CN104228825A - 用于使车辆运转的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于使车辆运转的方法。提供了一种用于使车辆***运转的方法。该方法包括，激活被旋转地耦接至内燃发动机中的曲轴输出的启动机-发电机，同时阻止内燃发动机中的燃烧运转，运转启动机-发电机以在预定转速范围内驱动曲轴，同时阻止内燃发动机中的燃烧运转，以及响应于燃烧激活触发而激活内燃发动机的汽缸中的燃烧运转。

Description

用于使车辆运转的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年6月10日提交的德国专利申请号102013210759.5的优先权，为了所有目的，其整个内容被并入本文以供参考。

技术领域

本公开涉及一种用于使车辆(特别是机动车辆)运转的方法。

背景技术

为了确保车辆的机动性无关于外部影响力，适当地使车辆机动化。为了这个目的，使用原动力，原动力主要被集成到车辆内，但也可以被布置在车辆上。在多数情况下，内燃发动机被用作原动力，然而这些越来越多地辅以电动马达或甚至被电动马达取代。

由于电动车辆中的电池或其他蓄能器的有限的能量密度，纯电动车辆通常具有比使用内燃发动机的车辆更小的范围。而且，电动车辆电池是高成本技术并且很难实现便宜的批量生产。批量生产的混合动力车辆可以使燃料消耗降低。然而，这样的燃料消耗的降低要付出比仅将内燃发动机用于原动力的等同车辆更高的购买价。

用于降低传统车辆中的燃料消耗的措施可能涉及故意关闭内燃发动机。特别是在静止阶段，在没有任何扭矩需求存在的情况下，这些发动机因此可以被自动启动-停止***关闭。在具有手动换挡变速器的车辆中，然后通过离合器踏板的致动触发启动信号，例如，启动信号使内燃发动机重新启动。在使用自动变速器的情况下，例如通过升起制动踏板或取消可替代的制动致动装置来生成这种启动信号。

此外，小型电动马达可以被集成到具有内燃发动机的车辆，以便在车辆成本没有显著增加的情况下提供电动推进。在这样的车辆中，当内燃发动机处于静止时，在电动驱动模式下电动马达可以驱动车辆的至少一个驱动桥。在这些车辆中，内燃发动机被耦接至另一驱动桥。电动马达也可以被用来在一些车辆工况下给电池充电。

然而，发明人已经认识到这种类型车辆的若干缺点。例如，电动马达一个驱动桥和内燃发动机分开地连接至另一驱动桥会是费用昂贵的。而且，以此方式将电动马达和内燃发动机耦接至驱动桥会增加车辆的笨重性。此外，电动马达不能起动转动这种类型车辆中的发动机。

发明内容

因此，提供了一种用于使车辆***运转的方法。该方法包括，激活被旋转地耦接至内燃发动机中的曲轴输出的启动机-发电机，同时阻止内燃发动机中的燃烧运转，运转启动机-发电机以在预定转速范围内驱动曲轴，同时阻止内燃发动机中的燃烧运转，以及响应于燃烧激活触发而激活内燃发动机的汽缸中的燃烧运转。例如，以此方式，启动机-发电机可以被用来在内燃发动机没有运转的情况下以怠速转速驱动曲轴。应认识到，例如，当车辆停止较短持续时间时可以执行该方法。因此，降低燃料消耗和车辆排放，由此改善车辆运转。应认识到，该方法可以在具有离合器和手动换挡变速器的内燃发动机中使用。因此，如果需要，车辆***可以被便宜地集成到现有发动机内，由此降低车辆***的制造成本。

当单独或结合附图参照以下具体实施方式时，本发明的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，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被紧随具体实施方式之后的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中提及的任何缺点的实施方式。另外，发明人在此已经认识到上述问题，并不认为其是众所周知的。

附图说明

在下文中参照附图中示出的示例性实施例更详细地描述本发明的其他有利的细节和效果，其中：

图1示出了车辆的示意图；

图2示出了用于启动状况的示意流程图；

图3示出了启动状况的另一示意流程图；

图4示出了在根据示例实施例的车辆的电动运转模式期间的各种状况的示意流程图，其中内燃发动机的燃烧过程被启动；

图5示出了车辆的运转的方法；以及

图6示出了车辆***的运转的方法。

具体实施方式

EP 1932704B1阐述了一种混合动力车辆有效运转的方法。混合动力车辆包含内燃发动机和两个启动机-发电机。启动机-发电机既用作电动马达也用作恢复器(recuperator)，既消耗电流也产生电流。取决于负荷状态，通过启动机-发电机中的一个或两个或以与内燃发动机的分别组合的方式来驱动混合动力车辆的车轮。为了在低速下的纯电动运转阶段期间减少由于摩擦而造成的损失，在EP 1932704B1中提出暂时分离那时停用的内燃发动机。以此方式，没有必要维持内燃发动机的拖曳。为了这个目的，启动机-发电机中的至少一个被布置在离合器与被驱动的车轮之间。如果低电池状况被检测到，内燃发动机可以被选择性地切换。在这种情况下，为了给电池充电，另一启动机-发电机首先用作启动机，并且然后用作恢复器。

US 6,040,643公开了一种车辆的马达单元。车辆包含燃烧发动机和与燃烧发动机同轴布置的相对扁平的电动马达。在静止或在低旋转速度下，电动马达被设计为将施加超过燃烧发动机在其静止状态下的阻力矩的最大扭矩。此外，电动马达能够产生多达燃烧发动机的三分之一的扭矩。这使电动马达适合于甚至在低温下启动燃烧发动机。由于电动马达的设计，例如在燃烧发动机失效的情况下，仅通过电动马达能使车辆以低速移动。而且，如果需要，除了燃烧发动机的动力输出外，还可以输送电动马达的动力输出，从而提供增加的有效扭矩。

