CN103582754A

CN103582754A - 用于控制车辆启动的方法

Info

Publication number: CN103582754A
Application number: CN201180071501.3A
Authority: CN
Inventors: A·O’C·吉布森; J·A·迪马克; R·M·格兰特; A·R·盖尔
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2031-11-03
Also published as: DE112011105391T5; US8612113B2; CN103582754B; DE112011105391B4; WO2013002824A1; US20130002210A1; RU154193U1

Abstract

本发明提供一种用于改善可以被重复停止和起动的发动机的起动的方法。在一个实施例中，所述方法响应发动机起动期间的发动机燃烧调整变速器致动器。所述方法可以改善停止/起动车辆的车辆启动。

Description

用于控制车辆启动的方法

技术领域

本发明涉及用于改善发动机起动（start）后车辆的启动（launching）的系统和方法。所述方法可以具体地对于具有自动停止后自动起动的发动机的车辆有用。

背景技术

车辆燃料经济性可以通过当工况指示需要很少或不需要发动机扭矩时停止车辆的发动机而增加。例如，当车辆因交通灯停止或者当车辆停止并等待接乘客时，期望停止发动机。通过停止发动机，与怠速时继续运行发动机相比，燃料消耗可以降低。当车辆的驾驶员松开制动踏板或者压下加速器踏板时，发动机可以自动重起。然而，由于发动机可以通过发动机一旦重起就需要动力的外围系统被加载，所以在一些条件下，车辆从停止启动或加速会无法提供期望的响应。

发明内容

发明者在此意识到上面提到的缺点并已经开发了一种用于改善车辆启动（例如，从车辆速度低于阈值速度加速）的方法。本说明书的一个示例提供一种车辆启动控制方法，所述方法包括：响应转向输入和发动机扭矩请求调整施加到发动机的交流发电机负载。

因此，车辆启动可以通过考虑车辆转向输入和发动机扭矩请求被改善。特别地，当转向角输入或者转向扭矩在较高的水平时，由发动机提供到电动转向系统的动力能够增加以便车辆能够更加快速地开始转向。另一方面，如果发动机扭矩请求在较高的水平，则额外的发动机扭矩可以被提供到车轮以改善车辆加速。进一步，当发动机扭矩需求和转向角在中间水平时，发动机功率可以响应加权的发动机扭矩请求和转向输入被提供到车轮和电动转向系统。

本说明书可以提供几个优点。具体地，该方法可以改善车辆启动以便在车辆加速时驾驶员体验更平缓的发动机扭矩。此外，该方法可以在自动的发动机起动期间改善交流发电机场控制。进一步，该方法可以为具有电动转向系统的车辆提供改善的发动机扭矩仲裁和发动机转速控制。

当单独或与附图一起被参考时，本说明的以上的优点和其他优点，以及特征将在下面的具体实施方式中变得明显。

应理解的是，上面的概述是以简化形式被提供以介绍选择性的概念，其将在具体实施方式中被进一步描述。并不旨在指明要求保护的主题的关键或重要特征，其范围只通过具体实施方式后面的权利要求确定。并且，要求保护的主题不局限于解决在本公开在上面或者任何部分中提到的缺点的实施方式。

附图说明

当单独或者与附图一起参考时，通过阅读实施例的示例，其在本文中称为具体实施方式，本文中描述的优点更加全面地被理解。

图1是车辆的示意图；

图2是发动机的示意图；

图3A是发动机起动的示例曲线图；

图3B是发动机停止的示例曲线图；

图4是在仿真的发动机起动期间所关注信号的示例曲线图；

图5是在仿真的发动机起动期间所关注信号的另一示例曲线图；

图6是在仿真的发动机起动期间所关注信号的另一示例曲线图；

图7是车辆启动方法的流程图；

图8是图7的流程图的继续；

图9是用于施加到发动机的交流发电机负载的加权函数示例；以及

图10是自动发动机停止方法的流程图。

具体实施方式

本说明书涉及启动车辆。在一个非限制性示例中，所述车辆可以如图1所说明的被配置。进一步，图2所示的发动机可以是所述车辆的一部分。所述车辆的发动机和交流发电机可以根据图7-图8和图10的方法以图3A-图6所示被控制。

现在参照图1，车辆100包括车轮102。扭矩通过发动机10和变速器104提供到车轮102。在一些示例中，电动马达或者液压马达也可以提供扭矩至车轮102。车辆100还包括电动转向系统120。在一些示例中，电动转向系统能够直接应来自转向轮122或者其他转向输入使车轮102转弯。在其他示例中，电动转向系统120可以向来自转向轮122的输入提供电辅助。转向电机130能够调整车轮102的角度并且通过电动转向系统120被控制。电池108和交流发电机110可以提供电动力到电动转向系统120。交流发电机110可以通过轴或者带轮（pulley）机械地联接到发动机10。控制器12包括用于控制和接收来自交流发电机110、电动转向系统120、发动机10和变速器104的输入的指令。

参照图2，包含多个汽缸的内燃机10（其中的一个汽缸在图2被示出）由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室230和汽缸壁232，其具有位于其中并且连接到曲轴240的活塞236。燃烧室230被示出通过各自的进气门252和排气门254与进气歧管244和排气歧管248连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮251和排气凸轮253控制。可替代的，所述进气门和排气门中的一个或者更多可以由机电受控阀线圈和电枢总成控制。进气凸轮251的位置可以由进气凸轮传感器255确定。排气凸轮253的位置可以由排气凸轮传感器257确定。

燃料喷射器266被示出，所述燃料喷射器被定位以直接喷射燃料至汽缸230内，其被本领域技术人员称为直接喷射。可替代地，燃料可以被喷射到进气道，其被本领域技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器266输送与来自控制器12的信号脉冲宽度成比例的液体燃料。燃料通过包括油箱、油泵和油轨（未示出）的燃料系统（未示出）被输送至燃料喷射器266。此外，进气歧管244被示出与可选电子节气门262连通，其调整节流板264的位置以控制从进气口242到进气歧管244的空气流量。在一个示例中，低压直接喷射系统可以被使用，其中燃料压力可以被升高至近似20-30巴。可替代地，高压双级燃料系统可以被使用以产生较高的燃料压力。

