CN107542510B - 用于扭矩控制的方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于扭矩控制的方法与系统。提供了用于在混合动力发动机停机和重启期间减少扭矩脉动的方法和系统。可以在发动机重启和停机事件期间致动气门致动机构以利用选定的气门升程廓线操作发动机,所述选定的气门升程廓线不同于在气缸燃烧期间施加的气门升程廓线。所述选定的气门升程廓线减小在发动机停机和重启期间的气缸压力。

Description

用于扭矩控制的方法与系统
技术领域
本说明书总体涉及用于控制气门升程廓线(profile)以减少在发动机起动转动和停机(shutdown)期间的扭矩脉动/脉冲(pulsation)的方法和系统。
背景技术
已经开发出车辆,以当满足特定条件时在怠速条件下执行发动机停止,且然后在满足重启条件时自动地重启发动机(也被称为起动/停止系统)。这种怠速停止系统能够节省燃料,减少排气排放,减少车辆噪音等。类似地,混合动力电动车辆系统在选定的条件下经由发动机操作车辆,并且在另一些条件下经由电动马达操作车辆。发动机操作时间的减少能够显著地节省燃料。
然而,在这样的车辆系统中,在发动机重启期间当发动机正起动转动时,以及在发动机停机期间当发动机正旋转至静止时,会经历大的扭矩脉动。扭矩脉动会是由于各个气缸中的压缩/膨胀做功引起的。此外,发动机起动转动需要大量的扭矩和功率来克服峰值压力,部分是因为与较高的发动机转速相比,发动机不具有很大的旋转惯性。为了减少与这种扭矩脉动相关联的NVH和发动机性能问题,已经开发了各种方法以在发动机起动和停机事件期间减少发动机的有效压缩比。
吉布森(Gibson)等人在US8,352,153中示出了一个示例方法。其中,在发动机停机期间和/或在气缸的重启期间进气门关闭(IVC)正时被延迟,其中在重启期间恢复燃料供应。所产生的在压缩开始中的延迟降低了最大气缸压力,这降低了克服气缸压力所需的功率并且还减少了相关联的扭矩脉动。吉布森(Gibson)在US8,412,443中也有另一个示例。其中可以经由节气门或替代的充气控制装置在发动机停机期间控制空气充气,使得其不会超过引起在重新启动之前会停止发动机的压缩扭矩的水平。在又一示例中,例如在混合动力车辆系统中,可以在发动机停机期间储存备用功率以克服在随后的起动转动期间的扭矩脉动。
发明内容
然而,本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例,使用备用功率来克服发动机起动转动扭矩脉动降低了车轮可用的总功率。因此,这减少了在发动机必须被启动之前可得到的最大车速和最大功率。由于电动马达的功率能力有限,发动机可以被更频繁地重启(例如,在较低的车速和较低的驾驶员需求下),导致燃料经济性下降。作为另一个示例,即使在停机期间调节了空气充气水平,由于驾驶员想法改变(change-of-mind)的重启发动机,仍可以存在显著的和令人反感的NVH。如果发动机保持运行以减少在想法改变的重启发动机时的NVH,则减少的发动机停机频率可以导致燃料经济性下降。作为又一个示例,通常用于解决起动-停止系统中的扭矩问题的起动马达更大、更重和更昂贵,增加了部件成本、复杂性和燃料使用。
在一个示例中,可以通过以下方法来解决上述问题,所述方法包括:响应于混合动力车辆中的混合动力发动机停机或重启事件,在下拉(pulling down)或上拉(pulling up)发动机的同时致动凸轮致动器以根据经调节的气门升程廓线操作进气门和排气门中的一个或两个,其中所述经调节的气门升程廓线不同于在气缸燃烧期间使用的未调节的气门升程廓线,所述经调节的气门升程廓线启用(enabling)比未经调节的廓线更低的气缸压缩压力;以及基于能量存储装置的荷电状态来选择经调节的廓线。混合动力车辆中的混合动力发动机停机或重启事件可以自动地发生而不需要来自驾驶员的输入,并且不会改变车辆状态或钥匙(key)状态。以这种方式,可以有利地使用独特的气门升程廓线来减小气缸压力并最小化发动机停机和重启事件时的扭矩脉动。
作为一个示例,在混合动力车辆系统中的发动机下拉或上拉事件期间(例如,当混合动力车辆在运动中以及当发动机在车辆继续被推进的同时分别停机或重启时),可以对进气门和排气门中的一个或多个施加选定的气门升程廓线。选定的气门升程廓线可以与在气缸燃烧期间施加的默认的(default)气门升程廓线不同,并且可以除默认的气门升程廓线以外或替代其被施加。选定的气门升程廓线可以在发动机重启/停机事件期间经由凸轮廓线变换机构、电磁阀致动器、电液阀致动器等中的一个或多个在每个发动机气缸中实施。在一个示例中,选定的气门升程廓线可以是在压缩冲程期间(除了排气冲程排气门事件之外)实现附加的排气门事件和在膨胀冲程期间(除了进气冲程进气门事件之外)实现附加的进气门事件的第一廓线。在另一示例中,选定的气门升程廓线可以是在发动机循环的所有冲程中保持每个气缸中的一个或更多个气门以恒定升程打开的第二廓线,该恒定升程小于在默认的气门升程廓线期间施加的峰值升程。在又一示例中,选定的气门升程廓线可以是第三廓线,其在发动机循环的所有冲程中使每个气缸中的一个或多个气门以波动的升程保持打开,波动的升程在每个冲程中间具有峰值,该峰值升程小于在默认的气门升程廓线期间施加的峰值升程。在又一示例中,选定的气门升程廓线可以是在BDC位置处不降低的具有波动升程的第四廓线。控制器可以在发动机重启/停机事件期间基于一个或多个参数(例如,(联接到混合动力车辆系统的马达的能量存储装置的)能量存储装置荷电状态、发动机扭矩致动器约束(例如,进气节气门位置)、活塞气门间隙等)在不同的廓线之间进行选择。此外,相对于发动机重启事件,可以选择不同的廓线用于发动机停机事件。例如,当活塞气门间隙较小时,可以选择第四气门升程廓线。作为另一示例,当能量存储装置的荷电状态较低时,可以选择替代性气门升程廓线中的另一个。
在一个替代示例中,发动机系统可以仅使用两个气门升程廓线来操作,所述两个气门升程廓线包括在常规的气缸燃烧期间施加的默认的气门升程廓线加上用于发动机停机和重启事件的一条替代的廓线。这里,可以基于致动器设计问题和其他约束来预选择待使用的替代廓线。控制器将简单地选择何时使用默认的(例如,正常的)气门升程廓线以及何时使用替代性气门升程廓线。这样做,降低了发动机系统的控制复杂性和部件要求。
这样,在发动机起动转动和发动机停机期间,气缸压力可以降低,并由此减少扭矩脉动和相关的NVH。在重启期间降低气缸压力的另一个技术效果是减小了克服气缸压力所需的功率,允许较大部分的车辆的备用功率施加于车轮扭矩。因此,这降低了混合动力车辆中的发动机上拉事件的频率。通过实现更平滑的停机和重启,与驾驶员想法改变的重启相关联的NVH被减少,并且混合动力车辆可以在发动机关闭较长的持续时间的情况下“滑行”(或惯性滑行)。因此,燃料经济性得到改善。通过依靠一个或多个替代性气门升程廓线来减小发动机上拉事件期间的气缸压力,可以在依靠较小、较轻和更具成本效益的起动马达的同时实现较平滑的起动转动。总体而言,发动机停机和重启的质量和重复性可以得到显著改善,同时也提高了车辆的燃料效率。
应当理解,提供上面的发明内容是为以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。并非旨在识别所要求保护的主题的关键或必要特征,所要求保护的主题的范围由随附权利要求唯一限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了混合动力车辆系统的示例实施例。
图2示出部分发动机视图。
图3示出了用于在发动机下拉和发动机上拉事件期间调节气门升程廓线以降低扭矩脉动的示例方法的高级流程图。
图4示出了与那些用于气缸燃烧期间相比的可用于发动机下拉和发动机上拉事件期间的示例气门升程廓线。
图5示出了在混合动力车辆操作期间的示例气门升程调节。
具体实施方式
以下描述涉及用于减少混合动力车辆系统(例如图1的车辆系统)中的发动机起动和停机事件期间发生的扭矩脉动的系统和方法。车辆系统可以包括配置有可变气门升程致动的发动机,如参照图2的发动机系统所描述的。控制器可以被配置为执行控制程序(例如图3的示例程序)以在发动机上拉和下拉事件期间降低发动机的压缩压力,从而减少相关联的泵气损失、扭矩脉动和NVH。可以通过控制器使用以减小气缸的示例气门升程廓线参考图4所示出。参考图5示出车辆操作过程中的示例气门升程调节。以这种方式,发动机重启和停机扭矩脉动被减少。
图1示出了示例车辆推进系统100。车辆推进系统100包括燃料燃烧发动机10和马达20。作为非限制性示例,发动机10包括内燃发动机,并且马达20包括电动马达。马达20可以被配置为利用或消耗与发动机10不同的能量源。例如,发动机10可以消耗液体燃料(例如,汽油)以产生发动机输出,而马达20可以消耗电能以产生马达输出。因此,具有推进系统100的车辆可以被称为混合动力电动车辆(HEV)。特别地,推进系统100在这里被描绘为插电式(plug-in)混合动力电动车辆(PHEV)。
车辆推进系统100可以根据车辆工况以各种不同的模式操作。这些模式中的一些可以使得发动机10能够保持在关闭(off)状态(或停用状态),其中在发动机处的燃料的燃烧被停止。例如,在选择的工况下,马达20可以在发动机10被停用时经由驱动轮32推进车辆。
