CN103089457B - 用于气门操作控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了在纯电动模式运转下提升混合动力汽车的速度的方法和系统。在车辆仅由电动机驱动的情况下，可通过利用来自系统电池的电能旋转未供应燃料的发动机提升车速，同时调整气门操作以减少发动机泵气损失。通过这种方式，可以更加有效地提升车速而不损坏旋转传动零件。

Description

用于气门操作控制的方法和系统
技术领域
本发明涉及在控制混合动力汽车的车速的同时，尤其在以纯电动模式运行时减少泵气损失。
背景技术
混合动力车辆系统可配置有多个传动零件。例如，在动力分配驱动桥混合动力车辆系统中，传动装置可包括行星齿轮系统，其直接连接至发动机并进一步经由诸如齿轮、小齿轮和轴承的一个或多个旋转零件连接至车轮。在车辆运行期间，传动装置控制考虑各个旋转传动零件的速度限制以避免对零件的损伤。
本发明的发明人已经认识到上述系统的潜在问题。传动零件的机械施加的速度约束会限制可达到的最高车速，尤其在发动机关闭模式运行期间。具体地，当车辆在发动机关闭的情况下以电动模式运行并且车辆由来自系统电池的电能驱动时，最大可允许车速被限制为防止旋转传动零件发生由速度产生的损伤的速度。基于传动零件的结构，可以使用电池旋转电动机以减少旋转传动零件的速度引起的损伤。然而，可能通过诸如泵气损失的发动机寄生损失增加电池使用。受限的车速能力会降低驾驶员的驾驶体验，同时增加的电池使用会影响电池的寿命和性能，并且会降低车辆的燃油经济性。
发明内容
在一个实例中，上述问题中的一些至少部分可以通过操作混合动力车辆系统的方法来解决，该方法包括：在仅由电动机驱动车辆的发动机关闭模式期间，通过增加未供应燃料的发动机的速度来提升车速。该方法还包括基于发动机速度来调整气缸气门。通过这种方式，可以减少通过旋转的未供应燃料的发动机的气流，从而减少发动机寄生损失。
例如，混合动力汽车可配置有行星齿轮传动装置。在车辆仅由电动机驱动的选定状况下，控制器可使得车速提升至阈值车速而不旋转发动机。如此，在达到阈值速度的过程中，随着车速的提升，旋转传动零件(诸如齿轮零件)的旋转速度也会增加。当超过阈值车速后，传动零件的进一步旋转会导致零件的机械性能劣化。因此，当超过阈值车速后，控制器可通过旋转未供应燃料的发动机来使车速进一步提升。基于与发动机和车轮相关的传动零件的结构，随着发动机速度的增加，传动零件的旋转速度可以降低(或保持上限值)，使得在纯电动模式下可达到的最大车速被提升。在旋转未供应燃料的发动机时，可调整凸轮相位器的位置以减少通过旋转的发动机的气流。这能够使气缸气门操作(例如，对于进气门和/或排气门的操作)被调整。例如，气门正时可以适当提前或延迟，以减少通过旋转的发动机的气流。通过减少气流，可以减少诸如泵气损失的寄生发动机损失，从而使得车辆使用电池继续运行更长的时间。
通过这种方式，在利用来自系统电池的电能以燃料经济性高的电动模式持续操作混合动力车辆的同时，可以达到更高的车速。通过调整气缸气门操作以使通过旋转的发动机的气流最小化，可以减少发动机泵气损失。此外，还可以减少尾气催化剂的氧载荷。通过将旋转传动零件的旋转速度保持在限值内，可以减少传动零件的由速度引起的机械劣化。通过延长车辆操作的电动模式而不限制车速，可以提升驾驶员的驾驶体验，同时改善了车辆的燃料经济性。
在另一个实例中，混合动力车辆系统还包括电耦合至发电机的电池，其中，增加未供应燃料的发动机的速度包括经由发电机使用电池来旋转未供应燃料的发动机，发动机速度与阈值车速之上的车速提升成比例地增加。
在另一个实例中，混合动力车辆系统还包括行星齿轮传动装置，其中，增加未供应燃料的发动机的速度包括减小或保持旋转传动零件的旋转速度低于旋转速度阈值。
在另一个实例中，提供了操作车辆系统的方法。该方法包括：在纯电动操作模式期间，通过使用电池旋转未供应燃料的发动机来将车速提升到阈值车速之上；以及定位连接至发动机的进气门和/或排气门的凸轮相位器以减少通过旋转的发动机的气流。
在另一个实例中，旋转未供应燃料的发动机包括较快地旋转发动机直到发动机速度达到阈值发动机速度，并且在发动机速度处于阈值发动机速度后较慢地旋转发动机，其中，定位包括在发动机速度高于阈值发动机速度之后定位凸轮相位器。
在另一个实例中，该方法还包括在紧随纯电动操作模式的发动机启动操作模式期间，重新定位凸轮相位器以增加通过旋转的发动机的气流；以及使燃料和电火花返回已经旋转的发动机以进一步提升车速和发动机输出。
在另一个实例中，车辆系统包括：发动机；凸轮相位器，连接至发动机的进气和/或排气凸轮；传动装置，包括行星齿轮系和一个或多个齿轮件；电池，连接至电动机和发电机中的每一个；以及控制器，具有用于以下操作的代码：在仅由电动机驱动车辆的发动机关闭模式期间，通过旋转未供应燃料的发动机来将车速提升到阈值车速之上，并且基于未供应燃料的发动机的旋转速度来调整凸轮相位器的位置。
在另一个实例中，调整包括使凸轮相位器的位置从能够使较多气流通过旋转的发动机的第一位置提前或延迟到能够使较少气流通过旋转的发动机的第二位置，第二位置基于发动机的旋转速度。
在另一个实例中，当将车速提升到阈值车速之上的同时，传动装置的旋转零件保持处于或低于阈值旋转速度。
应当理解，提供上面的综述是为了以简化的形式引入将在下面的详细说明书中进一步描述的概念的集合。这并不意味着识别要求保护主题的关键或必要特征，其范围由说明书之后的权利要求来唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上面提到的或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了混合动力汽车的示例性驱动系统。
图2示出了示例性内燃机。
图3至图4示出了用于响应于实现期望车速在混合动力汽车的电动模式期间旋转未供应燃料的发动机并调整气缸气门操作的高层流程图。
图5至图7示出了在保持传动零件的旋转速度处于或低于限值的同时旋转未供应燃料的发动机来提升车速的示例性方案。
图8示出了示出各种车辆运行模式期间的发动机参数和车辆驱动力来源的表格。
图9示出了在使未供应燃料的发动机旋转的同时可执行的对气缸进气门和/或排气门操作的示例性调整。
具体实施方式
以下描述涉及用于操作混合动力车辆(诸如图1和图2的混合动力汽车(HEV))的系统和方法。在车辆仅使用来自电动机的能源驱动的情况下(图8)，可以通过选择性地旋转发动机而不向其中喷射燃料来提升车速。发动机控制器可被配置为执行控制程序(诸如图3所示的程序)，在不供应燃料而用系统电池通过发电机旋转发动机来将车速提升到阈值速度之上。通过旋转未供应燃料的发动机，旋转传动零件的旋转速度可以保持在限值内，从而减少零件劣化的可能性。参照图5至图7示出了通过旋转未供应燃料的发动机提升车速的示例性操作。发动机控制器可以进一步配置为执行控制程序(诸如图4所示的程序)以调整气缸气门操作，同时旋转未供应燃料的发动机以减少通过发动机的泵气损失。参照图9示出了示例性气缸气门正时调整。
