控制催化剂温度的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了改善混合动力车辆运转的系统和方法。在一个示例中，传动系分离离合器的运转基于催化剂的温度状况。如果催化剂温度高于阈值温度可以不打开传动系分离离合器以冷却催化剂。
【专利说明】控制催化剂温度的方法和系统
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及控制混合动力车辆的催化剂温度的系统和方法。这种方法对于包括传动系中具有分离离合器的混合动力车辆特别有用，该车辆中发动机可以连接至或不连接至传动系的剩余部分而旋转。
【【背景技术】】
[0002]混合动力车辆传动系可以包括传动系分离离合器。传动系分离离合器允许混合动力传动系中的马达独立于混合动力传动系中的发动机运转。在扭矩需求较低的期间，马达可以运转同时发动机停机并且经由传动系分离离合器与马达分离。通过打开传动系分离离合器，因为马达不必克服发动机泵功损失和发动机摩擦，马达可以更有效地推进混合动力车辆。然而，如果发动机在以较高负荷运转之后停机，发动机的排气系统中的催化剂可能达到加速催化剂劣化的温度。特别地，如果在发动机停止转动之前切断提供至发动机的燃料并且允许小量空气流向催化剂，碳氢化合物可能会燃烧并且使催化剂温度高于希望的温度。
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【发明内容】
】
[0003]发明为在此已经认识到上述缺点并且开发了一种运转混合动力传动系的方法，包含:响应于催化剂温度超过第一阈值温度并且存在打开传动系分离离合器的除催化剂状况之外的状况而不打开传动系分离离合器。
[0004]通过基于催化剂状态选择性地允许打开传动系分离离合器，可以提供催化剂温度已经升高之后减小催化剂劣化的机率的技术效果。例如，如果发动机已经以较高转速和负荷运转，催化剂温度可能会升高。然而，当发动机负荷减小时，传动系分离离合器可以保持接合同时较低温度的发动机排气冷却催化剂。此外，通过保持传动系分离离合器闭合还可以减小传动系扭矩扰动，因为传动系保持处于相同的运转状态。
[0005]根据本发明的一个实施例，进一步包含在第二模式中自动停止发动机旋转。
[0006]根据本发明的一个实施例，进一步包含在第一模式中继续旋转发动机并停止至发动机的燃料流。
[0007]根据本发明的一个实施例，进一步包含在第一模式中增加发动机气流。
[0008]根据本发明的一个实施例，进一步包含在催化剂温度降低到阈值温度以下之后减小发动机气流。
[0009]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于驾驶员需求扭矩而再启用至发动机的燃料流并且响应于传动系集成的起动机/交流发电机有能力提供驾驶员需求扭矩而减小发动机气流。
[0010]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于催化剂的温度低于阈值温度而打开传动系分离离合器的额外指令。
[0011]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩而切断至发动机的燃料流的额外指令。
[0012]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于催化剂的状态而增加通过发动机的气流的额外指令。
[0013]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于催化剂的温度低于阈值温度而打开传动系分离离合器的额外指令。
[0014]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于传动系集成的起动机/发电机提供需要的驾驶员需求扭矩的能力而降低催化剂的温度的额外指令。
[0015]本发明可以提供多个优点。特别地，该方法可以减小催化剂劣化的机率。此外，该方法可以减小传动系扭矩扰动。此外，该方法可以减小传动系磨损，从而增加传动系的运转寿命。
[0016]单独或结合附图阅读下面的【具体实施方式】，本发明的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。
[0017]应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在【具体实施方式】中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0018]单独或结合附图阅读具体实施例中的示例实施例，将会完全理解本发明描述的优点。
[0019]图1是发动机的示意图；
[0020]图2显示示例车辆传动系配置；
[0021]图3显示预想的车辆运转序列；
[0022]图4是显示一种运转发动机的示例方法的流程图。
【【具体实施方式】】
