专利名称：控制混合动力汽车的方法和装置的制作方法
控制混合动力汽车的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请与归属于BAE系统控制有限公司的、名称为“并联式混合动力汽车动力管理系统及其自适应动力管理方法和程序”的共同待决申请相关，其全部内容通过参考被引入。技术领域
本发明通常涉及混合动力汽车，更具体的，本发明涉及在发动机启动、汽车发动和减速期间控制混合动力汽车组件的系统和方法。
背景技术：
发动机管理是混合动力汽车领域中提高能量使用效率的重要方面。由于发动机在发动期间效率不高，因此该方面的重要性在车辆发动期间尤为突出。此外，由于单一电机需要在为发动机提供必要的启动扭矩的同时推进汽车，因此，单一机器并联式混合动力汽车中的发动机管理难度较大。发明内容
因此，本发明公开了一种控制并联式混合动力汽车的操作的方法。并联式混合动力汽车包括发动机、第一离合器、根据第一离合器的操作状态连接到发动机的集成式启动器/发电机/马达(ISGM)、扭矩转换器和与之并联的第二离合器的组合，该组合机械连接在 ISGM和用于推进汽车的输出驱动轴之间，以及ISGM上电连接一能量储存装置。该方法包括从能量储存装置传输电能到ISGM，ISGM作用为具有输出扭矩的马达，将来自ISGM的输出扭矩的一部分经过扭矩转换器传输到输出驱动轴以发动汽车，并且操作第一离合器使ISGM 输出扭矩的剩余部分传输到发动机从而能启动发动机。在传输电能之前，检测行车制动的释放或检测发动事件。
当传输电能时，ISGM加速到发动机怠速转速的预定百分比。
并联式混合动力汽车还具有位于组合和输出驱动轴之间的齿轮箱。发动机启动后，将来自发动机的输出扭矩与来自ISGM的输出扭矩相结合作为联合扭矩，经由扭矩转换器和齿轮箱传输到输出驱动轴，加速汽车的发动。
第二离合器可为锁止离合器。当已发动的汽车达到第一阈值速度后，锁止离合器接合，使来自发动机和ISGM的扭矩能够经由锁止离合器和齿轮箱传输到输出驱动轴，为进一步加速汽车提供足够的动力。
本发明还公开了一种在并联式混合动力汽车中操作发动机的方法，该并联式混合动力汽车包括发动机，第一离合器，根据第一离合器的操作状态连接到发动机的集成式启动器/发电机/马达(ISGM)，扭矩转换器和与之并联的第二离合器的组合，该组合机械连接在ISGM和用于推进汽车的输出驱动轴之间，以及ISGM上电连接一能量储存装置。该方法包括，在汽车初始减速阶段，操作第一离合器使发动机与ISGM分离，并且在初始减速阶段接合第二离合器，经由第二离合器引导来自减速中汽车的绝大部分再生能量至ISGM，ISGM 运作为为能量储存系统进行再充电提供唯一电能来源的发电机，并且在后续减速阶段分离第二离合器，引导任何剩余再生能量流经扭矩转换器。
该方法进一步包括在后续减速阶段维持ISGM在怠速转速。
该方法进一步包括在速度为零的最终减速阶段为发动机卸除燃料。
还公开了一种并联式混合动力汽车的发动机控制系统。该系统包括内燃式发动机，第一离合器，经由第一离合器连接到内燃式发动机的集成式启动器/发电机/马达 (ISGM)，提供电能到ISGM的可充电能量储存系统，连接到汽车输出驱动轴的齿轮箱，机械连接在ISGM和齿轮箱之间的扭矩转换器，与扭矩转换器并联设置的锁止离合器，锁止离合器具有一操作模式，在该操作模式下对锁止离合器的致动控制可独立于扭矩转换器的操作状况，由产生控制信号的控制器控制。控制信号通过操作模式、ISGM、所述第一离合器和所述内燃式发动机控制锁止离合器的操作。控制器在汽车初始减速阶段操作第一离合器使发动机与ISGM分离。控制器进一步在初始减速阶段接合锁止离合器，经由锁止离合器引导来自减速中汽车的绝大部分再生能量至ISGM，ISGM运作为为可充电能量储存系统进行再充电提供唯一电能来源的发电机，并且在汽车后续减速阶段分离锁止离合器，引导任何剩余再生能量流经扭矩转换器。
控制器从可充电能量储存系统传输电能到ISGM，其中ISGM作用为具有输出扭矩的马达，分离锁止离合器(如果需要)，以便将来自ISGM的输出扭矩的一部分经由扭矩转换器传输到输出驱动轴来发动汽车，并且操作第一离合器，使ISGM的输出扭矩的剩余部分传输到发动机从而能在发动汽车时启动发动机。
通过控制一个或多个控制装置致动锁止离合器，该一个或多个控制装置可通过接收来自控制器的控制信号电控。
ISGM适于在汽车发动机启动操作期间作用为启动器，在汽车减速期间作用为发电机，以及在汽车加速和巡航期间运作为主要的牵引马达。
可充电能量储存系统包括电池或燃料电池中的至少一个。
