CN113911105A - 用于停止混合动力车辆发动机的方法和系统 - Google Patents

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CN113911105A
CN113911105A CN202110708003.0A CN202110708003A CN113911105A CN 113911105 A CN113911105 A CN 113911105A CN 202110708003 A CN202110708003 A CN 202110708003A CN 113911105 A CN113911105 A CN 113911105A
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CN
China
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torque converter
unlock
torque
vehicle
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赵亚楠
克里斯多夫·约翰·特斯拉克
斯图尔特·N·福特
拉尔夫·韦恩·坎宁安
朱德哈吉特·罗伊
晨柳·斯蒂芬·陆
吉里什·戈库尔·钦努帕利
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Ford Global Technologies LLC
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

本公开提供了“用于停止混合动力车辆发动机的方法和系统”。描述了用于操作包括具有变矩器离合器的自动变速器的车辆的方法和系统。在一个示例中，所述方法包括预测所述变矩器离合器将打开的时间，使得可以在打开所述变矩器离合器之前请求停止发动机的旋转。请求停止发动机的旋转以节省燃料。

Description

用于停止混合动力车辆发动机的方法和系统
技术领域
本说明书涉及用于停止车辆发动机的方法和系统。所述方法和系统可以在发动机停止程序期间延长向发动机的燃料的切断以节省燃料。
背景技术
车辆可以包括内燃发动机，所述内燃发动机在车辆在道路上行驶而驾驶员需求扭矩低时进入燃料切断模式。燃料切断模式可以减少燃料消耗和发动机排放。因此，可能希望尽可能长时间保持处于燃料切断模式。然而，对于包括自动变速器的车辆而言，保持处于燃料切断模式可能是具有挑战性的，因为当变矩器解锁时，自动变速器可能不会传递足够的扭矩来使发动机旋转。因此，当必须打开变矩器以改善车辆操控性时，可以在车辆速度变低之前对发动机补给燃料，然后可以在车辆速度达到零之后停止发动机以节省燃料。然而，对发动机补给燃料可能增加燃料消耗和排放。
发明内容
发明人在本文已经认识到上述问题并且已经开发了一种用于操作车辆传动系的方法，包括：响应于在第一状况期间的第一解锁计划来解锁变矩器离合器；以及响应于在第二状况期间的第二解锁计划来解锁所述变矩器离合器，所述第二状况包括施加了制动器、集成式起动机/发电机具有起动发动机的扭矩容量以及电池具有起动所述发动机的容量。
通过延长变矩器的锁定，可以将供应给发动机的燃料切断更长时间，使得在车辆速度达到零之前不需要对发动机补给燃料。具体地，通过维持锁定的变矩器离合器，发动机可以在较低的车辆速度下保持处于燃料切断模式。另外，可以响应于变矩器离合器解锁预测为真而发出或命令发动机停止旋转请求，使得在车辆速度达到零之前不需要对发动机补给燃料。因此，可以节省燃料并且可以减少发动机排放。
本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可以减少车辆的燃料消耗。此外，所述方法可以延长变矩器离合器可以被锁定的时间量，以进一步减少发动机燃料消耗并延长再生制动的操作。另外，所述方法可以防止在可能更难以自动重新起动发动机的状况期间的自动发动机停止。
根据以下具体实施方式并单独地或结合附图来理解，本描述的以上优点和其他优点以及特征将显而易见。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出了内燃发动机的示意图；
图2示出了包括图1中所示的内燃发动机的示例性车辆传动系或动力传动系统的示意图；
图3示出了根据图4的方法的示例性车辆操作序列；以及
图4示出了用于基于车辆工况停止发动机的旋转并重新起动发动机的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本说明书涉及停止内燃发动机。在低驾驶员需求扭矩的状况期间，发动机最初可以停止燃烧燃料。通过在响应于低车辆速度而打开变矩器离合器之前请求停止发动机旋转，发动机可以继续不燃烧燃料。因此，在车辆完全停止之前，发动机可以不重新起动，从而减少了发动机可能消耗的燃料量。发动机可以在车辆停止之后或响应于驾驶员需求扭矩的增加而重新起动。发动机可以是图1中示出的类型。替代地，发动机可以是柴油发动机。发动机可以包括在图2所示的动力传动系统或传动系中。图3示出了示例性发动机停止程序。发动机可以根据图4所示的方法来停止。