图1示出了用于车辆的混合动力驱动系统100。在所示实施例中，该车辆为混合动力汽车(HEV)。驱动系统100包括具有多个气缸30的内燃机10。燃料可以从燃料系统(未示出)供给至发动机10的每个气缸，该燃料系统包括一个或多个燃料箱、一个或多个燃料泵和喷射器66。
发动机10经由扭矩输入轴18输送动力至传动装置44。在所示实例中，传动装置44为动力分配变速器(或驱动桥)，其包括行星齿轮系22以及一个或多个旋转齿轮件。传送装置44还包括发电机24和电动机26。发电机24和电动机26还可以被称作电机，因为它们均可以作为电动机或发电机来运行。经由动力传送齿轮34、转矩输出轴19和差速器和轴组件36从传动装置44输出用于驱动车轮52的扭矩。
发电机24可驱动地连接至电动机26，使得发电机24和电动机26中的每一个均可以使用来自电能储存装置(在这里示为电池54)的电能来运转。在一些实施例中，诸如变换器的能量转换装置可连接在电池和电动机之间以将电池的DC输出转换为发电机使用的AC输入。然而，在可选实施例中，变换器可配置在电动机中。由于行星齿轮系的机械性能，发电机24可以经由机械连接32通过行星齿轮系22的动力输出构件(位于输出侧)来驱动，这将在下面进行更为详细的描述。
电动机26可以在再生模式下操作，即，作为发电机来从车辆移动和/或发动机中吸收能量并将吸收的动能转换成适于储存在电池54中的能量形式。此外，电动机26可以根据需要作为电动机或发电机来增大或吸收由发动机提供的扭矩，诸如发动机在不同的燃烧模式之间的过渡期间(例如，在火花点火模式和压缩点火模式之间的过渡期间)。
行星齿轮系22包括齿圈42、太阳轮43和行星齿轮架组件46。齿圈和太阳轮可经由齿轮架相互连接。行星齿轮系22的第一输入侧连接至发动机10，而行星齿轮系22的第二输入侧连接至发电机24。行星齿轮系的输出侧经由动力传动齿轮34连接至车辆驱动轮52，其中动力传动齿轮34包括一个或多个啮合齿轮件60至68。在一个实例中，啮合齿轮件60至68可以是多级变速齿轮(step ratio gear)，其中，齿轮架组件46可以将扭矩分配给多级变速齿轮。齿轮件62、64和66安装在副轴17上，且齿轮件64与电动机驱动的齿轮件70啮合。电动机26驱动用作副轴齿轮的扭矩输入的齿轮件70。通过这种方式，行星齿轮架46(并由此使得发动机和发电机)可以经由一个或多个齿轮件连接至车轮和发电机。混合动力驱动系统100可以在包括全混合动力系统的多种实施例中操作，其中，车辆仅由发动机与发电机协同驱动，或仅由电动机驱动，或由两者的组合驱动。可选地，还可以使用辅助装置或轻度混合动力实施例，其中，发动机是扭矩的主要来源，并且电动机在特定情况(例如轻点油门时)下会选择性地增加扭矩。因此，如图8中的表格800所示，混合动力驱动系统100可以在多种运行模式下进行操作。
例如，参照图8，车辆可以第一发动机启动模式(在本文还被称为“发动机”模式)被驱动，其中，发动机10与发电机(其为行星齿轮系提供反扭矩并允许净行星输出扭矩用于驱动)一起使用并用作驱动车轮52的扭矩的主要来源(如果处于驾驶模式，则发电机还可以为车轮提供扭矩)。在“发动机”模式期间，燃料可以从燃料箱经由喷射器66提供给发动机10，使得可以旋转供应燃料的发动机以提供用于驱动车辆的扭矩。具体地，发动机动力被输送至行星齿轮系的齿圈。同时，发电机为太阳轮43提供扭矩，对发动机产生反扭矩。因此，扭矩通过行星齿轮架输出至副轴17上的齿轮62、64和66，这些齿轮又将动力输送至车轮52。可选地，发动机可以被操作以输出比驱动所需更多的扭矩，在这种情况下，额外的动力由发电机吸收(处于发电模式)并为电池54充电或为其他车辆负载提供电能。
在另一个实例中，车辆可以在第二发动机启动模式下被驱动，其在本文还被称作“辅助”模式。在辅助模式期间，发动机10被操作并用作驱动车轮52的扭矩的主要来源，并且电动机被用作额外的扭矩源以与发动机10协同工作并补充由发动机10提供的扭矩。在“辅助”模式期间，由于处于纯发动机模式，所以燃料被提供给发动机10以旋转供应燃料的发动机并为车轮提供扭矩。
在又一个实例中，车辆可以在发动机关闭模式(在本文还被称为纯电动模式)下被驱动，其中，电池供电的电动机26被操作并用作驱动车轮52的扭矩的唯一来源。因此，在发动机关闭模式期间，不论发动机是否旋转，都没有燃料喷射到发动机10中。例如，“发动机关闭”模式可以在制动、低速、停在交通灯前等期间使用。具体地，电动机动力被输送至齿轮件70，其又驱动副轴17上的齿轮件，然后驱动车轮52。
在纯电动模式期间，由于行星齿轮系的机械性能和不同旋转传动零件与车轮、发动机和电池(经由电动机和/或发电机)的特定连接，随着更多的动力被输出以提升车速，旋转传动零件(诸如传动装置的一个或多个齿轮件)的旋转速度也会增加。例如，在所示动力分配系统中，当齿圈不旋转(发动机不旋转)时，太阳轮43、轴32和发电机24必须旋转以使行星齿轮架组件旋转(该组件必须旋转，因为车轮在旋转)。当发动机停止时，行星齿轮系比会要求太阳轮以快于齿轮架组件的速度成比例地旋转。此外，齿轮架组件中的行星齿轮还可以以快于齿轮架自身的速度成比例地旋转。在阈值车速之上时，传动零件的进一步旋转会导致零件的机械劣化。结果，在纯电动模式期间，当发动机不旋转时，可达到的最大车速由旋转传动零件的机械和旋转约束而限制。然而，由于旋转传动零件相对于发动机和车轮的特定结构，如果发动机在纯电动模式期间旋转而无需向旋转的发动机添加燃料，则传动零件的旋转速度会随着发动机旋转速度的增加而降低(或者保持其上限值)。因此，可以提高在纯电动模式下(发动机旋转而不供应燃料)可达到的最大车速(相对于在发动机不旋转的纯电动模式下可达到的最大车速)。
因此，在发动机关闭模式期间，基于车速和驱动器所需的扭矩，车辆可以以第一纯电动模式(电动模式1)操作，车辆经由电动机由电池54驱动，其中发动机不旋转(并且也不供应燃料)；或者车辆也可以以第二纯电动模式(电动模式2)操作，车辆经由电动机由电池54驱动，其中未供应燃料的发动机旋转。在第二纯电动模式期间，发电机通过太阳轮43将扭矩施加给行星齿轮系22。行星齿轮架向该发电机扭矩提供反扭矩，因此将扭矩引导至发动机来使发动机旋转。在所提供的实施例中，通过电动机26提供由齿轮架提供的反扭矩(或者可选地为减速事件期间的车辆动量)，因此减少了从电动机到车轮的扭矩。由于这个原因，电动机扭矩会在这种事件期间增加，使得驾驶员不会感觉到车轮扭矩的中断。由电动机26和发电机24共同向发动机提供扭矩使发动机旋转并防止驱动桥零件超速。
