本发明涉及用于发动起动混合动力动力系内的内燃机的方法。混合动力动力系包括内燃机。机电变速器和电机。在发动机起动例程中,位于在发动机中的每个燃烧室附近的流量控制装置最初限制进入到气缸中的空气流,以允许起动机马达以低膨胀和压缩扭矩旋转发动机,之后发动机的旋转被过渡至电机。
1.xa0一种起动在混合动力动力系内联接到传动系的内燃机的操作的方法,所述动力系包括发动机、电机和机电变速器,所述机电变速器可选择性控制地操作以在发动机、传动系和电机之间传送扭矩,所述方法依次包括:通过位于进气歧管与发动机的燃烧室之间且靠近燃烧室的流量控制装置来关闭从进气歧管至燃烧室中的空气流路径;排他地通过起动机马达来启动发动机的曲轴的旋转同时通过流量控制装置来限制从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径;通过起动机马达和电机两者来继续旋转发动机的曲轴同时通过流量控制装置来限制从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径,直到实现预定曲轴速度为止;以及排他地通过电机来继续旋转发动机的曲轴同时通过流量控制装置来开启从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径。
2.xa0根据权利要求1所述的方法,其中,通过位于进气歧管与发动机的燃烧室之间且靠近燃烧室的流量控制装置来关闭从进气歧管至燃烧室中的空气流路径包括关闭进气端口节气门阀。
3.xa0根据权利要求1所述的方法,其中,通过位于进气歧管与发动机的燃烧室之间且靠近燃烧室的流量控制装置来关闭从进气歧管至燃烧室中的空气流路径包括关闭进气阀。
4.xa0一种起动在混合动力动力系内联接到传动系的内燃机的操作的方法,所述动力系包括发动机、电机和机电变速器,所述机电变速器可选择性控制地操作以在发动机、传动系和电机之间传送扭矩,所述方法包括:关闭主节气门阀以限制进入到发动机的进气歧管内的空气流;关闭进气端口节气门阀,用于限制空气流从进气歧管进入到发动机的燃烧室中;致动起动机马达,以使用起动机马达来最初转动发动机的曲轴,其中主节气门阀关闭且进气端口节气门阀关闭;监测曲轴的旋转速度;在最初转动曲轴之后用起动机马达和电机来加速曲轴;将曲轴的旋转速度与阈值速度比较;当曲轴的旋转速度超过阈值速度时停用起动机马达;以及点火发动机,包括最初仅开启进气端口节气门阀以控制到发动机中的空气流。
5.xa0根据权利要求4所述的方法,其中,最初转动发动机的曲轴包括最初转动曲轴一个压缩事件。
6.xa0根据权利要求4所述的方法,其中,最初转动发动机的曲轴包括最初转动曲轴两个压缩事件。
7.xa0根据权利要求4所述的方法,还包括,其中点火发动机还包括:监测进气歧管绝对压力;将所述进气歧管绝对压力与压力阈值比较;以及当进气歧管绝对压力下降低于压力阈值时开启主节气门阀。
8.xa0一种起动在混合动力动力系内联接到传动系的内燃机的操作的系统,所述动力系包括发动机、电机和机电变速器,所述机电变速器可选择性控制地操作以在发动机、传动系和电机之间传送扭矩,所述系统包括:所述发动机,所述发动机包括多个燃烧室,所述燃烧室流体联接到进气歧管;多个流量控制装置,每个流量控制装置位于进气歧管与多个燃烧室的对应一个之间,以选择性地限制至燃烧室的空气流;起动机马达;所述电机;控制模块,所述控制模块电气联接到所述起动机马达、所述电机以及所述多个流量控制装置,以依次进行并且在发动机点火事件之前进行:排他地通过起动机马达来启动发动机的旋转同时限制通过每个流量控制装置到多个燃烧室中的空气流;通过起动机马达和电机两者来继续旋转发动机同时限制每个通过流量控制装置到多个燃烧室中的空气流,直到实现预定发动机速度为止;以及排他地通过电机来继续旋转发动机的曲轴同时不限制通过流量控制装置到多个燃烧室中的空气流。
9.xa0根据权利要求8所述的系统,其中,每个流量控制装置包括位于相应进气流道中的进气端口节气门阀。
10.xa0根据权利要求8所述的系统,其中,每个流量控制装置包括进气阀,所述进气阀位于多个燃烧室的相应一个处。技术领域
本发明涉及混合动力动力系内的内燃机的起动操作。
背景技术
该部分内容仅提供与本发明有关的背景信息且可能不构成现有技术。混合动力动力系中的内燃机在通过控制算法并且基于车辆的操作状况确定时需要快速起动。在燃烧之前高的低端扭矩需要最初转动并加速曲轴至可接受速度。当进气歧管压力高且在气缸内被捕获的空气质量高时,最初高的低端扭矩很大程度上归因于气缸压缩扭矩。起动混合动力动力系中的内燃机的一种常规方法通过使用电机以将发动机曲轴加速到启动燃烧的速度下来完成。然而,在电机是多任务(例如,用全部电机扭矩的大部分来驱动车辆以及同时起动发动机)的情形中,该方法是复杂的。
