专利名称：控制发动机的方法和系统的制作方法
控制发动机的方法和系统
技术领域：
本发明涉及控制响应于怠速停止(idle-stop)エ况的发动机停机以及后续发动机从怠速停止エ况再起动的方法和系统。
背景技木车辆已经发展到当符合怠速停止エ况时执行发动机怠速停止并且然后当符合再起动エ况时自动再起动发动机。例如，可通过来自起动马达的辅助再起动发动机。这种怠速停止系统能节省燃料、減少废气排放以及减小噪音等。车辆系统除车轮制动器外还可包括泊车制动器以便于尤其在斜坡泊车时辅助保持车辆的稳定。在斜坡上发动机再起动期间，泊车制动器的接合与发动机的转动起动相配合以阻止车辆倒溜。
美国专利2010/0076656A1说明了这类配合的ー个示例。其中，发动机自动起动前驱动泊车制动装置，并且只有在已经确认制动器当前制动后才运转发动机起动机。从发动机再起动开始经过预定量的时间后释放制动器。但是，本发明的发明人已经意识到这类方法的潜在缺陷。作为ー个示例，上述美国专利中的泊车制动装置使用压缩空气流来施加制动力。这需要压缩机提供压缩空气，増加了车辆系统中部件的成本。
发明内容在一个示例中，使用电子驱动的泊车制动器(也指电动制动器(electric brake,eBrake))代替上述美国专利中基于压缩空气的制动装置可以减少部件成本。从车辆中已有的电源汲取的电流可用于施加和/或释放电动制动器以便泊车时辅助保持车辆的稳定。但是，由于电动制动器的运转需要汲取电流，所以电动制动器和起动马达不能同时运转。例如，如果驾驶员从车轮制动器踏板上松开脚的同时请求泊车制动的辅助，(响应于释放制动踏板)起动马达可运转以再起动发动机同时使电动制动器接合。这样，车辆的电源(例如电池)可能不能提供充足的电流使起动马达和制动器同时运转，导致发动机再起动质量和制动辅助的劣化。所以，在一个示例中通过运转连接至变速器和电驱动制动器的车辆发动机的方法可至少部分地解决上述缺陷。在一个实施例中，方法包括响应于将电流提供至起动机和电动泊车制动器中的一者的请求或正在向其提供电流而限制提供给起动机和电动泊车制动器中的另ー者的电流。这样，某些エ况期间可在提供电流以使电动制动器制动之前将电流导向起动机以转动起动发动机。在其它エ况期间，可在引导电流以运转起动马达之前完成电动制动器的制动。在一个示例中，向起动马达和电动制动器顺序地引导电流可包括基于制动请求(即给电动制动器提供电流的请求)相对于再起动请求(即给起动马达提供电流的请求)的正时而选择限制电流的顺序。这样，例如响应于车辆驾驶员按下车辆仪表板上的电动制动按钮可推断出电动制动的请求。例如响应于车辆驾驶员释放车轮制动器踏板可推断出发动机再起动的请求。例如，在电动制动器请求之后接收到再起动请求时，可限制提供给起动机的电流。可替代地，如果在电动制动器请求之前接收到请求再起动，可限制提供给电动制动器的电流。这样,通过顺序地将电流导向起动机和电子制动器,可运转起动马达和电动制动器而不需要从车辆系统的电源中汲取过多电流，从而改善发动机再起动和泊车制动辅助的质量。应理解，上述概要提供用于以简化形式引入一系列原理，其将在具体实施方式
中进ー步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围仅由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的确定的实施方式。
图I显示了包括车辆传动系细节的车辆系统布局的示例；`图2显示了发动机的局部视图；图3显示了响应于怠速停止エ况而调整发动机运转的高级流程图；图4显示了响应于再起动エ况而调整发动机运转的高级流程图；图5显示了根据本发明的公开而解释了示例发动机关闭和再起动操作的多个图表的图谱。
具体实施方式
下文的描述涉及可响应于怠速停止选择性停机的车辆发动机系统(例如图1-2中的发动机系统)。发动机系统可连接至变速器和车轮制动器，并且可进ー步连接至电动制动器。怠速停止エ况期间，基于接收到电动制动器请求时的车速，电流可导向电动制动器以保持车辆的稳定。再起动エ况期间，顺序地将电流导向起动马达和电动制动器，引导电流的顺序至少基于接收请求的顺序并且进一歩基于请求时的发动机转速。发动机控制器可配置用于响应于怠速停止エ况而执行控制程序(例如图3中的程序)以关闭发动机而变速器束紧至变速器壳体。发动机控制器可进ー步配置用于执行控制程序(例如图4中的程序)以便响应于将电流提供至起动机或电动制动器中的一者的请求或正在向其提供电流而限制给起动机或电动制动器中的另ー者提供电流。附加地，控制器可响应于发动机再起动请求和/或电动制动器的制动将变速器从束紧(tie-up)状态释放。图5中的示例发动机关闭和再起动场景进ー步解释了此处介绍的概念和程序。这样，可协调发动机的再起动和电动制动器的运转而不浪费发动机系统的电源。图I是车辆传动系20的框图。传动系20可通过发动机10驱动。发动机10通过包含起动机的发动机起动系统24起动。起动机可配置用于支持发动机在处于预定的接近零阈值转速或其下(例如100转/分或100转/以下)时再起动。可替代地，预定阈值转速可以是速度范围，例如50转/分到100转/分。起动机可包括响应于从系统电源(例如电池46)接收的电流而运转的起动马达。响应于发动机再起动请求，可将电流从电池导向起动马达以转动起动发动机，随后可断开电流。在一个示例中，可基于制动器踏板52的位置(具体是响应于车辆驾驶员130将脚离开制动器踏板52)而推断出发动机再起动的请求。
