CN103821890B - 用于控制发动机传动带张紧装置系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制发动机传动带张紧装置系统的方法。提供用于控制发动机传动带张紧装置系统的方法和系统，其中发动机由发动机停止‑起动系统控制。当发动机停止‑起动系统决定停止发动机时，操作发动机传动带张紧装置系统，以便在发动机停止过程期间将相应的传动带中的张力增加到高水平。这减少了发动机停止所用的时间，并且倾向于减少在发动机停止阶段的末尾发动机反向旋转的任何趋势。

Description

用于控制发动机传动带张紧装置系统的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月15日提交的英国专利申请No.1220565.4的优先权，为了所有的目的，其整个内容通过参考结合于此。

技术领域

本发明涉及具有发动机传动带张紧装置系统的机动车辆，特别是涉及用于控制这种发动机传动带张紧装置系统的方法。

背景技术

为机动车辆提供发动机停止-起动系统是已知的，无论什么时候根据驾驶员的动作确定存在停止和起动发动机的机会时，该发动机停止-起动系统用于自动停止和起动发动机，以便减少燃料消耗和减少来自发动机的排放物。然而，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。在一个示例中，如果重新起动发动机所用的时间过长，发动机停止-起动系统可能具有重新起动延迟，这可以导致机动车辆的使用者的不满意。另外，如果驾驶者错误地断定该系统已经不能响应于他们的动作而重新起动发动机，这种过分的延迟还可能导致实际的使用问题。

具体地，发动机停止-起动系统依靠小齿轮啮合到齿圈中以输送起动扭矩从而重新起动发动机。然而，如果发动机正在运行，小齿轮啮合是被禁止的，因为其将导致对小齿轮或齿圈的严重损坏。为了避免损坏，小齿轮只有在通常为200RPM或更小的发动机转速下被安全地啮合。当驾驶员命令发动机关闭时，也不能违背（reverse）这个动作，直到发动机转速已经降低至安全阈值以下。这种时间延迟由发动机转速减小的速率确定，并且对于消费者满意度是极其关键的，特别是当存在“心态情况的变化”时。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过用于控制机动车辆的发动机传动带张紧装置系统的方法来解决，该方法包括当发动机正在停止时，控制传动带张紧装置系统以使相关联的传动带中的张力增加到高传动带张力。机动车辆可以具有停止-起动系统，以响应于预定的驾驶员动作而自动地停止和起动发动机，并且该方法可以包括当驾驶员的动作指示发动机将要被停止时，使用传动带张紧装置系统使传动带中的张力朝着高传动带张力增加。发动机可以通过起动机马达起动，该起动机马达与固定至发动机飞轮的齿圈可传动地啮合，并且该方法可以进一步包括将传动带中的张力减小至低传动带张力，以辅助发动机起动。

在另一个示例中，发动机传动带张紧装置系统包括执行器以改变相关联的传动带中的张力，并且包括传动带张力控制器，该传动带张力控制器可操作以控制该执行器，以便当发动机正在停止时，使相关联的传动带中的张力增加至高传动带张力。机动车辆可以具有停止-起动系统，以响应于预定的驾驶员动作而自动地停止和起动发动机，并且该传动带张力控制器可操作以控制该执行器，以便当驾驶员的动作指示停止-起动系统将停止发动机时，使以传动带中的张力朝着高传动带张力增加。因此，传动带张力控制器可以可操作以控制执行器，从而当驾驶员的动作指示将要起动发动机时，使传动带中的张力朝着低传动带张力限值减小。

应当明白，提供上面的发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所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提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是根据本发明的第三方面的机动车辆的示意图，其具有根据本发明的第二方面的发动机传动带张紧装置系统的第一实施例。

图2是沿着图1的箭头“E”的方向的示意图，其示出形成图1所示的发动机传动带张紧装置系统的一部分的传动带和张紧器。

图3是时间线图，其示出现有技术装置和根据本发明的第二方面的第一实施例在发动机停止和重新起动顺序期间发动机转速和传动带张力的变化。

图4是流程图，其示出根据本发明的第一方面的用于控制发动机传动带张紧装置系统的方法的第一实施例的各个步骤。

图5是根据本发明的第三方面的机动车辆的示意图，其具有根据本发明的第二方面的发动机传动带张紧装置系统的第二实施例。

图6是沿着图5的箭头“F”的方向的示意图，其示出形成图5所示的发动机传动带张紧装置系统的一部分的传动带和张紧器。

图7A是时间线图，其示出现有技术装置和根据本发明的第二方面的第二实施例在第一次发动机停止和重新起动顺序期间发动机转速的变化。

图7B是时间线图，其示出现有技术装置和根据本发明的第二方面的第二实施例在第二次发动机停止和重新起动顺序期间发动机转速的变化。

图8是流程图，其示出根据本发明的第一方面的用于控制发动机传动带张紧装置系统的方法的第二实施例的各个步骤。

具体实施方式

参考图1和图2，图1和图2示出具有驱动多挡变速器11的发动机10的机动车辆5。变速器11通过离合器（未示出）可传动地连接至发动机10，在这种情况下，离合器由机动车辆5的驾驶者手动地接合或释放，并且具有换挡杆（未示出）。换挡杆在多个位置之间可移动，该多个位置包括形成多挡变速器的一部分的挡位被选择的至少一个位置和多挡变速器的挡位没有被选择的空挡位置。当换挡杆移动到空挡位置时，该多挡变速器11被说成是处在“空挡”状态，其中驱动不能通过多挡变速器传递，并且当换挡杆移动到挡位位置时，该多挡变速器11被说成处在“挡位”状态，其中驱动能够通过多挡变速器11传递。

