個脈沖的形狀生成所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。技術(shù)方案19 :如技術(shù)方案16所述的方法，進(jìn)一步包括，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為零或為正時，選擇性地表明所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。技術(shù)方案20 :如技術(shù)方案19所述的方法，進(jìn)一步包括，當(dāng)所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，啟用向所述起動電動機(jī)的電流施加。通過下文提供的詳細(xì)描述，本發(fā)明的更多適用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解，詳細(xì)描述和特定例子僅僅意圖用于說明并且不意圖限制發(fā)明范圍。


通過詳細(xì)描述和附圖將更完整地理解本發(fā)明，其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的原理框 圖2和圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例起動機(jī)控制系統(tǒng)的原理框圖；和 圖4和圖5是根據(jù)本發(fā)明的控制起動機(jī)的示例方法的流程圖。
具體實施例方式下面的描述本質(zhì)上僅僅是說明性的，并且決不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見，圖中將使用相同的附圖標(biāo)記表示相似的元件。本文所用的措詞"A、B和C中的至少一個〃應(yīng)當(dāng)解釋成意味著使用非排他邏輯〃或〃的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解，方法內(nèi)的步驟可以以不同順序執(zhí)行，只要不改變本發(fā)明的原理。本文所用的術(shù)語〃模塊〃可以指的是屬于或包括專用集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共用的、專用的或組)；其它的提供所述功能的適當(dāng)部件；或上述的一些或全部的組合，例如在單片系統(tǒng)中。術(shù)語"模塊〃可以包括存儲由處理器執(zhí)行的代碼的存儲器(共用的、專用的或組)。上文所用的措詞〃代碼〃可以包括軟件、固件和/或微代碼，并且可以指的是程序、例行程序、函數(shù)、類和/或?qū)ο?。上文所用的措詞"共用的"意味著來自多個模塊的一些或全部代碼可以使用單個(共用的)處理器來執(zhí)行。此外，來自多個模塊的一些或全部代碼可以由單個(共用的)存儲器來存儲。上文所用的措詞〃組〃意味著來自單個模塊的一些或全部代碼可以使用一組處理器來執(zhí)行。此外，來自單個模塊的一些或全部代碼可以使用一組存儲器來存儲。本文所述裝置和方法可以通過由一個或多個處理器執(zhí)行的一個或多個計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。計算機(jī)程序包括存儲在非暫時性有形計算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計算機(jī)程序還可以包括存儲的數(shù)據(jù)。非暫時性有形計算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性例子是非易失性存儲器、磁存儲器和光學(xué)存儲器。
發(fā)動機(jī)經(jīng)由曲軸輸出轉(zhuǎn)矩給變速器。飛輪與曲軸連在一起并隨它一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉時起動機(jī)選擇性地接合飛輪以起動發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)可以關(guān)閉，例如在車輛停止時。當(dāng)車輛還在運行時，ECM還可以選擇性地關(guān)閉發(fā)動機(jī)。僅僅舉例來說，當(dāng)車輛為了自動停止/起動事件運行時，發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)可以關(guān)閉發(fā)動機(jī)并且隨后起動發(fā)動機(jī)。然而，在一些環(huán)境下，當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉時，發(fā)動機(jī)可以朝著與其正常旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。僅僅舉例來說，發(fā)動機(jī)關(guān)閉時氣缸內(nèi)截留的氣體可以在發(fā)動機(jī)關(guān)閉的時候促使曲軸朝著反向旋轉(zhuǎn)。