发动机10也可通过扭矩驱动器26 (例如燃料喷射器、节气门等)产生或调整扭矩。发动机10可通过变矩器连接至变速器。具体地，发动机输出的扭矩可传输至变矩器28以驱动自动变速器30。此外，可接合ー个或多个包括前进离合器32的变速器离合器以便于推动车辆。在一个示例中，变矩器可以是变速器的组件。此外，变速器30可包括多个档位离合器，其可根据需要接合以激活多个固定变速器齿轮比。可通过变矩器的锁止离合器34依次控制变矩器28。例如，当完全分离变矩器的锁止离合器34时，变矩器28通过变矩器涡轮和变矩器叶轮之间的流体传输将发动机扭矩传递至自动变速器39，从而能够增加扭矩。相反，当完全接合变矩器的锁止离合器34吋，发动机的输出扭矩通过变矩器离合器直接传输至变速器30的输入轴(未显示)。可替代地，可使变矩器的锁止离合器34部分接合，从而能调整给变速器传送的扭矩量。控制器 可配置用于响应于各种发动机エ况或在基于驾驶员的发动机运转请求的基础上通过调整变矩器锁止离合器来调整变矩器28传递的扭矩量。来自自动变速器30的扭矩输出可依次传送至车轮36以推动车辆。具体地，自动变速器30可在输入轴(未显示)处传输对应于将输出驱动扭矩传输至车轮之前的车辆行驶エ况的输入驱动扭矩。此外，通过接合和车轮相连的车轮制动器38可给车轮36施加摩擦力。可通过制动器踏板驱动车轮制动器。在一个示例中，可响应于驾驶员或车辆操作员130用他的脚推压制动器踏板52而使车轮制动器38接合。以同样的方式，可通过响应于车辆驾驶员130将他的脚从刹车踏板52抬起而释放车轮制动器38减小给车轮36的摩擦力。可从制动器压力推断制动器踏板的位置。在一个示例中，当制动器连接至防抱死制动系统(ABS)时，可通过ABS估算制动器压カ并且作为制动器压力或制动器扭矩信号通过控制器局域网(CAN, controller area network)将从ABS控制器传输至发动机控制器。附加地，可产生与提供给制动灯的信号相关联的制动器启动/关闭信号。制动器启动/关闭信号可和制动踏板位置的信息结合用于指示制动器踏板行程(或制动器踏板事件)的结束。应理解，在替代的实施例中，可通过连接至制动踏板的制动踏板位置传感器确定制动踏板的位置。某些エ况下，将脚从制动踏板上抬起也指示驾驶员准备再启动并且可能发动车辆。这样，如下文讨论的，车轮制动器38可和也连接至车轮的电动制动器(即电驱动的泊车制动器)分离。可响应于从系统电池或替代电源接收的电流运转电动制动器。作为自动发动机停止程序的一部分车轮制动器38也可给车轮36施加摩擦力。为了协助保持车辆的稳定，通过运转电动制动器(或eBrake) 42可施加额外的摩擦力。具体地,响应于电动制动器请求，电流可从电源(例如电池46)导出以制动电动制动器。类似的，电流可从电池导出以释放电动制动器。在一个示例中，可响应于车辆驾驶员130按下位干车辆仪表盘(未显示)上的eBrake按钮56而确定电动制动器请求。如本说明书说明的，控制器可配置用于响应于将电流提供至起动马达和电动制动器中的一者的请求(或正在向其提供电流)而限制提供给起动马达和电动制动器中的另ー者的电流。例如，响应于前后而至的发动机再起动请求和电动制动器请求，控制器可顺序地将电流从电池导向起动马达和电动制动器以便使电源不过载。基于请求相对于彼此的正时以及接收请求时的发动机转速和车速，可选择顺序地弓I导电流的顺序。机械油泵40可与自动变速器30流体连通以提供液压使各种离合器(例如前进离合器32和/或变矩器锁止离合器34)接合。机械油泵40可与变矩器28相应地而运转并且例如可通过发动机或变速器输入轴的转动驱动。所以，机械油泵40中产生的液压可随发动机转速的増加而增加，并且可随发动机转速的降低而减小。可提供电动油泵41 (也和自动变速器流体连通但是与发动机10或变速器30的驱动カ分开独立运转)以补充机械油泵的液压。可通过电动马达(未显示)驱动电动油泵41,可由电池46向电动马达供应电能。控制器12可配置用于从发动机10接收输入(图2中显示得更详细)，并且相应地控制发动机的扭矩输出和/或变矩器、变速器、离合器和/或制动器的运转。作为ー个示例，可通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时、和/或通过控制节气门开度和/或气门正时、气门升程、以及涡轮增压或机械增压发动机的增压来控制充气的组合而控制扭矩输出。如果是柴油发动机，控制器12可通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时以及充气的组合而控制发动机的扭矩输出。在所有情况下，以逐缸原则(cylinder-by-cylinder basis)执行发动机控制以控制发动机的扭矩输出。当符合怠速停止エ况时，控制器12通过切断给发动机的燃料及火花开始发动机关闭。在一个示例中，为了在怠速停止时保持变速器中的扭力量，控制器可将变速器30的旋转组件固定在变速器壳体上并因此而固定在车架上。例如，控制器可使一个或多个变速 器离合器(例如前进离合器32)接合，并且将接合的变速器离合器锁止在变速器壳体和车架上。可改变(例如増加)离合器压カ以调整变速器离合器的接合状态，并且提供期望的变速器扭力量。发动机关闭期间，如果通过机械油泵40不能提供足够的液压，可通过启动电动油泵41提供调节离合器的液压。