用于改善發(fā)動機啟動的系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于改善包括傳動系斷開離合器的混合動力車輛的啟動的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法對于包括使用燃料直接噴射的發(fā)動機的車輛會特別有用。
【背景技術】
[0002]混合動力車輛傳動系可以包括使用燃料直接噴射的發(fā)動機和傳動系斷開離合器。傳動系斷開離合器可以響應于車輛工況選擇地打開和關閉。例如，當電池荷電狀態(tài)(SOC)高且駕駛員需求扭矩(例如，駕駛員請求的扭矩)低時，可以打開傳動系斷開離合器。當駕駛員需求扭矩大于閾值扭矩或電池SOC小于閾值SOC時，可以關閉相同的傳動系斷開離合器。傳動系斷開離合器也可以被關閉以經(jīng)由傳動系中的電機啟動發(fā)動機。然而，由于發(fā)動機使用燃料直接噴射，使發(fā)動機啟動花費的時間會比期望的時間更多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本申請的發(fā)明人在此已經(jīng)認識到上述缺點并開發(fā)了一種發(fā)動機啟動的方法，包含:響應于車輛致動(activat1n)請求和沒有發(fā)動機啟動請求，旋轉(zhuǎn)發(fā)動機；不向旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機供應燃料；停止旋轉(zhuǎn)的發(fā)動機；以及響應于發(fā)動機啟動請求啟動停止的發(fā)動機。
[0004]通過在發(fā)動機啟動請求之前旋轉(zhuǎn)發(fā)動機以增加直接噴射燃料軌道的燃料壓力，由于燃料壓力已經(jīng)處于支持燃料噴射入發(fā)動機汽缸的水平，因此，提供以較少時間啟動發(fā)動機的技術結(jié)果是可能的。例如，發(fā)動機可以被旋轉(zhuǎn)而不需要向發(fā)動機供應火花和燃料，從而發(fā)動機內(nèi)的直接噴射燃料泵增加直接噴射燃料軌道內(nèi)的壓力。在直接噴射燃料軌道中的期望的壓力被建立之后，如果短時間內(nèi)發(fā)生啟動發(fā)動機的請求，則燃料可以被噴射而不必旋轉(zhuǎn)發(fā)動機以恢復期望的燃料壓力。因而，在發(fā)動機啟動期間較少地旋轉(zhuǎn)發(fā)動機是可能的，因此減少發(fā)動機啟動時間。
[0005]在另一個實施例中，提供一種發(fā)動機啟動的方法。該方法包括:響應于發(fā)動機停止請求，停止發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)；響應于車輛致動請求和燃料軌道壓力小于閾值壓力，關閉傳動系斷開離合器；經(jīng)由關閉的傳動系斷開離合器旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，并且不向發(fā)動機供應燃料；以及響應于駕駛員需求扭矩超過閾值扭矩，向發(fā)動機供應火花和燃料。
[0006]在另一個實施例中，在沒有發(fā)動機啟動請求時旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。
[0007]在另一個實施例中，經(jīng)由傳動系集成啟動器發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。
[0008]在另一個實施例中，該方法還包含如果包括發(fā)動機的車輛的變速裝置不處于停車檔或空檔且駕駛員請求停止發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)時，不旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。
[0009]在另一個實施例中，該方法還包含如果車輛的變速裝置處于前進檔且駕駛員沒有請求停止發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。
[0010]在另一個實施例中，提供一種發(fā)動機啟動的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含:包括發(fā)動機驅(qū)動燃料泵的發(fā)動機；傳動系集成啟動器/發(fā)電機(DISG);機械地耦接至發(fā)動機和DISG的斷開離合器；和包括非臨時性指令的控制器，所述指令用于響應于燃料軌道壓力小于閾值壓力，在發(fā)動機驅(qū)動燃料泵的預定數(shù)量的壓縮沖程上旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。
[0011]在另一個實施例中，DISG旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，并且其中所述發(fā)動機沒有被供應燃料。
[0012]在另一個實施例中，當DISG旋轉(zhuǎn)發(fā)動機時，部分地關閉斷開離合器。
[0013]在另一個實施例中，在發(fā)動機停止之間旋轉(zhuǎn)發(fā)動機而不向發(fā)動機供應燃料。
[0014]在另一個實施例中，控制器包括附加指令，所述指令用于響應于駕駛員需求扭矩超過閾值扭矩而啟動發(fā)動機。
[0015]在另一個實施例中，在沒有發(fā)動機啟動請求時旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。
[0016]本發(fā)明可以提供若干優(yōu)點。具體地，該方法可以減少發(fā)動機啟動時間。進一步地，該方法可以改善車輛駕駛性能和發(fā)動機排放。更進一步地，該方法可以提高駕駛員關于車輛駕駛經(jīng)歷的滿意度。
[0017]根據(jù)下文具體描述或?qū)⑵渑c隨附的附圖結(jié)合的內(nèi)容，上述優(yōu)點和其他優(yōu)點，以及本描述的特征將是明顯的。