发明内容
联接到传动系的混合动力动力系包括发动机、电机和机电变速器,所述机电变速器可选择性控制地操作以在发动机、传动系和电机之间传送扭矩。发动机的起动操作的方法包括通过位于进气歧管与发动机的燃烧室之间且靠近燃烧室的流量控制装置来关闭从进气歧管至燃烧室中的空气流路径;排他地通过起动机马达启动发动机曲轴的旋转同时通过流量控制装置来限制从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径;通过起动机马达和电机两者来继续旋转发动机的曲轴同时通过流量控制装置来限制从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径,直到实现预定曲轴速度为止;以及排他地通过电机继续旋转发动机的曲轴同时通过流量控制装置来开启从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径。本发明涉及下述技术方案。1.xa0一种起动在混合动力动力系内联接到传动系的内燃机的操作的方法,所述动力系包括发动机、电机和机电变速器,所述机电变速器可选择性控制地操作以在发动机、传动系和电机之间传送扭矩,所述方法依次包括:通过位于进气歧管与发动机的燃烧室之间且靠近燃烧室的流量控制装置来关闭从进气歧管至燃烧室中的空气流路径;排他地通过起动机马达来启动发动机的曲轴的旋转同时通过流量控制装置来限制从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径;通过起动机马达和电机两者来继续旋转发动机的曲轴同时通过流量控制装置来限制从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径,直到实现预定曲轴速度为止;以及排他地通过电机来继续旋转发动机的曲轴同时通过流量控制装置来开启从进气歧管到发动机的燃烧室中的空气流路径。2.xa0根据技术方案1所述的方法,其中,通过位于进气歧管与发动机的燃烧室之间且靠近燃烧室的流量控制装置来关闭从进气歧管至燃烧室中的空气流路径包括关闭进气端口节气门阀。3.xa0根据技术方案1所述的方法,其中,通过位于进气歧管与发动机的燃烧室之间且靠近燃烧室的流量控制装置来关闭从进气歧管至燃烧室中的空气流路径包括关闭进气阀。4.xa0一种起动在混合动力动力系内联接到传动系的内燃机的操作的方法,所述动力系包括发动机、电机和机电变速器,所述机电变速器可选择性控制地操作以在发动机、传动系和电机之间传送扭矩,所述方法包括:关闭主节气门阀以限制进入到发动机的进气歧管内的空气流;关闭进气端口节气门阀,用于限制空气流从进气歧管进入到发动机的燃烧室中;致动起动机马达,以使用起动机马达来最初转动发动机的曲轴,其中主节气门阀关闭且进气端口节气门阀关闭;监测曲轴的旋转速度;在最初转动曲轴之后用起动机马达和电机来加速曲轴;将曲轴的旋转速度与阈值速度比较;当曲轴的旋转速度超过阈值速度时停用起动机马达;以及点火发动机,包括最初仅开启进气端口节气门阀以控制到发动机中的空气流。5.xa0根据技术方案4所述的方法,其中,最初转动发动机的曲轴包括最初转动曲轴一个压缩事件。6.xa0根据技术方案4所述的方法,其中,最初转动发动机的曲轴包括最初转动曲轴两个压缩事件。7.xa0根据技术方案4所述的方法,还包括,其中点火发动机还包括:监测进气歧管绝对压力;将所述进气歧管绝对压力与压力阈值比较;以及当进气歧管绝对压力下降低于压力阈值时开启主节气门阀。8.xa0一种起动在混合动力动力系内联接到传动系的内燃机的操作的系统,所述动力系包括发动机、电机和机电变速器,所述机电变速器可选择性控制地操作以在发动机、传动系和电机之间传送扭矩,所述系统包括:所述发动机,所述发动机包括多个燃烧室,所述燃烧室流体联接到进气歧管;多个流量控制装置,每个流量控制装置位于进气歧管与多个燃烧室的对应一个之间,以选择性地限制至燃烧室的空气流;起动机马达;所述电机;控制模块,所述控制模块电气联接到所述起动机马达、所述电机以及所述多个流量控制装置,以依次进行并且在发动机点火事件之前进行:排他地通过起动机马达来启动发动机的旋转同时限制通过每个流量控制装置到多个燃烧室中的空气流;通过起动机马达和电机两者来继续旋转发动机同时限制每个通过流量控制装置到多个燃烧室中的空气流,直到实现预定发动机速度为止;以及排他地通过电机来继续旋转发动机的曲轴同时不限制通过流量控制装置到多个燃烧室中的空气流。9.xa0根据技术方案8所述的系统,其中,每个流量控制装置包括位于相应进气流道中的进气端口节气门阀。