本发明涉及用于被耦接/联接至车辆发动机的带/皮带驱动的集成式起动机发电机(bisg)的主动带张紧器的方法和系统。
背景技术：
车辆可以被配置有用于使发动机从静止自旋的起动机马达。在一些车辆系统中，起动机马达可以被包括在带驱动的集成式起动机发电机(bisg)中，其中电动马达/发电机(在电动驱动模式下起作用)在发动机重启动状况下提供扭矩以经由带驱动设备起动转动发动机。在其他状况下，马达/发电机可以在发电模式下操作，以使用过多的发动机扭矩给系统电池充电。这样一来，bisg使得停止/起动功能能够被提供。当发动机被关停并且车辆被停止时，bisg也可以代替交流发电机被用来维持附件负载功能。另外，bisg可以被用来通过添加从电池汲取的马达扭矩为发动机扭矩提供混合动力辅助。以此方式，bisg的使用能够改善车辆性能和燃料经济性。
bisg系统可以包括用于维持将bisg耦接至发动机曲轴和诸如空气调节系统的一个或多个附件的带驱动设备中的张力的一个或多个张紧器。带张力可以通过被动张紧器来维持，所述被动张紧器例如包括各种带轮和具有一体式阻尼器的偏置弹簧。替代地，带张力可以通过主动控制的张紧器装置(诸如电动、液压或电动-液压装置)来提供，以便仅在作出高扭矩需求时选择性地增加带张力。带张紧器可以被周期性地诊断，以便使得带驱动设备张力能够被维持，由此减少摩擦损失。
zettel等人在us20080021603中示出了一种用于诊断张紧器的功能的示例方法。在其中，带驱动设备将马达发电机耦接至发动机和附件中的每一个，并且带驱动设备的退化状态基于发动机转速相对于附件转速的比较来推测。具体地，如果基于测量的发动机转速确定的预期的附件转速不同于实际的附件转速，可以确定存在带滑动。
然而，发明人在此已经认识到这种方法的潜在问题。作为一个示例，到带滑动被zettel的方法检测到的时候，可能已经存在过多的滑动，从而需要昂贵的带替换。作为另一示例，zettel的方法不能识别带滑动的原因。带滑动可能是由于带中的张力不足而引起，这可以使发动机起动转动和扭矩升压/增压事件退化。替代地，带滑动可能是由于在所有状况下带中的张力升高而引起，这能够引起增加的发动机和带磨损。如果带滑动的原因不被清楚地确定，则会难以减轻未来的带滑动事件。在带张紧器被耦接至bisg的情况下，基于发动机转速或附件转速来区分带滑动的原因会由于bisg在扭矩瞬变(例如bisg扭矩的突然增加或降低)期间通过向带驱动设备添加正扭矩或负扭矩而增加张力的能力而进一步复杂化。
技术实现要素：
发明人在此已经认识到上面提到的问题，并且已经研发了一种发动机操作方法来识别主动带张紧器的退化。一种用于发动机的示例方法包含：调整被耦接至驱动带的带张紧器的操作状态；调整被耦接至驱动带的带张紧器的操作状态；以及在所述调整之后响应于发动机负载小于阈值而指示张紧器退化。以此方式，带滑动的原因可以在过多的滑动发生之前被可靠地识别，从而允许减轻措施被及时地执行。
作为一示例，一种混合动力车辆系统可以包括经由前端附件带驱动设备(fead)被耦接至bisg和附件的发动机。带驱动设备可以进一步包括被耦接在发动机曲轴与bisg之间的主动张紧器。主动张紧器可以是被配置为当bisg扭矩在阈值之下时在较低的张力下操作并且当由bisg提供的正或负扭矩在不同的阈值之下时在较高的张力下操作的电动-液压主动张紧器。具体地，在发动机起动期间，电螺线管可以被充能，以将张紧器致动到延伸状态，其中张紧器将较大的张力施加于带驱动设备。较大的张力使得正扭矩能够从作为马达操作的bisg被转移，以起动转动发动机。在发动机起动/停止事件期间，电螺线管可以被再次充能，以将张紧器致动到延伸状态。较大的张力可以使得负扭矩能够从作为发电机操作的bisg被转移，以停止发动机，同时阻尼发动机扭矩脉动。在所有其他发动机工况期间，电螺线管可以被断电/去能(de-energize)，以将张紧器致动到缩回状态，其中张紧器将较小的张力施加于带驱动设备。在选定的状况下，诸如当发动机处于稳态并且bisg扭矩在零扭矩处或附近时，张紧器可以被主动致动到延伸状态，并且表示发动机负载的增加的一个或多个发动机扭矩参数可以在一段持续时间内被监测。例如，进气空气流量、进气歧管空气压力、发动机燃料消耗速率和发动机扭矩输出中的一个或多个可以被监测。如果监测的参数在预期的范围内，则测量到的发动机负载的增加归因于张紧器延伸并且如预期的那样将增加的张力施加于带驱动设备。如果监测的参数在预期的范围之下，那么可以推测发动机负载的增加的缺乏是由于张紧器未延伸(例如，张紧器被卡在缩回状态下)，并且带滑动会由于带张力不足而发生。可选地，张紧器可以被类似地致动到缩回状态，并且如果监测的参数在预期的范围之上，则可以推测张紧器未缩回(例如，张紧器被卡在延伸状态下)，并且进一步推测带滑动会由于过大的带张力而发生。因此，截然不同的减轻措施可以被执行。例如，响应于张紧器被卡在缩回状态下，由bisg提供的动力辅助和起动/停止操作可以被限制。作为另一示例，响应于张紧器被卡在延伸状态下，升压的发动机扭矩可以被限制成防止对fead带和发动机轴颈轴承的损坏。
以此方式，bisg的主动张紧器可以被准确地且可靠地诊断，使得带滑动能够被更好地预测。将主动张紧器致动到选定状态并且监测致动后的fead负载的变化的技术效果是张紧器的实际操作状态可以被更好地识别。通过使用监测到的fead负载的变化来比较张紧器的实际状态与命令状态，过多的带张力的存在可以与不足的带张力的存在区别开来。因此，带滑动的发生和带滑动的可能原因可以在过多的滑动发生之前以及时的方式被识别。通过及时地诊断带张紧器，带健康可以被改善，使得bisg系统的燃料经济性益处能够被扩大。
当单独参照以下说明书或连同结合附图参照以下说明书时，本发明的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1是被耦接在混合动力车辆系统中的发动机系统的示意图。
图2是被耦接至混合动力车辆系统的发动机系统的前端附件驱动设备结构的示意图。
图3示出了bisgfead系统的示例示意表示。
图4是处于充能(energized)和去能状态的主动feadbisg张紧器的示例示意表示。
图5是描绘用于经由主动bisg张紧器调整fead驱动设备中的张力的示例方法的流程图。
图6是描绘根据本公开的用于诊断主动bisg张紧器的示例方法的流程图。
图7示出了经由对主动bisg张紧器的调整的发动机负载的示例变化和基于发动机负载的变化的张紧器的诊断。
具体实施方式
本发明涉及包括带式集成式起动机发电机(bisg)系统的发动机传动系。在图1处示出了被耦接在混合动力车辆系统中的示例内燃发动机。在图2处示出了包括bisg系统的发动机的传动系。bisg系统可以经由带被耦接至包括发动机曲轴和附件负载的前端附件驱动设备(fead)，如在图3处示出的。一个或多个张紧器(诸如图4的主动张紧器)可以被用来改变被施加在带驱动设备上的张力。控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图5的示例程序)来在选定的状况期间(诸如在发动机起动转动期间)充能主动张紧器的螺线管，以增加被施加在带驱动设备上的张力，由此增加发动机负载。控制器也可以被配置为执行诊断程序(诸如图6的示例程序)来基于如经由表示发动机负载的一个或多个参数测量的在螺线管充能后的发动机负载的变化而诊断主动张紧器。对张紧器螺线管的充能状态的示例调整和发动机负载的示例变化参照图7的预测性示例进行描绘。以此方式，通过可靠地诊断bisg张紧器完好性/健康，能够改善发动机起动/停止性能。
