CN116252771A - 传动系分离离合器操作方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了“传动系分离离合器操作方法和系统”。呈现了用于操作混合动力车辆的传动系的系统和方法。在一个示例中,用于闭合传动系分离离合器的程序的增压阶段可以响应于发动机将状态从不旋转改变为旋转而缩短,使得可以以替代方式重新起动发动机。所述系统和方法还可以从低发动机转动起动转速或长转动起动持续时间预测劣化的发动机起动,使得可以以替代方式起动发动机以增加起动发动机的可能性并且降低劣化的传动系扰动的严重性。
Description
技术领域
本说明书涉及用于改善车辆的传动系分离离合器的操作的方法和系统。所述方法和系统对于包括发动机、电机和传动系分离离合器的混合动力车辆可能特别有用。
背景技术
传动系分离离合器可以用于选择性地将发动机联接到电机和变速器以及将发动机与电机和变速器分离。例如,传动系分离离合器可以闭合以起动发动机。相反,传动系分离离合器可以打开以节省燃料。当传动系分离离合器打开时,电机可以推进车辆。传动系分离离合器是打开还是闭合可以随工况而变化,诸如驾驶员需求扭矩/功率、车辆速度、电池荷电状态、排放装置温度和发动机温度。车辆工况有时可能会快速变化,并且可能期望根据变化的车辆工况来改变传动系分离离合器操作状态。然而,传动系分离离合器可能很难在不产生传动系扭矩扰动的情况下重复地打开和闭合。
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。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征,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所提及的任何缺点的实施方式。
发明内容
根据本发明,一种传动系操作方法包括:响应于发动机将状态从停止旋转改变为旋转而经由控制器结束传动系分离离合器压力调整的增压阶段。
在本发明的一个方面,响应于发动机起动请求而产生增压阶段。
在本发明的一个方面,所述方法包括:响应于在结束增压阶段之后电机的可用扭矩量足以起动发动机而增加传动系分离离合器的扭矩容量。
在本发明的一个方面,所述方法包括:响应于在结束增压阶段之后电机的可用扭矩量不足来减小传动系分离离合器的扭矩容量。
在本发明的一个方面,所述方法包括:响应于电机的可用扭矩量不足而经由带集成式起动机/发电机或替代发动机起动装置来起动发动机。
在本发明的一个方面,所述方法包括:响应于发动机的转速在电机的阈值转速内而闭合传动系分离离合器。
在本发明的一个方面,所述方法包括:响应于发动机在增压阶段期间未将状态从停止旋转改变为旋转而不结束增压阶段。
在本发明的一个方面,所述方法包括:经由闭合传动系分离离合器并且经由电机使发动机旋转来起动发动机。
根据本发明,提供了一种系统,所述系统具有:发动机;电机;带集成式起动机/发电机或替代发动机起动装置;传动系分离离合器,所述传动系分离离合器定位在发动机与电机之间;变速器,所述变速器联接到电机;以及控制器,所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令,所述可执行指令使控制器关闭发动机,并且响应于在关闭之后发动机达到零转速之前驾驶员需求的增加而重新起动发动机,当电机储备了足够的扭矩来起动发动机时,经由闭合传动系分离离合器并且用电机使发动机旋转来重新起动发动机,当电机没有储备足够的扭矩来起动发动机时,经由带集成式起动机/发电机或替代发动机起动装置来重新起动发动机。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令:响应于驾驶员需求的增加,增加施加到传动系分离离合器的压力。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令:响应于电机没有储备足够的扭矩来起动发动机,减小增压压力。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令:响应于发动机转速在电机转速的阈值转速内,闭合传动系分离离合器。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令:响应于电机储备了足够的扭矩来起动发动机,增加施加到传动系分离离合器的压力。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令:在发动机转速为零后,重新起动发动机。
根据一个实施例,响应于发动机转动起动转速小于阈值转速或者发动机转动起动时间大于阈值时间量,当电机储备了足够的扭矩来起动发动机时,经由闭合传动系分离离合器并且用电机使发动机旋转来重新起动发动机,并且其中响应于发动机转动起动转速小于阈值转速或发动机转动起动时间大于阈值时间量,当电机没有储备足够的扭矩来起动发动机时,经由带集成式起动机/发电机或替代发动机起动装置来重新起动发动机。
根据本发明,一种传动系操作方法包括:当在发动机关闭之后存在改变主意的状况时,响应于电机的扭矩储备足以起动发动机,增加传动系分离离合器扭矩容量;并且当在发动机关闭之后存在改变主意的状况时,响应于电机的扭矩储备不足以起动发动机,减小增压压力并且经由替代发动机起动装置来起动发动机。
在本发明的一个方面,改变主意的状况是增加的驾驶员需求和非零发动机转速,并且其中所述替代发动机起动装置是带集成式起动机/发电机或飞轮起动机。
在本发明的一个方面,所述方法包括:当在发动机关闭之后存在改变主意的状况时,在响应于电机的扭矩储备不足以起动发动机而减小增压压力之后,响应于发动机转速在电机的阈值转速内而闭合传动系分离离合器。
在本发明的一个方面,发动机关闭包括停止向发动机供应燃料。
在本发明的一个方面,经由增加供应到传动系分离离合器的流体的压力来增加传动系分离离合器扭矩容量。
附图说明
当单独地或参考附图来理解时,通过阅读在本文中称作具体实施方式的实施例的示例,将更全面地理解本文描述的优点,在附图中:
图1是发动机的示意图;
图2是包括图1的发动机的混合动力车辆传动系的示意图;
图3是混合动力车辆传动系的示例性操作序列;
图4是示出传动系分离离合器闭合压力控制的曲线图;以及
图5是用于操作混合动力车辆传动系的方法。
具体实施方式
本说明书涉及在传动系分离离合器操作的正时可能不满足预期的状况期间改善车辆操作。例如,如果传动系分离离合器的闭合早于预期,则可以调整发动机起动程序以改善车辆操控性。车辆可以是包括如图1中所示的发动机的混合动力车辆。图1的发动机可以包括在如图2中所示的动力传动系统或传动系中。传动系可以根据图3的序列操作以重新起动发动机。图4中示出了示例性传动系分离离合器增压压力控制序列。图5的方法可以是操作如图3中所示的传动系的基础。
