[发明专利]用于扭矩控制的方法与系统

说明书

本申请涉及用于扭矩控制的方法与系统。提供了用于在混合动力发动机停机和重启期间减少扭矩脉动的方法和系统。可以在发动机重启和停机事件期间致动气门致动机构以利用选定的气门升程廓线操作发动机，所述选定的气门升程廓线不同于在气缸燃烧期间施加的气门升程廓线。所述选定的气门升程廓线减小在发动机停机和重启期间的气缸压力。

技术领域

本说明书总体涉及用于控制气门升程廓线(profile)以减少在发动机起动转动和停机(shutdown)期间的扭矩脉动/脉冲(pulsation)的方法和系统。

背景技术

已经开发出车辆，以当满足特定条件时在怠速条件下执行发动机停止，且然后在满足重启条件时自动地重启发动机(也被称为起动/停止系统)。这种怠速停止系统能够节省燃料，减少排气排放，减少车辆噪音等。类似地，混合动力电动车辆系统在选定的条件下经由发动机操作车辆，并且在另一些条件下经由电动马达操作车辆。发动机操作时间的减少能够显著地节省燃料。

然而，在这样的车辆系统中，在发动机重启期间当发动机正起动转动时，以及在发动机停机期间当发动机正旋转至静止时，会经历大的扭矩脉动。扭矩脉动会是由于各个气缸中的压缩/膨胀做功引起的。此外，发动机起动转动需要大量的扭矩和功率来克服峰值压力，部分是因为与较高的发动机转速相比，发动机不具有很大的旋转惯性。为了减少与这种扭矩脉动相关联的NVH和发动机性能问题，已经开发了各种方法以在发动机起动和停机事件期间减少发动机的有效压缩比。

吉布森(Gibson)等人在US8,352,153中示出了一个示例方法。其中，在发动机停机期间和/或在气缸的重启期间进气门关闭(IVC)正时被延迟，其中在重启期间恢复燃料供应。所产生的在压缩开始中的延迟降低了最大气缸压力，这降低了克服气缸压力所需的功率并且还减少了相关联的扭矩脉动。吉布森(Gibson)在US8,412,443中也有另一个示例。其中可以经由节气门或替代的充气控制装置在发动机停机期间控制空气充气，使得其不会超过引起在重新启动之前会停止发动机的压缩扭矩的水平。在又一示例中，例如在混合动力车辆系统中，可以在发动机停机期间储存备用功率以克服在随后的起动转动期间的扭矩脉动。

发明内容

然而，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，使用备用功率来克服发动机起动转动扭矩脉动降低了车轮可用的总功率。因此，这减少了在发动机必须被启动之前可得到的最大车速和最大功率。由于电动马达的功率能力有限，发动机可以被更频繁地重启(例如，在较低的车速和较低的驾驶员需求下)，导致燃料经济性下降。作为另一个示例，即使在停机期间调节了空气充气水平，由于驾驶员想法改变(change-of-mind)的重启发动机，仍可以存在显著的和令人反感的NVH。如果发动机保持运行以减少在想法改变的重启发动机时的NVH，则减少的发动机停机频率可以导致燃料经济性下降。作为又一个示例，通常用于解决起动-停止系统中的扭矩问题的起动马达更大、更重和更昂贵，增加了部件成本、复杂性和燃料使用。

在一个示例中，可以通过以下方法来解决上述问题，所述方法包括：响应于混合动力车辆中的混合动力发动机停机或重启事件，在下拉(pulling down)或上拉(pulling up)发动机的同时致动凸轮致动器以根据经调节的气门升程廓线操作进气门和排气门中的一个或两个，其中所述经调节的气门升程廓线不同于在气缸燃烧期间使用的未调节的气门升程廓线，所述经调节的气门升程廓线启用(enabling)比未经调节的廓线更低的气缸压缩压力；以及基于能量存储装置的荷电状态来选择经调节的廓线。混合动力车辆中的混合动力发动机停机或重启事件可以自动地发生而不需要来自驾驶员的输入，并且不会改变车辆状态或钥匙(key)状态。以这种方式，可以有利地使用独特的气门升程廓线来减小气缸压力并最小化发动机停机和重启事件时的扭矩脉动。