CN102269066B - 车辆回滚控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆回滚控制系统及方法，提供一种用于自动停止/起动车辆的控制系统，包括变速器负载模块、目标发动机速度模块和致动器控制模块。所述变速器负载模块确定通过变速器作用在发动机上的负载。所述目标发动机速度模块基于所述负载确定发动机起动事件期间的目标发动机速度。所述致动器控制模块基于发动机起动事件期间的所述目标发动机速度控制至少一个发动机致动器。

Description

车辆回滚控制系统及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年6月1日提交的美国临时申请No.61/350,178的优先权。上述申请的内容通过引用包含于本文。

该申请涉及于同天提交的美国专利申请[卷号No.P011233]、同天提交的[卷号No.P011236]、同天提交的[卷号No.P011239]、同天提交的[卷号No.P011235]、同天提交的[卷号No.P011237]和同天提交的[卷号No.P011238]。上述申请的内容通过引用包含于本文。

技术领域

本发明涉及内燃机，尤其涉及发动机速度控制系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总地示出本公开内容的目的。本发明人在该背景技术部分中所作描述的内容，以及其描述在叙写时不会以其它方式被认为现有技术的方面，既不特别地也不含蓄地认为是破坏本公开的现有技术。

空气通过进气歧管吸入发动机。节气门控制进入发动机的气流。空气与来自一个或多个燃料喷射器的燃料混合以形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机的一个或多个汽缸内燃烧。空气/燃料混合物的燃烧可被例如燃料喷射或由火花塞提供的火花点燃。

发动机控制模块（ECM）控制发动机的扭矩输出。在某些情形下，ECM可在车辆起动（例如，钥匙开启）和车辆停止（例如，钥匙关闭）之间停止发动机。ECM可有选择地停止发动机，例如，用以提高燃料效率（即，降低燃料消耗）。ECM可在以后起动发动机。

发明内容

一种用于自动停止/起动车辆的控制系统，包括变速器负载模块、目标发动机速度模块和致动器控制模块。所述变速器负载模块确定通过变速器作用在发动机上的负载。所述目标发动机速度模块基于所述负载有选择地确定发动机起动事件期间的目标发动机速度。所述致动器控制模块基于发动机起动事件期间的所述目标发动机速度控制至少一个发动机致动器。

一种用于自动停止/起动车辆的控制方法，包括：确定通过变速器作用在发动机上的负载；基于所述负载有选择地确定发动机起动事件期间的目标发动机速度；以及基于发动机起动事件期间的所述目标发动机速度控制至少一个发动机致动器。

在其它特征中，上述系统和方法由通过一个或多个处理器执行的计算机程序来实施。所述计算机程序可常驻于有形计算机可读介质上，例如但不限于，存储器、非易失性数据存储器、和/或其它适当的有形存储介质。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1：一种用于自动停止/起动车辆的控制系统，包括：

变速器负载模块，其确定通过变速器作用在发动机上的负载；

目标发动机速度模块，其基于所述负载选择性地确定发动机起动事件期间的目标发动机速度；以及

致动器控制模块，其基于发动机起动事件期间的所述目标发动机速度控制至少一个发动机致动器。

技术方案2：如技术方案1的控制系统，还包括：

自动停止/起动模块，其在接收车辆起动指令时的第一时间与接收车辆停止指令时的第二时间之间有选择地停止所述发动机，和在所述第一时间与第二时间之间有选择地开始所述发动机起动事件；以及

自动停止/起动禁止模块，当所述负载大于预定负载时，该模块禁止所述自动停止/起动模块。

技术方案3：如技术方案2的控制系统，其中在所述发动机起动事件期间，当所述负载大于第二预定负载时，所述致动器控制模块有选择地应用机械制动器，并且

其中所述第二预定负载小于所述预定负载。

技术方案4：如技术方案3的控制系统，其中所述致动器控制模块基于所述负载控制所述机械制动器的应用。

技术方案5：如技术方案3的控制系统，其中所述目标发动机速度模块基于所述负载是否大于所述第二预定负载来确定所述目标发动机速度。

技术方案6：如技术方案5的控制系统，其中当所述负载大于所述第二预定负载时，所述目标发动机速度模块基于第一预定轮廓图确定所述目标发动机速度，当所述负载大于零并且小于或等于所述第二预定轮廓图时，其基于第二预定轮廓图确定所述目标发动机速度，