传动系分离离合器可以用于改善车辆燃料经济性并且将发动机的操作与电机的操作分离。然而,如果传动系分离离合器的操作正时不如预期,则车辆操控性可能会劣化。具体地,传动系分离离合器何时开始传递扭矩以及电机的扭矩何时增加以补偿由传动系分离离合器传递的扭矩的正时对于提供良好的车辆操控性并且减少传动系损失可能是重要的。例如,如果车辆工况的报告不如可能期望的那样准确,则可以选择较低的传动系分离离合器容量,使得提供的扭矩不足以使发动机旋转,从而导致发动机无法起动。另一方面,如果供应到传动系分离离合器的增压压力大于可能期望的压力,则发动机可以旋转到曲轴位置,在所述曲轴位置处,增压压力之后的压力不足以转动起动发动机。增加的发动机转动起动扭矩可能导致较低的发动机转动起动转速或较长的转动起动时间,这可能指示预期的发动机无法起动。至少出于这些原因,有时操作传动系分离离合器可能使车辆操控性低于可能期望的车辆操控性。
用于确保传动系分离离合器操作和电机扭矩输送提供平稳的传动系操作的策略可以包括为传动系分离离合器接合提供可调适的控制信号超前和持续时间补偿。然而,此类策略可以改善传动系分离离合器操作与电机操作之间的协调,但是即使具有这种补偿,传动系分离离合器操作与电机操作之间也可能存在一些不对准。不对准的操作可能是由于零件间变化、零部件温度变化和/或部件劣化。
本文的发明人已经认识到上述问题,并且已经开发了一种传动系操作方法,其包括:响应于发动机将状态从停止旋转改变为旋转而经由控制器结束传动系分离离合器压力调整的增压阶段。
通过响应于发动机将状态从停止旋转改变为旋转而将传动系分离离合器压力调整的增压阶段缩短到其计划持续时间,可以提供克服传动系分离离合器开始闭合和用于补偿由传动系分离离合器传递的扭矩的电机扭矩调整之间可能存在不对准的时间的技术效果。例如,如果一旦施加增压压力以开始传动系分离离合器的闭合过程,电机没有足够的扭矩来起动发动机,则可以降低增压压力并且可以经由集成式起动机/发电机或飞轮起动机来起动发动机,而不是通过传动系分离离合器和电机。因此,由传动系分离离合器传输到发动机的扭矩可以减小,使得车辆速度可以比发动机经由电机起动的情况降低得更少。因此,当增压压力导致发动机意外旋转时,可以用替代方式来交换更大的传动系扭矩扰动以用于启动发动机。
本说明书可以提供若干优点。特别地,该方法可以提供改善的车辆操控性。此外,所述方法可以改善发动机起动。另外,无论发动机是响应于改变主意的状况还是在发动机完全停止旋转之后起动,都可以应用所述方法。
当单独地或结合附图来理解时,根据以下具体实施方式,将容易明白本说明书的以上优点和其他优点以及特征。
参考图1,内燃发动机10(包括多个气缸,图1中示出了其中一个气缸)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30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。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门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可以由气门激活装置59选择性地激活和停用。排气门54可以由气门激活装置58选择性地激活和停用。气门激活装置58和59可以为液压和/或机电装置。
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生成较高的燃料压力。
另外,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中的压力可以被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闭合之间的多个位置。废气门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被示出为在催化转化器70上游联接到排气歧管48。替代地,双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
在一个示例中,转化器70可以包括多块催化器砖。在另一个示例中,可以使用各自具有多块砖的多个排放控制装置。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中被示为常规的微计算机,所述微计算机包括: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和常规的数据总线。控制器12被示为从联接到发动机10的传感器接收除先前讨论的那些信号之外的各种信号,包括:来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);联接到加速踏板130以用于感测由脚132施加的力的位置传感器134;联接到制动踏板150以用于感测由脚152施加的力的位置传感器154;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,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。也可以感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面中,曲轴每旋转一圈,发动机位置传感器118产生预定数量的等距脉冲,据此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,一般来说,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内的容积。活塞36在气缸底部附近并且在其冲程结束时的位置(例如,当燃烧室30处于其最大容积时)通常被所属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处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如,当燃烧室30处于其最小容积时)的点典型地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。在下文被称为点火的过程中,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将活塞运动转变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。动力传动系统200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、第一电机控制器252、第二电机控制器257、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动器控制器250。控制器可以通过控制器局域网(CAN)299进行通信。另外,车辆系统控制器255可以与通信系统256(例如,收发器)通信,使得车辆225可以经由蜂窝网络、卫星、车辆对车辆通信网络或其他射频通信系统与远程服务器(未示出)通信。控制器中的每一者都可以向其他控制器提供信息,诸如功率输出限制(例如,经控制不得被超过的装置或部件的功率输出)、功率输入限制(例如,经控制不得被超过的装置或部件的功率输入)、被控制的装置的功率输出、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、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外,车辆系统控制器255可以将命令提供给发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。