US 2012/0006152A1示出了一种机动车辆的驱动***。用作原动力的是内燃发动机，内燃发动机可以通过变速器被耦接机动车辆的驱动桥。同样提供了两个启动机-发电机。第一启动机-发电机可以被耦接至驱动桥或变速器的驱动轴。另一方面，第二启动机-发电机通过带传动被连接至内燃发动机。第二启动机-发电机用于启动内燃发动机，并且用于以电流的方式恢复能量。必要时，两个启动机-发电机还能够施加除了运转的内燃发动机的扭矩之外的扭矩。此外，通过第一启动机-发电机来提供纯电动驱动模式。在电动驱动模式下，内燃发动机停用，并且由于动力传动***的静止而与离合器分离。如果电池状况低，也可以在电动模式下激活分离的内燃发动机，以便驱动作为恢复器的带传动的第二启动机-发电机。在电动驱动模式下基本上分离的内燃发动机因此仅用于给电池充电。

US 6,082,476A阐述了一种自充电的电动车辆。车辆包含两个发电机单元。第一发电机单元包含带电的启动机电池、第一电动马达和被耦接至轮轴的发电机。第二发电机单元包含第二电动马达、两个不带电的电池和两个相同的发电机，两个相同的发电机被耦接至第二轮轴。构思假设首先以第一发电机单元使车辆运转。当车辆正移动时，第一发电机意图用作最初在负荷下给启动机电池重新充电。同时，第二发电机单元的两个相同的发电机意图用作对两个不带电的电池充电。第二发电机单元的两个电池的电荷状况一达到预定的水平，驱动器就切换为第二发电机单元。这里，两个现在充电的电池意图驱动第二电动马达。同时，第一电动马达被关闭，而启动机电池意图被第一发电机单元的发电机完全充电。因此，构思假设仅存在对启动机电池的单独外源性充电的需要，并且电动车辆然后能够自给自足地运转。这里，不必考虑所示***内的任何损失。

US 2011/0061955A1包含一种用于具有内燃发动机的车辆的动力传动***构造。内燃发动机可以通过离合器被耦接至自动变速器。这里，至少一个齿轮变速器直接到车辆的驱动桥是可行的。为了提供动力存储，另一动力源被提出用于施加额外的驱动扭矩。也可以用于电动地驱动车辆的电机可以用作附加的动力源。

在现有技术下，提出用于纯电动运转模式的电动马达被直接集成到动力传动***内。特别是在电动运转模式下，根据驱动桥是否被耦接至电动马达或内燃发动机，提供电动或电动辅助驱动模式的***有区别。除了必要的和大体详述的动力传动***的构造外，电动运转模式特别需要由驾驶车辆的人所作出的相应的控制。这主要应用于具有手动换挡变速器的传统车辆，该手动换挡变速器在电动运转模式下使内燃发动机与至少一个驱动桥分离。各自车轮通过电动马达的直接驱动使操纵与其他平常运转尽可能多地不同，例如通过油门踏板和离合器不再应用。此外，当前使用的自动启动-停止***仍为改善留有余地，特别是为了匹配启动过程，甚至为了更准确地匹配启动内燃发动机实际所需的正时。这里，目的是进一步降低燃料消耗。

在此背景下，在本文中关于附图提供并描述了一种用于改善具有通过带传动集成的内燃发动机和启动机-发电机的车辆运转的方法。该方法可以包括，允许在常规驱动模式下和在纯电动驱动模式下的一致可操作性，特别用于在启动状况下降低燃发动机在启动过程期间的燃料消耗。应认识到，启动状况可以是当驾驶员正期望对车辆中的动力的需要以操纵车辆时。例如，启动状况可以是当驾驶员已经转动点火钥匙并车辆停止(例如，停车)时，或当车辆在停止标志、红灯、堵车等处停止并且加速车辆的原动力被期望时。

通过具有上述发动机特征的方法实现该目的。另外，具体通过各个从属权利要求公开***和方法的实施例。

应指明的是，在以下描述中单独引用的特征可以以任何技术上合适的方式相互结合，并且可以说明车辆、发动机、方法等的进一步实施例。此外，具体结合附图，该描述说明并详述了车辆、发动机、方法等。

在一种方法中，车辆包括内燃发动机和启动机-发电机。这里，启动机-发电机具有到内燃发动机的扭矩传递连接。为了允许这种形式的耦接，提供了合适的带传动，带传动相应地将启动机-发电机连接至内燃发动机。为了这个目的，启动机-发电机优选具有带轮，带传动的带被设置在带轮上。此外，所述带被连接至内燃发动机的曲轴。为了这个目的，曲轴同样可以包含带轮。

将带耦接至内燃发动机的与曲轴相互作用的另一旋转轴线自然也是可能的。因此，例如，所述旋转轴线可以具有其自身与曲轴之间的速度比。此外，使用的带轮也可以具有不同直径，以便提供启动机-发电机与内燃发动机之间的期望的传动比。

在一个示例中，在车辆启动状况下，启动机-发电机被激活，以便产生扭矩。然而，与内燃发动机的平常启动过程相比，最初没有提供燃烧过程的开始。换句话说，暂时不向内燃发动机的燃烧室(多个燃烧室)输送燃料，例如通过燃料喷射。因此，在没有可燃性燃料-空气混合物存在的情况下没有点火过程。因此，根据一个方面，内燃发动机不仅像平常一样在低速下被起动转动，而且不需要燃烧过程就被至少加速至怠速。一到达怠速转速，就可以至少将内燃发动机维持在此怠速。启动机-发电机输送为此所需的扭矩，扭矩通过带传动被传递到内燃发动机。

在一个示例中，通过启动机-发电机被动地旋转的内燃发动机的实际燃烧过程仅仅通过节气门控制元件的致动来启动。例如，节气门控制元件可以是用脚操纵的油门踏板。节气门控制元件也可以由类似的动作装置形成，例如油门旋塞(tap)或油门操纵杆(手动节气门)。燃烧过程一被启动，作为电动马达的启动机-发电机就优选被停用。换句话说，从这点往后，启动机-发电机可以不再主动涉及扭矩的产生。由于本文中所描述的车辆和方法通过带传动提供了到启动机-发电机到内燃发动机的永久连接，因此现在通过内燃发动机使启动机-发电机被动地旋转。以此方式，使用现在通过主动运行的内燃发动机产生的扭矩，以便通过启动机-发电机产生电流。从这点往后，启动机-发电机然后能够用作发电机或恢复器，并且如果需要，能够向蓄能器(特别是电池)供给因此产生的能量。如在本文中所描述的，电池是指蓄电池，作为可再充电的蓄能器的蓄电池用于输送并存储能量(例如，电能)。