[0023]本发明涉及控制混合动力车辆的传动系运转。如图1-2所示，混合动力车辆可以包括发动机和传动系集成的起动机/发电机(DISG)或电机(例如马达/发电机)。在车辆运转期间可以经由传动系分离离合器使发动机与或者不与DISG—起运转。DISG集成在传动系中与发动机曲轴在相同的轴线上并且每当变矩器泵轮旋转时旋转。此外，DISG可以不与传动系选择性地接合或分离。而是，DISG是传动系的整体部件。更进一步地，发动机运转或不运转时，可以运转DISG。可以根据图4中的方法按照图3中的序列运转传动系。
[0024]参考图1,内燃发动机10包含多个汽缸,其显不在图1中的一个汽缸通过电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和活塞36位于其中并连接至曲轴40的汽缸壁32。飞轮97和环形齿轮99连接至曲轴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可直接地安装在发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，起动机96可通过带或链选择性地提供扭矩至曲轴40。在一个示例中，当与发动机曲轴不接合时起动机96处于基准状态。燃烧室30显示为分别通过进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。可以通过进气凸轮51和排气凸轮53运转每个进气和排气门。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。进气凸轮51和排气凸轮53可以相对于曲轴40运动。
[0025]燃料喷射器66显示为设置以直接将燃料喷射到燃烧汽缸30内，本领域内技术人员称之为直接喷射。可替代地，可将燃料喷射至进气道，本领域内的技术人员称之为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号的脉冲宽度成比例地传输燃料。燃料通过燃料系统(未示出)运送到燃料喷射器66，所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未示出)。此外，进气歧管44显示为与可选的调节节流板64的位置的电子节气门62连通以控制空气从空气进气42流向进气歧管44。在一个示例中，可以使用低压直接喷射系统，其中燃料压力可以升高至约20-30bar。可替代地，高压、双级燃料系统可用于产生较高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板64可以设置在进气门52和进气歧管44之间使得节气门62是进气道节气门。
[0026]无分电器点火系统88响应于控制器12通过火花塞92给燃烧室30提供点火火花。通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126显示为连接至催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，可用双态排气氧传感器代替UEGO传感器126。
[0027]在一个示例中，催化转化器70可包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可使用多个排放控制设备，其每个具有多个砖。在一个示例中催化转化器70可以是三元催化剂。可以测量或经由发动机转速、发动机负荷、发动机冷却剂温度和火花正时估算催化转化器70的温度。
[0028]图1中控制器12显示为常规的微型计算机，包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出(I/o)端口 104、只读存储器(ROM) 106 (例如非瞬态存储器)、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110和常规数据总线。控制器12显示为接收来自连接至发动机10的传感器的各种信号，除了上文讨论的那些信号，还包括:来自连接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT);连接至加速踏板130用于感应脚132应用力的位置传感器134的信号；来自连接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感应曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器信号；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；来自传感器58的节气门位置的测量值。也可感应大气压力(传感器未显示)用于由控制器12处理。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每个旋转时产生预订数目的等距脉冲，根据其可确定发动机转速(RPM)。