例如,响应于驾驶员(人类或自主)释放驾驶员需求踏板和车辆速度,车辆系统控制器255可以请求期望的车轮功率或车轮功率水平以提供期望的车辆速度减小率。所请求的所需车轮功率可以通过车辆系统控制器255向电机控制器252请求第一制动功率和向发动机控制器12请求第二制动功率来提供,所述第一功率和第二功率在车轮216处提供所需传动系制动功率。车辆系统控制器255还可以经由制动器控制器250请求摩擦制动功率。制动功率可以称为负功率,因为它们减慢传动系和车轮旋转。正功率可以维持或增加传动系和车轮旋转的速度。
在其他示例中,对控制动力传动系统装置的划分可以以与图2所示不同的方式进行划分。例如,单个控制器可以取代车辆系统控制器255、发动机控制器12、第一电机控制器252、第二电机控制器257、变速器控制器254和制动器控制器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,而电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250是独立的控制器。
在该示例中,动力传动系统200可以由发动机10和电机240提供动力。在其他示例中,可以省略发动机10。发动机10可以用图1所示的发动机起动系统经由带集成式起动机/发电机BISG 219或者经由也称为集成式起动机/发电机的传动系集成式起动机/发电机(ISG)240来起动。可以经由任选的BISG温度传感器203确定BISG 219的温度。传动系ISG240(例如,高压(以大于30伏的电压操作的)电机)也可以称为电机、马达和/或发电机。此外,发动机10的功率可以经由诸如燃料喷射器、节气门等功率致动器204来调整。
传动系200被示出为包括带集成式起动发电机(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。当对较高电压电能存储装置262(例如,牵引电池)充电时,ISG 219可以向传动系200提供负扭矩。ISG 219还可以提供正扭矩,以经由较低电压电能存储装置(例如,电池或电容器)263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262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和较高电压电能存储装置262。低压总线292电联接到较低电压电能存储装置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电力转换为AC电力,反之亦然,以使得电力能够在ISG 219与电能存储装置262之间传递。同样,逆变器247将DC电力转换为AC电力,反之亦然,以使得电力能够在ISG 240与电能存储装置262之间传递。
发动机输出功率可以通过双质量飞轮215传输到传动系分离离合器235的输入侧或第一侧。传动系分离离合器236可以经由通过泵283加压的流体(例如,油)进行液压致动。可以调节阀282(例如,管线压力控制阀)的位置以控制可以被供应到传动系分离离合器压力控制阀281的流体的压力(例如,管线压力)。可以调节阀281的位置以控制被供应到传动系分离离合器235的流体的压力。分离离合器236的下游侧或第二侧234被示出为机械地联接到ISG输入轴237。
ISG 240可以操作以向动力传动系统200提供动力,或者在再生模式中将动力传动系统动力转换成电能以便存储在电能存储装置262中。ISG 240与能量存储装置262电连通。ISG 240具有比图1所示的起动机96或BISG 219更高的输出功率容量。此外,ISG 240直接驱动动力传动系统200或由动力传动系统200直接驱动。不存在将ISG 240联接到动力传动系统200的带、齿轮或链条。而是,ISG 240以与动力传动系统200相同的速率旋转。电能存储装置262(例如,高压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。ISG 240的下游侧经由轴241机械地联接到变矩器206的泵轮285。ISG 240的上游侧机械地联接到分离离合器236。ISG240可以经由如电机控制器252所指示充当马达或发电机而向动力传动系统200提供正功率或负功率。
变矩器206包括涡轮286以将功率输出到输入轴270。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,动力从泵轮285直接传递到涡轮286。TCC由控制器254电操作。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完全脱离时,变矩器206经由变矩器涡轮286和变矩器泵轮285之间的流体传递将发动机动力传输到自动变速器208,从而实现扭矩倍增。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动力直接传递到变速器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动力的量。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调整变矩器锁止离合器来调整由变矩器212传输的动力量。
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驱动,所述泵轮以与ISG 240相同的转速旋转。
自动变速器208包括挡位离合器(例如,挡位1-10)211和前进离合器210。自动变速器208是固定比变速器。替代地,变速器208可以是能够模拟固定齿轮比变速器和固定齿轮比的无级变速器。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调整供应给离合器的流体来接合或脱开。来自自动变速器208的动力输出也可以经由输出轴260传递到车轮216以推进车辆。具体地,自动变速器208可以在将输出驱动功率传递到车轮216之前,响应于车辆行驶状况而在输入轴270处传递输入驱动功率。变速器控制器254选择性地启用或接合TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器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可以响应于人类驾驶员将脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合。另外,制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255发出的信息和/或请求而施加制动器218。通过相同的方式,通过响应于人类驾驶员从制动踏板释放脚、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脱离,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。可以根据制动踏板位置来确定制动扭矩。
