CN113685281A - 用于自动发动机停止的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于自动发动机停止的方法和系统”。描述了一种用于操作可以自动地停止和起动的车辆的方法。在一个示例中，所述方法包括响应于排放装置的温度超过阈值温度而禁止自动发动机停止。另外，当禁止自动发动机停止时，可以采取其他措施来降低所述排放装置的温度。

Description

用于自动发动机停止的方法和系统

技术领域

本说明书涉及用于自动停止内燃发动机的方法和系统。所述方法和系统提供用于在选择条件下禁止自动发动机停止。

背景技术

车辆的内燃发动机可以不时自动地停止(例如，发动机停止旋转和燃烧燃料)。可以经由发动机控制器执行自动发动机停止，而无需人类车辆操作员对专门用于接受发动机停止和/或停止请求的输入端(例如，按键开关或按钮输入端)进行输入。通过停止向发动机气缸供应燃料并增加电机扭矩以降低发动机转速，可以自动停止发动机。

发明内容

发明人已经开发了一种用于操作可以自动地停止和起动的车辆的方法。在一个示例中，所述方法包括响应于排放装置的温度超过阈值温度而禁止自动发动机停止。另外，当禁止自动发动机停止时，可以采取其他措施来降低所述排放装置的温度。

应当理解，提供以上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。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施方式之后的权利要求界定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或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

图1示出了内燃发动机的示意图；

图2示出了包括图1中所示的内燃发动机的示例性车辆传动系或动力传动系统的示意图；

图3示出了根据图4的方法的示例性车辆操作序列；并且

图4示出了用于禁止自动发动机停止的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本说明书涉及禁止内燃发动机的自动停止。发动机可根据车辆工况自动停止以节省燃料。然而，有时或在某些情况下，可能不希望自动停止发动机，即便自动停止发动机可以降低发动机燃料消耗。发动机和传动系可以是图1和图2所示的类型。传动系可以根据图4的方法如图3的序列所示进行操作，以继续发动机操作，即便已满足用于自动停止发动机的某些条件。图4中示出了一种用于允许和禁止自动发动机停止的方法。

自动停止车辆的发动机可以节省燃料；然而，在某些条件期间，自动停止发动机可能会加速车辆部件的劣化。例如，如果发动机在高速和高负载条件下操作，则来自发动机的排气和催化剂内的反应可能导致催化剂内的温度升高。如果在催化剂充分冷却之前发动机自动停止，则可能导致催化剂劣化。催化剂的劣化可能会降低车辆满足排放水平的能力。因此，可能期望提供一种在可能期望停止发动机以降低燃料消耗的条件期间降低催化剂劣化的可能性的方法。

本文的发明人已认识到上述问题并且已开发了一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：响应于排放装置的温度高于阈值温度，经由控制器禁止自动发动机停止。

通过禁止自动发动机停止，有可能实现降低排放装置劣化的技术结果。在一个示例中，可以禁止自动发动机停止，使得在低发动机负载条件期间产生的较冷的排气可以冷却排放装置。一旦排放装置的温度低于阈值温度，则发动机可以自动停止以降低发动机燃料消耗。

本说明书可以提供若干优点。具体地，该方法可以降低排放装置劣化的可能性。此外，该方法可以加快排放装置冷却，以便可以降低车辆燃料消耗。另外，该方法可以在冷却排放装置的同时提供有用的发动机工作。

当单独地或结合附图来理解时，根据以下具体实施方式，将容易明白本说明书的以上优点以及其他优点和特征。

参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出了其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述缸体包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36定位在其中并且经由与曲轴40的连接进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96(例如，低压(以小于20伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。

燃烧室30被示出为经由相应的进气提升阀52和排气提升阀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来操作。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。进气门52的升程量和/或相位或位置可以经由气门调整装置59相对于曲轴40的位置进行调整。排气门54的升程量和/或相位或位置可以经由气门调整装置58相对于曲轴40的位置进行调整。气门调整装置58和59可以是机电装置、液压装置或机械装置。控制器12可在发动机起动期间经由打开压缩泄压阀79来减小气缸30中的压缩，以减小发动机转动起动扭矩。