参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包含多个气缸，在图1中示出了多个气缸中的一个气缸。发动机10由气缸盖35和气缸体33组成，所述发动机10包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36被设置在其中并且经由到曲轴40的连接而往复运动。飞轮97和环形齿轮99被耦接至曲轴40。可选的起动机96(例如，低电压(以小于30伏操作的)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以被直接安装在发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，起动机96可以通过带或链向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中，当不与发动机曲轴接合时，起动机96处于基本状态。燃烧室30被显示为经由各自的进气门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可以通过进气凸轮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可以通过气门激活装置59被选择性地激活和停用。排气门54可以通过气门激活装置58被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。
燃料喷射器66被示为设置为将燃料直接喷射到气缸30内，本领域技术人员称之为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地递送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)递送至燃料喷射器66。在一个示例中，高压双级燃料系统可以用于产生较大的燃料压力。
此外，进气歧管44被示为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气装置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机械地耦接至涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调整节流板64的位置，以控制从压缩机162到进气歧管44的空气流量。升压室45中的压力可以被称为节气门入口压力，因为节气门62的入口在升压室45内。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可以被设置在进气门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可以被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来调整，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装置42的空气。
响应于控制器12，无分电器点火系统88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被显示为耦接至催化转化器70上游的排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以替代uego传感器126。
在一个示例中，转化器70可以包括多块催化剂砖。在另一示例中，可以使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转化器70能够是三元型催化剂。
控制器12在图1中被示为传统的微型计算机，其包括：微处理器单元(cpu)102、输入/输出端口(i/o)104、只读存储器(rom)106(例如，非临时性存储器)、随机存取存储器(ram)108、保活存储器(kam)110和传统的数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ect)；耦接至加速器踏板130用于感测由足部132施加的力的位置传感器134；耦接至制动踏板150用于感测由足部152施加的力的位置传感器154；来自耦接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(map)的测量；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量；以及来自传感器68的节气门位置的测量。大气压也可以被感测(传感器未示出)，以由控制器12进行处理。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲，根据其可以确定发动机转速(rpm)。
在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门54关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动至气缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸的底部并在其冲程结束的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)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内空气。活塞36在其冲程结束并最靠近气缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(tdc)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火器件如火花塞92点燃，从而导致燃烧。
在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回至bdc。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开，以便将已燃烧的空气燃料混合气释放至排气歧管48，并且活塞返回至tdc。注意，上述内容仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、延迟的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的方框图。图2的动力传动系统包括图1中示出的发动机10。动力传动系统200被示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。控制器可以经过控制器局域网络(can)299进行通信。控制器中的每一个可以向其他控制器提供信息，诸如扭矩输出极限(例如，正在被控制的装置或部件的不会被超过的扭矩输出)、扭矩输入极限(例如，正在被控制的装置或部件的不会被超过的扭矩输入)、正在被控制的装置的扭矩输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于退化的变速器的信息、关于退化的发动机的信息、关于退化的电机的信息、关于退化的制动器的信息)。另外，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，以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。