响应于增加车辆225的速度的请求,车辆系统控制器可以从驾驶员需求踏板或其他装置获得驾驶员需求功率或功率请求。然后,车辆系统控制器255将所请求的驾驶员需求功率的一部分分配给发动机,并将其余部分分配给ISG或BISG。车辆系统控制器255向发动机控制器12请求发动机功率并向电机控制器252请求ISG功率。如果ISG功率加上发动机功率小于变速器输入功率极限(例如,不得被超过的阈值),则将功率输送到变矩器206,然后变矩器将所请求的功率的至少一部分中继到变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可以基于输入轴功率和车辆速度的换挡计划和TCC锁止计划而选择性地锁定变矩器离合器212并经由挡位离合器211接合挡位。在一些状况下,当可能期望对电能存储装置262充电时,可以在存在非零驾驶员需求功率时请求充电功率(例如,负ISG功率)。车辆系统控制器255可以请求增加发动机功率来克服充电功率以满足驾驶员需求功率。
响应于降低车辆225的速度并且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来提供负的期望车轮功率(例如,期望的或请求的动力传动系统车轮功率)。然后,车辆系统控制器255将负的期望车轮功率的一部分分配给ISG 240和发动机10。车辆系统控制器还可以将所请求的制动功率的一部分分配给摩擦制动器218(例如,期望的摩擦制动车轮功率)。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。发动机10和ISG 240可以向变速器输入轴270供应负功率,但是由ISG 240和发动机10提供的负功率可以由变速器控制器254限制,所述变速器控制器输出变速器输入轴负功率限制(例如,不得超过的阈值)。此外,车辆系统控制器255或电机控制器252可以基于电能存储装置262的工况来限制ISG 240的负功率(例如,被约束到小于阈值负阈值功率)。由于变速器或ISG限制而可能不由ISG 240提供的期望的负车轮功率的任何部分可以被分配给发动机10和/或摩擦制动器218,使得期望的车轮功率通过经由摩擦制动器218、发动机10和ISG240的负功率(例如,吸收的功率)的组合来提供。
因此,对各种动力传动系统部件的功率控制可以由车辆系统控制器255来监测,其中经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250来提供对发动机10、变速器208、电机240和制动器218的局部功率控制。
作为一个示例,可以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、气门升程和增压调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合来控制发动机功率输出。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功率输出。可以通过在发动机产生的功率不足以使发动机旋转的情况下使发动机旋转来提供发动机制动功率或负发动机功率。因此,发动机可以经由在燃烧燃料时以低功率操作(其中一个或多个气缸停用(例如,不燃烧燃料)或其中所有气缸都停用并且在使发动机旋转时)来产生制动功率。可以经由调整发动机气门正时来调整发动机制动功率量。可以调整发动机气门正时以增加或减少发动机压缩功。此外,可以调整发动机气门正时以增加或减少发动机膨胀功。在所有情况下,可以逐缸地执行发动机控制以控制发动机功率输出。
电机控制器252可以通过调整流入和流出ISG的磁场绕组和/或电枢绕组的电流来控制来自ISG 240的功率输出和电能产生,如本领域中已知的。
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可以通过对来自位置传感器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,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率。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接收另外的变速器信息,所述传感器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)、ISG温度传感器和BISG温度、换挡杆传感器和环境温度传感器。变速器控制器254还可从换挡选择器290(例如,人/机接口装置)接收请求的挡位输入。换挡选择器290可以包括用于挡位1-N(其中N是高挡位数)、D(行驶挡)和P(驻车挡)的位置。
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的车轮功率命令而提供制动。制动器控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动以提高车辆制动和稳定性。因此,制动器控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮功率限制(例如,不得被超过的阈值负车轮功率),使得负ISG功率不会导致超过车轮功率限制。例如,如果控制器250发出50N-m的负车轮功率极限,则调整ISG功率以在车轮处提供小于50N-m(例如,49N-m)的负功率,这包括考虑变速器齿轮传动。
