CN102442315B - 用于控制自动发动机启动-停止的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种控制机动车辆的自动停止-启动的系统和方法。所述系统和方法配置成基于车辆状况启用自动停止-启动操作模式。此外，所述系统和方法配置成选择性地致动蓄能器以灌注变速器，以用于平稳再次启动。

Description

用于控制自动发动机启动-停止的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年10月8日提交的美国临时申请No. 61/391,311的权益。上述申请的全部内容在此作为参考引入。

技术领域

本发明涉及用于控制自动发动机启动-停止的系统和方法，且更具体地涉及使用测量车辆状况和蓄能器来控制自动发动机启动-停止的系统和方法。

背景技术

该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技术。

典型自动变速器包括液压控制系统，除了其它功能之外，液压控制系统用于致动多个扭矩传递装置。这些扭矩传递装置可以是例如摩擦离合器和制动器。常规液压控制系统通常包括主泵，所述主泵将加压流体（例如，油）提供给阀体内的多个阀和螺线管。主泵由机动车辆的发动机驱动。阀和螺线管能操作将加压液压流体通过液压流体回路引导到变速器内的所述多个扭矩传递装置。传输给扭矩传递装置的加压液压流体用于接合或脱离所述装置，以便获得不同传动比。

为了增加机动车辆的燃料经济性，期望在某些情况下停止发动机，例如在红灯处停车或怠速时。然而，在该自动停止期间，泵不再由发动机驱动。因而，液压控制系统内的液压流体压力下降。这导致变速器内的离合器和/或制动器完全脱离。当发动机再次启动时，这些离合器和/或制动器可能需要时间完全再次接合，从而在加速踏板的接合或制动器释放与机动车辆移动之间产生滑移和延迟。此外，存在不希望自动地停止发动机的情况，例如在短时间停车或者仍然移动的怠速期间。

因而，本领域需要基于机动车辆操作状况控制自动发动机停止-启动以及在发动机再次启动期间提供机动车辆可控性的系统和方法。

发明内容

提供一种控制机动车辆的自动停止-启动的系统和方法。所述系统和方法配置成基于车辆状况启用自动停止-启动操作模式。此外，所述系统和方法配置成选择性地致动蓄能器以灌注变速器，以用于平稳再次启动。

在一个示例中，所述系统和方法使用发动机速度、车辆速度、变速器温度和发动机温度来确定是否应当启用自动停止。

在另一个示例中，所述系统和方法使用变速器状态来确定是否应当禁用自动停止。

在又一个示例中，所述系统和方法使用发动机状态指示器来控制蓄能器。

在又一个示例中，所述系统和方法使用制动踏板位置来控制蓄能器。

方案1. 一种用于控制机动车辆中的动力系的方法，所述动力系包括发动机和具有蓄能器的变速器，所述方法包括：

感测机动车辆的车轮速度；

确定机动车辆的点火装置是否处于开启位置；

如果所感测的机动车辆的车轮速度大约为零且机动车辆点火装置处于开启位置，那么关闭机动车辆的发动机；

确定车辆状态；以及

根据车辆状态确定是否排放蓄能器。

方案2. 根据方案1所述的方法，还包括：感测发动机速度；以及如果蓄能器充装低于充装阈值且如果发动机速度在第一预定时间段内大于发动机速度充装阈值，那么充装蓄能器。

方案3. 根据方案1所述的方法，其中，确定车辆状态的步骤包括：确定变速器是否处于驻车状况，根据车辆状态确定是否排放蓄能器的步骤包括：如果已经请求再次启动发动机且变速器不处于驻车并且点火装置处于开启位置，那么排放蓄能器。

方案4. 根据方案1所述的方法，其中，确定车辆状态的步骤包括：感测发动机输出速度；确定变速器是否处于驻车状况；以及感测机动车辆的制动踏板是否被踩下，根据车辆状态确定是否排放蓄能器的步骤包括：如果发动机输出速度小于发动机输出速度阈值、车轮速度小于车轮速度阈值、变速器不处于驻车并且制动踏板已经踩下第二预定时间段，那么排放蓄能器。

