CN104675530A - 用于控制机动车辆的发动机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制机动车辆的发动机的方法，并且提供了用于包含停止-起动系统的车辆以及特别是具有带驱动集成式起动机-发电机(BISG)的机动车辆的系统和方法，其中该带驱动集成式起动机-发电机(BISG)被驱动地连接至机动车辆的发动机的附件驱动带。在发动机停止事件期间BISG可以被用来将曲轴预定位在方便发动机的快速重起动的角度，而在发动机运行期间BISG可以被用作发电机。

Description

用于控制机动车辆的发动机的方法
相关申请的交叉引用
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
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(belt driven)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
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。
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。
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
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。
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。
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。
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
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。
图2示出耦接至发动机的前端附件驱动结构的原理图。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
这些事件都会导致客户不满意。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
高扭矩是处于或接近从集成式起动机-马达可获得的最大扭矩的扭矩。
曲轴可以以小于五十转每分的速度旋转。
根据本申请的第二方面，提供了一种机动车辆，其包含：发动机，其包括曲轴，该曲轴被带驱动装置可驱动地连接至集成式起动机-发电机；至少一个带张紧器，其将张紧力施加于带驱动装置；以及电子控制器，其控制发动机和集成式起动机-发电机的操作，其中该电子控制器确定是否希望执行自动发动机停止，并且如果希望停止发动机，则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以便预张紧带驱动装置使其准备好重起动发动机。
所述至少一个带张紧器可以是被动式带张紧器。
所述电子控制器可以利用集成式起动机-发电机使曲轴以低速度旋转，同时将高扭矩施加于带驱动，直至曲轴已经被旋转到用于重起动发动机的最佳位置。
所述电子控制器可以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。
当存在重起动发动机的条件时，电子控制器可以利用集成式起动机-发电机来重起动发动机。
高扭矩是处于或接近从集成式起动机-马达可获得的最大扭矩的扭矩。
曲轴的低旋转速度可以是太低以至于发动机的点火不能发生的速度。
在一个示例中，该旋转速度可以小于五十转每分。
现在将参照附图以示例的方式描述本申请。
参照图1，其图解说明了示出多缸发动机10的一个汽缸的原理图，发动机10可以被包含在汽车的推进系统中。发动机10可以至少部分地由包括控制器20的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即汽缸)71可以包括燃烧室壁72，活塞76被设置在其中。活塞76可以被耦接至曲轴80，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴80可以经由中间变速器系统耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴80，以实现发动机10的起动操作。例如，如在图3A-3B中所图示说明，BISG可以经由FEAD带耦接至曲轴。
燃烧室71可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室71选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室71可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
