CN103085806A - 用于控制自动发动机停止-起动蓄积器的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制自动发动机停止-起动蓄积器的系统及方法，具体提供一种用于控制机动车自动停止-起动的系统及方法。该系统及方法是用于使基于车辆状况的自动停止-起动操作模式成为可能。此外，该系统及方法是用于选择性地致动蓄积器以便使变速器对平稳的再起动做好准备。

Description

用于控制自动发动机停止-起动蓄积器的系统及方法
技术领域
本公开涉及一种用于控制发动机自动停止-起动的系统及方法，更具体地涉及一种用于利用测量的车辆状况和蓄积器（accumulator）来控制发动机自动停止-起动的系统及方法。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可以或可以不构成现有技术。
典型的自动变速器包括液压控制系统，除了其它功能外，该液压控制系统是用于致动多个转矩传递装置。这些转矩传递装置可以是例如摩擦离合器和制动器。常规的液压控制系统通常包括主泵，该主泵将加压流体(诸如油)提供至多个阀门及阀体内的螺线管（solenoid）。主泵是由机动车发动机所驱动。阀门和螺线管可操作地引导加压液压流体经过液压流体回路流动至变速器内的多个转矩传递装置。传输至转矩传递装置的加压液压流体是用于使转矩传递装置接合或分离从而获得不同的传动比。
为了提高机动车的燃料经济性，在某些情况下(例如当遇到红灯而停车或者怠速时)期望的是停止发动机。然而，在此自动停止期间，发动机不再驱动泵。因此，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/或制动器完全分离。当发动机再起动时，这些离合器和/或制动器会需要一定时间来完全地重新接合，因此产生滑移以及加速器踏板的接合或制动器的释放与机动车运动之间的延迟。此外，还存在自动停止发动机是不期望的情况，例如在车辆仍然移动时的怠速或短暂停车期间。
因此，在本技术领域中，对基于机动车工作状况控制发动机自动停止-起动以及在发动机再起动期间提供机动车可控制性的系统及方法存在着需求。
发明内容
本公开提供一种用于控制机动车的自动停止-起动的系统及方法。该系统及方法是用于使基于车辆状况的自动停止-起动操作模式成为可能。另外，所述系统及方法是用于选择性地致动蓄积器以使变速器为平顺的再起动做好准备。
在一个实例中，所述系统及方法利用发动机转速、车辆速度、变速器温度、和发动机温度来决定是否应当启用自动停止。
在另一实例中，所述系统及方法利用变速器的状态来决定是否应当禁止自动停止。
在又一实例中，所述系统及方法利用发动机状态指示物来控制蓄积器。
在又一实例中，所述系统及方法利用制动踏板位置来控制蓄积器。
本发明还涉及以下技术方案。
方案1. 一种用于控制机动车中的动力系的方法，所述动力系具有带与蓄积器流体连通的螺线管的变速器和发动机，该方法包括：
确定第一组车辆状态指示物；
确定一组变速器状态指示物；
根据所述第一组车辆状态指示物，而关闭所述机动车的发动机；
根据所述一组变速器状态指示物，而禁止关闭所述机动车的发动机；
确定第二组车辆状态指示物；以及
根据所述第二组车辆状态指示物，而打开所述螺线管以便使所述蓄积器排放。
方案2. 如方案1所述的方法，其中，确定所述第一组车辆状态指示物包括：感测所述机动车的车轮速度、以及判断所述机动车的点火是否处于打开的位置。
方案3. 如方案2所述的方法，其中，根据第一组车辆状态指示物而关闭所述机动车的发动机包括：如果感测的所述机动车的车轮速度约为零且所述机动车的点火处于打开的位置则关闭所述机动车的发动机。
方案4. 如方案1所述的方法，其中，确定所述第二组车辆状态指示物包括：判断是否已命令发动机重新起动、以及感测所述机动车的制动踏板是否被压下。
方案5. 如方案4所述的方法，其中，根据所述第二组车辆状态指示物而打开所述螺线管以使所述蓄积器排放包括：如果已命令所述发动机重新起动或者所述机动车的制动踏板已被压下达超过制动踏板时间阈值的时段，那么打开所述螺线管以使所述蓄积器排放。
方案6. 如方案5所述的方法，其中，根据所述第二组车辆状态指示物而打开所述螺线管以使所述蓄积器排放包括：如果所述制动踏板已被释放那么使所述蓄积器排放。