例如，响应于驾驶员释放加速器踏板和车辆速度，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮扭矩或车轮动力水平，以提供期望的车辆减速度。期望的车轮扭矩可以通过车辆系统控制器255请求来自电机控制器252的第一制动扭矩和来自制动器控制器250的第二制动扭矩来提供，所述第一和第二扭矩在车辆车轮216处提供期望的制动扭矩。
在其他示例中，控制动力传动系统装置的划分可以不同于在图2中示出的划分。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来提供动力。发动机10可以利用包括带式集成式起动机发电机(bisg)219的发动机起动系统来起动。如参照图3详述的，bisg219可以经由带被耦接到前端附件驱动设备(fead)236，所述前端附件驱动设备(fead)236包括发动机曲轴238和附件负载(诸如空气调节系统，未图示)。另外，发动机10的扭矩可以经由扭矩致动器204(诸如燃料喷射器、节气门等)来调整。bisg经由带231被机械地耦接至发动机10。bisg可以被耦接至曲轴40或凸轮轴(例如，51或53)。当经由电能存储装置275或低电压电池280向bisg供应电动力时，bisg可以作为马达操作。bisg可以作为发电机操作，向电能存储装置275或低电压电池280供应电动力。双向dc/dc转换器281可以将电能从高电压总线274转移至低电压总线273或反之亦然。低电压电池280被电耦接至低电压总线273。电能存储装置275被电耦接至高电压总线274。低电压电池280选择性地向起动机马达96供应电能。
发动机输出扭矩沿着传动系被传输至车辆车轮216以用于车辆225的推进。具体地，发动机输出扭矩沿着输入轴237被传输至扭矩放大能够发生的液力变矩器206。发动机10被耦接至液力变矩器动力传动系统断开离合器235。阻尼器265可以被包括在发动机10与断开离合器235之间，以减少由发动机扭矩脉动引起的nvh。断开离合器235可以被电动地或液压地致动。
液力变矩器206包括涡轮286，以便将扭矩输出至输入轴270。输入轴270将液力变矩器206机械地耦接至自动变速器208。液力变矩器206还包括液力变矩器旁通锁止离合器212(tcc)。当tcc被锁定时，扭矩从叶轮285直接转移至涡轮286。tcc通过控制器12被电动地操作。替代地，tcc可以被液压地锁定。在一个示例中，液力变矩器可以称为变速器的一个部件。
当液力变矩器锁止离合器212完全脱离时，液力变矩器206经由在液力变矩器涡轮286与液力变矩器叶轮285之间的流体传递将发动机扭矩传输至自动变速器208，由此实现扭矩倍增。相比之下，当液力变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由液力变矩器离合器直接转移至变速器208的输入轴270。替代地，液力变矩器锁止离合器212可以部分接合，由此使直接传递(relay)至变速器的扭矩量能被调整。变速器控制器254可以被配置为，响应于各种发动机工况或根据基于驾驶员的发动机操作需求，通过调整液力变矩器锁止离合器来调整通过液力变矩器212传输的扭矩量。
液力变矩器206还包括给流体加压以操作断开离合器235、前进离合器210和挡位离合器211的泵283。泵283经由叶轮285来驱动。
自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1-10)211和前进离合器210。自动变速器208是固定比变速器。挡位离合器211与前进离合器210可以选择性接合，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。挡位离合器211可以经由调整经由换挡控制电磁阀209向离合器供应的流体而接合或脱离。来自自动变速器208的扭矩输出也可以被传递至车轮216以经由输出轴260推进车辆。具体地，在将输出的驱动扭矩传输至车轮216之前，响应于车辆行进条件，自动变速器208可以传递在输入轴270处的输入的驱动扭矩。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。
另外，可以通过接合摩擦车轮制动器218将摩擦力施加于车轮216。在一个示例中，可以响应于驾驶员将其足部压在制动器踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合摩擦车轮制动器218。另外，制动器控制器250可以响应于车辆系统控制器255发出的信息和/或请求而作用于制动器218。以相同的方式，响应于驾驶员从制动器踏板释放其足部、制动器控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息，通过使摩擦车轮制动器218脱离，可以减小车轮216的摩擦力。例如，车辆制动器可以作为自动发动机停止程序的一部分经由控制器250将摩擦力施加于车轮216。
响应于加速车辆225的请求，车辆系统控制器可以从加速器踏板或其他装置获得驾驶员要求扭矩或功率请求。车辆系统控制器255然后将请求的驾驶员要求扭矩的一部分分配给发动机并且将其余部分分配给bisg。车辆系统控制器255从发动机控制器12请求发动机扭矩，并且从电机控制器252请求bisg扭矩。如果bisg扭矩加上发动机扭矩小于变速器输入扭矩极限(例如，阈值没有被超过)，扭矩被输送到液力变矩器206，该液力变矩器206然后将请求的扭矩的至少一小部分传递至变速器输入轴270。响应于可以基于输入轴扭矩和车辆速度的换挡安排和tcc锁止安排，变速器控制器254选择性地锁定液力变矩器离合器212并且经由挡位离合器211接合齿轮/挡位。在可能希望给电能存储装置275充电的一些状况下，在非零驾驶员要求扭矩存在的同时，充电扭矩(例如，负bisg扭矩)可以被请求。车辆系统控制器255可以请求增加发动机扭矩，以克服充电扭矩从而满足驾驶员要求扭矩。
响应于减速车辆225并提供再生制动的请求，车辆系统控制器可以基于车辆速度和制动器踏板位置提供期望的负车轮扭矩。车辆系统控制器255然后将期望的负车轮扭矩的一部分分配给bisg219(例如，期望的动力传动系统车轮扭矩)，并且将其余部分分配给摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动器车轮扭矩)。另外，车辆系统控制器可以通知变速器控制器254车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于唯一的换挡安排来变换挡位211，以增加再生效率。bisg219向变速器输入轴270供应负扭矩，但是由bisg219提供的负扭矩会受输出变速器输入轴负扭矩极限(例如，不会被超过的阈值)的变速器控制器254限制。另外，bisg219的负扭矩可以由车辆系统控制器255或电机控制器252基于电能存储装置275的工况进行限制(例如，被约束为小于阈值负阈值扭矩)。期望的负车轮扭矩的由于变速器或bisg极限而不由bisg219提供的任何部分都可以被分配给摩擦制动器218，使得期望的车轮扭矩由来自摩擦制动器218和bisg219的负车轮扭矩的组合来提供。
因此，各种动力传动系统部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255来监控，其中用于发动机10、变速器208、bisg219和制动器218的局部扭矩控制经由发动机控制器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。
