辅助直接启动控制的方法和系统的制作方法

专利名称：辅助直接启动控制的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制发动机关闭的方法和系统。
背景技术：
已经开发车辆在满足怠速-停止状态时执行怠速-停止并且在满足再启动状态时 自动再启动发动机。这种怠速-停止系统能够节省燃油，减少排放，降低噪音等。同样，在 满足再启动状态时，可使用多种方法控制传动以改进怠速-停止及后续再启动。Suzuki等的美国专利号6556910B2中说明了这样一个示例。其中，当在怠速-停 止和再启动状态之间调节时，通过液压伺服控制多个传动前进离合器以使离合器在连接和 分离状态之间转换。具体地，当满足怠速-停止状态时，传动维持连接并且液压伺服的液压 也维持在预定压力。不过，发明人已经意识到这种方法产生的一些潜在问题。例如，在怠速-停止状态 期间，停止发动机所需的时间(例如使发动机速度从700RPM降低至零)可能会比预期时间 更长。同样地，如果发动机关闭所需的时间太长，车辆操作员能在发动机速度降至零之前选 择再启动和/或发动车辆。

发明内容
因此在一个实施例中，一种控制车辆系统的方法可解决部分上述问题，该系统包 括选择性地关闭的发动机，该系统进一步包括液力变矩器和液力变矩器锁合离合器。一示 例性实施例包括，在怠速-停止发动机关闭期间，限制流出液力变矩器的传动液的流量，并 且调节液力变矩器锁合离合器的啮合以调节施加在发动机上的阻力矩从而停止发动机。在一个实施例中，液力变矩器的液压回路中可包括节流阀从而限制(例如，完全 限制或部分限制)流出液力变矩器的传动液的流量。同样地，限制流出液力变矩器的流量 可包括限制进入系统冷却器和/或润滑剂的传动液的流量。节流阀的位置可根据液力变矩 器的特性而改变。例如，当液力变矩器是二通液力变矩器时，可将节流阀设置在液力变矩器 释放回路中。可选择地，当变矩器是三通或封闭式活塞变矩器时，可将节流阀设置在离合器 开放回路中。在怠速关闭操作期间，也就是，在响应怠速-停止状态并且未接收到车辆操作 员的关闭请求时的发动机关闭期间，发动机控制器可关闭节流阀以便能够增加液力变矩器 锁合离合器的扭矩容量。同样地，在发动机怠速-停止关闭期间，发动机速度的降低会引起 来自发动机驱动机械泵输出量的相应降低。液压的随后降低会减少传动离合器(比如变矩 器锁合离合器)的容量。在这里，通过在发动机关闭期间关闭节流阀，通过积蓄至少部分液 压至少可积蓄部分离合器容量(例如，可积蓄少于最大容量的容量)。为了加快发动机关闭，通过调节液力变矩器锁合离合器的啮合，控制器可进一步 指令锁合液力变矩器，从而向发动机施加阻力矩以使其停止。根据工况(比如发动机速度 和/或发动机的预期停止位置)，可调节液力变矩器锁合离合器的啮合度。在一个实施例 中，当发动机速度超过预期速度时，可增加液力变矩器锁合离合器的啮合以使施加的阻力矩增加。在另一示例中，当发动机速度低于预期速度时，可减少液力变矩器锁合离合器的啮 合以使施加在发动机上的阻力矩减少。在一个实施例中，液力变矩器锁合离合器增加的啮 合和节流阀的关闭位置可一直维持到完成关闭。然后，在完成关闭之后，节流阀打开以释放 流出液力变矩器的传动液的流量，液力变矩器锁合离合器的啮合会减少(例如，锁合离合 器分离)，并且液力变矩器解锁。在随后的发动机再启动期间，用曲柄摇动发动机，其中液力 变矩器锁合离合器处于减少的啮合状态(或分离状态)，并且节流阀打开。然后，由于发动 机速度增加，并且节流阀打开，可调节一个或多个传动离合器的连接(例如，增加前进离合 器的连接)。在通过液力变矩器的传动液处于较低速度期间，节流阀也能够提高压力控制。以这种方式，利用液力变矩器锁合离合器施加阻力矩和加快发动机关闭，即使向 离合器提供的泵输出量减少的条件下也是非常有利的。具体地，通过利用节流阀减少流出 液力变矩器的传动液的流量，即使在减少的泵输出状态下，也可以维持液压和液力变矩器 离合器容量。而且，可以增加在发动机关闭状态时液力变矩器锁合的持续时间(例如，通过 增加液力变矩器锁合离合器啮合的持续时间)。通过调节液力变矩器锁合离合器啮合度和 /或持续时间，地面会通过车轮和/或驱动系统施加阻力矩抵消发动机的转动，从而使发动 机快速关闭。除能够使发动机快速关闭，还可以大大地减弱发动机速度达到零之后由于气 缸空气弹簧的作用产生的曲轴振荡。以这种方式，可较好的支持重复性的停止/启动动作。根据本发明提供一种控制车辆系统的方法，所述系统包括选择性地关闭的发动 机，所述系统进一步包括液力变矩器和液力变矩器锁合离合器，所述方法包括当怠速-停止发动机关闭时，限制流出所述液力变矩器的传动液的流量；并且调节所述液力变矩器锁合离合器的啮合以调节施加在所述发动机上的阻力矩以 停止所述发动机。所述变矩器包括节流阀，限制流出所述液力变矩器的流量包括至少部分地关闭所 述节流阀以限制从所述液力变矩器流出的传动液的流量。限制流出所述液力变矩器的流量包括限制进入冷却器的流量。当所述液力变矩器是二通液力变矩器时，将所述节流阀设置在液力变矩器锁合液 力变矩器(离合器)释放回路中。当所述变矩器是三通或封闭活塞式液力变矩器时，将所述节流阀设置在液力变矩 器锁合离合器开放回路中。调节所述液力变矩器锁合离合器的液压动作包括，根据发动机工况，通过调节通 过离合器供液调节阀的流量调节所述离合器的啮合度，所述发动机工况包括发动机速度和 /或发动机的预期停止位置。