在另一些工况下,发动机10可以被停用,同时马达20被操作以经由再生制动对能量存储装置50充电。其中,马达20可以接收来自驱动轮32的车轮扭矩,并将车辆的动能转换成电能以存储在能量存储装置50。因此,在一些实施例中,马达20能够提供发电机功能。然而,在另一些实施例中,专用能量转换装置(这里的发电机60)可以替代地接收来自驱动轮32的车轮扭矩,并将车辆的动能转换为电能以存储在能量存储装置50处。能量存储装置50可以是,例如,系统电池或一组电池。
在又一些工况下,发动机10可以通过燃烧从燃料系统40接收的燃料来操作。例如,发动机10可以被操作以经由驱动轮32推进车辆,同时马达20被停用。在另一些工况下,发动机10和马达20二者都可以被操作以经由驱动轮32推进车辆。发动机和马达二者都可以选择性地推进车辆的配置可以被称为并行式车辆推进系统。注意,在一些实施例中,马达20可以经由第一组驱动轮推进车辆,并且发动机10可以经由第二组驱动轮推进车辆。
在另一些实施例中,车辆推进系统100可以被配置为连续型车辆推进系统,由此发动机不直接推动驱动轮。相反,发动机10可以被操作成对马达20提供动力,其可以进而经由驱动轮32推进车辆。例如,在选择的工况期间,发动机10可以驱动发电机60,其可以进而将电能供应给马达20或电能存储装置50中的一个或多个。作为另一示例,发动机10可以被操作以驱动马达20,马达20可以进而提供发电机功能以将发动机输出转换成电能,其中电能可以存储在能量存储装置50以供马达后续使用。车辆推进系统可以被配置为根据工况在上述两种或多种操作模式之间转换。
燃料系统40可以包括用于在车辆上存储燃料并用于向发动机10提供燃料的一个或多个燃料存储箱。例如,燃料系统40的燃料箱可以存储一种或多种液体燃料,包括但不限于:汽油、柴油和醇燃料。在一些示例中,燃料可以作为两种或多种不同燃料的混合物存储在车辆上。还可以将其它合适的燃料或燃料混合物供应到发动机10,其中,它们可以在发动机处燃烧以产生发动机输出。发动机输出可以用于推进车辆和/或经由马达20或发电机60对能量存储装置50再充电。
控制系统12可以与发动机10、马达20、燃料系统40、能量存储装置50和发电机60中的一个或多个连通。具体地,控制系统12可接收来自发动机10、马达20、燃料系统40、能量存储装置50和发电机60中的一个或多个的反馈,并且作为响应向它们中的一个或多个发送控制信号。控制系统12还可以接收来自车辆操作者130的车辆推进系统的操作者所请求的输出的指示。例如,控制系统12可以接收来自与踏板132连通的踏板位置传感器134的反馈。踏板132可以示意性地指代加速器踏板(如所示出的)或制动踏板。
能量存储装置50可以包括一个或多个电池和/或电容器。能量存储装置50可以被配置为存储可以被供应给存在于车辆上的其他电力负载(马达除外)的电能,包括车厢加热和空调系统(例如,HVAC系统)、发动机起动系统(例如,起动马达)、车头灯、车厢音频和视频系统等。
能量存储装置50可以周期性地从不存在于车辆中的外部电源80接收电能。作为非限制性示例,车辆推进系统100可以被配置为插电式混合动力电动车辆(HEV),由此电能可以经由电能传输缆线82从电源80供应到能量存储装置50。在能量存储装置50从电源80的再充电操作过程中,电传输缆线82可以电耦接能量存储装置50和电源80。当车辆推进系统被操作以推进车辆时,电传输缆线82可以在电源80和能量存储装置50之间断开。控制系统12可以估计和/或控制存储在能量存储装置处的电能量,本文被称为荷电状态(SOC)。
在另一些实施例中,可以省略电传输缆线82,其中电能可以在能量存储装置50处从电源80被无线地接收。例如,能量存储装置50可以经由电磁感应、无线电波和电磁共振中的一个或多个从电源80接收电能。因此,应当理解,可以使用任何合适的方法从外部电源80对能量存储装置50再充电。以这种方式,马达20可以通过利用除了发动机10使用的燃料之外的能量源来推动车辆。
图2描绘了内燃发动机10的燃烧室或气缸的示例实施例。在一个示例中,发动机10可以联接在诸如图1的混合动力车辆系统的推进系统中。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过来自车辆操作者130的经由输入装置132的输入控制。在该示例中,输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的气缸(即燃烧室)14可以包括带有活塞138位于其中的燃烧室壁136。活塞138可以联接到曲轴140,使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统联接到乘客车辆的至少一个驱动轮。此外,起动马达可以经由飞轮联接到曲轴140,以启用发动机10的起动操作。
气缸14能够经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了气缸14之外,进气通道146还能够与发动机10的其它气缸连通。在一些实施例中,一个或多个进气通道包括增压装置,例如涡轮增压器或机械增压器。例如,图2示出了配置有涡轮增压器的发动机10,所述涡轮增压器包括被布置在进气通道142和144之间的压缩机174以及沿排气通道148布置的排气涡轮机176。压缩机174可以经由轴180至少部分地通过排气涡轮机176供电。然而,在另一些示例中,例如在发动机10被设置有机械增压器的示例中,可以可选地省略排气涡轮机176,其中压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入供电。可以沿着发动机的进气通道设置包括节流板164的节气门162,以改变提供给发动机气缸的进气空气的流率和/或压力。例如,节气门162可以设置在压缩机174的下游,如图2所示,或者可以替代地设置在压缩机174的上游。
除了气缸14之外,排气通道148还能够接收来自发动机10的其它气缸的排气。排气传感器128被示出为联接到在排放控制装置178上游的排气通道148。传感器128可以是用于提供排气空气/燃料比的指示的任何合适的传感器,例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO(如所描绘的)、HEGO(加热型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捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。
发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如,示出气缸14包括位于气缸14的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14)可以包括位于气缸的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可以通过控制器12经由致动器152控制。类似地,排气门156可以通过控制器12经由致动器154控制。在某些条件期间,控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号以控制打开和关闭相应的进气门和排气门。进气门150和排气门156的位置可通过相应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电子气门致动型或凸轮致动型,或其组合。可以同时控制进气门正时和排气门正时,或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的任何的可能性。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮并且可以利用凸轮廓线变换(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,其可以通过控制器12操作以改变气门操作。例如,气缸14可以替代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的凸轮致动控制的排气门。在另一些实施例中,进气门和排气门可以通过共同的气门致动器或致动系统,或可变气门正时致动器或致动系统控制。发动机还可以包括凸轮位置传感器,其数据可以与曲轴位置传感器融合,以确定发动机位置和凸轮正时。
如本文所阐述的,进气门和排气门中的一个或多个可以利用根据工况选择的气门升程廓线来操作。例如,在燃烧期间可以施加第一气门升程廓线,在发动机启动期间(当发动机正在起动转动时)可以施加第二、不同的气门升程廓线,并且可以在发动机停机期间(在发动机减速旋转至静止无燃料的同时)施加第三、不同的廓线气门升程廓线。替代地,也可以在发动机停机期间施加第二气门升程廓线。如本文所使用的,第二和第三气门升程廓线可以包括进气门和/或排气门的打开和关闭的不同时间和/或不同的开度(包括在气门的打开期间的不同的峰值升程和/或根据曲轴转角的不同的气门升程廓线)。控制器可以基于发动机进入下拉(停机)或上拉(重启)的确定在多个气门升程廓线之间选择。该确定可以基于混合动力车辆工况,例如联接到混合动力车辆的电动马达的能量存储装置(例如,电池)的荷电状态。作为另一示例,该确定可以基于驾驶员扭矩需求(或车速请求)。控制器可以向气门致动机构发送信号,以根据选定的气门升程廓线操作气门。气门致动机构可以包括凸轮廓线变换机构、电磁气门致动器、电液气门致动器和/或其组合。
