CN104514660A - 用于选择性发动机启动的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于选择性发动机启动的方法和系统，其中描述了用于启动发动机的系统和方法。在一个示例中，响应于工况，调节混合动力交通工具的发动机的发动机起动转动速度。当供给功率以旋转发动机的电池容量小于以较高速度旋转发动机的功率量时，减小发动机起动转动速度。

Description

用于选择性发动机启动的方法和系统

技术领域

本说明书涉及用于启动混合动力交通工具发动机的系统和方法。该方法具体可用于可经历各种工况的交通工具。

背景技术

混合动力交通工具可包括可机械连通的发动机和马达。马达可在驾驶员高需求的条件期间增大发动机扭矩。在某些工况下，马达还可用作唯一的推进力。马达还可将交通工具的动能转化为电能以便稍后使用。进一步地，当发动机停止时，马达可用来启动发动机。当发动机为热或为冷时，发动机可经由马达启动，并且发动机内的摩擦在较低发动机温度和较高发动机温度之间可显著变化。因此，马达可需要供给附加扭矩以在较低温度下旋转发动机。然而，将功率供给至马达的电池在较低温度下可能提供较少的电荷，并且如果在一段时间内未对电池充电，那么其在某种程度上可放电。因而，在发动机启动期间，以可重复的速度起动转动发动机是困难的，并且因此发动机排放可能恶化。

发明内容

本发明人在此已认识到上述缺点并且已开发出用于启动发动机的方法，其包括：响应于电池功率容量和以期望发动机速度起动转动发动机的功率量，调节发动机起动转动的速度；以及以调节后的起动转动速度起动转动发动机。

响应于电池功率容量和以期望发动机速度起动转动发动机的功率量，通过调节发动机起动转动速度，有可能提供降低发动机排放和减小发动机控制器标定复杂性的技术结果。进一步地，还可以减小未启动发动机的电位。例如，如果电池具有的以期望速度旋转发动机的功率容量比以期望速度旋转发动机所需的功率量少，那么可将发动机曲柄速度减小到可提供微调的发动机起动标定的较低速度。进一步地，可确立预定数量的发动机起动转动速度，使得在发动机启动期间仅使用有限数量的发动机起动标定。这样，可根据更多受限的起动工况启动发动机，在所述受限的起动工况中，发动机起动标定可以更优化。

在另一个实施例中，用于启动发动机的方法包括：响应于在电池中的多个电池单元之中具有最低电荷状态的电池单元的输出，调节电池功率容量；响应于电池功率容量和以期望发动机速度起动转动发动机的功率，调节发动机起动转动速度；以及以调节后的起动转动速度起动转动发动机。

在另一个实施例中，该方法还包括，将电池功率容量乘以旋转发动机的马达效率的结果与以期望发动机速度起动转动发动机的功率相比较。

在另一个实施例中，根据发动机温度估计起动转动发动机的功率。

在另一个实施例中，该方法还包括基于发动机起动转动速度调节起动转动发动机的功率。

在另一个实施例中，经由传动系集成启动器发电机起动转动发动机。

在另一个实施例中，提供交通工具系统。该交通工具系统包括：电机；与电机机械连通的发动机；和包括由处理器可执行的非暂时性指令的控制器，以经由电机起动转动发动机，并且响应于电池的电荷状态和多个预定发动机起动转动速度调节发动机速度。

在另一个实施例中，多个预定发动机起动转动速度包括发动机空转速度、冷启动起动转动速度和较低的起动转动速度。

在另一个实施例中，冷启动起动转动速度小于发动机空转速度，并且其中较低起动转动速度小于冷启动起动转动速度。

在另一个实施例中，交通工具系统还包括响应于电池功率容量大于以发动机空转速度起动转动发动机的功率，用于将发动机速度调节到发动机空转速度的附加指令。

在另一个实施例中，交通工具系统还包括响应电池功率容量小于以发动机空转速度起动转动发动机的功率，用于将发动机速度调节到发动机冷启动起动转动速度的附加指令。

在另一个实施例中，交通工具系统还包括比较电池功率容量乘以在期望发动机速度下的电机效率的结果的附加指令。

本说明书可提供若干优点。具体地，该途径可减少发动机起动排放。进一步地，该途径可降低标定用于发动机启动的控制器的复杂性。更进一步地，该途径可在广泛的发动机操作工况范围内改善发动机起动。