方案5. 根据方案4所述的方法，其中，根据车辆状态确定是否排放蓄能器的步骤包括：如果已经释放制动踏板，那么排放蓄能器。

方案6. 根据方案1所述的方法，还包括：

感测发动机输出速度；

感测发动机温度；

感测变速器温度；以及

如果所感测发动机输出速度超过发动机输出速度阈值、所感测发动机温度低于第一发动机温度阈值、所感测发动机温度高于第二发动机温度阈值、所感测变速器温度低于第一变速器温度阈值或者所感测变速器温度高于第二变速器温度阈值，那么禁止关闭发动机。

方案7. 根据方案1所述的方法，还包括步骤：确定蓄能器的充装状态；以及如果蓄能器的充装状态低于充装阈值，那么禁止关闭发动机。

方案8. 一种用于控制机动车辆中的动力系的方法，所述动力系包括发动机和具有蓄能器的变速器，所述方法包括：

感测机动车辆的车轮速度；

确定机动车辆的点火装置是否处于开启位置；

如果机动车辆的车轮速度低于车轮速度阈值且机动车辆点火装置处于开启位置，那么关闭机动车辆的发动机；

确定是否请求发动机再次启动；

确定变速器是否处于驻车；

如果已经请求发动机再次启动且变速器不处于驻车并且点火装置处于开启位置，那么排放蓄能器；

感测发动机速度；以及

如果蓄能器充装低于充装阈值且如果发动机速度在预定时间段内大于发动机速度阈值，那么充装蓄能器。

方案9. 根据方案8所述的方法，还包括：

感测发动机输出速度；

感测发动机温度；

感测变速器温度；以及

如果所感测发动机输出速度超过发动机输出速度阈值、所感测发动机温度低于第一发动机温度阈值、所感测发动机温度高于第二发动机温度阈值、所感测变速器温度低于第一变速器温度阈值或者所感测变速器温度高于第二变速器温度阈值，那么禁止关闭发动机。

方案10. 根据方案8所述的方法，还包括步骤：确定蓄能器的充装状态；以及如果蓄能器的充装状态低于充装阈值，那么禁止关闭发动机。

方案11. 一种用于控制机动车辆中的动力系的方法，所述动力系包括发动机和具有蓄能器的变速器，所述方法包括：

感测机动车辆的车轮速度；

确定机动车辆的点火装置是否处于开启位置；

如果所感测的机动车辆的车轮速度低于车轮速度阈值且机动车辆点火装置处于开启位置，那么关闭机动车辆的发动机；

感测发动机输出速度；

确定变速器是否处于驻车状况；

感测机动车辆的制动踏板被踩下的时间；

如果发动机输出速度小于发动机输出速度阈值、车轮速度小于车轮速度阈值、变速器不处于驻车并且制动踏板被踩下的时间大于制动时间阈值，那么排放蓄能器；以及

如果蓄能器充装低于充装阈值且如果发动机输出速度在预定时间段内大于发动机输出速度阈值，那么充装蓄能器。

方案12. 根据方案11所述的方法，其中，排放蓄能器的步骤包括：如果已经释放制动踏板，那么排放蓄能器。

方案13. 根据方案11所述的方法，还包括：如果蓄能器压力低于压力阈值、主车辆蓄电池和/或混合动力蓄电池的电荷状态低于电荷阈值、发动机在长于预定时间段内处于自动停止状态、或者车轮速度大于第二车轮速度阈值，那么再次启动发动机且排放蓄能器。

进一步的应用领域从本文提供的说明显而易见。应当理解的是，说明和具体示例仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本文所述的附图仅用于说明的目的，且不旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1是机动车辆中的示例性动力系的示意图；

