CN109424486A - 用于控制起动马达的方法和*** - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于控制起动马达的方法和***。提供了用于在发动机自动停机期间处理主意改变事件的方法和***，在所述事件中用于重新起动发动机的起动马达被分离时的速度基于当前发动机转速(N)和起动转动速度限制(SLIM)的比较。在一个示例中，在发动机重新起动期间当发动机减速时，起动马达可以将发动机起动转动至阈值起动转动发动机转速，所述阈值起动转动发动机转速基于齿轮的位置被调整。

Description

用于控制起动马达的方法和***
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月21日提交的英国专利申请No.1713367.9的优先权。上述涉及申请的全部内容在此通过引用其全文被全部并入本文用于所有目的。
技术领域
本申请大体涉及在发动机停机请求之后的主意改变的事件中内燃发动机的自动停止和起动。
背景技术
在装备有“自动启-停”***的当前机动车辆中，发动机在任何可能的时刻自动关闭以节省燃料和减少排放。一旦发动机已经开始停机，其必须被重新起动是一个问题，在通常被称为“主意改变事件”(Change of Mind Event,CoM)中，传动系的状态不总是在完全打开状态。
在发动机实际已停止之前，当驾驶员由于环境的改变打断自动发动机停机时CoM发生。CoM能够在发动机停机过程期间的任意时刻发生，因为，例如，当发动机开始减速(spin down)时一组交通信号灯变成绿色或当发动机在停止过程中由于车辆间距使驾驶员能够在环岛或交叉路口进入车流。
为了最小化驾驶员的不满意和无响应感，可期望在这种情形下尽可能快地使发动机返回其正常运行状况。在某些情况下，当CoM在发动机停机的早期发生时，这可以通过简单地增加空气和燃料供应来实现，并且在火花点火发动机的情况下，给通常被称为“被动重启”中的发动机提供点火，但在其他时候，当发动机转速和由此产生的动能不足以成功重新起动时，就必须接合起动马达来起动转动发动机。
在一些情况下，即使发动机仍以所谓的“早期接合的主动CoM”低速旋转，起动马达也能够被接合，但是在其他情况下，发动机转速非常低就必须在接合起动马达之前等待发动机完全停止。
在任意情况下，一旦起动马达被接合，控制***必须决定何时再次将其关闭，也就是说，何时分离起动马达。如果起动马达被过早分离，发动机可能由于发动机旋转速度不足而不能成功地起动，从而引起发动机失速并且导致车辆发动失败的结果。反之，如果起动马达分离太晚，则起动马达内部部件将会经受由于高于正常的旋转速度和起动转动持续时间导致的过度磨损，并且驾驶员所经受的NVH将会降低。
当前方法是针对起动马达分离采用单一速度限制，所述单一速度限制平衡起动的鲁棒性(成功起动的保证)与使起动马达接合时间过长引起的不利的NVH，并且该速度限制基于传动系打开的假设。
然而，本文的发明者已经认识到这种***的潜在问题。起动稳健性与NVH之间现有权衡(trade-off)不一定适合于能够在CoM事件之后发生的部分关闭传动系状态。选择单个校准用于起动马达分离是不可能的，当驾驶员没有试图发动车辆时，选择单个校准对于打开的传动系情况具有最佳NVH，但是选择单个校准也足够稳健以支持激进的车辆发动。
发明内容
在一个示例中，上文描述的问题可以通过控制动力传动***的起动马达的方法被至少部分地解决，所述动力传动***具有发动机和包括由发动机经由摩擦离合器驱动的变速箱的传动系，所述方法包含：当需要在自动发动机停止期间改变主意后使用起动马达来重新起动发动机时，使用起动马达起动转动发动机并且当达到起动转动速度限制时分离起动马达，起动转动速度限制基于传动系是否被确认完全打开。以这种方法，通过起动转动发动机直到发动机转速达到可调整的阈值转速，在发动机减速期间的发动机重新起动可以被改进。
在一个示例中，根据本公开的第一方面，提供了控制动力传动***的起动马达的一种方法，所述动力传动***具有发动机和包含由发动机经由摩擦离合器驱动的变速箱的传动系。该方法包含，当需要在自动发动机停止期间改变主意后使用起动马达来重新起动发动机时，使用起动马达起动转动发动机并且当达到起动转动速度限制时分离起动马达，其中起动转动速度限制基于传动系是否被确认完全打开。
当传动系被确认完全打开时可以使用第一起动转动速度限制，而当传动系未被确认完全打开时可以使用第二起动转动速度限制。该方法还可以包含检查传动系的状态是否完全打开，如果传动系的状态被确认为完全打开，将起动转动速度限制设定到第一起动马达分离速度限制，否则将起动转动速度限制设定到第二起动马达分离速度限制，并且使用设定的起动转动速度限制来决定何时分离起动马达。检查传动系的状态是否打开可以包含检查变速箱是否处于挂挡状态和空挡(neutral)状态中的一种。
第一和第二起动马达分离速度限制可以基于发动机转速和影响发动机起动的发动机运行参数之间的相应的预定义关系。影响发动机起动的发动机运行参数可以是发动机的温度。发动机的温度可以是发动机冷却剂温度。每当发动机温度高于阈值正温度时，第二起动马达分离速度限制可以高于第一起动马达分离速度限制。
根据本公开的另一方面，提供了一种动力传动***，其包含：发动机、起动发动机的起动马达、包含由发动机经由摩擦离合器驱动的变速箱的传动系和电子控制器，其中电子控制器被布置为，至少当在自动发动机停止期间改变主意后需要使用起动马达重新起动发动机时，使用起动马达起动转动发动机并且当达到起动转动速度限制时分离起动马达。起动转动速度限制基于传动系是否被确认完全打开而被设定。
当传动系被确认完全打开时可以使用第一起动转动速度限制，并且当传动系未被确认完全打开时可以使用第二起动转动速度限制。
电子控制器还可以被布置成检查传动系的状态是否完全打开，并且如果传动系的状态被确认为完全打开，电子控制器还可以被布置成将起动转动速度限制设定到第一起动马达分离速度限制，否则将起动转动速度限制设定到第二起动马达分离速度限制。设定的起动转动速度限制用于决定何时分离起动马达。