当单独地或结合附图使用时，本说明书的上述优点和其他优点以及特征从下列具体实施方式中将显而易见。

应该理解，提供上述发明内容是为以简化形式介绍所选概念，其将在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着确认所要求保护的主题的关键或基本特征，其范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上指出的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施。

附图说明

当单独地或参考附图使用时，通过阅读在此称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解在此所述的优点：

图1为发动机的示意图；

图2示出交通工具传动系配置示例；

图3示出各种发动机起动条件的发动机起动扭矩的曲线图；

图4示出用于选择性发动机起动的方法流程图；以及

图5示出根据图4方法的发动机启动程序示例。

具体实施方式

本说明书涉及启动发动机。发动机可以是图1中所描述的发动机类型或柴油发动机。发动机可以是如图2所示的混合动力交通工具的一部分。如图3所示，用于启动发动机的扭矩可随发动机温度而变化。可根据图4的流程图所描述的方法来选择发动机起动转动速度。如图5所示，可基于运行条件选择性地启动发动机。发动机起动转动速度可被定义为燃烧在发动机内开始并且使发动机加速之前的发动机旋转的速度。

参考图1，包括多个汽缸的内燃机10由电子发动机控制器12控制，其中在图1中示出了多个汽缸中的一个。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36放置在燃烧室30内并且连接到曲轴40。飞轮97和齿环99联接到曲轴40。启动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地推进小齿轮95，以啮合齿环99。启动器96可直接安装至发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，启动器96可经由传动带或链条将扭矩选择性地供给至曲轴40。在一个示例中，启动器96在未被啮合到发动机曲轴时处于基本状态。所示燃烧室30分别经由进气阀52和排气阀54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气阀和排气阀可由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。可相对于曲轴40移动进气凸轮51和排气凸轮53。

所示燃料喷射器66经放置将燃料直接喷射到汽缸30内，这是本领域的技术人员已知的直接喷射。可替代地，燃料可被喷射到进气端口，这是本领域技术人员已知的端口喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号的脉冲宽度成比例的液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。另外，所示进气歧管44与可选的电子节流阀62连通，该电子节流阀调节节流板64的位置，以控制从进气口42到进气歧管44的气流。在一个示例中，高压双极燃料系统可被用于生成较高的燃料压力。在一些示例中，节流阀62和节流板64可被放置在进气阀52和进气歧管44之间，使得节流阀62是端口节流阀。

无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。所示宽域排气氧(UEGO)传感器126联接到在催化转换器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可替代UEGO传感器126。

在一个示例中，转换器70可包括多个催化剂块料。在另一个示例中，可使用多个排放控制装置，每个装置均带有多个块料。在一个示例中，转换器70可是三元型催化器。

控制器12在图1中被示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。所示控制器12接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，这些信号除了先前讨论的那些信号外，还包括：来自联接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；联接到油门踏板130用于感测由脚132施加的力的位置传感器134；来自联接到进气歧管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58的节流阀位置的测量。还可感测大气压力(传感器未示出)以便由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每次旋转产生预定数目的等间隔脉冲，由此可确定发动机速度(RPM)。

在一些示例中，如图2所示，发动机可联接到在混合动力交通工具中的电动机/电池系统。进一步地，在一些示例中，可采用其他发动机配置，例如柴油发动机。

在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常，在进气冲程期间，排气阀54关闭且进气阀52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动到汽缸底部，以便增加燃烧室30内的容积。本领域的技术人员通常将活塞36靠近汽缸底部且处于其冲程结束处的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气阀52和排气阀54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。本领域的技术人员通常将活塞36在其冲程结束时且最靠近汽缸盖(例如当燃烧室30处于其最小容积时)处的点称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文称为点火的过程中，喷射的燃料由诸如火花塞92的已知点火工具点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气阀54打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。注意，以上仅示作示例，且进气阀和排气阀打开正时和/或关闭正时可变化，例如以提供正或负阀门重叠、进气阀迟关闭或各种其他示例。