发动机10包括容纳曲轴40的曲轴箱39。油底壳37可以形成曲轴箱39和发动机缸体33的下边界，并且活塞36可以构成曲轴箱39的上边界。曲轴箱39可以包括曲轴箱通风阀(未示出)，所述曲轴箱通风阀可以经由进气歧管44将气体排放到燃烧室30。可以经由温度传感器38来感测曲轴箱39中的油的温度。

燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。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。在一个示例中，高压双级燃料系统可以用于产生较高的燃料压力。

此外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。任选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。由于节气门62的入口在增压室45内，因此增压室45中的压力可以称为节气门入口压力。节气门出口是在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以选择性地调整到介于完全打开与完全关闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12进行调整以允许排气选择性地绕开涡轮164，从而控制压缩机162的转速。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。

无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为在催化转化器70上游联接到排气歧管48。替代性地，双态排气氧传感器可取代UEGO传感器126。

在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化器。

控制器12在图1中被示出为常规微计算机，所述常规微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110以及常规数据总线。控制器12被示出为除了先前论述的那些信号之外还接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，包括：来自联接到气缸盖35的温度传感器112的气缸盖温度；联接到加速踏板130的位置传感器134，用于感测由人类的脚132施加的力；联接到制动踏板150的位置传感器154，用于感测由脚152施加的力；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；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68的节气门位置的测量值。还可以感测(传感器未示出)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每旋转一圈时产生预定数目的等距脉冲，根据所述预定数目的等距脉冲可以确定发动机转速(RPM)。

在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气气门54关闭并且进气气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部以便增加燃烧室30内的体积。活塞36靠近气缸的底部并且处于其冲程末端(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)的位置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关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃所喷射的燃料，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将活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。应当注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。

图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括图1所示的发动机10。动力传动系统200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动器控制器250。控制器可以通过控制器局域网(CAN)299进行通信。控制器中的每一个都可以向其他控制器提供信息，诸如功率输出限制(例如，经控制不应被超过的装置或部件的功率输出)、功率输入限制(例如，经控制不应被超过的装置或部件的功率输入)、被控制的装置的功率输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外，车辆系统控制器255可以将命令提供给发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。

例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车辆速度，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮功率或车轮功率水平以提供期望的车辆减速率。所请求的期望车轮功率可以通过车辆系统控制器255向电机控制器252请求第一制动功率和向发动机控制器212请求第二制动功率来提供，第一功率和第二功率提供车轮216处的期望的传动系制动功率。车辆系统控制器255还可以经由制动器控制器250请求摩擦制动功率。制动功率可以称为负功率，因为它们减慢传动系和车轮旋转。正功率可以维持或加速传动系和车轮旋转。

车辆控制器255和/或发动机控制器12还可以从人/机接口256接收输入以及从传感器257(例如，相机、激光雷达、雷达等)接收交通状况(例如，交通信号状态、到物体的距离等)。在一个示例中，人/机接口256可以是触摸输入显示面板。替代地，人/机接口256可以是按键开关或其他已知类型的人/机接口。人/机接口256可以接收来自用户的请求。例如，用户可以经由人/机接口256请求发动机停止或起动。此外，当外部电力消耗器297联接到车辆255时，用户可以超驰对车轮216的运动的禁止。另外，人/机接口256可以显示可以从控制器255接收的状态消息和发动机数据。

在其他示例中，对控制动力传动系统装置的划分可以与图2所示不同的方式进行划分。例如，单个控制器可以取代车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250。替代地，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250是独立的控制器。

在该示例中，动力传动系统200可以由发动机10和电机240提供动力。在其他示例中，可以省略发动机10。发动机10可以用图1所示的发动机起动系统经由带集成式起动机/发电机BISG 219或者经由也称为集成式起动机/发电机的传动系集成式起动机/发电机(ISG)240来起动。可以经由BISG绕组温度传感器203确定BISG绕组的温度。传动系ISG 240(例如，高电压(以大于30伏的电压操作的)电机)也可以称为电机、马达和/或发电机。此外，发动机10的功率可以经由诸如燃料喷射器、节气门等扭矩致动器204来调整。