根据发动机速度，调节所述离合器的啮合度包括，响应超过预期速度的发动机速 度，增加所述离合器的啮合度以增加所述阻力矩，并且响应低于所述预期速度的发动机速 度，减小所述离合器的啮合度以减小所述阻力矩。在完成关闭之后，打开所述节流阀以不限制流出所述液力变矩器的传动液的流 量；减少所述变矩器离合器的啮合；并且用曲柄转动所述发动机以使其再启动，其中所述液力变矩器离合器处于减少的啮合状态并且所述节流阀打开。所述调节包括在关闭时，增加所述液力变矩器锁合离合器的啮合以停止所述发 动机，所述液力变矩器锁合离合器的啮合度根据工况而改变；并且在发动机停止时，减少所 述液力变矩器锁合离合器的啮合。根据本发明，还提供一种在发动机怠速-停止状态时加快发动机熄火的方法，所 述发动机包括用以限制流出液力变矩器的传动液的流量的节流阀，所述方法包括当满足怠速-停止状态时，增加所述节流阀的限制；并且当维持所述增加的限制时，根据工况，调节液力变矩器锁合离合器的啮合以调节 施加在所述发动机上的液力变矩器阻力矩。所述工况包括发动机速度；并且其中调节啮合包括响应超过预期发动机速度的发动机速度，增加所述离合器的 啮合以增加摩擦力矩，响应低于所述预期发动机速度的发动机速度，减少所述离合器的啮 合以减少所述摩擦力矩。调节啮合包括在熄火时，增加所述液力变矩器锁合离合器的啮合以停止发动机； 以及当发动机停止时，减少所述液力变矩器锁合离合器的啮合。在完成所述发动机关闭后，打开所述节流阀从而不限制流出所述液力变矩器的传 动液的流量；减少所述液力变矩器离合器的啮合；以及在后续发动机再启动期间，用曲柄 转动所述发动机，其中所述液力变矩器离合器处于减少的啮合状态并且所述节流阀打开。当所述变矩器是二通液力变矩器时，将所述节流阀设置在液力变矩器释放回路 中，并且当所述变矩器是三通液力变矩器或是封闭活塞式液力变矩器时，将所述节流阀设 置在离合器开放回路中。将所述节流阀设置在冷却器的上游，并且其中限制流出所述液力变矩器的传动液 的流量包括限制流入所述冷却器的传动液的流量。调节传动前进离合器的啮合以进一步调节施加在所述发动机上的所述阻力矩。根据本发明提供一种车辆系统，包括发动机；与液力变矩器锁合离合器连接的液力变矩器；用以限制流出所述变矩器的传动液的流量的节流阀；以及控制系统，用于在所述发动机怠速-停止状态且未收到操作员的关闭请求时选择 性地关闭所述发动机，所述控制系统关闭所述节流阀，并且增加所述锁合离合器的啮合以 向所述发动机施加阻力矩并快速地停止所述发动机以便熄火。当所述液力变矩器是二通液力变矩器时，将所述节流阀设置在所述液力变矩器释 放回路中，并且当所述液力变矩器是三通或封闭活塞式液力变矩器时，将所述节流阀设置 在离合器开放回路中。将所述系统进一步设置成，在发动机熄火之后，所述系统打开所述节流阀并且减 少所述锁合离合器的所述啮合。将所述控制系统设置成在后续的再启动期间，再启动所述发动机，其中所述节流 阀打开并且所述锁合离合器处于减少的啮合状态。
应该理解的是，上面的概述提供用于以简化的形式介绍将在详细描述中进一步描 述的概念的选择。这不意味着确认所要求保护的本主题的关键和实质，本主题的的范围将 由随在详细说明之后的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述或 本公开的任何部分所述的任何缺点的实施方式。


图1示出了包括车辆传动系统的细节的示例车辆系统布局；图2A-C示出了变矩器液压回路的示例性实施例；图3是变矩器锁合操作的高级流程图；图4是通过施加根据本公开的基于变矩器离合器的阻力矩执行怠速-停止操作的 高级流程图；图5是根据本公开执行再启动操作的高级流程图；以及图6示出了利用多个曲线解释根据本公开的示例发动机关闭和再启动过程。
具体实施例方式下面描述当满足怠速-停止条件时，利用向发动机施加阻力矩的液力变矩器离合 器来加速发动机停止的系统和方法。具体地，在液力变矩器(图幻的液压回路中设置节流 阀，用以调节(例如，限制或不限制)由此通过的传动液的流量。通过调节液力变矩器的流 量，可以调节液力变矩器锁合离合器的啮合动作和/或啮合程度。以这种方式，可将液力变 矩器锁合离合器(TCC)用作阻力矩致动器以加快和/或控制发动机熄火过程(图4)。类似 地，在发动机再启动过程中(图5)，基于阻力矩的TCC可快速将发动机速度降至阈值，由此 发动机的启动装置可以在速度阈值快速启动发动机。仅在怠速-停止条件时(图幻限制 流量，可以调节液力变矩器中传动液的流量和压力特征，从而调节液力变矩器锁合离合器 的啮合状态。下面将利用图6所示发动机停止和再启动方案进一步阐述此处介绍的概念和 程序。以这种方式，在发动机怠速-停止条件时利用基于阻力矩的TCC，可以大大地缩短发 动机停止所需时间，从而提高燃油效益并且能够更好地频繁启动/关闭发动机。图1是车辆传动系统20的方框图。可以用发动机22驱动传动系统20。在一个 实施例中，发动机22可以是汽油发动机。在可选实施例中，也可以采用其他发动机配置，例 如，柴油发动机。发动机22可以经由扭矩调节器沈(例如，燃料喷射器，节气门等)产生或 调节扭矩。发动机22可包括辅助启动系统24，以支持发动机在转速接近零时(例如，在 50RPM)再启动。在一个实施例中，如果驾驶员要发动车辆，而发动机根据以前的怠速-停止 状态正在降低转速时，可以利用辅助启动系统M再启动发动机。不过，辅助起动系统会显 著增加发动机系统的成本和复杂性。因此，在一个实施例中，通过使用阻力矩加速关闭发动 机，可减少对这种辅助启动系统的要求，进而可降低车辆驱动系统20中这种起动系统导致 的成本和复杂性。