图2为交通工具传动系200和交通工具290的方框图。传动系200可由发动机10提供动力。发动机10可用图1所示的发动机启动系统启动或经由传动系集成启动器/发电机(DISG)240启动。进一步地，经由扭矩致动器204例如燃料喷射器、节流阀、凸轮轴、阀门升程等，发动机10可生成扭矩或调节扭矩。

发动机输出扭矩可被传递至双质量飞轮232的输入侧。经由发动机位置传感器118可确定发动机速度以及双质量飞轮输入侧位置和速度。双质量飞轮232可包括弹簧和分开的质量(未示出)，用于抑制传动系扭矩扰动。所示双质量飞轮232的输出侧机械联接到分离离合器236的输入侧。分离离合器236可被电气致动或液压致动。位置传感器234可放置在双质量飞轮232的分离离合器侧，以感测双质量飞轮232的输出位置和速度。所示分离离合器236的下游侧机械地联接到DISG输入轴237。

DISG 240可经操作将扭矩提供到传动系200或将传动系扭矩转化成待储存在电能存储装置275中的电能。DISG 240具有比图1所示的启动器96更高的输出扭矩容量。进一步地，DISG 240直接驱动传动系200或由传动系200直接驱动。电能存储装置275可以是电池、电容器或感应器。DISG 240的下游侧经由轴241机械联接到变矩器206的叶轮285。DISG 240的上游侧机械联接到分离离合器236。变矩器206包括向输入轴270输出扭矩的涡轮286。输入轴270将变矩器206机械联接到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁路锁止离合器212(TCC)。当锁定TCC时，扭矩从叶轮285直接转移至涡轮286。TCC经由调节控制阀位置的控制器12液压操作。在一个示例中，变矩器可被称为变速器的部件。变矩器涡轮速度和位置可经由位置传感器239确定。在一些示例中，238和/或239可以是扭矩传感器或可以是组合的位置和扭矩传感器。

当完全松开变矩器锁止离合器212时，变矩器206经由在变矩器涡轮286和变矩器叶轮285之间的流体转移(例如，液压扭矩路径)将发动机扭矩传递至自动变速器208，从而能够使扭矩倍增。相反，当变矩器锁止离合器212完全啮合时，发动机输出扭矩经由变矩器离合器直接转移至变速器208的输入轴(未示出)(例如，摩擦扭矩路径)。可替代地，变矩器锁止离合器212可部分啮合，从而能够调节直接转送至变速器的扭矩量。响应于各种发送机工况，或基于以驾驶员为基础的发动机操作请求，通过调节变矩器锁止离合器，控制器12可经配置调节由变矩器212传递的扭矩量。

自动变速器208包括齿式离合器(例如，齿轮1-N，其中N为在4-10之间的整数)211和前进离合器210。齿式离合器211和前进离合器210可选择性地啮合以推进交通工具。来自自动变速器208的扭矩输出进而可经由输出轴260转送至车轮216以推进交通工具。具体地，在将输出驱动扭矩传递至车轮216之前，响应于交通工具行驶状况，自动变速器208可转移在输入轴270处的输入驱动扭矩。

进一步地，通过啮合车轮制动器218，可将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，车轮制动器218响应于驾驶员将其脚踩在制动踏板(未示出)上可被啮合。在其他示例中，控制器12或连接到控制器12的控制器可控制车轮制动器的啮合。同样，响应于驾驶员将其脚从制动踏板释放，通过松开车轮制动器218，车轮216的摩擦力可减小。进一步地，作为自动发动机停止过程的一部分，交通工具制动器可经由控制器12向车轮216施加摩擦力。

机械泵214可将加压的变速器液体供给至自动变速器208，从而提供液压以啮合各种离合器，如前进离合器210、齿式离合器211、发动机分离离合器236和/或变矩器锁止离合器212。例如，机械泵214可根据变矩器206操作，并且可经由输入轴241通过发动机或DISG的旋转驱动。因此，机械泵214中生成的液压可随着发动机速度和/或DISG速度的增加而增加，并且可随着发动机速度和/或DISG速度的减小而减小。

例如，当DISG以小于300RPM的速度旋转时，还可提供电动泵215以增加变速器管路压力。响应于DISG速度，可经由控制器12选择性地操作电动泵215。因此，当DISG速度大于阈值速度的同时未致动电动泵215时，机械泵214可供给变速器管路压力。然而，当DISG速度小于阈值速度时，可致动电动泵215以供给变速器管路压力。