返回图1，驱动系统100还可以包括控制系统，该控制系统包括被配置为从多个传感器16(在本文示出多个实例)接收信息并向多个致动器81(在本文示出多个实例)发送控制信号的控制器12。作为一个实例，传感器16可包括各种压力和温度传感器、燃料液位传感器、各种废气传感器等。例如，各种致动器可以包括齿轮系、气缸燃料喷射器(未示出)、连接至发动机进气歧管(未示出)的进气节流阀等。控制器12可以基于与一个或多个程序相对应的在其中编程的指令或代码从各种传感器接收输入数据、处理输入数据并响应于处理的输入数据来触发致动器。参照图3和图4描述了示例性控制程序。
图2示出了发动机10(图1)的燃烧室或气缸的示例性实施例。发动机10可以从包括控制器12的控制系统接收控制参数并经由输入装置132从车辆操作者130接收输入。在这个实例中，输入设备132包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。作为另一个实例，如先前参照图1所讨论的，基于按钮58的位置可以从车辆操作者接收关于下坡行驶的期望模式的输入。发动机10的气缸30(本文还称作“燃烧室”)可以包括燃烧室壁136，活塞138位于其中。活塞138可以连接至曲轴140，使得活塞的往复运动被转变为曲轴的旋转运动。曲轴140可经由传动系统连接至乘客车辆的至少一个驱动轮。此外，启动电机可经由飞轮连接至曲轴140以能够进行发动机10的启动操作。具体地，发电机24和包括电动机26的传动系连接至曲轴并提供用于发动机启动的扭矩。
气缸30可经由一系列进气通道142、144和146吸收进气。进气通道146可以与除气缸30之外的发动机10的其他气缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气通道可包括诸如涡轮增压器或机械增压器的升压装置。例如，图2示出了配置有涡轮增压器的发动机10，其中涡轮增压器包括布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮176。压缩机174可经由轴180至少部分地由排气涡轮176提供能量，其中升压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其他实例中，诸如在发动机10配置有机械增压器的情况下，可以选择性地省略排气涡轮176，压缩机174可通过来自电动机或发动机的机械输入来提高能量。包括节流板164的节流阀20可以沿着发动机的进气通道设置，用于改变供给至发动机气缸的进气的流速和/或压力。例如，节流阀20可以布置压缩机174的下游(如图2所示)，或者可选地布置在压缩机174的上游。
排气通道148可接收来自除气缸30之外的发动机10的其他气缸的废气。废气传感器128被示出连接至排放控制装置178的上游的排气通道148。传感器128可以从多种适当的传感器中进行选择，用于提供废气空气/燃料比的指示，诸如线性氧传感器或UEGO(宽域排气氧)、两状态氧传感器或EGO(如图所示)、HEGO(供热EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂(TWC)、NOx收集器、多种其他排放控制装置或它们的组合。
可通过位于排气通道148中的一个或多个温度传感器(未示出)来估计排气温度。可选地，排气温度可基于诸如速度、负载、空燃比(AFR)、火花延时等的发动机运行条件来推断。此外，排气温度可通过一个或多个废气传感器128来计算。应当理解，废气温度可以可选地通过本文列出的温度估计方法的任何组合来估计。
发动机10的每个气缸都可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸30被示出包括位于气缸30上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个气缸(包括气缸30)都可以包括位于气缸上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。
进气门150可经由凸轮制动系统151的凸轮制动被控制器12所控制。类似地，排气门156可经由凸轮致动系统153被控制器12所控制。凸轮致动系统151和153均可以包括一个或多个凸轮并且可以利用可被控制器12操作的凸轮轮廓切换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门操作。进气门150和排气门156的位置可分别由气门位置传感器155和157确定。在替代实施例中，进气和/或排气门可以由电气门致动来控制。例如，气缸30可以可选地包括经由电气门致动控制的进气门以及经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动所控制的排气门。在又一实例中，进气门和排气门可通过常用的气门致动器或致动系统或者可变气门正时致动器或致动系统来控制。
如此，将供应燃料的发动机旋转(以提供扭矩来驱动车辆)与未供应燃料的发动机旋转(以辅助保持旋转传动零件的旋转速度在限值内)相比，气流需求是不同的。具体地，例如在发动机启动并且车速提升的发动机启动模式期间，供应燃料的发动机旋转时会需要较多气流，而例如在电动机驱动车辆并发动机旋转以将车速提升到阈值车速之上的纯电动运行模式期间，未供应燃料的发动机旋转时要求提供较少气流。为了减少在纯电动模式期间未供应燃料的发动机旋转时通过发动机的气流(和对应的泵气损失)，可以调整气缸气门操作(例如，正时、升程、开启持续时间、重叠量等)。在气缸气门是凸轮致动气门的一个实例中，可以调整(例如，提前或延迟)凸轮相位器的位置，从而调整气门操作。如本文参照图4和图9详细说明的，当发动机没有供应燃料地旋转时，与发动机速度的增加相协调，凸轮相位器的位置可以从第一位置(能够实现较多气流)调整至第二位置(能够实现较少气流)。
气缸30可以具有作为活塞138在底部中心与在顶部中心时的容积的比值的压缩比。通常，该压缩比在9∶1至10∶1的范围内。然而，在一些使用不同燃料的实例中，该压缩比可能增大。例如，当使用较多辛烷的燃料或者具有较高潜在蒸发焓的燃料时会发生上述情况。如果使用直接喷射，则由于其对发动机爆燃的影响，也会使压缩比提升。
在一些实施例中，发动机10的每个气缸都可以包括用于引燃的火花塞192。点火系统190可以在选定操作模式下响应于来自控制器12的点火提前信号SA经由火花塞192为燃烧室30提供点火火花。然而，在一些实施例中，诸如在发动机10可以通过自动点火或者通过燃料喷射来引燃(这属于使用某些柴油发动机的情况)的情况下，可以省略火花塞192。