图2是示例性液压控制系统的一部分的示意图；和

图3A-3E是根据本发明原理的图示操作图1-2的机动车辆的方法的流程图。

具体实施方式

以下说明本质上仅为示例性的且不旨在限制本发明、应用、或使用。

参考图1，机动车辆被示出且总体上由附图标记5表示。机动车辆5图示为乘用小客车，但是应当理解的是，机动车辆5可以是任何类型的车辆，例如敞篷货车、有篷货车等。机动车辆5包括示例性动力系10。首先应当理解的是，虽然图示了后轮驱动动力系，但是机动车辆5可以具有前轮驱动动力系，而不偏离本发明的范围。动力系10通常包括与变速器14互连的发动机12。

发动机12可以是常规内燃机或电动发动机，或者任何其它类型的原动机，而不偏离本发明的范围。发动机12通过连接到启动装置16的波形板15或其它连接装置将驱动扭矩提供给变速器14。启动器装置16可以是液压装置（例如流体耦合器或变矩器）、湿式双离合器或电动马达。应当理解的是，在发动机12和变速器14之间可以采用任何启动装置。

变速器14包括通常铸造的金属壳体18，其封装和保护变速器14的各个部件。壳体18包括定位和支撑这些部件的多个孔、通路、肩部和凸缘。一般而言，变速器14包括变速器输入轴20和变速器输出轴22。齿轮和离合器装置24设置在变速器输入轴20和变速器输出轴22之间。变速器输入轴20经由启动装置16与发动机12功能性地连接，且从发动机12接收输入扭矩或功率。因而，变速器输入轴20可以是涡轮轴（在启动装置16是液压装置的情况下）、双输入轴（在启动装置16是双离合器时）、或传动轴（在启动装置16是电动马达时）。变速器输出轴22优选与最终传动单元26连接，例如，最终传动单元26包括推进轴28、差速器组件30和连接到车轮33的驱动轴32。变速器输入轴20联接到齿轮和离合器装置24且将驱动扭矩提供给齿轮和离合器装置24。

齿轮和离合器装置24包括多个齿轮组、多个离合器和/或制动器、以及多个轴。所述多个齿轮组可包括独立互相啮合齿轮，例如行星齿轮组，其连接到所述多个轴或者通过所述多个离合器/制动器的选择性致动而选择性地连接到所述多个轴。所述多个轴可包括中间轴或副轴、套轴和中心轴、回动轴或怠速轴、或其组合。由附图标记34示意性地表示的离合器/制动器能通过将所述多个齿轮组内的独立齿轮与所述多个轴选择性地联接而选择性地接合，以启动多个传动比或速度比中的至少一个。应当理解的是，变速器14内的齿轮组、离合器/制动器34和轴的具体设置和数量可以变，而不偏离本发明的范围。

机动车辆5包括控制模块36。控制模块36可以是变速器控制模块、发动机控制模块或两者或混合动力控制模块、或任何其它类型的控制器。控制模块36优选为电子控制装置，具有预先编程的数字计算机或处理器、控制逻辑、用于存储数据的存储器、和至少一个I/O外围设备。控制逻辑包括用于监测、操控和产生数据的多个逻辑例程。控制模块36经由液压控制系统38控制离合器/制动器34的致动。液压控制系统38能操作通过将液压流体选择性地传输给离合器/制动器34而选择性地接合离合器/制动器34，所述液压流体接合离合器/制动器34。控制模块36还与位于机动车辆5内的多个传感器通信。例如，控制模块36与发动机速度和温度传感器37A和37B、制动踏板位置传感器37C、点火钥匙传感器37D、车辆速度传感器37E等通信。

转向图2，图示了液压控制系统38的一部分。首先应当理解的是，图2所示的液压控制系统38的部分是示例性的且可以采用其它配置。液压控制系统38能操作通过将液压流体44从贮存器46选择性地传送到多个换档致动装置48而选择性地接合离合器/制动器34。液压流体44在压力下从发动机驱动的泵50或蓄能器52传送到换档致动装置48。

