CN117657111A - 用于传动系分离离合器去冲程和预先定位的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供“用于传动系分离离合器去冲程和预先定位的***和方法”。呈现了用于操作混合动力车辆的传动系分离离合器的***和方法。在一个示例中,传动系分离离合器以特定方式去冲程,使得传动系分离离合器可以更一致地去冲程。去冲程过程之后可以是对传动系分离离合器进行增压和产生冲程,以便预先定位传动系分离离合器或将离合器保持在低于冲程压力的偏移处以将阻力最小化。
Description
技术领域
本说明书涉及用于操作混合动力车辆的传动系分离离合器的方法和***。
背景技术
当驾驶员需求为高或电池荷电状态为低时,传动系分离离合器可以关闭以将发动机联接到包括电机的传动系。当驾驶员需求为低并且电池荷电状态为高时,传动系分离离合器可以打开。因为传动系分离离合器的操作状态可以至少部分地基于驾驶员需求,所以传动系分离离合器可以打开,然后在命令传动系分离离合器打开之后不久,响应于增加的驾驶员需求,命令关闭传动系分离离合器。如果传动系分离离合器未处于预期位置并且传动系分离离合器被命令关闭,则由传动系分离离合器传递的扭矩量可能与命令的传动系分离离合器容量不匹配。因此,在传动系内可能发生扭矩扰动,由此降低车辆操控性。
发明内容
本文的发明人已经认识到上述问题并且已经开发了一种用于操作车辆的方法,所述方法包括:经由一个或多个控制器,响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令完全打开压力,随后增加传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于传动系分离离合器的预期冲程压力持续阈值时间量的压力。
通过响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令完全打开压力并且仅命令增加传动系分离离合器压力,可以减少到达可重复离合器操作位置所需要的时间量。一旦传动系分离离合器达到可重复离合器工况,传动系分离离合器就可以平稳地关闭以降低传动系扭矩扰动的可能性。通过这种方式,传动系分离离合器可以以缩短传动系分离离合器到达可以使分离离合器关闭更加可重复的位置的时间量的方式操作。
本说明书可提供若干优点。具体地,所述方法可以减少传动系扭矩扰动。此外,所述方法可以改进车辆操控性。另外,所述方法可以在改变主意工况期间提供改进的车辆操作。所述方法还可以通过减少发动机关闭期间的发动机开启时间来提高燃料经济性。
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示出了用于对传动系分离离合器进行去冲程的现有技术方法;
图4示出了用于根据图5的方法对传动系分离离合器进行去冲程的方法;以及
图5示出了用于控制传动系分离离合器的方法。
具体实施方式
本说明书涉及改进混合动力车辆的传动系分离离合器的操作。具体地,传动系分离离合器可以以缩短传动系分离离合器到达传动系分离离合器可以提供可重复操作的位置的时间量的方式去冲程。一旦就位,就可以命令传动系分离离合器提供转动起动扭矩或完全关闭。可以使传动系分离离合器操作更加可重复的位置可以提供更一致的传动系分离离合器增压(例如,以提供平稳的扭矩容量增加的方式建立传动系分离离合器中的压力)。传动系分离离合器可以联接到图1中所示类型的发动机。发动机可以包括在如图2中所示的传动系中。图3中示出了用于传动系分离离合器操作的现有技术方法的曲线图。图4中示出了用于根据图5的方法的传动系分离离合器操作的曲线图。图5中示出了用于操作传动系分离离合器的方法。应注意,尽管本说明书提及传动系分离离合器压力,但是传动系分离离合器扭矩容量可以取代传动系分离离合器压力,因为传动系分离离合器扭矩容量可能与传动系分离离合器压力密切相关。
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可选择性地使小齿轮95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***(未示出)输送到燃料喷射器66。在一个示例中,高压双级燃料***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***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可以包括多个催化剂砖。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,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可从人机接口160接收输入数据并将输出数据提供给人机接口。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***状态信息。人类用户可向人机接口160输入对动力传动***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。也可感测大气压力(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,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,将燃料引入到燃烧室中。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。