参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述缸体包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36定位在其中并且经由与曲轴40的连接进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96(例如，低压(以小于20伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，当未接合到发动机曲轴时，起动机96处于基本状态。起动机96可以从电池37接收电力并向其提供电力。在一个示例中，电池37可以是12伏电池。
燃烧室30被示出为经由相应的进气提升阀52和排气提升阀54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53来操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。进气门52的升程量和/或相位或位置可以经由气门调整装置59相对于曲轴40的位置进行调整。排气门54的升程量和/或相位或位置可以经由气门调整装置58相对于曲轴40的位置进行调整。气门调整装置58和59可以是机电装置、液压装置或机械装置。控制器12可以在发动机起动期间经由打开压缩泄压阀79来减小气缸30中的压缩，以减小发动机转动起动扭矩。
发动机10包括容纳曲轴40的曲轴箱39。油底壳37可以形成曲轴箱39和发动机缸体33的下边界，并且活塞36可以构成曲轴箱39的上边界。曲轴箱39可以包括曲轴箱通风阀(未示出)，所述曲轴箱通风阀可以经由进气歧管44将气体排放到燃烧室30。可以经由温度传感器38来感测曲轴箱39中的油的温度。
燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一个示例中，高压双级燃料系统可以用于产生较高的燃料压力。
此外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。任选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。由于节气门62的入口在增压室45内，因此增压室45中的压力可以称为节气门入口压力。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以选择性地调整到介于完全打开与完全关闭之间的多个位置。排气门163可以经由控制器12进行调整以允许排气选择性地绕开涡轮164，从而控制压缩机162的转速。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。
无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为联接到催化转化器70上游的排气歧管48。替代地，双态排气氧传感器可以取代UEGO传感器126。
在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化器。
控制器12在图1中被示出为常规微计算机，所述常规微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110以及常规数据总线。控制器12被示出为除了先前讨论的那些信号之外还接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，包括：来自联接到气缸盖35的温度传感器112的气缸盖温度；联接到推进踏板130的位置传感器134，用于感测由人类的脚132施加的力；联接到制动踏板150的位置传感器154，用于感测由脚152施加的力；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器，用于感测曲轴40的位置；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器68的节气门位置的测量值。还可以感测(传感器未示出)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每旋转一圈时产生预定数目的等距脉冲，根据所述预定数目的等距脉冲可以确定发动机转速(RPM)。
在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部以便增加燃烧室30内的体积。活塞36靠近气缸的底部并且处于其冲程末端(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。
在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程末端并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小体积时)的点通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在下文称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃所喷射的燃料，从而导致燃烧。
在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。应当注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。
