用于操作在巡航控制模式下的混合动力车辆的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9777127阅读:来源:国知局
阀。
[0030] 响应于控制器12,无分电器点火系统88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火 花。所示的通用或宽域排气氧(UEG0)传感器126耦接到催化转换器70上游的排气歧管 48。可替代地,双态废气氧传感器可替代UEG0传感器126。
[0031] 在一个示例中,转换器70能够包括多个催化剂块。在另一个示例中,能够使用多 个排放控制装置,每个排放控制装置具有多个块。转换器70在一个示例中能够是三元类型 催化剂。
[0032] 控制器12在图1中示出为常规微型计算机,其包括: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、不失效记忆体 110和常规数据总线。所示控制器12接收来自耦接到发动机10的传感器的各种信号,除 先前讨论的那些信号外,还包括:来自温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT),其中温 度传感器耦接到冷却套管114 ;位置传感器134,其被耦接到加速器踏板130用于感测由脚 132施加的力;来自压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量,其中压力传感器被耦 接到进气歧管44 ;来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器,其用于感测曲轴40位 置;来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量;以及来自传感器58的节气门位置的 测量。还可感测大气压力(传感器未示出)以便由控制器12处理。在本说明书的优选方 面,发动机位置传感器118在曲轴每转一圈产生预定数目的等间隔脉冲,由此可确定发动 机速度(RPM)。
[0033] 在一些示例中,发动机可耦接至如图2所示的混合动力车辆中的电动机/电池系 统。此外,在一些示例中,可采用其他发动机配置,例如,柴油机。
[0034] 在操作期间,发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环:该循环包括进气冲 程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常,在进气冲程期间,排气阀54关闭而进气阀52打 开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30,并且活塞36移动到气缸底部,以便增加燃烧室 30内的容积。在活塞36靠近气缸底部且处于其冲程结束时的位置(例如当燃烧室30处于 其最大容积时)通常被本领域的技术人员称为下止点(BDC)。
[0035] 在压缩冲程期间,关闭进气阀52和排气阀54。活塞36朝向气缸盖移动,以便压缩 燃烧室30内的空气。在活塞36在其冲程结束时且最靠近气缸盖(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,喷射的燃料由诸如火花塞92的已知点 火工具点燃,从而导致燃烧。
[0036] 在膨胀冲程期间,膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转化为旋 转轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气阀54打开,从而将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。注意,以上所示仅作为示例,且进气阀和排气阀 打开正时和/或者关闭正时可变化,诸如以提供正或者负阀门重叠、进气阀迟关闭或者各 种其它示例。
[0037] 图2是包括传动系200的车辆225的方框图。图2的传动系包括图1所示的发动 机10。传动系200可以由发动机10提供动力。发动机10可以通过图1所示发动机起动系 统或者经由传动系集成起动机/发电机(DISG) 240起动。DISG 240 (例如,高压(大于30 伏操作)电机)也可被称为电机、马达和/发电机。此外,发动机10的扭矩可以经由扭矩 致动器204,诸如燃料喷射器、节流阀等调节。
[0038] 发动机输出扭矩可通过任意双质量飞轮215被传送至传动系分离离合器236的输 入侧。因此,发动机被直接耦接至无中间齿轮或者装置的传动系分离离合器236。双质量飞 轮可包括按机械减震器操作的质量和弹簧。因此,双质量飞轮可被描述为与飞轮相反的阻 尼飞轮,其中飞轮不包括弹簧并且不被描述为阻尼飞轮。不包括弹簧的飞轮也可被称为非 阻尼飞轮,即使飞轮惯性可将少量的阻尼提供至传动系。在一些示例性传动系配置中,双质 量飞轮215可以不存在或者其可经由传动系分离离合器扭矩容量控制能够具有减少的质 量。分离离合器236可以是电气或者液压致动。示出分离离合器236的下游侧机械地耦接 至DISG输入轴237。因此,分离离合器236直接耦接至DISG240,而无中间齿轮或者装置。