在启动机-发电机激活之后，在车辆运转的进一步过程中出现的各种要求和状态现在是可行的。因此，例如，当现在可用的扭矩随后不被要求时，以此方式确立的准备可能是过早的动作。有利的措施适合于这种可能性，因为用于产生扭矩而被激活的启动机-发电机在车辆处于静止后的预定时间间隔之后被停用。这确保了启动机-发电机的激活最初是暂时状态，激活在固定的时长之后被终止。优点是节省了蓄电池中的能量，通过蓄电池向准备旋转的启动机-发电机供应能量。

所述时间间隔可以在节气门控制元件被致动的那一瞬间被中断。由于节气门控制元件的致动开始了燃烧过程的启动，时间间隔可以被自动地中断，并且作为电动马达的启动机-发电机被停用。

使用的带，例如可以是V形带或平带。所述带可以在任何给定时刻提供由扭矩引起的某一水平(例如，极限水平)的可传递带力。带可以是齿形带。这使得在没有任何滑动的情况下传递更大的带力是可能的。如果需要，取决于所使用的带的类型，可以相应地匹配与带相互作用的带轮(多个带轮)。

上面提到的发动机和方法的一个优点是在没有任何排放的情况下提供了至少以怠速旋转的内燃发动机。以此方式，能够像平常一样通过离合器使车辆运转，通过离合器能够在通过启动机-发电机选择的内燃发动机与车辆的驱动桥之间建立在运转时可释放的摩擦动力连接。因此，经由启动机-发电机驾驶或移动车辆缓慢离开是可能的。例如，拥挤的交通状况具有离合器频繁致动的特点，常常仅允许以低速逐渐前行(走走停停的交通)。在此背景下，车辆提供了此阶段可能没有甚至一次启动内燃发动机的优点。除了节省燃料并减少内燃发动机的磨损外，极大地降低了噪声和污染物排放，或者甚至在一些情况下被完全消除。

在此背景下，启动机-发电机(特别是通过带传动连接到动力传动***的启动机-发电机)提供了多种优点。除了便于集成到动力传动***的现有结构内外，显著特征是其安静的运行。此原因在于用于传递动力的带的使用，带在很大程度上防止或至少显著地减少启动机-发电机的运行噪声或由其他类型传递引起的振动到动力传动***的其他部分的任何传递。

例如，对车位的寻找并且特别是其本身的停车过程表示其他典型的状况。这里也一样，车辆一般缓慢地移动。而且，车辆的频繁操纵会需要离合器的和手动换挡变速器的反复致动。此外，在市区中要不然通常产生的噪声和排气不会在停车过程期间对任何行人或居民引起危害，这里通过本文中所描述的车辆运转避免了噪声和排气。

与本文上述的车辆和方法相比，具体地，在现有技术水平下已知的现有技术启动-停止***具有早已通过离合器的致动来启动在车辆处于静止时关闭的内燃发动机的缺点。然而，实际上，这种***启动过早。例如，这与根据习惯或倾向已经过早地致动离合器的驾驶车辆的人的操作有关。这导致不必要的高燃料消耗。

红绿灯变相或一般的停止信号经常会引起某些形式的压力。当信号变化并且特别是变化为不再多余地阻挡车辆后面的交通时，这里重要的是使车辆迅速地(例如，尽可能快地)运转。由于这个原因，可能早已及时确立启动的准备，这会导致内燃发动机的过早启动。内燃发动机的燃烧过程可能在启动过程不是即将发生时的时间点已经启动，因为车辆在发动机运行的情况下仍处于静止一些时间。因此，燃料消耗已经在到那时为止仍没有任何形式的扭矩需要的阶段中发生。而且，这时候内燃发动机正在工作范围内运转，这以相对高的燃料消耗仅产生了少量的动力。

因此在一种方法中，提供了至少一个驱动桥，驱动桥可以通过手动换挡变速器被耦接至内燃发动机，用于扭矩的传递。通过离合器有利地执行耦接。在一个实施例中，可以通过脚踏板(更具体地通过离合器踏板)或另一类似的动作装置来致动所述离合器。致动涉及离合器的分开与接合。能够分开内燃发动机与驱动桥之间由此可能的耦接，特别是在运转中。在此背景下，启动机-发电机通过以下步骤被激活，以便生成将要被传递到内燃发动机的扭矩：

a)内燃发动机与至少一个驱动桥的分离，以及

b)手动换挡变速器上的齿轮的接合。

这里，通过离合器使内燃发动机与至少一个驱动桥分离。离合器被布置在内燃发动机与手动换挡变速器之间会是有利的结构。为了输送因此从内燃发动机传递到手动换挡变速器、传递到到驱动桥的扭矩，驱动桥可以具有到手动换挡变速器的直接或间接扭矩传递连接。

上述提出的步骤a)和b)用于确立本质上被动的内燃发动机的准备，内燃发动机通过启动机-发电机至少加速至怠速并被维持在该转速。委托给操纵车辆的人的用于开始车辆移动的这些措施意味着，如果需要可以直接以平常的方式要求扭矩。因此可用的扭矩可以通过离合器的接合被立即传递到至少一个驱动桥，由此使车辆运转。车辆由此已经是完全机动性的，而不必启动内燃发动机的燃烧过程。

这里，已经选择前进档或倒退挡都无所谓。在这两种情况下，本发明都提供了启动机-发电机的激活。取决于启动机-发电机的实施例，例如，关于所选的前进挡是否为具有低传动比的前进挡的查询会跟着发生。在前进挡的情况下，接合第一档位就优选地激活启动机-发电机。这样做是鉴于能够由启动机-发电机产生的扭矩，这可能不足以用于高速挡。第一档位通常是低速档。在一个示例中，需要时，自然也可以以如下方式设计启动机-发电机，即以高速挡使车辆移动也是可能的。