如果起動機(jī)接合并且通電，例如可以是自動停止/起動事件期間的情形，起動機(jī)會抵抗曲軸的反向旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的ECM檢測曲軸的反向旋轉(zhuǎn)并且在曲軸朝著反向旋轉(zhuǎn)時停用起動機(jī)?，F(xiàn)在參照圖I，給出了示范性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的原理框圖。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動機(jī)102，其燃燒空氣/燃料混合物以產(chǎn)生車輛的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。經(jīng)由節(jié)氣門106把空氣吸入進(jìn)氣歧管104中。節(jié)氣門106調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管104的氣流。把進(jìn)氣歧管104內(nèi)的空氣吸入發(fā)動機(jī)102的一個或多個氣缸例如氣缸108中。一個或多個燃料噴射器例如燃料噴射器110噴射與空氣混合的燃料以形成空氣/燃料混合物。在各種實施中，可以為發(fā)動機(jī)102的每個氣缸裝備一個燃料噴射器。一個或多個進(jìn)氣門例如進(jìn)氣門112打開以允許空氣進(jìn)入氣缸108。活塞(未示出)壓縮氣缸108內(nèi)的空氣/燃料混合物。在一些發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，火花塞114發(fā)起氣缸108內(nèi)的空氣/燃料混合物的燃燒。在其它發(fā)動機(jī)系統(tǒng)例如柴油機(jī)系統(tǒng)中，可以在沒有火花塞114的情況下發(fā)起燃燒。空氣/燃料混合物的燃燒向活塞施力，其可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動曲軸116。發(fā)動機(jī)102經(jīng)由曲軸116輸出轉(zhuǎn)矩。飛輪120與曲軸116連在一起并隨它一起旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)102輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由轉(zhuǎn)矩傳遞裝置124選擇性地傳遞給變速器122。更具體地說，轉(zhuǎn)矩傳遞裝置124選擇性地連接變速器122到發(fā)動機(jī)102以及分離變速器122與發(fā)動機(jī)102。變速器122可以包括例如手動變速器、自動變速器、半自動變速器、自動手動一體變速器或其它適當(dāng)類型的變速器。轉(zhuǎn)矩傳遞裝置124可以包括例如變矩器和/或一個或多個離合器?？諝?燃料混合物的燃燒產(chǎn)生的排氣經(jīng)由排氣門122從氣缸108排出。排氣從氣缸排出到排氣系統(tǒng)128。排氣系統(tǒng)128可以在排氣從排氣系統(tǒng)128排出之前處理排氣。雖然一個進(jìn)氣門和排氣門不為且描述為與氣缸108關(guān)聯(lián),但是發(fā)動機(jī)102的每個氣缸可以關(guān)聯(lián)一個以上的進(jìn)氣門和/或排氣門。發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM) 130控制發(fā)動機(jī)102的轉(zhuǎn)矩輸出。僅僅舉例來說，ECM 130可以經(jīng)由各個發(fā)動機(jī)致動器控制發(fā)動機(jī)102的轉(zhuǎn)矩輸出。發(fā)動機(jī)致動器可以包括例如節(jié)氣門致動器模塊132、燃料致動器模塊134和火花致動器模塊136。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100還可以包括其它的發(fā)動機(jī)致動器，并且ECM 130可以控制其它的發(fā)動機(jī)致動器。每個發(fā)動機(jī)致動器根據(jù)來自ECM 130的信號控制操作參數(shù)。僅僅舉例來說，節(jié)氣門致動器模塊132可以根據(jù)來自ECM 130的信號控制節(jié)氣門106的開度。燃料致動器模塊134和火花致動器模塊136可以根據(jù)來自ECM 130的信號分別控制燃料噴射和火花正時。ECM 130可以根據(jù)例如駕駛員輸入和來自各個車輛系統(tǒng)的 輸入控制發(fā)動機(jī)102的轉(zhuǎn)矩輸出。車輛系統(tǒng)可以包括例如傳動系統(tǒng)、混合動力控制系統(tǒng)、穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)及其它適當(dāng)?shù)能囕v系統(tǒng)。