CN104819060B - 用于改善发动机启动的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及改善发动机启动的系统和方法。提供改善混合动力车辆运转的系统和方法。在其中一个示例中，旋转发动机以增加燃料轨道内的压力。旋转发动机而不燃烧发动机内的空气和燃料。

Description

用于改善发动机启动的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于改善包括传动系断开离合器的混合动力车辆的启动的系统和方法。该系统和方法对于包括使用燃料直接喷射的发动机的车辆会特别有用。
背景技术
混合动力车辆传动系可以包括使用燃料直接喷射的发动机和传动系断开离合器。传动系断开离合器可以响应于车辆工况选择地打开和关闭。例如，当电池荷电状态(SOC)高且驾驶员需求扭矩(例如，驾驶员请求的扭矩)低时，可以打开传动系断开离合器。当驾驶员需求扭矩大于阈值扭矩或电池SOC小于阈值SOC时，可以关闭相同的传动系断开离合器。传动系断开离合器也可以被关闭以经由传动系中的电机启动发动机。然而，由于发动机使用燃料直接喷射，使发动机启动花费的时间会比期望的时间更多。
发明内容
本申请的发明人在此已经认识到上述缺点并开发了一种发动机启动的方法，包含：响应于车辆致动(activation)请求和没有发动机启动请求，旋转发动机；不向旋转的发动机供应燃料；停止旋转的发动机；以及响应于发动机启动请求启动停止的发动机。
通过在发动机启动请求之前旋转发动机以增加直接喷射燃料轨道的燃料压力，由于燃料压力已经处于支持燃料喷射入发动机汽缸的水平，因此，提供以较少时间启动发动机的技术结果是可能的。例如，发动机可以被旋转而不需要向发动机供应火花和燃料，从而发动机内的直接喷射燃料泵增加直接喷射燃料轨道内的压力。在直接喷射燃料轨道中的期望的压力被建立之后，如果短时间内发生启动发动机的请求，则燃料可以被喷射而不必旋转发动机以恢复期望的燃料压力。因而，在发动机启动期间较少地旋转发动机是可能的，因此减少发动机启动时间。
在另一个实施例中，提供一种发动机启动的方法。该方法包括：响应于发动机停止请求，停止发动机的旋转；响应于车辆致动请求和燃料轨道压力小于阈值压力，关闭传动系断开离合器；经由关闭的传动系断开离合器旋转发动机，并且不向发动机供应燃料；以及响应于驾驶员需求扭矩超过阈值扭矩，向发动机供应火花和燃料。
在另一个实施例中，在没有发动机启动请求时旋转发动机。
在另一个实施例中，经由传动系集成启动器发电机旋转发动机。
在另一个实施例中，该方法还包含如果包括发动机的车辆的变速装置不处于停车档或空档且驾驶员请求停止发动机的旋转时，不旋转发动机。
在另一个实施例中，该方法还包含如果车辆的变速装置处于前进档且驾驶员没有请求停止发动机的旋转时，旋转发动机。
在另一个实施例中，提供一种发动机启动的系统。该系统包含：包括发动机驱动燃料泵的发动机；传动系集成启动器/发电机(DISG)；机械地耦接至发动机和DISG的断开离合器；和包括非临时性指令的控制器，所述指令用于响应于燃料轨道压力小于阈值压力，在发动机驱动燃料泵的预定数量的压缩冲程上旋转发动机。
在另一个实施例中，DISG旋转发动机，并且其中所述发动机没有被供应燃料。
在另一个实施例中，当DISG旋转发动机时，部分地关闭断开离合器。
在另一个实施例中，在发动机停止之间旋转发动机而不向发动机供应燃料。
在另一个实施例中，控制器包括附加指令，所述指令用于响应于驾驶员需求扭矩超过阈值扭矩而启动发动机。
在另一个实施例中，在没有发动机启动请求时旋转发动机。
本发明可以提供若干优点。具体地，该方法可以减少发动机启动时间。进一步地，该方法可以改善车辆驾驶性能和发动机排放。更进一步地，该方法可以提高驾驶员关于车辆驾驶经历的满意度。
根据下文具体描述或将其与随附的附图结合的内容，上述优点和其他优点，以及本描述的特征将是明显的。
应当理解，提供以上概述是为了以简化形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所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中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过阅读实施例的示例(本文称为具体实施方式)，单独参考或与附图结合参考，将更充分的理解本文描述的优点，其中：
图1是发动机的示意图；
图2示出示例性车辆传动系配置；
图3示出包括发动机启动的示例性车辆运转程序(sequence，顺序/程序)；以及
图4和图5示出用于启动包括传动系断开离合器的发动机的示例方法的流程图。
具体实施方式
本描述涉及启动混合动力车辆的发动机。该车辆可以包括如图1所示的发动机。该发动机可以被机械地耦接至包括马达的其他车辆部件以形成如图2所示的传动系。发动机和马达可以被选择地耦接和分开以改变传动系运转模式。发动机和传动系可以根据图4和图5的方法如图3所示运转。
