用于气门操作控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了在纯电动模式运转下提升混合动力汽车的速度的方法和系统。在车辆仅由电动机驱动的情况下，可通过利用来自系统电池的电能旋转未供应燃料的发动机提升车速，同时调整气门操作以减少发动机泵气损失。通过这种方式，可以更加有效地提升车速而不损坏旋转传动零件。

【技术实现步骤摘要】
用于气门操作控制的方法和系统
本专利技术涉及在控制混合动力汽车的车速的同时，尤其在以纯电动模式运行时减少泵气损失。
技术介绍
混合动力车辆系统可配置有多个传动零件。例如，在动力分配驱动桥混合动力车辆系统中，传动装置可包括行星齿轮系统，其直接连接至发动机并进一步经由诸如齿轮、小齿轮和轴承的一个或多个旋转零件连接至车轮。在车辆运行期间，传动装置控制考虑各个旋转传动零件的速度限制以避免对零件的损伤。本专利技术的专利技术人已经认识到上述系统的潜在问题。传动零件的机械施加的速度约束会限制可达到的最高车速，尤其在发动机关闭模式运行期间。具体地，当车辆在发动机关闭的情况下以电动模式运行并且车辆由来自系统电池的电能驱动时，最大可允许车速被限制为防止旋转传动零件发生由速度产生的损伤的速度。基于传动零件的结构，可以使用电池旋转电动机以减少旋转传动零件的速度引起的损伤。然而，可能通过诸如泵气损失的发动机寄生损失增加电池使用。受限的车速能力会降低驾驶员的驾驶体验，同时增加的电池使用会影响电池的寿命和性能，并且会降低车辆的燃油经济性。
技术实现思路
在一个实例中，上述问题中的一些至少部分可以通过操作混合动力车辆系统的方法来解决，该方法包括：在仅由电动机驱动车辆的发动机关闭模式期间，通过增加未供应燃料的发动机的速度来提升车速。该方法还包括基于发动机速度来调整气缸气门。通过这种方式，可以减少通过旋转的未供应燃料的发动机的气流，从而减少发动机寄生损失。例如，混合动力汽车可配置有行星齿轮传动装置。在车辆仅由电动机驱动的选定状况下，控制器可使得车速提升至阈值车速而不旋转发动机。如此，在达到阈值速度的过程中，随着车速的提升，旋转传动零件(诸如齿轮零件)的旋转速度也会增加。当超过阈值车速后，传动零件的进一步旋转会导致零件的机械性能劣化。因此，当超过阈值车速后，控制器可通过旋转未供应燃料的发动机来使车速进一步提升。基于与发动机和车轮相关的传动零件的结构，随着发动机速度的增加，传动零件的旋转速度可以降低(或保持上限值)，使得在纯电动模式下可达到的最大车速被提升。在旋转未供应燃料的发动机时，可调整凸轮相位器的位置以减少通过旋转的发动机的气流。这能够使气缸气门操作(例如，对于进气门和/或排气门的操作)被调整。例如，气门正时可以适当提前或延迟，以减少通过旋转的发动机的气流。通过减少气流，可以减少诸如泵气损失的寄生发动机损失，从而使得车辆使用电池继续运行更长的时间。通过这种方式，在利用来自系统电池的电能以燃料经济性高的电动模式持续操作混合动力车辆的同时，可以达到更高的车速。通过调整气缸气门操作以使通过旋转的发动机的气流最小化，可以减少发动机泵气损失。此外，还可以减少尾气催化剂的氧载荷。通过将旋转传动零件的旋转速度保持在限值内，可以减少传动零件的由速度引起的机械劣化。通过延长车辆操作的电动模式而不限制车速，可以提升驾驶员的驾驶体验，同时改善了车辆的燃料经济性。在另一个实例中，混合动力车辆系统还包括电耦合至发电机的电池，其中，增加未供应燃料的发动机的速度包括经由发电机使用电池来旋转未供应燃料的发动机，发动机速度与阈值车速之上的车速提升成比例地增加。在另一个实例中，混合动力车辆系统还包括行星齿轮传动装置，其中，增加未供应燃料的发动机的速度包括减小或保持旋转传动零件的旋转速度低于旋转速度阈值。在另一个实例中，提供了操作车辆系统的方法。该方法包括：在纯电动操作模式期间，通过使用电池旋转未供应燃料的发动机来将车速提升到阈值车速之上；以及定位连接至发动机的进气门和/或排气门的凸轮相位器以减少通过旋转的发动机的气流。在另一个实例中，旋转未供应燃料的发动机包括较快地旋转发动机直到发动机速度达到阈值发动机速度，并且在发动机速度处于阈值发动机速度后较慢地旋转发动机，其中，定位包括在发动机速度高于阈值发动机速度之后定位凸轮相位器。在另一个实例中，该方法还包括在紧随纯电动操作模式的发动机启动操作模式期间，重新定位凸轮相位器以增加通过旋转的发动机的气流；以及使燃料和电火花返回已经旋转的发动机以进一步提升车速和发动机输出。在另一个实例中，车辆系统包括：发动机；凸轮相位器，连接至发动机的进气和/或排气凸轮；传动装置，包括行星齿轮系和一个或多个齿轮件；电池，连接至电动机和发电机中的每一个；以及控制器，具有用于以下操作的代码：在仅由电动机驱动车辆的发动机关闭模式期间，通过旋转未供应燃料的发动机来将车速提升到阈值车速之上，并且基于未供应燃料的发动机的旋转速度来调整凸轮相位器的位置。