方案7. 如方案1所述的方法，其中，确定所述一组变速器状态指示物，包括：
感测发动机输出转速；
感测发动机温度；以及
感测变速器温度。
方案8. 如方案7所述的方法，其中，根据所述一组变速器状态指示物而禁止关闭所述机动车的发动机包括：如果感测的发动机输出转速超过发动机输出转速阈值、感测的发动机温度低于第一发动机温度阈值、感测的发动机温度高于第二发动机温度阈值、感测的变速器温度低于第一变速器温度阈值、或者感测的变速器温度高于第二变速器温度阈值，则禁止所述发动机关闭。
方案9. 如方案1所述的方法，还包括：确定所述蓄积器中的液压流体压力，并且如果所述蓄积器中的液压流体压力低于填充阈值则禁止所述发动机关闭。
方案10. 如方案9所述的方法，还包括：感测所述发动机的转速，如果所述蓄积器中的液压流体压力低于所述填充阈值、并且如果所述发动机的转速大于发动机转速加注阈值达第一预定时段，那么填充所述蓄积器。
方案11. 如方案10所述的方法，其中，填充所述蓄积器包括：使所述螺线管移动至关闭位置和打开位置中的一个位置，其中，所述蓄积器在所述关闭位置的填充速率比在所述打开位置的填充速率慢。
方案12. 一种用于控制机动车中的动力系的方法，所述动力系具有发动机以及带与蓄积器流体连通的螺线管的变速器，并且具有可操作地提供至少多个档位速度的多个转矩传递装置，该方法包括：
确定第一组车辆状态指示物；
确定一组变速器状态指示物；
根据所述第一组车辆状态指示物而关闭所述机动车的发动机；
根据所述一组变速器状态指示物而禁止关闭所述机动车的发动机；
确定第二组车辆状态指示物；
根据所述第二组车辆状态指示物，而打开所述螺线管以使所述蓄积器排放；
命令所述变速器提供所述多个档位速度中的一个档位速度；
接合所述多个转矩传递装置中的提供所命令的档位速度所需要的第一组转矩传递装置；
起动所述发动机；
将发动机计时器设定为零值；
使所述发动机计时器增量；
基于对所述动力系请求的功率需求而计算时间阈值；
如果所述发动机计时器的值大于所述时间阈值，那么接合所述多个转矩传递装置中的提供所命令的档位速度所需要的第二组转矩传递装置；以及
如果随后命令了高于所命令的档位速度的第二个档位速度，那么接合所述多个转矩传递装置中的提供所命令的档位速度所需要的第三组转矩传递装置。
方案13. 如方案12所述的方法，其中，第一组转矩传递装置的数量小于第二组或第三组转矩传递装置的数量。
基于本文中所提供的描述，本发明的进一步的适用范围将变得显而易见。应该认识到的是，本文中的描述和具体实例意图是仅以说明为目的而并非意图限制本公开的范围。
附图说明
本文中所述的附图仅以说明为目的而绝非意图限制本公开的范围。
图1是机动车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。
具体实施方式
下面的描述在本质上只是示例性的而并非意图限制本公开、其应用或使用。
参照图1，图中示出了机动车并且总体上用附图标记5标示该机动车。机动车5被图示为客车，但应该认识到的是机动车5可以是任何类型的车辆，诸如卡车、厢式车等。机动车5包括示例性的动力系10。首先应该认识到的是，虽然示出了后轮驱动动力系，但机动车5也可具有前轮驱动动力系，而不背离本发明范围。动力系10通常包括与变速器14相互连接的发动机12。
发动机12可以是常规的内燃发动机或电动发动机，或者可以是任何其它类型的原动机，而不背离本公开的范围。发动机12将驱动转矩经由连接到起动装置16的挠性板15或者其它连接装置提供至变速器14。起动装置16可以是流体动力装置(诸如液力偶合器或变矩器)、湿式双离合器、或者电动机。应该认识到的是，在发动机12与变速器14之间可以使用任何起动装置。
变速器14包括封闭并保护变速器14的各种构件的通常铸造而成的金属壳体18。壳体18包括定位并支承这些构件的多种孔、通道、肩部和凸缘。一般来说，变速器14包括变速器输入轴20和变速器输出轴22。设置在变速器输入轴20与变速器输出轴22之间的是齿轮及离合器装置24。变速器输入轴20经由起动装置16功能性地与发动机12相互连接并且接收来自发动机12的输入转矩或输入功率。因此，变速器输入轴20可以是涡轮轴(在起动装置16为流体动力装置的情况下)、双输入轴(在起动装置16为双离合器的情况下)、或者传动轴(在起动装置16为电动机的情况下)。变速器输出轴22优选地与最终传动单元26相连，最终传动单元26包括例如传动轴28、差速器总成30、和连接到车轮33的驱动桥32。变速器输入轴20联接到齿轮及离合器装置24并且将驱动转矩提供至齿轮及离合器装置24。