BISG 219经由带231机械地联接到发动机10，并且BISG 219可以被称为电机、马达或发电机。BISG 219可以联接到曲轴40或凸轮轴(例如，图1的51或53)。BISG 219在经由低压总线273和/或低压电池280供应电力时可以充当发电机。BISG 219可以充当向低压电池280和/或低压总线273供应电力的发电机。双向DC/DC转换器281可以将电能从高压总线274传递到低压总线273，反之亦然。低电压电池280直接电联接到低电压总线273。低压总线273可以由一个或多个电导体组成。电能存储装置275电联接到高压总线274。低压电池280可以选择性地向起动机马达96和/或BISG 219供应电能。

发动机输出功率可以通过双质量飞轮215传输到动力传动系统分离离合器的第一侧或上游侧235。分离离合器236可以以液压方式致动，并且传动系分离离合器236内的液压压力(传动系分离离合器压力)可以经由电动阀233来调整。分离离合器236的下游侧或第二侧234被示出为机械地联接到ISG输入轴237。

ISG 240可以操作以向动力传动系统200提供功率，或者在再生模式中将动力传动系统功率转换成电能以便存储在电能存储装置275中。ISG 240经由逆变器279与能量存储装置275电通信。逆变器279可以将来自电能存储装置275的直流(DC)电力转换成交流(AC)电力以操作ISG 240。替代地，逆变器279可以将来自ISG 240的AC电力转换成DC电力以存储在电能存储装置275中。逆变器279可以经由电机控制器252来控制。ISG 240具有比图1所示的起动机马达96或BISG 219更高的输出功率容量。此外，ISG 240直接驱动动力传动系统200或由动力传动系统200直接驱动。不存在将ISG 240联接到动力传动系统200的带、齿轮或链条。相反，ISG 240以与动力传动系统200相同的速率旋转。电能存储装置275(例如，高压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。ISG 240的下游侧经由轴241机械地联接到变矩器206的泵轮285。ISG 240的上游侧机械地联接到分离离合器236。ISG 240可以经由如电机控制器252所指示充当马达或发电机而向动力传动系统200提供正功率或负功率。

逆变器278被示出为电联接到电能存储装置275和电气输出插座295。逆变器278可以将DC电力转换成AC电力以用于操作外部电力消耗器297(例如，手动工具、娱乐系统、照明装置、泵等)。逆变器278可以将来自低压电池280的电力、来自电能存储装置275的电力或来自ISG 240或BISG 219的电力转换成被输送到电输出插座295的电力。外部电力消耗器297可以位于车辆225之外，或者它们可以被添加到车辆225。外部电力消耗器297可以经由电源线296电联接到电输出插座295。外部电力消耗器传感器298可以检测外部电力消耗器297的存在或不存在。电力消耗器传感器298可以经由开关输入物理地感测电线296的存在，或者替代地，传感器298可以是电流传感器并检测流出电输出插座295的电流以确定外部电力消耗器297的存在或不存在。

变矩器206包括涡轮286以将功率输出到输入轴270。输入轴270将变矩器206机械地联接到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁路锁止离合器212(TCC)。当TCC 212被锁定时，动力从泵轮285直接传递到涡轮286。TCC 212由控制器254电操作。替代地，TCC可以是液压锁定的。在一个示例中，变矩器206可以被称为变速器的部件。

当变矩器锁止离合器212完全脱离时，变矩器206经由变矩器涡轮286与变矩器泵轮285之间的流体传递而将发动机动力传输到自动变速器208，进而实现扭矩倍增。相比之下，当变矩器锁止离合器212完全接合时，经由变矩器离合器将发动机输出功率直接传递到变速器208的输入轴270。替代地，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，由此使得能够调整直接输送到变速器的功率量。变速器控制器254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操作请求调整变矩器锁止离合器来调整由变矩器212传输的功率量。

变矩器206还包括泵283，所述泵对流体加压以操作分离离合器236、前进离合器210和挡位离合器211。泵283经由泵轮285驱动，所述泵轮以与ISG 240相同的转速旋转。