如在图1中更详细所示，控制器12可经配置接收来自发动机10的输入，并且相应地控制发动机的扭矩输出和/或变矩器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的操作。作为一个示例，通过控制节流阀开口和/或阀门正时、阀门升程和涡轮增压发动机或机械增压发动机的增压而调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或充气的组合，可控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下，控制器12通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和充气的组合可控制发动机扭矩输出。在所有情况下，在逐个汽缸基础上可执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。如本领域已知的，控制器12还可通过调节往返流动于DISG的场和/或电枢绕组的电流来控制扭矩输出和来自DISG的电能生产。

当满足发动机停止条件时，控制器12可通过切断至发动机的燃料和火花引发发动机停机。然而，在一些示例中，发动机可继续旋转。进一步地，为维持变速器中的扭转量，控制器12可将变速器208的旋转元件接地到变速箱259，并且从而接地到交通工具的框架。具体地，控制器12可啮合诸如前进离合器210的一个或多个变速器离合器，并且将啮合的(多个)变速器离合器锁定至变速箱259和交通工具。可变化(例如，增加)变速器离合器压力以调节变速器离合器的啮合状态，并且提供期望的变速器扭转量。当满足重启条件并且/或者交通工具操作员想要发动交通工具时，控制器12可通过恢复汽缸燃烧重新运转发动机。

基于变速器离合器压力，还可在发动机停机期间调节车轮制动器压力，以帮助停顿变速器同时减少通过车轮传递的扭矩。具体地，通过应用车轮制动器218，同时锁定一个或多个啮合的变速器离合器，可将反作用力施加到变速器上，并且因此施加在传动系上，从而在不移动车轮的情况下，保持变速器齿轮有效啮合，并且保持变速器齿轮系中的扭转势能。在一个示例中，在发动机停机期间，可调节车轮制动器压力以使车轮制动器的应用与啮合的变速器离合器的锁定相协作。这样，通过调节车轮制动器压力和离合器压力，保留在变速器中的扭转量在发动机停机时可被调节。

因此，图1和图2的系统提供一种交通工具系统，其包括：电机；与电机机械连通的发动机；和包括可执行的非暂时性指令的控制器，以经由电机起动转动发动机，并且响应于电池组和电池单元电荷状态、电池组和电池单元温度和获得的电池参数映射以及多个预定发动机起动转动速度，调节发动机速度，其中电池参数映射描述用于投影电池功率容量的电池模型中的参数。交通工具系统包括包含发动机空转速度、冷启动起动转动速度和较低起动转动速度的多个预定发动机起动转动速度的情况。交通工具系统包括冷启动起动转动速度小于发动机空转速度的情况，以及较低起动转动速度小于冷启动起动转动速度的情况。

在一些示例中，交通工具系统还包括响应于电池功率容量大于以发动机空转速度起动转动发动机的功率，用于将发动机速度调节到发动机空转速度的附加指令。交通工具系统还包括响应电池功率容量小于以发动机空转速度起动转动发动机的功率，用于将发动机速度调节到发动机冷启动起动转动速度的附加指令。交通工具系统还包括比较电池功率容量乘以在期望发动机速度下的电机效率的结果的附加指令。

现在参考图3，其示出各种温度下的发动机起动扭矩的预示曲线图。曲线图300具有以摄氏度表示发动机温度的X轴和以Nm表示发动机起动转动扭矩的Y轴。发动机起动扭矩曲线302指示在发动机起动转动期间，以恒定RMP(例如，200RPM)旋转发动机的发动机起动转动扭矩。曲线302指示发动机起动转动扭矩在较低发动机温度下最大。较高发动机起动转动扭矩指示在较低发动机温度下的较高发动机摩擦和较高滑油粘度。此外，可观察到发动机起动转动扭矩在-5摄氏度和-20摄氏度之间显著增加。

现在参考图4，其示出用于选择性地启动发动机的示例方法的流程图。图4的方法可被储存为图1和图2所示系统中的非暂时性存储器中的可执行指令。图4的方法可提供图5所示的发动机启动程序示例。