整合的起动机-发电机13通过传动带14形式的柔性传动可传动地连接至发动机10的曲轴10C而连接于发动机10。该起动机-发电机13连接至蓄电池15形式的电源，并且能够用于起动发动机10。当起动机-发电机13作为发电机运行时，蓄电池15可以由起动机-发电机13再充电。在这种情况下，起动机-发电机13是48伏起动机-发电机13，但是应当明白，本发明可应用于使用任何其他合适的电压的起动机-发电机。

在一些实施例中，起动机-发电机13也可以通过将其作为马达运行并经由传动带14提供动力至发动机10，而被用于临时补充由发动机10产生的动力以驱动该机动车辆5。在这种情况下，机动车辆5通常被称为“轻度混合动力”车辆。起动机-发电机13可以用作马达，以通过提供“动力提升”至发动机10以辅助加速或起步（take-off），或者通过负荷调平（load leveling）而补充发动机10，其中起动机-发电机13供应预先储存在蓄电池15中的电力，以允许发动机10以较低的输出运行，因而减少燃料消耗和发动机排放物。

在一些实施例中，特别是发动机10是柴油发动机的那些实施例中，当发动机10被预热时，起动机-发电机13仅被用于在起动-停止操作期间起动发动机10并且用于从冷状态初始起动，驱动发动机10的飞轮上的齿圈的常规的起动机马达（图1-3中未示出）被用来从冷状态起动发动机10或用于由驾驶者手动启动。

应当明白，在起动机-发电机13用作马达以补充发动机10期间，该起动机-发电机13驱动发动机10的曲轴10C，并且在能量将被恢复或蓄电池15要求再充电的其他时候，该起动机-发电机13由发动机10驱动以产生电力。

起动机-发电机13具有驱动皮带轮13P，并且通过一对支架13B连接至发动机10，传动带14与该驱动皮带轮13P传动地接合。

曲轴10C传动地连接至曲轴皮带轮10P，传动带14与该曲轴皮带轮10P传动地接合。

在这种情况下，传动带14也与空气调节器泵8的驱动皮带轮8P传动地接合。但是，应当明白，在其他实施例中，传动带14可以仅仅与起动机-发电机皮带轮13P和曲轴皮带轮10P传动地接合，或者可以驱动一个或多个其他的辅助部件。空气调节器泵8通过一对支架8B连接至发动机。

这种传动带布置通常被称为前端附件驱动（FEAD）。传动带张紧执行器9推动张紧轮9P抵靠传动带14，以便在高传动带张力限值和低传动带张力限值之间改变传动带14中的张力。张紧轮9P的位置和因此由执行器9在传动带14中产生的张力由传动带张力控制器30控制。传动带张紧执行器9通过一对支架9B连接至发动机10。

高传动带张力限值是基于传动带14和曲轴皮带轮10P、空气调节器泵皮带轮8P或起动机发电机皮带轮13P之间的系统构造在没有传动带滑动的情况下传递可能的最大扭矩所需的传动带张力。低传动带张力限值是当没有明显的扭矩被传递至传动带14或从传动带14传递时防止传动带滑动所需的最低传动带张力。

如果起动机-发电机13正在被用来起动发动机10或补充发动机10的动力，则通常需要高传动带张力。在这种情况下，起动机-发电机13可以产生10kW至20kW的功率，并且将要求传动带张力处于或接近高传动带张力限值。

无论什么时候在可能时通常使用处于或接近低传动带张力限值的传动带张力，以便减少传动带14、皮带轮8P、13P和曲轴皮带轮10P之间的摩擦，由此减少摩擦损失，减少发动机排放物并且减少发动机10的燃料消耗。

低传动带张力限值可应用于如下情形：不要求大量的蓄电池充电，空气调节器泵8没有运行或者正在以非常低的负荷运行，以及起动机-发电机13没有在补充发动机10的功率并且发动机10运行在巡航条件。应当明白，由于空气调节器泵8和起动机-发电机13的惯性作用，当发动机10在加速或减速时，传动带14中的张力可能需要高于当发动机10在巡航条件下以恒定的速度运行时传动带14中的张力。

应当明白，执行器9可以在低传动带张力限值和高传动带张力限值之间连续地改变传动带14中的张力以适合主要的工况。在一个示例中，高传动带张力高于低传动带张力。在另一个示例中，高传动带张力处于或接近例如近似高传动带张力限值，并且类似地，低传动带张力处于或接近例如近似低传动带张力限值。

执行器9被运行以便保持传动带14中的张力，不管是否对其供给动力，并且如果没有接收到来自传动带张力控制器30的控制信号以改变传动带张力，则保持当前的传动带张力。适合于用在根据本发明构建的装置和方法中的传动带张紧器在美国专利7,217,206中示出并描述。然而，应当明白，本发明不限于使用这种执行器并且可以利用其他类型的执行器而具有有益的效果。

作为对使用美国专利7,217,206中描述的齿轮驱动的执行器的替换，如果例如在断开事件的情况下全部功率被切断，执行器可以设置成默认高传动带张力限值。这种执行器的优点是如果启动机-发电机将被用于起动发动机10，当发动机10被起动时，即便该起动不是自动起动，而是响应于点火开关17的激活而产生的手动起动，传动带张力也总是处于高传动带张力限值。

然而，应当明白，在其他情况下，如果起动机-发电机13将被用于重新起动发动机10，无论什么时候当断开事件作为发动机关闭过程的一部分而发生时，执行器9可以被控制以将张力增加至高传动带张力限值。

执行器9并且因此传动带14中的张力由传动带张力控制器30控制，该传动带张力控制器30可操作地连接至电子控制单元16。该执行器9和传动带张力控制器30结合形成传动带张紧装置系统。

点火开关17形式的驾驶者可操作的接通-断开装置被用于控制发动机10的整体运行。也就是说，当发动机10运行时，点火开关17处在“接通”位置，并且当点火开关17处在“断开”位置时，发动机10不能运行。点火开关17还包括用于手动起动发动机10的第三瞬时位置。应当明白，可以使用其他装置提供这种功能，并且本发明不限于使用点火开关。