其中所述第一预定轮廓图与第二预定轮廓图不同。

技术方案7：如技术方案6的控制系统，其中在所述发动机起动事件期间，所述第一预定轮廓图以比所述第二预定轮廓图更大的斜率接近预定速度。

技术方案8：如技术方案1的控制系统，其中所述变速器负载确定模块基于车重和路面坡度确定所述负载。

技术方案9：如技术方案1的控制系统，还包括：

修正确定模块，其基于所述目标发动机速度与测量发动机速度之间的差异确定火花正时修正；以及

火花正时调节模块，其基于所述火花正时修正和目标火花正时确定调节的火花正时，并基于所述调节的火花正时控制所述发动机起动事件期间的火花。

技术方案10：一种用于自动停止/起动车辆的控制方法，包括：

确定通过变速器作用在发动机上的负载；

基于所述负载有选择地确定发动机起动事件期间的目标发动机速度；以及

基于发动机起动事件期间的所述目标发动机速度控制至少一个发动机致动器。

技术方案11：如技术方案10的控制方法，还包括：

在接收车辆起动指令时的第一时间与接收车辆停止指令时的第二时间之间有选择性地停止所述发动机；

在所述第一时间与第二时间之间有选择地开始所述发动机起动事件；以及

当所述负载大于预定负载时，防止所述选择性停止。

技术方案12：如技术方案11的控制方法，还包括在所述发动机起动事件期间，当所述负载大于第二预定负载时，有选择地应用机械制动器，并且

其中所述第二预定负载小于所述预定负载。

技术方案13：如技术方案12的控制方法，还包括基于所述负载控制所述机械制动器的应用。

技术方案14：如技术方案12的控制方法，还包括基于所述负载是否大于所述第二预定负载来确定所述目标发动机速度。

技术方案15：如技术方案14的控制方法，还包括：

当所述负载大于所述第二预定负载时，基于第一预定轮廓图确定所述目标发动机速度；

当所述负载大于零并且小于或等于所述第二预定轮廓图时，基于第二预定轮廓图确定所述目标发动机速度，

其中所述第一预定轮廓图与第二预定轮廓图不同。

技术方案16：如技术方案15的控制方法，其中在所述发动机起动事件期间，所述第一预定轮廓图以比所述第二预定轮廓图更大的斜率接近预定速度。

技术方案17：如技术方案10的控制方法，还包括基于车重和路面坡度确定所述负载。

技术方案18：如技术方案10的控制方法，还包括：

基于所述目标发动机速度与测量发动机速度之间的差异确定火花正时修正；

基于所述火花正时修正和目标火花正时确定调节的火花正时；以及

基于所述调节的火花正时控制所述发动机起动事件期间的火花。

从下文提供的详细描述可清楚本公开适用性的其它方面。应当理解，其详细描述和具体实例仅仅是示意性目的，而不是限制本公开的范围。

附图说明

从其详细描述和附图可更加全面地理解本公开，其中：

图1为根据本公开原理的示例性发动机系统的功能框图；

图2包括根据本公开原理的发动机速度和歧管绝对压力（MAP）随时间变化的示例性曲线图；

图3为根据本公开原理的示例性发动机控制系统的功能框图；

图4为根据本公开原理的示例性模式流程图；

图5为根据本公开原理的车辆速度相对于时间的示例性曲线图；以及

图6为示出根据本公开原理的最小化自起动事件期间经历的车辆回滚的示例性方法的流程图。

具体实施方式

实质上，下面的描述仅仅是示意性的，而绝不是限制本发明及其应用或使用。为清楚起见，附图中使用相同的附图标记来表示相似的元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中至少之一”应当认为是意味着使用非排他性逻辑“或”的逻辑（A或B或C）。应当理解，在不改变本公开原理的情况下，可以不同的顺序执行方法中的步骤。

如本文中所使用的，术语“模块”指的是特定用途集成电路（ASIC）、电子电路、执行一种或多种软件或硬件程序的处理器（共享、专用或群组的）和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其它合适部件。

发动机控制模块（ECM）可有选择地起动和停止车辆的发动机。例如，当用户指令起动和停止发动机时（例如，通过钥匙或按钮），ECM可起动和停止发动机。钥匙循环指的是用户指令车辆起动时的第一时间与用户指令车辆停止时的第二时间之间的时期。

在某些情形下的钥匙循环期间，ECM可有选择地停止和起动发动机。自动停止事件指的是在钥匙循环期间执行的发动机停机。例如，ECM可有选择地发动自动停止事件，以降低燃料消耗。自动起动事件指的是在钥匙循环期间自动停止事件之后执行的发动机起动。

当发动机停止时，发动机进气歧管内的压力接近大气压力并可达到大气压力。当发动机起动而该压力在大气压力或接近大气压力时，每汽缸空气量（APC）可为在节气门处于大开节气门（WOT）位置时获得的APC或接近此时获得的APC。

在发动机起动期间，ECM可有选择地将火花正时设置为最大制动扭矩（MBT）火花正时。处于或接近大气压力的压力与设置为MBT火花正时的组合引起发动机速度超过预定发动机速度。发动机起动期间超过预定发动机速度可称为发动机爆发。用户可能认为发动机爆发对发动机起动是偶然的。然而，由于在自动起动事件期间扭矩可在发动机与变速器之间传递，所以自动起动事件期间的发动机爆发会使车辆加速或减速。ECM最小化发动机起动期间的发动机爆发。

