Способ работы силовой передачи транспортного средства (варианты) и система управления двигателем - RU2573537C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способам и системам для управления двигателем, который может быть автоматически остановлен и запущен. Способы и системы могут быть особенно полезны во время условий для снижения износа сцепления и улучшения пуска в ход транспортного средства после автоматического запуска двигателя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатель транспортного средства может автоматически останавливаться во время выбранных условий работы для сбережения топлива. Двигатель впоследствии может автоматически перезапускаться, когда изменяются условия работы, например, когда отпускается тормозная педаль. Трансмиссия также может быть присоединена к двигателю для передачи крутящего момента с двигателя на колеса транспортного средства. В некоторых примерах трансмиссия может быть автоматической трансмиссией, которая включает в себя немного или не включает в себя непосредственных входных сигналов от водителя для непосредственного регулирования рабочего состояния трансмиссии. Другими словами, водитель может не быть способным вручную управлять сцеплениями и передачами трансмиссии. Вместо этого сцепления и передачи трансмиссии могут регулироваться контроллером, который принимает входные сигналы водителя и вспомогательных датчиков. Если трансмиссия управляется нежелательным образом во время автоматических остановов и запусков двигателя, трансмиссия может портиться быстрее, чем желательно.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые недостатки и разработали способ работы силовой передачи транспортного средства, включающий: регулирование положения сцепления трансмиссии в ответ на ток аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя при запуске двигателя.

Посредством регулирования положения сцепления в ответ на ток аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя при запуске двигателя может быть возможным уменьшать порчу трансмиссии и улучшать пуск в ход транспортного средства во время автоматических остановов и запусков двигателя. Более точно, ток аккумулятора может считываться во время проворачивания коленчатого вала двигателя и сравниваться с пороговым током. Если ток аккумулятора является большим, чем пороговый ток, то сила, прикладываемая сцеплением, может уменьшаться. С другой стороны, если меньшая, чем требуемая, величина крутящего момента двигателя передается через трансмиссию во время проворачивания коленчатого вала двигателя, то сила, приложенная сцеплением, может увеличиваться для улучшения пуска в ход транспортного средства.

В одном аспекте изобретения раскрыт способ работы силовой передачи транспортного средства, включающий этапы, на которых: регулируют положение сцепления трансмиссии в ответ на ток аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя при запуске двигателя.

В дополнительных аспектах, кроме того, раскрыто, что сцепление трансмиссии механически присоединяет выход двигателя к промежуточному валу трансмиссии, что сцепление трансмиссии по меньшей мере частично зацеплено и передает крутящий момент с двигателя на промежуточный вал, что сцепление трансмиссии является сцеплением с электроприводом, что дополнительно регулируют положение сцепления трансмиссии в ответ на напряжение аккумулятора и температуру окружающей среды, что ток аккумулятора определяется посредством шунтирующего резистора, что регулирование положения сцепления трансмиссии происходит в ответ на ток аккумулятора после того, как двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала, а не в ответ на ток аккумулятора до того, как двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала, во время проворачивания коленчатого вала двигателя.

В другом аспекте изобретения раскрыт способ работы силовой передачи транспортного средства, включающий этапы, на которых регулируют сцепление трансмиссии на первое положение в ответ на запрос автоматически остановить двигатель; останавливают двигатель; регулируют параметр управления трансмиссии в ответ на ток аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя в течение первого перезапуска двигателя; и регулируют сцепление трансмиссии на второе положение в ответ на параметр управления трансмиссии.

В дополнительных аспектах, кроме того, раскрыто, что регулирование сцепления трансмиссии происходит во время второго перезапуска двигателя, что сцепление трансмиссии является сцеплением с электроприводом, что сцепление трансмиссии остается в первом положении во время останова двигателя, что параметр управления трансмиссии регулируется в ответ на ток аккумулятора после того, как двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала, а не в ответ на ток аккумулятора до того, как двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала, что параметр управления трансмиссии регулируется для уменьшения силы применения сцепления в ответ на ток аккумулятора, превышающий пороговое значение, что параметр управления трансмиссии регулируется для увеличения силы применения сцепления в ответ на крутящий момент на выходном валу трансмиссии, меньший, чем требуемый крутящий момент на выходном валу трансмиссии, во время проворачивания коленчатого вала двигателя, что параметр управления трансмиссии является силой применения сцепления, причем сила применения сцепления дополнительно регулируется в ответ на температуру двигателя, и причем сила применения сцепления увеличивается на пониженной скорости, в то время как температура двигателя снижается.

В еще одном аспекте изобретения раскрыта система управления двигателем, содержащая: двигатель; трансмиссию, включающую в себя сцепление с электроприводом; и контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые на постоянном носителе для автоматического прекращения сгорания в цилиндре двигателя и регулирования сцепления с электроприводом в ответ на запрос остановить двигатель, и команды для регулирования положения сцепления с электроприводом в ответ на ток аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя, в то время как запускается двигатель.

