CN117002503A - 用于控制发动机起动装置的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供“用于控制发动机起动装置的系统和方法”。提供了用于选择多个发动机起动装置中的哪一个来起动混合动力车辆的内燃发动机的系统和方法。在一个示例中，可在车辆以蠕行模式操作时选择并操作发动机起动装置。所述系统和方法可将传动系分离离合器置于等待状态或接合飞轮起动机以改善发动机起动。

Description

用于控制发动机起动装置的系统和方法

技术领域

本说明书涉及用于选择发动机起动装置和起动混合动力车辆的内燃发动机的方法和系统。

背景技术

车辆可在蠕行模式下操作，其中一个或多个车辆推进源提供少量扭矩，使得当车辆的制动踏板被松开时并且当驾驶员需求踏板未被应用时，车辆可以慢速移动。当车辆在斜坡上停止并且制动踏板被松开时，蠕行模式可防止车辆向后滚动。如果混合动力车辆以纯电动模式操作并且在车辆静止或处于蠕行模式时请求发动机起动，则如果每次都经由闭合传动系分离离合器起动发动机，则可能难以产生一致的发动机起动。因此，可能期望提供一种用于在车辆静止或以蠕行模式操作时起动车辆的发动机的方法，使得可在提供期望水平的车辆响应性的同时改善发动机起动一致性。

发明内容

本文的发明人已认识到上述问题并已开发出一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：经由控制器，调度经由闭合传动系分离离合器来起动所述车辆的内燃发动机；以及经由所述控制器，在管线压力小于阈值压力、驾驶员需求踏板未被应用并且挡位选择器处于挡位接合位置时，增加所述管线压力并延迟经由闭合所述传动系分离离合器来起动所述内燃发动机。

通过响应于挡位选择器位置、管线压力和驾驶员需求踏板位置而等待接合传动系分离离合器，可以提供可重复的发动机起动的技术结果，同时满足车辆响应性目标。具体地，可增加向传动系分离离合器供应流体的通道或导管的管线压力，并且可在所述管线压力满足阈值压力之后闭合所述传动系分离离合器，使得所述传动系分离离合器以可重复的方式闭合。然而，如果在所述供应管线内建立压力之前在所述车辆接合行驶档时应用驾驶员需求踏板，则可通过飞轮起动机来起动所述发动机。因此，可在不同的工况下利用两个发动机起动装置来改善发动机起动。

本说明书可提供若干优点。具体地，当发动机起动请求被断言时，所述方法可改善蠕行模式期间的混合动力传动系操作。此外，所述方法可减少传动系扭矩扰动。另外，所述方法可改善车辆的响应和操控性。

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。

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示出了根据图4的方法的示例性发动机起动序列；以及

图4示出了用于起动混合动力车辆的发动机的方法。

具体实施方式

本说明书涉及改善混合动力车辆的发动机起动。具体地，传动系分离离合器可被置于等待状态，其中传动系分离离合器被允许提供小于阈值的扭矩传递容量，使得允许在向传动系分离离合器供应流体的管线中建立压力。一旦管线压力超过阈值压力，就可命令闭合传动系分离离合器。较高的管线压力可允许传动系分离离合器一致地闭合，使得发动机可以平稳的方式与传动系接合。然而，如果传动系分离离合器处于等待状态并且驾驶员需求增加，则可经由飞轮起动机起动发动机，使得可起动发动机而不经由闭合传动系分离离合器拉低传动系速度，从而可能引起传动系扭矩扰动。发动机可以是图1所示的类型。发动机可以是如图2所示的混合动力传动系统或传动系的一部分。图3中示出根据图4的方法的操作序列。图4示出了用于在车辆以蠕行模式操作时控制发动机起动的方法的流程图。

参考图1，包括多个气缸的内燃发动机10由电子控制器12(例如，发动机控制器)控制，图1中示出了其中一个气缸。发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述气缸盖和缸体包括燃烧室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。飞轮起动机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可使小齿轮95选择性地前进以接合环形齿轮99。飞轮起动机96可直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，飞轮起动机96可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，飞轮起动机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通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。进气门52可由气门激活装置59选择性激活和停用。排气门54可由气门激活装置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34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用于生成较高的燃料压力。

另外，进气歧管44被示出为与发动机进气口42连通。任选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从发动机进气口42到进气歧管44的空气流量。在一些示例中，节气门62和节流板64可定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。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代替UEGO传感器126。

