用于调节汽缸进气的方法和系统.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104005870 A (43)申请公布日 2014.08.27 C N 1 0 4 0 0 5 8 7 0 A (21)申请号 201410063405.X (22)申请日 2014.02.25 13/776,321 2013.02.25 US F02D 41/40(2006.01) F02D 9/02(2006.01) F02D 29/02(2006.01) (71)申请人福特环球技术公司 地址美国密歇根州 (72)发明人 JA多林 AOC吉普森 DC瑞德 AN班克 D奥欣斯盖 (74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人赵蓉民 赵砚猛 。

2、(54) 发明名称 用于调节汽缸进气的方法和系统 (57) 摘要 本发明公开了用于改进发动机运行的系统和 方法。在一个示例中,调节节气门的位置以及其他 致动器,以改善发动机启动。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书114页 附图47页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书114页 附图47页 (10)申请公布号 CN 104005870 A CN 104005870 A 1/2页 2 1.一种调节发动机的汽缸进气的方法,其包含: 将汽缸燃料喷射正时调节至随着希望的发动机速度和实际的发动机速度之间的差变 化而变化的所述。

3、汽缸的冲程,并且响应汽缸进气调节提供给所述汽缸的燃料的量。 2.根据权利要求1所述的方法,其中所述汽缸的所述冲程从压缩冲程变到进气冲程, 并且其中经由节气门调节所述汽缸进气。 3.根据权利要求2所述的方法,其中所述节气门是进气口节气门。 4.根据权利要求3所述的方法,其还包含,其中在压缩冲程期间的燃料喷射期间所述 进气口节气门至少部分地闭合。 5.根据权利要求3所述的方法,其还包含,其中在所述汽缸的进气冲程期间的燃料喷 射期间所述进气口节气门是打开的。 6.根据权利要求1所述的方法,其中在所述汽缸的一个循环期间燃料喷射正时提供至 少两次燃料喷射。 7.根据权利要求1所述的方法,其中所述燃料喷射。

4、正时被提供给将燃料直接喷射到所 述汽缸中的燃料喷射器。 8.一种调节发动机的汽缸进气的方法,其包含: 在汽缸一个循环期间向所述汽缸的燃烧室提供火花;以及 调节燃料喷射正时以在发动机启动加速期间当发动机速度增加时保持所述火花和燃 料喷射时间结束之间基本不变的时间量同时在所述汽缸一个循环期间喷射多次燃料脉冲; 以及 响应汽缸进气调节提供给所述汽缸的燃料量。 9.根据权利要求8所述的方法,其中当发动机速度增加时,所述燃料喷射正时被提前。 10.根据权利要求9所述的方法,其还包含,其中所述燃料喷射正时响应于希望的发动 机速度,并且其中所述希望的发动机速度基于液力变矩器泵轮速度。 11.根据权利要求10。

5、所述的方法,其还包含当发动机速度在所述液力变矩器泵轮速度 的阈值速度内时,闭合传动系分离式离合器。 12.根据权利要求8所述的方法,其中其间喷射多次燃料脉冲其间汽缸冲程随着发动 机速度改变而改变。 13.根据权利要求8所述的方法,其还包含,其中在发动机启动加速期间所述火花正时 变化。 14.根据权利要求8所述的方法,其中经由设置在进气歧管下游的进气口节气门调节 所述汽缸进气。 15.一种混合动力车辆系统,其包含: 发动机; 包括第一侧机械地连接于所述发动机的双质量飞轮(DMF); 包括第一侧连接于所述双质量飞轮的第二侧的传动系分离式离合器; 包括第一侧连接于所述传动系分离式离合器的第二侧的传动。

6、系集成起动机/发电机 (DISG);以及 包括可执行的非瞬变指令的控制器,以响应希望的发动机速度对汽缸调节燃料喷射正 时,所述希望的发动机速度基于液力变矩器泵轮不机械地连接于所述发动机时的液力变矩 权 利 要 求 书CN 104005870 A 2/2页 3 器泵轮速度。 16.根据权利要求15所述的混合动力车辆系统,其还包含附加的指令,以在发动机速 度在所述液力变矩器泵轮速度的阈值速度内之后闭合所述传动系分离式离合器。 17.根据权利要求15所述的混合动力车辆系统,其中所述发动机通过经由起动机而不 是所述DISG转动所述发动机而启动。 18.根据权利要求17所述的混合动力车辆系统,其还包含括。