图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括图1所示的发动机10。动力传动系200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、集成式起动机/发电机(ISG)控制器257、变速器控制器254以及制动器控制器250。控制器可以通过控制器局域网(CAN)299进行通信。控制器中的每一者可以向其他控制器提供信息，诸如扭矩输出极限(例如，装置或部件的被控制成不得超过的扭矩输出)、扭矩输入极限(例如，装置或部件的被控制成不得超过的扭矩输入)、装置的被控制的扭矩输出、传感器和致动器数据、诊断信息(例如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息和关于劣化的制动器的信息)。另外，车辆系统控制器255可以向发动机控制器12、ISG控制器257、变速器控制器254和制动器控制器250提供命令，以实现基于车辆工况的驾驶员输入请求和其他请求。
在其他示例中，控制动力传动系统装置的划分可按不同于图2所示的方式划分。例如，单个控制器可取代车辆系统控制器255、发动机控制器12、ISG控制器257、变速器控制器254以及制动器控制器250。替代地，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而ISG控制器257、变速器控制器254和制动器控制器250是独立的控制器。
传动系200被示出为包括带传动起动发电机(ISG)219。ISG 219可以经由皮带231联接到发动机10的曲轴40。替代地，ISG 219可以直接联接到曲轴40。当对电能存储装置263充电时，ISG 219可以向传动系200提供负扭矩。ISG 219也可以提供正扭矩，以经由电能存储装置(例如，电池或电容器)265所供应的能量来使传动系200旋转。在一个示例中，电能存储装置265可以输出比电能存储装置263(例如12伏)更高的电压(例如48伏)。DC/DC转换器245可以允许在高压总线291与低压总线292之间交换电能。高压总线291电联接到逆变器246和电能存储装置265。低压总线292电联接到电能存储装置263和传感器/致动器/附件279。电气附件279可以包括但不限于前挡风玻璃电阻加热器和后挡风玻璃电阻加热器、真空泵、气候控制风扇以及灯。逆变器246将DC功率转换为AC功率，反之亦然，以使得功率能够在ISG 219与电能存储装置265之间传递。车辆系统控制器255可以请求增加的发动机扭矩来克服充电扭矩并且满足驾驶员需求扭矩。
发动机10的扭矩输出可以经由扭矩致动器204，诸如燃料喷射器、节气门等进行调整。发动机输出扭矩可以经由曲轴40传输到变矩器泵轮285。变矩器206包括用于向输入轴270输出扭矩的涡轮286。输入轴270将变矩器206机械地联接到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁路锁止离合器212(TCC)。当TCC被锁定时，扭矩从泵轮285直接传递到涡轮286。TCC由控制器12电气地操作。替代地，TCC可以是液压锁定的。在一个示例中，变矩器可以被称为变速器的部件。
当变矩器锁止离合器212完全脱开时，变矩器206经由变矩器涡轮286与变矩器泵轮285之间的流体传递将发动机扭矩传输到自动变速器208，由此实现扭矩倍增。相比之下，当变矩器锁止离合器212完全接合时，经由变矩器离合器将发动机输出扭矩直接传递到变速器208的输入轴270。替代地，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，由此能够调整直接传递到变速器的扭矩的量。变速器控制器254可以被配置为通过响应于各种发动机工况或者根据基于驾驶员的发动机操作请求而调整变矩器锁止离合器212来调整由变矩器212传输的扭矩的量。
变矩器206还包括泵283，所述泵对流体加压以操作分离离合器236、前进离合器210和挡位离合器211。泵283经由泵轮285进行驱动，该泵轮以与发动机10相同的转速旋转。
自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1至10)211和前进离合器210。自动变速器208是固定传动比变速器。挡位离合器211和前进离合器210可以选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比率。挡位离合器211可以通过经由换挡控制电磁阀209调整供应到离合器的流体来接合或脱开。来自自动变速器208的扭矩输出也可以经由输出轴260传送到车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可以在将输出驱动扭矩传输到车轮216之前响应于车辆行驶状况而在输入轴270处传递输入驱动扭矩。变速器控制器254选择性地激活或接合TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器254还选择性地停用或脱离TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。
