專利名稱：發(fā)動機系統(tǒng)及其控制方法
發(fā)動機系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于一種發(fā)動機關(guān)閉的系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)開發(fā)車輛在滿足怠速_停止(idle-stop)條件時執(zhí)行怠速_停止并且在滿足 再啟動條件時自動地再啟動發(fā)動機。這種怠速-停止系統(tǒng)使得能夠節(jié)省燃料、減小排放、減 小噪音等。同樣，在滿足再啟動條件時，可使用多種方法控制變速器以改善怠速-停止和后 續(xù)再啟動。 美國專利第6， 556， 910B2中說明了一個這樣的示例。在該示例中，當(dāng)在怠速_停 止和再啟動狀態(tài)之間調(diào)節(jié)時，通過液壓伺服系統(tǒng)控制多個變速器前進離合器(forward clutch)以在接合和分離狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換離合器。具體地，當(dāng)滿足怠速-停止條件時，變速器 維持在檔位并且液壓伺服系統(tǒng)的液壓也維持在預(yù)定壓力。 然而，本發(fā)明人已經(jīng)認識到這種方法帶來的一些潛在的問題。如一個示例，在怠 速_停止?fàn)顩r期間，停止發(fā)動機所需的時間(例如將發(fā)動機轉(zhuǎn)速從700RPM降至零所需的時 間)可比所期望的更長。同樣，如果發(fā)動機關(guān)閉需要的時間太長，車輛操作員可在發(fā)動機轉(zhuǎn) 速降至零之前選擇再啟動和/或發(fā)動車輛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，通過一種用于控制包括在發(fā)動機怠速_停止?fàn)顩r期間選擇性地 關(guān)閉的發(fā)動機的車輛系統(tǒng)的方法解決上述問題中一些，該系統(tǒng)進一步包括液壓驅(qū)動的變速 器部件。該方法可包含在怠速-停止期間發(fā)動機關(guān)閉；調(diào)節(jié)變速器部件的液壓驅(qū)動以調(diào)節(jié) 在發(fā)動機上的阻力矩(drag torque)以停止發(fā)動機。 在一個示例中，該變速器部件為變速器前進離合器。其中，通過增加供應(yīng)至該變速 器前進離合器的液壓可增加阻力矩，從而能夠調(diào)節(jié)阻力矩以通過車輪/動力傳動系統(tǒng)接觸 地面抵消發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)。除了變速器機械泵，電動泵和/或蓄壓器也可用于在發(fā)動機轉(zhuǎn)速 下降期間提供足夠的液壓管路壓力。通過用電動泵補充變速器機械泵，可在關(guān)閉期間顯著 地增加或維持凈泵送能力以及供應(yīng)的凈液壓管路壓力，從而使得動力傳動阻力矩能夠被應(yīng) 用至發(fā)動機，從而提供更快的發(fā)動機關(guān)閉。除了使得更快的發(fā)動機關(guān)閉之外，可顯著地緩沖 由于在發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到零之后的汽缸空氣_彈簧效應(yīng)造成的曲軸振動。在可替代示例中， 該變速器部件可為液力變矩器鎖止離合器。 根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種在發(fā)動機內(nèi)加快可在發(fā)動機怠速-停止?fàn)顩r期 間關(guān)閉的發(fā)動機的關(guān)閉的方法，所述發(fā)動機包括機械泵和電動泵，所述方法包含當(dāng)滿足怠 速_停止條件時，響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速維持由所述電動泵和所述機械泵產(chǎn)生的液壓；以及調(diào) 節(jié)變速器離合器以調(diào)節(jié)應(yīng)用至所述發(fā)動機上的外部摩擦扭矩。 根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供一種車輛系統(tǒng)，包含包括車輪、發(fā)動機、具有鎖止離合 器的液力變矩器和具有前進離合器的自動變速器的動力傳動系統(tǒng)；車輪制動器；以及配置
4用于在發(fā)動機怠速_停止?fàn)顩r期間選擇性地關(guān)閉所述發(fā)動機而不需要接收操作者的關(guān)閉 請求的控制系統(tǒng)，其中為了停止發(fā)動機用于所述關(guān)閉，所述控制系統(tǒng)增加所述鎖止離合器 和所述前進離合器中至少一個的接合以在接合所述車輪制動器時進一步將所述車輪連接 至發(fā)動機。 應(yīng)理解上面的概述提供用于以簡化的形式引入將在詳細描述中進一步描述的選 擇的概念。不意味著確認所保護的本發(fā)明主題的關(guān)鍵的或?qū)嵸|(zhì)的特征，本實用新型的范圍 將由本申請的權(quán)利要求唯一地界定。此外，所保護的主題不限于克服上文或本公開的任何 部分中所述的任何缺點的實施方式。


圖1顯示了包括車輛傳動系統(tǒng)細節(jié)的示例車輛系統(tǒng)布置。
圖2顯示了用于執(zhí)行怠速_停止運轉(zhuǎn)的高級流程圖。 圖3顯示了依照本發(fā)明通過應(yīng)用阻力矩執(zhí)行圖2的怠速-停止運轉(zhuǎn)的高級流程 圖。 圖4顯示了使用開環(huán)控制(open control loop)調(diào)節(jié)至前進離合器的液壓的高級 流程圖。 圖5顯示了使用閉環(huán)控制(closed control loop)調(diào)節(jié)至前進離合器的液壓的高 級流程圖。 圖6A-6B顯示了依照本發(fā)明具有解釋了響應(yīng)怠速停止?fàn)顩r的示例發(fā)動機關(guān)閉程 序的多個圖表的圖600a-600b。
具體實施方式