检查传动系的状态是否完全打开可以包含使用空挡传感器(neutral gearsensor)和挂挡传感器(in-gear sensor)中的一种来检查变速箱是否是挂挡状态和空挡状态中的一种。
以这种方法，通过基于齿轮的位置调整发动机怠速-停止之后的用于发动机起动转动的阈值发动机转速，可以减少车辆响应时间的延迟。通过基于齿轮是否位于空挡位置将阈值发动机转速调整到发动机可以经由起动马达被起动转动的发动机转速，可以减小发动机重新起动期间的噪声、振动和不舒适性(NVH)。基于齿轮位置将发动机起动转动到不同的发动机转速的技术效果是可以减小起动马达磨损。通过基于发动机温度调整不同的发动机重新起动转速，可以改善发动机运行。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一些概念。其并不是为了识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附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上文和本公开的任意部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了具有发动机控制***的机动车辆的方框图。
图2示出了说明在发动机减速期间可以被实施以控制发动机的停机和重新起动的示例方法的流程图。
图3是示出了针对打开的和未打开的传动系情况的关于发动机转速和冷却剂温度的起动马达分离速度限制之间的关系的流程图。
图4示出了在发动机重新起动期间基于齿轮位置的起动马达的示例运行。
具体实施方式
以下描述涉及在发动机怠速-停止后用于发动机重新起动的***和方法。如参考被耦接到机动车辆***的示例发动机***所描述的，如图1所示，起动马达的运行可以基于发动机运行参数和变速器***齿轮的位置被调整。发动机控制器可以被配置用于执行控制程序，如图2的示例程序，以调整在怠速-停止之后的发动机重新起动期间起动马达的运行。图3示出了起动马达运行和发动机温度之间的关系。图4示出了当发动机仍在减速时在发动机重新起动期间的起动马达的示例操作。
图1示出了具有动力传动***30的机动车辆5，所述动力传动***30具有内燃发动机6，在本情况下所述内燃发动机6可以是直喷火花点火发动机，但在其他情况下可以是柴油发动机。
发动机6可以具有进气歧管9，通过进气歧管9空气流到发动机6的汽缸(未示出)。进入歧管9的空气流可以被节气门阀10控制。排气经由排气歧管和可以包括一个或多个排放控制装置的排气***(未示出)流出发动机6。
发动机6可以经由飞轮和摩擦离合器组件8驱动主要负载。多速手动变速箱7可以经由输出轴13驱动最后驱动组件(未示出)。如在本领域内众所周知的，摩擦离合器通过机动车辆1的驾驶员操作驾驶员可操作的离合器踏板(未示出)被接合或分离。
档位选择机构12被机动车辆5的操作员使用以选择变速箱7内的几个速比中的合适的一个。
如在本领域内众所周知的，发动机6具有起动马达11，起动马达11经由小齿轮选择性地可驱动地连接到发动机6，当起动马达开启时小齿轮与紧固到发动机6的飞轮的环形齿轮啮合。起动马达11可以提供用于起动发动机6的动力源。动力源如电池(未示出)可以被耦接到起动马达以在发动机起动转动期间提供能量。
机动车辆5可以包括电子控制器20(本文也称为电子控制单元即ECU)，其构成用于控制发动机6运行的动力传动***30的一部分。控制器20被示为接收来自多个传感器15和18(所述传感器的不同示例在本文中有描述)的信息并给多个执行器17(所述执行器的不同示例在本文中被描述)发送控制信号。电子控制器20接收来自多个发动机传感器15的关于发动机6的当前运行状态的信息，例如，发动机6的旋转速度、发动机6的冷却剂温度、发动机机油温度、进入发动机6的质量空气流量，并且还可以接收关于如下的其他信息，例如，用于给发动机6的起动马达11提供动力的电池(未示出)的荷电状态。
电子控制器20还接收来自一个或多个驾驶员输入传感器的关于各种驾驶员控制装置的当前运行状态的信息，例如但不限于，驾驶员操作离合器踏板的位置、构成飞轮与离合器组件8的一部分的离合器的接合状态、制动踏板状态和加速踏板状态。
电子控制器20在本示例的情况下经由闭环反馈***控制包括节气门阀10的执行器17。控制器20可以接收来自不同传感器的输入数据，处理输入数据，并基于对应于一个或多个程序的在其中编程的指令或代码，响应于已处理输入数据来触发不同执行器。
但是，应理解，电子控制器20能够被每个具有特定任务的多个分散的电子控制器替代，所述分散的电子控制器彼此连接以提供期望的功能。
电子控制器20还接收来自变速箱接合状态传感器16的手动变速箱7的接合状态的指示。变速箱接合状态传感器16可以是空挡状态传感器和挂挡状态传感器中的一种，并且在任一情况下都提供指示在手动变速箱7中是否选择了驱动齿轮或空挡的输出。这样做的目的是确认是否存在完全打开的传动系。
电子控制器20使用来自发动机传感器15和驾驶员输入传感器18和(在某些情况下)变速箱状态传感器16的输入以决定何时自动停止和起动发动机6。
在动力传动***30运行期间，电子控制器20可以决定何时发动机6可以被自动停止。控制器20于是可以采取合适的动作以停止发动机6并持续监控发动机6的当前旋转速度。
一经开始发动机怠速-停止，当发动机减速时，当驾驶员由于环境的改变和发动机提速请求(提高扭矩输出)而打断发动机自动停机时，主意的改变(CoM)可以发生。CoM可以在发动机停机过程中的任意时刻发生。如果CoM事件在发动机6的停机期间发生，则电子控制器20可以根据发动机6的当前转速(N)、当前冷却剂温度和如由变速箱状态传感器16所感测的手动变速箱7是否在空挡状态，以多种方式响应。
将被理解的是发动机6可以以多种方式停止，在所述方式中扭矩被减小到足以产生发动机停机，这些方式包括，切断给发动机6的燃料供应、在火花点火发动机的情况下切断点火***、调整火花正时、调整点火、调整喷射正时、调整燃料喷射和关闭燃料喷射器中的一种或多种。
CoM事件的一个示例是当在发动机6停机期间，驾驶员执行一些指示发动机6应保持运转的动作。例如，在手动变速箱7的情况下，如果驾驶员已经将他们的脚从加速器踏板移开、释放离合器踏板并将变速箱7置于空挡并且之后在发动机6停机(减速)期间驾驶员再次踩下离合器踏板并将手动变速箱7置回挂挡状态，将会构成CoM。