无分电器点火系统288响应控制器12通过火花塞292提供点火火花至燃烧室230。通用排气氧（UGEO）传感器226被示为联接到催化转换器270上游的排气歧管248。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UGEO传感器226。

在一个示例中，转换器270能够包括多个催化剂块。在另一示例中，多个排放控制装置能够被使用，其中每个排放控制装置具有多个催化剂块。在一个示例中，转换器270能够是三元催化剂。

控制器12在图2中被示为常规微型计算机，其包括：微处理单元202、输入/输出端口204、只读存储器206、随机存取存储器208、保活存储器210和常规数据总线。控制器12被示为从联接到发动机10的传感器接收各种信号，除了上面讨论的那些信号以外，还包括：来自联接到冷却套管214的温度传感器216的发动机冷却剂温度（ECT）；用于感测由脚232施加的力的联接到加速器踏板230的位置传感器234；来自联接到进气歧管244的压力传感器222的发动机歧管压力（MAP）测量；来自感测曲轴240位置的霍尔效应传感器218的发动机位置传感器；来自传感器220的进入发动机的空气质量测量；和来自传感器258的节气门位置测量。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。在本说明书的优选的方面中，发动机位置传感器218在曲轴的每圈回转产生预定数量的等距脉冲，发动机转速（RPM）可以由此被确定。

在一些实施例中，在混合动力车辆中，发动机可以被联接到电机/电池系统。混合动力车辆可以具有并行配置、串行配置或者其变体或组合。进一步，在一些实施例中，其他的发动机配置可以被使用，例如柴油发动机。

在运行期间，发动机10中的每个汽缸一般经历四冲程循环：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，一般地，排气门254关闭而进气门252打开。空气通过进气歧管244被引入燃烧室230，并且活塞236运动至汽缸底部以增大燃烧室230内的容积。活塞236接近汽缸底端并在冲程末尾（例如，当燃烧室230处于其最大容积时）的位置被本领域技术人员称为下止点（BDC）。在压缩冲程中，进气门252和排气门254都关闭。活塞236向汽缸盖运动以压缩燃烧室230内的空气。活塞236处于其冲程的末端并最接近汽缸盖（例如，当燃烧室230处于其最小容积）的点被本领域技术人员称为上止点（TDC）。在下文被称为喷射过程中，燃料被引入燃烧室。在下文被称为点火的过程中，喷射的燃料被由已知的点火器件诸如火花塞292点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体推动活塞236回到下止点（BDC）。曲轴240将活塞运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门254打开从而将燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管248，并且活塞返回至上止点（TDC）。注意上面的描述只是示例性的，并且进气门和排气门打开和/或者关闭正时可以改变，诸如实现正的或者负的气门重叠、延迟的进气门关闭或者各种其他的示例。

以这种方式，图1和图2的系统提供用于控制车辆启动的系统，所述系统包括：交流发电机；起动机；发动机；和控制器，所述控制器包括在没有专门的操作者发动机起动请求的情况下自动起动发动机的指令，所述控制器包括响应发动机扭矩请求和转向请求调整施加到发动机的交流发电机负载的额外指令，所述控制器包括响应车辆车轮滑移调整施加到发动机的交流发电机负载的额外指令。所述系统包括以下特征，其中响应车辆车轮滑移，施加至发动机的交流发电机负载增加。所述系统进一步包括响应发动机扭矩储备调整提供到发动机的交流发电机负载的额外的控制器指令。在一个示例中，所述系统进一步包括响应预测的发动机燃烧事件调整施加到发动机的交流发电机负载的额外的控制器指令。所述系统进一步包括电力转向系统。因此，发动机机械扭矩能够被转换为电能以改善发动机起动期间的车辆转向。所述系统还包括，其中所述电力转向系统电气地联接到电池和交流发电机。

图1和图2的系统还提供用于控制电动辅助转向系统的能量的方法，所述方法包括：电动辅助转向系统；电池；发动机；和控制器，所述控制器包括响应在没有专门的操作者停止请求的情况下的发动机内的自动发动机停止增加储存在电动辅助转向系统内的能量的量的指令，所述控制器包括当发动机停止时从电池提供能量至电动辅助转向系统的额外指令。所述系统进一步包括，其中通过调整交流发电机的励磁电流/场电流增加储存在电动辅助转向系统内的能量。所述系统进一步包括响应电池的充电水平限制从所述电池到所述电动辅助转向系统的电流的额外的控制器指令。所述系统进一步包括通过调整提供到交流发电机的场电流增加储存在电动辅助转向系统内的能量的额外的控制器指令。所述系统进一步包括响应发动机转速限制提供到交流发电机的场电流的额外的控制器指令。

现在参照图3A，操作者请求的发动机起动期间，仿真的信号示例曲线图被示出。图3A的信号可以在图1-图2描述的系统中由图7-图8提供的方法提供。

曲线图的Y轴线表示发动机转速，并且X轴线表示时间。发动机转速沿Y轴线箭头方向增加。时间沿X轴线箭头方向增加。所关注的时刻通过竖直标记T₀-T₃指示。所关注的发动机转速通过水平标记N1和N2指示。

在时刻T₀，发动机停止并且没有操作者起动请求。在发动机停止而没有操作者起动请求期间，低于使车辆车轮转向的电流量流到电动辅助转向（EPAS）系统。以这种方式，在发动机不运行时，电池电量能够被节省。

在时刻T₁，指示发动机起动会即将到来的信号由发动机控制器接收。所述信号可以是点火开关接通信号、按钮信号或者来自另一系统比如混合控制器的信号。所述信号导致电池电力流到EPAS系统。在一个示例中，EPAS系统包括用于储存能量以辅助操作者请求车轮角度变化以便改变车辆方向的电容器。储存在电容器内的能量可以被用于在提供到EPAS系统的电池电力被中断或者受限时辅助驾驶员改变车轮角度。