10.xa0根据技术方案8所述的系统,其中,每个流量控制装置包括进气阀,所述进气阀位于多个燃烧室的相应一个处。11.xa0根据技术方案8所述的系统,其中,所述发动机还包括主节气门阀,以选择性地限制至进气歧管的空气流,且其中,所述控制模块被电气联接到所述主节气门阀,以限制通过主节气门阀到进气模块中的空气流,直到不限制通过每个流量控制装置到多个燃烧室中的空气流导致进气歧管压力的预定减少为止。12.xa0根据技术方案11所述的系统,其中,每个流量控制装置包括位于相应进气流道中的进气端口节气门阀。13.xa0根据技术方案11所述的系统,其中,每个流量控制装置包括进气阀,所述进气阀位于多个燃烧室的相应一个处。
附图说明
现将以示例的方式参考附图来描述一个或多个实施例,在附图中:图1是根据本发明的在混合动力动力系内的内燃机的起动操作的示意图;图2是根据本发明的示例性混合动力动力系的示意图;图3是根据本发明的控制系统和混合动力动力系的示例性架构的示意图;图4是根据本发明构造的内燃机和伴随发动机控制模块的示意图;图5描述了根据本发明的图4中所述的进气系统的细节图;图6是根据本发明的构造成起动内燃机操作的示例性混合动力动力系的示意图;图7是描述了根据本发明的在发动机起动事件期间根据峰值膨胀和压缩扭矩而变化的发动机速度的图形;以及图8是描述了根据本发明的根据发动机操作状态而变化的压缩扭矩的图形。
具体实施方式
现参考附图,其中所述说明仅用于描述一些示例性实施例且不旨在对其进行限制,图1示意性地描述了用于起动在混合动力动力系101内的内燃机14的系统100。系统100包括混合动力控制模块(HCP)5和混合动力动力系101,所述混合动力动力系101包括内燃机14、起动机马达102、电机56和混合动力变速器装置100。变速器输入轴12将混合动力变速器10可旋转地联接到发动机14的曲轴。起动机输出轴108将起动机马达102可旋转地联接到发动机10的曲轴并且在其间传输扭矩T_S。电机56联接到混合动力变速器10并且在其间传输马达扭矩(T_A)。变速器输入轴12可操作以通过输入扭矩(T_I)加速发动机14的曲轴,其中所述输入扭矩(T_I)由电机56传输到变速器10的的T_A提供。此外,电机56可配置成提供T_A通过混合动力变速器的输出轴64,并且藉此产生至车辆传动系的牵引输出扭矩T_O。示例性HCPxa05提供对于在混合动力动力系内的其它控制模块的监管控制,并且配置成监测并控制与内燃机14的起动操作相关的电机56和起动机马达102。将理解的是,可使用多种控制配置,例如分离模块控制电机56和另一分离模块控制起动机马达102,其中两个控制器之间进行通信。构想出许多控制配置,且本发明不旨在局限于本文所公开的具体实施例。参考图2和3,描述了示例性混合动力动力系。根据本发明的示例性混合动力动力系在图2中被描述,包括两模式复合分流机电混合动力变速器10(其可操作地连接到发动机14)以及包括第一电机(MG-A)56和第二电机(MG-B)72的扭矩机械。发动机14和扭矩机械(例如,第一和第二电机56和72)每个都产生可传送到变速器10的功率。由发动机14以及第一和第二电机56和72产生并且被传送到变速器10的功率按照输入和电机扭矩(在本文分别称为T_I、T_A和T_B)和速度(在本文分别称为N_I、N_A和N_B)来描述。示例性发动机14包括多缸内燃机,其可选择性地操作在数个状态以借由输入轴12传送扭矩到变速器10并且可以是火花点火或压缩点火发动机。发动机14包括曲轴,所述曲轴操作性地联接到变速器10的输入轴12。旋转速度传感器11监测输入轴12的旋转速度。来自于发动机14的功率输出(包括旋转速度和发动机扭矩)有效地等于输入速度N_I和输入扭矩T_I,其中任何差异包括在发动机14和变速器10之间在输入轴12上的部件(例如,液压泵和/或扭矩管理装置)的扭动。示例性变速器10包括三个行星齿轮组24、26和28以及四个可选择性接合的扭矩传递装置,即离合器C1xa070、C2xa062、C3xa073和C4xa075。如本文所使用的,离合器是指任何类型的摩擦扭矩传递装置,包括例如单个或复合板离合器或组件、带式离合器和制动器。优选地由变速器控制模块(TCM)17控制的液压控制回路42可操作以控制离合器状态。离合器C2xa062和C4xa075优选地包括液压施用旋转摩擦离合器。离合器C1xa070和C3xa073优选地包括液压控制的固定装置,其可选择性地固接到变速器壳体68。离合器C1xa070、C2xa062、C3xa073和C4xa075中的每个优选地被液压施用,从而借由液压控制回路42选择性地接收加压液压流体。