需注意,以上仅仅示出为示例,并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化,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***或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动***包括图1所示的发动机10。传动系200被示出为包括车辆***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***控制器255可以与通信***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***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***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(人类驾驶员或自主驾驶员)松开驾驶员需求踏板和车辆速度,车辆***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。所请求的期望车轮功率可通过车辆***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***控制器255还可经由制动器控制器250请求摩擦制动功率。制动功率可以称为负功率,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***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***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***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可以由发动机10和电机240提供动力。在其他示例中,可省略发动机10。发动机10可以用图1中所示的发动机起动***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)的位置以控制管线248中可以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***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。不存在将电机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电气地操作。替代地,变矩器锁止离合器可以被液压锁定。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212而调整由变矩器锁止离合器传输的功率量。
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,还可以提供电动变速器流体泵273以对变速器流体295加压。变速器流体可以作为冷却剂施加以冷却电机240并施加/释放传动系分离离合器236。管线248(例如,导管)可以从电动变速器流体泵273和/或泵283接收变速器流体295。可以经由压力传感器249感测管线248中的压力(例如,管线压力),并且可以经由压力传感器231感测传动系分离离合器236中的压力。
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。通过经由换挡控制电磁阀209调整被供应到离合器的流体,可以使挡位离合器211接合或脱离接合。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。当自动变速器208处于驻车挡时,驻车棘爪296可以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可以响应于人类驾驶员将其脚压在制动踏板(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***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***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***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***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***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响应于可以基于输入轴功率和车辆速度的换挡计划和变矩器锁止离合器锁止计划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,可以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***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***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***车轮功率)。然后,车辆***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***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)。