因此,图1和图2的系统提供了一种系统,所述系统包括:发动机;电机;带集成式起动机/发电机;传动系分离离合器,所述传动系分离离合器定位在发动机与电机之间;变速器,所述变速器联接到电机;以及控制器,所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令,所述可执行指令使控制器关闭发动机,并且响应于在关闭之后发动机达到零转速之前驾驶员需求的增加而重新起动发动机,当电机储备了足够的扭矩来起动发动机时,经由闭合传动系分离离合器并且用电机使发动机旋转来重新起动发动机,当电机没有储备足够的扭矩来起动发动机时,经由带集成式起动机/发电机来重新起动发动机。所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令:响应于驾驶员需求的增加,增加施加到传动系分离离合器的压力。所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令:响应于电机没有储备足够的扭矩来起动发动机,减小增压压力。所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令:响应于发动机转速在电机转速的阈值转速内,闭合传动系分离离合器。所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令:响应于电机储备了足够的扭矩来起动发动机,增加施加到传动系分离离合器的压力。所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令:在发动机的转速为零之后重新起动发动机。所述系统包括:其中响应于发动机转动起动转速小于阈值转速或者发动机转动起动时间大于阈值时间量,当电机储备了足够的扭矩来起动发动机时,经由闭合传动系分离离合器并且用电机使发动机旋转来重新起动发动机,并且其中响应于发动机转动起动转速小于阈值转速或发动机转动起动时间大于阈值时间量,当电机没有储备足够的扭矩来起动发动机时,经由带集成式起动机/发电机来重新起动发动机。
现在参考图3,示出了预测的传动系操作序列。图3的传动系操作序列可以经由图1和图2的系统与图5的方法协作提供。时间t0-t9处的竖直线表示操作序列期间的感兴趣时间。所述曲线图在时间上是对齐的。
从图3顶部开始的第一曲线是发动机操作状态相对于时间的曲线。竖直轴线表示发动机操作状态(例如,开启-旋转和燃烧空气和燃料;或关闭-不燃烧空气和燃料,但可以旋转或可以不旋转)。当迹线在水平轴线附近处于较低水平时,发动机关闭。当迹线在竖直轴线箭头附近处于较高水平时,发动机开启。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表示发动机状态。
从图3顶部开始的第二曲线图是发动机转速对时间的曲线图。竖直轴线表示发动机转速,并且发动机转速沿竖直轴线箭头的方向增加。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304表示发动机转速。
从图3顶部开始的第三曲线图是施加到传动系分离离合器的压力的曲线图。施加到传动系分离离合器的压力在竖直轴线箭头的方向上增加。在水平轴线的水平处,施加到传动系分离离合器的压力为零。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306表示施加到传动系分离离合器的压力。
从图3顶部开始的第四曲线图是传动系集成式起动机/发电机(例如,ISG 240)扭矩与时间的关系的曲线图。竖直轴线表示ISG扭矩,并且ISG扭矩沿竖直轴线箭头方向增加。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308表示ISG扭矩。虚线350表示储备用于起动发动机的ISG扭矩量(例如,用于发动机起动的储备扭矩量)。
从图3顶部开始的第五曲线图是带集成式起动机/发电机(BISG)扭矩相对于时间的关系的曲线图。竖直轴线表示BISG扭矩,并且BISG扭矩沿竖直轴线箭头方向增加。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310表示BISG扭矩。
从图3顶部开始的第六曲线图是操作员改变主意状况状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示操作员改变主意状态,并且当迹线312在竖直轴线箭头附近处于高水平时,存在操作员改变主意的状况。当迹线312在水平轴线附近处于低水平时,不存在操作员改变主意的状况。存在操作员改变主意的状况可以包括在发动机被命令停止(例如,燃料喷射停止或处于停止过程中)之后,施加驾驶员需求踏板,同时使发动机旋转。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表示操作员改变主意状态。
从图3顶部开始的第七曲线是指示选择起动发动机的方法相对于时间的曲线图。竖直轴线表示选择的发动机起动机状态,并且当迹线314处于竖直轴线箭头附近的水平时,选择ISG来起动发动机。当迹线314处于水平轴线附近的水平时,选择BISG来起动发动机。迹线314表示选择的发动机起动装置。
在时间t0处,发动机开启并运行,传动系分离离合器完全闭合,如由施加压力处于高水平所指示。ISG作为马达操作并且输出更高水平的扭矩。BISG扭矩输出为零,并且操作员改变主意未被断言。未选择发动机起动装置。在时间t0与时间t1之间,驾驶员需求扭矩减小(未示出)。
在时间t1处,驾驶员需求扭矩已经减小到发动机燃烧停止并且传动系分离离合器打开的水平(未示出),如由零传动系分离离合器压力所指示。在发动机中的燃烧停止之后,ISG扭矩增加以满足驾驶员需求扭矩。BISG扭矩为零,并且不存在操作员改变主意的状况。选择ISG作为发动机起动装置。
在时间t2处,ISG扭矩增加以满足增加的驾驶员需求扭矩。发动机转速尚未达到零,因此存在操作员改变主意的状况。不激活发动机,并且传动系分离离合器打开。选择的发动机起动机从ISG切换到BISG或替代发动机起动装置,因为存在操作员改变主意并且因为ISG扭矩储备不足以起动发动机。BISG扭矩增加,因此在传动系分离离合器打开时转动起动并起动发动机。使用BISG起动发动机可以降低产生传动系扭矩扰动的可能性。发动机未起动,但其转速经由BISG增加。
在时间t3处,发动机起动,并且此后不久,发动机转速在ISG转速的阈值速度内,因此传动系分离离合器闭合,如较高的传动系分离离合器压力所指示。当发动机开始向传动系输送扭矩时,ISG扭矩减小。BISG扭矩减小到零,并且不再存在操作员对发动机起动改变主意的状况。未选择发动机起动机。在时间t3与时间t4之间,发动机推进车辆,并且为发动机起动储备的ISG扭矩处于较高水平。
在时间t4处,响应于低驾驶员需求扭矩(未示出),发动机中的燃烧第二次停止。发动机继续旋转,并且传动系分离离合器打开。ISG提供少量扭矩以满足驾驶员需求,并且储备用于发动机起动的ISG扭矩足以起动发动机。BISG扭矩为零,并且不存在操作员改变主意。选择ISG用于发动机起动。
在时间t5处,驾驶员需求扭矩增加,并且发动机转速非零。因此,存在操作员改变主意的状况,并且断言操作员改变主意。传动系分离离合器打开,但是施加到传动系分离离合器的压力增加到用于经由ISG起动发动机的增压压力。为发动机起动储备的ISG扭矩在时间t5之后不久开始下降,并且在时间t5之后不久在增压压力减小之后并且当传动系分离离合器扭矩容量开始增加时(未示出),供应给传动系的ISG扭矩增加。BISG扭矩为零,并且选择的发动机起动机保持ISG。发动机转速开始增加。
在时间t6处,发动机起动并且操作员改变主意被清除。发动机转速继续增加,并且施加到传动系分离离合器的压力继续增加。当发动机开始输送扭矩以满足驾驶员需求(未示出)时,用于发动机起动的ISG扭矩储备在时间t6之后开始增加。BISG扭矩为零,并且选择的发动机起动机被清除。在时间t6与时间t7之间,发动机转速变化并且传动系分离离合器保持完全闭合。发动机输送驾驶员需求扭矩,并且ISG扭矩输出减小到零。
