多模式车辆推进系统的控制策略的制作方法

专利名称：多模式车辆推进系统的控制策略的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制车辆的推进系统的方法，更具体地涉及包括将内燃发动机的 输出轴连接到车辆驱动轮的变速器的车辆的推进系统的控制方法。
背景技术：
可以用多种方式控制内燃发动机以在工况范围中提供可接受的驾驶舒适性，同时 仍然满足驾驶员对车辆的性能需求。 一些发动机可以利用两种或多种操作模式以实现 改进的驾驶性和性能。在一个示例中，发动机的一个或多个汽缸例如可以基于驾驶员 要求的转矩的量在火花点火模式和均质进气压缩点火模式之间切换。在另一个示例 中，可以选择使用第二马达协调发动机输出以实现改进效率、驾驶性及性能，如在混 合动力车辆推进系统中就是如此。
然而，在一些工况下，发动机和/或马达产生的转矩由于模式切换或驾驶员要求 的车辆性能的改变而快速地改变。例如，若在变速器的间隙区域内或车辆传动系的其 他系统的间隙区域内发生发动机转矩快速增加，会产生噪声、振动、和不平稳性(NVH) 或"撞击噪声(clunk)"。在一些例子中，在正负转矩转变之间变速器切换过快时， 驾驶员可以察觉到这种撞击噪声。在一个示例中， 一个或多个发动机汽缸在燃烧模式 之间的切换会造成临时的转矩瞬变，若切换是在间隙区域中或接近于间隙区域执行， 该转矩瞬变会增加撞击噪声发生的可能性。类似地，在间隙区域中或接近于间隙区域 操作变速器时，通过第二马达增加或减少传动系的转矩会增加撞击噪声发生的可能 性。

发明内容
在本文描述的一种方法中，上述问题中的一些可以通过一种车辆控制方法解决， 该车辆控制方法用于包括内燃发动机和连接到转矩变换器的电动马达的车辆，转矩变 换器具有从转矩变换器输出速度到转矩变换器输入速度的速度比，转矩变换器通过加 速器连接到车辆的驱动轮，该方法还包括至少基于所述转矩变换器输入和输出速度的 速度比选择变化率极限；及调节发动机和电动马达中的至少一个的工作参数以控制使 发动机和电动马达的结合的输出中的变化少于所述的变化率极限。以此方式，通过控 制发动机和/或马达的工作，可以减少撞击噪声。
本文描述的另一种方法中，上述问题中的一些可以通过控制车辆的推进系统的方 法解决，该车辆包括将内燃发动机的输出轴连接到车辆的驱动轮的变速器，其中所述变速器包括间隙区域，该方法包括调节发动机的工作参数以便发动机的至少一个汽
缸在第一燃烧模式和第二燃烧模式之间切换；及响应于变速器的间隙区域改变所述切 换的正时。以此方式，可以响应于变速器工作状态，具体地为变速器间隙区域安排发 动机模式切换时序，以便减少撞击噪声。


图1示出示例发动机系统的局部发动机视图。 图2示出用于车辆的示例推进系统。 图3示出用于选择操作模式的示例模式图。 图4是示出示例切换控制策略的流程图。 图5-图7示出示例转矩管理方案。
图8和图9是示出用于车辆推进系统的发动机和/或马达的示例转矩控制策略的 流程图。
具体实施例方式
现参考图1和图2，描述了车辆的推进系统。图2示出包括具有一个或多个汽缸 30的内燃发动机10、变速器14、驱动轮18、及一个或多个马达12和/或16中的一 个或多个的混合动力推进系统。在一些实施例中，传动系可以包括设置在发动机和变 速器之间的转矩变换器13。马达12和/或16可以由储能装置15驱动或可以将能量 传递到储能装置15以储存用于后续使用。如以下详细描述，控制这些构件以使车辆 能够被发动机或马达中的至少一个推进。虽然图2示出两个单独的马达12和16，但 应理解，以下详细描述的推进系统的一些实施例中可以不包括这些马达的一个或多 个。
转矩变换器13可以通过曲轴连接到发动机和/或马达，且可以通过涡轮轴连接到 变速器14。转矩变换器13可以包括旁通离合器，该旁通离合器可以接合、分离、或 部分地接合。当离合器分离或部分地接合时，所述转矩变换器处于解锁状态。在一些 实施例中，转矩变换器的输入速度与转矩变换器的输出速度比可以用来确定变速器的 工况。例如，可以响应于转矩变换器速度比控制发动机和/或马达以避免或减少通过 变速器间隙区域时的转矩瞬变。涡轮轴也称为变速器输入轴。变速器14可以包括具 有多个可选择的齿轮比的电控变速器。变速器14还可以包括各种其他的齿轮比，例 如最终传动比。
对于全串联式混合动力推进系统，发动机可以操作用于产生适合于由一个或多个 马达使用的能量形式。例如，对于全串联式混合动力电动车辆(HEV),发动机可以 通过马达/发电机产生电力，该电力可以用来驱动用于推进车辆的电动马达。在另一 个示例中，发动机可以搡作用于向液压或气动系统提供泵功，以驱动用于推进车辆的液压或气动马达。在又一个示例中，发动机可以搡作用于向飞轮或向用于驱动轮后续 使用的类似装置提供动能。