[0018]應當理解，提供以上概述是為了以簡化形式介紹一些概念，這些概念在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由隨附于【具體實施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0019]通過閱讀實施例的示例(本文稱為【具體實施方式】)，單獨參考或與附圖結(jié)合參考，將更充分的理解本文描述的優(yōu)點，其中:
[0020]圖1是發(fā)動機的示意圖；
[0021]圖2示出示例性車輛傳動系配置；
[0022]圖3示出包括發(fā)動機啟動的示例性車輛運轉(zhuǎn)程序(sequence，順序/程序)；以及
[0023]圖4和圖5示出用于啟動包括傳動系斷開離合器的發(fā)動機的示例方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]本描述涉及啟動混合動力車輛的發(fā)動機。該車輛可以包括如圖1所示的發(fā)動機。該發(fā)動機可以被機械地耦接至包括馬達的其他車輛部件以形成如圖2所示的傳動系。發(fā)動機和馬達可以被選擇地耦接和分開以改變傳動系運轉(zhuǎn)模式。發(fā)動機和傳動系可以根據(jù)圖4和圖5的方法如圖3所示運轉(zhuǎn)。
[0025]參考圖1，包含多個汽缸的內(nèi)燃發(fā)動機10(圖1中示出了其中一個汽缸)由電子發(fā)動機控制器12控制。發(fā)動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，其中活塞36被設置在燃燒室30中并且被連接至曲軸40。飛輪97和齒圈99被耦接至曲軸40。啟動器96包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可以選擇地推進小齒輪以與齒圈99嚙合。啟動器96可以被直接地安裝至發(fā)動機的前部或發(fā)動機的后部。在一些示例中，啟動器96可以選擇地經(jīng)由皮帶或鏈條向曲軸40供應扭矩。在一個示例中，當未接合至發(fā)動機曲軸時，啟動器96處于基礎狀態(tài)。
[0026]燃燒室30被示出經(jīng)由相應的進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進氣門和排氣門可以通過進氣凸輪51和排氣凸輪53運轉(zhuǎn)。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。使用排氣凸輪相位調(diào)整器56，可以關于曲軸40的正時改變排氣凸輪53的正時，從而調(diào)整排氣門相對于曲軸位置的打開位置和關閉位置。使用排氣凸輪相位調(diào)整器59，可以關于曲軸40的正時改變進氣凸輪51的正時，從而調(diào)整排氣門相對于曲軸位置的打開位置和關閉位置。
[0027]燃料噴射器66被示出經(jīng)定位以將燃料直接噴噴入汽缸30，這被本領域的技術人員稱為直接噴射?？商娲?，燃料可以被噴射至進氣道，這被本領域的技術人員稱為進氣道噴射。燃料噴射器66輸送與來自控制器12的信號的脈沖寬度成比例的液體燃料。燃料由燃料系統(tǒng)(例如，圖2所示)輸送至燃料噴射器66，該燃料系統(tǒng)包括燃料箱、燃料泵和燃料軌道。此外，進氣歧管44被示出與可選電子節(jié)氣門62連通，電子節(jié)氣門62調(diào)整節(jié)流板64的位置以控制從空氣進氣裝置42至進氣歧管44的空氣流。在一個示例中，可以使用高壓、雙級燃料系統(tǒng)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可以被定位在進氣門52和進氣歧管44之間，以使節(jié)氣門62是進氣道節(jié)氣門。
[0028]無分電器點火系統(tǒng)88響應于控制器12經(jīng)由火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用排氣氧(UEGO)傳感器126被示出耦接至催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48?？商娲兀p態(tài)排氣氧傳感器可以代替UEGO傳感器126。
[0029]在一個示例中，轉(zhuǎn)化器70可以包括多塊催化劑磚。在另一個示例中，能夠使用每個都具有多塊磚的多個排放控制裝置。在一個示例中，轉(zhuǎn)換器70能夠是三元型催化劑。
[0030]控制器12在圖1中示為常規(guī)微型計算機，其包括:微處理器單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/o) 104、只讀存儲器(ROM) 106、隨機存取存儲器(RAM) 108、?；畲鎯ζ?KAM) 110以及常規(guī)數(shù)據(jù)總線?？刂破?2被示出接收來自耦接至發(fā)動機10的傳感器的各種信號，除了之前討論的那些信號以外，所述信號還包括:來自耦接至冷卻套管114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);來自耦接至進氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動機歧管壓力(MAP)的測量值；來自感測曲軸40位置的霍爾效應傳感器118的發(fā)動機位置傳感器的信號；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。大氣壓力也可以被感測(傳感器未示出)以用于由控制器12處理。在本描述的一個優(yōu)選方面，曲軸每旋轉(zhuǎn)一次，發(fā)動機位置傳感器118產(chǎn)生預定數(shù)量的等距脈沖，根據(jù)該脈沖能夠確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(RPM)。
[0031]控制器12還可以包括用于接收來自發(fā)射器11的輸入的天線8。發(fā)射器11可以通知控制器駕駛員在靠近車輛或圖2所示的旅客座艙291。
[0032]在一些示例中，如圖2所示，發(fā)動機可以耦接至混合動力車輛中的電動馬達/電池系統(tǒng)。另外，在一些示例中，可以采用另一些發(fā)動機配置，例