贮存器46是液压流体44从自动变速器14的各个部件和区域返回并收集的箱体或存储器。液压流体44经由泵50从贮存器46强制排出且传送遍及液压控制系统38。泵50可以是例如齿轮泵、叶轮泵、回转泵、或任何其它正排量泵。泵50包括入口端口54和出口端口56。入口端口54经由抽吸管线58与贮存器46连通。出口端口56将加压液压流体44传送到供应管线60。供应管线60与弹簧偏压排泄安全阀62、任选压力侧过滤器64和任选弹簧偏压止回阀66连通。弹簧偏压排泄安全阀62与贮存器46连通。弹簧偏压排泄安全阀62设定在相对高的预定压力，且如果供应管线60中的液压流体44的压力超过该压力，安全阀62临时打开，以释放并减少液压流体44的压力。压力侧过滤器64与弹簧偏压止回阀66并联设置。如果压力侧过滤器64堵塞或部分堵塞，供应管线60内的压力增加且打开弹簧偏压止回阀66，以便允许液压流体44旁通压力侧过滤器64。

压力侧过滤器64和弹簧偏压止回阀66均与出口管线68连通。出口管线68与第二止回阀70连通。第二止回阀70与主供应管线72连通且配置成保持主供应管线72内的液压压力。主供应管线72将加压液压流体提供给控制装置76。控制装置76由控制模块36电气地控制，且能操作控制蓄能器52是充装（charge）还是排放（discharge）。当控制装置76打开时，蓄能器52可排放。当控制装置76关闭时，蓄能器52可充装且保持带电。控制装置76可以是开/关螺线管或压力或流量控制螺线管。

主供应管线72通过可包括其它控制装置、阀等的液压回路与所述多个致动装置48连通。致动装置48可以是例如活塞组件，其在接合时相继接合离合器/制动器34。

控制装置76与蓄能器52和压力传感器74通信。蓄能器52是能量存储装置，其中，不可压缩液压流体44通过外部源在压力下保存。在所提供的示例中，蓄能器52是具有弹簧或可压缩气体或两者的弹簧型或气体填充（gas-filled）型蓄能器，其给蓄能器52内的液压流体44提供压缩力。然而，应当理解的是，蓄能器52可以是其它类型，例如气体充装（gas-charged）型，而不偏离本发明的范围。因而，蓄能器52能操作将加压液压流体44往回提供给主供应管线72。然而，在蓄能器52排放时，第二止回阀70防止加压液压流体44返回泵50。在充装时，蓄能器52有效地取代泵50作为加压液压流体44源，从而不需要泵50持续运行。压力传感器74实时地读取主供应管线72内的液压流体44的压力，且将该数据提供给控制模块36。还可以包括其它类型的传感器，例如体积或位置传感器。

参考图3A-E且继续参考图1和2，现在将描述操作机动车辆5的方法100。方法100配置成在适当时启用自动停止-启动操作模式。例如，当机动车辆5停止（即，例如在红灯处）时，可期望关闭发动机12以便改进燃料经济性。然而，在发动机停止期间，泵50停止旋转，从而在将油提供给离合器/制动器34的液压回路36中没有压力。为了在没有延迟的情况下启动机动车辆，液压回路38应当非常快地用加压油填充。因而，方法100配置成选择性地排放蓄能器52以灌注离合器/制动器。

例如，方法100在步骤102开始，其中，控制模块36确定机动车辆5已经停止移动或者机动车辆5处于诸如低车辆速度的状况，可开始发动机停止-启动。方法100前进到步骤104，其中，控制模块36确定车辆5是否已经经由操作者钥匙关闭机动车辆5而关闭。在所提供的示例中，车辆5是否手动地钥匙关闭由点火传感器37D传送给控制模块36。如果发动机12已经钥匙关闭，那么方法100前进到步骤106，其中，在控制模块36关闭之前蓄能器52排放且方法100结束。蓄能器52通过打开控制模块76而排放。

如果控制模块36确定车辆5的操作者没有手动地钥匙关闭点火装置，那么方法100前进到步骤108，其中，方法100进入配置成控制蓄能器52的充装和排放的子例程。在步骤110，控制模块36确定是否允许发动机停止模式。是否允许发动机停止基于各种因素，包括但不限于分别由传感器37A-B和37E传送的发动机速度、发动机温度和车辆速度。例如，如果发动机速度超过阈值或者发动机温度低于阈值或者如果车辆速度超过阈值，那么不允许发动机停止且方法100结束。然而，如果上述条件都不满足，那么方法前进到步骤112。