电子控制单元16被连接至起动机-发电机13、发动机10、传动带张力控制器30、换挡杆传感器12、车辆速度传感器21、曲轴传感器（未示出）、制动器踏板位置传感器24、离合器踏板位置传感器26以及加速器踏板位置传感器19，其中该换挡杆传感器12用于监测变速器11是处于空挡位置还是挡位位置，车辆速度传感器21用于测量车轮20的旋转速度，曲轴传感器用于监测发动机10的曲轴10C的旋转速度，制动器踏板位置传感器24用于监测制动器踏板23的位置，离合器踏板位置传感器26用于监测离合器踏板25的位置，加速器踏板位置传感器19用于监测加速器踏板18的位置。加速器踏板18提供从发动机10输出的所需功率的驾驶员输入。

机动车辆速度的测量可以通过使用车轮传感器21或任何其他常规的手段。如果加速器踏板18已经从静止位置移动，则它被说成处于“压下的”位置或处于“压下的”状态。如果离合器踏板25被充分地压下以表示驾驶者想要分离离合器，则它被说成“被压下”，然而，如果离合器踏板被充分地压下以分离该离合器，使得没有传动能够被传递，则它被说成“分离”。应当明白，术语“换挡杆传感器”不限于监测换挡杆的位置的传感器，而是能够提供变速器11处于挡位还是空挡的反馈的任何装置。类似地，术语“制动器踏板传感器”不限于监测制动器踏板的位置的传感器，而是提供机动车辆5的驾驶者是否已经向制动器踏板23施加压力以应用机动车辆5的制动器的反馈的任何装置。例如，制动器踏板传感器可以监测一个或多个制动管路中的流体的压力。当制动器踏板23已经被充分地压下以应用制动器时，它被说成处于“压下的”状态或处于“压下的”位置。

电子控制单元16接收来自发动机10的若干信号，包括来自发动机转速传感器21的指示发动机10的旋转速度的信号，并且将信号发送至发动机10，用于控制发动机10的关闭和起动。在发动机10是火花点火发动机10的情况下，从电子控制单元16发送的信号被用于控制发动机10的燃料供给系统（未示出）和发动机10的点火系统（未示出）。在柴油发动机的情况下，对发动机的燃料供给被控制。

电子控制单元16包含各种部件，包括中央处理单元、存储装置、一个或多个电子处理器，该电子处理器包括停止-起动控制器16C、计时器和信号处理装置，以将来自连接至该电子控制单元16的各种传感器的信号转换成由电子控制单元16用于控制发动机10的运行的数据，特别是，在停止-起动控制器16C的情况下，用于控制发动机10的自动停止和起动。

在正常的发动机运行期间，在汽油发动机的情况下，电子控制单元16可操作以控制供给至发动机10的燃料并且调节点火系统，使得以正确的正时将火花从火花塞供给至发动机10以产生期望的发动机扭矩。在柴油发动机的情况下，电子控制单元16可操作以控制供给至发动机10的燃料以产生期望的发动机扭矩。正常的发动机运行控制可以通过可操作地连接至该电子控制器16的单独的发动机管理单元或发动机控制单元进行，或者直接由电子控制单元16进行。

发动机10可以两种模式运行，即第一或停止-起动运行模式和第二或连续运行模式。如参考以上，一个或多个单独的电子控制器可以被用于控制发动机10的正常运行，并且电子控制单元16，具体地，停止-起动控制器16C可以仅控制发动机10在两种运行模式之间的切换以及发动机10的自动停止和起动。还应当明白，传动带张力控制器30可以形成为电子控制单元16的一部分。

用于响应于驾驶员的动作而停止和起动发动机10的所有部件结合形成发动机停止-起动系统，该发动机停止-起动系统的电子控制单元16，具体地，停止-起动控制器16C是主要的部件。

在这个示例的情况下，用于确定发动机10是以第二模式还是以第一模式运行的一个因素是机动车辆5是否正在行驶。如果机动车辆5正在行驶，则发动机以第二模式运行，并且发动机10将连续地运行，如果机动车辆5没有行驶，则发动机10通常将以第一模式运行，其中将发生发动机10的自动停止-起动操作。

然而，应当明白，在停止-起动技术的某些变体中，当车辆正在行驶时，发动机能够停止和重新起动。当发动机10以第二模式运行时，只要点火开关17保持在“接通”位置，它就连续地运行。

在第一或停止-起动模式中，当存在一个或多个预定的发动机停止和起动条件时，发动机10选择性地停止和起动。这些停止和起动条件基于驾驶者的动作，该驾驶者的动作由电子控制单元16并且具体是由停止-起动控制器16C从加速器踏板位置传感器19、制动器踏板位置传感器24、离合器传感器26和换挡杆传感器12接收的信号提供。离合器踏板25、加速器踏板18、制动器踏板23的位置或状态以及变速器11的接合状态都是不同的机动车辆变量，这些变量可以用于控制发动机10的运行，并且所使用的组合将取决于各种因素，包括该系统是“停止在挡位”的系统还是“停止在空挡”的系统或两者的组合。

对于这个示例的目的，仅当机动车辆5静止，变速器11处在空挡，离合器踏板25没有正在被压下以及加速器踏板18没有正在被压下时，发动机10才停止，并且当这些条件都存在时，满足发动机停止的条件。

在这个示例的情况下，当离合器踏板25从未压下位置移动到压下位置和换挡杆保持在空挡位置时，发动机10被重新起动，并且如果两者都存在，则满足发动机起动的条件。因此，在这个示例的情况下，停止-起动系统是“停止在空挡”的系统。