在时间t7处,驾驶员需求降低到允许发动机关闭的水平。ISG提供扭矩以满足驾驶员需求,并且传动系分离离合器完全打开,如由低传动系分离离合器压力所指示。BISG扭矩为零,并且不存在操作员对发动机起动改变主意的状况。选择ISG作为发动机起动机。
在时间t8处,驾驶员需求高(未示出)到足以产生发动机起动请求(未示出),这导致传动系分离离合器施加压力增加到增压水平。ISG扭矩处于较高水平以满足驾驶员需求。用于发动机起动的ISG扭矩储备低,并且BISG扭矩为零。不存在操作员改变主意的状况,并且ISG保持为选择的发动机起动机。发动机转速为零,并且ISG扭矩处于较高水平。
在时间t9处,发动机开始旋转,因此施加到传动系分离离合器的增压压力减小。减小增压压力减少了通过传动系分离离合器的扭矩传递。减小增压压力减小了传动系分离离合器扭矩容量,使得由于ISG扭矩被传递以起动发动机,车辆速度不会降低。BISG扭矩增加,使得发动机可以起动。选择的起动机从ISG切换到BISG。在时间t9之后不久,发动机起动,并且传动系分离离合器完全闭合,使得发动机可以开始满足驾驶员需求。不存在操作员改变主意的状况,并且选择的起动机被清除。
以这种方式,可以选择ISG或BISG作为发动机起动装置。另外,如果发动机在调整供应给传动系分离离合器的压力的增压阶段期间开始旋转,则可以减小增压压力,使得车辆速度不会下降。因此,由于传动系分离离合器正时问题导致的传动系扭矩扰动的可能性可以降低。
现在参考图4,示出了用于传动系分离离合器的示例性闭合序列。在该示例中,传动系分离离合器是图2所示的传动系分离离合器236。
从图4顶部开始的第一曲线图示出了传动系分离离合器施加压力与时间的关系。竖直轴线表示传动系分离离合器施加压力(例如,经供应以使传动系分离离合器闭合的流体压力)。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4顶部开始的第二曲线图示出了传动系分离离合器扭矩容量与时间的关系。竖直轴线表示传动系分离离合器扭矩容量(例如,传动系分离离合器可基于当前传动系分离离合器施加压力传递的扭矩量)。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。
在时间t10处,传动系分离离合器施加压力为零。当传动系分离离合器施加压力为零时,传动系分离离合器打开。传动系分离离合器可经由一个或多个弹簧保持打开。由于传动系分离离合器施加压力为零,因此传动系分离离合器扭矩容量在时间t10处为零。
在时间t11处,传动系分离离合器施加压力增加到预定压力。预定压力可为开始以所需速率消除传动系分离离合器内的顺应性的压力。当从传动系分离离合器消除顺应性时(例如,当减小传动系分离离合器板之间的空间时),传动系分离离合器扭矩容量为零。时间t11是传动系分离离合器增压阶段的开始。
在时间t12处,传动系分离离合器扭矩容量开始增加并且传动系分离离合器施加压力减小,使得传动系分离离合器不会比所期望的更快地闭合。时间t12是传动系分离离合器增压阶段的结束。时间t11与时间t12之间的时间量是传动系分离离合器增压时间。传动系分离离合器增压时间是传动系分离离合器压力从第一压力(例如,零表压)增加到预定压力时与传动系分离离合器扭矩容量开始增加时之间的时间量。在时间t12之后,传动系分离离合器压力逐渐增加,以提供传动系分离离合器扭矩容量的平稳逐渐增加。
现在参考图5,示出了用于操作传动系的方法。所述方法可以至少部分地实现为存储在图1和图2的系统中的控制器存储器中的可执行指令。此外,所述方法可以包括在物理世界中采取的动作以变换图1和图2的系统的操作状态。另外,所述方法可以提供图3所示的操作序列,并且其可以包括用于在本文描述的条件下操作传动系的指令。
在502处,方法500确定车辆工况。车辆工况(例如,数据)可经由如图1和图2所示接收输入到控制器中来确定。车辆工况可以包括但不限于车辆速度、当前发动机操作状态(例如,开/关)、发动机转速、发动机扭矩、驾驶员需求扭矩或功率、传动系分离离合器操作状态、车辆行驶里程、变速器操作状态、传动系分离离合器施加压力、ISG转速、ISG扭矩和环境温度。在确定车辆工况之后,方法500前进到504。
在504处,方法500判断是否已经请求发动机起动。可以响应于车辆工况(诸如驾驶员需求扭矩或功率)和当前发动机操作状态而经由控制器产生发动机起动请求。在其他示例中,可以响应于人类或自主驾驶员输入(诸如经由钥匙开关、按钮或接近度检测装置)而产生发动机起动。如果方法500判断已经请求发动机起动,则答案为是并且方法500前进到506。否则,答案为否并且方法500前进到520。
在520处,方法500判断发动机是否要停止(例如,停止发动机内的燃烧)。如果是,则请求发动机停止,并且方法500前进到522。否则,不请求发动机停止,并且方法500前进到524。方法500可以基于车辆工况来判断停止发动机。例如,当驾驶员需求扭矩或功率小于阈值时,方法500可以请求发动机停止。方法500可以包括用于停止发动机的其他条件,诸如电池荷电状态、车辆速度和催化剂温度。
在522处,方法500经由停止向发动机供应燃料来停止发动机中的燃烧。在不再向发动机供应燃料之后,发动机可以继续旋转一小段时间。方法500还可以在不再向发动机供应燃料时完全打开传动系分离离合器,使得ISG可以在发动机停止时推进车辆。在流向发动机的燃料停止之后,方法500前进到退出。
在524处,方法500继续以其当前状态操作发动机。如果发动机正在燃烧燃料并且旋转,则发动机可以继续燃烧燃料。如果未向发动机供应燃料,则所述发动机可以在不燃烧燃料的情况下继续。方法500前进到退出。
在506处,方法500判断是否要经由闭合传动系分离离合器并且经由ISG扭矩使发动机旋转来执行当前请求的发动机起动。如果是,则答案为是并且方法500前进到508。否则,答案为否,并且方法500前进到530。方法500可以基于车辆工况来判断要选择哪个起动机来起动发动机。例如,如果发动机起动被预测为紧急起动,则方法500可以选择传动系分离离合器和ISG来起动发动机。如果发动机在冷环境温度期间起动,则方法500可以选择飞轮起动机来起动发动机。
在530处,方法500经由飞轮起动机或BISG起动发动机。飞轮起动机或BISG可以使发动机旋转,同时燃料和火花被供应到发动机。方法500在发动机起动之后前进到退出。
在508处,方法500开始增加供应到传动系分离离合器的流体的压力。方法500可以命令流体的增压压力以减小传动系分离离合器内的顺应性,使得传动系分离离合器可以在特定时间闭合。增压压力可以大于当传动系分离离合器开始从零扭矩容量增加时向正闭合的传动系分离离合器命令的压力,如图4中所示。可以命令增压压力达特定持续时间(例如,700毫秒),所述特定持续时间可以被称为ISG增压压力持续时间。在命令增压压力被输送到传动系分离离合器之后,方法500前进到510。