通过连接一个或多个液压驱动的传动部件或离合器(包括前进离合器32)，可以 将发动机输出扭矩传递到液力变矩器观从而驱动自动变速器30。同样，可以按照需要接合 多个这种离合器。此处，液力变矩器28也可以是自动变速器30的部件。正如参照图2A-C的进一步描述，液力变矩器观可以是二通(two-pass)，三通(three-pass)，或封闭活塞式 液力变矩器。可以由液力变矩器锁合离合器34控制液力变矩器观的锁合状态，从而改变 液力变矩器扭矩输出。这样，当液力变矩器锁合离合器34完全松开时，液力变矩器观松 开。在这种状态下，液力变矩器观利用变矩器涡轮和变矩器叶轮之间的液体传输将扭矩 传递给自动变速器30，并因此使扭矩倍增。相反地，当液力变矩器锁合离合器34完全闭合 时，液力变矩器观闭合。此时，发动机输出扭矩直接经由液力变矩器离合器传递至变速器 30的输入轴(未示出)。可选地，液力变矩器锁合离合器34可以部分啮合，从而能够调节 传递到变速器上的扭矩大小。可以设置控制器40，以便根据发动机不同工况(例如，发动机 速度)调节液力变矩器锁合离合器34的动作(或啮合状态)来调整由液力变矩器传递的 扭矩大小。在一个实施例中，通过改变离合器压力和流过液力变矩器锁合离合器的传动液 的方向而改变离合器的啮合状态(或离合器的接合度)。可以将自动变速器30输出的扭矩依次地传递至车轮36以驱动车辆。具体地，在 向车轮36传递输出驱动扭矩前，自动变速器30可以根据车辆移动状态调节输入轴(未示 出)上的输入驱动扭矩。进一步，可以通过连接车轮制动器38制动车轮36。在一个实施例 中，根据驾驶员踩踏制动踏板(未示出)使车轮制动器38啮合。以同样的方式，当驾驶员 将脚从制动踏板上移开时，车轮制动器38松开，从而解除对车轮36的制动。发动机驱动机械油泵42与自动变速器30液体连通以提供使各个离合器(例如前 进离合器32和/或变矩器锁合离合器34)啮合的液压力。例如，可以通过发动机22或变 速器输入轴的转动驱动机械油泵42。因此，机械油泵42产生的液压力可以随着发动机速度 的增加而增加，且随发动机速度的减少而减少。设置控制器40，以便接收来自发动机22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、变速器和/或制动器的动作。作为一个实施例，通过调整点火正时、 燃油脉冲宽度、燃油脉冲正时和/或进气的组合，通过控制节气门开启和/或用于涡轮增压 或增压器增压的发动机的配气相位、气门升程和提高，来控制扭矩输出。如果是柴油发动 机，通过控制燃油脉冲宽度、燃油脉冲正时和进气的组合，控制器40可以控制发动机扭矩 输出。在任何情况下，可以基于逐缸控制发动机来控制发动机扭矩输出。当满足怠速状态时，控制器40可以控制变速器部件的操作，以控制发动机的停 止。在一个实施例中，可以通过变速器30和液力变矩器观向发动机施加可控阻力矩，减少 发动机转速降低的持续时间。具体地，可用液力变矩器观将停止的车轮产生的阻力矩经由 液力变矩器锁合离合器34传送至变速器齿轮。换句话说，可以使用正在工作的(in-gear) 变速器对发动机施加和调节外摩擦力矩(或阻力矩)。在一个实施例中，当变矩器锁合离 合器完全接合，并且经由摩擦和/或车轮制动器把车轮固定在地面上的时候，可以向发动 机施加较大的力矩(假设车轮不会脱离地面)。如果使一个或多个交替的传动离合器(例 如，传动前进离合器)也接合，可以施加更大的阻力矩。类似地，通过增加至少一个变矩器 锁合离合器的滑动可以减少阻力矩。通过调节变矩器锁合离合器34的接合度也可以调节基于阻力矩的TCC。例如，通 过增加变矩器锁合离合器的啮合可产生较大阻力矩，而通过减少变矩器锁合离合器的啮合 可产生较小阻力矩。可根据发动机工况(例如发动机速度)调节液力变矩器锁合离合器的 接合度。例如，发动机速度高于预期速度，控制器可增加变矩器锁合离合器34的接合度以增加作用的阻力矩；发动机速度低于预期速度，控制器可减少变矩器锁合离合器的接合度 以减少施加的阻力矩。在一个实施例中，发动机预期速度可以是阈值速度，在低于该阈值速 度时能够激发启动装置再启动发动机(例如，根据驾驶员的要求突然再启动和/或再发动 车辆)。正如参照图3的进一步详细阐述，可以通过选择性地调节通过液力变矩器的传动 液的流动方向和液压来控制变矩器锁合离合器的接合。同样，在发动机停车期间，发动机速 度的下降导致相应的泵输出的下降。反过来，这会导致通过液力变矩器锁合离合器的液压 下降以及离合器容量(clutch capacity)下降。在发动机关闭期间，通过关闭设在液力变矩 器液压回路中的节流阀(图2A-C)，至少可以积蓄部分液力变矩器锁合离合器容量(例如， 可以积蓄小于最大容量的容量)。通过液力变矩器锁合离合器的传动液的流量和压力的这 种增加使得在发动机关闭期间，甚至在减少的泵输出期间，都能够使用和调节基于阻力矩 的 TCC。现在回到图2A-C，其描述了液力变矩器液压回路的示例性实施例。在每个实施例 中，通过液压回路的传动液的流动方向决定了液力变矩器离合器的接合状态，并由此确定 液力变矩器的闭合状态。图2A描述了第一液力变矩器液压回路100，其包括与液力变矩器锁合离合器134 连接的二通液力变矩器128。该二通液力变矩器包括两个液压管路，用以使传动液通过液力 变矩器锁合离合器134流进液力变矩器1 和从中流出。