气缸14能够具有一定压缩比,其是当活塞138处于底部中心时与处于顶部中心时的体积比。通常,压缩比在9:1至10:1的范围内。然而,在使用不同燃料的一些示例中,压缩比会增加。
在一些实施例中,发动机10的每个气缸可以包括用于发起燃烧的火花塞192。点火系统190能够在选择的操作模式下响应于来自控制器12的火花提前信号SA,经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而,在一些实施例中,可以省略火花塞192,例如,其中,发动机10可以通过自动点火或通过喷射燃料来发起燃烧,如同一些柴油发动机的情况。
在一些实施例中,发动机10的每个气缸可以配置有用于向其供应燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例,示出了气缸14,其包括直接联接到气缸14的燃料喷射器166。燃料喷射器166可以在其中直接喷射与经由电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW-1的脉冲宽度成比例的燃料。以这种方式,燃料喷射器166提供被已知为燃料到燃烧气缸14中的直接喷射(以下称为“DI”)。虽然图2示出了作为侧喷射器的喷射器166,其也可以位于活塞的顶部,例如靠近火花塞192的位置。替代地,喷射器可以位于顶部并且靠近进气门。燃料可以从包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的高压燃料系统172递送到燃料喷射器166。替代地,燃料可以以较低压力通过单级燃料泵递送。此外,虽然未示出,燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。
应当理解,在替代实施例中,喷射器166可以是向气缸14上游的进气道提供燃料的进气道喷射器。还将理解,气缸14可以从多个喷射器接收燃料,诸如多个进气道喷射器、多个直接喷射器或其组合。
控制器12在图2中被示为微计算机,其包括:微处理器单元(CPU)106、输入/输出端口(I/O)108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示为只读存储器(ROM)芯片110)、随机存取存储器(RAM)112、保活存储器(KAM)114和数据总线。控制器12可以接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号,除前面讨论的那些信号之外,还包括:来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值;来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT);来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型,例如曲轴位置传感器)的表面点火感测信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号(RPM)可通过控制器12从信号PIP(或曲轴位置传感器)生成。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的真空或压力的指示。存储介质只读存储器110能够用表示可通过处理器106执行的指令的计算机可读数据进行编程,以执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。
如上所述,图2仅示出了多缸发动机的一个气缸。因此,每个气缸可以类似地包括其自身的一组进气/排气门、(一个或多个)燃料喷射器、火花塞等。控制器12接收来自图1和图2的各种传感器的信号,并且使用图1和图2的各种致动器根据接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调节车辆操作。例如,响应于用于发动机停机的操作者请求,控制器可以发送信号以关停到发动机气缸的燃料和火花,同时致动气门升程致动器以根据针对发动机停机所选择的气门升程廓线操作发动机气门。
以这种方式,图1-图2的系统使得混合动力车辆系统包括:发动机;联接到能量存储装置的马达;凸轮廓线变换机构,以用于在多个凸轮廓线之间变换,所述多个凸轮廓线中的每一个均与替代性气门升程廓线相关联;以及控制器。控制器可以配置有存储在非瞬时存储器上的计算机可读指令,以用于:响应于混合动力发动机重启(其中发动机在没有来自驾驶员的输入并且没有车辆状态或点火钥匙状态改变的情况下起动),利用多个凸轮廓线中的第一凸轮廓线使发动机起动转动,所述多个凸轮廓线中的第一凸轮廓线被选择以在气缸循环的全部冲程中至少利用最小的气门升程操作全部发动机气缸的全部进气门和排气门;在发动机转速高于阈值速度之后,转换到默认的气门升程廓线,从而仅在气缸循环的进气冲程中利用波动的升程操作全部发动机气缸的全部进气门,并且仅在气缸循环的排气冲程中利用波动的升程操作全部发动机气缸的全部排气门。另外地或可选地,控制器可以包括进一步的指令以用于:响应于混合动力发动机停止或停机(其中发动机在没有来自驾驶员的输入并且没有车辆状态或点火钥匙状态改变的情况下停止或停机),使发动机无燃料地减速旋转,并且当发动机转速低于阈值时,利用多个凸轮廓线中的第二凸轮廓线将发动机旋转至静止,所述多个凸轮廓线中的第二凸轮廓线被选择以在气缸循环的全部冲程中至少利用最小的气门升程操作全部发动机气缸的全部进气门和排气门。另外地或可选地,当利用第一或第二凸轮廓线操作时的最小气门升程可以大于当利用默认气门升程廓线操作时的最小气门升程。
现在转向图3,描述了示例程序300,用于在发动机上拉或下拉事件期间调节发动机的一个或多个气门的气门升程廓线。该方法能够在混合动力车辆的混合动力发动机上拉和下拉事件期间减少NVH和泵气损失,同时还减少相关联的扭矩脉动和发动机上拉所需的功率。用于实施方法300以及本文包括的其他方法的指令可以通过控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(例如上文参考图1-图2所述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以根据下述方法使用发动机系统的发动机致动器来调节发动机操作。
在302处,该程序包括估计和/或测量车辆工况。这些可以包括例如驾驶员扭矩需求(例如基于耦接到驾驶员踏板的踏板位置传感器的输出)、车速、发动机转速、环境温度、压力和湿度、发动机温度、能量存储装置(例如电池)的荷电状态、燃料箱中的燃料水平、(一种或多种)可用燃料的燃料辛烷值等。此外,可以估计发动机工况,例如歧管压力(MAP)、歧管空气流量(MAF)、发动机温度、催化剂温度、进气温度、爆震极限等。
在304处,该方法包括基于估计的车辆工况确定车辆操作模式。这包括响应于包括驾驶员需求的发动机工况,在利用马达扭矩推进车辆和利用发动机扭矩推进车辆之间进行切换。例如,当扭矩需求较低时、当燃料箱中的燃料水平较低时和/或当电池荷电状态较高时,可以选择电动操作模式。在电动模式中,车轮可以仅经由来自马达(例如,电动马达)的马达扭矩被推进,所述马达通过诸如系统电池的系统能量存储装置供电。作为另一示例,当扭矩需求较高时、当燃料箱中的燃料水平较高时和/或当电池荷电状态较低时,可以选择发动机操作模式。在发动机模式中,车轮可以仅经由来自发动机的发动机扭矩被推进。此外,如果扭矩高于能够仅经由发动机扭矩提供的水平,则可以选择辅助模式。其中,车轮可以经由马达扭矩和发动机扭矩的组合被推进。
在306处,可以确认是否选择了电动模式。这里的电动模式可以是仅使用马达扭矩推进车辆的纯电动模式。如果是,则在310处,该方法包括仅经由马达扭矩推进车辆。在312处,在以电动模式操作的同时,可以确定是否满足混合动力发动机重启(本文也称为发动机上拉)条件。混合动力发动机重启包括其中混合动力车辆中的发动机在没有来自驾驶员的输入并且没有车辆状态或点火钥匙状态改变的情况下起动的重启。
例如,可以确定是否存在工况的改变,其授权向发动机模式(即,其中仅经由发动机扭矩推进车辆的纯发动机模式)或辅助模式(其中车辆主要经由发动机扭矩推进,并且其中马达扭矩补充发动机扭矩)的转换。作为一个示例,如果电池荷电状态下降到阈值以下并且电池必须被再充电,则会需要向发动机模式转换。作为另一示例,如果驾驶员扭矩需求上升到单独通过马达不能满足的阈值需求之上,则可以需要向发动机模式或辅助模式的转换。如果不需要转换到发动机模式或辅助模式,则车辆可以继续仅经由马达扭矩推进。否则,程序可移动到314重启发动机,如下所述。如果在308处没有确认电动模式,则可以确认是否选择了发动机模式。替代地,可以确定是否选择了辅助模式。如果是,则在314处,该方法包括为即将到来的发动机重启/上拉事件选择替代性气门升程廓线。替代性气门廓线具有与未调节或默认的气门廓线的气门升程不同的气门升程。控制器可以从多个替代性气门升程廓线中选择一个替代性气门升程廓线,所述多个替代性气门升程廓线中的每一个在发动机正在起动转动时的压缩/膨胀冲程期间减小气缸压力。通过减小气缸压力,减少了克服气缸压力所需的发动机做功,提高了车辆动力传动系统的输出。此外,与发动机起动转动相关联的扭矩脉动和NVH减小。因此,多个替代性气门升程廓线可以不同于包括在气缸循环的进气冲程期间的进气门事件以及在气缸循环的排气冲程期间的排气门事件的在气缸燃烧期间施加的默认的气门升程廓线。
