用于起动发动机的方法和系统与流程

本说明书涉及用于操作混合动力车辆的动力传动系统的方法和系统。所述方法和系统对于包括带驱动的传动起动/发电机的混合动力车辆特别有用。

背景技术：

混合动力传动系统或传动系可包括带传动起动/发电机(bisg)，以对车辆的电池充电、向车辆提供推进动力、以及起动车辆的发动机。bisg可具有额定正输出扭矩(例如，由bisg提供以推进车辆的最大扭矩)和额定负输出扭矩(例如，bisg从动力传动系统或传动系吸收以使车辆减速和/或为电能存储装置充电的最大扭矩)。bisg还可以具有额定转速(例如，不应被超过的bisg的最大或阈值旋转速度)。如果bisg与大排量发动机匹配，则bisg可能没有足够的输出扭矩来在发动机起动期间以转动起动转速(例如，250rpm)旋转发动机。然而，比率不是1:1的带轮可以放置在bisg和发动机之间，以便为bisg提供机械优势，使得bisg可以以转动起动转速旋转发动机。然而，带轮比可能导致bisg转速显着大于发动机转速，使得如果发动机以较高转速操作，bisg转速可能超过额定bisg转速。因此，可能希望提供一种经由bisg转动起动发动机的方式，而不会在较高的发动机转速下超过bisg的额定转速。

技术实现要素：

发明人在此已经认识到上述问题并且已经开发了一种动力传动系统操作方法，其包括：响应于bisg扭矩不等于零且bisg转速小于阈值转速，经由控制器闭合bisg控制离合器；以及响应于bisg扭矩等于零或者bisg转速大于阈值转速，经由控制器打开bisg控制离合器。

通过响应于bisg扭矩不等于零且bisg转速小于阈值转速而闭合bisg控制离合器，可以转动起动发动机，经由bisg向动力传动系统提供推进扭矩，并且经由bisg以小于阈值转速的bisg转速(例如，bisg的额定转速)对电池充电。此外，通过响应于bisg输出扭矩等于零或者bisg转速大于阈值转速而打开bisg控制离合器，可以在不超过bisg的额定转速的情况下以高转速操作发动机。此外，通过在bisg输出扭矩为零时打开bisg控制离合器，bisg可以在不必遵循发动机转速的情况下自由转动，从而可以降低bisg劣化的可能性。

本说明书可以提供若干优点。特别地，所述方法可以允许较小的bisg在不超过bisg的额定转速的情况下转动起动大排量发动机。此外，所述方法可以减少bisg劣化。此外，所述方法可以在bisg控制离合器劣化的情况期间改善车辆操作。

从以下单独或结合附图进行的具体实施方式，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一些概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，所述主题的范围是由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过单独地或参考附图阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文所述的优点，附图中：

图1是发动机的示意图；

图2是混合动力车辆传动系的示意图；

图3a和图3b示出了示例bisg控制离合器配置；

图4示出了示例bisg操作顺序；和

图5描述了用于操作包括bisg的发动机的方法。

具体实施方式

本说明书涉及操作发动机和可选择性地联接到发动机的bisg。发动机可以是图1中所示的类型。发动机和bisg可以包括在如图2所示的混合动力车辆的传动系中。bisg可以经由bisg控制离合器选择性地联接到发动机。图3a和图3b示出了两种不同的bisg控制离合器配置。图4示出bisg离合器的示例操作顺序。图5示出用于操作bisg控制离合器的方法。

参考图1，内燃发动机10(其包括多个气缸，其中一个气缸在图1中示出)由电子发动机控制器12控制。控制器12从图1至图3b示出的各种传感器接收信号，并基于所接收的信号和存储在控制器12的存储器中的指令使用图1至图3b示出的执行器来调整发动机操作。

发动机10由气缸盖35和缸体33组成，所述气缸盖35和缸体33包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36位于缸体中并经由连接到曲轴40进行往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。可选的起动机96(例如，电压(以小于30伏的电压操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由带或链条向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53来操作。进气凸轮51的位置可通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可通过排气凸轮传感器57确定。进气门52可以由气门启用装置59选择性地启用和停用。排气门54可以由气门启用装置58选择性地启用和停用。气门启用装置58和59可以是机电装置。

燃料喷射器66被示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一个示例中，高压双级燃料系统可以用于生成较高的燃料压力。

此外，进气歧管44被示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调整节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。增压室45中的压力可被称为节气门入口压力，因为节气门62的入口在增压室45内。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以位于进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以选择性地调整到完全打开和完全关闭之间的多个位置。废气门163可以经由控制器12进行调整以允许排气选择性地绕开涡轮164，从而控制压缩机162的转速。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。

无分电器点火系统88响应于控制器12而经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(uego)传感器126被示出为联接到催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可代替uego传感器126。