本发明还公开了一种在并联式混合动力汽车中操作发动机的方法。并联式混合动力汽车包括至少一个发动机，第一离合器，根据第一离合器的操作状态连接到发动机的集成式启动器/发电机/马达(ISGM)，以及电连接到ISGM的能量储存装置。该方法包括，在汽车初始减速阶段，操作第一离合器使发动机与ISGM分离，并且引导来自减速中汽车的绝大部分再生能量至ISGM，ISGM在第一减速阶段运作为为能量储存装置进行再充电提供唯一电能来源的发电机。
该方法进一步包括，在速度低于阈值速度的后续减速阶段操作第一离合器使发动机连接到ISGM。
该方法进一步包括使用ISGM使发动机减速。
本发明还公开了一种控制并联式混合动力汽车的操作的方法。并联式混合动力汽车包括至少一个发动机，第一离合器，根据第一离合器的操作状态连接到发动机的集成式启动器/发电机/马达(ISGM)，以及电连接到ISGM的能量储存装置。该方法包括只使用并联式混合动力汽车减速时所产生的再生能量，将再生能量从能量储存装置传输到ISGM，其中ISGM作用为具有输出扭矩的马达，传输来自ISGM的输出扭矩的一部分到输出驱动轴来发动汽车，并且操作第一离合器，使ISGM的输出扭矩的剩余部分传输到发动机从而能启动发动机。
该方法进一步包括检测发动事件。
在传输电能期间，ISGM加速到发动机怠速转速的预定百分比。
操作第一离合器发生在当ISGM加速到发动机怠速转速的预定百分比时。
此外，操作第一离合器可在ISGM加速到发动机怠速转速的预定百分比之前发生。 该方法进一步包括，至少基于所述ISGM的加速控制发动机的燃料供给。
该方法进一步包括接收扭矩命令并且将接收到的扭矩命令与ISGM的峰值扭矩相比较。基于该比较的结果操作第一离合器。
该方法进一步包括加速ISGM到发动机怠速转速的第二预定百分比。在ISGM达到发动机怠速转速的第二预定百分比后，执行控制燃料添加。
根据下面的描述、所附权利要求以及附图，本发明的这些或其他特征、益处和优点将被更好的理解，其中
图I示出本发明一示例系统的表示框图2A-2E示出根据本发明一方面的阐明发动汽车的多个示例性过程的流程图3示出根据本发明一方面的阐明减速汽车的示例性过程的流程图4示出本发明附加的例子的表示框图5A和5B示出根据图4中附加的例子的阐明减速汽车的两个示例性过程的流程图6示出本发明第二附加例的表示框图7A和7B示出根据图6中第二附加例的阐明减速汽车的两个示例性过程的流程具体实施方式
参见附图1，示出本发明的一个例子。本发明的传动系统包括内燃式发动机102 (“发动机”)，经由离合器总成104连接到集成式启动器/发电机/马达(ISGM)106。离合器总成104允许ISGM 106在减速和完全停止期间与发动机102分离。离合器总成104由离合器控制总成116控制。离合器控制总成116是,例如基于混合动力汽车的状态控制离合器总成104的接合与分离的液压电磁阀。此外，离合器控制总成116可以是气动的或机械式的。在本发明中，离合器总成104在减速期间使发动机102与ISGM 106分离。
此外，在ISGM 106和齿轮箱110之间设置有扭矩转换器108。齿轮箱110经由驱动轴(未示出)连接到驱动轮。
ISGM 106选择在有或没有发动机的协助下均能够运作为牵引马达运转，以推进汽车到巡航速度的型号。此外，ISGM 106适于提供足够的转动扭矩，从而在转动发动机曲轴的同时推进汽车。
此外，ISGM 106在发动机发动时运作为启动器并发动汽车，在汽车减速期间运作为发电机，以及在加速和巡航期间运作为牵引马达。作为发电机，ISGM 106通过回收汽车再生制动的机械能在减速过程期间产生电力。ISGM 106电连接到能量储存系统118，该能量存储系统118可为电池或燃料电池或超级电容。归属于BAE系统控制有限公司的、名称为 “并联式混合动力汽车动力管理系统及其自适应动力管理方法和程序”的共同待决申请通过参考被引入，其描述了只使用来自再生制动的能量为能量储存系统118充电的系统和方法。能量储存系统118接收ISGM 106在减速期间运作为发电机产生的电力。当ISGM 106 运作为启动马达和/或牵引马达时，能量储存系统118为ISGM 106提供电力。来自发动机 102和ISGM 106的扭矩机械传输到扭矩转换器108。
此外，锁止离合器114可一体设置于扭矩转换器108内。锁止离合器114可为电控的。锁止离合器114可根据速度进行接合和分离。
发动机控制单元112提供致动燃料喷射、燃料泵和其他发动机部件的控制信号。 此外，发动机控制单元112监测发动机的运作情况，并且可被配置为基于来自汽车驾驶室内的加速装置和制动踏板的传感器信号，控制离合器总成104和ISGM 106的操作。此外， 发动机控制单元112为离合器控制总成116提供控制信号。