参考图1，包含多个汽缸的内燃发动机10(图1中示出了其中一个汽缸)由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36被设置在燃烧室30中并且被连接至曲轴40。飞轮97和齿圈99被耦接至曲轴40。启动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择地推进小齿轮以与齿圈99啮合。启动器96可以被直接地安装至发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，启动器96可以选择地经由皮带或链条向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，当未接合至发动机曲轴时，启动器96处于基础状态。
燃烧室30被示出经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。使用排气凸轮相位调整器56，可以关于曲轴40的正时改变排气凸轮53的正时，从而调整排气门相对于曲轴位置的打开位置和关闭位置。使用排气凸轮相位调整器59，可以关于曲轴40的正时改变进气凸轮51的正时，从而调整排气门相对于曲轴位置的打开位置和关闭位置。
燃料喷射器66被示出经定位以将燃料直接喷喷入汽缸30，这被本领域的技术人员称为直接喷射。可替代地，燃料可以被喷射至进气道，这被本领域的技术人员称为进气道喷射。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。燃料由燃料系统(例如，图2所示)输送至燃料喷射器66，该燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道。此外，进气歧管44被示出与可选电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置以控制从空气进气装置42至进气歧管44的空气流。在一个示例中，可以使用高压、双级燃料系统产生较高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被定位在进气门52和进气歧管44之间，以使节气门62是进气道节气门。
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。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出耦接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
在一个示例中，转化器70可以包括多块催化剂砖。在另一个示例中，能够使用每个都具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转换器70能够是三元型催化剂。
控制器12在图1中示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110以及常规数据总线。控制器12被示出接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论的那些信号以外，所述信号还包括：来自耦接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；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的信号；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压力也可以被感测(传感器未示出)以用于由控制器12处理。在本描述的一个优选方面，曲轴每旋转一次，发动机位置传感器118产生预定数量的等距脉冲，根据该脉冲能够确定发动机转速(RPM)。
控制器12还可以包括用于接收来自发射器11的输入的天线8。发射器11可以通知控制器驾驶员在靠近车辆或图2所示的旅客座舱291。
在一些示例中，如图2所示，发动机可以耦接至混合动力车辆中的电动马达/电池系统。另外，在一些示例中，可以采用另一些发动机配置，例如柴油发动机。
在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其冲程结束的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束并最靠近汽缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段(诸如火花塞92)点燃，导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开，以便将已燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。
图2是车辆传动系200的框图。传动系200可以由车辆290中的发动机10供应动力。车辆290可以包括用于运输旅客的旅客座舱291。
发动机10可以使用图1所示的发动机启动系统或经由传动系集成启动器/发电机(DISG)或电机(例如，马达)240启动。进一步地，发动机10可以经由扭矩致动器204(诸如，燃料喷射器、节气门、凸轮、点火线圈等等)产生或调整扭矩。可以通过机械燃料泵202向燃料轨道201供应燃料，其中机械燃料泵202可以包括在发动机10内并由其驱动。在一个示例中，机械燃料泵202可以由发动机10的凸轮轴或曲轴驱动。可以经由电动燃料泵206从燃料箱205向机械燃料泵202供应燃料。电动燃料泵206可以输出低于机械燃料泵202的燃料压力。燃料轨道201的压力可以经由压力传感器203报告给控制器12。
