用于控制催化剂温度的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于控制催化剂温度的方法和系统。提供了用于改善混合动力车辆的运转的方法和系统。在一个示例中，在适当的时机冷却发动机排气后处理装置。该方法可以为排气后处理装置提供改善的冷却，并且其同样可以改善车辆排放。
【专利说明】用于控制催化剂温度的方法和系统
【技术领域】
[0001]本说明书涉及用于在高负荷情况期间以及高负荷情况之后改善混合动力车辆的后处理装置温度控制的系统和方法。该方法和系统尤其可用于选择性地耦连至电动机器和变速器的发动机。
【背景技术】
[0002]当发动机以高负荷运转达更长的时间段时，发动机排气温度和后处理装置温度可能上升至不期望的水平。如果排气温度和后处理装置温度被允许无限制地增加，则可能发生后处理装置退化和发动机退化。限制发动机排气和后处理装置温度的一种方法是使供应给发动机的空燃比更富。额外的燃料将来自发动机汽缸和排气系统的部件的热量运送至尾管，以便可以降低汽缸和排气系统温度。然而，以富空气燃料混合物使发动机运转可以降低车辆燃料经济性，并且可以增加车辆排放物。
【发明内容】
[0003]本发明人在此已经认识到上面提到的问题，并且已经开发了用于运转混合动力传动系统的方法，该方法包括:通过响应于期望的扭矩小于阈值扭矩和后处理装置温度的动作，打开分离式离合器，并限制排气后处理装置到达的温度。
[0004]通过在期望的扭矩处于更低水平的情况期间适时地打开分离式离合器，可行的是在不必以富空气燃料混合物运转发动机的情况下以更高的速率冷却发动机和排气后处理装置。例如，在期望的扭矩很低的情况期间，DISG可以提供期望的扭矩，同时，发动机可以更高的发动机转速以及在每个汽缸循环中减小的汽缸空气充气运转，以冷却发动机和排气系统部件。另外，在至少部分此类情况中，发动机可以化学计量的空燃比运转，以便可以改善排气后处理装置的效率，同时冷却后处理装置。
[0005]在另一实施例中，用于运转混合动力传动系统的方法包括:通过响应于期望的扭矩大于阈值扭矩的第一动作，限制排气后处理装置温度；以及通过响应于期望的扭矩小于阈值扭矩的第二动作，打开分离式离合器，并限制排气后处理装置温度。
[0006]在另一实施例中，该方法还包括，响应于排气后处理装置温度小于阈值排气后处理装置温度，关闭分离式离合器，并调整发动机空气质量流率，从而增加排气后处理装置温度。
[0007]在另一实施例中，第二动作包括将发动机空气流率增加至大于在相似的发动机工况下的基础发动机空气流率的速率。
[0008]在另一实施例中，相似的发动机工况具有相同的期望的扭矩。
[0009]在另一实施例中，第二动作还包括在每个汽缸循环减小汽缸空气充气。
[0010]在另一实施例中，用于运转混合动力传动系统的方法包括:通过响应于期望扭矩小于阈值扭矩以及后处理装置温度的动作，打开分离式离合器，并限制排气后处理装置到达的温度；以及经由DISG向车辆传动系供应期望的扭矩。[0011]在另一实施例中，该方法还包括，响应于DISG提供期望的扭矩的能力而关闭分离式离合器。
[0012]在另一实施例中，该方法还包括，在关闭分离式离合器之后以化学计量的空燃比运转发动机。
[0013]在另一实施例中，该方法还包括增加发动机空气流量。
[0014]在另一实施例中，该方法还包括在每个汽缸循环中减小汽缸空气充气。
[0015]在另一实施例中，该方法还包括，响应于期望的扭矩而调整DISG扭矩输出。
[0016]本说明书可以提供若干优势。具体地，所述方法在选择的情况中可以增加后处理装置的冷却。另外，所述方法可以减少发动机排放，同时降低后处理装置温度。
[0017]当单独或结合附图参照以下【具体实施方式】时，本发明的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。
[0018]应当理解，提供以上概述以便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。这并不意味着确认要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由随附在【具体实施方式】之后的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]通过单独或参考附图阅读在本文中称为【具体实施方式】的实施例的示例，将更充分地理解本文所述的优势，其中:
[0020]图1是发动机的示意图；
[0021]图2示出了示例性的车辆和车辆传动系配置；
[0022]图3示出了预测的混合动力传动系统运转顺序；以及
[0023]图4示出了用于运转混合动力传动系统的示例性方法。
【具体实施方式】