对于并联式混合动力推进系统，可以相互独立地搡作发动机与一个或多个马达。 在一个示例中，发动机可以操作用于向驱动轮提供转矩，同时马达(例如电动马达、 液压马达等)可以选择地操作用于例如通过增加或去除转矩，与传动系交换 (exchange)转矩。在另一个示例中，可以操作发动机而不操作马达，或操作马达而 不操作发动机。
此外，对于串联式或并联式推进系统，或其结合，可以包括储能装置如装置15， 使发动机和/或马达产生的能量能够储存以由马达中的一个或多个后续使用。例如， 可以执行再生制动操作，其中，马达/发电机用来将驱动轮上的动能转变成适合于储 能装置储存的能量形式。例如对于HEV,马达或单独的发电机可以用来将驱动轮上的 转矩或发动机产生的转矩转变成可以在储能装置中储存的电能。类似方法可以应用到 其他类型的混合动力推进系统中，包括液压、气动混合动力推进系统，或包括飞轮的 那些混合动力推进系统。
图2例如示出在发动机IO和变速器14之间设置的马达12。在该示例中，马达 12可以操作用于向发动机提供转矩(例如在启动转动搡作期间)或从发动机接收转 矩(例如在能量转换操作期间)。此外，发动机io产生的转矩的一些或全部绕过或 通过马达12到变速器14，在此转矩的一些或全部传递到驱动轮。至少在一些实施例 中(例如不包括马达16),通过经变速器将来自驱动轮的转矩传递到马达12,可以 用马达12实现再生制动，其中马达12可以执行发电机的功能或替代地可以包括单独 的发电机。
图2还示出替代的混合动力配置，其中马达16设置在变速器和驱动轮之间，可 以包含或不包含马达12。在该示例中，与发动机10—起或单独使用，马达16可以 操作用于向驱动轮提供转矩。可以通过马达16或单独的发电机提供再生制动。可以 通过变速器14向发动机提供转矩或发动机10可以包括单独的起动机/交流发电机以 有助于发动机的启动转动或起动。
图2还示出另一个示例，其中马达12和马达16可以在变速器的每侧或在变速器 元件的每侧上提供。在该示例中，马达12或马达16中的一个或多个可以操作用于向 传动系供应或吸收转矩，包括或不包括由发动机提供的转矩。其他的配置也是可能的。 因此，应理解，对于本文描述的步骤和方法，可以使用其他合适的混合动力配置或其 变体。
注意在一些实施例中，推进系统可以不包括马达中的一个或多个和储能装置。例 如，推进系统可以包括发动机作为仅有的转矩产生构件而没有附加的马达。因此，图 2示出车辆推进系统的示例传动系，包括转矩变换器、变速器和/或驱动轮，该驱动 轮用于将发动机和/或马达产生的转矩传递到地面。图1示出多汽缸发动机10的汽缸30的示意图，发动机10可以包括在图2所述 的混合动力推进系统中。发动机10可以奥托循环(0Uo cycle )或狄塞尔循环(Diesel cycle)运行。发动机IO可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和通过输入装 置130来自车辆驾驶员132的输入控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板 和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。然而，可以使用控制 推进系统操作的其他适合的输入装置。发动机10的燃烧室30 (即汽缸)可以包括具 有活塞36位于其中的燃烧室壁32。活塞36可以连接到曲轴40以便将活塞的往复运 动转变成曲轴的旋转运动。曲轴40可以通过变速器系统(例如变速器14)连接到车 辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可以通过飞轮连接到曲轴40以执行发动机 10 (例如马达12)的起动操作。
燃烧室或汽缸30可以通过进气歧管42从进气道44接收进气，通过排气道48排 出燃烧气体。进气道44和排气道48可以选择地分别通过进气门52和排气门54与燃 烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或多个进气门和/或两个或 多个排气门。
可以通过控制器12经电动气门执行器(EVA) 51控制进气门52。类似地，可以 通过控制器12经电动气门执行器53控制排气门54。在一些工况下，控制器12可以 改变向执行器51和53提供的信号以控制相应的进气门和排气门的开启和关闭。进气 门52和排气门54的位置可以分别由气门位置传感器55和57确定。在替代的实施例 中，可以通过一个或多个凸轮驱动进气门和排气门中的一个或多个，且可以利用凸轮 廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程 (VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。例如，汽缸30可以替代地包括通过电 动气门执行装置控制的进气门和通过包括CPS和/或VCT的凸轮执行装置控制的排气 门。
