專利名稱：用于起動混合動力動力系內(nèi)的內(nèi)燃機的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動力動力系內(nèi)的內(nèi)燃機的起動操作。
背景技術(shù)：
該部分內(nèi)容僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)?；旌蟿恿恿ο抵械膬?nèi)燃機在通過控制算法并且基于車輛的操作狀況確定時需要快速起動。在燃燒之前高的低端扭矩需要最初轉(zhuǎn)動并加速曲軸至可接受速度。當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力高且在氣缸內(nèi)被捕獲的空氣質(zhì)量高時，最初高的低端扭矩很大程度上歸因于氣缸壓縮扭矩。起動混合動力動力系中的內(nèi)燃機的一種常規(guī)方法通過使用電機以將發(fā)動機曲軸加速到啟動燃燒的速度下來完成。然而，在電機是多任務(wù)(例如，用全部電機扭矩的大部分來驅(qū)動車輛以及同時起動發(fā)動機)的情形中，該方法是復(fù)雜的。

發(fā)明內(nèi)容
聯(lián)接到傳動系的混合動力動力系包括發(fā)動機、電機和機電變速器，所述機電變速器可選擇性控制地操作以在發(fā)動機、傳動系和電機之間傳送扭矩。發(fā)動機的起動操作的方法包括通過位于進(jìn)氣歧管與發(fā)動機的燃燒室之間且靠近燃燒室的流量控制裝置來關(guān)閉從進(jìn)氣歧管至燃燒室中的空氣流路徑；排他地通過起動機馬達(dá)啟動發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)同時通過流量控制裝置來限制從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑；通過起動機馬達(dá)和電機兩者來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的曲軸同時通過流量控制裝置來限制從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑，直到實現(xiàn)預(yù)定曲軸速度為止；以及排他地通過電機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的曲軸同時通過流量控制裝置來開啟從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑。本發(fā)明涉及下述技術(shù)方案。1. 一種起動在混合動力動力系內(nèi)聯(lián)接到傳動系的內(nèi)燃機的操作的方法，所述動力系包括發(fā)動機、電機和機電變速器，所述機電變速器可選擇性控制地操作以在發(fā)動機、傳動系和電機之間傳送扭矩，所述方法依次包括
通過位于進(jìn)氣歧管與發(fā)動機的燃燒室之間且靠近燃燒室的流量控制裝置來關(guān)閉從進(jìn)氣歧管至燃燒室中的空氣流路徑；
排他地通過起動機馬達(dá)來啟動發(fā)動機的曲軸的旋轉(zhuǎn)同時通過流量控制裝置來限制從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑；
通過起動機馬達(dá)和電機兩者來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的曲軸同時通過流量控制裝置來限制從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑，直到實現(xiàn)預(yù)定曲軸速度為止；以及
排他地通過電機來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的曲軸同時通過流量控制裝置來開啟從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑。2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，通過位于進(jìn)氣歧管與發(fā)動機的燃燒室之間且靠近燃燒室的流量控制裝置來關(guān)閉從進(jìn)氣歧管至燃燒室中的空氣流路徑包括關(guān)閉進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥。
3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，通過位于進(jìn)氣歧管與發(fā)動機的燃燒室之間且靠近燃燒室的流量控制裝置來關(guān)閉從進(jìn)氣歧管至燃燒室中的空氣流路徑包括關(guān)閉進(jìn)氣閥。4. 一種起動在混合動力動力系內(nèi)聯(lián)接到傳動系的內(nèi)燃機的操作的方法，所述動力系包括發(fā)動機、電機和機電變速器，所述機電變速器可選擇性控制地操作以在發(fā)動機、傳動系和電機之間傳送扭矩，所述方法包括
關(guān)閉主節(jié)氣門閥以限制進(jìn)入到發(fā)動機的進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣流； 關(guān)閉進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥，用于限制空氣流從進(jìn)氣歧管進(jìn)入到發(fā)動機的燃燒室中； 致動起動機馬達(dá)，以使用起動機馬達(dá)來最初轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，其中主節(jié)氣門閥關(guān)閉且進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥關(guān)閉； 監(jiān)測曲軸的旋轉(zhuǎn)速度；
在最初轉(zhuǎn)動曲軸之后用起動機馬達(dá)和電機來加速曲軸；
將曲軸的旋轉(zhuǎn)速度與閾值速度比較；
當(dāng)曲軸的旋轉(zhuǎn)速度超過閾值速度時停用起動機馬達(dá)；以及
點火發(fā)動機，包括最初僅開啟進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥以控制到發(fā)動機中的空氣流。5.根據(jù)技術(shù)方案4所述的方法，其中，最初轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸包括最初轉(zhuǎn)動曲軸一個壓縮事件。6.根據(jù)技術(shù)方案4所述的方法，其中，最初轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸包括最初轉(zhuǎn)動曲軸兩個壓縮事件。7.根據(jù)技術(shù)方案4所述的方法，還包括，其中點火發(fā)動機還包括 監(jiān)測進(jìn)氣歧管絕對壓力；
將所述進(jìn)氣歧管絕對壓力與壓力閾值比較；以及當(dāng)進(jìn)氣歧管絕對壓力下降低于壓力閾值時開啟主節(jié)氣門閥。8. 一種起動在混合動力動力系內(nèi)聯(lián)接到傳動系的內(nèi)燃機的操作的系統(tǒng)，所述動力系包括發(fā)動機、電機和機電變速器，所述機電變速器可選擇性控制地操作以在發(fā)動機、傳動系和電機之間傳送扭矩，所述系統(tǒng)包括
所述發(fā)動機，所述發(fā)動機包括多個燃燒室，所述燃燒室流體聯(lián)接到進(jìn)氣歧管； 多個流量控制裝置，每個流量控制裝置位于進(jìn)氣歧管與多個燃燒室的對應(yīng)一個之間， 以選擇性地限制至燃燒室的空氣流； 起動機馬達(dá)； 所述電機；