附加地或可选择地，如果驾驶员进ー步请求泊车制动辅助，一旦车辆静止时(或低于阈值速度吋)可制动电动制动器。在后续从发动机怠速停止状态自动再起动期间，例如响应于车辆驾驶员将脚从车轮制动踏板上抬起，控制器12可重新激活发动机。变速器可保持束紧在变速器壳体上直到发动机重新激活以减小再起动期间的车辆摇晃和NVH (噪声、振动和粗糙度)问题。如果在发动机转动起动期间接收到电动制动器请求，控制器可在引导电流以制动电动制动器之前将电流从电池引导至起动马达以完成发动机再起动。额外地，如果在发动机再起动之后电动制动器制动，可通过电动制动器控制车辆摇晃，并且变速器可从束紧状态释放。图2描述了(图I中)内燃发动机10的燃烧室或汽缸示例实施例。发动机10可接收来自包含控制器12的控制系统的控制參数和车辆驾驶员130通过输入装置132的输入。在这个实施例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(本文中也称为“燃烧室”)14可包括带有位于其中的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可和曲轴140相连以便活塞的往返运动转化为曲轴的转动运动。曲轴140可通过传动系统和乘用车的至少ー个驱动轮相连。此外，起动马达可通过飞轮和曲轴140相连以能够进行发动机10的起动运转。汽缸14能通过一系列进气通道142、144和146接收进气。进气通道146和发动机10的除汽缸14之外的其它汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可包括增压装置，比如涡轮增压器或机械增压器。例如，图2显示了发动机10配置有涡轮增压器，所述涡轮增压器包含布置在进气通道142和144之间的压缩机174和沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可至少由排气涡轮176通过轴180驱动，在这种情况下增压装置配置为涡轮增压器。但是，在其它实施例中，比如在发动机10配备有机械增压器的情况下，排气涡轮176可选择性地省略，在这种情况下压缩器174可通过来自马达或发动机的机械输入驱动。包括节流板164的节气门162可沿发动机的进气通道设置，用于改变提供给发动机汽缸的进气的流速和/或压力。例如，如图2所示节气门162可安放在压缩机174的下游，或者可替代地安放在压缩机174的上游。排气通道148能接收来自发动机10除了汽缸14的其它汽缸的排气。排气传感器128如图所示和排放控制装置178上游的排气通道148相连。传感器128可选自各种用于提供排气空燃比指示的合适的传感器，比如线性氧传感器或者UEGO (通用或宽域排气氧传感器)，双态氧传感器或EGO (如图所示)，HEGO (热EG0)，N0x、HC或CO传感器。排气控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置，或它们的组合。排气温度可通过ー个或多个位于排气通道148里的温度传感器(未示出)来估算。可替代地，可基于发动机エ况(比如转速、负荷、空燃比(AFR)、点火延迟等)推断排气温度。此外，排气温度可通过ー个或多个排气传感器128计算。可替代地，应当理解排气温度通过这里列举的温度估计方法的组合来估计。
发动机10的每个汽缸可包括ー个或多个进气门和ー个或多个排气门。例如，汽缸14如图所示包括位于汽缸14上部区域的至少ー个进气提升阀150和至少ー个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸14)可包括位于汽缸上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气阀。进气门150可由控制器12经由凸轮驱动系统151通过凸轮驱动进行控制。相似的，排气门156可由控制器经由凸轮驱动系统153控制。凸轮驱动系统151和153分别可包括一个或多个凸轮，并且可利用可由控制器12操作的凸轮轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一种或多种用于改变气门运转。可分别通过气门位置传感器155和157确定进气门150和排气门156的位置。在替代实施例中，进气和/或排气门可通过电动气门驱动进行控制。例如，汽缸14可替代地包括通过电动气门驱动进行控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮驱动进行控制的排气门。在其它实施例中，进气和排气门可通过共用气门驱动器或驱动系统、或者可变气门正时驱动器或驱动系统来控制。应注意，在某些配置中可通过相对于基本进气门关闭正时而提前进气门关闭正时来增加汽缸的充气。在其它示例中，可通过相对于基本进气门关闭正时而迟延进气门关闭正时来増加汽缸充气。所以，本说明书的描述不限于进气门正时提前或迟延而増加汽缸充气的特定配置。汽缸14可具有压缩比，其为当活塞138处于底部中央时的容积与活塞138处于顶部中央时的容积的比例。通常，压缩比的范围是9:1到10:1。但是，在ー些使用了不同燃料的示例中，压缩比可能会増加。例如，当使用高辛烷燃料或较高潜在汽化焓的燃料时可能发生这种情況。