应当明白，本发明不限于这些具体的组合，并且可以使用机动车辆变量的其他组合。

还应当明白，例如而不是限制，如果蓄电池15的充电状态下降到低水平并且变速器11处在空挡，发动机10也可以由停止-起动控制器16C完全自动地起动。

现在将参考图3描述传动带张紧装置系统的运行。当发动机10以第一模式运行时，驾驶者的动作确定它正在运行还是被停止。当满足发动机停止条件时，停止-起动控制器16C发送信号至传动带张力控制器30，指示发动机10将被停止并且也开始停止发动机10。于是发动机转速将开始下降，如图3的“发动机转速（停止）”线所示。

应当明白，通过直接连接至一个或多个传感器，或者通过监测例如发动机控制单元或燃料喷射控制单元的另一个电子控制器的状态，传动带张力控制器30能够独立确定发动机将被停止。

响应于从停止-起动控制器16C接收发动机停止通知，传动带张力控制器30通过命令执行器9对张紧轮9P施加更多的负荷而开始增加传动带14中的张力。应当明白，需要有限的时间量以使传动带张力从其当前的水平增加到在图3上被称为“高传动带张力”的最大张力限值，并且在发动机10开始停止之前可以增加张力。在这种情况下，从低传动带张力限值开始所需的时间是1.0到2.0秒的量级。然而，执行器9的响应速度将取决于使用的执行器的具体结构和类型。

现在转向图3，其关于图1-2示出线性图，该线性图示出在发动机停止和重新起动顺序期间发动机转速和传动带张力的变化。在图3中，传动带张力从图3上被称为“低传动带张力”的最小限值增加到由在时刻“A”达到高张力水平的“传动带张力”线所示的高传动带张力。

因此，在发动机10降速期间，传动带张力增加，直到达到高传动带张力，在这个示例中高传动带张力是处于或接近高传动带张力限值的传动带张力，但是也可以是低于高传动带张力限值的传动带张力。由于传动带14中的张力正在增加，在传动带14和皮带轮8P、10P和13P之间的摩擦将增加，由此增加发动机10的减速，并且减少发动机10减慢到停止所需的时间。

应当明白，根据当发动机10被命令停止时主要的工况，传动带张力可以初始地在低传动带张力水平以上。

于是传动带张力保持在高传动带张力，用于减慢发动机10，直到发动机10已经被重新起动，并且确定不再需要高传动带张力。

当产生发动机重新起动命令时，由于已经满足发动机起动所需的条件，发动机10可以立即被起动，因为传动带张力已经处于所需的高传动带张力。正如图3上的“发动机转速（重新起动）”线所指示的，发动机转速增加，直到重新起动完成并且发动机怠速。

应当明白，虽然发动机10以第二模式运行，但是传动带14中张力由传动带张紧装置系统连续地改变以便在不牺牲传动效率的情况下使传动带张力最小。也就是说，最小张力被用于根据当前需要传递扭矩，而不允许传动带滑动发生。

为了实现这个目的，传动带张力控制器30接收来自机动车辆上的一个或多个传感器的信息或控制输入，或者接收来自电子控制单元16的控制输入。例如，传动带张力控制器30可以接收指示起动机-发电机13将要被用于补充发动机10的功率的输入，并且在这种情况下，传动带张力控制器30可操作以命令传动带张紧执行器9将传动带张力增加至高传动带张力限值。

类似地，传动带张力控制器30可以接收指示起动机-发电机13将要被用于对蓄电池15再充电的输入，并且在这种情况下，传动带张力控制器30可操作以命令传动带张紧执行器9将传动带张力从低传动带张力限值增加到在高传动带张力限值与低传动带张力限值之间的张力。

重新起动时，该传动带张力可以在短的时间段被保持在发动机关闭期间用于减慢发动机10的高传动带张力水平，特别是如果起动机-发电机13正在被用于补充发动机10的功率。

用于控制传动带张力的装置在美国专利4,478,595和英国专利2435522中描述，并且与在这些专利中描述的技术类似的技术可以被传动带张力控制器30用于与经验产生的数据相结合在正常运行期间控制传动带张力的变化，该经验产生的数据使传动带负荷与传动带滑动相关。

图3还示出现有技术装置的情况，其中在发动机10被起动之前不调节传动带张力。虚线“现有技术传动带张力”示出与前面所讨论的相同的时间段的传动带张力的变化。

在这种情况下，传动带张力不增加，直到重新起动的条件已经满足，如图3上的“发动机重新起动命令”所示。然后该张力增加，直到在时刻“B”达到防止滑动所需的高传动带张力水平。应当明白，在这种情况下，高传动带张力水平没有达到，直到在重新起动命令产生之后已经过去“t”秒的延迟，并且发动机10的起动被延迟相同的时间量。

在发动机起动开始之后，如虚线“发动机转速（现有技术）”所示，发动机转速增加，直到重新起动完成并且发动机10怠速。与根据本发明构建的方法和装置相比，在现有技术方法的情况下，发动机10的重新起动被延迟“t”秒。这是因为在起动机-发电机13被用来起动发动机10之前，传动带张力需要处于或非常接近于高传动带张力限值，否则将发生过多的传动带滑动。

现在转向图4，其关于图1-2示出用于控制发动机传动带张紧装置系统的流程图。该方法在方框110处开始，方框110是接通事件，并且其后是如方框115所示的手动启动，并且导致如方框120所示的发动机运行。根据发动机10的类型和尺寸以及发动机是否在从冷状态启动，该手动启动可以使用起动机-发动机13执行，或者可以使用常规的起动机马达（未示出）执行。

该方法从方框120前进到方框130，在方框130检查是否满足发动机停止的条件。正如在前面通过举例的方式所讨论的，发动机停止的条件是机动车辆5没有行驶，变速器11处在空挡，以及离合器踏板25没有被压下。如果这些条件存在，发动机10将停止，如该方法前进到方框140所示，并且在发动机停止或关闭事件期间，传动带张力将由传动带张紧装置系统9、30从当前的水平调节到高传动带张力限值。

