CN116588102A - 用于控制车辆驶离的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于控制车辆驶离的方法和系统”。提出了用于改善车辆的操作的系统和方法。在一个示例中，控制器可以响应于催化器的温度以允许或暂时禁止车辆移动。可以通过在催化器温度超过阈值温度之前限制车辆运动来减少发动机负荷和发动机排放。

Description

用于控制车辆驶离的方法和系统

技术领域

本说明书涉及用于改善发动机排放的系统和方法。所述方法可以应用于控制车辆驶离。

背景技术

可能在发动机有时间冷却到接近环境温度之后起动车辆的发动机。当发动机冷起动时，由于发动机内的间隙和燃料准备问题，发动机可能产生较高的排放水平。当催化器处于操作温度时，发动机的排气系统中的催化器可以具有减少这种排放的能力，但是当催化器温度不高于阈值温度(例如，催化器起燃温度)时，发动机排放的很大一部分可以通过催化器。此外，发动机排放可能会随着发动机负荷的增加而增加。由于这些原因，可能期望提供一种限制发动机排放的方式，至少直到催化器达到阈值温度为止。

发明内容

本文的发明人已经认识到可能期望在发动机冷起动期间和之后减少发动机排放，并且他们已经开发了一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：响应于催化器温度低于阈值温度，经由控制器禁止车辆在前进方向或后退方向上移动。

通过在冷起动之后禁止车辆的运动，可以经由限制发动机负荷来提供减少发动机排放的技术结果。另外，暂时禁止车辆运动可以帮助确保车辆按预期响应并且在允许车辆运动时满足排放要求。

本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可以减少发动机排放。另外，所述方法可以在发动机冷起动时改善车辆操控性。此外，可以以允许车辆系统根据车辆工况执行的不同方式应用所述方法。

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。在整个说明书中可以引用术语“驾驶员”，并且该术语是指作为车辆的已授权操作者的人类驾驶员或人类车辆操作者，除非另有说明。

可以理解，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提及的任何缺点的实施方式。

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示出了示例性车辆传动系；

图3示出了根据图4的方法的示例预示性车辆操作序列；以及

图4示出了用于操作车辆的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本说明书涉及控制车辆的发动机操作。所述车辆可以包括发动机和变速器。发动机可以是图1中所示的类型。如图2中所示，发动机可以包括在包括自动变速器的传动系或动力传动系统中。车辆可以根据图4的方法操作，如图3的序列所示。图4的方法可以经由在发动机冷起动后限制发动机负荷来减少发动机排放。

参考图1，发动机10是包括多个气缸的内燃发动机，图1中示出了其中一个气缸33。发动机10由电子发动机控制器12控制。控制器从图1的各种传感器接收信号，并且基于接收到的信号和存储在控制器12的存储器中的指令，利用图1的各种致动器来调整发动机操作。例如，可以响应于如根据发动机位置传感器118的输出所确定的发动机位置来调整燃料喷射正时、火花正时和提升阀操作。

发动机10包括燃烧室30、气缸33和气缸壁32，活塞36定位在气缸壁中并连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96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。进气凸轮51和排气凸轮53可以相对于曲轴40移动。

燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸33中，这被本领域技术人员称为直接喷射。替代地，燃料可以被喷射到进气道，这被本领域技术人员称为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过燃料系统(未示出)被输送至燃料喷射器66，所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)。另外，进气歧管44被示为与可选电子节气门62连通，所述电子节气门调整节流板64的位置以控制从进气口42到进气歧管44的空气流量。在一个示例中，可使用低压直接喷射系统，其中燃料压力可升高到大约20-30巴。替代地，高压双级燃料系统可以用于生成更高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板64可以位于进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。

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中被示出为常规的微计算机，所述常规的微计算机包括：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被示出为除了接收先前讨论的那些信号之外，还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，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)；联接到驾驶员需求踏板130的用于感测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管绝对压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40的位置的发动机位置传感器118的发动机位置；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；当人类驾驶员132施用制动踏板150时来自制动踏板位置传感器154的制动踏板位置；经由催化器温度传感器71的催化器温度的测量值；以及来自传感器58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。在本描述的优选方面中，曲轴每旋转一转，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)。

控制器12可以接收来自人/机接口170的输入。在一个示例中，人/机接口170可以是触摸屏显示器。在其他示例中，人/机接口170可以是键盘、按钮或其他已知的接口。控制器12还可以向人/机接口170显示信息和数据。