发动机输出扭矩可以被传递至双质量飞轮232的输入侧。可以经由发动机位置传感器118确定发动机转速以及双质量飞轮的输入侧的位置和转速。双质量飞轮232可以包括弹簧和分离质量体(未示出)用于阻尼传动系扭矩扰动。双质量飞轮232的输出侧被示出机械地耦接至断开离合器236的输入侧。断开离合器236可以被电气地或液压地致动。位置传感器234被放置在双质量飞轮232的断开离合器侧上以感测双质量飞轮232的输出位置和转速。断开离合器236的下游侧被示出机械地耦接至DISG输入轴237。
DISG 240可以被运转以提供扭矩至传动系200或将传动系扭矩转换为电能以被储存在电能储存装置275中。DISG 240具有高于图1所示的启动器96的输出扭矩容量。进一步地，DISG 240直接地驱动传动系200或由传动系200直接驱动。没有皮带、齿轮或链条将DISG240耦接至传动系200。而是，DISG 240以与传动系200相同的速率旋转。电能储存装置275可以是蓄电池、电容器或者电感器。DISG 240的下游侧经由轴241被机械地耦接至液力变矩器206的叶轮285。DISG 240的上游侧被机械地耦接至断开离合器236。DISG 240经由马达控制器122控制。
液力变矩器206包括涡轮286以将扭矩输出至输入轴270。输入轴270将液力变矩器206机械地耦接至自动变速装置208。液力变矩器206也包括液力变矩器旁路锁止离合器(TCC)212。当TCC被锁定时，扭矩从叶轮285直接传递至涡轮286。TCC由控制器12电气地运转。可替代地，TCC可以被液压地锁定。在一个示例中，液力变矩器可以被称为变速装置的部件。经由位置传感器239可以确定液力变矩器涡轮转速和位置。在一些示例中，238和/或239可以是扭矩传感器或者可以是位置和扭矩传感器的组合。
当液力变矩器锁止离合器212被完全分离时，液力变矩器206经由液力变矩器涡轮286和液力变矩器叶轮285之间的流体输送将发动机扭矩传递至自动变速装置208，因此使得扭矩倍增。相反，当液力变矩器锁止离合器212被完全接合时，发动机输出扭矩经由液力变矩器离合器被直接输送至变速装置208的输入轴(未示出)。可替代地，液力变矩器锁止离合器212可以被部分接合，因此使得直接传送至自动变速装置208的扭矩的量能够被调整。控制器12可以被配置为通过响应于各种发动机工况或者根据基于驾驶员的发动机运转请求调整液力变矩器锁止离合器来调整液力变矩器212传输的扭矩量。
自动变速装置208包括齿轮离合器(例如，齿轮1-6)211和前进离合器210。齿轮离合器211和前进离合器210可以被选择地接合以推动车辆。来自自动变速装置208的扭矩输出进而可以被传送至车轮216以经由输出轴260推动车辆。具体地，在向车轮216传输输出驱动扭矩之前，自动变速装置208可以响应于车辆行进状况在输入轴270处输送输入驱动扭矩。
进一步地，通过接合车轮制动器218可以将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，响应于驾驶员将其脚压在制动踏板(未示出)上，可以接合车轮制动器218。在另一些示例中，控制器12或链接至控制器12的控制器可以应用接合车轮制动器。以相同的方式，响应于驾驶员从制动踏板释放其脚，通过分离车辆制动器218可以减小至车轮216的摩擦力。进一步地，作为自动发动机停止程序的部分，车辆制动可以经由控制器12将摩擦力施加至车轮216。
机械油泵214可以与自动变速装置208流体连通以提供接合各种离合器(诸如前进离合器210、齿轮离合器211和/或液力变矩器锁止离合器212)的液压力。例如，机械油泵214可以根据液力变矩器206运转，并且可以由发动机或DISG的旋转经由输入轴241驱动。因而，随着发动机转速和/或DISG转速增加，机械油泵214中产生的液压力可以增加，并且随着发动机转速和/或DISG转速减小，其可以减小。
如在图1中详细示出的，控制器12可以被配置以接收来自发动机10的输入，并且相应地控制发动机的扭矩输出和/或液力变矩器、变速装置、离合器和/或制动器的运转。作为一个示例，通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，通过控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门开度和/或气门正时、气门升程和升压，可以控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的实例中，通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合，控制器12可以控制发动机扭矩输出。在所有情形中，可以基于各缸(cylinder-by-cylinder)执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。如本领域所熟知的，控制器12通过调整流向和流出DISG的场和/或电枢绕组的电流，也可以控制扭矩输出和DISG的电能产物。