[0029]在一些示例中，如图2显示的在混合动力车辆中发动机可连接至电动马达/电池系统。此外，在一些示例中，可采用其它发动机配置，例如柴油发动机。
[0030]在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环:循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程中，通常排气门54关闭且进气门52打开。空气通过进气歧管44流入燃烧室30，并且活塞36移动到汽缸的底部以便增加燃烧室30内的容积。本领域技术人员通常将活塞36接近汽缸的底部并且在其冲程的终点时(例如当燃烧室30处于最大容积时)所处的位置称为下止点(BDC)。在压缩冲程中，进气门52和排气门54关闭。活塞36向汽缸的顶部运动以便压缩燃烧室30内的空气。本领域技术人员将活塞36处于其冲程的终点并且接近汽缸的顶部时(例如当燃烧室30处于最小容积时)所处的位置称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，将燃料引入燃烧室。在下文称为点火的过程中，通过已知的点火方式例如火花塞92点燃喷射的燃料致使燃烧。在膨胀冲程中，膨胀的气体将活塞36推回至下止点。曲轴40将活塞的运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气过程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞回到上止点。需要指出的是上文仅描述为实施例，并且可改变进气门、排气门的打开和/或关闭正时，例如以提供正气门重叠或负气门重叠、推迟进气门关闭或各种其它的实施例。
[0031]图2是车辆传动系200和车辆290的框图。可以通过发动机10驱动传动系200。可以通过图1显示的发动机起动系统或经由DISG240起动发动机10。此外，发动机10可以经由扭矩致动器(比如燃料喷射器、节气门、汽缸停用机构、气门升程控制、凸轮相位调节器等)204产生或调节扭矩。
[0032]发动机输出扭矩可以传输至双质量飞轮232的输入侧。发动机转速以及双质量飞轮输入侧位置和转速可以通过发动机位置传感器118确定。双质量飞轮232可以包括用于抑制传动系扭矩扰动的弹簧和单独质量(未显示)。双质量飞轮232的输出侧显示为机械地连接至传动系分离离合器236的输入侧。可以电动地或液压地驱动分离离合器236。位置传感器234设置在双质量飞轮232的分离离合器一侧上以感应双质量飞轮232的输出位置和转速。分离离合器236的下游侧显示为机械地连接至DISG输入轴237。
[0033]可以运转DISG240以提供扭矩至传动系200或者将传动系扭矩转换为存储在电能存储装置275中的电能。DISG240比图1中显示的起动机96具有更高的输出扭矩能力。此外，DISG240直接驱动传动系200或者被传动系200直接驱动。没有带、齿轮或链将DISG240连接至传动系200。但是，DISG240与传动系200以相同的速率旋转。电能存储装置275可以是电池、电容器或电感器。DISG240的下游侧经由241机械连接至变矩器206的泵轮285。DISG240的上游侧机械连接至分离离合器236。变矩器206包括涡轮286以输出扭矩至输入轴270。输入轴270将变矩器206机械连接至自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁通锁止离合器(TCC) 212。当TCC锁定时扭矩从泵轮285直接传输至涡轮286。通过控制器12电动运转TCC。可替代地，可以液压锁定TCC。在一个示例中，变矩器可以指变速器的部件。可经由位置传感器239确定变矩器涡轮转速和位置。在一些示例中，238和/或139可以是扭矩传感器或者可以是组合式位置和扭矩传感器。
[0034]当变矩器锁止离合器212完全分离时，变矩器206经由变矩器涡轮286和变矩器泵轮285之间的液体传递将发动机扭矩传输至自动变速器208，从而实现扭矩放大。相反，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扭矩直接传输至变速器208的输入轴(未显示)。可替代地，可以部分地接合变矩器锁止离合器212，从而能调节直接传输至变速器的扭矩量。控制器12可以配置用于响应于多种发动机工况或者基于基于驾驶员的(driver-based)的发动机运转请求通过调节变矩器锁止离合器而调节通过变矩器212传输的扭矩量。
[0035]自动变速器208包括挡位离合器(例如挡位1-6)211和前进离合器210。可以选择性地接合挡位离合器211和前进离合器210以推进车辆。来自自动变速器208的扭矩输出从而可以经由输出轴260传输至车轮216以推进车辆。具体地，在输出驱动扭矩传输至车轮216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处的输入驱动扭矩。