在时刻T₂，发动机控制器接收使发动机曲柄转动的请求并且发动机曲柄起动（cranking）开始。在发动机曲柄起动期间，起动机被接合并且发动机旋转。起动机使用高于其他车辆系统水平的电池电流。因此，在发动机曲柄起动期间，流向EPAS系统的电流被限制。在一个示例中，在发动机曲柄起动期间，流向EPAS系统的电流被中断。时刻T₁与时刻T₂之间的时间可以依赖于操作者输入和系统输入而变化。因此，在一些示例期间，发动机曲柄起动开始之前，EPAS系统内的电容器可以完全充电而在其他示例期间，发动机曲柄起动开始之前，EPAS系统内的电容器可以不完全充电。

在时刻T₂与时刻T₃之间，发动机旋转并且被提供燃料和空气。在曲柄起动期间，汽缸进气和压缩冲程被指示并且被编号为1-10。火花事件由*指示并且在发动机位置已知后并在发动机汽缸开始接收燃料后开始。在这个示例中，第一火花事件发生在第四个汽缸吸入空气并压缩所述空气之后。火花引燃空气-燃料混合物并且发动机开始加速。在一些示例中，能够根据汽缸接收燃料和发动机位置预测第一燃烧事件的正时。进一步，电力被输送到EPAS系统的正时可以响应预测的汽缸事件，比如，第一或者顺序计数的燃烧事件。例如，响应自发动机停止后的第一燃烧事件，动力可以被输送到EPAS系统。在其他示例中，响应发动机转速超过阈值水平，动力可以被输送到EPAS系统。例如，当发动机转速超过N1时，动力可以被提供到EPAS系统。在另一示例中，发动机曲柄起动转速的特征可以在于低于所述N1阈值并且当发动机转速超过所述N2阈值时，动力可以被提供到EPAS系统。因此，在电力被提供到EPAS之前，发动机可以被允许加速到期望的转速。

在时刻T₃，响应自发动机停止后燃烧事件的计数，电力被提供到EPAS系统。可替代地，响应发动机转速超过发动机转速阈值N2，在时刻T₃电力能够被提供。电力能够单独地通过车辆电池、单独地通过车辆交流发电机或者通过交流发电机和电池被提供到EPAS系统。进一步，如参照图7和图8进一步描述的，提供到EPAS系统的电力量可以响应转向系统的输入（例如，转向角或转向轮扭矩）和发动机扭矩请求（例如，通过加速器踏板或者控制器信号）。

现在参照图3B，发动机停止期间所关注的仿真信号的示例曲线图被示出。图3B的信号可以在图1-图2的系统中由图10的方法提供。

Y轴线表示发动机转速并且发动机转速沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间沿X轴线箭头方向增加。

在时刻T₁之前，发动机在运行中并且取决于驾驶员输入，电力可以被提供到EPAS系统或者电力可以被限制到EPAS系统。在一些示例中，电容器储存电荷以供电到EPAS系统以便电池或者交流发电机不必不断地提供电力到EPAS系统以便能量被节省。

在时刻T₁，自动停止发动机的请求被提出。停止发动机的请求可以在发动机控制器内或者通过驾驶员输入信号比如点火开关断开信号被启动。自动停止发动机的请求也可以响应由EPAS电容器储存的电荷水平启动EPAS系统内的电容器充电。如果EPAS电容器电荷水平低于阈值，则EPAS电容器的充电可以由增加车辆交流发电机的输出（例如，通过增加交流发电机的场强）被启动。

在时刻T₂，发动机停止步骤被启动。例如，发动机停止可以通过停止或者减少至发动机的燃料流被启动。在发动机转速下降期间，EPAS系统继续从交流发电机接收电流。以这种方式，额外的电力可以被提供到EPAS系统以便较少的电力可以在发动机自动重新起动期间被提供到EPAS系统。

在时刻T₃，发动机转速已经衰减到低于阈值水平N1。因此，至交流发电机场的电流被降低以便降低电池电力消耗。由于当发动机转速低于阈值发动机转速N1时交流发电机可以提供极少量的额外电荷至EPAS系统，所以从电池提供到交流发电机场线圈的电流能够被降低而不影响EPAS充电。图10的方法1000可以提供图3B的序列。

现在参照图4，仿真的发动机起动期间所关注的信号的示例曲线图被示出。图4的信号可以在图1-图2描述的系统中由图7-图8提供的方法提供。在一个示例中，图4的发动机重起在发动机已经被自动停止后发生。

从图4顶端数的第一条曲线表示发动机转速-时间。Y轴线表示发动机转速并且发动机转速沿Y轴线的箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从该图的左侧到右侧增加。

从图4顶端数的第二条曲线表示交流发电机励磁电流-时间。Y轴线表示交流发电机励磁电流并且交流发电机励磁电流沿Y轴线的箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从该图的左侧到右侧增加。交流发电机输出能够随着交流发电机励磁电流增加而增加。

从图4顶端数的第三条曲线表示发动机起动机电流-时间。Y轴线表示发动机起动机电流并且发动机起动机电流沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从该图的左侧到右侧增加。

从图4顶端数的第四条曲线表示转向角请求-时间。Y轴线表示转向角请求。在这个示例中，请求的转向角能够在-60到+60度之间变化。零度的请求表示车轮被定向成在一条直线上引导车辆。60的请求表示右转请求。-60的请求表示左转的请求。X轴线表示时间并且时间从该图的左侧到右侧增加。

从图4顶端数的第五条曲线表示转向系统可用电力-时间。Y轴线表示转向系统可用电力并且转向系统可用电力沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从该图的左侧到右侧增加。当转向系统可用电力处于增加水平时，车辆车轮会以较快速率转向。

从图4顶端数的第六条曲线表示发动机扭矩需求-时间。Y轴线表示发动机扭矩需求并且发动机扭矩需求沿Y轴线箭头方向增加。在一个示例中，发动机扭矩需求是从可以由操作者压下的加速器踏板的位置确定的。在其他示例中，发动机扭矩需求可以是通过控制器比如混合动力传动系统控制器。X轴线表示时间并且时间从该图的左侧到右侧增加。

从图4顶端数的第七条曲线表示变速器可利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩。Y轴线表示变速器可利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩并且变速器可利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩沿Y轴线箭头方向增加。X轴线表示时间并且时间从该图的左侧到右侧增加。