如果发动机停止的条件没有满足，则方法移动到方框135以检查断开事件是否已经发生，并且如果发生，则该方法在方框139处结束，否则方法返回到方框120，其中发动机10仍然运行。

应当明白，无论什么时候断开事件发生，发动机10也将停止，并且在这种情况下传动带张紧装置系统可操作以在这种情况下将传动带张力增加到高传动带张力限值，或如果传动带张力已经处于高传动带张力限值状态，则将其保持在高传动带张力限值。

返回到方框140，当发动机10减速到零时，由于传动带张紧装置系统9、30增加传动带14中的张力，这增加传动带14和皮带轮8P、10P和13P之间的摩擦，并且更快地减慢发动机10。

该方法从方框140前进到方框150，在方框150发动机10停止并且传动带张力处于高传动带张力限值。

然后该方法前进到方框160，以检查是否已经满足发动机重新起动的条件。在这种情况下，换挡杆必需处于空挡位置并且离合器踏板必须从未压下状态移动到压下状态，以便满足这些条件。然而，如果蓄电池15的充电状态下降到预定的低水平以下并且变速器处于空挡，则前面提到的条件也将自动满足。在任何情况下如果满足发动机起动的条件，则方法从方框160前进到方框165。

在方框165，该方法检查断开事件是否已经发生，并且如果已经发生，则方法在方框169处结束，否则方法前进到方框170以重新起动发动机10，并且然后移动到方框120，其中发动机10运行。

如果在方框160处发动机起动的条件没有满足，则方法从方框160前进到方框164。在方框164，方法检查断开事件是否已经发生，并且如果已经发生，则方法在方框168处结束，否则方法返回到方框150，其中发动机10仍然停止并且传动带张力仍然高。

应当明白，断开事件可以在与所示的这些时间不同的时间发生，并且在每种情况下该方法将结束。在这种情况下，如果起动机-发电机13将被用于起动发动机，则发动机10将通过高传动带张力停止。

返回到方框120，当发动机10以第二运行模式运行时，方法将连续地确定需要什么样的传动带张力水平以防止传动带14滑动。因此，在一些情况下，当发动机停止时，传动带张力可以已经处于高传动带张力限值，并且在这种情况下，方框140中的操作将使发动机10停止并且使传动带张力保持在高传动带张力限值。

低传动带张力限值和高传动带张力限值不是由传动带张紧装置系统9、30可实现的最小和最大传动带张力，它们是当经受最大和最小载荷时对于具体的传动带装置而言防止传动带滑动所需的最小和最大的传动带张力。正如前面所提到的，在正常的发动机运行期间，传动带张紧装置系统9、30操作以针对当前的载荷在传动带不滑动的情况下将传动带张力保持在最低的可能的水平。

参考图5和图6，图5和图6示出具有驱动多挡变速器11的发动机10的机动车辆5，该机动车辆与前面参考图1和图2所描述的机动车辆在大多数方面是相同的，因此不再详细描述并且相同的部件具有相同的附图标记。

这个实施例和前面描述的实施例之间的主要区别在于，在驾驶员指示自动停止之后不是使用起动机-发电机重新起动发动机10，而是起动机马达114与固定至发动机10的飞轮的齿圈6可接合。

因此，在这种情况下，传动带14驱动交流发电机113形式的发电机而不是起动机-发电机。交流发电机113通过支架113B连接至发动机10，并且具有与传动带14传动地接合的皮带轮113P。

此外，如前所述，传动带张紧装置系统包括执行器9和传动带张力控制器130，但是该传动带张力控制器130的功能与前面相对于图1所示的传动带张力控制器30描述的功能不同，以匹配起动机马达114的要求。

如前所述，传动带张紧执行器9推动张紧轮9P抵靠在传动带14上，以便在高传动带张力限值和低传动带张力限值之间改变传动带14中的张力，并且张紧轮9P的位置和因此由执行器9在传动带14中产生的张力由传动带张力控制器130控制。

如前所述，高传动带张力限值是根据系统结构传递可能的最大扭矩所需的传动带张力，而低传动带张力限值是当没有明显的扭矩被传递至传动带14时防止传动带滑动所需的最低传动带张力。

无论什么时候在可能时通常使用该低传动带张力限值，以便减少传动带14、皮带轮8P、113P和曲轴皮带轮10P之间的摩擦，由此减少摩擦损失，减少发动机排放物并且减少发动机10的燃料消耗。

该低传动带张力限值可应用于不要求大量的蓄电池充电并且空气调节器泵8没有运行或以非常低的负荷运行的情况。

应当明白，当发动机10正在加速或减速时，由于空气调节器泵8和交流发动机113的惯性作用，传动带14中的张力可能需要高于当发动机10在巡航条件以恒定的速度运行时传动带14中的张力。

应当明白，在以第二模式运行期间，执行器9在低传动带张力限值和高传动带张力限值之间连续地改变传动带14中的张力，以适合于主要的工况。

如前所述，执行器9被操作以便保持传动带14中的张力，不管功率是否施加至传动带，并且保持当前的传动带张力，即使没有接收到来自传动带张力控制器130的控制信号以改变传动带张力。

根据本发明的这个实施例适合使用的传动带张紧器在美国专利7,217,206中示出并描述。然而，应当明白，本发明不限于使用这种执行器，并且可以使用其他类型的执行器而获得有益的效果。

如前所讨论的，执行器9和因此传动带14中的张力由可操作地连接至电子控制单元16的传动带张力控制器130控制。该电子控制器16和停止-起动控制器16C的功能与前面所讨论的基本相同，因此将不再描述。执行器9和传动带张力控制器130相结合形成传动带张紧装置系统。