响应于CoM事件，ECU20检查当前发动机转速(N)并且，如果其发现当前发动机转速高于转速上限(NUL)于是发动机可以被动重新起动，因为发动机6的旋转速度足够高以使重新起动发生而不借助起动马达11的使用。在这种情况下针对发动机运转的要求被恢复，例如重新起动发动机6的燃料供应，并且在火花点火发动机的情况下，恢复发动机6的正常点火可以自动地返回到运转状态(例如可以满足扭矩需求的请求的发动机转速)。基于发动机尺寸和配置，转速上限可以(NUL)可以因发动机而异。在一个示例中，转速上限(NUL)可以是600RPM。
但是，如果当CoM发生时发动机6的转速低于转速上限(NUL)那么就可以需要使用起动马达11来重新起动发动机6。
但是，在高速下起动马达的接合可以导致发生在不同驱动部件上(例如飞轮齿圈和起动马达小齿轮)的损伤并且因此可能延迟起动马达的接合直到发动机6的转速降到低于起动转速上限(NUSL)。
此外，当发动机转速接近零时，起动转速下限(NLSL)可以被用于阻止起动马达11的接合。这是因为发动机可能在停止之前轻微地向后旋转，并且可以避免起动马达与反转发动机的接合以减小对起动马达的损害的可能性。如果发动机转速(N)小于起动转速下限(NLSL)，发动机6被允许在起动马达11被接合以使其重新起动之前完全停止。
起动转速上限(NUSL)和下限(NLSL)可以取决于起动马达11和关联部件的实际构造。在一个示例中，起动转速上限(NUSL)可以是200-250RPM且起动转速下限(NLSL)可以是50RPM。这些值可以作为预校准值被预校准和存储在电子控制器20中，以被电子控制器20用于确定当前发动机转速(N)是否在起动马达重新起动区域之内。
在发动机转速(N)处于由起动转速上限(NUSL)和下限(NLSL)界定的起动马达重新起动区域内的情况下，起动马达11被立即接合以起动转动发动机6以使其重新起动。
在某些情况下在自动停止期间点火可以保持激活和不变且只有燃料可以被切断或改变以产生停止并且可以被重新供应以产生重新起动，在其他情况下燃料和点火都被切断或调整以产生停止。
在发动机经由起动马达11起动转动期间，起动马达11可以被接合的发动机转速(N)可以基于当前发动机转速(N)与起动转动速度限制(SLIM)的比较。起动转动速度限制(SLIM)可以是允许发动机6的起动转动的最大发动机转速。在一个示例中，起动转动速度限制(SLIM)可以是起动马达11的实际旋转速度。但是，通过将发动机转速与起动转动速度限制(SLIM)直接比较来确定起动马达的分离，可以不需要附加的软件或硬件。
如果发动机转速(N)等于或大于设定起动转动速度限制SLIM，那么起动转动可以被终止且起动马达11可以被分离。起动转动速度限制SLIM可以不是固定值，而是可以基于变速箱7是否处于空挡。也就是说，是否能够确认机动车辆1以完全打开的传动系运行。
起动转动速度限制(SLIM)可以针对不同的传动系状态区别地校准。在通过使用变速箱接合状态传感器16(变速箱7处于空挡或齿轮未啮合)能够确认机动车辆1以打开的传动系状态运行的情况下，起动转动速度限制(SLIM)可以被设定到被映射为发动机冷却剂温度的函数(第一分离速度映射图)的第一起动马达分离速度限制S1，并且起动马达分离决定可以基于当前发动机转速(N)是否超过了起动转动速度限制(SLIM)。
大体上，当从零发动机转速开始起动时传动系可以打开。起动马达分离逻辑被扩展以添加第二起动马达速度限制S2，所述第二起动马达速度限制S2也被映射为发动机冷却剂温度的函数(第二分离速度映射图)。
因此，在不能确认机动车辆1以打开的传统系状态运行的情况下，起动转动速度限制(SLIM)可以被设定到从第二分离速度映射图得到的第二起动马达分离速度限制S2，并且起动马达分离决定可以基于当前发动机转速(N)是否超过了起动转动速度限制(SLIM)。
第二分离速度映射图提供了高于针对大部分发动机冷却剂温度从第一分离速度映射图得到的起动转动速度限制(SLIM)的起动转动速度限制(SLIM)。
这允许第一分离速度映射图被用于打开的传动系起动，其中NVH可以被完全优化，并且第二分离速度映射图提供了更高的起动转动速度限制(SLIM)，其可以在驾驶员可能发动车辆(关闭的传动系)的任意时刻被使用。
应当理解，第一和第二分离速度映射图可以使用在制造设备处运行的校准测试期间或在特定发动机的车辆维修期间使用测试结果来生成，并且可以数字地存储在电子控制器20内。
图3示出了描述针对单个测试发动机的关于发动机冷却剂温度的第一分离速度映射图302和第二分离速度映射图304之间的差异的一个示例曲线图300。第一映射图302可以被用于确定起动马达可以被分离的第一起动马达速度限制(S1)，而第二映射图304可以被用于确定第二起动马达速度限制(S2)。
当发动机冷却剂温度低于阈值正温度(接近但高于0℃的温度，例如+5到+25℃)时，在示例10℃的情况下，第一和第二起动马达速度限制S1和S2基本相同。
但是当发动机冷却剂温度高于阈值温度时，在第一起动马达速度限制S1和第二起动马达速度限制S2之间有明显的差值，其中第二起动马达速度限制S2总是高于第一起动马达速度限制S1。
在阈值第二发动机冷却剂温度(如95℃)之上，第一起动马达速度限制S1和第二起动马达速度限制S2之间的差值保持基本相等(如在5％以内)，第一起动马达速度限制S1大约为400RPM而第二起动马达速度限制S2大约为500RPM。第一阈值温度和第二阈值温度可以基于发动机特征在制造工厂或服务站被预校准。
因此如果起动马达11在使用中时冷却剂温度高于第二阈值，起动转动速度限制(SLIM)可以被设定到400RPM，如果能够确认传动系完全打开那么反之起动转动速度限制(SLIM)可以被设定到500RPM。
返回图1，在发动机6的提速完成后，节气门10的控制、发动机的燃料供给和在该示例的情况下发动机6的点火正时返回到要求的控制策略以提供发动机6的用户需求的扭矩。
在该示例中，发动机冷却剂温度和发动机转速之间的关系被用于作为设定起动马达分离速度限制的参考，将被理解的是，当需要分离起动马达时也可以使用影响速度的其他发动机温度关系，例如，举例来说，发动机转速与汽缸体温度之间的关系或发动机转速与发动机机油温度之间的关系。
