CN101456346A - 使混合动力车辆非驾驶员命令的重新起动平稳的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使混合动力车辆非驾驶员命令的重新起动平稳的方法。一种混合动力发动机控制系统包括混合动力发动机控制模块和扭矩减轻模块。所述混合动力发动机控制模块选择性地停止内燃机(ICE)。所述混合动力发动机控制模块基于驾驶员输入和非驾驶员输入选择性地起动ICE。所述扭矩减轻模块在ICE基于非驾驶员输入起动时降低从ICE到传动系的扭矩传递；在ICE基于驾驶员输入起动时保持从ICE到传动系的扭矩传递。一种方法包括选择性地停止内燃机(ICE)；基于驾驶员输入和非驾驶员输入选择性地起动ICE；在ICE基于非驾驶员输入起动时降低从ICE到传动系的扭矩传递；和在ICE基于驾驶员输入起动时保持从ICE到传动系的扭矩传递。

Description

使混合动力车辆非驾驶员命令的重新起动平稳的方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2007年7月20日提交的美国临时申请No.60/961,547的优先权。上述申请的全部内容通过参考并入本文。
技术领域
[0002]本披露涉及混合动力车辆，更具体地涉及使混合动力车辆中的非驾驶员命令的发动机重新起动平稳。
背景技术
[0003]在此提供的背景技术用于总体上提出本披露的内容。当前称为发明者的工作，就该背景技术部分以及发明内容所描述的范围，可能不限定为提交时刻的现有技术，也不被明确地或隐含地接受为本披露的现有技术。
[0004]现在参见图1，示出了车辆混合动力系的功能框图。发动机102提供扭矩给变速器104。变速器104将扭矩传递给传动系106。发动机102也驱动皮带式交流发电机起动机混合动力(BAS)系统110，并由BAS系统110驱动。BAS系统特征在于用于取代标准交流发电机并经由附件传动皮带连接到发动机102曲轴的组合电动机/发电机。
[0005]BAS 110将来自发动机102的动力转换为电力，电力可存储在电荷存储器112中。当发动机102未运行时，BAS 110使用来自电荷存储器112的动力驱动发动机102的曲轴，从而推进车辆。BAS 110和发动机102由混合动力发动机控制模块(ECM)120控制。混合动力ECM120从驾驶员输入122接收信号，如加速踏板、变速杆、和/或制动踏板。
[0006]当车辆停止时，混合动力ECM120可以指示发动机102关闭。例如，这可以借助于停止发动机102的燃料传输和火花实现。当驾驶员希望从停止起动车辆时，通过将其脚抬离制动踏板或下压加速踏板指示，混合动力ECM120命令发动机102重新起动。同样，发动机102也可以由于不是由驾驶员发动的原因由ECM120命令起动。当发动机102重新起动时，来自发动机102的扭矩通过变速器104传递给传动系106。如果在发动机102起动期间施用制动器，传动系106不能旋转，且扭矩直接传递给车架，这由驾驶员经历为抖动扰动。
发明内容
[0007]一种混合动力发动机控制系统包括混合动力发动机控制模块和扭矩减轻模块。所述混合动力发动机控制模块选择性地停止内燃机(ICE)。所述混合动力发动机控制模块基于驾驶员输入和非驾驶员输入选择性地起动ICE。所述扭矩减轻模块在ICE基于非驾驶员输入起动时降低从ICE到传动系的扭矩传递；在ICE基于驾驶员输入起动时保持从ICE到传动系的扭矩传递。
[0008]在其它特征中，所述扭矩减轻模块借助于命令来自于变速器的泵的降低的液压压力而降低扭矩传递。降低的液压压力是变速器油温度的函数。泵由电荷存储模块供以动力。所述扭矩减轻模块借助于分离变速器中的电控离合器而降低扭矩传递。
[0009]在其它特征中，所述扭矩减轻模块借助于选择变速器中的较高档位而降低扭矩传递。所述非驾驶员输入包括电荷存储模块的低荷电状态。所述非驾驶员输入包括来自加热、通风和空调模块的需求信号。所述驾驶员输入包括来自加速踏板和制动踏板的信号。