駕駛員輸入模塊140提供駕駛員輸入給ECM 130。駕駛員輸入可以包括例如加速踏板位置(APP)、制動踏板位置(BPP)、巡航控制輸入和車輛操作指令。APP傳感器142測量加速踏板(未示出)的位置并且根據(jù)位置產(chǎn)生APP。BPP傳感器144監(jiān)測制動踏板(未示出)的致動并且據(jù)此產(chǎn)生BPP。巡航控制系統(tǒng)146根據(jù)給巡航控制系統(tǒng)146的輸入提供巡航控制輸入，例如期望車輛速度。車輛操作指令可以包括例如車輛開動命令和車輛停止指令。車輛操作指令可以通過例如點火鑰匙、一個或多個按鈕/開關(guān)的致動和/或一個或多個適當(dāng)?shù)能囕v操作輸入148而產(chǎn)生。在具有手動變速器的車輛中，提供給ECM 130的駕駛員輸入還可以包括離合器踏板位置(CPP)。CPP傳感器150監(jiān)測離合器踏板(未示出)的致動并且據(jù)此產(chǎn)生CPP?？梢灾聞与x合器踏板以連接變速器122到發(fā)動機(jī)102以及分離變速器122與發(fā)動機(jī)102。在一些實施中，BPP傳感器144和CPP傳感器150可以測量相關(guān)踏板的位置并且根據(jù)相關(guān)踏板的測得位置分別產(chǎn)生BPP和CPP。在其它實施中，BPP傳感器144和CPP傳感器150可以都包括一個或多個開關(guān)并且可以分別產(chǎn)生BPP和CPP，表明是否相對于預(yù)定靜止位置踩下相關(guān)踏板。雖然示出和描述APP傳感器142、BPP傳感器144和CPP傳感器150，但是可以裝備一個或多個額外的APP、BPP和/或CPP傳感器。ECM 130可以根據(jù)一個或多個測得的操作參數(shù)選擇性地為發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100做出控制決策。僅僅舉例來說，曲軸位置傳感器152監(jiān)測曲軸116的旋轉(zhuǎn)并且根據(jù)曲軸116的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生曲軸位置信號154。僅僅舉例來說，曲軸位置傳感器152可以包括可變磁阻(VR)傳感器或另一適當(dāng)類型的曲軸位置傳感器。曲軸位置信號154可以包括脈沖列。當(dāng)與曲軸116—起旋轉(zhuǎn)的N齒齒輪的齒經(jīng)過曲軸位置傳感器152時，可以產(chǎn)生脈沖列的每個脈沖。因此，每個脈沖對應(yīng)于曲軸116的角位移，這個角位移約等于360°除以齒數(shù)N。N齒齒輪還可以包括由一個或多個缺失齒形成的空隙，并且這個空隙可以用作曲軸116轉(zhuǎn)一整圈的指示(即360°曲軸旋轉(zhuǎn))。在各個實施中，N齒齒輪可以是飛輪120或另一適當(dāng)?shù)腘齒齒輪。曲軸位置傳感器152是雙向傳感器。每當(dāng)N齒齒輪的齒朝著第一旋轉(zhuǎn)方向經(jīng)過曲軸位置傳感器152時，曲軸位置傳感器152可以產(chǎn)生曲軸位置信號154中的第一預(yù)定類型脈沖。每當(dāng)N齒齒輪的齒朝著第二旋轉(zhuǎn)方向經(jīng)過曲軸位置傳感器152時，曲軸位置傳感器152可以產(chǎn)生曲軸位置信號154中的第二預(yù)定類型脈沖。第一和第二旋轉(zhuǎn)方向是彼此相反的，并且第一預(yù)定類型脈沖不同于第二預(yù)定類型脈沖。第一和第二方向的一個包括發(fā)動機(jī)102操作期間曲軸116的正常旋轉(zhuǎn)方向，并且第一和第二方向的另一個是相反方向。ECM130還可以接收其它傳感器測量的操作參數(shù)，例如排氣中的氧、發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度、進(jìn)氣溫度、質(zhì)量空氣流量、油溫、進(jìn)氣歧管絕對壓力和/或其它適當(dāng)?shù)牟僮鲄?shù)。當(dāng)收到車輛停止指令時，ECM 130選擇性地關(guān)閉發(fā)動機(jī)102。僅僅舉例來說，ECM130可以中止燃料噴射、中止火花提供和執(zhí)行其它發(fā)動機(jī)關(guān)閉操作以關(guān)閉發(fā)動機(jī)102。當(dāng)發(fā)動機(jī)102關(guān)閉時，為了發(fā)動機(jī)起動事件，起動電動機(jī)160可以接合發(fā)動機(jī)102。僅僅舉例來說，在收到車輛開動指令時，起動電動機(jī)160可以接合發(fā)動機(jī)102。起動電動機(jī)160可以接合飛輪120或驅(qū)動曲軸116旋轉(zhuǎn)的其它適當(dāng)?shù)牟考?。起動電動機(jī)致動器162例如螺線管選擇性地接合起動電動機(jī)160與發(fā)動機(jī)102。僅僅舉例來說，起動電動機(jī)致動器162可以選擇性地使起動機(jī)小齒輪(未示出)接合飛輪120。起動機(jī)小齒輪經(jīng)由傳動軸和單向離合器(未示出)連接到起動電動機(jī)160。