В дополнительных аспектах, кроме того, раскрыто, что система включает в себя дополнительные команды для дополнительного регулирования положения сцепления с электроприводом в ответ на запрос перезапустить двигатель, до того, как двигатель останавливается в ответ на запрос остановить двигатель, что положение сцепления с электроприводом разомкнуто для уменьшения силы, прикладываемой сцеплением с электроприводом, в ответ на запрос перезапустить двигатель, что система включает в себя дополнительные команды для регулирования положения сцепления с электроприводом в ответ на ток аккумулятора, когда двигатель находится на числе оборотов проворачивания коленчатого вала, и не для регулирования положения электрического сцепления в ответ на ток аккумулятора, когда двигатель находится на числе оборотов, которое отлично от числа оборотов проворачивания коленчатого вала на большую, чем пороговая, величину, что контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения сцепления во время проворачивания коленчатого вала двигателя в ответ на величину крутящего момента на выходном валу из трансмиссии во время проворачивания коленчатого вала двигателя.

Настоящее изобретение может обеспечивать несколько преимуществ. Например, подход может снижать ухудшение характеристик трансмиссии. Кроме того, подход может улучшать пуск в ход транспортного средства, сокращая время задержки между тем, когда запускается двигатель и когда крутящий момент двигателя подается на колеса транспортного средства. В дополнение, подход может улучшать срок службы аккумулятора посредством снижения тока тяги из аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания изобретения, взятого отдельно или вместе с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Она не идентифицирует ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Преимущества, описанные в материалах настоящей заявки, станут более понятны по прочтению примера, указанного в материалах настоящей заявки как подробное описание изобретения, взятое отдельно или со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг. 1 - принципиальная схема двигателя;

фиг. 2 показывает примерную схему системы силовой передачи;

фиг. 3-4 - примерные принципиальные схемы сцеплений трансмиссии;

фиг. 5 - диаграмма примерной последовательности работы двигателя и

фиг. 6 - блок-схема примерного способа управления силовой передачей.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание относится к управлению силовой передачей транспортного средства во время останова и запуска двигателя. В одном из неограничивающих примеров сцепления трансмиссии могут регулироваться в ответ на ток, подаваемый из аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя. Силовая передача транспортного средства может включать в себя двигатель, как проиллюстрировано на фиг. 1. Кроме того, двигатель может быть частью силовой передачи транспортного средства, как проиллюстрировано на фиг. 2.

Фиг. 3 и 4 показывают примерные сцепления автоматической трансмиссии. В одном из примеров сцепления могут быть с электроприводом. Однако в других примерах сцепления могут быть с гидравлическим приводом. Фиг. 5 показывает примерную рабочую последовательность, когда способ по фиг. 6 выполняется посредством контроллера, как показано на фиг. 1 и 2.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может приводиться в действие впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. В качестве альтернативы, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие электромеханически управляемым узлом катушки и якоря клапана. Положение впускного кулачка 51 может определяться датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может определяться датчиком 57 выпускного кулачка.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62 воздухозаборника, который регулирует положение заслонки 64 дросселя воздухозаборника для управления потоком воздуха из воздухозаборника 42 во впускной коллектор 44. В одном из примеров двухкаскадная топливная система высокого давления может использоваться для формирования более высоких давлений топлива.

Система 88 зажигания выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал из контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48, стоящему выше от каталитического нейтрализатора 70. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Стартер 96 двигателя может избирательно зацепляться с маховиком 98, который присоединен к коленчатому валу 40, чтобы вращать коленчатый вал 40. Стартер 96 двигателя может вводиться в зацепление посредством сигнала из контроллера 12. В некоторых примерах стартер 96 двигателя может вводиться в зацепление без ввода от шофера специального ввода команды останова/пуска двигателя (например, клавишного выключателя или нажимной кнопки). Скорее, стартер 96 двигателя может вводиться в зацепление, когда шофер отпускает тормозную педаль или нажимает педаль 130 газа (например, устройство ввода, которое не имеет единственную цель останова и/или запуска двигателя). Таким образом, двигатель 10 может автоматически запускаться посредством стартера 96 двигателя для сбережения топлива. Стартер 96 питается током посредством аккумулятора 80. Ток, протекающий из или в аккумулятор 80, считывается посредством шунтирующего резистора 85. В качестве альтернативы, элемент 85 может быть катушкой для считывания тока аккумулятора.

Нейтрализатор 70, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере могут использоваться многочисленные устройства контроля выбросов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 газа для считывания силы, приложенной ступней 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120; барометрическое давление с датчика 124; и измерение положения дросселя воздухозаборника с датчика 58. В предпочтительном аспекте настоящего описания датчик 118 положения двигателя вырабатывает предопределенное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

В некоторых примерах двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумулятора в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых примерах могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 типично проходит цикл из 4 тактов: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска обычно выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце такта (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке цилиндра, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего такта и самой близкой к головке цилиндра (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливовоздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера и что тактирования открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Фиг. 2 - структурная схема силовой передачи 200 транспортного средства. Силовая передача 200 может получать энергию от двигателя 10. Двигатель 10 может запускаться пусковой системой двигателя (как показано на фиг. 1). Кроме того, двигатель 10 может формировать или регулировать крутящий момент посредством исполнительного механизма 204 крутящего момента, такого как топливная форсунка, дроссель воздухозаборника и т.д.