作为一个示例，可以通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程和涡轮或机械增压的发动机的升压，通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，控制发动机扭矩输出。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而控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可以在逐缸基础上执行发动机控制，以控制发动机扭矩输出。
电机控制器252可以通过调整流入bisg的场和/或电枢绕组和从bisg的场和/或电枢绕组流出的电流来控制来自bisg219的扭矩输出和电能产生，这是本领域中已知的。
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可以经由求来自位置传感器271的信号的微分或计数预定时间间隔内的已知角距离脉冲的数量将变速器输入轴位置转换为输入轴速度。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，那么控制器254可以计数预定时间间隔内的轴位置脉冲，以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254还可以求变速器输出轴速度的微分，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也可以从传感器277接收其他变速器信息，所述传感器277可以包括但不限于泵输出管路压力传感器、变速器液压压力传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、bisg温度和环境温度传感器。
制动器控制器250接收经由车轮速度传感器221的车轮速度信息和来自车辆系统控制器255的制动请求。制动器控制器250还可以直接地或经过can299从在图1中示出的制动器踏板传感器154接收制动器踏板位置信息。响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令，制动器控制器250可以提供制动。制动器控制器250还可以提供防滑和车辆稳定性制动，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提供车轮扭矩极限(例如，不会被超过的阈值负车轮扭矩)，使得负bisg扭矩不引起车轮扭矩极限被超过。例如，如果控制器250发出50n-m的负车轮扭矩极限，那么bisg扭矩被调整为在车轮处提供小于50n-m(例如，49n-m)的负扭矩，包括考虑到变速器传动。
因此，图1和图2的系统提供了一种系统，其包含：发动机；变速器，所述变速器被耦接至发动机；马达/发电机，所述马达/发电机经由带被耦接至发动机；断开离合器，所述断开离合器在传动系中被设置在发动机与液力变矩器之间；电能存储装置，所述电能存储装置被电耦接至bisg马达/发电机；以及车辆系统控制器，所述车辆系统控制器包括在非临时性存储器中被存储到rom的可执行指令。
图3是bisg系统300的示例示意表示。在一个示例中，bisg系统包括被耦接至图2的fead236的bisg219。bisg系统300可以被包括作为用于混合动力车辆系统的发动机的带传动装置。
bisg系统300包括单个fead驱动带331，所述单个fead驱动带331被摩擦地耦接至bisg330的bisg带轮303以及发动机曲轴332的曲轴带轮301中的每一个。带331也被摩擦地耦接至用于发动机的附件负载的带轮，所述用于发动机的附件负载的带轮在本文中被描绘为空气调节(ac)系统334的ac离合器带轮302。
驱动带331可以是基于聚酯纤维的带。在一些示例中，带材料可以被升级至基于凯芙拉(kevlar)纤维的带。不像交流发电机，bisg330能够产生正和负扭矩两者。另外，bisg充当较大的功率产生器/电力发电机(例如，4kw或2kw)，并且能够产生显著的正扭矩。因此，当交流发电机由bisg代替时，fead带张力被增加。fead带张力的增加可以导致曲轴轴颈轴承上的曲轴带轮301侧负载的增加。这会需要对应付增加的负载的曲轴轴颈轴承的升级以及带材料的升级(例如，升级成凯芙拉纤维)。
驱动带331包括用于随着被施加于带驱动设备的负载和扭矩改变而改变带张力的一个或多个张紧器。基于带是正在被驱动还是正在驱动，并且进一步基于正在驱动扭矩的带轮(曲轴带轮或bisg带轮)，带中的张力可以改变，从而导致松弛侧和绷紧侧。例如，相对于(在bisg带轮303与ac离合器带轮302之间的)驱动带331的第二跨度316，考虑(在曲轴带轮301与bisg带轮303之间的)驱动带331的第一跨度315。当扭矩从bisg带轮303被传输以旋转曲轴带轮301时，诸如当bisg在马达驱动模式下时，第二跨度316具有比第一跨度315更少的张力(基于在图3中示出的旋转方向)。在此类状况下，所述一个或多个张紧器可以被用来将张力施加在第一跨度315上，或减少第二跨度316上的张力。相比之下，当扭矩从曲轴带轮301被传输以旋转bisg带轮303时，诸如当bisg在发电模式下时，第一跨度315具有比第二跨度316更少的张力(基于在图3中示出的旋转方向)。在此类状况下，所述一个或多个张紧器可以被用来将张力施加在第二跨度316上，或减少第一跨度315上的张力。
作为一个示例，驱动带331可以包括被动张紧器306。因此，被动张紧器被配置为吸取(pickup)驱动带的所有节段中的松弛，而其他张紧元件(包括惰性带轮、轮或主动张紧器)在选定的操作时刻吸收(takeup)驱动带的其他节段中的松弛。被动张紧器包括具有一体式阻尼器的弹簧。被动张紧器306包含线性弹簧(或阻尼器)310，所述线性弹簧(或阻尼器)310被耦接至用于骑在驱动带331上的骑行(riding)带轮313和惰性带轮314。被动张紧器可以经由惰性带轮314被安装到发动机部件上，以便在bisg处于正或负扭矩的同时吸收fead带的第二跨度316中的松弛。在另一些示例中，旋转弹簧阻尼器可以被使用。被动张紧器306被耦接至在a/c离合器带轮302与bisg带轮303之间的驱动带331。弹簧310沿骑行带轮313被压在带331上或倚着带331被旋转的方向施加使弹簧310偏置的调整力，由此吸收驱动带的第二跨度316的张力的任何变化。
驱动带331进一步包括主动张紧器305。因此，不像包括交流发电机并且在交流发电机的松弛侧上具有单个张紧器的常规fead系统，所描绘的实施例包括多个张紧装置。应认识到，在替代实施例中，驱动带可以包括单个双向张紧装置。在所描绘的示例中，主动张紧器被电驱动，但是应认识到，在替代实施例中，张紧器可以被液压地或气动地驱动。当bisg扭矩在阈值之下时，通过在扭矩增加之前致动该装置并且通过允许发动机燃烧脉动在命令的扭矩增加之前引起主动张紧器延伸，主动张紧器305可以能够维持或控制为较小的张力。在一个示例中，在怠速期间并且在发动机关停之前，致动器可以被延伸以便增加带张力，并且因此，张紧器在发动机关停期间被维持在其延伸状态下。因此，一旦发动机重起动，则带张力可以依据bisg扭矩状态而被维持或被减少。例如，当bisg在低扭矩状态下时，带张力可以通过停用张紧器而被减少。在另一示例中，当bisg正在高扭矩状态下操作时，带张力可以通过致动张紧器而被维持。替代地，当bisg正或负扭矩在一个或多个阈值之下时，主动张紧器305也可以在较大的张力下操作。即，正和负扭矩阈值可以是不同的，并且是发动机操作点(包括发动机转速、负载和fead热状况)的函数。另外，带张力的水平可以是正或负扭矩模式下的期望的最大bisg扭矩的函数。此外，带张力也可以取决于其他因素，诸如带/带轮热状态可以限制带能够传输的最大扭矩。