欧盟当前以基于标准的行驶循环的统一方式确定车辆的燃料消耗。此基础是新欧洲行驶循环(NEDC)。标准的行驶循环用于确定CO₂排放和主要的能量消耗。详述了用于确定这些的状况和转速。在启动状况的背景下，行驶循环提供了五秒的时段，在此期间静止的车辆保持在档位中。在一个示例中，关于车辆、车辆***和方法的当前描述，应认识到，尽管在此时段内可以通过启动机-发电机使内燃发动机被动地旋转，但燃烧过程没有发生。因此，在此时段内的CO₂排放和燃料消耗等于零，然而由于为了齿轮的接合而分开离合器的事实，燃烧过程的现有技术方法已经在此时段内运行。如果为启动机-发电机的停用制定的时间间隔是至少五秒，本文中所描述的方法因此能够实现显著更好的值。

在启动机-发电机激活之后的进一步状态，可以接合车辆的离合器，并通过旋转的启动机-发电机使车辆移动。在超过车辆的设定速度之后，考虑通过启动通过激活的启动机-发电机旋转的内燃发动机的燃烧过程使车辆移动。一旦燃烧过程已经被启动，启动机-发电机就可以被停用，并且如果需要，启动机-发电机用于产生电流。这里，对于操纵车辆的人而言，特别的优点在于车辆的电动与常规运转之间的平稳过渡。在此背景下，利用启动机-发电机获得的车辆速度被选择为使得自该速度继续运行的内燃发动机在有效的工作范围内运转。换句话说，以低旋转有效工作的启动机-发电机首先用作电动马达，自特定速度以后启动机-发电机然后可以被有效工作的内燃发动机的取代。

在一个示例中，启动机-发电机可以被设计为使得这允许的车辆的纯电动运转模式可能多达车辆的预定速度。在这样的示例中，提出的是，如果需要，启动机-发电机能够使车辆加速并移动多达10.0^km/_h的速度。然而，其他电动运转模式的速度范围是可预期的。基于速度曲线、速度梯度和加速指数(正或负)，控制被配置为检测(根据纵向加速度)推进或减速是否在进行中。因此，在红绿灯状况、缓慢行进与停车之间区别是可能的。特别地，在停车辅助***的帮助下能够很容易地检测停车。此外，还可以通过“查询表”来检测这些状况，因此提供状况检测。这里，还可以考虑电机的电动性能数据和踏板要求。

在一个示例中，在启动机-发电机激活之后的进一步状态，将要越过的任何障碍或行进面(热别是道路)的倾斜可能需要高扭矩来驱动驱动桥，并且因此驱动车辆的车轮。在示例性实施例中，提出的是，如果需要，当操纵车辆所需的扭矩超过能够由启动机-发电机产生的阈值扭矩(例如，最大扭矩)时，通过启动通过激活的启动机-发电机旋转的内燃发动机的燃烧过程来适合这种情况。这是依据所需的扭矩实现燃烧过程的启动的有利方式。内燃发动机因此可以在将要供应的扭矩到达特定数量级时被启动。以此方式，如果需要，使用紧凑结构的小型启动机-发电机是可能的。如果需要，能够由启动机-发电机产生的扭矩必须至少足以到达使停用的内燃发动机旋转所需的扭矩。这里，冷启动与暖机启动阶段之间有区别，在一些情况下，为了起动转动内燃发动机，冷启动的内燃发动机可能需要更大的扭矩。

根据实施例，提出的是，高扭矩需求的情况下启动的内燃发动机可以单独运行，并且作为电动马达的启动机-发电机因此可以被停用。在另一实施例中，启动的内燃发动机与启动机-发电机相互作用，并且因此只可以通过额外的扭矩来供应升压效果。

在此背景下，提出的是，可以调整通过启动并且因此运行内燃发动机产生的额外扭矩，以便通过激活的启动机-发电机和内燃发动机产生的组合扭矩对应于在任何给定时刻所需的扭矩。这是首先完全使用启动机-发电机的有效工作范围的有利方式，同时，如果需要，内燃发动机只承担补充功能。

为了允许车辆的纯电动操纵，当内燃发动机被关闭时，车辆扭矩的至少一个驱动桥被耦接至内燃发动机，用于扭矩的传递。例如，如之前已经描述的，这可以通过离合器的接合而完成。这里，可以仅通过连接至内燃发动机的启动机-发电机来产生驱动至少一个驱动桥所需的扭矩。这个实施例的优点在于整个动力传动***的常规结构，这很容易通过启动机-发电机来补充。车辆的整个运转因此符合平常过程，平常过程通常由接合、换挡和节气门控制元件的致动的组合而组成。

这里，为了最大化效率，特别有利的措施提供了在车辆的电动操纵期间开启内燃发动机的排气门。因此，在车辆通过启动机-发电机的纯电动运转模式下，如果需要，汽缸中发生的压缩不必克服阻力。使停用内燃发动机旋转所需的扭矩随后可以降至必须克服的摩擦。这是使能够由启动机-发电机产生的扭矩可用于由于摩擦导致的微小损失的有利方式，以便通过通过将扭矩传输到车辆的至少一个驱动桥以期望的方式使车辆移动。

在车辆的纯电动运转模式期间的另一有利措施中，在车辆的电动操纵期间，通过节气门控制元件的致动来调整通过启动机-发电机产生的内燃发动机的转速。换句话说，车辆因此可以以常规方式运转，因为节气门控制元件用作以平常的方式调节驱动器的速度。在内燃发动机运行的常规运转中，因此可以通过节气门控制元件来操纵其燃料-空气混合物的充气，同时在纯电动运转模式下可以通过所述节气门控制元件来调节启动机-发电机的转速。这里，因此，节气门控制元件可以是组合的油门与电流踏板。