在该示例中，可以经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制进气门52和排气门54。凸轮致动系统51和53均可以包括一个或多个凸轮，并且可以使用由控制器20操作的凸轮轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个，以便改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电气阀门驱动控制。例如，可替代地，汽缸71可以包括通过电气阀门驱动控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
燃料喷射器66被显示为以如下构造布置在进气歧管44中，该构造提供到燃烧室71上游的进气道的所谓的燃料进气道喷射。燃料喷射器66可以经由电子驱动器68与从控制器20接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地喷射燃料。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室71可以可替代地或另外包括直接耦接至燃烧室71的燃料喷射器，其用于以所谓的直接喷射的方式将燃料直接喷射到燃烧室71中。
进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在该具体的示例中，控制器20可以通过提供给被包含在节气门62内的电动机或致动器的信号来改变节流板64的位置，这种构造通常被称为电子节气门控制(ETC)。以此方式，节气门62可以被操作以改变提供给发动机汽缸中的燃烧室71的进气。可以通过节气门位置信号TP将节流板64的位置提供给控制器20。进气道42可以包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于向控制器20提供各自的信号MAF和MAP。
在选择的操作模式下，响应于来自控制器20的火花提前信号SA，点火系统88可以经由火花塞92向燃烧室71提供点火火花。尽管示出了火花点火部件，但在一些实施例中，不论具有或不具有点火火花都可以以压缩点火模式来操作发动机10的燃烧室71或一个或多个其他燃烧室。
氧传感器126被显示为在排放控制装置70上游耦连至排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置70被显示为沿排气道48布置在排气氧传感器126下游。装置70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10的操作期间，排放控制装置70可以通过在特定空燃比内操作发动机中的至少一个汽缸来周期性地重置。
控制器20在图1中被显示为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)21、在该具体示例中作为只读存储器芯片(ROM)106示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存取器(KAM)110和数据总线。控制器20可以接收来自耦连至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量计(MAF)的测量值；来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自耦连至曲轴80的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控制器20根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号可以被用来提供进气歧管内的真空或压力的指示。应该注意，可以使用上述传感器的各种组合，例如有MAF传感器而没有MAP传感器，反之亦然。在化学计量操作期间，MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。此外，该传感器连同所检测的发动机转速可以提供进入汽缸内的充气(包括空气)的估算值。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的传感器118可以在曲轴的每次回转中产生预定数量的等间距脉冲。
存储介质只读存储器106可以用计算机可读数据来编程，该计算机可读数据表示可由处理器20执行的指令，用于执行以下所述方法以及预期的但没有具体列出的其他变体。