起動機(jī)致動器模塊164根據(jù)來自ECM 130的信號控制起動電動機(jī)致動器162和起動電動機(jī)160。當(dāng)起動電動機(jī)160接合發(fā)動機(jī)102以起動發(fā)動機(jī)102時，起動機(jī)致動器模塊164選擇性地向起動電動機(jī)160施加電流。僅僅舉例來說，起動機(jī)致動器模塊164可以包括起動繼電器。向起動電動機(jī)160的施加電流驅(qū)動起動電動機(jī)160的旋轉(zhuǎn)，并且起動電動機(jī)160驅(qū)動曲軸116的旋轉(zhuǎn)(經(jīng)由飛輪120)。驅(qū)動曲軸116以起動發(fā)動機(jī)102可以稱為發(fā)動機(jī)搖動起動(engine cranking)。提供給起動電動機(jī)160的電流可以由例如儲能裝置(ESD) 170提供。僅僅舉例來說，ESD 170可以包括一個或多個蓄電池。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100可以包括一個或多個電動機(jī)，例如電動機(jī)(EM) 172。EM 172可以選擇性地從ESD 170汲取電力，例如為了補(bǔ)充發(fā)動機(jī)102的轉(zhuǎn)矩輸出。EM 172還可以選擇性地用作發(fā)電機(jī)并且選擇性地施加制動轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生電力。產(chǎn)生的電力可以用來例如給ESD 170充電、提供電力給一個或多個其它EM (未示出)、提供電力給其它的車輛系統(tǒng)和/或其它適當(dāng)?shù)挠猛?。一旦發(fā)動機(jī)起動事件之后認(rèn)定發(fā)動機(jī)102在運轉(zhuǎn)，起動電動機(jī)160可以脫離發(fā)動機(jī)102，并且向起動電動機(jī)160的電流流動可以中斷。例如，當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過預(yù)定速度例如預(yù)定怠速時，可以認(rèn)定發(fā)動機(jī)102在運轉(zhuǎn)。僅僅舉例來說，預(yù)定怠速可以是近似700rpm。當(dāng)認(rèn)定發(fā)動機(jī)102在運轉(zhuǎn)時，可以說完成了發(fā)動機(jī)搖動起動。除了指令車輛開動和車輛停止之外，ECM 130可以選擇性地發(fā)起發(fā)動機(jī)102的自動停機(jī)事件和自動起動事件。自動停止事件包括，在沒有命令車輛停止的時候(例如當(dāng)點火鑰匙處于接通位置時)滿足一個或多個預(yù)定啟用標(biāo)準(zhǔn)時關(guān)閉發(fā)動機(jī)102。在自動停止事件期間，可以關(guān)閉發(fā)動機(jī)102并且中止向發(fā)動機(jī)102供給燃料，例如為了提高燃料經(jīng)濟(jì)性(通過降低燃料消耗)。當(dāng)在自動停止事件期間關(guān)閉發(fā)動機(jī)102時，ECM 130可以選擇性地發(fā)起自動起動事件。自動起動事件可以包括，例如，啟用燃料供給、啟用火花提供、接合起動電動機(jī)160與發(fā)動機(jī)102以及向起動電動機(jī)160施加電流以起動發(fā)動機(jī)102。與起動電動機(jī)160關(guān)聯(lián)的單向離合器允許起 動電動機(jī)160傳遞(正)轉(zhuǎn)矩給飛輪120，但反之不然。更具體地說，在起動電動機(jī)160接合時，當(dāng)起動電動機(jī)速度大于飛輪速度時，單向離合器連接起動電動機(jī)160與飛輪120。當(dāng)飛輪速度大于起動電動機(jī)速度時，單向離合器使起動電動機(jī)160與發(fā)動機(jī)102分離。照這樣，單向離合器防止起動電動機(jī)160轉(zhuǎn)得過快。在一些環(huán)境下，例如當(dāng)為了自動停止事件關(guān)閉發(fā)動機(jī)102時，曲軸116可以朝著相對于發(fā)動機(jī)102運轉(zhuǎn)時的正常旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。僅僅舉例來說，當(dāng)為了自動停止事件關(guān)閉發(fā)動機(jī)102時，發(fā)動機(jī)102的一個或多個氣缸內(nèi)截留的氣體可以朝著相反方向向曲軸116施力。曲軸116在發(fā)動機(jī)102關(guān)閉時朝著相反方向的旋轉(zhuǎn)可以稱作發(fā)動機(jī)反跳。當(dāng)向起動電動機(jī)160施加電流時,起動電動機(jī)轉(zhuǎn)矩為正或零。在發(fā)動機(jī)反跳期間，飛輪轉(zhuǎn)矩為負(fù)。因此，如果在發(fā)動機(jī)反跳期間起動電動機(jī)160與發(fā)動機(jī)102接合并且向起動電動機(jī)160施加電流，就接合單向離合器。飛輪120因此將朝著與其正常旋轉(zhuǎn)方向相反的方向驅(qū)動起動電動機(jī)160。在一些環(huán)境下，發(fā)動機(jī)反跳可能不發(fā)生，并且在一些環(huán)境下，發(fā)動機(jī)反跳可能發(fā)生直到最大時段，例如300毫秒(ms)。
