CN102140989B - 辅助直接起动控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了控制车辆系统的方法和系统，该车辆系统包括在发动机怠速-停止状况期间选择性未激活的发动机。一种示例方法包括，在第一状况期间，在发动机速度降低到低于阈值速度以下之后，在不应用起动机电流的情况下使得发动机起动机接合未激活的旋转发动机。该方法还包括在第二状况期间，接合所述起动机并且调整起动机马达开关以应用起动机制动扭矩至所述未激活的旋转发动机。

Description

辅助直接起动控制的方法和系统
技术领域
本申请涉及用于控制发动机熄火和随后发动机重起动的方法和系统。
背景技术
车辆已经被研究发展为当满足怠速停止状况时实施怠速停止并且当满足重起动状况时自动重起动发动机。这种怠速停止系统能够节省燃料、降低排气排放、降低噪声以及类似的作用。
响应落在期望运行范围外侧的发动机运行参数，发动机在没有接收到驾驶员输入的情况下从怠速停止状况可被自动重起动。可替代地，发动机可响应自驾驶员发出的车辆重起动和/或开动请求从怠速-停止状况被重起动。在一些示例中，当发动机被熄火(例如，仍旧旋转但降速)时，驾驶员可改变想法并且希望立即重起动发动机。为了重起动车辆，驾驶员不得不在发动机起动机可以再次接合之前等待发动机旋转降速(例如，完全停止)。因此，这基本上会增加重起动的时间并因此降低重起动操作的质量。此外，如果起动机在发动机速度较低时被再次接合，则这种接合可在发动机反向旋转期间发生，从而导致熄火振动和可听到的噪声。
在US 7,275,509中由Kassner说明了一种降低发动机重起动时间的示例方法。在此，当发动机处于预先限定的速度范围和预先设定的旋转方向时在熄火期间接合发动机起动机。通过调整接合信号的正时，发动机反向旋转期间的起动机接合被减少。
然而，本发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，发动机起动机接合被推迟直到发动机速度在预先设定的范围内并且发动机旋转方向处于曲轴的正向。因此，虽然Kassner的方法减少了发动机反向旋转期间起动机的接合，但是并没有解决发动机在旋转降速期间的反向旋转问题，也没有降低发动机旋转降速的时间。此外，Kassner的方法需要发动机跟踪以确定发动机旋转方向。
发明内容
因此，在一个示例中，以上一些问题可通过控制这样的车辆系统的方法而被解决，该车辆系统包括在发动机怠速-停止状况期间选择性未激活/去激活的发动机。在一个实施例中，该方法包括在第一状况期间，发动机速度降低至阈值速度以下之后，在不应用起动机电流的情况下使得发动机起动机接合未激活的旋转发动机；并且在第二状况期间，接合起动机并且调整起动机马达开关以将起动机制动扭矩施加到旋转发动机。
在一个示例中，发动机可由这样的起动机系统操作，该起动机系统包括起动机、电池或电容操作的起动机马达、包括小齿轮的一个或一个以上起动机齿轮和单向超速离合器。响应怠速-停止状况，发动机可被停用(也就是切断燃料和火花)并且可开始旋转至停止。在第一状况期间，在发动机已经降低至阈值速度以下(例如，低于200rpm)之后，可在不应用起动机电流的情况下将发动机起动机接合到未激活的旋转发动机。具体地，不管是否已经请求重起，均可使得起动机小齿轮接合旋转发动机。此外，在旋转降速期间发动机反向旋转可基本由起动机的单向离合器停止。因此，当起动机马达经由单向离合器被接合时，发动机反向旋转将需要起动机马达加速并旋转同时通过起动机齿轮组反向驱动。因此发动机反向旋转被阻碍。通过使用产生的扭矩(prevailing torques)，齿轮组的反驱动效率可以非常低，由此提供真正的牵引力。此外，通过短路电机，反-EMF(electromotive force)电压可提供“电子”制动扭矩。
在一个示例中，阈值速度可基于起动机模型和小齿轮几何尺寸被分配，从而起动机与发动机的接合可在没有令人不愉快的噪声行为的情况下在高于零的发动机速度处被执行。在第二状况期间，此时起动机已经被接合，起动机马达开关可被调整以向未激活的旋转发动机施加额外的起动机制动扭矩从而进一步加快发动机旋转降速。起动机制动扭矩可基于发动机的工况被选择，并且通过使用起动机马达控制器被调整。例如，可通过将起动机马达开关接地(例如，使得继电器的两个马达终端彼此短路)或者通过断开起动机马达电路来施加起动机制动扭矩。结果，如果在发动机仍旧旋转降速时请求重起动(例如，响应驾驶员突然的想法变化)，则起动机已经处于接合状态，并且可通过施加起动电压(例如，来自电池或电容器)至起动机马达开关来转动/转动起动(crank)发动机并起动气缸内的燃烧，从而执行迅速重起动。