在某些情形下，车辆会在自动起动事件期间向后滚动。例如，当车辆停止在向上的坡度上时（例如，面朝小山），车辆会在自动起动事件期间向后滚动。由于在自动起动事件期间扭矩可通过变速器传递至发动机，所以因向后方向的力引起的负载（即，负扭矩）会在自动起动事件期间作用至发动机上。试图最小化或防止发动机爆发时解决这种负载的失败会引起自动起动事件期间的停转、振动和/或一个或多个其它情形。

本公开的ECM基于变速器负载有选择地禁用自动停止事件。例如，当变速器负载大于第一预定负载时，ECM禁用自动停止事件并保持发动机运行。当变速器负载小于第一预定负载但大于第二预定负载时，ECM允许执行自动停止事件和发动机停机。然而，当变速器负载大于第二预定负载时，ECM在自动起动事件期间可有选择地应用车辆的一个或多个制动器。制动器的应用可最小化回滚。制动器的应用甚至可防止回滚。

现在参考图1，示出了示例性发动机系统100的功能框图。发动机102产生用于车辆的驱动扭矩。尽管示出发动机102并且将其描述为火花点燃式内燃机（ICE），但是发动机102可包括其它适当类型的发动机，例如压燃式ICE。一个或多个电动机（或电动机-发电机）可额外地产生驱动扭矩。

空气通过进气歧管104吸入发动机102。进入发动机102的气流可使用节气门106来改变。一个或多个燃料喷射器（例如燃料喷射器108）将燃料与空气混合以形成空气/燃料混合物。空气/燃料混合物在发动机102的汽缸中燃烧，例如汽缸110。尽管发动机102显示为包括一个汽缸，但是发动机102可包括不只一个汽缸。

汽缸110-包括机械地连接至曲轴112的活塞（未示出）。汽缸110内的一个燃烧循环可包括四个相位：进气相位，压缩相位，燃烧（或膨胀）相位和排气相位。在进气相位期间，活塞朝着最底部位置移动，并将空气吸入汽缸110。在压缩相位期间，活塞朝着最顶部位置移动，并压缩汽缸110内的空气或空气/燃料混合物。

在燃烧相位期间，火花塞114的火花点燃空气/燃料混合物。空气/燃料混合物的燃烧将活塞朝着最底部位置驱动而回，并且活塞驱动曲轴112的旋转。产生的废气从汽缸110排出，完成排气相位和燃烧事件。飞轮116连接至曲轴112并随其一起旋转。发动机102通过曲轴112输出扭矩至变速器（未示出）。

发动机控制模块（ECM）120控制发动机102的扭矩输出。ECM120分别通过节气门致动器模块122、燃料致动器模块124和火花致动器模块126控制节气门106、燃料喷射器108和火花塞114。更具体地，ECM120控制节气门106的开启、燃料喷射量和正时、以及火花正时。尽管未示出，但是ECM120还可控制其它发动机致动器，例如一个或多个相位器、废气再循环（EGR）阀、增压装置（例如涡轮增压器或增压器）、和/或其它适当的发动机致动器。

曲轴位置传感器130监测曲轴112的旋转，并基于曲轴112的旋转输出曲轴位置信号。曲轴位置传感器130还可测量曲轴112的旋转方向。曲轴位置传感器130可输出表示旋转方向的方向信号，或者曲轴位置传感器130可通过曲轴位置信号指示旋转方向。例如，曲轴位置可用于确定曲轴112的旋转速度（例如，以转数每分钟或RPM为单位）。歧管绝对压力（MAP）传感器132测量进气歧管104中的压力，并基于该压力产生MAP信号。

ECM120可基于一个或多个驾驶员输入控制发动机102的扭矩输出，例如加速踏板位置（APP）、制动踏板位置（BPP）和/或其它适当的驾驶员输入。APP传感器134测量加速踏板（未示出）的位置并基于加速踏板的位置产生APP信号。BPP传感器136测量制动踏板（未示出）的位置并基于制动踏板的位置产生BPP信号。

发动机系统100可包括一个或多个其它传感器，例如质量流量（MAF）传感器、进气温度（IAT）传感器、发动机冷却剂温度传感器、发动机油温传感器和/或其它适当的传感器。ECM120可基于一个或多个测量参数控制发动机102的扭矩输出。ECM120可与一个或多个其它模块通信，例如变速器控制模块（TCM）139和/或底盘控制模块（CCM）140。CCM140可控制车辆的机械制动器（未示出）的应用。例如，用户可通过制动踏板控制机械制动器的应用，CCM140可将机械制动器控制为防抱死制动系统（ABS）。