主动张紧器305被配置为改变在发动机曲轴带轮301与bisg带轮303之间的驱动带331的第一跨度315中的张力。主动张紧器能够主动地或自动地接合驱动带331。主动张紧器305包括惰性带轮312、在本文中被描绘为弹簧307的偏置机构、被耦接至下腔室319的活塞以及电螺线管317。电螺线管317被耦接至发动机控制器12，并且能够响应于从控制器12接收的控制信号而被充能或被去能。弹簧307经由安装结构321被耦接至惰性带轮312，并且经由上安装结构320被耦接至发动机部件(诸如变速器、排气歧管等)。响应于螺线管317的充能，机油可以从上腔室318被移动到下腔室319内，由此锁定主动张紧器的活塞的位置，如在图4处详述的。部件308被用来限制惰性带轮312和带轮轴线322的从一侧至另一侧的运动。此外，三角形结构将部件308、惰性带轮312和下安装结构321保持在一起，并且被用来约束惰性带轮312和带轮轴线322的运动。
在所描绘的示例中，主动张紧器305是经由电螺线管317的致动而被操作的电动液压张紧器。当螺线管未被充能时，主动张紧器305行为像允许液压流体根据活塞两端的压力差从下腔室319中的活塞的一侧移动到另一侧的被动线性液压阻尼器。
因此，在发动机起动期间，当起动扭矩通过bisg带轮303被施加于带331时，由于bisg330的马达驱动，起动扭矩被施加以旋转曲轴带轮301，第二跨度316具有比第一跨度315更小的张力(基于在图3中示出的旋转方向)。为了增加松弛侧(第一跨度315)上的张力，主动张紧器305的螺线管317被充能以使弹簧307延伸，且具有惰性带轮312被延伸为与驱动带331的第一跨度315操作地接合的结果。在发动机已经被起动之后，诸如当经由曲轴带轮301传输的扭矩导致发动机转速超过阈值(例如，400rpm)时，通过禁用bisg330而从带331移除发动机起动转动扭矩。此时，螺线管317被去能使得弹簧307缩回，从而引起惰性带轮312缩回以脱离与第一跨度315的操作接合，减少带的该跨度上的张力。
在过多的扭矩由发动机产生并且过多扭矩被用来使bisg330作为马达操作(以给电池充电)的状况下，马达驱动扭矩通过曲轴带轮301被转移至带331以旋转bisg带轮303。由于经由发动机的bisg330的马达驱动，第一跨度315具有比第二跨度316更大的张力。通过被动张紧器306自动增加松弛侧(第二跨度316)上的张力。具体地，弹簧310将惰性带轮313偏置为与带331的第二跨度316操作地接合。此外，主动张紧器305的螺线管317被去能以使弹簧307缩回，且具有惰性带轮312被缩回以脱离与驱动带331的第一跨度315的操作接合的结果。
主动张紧器的选择性延伸和缩回增加了带331的使用寿命，因为带的寿命与其最大张力成反比。
转向图4，示出了示例主动bisgfead张紧器的操作。图4描绘了具有在固定位置中的单向流动端口的主动张紧器400的实施例。之前在图3中介绍的部件被类似地编号，并且不被重新介绍。
主动张紧器400可以是由电螺线管317(被表示为黑色箭头)驱动的电动-液压主动张紧器。电螺线管317响应于来自发动机控制器的信号而被充能或被去能。张紧器400包括被配置为接收液压流体(诸如机油)的外壳402。外壳402内部的空间被分成下腔室319和上腔室318，活塞401能够在下腔室319内移动。活塞运动基于活塞两侧的机油压力来实现。因此，当上腔室318中的压力高于下腔室319时，机油将会从上腔室318流至下腔室319。气体加压的支柱410被放置在上腔室318内以最小化气穴现象。活塞的致动对张紧器的偏置构件(诸如螺旋弹簧(未图示))进行致动。螺旋弹簧通常被设置在外壳402的外表面上，并且沿着上和下腔室的长度延伸。机油可以经由第一流动孔口408从上腔室318流至下腔室319，并且经由第二流动孔口409从下腔室流至上腔室。流动孔口408和409都装备有单向止回阀，所述单向止回阀仅允许流体沿一个方向流动，即对于第一孔口408从上腔室流至下腔室，而对于第二孔口409从下腔室流至上腔室。另外，第二流动孔口409也装备有螺线管，当被充能时，所述螺线管能够阻挡流动路径。一旦通过螺线管317的致动，则机油不再能够从下腔室行进至上腔室，从而防止缩回，并且仅允许张紧器延伸。
当发动机正在经由bisg被起动转动(例如在从0rpm至近似400rpm的发动机转速下)时，会需要增加在曲轴带轮与bisg带轮之间的带的区域中的带张力。为了增加带的该区域中的张力，电螺线管317可以被充能以阻止下腔室319中的机油沿着第二流动孔口409流入上腔室318的运动。该较大的张力使得正扭矩能够从作为马达操作的bisg被传递，以起动转动发动机。在一个示例中，在发动机旋转期间，燃烧脉动可以引起fead带中的振动，这引起被施加在安装结构321和带轮轴线322处的力的脉动。该脉动力引起主动张紧器的压力的增加。如果张紧器在非主动状态下，那么下安装结构321可以相对于上安装结构320上下振荡。然而，如果致动器在主动状态下，则流体运动被限制，并且因此，防止压缩。因此，下安装结构321然后将会移动远离上安装结构320，即延伸。流体通过阀从上腔室318到下腔室319的流动取决于止回阀相对于活塞的位置，即阀是位于活塞内还是在活塞上方。
在发动机转速到达阈值转速并且不需要bisg起动转动发动机之后，电螺线管可以被去能，并且控制阀返回到其缺省位置，这允许机油沿第一流动孔口408和第二流动孔口409流动。活塞401被缩回，并且bisg带轮移动远离带，由此减少带驱动设备上的张力。
因此，当电螺线管未被充能时，张紧器行为像允许液压流体根据活塞两侧的压力差从活塞的一侧移动到另一侧的被动线性液压阻尼器。不像具有允许流体根据活塞两侧的压力差流经活塞的单个孔口的典型阻尼器，主动张紧器400使用两个单独的流动路径。当电螺线管致动时，第二流体通路409能够被阻挡，并且其他通路408使用球止回阀来只允许从活塞的上侧(上腔室)到活塞的下侧(下腔室)的流动。当螺线管被致动时，衔铁移动以阻挡从活塞的下侧到活塞的上侧的流动，并且第二流动路径中的球止回阀只允许从上腔室到下腔室的流动。因此，当螺线管被致动时，阻止致动器缩回并且其只能够延伸。
通过阻止致动器缩回，有效的带张力被增加，尤其是在扭矩瞬变期间。另外，如果在发动机正在旋转的同时螺线管被充能，则发动机压缩/燃烧扭矩脉动产生fead带中的扭矩脉动，这会产生引起致动器活塞两侧的压力振荡的主动张紧器上的力脉动。如果致动器活塞螺线管被充能，那么流体将会从活塞的上侧流至下侧，从而引起致动器延伸，增加fead带张力。可以存在能够引起主动张紧器退化的多种情况。例如，张紧器可以由于来自制造过程或随着时间磨损产生的机油中的碎片的存在而退化。作为另一示例，液压机油密封件可能退化，这会导致流体的损失，并且因此导致致动功能的损失。作为另一示例，螺线管中可能存在电气问题。作为又一示例，螺线管返回会不能返回到其原始位置。如果致动器在缩回状态下退化，那么致动器则会行为像被动阻尼器。由于主动张紧器被设计为当在未致动状态下时允许fead带以较小的张力操作，所以这会导致过多的带滑动，尤其是在起动转动和扭矩升压事件期间，这可以导致降低的fead带寿命。如果致动器在致动或延伸状态下退化，那么致动器将会在所有状况下以高fead带张力操作。增加的带张力可以导致曲轴带轮上的较大平均侧负载，并且能够导致增加的发动机摩擦，并且由此导致增加的燃料消耗，以及增加的发动机和fead带磨损。