参见附图2A，提供了根据本发明的汽车发动过程的示例的流程图。如图所示，汽车发动过程始于步骤201当感应到或检测到发动事件时。发动事件包括行车制动的释放或检测到来自驾驶员的加速请求，例如扭矩命令或类似命令。为了本发明的目的，行车制动可包括任何机械式制动机构，例如但不限于，脚踏板致动的制动以及手动/紧急制动。
一旦检测到发动事件，控制器，例如发动机控制单元112，在步骤203将来自能量储存系统118的电力传输到ISGM 106，以加速ISGM 106。控制器可以是发动机控制单元 112以外的一单独控制器。然而，出于便于描述，本发明中交替使用控制器和发动机控制单元112。步骤205，扭矩被传输到输出驱动轴。在本例中，扭矩通过扭矩转换器108传输。然而，根据后续描述的其他实施例中，扭矩可通过计算机或手动操作的离合器传输。由于ISGM 106与扭矩转换器108相连接，汽车在步骤203随着ISGM 106加速的瞬间开始移动。
步骤207，ISGM 106连接到发动机102。当发动汽车时，ISGM 106的动力或输出扭矩的一部分通过接合离合器总成104传输到发动机102，使汽车发动时能够启动发动机 102。
控制器在步骤209确定ISGM 106的运转速度达到发动机怠速转速的预定百分比之前，ISGM 106持续加速。发动机102和ISGM 106保持连接。例如，预定百分比可以是达到发动机怠速转速130%。步骤211，控制器控制发动机102的燃油喷射系统。此时，发动机102已添加燃料并且发动机102为汽车发动提供动力。发动机102通过燃油喷射系统启动后，来自发动机102的输出扭矩与来自ISGM 106的输出扭矩相结合为联合扭矩，经由扭矩转换器和齿轮箱110传递到输出驱动轴，在步骤213加速汽车的发动。
图I中示出的系统，锁止离合器114在图2所示的初始发动过程处于分离状态。当汽车组件在预定的速度下行驶时，锁止离合器114接合，例如变速器的输入速度超过每分钟750转。本实施例中的预定速度以及图中所示预设速度包括但不限于，变速器输入速度、 变速器输出速度、ISGM速度或车速。然而，在下述的步骤317和719中，不需要ISGM速度。 接合锁止离合器114的实际预定速度可基于发动机的燃油效率、扭矩特性以及类似因素设置。根据这个例子，在初始发动过程，来自ISGM 106和/或发动机102的动力经由扭矩转换器108传递以发动汽车。
在步骤203之前，当前的例子在初始发动期间可为多种可替换的实现方式。例如， 离合器总成104和锁止离合器114均可接合，离合器总成104和锁止离合器114均可分离， 离合器总成104接合而锁止离合器114分离，或离合器总成104分离而锁止离合器114接合。如图2A所示，在ISGM 106的速度达到发动机怠速转速预定的百分比之前，发动机102 与ISGM106相连接。然而，根据本发明的技术方案，ISGM 106和发动机102的连接还可发生在ISGM106的速度达到发动机怠速转速预定的百分比之后，如图2B所示。步骤207和209 的顺序颠倒。其余的步骤是相同的，并将不再对其进行细节描述。
另外，根据接收到的扭矩命令和ISGM 106的最大或峰值扭矩可确定何时将发动机102连接到ISGM 106或何时为发动机102补充或添加燃料。峰值扭矩是ISGM 106特有的参数。峰值扭矩阈值是峰值扭矩的百分数。图2C示出一示例性方法的流程图，其中比较扭矩命令与ISGM峰值扭矩来确定何时控制燃油喷射系统。步骤210，判断接收到的扭矩命令是否大于ISGM峰值扭矩预定的百分比。如果扭矩命令大于峰值扭矩的预定百分比，那么在步骤211控制燃油喷射系统为发动机102添加或补充燃料。否则，系统将等待新的扭矩命令。其余的步骤是相同的，并将不再对其进行细节描述。
此外，该方法还包括根据第二速度阈值确定何时为发动机102补充或添加燃料。 例如，图2D示出根据本发明的一示例性方法的流程图，其中使用了第二速度阈值。图2D中的步骤207和209相对于附图2A中描述的方法顺序颠倒。ISGM 106在步骤203启动和初步加速。发动机102连接到ISGM 106后，ISGM 106在步骤214继续加速。ISGM 106加速到一速度，该速度大于相对于发动机怠速转速的第二速度阈值。步骤215，判断该速度是否大于第二速度阈值。如果速度更大(步骤215的“是”分支)，燃油喷射系统在步骤211为发动机102提供燃料或为发动机102补充燃料。否则，执行步骤214允许ISGM 106继续加速。