以这种方法，图1的部件实现一种***，该***包括发动机、变速器***、和带有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令的控制器以：响应于发动机减速期间的发动机重新起动请求，在第一种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第一起动转动速度；在第二种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第二起动转动速度，在第三种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第三起动转动速度，并且在第四种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第四起动转动速度，第四起动转动速度高于第三起动转动速度、第二起动转动速度、第一起动转动速度中的每一个。第一种条件可以包括第一发动机温度和变速器***的齿轮的空挡位置中的每一个，并且第二种条件可以包括，第一发动机温度和齿轮的非空档位置中的每一个。第三种条件可以包括第二发动机温度和齿轮的空挡位置中的每一个，并且第四种条件可以包括，第二发动机温度和齿轮的非空挡位置中的每一个，第一发动机温度高于第二发动机温度。
图2示出了能够被实施以在发动机怠速停止和随后的重新起动期间调整发动机运行的示例方法200。包括在本文中的用于执行方法200和本文包括的其他方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器中的指令并结合从发动机***的传感器(例如上文参考图1描述的传感器)接收的信号执行。控制器可以利用发动机***的发动机执行器根据下文描述的方法调整发动机运行。
在202，程序包括确定是否已经做出了车辆开关接通(key-on)请求。开关接通请求可以包括操作员使用钥匙来启动车辆运行。对于远程起动，可以从车辆外部的信号源接收车辆开关接通信号。车辆可以可通信地联接到外部信号源如钥匙扣、移动电话、或用于经由无线通信远程起动发动机的智能电话。基于从远程信号源接收的信号，控制器可以在请求的时间安排发动机起动。
如果未请求车辆开关接通，在204处，发动机可以保持停用。因此，可以不用为发动机起动开始燃料喷射和火花。如果确认有车辆开关接通请求，则在206处，发动机运行可以被起动。在一个示例中，发动机可以经由起动马达(例如图1中的起动马达11)起动转动同时打开节气门阀10并给发动机6提供火花和燃料。应理解，起动转动的结束可以基于固定发动机转速，或起动转动终止的发动机转速可以取决于机动车辆的传动系是否可以被确认完全打开。在一个示例中(稍后阐述)，如果传动系完全打开(如当齿轮在空档位置时)，起动马达可以运行直到发动机转速达到第一阈值速度。在另一个示例中，如果传动系未完全打开(如当齿轮未在空档位置时)，起动马达可以运行直到发动机转速达到第二阈值速度，第二阈值速度高于第一阈值速度。
在208处，程序包括确定是否已经请求了发动机停止。可以使用不同传感器输入确定是否满足发动机怠速-停止条件且发动机可以停止以节省燃料。在本示例的情况下，自动停止决定(发动机停止请求)由形成为电子控制器的一部分的起-停控制器做出。
发动机怠速-停止的条件可以包括发动机怠速长于阈值持续时间。例如，当车辆在交通中断时，此时发动负载低于阈值(例如当车辆静止时)，发动机怠速可以发生。发动机在怠速转速下运行超过阈值持续时间可以导致增加的燃料使用和增加的排气排放水平。同样，阈值持续时间可以基于燃料箱中的燃料水平。在一个示例中，如果燃料箱中的燃料水平低于阈值水平，阈值持续时间可以减少以使额外的燃料不被发动机怠速消耗。
驾驶员要求扭矩可以被估算且发动机怠速-停止的确认可以响应于低于阈值驾驶员要求的扭矩而被启动。车辆速度可以被判断并估算其是否低于预定阈值。例如，如果车辆速度低于阈值(例如，3mph)，即使车辆不在休息状态也可以请求发动机怠速-停止。并且，可以分析耦接到发动机的排气歧管的排放控制装置以确定没有做出发动机重新起动请求。
如果确定没有做出发动机停止请求，在210处，可以保持当前发动机运行。可以实施燃料喷射和火花以继续发动机汽缸中的燃烧。可以基于扭矩需求调节节气门开度。可以关闭传动系并经由变速器***将发动机扭矩传递到车轮，并且变速器***的齿轮可以不在空档位置。
如果确定已经请求发动机停止，在212处，发动机运行可以被停机。在一个示例中，发动机停机包含切断或调节发动机的燃料供给并关闭节气门阀。在另一个示例中，点火也可以被关闭或调节/改变。在又一个示例中，燃料供给和点火二者都可以被暂停同时保持气门至少部分地打开。
在214处，程序包括确定是否由于主意的改变(CoM)已经请求发动机重新起动。当操作者请求发动机扭矩时CoM可以在发动机减速期间(当发动机转速还没有减小到零)发生。因此，即使在发动机完全停机之前，也可以请求发动机重新起动以满足扭矩需求。
如果确定在发动机停机期间没有请求发动机重新起动，发动机减速可以完成。在216处，发动机可以保持没有燃料喷射的停机状态。
在随后的发动机重新起动期间，例如当怠速-起动条件被满足时，发动机运行可以通过起动转动发动机(如之前在步骤206中所描述的)被重新起动。在一个示例中，发动机怠速-停止之后的发动机重新起动条件可以包括发动机负载的增加。
如果确定在发动机停下来之前已经请求了发动机重新起动(由于CoM)，在224处，程序包括确定当前发动机转速(N)是否高于转速上限(NUL)，高于转速上限(NUL)发动机的旋转速度可以足够使其重新起动而不使用起动马达，即所谓的“被动起动”。控制器可以经由曲轴位置传感器确定发动机转速并将所述速度与转速上限(NUL)进行比较。转速上限(NUL)可以基于发动机特征(如重量)被预校准。