此外,车辆***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基于唯一换挡计划来变换挡位,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***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)。由于变速器或电机限制而可能不由电机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***部件的功率控制可由车辆***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可以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并经由位置传感器232接收电机240的转速。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、控制器12和车辆***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可以包括用于挡位1-N(其中N是高挡位数)、D(行驶挡)、R(倒车挡)和P(驻车挡)的位置,如在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***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中所示的位置传感器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***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***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),使得负电机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***提供了一种***,所述***包括:内燃发动机;集成式起动机/发电机;分离离合器,所述分离离合器在传动系中位于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响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于距传动系分离离合器的预期冲程压力的偏移压力持续阈值时间量的压力,并且其中所述传动系分离离合器去冲程特征在所述传动系分离离合器压力下降到低于距所述预期冲程压力的偏移压力的最近时间开始。在第一示例中,所述***还包括用于响应于发动机停止请求而命令所述分离离合器压力中的压力的附加可执行指令。在可以包括第一示例的第二示例中,所述***包括其中所述压力为基本上零压力。在可以包括第一示例和第二示例中的一者或两者的第三示例中,所述***还包括用于响应于所述传动系分离离合器压力下降到低于所述偏移压力持续所述阈值时间量的最近时间而关闭所述内燃发动机的附加可执行指令。在可以包括第一示例至第三示例中的一者或多者的第四示例中,所述***包括其中所述阈值时间量是基于变速器流体温度。在可以包括第一示例至第四示例中的一者或多者的第五示例中,所述***包括其中所述阈值时间量是进一步基于变矩器泵轮转速。在可以包括第一示例至第五示例中的一者或多者的第六示例中,所述***还包括用于响应于发动机起动请求而命令所述分离离合器将转动起动扭矩转移到发动机的附加可执行指令。在可以包括第一示例至第六示例中的一者或多者的第七示例中,所述***还包括用于响应于所述发动机起动请求而命令所述分离离合器完全关闭的附加可执行指令。
现在参考图3,示出了根据现有技术方法的预示性传动系分离离合器去冲程序列的曲线图。时间t0至t6处的竖直线表示曲线图中感兴趣的时间。所述曲线图在时间上对准。
从图3的顶部开始的第一曲线图示出了命令的传动系分离离合器压力与时间的关系。命令的传动系分离离合器压力是传动系分离离合器内的命令压力。命令的传动系分离离合器压力是传动系分离离合器压力控制阀(例如,图2的281)在传动系分离离合器中调节或控制到的压力命令。例如,可以命令分离离合器压力控制阀将分离离合器压力调节到680千帕。竖直轴线表示压力,并且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302表示命令的传动系分离离合器压力的压力值。
从图3的顶部开始的第二曲线图示出了测量的传动系分离离合器压力与时间的关系。测量的传动系分离离合器压力可以是经由传感器(例如,图2的236)感测的压力。竖直轴线表示压力,并且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304表示传动系分离离合器压力的压力值。
从图3的顶部开始的第三曲线图是传动系分离离合器去冲程状态与时间的关系。竖直轴线表示传动系分离离合器去冲程状态,并且当迹线306处于在竖直轴线箭头附近的较高水平时,传动系分离离合器去冲程状态被断言(例如,传动系分离离合器去冲程,使得传动系分离离合器的扭矩容量减小到零,并且传动系分离离合器被预先定位以便重新施加)。当迹线306处于在水平轴线附近的较低水平时,传动系分离离合器未去冲程。
在时间t0处,传动系分离离合器命令压力处于高水平,并且测量的传动系分离离合器压力处于较高水平,在此情况下,传动系分离离合器完全关闭。传动系分离离合器去冲程状态未被断言,因此传动系分离离合器不进行去冲程。