如前所述，传动带张力控制器130响应于命令或信号，该命令或信号表示何时发动机10响应于驾驶者动作而停止，或者在此停止之后通过驾驶者的动作而重新起动，或者如之前所述，例如由于对空气调节或蓄电池15的低充电状态的要求而自动地重新起动。

现在参考图7A，其关于图5和图6示出具有根据第二实施例的传动带张紧装置系统9、130的机动车辆5的发动机停止（关闭）和重新起动顺序和对应的现有技术的发动机停止（关闭）和重新起动顺序。

首先参考使用根据本发明的第二实施例的传动带张紧装置系统可实现的顺序，在时刻t0，发动机停止命令/信号由传动带张力控制器130接收或在内部产生。然后该传动带张力控制器130可操作以将传动带14中的张力从其当前的水平增加到高传动带张力，该高传动带张力在这种情况下等于高传动带张力限值。张力的这种增加将增加传动带14和相关的皮带轮8P、10P和113P之间的摩擦力，因此用作制动器并且增加发动机10的减速。在时刻t0已经要求发动机停止短时间之后，发动机10将继续朝着零RPM但以所示顺序减速，在时刻t0'，驾驶者的心态发生变化并且要求尽快重新起动发动机10。

然而，起动机马达114不能被接合，直到发动机转速已经减小到用于起动机马达接合的上限速度或低于该上限速度，该上限速度被称为最大接合速度（Nsmax），其在这个示例中是200RPM，并且在时刻tn达到这个速度。一旦发动机转速下降到起动机马达114的最大接合速度，起动机马达114被接合，而没有延迟重新起动发动机10。

于是传动带张力由传动带张紧装置系统9、130朝着低传动带张力限值同时减小，以将摩擦减小到最小，辅助起动机马达114重新起动发动机10。

起动机马达114将引起发动机10重新起动，使得在从时刻t0过去T（新）秒的时间段之后，发动机达到怠速。

现在参考现有技术的情况，其中较低的传动带张力被用于该停止阶段，在时刻t0产生发动机停止命令/信号。发动机10将开始减速，但是，由于较低的传动带张力，以较低的速率朝着零RPM减速。如前所述，在时刻t0已经要求发动机停止短时间之后，在时刻t0'驾驶员的心态发生变化，并且要求尽快重新起动发动机10。

如前所述，起动机马达114不能被接合，直到发动机转速已经减小到或低于最大接合速度（Nsmax），并且在这种情况下，这发生在时刻tpa。于是起动机马达114接合并且发动机10重新启动，使得在从时刻t0已经过去T（现有技术）秒的时间段之后它达到怠速。

因此通使用根据本发明的这个实施例的传动带张紧装置系统，与现有技术相比，产生Ti（改进）秒的减少。也就是说，在仅仅T（新）秒而不是T（现有技术）秒之后发动机10再次运行。

这是因为通过使用传动带张紧装置系统9、130在停止阶段增加传动带张力，并且在重新起动阶段将它减小到低水平，与现有技术的情况相比，重新起动发动机10所需的最少时间被减少。

应当明白，因为与现有技术相比，由传动带14施加的摩擦力被减小，起动机马达114将能够更快地增加发动机10的转速。因此，不仅使发动机减速到最大接合速度（Nsmax）所需的时间被减少，而且在停止之后使发动机10返回到怠速的时间也被减少。

现在参考图7B，图7B示出通过使用根据本发明的第二实施例的传动带张紧装置系统可实现的不同的停止-起动顺序。

如前所述，在时刻t0，发动机停止命令/信号由传动带张力控制器130接收或在内部产生。如前所述，该传动带张力控制器130可操作以使传动带14中的张力从其当前的水平增加到高传动带张力限值。这增加了传动带14和相关联的皮带轮8P、10P和113P之间的摩擦力，因此用作制动器并且增加发动机10的减速。

发动机10继续朝着零RPM但是以所示顺序减速，在时刻t2突破零，并且继续沿着反方向旋转直到时刻t3。应当明白在实际使用中，在时刻t3之前将有短的时间段，在该时间段发动机10处于稳定的静止状态。

当发动机10沿着反方向旋转时，起动机马达114不能被用于重新起动发动机10，并且因此重要的是使发动机10沿着反方向旋转的时间最小化，并且正施加于传动带14的高传动带张力导致在td（新）秒的时间段中发动机10的反方向旋转被衰减（damp out）或者停止，在时刻t3结束。

因此发动机10可以使用起动机马达114在时刻t3重新起动，使得在从时刻t0已经过去T（新）秒的时间段之后，发动机10达到怠速。一旦检测到稳定的静止状态（t3），传动带张力就开始由传动带张紧装置系统9、130朝着低传动带张力限值减小，并且起动机马达114被接合。

应当明白，如果在发动机转速下降到最大接合速度（Nsmax）以下的时间与发动机达到零RPM的时间之间，也就是说在时刻t1和t2之间，驾驶者的心态发生变化，则发动机能够被立即重新起动，并且张力尽可能快地被减小到低传动带张力限值。

现在参考现有技术的情况，其中较低的传动带张力被用于该停止阶段，在时刻t0再次产生发动机停止命令/信号。如前所述，发动机10将开始减速，但是，由于较低的传动带张力，以较低的速率朝着零RPM减速。如前所述，发动机转速继续下降并且过冲，引起发动机10在时刻t5开始沿着反方向旋转并且继续到时刻t6。如前所述，在实际使用中，在时刻t3之前将有短的时间段，在该时间段，发动机10处于稳定的静止状态。在这种情况下，由于传动带张力比较低，使反向旋转停止将花费较长的td（现有技术）秒的时间段。