可以通过接合摩擦车轮制动器218将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，摩擦车轮制动器218可以响应于驾驶员将他/她的脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合。此外，制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255做出的信息和/或请求而应用制动器218。以类似的方式，通过响应于驾驶员将他/她的脚从制动踏板释放、制动器控制器指令、和/或车辆系统控制器指令和/或信息而使车轮制动器218脱开，可以减小对车轮216的摩擦力。例如，作为自动化发动机停止程序的一部分，车辆制动器可以经由控制器250向车轮216施加摩擦力。
响应于增加车辆225的速度的请求，车辆系统控制器可以从推进踏板或其他装置获得驾驶员需求扭矩或功率请求。车辆系统控制器255然后将所请求的驾驶员需求扭矩的一部分分配给发动机10，并将其余部分分配给BISG 219。车辆系统控制器255从发动机控制器12请求发动机扭矩。如果BISG扭矩加上发动机扭矩小于变速器输入扭矩极限(例如，不应被超过的阈值)，则将扭矩输送到变矩器206，然后变矩器将所请求的扭矩的至少一部分传送到变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可以基于输入轴扭矩和车辆速度的换挡计划和TCC锁止计划来选择性地锁定变矩器离合器212并且经由挡位离合器211接合挡位。在某些状况下，当可能需要给电池279充电时，可以在存在非零驾驶员需求扭矩时请求充电扭矩(例如，负的BISG扭矩)。车辆系统控制器255可以请求增大的发动机扭矩来克服充电扭矩以满足驾驶员需求扭矩。
响应于降低车辆225的速度并提供再生制动的请求，车辆系统控制器可以基于车辆速度和制动踏板位置而提供期望的负车轮扭矩。然后，车辆系统控制器255将负的期望的车轮扭矩的一部分分配给BISG219(例如，期望的动力传动系统车轮扭矩)，并将其余部分分配给摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动车轮扭矩)。此外，车辆系统控制器可以向变速器控制器254通知车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于唯一换挡计划来变换挡位211，以提高再生效率。BISG219向变速器输入轴270供应负扭矩，但由BISG 219提供的负扭矩会受变速器控制器254限制，所述变速器控制器输出变速器输入轴负扭矩极限(例如，不应被超过的阈值)。此外，BISG 219的负扭矩可以基于电池279的工况而受限制(例如，约束到小于阈值负阈值扭矩)。由于变速器或BISG极限而不能由BISG 219提供的期望的负车轮扭矩的任何部分可以被分配给摩擦制动器218，使得期望的车轮扭矩由来自摩擦制动器218和BISG 219的负车轮扭矩的组合提供。
因此，各种动力传动系统部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255监控，其中经由发动机控制器12、变速器控制器254和制动器控制器250提供对发动机10、变速器208和制动器218的局部扭矩控制。
作为一个示例，可以通过调整点火正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合、通过控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门开度和/或气门正时、气门升程和增压，来控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可以逐缸地执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。
变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由对来自位置传感器271的信号求导或者在预定时间间隔内对若干已知的角距离脉冲进行计数而将变速器输入轴位置转换成输入轴转速。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。替代地，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可以对预定时间间隔内的轴位置脉冲进行计数以确定变速器输出轴转速。变速器控制器254还可以对变速器输出轴转速求导以确定变速器输出轴转速变化。变速器控制器254、发动机控制器12和车辆系统控制器255还可以从传感器277接收附加变速器信息，所述传感器277可以包括但不限于泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、BISG温度和环境温度传感器。
制动器控制器250经由车轮转速传感器221接收车轮转速信息并且从车辆系统控制器255接收制动请求。制动器控制器250还可以直接地或通过CAN 299从图1中所示的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令而提供制动。制动器控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动，以改善车辆制动和稳定性。因此，制动器控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮扭矩极限(例如，不得被超过的阈值负车轮扭矩)，使得负BISG扭矩不会导致超过车轮扭矩极限。例如，如果控制器250发出10N-m的负车轮扭矩极限，则调整BISG扭矩以在车轮处提供小于10N-m(例如，9N-m)的负扭矩，这包括考虑变速器齿轮传动。