在一个示例中，催化转化器70可包括多个催化剂砖。在另一示例中，可使用各自具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，催化转化器70可为三元型催化器。可经由温度传感器72监测催化转化器70(例如，催化器)的温度。

控制器12可从人/机器接口160接收输入数据并向其提供输出数据。人/机接口160可以是触摸屏显示器、键盘或其他已知的接口。控制器12可经由人/机接口160提供和显示系统状态信息。人类用户可向人/机接口160输入对动力传动系统和乘客舱气候控制的请求。

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。除先前讨论的那些信号之外，控制器12被示为还从联接到发动机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；来自感测曲轴40的位置的位置传感器118的发动机位置传感器；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。还可感测(传感器未示出)大气压力以供控制器12处理。在本描述的优选方面中，曲轴每旋转一转，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闭合并且进气门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闭合。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。应注意，以上仅仅示出为示例，并且进气门和排气门打开和/或闭合正时可变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门闭合或各种其他示例。

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。传动系200被示出为包括车辆系统控制器255、控制器12、电机控制器252、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可与通信系统256(例如，收发器)通信，使得车辆225可经由蜂窝网络、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向其他控制器提供信息，诸如功率输出极限(例如，经控制不得被超过的装置或部件的功率输出)、功率输入极限(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可将命令提供给控制器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。所请求的期望车轮功率可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提供车轮216处的期望传动系制动功率。车辆系统控制器255还可经由制动器控制器250请求摩擦制动功率。制动功率可称为负功率，因为它们减慢传动系和车轮旋转。正功率可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与图2所示不同的方式进行划分。例如，单个控制器可取代车辆系统控制器255、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。替代地，车辆系统控制器255和控制器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，传动系200可由发动机10和电机240提供功率。在其他示例中，可省略发动机10。发动机10可用图1所示的发动机起动系统或经由也称为集成式起动机/发电机(ISG)的电机240起动。此外，发动机10的功率可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被示出为包括电能存储装置262。电能存储装置262可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。传感器/致动器/附件279可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247将DC电力转变为AC电力，反之亦然，以使得功率能够在电机240与电能存储装置262之间传递。

发动机输出功率可通过双质量飞轮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可经由通过泵283加压的流体(例如，油)进行液压致动。可调节阀282(例如，管线压力控制阀)的位置以控制可被供应给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)。可调节阀281的位置以控制被供应给传动系分离离合器235的流体的压力。示出传动系分离离合器236的下游或第二侧234机械联接到电机输入轴237。

电机240可操作以向传动系200提供功率，或者在再生模式中将动力传动系统功率转换成电能以便存储在电能存储装置262中。电机240与电能存储装置262电气连通。电机240具有比图1所示的飞轮起动机96更高的输出功率容量。此外，电机240直接驱动传动系200或由传动系200直接驱动。没有将电机240联接到传动系200的带、齿轮或链条。相反地，电机240以与传动系200相同的速率旋转。电能存储装置262(例如，高压电池或电源，其可被称为牵引电池)可以是电池、电容器或电感器。电机240的下游侧经由轴241而机械联接到变矩器206的变矩器泵轮285。电机240的上游侧机械联接到分离离合器236。电机240可经由如电机控制器252所指示充当马达或发电机而向传动系200提供正功率或负功率。

变矩器206包括变矩器涡轮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还包括变矩器锁止离合器212(TCC)。当变矩器锁止离合器被锁定时，功率从变矩器泵轮285直接传递到变矩器涡轮286。变矩器锁止离合器由控制器254电操作。替代地，变矩器锁止离合器可被液压锁定。在一个示例中，变矩器可被称为变速器的部件。

当变矩器锁止离合器212完全脱离接合时，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功率传输到自动变速器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功率直接传递到自动变速器208的输入轴270。替代性地，变矩器锁止离合器212可部分地接合，由此能够调整直接传递到变速器的功率的量。变速器控制器254可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锁止离合器212传输的功率的量。

变矩器206还包括泵283，所述泵对变速器流体295加压以操作传动系分离离合器236、前进离合器210和挡位离合器211。泵283经由变矩器泵轮285驱动，所述泵轮以与电机240相同的转速旋转。在一些示例中，还可提供电动泵273以对变速器流体295加压。管线或导管248可从电动泵273和/或泵283接收变速器流体295。变速器流体可被输送到传动系分离离合器236。导管248中的压力可经由压力传感器249来感测。