7、附加的指令,以调节所述 燃料喷射正时,从而在发动机启动加速期间当发动机速度增加时保持在一个汽缸循环期间 递送到汽缸的火花正时与递送到所述汽缸的燃料喷射结束正时之间的基本恒定的时间量, 并且在所述汽缸循环期间喷射多次燃料脉冲。 19.根据权利要求15所述的混合动力车辆系统,其还包含附加的指令,以将所述汽缸 燃料喷射正时调节至随着所述希望的发动机速度和实际的发动机速度之间的差变化而变 化的所述汽缸的冲程,并且响应于汽缸进气调节提供给所述汽缸的燃料量。 20.根据权利要求15所述的混合动力车辆系统,其还包含附加的指令,以在从发动机 停止以后的所述汽缸的第一个燃烧事件之前在所述汽缸的压缩冲程期间向所述。

8、汽缸喷射 单个燃料脉冲。 权 利 要 求 书CN 104005870 A 1/114页 4 用于调节汽缸进气的方法和系统 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求2012年5月4日提交的美国临时专利申请61/643,131的优先权,为 了所有的目的其整个内容通过引用结合于此。 技术领域 0003 本发明涉及用于改进车辆的驾驶性能、排放和燃料经济性的系统和方法。对于选 择性地连接于电动机和变速器的发动机这些方法可以是特别有用的。 背景技术 0004 混合动力车辆潜在地提供优于非混合动力车辆的燃料效率和车辆行驶范围改进。 一些混合动力车辆包括发动机和用于为传动系提供转矩的电动机。电动机可。

9、以在启动过程 中通过控制发动机速度辅助发动机启动。然而,启动过程中的发动机速度会随着车辆的电 气系统情况的变化从启动到启动发生变化。例如,发动机起动转动转矩以及速度会随着电 池电压变化。因此,在启动过程中被吸入发动机汽缸的空气量会发生变化,在一些情况下会 导致不一致的启动时间和恶化的排放。混合动力车辆的一个示例包括可以根据车辆工况被 选择性地连接于电动机和变速器的发动机。 发明内容 0005 1)本文的发明人已经认识到上面提到的缺点并且已经研发出一种调节发动 0006 机的汽缸进气的方法,包括:将汽缸燃料喷射正时调节至随着希望的发动机速度 和实际的发动机速度之间的差变化而变化的汽缸冲程,以及响。

10、应汽缸进气调节提供给该汽 缸的燃料的量。 0007 2)通过为发动机启动定位节气门的位置以及将汽缸燃料喷射正时调节至随 0008 着希望的发动机速度和实际的发动机速度之间的差变化而变化的汽缸冲程,减少 发动机排放以及提供更一致的启动是可能的。具体地,希望的发动机速度与实际发动机速 度之间的差可以是用于选择燃料喷射期间的冲程的基础。 0009 本发明可以提供若干优点。特别是,该方法可以减少发动机排放。此外,该方法可 以通过提供更一致的发动机启动加速来改善发动机启动。另外,该方法可以降低发动机启 动之间的发动机速度变化。 0010 本发明的上述优点和其他优点、以及特征在下面单独的或结合附图的详具体。

11、实施 方式中非常明显。 0011 应当明白,提供上面的发明内容是为了以简单的形式引入选择的构思,这种构思 在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着指出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所附权利要求唯一地限定。而且,所要求保护的主题不限于解 决上面或本发明的任何部分指出的任何缺点的实施方式。 说 明 书CN 104005870 A 2/114页 5 附图说明 0012 通过单独或结合附图阅读实施例的示例(本文叫做具体实施方式),将更加中充分 理解本文描述的优点,其中: 0013 图1是发动机的示意图; 0014 图2示出第一示例性车辆传动系结构; 0015 图3示出第二。

12、示例性车辆传动系结构; 0016 图4是示出用后面的附图描述的方法运行车辆传动系的一个示例的流程图; 0017 图5-8示出用于响应行驶路线状况运行混合动力车辆的动力传动系的流程图和 状况; 0018 图9和10示出用于响应车辆质量调节动力传动系运行的方法和预示的时序; 0019 图11和12示出用于启动混合动力车辆的方法和预示的时序; 0020 图13和14示出在发动机启动期间用于调节给混合动力传动系的燃料的方法和预 示的时序; 0021 图15-18示出在变速器换档期间启动混合动力车辆的发动机的方法和预示的时 序; 0022 图19-22示出用于提供飞轮和传动系分离式离合器补偿的方法和预示。

