用于起动车辆的方法和系统与流程

本说明书涉及用于起动包括带传动起动发电机的发动机的方法和系统。

背景技术：

一种车辆可能包括带传动起动发电机(bisg)以起动内燃发动机并对电池充电。bisg还可以在发动机正在操作(例如，燃烧燃料并旋转)时向发动机提供扭矩以增加传动系输出。bisg及其随附的电池的尺寸可以设计成在发动机停止在需要较大量的扭矩来使发动机沿正向旋转的位置时提供稳健的发动机起动并且实现足以使发动机在低温环境状况期间起动的转动起动速度。但是，对于一些发动机应用，这种bisg可能不具成本效益。因此，可能期望提供一种以减小的扭矩量起动发动机的方式，使得较小的bisg和电池可以在不具有大的多余扭矩容量的情况下可靠地起动发动机。

技术实现要素：

本文的发明人已经认识到上述问题并且已经开发了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：当在发动机中燃烧空气和燃料时使发动机曲轴沿正向旋转；响应于发动机停止，使发动机曲轴沿反向旋转到用于使发动机转动的扭矩超过带传动起动发电机(bisg)的预定输出扭矩时的曲轴位置；以及经由向bisg供应电流而保持发动机停止在所述曲轴位置。

通过使发动机曲轴沿与发动机燃烧燃料时发动机曲轴的旋转方向相反的反向旋转，可以提供使用具有较低输出扭矩容量的bisg和电池起动发动机的技术效果。特定地，发动机曲轴可以沿反向旋转，然后停止。一旦发出发动机起动请求，bisg就可以使发动机曲轴沿正向旋转以起动发动机。可以通过首先使发动机沿反向旋转来增加发动机曲轴角旋转距离，当发动机沿正向旋转时发动机在所述发动机曲轴角旋转距离施加较高压缩和摩擦损失。通过在使发动机旋转时在压缩和摩擦损失增加之前增加曲轴角旋转距离，可以使发动机达到更高的曲轴转速。使发动机以更高的转动起动速度旋转可以允许发动机的惯性帮助bisg使发动机旋转通过气缸的上止点压缩冲程，使得与发动机停止在气缸的上止点压缩冲程附近时相比，可以用更少的bisg扭矩起动发动机。

本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可以改善发动机起动稳健性。此外，所述方法可以通过经由具有较低的扭矩输出容量的bisg实现稳健的发动机起动，来降低系统成本。另外，可以以若干种可能有助于减少电力消耗的方式来实施所述方法。

在单独地或结合附图考虑时，本描述的上述优点和其他优点以及特征将从以下具体实施方式变得显而易见。

应当理解，上述发明内容的提供是为了以简化形式介绍对在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中所提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过单独或参考附图阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文所述的优点，在附图中：

图1是发动机的示意图；

图2是车辆传动系的示意图；

图3示出了根据图4的方法的示例性发动机操作序列；以及

图4示出了一种用于操作发动机的方法。

具体实施方式

本说明书涉及经由bisg起动发动机。具体地，本说明书涉及调整发动机停止位置并节省电力，使得可以提高起动发动机的可能性。此外，调整发动机停止位置可以经由具有较低输出扭矩容量的bisg实现稳健的发动机起动。发动机可以是图1所示的类型。发动机可以包括在图2所示类型的传动系中。发动机可以根据图3所示的序列停止和起动。发动机可以根据图4的方法操作。

参考图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，所述内燃发动机10包括多个气缸，其中一个气缸在图1中示出。控制器12从图1和图2所示的各种传感器接收信号，并且采用图1和图2中所示的致动器以基于所接收的信号和存储在控制器12的存储器中的指令来调整发动机和传动系操作。

发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述缸体包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36位于其中并且经由与曲轴40的连接来进行往复运动。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门都可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进气门52可以由气门激活装置59选择性地激活和停用。排气门54可以由气门激活装置58选择性地激活和停用。气门激活装置58和59可以是机电装置。可以经由压力传感器69来感测燃烧室30中的压力。

直接燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。进气道燃料喷射器67被示出为定位成将燃料喷射到气缸30的进气道中，这是本领域技术人员已知的进气道喷射。燃料喷射器66和67与由控制器12提供的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66和67。

另外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。任选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。由于节气门62的入口在增压室45内，因此增压室45中的压力可以被称为节气门入口压力。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以选择性地调整到完全打开与完全关闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12进行调整以允许排气选择性地绕过涡轮164，从而控制压缩机162的速度。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。

无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(uego)传感器126被示出为在三元催化剂70上游联接到排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以代替uego传感器126。

在一个示例中，催化剂70可以包括多个砖和三元催化剂涂层。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置(各自带有多个催化剂砖)。