在一个示例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一示例中，可以使用多个排放控制装置(每个均带有多个砖)。在一个示例中，转化器70可以是三元型催化剂。

控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，所述常规的微计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂态存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示出为从联接到发动机10的传感器接收除先前讨论的那些信号之外的各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ect)；联接到加速踏板130的位置传感器134，用于感测由人类驾驶员132施加的力；联接到制动踏板150的位置传感器154，用于感测由人类驾驶员132施加的力；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(map)的测量值；来自霍尔效应传感器118的发动机位置传感器，其感测曲轴40的位置；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器68的节气门位置的测量值。还可以感测(未示出的传感器)大气压力以供控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每转中产生预定数量的等距脉冲，根据其可以确定发动机转速(rpm)。

控制器12还可以从人/机接口11接收输入。可以经由人和到人/机接口11的输入来生成起动发动机或车辆的请求。人/机接口可以是触摸屏显示器、按钮、按键开关或其他已知装置。

在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来讲，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸底部且处于其冲程末端(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(bdc)。

在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程末端并且最靠近气缸盖(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(tdc)。在下文称为喷射的过程中，将燃料引入燃烧室。在下文称为点火的过程中，由诸如火花塞92的已知点火装置点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到bdc。曲轴40将活塞移动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到tdc。需要注意的是，上面仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可变化，诸如以便提供正的或负的气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。

图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括图1中示出的发动机10。动力传动系统200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动控制器250。控制器可以通过控制器区域网(can)299进行通信。控制器中的每一个都可以向其他控制器提供信息，诸如扭矩输出极限(例如，经控制不应被超过的控制装置或部件的扭矩输出)、扭矩输入限制(例如，经控制不应被超过的控制装置或部件的扭矩输入)、控制装置的扭矩输出、传感器和执行器数据、诊断信息(例如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外，车辆系统控制器255可以向发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动控制器250提供命令以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。

例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车辆速度，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮扭矩或车轮功率电平以提供期望的车辆减速率。期望的车轮扭矩可以由车辆系统控制器255请求来自电机控制器252的第一制动扭矩和来自制动控制器250的第二制动扭矩来提供，第一扭矩和第二扭矩在车轮216处提供期望的制动扭矩。

在其他示例中，控制动力传动系统装置的划分可以与图2所示不同的方式进行划分。例如，单个控制器可取代车辆系统控制器255、发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动控制器250。可替代地，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而电机控制器252、变速器控制器254和制动控制器250是独立的控制器。

在这个示例中，动力传动系统200可以由发动机10和电机240提供动力。在其他示例中，可以省略发动机10。发动机10可以用图1所示的发动机起动系统、经由bisg219或者经由也称为传动起动/发电机的传动系传动起动/发电机(isg)240起动。可以经由可选的bisg转速传感器203确定bisg219的转速。传动系isg240(例如，高压(以大于30伏的电压操作)电机)也可被称为电机、马达和/或发电机。此外，发动机10的扭矩可以经由诸如燃料喷射器、节气门等的扭矩执行器204进行调整。

bisg经由带231机械地联接到发动机10。bisg可以联接到曲轴40或凸轮轴(例如，图1的51或53)。当经由电能存储装置275或低压电池280供应电力时，bisg可以作为马达操作。bisg可以作为向电能存储装置275或低压电池280供应电力的发电机操作。双向dc/dc转换器281可以将电能从高压总线274传输到低压总线273，反之亦然。低压电池280电联接到低压总线273。电能存储装置275电联接到高压总线274。低压电池280向起动机马达96选择性地供应电能。

发动机输出扭矩可以通过双质量飞轮215传递到动力传动系统分离离合器235的输入或第一侧。分离离合器236可以是电致动或液压致动的。分离离合器236的下游或第二侧234被示出为机械地联接到isg输入轴237。

可对isg240进行操作以向动力传动系统200提供扭矩或在再生模式下将动力传动系统扭矩转化为电能以存储在电能存储装置275中。isg240与能量存储装置275电连通。isg240具有比图1所示的起动机96或bisg219更高的输出扭矩容量。此外，isg240直接驱动动力传动系统200或由动力传动系统200直接驱动。不存在将isg240联接到动力传动系统200的带、齿轮或链条。而是，isg240以与动力传动系统200相同的速率旋转。电能存储装置275(例如，高压电池或电源)可以是电池、电容器或电感器。isg240的下游侧经由轴241机械地联接到变矩器206的泵轮285。isg240的上游侧机械地联接到分离离合器236。isg240可以经由如电机控制器252所指示作为马达或发电机操作而向动力传动系统200提供正扭矩或负扭矩。

