车辆的控制设备和车辆的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆的控制设备和车辆的控制方法。更具体地，本发明涉及配备有发动机起动起动器的车辆的控制设备，其能够单独地控制致动器和电动机，所述致动器用于将小齿轮向上移动至小齿轮与被连接到发动机的曲轴的内啮合齿轮啮合的位置，所述电动机用于使小齿轮旋转，并且本发明也涉及车辆的控制方法。
【背景技术】
[0002]为了减少燃料消耗和废气排放，在某些情况下具有内燃机等以作为发动机的汽车配备有，例如，怠速停止系统(起动-停止系统)，其在车辆停止以及驾驶员已经操作刹车踏板的状态下自动停止发动机，以及根据驾驶员的重新驱车离开操作，例如在刹车踏板的操作量下降至零的情况下触发自动重启。
[0003]传统的起动器包括用于起动发动机的起动器，并且该起动器能够逐个驱动用于将起动器的小齿轮移动至小齿轮啮合发动机的内啮合齿轮的位置的啮合机构(致动器)，以及用于使小齿轮旋转的电动机。此外，当发动机起动时，在某些情况下采用在小齿轮和内啮合齿轮的啮合之后通过电动机用曲柄带动发动机的方案。
[0004]WO 2012/008048公开了关于车辆的特征，其中通过使用能够单独控制如上所述的致动器和电动机的起动器来起动发动机。具体地，WO 2012/008048公开了一种控制方案，其中在小齿轮的旋转先于后者的啮合以及小齿轮的啮合先于后者的旋转的两种情况下，在确定发动机起动之后将直到电动机被驱动为止所经过的时段被设定为是基本恒定的。
[0005]在WO 2012/008048公开的配置中，在通过致动器使小齿轮与内啮合齿轮啮合之后而通过电动机使小齿轮旋转的情况下，在始自开始致动器操作而经过预先设立的预定时间之后驱动电动机。当在小齿轮与内啮合齿轮之间存在不可靠的啮合的情况下驱动电动机时，可能因为啮合时的碰撞而削弱齿轮的耐久力。为了减轻啮合时的碰撞，因此，通常将上述预定时间设定为能够使小齿轮与内啮合齿轮之间存在可靠的啮合的充足的时间。
[0006]然而，在某些情况下必须迅速地起动发动机，例如，当在因为车辆遇红灯停止而已经输出发动机停止命令之后十字路口处的交通信号灯立即变成绿灯时要驱车离开的情况下。在需要迅速的发动机起动的情况下，就会期望缩短从开始致动器操作直到开始电动机操作所经过的时间。在这方面，WO 2012/008048没有充分考虑这种情况，并且自始至终都设定恒定时间。所以在某些情况下可能不能满足用户的需求。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种车辆的控制设备，以及车辆的控制方法，其在考虑用户需求或车辆的状态下允许根据需要来调整发动机的起动时间。
[0008]本发明的第一方面涉及车辆的控制设备。控制设备具有第一齿轮、第二齿轮、致动器、电动机以及控制器。第一齿轮被连接到发动机的曲轴。第二齿轮能够啮合第一齿轮。致动器将第二齿轮向上移动至第二齿轮啮合第一齿轮的位置。电动机使第二齿轮旋转。控制器响应于发动机的起动请求信号而开动致动器。当在开动致动器之后响应于经过预定时段而通过电动机的驱动用曲柄带动发动机时，控制器基于接收到起动请求信号时驾驶员的操作状态以及车辆的状态来调整预定时段的长度。
[0009]当在发动机的转速高于参考速度的状态下接收到起动请求信号的情况下，控制器可以将预定时段设定为第一时段，并且控制器可以当在转速低于参考速度的状态下接收到起动请求信号的情况下，将预定时段设定为短于第一时段的第二时段。
[0010]随着转速变得更高，控制器可以将第一时段设定为更长。
[0011]当在驾驶员正在操作加速器的状态接收到起动请求信号的情况下，控制器可以将预定时段设定为短于当在驾驶员没有正在操作加速器的状态接收到起动请求信号的情况下的预定时段。
[0012]当在车速高于预定值的状态接收到起动请求信号的情况下，控制器可以将预定时段设定为短于当在车速低于预定值的状态接收到起动请求信号的情况下的预定时段。
[0013]车辆可以能够通过在第一模式与第二模式之间切换而行驶，其中在第二模式下，比在第一模式下更强调行驶性能。在那种情况下，控制器可以将在设定第二模式的情况下的预定时段设定为短于在设定第一模式的情况下的预定时段。
[0014]本发明的第二方面涉及车辆的控制方法。控制方法包括:i)响应于发动机的起动请求信号而开动致动器，所述致动器将能够啮合第一齿轮的第二齿轮向上移动至第二齿轮啮合第一齿轮的位置，其中第一齿轮被连接到发动机的曲轴；ii)响应于在开动致动器之后经过预定时段而驱动电动机，电动机使第二齿轮旋转；以及iii)当用曲柄带动发动机时，基于接收到起动请求信号时驾驶员的操作状态以及车辆的状态来调整预定时段的长度。