燃料喷射器66如图所示直接连接到燃烧室30用于以与通过电子驱动器68从控 制器12接收的信号脉冲宽度(FPW)成比例地直接向其中喷射燃料。以此方式，燃料喷 射器66向燃烧室30提供所知的燃料直接喷射。燃料喷射器例如可以安装在燃烧室的 侧面或燃烧室的顶部。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵、及燃料导管的燃料系统(未 示出)向燃料喷射器66提供。在一些实施例中，燃烧室30可以替代地或附加地包括 设置在进气道44中的燃料喷射器，在该配置中向燃烧室30的进气道上游提供所知的 进气道燃料喷射。
进气歧管42包括具有节流板64的节气门62。在该具体示例中，通过向与节气 门62配套的电动马达或执行器提供的信号，控制器12可以改变节流板64的位置， 该配置常称为电动节气门控制(ETC)。以此方式，节气门62可以搡作用于改变向燃 烧室30及其他发动机汽缸提供的进气。通过节气门位置信号TP可以向控制器12提 供节流板64的位置。进气歧管42可以包括用于向控制器12分别提供质量空气流量(MAF)信号和歧管空气压力(MAP)信号的质量空气流量传感器120和歧管空气压力 传感器122。
在选择的操作模式下，响应于来自控制器12的点火提前信号SA,点火系统88 通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然火花点火构件如图所示，但在一些实 施例中，发动机10的燃烧室30或一个或多个其他的燃烧室可以在压縮点火模式下操 作，可以使用或不使用点火火花。
排气传感器126如图所示连接到排放控制装置70上游的排气道48。传感器126 可以是用于提供排气空燃比的指示的任何适合的传感器，如线性氧传感器或UEGO(通 用或宽域排气氧)传感器、双态氧传感器或EGO、 HEGO (加热型EGO) 、 NOx、 HC或 CO传感器。排放控制装置70如图所示沿着排气传感器126下游的排气通道48设置。 装置70可以是三元催化剂(TWC) 、 NOx捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。 在一些实施例中，在发动机10运行期间，可以通过在特定的空燃比内搡作发动机的 至少一个汽缸周期性地重新设定排放控制装置70。
控制器12如图l所示为微型计算机,包括微处理器单元102、输入/输出端口 104、 在该具体示例中为只读存储器芯片106的可执行程序及校准值的电子存储媒体、随机 存取存储器108、保活存储器IIO,及数据总线。除了上述的信号之外，控制器12还 接收来自连接到发动机10的传感器的各种信号，包括来自质量空气流量传感器120 的吸入质量空气流量(MAF)的测量值；来自连接到冷却套管114的温度传感器112 的发动机冷却剂温度(ECT);来自连接到曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类 型的传感器)的齿面点火传感器信号(PIP);来自节气门位置传感器的节气门位置 (TP)、及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控 制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进 气歧管中的真空或压力的指示。应注意可以使用上述传感器的各种组合，例如使用 MAF传感器，而不使用MAP传感器，或相反。在化学计量比操作期间，MAP传感器可 以给出发动机转矩的指示。此外，该传感器，结合检测到的发动机转速可以提供进入 汽缸的进气(包括空气)的评估。在一个示例中，传感器118还可以用作发动机转速 传感器，该传感器在曲轴每次旋转时可以产生预定数目的相等间隔的脉冲。此外，控 制器12可以连通地连接到图2所示的构件的一个或多个以实现本文描述的各种控制特征。
如上所述，图1仅示出多汽缸发动机的一个汽缸，每个汽缸可以类似地包括各自 的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
在一些工况下，发动机的至少一些汽缸可以所称的火花点火(SI)燃烧模式搡作。 在SI模式期间，燃料例如可以通过直接喷射和/或进气道喷射输送到汽缸，其中由点 火装置(例如火花塞92)产生的火花点燃燃料。
在其他的工况下，发动机汽缸的至少一些可以所称的均质进气压缩点火(HCCI)模式搡作。在HCCI模式期间，燃料例如可以通过直接喷射和/或进气道喷射输送到汽 缸，其中由活塞进行压缩点燃燃料，而不必要求来自火花塞的点火火花。这种燃烧类 型也称为可控自动点火(CAI)或预混合压缩点火。