如果确定发动机转速(N)高于转速上限(NUL)，在226处，可以实现发动机被动起动。被动起动技术可以利用发动机的旋转部分(如飞轮)的惯性。在发动机被动起动期间，在227处，可以调节燃料喷射和节气门阀开度以促进发动机提速。节气门开度可以增大以给发动机提供空气，并且向发动机的燃料供应可以被打开或重新启用。同样，点火可以被再启动。例如，控制器可以分别给耦接到节气门阀以增加气门开度的执行器、耦接到一个或多个燃料喷射器以启动向发动机汽缸的燃料喷射的执行器中的每一个发送信号，并且给耦接到火花塞以启动点火的执行器发送信号。
如果确定发动机转速不高于转速上限(NUL)，程序包括确定发动机转速是否在适于使用起动马达起动发动机的发动机转速区域内。当前发动机转速(N)可以与预定的起动转速上限(NUSL)和起动转速下限(NLSL)比较以确定发动机转速是否高于起动转速下限(NLSL)但低于起动转速上限(NUSL)(NLSL<N<NUSL)。在一个示例中，NUL可以大约是600RPM而NUSL可以大约是250RPM。
如果确定发动机转速在适于使用起动马达起动发动机的发动机转速区域内(例如N小于NUSL但大于NLSL)，程序如图2B继续进行至步骤236。如果确定发动机转速不在NLSL和NUSL之内，程序包括确定发动机转速是否低于起动转速下限(NLSL)。如果确定在减速期间，发动机已经减速到低于NLSL，在232处，控制器可以在接合起动马达之前等待发动机完全停止(N＝0)。程序之后可以如图2B继续进行至步骤236。
如果确定发动机转速不低于起动转速下限(NLSL)并且之前已经判定了发动机转速不低于起动转速上限(NUSL)，可以推断出发动机转速高于NUSL。在一个示例中，发送机转速可以在转速上限(NUL)和起动转速上限(NUSL)之间。在234处，控制器可以在接合起动马达之前等待发动机转速降到低于起动转速上限(NUSL)。如果起动马达在高于NUSL的速度被接合，由于机械磨损造成的退化可能会在起动马达中发生。一旦发动机转速减小到低于NUSL，如步骤236中(图2B)描述的可以使用起动马达起动转动发动机。
继续图2B，在236处，起动马达可以被接合以起动转动发动机。控制器可以给耦接到起动马达的执行器发送信号以使用来自车载电池的能量开始起动马达的运行。
在238处，手动变速箱的接合状态可以经由变速箱接合状态传感器(如图1中的传感器16)判断。齿轮位置可以***作者使用档位选择机构调整。齿轮可以在空挡位置，空挡位置指示打开的传动系，或当传动系关闭时齿轮可以在非空挡位置(如驱动、后部等)。
在240处，程序包括确定是否已选择空挡。如果确定在发动机重新起动期间已经选择了空挡，可以推断出传动系是打开的。在244处，阈值发动机转速(在本文中也被称为起动转动速度限制，SLIM)可以被设定在第一起动马达分离速度限制S1。控制器可以使用发动机转速到发动机冷却剂温度的第一映射图(图3中的曲线图300的线302)来确定S1。如之前描述的，S1可以是发动机冷却剂温度的函数。本文描述的不同阈值可以通过车辆测试开发被设定，包括以适当的水平校准操作，其遵循本文提供的关于阈值之间的相对关系的指导。
如果确定在发动机重新起动期间还未选择空挡，可以推断出传动系是关闭的。在242处，起动转动速度限制(SLIM)可以被设定在第二起动马达分离速度限制S2。控制器可以使用发动机转速对发动机冷却剂温度的第二映射图(图3中曲线图300的线304)来确定S2。类似于S1，S2可以是发动机冷却剂温度的函数。
因此，用于确定SLIM的映射图可以基于是否能够确认存在打开的传动系状态来选择，其中第一映射图用于确认完全打开的传动系且如果不能确定传动系是完全打开的则选择第二映射图。
针对大部分发动机运行温度状态从第一映射图得到的S1值低于针对相同的发动机温度运行状态从第二映射图得到的值S2以使当可能发动车辆时，起动马达可以被允许将发动机起动转动至比在发动机起动转动期间预期不会发生车辆发动时更高的旋转速度(N)。
因此，根据本公开，起动转动速度限制SLIM可以不是固定值，而是可以基于变速箱是否在空挡位置和基于发动机转速的起动马达分离速度和发动机冷却剂温度之间预定的关系。
第一起动马达分离速度限制S1和第二起动马达分离速度限制S2相对发动机冷却剂温度的关系(在图3中示出了所述关系的一个示例)作为映射图被保存在电子控制器的存储器中。
在传动系打开的情况下，决定何时分离起动马达可以基于当前发动机转速(N)是否超过了起动转动速度限制(SLIM)，所述起动转动速度限制(SLIM)基于由被映射为发动机冷却剂温度的函数的第一起动马达分离速度限制S1构成的第一映射图。
在未确认传动系打开的情况下，决定何时分离起动马达可以基于当前发动机转速(N)是否超过了起动转动速度限制(SLIM)，所述起动转动速度限制(SLIM)基于由映射为发动机冷却剂温度的函数的第二起动马达分离速度限制S2构成的第二映射图。
这允许第一映射图被用于打开的传动系起动，其中NVH可以被完全优化，并且对于提供更高起动转动速度限制(SLIM)的第二映射图，其可以在当驾驶员可能重新起动带有关闭的传动系的车辆的任意时刻被使用。建议的解决方法因此通过针对打开的和未确认打开的传动系状态区别地校准起动转动速度限制(SLIM)提供了灵活性。
在246处，程序包括确定发动机转速是否大于或等于起动转动速度限制(SLIM)。如上文描述的，SLIM可以基于齿轮位置被设定到S1或S2。起动马达可以基于当前发动机转速(N)和起动转动速度限制(SLIM)之间的比较被分离。如果确定发动机转速(N)低于设定起动转动速度限制(SLIM)，在248处，起动马达可以继续运行以起动转动发动机。
如果确定发动机转速(N)等于或大于设定起动转动速度限制(SLIM)，在250处，那么发动机起动转动可以被终止并且起动马达可以被分离。控制器可以给耦接到起动马达的执行器发送信号以停止起动马达。在一个示例中，总起动转动时间可以是400毫秒。
因此，根据本公开，起动转动限制(SLIM)可以不是固定值而是可以基于是否能够确定传动系打开，在这种情况下传动系的打开状态通过使用变速箱接合状态传感器测试以提供变速箱是否被确认在空挡或未被确认在空挡的指示。大体上，传动系总是打开的，当起动是从零发动机转速开始的重新起动过程时，(SLIM)可以被设定到第一起动马达速度限制S1。应理解，本公开可以被用于任意自动停止情形。