为了允许不间断的车辆运转，根据一种技术，可以通过蓄能器向启动机-发电机供应能力，当蓄能器的电荷状况降至预定值之下时，通过启动机-发电机旋转的内燃发动机的燃烧过程被启动。通过监测蓄能器(特别是电池)，这有利地提供了车辆的连续运转。因此，在低电荷状况下，甚至当所有其他因素都可以导致纯电动运转模式开始时，内燃发动机中的燃烧过程也能够被启动。

如果需要，本文中所描述的用于使车辆运转的方法在常规模式下和在纯电动驱动模式下允许一致的可运转性。这允许动力传动***使用离合器和手动换挡变速器，这仅通过启动机-发电机配合带传动来补充。这也会使对最终的车辆的翻新是可行的，因为启动机-发电机和相应的控制电子器件的增加可能仅需很少费用。这里，取决于设计，可能必须对电池形式的现有蓄能器作出调整。

因此，以所描述的方式，在启动过程期间(特别是在启动状况下)显著降低内燃发动机的燃料消耗。此外，一般纯电动地处理诸如走走停停的交通、停车和缓慢行驶的驾驶状况是可能的，总的来说，这会导致燃料消耗和来自发动机噪声的危害的降低。

图1示出了根据示例性实施例的车辆1的示意结构。车辆1包含内燃发动机2和启动机-发电机3。内燃发动机2包括汽缸22。气门40(例如，进气门和排气门)被耦接至汽缸，并且被配置为使进气空气流入汽缸内，并从汽缸从排出气体。内燃发动机2可以被配置为执行汽缸22中的燃烧运转。应认识到，启动机-发电机3可以被更一般地称为电动马达。因此，启动机-发电机3被配置为产生旋转输出，以及接收旋转输入，并且产生用于例如从旋转输入给蓄能器(例如，电池)充电的电能输出。

启动机-发电机3可以通过带传动4以如下方式连接至内燃发动机2，即由启动机-发电机3产生的扭矩M1可以被传递到内燃发动机2。

此外，车辆1包含手动换挡变速器5，手动换挡变速器5可以被耦接至内燃发动机2，用于扭矩的传递。通过离合器6实现可释放的耦接，离合器6被布置在内燃发动机2的曲轴7与手动换挡变速器5的驱动轴8之间。手动换挡变速器5具有到驱动桥9的扭矩传递连接，驱动桥9的自由端被耦接至车辆1的车轮10。曲轴7包括输出24。如图所示，启动机-发电机3经由带轮(12和13)被耦接至输出24(例如，曲轴输出)。手动换挡变速器5被配置为响应于驱动器输入而在档位之间的转变，诸如手动水平移动与接合/分开离合器踏板的换挡。然而，多种类型的手动换挡变速器是可预期的。此外，在一个示例中，手动换挡变速器5可以包括前进档以及倒退档。

为了将由启动机-发电机3产生的扭矩M1传递到内燃发动机2，启动机-发电机3具有旋转轴线11，旋转轴线11在其自由端处具有到带传动4的第一带轮12的抗扭连接。另一方面，带传动4可以包含第二带轮13，第二带轮13同样可以具有到内燃发动机2的曲轴7的抗扭连接。在所描述的示例中，为了将两个带轮(12和13)耦接在一起用于扭矩M1的传递，这些被带传动4的带14相互连接。

还提供了节气门控制元件15，节气门控制元件15在这里被具体表现为油门踏板。然而，其他节气门控制元件是可预期的。例如，在一个示例中，节气门控制元件可以是设置在方向盘上的按钮、操纵杆等。内燃发动机2、启动机-发电机3、手动换挡变速器5和离合器6形式的车辆1的各组件与节气门控制元件15一起通过合适的连接a1–a5被连接至合适的检测单元16。连接a1–a5可以是物理上提供导线的和/或无线的实施例，例如无线电连接。实际上，这里所表示的并且被连接至离合器6的简单连接也可以被连接至对应的离合器踏板(未示出)或被连接至类似的动作致动装置。

如可以看出的，带传动4表示启动机-发电机3与内燃发动机2之间的永久连接。启动机-发电机3可以主动或被动地运转。为了产生扭矩M1，启动机-发电机3激活后可以用作电动马达。在停用状态，启动机-发电机3可以旋转，由运转的内燃发动机2驱动，使得启动机-发电机3可以用作发电机，如果需要可以更具体地用作恢复器。为了这个目的，由运行的内燃发动机2产生的扭矩M2通过带传动4被传递到启动机-发电机3。由此产生的电力形式的能量可以被存储在蓄能器20(例如，电池)中。所述蓄能器进一步用作向处于其作为电动马达的激活状态的启动机-发电机3供应电流形式的期望能量。

图1所示的布置示出，通过内燃发动机2和通过启动机-发电机3都可以使手动换挡变速器5的驱动轴8运转，并且因此使车辆1的驱动桥9运转。这里，在每一种情况下产生的扭矩M1、M2都首先从内燃发动机2的曲轴7传递到离合器6。当离合器6处于接合状态时，这些扭矩可以从离合器6传递到手动换挡变速器5的驱动桥8，驱动桥8以对应的传动比将各自的扭矩M1、M2传输到驱动桥9，并且对应地传输到车轮10。

蓄能器20被耦接至启动机-发电机3。具体地，蓄能器20被配置为接收来自启动机-发电机3的能量(例如，电能)并存储能量。蓄能器可以是电池、电容器、飞轮、其组合或被配置为存储能量的其他合适装置。

内燃发动机2可以被包括在车辆***50中。然而在其他示例中，额外的或替代的部件可以被包括在车辆***50中。此外，车辆***50可以包括控制子***52。控制子***52可以包括控制器54，控制器54具有被存储在存储器中的可由处理器执行的实现本文中所描述的控制程序、方法等的代码。而且，控制器54可以接收来自多个传感器的输入。