在另外的工况下，发动机汽缸的至少一些可以所称的分层进气模式搡作。在分层 进气模式期间，可以通过直接喷射将燃料喷射到汽缸中以在汽缸中形成较浓空燃比区 域，同时在进气燃烧时也在汽缸中保持较稀空燃比区域。
可以利用奥托循环或狄塞尔循环在发动机中执行SI、 HCCI、及分层进气模式中 的每个。此外，这些模式可以选择地由发动机执行，其中发动机燃烧的燃料包括汽油、 柴油、或其他合适的燃料。因此，应理解本文描述的用于减少撞击噪声的各种方法可 以适用于在HCCI、 SI、及分层进气燃烧模式之间的切换，其中发动机以奥托循环或 狄塞尔循环操作。
至少在一些工况下，与SI模式相比，HCCI和分层进气模式可以用来实现较高的 燃料效率和/或减少排放。在一个示例中，通过HCCI可以用比在SI模式期间使用的 空燃混合物稀得多的空燃混合物(例如具有比化学计量比大的空燃比)实现燃烧。然 而，在一些工况下，例如在较高或较低发动机负荷或转速下，很难在HCCI模式下实 现可靠的燃烧。相反，可以在更宽范围的工况下使用SI模式，因为可以通过点火正 时控制燃烧正时。因此，响应于发动机工况，发动机的一个或多个汽缸可以在SI模 式和HCCI模式之间切换。例如，所有发动机的汽缸可以通过所有汽缸的基本上同时 的切换(相对于点火顺序)，在SI模式和HCCI模式或分层进气模式之间切换，或该 切换可以在预定切换时期上进行切换，其中汽缸中的一些可以切换，而发动机中的其 他汽缸制止切换，直到一个或多个循环过去才开始切换。在另一个示例中，仅汽缸的 一部分可以在SI模式及HCCI模式或分层进气模式之间进行切换，而汽缸的另 一部分 保留在相同的模式下。
图3示出由控制系统使用的用于确定用于发动机或其中的汽缸的一部分的适合 的操作模式的示例模式图。特别是，图3提供对于包括转速和负荷的发动机工况的操 作模式之间的比较。此外，提供节气门全开(W0T)包络线，该包络线指示发动机可 以实现的最大输出。在该具体示例中，使用HCCI模式的区域用占用由WOT曲线确定 的范围的中心区域的窗口表示。HCCI模式区域被SI区域包围。因此，在一些工况下， 如在中等发动机转速和/或负荷下使用HCCI模式，而在较高或较低发动机转速或负荷 的工况下，使用SI模式。虽然图3未描述，但分层进气模式也包括SI区域中的特定 的区域。
在一个方法中，可以基于具体汽缸的工况在每个汽缸的基础上选择操作模式，或 基于一组汽缸的工况对一组汽缸选择操作模式。例如，可以基于图3的模式图将HCCI 模式、分层进气模式、及SI模式中的一个分配到汽缸中的每个。若发动机或汽缸确 定的工况保持在SI模式区域中，则可以SI模式搡作发动机或其中的汽缸。或者，若确定的工况保持在HCCI模式区域中，则可以HCCI模式操作发动机或其中的汽缸。
当工况接近具体操作区域的边界或控制系统预测将来的工况可能会保留在当前 操作模式的区域外部时，可以在模式之间进行切换。以此方式，可以实现每种操作模 式的优点，同时维持可靠的燃烧。应理解，图3仅提供了切换模式图的一个示例，但 其他的模式图也是可能的。
虽然在HCCI模式下不必使用火花，但是在一些工况下使用火花可以有助于发起 在燃烧室中的空气和燃料进气的自动点火。这种操作类型称为搡作的火花辅助模式。 在一些工况下，火花辅助有助于在HCCI模式下的自动点火正时控制，然而，应理解 相比较于无辅助的HCCI模式，火花辅助的应用会降低效率和/或排放质量。
图4示出由车辆控制系统(例如控制器12)执行的示例例程，用于有助于模式 切换。在410,例程可以评估车辆的工况，其中工况可以包括下面的一个或多个气 门正时、点火正时、燃料喷射量和/或燃料喷射正时、涡轮增压、排气再循环、储能 装置的充电状态(SOC)、诸如温度、输出或输入的马达工况、变速器工况、转矩变 换器工况、发动机转速、发动机负荷、汽缸模式工况、车辆驾驶员输入、环境条件、 其他工况及其结合。
在420,判断是否要求切换。如图3所述，控制系统可以基于在410评估的工况 的一个或多个利用一个或多个模式图选择适合于发动机汽缸的模式。若在420回答为 否，则例程返回。或者，在420回答为是，则在430,控制系统调节发动机的一个或 多个工况以实现要求的切换到目标模式。例如，发动机可以将发动机的一个或多个汽 缸从SI模式切换到HCCI模式，或从HCCI模式切换到SI模式。或者，可以在SI模 式和分层进气模式之间、或在HCCI模式和分层进气模式之间进行切换。此外，应理 解，取决于发动机的类型，其他的模式也是可能的。在一个示例中，可以起动或停止 一个或多个汽缸。可以调节工况以便减少发动机输出转矩的波动。最后，例程返回。
