用于混合电动车辆主动发动机停机的方法技术

一种向混合电动车辆发动机提供主动发动机停机的方法。该方法使用电机反作用于发动机并以可控的速率使发动机的旋转快速停止。该方法包括在发出主动发动机停机请求并在一个预定转速下降间隔内，使用发动机转速计算输入转速下降曲线。预定的转速下降间隔优选地小于从主动停机请求到电机关机命令之间的时间。该方法提供发动机的快速减速，特别是通过动力系共振速度，从而减小通过动力系和车辆底盘消耗的振动能量。该方法还在达到零发动机转速前从发动机中撤除电机转矩，以避免导致发动机负转速或发动机反向旋转。本发明专利技术优选地包括一系列互补的软件控制功能，使得车辆能够主动停止发动机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及一种混合电动车辆的操作方法。更具体地，该方法涉及一种控制混合电动车辆动力系的操作模式。更具体地，该方法涉及一种向混合电动车辆提供主动发动机停机的操作模式。
技术介绍
混合电动车辆(HEV)是这样一种车辆，其推进系统由至少一个电动机或电机与至少另一个动力源结合组成。通常，另一个动力源为一个汽油机或柴油机。具有多种类型的HEV，这取决于电动机和其它动力源如何互相结合以向车辆提供推进力，包括串联、并联和混联HEV。现有多种公知的混合动力系结构可以在混合电动车辆中管理各种推进系统的输入和输出转矩，最常用的为内燃机和电机。串联混合动力结构的一般特征为一个内燃机驱动一个发电机，该发电机反过来向一个电动动力传动系统和一个包括电池组的能量存储装置提供电能。串联HEV中的内燃机不直接机械连接到动力系中。发电机也可以在电动机模式下运行，以向内燃机提供起动功能，并且电动动力系可以通过在发电机的模式下运行，以回收车辆制动的能量以便给电池组充电。并联NEV结构的一般特征是一个内燃机和一个电动机都直接机械连接到动力系上。动力系通常包括一个换档变速器以在更宽的操作范围内提供需要的传动比。电动变速器(EVT)是公知的，其通过组合使用串联和并联HEV动力系结构来提供连续的变速比。EVT还可以通过一个直接机械传动路径在内燃机和最终传动元件之间操作，以实现高效的传动效率、低廉的使用成本和更轻的发动机硬件。EVT还可以用与最终传动元件机械上无关的发动机操作来操作，或者是以各种机械/电子分离贡献(split contribution)(即，输入分离、输出分离和复合分离结构)中操作，以便能够提供高转矩连续变速比、电子主起动(electrically dominated launches)、再生制动、停机怠速和双模式操作。基本上，所有的变速器在发动机和变速器之间都有一个弹簧减振器。尽管通常仅将其称为“减振器”，但实际上其由可用于消耗能量的弹簧构成。弹簧减振器使发动机的旋转惯性与变速器的旋转惯性隔离，从而对高频振动提供一定程度的隔离(例如，当发动机点火脉冲通过减振器传入变速器中时，其被衰减)。当发动机被“关闭”时，随着旋转能量由于摩擦损失和弹簧减振器工作而消耗，发动机被动停止。弹簧减振器的设计受弹簧本身的机械安装约束。弹簧的设计必须符合互相抵触的标准(conflicting criteria)。弹簧必须有足够的刚性(大的弹簧常数，K)以在其自由行程长度内承受发动机最大转矩。然而，长弹簧会遇到卡死故障且安装非常困难。并且系统的固有频率必须显著低于期望怠速(例如，以大约 衰减)，但大的刚性使固有频率趋向变高(例如，以 的关系)。有些EVT变速器和其它变速器的关键区别在于发动机始终通过一个弹簧减振器与变速器相连以及其较大的惯性。没有分离的起动离合器(在手动变速器中)或转矩变换器(在自动变速器中)。当发动机和变速器经历一个与发动机转速有关的共振频率(例如，一个允许通过怠速(即，600rpm或更高)充分衰减的六缸发动机的压缩机/弹簧减振器/变速器系统的共振转速大约为400rpm)时，这些较大的惯性产生显著的振动能量，从而影响驾驶员和乘客感觉及察觉车辆性能。有些EVT可能使用一个或更多个电动机主动向发动机施加反作用转矩。因此，期望开发用于EVT动力系系统的操作模式，可以用于提供主动发动机停机以及缩短发动机通过动力系共振速度的时间。
技术实现思路