变矩器206包括涡轮286以将扭矩输出到输入轴270。输入轴270将变矩器206机械地联接到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁路锁止离合器212(tcc)。当tcc被锁定时，扭矩从泵轮285直接传递到涡轮286。tcc由控制器12电操作。可替代地，tcc可以被液压锁定。在一个示例中，变矩器可以被称为变速器的部件。

当变矩器锁止离合器212完全脱离时，变矩器206经由变矩器涡轮286和变矩器泵轮285之间的流体传递将发动机扭矩传递到自动变速器208，从而实现扭矩倍增。相比之下，当变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由变矩器离合器直接传递到变速器208的输入轴270。可替代地，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，从而能够调整直接传送到变速器的扭矩的量。变速器控制器254可以被配置为通过响应于各种发动机工况或者根据基于驾驶员的发动机操作请求调整变矩器锁止离合器来调整由变矩器212传递的扭矩的量。

变矩器206还包括泵283，其对流体加压以操作分离离合器236、前进离合器210和挡位离合器211。泵283经由泵轮285驱动，泵轮285以与isg240相同的转速旋转。

自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1-10)211和前进离合器210。自动变速器208是有级变速器。挡位离合器211和前进离合器210可以选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比。通过经由换挡控制电磁阀209调整供应到离合器的流体，挡位离合器211可以接合或脱离。也可以经由输出轴260将来自自动变速器208的扭矩输出传送到车轮216以推进车辆。具体地，自动变速器208可以在将输出驱动扭矩传递到车轮216之前响应于车辆行驶状况而在输入轴270处传递输入驱动扭矩。变速器控制器254选择性地启用或接合tcc212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器还选择性地停用或脱离tcc212、挡位离合器211和前进离合器210。

此外，可以通过接合摩擦轮制动器218来向车轮216施加摩擦力。在一个示例中，摩擦轮制动器218可以响应于驾驶员将他的脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动控制器250内的指令而接合。此外，制动控制器250可以响应于由车辆系统控制器255作出的信息和/或请求而应用制动器218。同样地，通过响应于驾驶员从制动踏板释放他的脚、制动控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息，使车轮制动器218脱离，可以减小到车轮216的摩擦力。例如，车辆制动器可以经由控制器250向车轮216施加摩擦力，作为自动化的发动机停止过程的一部分。

响应于使车辆225加速的请求，车辆系统控制器可以从加速踏板或其他装置获得驾驶员需求扭矩或动力请求。车辆系统控制器255然后将所请求的驾驶员需求扭矩的一部分分配给发动机，并将剩余部分分配给isg或bisg。车辆系统控制器255请求来自发动机控制器12的发动机扭矩和来自电机控制器252的isg扭矩。如果isg扭矩加上发动机扭矩小于变速器输入扭矩极限(例如，不应被超过的阈值)，则将扭矩输送到变矩器206，然后变矩器将所请求的扭矩的至少一部分传送到变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可以基于输入轴扭矩和车辆速度的换挡计划和tcc锁止计划，选择性地锁定变矩器离合器212并经由挡位离合器211接合齿轮。在某些情况下，当可能期望对电能存储装置275充电时，可以在存在非零驾驶员需求扭矩的同时请求充电扭矩(例如，负isg扭矩)。车辆系统控制器255可以请求增加发动机扭矩以克服充电扭矩，从而满足驾驶员需求扭矩。

响应于使车辆225减速并提供再生制动的请求，车辆系统控制器可基于车辆速度和制动踏板位置而提供负的期望的车轮扭矩。然后，车辆系统控制器255将负的期望的车轮扭矩的一部分分配给isg240(例如，期望的动力传动系统车轮扭矩)，并将剩余部分分配给摩擦制动器218(例如，期望的摩擦制动轮扭矩)。此外，车辆系统控制器可以向变速器控制器254通知车辆处于再生制动模式，使得变速器控制器254基于独特的换挡计划来改变挡位211以提高再生效率。isg240向变速器输入轴270供应负扭矩，但由isg240提供的负扭矩可受变速器控制器254限制，所述变速器控制器254输出变速器输入轴负扭矩极限(例如，不应被超过的阈值)。此外，isg240的负扭矩可基于电能存储装置275的工况受车辆系统控制器255或电机控制器252限制(例如，约束到小于阈值负阈值扭矩)。由于变速器或isg极限而不能由isg240提供的期望的负车轮扭矩的任何部分可以被分配给摩擦制动器218，使得期望的车轮扭矩由来自摩擦制动器218和isg240的负车轮扭矩的组合提供。

因此，各种动力传动系统部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255监控，其中经由发动机控制器12、电机控制器252、变速器控制器254和制动控制器250提供针对发动机10、变速器208、电机240和制动器218的局部扭矩控制。

作为一个示例，可以通过控制涡轮或机械增压发动机的节气门开度和/或气门正时、气门升程和增压来调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合而控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可在逐缸基础上执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。