[0024]本说明书涉及控制混合动力车辆的动力传动系统的发动机和排气系统温度。混合动力车辆可以包括如在图1-2中示出的发动机和电动机器。在具有或没有集成起动器/发电机的传动系(DISG)的情况下，发动机均可以在车辆运转期间运转。集成起动器/发电机的传动系在与发动机曲轴相同的轴上被集成到传动系中并且每当液力变矩器叶轮旋转时旋转。另外，DISG可以不与传动系选择性地接合或断开。相反，DISG是传动系的组成部分。此外，在发动机运转或不运转的情况下，都可以运转DISG。当DISG不运转时，DISG的质量和惯性归属于传动系，从而提供扭矩或从传动系吸收扭矩。混合动力车辆可以根据图4的方法如图3中提供的那样运转。
[0025]参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包括多个汽缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36被设置在汽缸壁32中并被连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99被耦连至曲轴40。起动器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以啮合环形齿轮99。起动器96可以被直接安装到发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，起动器96可以通过带或链向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中，当不与发动机曲轴接合时，起动器96处于基本状态。
[0026]燃烧室30被显示为经由各自的进气门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均可以通过进气凸轮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的位置可以由排气凸轮传感器57确定。
[0027]示出的燃料喷射器66定位为将燃料直接喷射到汽缸30内，本领域技术人员公知其为直接喷射。可替代地，燃料可以被喷射至进气道，本领域技术人员公知其为进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地递送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未示出)的燃料系统(未示出)递送至燃料喷射器66。从响应于控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供应工作电流。此外，进气歧管44被显示为与可选的电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置，以控制从进气口42到进气歧管44的空气流量。在一个示例中，高压、双级燃料系统可以用于产生更高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被定位在进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。
[0028]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。通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126被显示为耦连至催化转化器70 (例如，排气后处理装置)上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
[0029]当经由足部152作用制动踏板150时，可以经由DISG提供车辆车轮制动或再生制动。制动踏板传感器154向控制器12供应代表制动踏板位置的信号。通过作用于车辆制动器的制动助力器140来辅助足部152。
[0030]在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一示例中，可以使用每个均具有多个砖的多个排放控制装置。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。