如果由于直接喷射对发动机爆震的影响而使用直接喷射，压缩比也可増加。在一些实施例中，发动机10的姆个汽缸可包括用于发起燃烧的火花塞192。在选定运转模式下，点火系统190可响应于来自控制器12的火花提前信号SA通过火花塞192给燃烧室14提供点火火花。但是，在一些实施例中，火花塞192可省略，比如当发动机10可通过自动点火或者通过燃料喷射(如可能在一些柴油发动机的情况下)发起燃烧。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可配置有ー个或多个燃料喷射器用于向其提供燃料。作为ー个非限制的示例，汽缸14显示为包括ー个燃料喷射器166。燃料喷射器166显示为直接和汽缸14相连用于与通过电子驱动器168从控制器12接收的FPW信号的脉冲宽度成比例地直接向其中喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器166提供已知的称为直接喷射(下文也称为“DI”)将燃料喷入燃烧汽缸14。尽管图2显示了喷射器166作为侧喷射器，它也可以位于活塞的上方，比如火花塞192的位置的附近。当采用醇基燃料操作发动机吋，由于某些醇基燃料的低挥发性，这样的位置可改善混合和燃烧。可替代地，喷射器可位于进气门上方并与之靠近以改善混合。燃料可从包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的高压燃料系统8运送到燃料喷射器166。可替代地，燃料可通过单级燃料泵以较低的压カ运送，与使用高压燃料系统相比，这种情况下压缩冲程期间直接燃料喷射的正时受到更多限制。此外，虽然未示出，燃料箱可具有给控制器12提供信号的压カ传感器。应当理解在可替代的实施例中，喷射器166可以是给汽缸14上游的进气道提供燃料的进气道喷射器。如上文所述，图2仅仅显示了多缸发动机的ー个汽缸。同样地，每个气缸可相似地包括它自己的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
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燃料系统8里的燃料箱可保持带有不同燃料品质(例如不同燃料组分)的燃料。这些不同可包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的汽化热、不同的混合燃料，和/或它们的
如A坐坐
ロ寸寸O如图2所示，控制器12作为微电脑，包括微处理器単元106、输入/输出端ロ 108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在这个特别的实施例中显示为只读存储芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。存储介质只读存储器110可编程有电脑可读数据，其代表了可由处理器106执行用于执行下文描述的方法和其它所期望的但没有具体列举的变型。控制器12可从和发动机10相连的传感器接收各种信号，除上文讨论过的信号之外，还包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)、来自和冷却套筒118相连的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)、来自和曲轴140相连的霍耳效应(Hall effect)传感器120 (或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)、来自节气门位置感应器的节气门位置(TP)、来自传感器124的歧管绝对压カ(MAP)、来自EGO传感器128的汽缸AFR和来自爆震传感器(knock sensor)和曲轴加速传感器的不正常的燃烧。发动机转速信号(RPM)可由控制器12根据PIP信号得到。来自歧管压カ传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管里真空或压カ的指示。现在转到图3，描述了用于执行发动机关闭操作和随后的发动机再起动操作的示例程序300。响应于从车辆驾驶员接收的关闭请求或者响应于自动控制器请求的发动机停止(例如由于没有驾驶员的请求而当前正好符合选择的发动机怠速停止エ况)，发动机可关闭或停机。类似地，响应于来自驾驶员的再起动请求(例如通过加速器踏板和/或制动器踏板的位置改变所感应到的)或响应于自动控制器请求的再起动(例如由于没有驾驶员的请求而当前正好符合选择的发动机怠速停止エ况)，发动机可从怠速停止エ况再起动。程序能协调电动泊车制动器的运转和起动马达的运转从而使车辆系统的电源不过载。在302中，可估算和/或測量发动机的エ况。例如，这些エ况可包括环境温度和压力、发动机温度、发动机转速、车速、变速器(输入和输出)速度、电池荷电状态、可用的燃料、燃料醇含量等。在304中，可确定是否已经符合怠速停止エ况。可符合(如本发明书中进ー步描述的)怠速停止エ况中的任何エ况或所有エ况以用于要确认的怠速停止的エ况。