在一个实施例中，该方法进一步包括经由起动机中的单向离合器降低发动机的反向旋转，其中制动扭矩的量基于发动机工况被调整，所述发动机工况包括发动机速度、气缸空气充量、气门正时、凸轮正时和大气压力，并且施加制动扭矩的正时也基于发动机的工况被调整。
在另一实施例中，该方法进一步包括经由起动机中的单向离合器降低发动机的反向旋转，其中制动就拒的量基于发动机工况被调整，所述发动机工况包括发动机速度、气缸空气充量、气门正时、凸轮正时和大气压力，并且施加制动扭矩的正时也基于发动机的工况被调整，其中所述调整包括，当起动机接合时的发动机速度较高时朝向起动机接合提前制动扭矩应用的正时，并且当起动机接合时的发动机速度较低时推迟该正时使其离开起动机接合。
在另一实施例中，该方法进一步包括经由起动机中的单向离合器降低发动机的反向旋转，其中制动扭矩的量基于发动机工况被调整，所述发动机工况包括发动机速度、气缸空气充量、气门正时、凸轮正时和大气压力，并且施加制动扭矩的正时也基于发动机的工况被调整，并且该正时进一步基于随后重起动请求被调整。
在另一实施例中，该方法进一步包括经由起动机中的单向离合器降低发动机的反向旋转，其中制动扭矩的量基于发动机工况被调整，所述发动机工况包括发动机速度、气缸空气充量、气门正时、凸轮正时和大气压力，并且施加制动扭矩的正时也基于发动机的工况被调整，并且该正时基于随后的重起动请求被进一步调整，所述进一步调整包括当起动机接合之前请求重起动时朝起动机接合提前制动扭矩应用的正时，当起动机接合之后请求重起动时推迟该正时使其离开起动机接合。
根据另一方面，提供了控制车辆系统的一种方法，所述车辆系统包括在发动机怠速-停止状况期间选择性未激活的发动机。该方法包括在发动机速度降低至阈值速度以下之后，在不应用起动机电流的情况下使得发动机起动机齿轮接合到未激活的旋转发动机；并且在接合起动机齿轮的情况下，调整起动机马达开关以向旋转发动机施加起动机制动扭矩。
在一个实施例中，该调整包括使起动机马达开关接地。
在另一实施例中，该方法进一步包括，经由起动机中的单向离合器停止发动机的反向旋转。
在另一实施例中，该方法进一步包括，经由起动机中的单向离合器停止发动机的反向旋转，其中制动扭矩的量和/或正时基于发动机工况被调整，所述工况包括发动机速度、气缸空气充量、气门正时、凸轮正时和大气压力和/或基于重起动请求正时。
在另一实施例中，该方法进一步包括，经由起动机中的单向离合器停止发动机的反向旋转，其中制动扭矩的量和/或正时基于发动机工况被调整，所述工况包括发动机速度、气缸空气充量、气门正时、凸轮正时和大气压力和/或基于重起动请求正时，其中所述调整包括，当起动机接合处的发动机速度较高时增加制动扭矩的量和/或提前制动扭矩的正时；并且当在起动机接合处的发动机速度较低时降低制动扭矩的量和/或推迟制动扭矩的正时。
在另一实施例中，该方法进一步包括，经由起动机中单向离合器停止发动机的反向旋转；在发动机仍旋转时发动机从怠速-停止的重起动期间，施加电池电压至起动机马达开关从而向发动机提供转动扭矩。
根据另一方面，车辆系统包括具有起动机的发动机和控制系统，该起动机包括起动机马达、起动机齿轮、起动机马达开关和单向离合器；该控制系统被配置为在发动机怠速-停止状况期间不激活发动机；在发动机下降至低于阈值速度之后在不应用起动机电流的情况下使得起动机齿轮接合未激活的旋转发动机；并且在起动机齿轮接合之后，使得起动机马达开关接地，从而施加制动扭矩至仍旧旋转的发动机。
在一个实施例中，控制系统被进一步配置为响应驾驶员重起动发动机请求来选择性重起动发动机，该重起动请求在发动机尚未停止时的在先怠速-停止运行期间被接收，其中选择性重起动发动机包括，施加电池电压至起动机马达开关以转动发动机。
以此方式，在发动机降速旋转期间通过接合起动机并且选择性施加起动机制动扭矩至旋转的发动机而不管重起动是否被预测，可加快发动机降速旋转可在不首先使得发动机完全停止的情况下能使得发动机快速重起动。然而，将理解如果期望现有发动机完全停止(例如，如由驾驶员确定或由发动机控制器确定)，则重起动仅在完全停止发动机之后被可替代地实施，但是还是在保持起动机接合并且可选择地使用起动机制动扭矩以迅速减慢发动机至停止。因此，可降低重启动发动机需要的时间并且能够支持响应驾驶员的想法改变的快速重起动。此外，通过接合起动机齿轮并且经由单向离合器，可基本降低(或有效避免)发动机的反向旋转，由此改进在重起动时的发动机位置确定。此外，还可降低与起动机接合相关的熄火/停止旋转(shut down)振动以及令人讨厌的接合研磨噪声。因此，改进了发动机重起动的整体品质。