[0031]控制器12在图1中被示为传统的微型计算机，其包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/O) 104、只读存储器(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110和传统的数据总线。控制器12被显示为接收来自耦连至发动机10的传感器的各种信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括:来自耦连至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);耦连至加速器踏板130用于感测由足部132施加的力的位置传感器134 ;来自耦连至进气歧管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的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压也可以被感测(传感器未示出)，以便由控制器12处理。发动机位置传感器118在曲轴的每一转中产生预定数量的等间隔脉冲，根据其可以确定发动机转速(RPM)。
[0032]在一些示例中，发动机可以被耦连至如在图2中示出的混合动力车辆中的电机/电池系统。另外，在一些示例中，可以采用其他发动机配置，例如柴油发动机。
[0033]在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历一个四冲程循环:循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说，在进气冲程期间，排气门54关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，并且活塞36移动至汽缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其冲程结尾(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置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朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结尾并最靠近汽缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室中。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火装置如火花塞92点燃，从而引起燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开，以便将已燃烧的空气燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变，诸如以便提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。
[0034]图2是车辆201和车辆传动系200的方框图。传动系200可以由发动机10提供动力。可以通过在图1中示出的发动机起动系统或经由DISG240起动发动机10。另外,发动机10可以经由扭矩执行器204产生或调整扭矩，扭矩执行器204诸如燃料喷射器、节气门等。
[0035]发动机输出扭矩可以被传输至双质量飞轮(DMF) 232的输入侧。发动机转速以及双质量飞轮输入侧位置与速度可以经由发动机位置传感器118确定。双质量飞轮232可以包括弹簧253和用于抑制传动系扭矩扰动的分离的质量254。双质量飞轮232的输出侧被显示为机械地耦连至分离式离合器236的输入侧。分离式离合器236可以电气或液压驱动。位置传感器234被定位在双质量飞轮232的分离式离合器侧上，从而感测双质量飞轮232的输入位置与速度。分离式离合器236的下游侧被显示为机械地耦连至DISG输入轴237。
[0036]DISG240可以被操作为向传动系200提供扭矩，或将传动系扭矩转换为电能以存储在电能存储装置275中。DISG240具有比图1所示的起动器96更高的输出功率容量。另外，DISG240直接驱动传动系200或直接被传动系200驱动。不存在将DISG240耦连至传动系200的带、齿轮或链。相反，DISG240以与传动系200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的下游侧经由轴241机械地耦连至液力变矩器206的叶轮285。DISG240的上游侧被机械地耦连至分离式离合器236。液力变矩器206包括涡轮286，以便将扭矩输出至变速器输入轴270。变速器输入轴270将液力变矩器206机械地耦连至自动变速器208。液力变矩器206还包括液力变矩器旁通锁止离合器212 (TCC)0当TCC被锁定时，扭矩从叶轮285直接输送至涡轮286。TCC由控制器12电气操作。可替代地，TCC可以被液压锁定。在一个示例中，液力变矩器可以称为变速器的组件。液力变矩器涡轮速度与位置可以经由位置传感器239确定。在一些示例中，238和/或239可以是扭矩传感器，或者可以是组合的位置与扭矩传感器。