控制器12在图1中被示为常规的微计算机，所述常规的微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示出为除了接收先前论述的那些信号之外还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，其包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)；联接到加速踏板130(例如，人/机接口)以用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134；联接到制动踏板150(例如，人/机接口)以感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器154；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(map)的测量值；来自大气压力传感器121的大气压力；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置；从传感器120进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器68的节气门位置的测量值。还可以感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，曲轴每旋转一转，发动机位置传感器118产生预定数量的等距脉冲，据此可以确定发动机转速(rpm)。

控制器12还可以接收来自人/机接口11的输入。起动发动机或车辆的请求可以经由人类生成并输入到人/机接口11。人/机接口11可以是触摸屏显示器、按钮、按键开关或其他已知的输入/输出装置。

在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来讲，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸底部并且处于其冲程结束(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)。

在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程结束且最靠近气缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(tdc)。在下文被称为喷射的过程中，将燃料引入到燃烧室中。在下文被称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到bdc。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转动力。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到tdc。应当注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。

图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括图1中所示的发动机10。动力传动系统200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动器控制器250。控制器可以通过控制器局域网(can)299进行通信。控制器中的每一个都可以向其他控制器提供信息，诸如动力输出限制(例如，受控装置或部件的不应超过的动力输出)、动力输入限制(例如，受控装置或部件的不应超过的动力输入)、受控装置的动力输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外，车辆系统控制器255可以向发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250提供命令，以实现基于车辆工况的驾驶员输入请求和其他请求。

例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车辆速度，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮动力或车轮动力水平来提供期望的车辆减速率。所请求的期望的车轮动力可以通过车辆系统控制器255从电机控制器252请求第一制动动力和从发动机控制器212请求第二制动动力来提供，第一动力和第二动力提供车轮216处的期望的传动系制动动力。车辆系统控制器255还可以经由制动器控制器250请求摩擦制动动力。因为制动动力使传动系和车轮旋转减慢，所以它们可以被称为负动力。正动力可以维持或加速传动系和车轮旋转。

在其他示例中，控制动力传动系统装置的划分可以不同于图2所示的划分。例如，单个控制器可以代替车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250。替代地，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250是独立的控制器。

在该示例中，动力传动系统200可以由发动机10和带传动起动发电机(bisg)219提供动力。发动机10可以经由bisg219起动。可以经由任选的bisg速度传感器203来确定bisg219的速度。bisg219也可以被称为电机、马达和/或发电机。此外，发动机10的动力可以经由诸如燃料喷射器、节气门等的动力致动器204来调整。电机控制器252可以经由命令逆变器276以发电机模式或马达模式操作bisg219。逆变器276可以将来自电能存储装置275的直流电(dc)转化成交流电(ac)以为bisg219供电。替代地，逆变器276可以将交流电转换成直流电以对电能存储装置275进行充电。

bisg219经由皮带231机械地联接到发动机10。bisg219可以联接到曲轴40或凸轮轴(例如，图1的51或53)。当经由电能存储装置275供应电力时，bisg219可以经由逆变器276作为马达操作。bisg219可以经由逆变器276作为发电机操作，从而向电能存储装置275供应电力。

发动机输出动力和bisg输出动力可以被传递到变矩器涡轮286，变矩器涡轮286将发动机动力输出到变速器输入轴270。变速器输入轴270将变矩器206机械地联接到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁路锁止离合器212(tcc)。当tcc被锁定时，动力从泵轮285直接传送到涡轮286。tcc由控制器12电操作。替代地，tcc可以被液压地锁定。在一个示例中，变矩器可以被称为变速器的部件。

当变矩器锁止离合器212完全脱离接合时，变矩器206经由变矩器涡轮286和变矩器泵轮285之间的流体传送将发动机动力传送到自动变速器208，从而实现动力倍增。相比之下，当变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出动力经由变矩器离合器直接传送到变速器208的输入轴270。替代地，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，从而使得能够调整直接传递到变速器的动力的量。变速器控制器254可以被配置成通过响应于各种发动机工况或者根据基于驾驶员的发动机操作请求来调整变矩器212传递的动力的量。

变矩器206还包括泵283，泵283对流体加压以操作前进离合器210和挡位离合器211。泵283经由泵轮285驱动，泵轮285以与发动机曲轴40相同的速度旋转。

自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1至10)211和前进离合器210。自动变速器208是固定齿轮比变速器。替代地，变速器208可以是具有模拟固定齿轮比变速器和固定齿轮比的能力的无级变速器。挡位离合器211和前进离合器210可以选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比。通过经由换挡控制电磁阀209调整供应到离合器的流体，可以使挡位离合器211接合或脱离。来自自动变速器208的动力输出也可以经由输出轴260传递到车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可以在将输出驱动动力传递到车轮216之前，响应于车辆行驶状况在输入轴270处传递输入驱动动力。变速器控制器254选择性地激活或接合tcc212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器还选择性地停用或脱离tcc212、挡位离合器211和前进离合器210。