此外，通过加速发动机熄火，可降低熄火时通过催化器泵送的空气量(或过量氧)(过量氧可被存储在催化器中)，由此降低在随后发动机重起动期间调节催化器和与储存的氧气反应所需的燃料量。因此，这可提供额外的燃料经济性的收益。
应该理解提供上述概要以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的选择性概念。它不是意味着指出要求保护的主题的关键特征或重要特征，要求保护的主题的范围仅由权利要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决以上提到的或者在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1显示包括车辆传动系统的细节的示例车辆系统布置。
图2显示图1的起动系统的示例实施例。
图3显示根据本公开的通过起动机接合执行怠速-停止操作的高水平流程图。
图4显示根据本公开执行重起动操作的高水平流程图。
图5-图7显示说明示例使用起动机接合和/或起动机制动扭矩的发动机怠速-停止和重启动程序的多个绘图。
具体实施方式
以下说明涉及在发动机怠速-停止期间加快发动机旋转降速并且降低反向旋转的系统和方法。如在图1-图2中显示的，发动机起动系统可被配置为带有起动机马达和起动机齿轮传动组。在怠速-停止操作期间，起动机齿轮可被接合以旋转发动机，从而降低发动机反向旋转并且加快发动机旋转降速。此外，发动机反向旋转可经由在起动机中的单向离合器被基本停止。基于发动机的工况，起动机马达开关例如起动机马达继电器可被调整为施加额外的起动机制动扭矩从而进一步辅助发动机旋转降速并且降低在随后发动机重起动期间的加速延迟。起动机齿轮接合和起动机制动扭矩可能够使发动机速度迅速降低至至少预定的起动机阈值速度(或至停止)，自此发动机重起动可迅速发生。控制器可以被配置为实施如在图3-图4所示的控制程序，从而在发动机速度已经降低至阈值以下之后使得起动机齿轮接合旋转发动机。然后，基于期望的起动机制动扭矩的量和正时，控制器可调整起动机马达继电器在接地位置(或开路位置)和马达(例如，电池)位置之间的位置和/或调整施加在继电器两端的制动电压的量。响应旋转降速期间请求的重起动，由于起动机已经被接合，起动机电压可被施加在继电器两端以提供转动扭矩/转动起动扭矩(cranking torque)。以此方式，如在图5-图7中进一步详细描述的，可解决发动机反向旋转，可加快发动机旋转降速，并且可明显减少在重起动时的加速延迟。
图1显示车辆系统100，其包括经由曲轴40联接至扭矩转换器11的内燃发动机10。发动机10可以是汽油发动机。在可替代实施例中，可使用例如柴油发动机的其他发动机配置。发动机10可通过发动机起动系统24被起动，该发动机起动系统24包括起动机和一个或一个以上起动机齿轮。在一个示例中，起动机可以是马达驱动的(例如，电池驱动或电容器驱动)。在另一示例中，起动机可以是传动驱动马达，例如以联接装置的方式被连接至发动机的混合动力装置。该联接装置可包括变速器、一个或一个以上齿轮和/或任何其他适当的联接装置。起动机可被配置为在非零的较低发动机速度处支持发动机重起动，例如，在50rpm或者低于50rpm的速度处。可替代地，发动机可在较低速度范围内被重起动，例如在50rpm到100rpm之间。可替代地，发动机可在较高速度范围内被重起动，例如高于200rpm。如在此详细说明的，起动系统24可被用于在怠速-停止操作期间加快发动机的旋转降速。具体地，起动机齿轮接合控制器可用于在单向离合器降低发动机反向旋转的同时使得起动机的小齿轮接合旋转的未激活发动机。此外，起动机马达控制器可被用于调整起动机制动扭矩的量，该制动扭矩被施加到旋转发动机从而使其逐渐停止。通过即便在重起动被请求之前仍接合起动机，发动机可在随后的重起动期间被转动并更迅速地重起动。
扭矩转换器11还经由涡轮机轴17被联接至变速器15。扭矩转换器11具有可被接合、断开接合或者部分接合的旁通离合器(未示出)。当离合器或者断开接合或者正在断开接合时，扭矩转换器被认为是处于未锁定状态。涡轮机轴17还被认为是变速器输入轴。在一个实施例中，变速器15包括带有多个可选离散传动比的电子控制的变速器。变速器15还包括多种其它变速，例如主减速比(未示出)。可替代地，变速器15可以是无级变速器(CVT)。
变速器15可进一步经由轴杆21被联接至轮胎19。轮胎19使得车辆(未示出)与道路23接触。注意到在一个示例实施例中，这种动力系被联接在行驶在道路上的客车中。虽然可使用多种车辆配置，在一个实施例中发动机是唯一移动动力源，并且因此该车辆不是混合动力、插电混合动力等等。在其他实施例中，该方法可以接合到混合动力车辆中。