用户可通过点火系统141（共同地解释为点火）输入车辆起动和车辆停止指令。例如，用户可通过转动钥匙、按下按钮或以其它适当的方式输入车辆起动和车辆停止指令。接收车辆起动指令时的时间与接收车辆停止指令时的后期时间之间的时期称为钥匙循环。

当接收车辆起动指令时，ECM120可起动发动机102。更具体地，当接收到车辆起动指令时，ECM120可通过起动器致动器模块144激活和接合起动器142。起动器142驱动曲轴112的旋转。例如，起动器142可接合飞轮116。当起动器142转动曲轴112时，ECM120有选择地开始向发动机102供应燃料和开始燃烧。当接收到车辆停止指令时，ECM120禁止给发动机102的燃料和火花。

在某些情形下，在钥匙循环期间，ECM120可有选择地停止发动机102。自动停止事件指的是在钥匙循环期间停止发动机102。例如，当用户向制动踏板施加压力时和/或当满足一个或多个其它适当条件时，在钥匙循环期间，ECM120可有选择地执行自动停止事件。在这种情形下停止发动机102会降低燃料消耗。

ECM120可在后期有选择地终止自动停止事件，并重新起动发动机102。自动起动事件指的是在钥匙循环期间的自动停止事件之后起动发动机102。例如，当用户从制动踏板释放压力时、当用户向加速踏板施加压力时、和/或当满足一个或多个其它适当条件时，ECM120可执行自动起动事件。

当发动机102停止时，MAP会接近大气压力。当发动机起动开始时（例如，由于自动起动事件或由于车辆起动指令），MAP会因而近似地等于节气门106处于大开节气门（WOT）位置时所具有的MAP。

在发动机起动期间，ECM120将火花正时设定为近似在操作条件下会产生最大制动扭矩（MBT）的火花正时。该火花正时可称为MBT火花正时。在发动机起动期间将火花正时设定为MBT火花正时可确保产生足量的扭矩，并且发动机102不会停止。

现在参考图2，示出了发动机速度和MAP随时间变化的示例性曲线图。示例性轨迹202跟踪发动机速度。示例性轨迹206跟踪MAP。发动机起动事件大致开始于时间T1。起动器142驱动曲轴112的旋转。发动机102中的第一燃烧事件大致开始于时间T2，当扭矩产生时，发动机速度202朝着预定速度提升。

示例性线210示出了预定发动机速度。例如，预定发动机速度210可为预定怠速速度，例如大致700RPM-900RPM。发动机起动期间，处于大气压力或接近大气压力的MAP联合在大致MBT火花正时的火花正时会使得发动机速度202超过预定发动机速度210。发动机速度202在大致时间T3超过预定发动机速度210，发动机速度202提升，直到大致时间T4。

发动机速度202在大致时间T4开始降低，并且在某些情形下降低至大致预定发动机速度210。发动机速度202可在大致时间T5达到预定发动机速度210。因此，发动机速度202从大致时间T3到大致时间T5超过预定发动机速度210。发动机起动期间超过预定发动机速度210可称为发动机爆发。

在某些车辆中，当发动机102因自动起动事件而起动时，变速器（和扭矩传递装置，例如变矩器）可接合，以在发动机102与传动系（未示出）之间传递扭矩。这种情形下的发动机爆发会引起车辆加速或减速，在车辆的客舱中会感受到加速或减速。当发动机速度202超过预定发动机速度210时，发动机爆发还会引起MAP206降低。本公开的ECM120最小化了发动机爆发。示例性轨迹214跟踪被ECM120控制以最小化发动机爆发和超速的发动机速度。

在某些情形下，车辆在自动起动期间会沿向后方向（或反方向）滚动。例如，在车辆停止在向上坡度（例如，面向小山）时执行的自动起动事件期间，车辆会向后滚动。当自动起动事件期间扭矩通过变速器传递至发动机时，因向后方向的力的负载（即，负扭矩）会在自动起动事件期间作用至发动机上。经由变速器作用在发动机上的负载可称为变速器负载。在试图最小化发动机爆发时解决这种变速器负载的失败会引起自动起动事件期间的停转、振动和/或一个或多个其它情形。

本公开的ECM120基于变速器负载有选择地禁用自动停止和自动起动事件。例如，当变速器负载大于第一预定负载时，ECM120禁用自动停止和自动起动事件的执行并保持发动机102运行。当变速器负载小于第一预定负载但大于第二预定负载时，ECM120允许执行自动起动事件。然而，当变速器负载大于第二预定负载时，在发动机102因自动起动事件而起动时，ECM120指令制动器的应用。制动器的应用可防止或最小化回滚。当变速器负载小于第二预定负载但是大于零时，ECM120可确定防止回滚的目标发动机速度。