当满足怠速停止状况时，控制器12可以通过切断至发动机的燃料和火花以启动发动机停止。然而，在一些示例中，发动机可以继续旋转。此外，为了维持变速装置中的扭转力的量，控制器12可以使变速装置208的旋转元件通地(ground)到变速装置的箱259并因此通地到车辆的框架。当满足发动机重启状况时，和/或车辆操作员想要发动车辆时，控制器12可以通过起动转动发动机10经由启动器或DISG以及重新开始汽缸燃烧来重新激活发动机10。
因而，图3的方法提供发动机启动的系统，所述系统包含：包括发动机驱动燃料泵的发动机；传动系集成启动器/发电机(DISG)；机械地耦接至发动机和DISG的断开离合器；以及包括非临时性指令的控制器，所述指令用于响应于燃料轨道压力小于阈值压力，在发动机驱动燃料泵的预定数量的压缩冲程上旋转发动机。该系统包括其中DISG旋转发动机。该系统还包括其中当DISG旋转发动机时，部分关闭断开离合器。该系统包括其中在发动机停止之间旋转发动机而不向发动机供应燃料。该系统还包括其中控制器包括附加指令，其用于响应于驾驶员需求扭矩超过阈值扭矩而启动发动机。该系统还包括其中在没有发动机启动请求时旋转发动机。
现在参考图3，其示出了示例性模拟车辆运转程序。图3的运转程序可以通过图1和图2的系统根据图4和图5的方法提供。竖直标记T0-T18示出在运转程序期间具体事件的正时。
自图3的顶部的第一曲线图是运转请求或车辆致动状态随时间变化的曲线图。运转请求指示驾驶员打算运转或不运转车辆。可替代地，控制器可以响应于工况激活或停止运转请求。在提供驾驶员运转请求后，可以根据车辆工况激活和停止车辆的发动机和DISG。在一个示例中，响应于驾驶员激活钥匙开关、按钮或进入车辆的邻近位置或车辆的乘员舱，可以断言运转请求。X轴线代表时间并且时间从图3的左侧向图3的右侧增加。Y轴线代表运转请求并且当驾驶员运转信号接近Y轴线箭头的水平时断言运转请求。当运转信号接近X轴线的水平时，不断言运转请求。
自图3的顶部的第二曲线图是断开离合器状态随时间变化的曲线图。如图2所示，传动系断开离合器236可以放置在传动系200中。X轴线代表时间并且时间从图3的左侧向图3的右侧增加。Y轴线代表断开离合器状态并且当断开离合器状态信号接近Y轴线箭头的水平时，关闭断开离合器。当断开离合器状态信号接近X轴线的水平时，打开断开离合器。当断开离合器状态信号处于X轴线的水平和Y轴线箭头的水平之间时(例如，在时间T1和时间T2之间)，断开离合器部分地关闭。
自图3的顶部的第三曲线图是燃料轨道压力随时间变化的曲线图。X轴线代表时间并且时间从图3的左侧向图3的右侧增加。Y轴线代表燃料轨道压力并且燃料轨道压力沿Y轴线箭头的方向增加。水平线304代表在启动期间向发动机喷射燃料的阈值压力。在一个示例中，阈值压力可以是100巴或大于用发动机起动转动期间的峰值汽缸压力的值。阈值压力可以随着车辆的高度从海平面增加而减小。
自图3的顶部的第四曲线图是发动机转速随时间变化的曲线图。X轴线代表时间并且时间从图3的左侧向图3的右侧增加。Y轴线代表发动机转速并且发动机转速沿Y轴线箭头的方向增加。
自图3的顶部的第五曲线图是电池荷电状态(SOC)随时间变化的曲线图。X轴线代表时间并且时间从图3的左侧向图3的右侧增加。Y轴线代表电池SOC并且电池SOC沿Y轴线箭头的方向增加。水平线306代表阈值电池SOC。
在时间T0处，运转请求处于低水平以标志驾驶员打算不运转车辆。传动系断开离合器处于打开状态并且燃料轨道压力处于低水平。如果发动机已经有一段时间未运转，则燃料轨道压力可以达到低水平。发动机转速也处于0以标志发动机没有运转。电池SOC处于中等水平。
在时间T1处，通过断言运转请求，驾驶员提供运转车辆打算。可以通过操作开关或进入车辆的预定范围或车辆的旅客座舱来断言运转请求。如果驾驶员进入车辆的范围内或车辆的旅客座舱，驾驶员身上的发射器可以向图1和图2所示的控制器12发送信号以准备运转车辆。响应于驾驶员运转请求，向发动机驱动的较高压燃料泵(未示出)供应燃料的低压电动燃料泵(未示出)也被激活。当变速装置处于停车挡或空档时，传动系断开离合器完全关闭。DISG(未示出)提供扭矩以旋转发动机，并且如果驾驶员将变速装置啮合到齿轮中，DISG根据驾驶员需求扭矩(未示出)推进车辆。响应于传动系断开离合器关闭，燃料轨道压力开始增加。由于DISG扭矩被输送以旋转发动机，因此，响应于关闭传动系断开离合器，发动机转速增加。由于驾驶员需求扭矩低(未示出)，因此不期望发动机启动，因而发动机没被激活并且没有火花或燃料被供应至发动机。当变速装置被啮合到齿轮中时，随着DISG旋转发动机并提供扭矩以推动车辆，电池SOC开始减少。
在时间T2处，燃料轨道压力超过阈值燃料轨道压力304。响应于燃料轨道压力超过阈值燃料轨道压力304以及驾驶员需求扭矩低(未示出)，打开传动系断开离合器。由于发动机未燃烧空气和燃料，因此发动机转速减小至0。然而，由于止回阀保持燃料轨道中的压力并由于燃料未经由燃料轨道喷射到发动机中，因此燃料轨道压力保持在较高水平。电池SOC正减小，但其保持在较高水平并且运转请求保持被断言。
在时间T3处，响应于驾驶员需求扭矩(未示出)的增加，关闭传动系断开离合器。关闭传动系断开离合器允许DISG旋转发动机以便发动机可以被启动。火花和燃料被供应(未示出)至发动机，并且通过激活低压电动泵、机械较高压泵和点火线圈使发动机旋转。随着发动机中燃烧开始，发动机加速，并且发动机开始向传动系供应扭矩。当发动机正运转时，随着电池经由DISG充电，电池SOC开始增加。电池可以经由车辆的动能或经由发动机扭矩充电。由于发动机正被提供扭矩以运转机械燃料泵，因此燃料轨道压力保持在较高水平。