[0036]此外，通过接合车轮制动器218还可以施加摩擦力至车轮216。在一个示例中，响应于驾驶员用他的脚踩压制动器踏板(未显示)而可以接合车轮制动器218。在其它示例中，控制器12或连接至控制器12的控制器可以应用或接合车轮制动器。同样，响应于驾驶员将他的脚从制动器踏板释放而可以通过分离车轮制动器218减小至车轮216的摩擦力。此外，作为发动机自动停止程序的一部分，车辆制动器可以经由控制器12而施加摩擦力至车轮216。
[0037]机械油泵214可以与自动变速器208流体连通以提供液压压力而接合多个离合器，比如前进离合器210、挡位离合器211和/或变矩器锁定离合器212。例如，机械油泵214可以根据变矩器206而运转，并且可以通过发动机或DISG的旋转经由输入轴241驱动。从而，机械油泵214中产生的液压压力可以随发动机转速和/或DISG转速的增加而增加，并且可以随发动机转速和/或DISG转速的减小而减小。
[0038]控制器12可配置用于接收来自如图1中更详细显示的发动机10的输入并相应地控制发动机的扭矩输出和/或变矩器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的运转。作为一个示例，可以通过调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气(通过控制节气门开度和/或气门正时、气门升程)以及用于涡轮或机械增压发动机的增压的组合而控制发动机扭矩输出。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控制发动机扭矩输出。在所有的情况中，可在逐缸基础(cyIinder-by-cylinder basis)上执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。如本【技术领域】中已知，控制器12还可以通过调节流向或流自DISG的磁场和/或电枢绕组的电流而控制DISG产生的扭矩输出和电能。
[0039]当满足怠速停止(idle-stop)状况时，控制器12可以通过切断至发动机的燃料和火花而发起发动机停止。然而，在一些示例中发动机可以继续旋转。此外，为了维持变速器中一定量的转矩，控制器12可将变速器208的旋转部件固定在变速器的壳体259上并从而固定在车架上。特别地，控制器12可以接合一个或多个变速器离合器(比如前进离合器210)并且将接合的变速器离合器锁到变速器壳体259和车辆上。可以改变(例如增加)变速器离合器压力以调节变速器离合器的接合状态并提供希望的变速器扭矩量。当满足发动机再起动状况时和/或车辆驾驶员想要启动车辆时，控制器12可以通过恢复发动机汽缸中的燃烧而再启用发动机。
[0040]发动机停机期间还可以基于变速器离合器压力调节车轮制动器压力以在减小通过车轮传输的扭矩时辅助锁定(tie up)变速器。具体地，当锁定一个或多个接合的变速器离合器时通过应用车轮制动器218，可以在变速器上施加相反的力，并因此施加在传动系上，从而保持变速器齿轮处于主动接合以及变速器齿轮系中的扭转势能，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器压力以协调车辆制动器的应用和接合的变速器离合器的锁定。这样，通过调节车轮制动器压力和离合器压力，当发动机停机时可以调节变速器中保留的转矩量。
[0041]从而，图1中的系统提供了一种混合动力车辆系统，包含:包括具有催化剂的排气系统的发动机；经由传动系分离离合器选择性地连接至发动机的马达；以及包括可用于响应于催化剂状态而可执行以选择性地阻止传动系分离离合器打开的非瞬态指令的控制器。混合动力车辆系统进一步包含响应于催化剂温度低于阈值温度而打开传动系分离离合器的额外指令。
[0042]在另一个示例中，混合动力车辆系统进一步包含响应于驾驶员需求扭矩当前小于阈值扭矩而切断发动机的燃料流的额外指令。混合动力车辆系统进一步包含响应于催化剂的状态而增加通过发动机的气流的额外指令。混合动力车辆系统进一步包含响应于催化剂的温度低于阈值温度而打开传动系分离离合器的额外指令。混合动力车辆系统进一步包含响应于传动系集成起动机/发电机提供需要的驾驶员需求扭矩的能力而减小催化剂温度的额外指令。
[0043]现在参考图3，显示了示例传动系运转序列。可以经由图1和2中的系统根据图4中的方法执行存储在非瞬态存储器中的指令来提供图3的序列。图3中的序列显示了指示运转序列期间特定相关时间的垂直标记T0-T5。图3中的所有图表参考相同的时间标度并且在相同的时间处发生。
[0044]从图3顶部起的第一幅图表是相对于时间的发动机转速的图表。特别地，X轴代表时间并且时间从图3的左侧开始并且朝图3的右侧增加。Y轴代表发动机转速并且发动机转速朝Y轴箭头方向增加。
