内燃机启动的控制方法
【专利说明】内燃机启动的控制方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年10月29日提交的第13/662, 869号美国专利申请的优先权， 该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0003] 具有用于内燃发动机的启停系统的车辆允许启动的内燃机被关闭W例如节省燃 料，W及被重启W例如达到驱动扭矩需求。由于车辆的启动和重启条件可W随着车辆的最 近和当前使用广泛地变化，传统的启动系统和方法会导致不期望的效应，例如过度的启动 持续时间、噪声、或当发动机启动或重启时的振动。虽然已经提出了多种方来解决该些问 题，但是本领域中仍然需要进一步的技术进步。
【发明内容】
[0004] 本文公开的一个实施方式包括用于在各种车辆条件下启动内燃机的特有系统和 方法，同时最小化在驾驶舒适性、车辆操作和车辆的操作部件方面的瞬时效应。在一种应用 中，该系统和方法在混合车辆中采用，然而在非混合车辆中的应用也是可W被预期的。
[0005] 在一个实施方式中，公开了用于启动车辆的发动机启动系统和技术。基于车辆的 操作者输入和操作参数，从存储在车辆的控制器的存储器中的多个启动曲线中选择启动曲 线。启动器马达被命令W调节内燃机的速度，W在发动机的启动过程中基本符合于目标速 度曲线。瞬时发动机速度在启动过程中被确定，并且与目标速度曲线相比较，W利用启动器 马达提供发动机速度的反馈控制，从而在启动持续时间中实际发动机速度基本符合于目标 速度曲线的速度。当达到了目标速度曲线的目标速度时，向发动机提供燃料W完成启动。
[0006] 通过下文的描述和附图，进一步的实施方式、形式、目标、特征、优点、方面和益处 将变得明显。
【附图说明】
[0007] 图1是具有内燃机的车辆的一个实施方式的示意图。
[000引图2是针对在传统发动机启动过程中的发动机速度和启动扭矩的曲线图。
[0009] 图3是示出了用于启动图1的内燃机的目标速度曲线的特征的图形。
[0010] 图4是示出了用于启动图1的具有不同特征的内燃机的多个目标速度曲线的图 形。
[0011]图5是用于启动图1的车辆的内燃机的控制系统架构的示意图。
[0012] 图6是功能性地执行用于启动图1的车辆的内燃机的特定操作的控制器的示意性 视图。
【具体实施方式】
[0013] 为了促进对本发明原理的理解，下面将参照附图中示出的实施方式并使用具体的 语言描述该些实施方式。然而应理解，并不打算对本发明的范围进行任何限制。对于本发 明相关领域的技术人员来说，所描述的实施方式的任何改变和进一步的修改，W及本文中 描述的本发明原理的其他应用都被认为是通常能够想到的。
[0014] 参照图1，示例性系统100包括具有动力系统的车辆102,该动力系统具有带进气 口和排气口（未示出）的内燃机108。动力系统还包括诸如被禪接至输出轴106的电动发 电机（M/G) 110的机电装置。在示出的实施方式中，动力系统包括并联混合布局，从而发动 机108和M/G110中之一或二者可W提供扭矩W使得输出轴106旋转。此外，M/G110可W 在特定重启条件中作为启动器马达W启动发动机108,例如从电驱动模式转换至发动机驱 动模式或混合驱动模式。其它实施方式预期了其它的混合布局，W及非混合的和/或缺少 用于提供扭矩W使得轴106旋转的M/G110的布局。发动机108可W是本领域中已知的任 何类型的内燃机。在一些应用中，内燃机108可W是柴油发动机，虽然汽油发动机和使用任 何类型燃料操作的发动机也是被预期的。在图1的示例中，发动机108和M/G110通过输 出轴106禪接至驱动轴和传动装置104,该传动装置104被设置为响应于驱动扭矩需求，将 驱动扭矩传递至一个或多个驱动轮（未示出）。