在时间T4处，响应于低的驾驶员需求扭矩，打开传动系断开离合器。此外，响应于低的驾驶员需求扭矩(未示出)，燃料和火花未被输送至发动机，以便发动机停止。燃料轨道压力保持在增加的水平并且运转请求保持被断言。随着DISG(未示出)靠电池供电运转，电池SOC开始降低。
在时间T5处，响应于驾驶员需求扭矩(未示出)的增加，关闭传动系断开离合器。当发动机经由DISG(未示出)供应的扭矩旋转时，通过向发动机供应火花和燃料(未示出)重启发动机。低压电动泵、机械较高压泵和点火线圈(未示出)也被激活。随着发动机中燃烧开始，发动机加速，并且发动机开始向传动系供应扭矩。当发动机正运转时，随着电池经由DISG充电，电池SOC开始增加。由于发动机正提供扭矩以运转机械较高压燃料泵，燃料轨道压力保持在较高水平。
在时间T6处，响应于低的驾驶员需求扭矩，打开传动系断开离合器。此外，响应于低的驾驶员需求扭矩(未示出)，燃料和火花未被输送至发动机，以便发动机停止。燃料轨道压力保持在增加的水平并且运转请求保持被断言。随着DISG(未示出)靠电池供电运转，电池SOC开始降低。
在时间T7处，运转请求状态从断言变化为不断言。响应于驾驶员撤销开关或离开车辆的邻近位置或车辆的座舱，运转请求可以不被断言。燃料轨道压力保持在较高水平并且发动机转速为0。电池SOC处于中等水平。
在时间T7和T8之间，燃料轨道压力减小并且电池SOC减小。如果轨道中的燃料滑过燃料轨道调节器、止回阀或其他燃料系统部件，燃料轨道压力可以随着时间的流失而减小。通过维持车辆电气部件(诸如时钟和照明设备)运转，可以减小电池SOC。
在时间T8处，驾驶员通过断言运转请求提供运转车辆的打算。响应于驾驶员运转请求，向发动机驱动的高压燃料泵(未示出)供应燃料的低压电动燃料泵(未示出)也被激活。传动系断开离合器完全关闭并且DISG(未示出)根据驾驶员需求扭矩(未示出)提供扭矩以旋转发动机并推进车辆。然而，在一些示例中，当变速装置挂上档时，在发动机启动期间，传动系断开离合器可以部分关闭。在发动机启动之后，断开离合器可以完全关闭。
响应于传动系断开离合器关闭，燃料轨道压力开始增加。由于DISG被输送以旋转发动机，因此响应于关闭传动系断开离合器，发动机转速增加。由于电池SOC小于阈值306并且由于燃料轨道压力小于阈值压力304，发动机被激活并且火花和燃料被供应至发动机。随着DISG旋转发动机并提供扭矩以推进车辆，电池SOC开始减小。
在时间T8和T9之间，燃料轨道压力增加并且电池SOC也增加。通过旋转发动机和较高压机械燃料泵使燃料轨道压力增加。通过经由发动机或车辆动能为电池充电，可以增加电池SOC。
在时间T9处，响应于低的驾驶员需求扭矩，打开传动系断开离合器。此外，响应于低的驾驶员需求扭矩(未示出)，燃料和火花未被输送至发动机，以便发动机停止。燃料轨道压力保持在增加的水平并且运转请求保持被断言。随着DISG(未示出)靠电池供电运转，电池SOC开始降低。
在时间T10处，响应于驾驶员需求扭矩(未示出)的增加，关闭传动系断开离合器。当发动机经由DISG(未示出)供应的扭矩旋转时，通过向发动机供应火花和燃料(未示出)重启发动机。低压电动泵、机械较高压泵和点火线圈(未示出)也被激活。随着发动机中燃烧开始，发动机加速，并且发动机开始向传动系供应扭矩。当发动机正运转时，随着电池经由DISG充电，电池SOC开始增加。由于发动机正提供扭矩以运转机械较高压燃料泵，燃料轨道压力保持在较高水平。
在时间T11处，响应于低的驾驶员需求扭矩，打开传动系断开离合器。此外，响应于低的驾驶员需求扭矩(未示出)，燃料和火花未被输送至发动机，以便发动机停止。燃料轨道压力保持在增加的水平并且运转请求保持被断言。随着DISG(未示出)靠电池供电运转，电池SOC开始降低。
在时间T12处，运转请求状态从断言变化为不断言。响应于驾驶员撤销开关或离开车辆的邻近位置或车辆的座舱，运转请求可以不被断言。燃料轨道压力保持在较高水平并且发动机转速为0。电池SOC处于中等水平。
在时间T12和T13之间，燃料轨道压力减小，但未到低于阈值304的水平。类似地，电池SOC减小，但未到低于阈值306的水平。
在时间T13处，驾驶员通过断言运转请求提供运转车辆的打算。响应于驾驶员运转请求，但由于燃料轨道压力大于阈值304，向发动机驱动的高压燃料泵(未示出)供应燃料的低压电动燃料泵(未示出)未被激活。由于驾驶员需求扭矩(未示出)处于较低水平并且由于电池荷电状态大于阈值306，传动系断开离合器保持打开并且DISG(未示出)提供扭矩以推进车辆。发动机保持停止，并且随着DISG推进车辆，电池SOC减小。
在时间T14处，响应于驾驶员需求扭矩(未示出)的增加，关闭传动系断开离合器。关闭传动系断开离合器使得DISG旋转发动机，以便发动机可以启动。火花和燃料被供应(未示出)至发动机，并且通过激活低压电动泵、机械较高压泵和点火线圈使发动机旋转。随着发动机中燃烧开始，发动机加速，并且发动机开始向传动系供应扭矩。在发动机启动后，随着电池经由DISG充电，电池SOC开始增加。电池可以经由车辆的动能或经由发动机扭矩充电。由于发动机正提供扭矩以运转机械燃料泵，因此燃料轨道压力保持在较高水平。
在时间T15处，响应于低的驾驶员需求扭矩，打开传动系断开离合器。此外，响应于低的驾驶员需求扭矩(未示出)，燃料和火花未被输送至发动机，以便发动机停止。燃料轨道压力保持在增加的水平并且运转请求保持被断言。随着DISG(未示出)靠电池供电运转，电池SOC开始降低。