自动变速器208包括可经由变速器流体295致动的挡位离合器211(例如，挡位1至10)和前进离合器210。自动变速器208是固定比变速器。替代地，自动变速器208可以是具有模拟固定齿轮比变速器和固定齿轮比的能力的无级变速器。挡位离合器211和前进离合器210可选择性地接合，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离接合。来自自动变速器208的功率输出也可经由输出轴260中继到车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可在将输出驱动功率传输到车轮216之前，响应于车辆行驶状况在输入轴270处传递输入驱动功率。当自动变速器208处于驻车挡时，驻车棘爪296可被接合以防止输出轴260的运动。变速器控制器254选择性地激活或接合变矩器锁止离合器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变矩器锁止离合器212、挡位离合器211和前进离合器210。

可通过接合摩擦制动器218将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，车轮216的摩擦制动器218可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可响应于由车辆系统控制器255发出的信息和/或请求而施加摩擦制动器218。通过相同的方式，通过响应于人类驾驶员从制动踏板松开脚、制动器控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息而使摩擦制动器218脱离接合，可减小对车轮216的摩擦力。例如，作为自动化发动机停止程序的一部分，车辆制动器可经由控制器250向车轮216施加摩擦力。可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。车辆系统控制器255随后将所请求的驾驶员需求功率的一小部分分配到发动机并且将剩余部分分配到电机。车辆系统控制器255向控制器12请求发动机功率并向电机控制器252请求电机功率。如果电机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响应于可基于输入轴功率和车辆速度的换挡调度和变矩器锁止离合器锁止调度而选择性地锁定变矩器锁止离合器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，可在存在非零驾驶员需求功率时请求充电功率(例如，负电机功率)。车辆系统控制器255可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电机240和发动机10。车辆系统控制器还可将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)。另外，车辆系统控制器可向变速器控制器254通知车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于唯一换挡调度来变换挡位，以提高再生效率。发动机10和电机240可向变速器输入轴270供应负功率，但由电机240和发动机10提供的负功率可由变速器控制器254限制，所述变速器控制器输出变速器输入轴负功率极限(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可基于电能存储装置262的工况来限制电机240的负功率(例如，被约束到小于阈值负阈值功率)。由于变速器或电机极限而可能不由电机240提供的期望的负车轮功率的任何部分可被分配给发动机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和电机240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由车辆系统控制器255来监管，其中经由控制器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、自动变速器208、电机240和摩擦制动器218的局部功率控制。

作为一个示例，可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。可经由调整发动机气门正时来调整发动机制动功率量。可调整发动机气门正时以增加或减少发动机压缩功。此外，可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可通过调整流入和流出电机的转子和/或电枢绕组的电流来控制来自电机240的功率输出和电能产生，如本领域中已知。

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、控制器12和车辆系统控制器255还可从传感器277接收附加的变速器信息，所述传感器可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)、变速器流体温度传感器、电机温度传感器、挡位选择器位置传感器和环境温度传感器。变速器控制器254还可从挡位选择器290(例如，人/机接口装置)接收请求的挡位输入。挡位选择器290可包括用于挡位1-N(其中N是高挡位数)、D(行驶挡)、R(倒挡)和P(驻车挡)的位置，如293处指示。

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还可直接地或通过CAN 299从图1中所示的位置传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可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可向车辆系统控制器255提供车轮功率极限(例如，不得被超过的阈值负车轮功率)，使得负电机功率不会导致超过车轮功率极限。例如，如果控制器250发出50N-m的负车轮功率极限，则调整电机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：内燃发动机；集成式起动机/发电机；分离离合器，所述分离离合器定位在传动系中在所述内燃发动机与所述集成式起动机/发电机之间；变速器，所述变速器包括在所述传动系中；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将所述分离离合器的操作置于等待状态，其中所述分离离合器的扭矩容量被约束在阈值以下，同时管线压力小于阈值压力并且请求发动机起动。在第一示例中，所述系统还包括用于响应于所述管线压力超过所述阈值压力而经由闭合所述分离离合器来起动所述内燃发动机的附加指令。在可包括所述第一示例的第二示例中，所述系统还包括联接到所述内燃发动机的飞轮起动机。在可包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或两者的第三示例中，所述系统还包括用于响应于驾驶员需求踏板位置增加而经由所述飞轮起动机起动所述内燃发动机的附加指令。在可包括所述第一示例至所述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响应于发动机起动请求、驾驶员需求踏板被应用以及挡位选择器处于挡位位置而起动所述内燃发动机并且不将所述分离离合器置于所述等待状态的附加指令。在可包括所述第一示例至所述第四示例中的一者或多者的第五示例中，所述系统包括其中所述挡位位置是倒车挡或行驶挡。在可包括所述第一示例至所述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响应于自最近一次发动机起动请求起经过阈值时间量而经由闭合所述分离离合器起动所述内燃发动机的附加指令。