在一些实施例中，发动机10的每个气缸都可配置有一个或多个用于提供爆燃或预燃抑制流体的喷射器。在一些实施例中，该流体可以为燃料，并且该喷射器还被称为燃料喷射器。作为非限制性实例，气缸30被示出包括一个燃料喷射器166。所示燃料喷射器166直接连接至气缸30用于与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW的脉宽成比例地向气缸中直接喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器166向燃烧室30中提供已知的直接喷射(下文还被称为“DI”)。虽然图2将喷射器166示为侧喷射器，但其还可以定位在活塞的上方，诸如在火花塞192附近。当利用基于醇的燃料操作发动机时，由于一些基于醇的燃料的低挥发性，使得这样的位置可以改善混合和燃烧。可选地，喷射器可以定位在进气门上方或附近以改善混合。
可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统8向燃料喷射器166输送燃料。可选地，燃料可以以低压通过单级燃料泵输送，在这种情况下直接燃料喷射的正时相比于使用高压燃料系统在压缩冲程期间会更加受限。此外，尽管没有示出，但燃料箱可具有向控制器12提供信号的压力传感器。应当理解，在替代实施例中，喷射器166可以是向气缸30上游的进气口提供燃料的进气口喷射器。
如上所述，图2仅示出了多气缸发动机的一个气缸。因此每个气缸都可以类似地包括其自身的一套进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
燃料系统8中的燃料箱可以容纳具有不同质量(诸如不同组分)的燃料。这些差异可以包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的蒸发热、不同的混合燃料和/或它们的组合等。在一个实例中，具有不同醇含量的燃料可以包括作为汽油的一种燃料以及作为乙醇或甲醇的另一种燃料。在另一个实例中，发动机可以使用汽油作为第一物质以及诸如E85(约85％的乙醇和15％的汽油)或M85(约85％的甲醇和15％的汽油)的含醇混合燃料作为第二物质。其他含醇燃料可以是水和醇的混合物，醇、水和汽油的混合物等。
控制器12在图2中示出为微型计算机，其包括微处理单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在该特定实例中示为只读存储芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。除先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以接收来自与发动机10连接的传感器的各种信号，包括来自质量型空气流量传感器122感测的质量型空气流量(MAF)、来自连接至冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却液温度(ECT)、来自连接至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的点火拾波器信号(PIP)、来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)、来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)、来自EGO传感器128的气缸AFR以及来自爆燃传感器的异常燃烧的测量值。可通过控制器12利用信号PIP生成发动机速度信号RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用于提供进气歧管中真空或压力的指示。
存储介质只读存储器110可编程有表示可由处理器106执行的指令的计算机可读数据，其用于执行如下所述的方法以及预期但没有列出来的其他变型。
现在，参照图3，描述用于通过旋转未供应燃料的发动机在将旋转传动零件的旋转速度保持在限值内的同时在纯电动运行模式期间提升车速的示例性程序300。
在302中，该程序包括估计和/或测量一个或多个车辆运行参数，诸如制动踏板位置、加速器踏板位置、电池充电状态、发动机温度、环境温度和湿度、气压等。在304中，可基于所估计的运行状况来确定车辆的操作模式。例如，至少基于所估计的传动扭矩需求和电池充电状态，可以确定车辆是否将以发动机模式(由发动机驱动车辆)、辅助模式(电池辅助发动机驱动车辆)或纯电动模式(仅由电池驱动车辆)进行操作。在一个实例中，如果可以仅通过电池提供所需扭矩，则车辆可以以纯电动模式操作。在另一个实例中，如果电池不能够提供所需扭矩，则车辆可以发动机模式或辅助模式操作。车辆可以相应地以所确定的操作模式而被操作。
在306中，可以确认车辆处于纯电动模式。这样，车辆系统可包括经由电动机连接至车轮的电池，其中纯电动操作模式包括经由电动机使用电池来驱动车辆。也就是说，无需操作发动机。此外，纯电动操作可包括减速事件，从而车辆通过其自身的寄生载荷(轮胎损失、气动损失等)或者通过使用电动机执行可再生制动来减速。如果确认不是纯电动模式，则程序结束。
一旦确认，就在308中，在电动机用于驱动的同时，可以确定车速是否处于或高于阈值车速。阈值车速可以对应于高于其会使旋转传动零件劣化的车速。可以基于电池充电状态选择性地调整阈值车速。在一个实例中，当电池充满时，阈值车速为62mph(英里/小时)。在车辆操作的纯电动模式期间，随着电动机被操作以驱动车轮并提升车速，旋转传动零件的旋转速度(与车轮速度成比例相关)也会增加直到车辆处于或超过阈值车速时零件达到机械约束。这里，为了减小旋转传动零件的机械劣化的风险，当在阈值车速以上的车速以纯电动模式操作车辆时，发动机控制系统可以在车辆操作的纯电动模式的至少一段时间内旋转未供应燃料的发动机。应该理解，在一些实施例中，可以基于旋转传动零件的温度进一步调整阈值车速。例如，随着零件温度的增加，阈值车速可下降以减少对传动零件的热损伤。
在310中，如图4详细描述的，响应于处于或高于阈值车速的车速，车辆可以以纯电动模式进行操作同时旋转未供应燃料的发动机，以保持旋转传动零件的旋转速度处于或低于旋转速度限值(诸如图8中的电动模式2)。这里，旋转未供应燃料的发动机可包括与车速的提升成比例地增加发动机速度(而不向发动机喷射燃料)。在312中，通过比较，响应于车速低于阈值速度，车辆可以以纯电动模式进行操作而无需旋转发动机以保持旋转传动零件的旋转速度处于或低于旋转速度限值(诸如图8中的电动模式1)。
通过这种方式，在车辆操作的纯电动模式期间，当低于阈值车速时，控制器可以提升车速而不旋转发动机，同时增加旋转零件的旋转速度。然后，当高于阈值车速时，通过旋转未供应燃料的发动机，控制器可以提升车速而不增加传动零件的旋转速度。
现在参照图4，描述了用于在车辆的电动模式期间调整旋转未供应燃料的发动机的发动机速度的示例性程序400。该方法还示出了在未供应燃料的发动机旋转期间对气缸气门操作的调整以减少寄生发动机损失。