在时间T16处，运转请求状态从断言变化为不断言。响应于驾驶员撤销开关或离开车辆的邻近位置或车辆的座舱，运转请求可以不被断言。燃料轨道压力保持在较高水平并且发动机转速为0。电池SOC处于中等水平。
在时间T16和T17之间，燃料轨道压力减小至低于阈值304的水平。如果轨道中的燃料滑过燃料轨道调节器、止回阀或其他燃料系统部件，则燃料轨道压力会随着时间的流失而减小。
在时间T17处，驾驶员通过断言运转请求提供运转车辆的打算。响应于驾驶员运转请求并响应于燃料轨道压力小于阈值304，向发动机驱动的高压燃料泵(未示出)供应燃料的低压电动燃料泵(未示出)被激活。由于驾驶员需求扭矩(未示出)处于较低水平并且由于电池荷电状态大于阈值306，传动系断开离合器部分关闭并且DISG(未示出)提供扭矩以推进车辆并旋转发动机。进一步地，传动系断开离合器也响应于燃料轨道压力小于阈值304而被部分关闭。发动机通过使用DISG扭矩，加速至小于怠速的转速。在时间T17和T18之间，火花和燃料未被供应至发动机并且发动机未燃烧。旋转发动机使得较高压燃料泵旋转并增加燃料轨道中的燃料压力。由于DISG旋转发动机，电池SOC降低。
在时间T18处，响应于驾驶员需求扭矩(未示出)的增加，关闭传动系断开离合器。关闭传动系断开离合器使得DISG旋转发动机，以便发动机可以启动。火花和燃料被供应(未示出)至发动机，并且通过激活低压电动泵、机械较高压泵和点火线圈使发动机旋转。随着发动机中燃烧开始，发动机加速，并且发动机开始向传动系供应扭矩。在发动机启动后，随着电池经由DISG充电，电池SOC开始增加。随着驾驶员需求扭矩增加以及DISG旋转发动机，燃料轨道压力超过阈值304。
因此，如图3所示，当驾驶员需求扭矩使得控制器激活发动机时，传动系断开离合器可以被关闭和打开而不启动发动机，从而增加燃料轨道压力以改善发动机启动。然而，如果燃料轨道压力在阈值压力之上，发动机不旋转以便电池电力可以被保存。如果燃料轨道压力低于阈值压力且电池SOC小于阈值SOC，则传动系断开离合器可以被关闭并且一旦燃料轨道压力超过阈值压力，则发动机可以启动。
现在参考图4和图5，其示出启动发动机的方法，所述发动机包括传动系断开离合器。图4和图5的方法可以作为储存在非瞬时存储器中的可执行指令包括在图1和图2的系统中。进一步，图4和图5的方法可以提供图3所示的运转程序。
在402处，方法400开始停止内燃发动机。通过停止向发动机供应燃料和火花可以开始停止发动机。可以经由驾驶员的请求或经由控制器响应于工况请求发动机停止(而不是到具有唯一停止和/或启动发动机(例如，钥匙开关)的目的的设备的输入)，开始停止发动机。在发动机停止后，方法400进行至404。
在404处，方法400判断发动机停止是否由驾驶员的请求或控制器的请求开始。在一个示例中，如果驾驶员请求发动机停止，则二进制(bit)被设置在存储器中。如果方法400判断驾驶员请求发动机停止，回答为“是”且方法400进行到430。否则，回答为“否”且方法400进行到406。
在406处，方法400判断直接喷射燃料轨道中的燃料压力是否大于阈值压力。在一个示例中，阈值压力是大于发动机正在启动时将燃料喷射到发动机汽缸中的压力(例如，10000kPa)的压力。如果方法400判断直接喷射燃料轨道压力大于阈值压力，回答为“是”且方法400进行到410。否则，回答为“否”且方法400进行到408。
因此，发动机可以在没有驾驶员激活或应用具有唯一启动和/或停止车辆的发动机的目的的设备时旋转。进一步，发动机可以在没有驾驶员或控制器的发动机启动请求时旋转。
在408处，方法400旋转发动机直到直接喷射燃料轨道压力大于阈值压力。通过旋转发动机，直接喷射燃料泵由发动机驱动以在每次发动机旋转时供应预定数量的燃料泵压缩冲程。燃料泵压缩冲程可以根据发动机位置确定。可替代地，发动机可以旋转直到燃料轨道中感测的压力大于阈值压力。发动机由DISG旋转。当DISG旋转发动机时，传动系断开离合器被关闭或部分关闭以及滑动。此外，方法400可以激活向直接喷射较高压机械驱动的燃料泵供应燃料的较低压电动泵。
当发动机正旋转时，发动机不被供应火花或燃料。在一些示例中，发动机可以仅被旋转预定数量转或燃料喷射泵的压缩冲程。直接喷射发动机驱动的燃料泵可以旋转预定数量转或燃料泵压缩冲程，而不是旋转发动机直到燃料压力传感器处测得规定的燃料压力。以此方式，增加燃料轨道压力而不必具有燃料轨道压力反馈是可能的。方法400旋转发动机直到直接喷射燃料轨道中观察到期望压力或直到达到期望数量的燃料泵压缩冲程。因而，当燃料轨道中的压力增加到大于阈值压力的水平时，可以停止发动机旋转。进一步，发动机可以在发动机停止之间旋转而不向发动机供应燃料。在发动机旋转开始之后，方法400返回到406。
在410处，方法400判断电池荷电状态(SOC)是否小于阈值SOC。在一个示例中，电池SOC可以为全部荷电量的30％。如果方法400判断电池SOC小于阈值SOC，回答为“是”且方法400进行到414。否则，回答为“否”且方法400进行到412。