在选定的状况下，诸如当发动机在稳态下并且bisg扭矩在零扭矩处或附近时(例如在变速器处于泊车挡的同时或在发动机关停之前在发动机怠速模式的同时钥匙启动之后)，张紧器可以被主动地致动到延伸状态，并且一个或多个发动机扭矩参数可以在一持续时间内针对发动机负载的增加进行监测。如果未观察到发动机负载的增加，则可以指示主动张紧器的退化，并且可以及时地维修张紧器。
应认识到，虽然图4描述了具有位于固定位置中的两个流动孔口的主动张紧器，但是在替代示例中，主动张紧器也可以被设计为具有被安装在移动活塞上的两个孔口。在该设计中，张紧器包括装备有单向止回阀的第一流动孔口以及装备有单向止回阀和螺线管的第二流动孔口，所述第一流动孔口的单向止回阀只允许机油从下腔室流至上腔室，所述第二流动孔口的单向止回阀在螺线管被停用时只允许机油从上腔室流至下腔室并且在螺线管被充能时限制机油从上腔室流至下腔室。以此方式，当螺线管被致动时，张紧器可以被维持在延伸状态下，因为从上腔室到下腔室的流动路径被阻挡。重要的是注意，由于该设计需要(孔口的)阀被安装在移动活塞内，它将会使接线更困难，这会不利地影响其耐久性和制造复杂性。
图3和图4示出了具有各种部件的相对定位的示例构造。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接耦接，那么此类元件可以分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，至少在一个示例中，被示为彼此邻近或相邻的元件可以分别是彼此邻近或相邻的。作为一示例，彼此共面接触的部件放置可以被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，被设置为彼此分开、在其之间仅有空间而没有其他部件的元件可以被称为如此。作为又一示例，被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧、或彼此的左侧/右侧可以相对于彼此被称为如此。另外，如在图中示出的，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如在本文中使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于图的竖直轴线，并且被用来描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件被定位为在其他元件的竖直上方。作为又一示例，在图内描绘的元件的形状可以被称为具有哪些形状(例如，诸如为圆形的、直的、平坦的、弧形的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。另外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，被示为在另一元件内或被示为在另一元件外面的元件可以被称为如此。
现在参照图5，示例程序500由控制器执行来在选定的状况期间(诸如在发动机起动转动期间)充能主动张紧器的螺线管，以增加被施加在带驱动设备上的张力，由此增加发动机负载。用于执行方法500和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且配合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1-2描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以根据在下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。
在502处，发动机工况可以被估计和/或被推测。这些可以包括例如发动机转速、驾驶员扭矩需求、环境状况(例如环境温度和湿度以及大气压力)、map、maf、mat、发动机温度、升压水平等。
基于估计的工况，在504处，可以确定发动机起动是否被请求。发动机起动可以响应于操作者钥匙接通事件(诸如当驾驶员将钥匙插入到点火狭槽内或接合起动按钮时)而被车辆操作者请求。在一些示例中，发动机控制器可以从怠速停止状况诸如响应于低电池荷电状态或对空气调节的请求而自动请求发动机起动。如果没有确认发动机起动，则该方法进入到506以维持发动机关停。程序然后退出。
在确认发动机起动状况后，在508处，该方法包括充能被耦接至驱动带的主动张紧器的螺线管以将张紧器致动到延伸状态。主动张紧器可以经由惰性带轮被耦接至在(被耦接至发动机曲轴的)曲轴带轮与(被耦接至bisg的)bisg带轮之间的fead驱动带的区域。通过充能螺线管以将主动张紧器致动到延伸状态，通过bisg被施加于fead带的张力被增加。在510处，该方法进一步包括使bisg在马达驱动模式下操作以便将正扭矩施加于fead带驱动设备，由此起动转动发动机。例如，控制器可以向bisg的马达发送占空比信号，以使用从系统电池汲取的电能使bisg自旋，bisg扭矩经由驱动带(以及bisg和曲轴带轮)被传递给发动机曲轴。在一个示例中，bisg马达以100％占空比操作，以加快发动机的起动转动。
在512处，可以确定发动机转速(ne)是否高于阈值。例如，可以确定由bisg的正扭矩提供的发动机转速是否在预定的阈值之上(诸如在400rpm之上)。在阈值转速之上，发动机可以能够经由气缸燃料燃烧维持发动机旋转。如果还未到达阈值发动机转速，在514处，程序继续使用从bisg汲取的马达驱动的扭矩起动转动发动机，直至发动机转速在预定的阈值之上。此外，主动张紧器被维持在延伸状态下。
一旦发动机转速超过阈值，该方法可以进入到516。在516处，该方法包括去能张紧器使得张紧器回到其缩回状态，减少由张紧器在曲轴带轮与bisg带轮之间的区域中施加在fead带上的张力。例如，控制器可以中断向螺线管发送电信号。在518处，该方法包括恢复向发动机气缸递送燃料和火花，使得气缸燃料燃烧能够被用来保持发动机自旋。
在被用来起动转动发动机之后，取决于发动机的工况，bisg可以在动力辅助模式或发电机模式下操作。在动力辅助模式下，操作者扭矩需求可以高于能够被提供的发动机扭矩。因此，在那些状况下，可以从bisg施加正扭矩，以帮助发动机扭矩满足扭矩需求。此时，bisg扭矩被添加到发动机扭矩。在一个示例中，在车辆起动操作已经完成之后，当车辆由于更大的踩加速器踏板而加速时或当车辆正在上坡时，bisg可以在动力辅助模式下操作并且正在产生正扭矩。在发电机模式下，发动机扭矩超过操作者扭矩需求。替代地，当系统电池的荷电状态低于阈值时，bisg可以在发电模式下操作。在那些状况下，可以从bisg施加负扭矩，以使用发动机扭矩给电池充电。其中，发动机可以正在使bisg马达自旋。当车辆正在下坡或减速时(例如，在再生制动期间)，bisg可以在发电机模式下操作以向电能存储装置供应电功率并且产生负扭矩。
在520处，可以确定为正或负扭矩的绝对bisg扭矩是否高于阈值。在一个示例中，阈值基于最大期望的扭矩辅助。如果bisg正或负扭矩在阈值之下，那么该方法进入到522，其中主动张紧器被致动到缩回状态，并且从bisg向fead带驱动设备上施加减小的扭矩。例如，主动张紧器的螺线管被去能(如果它被充能)，以将张紧器移动到缩回状态。如果bisg扭矩在阈值之上，在524处，螺线管被充能以将张紧器致动到其延伸状态，并且取决于bisg的操作模式，从bisg向fead带驱动设备上施加正或负扭矩。