如在上文中所描述的，图1仅示出了多缸发动机中的一个汽缸，并且每个汽缸可以类似地包括其自己的一组进/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
参照图2，其中示出了具有燃烧发动机10的机动车辆5，该燃烧发动机10例如包括如在图1中描述的汽缸并且被驱动地连接至形成高电压动力系统的一部分的高电压集成式起动机-发电机11(带集成式起动机-发电机(BISG))。BISG 11可以以两种模式操作。在第一模式下，发动机10可以利用例如FEAD带(在图2上未示出)来驱动BISG，以便产生用于存储在高电压电池13(HV电池)中的电动力，该高电压电池13形成高电压动力系统的一部分，该高电压动力系统还包括高电压电池管理系统12(HVBMS)。在第二模式下，可以由HV电池13为BISG提供动力，以便经由FEAD带为发动机10提供驱动扭矩。在另一示例中，可以使用READ带而非FEAD带。
高电压动力系统可以经由DC-DC转换器14被可操作地连接到低电压动力系统，该低电压动力系统包含低电压电池16(LV电池)，该低电压动力系统还包括低电压电池管理系统15(LVBMS)。
低电压动力系统还可以包括构成在机动车辆5上提供的电气装置的主要部分的多个低电压负载(LV负载)。
在这个示例中，低电压动力系统在12伏的标称电压下操作，而高电压动力系统在48伏的标称电压下操作，但本申请不限于使用这样的电压。
电子控制器20被可操作地连接到DC-DC转换器14，并且被连接到高电压电池管理系统和低电压电池管理系统(HVBMS12和LVBMS15)。在这种情况下，电子控制器20呈现为单个控制单元，但应认识到，控制器20可以由若干互连的电子单元或处理器形成。
在这个示例中，电子控制器20是机动车辆5的发动机停止-起动控制器，并且可以被连接到用来确定发动机10何时应当自动暂时停止以便节省燃料的各种输入21a以及被连接到曲轴位置传感器22。这样的停止在本文中被称为‘紧急停止(E-stop)’，因为其功能是增加发动机10的经济性。如在本领域中众所周知的，各种触发器可以被用来基于各种驱动器动作的操作开始紧急停止，并且基于驱动器动作的另外触发器能够被用来在紧急停止之后开始自动重起动。根据本申请能够使用停止与起动触发器的任何合适组合。例如，加速器踏板的踩下可以被用来确定紧急停止之后的自动重起动。
紧急停止是这样一种情况，即由电子控制器20响应于基于驱动器动作的一种或更多种条件而暂时停止发动机10以便节省燃料并减少排放。例如，响应于车辆正被停止，紧急停止可以发生。
参照图3A，其中示出了具有FEAD带33的前置发动机附件驱动装置(FEAD)的一个实施例，FEAD带33与曲轴滑轮30、BISG11的驱动滑轮31驱动地接合并且在这种情况下与空调泵的驱动滑轮32驱动地接合。应认识到，FEAD带33还可以被用来驱动一个或多个其他附件，例如但不限于，动力转向泵、油泵和水泵。
相对于BISG滑轮31，张紧器滑轮36位于FEAD带33的从动侧。根据本申请，当BISG11被用来起动发动机10或被用来预张紧BISG带33时，BISG使发动机10沿图3a上的箭头‘R’的方向旋转，并且将会在FEAD带33中产生如箭头‘r’所指示的反作用力。提供被动式张紧器40，以便向FEAD带33施加静态张紧力。
参照图3B，其中示出了前置发动机附件驱动装置(FEAD)的第二实施例，除了在FEAD带33的驱动侧上提供第二张紧器滑轮46和被动式张紧器50外，第二实施例与图3A中示出的实施例基本相同。如前所述，根据本申请，当BISG11被用来起动发动机10或被用来预张紧BISG带33时，它使发动机10沿图3B上的箭头‘R’的方向旋转，并且将会在FEAD带33中产生如箭头‘r’所指示的反作用力。
参照图3C，其中示出了前置发动机附件驱动装置(FEAD)的第三实施例，除了图3B的两个被动式张紧器40、50被单个被动式张紧器60和联动装置61替代外，第三实施例与图3B中示出的实施例基本相同。
在图3A至图3C中，当从发动机10的前面观察时，发动机10的曲轴沿顺时针方向旋转。然而，应认识到，本申请还可应用于沿相反方向旋转的发动机。
如之前所描述，根据本申请，当BISG11被用来在紧急停止之后起动发动机10或预张紧BISG带33时，BISG使发动机10沿图3C上的箭头‘R’的方向旋转，并且将会在FEAD带33中产生如箭头‘r’所指示的反作用力。
在发动机10的正常运行期间，响应于关于发动机10的运行状态和高电压电池13的充电状态(SOC)的信息，电子控制器20将会使BISG 11作为发动机操作，以便对HV电池13再充电。在另一示例中，如果机动车辆是轻度混合动力机动车辆，则BISG 11还可以被用作马达以辅助发动机10，由此减少发动机10的燃料消耗。优选地，当存在从车辆5恢复或弥补动能的机会时，使BISG11在没有燃料损失的情况下作为发电机操作。