在时间t1处,响应于发动机停止请求(未示出)而做出对传动系分离离合器去冲程的请求。去冲程状态从未被断言改变为被断言,并且传动系分离离合器命令压力逐渐减小到正值,诸如与预期冲程压力的偏移,其中预期冲程压力是传动系分离离合器扭矩容量预期在其上从零值开始增加的压力。可以通过向传动系分离离合器施加压力并监测随着传动系分离离合器压力增加而通过分离离合器传递的扭矩来获知预期冲程压力。偏移可以是获知的固定值,使得离合器在处于稳态时甚至不会在距冲程压力的所述偏移处部分地进行冲程。测量的传动系分离离合器压力开始随着传动系分离离合器命令压力的减小而下降。
在时间t2处,传动系分离离合器命令压力达到距冲程压力的预期偏移,并且测量的传动系分离离合器压力趋于平稳,接近略高于距冲程压力的预期偏移。时间t2标记在传动系分离离合器是否实际上被去冲程方面不确定的时间的开始,因为实际冲程压力可能变化并且由于诸如离合器摩擦、液压延迟和传动系分离离合器内的变速器流体的温度等变量,对于特定的去冲程事件可能是未知的,直到发生去冲程事件。实际冲程压力是当传动系分离离合器扭矩容量为零时的最高传动系分离离合器压力。传动系分离离合器去冲程状态保持被断言。
在时间t3处,传动系分离离合器命令压力瞬间增加到冲程压力。
在时间t4处,传动系分离离合器命令压力降低到距冲程压力的预期偏移。测量的传动系分离离合器压力基本上不变,并且传动系分离离合器去冲程状态保持被断言。在传动系分离离合器是否实际上被去冲程方面保持不确定,因为实际冲程压力可能变化并且由于诸如离合器摩擦和传动系分离离合器内的变速器流体的温度等变量,对于特定的去冲程事件可能是未知的。另外,在对传动系分离离合器进行去冲程与产生冲程之间,传动系分离离合器冲程压力可能存在一些滞后。
在时间t5处,传动系分离离合器命令压力处于距冲程压力的预期偏移,并且测量的传动系分离离合器压力自身下降到可以确定传动系分离离合器扭矩容量为零的水平。这种压力下降是由于离合器最终去冲程而发生的。时间t5标记当在传动系分离离合器是否被去冲程方面不确定时的时间段的结束。传动系分离离合器去冲程状态保持被断言。
在时间t6处,传动系分离离合器命令压力保持距冲程压力的预期偏移,并且测量的压力处于距冲程压力的预期偏移。传动系分离离合器去冲程状态将状态改变为未被断言,因为传动系分离离合器在完全释放之后已经完成去冲程,其中传动系分离离合器扭矩容量为零。
因此,利用现有技术方法,在传动系分离离合器是否已经去冲程方面存在一个不确定性时段。如果在该不确定性时段期间驾驶员需求扭矩或功率增加,则传动系分离离合器可能需要更多或更少的增压,否则它可能传递比可能期望的更多或更少的扭矩。
现在参考图4,示出了根据图5的方法的预示性传动系分离离合器去冲程序列的曲线图。时间t10至t13处的竖直线表示曲线图中感兴趣的时间。所述曲线图在时间上对准。图4的时间标度等效于图3的时间标度。
从图4的顶部开始的第一曲线图示出了命令的传动系分离离合器压力与时间的关系。竖直轴线表示压力,并且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402表示命令的传动系分离离合器压力的压力值。
从图4的顶部开始的第二曲线图示出了测量的传动系分离离合器压力与时间的关系。竖直轴线表示压力,并且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404表示传动系分离离合器压力的压力值。水平线450表示距传动系分离离合器冲程压力的预期偏移,此时离合器在处于稳态时甚至没有部分冲程。
从图4的顶部开始的第三曲线图是传动系分离离合器去冲程状态与时间的关系。竖直轴线表示传动系分离离合器去冲程状态,并且当迹线406处于在竖直轴线箭头附近的较高水平时,传动系分离离合器去冲程状态被断言。当迹线406处于在水平轴线附近的较低水平时,传动系分离离合器未去冲程。
在时间t10处,传动系分离离合器命令压力处于高水平,并且测量的传动系分离离合器压力处于较高水平,在此情况下,传动系分离离合器完全关闭。传动系分离离合器去冲程状态未被断言,因此传动系分离离合器不进行去冲程。
在时间t11处,响应于发动机停止请求(未示出)而做出对传动系分离离合器去冲程的请求。去冲程状态从未被断言改变为被断言,并且在图5中所示的方法的一个执行循环(例如,20毫秒)中,传动系分离离合器命令压力从传动系完全关闭时的值减小到零值或基本上零值(例如,小于满量程传动系分离离合器压力的2%的压力)。因此,传动系分离离合器命令压力从完全关闭传动系分离离合器的值改变为零值或基本上零值,而没有中间的传动系分离离合器压力命令。因而,传动系分离离合器压力命令存在阶跃变化。测量的传动系分离离合器压力开始随着传动系分离离合器命令压力的减小而下降。
在时间t12处,当传动系分离离合器命令压力为零或基本上零时,通过测量的传动系分离离合器压力下降到低于阈值压力(例如,距传动系分离离合器冲程压力的预期偏移)来指示去冲程特征。响应于传动系分离离合器压力下降到低于阈值压力,传动系分离离合器命令压力瞬时增加到冲程压力。传动系分离离合器去冲程状态保持被断言。
在时间t13处,传动系分离离合器命令压力降低到距冲程压力的预期偏移。测量的传动系分离离合器压力进一步下降,并且传动系分离离合器去冲程状态保持被断言。测量的传动系分离压力下降到可以确定传动系分离离合器扭矩容量为零的水平。由于已知传动系分离离合器压力低于传动系分离离合器扭矩容量为零时的压力,因此确定传动系分离离合器被去冲程。时间t13标记当在传动系分离离合器是否被去冲程方面不确定时的时间段的结束。传动系分离离合器去冲程状态保持被断言。应注意,时间t11与时间t13之间的时间量远短于图3中所示的时间t1与时间t5之间的时间量。因此,图5的方法可以减少去冲程所需的时间量以及传动系分离离合器的操作状态不确定的时间。