现在参考图3，示出了预示性传动系操作序列。图3的操作序列可经由图1和图2的系统与图4的方法协作提供。时间t0-t11处的竖直线表示操作序列期间的感兴趣时间。曲线图在时间上对齐，并且沿着水平轴线的双SS标记指示序列中的中断。

自图3顶部起的第一曲线图是调度的发动机起动装置(例如，计划或预期起动内燃发动机的发动机起动装置)对时间的曲线图。竖直轴线表示调度的发动机起动装置，并且调度的发动机起动装置可以是传动系分离离合器(DIS)、无或飞轮起动机(FWS)。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表示调度的发动机起动装置。

自图3顶部起的第二曲线图是变速器挡位选择器位置相对时间的曲线图。竖直轴线表示变速器挡位选择器位置，并且变速器挡位选择器位置可以是驻车挡(P)、倒挡(R)、空挡(N)或行驶挡(D)。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表示变速器挡位选择器位置。

自图3顶部起的第三曲线图是驾驶员需求踏板位置相对时间的曲线图。竖直轴线表示驾驶员需求踏板位置，并且驾驶员需求踏板位置沿竖直轴线箭头的方向增加。驾驶员需求踏板位置在竖直轴线箭头的方向上增加(例如，被进一步应用)。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表示驾驶员需求踏板位置。

自图3顶部起的第四曲线图是传动系分离离合器状态相对时间的曲线图。竖直轴线表示传动系分离离合器状态，并且当迹线308处于水平轴线附近的较低水平时，传动系分离离合器脱离接合。当迹线308处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，传动系分离离合器完全接合。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表示传动系分离离合器状态。

自图3顶部起的第五曲线图是飞轮起动机状态相对时间的曲线图。竖直轴线表示飞轮起动机状态，并且当迹线310处于水平轴线附近的较低水平时，飞轮起动机脱离接合。当迹线310处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，飞轮起动机完全接合并转动起动发动机。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表示飞轮起动机状态。

自图3顶部起的第六曲线图是发动机起动请求状态相对时间的曲线图。竖直轴线表示发动机起动请求状态，并且当迹线312处于竖直轴线箭头附近的较高水平时发动机起动请求状态被断言(例如，请求发动机起动)。当迹线312处于水平轴线附近的较低水平时，发动机起动请求状态不被断言。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表示发动机起动请求状态。

自图3顶部起的第七曲线图是管线压力(例如，向传动系分离离合器供应流体的管线或导管中的压力)相对时间的曲线图。竖直轴线表示管线压力，并且管线压力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314表示管线压力。水平线350表示阈值管线压力。

在时间t0处，发动机未起动，也未调度以起动。挡位选择器处于驻车挡并且驾驶员需求踏板未被应用。传动系分离离合器断开并且飞轮起动机未接合。发动机起动请求未被断言，并且管线压力为低。当车辆处于蠕行模式(未示出)时，电机向车辆的车轮提供扭矩。

在时间t1，响应于低电池荷电状态(未示出)而发出发动机起动请求。传动系分离离合器(DIS)被调度以起动发动机，但管线压力为低，因此传动系分离离合器进入等待状态，其中传动系分离离合器的扭矩传递容量被限制为小于阈值扭矩量(例如，小于20牛顿米)。命令管线压力增加并且驾驶员需求踏板未被应用。挡位选择器保持在驻车挡，并且飞轮起动机未接合。

在时间t2，车辆驾驶员(未示出)将挡位选择器从驻车挡移动到行驶挡。驾驶员需求踏板未被应用，并且管线压力保持为低，使得传动系分离离合器未闭合。飞轮起动机未接合，并且发动机起动请求保持被断言。

在时间t3，驾驶员开始应用驾驶员需求踏板，因此调度的分离离合器发动机起动被取消并且飞轮起动机被调度以起动发动机。车辆转变出蠕行模式。取消传动系分离离合器允许电机(例如，240)供应扭矩以满足驾驶员需求，而不必使用来自电机240的扭矩来起动发动机。因此，传动系可响应于驾驶员需求。挡位选择器保持在行驶挡，并且分离离合器断开。飞轮起动机在短时间后在时间t4接合。发动机起动请求保持被断言，并且管线压力继续增加。

