用于控制機動車輛發動機的方法和裝置的制作方法

專利名稱：用于控制機動車輛發動機的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及內燃發動機的控制，特別是涉及裝有該發動機的機動車輛在行駛中再起動這種發動機。
背景技術：
業已知道當機動車輛在行駛中時停止該車輛的發動機是為了減少排放和燃料消 耗。在混合動力機動車輛和自由滾動停止-起動車輛(free rolling stop-start vehicle)情況下，當存在一個或更多個預定的狀況時，這種發動機停止是自動進行的。與只有在機動車輛確定不動時發動機才停止的常規停止-起動機動車輛不同，自由滾動停止-起動機動車輛是車輛在行駛時停止發動機的機動車輛。混合動力機動車輛是一種具有至少兩種動力源的機動車輛，即具有內燃發動機(以下稱之為發動機)和一個或更多個電力牽引馬達的機動車輛。在兩種情況下都期望在某些情況下停止內燃發動機以便節省燃料并減少排放。這種自由滾動發動機停止-起動和混合動力系統的特征之一是，與常規機動車輛或常規停止-起動機動車輛相比，由于增加的停止發動機機會，停止和起動發動機更頻繁。雖然這種增加的機會具有明顯節省燃料和減少排放的好處，但是它對電池或電能儲存裝置造成更大的負擔。這是因為每次再起動發動機時，必需接合起動馬達以再起動發動機，這使得為起動馬達供電的電池或電能儲存裝置被消耗并且可能使用大于理想電池或電能儲存裝置的電池或電能儲存裝置。在美國專利6，524，217中已經提出利用機動車輛的慣性在一些情況下通過稱之為“沖擊起動/推車起動”(bump start)的方法再起動發動機,在沖擊起動中離合器被接合使機動車輛的運動通過傳動系往回傳遞給發動機，因而使發動機以足夠高的速度旋轉，從而使起動能夠發生。在美國專利6，524，217中公開的系統的問題在于，由于車輛速度必須處于能夠獲得足夠慣性從而起動發動機的水平，因此機動車輛可能產生許多車主不能接受的顛簸(jerking)。另一個缺點是如果在再起動時車輛速度高于期望的速度,則可能發生發動機過加速運行。

發明內容
本發明人在此已經認識到上述方法的問題并且提出至少部分地解決這些問題的方法。在一個實施例中，一種控制機動車輛內燃發動機的方法包括響應發動機的起動要求，確定機動車輛是否正以預定速度范圍內的車速行駛并且，如果機動車輛正在預定速度范圍內行駛，貝1J利用機動車輛的慣性沖擊起動/推車起動(bump start)發動機。這樣做的優點在于能夠減少必需使用起動馬達的次數，因而與常規的停止-起動裝置相比減少起動馬達的額外磨損。而且，通過將使用沖擊起動限制在預定的車速，可以避免發動機的過加速運轉、顛簸起動和/或不期望的轉矩波動。當單獨或結合附圖閱讀下面的具體實施方式
時，將容易明白本發明的上述和其他優點和特征。 應當理解，提供上面的概述是為了以簡單的形式引入選擇的構思，這些構思在具體實施方式
中得到進一步描述。這并不意味著指出所要求保護的主題的關鍵或本質特征，所要求保護的主題的范圍由所附權利要求唯一地限定。而且，所要求保護的主題不限于解決上面或本發明的任何部分指出的任何缺點的實施方式。


圖I是具有根據本發明一方面的發動機控制裝置的機動車輛的方塊圖。圖2是示出由發動機控制裝置使用的各種控制速度范圍并構成根據本發明另一方面的方法的一部分的示意圖。圖3A至圖5是根據本發明所述另一方面的方法的各種實施例。
具體實施例方式車輛可以用自動起動-停止機制運行，其中在某些運行狀態下發動機自動關閉以便節省燃料并減少排放。響應要求(例如，表示車輛駕駛員期望車輛行駛的動作)，發動機可以再起動。自動起動-停止可以在車輛仍然在行駛中時進行。但是，這些頻繁的再起動可以引起對起動馬達的不適當的損壞。在一些狀況下，例如當發動機在預定速度范圍內運行時和/或使用某些傳動裝置時，車輛的運動能夠傳遞給發動機以便再起動發動機，而不是利用起動馬達。該預定的速度范圍可以由上限車速和下限車速確定。機動車輛可以具有有多個變速器速比的多檔變速器和檢測是否已經選擇空擋的裝置，并且該方法還可以包括使上限車速和下限車速基于多檔變速器的第一變速器速比的上限速度和多檔變速器的最高變速器速比的下限速度的使用，從而沖擊起動發動機。