其余的步骤是相同的，并将不再对其进行细节描述。图2E示出根据本发明的另一示例性方法。在图2E所示方法中，第二速度阈值和接收到扭矩命令均与ISGM 106峰值扭矩被用在发动过程中。
图3示出图I所示系统的示例性减速过程。步骤301，传感器检测负的系统扭矩命令。负的系统扭矩命令包括但不限于，经由加速踏板、制动踏板、前两者的组合或巡航控制装置的输入。如果系统扭矩命令是负的，执行步骤303。在步骤303，通过分离设置在ISGM 106和发动机102之间的离合器总成104，断开发动机102与ISGM 106的连接。然而，如果在ISGM 106提供的减速扭矩之外还需要额外的负的扭矩，可跳过步骤303，保持发动机102 连接至Ij ISGM 106。
此外，由于扭矩转换器108并非设计用于从变速器侧有效地传递扭矩，如果扭矩转换器108的锁止离合器114还没接合，则扭矩转换器108的锁止离合器114在步骤305 期间接合。锁止离合器114允许从驱动轮更有效地传递再生动力到ISGM 106。
在图3中，ISGM 106和发动机102在锁止离合器114接合之前断开连接。但是， 步骤303和步骤305的顺序可被调换，在ISGM 106和发动机102开始断开连接之前，锁止离合器114接合。执行步骤303和步骤305的特定顺序取决于速度、电池充电状态以及节气门信号。
再生动力在步骤307回收并用于为电池或其他能量储存装置(系统)充电，例如能量储存系统118。在步骤307期间，通过控制器监测速度。如果监测到的速度在步骤309超过预设的阈值速度，执行步骤311判断系统扭矩命令是否为非负。只要系统转矩命令是负的并且速度超过了步骤309的阈值速度，继续执行步骤307所述的为电池充电。但是，如果速度超过了步骤309的阈值但系统转矩命令不再为负，停止为电池充电并返回步骤301，等待下一个检测到的负的系统扭矩命令。
一旦控制器在步骤309确定速度低于阈值速度，执行步骤313。步骤313，锁止离合器114分离。当锁止离合器114分离后，本可作为再生动力的减速能量经由扭矩转换器 108消散。发动机102可保持与ISGM 106断开连接，并且发动机102容许怠速或者甚至停止。控制器在步骤315保持ISGM 106在阈值RPM (Rotation Per Minute，转速)下运转。 可选的，当速度低于第二速度阈值时，控制器可在步骤319为发动机卸除燃料。
发动机102可在步骤315保持在低的怠速速度，从而即使当发动机102没有为齿轮箱110提供动力能量时,能够提供动力给常规动力转向和动力制动系统。可选的，发动机 102可完全卸除燃料并停止，从而进一步提高混合动力汽车的燃油效率。然而，为了在发动机停止的情况下正确地操作混合动力汽车，用电力驱动的动力转向和动力制动系统取代常规的机械驱动的动力转向和动力制动系统。使用电力驱动的系统提闻了混合动力汽车的造价。
参见附图4，示出本发明一附加的例子，其中图I中的自动变速器，即扭矩转换器 108和齿轮箱110，被由齿轮箱408表示的半自动型手动变速器取代。本发明的驱动系统包括内燃式发动机402 (“发动机”)，经由离合器总成404连接到集成式启动器/发电机/马达(“ISGM”)406。离合器总成404允许ISGM 406在减速和完全停止期间与发动机402分离。离合器总成404由离合器控制总成410控制。例如离合器控制总成410是基于混合动力汽车的状态控制离合器总成404的接合与分离的液压电磁阀。如上所述，离合器控制总成410可以是气动的或机械式的。在本发明中，离合器总成404在减速期间使发动机402 与ISGM 406分离。
此外，在ISGM 406与齿轮箱408相连接。齿轮箱408经由驱动轴(未示出)连接到驱动轮。
ISGM 406选择在有或没有发动机的协助下均能够作为牵引马达运转，以推进汽车到巡航速度的型号。此外，ISGM 406适于提供足够的转动扭矩，从而在转动发动机曲轴的同时推进汽车。
此外，ISGM 406在发动机发动时运作为启动器，在汽车减速期间运作为发电机，以及在汽车加速和巡航期间运作为牵引马达。作为发电机，ISGM 406通过回收汽车的机械能在减速过程阶段产生电力。ISGM 406电连接到能量储存系统414，能量储存系统414可为电池或超级电容。归属于BAE系统控制有限公司的、名称为“并联式混合动力汽车动力管理系统及其自适应动力管理方法和程序”的共同待决申请通过参考被引入，其描述了只使用来自再生制动的能量为能量储存系统414充电的系统和方法。能量储存系统414接收ISGM 406在减速期间运作为发电机产生的电力。当ISGM 406运作为启动马达和/或牵引马达时，能量储存系统414为ISGM 406提供电力。来自发动机402和ISGM 406的扭矩机械传输到齿轮箱408。