[0010]一种方法包括选择性地停止内燃机(ICE)；基于驾驶员输入和非驾驶员输入选择性地起动ICE；在ICE基于非驾驶员输入起动时降低从ICE到传动系的扭矩传递；和在ICE基于驾驶员输入起动时保持从ICE到传动系的扭矩传递。
[0011]在其它特征中，所述降低扭矩传递包括命令来自于变速器的泵的降低的液压压力。降低的液压压力是变速器油温度的函数。所述降低扭矩传递包括分离变速器中的电控离合器。
[0012]在其它特征中，所述降低扭矩传递包括选择变速器中的较高档位。所述非驾驶员输入包括电荷存储模块的低荷电状态。所述非驾驶员输入包括来自加热、通风和空调模块的需求信号。所述驾驶员输入包括来自加速踏板和制动踏板的信号。
[0013]本披露进一步的应用范围在其后提供的详细说明中显而易见。需要理解的是所述详细说明和具体示例虽然表示本披露的优选实施例，但只是为了说明而并不打算限制本披露的范围。
附图说明
[0014]本披露从详细说明和附图将更全面地理解，其中：
[0015]图1是根据现有技术的混合动力系的功能框图；
[0016]图2A是根据本披露的原理的示范性混合动力系的功能框图；
[0017]图2B是根据本披露的原理的另一示范性混合动力系的功能框图；
[0018]图3是根据本披露的原理、在非驾驶员命令的发动机重新起动期间的辅助油压指令的曲线图；
[0019]图4A是示出了根据本披露的原理的图2A的混合动力系的控制中执行的示范性步骤的流程图；和
[0020]图4B是示出了根据本披露的原理的图2B的混合动力系的控制中执行的示范性步骤的流程图。
具体实施方式
[0021]以下说明本质上仅为示范性的且决不限定本披露、其应用或使用。为清楚起见，在附图中使用相同的附图标记表示相同的元件。如在此所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当理解为表示使用非排他逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解的是，方法内的步骤可以不同的顺序执行而不改变本披露的原理。
[0022]如在此所使用的，术语“模块”指的是特殊应用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享、专用、或群组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适部件。
[0023]现在参见图2A，示出了示范性混合动力系的功能框图。发动机102将扭矩传递给变速器202，变速器202将扭矩传递给传动系106。变速器202包括变矩器204，变矩器204从发动机102接收扭矩且将扭矩联接到齿轮组206。
[0024]齿轮组206将扭矩传递给传动系106。变速器202包括油泵210，油泵210由到变矩器204的输入驱动。变速器202也包括辅助泵212，辅助泵212由电荷存储模块216供以动力。辅助泵212和油泵210提供液压动力给变速器202的摩擦设备220。
[0025]例如，摩擦设备220包括离合器和/或带。摩擦设备220控制在齿轮组206中选择哪个传动比。例如，齿轮组206可以为行星齿轮组。摩擦设备220控制齿轮组206的哪些部件彼此锁定，锁定到齿轮组206的外壳，和/或锁定到齿轮组206的输入或输出。这控制齿轮组206的传动比。
[0026]皮带式交流发电机起动机(BAS)110将来自发动机102的动力转换为电力，电力可存储在电荷存储模块216中。当发动机102未运行时，BAS 110也可以驱动发动机102的曲轴，从而推进车辆。BAS110和发动机102经由前端附件传动(FEAD)皮带联接。
[0027]FEAD皮带也驱动空调(A/C)压缩机230。加热通风和空调(HVAC)控制模块232控制A/C压缩机230。HVAC控制模块232控制鼓风机马达，以将调节后的空气鼓风到车辆的客舱中，且可以测量发动机102和/或发动机冷却剂的温度。HVAC控制模块232使用A/C压缩机230提供冷却的和/或去湿的空气，且使用来自发动机102的热提供加热的空气。