下面的描述涉及用于當(dāng)滿足怠速_停止條件時通過控制車輛電動油泵(例如圖1 中說明的泵)的輸出加速發(fā)動機關(guān)閉的系統(tǒng)和方法。在這樣做的時候，可調(diào)節(jié)(例如增加) 應(yīng)用至發(fā)動機的阻力矩。如圖2-3中所示，發(fā)動機控制系統(tǒng)可配置用于補充變速器機械油 泵的泵送能力以用該電動油泵減少到達發(fā)動機關(guān)閉的時間。這樣，變速器可用作為阻力矩 驅(qū)動器以加快和/或控制發(fā)動機關(guān)閉過程?？墒褂瞄_環(huán)控制方法(如圖4中所示)經(jīng)由根 據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的函數(shù)的離合器壓力的查值表控制基于變速器阻力矩的發(fā)動機關(guān)閉?？商娲?地，可使用閉環(huán)控制方法(如圖5中所示)控制發(fā)動機關(guān)閉，其中以響應(yīng)發(fā)動機輸出的反饋 調(diào)節(jié)離合器壓力。圖6A-6B圖形化地說明了在示例發(fā)動機關(guān)閉期間事件的總體配合。這樣， 通過使用電動油泵輔助的阻力矩以加快和/或控制發(fā)動機關(guān)閉，可顯著地減少一旦滿足怠 速_停止條件則關(guān)閉發(fā)動機所需的時間。 圖1為車輛傳動系統(tǒng)20的方塊圖。可通過發(fā)動機22驅(qū)動的傳動系統(tǒng)20。在一個 示例中，發(fā)動機22可為汽油發(fā)動機。在可替代實施例中，可采用其它發(fā)動機配置，例如柴油 發(fā)動機?？捎冒l(fā)動機起動系統(tǒng)(未圖示)起動發(fā)動機22。此外，發(fā)動機22可經(jīng)由扭矩致動 器24(例如燃料噴射器、節(jié)氣門等)產(chǎn)生或調(diào)節(jié)扭矩。 發(fā)動機22可進一步包括輔助起動機系統(tǒng)(未圖示)以支持發(fā)動機在接近零發(fā)動 機轉(zhuǎn)速(例如在50RPM)下再啟動。在一個示例中，如果駕駛員在發(fā)動機響應(yīng)怠速-停止?fàn)?況之前的活動正在降低轉(zhuǎn)速時請求車輛發(fā)動，輔助起動機系統(tǒng)可用于再啟動發(fā)動機。然而，
5輔助起動機系統(tǒng)會對發(fā)動機系統(tǒng)增加顯著的成本和復(fù)雜性。因此，在一個示例中，通過使用 阻力矩以加快發(fā)動機關(guān)閉，可簡化對這種輔助起動機系統(tǒng)的要求。通過這樣做，可避免車輛 傳動系統(tǒng)20中這種起動機系統(tǒng)導(dǎo)致的成本和復(fù)雜性。 通過接合一個或多個離合器(包括前進離合器30)將發(fā)動機輸出扭矩傳輸至液力 變矩器26以驅(qū)動自動變速器28，其中液力變矩器可指為變速器的一個部件。同樣，如果需 要可接合多個這樣的離合器?？上鄳?yīng)地通過液力變矩器鎖止離合器32控制液力變矩器的 輸出。同樣，當(dāng)液力變矩器鎖止離合器32完全分離時，液力變矩器26經(jīng)由液力變矩器渦輪 與液力變矩器葉輪之間的液體轉(zhuǎn)移將扭矩傳輸至自動變速器28，從而使得能夠放大扭矩。 相反，當(dāng)液力變矩器鎖止離合器32完全接合時，經(jīng)由液力變矩器離合器直接地將發(fā)動機輸 出扭矩轉(zhuǎn)移至變速器28的輸入軸(未圖示)。可替代地，液力變矩器鎖止離合器32可部分 地接合，從而可調(diào)節(jié)傳遞至變速器的扭矩大小?？刂破骺膳渲糜糜陧憫?yīng)多種發(fā)動機工況或 基于駕駛員發(fā)動機運轉(zhuǎn)的請求通過調(diào)節(jié)液力變矩器鎖止離合器以調(diào)節(jié)通過液力變矩器傳 輸?shù)呐ぞ氐拇笮　?來自自動變速器28的扭矩輸出可依次地被傳遞至車輪以推進車輛。具體地，自動 變速器28可在將輸出驅(qū)動扭矩傳輸至車輪之前響應(yīng)車輛行駛狀況調(diào)節(jié)輸入軸(未圖示) 處的輸入驅(qū)動扭矩。 此外，可通過接合車輪制動器36鎖止車輪34。在一個示例中，可響應(yīng)駕駛員踩制 動踏板(未圖示)接合車輪制動器36。以這同樣的方式，可響應(yīng)于駕駛員將腳從制動踏板 上釋放通過分離車輪制動器36解鎖車輪34。 機械油泵38可與自動變速器28流體連通以提供液壓以接合多個離合器，例如前 進離合器30和/或液力變矩器鎖止離合器32。機械油泵38可與液力變矩器26協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)， 并且通過例如發(fā)動機或變速器輸入軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。因此，機械油泵38內(nèi)產(chǎn)生的液壓可隨著 發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加而增加，并且隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小而減小。電動油泵40 (也可與自動變速 器流體連通但獨立于發(fā)動機22或變速器28的驅(qū)動力運轉(zhuǎn))可提供用于補充機械油泵38的 液壓。電動油泵40可通過供應(yīng)電能(例如通過電池(未圖示))至其上的馬達(未圖示) 驅(qū)動。 控制器42可配置用于從發(fā)動機22接收輸入并且相應(yīng)地控制發(fā)動機的扭矩輸出和 /或液力變矩器、變速器和/或制動器的運轉(zhuǎn)。如一個示例，可通過控制節(jié)氣門開啟和/或 氣門正時、氣門升程和渦輪或機械增壓發(fā)動機的增壓調(diào)節(jié)火花正時、燃料脈沖寬度、燃料脈 沖正時和/或空氣充氣的組合來控制扭矩輸出。在柴油發(fā)動機的情況下，控制器42可通過 控制燃料脈沖寬度、燃料脈沖正時和/或空氣充氣的組合來控制發(fā)動機扭矩輸出。在所有 的情況下，可在逐缸(cylinder-by-cylinder)的基礎(chǔ)上執(zhí)行發(fā)動機控制以控制發(fā)動機扭 矩輸出。 當(dāng)滿足怠速-停止條件時，控制器42可控制動力傳動系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)以控制發(fā)動機停 止。在一個示例中，為了減少發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低的持續(xù)時間，可經(jīng)由變速器和液力變矩器將可 控制的阻力矩應(yīng)用至發(fā)動機。