多个替代性气门升程廓线可以包括,例如第一替代性气门升程廓线,其包括在循环的进气冲程和动力冲程中的每一个期间的进气门事件以及在循环的排气冲程和压缩冲程中的每一个期间的排气门事件。即,与默认的气门升程廓线相比,第一替代性气门升程廓线包括附加的进气门事件和附加的排气门事件。增加到压缩冲程和膨胀冲程中的重复的进气门事件和排气门事件可以具有与进气冲程和排气冲程中的其对应事件基本相同的气门开度,包括在活塞行程中间相同的峰值气门开度。
多个替代性气门升程廓线还可以包括第二替代性气门升程廓线,其包括用于进气门和排气门事件中的一个或多个的固定升程,固定升程在气缸循环的全部冲程中被保持住。固定升程廓线中的气门开度可以小于默认的气门升程廓线的峰值气门开度。固定升程量可以足够低以避免在TDC处的活塞对气门的干扰,例如约3毫米的升程。通过利用固定的低升程保持每个气缸的一个或多个气门打开,能够减少通常在起动转动期间产生的在低RPM时的压缩脉冲。
多个替代性气门升程廓线还可以包括对于进气门和排气门事件中的一个或多个具有波动的低升程的气门升程廓线。波动的升程廓线可以包括在气缸循环的每个活塞冲程的中间的峰值升程(或最大开度),当活塞在气缸循环的活塞冲程的每个端部处到达TDC或BDC时,升程降低(至最小开度)。波动的升程廓线中的峰值气门开度可以小于默认的气门升程廓线的峰值气门开度。这里,当活塞速度高时,通过在每个活塞冲程的中间提供更多的气门升程来减少泵气损失和压力波动。波动的低升程廓线可用于具有低活塞-气门间隙的发动机,其中前文的固定气门升程的示例是不可行的。
多个替代性气门升程廓线还可包括对于一个或所有进气门和排气门事件具有波动的升程的第四替代性气门升程廓线。第四波动替代升程廓线可以包括在气缸循环的每个活塞冲程中间的峰值升程(或最大开度),当活塞达到气缸循环的活塞冲程的TDC时,升程降低(至最小开度)。此外,第四替代性气门升程廓线可以包括,当活塞到达气缸循环的活塞冲程的BDC时升程不降低到最小开度。第四波动升程廓线中的峰值气门开度可以与第三波动升程廓线的峰值气门开度相同(即,小于默认的气门升程廓线的峰值气门开度,小于或等于第一气门升程廓线的峰值气门开度,并且大于或等于第二(固定升程)气门升程廓线的峰值气门开度)。这里,当活塞速度高时,通过在每个活塞冲程的中间保持更多的气门升程来减少泵气损失和压力波动。波动的低升程廓线可用于具有低活塞-气门间隙的发动机,其中前文的固定气门升程的示例是不可行的。
控制器可以基于能量存储装置的荷电状态以及基于发动机致动器约束来选择多个气缸压力减小的替代性气门升程廓线中的一个。该选择可以进一步基于活塞-气门间隙。此外,该选择可以基于重启时的期望的发动机起动位置。发动机起动位置包括在重启期间选择用于第一燃烧事件的气缸中的活塞的位置。作为一个示例,可以选择气门升程廓线,其使得具有在所需起始位置处的活塞的气缸成为在发动机重启事件期间首先接收燃料的气缸。作为非限制性示例,可以基于混合动力发动机上拉时的电池荷电状态、混合动力发动机上拉时的活塞-气门间隙等选择气门升程廓线。如本文进一步阐述的,与发动机停机事件相比,在发动机重启事件期间可以选择不同的替代性气门升程廓线。
选择气门升程廓线还可以包括选择进气门和排气门中的一者或两者的数量和身份(identity)。特别地,控制器可以确定对一个或多个进气门、一个或多个排气门还是全部气缸的全部气门施加替代性气门升程廓线。在一个示例中,在第一条件期间,选定的气门升程廓线可以仅被施加到全部气缸的进气门。在另一示例中,在第一条件期间,选定的气门升程廓线可以仅被施加到全部气缸的排气门。在又一示例中,在第三条件期间,选定的气门升程廓线可以被施加到全部气缸的全部气门。
在替代示例中,发动机系统可以仅利用两个气门升程廓线来操作,所述两个气门升程廓线包括在常规气缸燃烧期间施加的默认气门升程廓线加上用于发动机重新启动事件的一条替代性廓线。这里,可以基于致动器设计问题和其他约束(从上面列出的第一至第四替代性气门升程廓线)预选择待使用的替代性廓线。控制器可以选择何时使用默认的(例如,正常的)气门升程廓线以及何时使用替代性气门升程廓线。通过这样做,减少了发动机系统的控制复杂性和部件要求。
在316处,该方法包括在利用选定的替代性气门升程廓线操作的同时上拉或重启发动机。在混合动力发动机上拉期间,发起发动机气缸中的燃料的递送和燃烧,以使发动机从静止旋转。上拉发动机包括通过发起到发动气缸的燃料递送和发起在所有发动机气缸中的燃料燃烧,同时根据选定的替代性气门升程廓线来操作每个气缸的进气门和排气门来使发动机起动转动,以便减少至少在气缸的压缩和膨胀冲程期间所经受的压缩压力。例如,可以在针对所有燃烧事件的所有冲程以高于阈值升程操作所有气缸的所有气门的情况下上拉发动机,直到达到目标发动机转速。因此,利用替代性气门升程廓线上拉发动机减少了与发动机上拉有关的扭矩脉动和NVH问题。
应当理解,在发动机上拉事件期间,混合动力车辆可以继续被推进,例如使用马达扭矩。特别地,在318处,在上拉发动机的同时,可以调节通过车辆马达输出的马达扭矩,以补偿由于使用替代性气门升程廓线而导致的扭矩需求的任何不足。例如,可以输出正的马达扭矩,以使得当发动机被上拉时车辆可以根据驾驶员需求继续被推进。以这种方式,可以补偿由气门调节引起的误差。因此,在混合动力发动机重启期间,在不从车辆操作者接收输入并且没有车辆状态或点火钥匙状态改变的情况下,发动机重新起动并从静止状态(零速度)供燃料地加大马力。
在320处,可以确定发动机转速(Ne)是否高于阈值速度。例如,可以确定发动机转速是否高于非零阈值速度,例如等于或高于怠速,表明起动转动完成。例如,阈值速度可以在600-1000rpm范围内,或者在高怠速范围内。如果没有达到阈值速度,则在322处保持替代性气门升程廓线,直到达到阈值速度。替代性升程廓线降低了压缩-膨胀回路中的负IMEP,减少了当发动机通过起动转动区域中的速度范围时由于气缸的压缩-膨胀循环会经历的扭矩脉动。此外,发动机可以以较低的摩擦力、较少的热传递损失和较低的泵气损失重启。此外,较低的气缸压力降低了活塞环摩擦和活塞侧负载。
如果发动机转速等于或高于阈值速度,则在324处,该方法包括将发动机转换到用于燃烧的气门升程廓线。用于燃烧的气门升程可以是默认的气门升程廓线。默认的气门升程廓线可以包括气缸循环的进气冲程期间的进气门事件以及气缸循环的排气冲程期间的排气门事件。此外,在默认的气门升程廓线中,气门升程可以在冲程的中间达到峰值,并且在活塞处于TDC或BDC的冲程的每一端处下降。以这种方式,在发动机上拉事件期间,发动机利用经调节的气门升程廓线进行操作,直到发动机转速高于阈值速度,然后转换到未调节/默认的气门升程廓线。
可选地,在从替代性气门升程廓线转换到默认的气门升程廓线的同时,可以使用马达扭矩来平滑扭矩瞬态。以这种方式,电池电源能够用于通过填充通过改变气门升程廓线所引起的扭矩孔来平滑扭矩瞬态。这通过减少用于可能被需要平滑扭矩瞬态的火花延迟的需要而导致附加的燃料经济性提升。
在326处,可以确定是否满足发动机停机条件。例如,可以确定是否存在需要转变到车辆以马达扭矩被推进的电动模式的工况的改变。在一个示例中,如果驾驶员扭矩需求低于阈值,且/或如果电池荷电状态足够高以支持电动操作模式,则可以满足发动机停机条件。如果不符合发动机停机条件,则在328处,该方法包括使用默认的气门升程廓线保持发动机操作。
如果满足发动机停机条件,则在330处,该方法包括为即将到来的发动机下拉事件选择替代性气门升程廓线。控制器可以从所述多个替代性气门升程廓线(例如先前讨论的那些)中选择一个替代性气门升程廓线,其中每个替代性气门升程廓线在当发动机正旋转到静止时的压缩/膨胀冲程期间降低气缸压力。通过降低气缸压力,减少了克服气缸压力所需的发动机做功,提高了车辆动力传动系统的输出。此外,减小与发动机减速旋转相关联的扭矩脉动和NVH。因此,所述多个替代性气门升程廓线可以与在气缸燃烧期间施加的默认的气门升程廓线不同。
例如,在发动机停机期间,控制器可以选择第一替代性气门升程廓线,所述第一替代性气门升程廓线包括在循环的进气冲程和动力冲程中的每一个期间的进气门事件以及在循环的排气冲程和压缩冲程中的每一个期间的排气门事件。替代地,控制器可以选择包括针对一个或所有气门事件的固定升程的第二替代性气门升程廓线,在气缸循环的所有冲程中保持所述固定升程。此外,控制器可以选择具有波动的低升程的第三替代性气门升程廓线。在发动机停机期间,当活塞-气门间隙较小时,可以施加波动的低升程廓线,其中间隙将气门升程限制在低于阈值。此外,控制器可以选择第四替代性气门升程廓线,其针对一个或所有气门事件具有波动升程,且当活塞到达气缸循环的活塞冲程的BDC时气门升程不下降。当活塞-气门间隙较小时,可以施加在BDC处气门升程不降低的波动低升程廓线,其中间隙将气门升程限制到低于阈值。在一个示例中,活塞-气门间隙是基于曲轴转角、气门升程程度和活塞位置中的每一个。