在402处，方法400判断是否存在发动机启动请求。响应于交通工具操作工况，经由停止和启动发动机的驾驶员或控制器，可启动发动机起动请求。如果方法400判断存在启动发动机的请求，则答案为是，并且方法400前进至404。否则，答案为否并且方法400前进至退出。

在404处，方法400确定电池单元的温度和电压。交通工具电池可包括多个电池单元，并且可确定每个电池单元的温度和电压。在一个示例中，经由模拟数字转换器可确定电池电压。经由热敏电阻或热电偶的输出可确定电池单元温度。在确定电池单元温度和电压后，方法400前进至406。

在406处，方法400确定最小电池单元电荷状态(SOC)。在一个示例中，电池单元输出电压和电池单元温度用于指示基于电池电压和电池温度输出电池SOC的函数。确定每个电池单元的SOC，并且还确定相应的开路电压f(SOC)。函数f单调地递增，并且该函数在SOC和开路电压之间1对1映射。所有电池单元的的最小值可确定哪个电池单元具有最低功率容量。在确定电池SOC后，方法400前进至408。

在408处，方法400基于SOC、SOC最小值、内电阻、内电容、以及自从电池最后充电或最后放电之后的时间确定电池功率极限。在一个示例中，方法400指示持有根据电池单元温度和SOC经验地确定的电池内电阻值、电池内电容值的表格和函数。如果自上次充电或放电后的时间已经足够长，那么用于发动机起动转动目的的电池单元功率容量可描述为：

$P=V\min \·\frac{f\left(\mathrm{SOC}\right)-V\min }{[r1+r2(1-e^{-t(r2\·c)})}$    (方程1)

其中P为电池单元功率容量，Vmin为电池单元较低电压极限，SOC为电池单元的电荷状态，r1和r2为电池的内电阻，c为电池的内电容，e为大约2.718的常数，以及t为用于投射专门用于发动机起动转动目的的电池容量的时间单位。例如，在一些应用中，t可为0.5秒。发动机起动转动电位定义为f(SOC)-Vmin。

根据计算单元功率容量的方程(方程1)确定电池的功率容量。在一个示例中，如果电池由连接为一串(串联)的数个电池单元组成，那么电池组功率容量等于串联放置的单元总数乘以按照方程1确定的单元功率容量的最小值(例如，电池单元功率容量)。在又一个示例中，电池的功率容量基于最低输出电池单元的SOC。具体地，具有最低功率容量的电池单元的电池功率容量乘以电池中的电池单元数量，以提供电池功率容量。在又一个示例中，电池的功率容量基于最低电池单元温度。在又一个示例中，电池的功率容量基于电池单元起动转动电位和最高电池单元电阻的最低比率。具体地，具有最低功率容量的电池单元的电池功率容量乘以电池中的电池单元数量，以提供电池功率容量。在确定电池功率极限或容量后，方法400前进至410。

在410处，方法400确定在当前环境温度下的DISG或马达效率。在一个示例中，函数或表格包括基于环境温度而经验地确定的DISG效率的值。方法400指示使用当前环境温度的表格或函数，并且表格或函数输出DISG效率。在确定DISG效率后，方法400前进至412。

在412处，方法400确定发动机起动转动扭矩，以确定以不同速度起动转动发动机所消耗的功率。具体地，方法400确定来自如图3所示的函数的发动机起动转动扭矩。进一步地，在一些示例中，用于各种起动转动速度的发动机起动转动扭矩可被调节为发动机起动转动速度的函数。例如，对于发动机摩擦随发动机速度增加的发动机，以1000RPM的发动机起动转动扭矩可被调节成比以100RPM的发动机起动转动速度更大的值。方法400指示经由发动机温度的函数并且该函数输出以Nm为单位的发动机起动转动扭矩估计。

方法400还确定以基本速度(例如，1000RPM的发动机空转速度)、冷启动起动转动速度(例如，300RPM)和低起动转动速度(例如，200RPM)起动转动发动机的功率。通过将各自发动机起动转动扭矩与基于发动机温度的发动机起动转动速度相乘，确定在每个速度下起动转动发动机的功率。因此，方法400针对基本速度发动机起动转动、冷启动发动机起动转动和低起动转动速度确定在当前环境温度下的用于起动转动发动机的功率。在确定起动转动各自速度的功率后，方法400前进至414。