在时刻T₀，发动机停止并且由于当发动机不旋转时交流发电机不能够输出电力，所以交流发电机励磁电流降低到基本上为零。转向角输入也基本上为零，其指示没有操作者转向输入。在发动机停止期间，转向系统可用电力也处于低水平。然而，在其他示例期间，由于一些电力可以被储存在EPAS系统的电容器内，所以在发动机停止期间转向系统可用电力可以处于较高水平。由于发动机停止，发动机扭矩需求和变速器可利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩也处于低水平。

在时刻T₁，起动机被接合并且发动机被曲柄起动。在发动机曲柄起动期间交流发电机励磁电流被限制以便交流发电机不降低发动机起动机可用的电力。在发动机曲柄起动期间，像转向系统可用电力、发动机扭矩需求和变速器可利用来驱动车轮的发动机输出扭矩一样，转向角请求保持在低水平。

在时刻T₂，发动机起动机断开。可以响应发动机转速超过阈值转速，发动机起动机断开。交流发电机励磁电流、转向角请求、转向系统可用电力、发动机扭矩需求和变速器可以利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩在时刻T₂也保持在低水平。

在时刻T₃，交流发电机励磁电流增加。交流发电机励磁电流在该时可以响应从发动机停止后的若干燃烧事件、发动机转速超过阈值转速、自从发动机停止后的若干发动机事件（例如，进气冲程）或者自从发动机停止后的预测燃烧事件（例如，第一、第二、第三）而增加。随着交流发电机励磁电流增加，交流发电机输出增加。因此，额外的电力可用于转向系统。在一些示例中，只要发动机曲柄起动停止而不是在提供电流至交流发电机磁场以后，电池电力就可以被提供到EPAS系统。转向系统可用电力略微引入交流发电机励磁电流。在整个序列中，发动机扭矩需求和变速器可利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩保持在低水平。

以这种方式，当发动机需求扭矩在低水平时，转向系统可用电力量能够被增加以便当发动机自动起动时相对高水平的电力可用于转向系统。由于发动机扭矩请求较小，所以增加的发动机扭矩量可用于产生电力并且供给转向系统。

现在参照图5，在仿真的发动机起动期间，所关注的信号的另一示例被示出。图5的信号与图4的信号相似。因此，为了简洁的目的，每个信号的描述不再重复。图5的信号可以在图1-图2描绘的系统中由图7-图8的方法提供。在一个示例中，图5的发动机重起发生在如图3B所描绘的发动机已经自动停止后。

在时刻T₀，发动机停止并且由于当发动机不旋转时，交流发电机不能够输出电力，所以交流发电机励磁电流降低到基本上为零。转向角输入在相对高的角度并且向右转，其指示驾驶员转向输入。转向系统可用电力在中间水平，其指示电池被允许给EPAS系统的电容器充电以便车轮能够转向。在一些示例中，当EPAS系统已经从电池接收阈值电荷量时，车轮可以开始转弯。如果起动机在EPAS系统从电池接收阈值电荷量之前被接合，则车轮可以被保持就位直到发动机被起动。在发动机曲柄起动期间，发动机扭矩需求和变速器可利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩也可以处于低水平。

在时刻T₁，发动机起动机被接合并且发动机被曲柄起动。在发动机曲柄起动期间交流发电机励磁电流被限制以便交流发电机不引起额外的电流以被发动机起动机消耗。在发动机曲柄起动期间，转向角请求保持在较高水平。由于电池电力被引导向发动机起动机，转向系统可用电力在低水平。由于极少的发动机扭矩可用于车轮，所以在发动机曲柄起动期间，发动机扭矩需求和变速器可利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩也在低水平。

在时刻T₂，发动机起动机被断开。发动机起动机可以响应发动机转速超过阈值转速被断开。在时刻T₂，交流发电机励磁电流、转向系统可用电力、发动机扭矩需求和变速器可利用来驱动车轮的净发动机输出扭矩也保持在低水平。由于操作者继续请求车轮转弯，所以转向角请求保持在高水平。

在时刻T₃，交流发电机励磁电流增加。交流发电机励磁电流可以在该时可以响应自从发动机停止后的若干燃烧事件、发动机转速超过阈值转速、自从发动机停止后的若干发动机事件（例如，进气冲程）或者自从发动机停止后的预测燃烧事件（例如第一、第二、第三）而增加。交流发电机场可以开始通过电池电流被增加和随后当交流发电机开始运行时通过交流发电机输出被增加。随着交流发电机励磁电流增加，交流发电机输出增加。从而，额外的电力可用于转向系统。由于转向角请求在高水平，所以交流发电机励磁电流被调整到较高水平并且额外的负载通过交流发电机被施加到发动机。通过增加交流发电机施加到发动机的负载，较少的发动机扭矩可用于推进车辆。在一些示例中，交流发电机施加到发动机的负载是转向角请求的加权函数。例如，如果转向角小于能够被请求的转向输入量的25%，则施加到发动机的交流发电机负载能够被调整至小于当前工况（例如，发动机转速和负载）下发动机的最大扭矩/扭矩能力的5%。另一方面，如果转向角输入大于能够被请求的转向输入的50%，则施加到发动机的交流发电机负载能够被调整至大于在当前工况下发动机的最大扭矩的25%。在当前的示例中，转向系统可用电力被增加到接近在较高转向角输入下的可用电力的100%。

以这种方式，当发动机需求扭矩在低水平到中间水平，并且转向角或者扭矩请求在相对高水平时，转向系统可用电力量能够被增加以便相对高水平的电力可用于转向系统并且用于发动机加速的发动机扭矩量被降低。在时刻T₄，由于转向角请求减小，所以转向可用电力可以被降低。进一步，转向可用电力可以由于车速增加而被降低以便降低在较高车速时引入高转向角的可能性。

现在参照图6，在仿真的发动机起动期间所关注的信号的另一示例曲线图被示出。图6的信号与图4的信号相似。因此，为了简洁的目的，每个信号的描述不再重复。图6的信号可以在图1和图2所描绘的系统中由图7-图8的方法提供。在一个示例中，图6的发动机重起发生在如图3B所描绘的发动机已经自动停止后。