控制模塊，所述控制模塊電氣聯(lián)接到所述起動機馬達(dá)、所述電機以及所述多個流量控制裝置，以依次進(jìn)行并且在發(fā)動機點火事件之前進(jìn)行
排他地通過起動機馬達(dá)來啟動發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)同時限制通過每個流量控制裝置到多個燃燒室中的空氣流；
通過起動機馬達(dá)和電機兩者來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機同時限制每個通過流量控制裝置到多個燃燒室中的空氣流，直到實現(xiàn)預(yù)定發(fā)動機速度為止；以及
排他地通過電機來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的曲軸同時不限制通過流量控制裝置到多個燃燒室中的空氣流。
5
9.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，每個流量控制裝置包括位于相應(yīng)進(jìn)氣流道中的進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥。10.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，每個流量控制裝置包括進(jìn)氣閥，所述進(jìn)氣閥位于多個燃燒室的相應(yīng)一個處。11.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機還包括主節(jié)氣門閥，以選擇性地限制至進(jìn)氣歧管的空氣流，且其中，所述控制模塊被電氣聯(lián)接到所述主節(jié)氣門閥，以限制通過主節(jié)氣門閥到進(jìn)氣模塊中的空氣流，直到不限制通過每個流量控制裝置到多個燃燒室中的空氣流導(dǎo)致進(jìn)氣歧管壓力的預(yù)定減少為止。12.根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，其中，每個流量控制裝置包括位于相應(yīng)進(jìn)氣流道中的進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥。13.根據(jù)技術(shù)方案11所述的系統(tǒng)，其中，每個流量控制裝置包括進(jìn)氣閥，所述進(jìn)氣閥位于多個燃燒室的相應(yīng)一個處。


現(xiàn)將以示例的方式參考附圖來描述一個或多個實施例，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的在混合動力動力系內(nèi)的內(nèi)燃機的起動操作的示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性混合動力動力系的示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)和混合動力動力系的示例性架構(gòu)的示意圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的內(nèi)燃機和伴隨發(fā)動機控制模塊的示意圖； 圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的圖4中所述的進(jìn)氣系統(tǒng)的細(xì)節(jié)圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造成起動內(nèi)燃機操作的示例性混合動力動力系的示意圖； 圖7是描述了根據(jù)本發(fā)明的在發(fā)動機起動事件期間根據(jù)峰值膨脹和壓縮扭矩而變化的發(fā)動機速度的圖形；以及
圖8是描述了根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)發(fā)動機操作狀態(tài)而變化的壓縮扭矩的圖形。
具體實施例方式現(xiàn)參考附圖，其中所述說明僅用于描述一些示例性實施例且不旨在對其進(jìn)行限制，圖1示意性地描述了用于起動在混合動力動力系101內(nèi)的內(nèi)燃機14的系統(tǒng)100。系統(tǒng) 100包括混合動力控制模塊(HCP) 5和混合動力動力系101，所述混合動力動力系101包括內(nèi)燃機14、起動機馬達(dá)102、電機56和混合動力變速器裝置100。變速器輸入軸12將混合動力變速器10可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到發(fā)動機14的曲軸。起動機輸出軸108將起動機馬達(dá)102可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到發(fā)動機10的曲軸并且在其間傳輸扭矩Ts。電機56聯(lián)接到混合動力變速器 10并且在其間傳輸馬達(dá)扭矩(TA)。變速器輸入軸12可操作以通過輸入扭矩(T1)加速發(fā)動機14的曲軸，其中所述輸入扭矩(T1)由電機56傳輸?shù)阶兯倨?0的的Ta提供。此外，電機 56可配置成提供Ta通過混合動力變速器的輸出軸64，并且藉此產(chǎn)生至車輛傳動系的牽引輸出扭矩Τ『示例性HCP 5提供對于在混合動力動力系內(nèi)的其它控制模塊的監(jiān)管控制，并且配置成監(jiān)測并控制與內(nèi)燃機14的起動操作相關(guān)的電機56和起動機馬達(dá)102。將理解的是，可使用多種控制配置，例如分離模塊控制電機56和另一分離模塊控制起動機馬達(dá)102， 其中兩個控制器之間進(jìn)行通信。構(gòu)想出許多控制配置，且本發(fā)明不旨在局限于本文所公開的具體實施例。參考圖2和3，描述了示例性混合動力動力系。根據(jù)本發(fā)明的示例性混合動力動力系在圖2中被描述，包括兩模式復(fù)合分流機電混合動力變速器10 (其可操作地連接到發(fā)動機14)以及包括第一電機(MG-A) 56和第二電機(MG-B) 72的扭矩機械。發(fā)動機14和扭矩機械(例如，第一和第二電機56和72)每個都產(chǎn)生可傳送到變速器10的功率。由發(fā)動機 14以及第一和第二電機56和72產(chǎn)生并且被傳送到變速器10的功率按照輸入和電機扭矩 (在本文分別稱為！\、Ta和Tb)和速度(在本文分別稱為隊、隊和Nb)來描述。示例性發(fā)動機14包括多缸內(nèi)燃機，其可選擇性地操作在數(shù)個狀態(tài)以借由輸入軸 12傳送扭矩到變速器10并且可以是火花點火或壓縮點火發(fā)動機。發(fā)動機14包括曲軸，所述曲軸操作性地聯(lián)接到變速器10的輸入軸12。旋轉(zhuǎn)速度傳感器11監(jiān)測輸入軸12的旋轉(zhuǎn)速度。來自于發(fā)動機14的功率輸出(包括旋轉(zhuǎn)速度和發(fā)動機扭矩)有效地等于輸入速度N1 和輸入扭矩T1,其中任何差異包括在發(fā)動機14和變速器10之間在輸入軸12上的部件(例如，液壓泵和/或扭矩管理裝置)的扭動。示例性變速器10包括三個行星齒輪組24、26和28以及四個可選擇性接合的扭矩傳遞裝置，即離合器Cl 70X2 62X3 73和C4 75。如本文所使用的，離合器是指任何類型的摩擦扭矩傳遞裝置，包括例如單個或復(fù)合板離合器或組件、帶式離合器和制動器。優(yōu)選地由變速器控制模塊(TCM) 17控制的液壓控制回路42可操作以控制離合器狀態(tài)。