自动变速器208包括挡位离合器211和前进离合器210以用于选择性地接合和脱离接合前进挡213(例如，挡位1-10)和倒车挡214。自动变速器208是固定传动比变速器。替代地，变速器208可以是能够模拟固定齿轮比变速器和固定齿轮比的无级变速器。挡位离合器211和前进离合器210可以选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比率。通过经由换挡控制电磁阀209调整被供应到离合器的流体，可以使挡位离合器211接合或脱离接合。来自自动变速器208的功率输出也可以经由输出轴260中继到车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可以在将输出驱动功率传递到车轮216之前，响应于车辆行驶状况而在输入轴270处传递输入驱动功率。变速器控制器254选择性地激活或接合TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器还选择性地停用或脱开TCC212、挡位离合器211和前进离合器210。

此外，可以通过接合摩擦车轮制动器218将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，摩擦车轮制动器218可以响应于人类驾驶员将他们的脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合。此外，制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255发出的信息和/或请求而施加制动器218。通过相同的方式，通过响应于人类驾驶员从制动踏板释放他们的脚、制动器控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息而使车轮制动器218脱离接合，可以减小对车轮216的摩擦力。

响应于使车辆225加速的请求，车辆系统控制器可以从加速踏板或其他装置获得驾驶员需求功率或功率请求。车辆系统控制器255然后将所请求的驾驶员需求功率的一部分分配给发动机，并将其余部分分配给ISG或BISG。车辆系统控制器255向发动机控制器12请求发动机功率并向电机控制器252请求ISG功率。如果ISG功率加上发动机功率小于变速器输入功率限制(例如，不得被超过的阈值)，则将功率输送到变矩器206，然后变矩器将所请求的功率的至少一部分中继到变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可以基于输入轴功率和车速的换挡计划和TCC锁止计划而选择性地锁定变矩器离合器212并经由挡位离合器211接合挡位。在一些状况下，当可能期望对电能存储装置275充电时，可以在存在非零驾驶员需求功率时请求充电功率(例如，负ISG功率)。车辆系统控制器255可以请求增加发动机功率来克服充电功率以满足驾驶员需求功率。

因此，对各种动力传动系统部件的功率控制可以由车辆系统控制器255来监测，其中经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250来提供对发动机10、变速器208、电机240和制动器218的局部功率控制。

作为一个示例，可以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、气门升程和增压调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合来控制发动机功率输出。在柴油发动机的情况下，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机功率输出。可以通过在发动机产生的功率不足以使发动机旋转的情况下使发动机旋转来提供发动机制动功率或负发动机功率。因此，发动机可以经由在燃烧燃料时以低功率操作(其中一个或多个气缸停用(例如，不燃烧燃料)或其中所有气缸都停用并且在使发动机旋转时)来产生制动功率。可以经由调整发动机气门正时来调整发动机制动功率量。可以调整发动机气门正时以增加或减少发动机压缩功。此外，可以调整发动机气门正时以增加或减少发动机膨胀功。在所有情况下，可以逐缸地执行发动机控制以控制发动机功率输出。

电机控制器252可以通过调整流入和流出ISG 240的磁场绕组和/或电枢绕组的电流来控制来自ISG 240的功率输出和电能产生，如本领域中已知的。

变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由对来自位置传感器271的信号求导或者在预定时间间隔内对若干已知的角距离脉冲进行计数而将变速器输入轴位置转换成输入轴转速。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。替代性地，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可以对预定时间间隔内的轴位置脉冲进行计数以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254还可以对变速器输出轴速度求导以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器12和车辆系统控制器255还可以从传感器277接收另外的变速器信息，所述传感器可以包括但不限于泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、ISG温度传感器和BISG温度、换挡杆传感器和环境温度传感器。变速器控制器254还可以从换挡选择器290(例如，人/机接口装置)接收所请求的挡位输入。换挡选择器290可以包括用于挡位1-X(其中X是高挡位数)、D(行驶挡)、空挡(N)和P(驻车挡)的位置。可以经由螺线管致动器291阻止换挡选择器290的换挡杆293移动，所述螺线管致动器选择性地阻止换挡杆293从驻车挡或空挡移动到倒车挡或前进挡位置(例如，行驶挡)。