在一些示例中，发动机可以联接到混合动力车辆中的电动马达/电池系统。此外，在一些示例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。

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，以便增大燃烧室30内的容积。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处于其最大容积时)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处于其最小容积时)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。

现在参考图2，所述图是包括动力传动系统或传动系200的示例性车辆290的框图。图2的动力传动系统包括图1中所示的发动机10。可以理解，在不脱离本公开的精神和广度的情况下，本文描述的方法和系统可以结合到其他车辆配置中。

发动机10可以用图1中所示的发动机起动系统、经由带传动起动机/发电机(BISG)280或经由也称为马达/发电机的传动系集成式起动机/发电机(ISG)(未示出)起动。此外，发动机10的扭矩可以经由诸如燃料喷射器、节气门、凸轮轴等的扭矩致动器204进行调整。

BISG 280经由带281和带轮282机械地联接到发动机10。BISG280可以联接到曲轴40或凸轮轴(例如，51或53)。当经由电能存储装置240(其可以称为电池)供应电力时，BISG280可以作为马达操作。BISG 280可以作为发电机操作从而向电能存储装置240供应电力。

可以注意，此示例示出了单个控制器。然而，在其他示例中，经由控制器12执行的功能和操作可以在多个控制器之间分布。

发动机曲轴可以联接到变矩器206，并且变矩器206经由变速器输入轴207机械地联接到自动变速器208。变矩器206还可以包括变矩器离合器209。变矩器离合器209可以被选择性地锁定和解锁，以允许扭矩绕过变矩器206并且直接传递到变速器输入轴207。自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1-10)210，并且自动变速器208可以包括一个或多个行星齿轮组211。自动变速器208是固定阶梯传动比变速器。挡位离合器210可选择性地接合，以改变变速器输入轴207的实际总转数与车轮218的实际总转数的比。通过经由换挡控制电磁阀(未示出)调整供应到离合器的流体，挡位离合器210可以接合或脱离。也可以经由输出轴215将来自自动变速器208的扭矩输出传送到车轮218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变速器输入轴207处传递输入驱动扭矩。控制器12可以选择性地激活变矩器离合器209、挡位离合器210和挡位212。控制器12还可以选择性地停用或脱离变矩器离合器209、挡位离合器210和挡位212。

变速器挡位选择器295可以接收来自人类驾驶员132的输入。控制器12可以基于变速器挡位选择器295的位置来选择哪些变速器挡位离合器210接合和脱离变速器挡位。变速器挡位选择器位置传感器296向控制器12提供位置信息，并且控制器12可以经由换挡锁定机构(例如，螺线管开关)296禁止变速器挡位选择器295在位置P(驻车挡)、R(倒车挡)、N(空挡)、D(行驶挡)和L(低速挡)位置之间移动变化。

在此示例中，车辆290被示出为被配置为四轮驱动车辆。扭矩可以经由分动箱261传递到车辆290的前部239处的车轮218或车辆290的后部242处的车轮218。车辆290可以经由分动箱261换挡为四轮驱动或两轮驱动。前进方向由箭头241指示，并且倒车方向由箭头243指示。稳定性控制系统260可以与控制器12、制动器控制器250和分动箱261通信，以在车辆290的前部270处的车轮218与车辆290的后部272处的车轮218之间引导扭矩。制动器控制器250可以选择性地激活摩擦制动器251和可选的制动泵252。

响应于增加车辆290的速度的请求，控制器12可以从驾驶员需求踏板或其他装置获得驾驶员需求扭矩或功率请求。然后，控制器12将所请求的驾驶员需求扭矩的一部分分配给发动机，并且将剩余部分分配给BISG 280。控制器命令发动机10和BISG 280生成命令的扭矩。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，不得被超过的阈值)，则将扭矩输送到变矩器206，然后所述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207。响应于可以基于变速器输入轴扭矩和车辆速度的换挡计划和变矩器离合器锁止计划，可以锁定变矩器离合器209并且经由挡位离合器210接合挡位。在一些情况下，当可能需要对电能存储装置240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ISG扭矩)。控制器12可以请求增加发动机扭矩以克服充电扭矩，从而满足驾驶员需求扭矩。