[0037]当液力变矩器锁止离合器212完全分离时，液力变矩器206经由液力变矩器涡轮286与液力变矩器叶轮285之间的流体输送将发动机扭矩传输至自动变速器208，由此实现了扭矩增加。相比之下，当液力变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由液力变矩器离合器直接输送至变速器208的输入轴(未示出)。可替代地，液力变矩器锁止离合器212可以部分接合，由此使直接传递至变速器的扭矩量能被调整。控制器12可以被配置为，响应于各种发动机工况或在基于驾驶员的发动机运转请求的基础上，通过调整液力变矩器锁止离合器来调整通过液力变矩器212传输的扭矩量。
[0038]自动变速器208包括齿轮式离合器(例如，齿轮1-6)211和前进离合器210。齿轮式离合器211与前进离合器210可以选择性接合，从而推动车辆。来自自动变速器208的扭矩输出可以进而被传递至后轮216，从而经由输出轴260推动车辆。具体地，在将输出驱动扭矩传输至后轮216之前，响应于车辆行进条件，自动变速器208可以在输入轴270处输送输入驱动扭矩。
[0039]另外，可以通过接合车轮制动器218将摩擦力施加于车轮216。在一个示例中，可以响应于驾驶员将其足部压在制动踏板(未示出)上而接合车轮制动器218。在其他示例中，控制器12或链接至控制器12的控制器可以应用接合车轮制动器。以相同的方式，响应于驾驶员从制动踏板释放其足部，通过使车轮制动器218分离，可以减小对车轮216的摩擦力。另外，车辆制动器可以经由作为自动的发动机停止程序的一部分的控制器12将摩擦力施加于车轮216。
[0040]机械油泵214可以与自动变速器208流体连通，以便为接合各种离合器提供液压压力，各种离合器诸如前进离合器210、齿轮式离合器211和/或液力变矩器锁止离合器212。例如，机械油泵214可以根据液力变矩器206而运转，并且可以通过发动机或DISG的旋转经由输入轴241而被驱动。因此，机械油泵214中产生的液压压力可以随着发动机转速和/或DISG速度的增加而增加，并且可以随着发动机转速和/或DISG速度的降低而降低。
[0041]控制器12可以被配置为接收来自如在图1中更详细地示出的发动机10的输入，并且相应地控制发动机的扭矩输出和/或液力变矩器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的操作。作为一个示例，可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程和涡轮或机械增压的发动机的升压，来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的组合而控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可以在逐个汽缸(cylinder-by-cylinder)基础上执行发动机控制，以控制发动机扭矩输出。控制器12也可以通过调整流至以及来自DISG的场和/或电枢绕组的电流而控制扭矩输出和从DISG产生的电能，这在本领域是公知的。控制器12还从倾角计281接收驾驶地表坡度输入信息。
[0042]当怠速停止条件满足时，控制器12可以通过切断到发动机的燃料和火花而启动发动机关闭。然而，在一些示例中，发动机可以继续旋转。另外，为了维持变速器中的扭矩量，控制器12可以使变速器208的旋转元件接地(ground)到变速器的壳体259并且由此接地到车辆的框架。当发动机重新起动条件满足和/或车辆操作者想要发动车辆时，控制器12可以通过恢复发动机汽缸中的燃烧而再激活发动机。
[0043]因此，图1和图2的系统提供了混合动力传动系统，其包括:发动机；DISG ;分离式离合器，其被定位在发动机与DISG之间的车辆传动系中；以及控制器，其包括如下指令:响应于后处理装置的温度而打开分离式离合器。混合动力传动系统，还包括如下另外的指令:当分离式离合器打开时，响应于道路坡度而调整发动机空气质量。混合动力传动系统，还包括如下另外的指令:当分离式离合器打开时，响应于DISG扭矩而调整发动机空气质量。混合动力传动系统还包括如下另外的指令:响应于自期望的扭矩小于阈值扭矩起的时间而调整发动机空气质量。
[0044]现在参照图3，其示出了示例性的预测的车辆运转顺序。图3的顺序示出了用于在期望的高发动机扭矩的周期之后的期望的低发动机扭矩的周期中降低发动机和排气系统温度的方法。可以经由图4的方法和图1和图2的系统提供图3的顺序。
[0045]自图3顶部的第一绘图示出了随时间的催化剂温度。催化剂温度代表在图1中描述的催化剂70的温度。催化剂温度沿Y轴箭头的方向增加。时间沿X轴箭头的方向增加。水平线302代表期望的催化剂温度的上限。水平线304代表催化剂温度，在此温度执行控制动作以限制催化剂温度。水平线306代表这样的催化剂温度，在该催化剂温度，在催化剂温度超过由水平线304代表的温度之后停止限制催化剂温度的控制动作。