在时刻T₀，发动机停止，并且由于当发动机不旋转时交流发电机不能够输出电力，所以交流发电机励磁电流被降低到基本上为零。转向角输入在中间角度并且向右转，其指示驾驶员转向输入。转向系统可用电力在中间水平，其指示电池被允许给EPAS系统电容器充电以便车轮能够转弯。由于发动机停止，发动机扭矩需求和变速器可利用以驱动车轮的净发动机输出扭矩也在低水平。

在时刻T₁，发动机起动机被接合并且发动机被曲柄起动。在发动机曲柄起动期间，交流发电机励磁电流被限制以便交流发电机不引起额外的电流被发动机起动机消耗。在发动机曲柄起动期间，转向角请求保持在低水平。由于电池电力被引导至发动机起动机，转向系统可用电力在低水平。由于极少的发动机扭矩可用于车轮，所以在发动机曲柄起动期间，发动机扭矩需求和变速器可利用以驱动车轮的净发动机输出扭矩也在低水平。

在时刻T₂，发动机起动机被断开。响应发动机转速超过阈值转速，发动机起动机可以被断开。在时刻T₂，交流发电机励磁电流、转向系统可用电力和变速器可利用以驱动车轮的净发动机扭矩输出也保持在低水平。在时刻T₂之前，发动机扭矩请求增加，其指示驾驶员在发动机起动前压下加速踏板。

在时刻T₃，交流发电机励磁电流逐渐增加。交流发电机励磁电流可以在该时响应自从发动机停止后的若干燃烧事件、发动机转速超过阈值转速、自从发动机停止后的若干发动机事件（例如进气冲程）或者自从发动机停止后的预测燃烧事件（例如，第一、第二、第三）而增加。交流发电机磁场可以首先通过电池电流被增加并且随后当交流发电机开始运行时通过交流发电机输出增加。随着交流发电机励磁电流增加，交流发电机输出增加。由于发动机扭矩请求在高水平，交流发电机励磁电流被调整至较低水平以便车辆可以以较高速率被加速。通过降低交流发电机施加到发动机的负载，更多的发动机扭矩可用于推动车辆。在这个示例中，交流发电机施加至发动机的负载是转向角请求和发动机扭矩请求的加权函数。例如，由于发动机扭矩请求高于可用发动机扭矩的量的50%，即使转向输入在较低至中间水平，施加到发动机的交流发电机负载也能够被降低。在当前的示例中，可用于车轮的发动机扭矩被增加到接近可用发动机扭矩的100%。在时刻T₃与时刻T₄之间，转向系统可用电力以第一速率逐渐增加。在时刻T₄与时刻T₅之间，转向系统可用电力以第二速率逐渐增加。进一步，随着车速增加，可用于发动机轮的发动机输出扭矩被减少以便额外的电力可以被提供到EPAS系统。

因此，图4-图6示出交流发电机励磁电流能够被控制以施加不同水平的扭矩至发动机以便额外的发动机扭矩可用于车轮或者以便转向系统可用电力能够被增加。进一步，由交流发电机施加至发动机的扭矩量能够依赖于转向和发动机扭矩需求被加权。例如，如果发动机扭矩被请求在较高水平，则与转向系统电力相比较，优先级可以被给定成提供车轮扭矩。另一方面，如果转向角输入或者转向扭矩在较高水平并且车轮扭矩需求在低水平，则施加到发动机的交流发电机扭矩能够被增加以增加转向系统可用电力。图9提供加权驾驶员需求发动机扭矩和转向输入的一个示例。

现在参照图7和图8，车辆启动方法的流程图被示出。图7和图8的方法可以通过图1和图2的控制器12的指令被执行。在一个示例中，图7和图8的方法可以在自动的发动机起动期间被执行。例如，图7和图8的方法可以在没有专门的操作者发动机起动请求时（例如，操作者假定致动器只有起动发动机的功能时）被执行。

在702，方法700确定工况。在一个示例中，工况可以包括但不局限于发动机转速、发动机扭矩或者负载、自从发动机停止以后的汽缸燃烧事件、自从发动机停止以后的汽缸事件、转向角或者转向扭矩、车轮或者发动机扭矩需求、起动机电流和交流发电机励磁电流。工况确定后，方法400前进至704。

在704，方法700判断发动机是否通过起动机或者电动马达被曲柄起动。在一个示例中，当发动机转速大于零并且小于阈值发动机转速且同时发动机起动机被接合时，发动机被判断为被曲柄起动。如果方法700判断发动机正被曲柄起动，方法700前进至730。否则，方法700前进至706。

在730，交流发电机励磁电流被调整到期望的水平。在一个示例中，交流发电机励磁电流被调整到基本上为零的电流。通过调整交流发电机励磁电流至零，发动机起动机不必克服通过交流发电机施加到发动机的扭矩。在其他示例中，少量的交流发电机励磁电流可以被施加到交流发电机以便交流发电机可以在发动机曲柄起动后不久输出电力。方法700在交流发电机励磁电流被调整至期望的水平后返回至704。

在706，方法700判断发动机转速是否高于阈值发动机转速。在一个示例中，阈值发动机转速可以是怠速。进一步，所述阈值发动机转速可以随着发动机工况改变。例如，在较冷的发动机温度下，阈值发动机转速可以高于在较高发动机温度下的阈值发动机转速。如果发动机转速高于阈值转速，方法700前进至708。否则，方法700返回至704。

在708，方法700从操作者输入确定期望的发动机扭矩或者期望的车轮扭矩。在一个示例中，期望的发动机扭矩或者期望的车轮扭矩可以从加速器踏板被确定。加速器踏板的位置能够通过将来自加速器的电压转换为发动机扭矩需求的转换函数被转换为发动机扭矩需求。在其他示例中，加速器的位置可以表明期望的车轮扭矩。通过考虑变速器传动比和传动损失，期望的车轮扭矩能够被转换为期望的发动机扭矩。在其他示例中，期望的发动机扭矩可以从控制器输入（比如输入到发动机控制器的混合控制器输入）被确定。期望的发动机扭矩被确定后，方法700前进至710。