例如，液力變矩器可經(jīng)由變速器前進離合器通過變速器的齒 輪傳輸由停止的車輛車輪產(chǎn)生的阻力矩。換句話說，處于檔位的變速器可用于將制動阻力 矩應(yīng)用至發(fā)動機上，其中可經(jīng)由變速器離合器(例如前進離合器和/或液力變矩器離合器) 的滑動調(diào)節(jié)所應(yīng)用的扭矩的大小。在其它示例中，通過增加液力變矩器離合器和變速器前進離合器中至少一個(或全部)的接合可產(chǎn)生較大的阻力矩。例如，如果變速器前進離合 器和液力變矩器離合器完全接合，且車輛經(jīng)由摩擦和/或車輪制動保持固定至地面，則隨 后最大的阻力矩能夠應(yīng)用至發(fā)動機(假設(shè)車輪沒有脫離地面)。類似地，通過增加液力變矩 器離合器和變速器前進離合器中至少一個的滑動能夠減小阻力矩。 因此，在一個示例中，控制系統(tǒng)維持前進離合器30至少在發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低期間處 于接合狀態(tài)，并且可開始接合液力變矩器鎖止離合器32 (如果其沒有接合)以從而允許應(yīng) 用增加的外部摩擦扭矩(阻力矩)。在這個示例中，可響應(yīng)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)液力變矩器鎖 止離合器的接合水平(其無論離合器是完全接合或部分接合)以從而響應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 阻力矩的水平并且從而控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低?？商娲?，控制器42可將液力變矩器鎖止離 合器的接合狀態(tài)維持在固定的值并且通過調(diào)節(jié)應(yīng)用至前進離合器的液壓調(diào)整自動變速器 前進離合器30的接合狀態(tài)。仍然可替代地，控制器42可調(diào)整液力變矩器鎖止離合器以及 前進離合器的接合狀態(tài)以從而調(diào)節(jié)所應(yīng)用的阻力矩以將發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低至零?？刂破?2 可基于發(fā)動機工況、離合器狀況(例如前進離合器30和液力變矩器鎖止離合器32的磨損 水平)、發(fā)動機關(guān)閉所需的響應(yīng)時間等在可能的替代之間選擇。 控制器42也可調(diào)節(jié)電動油泵的泵排量能力以補充機械油泵的泵排量能力以提供 足夠的液壓以調(diào)整前進離合器30和/或液力變矩器鎖止離合器32的接合。在一個示例 中，可響應(yīng)發(fā)動機關(guān)閉的請求驅(qū)動電動液壓泵。另外，可響應(yīng)機械液壓泵的運轉(zhuǎn)執(zhí)行電動液 壓泵的驅(qū)動。由于機械泵的輸出受發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響較大，隨著發(fā)動機速度下降至閾值之下 (例如400RPM)，機械泵會不能夠為前進離合器提供足夠的壓力。因此，不會產(chǎn)生足夠的阻 力矩用于快速地關(guān)閉發(fā)動機。因此，可響應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速進一步調(diào)節(jié)電動液壓泵的驅(qū)動。在 這里，由電動泵提供的壓力可有利地用于應(yīng)用所需阻力矩。通過使用電動油泵和機械油泵 提供足夠的液壓和阻力矩，發(fā)動機可轉(zhuǎn)速降低至充分快的速度，從而最小化關(guān)閉時間。
這樣，變速器部件的液壓驅(qū)動通過變速器調(diào)節(jié)停止的車輛車輪與發(fā)動機之間的連 接。此外，在停止的車輛車輪和發(fā)動機之間基于變速器的連接可響應(yīng)在所需發(fā)動機轉(zhuǎn)速之 上的發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加而增加阻力矩，并且類似地，可響應(yīng)低于所需專機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速 降低從而降低阻力矩。在一個示例中，變速器的前進離合器可進一步接合以在關(guān)閉期間進 一步增加阻力矩，反之亦然?？商娲?，液力變矩器鎖止離合器可進一步接合以在關(guān)閉期間 進一步增加阻力矩，反之亦然。 應(yīng)理解控制器42可選擇地或可補充地使用其它方法以將發(fā)動機轉(zhuǎn)速降至零。這 些包括但不限于增加交流發(fā)電機輸出、應(yīng)用空調(diào)壓縮機離合器和/或通過關(guān)閉節(jié)氣門、使 用可變氣門升程或使用可變氣門正時增加發(fā)動機泵損失。 控制器可配置用于在完成關(guān)閉之后減小變速器組件的接合并且隨后在變速器部 件減小的接合狀況下轉(zhuǎn)動起動發(fā)動機以再啟動發(fā)動機。在一個示例中，一旦發(fā)動機轉(zhuǎn)速已 經(jīng)達到零(或接近零的預(yù)定閾值)，控制器可配置用于分離前進離合器30和液力變矩器鎖 止離合器32并且維持離合器處于分離狀態(tài)直至滿足再啟動條件。 一旦滿足再啟動條件，控 制器42可起動發(fā)動機22并且開始接合(增加接合)液力變矩器鎖止離合器32和/或前 進離合器30，同時也釋放車輪制動器36。隨后可響應(yīng)駕駛員請求發(fā)動車輛。
控制器42可響應(yīng)發(fā)動機的所需停止位置進一步配置為調(diào)節(jié)變速器組件(例如變 速器離合器)的液壓驅(qū)動，這樣在發(fā)動機關(guān)閉運轉(zhuǎn)的結(jié)尾，發(fā)動機已經(jīng)處于所需停止位置。在一個示例中，該停止的位置可為能夠在后續(xù)再啟動運轉(zhuǎn)期間使得更快的再啟動的位置。應(yīng)理解在發(fā)動機關(guān)閉運轉(zhuǎn)期間，前進離合器和/或液力變矩器離合器可不處于完全分離。例如，控制器可保持它們中一個或全部部分接合。換句話說，在發(fā)動機關(guān)閉期間(例如在調(diào)節(jié)液力變矩器離合器、前進離合器或其它液壓部件以控制發(fā)動機從怠速降低至基本上為零的轉(zhuǎn)速期間)可接合變速器檔位。類似地，在后續(xù)發(fā)動機再啟動期間可接合(或可保持接合)變速器檔位。也就是說，在變速器處于空檔狀況時不執(zhí)行任一操作。