此外，发动机控制单元412提供致动燃料喷射、燃料泵和其他发动机部件的控制信号。此外，发动机控制单元412监测发动机的运作情况，并且可被配置为基于来自汽车驾驶室内的加速装置和制动踏板的传感器信号，控制离合器总成404和ISGM 406的操作。此外，离合器控制总成414从发动机控制单元412接收控制信号。
附图4中示出的附加例的汽车发动过程基本上如上参照附图2A-2E描述的操作一致。但是，在初始发动过程，步骤203之前，离合器总成404可为接合、分离或滑移的状态， 在滑移状态下离合器总成404允许部分负载传递到发动机402。
图5A和5B示出根据本发明图4描述的附加的示例性系统的减速过程的示例性流程图。在附图5A中，步骤501，传感器检测负的系统扭矩命令。如有负的系统扭矩命令，执行步骤503。步骤503，通过分离设置在ISGM 406和发动机402之间的离合器总成404，断开发动机402与ISGM 406的连接。
值得注意的是，步骤503根据速度、电池充电状态以及节气门信号可选择地执行。 因此，在图5A或5B的减速过程的全部实例中，步骤503为可选步骤。
再生动力在步骤505回收并用于为电池或其他能量储存装置(系统)充电，例如能量储存系统414。在步骤505期间，通过控制器监测速度。如果速度在步骤507超过预设的阈值速度，执行步骤509判断系统扭矩命令是否为负。只要系统转矩命令是负的并且速度超过了步骤505的阈值速度，继续执行步骤505所述的为电池充电，例如能量储存系统 414。但是，如果速度超过了步骤507的阈值速度但系统转矩命令不再为负，停止为电池充电并返回步骤501，等待下一个检测到的负的系统扭矩命令。
一旦控制器在步骤507确定速度低于阈值速度，执行步骤511。ISGM 406和发动机402之间的离合器总成404在步骤511接合。即使在离合器总成404接合的情况下，再生动力被回收用于为能量储存系统414充电。由于发动机402充当负载，充电会以低效率进行。能量储存系统414可被充电到充电状态达到目标水平。可选的，在步骤511，发动机 402可保持与ISGM 406断开连接，并且发动机402可容许怠速或者甚至停止。
步骤513，判断速度是否低于第二阈值。可选的，当速度在步骤513低于第二阈值时，控制器可在步骤515为发动机卸除燃料。在这一点上，在步骤517中，当发动机402处于第一共振频率，ISGM 406运作为发动机402的扭矩减振器。因此，ISGM 406使用任何剩余的再生能量降低发动机402的转速。可选的，如果发动机402在整个减速过程中保持断开连接，发动机可在步骤501被卸除燃料。
图5B所示过程或方法的多个步骤与图5A类似，并将不再对其进行细节描述，例如，步骤501-509以及步骤513-515。步骤511在图5B示出的过程中未被执行。在步骤 515为发动机卸除燃料之后，判断速度是否低于第三阈值(步骤519)。此外，判断发动机转速(RPM)是否低于发动机速度阈值(同样在步骤519)。如果两个判断结果均为“是”的话， 发动机402在步骤521被连接到ISGM 406。
参见附图6，示出本发明的第二附加例，其中图I中的自动变速器，即扭矩转换器 108和齿轮箱110，被由齿轮箱610和变速器离合器608表示的传统型手动变速器取代，变速器离合器608将ISGM 606连接到齿轮箱610。本发明的驱动系统包括内燃式发动机602 (“发动机”)，发动机602经由离合器总成604连接到ISGM 606。离合器总成604允许ISGM 606在减速和完全停止期间与发动机602分离。离合器总成604由离合器控制总成612控制。例如离合器控制总成612是基于混合动力汽车的状态控制离合器总成604的接合与分离的液压电磁阀。此外，离合器控制总成612可以是气动的或机械式的。在本发明中，离合器总成604在减速期间使发动机602与ISGM 606分离。
ISGM 606选择在有或没有发动机的协助下均能够作为牵引马达运转，以推进汽车到巡航速度的型号。此外，ISGM 606适于提供足够的转动扭矩，从而在转动发动机曲轴的同时推进汽车。
此外，ISGM 606在发动机发动时运作为启动器，在汽车减速期间运作为发电机，以及在汽车加速和巡航期间运作为牵引马达。作为发电机，ISGM 606通过回收汽车的机械能在减速过程阶段产生电力。ISGM 606电连接到能量储存系统616，能量储存系统616可为电池或超级电容。归属于BAE系统控制有限公司的、名称为“并联式混合动力汽车动力管理系统及其自适应动力管理方法和程序”的共同待决申请通过参考被引入，其描述了只使用来自再生制动的能量为能量储存系统616充电的系统和方法。能量储存系统616接收ISGM 606在减速期间运作为发电机产生的电力。当ISGM 606运作为启动马达和/或牵引马达时，能量储存系统616为ISGM 606提供电力。来自发动机602和ISGM 606的扭矩机械传输到变速器离合器608。