在710，方法700确定要被施加到发动机的期望的交流发电机扭矩。交流发电机扭矩可以是发动机运行模式（例如，自动起动、冷发动机怠速、燃烧稳定性改善）和电气系统电压的函数。因此，如果电气系统电压在低水平，则交流发电机的输出可以通过增加通过交流发电机施加到发动机的扭矩被增加。在一个示例中，由交流发电机施加到发动机的扭矩可以通过增加提供到交流发电机的励磁电流被增加。进一步，施加到发动机的交流发电机扭矩能够是期望的发动机扭矩和请求的转向系统输入（比如转向角或者转向轮扭矩）的加权函数。例如，如果转向角输入在低水平并且通过驾驶员输入的期望的发动机扭矩在高水平，则仅交流发电机能够施加到发动机的扭矩的10%可以通过交流发电机被施加到发动机。以这种方式，期望的发动机扭矩可以高于转向输入被加权以便车轮扭矩被增加。另一方面，如果转向角输入在高水平并且通过驾驶员的期望的发动机扭矩输入在低水平，则交流发电机能够施加到发动机的扭矩的100%可以通过交流发电机被施加到发动机。以这种方式，转向输入可以高于期望的发动机扭矩输入被加权以便增加的发动机扭矩被输送到交流发电机。

在712，方法700确定发动机扭矩储备。在一个示例中，发动机扭矩储备可以根据当前的发动机转速和负载被确定。具体地，在当前发动机转速下的最大发动机扭矩可以通过根据当前发动机转速索引表格或者函数被确定。表格或者函数输出经验确定的最大发动机扭矩。期望的发动机扭矩和期望的交流发电机扭矩被从最大发动机扭矩减去以给出发动机扭矩储备。进一步，发动机摩擦扭矩和发动机抽吸扭矩可以从最大发动机扭矩中减去。发动机扭矩储备被确定后，方法700前进至714。

在714，方法700判断发动机扭矩储备是否大于零。如果是，则方法700前进至732。否则，方法700前进至716。

在732，发动机节气门、凸轮正时、火花正时和燃料量能够被调整以增加发动机扭矩输出。特别地，所述节气门可以被进一步打开并且额外的燃料可以被提供到发动机以增加发动机扭矩。因此，当发动机具有额外的能力来增加扭矩输出时，至少增加所述发动机输出扭矩直到所述发动机扭矩储备被降低至接近零。在发动机输出扭矩增加后，方法700前进至720。

在716，方法700根据加权的转向系统输入和期望的发动机扭矩或者期望的车轮扭矩调整交流发电机励磁电流。图9提供转向输入和期望的发动机扭矩可以如何被加权以控制通过交流发电机施加到发动机的扭矩的示例。当然，其他的加权是可能的。因此，在一个示例中，当来自操作者的期望的发动机扭矩在高水平时，在车轮处的较多的发动机输出扭矩可以被提供并且被提供用来提供电力至转向系统的发动机扭矩能够被降低。另一方面，当转向系统输入在较高水平时，电气系统输出可以通过增加通过交流发电机施加到发动机的扭矩量被增加并且车轮扭矩可以被降低。在交流发电机励磁电流根据转向系统和期望的发动机扭矩的加权输入被调整后，方法700前进至718。

在718，交流发电机励磁电流可以进一步根据由驾驶员请求的当前转向系统角、转向轮扭矩和转向轮的变化速率被调整。在一个示例中，当转向轮的变化速率大于阈值水平时，交流发电机励磁电流能够被增加。进一步，当施加到转向轮的扭矩在较高水平时，交流发电机励磁电流能够被增加。另一方面，如果转向轮在输入扭矩或者角度的最高水平，交流发电机励磁电流可以保持在稳定水平。然而，如果转向角输入在低水平并且迅速变化到角度输入，则交流发电机励磁电流能够被增加以提高转向响应。在交流发电机励磁电流被调整后，方法700前进至720。

还要提到的是，交流发电机施加到发动机的负载可以根据期望的发动机扭矩和转向输入的加权输入被调整，直到阈值条件（比如发动机转速、车速、车辆加速度或者发动机加速度）被达到。在阈值条件达到后，所述交流发电机励磁电流可以响应电负载被调整而不针对期望的发动机扭矩被调整。

在720，方法700判断车轮滑移是否被检测到。在一个示例中，当车辆的一个车轮的转速超过另一个车轮的转速时，车轮滑移能够被检测到。如果车轮滑移被检测到，方法700前进至722。否则，方法700前进至退出。

在722，当交流发电机励磁电流低于完全场电流（full field current）时，方法700增加交流发电机励磁电流。通过增加交流发电机励磁电流，发动机扭矩的更大部分被提供到交流发电机。作为结果，车轮滑移可以被降低并且额外的电池电荷或者电力可以被提供到转向系统。如果交流发电机励磁电流已经在完全场电流，则交流发电机可以保持稳定。在交流发电机励磁电流增加后，方法700前进至退出。

以这种方式，交流发电机磁场可以被控制以便降低车轮滑移并克服转向输入来加权期望的发动机扭矩以便提供车辆驾驶性能。进一步，电流被提供到交流发电机场线圈的正时能够被调整以便交流发电机负载在发动机具有提供请求的交流发电机转矩的能力时被施加到发动机。

现在参照图9，用于施加到发动机的交流发电机负载的加权函数被示出。图9示出具有表示转向角输入或者替代性地转向轮扭矩和期望的发动机扭矩的轴线的表格。所述表格输出交流发电机能够施加到发动机的可用扭矩的百分比量。例如，在表格的左上角，表格单元格具有0%的数值。因此，当期望的发动机扭矩接近发动机的输出能力时，所述交流发电机可以被控制以基本上不施加阻力扭矩至发动机。另一方面，在表格的右下角，其中期望的发动机扭矩是低的并且转向角输入是高的，交流发电机的抵抗发动机扭矩的全部能力可以施加到发动机。图9的表格中的数值仅仅为了示例并且不是旨在限制说明书的范围或者幅度。