現(xiàn)參考圖2，描述了用于執(zhí)行在圖1中的車輛系統(tǒng)的怠速-停止運轉(zhuǎn)的程序200。在202處，其確定是否已經(jīng)滿足怠速-停止條件203。滿足怠速-停止條件203中任何一個或全部(如這里進一步描述的)可被確認為滿足怠速-停止條件。例如，在210處，可確定發(fā)動機狀態(tài)。在這里，其可檢驗發(fā)動機是否在運轉(zhuǎn)(例如執(zhí)行燃燒)。在212處，可確定電池荷電狀態(tài)。在一個示例中，如果電池荷電狀態(tài)大于30% ，其應(yīng)該確定發(fā)動機怠速_停止可繼續(xù)并且不需要充電。在214處，其可檢驗車輛運行速度是否在所需范圍內(nèi)。在一個示例中，所需范圍可不高于30mph。在216處，可評估空調(diào)狀態(tài)并且可檢驗空調(diào)沒有發(fā)出再啟動發(fā)動機的請求，如果空調(diào)是所需的可請求。在218處，可估計和/或測量發(fā)動機溫度以確定其是否在所選擇的溫度范圍內(nèi)。在一個示例中，可從發(fā)動機冷卻劑溫度推斷發(fā)動機溫度，并且當(dāng)發(fā)動機冷卻劑溫度高于預(yù)定閾值時可選擇發(fā)動機怠速_停止?fàn)顩r。在220處，可使用節(jié)氣門開啟程度傳感器確定節(jié)氣門開啟程序。在一個示例中，傳感器讀數(shù)可用于驗證車輛駕駛員是否請求起動。在222處，可估計駕駛員請求扭矩以確認其是否低于預(yù)定閾值。在224處，可讀取制動器傳感器。在一個示例中，制動器傳感器可讀取制動器踏板的狀態(tài)并且驗證制動器踏板是否已經(jīng)壓下。在226處，可確定發(fā)動機速度。在228處，可確定輸入軸旋轉(zhuǎn)圈數(shù)(Ni)。 如果沒有滿足怠速_停止條件，則程序可結(jié)束。然而，如果滿足怠速_停止條件中任何一個或全部，則在204處確定機械油泵的液壓是否大于預(yù)定閾值。如果液壓不在閾值之上，則隨后在206處可使用電動油泵。 一旦電動油泵已經(jīng)使用，則在208處可執(zhí)行怠速-停止運轉(zhuǎn)。 如之前所提及，控制器可選擇方法中的一個或組合以將發(fā)動機轉(zhuǎn)速降至零。這些可從增加外部摩擦扭矩延伸至增加發(fā)動機內(nèi)部泵損失。如一個使用外部摩擦扭矩用于關(guān)閉發(fā)動機的示例，控制器可決定應(yīng)用阻力矩，如參考圖3進一步詳細描述。
圖3描述了可通過應(yīng)用外部摩擦扭矩用于關(guān)閉發(fā)動機的程序300。在302處，其可確定是否通過應(yīng)用阻力矩關(guān)閉發(fā)動機，例如在這里所述的怠速-停止期間。如果回答為否，例如如果發(fā)動機要通過增加內(nèi)部泵損失而被關(guān)閉，則程序可結(jié)束。如果選擇阻力矩的方法，則在304處可調(diào)節(jié)至前進離合器的液壓，如參考圖4-5詳細描述的。而且，也可調(diào)節(jié)至液力變矩器鎖止離合器的液壓?？烧{(diào)節(jié)液壓以使得離合器可響應(yīng)用于離合器接合的控制器的要求快速接合。在306處，控制器可選擇為前進離合器的固定接合和液力變矩器鎖止離合器的調(diào)整的接合從而以將變速器阻力矩應(yīng)用至發(fā)動機以及調(diào)節(jié)該阻力矩?？商娲?，控制器可選擇為液力變矩器鎖止離合器的固定接合以及前進離合器的調(diào)整的接合。更進一步地，控制器可選擇為前進離合器和液力變矩器鎖止離合器二者的調(diào)整的接合。同樣，當(dāng)選擇調(diào)整的接合時，控制器可響應(yīng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)參數(shù)(例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速)調(diào)節(jié)離合器的部分接合至完全接合的水平。在一個示例中，可響應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)離合器的接合狀態(tài)。如一個示例，控制器可監(jiān)視發(fā)動機轉(zhuǎn)速并且沿著發(fā)動機轉(zhuǎn)速曲線向著零轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速曲線在預(yù)定閾值之上時，控制器可增加應(yīng)用至離合器上的液壓從而進一步接合離合器。類似地，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速曲線在預(yù)定閾值之下時，控制器可減小應(yīng)用至離合器的液壓從而進一步分離該離合器。 控制器可基于發(fā)動機工況的范圍在多種離合器接合選擇之間選擇。在一個示例中，如果前進離合器的溫度高于預(yù)定閾值，控制器可將前進離合器維持在固定的接合狀態(tài)并且調(diào)整液力變矩器鎖止離合器的接合狀態(tài)。在其它示例中，如果液力變矩器鎖止離合器已經(jīng)顯示磨損，控制器可將液力變矩器鎖止離合器維持在固定的接合狀態(tài)并且調(diào)整前進離合器的接合狀態(tài)。在另外的示例中，如果需要更快的發(fā)動機關(guān)閉，控制器可選擇調(diào)整前進儀器和液力變矩器鎖止離合器的接合狀態(tài)。同樣，當(dāng)調(diào)節(jié)每個離合器的接合狀態(tài)，控制器可調(diào)節(jié)供應(yīng)至各自離合器的液壓。 在308處，其可確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)是否已經(jīng)降至零。在可替代實施例中，其可確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否降至接近零的預(yù)定閾值，例如50RPM。