[0046]自图3顶部的第二绘图示出了随时间的期望的扭矩。期望的扭矩可以基于加速器踏板的位置。加速器踏板位置被转换为期望的发动机扭矩、液力变矩器叶轮扭矩、液力变矩器涡轮扭矩或车轮扭矩。期望的扭矩沿Y轴箭头的方向增加。时间沿X轴箭头的方向增加。水平线308代表期望的扭矩，当低于该期望的扭矩时，在催化剂温度超过由水平线304代表的催化剂温度之后可以采取控制动作以降低催化剂温度。
[0047]自图3顶部的第三绘图示出了随时间的发动机空气流量。发动机空气流量沿Y轴箭头的方向增加。时间沿X轴箭头的方向增加。实线轨迹310代表未根据图4的方法的发动机空气流量。虚线轨迹312代表当图4的方法调整发动机和排气后处理温度时的发动机空气流量。当仅实线轨迹310可见时，发动机空气流量是相等的。
[0048]自图3顶部的第四绘图示出了随时间的能量存储装置电荷状态(S0C)。能量存储装置可以供应或存储来自DISG的电力。SOC沿Y轴箭头的方向增加。时间沿X轴箭头的方向增加。
[0049]自图3顶部的第五绘图示出了随时间的可用的DISG扭矩。可用的DISG扭矩沿Y轴箭头的方向增加。时间沿X轴箭头的方向增加。
[0050]自图3顶部的第六绘图示出了随时间的分离式离合器状态。分离式离合器状态处于更高的水平时，分离式离合器状态为打开。分离式离合器状态处于更低的水平时，分离式离合器状态为关闭。时间沿X轴箭头的方向增加。
[0051]自图3顶部的第七绘图示出了随时间的发动机空燃比。发动机空燃比沿Y轴箭头的方向增加。时间沿X轴箭头的方向增加。水平线314代表化学计量的空燃比。当发动机空气燃料轨迹低于水平线314时，显示富空气燃料混合物。当发动机空气燃料轨迹高于水平线314时，显示稀空气燃料混合物。
[0052]在时间Ttl处，发动机以中等发动机空气流量和期望的扭矩运转。催化剂温度处于低于304处的阈值温度的中等水平。能量存储装置SOC处于较高的水平，并且自能量存储装置SOC为高起，可用的DISG扭矩处于更高的水平。分离式离合器关闭，并且发动机空燃比接近化学计量的空燃比。
[0053]在时间Ttl与时间T1之间，响应于增加的驾驶员需求扭矩而增加期望的扭矩和发动机空气流量。随着期望的扭矩增加，催化剂温度开始增加。能量存储装置SOC处于更高的水平，并且可用的DISG扭矩也处于更高的水平。分离式离合器保持关闭，并且发动机在化学计量的空燃比附近运转。
[0054]在时间T1处，催化剂温度达到采取控制动作以降低发动机和排气后处理装置温度的催化剂温度304。期望的发动机扭矩保持在较高的水平，发动机空气流量也保持在较高的水平。在一些示例中，发动机空气流量可以被降低至低于最大发动机空气流量，从而控制发动机排气温度。能量存储装置SOC保持在较高的水平，可用的DISG扭矩也保持在较高的水平。分离式离合器保持关闭，使得发动机动力可以被引导至车辆车轮。使发动机空燃比富化，以作为冷却发动机排气温度的一种方法。因此，在时间T1与时间T2之间，催化剂温度保持低于期望的催化剂温度上限302。
[0055]在时间T2处，例如，响应于驾驶员释放加速器踏板而减小期望的扭矩。可替代地，可以响应于控制器需求而减小期望的扭矩。响应于驾驶员减小期望的扭矩而减小发动机空气流量。SOC保持在较高的水平，可用的DISG扭矩也保持在较高的水平。分离式离合器保持关闭，并且发动机空燃比保持为富。
[0056]在时间T3处，响应于驾驶员需求而将期望的扭矩的水平减小至低于由水平线308指示的水平。因此，发动机空气流量在由轨迹312与轨迹310之间的差指示的基本发动机空气流量的基础上增加，使得可以经由经过发动机和排气系统的另外的质量流率以更高的速率从发动机和排气系统组件汲取热量。通过减小发动机负荷而降低发动机排气温度。当通过将发动机转速增加至超过期望的基本发动机转速来减小发动机负荷时，将发动机空气质量流率增加至超过基本发动机空气流量。响应于期望的扭矩小于期望的扭矩水平308而调整发动机转速。响应于期望的扭矩低于期望的扭矩水平308，分离式离合器过渡至打开状态，以便发动机可以与DISG速度异步的速度运转。另外，响应于期望的扭矩低于期望的扭矩水平308，发动机空气燃料斜线上升至化学计量的空燃比，以便可以减少发动机排放物，并且以便可以增加催化剂效率。
[0057]应当注意，可以响应于自发动机扭矩被降低至低于阈值扭矩起的时间、DISG扭矩、道路坡度和其他相似参数而调整发动机空气流率。因此，当催化剂温度以加速的速率降低时，发动机空气流率可以改变。
[0058]在时间T3与时间T4之间，期望的扭矩由DISG提供。因此，自DISG消耗来自能量存储装置的电力起，SOC开始降低。分离式离合器也保持在打开状态，以便使发动机与DISG分离。