在步骤112，控制模块36确定变速器14的操作状况是否禁用发动机停止。例如，如果压力传感器74传送给控制模块36蓄能器52未充装（即，所感测压力不高于阈值）或未充分充装，那么方法100结束。然而，如果压力传感器74传送给控制模块36主供应管线72内的压力表明蓄能器52充装，那么方法前进到步骤114。应当理解的是，可以采用压力传感器74之外的其它装置，例如体积传感器或者指示蓄能器52充装状态的任何其它方法，如用于估计蓄能器52充装状态的算法。

在步骤114，发动机12自动地停止。如上所述，一旦发动机12停止，泵50就不再旋转且液压回路38必须使用蓄能器52填充。因而，方法100前进到步骤116或步骤118。步骤116和118中的每个都启动控制蓄能器52状态的子例程。例如，在步骤116，蓄能器52的状态通过发动机12的状态控制。因而，方法从步骤116前进到步骤120，其中，控制模块36确定是否满足某些发动机12条件。这些发动机12条件可以包括例如：是否请求再次启动发动机12；变速器14是否处于驻车状况；车辆蓄电池或混合动力蓄电池的充电水平；以及发动机停止-启动状况。如果请求再次启动发动机12且变速器14不处于驻车并且发动机停止-启动变量表示发动机12处于非常规启动（即，自动发动机再次启动），那么方法前进到步骤122，其中，控制模块36打开控制装置76且蓄能器52排放。蓄能器52的排放填充液压控制系统38的液压回路，从而将致动装置48灌注到准备就绪或“吻合”位置，以允许快速接合离合器/制动器34。然而，如果未请求再次启动发动机12或变速器14处于驻车或者发动机停止-启动变量指示常规发动（即，高电压启动或钥匙发动），那么方法前进到步骤124，其中，控制模块36不打开控制装置76且蓄能器52保持充装。步骤122和124两者都继续步骤126。

可选地，如上所述，当使用118处的子例程时，方法从步骤118前进到步骤128。在步骤128，控制模块确定是否发动机速度低于阈值且车辆速度低于阈值，并且变速器14是否处于前进范围选择。如果这些条件不满足，那么方法100前进到步骤130，其中，控制模块36不打开控制装置76且蓄能器52保持充装。然而，如果满足上述条件，那么方法100前进到步骤132或步骤134。在步骤132，控制模块通过制动踏板位置传感器37C监测制动踏板位置。一旦释放制动踏板，方法100就前进到步骤136。可选地，在步骤134，控制模块36监测制动踏板位置且在预定时间极限值之后前进到步骤136。在步骤136，控制模块36打开控制装置76且蓄能器52排放。步骤130和136两者都继续步骤126。

在步骤126，控制模块36确定蓄能器52是否排放。控制模块36可通过在存储器中记录且回忆螺线管76是否打开或者通过来自于压力传感器74的压力读数或其它传感器数据（即，蓄能器52压力低于由变速器操作需求限定的阈值）来确定蓄能器52是否排放。如果蓄能器52未排放，那么方法100结束。如果蓄能器52排放，那么方法前进到步骤138，其中，控制模块36监测发动机速度。如果发动机速度在预定时间段内超过阈值，那么方法100前进到步骤140，否则，方法100结束。在步骤140，控制模块36关闭控制装置76以便允许蓄能器52充装，且方法100结束。

本发明的描述本质上仅为示例性的，且不偏离本发明实质的变型旨在处于本发明的范围内。这种变型不认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种用于控制机动车辆中的动力系的方法，所述动力系包括发动机和具有蓄能器的变速器，所述方法包括：