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速未下降，隨后該程序可返回304處以調(diào)節(jié)液壓以便合適地接合離合器。然而，如果在308處發(fā)動機轉(zhuǎn)速已經(jīng)下降，隨后在310處，可分離前進離合器和液力變矩器鎖止離合器，指示怠速_停止的完成。隨后可將離合器維持在分離狀態(tài)直至滿足再啟動條件。 在312處，控制器可隨后繼續(xù)監(jiān)視發(fā)動機以確定是否滿足再啟動條件。發(fā)動機再啟動條件可包括但不限于發(fā)動機處于怠速停止、駕駛員請求扭矩大于閾值、由于需要空調(diào)通過空調(diào)要求的再啟動、電池荷電狀態(tài)低于閾值、排放控制裝置溫度低于閾值、釋放制動器踏板以及電動負載大于閾值。如果滿足再啟動條件中任一個，隨后在314處，其可確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)是否大于預(yù)定閾值。如果在312處沒有滿足再啟動條件或如果在314處發(fā)動機轉(zhuǎn)速沒有高于預(yù)定閾值，則不會發(fā)生再啟動，并且在316處離合器可維持在分離狀態(tài)。然而，如果滿足再啟動條件并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于預(yù)定閾值，隨后在318處，可起動發(fā)動機(并且可觀察發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加)。另外，前進離合器和液力變矩器鎖止離合器可順序或同時接合。因此，可建立發(fā)動機再啟動。后續(xù)地，可響應(yīng)駕駛員請求發(fā)動車輛，例如一旦駕駛員釋放制動器踏板。在發(fā)動期間，可轉(zhuǎn)動起動并且開始運轉(zhuǎn)發(fā)動機，并且在轉(zhuǎn)動起動并且開始運轉(zhuǎn)發(fā)動機期間，可接合變速器前進離合器以發(fā)動車輛(當(dāng)變速器仍處于檔位)，甚至在起動期間隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加。 現(xiàn)在參考圖4-5，描述了用于調(diào)節(jié)應(yīng)用至用于調(diào)節(jié)和/或調(diào)整它們的接合狀態(tài)的前進離合器的液壓多種控制程序。具體地，所描述的程序允許響應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)連接至(但不獨立于)自動變速器并且還與流體連接至(但依賴于)變速器的機械油泵配合的電動油泵的液壓和/或輸出能力。具體地，圖4描述了開環(huán)前饋控制程序400，而圖5描述了基于閉環(huán)反饋的控制程序500。 現(xiàn)在參考程序400，在402處測量和/或估計發(fā)動機轉(zhuǎn)速。在404處，可測量和/或估計變速器速度。在406處可確定相應(yīng)于應(yīng)用至離合器的阻力矩(PDEAe)和液壓。如一個示例，控制器可配置為使用查值表以確定響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和/或變速器速度應(yīng)用的阻力矩。在確定阻力矩的時候可額外地或可選擇地確定離合器滑動速度。 在408處，可估計和/或測量機械油泵泵送能力(P )。在一個示例中，連接至機械油泵的壓力傳感器可測量泵的壓力輸出。在其它示例中，可從發(fā)動機轉(zhuǎn)速推斷出泵壓力
9(由于機械油泵連接至并愛發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響)。 在410處，可調(diào)節(jié)電動油泵的輸出(PE。P)以使得PE。P = PDEA(;-PM。P。在一個示例中，可計算(或從存儲在控制器內(nèi)的查值表確定)產(chǎn)生所需壓力輸出所需的電動油泵的流動水平?；谒鑹毫Γ约跋鄳?yīng)地增加或減小來自電動油泵的流動水平，可開啟或關(guān)閉調(diào)節(jié)流過電動油泵的閥。在其它示例中，流動水平保持固定并且通過調(diào)節(jié)泵的功率輸出(例如通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電動油泵的電動馬達功率輸出)調(diào)節(jié)泵的壓力輸出。這樣，可調(diào)節(jié)泵輸出以實現(xiàn)可使得加快發(fā)動機關(guān)閉的所需阻力矩。 現(xiàn)參考程序500，描述了閉環(huán)反饋方法。在502處，測量和/或估計發(fā)動機轉(zhuǎn)速。在504處，可基于估計的發(fā)動機轉(zhuǎn)速確定所需的變速器阻力矩。在506處可確定相應(yīng)于應(yīng)用至離合器的阻力矩(PDKAe)的液壓。在確定阻力矩的時候可額外地或可選擇地確定離合器滑動速度。如一個示例，控制器可配置為基于滑動速度和變速器通過離合器的扭矩之間的關(guān)聯(lián)以確定所需滑動速度。 在508處，可估計和/或測量機械油泵泵送能力(P )。在一個示例中，連接至機械油泵的壓力傳感器可測量泵的壓力輸出。在其它示例中，可從發(fā)動機轉(zhuǎn)速(由于機械油泵連接至并愛發(fā)動機轉(zhuǎn)速影響)和/或發(fā)動機扭矩推斷出泵壓力。在510處，可調(diào)節(jié)電動油泵的輸出(PE。P)以使得P，二PdractPm。p。如前面的參考程序400(圖4)所詳細描述的，可通過相應(yīng)的在來自泵的油的流動水平、泵的功率輸出、驅(qū)動泵的電動馬達的功率輸出或它們的組合的調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)電動油泵的輸出。 隨著應(yīng)用阻力矩發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小，可與控制器通訊相同即相應(yīng)地調(diào)節(jié)泵輸出。在
一個示例中，泵輸出會受到發(fā)動機關(guān)閉的速度影響。因此，當(dāng)關(guān)閉引起的阻力矩以較快的速
度進行，可減小總體泵輸出。這樣，可避免對泵和離合器的損傷。在其它示例中，當(dāng)關(guān)閉引