在时间t4，飞轮起动机被接合并且发动机转动起动。挡位选择器保持在行驶挡并且驾驶员需求踏板被应用。传动系分离离合器保持断开，并且发动机起动请求保持被断言。

在时间t5，发动机起动，因此飞轮起动机脱离接合。调度的发动机起动装置返回到无，并且挡位选择器位置保持行驶挡。驾驶员需求踏板被应用并且传动系分离离合器断开。由于发动机起动并且管线压力处于较高水平，因此发动机起动请求被撤回。

在时间t6，传动系分离离合器闭合，使得发动机联接到传动系。挡位选择器保持在行驶挡，并且飞轮起动机保持脱离接合。发动机起动请求未被断言，并且管线压力为高。在时间t6与时间t7之间发生序列中断。

所述序列在时间t7处继续，其中没有发动机起动装置被调度以起动发动机并且其中挡位选择器位置为驻车挡。驾驶员需求踏板未被应用并且传动系分离离合器断开。飞轮起动机未接合，并且发动机起动请求未被断言。当车辆处于蠕行模式(未示出)时，管线压力为低并且电机向车辆的车轮提供扭矩。

在时间t8，发动机起动请求被断言并且传动系分离离合器被调度以起动发动机。变速杆保持在驻车档。发动机起动请求可响应于电池荷电状态低或另一车辆工况。驾驶员需求踏板未被应用并且传动系分离离合器断开。飞轮起动机未接合并且管线压力为低但开始增加。

在时间t9，车辆操作员(未示出)将挡位选择器位置改变为行驶挡，并且传动系分离离合器保持被调度以起动发动机。驾驶员需求为零，但管线压力已增加到上文的水平线350。分离离合器开始闭合和转动起动发动机。飞轮起动机未接合，并且发动机起动请求保持被断言。

在时间t10，驾驶员需求开始增加并且传动系分离离合器保持为调度的发动机起动装置。车辆转变出蠕行模式。当发动机经由传动系分离离合器和电机(未示出)转动起动时，发动机起动请求保持被断言。管线压力继续增加，并且挡位选择器保持在行驶挡。传动系分离离合器部分地闭合。

在时间t11，发动机起动并且发动机起动请求被撤回。调度的发动机起动装置返回到无，并且挡位选择器保持在行驶挡。驾驶员需求踏板继续增加并且传动系分离离合器完全闭合。飞轮起动机未接合。

因此，传动系分离离合器可被调度以起动发动机，并且可在驾驶员需求踏板位置为零时或在管线压力已达到阈值压力之后应用来起动发动机，使得传动系分离离合器可以一致的方式闭合。

现在参考图4，示出一种用于操作混合动力车辆的发动机的方法。图4的方法可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，图4的方法可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，图4的方法可提供图3所示的操作序列的至少部分。

在402处，方法400确定车辆工况。车辆工况可包括但不限于车辆速度、驾驶员需求扭矩或功率、驾驶员紧迫性水平和电池荷电状态。方法400前进到404。

在404处，方法400判断是否请求发动机起动。可响应于经由驾驶员应用驾驶员需求踏板生成的驾驶员需求扭矩或功率请求、电池荷电状态小于阈值电荷量、排放系统温度、存储的燃料蒸气水平和其他车辆工况来请求发动机起动。如果方法400判断请求了发动机起动，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前进至退出。另外，在一些示例中，方法400还可要求车辆静止或以蠕行速度行驶(例如，在车辆停止并且车辆的制动踏板被松开而在制动踏板被松开的时间之后未应用驾驶需求踏板之后车辆行驶的速度)，以便方法400前进到406。

在406处，方法400选择并调度用于起动内燃发动机的装置。调度发动机起动装置可包括确定发动机起动装置开始传递扭矩以使发动机旋转的时间。在一个示例中，方法400确定挡位选择器位置和驾驶员需求踏板位置以调度应用哪个发动机起动装置来起动车辆的内燃发动机。当挡位选择器处于挡位接合位置(例如，可接合挡位的倒车挡、行驶挡、低速挡等)时并且当驾驶员需求踏板位置大于零时(例如，当应用驾驶员需求踏板时)，方法400调度飞轮起动机以起动发动机。当挡位选择器处于非挡位接合位置(驻车挡或行驶挡)并且驾驶员需求踏板位置大于零(例如，由用户应用)时，方法400调度传动系分离离合器以起动发动机，或者当挡位选择器处于挡位接合位置并且驾驶员需求踏板位置为零(例如，未由用户应用)时，方法400调度传动系分离离合器以起动发动机。方法400在调度发动机起动装置之后前进到408。