此外，可以通过接合摩擦车轮制动器218将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，摩擦车轮制动器218可以响应于人类驾驶员将他们的脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合。此外，制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255发出的信息和/或请求而施加制动器218。以相同的方式，通过响应于人类驾驶员从制动踏板释放他们的脚、制动器控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息而脱离车轮制动器218，可以减小对车轮216的摩擦力。例如，作为自动发动机停止程序的一部分，车辆制动器可以经由控制器250向车轮216施加摩擦力。

响应于使车辆225加速的请求，车辆系统控制器可以从加速踏板或其他装置获得驾驶员需求动力或动力请求。车辆系统控制器255然后将所请求的驾驶员需求动力的一部分分配给发动机，并将剩余部分分配给bisg219。车辆系统控制器255从发动机控制器12请求发动机动力并且从电机控制器252请求bisg动力。如果bisg动力加上发动机动力小于变速器输入动力限制(例如，不应超过的阈值)，则将动力输送到变矩器206，变矩器206然后将所请求的动力的至少一部分传递到变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可以基于输入轴动力和车辆速度的换挡计划和tcc锁止计划而选择性地锁定变矩器离合器212并经由挡位离合器211接合挡位。在一些状况下，当可能期望对电能存储装置275充电时，可以在存在非零驾驶员需求动力的同时请求充电或再生功率(例如，负bisg功率)。车辆系统控制器255可以请求增加发动机功率来克服充电功率以满足驾驶员需求动力。

响应于使车辆225减速的请求，车辆系统控制器255可以基于车辆速度和制动踏板位置提供负的期望的车轮动力(例如，期望的或请求的动力传动系统车轮动力)。车辆系统控制器255然后将负的期望车轮动力的一部分分配给bisg219和发动机10。车辆系统控制器还可以将所请求的制动动力的一部分分配给摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动车轮动力)。另外，车辆系统控制器可以向变速器控制器254通知车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于唯一换挡计划来变换挡位211，以提高再生效率。发动机10和bisg219可以向变速器输入轴270供应负动力，但是由bisg219和发动机10提供的负动力(例如从传动系吸收的动力)可以由变速器控制器254限制，变速器控制器254输出变速器输入轴负动力限制(例如，不应超过的阈值)。此外，车辆系统控制器255或电机控制器252可以基于电能存储装置275的工况来限制bisg219的负动力(例如，被约束到小于负动力阈值)。由于变速器或bisg限制而不能由bisg219提供的期望的负车轮动力的任何部分可以被分配给发动机10和/或摩擦制动器218，使得期望的车轮动力通过经由摩擦制动器218、发动机10和bisg219的负动力(例如，吸收的动力)的组合来提供。

因此，对各种动力传动系统部件的动力控制可以由车辆系统控制器255来监视，其中经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250来提供对发动机10、变速器208、bisg219和制动器218的本地动力控制。

作为一个示例，可以通过通过控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门开度和/或气门正时、气门升程和增压调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合来控制发动机动力输出。在柴油发动机的情况下，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机动力输出。可以通过在发动机产生的动力不足以使发动机旋转的情况下使发动机旋转来提供发动机制动动力或负发动机动力。因此，发动机可以经由在燃烧燃料的同时以及在一个或多个气缸停用(例如，不燃烧燃料)的情况下，或者在全部气缸停用的情况下以及在使发动机旋转的同时以低动力操作来产生制动动力。可以经由调整发动机气门正时来调整发动机制动动力的量。可以调整发动机气门正时以增加或降低发动机压缩功。此外，可以调整发动机气门正时以增加或降低发动机膨胀功。在所有情况下，可以在逐缸的基础上执行发动机控制以控制发动机动力输出。

电机控制器252可以通过调整流入和流出bisg的磁场和/或电枢绕组220的电流来控制来自bisg219的动力输出和电能产生，如本领域中已知的。

变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由对来自位置传感器271的信号求微分或者对预定时间间隔内已知角距离脉冲的数量进行计数来将变速器输入轴位置转换成输入轴速度。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。替代地，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可以对预定时间间隔内的轴位置脉冲进行计数，以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254还可以对变速器输出轴速度求微分以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器12和车辆系统控制器255还可以从传感器277接收另外的变速器信息，所述传感器277可以包括但不限于泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、bisg温度传感器和bisg温度、换挡杆传感器和环境温度传感器。变速器控制器254还可以从换挡选择器290(例如，人/机接口装置)接收所请求的挡位输入。换挡杆可以包括用于挡位1至n(其中n是高挡位号)、d(驱动)和p(驻车)的位置。

