用于控制机动车辆的发动机的方法
【专利说明】用于控制机动车辆的发动机的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年11月26号提交的英国专利申请第1320809.5号的优先权，其整体内容通过引用合并于此以用于各种目的。
技术领域
[0003]本申请涉及包含停止-起动系统的车辆，并且更具体地涉及具有带驱动(beltdriven)的集成式起动机-发电机(BISG)的机动车辆，该带驱动的BISG被驱动地连接至机动车辆的发动机的附件驱动带。
【背景技术】
[0004]机动车辆可以具有发动机起动-停止，在此期间发动机响应于机动车辆的驱动器的动作而被暂时关闭(紧急停止(E-stop))，以便节省燃料并减少排放。紧急停止通常由停止-起动控制器进行控制，并且利用诸如离合器踏板位置、加速器踏板位置、制动器踏板位置和变速器的接合状态等输入来确定何时停止以及何时重起动发动机。对于从紧急停止重起动的情况下的发动机起动转动操作而言，BISG的快速致动是必需的，因为发动机点火可能会被延迟到第二或第三上止点(TDC)点火。发动机点火的延迟可能会由于发动机失速而导致(从起动-停止操作)发动汽车的失败。
[0005]Kataoka等人在US6，807，934中公开了解决在紧急停止之后重起动发动机的一种尝试，其中马达发电机被用来辅助将曲轴定位在用于重起动的最佳位置。Grob等人在US6, 202，614中公开了解决在紧急停止之后重起动发动机的另一种尝试，其中当接收到发动机重起动信号时并且在为发动机重起动执行点火之前，经由电机将曲轴置于可预先确定的起动位置。
[0006]然而，发明人在此已经认识到这类系统的潜在问题。在Kataoka等人的方法中，利用BISG来预张紧带驱动装置是不可能的。在Grob等人的方法中，当发动机准备好起动时提供重起动信号，并且可能需要等待发动机被定位。
【发明内容】
[0007]至少部分地解决一些上述问题的一种潜在方法包括控制机动车辆的发动机的系统和方法，所述机动车辆包含发动机和带驱动装置，其中带驱动装置将发动机的曲轴驱动地连接至集成式起动机-发电机。该系统进一步包含至少一个带张紧器，其用于将张紧负荷施加于带驱动装置。该方法包含确定是否希望执行自动发动机停止。如果希望停止发动机，则可以停止发动机。当发动机已经停止时，带集成式起动机-发电机可以被激励以便沿起动发动机所需的方向以低速度旋转曲轴，同时将高扭矩施加于带驱动装置以便预张紧带驱动装置使其准备好重起动发动机。
[0008]例如，可以在发动机已经停止之后以低速度旋转BISG，以便预张紧驱动带并将发动机的曲轴定位在用于重起动的理想位置。BISG可以被激励而处于足以提供保持扭矩的水平。因此，可以在没有带滑动并且不需要增加静态带张紧力的情况下利用BISG提供稳健且快速的发动机起动。在另一示例中，可以保持BISG在预定的时间段内被激励在保持水平，以便给出压缩汽缸中的任何压力消散的时间，然后，在预定的时间段已经逝去之后，BISG被去激活或被断电。在这样的情况下，预定的时间段将需要被设定，以便为压缩气体消散提供足够的时间。
[0009]以此方式，当发动机已经进入紧急停止时，BISG可以被用来通过使沿起动发动机所需的相同方向减速的曲轴旋转并以高扭矩操作BISG而预张紧FEAD带。曲轴的旋转足够慢，以防止发动机的点火。这允许曲轴被旋转到准备好重起动发动机的优选旋转位置。一旦发动机重起动，BISG就被用来驱动FEAD带以使曲轴旋转。因此，提供了发动机的快速重起动。
[0010]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通过包含控制器结合各种传感器、致动器以及其他发动机硬件的控制系统得以实现。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、操作或功能可以以所示顺序执行、并行地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，其中通过执行包括各种发动机硬件部件结合电子控制器的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
【附图说明】
[0011]图1是包含控制系统的机动车辆的多缸发动机中的一个汽缸的示例性原理图。
[0012]图2示出耦接至发动机的前端附件驱动结构的原理图。