此外，发动机控制单元614提供致动燃料喷射、燃料泵和其他发动机部件的控制信号。此外，发动机控制单元614监测发动机的运作情况，并且可被配置为基于来自汽车驾驶室内的加速装置和制动踏板的传感器信号，控制离合器总成604和ISGM 606的操作。此外，离合器控制总成612从发动机控制单元614接收控制信号。
附图6中示出的第二附加例的汽车发动过程基本上如上参照附图2A-2E描述的操作一致。但是，在初始发动过程，步骤203之前，离合器总成604可为接合、分离或滑移的状态，在滑移状态下离合器总成604允许部分负载传递到发动机602。
图7A和7B示出第二附加例的两个示例性减速过程。如图7A或7B所示，步骤701， 传感器检测负的系统扭矩命令。如果系统扭矩命令为负，执行步骤703。在步骤703，通过分离设置在ISGM 606和发动机602之间的离合器总成604，断开发动机602与ISGM 606的连接。
值得注意的是，步骤703根据速度、电池充电状态以及节气门信号可选择地执行。 因此，在图7A或7B的减速过程的全部实例中，步骤703为可选步骤。
如果变速器离合器608尚未接合，执行步骤705，其中位于ISGM 606和齿轮箱610 之间的变速器离合器608接合。再生动力在步骤707被回收用于为电池或其他能量储存装置(系统)充电，例如能量储存系统616。在步骤709期间，通过控制器监测速度。如果速度在步骤709超过预设的阈值速度，执行步骤711判断系统扭矩命令是否为负。只要系统转矩命令是负的并且速度超过了步骤709的阈值速度，继续执行步骤707所述的为电池充电， 例如能量储存系统616。但是，如果速度超过了步骤707的阈值速度但系统转矩命令不为负，停止为电池充电并返回步骤701，等待下一个检测到的负的系统扭矩命令。
一旦控制器在步骤709确定速度低于阈值速度，执行步骤713。变速器离合器608 在步骤713分离。可选的，在步骤713，ISGM 606可保持与齿轮箱610相连接。ISGM 606和发动机602之间的离合器总成604在步骤715接合。可选的，在步骤715，发动机602可保持与ISGM 606分离，并且发动机602可容许怠速或者甚至停止。例如，附图7B示出ISGM 606并未通过变速器离合器608在步骤715与齿轮箱610连接的过程。控制器保持ISGM 606在步骤717在阈值RPM下运转，直到步骤719检测到速度低于第二阈值。
可选的，当速度在步骤719低于第二阈值时，控制器可在步骤721为发动机卸除燃料。在这一点上，在步骤723，当发动机602处于第一共振频率，ISGM 606运作为发动机602 的扭矩减振器。因此，ISGM 606降低发动机602的转速。可选的，如果发动机602在整个减速过程中保持断开连接，发动机602可在步骤701被卸除燃料。
图7B示出的过程与图7A示出的过程相类似，除了步骤715和723被省略。发动机602和ISGM 606在图7B并未连接。
在对本发明的例子所涉及的系统和过程进行的描述中，控制系统被认为是单一的控制器或发动机控制单元。但是，在实践中，本发明的控制功能可通过单一发动机控制单元或通过多个控制器执行，多个控制器执行上述控制功能各自的部分。
本发明的所述例子旨在阐明而非限制，并且并不代表本发明的所有实施例或例子。在不背离由所附权利要求通过文字以及在法律上认可的等同所定义的本发明的精神或范围的情况下，可进行各种变化和修改。
权利要求
1.一种控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，并联式混合动力汽车包括发动机，第一离合器、根据所述第一离合器的操作状态连接到所述发动机的集成式启动器/发电机/马达ISGM，扭矩转换器和与之并联的第二离合器的组合，所述组合机械连接在所述ISGM和用于推进汽车的输出驱动轴之间，以及ISGM上电连接一能量储存装置，包括 从所述能量储存装置传输电能到所述ISGM，其中所述ISGM作用为具有输出扭矩的马达； 将来自所述ISGM的输出扭矩的一部分经过所述扭矩转换器传输到输出驱动轴以发动汽车；并且 操作所述第一离合器，使所述ISGM的输出扭矩的剩余部分传输到所述发动机从而能启动所述发动机。