在414处，方法400判断电池的功率容量(例如，如在408所确定)乘以马达功率(例如，如在410所确定)是否大于以基本速度起动转动发动机的功率量(例如，如在412所确定)。如果是这样，则答案为是并且方法400前进至416。否则，答案为否并且方法400前进至418。

在416，方法400以基本起动转动速度起动转动发动机。在将火花和燃料供给至发动机之前，DISG将发动机加速至基本起动转动速度(例如，1000RPM)。一旦发动机达到基本起动转动速度，就将火花和燃料供给至发动机。由于发动机条件稳定并且发动机速度在发动机起动期间未发生变化，所以在将火花和燃料供给至发动机之前，通过起动转动发动机直到基本起动转动速度，可减少发动机排放。在以基本发动机起动转动速度起动转动并且启动发动机后，方法400前进至退出。

在418处，方法400判断电池功率容量(例如，如在408所确定)乘以马达效率(例如，如在410所确定)是否大于以冷启动起动转动速度起动转动发动机的功率量(例如，如在412所确定)。如果是这样，则答案为是并且方法400前进至420。否则，答案为否并且方法400前进至422。

在420处，方法400以冷启动起动转动速度起动转动发动机。在将火花和燃料供给至发动机之前，DISG将发动机加速至冷启动起动转动速度(例如，300RPM)。一旦发动机达到基本起动转动速度，就将火花和燃料供给至发动机。可替代地，在DISG开始旋转发动机之前，可将火花和燃料供给至发动机。换句话说，当发动机停止时并且当发动机加速至冷启动起动转动速度时，火花和燃料可供给至发动机。当以冷启动起动转动速度起动转动发动机时，可稍微增加发动机排放；然而，可使用较少的电能以冷启动起动转动速度启动发动机，并且因此，当从电池中可获得的能量较少时，可存在更高的启动发动机的概率。在以冷启动起动转动速度起动转动并且启动发动机后，方法400前进至退出。

在422处，方法400以低起动转动速度起动转动发动机。在将火花和燃料供给至发动机之前，DISG将发动机加速至低起动转动速度(例如，200RPM)。一旦发动机达到低起动转动速度，就将火花和燃料供给至发动机。可替代地，在DISG开始旋转发动机之前，可将火花和燃料供给至发动机。换句话说，当发动机停止时并且当发动机加速至低起动转动速度时，火花和燃料可供给至发动机。当以低起动转动速度起动转动发动机时，可稍微增加发动机排放；然而，可使用较少的电能以低起动转动速度启动发动机，并且因此，当从电池中可获得的能量较少时，可存在更高的启动发动机的概率。在以低起动转动速度起动转动并且启动发动机后，方法400前进至退出。

因此，图4提供用于启动发动机的方法，其包括：响应于电池功率容量和以期望发动机速度起动转动发动机的功率量，调节发动机起动转动速度；以及以调节后的起动转动速度起动转动发动机。该方法包括发动机起动转动速度为发动机空转速度的情况。该方法包括发动机起动转动速度为冷启动起动转动速度的情况。该方法包括发动机起动转动速度低于冷启动起动转动速度的情况。

在一些示例中，该方法包括响应于电池功率容量大于以期望发动机速度起动转动发动机的功率，将发动机起动转动速度调节至发动机空转速度的情况，以及期望发动机速度为发动机空转速度的情况。该方法包括响应于电池功率容量大于以冷启动起动转动速度起动转动发动机的功率和电池功率容量小于以发动机空转速度起动转动发动机的功率，将发动机起动转动速度调节至小于发动机空转速度的冷启动起动转动速度的情况。该方法包括响应于电池功率容量小于以冷启动起动转动速度起动转动发动机的功率，将发动机起动转动速度调节至低于冷启动起动转动速度的速度的情况。