还可以在正常运行期间经由DC-DC转换器14从高电压动力系统转移电动力，以便将LV电池16的SOC再充电至或维持在预定的高水平。
当输入21a表明紧急停止将会有益时，电子控制器20可操作以便关闭发动机10。
当感测到发动机10将要停止时，电子控制器20可操作以便激励BISG 11，从而促使它利用高扭矩以非常低的速度旋转发动机10，该高扭矩可以是从BISG 11可获得的最大扭矩。BISG 11旋转的速度非常低，诸如促使曲轴以低于发动机的点火将会发生时的速度(例如但不限于50RPM)的速度旋转。
因此，在暖发动机紧急停止事件期间，一旦曲轴速度降至零，就使BISG11以高扭矩和低速度操作，以使发动机曲轴沿起动转动方向从其最初静止的位置旋转直到720°。曲轴位置传感器22的输出被电子控制器20用来确定何时已经获得曲轴的最佳角度位置。应认识到，可以在发动机首先静止的时间点与BISG11被激励的时间点之间提供短延迟，以便允许各种系统和部件到达稳定状态。
以此方式操作BISG 11以使曲轴旋转将会具有如下影响；首先，由于发动机关闭而留在带张紧系统中的任何迟滞将会被去除，其次，通过使发动机10沿正常的起动转动方向旋转，FEAD带的正确侧或从动侧上的FEAD带中的张紧力将会被升高至比空档或静止水平更高的水平。以此方式，对于随后的发动机起动转动，张紧系统将会被准备好或被预张紧。
曲轴的曲轴量将会取决于发动机10具有的汽缸的数量、汽缸的点火顺序以及当紧急停止开始时曲轴停止的位置。然而，最终停止位置(最佳停止位置)应当是在下一个点火汽缸(领先汽缸)何时处于下一次领先汽缸的位置到达TDC位置时用于点火的最佳位置。然后，领先汽缸将在完全空气充气的情况下被准备好，以允许在通过BISG 11进行起动转动期间首次在领先汽缸中到达TDC位置时发动机点火。
曲轴的预定位是已知的(参见例如美国专利US6,202,614)，但在本申请的情况下，只要发动机10停止旋转而非当提供重起动信号时，预定位就开始，由此减少当发动机10准备好起动时重起动发动机10的时间并且不需要等待它被定位。
如果曲轴的旋转足够慢并且停止事件足够长，则发动机10的汽缸中的压缩力可以在很大程度上被忽略，因为一旦发动机停止，汽缸压力就会迅速降低。允许压缩的汽缸消散任何压力是重要的，因为一旦BISG 11停止运动并且被断电，这样的汽缸中存储的任何能量就会使曲轴旋转。如果该曲轴旋转是反向的(即沿与其起动与正常运行的方向相反的方向)，则之前通过BISG 11在FEAD带中产生的预张紧有可能被去除。
一种用于解决上述问题(诸如反向旋转)的方法可以是将被激励的BISG11保持在足以提供防止由发动机压缩引起的任何旋转的保持扭矩的水平。以此方式保持被激励的BISG 11也是有利的，因为BISG 11将会具有零预通量时间，并且因此将会提供甚至更短的起动转动时间。然而，保持被激励的BISG11将会减少HV电池13的SOC，并且因此在HV电池13的SOC低于预定水平或紧急停止持续很长时间段的情况下是不可能的。
作为替代，可以保持BISG 11在预定时间段内被激励处于保持水平，以便为压缩汽缸中的任何压力消散提供时间，然后，在该预定时间段已经逝去之后，BISG 11被去激励或被断电。在这种情况下，将需要设定该预定时间段，以便为压缩气体消散提供足够的时间。
当电子控制器20的输入21a表明需要重起动时，电子控制器20向HVBMS12传达这一事实，并且可操作以从HV电池13向BISG 11供应电动力以便重起动发动机10。
应认识到，本申请不限于具有高电压动力系统和低电压动力系统的电动力系统，并且能够在使用时对具有使用BISG的任何类型电动力系统的机动车辆具有同样的有利效果。
参照图4，其中示出了用于控制机动车辆(诸如图2所示的车辆5)的发动机的方法400。利用将发动机的曲轴驱动地连接至集成式起动机-发电机的带驱动装置来图示说明方法400。在该示例中，带驱动装置是FEAD带。在另一示例中，带驱动装置可以是READ带。该方法在方框410中通过手动发动机起动来开始。该手动发动机起动可以被称为接通事件。在一个示例中，发动机可以利用BISG(诸如BISG 1)来起动。在另一示例中，发动机可以通过适合于车辆5的常规起动机马达来起动。
然后该方法前进到方框415，其中发动机正在运行。然后该方法进行到方框420，在此处该方法确定紧急停止的条件是否存在。
在自动车辆的示例情况下，紧急停止的条件可以是加速器踏板没有被踩下而制动器踏板正被踩下。在手动变速器的示例情况下，紧急停止的条件可以基于档位是否被选择以及离合器踏板的位置。例如但非限制地，两种典型的条件组合首先是离合器踏板被完全踩下并且变速器挂上档位(停止在挂档停止中)，其次是不选择档位并且制动器踏板被踩下(停止在空档停止中)。应认识到，发动机停止条件的多种组合是已知的，并且本申请不限于发动机停止条件的任何特定组合。