13、的时序; 0023 图23-26示出用于停止混合动力车辆的方法和预示的时序; 0024 图27和28示出在坡上停止发动机的情况下用于保持混合动力车辆的方法和预示 的时序; 0025 图29A-36示出在传动系制动的情况下用于运行混合动力传动系的方法和预示的 时序; 0026 图37-40示出用于以航行(sailing)模式运行混合动力传动系的方法和预示的时 序; 0027 图41-44示出用于适应性改变传动系分离式离合器运行的方法和预示的时序; 0028 图45-48示出用于描述变速器液力变矩器或为变速器液力变矩器建模的预示函 数。 具体实施方式 0029 本发明涉及控制混合动力车辆的传动系。。

14、如图1-3所示,该混合动力车辆可以包 括发动机和电动机。在车辆运行期间该发动机可以用或可以不用传动系集成起动机/发电 机(例如可以简称为DISG的电动机或马达)运行。传动系集成起动机/发电机在与发动机曲 轴相同的轴线上被接合到传动系内并且每当液力变矩器泵轮旋转时就转动。而且,DISG可 以不选择性地接合该传动系或与该传动系分离。而是,该DISG是该传动系的一体的部分。 还有,在运行或不运行发动机的情况下该DISG可以被运行。当该DISG不运行时该DISG的 质量和惯性属于该传动系以提供或吸收来自该传动系的转矩。 0030 该传动系可以按照图4的方法运行。在一些示例中,该传动系可以根据图5-10。

15、所 示驱动路线和车辆质量来运行。发动机可以按照图11至18所示的方法启动。可以如图 19-22所示提供传动系部件补偿。如图23-28所示,通过选择性地停止发动机可以节省燃 料。如图29A-36所示该传动系也可以进入再生模式,其中车辆的动能转变成电能。随后该 说 明 书CN 104005870 A 3/114页 6 电能可以用来推动车辆。如图37-40所示,在一些状况期间,车辆传动系可以进入航行模 式,其中发动机运行但是不机械地连接于DISG或变速器或车轮。如图41-44所示,传动系 分离式离合器的运行可以适应性改变(adapt)。本文描述的方法可以同时一起使用以便在 执行多种方法的系统中运行。。

16、最后,图45-47示出用于描述变速器转矩变换器的预示函数。 0031 参考图1,参考图1,包括多个汽缸的内燃发动机10图1示出其中一个汽 缸由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和活塞36设置在其中并且 连接于曲轴40的汽缸壁32。飞轮97和环形齿轮99连接于曲轴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可以直接安装于发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中,起动机可以经由皮带 或链条选择性地向曲轴提供转矩。起动机96可以描述为低功率启动装置。在一个示例中, 当不接合发动机曲轴时起动机96处在基本状态。燃。

17、烧室30被示出通过相应的进气门52 和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。进气和排气门每个可以由进气凸轮51和 排气凸轮53运行。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的 位置可以通过排气凸轮传感器57确定。 0032 燃料喷嘴66被示出设置成将燃料直接喷射到汽缸30中,对于本领域技术人员来 说这就是通常所说的直接喷射。可替代地,燃料可以喷射到进气口,对于本领域技术人员来 说这就是通常所说的进气口喷射。燃料喷嘴66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成 比例地提供液体燃料。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) 提供给燃料喷嘴66。从。

18、响应控制器12的驱动器68供给燃料喷嘴66运行电流。此外,进气 歧管44被示出与任选的电子节气门62连通,该电子节气门62调节节气门板64的位置以 控制从进气口42到进气歧管44的空气流。在一个示例中,可以用低压直接喷射系统,其中 燃料压力可以升高到20-30巴。可替代地,可以用高压、双级燃料系统以产生更高的燃料压 力。在一个示例中节气门62和节气门板64可以设置在进气门52和进气歧管44之间,使 得节气门62是进气口节气门。 0033 无分电器点火系统88响应控制器12通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。 通用排气氧(UEGO)传感器126被示出在催化转化器70的上游连接于排气歧管48。。

19、可替代 地,双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。 0034 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,可以用每个具 有多块砖的多个排放物控制装置。转化器70可以是三元催化剂、微粒过滤器、稀NOx收集 器、选择性还原催化剂、或其他排放物控制装置。排放装置加热器119也可以设置在排气系 统以加热转化器70和/或排气。 0035 在图1中控制器12被示出为常规的微型计算机,包括:微处理单元102、输入/输 出端口104、只读存储器106、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被示出接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号,除了上面提到的那些。

20、信号 之外,还包括:来自连接于冷却剂套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);连接 于加速器踏板130用于检测由脚132施加的力和/或位置的位置传感器134;连接于制动 踏板150应用于检测由脚152施加的力和/或位置的位置传感器154;来自连接于进气歧 管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量;来自检测曲轴40位置的霍尔效 应传感器118的发动机位置传感器;来自传感器120(例如,热线式空气流量计)的进入发 说 明 书CN 104005870 A 4/114页 7 动机的空气质量的测量;以及来自传感器58的节气门位置测量。也可以感测大气压力(传 感器未示出)用于。