該機動車輛可以具有有多個變速器速比的多檔變速器和確定當前選擇的變速器速比的裝置，并且該方法還可以包括確定當前選擇的變速器速比，并且根據當前選擇的變速器速比利用上限和下限車速。該上限車速可以是這樣一種車速，即在機動車輛以該速度行進的情況下，當發動機被該機動車輛的多檔變速器無滑動地驅動時，該速度不會引起發動機超速。該下限車速可以是這樣一種車速，即在機動車輛以該速度行進的情況下，當發動機起動且被該機動車輛的多檔變速器無滑動地驅動時，該速度不會引起不能接受的轉矩波動。起動發動機的要求可以基于駕駛員的一個或更多個的動作。起動發動機的要求可以是根據該機動車輛的一個或更多個運行參數的要求。根據本發明的實施例，為發動機驅動多檔變速器提供一種用于驅動多檔變速器的發動機的機動車輛控制裝置，其中該裝置包括電子控制單元；表明車速的至少一個輸入；和表明期望的發動機運轉狀態的至少一個輸入，其中響應用于起動發動機的來自運行狀態輸入的要求，電子控制單元根據車速輸入確定機動車輛的當前車速，確定機動車輛是否正以預定速度范圍內的車速行駛，并且如果機動車輛正以預定速度范圍內的車速行駛，則利用機動車輛的慣性沖擊起動發動機。
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該裝置可以通過利用多檔變速器驅動發動機來利用機動車輛的慣性起動發動機。多檔變速器可以通過離合器驅動發動機并且該離合器被接合從而使多檔變速器驅動該發動機。該機動車輛還可以包括起動馬達，并且如果機動車輛的當前車速在預定速度范圍之外，則電子控制單元可以利用起動馬達來起動發動機。預定速度范圍可以由上限車速和下限車速限定。電子控制單元可以接收表示空擋是否被接合的信號，并且可以使上限車速和下限車速基于多檔變速器的第一變速器速比的上限速度和多檔變速器的最高變速器速比的下限速度，從而沖擊起動發動機。電子控制單元可以接收表示當前選擇的變速器速比的信號，并且電子控制單元可以根據當前選擇的變速器速比來確定上限車速和下限車速。上限車速可以是這樣一種車速，即在機動車輛以該速度行進的情況下，當發動機被機動車輛的多檔變速器無滑動地驅動時，該速度不會引起發動機過加速。下限車速可以是這樣一種車速，即在機動車輛以該速度行進的情況下，當發動機起動且被機動車輛的多檔變速器無滑動地驅動時，該速度不會引起不能接受的轉矩波動。該機動車輛還可以包括由發動機通過離合器驅動的電子控制自動變速器，確定機動車輛是否正以預定速度范圍內的車速行駛可以包括將當前車速與針對自動變速器的每個變速器速比的預定速度范圍進行比較，如果當前車速在一個或更多個預定車速范圍內，則自動選擇一個對應的變速器速比，并且利用機動車輛的慣性沖擊起動發動機，如果當前車速不在針對自動變速器的變速器速比的任何一個預定速度范圍內，則利用起動馬達起動發動機。根據本發明的實施例提供具有根據本發明所述第二方面構造的裝置的機動車輛。參考圖1，圖I示出其為自由滾動停止-起動機動車輛I的機動車輛。該機動車輛I具有兩個非從動車輪9A和兩個從動車輪9B、通過離合器4驅動多檔變速器3的內燃發動機2、選擇地起動發動機2的起動馬達5、為起動馬達5和電子控制單元20提供電能的電池6形式的電能源，所述電子控制單元20形成用于控制發動機2運行的裝置的一部分。發動機2包括燃料供給系統(未示出)、空氣供給系統(未示出)、和在火花點火發動機的情況下的點火系統(未示出)，每個系統由電子控制單元20控制。應當明白，電子控制單元20在實際應用中可以由相互連通的多個分開的電子控制單元構成，以便執行本文所描述的控制功能。多檔變速器3具有經由離合器4連接于發動機2的輸入7A和向機動車輛I的最終驅動單元7提供驅動的輸出7B。在這種情況下多檔變速器3具有五個不同的前進驅動變速器速比，范圍從被稱作第一檔的最低變速器速比到被稱作第五檔的最高變速器速比，其中第二、第三和第四變速器速比設置在最低和最高變速器速比之間。應當明白，多檔變速器3可以是合適的類型。例如，它可以是被稱作齒輪箱的常規齒輪型，其中不同的齒輪相互嚙合以產生變速器速比。在另一個例子中，可以是通常被稱作模擬手動齒輪箱(SMG)的步進無級變速器型，其中無級變速器被控制為僅僅提供多個預定的變速器速比。