本發(fā)明的ECM 130包括起動機(jī)控制模塊190。起動機(jī)控制模塊190控制起動電動機(jī)160與發(fā)動機(jī)102的接合并且控制向起動電動機(jī)160的電流施加。起動機(jī)控制模塊190根據(jù)曲軸位置信號154表明是否在發(fā)生發(fā)動機(jī)反跳。當(dāng)發(fā)動機(jī)反跳在發(fā)生時，起動機(jī)控制模塊190中止(給電流給)起動電動機(jī)160?，F(xiàn)在參照圖2，給出示例起動機(jī)控制系統(tǒng)200的原理框圖。起動機(jī)控制模塊190可以包括計數(shù)模塊204、反跳檢測模塊208和起動機(jī)停用模塊212。計數(shù)模塊204監(jiān)測曲軸位置傳感器152產(chǎn)生的曲軸位置信號154。如上所述，當(dāng)N齒齒輪的齒經(jīng)過曲軸位置傳感器152時，曲軸角傳感器152產(chǎn)生曲軸位置信號154中的脈沖。每當(dāng)齒朝著第一方向和第二方向經(jīng)過曲軸位置傳感器152時，曲軸位置傳感器152分別產(chǎn)生曲軸位置信號154中的第一預(yù)定類型脈沖和第二預(yù)定類型脈沖。計數(shù)模塊204增加或減少曲軸位置信號154中的每個脈沖的計數(shù)值220。僅僅舉例來說，每當(dāng)曲軸位置信號154中產(chǎn)生第一預(yù)定類型脈沖時，計數(shù)模塊204可以使計數(shù)值220增加預(yù)定值。每當(dāng)曲軸位置信號154中產(chǎn)生第二預(yù)定類型脈沖時，計數(shù)模塊204可以使計數(shù)值220減少預(yù)定值。反跳檢測模塊208根據(jù)計數(shù)值220選擇性地表明在發(fā)生發(fā)動機(jī)反跳。僅僅舉例來說，當(dāng)計數(shù)值220減小時，反跳檢測模塊208可以表明在發(fā)生發(fā)動機(jī)反跳。反跳檢測模塊208產(chǎn)生表明是否在發(fā)生發(fā)動機(jī)反跳的發(fā)動機(jī)反跳指示(例如信號、標(biāo)記等等)224。僅僅舉例來說，反跳檢測模塊208可以在發(fā)動機(jī)反跳發(fā)生時設(shè)置發(fā)動機(jī)反跳指示224為活動狀態(tài)，并且在發(fā)動機(jī)反跳沒發(fā)生時設(shè)置發(fā)動機(jī)反跳指示224為非活動狀態(tài)。反跳檢測模塊208可以在計數(shù)值220持續(xù)預(yù)定時段(例如，控制回路)不變和/或計數(shù)值220增大時設(shè)置發(fā)動機(jī)反跳指示224為非活動狀態(tài)。起動機(jī)停用模塊212根據(jù)發(fā)動機(jī)反跳指示224選擇性地停用起動電動機(jī)160。更具體地說，起動機(jī)停用模塊212根據(jù)發(fā)動機(jī)反跳指示224選擇性地中止電流向起動電動機(jī)160的流動。當(dāng)發(fā)動機(jī)反跳指示224表明發(fā)動機(jī)反跳在發(fā)生時，起動機(jī)停用模塊212停用起動電動機(jī)160。僅僅舉例來說，起動機(jī)停用模塊212可以產(chǎn)生停用信號228并且輸出停用信號228給起動機(jī)致動器模塊164。當(dāng)收到停用信號228時，起動機(jī)致動器模塊164可以中止電流向起動電動機(jī)160的流動。在各個實施中，當(dāng)收到停用信號228時，起動機(jī)致動器模塊164另外可以使起動電動機(jī)160與發(fā)動機(jī)102分尚。
現(xiàn)在參照圖3，給出另一示例起動機(jī)控制系統(tǒng)300的原理框圖。在各個實施中，反跳檢測模塊208可以根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304產(chǎn)生發(fā)動機(jī)反跳指示224。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304表明曲軸116的轉(zhuǎn)速和曲軸116的旋轉(zhuǎn)方向。僅僅舉例來說，反跳檢測模塊208可以在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304小于零(即為負(fù))時設(shè)置發(fā)動機(jī)反跳指示224為活動狀態(tài)。反跳檢測模塊208可以在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304持續(xù)預(yù)定時段(例如控制回路)為零和/或發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304大于零時設(shè)置發(fā)動機(jī)反跳指示224為非活動狀態(tài)。