电机控制器252可以通过调整流入和流出isg的磁场绕组和/或电枢绕组的电流来控制来自isg240的扭矩输出和电能产生，如本领域中已知的。

变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以经由对来自位置传感器271的信号进行微分或者对预定时间间隔内的多个已知的角距离脉冲进行计数来将变速器输入轴位置转化为输入轴转速。变速器控制器254可从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。可替代地，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可以对预定时间间隔内的轴位置脉冲进行计数以确定变速器输出轴速度。变速器控制器254还可以对变速器输出轴速度进行微分，以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器12和车辆系统控制器255还可以从传感器277接收附加的变速器信息，所述传感器可以包括但不限于泵输出管线压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、isg温度传感器、bisg温度和环境温度传感器。

制动控制器250经由车轮转速传感器221接收车轮转速信息并从车辆系统控制器255接收制动请求。制动控制器250还可以直接地或通过can299从图1所示的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令而提供制动。制动控制器250还可以提供防抱死和车辆稳定性制动，以改善车辆制动和稳定性。这样，制动控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮扭矩极限(例如，不应被超过的阈值负车轮扭矩)，使得负isg扭矩不会导致超过车轮扭矩极限。例如，如果控制器250发出50n-m的负车轮扭矩极限，则调整isg扭矩以在车轮处提供小于50n-m(例如，49n-m)的负扭矩，包括考虑变速器齿轮传动。

因此，图1和图2的系统提供了一种系统，其包括：发动机；传动起动/发电机(isg)，其经由带联接到发动机的曲轴；离合器，其配置为将isg的轴选择性地联接到发动机的轴；和控制器，其包括存储在非暂态存储器中以进行以下操作的可执行指令：响应于isg的输出扭矩或命令的输出扭矩不等于零并且isg的转速小于阈值转速而经由控制器闭合离合器。所述系统还包括响应于isg的输出扭矩或命令的输出扭矩等于零或者isg转速大于阈值转速而经由控制器打开离合器的附加指令。所述系统还包括响应于当离合器闭合时isg的转速在阈值转速的预定转速内而减小isg的输出扭矩的附加指令。所述系统还包括在闭合离合器之前将isg的转速调整到发动机的转速乘以带轮比的附加指令。所述系统还包括响应于离合器的劣化将发动机的转速限制到小于isg额定转速的附加指令。所述系统还包括起动机和附加指令，所述附加指令用于响应于离合器的劣化在发动机起动期间经由起动机转动起动发动机。

现在参考图3a，示出了bisg控制离合器的第一示例位置的草图。在这个示例中，示出了发动机10具有使曲轴40旋转的八个气缸。bisg控制离合器302直接联接到曲轴40和发动机曲轴带轮310。bisg控制离合器302可以完全打开以将曲轴40与发动机曲轴带轮310分离。可替代地，bisg控制离合器302可以完全闭合以将曲轴40联接到发动机曲轴带轮310。发动机曲轴带轮310经由带231联接到bisg带轮312。bisg带轮312直接联接到bisg轴350。bisg带轮312与发动机曲轴带轮310的比率可为bisg219提供旋转发动机10的机械优势。当bisg控制离合器302完全闭合时，带轮比也可使bisg219比曲轴40旋转得更快。bisg控制离合器302可以根据图5的方法在图1至图3a的系统中操作。

现在参考图3b，示出了bisg控制离合器的第一示例位置的草图。在这个示例中，示出了发动机10具有使曲轴40旋转的八个气缸。bisg控制离合器304直接联接到bisg轴350和bisg带轮312。bisg控制离合器304可以完全打开以将bisg轴350与bisg带轮312分离。可替代地，bisg控制离合器304可以完全闭合以将bisg轴350联接到bisg带轮350。发动机曲轴带轮310经由带231联接到bisg带轮312。bisg带轮312直接联接到bisg轴350。bisg带轮310与发动机曲轴带轮312的比率可为bisg219提供旋转发动机10的机械优势。当bisg控制离合器304完全闭合时，所述比率也可使bisg219比曲轴40旋转得更快。bisg控制离合器304可以根据图5的方法在图1至图3a的系统中操作。

现在参考图4，示出了车辆操作顺序的示例曲线图。操作顺序可以经由图1和图2的系统与图5的方法配合来执行。时间t0至t10时的垂直线表示顺序期间感兴趣的时间。图4中的曲线图是时间对齐的并且同时发生。

图4从顶部起的第一曲线图是发动机转速与时间的曲线图。垂直轴表示发动机转速并且发动机转速沿垂直轴箭头的方向增加。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线402表示发动机转速。虚线水平线450表示阈值发动机转速。当发动机转速高于阈值450时，bisg控制离合器可能无法接合或闭合，因此没有超过bisg的额定转速。当发动机转速小于阈值450时，bisg控制离合器可以闭合。