车辆***50还可以包括曲轴7，曲轴7具有输出24和汽缸22。车辆***50还可以包括启动机-发电机3，启动机-发电机3被旋转地耦接至曲轴7的输出24。启动机-发电机3被配置为：在驱动模式下运转以向曲轴提供旋转输出，而在再充电模式下运转以接收来自曲轴的旋转输入并给耦接至启动机-发电机3的蓄能器22充电。车辆***50还可以包括离合器6、手动换挡变速器5，其中离合器6被配置为使曲轴与手动换挡变速器5接合和分开，手动换挡变速器5被耦接至至少一个驱动桥9和离合器。

控制子***52被配置为：在第一工况期间，在驱动模式下运转电动马达以向驱动轴提供旋转输出，以使驱动轴在预定速度范围内旋转，同时阻止汽缸中的燃烧运转；并且在第二工况期间，响应于燃烧激活触发而激活内燃发动机的汽缸中的燃烧运转。

应认识到，第一工况可以是当车辆速度低于阈值速度时，而第二工况可以是当车辆速度大于阈值速度时。额外地或可替代地，第一工况可以包括蓄能器中的电荷状态大于阈值值的状况，而第二工况可以是当蓄能器中的电荷状态小于阈值值时。

在所描述的示例中，启动机-发电机3经由带轮(12和/或13)被耦接至曲轴7。在一个示例中，燃烧激活触发包括节气门控制元件的致动和耦接至离合器的离合器踏板的致动中的一个或更多个。

控制子***52还可以被配置为：在第一工况期间，通过离合器6的运转而使曲轴7与手动换挡变速器56分开，以及接合手动换挡变速器中的档位。

此外，控制子***52还可以被配置为：在第一工况期间，使曲轴7与手动换挡变速器5接合，并调整曲轴的速度以便为经由驱动桥9耦接至手动换挡变速器的车轮10提供原动力。

图2示出了用于车辆1的典型启动状况的示意流程图。通过图1中的连接a1–a5向同样在图1中示出但为了清楚的原因而未在下面表示的状况检测单元16告知之前已经列出的组件2、3、5、6和节气门控制元件15的各自状态。于是为了获得纯电动产生的启动机-发电机3的扭矩M1，启动机-发电机3可以作为电动马达被相应地激活。这里，首先查询燃烧过程当前是否正在内燃发动机2内部发生。换句话说，首先关于内燃发动机2是处于运转(即“开启”B1)还是关闭(即“关闭”B2)进行检查。

如果内燃发动机2没有处于运转(即处于“关闭”状态B2)，下一个步骤是对离合器6的查询。其状态被检测为“接合”C1或“分开”C2。例如，如果踩下离合器踏板，在这里会检测到“分开”状态C2，于是对手动换挡变速器5的状态查询跟着发生。这集中于手动换挡变速器5当前是否处于“齿轮接合”D1状态或对手动换挡变速器5当前是否处于“齿轮脱开”D2状态的查询。如果手动换挡变速器5的查询表明齿轮D1是接合的，关于节气门控制元件15的状态的进一步查询会跟着发生。这基本上可以处于“未致动”状态E1或“致动”状态E2。如果这处于“未致动”状态E1，所有因素都表示即将发生的启动过程。基于之前列出并在状况检测单元16中评估的状态，对应的信号现在被触发，这会将启动机-发电机3设置为“激活”状态F1，从而将此激活。启动机-发电机由此用作电动马达，以便产生扭矩M1。

如在图1中可以看出的，所述扭矩M1现在通过带传动4被传递至内燃发动机2的曲轴7，以便曲轴7是被动地旋转的。在一个示例中，曲轴7被加速至少至怠速，并且被维持在至少怠速。现在可用的扭矩M1由此已经能够被用来使驱动桥9旋转，并且因此使车轮10旋转，以便使车辆1移动。为了做到这一点，可以使离合器6接合，以便在被启动机-发电机3旋转的内燃发动机2的曲轴7与手动换挡变速器5的驱动轴8之间建立摩擦动力连接。

图3现在示出了通常在车辆1已经在交通信号处停止之后跟着发生的状态。示意流程图基于的假设是之前查询的状态和图2中的处于“激活”状态F1(即产生扭矩M1)的启动机-发电机2。例如，一旦红绿灯从红灯时间变化，驾驶车辆1的人将会致动节气门控制元件15，以便实现对应的扭矩和发动机转速的增加。内燃发动机2中的燃烧过程由此被启动，使得处于“开启”状态B1的内燃发动机2进而产生扭矩M2。之前仍在怠速被动地旋转的内燃发动机2一被启动，启动机-发电机3就被状况检测单元16停用，并且被设置为“被动”状态F2。在这种状态，由于启动机-发电机3将通过带传动4传递到它的扭矩，内燃发动机2的M2转换为电能，因此启动机-发电机3被动地起作用。

图4基于例如源于图2的车辆1的纯电动运转模式。取决于外部影响和驾驶状况，可能需要启动通过启动机-发电机3被动地旋转的内燃发动机2的燃烧过程。

因此，在一个示例中，通过激活的启动机-发电机3旋转的内燃发动机2的燃烧过程被启动，例如，操纵电动运转的车辆1所需的扭矩G一超过能够由启动机-发电机3产生的阈值扭矩M1(例如，最大扭矩)。内燃发动机由此被设定为“开启”状态B1。以此方式，确保足够的动力通过车载车辆1上存在的驱动器2、3可用于任何驾驶状况。

当在电动运转模式下通过蓄能器向启动机-发电机3供应能量并且所述蓄能器的电荷状况k降至预定值之下时，另一状况跟着发生。在这种情况下，假设短期内部可能不存在可用于使启动机-发电机3运转的期望量的能量。在这样的情况下，通过启动机-发电机3运转的内燃发动机2的燃烧过程同样被启动，使得这将变为“开启”状态B1。这意味着，除了那时通常可用的扭矩M2外，特别地，通过启动机-发电机为蓄能器充电然后作为发电机在“被动”状态F2下运行也是可能的。