Крутящий момент на выходе двигателя может передаваться на сцепление 206, чтобы приводить в движение автоматическую трансмиссию 208, через входной вал 236 трансмиссии. Сцепление 206 может содержать один или более наборов дисков сцепления и одну или более нажимных пластин, как показано на фиг. 3 и 4. Кроме того, одна или более передач 230, присоединенных к первому промежуточному валу 278 или второму промежуточному валу 277, могут избирательно зацепляться, чтобы двигать транспортное средство. В одном из примеров сцепление 206 может указываться ссылкой как компонент трансмиссии. Положение сцепления 206 может регулироваться, чтобы менять силу, прикладываемую сцеплением 206 для присоединения двигателя 10 к автоматической трансмиссии 208. Сцепление 206 может быть с электроприводом или гидравлическим приводом.

Крутящий момент на выходе из автоматической трансмиссии 208, в свою очередь, может передаваться на колеса 216, чтобы приводить транспортное средство в движение, через выходной вал 234 трансмиссии. Более точно, автоматическая трансмиссия 208 может передавать входной вращающий момент на входном валу 236 в ответ на состояние перемещения транспортного средства перед передачей выходного вращающего момента на колеса.

Кроме того, сила трения может прикладываться к колесам 216 посредством приведения в действие колесных тормозов 218. В одном из примеров колесные тормоза 218 могут приводиться в действие в ответ на нажимание шофером его ступней на тормозную педаль (не показана). Таким же образом сила трения может снижаться в отношении колес 216 посредством отведения колесных тормозов 218 в ответ на отпускание шофером своей ступни с тормозной педали. Кроме того, тормоза транспортного средства могут прикладывать силу трения к колесам 216 в качестве части процедуры автоматического останова двигателя.

Зубчатые муфты 230 могут избирательно применяться посредством исполнительного механизма 233 переключения передач. Исполнительный механизм 233 переключения передач может быть с электроприводом или с гидравлическим приводом. Сцепление 206 может устанавливаться в разомкнутое состояние, когда исполнительный механизм 233 переключения передач переключается между разными передаточными числами.

Входная частота вращения трансмиссии может контролироваться посредством датчика 240 частоты вращения входного вала трансмиссии. Выходная частота вращения трансмиссии может контролироваться посредством датчика 244 частоты вращения выходного вала трансмиссии. В некоторых примерах акселерометр 250 может выдавать данные ускорения транспортного средства в контроллер 12, так что сцепление 206 может управляться (например, повышать или понижать давление нажима сцепления и регулировать тактирование зацепления сцепления) посредством контроллера 12 во время запуска двигателя и пуска в ход транспортного средства. В некоторых примерах крутящий момент, передаваемый через трансмиссию 208, может определяться посредством датчика 245 крутящего момента.

Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью приема входных сигналов с двигателя 10, как подробнее показано на фиг. 1, и соответствующим образом управления крутящим моментом на выходе двигателя и/или работой преобразователя крутящего момента, трансмиссии, сцеплений и/или тормозов. В качестве одного из примеров, крутящий момент на выходном валу может управляться посредством регулирования комбинации тактирования зажигания, длительности импульса топлива, тактирования импульса топлива и/или насыщения воздухом посредством управления открыванием дросселя воздухозаборника и/или тактированием клапанов, подъемом клапана и давлением наддува для двигателей с нагнетателем и турбонагнетателем. В случае дизельного двигателя контроллер 12 может управлять крутящим моментом на выходном валу двигателя, управляя комбинацией длительности импульса, тактирования импульса топлива и насыщения воздухом. Во всех случаях управление двигателем может выполняться на основе цилиндр за цилиндром, чтобы регулировать крутящий момент на выходном валу двигателя.

Когда условия остановки на холостом ходу удовлетворены, контроллер 12 может инициировать остановку двигателя посредством отключения топлива и зажигания у двигателя. Кроме того, для поддержания величины кручения в трансмиссии контроллер может управлять силой, прикладываемой сцеплением 206, так что двигатель 10 по меньшей мере частично приводится в зацепление с колесами 216 транспортного средства.

Давление колесных тормозов также может регулироваться во время глушения двигателя, чтобы ограничивать движение транспортного средства во время глушения двигателя. В одном из примеров давление колесных тормозов может регулироваться, чтобы координировать применение колесных тормозов с регулированием силы, прикладываемой сцеплением 206, для соединения двигателя 10 с трансмиссией 208. По существу, посредством регулирования давления колесных тормозов и силы применения сцепления может регулироваться величина кручения, сохраняемая в трансмиссии, когда двигатель заглушен.