图4从顶部起的第二曲线图是bisg扭矩请求状态与时间的曲线图。当迹线404或迹线406在垂直轴箭头附近处于较高水平时，请求bisg扭矩(例如，正或负)并且所述bisg扭矩具有大于零的量值。当迹线404或迹线406在水平轴附近处于较低水平时，没有请求bisg扭矩并且bisg扭矩的量值为零。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。实线404表示负bisg扭矩请求，由此当实线404在垂直轴箭头附近处于较高水平时，bisg对电池或电能存储装置充电。虚线406表示正bisg扭矩请求，由此当虚线406在垂直轴箭头附近处于较高水平时，bisg提供扭矩以旋转传动系。当仅实线404可见时，虚线406延循实线404。

图4从顶部起的第三曲线图是bisg控制离合器操作状态与时间的曲线图。实线408表示bisg控制离合器操作状态，并且当线408在垂直轴箭头附近处于较高水平时，bisg控制离合器完全闭合以在bisg控制离合器上传递扭矩。当线408在水平轴附近处于较低水平时，bisg控制离合器完全打开且其不传递扭矩。水平轴表示时间，并且时间从图的左侧到图的右侧增加。

在时间t0时，发动机停止(例如，不旋转)并且没有请求bisg扭矩。bisg控制离合器完全闭合，为发动机起动做准备。在时间t1附近，经由人或自主驾驶员(未示出)作出发动机起动请求，并且发动机经由起动机马达或isg以转动起动转速旋转。在其他示例中，发动机可以经由bisg转动起动。

在时间t1时，发动机转速开始增加并且发动机起动。发动机经由燃烧空气和燃料在其自身动力下旋转。由于没有请求bisg扭矩且bisg扭矩为零，bisg离合器在发动机开始加速后不久完全打开。

在时间t1和时间t2之间，发动机转速平稳到小于阈值450的值并且bisg扭矩为零。因此，命令bisg离合器打开。通过打开bisg离合器，发动机转动惯量降低，且bisg轴承磨损可能会减少。

在时间t2时，作出bisg对电池充电的请求。所述请求可以经由系统控制器(未示出)作出。bisg控制离合器响应于bisg对电池充电的请求而闭合。通过闭合bisg控制离合器，扭矩可以从发动机或传动系传递到bisg，使得bisg可以将扭矩转换成电能以存储在电池中。从bisg请求的扭矩的量值大于零(未示出)。发动机转速保持低于阈值450。

在时间t3时，bisg对电池充电的请求被撤销，并且响应于bisg对电池充电的请求被撤销且命令的bisg扭矩为零，bisg控制离合器完全打开。发动机转速保持低于阈值450。

在时间t4时，对bisg向传动系提供推进扭矩的请求生效(assert)。可以响应于高驾驶员需求扭矩(未示出)来作出bisg提供推进扭矩的请求。响应于bisg提供推进扭矩的请求并且bisg输出扭矩量值大于零(未示出)，bisg控制离合器闭合。通过闭合bisg控制离合器，可以将经由bisg产生的扭矩供应给传动系以加速车辆。

在时间t5时，bisg向传动系提供推进扭矩的请求被撤销，并且响应于bisg提供推进扭矩的请求被撤销且命令的bisg扭矩为零，bisg控制离合器bisg完全打开。发动机转速保持低于阈值450。

在时间t6时，发动机停止旋转并且bisg控制离合器完全闭合以准备发动机起动。bisg扭矩请求状态未生效。在时间t7附近，经由人或自主驾驶员(未示出)作出发动机起动请求，并且发动机经由起动机马达或isg以转动起动转速旋转。在其他示例中，发动机可以经由bisg转动起动。

在时间t7时，发动机转速开始增加并且发动机起动。发动机经由燃烧空气和燃料在其自身动力下旋转。由于没有请求bisg扭矩且bisg扭矩为零，bisg离合器在发动机开始加速后不久完全打开。

在时间t7和时间t8之间，发动机转速平稳到大于阈值450的值并且bisg输出扭矩为零。因此，命令bisg离合器打开。通过打开bisg离合器，发动机转动惯量降低，且bisg轴承磨损可能会减少。

在时间t8时，作出bisg对电池充电的请求。然而，由于发动机转速大于阈值450，bisg控制离合器保持完全打开。通过保持bisg控制离合器打开，可以不超过bisg的额定转速(例如，不应被超过的bisg转速)，从而可以降低bisg劣化的可能性。换句话说，bisg可以在发动机以高转速旋转时自由转动，从而可以避免bisg劣化。当bisg控制离合器完全打开时，扭矩不会从发动机传递到bisg。因此，即使bisg扭矩请求生效，bisg也不会对电池充电。可以响应于电池荷电状态(未示出)而经由控制器作出bisg对电池充电的请求。