响应于降低车辆290的速度并且提供再生制动的请求，控制器12可以基于车辆速度和制动踏板位置来提供负的期望的车轮扭矩。然后，控制器12将负的期望的车轮扭矩的一部分分配给BISG 280和/或发动机10，并将剩余部分分配给摩擦制动器251。此外，控制器12可以基于唯一的换挡计划来对挡位212进行换挡以提高再生效率。BISG 280可以向发动机10供应负扭矩，但是由BISG 280提供的负扭矩可能受到限制。此外，BISG 280的负扭矩可以基于电能存储装置240的工况而受控制器12限制(例如，约束到小于负扭矩阈值)。发动机10还可以通过停止向发动机气缸输送燃料来提供负扭矩。在发动机旋转期间进气门和排气门打开和关闭的情况下，或者在发动机旋转时进气门和排气门在一个或多个发动机循环内保持关闭的情况下，可以停用发动机气缸。由于变速器或BISG极限而可能无法由发动机10和/或BISG 280提供的负的期望车轮扭矩的任何部分可以被分配给摩擦制动器251，使得通过来自摩擦制动器251、发动机10和BISG 280的负车轮扭矩的组合提供期望的车轮扭矩。

可以由控制器12通过控制涡轮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扭矩。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转矩输出。在所有情况下，可以逐缸地执行发动机控制以控制发动机转矩输出。

如本领域中已知的，控制器12还可以通过调整流入和流出BISG280的场和/或电枢绕组的电流来控制来自BISG 280的扭矩输出和电能产生。

控制器12可以经由位置传感器(未示出)接收变速器输入轴位置，并经由对来自位置传感器的信号进行微分将变速器输入轴位置转换成输入轴速度。控制器12可以从扭矩传感器(未示出)接收变速器输出轴扭矩。控制器12还可接收来自传感器277的附加变速器信息，所述传感器可包括但不限于泵输出线压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、变速器油温传感器、ISG温度传感器、驾驶员位于驾驶员座椅中检测开关、驾驶员车门开关、心跳传感器、BISG温度传感器和环境温度传感器。

在一些示例中，控制器12可以与导航系统235(例如，第二控制器)通信并且交换数据。导航系统235可以经由从全球定位卫星(未示出)接收的数据来确定车辆290的位置和速度。导航系统235还可以经由语音命令或经由人/机接口接收输入以确定车辆目的地。导航系统235可以基于车辆的当前位置和车辆的目的地选择行驶路线。导航系统235可以基于可以存储在导航系统235内的地图来确定行驶路线。存储在导航系统235中的地图可以包括交通标志、燃料补给站和其他兴趣点的位置。

因此，图1和图2的系统提供了一种用于操作车辆的系统，所述系统包括：内燃发动机；催化器，所述催化器包括在内燃发动机的排气系统中；挡位选择器；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响应于催化器的温度低于阈值温度而禁止车辆前进运动或倒车运动。在第一示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于催化器超过阈值温度而允许车辆允许车辆的运动。在可以包括第一示例的第二示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于催化器的温度而停用变速器泵，并且其中经由禁止挡位的接合来禁止前进运动或倒车运动。在可以包括第一示例和第二示例中的一者或多者的第三示例中，所述系统还包括变矩器离合器和用于进行以下操作的附加指令：响应于催化器的温度低于阈值温度而完全闭合变矩器离合器。在可以包括第一至第三示例中的一者或多者的第四示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于催化器的温度，施用车辆的摩擦制动器。在可以包括第一至第四示例中的一者或多者的第五示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于施用摩擦制动器并且催化器的温度低于阈值温度，限制驾驶员需求扭矩。在可以包括第一至第五示例中的一者或多者的第六示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：禁止挡位选择器改变状态。在可以包括第一至第六示例中的一者或多者的第七示例中，所述系统还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于催化器的温度来调整车辆的驾驶模式。

现在参考图3，示出了根据图4的方法的车辆操作序列。图3的序列可以经由图1和图2的系统执行。在t0至t7处的竖直线表示所述序列期间的感兴趣时间。沿着水平轴线的双SS标记表示时间上的中断，并且所述中断的持续时间可以长或短。

从图3顶部开始的第一曲线图是催化器温度与时间。竖直轴线表示催化器温度，并且催化器温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量从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。水平线350表示阈值催化器温度(例如，催化器起燃温度)。迹线302表示催化器温度。

从图3顶部开始的第二曲线图是车辆推进锁定状态与时间的曲线图。竖直轴线表示车辆推进锁定状态，并且当迹线304处于竖直轴线箭头的水平附近的水平时，禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动。当迹线304处于水平轴线附近的水平时，不基于催化器的温度来禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动。水平轴线表示时间并且时间量从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。迹线304表示车辆推进锁定状态。