Когда удовлетворены условия перезапуска двигателя и/или водитель транспортного средства желает пустить в ход транспортное средство, контроллер 12 может повторно приводить в действие двигатель, проворачивая коленчатый вал или вращая двигатель и возобновляя сгорание в цилиндрах. Для пуска в ход транспортного средства сила применения сцепления 206 может наращиваться или снижаться и колесные тормоза 218 могут отпускаться для увеличения крутящего момента у ведущих колес 216.

Таким образом, система по фиг. 1 и 2 предусматривает систему для управления двигателем, содержащую: двигатель; трансмиссию, включающую в себя сцепление с электроприводом; и контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые на постоянном носителе для автоматического прекращения сгорания в цилиндре двигателя и регулирования сцепления с электроприводом в ответ на запрос остановить двигатель, и команды для регулирования положения или давления, или силы, или крутящего момента, или нагрузки сцепления с электроприводом в ответ на ток аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя, в то время как запускается двигатель. Система включает в себя дополнительные команды для дополнительного регулирования положения или давления, или силы, или крутящего момента, или нагрузки сцепления с электроприводом в ответ на запрос перезапустить двигатель, до того, как двигатель останавливается в ответ на запрос остановить двигатель. Система учитывает те случаи, когда положение сцепления с электроприводом разомкнуто для уменьшения силы, прикладываемой сцеплением с электроприводом, в ответ на запрос перезапустить двигатель.

В некоторых примерах система также включает в себя дополнительные команды для регулирования положения сцепления с электроприводом в ответ на ток аккумулятора, когда двигатель находится на числе оборотов проворачивания коленчатого вала, и не для регулирования положения электрического сцепления в ответ на ток аккумулятора, когда двигатель находится на числе оборотов, которое отлично от числа оборотов проворачивания коленчатого вала на большую, чем пороговая, величину. Система учитывает случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения сцепления во время проворачивания коленчатого вала двигателя в ответ на величину крутящего момента на выходном валу из трансмиссии во время проворачивания коленчатого вала двигателя.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, показано примерное сцепление 206. Сцепление 206 включает в себя фрикционные диски 318, которые прикладывают силу для передачи крутящего момента на вал 340 через шлиц 346. Амортизирующая пружина 322 снижает колебания внутри трансмиссии, когда сила прикладывается к фрикционным дискам 318. Электрический двигатель 302 вращает шнек 304 и заставляет бегунок 308 линейно перемещаться в направлениях стрелок 350. Бегунок 308 действует на рычаг 312, чтобы регулировать положение нажимной пластины 316, как указано стрелками 352. Возвратная пружина 306 прикладывает силу, противодействующую силе, прикладываемой электрическим двигателем 302 к рычагу 312 через бегунок 308. Таким образом, возвратная пружина 306 освобождает нажимную пластину 316 от прикладывания силы к фрикционным дискам 318, когда бегунок 308 находится в показанном положении. Рычаг 312 передает силу с электрического двигателя 302 на нажимную пластину 316 через подшипник 320 зацепления.

Далее, со ссылкой на фиг. 4, показано альтернативное примерное сцепление 206, которое включает в себя два набора фрикционных дисков и две нажимныепластины. Сцепления, показанные на фиг. 4, могут нажиматься и отпускаться посредством электрического исполнительного механизма, подобного показанному на фиг. 3.

В этом примере сцепление 206 включает в себя первый набор фрикционных дисков 418 и второй набор фрикционных дисков 419. Крутящий момент двигателя передается с двигателя на первый шлиц 446, когда первая нажимная пластина 402 прикладывает силу к первому набору фрикционных дисков 418. В одном из примеров первый шлиц 446 передает крутящий момент двигателя на первый промежуточный вал. Подобным образом крутящий момент двигателя передается с двигателя на второй шлиц 447, когда вторая нажимная пластина 403 прикладывает силу ко второму набору фрикционных дисков 419. Амортизирующие пружины 422 и 423 ограничивают колебания внутри трансмиссии, когда крутящий момент двигателя передается на шлицы 446 и 447 соответственно.

Далее, со ссылкой на фиг. 5, приведена последовательность, показывающая работу способа по фиг. 6 в системе по фиг. 1 и 2, выполняемая посредством команд, хранимых в постоянной памяти контроллера 12. Вертикальные метки в моменты T₀-T₇ времени указывают конкретные интересующие участки в течение последовательности.

Первая сверху диаграмма по фиг. 5 является диаграммой числа оборотов двигателя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время увеличивается от левой стороны фигуры к правой стороне фигуры. Ось Y представляет число оборотов двигателя, и число оборотов двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Вторая сверху диаграмма по фиг. 5 представляет силу применения сцепления трансмиссии. Ось X представляет время, и время увеличивается от левой стороны фигуры к правой стороне фигуры. Ось Y представляет число оборотов двигателя, и число оборотов двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Третья сверху диаграмма по фиг. 5 представляет ток аккумулятора. Ось X представляет время, и время увеличивается от левой стороны фигуры к правой стороне фигуры. Ось Y представляет ток аккумулятора, и ток аккумулятора увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Четвертая сверху диаграмма по фиг. 5 представляет напряжение аккумулятора. Ось X представляет время, и время увеличивается от левой стороны фигуры к правой стороне фигуры. Ось Y представляет напряжение аккумулятора, и напряжение аккумулятора возрастает в направлении стрелки оси Y.