在402中，估计车速。在404中，确定旋转传动零件的旋转速度。在一个实例中，旋转速度可通过速度传感器估计。在另一个实例中，旋转速度可基于车轮、电动机、发电机、一个或多个中间齿轮件、连接轴(输入轴、输出轴或副轴)中的一个或多个的旋转速度以及零件之间的齿轮比来推断。为了减小旋转传动零件的旋转速度或者为了保持零件的旋转速度处于或低于阈值旋转速度，控制器可以以至少基于车速的发动机速度来旋转未供应燃料的发动机。
因此，在406中，基于所确定的车速并进一步基于行星齿轮传动装置的旋转零件的速度和限值，可以确定用于旋转未供应燃料的发动机的发动机速度设置。在一个实例中，以基于车速的发动机速度旋转发动机可以包括：以基于车速高于阈值车速的程度的发动机速度来旋转发动机。因此，随着车速提升到阈值车速之上，可以增加发动机速度。发动机速度可以与估计车速和阈值车速之间的差值成比例地增加或者可以作为该差值的交错函数。
如此，旋转未供应燃料的发动机可以包括操作发电机来以选定的发动机速度旋转发动机，其中发电机利用来自电池的电能进行操作。因此，在408中，可以确定以所选的发动机设置旋转未供应燃料的发动机所需的发电机设置。在一些实施例中，电动机和发电机中的每一个均可以被操作来以选定的发动机速度旋转发动机，同时使旋转传动零件以阈值旋转速度或低于阈值旋转速度的速度旋转。在这些实施例中，可以确定以选定的发动机设置旋转未供应燃料的发动机所需的电动机和发电机设置。发动机速度可以被设置为可校准速度，其以作为车速的函数来访问的查找表的形式存储在控制器的存储器中。可选地，发动机速度设置可以是满足传动零件约束所需的最小发动机速度设置，发动机速度设置基于车辆操作条件而不断更新。在一个实例中，在纯电动模式期间旋转未供应燃料的发动机而选择的发动机速度设置可以低于在纯发动机模式期间为满足相同量的驱动所需扭矩量而旋转供应燃料的发动机所需的发动机速度设置。这里，通过减少旋转发动机的发动机速度，还可以减少旋转发动机所需的能量损耗。此外，尤其在400-500rpm下，避免了阻尼器共振。
在410中，可以旋转未供应燃料的发动机。具体地，可以操作发电机以使发动机以选定的发动机设置旋转，同时没有燃料被喷射到发动机气缸中。通过这种方式，当以纯电动模式操作发动机时，通过旋转未供应燃料的发动机，车速可以被提升到阈值车速之上。
在412中，在通过增加未供应燃料的发动机的速度来提升车速的同时，如果可能，可以基于发动机速度来调整气缸气门操作。如此，当旋转未供应燃料的发动机时，气缸气门调整能够使通过发动机的气流减少(例如，最小化)，以减少诸如泵气损失的寄生发动机损失以及并减少通过尾气净化催化剂的气流。因此，无论气缸进气门还是排气门开启均会发生泵气损失，这是因为由于流量限制、湍流等使得流入或流出气缸的气体均具有相关的流量损失。对于大部分发动机来说，不能够完全排除气门开启/关闭。然而，对于可变气门正时(VVT)的发动机操作，可以通过以减少流量限制的方式开启和关闭气门来减少(例如，最小化)泵气损失。例如，通过增加排气门开启和进气门开启之间的气门重叠，可以减少对气流的限制，从而减少泵气损失。
如本文所使用的，气缸气门可以是进气门和/或排气门，并且调整气缸气门操作可包括调整气门升程、气门正时、气门开启持续时间、气门开启停留时间和气门重叠量中的一个或多个。如本文所使用的，调整气门正时可包括调整气门开启正时和/或气门关闭正时。在气缸气门为凸轮致动气门的一个实例中，调整气缸气门操作可包括调整连接至气缸气门的(凸轮的)凸轮相位器的位置。在气缸气门为电致动气门的另一个实例中，气缸气门操作可基本上立即执行。以下将参照图9详细描述气缸气门操作的示例性调整。
然后，基于驱动指令和/或电池充电状态，未供应燃料的发动机的旋转会持续一段时间。例如，如下面和图5至图7的实例更详细描述的，在没有燃料注入发动机的情况下，发动机可持续旋转，同时车辆由电动机驱动直到驱动扭矩需求显著变化或者直到电池充电状态降至阈值充电状态(电池在该状态之下不能支持扭矩需求)之下。
因此，在414中，可以确定驱动扭矩需求是否发生需要发动机启动(重启)的变化。在一个实例中，响应于高于阈值量的驱动扭矩需求，可以要求发动机启动。具体地，较高的扭矩需求可与充分高于阈值车速的期望车速相关。例如，即便进行了气门正时调整，旋转未供应燃料的发动机和操作电动机的组合也可能不具备燃料经济性和/或机械可行性。在这些情况下，更好地是通过操作供应燃料的发动机来提供期望的扭矩。
如果不要求发动机启动，则程序可以终止。如果要求发动机启动，则在416中，可以进行气缸气门操作以增加气流并能够使发动机启动。例如，连接至气缸进气门和/或排气门的凸轮相位器可以被重新定位以增加通过发动机的气流并能够使发动机重启。在418中，在气缸气门调整之后，燃料和点火火花会返回到已经旋转的发动机以能够使发动机启动，用于经由发动机扭矩进一步提升车速。在一个实例中，发动机可以被预同步以使其准备好点火和燃料喷射。一旦发动机启动，就可以停止用于驱动的电动机的使用(如果在不使用电动机的情况下提供所有扭矩需求)。然而，应当注意，在图1所示的动力分配结构中，发电机必须持续运转来为发动机提供反扭矩，使得从行星齿轮系输出净扭矩(发电机可以以发电模式或电动模式操作以提供该反扭矩)。可选地，如果要求电动机扭矩来辅助发动机扭矩满足驱动扭矩需求，则电动机可以继续操作。即，响应于增加的扭矩和/或车速需求，在之前车辆操作的发动机关闭(或纯电动)模式之后，车辆可以立刻以发动机启动模式进行操作。具体地，在阈值车速之上旋转未供应燃料的发动机操作一段时间之后，控制器可以给发动机供应燃料并启动发动机以保持车速在阈值车速之上或者进一步将车速提升到第二更高阈值速度。
通过这种方式，提供了操作混合动力车辆系统的方法，该系统包括发动机、行星齿轮传动装置以及电池供电的电动机，通过这种方法可以提升在纯电动运行模式期间可达到的车速上限。该方法包括：在第一种状况期间，当在操作或者不操作电动机的情况下以发动机启动模式操作混合动力车辆系统时，通过操作供应燃料的发动机来将车速提升到阈值车速之上。作为比较，在第二种状况期间，当以电动模式操作混合动力车辆系统时，通过在操作电动机的同时旋转未供应燃料的发动机来将车速提升到阈值车速之上。这里，在第二种状况期间，当车速在阈值速度之下时，行星齿轮传动装置的旋转传动零件的旋转速度可以随着车速的提升而增加，并且当车速在阈值速度之上时，行星齿轮传动装置的旋转传动零件的旋转速度可随着发动机速度的增加而降低。此外，在第二种状况期间，响应于扭矩需求的增加，为已经旋转的发动机供应燃料并使其启动以进一步提升车速，同时停止电动机的操作。
在一个实例中，一旦车速超过62mph，发动机速度可提升至600rpm并且可以旋转未供应燃料的发动机而不是以1000rpm来运行供应燃料的发动机(例如，在稳定燃烧速度下)。燃料供应可以保持关闭直到车速超过72mph，此后燃料和点火火花会返回发动机以进一步提升车速。这里，通过以600rpm旋转未供应燃料的发动机，在不喷射燃料的情况下，可以持续车辆运行直到72mph的速度，这覆盖了适用于美国大部分高速公路的车速范围。这样，由于较低发动机速度设置的曲轴功率需求(例如，曲轴功率在600rpm下为1.1千瓦)低于较高发动机速度设置的曲轴功率需求(例如，曲轴功率在1000rpm下为2.2千瓦)，这种方法可以在62mph与72mph的速度之间从完全充电开始的车辆通勤的前30至40英里期间提高混合动力车辆的燃料经济性。