具体地，将变矩器供液回路102 设置成将泵供送的传动液送至液力变矩器锁合离合器134中，而把变矩器释放回路104设 置成将来自于变矩器锁合离合器134的传动液排至冷却器和/或润滑剂中。同样，液流方 向决定着变矩器锁合离合器134的接合状态。具体地，流入变矩器供液回路102中的传动 液的流量使变矩器锁合离合器134接合，而流入变矩器释放回路104中的传动液的流量使 液力变矩器锁合离合器Π4分离(或释放)。如前所述，当液力变矩器锁合离合器134接合 时，可以锁止变矩器128。相反地，当液力变矩器锁合离合器134分离时，可以松开变矩器 128。离合器供液调节阀112可以调节(至少可以部分地调节)通过变矩器供液回路 102和变矩器释放回路104的流量。在一个实施例中，离合器供液调节阀112可以是由专 用压力控制螺线管或变力线螺线管(pressure control solenoid or variable force solenoid)控制的流量调节滑阀。针对第一液力变矩器锁合离合器线圈指令(例如，激发或 断开)，离合器供液调节阀112可以引导传动液流入液力变矩器供液回路102中，以便使液 力变矩器锁合离合器134接合。通过抵抗复位弹簧和流动力作用在阀柱的作用力施加控制 压力，螺线管指令例如可以定位该滑阀。类似地，根据第二可选液力变矩器锁合离合器螺线 管指令，离合器供液调节阀112可以转换液流方向，引导传动液流入液力变矩器释放回路 104，从而松开液力变矩器锁合离合器134。进一步，通过调节离合器供液调节阀112的开启 度，可以调节液力变矩器供液回路102中的流量和液压力，以使液力变矩器锁合离合器134 能够部分接合。为了松开离合器，就没有必要在释放流动方向上调节释放压力。具体地，只 需施加足够压力松开离合器。液压回路100中也可包括节流阀120。具体地，可在液力变矩器释放回路104中 设置节流阀120，并且将其设置在系统冷却器和/或润滑剂的上游，以便限制或不限制排入冷却器的传动液。在一个实施例中，当发动机处于运行状态时，节流阀120可以常开，从而 不限制流出液力变矩器锁合离合器的流量，并且离合器供液调节阀112可以调节流入液力 变矩器锁合离合器中的传动液的流量和压力。在另一实施例中，当发动机处于关闭状态时 (也就是，减少泵的输出量)，节流阀120可以关闭(例如，至少部分地关闭)，从而限制流出 液力变矩器锁合离合器134的流量，并且限制流入冷却器的流量，从而维持穿过液力变矩 器锁合离合器的传动液的流量和压力。在一个实施例中，对流量的限制可包括完全关闭节 流阀120。在此，可以将节流阀120作为开/关流量控制阀操作。在另一实施例中，对流量 的限制可包括部分关闭节流阀120。接着，可以通过调节离合器供液调节阀112来调节液力 变矩器供液回路102中的流量和压力以及液力变矩器锁合离合器134的接合度。图2B描述了第二液力变矩器液压回路200，其包括与液力变矩器锁合离合器234 连接的三通液力变矩器228。三通液力变矩器包括三条用于通过液力变矩器锁合离合器 234使传动液从液力变矩器2 流入和流出的液压管路。具体地，变矩器供液回路202和变 矩器释放回路204将由泵供入的传动液送至液力变矩器锁合离合器234中，而液力变矩器 开放回路206将传动液排入冷却器和/或润滑剂中。可以通过离合器供液调节阀212调节 通过变矩器供液回路202和/或变矩器释放回路204的流量。可选地，也可以通过可选离 合器释放调节阀214调节通过变矩器释放回路204的流量。液体流动方向决定了变矩器锁合离合器234的连接状态。具体地，传动液从液力 变矩器供液回路202至液力变矩器开放回路206的流动能够使变矩器锁合离合器234啮合 (并且锁合液力变矩器228)，而传动液从液力变矩器释放回路204至液力变矩器开放回路 206的流动能够使变矩器锁合离合器234分离(并且松开液力变矩器228)。设置在液力变 矩器开放回路206中的截止阀(未示出)可以在通过液力变矩器开放回路206的液流中实 现上述转换。进一步，通过调节离合器供液调节阀212可以改变啮合程度。液力变矩器开放回路206中可包括节流阀220以限制(例如，完全限制或部分限 制)流出液力变矩器锁合离合器的传动液的排量。具体地，当发动机处于关闭状态时，可关 闭节流阀220以限制流出液力变矩器开放回路206的液体流量，并且维持通过液力变矩器 锁合离合器的传动液的流量和压力。因此，在一个实施例中，可将节流阀220作为开/关流 量控制阀操作。接着，通过调节离合器供液调节阀212，可以调节液力变矩器供液回路202 中的流量和压力，进而调节液力变矩器锁合离合器234的啮合度。图2C描述了第三液力变矩器液压回路250，其包括与液力变矩器锁合离合器284 连接的封闭活塞式变矩器278。封闭活塞式变矩器278可包括三个条液压管路，用以通过液 力供传动液经由变矩器锁合离合器284使传动液流入和流出变矩器278。具体地，转换器液 力变矩器应用回路供液回路252和转换器液力变矩器释放回路2M将来自于泵泵送的传动 液提供送至变矩器锁合离合器观4中，而转换器液力变矩器开放回路256将传动液排放至 冷却器和/或润滑剂中。通过离合器应用调节阀供液调节阀262可以调节穿过转换器液力 变矩器应用回路供液回路252和/或转换器液力变矩器释放回路254的流量。可选地，通 过可选离合器释放调节阀264也可以调节穿过转换器液力变矩器释放回路254的流量。此处，除了流动方向，液力变矩器供液回路252中的压力和/或液力变矩器供液回 路252和液力变矩器释放回路2M之间的压力差可决定变矩器锁合离合器观4的啮合状 态。