Пятая сверху диаграмма по фиг. 5 представляет команду силы сцепления. Ось X представляет время, и время увеличивается от левой стороны фигуры к правой стороне фигуры. Ось Y представляет команду силы сцепления, и команда силы сцепления увеличивает силу применения сцепления в направлении стрелки оси Y.

В момент T₀ времени число оборотов двигателя снижается, и сила сцепления относительно высока, в то время как скорость транспортного средства снижается. Ток аккумулятора низок, поскольку питается немного вспомогательных устройств. Напряжение аккумулятора является высоким, поскольку аккумулятор заряжается и поскольку потребление тока является низким. Команда силы сцепления является высокой для полного зацепления сцепления.

Между моментом T₀ времени и моментом T₁ времени число оборотов двигателя продолжает снижаться, а сила сцепления уменьшается, и скорость транспортного средства приближается к нулю. Напряжение аккумулятора остается высоким, а ток аккумулятора остается низким. Команда силы сцепления уменьшается для снижения давления применения сцепления.

В момент T₁ времени запрос автоматического останова двигателя выдается, чтобы остановить двигатель. Поскольку двигатель является вращающимся, гидравлическое давление или электрический ток могут прикладываться к сцеплению для регулирования силы сцепления. Команда силы сцепления уменьшается до предопределенного уровня, чтобы предварительно позиционировать сцепление для последующего запуска двигателя. Сила сцепления снижается по мере того, как уменьшается команда силы сцепления. Предварительное позиционирование силы сцепления основано на положении сцепления, которое определено с предыдущего запуска двигателя, как подробнее обсуждено ниже. Напряжение аккумулятора остается высоким, а ток аккумулятора остается низким. Топливоснабжение и искровое зажигание деактивируются, и двигатель прекращает вращение.

В момент T₂ времени выдается запрос для автоматического запуска двигателя. Команда сцепления и сила сцепления остаются на уровне предварительного позиционирования, установленном при останове двигателя. Стартер двигателя приводится в зацепление, и двигатель начинает вращаться. Ток аккумулятора возрастает, в то время как приводится в зацепление стартер, но в одном из примеров никакого регулирования не производится в отношении приведения в зацепление сцепления в ответ на ток аккумулятора, когда стартер впервые приводится в зацепление. Скорее, регулирования в отношении положения сцепления производятся на основании того, когда двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала. В одном из примеров двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала, когда число оборотов двигателя приближается к пороговому числу оборотов двигателя. Например, 250 оборотов в минуту. Число оборотов проворачивания коленчатого вала двигателя может меняться по мере того, как работа сжатия двигателя увеличивается и уменьшается в течение проворачивания коленчатого вала. Таким образом, число оборотов проворачивания коленчатого вала двигателя, например, может меняться между 200 и 300 оборотами в минуту. Однако сила приведения в зацепление сцепления не регулируется в ответ на число оборотов двигателя за пределами числа оборотов проворачивания коленчатого вала. Например, сила зацепления сцепления не регулируется на основании тока аккумулятора, когда число оборотов двигателя находится между 0 и 150 оборотами в минуту. Кроме того, сила зацепления сцепления не регулируется на основании тока аккумулятора после того, как число оборотов двигателя превышает пороговое число оборотов двигателя, например, 350 оборотов в минуту.

В момент T₃ времени число оборотов двигателя находится на числе оборотов проворачивания коленчатого вала. Поэтому ток аккумулятора контролируется, и рабочие параметры двигателя регулируются в ответ на ток аккумулятора после того, как число оборотов двигателя достигает порогового числа оборотов двигателя. В одном из примеров число оборотов проворачивания коленчатого вала двигателя является числом оборотов, с которым вращается двигатель, когда стартер вводится в зацепление на предопределенное время при номинальном напряжении аккумулятора, когда отсутствует сгорание. Напряжение аккумулятора снижается до некоторой степени, но остается на высоком уровне, указывающем хороший аккумулятор. В случаях, где напряжение аккумулятора снижается до меньшего, чем пороговое напряжение, сила сцепления не регулируется в ответ на ток аккумулятора. В этом примере ток аккумулятора превышает предопределенное пороговое значение.

В момент T₄ времени число оборотов двигателя превышает число оборотов проворачивания коленчатого вала двигателя и пороговое число 502 оборотов, что указывает, что двигатель запущен, и тогда напряжение и ток аккумулятора не используются в качестве основы для регулирования давления применения сцепления. Число оборотов двигателя разгоняется в направлении числа оборотов холостого хода, и ток аккумулятора снижается. Напряжение аккумулятора повышается по мере того, как падает потребление тока. Команда силы сцепления остается постоянной, в то время как разгоняется двигатель.