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊308可以根據(jù)曲軸位置傳感器152產(chǎn)生的曲軸位置信號154生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304。僅僅舉例來說，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊308可以根據(jù)曲軸位置信號154中的兩個(例如連續(xù)的)脈沖之間的時段和脈沖類型生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304。脈沖之間的時段可以用來確定轉(zhuǎn)速并且脈沖類型可以用來確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304為正還是為負(fù)。僅僅舉例來說，如果脈沖都是第一預(yù)定類型脈沖，那么發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304可能為正。如果脈沖中的一個或 兩個是第二預(yù)定類型脈沖，那么發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304可能為負(fù)。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊308還可以使用一個或多個其它參數(shù)(例如N齒齒輪的齒之間的習(xí)得距離)生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊308還可以在輸出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304之前應(yīng)用一個或多個濾波器?，F(xiàn)在參照圖4，給出描述控制起動電動機(jī)160的一種示例方法400的流程圖?？刂茝?04開始，在此，控制監(jiān)測計數(shù)值220。根據(jù)曲軸位置信號154中的脈沖選擇性地增大和減小計數(shù)值220?？刂圃?08處確定計數(shù)值220是否減小。如果為假，控制就在412處標(biāo)明發(fā)動機(jī)反跳沒發(fā)生，并且控制可以結(jié)束。如果為真，控制可以繼續(xù)進(jìn)行416。當(dāng)發(fā)動機(jī)反跳沒發(fā)生時，控制可以依照運轉(zhuǎn)條件的要求向起動電動機(jī)160供應(yīng)電流。在416處，控制表明發(fā)動機(jī)反跳在發(fā)生?？刂评^續(xù)進(jìn)行420?？刂圃?20處停用起動電動機(jī)160。更具體地說，控制在420處中止電流向起動電動機(jī)160的流動。中止給起動電動機(jī)160的電流防止起動電動機(jī)160與曲軸116的反向旋轉(zhuǎn)對抗，由此減小或最小化在發(fā)動機(jī)反跳期間可能作用在起動電動機(jī)160和/或單向離合器上的應(yīng)力?？刂七€可以在420處消除給起動電動機(jī)致動器162的電力(以使起動電動機(jī)160與發(fā)動機(jī)102分離)。現(xiàn)在參照圖5，給出描述控制起動電動機(jī)160的示例方法500的另一流程圖。在504處，控制可以監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304表明曲軸116的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。僅僅舉例來說，當(dāng)曲軸116朝著正常方向旋轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304為正，并且當(dāng)曲軸116朝著相反方向旋轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304為負(fù)。在508處，控制確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速304是否小于零(即為負(fù))。如果為真，控制就在416處表明發(fā)動機(jī)反跳在發(fā)生并且在420處停用起動電動機(jī)160。如果為假，控制就在412處表明發(fā)動機(jī)反跳沒發(fā)生。當(dāng)發(fā)動機(jī)反跳沒發(fā)生時，控制可以依照運轉(zhuǎn)條件的要求向起動電動機(jī)160供應(yīng)電流。能夠以多種形式實施本發(fā)明的寬泛教導(dǎo)。