在一个实施例中，压力传感器266可估测出液力变矩器供液回路252和液力变矩器释放回路邪4之间的压力差。为了使变矩器锁合离合器观4(和锁合变矩器278)啮合，可以 使传动液从液力变矩器供液回路252流向液力变矩器开放回路256。反之，为了松开液力 变矩器锁合离合器284 (和松开液力变矩器278)，可以使传动液从液力变矩器释放回路2M 流向液力变矩器开放回路256。设在液力变矩器开放回路256中的截止阀(未示出)能够 使穿过液力变矩器开放回路256的流量实现上述转换。进一步，通过调节离合器供液调节 阀262可改变离合器的啮合度。液力变矩器开放回路256中可包括节流阀270，以限制(例如，完全限制或部分限 制)排入冷却器中的传动液的流量。具体地，发动机停止时，可关闭节流阀270以限制流出 液力变矩器开放回路256的液体流量，并且维持穿过液力变矩器锁合离合器观4的传动液 的流量和压力。接着，通过调节离合器供液调节阀262，可调节液力变矩器供液回路252中 的流量和压力以及液力变矩器锁合离合器观4的啮合度。虽然图2A-C描述了利用节流阀调节变矩器中液体的流量和压力，可以理解的是， 还可以有可替换的实施例。在图2A-C中的每个实施例中，当发动机停止时，可以限制从液力变矩器排至车辆 冷却器和/或润滑剂部分中的流量，从而维持液压回路中的压力，并且维持离合器的接合 状态。利用设在液力变矩器离合器液压回路的出口处的节流阀，可减小产生预期供液压力 (从而调节离合器的连接状态，并且扭矩输出量也会减小)所需的流量。在可选实施例中， 利用液压回路出口处的节流阀和液压回路入口处的流量控制阀(例如，离合器供液调节 阀)均可以调节流量。以这种方式，当发动机减速时，连接的液力变矩器锁合离合器可在发 动机上施加增加的阻力矩以加快发动机减速。现在参阅图3，其描述了示例液力变矩器锁合程序300。该示例程序可用于，基于 出现或未出现发动机怠速-停止情况，通过液力变矩器锁合离合器的啮合，锁合变矩器。在302处，可确认是否要求液力变矩器锁合。在一个实施例中，可要求变矩器锁合 以便能够调节发动机阻力矩。如果不要求锁合，则程序结束。如果确认要求液力变矩器锁 合，在304处，可决定在发动机停止时是否要求该锁合(例如，发动机怠速-停止状态)。如果未确定发动机停止，也就是，在发动机工作时要求液力变矩器锁合，在306 处，可以允许变矩器排液，例如，通过打开设在变矩器液压回路中的节流阀。在一个实施例 中，当液力变矩器是二通液力变矩器时，可打开节流阀以释放流出液力变矩器释放回路的 液流。在另一实施例中，当液力变矩器是三通或封闭活塞式液力变矩器时，可打开节流阀以 释放流出液力变矩器开放回路的液流。在308处，通过相应地调节螺线管的占空因数，可调节液力变矩器锁合离合器螺 线管的启动，例如，基于螺线管的取向通电或断开。在一个实施例中，如上所述，螺线管通 电。响应螺线管通电，在310处，离合器供液调节阀(CARV)可调节通过液力变矩器锁合离 合器的液体流动(通过发动机驱动的机械泵而产生)的液压力和方向，以使离合器啮合进 而锁合变矩器。正如前面参照图2A-C所述，如果变矩器是二通液力变矩器，在312处，液力 变矩器锁合离合器的啮合可包括离合器供液调节阀，其调节从液力变矩器供液回路至液力 变矩器释放回路的传动液的流量。可选地，如果液力变矩器是三通或封闭活塞式液力变矩 器，在314处，液力变矩器锁合离合器的啮合可包括离合器供液调节阀，其调节从液力变矩 器供液回路至液力变矩器开口的传动液的流量。
如果确认发动机停止(在304处)，那么在316处，可限制液力变矩器的排量，例 如，通过至少部分地关闭节流阀。通过关闭节流阀，可以限制液力变矩器释放回路(在二通 变矩器中)或液力变矩器开放回路(在三通或封闭活塞式变矩器中)的流量。在318处， 可调节液力变矩器锁合离合器螺线管的占空因数，以调节离合器螺线管的动作状态。在一 个实施例中，正如所述，可以使螺线管通电。响应螺线管通电，在320处，离合器供液调节阀 (CARV)可调节流至液力变矩器锁合离合器的传动液液压力和流量，以使离合器连接进而锁 合变矩器。如前所述，这可包括(在322处)调节二通液力变矩器中从液力变矩器供液回 路至液力变矩器释放回路的传动液流量，或(在3M处)调节三通或封闭活塞式液力变矩 器中从液力变矩器供液回路至液力变矩器开放回路的传动液流量。在这里，在没有泵输出 时，通过限制流出液压回路的流量，可以积蓄液力变矩器锁合离合器的扭矩容量。在一个实 施例中，可以积蓄小于最大扭矩容量的扭矩。不过，该小于最大扭矩容量的扭矩对于锁合变 矩器和向发动机施加阻力矩来说是足够的。现在参见图4，程序400描述了利用基于阻力矩的液力变矩器锁合离合器(TCC)执 行图1所示车辆系统中怠速-停止操作。在402处，可确定怠速状态。任意或所有怠速-停 止状态(正如此处进一步所述)均可满足怠速-停止条件并被确认。例如，可确认发动机 正在运转(例如正在执行燃烧)，电池的充电状态超过了阈值(例如，30%)，车辆的运行速 度在预期范围内(例如不超过30pmh)，空调器未发出再启动发动机的请求(因为如果空气 状态要求，即可请求)，发动机温度在选择温度范围内(例如在预定阈值之上)，车辆驾驶员 未发出启动请求(例如，正如节气门开启度所决定的)等等。如果未确定怠速-停止状态， 程序结束。不过，如果满足任一或所有怠速-停止状态，那么在404处，可关闭发动机。