在另一个实例中，调整包括使凸轮相位器的位置从能够使较多气流通过旋转的发动机的第一位置提前或延迟到能够使较少气流通过旋转的发动机的第二位置，第二位置基于发动机的旋转速度。在另一个实例中，当将车速提升到阈值车速之上的同时，传动装置的旋转零件保持处于或低于阈值旋转速度。应当理解，提供上面的综述是为了以简化的形式引入将在下面的详细说明书中进一步描述的概念的集合。这并不意味着识别要求保护主题的关键或必要特征，其范围由说明书之后的权利要求来唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上面提到的或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了混合动力汽车的示例性驱动系统。图2示出了示例性内燃机。图3至图4示出了用于响应于实现期望车速在混合动力汽车的电动模式期间旋转未供应燃料的发动机并调整气缸气门操作的高层流程图。图5至图7示出了在保持传动零件的旋转速度处于或低于限值的同时旋转未供应燃料的发动机来提升车速的示例性方案。图8示出了示出各种车辆运行模式期间的发动机参数和车辆驱动力来源的表格。图9示出了在使未供应燃料的发动机旋转的同时可执行的对气缸进气门和/或排气门操作的示例性调整。具体实施方式以下描述涉及用于操作混合动力车辆(诸如图1和图2的混合动力汽车(HEV))的系统和方法。在车辆仅使用来自电动机的能源驱动的情况下(图8)，可以通过选择性地旋转发动机而不向其中喷射燃料来提升车速。发动机控制器可被配置为执行控制程序(诸如图3所示的程序)，在不供应燃料而用系统电池通过发电机旋转发动机来将车速提升到阈值速度之上。通过旋转未供应燃料的发动机，旋转传动零件的旋转速度可以保持在限值内，从而减少零件劣化的可能性。参照图5至图7示出了通过旋转未供应燃料的发动机提升车速的示例性操作。发动机控制器可以进一步配置为执行控制程序(诸如图4所示的程序)以调整气缸气门操作，同时旋转未供应燃料的发动机以减少通过发动机的泵气损失。参照图9示出了示例性气缸气门正时调整。图1示出了用于车辆的混合动力驱动系统100。在所示实施例中，该车辆为混合动力汽车(HEV)。驱动系统100包括具有多个气缸30的内燃机10。燃料可以从燃料系统(未示出)供给至发动机10的每个气缸，该燃料系统包括一个或多个燃料箱、一个或多个燃料泵和喷射器66。发动机10经由扭矩输入轴18输送动力至传动装置44。在所示实例中，传动装置44为动力分配变速器(或驱动桥)，其包括行星齿轮系22以及一个或多个旋转齿轮件。传送装置44还包括发电机24和电动机26。发电机24和电动机26还可以被称作电机，因为它们均可以作为电动机或发电机来运行。经由动力传送齿轮34、转矩输出轴19和差速器和轴组件3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作混合动力车辆系统的方法，包括：在仅由电动机驱动所述车辆的发动机关闭模式期间，通过增加未供应燃料的发动机的速度来提升车速；并且基于发动机速度来调整气缸气门操作。

【技术特征摘要】
2011.11.03 US 13/288,6571.一种操作混合动力车辆系统的方法，包括：在仅由电动机驱动所述车辆的发动机关闭模式期间，通过增加未供应燃料的发动机的速度来提升车速包括减少或保持旋转的行星齿轮传动零件的旋转速度低于旋转速度阈值；并且基于发动机速度来调整气缸气门操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气缸气门为进气门和/或排气门，并且调整气缸气门操作包括调整气门正时、气门升程、气门开启持续时间和气门重叠量中的一个或多个。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述气缸气门为凸轮致动气门，并且调整气缸气门操作包括调整连接至所述气缸气门的凸轮相位器的位置，其中，调整所述凸轮相位器的位置包括将所述凸轮相位器的位置从使较多气流通过旋转的发动机的第一位置提前或延迟到使较少气流通过旋转的未供应燃料的发动机的第二位置。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述凸轮相位器连接至电动油泵，并且调整所述凸轮相位器的位置包括立即调整所述凸轮相位器的位置。5.根据权利要求3所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆·保罗·珀金斯，斯科特·詹姆斯·汤普森，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：