控制器可以基于能量存储装置的荷电状态以及基于发动机致动器约束(例如活塞-气门间隙)来选择多个气缸压力减小的替代性气门升程廓线中的一个。此外,可以基于在随后的重启时的期望的发动机起动位置或在发动机下拉时的期望的发动机停止位置进行选择。期望的发动机起动位置可以包括针对随后的发动机重启期间的第一燃烧事件选择的气缸中的活塞的期望位置。期望的发动机停止位置可以包括针对在随后的发动机重启期间的第一燃烧事件选择的气缸中的活塞的期望位置。在一个示例中,可以选择气门升程廓线使得在发动机停机结束时,发动机达到静止,其中,气缸的活塞被调度成在随后重启期间在期望位置处首先接收燃料。作为非限制性示例,可以基于发动机下拉时的电池荷电状态、发动机下拉时的活塞-气门间隙等进行气门升程廓线选择。
在替代示例中,发动机系统可以仅使用两个气门升程廓线来操作,包括在常规气缸燃烧期间施加的默认的气门升程廓线,以及用于发动机停机事件的一条替代性廓线。这里,可以基于致动器设计问题和其他约束来(从上面列出的第一至第四替代性气门升程廓线)预选择待使用的替代性廓线。控制器可以选择何时使用默认的(例如,正常)气门升程廓线,以及何时使用替代性气门升程廓线。这样做,减少了发动机系统的控制复杂性和部件要求。
在一个示例中,程序基于指示将施加哪个气门升程廓线的信号来调节选择哪个凸轮和/或凸轮正时。例如,控制器可以确定控制信号以发送到联接到凸轮廓线变换装置的致动器,例如期望的凸轮廓线,以基于确定已经满足混合动力发动机重起条件或混合动力发动机停机条件来操作与替代性气门升程廓线(或多个替代性气门升程廓线中的一个)相关联的凸轮。作为另一示例,控制器可以确定控制信号以发送到联接到凸轮廓线变换装置的致动器,例如期望的凸轮廓线,以基于确定混合动力发动机重启之后已经超过阈值速度或在混合动力发动机停机时发动机未被减速旋转到阈值速度而操作与(一个或多个)默认的气门升程廓线相关联的凸轮。
选择气门升程廓线还可以包括选择是否对一个或多个进气门、一个或多个排气门或所有气缸的所有气门施加替代性气门升程廓线。在一个示例中,在第一条件期间,选定的气门升程廓线可以仅被施加到所有气缸的进气门。在另一示例中,在第二条件期间,选定的气门升程廓线可以仅被施加到所有气缸的排气门。在又一示例中,在第三条件期间,选定的气门升程廓线可以被施加到所有气缸的所有气门。在一个示例中,在发动机减速旋转期间选定的进气门和排气门的数量和身份可以与在发动机重启期间选定的进气门和排气门的数量和身份不同。
在332处,在选择用于发动机停机的替代性气门升程廓线之后,该方法包括在使用选定的替代性气门升程廓线操作的同时下拉发动机。特别地,在发动机下拉事件期间,发动机利用未调节的气门升程廓线操作,直到发动机转速等于或低于阈值速度,并且然后转换到经调节的气门升程廓线。因此,发动机在根据选定的替代性气门升程廓线致动一个或多个气门的情况下是旋转(spun)、无燃料(unfueled)和静止(rest)。在发动机下拉期间,中断至发动机的燃料递送。此外,中断气缸燃烧。因此,在下拉之前,发动机可以正燃烧燃料并以发动机转速旋转,并且之后在下拉期间,发动机中的燃料燃烧被中断,并且发动机减速旋转到静止。发动机下拉可以包括中断至发动机气缸的燃料递送,同时使用从系统电池的电力驱动的电动马达所抽取的马达扭矩推进车辆。因此,在混合动力发动机停机期间,发动机停机并且在没有接收到来自车辆操作者的输入和没有车辆状态或点火钥匙的状态的改变的情况下无燃料地减速旋转至静止(零速度)。
应当理解,在发动机下拉事件期间,混合动力车辆可以例如使用马达扭矩继续被推进。特别地,在334处,如在318处一样,当下拉发动机的同时,由于使用替代性气门升程廓线导致的驾驶员扭矩需求的任何不足可以经由调节来自联接到在混合动力车辆中的无效能(anergu)存储设备的马达的马达扭矩来补偿。例如,可以输出正的马达扭矩,以使得当发动机下拉时车辆可以根据驾驶员需求继续被推进。以这种方式,可以补偿通过气门调节引起的误差。
以这种方式,在从车辆操作的电动模式到发动机模式的改变期间,车辆控制器可以在转换到默认的气门升程廓线之前根据第一经调节的气门升程廓线操作每个发动机气缸的所有气门的同时推进车辆。相比之下,在从车辆操作的发动机模式到电动模式的改变期间,车辆控制器可以在从默认的气门升程廓线转换到根据第二不同的经调节的气门升程廓线操作每个发动机气缸的所有气门的同时推进车辆,其中第一和第二经调节的廓线中的每一个的气缸压缩压力相对于默认的气门升程廓线较低。此外,在从电动模式到发动机模式的变化期间以及从发动机模式到电动模式的变化二者期间,控制器可以经由来自联接到能量存储装置的马达的马达扭矩来补偿驾驶员需求的不足。根据第一经调节的气门升程廓线操作所有气门包括致动凸轮致动器以选择第一凸轮廓线,根据第二经调节的气门升程廓线操作所有气门包括致动凸轮致动器以选择第二不同的凸轮廓线,并且根据默认的气门升程廓线操作所有气门包括致动凸轮致动器以选择默认的凸轮廓线。这里,在从电动模式到发动机模式的改变期间,施加第一经调节的气门升程廓线,直到发动机转速高于阈值,而在从发动机模式到电动模式的改变期间,当发动机转速低于阈值时施加第二经调节的气门升程廓线。
在一个示例中,在从电动模式到发动机模式和从发动机模式到电动模式的改变期间分别施加的第一和第二经调节的气门升程廓线可以从多个经调节的气门升程廓线中选择,所述多个经调节的气门升程廓线包括第一廓线,其具有在气缸循环的排气冲程和压缩冲程的每一个中的排气门事件和在气缸循环的进气冲程和膨胀冲程的每一个中的进气门事件,第一廓线的峰值气门升程等于默认的、未调节的气门升程廓线的峰值气门升程。多个经调节的气门升程廓线还可以包括第二廓线,其中每个气缸的进气门和排气门中的一个或两个在气缸循环的每个冲程期间以固定升程保持打开,固定升程小于第一廓线的峰值气门升程。多个经调节的气门升程廓线还可以包括第三廓线,其中每个气缸的进气门和排气门中的一个或两个在每个气缸循环的每个冲程期间以波动的升程保持打开,所述波动的升程包括在气缸循环的每个冲程的开始和结束时的初始升程和在气缸循环的每个冲程的中间的峰值气门升程,第三廓线的峰值气门升程等于或小于第一廓线的峰值气门升程,第三廓线的初始升程等于或小于第二廓线的固定升程。多个经调节的气门升程廓线还可以包括第四廓线,其中每个气缸的进气门和排气门中的一个或两个在气缸循环的每个冲程期间以波动的升程保持打开,所述波动的升程包括活塞在气缸循环的每个冲程中处于TDC时的初始升程,以及在气缸循环的每个冲程的中间且当活塞在气缸循环的每个冲程中处于BDC时的峰值气门升程,第四廓线的峰值气门升程等于或小于第一廓线的峰值气门升程,第四廓线的初始升程等于或小于第二廓线的固定升程。
以这种方式,与发动机下拉和发动机上拉相关联的扭矩脉动和NVH降低。
图4示出了示例气门升程廓线的图400。对于给定的发动机气缸,每条气门升程廓线410-450显示气门正时和升程相对于发动机循环中的活塞位置的关系。在发动机启动期间,当发动机正在起动转动时,发动机控制器可被配置为选择气门升程廓线中的一个,以便减小气缸扭矩脉动。此外,在发动机停机期间,在发动机旋转至静止的同时,发动机控制器可以被配置为选择另一个气门升程廓线,以便减小气缸扭矩脉动。沿x轴以曲轴转角度(CAD)描绘发动机位置。
曲线408参考它们从上止点(TDC)和/或下止点(BDC)的位置并且还参考它们在发动机循环的四个冲程内的位置(进气、压缩、动力和排气)描绘活塞位置(沿y轴)。如正弦曲线408所示,活塞从TDC逐渐向下移动,在动力冲程结束的BDC处降到最低点。然后在排气冲程结束时,活塞在TDC处返回到顶部。然后在进气冲程期间,活塞再次朝向BDC向下移动,在压缩冲程结束时返回其在TDC处的原始顶部位置。
在410处示出了第一气门升程廓线。第一气门升程廓线可以是在气缸燃烧期间使用的默认的气门升程廓线。曲线402和404描绘在正常的发动机操作期间用于排气门(虚曲线402)和进气门(实曲线404)的气门正时。如所图示说明的,排气门可以恰在膨胀冲程结束处活塞降到最低点时打开。然后排气门随着活塞完成排气冲程而关闭,保持打开至少直到随后的进气冲程开始。当活塞在TDC和BDC之间的大约一半时,在排气冲程的中间出现气门的峰值升程(代表排气门的最大开度或升程)。以相同的方式,进气门可以在进气冲程开始时或之前打开,并且可以保持打开至少直到随后的压缩冲程开始。当活塞在TDC和BDC之间的大约一半时,进气冲程的中间出现气门的峰值升程(代表进气门的最大开度或升程)。在所示的示例中,两个气门都具有峰值气门升程L1。
由于排气门关闭和进气门打开之间的正时差异,在短时间内,在排气冲程结束之前和进气冲程开始之后,进气门和排气门二者都可以打开。这两个气门都可以打开的这个时间段被称为到正进气门和排气门重叠406(或简称为正的气门重叠),通过曲线402和404的相交处的阴影区域表示。在一个示例中,正进气门和排气门重叠406可以是在发动机冷启动期间存在的发动机的默认的凸轮位置。
在420处示出了第二气门升程廓线。第二气门升程廓线可以是在发动机下拉或发动机上拉事件期间使用的多个替代性气门升程廓线之一。曲线422和428(虚线)描绘了用于排气门的气门正时,而曲线424和426描绘了在发动机起动转动期间以及在发动机减速旋转至静止期间用于进气门的气门正时(实线)。如所图示说明的,排气门可以恰在膨胀冲程结束处活塞降低到最低点时打开。然后排气门随着活塞完成排气冲程而关闭,保持打开至少直到随后的进气冲程开始。以相同的方式,进气门可以在进气冲程开始时或之前打开,并且可以保持打开至少直到随后的压缩冲程开始。在循环的压缩和膨胀冲程中,另外一组进气门和排气门事件被重复。特别地,排气门也可以恰在进气冲程结束处活塞降低到最低点时打开。排气门然后随着活塞完成压缩冲程而关闭,保持打开至少直到随后的膨胀冲程开始。以相同的方式,进气门也可以在膨胀冲程开始时或之前打开,并且可以保持打开至少直到随后的排气冲程开始。也就是说,替代性气门升程廓线420包括相对于默认的气门升程廓线的附加的进气门事件和排气门事件。当活塞在TDC和BDC之间的大约一半时,在排气冲程和压缩冲程的中间出现排气门的峰值升程。当活塞在TDC和BDC之间的大约一半时,在进气冲程和膨胀冲程的中间出现进气门的峰值升程。分别在膨胀冲程和压缩冲程中添加的重复的进气门事件和排气门事件具有与其在进气冲程和排气冲程中的对应物的相同的气门开度,包括在对应的活塞冲程中间的相同的峰值升程L1。