虽然，在燃烧模式之间的切换可以用来实现改进效率，同时满足车辆驾驶员的性 能需求，但一些切换会造成不期望的噪声、振动、和不平稳性(NVH)。在一个示例 中， 一个或多个汽缸在HCCI模式和SI模式之间的切换导致的转矩的波动会造成所谓 的"撞击噪声"，该"撞击噪声"由变速器中的间隙造成。
如上所述，在至少一个示例中，描述了用于以减少的变速器NVH在燃烧模式之间 执行切换的方法，同时还满足了车辆驾驶员的转矩要求。图5是示出在示例的工作循 环期间通过传动系传递的发动机转矩如何随时间改变的图表。在传动系的转矩接近于 零的工况期间，如在传动系中的转矩开始在正负转矩区域之间转变时，传动系元件在 通过其间隙区域时切换(忽略加速和其他的影响)。例如，如图5所述，传动系的转 矩开始是负的，驾驶员通过踩加速器踏板(Upin)加速(即增加要求的转矩)，例 如，如图3所示，响应于模式图， 一个或多个汽缸可以切换到不同的燃烧模式。在一 个示例中， 一个或多个汽缸可以从HCCI模式或分层进气模式切换到SI模式以使发动机能够满足要求的转矩的增加。
如图4所述，在燃烧模式之间的切换可以包括一个或多个工况，如气门正时、点 火正时、燃料喷射量和/或燃料喷射正时，及其他工况的调整。即使协调发动机工况 的合适的调整以减少切换时的转矩瞬变，然而在发动机产生的全部转矩中还有一些瞬 间的波动(例如增加和/或减少)。此外，还由一个或多个马达辅助发动机(例如在 HEV的例子中)，马达增加或减少转矩也会造成瞬间的转矩瞬变。通过变速器的一个 或多个元件(例如转矩变换器)可以减弱这些转矩瞬变，然而，在传动系的转矩通过 变速器的间隙区域时(例如在正负转矩之间)，若传动系元件的冲击速度太快，会产 生讨厌的"撞击噪声"或其他NVH。例如，如图5所示， 一个或多个发动机汽缸的模 式切换可以造成传动系中的相应的转矩的波动，若波动发生在如图5所示的间隙区域 中会造成撞击噪声或其他NVH。
在自动变速器的车辆中，当包括发动机转速或马达转速(例如马达12)中的至 少一个的输入速度高于涡轮速度且涡轮速度在同步的涡轮速度时(当转矩变换器解锁 时-当其锁止或部分地锁止，可以通过锁止离合器传递转矩)，转矩变换器产生正转 矩并传递到传动系。(当传递正转矩时，转矩变换器的速度比(涡轮转速/发动机转 速)小于l.O)。若在从速度比大于1到速度比小于1的切换期间发生转矩扰动，则 发动机和/或马达通过此区域(开始产生正转矩)会加速太快以导致加速传动系中的 元件的输出轴转矩具有较高的上升率。在传动系中的间隙出现之前较高的转矩水平会 产生较高的冲击速度并更可能产生"撞击噪声"。
至少两种方法可以用来减少传动系的变速器撞击噪声或其他NVH，其中可以使用 一个或多个汽缸的模式切换或在混合动力推进系统的例子中使用马达用来辅助发动 机。在第一种方法中，如图6所示将转矩传递到传动系的一个或多个马达可以操作用 来使发动机的至少一个汽缸的燃烧模式切换造成的转矩瞬变平滑。在第二种方法中， 如图7所示，使用或不使用马达的辅助，可以安排模式切换的时序使其发生在变速器 间隙区域的外部。应理解，可以结合使用第一种方法和第二种方法或只使用一种方法 以实现改进的驾驶性能。
如图6所示，当踩加速器踏板之后传动系转矩在接近间隙区域时，是按照发动机 转矩变化，马达转矩可以搡作用于控制通过间隙区域时的转矩变化率，并减少由发动 机和马达供应到传动系中结合的转矩中的波动。在该具体示例中，在通过间隙区域和 /或在发动机切换期间马达供应和吸收转矩以便用减少撞击噪声和/或减少其他的传 动系的NVH的方式控制传动系转矩的变化率。在该具体的示例中，马达吸收的转矩可 以储存在储能装置中，同时马达可以从储能装置供应的能量中供应转矩。
如图7所示，当踩加速器踏板之后传动系转矩在接近间隙区域时，是按照发动机 转矩变化。在到达间隙区域之前，可以使用或不使用马达的辅助，执行发动机的第一 次切换。在该具体的示例中，没有使用马达辅助，因此传动系转矩是按照发动机转矩变化。在通过间隙区域之后，在间隙区域的外部又执行第二次切换，同时可以应用马 达转矩以使发动机的第二次切换造成的传动系转矩中的转矩瞬变平滑。在该具体的示 例中，马达吸收转矩并将吸收的转矩转变成储能装置可以储存的能量。
图8示出用于如图6和图7所述的减少变速器撞击噪声和其他NVH的车辆控制系 统执行的示例例程。在810,控制系统可以评估车辆的工况，例如，如410所述。在 Sl2,例程判断是否要求切换。若回答为是，则判断当前的传动系的转矩是否在间隙 区域的附近。注意可以使用一种或多种方法确定间隙区域。在一个示例中，通过比较 将在图9中描述的转矩变换器的输入速度和输出速度的速度比来确定间隙区域。在另 一个示例中，与间隙区域或遇到间隙的工况相关的信息以及与变速器和传动系的稳定 性相关的信息可以基于来自变速器或类似变速器的测试的统计数据。若在814回答为 否，可以切换发动机的一个或多个汽缸，同时在816搡作发动机以减少切换造成的瞬 变。在81S,至少在发动机切换期间通过向传动系供应转矩或吸收转矩操作马达协调 发动机以进一步减少转矩瞬变。