制动器控制器250经由车轮转速传感器221接收车轮转速信息并且从车辆系统控制器255接收制动请求。制动器控制器250还可以直接地或通过CAN 299从图1中所示的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮功率命令而提供制动。制动器控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动以提高车辆制动和稳定性。因此，制动器控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮功率极限(例如，不得超过的阈值负车轮功率)，使得负ISG功率不会导致超过车轮功率极限。例如，如果控制器250发出50N-m的负车轮扭矩极限，则调整ISG功率以在车轮处提供小于50N-m(例如，49N-m)的负扭矩，包括补偿变速器齿轮传动。

图1和图2的系统提供了一种车辆系统，所述车辆系统包括：内燃发动机；排放装置，所述排放装置包括在所述内燃发动机的排气系统中；控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器响应于所述排放装置的温度超过所述阈值温度而禁止自动发动机停止并增加电池荷电状态上限阈值。所述车辆系统包括其中所述电池荷电状态上限阈值是不会被实际电池荷电状态超过的电池荷电状态。所述车辆系统还包括用于允许所述内燃发动机的自动停止的附加指令。所述车辆系统包括其中当所述排放装置的温度低于所述阈值温度时，自动停止所述内燃发动机。所述车辆系统还包括用于减小电池荷电状态阈值的附加指令，在所述电池荷电状态阈值下，发生经由所述内燃发动机对电池的充电。所述车辆系统还包括用于调整发动机操作以降低所述排放装置的温度的附加指令。所述车辆系统包括其中所述排放装置的温度经由降低发动机扭矩储备而降低。

尽管图2仅示出了单个混合动力传动系统或传动系统配置，但应当理解，本公开也可以适用于其他混合动力传动系配置，诸如串联和串联-并联配置。

现在参考图3，示出了示例性发动机操作序列的曲线图。图3所示的发动机操作序列可以经由图1和图2的系统与图4的方法协作提供。时间t0-t6处的竖直线表示发动机操作序列期间的感兴趣的时间。图3所示的曲线图在时间上是对齐的。

自图3顶部起的第一曲线图是催化剂温度对时间的曲线图。竖直轴线表示催化剂温度，并且催化剂温度沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。水平线350表示阈值温度。超过阈值350时可能不允许自动发动机停止。迹线302表示催化剂温度。

自图3顶部起的第二曲线图是加速踏板位置对时间的曲线图。竖直轴线表示加速踏板位置，并且加速踏板位置沿竖直轴线箭头的方向增加(例如，被踩下得更远)。迹线304表示加速踏板位置。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线304表示加速踏板位置。

自图3顶部起的第三曲线图是发动机扭矩储备对时间的曲线图。竖直轴线表示发动机扭矩储备量，并且发动机扭矩储备量沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线306表示发动机扭矩储备量。发动机扭矩储备可以是在发动机转速下的最大发动机扭矩与在发动机转速下输出的当前发动机扭矩之间的差值。

自图3顶部起的第四曲线图是发动机停止禁止状态对时间的曲线图。竖直轴线表示发动机停止禁止状态，并且当迹线308处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，发动机停止禁止状态被断言。当迹线308处于水平轴线附近的较低水平时，发动机停止禁止状态未被断言。当发动机停止禁止状态被断言时，可以阻止或禁止自动发动机停止。当发动机停止禁止状态未被断言时，可以允许自动发动机停止。迹线308表示发动机停止禁止状态。

自图3顶部起的第五曲线图是发动机操作状态对时间的曲线图。竖直轴线表示发动机操作状态，并且当迹线310处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，发动机操作状态被断言。当迹线310处于水平轴线附近的较低水平时，发动机操作状态未被断言。当发动机状态被断言时，发动机正在操作(例如，正在旋转和燃烧燃料)。当发动机状态未被断言时，发动机不在操作(例如，不在旋转和燃烧燃料)。迹线310表示发动机操作状态。

自图3顶部起的第六曲线图是阈值荷电状态(SOC)对时间的曲线图，在该阈值荷电状态下，可以发起由发动机对车辆电池的充电。竖直轴线表示阈值SOC，在该阈值SOC下，可以发起由发动机对车辆电池的充电。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线312表示阈值SOC，在该阈值SOC下，可以发起由发动机对车辆电池的充电。

自图3顶部起的第七曲线图是自动发动机停止请求状态对时间的曲线图。竖直轴线表示自动发动机停止请求状态，并且当迹线314处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，自动发动机停止请求被断言。当迹线314处于水平轴线附近的较低水平时，发动机自动停止请求状态未被断言。迹线314表示自动发动机停止请求状态。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。