在430处示出了第三气门升程廓线。第三气门升程廓线也可以是在发动机下拉或发动机上拉事件期间使用的多个替代性气门升程廓线之一。线432描绘了在发动机起动转动以及在发动机减速旋转至静止期间的进气门和排气门中的一个或多个的气门正时。如所图示说明,进气门和排气门针对所有气门事件以固定升程操作,在气缸循环的所有冲程中保持所述固定升程。换句话说,进气门和排气门在气缸的所有冲程中都以气门升程L2保持打开。气门升程L2小于在气门升程廓线410和420中的每个中应用的峰值升程L1。气门升程L2被设计为足够低以避免TDC处的活塞-气门的干扰。通过以固定的低升程保持每个气缸的气门打开,减少了通常在起动转动和发动机减速旋转期间产生的处于低RPM的压缩脉冲。
在440处示出了第四气门升程廓线。第四气门升程廓线也可以是在发动机下拉或发动机上拉事件期间使用的多个替代性气门升程廓线之一。第四气门升程廓线440具有在曲线442处所描绘的针对所有气门事件的波动的低升程。在第四气门升程廓线中,进气门和排气门在气缸循环的全部冲程中针对所有的气门事件以最小升程L3操作,最小升程在每个活塞冲程的中间处升至峰值升程L4。这里,当活塞在每个冲程结束降低到最低点时,每个气门可以以最小升程保持打开,气门升程增加通过每个活塞冲程的中间,且然后随着活塞完成冲程而返回到最小升程。最小升程L3可以等于或小于在430所示的固定升程廓线的气门升程L2。峰值升程L4可以等于或小于在420处所示的第二升程廓线的升程L1。
在450处示出了第五气门升程廓线。第五气门升程廓线也可以是在发动机下拉或发动机上拉事件期间使用的多个替代性气门升程廓线之一。第五气门升程廓线450也具有针对所有气门事件的波动的低升程,如曲线452所示。在第五气门升程廓线中,进气门和排气门在气缸循环的全部冲程中针对所有气门事件以最小升程L3操作,最小升程在每个活塞冲程的中间处升至峰值升程L4。然而,当活塞在膨胀和进气冲程结束处到达BDC时,气门升程保持在峰值升程,并且当活塞在排气和压缩冲程结束处到达TDC时,气门升程被选择性地减小到最小升程。也就是说,当活塞到达BDC时,气门升程不减小。最小升程L3可以等于或小于在430处所示的固定升程廓线的气门升程L2。峰值升程L4可以等于或小于在420处所示的第二升程廓线的气门升程L1。
应当理解,对于每个替代性气门升程廓线,在气缸事件期间用于所有四个气缸冲程(进气、压缩、膨胀、排气)的廓线可以相同(或如所指示的)。替代性气门升程廓线可以被施加于所有的进气门和排气门,或也可以仅施加于两个进气门,或仅施加于两个排气门,或仅施加于一个气门(进气门或排气门)。在一个示例中,可以在发动机设计阶段期间做出该决定,使得所确定的廓线然后被施加用于每个发动机重启/上拉和每个发动机停机/下拉事件的那些(一个或多个)气门。替代地,控制器可以基于当时的发动机和车辆条件来选择在发动机重启或停机事件期间对哪个气门施加选定的廓线。
现在转向图5,在绘图5中示出了混合动力电动车辆的操作期间的示例气门升程廓线调节。绘图500描绘了在曲线502处的操作者踏板位置(PP)、在曲线504处的发动机转速、在曲线508处的发动机燃料供应(开或关)、在曲线510处的发动机扭矩输出、在曲线512处的电池荷电状态(SOC)、在曲线514处的马达扭矩输出以及在曲线516处的车速的变化。在曲线506中描绘了气门升程廓线选择,其中从廓线_1至廓线_5中选择气门升程廓线。这里,廓线_5可以是在气缸燃烧期间选择的默认的廓线,而廓线_1-4是在发动机上拉和下拉事件期间选择的替代性气门升程廓线。例如,廓线_1-4可以包括图4的廓线420-450中的任何一个。示出所有曲线随时间(沿x轴)变化。在t1-t9处示出车辆操作期间的重要时刻。
在t1之前,混合动力车辆仅以电动模式工作,其中车轮是使用马达扭矩推进的。在一个示例中,电动模式下的车辆操作是响应于较低的驾驶员需求(曲线502)。由于车辆使用马达扭矩推进,发动机燃料供应被禁用(曲线508),并且随着电池电力被取出用于提供马达扭矩,电池SOC会逐渐减小(曲线512)。
在t1时刻,响应于驾驶员需求的增加(例如由于操作者踩加速器踏板),车辆可以转向发动机模式,其中仅使用发动机扭矩来推进车辆并满足驾驶员需求。这里,到发动机模式的转变是由于驾驶员需求的增加超过由马达可产生的扭矩。特别地,在t1时,发动机被上拉,其中在经由马达推进车辆的同时发动机重启。发动机上拉包括在发动机气缸中恢复燃料递送和燃料燃烧,并且基于驾驶员需求增加发动机扭矩输出。
为了减少在发动机上拉期间的泵气损失,发动机可以利用选定的气门升程廓线_1来起动转动(曲线506)。在t1和t2之间,随着发动机起动转动并向阈值速度505移动,保持廓线_1。在t2时,一旦达到阈值速度505,并且发动机达到怠速,则气门升程可以通过凸轮廓线致动器的致动而转换到廓线_2。这里,在起动转动期间施加廓线_1,而在怠速期间施加廓线_2。廓线_1包括图4的气门升程廓线420-450中的一个,并且廓线_2包括图4的气门升程廓线420-450中的另一个。此后,当发动机转速升高到满足驾驶员需求时,气门升程可以通过凸轮廓线致动器的致动而转换到廓线_5(默认的燃烧气门升程廓线)。然后保持廓线_5。在发动机重启并起动转动的同时,使用马达扭矩满足扭矩瞬态,以保持驾驶员要求的车速。然后,一旦发动机已经充分地旋转并且能够满足扭矩需求,则马达被禁用,导致马达扭矩输出被中断并且电池SOC被保持。
在t3时,扭矩需求和请求的车速下降,车辆转变为辅助模式,其中使用发动机扭矩满足所需扭矩的一部分,并且使用马达扭矩满足扭矩的剩余部分,由此降低燃料消耗。由于继续发动机燃烧,保持廓线_5,同时,随着电池SOC相应下降,发动机扭矩输出减少且马达扭矩输出增加。
在t4时,扭矩需求和请求的车速进一步下降,车辆返回到电动模式,其中所有需求的扭矩都通过使用马达扭矩来满足。这里,转换到电动模式是由于驾驶员需求下降到由马达自身可产生的水平。特别地,在t4时,发动机下拉,其中发动机停机同时车辆经由马达推进。发动机下拉包括中断在发动机气缸中的燃料递送和燃料燃烧,以及将发动机减速旋转到静止。由于下拉,发动机扭矩输出减小。
为了减少发动机下拉时的泵气损失,廓线_5可以被保持直到发动机转速达到阈值速度505,然后气门升程通过凸轮廓线致动器的致动而转换到廓线_3。然后保持廓线_3直到发动机旋转至静止。廓线_3包括图4的气门升程廓线420-450中的又一个,并且使得发动机能够旋转至在期望的停止位置处静止。廓线_3与在发动机上拉期间施加的气门升程廓线不同。当发动机被下拉时,使用马达扭矩来满足扭矩瞬态,以便保持驾驶员要求的车辆速度。在t5时,响应于车辆停机请求,马达也被禁用,导致马达扭矩输出被中断。
应当理解,如果在t4时接收到车辆停机请求,同时发动机正在旋转并燃烧燃料,则发动机可以在发动机转速已经降到阈值速度之后在气门升程转变到替代性停机廓线(例如,廓线_4)的情况下停机。换句话说,相同的气门升程廓线(廓线_3)可以施加于所有发动机下拉事件。
在t6时,接收到车辆重启请求。响应于车辆重启请求,发动机重启并起动转动,并且车辆移动到发动机模式。特别地,在t6时,发动机重启以推进车辆。发动机重启包括恢复在发动机气缸中的燃料递送和燃料燃烧,并且基于驾驶员需求增加发动机扭矩输出。为了减少发动机重新启动期间的泵气损失,发动机可以选择气门升程廓线_4来起动转动。廓线_4包括图4的气门升程廓线420-450中的又一个。这里,在车辆起动期间在发动机重新启动期间选定的廓线与车辆使用马达扭矩被推进的发动机上拉期间选定的廓线不同。随着发动机起动转动并且朝向阈值速度505移动以及进入怠速区域,保持廓线_4。在t7时,一旦达到阈值速度505和怠速中的每个,则气门升程可以经由凸轮廓线致动器的致动转换到廓线_5。然后保持廓线_5。
在使用廓线_5的发动机操作期间,调节发动机输出以提供所请求的车辆速度并对电池充电。结果,SOC开始增加。
在t8时,响应于扭矩需求的下降以及足够可用的电池SOC,车辆移动到使用马达扭矩满足所有所需要的扭矩的电动模式。特别地,在t8时,发动机下拉,其中发动机停机同时经由马达推进车辆。发动机下拉包括中断在发动机气缸中的燃料递送和燃料燃烧,以及将发动机减速旋转到静止。由于下拉,发动机扭矩输出减小。
为了减少发动机下拉期间的泵气损失,气门升程响应于驾驶员需求的下降经由凸轮轮廓致动器的致动将气门升程转换到廓线_3。然后保持廓线_3直到发动机旋转至静止。廓线_3使发动机能够旋转到在所需的停止位置静止。在发动机下拉的同时,使用马达扭矩来满足扭矩瞬态,以便维持驾驶员请求的车辆速度。此后,仅使用马达扭矩推进车辆。