制动器控制器250经由车轮速度传感器221接收车轮速度信息并且从车辆系统控制器255接收制动请求。制动器控制器250还可以直接地或通过can299从图1所示的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮动力命令来提供制动。制动器控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动，以改善车辆制动和稳定性。因此，制动器控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮动力限制(例如，不应超过的负车轮动力阈值)，使得负bisg动力不会导致超过车轮动力限制。例如，如果控制器250发出10n-m的负车轮动力限制，则调整bisg动力以在车轮处提供小于10n-m(例如，9n-m)的负动力，其包括考虑变速器齿轮传动。

因此，图1和图2的系统提供了一种系统，所述系统包括：发动机，其包括带传动起动发电机(bisg)和曲轴；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于经由bisg响应于发动机停止而向发动机提供预定量的扭矩，从而使发动机沿反向旋转，所述bisg使发动机曲轴沿反向旋转到用于使发动机旋转的扭矩超过预定量的扭矩时的曲轴位置。所述系统还包括用于在发动机停止沿反向旋转之后根据气缸中的压力来减小bisg的扭矩的附加指令。所述系统还包括用于经由bisg使发动机曲轴沿正向旋转的附加指令。所述系统还包括用于使所述发动机自动停止的附加指令。所述系统包括预定量的扭矩足以使发动机沿反向旋转的位置。

在另一种表示中，图1和图2的系统可以提供一种系统，所述系统包括：发动机，其包括带传动起动发电机(bisg)；以及控制器，其包括：存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于经由bisg响应于发动机停止而向发动机提供预定量的扭矩，从而使发动机沿反向旋转；用于在使发动机沿反向旋转的同时响应于使发动机转动起动的请求而使发动机沿正向旋转的指令；以及用于使发动机保持在其中在使发动机沿反向旋转之后发动机停止的曲轴位置的指令，所述预定量的扭矩为非零且不足以使发动机旋转超过发动机气缸的上止点压缩冲程。所述系统还包括用于根据气缸中的压力来减小bisg的扭矩的附加指令。所述系统包括经由bisg使发动机沿正向和反向旋转的位置。所述系统还包括用于使所述发动机自动停止的附加指令。所述系统包括预定量的扭矩足以使发动机沿反向旋转的位置。

现在参考图3，示出了根据图4的方法以及图1和图2的系统的预示性发动机操作序列的曲线图。曲线图在时间上对准并且同时发生。t0至t4处的竖直线示出了感兴趣的特定时间处的事件。所述发动机操作序列是针对点火顺序为1-3-4-2的四缸四冲程发动机。每个曲线图的每个水平轴线被示出为参考相应气缸的冲程，除了时间t2和时间t4之间以外，其被示为时间。

从图3的顶部起的第一曲线图是发动机曲轴旋转方向相对于时间的曲线图。当迹线302处于由“正向”指示的较高水平时，发动机曲轴沿正向旋转(例如，从发动机正面看时为顺时针方向)。当迹线302处于由“反向”指示的较低水平时，发动机曲轴沿反向旋转(例如，从发动机正面看时为逆时针方向)。当迹线302处于由“停止”指示的中间水平时，发动机曲轴是静止的。迹线302表示发动机曲轴旋转方向状态。

从图3的顶部起的第二曲线图是发动机起动请求状态相对于时间的曲线图。当迹线304在竖直轴线箭头附近处于较高水平时，发动机起动请求被断言。当迹线304处于较高水平时，发动机正在起动或已经在运行。当迹线304在水平轴线附近处于较低水平时，发动机起动请求不被断言。迹线304表示发动机起动请求状态。

从图3的顶部起的第三曲线图是发动机停止请求状态相对于时间的曲线图。当迹线306在竖直轴线箭头附近处于较高水平时，发动机停止请求被断言。当迹线306处于较高水平时，发动机正在停止或已经停止。当迹线306在水平轴线附近处于较低水平时，发动机停止请求不被断言。迹线306表示发动机停止请求状态。

从图3的顶部起的第四曲线图是1号气缸中的压力相对于时间的曲线图。1号气缸中的压力沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示1号气缸的冲程，并且沿水平轴线的小竖直线表示1号气缸的上止点和下止点位置，除了时间t2和t4之间以外，其表示为时间。迹线308表示1号气缸中的压力。

从图3的顶部起的第五曲线图是2号气缸中的压力相对于时间的曲线图。2号气缸中的压力沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示2号气缸的冲程，并且沿水平轴线的小竖直线表示2号气缸的上止点和下止点位置，除了时间t2和t4之间以外，其表示为时间。迹线310表示2号气缸中的压力。

从图3的顶部起的第六曲线图是3号气缸中的压力相对于时间的曲线图。3号气缸中的压力沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示3号气缸的冲程，并且沿水平轴线的小竖直线表示3号气缸的上止点和下止点位置，除了时间t2和t4之间以外，其表示为时间。迹线312表示3号气缸中的压力。

从图3的顶部起的第七曲线图是4号气缸中的压力相对于时间的曲线图。4号气缸中的压力沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示4号气缸的冲程，并且沿水平轴线的小竖直线表示4号气缸的上止点和下止点位置，除了时间t2和t4之间以外，其表示为时间。迹线314表示4号气缸中的压力。