在时间t0处，发动机正在以怠速(未示出)操作(例如，正在旋转和燃烧燃料)。催化剂温度为低，并且未踩下加速踏板。发动机扭矩储备处于较高水平，并且发动机停止禁止未被断言。可以发起经由发动机的电池充电的阈值SOC处于较低水平。尚未请求自动发动机停止。在发动机冷起动之后以及在发动机怠速时可能会出现此类状况。

在时间t1处，驾驶员(未示出)踩下加速踏板，这导致发动机生成扭矩(未示出)。在时间t1之后不久，催化剂温度开始增加。当发动机开始生成扭矩时，发动机扭矩储备减少。发动机停止禁止请求未被断言并且发动机继续操作。发动机可以开始对牵引电池充电的阈值SOC保持不变，并且不请求自动发动机停止。

在时间t2处，驾驶员(未示出)松开加速踏板，并且此后不久发动机停止请求被断言。在时间t2之后不久，发动机停止并且催化剂温度处于中间水平。由于发动机不在操作，因此发动机扭矩储备降低为零，并且由于催化剂温度为低，因此发动机停止禁止未被断言。发动机可以开始对牵引电池充电的阈值SOC保持不变。

在时间t3处，踩下加速踏板并且发动机停止请求未被断言，以便如发动机状态转变为较高水平所指示的那样起动发动机。发动机起动后，催化剂温度开始升高，并且发动机扭矩增加。发动机可以开始对牵引电池充电的阈值SOC保持不变。在时间t3之后，加速踏板位置增加以请求发动机提供附加的扭矩。

在时间t4处，催化剂温度超过阈值350(例如，在延长的时间段内不会超过的催化剂温度上限)，并且继续踩下加速器。由于发动机正在生成大量扭矩(未示出)，因此发动机扭矩储备为低。发动机停止禁止现在被断言，并且发动机继续操作。发动机可以开始对牵引电池充电的阈值SOC保持不变，并且不请求自动发动机停止。

在时间t5处，车辆驾驶员(未示出)完全松开加速踏板，从而导致发动机扭矩降低(未示出)。催化剂温度保持高于阈值350，因此发动机停止禁止被断言并且发动机不会自动停止。相反，响应于催化剂温度高于阈值350并且发动机停止被禁止，发动机继续运行并且发动机扭矩储备降低。发动机可以开始对牵引电池充电的阈值SOC增加，因此发动机负载可以增加以增加流向催化剂的排气流。当排气温度低于催化剂温度时，流向催化剂的附加排气流可能有助于冷却催化剂。发动机在冷却催化剂的同时还提供了有用的工作(例如，对牵引电池充电)。请求自动发动机停止，但由于发动机停止禁止被断言，因此所述请求未实现。

在时间t6处，流向催化剂(未示出)的排气流已将催化剂冷却至低于阈值350。因此，发动机停止禁止被取消，并且发动机自动停止。由于未踩下加速踏板并且驾驶员需求扭矩(未示出)为低，因此自动发动机停止请求保持被断言。由于发动机停止，因此发动机扭矩储备降低为零。由于没有进一步的动机来冷却催化剂，因此发动机可以开始对牵引电池充电的阈值SOC降低。

以这种方式，可以禁止自动发动机停止，使得发动机可以继续操作。通过继续操作发动机，可以将在发动机以较低负载操作时生成的排气引导到排放装置，从而冷却排放装置。因此，可以降低因自动发动机停止而引起的排放装置劣化的可能性。另外，可以调整SOC阈值，使得可以增加发动机排气流量以更快地冷却排放装置。此外，可以降低发动机的扭矩储备以允许发动机提前火花正时，从而进一步冷却发动机排气和排放装置。

现在参考图4，示出了一种用于操作发动机的方法。当执行方法400时，发动机可能正在操作(例如，正在旋转和燃烧燃料)。方法400的至少部分可以被实施为存储在非暂时性存储器中的可执行控制器指令。方法400可与图1和图2的系统协作操作。另外，方法400的部分可以是在物理世界中采取以变换致动器或装置的操作状态的动作。