21、由处理器12处理。在本发明的优选方面,对于曲轴的每一转发动机位置 传感器118产生预定数量的等间隔脉冲,从脉冲的数目能够确定发动机的速度(RPM)。 0036 在一些实施例中,发动机可以连接于图2和图3所示的混合动力车辆的电动马达 /电池系统。而且,在一些示例中,可以采用其他的发动机结构,例如,柴油发动机。 0037 在运行期间,发动机10内的每个汽缸通常进行四个冲程循环:该循环包括进气冲 程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间,一般而言,排气门54关闭而进气门 52打开。空气经由进气歧管46引进到燃烧室30,并且活塞36运动到汽缸底部以便增大燃 烧室30内的容积。在活塞36接近汽缸。

22、底部并且在其冲程的末尾(例如,当燃烧室30在其 最大容积)的位置通常被本领域技术人员叫做下止点(B DC)。在压缩冲程期间,进气门52和 排气门54都关闭。活塞36朝着汽缸盖运动以便压缩燃烧室30内的空气。在活塞36处在 其冲程末尾并且最接近汽缸盖(例如,当燃烧室30处在最小容积)的位置通常被本领域技术 人员叫做上止点(TDC)。在其后叫做喷射的过程中,燃料被引入燃烧室中。在其后叫做点火 的过程中,喷射的燃料通过诸如火花塞92的已知的装置被点火,导致燃烧。在膨胀冲程期 间,膨胀的气体将活塞向后推到BDC。曲轴40将活塞36的移动转换成旋转轴的旋转转矩。 最后,在排气冲程期间,排气门54打开以将。

23、燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48并 且活塞返回到TDC。应当指出,上面仅仅作为一个示例描述,并且进气和排气门的打开和/ 或关闭正时可以变化,例如,提供正的或负的气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他示例。 0038 图2示出车辆290中的车辆传动系200的方块图。传动系200可以由发动机10 提供动力。发动机10可以用图1所示的发动机启动系统或DISG240来启动。而且,发动机 10可以产生转矩或通过诸如燃料喷嘴、节气门等的转矩致动器204调节转矩。 0039 发动机输出转矩可以传递给双质量飞轮232的输入侧。发动机速度以及双质量飞 轮输入侧位置和速度可以经由发动机位置传感器118确定。双。

24、质量飞轮232可以包括用于 减小传动系转矩干扰的弹簧和分开的质量(未示出)。双质量飞轮232的输出侧被示出机械 地连接于传动系分离式离合器236的输入侧。传动系分离式离合器236可以电致动或液压 致动。位置传感器234设置在双质量飞轮232的传动系分离式离合器侧以检测双质量飞轮 232的输出位置和速度。在一些示例中,位置传感器234可以包括转矩传感器。传动系分离 式离合器236的下游侧被示出机械地连接于DISG输入轴237。 0040 可以运行DISG240以将转矩提供给传动系200或将传动系转矩转变成将被储存 在能量储存装置275中的电能。DISG240具有大于图1的起动机96的动力输出。而。

25、且, DISG240直接驱动传动系200或被传动系200直接驱动。没有皮带、齿轮或链条将DISG240 连接于传动系。而是,DISG240与传动系200以相同的速率转动。能量储存装置275可以 是蓄电池、电容器或电感器。DISG240的下游侧机械地连接于传动系分离式离合器236。 0041 转矩变换器206包括涡轮286,已将转矩输出给输入轴270。输入轴270将液力变 矩器206机械地连接于自动变速器208。液力变矩器206还包括转矩变换器旁通锁止离合 器212(TCC)。当TCC被锁定时转矩从泵轮285直接传递给涡轮286。TCC是被控制器12 电操作的。可替代地,TCC可以液压地锁定。在。

26、一个示例中,转矩变换器可以叫做变速器的 部件。转矩变换器泵轮速度和位置可以经由传感器238确定。转矩变速器涡轮速度和位置 可以经由传感器239确定。在一个示例中,238和/或239可以是转矩传感器或组合的位置 说 明 书CN 104005870 A 5/114页 8 和转矩传感器。 0042 当液力变矩器离合器212完全断开时,经由液力变矩器涡轮286和液力变矩器泵 轮285之间的流体传输,液力变矩器206将发动机转矩传递给自动变速器208,因而,能够实 现转矩增大。相反,当液力变矩器离合器212充分接合时,发动机输出转矩经由液力变矩器 离合器直接传输给变速器208的输入轴270。可替代地,液。