在412处，方法400将发动机停止在期望的位置，该位置可以减少发动机启动时间并降低排放。在一个示例中，发动机可以停止，其中汽缸在汽缸的上止点压缩冲程的预定数量的曲轴度内。方法400可以通过调整停止向发动机输送火花和燃料的时间，控制发动机停止位置。此外，传动系断开离合器可以滑动以控制发动机停止位置。例如，如果发动机比期望的更快地减速，则传动系断开离合器可以被部分关闭以便DISG扭矩被提供至发动机，从而发动机的减速速率降低并且使得发动机停止在期望的发动机停止位置或在接近期望的发动机停止位置停止。在发动机停止在期望位置之后，方法400返回至406。
在414处，方法400判断驾驶员需求扭矩是否大于阈值扭矩。驾驶员需求扭矩是由驾驶员请求的车轮扭矩。可替代地，驾驶员需求扭矩可以是车辆传动系中的位置处的另一个扭矩(例如，变速装置输入扭矩)。在一个示例中，阈值扭矩是可以由DISG提供的扭矩的量的百分比。例如，如果DISG具有150N·m输出扭矩的容量，则阈值扭矩可以是112.5或75％的DISG扭矩容量。如果方法400判断驾驶员需求扭矩大于阈值扭矩，回答为“是”且方法400进行到416。否则，回答为“否”且方法400进行到412。
在416处，方法400经由部分关闭(例如，滑动)传动系断开离合器而旋转发动机。发动机以小于发动机怠速转速旋转并且随着发动机旋转，火花和燃料被供应至发动机。在发动机开始旋转之后，方法400进行到418。
在418处，方法400限制在发动机加速期间(例如，从开始向发动机供应火花和燃料至发动机达到怠速的时间)供应至变速装置输入轴的发动机扭矩。在一个示例中，发动机扭矩可以通过调整火花正时和/或燃料量和/或引入发动机的空气来限制。在发动机扭矩被限制之后，方法400进行到退出。
在430处，方法400判断是否请求车辆致动。车辆致动请求可以通过驾驶员激活钥匙开关或进入车辆的预定邻近位置或进入车辆的座舱的预定邻近位置内来进行。驾驶员可以具有在驾驶员靠近车辆或者进入车辆的座舱时向发动机控制器发送信号的发射器，从而请求车辆激活。如果方法400判断车辆激活被请求，回答为“是”且方法400进行到434。否则，回答为“否”且方法400进行到432。
应当注意，由于驾驶员未明确请求车辆的发动机启动，因此车辆致动请求不是发动机启动请求。在一些示例中，驾驶员可以不具有具体经由钥匙开关或其他设备请求发动机启动的能力。在430处，发动机启动请求不存在或不是条件。
在432处，方法400在可以减小发动机启动时间和降低排放的期望的位置处停止发动机。在一个示例中，发动机可以停止，其中汽缸在汽缸的上止点压缩冲程的预定数量的曲轴度内。方法400可以通过调整停止向发动机输送火花和燃料的时间，控制发动机停止位置。此外，传动系断开离合器可以滑动以控制发动机停止位置。在发动机停止在期望位置处之后，方法400退出。
在434处，方法400判断变速装置是否处于停车档或空档。方法400可以判断齿轮选择器开关的位置以确定车辆是否处于停车档或空档。如果方法400判断变速装置处于停车档或空档，回答为“是”且方法400进行到438。否则，回答为“否”且方法400进行到436。
在436处，方法400通知驾驶员车辆被挂上档而不是停车档或空档。可以经由照明光或音响报警信号通知驾驶员。进一步，方法400可以限制提供至变速装置的发动机扭矩。在一个示例中，发动机可以不启动直到驾驶员切换到停车档或空档。在通知驾驶员车辆未处于停车档或空档之后，方法400进行到退出。
在438处，方法400判断直接喷射燃料轨道中的燃料压力是否大于阈值压力。在一个示例中，阈值压力是大于发动机正启动时将燃料喷射到发动机汽缸中的压力(例如，10000kPa)的压力。如果方法400判断直接喷射燃料轨道压力大于阈值压力，回答为“是”且方法400进行到444。否则，回答为“否”且方法400进行到440。
在440处，方法400旋转发动机直到直接喷射燃料轨道压力大于阈值压力。通过旋转发动机，直接喷射燃料泵由发动机驱动以在每次发动机转动时供应预定数量的燃料泵压缩冲程。发动机由DISG旋转。当DISG旋转发动机时，传动系断开离合器可以被关闭或部分关闭以及滑动。此外，方法400可以激活向直接喷射较高压机械驱动燃料泵供应燃料的较低压电动泵。当发动机正旋转时，发动机不被供应火花或燃料。在一些示例中，发动机可以仅旋转预定数量转或燃料喷射泵的压缩冲程。直接喷射发动机驱动的燃料泵可以旋转预定数量转或燃料泵压缩冲程，而不是旋转发动机直到在燃料压力传感器处测得规定的燃料压力。以此方式，增加燃料轨道压力而不必监测燃料轨道压力传感器是可能的。方法400旋转发动机直到直接喷射燃料轨道中观察到期望压力或直到达到期望数量的燃料泵压缩冲程。在发动机旋转开始之后，方法400进行到442。
应当注意，在440处方法400在没有驾驶员或控制器的发动机启动请求时旋转发动机。发动机旋转以增加直接喷射燃料轨道内的压力。进一步，当燃料轨道中的压力增加至大于阈值压力的水平时，可以停止发动机旋转。
在442处，方法400经由凸轮的同步性和曲轴位置信号确定发动机位置。例如，方法400可以基于感测来自凸轮的脉冲和来自曲轴的脉冲，确定发动机处于1号汽缸的上止点压缩冲程。在确定发动机位置之后，方法进行到444。
在444处，方法400判断电池荷电状态(SOC)是否小于阈值SOC。在一个示例中，电池SOC可以为全部荷电量的30％。如果方法400判断电池SOC小于阈值SOC，回答为“是”且方法400进行到446。否则，回答为“否”且方法400进行到退出。