从图2所示的状况出发，为了确立启动准备，还提出，为产生扭矩M1而激活的启动机-发电机3应当变为“被动”状态F2，并且因此在车辆1处于静止后的预定时间间隔t之后被停用。这节省了蓄能器的电荷状况，因为无意驾驶车辆1离开。只要节气门控制元件15的致动没有在固定时间间隔t内跟着发生，启动机-发电机在固定时间间隔t之后的停用就自然而然地开始。在一个示例中，在任何情况下，这种措施都适合于内燃发动机2的燃烧过程的启动(“开启”状态B1)和启动机-发电机3的停用(“被动”状态F2)。

最后，如果超过了车辆1的预定速度v，需要“开启”状态B1并且因此需要启动通过激活的启动机-发电机3运转的内燃发动机2的燃烧过程的另一状况跟着发生。由于内燃发动机2而非启动机-发电机3用于在较高速度下驱动，在这种情况下，启动机-发电机3同样被停用，并且因此被设定为“被动”状态F2，其中根据期望(例如，需要)，它能有助于能量的恢复。

图5示出了用于使包括内燃发动机和启动机-发电机的车辆运转的方法500，启动机-发电机具有到内燃发动机的通过带传动使内燃发动机旋转的扭矩传递连接。可以经由上述车辆、车辆***、发动机等实施方法500。然而，在其他示例中，可以通过其他合适的车辆、车辆***、发动机等实施该方法。

在502处，该方法包括，在启动状况下，激活启动机-发电机，并产生使发动机在预定怠速下运行的扭矩，同时阻止内燃发动机中的燃烧过程。在一个示例中，其中提供至少一个驱动桥，驱动桥可以通过手动换挡变速器被耦接至内燃发动机，用于扭矩的传递，其中启动机-发电机通过以下步骤被激活，用于产生扭矩：使内燃发动机与至少一个驱动桥分离，以及接合手动换挡变速器上的齿轮。

在503处，确定节气门控制元件是否被致动。如果确定节气门控制元件被致动(在503处为“是”)，该方法前进到504。在504处，该方法包括，响应于节气门控制元件的致动，启动内燃发动机中的燃烧过程并停用启动机-发电机。然而，如果确定节气门控制元件没有被致动(在503处为“否”)，该方法前进到506。在506处，该方法包括，在车辆处于静止时的某一时间间隔之后停用启动机-发电机，除非节气门控制元件在此时间间隔内被致动。在一个示例中，其中如果超过了车辆的设定速度，通过激活的启动机-发电机旋转的内燃发动机的燃烧过程被启动，启动机-发电机被停用。

在另一示例中，其中当操纵车辆所需的扭矩超过能够由启动机-发电机产生的阈值扭矩时，通过激活的启动机-发电机旋转的内燃发动机的燃烧过程被启动。

在另一示例中，以如下方式调整通过运行的内燃发动机产生的额外扭矩，即由激活的启动机-发电机和内燃发动机产生的组合扭矩对应于所需扭矩。

在另一示例中，车辆的驱动桥被耦接至内燃发动机，用于扭矩的传递，为了提供车辆的电动操纵，用于驱动至少一个驱动桥的扭矩由连接至内燃发动机的启动机-发电机产生。

在另一示例中，内燃发动机的排气门在车辆的电动操纵期间开启。在这样的示例中，在车辆的电动操纵期间，通过节气门控制元件的致动来调整由启动机-发电机产生的内燃发动机的转速，其中经调整的转速大于内燃发动机的怠速。

此外，在另一示例中，通过蓄能器向启动机-发电机供应能量，并且其中如果蓄能器的电荷状况降至预定值之下，则开始内燃发动机中的燃烧过程。

图6示出了用于使车辆***运转的方法600。可以经由上述车辆***实施方法600。然而，在其他示例中，可以通过另一合适的车辆***实施该方法。

在602处，该方法包括，激活被旋转地耦接至内燃发动机中的曲轴输出的启动机-发电机，同时阻止内燃发动机中的燃烧运转。在一些示例中，当车辆处于静止和/或启动状况是预期的时候，启动机-发电机可以被致动。

其次在603处，该方法包括，运转启动机-发电机以在预定转速范围内驱动曲轴，同时阻止内燃发动机中的燃烧运转。在一个示例中，阻止汽缸中的燃烧运转包括阻止燃料喷射和阻止耦接至汽缸的气门的移动中的至少一个。

其次在604处，该方法可以包括，当内燃发动机中的燃烧运转被阻止时，使耦接至手动换挡变速器和曲轴输出的离合器运转，以提供曲轴输出与手动换挡变速器之间的接合，以便将来自启动机-发电机的能量转移到通过驱动桥耦接至手动换挡变速器的驱动轮。应认识到，在其他实施例中，步骤604可以不被包括在方法600中。

在605处，该方法确定燃烧激活触发是否被执行。在一些示例中，燃烧激活触发包括节气门控制元件的致动和耦接至离合器的离合器踏板的致动中的一个或更多个。如果燃烧激活触发没有被执行(在605处为“否”)，该方法返回到605。

然而，如果确定激活触发被执行(在605处为“是”)，该方法前进到606。在606处，该方法包括，响应于燃烧激活触发而激活内燃发动机的汽缸中的燃烧运转。另外，在一些示例中，该方法可以包括，当确定燃烧激活触发被执行后中断启动机-发电机的运转。此外，在其他示例中，在预定时间间隔之后和/或耦接至启动机-发电机的蓄能器中的电荷状况降至阈值值之下之后，可以中断启动机-发电机的运转。

参考字符列表

a1   2与16之间的连接

a2   3与16之间的连接

a3   5与16之间的连接

a4   6与16之间的连接

a5   15与16之间的连接

B1   2的“开启”状态

B2   2的“关闭”状态

C1   6的“接合”状态

C2   6的“分开”状态

D1   5的“齿轮接合”状态

D2   5的“齿轮脱开”状态

E1   15的“未致动”状态

E2   15的“致动”状态

F1   3的“激活”状态

F2   3的“被动”状态

G    扭矩(例如，所需扭矩)

k    蓄能器电荷状况

M1   3的扭矩

M2   2的扭矩

t    时间间隔

v    1的速度

上述用于使车辆运转的方法不限于本文中所公开的措施和实施例，而且自然也包含类似的动作措施和实施例。此外，本领域技术人员应理解，尽管已经参照一个或多个实施例以示例的方式描述了本发明，但它不限于所公开的实施例，并且在不脱离本发明的由所附权利要求所限定的保护范围的情况下能够构建可替代实施例。