第一和第二电机56和72优选地包括三相AC电机,每个均包括定子和转子以及相应的解析器80和82。用于每个电机的电机定子固接到变速器壳体68的外部部分并且包括定子芯,其中盘绕电气绕组从所述定子芯延伸。第一电机56的转子被支承在毂板齿轮上,所述毂板齿轮借由第二行星齿轮组26可操作地附连到轴60。第二电机72的转子固定地附连到套轴毂66。解析器80和82中的每个优选地包括可变磁阻装置,其包括解析器定子和解析器转子。解析器80和82被合适地定位并组装到相应的一个第一和第二电机56和72上。相应一个解析器80和82的定子可操作地连接到第一和第二电机56和82的一个定子。解析器转子可操作地连接到用于对应第一和第二电机56和72的转子。解析器80和82中的每个信号地且可操作地连接到变速器功率逆变器控制模块(TPIM)19,且每个都感测并监测解析器转子相对于解析器定子的旋转位置,因而监测相应一个第一和第二电机56和72的旋转位置。此外,解析器80和82所输出的信号被解释以提供分别用于第一和第二电机56和72的旋转速度,即N_A和N_B。变速器10包括输出构件64,即轴,其可操作地连接到车辆的传动系90,以将输出功率提供给传动系90,输出功率被传送到车辆车轮93,一个车轮在图2中被示出。输出构件64的输出功率以输出旋转速度N_O和输出扭矩T_O的形式被表征。变速器输出速度传感器84监测输出构件64的旋转速度和旋转方向。每个车辆车轮93优选地配置有适于监测车辆速度的传感器94,所述传感器的输出被关于图3描述的分布式控制模块系统的控制模块监测,以确定车辆速度以及绝对和相对车轮速度,用于制动控制、牵引控制和车辆加速管理。由于从燃料或存储在电能存储装置(ESD)74中的电势的能量转化,来自于发动机14的输入扭矩和来自于第一和第二电机56和72的电机扭矩(分别是T_I、T_A和T_B)被产生。ESDxa074借由DC传送导体37高压DC联接到TPIMxa019。传送导体27包括包括触片开关38。当触片开关38被闭合时,在正常操作下,电流可在ESDxa074和TPIMxa019之间流动。当触片开关38断开时,在ESDxa074和TPIMxa019之间的电流流动被中断。TPIMxa019通过传送导体29将电功率传送到第一电机56以及从第一电机56传送,且TPIMxa019类似地通过传送导体31将电功率传送到第二电机72以及从第二电机72传送,以响应于电机扭矩T_A和T_B来满足用于第一和第二电机56和72的扭矩指令。电流根据ESDxa074被充电还是被放电而传送到ESDxa074或从ESDxa074传送。TPIMxa019包括一对功率逆变器以及相应电机控制模块,所述电机控制模块配置成接收扭矩指令并且从其控制逆变器状态,用于提供电机驱动或再生功能以满足所指令的电机扭矩T_A和T_B。功率逆变器包括已知的互补三相功率电子器件装置,且每个包括多个绝缘栅双极晶体管,用于将来自于ESDxa074的DC功率转换为AC功率,用于通过在高频下切换来驱动第一和第二电机56和72的相应一个。绝缘栅双极晶体管形成开关模式功率供应,其配置成接收控制指令。通常存在一对绝缘栅双极晶体管用于每个三相电机中每个的每相。绝缘栅双极晶体管的状态被控制以提供电机驱动机械功率产生或电功率再生功能。三相逆变器借由DC传送导体27接收或供应DC电功率并且将其转变为三相AC功率或从三相AC功率转变,所述三相AC功率分别借由传送导体29和31传导到第一和第二电机56和72从第一和第二电机56和72传导用于作为电动机或发电机操作。图3是分布式控制模块系统的示意性框图。在下文描述的元件包括总车辆控制架构的子组,并且提供在图2中描述的示例性混合动力动力系的协调系统控制。分布式控制模块系统综合相关信息和输入,并且执行算法以控制各种致动器从而满足控制目标,包括涉及燃料经济性、排放、性能、驱动性能和硬件(包括ESDxa074以及第一和第二电机56和72的蓄电池)保护的目标。分布式控制模块系统包括发动机控制模块(ECM)23、TCMxa017、蓄电池组控制模块(BPCM)21和TPIMxa019。混合动力控制模块(HCP)5提供对ECMxa023、TCMxa017、BPCMxa021和TPIMxa019的监管控制和协调。用户接口(UI)13可操作地连接到多个装置,车辆操作员通过所述装置控制并且指导机电混合动力动力系的操作。所述装置包括加速器踏板113(AP)、操作员制动器踏板112(BP)、变速器档位选择器114(PRNDL)和车辆速度巡航控制。变速器档位选择器114可具有离散数量的操作员可选择位置,包括输出构件64的旋转方向以使得能够启用前进和后退方向中的一个。