Между моментом T₄ времени и моментом T₅ времени команда силы сцепления наращивается в ответ на увеличение требования крутящего момента двигателя от водителя. Число оборотов двигателя также повышается по мере того, как водитель увеличивает требование крутящего момента для ускорения транспортного средства. Сила сцепления и команда силы сцепления показаны уменьшаемыми в несколько раз. Сила сцепления уменьшается, когда переключаются передачи трансмиссии. Число оборотов двигателя повышается и снижается, в то время как переключается трансмиссия. Число оборотов двигателя снижается в зависимости от скорости транспортного средства по мере того, как приближается момент T₅ времени.

В момент T₅ времени транспортное средство и двигатель достигаю условий для автоматического останова двигателя (например, двигателя на числе оборотов холостого хода, нулевой скорости транспортного средства и нажатой тормозной педали), и двигатель автоматически останавливается. До того, как двигатель остановлен, сцепление подвергается предварительному позиционированию для запуска двигателя посредством регулирования команды силы сцепления. В одном из примеров сила применения сцепления уменьшается от предыдущей установки во время автоматического останова двигателя в ответ на ток аккумулятора, больший, чем пороговое значение, как показано между моментами T₃ и T₄ времени. Таким образом, в момент T₅ времени сила сцепления является меньшей, чем сила сцепления в момент T₁ времени, так как ток аккумулятора превысил пороговое значение 504 в момент T₃ времени. В некоторых примерах сила сцепления может регулироваться в момент времени, когда ток аккумулятора контролируется, когда ток аккумулятора является большим, чем пороговое значение. Число оборотов двигателя снижается до нуля, и ток аккумулятора находится на низком уровне.

В момент T₆ времени выдается команда для автоматического перезапуска двигателя, и двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала. В одном из примеров двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала посредством стартера с шестерней, которая зацепляется с маховиком и вращает двигатель. В других примерах двигатель может вращаться электрическим двигателем, который присоединен к двигателю.

В момент T₇ времени двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала и контролируется ток аккумулятора. Поскольку ток аккумулятора является меньшим, чем пороговое значение 504, ток аккумулятора не регулируется. Напряжение аккумулятора находится на относительно высоком уровне, и команда сцепления остается на отрегулированном уровне, который является меньшим, чем уровень, прикладываемый во время последнего запуска двигателя в момент T₂ времени.

В момент T₈ времени число оборотов двигателя превышает пороговое число 502 оборотов двигателя, и поэтому ток аккумулятора больше не контролируется. Транспортное средство разгоняется, как требуется, поэтому сила применения сцепления не увеличивается во время предварительного позиционирования при последующем перезапуске двигателя. Число оборотов двигателя повышается с увеличением требования крутящего момента, и трансмиссия переключается несколько раз между моментом T₈ времени и моментом T₉ времени. Еще один запрос автоматического останова двигателя выдается в момент T₉ времени. Положение сцепления регулируется в такую же препозицию, как препозиция в момент T₅ времени, поскольку ток аккумулятора во время предыдущего запуска двигателя находился ниже порогового уровня 504.

Далее, со ссылкой на фиг. 6, показан способ для примерного управления силовой передачей. Способ по фиг. 6 может осуществляться системой, показанной на фиг. 1 и 2, выполняющей команды, хранимые в постоянной памяти. Способ по фиг. 6 может предусматривать последовательность, показанную на фиг. 5.

На 602 способ 600 оценивает, есть ли запрос для автоматического останова двигателя. Если так, ответом является да, и способ 600 переходит на 604. Иначе ответом является нет, и способ 600 осуществляет выход.

На 604 способ 600 регулирует сцепление трансмиссии по силе или давлению в ответ на запрос останова двигателя. Другими словами, сцепление трансмиссии регулируется на препозицию. Сила сцепления трансмиссии может извлекаться из памяти. В одном из примеров сила сцепления трансмиссии сначала регулируется на базовую величину, а базовая величина регулируется на 620 и 628, так что сила, прикладываемая к сцеплению, адаптируется со временем. Способ 600 переходит на 606 после того, как сцепление трансмиссии подвергнуто предварительному позиционированию.

На 606 способ 600 останавливает двигатель. Двигатель может останавливаться деактивацией искрового зажигания и топливоснабжения, подаваемых на двигатель. Способ 600 переходит на 608 после того, как двигатель остановлен.

На 608 способ 600 оценивает, есть ли запрос водителя остановить двигатель. Если так, ответом является да, и способ 600 переходит на 610. Иначе ответом является нет,и способ 600 переходит на 612.

На 610 способ 600 регулирует силу сцепления, которую нажимная пластина прикладывает к дискам сцепления. В одном из примеров сила предварительного позиционирования с 604 отпускается или по меньшей мере частично отпускается, так что меньшая сила прикладывается сцеплением трансмиссии, чтобы присоединять двигатель к передачам трансмиссии. Сила сцепления трансмиссии может уменьшаться, когда ожидается, что двигатель может быть остановлен на более длительный период времени. Способ 600 осуществляет выход после того, как уменьшена сила предварительного позиционирования сцепления.