在齒輪箱的情況下，對齒輪箱的輸入7A可以由單個離合器4提供，或者可存在被稱作雙離合器齒輪箱的兩個離合器，其中奇數齒輪由一個離合器驅動，而偶數齒輪由另一個離合器驅動。在任何一種情況下，離合器可以是由機動車輛I的駕駛員直接操作的手動離合器，或離合器的實際嚙合和分離是電子控制的電子離合器，在電子離合器中由駕駛員控制的離合器踏板的移動用作離合器的期望狀態的指示。在這個例子中，多檔變速器3可以是通過駕駛員移動變速桿(未示出)控制的手動變速器，但是應當明白多檔變速器可以替換為自動變速器。在第一檔，變速器3的輸入7A和輸出7B之間的速比是3. 5比I，而在第五檔，速器 3的輸入7A和輸出7B之間的速比是I. O比I。最終驅動單元7的驅動速比固定在4. 4比I，每個車輪的滾動半徑的是O. 25m。因此如果離合器4完全嚙合并且在發動機2和變速器3的輸入7A之間沒有滑動，就能夠對于多檔變速器3中的每個變速器速比計算針對機動車輛I任何向前的車速的發動機2的等效旋轉速度。機動車輛I還包括向電子控制單元20提供信息的一個或更多個車速傳感器10，從該電子控制單元能夠推斷出機動車輛I的當前車速。在所示的例子中，車速傳感器是車輪轉速傳感器，其形式是與防抱死制動系統相關聯的檢測相鄰的非從動車輪9A的轉速的傳感器10。但是，應當明白，可以用其他傳感器，例如測量多檔變速器3的輸出7B的轉速的傳感器。電子控制單元20也可以接收由圖I的附圖標記8集中地示出的一個或更多個輸入，從輸入8可以推斷出機動車輛I的駕駛員的一個或更多個動作，例如但不限于，這些輸入8可以包括一個或更多個離合器踏板位置、離合器嚙合狀態、加速器踏板位置、制動器踏板位置、變速桿選擇器位置、變速器空擋狀態以及當前接合的變速器速比。輸入8由與駕駛員的響應裝置有關的傳感器提供，這種響應裝置是例如但不限于，圖I中都未示出的離合器踏板、加速器踏板、變速桿、制動踏板和變速器速比選擇器裝置。對于具有手動變速器的機動車輛，控制裝置的操作如下，對于該手動變速器不知道當前選擇的變速器速比，但是知道變速器是否在空擋位置。當在機動車輛I行駛時需要發動機起動時，不利用起動馬達5，該裝置(即電子控制單元20及其有關的輸入和輸出)能夠利用機動車輛I的慣性經由從動車輪9B和包括最終驅動單元7的傳動系、多檔變速器3和離合器4在所謂的“沖擊起動”中來轉動發動機2。為了確保平穩的發動機再起動，當車速在預定的速度范圍內時，發動機控制單元20只允許非起動馬達裝置起動或“沖擊起動”。該預定的速度范圍可以用上限車速和下限車速來限定。上限車速選擇成使得發動機2的旋轉速度在發動機2起動的瞬間不超過發動機2的最大可允許的轉速,該最大可允許的轉速低于發動機2的超速極限。因此上限車速選擇成防止發動機2超速，并且還基于機動車輛I的駕駛性能。也就是說，雖然發動機可以具有比如說7000RPM的速度極限或回轉極限，在該速度極限之上一般被認為是超速或過加速，但上限車速可以大大低于這個速度，例如3500RPM。由于超過該旋轉速度的速度可以對機動車輛I的一般駕駛員產生負面反應的事實，該極限是由駕駛性能確定的極限。
下限車速可以選擇成使得該車速將產生發動機2的旋轉速度，在這點發生發動機2的起動，這個速度對于發動機的起動足夠高而不產生明顯的轉矩變化(低于過加速運轉)。也就是說，發動機速度根據駕駛性能選擇，因為選擇的速度是使發動機2產生足夠的轉矩以平穩地起動并吸收通過傳動系賦予車輛I的載荷的速度。這個速度可以是低于正常的怠速轉速的速度但是在所有的情況下高于發動機2理論上能夠由機動車輛I的動能起動的最低速度。這是因為，如果發動機2以由使用最小動能速度引起的非常低的旋轉速度起動，則發動機2產生不足夠的轉矩并且導致顛簸起動。在不知道當前選擇的變速器速比但是知道多檔變速器是不是處于掛檔的情況下，能夠實現沖擊起動的最快速度(即所說的上限車速)和能夠進行沖擊起動而不產生由于轉矩波動引起的顛簸起動的最低速度(即所說的下限車速)分別基于用于第一齒輪速比(U_LI)的上限和用于第五齒輪速比(U_L5)的下限。這是因為在這兩個速度之間發動機2能夠利用動能起動而不過加速運轉或過于低速地運轉發動機2。在知道當前選擇的變速器速比的情況下，每個前進變速器速比的上限和下限車速被確定，并存儲在電子控制單元20的存儲器中。