图1和图2的系统提供了一种车辆系统，所述车辆系统包括：内燃发动机；自动变速器，所述自动变速器包括变矩器和变矩器离合器；和控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器预测在一定持续时间之后将命令所述变矩器离合器解锁时的变速器输出轴转速。所述车辆系统包括：其中所述持续时间是从预测变矩器离合器打开或解锁时到变矩器离合器的实际解锁命令的所预测的未来时间，并且其中所预测的变速器输出轴转速基于为所述内燃发动机的停止准备车辆子系统的时间。所述车辆系统包括：其中为停止所述内燃发动机准备所述车辆子系统的所述时间基于车辆子系统部件，并且其中所述所预测的变速器输出轴转速基于变速器输出轴的转速的变化率。所述车辆系统包括：其中当预测的变矩器解锁事件为真时，开始内燃发动机关闭的所述准备，并且其中基于预测的输出轴转速，所述所预测的变矩器解锁事件为真。所述车辆系统还包括用于请求停止所述内燃发动机的旋转的附加指令。所述车辆系统还包括用于响应于车辆速度而延长所述变矩器离合器的锁定的附加指令。所述车辆系统还包括用于响应于为停止所述内燃发动机做准备而激活所述自动变速器的电动泵的附加指令。
现在参考图3，示出了示例性车辆操作序列的曲线图。图3所示的车辆操作序列可以经由图1和图2的系统与图4的方法协作提供。时间t0-t8处的竖直线表示发动机操作序列期间的感兴趣的时间。图3所示的曲线图在时间上是对齐的。
从图3的顶部开始的第一曲线图是车辆速度相对于时间的曲线图。竖直轴线表示车辆速度，并且车辆速度在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线302表示车辆速度。
从图3顶部开始的第二曲线图是推进踏板位置状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示推进踏板位置状态，并且当迹线304在竖直轴线箭头附近处于较高水平时，施加推进踏板。当迹线304接近水平轴线的水平时，不施加推进踏板。迹线304表示推进踏板位置状态。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。
从图3的顶部开始的第三曲线图是制动踏板位置状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示制动踏板位置状态，并且当迹线306在竖直轴线箭头附近处于较高水平时，施加制动踏板。当迹线306接近水平轴线的水平时，不施加制动踏板。迹线306表示制动踏板位置状态。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。
从图3的顶部开始的第四曲线图是燃料切断模式状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示燃料切断模式状态，并且当迹线308在竖直轴线箭头附近处于较高水平时激活燃料切断模式。当迹线308在水平轴线附近处于较低水平时，不激活燃料切断模式。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线308表示燃料切断状态。
从图3的顶部开始的第五曲线图是变矩器离合器(TCC)状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示TCC状态，并且当迹线310在竖直轴线箭头附近处于较高水平时，TCC被锁定(例如，防止变矩器泵轮转速与变矩器涡轮转速之间小于阈值转速差)。当迹线310处于水平轴线附近的较低水平时，解锁TCC状态。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线310表示TCC状态。
从图3的顶部开始的第六曲线图是变矩器离合器(TCC)解锁预测状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示TCC解锁预测状态，并且当迹线312在竖直轴线箭头附近处于较高水平时，TCC解锁预测是活动的(例如，预测到TCC解锁事件)。当迹线312在水平轴线附近处于较低水平时，TCC解锁预测状态是不活动的(例如，未预测到TCC解锁事件)。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线312表示TCC解锁预测状态。
从图3的顶部开始的第七曲线图是发动机操作模式相对于时间的曲线图。竖直轴线表示发动机操作模式，并且沿着竖直轴线指示发动机操作模式。发动机操作模式包括“开启”或运行(例如，旋转发动机，这可能包括或可能不包括燃烧燃料)、“发动机停止准备”(例如，发动机停止准备)、“停止旋转”(例如，停止发动机旋转或下拉)和“停止”(例如，在发动机不旋转的情况下)。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线314表示发动机操作状态。
在时间t0，车辆以较高速度巡航，并且施加推进踏板。未施加制动踏板并且发动机不处于燃料切断模式。TCC被锁定并且TCC解锁事件未被预测到。发动机在运行模式(例如，旋转)下操作。