从图3的顶部开始的第八曲线图是bisg电流相对于时间的曲线图。bisg电流在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。迹线316表示bisg电流。

在时间t0，如由发动机起动请求被断言所指示的，发动机正在操作(例如，正在旋转和燃烧燃料)。发动机正在沿正向旋转，并且发动机停止请求未被断言。气缸1至4中的压力在相应气缸的压缩冲程期间增加，而在相应气缸的膨胀冲程期间减小。bisg电流为零以指示bisg不在发电机或马达模式下操作。

在时间t1，发动机停止请求被断言并且发动机起动请求被撤回。发动机继续沿正向旋转，并且bisg电流保持为零。气缸压力反映发动机气缸中的压力。

在时间t1和时间t2之间，发动机气缸中的燃烧停止并且气缸中的压力减小。发动机继续沿正向旋转，并且发动机停止请求保持被断言。发动机起动请求未被断言。bisg电流保持为零。

在时间t2，发动机停止并且此后不久，其经由bisg沿反向旋转，使得发动机重新起动之前的最终发动机停止位置与当使发动机沿正向旋转时到达其上止点压缩冲程的下一个气缸之间的曲轴角度距离增加。增加的曲轴距离可以允许bisg将发动机加速到更高的速度，使得可以使用发动机的惯性来使发动机旋转通过下一个气缸的上止点压缩冲程。在该示例中，发动机在1号气缸的膨胀或动力冲程(其是3号气缸的压缩冲程)期间停止。当发动机首次停止时，2号气缸处于其排气冲程，并且4号气缸处于其进气冲程。

在时间t2和时间t3之间，通过bisg向发动机施加预定量的扭矩而使发动机沿反向旋转。可以根据大气压力来调整预定量的扭矩，使得可以使发动机停止位置受到大气压力的影响较小。此外，可以限制或防止用于使发动机旋转的bisg扭矩超过阈值扭矩量(例如，用于使发动机旋转通过气缸的上止点压缩的扭矩量，诸如使发动机从上止点压缩冲程之后的20曲轴度数旋转到当使发动机沿反向旋转时的上止点压缩冲程之前的20曲轴度数)，使得在使发动机沿反向旋转时不会消耗过多的电能。

由于当使发动机沿反向旋转时发动机朝向1号气缸的上止点压缩冲程旋转，所以1号气缸中的压力增加。由于当使发动机沿反向旋转时发动机远离3号气缸的上止点压缩冲程旋转，所以3号气缸中的压力减小。发动机保持在用于使发动机曲轴旋转的扭矩刚好超过由bisg施加到发动机曲轴的预定量的扭矩的曲轴位置。随着1号气缸中的压力减小，bisg扭矩逐渐减小，这允许发动机曲轴保持静止，同时bisg电能消耗降低。

在时间t3，1号气缸中的压力减小到小于气缸中的压力可能导致发动机曲轴旋转时的阈值压力。响应于1号气缸中的压力小于气缸中的压力可能导致发动机曲轴旋转时的阈值压力，而将供应给bisg的电流量减小到零。通过减小bisg电流，可以减少bisg的能量消耗。在时间t2和时间t3之间，发动机曲轴保持停止并且发动机起动请求未被断言。此外，bisg电流为零，并且气缸压力在时间t2和时间t3之间下降。

在时间t3，发出发动机起动请求并且发动机停止请求被撤回。响应于发动机起动请求，bisg电流增加，并且bisg开始使发动机曲轴沿正向旋转。在时间t3之后，气缸压力开始上升，并且发动机开始燃烧空气和燃料。当发动机起动时，bisg电流减小。

以这种方式，发动机可以以节省电能的方式沿反向旋转。此外，通过使发动机沿反向旋转，在第一次上止点压缩冲程之前的转动起动持续时间可以增加，使得可以应用发动机的惯性来使发动机旋转通过气缸的最接近其在发动机起动的发动机转动起动开始时的上止点压缩冲程的上止点压缩冲程(例如，发动机起动期间的最大压缩扭矩)。

现在参考图4，示出了用于操作发动机以减小bisg输出扭矩要求的方法的流程图。图4的方法可以并入到图1和图2的系统中并且可以与图1和图2的系统协作。此外，图4的方法的至少部分可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令并入，而所述方法的其他部分可以经由控制器变换现实世界中的装置和致动器的操作状态来执行。当图1的发动机10正在操作(例如，燃烧燃料并旋转)时，可以执行方法400。

在402处，方法400确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于车辆速度、发动机转速、发动机温度、电能存储装置的荷电状态(soc)和加速踏板位置。方法400前进到404。