现在通过图5至图7的示例性实例进一步详细阐述图3至图4的程序中引入的概念。
图5示出了第一实例500，其中，在车辆运行的整个持续时间内(沿x轴)，以曲线502示出车速(Vs)的变化，以曲线506示出发动机速度(Ne)的变化，以及以曲线510示出旋转传动零件的旋转速度(Ncomp)的变化。如此，在图5所示操作的整个持续时间内，车辆以纯电动模式运行并且没有燃料被喷射到发动机内。
在t1与t2之间，响应于驱动扭矩需求，通过从电动机向车轮提供驱动力来逐渐增加车速(曲线502)。由于传动零件的特定连接，随着车速的增加，当车速在阈值车速503之下时，旋转传动零件的旋转速度(曲线510)也会增加，其中旋转传动零件经由一个或多个齿轮件连接于电动机和车轮并且经由行星齿轮系连接至发动机。在所示实例中，传动零件的旋转速度被示出在与车速的增加成正比同时发动机不旋转的方向上增加。然而，在其他实例中，传动零件的旋转速度可以作为车速增加的交错函数来增加。
在t2处，车速可达到阈值车速503，其对应于旋转传动零件达到阈值旋转速度511的车速。这样，如果旋转速度被允许增加到阈值旋转速度511之上，则旋转传动零件会劣化。因此，在缺乏对发动机速度做任何调整的情况下，不允许车速超过阈值车速503。即，如果以纯电动模式继续运行而不旋转发动机(参见t2之后的虚线508)，则通过将车速限制在阈值车速503(参见t2之后的虚线504)来使旋转传动零件的旋转速度保持阈值旋转速度511或低于阈值旋转速度511(参见t2之后的虚线512)。本发明的发明人已经确认，由于发动机和电动机经由行星齿轮传动装置和发电机与车轮的特定连接，通过增加未供应燃料的发动机的速度，可以在仅通过电动机驱动车辆的发动机关闭模式期间并且无需增加传动零件的旋转速度来提升车速。
因此，在t2处，通过使用连接至发动机的发电机来旋转发动机，控制器可以增加未供应燃料的发动机的速度，其中发电机使用来自系统电池的能源来供电。结果，在t2与t3之间，旋转传动零件的旋转速度随着未供应燃料的发动机的旋转速度的增加而下降。在t3之后，通过保持发动机以基于当前车速的选定速度设置旋转，车速可以保持为较高的车速同时旋转传动零件保持低于阈值旋转速度。
如此，应当理解，对于图5所示的整个持续时间，发动机可以旋转而不向气缸中注入燃料。然而，响应于在车辆处于纯电动(或发动机关闭)模式的同时驱动扭矩需求变得高于阈值量，可以通过将车辆转换为发动机启动模式来满足扭矩需求。具体地，控制器可以将燃料和点火火花返回至已经旋转的发动机来进一步提升车速并进一步增加发动机旋转速度。在一个实例中，在旋转未供应燃料的发动机的情况下以阈值车速或高于阈值车速操作车辆一段时间之后，控制器可以为发动机供应燃料以保持车速在阈值车速之上或者进一步提升车速。
图6示出了第二实例600，其中，在车辆运行的整个持续时间内(沿x轴)，以曲线602示出车速(Vs)的变化，以曲线606示出发动机速度(Ne)的变化，以及以曲线610示出旋转传动零件的旋转速度(Ncomp)的变化。如此，在图6所示操作的整个持续时间内，车辆以纯电动模式运行并且没有燃料被喷射到发动机内。
在图6所示的实例中，可以允许车辆以高于阈值车速的车速运行一段时间，此后可以旋转发动机而不供应燃料以保持或进一步提升车速，而不是限于在以发动机关闭模式(仅电动机驱动车辆)操作车辆时可达到的最大车速。即，可以允许短期超速，但是如果车速持续增加，则发动机会不供应燃料地旋转。具体地，在t11和t12之间，响应于驱动扭矩需求，通过从电动机向车轮提供驱动力，可以逐渐提升车速(曲线602)，由于车辆零件的特定连接，同时增加旋转传动零件的旋转速度(曲线610)。同时，发动机可以不旋转(曲线606)。
在t12处，车速达到阈值车速503，同时旋转传动零件达到阈值旋转速度511。在t12之后，在时间段d1(t12和t13之间)车速可提升到阈值车速503之上而不增加发动机的旋转速度。在该时间段d1内，传动零件的旋转速度可以保持在阈值旋转速度511。该时间段可以基于车速，尤其是基于(当前)车速与阈值车速之间的差值(这里示为ΔVs)。因此，随着车速在阈值车速之上增加(即，随着ΔVs的增加)，该时间段可减少。在t13处，在时间段d1之后，车速可以通过与车速的提升成比例地增加未供应燃料的发动机的速度(曲线606)来保持或进一步提升。具体地，在t13和t14之间，发动机可以使用来自电池的电能旋转(经由发电机)。通过这种方式，通过增加未供应燃料的发动机的速度，旋转传动零件的旋转速度可以降低或保持在阈值旋转速度之下。此后(在t14之后)，通过保持发动机速度同时保持传动零件的旋转速度，可以保持车速(处于提升的车速)。
图7示出了第三实施例700，其中，在车辆运行的整个持续时间内(沿x轴)，以曲线702示出车速(Vs)的变化，以曲线706示出发动机速度(Ne)的变化，以及以曲线710示出旋转传动零件的旋转速度(Ncomp)的变化。如此，在图7所示操作的整个持续时间内，车辆以纯电动模式运行并且没有燃料被喷射到发动机内。
在t21和t22之间，响应于驱动扭矩需求，通过从电动机向车轮提供驱动力，可以逐渐提升车速(曲线702)，由于车辆零件的特定连接，同时可以提升旋转传动零件的旋转速度(曲线710)。同时，发动机不旋转(曲线706)。在t22处，车速达到阈值车速503同时旋转传动零件达到阈值旋转速度511。此后，通过使用电池旋转未供应燃料的发动机，可以将车速提升到阈值车速503之上。
如先前参照图4详细描述的，在操作的纯电动模式期间，在使用电池旋转未供应燃料的发动机的同时，控制器可定位连接至发动机的进气门和/或排气门的凸轮相位器以减少通过旋转的发动机的气流。因此，在t22之后，可以旋转未供应燃料的发动机，其中发动机的旋转与凸轮相位器的重新定位和气缸气门操作调整相协调。在一个实例中，调整凸轮相位器的位置可包括使凸轮相位器从具有通过旋转发动机的较多气流的第一位置到具有通过旋转的未供应燃料的发动机的较少气流的第二位置提前或延迟。第一位置可以是在发动机重启期间使通过发动机的气流最大化的默认位置。相比较，为减少通过未供应燃料的旋转发动机的发动机泵气损失，凸轮相位器需要重新定位至具有通过发动机的较少气流的第二位置，但减少的气流有限。第二位置可基于发动机的(当前)旋转速度。在另一个实例中，可以调整第一和第二位置，使得减少泵气损失(通过减少流量限制)同时还减少通过尾气催化剂的气流以保持催化剂温度。在所示实例中，凸轮相位器可连接至机械式油泵，其中泵的输出(流量、速度、压力等)基于发动机速度。因此，随着发动机速度的增加，泵的输出可被配置为相应地增加。因此，可以延迟凸轮相位器的位置调整直到机械油泵的输出在阈值压力之上。具体地，在t22和t23之间，凸轮相位器可保持为第一(默认)位置(具有较多气流)同时发动机被旋转(曲线706)，直到未供应燃料的发动机速度达到发动机阈值速度705之上，此时机械油泵输出在阈值压力之上。然后，在t23处，在发动机速度处于发动机阈值速度之上之后，凸轮相位器可转换至第二(期望)位置(具有较少气流)。