齿轮及离合器装置24包括多个齿轮组、多个离合器和/或制动器、及多个轴。所述多个齿轮组可包括单独的相互啮合的齿轮(诸如行星齿轮组)，这些齿轮通过选择性地致动多个离合器/制动器而连接到或者可选择性地连接到多个轴。这些多个轴可包括副轴或中间轴、套筒轴和中心轴、倒档轴或惰轮轴、或者其组合。由附图标记34示意性地标示的离合器/制动器可选择性地接合，以便通过选择性地将多个齿轮组内的单独齿轮联接到多个轴而启动多个传动比或速比中的至少一个。应该认识到的是，变速器14内的齿轮组、离合器/制动器34和轴的具体布置和数量可以变化，而不背离本公开的范围。
机动车5包括控制系统36。控制系统36可包括变速器控制模块、发动机控制模块、或混合控制模块、或者任何其它类型的控制器。控制系统36可包括一个或多个电子控制装置，该电子控制系统具有预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、以及至少一个输入/输出外围设备。控制逻辑包括用于监测、操作和生成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可操作地通过选择性地将接合离合器/制动器34的液压流体传送至离合器/制动器34而选择性地接合离合器/制动器34。控制模块36也与位于整个机动车5内的多个传感器通信。例如，控制模块36与发动机转速传感器37A和温度传感器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，图中示出了液压控制系统38的一部分。首先应该认识到的是，图2中所示液压控制系统38的部分是示例性的并且可采用其它构造。液压控制系统38可操作地通过选择性地将来自贮槽46的液压流体44传送至离合器致动回路48而选择性地接合离合器/制动器34。离合器致动回路48包括可操作地接合多个离合器/制动器34的致动器、离合器控制螺线管、和阀门。在来自发动机驱动的泵50或蓄积器52的压力的作用下，将液压流体44传送至离合器致动回路48。
贮槽46是从自动变速器14的各种构件和各区域中汇集的液压流体44所回流入的贮罐或贮存器。利用泵50迫使液压流体44从贮槽46中流出而传送至整个液压控制系统38。泵50可以是例如齿轮泵、叶片泵、摆线泵、或者任何其它的正排量泵。泵50包括进口端口54和出口端口56。进口端口54经由吸入管路58与贮槽46相连通。出口端口56将加压液压流体44 传送至主管路压力回路60。主管路压力回路60可包括各种可选特征物，这些特征物包括例如弹簧偏置泄放安全阀、压力侧过滤器、或者弹簧偏置式止回阀。
主管路压力回路60与离合器致动回路48和螺线管76相连通。螺线管76与蓄积器供给管路77流体连通。螺线管76由控制模块36以电的方式控制，螺线管76可操作地控制蓄积器52的加注状态。螺线管76优选地是开/关螺线管，该螺线管具有可在第一位置与第二位置之间移动的螺线管阀76a。在第一位置，主管路压力回路60与流量限制孔76b流体连通，流量限制孔76b限制可以从主管路压力回路60中排出的液压流体44的量从而防止离合器致动回路48缺乏液压流体44。流量限制孔76b与单向止回阀球或提升阀76c相连通。止回球阀76c用于维持蓄积器52内的压力。当给螺线管阀76a通电使其移动至第二位置时，限制孔76b定位成与单向止回阀或提升阀76d并列。止回球阀76d防止流体回流入蓄积器52。
螺线管76与蓄积器52和压力传感器78相连通。蓄积器52是一种能量存储装置，在该装置中利用外部源将不可压缩的液压流体44保持在压力下。蓄积器52包括活塞，该活塞具有沿蓄积器壳体的膛滑动的密封件。在活塞的一侧存在液压流体44而在活塞的另一侧存在一个或多个弹簧和空气。蓄积器52利用弹簧与空气的组合而产生作用于活塞一侧的力，该力对抗作用于活塞相反侧的液压流体压力。于2009年12月10日提交的共同转让的美国专利申请第12/635,587号中公开了用于和本发明一起使用的蓄积器的一个实例，该专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。蓄积器52当被加注时有效地代替泵50作为加压液压流体44的源，由此消除了对连续运行泵50的需要。压力传感器78实时地读出供给管路77内的液压流体44的压力并将此数据提供至控制模块36。也可包括其它类型的传感器(诸如体积传感器或位置传感器)。