在408处，方法400判断传动系分离离合器是否被调度以起动内燃发动机。调度传动系分离离合器以起动发动机可包括确定传动系分离离合器开始闭合的时间。传动系分离离合器开始闭合的时间可以是驾驶员需求扭矩、车辆速度和其他车辆状况的函数。如果方法400判断已选择传动系分离离合器来起动内燃发动机，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432。

在410处，方法400命令在向传动系分离离合器供应流体的管线中的高管线压力(例如，将导致传动系分离离合器在预定量的时间内(诸如1.5秒)从完全断开位置完全闭合的压力)。可通过提高一个或多个变速器泵的效率和/或增加供应给一个或多个变速器泵的动力来提供高管线压力。方法400前进到412。

在412处，方法400在等待状态下操作传动系分离离合器，其中传动系分离离合器的扭矩容量(例如，传动系分离离合器可传递的最大扭矩量)被约束或保持低于阈值扭矩容量。方法400可通过约束流体的压力以闭合传动系分离离合器来约束或限制传动系分离离合器扭矩容量。在一个示例中，传动系分离离合器扭矩容量被约束为小于20牛顿米，使得可限制变速器的输入惯性，从而降低变速器换挡期间的传动系扭矩扰动的可能性。在传动系分离离合器的操作进入等待状态之后，方法400前进到414。

在414处，方法400判断是否将调度的发动机起动装置从传动系分离离合器切换或改变为飞轮起动机。方法400可基于车辆工况来判断是否切换发动机起动装置。如果方法400判断将发动机起动装置切换为飞轮起动机，则答案为是并且方法400前进到430。如果方法400判断不切换发动机起动装置，则答案为否并且方法400前进到416。方法400可改变调度的发动机起动装置，使得可改善车辆操控性。在一个示例中，如果挡位选择器处于挡位接合位置并且如果驾驶员需求踏板位置大于零(例如，正在应用)，则方法400可判断经由飞轮起动机起动发动机。如果管线压力(例如，导管248中的压力)大于阈值压力并且如果自生成最近一次发动机起动请求以来的时间量大于阈值时间量，则方法400可前进到416。如果方法400没有判断，管线压力大于阈值压力并且自生成最近一次发动机起动请求以来的时间量大于阈值时间量，或者挡位选择器处于挡位接合位置并且驾驶员需求踏板位置大于零，则方法400可停留在414处，直到满足这些条件中的一个。

在416处，方法400经由闭合传动系分离离合器起动发动机。传动系分离离合器闭合，使得发动机以期望的转动起动转速(例如，250RPM)旋转。在发动机旋转时向发动机供应火花和燃料。一旦发动机起动，传动系分离离合器将完全闭合。方法400前进至退出。

在430处，方法400从传动系分离离合器作为调度的发动机起动机切换到飞轮起动机作为调度的发动机起动机。方法400前进到432。

在432处，方法400经由飞轮起动机起动发动机。飞轮起动机使发动机转动起动，同时将火花和燃料提供到发动机。方法400前进到434。

在434处，方法400完全闭合传动系分离离合器，使得发动机可开始向车辆的车轮输送动力。方法400前进至退出。

因此，方法400可响应于发动机起动请求而选择发动机起动装置。如果驾驶员需求踏板未被应用，则可经由闭合传动系分离离合器来起动发动机。然而，如果应用驾驶员需求踏板，则可经由飞轮起动机起动发动机。如果在驾驶员需求踏板被应用之前向传动系分离离合器供应变速器流体的管线中的压力达到阈值压力，则可闭合传动系分离离合器以起动发动机。由于管线压力为高，因此经由传动系分离离合器和电机传递到发动机的扭矩可能更具可重复性。