在 406处，可连接液力变矩器锁合离合器以锁合变矩器，并且可通过液力变矩器锁合离合器将 基于TCC的阻力距(或内摩擦力矩)施加在发动机上以加快发动机转速降低。在一个实施 例中，当变矩器锁合时如果车辆正在移动，发动机与涡轮轴的直接连接使得车辆制动(通 过车轮和/或车轮间)以直接使车辆减速并减小发动机速度(例如，使发动机速度降低至 零)。在另一实施例中，当变矩器锁合时如果车辆是静止的，连接的液力变矩器锁合离合器 将发动机速度阻止至涡轮转速(其为零)，使得发动机快速地降低转速。正如前参照图3所 述，施加阻力距，控制器可关闭节流阀(FRV)以限制流出液力变矩器锁合离合器的流量。进 一步，通过调节离合器供液调节阀，控制器可调节液力变矩器锁合离合器中产生的液压从 而调节变矩器锁合离合器的啮合度。根据工况(包括，发动机速度和/或预期发动机停止位置)，可调节液力变矩器锁 合离合器的啮合度(也就是，该离合器是完全啮合或部分啮合)。在一个实施例中，当发动 机速度超过预期速度时，可增加液力变矩器锁合离合器的啮合度以增加施加的阻力矩。在 另一实施例中，当发动机速度低于预期速度时，可减少液力变矩器锁合离合器的啮合度以 减小施加在发动机上的阻力矩。在一个实施例中，预期发动机速度可包括预期速度轨迹，其 能够使发动机速度光滑地降低至静止。在这里，基于预期速度轨迹，可以调节液力变矩器锁 合离合器的啮合度。进一步，如果需要，可利用液力变矩器锁合离合器的转差使发动机速度 跟随预期速度轨迹。因此，液力变矩器锁合离合器增加的啮合和节流阀的关闭位置可一直 维持，直到发动机完成转速降低。接下来，在408处，可确认发动机转速是否降至零(或接近零的预定阈值，比如50RPM)。如果未确定发动机转速降低，程序返回至406处以维持基于TCC阻力矩的作用直 到实现转速降低。当确认发动机转速降低时，在410处，可打开节流阀以释放流出变矩器的 传动液的液流。进一步，可减少液力变矩器锁合离合器的啮合(例如，液力变矩器锁合离合 器可分离)，从而松开变矩器。在412处，可确认再启动状态(正如参照图4所述)。如果确认再启动状态，那么 在416处，可激发再启动操作(正如参照图4所述)。如果未确认再启动状态，那么节流阀 的打开位置和液力变矩器锁合离合器的降低的啮合(或分离)状态至少可维持到要求后续 的再启动。现在参见图5，程序500描述了利用基于阻力矩的液力变矩器锁合离合器(TCC) 执行图1所示车辆系统中再启动操作。在502处，可确认再启动状态。任一或所有的再启 动状态(正如此处进一步描述)均可满足再启动状态并被确认。例如，可确认发动机处于 怠速-停止中(例如未执行燃烧)，电池充电状态小于阈值(例如，30% )，空调器发出再 启动发动机的请求(因为如果空气状态是所需的，即可请求)，辐射控制装置的温度低于阈 值，刹车踏板已经松开，车辆驾驶员已经提出启动请求(例如，正如通过节气门开启程度或 加速踏板位置所决定的)等等。如果未确认再启动状态，在504处，控制器可维持发动机处 于怠速-停止状态并且节流阀处于打开位置，液力变矩器锁合离合器分离(或降低啮合)。 不过，如果满足任一或所有再启动状态，那么在506处，可估算出发动机速度并且可决定发 动机速度是否低于阈值，比如一个低于它就会激发启动的阈值(例如，50RPM)。如果发动机 速度低于阈值，那么在508处，可摇动曲柄(例如，借助启动器)转动发动机以使其再启动。 进一步，可打开节流阀以释放穿过变矩器锁合离合器的流量，并且可连接一个或多个传动 离合器(例如，前进离合器和/或液力变矩器锁合离合器)以将发动机产生的扭矩传送至 车轮。也就是，当液力变矩器锁合离合器分离，变矩器松开，并且节流阀打开时，可用曲柄转 动发动机。然后，由于发动机速度增加，并且节流阀打开，即可增加一个或多个传动离合器 的啮合。相反地，如果发动机速度超过阈值，那么在510处，将基于TCC的阻力矩施加到发 动机上以加快降低发动机速度至可用曲轴转动发动机的阈值。也就是，可关闭节流阀并且 调节液力变矩器锁合离合器的啮合状态，以便增加发动机上的阻力矩以降低发动机速度。 然后，一旦发动机速度降低了，使节流阀回复至打开状态，并且使液力变矩器锁合离合器分 离，接着就可用曲柄再启动发动机。现在参照图6，图600通过多条曲线602-610描绘了示例发动机停止和再启动状态。曲线602提供了怠速-停止状态的指示(0或1)。曲线604描绘了在示例发动机 怠速-停止和/或再启动操作期间，发动机速度的变化。曲线606描绘了在怠速-停止和 后续再启动操作期间，液力变矩器锁合离合器(TCC)的离合器压力(以及因此产生的啮合 状态)的变化。曲线610提供了节流阀(FRV)状态的指示，即打开(0)或关闭(C)。在t3处，可确认怠速-停止请求(1)(例如通过确认怠速-停止状态)并且可开始 怠速-停止操作。在这里，根据怠速-停止状态以及车辆驾驶员没有请求关闭发动机(例 如，通过关闭车辆点火，并且因此而关闭发动机)，可执行怠速-停止发动机关闭操作。正 如所描绘的，当确认了后续再启动请求时，怠速-停止状态可持续至t5。不过，多数根据怠速-停止状态的确认获得发动机关闭所需的调节可在t3和t4之间执行。在t5处，由于再 启动状态的确认可停止怠速-停止。尽管再启动状态可在t5之后持续很长时间，多数根据 再启动状态的确认所需的获得发动机再启动所需的调节可在t5至t6之间执行。在请求怠速-停止的时间点(t3)，发动机可以高速运行(如604中所示)，可打开 节流阀(FRV)(如610中所示)，并且可使液力变矩器锁合离合器(TCC)部分啮合(如608 中所示)或可选择地分离。