在发动机起动期间，ECM120控制节气门106的开启（例如，节气门位置或节气门打开面积）、空气燃料比（AFR）和火花正时。ECM120还基于发动机起动期间遵循的预定轮廓图（profile）确定目标发动机速度。所述预定轮廓图类似于图2的发动机速度214的轮廓图或者在发动机起动期间使发动机速度平滑地转变直至为预定发动机速度的其它适当轮廓图。ECM120可基于变速器负载选择或调节预定轮廓图的一个或多个特征。

ECM120基于目标发动机速度确定火花修正。更具体地，ECM120基于目标发动机速度与测量发动机速度之间的差异确定火花修正。ECM120基于火花修正调节目标火花正时，并将火花正时设定为调节的火花正时。这样，在发动机起动期间，ECM120控制发动机速度以跟踪预定轮廓图，并最小化超速。

现在参考图3，示出了示例性发动机控制系统300的功能框图。ECM120可包括发动机速度确定模块302、目标发动机速度模块306、致动器控制模块310、发动机负载估计模块314、模式控制模块318和自动停止/起动模块320。ECM120还可包括修正禁止模块322、修正确定模块326、火花正时调节模块330和自动停止/起动禁止模块334。

发动机速度确定模块302确定发动机速度。发动机速度确定模块302可基于曲轴位置信号确定发动机速度。例如，当带有N个齿的轮（例如，飞轮116）的齿经过曲轴位置传感器130时，曲轴位置传感器130可在曲轴位置信号中产生脉冲。发动机速度确定模块302可基于两个或多个脉冲之间的时期确定发动机速度。

目标发动机速度模块306基于控制模式和变速器负载确定目标发动机速度。在各种实施方案中，ECM120可确定变速器负载，或者该变速器负载可通过TCM139或其它适当的源来提供。变速器负载可基于车重、行驶平面的坡度、和/或其它适当参数确定。

目标发动机速度模块306可基于用来在发动机起动期间将发动机速度平滑地上升至预定发动机速度的预定轮廓图确定目标发动机速度。目标发动机速度模块306可从多个预定轮廓图中选择预定轮廓图，或者基于变速器负载调节预定轮廓图的一个或多个特征。例如，当变速器负载大于零时，所选预定轮廓图可包括以更大的斜率提升至预定发动机速度，或者目标发动机速度模块306可将预定轮廓图调节成具有更大的斜率。所述更大斜率可以是相对于变速器负载为零时（例如，当车辆在平路面上时）或变速器负载为负时（例如，当车辆面向山下时）的预定轮廓图的斜率。变速器负载为零时的更大斜率可最小化车辆回滚。所述更大斜率甚至可防止车辆回滚。

目标发动机速度模块306可进一步基于驾驶员扭矩请求、发动机冷却剂温度、油温、和/或一个或多个其它适当参数确定目标发动机速度。驾驶员扭矩请求可基于APP、BPP、巡航控制输入和/或一个或多个其它驾驶员输入来确定。

致动器控制模块310确定目标火花正时、目标节气门开度和目标燃料供给。致动器控制模块310可基于目标发动机速度、发动机速度和控制模式确定目标火花正时、目标节气门开度和/或目标燃料供给。致动器控制模块310可进一步基于发动机负载、MAP、和/或一个或多个其它参数确定目标火花正时、目标节气门开度和/或目标燃料供给。例如，对于给定燃烧事件的每汽缸空气量（APC）可基于MAP来确定。致动器控制模块310可基于APC和化学计量空气/燃料混合物设定用于燃烧事件的目标燃料供给。发动机负载估计模块314可基于发动机速度和/或一个或多个适当参数估计发动机负载。

模式控制模块318可给致动器控制模块310提供控制模式。图4包括示例性模式流程图。例如，如图4中例子所示，控制模式可包括节气门保持模式402、歧管再填充模式406、MAP保持模式410、节气模式414、起动气流模式418和速度控制模块422。模式控制模块318可基于发动机速度、MAP、自动停止/起动指令、及一个或多个其它适当参数设定控制模式。

在钥匙循环期间，自动停止/起动模块320可有选择地产生自动停止指令。例如，当APP大致等于预定零APP，并且BPP大于预定零BPP，同时车辆速度低于预定速度时，自动停止/起动模块320可产生自动停止指令。预定零APP可对应于未向加速踏板施加压力时的APP。预定零BPP可对应于未向制动踏板施加压力时的BPP。

当产生自动停止指令时，模式控制模块318开始自动停止事件。模式控制模块318可通过将控制模式设定为节气门保持模式402来开始自动停止事件。当控制模式被设定为节气门保持模式402时，致动器控制模块禁止给发动机102提供燃料和火花。当控制模式被设定为节气门保持模式402时，致动器控制模块310可将目标节气门开度设定为第一预定节气门开度。例如，第一预定节气门开度可包括预定怠速节气门开度或其它适当节气门开度。禁止向发动机102提供燃料和火花允许在发动机102不产生扭矩时发动机速度朝着零降低。