如果存在紧急停止的预定条件组合，则该方法可以前进到方框430。如果不存在紧急停止的预定条件组合，则该方法可以返回到方框415，其中发动机正在运行。
在方框430中，该方法可以停止发动机。因此，发动机被关闭，并且该方法可以进行到方框435，在此处发动机已经停止。换句话说，发动机已经进入紧急停止。
在方框440中，在发动机已经停止之后，BISG被用来通过使曲轴沿着利用以高扭矩操作的BISG起动发动机所需的相同方向旋转而预张紧FEAD带(诸如图3A至图3C所示的FEAD带33)。在一个示例中，BISG的高扭矩可以是BISG的最大扭矩。
如前所述，曲轴的旋转速度足够慢，以防止发动机的点火。
由BISG来旋转曲轴将会继续直至曲轴已经被旋转到准备好重起动发动机的优选旋转位置(如在方框445中所指示)。在一个示例中，BISG可以使曲轴从其最初停止的旋转位置旋转直到720°。在另一示例中，BISG可以使曲轴从其最初停止的旋转位置旋转小于720°。最终位置或最佳位置使得下一个点火汽缸(领先汽缸)处于下一次该汽缸的活塞到达TDC时进行点火的最佳位置。然后领先汽缸在完全空气充气的情况下被准备好，以允许在发动机重起动之后通过BISG进行起动转动期间在领先汽缸中第一次到达TDC位置时发动机点火。
然后该方法继续到方框450，其中该方法检查确定是否存在发动机重起动条件。例如但非限制地，在自动车辆的情况下，这些重起动条件可以是释放制动器踏板或将压力施加到加速器踏板上。例如，在手动变速车辆的情况下，这些重起动条件可以是部分释放离合器踏板且同时变速器挂上档位或者是在紧急停止期间如果变速器处于空挡情况下踩下离合器踏板且齿轮啮合/挂上档位。应认识到，发动机重起动条件的多种组合是已知的，并且本申请不限于重起动条件的任何特定组合。
如果这些条件不存在，则该方法可以经由方框448返回到方框450，其中发动机仍然停止。该紧急停止状态将会继续直至存在重起动条件，此时该方法可以从方框450前进到方框460，在此处发动机被重起动。可以利用BISG驱动FEAD带以使曲轴旋转来重起动发动机。
在460处，发动机的快速重起动可能受到影响，因为已经从张紧器中去除任何迟滞，已经从FEAD带中去除任何松弛，并且FEAD带中的张紧力已经被增加至足够高的水平，以便即使廓线上的扭矩非常激进也能阻止BISG滑轮与FEAD带之间的滑动。
虽然在图4的方法400中未示出，但可以在方框445与450之间使用另一步骤，其中在已经为重起动正确定位曲轴之后的紧急停止期间使BISG保持激励在较低的保持水平。这种持续的激励具有如下优势，即BISG将会具有零预通量时间，因为它已经被激励并且这将进一步减少发动机的起动时间。应认识到，如果BISG被关掉，则在通量能够产生有用水平的扭矩之前在较短的时间段内在BISG中累积通量。
在460处重起动发动机之后，发动机正在运行(如在方框470中所指示)。
该方法从方框470进行到480，以确定是否存在切断/关断(key-off)事件。如果不存在切断事件，则该方法进行到方框415，其中发动机正在运行，然后重复随后的步骤。
如果是，切断事件在480处发生，则该方法将会终止(如通过方框490所指示)。
应认识到，切断事件可以发生在执行步骤415至步骤470期间的其他时间点，并且不论切断事件何时发生，它都将会导致该方法的结束。
虽然已经关于包含停止-起动控制器的常规机动车辆描述了本申请，但它可以应用于轻度混合动力机动车辆，在此情况下，BISG可以被用来提供扭矩以便在发动机的正常运行期间辅助发动机。
此外，虽然本申请特别有利于与使用一个或多个被动式带张紧器的带驱动装置一起使用，但应认识到，它也可以与包含一个或多个主动式带张紧器的系统一起使用，其中借助于通过使曲轴旋转到用于重起动发动机的最佳位置来减少起动转动时间而带来积极的效果。
同样有利的是通过任何类型的带张紧器布置来维持BISG被激励并产生足够的扭矩逆着由于汽缸压缩效应引起的负扭矩而保持曲轴，因为曲轴的优选旋转位置然后被维持。
进一步有利的是通过任何类型的带张紧器布置来维持BISG持续产生一些扭矩，因为零预通量时间然后被产生，由此减少起动转动时间。
本领域技术人员应认识到，尽管本发明已经参照一个或多个实施例以示例的形式描述了本发明，但其不限于所公开的实施例，并且在不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可以构造可替代的实施例。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、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。
本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被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多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一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，其将所述发动机的曲轴驱动地连接至集成式起动机-发电机；