前述控制模块借由局部区域网络(LAN)总线6与其它控制模块、传感器和致动器通信。LAN总线6允许在各个控制模块之间的操作参数和致动器指令信号的状态的结构化通信。所使用的具体通信协议是应用专用的。LAN总线6和合适协议提供在前述控制模块和其它控制模块之间的稳定消息发送和多种控制模块交接,所述其它控制模块提供包括例如防抱死制动、牵引控制和车辆稳定的功能。多个通信总线可用于改进通信速度并且提供一些水平的信号冗余和完整性。还可使用直接链路(例如,串行外设接口(SPI)总线)来实现单个控制模块之间的通信。HCPxa05提供混合动力动力系的监管控制,用于协调ECMxa023、TCMxa017、TPIMxa019和BPCMxa021的操作。基于来自于用户接口13和混合动力动力系(包括ESDxa074)的各种输入信号,HCPxa05确定操作员扭矩请求、输出扭矩指令、发动机输入扭矩指令、用于变速器10的施用扭矩传递离合器C1xa070、xa0C2xa062、C3xa073、CAxa075的离合器扭矩、以及用于第一和第二电机56和72的电机扭矩T_A和T_B。ECMxa023可操作地连接到发动机14并且用于通过多个离散线路从发动机14的传感器和控制致动器来获取数据,所述离散线路为了简明起见示出为集合双向接口线缆35。ECMxa023从HCPxa05接收发动机输入扭矩指令。ECMxa023基于所监测的发动机速度和负载确定实际发动机输入扭矩,所述实际发动机输入扭矩在该时间点被提供给变速器10,所述实际发动机输入扭矩被传送给HCPxa05。ECMxa023监测来自于旋转速度传感器11的输入,以确定至输入轴12的发动机输入速度,其被转换为变速器输入速度N_I。ECMxa023监测来自于传感器的输入,以确定其它发动机操作参数的状态,所述发动机操作参数包括例如曲轴的旋转速度、曲轴角、进气歧管绝对压力、发动机制冷剂温度、环境空气温度和环境压力。发动机负载例如从进气歧管绝对压力确定,或替代性地从至加速器踏板113的监测操作员输入来确定。ECMxa023产生并传送指令信号以控制发动机致动器,包括例如燃料喷射器、点火模块和节气门控制模块,它们均未被示出。TCMxa017可操作地连接到变速器10并且监测来自于传感器的输入,以确定变速器操作参数的状态。TCMxa017产生并传送指令信号以控制变速器10,包括控制液压控制回路42。从TCMxa017至HCPxa05的输入包括每个离合器(即,C1xa070、C2xa062、C3xa073和C4xa075)的估计离合器扭矩和输出构件64的旋转输出速度N_O。可使用其它致动器和传感器,以提供从TCMxa017至HCPxa05的附加信息,用于控制目的。TCMxa017监测压力开关的输入并且选择性地致动液压控制回路42的压力控制螺线管和换档螺线管,以选择性地致动各个离合器C1xa070、C2xa062、C3xa073和C4xa075从而实现各个变速器操作范围状态,如将在下文描述的。BPCMxa021信号地连接到传感器以监测ESDxa074,包括电流和电压参数的状态,以提供表示ESDxa074蓄电池的参数状态的信息至HCPxa05。蓄电池的参数状态优选地包括蓄电池电荷状态、蓄电池电压、蓄电池温度和可用蓄电池功率(是指从P_{BAT_MIN}至P_{BAT_MAX}的范围)。制动器控制模块(BrCM)22可操作地连接到位于每个车辆车轮93上的摩擦制动器。BrCMxa022监测至制动器踏板112的操作员输入并且产生控制信号以控制摩擦制动器并且发送控制信号给HCPxa05,以基于此操作第一和第二电机56和72。控制模块、模块、控制器、控制单元、处理器和类似术语是指一个或多个专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的中央处理单元(优选为微处理器)以及相关存储器和储存器(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、合适的信号调制和缓冲电路、以及提供所述功能的其它合适部件的任何合适一种或各种组合。控制模块ECMxa023、xa0TCMxa017、TPIMxa019、BPCMxa021和BrCMxa022中的每个都优选地是通用目的数字计算机,其包括微处理器或中央处理单元、存储介质(包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和电子可编程只读存储器(EPROM))、高速时钟、模数(D/A)和数模(A/D)电路、输入/输出电路和装置(I/O)以及合适的信号调节和缓冲电路。