然后電子控制單元20響應來自一個或更 多個駕駛員輸入裝置8的發動機起動的要求，檢查在多檔變速器3中哪個變速器速比是當前選擇的，選擇用于這個變速器速比的合適的車速范圍，并且確定由車速傳感器10測量的當前車速是否在預定車速范圍內。如果當前測量的車速在預定的車速范圍內，則機動車輛的動能用來起動發動機2，如果當前測量的車速在預定的車速范圍之外，則起動馬達5用來起動發動機2.應當明白，代替專用的起動馬達，一些其他的電氣裝置可以用來起動發動機2。例如，起動發動機2的裝置可以是用作起動發動機2的馬達并且用作為電池6充電的發電機的馬達/發電機。在具有一個或更多個電力牽引馬達的混合動力機動車輛的情況下，其中一個電力牽引馬達可以用來起動發動機2。圖2以示意圖形式示出用于五速多檔變速器的各種預定車速范圍。對于第一檔，車速范圍分別由下限車速L_L1和上限車速U_L1確定。在這種情況下，車速L_L1對應于最低允許車速L_L0，因為第一檔是最低變速器速比并且最低允許車速的確定基于第一檔的使用。對于第二檔，車速或車速范圍分別由下限車速L_L2和上限車速U_L2確定。對于第三檔，車速或車速范圍分別由下限車速L_L3和上限車速U_L3確定。對于第四檔，車速或車速范圍分別由下限車速L_L4和上限車速U_L4確定。對于第五檔，車速或車速范圍分別由下限車速L_L5和上限車速U_L5確定。因此在嚙合的檔位已知的多檔變速器的情況下，電子控制單元20被編程以進行下面的邏輯控制操作如果TR = 1，(L_L1 < VS < U_L1嗎？)如果“是”，則沖擊起動發動機，如果“否”則利用起動馬達。如果TR = 2，(L_L2 < VS < U_L2嗎？)如果“是”，則沖擊起動發動機，如果“否”則利用起動馬達。如果TR = 3，(L_L3 < VS < U_L3嗎？)如果“是”，則沖擊起動發動機，如果“否”則利用起動馬達。
如果TR = 4，(L_L4 < VS < U_L4嗎？)如果“是”，則沖擊起動發動機，如果“否”則利用起動馬達。如果TR = 5，(L_L5 < VS < U_L5嗎？)如果“是”，則沖擊起動發動機，如果“否”則利用起動馬達。其中TR是當前變速器速比，L_LX是針對變速器速比X的下限車速，L_UX是針對變速器速比X的上限車速，并且在這種情況下X從I到5變化，而VS是當前車速。現在參考圖3A和3B，示出根據本發明的方法用于手動變速器的兩個實施例，其中當前選擇的變速器速比是不知道的，但是變速器是不是在空擋位置是知道的，這兩種方法的主要不同在于用來停止和起動發動機2的駕駛員輸入。首先參考圖3A，該方法在方框100開始，方框100是在所謂的自由滾動發動機停止(FRES)中，機動車輛在行駛時停止發動機的條件。在這種情況下FRES的條件是機動車輛 速度大于零，也就是說，VS > O ;在多檔變速器3中已經選擇空擋變速器速比，如由來自駕駛 員輸入8的輸入指示；離合器踏板已經釋放，如由來自駕駛員輸入8的輸入指示，因此離合器4完全嚙合以及FRES需要的任何其他條件，例如發動機的溫度高于預定的溫度。當FRES條件被滿足時,發動機2停止或關閉，如方框110所示。根據發動機的類型和其具體構造關閉可以用若干種不同的方式產生，但是一般而言，這種關閉包括切斷對發動機2的燃料供給。在火花點火發動機的情況下也可以切斷點火系統。發動機2將保持在這種變關閉狀態直到駕駛員指示的再起動(在這種情況下)由駕駛員壓離合器踏板的動作來要求，以便離合器4脫離嚙合，如方框120所示，并且通過取消選擇空擋位置，也就是說，選擇驅動變速器速比或檔位，如方框150所示。選擇驅動變速器速比(通常被稱作選檔或取消選擇空擋)通過非空擋的變速器狀態來檢測。然后電子控制單元20檢查當前車速(VS)是否在預定范圍內，在這種情況下該預定的范圍基于用于再起動的第一檔的使用。這在方框130中利用測試“L_L5 < VS < U_L1嗎”來進行。如果對于這個測試回答“否”，那么方法進行到方框140并且利用起動馬達5以轉動發動機，結果發動機運轉，如方框180所示。反之，如果對于測試回答“是”，則方法進行到方框160，在方框160駕駛員松開離合器踏板，以便接合離合器4，因而使發動機2產生沖擊起動，如方框170所示并且導致發動機2再起動,如方框180所示。參考圖3B，方法在方框200開始，方框200是機動車輛在行駛時停止發動機(FRES)的條件。