图4提供用于启动发动机的方法还包括：响应于在电池中的多个电池单元之中具有最低曲柄电位和内电阻比率的电池单元的输出，调节电池功率容量；响应于电池功率容量和以期望发动机速度起动转动发动机的功率，调节发动机起动转动速度；以及以调节后的起动转动速度起动转动发动机。可替代地，响应于在多个电池单元之中的具有最低温度的电池单元的输出，或者响应在电池中的多个电池单元之中具有最低电荷状态的电池单元的输出功率，可调节电池功率容量。该方法包括电池功率容量基于在电池中的多个电池单元的功率容量的情况。在一些示例中，该方法还包括，将电池功率容量乘以旋转发动机的马达效率的结果与以期望发动机速度起动转动发动机的功率相比较。该方法包括从发动机温度估计起动转动发动机的功率的情况。该方法还包括基于发动机起动转动速度调节起动转动发动机的功率。该方法包括经由传动系集成启动器发电机起动转动发动机的情况。

现在参考图5，其示出根据图4方法的发动机启动程序。图5的发动机启动程序可经由图1和图2所示的系统执行。

图5顶部的第一曲线图为发动机速度对时间的曲线图。X轴表示时间，并且时间从图5左侧向图5右侧增加。Y轴表示发动机速度，并且发动机速度沿Y轴箭头方向增加。

图5顶部的第二曲线图为发动机起动转动功率对时间的曲线图。X轴表示时间，并且时间从图5左侧向图5右侧增加。Y轴表示发动机起动转动功率(例如，用于起动转动发动机的功率)，并且发动机功率扭矩沿Y轴箭头方向增加。

图5顶部的第三曲线图为交通工具电池功率容量(例如，电池电荷储存容量乘以电池SOC)对时间的曲线图。X轴表示时间，并且时间从图5左侧向图5右侧增加。Y轴表示交通工具电池功率容量，并且交通工具电池功率容量沿Y轴箭头方向增加。

图5顶部的第四曲线图为发动机燃料输送状态对时间的曲线图。X轴表示时间，并且时间从图5左侧向图5右侧增加。Y轴表示发动机燃料输送状态。当发动机燃料输送状态处于较高水平时，燃料被输送到发动机。当发动机燃料输送状态处于较低水平时，燃料未被输送到发动机。因此，发动机在发动机燃料输送状态低时并未燃烧空气燃料混合物。

图5顶部的第五曲线图为发动机温度对时间的曲线图。X轴表示时间，并且时间从图5左侧向图5右侧增加。Y轴表示发动机温度，并且发动机温度沿Y轴箭头方向增加。在程序内的及时致动经由标记SS示出。

在时间T0，由于发动机温度处于较高水平，所以发动机停止旋转并且发动机起动转动功率处于较低水平。发动机摩擦在较高温度下可减少，并且滑油粘度在较高发动机温度下可减小。电池功率容量处于较高水平并且燃料未被输送至发动机。

在时间T1，作出启动发动机的请求(未示出)。发动机启动请求可通过驾驶员作出或者经由发动机控制器自动作出。所有其他操作工况保持与在时间T0相同。响应于发动机启动请求，确定将发动机起动转动至基本速度、冷启动起动转动速度和较低起动转动速度中每个的功率量，并且将该功率量与电池功率容量相比。

在时间T2，当DISG或马达将发动机加速至基本发动机速度时，发动机速度开始增加。由于电池功率容量大于以基本速度旋转发动机的功率，所以马达将发动机加速至基本速度。基本发动机速度可为发动机空转速度(例如，在800RPM和1000RPM之间的速度)。如发动机燃料状态所指示，直到发动机达到基本速度才将燃料供给至发动机。

这样，当电池功率容量为高并且发动机起动转动功率为低时，发动机可加速至基本速度以用于启动。此类条件可在发动机已经操作并且短时间停止后出现。

在时间T3，作出启动发动机的请求(未示出)。发动机启动请求可通过驾驶员作出或者经由发动机控制器自动作出。操作工况不同于在时间T1处的操作工况。具体地，发动机温度较低并且增加发动机起动转动功率。进一步地，可减小电池功率容量。响应于发动机启动请求，确定将发动机起动转动至基本速度、冷启动起动转动速度和较低起动转动速度中每个的功率量，并且将该功率量与电池功率容量相比。