一旦检测到稳定的静止状态（t6），起动机马达114就被接合，使得在从时刻t0已经过去T（现有技术）秒的时间段之后，发动机10达到怠速。应当明白，因为在现有技术的情况下，传动带张力在发动机关闭期间较低，与使用根据本发明的方法和装置相比，达到零RPM所花费的时间较长，并且反向旋转需要较长的时间衰减。应该明白，在两种情况下，反向旋转的实际时间段将受到在关闭期间的节气门和补充燃料策略的影响，并且图7B中示出的示例假定两个关闭存在相同的条件。因此，通过使用根据本发明的传动带张紧装置系统，与现有技术相比，产生Ti（改进）秒的减少。也就是说，在仅T（新）秒而不是T（现有技术）秒之后，发动机10再次运行。

应当明白，如果在发动机转速下降至最大接合速度（Nsmax）以下的时间与发动机达到零RPM的时间之间，也就是说在时刻t4和t5之间，发生驾驶者心态变化，则可以立即重新起动发动机而没有延迟。因此，通过使用传动带张紧装置系统9、130在停止阶段期间增加传动带张力，并且在重新起动阶段期间使它减少到低水平，如前所述，重新起动发动机10所需的最少时间被减少。这是因为由传动带14产生的额外的摩擦有助于减少反向旋转将发生的时间，并且反向旋转时间的减少与通过在停止阶段使用高传动带张力产生的较快的减速和在重新起动阶段期间由于使用低传动带张力引起的增加的加速相结合而显著地减少总的停止-起动时间。

现在参考图8，其示出流程图，该流程关于图5-6图示出用于控制发动机传动带张紧装置系统的各个步骤。该方法在方框210处开始，方框210是接通事件，并且其后是如方框215所示的手动启动，并且引起发动机10运行，如方框220所示。

该方法从方框220继续前进到方框230，在方框230，该方法检查是否满足发动机停止的条件。正如在前面所讨论的，在这种情况下，发动机停止的条件是机动车辆5没有行驶，变速器11处在空挡位置以及离合器踏板25已经被释放。如果这些条件存在，则发动机10将被停止，如方法前进到方框240所示，并且传动带张力将从其当前的水平调节到高传动带张力，并且在这种情况下，由传动带张紧装置系统9、130调节到高传动带张力限值。

如果没有满足发动机停止的条件，则方法移动到方框235以检查断开事件是否已经发生，如果已经发生，则方法在方框239结束，否则方法返回到方框220，其中发动机10仍然运行。

应当明白，无论什么时候发生断开事件，发动机10也将被停止并且传动带张紧装置系统9、130在这种情况下可操作以将传动带张力减小到低传动带张力限值，准备用于发动机起动。

返回参考方框240，当发动机10减速到零时，传动带张紧装置系统9、130增加传动带14中的张力，因而增加摩擦并且更快地减慢发动机10。

如果在这个减速阶段期间由于驾驶者心态的变化而接收到重新起动命令，则该方法将根据发动机转速是否低于起动机马达的最大接合速度（Nsmax）并且不沿着反方向旋转，以及重新起动的所有其他相关的条件，判断是否允许重新起动，如果允许重新起动，则该方法将从方框240直接跳到方框265（未示出），并且从方框265经过方框268和方框270返回到方框220，在方框268传动带张力被减小到低传动带张力限值，在方框270起动机马达起动发动机10。应当明白，传动带张力与发动机10的起动同时减少。

假定驾驶者的心态不变化，则方法从方框240前进到方框250，在方框250，发动机10是静止的，并且传动带张力处在高传动带张力限值。

然后方法前进到方框260以检查是否已经满足发动机重新起动的条件。在这种情况下，换挡杆必须处在空挡条件并且离合器踏板必须从未压下状态移动到压下状态，以便满足这些条件。然而，正如前面所提到的，该条件也可以自动满足。在任何一种情况下，如果满足发动机起动的条件，则方法从方框260前进到方框265。在方框265中，方法检查断开事件是否已经发生，并且如果已经发生，则方法在方框269处结束，否则方法前进到方框268。

在方框268，传动带张紧装置系统9、130起作用以便朝着低传动带张力限值减小传动带14中的张力，并且在方框270中，发动机10重新起动，并且该方法从方框270前进到方框220，其中发动机10运行。应当明白，传动带张力与发动机10的起动同时减小。

如果在方框260中没有满足发动机起动的条件，则方法从方框260前进到方框264。在方框264，该方法检查断开事件是否已经发生，并且如果已经发生，则该方法在方框271结束，否则方法返回到方框250，其中发动机10仍然停止并且在这种情况下传动带张力仍然高。

应当明白，断开事件可以在与示出时间不同的时间发生，并且在每种情况下该方法将结束。

返回来参考方框220，当发动机10以第二模式运行时，方法继续判断防止传动带14的滑动需要什么样的传动带张力水平。这可以通过结合从经验得到的查找表或者与关于发动机10的当前工况的信息以及交流发动机113和空气调节器泵8的运行状态结合的算法来实现。

如前所述，低传动带张力限值和高传动带张力限值不是由传动带张紧装置系统9、130可实现的最小和最大传动带张力，它们是对于具体的传动带装置而言防止传动带滑动所需的最小和最大传动带张力。

虽然在图8所示的方法中，传动带张力被保持在高传动带张力水平，直到产生发动机起动要求，但是这种情况不是必需的，并且一旦确定发动机10已经达到稳定的静止条件，传动带张力就可以减小到低传动带张力限值。

因此，总之，有利的是在关闭期间对发动机施加负荷以便增加减速的速率，因而使发动机达到停止所用的时间最少。

到目前为止，已经描述了两个特别有利的解决方案，其通过控制传动带张紧装置系统在发动机停止期间增加传动带中的张力，而使用传动带张力来实现。这种方法的优点是必须为传动带张紧器提供传动带，并且因此不发生明显的附加成本。此外，当传动带上的负荷较小时，通过使用传动带张紧装置系统将张力减小到非常低的水平，能够获得显著的燃料经济性和排放物减少。