[0013]图3A、图3B和图3C是各种被动式带张紧器布置的示例性原理图。
[0014]图4是根据本申请的第一方面用于控制机动车辆的发动机的方法的示例性高级流程图。
【具体实施方式】
[0015]以下描述涉及包含停止-起动系统的机动车辆的系统和方法。例如，可以控制机动车辆来预张紧FEAD驱动带以便实现快速重起动，其中所述机动车辆包含发动机(诸如图1的发动机)，其具有带驱动的集成式起动机-发电机(BISG)，该BISG被驱动地连接至机动车辆的发动机的前端附件驱动带(FEAD带)(如图2和3所图示说明)。在另一示例中，机动车辆可以具有被驱动地连接至后端附件驱动带(READ带)的BISG。可以提供一种用于BISG的方法，该方法用于在发动机已经暂时停止(紧急停止(E-stop))的时间段之后重起动机动车辆的发动机，以便响应于机动车辆的驱动器的动作而节省燃料并减少排放(诸如在图4中图示说明的方法)。这样的紧急停止通常可以由停止-起动控制器进行控制，并且可以利用诸如离合器踏板位置、加速器踏板位置、制动器踏板位置和变速器接合状态等输入来确定何时停止以及何时重起动发动机。
[0016]另外，可以提供被动式带张紧器来张紧FEAD带。被动式带张紧器是这样一种带张紧器，即通过将辊轮或滑轮抵靠在带上而将静态预负载施加在带上。
[0017]在BISG被用于驱动FEAD带的发动机起动转动操作期间，如果廓线上的扭矩过于强势(即扭矩过快地增加)，则可能发生带滑动，因为FEAD张紧器不能足够快地作出反应。应对这种滑动的一种选择是增加静态带张紧力。然而，增加静态带张紧力会有负面影响，因为带摩擦也增加，而且这会增加车辆燃料消耗并减少FEAD带的寿命。
[0018]然而，对于从紧急停止重起动的情况下的发动机起动转动操作而言，BISG的快速致动是必需的。这是因为，如果BISG没有被迅速通电，发动机点火可能被延迟到第二或第三上止点(TDC)点火。由于发动机失速，发动机点火的任何延迟可能导致(从起动-停止操作)发动汽车的失败。
[0019]另外，由于发动机扭矩到达使机动车辆加速的足够水平的时间增加而引起的缓慢拉离，发动性能可能会欠佳。
[0020]这些事件都会导致客户不满意。
[0021]本申请提供了控制机动车辆的发动机的系统和方法，其利用BISG提供稳健且快速的发动机起动，而没有带滑动并且不必增加静态带张紧力。
[0022]根据本申请，提供了一种控制机动车辆的发动机的方法，所述机动车辆包含发动机、带驱动装置，其中该带驱动装置可以将发动机的曲轴驱动地连接至集成式起动机-发电机。该发动机进一步包含用于将张紧负荷施加于带驱动装置的至少一个带张紧器，其中该方法包含确定是否可能希望执行自动发动机停止。如果确定希望停止发动机，则该方法可以停止发动机并且在发动机已经停止时激励带集成式起动机-发电机，从而沿起动发动机所需的方向以低速度旋转曲轴，同时将高扭矩施加于带驱动装置以便预张紧带驱动装置使其准备好重起动发动机。在一个示例中，带驱动装置可以是FEAD带。在另一示例中，带驱动装置可以是READ带。
[0023]在一个实施例中，所述至少一个带张紧器可以是被动式带张紧器。
[0024]该方法可以进一步包含:利用集成式起动机-发电机以低速度旋转曲轴，同时将高扭矩施加于带驱动装置，直至曲轴已经被旋转到用于重起动发动机的最佳位置。
[0025]该方法可以进一步包含:在已经获得最佳位置之后维持集成式起动机-发电机被激励，以便阻止曲轴旋转远离用于重起动发动机的最佳位置。
[0026]该方法可以进一步包含:如果存在预定条件，则确定是否可能希望执行自动发动机停止。例如，如果变速器处于分离状态，则可以执行自动发动机停止。在另一示例中，如果变速器处于接合状态但离合器踏板处于释放(未踩下)状态并且制动器踏板处于释放状态，则可以执行自动发动机停止。应认识到，可能存在用于确定停止发动机的其他预定条件。
[0027]该方法可以进一步包含:如果存在用于重起动发动机的预定条件，则利用集成式起动机-发电机来重起动发动机。例如，可以监测踏板状态的变化，以便确定是否存在重起动发动机的条件。在一个示例中，踩下离合器踏板而制动器踏板保持释放可以被用来表明存在发动机重起动条件。在另一示例中，可以监测加速器踏板位置，并且如果加速器踏板被踩下，则可以确定存在发动机重起动条件。因此，用于确定发动机重起动的条件可以取决于离合器踏板、制动器踏板和加速器踏板在发动机停止状态下的各自状态。应当注意，可以提供不只一种踏板的组合以实现发动机的重起动。
[0028]