在时间T4，当DISG或马达将发动机加速至冷启动起动转动速度(例如，小于基本速度并且大于低速)时，发动机速度开始增加。由于电池功率容量小于以基本速度起动转动发动机的功率并且大于以低速起动转动发动机的功率，所以马达将发动机加速至冷启动起动转动速度。冷启动起动转动速度可以是在250RPM和450RPM之间的速度。如迹线502所指示，燃料在起动转动之前被供给至发动机。可替代地，如迹线504所指示，直到发动机达到基本速度燃料才被供给至发动机。

这样，当电池功率容量处于中等水平并且发动机起动转动功率在冷启动发动机起动转动速度下小于电池功率容量时，发动机可加速至冷启动起动转动速度以用于启动。此类条件可在发动机已经停止一段时间后出现。

在时间T5，作出启动发动机的请求(未示出)。发动机启动请求可通过驾驶员作出或者经由发动机控制器自动作出。工况不同于在时间T1和时间T3的工况。具体地，发动机温度较低并且发动机起动转动功率增加。进一步地，降低电池功率容量。响应于发动机启动请求，确定将发动机起动转动至基本速度、冷启动起动转动速度和较低起动转动速度中每个的功率量，并且将该功率量与电池容量相比。

在时间T6，当DISG或马达将发动机加速至较低起动转动速度(例如，低于冷启动起动转动速度)时，发动机速度开始增加。由于电池功率容量小于以冷启动起动转动速度起动转动发动机的功率，所以马达将发动机加速至较低起动转动速度。较低起动转动速度可以是小于250RPM的速度。如迹线506所指示，燃料在起动转动之前被供给至发动机。可替代地，如迹线508所指示，直到发动机达到基本速度燃料才被供给至发动机。

这样，当电池功率容量处于较低水平并且起动转动发动机的功率相对高时，可将发动机加速至较低起动转动速度以用于启动。此类条件可在发动机已经在冷环境下停止一段时间后出现。

如本领域的普通技术人员将理解的，图4所描述的方法可表示任何数量的处理策略中的一种或多种，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示各种步骤或功能可按所示的顺序执行、并行执行或在某些情况下省略。同样，处理顺序不是实现在此描述的目的、特征和优点所必需的，而是为易于例示和描述提供。尽管没有明确说明，但是本领域的普通技术人员将认识到，可根据所使用的具体策略重复执行所示的步骤或功能中的一个或多个。进一步地，所述行为、操作、方法和/或功能可用图形表示待被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器内的编码。

本说明书就此结束。在不偏离本说明书的精神和范围的情况下，本领域的技术人员在阅读本书明书后会想起许多变化和修改。例如，用天然气、汽油、柴油或可替代燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可有利地使用本说明书。

Claims (10)

1.一种用于启动发动机的方法，其包括：

响应于电池功率容量和以期望的发动机速度起动转动发动机的功率量，调节发动机起动转动速度；以及

以所述调节的起动转动速度起动转动所述发动机。

2.根据权利要求1所述的方法，其中发动机起动转动速度为发动机空转速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中发动机起动转动速度为冷启动起动转动速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中发动机起动转动速度小于冷启动起动转动速度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中响应于电池功率容量大于以所述期望的发动机速度起动转动所述发动机的功率，将所述发动机起动转动速度调节到发动机空转速度，并且其中所述期望的发动机速度为所述发动机空转速度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中响应于电池功率容量大于以所述冷启动起动转动速度起动转动所述发动机的所述功率，以及所述电池功率容量小于以所述发动机空转速度起动转动所述发动机的功率，将所述发动机起动转动速度调节到小于发动机空转速度的冷启动起动转动速度。

7.根据权利要求1所述的方法，其中响应于电池功率容量小于以所述冷启动起动转动速度起动转动所述发动机的功率，将所述发动机起动转动速度调节到小于冷启动起动转动速度的速度。

8.一种用于启动发动机的方法，其包括：

响应于在电池中的多个电池单元之中具有最低电荷状态的电池单元的输出，调节电池功率容量；

响应于所述电池功率容量和以期望发动机速度起动转动发动机的功率，调节发动机起动转动速度；以及

以所述调节的起动转动速度起动转动所述发动机。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述电池功率容量基于电池中的多个电池单元的功率容量。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述电池功率容量基于所述电池单元的电荷状态、所述电池单元的温度读数、和作为电池单元温度和SOC的函数的预定电池内电阻，以及电池单元曲柄电位和所述电池内电阻的比率。