每个控制模块具有一组控制算法,包括存储在一种存储介质中并被执行以提供每个控制模块的各自功能的常驻程序指令和标定值。控制模块之间的信号传递优选使用LAN总线6和SPI总线完成。控制算法在预设循环期间被执行,使得每个算法在每个循环期间至少被执行一次。存储在非易失性存储装置中的算法由一个中央处理单元执行,以监视来自感测装置的输入并且执行控制和诊断例程从而用预设标定值控制致动器的操作。在持续进行的混合动力动力系操作期间,循环通常以规则间隔例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒被执行。替代性地,算法可响应于事件的发生而被执行。响应于由用户接口13捕获的借由加速器踏板113和制动器踏板112的操作员输入,HCPxa05以及一个或多个其它控制模块确定扭矩指令以控制扭矩产生装置(包括发动机14以及第一和第二电机56和72)从而满足在输出构件64处并且传送到传动系90的操作员扭矩请求。基于来自于用户接口13和包括ESDxa074的混合动力动力系的输入信号,HCPxa05确定操作员扭矩请求、从变速器10至传动系90的指令输出扭矩、来自于发动机14的输入扭矩、用于变速器10的扭矩传递离合器C1xa070、C2xa062、C3xa073、C4xa075的离合器扭矩、以及分别用于第一和第二电机56和72的电机扭矩,如将在下文描述的。最终车辆加速度可由其它因素影响,包括例如道路负载、道路级别和车辆质量。发动机状态和变速器操作范围状态基于混合动力动力系的各种操作特性被确定。这包括通过加速器踏板113和制动器踏板112传送给用户接口13的操作员扭矩请求,如上所述。变速器操作范围状态和发动机状态可根据混合动力动力系扭矩需求来推断,所述混合动力动力系扭矩需求由将第一和第二电机56和72操作在电能产生模式还是在扭矩产生模式的指令引起。变速器操作范围状态和发动机状态可通过优化算法或例程来确定,所述优化算法或例程基于操作员的功率需求、蓄电池的电荷状态以及发动机14和第一和第二电机56和72的能量效率确定优化系统效率。控制系统基于所执行的优化例程的结果来管理来自于发动机14以及第一和第二电机56个72的扭矩输入,且系统效率被优化以藉此管理燃料经济性和蓄电池充电。此外,可基于部件或系统中的故障来确定操作。HCPxa05监测扭矩产生装置,并且确定变速器10在输出构件64处的功率输出,所述功率输出需要满足操作员扭矩请求同时满足其它动力系操作需求,例如充电ESDxa074。如从上述应显而易见的,ESDxa074以及第一和第二电机56和72被电气可操作地联接,用于其间的功率流动。此外,发动机14、第一和第二电机56和72、以及机电变速器10被电气可操作地联接,以在其间传送功率,从而产生至输出构件64的功率流。根据本发明的示例性实施例,图4示意性地示出了内燃机10和ECMxa023,其已经根据本发明的实施例构造。本发明可应用于各种内燃机系统和燃烧循环。示例性发动机14包括具有可在气缸215内可滑动地移动的往复式活塞214的多缸内燃机,所述活塞限定可变容积燃烧室216。每个活塞240连接到旋转曲轴212,直线的往复运动通过所述曲轴转换为旋转运动。空气进气系统214提供进气空气到进气歧管229,所述进气歧管229将空气导向并分布到燃烧室216的进气流道231中。空气进气系统包括空气流管道和装置,用于监测并控制空气流。空气进气装置优选地包括用于监测空气质量流量和进气空气温度的空气质量流量传感器232。主节气门阀234优选地包括电子控制的蝶阀,其用于响应于来自于ECMxa05的控制信号(ETC)可控地限制进入到进气歧管229中的空气流。靠近每个气缸设置的相应流量控制装置可控地限制进气空气流从进气歧管229到单个气缸中。在优选的实施例中,流量控制装置包括单个进气端口节气门阀235,其是用于控制在单个进气流道231内的空气流的电子控制蝶阀。根据本发明,节气门阀235配置成在发动机起动期间响应于来自于ECMxa023的控制信号控制至发动机14的空气流。进气歧管229中的压力传感器236配置成监测歧管绝对压力和大气压力。外部流量通道将排气气体从发动机排气再循环到进气歧管229,其具有称为排气再循环(EGR)阀238的流量控制阀。ECMxa023可操作以通过控制EGR阀238的开度来控制至进气歧管229中的排气的质量流量。从进气歧管229进入到燃烧室216中的空气流被一个或多个进气阀220控制。离开燃烧室216的排气流被一个或多个排气阀218控制到排气歧管239。发动机14配置有系统,以控制并调节进气阀220和排气阀218的开度和关闭。在一个实施例中,进气阀220和排气阀218的开度和关闭可通过分别控制进气和排气可变凸轮定相/可变升程控制(VCP/VLC)装置222和224来控制和调节。