以这种方法，响应于在发动机怠速-停止之后重新起动发动机的请求，可以判断齿轮的位置，且发动机可以经由起动马达可选择地起动转动至阈值起动转动发动机转速，所述阈值起动转动发动机转速基于齿轮位置可调整。重新起动发动机的请求可以在发动机怠速-停止之后的发动机减速期间作出。
图4示出了阐释起动马达运行的示例时间线400。水平轴线(x轴线)表示时间且垂直标记t1-t9标识出发动机运行的程序中的重要时刻。
第一曲线图，线402，示出了扭矩需求随时间的变化。扭矩需求基于来自踏板位置传感器的输入被估算。线403标识阈值扭矩需求。如果扭矩需求保持低于阈值扭矩需求403的时间长于阈值持续时间，则发动机被关闭。阈值扭矩需求403和阈值持续时间被预校准以提高燃料效率。第二曲线图，线404，示出了经由曲轴位置传感器估算的发动机转速。线Nul表示发动机转速上限，高于发动机转速上限起动马达不被接合以起动转动发动机，并且发动机通过调整燃料供给和节气门开度而被重新起动(同时发动机仍然在减速)。线Nlsl表示发动机起动转速下限，低于发动机起动转速下限在发动机转速降到零后起动马达被接合以起动转动发动机。曲线Nusl表示发动机起动转速上限，如果发动机转速在Nlsl和Nusl之间，在发动机重新起动期间起动马达被接合以起动转动发动机。S1表示第一起动马达分离速度限制且S2表示第二起动马达分离速度限制。在发动机起动转动期间，S1是如果变速箱在空挡位置时起动马达被接合的发动机转速，并且S2是如果变速箱不在空挡位置时起动马达被接合的发动机转速。第三曲线图，线406，示出了向一个或多个发动机汽缸的燃料喷射。第四曲线图，线408，示出了经由变速箱状态传感器判断的齿轮位置。第五曲线图，线410，示出了起动马达的运行。
在t1时刻之前，为了满足扭矩需求，发动机通过燃烧燃料和空气旋转。由于不期望发动机起动转动，起动马达不接合。齿轮被车辆操作者设定到非空挡位置(如在驱动齿轮中)。在t1时刻，扭矩需求下降至低于阈值扭矩需求403，并且对应地，发动机转速下降。而且，操作者将齿轮转换至空挡位置。
在t2时刻，从发动机扭矩下降开始经过阈值持续时间(t1和t2时刻之间的时间差)后，发动机被关闭。为了关闭发动机，在t2时刻，给发动机汽缸的燃料喷射被暂停。发动机在t2和t3时刻之间保持关闭状态。
在t3时刻，即使在发动机转速已经减小到零之前，响应于扭矩需求的增加，仍期望重新起动发动机。由于此刻发动机转速在Nlsl和Nusl之间，起动马达被控制器接合以起动转动发动机。当齿轮在空挡位置时，发动机被起动转动到第一起动马达分离S1。而且，控制器给燃料喷射器发送信号以开始给发动机汽缸的燃料喷射。
在t4时刻，响应于发动机转速提高到S1，控制器给耦接到起动马达的执行器发送信号以分离起动马达。而且，在t4时刻，齿轮从空挡位置转换。在t4和t5时刻之间，发动机***作以满足扭矩需求。
在t5时刻，扭矩需求降低到低于阈值扭矩需求403，并且对应地，发动机转速也下降。在t6时刻，从发动机扭矩下降开始经过阈值持续时间(t6和t5时刻之间的时间差等于t2和t1时刻之间的时间差)后，发动机被关闭。为了关闭发动机，在t6时刻，给发动机汽缸的燃料喷射被暂停。发动机在t6和t7时刻之间保持停机状态。
在t7时刻，在发动机减速期间，响应于扭矩需求的提高，期望发动机重新起动。但是，此刻的发动机转速高于Nusl但低于Nul。因此，起动马达不能被控制器接合以起动转动发动机。在t7和t8时刻之间，发动机逐渐减速至Nusl。
在t8时刻，响应于发动机转速达到Nusl，起动马达被接合以起动转动发动机。但是，在该时刻，齿轮不在空挡位置。因此，发动机被起动转动至第二起动马达分离S2。而且，控制器给燃料喷射器发送信号以开始给发动机汽缸的燃料喷射。
在t9时刻，响应于发动机转速增加到S9，控制器给耦接到起动马达的执行器发送信号以分离起动马达。在t9时刻之后，发动机运转(不需要来自起动马达的帮助)以提供需求扭矩。
以这种方法，通过基于齿轮的位置在发动机减速期间调整用于发动机起动转动的阈值发动机转速，发动机减速时间可以被改进。使用不同的起动马达分离速度的技术效果是，在发动机重新起动期间的噪声、振动和不舒适性(NVH)可以被减小。总体来说，通过基于发动机温度和传动比调整不同的发动机重新起动速度，发动机重新起动可以被改进且起动马达退化可以被减弱。
应理解，可以使用其他技术来确定传动系是否完全打开，例如与将发动机连接到变速箱的摩擦离合器相关联的传动扭矩传感器或离合器接合状态传感器。还应理解，本公开还能够用于离合式自动变速器，其中当起动开始时主驱动离合器不一定完全分离。
将被本领域的技术人员理解的是，尽管已经参考一个或多个实施例通过示例的形式描述了本公开，但是并不限于所公开的实施例并且，公开的实施例的一个或多个变形或替代实施例能够在不脱离随附权利要求所限定的本发明范围的情况下被构建。
一种用于控制动力传动***的起动马达的示例方法，所述动力传动***具有发动机和包括由发动机经由摩擦离合器驱动的变速箱的传动系，所述方法包含：当在自动发动机停止期间改变主意后请求使用起动马达来重新起动发动机时，使用起动马达起动转动发动机并且当达到起动转动速度限制时分离起动马达，其中起动转动速度限制基于确认传动系是否完全打开。在任意前述示例中，附加地或可选地，当传动系被确认完全打开时起动转动速度限制是第一起动转动速度限制，并且其中当传动系未被确认完全打开时起动转动速度限制是第二起动转动速度限制。在任意或所有前述示例中，所述方法还包含，附加地或可选地，判断传动系的状态并且，响应于传动系的状态为完全打开，将起动转动速度限制设定到第一起动转动速度限制，并且响应于传动系的状态为未打开，将起动转动速度限制设定到第二起动转动速度限制。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，判断传动系的状态包含经由变速箱接合状态传感器判断变速箱是否在空挡位置。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，响应于变速箱在空挡位置，传动系的状态被判断是完全打开，并且响应于变速箱不在空挡位置，传动系的状态被判断是未打开。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，第一起动转动速度限制和第二起动转动速度限制中每一个基于发动机转速和发动机温度中的每一个。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，当发动机温度高于阈值温度时第二起动转动速度限制高于第一起动转动速度限制。