在404处，方法400判断是否存在发动机停止请求。可以经由人类驾驶员来产生发动机停止，或者替代地，可以响应于车辆工况且在没有来自人类驾驶员的输入来经由具有唯一的起动和停止发动机的用途的专用输入(例如，钥匙开关或按钮)来使发动机停止的情况下，经由控制器12自动产生发动机停止请求。响应于驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩，可以经由控制器12自动产生使发动机停止的请求。此外，可能需要其他状况来自动请求发动机停止(例如，电池荷电状态大于阈值)。如果方法400判断请求了发动机停止，则答案为是，并且方法400前进到406。此外，可以停止向发动机进行燃料输送和火花输送来使发动机停止。如果方法400判断发动机停止未被请求，则答案为否，并且方法400前进到430。

在430处，方法400响应于车辆工况来命令发动机、bisg和tcc，所述车辆工况包括但不限于如本领域中已知的加速踏板位置、车辆速度、接合的变速器齿轮和电池荷电状态。方法400前进到退出。

在406处，方法400判断发动机是否停止。在一个示例中，如果发动机曲轴位置没有改变，则方法400判断发动机停止。如果方法400判断发动机停止，那么答案为是，并且方法400前进到408。否则，方法400返回到406。

在408处，方法400经由从bisg向发动机曲轴施加预定扭矩来使发动机沿反向旋转。替代地，方法400可以经由从bisg向发动机曲轴施加高达但不超过预定扭矩的扭矩来使发动机沿反向旋转。可以根据大气压力来调整预定量的扭矩，使得可以使发动机停止位置受到大气压力的影响较小。例如，预定量的扭矩可以随着大气压力的增加而增加，并且预定量的扭矩可以随着大气压力的减小而减小。当发动机在更高的高度下操作时，这可以允许bisg施加较小的力，从而节省电力。另外，可以限制或防止用于使发动机旋转的bisg扭矩超过阈值量的扭矩，使得在使发动机沿反向旋转时不消耗过多的电力。在用于使发动机转动的扭矩小于由bisg施加到发动机曲轴的预定扭矩的同时，发动机沿反向旋转方向旋转。替代地，发动机可以沿反向旋转，直到在440处提到的预定状况发生。因此，一旦用于使发动机曲轴转动的扭矩超过经由bisg输出的扭矩，则用于使发动机转动的扭矩可以防止bisg沿反向进一步旋转。方法400前进到410。

在410处，方法400判断bisg是否将发动机保持在使发动机转动的扭矩超过经由bisg施加到发动机曲轴的扭矩的曲轴位置。在一个示例中，方法400可以判断bisg将发动机保持在用于使发动机转动的扭矩超过已经自动地使发动机停止时经由bisg施加到发动机曲轴的扭矩的曲轴位置。在一个示例中，方法400可以判断bisg没有将发动机保持在用于使发动机转动的扭矩超过当发动机已经经由人类驾驶员停止时经由bisg施加到发动机曲轴的扭矩的曲轴位置，并且电池的荷电状态大于阈值，因为电池可能具有足够的功率来使发动机转动起动并实现更快的起动。bisg可以通过向发动机曲轴施加保持扭矩来保持发动机停止位置，将保持扭矩施加到发动机曲轴可以通过在发电机模式下操作bisg并向发动机曲轴供应再生扭矩或在马达模式下操作bisg并向发动机曲轴供应正扭矩来实现。如果方法400判断保持发动机曲轴停止位置，那么答案为是，并且方法400前进到412。否则，答案为否，并且方法400前进到440。

在440处，当满足预定状况时，方法400使发动机旋转停止。方法400可以以预定的曲轴角度(例如，相对于将通过使发动机沿反向旋转遇到的下一上止点压缩冲程的绝对曲轴角度)停止发动机旋转。在一些示例中，方法400可以在气缸中的压力减小之后停止发动机曲轴的反向旋转，然后在气缸压力减小之后立即开始增加。通过响应于自bisg在最近一次发动机停止后开始使发动机转动起动以来的时间量来停止发动机旋转，可以通过不过度运用bisg来到达特定的发动机位置来节省电力，同时仍提高起动发动机的可能性。在另一个示例中，方法400可以在发动机转速已经恒定或增加并且然后开始减小之后停止发动机曲轴的反向旋转。通过响应于发动机曲轴旋转速度停止发动机旋转，可以通过不过度运用bisg来达到特定的发动机位置而不必确定气缸压力来节省电力，同时仍提高起动发动机的可能性。在另一个示例中，方法400可以在发动机自最近一次发动机停止以来已经沿反向旋转了预定的时间量之后停止发动机曲轴的反向旋转。通过响应于气缸压力停止发动机旋转，可以通过不过度运用bisg来到达特定的发动机位置而不必知道bisg转速和气缸压力来节省电力，同时仍提高起动发动机的可能性。在又一个示例中，当用于使发动机曲轴旋转的bisg扭矩的量相对于发动机停止之后最初施加以使发动机反向旋转的bisg扭矩增加了预定的百分比以上时，方法400可以停止发动机曲轴的反向旋转。通过响应于bisg扭矩的变化停止发动机旋转，可以通过不监视时间、气缸压力和bisg转速来节省电力，同时仍提高起动发动机的可能性。可以通过停止向bisg供应电能来停止发动机曲轴旋转。

