[发明专利]多阶段发动机停止位置控制

说明书

技术领域

本发明涉及在具有发动机自动停止/自动起动功能的车辆中对发动机的控制。

背景技术

混合动力电动车（HEV）单独地或一起地使用不同车载能量源来优化燃料经济性。具有完整混合动力系的HEV可以使用用于推进的内燃发动机和高电压（HV）能量存储系统（ESS）中的任一个或两者。一个或多个HV电动机/发电机单元（MGU）可以交替地从ESS吸取功率和向ESS提供功率。通过对比，轻度（mild）HEV通常不能通过电动方式推进，但仍然保留了全（full）HEV的某些节省燃料的动力系设计特征。例如，轻度HEV能够有选择地在车辆静止时关闭和重新起动它的发动机，从而相对传统车辆设计减少了怠速燃料消耗。

发明内容

因此，此处提供了一种用于在具有发动机自动起动/自动停止功能的车辆中使用的方法。执行此处所述的方法将发动机精确定位在目标停止位置的经校准的范围内，所述目标停止位置即发动机曲轴的期望曲轴转动角度（cranking angle）。这进而又可能有助于改善给定发动机的自动起动/停止循环的曲轴转动和起动阶段的平顺性，这部分地通过减少所需要的加快旋转（spin-up）的压缩扭矩以及通过缩短同步时间来进行。该方法可被体现为算法。该算法可被编程到车载控制器中并且响应于某些车辆操作值和条件而由车载控制器自动执行。

特别地，提供了一种在具有带自动停止/自动起动功能的发动机的车辆中使用的用于控制发动机停止位置的方法。该方法包括在自动停止事件开始时自动地渐变降低发动机转速，然后当发动机转速开始渐变降低时执行对发动机的闭环速度控制。在转速渐变降低阶段期间，只要发动机转速保持高于经校准的阈值发动机转速，就一直维持闭环速度控制。该方法包括：当检测到预定条件时，例如，一旦发动机转速小于阈值发动机转速但仍不为零、和/或当发动机姿态（profile）位置经过经校准的触发位置时，执行对发动机曲轴的闭环位置控制。将发动机停在落入目标发动机停止位置或角度的经校准范围内的曲轴转动角度或停止位置处。

还提供了一种用于具有自动停止/自动起动功能的车辆的控制器。该控制器包括硬件模块和算法，该算法可经由该硬件模块执行。当执行该算法时，发动机的曲轴转动位置在自动停止事件期间被控制，使得曲轴停在上述目标停止位置的经校准的范围内。

还提供了一种具有上述控制器和算法的车辆。该车辆包括带自动起动/自动停止功能的发动机，以及适用于在自动停止事件期间控制发动机的曲轴转动位置的控制器。所述算法在自动停止事件开始时自动地渐变降低发动机转速，并且在发动机转速开始渐变降低时执行对发动机的闭环速度控制，只要发动机转速保持高于阈值就一直这样执行。所述算法还适用于在检测到预定条件时执行对发动机的闭环位置控制同时渐变减低发动机转速，以及适用于将发动机停在目标发动机停止位置的经校准范围内。在不背离本发明预期范围的情况下，也可以使用除发动机转速之外的其他因素作为阈值，其可与发动机转速一起使用或代替它来使用，例如轨迹值或变化的曲轴转动角度。

本发明还包括以下方案：

方案1. 一种用于在车辆中控制发动机停止位置的方法，所述车辆具有带自动停止/自动起动功能和曲轴的发动机，所述方法包括：

在自动停止事件开始时自动地渐变降低发动机转速；

当所述发动机转速渐变降低时执行对所述发动机的闭环速度控制，并且只要所述发动机转速保持高于阈值发动机转速，就一直持续执行；

当检测到预定条件时，执行对所述发动机的闭环位置控制，同时渐变降低所述发动机转速；以及

将所述发动机的所述曲轴停在目标发动机停止位置的经校准的范围内。

方案2. 根据方案1所述的方法，还包括：一旦所述发动机转速等于零，就切换回对所述发动机的闭环速度控制。

方案3. 根据方案1所述的方法，其中，所述预定条件包括以下中的一个：所述发动机转速小于所述阈值发动机转速并且大于零；以及发动机姿态位置经过经校准的触发位置。

方案4. 根据方案1所述的方法，还包括：

计算所述曲轴的变化角度值；以及

在所述闭环位置控制期间，使用所述发动机的所述变化角度值作为闭环反馈变量。

方案5. 根据方案1所述的方法，其中，所述闭环控制由比例积分控制器执行，所述方法还包括：

在从闭环速度控制转变到闭环位置控制时，将所述比例积分控制器的I项设置为至少变速器状态和车速的函数。

方案6. 根据方案1所述的方法，还包括：

当所述发动机被停止时确定退出条件集是否存在；以及