在446处，方法400判断驾驶员需求扭矩是否大于阈值扭矩。在一个示例中，阈值扭矩是可以由DISG提供的扭矩的量的百分比。例如，如果DISG具有150N·m的输出扭矩的容量，则阈值扭矩可以是112.5或75％的DISG的扭矩容量。如果方法400判断驾驶员需求扭矩大于阈值扭矩，回答为“是”且方法400进行到450。否则，回答为“否”且方法400进行到退出。
在450处，方法400在低于怠速发动机转速下旋转发动机并向发动机供应火花和燃料。进一步，传动系断开离合器被关闭以便DISG可以提供扭矩以旋转发动机。由于变速装置处于停车档或空档，传动系断开离合器被可以完全关闭。在发动机汽缸中激活燃烧之后，发动机加速至怠速。
因此，图4和图5的方法提供用于发动机启动的方法，所述方法包含：响应于车辆致动请求和没有发动机启动请求，旋转发动机；不向旋转的发动机供应燃料；停止旋转的发动机的旋转；以及响应于发动机启动请求启动停止的发动机的旋转。该方法包括，其中，响应于燃料轨道压力大于阈值压力，停止发动机旋转。该方法还包含不向发动机供应火花。
在一些示例中，该方法还包含在旋转发动机时滑动传动系断开离合器。该方法包括其中经由来自传动系集成启动器发电机的扭矩旋转发动机。该方法包括其中经由进入包括发动机的车辆的旅客座舱的驾驶员做出车辆致动请求。该方法还包含进一步响应于燃料轨道压力小于预定压力而旋转发动机。
图4和图5的方法还提供用于发动机启动的方法，所述方法包含：响应于发动机停止请求，停止发动机的旋转；响应于车辆致动请求和燃料轨道压力小于阈值压力，关闭传动系断开离合器；利用关闭的传动系断开离合器旋转发动机，并且不向发动机供应燃料；以及响应于驾驶员需求扭矩超过阈值扭矩，向发动机供应火花和燃料。该方法还包含在利用关闭的传动系断开离合器旋转发动机之后和在向发动机供应火花和燃料之前，停止发动机的旋转。
在一些示例中，该方法包括其中停止发动机的旋转是响应于燃料轨道压力大于阈值压力。该方法包括其中在没有发动机启动请求时旋转发动机。该方法包括其中经由传动系集成启动器发电机旋转发动机。该方法还包含如果包含发动机的车辆的变速装置未处于停车档或空档以及驾驶员请求停止发动机旋转，不旋转发动机。该方法还包含如果车辆的变速装置处于前进档并且驾驶员未请求停止发动机的旋转，旋转发动机。
本领域的普通技术人员应当理解，图4和图5所描述的方法可以代表任意数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所说明的各种步骤或功能可以按所示出顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。类似地，实现本文描述的目标、特点和优点时，处理的顺序不是必须要求的，仅仅为了便于说明和描述。尽管没有明确说明，本领域的普通技术人员应当明白，根据所用的具体策略，一个或多个说明性的步骤或功能可以重复执行。另外，所述动作、操作、方法和/或功能可以图形地代表代码，所述代码被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非瞬时存储器中。
本说明书到此结束。本领域的技术人员在阅读本说明书时应当想到：许多变体和修改不应脱离本发明的精神和范围。例如，使用天然气、汽油、柴油或替代燃料配置的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以利用当前描述以获得所述优点。

Claims (9)

1.一种发动机启动的方法，所述方法包括：
响应于车辆致动请求和没有发动机启动请求，旋转发动机，所述发动机旋转驱动燃料泵，所述燃料泵对具有来自箱的燃料的燃料轨道加压；
不向所述旋转的发动机供应燃料；
响应于燃料轨道压力大于阈值压力，停止所述旋转的发动机；以及响应于发动机启动请求，启动所述停止的发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括不向所述发动机供应火花。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在旋转所述发动机时，滑动传动系断开离合器。
4.根据权利要求3所述的方法，其中经由来自传动系集成启动器发电机的扭矩旋转所述发动机。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆致动请求经由进入车辆的旅客座舱的驾驶员发出，其中所述车辆包括所述发动机。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括进一步响应于燃料轨道压力小于预定的压力，旋转所述发动机。
7.一种发动机启动的方法，所述方法包括：
响应于发动机停止请求，停止发动机的旋转；
响应于车辆致动请求和燃料轨道压力小于阈值压力，关闭传动系断开离合器；
经由所述关闭的传动系断开离合器通过马达旋转所述发动机，同时不向所述发动机供应燃料；以及
响应于驾驶员需求扭矩超过阈值扭矩，向所述发动机供应火花和燃料。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括在利用所述关闭的传动系断开离合器旋转所述发动机之后以及在向所述发动机供应火花和燃料之前，停止所述发动机的旋转。
9.根据权利要求8所述的方法，其中停止所述发动机的旋转响应于燃料轨道压力大于阈值压力。
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