在這種情況下FRES的條件是機動車輛速度大于零，也就是說，VS > O ;在多檔變速器3中已經選擇空擋變速器速比，如由來自駕駛員輸入8的輸入指示；離合器踏板已經壓下，由來自駕駛員輸入8的輸入指示，使得離合器4脫離嚙合以及FRES需要的任何其他條件被滿足。當在方框200的FRES條件被滿足時，發動機2停止或關閉，如方框210所示。如前面所討論的，根據發動機的類型關閉可以用若干種不同的方式產生。發動機2保持在這種變關閉狀態直到駕駛員指示的再起動在這種情況下由駕駛員取消選擇空擋位置的動作來要求，如方框220所示。然后電子控制單元20檢查當前車速(VS)是否在預定范圍內，在這種情況下基于用于再起動的第一檔的使用。這在方框 230 利用測試“L_L5<VS<U_L1嗎”來進行。如果對于該測試回答“否”，那么方法進行到方框240并且利用起動馬達5轉動發動機，結果發動機運轉，如方框280所示。可選地，如果對于在方框230中的測試回答是“是”，于是方法進行到方框260，在方框260駕駛員松開離合器踏板，以便接合離合器4，因而使發動機2產生沖擊起動，如方框270所示。這種沖擊起動導致發動機2的再起動，如方框280所示。應當明白，如果不像方框260所示的那樣駕駛員不接合離合器4，將不發生方框270中的沖擊起動。參考圖4A和4B，示出根據本發明的方法用于手動或SMG變速器的兩個實施例，其中當前選擇的變速器速比是已知的，這兩種方法之間的主要區別在于用于停止和起動發動機2的駕駛員輸入。首先參考圖4A，該方法在方框300開始，方框300是機動車輛在行駛時用于停止發動機(FRES)的條件。在這種情況下用于FRES的條件是機動車輛速度大于零，也就是
說，VS > O ;在多檔變速器3中已經選擇空擋變速器速比，如由來自駕駛員輸入8的輸入指示；離合器踏板已經被釋放，如由來自駕駛員輸入8的輸入指示，因此離合器4完全嚙合以及FRES需要的任何其他條件被滿足。當方框300中的FRES條件被滿足時，發動機2停止或關閉，如方框310所示。發動機2保持在這種變關閉狀態直到駕駛員指示的再起動被要求，在這種情況下，再起動是如方框320所示的駕駛員壓離合器踏板以便松開離合器4和如方框350所示的選擇變速器速比(選檔)的動作要求，。然后電子控制單元20確定當前選擇的變速器速比(齒輪比)，如方框335所示并且在方框330檢查當前車速(VS)是否在預定的車速范圍內，在這種情況下其基于當前選擇的變速器速比。在方框330的檢查利用下面的測試之一進行如果第一檔被選擇(L_L1 < VS < U_L1嗎)如果第二檔被選擇(L_L2 < VS < U_L2嗎)如果第三檔被選擇(L_L3 < VS < U_L3嗎)如果第四檔被選擇(L_L4 < VS < U_L4嗎)如果第五檔被選擇(L_L5 < VS < U_L5嗎)其中L_LX是用于變速器速比X的下限車速，U_LX是用于變速器速比X的上限車速，并且X是選擇的齒輪比的數值，例如對于第一檔，L_LX = 1^1^1，而U_LX = U_L1。如果對相應的測試回答“否”，那么方法進行到方框340并且利用起動馬達5以轉動發動機，結果發動機運轉，如方框380所示。替代地，如果對相應測試回答“是”，則方法進行到方框360，在方框360駕駛員松開離合器踏板，以便接合離合器4，因而使發動機2產生沖擊起動，如方框370所示并且導致發動機2再起動,如方框380所示。參考圖4B，方法在方框400開始，方框400是機動車輛在行駛時用于停止發動機2 (FRES)的條件。在這種情況下用于FRES的條件是機動車輛速度大于零，也就是說，VS >O ;在多檔變速器3中已經選擇空擋變速器速比，如由來自駕駛員輸入8的輸入指示；離合器踏板已經壓下，如由來自駕駛員輸入8的輸入指示，以便離合器4被松開以及用于FRES的任何其他條件被滿足。當FRES條件被滿足時,發動機2停止或關閉,如方框410所示。發動機2保持在這種變關閉狀態，直到駕駛員指示的再起動在這種情況下由駕駛員選檔的動作來要求，如方框420所示。