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，进一步包括在传输电能之前检测发动事件。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在传输电能期间，所述ISGM加速到所述发动机怠速转速的预定百分比。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在传输电能的步骤期间，所述ISGM被控制到所述ISGM最大扭矩的预定百分比。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，齿轮箱位于所述组合和输出驱动轴之间。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发动机启动后，将来自所述发动机的输出扭矩与来自所述ISGM的输出扭矩相结合作为联合扭矩，经由所述扭矩转换器和所述齿轮箱传输到输出驱动轴，来加速汽车的发动。
7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二离合器是锁止离合器。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，发动了的汽车达到第一阈值速度后，所述锁止离合器接合，使来自所述发动机和所述ISGM的输出扭矩能够经由所述锁止离合器和所述齿轮箱传输到输出驱动轴，为进一步加速汽车提供足够的动力。
9.一种在并联式混合动力汽车中操作发动机的方法，其特征在于，并联式混合动力汽车包括发动机，第一离合器，根据所述第一离合器的操作状态连接到所述发动机的集成式启动器/发电机/马达ISGM，扭矩转换器和与之并联的第二离合器的组合，所述组合机械连接在ISGM和用于推进汽车的输出驱动轴之间，以及ISGM上电连接一能量储存装置，包括 在汽车初始减速阶段，操作所述第一离合器使所述发动机与所述ISGM分离；并且 在初始减速阶段接合所述第二离合器，经由所述第二离合器引导来自减速中汽车的绝大部分再生能量至所述ISGM，所述ISGM运作为为所述能量储存系统进行再充电提供唯一电能来源的发电机，并且在后续减速阶段分离所述第二离合器，引导任何剩余再生能量流经所述扭矩转换器。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第二离合器是锁止离合器。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在后续减速阶段维持ISGM在怠速转速。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括 在速度为零的最终减速阶段为发动机卸除燃料。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括 在最终减速阶段，将ISGM作为发动机的扭矩减振器进行操作。
14.一种并联式混合动力汽车的发动机控制系统，其特征在于，该控制系统包括内燃式发动机； 第一离合器； 经由所述第一离合器连接到所述内燃式发动机的集成式启动器/发电机/马达ISGM ；为所述ISGM提供电能的可充电能量储存系统； 连接到汽车输出驱动轴的齿轮箱； 机械连接在所述ISGM和所述齿轮箱之间的扭矩转换器； 与扭矩转换器并联设置的锁止离合器，所述锁止离合器具有一操作模式，在该操作模式下，对锁止离合器的致动控制独立于所述扭矩转换器的操作状况； 由产生控制信号的控制器控制，控制信号控制所述锁止离合器、所述ISGM、所述第一离合器和所述内燃式发动机的操作， 其中所述控制器在所述汽车的初始减速阶段操作所述第一离合器，使所述发动机与所述ISGM分离；并且使所述锁止离合器在所述初始减速阶段接合，经由所述锁止离合器引导来自减速中汽车的绝大部分再生能量至所述ISGM，所述ISGM运作为为可充电能量储存系统进行再充电提供唯一电能来源的发电机，并且在汽车后续减速阶段分离所述锁止离合器，引导任何剩余再生能量流经所述扭矩转换器，并且 其中控制器从所述可充电能量储存系统传输电能到所述ISGM，其中所述ISGM作用为具有输出扭矩的马达；将来自所述ISGM的输出扭矩的一部分经由所述扭矩转换器传输到输出驱动轴来发动汽车；并且操作所述第一离合器，使所述ISGM的输出扭矩的剩余部分传输到所述发动机从而能在发动汽车时启动所述发动机。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述ISGM适于在汽车发动机启动操作期间运作为启动器，在汽车减速期间运作为发电机，以及在汽车加速和巡航期间运作为主要的牵引马达。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述可充电能量储存系统包括电池或燃料电池中的至少一个。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于，通过控制一个或更多控制装置致动所述锁止离合器，所述一个或更多控制装置通过接收来自所述控制器的所述控制信号电控。