在时间t14处,传动系分离离合器命令压力保持距冲程压力的预期偏移,并且测量的压力处于距冲程压力的预期偏移。传动系分离离合器去冲程状态将状态改变为未被断言,因为传动系分离离合器在完全释放之后已经完成去冲程,其中传动系分离离合器扭矩容量为零。
因此,根据图5中所示的方法的方法对传动系分离离合器快速地去冲程,然后使离合器返回到传动系分离离合器准备好产生冲程(例如,利用增压压力)的位置。该过程可以减少传动系分离离合器可能表现出的压力滞后。此外,图5的方法减少了传动系分离离合器的状态可能不确定的时间量。
现在参考图5,示出了一种用于操作混合动力车辆的发动机的方法。图5的方法可以至少部分地被实施为存储在图1和图2的***中的一个或多个控制器的存储器中的可执行指令。此外,图5的方法可以包括控制器在物理世界中采取来变换图1和图2的***的操作状态的动作。另外,图5的方法可以提供图4中所示的操作序列的至少部分。
在502处,方法500确定车辆工况。车辆工况可以包括但不限于车辆速度、驾驶员需求扭矩或功率、发动机温度、集成式起动机/发电机转速和扭矩、发动机转速、变速器管线压力、传动系分离离合器压力以及电池荷电状态。方法500前进到504。
在504处,方法500判断是否已经做出发动机关闭请求。替代地,方法500可以判断是否存在打开完全关闭的传动系分离离合器的请求。在一个示例中,方法500可以基于控制器存储器中的变量的值来判断存在将传动系分离离合器从完全关闭状态打开的请求。可以根据车辆工况来调整变量的值。例如,响应于进入其中在传动系分离离合器完全打开时发动机以怠速旋转的航行模式,可以断言变量以指示打开传动系分离离合器的请求。如果方法500判断请求发动机关闭或者请求传动系打开,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前进到退出。
在506处,方法500通过将所请求的传动系分离离合器压力命令调整为零或基本上零(例如,在小于满量程传动系分离离合器压力的2%以内)来将传动系分离离合器从完全关闭位置命令到完全打开位置,且在传动系分离离合器完全关闭时的传动系分离离合器压力命令与零或基本上零压力命令之间没有中间的传动系分离离合器压力命令。传动系分离离合器压力减小可以在方法500的一个执行循环(例如,20毫秒)中执行。调整传动系压力以对传动系分离离合器去冲程并完全打开传动系分离离合器。
方法500还从控制器随机存取存储器或只读存储器中查找用于确定传动系分离离合器扭矩容量是否小于阈值扭矩容量的阈值压力。在一个示例中,所述阈值可以经由当传动系分离离合器完全关闭时命令传动系分离离合器中的零压力并观察在经由集成式起动机/发电机驱动传动系分离离合器时传动系分离离合器在什么压力下传递零或基本上零扭矩(例如,小于离合器扭矩容量的2%)来以经验确定。阈值压力是变速器流体温度和变矩器泵轮转速的函数。方法500前进到508。
在508处,方法500判断传动系分离离合器压力是否小于在506处确定的阈值压力持续超过预定时间量(例如,500毫秒)。如果是,则答案为是并且方法500前进到510。否则,答案为否并且方法500返回到508。
在510处,方法500命令发动机关闭。可以通过使燃料停止流向发动机气缸并停用供应到发动机气缸的火花来命令发动机关闭。响应于传动系分离离合器压力小于阈值压力而命令发动机关闭,使得发动机燃料消耗减少并且使得传动系噪声和振动可以维持在低水平。方法500前进到512。
在512处,方法500判断是否已经经由控制器观察到传动系分离离合器去冲程特征。在一个示例中,传动系分离离合器去冲程特征可以被定义为当传动系分离离合器命令压力为零或基本上零(例如,小于满量程离合器压力的1%)时测量的传动系分离离合器压力下降到低于阈值压力(例如,距传动系分离离合器预期冲程压力的偏移压力或低于预期冲程压力的压力)。在一些示例中,传动系分离离合器去冲程特征还可以包括测量的传动系分离离合器压力下降到低于阈值压力持续超过阈值时间量(例如,50毫秒)的时间段。在又其他示例中,传动系分离离合器去冲程特征可以被指示为紧接在传动系分离离合器压力基本上恒定(例如,变化小于读数的+5%)的时间之后传动系分离离合器压力的导数的变化超过阈值。另外,在一些示例中,传动系分离离合器去冲程特征可以包括传动系分离离合器压力在其响应于传动系分离离合器命令压力为零或基本上零而下降之后增加。如果方法500判断已观察到传动系分离离合器去冲程特征,则答案为是并且方法500前进到514。否则,方法500返回到512。
在514处,方法500指示传动系分离离合器被去冲程,并且方法500将传动系分离离合器命令压力调整为非零压力(例如,距冲程压力的预期偏移)。非零压力可以是变速器流体温度和变矩器泵轮转速的函数。变矩器泵轮转速可以指示分离离合器压力所依赖的泵性能。方法500可以指示经由设定控制器存储器(例如,随机存取存储器)中的变量的值来对传动系分离离合器去冲程。方法500前进到516。
在516处,方法500判断是否存在发动机重启请求。可以在其中在发动机完全停止之前驾驶员需求增加或者在发动机停止旋转之后产生发动机起动请求的“改变主意”状况期间请求发动机重启。如果方法500判断存在发动机停止请求,则答案为是并且方法500前进到518。否则,方法500前进到退出。