从图3顶部开始的第三曲线图是实际变速器挡位选择器位置与时间的曲线图。竖直轴线表示实际变速器挡位选择器位置，并且实际变速器挡位选择器在迹线306沿着竖直轴线处于P的水平时接合在驻车挡，在迹线306沿着竖直轴线处于R的水平时接合在倒车挡，在迹线306沿着竖直轴线处于N的水平时接合在空挡，在迹线306沿着竖直轴线处于D的水平时接合在前进挡位(例如，第一挡位)，在迹线306沿着竖直轴线处于L的水平时接合在第一挡位。水平轴线表示时间并且时间量从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。迹线306表示实际变速器挡位选择器位置。

从图3的顶部开始的第四曲线图是接合的变速器挡位选择器位置与时间的曲线图。竖直轴线表示接合的变速器挡位选择器位置，并且接合的变速器挡位选择器在迹线308沿着竖直轴线处于P的水平时接合在驻车挡，在迹线308沿着竖直轴线处于R的水平时接合在倒车挡，在迹线308沿着竖直轴线处于N的水平时接合在空挡，在迹线308沿着竖直轴线处于D的水平时接合在前进挡位(例如，第一挡位)，在迹线308沿着竖直轴线处于L的水平时接合在第一挡位。水平轴线表示时间并且时间量从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。迹线308表示接合的变速器挡位选择器位置。

从图3的顶部开始的第五曲线图是摩擦制动器状态与时间的曲线图。竖直轴线表示摩擦制动器状态，并且当迹线310处于竖直轴线箭头的水平附近的水平时施用摩擦制动器。当迹线310处于水平轴线附近的水平时，不施用摩擦制动器。水平轴线表示时间并且时间量从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。迹线310表示摩擦制动器状态。

从图3的顶部起的第六曲线图是变速器泵状态与时间的曲线图。竖直轴线表示变速器泵状态，并且当迹线312处于竖直轴线箭头的水平附近的水平时，变速器泵被激活。当迹线312处于水平轴线附近的水平时，变速器泵未被激活。水平轴线表示时间并且时间量从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。迹线312表示变速器泵状态。

从图3顶部开始的第七曲线图是变矩器离合器状态与时间的曲线图。竖直轴线表示变矩器离合器状态，并且当迹线314处于竖直轴线箭头的水平附近的水平时，施用变矩器离合器。当迹线314处于水平轴线附近的水平时，未施用变矩器离合器。水平轴线表示时间并且时间量从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。迹线314表示变矩器离合器状态。

从图3的顶部开始的第八曲线图是发动机状态与时间的曲线图。竖直轴线表示发动机状态，并且当迹线316处于竖直轴线箭头的水平附近的水平时，发动机正在运转(例如，旋转并且燃烧燃料)。当迹线316处于水平轴线附近的水平时，发动机未运转。水平轴线表示时间并且时间量从曲线图的左侧到曲线图的右侧增加。迹线316表示发动机状态。

在时间t0处，发动机关闭并且变矩器离合器断开。催化器温度低于阈值350，并且推进系统未被锁定。挡位选择器处于驻车挡位置，并且接合的挡位是驻车挡。不施用摩擦制动器。

在时间t1处，由于发动机起动并且催化器温度低于催化器温度阈值350，车辆进入推进锁定。变矩器离合器保持断开，并且实际挡位选择器位置为驻车挡。因为通过变速器处于驻车挡来维持车辆的位置，所以变速器保持在驻车挡，并且车辆的摩擦制动器被释放。在一些示例中，不激活变速器泵并且不激活制动泵(未示出)以减少寄生损失。在一些示例中，还可以停用用于操作全轮驱动车辆的分动箱中的离合器和/或一个或多个差速器的附加泵(如果存在且需要的话)以减少寄生损失。在这种操作模式下，内部离合器、行星齿轮组和制动器内的摩擦损失可能处于较高水平(因为它们被允许自由旋转)，但是变矩器的摩擦损失可能较低，因为变矩器泵速度可能会增加以减小变矩器滑移。这种操作模式可能是优选的，并且取决于发动机温度、变速器油温和期望的发动机怠速，减少发动机排放可能更理想或更不理想。催化器温度开始升高。

在时间t2处，发动机保持激活并且变矩器离合器保持断开。实际挡位选择器位置由人类驾驶员(未示出)从驻车挡移动到行驶挡，但是变速器保持接合在驻车挡。在此示例中，在此模式下不禁止挡位选择器位置改变位置，但是在其他示例中可以限制挡位选择器位置移动。由于变速器保持在驻车挡，因此继续不施用车辆的摩擦制动器。在此示例中，实际挡位选择器位置的移动不会改变推进锁定状态或接合的挡位。催化器温度继续升高。