[0045]从图3顶部起的第二幅图表是相对于时间的传动系分离离合器状态的图表。X轴代表时间并且时间从图3的左侧开始并且朝图3的右侧增加。Y轴代表传动系分离离合器状态。当传动系分离离合器状态轨迹处于较低水平时传动系分离离合器是打开的。当传动系分离离合器状态轨迹处于较高水平时传动系分离离合器是闭合的。
[0046]从图3的顶部起的第三幅图表是相对于时间的燃料传输状态的图表。X轴代表时间并且时间从图3的左侧开始并且朝图3的右侧增加。Y轴代表燃料传输状态并且当燃料传输状态轨迹处于较高水平时燃料供应是开启的并且传输燃料至发动机。当燃料传输状态轨迹处于较低水平时燃料供应是关闭的并且不传输燃料至发动机。
[0047]从图3的顶部起的第四幅图表是相对于时间的催化剂温度的图表。X轴代表时间并且时间从图3的左侧开始并且朝图3的右侧增加。Y轴代表催化剂温并且催化剂温度朝Y轴箭头方向增加。水平线202代表第一阈值催化剂温度。水平线304代表第二阈值催化剂温度。
[0048]从图3顶部起的第五幅图表是相对于时间的驾驶员需求扭矩的图表。X轴代表时间并且时间从图3的左侧开始并且朝图3的右侧增加。Y轴代表驾驶员需求扭矩并且驾驶员需求扭矩朝Y轴箭头方向增加。在一个示例中，从加速器踏板的位置确定驾驶员需求扭矩。在其它示例中，可以通过控制器确定驾驶员需求扭矩。
[0049]从图3顶部起的第六幅图表是相对于时间的发动机节气门位置的图表。X轴代表时间并且时间从图3的左侧开始并且朝图3的右侧增加。Y轴代表发动机节气门位置并且发动机节气门打开量朝Y轴箭头方向增加。
[0050]在时间TO处，发动机转速和驾驶员需求扭矩处于较高水平。发动机节气门位置指示节气门打开量相对较大。催化剂温度也处于较高水平并且高于第一阈值水平302。传动系分离离合器闭合使得发动机连接至DISG并且当前燃料提供至发动机指示发动机正在燃烧空气和燃料混合物。
[0051]在时间Tl处，响应于驾驶员释放加速器踏板(未显示)而减小驾驶员需求扭矩。响应于驾驶员释放加速器踏板使得节气门也关闭。由于当催化剂温度高于第一阈值温度302时即使存在除催化剂状况之外的车辆状态允许打开传动系分离离合器并停止发动机也不允许打开传动系分离离合器，传动系分离离合器保持处于闭合状态。例如，驾驶员需求扭矩处于较低水平使得DISG可以提供需要的驾驶员需求扭矩。然而，由于催化剂温度高于第一阈值温度302，不允许传动系分离离合器闭合。当驾驶员需求扭矩减小时发动机转速处于较高水平并且燃料保持启用。
[0052]在时间Tl和时间T2之间，发动机转速开始降低并且从提供燃料至发动机汽缸变为切断燃料供应。可以通过终止经由喷射器向发动机喷射燃料来切断发动机的燃料供应。节气门打开量在减小之后增加以增加发动机气流并提供冷空气至催化剂以加速催化剂温度减小。发动机空气量增加至冷却催化剂而不是提供氧来氧化催化剂中的碳氢化合物和CO的水平。传动系分离离合器保持接合并且催化剂温度降低但是保持在第二阈值温度304以上。
[0053]这样，可以减小燃料消耗同时减小催化剂温度。此外，由于传动系分离离合器保持闭合，可以减小传动系的扭矩扰动。
[0054]在时间T2处，响应于驾驶员使用加速器踏板而增加驾驶员需求扭矩。响应于驾驶员需求扭矩增加节气门打开量也增加。驾驶员需求扭矩处于高于DISG能力的水平使得再启用发动机燃烧。如燃料传输状态从关闭转变为开启指示的发动机退出减速燃料切断并开始燃烧空气-燃料混合物。传动系分离离合器保持处于闭合状态并且由于发动机扭矩提供至传动系发动机转速增加。催化剂温度较平稳(level off)。
[0055]在时间T2和时间T3之间，驾驶员需求扭矩继续增加并且催化剂温度增加至高于第一阈值温度302的水平。传动系分离离合器保持闭合并且如燃料传输状态指示的将燃料提供至发动机。发动机节气门位置和节气门打开量与驾驶员需求扭矩一致。
[0056]在时间T3处，响应于驾驶员释放加速器踏板(未显示)而减小驾驶员需求。如节气门打开量所指示的发动机节气门打开量也减小。催化剂温度高于第一阈值温度302并且燃料传输状态为开启指示发动机正在燃烧空气-燃料混合物。传动系分离离合器是闭合的使发动机提供扭矩至传动系并且发动机转速处于较高水平。
[0057]在时间T3和时间T4之间，驾驶员需求扭矩减小至零并且切断至发动机的燃料流。节气门打开量也减小并且随后打开小量以在停止至发动机的燃料流时允许发动机将空气从发动机进气系统泵送至催化剂。催化剂温度随着泵送空气通过发动机至催化剂而减小。传动系分离离合器保持闭合并且即使催化剂状况之外的状况需要打开传动系分离离合器也不允许打开。因为催化剂温度保持在第二阈值温度304以上，传动系分离离合器保持闭入口 ο
[0058]在时间T4处，催化剂温度减小至低于第二阈值温度304的温度。响应于催化剂温度小于第二阈值温度304而打开传动系分离离合器。发动机节气门打开量减小使得催化剂保持更多的热能。由于如燃料传输状态当前处于较低水平所指示的发动机不接收燃料，传动系分离离合器打开之后发动机也很快停止旋转。驾驶员需求扭矩保持为零(例如X轴上的水平)。