在518处,方法500前进到使离合器增压,然后经由命令较高的传动系分离离合器压力来增加传动系分离离合器的扭矩容量。随着传动系分离离合器压力的增加,扭矩从集成式起动机/发电机传递以使发动机转动起动和旋转。替代地,可以使用诸如96的飞轮起动机来使发动机转动起动和旋转。方法500前进到520。
在520处,方法500经由向发动机的气缸供应燃料并向发动机气缸供应火花来起动发动机。在发动机起动之后,方法500完全关闭传动系分离离合器。方法500前进到退出。
通过这种方式,传动系分离离合器可以打开并被预先定位,使得在传动系分离离合器下一次关闭时,它从可重复状况关闭,在所述可重复状况中,传动系分离离合器扭矩容量可以被充分控制以减少传动系扭矩扰动。此外,可以以降低传动系分离离合器操作状态的不确定性的方式从传动系分离离合器排出流体。
图5的方法提供了一种用于操作车辆的方法,所述方法包括:经由一个或多个控制器,响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于距传动系分离离合器的预期冲程压力的偏移压力持续阈值时间量的压力。在第一示例中,所述方法包括:其中所述传动系分离离合器压力的预期冲程压力是非零压力,高于所述非零压力,预期传动系分离离合器扭矩容量从零值开始增加。在可以包括第一示例的第二示例中,所述方法包括:其中所述阈值时间量是变速器流体温度的函数。在可以包括第一方法和第二方法中的一者或两者的第三示例中,所述方法包括:其中所述阈值时间量也是变矩器泵轮转速的函数。在可以包括第一方法至第三方法中的一者或多者的第四示例中,所述方法包括:其中响应于所述传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系压力包括命令传动系压力增加到距所述预期冲程压力的偏移压力。在可以包括第一方法至第四方法中的一者或多者的第五示例中,所述方法还包括响应于发动机起动请求而命令所述传动系分离离合器将转动起动扭矩传递到发动机。在可以包括第一方法至第五方法中的一者或多者的第六示例中,所述方法还包括响应于所述发动机起动请求而命令所述传动系分离离合器完全关闭。
图5的方法还提供了一种用于操作车辆的方法,所述方法包括:经由一个或多个控制器,响应于传动系分离离合器压力下降到低于距预期冲程压力的偏移压力持续阈值时间量的最近时间而关闭内燃发动机。在第一示例中,所述方法还包括:响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令增加所述传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于距传动系分离离合器的预期冲程压力的偏移压力持续所述阈值时间量的压力。在可以包括第一示例的第二示例中,所述方法包括:其中所述传动系分离离合器去冲程特征在所述传动系分离离合器压力下降到低于距所述预期冲程压力的偏移压力的最近时间开始。在可以包括第一示例和第二示例中的一者或两者的第三示例中,所述方法包括:其中所述预期冲程压力是非零压力,高于所述非零压力,所述传动系分离离合器扭矩容量从零值开始增加。在可以包括第一示例至第三示例中的一者或多者的第四示例中,所述方法包括:其中所述阈值时间量是变速器流体温度的函数。
应当注意,本文所包括的示例性控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆***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***结合各种传感器、执行器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体例程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。为此,示出的各种动作、操作和/或功能可按示出的顺序执行、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。可以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***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码,其中所述动作通过执行包括各种发动机硬件部件的***中的指令结合电子控制器来执行。
本说明书到此结束。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,将想到许多变更和修改。例如,以天然气、汽油、柴油或替代性燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可有利地使用本说明书。
根据本发明,一种用于操作车辆的方法包括:经由一个或多个控制器,响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于距传动系分离离合器的预期冲程压力的偏移压力持续阈值时间量的压力。
在本发明的一个方面中,所述传动系分离离合器压力的预期冲程压力是非零压力,高于所述非零压力,预期传动系分离离合器扭矩容量从零值开始增加。
在本发明的一个方面中,所述阈值时间量是基于变速器流体温度。
在本发明的一个方面中,所述阈值时间量是进一步基于变矩器泵轮转速。
在本发明的一个方面中,响应于所述传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系压力包括命令传动系压力增加到距所述预期冲程压力的偏移压力。
在本发明的一个方面中,所述方法还包括响应于发动机起动请求而命令所述传动系分离离合器将转动起动扭矩传递到发动机。
在本发明的一个方面中,所述方法包括响应于所述发动机起动请求而命令所述传动系分离离合器完全关闭。