離合器C2 62和C4 75優(yōu)選地包括液壓施用旋轉(zhuǎn)摩擦離合器。離合器Cl 70和C3 73優(yōu)選地包括液壓控制的固定裝置，其可選擇性地固接到變速器殼體68。離合器Cl 70、C2 62、C3 73和C4 75中的每個優(yōu)選地被液壓施用，從而借由液壓控制回路42選擇性地接收加壓液壓流體。第一和第二電機56和72優(yōu)選地包括三相AC電機，每個均包括定子和轉(zhuǎn)子以及相應(yīng)的解析器80和82。用于每個電機的電機定子固接到變速器殼體68的外部部分并且包括定子芯，其中盤繞電氣繞組從所述定子芯延伸。第一電機56的轉(zhuǎn)子被支承在轂板齒輪上， 所述轂板齒輪借由第二行星齒輪組26可操作地附連到軸60。第二電機72的轉(zhuǎn)子固定地附連到套軸轂66。解析器80和82中的每個優(yōu)選地包括可變磁阻裝置，其包括解析器定子和解析器轉(zhuǎn)子。解析器80和82被合適地定位并組裝到相應(yīng)的一個第一和第二電機56和72上。相應(yīng)一個解析器80和82的定子可操作地連接到第一和第二電機56和82的一個定子。解析器轉(zhuǎn)子可操作地連接到用于對應(yīng)第一和第二電機56和72的轉(zhuǎn)子。解析器80和82中的每個信號地且可操作地連接到變速器功率逆變器控制模塊(TPIM) 19，且每個都感測并監(jiān)測解析器轉(zhuǎn)子相對于解析器定子的旋轉(zhuǎn)位置，因而監(jiān)測相應(yīng)一個第一和第二電機56和72的旋轉(zhuǎn)位置。此外，解析器80和82所輸出的信號被解釋以提供分別用于第一和第二電機56和 72的旋轉(zhuǎn)速度，即Na和Nb。變速器10包括輸出構(gòu)件64，即軸，其可操作地連接到車輛的傳動系90，以將輸出功率提供給傳動系90，輸出功率被傳送到車輛車輪93，一個車輪在圖2中被示出。輸出構(gòu)件64的輸出功率以輸出旋轉(zhuǎn)速度隊和輸出扭矩Ttj的形式被表征。變速器輸出速度傳感器 84監(jiān)測輸出構(gòu)件64的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向。每個車輛車輪93優(yōu)選地配置有適于監(jiān)測車輛速度的傳感器94，所述傳感器的輸出被關(guān)于圖3描述的分布式控制模塊系統(tǒng)的控制模塊監(jiān)測，以確定車輛速度以及絕對和相對車輪速度，用于制動控制、牽引控制和車輛加速管理。
由于從燃料或存儲在電能存儲裝置(ESD) 74中的電勢的能量轉(zhuǎn)化，來自于發(fā)動機 14的輸入扭矩和來自于第一和第二電機56和72的電機扭矩(分別是1\、Ta和Tb)被產(chǎn)生。 ESD 74借由DC傳送導(dǎo)體37高壓DC聯(lián)接到TPIM 19。傳送導(dǎo)體27包括包括觸片開關(guān)38。 當(dāng)觸片開關(guān)38被閉合時，在正常操作下，電流可在ESD 74和TPIM 19之間流動。當(dāng)觸片開關(guān)38斷開時，在ESD 74和TPIM 19之間的電流流動被中斷。TPIM 19通過傳送導(dǎo)體29將電功率傳送到第一電機56以及從第一電機56傳送，且TPIM 19類似地通過傳送導(dǎo)體31將電功率傳送到第二電機72以及從第二電機72傳送，以響應(yīng)于電機扭矩Ta和Tb來滿足用于第一和第二電機56和72的扭矩指令。電流根據(jù)ESD 74被充電還是被放電而傳送到ESD 74或從ESD 74傳送。TPIM 19包括一對功率逆變器以及相應(yīng)電機控制模塊，所述電機控制模塊配置成接收扭矩指令并且從其控制逆變器狀態(tài)，用于提供電機驅(qū)動或再生功能以滿足所指令的電機扭矩Ta和TB。功率逆變器包括已知的互補三相功率電子器件裝置，且每個包括多個絕緣柵雙極晶體管，用于將來自于ESD 74的DC功率轉(zhuǎn)換為AC功率，用于通過在高頻下切換來驅(qū)動第一和第二電機56和72的相應(yīng)一個。絕緣柵雙極晶體管形成開關(guān)模式功率供應(yīng)，其配置成接收控制指令。通常存在一對絕緣柵雙極晶體管用于每個三相電機中每個的每相。 絕緣柵雙極晶體管的狀態(tài)被控制以提供電機驅(qū)動機械功率產(chǎn)生或電功率再生功能。三相逆變器借由DC傳送導(dǎo)體27接收或供應(yīng)DC電功率并且將其轉(zhuǎn)變?yōu)槿郃C功率或從三相AC 功率轉(zhuǎn)變，所述三相AC功率分別借由傳送導(dǎo)體29和31傳導(dǎo)到第一和第二電機56和72從第一和第二電機56和72傳導(dǎo)用于作為電動機或發(fā)電機操作。圖3是分布式控制模塊系統(tǒng)的示意性框圖。在下文描述的元件包括總車輛控制架構(gòu)的子組，并且提供在圖2中描述的示例性混合動力動力系的協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制。分布式控制模塊系統(tǒng)綜合相關(guān)信息和輸入，并且執(zhí)行算法以控制各種致動器從而滿足控制目標(biāo)，包括涉及燃料經(jīng)濟性、排放、性能、驅(qū)動性能和硬件(包括ESD 74以及第一和第二電機56和72 的蓄電池)保護的目標(biāo)。分布式控制模塊系統(tǒng)包括發(fā)動機控制模塊(ECM) 23、TCM 17、蓄電池組控制模塊(BPCM) 21和TPIM 19?；旌蟿恿刂颇K(HCP) 5提供對ECM 23、TCM 17、 BPCM 21和TPIM 19的監(jiān)管控制和協(xié)調(diào)。用戶接口(UI) 13可操作地連接到多個裝置，車輛操作員通過所述裝置控制并且指導(dǎo)機電混合動力動力系的操作。所述裝置包括加速器踏板 113 (AP)、操作員制動器踏板112 (BP)、變速器檔位選擇器114 (PRNDL)和車輛速度巡航控制。變速器檔位選擇器114可具有離散數(shù)量的操作員可選擇位置，包括輸出構(gòu)件64的旋轉(zhuǎn)方向以使得能夠啟用前進(jìn)和后退方向中的一個。前述控制模塊借由局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(LAN)總線6與其它控制模塊、傳感器和致動器通信。LAN總線6允許在各個控制模塊之間的操作參數(shù)和致動器指令信號的狀態(tài)的結(jié)構(gòu)化通信。所使用的具體通信協(xié)議是應(yīng)用專用的。LAN總線6和合適協(xié)議提供在前述控制模塊和其它控制模塊之間的穩(wěn)定消息發(fā)送和多種控制模塊交接，所述其它控制模塊提供包括例如防抱死制動、牽引控制和車輛穩(wěn)定的功能。多個通信總線可用于改進(jìn)通信速度并且提供一些水平的信號冗余和完整性。還可使用直接鏈路(例如，串行外設(shè)接口(SPI)總線)來實現(xiàn)單個控制模塊之間的通信。HCP 5提供混合動力動力系的監(jiān)管控制，用于協(xié)調(diào)ECM 23、TCM 17、TPIM 19和 BPCM 21的操作?；趤碜杂谟脩艚涌?13和混合動力動力系(包括ESD 74)的各種輸入信