在时间t1，驾驶员(未示出)完全释放推进踏板，并且车辆速度开始减小。未施加制动踏板并且发动机不处于燃料切断模式。TCC被锁定并且TCC解锁事件未被预测到。发动机处于运行模式。
在时间t2，未施加推进踏板并且发动机进入燃料切断模式(例如，向发动机的燃料喷射停止)。未施加制动踏板，并且车辆速度继续减小。TCC保持锁定并且TCC解锁预测不为真。发动机继续处于运行模式。
在时间t3，驾驶员(未示出)施加制动踏板，同时推进踏板保持完全释放。燃料切断模式保持激活并且TCC被锁定。TCC解锁预测不为真并且发动机保持处于运行模式。
在时间t4，未施加推进踏板，并且施加了制动踏板。车辆速度继续减小并且燃料切断模式保持激活，使得发动机不接收燃料。TCC保持锁定并且TCC解锁预测现在为真。可以如关于图4进一步详细描述的那样确定TCC解锁预测状态。响应于断言TCC解锁预测状态，发动机从运行模式改变为准备停止模式。因此，当TCC解锁预测为真时，发动机改变为准备停止模式。
在时间t5，未施加推进踏板，并且施加了制动踏板。车辆速度继续减小并且燃料切断模式保持激活，使得发动机不接收燃料。TCC保持锁定并且TCC解锁预测保持为真。响应于自TCC解锁预测状态被断言的最近时间以来经过的时间量(例如，T_pred2PD)，发动机模式从准备停止模式改变为停止或停止旋转模式。时间t4与时间t5之间的时间量等于T_pred2PD。
在时间t6，自最近的TCC解锁预测被断言以来的时间量等于TCC解锁的预测时间量(例如，T_pred2解锁)。因此，时间t4与时间t6之间的时间量等于预期或预测TCC被命令从初始预测时间t4解锁所需的预测时间量。此时命令TCC解锁，并且响应于TCC的解锁，燃料切断模式不再是激活的。发动机保持处于停止旋转模式，并且TCC预测状态保持被断言。施加了制动踏板并且未施加推进踏板，同时车辆速度继续减小。
在时间t7，TCC完全解锁，同时车辆速度继续减小。未施加推进踏板，并且施加了制动踏板。燃料切断模式不是活动的，并且由于TCC完全打开，TCC预测状态改变为未断言。发动机仍在旋转(未示出)，因此发动机模式保持处于停止旋转状态。完全解锁TCC允许发动机在车辆之前停止或反之亦然。
在时间t8，发动机转速达到零，因此发动机状态被设定为停止。车辆速度接近零并且未施加推进踏板。施加了制动踏板并且燃料切断模式不为激活的。TCC被解锁，并且由于TCC完全打开，TCC预测状态保持未断言。
以这种方式，对TCC的打开事件的预测可以是用于确定何时将发动机模式从准备停止改变为停止发动机旋转模式的基础。另外，可以在发动机进入停止发动机旋转模式之后停用燃料切断模式，使得发动机可以在发动机达到零转速之前不接收燃料。因此，当发动机起动不用于满足驾驶员需求扭矩时，可以不起动发动机。
现在参考图4，示出了一种用于操作车辆传动系的方法。方法400的至少部分可以被实施为存储在控制器的非暂时性存储器中的可执行控制器指令。方法400可以与图1和图2的系统协作地操作。另外，方法400的部分可以是在物理世界中经由控制器采取以变换致动器或装置的操作状态的动作。
在402处，方法400确定车辆工况。可以经由本文描述的各种传感器来确定或估计车辆工况。车辆工况可以包括但不限于车辆速度、发动机转速、催化剂温度、驾驶员需求扭矩、推进踏板位置、发动机温度以及环境温度和压力。方法400前进到404。
在404处，方法400判断推进踏板是否完全释放。方法400可以根据推进踏板位置传感器的输出来判断推进踏板是否完全释放。如果方法400判断完全释放了推进踏板，则答案为是并且方法400前进到406。否则，答案为否，并且方法400前进到490。在替代示例中，方法400可以简单地判断驾驶员需求扭矩是否小于阈值扭矩。驾驶员需求扭矩可以是推进踏板位置和车辆速度的函数。如果方法400判断驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩，则答案为是并且方法400前进到406。否则，答案为否，并且方法400前进到490。
在490处，方法400操作传动系以产生所请求的驾驶员需求扭矩。在一些示例中，可以经由发动机和电机(例如，ISG和/或BISG)产生驾驶员需求扭矩。方法400前进到退出。
在406处，方法400命令激活燃料切断模式。在燃料切断模式中，当发动机继续旋转时，停止向发动机的燃料输送。发动机的进气提升阀和排气提升阀可以在气缸的进气冲程和排气冲程期间继续打开和关闭，或者可以在发动机继续旋转时在整个发动机循环(例如，四个冲程)内命令进气提升阀和排气提升阀完全关闭。方法400前进到408。
在408处，方法400判断是否施加了制动踏板，并且如果发动机将停止，则BISG和车辆电池(例如，图2的279)或电能存储装置是否具有起动发动机的容量。方法400判断是否施加了制动踏板以及BISG和车辆电池是否具有起动发动机的容量以确定是否可以延长变矩器离合器解锁计划。与不延长变矩器离合器解锁计划的情况相比，延长变矩器离合器解锁计划可以允许变矩器离合器在较低车辆速度下保持锁定。如果方法400判断施加了制动器，并且如果发动机停止，则BISG和车辆电池具有起动发动机的容量，则答案为是并且方法400前进到410。否则，答案为否并且方法400前进到430。
方法400可以响应于制动踏板位置传感器的输出而判断施加了制动踏板。