在510处,方法500判断是否存在对发动机起动改变主意的状况。对发动机起动改变主意的状况可以包括发动机未被供应燃料、发动机旋转以及驾驶员需求增加。如果方法500判断存在对发动机起动改变主意的状况,则答案为是并且方法500前进到540。否则,答案为否并且方法500前进到512。如果存在对发动机起动改变主意的状况,则方法500可以在预定持续时间内向传动系分离离合器供应预定增压压力。方法500可以在已经将预定增压压力施加到传动系分离离合器达预定时间量之后根据存储在控制器存储器中的配置文件向传动系分离离合器供应压力。因此,压力可以从增压压力减小,然后如图4中所示增加。
在512处,方法500判断在向传动系分离离合器供应压力的增压阶段期间发动机是否已经开始旋转。方法500可以监测发动机的位置以确定发动机是否已经移动。如果方法500判断在向传动系分离离合器供应压力的增压阶段期间发动机已经开始移动,则答案为是并且方法500前进到514。否则,答案为否并且方法500前进到550。
在514处,方法500通过减小供应到传动系分离离合器的流体的压力来退出向传动系分离离合器供应压力的增压阶段。在一个示例中,供应到传动系分离离合器的流体的压力可以减小到小于可以输送到传动系分离离合器的最大压力的5%。例如,如果100千帕的最大压力可以被输送到传动系分离离合器,则供应到传动系分离离合器的压力可以被减小到小于5千帕。因此,供应给传动系分离离合器的增压压力可以响应于发动机旋转而减小。增压压力可以减小,因为发动机旋转和增加传动系分离离合器扭矩容量的正时可能与ISG扭矩调整不一致以使发动机旋转。注意,增加供应给传动系分离离合器的压力的增压阶段旨在在传动系分离离合器开始传递扭矩之前减小传动系分离离合器内的顺应性。因此,如果发动机开始旋转,则减小增压压力以退出增压阶段可以降低传动系扭矩扰动的可能性。方法500前进到516。
在516处,方法500判断ISG是否储备了足够的扭矩容量来起动发动机。在一个示例中,方法500可以经由函数或表来估计起动发动机的扭矩,所述函数或表经由发动机温度、发动机所处的海拔和环境温度来参考或索引。在一些示例中,方法500可以基于起动发动机所需的估计扭矩量来储备ISG扭矩。例如,在发动机起动期间发动机可能需要70牛顿米(Nm)来转动起动发动机,ISG在当前条件下可能具有240Nm的最大扭矩输出,并且ISG可能提供120Nm来推进车辆。因此,当前未利用ISG的120Nm的扭矩容量(240-120=120),并且如果储备70Nm的ISG容量用于发动机起动,则答案为是并且方法500前进到518。否则,答案为否并且方法500前进到560。
在560处,方法500减小传动系分离离合器的扭矩容量(例如,传动系分离离合器可以传递的扭矩量),并且通过经由BISG或替代发动机起动装置(例如,飞轮起动机96)使发动机旋转来起动发动机。传动系分离离合器扭矩容量可能会减小到不足以经由ISG使发动机旋转的水平。BISG或替代发动机起动装置使发动机以转动起动转速(例如,250RPM)旋转,并且向发动机供应燃料和火花。一旦发动机起动,就可以将其加速到ISG的转速。当发动机的转速在ISG转速的阈值转速内时,方法500可以锁定传动系分离离合器,使得发动机以与ISG相同的转速旋转。发动机可以开始向传动系输送动力。方法500前进到退出。
在518处,方法500增加传动系分离离合器的扭矩容量(例如,传动系分离离合器可以传递的扭矩量),并且通过经由ISG使发动机旋转来起动发动机。传动系分离离合器扭矩容量可以增加到足以经由ISG使发动机旋转的水平,而传动系分离离合器不会被锁定并且具有零滑差。ISG使发动机以转动起动转速(例如,250RPM)旋转,并且向发动机供应燃料和火花。一旦发动机起动,就可以将其加速到ISG的转速。当发动机的转速在ISG转速的阈值转速内时,方法500可以锁定传动系分离离合器,使得发动机以与ISG相同的转速旋转。发动机可以开始向传动系输送动力。方法500前进到退出。
在550处,方法500判断在闭合传动系分离离合器的增压阶段期间的压力是否在增压持续时间结束时。增压阶段可以持续可以从控制器存储器中检索的预定时间量(例如,增压持续时间)。如果方法500判断已经向传动系分离离合器供应增压水平的流体压力的时间量等于或大于增压持续时间,则答案为是并且方法500前进到552。否则答案为否并且方法500返回到510。因此,如果增压持续时间为750毫秒并且已经向传动系分离离合器施加增压压力达500毫秒,则答案为否并且方法500返回到510。然而,如果增压持续时间为750毫秒并且已经向传动系分离离合器施加增压压力达751毫秒,则答案为是并且方法500前进到552。
在552处,方法500通过闭合传动系分离离合器并且经由ISG使发动机旋转来完成发动机起动。另外,方法500向发动机供应燃料和火花。方法500可以根据用于经由ISG和传动系分离离合器起动发动机的基线发动机起动参数来完成发动机起动。例如,方法500可以减小施加到传动系分离离合器的压力,然后逐渐增加供应到传动系分离离合器的压力。传动系分离离合器压力可以遵循存储在控制器存储器中的预定配置文件。方法500在发动机起动之后前进到退出。
在540处,方法500判断发动机转动起动期间发动机转速的变化率是否小于阈值转速或者发动机是否已经转动起动(例如,在ISG的动力下旋转)超过阈值时间量。如果否,则答案为否并且方法500前进到552。否则,答案为是并且方法500前进到542。低发动机转速变化率、低发动机转动起动转速和长转动起动持续时间可以指示劣化的发动机起动,这可以通过经由第二发动机起动装置或替代方法起动发动机来缓解。
在542处,方法500判断ISG是否储备了足够的扭矩容量来起动发动机或者发动机起动是否是紧急发动机起动。当驾驶员需求速率增加到阈值速率以上时,可能发生紧急发动机起动。如果方法500判断ISG具有足够的扭矩容量来起动发动机或者如果发动机起动是紧急的,则答案为是并且方法500前进到544。否则,回答为否并且方法500前进到546。
在546处,方法500减小传动系分离离合器的扭矩容量,并且通过经由BISG或另一装置(例如,飞轮起动机96)使发动机旋转来起动发动机。传动系分离离合器扭矩容量可能会减小到不足以经由ISG使发动机旋转的水平。BISG或替代起动机使发动机以转动起动转速(例如,250RPM)旋转,并且向发动机供应燃料和火花。一旦发动机起动,就可以将其转速调整到ISG的转速。当发动机的转速在ISG转速的阈值转速内时,方法500可以锁定传动系分离离合器,使得发动机以与ISG相同的转速旋转。发动机可以开始向传动系输送动力。方法500前进到退出。
在544处,方法500增加传动系分离离合器的扭矩容量(例如,传动系分离离合器可以传递的扭矩量),并且通过经由ISG使发动机旋转来起动发动机。传动系分离离合器扭矩容量可以增加到足以经由ISG使发动机旋转的水平,而传动系分离离合器不会被锁定并且具有零滑差。ISG使发动机以转动起动转速(例如,250RPM)旋转,并且向发动机供应燃料和火花。一旦发动机起动,就可以将其加速到ISG的转速。当发动机的转速在ISG转速的阈值转速内时,方法500可以锁定传动系分离离合器,使得发动机以与ISG相同的转速旋转。发动机可以开始向传动系输送动力。方法500前进到退出。