感测机动车辆的车轮速度；

确定机动车辆的点火装置是否处于开启位置；

如果所感测的机动车辆的车轮速度大约为零且机动车辆点火装置处于开启位置，那么关闭机动车辆的发动机；

确定车辆状态；以及

根据车辆状态确定是否排放蓄能器。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：感测发动机速度；以及如果蓄能器充装低于充装阈值且如果发动机速度在第一预定时间段内大于发动机速度充装阈值，那么充装蓄能器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定车辆状态的步骤包括：确定变速器是否处于驻车状况，根据车辆状态确定是否排放蓄能器的步骤包括：如果已经请求再次启动发动机且变速器不处于驻车并且点火装置处于开启位置，那么排放蓄能器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定车辆状态的步骤包括：感测发动机输出速度；确定变速器是否处于驻车状况；以及感测机动车辆的制动踏板是否被踩下，根据车辆状态确定是否排放蓄能器的步骤包括：如果发动机输出速度小于发动机输出速度阈值、车轮速度小于车轮速度阈值、变速器不处于驻车并且制动踏板已经踩下第二预定时间段，那么排放蓄能器。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，根据车辆状态确定是否排放蓄能器的步骤包括：如果已经释放制动踏板，那么排放蓄能器。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

感测发动机输出速度；

感测发动机温度；

感测变速器温度；以及

如果所感测发动机输出速度超过发动机输出速度阈值、所感测发动机温度低于第一发动机温度阈值、所感测发动机温度高于第二发动机温度阈值、所感测变速器温度低于第一变速器温度阈值或者所感测变速器温度高于第二变速器温度阈值，那么禁止关闭发动机。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：确定蓄能器的充装状态；以及如果蓄能器的充装状态低于充装阈值，那么禁止关闭发动机。

8.一种用于控制机动车辆中的动力系的方法，所述动力系包括发动机和具有蓄能器的变速器，所述方法包括：

感测机动车辆的车轮速度；

确定机动车辆的点火装置是否处于开启位置；

如果机动车辆的车轮速度低于车轮速度阈值且机动车辆点火装置处于开启位置，那么关闭机动车辆的发动机；

确定是否请求发动机再次启动；

确定变速器是否处于驻车；

如果已经请求发动机再次启动且变速器不处于驻车并且点火装置处于开启位置，那么排放蓄能器；

感测发动机速度；以及

如果蓄能器充装低于充装阈值且如果发动机速度在预定时间段内大于发动机速度阈值，那么充装蓄能器。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

感测发动机输出速度；

感测发动机温度；

感测变速器温度；以及

如果所感测发动机输出速度超过发动机输出速度阈值、所感测发动机温度低于第一发动机温度阈值、所感测发动机温度高于第二发动机温度阈值、所感测变速器温度低于第一变速器温度阈值或者所感测变速器温度高于第二变速器温度阈值，那么禁止关闭发动机。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括步骤：确定蓄能器的充装状态；以及如果蓄能器的充装状态低于充装阈值，那么禁止关闭发动机。

11.一种用于控制机动车辆中的动力系的方法，所述动力系包括发动机和具有蓄能器的变速器，所述方法包括：

感测机动车辆的车轮速度；

确定机动车辆的点火装置是否处于开启位置；

如果所感测的机动车辆的车轮速度低于车轮速度阈值且机动车辆点火装置处于开启位置，那么关闭机动车辆的发动机；

感测发动机输出速度；

确定变速器是否处于驻车状况；

感测机动车辆的制动踏板被踩下的时间；

如果发动机输出速度小于发动机输出速度阈值、车轮速度小于车轮速度阈值、变速器不处于驻车并且制动踏板被踩下的时间大于制动时间阈值，那么排放蓄能器；以及

如果蓄能器充装低于充装阈值且如果发动机输出速度在预定时间段内大于发动机输出速度阈值，那么充装蓄能器。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，排放蓄能器的步骤包括：如果已经释放制动踏板，那么排放蓄能器。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括：如果蓄能器压力低于压力阈值、主车辆蓄电池和/或混合动力蓄电池的电荷状态低于电荷阈值、发动机在长于预定时间段内处于自动停止状态、或者车轮速度大于第二车轮速度阈值，那么再次启动发动机且排放蓄能器。