现转向图2，说明了图1的起动系统的具体示例实施例200。起动系统可包括起动机马达206，该起动机马达206经由轴210被联接至起动机传动系208。起动机传动系208可被配置成具有多个齿轮，以能够通过一个或一个以上传动比使扭矩倍增。起动系统可进一步包括沿花键轴216的小齿轮212。起动机齿轮接合控制器204可被用于将小齿轮212接合到发动机曲轴的环形齿轮214。起动机齿轮接合控制器204可包括拉伸螺线管218和拉伸弹簧220。响应接合信号，拉伸螺线管218可被激活。拉伸螺线管的激活可朝向螺线管拖拽拉伸弹簧220，同时朝向环形齿轮214拖拽小齿轮212，从而使得齿轮能够接合。因此，通过接合小齿轮212至环形齿轮214，起动机马达扭矩可被传递至曲轴，从而旋转发动机并且开始燃烧循环。如参考图3详细说明的，发动机控制器可被配置为不管随后的重起动是否被请求，一旦发动机速度已经降低到阈值速度以下(例如，低于200rpm)，则在每个怠速-停止操作期间提供接合信号以加速发动机的旋转降速。小齿轮212可进一步包括单向超速离合器(未示出)。可替代地，单向离合器可被容纳在传动系208中。单向离合器可导致发动机超速(over-run)于起动器。当小齿轮212被接合时，一旦发动机开始反向旋转可应用单向离合器，由此降低发动机在旋转降速时的反向旋转。以此方式，可在不应用起动机马达电流的情况下在发动机怠速-停止时接合起动机。
起动机马达206可使用起动机马达控制器202被操作，起动机马达控制器202包括起动机马达开关222。开关222可从多种开关中被选择，从而控制起动机马达206的操作。在一个示例中，如在此说明的，起动机马达开关222可以是起动机马达继电器。然而，将理解在可替代实施例中，起动机马达开关222可以是晶体管开关、机械开关、固态开关(solidstate switch)等等。在一个示例中，常用开关可用来操作起动机马达206和拉伸螺线管218。在另一示例中，起动机马达和拉伸螺线管均可被专用开关操作。因此，起动机马达开关222可至少在通过应用接地电压(0V)的接地位置224(即，短路)和应用马达电压(例如，12V)的转动位置(cranking position，旋转位置起动)(或，马达)位置226之间被转换。马达电压可以通过电池和/或电容器被提供。在可替代实施例中，起动机马达开关222可选地包括第三断开位置228(虚线)。当开关处于第三断开位置228时，与被短接至接地位置时相比(即，使用电制动)，起动机马达可具有更小的阻挡角运动的阻力。因此，通过接合起动机小齿轮，当起动机马达开关222处于接地位置224时，可在旋转发动机上施加较大制动扭矩，并且可实现发动机反向旋转的较大降低。相比之下，当起动机马达开关222处于断开位置228，可在旋转发动机上施加较小制动扭矩并且可实现发动机反向旋转的较小降低。相比之下，当起动机小齿轮被断开接合，可实现较大的旋转降速角度同时发动机的反向旋转基本不降低。当起动机马达开关222处于转动位置226时，可以不应用制动扭矩并且可继续进行发动机的加速。
以此方式，通过在开关中包括多个位置，可用至少两个级别的减速扭矩以加快发动机的旋转降速。此外，通过在这些位置之间调整，可调整降速扭矩的量。例如，所应用的制动扭矩的量可通过在接地位置224和断开位置228之间改变开关位置而被调整。在另一实施例中，可包括额外的开关位置，例如带有各种接地电阻器的位置。通过包括接地电阻器，可实现中间级别的制动扭矩。此外，在发动机怠速停止期间，可通过调整开关在接地位置、电阻接地位置、断开位置和/或转动位置之间的位置实现制动扭矩的调整。相似地，在发动机重起动期间，可通过调整开关在接地位置、电阻接地位置、断开位置和/或转动位置之间的位置实现转动扭矩的调整。
在一个示例中，起动机马达开关222(或开关)可根据例如在发动机重起动时接收的转动信号而被改变至转动位置226。在另一示例中，一旦发动机转动已经完成并且在发动机气缸内已经开始燃烧，则在重起动时起动机马达开关222(或开关)被改变至接地位置224。在另一示例中，如参考图3-图4详细说明的，在起动机小齿轮接合的发动机怠速停止期间，起动机马达控制器被用于调整施加在旋转发动机上的起动机制动扭矩以进一步加快发动机旋转降速。具体地，基于期望的制动扭矩量和正时，起动机马达开关可被接地。
现转向图3，描述了示例程序300，其通过起动机接合执行怠速-停止操作并且进一步可选地应用起动机制动扭矩以加快发动机旋转降速。