27、力变矩器离合器212可以部分地 接合,因而能够对直接传递给变速器的转矩量进行调节。控制器12可以构造成通过响应各 种发动机工况或根据基于驾驶员的发动机运行要求调节液力变矩器离合器212来调节由 液力变矩器206传递的转矩量。 0043 自动离合器208包括齿轮离合器(例如齿轮1-6)211和前进离合器210。齿轮离 合器211和前进离合器210可以选择性地接合以推动车辆。从自动离合器208输出的转矩 进而可以经由输出轴260被传递到车轮216以推动车辆。输出轴260将来自变速器308的 转矩经由包括第一齿轮257和第二齿轮258的差动器255传递给车轮216。在将输出驱动 转矩传递给车轮216。

28、之前,自动变速器208可以响应于车辆行驶状况传输在输入轴270的 输入驱动转矩。 0044 而且,摩擦力可以通过接合车轮摩擦制动器218施加于车轮216。在一个示例中, 可以响应驾驶员将其脚踩下制动踏板(未示出)来接合车轮摩擦制动器218。在其他示例中, 控制器12或联接于控制器12的控制器可以施加接合车轮摩擦制动器。通过响应驾驶员从 制动踏板松开其脚而松开车轮摩擦制动器218,可以以相同的方式减少对车轮216的摩擦 力。而且,作为发动机自动停止过程的一部分车辆制动器可以通过控制器12给车轮216施 加摩擦力。 0045 机油泵214可以与自动离合器208流体连通以产生液压来接合各种离合器,例。

29、如 前进离合器210、齿轮离合器211、和/或液力变矩器离合器212。例如,机油泵可214可以 依据液力变矩器206来运行,并且可以通过轴由发动机的旋转或DISG驱动。因此,当发动 机速度和/或DISG速度增加时在机油泵214中产生的液压可以增加,并且当发动机速度和 /或DISG速度减小时可以减少。 0046 如图1详细地所示,控制器12可以构造成接收来自发动机10的输入,并且因此控 制发动机的转矩输出和/或液力变矩器、变速器、DISG、各种离合器和/或各种制动器的运 行。作为一个示例,发动机转矩输出可以通过调节火花正时、燃料脉宽、燃料脉冲正时、和/ 或进气的组合、通过控制节气门打开和/或气门。

30、正时、气门升程以及涡轮增压发动机或接 卸增压发动机的增压来控制。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、和进气来控制发动机转矩输出。在所有的情况下,发动机控制可以根据 逐个汽缸进行以控制发动机转矩输出。正如本领域所知道的,控制器12还可以通过调节流 向DISG绕组的电流和从DISG绕组流出的电流控制来自DISG的转矩输出和电能产生。 0047 当怠速停止状况被满足时,控制器12可以通过切断给发电机的燃料和火花来开 始发动机停机。但是,在一些示例中发动机可以继续旋转。而且,为了保持变速器中的扭矩 量,控制器12可以将变速器208的旋转元件接地至变速器的壳体259。

31、,并且因而接地至车 辆车架。具体说,控制器12可以接合一个或更多个变速器离合器,例如,前进离合器210, 并且将该接合的变速器离合器(多个离合器)锁定在变速器壳体259和车辆车架,正如美国 专利申请No.12/833,788“METHODFORCONTROLLINGANENGINETHATMAYBEAUTOMATICALLYSTOPP 说 明 书CN 104005870 A 6/114页 9 ED(用于控制可以自动停止的发动机的方法)”所公开的,为了所有的目的其内容通过引用 结合于此。变速器离合器压力可以变化(例如,增加),以调节变速器离合器的接合状态,并 且提供希望的变速器转矩量。 0048。

32、 在发动机停机期间也可以根据变速器离合器压力调节车轮致动压力,以协助约束 (tyingup)变速器,同时减少通过车轮传递的转矩。具体地,通过应用车轮制动同时锁定一 个或更多个接合的变速器离合器,可以对变速器施加相反的力,并且因此对传动系施加相 反的力,因而保持变速器齿轮在主动接合状态以及在变速器齿轮系(传递机构)上的扭矩潜 能,而不移动车轮。在一个示例中,在发动机停机期间可以调节车轮制动压力以协调车轮制 动的施加与接合的变速器离合器锁定。因此,通过调节车轮制动压力和离合器压力,在发动 机停机时保持在变速器中的扭矩的量可以调节。 0049 当重新启动状况被满足时,和/或车辆操作者想发动车辆时控制。