[0059]在时间T4处，催化剂温度已经衰减为低于由阈值水平306指示的水平的值。响应于催化剂温度，减小发动机空气流量，使其匹配基本发动机空气流量，并且响应于增加的驾驶员需求，期望的扭矩开始增加。响应于催化剂温度降低至低于阈值水平306而关闭分离式离合器，并且发动机被重新耦连至DISG。发动机以化学计量的空燃比运转。
[0060]在时间T4与时间T5之间，响应于增加的驾驶员需求而增加期望的扭矩。响应于增加的期望的扭矩而增加发动机空气流量。响应于增加的期望的扭矩和增加的发动机空气流量，催化剂温度也开始增加。能量存储装置SOC开始缓慢增加，并且响应于低S0C，可用的DISG扭矩处于低水平。响应于关闭分离式离合器，DISG开始将发动机扭矩转换为电能，并且开始使能量存储装置充电。
[0061]在时间T5处，响应于增加的驾驶员需求和期望的扭矩，催化剂温度达到阈值温度304。因此，使发动机空燃比富化，以控制发动机排气温度。分离式离合器保持在关闭状态，并且响应于期望的扭矩，SOC停止增加，使得基本所有的发动机扭矩都可以被递送至车辆车轮。具体地，DISG停止产生电能。
[0062]在时间T6处，响应于驾驶员需求的减小而减小期望的扭矩。可替代地，可以响应于控制器需求而减小期望的扭矩。响应于减小的期望的扭矩而同样减小发动机空气流量。SOC保持在更低的水平，可用的DISG扭矩也保持在更低的水平。发动机同样继续燃烧富空气燃料混合物。
[0063]在时间T7处，响应于驾驶员需求而将期望的扭矩减小至低于阈值308的水平。发动机空气流量被增加至高于期望的基本发动机空气流量，以冷却发动机排气，并减小汽缸负荷。通过将发动机转速增加到期望的基本发动机转速之上而增加发动机空气流量。然而，响应于低SOC和可用的DISG扭矩，分离式离合器不会如同在时间T3处示出的那样打开。以此方式，当DISG不具有提供期望的扭矩的能力时，发动机和DISG同步旋转。相反，通过车辆速度和变速器档位选择而稍微限制发动机转速。因此，在一些情况下为控制催化剂温度，可以不将分离式离合器调整为打开状态。
[0064]现在参照图4，其示出了用于控制催化剂温度的示例方法。方法400可以作为可执行指令存储在如在图1和图2中示出的控制器的非临时性存储器中。另外，方法400可以提供在图3中示出的信号。
[0065]在步骤402处，方法400估计催化剂温度。可以基于发动机转速、发动机负荷、发动机空燃比、发动机进气温度来估计催化剂温度，这在本领域中是公知的。在催化剂温度被估计之后，方法400进行到步骤404。
[0066]在步骤404处，方法400判断催化剂温度是否大于阈值温度。可以测量或根据发动机空气质量流量、空燃比、环境空气温度以及发动机转速推断催化剂温度。如果方法400断定催化剂温度大于阈值温度，则方法400进行到步骤406。否则，方法400进行到退出。
[0067]在步骤406处，方法400判断期望的扭矩是否小于阈值扭矩。在一个示例中，可以根据加速器踏板的位置推断期望的扭矩。如果方法400断定期望的扭矩小于阈值扭矩，则方法400进行到步骤412。否则，方法400进行到步骤408。
[0068]在步骤408处，方法400将发动机空气流量减小至低于最大发动机空气流量。通过调整涡轮增压器的废气门、气门正时和/或节气门位置来减小发动机空气流量。通过减小发动机空气流量，可以降低汽缸压力，从而降低排气温度。在发动机空气流量被减小之后，方法400进行到步骤410。
[0069]在步骤410处，方法400使发动机空燃比富化。在一个示例中，可以使发动机空燃比富化至小于12:1。通过使发动机空气燃料混合物富化，可以经由未充分燃烧的燃料将增加的热量从发动机和排气系统运送至尾管。在发动机空燃比被调整之后，方法400进行到退出。
[0070]在步骤412处，方法400判断DISG是否具有提供期望水平的扭矩的能力。另外，方法400可以判断DISG是否可以提供期望水平的扭矩达预定的时间量。在一个示例中，可以基于电池或其他能量存储装置的电压判断DISG可以提供期望水平的扭矩。如果方法400断定DISG不具有提供期望水平的扭矩达预定的时间量的能力，则方法400进行到步骤414。否则，方法400进行到步骤420。
[0071]在步骤414处，方法400将期望的发动机空气流量增加至基本发动机空气流量之上，并且方法400在汽缸的循环期间减小汽缸空气量。换句话说，方法400增加期望的发动机空气流量并减小发动机负荷。在一个示例中，增加发动机空气流量，同时通过增加发动机转速而减小汽缸负荷。具体地，发动机空气流量随着汽缸循环的数量的增加以及汽缸负荷的减小而增加。减小汽缸负荷降低了汽缸压力和温度，而增加单位时间的汽缸循环数量增加了通过发动机的质量流率。因此，从发动机中泵送更低温度的排气以冷却排气门、发动机排气歧管以及后处理装置。在增加发动机空气流量并减小汽缸负荷之后，方法400进行到步骤416。