在302，可确定怠速-停止条件是否已经被满足。这可包括确认发动机正在运行(例如，正在进行燃烧)、电池的充电状态高于阈值(例如，高于30％)、车辆运行速度在期望的范围内(例如，不超过30英里/小时(miles per hour))、空调压缩机已经具有足够的空气压力、发动机温度(例如，如通过发动机冷却剂温度推导的)高于阈值、节气门开放程度小于阈值、驾驶员请求扭矩小于预定阈值、制动踏板已经被踩下等等。如果任何或者所有怠速-停止条件均被满足，则在304，控制器可开始执行怠速-停止操作并且继续进行以不激活发动机。因此，不激活发动机/未激活发动机可包括切断供给至发动机的燃料和/或火花，并且停止发动机气缸内的燃烧。然而，如果怠速-停止条件不被满足，则程序可结束。
在306，可估计和/或测量发动机在怠速-停止期间的工况。这些可包括估计发动机速度、气门正时、凸轮正时、大气压力、海拔高度、气缸内捕集的空气充量等等。在308，可确定发动机速度(Ne)是否低于预定阈值，例如，低于200rpm。在310，发动机速度已经降低至阈值速度以下之后，在不应用起动机电流的情况下，发动机起动机齿轮可被接合到未激活的旋转发动机。具体地，起动机小齿轮可通过例如激活起动机齿轮接合控制器的拉伸螺线管而被接合至旋转发动机的环形齿轮。在另一示例中，这可包括激活控制拉伸螺线管的开关。通过在每次发动机降速旋转时接合起动机的齿轮(即便是当随后重起动未被预测或者还未被请求)，可在加快发动机的旋转减速的同时降低发动机的反向旋转。此外，在发动机反向旋转的情况下，可接合起动机齿轮的单向离合器并且可降低反向旋转。
在一个示例中，阈值速度(起动机齿轮低于该阈值速度时被接合)可基于可听到的声学标准被指定。也就是说，阈值可被选择成使得起动机齿轮在较低(非零)发动机速度时的接合不会产生令人讨厌的噪声表现。在一个示例中，起动机齿轮可在大于零的发动机速度(例如在100rpm)处被接合并且带有正常声音。此外，如果允许额外的声音，则起动机可在发动机速度较高时例如在100rpm-200rpm之间被接合。在更高的速度(例如在200rpm-500rpm，或者高于500rpm)处的接合可导致邻接噪声或者令人讨厌的研磨噪声。因此，起动机的噪声表现可基于起动机的模型和对应的起动机小齿轮相对曲轴环形齿轮的几何形状。因此，在一个示例中，可引入额外的环形齿轮倒角以降低经受的邻接和/或研磨噪声。以此方式，基于起动机模型，起动机齿轮可在较低、非零的发动机速度处被接合至发动机并且不产生令人讨厌的噪声。
在312，可基于估计的工况来确定起动机制动扭矩。也就是说，基于估计的发动机工况来调整额外的起动机制动扭矩，其中这些工况包括发动机速度、气缸空气充量、气门正时、凸轮正时和大气压力。在一个示例中，可以不需要起动机制动扭矩并且发动机可通过仅接合起动机小齿轮而旋转降速。在另一示例中，可能需要起动机制动扭矩并且发动机可通过接合起动机小齿轮并通过起动机马达控制器而旋转降速。如果需要起动机制动扭矩，则还可基于估计的发动机工况来调整制动扭矩的量和正时。这可包括，例如基于发动机速度、起动机齿轮接合的时间、随后重起动的请求时间等等来确定制动扭矩曲线。起动机制动扭矩应用的量和正时也可与起动机齿轮的接合相协调。在一个示例中，可在起动机接合后预定持续时间之后开始起动机制动扭矩。在另一示例中，一旦发动机速度已经下降至起动机齿轮接合之后的确定水平，则开始起动机制动扭矩。在另一示例中，起动机制动扭矩可在起动机齿轮被接合之前被确定，并且确定的制动扭矩可在起动机齿轮接合的时刻处被应用。
在一个示例中，由于驾驶员想法改变(COM)，可在发动机旋转降速期间接收发动机重起动扭矩请求，并且同时发动机仍在旋转。例如，在降速旋转期间，在起动机齿轮已经被接合并且发动机速度足够低至发动机可被立即重起动，或者在重起动请求后的阈值时间量内，则可请求第一想法改变的重起动。结果，可以不需要额外的起动机制动扭矩。可替代地，可需要较小的制动扭矩。在另一示例中，在降速旋转期间，当起动机齿轮已经被接合但是发动机速度足够高至发动机不能立即重起动，并且需要超过重起动请求后的阈值时间量时，可请求第二想法改变的重起动。结果，可需要额外的起动机制动扭矩。可替代地，可需要(比第一示例)更大的制动扭矩。
还可基于估计的发动机工况来调整应用的制动扭矩的量和正时。因此，在一个示例中，基于发动机的工况来调整起动机制动扭矩的量可包括，当起动机接合时的发动机速度较高时增加制动扭矩的量并且当起动机接合时的发动机速度较低时降低制动扭矩的量。相似地，调整应用起动机制动扭矩的正时可包括，当起动机接合时的发动机速度较高时朝向起动机接合提前制动扭矩正时(也就是说，制动扭矩应用的起始时间)，并且当起动机接合时的发动机速度较低时离开起动机接合推迟制动扭矩正时。此外，或可选地，调整应用制动扭矩的正时可以包括调整制动扭矩应用的持续时间。例如，所述调整可包括当起动机接合时的发动机速度较高时增加制动扭矩应用的持续时间，并且当起动机接合时的发动机速度较低时减小制动扭矩应用的持续时间。