18.—种控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，并联式混合动力汽车包括发动机，第一离合器，根据所述第一离合器的操作状态连接到所述发动机的集成式启动器/发电机/马达ISGM，以及电连接到ISGM的能量储存装置，包括 在汽车初始减速阶段，操作所述第一离合器使所述发动机与所述ISGM分离；并且 在第一减速阶段引导来自减速汽车的绝大部分再生能量至所述ISGM，所述ISGM运作为为所述能量储存装置进行再充电提供唯一电能来源的发电机。
19.根据权利要求18所述在并联式混合动力汽车中操作发动机的方法，其特征在于，进一步包括 在速度低于阈值速度的后续减速阶段操作第一离合器使所述发动机连接到所述ISGM。
20.根据权利要求18所述在并联式混合动力汽车中操作发动机的方法，其特征在于，进一步包括 使用所述ISGM使所述发动机减速。
21.一种控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，并联式混合动力汽车包括发动机，第一离合器，根据所述第一离合器的操作状态连接到所述发动机的集成式启动器/发电机/马达ISGM，以及电连接到所述ISGM的能量储存装置，包括 只使用并联式混合动力汽车减速时所产生的再生能量，将所述再生能量从所述能量储存装置传输到所述ISGM，其中所述ISGM作用为具有输出扭矩的马达； 传输来自所述ISGM的输出扭矩的一部分到输出驱动轴来发动汽车；并且 操作所述第一离合器，使所述ISGM的输出扭矩的剩余部分传输到所述发动机从而能启动所述发动机。
22.根据权利要求21所述控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，进一步包括 检测发动事件。
23.根据权利要求21所述控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，在传输电能期间，所述ISGM加速到所述发动机怠速转速的预定百分比。
24.根据权利要求23所述控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，所述操作所述第一离合器发生在当所述ISGM加速到所述发动机怠速转速的预定百分比时。
25.根据权利要求23所述控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，所述操作所述第一离合器可在所述ISGM加速到所述发动机怠速转速的预定百分比之前发生。
26.根据权利要求23所述控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，进一步包括 接收扭矩命令； 将所述接收到的扭矩命令与所述ISGM的峰值扭矩相比较，其中所述操作所述第一离合器基于所述比较的结果。
27.根据权利要求23所述控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，进一步包括至少基于所述ISGM的加速控制所述发动机的燃料供给。
28.根据权利要求27所述控制并联式混合动力汽车的操作的方法，其特征在于，进一步包括加速所述ISGM到所述发动机怠速转速的第二预定百分比，其中在所述ISGM达到所述发动机怠速转速的所述第二预定百分比后，执行所述控制。
全文摘要
一种操作设置在并联式混合动力汽车中的发动机和集成式启动器/发电机/马达(ISGM)的方法，其包括发动和减速过程。ISGM被用于发动汽车和启动发动机。减速过程包括在初始阶段操作第一离合器使发动机与ISGM分离，以及在初始阶段接合第二离合器，引导绝大部分再生能量为能量储存装置再充电提供唯一电能来源。
文档编号B60W10/02GK102923126SQ20121028084
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者于尔根·舒尔特, 菲利波·穆杰奥, 德里克·马修斯, 布伦丹·潘切里, 埃琳·希松 申请人:Bae系统控制有限公司