[发明专利]发动机起动装置

说明书

技术领域

本发明涉及发动机起动装置。

背景技术

典型的发动机起动方法包括使用惯性啮合型起动器来使发动机以较低发动机转速(400rpm或更小)转动，然后点火或向燃烧室喷射燃料，从而仅通过燃烧室中的燃烧来使发动机转速提高至怠速。

然而，由于这种方法单独利用燃烧来使发动机转速从较低发动机转速范围提高至怠速，所以在起动发动机时要喷射的燃料量必然增加，导致了燃料经济性变差。

图12示出了具有固定加速器位置的汽油发动机的发动机转速与燃料喷射量的关系Z。在发动机的怠速Na处和发动机的怠速Na附近所需的燃料喷射量由关系Z指定，而在预定发动机转速Nmin(约450rpm)以下，所需燃料喷射量随着发动机转速减小而偏离关系Z非线性地增加。也就是说，在预定发动机转速Nmin以下，需要在由关系Z指定的喷射量以上增加的燃料喷射量(被称为增加的喷射量)。

小于预定发动机转速Nmin的发动机转速的范围被称为范围I。等于或大于预定发动机转速Nmin的发动机转速的范围被称为范围II，在范围II中，可以在不增加喷射量的情况下保持发动机转速。

用于利用惯性啮合型起动器起动发动机的传统方法为了使发动机以范围I中的发动机转速转动，需要喷射量增加至由关系Z指定的喷射量以上，这会降低燃料经济性。

因此，需要一种用于起动发动机的技术，该技术在燃料喷射之前将发动机转速增加至约怠速Na，使得在起动发动机时不需要增加喷射量，从而提高燃料经济性。

这样的用于起动发动机的技术可以采用被称为集成起动器和发电机(ISG)或电动发电机(MG)的电动机和发动机。

然而，ISG和MG昂贵。另外，由于它们是交流发电机，所以相对于包含有直流(DC)电动机的惯性啮合型起动器来说，ISG和MG起动性能较差。

因此，期望具有一种用于起动发动机的技术，该技术利用具有良好起动性能的便宜的惯性啮合型起动器，在燃料喷射之前使发动机转速增加至约怠速Na。然而，惯性啮合型起动器产生较大的曲柄起动噪音。因此，通常有必要在发动机转速达到上述范围II之前经受燃烧并且终止驱动起动器。

在不消除或降低由起动曲柄噪音引起的不适的情况下，不可能存在用于利用惯性啮合型起动器来起动发动机并且提高燃料经济性的技术。

日本专利申请公开特许公报No.2002-188549公开了用于通过利用惯性啮合型起动器将发动机转速增加至高达怠速来起动发动机的技术。然而，其未考虑曲柄起动噪音。另外，在日本专利申请公开特许公报No.2002-188549中所公开的技术和用于增加处于较低发动机转速范围内的发动机转速来起动发动机的传统技术中，单向离合器在燃烧室中点火时或在燃烧室中点火之后隔离起动器马达对发动机的转矩传递。也就是说，在燃烧室中点火时或在燃烧室中点火之后，终止发动机的曲柄运动。

考虑到上述情况，本发明的示例性实施方式涉及提供如下一种发动机起动装置：该发动机起动装置能够经由便宜的惯性啮合型起动器来起动发动机，并且提高燃料经济性。

发明内容

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种发动机起动装置，该发动机起动装置包括起动器和被配置成对起动器的驱动进行控制的起动器控制单元。

起动器包括产生旋转力的电动机、接收电动机的旋转力以进行旋转的小齿轮、接通和关断从电池到电动机的电力供给的电动机激励单元、以及将小齿轮推向发动机的环形齿轮以与该环形齿轮啮合的小齿轮推进单元。

起动器控制单元被配置成：使电动机和与环形齿轮啮合的小齿轮一起工作以用曲柄起动发动机，并使小齿轮与环形齿轮脱离啮合或者使电动机去激励，以终止对发动机的曲柄起动。

从发起对发动机的曲柄起动时到达到等于或大于450rpm的预定发动机转速时的曲柄起动时间等于或小于不会使车辆的用户感到明显不适的曲柄起动时间的容许限度。

发明人已发现由曲柄起动噪音引起的不适取决于曲柄起动噪音的持续时间(即，曲柄起动时间)，而非起动噪音的幅度。对于提高的预定曲柄起动速度，减小的曲柄起动时间可以减轻由曲柄起动噪音引起的不适。

在上述装置中，发动机转速在曲柄起动时间内增加至等于或大于450rpm的发动机转速的较高速度范围内，该曲柄起动时间足够短而未使车辆的用户(或乘客)感到明显不适。这可以减少由在用曲柄起动发动机以用于使发动机转速增加至等于或大于450rpm的发动机转速的较高速度范围内期间出现的曲柄起动噪音引起的不适。