虽然以上示例说明了基于发动机速度来调整起动机制动扭矩，但是将理解在可替代实施例中，可基于气缸内空气充量的量、阀门和/或凸轮正时、在发动机重起动时刻处的期望的发动机位置等等来选择或调整起动机制动扭矩应用的量和/或正时。在一个示例中，基于随后重起动请求来调整制动扭矩应用的正时可包括，当接近起动机接合和/或在起动机接合之前请求重起动时朝向起动机接合提前起动机制动扭矩应用的正时，并且当离开起动机接合和/或在起动机接合之后请求重起动时离开起动机接合推迟所述正时。
在一个示例中，如在图5-图7中说明的，制动扭矩曲线可包括在旋转降速时应用全部制动扭矩(例如，在此示例中0V)，并且在重起动时应用全部转动扭矩(例如，在此示例中12V)。在可替代示例中，在旋转降速期间应用的制动扭矩的量和/或在旋转升速期间应用的转动扭矩的量可被调制(例如，响应时间和/或发动机速度被调制)。因此，在一个示例中，基于起动机制动扭矩曲线，还可确定对应的起动机马达开关位置曲线。这可包括确定何时以及多久将开关定位在接地位置(0v)、转动位置/转动起动位置(12V)、电阻接地位置(例如，0V-12V范围)和/或断开位置。可替代地，起动机马达开关可被联接至脉冲宽度调制器(PWM)并且PWM的占空比可通过发动机控制器基于请求的制动扭矩的量被调整。
在314，起动机马达开关可被调整用来应用期望的起动机制动扭矩。在一个示例中，调整起动机马达以应用期望的制动扭矩可包括使起动机马达开关接地(也就是说，应用0V)。因此，因为起动机被连接上，所以制动马达扭矩可显著倍增。在另一示例中，调整起动机马达开关可包括断开起动机马达电路。因此，制动扭矩可由起动机马达摩擦扭矩和惯性扭矩提供，其由传动比倍增。
以此方式，起动机可在发动机旋转降速期间被接合并且起动机制动扭矩可被应用以减少发动机反向旋转并且加快怠速-停止期间发动机的旋转降速。
现转向图4，描述了用于在怠速-停止之后在起动机接合的情况下执行重起动操作的示例程序400。在402，可确认发动机重起动和/或车辆再出发是否已经被请求。在一个示例中，可在先前的怠速-停止操作期间接收驾驶员发动机重起动请求而发动机仍在旋转并且尚未停止。在另一示例中，发动机重起动可在没有驾驶员输入的情况响应落在预定范围之外的发动机状况被自动请求。
如果重起动没被请求和/或预测，则在发动机已经达到完全停止之后，在403，起动机可被断开接合。这可包括，例如，停用起动机齿轮接合控制器的拉伸螺线管从而断开起动机小齿轮与发动机的接合。在另一示例中，这可包括停用控制拉伸螺线管的开关。当重起动没被请求或者被预测时，通过停用拉伸螺线管并且使得起动机断开接合，电能可被保存并且可实现燃料的节省。因此，当重起动随后被请求时，起动机电流的应用可被稍微延迟直到起动机齿轮被接合。
如果重起动被请求，则在404，在先前的怠速-停止操作期间被接合的起动机小齿轮可被保持在接合状态。在406，其中起动机已经被接合并且发动机仍旧旋转降速，起动机马达开关可被调整应用转动扭矩在发动机上。因此，转动扭矩可以是协助发动机加速的非制动扭矩，随后燃烧可在发动机气缸内重新开始。在一个示例中，转动扭矩可在非零的发动机速度处被首先应用。也就是说，仅在发动机已经降低至最小速度以下之后可转动发动机。在可替代实施例中，仅在发动机已经达到完全停止之后应用转动扭矩。调整起动机马达开关来应用转动扭矩可包括命令电池电压(例如，12V)至起动机马达开关。可替代地，如果起动机马达是电容供电的，则电容器电压可被命令。此外，如果需要调制的转动扭矩量(例如，响应发动机速度和/或时间被调制)，则起动机马达开关位置可在接地位置(0V)、转动位置(12V)、电阻接地位置(例如，0V-12V范围)和/或断开位置之间调整。此外，或可选地，转动扭矩可基于期望的转动扭矩量通过调整PWM(被连接至起动机马达开关)的占空比被调整。在408，发动机可被起动以开始旋转发动机，直到发动机能够被再次激活(也就是，火花和燃料喷射可被重新恢复)并且燃烧可在气缸中重新开始。
图5-图7描绘了图500-700，其中多个绘图描绘了用于进一步说明本公开的各种发动机熄火和重起动操作的示例发动机熄火和重起动状况。
图5描绘了在没有起动机接合或起动机制动扭矩的情况下在发动机怠速-停止之后的重起动操作。在图5中，图500在图形502中指示发动机怠速-停止状态。图形504描绘响应怠速-停止和重起动操作的发动机速度曲线。图形506表示起动机齿轮的接合状态而图形508描绘起动机马达开关电压。