现在参照图10，一种用于自动停止发动机的方法的流程图被示出。图10的方法可以通过图1和图2的控制器12的指令被执行。

在1001，方法1000判断车辆发动机是否停止。在一个示例中，根据发动机转速传感器的输出可以确定发动机是否停止。如果发动机停止，方法1000前进至1012。否则，方法1000前进至1002。

在1002，方法1000判断发动机停止是否被请求。在一个示例中，方法1000判断发动机停止是否是自动请求的发动机停止。例如，方法1000判断是否除专门的操作者停止请求（例如，操作者假设致动器比如按键开关只具有停止发动机的功能）之外的条件被用于产生发动机请求。如果发动机停止被请求，方法1000前进至1004。否则，方法1000前进至退出。

在1004，方法1000判断发动机转向系统可用电力是否低于阈值。在一个示例中，方法1000感测储存在EPAS系统的电容器中的电力量。如果电容器具有低于储存的阈值能量的量，可以判断由于发动机停止，期望增加储存在电容器内的能量的量。在一个示例中，储存在EPAS系统内的电荷水平能够由进入和离开电动辅助转向系统的电流相加被估计。以这种方式，电力可以被储存在EPAS系统内以便车轮可以在发动机停止后发动机开始运行之前转弯。如果方法1000判断发动机电力低于阈值水平，方法1000前进至1006。否则，方法1000前进至退出而不增加提供至EPAS系统的电力量。

在1006，方法1000增加从交流发电机到EPAS系统的电力输出。在一个示例中，由交流发电机提供至EPAS系统的电力量能够通过增加提供至交流发电机场的励磁电流的量而增加。因此，当发动机停机时，额外的扭矩通过交流发电机施加到发动机以产生储存在EPAS系统内的额外电力。在交流发电机电力输出增加后，方法1000前进至1008。

在1008，方法1000判断发动机转速是否低于阈值转速。如果是，方法1000前进至1010。否则，方法1000返回至1004。

在1010，方法1000降低交流发电机输出。在一个示例中，交流发电机输出能够通过降低交流发电机励磁电流而被降低。方法1000能够降低交流发电机励磁电流，以便当这样做将不增加或不提供交流发电机输出时，电流不被用于产生交流发电机磁场。例如，可以确定，在低于阈值发动机转速时，交流发电机输出低于期望的交流发电机输出。从而，当发动机转速低于阈值发动机转速时，期望停止励磁电流。

在1012，方法1000判断电池电荷是否低于阈值水平。如果是，方法1000前进至退出。否则，方法1000前进至1014。

在1014，方法1000根据需要从电池提供电荷至电动辅助转向系统以维持在电动辅助转向系统的范围内的能量阈值量。在一个示例中，电动辅助转向系统的电压可以在发动机停机时被定期抽样以确定额外的电荷是否从车辆电池提供到电动辅助转向系统。如果储存在电动辅助转向系统内的能量的量下降到低于阈值能量水平的水平，则电池能够被联接到电动辅助转向系统以提供额外的能量至电动辅助转向系统。当存储在电动辅助转向系统内的能量达到所述阈值水平时，所述电池能够从电动辅助转向系统断开。因此，在一些示例中，电池不必连续地提供电力至电动辅助转向系统。

因此，图7-图8和图10的方法提供用于车辆启动控制的方法，所述方法包括：响应转向输入和发动机扭矩请求，调整交流发电机施加到发动机的负载。以这种方式，发动机扭矩能够被分配到较高优先级的发动机扭矩耗用设备。所述方法包括，其中交流发电机的负载响应转向输入和发动机扭矩请求的加权被调整。所述方法还包括，其中在发动机起动期间交流发电机的负载被调整直到阈值车辆条件被超过。所述方法包括，其中阈值车辆条件是车速、发动机转速、车辆加速度和发动机加速度中的至少一个。在一个示例中，所述方法包括，其中交流发电机的负载通过调整交流发电机的励磁电流被调整。所述方法还包括，其中通过提供基本上为零的电流至交流发电机，限制在发动机曲柄起动期间交流发电机施加到发动机的负载。所述方法进一步包括，响应增加的转向角请求，降低提供到车轮的扭矩。以这种方式，前进车轮扭矩的生成能够被降低以提供额外的电力来使车轮转弯。所述方法进一步包括响应增加的转向角请求，增加施加到发动机的交流发电机负载。

在另一示例中，图7-8和图10的方法提供一种车辆启动控制方法，所述方法包括：在操作者输入低于阈值的第一模式，调整施加到发动机的交流发电机负载以控制发动机转速和限制由电动辅助转向系统引起的电压降；在操作者输入高于阈值的第二模式，响应操作者加速器输入和转向输入调整施加到发动机的交流发电机负载。所述方法包括，其中操作者输入是加速器需求。所述方法还包括，其中在发动机曲柄起动之后且在阈值车辆条件满足之前，第一和第二模式被进入。方法进一步包括，其中阈值车辆条件是车速、车辆加速度、发动机转速和发动机加速度中的一个。所述方法进一步包括，其中在发动机曲柄起动期间，提供到电动辅助转向系统的电流被限制。所述方法还包括，其中响应燃烧事件发动机的交流发电机加载被允许开始。

图7-8和图10的方法还提供车辆启动控制方法，所述方法包括：从停止的车辆条件自动重起车辆的发动机；在较高的转向工况下，从前进车轮扭矩的生成转移更多量的发动机输出并转移到电动转向系统；和在较低的转向工况下，从前进车轮扭矩的生成转移较少量的发动机输出并转移到电动转向系统。所述方法包括，其中较高的转向工况包括转向转矩请求高于阈值、转向转矩输出大于阈值、转向角大于阈值。所述方法还包括，其中所述转移发生于发动机起动期间发动机转速达到阈值之前且在发动机扭矩达到阈值之前。所述方法还包括，其中所述转移开始于发动机起动期间起动机断开后。