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：经由控制器，调度经由闭合传动系分离离合器来起动所述车辆的内燃发动机；以及经由所述控制器，在管线压力小于阈值压力、驾驶员需求踏板未被应用并且挡位选择器处于挡位接合位置时，增加所述管线压力并延迟经由闭合所述传动系分离离合器来起动所述内燃发动机。第一示例中，所述方法包括其中所述挡位接合位置为倒车位置或前进挡位置。在可包括所述第一示例的第二示例中，所述方法还包括响应于所述管线压力超过所述阈值压力而闭合所述传动系分离离合器并起动所述内燃发动机。在可包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或两者的第三示例中，所述方法包括响应于所述驾驶员需求踏板被应用并且所述挡位选择器处于所述挡位位置而取消经由所述传动系分离离合器来起动所述内燃发动机。在可包括所述第一示例至所述第三示例中的一者或多者的第四示例中，所述方法还包括经由飞轮起动机起动所述内燃发动机。在可包括所述第一示例至所述第四示例中的一者或多者的第五示例中，所述方法还包括响应于自最近一次发动机起动请求起经过阈值时间量而经由所述传动系分离离合器起动所述内燃发动机。在可包括所述第一示例至所述第五示例中的一者或多者的第六示例中，所述方法包括其中所述发动机起动请求基于电池荷电状态。在可包括所述第一示例至所述第六示例中的一者或多者的第七示例中，所述方法包括其中调度起动所述车辆的所述内燃发动机基于所述挡位选择器处于驻车挡或空挡，或者基于所述挡位选择器处于所述挡位位置且所述驾驶员需求踏板未被应用。

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：经由控制器，响应于挡位选择器的位置和驾驶员需求踏板位置，调度两个起动装置中的哪一个来起动所述车辆的内燃发动机；以及经由所述控制器，响应于挡位选择器处于挡位接合位置且驾驶员需求踏板被应用，经由飞轮起动机起动所述内燃发动机，以及响应于所述挡位选择器处于非挡位接合位置，经由传动系分离离合器起动所述内燃发动机，以及响应于所述挡位选择器处于挡位接合位置且所述驾驶员需求踏板未被应用，经由所述传动系分离离合器起动所述内燃发动机。在第一示例中，所述方法还包括从调度以起动所述内燃发动机切换到经由所述飞轮起动机起动所述内燃发动机。在可包括所述第一示例的第二示例中，所述方法包括其中响应于应用所述驾驶员需求踏板而经由所述飞轮起动机起动所述内燃发动机。在可包括所述第一示例和所述第二示例中的一者或两者的第三示例中，所述方法还包括响应于调度经由所述传动系分离离合器来起动所述内燃发动机，将所述传动系分离离合器置于等待状态。在可包括所述第一示例至所述第三示例中的一者或多者的第四示例中，所述方法包括其中所述等待状态包括所述传动系分离离合器的扭矩容量被约束在阈值扭矩容量以下。

应当注意，本文所包括的示例性控制和估计例程可与各种发动机和/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所采取的动作与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、致动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，所述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，所描述的动作、操作和/或功能可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，其中通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合电子控制器执行指令来实施所描述的动作。

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。

根据本发明，一种用于操作车辆的方法包括：经由控制器，调度经由闭合传动系分离离合器来起动所述车辆的内燃发动机；以及经由所述控制器，在管线压力小于阈值压力、驾驶员需求踏板未被应用并且挡位选择器处于挡位接合位置时，增加所述管线压力并延迟经由闭合所述传动系分离离合器来起动所述内燃发动机。

在本发明的一个方面，所述挡位接合位置为倒车位置或前进挡位置。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于所述管线压力超过所述阈值压力而闭合所述传动系分离离合器并起动所述内燃发动机。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于所述驾驶员需求踏板被应用并且所述挡位选择器处于所述挡位接合位置而取消经由所述传动系分离离合器来起动所述内燃发动机。

在本发明的一个方面，所述方法包括经由飞轮起动机起动所述内燃发动机。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于自最近一次发动机起动请求起经过阈值时间量而经由所述传动系分离离合器起动所述内燃发动机。

在本发明的一个方面，所述最近一次发动机起动请求基于电池荷电状态。

在本发明的一个方面，调度起动所述车辆的所述内燃发动机基于所述挡位选择器处于驻车挡或空挡，或者基于所述挡位选择器处于所述挡位接合位置且所述驾驶员需求踏板未被应用。

根据本发明，提供了一种系统，所述系统具有：内燃发动机；集成式起动机/发电机；分离离合器，所述分离离合器定位在传动系中在所述内燃发动机与所述集成式起动机/发电机之间；变速器，所述变速器包括在所述传动系中；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将所述分离离合器的操作置于等待状态，其中所述分离离合器的扭矩容量被约束在阈值以下，同时管线压力小于阈值压力并且请求发动机起动。