在发动机具有传动带起动器-发电机的情况下，当起动机-发电机用于起动发动机或补充发动机的功率时，传动带中的张力必须高，以防止传动带滑动或传动带跳动，并且通过确保在发动机由起动机/发电机起动之前传动带张力被增加到这个高水平，避免潜在的重新起动延迟。

在发动机使用具有与连接至飞轮的齿圈可接合的小齿轮的起动机马达的情况下，在发动机已经减慢到低于该起动机马达的最大接合速度之前，该起动机马达不能被用于重新起动发动机，并且通过在发动机关闭期间增加传动带中的张力，达到这个速度所需的时间被减少。如果在发动机关闭期间驾驶者通过他们的动作要求发动机重新起动，这是特别相关的，因为延迟将发生，直到发动机减慢到起动机马达的最大接合速度。

虽然已经具体参考具有手动变速器的能够停止-起动的机动车辆描述了本发明，但是应当明白，本发明能够应用于具有停止-起动系统和自动变速器的机动车辆而获得有益的效果。

虽然本发明特别适合用于环形V带传动，但是它也能够应用于环形阶梯状带传动。

如上所述，可以使用用于调节车辆的传动带张力的各种方法，车辆例如为混合动力电动车辆或发动机停止起动车辆。该传动带可以传动各种附属装置，包括起动机-发电机电机和诸如泵的任选地附加的传动附属装置等。一个示例，方法可以包括例如在发动机关闭到静止期间，响应于停止发动机等的要求，当发动机被停止时增加传动带中的张力，并且在另一种条件期间增加传动带中的张力。该另一种条件可以是不同于发动机被停止的条件。张力的增加/减少可以响应于蓄电池的充电状态、温度、发动机负荷、车辆速度等。在一个示例中，当发动机由起动机-发电机起动转动时，张力增加，并且当发动机输出满足驾驶者要求的扭矩时，张力减小。而且，张力可以响应于来自起动机-发电机的辅助或者制动（例如，以发电机模式运行）之一的绝对值大于阈值而增加，并且否则可以减小张力。而且，张力可以在驾驶者致动制动器踏板期间增加，并且在释放制动器踏板期间减小，以响应于发动机仍然燃烧和车辆仍然在行驶。

本领域的技术人员应当明白，虽然已经参考一个或多个实施例以举例的方式描述了本发明，但是本发明不限于所公开的实施例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，对于所公开的实施例或另外的实施例可以构造一种或多种修改。

应当注意，本文所包括的示例性的控制和估计程序可以用于各种发动机和/或车辆系统结构。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行的指令储存在非瞬时存储器中。本文中所描述的具体程序可以表示任何数目的处理对策中的一个或多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、同时执行或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的示范性实施例的特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作、操作和/或功能可以图示地表示被编程到该发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非瞬时存储器中的代码。

应当明白，本文所公开的结构和程序在性质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、L-4、L-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本发明的主题包括本文所公开的各种系统和结构以及其他特征、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。

下面的权利要求具体指出被认为是新颖的和非显而易见的一些组合和子组合。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更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而要求保护。这些权利要求，无论比原权利要求在范围上无论是更宽、更窄、相等或不同，都被认为包含在本发明的主题内。

Claims (12)

1.一种用于控制机动车辆的发动机传动带张紧装置系统的方法，其包括：

控制所述传动带张紧装置系统，以在发动机被停止时并且响应于至少从怠速转速减慢所述发动机的发动机停止命令，将相关联的传动带中的张力增加到高传动带张力，并且然后维持所述高传动带张力，直到所述发动机已经被重新起动并且达到所述怠速转速。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述机动车辆具有停止-起动系统以响应于预定的驾驶者动作而自动地停止和起动所述发动机，并且所述方法包括使用传动带张紧装置系统以在驾驶者的动作表示所述发动机将要被停止时朝着高传动带张力增加所述传动带中的张力。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述传动带将所述发动机可传动地连接至起动机-发电机。

4.根据权利要求3所述的方法，其还包括当所述起动机-发电机将被用于起动发动机时，使用所述高传动带张力。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法还包括当所述起动机-发电机将被用于补充来自所述发动机的功率输出时，使用所述高传动带张力。

6.根据权利要求3所述的方法，其中如果所述起动机-发电机正被用于补充所述发动机的功率，则在所述重新起动后的一段时间内，传动带张力保持在发动机减速期间使所述发动机减速所使用的所述高传动带张力水平。

7.一种用于机动车辆的发动机传动带张紧装置系统，其包括：

执行器，以改变相关联的传动带中的张力；和

传动带张力控制器，其包括指令以控制所述执行器，从而响应于发动机正在被停止并且响应于至少从怠速转速减慢所述发动机的发动机停止命令而将相关联的传动带中的张力增加到高传动带张力，然后维持所述高传动带张力直到所述发动机已经被重新起动并且达到所述怠速转速。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述机动车辆具有停止-起动系统，以响应于预定的驾驶者动作而自动地停止和起动所述发动机，并且所述传动带张力控制器还包括指令以控制所述执行器以在驾驶者的动作表示所述发动机将要通过所述停止-起动系统停止时朝着所述高传动带张力增加所述传动带中的张力。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述传动带将所述发动机可传动地连接至起动机-发电机。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述传动带张力控制器还包括指令以控制所述执行器以在所述起动机-发电机将被用来补充来自所述发动机的功率输出时产生高传动带张力。

11.一种发动机控制方法，包括：

控制车辆发动机的传动带张紧装置系统以在所述发动机正被停止时并且响应于发动机停止请求，将传动带中的张力增加到高传动带张力；接收到驾驶者改变想法而在所述发动机停止之前重新起动所述发动机；等待直到发动机转速下降到最大接合速度之下；然后接合起动机马达同时减小所述张力以重新起动所述发动机。

12.根据权利要求11所述的发动机控制方法，其中所述起动机马达可传动地接合被固定到所述发动机的飞轮的齿圈。