在t3处，当确认怠速-停止状态时，由于，可关闭发动机并借助 于增加的基于TCC的阻力矩开始降低发动机速度，从而加快发动机转速降低。具体地，根据 怠速-停止请求，可关闭FRV从而能够在没有泵驱动液压输出量时提升TCC的离合器容量。 由于FRV关闭，可增加TCC压力(例如，通过调节通过液力变矩器供液调节阀的流量)以使 离合器啮合并锁止变矩器。也就是，当满足怠速-停止状态时，控制器可增加节流阀的限 制，并且当维持该增加的限制时，控制器可调节液力变矩器锁合离合器的啮合度从而调节 施加在发动机上的变矩器阻力矩。在一个实施例中，正如所描绘的，当系统泵运转时，在怠 速-停止状态时可得到的最大离合器压力和容量可小于发动机运转状态时可得到的最大 容量。在所述实施例中，可响应发动机速度进一步调节TCC的啮合。例如，当发动机速度超 过阈值(Np)时，可增加TCC的啮合和离合器压力以增加施加的阻力矩，并且当发动机速度 降低至小于阈值时，可减少TCC的啮合和离合器压力以减少施加的阻力矩。例如，当发动机 速度小于阈值时，可使TCC分离。进一步，当发动机速度降低至小于阈值时，可打开FRV以 加快减少TCC的啮合或分离。以这种方式，利用传动阻力矩，可使发动机速度在t4处降低 至零。一旦发动机转速降低，可持续打开FRV并且可持续松开TCC，直到请求发动机再启 动。响应后续发动机再启动请求，例如在t5处，由于变矩器离合器松开(或减少的连接状 态)并且节流阀打开，可用曲轴转动发动机以使其再启动。随着发动机再启动，FRV可持续 打开以允许系统机械泵的输出量能够用于离合器压力调节。在发动机再启动期间，可连接 一个或多个传动离合器(比如前进离合器(未示出))，以便在t6处以预期的发动机速度曲 线使发动机再启动。一旦建立了再启动，离合器可维持在啮合状态并且FRV维持打开。相反地，当发动机处于运行状态时(比如在换挡期间，如图6描绘的在tl处)，可 请求TCC扭矩调节。在这里，响应扭矩调节请求，FRV可维持在打开状态。由于TCC的离合 器压力在tl和t2之间增加，发动机速度会发生较小的下降。随着换挡(在t2后)，离合器 压力可减少以使离合器回复至较少啮合(或分离)状态。以这种方式，液力变矩器锁合离合器可在发动机怠速-停止状态时啮合以加快发 动机转速降低。通过在发动机关闭期间和无泵状态时限制流出变矩器离合器的流量，可积 蓄液力变矩器锁合离合器容量从而在无泵状态时实现离合器在较长时间中较强地啮合连 接。通过加快发动机降低转速，可获得燃油经济效益并可改进频繁启动/停止的质量。需要注意的是此处包括的示例控制和估算程序可与各种发动机和/或车辆系统 配置一同使用。此处描述的具体程序可代表处理策略(例如时间驱动、中断驱动、多任务、 多线程及类似)的任意数量中的一个或多个。同样地，所描述的各种动作、操作或功能可以 如所描述的那样按序执行，同时执行，或者在一些案例中省略。同样，处理顺序也不是取得 此处所述示例实施例的特征和优点所必需的，而只是为了描述和说明的方便。根据使用的 具体策略，可重复执行一个或多个说明的动作或功能。此外，描述的动作可用图形表示代码，以便将其编程入控制系统中的计算机可读存储介质中。应该了解的是，此处公开的配置和程序实际上是示例性的，并且这些具体实施例 不应认定为是限制性，因为可能存在多种变形。例如，上述技术可应用于V-6、1-4、1-6、 V-12、对置4缸以及其他发动机。本公开的主题包括各种系统和配置以及其他特征、功能、 和/或此处公开的特性的所有新颖和非显而易见的组合和次组合。随后的权利要求具体地指出了被认为是新颖的和非显而易见的组合和次组合。这 些权利要求可引用“一个”元素或“第一”元素或其等同物。这些权利要求应理解为包括一 个或多个这种元素的结合，既不要求也不排除两个或更多元素。所公开的特征、功能、元素 和/或特性的其他组合和次组合可通过修改本权利要求或通过在这个或相关申请中提出 新的权利要求而主张。这些权利要求，无论与原权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相 同，也被认为包括在本公开的主题内。
权利要求
1.一种控制车辆系统的方法，所述系统包括选择性地关闭的发动机，所述系统进一步 包括液力变矩器和液力变矩器锁合离合器，所述方法包括当怠速-停止发动机关闭时，限制流出所述液力变矩器的传动液的流量；并且调节所述液力变矩器锁合离合器的啮合以调节施加在所述发动机上的阻力矩以停止 所述发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变矩器包括节流阀，限制流出所述液 力变矩器的流量包括至少部分地关闭所述节流阀以限制从所述液力变矩器流出的传动液 的流量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，限制流出所述液力变矩器的流量包括限 制进入冷却器的流量。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述液力变矩器是二通液力变矩器时， 将所述节流阀设置在液力变矩器锁合液力离合器释放回路中。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述变矩器是三通或封闭活塞式液力 变矩器时，将所述节流阀设置在液力变矩器锁合离合器开放回路中。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，调节所述液力变矩器锁合离合器的液压 动作包括，根据发动机工况，通过调节通过离合器供液调节阀的流量调节所述离合器的啮 合度，所述发动机工况包括发动机速度和/或发动机的预期停止位置。