在402处，方法400确定车辆工况。可以经由本文描述的各种传感器来确定或估计车辆工况。车辆工况可以包括但不限于车辆速度、发动机转速、催化剂温度、驾驶员需求扭矩、加速踏板位置、发动机温度以及环境温度和压力。方法400前进至404。

在404处，方法400判断是否满足所选择的自动发动机停止条件。在一个示例中，所选择的自动发动机停止条件可以包括驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩、发动机温度高于阈值温度以及电池荷电状态(SOC)大于阈值荷电状态。如果方法400判断满足自动发动机停止的条件，则答案为是并且方法400前进至406。否则，答案为否并且方法400前进至430。

在430处，方法400继续以其当前状态操作发动机。如果发动机停止，则它保持停止。如果发动机正在运行，则它保持运行(例如，旋转和燃烧燃料)。例如，经由参考当前加速踏板位置和车辆速度的映射图来确定驾驶员需求扭矩。将驾驶员需求扭矩转换为发动机扭矩，并且经由调整发动机扭矩致动器(例如，节气门、燃料喷射器、火花正时)来命令发动机扭矩。发动机输送所请求的驾驶员需求扭矩。方法400前进至退出。

在406处，方法400断言针对自动发动机停止的请求。可以经由控制器响应除输入装置(例如，钥匙开关或按钮)的状态以外的车辆状况而生成自动发动机停止，该输入装置具有请求发动机停止和/或起动的唯一功能。方法400前进至408。

在408处，方法400判断排放装置(例如，催化器、颗粒过滤器等)的温度是否高于第一阈值温度。在一个示例中，第一阈值温度为排放装置起燃温度(例如，排放装置效率大于阈值量的温度)。如果方法400判断排放装置的温度高于第一阈值温度，则答案为是并且方法400前进至410。否则，答案为否并且方法400前进至435。

在435处，方法400禁止自动发动机停止(例如，响应于自动发动机停止条件得到满足，停止向发动机的燃料输送并且停止发动机停止)。因此，即使所选择的自动发动机停止条件已得到满足，方法400也继续允许向发动机提供燃料喷射和火花。方法400前进至退出。

在410处，方法400判断排放装置(例如，催化器、颗粒过滤器等)的温度是否低于第二阈值温度。在一个示例中，第二阈值温度基于排放装置的热劣化。例如，第二阈值温度可以是排放装置可能开始劣化的温度。如果方法400判断排放装置的温度低于第二阈值温度，则答案为是并且方法400前进至412。否则，答案为否并且方法400前进至420。

在412处，方法400命令自动发动机停止。通过停止向发动机输送燃料和火花来实现自动发动机停止。方法400前进至退出。

在420处，方法400禁止自动发动机停止(例如，响应于自动发动机停止条件得到满足，停止向发动机的燃料输送并且停止发动机停止)。因此，即使所选择的自动发动机停止条件已得到满足，方法400也继续允许向发动机提供燃料喷射和火花。通过禁止自动发动机停止，有可能经由可以在较低发动机负载下生成的较冷的排气来冷却排放装置。排放装置越早冷却，发动机越早停用以降低燃料消耗。方法400前进至422。

在422处，方法400降低发动机扭矩储备。在正常发动机工况期间，当催化剂温度低于第二阈值温度时并且在低发动机负载下，火花正时可以从MBT火花正时延迟，以便例如在驾驶员需求迅速增加或交流发电机负载增加的情况下，发动机可以具有足够的扭矩。延迟火花正时会生成更大的发动机扭矩储备，以满足发动机负载。然而，当排放装置温度高于第二阈值温度时，可能期望降低发动机扭矩储备。具体地，可以经由将火花正时朝向MBT火花正时提前来减小发动机扭矩储备。提前火花正时可以在发动机运行时进一步冷却发动机排气，使得排放装置可以更快地冷却到低于第二阈值温度。在发动机怠速时或在其他低发动机负载条件下，发动机扭矩储备可能会降低。方法400前进至424。

在424处，方法400增加电池最大SOC阈值。通过增加SOC阈值，电池可以经由使发电机或交流发电机旋转的发动机来接收附加电荷。旋转交流发电机或发电机会增加发动机负载以增加排气流率，但发动机负载的增加小于增加排放装置温度所需的增加。因此，附加排气流可被操作以进一步降低排放装置的温度。方法400前进至426。