进气和排气VCP/VLC装置222和224配置成分别控制和操作进气凸轮轴221和排气凸轮轴223。进气凸轮轴221和排气凸轮轴223的旋转链接并标引到曲轴212的旋转,藉此将进气阀220和排气阀218的开度和关闭链接到曲轴212和活塞14的位置。进气VCP/VLC装置222优选地包括机构,其可操作以响应于ECMxa023的控制信号(INTAKE)切换并控制进气阀220的阀升程以及可变地调节并控制用于每个气缸215的进气凸轮轴221的定相。排气VCP/VLC装置224优选地包括可控机构,其可操作以响应于ECMxa023的控制信号(EXHAUST)切换并控制排气阀218的阀升程以及可变地调节并控制用于每个气缸215的排气凸轮轴223的定相。进气和排气VCP/VLC装置222和224每个均优选地包括可控两级可变升程控制(VLC)机构,其可操作以按照两个离散级中的一个分别控制进气阀220和排气阀218的阀升程或开度的幅值。两个离散级优选地包括优选地用于低速低负载操作的低升程阀开启位置(在一个实施例中,大约4-6xa0mm)以及优选地用于高速高负载操作的高升程阀开启位置(在一个实施例中,大约8-13xa0mm)。进气和排气VCP/VLC装置222和224每个均优选地包括可变凸轮定相(VCP)机构,以分别控制和调节进气阀220和排气阀218的开启和关闭的定相(即,相对定时)。调节定相是指变换进气阀220和排气阀218相对于在相应气缸215中曲轴212和活塞214的位置开启时间。进气和排气VCP/VLC装置222和224的VCP机构中的每个优选地具有在大约60°至90°曲轴旋转的定相权限范围,因而允许ECMxa023提前或延迟进气阀220和排气阀218相对于每个气缸215的活塞214位置的开启和关闭。定相权限的范围被进气和排气VCP/VLC装置222和224限定并限制。进气和排气VCP/VLC装置222和224包括曲轴位置传感器,以确定进气和排气凸轮轴221和223的旋转位置。VCP/VLC装置222和224使用由ECMxa023控制的电液、液压和电气控制力中的一种来致动VCP/VLC装置222和224。发动机14包括燃料喷射系统,其包括多个高压燃料喷射器228,每个高压燃料喷射器228配置成响应于来自于ECMxa023的信号将燃料质量直接喷射到一个燃烧室216中。燃料喷射器228从燃料分配系统供应增压燃料。发动机14包括火花点火系统,火花能量可通过火花点火系统提供给火花塞226,用于响应于来自于ECMxa023的信号(IGN)点火或辅助点火在每个燃烧室216中的气缸充气。发动机14配置有用于监测发动机操作的各种感测装置,包括具有输出RPM并且可操作以监测曲轴旋转位置(即,曲轴角和发动机速度)的曲轴传感器242,其中发动机速度有效地等于输入轴12的输入速度N_I。为了简明起见,曲轴212的发动机速度和旋转速度由曲轴传感器242测量,并且被称为N_I。在一个实施例中,燃烧传感器230配置成监测燃烧,且排气传感器240配置成监测排气,其通常是空气/燃料比传感器。燃烧传感器230包括传感器装置,所述传感器装置可操作以监测燃烧参数的状态并且被描述为可操作以监测缸内燃烧压力的气缸压力传感器。燃烧传感器230和曲轴传感器242的输出被ECMxa023监测,ECMxa023确定在每个燃烧循环中燃烧定相、即燃烧压力相对于每个气缸215中曲轴212的曲轴角的定时。燃烧传感器30还可被ECMxa030监测以确定用于每个燃烧循环中每个气缸215的平均有效压力(IMEP)。优选地,发动机14和ECMxa023被机械化以监测并确定在每个气缸点火事件期间用于每个发动机气缸215的IMEP的状态。替代性地,可使用其它感测系统以监测在本发明范围内其它燃烧参数的状态,例如,离子感测点火系统和非侵入式气缸压力传感器。ECMxa023优选地是通用目的数字计算机,其包括微处理器或中央处理单元、包括非易失性存储器(包括只读存储器和电子可编程只读存储器)和随机读取存储器的存储介质、高速时钟、模数和数模电路、输入/输出电路和装置以及合适的信号调节和缓冲电路。控制模块具有一组控制算法,包括存储在非易失性存储器中并被执行以提供期望功能的常驻程序指令和标定值。算法优选地在预设循环期间被执行。算法由中央处理单元执行并且可操作以监视来自前述感测装置的输入并且执行控制和诊断例程从而用预设标定值控制致动器的操作。在持续进行的发动机和车辆操作期间,循环通常以规则间隔例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒被执行。替代性地,算法可响应于事件的发生而被执行。