这样，在t22和t23之间，在发动机速度增加的同时，旋转传动零件的旋转速度会相应地降低。然后，在t23和t24之间，当凸轮相位器重新定位并在此之后，车速可以增加，同时发动机速度保持发动机阈值速度705并且旋转传动零件的旋转速度会相应地增加。在t24处，旋转传动零件的旋转速度可再次达到阈值旋转速度511。因此，在t24和t25之间，可以增加发动机速度而不向发动机供应燃料，以允许车速进一步提升同时能够使旋转传动零件的旋转速度降至阈值旋转速度511之下。具体地，在t22和t25之间增加未供应燃料的发动机的速度包括：以第一较高速率(如通过t22和t23之间的曲线706的斜率所确定)增加发动机速度来旋转发动机直到发动机阈值速度705，此后，以第二较低的速率(如通过t24和t25之间的曲线706的斜率所确定)增加发动机速度来进一步旋转发动机，例如直到更高的发动机阈值速度707。此后(在t25之后)，通过保持发动机速度同时保持旋转传动零件的旋转速度，可以保持车速(提升的车速)。
通过这种方式，当在旋转未供应燃料的发动机的情况下以纯电动模式驱动混合动力车辆时，通过较快地旋转发动机直到发动机速度处于发动机阈值速度，然后在发动机速度处于阈值发动机速度之后较慢地旋转发动机，同时在发动机速度超过阈值发动机速度之后定位凸轮相位器，发动机速度的增加可以与气缸气门操作调整相配合以减少发动机泵气损失。通过减少泵气损失，可以延长纯电动模式的操作，从而能够实现更佳的燃料经济性同时还能保持较高的尾气催化剂温度。
如此，响应于在车辆处于纯电动模式的同时驱动扭矩需求变得高于阈值量，可以通过立即将车辆的操作转换为发动机启动模式来满足扭矩需求。在紧随纯电动操作模式的发动机启动操作模式期间，控制器可重新定位凸轮相位器以增加通过旋转的发动机的气流。可基于未供应燃料的发动机的旋转速度来调整凸轮相位器的位置。在一个实例中，凸轮相位器可以从能够使得较少气流通过旋转的发动机的第二位置返回至能够使较多气流通过旋转的发动机的第一位置(默认位置)，从而更好地使发动机重新启动。一旦凸轮相位器被重新定位到在发动机启动模式下改善车辆操作的设置，燃料和点火火花就会返回已经旋转的发动机来进一步提升车速和发动机输出。
应当理解，尽管图7的实例示出了凸轮相位器连接至机械泵的实施例，但在可选实施例中，凸轮相位器可以连接至电动油泵。这里，调整凸轮相位器的位置可包括基本上没有延迟地调整凸轮相位器的位置。在这样的实施例中，只要车速达到阈值车速，就会增加发动机速度，并且发动机速度设置可基于车速来选择而无需考虑凸轮相位器位置(例如，如图5所示)。
现在参照图9，示意图900示出了对气缸气门操作的调整的实例，可以在仅由电动机驱动车辆同时通过增加未供应燃料的发动机的速度来提升车速的。在所示实例中，示出了进气门和/或排气门正时调整。每个气门操作调整都示出了相对于给定发动机气缸的发动机位置的气门正时和活塞位置。具体地，参照它们相对于上止点(TDC)和/或下止点(BDC)的位置并进一步参照它们在曲线908示出的发动机循环的四个冲程(进气、压缩、做功和排气)内的位置，910至950示出的气门正时与以曲轴角度(CAD)沿x轴的发动机位置进行比较并与沿着y轴的活塞位置进行比较。如正弦曲线908所示，活塞从TDC逐渐向下移动，在做功冲程结束时降至BDC。然后活塞回到顶部，在TDC处到达排气冲程的结束位置。在进气冲程期间，活塞再次朝向BDC向下移动，在压缩冲程结束时在TDC处回到其原始位置。
在910处，示出了标准气门正时。具体地，曲线902和904示出了处于标准(未调整)气门正时的排气门(虚线902)和进气门(实线904)的气门正时。如图所示，排气门可以在活塞正好到达做功冲程结束位置时开启。然后，随着活塞完成排气冲程，排气门会被关闭，但排气门会持续开启直到随后的吸气冲程已经开始。通过这种方式，进气门可以在进气冲程开始时或开启之前被开启，并且可以保持开启至少直到随后的压缩冲程已经开始。
由于排气门关闭和进气门开启的正时差，在排气冲程结束前和进气冲程开始后的短时间内，进气门和排气门都会开启。两个气门同时开启的这段时间被称为正进气门与排气门重叠906(或者简称为气门重叠)，其由曲线902和904的相交部分的阴影区域表示。在一个实例中，正进气门与排气门重叠906可以是发动机重启(诸如发动机冷启动)期间出现的发动机凸轮的默认位置。例如，910处示出的默认位置可对应于能够使较多气流通过旋转的发动机的凸轮相位器的第一位置(如图7的实例所述)。然后，在旋转未供应燃料的发动机的同时或者在旋转未供应燃料的发动机之前，控制器可以将凸轮相位器从第一默认位置重新定位到第二调整位置，以减少发动机泵气损失。在凸轮相位器的第二位置，可以相对于第一位置调整气缸气门的正时，以能够使较少气流通过旋转的发动机。
如此，可以调整气缸气门操作以减少流量限制，从而减少泵气损失。例如，通过增加气门重叠，可减少气流限制和相应的泵气损失。作为另一个实例，通过在增加重叠(例如，对进气门和排气门使用VVT能力)的同时增加气门开启停留时间，可以显著降低泵气损失，因为空气可以在其进入或离开气缸的任何时候通过进气门和排气门。
在一个实例中，凸轮相位器可以重新定位至920所示的第二位置以仅调整进气门正时。具体地，当凸轮相位器处于920所示的第二位置时，进气门正时(实线924)相对于第一位置的正时(在910处示出)提前，而排气门正时(虚线922)保持不变。由于进气门正时的调整，还可以增加气门重叠量926。
在另一个实例中，凸轮相位器可以重新定位至930所示的第二位置，以仅调整排气门正时。具体地，当凸轮相位器处于930所示的第二位置时，排气门正时(虚线932)相对于第一位置的正时(在910处示出)延迟，而进气门正时(实线934)保持不变。由于排气门正时的调整，还可以增加气门重叠量936。
在又一个实例中，凸轮相位器可以重新定位至940所示的第二位置，以均等地调整排气门正时和进气门正时中的每一个。具体地，当凸轮相位器处于940所示的第二位置时，进气门正时(实线944)和排气门正时(虚线942)的每一个都相对于第一位置在第二位置处均等地延迟。由于两个气门均等的延时调整，可以减少气门重叠量946。尽管所示实例示出了两个气门均等调整，但应当理解，在可选实例中，进气门正时和排气门正时中的每一个都可以相对于其在第一位置的正时均等地提前。