在替代示例中,发动机系统可以仅使用两个气门升程廓线来操作,所述两个气门升程廓线包括在常规气缸燃烧期间施加的默认的气门升程廓线,加上用于发动机重新启动和停机事件的一条替代性廓线。这里,可以基于致动器设计问题和其他约束来(从上面列出的第一至第四替代性气门升程廓线)预选择待使用的替代性廓线。然后控制器可以选择何时使用默认的(例如,正常的)气门升程廓线以及何时使用替代性气门升程廓线。这样做,减少了发动机系统的控制复杂性和部件要求。
以这种方式,可以在发动机起动转动和发动机停机事件期间使用替代性气门升程廓线,以减小气缸压力。因此,在这些事件期间经历的扭矩脉动以及相关联的NVH减少。降低气缸压力的技术效果是在试图克服气缸压力时损失较少的发动机,从而提高车辆性能。在混合动力车辆的情况下,气缸压力的降低可以导致混合动力车辆以电力操作更长的持续时间,从而提高燃料经济性。此外,由于驾驶员改变想法的重启导致的发动机重启能够被更无缝地执行,且对车辆操作者具有较小的噪音。此外,可以以较高的重复性执行发动机停机和重启。
混合动力车辆的一个示例方法包括:响应于发动机下拉或上拉事件,在上拉或下拉发动机的同时致动凸轮致动器以根据经调节的气门升程廓线操作每个气缸的进气门和排气门中的一个或两个,所述经调节的气门升程廓线不同于在气缸燃烧期间使用的未调节的气门升程廓线,所述经调节的气门升程廓线使得能够产生比未经调节的廓线更低的气缸压缩压力;并且基于能量存储装置的荷电状态来选择经调节的廓线。在前述示例中,上拉发动机包括发起发动机中的燃料递送和燃料燃烧以使发动机从静止加速旋转,下拉发动机包括中断到发动机中的燃料递送和在发动机中的燃料燃烧以使发动机减速旋转至静止。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,经调节的气门升程廓线具有与未调节廓线的气门升程不同的气门升程,并且所述选择还基于活塞-气门间隙和期望的发动机停止位置中的一个或多个。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述选择包括从多个经调节的气门升程廓线中选择,所述多个经调节的气门升程廓线包括具有在气缸循环的排气冲程和压缩冲程中的每一个中的排气门事件和在气缸循环的进气冲程和膨胀冲程中的每一个中的进气门事件的第一经调节的气门升程廓线,第一经调节的气门升程廓线的峰值气门升程等于所述经调节的气门升程廓线的峰值气门升程。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述多个经调节的气门升程廓线还包括第二经调节的气门升程廓线,其中在气缸循环的每个冲程期间每个气缸的进气门和排气门中的一个或两个以固定升程保持打开,所述固定升程小于第一经调节的气门升程廓线的峰值气门升程。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述多个经调节的气门升程廓线还包括第三经调节的气门升程廓线,其中在气缸循环的每个冲程期间每个气缸的进气门和排气门中的一个或两个以波动的升程保持打开,所述波动的升程包括在气缸循环的每个冲程的开始和结束处的初始升程和在气缸循环的每个冲程的中间的峰值气门升程,第三廓线的峰值气门升程等于或小于第一经调节的气门升程廓线的峰值气门升程,第三廓线的初始升程等于或小于第二经调节的气门升程廓线的固定升程。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述多个经调节的气门升程廓线还包括第四经调节的气门升程廓线,其中在气缸循环的每个冲程期间每个气缸的进气门和排气门中的一个或两个以波动的升程保持打开,所述波动的升程包括活塞在气缸循环的每个冲程中处于TDC时的初始升程以及在气缸循环的每个冲程的中间处和当活塞在气缸循环的每个冲程中处于BDC时的峰值气门升程,第四廓线的峰值气门升程等于或小于第一经调节的气门升程廓线的峰值气门升程,第四廓线的初始升程等于或小于第二经调节的气门升程廓线的固定升程。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述选择包括:当荷电状态较高时选择第一、第二、第三和第四廓线中的一个,并且当荷电状态较低时选择第一、第二、第三和第四廓线中的另一个。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述方法还包括:在发动机下拉事件期间选择第一、第二、第三和第四廓线中的一个,并在发动机上拉事件期间选择第一、第二、第三和第四廓线中的另一个。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述选择还包括选择每个气缸的进气门和排气门中的一个或两个的数量和身份(identity)。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述方法包括:在发动机上拉事件期间,以经调节的气门升程廓线操作,直到发动机转速高于阈值速度,并且然后转换到未调节的气门升程廓线;并且在发动机下拉事件期间,以未调节的气门升程廓线操作,直到发动机转速低于阈值速度,并且然后转换到经调节的气门升程廓线。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,所述方法还包括:在以未调节的气门升程廓线操作的同时,经由来自联接到能量存储装置的马达的马达扭矩来补偿驾驶员需求的不足。
混合动力车辆的另一示例方法包括:在从车辆操作的电动模式到发动机模式的改变期间,在转换到默认的气门升程廓线之前根据第一经调节的气门升程廓线操作每个发动机气缸的所有气门;以及在从车辆操作的发动机模式到电动模式的改变期间,从默认的气门升程廓线转换成根据第二不同的经调节的气门升程廓线操作每个发动机气缸的所有气门,其中第一和第二经调节的廓线中的每一个的气缸压缩压力相对于默认的气门升程廓线较低。在前述示例中,另外地或可选地,在从电动模式到发动机模式的改变期间以及从发动机模式到电动模式的改变期间,经由来自联接到能量存储装置的马达的马达扭矩来补偿驾驶员需求的不足。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,从电动模式到发动机模式的改变以及从发动机模式到电动模式的改变均自动发生而不需接收来自车辆驾驶员的输入且不需车辆状态或钥匙状态的改变。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,根据第一经调节的气门升程廓线操作所有气门包括致动凸轮致动器以选择第一凸轮廓线,根据第二经调节的气门升程廓线操作所有气门包括致动凸轮致动器以选择第二不同的凸轮廓线,并且其中根据默认的气门升程廓线操作所有气门包括致动凸轮致动器以选择默认的凸轮廓线。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,施加第一经调节的气门升程廓线,直到发动机转速高于阈值,并且其中当发动机转速低于阈值时施加第二经调节的气门升程廓线。
另一示例混合动力车辆系统包括:发动机;联接到能量存储装置的马达;凸轮廓线变换机构,以用于在多个凸轮廓线之间变换,所述多个凸轮廓线中的每一个均与替代性气门升程廓线相关联;以及控制器,所述控制器具有存储在非瞬时存储器上的计算机可读指令,以用于:响应于在没有来自车辆操作者的输入的情况下触发的发动机重启,以选择的多个凸轮廓线中的第一凸轮廓线起动转动发动机,所述第一凸轮廓线用于在气缸循环的全部冲程中至少以最小气门升程操作全部发动机气缸的全部进气门和排气门;在发动机转速高于阈值速度之后,转换到默认的气门升程廓线,从而仅在气缸循环的进气冲程中以波动的升程操作全部发动机气缸的全部进气门,并且仅在气缸循环的排气冲程中以波动的升程操作全部发动机气缸的全部排气门。在前述示例中,另外地或可选地,所述控制器可以包括进一步的指令以用于:响应于在没有来自车辆操作者的输入的情况下触发的发动机停机,无燃料地使发动机减速旋转,并且当发动机转速低于阈值时,利用选择的多个凸轮廓线中的第二凸轮廓线将发动机减速旋转至静止,所述第二凸轮廓线用于在气缸循环的全部冲程中至少以最小气门升程操作全部发动机气缸的全部进气门和排气门。在任何或全部的前述示例中,另外地或可选地,当以第一或第二凸轮廓线操作时的最小气门升程大于当以默认的气门升程廓线操作时的最小气门升程。
注意,包括在本文中的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器以及其他发动机硬件组合实施。本文描述的特定程序可表示任何数量的处理策略中的一种或多种,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。由此,所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行或在一些情况下省略。同样地,处理的次序并非是实现本文所描述的示例实施例的特征和优点所必需的,而是为易于说明和描述提供。根据所使用的具体策略,可重复执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地,所描述的动作、操作和/或功能可图形化地表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中可以通过执行包括与电子控制器结合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来实施所描述的动作。