在时间t3处，催化器温度超过阈值350，因此推进锁定被释放。响应于催化器温度超过阈值350，施用摩擦制动器，激活变速器泵，并且将实际挡位改变为行驶挡。在一些示例中，可以通知驾驶员接合到行驶挡并且允许车辆运动。在另一个示例中，实际接合的挡位可以保持在驻车挡，并且可以要求驾驶员首先将挡位选择杆移动到驻车挡并且踩下制动器，然后再选择行驶挡、倒车挡或低速挡。变矩器保持解锁。发动机继续操作。在时间t3与时间t4之间发生序列中断。

在其他示例中，如果在催化器温度超过阈值温度时制动踏板处于释放状态，则可以(例如，通过人/机接口)要求驾驶员踩下制动踏板，然后释放制动踏板以释放制动器并且推进车辆。

在时间t4处，发动机关闭并且变矩器离合器断开。催化器温度低于阈值350，并且推进系统未被锁定。挡位选择器处于驻车挡位置，并且接合的挡位是驻车挡。不施用摩擦制动器。

在时间t5处，响应于发动机起动并且催化器温度低于阈值催化器温度350，车辆进入推进锁定状态。变速器泵被激活，使得变矩器离合器可以闭合。实际挡位选择器位置为驻车挡，并且变速器接合在驻车挡。不施用车辆的摩擦制动器，因为当车辆处于驻车挡时驻车棘爪(未示出)被接合。另外，变速器的挡位未被接合，并且允许变速器内的一些部件自由旋转。接合变矩器离合器减少了变矩器内的滑移，使得发动机扭矩可以直接传递到变速器输入轴。车辆处于推进锁定状态并且车辆运动被禁止。在这种操作模式下，内部离合器、行星齿轮组和制动器内的摩擦损失可能处于较高水平，但是变矩器的摩擦损失可能较低，因为变矩器涡轮直接联接到变矩器涡轮。催化器温度开始升高。

在一些示例中(例如，取决于变速器特性、发动机温度、变速器油温和期望的发动机怠速)，可以在部分或整个催化器预热阶段期间(例如，在达到催化器起燃温度之前)使用此模式，其中所述模式可以在催化器低于操作温度时减少累积的车辆排放。

变矩器离合器可以闭合，然后在催化器达到起燃温度之前断开。如果变速器油温太低，则这可能是期望的，因为较高的摩擦最初可能会更快地加热变速器油以降低其粘度并且减少稍后在催化器预热阶段期间的摩擦损失。这些动作最初可能会增加排放，但它们可能会减少催化器起燃之前的累积排放。另外，在一些示例中，可以将变速器置于行驶挡，同时施用车辆的摩擦制动器以减少发动机排放。

在时间t6处，车辆保持推进锁定，并且变速器保持在驻车挡。变矩器离合器断开并且变速器泵关闭。

在时间t7处，催化器温度超过阈值350，因此推进锁定被释放并且变矩器离合器保持断开。另外，变速器油泵被激活，使得如果挡位选择器改变位置到行驶挡，则车辆可以准备好移动。挡位选择器保持在驻车挡，并且接合的挡位是驻车挡。因为车辆处于驻车挡，所以不施用摩擦制动器。

以这种方式，可以禁止车辆移动，使得发动机负荷可以不增加到高于阈值发动机负荷。使发动机负荷保持低于阈值负荷可以将发动机排放保持在较低水平，直到催化器达到起燃温度为止。一旦催化器达到其可以更有效地操作的起燃温度，就可以增加发动机负荷，使得车辆可以以预期的方式推进。因此，可以维持车辆操控性，同时可以减少发动机排放。

现在参考图4，示出了一种用于操作车辆的方法。图4的方法可以作为可执行指令存储在用于图1和图2的系统的控制器12中。此外，图4的方法可以提供图3中所示的示例性序列。另外，图4的方法可以与图1和图2的系统协作地工作以接收数据并且调整致动器以在物理或现实世界中控制图1和图2的系统。

在402处，方法400确定车辆工况。可以经由控制器接收来自联接到控制器的各种传感器的输入来确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于驾驶员需求扭矩、车辆速度、发动机转速、发动机负荷、变速器操作状态、环境温度、环境压力、发动机温度、变速器油温、车辆速度、电池SOC和制动踏板位置。方法400前进到404。