在440处，bisg不保持发动机曲轴位置。而是，发动机曲轴可以在bisg由于一个或多个发动机气缸中的压力而停止向发动机供应扭矩之后旋转。然而，如果停止使发动机沿反向旋转的预定状况是使得气缸压力低，则在bisg经由停止流向bisg的电流而停止向发动机曲轴供应扭矩之后的发动机旋转可能很小。方法400前进到418。

在412处，方法400判断是否请求发动机转动起动(例如，当发动机不在其自身动力下旋转时，通过经由bisg供应的扭矩使发动机曲轴旋转)。可以经由人类驾驶员请求发动机转动起动。替代地，可以响应于车辆工况且在不需要至专用发动机起动/停止请求装置(例如，钥匙开关或按钮)的输入的情况下，而经由控制器12自动请求发动机转动起动。如果方法400判断请求了发动机转动起动，那么答案为是，并且方法400前进到422。否则，答案为否，并且方法400前进到414。

在414处，方法400将发动机曲轴保持在发动机曲轴在发动机反向旋转之后立即停止旋转的位置。发动机的反向旋转可以在用于使发动机沿反向旋转的扭矩超过bisg施加到发动机曲轴的预定量的扭矩时停止。可以经由将马达模式切换到发电机模式并向发动机曲轴供应再生扭矩或经由在以马达模式操作时继续向发动机曲轴供应正扭矩，来将发动机曲轴保持在适当的位置。电流供应给bisg，以将发动机曲轴保持在适当的位置。

施加到发动机曲轴的保持电流的量可以根据一个或多个发动机气缸中的压力而减小。例如，随着气缸中的压力减小，可以减小将发动机曲轴保持在其适当位置的电流。在一个示例中，施加气缸中的压力以索引或参考以经验确定的bisg电流值表。所述表或函数输出bisg保持电流，所述bisg保持电流随一个或多个发动机气缸中的压力的减小而减小。通过减小bisg电流，可以节省电能，同时可以保持发动机停止位置。所述表或函数中的值可以经由使发动机停止在各个位置并逐渐降低bisg电流直到发动机开始运行为止来确定。所述表或函数可能填充有防止发动机曲轴旋转的最低bisg电流水平。方法400前进到416。

在416处，方法400判断一个或多个发动机气缸(例如，处于其膨胀或动力冲程的气缸)中的压力是否小于阈值压力。如果是，则答案为是，并且方法400前进到418。否则，答案为否并且方法400返回到412。

替代地或另外，方法400可以判断自发动机最近停止沿反向旋转以来是否已经经过预定量的时间。如果是，则答案为是，并且方法400前进到418。否则，答案为否并且方法400返回到412。

在其他示例中，方法400可以在将发动机的曲轴保持在停止位置的同时判断由bisg施加到发动机曲轴的扭矩的量是否小于预定阈值。如果是，则答案为是，并且方法400前进到418。否则，答案为否并且方法400返回到412。

在418处，方法400通过停止向bisg供应电流来停用bisg。方法400前进到420。

在420处，方法400判断是否请求发动机转动起动。可以经由人类驾驶员请求发动机转动起动。替代地，可以响应于车辆工况且在不需要至专用发动机起动/停止请求装置(例如，钥匙开关或按钮)的输入的情况下，自动请求发动机转动起动。如果方法400判断请求了发动机转动起动，那么答案为是，并且方法400前进到422。否则，答案为否，并且方法400返回到420。

在422处，方法400通过向bisg供应电流来激活bisg，并且bisg开始使发动机沿正向旋转。此外，向发动机供应火花和燃料，使得可以起动发动机。方法400前进到退出。

以此方式，发动机曲轴度数可以在发动机在停止之后首先从沿正向开始旋转的曲轴角度与在发动机沿反向旋转之后发动机的第一气缸到达上止点压缩冲程的曲轴角之间增加。通过增加实际的总的曲轴度数，可以提高经由bisg起动发动机的可能性。

因此，图4的方法提供了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：当在发动机中燃烧空气和燃料时，使发动机曲轴沿正向旋转；响应于发动机停止，使发动机曲轴沿反向旋转到用于使发动机转动的扭矩超过带传动起动发电机(bisg)的预定输出扭矩时的曲轴位置；以及经由向bisg供应电流来保持发动机停止在所述曲轴位置。所述方法包括：其中预定输出扭矩是当使发动机沿反向旋转时不足以使发动机旋转通过发动机的气缸的上止点压缩冲程的扭矩。所述方法还包括响应于大气压力来调整预定输出扭矩。所述方法包括：其中调整预定输出扭矩包括响应于大气压力增加而增加预定输出扭矩。