至少一个带张紧器，其用于将张紧负荷施加于所述带驱动装置；
其中所述方法包含：确定是否希望执行自动发动机停止，并且如果希望停止所述发动机，则停止所述发动机，以及当所述发动机已经停止时，激励所述带集成式起动机-发电机，从而使所述曲轴沿起动所述发动机所需的方向以低速度旋转，同时将高扭矩施加于所述带驱动装置，从而预张紧所述带驱动装置使其准备好重起动所述发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个带张紧器是被动式带张紧器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包含：利用所述集成式起动机-发电机使所述曲轴以低速度旋转，同时将高扭矩施加于所述带驱动装置，直至所述曲轴已经被旋转到用于重起动所述发动机的最佳位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法进一步包含：在已经获得所述最佳位置之后维持所述集成式起动机-发电机被激励，以便阻止所述曲轴旋转远离用于重起动所述发动机的所述最佳位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包含：如果存在用于重起动所述发动机的预定条件，则利用所述集成式起动机-发电机重起动所述发动机。
6.根据权利要求5所述的方法，其中用于重起动所述发动机的所述预定条件包括所述机动车辆的加速器踏板处于踩下状态。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述高扭矩是处于或接近从所述集成式起动机-马达可获得的最大扭矩的扭矩。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述曲轴以小于五十转每分的速度旋转。
9.一种机动车辆，其包含：
发动机，其包括曲轴，所述曲轴被带驱动装置可驱动地连接至集成式起动机-发电机；
至少一个带张紧器，其将张紧力施加于所述带驱动装置；
电子控制器，其控制所述发动机和所述集成式起动机-发电机的操作，其中所述电子控制器确定是否希望执行自动发动机停止，并且如果希望停止所述发动机，则停止所述发动机，以及当所述发动机已经停止时，激励所述集成式起动机-发电机以便沿起动所述发动机所需的方向以低速度旋转所述曲轴，同时将高扭矩施加于所述带驱动装置从而预张紧所述带驱动装置使其准备好重起动所述发动机。
10.根据权利要求9所述的机动车辆，其中所述至少一个带张紧器是被动式带张紧器。
11.根据权利要求9所述的机动车辆，其中所述电子控制器利用所述集成式起动机-发电机以低速度旋转所述曲轴，同时将高扭矩施加于所述带驱动装置，直至所述曲轴已经被旋转到用于重起动所述发动机的最佳位置。
12.根据权利要求11所述的机动车辆，其中所述电子控制器在已经获得所述最佳位置之后维持所述集成式起动机-发电机被激励，以便阻止所述曲轴旋转远离用于重起动所述发动机的所述最佳位置。
13.根据权利要求9所述的机动车辆，其中当存在重起动所述发动机的所述条件时，所述电子控制器利用所述集成式起动机-发电机重起动所述发动机。
14.根据权利要求9所述的机动车辆，其中所述高扭矩是处于或接近从所述集成式起动机-马达可获得的最大扭矩的扭矩。
15.根据权利要求9所述的机动车辆，其中所述曲轴以小于五十转每分的速度旋转。
16.一种用于发动机的方法，所述发动机包括被带驱动装置可驱动地连接至集成式起动机-发电机即BISG的曲轴，所述方法包含：
以第一模式操作，其中所述发动机利用前端附件驱动带即FEAD带驱动所述BISG；以及
以第二模式操作，其中高电压电池为所述BISG提供动力。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包含：当所述发动机正在运行时以所述第一模式操作，并利用所述BISG作为发电机来为所述高电压电池再充电。
18.根据权利要求16所述的方法，其中以所述第二模式操作利用所述BISG来预定位所述曲轴，以便于所述发动机的快速重起动。
19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包含：使所述BISG以高扭矩和低速度操作，其中所述高扭矩是处于或接近从所述BISG可获得的最大扭矩的扭矩。
20.根据权利要求16所述的方法，其进一步包含：在所述发动机已经停止之后以所述第二模式操作。
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