選擇的變速器速比或齒輪比提供給電子控制單元20，如方框435所示。然后電子控制單元20檢查當前車速(VS)是否在預定范圍內，在這種情況下預定范圍基于實際選擇的變速器速比。在方框430的檢查利用下面的測試之一如果第一檔被選擇(L_L1 < VS < U_L1嗎)如果第二檔被選擇(L_L2 < VS < U_L2嗎)如果第三檔被選擇(L_L3 < VS < U_L3嗎)如果第四檔被選擇(L_L4 < VS < U_L4嗎)如果第五檔被選擇(L_L5 < VS < U_L5嗎)其中L_LX是用于變速器速比X的下限車速，U_LX是用于變速器速比X的上限車速，并且X是選擇的齒輪比的數值。 如果對相應的測試回答“否”，那么方法進行到方框440并且利用起動馬達5以轉動發動機，結果發動機2運轉,如方框480所示。替代地，如果對方框430中的對應測試回答“是”，則方法進行到方框460，在方框460駕駛員松開離合器踏板，以便接合離合器4，因而使發動機2產生沖擊起動，如方框470所示，并且導致發動機2再起動，如方框480所示。應當明白，如果駕駛員不像方框460所示的那樣接合離合器4，將不發生在方框470中的沖擊起動。參考圖5，示出根據本發明的方法應用于經由發動機2經由離合器驅動的自動變速器。應當明白，該變速器也可以是通常稱之為雙離合變速器的對或雙離合器型。該方法在方框500開始，方框500是機動車輛在行駛時用于停止發動機(FRES)的條件。在這種情況下用于FRES的條件是機動車輛速度大于零，也就是說，VS > O ;并且加速器踏板不被壓下，如由來自駕駛員輸入8的輸入指示，并且用于FRES需要的任何其他條件被滿足，例如發動機2在正常運行溫度下運行。當方框500中的FRES條件被滿足時，發動機2停止或關閉，如方框510所示，并且離合器或多個離合器自動脫離嚙合。發動機2保持在這種變關閉狀態直到駕駛員指示的再起動在這種情況下由駕駛員壓加速器踏板的動作來要求，如方框520所示。選擇的變速器速比或齒輪比提供給電子控制單元20，如方框355所示。應當明白，所選擇的檔位在正常方式中自動確定，但是可以基于駕駛員輸入，例如變速桿的位置。然后電子控制單元20檢查當前車速(VS)是否在預定范圍內，在這種情況下其基于實際選擇的變速器速比。這在方框530中利用下面的測試之一進行如果第一檔被選擇(L_L1 < VS < U_L1嗎)如果第二檔被選擇(L_L2 < VS < U_L2嗎)如果第三檔被選擇(L_L3 < VS < U_L3嗎)如果第四檔被選擇(L_L4 < VS < U_L4嗎)如果第五檔被選擇(L_L5 < VS < U_L5嗎)其中L_LX是用于變速器速比X的下限車速，U_LX是用于變速器速比X的上限車速，并且X是選擇的齒輪比的數值。應當明白在電子控制自動變速器的情況下，可替換地能夠確定機動車輛I的當前車速并且然后選擇合適的變速器速比，以便倘若當前車速高于L_L0而低于U_L5則當前車速(VS)落在一個預定的速度范圍內。
回到方框530，如果對相應測試回答“否”，那么方法進行到方框540并且利用起動馬達5轉動發動機2,結果發動機2運轉,如方框580所示。替代地，如果對方框530中的相應測試回答“是”，則方法進行到方框560，在方框560離合器被電子控制單兀自動哨合,然后進行到方框570,在方框570發生發動機2的沖擊起動，導致發動機2再起動，如方框480所示。也就是說在對或雙離合器變速箱的情況下，合適的離合器將被接合用于選擇的變速器速比。雖然已經關于全部具有五個前進變速器速比的各種多檔變速器描述了本發明， 但是，應當明白本發明不限于與5檔變速器一起使用，變速器可以具有更多或更少的速比。雖然本發明對于具有允許FRES的停止-起動系統的機動車輛是特別有利的并且上面已經關于它在這種機動車輛中的使用描述了本發明，但是應當明白，本發明能夠有利地用于具有多檔變速器和分開的動力源(諸如電力牽引馬達)的混合動力機動車輛。在這種情況下，發動機2將響應多種因素自動關閉和起動，這些因素可以包括駕駛員輸入但是也可以與機動車輛I的運行參數有關。例如，當車速低于特定車速，為電力牽引馬達供電的電池的充電狀態高于預定水平時，或當為電力牽引馬達供電的電池的充電狀態高于預定水平并且加速器踏板不被壓下或者被壓下低于預定量時，發動機2可以關閉。當車速高于特定車速為電力牽引馬達供電的電池的充電狀態下降至低于預定水平時，或當加速器踏板被壓下多于預定量時，發動機2可以再起動。