[0059]在时间T5处，驾驶员需求扭矩增加而节气门保持关闭。由于DISG具有足够的能力来提供需要的驾驶员需求扭矩，发动机也保持停机。至发动机的燃料传输保持停止并且传动系分离离合器保持处于打开状态。催化剂温度随着时间的推进慢慢降低并且发动机当前不燃烧空气-燃料混合物。
[0060]于是，可以响应于催化剂温度而选择性地打开传动系分离离合器。通过使传动系分离离合器闭合，可以从催化剂提取热量使得在发动机停止旋转之前可以减小催化剂劣化的机率。此外，可以响应于催化剂温度来控制发动机节气门以取决于催化剂温度而增加或减小催化剂温度。
[0061]现在参考图4，显示了运转混合动力车辆的发动机和传动系的方法。图4的方法可以存储为控制器(比如图1中的控制器12)中的非瞬态存储器中可执行的指令。从而，图4中的方法可以集成进图1和2显示的系统中。图4中的方法还可以提供图3中显示的序列。
[0062]在402处，方法400确定车辆的工况。车辆工况可以包括但不限于车速、传动系分离离合器状态(例如打开或闭合)、发动机转速、催化剂温度、驾驶员需求扭矩和燃料传输状态。可以测量或从发动机转速、发动机负荷、火花正时、发动机空燃比和发动机冷却剂温度推断催化剂温度。可以经由加速器踏板的位置确定驾驶员需求扭矩。可以基于燃料喷射器是否启用来确定燃料传输状态。确定工况之后方法400前进至404。
[0063]在404处，方法400确定是否存在用于停止发动机旋转并打开传动系分离离合器的除催化剂状态状况之外的状况。用于确定何时停止发动机旋转并打开传动系分离离合器的状况可以包括但不限于车速、驾驶员需求扭矩、发动机温度和车辆制动器运用状态。例如，当车速低于阈值速度时并且当驾驶员需求扭矩小于阈值驾驶员需求扭矩时可以作出停止发动机旋转并打开传动系分离离合器的请求。此外，用于确定是否停止发动机并且打开传动系分离离合器的另一个状况可以是节气门打开量。如果节气门打开量不小于阈值打开量，方法400可以确定不存在停止发动机并打开传动系分离离合器的状况。如果方法400确定不存在用于停止发动机旋转并打开传动系分离离合器的除催化剂状况之外的状况，答案为否并且方法400前进至430。如果方法400确定存在用于停止发动机旋转并打开传动系分离离合器的除催化剂状况之外的状况，答案为是并且方法400前进至406。
[0064]在430处，方法400确定当传动系分离离合器闭合时是否存在发动机燃料切断(例如至发动机的燃料流)的状况。在一个示例中，在传动系分离离合器闭合期间当驾驶员需求扭矩小于阈值扭矩并且车速高于阈值车速时可以切断发动机的燃料。此外，发动机转速可能需要高于用于启用燃料切断的阈值发动机转速，从而停止至发动机的燃料流。如果方法400确定存在启用燃料切断的状况，答案为是并且方法400前进至432。否则，答案为否且方法退出。
[0065]在432处，方法400启用燃料切断并且发动机汽缸内的燃烧终止同时发动机继续旋转。在燃料切断期间可以停用燃料喷射器和燃料泵使它们成关闭状态。在启用燃料切断之后方法400前进至434。
[0066]在434处，方法400确定催化剂温度是否高于第三阈值温度。在一个示例中，第三阈值温度可以高于稍后在方法400中描述的第一和第二阈值温度。可以测量或从发动机转速、发动机空燃比、发动机火花正时、发动机负荷和发动机温度推断催化剂温度。如果方法400确定催化剂温度高于第三阈值温度，答案为是且方法400前进至410。否则，答案为否且方法400前进至退出。
[0067]应注意，可以响应于驾驶员需求扭矩的增加、发动机转速小于阈值转速、催化剂温度低于第四阈值温度或其它状况而停用燃料切断。例如，当发动机转速小于阈值转速时可以恢复至发动机的燃料喷射使得发动机转速保持在怠速以上。
[0068]在406处,方法400确定发动机排气路径中的催化剂温度是否高于第一阈值温度。第一阈值温度可以高于414处提到的第二阈值温度并且低于434处提到的第三阈值温度。如果方法400确定催化剂温度高于第一阈值温度，答案为是且方法400前进至408。否则，答案为否且方法400前进至420。
[0069]在408处，方法400响应于除催化剂状况之外的状况而防止或阻止打开传动系分离离合器。例如，如果基于驾驶员需求扭矩和车速请求打开传动系分离离合器，基于催化剂温度高于第一阈值温度不允许打开传动系分离离合器。
[0070]方法400在408处还启用燃料切断。可以经由停止通过燃料喷射器的燃料流而启用燃料切断。也可以响应于进入燃料切断模式而停用车辆的燃料泵。启用燃料切断并且传动系分离离合器保持闭合之后方法400前进至410。
[0071]在410处，方法400提供阈值发动机气流至催化剂。在一个示例中，凭经验确定经由发动机提供至催化剂的阈值气流并且将其存储在图1显示的控制器12的存储器中。例如，如果催化剂温度比第一阈值温度高太多，发动机气流可以调节至第一流率。如果催化剂温度接近第一阈值温度，发动机气流可以调节成比第一流率低的第二流率。