在404处，方法400判断催化器温度是否低于阈值温度(例如，催化器起燃温度，或者催化器效率超过阈值效率(诸如50％效率)的温度)。如果是，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440。如果方法400前进到406，则方法400可以显示消息以通知车辆的乘员车辆暂时处于推进锁定模式。推进锁定模式包括采取动作以减少前进方向和倒车方向上的车辆运动。另外，如果方法400进入推进锁定模式，则它也可以在特定车辆工况期间退出推进锁定模式并且直接前进到440。例如，如果车辆乘员指示车辆正在高紧急状况下使用，或者如果控制器推断出高紧急状况，则方法400可以直接前进到440。

在440处，方法400根据挡位选择器的位置来操作变速器。例如，如果变速器挡位选择器处于行驶挡位置，则变速器可以接合在前进挡(例如，1-6)中。另外，如果车辆正在退出推进锁定模式，在所述推进锁定模式中采取动作以减少在前进方向和倒车方向上的车辆运动，则方法400可以使车辆保持停止直到制动踏板从被施用转变为被释放并且直到驾驶员需求扭矩超过阈值扭矩为止。方法400前进到442。

在442处，方法400激活变速器油泵。如果泵是电驱动的，则可以通过向变速器油泵供应电力来激活变速器油泵。方法400前进到444。

在444处，方法400可以断开闭合的变矩器离合器。可以经由从变矩器离合器致动器撤回电力或液压来断开变矩器离合器。方法400前进到446。

在446处，方法400将火花正时调整到基本火花正时，将发动机空燃比调整到化学计量或基本空燃比，并且将发动机空气流量调整到基本空气流量，使得可以改善发动机燃料经济性。方法400前进以退出。

在406处，方法400仲裁请求的变速器状态。发动机冷起动期间的发动机排放可能受到发动机温度、变速器油温、环境空气温度和发动机怠速的影响。例如，当发动机温度较低时，由于发动机内的间隙和燃料准备，发动机排放可能增加。发动机排放也可能受到变速器油温和变速器油粘度的影响。具体地，在较低的变速器油温下，用于使发动机以期望转速旋转的发动机负荷可能增加，因为可能需要更多的发动机扭矩来使变速器内的部件旋转。较高的发动机怠速可能会增加输送到催化器的热量，但是当发动机以较高的转速操作时，发动机可能会消耗更多的燃料并且产生更高的排放水平。以这种方式，这些和其他车辆工况可能会影响发动机排放和被输送以加热催化器的能量。

在一个示例中，方法400可以选择发动机是在变速器接合在某一挡位(例如，前进挡或倒车挡)中的情况下还是在变速器未接合挡位(例如，处于驻车挡或空挡)中的情况下怠速。具体地，方法400可以根据可以经由发动机温度、变速器油温、环境温度和请求的发动机怠速来索引的映射图，在变速器挂挡或变速器不挂挡的情况下选择发动机怠速，同时等待催化器温度超过阈值温度。表或函数可以根据发动机温度、变速器油温、环境空气温度和请求的发动机怠速来映射变速器状态(例如，接合挡位或未接合挡位)。所述表或函数输出在催化器温度低于阈值温度时使变速器接合在某一挡位中或不接合在某一挡位中的请求。在其他示例中，组合逻辑或其他函数可以在催化器温度低于阈值温度时选择请求的变速器操作状态。

另外，方法400将驾驶员需求扭矩限制或约束到小于阈值驾驶员需求扭矩。在一个示例中，方法400可以忽略或不响应超过阈值驾驶员需求踏板施用量的驾驶员需求踏板施用量的变化。以这种方式，可以约束驾驶员需求以限制发动机负荷和发动机排放。在一些示例中，方法400可以忽略驾驶员需求扭矩并且继续以怠速控制模式操作发动机。方法400前进到408。

在408处，方法400判断变速器是否要以前进挡或倒车挡操作。如果是这样，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。

在410处，方法400施用摩擦制动器。当变速器接合在前进挡或倒车挡时施用摩擦制动器以减少车辆移动并且允许变矩器内的摩擦增加，同时减小变速器部件(例如，离合器、制动器和行星齿轮组)内的摩擦。方法400前进到412。

在412处，方法400将发动机怠速调整到第一发动机怠速。第一发动机怠速转速可以基于发动机接合在某一挡位中。第一发动机怠速转速(例如，800RPM)可以低于在430处提及的第二发动机怠速转速。方法400前进到414。