如果BISG可以产生足够的扭矩以使发动机旋转，则BISG可以具有起动发动机的容量。例如，如果使发动机旋转需要30牛顿米(Nm)，BISG输出20Nm并且BISG具有60Nm的总扭矩输出容量，则可以判断BISG具有起动发动机所需的扭矩容量。另一方面，如果BISG仅具有产生25Nm的容量，则可以判断BISG不具有起动发动机的容量。类似地，车辆的电池(例如，图2的279)可以具有6千瓦(KW)的放电容量，并且如果BISG或起动机消耗5KW来起动发动机，则可以判断电池具有起动发动机的放电容量。相反，如果车辆的电池具有4KW的放电容量，则可以判断电池不具有起动发动机的放电容量。
在一个示例中，方法400可以判断电池的放电功率极限是否大于第一阈值(例如，Cal1)，以确定电池的放电功率是否足以起动发动机。方法400还可以判断BISG的扭矩容量是否大于第二阈值(例如，Cal2)，以确定BISG的扭矩容量是否足以起动发动机。方法400还可以判断电池的荷电状态(SOC)是否大于第三阈值(例如，Cal3)，以确定电池的SOC是否足以起动发动机。如果满足这些条件，则答案为是并且方法400前进到409。否则，答案为否并且方法400前进到430。
在430处，方法400根据第一TCC解锁计划来解锁TCC。第一TCC解锁计划可以使控制器根据变速器输出轴转速和驾驶员需求扭矩来命令TCC完全打开。第一TCC解锁计划可以输出使TCC与第二TCC解锁计划相比以更高的变速器输出轴转速打开的值。例如，如果驾驶员需求扭矩为零，则第一TCC解锁计划可以使TCC以314弧度/分钟的变速器输出轴转速解锁，并且第二TCC解锁计划可以使TCC以100弧度/分钟的变速器输出轴转速解锁。方法400前进到退出。
在409处，方法400切换到根据第二TCC解锁TCC。在一个示例中，第二TCC解锁计划可以输出使TCC与第一TCC解锁计划相比以更低的变速器输出轴转速打开的值。方法400前进到410。
在410处，方法400确定TCC解锁预测状态。在一个示例中，TCC解锁预测状态可以经由以下方程式来确定：
状态_TC解锁Pred＝(OSS≤OSS_TC解锁Pred)＆＆(状态TCC＝＝锁定)
OSS_TC解锁Pred＝OSS_TC解锁Sch-T_pred2解锁·d(OSS)/dt
其中状态_TC解锁Pred是变矩器解锁预测状态，OSS是变速器输出轴转速，状态TCC是当前变矩器状态。＆＆是逻辑“与”运算符，＝＝是逻辑等于运算符，OSS_TC解锁Pred是在基于第二TCC解锁计划的T_pred2解锁持续时间之后将命令TCC解锁的预测的变速器输出轴转速，OSS_TC解锁Sch是如根据第二解锁计划确定的安排TCC打开时的变速器输出轴转速，T_pred2解锁是从预测TCC打开或解锁到TCC的实际解锁命令的未来预测时间量(例如，在图3中的时间t4与时间t6之间的时间)，并且d(OSS)/dt是变速器输出轴转速的导数或变化率。
方法400还可以为发动机停止(例如，不旋转)准备传动系。在一个示例中，方法400可以激活电动变速器泵来为发动机停止准备传动系。可以激活电动变速器泵，使得变速器可以经由维持一个或多个变速器离合器的激活而保持在特定挡位或执行特定换挡。方法400还可以经由调整发动机模式状态以为发动机停止准备传动系来指示正在为发动机停止准备传动系。方法400前进到412。
在412处，方法400判断TCC解锁预测是否为真。如果方法400判断TCC解锁预测为真，则答案为是，并且方法400前进到414。否则，答案为否，并且方法400返回到408。
在414处，方法400请求发动机停止准备。在一个示例中，方法400可以要求发动机停止准备时间(T_pred2PD)满足T_pred2解锁≥T_pred2PD+T_diff的要求，其中T_diff是小的正可校准数(例如，0.2秒)。T_diff在图3中示出作为时间t5与时间t6之间的时间量。T_pred2PD在图3中示出作为时间t4与时间t5之间的时间量。这是使相关车辆子系统(例如，发动机、变速器等)做准备并准备好即将到来的发动机停止的可校准时间。例如，如果变速器电动泵需要在启动发动机停机之前暂时运行以检查内部故障，则可以将其激活。在另一个示例中，如果希望变速器在停机之前转换到不同状态，则可以将变速器换挡。在又一个示例中，可能希望关闭抽取系统。时间T_pred2PD应是不同子系统为发动机停止做准备所需的所有持续时间中的最大值。
在416处，方法400请求发动机下拉或停止发动机的旋转。方法在TCC解锁预测为真之后的时间T_pred2PD处请求发动机下拉或停止发动机的旋转。在请求发动机下拉或停止发动机旋转后，可以不向发动机供应燃料，除非在发动机停止之前释放了制动踏板或驾驶员需求扭矩增加。下拉或停止发动机旋转请求还可以停止将火花输送到发动机气缸。另外，可以在请求发动机下拉或停止发动机旋转时将凸轮轴设定为基本正时。可以在将TCC命令到解锁状态之前的T_diff秒产生发动机下拉或停止发动机旋转请求。方法400前进到退出。
因此，图4的方法提供了一种用于操作车辆传动系的方法，包括：响应于在第一状况期间的第一解锁计划来解锁变矩器离合器；以及响应于在第二状况期间的第二解锁计划来解锁所述变矩器离合器，所述第二状况包括施加了制动器、集成式起动机/发电机具有起动发动机的扭矩容量以及电池具有起动所述发动机的容量。所述方法包括：其中所述第一解锁计划在比所述第二解锁计划解锁所述变矩器离合器更高的车辆速度解锁所述变矩器离合器。所述方法包括：其中所述电池容量包括大于阈值的放电容量。所述方法包括：其中所述电池容量包括大于阈值的电池荷电状态。所述方法包括：其中所述第一状况包括未施加所述制动器。所述方法包括：其中所述第一状况包括施加了推进踏板。所述方法包括：其中所述电池向集成式起动机发电机供应电力。