8號，HCP 5確定操作員扭矩請求、輸出扭矩指令、發(fā)動機輸入扭矩指令、用于變速器10的施用扭矩傳遞離合器Cl 70、C2 62、C3 73、CA 75的離合器扭矩、以及用于第一和第二電機 56和72的電機扭矩Ta和Tb。ECM 23可操作地連接到發(fā)動機14并且用于通過多個離散線路從發(fā)動機14的傳感器和控制致動器來獲取數(shù)據(jù)，所述離散線路為了簡明起見示出為集合雙向接口線纜35。ECM 23從HCP 5接收發(fā)動機輸入扭矩指令。ECM 23基于所監(jiān)測的發(fā)動機速度和負(fù)載確定實際發(fā)動機輸入扭矩，所述實際發(fā)動機輸入扭矩在該時間點被提供給變速器10，所述實際發(fā)動機輸入扭矩被傳送給HCP 5。ECM 23監(jiān)測來自于旋轉(zhuǎn)速度傳感器11的輸入，以確定至輸入軸12的發(fā)動機輸入速度，其被轉(zhuǎn)換為變速器輸入速度隊。ECM 23監(jiān)測來自于傳感器的輸入，以確定其它發(fā)動機操作參數(shù)的狀態(tài)，所述發(fā)動機操作參數(shù)包括例如曲軸的旋轉(zhuǎn)速度、曲軸角、進(jìn)氣歧管絕對壓力、發(fā)動機制冷劑溫度、環(huán)境空氣溫度和環(huán)境壓力。發(fā)動機負(fù)載例如從進(jìn)氣歧管絕對壓力確定，或替代性地從至加速器踏板113的監(jiān)測操作員輸入來確定。ECM 23產(chǎn)生并傳送指令信號以控制發(fā)動機致動器，包括例如燃料噴射器、點火模塊和節(jié)氣門控制模塊，它們均未被示出。TCM 17可操作地連接到變速器10并且監(jiān)測來自于傳感器的輸入，以確定變速器操作參數(shù)的狀態(tài)。TCM 17產(chǎn)生并傳送指令信號以控制變速器10，包括控制液壓控制回路 42。從TCM 17至HCP 5的輸入包括每個離合器(S卩，Cl 70、C2 62、C3 73和C4 75)的估計離合器扭矩和輸出構(gòu)件64的旋轉(zhuǎn)輸出速度化?？墒褂闷渌聞悠骱蛡鞲衅?，以提供從TCM 17至HCP 5的附加信息，用于控制目的。TCM 17監(jiān)測壓力開關(guān)的輸入并且選擇性地致動液壓控制回路42的壓力控制螺線管和換檔螺線管，以選擇性地致動各個離合器Cl 70、C2 62、C3 73和C4 75從而實現(xiàn)各個變速器操作范圍狀態(tài)，如將在下文描述的。BPCM 21信號地連接到傳感器以監(jiān)測ESD 74，包括電流和電壓參數(shù)的狀態(tài)，以提供表示ESD 74蓄電池的參數(shù)狀態(tài)的信息至HCP 5。蓄電池的參數(shù)狀態(tài)優(yōu)選地包括蓄電池電荷狀態(tài)、蓄電池電壓、蓄電池溫度和可用蓄電池功率(是指從Pbatjdn至Pbatjax的范圍)。制動器控制模塊(BrCM) 22可操作地連接到位于每個車輛車輪93上的摩擦制動器。BrCM 22監(jiān)測至制動器踏板112的操作員輸入并且產(chǎn)生控制信號以控制摩擦制動器并且發(fā)送控制信號給HCP 5，以基于此操作第一和第二電機56和72?？刂颇K、模塊、控制器、控制單元、處理器和類似術(shù)語是指一個或多個專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)以及相關(guān)存儲器和儲存器(只讀、可編程只讀、隨機存取、硬盤驅(qū)動器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、合適的信號調(diào)制和緩沖電路、以及提供所述功能的其它合適部件的任何合適一種或各種組合。控制模塊ECM 23、TCM 17、TPIM 19、BPCM 21和BrCM 22 中的每個都優(yōu)選地是通用目的數(shù)字計算機，其包括微處理器或中央處理單元、存儲介質(zhì)(包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)和電子可編程只讀存儲器(EPR0M))、高速時鐘、模數(shù)(D/A)和數(shù)模(A/D)電路、輸入/輸出電路和裝置(I/O)以及合適的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路。每個控制模塊具有一組控制算法，包括存儲在一種存儲介質(zhì)中并被執(zhí)行以提供每個控制模塊的各自功能的常駐程序指令和標(biāo)定值?？刂颇K之間的信號傳遞優(yōu)選使用LAN 總線6和SPI總線完成?？刂扑惴ㄔ陬A(yù)設(shè)循環(huán)期間被執(zhí)行，使得每個算法在每個循環(huán)期間至少被執(zhí)行一次。存儲在非易失性存儲裝置中的算法由一個中央處理單元執(zhí)行，以監(jiān)視來自感測裝置的輸入并且執(zhí)行控制和診斷例程從而用預(yù)設(shè)標(biāo)定值控制致動器的操作。在持續(xù)進(jìn)行的混合動力動力系操作期間，循環(huán)通常以規(guī)則間隔例如每3. 125,6. 25,12. 5、25和100 毫秒被執(zhí)行。替代性地，算法可響應(yīng)于事件的發(fā)生而被執(zhí)行。響應(yīng)于由用戶接口 13捕獲的借由加速器踏板113和制動器踏板112的操作員輸入，HCP 5以及一個或多個其它控制模塊確定扭矩指令以控制扭矩產(chǎn)生裝置(包括發(fā)動機 14以及第一和第二電機56和72)從而滿足在輸出構(gòu)件64處并且傳送到傳動系90的操作員扭矩請求?；趤碜杂谟脩艚涌?13和包括ESD 74的混合動力動力系的輸入信號，HCP 5 確定操作員扭矩請求、從變速器10至傳動系90的指令輸出扭矩、來自于發(fā)動機14的輸入扭矩、用于變速器10的扭矩傳遞離合器Cl 70、C2 62、C3 73、C4 75的離合器扭矩、以及分別用于第一和第二電機56和72的電機扭矩，如將在下文描述的。最終車輛加速度可由其它因素影響，包括例如道路負(fù)載、道路級別和車輛質(zhì)量。發(fā)動機狀態(tài)和變速器操作范圍狀態(tài)基于混合動力動力系的各種操作特性被確定。這包括通過加速器踏板113和制動器踏板112傳送給用戶接口 13的操作員扭矩請求，如上所述。變速器操作范圍狀態(tài)和發(fā)動機狀態(tài)可根據(jù)混合動力動力系扭矩需求來推斷，所述混合動力動力系扭矩需求由將第一和第二電機56和72操作在電能產(chǎn)生模式還是在扭矩產(chǎn)生模式的指令引起。變速器操作范圍狀態(tài)和發(fā)動機狀態(tài)可通過優(yōu)化算法或例程來確定，所述優(yōu)化算法或例程基于操作員的功率需求、蓄電池的電荷狀態(tài)以及發(fā)動機14和第一和第二電機56和72 的能量效率確定優(yōu)化系統(tǒng)效率?？刂葡到y(tǒng)基于所執(zhí)行的優(yōu)化例程的結(jié)果來管理來自于發(fā)動機14以及第一和第二電機56個72的扭矩輸入，且系統(tǒng)效率被優(yōu)化以藉此管理燃料經(jīng)濟性和蓄電池充電。此外，可基于部件或系統(tǒng)中的故障來確定操作。HCP 5監(jiān)測扭矩產(chǎn)生裝置， 并且確定變速器10在輸出構(gòu)件64處的功率輸出，所述功率輸出需要滿足操作員扭矩請求同時滿足其它動力系操作需求，例如充電ESD 74。如從上述應(yīng)顯而易見的，ESD 74以及第一和第二電機56和72被電氣可操作地聯(lián)接，用于其間的功率流動。此外，發(fā)動機14、第一和第二電機56和72、以及機電變速器10被電氣可操作地聯(lián)接，以在其間傳送功率，從而產(chǎn)生至輸出構(gòu)件64的功率流。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，圖4示意性地示出了內(nèi)燃機10和ECM 23，其已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的實施例構(gòu)造。