應當明白，有許多能夠用于要求停止和起動發動機2的其他機動車輛運行參數的組合，并且本發明不限于上面給出的例子且這些運行參數也可以與駕駛員輸入結合以構成起動和/或停止要求。上限車速可以是使發動機以介于產生最大轉矩的速度與產生最大動力的速度之間的速度旋轉的車速。下限車速可以是高于下述車速的車速，即低于該車速時車輛慣性剛好足以起動發動機，因此由發動機產生足夠的轉矩以平穩地加速該機動車輛。因此綜上所述，本發明提供一種方法和裝置，只有當機動車輛的當前速度在預定的速度范圍內時，其利用沖擊起動再起動機動車輛的發動機。在本發明的一個實施例中，預定的速度范圍可以基于知道當前所選的變速器速比而改變，以便增加用于沖擊起動發動機的機會而不會由于過分的轉矩波動產生發動機超速或顛簸再起動。這里公開的方法提供一種車輛發動機方法，其包括如果車速在與齒輪比成比例地增加的預定速度范圍內，則利用機動車輛的動能自動再起動發動機，并且其中預定范圍的上限是介于得到最大轉矩和最大動力之間的發動機速度的車速，并且如果車速在預定范圍之外，則利用起動馬達起動發動機。以這種方式，只有在車速在預定范圍內時發動機可以利用機動車輛的動能(例如機動車輛的運動)起動，否則利用起動馬達起動發動機。該預定速度的范圍可以是機動車輛正在運行的變速器速比的函數。當檔位增加時，速度范圍也增加。以這種方式，當以低檔位運行時，只有當車輛在低于其在較高檔位運行的速度范圍內時，才可以用車輛的動能起動。速度范圍的上限可以是這樣的機動車輛速度，即得到車輛在該速度下允許的介于最大轉矩和最大功率的發動機速度的車速，因此避免變速器滑動。下限車速可以是這樣的車速，低于它發生轉矩波動和/或低于它機動車輛的動能不足以起動發動機。
雖然上面描述的實施例在增加變速器檔位時增加預定的速度范圍，但是在一些實施例中齒輪比可以不隨著檔位增加而線性改變，結果預定速度范圍可以不隨著檔位增加而線性地增加。本領域的技術人員應當明白雖然已經參考一個或更多個實施例以舉例的方式描述了本發明，但是本發明不限于所公開的實施例，并且可以構想到對所公開的實施例的一種或多種修改或可替換實施例，并且不脫離 由權利要求限定的本發明的范圍。應當明白，這里所公開的結構和方法在性質上是示范性的，并且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變化是可能的。例如，上述技術可以用于ν-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸以及其他發動機類型。本發明的主題包括這里公開的各種系統和結構、以及其他特征、功能和/或性質的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。所附權利要求具體指出被認為是新穎的和非顯而易見的一些組合和子組合。這些權利要求可能涉及“一”元件或“第一”元件或其等同物。這些權利要求應當理解為包括一個或更多個這種元件的結合，既不要求也不排除兩個或更多個這種元件。所公開的特征、性能、元件和/或性質的組合或子組合可以通過對這些權利要求的修改或通過在本申請或相關申請中提出新權利要求來主張。這些權利要求，比原權利要求在范圍上無論是更寬、更窄、等同或不同，都被認為包含在本發明的主題內。
權利要求
1.一種控制機動車輛內燃發動機的方法，包括 響應所述發動機的起動要求，確定所述機動車輛是否正以預定速度范圍內的車速行駛，和 如果所述機動車輛在所述預定速度范圍內行駛，則利用所述機動車輛的慣性沖擊起動所述發動機。
2.根據權利要求I的方法，還包括如果所述機動車輛的當前車速在所述預定速度范圍之外，則利用起動馬達起動所述發動機
3.根據權利要求I的方法，其中所述預定速度范圍由上限車速和下限車速限定。
4.根據權利要求3的方法，其中所述機動車輛具有有多個變速器速比的多檔變速器并被配置為檢測是否已經選擇空擋，進一步還包括基于所述多檔變速器的第一變速器速比的上限速度和所述多檔變速器的最高變速器速比的下限速度設定所述上限車速和所述下限車速。
5.根據權利要求3的方法，其中所述機動車輛具有有多個變速器速比的多檔變速器并被配置為確定哪個變速器速比是當前選擇的，并且還包括確定那個變速器速比是當前選擇的和基于當前選擇的變速器速比使用上限車速和下限車速。