[0028]混合动力发动机控制模块(ECM)240控制发动机102和BAS110。当车辆停止时，混合动力ECM240可以指示发动机102关闭，如借助于停止发动机102的燃料和火花供应。当驾驶员希望从停止起动车辆时，通过驾驶员输入122指示，混合动力ECM240可以指示发动机102重新起动。这称为驾驶员命令的发动机重新起动。
[0029]辅助泵212用于抽吸油以在发动机102未运行时提供液压压力给变速器202。当车辆条件允许时，如零车辆速度、制动器施用和零加速踏板位置，混合动力ECM240可以指示发动机102关闭。混合动力ECM240可以指示发动机102关闭以改进燃料经济性。当发动机102的速度下降到低于阀值时，混合动力ECM240可以指示辅助泵212打开并产生预定升压压力。
[0030]升压的辅助泵压力在由机械驱动的油泵210提供的和由电动辅助泵212提供的压力之间过渡期间使压力降低最小化。在发动机102开始关闭之后，辅助泵212被指导产生小于升压压力的稳态压力。一旦发动机102停止旋转，该过渡可能发生。一旦发动机102重新起动且达到一定RPM，来自辅助泵212的压力可以降低为0且辅助泵212可以关闭。
[0031]当发动机102关闭时，混合动力ECM240测量电荷存储模块216的荷电状态。如果电荷存储模块216的荷电状态降低至低于阀值水平，混合动力ECM240指导发动机102重新起动。这是非驾驶员命令的发动机重新起动的示例。
[0032]非驾驶员命令的发动机重新起动的另一可能示例是在HVAC控制模块232请求发动机102重新起动时。例如，HVAC控制模块232需要在发动机102中产生更多的热以提供加热空气。HVAC控制模块232要求A/C压缩机230被供以动力以提供冷却和/或去湿的空气。
[0033]当发动机102重新起动时，通过变速器202传递给传动系106的扭矩可能由车架吸收，因为传动系106的车轮未转动。这使驾驶员经历抖动或跳动。该抖动在驾驶员命令的发动机重新起动期间可由驾驶员预期到。然而，非驾驶员命令的发动机重新起动使驾驶员感到惊奇，且可能认为是质量问题。
[0034]为了减轻抖动的感觉，混合动力ECM240指导扭矩减轻模块250降低由变速器202联接到传动系106的扭矩数量。为了减小变速器202的扭矩传递，扭矩减轻模块250暂时允许摩擦设备220滑移和/或指示齿轮组206暂时选择较低的传动比。
[0035]当发动机响应于非驾驶员命令的重新起动而重新起动时，扭矩减轻模块250可以指示辅助泵212降低液压管线压力。由于较低的管线压力，摩擦设备220将不会完全接合且将允许齿轮组206的部件的滑移。所选择的较低的管线压力可以为变速器油温度的函数。例如，摩擦设备220可以包括湿式多板离合器，其容量受油粘度影响，而油粘度是温度的函数。较低的管线压力也防止液压活塞完全接合带。
[0036]一旦发动机重新起动，油泵210的压力接管且辅助泵212可以断电。一旦传动系106的松弛由扭矩减轻模块250产生的渐进扭矩传递拉紧，摩擦设备220可以以全压操作，且齿轮组206可以回到希望的档位。
[0037]扭矩减轻模块250也可以暂时指示齿轮组206选择较低的传动比，以降低变速器202的扭矩传递。例如，取代从3.06比1的第一档位速度降低，可以选择0.70比1的超速传动比。借助于降低传动比，扭矩减轻模块250减小传递给传动系106的扭矩。一旦发动机102重新起动，齿轮组可以回到3.06:1的第一传动比。
[0038]现在参见图2B，示出了另一示范性混合动力系的功能框图。变速器260包括变矩器204、齿轮组206、和摩擦设备220。油泵210和辅助泵212提供液压动力给摩擦设备220。
[0039]电控离合器262选择性地将齿轮组206联接到变矩器204。可替换地，电控离合器262选择性地将齿轮组206联接到传动系106。电控离合器262由扭矩减轻模块270控制。