图4的方法还提供了一种用于操作车辆传动系的方法，包括：在完全释放了推进踏板时，响应于第二解锁计划来解锁变矩器离合器，响应于施加了制动器、集成式起动机/发电机具有起动发动机的扭矩容量以及电池具有起动所述发动机的容量来执行所述解锁。所述方法还包括使发动机进入燃料切断模式。所述方法还包括为停止所述发动机的旋转准备变速器。所述方法包括：其中为停止所述发动机的旋转准备所述变速器包括激活所述变速器的电动泵。所述方法还包括预测在一定持续时间之后将命令所述变矩器离合器解锁时的变速器输出轴转速，其中所述持续时间是从变矩器离合器被预测打开或解锁时起或开始到所述变矩器离合器的实际解锁命令的所预测的未来时间。所述方法包括：其中所预测的变速器输出轴转速基于从变矩器离合器的所预测的打开到实际的变矩器离合器解锁命令的未来的预测时间量。
应当注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实施。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)中的一种或多种。因此，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，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文所描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略来重复地执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能中的至少一部分可以图形地表示将被编程到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。当通过结合一个或多个控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来执行所描述的动作时，控制动作还可以变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。
说明书到此结束。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员在阅读本说明书之后，将想到许多变化形式和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以使用本说明书来获益。

Claims (14)

1.一种用于操作车辆传动系的方法，其包括：
响应于在第一状况期间的第一解锁计划来解锁变矩器离合器；以及
响应于在第二状况期间的第二解锁计划来解锁所述变矩器离合器，所述第二状况包括施加了制动器、集成式起动机/发电机具有起动发动机的扭矩容量以及电池具有起动所述发动机的容量。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一解锁计划在比所述第二解锁计划解锁所述变矩器离合器更高的车辆速度解锁所述变矩器离合器。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述容量包括大于阈值的放电容量。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述容量包括大于阈值的电池荷电状态。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一状况包括未施加所述制动器。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一状况包括施加了推进踏板。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述电池向集成式起动机发电机供应电力。
8.一种车辆系统，其包括：
内燃发动机；
自动变速器，所述自动变速器包括变矩器和变矩器离合器；和
控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器预测在一定持续时间之后将命令所述变矩器离合器解锁的变速器输出轴转速。
9.如权利要求8所述的车辆系统，其中所述持续时间是从预测变矩器离合器打开或解锁时到所述变矩器离合器的实际解锁命令的所预测的未来时间，并且其中所述变速器输出轴转速基于为所述内燃发动机的停止准备车辆子系统的时间来预测。
10.如权利要求9所述的车辆系统，其中为停止所述内燃发动机准备所述车辆子系统的所述时间基于车辆子系统部件，并且其中所述变速器输出轴转速还基于变速器输出轴的转速的变化率来预测。
11.如权利要求9所述的车辆系统，其中当预测的变矩器解锁事件为真时，开始为内燃发动机关闭的准备，并且其中基于预测的输出轴转速，所述所预测的变矩器解锁事件为真。
12.如权利要求8所述的车辆系统，其还包括用于请求停止所述内燃发动机的旋转的附加指令。
13.如权利要求8所述的车辆系统，其还包括用于响应于车辆速度而延长所述变矩器离合器的锁定的附加指令。
14.如权利要求8所述的车辆系统，其还包括用于响应于为停止所述内燃发动机做准备而激活所述自动变速器的电动泵的附加指令。
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