模式控制模块318可将控制模式保持在节气门保持模式402中，直到发动机速度达到零为止。当发动机速度等于零时，可认为发动机102停机。当发动机速度低于预定零速度时，可认为发动机速度等于零。例如，所述预定零速度可为大致30-50RPM。

在节气门保持模式402期间（即，发动机速度达到零之前），模式控制模块318可有选择地将控制模式转变为速度控制模式422。这种从节气门保持模式402到速度控制模式422的转变在图4的例子中通过线430示出。例如，当自动停止/起动模块320产生自动起动指令时，模式控制模块318可将控制模式转变为速度控制模式422。

在节气门保持模式402期间，当BPP接近或达到预定零BPP时和/或当APP大于预定零APP时，自动停止/起动模块320可产生自动起动指令。当控制模式被设定为速度控制模式422时，目标发动机速度模块306可将目标发动机速度设定为预定发动机速度或其它速度。

在节气门保持模式402期间，当发动机速度达到零时，模式控制模块318可有选择地将控制模式转变为歧管再填充模式406。当控制模式被设定为歧管再填充模式406时，致动器控制模块310可将目标节气门开度设定为第二预定节气门开度。例如，第二预定节气门开度可包括WOT开度或允许MAP朝着大气压力增大的其它适当节气门开度。第二预定节气门开度大于第一预定节气门开度。

当模式控制模块318将控制模式从节气门保持模式402转变为歧管再填充模式406时，模式控制模块318起动计时器模块338中的计时器。计时器跟踪自控制模式被设定为歧管再填充模式406所经过的时期。在歧管再填充模式406期间，当计时器低于预定周期时，模式控制模块318可有选择地将控制模式转变为节气模式414。例如，当自动停止/起动模块产生自动起动指令，并且计时器低于预定周期时，模式控制模块318可将控制模式转变为节气模式414。这样，如果在控制模式已经被设定为歧管再填充模式406少于预定时期时发动机102应当自动起动，那么MAP保持模式410可被略过，以支持节气模块414。这种从歧管再填充模式406到节气模式414的转变在图4的例子中通过线434示出。下面进一步描述节气模式414。例如，所述时期可为大致6秒。

如果在歧管再填充模式406期间MAP超过第一预定压力，那么模式控制模块318可将控制模式转变为MAP保持模式410。例如，第一预定压力可比大气压力低预定量或预定百分比。

当控制模式被设定为MAP保持模式410时，致动器控制模块310可将目标节气门开度设定为完全关闭的节气门开度。预期到自动起动发动机102时，可执行将目标节气门开度设定为完全关闭的节气门开度，以将MAP保持在大致第一预定压力且低于大气压力。

然而，不管节气门106被完全关闭，MAP可朝着大气压力升高。例如，MAP升高可归因于通过打开进排气门和/或通过节气门106的流入。因此，在MAP保持模式410期间，MAP会朝着大气压力升高。

当通过自动停止/起动模块320产生自动起动指令时，模式控制模块318开始自动起动事件。模式控制模块318可通过将控制模式设定为节气模式414来起动发动机102（例如，用于自动起动事件或车辆起动指令）。当控制模式被设定为节气模式414时，致动器控制模块310将目标节气门开度设定为完全关闭的节气门开度。当控制模式被设定为节气模式414时，致动器控制模块310还通过起动器142起动发动机102。

节气门106完全关闭时起动发动机102会引起MAP降低。在节气模式414期间，致动器控制模块310开始向发动机102供给燃料。致动器控制模块310设定控制模式转变为节气模式414之后发生的各燃烧事件的目标火花正时。

当产生自动起动指令时，致动器控制模块310基于变速器负载有选择地控制制动器的应用。致动器控制模块310可通过CCM140控制制动器的应用。更具体地，致动器控制模块310可发送信号至CCM140，并且CCM140可基于该信号控制制动器的应用。例如，当变速器负载大于第二预定负载时，致动器控制模块310可应用制动器。所述第二预定负载大于零且小于第一预定负载。

致动器控制模块310可基于变速器负载控制制动器应用的程度。例如，当变速器负载朝着第一预定负载增大时，致动器控制模块310可应用制动器至更大的程度或应用更长的时间。当发动机速度朝着预定速度或以其它适当的方式升高时，致动器控制模块310可逐渐放开制动器。

在节气模式414期间，当MAP降至低于第二预定压力时，模式控制模块318可将控制模式转变为起动气流模式418。第二预定压力可低于第一预定压力。在起动气流模式418期间，致动器控制模块310可继续起动发动机102。

在起动气流模式418期间，致动器控制模块310可基于目标发动机速度设定目标节气门开度。换句话说，致动器控制模块310在起动气流模式418期间有选择地打开节气门106，并在起动气流模式418期间允许气流进入进气歧管104。模式控制模块318可在起动气流模式418之后将控制模式设定为速度控制模式422。