另一个发动机示例方法包含：响应于发动机怠速-停止之后重新起动发动机的请求，判断齿轮的位置，并且有选择地经由起动马达将发动机起动转动至阈值起动转动发动机转速，所述阈值起动转动发动机转速基于齿轮的位置被调整。在任意前述示例中，附加地或可选地，重新起动发动机的请求是在发动机减速期间。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，有选择地起动转动发动机包括响应于发动机转速提高至阈值起动转动速度，停用起动马达。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，当齿轮在空挡位置时阈值起动转动速度是第一起动转动速度，并且其中当齿轮位置未在空挡位置时阈值起动转动速度是第二起动转动速度。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，第二阈值起动转动速度高于第一起动转动速度。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，第一阈值起动转动速度和第二阈值起动转动速度中的每一个都是发动机冷却剂温度的函数。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，有选择地起动转动发动机包括，响应于在发动机减速前接收到重新起动发动机的请求，在发动机转速在第一阈值发动机转速和第二阈值发动机转速之间时，经由起动马达起动转动发动机，第二阈值发动机转速高于第一阈值发动机转速。在任意或所有前述示例中，所述方法还包含，附加地或可选地，响应于发动机转速低于第一阈值发动机转速，在发动机减速完成之后经由起动马达起动转动发动机。在任意或所有前述示例中，所述方法还包含，附加地或可选地，响应于发动机转速高于第三阈值发动机转速，增加节气门开度而不经由起动马达起动转动发动机，第三阈值发动机转速高于第二阈值发动机转速，并且响应于发动机转速低于第三阈值发动机转速且高于第二阈值发动机转速，发动机转速一降到第二阈值发动机转速就经由起动马达起动转动发动机。
在又一个示例中，车辆***包含：发动机、变速器***和带有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令的控制器，所述指令用于：响应于发动机减速期间的发动机重新起动请求，在第一种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第一起动转动速度，在第二种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第二起动转动速度，在第三种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第三起动转动速度，并且在第四种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第四起动转动速度，第四起动转动速度高于第三起动转动速度、第二起动转动速度和第一起动转动速度中的每一个。在任意前述的示例中，附加地或可选地，第一种条件包括第一发动机温度和变速器***的齿轮的空挡位置中的每一个，并且其中第二种条件包括，第一发动机温度和齿轮的非空挡位置中的每一个，齿轮的空挡位置经由耦接到变速器***的变速箱的齿轮位置传感器被判断。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，第三种条件包括第二发动机温度和齿轮的空挡位置中的每一个，并且其中第四种条件包括，第二发动机温度和齿轮的非空挡位置中的每一个，第一发动机温度高于第二发动机温度。在任意或所有前述示例中，附加地或可选地，第三起动转动速度低于第四起动转动速度且高于第二起动转动速度和第一起动转动速度中的每一个，并且其中第二起动转动速度低于第三起动转动速度且高于第一起动转动速度。
注意本文中包括的示例控制和估计程序能够结合各种发动机和/或车辆***配置使用。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被控制***执行，所述控制***包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合的控制器。本文描述的具体的程序可以表示任意数量的处理策略中的一个或多个，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。同样地，图示的各种动作、操作和/或功能可以按图示的顺序执行、并行地被执行，或在一些情况下被省略。同样地，处理顺序不是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于图示说明和描述而提供。根据所使用的特定策略，可以反复地执行图示动作、操作和/或功能中的一个或多个。并且，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编程到发动机控制***中的计算机可读存储媒介的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过执行包括与电子控制器组合的不同发动机硬件部件的***中的指令被实施。
应理解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体的实施例不应被视为具有限制意义，因为可能有许多变化。例如，上述技术能够被应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括各种***和配置以及本文公开的其他特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