根据本发明,提供了一种***,所述***具有:内燃发动机;集成式起动机/发电机;分离离合器,所述分离离合器在传动系中位于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响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于距传动系分离离合器的预期冲程压力的偏移压力持续阈值时间量的压力,并且其中所述传动系分离离合器去冲程特征在所述传动系分离离合器压力下降到低于距所述预期冲程压力的偏移压力的最近时间开始。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于响应于发动机停止请求而命令所述传动系分离离合器压力的附加可执行指令。
根据一个实施例,所述传动系分离离合器压力为基本上零。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于响应于所述传动系分离离合器压力下降到低于所述偏移压力持续所述阈值时间量的最近时间而关闭所述内燃发动机的附加可执行指令。
根据一个实施例,所述阈值时间量是基于变速器流体温度。
根据一个实施例,所述阈值时间量是进一步基于变矩器泵轮转速。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于响应于发动机起动请求而命令所述分离离合器将转动起动扭矩传递到发动机的附加可执行指令。
根据一个实施例,本发明的特征还在于用于响应于所述发动机起动请求而命令所述传动系分离离合器完全关闭的附加可执行指令。
根据本发明,一种用于操作车辆的方法包括:经由一个或多个控制器,响应于传动系分离离合器压力下降到低于距预期冲程压力的偏移压力持续阈值时间量的最近时间而关闭内燃发动机。
在本发明的一个方面中,所述方法包括:响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令增加所述传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于距传动系分离离合器的预期冲程压力的偏移压力持续所述阈值时间量的压力。
在本发明的一个方面中,所述传动系分离离合器去冲程特征在所述传动系分离离合器压力下降到低于距所述预期冲程压力的偏移压力的最近时间开始。
在本发明的一个方面中,所述预期冲程压力是非零压力,高于所述非零压力,传动系分离离合器扭矩容量从零值开始增加。
在本发明的一个方面中,所述阈值时间量是变速器流体温度的函数。
Claims (15)
1.一种用于操作车辆的方法,其包括:
经由一个或多个控制器,响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于距传动系分离离合器的预期冲程压力的偏移压力持续阈值时间量的压力。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述传动系分离离合器压力的预期冲程压力是非零压力,高于所述非零压力,预期传动系分离离合器扭矩容量从零值开始增加。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述阈值时间量是基于变速器流体温度。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述阈值时间量是进一步基于变矩器泵轮转速。
5.根据权利要求1所述的方法,其中响应于所述传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系压力包括命令传动系压力增加到距所述预期冲程压力的所述偏移压力。
6.根据权利要求1所述的方法,其还包括响应于发动机起动请求而命令所述传动系分离离合器将转动起动扭矩传递到发动机。
7.根据权利要求6所述的方法,其还包括响应于所述发动机起动请求而命令所述传动系分离离合器完全关闭。
8.一种***,其包括:
内燃发动机;
集成式起动机/发电机;
分离离合器,所述分离离合器在传动系中位于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响应于传动系分离离合器去冲程特征而命令增加传动系分离离合器压力,其中所述传动系分离离合器去冲程特征是小于距传动系分离离合器的预期冲程压力的偏移压力持续阈值时间量的压力,并且其中所述传动系分离离合器去冲程特征在所述传动系分离离合器压力下降到低于距所述预期冲程压力的所述偏移压力的最近时间开始。
9.根据权利要求8所述的***,其还包括用于响应于发动机停止请求而命令所述传动系分离离合器压力的附加可执行指令。
10.根据权利要求9所述的***,其中所述传动系分离离合器压力为基本上零。
11.根据权利要求8所述的***,其还包括用于响应于所述传动系分离离合器压力下降到低于所述偏移压力持续所述阈值时间量的最近时间而关闭所述内燃发动机的附加可执行指令。
12.根据权利要求11所述的***,其中所述阈值时间量是基于变速器流体温度。
13.根据权利要求12所述的***,其中所述阈值时间量是进一步基于变矩器泵轮转速。
14.根据权利要求8所述的***,其还包括用于响应于发动机起动请求而命令所述分离离合器将转动起动扭矩传递到发动机的附加可执行指令。
15.根据权利要求14所述的***,其还包括用于响应于所述发动机起动请求而命令所述传动系分离离合器完全关闭的附加可执行指令。
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