33、器12可以通过重 新开始汽缸中的燃烧重新激活发动机。正如参考图11-18进一步详细说明的,发动机可以 用各种方式启动。 0050 车辆290还可以包括前风档玻璃加热器294和后风档玻璃加热器292。风档玻璃 加热器294和292可以是电运行的并且嵌入车辆的前后风档玻璃295和293内或连接于前 后风档玻璃295和293。车辆290还可以包括在驾驶员运行车辆290时驾驶员可以看到的 或可以不看到的灯296。车辆290还可以包括在选择的状况下向发动机10供给燃料的电动 运行的燃料泵299。最后,车辆290可以包括选择性地对车厢中的空气或车辆290外面的环 境空气供热的电加热器298。 0051 现。

34、在参考图3,图3示出第二示例车辆传动系结构。在传动系300中的许多元件和 传动系200中的元件是类似的并且使用相同的编号。因此,为了简洁起见,图2和图3之间 相同的元件的描述被略去。图3的描述限于与图2的元件不同的元件。 0052 传动系300包括双离合器-双中间轴变速器308。变速器308实质上是自动运行 的手动变速器。控制器12运行第一离合器310、第二离合器314和换档机构315,以在档位 317之间(例如,第一至第五档)进行选择。第一离合器310和第二离合器314可以选择性 地打开和闭合以在档位317之间换档。 0053 图1-3的系统可以包括转矩传感器,该转矩传感器是用于调节传动系运。

35、行的基 础。可替代地,当液力变矩器离合器212完全断开时,液力变矩器本身可以用作转矩传感 器。具体说,打开的液力变矩器的转矩输出是输入和输出速度、泵轮和涡轮速度的函数,其 中液力变矩器中的泵轮输入并且液力变矩器的涡轮输出。在图2和3的应用中,泵轮速度 等于测量的DISG速度,因为DISG泵轮输出轴是泵轮输入轴并且涡轮速度被测量并且用在 变速器离合器控制的控制中。 0054 此外,给定打开的液力变矩器的输入和输出速度特性,打开的液力变矩器的转矩 输出能够通过作为液力变矩器涡轮速度的函数控制液力变矩器泵轮速度来控制。该DISG 可以用速度反馈模式运行以控制液力变矩器涡轮速度。例如命令的DISG速度。

36、(与液力变矩 器泵轮速度相同)是液力变矩器涡轮速度的函数。该命令的DISG速度可以确定为该DISG 速度和涡轮速度两者的函数以在液力变矩器输出提供希望的转矩。 0055 通过传动系分离式离合器也可以减少图1-3的系统中的传动系干扰。一种示例方 法在致动传动系分离式离合器之前打开液力变矩器离合器。例如,在车辆再生式制动状况 说 明 书CN 104005870 A 7/114页 10 期间和/或当车辆开始停止并且发动机停机时,当发动机被命令停机时可以打开传动系分 离式离合器 0056 在另一个示例中,在再生式制动期间,传动系分离式离合器可以是打开的、发动机 可以被停止、并且液力变矩器可以被锁定以便。

37、增加能够给在DISG240中被吸收的制动转 矩。在发动机停机之后,传动系分离式离合器保持打开,直到发动机重新启动过程开始。在 发动机重新启动期间,该传动系分离式离合器可以部分地闭合以起动转动发动机直到汽缸 中的第一燃烧事件为止。可替代地,该传动系分离式离合器可以部分地闭合直到汽缸中的 燃烧事件开始之后发动机达到预定的速度。一旦发动机燃烧充分地重新开始并且发动机和 传动系分离式离合器速度充分接近(例如,在阈值RPM值内)之后,该传动系分离式离合器容 量逐渐改变至闭合并保持而没有滑动/打滑/滑差(slip)。在传动系分离式离合器逐渐改 变期间,在传动系分离式离合器输出可能出现转矩干扰。因此,来自打。

38、开的液力变矩器的或 转矩传感器的转矩反馈可以是用于调节DISG速度设置的基础。以速度控制模式运行DISG 可以允许希望的转矩值能够更一致地保持直到传动系分离式离合器完全闭合为止。在传动 系分离式离合器闭合之后,液力变矩器离合器(TCC)可以根据锁定预定计划(例如TCC可以 根据加速踏板位置和车辆速度致动)被锁定。 0057 以这种方式,在发动机重新启动过程开始之前,液力变矩器离合器可以完全打开。 在发动机已经重新启动并且传动系分离式离合器已经完全闭合之后转矩液力变矩器离合 器可以闭合。此外,在传动系分离式离合器在闭合时,对传动系分离式离合器的压力是已知 的(由于它是被控制器命令的)并且因而获得。