所述方法包括：其中调整预定输出扭矩包括响应于大气压力减小而减小预定输出扭矩。所述方法还包括经由带传动起动发电机使发动机沿正向旋转以起动发动机。所述方法还包括根据发动机气缸中的压力来调整供应给bisg的电流。所述方法包括：其中保持发动机停止在所述曲轴位置包括将发动机保持在所述曲轴位置持续预定的时间量。

图4的方法提供了一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：当在发动机中燃烧空气和燃料时使发动机沿正向旋转；响应于发动机停止，使发动机经由带传动起动发电机(bisg)沿反向旋转到满足预定状况的曲轴位置；以及响应于满足预定状况，根据发动机气缸中的压力来减小供应给bisg的电流。所述方法包括：其中所述预定状况是用于使发动机转动的扭矩超过带传动起动发电机的预定输出扭矩。所述方法包括：其中预定输出扭矩是不足以使发动机旋转通过发动机气缸的上止点压缩冲程的扭矩。所述方法还包括经由带传动起动发电机使发动机沿正向旋转以起动发动机。所述方法包括：其中所述预定状况是发动机处于预定曲轴位置。所述方法包括：其中所述预定状况是自开始使发动机沿反向旋转以来的时间量超过阈值。所述方法包括：其中所述预定状况是气缸中的压力增加。

注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以结合各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文中公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一者或多者，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示序列执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述才提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能的至少一部分可以通过图形表示要编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。当通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合一个或多个控制器执行指令来执行所描述的动作时，控制动作还可以改变物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。

以下是对本说明书进行的总结。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员对本说明书的阅读将想到许多改变和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置操作的单缸、i3、i4、i5、v6、v8、v10和v12发动机可以使用本说明书来获益。

根据本发明，一种发动机操作方法包括：当在发动机中燃烧空气和燃料时，使发动机曲轴沿正向旋转；响应于发动机停止，使发动机曲轴沿反向旋转到用于使发动机转动的扭矩超过带传动起动发电机(bisg)的预定输出扭矩时的曲轴位置；以及经由向bisg供应电流来保持发动机停止在所述曲轴位置。

根据一个实施例，所述预定输出扭矩是不足以使发动机旋转通过发动机气缸的上止点压缩冲程的扭矩。

根据一个实施例，本发明的特征还在于，响应于大气压力而调整预定输出扭矩。

根据一个实施例，调整所述预定输出扭矩包括响应于大气压力增加而增加所述预定输出扭矩。

根据一个实施例，调整所述预定输出扭矩包括响应于大气压力减小而减小预定输出扭矩。

根据一个实施例，本发明的特征还在于经由皮带/集成式起动机/发电机使发动机沿正向旋转以起动发动机。

根据一个实施例，本发明的特征还在于根据发动机气缸中的压力来调整供应给bisg的电流。

根据一个实施例，保持发动机停止在所述曲轴位置包括将发动机保持在所述曲轴位置持续预定的时间量。

根据本发明，一种发动机操作方法包括：当在发动机中燃烧空气和燃料时使发动机沿正向旋转；响应于发动机停止，使发动机经由带传动起动发电机(bisg)沿反向旋转到满足预定状况的曲轴位置；以及响应于满足预定状况，根据发动机气缸中的压力来减小供应给bisg的电流。

根据一个实施例，所述预定状况是用于使发动机转动的扭矩超过带传动起动发电机的预定输出扭矩。

根据一个实施例，所述预定输出扭矩是不足以使发动机旋转通过发动机气缸的上止点压缩冲程的扭矩。

根据一个实施例，本发明的特征还在于经由皮带/集成式起动机/发电机使发动机沿正向旋转以起动发动机。

根据一个实施例，所述预定状况是发动机处于预定曲轴位置。

根据一个实施例，所述预定状况是自开始使发动机沿反向旋转以来的时间量超过阈值。

根据一个实施例，所述预定状况是气缸中的压力增加。

根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：发动机，其包括带传动起动发电机(bisg)和曲轴；以及控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令用于经由bisg响应于发动机停止而向发动机提供预定量的扭矩，从而使发动机沿反向旋转，所述bisg使发动机曲轴沿反向旋转到用于使发动机旋转的扭矩超过预定量的扭矩时的曲轴位置。

根据一个实施例，本发明的特征还在于在发动机停止沿反向旋转之后根据气缸中的压力来减小bisg的扭矩的附加指令。

根据一个实施例，本发明的特征还在于用于经由bisg使发动机曲轴沿正向旋转的附加指令。

根据一个实施例，本发明的特征还在于使所述发动机自动停止的附加指令。

根据一个实施例，所述预定量的扭矩足以使发动机沿反向旋转。