或者，若在814回答为是，则在820判断是否重新安排切换时序以便在间隙区域 内不执行切换。若回答为是，可以在822操作马达以辅助发动机满足车辆驾驶员的转 矩要求，同时重新安排切换的时序(例如延时)。在一个示例中，马达可以辅助发动 机或其中至少一个汽缸保留在如HCCI的具体搡作模式中，若不如此发动机可以切换 到SI模式。或者，若在820回答为否，则在824搡作发动机以减少通过切换时的瞬 变，及在826调节发动机和/或马达的转矩以减少在间隙区域内搡作时的撞击噪声或 其他的NVH。例如，当在间隙区域内操作时，可以控制转矩变化率以使其小于阈值， 从而减少在传动系转矩从正向负变化时发生的撞击噪声的水平。在另一个示例中，当 在正负转矩区域之间转变时，马达可以基于发动机产生的转矩供应或吸收转矩以实现 传动系转矩中的预定的变化率。
现回到812，若回答为否，则在828判断传动系转矩是否在间隙区域的附近。若 回答为是，则当在间隙区域内操作时，可以调节发动机和/或马达的转矩以减少撞击 噪声或其他NVH。注意响应于至少部分地取决于变速器的稳定性和例如在814确定的 间隙区域的转矩-速度或转矩-时间图或函数调节发动机和/或马达的转矩。最后，从 828、 826 、或818中的一个，例程可以返回。
此外，可以使用一种或多种方法确定上述的间隙区域。在一种方法中，可以基于 与类似变速器类型的间隙区域相关的统计信息确定变速器间隙区域。替代地或附加 地，可以使用发动机和/或马达转矩评估模型以确定一个间隙区域或多个间隙区域。
虽然可以使用在控制器中的发动机转矩评估模型，但在一些工况下，评估中的误 差会减少评估准确性从而不能可靠地指示传动系是偏正还是偏负。此外，即使有外部 噪声因素存在，也可以单独使用另一种方法或除了转矩评估之外还使用该另一种方 法，以准确地指示传动系何时通过间隙区域。图9描述了一种控制方法。具体地，控制系统可以使用转矩变换器速度比以推断传动系中的转矩水平。若速度比大于l,变 速器视为不能产生正转矩。如上所述，在速度比大于1到某个极限(margin)之前发 动机和/或马达的转矩的快速上升会提高撞击噪声发生的风险。然而，相对于要求的 输出管理发动机和/或马达的转矩的水平取决于，如在一个示例中由加速器踏板位置 指示的驾驶员要求的车辆性能。此外，因为变速器的转矩倍增的水平和车辆速度可以 影响传动系的加速水平及如何使顾客可察觉撞击噪声，也可以考虑这些因素。因此， 在一个示例中，至少四个输入可以用来确定发动机转矩的最大上升率，包括速度比、 踏板位置、车辆速度和结合的发动机转速和/或马达转速对车辆速度的比(novs)。如 上所述，该比率可以用来计算驾驶员要求的转矩(包括发动机和马达中的一个或多个) 的滤波后的形式以避免踩加速器踏板时的撞击噪声。然而，应注意不是要求所有的这 些参数，也可以使用各种组合，及子组合。
现参考图9,描述了用于限制发动机和/或马达输出的变化率(例如上升)或发 动机汽缸中的一个或多个允许的模式切换类型以减少撞击噪声的风险的例程。在910, 例程确定当前滤波器输出是否大于上次滤波器输出(tq —dd-unfil>tq —dd-filt)。当在 910回答为是时，例程继续到912。在步骤912,例如，如通过传感器134测量的信 号PP,例程确定驾驶员是否压下加速器踏板130。在一个示例中，例程通过确定踏板 位置是否小于预选值判断驾驶员是否压下踏板位置。注意由于传感器老化、机械磨损、 及各种其他的因素，该预选值可以是跟随接近的踏板位置的变化的自适应参数。当对 步骤912的回答为是时，例程继续到914。
在914,例程确定转矩变换器离合器占空比是否较低。在一个示例中，例程确定 指定的占空比(bcsdc)是否小于可校准阈值(TQE-RATE—MNDC)。具体地，在914,例程 因而可以确定转矩变换器是处于锁止状态还是解锁状态。当在914回答为是，则指示 转矩变换器未锁止，或未充分锁止，例程继续到916。
在916,例程基于各种因素计算发动机和/或马达转矩的允许的上升率。具体地， 例程使用与发动机和推进系统的工况和状态相关，指示撞击噪声是否会影响驾驶感 觉，及发动机或马达的转矩所要求的上升率极限是否将减少车辆的响应的信息。特别 是，在一个示例中，例程利用检测到的加速器踏板位置(PP)、转矩变换器速度比、 车辆速度、车辆速度对发动机和/或马达转速的比、及与每个汽缸的具体的搡作模式 相关的信息。在一个示例中，允许的上升率(tqe —tipmx-tmp)确定为踏板位置、速度 比、车辆速度、及结合的发动机和马达转速对车辆速度比的四元函数。在另一个示例 中，如图4所示的计算可以使用二维查找表。第一查找表使用发动机和/或马达转速 对车辆的速度比、转矩变换器速度比作为输入，而第二查找表使用踏板位置和车辆速 度作为输入，可以将两个查找表的结果相乘得出通过变速器传递的结合的发动机和/ 或马达的转矩的允许的上升率。