在414处，方法400调整发动机火花正时、发动机空燃比和发动机空气流量以提供受限的请求的驾驶员需求扭矩。在一个示例中，火花正时可以从上止点压缩冲程延迟，并且空燃比可以稀于15:1。方法400前进到退出。

在430处，方法400将发动机怠速调整到第二怠速。第二怠速可以增加到超过基本怠速。例如，如果基本发动机怠速转速是800RPM，则第二发动机怠速转速可以升高到1200RPM。方法400前进到432。

在432处，方法400调整发动机火花正时、发动机空燃比和发动机空气流量。在一个示例中，火花正时可以从上止点压缩冲程延迟，发动机空气流量可以从基本发动机空气流量增加，并且空燃比可以稀于15:1。方法400前进到434。

在434处，方法400可以禁止接合变速器的前进挡或倒车挡。在一个示例中，方法400可以经由不供应油压来闭合变速器离合器而禁止前进挡的接合。在另一个示例中，方法400可以经由禁止挡位选择器移动到前进挡位置、倒车挡位置和低速挡位置来禁止接合前进挡或倒车挡。然后，变速器控制器可以不接合未被选择的挡位。方法400前进到436。

在436处，方法400可选地停用变速器流体泵和制动泵(如果存在的话)。通过停用变速器流体泵，可以不接合变速器挡位。另外，停用变速器流体泵可以减小施加到发动机的负荷，使得可以减小发动机负荷。减少发动机负荷可以通过减少燃料消耗来减少发动机排放。此外，还可以停用用于操作全轮驱动车辆的分动箱中的离合器和/或一个或多个差速器的附加泵(如果存在且需要的话)以减少寄生损失。方法400前进到438。

在438处，方法400可选地闭合变矩器离合器，使得发动机扭矩可以直接从发动机传递到变速器输入轴，从而绕过变矩器并且降低变矩器滑移和摩擦。由于变速器未接合在前进挡或倒车挡中，因此变速器离合器、行星齿轮组和制动器内的摩擦可能增加。方法400前进以退出。

以这种方式，方法400可以在催化器温度超过阈值温度之前降低车辆运动的可能性，使得可以减少发动机负荷和发动机排放。另外，方法400可以选择将变速器接合在挡位中或禁止挡位的接合以在发动机冷起动期间减少发动机排放。

因此，图4的方法提供了一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：响应于催化器温度低于阈值温度，经由控制器禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动。在第一示例中，所述方法包括：其中禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动包括禁止接合变速器挡位。在可以包括第一示例的第二示例中，所述方法包括：其中禁止车辆移动包括施用摩擦制动器以禁止车辆移动。在可以包括第一示例和第二示例中的一者或多者的第三示例中，所述方法包括：其中禁止车辆移动还包括限制发动机输出功率，并且还包括：停用制动泵。在可以包括第一至第三示例中的一者或多者的第四示例中，所述方法包括：其中阈值温度是催化器起燃温度。在可以包括第一至第四示例中的一者或多者的第五示例中，所述方法还包括向车辆的驾驶员提供车辆被禁止移动的通知。在可以包括所述第一至第五示例中的一者或多者的第六示例中，所述方法包括：其中禁止车辆移动包括禁止换挡器进入前进挡或倒车挡。

图4的方法还提供了一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：响应于第一状况，经由控制器响应于催化器温度低于阈值温度而经由施用车辆摩擦制动器来禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动；并且响应于第二状况，经由控制器响应于催化器温度低于阈值温度而经由禁止接合前进挡或倒车挡来禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动。在第一示例中，所述方法包括：其中禁止经由换挡杆接合前进挡或倒车挡。在可以包括第一示例的第二示例中，所述方法包括：其中经由禁止离合器闭合来禁止接合前进挡或倒车挡。在可以包括第一至第二示例的第三示例中，所述方法包括：其中所述第一状况是基于变速器油温。在可以包括第一至第三示例的第四示例中，所述方法包括：其中所述第二状况是基于发动机温度。

如本领域普通技术人员将了解的，本文所述的方法可以表示任何数目的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等处理策略。为此，示出的各种步骤或功能可以按示出的序列执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是达成本文所描述的目标、特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。虽然没有明确地示出，但是本领域的普通技术人员将认识到，可以取决于所使用的特定策略而重复地执行所示的步骤或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作、方法和/或功能可以通过图形表示要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。

这是对本说明书进行的总结。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。

根据本发明，一种用于操作车辆的方法包括：响应于催化器温度低于阈值温度，经由控制器禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动。