[0072]可以经由调节节气门的位置来调节发动机气体流率。如果希望增加发动机气流，可以进一步打开节气门。如果希望减小发动机气流，可以进一步关闭节气门。通过增加至催化剂的气流，可以更快的速率冷却催化剂。此外，可通过降低进入催化剂的气体的温度并增加通过催化剂的气体(例如空气)的质量流率来减小由于催化剂中的过量的氧导致的催化剂温度增加。增加发动机气流流速之后方法400前进至412。
[0073]在412处，方法400确定是否再启用至发动机的燃料流。在一个示例中，可以响应于驾驶员需求扭矩超过阈值扭矩而再启用至发动机的燃料流。额外地，可用使用其它条件来确定是否再启用至发动机的燃料流例如，可以响应于车速和/或发动机转速而再启用燃料流。如果方法400确定再启用至发动机的燃料流，答案为是且方法400前进至436。否贝U，答案为否且方法400前进至414。
[0074]在436处，方法400确定DISG是否具有扭矩能力来满足驾驶员需求扭矩。在一个示例中，驾驶员需求扭矩是泵轮或变矩器处的扭矩。从而，可以经由发动机提供一部分驾驶员需求扭矩，而可以通过DISG提供剩余扭矩。例如，如果DISG的扭矩能力(例如DISG可以向传动系提供的最大扭矩量)是lOON-m而驾驶员需求扭矩是55N-m，答案为是。如果方法400确定DISG有能力提供需要的扭矩，答案为是且方法400前进至438。否则，答案为否且方法400前进至440。
[0075]在440处，方法400向发动机提供燃料和火花。发动机开始燃烧空气和燃料混合物并且调节发动机节气门使得发动机提供希望比例(例如从O至100%)的驾驶员需求扭矩。再启用发动机并向传动系提供扭矩之后方法400前进至退出。
[0076]在438处，方法400减小发动机气流以与发动机和DISG当前转速下需要的发动机扭矩相匹配。特别地，发动机气流从用于向催化剂提供空气的水平减小至允许发动机在以化学计量的空燃比燃烧时以当前转速旋转的空气量。换句话讲，发动机空气量可以调节至提供保持发动机以DISG转速旋转而不向传动系增加显著扭矩(例如高于40N-m)的所需发动机扭矩量的水平。这样，发动机燃料消耗可以保持较低同时DISG向传动系提供扭矩。此夕卜，通过再启用发动机，发动机和DISG可以更快地响应驾驶员需求扭矩的进一步增加。发动机气流减小之后方法400前进至退出。
[0077]在414处，方法400催化剂温度是否低于第二阈值催化剂温度。第二阈值催化剂温度低于第一和第三阈值温度。如果方法400确定催化剂温度低于第二阈值温度，答案为是且方法400前进至416。否则，答案为否且方法400返回至412。
[0078]在416处，方法400确定是否打开传动系分离离合器。由于催化剂温度小于第二阈值温度，可以打开传动系分离离合器，但是打开传动系分离离合器不是必需的。在一个不例中，如果驾驶员需求扭矩保持在阈值扭矩以下并且如果存储在催化剂中氧的量小于阈值量(例如在催化剂氧存储能力的50-75%的范围中)可以打开传动系分离离合器。此外，如果催化剂的氧状态高于阈值量则可以不打开传动系分离离合器。如果存储在催化剂中氧的量高于阈值量，可以将燃料提供至发动机且不点火使得发动机将燃料排放至催化剂。这样，可以调节催化剂氧状态以准备发动机再起动。如果方法400确定打开传动系分离离合器，答案为是且方法400前进至420。否则，答案为否且方法400前进至418。
[0079]在418处，方法400减小至催化剂的气流并保持燃料切断。从而减小通过发动机的气流并且发动机不燃烧空气燃料混合物或向催化剂排放燃料。可以经由部分地关闭发动机节气门和/或调节发动机气门正时来减小发动机气流。在减小发动机气流之后方法400前进至退出。
[0080]在420处，方法400打开传动系分离离合器并且发动机减速以停止旋转。可以步进的方式或者可以逐渐打开传动系离合器使得可以控制发动机停止位置。打开传动系分离离合器之后方法400前进至退出。
[0081]从而，图4中提供了一种运转混合动力传动系的方法，该方法包含:响应于催化剂温度超过第一阈值温度以及存在打开传动系分离离合器的除催化剂状况之外的状况而不打开传动系分离离合器。方法进一步包含响应于车辆工况而切断至发动机的燃料。方法进一步包含响应于切断至发动机的燃料流和催化剂温度而增加发动机节气门的打开量。方法进一步包含响应于催化剂温度低于第二阈值温度而打开传动系分离离合器。
[0082]在一些示例中，方法进一步包含响应于催化剂温度小于第二阈值且没有打开传动系分离离合器而减小发动机节气门的打开量。方法进一步包含在发动机中继续燃烧空气-燃料混合物。方法还包括其中传动系分离离合器设置在混合动力传动系中发动机和传动系集成的起动机/发电机(DISG)之间。
[0083]在另一个示例中，图4中提供了一种运转混合动力传动系的方法，该方法包含:响应于催化剂温度超过第一阈值温度以及存在打开传动系分离离合器的除催化剂状况之外的状况而不打开传动系分离离合器；响应于催化剂温度小于第二阈值温度而打开传动系分离离合器并停止发动机的旋转；响应于催化剂超过第三阈值温度并且不存在打开传动系分离离合器的状况而切断至发动机的燃料流。