在时间t9时，撤销bisg对电池充电的请求。bisg控制离合器保持完全打开，并且发动机转速保持高于阈值450。bisg对电池充电的请求可以响应于车辆工况(诸如电池荷电状态和道路坡度)而被撤销。发动机转速保持高于阈值450。

在时间t10时，发动机转速减小到零。bisg控制离合器响应于发动机转速为零而完全闭合。bisg扭矩请求未生效。

以这种方式，bisg控制离合器可以响应于车辆工况而选择性地完全打开和完全闭合。打开bisg控制离合器可以降低bisg劣化的可能性。

现在参考图5，示出了用于操作混合动力车辆传动系的方法的流程图。图5的方法可以并入图1至图3b的系统中并且可以与所述系统配合。此外，图5的方法的至少部分可以被并入作为存储在非暂态存储器中的可执行指令，而所述方法的其他部分可以经由控制器变换物理世界中的装置和执行器的操作状态来执行。

在502处，方法500确定工况。工况可包括但不限于发动机转速、bisg扭矩、isg扭矩、驾驶员需求扭矩、bisg控制离合器劣化的存在或不存在、发动机负载、环境温度、环境压力、车辆速度和bisg转速。方法500前进到504。

在504处，方法500判断是否存在bisg控制离合器劣化。在一个示例中，如果命令bisg控制离合器打开并且bisg转速等于发动机转速乘以发动机曲轴与bisg轴之间的带轮比，则方法500可以判断bisg控制离合器劣化。此外，如果命令bisg控制离合器闭合并且bisg转速不等于发动机转速乘以发动机曲轴与bisg轴之间的带轮比，则方法500可以判断bisg控制离合器劣化。如果方法500判断存在bisg控制离合器劣化，则答案为是并且方法500前进到540。否则，答案为否并且方法500前进到506。

在540处，方法500判断是否请求发动机转动起动和起动。可以响应于车辆工况或经由人类驾驶员向人/机接口提供的输入来作出发动机转动起动和起动请求。如果方法500判断请求发动机转动起动和起动，则答案为是并且方法500前进到542。否则，答案为否并且方法500前进到544。

在542处，方法500经由起动机(例如，图1的96)或isg(例如，图2的240)转动起动发动机。通过在经由电机提供的动力下旋转发动机来转动起动发动机，使得可以在发动机中发起燃烧。此外，方法500向发动机提供燃料和火花，使得发动机可以开始燃烧燃料并在其自身动力下旋转。因此，当bisg控制离合器劣化时，可以经由除bisg之外的电机起动发动机。在发动机起动之后，方法500前进到544。

在544处，方法500限制或防止bisg转速超过阈值转速。此外，方法500可以限制或防止bisg请求的扭矩的量值超过阈值扭矩量。例如，当存在bisg控制离合器劣化时，方法500可以防止发动机转速超过阈值转速(例如，7500rpm)，以降低bisg超过额定bisg转速的可能性。在一个示例中，经由限制发动机节气门的开启量来限制发动机转速。此外，可以防止喷射到发动机的燃料量超过阈值量，以将发动机转速限制到小于阈值转速。因此，如果bisg控制离合器不能打开，bisg的转速将不会超过额定bisg转速，因为发动机转速受限并且bisg经由带联结到发动机。另一方面，如果bisg控制离合器不能闭合，则可以防止bisg请求的扭矩超过阈值扭矩量，使得bisg不会不必要地加速和/或对电池放电。通过限制所请求的bisg扭矩，可以限制由bisg产生的实际扭矩量。方法500前进以退出。

在506处，方法500判断是否请求发动机起动或者发动机是否关闭(例如，不燃烧燃料并且不旋转)。在一个示例中，如果发动机转速为零并且燃料未被喷射到发动机(例如，燃料喷射器被命令为关闭)，则方法500可以判断发动机关闭并且不燃烧燃料。如果人对人/机接口提供输入，则方法500可以判断请求发动机起动。如果方法500判断请求发动机起动或发动机关闭，则答案为是并且方法500前进到530。否则，答案为否并且方法500前进到508。

在530处，方法500完全闭合bisg控制离合器。bisg控制离合器闭合，以允许bisg转动起动并旋转发动机以进行发动机起动。在bisg控制离合器闭合之后，方法500前进到516。

在516处，方法500维持bisg控制离合器的当前状态。因此，如果bisg控制离合器闭合，则bisg控制离合器保持闭合。如果bisg控制离合器打开，则bisg控制离合器保持打开。方法500前进以退出。