继续参考图9，在918,例程计算在发动机和/或马达转矩中的允许的上升(tqe —arb-max),作为滤波的转矩输出值(tq—dd—f i It)与最大允许的上升率乘以采 样时间(delta-time)的积的和。接下来在920,通过检查未滤波的要求的转矩是否大 于在918计算的结合的发动机和/或马达转矩中的允许的上升，例程确定是否使用滤 波。
当在920回答为是时，通过设定用来控制发动机运行的滤波的输出转矩等于在 918计算的最大允许的转矩，输出被滤波。或者，当在920回答为否时，例程继续到
的输出(tq_dd —二it)、，表示了要求产生的^专矩的上升率^限，可以用来执^各种发动 机和/或马达的运行。具体地，利用上一次值安排控制动作时序，例如，控制电控节 气门的节气门的位置、调节马达向传动系吸收或提供的转矩的量(例如在变速器的发 动机侧和/或变速器的驱动轮侧)、控制汽缸模式之间的切换或安排切换的时序(例 如提前、执行、或延迟切换)、控制燃料喷射器的燃料喷射、控制发动机的点火正时、 及各种其他的参数。以此方式，可以控制发动机和/或马达以提供要求的滤波的转矩， 从而减少撞击噪声，同时仍提供可接收和响应的车辆运行。
注意，本文中包括的示例控制和估值例程可用于各种发动机和/或汽车系统配置。 本文所述的具体例程可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种，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、操作或功能可以按所示的顺序 执行、并行执行，或在一些情况下略去。类似地，处理的顺序不是实现本文中所述的 示例实施例的特征和优点所必需，而是为便于演示和说明而提供。取决于所使用的具 体策略，可以重复执行所示步骤和功能中的一个或多个。此外，所述步骤可以在图形 上表示编程到发动机控制系统中的计算机可读存储媒体中的代码。
应理解，在本文中公开的配置和例程本质上是示例性的，且这些具体实施例不应 被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、 1-4、 1-6、 V-12，对置4,及其他发动机类型。本发明的主题包括在本文中公开的各 种系统和配置，及其他特征、功能，和/或属性的所有新颖和非易见的组合及子组合。
本发明的权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权 利要求可能引用"一个"元素或"第一"元素或其等价。这样的权利要求应被理解为 包括对一个或一个以上这样的元素的结合，而不是要求或排除两个或两个以上这样的 元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本发明权 利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这样的权 利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括 在本发明的主题之内。
权利要求
1.一种控制车辆的推进系统的方法，所述车辆包括将内燃发动机的输出轴连接到车辆的驱动轮的变速器，其中所述变速器包括间隙区域，所述方法包括调节所述发动机的工作参数以便所述发动机的至少一个汽缸在第一燃烧模式和第二燃烧模式之间切换；及响应于所述变速器是否在所述变速器间隙区域内操作改变所述切换的正时。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括当所述变速器接近所述间 隙区域时，调节由所述发动机提供到所述变速器的转矩的量。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述变速器接近所述间隙区域时， 所述调节转矩的量包括减少由所述发动机提供到所述变速器的转矩的量。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，提前所述切换的正时以便在所述变 速器通过所述间隙区域之前执行所述切换。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，延迟所述切换的正时，以便在所述 变速器通过所述间隙区域之后执行所述切换。
6. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述推进系统包括连接到所述变速 器的电动马达，其中所述方法还包括响应于所述切换的所述正时调节由所述马达调节 提供到所述变速器的转矩的量。
7. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述推进系统包括连接到所述驱动 轮的电动马达，其中所述方法还包括在所述变速器接近所述间隙区域时调节在所述马 达和所述驱动轮之间的交换的转矩的量。
8. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一燃烧模式是火花点火模式， 所述第二燃烧模式是均质进气压缩点火模式。
9. 一种搡作车辆的混合动力推进系统的方法，所述车辆至少包括通过传动系连 接到驱动轮的内燃发动机及马达，其中，所述传动系包括至少一个间隙区域，所述方 法包括操作所述发动机以向所述传动系提供第一转矩；操作所述马达以与所述传动系交换第二转矩；及至少在通过所述间隙区域切换时，响应于所述第 一 转矩的量改变所述第二转矩的量。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述传动系接近所述间隙区域时， 调节所述第二转矩，其中所述发动机从第一燃烧模式切换到第二燃烧模式。
11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，由所述马达向所述传动系提供所述 第二转矩。
12. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，由所述马达从所述传动系吸收所述 第二转矩。
13. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括调节所述发动机的工作参 数以便所述发动机的至少一个汽缸在第一燃烧模式和第二燃烧模式之间切换，其中所 述第一燃烧模式是火花点火模式，所述第二燃烧模式是压缩点火模式。
14. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括基于转矩变换器的输入速度 与输出速度比确定所述间隙区域，其中所述转矩变换器沿着所述传动系设置。
15. —种用于车辆的车辆控制方法，所述车辆包括连接到转矩变换器的内燃发动 机和电动马达，所述转矩变换器具有从所述转矩变换器输出速度到所述转矩变换器输 入速度的速度比，所述转矩变换器通过变速器连接到所述车辆的驱动轮，所述方法包 括至少基于所述转矩变换器输入和输出速度的速度比选择变化率极限；及 调节所述发动机和所述电动马达中的至少一个的工作参数以控制使所述发动机 和所述电动马达的结合的输出中的变化少于所述变化率极限。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述马达配置为吸收所述发动机 输出的至少一部分以便减少所述发动机和所述马达的所述结合的输出。
17. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述马达配置为补充所述发动机 输出以便增加所述发动机和所述马达的所述结合的输出。
18. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括至少响应于工况在第一燃烧模式和第二燃烧模式之间切换所述发动机。
19. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述工况包括驾驶员要求的转矩。
20. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述工况包括所述转矩变换器输入和输出速度的速度比。
21. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括响应于所述转矩变换器的 输入和输出速度的速度比调节所述切换的正时；其中所述速度比对应于所述变速器的 间隙区域。
22. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一燃烧模式包括火花点火， 所述第二燃烧模式包括压缩点火。
全文摘要
本发明涉及多模式车辆推进系统的控制策略。提供一种控制车辆的推进系统的方法，该车辆包括将内燃发动机的输出轴连接到车辆驱动轮的变速器，其中所述变速器包括间隙区域，该方法包括调节发动机的工作参数以便发动机的至少一个汽缸在第一燃烧模式和第二燃烧模式之间切换，及响应于所述变速器是否在变速器间隙区域之内操作改变所述切换的正时。
文档编号F16H63/50GK101285424SQ20081009246
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月11日 优先权日2007年4月12日
发明者克勒门斯·格里瑟尔, 哈拉尔德·施托费尔斯 申请人:福特环球技术公司