[0072]另外，如果在步骤414处传动系的分离式离合器是打开的，则使其关闭，以便发动机可以提供期望的扭矩。以此方式，可以响应于可用的DISG扭矩而调整传动系状态。
[0073]在步骤416处，方法400向发动机汽缸供应基本化学计量的空气燃料混合物(例如，在± 0.5空燃比内)。在一些示例中，基于催化剂温度，发动机空燃比可以更稀，并接近化学计量的混合物。使发动机空燃比朝向化学计量的空燃比移动，从而提高催化剂效率。在发动机空燃比被调整之后，方法400退出。
[0074]在步骤420处，方法400打开传动系的分离式离合器。传动系的分离式离合器打开，使得发动机可以与DISG和传动系速度不同的速度旋转。另外，使发动机与DISG分离允许DISG在不必提供扭矩以使发动机旋转的情况下提供期望的扭矩。在传动系的分离式离合器打开之后，方法400进行到步骤422。
[0075]在步骤422处，方法400经由DISG供应期望的扭矩。具体地，能量存储装置向DISG供应电能，而DISG向车辆传动系提供扭矩。响应于期望的扭矩或驾驶员需求扭矩而调整DISG输出扭矩。在DISG扭矩被调整之后，方法400进行到步骤424。
[0076]在步骤424处，响应于自期望的扭矩小于阈值扭矩起的时间量，方法400调整期望的发动机空气质量流率。在一个示例中，针对不存在升高的催化剂温度的相似工况，期望的发动机空气质量被增加至高于期望的基本发动机空气质量。例如，在期望的扭矩小于阈值扭矩之后的0.2秒，0.05克/秒被增加至期望的基本发动机空气质量。在期望的扭矩小于阈值扭矩之后的2秒，0.025克/秒被增加至期望的发动机空气质量。因此，期望的发动机空气质量开始增加至更高的空气质量，并且然后空气质量随着时间而减小。在发动机空气质量流率被调整之后，方法400进行到步骤426。
[0077]在步骤426处，响应于道路坡度，方法400调整期望的发动机空气质量流率。在一个示例中，发动机空气质量流率随着正道路坡度增加而增加。另外，发动机空气质量流率随着负道路坡度增加而减小。通过响应于道路坡度而增加或减小发动机空气质量流量，方法400增加或减小发动机和排气后处理装置的冷却速率。例如，如果道路坡度为正并且是增加的，则方法400可以推断DISG可能不能提供期望的扭矩达延长的时间段。因此，可能希望增加发动机和后处理装置的冷却速率，以便后处理装置在发动机可以向传动系提供扭矩之前达到期望的温度。在发动机空气质量流率针对道路坡度调整之后，方法400进行到步骤428。
[0078]在步骤428处，方法400针对DISG负荷调整期望的发动机空气质量流率。在一个示例中，如果DISG以更高的负荷运转，则期望的发动机空气质量可以增大第一量，使得后处理装置可以更快的速率冷却。如果DISG以更低的负荷运转，则期望的发动机空气质量可以增大第二量，第二量小于第一量，使得后处理装置可以更低的速率冷却。在期望的发动机空气质量流率针对DISG负荷调整之后，方法400进行到步骤430。
[0079]在步骤430处，方法400将发动机排气再循环(EGR)量增加至高于针对相似的发动机工况的基本EGR量，从而减慢燃烧速率。通过减慢燃烧速率，进一步降低排气温度是可行的。可以通过调整EGR阀的位置或通过调整气门正时而增加EGR量。例如，可以增加进气门打开与排气门打开的重叠量，从而增加发动机EGR量。在发动机EGR量被调整之后,方法400进行到步骤432。
[0080]在步骤432处，方法400以减小的负荷运转发动机，在此情况下燃烧稳定性大于阈值水平。在一个示例中，发动机或汽缸负荷(例如，其中负荷是0与I之间的数，并且其中I代表可以被吸入汽缸的理论上的空气质量极限)被减小至最小值，在此情况下燃烧稳定性处于阈值水平。在发动机负荷被减小之后，方法400进行到步骤434。
[0081]应当注意，可以增加发动机空气质量流率，同时通过增加发动机转速而减小汽缸负荷。以此方式，发动机在发动机循环期间以增加数量的各汽缸的更小的空气量泵送更大量的空气。
[0082]在步骤434处，方法400判断后处理装置(例如，催化剂、微粒过滤器、稀NOx捕集器)温度是否小于阈值温度。如果是，则方法400进行到步骤436。否则，方法400返回至步骤412。
[0083]在步骤436处，方法400增加发动机空气质量流率，以实现期望的后处理装置温度。可以通过打开节气门、调整凸轮正时或通过调整供应给发动机的升压压力而增加发动机空气质量流率。另外，当请求递送至传动系的发动机扭矩时，方法400关闭传动系的分离式离合器。在增加发动机空气质量从而将后处理装置温度升高至后处理装置以期望效率运转的期望温度之后，方法400进行到退出。