在又一个实例中，凸轮相位器可以重新定位至950所示的第二位置，以独立地调整排气门正时和进气门正时中的每一个。具体地，当凸轮相位器处于950所示第二位置时，相对于第一位置，第二位置处的进气门正时(实线954)可以提前而排气门正时(虚线942)可以延时。在所示实例中，进气门的提前量与排气门的延迟量相同。然而，在可选实例中，进气门的提前量可以不同于排气门的延迟量。在另一个实例中，进气门延迟而排气门提前，进气门的延迟量与排气门的提前量可以相同或者不同。由于进气门和排气门正时的调整，可以增加气门重叠量956。
应当理解，在进气门和排气门可以独立调整的实施例中，其他调整方式也是可能的。例如，进气门正时和排气门正时均可以提前，即便提前不同量。类似地，进气门正时和排气门正时均可以延迟，即便延迟不同量。
还应当理解，尽管图9的实例示出了气缸气门正时的调整以示出气缸气门操作调整，但这并不是限制性的。在可选实例中，可以调整气缸气门(进气门和/或排气门)正时、气缸气门升程、气门开启持续时间、气门开启停留时间以及气门重叠量中的一个或多个。类似地，为了调整气门正时，可以调整气门开启的时间和/或气门关闭的时间。
例如，在图9的950处，重叠量使得一些废气(非燃烧气体)在排气冲程期间通过进气歧管离开，并使得一些进气在吸气冲程期间通过排气歧管进入。因此，流入或流出气缸的总气流不会变化，但是可以减少从进气歧管到排气歧管的净空气交换，这有助于保持较高的尾气催化剂温度。在另一个实例(未示出)中，通过增加气门开启停留时间，950所示的重叠可进一步分散在吸气冲程和排气冲程。这将进一步减少从进气歧管到排气歧管的空气转移，并且还减少了气流限制。
通过这种方式，当在车辆操作的发动机关闭模式期间旋转未供应燃料的发动机时，气缸气门操作调整可用于减少通过旋转的发动机的气流和气流限制。通过减少气流限制，可以减少通过发动机的寄生损失，诸如泵气损失。此外，可以减少尾气催化剂的氧载荷同时还保持催化剂温度(例如，在起燃温度之上)。这在车辆操作的后续发动机启动模式期间提供了额外的燃料经济性效益。在扭矩需求增加并且需要车辆操作的发动机启动模式来满足该需求的情况下，可以重新调整气缸气门操作(例如，经由凸轮相位器重新定位)，以能够使更多的气流通过发动机，从而改善了发动机重启。
还应当理解，本公开的方法还允许混合动力电动车辆在较少发动机启动中断的情况下以电动模式进行操作，直到系统电池耗尽。这样，可以提升驾驶员的电动车辆驾驶体验。
通过这种方式，在以仅电动机驱动车轮的电动模式操作混合动力车辆的同时，可以实现较高的车速。此外，可以增加在混合动力电动车辆中开始发动机操作之前的时间并且延迟了发动机启动。通过在提升车速时增加发动机的旋转速度而不向发动机供应燃料，旋转传动零件可以保持在会使零件劣化的旋转速度之下。同时，通过旋转的发动机，气缸气门操作调整可有利地用于减少气流和产生的泵气损失。通过能够在不劣化传动零件的情况下达到较高的车速，可以电动模式中驾驶员的驾驶体验。通过减少通过旋转的未供应燃料的发动机的泵气损失，可以延长车辆操作的电动模式以提高车辆效率和燃料经济性。
注意，本文包括的示例性控制和估计程序可用于各种发动机和/或车辆系统结构。本文所述的特定程序可代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，示出的各种行为、操作或功能可以在所示顺序执行、并行执行或者在一些情况下省略。类似地，处理顺序不一定需要实现本文所述示例性实施例的功能和优势，而是为了便于说明和描述而提供。所述行为和功能中的一个或多个可以根据使用的特定策略而重复执行。此外，所述操作、功能和/或行为可以图形地表示编程到控制系统中的计算机可读存储介质中的代码。
此外，应当理解，本文公开的结构和布置在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应在限制性的意义上来理解，因为众多变型是可能的。因此，本公开包括本文公开的各种系统和方法以及任何和所有等同称谓的组合和子组合。

Claims (10)

1.一种操作混合动力车辆系统的方法，包括：
在仅由电动机驱动所述车辆的发动机关闭模式期间，
通过增加未供应燃料的发动机的速度来提升车速包括减少或保持旋转的行星齿轮传动零件的旋转速度低于旋转速度阈值；并且
基于发动机速度来调整气缸气门操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气缸气门为进气门和/或排气门，并且调整气缸气门操作包括调整气门正时、气门升程、气门开启持续时间和气门重叠量中的一个或多个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述气缸气门为凸轮致动气门，并且调整气缸气门操作包括调整连接至所述气缸气门的凸轮相位器的位置，其中，调整所述凸轮相位器的位置包括将所述凸轮相位器的位置从使较多气流通过旋转的发动机的第一位置提前或延迟到使较少气流通过旋转的未供应燃料的发动机的第二位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述凸轮相位器连接至电动油泵，并且调整所述凸轮相位器的位置包括立即调整所述凸轮相位器的位置。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述凸轮相位器连接至机械油泵，并且调整所述凸轮相位器的位置被延迟直到所述机械油泵的输出超过阈值压力，其中，延迟包括保持所述凸轮相位器处于所述第一位置，直到所述未供应燃料的发动机的发动机速度超过阈值发动机速度，此时所述机械油泵的输出超过所述阈值压力，并且在所述发动机速度超过所述阈值发动机速度之后将所述凸轮相位器转换至所述第二位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，增加所述未供应燃料的发动机的速度包括：旋转所述发动机来以第一较高速率将发动机速度增加至所述阈值发动机速度，并且此后进一步旋转所述发动机来以第二较低速率增加发动机速度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于所述第一位置，在所述第二位置处提前进气门正时。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于所述第一位置，在所述第二位置处延迟排气门正时。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于所述第一位置，在所述第二位置处均等地延迟排气门正时和进气门正时。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，相对于所述第一位置，在所述第二位置处提前进气门正时且延迟排气门正时。
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