На 612 способ 600 оценивает, есть или нет запрос автоматического запуска двигателя. Если так, ответом является да, и способ 600 переходит на 614. Иначе ответом является нет, и способ 600 возвращается на 608.

На 614 способ 600 проворачивает коленчатый вал двигателя для запуска. В одном из примеров двигатель подвергается проворачиванию коленчатого вала посредством электродвигателя стартера, когда шестерня стартере зацепляется с маховиком. В других примерах электродвигатели, присоединенные непосредственно к двигателю, вращают двигатель. Способ 600 переходит на 616 после того, как начинается проворачивание коленчатого вала двигателя.

На 616 способ 600 контролирует напряжение аккумулятора, ток аккумулятора и температуру окружающей среды. Ток аккумулятора может контролироваться посредством измерения напряжения на шунтирующем резисторе. В одном из примеров ток аккумулятора может контролироваться, когда число оборотов двигателя является большим, чем первое пороговое число оборотов, и меньшим, чем второе пороговое число оборотов. В одном из примеров ток аккумулятора контролируется, когда число оборотов двигателя находится на числе оборотов проворачивания коленчатого вала (например, 200-300 оборотов в минуту). В других примерах ток аккумулятора может контролироваться, когда число оборотов двигателя достигает числа оборотов, где возобновляются топливоснабжение и искровое зажигание. Например, ток аккумулятора может контролироваться, когда число оборотов двигателя достигает числа оборотов холостого хода в 800 оборотов в минуту, когда двигатель раскручивается до числа оборотов холостого хода посредством электродвигателя. В таких примерах ток аккумулятора, например, контролируется между числами оборотов двигателя 750-850 оборотов в минуту. Напряжение аккумулятора и давление окружающей среды также контролируются. Если напряжение аккумулятора снижается до уровня меньшего, чем пороговый, аккумулятор считается подвергнутым ухудшению характеристик и сцепление трансмиссии не регулируется. Способ 600 переходит на 618 после того, как начинается контроль тока аккумулятора.

На 618 способ 600 оценивает, является ли ток аккумулятора большим, чем пороговый уровень тока. Если так, ответом является да, и способ 600 переходит на 620. Если нет, ответом является нет, и способ 600 переходит на 622. Кроме того, если напряжение аккумулятора является меньшим, чем пороговое значение, способ 600 переходит на 622, является или нет ток аккумулятора большим, чем пороговый ток.

На 620 способ 600 дает команду уменьшить силу применения сцепления трансмиссии. Сила применения трансмиссии может уменьшаться посредством уменьшения усилия, прикладываемого нажимной пластиной к дискам сцепления. В других примерах может снижаться гидравлическое давление, прикладываемое для приведения в действие сцепления. Команда может регулировать давление сцепления трансмиссии во время текущего запуска двигателя. Дополнительно команда уменьшает силу, прикладываемую сцеплением трансмиссии во время проворачивания коленчатого вала двигателя в течение последующего перезапуска двигателя. Если температура двигателя низка, сила применения сцепления может увеличиваться с уменьшенной интенсивностью. Например, если температура двигателя низка и ток аккумулятора превышает пороговое значение, сила применения сцепления трансмиссии может быть уменьшена с интенсивностью, которая является низкой, нежели если температура двигателя высока. Уменьшенное снижение в отношении силы сцепления трансмиссии может использоваться для учета дополнительного трения двигателя при более низких температурах двигателя, которое может повышать ток аккумулятора. Способ 600 переходит на 622 после того, как отрегулирована команда предварительного позиционирования сцепления.

На 622 способ 600 оценивает, запускается или нет двигатель или является ли число оборотов двигателя превышающим пороговое число оборотов двигателя. Если так, ответом является да, и способ 600 переходит на 624. Иначе ответом является нет, и способ 600 возвращается на 616.

На 624 способ 600 начинает передачу крутящего момента двигателя на колеса транспортного средства посредством увеличения силы применения сцепления трансмиссии. Сила применения сцепления трансмиссии может увеличиваться посредством подачи команды на электрический двигатель или повышения давления гидравлической жидкости, которая приводит в действие сцепление трансмиссии. Способ 600 переходит на 626 после увеличения передачи крутящего момента двигателя на колеса транспортного средства.

На 626 способ 600 оценивает, был ли передан крутящий момент двигателя на колеса транспортного средства с требуемой интенсивностью. В одном из примеров, если задержка между тем, когда сила сцепления трансмиссии увеличивается, и тем, когда дополнительный крутящий момент передается на колеса транспортного средства, может определяться, что сила сцепления трансмиссии, установленная во время предварительного позиционирования (например, в момент времени запроса автоматического останова двигателя), слишком низка. Если способ 600 делает вывод, что крутящий момент двигателя не подается на колеса транспортного средства требуемым образом, ответом является нет, и способ 600 переходит на 628. Иначе ответом является да, и способ 600 переходит на выход.