7 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据发动机速度，调节所述离合器的啮合 度包括，响应超过预期速度的发动机速度，增加所述离合器的啮合度以增加所述阻力矩，并 且响应低于所述预期速度的发动机速度，减小所述离合器的啮合度以减小所述阻力矩。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括在完成关闭之后，打开所述 节流阀以不限制流出所述液力变矩器的传动液的流量；减少所述变矩器离合器的啮合；并且用曲柄转动所述发动机以使其再启动，其中所述液力变矩器离合器处于减少的啮合状 态并且所述节流阀打开。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节包括在关闭时，增加所述液力变矩器锁合离合器的啮合以停止所述发动机，所述液力变矩 器锁合离合器的啮合度根据工况而改变；并且在发动机停止时，减少所述液力变矩器锁合离合器的啮合。
10.一种在发动机怠速-停止状态时加快发动机熄火的方法，所述发动机包括用以限 制流出液力变矩器的传动液的流量的节流阀，所述方法包括当满足怠速-停止状态时，增加所述节流阀的限制；并且当维持所述增加的限制时，根据工况，调节液力变矩器锁合离合器的啮合以调节施加 在所述发动机上的液力变矩器阻力矩。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述工况包括发动机速度；并且其中调节啮合包括响应超过预期发动机速度的发动机速度，增加所述离合器的啮合 以增加摩擦力矩，响应低于所述预期发动机速度的发动机速度，减少所述离合器的啮合以减少所述摩擦力矩。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，调节啮合包括在熄火时，增加所述液力变矩器锁合离合器的啮合以停止发动机；以及当发动机停止时，减少所述液力变矩器锁合离合器的啮合。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括在完成所述发动机关闭后，打开所述节流阀从而不限制流出所述液力变矩器的传动液的流量；减少所述液力变矩器离合器的啮合；以及在后续发动机再启动期间，用曲柄转动所述发动机，其中所述液力变矩器离合器处于 减少的啮合状态并且所述节流阀打开。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当所述变矩器是二通液力变矩器时，将 所述节流阀设置在液力变矩器释放回路中，并且当所述变矩器是三通液力变矩器或是封闭 活塞式液力变矩器时，将所述节流阀设置在离合器开放回路中。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述节流阀设置在冷却器的上游，并 且其中限制流出所述液力变矩器的传动液的流量包括限制流入所述冷却器的传动液的流 量。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括调节传动前进离合器的啮 合以进一步调节施加在所述发动机上的所述阻力矩。
17.一种车辆系统，包括发动机；与液力变矩器锁合离合器连接的液力变矩器；用以限制流出所述变矩器的传动液的流量的节流阀；以及控制系统，用于在所述发动机怠速-停止状态且未收到操作员的关闭请求时选择性地 关闭所述发动机，所述控制系统关闭所述节流阀，并且增加所述锁合离合器的啮合以向所 述发动机施加阻力矩并快速地停止所述发动机以便熄火。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，当所述液力变矩器是二通液力变矩器 时，将所述节流阀设置在所述液力变矩器释放回路中，并且当所述液力变矩器是三通或封 闭活塞式液力变矩器时，将所述节流阀设置在离合器开放回路中。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，将所述系统进一步设置成，在发动机熄 火之后，所述系统打开所述节流阀并且减少所述锁合离合器的所述啮合。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，将所述控制系统设置成在后续的再启 动期间，再启动所述发动机，其中所述节流阀打开并且所述锁合离合器处于减少的啮合状 态。
全文摘要
本发明提供了一种用于控制车辆系统的方法和系统，该车辆系统包括选择性地关闭的发动机，变矩器和变矩器锁合离合器。一示例方法包括，在怠速-停止发动机关闭期间，限制流出变矩器的传动液的流量，并且调节变矩器锁合离合器的连接以调节施加在发动机上的阻力矩以便停止发动机。
文档编号B60W20/00GK102085859SQ20101056604
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月23日 优先权日2009年12月2日
发明者亚历克斯·奥康纳·吉布森, 彼得·约翰·格鲁特尔, 李承勋, 格雷戈里·迈克尔·派恩, 罗杰·莱尔·赫夫马斯特, 藤井雄二 申请人:福特环球技术公司