本發(fā)明可應(yīng)用于各種內(nèi)燃機系統(tǒng)和燃燒循環(huán)。示例性發(fā)動機14包括具有可在氣缸215內(nèi)可滑動地移動的往復(fù)式活塞214的多缸內(nèi)燃機，所述活塞限定可變?nèi)莘e燃燒室216。每個活塞240連接到旋轉(zhuǎn)曲軸212，直線的往復(fù)運動通過所述曲軸轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動?？諝膺M(jìn)氣系統(tǒng)214提供進(jìn)氣空氣到進(jìn)氣歧管229， 所述進(jìn)氣歧管229將空氣導(dǎo)向并分布到燃燒室216的進(jìn)氣流道231中?？諝膺M(jìn)氣系統(tǒng)包括空氣流管道和裝置，用于監(jiān)測并控制空氣流?？諝膺M(jìn)氣裝置優(yōu)選地包括用于監(jiān)測空氣質(zhì)量流量和進(jìn)氣空氣溫度的空氣質(zhì)量流量傳感器232。主節(jié)氣門閥234優(yōu)選地包括電子控制的蝶閥，其用于響應(yīng)于來自于ECM 5的控制信號(ETC)可控地限制進(jìn)入到進(jìn)氣歧管229中的空氣流?？拷總€氣缸設(shè)置的相應(yīng)流量控制裝置可控地限制進(jìn)氣空氣流從進(jìn)氣歧管229到單個氣缸中。在優(yōu)選的實施例中，流量控制裝置包括單個進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥235，其是用于控制在單個進(jìn)氣流道231內(nèi)的空氣流的電子控制蝶閥。根據(jù)本發(fā)明，節(jié)氣門閥235配置成在發(fā)動機起動期間響應(yīng)于來自于ECM 23的控制信號控制至發(fā)動機14的空氣流。進(jìn)氣歧管 229中的壓力傳感器236配置成監(jiān)測歧管絕對壓力和大氣壓力。外部流量通道將排氣氣體從發(fā)動機排氣再循環(huán)到進(jìn)氣歧管229，其具有稱為排氣再循環(huán)(EGR)閥238的流量控制閥。 ECM 23可操作以通過控制EGR閥238的開度來控制至進(jìn)氣歧管229中的排氣的質(zhì)量流量。從進(jìn)氣歧管229進(jìn)入到燃燒室216中的空氣流被一個或多個進(jìn)氣閥220控制。離開燃燒室216的排氣流被一個或多個排氣閥218控制到排氣歧管239。發(fā)動機14配置有系統(tǒng)，以控制并調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥220和排氣閥218的開度和關(guān)閉。在一個實施例中，進(jìn)氣閥220和排氣閥218的開度和關(guān)閉可通過分別控制進(jìn)氣和排氣可變凸輪定相/可變升程控制(VCP/ VLC)裝置222和224來控制和調(diào)節(jié)。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置222和224配置成分別控制和操作進(jìn)氣凸輪軸221和排氣凸輪軸223。進(jìn)氣凸輪軸221和排氣凸輪軸223的旋轉(zhuǎn)鏈接并標(biāo)引到曲軸212的旋轉(zhuǎn)，藉此將進(jìn)氣閥220和排氣閥218的開度和關(guān)閉鏈接到曲軸212 和活塞14的位置。進(jìn)氣VCP/VLC裝置222優(yōu)選地包括機構(gòu)，其可操作以響應(yīng)于ECM 23的控制信號 (INTAKE)切換并控制進(jìn)氣閥220的閥升程以及可變地調(diào)節(jié)并控制用于每個氣缸215的進(jìn)氣凸輪軸221的定相。排氣VCP/VLC裝置224優(yōu)選地包括可控機構(gòu)，其可操作以響應(yīng)于ECM 23的控制信號(EXHAUST)切換并控制排氣閥218的閥升程以及可變地調(diào)節(jié)并控制用于每個氣缸215的排氣凸輪軸223的定相。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置222和224每個均優(yōu)選地包括可控兩級可變升程控制 (VLC)機構(gòu)，其可操作以按照兩個離散級中的一個分別控制進(jìn)氣閥220和排氣閥218的閥升程或開度的幅值。兩個離散級優(yōu)選地包括優(yōu)選地用于低速低負(fù)載操作的低升程閥開啟位置 (在一個實施例中，大約4-6 mm)以及優(yōu)選地用于高速高負(fù)載操作的高升程閥開啟位置(在一個實施例中，大約8-13 mm)。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置222和224每個均優(yōu)選地包括可變凸輪定相(VCP)機構(gòu)，以分別控制和調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥220和排氣閥218的開啟和關(guān)閉的定相 (即，相對定時)。調(diào)節(jié)定相是指變換進(jìn)氣閥220和排氣閥218相對于在相應(yīng)氣缸215中曲軸212和活塞214的位置開啟時間。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置222和224的VCP機構(gòu)中的每個優(yōu)選地具有在大約60°至90°曲軸旋轉(zhuǎn)的定相權(quán)限范圍，因而允許ECM 23提前或延遲進(jìn)氣閥220和排氣閥218相對于每個氣缸215的活塞214位置的開啟和關(guān)閉。定相權(quán)限的范圍被進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置222和224限定并限制。進(jìn)氣和排氣VCP/VLC裝置222 和224包括曲軸位置傳感器，以確定進(jìn)氣和排氣凸輪軸221和223的旋轉(zhuǎn)位置。VCP/VLC裝置222和224使用由ECM 23控制的電液、液壓和電氣控制力中的一種來致動VCP/VLC裝置 222 和 224。發(fā)動機14包括燃料噴射系統(tǒng)，其包括多個高壓燃料噴射器228，每個高壓燃料噴射器228配置成響應(yīng)于來自于ECM 23的信號將燃料質(zhì)量直接噴射到一個燃燒室216中。燃料噴射器228從燃料分配系統(tǒng)供應(yīng)增壓燃料。發(fā)動機14包括火花點火系統(tǒng)，火花能量可通過火花點火系統(tǒng)提供給火花塞226， 用于響應(yīng)于來自于ECM 23的信號(IGN)點火或輔助點火在每個燃燒室216中的氣缸充氣。發(fā)動機14配置有用于監(jiān)測發(fā)動機操作的各種感測裝置，包括具有輸出RPM并且可操作以監(jiān)測曲軸旋轉(zhuǎn)位置(即，曲軸角和發(fā)動機速度)的曲軸傳感器242，其中發(fā)動機速度有效地等于輸入軸12的輸入速度隊。為了簡明起見，曲軸212的發(fā)動機速度和旋轉(zhuǎn)速度由曲軸傳感器242測量，并且被稱為隊。在一個實施例中，燃燒傳感器230配置成監(jiān)測燃燒，且排氣傳感器240配置成監(jiān)測排氣，其通常是空氣/燃料比傳感器。燃燒傳感器230包括傳感器裝置，所述傳感器裝置可操作以監(jiān)測燃燒參數(shù)的狀態(tài)并且被描述為可操作以監(jiān)測缸內(nèi)燃燒壓力的氣缸壓力傳感器。燃燒傳感器230和曲軸傳感器242的輸出被ECM 23監(jiān)測，ECM 23確定在每個燃燒循環(huán)中燃燒定相、即燃燒壓力相對于每個氣缸215中曲軸212的曲軸角的定時。燃燒傳感器30還可被ECM 30監(jiān)測以確定用于每個燃燒循環(huán)中每個氣缸215的平均有效壓力(IMEP)。優(yōu)選地，發(fā)動機14和ECM 23被機械化以監(jiān)測并確定在每個氣缸點火事件期間用于每個發(fā)動機氣缸215的IMEP的狀態(tài)。替代性地，可使用其它感測系統(tǒng)以監(jiān)測在本發(fā)明范圍內(nèi)其它燃燒參數(shù)的狀態(tài)，例如，離子感測點火系統(tǒng)和非侵入式氣缸壓力傳感器。ECM 23優(yōu)選地是通用目的數(shù)字計算機，其包括微處理器或中央處理單元、包括非易失性存儲器(包括只讀存儲器和電子可編程只讀存儲器)和隨機讀取存儲器的存儲介質(zhì)、 高速時鐘、模數(shù)和數(shù)模電路、輸入/輸出電路和裝置以及合適的信號調(diào)節(jié)和緩沖電路?？刂颇K具有一組控制算法，包括存儲在非易失性存儲器中并被執(zhí)行以提供期望功能的常駐程序指令和標(biāo)定值。算法優(yōu)選地在預(yù)設(shè)循環(huán)期間被執(zhí)行。算法由中央處理單元執(zhí)行并且可操作以監(jiān)視來自前述感測裝置的輸入并且執(zhí)行控制和診斷例程從而用預(yù)設(shè)標(biāo)定值控制致動器的操作。在持續(xù)進(jìn)行的發(fā)動機和車輛操作期間，循環(huán)通常以規(guī)則間隔例如每3. 125,6. 25、 12. 5、25和100毫秒被執(zhí)行。替代性地，算法可響應(yīng)于事件的發(fā)生而被執(zhí)行。在操作中，ECM 23監(jiān)測來自于前述傳感器的輸入以確定發(fā)動機參數(shù)的狀態(tài)。ECM 23配置成從操作員接收輸入信號(例如，借由節(jié)氣門踏板和制動器踏板)以確定操作員扭矩請求，ECM 23監(jiān)測表示NI和進(jìn)氣空氣溫度、制冷劑溫度和其它環(huán)境狀態(tài)的傳感器。ECM 23執(zhí)行存儲在其中的算法代碼以控制前述致動器從而形成氣缸充氣，包括控制主和端口節(jié)氣門234、235位置、火花點火正時、燃料噴射質(zhì)量和正時、EGR閥位置，以控制再循環(huán)排氣氣體的流量以及如此配備的發(fā)動機上的進(jìn)氣和/或排氣閥正時和定相。在一個實施例中，閥正時和定相可包括排氣閥再開啟的NVO和升程(在排氣再呼吸策略中)。ECM 23 可操作以在持續(xù)進(jìn)行的車輛操作期間啟動和關(guān)閉發(fā)動機14，并且可操作以通過控制燃料和火花和閥停用來選擇性地停用燃燒室16的一部分或進(jìn)氣閥220和排氣閥218的一部分。 ECM 23可基于排氣傳感器240的反饋來控制空氣/燃料比。在本發(fā)明的示例性實施例中，并且參考圖1-4，HCP 5配置成開始在混合動力動力系中的內(nèi)燃機14的操作，其中，ECM 23監(jiān)測分別由曲軸和壓力傳感器242、236測量的N1和進(jìn)氣歧管絕對壓力(PINT)，基于所監(jiān)測的N1和Pint，與ECM 23通信的HCP 5發(fā)送信號給起動機馬達(dá)102和電機56，以在發(fā)動機點火事件之前轉(zhuǎn)動或加速曲軸212。如將在下文進(jìn)一步描述的，起動機馬達(dá)102可單獨使用以最初轉(zhuǎn)動曲軸212 ；或者結(jié)合電機56使用以在開始轉(zhuǎn)動之后加速曲軸212。在本發(fā)明的示例性實施例中，圖5描述了如圖4所示的進(jìn)氣系統(tǒng)213的細(xì)節(jié)圖。進(jìn)氣系統(tǒng)213包括進(jìn)氣歧管229和對應(yīng)燃燒室216a、b、c和d的多個進(jìn)氣流道231a、b、c和 d。如前所述，空氣進(jìn)氣系統(tǒng)213提供進(jìn)氣空氣到進(jìn)氣歧管229，所述進(jìn)氣歧管將空氣導(dǎo)向并分布到燃燒室216的進(jìn)氣流道231中。進(jìn)氣歧管229內(nèi)的主節(jié)氣門閥234借由如圖3所示的HCP 5和ECM 23被電子控制，并且配置成控制至進(jìn)氣流道231的空氣流。在對應(yīng)進(jìn)氣流道231的通道內(nèi)的進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥235 a、b、c和d借由HCP 5和ECM 23被電子控制并且配置成控制從進(jìn)氣歧管229至燃燒室216的空氣流。此外，進(jìn)氣歧管229配置成借由 EGR閥238接收排氣。壓力傳感器236監(jiān)測進(jìn)氣歧管229內(nèi)的Pint和大氣壓力。
在替代性實施例中，每個端口節(jié)氣門閥235配置成彼此獨立地開啟和關(guān)閉并且與相應(yīng)燃燒室216的發(fā)動機點火事件相關(guān)。在又另一替代性實施例中，流量控制裝置包括可獨立致動的進(jìn)氣閥，例如每缸的電氣致動或液壓致動的進(jìn)氣閥。這種可獨立致動的進(jìn)氣閥可用于完成關(guān)于進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥235上述的功能。在示例性實施例中，在圖6中描述配置成開始內(nèi)燃機的操作的混合動力動力系。 混合動力動力系601包括發(fā)動機14、變速器10、起動機馬達(dá)102、以及分別的第一和第二電機56和74。示例性時似乎離例如可使用第二電機74所提供的Tb來產(chǎn)生在輸出速度Ntj下的運動輸出扭矩Tq至變速器10的輸出構(gòu)件64，其中第一電機56所提供的Ta可加速發(fā)動機14的曲軸，所述曲軸的旋轉(zhuǎn)速度在發(fā)動機起動期間有效地等于在扭矩T1下的隊。變速器10的輸入軸12將曲軸可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到變速器10。將理解的是，變矩器可位于變速器10 和發(fā)動機14之間。替代性實施例可配置成使得第二電機72加速曲軸同時第一電機56產(chǎn)生至變速器10的輸出軸64的運動輸出扭矩。根據(jù)一種示例性方法以及參考圖3、4和6，在發(fā)動機14的起動操作期間，曲軸212 最初由起動機馬達(dá)102轉(zhuǎn)動，從而提供Ts。主和端口節(jié)氣門閥234、235分別在最初轉(zhuǎn)動期間封閉。分別關(guān)閉主和端口節(jié)氣門閥234、235會阻塞進(jìn)氣空氣流，從而使得被吸入到燃燒室216中的空氣最小化。通過分別關(guān)閉主和端口節(jié)氣門閥234、235來最小化吸入到燃燒室 216的空氣有效地減壓燃燒室216。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，氣缸內(nèi)的壓縮由作用在通過進(jìn)氣歧管吸入的進(jìn)氣空氣上的活塞引起。通過阻塞進(jìn)氣空氣并且將最初存在于燃燒室內(nèi)的空氣驅(qū)出，避免在發(fā)動機的隨后循環(huán)中在氣缸內(nèi)的壓縮。減壓燃燒室216減少在燃燒室 216內(nèi)Ts必須克服的最初低端壓縮扭矩(TOTP)，以最初轉(zhuǎn)動曲軸212至有效地等于N1的速度。在非限制性優(yōu)選實施例中，曲軸212針對14發(fā)動機最初轉(zhuǎn)動一個壓縮事件以及針對V8 發(fā)動機最初轉(zhuǎn)動兩個壓縮事件。在最初轉(zhuǎn)動曲軸212以及減少的最初低端Totp之后，曲軸212由起動機馬達(dá)102 和電機56加速直到N1超過速度閾值。一旦N1超過速度閾值，起動機馬達(dá)102被停用，同時曲軸212經(jīng)歷僅由第一電機56的Ta提供的快速加速。在非限制性示例中，速度閾值是300 RPM。由于N1經(jīng)歷電機56所提供的快速加速且由于減少的T·，端口節(jié)氣門閥35開啟至由HCP 5和ECM 23計算的開啟角度。開啟端口節(jié)氣門閥235有效地針對發(fā)動機點火事件減少Pint，其中發(fā)動機點火事件由HCP 5和ECM 23計算并且由燃燒傳感器30測量。此外， 開啟端口節(jié)氣門閥235允許進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣進(jìn)入到燃燒室216中。進(jìn)入燃燒室216中的空氣有效地增加發(fā)動機點火事件所需的1\。當(dāng)Pint減少至低于進(jìn)氣歧管絕對壓力閾值(Pint _)時，主節(jié)氣門閥234基于發(fā)動機點火事件開始開啟。端口節(jié)氣門閥235所提供的至燃燒室216的進(jìn)氣空氣流的控制權(quán)限在Pint減少時單調(diào)地衰減，其中主節(jié)氣門閥234變得在控制至燃燒室216的進(jìn)氣空氣流上占優(yōu)勢并且最終完全控制進(jìn)氣空氣流。允許端口節(jié)氣門閥235所提供的控制權(quán)限單調(diào)地衰減以及主節(jié)氣門閥234在控制進(jìn)氣空氣流方面占優(yōu)勢會在發(fā)動機點火事件期間管理T1，從而允許T1逐漸減少，且因此減少N1突然增大。參考圖7，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例，描述了根據(jù)發(fā)動機起動事件以及峰值壓縮和膨脹扭矩而變化的發(fā)動機速度響應(yīng)的圖形。在參考范圍A，描述了需要被克服以最初轉(zhuǎn)動發(fā)動機的峰值壓縮和膨脹扭矩。如上所述，由于在燃燒室內(nèi)被捕獲的空氣質(zhì)量，峰值壓縮和膨脹扭矩最初較高。起動機馬達(dá)提供馬達(dá)扭矩(Ts)以最初轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，其中主和端口節(jié)氣門閥被關(guān)閉以阻塞空氣質(zhì)量進(jìn)入燃燒室，且因此減少在發(fā)動機起動期間的峰值壓縮和膨脹扭矩。在非限制性示例中，起動機馬達(dá)所提供的Ts必須克服的峰值膨脹和壓縮扭矩分別是-160 Nm和160 Nm。在替代性實施例中，每個進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥235配置成彼此獨立地開啟和關(guān)閉并且與響應(yīng)燃燒室的發(fā)動機點火事件相關(guān)聯(lián)。參考參考范圍B，描述了起動事件范圍，其中曲軸由起動機馬達(dá)和第一電機加速。 由于主和端口節(jié)氣門閥處于關(guān)閉位置，至燃燒室的空氣流被阻塞，且因此最小化被吸入到燃燒室內(nèi)的空氣。阻塞至燃燒室的空氣流有效地減壓燃燒室，藉此減少峰值膨脹和壓縮扭矩。由于減少的峰值膨脹和壓縮扭矩，發(fā)動機的曲軸通過分別由起動機馬達(dá)和電機提供的電機扭矩Ts和Ta而快速加速。如在參考范圍B時在起動事件期間所述的，有效地等于按照 RPM測量的N1的曲軸旋轉(zhuǎn)速度快速地加速至閾值速度，其按照RPM測量為N1 THU)。在非限制性實施例中，Ni thld是300 RPM。參考參考范圍C，描述了起動事件范圍，其中已經(jīng)達(dá)到N1 τιω，起動機馬達(dá)被停用， 且曲軸由電機旋轉(zhuǎn)并且發(fā)動機點火事件出現(xiàn)。端口節(jié)氣門閥開啟至有效地減少用于發(fā)動機點火事件的進(jìn)氣歧管絕對壓力的開啟角度。由于進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥的開啟，來自于進(jìn)氣歧管的開啟進(jìn)入到燃燒室中，且因而增加用于發(fā)動機點火事件的扭矩。從發(fā)動機點火事件產(chǎn)生平均發(fā)動機扭矩跡線，從而表示在發(fā)動機點火事件從每個燃燒室產(chǎn)生的平均扭矩。參考參考范圍D，描述了起動事件范圍，其中Pint在發(fā)動機點火事件期間減少至低于Pu·。當(dāng)Pint減少至低于Pu·時，主節(jié)氣門閥開始開啟，從而允許開啟進(jìn)入進(jìn)氣歧管。 由進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥提供的至燃燒室的進(jìn)氣空氣流的控制權(quán)限在Pint減少時單調(diào)地衰減。 主節(jié)氣門閥開始在控制至燃燒室的進(jìn)氣空氣流方面占優(yōu)勢，且最終完全控制燃燒所需的進(jìn)氣空氣流。如在參考范圍D顯而易見的，峰值膨脹扭矩由于用于燃燒的期望進(jìn)氣空氣流而增加。在非限制性示例中，在主節(jié)氣門閥完全控制進(jìn)氣空氣流時的峰值壓縮和膨脹扭矩分別是 70 Nm 和 150 Nm。如在圖7描述的圖形中顯而易見的，關(guān)閉主和端口節(jié)氣門閥有效地減壓燃燒室并且減少在燃燒室內(nèi)的最初峰值壓縮和膨脹扭矩，其必須克服起動機馬達(dá)所提供的Ts以最初地轉(zhuǎn)動曲軸。開啟進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥有效地減少進(jìn)氣岐管絕對壓力并且增加用于發(fā)動機點火事件的T115允許端口節(jié)氣門閥所提供的控制權(quán)限單調(diào)地衰減以及主節(jié)氣門閥在控制進(jìn)氣空氣流方面占優(yōu)勢會在發(fā)動機點火事件期間管理T1,從而允許T1逐漸減少，且因此減少N1 突然增大。在示例性實施例中，在圖8中描述了用于混合動力動力系中隨后發(fā)動機發(fā)動操作的用于減少壓縮扭矩Ttomp的方法。在參考點W和Y之間發(fā)動機“運行”；在參考點Y和Z之間發(fā)動機“關(guān)閉”。在參考點W和X之間發(fā)動機運行并且具有期望用于燃燒的TOTP。就在發(fā)動機關(guān)閉之前，如圖3中的HCP 5和ECM 23所確定的，Tcomp在參考點X減少。減少在燃燒室內(nèi)的Totp有效地減少起動機馬達(dá)或電機所提供的扭矩，以最初地轉(zhuǎn)動或加速曲軸，用于隨后的發(fā)動機起動。優(yōu)選地，在發(fā)動機關(guān)閉之前的最后數(shù)個壓縮沖程期間，主和端口節(jié)氣門閥被關(guān)閉。關(guān)閉主和端口節(jié)氣門閥有效地阻塞進(jìn)氣空氣流防止其在最后數(shù)個壓縮沖程期間進(jìn)入到燃燒室中。因此，當(dāng)進(jìn)氣空氣被阻塞不能進(jìn)入發(fā)動機時，被吸入到燃燒室內(nèi)的空氣流的量最小化，且因此減壓燃燒室。減壓燃燒室減少最初低端ΤωΜΡ，其必須克服起動機馬達(dá)和電機所提供的扭矩以最初地轉(zhuǎn)動并且加速曲軸至用于燃燒的可接受速度。
本發(fā)明已經(jīng)描述了一些優(yōu)選實施例及其變型。在閱讀和理解申請文件之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到其它變型和修改。因此，本發(fā)明并不旨在局限于用于實施本發(fā)明所構(gòu)想的最佳模式而公開的具體實施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種起動在混合動力動力系內(nèi)聯(lián)接到傳動系的內(nèi)燃機的操作的方法，所述動力系包括發(fā)動機、電機和機電變速器，所述機電變速器可選擇性控制地操作以在發(fā)動機、傳動系和電機之間傳送扭矩，所述方法依次包括通過位于進(jìn)氣歧管與發(fā)動機的燃燒室之間且靠近燃燒室的流量控制裝置來關(guān)閉從進(jìn)氣歧管至燃燒室中的空氣流路徑；排他地通過起動機馬達(dá)來啟動發(fā)動機的曲軸的旋轉(zhuǎn)同時通過流量控制裝置來限制從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑；通過起動機馬達(dá)和電機兩者來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的曲軸同時通過流量控制裝置來限制從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑，直到實現(xiàn)預(yù)定曲軸速度為止；以及排他地通過電機來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的曲軸同時通過流量控制裝置來開啟從進(jìn)氣歧管到發(fā)動機的燃燒室中的空氣流路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過位于進(jìn)氣歧管與發(fā)動機的燃燒室之間且靠近燃燒室的流量控制裝置來關(guān)閉從進(jìn)氣歧管至燃燒室中的空氣流路徑包括關(guān)閉進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過位于進(jìn)氣歧管與發(fā)動機的燃燒室之間且靠近燃燒室的流量控制裝置來關(guān)閉從進(jìn)氣歧管至燃燒室中的空氣流路徑包括關(guān)閉進(jìn)氣閥。
4.一種起動在混合動力動力系內(nèi)聯(lián)接到傳動系的內(nèi)燃機的操作的方法，所述動力系包括發(fā)動機、電機和機電變速器，所述機電變速器可選擇性控制地操作以在發(fā)動機、傳動系和電機之間傳送扭矩，所述方法包括關(guān)閉主節(jié)氣門閥以限制進(jìn)入到發(fā)動機的進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣流； 關(guān)閉進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥，用于限制空氣流從進(jìn)氣歧管進(jìn)入到發(fā)動機的燃燒室中； 致動起動機馬達(dá)，以使用起動機馬達(dá)來最初轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，其中主節(jié)氣門閥關(guān)閉且進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥關(guān)閉； 監(jiān)測曲軸的旋轉(zhuǎn)速度；在最初轉(zhuǎn)動曲軸之后用起動機馬達(dá)和電機來加速曲軸；將曲軸的旋轉(zhuǎn)速度與閾值速度比較；當(dāng)曲軸的旋轉(zhuǎn)速度超過閾值速度時停用起動機馬達(dá)；以及點火發(fā)動機，包括最初僅開啟進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥以控制到發(fā)動機中的空氣流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，最初轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸包括最初轉(zhuǎn)動曲軸一個壓縮事件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，最初轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸包括最初轉(zhuǎn)動曲軸兩個壓縮事件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括，其中點火發(fā)動機還包括 監(jiān)測進(jìn)氣歧管絕對壓力；將所述進(jìn)氣歧管絕對壓力與壓力閾值比較；以及當(dāng)進(jìn)氣歧管絕對壓力下降低于壓力閾值時開啟主節(jié)氣門閥。
8.一種起動在混合動力動力系內(nèi)聯(lián)接到傳動系的內(nèi)燃機的操作的系統(tǒng)，所述動力系包括發(fā)動機、電機和機電變速器，所述機電變速器可選擇性控制地操作以在發(fā)動機、傳動系和電機之間傳送扭矩，所述系統(tǒng)包括所述發(fā)動機，所述發(fā)動機包括多個燃燒室，所述燃燒室流體聯(lián)接到進(jìn)氣歧管； 多個流量控制裝置，每個流量控制裝置位于進(jìn)氣歧管與多個燃燒室的對應(yīng)一個之間， 以選擇性地限制至燃燒室的空氣流； 起動機馬達(dá)； 所述電機；控制模塊，所述控制模塊電氣聯(lián)接到所述起動機馬達(dá)、所述電機以及所述多個流量控制裝置，以依次進(jìn)行并且在發(fā)動機點火事件之前進(jìn)行排他地通過起動機馬達(dá)來啟動發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)同時限制通過每個流量控制裝置到多個燃燒室中的空氣流；通過起動機馬達(dá)和電機兩者來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機同時限制每個通過流量控制裝置到多個燃燒室中的空氣流，直到實現(xiàn)預(yù)定發(fā)動機速度為止；以及排他地通過電機來繼續(xù)旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的曲軸同時不限制通過流量控制裝置到多個燃燒室中的空氣流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，每個流量控制裝置包括位于相應(yīng)進(jìn)氣流道中的進(jìn)氣端口節(jié)氣門閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，每個流量控制裝置包括進(jìn)氣閥，所述進(jìn)氣閥位于多個燃燒室的相應(yīng)一個處。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于發(fā)動起動混合動力動力系內(nèi)的內(nèi)燃機的方法。混合動力動力系包括內(nèi)燃機。機電變速器和電機。在發(fā)動機起動例程中，位于在發(fā)動機中的每個燃燒室附近的流量控制裝置最初限制進(jìn)入到氣缸中的空氣流，以允許起動機馬達(dá)以低膨脹和壓縮扭矩旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，之后發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)被過渡至電機。
文檔編號F02D43/00GK102312747SQ201110190719
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者R. 維德喬 J., 西蒙 M., 馬 Q., D. 沙夫托 R. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司