怠速停止エ况可包括例如发动机正处于运转状态(例如执行燃烧)、当前的电池荷电状态(soc，state of charge)超过阈值(例如30%S0C)、车辆的运行速度当前低于阈值速度(例如低于30英里/小吋)、当前没有接收到空调运转的请求、(例如从发动机冷却剂温度推断的)发动机温度当前在选择的温度范围内(例如高于阈值)、(例如通过节气门开度传感器确定的)节气门开度指示没有车辆驾驶员的起动请求、驾驶员请求的扭矩当前小于预定阈值、制动器踏板位置或制动器压力指示制动器踏板已经压下、发动机转速当前低于阈值、输入轴转数当前低于预定阈值等。如果不符合怠速停止エ况，可終止程序。但是，如果符合怠速停止エ况中的任何エ况或所有エ况，那么在306中当需要发动机低扭矩或不需要发动机扭矩时控制器可通过使发动机停机而发起怠速停止操作。这可包括切断提供给发动机的燃料和/或火花。所以，发动机在停止之后可继续运转。在308中，当发动机正旋转至停止时，可使一个或多个变速器离合器接合以将变速器锁止并束紧在变速器壳体上，并且从而束紧到车架上。这样，可在发动机停止运转前束紧变速器。可通过机械油泵(如果可能的话)或者通过运转电动油泵提供用于调节变速器离合器的液压。通过在怠速停止期间以及随后的发动机再起动之前保持变速器的束紧，可至 少在变速器中維持ー些扭力。这能在随后的再起动期间减少车辆摇晃和NVH问题，同时也能加速随后的车辆发动。在310中，当发动机正旋转至停止时(或者发动机已经停止并且处于怠速停止状态之后)，可确定是否已经接收了电动制动器请求。在一个示例中，响应于车辆驾驶员按下车辆仪表盘上的eBrake按钮可确认电动制动器请求。如果未确认电动制动器请求，那么在312中发动机怠速停止期间可关闭(或保持关闭)发动机并保持变速器束紫。如果确认有电动制动器请求，那么在314中可估算接收到电动制动器请求时的车速并且可确定车速是否低于阈值速度。例如，可确定是否在车速处于静止或接近静止时接收到电动制动器请求。如果车速低于阈值速度(例如如果车辆已经减速并且即将停车)，程序包括在316中将电流从电池导向电动制动器以使电动制动器制动。相反，如果车速比阈值高(例如如果在车辆尚未停止的发动机停机期间接收到激活制动器的请求)，程序包括在318中延迟对电动制动器的电流供应及激活直到车速低于阈值(例如停车)。随着电动制动器的制动，在320中当电动制动器制动时发动机控制器可选择性地将变速器从锁紧状态中释放。其中，电动制动器可用于辅助維持车辆的稳定以及减小NVH问题。这样，将变速器从束紧状态的释放可进ー步包括中断电动油泵的运转。例如，当发动机处于怠速停止并且变速器位于空档时以及电动制动器制动时，可减小变速器离合器的压力以从束紧状态释放变速器，并且可关闭电动油泵。在另外的示例中，蓄压器可连接至变速器以维持液压管压力。附加地，压カ传感器可连接至液压管以感应液压管的压カ并且管压降低时提供指示。其中，基于液压管压力，可循环打开或关闭电动油泵。这样，通过在电动制动器制动时中断电动油泵的运转，可相互促进地实现不运转泵带来的燃料经济性收益。在322中，当发动机在怠速停止状态下关闭而电动制动器制动(如316或318中)或不制动(如312中)时，可确定是否已经符合自动发动机再起动的エ况。可符合(如本说明书中所描述的)发动机自动再起动エ况中的任何エ况或所有エ况用于要确认的自动发动机再起动。例如，再起动エ况可包括发动机当前处于怠速停止状态(例如没有执行燃烧)、电池的荷电状态当前低于阈值(例如低于30%)、车速当前高于阈值、当前作出了使用空调的请求、发动机温度当前低于阈值、排放控制装置的温度当前低于阈值(例如低于起燃温度)、车辆电カ负载当前超过阈值、车辆驾驶员释放了车轮制动器的制动器踏板和/或踩下加速踏板等。如果不符合再起动エ况，在326中可使发动机保持怠速停止状态。相反，如果符合自动再起动エ况中的任何エ况或所有エ况，那么在324中可发起再起动程序(參考图4中的详细描述)。发动机再起动可包括(例如通过起动马达协助)转动起动发动机、恢复对发动机汽缸的燃料喷射以及火花点火、并且恢复汽缸燃烧。响应于自动再次激活发动机，发动机转速可逐渐增加。现在转到图4，描述了用于从怠速停止的关闭状态中自动再起动发动机的示例程序400。再起动可与电动制动器的制动相配合以限制系统电源(例如系统电池)上施加的负载。图4中的程序可作为图3中程序的一部分(例如在324)来执行。在402中(如图3中的322)，可确认自动发动机再起动的エ况。如果未确认再起动エ况，可終止程序并且发动机可保持怠速停止状态。在404中，(例如响应于在再起动请求前接收到电动制动器请求)可确定是否正在向电动制动器供应电流，或者是否(例如在几乎 和再起动请求相同的时间)已经收到给制动器提供电流的请求。相应地，在406中程序包括响应于自动再起动发动机和激活电动制动器的请求将电流顺序地导向起动马达和电动制动器。即，控制器可配置用于不同时将电流导向起动马达和制动器。控制器可响应于请求将电流提供至起动机和电动泊车制动器中的一者的请求或正向其提供电流而将电流提供给起动机或电动泊车制动器中的另ー个。在一个示例中，在从共用电池(例如图I中的电池46)将电流提供给起动机以激活起动马达并且提供给电动制动器以制动或释放(但未固定)制动器的情况下，通过不允许同时将电源提供给起动机和泊车制动器可降低电池的劣化并且可延长电池的使用期限。程序可进ー步包括在406中基于电动制动器请求的正时相对于再起动请求的正时而确定供应电流的顺序。例如，第一エ况期间当自开始将电流提供给制动器起的阈值持续时间(即从电动制动器请求起的阈值持续时间)内接收到给起动机提供电流的请求(即发动机再起动请求)时，控制器可限制提供给电动制动器的电流并且再次将剰余的电流导向起动机。