修正禁止模块322基于控制模式有选择地使能或禁止修正确定模块326。更具体地，当控制模式被设定为节气模式414或起动气流模式418时，修正禁止模块322使能修正确定模块326。相反，当控制模式被设定为节气门保持模式402、歧管再填充模式406或MAP保持模式410时，修正禁止模块322可禁止修正确定模块326。这样，当发动机102根据车辆起动指令或自动起动事件而被起动时，修正禁止模块322使能修正确定模块326。

致动器控制模块310可基于扭矩与目标火花正时之间的关系的倒数来确定目标火花正时。例如，致动器控制模块310可基于如下关系确定目标扭矩大小和确定火花正时：

S_T=T^-1(T_T,APC,I,E,AF,OT,#)

其中，S_T为目标火花正时，T^-1为扭矩模型的倒数，T_T为目标扭矩，APC为每汽缸空气（APC），I和E分别为进气和排气相位器位置，AF对应于空气/燃料混合物，OT为油温，#为在相对于其中一个汽缸执行目标火花正时时能够产生扭矩（即，被供应燃料）的汽缸的数目。该关系可体现为公式和/或查寻表。致动器控制模块310可基于例如发动机速度、目标发动机速度、驾驶员扭矩需求、一个或多个发动机操作参数和/或其它适当的参数来确定目标扭矩。

当被使能时，修正确定模块326基于发动机速度和目标发动机速度确定火花正时修正。更具体地，修正确定模块326基于目标发动机速度与发动机速度之间的差异来确定火花正时修正。

修正确定模块326可使用基于目标发动机速度与发动机速度之间差异的比例控制策略来确定火花正时修正。例如，修正确定模块326可使用下列公式确定火花正时修正：

修正=k*(目标-实际)

其中“修正”为火花正时修正，k为比例增益，“目标”为目标发动机速度，“实际”为发动机速度。

火花正时调节模块330接收目标火花正时和火花正时修正。火花正时调节模块330基于火花正时修正调节目标火花正时，并输出调节的火花正时。例如，火花正时调节模块330基于火花正时修正与目标火花正时的和确定调节的火花正时。

火花正时调节模块330可向火花致动器模块126提供调节的火花正时。火花致动器模块126可在调节的火花正时提供火花。这样，火花正时被调节成使发动机速度朝着目标发动机速度形成，并最小化发动机起动期间的超速和发动机爆发。

尽管参考调节火花正时描述了本公开的原理，但是本公开的原理还可应用于调节压燃式发动机中的燃料喷射正时。例如，燃料喷射正时可基于喷射正时修正来调节，该喷射正时修正可基于压燃式发动机系统中的目标发动机速度和发动机速度之间的差异来确定。

自动停止/起动禁止模块334可基于变速器负载有选择地使用或禁止自动停止/起动模块320。例如，当变速器负载大于第一预定负载时，自动停止/起动禁止模块334可禁止自动停止/起动模块320。这样，当变速器负载大于第一预定负载时，自动停止/起动禁止模块334防止自动停止（和相关的自动起动）事件的执行。第一预定负载大于第二预定负载，且可对应于预定最大可允许回滚距离。

现在参考图5，示出了车辆速度相对于时间的示例性曲线图。示例性轨迹502跟踪车辆速度。车辆速度502朝着零降低，车辆在大致时间T1达到停止。当车辆速度502降低或车辆停止时，自动停止/起动模块320可产生自动停止指令以停止发动机102。

自动停止/起动模块320可在大致时间T2产生自动起动指令。例如，当用户从制动踏板撤除压力时，自动停止/起动模块320可产生自动停止指令。当制动器被松开时，车辆可在变速器负载大于零时向后滚动。图5的例子中在508处通过车辆速度变为负数示出了示例性车辆回滚。本公开的ECM120解决了变速器负载，并防止或最小化车辆回滚。

现在参考图6，示出了描述最小化自动起动事件期间经历的车辆回滚的示例性方法600的流程图。控制可开始于602，其中控制确定是否应当开始自动停止/起动事件（即，可跟随有自动起动事件的自动停止事件）。更具体地，控制在602确定是否可执行自动停止事件。如果是，那么控制可继续至606；如果否，控制可结束。

在606，控制可确定变速器负载是否大于第一预定负载。如果是，那么控制可在610禁止自动停止事件，并结束；如果否，控制可继续至614。这样，当变速器负载大于第一预定负载时，控制可抑制执行自动停止事件和停止发动机102。控制在614（即，当变速器负载低于或等于第一预定负载时）执行自动停止事件并停止发动机。

控制在618确定变速器负载是否大于第二预定负载。如果是，那么控制可在622基于第一预定轮廓图确定目标发动机速度或者增大预定轮廓图的斜率。如果否，那么控制可在626基于第二预定轮廓图或基于具有更小斜率的预定轮廓图确定目标发动机速度。控制可继续至630。