[0039] DISG 240可以经操作将扭矩提供至传动系200或者将传动系扭矩转换成被储存 在电能储存装置275内的电能。DISG 240具有比图1所示的起动机96要高的输出扭矩容 量。此外,DISG 240直接驱动传动系200或者直接由传动系200驱动。不存在运动带、齿 轮或者链条将DISG 240耦接至传动系200。而是,DISG 240以与传动系200相同的速率旋 转。电能储存装置275(例如,高压电池或者电源)可以是电池、电容器或者感应器。DISG 240的下游侧经由轴241直接机械地耦接至扭矩转换器206的推进器285。DISG 240的上 游侧机械地耦接至分离离合器236。
[0040] 扭矩转换器206包括将扭矩输出至输入轴270的涡轮机286。输入轴270将扭矩 转换器206机械地耦接至自动变速器208。扭矩转换器206也包括扭矩转换器旁通锁止离 合器212 (TCC)。当TCC被锁定时,扭矩从推进器285直接传递至涡轮机286。TCC由控制器 12电动操作。可替代地,TCC可以被液压锁定。在一个示例中,扭矩转换器可以被称为变速 器的组件。
[0041] 当扭矩转换器锁止离合器212完全去啮合时,扭矩转换器206经由扭矩转换器涡 轮机286和扭矩转换器推进器285之间的流体传递将发动机扭矩传送至自动变速器208, 从而能使扭矩增倍。相反地,当扭矩转换器锁止离合器212完全啮合时,发动机输出扭矩经 由扭矩转换器离合器直接传递至变速器208的输入轴(未示出)。可替代地,扭矩转换器 锁止离合器212可以部分地啮合,从而能使直接中继至变速器的扭矩量得到调节。控制器 12可以经配置响应于各种发动机操作条件,或者基于基于驾驶员的操作要求,通过调节扭 矩转换器锁止离合器而调节扭矩转换器212所传送的扭矩量。
[0042] 自动变速器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 (例如,1-10)和前进离合器210可被选择性地啮合以推进车辆。从自动变速器 208输出的扭矩可劲儿被中继至车轮216,以经由输出轴260推进车辆。具体地,自动变速 器208可在将输出驱动扭矩传送至车轮216之前响应于车辆行进条件在输入轴270处传递 输入驱动扭矩。
[0043] 此外,摩擦力可通过啮合车轮制动器218而被施加至车轮216。在一个示例中,车 轮制动器218可被啮合以响应于驾驶员将他的脚部按压在制动器踏板(未示出)上。在其 他示例中,控制器12或者链接至控制器12的控制器可施加啮合车轮制动器。以相同方式, 通过与车轮制动器218去啮合可减小到车轮216的摩擦力,以响应于驾驶员将他的脚部从 制动器踏板释放。此外,车辆制动器可以经由控制器12将摩擦力施加至车轮216作为自动 发动机停止过程的一部分。车辆速度传感器265提供传动系位置或者车轮位置数据用于确 定车辆速度。
[0044] 控制器12可以经配置接收来自发动机10的输入,如图1更详细地示出,并因此控 制发动机的扭矩输出和/或者扭矩转换器、变速器、DISG、离合器和/或者制动器的操作。 如一个示例,通过控制节流阀开口和/或者用于涡轮或者机械增压发动机的阀门正时、阀 门升程和升压而调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或者空气充量可以控制 发动机扭矩输出。在柴油机的情况中,控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正 时和空气充量来控制发动机扭矩输出。在所有情况中,可以在逐个气缸的基本上执行发动 机控制以控制发动机扭矩输出。控制器12还可以控制扭矩输出并且如本领域已知的通过 调节流至和流出DISG的场和/或者电枢绕组的电流,控制由DISG产生的电能。
[0045] 当满足怠速停止条件时,控制器12可通过切断至发动机的燃料和火花而开始发 动机停机。然而,在一些示例中,发动机可继续旋转。此外,为维持变速器中的扭转量,控制 器12可以将变速器208的元件接地旋转至变速器的外壳259,并因此旋转至车辆的框架。 当满足发动机重起动条件,和/或者车辆操作员想要发动车辆时,控制器12可通过起吊发 动机10并恢复气缸燃料重激活发动机10。
[0046] 因此,图1和图2的系统提供用于混合动力车辆的系统,包括:发动机、传动系集成 起动机发电机(DISG)、传动系分离离合器,其机械地耦接至发动机和DISG、变速器、以及控 制器,其包括这样的指令,该指令响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度的时间估计, 而从第一传动系模式变化到第二传动系模式,同时混合动力车辆在闭环速度控制模式下操 作。系统包括其中第一模式是仅发动机模式并且其中第二模式是仅DISG模式。系统还包 括额外的指令,该指令闭合传动系分离离合器,以响应于从现有车辆速度变化至新的车辆 速度。
[0047] 在一些示例中,系统还包括额外的指令,该指令将变速器升挡,以响应于DISG速 度大于可获得最大DISG扭矩的DISG速度。系统还包括额外的指令,该指令在减速燃料切 断模式下操作发动机以响应于从现有车辆速度变化至新的车辆速度的时间。系统还包括额 外的指令,该指令延迟从第一传动系模式变化到第二传动系模式,以响应于从第一期望车 辆速度变化到第二期望车辆速度后的时间。
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