在一个示例中，如果与给制动器提供电流的请求的同时接收到给起动机提供电流的请求，控制器可限制提供给电动制动器的电流。相反，第二エ况期间当从开始给电动制动器提供电流起的阈值持续时间之后接收到向起动机提供电流的请求时，控制器可限制提供给起动机的电流并且继续将剩余的电流提供给电动制动器。控制器然后可在电动制动器已经接合(或制动)之后将电流提供给起动马达。在一个示例中，当电动制动器几乎完全接合(但还没有完全接合)时接收到给起动机提供电流的请求时，控制器可在将电流导向起动机前将电流导向制动器以完成电动制动器的运转。即，可延迟再起动直到制动器已经啮合。将电流提供给起动马达之后,可自动再起动发动机。在一个示例中，这可包括转动起动发动机而变速器束紧至变速器壳体。如图3中详细的说明，在紧靠自动发动机再起动之前的发动机关闭期间变速器可能通过接合一个或多个变速器离合器而已经束紧至变速器壳体。但是，在替代的实施例中如果怠速停止期间电动制动器接合，变速器可能已经从束紧状态中释放。在408中，可估算发动机转速并且可确认已经达到阈值发动机转速。在一个示例中，阈值发动机转速可以是发动机怠速转速。确认之后，在410中(如果发动机从变速器束紧状态再起动)响应于发动机转速当前高于阈值发动机转速，变速器可从束紧状态中释放。此处，将变速器从束紧状态中的释放可包括分离ー个或多个变速器离合器。在412中，可确定是否已经请求车辆启动。在一个示例中，响应于车辆驾驶员踩压加速踏板(例如超过阈值踏板位置)而请求车辆启动。在另外ー个示例中，可基于驾驶员扭矩需求的改变速率(例如速率当前高于阈值)而确定车辆启动。如果请求车辆启动，那么在416中可启动车辆。这可包括适当地调整ー个或多个变速器档位离合器以启动车辆。在418中，可确定车辆启动期间电动制动器是否制动或接合，并且如果是则可限制发动机扭矩。附加地，例如可通过点亮仪表盘上的指示灯而通知车辆驾驶员电动制动器制动。在替代的示例中，如果当请求启动车辆时电动制动器制动，控制器(例如自启动车辆起的阈值持续时间之后)可自动释放电动制动器而不限制发动机扭矩以改善车辆启动的质量。 如果发动机再起动后没有请求启动车辆，那么在414中如果所有的发动机运行參数在范围内则控制器可继续使发动机运行阈值持续时间并且在阈值持续时间后关闭发动机。例如，一旦发动机已经再起动或发动机已经达到阈值转速(例如怠速转速)后控制器可启动计时器。如果自启动计时器起经过阈值时间并且没有请求启动车辆，控制器可验证发动机运转參数，例如电池的荷电状态。例如，发动机的运转參数可以是估算的用于确认怠速停止エ况的參数。如果发动机运转參数在期望的范围内，控制器可前进至关闭发动机(例如，通过开始发动机怠速停止运转)。否则，控制器可继续使发动机运行直到參数变到期望范围，随后发动机可关闭。这样，可通过基于发动机エ况给起动马达或电动制动器分配优先权而从共用电源将电流顺序地输送给起动马达和电动制动器。通过基于再起动请求相对于电动制动器请求的正时以及车速而改变优先权的分配，可协调再起动和电动制动器的制动而使共用电源不过载。现在通过图5中的示例发动机关闭和再起动的场景进ー步解释图3-4中的程序介绍的概念。具体地，图5包括描述多个示例关闭和再起动场景的图谱500。图表502显示了车速(Vs)随时间的改变。图表504中显示了对应的发动机转速(Ne)的改变。图表506中描述了车轮制动器踏板的状态。图表508中描述了多个电动制动器请求。图表510中描述了导向电动制动器的电流供应(电动制动器电流)而图表512中描述了导向起动马达的电流供应(起动马达电流)。图表514中显示了变速器的束紧状态。在描述的示例中，车辆驾驶员可在tl之前应用车轮制动器踏板(图表506)。从而车辆可开始减速而车速渐渐降低至停止(图表502)。响应于车速下降到阈值速度503以下，可确认怠速停止エ况。相应地，在tl处可使发动机停机并且发动机可开始旋转至停止(图表504)。在怠速停止期间当发动机旋转至停止但还没有完全停止时，变速器可束紧至变速器壳体(并且从而束紧至车架)(图表514)。可通过机械油泵(如果可能的话)和/或电动油泵提供束紧变速器所需的液压。随后变速器可保持束紧直到随后的再起动运转。首先，将描述发动机关闭エ况期间接收的电动制动器请求。例如，tl前可能接收到电动制动器请求(EBRl)(通过图表508中的实线描述)。此处，尽管在tl前接收到电动制动器请求，可不将电流导向电动制动器直到车辆在t2处达到停止(通过图表510中的实线描述)。可在制动制动器所需的持续时间dl内将电流导向电动制动器，随后可停止供电并且制动器可固定在接合位置。可替代地，在tl之后发动机怠速停止期间当发动机正減速至停止时可接收到电动制动器请求(EBR2)(通过图表508中的短划线描述)。此处，与之前的电动制动器请求一祥，可推迟给电动制动器提供电流直到车辆在t2处达到停止。t2之后，发动机可保持关闭而变速器束紧和/或电动制动器接合。在一个示例中，如描述的，可在t2之后但在随后的再起动之前移除电动制动器请求。其中，可通过保持变速器束紧而使车辆保持静止。在替代的示例中，可維持电动制动器请求直到随后的发动机再起动，其中当使变速器从束紧状态中分离时可使用电动制动器来保持车辆静止。在另外一个示例中，怠速停止的整个期间可保持电动制动器的制动和变速器的束紫。