因此，盡管本發(fā)明包含特定例子，但是本發(fā)明的真實范圍不應(yīng)當(dāng)受此限制，因為本領(lǐng)域技術(shù)人員一旦研讀附圖、說明書和下列權(quán)利要求，其它改型將變得顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的系統(tǒng)，包括 反跳檢測模塊，其從雙向曲軸傳感器接收曲軸位置信號并且根據(jù)所述曲軸位置信號選擇性地表明發(fā)動機(jī)曲軸在朝著第一方向旋轉(zhuǎn)， 其中當(dāng)所述發(fā)動機(jī)在運轉(zhuǎn)時，所述發(fā)動機(jī)朝著與所述第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)；和 起動機(jī)停用模塊，其在所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時中止給起動電動機(jī)的電流。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括計數(shù)模塊，其根據(jù)所述曲軸位置信號選擇性地增大和減小計數(shù)值， 其中，所述反跳檢測模塊根據(jù)所述計數(shù)值的變化選擇性地表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述計數(shù)模塊在所述曲軸位置信號中產(chǎn)生第一預(yù)定類型脈沖時增大所述計數(shù)值，并且在所述曲軸位置信號中產(chǎn)生第二預(yù)定類型脈沖時減小所述計數(shù)值， 其中，所述第一和第二預(yù)定類型脈沖不相同，并且 其中，當(dāng)所述計數(shù)值減小時，所述反跳檢測模塊表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述計數(shù)值保持預(yù)定時段不變和所述計數(shù)值增大這兩者中的至少一者出現(xiàn)時，所述反跳檢測模塊選擇性地表明所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，所述起動機(jī)停用模塊啟用向所述起動電動機(jī)的電流施加。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊，其根據(jù)所述曲軸位置信號中的脈沖生成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速， 其中，所述反跳檢測模塊根據(jù)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速選擇性地表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小于零時，所述反跳檢測模塊表明所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定模塊根據(jù)所述曲軸位置信號中的兩個脈沖之間的時段、對應(yīng)于所述兩個脈沖的齒之間的旋轉(zhuǎn)距離和所述兩個脈沖的形狀生成所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為零或為正時，所述反跳檢測模塊選擇性地表明所述曲軸沒有朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)。
10.一種用于車輛的方法,包括 從雙向曲軸傳感器接收曲軸位置信號； 根據(jù)所述曲軸位置信號選擇性地表明發(fā)動機(jī)曲軸在朝著第一方向旋轉(zhuǎn)； 其中，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)在運轉(zhuǎn)時，所述發(fā)動機(jī)朝著與所述第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)；以及 當(dāng)所述曲軸在朝著所述第一方向旋轉(zhuǎn)時，中止給起動電動機(jī)的電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于發(fā)動機(jī)反跳的起動機(jī)控制系統(tǒng)和方法，提供了一種用于車輛的系統(tǒng)，包括反跳檢測模塊和起動機(jī)停用模塊。該反跳檢測模塊從雙向曲軸傳感器接收曲軸位置信號并且根據(jù)該曲軸位置信號選擇性地表明發(fā)動機(jī)曲軸在朝著第一方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)在運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機(jī)朝著與該第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)曲軸在朝著該第一方向旋轉(zhuǎn)時，該起動機(jī)停用模塊中止給起動電動機(jī)的電流。
文檔編號F02N11/08GK102628417SQ201210022320
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者R.D.沙夫托 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司