[0015] 系统100还包括被禪接至具有变速箱122的输出轴106的启动器120。启动器120 包括启动器马达，该启动器马达可操作W向输出轴106提供启动扭矩W使输出轴106旋转， 并且，因此使发动机108旋转至足够的速度从而发动机108的燃料可W发起发动机108的 燃烧和启动。发动机108被禪接至交流发电机124,该交流发电机124电连接至低电压储能 装置126。低电压储能装置126电连接至包括启动器120的低压电负载128。低电压储能 装置126向启动器120提供电力，从而在至少一些启动条件中发起发动机108的启动。在 其它实施方式中，启动器120和交流发电机124被组合为单个装置。虽然未示出，DC-DC转 换器、电力电子W及其它电气部件可W被提供，W在低电压储能装置126、交流发电机124、 启动器120和其它低电压负载之间建立电气连接。
[0016] 系统100还包括选择性禪接至驱动轴106并且进一步禪接至高压电能存储装置 114的发电机。图1中的发电机包括M/G110作为电动马达/发电机。如本文中所使用的， M/G指的是一个或多个机电装置，该一个或多个机电设备各自包括马达W向车轮提供扭矩 或向输出轴106提供其它扭矩，例如W重启发动机108。M/G110可W包括与其结合的发电 机，或者发电机可W被提供为独立于马达的独立装置。高压电能存储装置114电连接至M/ G110W存储由M/G110生成的电，或者在其它实施方式中，电连接至作为独立装置的发电 机。高压电能存储装置114可W是诸如裡离子电池、铅酸电池、镶金属氨电池W及能够存储 电能的任何其它装置的电化学装置。在某些实施方式中，能量可W被非电地，例如在高性能 飞轮中、在压缩空气罐中和/或通过高容量弹黃的偏转存储。当能量被电气存储时，任何高 压电能存储装置114在此被预期，包括高-电容和/或超-电容。虽然未示出，DC-DC转换 器、电力电子和其它电气部件可W被提供W在高压电能存储装置114、M/G110、低压储能装 置126和其它高压负载之间建立电连接。
[0017] 发动机108和M/G110利用第一离合器118连接，该第一离合器118可选择地接 合，朗尋由发动机108生成的驱动扭矩传输至M/G110和/或驱动轴106,W及将扭矩从M/ G110传输至发动机108。在某些实施方式中，系统100包括驱动轴106,通过传动装置104 将动力系统机械地禪接至车辆驱动轮。在一个实施方式中，传动装置104包括变速箱W及 驱动地结合从M/G110延伸的轴106的第二离合器（未示出）。例如，第二离合器可W提供 有自动手动传动装置（AMT)。在其它实施方式中，传动装置104包括手动离合器，或者为不 包括离合器的自动传动装置。其它实施方式预期输出轴106和传动装置104之间的任何适 合的禪接布局，从而发动机108和/或M/G110能够向车轮提供驱动扭矩。
[0018] 系统100包括电连接至控制器130的发动机速度输入的发动机速度传感器134。 发动机速度传感器134可被操作W感测发动机108的瞬时旋转速度，并且产生指示发动机 旋转速度的发动机速度信号。在一个实施方式中，传感器134是霍尔效应传感器，其可被操 作W通过感测形成在齿轮或音轮上多个等角度间隔开的齿的通道确定发动机速度。可替代 地，发动机速度传感器134可W是可如上所述进行操作的任何其它已知的传感器，包括但 不仅限于可变磁阻传感器等。在某些实施方式中，系统100包括检测机轴的当前位置的发 动机位置传感器（未示出）。
[0019] 系统100还包括控制器130,控制器130具有被构造为功能性执行用于管理发动机 起-停操作和动力系统操作的模块。控制器130被链接至M/G110和启动器120。控制器 130还通过发动机控制模块巧CM) 132链接至发动机108。在某些实施方式中，控制器130和 /或ECM132形成处理子系统的一部分，该处理子系统包括具有存储器、处理器和通信硬件 的一个或多个计算装置。控制器130和/或ECM132可W为单个装置或分布式装置，并且 控制器130和ECM132的功能可W由组合的控制器或独立的控制器中的硬件或软件执行。 在某些实施方式中，控制器130可W是混合控制模块。
[0020] 本文中包括模块的描述强调了控制器130诸方面的结构独立性，并且示出了控制 器130的一组操作和职责。执行类似的总体操作的其它组被理解为在本申请的范围内。模 块可W在计算机可读介质上的硬件和/或软件中实施，并且模块可分布在各种硬件或软件 部件上。控制器操作的某些实施方式的更具体的描述包括在参照图6的部分中。
[0021] 本文中描述的特定操作包括解译一个或多个参