在t3处，车辆驾驶员可释放车轮制动踏板(图表506)从而提供发动机的再起动请求。相应地，可推断出给起动马达提供电流的请求。在t3处也可接收电动制动器请求 (EBR3)(见图表508中的短划线)。相应地，响应于同时接收到再起动请求和电动制动器请求，控制器可初始将电流导向起动马达(图表512)，并且然后在给起动马达导入电流达持续时间d2后，在给起动马达切断电流之后将电流导向电动制动器(图表510中的短划线)。当起动马达运转并且转动起动了发动机时，发动机转速(图表504)可开始增加。发动机再起动期间，当发动机转速达到阈值转速505吋，变速器可从束紧状态分离(如图表514中显示的)。可替代地，变速器可保持束紧直到电动制动器已经制动，并且之后从束紧状态释放，以便于通过电动制动器和变速器束紧中的至少ー者使车辆保持静止。在替代的示例中，可能在制动器踏板释放前接收到电动制动器请求(EBR4)。但是，可能在从电动制动器请求起的阈值持续时间后已经接收到再起动请求，其中在该阈值持续时间之后控制器使电动制动器接合。相应地，控制器可给电动制动器分配优先权。从而可继续将电流提供给电动制动器并且可限制导向起动马达的电流直到电动制动器接合。随后，为电动制动器切断电流之后可再将电流导向起动马达。可替代地，可在释放制动器踏板之前接收到电子制动器请求，但在自电动制动器请求起的阈值时间之前接收到再起动请求(未显示)。此时，控制器可能没有足够的时间使电动制动器接合。相应地，控制器可给起动马达分配优先权。所以，可限制提供给电动制动器的电流并且可将电流导向起动马达，并且然后在为起动马达切断电流之后可再次将电流导向电动制动器。在另ー个示例中，可在制动器踏板释放后并且起动马达已经运转以起动转动发动机后接收到电动制动请求(EBR5)(见图表508中的点划线)。此处没有再起动的请求，可将电流提供给电动制动器。在t4处，车辆驾驶员可踩压加速踏板(而没有先释放电动制动器)以请求启动车辆。响应于启动车辆的请求，车速可増加并且可启动车辆而电动制动器仍然接合。但是，可限制传递给车轮的发动机扭矩并且可通知车辆驾驶员电动制动器仍然接合(例如可设置诊断代码)。可替代地，从车辆启动起的阈值持续时间后，可通过使用电流自动释放电动制动器(见图表510中的虚线)。这样，当给电动制动器提供电流时可限制导向起动马达的电流，并且当给起动马达提供电流时可限制导向电动制动器的电流。通过顺序地将电流导向起动机和电动制动器，两个电组件都能运转并且车辆系统的电源没有过载。通过基于再起动请求和泊车请求而协调将来自电流的电流导向电动制动器和起动机，能改善发动机再起动和泊车制动辅助的质量。应注意，本说明书中的示例控制和估算方法可用于各种发动机和/或车辆系统配置。本说明书中描述的方法代表任意数量处理策略中的ー个或多个，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所描述的各个行为、操作或功能可以描述的顺序、并性执行，或在某些情况下有所省略。同样，由于便于说明和描述，处理顺序并非达到本文描述的功能和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。根据使用的特定策略可反复执行一个或多个描述的行为或功能。此外，描述的行为可图形化地表示要编程在发动机控制系统中的计算机可读存储媒介上的代码。应理解，本说明书公开的配置和方法实际是示例性的，并且那些具体的实施例或示例不应当认为是限制，因为可能有多种变型。例如，上述技术可用于V6、I4、I6、V12、反置4缸和其它发动机种类。本发明公开的主题包括多种系统、配置以及本说明书公开的其它特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。 权利要求特别指出了某些认为是新颖的非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可提及“ー个”要素或第一要素或其等效。这样的权利要求应该理解为包括一个或多个这样的要素的合井，既不需要也不排除两个或更多这样的要素。公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可通过修改当前的权利要求或在这个或相关申请里通过正式提交的新权利要求来要求保护。这样的权利要求，不管在保护范围上和原始权利要求相比是宽、窄、同样的或不同的，也认为包括在本发明所公开的主题中。
权利要求
1.ー种操作车辆的方法，包括 响应于将电流提供至起动机和电动泊车制动器中的一者的请求或者正在向其提供电流而限制将电流提供给所述起动机和所述电动泊车制动器中的另ー者。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，将电流提供给所述制动器以制动或释放所述制动器，并且其中将电流提供给所述起动机以激活起动马达。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述限制包括如果同时接收到给所述起动机提供电流的请求和给所述制动器提供电流的请求则限制给所述制动器提供电流。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述限制包括 第一エ况期间，当在从开始向所述制动器提供电流起的阈值持续时间内接收到给所述起动机提供电流的请求时，限制给所述制动器提供的电流并且将剩余电流导向所述起动机；以及 第二エ况期间，当在从开始向所述制动器提供电流的所述阈值持续时间之后接收到给所述起动机提供电流的请求时，限制给所述起动机提供的电流并且继续将剩余电流导向所述制动器。