6.根據權利要求5的方法，其中所述上限車速是這樣一種車速，即在所述機動車輛以該速度行進的情況下，當所述發動機被所述機動車輛的所述多檔變速器無滑動地驅動時，該速度不會弓I起發動機超速。
7.根據權利要求3的方法，其中所述下限車速是這樣一種車速，即在所述機動車輛以該速度行進的情況下，當所述發動機起動且被所述機動車輛的所述多檔變速器無滑動地驅動時，該速度不會引起不能接受的轉矩波動。
8.根據權利要求I的方法，其中起動所述發動機的要求基于駕駛員的一個或更多個動作。
9.根據權利要求I的方法，其中起動所述發動機的要求是基于所述機動車輛的一個或更多個運行參數的要求。
10.一種用于驅動多檔變速器的發動機的機動車輛控制裝置，包括 電子控制單元； 表明車速的至少一個輸入；和 表明所述發動機的期望運轉狀態的至少一個輸入， 其中響應用于起動所述發動機的來自所述運行狀態輸入的要求，所述電子控制單元根據車速輸入確定所述機動車輛的當前車速，確定所述機動車輛是否正以預定速度范圍內的車速行駛，并且如果所述機動車輛正以所述預定速度范圍內的車速行駛，則利用所述機動車輛的慣性沖擊起動所述發動機。
11.根據權利要求10的裝置，其中該裝置通過利用所述多檔變速器驅動所述發動機來利用所述機動車輛的慣性起動所述發動機。
12.根據權利要求11的裝置，其中所述多檔變速器通過離合器驅動所述發動機并且所述離合器被接合從而使所述多檔變速器驅動所述發動機。
13.根據權利要求10的裝置，其中所述機動車輛還包括起動馬達，并且如果所述機動車輛的當前車速在所述預定速度范圍之外，則所述電子控制單元利用所述起動馬達來起動所述發動機。
14.根據權利要求10的裝置，其中所述預定速度范圍由所述上限車速和所述下限車速限定。
15.根據權利要求14的裝置，其中所述電子控制單元接收表示空擋是否被接合的信號，并且還包括基于所述多檔變速器的第一變速器速比的上限速度和所述多檔變速器的最高變速器速比的下限速度設定所述上限車速和所述下限車速。
16.根據權利要求14的裝置，其中所述電子控制單元接收表示當前選擇的變速器速比的信號，并且所述電子控制單元根據當前選擇的是哪個變速器速比來確定所述上限車速和所述下限車速。
17.根據權利要求14的裝置，其中所述上限車速是這樣一種車速，即在所述機動車輛 以該速度行進的情況下，當所述發動機被所述機動車輛的所述多檔變速器無滑動地驅動時，該速度不會弓I起發動機超速運轉。
18.根據權利要求14的裝置，其中所述下限車速是這樣一種車速，即在所述機動車輛以該速度行進的情況下，當發動機起動且被所述機動車輛的所述多檔變速器無滑動地驅動時，該速度不會引起不能接受的轉矩波動。
19.根據權利要求10的裝置，其中所述機動車輛還包括由所述發動機通過離合器驅動的電子控制自動變速器，并且其中確定所述機動車輛是否正以預定速度范圍內的車速行駛包括將當前車速與針對所述自動變速器的每個變速器速比的預定速度范圍進行比較，如果當前車速在一個或更多個預定車速范圍內，則自動選擇一個對應的變速器速比，并且利用所述機動車輛的慣性沖擊起動所述發動機，如果當前車速不在針對所述自動變速器的變速器速比的任何一個預定速度范圍內，則利用起動馬達起動所述發動機。
20.—種車輛發動機方法,包括 如果車速在與變速器速比成比例地增加的預定范圍內，則利用所述車輛的動能自動地再起動所述發動機，其中所述預定范圍的上限是得到介于最大轉矩和最大動力的發動機速度的車速，并且 如果車速在所述預定范圍之外則利用起動馬達起動所述發動機。
全文摘要
本發明公開一種用于控制機動車輛發動機運行的方法和裝置，其中如果車速在預定的速度限制內，在機動車輛運動時通過沖擊起動來再起動該發動機，否則用起動馬達再起動。因此有利地減少用起動馬達起動的次數，減少起動馬達的磨損并延長起動馬達的壽命和/或減少用于該起動馬達的電池或電源的工作循環。
文檔編號B60W10/11GK102729998SQ201210108899
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月13日 優先權日2011年4月14日
發明者I·哈萊羅恩, P·G·布里托, T·P·彼得里迪斯 申請人:福特環球技術公司