在t1，并且如由图形502显示，可确认怠速-停止请求(例如，通过确认怠速-停止状况)并且可以开始怠速-停止操作。相应地，发动机速度(如由图504描绘的)可随着发动机旋转降速而开始下降。可在发动机正在降速旋转的情况下在怠速-停止操作期间在t2处接收驾驶员重起动请求，例如想法改变(COM)重起动请求。在此，发动机重起动直到发动机速度处于或低于最小发动机速度505才可能。在一个示例中，最小发动机速度可以是50rpm。在另一示例中，发动机重起动直到发动机已经达到完全停止才可能。结果，中间发动机重起动是不可实现的。也就是说，一旦发动机速度已经至少下降至低于最小发动机速度505，则重起动操作仅在t3处开始。因此，在t3，起动机齿轮可被接合(如由图形506描绘的)并且电池电压(12V)可被应用至起动机马达开关(如由图形508描绘的)从而在发动机上应用非制动、转动扭矩。电池电压可被应用一段持续时间509，直到发动机重起动在t4处被完成并且燃烧已经重新开始。因此，当与起动机接合情况下在怠速-停止之后的重起动操作(如在图6-图7中进一步详细说明的)相比较时，这可增加重起动时间(例如，增加多于150ms)。
现转向图6，描绘了起动机接合且随后发动机重起动的发动机怠速-停止操作。在此，在t1，并且由图形602显示的，可确认怠速-停止请求并且可以开始怠速-停止操作。相应地，发动机速度(如由图形604描绘的)可随着发动机旋转降速而开始下降。在t2，当发动机速度已经下降至低于预定阈值速度605时，即便在没有接收到发动机重起动请求的情况下，起动机齿轮仍可被接合，如由图形606描绘的。通过使得起动机齿轮接合到仍然旋转的发动机，可减少将发动机引导至预定最小发动机速度505(或至完全停止)所需的时间。结果，响应在发动机旋转降速期间请求的重起动(在t3)，发动机可在之后不久的t4处被重起动。具体地，因为起动机已经被接合，所以随后的重起动操作可通过在t4简单地命令电池电压(12V)至起动机马达开关并且转动发动机而被开始。因此，因为起动机已经被接合，所以起动电压可被应用更短的持续时间609，结果，发动机重起动可在t5处完成。
现转向图7，描绘了在起动机接合和施加起动机制动扭矩的情况下发动机怠速-停止操作之后的发动机重起动。在此，在t1，并且由图形702显示的，可确认怠速-停止并且可开始怠速-停止操作。相应地，发动机速度(如由图形704描绘的)可随着发动机旋转降速开始降低。在t2，当发动机速度已经降低至低于阈值速度605时，即便是没有接收到发动机重起动请求，起动机齿轮仍可被接合，如由图形706描绘的。此外，起动机制动扭矩可通过短路起动机马达开关(如由图形708描绘的)(在t2处)被应用。也就是说，接地电压0V可被命令至开关。应用起动机制动扭矩的正时，也就是起动机开关短路(如在710描绘的)，可基于发动机工况与起动机齿轮接合相协调。因此，在一个示例中，可与起动机齿轮接合(也就是说，靠近t2)同时地开始起动机马达制动扭矩。在另一示例中，可在起动机齿轮接合之后(也就是说，相对靠近t3)开始起动机马达制动扭矩。制动扭矩应用中的延迟可包括，例如在起动机齿轮接合后的预定时间段之后应用起动机制动扭矩。可替代地，该延迟可包括在起动机齿轮接合已经将发动机速度降低至预定阈值以下之后应用起动机制动扭矩。起动机开关可被短路直到发动机速度已经至少降低至最小速度505以下，例如如所描绘的，直到t3，从此它可被迅速重起动。
通过使得起动机齿轮接合旋转发动机并应用起动机马达制动扭矩，可降低将发动机引导至最小发动机速度505(或者至完全停止)所需的时间。结果，当发动机尚未停止时，响应在t3处请求的重起动，发动机可被立即重起动。具体地，因为起动机已经被接合，所以随后重起动操作可通过在t3处切换开关至电池电压并且转动发动机而被开始。因此，因为起动机已经被接合，所以起动电压可被首先应用较短的一段持续时间709，并且结果，发动机重起动可在t4处被完成。
虽然图5-图7的示例说明了在旋转降速时应用完全制动扭矩(也就是说，0V)，并且在重起动时应用完全转动扭矩(也就是说，12V)，但是将理解在可替代实施例中，可在旋转降速期间应用可变制动扭矩和/或在旋转升速期间应用可变转动扭矩。通过改变应用的制动扭矩的量，可调整发动机旋转降速至最小速度(或至停止)的速度和正时。在一个示例中，速度和正时可以被调整成使得发动机在所需发动机位置处被重起。可变制动扭矩和/或转动扭矩可通过改变起动机电压(例如，在0V和12V之间)而被应用。这可包括，例如，改变起动机马达开关在接地位置(0V)、转动位置(12V)、电阻接地位置(例如，0V-12V范围)和/或断开位置之间的位置以获得期望的可变起动机电压。可替代地，起动机马达开关可被联接至脉冲宽度调制器(PWM)并且PWM的占空比可通过发动机控制器被调整，从而提供响应制动扭矩和/或转动扭矩的请求量的起动机电压。