在426处，方法400增加发动机可以开始对牵引电池或其他电池充电的电池SOC阈值。通过增加发动机可以开始对电池充电的电池SOC阈值，发动机可以开始以较高SOC水平对电池充电，以便发动机可以对电池充电并在较高负载下操作。通过使发动机在较高负载下操作，有可能降低用以降低排放装置的温度所花费的时间。方法400前进至退出。

以这种方式，可以禁止自动发动机停止，以降低排放装置劣化的可能性。此外，可以经由降低发动机扭矩储备，并且经由调整SOC阈值使得可以将排放装置更快地冷却至期望温度来将发动机排气流率维持在较高水平。

因此，图4的方法提供了一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：响应于排放装置的温度高于阈值温度，经由控制器禁止自动发动机停止。所述方法包括其中所述阈值温度是所述排放装置的热劣化大于阈值量的温度。所述方法还包括响应于所述排放装置的温度低于所述阈值温度而允许自动发动机停止。所述方法包括其中测量或推断所述排放装置的温度。所述方法还包括响应于所述排放装置的温度高于所述阈值温度而降低所述发动机的扭矩储备。所述方法包括在所述发动机怠速时降低所述扭矩储备。所述方法包括其中在驾驶员需求扭矩小于阈值时降低所述扭矩储备。

图4的方法还提供了一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：响应于排放装置的温度高于阈值温度，经由控制器禁止自动发动机停止；以及响应于在禁止自动发动机停止时驾驶员需求扭矩小于阈值而调整发动机的操作以降低所述排放装置的温度。所述方法包括其中调整发动机操作包括降低所述发动机的扭矩储备。所述方法包括其中调整发动机操作包括调整发动机扭矩以调整经由所述发动机对电池的充电。所述方法还包括响应于禁止自动发动机停止而增加电池荷电状态上限阈值。所述方法还包括增加经由所述发动机对电池充电的电池荷电状态阈值。所述方法还包括响应于所述排放装置的温度低于所述阈值温度而允许自动发动机停止。

应当注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实施。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述才提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略来重复地执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能中的至少一部分可以图形地表示将被编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。当通过结合一个或多个控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施所描述的动作时，控制动作还可以变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。

说明书到此结束。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员在阅读本说明书之后，将想到许多变化形式和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以使用本说明书来获益。

Claims (14)

1.一种用于操作车辆的方法，其包括：

响应于排放装置的温度高于阈值温度，经由控制器禁止自动发动机停止。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述阈值温度是所述排放装置的热劣化大于阈值量的温度。

3.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述排放装置的温度低于所述阈值温度而允许自动发动机停止。

4.如权利要求1所述的方法，其中测量或推断所述排放装置的温度。

5.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述排放装置的温度高于所述阈值温度而降低所述发动机的扭矩储备。

6.如权利要求5所述的方法，其中在所述发动机怠速时降低所述扭矩储备。

7.如权利要求5所述的方法，其中在驾驶员需求扭矩小于阈值时降低所述扭矩储备。

8.一种车辆系统，其包括：

内燃发动机；

排放装置，其包括在所述内燃发动机的排气系统中；

控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器响应于所述排放装置的温度超过阈值温度而禁止自动发动机停止并增加电池荷电状态上限阈值。

9.如权利要求8所述的车辆系统，其中所述电池荷电状态上限阈值是不会被实际电池荷电状态超过的电池荷电状态。

10.如权利要求9所述的车辆系统，其还包括用于使所述内燃发动机自动停止的附加指令。

11.如权利要求10所述的车辆系统，其中当所述排放装置的温度低于所述阈值温度时，允许所述内燃发动机自动停止。

12.如权利要求8所述的车辆系统，其还包括用于增加电池荷电状态阈值的附加指令，在所述电池荷电状态阈值下，发生经由所述内燃发动机对电池的充电。

13.如权利要求8所述的车辆系统，其还包括用于调整发动机操作以降低所述排放装置的温度的附加指令。

14.如权利要求13所述的车辆系统，其中所述排放装置的温度经由降低发动机扭矩储备而降低。

Images