На 628 способ 600, например, увеличивает запрос силы предварительного позиционирования сцепления трансмиссии, который указан командой, в ответ на запрос автоматического останова двигателя, на 604. Увеличение силы сцепления может сохраняться в памяти и извлекаться во время последующего запуска двигателя. В одном из примеров сила применения сцепления трансмиссии увеличивается на предопределенную величину, например, 0,5 Н∙м. Способ 600 переходит на выход после того, как увеличена сила сцепления трансмиссии.

Таким образом, сила предварительного позиционирования сцепления трансмиссии, прикладываемая в ответ на запрос автоматического останова двигателя, может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от тока аккумулятора и передачи крутящего момента с двигателя на колеса транспортного средства. Таким образом, способ 600 предусматривает способ работы силовой передачи транспортного средства, включающий: регулирование положения сцепления трансмиссии в ответ на ток аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя при запуске двигателя. Способ включает в себя те случаи, когда сцепление механически присоединяет выход двигателя к промежуточному валу трансмиссии. Способ также включает в себя те случаи, когда сцепление по меньшей мере частично является находящимся в зацеплении и передающим крутящий момент с двигателя на промежуточный вал.

В некоторых примерах способ включает в себя те случаи, когда сцепление является сцеплением с электроприводом. Способ дополнительно включает регулирование положения сцепления в ответ на напряжение аккумулятора и температуру окружающей среды. Способ включает в себя те случаи, когда ток аккумулятора определяется посредством шунтирующего резистора. Способ также включает в себя те случаи, когда регулирование положения сцепления происходит в ответ на ток аккумулятора после того, как двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала, а не в ответ на ток аккумулятора до того, как двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала, во время проворачивания коленчатого вала двигателя.

Способ 600 также предусматривает эксплуатацию силовой передачи транспортного средства, содержащий этапы, на которых: регулируют сцепление трансмиссии на первое положение в ответ на запрос автоматически остановить двигатель; останавливают двигатель; регулируют параметр управления трансмиссии в ответ на ток аккумулятора во время проворачивания коленчатого вала двигателя в течение первого перезапуска двигателя; и регулируют сцепление на второе положение в ответ на параметр управления. Способ включает в себя те случаи, когда регулирование сцепления происходит во время второго перезапуска двигателя. Способ включает в себя те случаи, когда сцепление является сцеплением с электроприводом.

Способ также включает в себя те случаи, когда сцепление остается в первом положении во время останова двигателя.

В некоторых примерах способ включает в себя те случаи, когда параметр управления трансмиссии регулируется в ответ на ток аккумулятора после того, как двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала, а не в ответ на ток аккумулятора до того, как двигатель достигает числа оборотов проворачивания коленчатого вала. Способ также включает в себя те случаи, когда параметр управления регулируется для уменьшения давления применения сцепления в ответ на ток аккумулятора, превышающий пороговое значение. Способ также включает в себя те случаи, когда параметр управления регулируется для увеличения давления применения сцепления в ответ на крутящий момент на выходном валу трансмиссии, меньший, чем требуемый крутящий момент на выходном валу трансмиссии, во время проворачивания коленчатого вала. Передаваемый крутящий момент двигателя может измеряться или логически выводиться. Способ включает в себя те случаи, когда параметр управления является силой применения сцепления, причем сила применения сцепления дополнительно регулируется в ответ на температуру двигателя, и причем сила применения сцепления увеличивается с уменьшенной интенсивностью, в то время как температура двигателя снижается.

Как будет принято во внимание обычным специалистом в данной области техники, процедуры, описанные на фиг. 6, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерываниями, многозадачная, многопоточная и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовой специалист в данной области техники будет осознавать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно в зависимости от конкретной используемой стратегии.

На этом описание завершено. Однако после его прочтения специалистам в данной области техники будут очевидны многие изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема описания. Например, рядные двигатели I2, I3, I4, I5 и V-образные двигатели V6, V8, V10 и V12, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее изобретение для получения преимуществ.

Реферат

Изобретение относится к управлению двигателем транспортного средства. Способ работы силовой передачи транспортного средства включает этапы, на которых регулируют сцепление трансмиссии в первое положение в ответ на запрос автоматически остановить двигатель и останавливают двигатель. Затем регулируют параметр управления трансмиссии, уменьшая силу прижатия сцепления, в ответ на ток аккумулятора во время вращения двигателя, превышающий пороговое значение, в течение первого перезапуска двигателя. Далее регулируют сцепление трансмиссии во второе положение в ответ на вышеуказанный параметр. В другом варианте реализации способа регулируют сцепление во второе положение в ответ на параметр управления трансмиссии, при этом данный параметр представляет собой силу прижатия сцепления, которая регулируется в ответ на температуру двигателя и увеличивается на пониженной скорости при снижении температуры двигателя. Улучшаются характеристики трансмиссии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула