用于轉(zhuǎn)矩控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┯糜趯崿F(xiàn)配置有馬達混合變速器的混合動力車輛中的平穩(wěn)變速器換檔的方法和系統(tǒng)。在變速器升檔的初始部分期間，火花正時可以從MBT提前以加速轉(zhuǎn)矩減少。一旦發(fā)動機轉(zhuǎn)速已充分減少，且在期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閾值范圍內(nèi)，便可延遲火花正時直到所述變速器換檔完成。
【專利說明】用于轉(zhuǎn)矩控制的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書涉及用于改善混合動力車輛的變速器中的轉(zhuǎn)矩減少控制的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]一些混合動力車輛可以包含馬達混合動力變速器(MHT)。其中，傳動系斷開離合器可以機械地且選擇性地隔離發(fā)動機與變速器和車輪，使得變速器和車輪可以獨立于發(fā)動機而操作。傳動系斷開離合器允許將轉(zhuǎn)矩提供給傳動系以推進車輛，即使發(fā)動機已停止旋轉(zhuǎn)也是如此。另外，該系統(tǒng)可以包含電動馬達，該電動馬達位于柔性板與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器之間并且可用以補充轉(zhuǎn)矩輸出以及在車輛減速期間吸收和儲存動力。
[0003]通常，發(fā)動機動力系控制系統(tǒng)在變速器換檔期間執(zhí)行轉(zhuǎn)矩控制，以幫助針對發(fā)動機命令的下一齒輪匹配發(fā)動機轉(zhuǎn)速。用于轉(zhuǎn)矩控制的一個示例方法由巴蒂羅(Badillo)等人在US 6，770，009中展示。其中，在從停置狀態(tài)起動車輛期間使用火花延遲來改善發(fā)動機側(cè)上的離合器板與變速器側(cè)上的離合器板之間的轉(zhuǎn)矩遞送?；鸹ㄑ舆t的快速致動減少了車輛起動期間的不穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩控制。
[0004]然而，本文的
【發(fā)明者】已認識到具有馬達混合動力變速器的混合動力車輛中的轉(zhuǎn)矩控制可能是復(fù)雜的。這是由于發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)組合件的增加的慣性重量與混合動力馬達的電樞進行組合而形成顯著的慣性質(zhì)量，其無法足夠快地減速以匹配變速器換檔速度。因此，可能存在利用火花延遲并不提供期望的平穩(wěn)過渡從而導(dǎo)致再發(fā)生車輛顫動和NVH問題的狀況。具體來說，在變速器換檔期間，如果離合器的兩側(cè)之間的較大速度差致使傳動系斷開離合器傳送比期望轉(zhuǎn)矩更多的轉(zhuǎn)矩，則關(guān)閉傳動系斷開離合器可能引起顯著的轉(zhuǎn)矩擾動進入傳動系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個示例中，以上問題可以至少部分地由一種用于混合動力車輛的方法解決，該方法包括:在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，通過以從MBT提前的火花正時操作一個或多個汽缸來減少發(fā)動機轉(zhuǎn)速，且當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值時，以從MBT延遲的火花正時操作所述一個或多個汽缸。以此方式，可以產(chǎn)生足夠的負轉(zhuǎn)矩來減慢發(fā)動機以用于平穩(wěn)的變速器換檔。
[0006]作為示例，在配置有馬達混合動力變速器的混合動力電動車輛中的變速器換檔期間，在一個或多個發(fā)動機汽缸中可以從MBT提前火花正時以產(chǎn)生足夠的負轉(zhuǎn)矩來減慢發(fā)動機轉(zhuǎn)速。所使用的火花提前量可以經(jīng)選擇以使得汽缸的峰值壓力遠在TDC之前發(fā)生，以便減少汽缸爆震?；谒枰霓D(zhuǎn)矩減少量，發(fā)動機的一個或多個汽缸(例如，所有汽缸)可以具有提前的火花正時。舉例來說，在給定變速器換檔期間，一些汽缸可以具有從MBT提前的火花正時，而其它剩余汽缸具有從MBT延遲或處于MBT的火花正時?；鸹ㄌ崆暗氖褂迷试S更快地將發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少到閾值轉(zhuǎn)速?？蛇x地，在配置有直接燃料噴射的發(fā)動機中，分層進料可以與火花提前一起使用以改善燃燒。分層進料可以包含例如在火花時間附近噴射燃料。一旦發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于或低于閾值轉(zhuǎn)速，便可停止在變速器換檔期間使用火花提前。相反，可以在一個或多個發(fā)動機汽缸中使用火花延遲以減少換檔期間的爆震的傾向。另外，可以在變速器換檔之后使用火花延遲。
[0007]以此方式，通過在混合動力車輛中的變速器換檔期間從MBT提前火花正時，可以在發(fā)動機循環(huán)中較早地產(chǎn)生更負的轉(zhuǎn)矩。特別地，盡管從MBT延遲的火花減少轉(zhuǎn)矩，但遠在MBT之前的火花提前可以產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩，因為活塞必須抵抗因極早地燃燒產(chǎn)生的壓力而做功。由此，該方法可以產(chǎn)生與使用對所有發(fā)動機汽缸的燃料關(guān)斷或關(guān)閉節(jié)氣門減速而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩更負的轉(zhuǎn)矩。通過增加所產(chǎn)生的負轉(zhuǎn)矩量，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以快速地減慢以匹配在換檔期間所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速?？傮w上，實現(xiàn)更平穩(wěn)的變速器換檔。
[0008]應(yīng)理解提供上述
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以簡化形式介紹在【具體實施方式】中進一步描述的概念的選擇。它并非旨在識別要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍唯一地由隨附于【具體實施方式】的權(quán)利要求來界定。此外，要求保護的主題并不限于解決上文或在本實用新型的任何部分中所提到的任何缺點的實施方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過單獨地閱讀或參考附圖來閱讀實施例的示例(本文稱為【具體實施方式】)將更完整地了解本文描述的優(yōu)點，其中:
[0010]圖1是發(fā)動機的示意圖；
[0011]圖2示出車輛傳動系配置的示例性實施例；
[0012]圖3是說明使用從MBT提前的火花來用于變速器換檔期間的轉(zhuǎn)矩減少的流程圖；
[0013]圖4是描繪隨著火花正時變化的平均汽缸轉(zhuǎn)矩變化的曲線圖；
[0014]圖5示出描繪在發(fā)動機循環(huán)中隨著火花正時變化的瞬時汽缸轉(zhuǎn)矩變化的曲線圖；
[0015]圖6示出用于混合動力車輛中在變速器換檔期間的加速轉(zhuǎn)矩減少的火花提前的示例性用途。

【具體實施方式】
[0016]本說明書涉及控制混合動力車輛的傳動系，其包含經(jīng)由離合器耦合到變速器的發(fā)動機和電動機，如圖1-2中所示。在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，通過調(diào)整火花正時可以實現(xiàn)平均轉(zhuǎn)矩減少(圖5)。發(fā)動機控制器可以被配置為執(zhí)行控制程序，例如圖4的程序，以便通過以從MBT提前的火花正時操作一個或多個發(fā)動機汽缸而在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間加速轉(zhuǎn)矩減少。隨后，一旦發(fā)動機轉(zhuǎn)速已充分減少，便可以以汽缸中從MBT延遲的火花正時來完成檔位轉(zhuǎn)換。通過調(diào)整火花提前，在發(fā)動機循環(huán)期間產(chǎn)生的負轉(zhuǎn)矩的數(shù)量和正時(圖6)可以被有利地調(diào)整以抵消在變速器換檔期間馬達混合動力變速器的慣性。參考圖7示出一種示例性調(diào)整。
[0017]圖1-3描繪包含發(fā)動機和電動機器的混合動力車輛的傳動系。發(fā)動機可以在車輛操作期間在具有或不具有傳動系集成起動器/發(fā)電機(例如，可簡寫為DISG的電動機器或馬達)的情況下操作。傳動系集成起動器/發(fā)電機在與發(fā)動機曲柄軸相同的軸線上集成到傳動系中，并且每當轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器推進器旋轉(zhuǎn)時旋轉(zhuǎn)。此外，DISG可以不與傳動系選擇性地接合或脫離。相反，DISG是傳動系的整體部分。更進一步地，DISG可以在操作或不操作發(fā)動機的情況下進行操作。DISG的質(zhì)量和慣性在DISG不操作時與傳動系一起保持以向傳動系提供轉(zhuǎn)矩或從傳動系吸收轉(zhuǎn)矩。
[0018]參見圖1，電子發(fā)動機控制器12控制包括多個汽缸的內(nèi)燃機10，圖1中示出其中一個汽缸。發(fā)動機10包含燃燒室30和汽缸壁32，活塞36定位于汽缸壁中并連接到曲柄軸40。飛輪97和環(huán)形齒輪99耦合到曲柄軸40。起動器96包含小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇性地推進小齒輪95以嚙合環(huán)形齒輪99。起動器96可以直接安裝到發(fā)動機的前部或發(fā)動機的后部。在一些示例中，起動器96可以經(jīng)由皮帶或鏈條將轉(zhuǎn)矩選擇性地供應(yīng)到曲柄軸40。起動器96可以被描述為較低功率起動裝置。在一個示例中，起動器96在不接合到發(fā)動機曲柄軸時處于基本狀態(tài)。燃燒室30被顯示為經(jīng)由相應(yīng)的進氣閥52和排氣閥54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進氣閥和排氣閥可以由進氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進氣凸輪51的位置可以由進氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57確定。
[0019]燃料噴射器66被顯示為經(jīng)定位以將燃料直接噴射到汽缸30中，本領(lǐng)域技術(shù)人員稱其為直接噴射。作為替代，燃料可以被噴射到進氣道，本領(lǐng)域技術(shù)人員稱其為進氣道噴射。燃料噴射器66與來自控制器12的信號FPW的脈沖寬度成比例地輸送液體燃料。燃料由燃料系統(tǒng)(未圖示)輸送到燃料噴射器66，所述燃料系統(tǒng)包含燃料罐、燃料泵和燃料軌(未圖示)。由響應(yīng)于控制器12的驅(qū)動器68對燃料噴射器66供應(yīng)工作電流。另外，進氣歧管44被顯示為與任選的電子節(jié)氣門62連通，所述電子節(jié)氣門調(diào)整節(jié)流板64的位置以控制從空氣進口 42到進氣歧管44的空氣流。在一個示例中，可以使用低壓直接噴射系統(tǒng)，其中燃料壓力可以被升高到接近20到30巴。作為替代，可以使用高壓雙級燃料系統(tǒng)來產(chǎn)生較高的燃料壓力。在一些示例中，節(jié)氣門62和節(jié)流板64可以被定位在進氣閥52與進氣歧管44之間以使得節(jié)氣門62為進氣道節(jié)氣門。
[0020]無分電器點火系統(tǒng)88響應(yīng)于控制器12經(jīng)由火花塞92將點火火花提供給燃燒室30。寬域排氣氧(UEG0)傳感器126被顯示為在催化轉(zhuǎn)換器70的上游耦合到排氣歧管48。作為替代，雙態(tài)排氣氧傳感器可以代替UEG0傳感器126。
[0021]在一個示例中，轉(zhuǎn)換器70可以包含多個催化磚。在另一示例中，可以使用多個排放控制裝置，各自具有多個磚。轉(zhuǎn)換器70可以是三效催化劑、微粒過濾器、稀NOx捕集器、選擇性還原催化劑或者其它排放控制裝置。排放裝置加熱器119也可以被定位于排氣系統(tǒng)中以加熱轉(zhuǎn)換器70和/或排氣。
[0022]控制器12在圖1中被顯示為常規(guī)微型計算機，其包含:微處理器單元102，輸入/輸出端口 104，只讀存儲器106，隨機存取存儲器108，保活存儲器110，以及常規(guī)數(shù)據(jù)總線?？刂破?2被顯示為從耦合到發(fā)動機10的傳感器接收各種信號，除了先前討論述的那些信號之外，所述信號還包含:來自耦合到冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);位置傳感器134，其耦合到加速器踏板130以用于感測由足部132施加的力和/或位置；位置傳感器154，其耦合到制動器踏板150以用于感測由足部152施加的力和/或位置；來自耦合到進氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動機歧管壓力(MAP)的測量值；來自感測曲柄軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118的發(fā)動機位置傳感器；來自傳感器120的進入發(fā)動機的空氣質(zhì)量的測量值；以及來自傳感器58的節(jié)氣門位置的測量值。也可以感測(傳感器未圖示)大氣壓以便由控制器12處理。在本說明書的優(yōu)選方面，發(fā)動機位置傳感器118在曲柄軸的每一次回轉(zhuǎn)產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等間距脈沖，由此可確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)。
[0023]在一些示例中，發(fā)動機可以耦合到混合動力車輛中的電動機/電池系統(tǒng)，如圖2所示。此外，在一些示例中，可以采用其它發(fā)動機配置，例如柴油機發(fā)動機。
[0024]在操作期間，發(fā)動機10內(nèi)的每一個汽缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán):該循環(huán)包含進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。通常，在進氣沖程期間，排氣閥54關(guān)閉且進氣閥52打開?？諝饨?jīng)由進氣歧管44引入到燃燒室30中，且活塞36移動到汽缸的底部以便增加燃燒室30內(nèi)的體積?；钊?6在汽缸的底部附近且在其沖程的結(jié)束處(例如，當燃燒室30處于其最大體積時)的位置通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為下止點(BDC)。在壓縮沖程期間，進氣閥52和排氣閥54關(guān)閉。活塞36朝向汽缸蓋移動以便壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣。活塞36在其沖程的結(jié)束處且最靠近汽缸蓋(例如，當燃燒室30處于其最小體積時)的點通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為上止點(TDC)。在下文稱為噴射的過程中，將燃料引入到燃燒室內(nèi)。在下文稱為點火的過程中，通過例如火花塞92等已知點燃裝置來點燃噴射的燃料，從而導(dǎo)致燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹氣體將活塞36推回到BDC。曲柄軸40將活塞運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。最終，在排氣沖程期間，排氣閥54打開以將燃燒后的空氣-燃料混合物釋放到排氣歧管48且活塞返回到TDC。應(yīng)注意，以上僅顯示為示例，且進氣閥和排氣閥打開和/或關(guān)閉正時可以變化，例如提供正或負氣門交疊、晚進氣閥關(guān)閉或各種其它示例。
[0025]圖2是車輛290中的車輛傳動系200的框圖。傳動系200可以由發(fā)動機10提供動力。發(fā)動機10可以用圖1所示的發(fā)動機起動系統(tǒng)或經(jīng)由傳動系集成起動器-發(fā)電機(DISG) 240來起動。此外，發(fā)動機10可以經(jīng)由例如燃料噴射器、節(jié)氣門等轉(zhuǎn)矩致動器204來產(chǎn)生或調(diào)整轉(zhuǎn)矩。
[0026]發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩可以被傳輸?shù)诫p質(zhì)量飛輪232的輸入側(cè)。發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及雙質(zhì)量飛輪輸入側(cè)位置和轉(zhuǎn)速可以通過發(fā)動機位置傳感器118來確定。雙質(zhì)量飛輪232可以包含彈簧和單獨質(zhì)量(未圖示)以用于減弱傳動系轉(zhuǎn)矩擾動。雙質(zhì)量飛輪232的輸出側(cè)被顯示為機械耦合到傳動系斷開離合器236的輸入側(cè)。傳動系斷開離合器236可以按電氣或液壓方式致動。位置傳感器234定位于雙質(zhì)量飛輪232的傳動系斷開離合器側(cè)上以感測雙質(zhì)量飛輪232的輸出位置和轉(zhuǎn)速。在一些示例中，位置傳感器234可以包含轉(zhuǎn)矩傳感器。傳動系斷開離合器236的下游側(cè)被顯示為機械耦合到DISG輸入軸237。
[0027]DISG 240可操作以將轉(zhuǎn)矩提供給傳動系200或?qū)鲃酉缔D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為電能以儲存在電能儲存裝置275中。DISG 240具有大于圖1所示的起動器96的動力輸出。此外，DISG240直接驅(qū)動傳動系200或者由傳動系200直接驅(qū)動。沒有皮帶、齒輪或鏈條將DISG 240耦合到傳動系200。相反，DISG 240以與傳動系200相同的速率旋轉(zhuǎn)。電能儲存裝置275可以是電池、電容器或電感器。DISG 240的下游側(cè)經(jīng)由軸桿241機械耦合到轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器206的推進器285。DISG 240的上游側(cè)機械耦合到傳動系斷開離合器236。
[0028]轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器206包含渦輪286以將轉(zhuǎn)矩輸出到輸入軸270。輸入軸270將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器206機械耦合到自動變速器208。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器206還包含轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器旁通鎖止離合器212 (TCC)。當TCC鎖定時，轉(zhuǎn)矩被從推進器285直接傳送到渦輪286。TCC由控制器12電操作。作為替代，TCC可以被液壓鎖定。在一個示例中，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器可以被稱為變速器的組件。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器推進器的轉(zhuǎn)速和位置可以通過傳感器238來確定。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器渦輪的轉(zhuǎn)速和位置可以通過位置傳感器239來確定。在一些示例中，238和/或239可以是轉(zhuǎn)矩傳感器或者可以是組合的位置和轉(zhuǎn)矩傳感器。
[0029]當轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器離合器212完全脫離時，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器206經(jīng)由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器渦輪286與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器推進器285之間的流體傳送將發(fā)動機轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)阶詣幼兯倨?08，進而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩倍增。相比之下，當轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器離合器212完全接合時，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器離合器直接傳送到變速器208的輸入軸270。作為替代，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器離合器212可以部分地接合，從而使得能夠調(diào)整直接中繼到變速器的轉(zhuǎn)矩量。控制器12可以被配置為通過響應(yīng)于各種發(fā)動機工況或在基于驅(qū)動器的發(fā)動機操作請求的基礎(chǔ)上調(diào)整轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器離合器212來調(diào)整由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器206傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩量。
[0030]自動變速器208包含齒輪離合器(例如，齒輪1到6)211和前向離合器210。齒輪離合器211和前向離合器210可以選擇性地接合以推進車輛。來自自動變速器208的轉(zhuǎn)矩輸出可以進而被中繼到車輪216以經(jīng)由輸出軸260推進車輛。輸出軸260經(jīng)由包含第一齒輪257和第二齒輪258的差速器255將來自變速器208的轉(zhuǎn)矩輸送到車輪216。自動變速器208可以在將輸出驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)杰囕?16之前響應(yīng)于車輛行進條件而傳送輸入軸270處的輸入驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
[0031]此外，通過接合車輪摩擦制動器218可以將摩擦力施加于車輪216。在一個示例中，車輪摩擦制動器218可以響應(yīng)于駕駛員在制動器踏板(未圖示)上壓下他的足部而接合。在其它示例中，控制器12或鏈接到控制器12的控制器可以接合車輪摩擦制動器。以相同的方式，通過響應(yīng)于駕駛員從制動器踏板釋放他的足部而脫離輪摩擦制動器218，可以對車輪216減少摩擦力。此外，車輛制動器可以經(jīng)由控制器12將摩擦力施加于車輪216，作為自動發(fā)動機停止程序的一部分。
[0032]機械油泵214可以與自動變速器208流體連通以提供液壓以接合各種離合器，例如前向離合器210、齒輪離合器211和/或轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器離合器212。機械油泵214可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器206進行操作，并且可以例如經(jīng)由輸入軸241通過發(fā)動機或DISG的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動。因此，機械油泵214中產(chǎn)生的液壓可以隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和/或DISG轉(zhuǎn)速增加而增加，且可隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和/或DISG轉(zhuǎn)速減小而減小。
[0033]控制器12可以被配置為從發(fā)動機10接收輸入，如圖1中更詳細所示，并因此控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩輸出和/或轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器、變速器、DISG、離合器和/或制動器的操作。作為一個示例，可以通過調(diào)整火花正時、燃料脈沖寬度、燃料脈沖正時和/或充氣的組合、通過控制渦輪或增壓發(fā)動機的節(jié)氣門打開和/或氣門正時、氣門提升和升壓來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩輸出。在柴油機發(fā)動機的情況下，控制器12可以通過控制燃料脈沖寬度、燃料脈沖正時和充氣的組合來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩輸出。在所有情況下，可以基于逐個汽缸來執(zhí)行發(fā)動機控制以控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩輸出。如本領(lǐng)域所知，控制器12還可以通過調(diào)整流到和流出DISG繞組的電流來控制從DISG產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩輸出和電能。
[0034]當滿足怠速-停止條件時，控制器12可以通過關(guān)斷到發(fā)動機的燃料和火花來啟動發(fā)動機關(guān)閉。然而，在一些示例中，發(fā)動機可以繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。此外，為了維持變速器中的扭轉(zhuǎn)量，控制器12可以將變速器208的旋轉(zhuǎn)元件接地到變速器的殼體259且進而到車輛的框架。特別地，控制器12可以接合一個或多個變速器離合器如前向離合器210，并且將所接合的變速器離合器鎖定到變速器殼體259和車輛框架。變速器離合器壓力可以變化(例如，增加)以調(diào)整變速器離合器的接合狀態(tài)，并且提供期望數(shù)量的變速器扭轉(zhuǎn)。
[0035]在發(fā)動機關(guān)閉期間也可以基于變速器離合器壓力來調(diào)整車輪制動器壓力，以輔助停止變速器，同時減少通過車輪傳送的轉(zhuǎn)矩。具體來說，通過應(yīng)用車輪制動器218且同時鎖定一個或多個接合的變速器離合器，可以對變速器且因此對驅(qū)動器施加相反的力，進而將變速器齒輪維持在有效接合中并維持變速器齒輪系中的扭轉(zhuǎn)勢能，而不會移動車輪。在一個示例中，在發(fā)動機關(guān)閉期間可以調(diào)整車輪制動器壓力以協(xié)調(diào)車輪制動器的應(yīng)用與接合的變速器離合器的鎖定。由此，通過調(diào)整車輪制動器壓力和離合器壓力，可以調(diào)整當發(fā)動機關(guān)閉時在變速器中保持的扭轉(zhuǎn)量。當滿足再起動條件和/或車輛操作者希望啟動車輛時，控制器12可以通過恢復(fù)汽缸中的燃燒來重新激活發(fā)動機。
[0036]圖1-2的系統(tǒng)可以包含轉(zhuǎn)矩傳感器，這些轉(zhuǎn)矩傳感器可以作為調(diào)整傳動系操作的基礎(chǔ)。作為替代，當轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器離合器212完全脫離時，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器自身可以用作轉(zhuǎn)矩傳感器。具體來說，開放式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)矩輸出隨著輸入和輸出轉(zhuǎn)速、推進器和渦輪轉(zhuǎn)速的變化而變化，其中轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器中的推進器進行輸入且轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器中的渦輪進行輸出。在圖2的操作中，推進器轉(zhuǎn)速等于測得的DISG轉(zhuǎn)速，因為DISG轉(zhuǎn)子輸出軸是推進器輸入軸，并且渦輪轉(zhuǎn)速被測量且用于控制變速器離合器控制。
[0037]另外，在給定開放式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出轉(zhuǎn)速表征的情況下，可以通過根據(jù)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器渦輪轉(zhuǎn)速而控制轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器推進器來控制開放式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)矩輸出。DISG可以在轉(zhuǎn)速反饋模式中操作以控制轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)矩。舉例來說，所命令的DISG轉(zhuǎn)速(例如，與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器推進器轉(zhuǎn)速相同)隨著轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器渦輪轉(zhuǎn)速變化而變化。所命令的DISG轉(zhuǎn)速可以根據(jù)DISG轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速兩者來確定以在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器輸出處傳送期望的轉(zhuǎn)矩。
[0038]本發(fā)明人已認識到，雖然圖2的傳動系配置提供各種優(yōu)點，但由于圖2的混合動力車輛中的傳動系組件的特定布置，傳動系的慣性質(zhì)量可能實質(zhì)上增加。具體來說，與混合動力馬達的電樞、雙質(zhì)量飛輪和斷開離合器的慣性質(zhì)量組合的發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)組合件的慣性質(zhì)量導(dǎo)致顯著的慣性質(zhì)量。由此，此質(zhì)量可能使轉(zhuǎn)矩控制變復(fù)雜，尤其是在變速器換檔期間發(fā)動機轉(zhuǎn)速需要快速減速以匹配變速器換檔速度時。
[0039]如參考圖3所闡述，在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，基于在接合所請求齒輪之前所需的轉(zhuǎn)矩減少量，在一個或多個發(fā)動機汽缸中火花正時可以從MBT提前以加速轉(zhuǎn)矩減少。一旦發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值轉(zhuǎn)速或在接合期望齒輪所需的轉(zhuǎn)速的閾值轉(zhuǎn)速內(nèi)，便可以在發(fā)動機的一個或多個汽缸中從MBT延遲火花正時以允許更準確的轉(zhuǎn)速控制。通過使用火花提前，可以在汽缸的發(fā)動機循環(huán)中較早地產(chǎn)生較大量的負轉(zhuǎn)矩，從而允許發(fā)動機轉(zhuǎn)速的較快下降。同樣在傳動器檔位轉(zhuǎn)換期間，打開和關(guān)閉轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器離合器的正時可以與釋放常閉齒輪離合器和應(yīng)用常開齒輪離合器的正時協(xié)調(diào)，同時斷開離合器保持關(guān)閉，以便減少傳動系轉(zhuǎn)矩擾動。以此方式，甚至在具有較高慣性質(zhì)量的變速器實施例中也可以平穩(wěn)地執(zhí)行變速器換檔。
[0040]應(yīng)該認識到，雖然本文在馬達混合動力變速器的背景中闡釋了遠在MBT之前使用火花來產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩，但相同的火花正時調(diào)整可以與其它變速器配置一起使用以在壓縮階段期間產(chǎn)生較高的負轉(zhuǎn)矩。具體來說，本文示出了額外負轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生以在具有馬達混合動力變速器的混合動力車輛的變速器換檔期間加速發(fā)動機轉(zhuǎn)速的下降，但可以在其它發(fā)動機配置中在需要更負的轉(zhuǎn)矩的條件期間類似地使用。
[0041]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，其示出一種示例性的程序300，用于在具有馬達混合動力變速器的混合動力車輛中的變速器換檔期間調(diào)整火花正時，其中離合器被配置為機械地且選擇性地隔離混合動力車輛的發(fā)動機和電馬達中的每一個與例如圖1-2的車輛傳動系中的變速器。所述程序基于發(fā)動機工況確定在變速器換檔期間將使用的火花正時提前和/或延遲的量，從而允許平穩(wěn)的變速器換檔。
[0042]在302處，可以估計和/或測量車輛和發(fā)動機工況。這些工況可以包含例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、電池充電狀態(tài)、MAP、BP、發(fā)動機溫度、包含環(huán)境溫度、壓力和濕度的環(huán)境條件、升壓水平、EGR速率和數(shù)量等。
[0043]在304處，可以以處于MBT或從MBT延遲的火花正時操作發(fā)動機。舉例來說，在冷起動條件期間可以使用火花延遲，以便加速排氣催化劑加溫。隨后，當催化劑充分溫暖時，火花正時可以返回到MBT以改善燃料經(jīng)濟性。作為另一示例，在發(fā)動機熱起動條件期間，火花正時可以維持在MBT。
[0044]在306處，可以確定是否存在即將到來的傳動事件。具體來說，可以確定是否需要從較低檔位(例如，變速器第一檔位)到較高檔位(例如，變速器第三檔位)的變速器齒輪升檔。如果未確認變速器換檔，則可以不需要進一步的火花正時調(diào)整。由此，在變速器升檔期間，可能需要減少發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并且因此在釋放常閉離合器時且在應(yīng)用常開離合器之前可能需要轉(zhuǎn)矩減少。在變速器減檔期間，可能不需要轉(zhuǎn)矩減少(或者可能需要較小的量，例如朝向換檔的末端)。如果未預(yù)期傳動事件，則可以繼續(xù)以當前火花正時進行發(fā)動機操作且該程序可以結(jié)束。
[0045]如果確認變速器換檔事件，則在308處，該程序包含確定傳動事件所需的轉(zhuǎn)矩減少量。所需的轉(zhuǎn)矩減少量可以至少基于在請求傳動事件時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和在變速器換檔時所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。另外，所需的轉(zhuǎn)矩減少量可以基于常閉齒輪與常開齒輪之間的差異(或齒輪比差)。舉例來說，當從變速器第一檔位到變速器第二檔位升檔時所需的轉(zhuǎn)矩減少量可以不同于(例如，小于)當從變速器第一檔位到變速器第三檔位升檔時所需的轉(zhuǎn)矩減少量。
[0046]在309處，基于所需的轉(zhuǎn)矩減少量且進一步基于例如EGR速率、發(fā)動機溫度和踏板位置等發(fā)動機工況，可以確定是否通過從MBT提前的火花正時或從MBT延遲的火花正時來提供所需的轉(zhuǎn)矩減少量。這是因為在低轉(zhuǎn)速下，機械摩擦較高，因此控制器可能不需要產(chǎn)生如此多的負轉(zhuǎn)矩。舉例來說，如果發(fā)動機溫度較高且爆震較為可能，則可以將火花延遲用于必要的轉(zhuǎn)矩減少，因為火花延遲也減輕爆震。相比之下，當發(fā)動機溫度較低時，可以使用相對于MBT的火花提前，因為爆震較不可能。作為另一示例，當變速器檔位轉(zhuǎn)換包含請求變速器檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與需要檔位轉(zhuǎn)換時的轉(zhuǎn)速之間的較高差異時，可以使用火花提前來實現(xiàn)較快的轉(zhuǎn)矩減少，而當所述差異較低時可以使用火花延遲。如本文進一步闡述，火花提前可以至少用于變速器檔位轉(zhuǎn)換的初始部分，以便加速發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少。
[0047]應(yīng)該認識到，控制器可以確?；鸹ㄕ龝r遠在MBT正時之前。由此，如果火花提前太靠近MBT，則可能產(chǎn)生高壓力，其可能導(dǎo)致嚴重的爆震，從而潛在地損壞發(fā)動機。
[0048]由此，從MBT提前的火花正時和從MBT延遲的火花正時均減少轉(zhuǎn)矩輸出。圖4的曲線圖示出發(fā)動機汽缸的平均轉(zhuǎn)矩輸出與變化的火花正時之間的示例關(guān)系。對于給定的空氣流速、燃料輸送速率和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與火花正時之間的關(guān)系被顯示為曲線401。在被稱為針對最佳轉(zhuǎn)矩的最小火花提前(MBT)的火花正時402處，針對給定工況提供最高發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。如果火花正時從MBT提前或延遲，則發(fā)動機轉(zhuǎn)矩減少。由于燃料效率(圖4中未描繪)在MBT下處于最大值，因此出于燃料效率的原因，可能希望針對大多數(shù)發(fā)動機工況在MBT火花正時下操作發(fā)動機。
[0049]在快速需要轉(zhuǎn)矩減少的條件期間，例如在變速器檔位轉(zhuǎn)換(尤其是升檔)期間，火花正時可以從MBT提前或延遲以提供期望的轉(zhuǎn)矩減少。由于曲線401的斜率在火花正時402 (MBT)的任一側(cè)上不同，因此通過從MBT的火花延遲相對于從MBT的火花提前的相差量可以提供給定的轉(zhuǎn)矩減少。具體來說，由于相對于在火花正時402的左側(cè)上(在從MBT的火花延遲的方向上)的較緩斜率，曲線401在火花正時402的右側(cè)上(在從MBT的火花提前的方向上)具有較陡的斜率，因此相對較小量的火花提前可以與相對較大量的火花延遲提供相同的轉(zhuǎn)矩減少。換句話說，對于從MBT的給定量的火花延遲(在MBT的火花延遲側(cè)上的火花正時403處)，實現(xiàn)了較小的轉(zhuǎn)矩減少(此處標示為ATq_r)，而對于相同量的從MBT的火花提前(在MBT的火花提前側(cè)上的火花正時404處)，實現(xiàn)了較大的轉(zhuǎn)矩減少(此處標示為ATq_a)。另外，火花正時延遲和提前的轉(zhuǎn)矩限制可以變化。如曲線圖401處所示，從MBT的火花延遲可以被使用直到正時405，且轉(zhuǎn)矩可以被減少直到轉(zhuǎn)矩Tq_lim_r，在此之后燃燒穩(wěn)定性退化并且不能使用進一步的火花延遲。相比之下，從MBT的火花提前可以被使用直到正時406，且轉(zhuǎn)矩可以被減少直到較低轉(zhuǎn)矩Tq_lim_a，在此之后發(fā)動機可能變?yōu)槭鼙鹣拗撇⑶也荒苁褂眠M一步的火花提前。換句話說，火花提前的使用可以允許總體較大量的轉(zhuǎn)矩減少。然而，由于排氣排放的原因，經(jīng)由從MBT的火花延遲的轉(zhuǎn)矩減少仍可能優(yōu)于從MBT的火花提前。
[0050]本發(fā)明人已認識到，在變速器升檔期間，當需要發(fā)動機轉(zhuǎn)速的快速下降時，從MBT提前的火花正時可以被有利地用于變速器換檔的至少初始部分以提供加速轉(zhuǎn)矩減少，尤其在具有較高慣性質(zhì)量的發(fā)動機配置中。舉例來說，在一個或多個發(fā)動機汽缸中可以提前火花正時，同時釋放常閉離合器至少直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于將應(yīng)用常開離合器時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閾值距離內(nèi)。這允許較快但較粗略的轉(zhuǎn)矩/發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制。隨后，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速在期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閾值距離內(nèi)時，可以使用從MBT的火花正時延遲(例如，朝向變速器換檔的末端)以允許較慢但較精細的轉(zhuǎn)矩/發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制。針對變速器升檔的初始部分的從MBT的火花提前以及針對變速器升檔的較晚部分的從MBT的火花延遲的組合使用可以允許總體較快的發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少和較平穩(wěn)的變速器換檔，同時減少所需的火花正時調(diào)整(即，單獨的火花正時提前或延遲)的總量，且不使排氣排放退化。
[0051]在一些實施例中，發(fā)動機控制器可以參考曲線圖(例如圖4的曲線圖)以確定是否使用從MBT的火花正時延遲或火花正時提前來提供所需要的轉(zhuǎn)矩減少量。在310處，可以確定是否選擇了使用從MBT提前的火花正時。如果未選擇火花正時提前，則在312處，可以確定在即將到來的變速器換檔期間提供期望轉(zhuǎn)矩減少所需的火花延遲量。另外，控制器可以確定將接收火花延遲的發(fā)動機汽缸的數(shù)目。在一個示例中，所有發(fā)動機汽缸可以具有從MBT延遲的火花正時直到變速器換檔完成。在替代示例中，僅一部分發(fā)動機汽缸可以具有從MBT延遲的火花正時直到變速器換檔完成。所需的火花延遲量以及用于接收火花延遲的發(fā)動機汽缸的選擇可以基于發(fā)動機條件例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩需求(例如基于踏板位置)中的一個或多個。另外，發(fā)動機控制器可以參考曲線圖(例如圖4的曲線圖)以確定針對期望的轉(zhuǎn)矩減少量所需要的火花延遲量。
[0052]在314處，可以在選定汽缸中將火花正時延遲確定量?？梢栽卺尫懦ｉ]齒輪離合器的同時延遲火花正時。隨后，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速在期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閾值范圍內(nèi)時，可以應(yīng)用常開齒輪離合器，同時維持火花正時延遲。由此，在火花正時延遲期間且在應(yīng)用或釋放常開和常閉齒輪離合器的同時，發(fā)動機與變速器之間的斷開離合器可以維持接合。
[0053]在324處，可以確定變速器換檔是否完成。舉例來說，可以確認發(fā)動機轉(zhuǎn)速已達到期望轉(zhuǎn)速，常閉齒輪離合器已釋放且常開齒輪離合器已應(yīng)用。如果傳動事件未完成，則火花正時可以保持在從MBT延遲的正時處修改。在326處，當變速器換檔完成時，可以基于當前工況重新調(diào)整火花正時。因此，這可以包含如304處以處于MBT或從MBT延遲的火花正時恢復(fù)操作發(fā)動機。
[0054]如果在310處選擇使用火花正時提前，則在316處，該程序包含確定提供經(jīng)確定的轉(zhuǎn)矩減少量所需要的火花提前量。另外，控制器可以確定將接收從MBT的火花提前的發(fā)動機汽缸的數(shù)目。在一個示例中，所有發(fā)動機汽缸可具有從MBT提前的火花正時直到變速器換檔完成。在替代示例中，僅一部分發(fā)動機汽缸可以具有從MBT提前的火花正時，基于針對變速器檔位轉(zhuǎn)換所需要的發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少量，汽缸數(shù)目隨著所需發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少量的增加而增加。發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少量可以基于在變速器檔位轉(zhuǎn)換請求時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與在變速器檔位轉(zhuǎn)換時所需要的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的差值。因此，這可以基于檔位轉(zhuǎn)換的程度(例如，基于檔位轉(zhuǎn)換是否包含升檔一個檔位或一個以上的檔位)。以從MBT提前的火花操作的汽缸的數(shù)目可以進一步基于發(fā)動機溫度，所述數(shù)目隨著溫度減小而增加。具體來說，由于在升高的發(fā)動機溫度下爆震的較高傾向，可以隨著爆震可能性的增加而減少火花提前量和汽缸的數(shù)目。在一些實施例中，此效果可以在推斷的轉(zhuǎn)矩模型中與機械摩擦估計集總。
[0055]所需要的火花提前量以及用于接收火花提前的發(fā)動機汽缸的選擇也可以基于例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、EGR速率、轉(zhuǎn)矩需求(例如基于踏板位置)以及變速器齒輪比的變化中的一個或多個等發(fā)動機條件。舉例來說，隨著EGR速率增加，從MBT的火花正時提前量可以減小。由此，當存在EGR時通常需要較多的火花提前量來維持MBT。然而，EGR可以幫助抵消爆震，因此有可能在EGR存在的情況下可能不需要提前火花太多以產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩，且火花可能比不具有EGR的情況產(chǎn)生更負的轉(zhuǎn)矩，因為它應(yīng)該幫助減少爆震趨勢。
[0056]如參見圖5所闡述，通過相對于MBT提前火花正時，在汽缸的給定發(fā)動機循環(huán)期間瞬時產(chǎn)生的負轉(zhuǎn)矩量以及負轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的正時可以變化。具體來說，火花提前的使用使得能夠在汽缸的壓縮沖程期間較早地產(chǎn)生較大量的負轉(zhuǎn)矩，原因是活塞必須抵抗因極早地燃燒產(chǎn)生的壓力而做功。在發(fā)動機循環(huán)中較早的更負轉(zhuǎn)矩的可用性加速了發(fā)動機轉(zhuǎn)速的減少，這在例如圖1-2的混合動力車輛系統(tǒng)中具有高慣性質(zhì)量的發(fā)動機系統(tǒng)中尤其有利。
[0057]圖5以逐個沖程的方式比較發(fā)動機循環(huán)中當火花正時處于MBT時(曲線圖502)相對于當火花正時從MBT提前時(曲線圖504)和當火花正時從MBT延遲時(曲線圖506)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生。
[0058]從MBT延遲或提前的火花減少了正轉(zhuǎn)矩。MBT火花產(chǎn)生汽缸壓力，其利用作用于曲柄軸、連接桿和活塞組合件的最佳機械布置上的最大部分的壓力釋放來提取最多的功。在MBT附近的任何提前或延遲僅減少轉(zhuǎn)矩。極端火花提前產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩，因為其實際上嘗試將活塞推動到另一方向，但由于存在慣性力而無法完成。從MBT提前的火花稍微產(chǎn)生一些早期做功，但太晚而無法利用曲柄布置的機械優(yōu)點。也就是說，其仍在既定方向上產(chǎn)生曲柄的旋轉(zhuǎn)(但恰好不足夠)。極大量的從MBT提前的火花實際上嘗試將曲柄軸發(fā)送到相反方向，從而產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩。在此布置中，活塞必須比在膨脹沖程中做更多的功來壓縮燃燒氣體。本發(fā)明人已認識到，在選定發(fā)動機條件期間可以有利地使用遠在MBT之前的火花以產(chǎn)生過量轉(zhuǎn)矩，其可以例如在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間加速發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0059]當火花正時處于MBT時，在發(fā)動機循環(huán)中產(chǎn)生的大多數(shù)負轉(zhuǎn)矩在壓縮沖程中發(fā)生，同時在做功沖程的中間位置產(chǎn)生大部分的正轉(zhuǎn)矩(曲線圖502)。在從邊界線火花朝向MBT移動時，在做功沖程中產(chǎn)生更正的轉(zhuǎn)矩。隨后，從MBT提前火花導(dǎo)致在做功沖程中產(chǎn)生較不正的轉(zhuǎn)矩且在壓縮沖程中產(chǎn)生較負的轉(zhuǎn)矩，原因是活塞抵抗壓縮沖程中的燃燒氣體做較多的功。換句話說，在壓縮沖程期間對燃燒后的氣體花費較多功，且在做功沖程中從燃燒后的氣體提取較少的功。
[0060]通過比較曲線圖504 (實線)與曲線圖507和508 (分別為虛線和點線)可以看出，在火花正時從MBT進一步提前時(曲線圖507具有最少量的火花提前，曲線圖508具有比曲線圖507多的火花提前，且曲線圖504具有比曲線圖507和508多的火花提前)，負轉(zhuǎn)矩和正轉(zhuǎn)矩的斜率、峰值負轉(zhuǎn)矩和峰值正轉(zhuǎn)矩的絕對值以及峰值正轉(zhuǎn)矩和峰值負轉(zhuǎn)矩的正時可以變化。具體來說，在壓縮沖程中可以產(chǎn)生較負的轉(zhuǎn)矩，而在做功階段中產(chǎn)生較不正的轉(zhuǎn)矩。雖然在發(fā)動機循環(huán)中產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)矩在曲線圖504、507和508中保持相同，但峰值負轉(zhuǎn)矩的變化正時和數(shù)值改變了產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。通過將峰值負轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生提前到在壓縮沖程的較早期，同時還增加在壓縮沖程中產(chǎn)生的峰值負轉(zhuǎn)矩的絕對量，負轉(zhuǎn)矩可以改善馬達混合動力變速器的高慣性質(zhì)量的減速，尤其是在慣性質(zhì)量也可能較高的較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下。
[0061]相比之下，當火花正時從MBT延遲時(曲線圖606)，在壓縮沖程期間產(chǎn)生較小量的負轉(zhuǎn)矩(相對于處于MBT或從MBT提前的正時)，且在動力沖程期間還產(chǎn)生成比例的較大量的正轉(zhuǎn)矩。
[0062]返回到圖3，在318處，可以在選定汽缸中將火花正時提前確定量。具體來說，在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，通過以從MBT提前的火花正時操作一個或多個發(fā)動機汽缸來減少發(fā)動機轉(zhuǎn)速。具體來說，可以針對變速器檔位轉(zhuǎn)換的至少初始部分從MBT提前火花正時?？梢栽卺尫懦ｉ]離合器的同時提前火花正時。另外，在提前火花正時的同時，發(fā)動機與變速器之間的斷開離合器可以維持接合。
[0063]由此，在以從MBT提前的火花正時操作一個或多個汽缸時，可以使用分層汽缸燃燒。分層汽缸燃燒可以包含在火花時間將燃料噴射到汽缸中。換句話說，可以基于提前的火花正時調(diào)整汽缸燃料噴射的正時，以便協(xié)調(diào)汽缸燃料與經(jīng)修改的火花事件正時。
[0064]在320處，可以確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否在期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閾值內(nèi)。因此，期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速是變速器換檔發(fā)生時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。如果不是，則可以在322處在選定汽缸中維持火花正時從MBT提前直到已實現(xiàn)足夠的發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少。
[0065]如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少到期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閾值范圍內(nèi)，或者如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值轉(zhuǎn)速，則在322處，控制器可以以從MBT延遲的火花正時操作發(fā)動機的一個或多個汽缸直到變速器事件完成?？梢曰诎l(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩需求(或踏板位置)中的一個或多個的發(fā)動機工況來確定將使用的火花延遲量。此處，切換到使用從MBT延遲的火花可以允許進一步精細地減少轉(zhuǎn)矩以達到期望的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，同時還減輕任何潛在爆震。換句話說，在變速器換檔的初始部分中使用從MBT提前的火花正時以便以第一較快速率將發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少到第一較高水平，且隨后在變速器換檔的較晚部分期間，使用從MBT延遲的火花正時以便以第二較慢速率將發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少到第二較低水平。
[0066]同樣在322處，在延遲火花正時的同時，可以完全釋放常閉齒輪離合器。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速在期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速的閾值范圍內(nèi)時，可以應(yīng)用常開齒輪離合器。由此，在火花正時延遲期間且在應(yīng)用或釋放常開和常閉齒輪離合器的同時，發(fā)動機與變速器之間的斷開離合器可以維持接合。
[0067]在324處，可以確定變速器換檔是否完成。舉例來說，可以確認發(fā)動機轉(zhuǎn)速已達到期望轉(zhuǎn)速，常閉齒輪離合器已釋放且常開齒輪離合器已應(yīng)用。如果傳動事件未完成，則火花正時可以保持在從MBT延遲的正時處修改。在326處，當變速器換檔完成時，可以基于當前工況重新調(diào)整火花正時。因此，這可以包含恢復(fù)如304處以處于MBT或從MBT延遲的火花正時操作發(fā)動機。
[0068]應(yīng)認識到，雖然圖3的程序描繪在變速器升檔的初始部分期間從MBT提前操作的一個或多個汽缸以加速發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少，且隨后在變速器升檔的較晚部分期間轉(zhuǎn)變到使用從MBT延遲的火花正時，但在替代示例中，在變速器換檔事件的整個持續(xù)時間期間可以以從MBT提前的火花正時操作一個或多個汽缸，同時以從MBT延遲的火花正時操作其余汽缸中的一個或多個?；鸹ㄕ龝r提前量和以火花正時提前操作的汽缸數(shù)目相對于火花正時延遲量和以火花正時延遲操作的汽缸數(shù)目的劃分比率可以基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)慣性和期望旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的期望減速速率中的一個或多個來調(diào)整。
[0069]還應(yīng)認識到，雖然圖3的程序針對變速器升檔事件期間的加速轉(zhuǎn)矩減少描繪了汽缸火花正時的變化，但在其它示例中，火花正時提前可以用于變速器減檔事件的至少一部分，例如朝向變速器減檔的末端以用于改善發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制。作為替代，可以在變速器升檔期間在一個或多個發(fā)動機汽缸中使用從MBT提前的火花正時，而可以在變速器減檔期間在一個或多個發(fā)動機汽缸中使用從MBT延遲的火花正時。
[0070]以此方式，在混合動力車輛系統(tǒng)中可以加速轉(zhuǎn)矩減少。通過使用從MBT提前的火花正時產(chǎn)生的負轉(zhuǎn)矩可以大體上多于通過替代方法可用的負轉(zhuǎn)矩。舉例來說，在傳動事件期間可以對所有發(fā)動機汽缸關(guān)斷燃料，但這將導(dǎo)致零轉(zhuǎn)矩且在馬達混合動力變速器中沒有足夠負轉(zhuǎn)矩來足夠快地減速發(fā)動機和馬達。作為另一示例，進氣節(jié)氣門可以關(guān)閉以增加泵送摩擦。然而，從關(guān)閉的節(jié)氣門減速施加的負轉(zhuǎn)矩可能不足以足夠快地減慢發(fā)動機(典型變速器換檔時間小于0.5秒)以匹配換檔期間的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。電動馬達的動力吸收也可能不足以在期望時間幀中產(chǎn)生期望的動力學(xué)。因此，通過在變速器換檔事件的至少初始部分中使用火花正時提前，可以在發(fā)動機處于較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時對發(fā)動機施加較大量的負轉(zhuǎn)矩，從而允許初始轉(zhuǎn)矩減少的較大速率。
[0071]舉例來說，在混合動力車輛傳動系統(tǒng)的第一變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，可以通過以從MBT提前的火花正時操作第一數(shù)目的汽缸來減少發(fā)動機轉(zhuǎn)速。相比之下，在混合動力車輛傳動系統(tǒng)的第二變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，可以通過以從MBT延遲的火花正時操作第二數(shù)目的汽缸來減少發(fā)動機轉(zhuǎn)速。以從MBT提前的火花正時操作的汽缸的第一數(shù)目可以小于以從MBT延遲的火花正時操作的汽缸的第二數(shù)目，這取決于慣性、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和期望減速速率。舉例來說，較大的齒輪比跨越需要較高的減速速率。此處，第一變速器檔位轉(zhuǎn)換包含請求變速器檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與需要檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的較高差值，而第二變速器檔位轉(zhuǎn)換包含請求變速器檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與需要檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的較小差值。舉例來說，第一檔位轉(zhuǎn)換可以包含I到2換檔，而第二檔位轉(zhuǎn)換可以包含2到3或I到3換檔，其中I到2換檔之間的齒輪比大于2到3或I到3換檔。第一變速器檔位轉(zhuǎn)換可以在較低發(fā)動機溫度下發(fā)生，而第二變速器檔位轉(zhuǎn)換在較高發(fā)動機溫度下發(fā)生。第一變速器檔位轉(zhuǎn)換包含變速器齒輪比的較大改變，且其中第二變速器檔位轉(zhuǎn)換包含變速器齒輪比的較小改變。此外，在第一變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，以分層燃料火花啟動的燃燒來操作汽缸，而在第二變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，以同質(zhì)燃料火花啟動的燃燒來操作汽缸。此外，在第一變速器檔位轉(zhuǎn)換之后，可以以從MBT延遲的火花正時操作第一數(shù)目的汽缸，而在第二變速器檔位轉(zhuǎn)換之后，控制器可以以從MBT延遲的火花正時維持第二數(shù)目的汽缸的操作。
[0072]在另一示例中，一種用于混合動力車輛的方法包括在變速器檔位轉(zhuǎn)換之前以MBT火花正時或從MBT火花正時延遲而將火花提供給汽缸，所述變速器經(jīng)由離合器耦合到發(fā)動機和馬達中的每一個，以及在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間轉(zhuǎn)變?yōu)閺腗BT正時提前的正時將火花提供給發(fā)動機。在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間使用的火花提前量可以基于EGR速率、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩需求中的一個或多個。所述方法進一步包括在變速器檔位轉(zhuǎn)換之后以處于MBT或從MBT延遲的正時恢復(fù)將火花提供給發(fā)動機。
[0073]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，其示出在變速器升檔期間的示例性火花正時調(diào)整。圖600在曲線圖602處描繪發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)，在曲線圖604處描繪相對于MBT的火花正時，在曲線圖606處描繪轉(zhuǎn)矩的減少(相對于期望轉(zhuǎn)矩，以百分比計)，以及在曲線圖608處描繪變速器檔位的改變。所有圖表都繪制成沿著X軸為混合動力車輛操作的時間。由此，發(fā)動機和變速器可以在混合動力車輛中耦合，且變速器可以被配置為混合動力馬達變速器，其中發(fā)動機和馬達經(jīng)由斷開離合器沿著傳動系串聯(lián)耦合到變速器。發(fā)動機和馬達的串聯(lián)配置可能向傳動系添加實質(zhì)的慣性質(zhì)量，從而使傳動事件期間的轉(zhuǎn)矩減少變得困難。如本文所闡述，通過使用從MBT提前的火花正時，可以加速轉(zhuǎn)矩減少并且可以使能較平穩(wěn)的變速器換檔。
[0074]在tl之前，車輛可以用處于第一檔位(第一檔位，曲線圖608)的變速器來操作，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于對應(yīng)于第一檔位的較高水平(RPM1，曲線圖602)。另外，火花正時可以設(shè)定為處于MBT(曲線圖604)以用于轉(zhuǎn)矩、燃料經(jīng)濟性和排放目的。在此時間期間，轉(zhuǎn)矩水平可以處于100% (以匹配轉(zhuǎn)矩需求)，因為不需要轉(zhuǎn)矩減少。
[0075]在tl處，可以請求從第一檔位到變速器第三檔位的變速器換檔。由此，為了完成變速器換檔且應(yīng)用第三檔位離合器，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可能需要從當前水平(RPMl)減少到期望水平(RPM2)。為了加速發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少且實現(xiàn)較快且較平穩(wěn)的變速器換檔，在tl處，發(fā)動機的一個或多個汽缸(此處為全部)可以使火花正時轉(zhuǎn)變以在變速器檔位轉(zhuǎn)換的至少初始部分期間(tl與t2之間)以從MBT正時提前的正時將火花提供給發(fā)動機。在tl與t2之間使用的火花提前量可以基于EGR速率、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩需求中的一個或多個。通過在tl與t2之間使用從MBT提前的火花正時，實現(xiàn)快速且實質(zhì)的轉(zhuǎn)矩減少(具有較陡的斜率)。在t2處，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以在期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速RPM2的閾值范圍內(nèi)。因此，在t2處，火花正時可以轉(zhuǎn)變以在變速器檔位轉(zhuǎn)換的較晚部分期間(t2與t3之間)以從MBT延遲的正時將火花提供給發(fā)動機。在t2與t3之間使用的火花延遲量可以基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩需求中的一個或多個。通過在t2與t3之間使用從MBT延遲的火花正時，實現(xiàn)了較小的轉(zhuǎn)矩減少(具有較緩的斜率)，同時允許將發(fā)動機轉(zhuǎn)速更精細地控制到期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
[0076]在t3處，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以處于期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速且變速器換檔可以完成。具體來說，可以完成常閉齒輪離合器的釋放，同時常開齒輪離合器完全接合。因此，在變速器換檔的持續(xù)時間中，將發(fā)動機和馬達耦合到變速器的離合器可以保持接合。
[0077]在t3之后，可以以處于第三檔位的變速器操作發(fā)動機(曲線圖608)，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于對應(yīng)于第三檔位的較低水平(RPM2)。另外，控制器可以在變速器檔位轉(zhuǎn)換已完成之后恢復(fù)以MBT將火花提供給發(fā)動機。通過使火花正時返回到MBT，可以停止轉(zhuǎn)矩減少且可用轉(zhuǎn)矩可以恢復(fù)為期望轉(zhuǎn)矩的100%。
[0078]以此方式，在變速器升檔的至少初始部分期間可以使用從MBT提前的火花正時以加速具有高慣性質(zhì)量的混合動力車輛發(fā)動機系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩減少。通過改變所使用的從MBT的火花提前量，可以在發(fā)動機循環(huán)中較早地產(chǎn)生更負的轉(zhuǎn)矩。因此，這改善了耦合到馬達混合動力變速器的發(fā)動機中的減速速率，從而允許發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少在可用時間幀內(nèi)發(fā)生。另夕卜，可以實現(xiàn)較平穩(wěn)的變速器換檔，從而改善總體混合動力車輛性能。
[0079]應(yīng)注意，在本文中包含的示例性控制和估計程序可以與多種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文中所描述的特定程序可以表示任意數(shù)目的處理策略中的一個或多個，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。因此，可以按所說明的順序同時執(zhí)行所說明的各種動作、操作或功能，或者在一些情況下可以將它們省略。同樣，為了獲得本文中所描述的示例實施例的特征和優(yōu)勢，該處理順序并不是必需的，而是被提供為了便于說明和描述。取決于所使用的特定策略，可以重復(fù)地執(zhí)行一個或多個所說明的動作或功能。此外，所描述的動作可以以圖形方式表示將要編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質(zhì)的非臨時性存儲器中的代碼。
[0080]應(yīng)了解，本文中所公開的配置和程序在本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體實施例不應(yīng)被視為具有限制含義，這是因為可能存在眾多的變化形式。例如，上述技術(shù)可應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4和其他發(fā)動機類型中。本發(fā)明的主題包括本文中所公開的各種系統(tǒng)和配置以及其他特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f的和非顯而易見的組合以及子組八口 ο
[0081]所附權(quán)利要求書具體指出被視為新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能提及“一個”元件或“第一”元件或其等效物。此類權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括一個或多個此類元件的并入，既不必需也不排除兩個或兩個以上此類元件。所公開的特征、功能、元件和/或?qū)傩缘钠渌M合和子組合可以通過本發(fā)明的權(quán)利要求的修正或通過在此申請或相關(guān)申請中的新權(quán)利要求的呈現(xiàn)來主張。此類權(quán)利要求，無論在范圍上與原始權(quán)利要求相比是更寬廣的、更狹窄的、相同的還是不同的，都被視為包括在本發(fā)明的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于混合動力車輛的方法，其包括: 在變速器檔位轉(zhuǎn)換期間: 通過以從MBT提前的火花正時操作一個或多個汽缸來降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速；以及 當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值時，以從MBT延遲的火花正時操作所述一個或多個汽缸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中以從MBT提前的火花正時操作的汽缸的數(shù)目是基于所述變速器檔位轉(zhuǎn)換所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少量，所述數(shù)目隨著所需的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少量的增加而增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所需的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速減少量是基于變速器檔位轉(zhuǎn)換請求時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與所述變速器檔位轉(zhuǎn)換時所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中以從MBT提前的火花正時操作的汽缸的所述數(shù)目進一步基于發(fā)動機溫度，所述數(shù)目隨著發(fā)動機溫度增加而增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在以從MBT提前的火花正時操作所述一個或多個汽缸的同時，使用分層汽缸燃燒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中所述分層汽缸燃燒包含在火花時間噴射燃料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述變速器是具有離合器的馬達混合動力變速器，所述離合器被配置為機械地且選擇性地將所述混合動力車輛的發(fā)動機和電動馬達中的每一個與所述變速器隔離開。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中火花提前量基于EGR速率、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩需求、變速器齒輪比的改變、旋轉(zhuǎn)工件的旋轉(zhuǎn)慣性以及在吸收模式中電動機器可產(chǎn)生的減速中的一個或多個，所述火花提前量隨著EGR速率增加而增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中火花延遲量基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩需求中的一個或多個。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在所述變速器檔位轉(zhuǎn)換之后維持從MBT延遲的火花正時。
11.一種方法，其包括: 在混合動力車輛傳動系統(tǒng)的第一變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，通過以從MBT提前的火花正時操作第一數(shù)目的汽缸來減少發(fā)動機轉(zhuǎn)速；以及 在所述混合動力車輛傳動系統(tǒng)的第二變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，通過以從MBT延遲的火花正時操作第二數(shù)目的汽缸來減少發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一變速器檔位轉(zhuǎn)換包含請求變速器檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與需要檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的較高差值，且其中所述第二變速器檔位轉(zhuǎn)換包含請求變速器檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與需要檔位轉(zhuǎn)換時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之間的較小差值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一變速器檔位轉(zhuǎn)換在較低發(fā)動機溫度下發(fā)生，且其中所述第二變速器檔位轉(zhuǎn)換在較高發(fā)動機溫度下發(fā)生。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一變速器檔位轉(zhuǎn)換包含變速器齒輪比的較大改變，且其中所述第二變速器檔位轉(zhuǎn)換包含變速器齒輪比的較小改變。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一數(shù)目大于所述第二數(shù)目。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進一步包括，在所述第一變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，以分層燃料火花啟動的燃燒來操作所述汽缸，且在所述第二變速器檔位轉(zhuǎn)換期間，以同質(zhì)燃料火花啟動的燃燒來操作所述汽缸。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進一步包括，在所述第一變速器檔位轉(zhuǎn)換之后，以從MBT延遲的火花正時操作所述第一數(shù)目的汽缸，且在所述第二變速器檔位轉(zhuǎn)換之后，以從MBT延遲的火花正時維持所述第二數(shù)目的汽缸的操作。
18.一種用于混合動力車輛的方法，其包括: 在變速器檔位轉(zhuǎn)換之前以MBT火花正時或從MBT火花正時延遲而將火花提供給汽缸，所述變速器經(jīng)由離合器耦合到發(fā)動機和馬達中的每一個；以及 在所述變速器檔位轉(zhuǎn)換期間轉(zhuǎn)變?yōu)橐詮腗BT正時提前的正時將火花提供給所述發(fā)動機。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中在所述變速器檔位轉(zhuǎn)換期間使用的火花提前量基于EGR速率、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩需求、旋轉(zhuǎn)慣性和齒輪比中的一個或多個。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進一步包括在所述變速器檔位轉(zhuǎn)換之后再繼續(xù)以處于MBT或從MBT延遲的正時將火花提供給所述發(fā)動機。
【文檔編號】B60W20/00GK104369733SQ201410405135
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】C·P·格盧格拉, K·雅爾 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司