在508处，方法500判断bisg控制离合器是否闭合。在一个示例中，bisg控制离合器的操作状态由控制器存储器中的变量的值指示。例如，如果bisg控制离合器完全闭合，则变量的值为1。如果bisg控制离合器打开，则变量的值为零。如果方法500判断bisg控制离合器完全闭合，则答案为是并且方法500前进到520。否则，答案为否并且方法500前进到510。

在510处，方法500判断bisg的旋转速度是否小于阈值转速(例如，bisg不应被超过的bisg的额定或最大旋转速度)并且所请求的bisg的输出扭矩或命令bisg扭矩的绝对值是否大于阈值扭矩(例如，具有零扭矩值的最大扭矩，或者可替代地，小于10牛顿-米的另一扭矩值)。bisg转速可以经由转速传感器或经由将发动机转速乘以发动机与bisg之间的带轮比来确定。方法500检查当前bisg转速与阈值转速的关系，以确保在接合或闭合bisg控制离合器之前bisg转速不超过bisg的额定转速，以避免bisg超速。此外，方法500检查所请求的bisg或命令的bisg扭矩是否大于阈值扭矩的量值，以确保bisg控制离合器保持打开，除非期望bisg扭矩(正或负)。如果方法500判断bisg的旋转速度小于阈值转速并且如果所请求的bisg的输出扭矩的绝对值大于阈值扭矩，则答案为是并且方法500前进到512。否则，答案为否并且方法500前进到516。

在512处，方法500将bisg的轴的旋转速度调整到bisg带轮的旋转速度(例如，发动机转速乘以发动机曲轴与bisg轴之间的带轮比)。方法500可以以马达模式操作bisg以使bisg轴转速与bisg带轮的转速匹配。可以经由增加流向bisg的电流量来增加bisg的转速。可以经由减少流向bisg的电流量来降低bisg的转速。通过将bisg的轴转速调整到bisg带轮的转速，可以闭合bisg控制离合器而不会对发动机和/或传动系产生大的扭矩扰动。方法500前进到514。

在514处，方法500完全闭合bisg控制离合器。可以命令bisg控制离合器通过电气或液压方式闭合。通过完全闭合bisg控制离合器，扭矩可以从发动机传递到bisg，反之亦然。方法500前进到516。

在520处，方法500判断bisg的旋转速度是否在阈值转速的预定转速内。此外，方法500判断所请求的bisg输出扭矩是否在阈值扭矩的预定扭矩内。如果任一条件为真，则答案为是并且方法500前进到522。否则，答案为否并且方法500前进到516。

在522处，方法500减小bisg的输出扭矩的绝对值。bisg的输出扭矩的绝对值减小，使得当bisg控制离合器脱离时不会发生传动系扭矩的大的变化。以这种方式，可以减少传动系扭矩扰动。方法500前进到524。

在524处，方法500判断bisg的旋转速度是否大于阈值。在一个示例中，阈值转速是bisg的额定转速(例如，不应被超过的bisg的转速(20,000rpm))。此外，方法500判断所请求的输出扭矩或所命令的bisg的输出扭矩的绝对值是否超过阈值(例如，零，或者可替代地，小于10牛顿-米的某个扭矩)。可以经由转速传感器确定bisg转速，并且可以根据存储在控制器易失性存储器中的值来确定所请求的bisg输出扭矩。如果方法500判断bisg的旋转速度大于阈值或者所请求的bisg输出扭矩的绝对值大于阈值扭矩量，则答案为是并且方法500前进到526。否则，答案为否并且方法500前进到516。

在526处，方法500完全打开bisg控制离合器。bisg控制离合器可经由控制器通过电气或液压方式完全打开。打开bisg控制离合器允许发动机转速增加，而bisg旋转速度不会超过bisg的额定转速。此外，当bisg输出扭矩较低时，可打开bisg控制离合器以减少bisg轴承劣化并降低发动机惯量以节省燃料。方法500前进到516。

以这种方式，bisg控制离合器可以选择性地打开和闭合，以改善传动系性能和效率。此外，可以降低bisg劣化的可能性。

因此，图5的方法提供了一种动力传动系统操作方法，其包括：经由控制器确定带传动起动/发电机(bisg)的扭矩不为零并且bisg转速小于阈值转速；响应于bisg扭矩不等于零且bisg转速小于阈值转速，经由控制器闭合bisg控制离合器；经由控制器确定bisg的扭矩为零；经由控制器确定bisg转速大于阈值转速；以及响应于bisg扭矩等于零或者bisg转速大于阈值转速，经由控制器打开bisg控制离合器。所述方法包括其中bisg控制离合器位于发动机曲轴和发动机带轮之间。所述方法包括其中bisg控制离合器位于bisg轴和bisg带轮之间。所述方法还包括经由将发动机转速乘以带轮比来确定bisg转速大于阈值转速。所述方法还包括在发动机起动期间闭合bisg控制离合器。所述方法包括其中当没有请求经由bisg进行电池充电时且当没有经由bisg提供推进扭矩时，bisg的扭矩为零。所述方法包括其中当bisg对电池充电时或者当bisg提供推进扭矩时，bisg的扭矩不为零。所述方法还包括当bisg的扭矩不为零时，经由bisg对电池充电。