[0084]因此，图4的方法提供了用于使混合动力传动系统运转的方法，其包括:通过响应于期望的扭矩小于阈值扭矩和后处理装置温度的动作，打开分离式离合器，并限制排气后处理装置达到的温度。该方法还包括，增加发动机空气质量流量，并且在每个汽缸循环中减小汽缸空气充气。该方法包括，其中通过增加发动机转速而增加发动机空气质量流量。该方法还包括，响应于自期望的扭矩小于阈值扭矩起的时间而调整发动机空气质量流量。该方法还包括，响应于道路坡度而调整发动机空气质量流量。该方法还包括增加发动机EGR量。
[0085]图4的方法还提供以用于运转混合动力传动系统，该方法包括:通过响应于期望的扭矩大于阈值扭矩的第一动作，限制排气后处理装置温度；以及通过响应于期望的扭矩小于阈值扭矩的第二动作，打开分离式离合器，并限制排气后处理装置温度。该方法包括，其中第一动作包括使发动机空气燃料混合物富化。该方法包括，其中第一动作包括将发动机空气流量减小至小于最大发动机空气流量。该方法包括，其中第二动作包括将发动机转速增加至大于在相似的发动机工况下的基本发动机转速的值。
[0086]在另一示例中，该方法还包括，响应于排气后处理装置温度小于阈值排气后处理装置温度，关闭分离式离合器，并调整发动机空气质量流率，从而增加排气后处理装置温度。该方法包括，其中第二动作包括将发动机空气流量增加至大于在相似的发动机工况下的基本发动机空气流量的量。该方法包括，其中相似的发动机工况具有相同的期望的扭矩。该方法包括，其中第二动作还包括在每个汽缸循环中减小汽缸空气充气。
[0087]在另一示例中，图4的方法包括用于运转混合动力传动系统的方法，其包括:通过响应于期望的扭矩小于阈值扭矩和后处理装置温度的动作，打开分离式离合器，并限制排气后处理装置达到的温度；以及经由DISG向车辆传动系供应期望的扭矩。该方法还包括，响应于DISG提供期望的扭矩的能力而关闭分离式离合器。该方法还包括，在关闭分离式离合器之后以化学计量的空燃比运转发动机。该方法还包括增加发动机空气流量。该方法还包括在每个汽缸循环中减小汽缸空气充气。该方法还包括，响应于期望的扭矩而调整DISG扭矩输出。
[0088]本领域的普通技术人员应当理解，图4中描述的方法可以表示任何数目的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种步骤或功能可以所示的顺序进行，并行进行，或在一些情况下省略。同样，处理的次序不是实现这里所述的目的、特征和优点所必需要求的，而是为了容易示出和描述的目的而提供。尽管没有明确地示出，但本领域的普通技术人员将意识到，一个或多个所示的步骤或功能可以根据所用的特定策略而重复地执行。另外，在本文中所描述的方法和顺序可以作为可执行指令被包括在控制器的非临时性存储器中。
[0089]在此结束本说明书。本领域的技术人员通过阅读本说明书将会想到不背离本发明的精神和范围的许多替换和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替代的燃料配置运行的
13、14、15、V6、V8、VlO和V12发动机可以利用本说明书以获益。
【权利要求】
1.一种用于运转混合动力传动系统的方法，该方法包括: 通过响应于期望的扭矩小于阈值扭矩以及后处理装置温度的动作，打开分离式离合器，并限制排气后处理装置达到的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括，增加发动机空气质量流量，并且在每个汽缸循环中减小汽缸空气充气。
3.根据权利要求2所述的方法，其中通过增加发动机转速而增加所述发动机空气质量流量。
4.根据权利要求1所述的方法，其还包括，响应于自期望的扭矩小于阈值扭矩起的时间而调整发动机空气质量流量。
5.根据权利要求1所述的方法，其还包括，响应于道路坡度而调整发动机空气质量流量。
6.根据权利要求1所述的方法，其还包括，增加发动机排气再循环量。
7.一种用于运转混合动力传动系统的方法，该方法包括: 通过响应于期望的扭矩大于阈值扭矩的第一动作，限制排气后处理装置的温度；以及通过响应于所述期望的扭矩小于所述阈值扭矩的第二动作，打开分离式离合器，并限制所述排气后处理装置的温度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一动作包括富化发动机空气燃料混合物。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一动作包括将发动机空气流量减小至小于最大发动机空气流量。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二动作包括将发动机转速增加至大于在相似的发动机工况下的基本发动机转速的值。
【文档编号】F01N9/00GK103790683SQ201310449974
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】A·O`C·吉布森, J·A·多尔因, D·C·瑞德 申请人:福特环球技术公司