起的阻力矩以較低的速度進行時，可增加總體泵輸出以使得加快發(fā)動機關(guān)閉。 在另一個示例中，可響應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的絕對值而非發(fā)動機轉(zhuǎn)速的下降速度調(diào)節(jié)泵
輸出。因此，在關(guān)閉引起的阻力矩的開始，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第一閾值時，可將泵輸出調(diào)節(jié)
至第一較高值，并且隨后當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于第一閾值但高第二閾值時，可將泵輸出調(diào)節(jié)至
第二較低值。在一個示例中，在較高曲軸轉(zhuǎn)速下，可能需要增加的扭矩以在發(fā)動機轉(zhuǎn)速上產(chǎn)
生給定下降，然而在較低的曲軸轉(zhuǎn)速下，可能需要減小的扭矩以在發(fā)動機轉(zhuǎn)速上產(chǎn)生類似
的下降。應(yīng)理解在描述的情況下，當(dāng)調(diào)節(jié)泵輸出時，也可相應(yīng)地調(diào)節(jié)來自機械油泵和電動油
泵的輸出比例。 這樣，可響應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速以前饋響應(yīng)或反饋響應(yīng)方法調(diào)節(jié)泵壓。通過響應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)泵壓，可加快發(fā)動機關(guān)閉并且繼續(xù)發(fā)動機再啟動，而不需要復(fù)雜的和高成本的起動機系統(tǒng)。 圖6A-6B描繪了用于進一步解釋本發(fā)明的加快的關(guān)閉控制的示例關(guān)閉和再啟動情況的多個圖表的圖600a-600b。 圖600a和600b都顯示了在第一圖表602中的怠速-停止?fàn)顩r的指示。第二圖表604描繪了在出現(xiàn)怠速_停止和再啟動狀況期間的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。圖表606和608描繪了在怠速-停止和后續(xù)的再啟動運轉(zhuǎn)期間對于變速器的前進離合器(FC)和液力變矩器鎖止離合器(TCC)各自在離合器壓力上的改變。最后，圖表610和612描繪了在怠速-停止運轉(zhuǎn)期間對機械油泵(MOP)和電動油泵(EOP)的輸出能力的調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在參考圖6A和圖600a，在tl處，可確認怠速_停止請求(例如通過確認怠速-停止條件)并且可發(fā)動怠速-停止運轉(zhuǎn)。如所描繪的，怠速-停止?fàn)顩r可持續(xù)至t4。然而，大部分根據(jù)怠速-停止條件的確認獲得發(fā)動機關(guān)閉所需的調(diào)節(jié)可在時間點tl和t3之間執(zhí)行。以相同的方式，在t4處，由于再啟動條件的確認可停止怠速-停止。盡管再啟動狀況可在t4之后持續(xù)很長時間，大部分根據(jù)怠速_停止條件的確認獲得發(fā)動機關(guān)閉所需的調(diào)節(jié)可在時間點t4和t5之間執(zhí)行。 因此，在確認怠速-停止條件之前，也就是在tl之前，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可為高值(例如在604處所示)，前進離合器(FC)可接合(在606處)并且液力變矩器鎖止離合器(TCC)可部分地接合(如在608處所示)或可替代地可為分離。因此，可以多種方式使發(fā)動機轉(zhuǎn)速變?yōu)榱?。然而，在描繪的圖表中，在變速器阻力矩增加的幫助下說明了發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降。具體地，在描繪的示例中，通過維持FC的固定接合以及調(diào)整TCC的接合應(yīng)用變速器阻力矩。然而，在可替代示例中，可固定TCC并且調(diào)整FC(如圖6B所示)，或者調(diào)整TCC和FC 二者。
在這里，為了以加快的方式減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速，需要在時間t3處(而不是之后)達到發(fā)動機轉(zhuǎn)速為零。為了這樣做，變速器的前進離合器(FC)可維持在固定的接合狀態(tài)，如通過在606處FC的離合器壓力上未改變所指示的。在一個示例中，F(xiàn)C可維持在固定的檔位。另外，可如608處所示調(diào)整直到此時部分接合的TCC的接合狀態(tài)。具體地，通過增加應(yīng)用至離合器上的液壓TCC可逐漸地轉(zhuǎn)換至完全接合狀態(tài)(在時間t2)。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速相應(yīng)地減小可逐漸地增加離合器壓力?？身憫?yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速進一步調(diào)節(jié)離合器壓力。在描繪的示例中，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小(如604所示)但仍保持在預(yù)定閾值Np之上，可增加離合器壓力以加快發(fā)動機關(guān)閉(如在tl和t2之間所示)。 一旦到達發(fā)動機關(guān)閉，離合器壓力可下降并且一個或多個離合器可分離。例如，如所描繪的，TCC的離合器壓力可保持在下降的水平直至需要發(fā)動機再啟動。離合器可保持分離直至滿足再啟動條件(例如在t4處)并且請求發(fā)動機再啟動。在該點處(也就是在t4處)，可增加一個或多個離合器的離合器壓力以允許發(fā)動機轉(zhuǎn)速相應(yīng)地增加并且達到所需轉(zhuǎn)速。這樣，可在t5處達到再啟動。 一旦已經(jīng)建立再啟動，離合器可維持在接合狀態(tài)。 可通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)與自動變速器相關(guān)的機械油泵(MOP)的輸出由控制器以連接至發(fā)動機的獨立的電動油泵(EOP)的輸出調(diào)節(jié)用于接合/分離調(diào)整的離合器的液壓。