下述权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。这些权利要求应理解为包括一个或多个这种元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性能的其他组合和子组合可以通过修改本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来要求保护。这些权利要求，无论在范围上宽于、窄于、等于、或不同于原始权利要求，同样被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于控制动力传动***的起动马达的方法，所述动力传动***具有发动机和包括由所述发动机经由摩擦离合器驱动的变速箱的传动系，所述方法包含：当需要在自动发动机停止期间改变主意后使用所述起动马达重新起动所述发动机时，使用所述起动马达起动转动所述发动机并且当达到起动转动速度限制时分离所述起动马达，其中所述起动转动速度限制基于所述传动系是否被确认完全打开。
2.根据权利要求1所述的方法，其中当所述传动系被确认完全打开时所述起动转动速度限制是第一起动转动速度限制，并且其中当所述传动系未被确认完全打开时所述起动转动速度限制是第二起动转动速度限制。
3.根据权利要求2所述的方法，其还包含：判断所述传动系的状态并且，响应于所述传动系的所述状态为完全打开，将所述起动转动速度限制设定到所述第一起动转动速度限制，并且响应于所述传动系的所述状态为未打开，将所述起动转动速度限制设定到所述第二起动转动速度限制。
4.根据权利要求3所述的方法，其中判断所述传动系的所述状态包含经由变速箱接合状态传感器判断变速箱是否处于空挡。
5.根据权利要求4所述的方法，其中响应于所述变速箱处于空挡位置，所述传动系的所述状态被判断为完全打开，并且响应于所述变速箱未处于所述空档位置，所述传动系的所述状态被判断为未打开。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一起动转动速度限制和所述第二起动转动速度限制中的每一个都基于发动机转速和发动机温度中的每一个。
7.根据权利要求2所述的方法，其中当所述发动机温度在阈值温度之上时，所述第二起动转动速度限制高于所述第一起动转动速度限制。
8.一种方法，其包含：
响应于在开始发动机怠速停止后重新起动发动机的请求，
判断齿轮的位置，和
经由起动马达选择性地将所述发动机起动转动至阈值起动转动发动机转速，所述阈值起动转动发动机转速基于所述齿轮的所述位置被调整。
9.根据权利要求8所述的方法，其中用于重新起动所述发动机的所述请求是在发动机减速期间。
10.根据权利要求8所述的方法，其中选择性地起动转动所述发动机包括：响应于发动机转速提高到所述阈值起动转动速度停用所述起动马达。
11.根据权利要求8所述的方法，其中当所述齿轮的所述位置是空挡时所述阈值起动转动速度是第一起动转动速度，并且其中当所述齿轮的所述位置是非空挡时所述阈值起动转动速度是第二起动转动速度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二阈值起动转动速度高于所述第一起动转动速度。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一阈值起动转动速度和所述第二阈值起动转动速度中的每一个都是发动机冷却剂温度的函数。
14.根据权利要求8所述的方法，其中选择性地起动转动所述发动机包括：响应于在发动机减速之前接收到重新起动所述发动机的请求，在发动机转速在第一阈值发动机转速和第二阈值发动机转速之间时，经由所述起动马达起动转动所述发动机，所述第二阈值发动机转速高于所述第一阈值发动机转速。
15.根据权利要求14所述的方法，还包含：响应于所述发动机转速低于所述第一阈值发动机转速，在发动机减速完成之后经由所述起动马达起动转动所述发动机。
16.根据权利要求15所述的方法，还包含：响应于所述发动机转速高于第三阈值发动机转速，增加节气门开度而不经由所述起动马达起动转动所述发动机，所述第三阈值发动机转速高于所述第二阈值发动机转速，并且响应于所述发动机转速低于所述第三阈值发动机转速且高于所述第二阈值发动机转速，所述发动机转速一降到所述第二阈值发动机转速就经由所述起动马达起动转动所述发动机。
17.一种车辆***，其包含：
发动机；
变速器***；和
带有存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令的控制器，所述指令用于：
响应于在发动机减速期间的发动机重新起动请求，
在第一种条件下，经由起动马达起动转动发动机直到发动机转速提高到第一起动转动速度，
在第二种条件下，经由所述起动马达起动转动所述发动机直到所述发动机转速提高到第二起动转动速度，
在第三种条件下，经由所述起动马达起动转动所述发动机直到所述发动机转速提高到第三起动转动速度，和
在第四种条件下，经由所述起动马达起动转动所述发动机直到所述发动机转速提高到第四起动转动速度，所述第四起动转动速度高于所述第三起动转动速度、所述第二起动转动速度和所述第一起动转动速度中的每一个。
18.根据权利要求17所述的***，其中所述第一种条件包括第一发动机温度和所述变速器***的齿轮的空挡位置中的每一个，并且其中所述第二种条件包括所述第一发动机温度和所述齿轮的非空挡位置中的每一个，所述齿轮的所述空档位置经由耦接到所述变速器***的变速箱的齿轮位置传感器被判断，其中所述发动机在所述第一、第二、第三和第四种条件中的每一种条件下运行。
19.根据权利要求18所述的***，其中所述第三种条件包括第二发动机温度和所述齿轮的所述空挡位置中的每一个，并且其中所述第四种条件包括所述第二发动机温度和所属齿轮的所述非空挡位置中的每一个，所述第一发动机温度高于所述第二发动机温度。
20.根据权利要求17所述的***，其中所述第三起动转动速度低于所述第四起动转动速度且高于所述第二起动转动速度和所述第一起动转动速度中的每一个，并且其中所述第二起动转动速度低于所述第三起动转动速度且高于所述第一起动转动速度。
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