[0040]当混合动力ECM240开始非驾驶员命令的发动机重新起动时，扭矩减轻模块270可以停用电控离合器262。这将变矩器204从传动系106分离。在预定迟延之后，扭矩减轻模块270重新接合电控离合器262，在该预定迟延期间发动机102重新起动。此外，在该预定迟延期间，扭矩减轻模块270可以在齿轮组206中选择较低的传动比。
[0041]现在参见图3，示出了在非驾驶员命令的发动机重新起动期间辅助油泵压力指令的曲线图。曲线302描绘发动机速度(转每分(RPM))对时间。使用相同的时标，曲线304描绘了图2A的辅助泵212命令的压力。在曲线302中，发动机RPM示出为首先降低，表示车辆将要停止。
[0042]当车辆条件允许时，如零车辆速度、制动器施用和零加速踏板位置，混合动力ECM240可以指示发动机关闭(在时刻310之前)。当发动机RPM降低经过阀值时，如在时刻310，扭矩减轻模块250可以指示辅助泵212提供升压压力。在时刻312，在升压压力已经施用预定时间间隔之后，扭矩减轻模块250可以指示辅助泵212产生低于升压压力的稳态压力。
[0043]在车辆停止的其余时间保持稳态压力。在时刻314，混合动力ECM启动非驾驶员命令的重新起动。大约在此时，扭矩减轻模块250指导辅助泵212产生降低的压力。扭矩减轻模块250也在齿轮组206中选择降低的传动比。
[0044]降低的压力值可以为变速器油温度的函数。降低的压力可以被校准，使得它匹配或稍微低于保持摩擦设备220之一的离合器板接触所需要的压力。因而，离合器保持啮合，但具有很小的能力传递扭矩。
[0045]在预定迟延之后，如1秒，发动机在时刻316重新起动。迟延允许新的降低的压力和/或较低的档位来分离变速器的扭矩传递部件。齿轮组206于是回到先前选择的传动比。由于提供给摩擦设备220的降低的压力，发动机重新起动产生的扭矩将不会作为抖动传递给传动系106。当发动机102速度增加时，油泵210将接管以提供压力给摩擦设备220。一旦油泵210产生足够的压力，辅助泵212可以断电，如时刻318所示。
[0046]现在参见图4A，示出了图2A的混合动力系的控制中所执行的示范性步骤的流程图。控制过程以步骤402开始，其中控制确定是否请求发动机关闭事件。如果是，控制转到步骤404；否则，控制留在步骤402。当车辆条件允许时，如零车辆速度、制动器施用和零加速踏板位置，可以启动发动机关闭。
[0047]在步骤404中，当发动机RPM下降到低于阀值时，辅助泵212的压力命令为升压压力水平。控制继续步骤406，其中发动机关闭。例如，可以停止发动机的燃料和火花传输。控制继续步骤408，其中辅助泵212的压力降低到稳态值。
[0048]控制继续步骤410，其中控制确定是否希望发动机重新起动。如果是，控制转到步骤412；否则，控制留在步骤410中。在步骤412中，控制确定重新起动是否是驾驶员命令的。如果是，控制转到步骤414；否则，控制转到步骤416。驾驶员命令的发动机重新起动可以由驾驶员释放制动踏板或下压加速踏板引起。
[0049]在步骤416中，辅助泵212的压力减小到降低的压力水平。降低的压力水平可以为变速器油温度的函数，且可以从由变速器油温度索引的查询表确定。控制继续可选步骤418，其中降低齿轮组206的传动比。
[0050]控制继续步骤420，其中控制等待预定迟延时间段。预定迟延时间段是变速器内部积蓄器、油温、离合器组件尺寸和其它因素的函数。控制然后继续步骤414。在步骤414中，发动机重新起动。
[0051]控制然后继续可选步骤422。在步骤422中，齿轮组206的传动比恢复到先前传动比。例如，传动比可以恢复到第一档位。控制然后继续步骤424，其中，一旦油泵210达到足够的压力，辅助泵就关闭。控制然后返回到步骤402。
[0052]现在参见图4B，示出了图2B的混合动力系的控制中所执行的示范性步骤的流程图。控制类似于图4A的控制，直到步骤412为止。在步骤412中，控制确定发动机重新起动是否是驾驶员命令的。如果是，控制转到步骤414；否则，控制转到步骤450。
[0053]在步骤450，控制分离电控离合器。由此，变矩器204从传动系106分离。控制转到可选步骤418，其中控制降低齿轮组206的传动比。控制然后继续步骤452，其中，控制等待预定迟延。该预定迟延时间段由电控离合器262的致动时间确定。