以这种方式,可以进行发动机起动装置的选择。此外,如果增压压力导致传动系分离离合器在可以预期发动机旋转之前使发动机旋转,则可以采取缓解措施以降低可能由于在调整ISG扭矩以补偿所传递的扭矩之前跨传动系分离离合器传递扭矩引起的传动系扭矩扰动的可能性。
因此,图5的方法提供了一种传动系操作方法,所述方法包括:响应于发动机将状态从停止旋转改变为旋转而经由控制器结束传动系分离离合器压力调整的增压阶段。所述方法包括,其中响应于发动机起动请求而产生增压阶段。所述方法还包括:响应于在结束增压阶段之后电机的可用扭矩量足以起动发动机而增加传动系分离离合器的扭矩容量。所述方法还包括:响应于在结束增压阶段之后电机的可用扭矩量不足来减小传动系分离离合器的扭矩容量。所述方法还包括:响应于电机的可用扭矩量不足而经由带集成式起动机/发电机来起动发动机。所述方法还包括:响应于发动机的转速在电机的阈值转速内而闭合传动系分离离合器。所述方法还包括:响应于发动机在增压阶段期间未将状态从停止旋转改变为旋转而不结束增压阶段。所述方法还包括:经由闭合传动系分离离合器并且经由电机使发动机旋转来起动发动机。
图5的方法还提供了一种传动系操作方法,所述传动系操作方法包括:当在发动机关闭之后存在改变主意的状况时,响应于电机的扭矩储备足以起动发动机,增加传动系分离离合器扭矩容量;并且当在发动机关闭之后存在改变主意的状况时,响应于电机的扭矩储备不足以起动发动机,减小增压压力并且经由替代发动机起动装置来起动发动机。所述方法包括:其中改变主意的状况是增加的驾驶员需求和非零发动机转速,并且其中所述替代发动机起动装置是带集成式起动机/发电机或飞轮起动机。所述方法还包括:当在发动机关闭之后存在改变主意的状况时,在响应于电机的扭矩储备不足以起动发动机而减小增压压力之后,响应于发动机转速在电机的阈值转速内而闭合传动系分离离合器。所述方法包括:其中所述发动机关闭包括停止向发动机供应燃料。所述方法包括:其中经由增加供应到传动系分离离合器的流体的压力来增加传动系分离离合器扭矩容量。
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。此外,本文描述的方法可以是物理世界中的控制器采取的动作和控制器内的指令的组合。本文公开的控制方法和例程的至少一些部分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结合各种传感器、执行器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可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、多线程等)中的一者或多者。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。可根据所使用的特定策略而重复地执行示出的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外,所述动作、操作和/或功能可以图形表示被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,其中所述动作通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行。
本说明书到此结束。在不脱离本描述的精神和范围的情况下,本领域技术人员在阅读本描述之后,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 (15)
1.一种传动系操作方法,其包括:
响应于发动机将状态从停止旋转改变为旋转而经由控制器结束传动系分离离合器压力调整的增压阶段。
2.如权利要求1所述的方法,其中响应于发动机起动请求而产生所述增压阶段。
3.如权利要求2所述的方法,其还包括响应于在结束所述增压阶段之后电机的可用扭矩量足以起动所述发动机而增加传动系分离离合器的扭矩容量。
4.如权利要求2所述的方法,其还包括响应于在结束所述增压阶段之后电机的可用扭矩量不足而减小传动系分离离合器的扭矩容量。
5.如权利要求4所述的方法,其包括响应于所述电机的所述可用扭矩量不足而经由带集成式起动机/发电机或替代发动机起动装置来起动所述发动机。
6.如权利要求5所述的方法,其还包括响应于所述发动机的转速在所述电机的阈值转速内而闭合所述传动系分离离合器。
7.如权利要求1所述的方法,其还包括响应于所述发动机在所述增压阶段期间未将状态从停止旋转改变为旋转而不结束所述增压阶段。
8.如权利要求7所述的方法,其还包括经由闭合传动系分离离合器并且经由电机使所述发动机旋转来起动所述发动机。
9.一种系统,其包括:
发动机;
电机;
带集成式起动机/发电机或替代发动机起动装置;
传动系分离离合器,所述传动系分离离合器定位在所述发动机与所述电机之间;
变速器,所述变速器联接到所述电机;以及
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关闭所述发动机,并且响应于在所述关闭之后所述发动机达到零转速之前驾驶员需求的增加而重新起动所述发动机,当所述电机储备了足够的扭矩来起动所述发动机时,经由闭合所述传动系分离离合器并且用所述电机使所述发动机旋转来重新起动所述发动机,当所述电机没有储备足够的扭矩来起动所述发动机时,经由所述带集成式起动机/发电机或替代发动机起动装置来重新起动所述发动机。
10.如权利要求9所述的系统,其还包括用于进行以下操作的附加指令:响应于驾驶员需求的所述增加,增加施加到所述传动系分离离合器的压力。
11.如权利要求10所述的系统,其还包括用于进行以下操作的附加指令:响应于所述电机没有储备足够的扭矩来起动所述发动机,减小增压压力。
12.如权利要求11所述的系统,其还包括用于进行以下操作的附加指令:响应于所述发动机的转速在所述电机的转速的阈值转速内,闭合所述传动系分离离合器。
13.如权利要求10所述的系统,其还包括用于进行以下操作的附加指令:响应于所述电机储备了足够的扭矩来起动所述发动机,增加施加到所述传动系分离离合器的压力。
14.如权利要求9所述的系统,其还包括用于进行以下操作的附加指令:在所述发动机的转速为零之后重新起动所述发动机。
15.如权利要求9所述的系统,其中响应于发动机转动起动转速小于阈值转速或者发动机转动起动时间大于阈值时间量,当所述电机储备了足够的扭矩来起动所述发动机时,经由闭合所述传动系分离离合器并且用所述电机使所述发动机旋转来重新起动所述发动机,并且其中响应于发动机转动起动转速小于所述阈值转速或所述发动机转动起动时间大于所述阈值时间量,当所述电机没有储备足够的扭矩来起动所述发动机时,经由所述带集成式起动机/发电机或所述替代发动机起动装置来重新起动所述发动机。
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