在526处，可以确定自张紧器的上一次诊断以后发动机或车辆操作的阈值持续时间(或车辆行进的阈值距离)是否已经逝去。张紧器可以被间歇地诊断，以确保功能性，并改善部件寿命并且由此改善发动机性能。如果阈值持续时间还未逝去，在528处，张紧器操作被维持并且程序可以结束。例如，当bisg扭矩较大时，张紧器可以继续被致动到延伸状态，并且当bisg扭矩较小时，被致动到缩回状态。
如果阈值持续时间已经逝去，那么在530处，该方法包括诊断张紧器。如参照图6详述的，诊断主动张紧器包括在当bisg扭矩在零扭矩处或附近时的状况下将张紧器致动到延伸状态。然后，基于致动后的发动机负载的变化，张紧器可以被诊断。具体地，在张紧器被致动到延伸状态后不存在发动机负载的增加可以指示张紧器退化(例如，被卡在缩回状态下)。
现在转向图6，示出了用于基于发动机负载的变化来诊断带驱动的fead系统的主动张紧器的示例方法600。该方法使得主动张紧器能够被诊断，并且使得退化能够被及时地识别和解决。
在602处，可以确定发起主动张紧器的诊断的条件是否满足。在一个示例中，如果自张紧器的上一次诊断以后阈值持续时间已经逝去，则诊断条件被认为满足。因此，在602处评价的诊断条件包括诊断程序的进入条件(所述进入条件与诊断程序的执行条件截然不同)。如果条件满足，那么在604处，张紧器诊断被延迟。即，图6的方法在稍后的时候被再次发起。
如果进入条件满足，那么在606处，该方法包括确定诊断程序的执行条件是否满足。例如，可以确定发动机转速和扭矩以及bisg扭矩是否在目标范围内。在一个示例中，当发动机处于稳态时，执行条件可以被认为满足。替代地，当发动机在其最小可能转速与扭矩区域中时(例如当它处于空挡怠速状态时)，执行条件可以被认为满足。此外，可以确认bisg扭矩在零扭矩处或附近，所述零扭矩建立最小fead带张力条件基线。即，当bisg既不在马达驱动模式也不在发电模式下时，程序被执行。在一个示例中，诊断程序可以在发动机的钥匙起动之后、在变速器在泊车模式下的同时或在发动机处于怠速的同时或在发动机关停之前的发动机转速控制模式期间被执行。例如，程序可以在发动机怠速期间在停止/起动事件的预关停模式期间被执行。此外，程序可以在车辆在巡航控制中或在任何恒定的发动机转速区域中的同时被执行。如果发动机或bisg条件不满足，在608处，一个或多个发动机致动器可以被调整，以主动提供执行诊断程序并且将bisg维持在目标扭矩范围内所需的发动机转速和扭矩。
如果程序的执行条件满足，在610处，程序包括控制器发送充能张紧器螺线管的信号，由此将张紧器致动到延伸状态，并且增加被施加在带驱动设备上的张力。在612处，计时器可以被起动。
在614处，可以在螺线管充能和张紧器被致动到延伸状态后监测表示发动机负载的一个或多个参数。例如，进气空气质量616、进气歧管空气压力618、发动机燃料消耗速率617和发动机扭矩输出619中的一个或多个可以被监测。进气空气质量616可以经由被耦接至进气通道的maf传感器来测量。进气歧管压力可以经由被耦接至进气歧管的map传感器来测量。发动机燃料消耗可以基于由发动机控制器命令的燃料喷射器脉冲宽度来确定。发动机扭矩输出可以基于如通过曲轴转速传感器测量的发动机转速来推测。替代地，被耦接至发动机输出轴的扭矩传感器可以被用来测量发动机扭矩。预期到张紧器到延伸状态的致动增加被施加于驱动带的张力，从而增加发动机负载。当发动机负载增加时，发动机控制器可以增加进气节气门的打开，以增加空气质量流量和歧管压力。此外，为了将发动机操作维持在目标空燃比处(诸如在化学计量比处)，燃料消耗可以(根据空气充气的增加)被增加。由于发动机空气和燃料递送的增加，由发动机输出的扭矩可以增加。因此，基于如通过测量到的空气质量、空气压力、燃料消耗和/或发动机扭矩输出的变化(增加)指示的发动机负载的增加，可以推测经由张紧器被致动(到延伸状态)所导致的将额外张力施加到fead带。
在620处，可以确定计时器是否已经超过阈值时间t。即，可以确定自张紧器被致动到延伸状态以后阈值持续时间是否已经逝去。阈值时间t可以对应于在可靠地检测表示发动机负载的一个或多个参数的增加(在614处)所需的可能较大的发动机负载下的发动机操作的持续时间。如果阈值时间t还未逝去，那么在622处，程序可以继续监测表示发动机的参数直至到达阈值时间t。如果阈值持续时间已经逝去，那么程序可以进入到624。
在624处，可以确定基于表示发动机负载的一个或多个参数估计的发动机负载是否在第一阈值之上。在一个示例中，第一阈值基于怠速状况下的发动机负载。如果估计的发动机负载在第一阈值之下，那么该方法进入到626，其中可以推测张紧器未完全延伸。例如，可以推测张紧器被卡在缩回状态下，并未响应于螺线管的充能而延伸。控制器可以设定诊断代码以指示张紧器例如由于带磨损/拉伸而退化。响应于退化的指示，一个或多个减轻步骤可以被执行。例如，响应于张紧器被卡在缩回状态下的指示，发动机关停可以被禁止，并且扭矩升压幅度可以被限制。此外，发动机增压扭矩可以被限制。例如，由bisg提供给发动机的动力辅助和起动/停止操作可以被限制。此外，消息可以被显示给车辆所有人以警告他们发动机不能在关停被执行之后重起动。另外，如果故障在多个关键行驶周期内持续，则希望向操作者提供告知操作者寻求维修的警告。
如果发动机负载增加至第一阈值之上，在628处，可以确定估计的发动机负载是否在高于第一阈值的第二阈值之下。在一个示例中，第二阈值基于被用来检测致动器是否正在如命令那样进行致动的估计的发动机扭矩。当致动器在主动状态下时，那么它将会延伸，这将会增加fead带中的张力，这进而将会增加发动机上的负载。发动机上的负载的这种增加然后能够通过比较致动之前与之后的发动机估计的发动机负载来检测。如果估计的负载在预期的范围内(即，在第一与第二阈值之间)，在632处，可以推测张紧器正确地起作用并在被致动到延伸状态后将增加的张力施加于带驱动设备。控制器可以指示张紧器未退化。
如果估计的发动机负载高于第一阈值和第二阈值两者，在630处，可以推测张紧器延伸太多(例如，张紧器被卡在延伸状态下)，并且带滑动和增加的发动机内部磨损会由于过多的带张力而发生。控制器可以设定诊断代码来指示张紧器退化。响应于退化的指示，一个或多个减轻步骤可以被执行。例如，响应于张紧器被卡在延伸状态下的指示，升压的发动机扭矩可以被限制。这被完成以降低fead带磨损的速率并且减少内部发动机轴承的磨损。应认识到，虽然图6的示例描述了基于在张紧器被致动到延伸状态后的发动机负载的变化来诊断张紧器，但是在替代示例中，可以基于张紧器被致动到缩回状态后的发动机负载的变化来诊断张紧器。通过检测扭矩的减小，系统正在确认张紧器没有正在产生过多的张力。
图7在映射图700处示出了带张紧器诊断的预测性示例。在曲线702处示出了发动机转速，在曲线704处示出了主动张紧器螺线管状态(充能或去能)，在曲线706处示出了bisg扭矩(正或负)，在曲线708处示出了发动机扭矩，在曲线710处示出了歧管压力(map)，并且在曲线712处示出了(表示张紧器的退化状态的)标志的状态。所有曲线都沿着x-轴示出为随着时间变化。
在t1之前，发动机被关停，并且车辆未被推进。在t1处，响应于钥匙接通事件，发动机重起动信号被接收。为了重起动发动机，bisg被马达驱动，产生正bisg扭矩。bisg扭矩被用来通过经由fead驱动带传输扭矩而起动转动发动机。为了使得bisg扭矩能够被传输至发动机而无带滑动发生，张紧器螺线管被充能，并且张紧器被转变为延伸状态。