[0054]控制然后继续步骤414，其中，发动机重新起动。控制然后继续可选步骤422，其中，恢复齿轮组206的最初传动比。控制继续步骤454，其中电控离合器262重新接合。例如，电控离合器262逐渐重新接合，从而不会导致到传动系106的扭矩的突然增加。控制继续步骤424，其中，一旦油泵210的压力达到足够的水平，控制关闭辅助泵212。控制然后返回到步骤402。
[0055]现在，本领域技术人员从前述说明可以理解，本披露的广泛教示可以以不同形式实施。因而，虽然本披露包括具体示例，本披露的真实范围不应如此限定，因为本领域技术人员在研读附图、说明书和以下权利要求书之后，其它变型将显而易见。

Claims (17)

1.一种混合动力发动机控制系统，包括：
混合动力发动机控制模块，所述混合动力发动机控制模块选择性地停止内燃机(ICE)且基于驾驶员输入和非驾驶员输入选择性地起动所述ICE；和
扭矩减轻模块，所述扭矩减轻模块在所述ICE基于所述非驾驶员输入起动时降低从所述ICE到传动系的扭矩传递；并在所述ICE基于所述驾驶员输入起动时保持从所述ICE到所述传动系的扭矩传递。
2.根据权利要求1所述的混合动力发动机控制系统，其特征在于，所述扭矩减轻模块借助于命令来自于变速器的泵的降低的液压压力而降低扭矩传递。
3.根据权利要求2所述的混合动力发动机控制系统，其特征在于，所述降低的液压压力是变速器油温度的函数。
4.根据权利要求2所述的混合动力发动机控制系统，其特征在于，所述泵由电荷存储模块供以动力。
5.根据权利要求1所述的混合动力发动机控制系统，其特征在于，所述扭矩减轻模块借助于分离变速器中的电控离合器而降低扭矩传递。
6.根据权利要求1所述的混合动力发动机控制系统，其特征在于，所述扭矩减轻模块借助于选择变速器中的较高档位而降低扭矩传递。
7.根据权利要求1所述的混合动力发动机控制系统，其特征在于，所述非驾驶员输入包括电荷存储模块的低荷电状态。
8.根据权利要求1所述的混合动力发动机控制系统，其特征在于，所述非驾驶员输入包括来自加热、通风和空调模块的需求信号。
9.根据权利要求1所述的混合动力发动机控制系统，其特征在于，所述驾驶员输入包括来自加速踏板和制动踏板的信号。
10.一种方法，包括：
选择性地停止内燃机(ICE)；
基于驾驶员输入和非驾驶员输入选择性地起动ICE；
在所述ICE基于所述非驾驶员输入起动时降低从所述ICE到传动系的扭矩传递；和
在所述ICE基于所述驾驶员输入起动时保持从所述ICE到所述传动系的扭矩传递。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述降低扭矩传递包括命令来自于变速器的泵的降低的液压压力。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述降低的液压压力是变速器油温度的函数。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述降低扭矩传递包括分离变速器中的电控离合器。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述降低扭矩传递包括选择变速器中的较高档位。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述非驾驶员输入包括电荷存储模块的低荷电状态。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述非驾驶员输入包括来自加热、通风和空调模块的需求信号。
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述驾驶员输入包括来自加速踏板和制动踏板的信号。
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