根据实施例，本发明的特征还在于用于响应于所述管线压力超过所述阈值压力而经由闭合所述分离离合器来起动所述内燃发动机的附加指令。

根据实施例，本发明的特征还在于联接到所述内燃发动机的飞轮起动机。

根据实施例，本发明的特征还在于用于响应于驾驶员需求踏板位置增加而经由所述飞轮起动机起动所述内燃发动机的附加指令。

根据实施例，本发明的特征还在于用于响应于发动机起动请求、驾驶员需求踏板被应用以及挡位选择器处于挡位位置而起动所述内燃发动机并且不将所述分离离合器置于所述等待状态的附加指令。

根据实施例，所述挡位位置是倒车挡或行驶挡。

根据实施例，本发明的特征还在于用于响应于自最近一次发动机起动请求起经过阈值时间量而经由闭合所述分离离合器起动所述内燃发动机的附加指令。

根据本发明，一种用于操作车辆的方法包括：经由控制器，响应于挡位选择器的位置和驾驶员需求踏板位置，调度两个起动装置中的哪一个来起动所述车辆的内燃发动机；以及经由所述控制器，响应于所述挡位选择器处于挡位接合位置且驾驶员需求踏板被应用，经由飞轮起动机起动所述内燃发动机，以及响应于所述挡位选择器处于非挡位接合位置，经由传动系分离离合器起动所述内燃发动机，以及响应于所述挡位选择器处于所述挡位接合位置且所述驾驶员需求踏板未被应用，经由所述传动系分离离合器起动所述内燃发动机。

在本发明的一个方面，所述方法包括从调度以起动所述内燃发动机切换到经由所述飞轮起动机起动所述内燃发动机。

在本发明的一个方面，响应于应用所述驾驶员需求踏板而经由所述飞轮起动机起动所述内燃发动机。

在本发明的一个方面，所述方法包括响应于调度经由所述传动系分离离合器起动所述内燃发动机，将所述传动系分离离合器置于等待状态。

在本发明的一个方面，所述等待状态包括所述传动系分离离合器的扭矩容量被约束在阈值扭矩容量以下。

Claims (15)

1.一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：

经由控制器，调度经由闭合传动系分离离合器来起动所述车辆的内燃发动机；以及

经由所述控制器，在管线压力小于阈值压力、驾驶员需求踏板未被应用并且挡位选择器处于挡位接合位置时，增加所述管线压力并延迟经由闭合所述传动系分离离合器来起动所述内燃发动机。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述挡位接合位置为倒车位置或前进挡位置。

3.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述管线压力超过所述阈值压力而闭合所述传动系分离离合器并起动所述内燃发动机。

4.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于所述驾驶员需求踏板被应用并且所述挡位选择器处于所述挡位接合位置而取消经由所述传动系分离离合器来起动所述内燃发动机。

5.如权利要求4所述的方法，其还包括经由飞轮起动机起动所述内燃发动机。

6.如权利要求1所述的方法，其还包括响应于自最近一次发动机起动请求起经过阈值时间量而经由所述传动系分离离合器起动所述内燃发动机。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述最近一次发动机起动请求基于电池荷电状态。

8.如权利要求1所述的方法，其中调度起动所述车辆的所述内燃发动机基于所述挡位选择器处于驻车挡或空挡，或者基于所述挡位选择器处于所述挡位接合位置且所述驾驶员需求踏板未被应用。

9.一种系统，其包括：

内燃发动机；

集成式起动机/发电机；

分离离合器，所述分离离合器定位在传动系中在所述内燃发动机与所述集成式起动机/发电机之间；

变速器，所述变速器包括在所述传动系中；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将所述分离离合器的操作置于等待状态，其中所述分离离合器的扭矩容量被约束在阈值以下，同时管线压力小于阈值压力并且请求发动机起动。

10.如权利要求9所述的系统，其还包括用于响应于所述管线压力超过所述阈值压力而经由闭合所述分离离合器来起动所述内燃发动机的附加指令。

11.如权利要求9所述的系统，其还包括联接到所述内燃发动机的飞轮起动机。

12.如权利要求11所述的系统，其还包括用于响应于驾驶员需求踏板位置增加而经由所述飞轮起动机起动所述内燃发动机的附加指令。

13.如权利要求9所述的系统，其还包括用于响应于发动机起动请求、驾驶员需求踏板被应用以及挡位选择器处于挡位位置而起动所述内燃发动机并且不将所述分离离合器置于所述等待状态的附加指令。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述挡位位置是倒车挡或行驶挡。

15.如权利要求9所述的系统，其还包括用于响应于自最近一次发动机起动请求起经过阈值时间量而经由闭合所述分离离合器起动所述内燃发动机的附加指令。