图7-图8和图10的方法还提供用于提供电力至电动辅助转向系统的方法，所述方法包括：响应发动机停止请求调整施加到发动机的交流发电机负载和增加提供到电动辅助转向系统的能量。所述方法包括，其中发动机停止请求是自动的发动机停止请求而没有专用的操作者发动机停止请求。所述方法还包括，其中交流发电机的负载在发动机停止期间通过调整提供到交流发电机的励磁电流而被调整。在一个示例中，所述方法包括，其中提供到交流发电机的励磁电流是响应储存在电动辅助转向系统内的能量水平被调整。仍然在另一示例中，所述方法包括，其中响应储存在电动辅助转向系统内的第一能量水平，励磁电流被调整到第一电流水平，并且其中响应储存在电动辅助转向系统内的第二能量水平，励磁电流被调整到第二电流水平，所述第二电流水平低于所述第一电流水平，所述第二能量水平高于所述第一能量水平。所述方法还包括，其中储存在电动辅助在转向系统内的能量水平是通过将进入和离开电动辅助转向系统的电流相加而确定的。所述方法还包括，其中在提供到发动机的燃料量响应发动机停止请求被减少之前，施加到发动机的交流发电机负载响应发动机停止请求被增加。所述方法进一步包括自动地起动发动机而无专门的操作者发动机起动请求。

图7-图8和图10的方法还提供用于提供电力至电动辅助转向系统的方法，所述方法包括：响应发动机停止请求和储存在电动辅助转向系统内的能量的量，增加储存在电动辅助转向系统内的能量的量。所述方法还包括，其中储存在电动辅助转向系统内的能量的量响应发动机转速进一步被调整。所述方法还包括，其中储存在电动辅助转向系统内的能量的量通过增加提供到交流发电机的励磁电流被增加。在权利要求11的方法的另一示例中，其包括：其中，当发动机转速低于阈值转速时，励磁电流的流动被停止。所述方法进一步包括，发动机停止后，增加储存在电动辅助转向系统内的能量的量。以这种方式，即使发动机已经被停止一段较长时间，电动辅助转向系统仍能够准备好辅助驾驶员使车轮转弯。所述方法包括，其中储存在电动辅助转向系统内的能量的量通过从车辆的电池提供的电流被增加。所述方法还包括，其中响应发动机起动请求，中断从电池提供到电动辅助转向系统的电流。

普通的本领域技术人员将理解，图7-图8和图10描绘的程序可以代表任何数目的处理策略中的一个或更多，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，阐明的不同的动作、运行或者功能可以以所阐明的顺序、并行或者在一些情况下省略地执行。同样地，为了达到示例实施例中的特征和优点，处理的顺序不是必要的，只是便于示出和说明。尽管没有明确说明，本领域普通技术人员将意识到，所示步骤或功能中的一个或更多可以根据所使用具体的策略而重复地执行。

在这结束说明书。本领域技术人员对说明书的阅读将想到许多改变和修改而不离开本说明书的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或者选择的燃料配置运行的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以用于本说明书以获得优点。

Claims

1.一种车辆启动控制方法，所述方法包括：

响应转向输入和发动机扭矩请求调整施加到发动机的交流发电机负载。

2.根据权利要求1所述的方法，其中响应所述转向输入和所述发动机扭矩请求的加权，所述交流发电机的负载被调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述交流发电机的负载在发动机起动期间被调整直到超过阈值车辆条件。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述阈值车辆条件是车速、发动机转速、车辆加速率和发动机加速率中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述交流发电机的负载通过调整所述交流发电机的励磁电流被调整。

6.根据权利要求1所述的方法，其中通过提供基本上为零的电流至所述交流发电机，限制在发动机曲柄起动期间施加到发动机的所述交流发电机的负载。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应增加的转向角请求，降低施加到车轮的扭矩。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应增加的转向角请求，增加施加到所述发动机的所述交流发电机的负载。

9.一种车辆启动控制方法，包括：

在操作者输入低于阈值的第一模式下，

调整施加到发动机的交流发电机负载以控制发动机转速并限制由电动转向系统引起的电压降；

在所述操作者输入高于所述阈值的第二模式下，

响应所述操作者加速器输入和转向输入调整施加到所述发动机的所述交流发电机负载。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述操作者输入是加速器命令。

11.根据权利要求9所述的方法，其中在发动机曲柄起动后且在阈值车辆条件满足前，所述第一和第二模式被进入。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述阈值车辆条件是车速、车辆加速度、发动机转速和发动机加速度中的一个。

13.根据权利要求11所述的方法，其中在发动机曲柄起动期间提供到电动转向系统的电流被限制。

14.根据权利要求9所述的方法，其中响应燃烧事件，所述发动机的交流发电机加载被允许开始进行。

15.一种用于控制车辆启动的系统，所述系统包括：

交流发电机；

起动机；

发动机；和

控制器，所述控制器包括在无专用的操作者发动机起动请求的情况下自动起动所述发动机的指令，所述控制器包括响应发动机扭矩请求和转向请求调整施加到所述发动机的交流发电机负载的额外指令，所述控制器包括响应车轮滑移调整施加到所述发动机的交流发电机负载的额外指令。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，响应车轮滑移施加到所述发动机的所述交流发电机负载被增加。

17.根据权利要求15所述的系统，进一步包括响应发动机扭矩储备调整提供到所述发动机的交流发电机负载的额外控制器指令。

18.根据权利要求15所述的系统，进一步包括用于响应所述发动机的预测燃烧事件调整施加到所述发动机的所述交流发电机负载的额外控制器指令。

19.根据权利要求15所述的系统，进一步包括电动转向系统。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述电动转向系统被电气地联接至电池和所述交流发电机。

21.一种车辆启动控制方法，所述方法包括：

从停止的车辆条件自动重起所述车辆的发动机；

在较高的转向工况期间，从前进车轮扭矩的生成转移较大量的发动机输出并且转移到动力转向系统；和

在较低的转向工况期间，从前进车轮扭矩的生成转移较少量的发动机输出并且转移到所述动力转向系统。

22.根据权利要求21所述的方法，其中较高的转向工况包括转向扭矩请求高于阈值、转向扭矩输出高于阈值、转向角高于阈值。

23.根据权利要求21所述的方法，其中所述转移发生于发动机起动期间发动机转速达到阈值之前且在发动机扭矩达到阈值之前。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述转移开始于发动机起动期间起动机断开后。