图5的方法还提供了一种动力传动系统操作方法，其包括：经由控制器确定带传动起动/发电机(bisg)的扭矩不为零并且bisg转速小于阈值转速；响应于bisg扭矩不等于零且bisg转速小于阈值转速，经由控制器闭合bisg控制离合器；经由控制器确定bisg的扭矩为零；经由控制器确定bisg转速大于阈值转速；响应于bisg扭矩等于零或者bisg转速大于阈值转速，经由控制器打开bisg控制离合器；经由控制器确定bisg控制离合器劣化；并且响应于bisg控制离合器的劣化，经由控制器防止发动机转速超过阈值转速。所述方法包括其中防止发动机转速超过阈值转速包括经由节气门调整发动机气流。所述方法包括其中防止发动机转速超过阈值转速包括经由燃料喷射器调整发动机燃料流。所述方法还包括当bisg控制离合器未劣化时经由bisg转动起动发动机。所述方法还包括当bisg控制离合器劣化时，经由除bisg之外的起动机马达转动起动发动机。所述方法还包括响应于bisg的转速在阈值转速的预定转速内，减小bisg的输出扭矩。

需要注意的是，本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂态存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、执行器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，所述处理策略诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。这样，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序、并行地来执行或在某些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可以根据所使用的特定策略重复执行所示动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能的至少一部分可以图形地表示要编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂态存储器中的代码。当通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合一个或多个控制器执行指令来执行所描述的动作时，控制动作还可以变换物理世界中的一个或多个传感器或执行器的操作状态。

说明书到此结束。本领域技术人员对本说明书的阅读将会想到许多改变和修改，而不脱离本说明书的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置操作的i3、i4、i5、v6、v8、v10和v12发动机可以使用本说明书来获益。

根据本发明，一种动力传动系统操作方法包括：响应于bisg的扭矩不等于零且bisg转速小于阈值转速，经由控制器闭合带传动起动/发电机(bisg)控制离合器；以及响应于bisg的扭矩等于零或bisg转速大于阈值转速，经由控制器打开bisg控制离合器。

根据一个实施例，bisg控制离合器位于发动机曲轴和发动机带轮之间。

根据一个实施例，bisg控制离合器位于bisg轴和bisg带轮之间。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，经由将发动机转速乘以带轮比来确定bisg转速大于阈值转速。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，在发动机起动期间闭合bisg控制离合器。

根据一个实施例，当没有请求经由bisg进行电池充电时且当没有经由bisg提供推进扭矩时，bisg的扭矩为零。

根据一个实施例，当bisg对电池充电时或者当bisg提供推进扭矩时，bisg的扭矩不为零。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，当bisg的扭矩不为零时，经由bisg对电池充电。

根据本发明，一种动力传动系统操作方法包括：响应于bisg的扭矩不等于零且bisg转速小于阈值转速，经由控制器闭合带传动起动/发电机(bisg)控制离合器；响应于bisg的扭矩等于零或者bisg转速大于阈值转速，经由控制器打开bisg控制离合器；以及响应于bisg控制离合器的劣化，经由控制器防止发动机转速超过阈值转速。

根据一个实施例，防止发动机转速超过阈值转速包括经由节气门调整发动机气流。

根据一个实施例，防止发动机转速超过阈值转速包括经由燃料喷射器调整发动机燃料流。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，当bisg控制离合器未劣化时，经由bisg转动起动发动机。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，当bisg控制离合器劣化时，经由除bisg之外的起动机马达转动起动发动机。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于bisg的转速在阈值转速的预定转速内，减小bisg的输出扭矩。

根据本发明，提供了一种系统，其具有：发动机；传动起动/发电机(isg)，其经由带联接到发动机；离合器，其配置为将isg的轴选择性地联接到发动机的轴；和控制器，其包括存储在非暂态存储器中以进行以下操作的可执行指令：响应于isg的输出扭矩不等于零并且isg的转速小于阈值转速而经由控制器闭合离合器。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于isg的输出扭矩等于零或者isg转速大于阈值转速而经由控制器打开离合器的附加指令。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于当离合器闭合时isg的转速在阈值转速的预定转速内而减小isg的输出扭矩的附加指令。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，在闭合离合器之前将isg的转速调整到发动机的转速乘以带轮比的附加指令。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于离合器的劣化将发动机的转速限制到小于bisg额定转速的附加指令。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于起动机和附加指令，所述附加指令用于响应于离合器的劣化在发动机起动期间经由起动机转动起动发动机。