本专利技术是一种向车辆动力系系统提供主动发动机停机操作模式的方法，其中的车辆动力系系统包括一个可操作并可选择地与发动机和变速器连接的电机，该系统具有一个用于控制车辆动力系系统的系统控制器，其与一个控制发动机输出转矩的发动机控制器进行信号通信并适于向发动机控制器提供一个输出转矩命令，其中电机适于提供一个反作用于发动机旋转的输出转矩以及提供主动发动机停机。该方法包括以下步骤初始化一个主动发动机停机请求；响应主动发动机停机请求使发动机断油，并利用电机维持发动机旋转以及一个预定的发动机转速；从预定的发动机转速确定期望的发动机转速下降速率；利用电机施加一个反作用转矩以反作用于发动机的旋转并与期望的发动机转速下降速率一致地降低发动机转速。该方法优选地通过一种计算机控制算法实现。该方法使用电动机主动使发动机停机。该方法具有通过限制扩散到动力和车辆底盘的振动能量，改善传动力传动系统耐用性以及改善发动机停机过程中的平顺性的优点。本专利技术尤其有利的是其可以被很多不同类型和尺寸的具有很多不同基本怠速转速的发动机采用。它允许即插即用地实现不同发动机无需适应动力动力系统即可获得可接受的噪音、振动和不平顺性。附图说明通过下面给出的详细说明、附加的权利要求，和附图，本专利技术将得到更全面的理解，其中图1是一个机械硬件示意图，表示了一个尤其适合实现本专利技术的双模式、多支路(compound-split)电动变速器的优选形式；图2是一个在此公开的混合动力系优选系统结构的电子和机械示意图；图3是一个曲线图，表示关于在此公开的典型电动变速器输入和输出转速操作的不同区域；图4A是一个流程图，说明本专利技术方法的步骤；图4B是一个流程图，说明有关图4A中块150的步骤；图5是一个有关本专利技术方法的曲线图，表示输入转速作为时间的函数；图6是一个根据本专利技术方法的电机输出转矩的计算框图；图7是图6中块225的框图；及图8是图7中块235的框图。具体实施例方式首先参考图1和2，一个车辆动力系一般用11表示。包括在动力系11中的为一个尤其适于实现本专利技术控制的多模式、多支路电动变速器(EVT)典型形式，且其在图1和2中一般用数字10表示。然后，特别是参考这些图，EVT 10具有一个输入部件12，该部件可以是一个直接由发动机14驱动的轴，如图2中所示，一个瞬时转矩减振器16可以连接在发动机14输出部件和EVT 10输入部件之间。瞬时转矩减振器16可以与一个转矩传递装置(未显示)结合或连接，该转矩传递装置允许选择性地使发动机14与EVT 10接合，但必须了解的是这种转矩传递装置不用于改变或控制EVT 10的操作模式。在所说明的实施例中，发动机14可以是一个矿物燃料发动机，例如一个适于在一个稳定转速(RPM)下提供其有效动力输出的柴油机。在图1和2表示的实施例中，发动机14在起动后，及其大多数输入过程中，可以在一个稳定转速或一些根据由驾驶员输入和驾驶工况决定的期望操作点而确定的稳定转速下工作。EVT 10采用三组行星齿轮机构(subset)24，26和28。第一行星齿轮机构24具有一个通常称为齿圈的外部齿轮部件30，其限制一个通常称为太阳轮的内部齿轮部件32。多个行星齿轮部件34可转动地安装在一个行星架36上，从而每一行星齿轮部件34既与外部齿轮部件30啮合，又与内部齿轮部件32啮合。第二行星齿轮机构26也具有一个通常称为齿圈的外部齿轮部件38，其限制一个通常称为太阳轮的内部齿轮部件40。多个行星齿轮部件42可转动地安装在一个行星架44上，从而每一行星齿轮部件42既与外部齿轮部件38啮合，又与内部齿轮部件40啮合。第三行星齿轮机构28也具有一个通常称为齿圈的外部齿轮部件46，其限制一个通常称为太阳轮的内部齿轮部件48。多个行星齿轮部件50可转动地安装在一个行星架52上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向车辆动力系系统提供主动发动机停机操作模式的方法，其中车辆动力系系统包括一个可操作地并可选择地与发动机和变速器连接的电机，该系统具有一个用于控制车辆动力系系统的系统控制器，其与一个控制发动机输出转矩的发动机控制器进行信号通信并适于向发动机控制器提供一个输出转矩命令，其中电机适于提供一个反作用于发动机旋转的输出转矩以及提供主动发动机停机，该方法包括以下步骤：初始化一个主动发动机停机请求；响应主动发动机停机请求使发动机断油，并利用电机维持发动机旋转以及一个预定 的发动机转速；从预定的发动机转速确定期望的发动机转速下降速率；及利用电机施加一个反作用转矩以反作用于发动机的旋转并根据期望的发动机转速下降速率降低发动机转速。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJF萨，GA胡巴德，AC贝内特，TM斯坦梅茨，MD福斯特，
申请(专利权)人：通用汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]