[0015]根据以上特征，考虑到用户需求或车辆状态，能够在配备有怠速停止系统(起动-停止系统)的车辆中根据需要来调整发动机的起动时间。因此，能够执行满足用户需求的发动机起动操作。
【附图说明】
[0016]下面将参考附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优势，以及技术和工业重要性，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中:
[0017]图1是装配有根据实施例1的控制设备的车辆的总体框图；
[0018]图2是用于说明在使用图1的起动器的情况下，在正常发动机起动时的操作状态的时序图；
[0019]图3是用于说明实施例1中的由电子控制单元(ECU)执行的发动机的起动控制处理的细节的流程图；
[0020]图4是用于说明实施例2中的由ECU执行的发动机的起动控制处理的细节的流程图；
[0021]图5是用于说明实施例3中的由ECU执行的发动机的起动控制处理的细节的流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面将参考附图来说明本发明的实施例。在说明中，用相同的附图标记表示相同的部件。这些部件的命名和功能同样是相同的。于是，将不再重复它们的详细说明。
[0023]图1是配备有根据实施例1的控制设备的车辆10的总体框图。参考图1，车辆10被设置有发动机100、电池120、起动器200、控制设备(下文中被称为E⑶300)以及继电器RYU RY2。起动器200具有活塞210、电动机220、螺线管230、连接部分240、输出构件250以及小齿轮260。
[0024]发动机100产生用于使车辆10行驶的驱动力。发动机100的曲轴111通过由离合器、减震器等组成的动力传递设备160被连接到驱动轮170。
[0025]转速传感器115被设置在发动机100中。转速传感器115检测发动机100的转速NE，并且将检测结果输出至E⑶300。用于车速检测的车速传感器117被设置在驱动轮170附近。车速传感器117基于驱动轮170的旋转来检测车速，并且将相应的检测值sro输出至E⑶300。布置车速传感器117的位置不限于驱动轮170附近，并且车速传感器117可以被设置在从动轮(未示出)附近。例如，在基于发动机100的转速或减速比来间接地检测车速的情况下可以省略车速传感器117。
[0026]电池120是被配置为可充电和可放电的电力存储元件。电池120由蓄电池组成，诸如锂离子电池、镍氢电池或铅蓄电池。可以用诸如双电层电容器的电力存储单元来配置电池120。
[0027]电池120通过由E⑶300控制的继电器RYl和/或继电器RY2被连接到起动器200。通过闭合继电器RYl和/或继电器RY2，电池120将用于驱动的电源电压供应至起动器200。电池120的阴极被连接到车辆10的本体地(body earth)。
[0028]继电器RYl的一端被连接到电池120的阳极。继电器RYl的另一端被连接到起动器200中的螺线管230的一端。根据E⑶300的控制信号SEl控制的继电器RYl在从电池120到螺线管230提供电源电压和切断电源电压之间切换。
[0029]继电器RY2的一端被连接到电池120的阳极。继电器RY2的另一端被连接到起动器200的电动机220。根据E⑶300的控制信号SE2控制的继电器RY2在从电池120到电动机220提供电源电压和切断电源电压之间切换。
[0030]如上所述，能够分别通过继电器RYl和继电器RY2独立地控制到起动器200的螺线管230和电动机220的电源电压的供应。
[0031]例如，通过直花键等将输出构件250连接到电动机的转子的转轴(未示出)。小齿轮260被设置在输出构件250的一端，即在电动机220的对侧上。通过闭合继电器RY2，将电源电压从电池120供应至电动机220，因此后者旋转。于是，输出构件250将转子的旋转传输至小齿轮260，从而小齿轮260旋转。
[0032]螺线管230的一端被连接到继电器RYl。螺线管230的另一端被连接到本体地。当通过继电器RYl的闭合来激励螺线管230时，螺线管230使活塞210在箭头的方向上移动。也就是说，螺线管230和活塞210组成致动器232。
[0033]通过连接部分240将活塞210连接到输出构件250。连接部分240具有固定支点245?因此，输出构件250在与活塞210的操作方向相反的方向上移动。当激励螺线管230时，活塞210在箭头的方向上移动。因此，如图1中所示，使输出构件250从等待位置移动至小齿轮260与内啮合齿轮110的啮合位置。活塞210具有未示出的弹簧机构，使得通过在与图1中的箭头相反的方向上的力