[0084]在一个示例中，方法进一步包含响应于车辆工况而增加通过发动机的气流并切断至发动机的燃料流。方法进一步包含响应于在切断至发动机的燃料流之后再启用至发动机的燃料流的请求而减小发动机气流。方法包括其中响应于DISG提供驾驶员需求扭矩的能力而减小发动机气流。方法进一步包含响应于催化剂温度超过第三阈值温度而增加发动机气流。方法进一步包含响应于增加的驾驶员需求扭矩而在切断至发动机的燃料流之后再启用至发动机的燃料流。方法进一步包含响应于存在打开传动系分离离合器的除催化剂状况之外的状况并且催化剂温度小于第二阈值温度而停止发动机的旋转并打开传动系分离离合器。
[0085]此外，图4中的方法还提供一种运转混合动力传动系的方法，该方法包含:在需要的发动机扭矩/功率低于阈值扭矩/功率并且催化剂温度高于温度上限的第一发动机运转模式期间，保持传动系分离离合器接合；而在需要的发动机扭矩/功率低于阈值扭矩/功率并且催化剂温度低于上限的不同于第一运转模式的第二发动机运转模式期间，打开传动系分离离合器。方法进一步包含其中传动系分离离合器保持接合直到催化剂温度小于催化剂阈值温度。方法进一步包含在第二模式中自动停止发动机旋转。
[0086]在一些示例中，方法进一步包含在第一模式中继续旋转发动机并停止至发动机的燃料流。方法进一步包含在第一模式中增加发动机气流。方法进一步包含在催化剂温度降低到阈值温度以下之后减小发动机气流。方法进一步包含响应于驾驶员需求扭矩而再启用至发动机的燃料流并响应于DISG有能力提供驾驶员需求扭矩而减小发动机气流。
[0087]本领域内的普通技术人员所理解的，图4中描述的方法代表任意数量处理策略中的一者或多者，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所描述的多个步骤或功能可以描述的序列、并行执行，或在某些情况下有所省略。同样，由于便于说明和描述，处理顺序并非达到本文描述的目标、特征和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。即使没有明确地描述，本领域内的普通技术人员可理解取决于使用的特定策略可以反复执行一个或多个描述的步骤或功能。
[0088]总而言之，本领域技术人员阅读本说明书之后，可想到多种替代和变型而不背离描述的实质和范围。例如，可用天然气、汽油、柴油或替代燃料配置运转的13、14、15、V6、V8、VlO和V12发动机可使用本发明来优化。
【权利要求】
1.一种运转混合动力传动系的方法，包含: 响应于催化剂温度超过第一阈值温度并且存在打开传动系分离离合器的除催化剂状况之外的状况而不打开所述传动系分离离合器。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含响应于车辆工况而切断至发动机的燃料。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包含响应于切断至所述发动机的燃料流以及所述催化剂温度而增加所述发动机的节气门的打开量。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包含响应于所述催化剂温度低于第二阈值温度而打开所述传动系分离离合器。
5.根据权利要求3所述的方法，进一步包含响应于催化剂温度小于第二阈值温度且没有打开所述传动系分离离合器而经由凸轮正时、气门升程、汽缸停用或者所述发动机的所述节气门的打开量而减小所述发动机气流。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包含在发动机中继续燃烧空气燃料混合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述传动系分离离合器设置在所述混合动力传动系中在发动机和传动系集成的起动机/发电机之间。
8.一种运转混合动力传动系的方法，包含: 在需要的发动机扭矩/功率低于阈值扭矩/功率并且催化剂温度高于温度上限的第一发动机运转模式期间，保持传动系分离离合器接合；以及 在需要的发动机扭矩/功率低于所述阈值扭矩/动力并且催化剂温度低于所述上限的不同于所述第一运转模式的第二发动机运转模式期间，打开所述传动系分离离合器。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包含其中所述传动系分离离合器保持接合直到所述催化剂温度小于催化剂阈值温度。
10.一种混合动力车辆系统，包含: 包括具有催化剂的排气系统的发动机； 经由传动系分离离合器选择性地连接至所述发动机的马达；以及 包括可执行以响应于所述催化剂的状态而选择性地阻止打开传动系分离离合器的非瞬态指令的控制器。
【文档编号】B60W10/06GK104373239SQ201410370746
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】J·A·多林, A·O"C·吉布森, D·C·瑞德, R·W·坎宁哈姆 申请人:福特环球技术公司