5.根据权利要求4所述的方法，进ー步包括，所述第二エ况期间在所述制动器已经接合后给所述起动机提供电流。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，从共用电源给所述起动机和所述电动制动器提供电流。
7.ー种操作连接至电驱动制动器的车辆发动机的方法，包括 响应于自动再起动所述发动机和激活所述制动器的请求，顺序地将电流导向起动马达和所述制动器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，顺序地导向电流包括 第一エ况期间初始将电流导向所述起动马达，并且然后在为所述起动马达切断电流后将电流导向所述制动器；以及 第二エ况期间，初始将电流导向所述制动器，并且然后在为所述制动器切断电流后将电流导向所述起动电机。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一エ况包括接收到所述再起动请求的同时或之后接收到所述制动器请求，并且其中所述第二エ况包括在所述再起动请求前接收到所述制动器请求。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在干，所述发动机进ー步连接至变速器，并且其中自动再起动发动机包括转动起动所述发动机而变速器束紧至变速器壳体，并在高于阈值发动机转速时使所述变速器从束紧状态释放。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述变速器在紧靠所述自动发动机再起动之前的发动机关闭期间束紧在所述变速器壳体上。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述变速器的束紧包括使ー个或多个变速器离合器接合，并且其中将所述变速器从所述束紧状态中释放包括使所述ー个或多个变速器离合器分离。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，顺序地将电流导向所述起动马达和所述制动器包括从共用电池导出电流。
14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述发动机进ー步连接至和所述电驱动制动器独立的车轮制动器，并且其中所述发动机再起动的请求包括车辆驾驶员释放所述车轮制动器的制动器踏板。
15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，顺序地将电流导向所述起动马达和所述制动器包括不同时将电流导向所述起动马达和所述制动器。
16.根据权利要求7所述的方法，进ー步包括响应于所述发动机停机期间接收的激活所述制动器的请求，推迟激活所述制动器直到车速低于阈值。
17.—种车辆系统,包括 连接至变速器的发动机； 电池； 连接至车轮的车轮制动器，所述车轮制动器通过制动踏板驱动； 连接到车轮的电动制动器，所述电动制动器响应于从所述电池接收到的电流而运转； 响应于从所述电池接收到的电流而运转起动马达；以及 带有计算机可读指令的控制系统，所述指令用于 响应于当正在向所述起动马达和电动制动器中的一者提供电流或正请求向其提供电流时向所述起动马达和所述电动制动器中的另ー者提供电流的请求，顺序地将电流导向所述起动马达和电动制动器。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，顺序地导向电流包括 如果在给所述起动马达供应电流的请求的同时或之后接收到给所述电动制动器提供电流的请求则给所述起动电机赋予优先权，以及如果在给所述电动制动器提供电流的请求之前接收到给所述起动马达提供电流的请求则给所述电动制动器赋予优先权。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在干，给所述起动马达提供电流的请求基于车辆驾驶员释放所述制动器踏板。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述控制器进ー步包括当给所述起动马达提供电流转动起动所述发动机同时变速器束紧至变速器壳体、并且当所述发动机转速高于阈值时从束紧状态释放发动机的指令。
全文摘要
本发明提供了用于发动机再起动的系统和方法，该发动机在怠速停止工况期间可选择性地停机。在一个实施例中，通过当给起动马达和电动制动器中的一者提供电流时限制给另一者提供电流而顺序地将电流导向起动马达和电动制动器，输送电流的顺序基于再起动请求相对于电动制动请求的正时和接收至请求时的车辆工况。通过协调起动马达的运转和电动制动器的运转，能减小发动机系统中电源的过载。
文档编号B60W10/06GK102837699SQ201210176419
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月31日 优先权日2011年6月22日
发明者A·O·吉布森, C·E·格里芬, F·涅多列佐夫 申请人:福特环球技术公司