在630，控制确定是否执行自动起动事件和起动发动机102。如果是，那么控制可继续至634；如果否，控制可保持在630。在634，控制可确定变速器负载是否大于第二预定负载。如果是，那么控制可在638应用车辆的制动器并继续至642；如果否，那么控制可继续至642。控制还可在638基于变速器负载确定制动器应当被应用的程度。控制可在642执行自动起动事件并起动发动机102。然后控制可结束。

本公开的广泛教导可以多种形式执行。因此，尽管本公开包括特定实施例，但是通过对附图、说明书和所附权利要求的研究，其它修改对于技术人员也是显而易见的，所以本发明的实际范围不应当这样限制。

Claims (16)

1.一种用于自动停止/起动车辆的控制系统，包括：

变速器负载模块，其确定通过变速器作用在发动机上的负载；

目标发动机速度模块，其基于所述负载选择性地确定发动机起动事件期间的目标发动机速度；以及

致动器控制模块，其基于发动机起动事件期间的所述目标发动机速度控制至少一个发动机致动器，

其中所述变速器负载模块基于车重和路面坡度确定所述负载。

2.如权利要求1的控制系统，还包括：

自动停止/起动模块，其在接收车辆起动指令时的第一时间与接收车辆停止指令时的第二时间之间有选择地停止所述发动机，和在所述第一时间与第二时间之间有选择地开始所述发动机起动事件；以及

自动停止/起动禁止模块，当所述负载大于预定负载时，该模块禁止所述自动停止/起动模块。

3.如权利要求2的控制系统，其中在所述发动机起动事件期间，当所述负载大于第二预定负载时，所述致动器控制模块有选择地应用机械制动器，并且

其中所述第二预定负载小于所述预定负载。

4.如权利要求3的控制系统，其中所述致动器控制模块基于所述负载控制所述机械制动器的应用。

5.如权利要求3的控制系统，其中所述目标发动机速度模块基于所述负载是否大于所述第二预定负载来确定所述目标发动机速度。

6.如权利要求5的控制系统，其中当所述负载大于所述第二预定负载时，所述目标发动机速度模块基于第一预定轮廓图确定所述目标发动机速度，当所述负载大于零并且小于或等于第二预定轮廓图时，其基于第二预定轮廓图确定所述目标发动机速度，

其中所述第一预定轮廓图与第二预定轮廓图不同。

7.如权利要求6的控制系统，其中在所述发动机起动事件期间，所述第一预定轮廓图以比所述第二预定轮廓图更大的斜率接近预定速度。

8.如权利要求1的控制系统，还包括：

修正确定模块，其基于所述目标发动机速度与测量发动机速度之间的差异确定火花正时修正；以及

火花正时调节模块，其基于所述火花正时修正和目标火花正时确定调节的火花正时，并基于所述调节的火花正时控制所述发动机起动事件期间的火花。

9.一种用于自动停止/起动车辆的控制方法，包括：

确定通过变速器作用在发动机上的负载；

基于所述负载有选择地确定发动机起动事件期间的目标发动机速度；

基于发动机起动事件期间的所述目标发动机速度控制至少一个发动机致动器；以及

基于车重和路面坡度确定所述负载。

10.如权利要求9的控制方法，还包括：

在接收车辆起动指令时的第一时间与接收车辆停止指令时的第二时间之间有选择性地停止所述发动机；

在所述第一时间与第二时间之间有选择地开始所述发动机起动事件；以及

当所述负载大于预定负载时，防止所述选择性停止。

11.如权利要求10的控制方法，还包括在所述发动机起动事件期间，当所述负载大于第二预定负载时，有选择地应用机械制动器，并且

其中所述第二预定负载小于所述预定负载。

12.如权利要求11的控制方法，还包括基于所述负载控制所述机械制动器的应用。

13.如权利要求11的控制方法，还包括基于所述负载是否大于所述第二预定负载来确定所述目标发动机速度。

14.如权利要求13的控制方法，还包括：

当所述负载大于所述第二预定负载时，基于第一预定轮廓图确定所述目标发动机速度；

当所述负载大于零并且小于或等于第二预定轮廓图时，基于第二预定轮廓图确定所述目标发动机速度，

其中所述第一预定轮廓图与第二预定轮廓图不同。

15.如权利要求14的控制方法，其中在所述发动机起动事件期间，所述第一预定轮廓图以比所述第二预定轮廓图更大的斜率接近预定速度。

16.如权利要求9的控制方法，还包括：

基于所述目标发动机速度与测量发动机速度之间的差异确定火花正时修正；

基于所述火花正时修正和目标火花正时确定调节的火花正时；以及

基于所述调节的火花正时控制所述发动机起动事件期间的火花。