在本发明的一个方面，禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动包括禁止接合变速器挡位。

在本发明的一个方面，禁止车辆移动包括施用摩擦制动器以禁止车辆移动。

在本发明的一个方面，禁止车辆移动还包括限制发动机输出动力并且防止挡位的接合，并且还包括：停用制动泵。

在本发明的一个方面，所述阈值温度是催化器起燃温度。

在本发明的一个方面，所述方法包括向车辆的驾驶员提供车辆被禁止移动的通知。

在本发明的一个方面，禁止车辆移动包括禁止换挡器进入前进挡或倒车挡。

根据本发明，提供了一种用于操作车辆的系统，所述系统具有：内燃发动机；催化器，所述催化器包括在内燃发动机的排气系统中；挡位选择器；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响应于催化器的温度低于阈值温度而禁止车辆前进运动或倒车运动。

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：响应于催化器超过阈值温度而允许车辆允许车辆的运动。

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：响应于催化器的温度而停用变速器泵，并且其中经由禁止挡位的接合来禁止前进运动或倒车运动。

根据一个实施例，本发明的特征还在于变矩器离合器和用于进行以下操作的附加指令：响应于催化器的温度低于阈值温度而完全闭合变矩器离合器。

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：响应于催化器的温度，施用车辆的摩擦制动器。

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：响应于催化器的温度低于阈值温度而限制驾驶员需求扭矩。

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：禁止挡位选择器改变状态。

根据一个实施例，禁止车辆的前进运动或倒车运动还包括限制发动机输出功率并且防止挡位的接合，并且还包括用于进行以下操作的附加指令：停用制动泵。

根据本发明，一种用于操作车辆的方法包括：响应于第一状况，经由控制器响应于催化器温度低于阈值温度而经由施用车辆摩擦制动器来禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动；并且响应于第二状况，经由控制器响应于催化器温度低于阈值温度而经由禁止接合前进挡或倒车挡来禁止车辆在前进方向或倒车方向上移动。

在本发明的一个方面，禁止经由换挡杆接合前进挡或倒车挡。

在本发明的一个方面，经由禁止离合器闭合来禁止接合前进挡或倒车挡。

在本发明的一个方面，所述第一状况是基于变速器油温。

在本发明的一个方面，所述第二状况是基于发动机温度。

Claims (15)

1.一种用于操作车辆的方法，其包括：

响应于催化器温度低于阈值温度，经由控制器禁止所述车辆在前进方向或倒车方向上移动。

2.如权利要求1所述的方法，其中禁止所述车辆在所述前进方向或所述倒车方向上移动包括禁止接合变速器挡位。

3.如权利要求1所述的方法，其中禁止所述车辆移动包括施用摩擦制动器以禁止所述车辆移动。

4.如权利要求1所述的方法，其中禁止所述车辆移动还包括限制发动机输出动力并且防止挡位的接合，并且所述方法还包括：

停用制动泵。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述阈值温度是催化器起燃温度。

6.如权利要求1所述的方法，其还包括向车辆的驾驶员提供所述车辆被禁止移动的通知。

7.如权利要求1所述的方法，其中禁止所述车辆移动包括禁止换挡器进入前进挡或倒车挡。

8.一种用于操作车辆的系统，其包括：

内燃发动机；

催化器，所述催化器包括在所述内燃发动机的排气系统中；

挡位选择器；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响应于所述催化器的温度低于阈值温度而禁止所述车辆的前进运动或倒车运动。

9.如权利要求8所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于所述催化器超过所述阈值温度而允许所述车辆的运动。

10.如权利要求8所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于所述催化器的所述温度而停用变速器泵，并且其中经由禁止挡位的接合来禁止前进运动或倒车运动。

11.如权利要求8所述的系统，其还包括变矩器离合器和用于进行以下操作的附加指令：响应于所述催化器的所述温度低于所述阈值温度而完全闭合所述变矩器离合器。

12.如权利要求8所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于所述催化器的所述温度，施用所述车辆的摩擦制动器。

13.如权利要求8所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：响应于所述催化器的所述温度低于所述阈值温度而限制驾驶员需求扭矩。

14.如权利要求8所述的系统，其还包括用于进行以下操作的附加指令：禁止所述挡位选择器改变状态。

15.如权利要求8所述的系统，其中禁止所述车辆的前进运动或倒车运动还包括限制发动机输出功率并且防止挡位的接合，并且所述系统还包括：

用于进行以下操作的附加指令：停用制动泵。