因此，發(fā)動機的輸出可影響機械油泵的輸出。因此，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小，機械油泵的輸出也可以類似的方式減小。因此，在較低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，機械油泵的輸出可能不足以應(yīng)用液壓至離合器上以保持其接合。因此，在較低的速度下，電動油泵的輸出可用于補充機械油泵的輸出。因此，接下來在機械油泵的輸出伴隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降而下降時，電動油泵的輸出可同時增加，使得能夠調(diào)節(jié)離合器壓力至所需值。使用兩個泵的輸出，可在時間t2處將發(fā)動機轉(zhuǎn)速帶至零，隨其之后，可減小兩個泵的輸出(至零，或至基本值)。接著怠速-停止，當(dāng)在t4處請求再啟動時，可快速地增加泵輸出以使得離合器壓力能夠增加并且離合器快速地接合，允許根據(jù)駕駛員請求再啟動和/或發(fā)動發(fā)動機。 一旦離合器已經(jīng)接合，離合器壓力可減小至較低值，例如保持值。類似地，在接合之后，泵的輸出可減小并且維持在較低的基本值。 圖6B的圖600b顯示了響應(yīng)滿足的怠速_停止條件達到發(fā)動機關(guān)閉并且后續(xù)再啟動運轉(zhuǎn)的示例。在這里，通過將TCC維持在固定的接合狀態(tài)(如通過在608處TCC的離合器壓力上未改變所指示的)加快發(fā)動機關(guān)閉，同時調(diào)節(jié)FC的離合器壓力。在一個示例中， TCC可維持在固定的檔位。可如606處所示調(diào)整直到此時部分接合的FC的接合狀態(tài)。具 體地，通過增加應(yīng)用至離合器上的液壓FC可逐漸地轉(zhuǎn)換至完全接合狀態(tài)(在時間t2處)。 在這里，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在預(yù)定閾值Np之上(如在tl和t2之間所示)可增加離合器 壓力，并且隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低在預(yù)定閾值Np之下(如在t2和t3之間所示)可減小離合 器壓力。發(fā)動機關(guān)閉之后，兩個離合器可轉(zhuǎn)換至分離狀態(tài)，并且可保持這樣直至請求再啟動 并且在t4處滿足再啟動條件。再啟動請求之后。TCC可維持在分離狀態(tài)然而僅FC可轉(zhuǎn)換 至接合位置(如606處所示)以允許初始發(fā)動機再啟動并且用于提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。 一旦發(fā) 動機已經(jīng)再啟動并且已經(jīng)到達所需發(fā)動機轉(zhuǎn)速，可接合TCC。機械油泵和電動油泵的輸出可 反映在發(fā)動機轉(zhuǎn)速和離合器壓力上的變化，如在610和612處所示。應(yīng)理解通過多種離合 器中至少一個在檔位或接合位置，并且不在空檔的配置執(zhí)行發(fā)動機關(guān)閉和再啟動運轉(zhuǎn)。
這樣，可調(diào)節(jié)電動油泵和機械油泵的輸出以允許響應(yīng)怠速_停止和/或再啟動狀 況發(fā)生合適的離合器接合_分離操縱。 注意的是本發(fā)明包括的示例控制和估值程序可與多種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配 置一同使用。本發(fā)明描述的具體例程可代表任意數(shù)量處理策略(例如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、 多任務(wù)、多線程等)中的一個或多個。同樣，可以以所說明的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行所說明的 各種行為或功能，或在一些情況下有所省略。同樣地，處理的順序也并非實現(xiàn)此處所描述的 實施例的特征和優(yōu)點所必需的，而只是為了說明和描述的方便。可根據(jù)使用的具體策略，可 重復(fù)執(zhí)行一個或多個說明的步驟或功能。此外，所述的步驟用圖形表示了編程入發(fā)動機控 制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的代碼。 應(yīng)了解，此處公開的配置與例程實際上為示例性，且這些具體實施例不應(yīng)認定為 是限制性，因為可能存在多種變形。例如，上述技術(shù)可應(yīng)用于V-6、I-4、I-6、V-12、對置4缸、 和其他發(fā)動機類型。本發(fā)明的主題包括多種系統(tǒng)與配置以及其它特征、功能和/或此處公 開的性質(zhì)的所有新穎和非顯而易見的組合與子組合。 本申請的權(quán)利要求具體地指出某些被認為是新穎的和非顯而易見的組合和次組 合。這些權(quán)利要求可引用"一個"元素或"第一"元素或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)該理解 為包括一個或多個這種元素的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或多個這種元素。所公開的特 征、功能、元件和/或特性的其他組合和次組合可通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過在這個或 關(guān)聯(lián)申請中提出新的權(quán)利要求得到主張。這些權(quán)利要求，無論與原始權(quán)利要求范圍相比更 寬、更窄、相同或不相同，也被認為包括在本發(fā)明主題內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于控制包括在發(fā)動機怠速-停止?fàn)顩r期間選擇性地關(guān)閉的發(fā)動機的車輛系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)進一步包括液壓驅(qū)動的變速器部件，所述方法包含在發(fā)動機在怠速-停止關(guān)閉期間；調(diào)節(jié)所述變速器部件的液壓驅(qū)動以調(diào)節(jié)在所述發(fā)動機上的阻力矩以停止所述發(fā)動機。