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***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。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、操作或功能可以所示顺序、并行地被执行，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、操作或功能可以图形地表示被编入发动机控制***中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。

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***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这个或关联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)

1.一种用于使包含发动机和启动机-发电机的车辆运转的方法，所述启动机-发电机具有到所述发动机的通过带传动使所述发动机旋转的扭矩传递连接，所述方法包含：

在自停止的启动状况下，激活所述启动机-发电机，并且产生使所述发动机在预定怠速下运行的扭矩，同时阻止所述发动机中的燃烧过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包含，响应于节气门控制元件的致动，启动所述发动机中的所述燃烧过程并且停用所述启动机-发电机。

3.根据权利要求1所述的方法，其中提供至少一个驱动桥，所述驱动桥通过手动换挡变速器可以被耦接至所述发动机，用于扭矩的传递，其中所述启动机-发电机通过以下步骤被激活，用于产生所述扭矩：

使所述发动机与至少所述一个驱动桥分离；以及

接合所述手动换挡变速器上的齿轮。

4.根据权利要求1所述的方法，其还包含，在所述车辆处于静止时的某一时间间隔之后停用所述启动机-发电机，除非节气门控制元件在此时间间隔内被致动。

5.根据权利要求1所述的方法，其中如果超过了所述车辆的设定速度，通过激活的启动机-发电机旋转的所述发动机的所述燃烧过程被启动，所述启动机-发电机被停用。

6.根据权利要求1所述的方法，其中当操纵所述车辆所需的扭矩超过能够由所述启动机-发电机产生的阈值扭矩时，通过激活的启动机-发电机旋转的所述发动机的所述燃烧过程被启动。

7.根据权利要求1所述的方法，其中以如下方式调整通过运行的发动机产生的额外扭矩，即由激活的启动机-发电机和所述发动机产生的组合扭矩对应于所需扭矩。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述车辆的至少一个驱动桥被耦接至所述内燃发动机，用于扭矩的传递，用于驱动至少所述一个驱动桥的扭矩由连接至所述发动机的所述启动机-发电机产生，以提供所述车辆的电动操纵。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述发动机的排气门在所述车辆的电动操纵期间开启。

10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述车辆的电动操纵期间，通过节气门控制元件的所述致动来调整由所述启动机-发电机产生的所述发动机的转速，其中经调整的转速大于所述发动机的怠速。

11.根据权利要求1所述的方法，其中通过蓄能器向所述启动机-发电机供应能量，并且其中如果所述蓄能器的电荷状况降至预定值之下，则开始所述发动机中的燃烧过程。

12.一种车辆***，其包含：

内燃发动机，其包括具有输出的曲轴和汽缸，所述内燃发动机被配置为执行所述汽缸中的燃烧运转；

启动机-发电机，其被旋转地耦接至所述曲轴的所述输出，所述启动机-发电机被配置为，在驱动模式下运转以向所述曲轴提供旋转输出，而在再充电模式下运转以接收来自所述曲轴的旋转输入并给耦接至所述启动机-发电机的蓄能器充电；

离合器，其被配置为使所述曲轴与手动换挡变速器接合以及分开，所述手动变速器被耦接至至少一个驱动桥和所述离合器；

控制子***，其具有被存储在存储器中的指令：

在第一工况期间，在所述驱动模式下运转所述启动机-发电机以向所述曲轴提供旋转输出，以使所述曲轴在预定速度范围内旋转，同时阻止所述汽缸中的燃烧运转；以及

在第二工况期间，响应于燃烧激活触发而激活所述内燃发动机的汽缸中的燃烧运转。

13.根据权利要求12所述的车辆***，其中所述启动机-发电机经由带轮被耦接至所述曲轴。

14.根据权利要求12所述的车辆***，其中所述燃烧激活触发包括节气门控制元件的致动和耦接至所述离合器的离合器踏板的致动中的一个或多个。

15.根据权利要求12所述的车辆***，其中所述控制子***进一步被配置为，在所述第一工况期间，通过离合器的运转而使所述曲轴从所述手动变速器分开，以及接合所述手动换挡变速器中的齿轮。

16.根据权利要求12所述的车辆***，其中所述控制子***进一步被配置为，在所述第一工况期间，使所述曲轴与手动换挡变速器接合，并调整所述曲轴的速度以便为经由驱动桥耦接至所述手动换挡变速器的车轮提供原动力。

17.一种用于使车辆***运转的方法，其包含：

激活被旋转地耦接至发动机中的曲轴输出的启动机-发电机，同时阻止所述发动机中的燃烧运转；

运转所述启动机-发电机以在预定转速范围内驱动所述曲轴，同时阻止所述发动机中的燃烧运转；以及

响应于燃烧激活触发而激活所述发动机的汽缸中的燃烧运转。

18.根据权利要求16所述的方法，其中阻止所述汽缸中的燃烧运转包括阻止燃料喷射和阻止耦接至所述汽缸的气门的移动中的至少一个，其中响应于车位检测运转模式的指示由所述车辆操作者执行所述方法，并且其中所述操作者选择的档位是所述变速器的第一档位。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述燃烧激活触发包括节气门控制元件的致动和耦接至所述离合器的离合器踏板的致动中的一个或多个。

20.根据权利要求16所述的方法，其还包含，当所述内燃发动机的燃烧运转被阻止时，使耦接至手动换挡变速器和所述曲轴输出的离合器运转，以提供所述曲轴输出与所述手动换挡变速器之间的接合，以便将来自所述启动机-发电机的能量转移到通过驱动桥耦接至所述手动换挡变速器的驱动轮。