经由使用相同螺线管76的两种不同过程，而执行对进出蓄积器52的流体流的控制。当泵50运行时，液压流体44从主管路压力回路60流入断电的螺线管76。一旦液压流体44经过孔76b，那么液压流体44使止回阀76C离开阀座并且流入蓄积器52。因此，为了加注蓄积器52，主管路压力回路60内的压力必须高于蓄积器52内的压力从而使止回阀76c离开阀座。液压流体44 的压力作用于活塞，对抗另一侧的空气和弹簧而推动活塞。如果空气和弹簧的力小于由液压流体44的压力所产生的力，那么活塞将发生移动从而让更多的油流入蓄积器52。如果由空气和弹簧所产生的力等于由液压流体44的压力所产生的力，那么将不存在活塞的移动。如果空气和弹簧所产生的力大于液压流体44所产生的力，那么活塞将移动从而导致蓄积器52排放。压力传感器78对蓄积器52的压力进行监测以判断蓄积器52是否装满。通过打开螺线管76或者为其通电可以快速地填充蓄积器52，然而这对主管路压力回路60提出了大的流量要求。
在发动机12停止时液压流体44以设定的体积和压力存储于蓄积器52中。虽然螺线管76处于关闭状态，但因为没有让任何液压流体44绕过螺线管76的路径，所以除了从螺线管阀76A的零部件的间隙中渗透通过的微量泄漏外，液压流体44将停留在蓄积器52中。当给螺线管76通电时，螺线管76打开。基于发动机起动命令而作出给螺线管76通电的决定，从而使离合器/制动器34 为车辆起动做好准备。给螺线管76通电使液压流体44能够离开蓄积器52而进入螺线管76并且流入供给离合器致动回路48的主管路压力回路60。离合器致动回路48控制流向离合器/制动器34的压力和流率，以便在发动机起动事件期间控制离合器容量，从而消除转矩突变（torque bump）并增大对发动机起动振动的隔离。一旦由于泵50的启用而使主管路压力回路内的压力上升，那么通过关闭螺线管76的电源而切断对螺线管76的供电。蓄积器52的加注过程可以再次开始以便允许另一个发动机关闭事件。
当机动车5停止(即，例如遇到红灯)时，期望的是关闭发动机12从而提高燃料经济性。然而，在发动机自动停止事件期间，关闭发动机12，这导致变速器液压回路和离合器中的液压流体44的压力损失。为了在发动机重新起动和车辆起动时适当地控制变速器14，必须在车辆起动前通过使蓄积器52排放而填充变速器油回路并使离合器做好准备(pre-staged)。例如，当命令了自动起动信号时，控制器36给螺线管76通电，由此使蓄积器52排放达校准时间的时段。此外，应用制动踏板达预定的时段也可用于启动蓄积器52的排放。于2011年9月8日提交的共同转让的美国专利申请第13/228,275号中公开了用于确定何时使蓄积器52排放的方法的一个实例，该专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。离合器致动回路48中的螺线管命令以电的方式开动变速器14以接合最小数量的离合器/制动器，因此仅需填充最小数量的离合器/制动器。于2011年9月9日提交的共同转让的美国专利申请第13/228,664号中公开了对最小数量的离合器/制动器进行选择的一个实例，该专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。
在以下的变速器14的状态下，将禁止自动停止：蓄积器52中的压力并非足够高或者液压流体44的温度较低。当蓄积器52中的压力并非足够高时，增加主管路压力回路60中的压力以便在适当的条件下加注蓄积器52。当液压流体44的温度升高至超过阈值从而允许自动停止时，使蓄积器52排放以排放蓄积器52中的冷流体从而在允许自动停止之前使蓄积器52中的冷流体与温度较高的流体进行交换。于2011年9月9日提交的共同转让的美国专利申请第13/228,658号中描述了超驰或禁止自动停止的变速器状态的一个实例，该专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。