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述變速器部件為液力變矩器鎖止離合器 和變速器前進離合器的一個。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述關(guān)閉期間和后續(xù)再啟動期間變速器 檔位接合。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)所述變速器部件的液壓驅(qū)動包括響應(yīng) 于所述發(fā)動機的所需停止位置調(diào)節(jié)所述液壓驅(qū)動。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包含響應(yīng)于所述關(guān)閉驅(qū)動電動液壓 泵；響應(yīng)于機械驅(qū)動液壓泵的運轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)所述電動液壓泵的驅(qū)動；和響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 所述電動液壓泵的驅(qū)動。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述變速器部件的液壓驅(qū)動調(diào)節(jié)通過所述 變速器在所述車輛的停止的車輪和所述發(fā)動機之間的連接和進一步包含響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn) 速調(diào)節(jié)由所述連接產(chǎn)生的所述阻力矩。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于所需發(fā)動機轉(zhuǎn)速之 上而增加所述連接以增加所述阻力矩，并且響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于所需發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小所 述連接以減小阻力矩。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進一步接合所述變速器的前進離合器以在 所述關(guān)閉期間增加阻力矩。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進一步接合液力變矩器鎖止離合器以在所 述關(guān)閉期間增加阻力矩。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包含在完成所述關(guān)閉期間之后減少 所述變速器部件的接合，并且隨后在所述變速器部件處于減少的接合狀況轉(zhuǎn)動起動所述發(fā) 動機。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述調(diào)節(jié)包括增加變速器前進離合器和液力變矩器鎖止離合器的接合以在所述關(guān)閉期間停止所述 發(fā)動機，其中響應(yīng)于工況改變所述變速器前進離合器和所述液力變矩器鎖止離合器的接合 程度。在發(fā)動機停止期間減少所述變速器前進離合器和所述液力變矩器鎖止離合器的接合；以及在隨后的發(fā)動機起動以發(fā)動所述車輛系統(tǒng)期間增加至少所述變速器前進離合器的接合。
12. —種在發(fā)動機內(nèi)加快可在發(fā)動機怠速-停止?fàn)顩r期間關(guān)閉的發(fā)動機的關(guān)閉的方 法，所述發(fā)動機包括機械泵和電動泵，所述方法包含當(dāng)滿足怠速-停止條件時，響應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速維持由所述電動泵和所述機械泵產(chǎn)生的液壓；以及 調(diào)節(jié)變速器離合器以調(diào)節(jié)應(yīng)用至所述發(fā)動機上的外部摩擦扭矩。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)外部摩擦扭矩包括將自動變速器的 前進離合器接合在檔位。
14. 一種車輛系統(tǒng)，包含包括車輪、發(fā)動機、具有鎖止離合器的液力變矩器和具有前進離合器的自動變速器的 動力傳動系統(tǒng)；車輪制動器；以及控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)配置用于在發(fā)動機怠速_停止?fàn)顩r期間選擇性地關(guān)閉所述發(fā) 動機而不需要接收操作者的關(guān)閉請求，其中為了停止發(fā)動機用于所述關(guān)閉，所述控制系統(tǒng) 增加所述鎖止離合器和所述前進離合器中至少一個的接合以在接合所述車輪制動器時進 一步將所述車輪連接至發(fā)動機。
全文摘要
本發(fā)明公開一種車輛系統(tǒng)及其控制方法。該車輛系統(tǒng)包括在發(fā)動機怠速-停止?fàn)顩r期間選擇性地關(guān)閉的發(fā)動機，所述系統(tǒng)進一步包括液壓驅(qū)動的變速器部件。一個示例方法包含在怠速-停止期間發(fā)動機關(guān)閉；調(diào)節(jié)所述變速器部件的液壓驅(qū)動以調(diào)節(jié)在所述發(fā)動機上的阻力矩以停止所述發(fā)動機。本發(fā)明的優(yōu)點在于提供更快的發(fā)動機關(guān)閉。
文檔編號B60W10/18GK101769208SQ20091026569
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月2日
發(fā)明者A·O·吉布森, F·涅多列佐夫, P·J·格魯特, R·L·洛佩茲, R·L·赫夫馬斯特 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司