39、估测的平均传动系分离式离合器转矩。为了进 一步增强运行,这个传动系分离式离合器转矩的估测、或容量可以被控制器用作对DISG反 馈速度控制的前馈输入,以改善干扰喷射响应。于是基于转矩估测的传动系分离式离合器 转矩的容量可以作为对电动机(DISG)中的内部转矩反馈回路的输入而添加。当DISG处在 速度反馈模式中时,该内部回路可以是用于改善DISG的响应的基础的内部流回路。 0058 以这种方式,一种用于运行具有动力传动系(例如关于图2-3所描述的动力传动 系)的车辆的示例方法包括在车辆停止或速度低于阈值,并且在发动机停止且传动系分离 式离合器打开的情况下的第一运行。其次,在液力变矩器完全不锁定的情。

40、况下,该方法包 括,例如根据操作者踏板输入增加超过阈值量,接收请求以发动车辆。作为响应,在闭合传 动系分离式离合器时该发动机用DISG240和起动机的其中一个或更多个转动并且启动,再 一次在液力变矩器仍然闭合的情况下。在这个运行期间,来自液力变矩器输入/输出速度 的转矩反馈用来估测在轴241上的转矩,这个转矩与希望的转矩值进行比较并且它提供对 处于速度控制模式的DISG240的速度设置的调节。例如,该速度设置可以是驱动轴241上 的估测的和希望的转矩之间的朝向零的转矩误差的调节参数。 0059 除了上面的运行之外,可以采取附加的控制动作,特别是关于间隙穿过 (lashcrossing)。例如,。

41、在车辆在发动机停止(关闭)的情况下处在再生模式时,当驾驶员踩 加速器踏板时,该传动系从负转矩转变到正转矩,发动机被启动,并且传动系分离式离合器 闭合,其中所有的这些动作是协调的以便对车轮引进最小的转矩干扰。在选择的状况下,在 变速器208保持在固定的档位(例如,不改变变速器档)时进行这些动作。但是,发动机的启 动和间隙的穿过能够产生这种干扰。因此,在转换期间,该传动系转矩可以在间隙穿过期间 从小的负转矩控制到小的正转矩,并且然后到要求的转矩。但是,这种发动机转矩限制能够 说 明 书CN 104005870 A 10 8/114页 11 引进提供驾驶员要求的转矩中的延迟,当添加到启动发动机的延迟。

42、时这种转矩延迟能够引 起相当大的驾驶员的不满。 0060 在一种方法中,可以利用液力变矩器旁通离合器212的容量和DISG240输出的协 调。例如,从转矩控制到速度控制转变DISG的正时可以与发动机重新启动状况和转换通过 间隙区对齐,以减少由发动机启动和穿过间隙区引起的对传动系的干扰。 0061 在一个示例中,提供了用于如下状况的运行:驾驶员施加制动和车辆处在再生模 式中,发动机停机,传动系分离式离合器完全打开,并且DISG吸收转矩。该DISG产生希望 的制动转矩水平(和储存产生的电能在蓄电池中,例如)。在这些状况期间,传动系经受负转 矩并且液力变矩器离合器212被锁定。在DISG的负转矩的量。

43、可以被增加并且通过该传动 系施加以便增加再生。该负转矩的量可以基于用于当前工况的希望的车轮制动转矩。负的 制动可以基于驾驶员正在操纵的制动的程度。但是,在操作者已经松开制动踏板和加速踏 板两者时也可以发生负制动。 0062 当驾驶员松开制动器(如果已经施加)并且踩下加速踏板时,车辆转换到具有提供 要求的转矩水平的正传动系力矩的发动机运转运行。正如上面所述指出的,在这个转换期 间,在没有变速器档位变化的情况下,转矩穿过零转矩(间隙区)并且发动机起动转动并且 启动。本文的发明人已经认识到发动机起动转动转矩干扰在离合器212的上游,但是间隙 干扰在离合器212的下游。离合器212的容量可以与DISG。

44、的速度协调以减少这些传动系 干扰。 0063 例如,当再生转矩减小时TCC212容量可以减少到足以允许控制的滑动。这种运行 可以协助将传动系从发动机起动转动转矩干扰隔离。当DISG再生转矩从当前值朝着零转 矩移动时,传动系可以从大的负转矩下降到接近零转矩。接近零转矩,该传动系可以进入间 隙区。于是DISG的控制从转矩控制模式转换到速度控制模式,并且将液力变矩器泵轮速度 (Ni)调节到高于该液力变矩器涡轮速度(Nt)。 0064 调节液力变矩器泵轮速度的这种方式在越过间隙区期间提供小的正转矩并且减 少对与越过该间隙区有关的传动系的干扰。可以增加希望的DISG速度以对车轮提供转矩 并且提供一些车辆。