以此方式，可加快发动机旋转降速并且可减少随后重起动期间的加速延迟。此外，如果需要，可在不需要发动机达到零发动机速度的情况下迅速执行基于想法改变的发动机重起动。通过在每次旋转降速期间接合起动机并通过应用起动机马达制动扭矩来加快发动机的减速，当请求重起动时，接合的起动机可被立即致动，由此允许迅速重起动和车辆出发。
注意到在此包括的示例控制和估计程序可在各种发动机和/或车辆系统配置中使用。在此描述的特别的程序可代表一个或者多个任何数目的处理策略，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。就此而言，所示的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序实施、并行实施或者在一些情况下被省略。类似地，该处理的顺序并不是实现在此所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，只不过被提供以便于展示以及说明。根据所使用的特别策略可以重复实施一个或多于一个所示的动作或者功能。此外，所述动作可以图表性地代表有待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储媒介内的代码。
应该理解的是，在此公开的这些配置以及程序本质上是示例性的，并且这些具体的实施方案不应从限定的角度进行解释，因为可能存在多种变体。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4以及其他发动机类型。本公开的主题包括多种系统和配置以及在此公开的其他特征、功能和/或特性的所有新颖的且非显而易见的组合以及子组合。
权利要求特别指出了被认为是新颖的和非显而易见的某些组合以及子组合。这些权利要求可能提到“一个”元件或“第一”元件或者其等价物。这种权利要求应该被理解为包括一个或多于一个这种元件的结合，既不必需也不排除两个或多于两个这种元件。所公开的这些特征、功能、元件和/或特性的其他组合以及子组合可能通过当前权利要求的修改或者通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而要求保护。不管是否比原始权利要求的范围更宽、更窄、等同或者不同，这种权利要求均被视为包括在本公开的主题内。

Claims (9)

1.控制车辆系统的一种方法，该车辆系统包括在发动机怠速-停止状况期间选择性未激活的发动机，该方法包括：
在第一状况期间，在发动机速度降低到低于阈值速度以下之后，在不应用起动机电流的情况下使得发动机起动机接合未激活的旋转发动机；
在第二状况期间，接合所述起动机并且调整起动机马达开关以应用起动机制动扭矩至所述未激活的旋转发动机；并且
经由所述起动机内的单向离合器来降低发动机的反向旋转。
2.如权利要求1所述的方法，其中调整所述起动机马达开关以应用制动扭矩包括将所述起动机马达开关接地。
3.如权利要求1所述的方法，其中调整所述起动机马达开关以应用制动扭矩包括断开起动机马达电路。
4.如权利要求1所述的方法，其中调整所述起动机马达开关以应用制动扭矩包括至少在接地位置、转动位置和断开位置中的每一个之间改变所述起动机马达开关的位置。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括，在发动机重起动期间，在所述发动机仍旧旋转的情况下，调整所述起动机马达开关以应用转动扭矩。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述转动扭矩在非零发动机速度处被首先应用。
7.如权利要求1所述的方法，其中调整所述起动机马达开关以应用转动扭矩包括至少在接地位置、转动位置和断开位置中的每一个之间改变所述起动机马达开关的位置。
8.如权利要求1所述的方法，其中基于发动机工况来调整制动扭矩的量，所述发动机工况包括发动机速度、气缸空气充量、气门正时、凸轮正时和大气压力。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述调整包括，当起动机接合时所述发动机速度较高时增加制动扭矩的量，并且当起动机接合时所述发动机速度较低时，降低制动扭矩的量。
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