应该理解,本文公开的配置和程序在本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被视为具有限制性意义,因为可能有许多变体。例如,以上技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他的发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置,以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求保护。此类权利要求,无论是更宽于、更窄于、等于或不同于原始的权利要求范围,仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于混合动力车辆的方法,其包括:
响应于混合动力发动机停机或重启事件,在上拉或下拉发动机的同时致动凸轮致动器以根据经调节的气门升程廓线操作每个气缸的进气门和排气门中的一者或两者,所述经调节的气门升程廓线不同于在气缸燃烧期间使用的未调节的气门升程廓线,所述经调节的气门升程廓线启用比所述未调节的气门升程廓线更低的气缸压缩压力;以及
基于能量存储装置的荷电状态选择所述经调节的气门升程廓线。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述混合动力发动机停机和混合动力发动机重启事件在没有接收来自车辆驾驶员的输入并且没有车辆状态或钥匙状态改变的情况下自动地发生,并且其中重启所述发动机包括发起所述发动机中的燃料递送和燃料燃烧以使所述发动机从静止加速旋转,并且其中使所述发动机停机包括中断至所述发动机的燃料递送和在所述发动机中的燃料燃烧以使发动机减速旋转至静止。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述经调节的气门升程廓线具有与所述未调节的气门升程廓线的气门升程不同的气门升程,并且其中所述选择还基于活塞-气门间隙和期望的发动机停止位置中的每一个。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述选择包括从多个经调节的气门升程廓线中选择,所述多个经调节的气门升程廓线包括第一经调节的气门升程廓线,所述第一经调节的气门升程廓线具有在气缸循环的排气冲程和压缩冲程中的每一个中的排气门事件和在所述气缸循环的进气冲程和膨胀冲程中的每一个中的进气门事件,所述第一经调节的气门升程廓线的峰值气门升程等于所述未调节的气门升程廓线的峰值气门升程。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述多个经调节的气门升程廓线还包括第二经调节的气门升程廓线,其中在所述气缸循环的每个冲程期间,每个气缸的所述进气门和所述排气门中的所述一者或两者以固定升程保持打开,所述固定升程小于所述第一经调节的气门升程廓线的所述峰值气门升程。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述多个经调节的气门升程廓线还包括第三经调节的气门升程廓线,其中在所述气缸循环的每个冲程期间每个气缸的所述进气门和所述排气门中的所述一者或两者以波动的升程保持打开,所述波动的升程包括在所述气缸循环的每个冲程的开始和结束处的初始升程和在所述气缸循环的每个冲程的中间的峰值气门升程,所述第三经调节的气门升程廓线的所述峰值气门升程等于或小于所述第一经调节的气门升程廓线的所述峰值气门升程,所述第三经调节的气门升程廓线的所述初始升程等于或小于所述第二经调节的气门升程廓线的所述固定升程。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述多个经调节的气门升程廓线还包括第四经调节的气门升程廓线,其中在所述气缸循环的每个冲程期间每个气缸的所述进气门和所述排气门中的所述一者或两者以波动的升程保持打开,所述波动的升程包括当活塞在所述气缸循环的每个冲程中处于TDC时的初始升程以及在所述气缸循环的每个冲程的中间且当所述活塞在所述气缸循环的每个冲程中处于BDC时的峰值气门升程,所述第四经调节的气门升程廓线的所述峰值气门升程等于或小于所述第一经调节的气门升程廓线的所述峰值气门升程,所述第四经调节的气门升程廓线的所述初始升程等于或小于所述第二经调节的气门升程廓线的所述固定升程。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述选择包括:
当所述荷电状态较高时,选择所述第一经调节的气门升程廓线、所述第二经调节的气门升程廓线、所述第三经调节的气门升程廓线和所述第四经调节的气门升程廓线中的一个,并且当所述荷电状态较低时,选择所述第一经调节的气门升程廓线、所述第二经调节的气门升程廓线、所述第三经调节的气门升程廓线和所述第四经调节的气门升程廓线中的另一个。
9.根据权利要求7所述的方法,还包括:
在所述发动机下拉事件期间,选择所述第一经调节的气门升程廓线、所述第二经调节的气门升程廓线、所述第三经调节的气门升程廓线和所述第四经调节的气门升程廓线中的一个,并在所述发动机上拉事件期间,选择所述第一经调节的气门升程廓线、所述第二经调节的气门升程廓线、所述第三经调节的气门升程廓线和所述第四经调节的气门升程廓线中的另一个。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述选择还包括选择每个气缸的所述进气门和所述排气门中的所述一者或两者的数量和身份。
11.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在所述发动机重启事件期间,以所述经调节的气门升程廓线操作,直到发动机转速高于阈值速度,并且然后转换到所述未调节的气门升程廓线;以及
在所述发动机停机事件期间,以所述未调节的气门升程廓线操作,直到所述发动机转速低于所述阈值速度,并且然后转换到所述经调节的气门升程廓线。
12.根据权利要求1所述的方法,还包括:
在以所述未调节的气门升程廓线操作的同时,经由来自联接到所述能量存储装置的马达的马达扭矩补偿驾驶员需求的不足。
13.一种用于混合动力车辆的方法,其包括:
在从车辆操作的电动模式到发动机模式的改变期间,在转换到默认的气门升程廓线之前根据第一经调节的气门升程廓线操作每个发动机气缸的所有气门;以及
在从车辆操作的发动机模式到电动模式的改变期间,从所述默认的气门升程廓线转换成根据不同的第二经调节的气门升程廓线操作每个发动机气缸的所有气门,其中,相对于所述默认的气门升程廓线,所述第一经调节的气门升程廓线和所述第二经调节的气门升程廓线中的每一个中的气缸压缩压力较低。
14.根据权利要求13所述的方法,还包括在从电动模式到发动机模式的所述改变期间以及从发动机模式到电动模式的所述改变期间,经由来自联接到能量存储装置的马达的马达扭矩补偿驾驶员需求的不足。
15.根据权利要求13所述的方法,其中从所述电动模式到发动机模式的所述改变以及从发动机模式到电动模式的所述改变二者在没有接收来自车辆驾驶员的输入并且没有车辆状态或钥匙状态改变的情况下自动地发生。
16.根据权利要求14所述的方法,其中根据所述第一经调节的气门升程廓线操作所有气门包括致动凸轮致动器以选择第一凸轮廓线,根据所述第二经调节的气门升程廓线操作所有气门包括致动所述凸轮致动器以选择不同的第二凸轮廓线,并且其中根据所述默认的气门升程廓线操作所有气门包括致动所述凸轮致动器以选择默认的凸轮廓线。
17.根据权利要求13所述的方法,其中施加所述第一经调节的气门升程廓线,直到发动机转速高于阈值,并且其中当所述发动机转速低于所述阈值时施加所述第二经调节的气门升程廓线。
18.一种混合动力车辆系统,包括:
发动机;
联接到能量存储装置的马达;
用于在多个凸轮廓线之间变换的凸轮廓线变换机构,所述多个凸轮廓线中的每一个均与经调节的气门升程廓线相关联;以及
控制器,所述控制器具有存储在非瞬时存储器上的计算机可读指令,以用于:
响应于在没有来自车辆操作者的输入的情况下触发的发动机重启,
以选择的所述多个凸轮廓线中的第一凸轮廓线起动转动所述发动机,所述第一凸轮廓线用于在气缸循环的全部冲程中至少以最小气门升程操作全部发动机气缸的全部进气门和排气门;
在发动机转速高于阈值速度之后,转换到默认的气门升程廓线,从而仅在所述气缸循环的进气冲程中以波动的升程操作所有发动机气缸的所有进气门,并且仅在所述气缸循环的排气冲程中以波动的升程操作所有发动机气缸的所有排气门。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述控制器包括进一步的指令以用于:
响应于在没有来自所述车辆操作者的输入的情况下触发的发动机停机,
使所述发动机无燃料地减速旋转,并且当所述发动机转速低于所述阈值时,以选择的所述多个凸轮廓线中的第二凸轮廓线将所述发动机旋转至静止,所述第二凸轮廓线用于在气缸循环的全部冲程中至少以所述最小气门升程操作全部发动机气缸的全部进气门和排气门。
20.根据权利要求19所述的系统,其中当以所述第一凸轮廓线或所述第二凸轮廓线操作时的所述最小气门升程大于当以默认的气门升程廓线操作时的所述最小气门升程。
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