45、加速。对发动机起动转动所需要的转矩量的估测可以通过控制器确定, 以提供前馈DISG转矩命令。当传动系分离式离合器结合并且发动机被起动转动时,该前馈 DISG转矩命令可以减少在液力变矩器离泵轮的速度干扰。可以调节该传动系分离式离合器 的容量以减少传动系干扰。一旦发动机已经启动并且传动系分离式离合器闭合之后,发动 机可以转换到转矩控制并且提供希望的转矩。 0065 正如关于图1-3的系统在本文的上面所描述的,例如,当传动系分离式离合器被 致动时可以发生转矩干扰。转矩干扰可以导致变差的驾驶性能和NVH。例如,在传动系分离 式离合器输出上的转矩干扰(例如,由于离合器致动误差、或离合器卡滞滑动、或命令的。

46、和 实际的发动机转矩之间的误差)可以作为变速器离合器状态(例如,诸如根据压力或滑动比 的传动系分离式离合器的接合程度)和变速器齿轮比的函数传输给变速器输入并且传输给 车轮。 0066 由DISG240产生的转矩在一些示例中可以是三相电流的函数。在DISG输出轴241 的转矩是DISG输出转矩和在该DISG的转矩或电动机输入之和。该DISG可以由动力传动 系控制模块(例如,控制器12)命令或者以速度反馈模式或者以转矩模式运行。该控制器提 说 明 书CN 104005870 A 11 9/114页 12 供命令的速度或转矩。该控制器或转换器利用或者DISG速度反馈或DISG电流反馈以产生 希望的速。

47、度或转矩。 0067 例如,DISG转矩可以根据DISG速度和电流从包括根据经验确定的DISG转矩的值 的函数或表输出。在一些结构中DISG输出连接于发动离合器,其在被传输到给车轮之前在 换档事件期间被调整,以成形DISG输出或使DISG输出变平滑。在另一种应用中,该DISG 输出用锁止离合器连接于液力变矩器206。在利用发动离合器代替液力变矩器的结构中,该 发动离合器在低转矩水平精确地、快速地控制离合器转矩的能力可能成为问题。例如,发动 离合器在存在发动机加DISG的最大转矩输出时可能滑动。因此,发动离合器可以构造成具 有高转矩容量。但是,在发动机重新启动期间和车辆从零和/或低车速发动期间可。

48、能被使 用的低转矩水平下,精切地控制该发动离合器是很困难的。 0068 用于调节或控制发动离合器的一种方法是利用安装在该发动离合器输入轴上的 转矩传感器。该传感器安装将成形的磁性层放置在该发动离合器输入轴上,其产生与轴转 矩成比例的电压输出。该电压被非接触式传感器(多个传感器)和检测系统读取。来自转矩 传感器的信号于是可以用来以闭合回路转矩反馈模式运行该DISG,以消除出现在传动系分 离式离合器输出(DISG输入)的转矩干扰。如果自动变速器在变速器输入中利用液力变矩 器,转矩传感器可以安装在液力变矩器输入轴上。该液力变矩器输入轴转矩传感器可以用 来在DISG控制器中提供反馈,以排除由传动系分离。

49、式离合器传递的转矩干扰。 0069 正如本文中所描述的,发动机可以停机(并且传动系分离式离合器打开),以当操 作者松开加速器踏板时减少燃料消耗。因此,当车辆开始停止或在当来自DISG的转矩足以 加速车辆或克服道路负荷的另一个其他时间,发动机停机。当操作者应用加速器踏板并且 希望的转矩超过该DISG能够提供的转矩时,发动机重新启动以补充DISG输出转矩。此外, 如果蓄电池电荷状态下降低于最小阈值,在惯性滑行状况下发动机可以重新启动。发动机 可以重新启动以提供正传动系转矩并且提供转矩以使DISG能够作为发电机运行,以给蓄 电池充电。在发动机重新启动过程中,根据本文描述的工况或者传动系分离式离合器或者 单独的起动机可以用来起动转动发动机。一旦在发动机中燃烧开始之后,或者发动机被加 速以匹配DISG的输入速度,或者传动系分离式离合器接合/滑动通过控制离合器压力而被 控制以推动发动机直到DISG输入速度。当传动系分离式离合器闭合时,在传动系分离式离 合器输出可能产生大转矩干扰,该转矩干扰然后递。

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