在自动停止期间，如果检测出蓄积器52的压力较低(例如由于蓄积器泄漏)，那么控制器36将重新起动发动机12并结束自动停止-起动。在关掉钥匙和车辆停车之后，使蓄积器52排放。
本发明的描述在性质上仅仅是示例性的，并且不背离本发明要点的变更意图是在本发明的范围内。这种变更不被认为是背离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于控制机动车中的动力系的方法，所述动力系具有带与蓄积器流体连通的螺线管的变速器和发动机，该方法包括：
确定第一组车辆状态指示物；
确定一组变速器状态指示物；
根据所述第一组车辆状态指示物，而关闭所述机动车的发动机；
根据所述一组变速器状态指示物，而禁止关闭所述机动车的发动机；
确定第二组车辆状态指示物；以及
根据所述第二组车辆状态指示物，而打开所述螺线管以便使所述蓄积器排放。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一组车辆状态指示物包括：感测所述机动车的车轮速度、以及判断所述机动车的点火是否处于打开的位置。
3.如权利要求2所述的方法，其中，根据第一组车辆状态指示物而关闭所述机动车的发动机包括：如果感测的所述机动车的车轮速度约为零且所述机动车的点火处于打开的位置则关闭所述机动车的发动机。
4.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述第二组车辆状态指示物包括：判断是否已命令发动机重新起动、以及感测所述机动车的制动踏板是否被压下。
5.如权利要求4所述的方法，其中，根据所述第二组车辆状态指示物而打开所述螺线管以使所述蓄积器排放包括：如果已命令所述发动机重新起动或者所述机动车的制动踏板已被压下达超过制动踏板时间阈值的时段，那么打开所述螺线管以使所述蓄积器排放。
6.如权利要求5所述的方法，其中，根据所述第二组车辆状态指示物而打开所述螺线管以使所述蓄积器排放包括：如果所述制动踏板已被释放那么使所述蓄积器排放。
7.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述一组变速器状态指示物，包括：
感测发动机输出转速；
感测发动机温度；以及
感测变速器温度。
8.如权利要求7所述的方法，其中，根据所述一组变速器状态指示物而禁止关闭所述机动车的发动机包括：如果感测的发动机输出转速超过发动机输出转速阈值、感测的发动机温度低于第一发动机温度阈值、感测的发动机温度高于第二发动机温度阈值、感测的变速器温度低于第一变速器温度阈值、或者感测的变速器温度高于第二变速器温度阈值，则禁止所述发动机关闭。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：确定所述蓄积器中的液压流体压力，并且如果所述蓄积器中的液压流体压力低于填充阈值则禁止所述发动机关闭。
10.一种用于控制机动车中的动力系的方法，所述动力系具有发动机以及带与蓄积器流体连通的螺线管的变速器，并且具有可操作地提供至少多个档位速度的多个转矩传递装置，该方法包括：
确定第一组车辆状态指示物；
确定一组变速器状态指示物；
根据所述第一组车辆状态指示物而关闭所述机动车的发动机；
根据所述一组变速器状态指示物而禁止关闭所述机动车的发动机；
确定第二组车辆状态指示物；
根据所述第二组车辆状态指示物，而打开所述螺线管以使所述蓄积器排放；
命令所述变速器提供所述多个档位速度中的一个档位速度；
接合所述多个转矩传递装置中的提供所命令的档位速度所需要的第一组转矩传递装置；
起动所述发动机；
将发动机计时器设定为零值；
使所述发动机计时器增量；
基于对所述动力系请求的功率需求而计算时间阈值；
如果所述发动机计时器的值大于所述时间阈值，那么接合所述多个转矩传递装置中的提供所命令的档位速度所需要的第二组转矩传递装置；以及
如果随后命令了高于所命令的档位速度的第二个档位速度，那么接合所述多个转矩传递装置中的提供所命令的档位速度所需要的第三组转矩传递装置。
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