在t1与t2之间，张紧器被延伸，并且bisg扭矩被用来使发动机自旋加速(spinup)。在t2处，发动机转速高于发动机燃烧能够维持发动机旋转的阈值。因此在t2处，bisg张紧器被去能，并且被返回到缩回状态。响应于发动机旋转，发动机转速和歧管压力开始增加。
在t2与t3之间，车辆使用发动机扭矩来推进，并且由于bisg操作未被请求，因此bisg扭矩在零扭矩处或附近。在t3处，存在减速事件，并且发动机扭矩超过要求的扭矩。为了加快发动机自旋减慢(spin-down)，负bisg扭矩被施加。具体地，bisg作为发电机操作，从而吸收过多的发动机扭矩。为了使得发动机扭矩能够被传输至bisg而无带滑动发生，张紧器螺线管被充能，并且张紧器被转变为延伸状态。一旦发动机转速已经被降至怠速转速，并且发动机扭矩被降至零扭矩，张紧器螺线管就被去能并且被返回到缩回状态。此后，发动机扭矩输出增加以匹配扭矩需求。
在t4处，存在诸如由于操作者踩加速器踏板而导致的扭矩需求的增加。发动机扭矩输出不足以满足扭矩需求。为了提供动力辅助，正bisg扭矩被用来补充向车辆车轮供应的发动机扭矩。为了使得bisg扭矩能够被传输而无带滑动发生，张紧器螺线管被充能，并且张紧器被转变为延伸状态。然后，当动力辅助不被需要时，张紧器螺线管被去能并且被返回到缩回状态。
在t5之前不久，发动机在空挡怠速状态下，并且bisg扭矩在零扭矩附近。因此，在t5处，张紧器诊断的进入和执行条件被确认。张紧器螺线管被充能，并且张紧器被转变为延伸状态。在延伸状态下，通过bisg被施加在发动机上的负载增加。因此，预期到发动机转速和发动机负载增加。在本文中，在螺线管的充能后的一段持续时间(从在t5之后不久到t6)内监测map，并且map被用来推测发动机负载。
在所描绘的示例中，没有观察到发动机负载或扭矩的显著增加。在虚线段709处示出了张紧器致动的持续时间内的预期的发动机扭矩廓线，并且在虚线段711处示出了由张紧器致动的持续时间内的预期的map廓线反映的预期的发动机负载廓线。
响应于低于当张紧器被致动到延伸状态时的(基于测量的map估计的)发动机负载的阈值增加，在t6处，推测张紧器被卡在缩回状态下，并且没有正在将命令的张力施加在带上。因此，在t6处，张紧器的退化通过设定标志来指示。此外，发动机关停被暂时禁止。
以此方式，通过准确地且可靠地诊断主动带张紧器，带滑动可以以及时的方式被更好地预测和解决。基于张紧器被致动到延伸状态后的发动机负载的变化诊断带张紧器的技术效果是发动机负载的增加的存在或不存在可以与张紧器的状态相关联。通过使用表示发动机负载的一个或多个参数来诊断张紧器，诊断可以使用现有的发动机传感器并且在需要额外部件的情况下被执行。通过基于命令状态相对于基于发动机负载推测的实际状态诊断张紧器，引起过多的带张力的张紧器退化可以与引起不足的带张力的张紧器退化更好地区别开来。因此，带滑动的发生可以被减少，延长带张紧器的寿命和完好性。通过以及时的方式诊断张紧器，发动机性能可以被改善。
一种用于发动机的示例方法包含：调整被耦接至驱动带的带张紧器的操作状态；以及在所述调整之后响应于发动机负载小于阈值而指示张紧器退化。在前述示例中，所述方法额外地或可选地进一步包含，响应于所述退化的指示而禁止自动发动机关停。在前述示例中的任一个或全部中，所述方法额外地或可选地进一步包含，响应于关停所述发动机的操作者请求或响应于所述操作者离开所述车辆而关停发动机。在前述示例中的任一个或全部中，所述方法额外地或可选地进一步包含，调整所述张紧器的所述操作状态包括，将所述张紧器从缩回状态致动到延伸状态。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述发动机负载基于测量的歧管空气流量、测量的歧管压力和发动机扭矩中的一个或多个来推测。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述调整包括在由带的集成式起动机发电机施加在所述驱动带上的正或负扭矩的绝对量小于阈值的同时调整所述带张紧器的所述操作状态。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述调整包括在所述发动机正在空转且变速器被致动到空挡挡位的同时进行调整。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述张紧器被耦接至在发动机曲轴与起动机/马达中间的所述驱动带的第一区域。在前述示例中的任一个或全部中，所述方法额外地或可选地进一步包含，指示退化包括指示所述张紧器被卡在所述缩回状态下。在前述示例中的任一个或全部中，所述方法额外地或可选地进一步包含，其中在所述延伸状态下，由所述张紧器施加在所述驱动带上的张力被增加。在前述示例中的任一个或全部中，所述方法额外地或可选地进一步包含，将张力施加于在所述起动机/马达与附件负载之间的所述驱动带的第二区域，所述附件负载包括空气调节件，所述附件负载经由ac离合器带轮被耦接至所述驱动带。
用于发动机的另一示例方法包含：在由bisg施加在驱动带上的扭矩低于阈值的同时充能螺线管以将被耦接至驱动带的张紧器致动到延伸状态；以及响应于所述充能并且与所述充能同时地基于发动机负载的变化指示所述张紧器的退化。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述扭矩是由bisg施加在所述驱动带上以起动转动所述发动机或为所述发动机提供动力辅助的正扭矩。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述扭矩是由bisg施加在所述驱动带上以给被耦接至所述bisg的电池充电的负扭矩。在前述示例中的任一个或全部中，所述方法额外地或可选地进一步包含，响应于所述指示，独立于操作者输入禁用所述发动机的自动关停；以及响应于明确的操作者输入而关停所述发动机。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述指示包括基于所述发动机负载的变化指示退化，所述发动机负载的变化包括小于发动机负载的阈值增加。
另一示例车辆系统包含：前端附件驱动设备，所述前端附件驱动设备包括带；发动机，所述发动机经由曲轴带轮被耦接至所述带；bisg，所述bisg经由bisg带轮被耦接至所述带，所述bisg被耦接至电池；附件负载，所述附件负载经由离合器带轮被耦接至所述带；可电动致动的张紧器，所述张紧器在所述曲轴带轮与所述bisg带轮之间被耦接至所述带，所述张紧器具有被耦接至弹簧机构的螺线管；以及控制器，所述控制器具有被存储在非临时性存储器上的计算机可读指令以用于：当bisg扭矩在零扭矩处并且所述发动机正在空转时；通过充能所述螺线管将所述张紧器命令到延伸状态；基于所述充能后的发动机负载的变化来推测所述张紧器的实际状态；以及基于所述命令状态相对于所述实际状态来指示所述张紧器的退化。在前述示例中，额外地或可选地，所述推测包括当所述发动机负载的变化小于阈值时推测所述张紧器的所述实际状态是缩回状态，并且其中所述指示包括当所述命令状态不匹配所述实际状态时指示所述张紧器退化。在前述示例中的任一个或全部中，额外地或可选地，所述控制器包括进一步指令以用于：不响应于高于所述电池的阈值荷电状态或操作者扭矩需求的下降而关停所述发动机；以及响应于操作者关停请求或操作者从所述车辆离开而关停所述发动机。
注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。