在操作中,ECMxa023监测来自于前述传感器的输入以确定发动机参数的状态。ECMxa023配置成从操作员接收输入信号(例如,借由节气门踏板和制动器踏板)以确定操作员扭矩请求,ECMxa023监测表示NI和进气空气温度、制冷剂温度和其它环境状态的传感器。ECMxa023执行存储在其中的算法代码以控制前述致动器从而形成气缸充气,包括控制主和端口节气门234、235位置、火花点火正时、燃料喷射质量和正时、EGR阀位置,以控制再循环排气气体的流量以及如此配备的发动机上的进气和/或排气阀正时和定相。在一个实施例中,阀正时和定相可包括排气阀再开启的NVO和升程(在排气再呼吸策略中)。ECMxa023可操作以在持续进行的车辆操作期间启动和关闭发动机14,并且可操作以通过控制燃料和火花和阀停用来选择性地停用燃烧室16的一部分或进气阀220和排气阀218的一部分。ECMxa023可基于排气传感器240的反馈来控制空气/燃料比。在本发明的示例性实施例中,并且参考图1-4,HCPxa05配置成开始在混合动力动力系中的内燃机14的操作,其中,ECMxa023监测分别由曲轴和压力传感器242、236测量的N_I和进气歧管绝对压力(P_INT),基于所监测的N_I和P_INT,与ECMxa023通信的HCPxa05发送信号给起动机马达102和电机56,以在发动机点火事件之前转动或加速曲轴212。如将在下文进一步描述的,起动机马达102可单独使用以最初转动曲轴212;或者结合电机56使用以在开始转动之后加速曲轴212。在本发明的示例性实施例中,图5描述了如图4所示的进气系统213的细节图。进气系统213包括进气歧管229和对应燃烧室216a、b、c和d的多个进气流道231a、b、c和d。如前所述,空气进气系统213提供进气空气到进气歧管229,所述进气歧管将空气导向并分布到燃烧室216的进气流道231中。进气歧管229内的主节气门阀234借由如图3所示的HCPxa05和ECMxa023被电子控制,并且配置成控制至进气流道231的空气流。在对应进气流道231的通道内的进气端口节气门阀235xa0a、b、c和d借由HCPxa05和ECMxa023被电子控制并且配置成控制从进气歧管229至燃烧室216的空气流。此外,进气歧管229配置成借由EGR阀238接收排气。压力传感器236监测进气歧管229内的P_INT和大气压力。在替代性实施例中,每个端口节气门阀235配置成彼此独立地开启和关闭并且与相应燃烧室216的发动机点火事件相关。在又另一替代性实施例中,流量控制装置包括可独立致动的进气阀,例如每缸的电气致动或液压致动的进气阀。这种可独立致动的进气阀可用于完成关于进气端口节气门阀235上述的功能。在示例性实施例中,在图6中描述配置成开始内燃机的操作的混合动力动力系。混合动力动力系601包括发动机14、变速器10、起动机马达102、以及分别的第一和第二电机56和74。示例性时似乎离例如可使用第二电机74所提供的T_B来产生在输出速度N_O下的运动输出扭矩T_O至变速器10的输出构件64,其中第一电机56所提供的T_A可加速发动机14的曲轴,所述曲轴的旋转速度在发动机起动期间有效地等于在扭矩T_I下的N_I。变速器10的输入轴12将曲轴可旋转地联接到变速器10。将理解的是,变矩器可位于变速器10和发动机14之间。替代性实施例可配置成使得第二电机72加速曲轴同时第一电机56产生至变速器10的输出轴64的运动输出扭矩。根据一种示例性方法以及参考图3、4和6,在发动机14的起动操作期间,曲轴212最初由起动机马达102转动,从而提供T_S。主和端口节气门阀234、235分别在最初转动期间封闭。分别关闭主和端口节气门阀234、235会阻塞进气空气流,从而使得被吸入到燃烧室216中的空气最小化。通过分别关闭主和端口节气门阀234、235来最小化吸入到燃烧室216的空气有效地减压燃烧室216。本领域技术人员将理解的是,气缸内的压缩由作用在通过进气歧管吸入的进气空气上的活塞引起。通过阻塞进气空气并且将最初存在于燃烧室内的空气驱出,避免在发动机的随后循环中在气缸内的压缩。减压燃烧室216减少在燃烧室216内T_S必须克服的最初低端压缩扭矩(T_COMP),以最初转动曲轴212至有效地等于N_I的速度。在非限制性优选实施例中,曲轴212针对I4发动机最初转动一个压缩事件以及针对V8发动机最初转动两个压缩事件。在最初转动曲轴212以及减少的最初低端T_COMP之后,曲轴212由起动机马达102和电机56加速直到N_I超过速度阈值。一旦N_I超过速度阈值,起动机马达102被停用,同时曲轴212经历仅由第一电机56的T_A提供的快速加速。在非限制性示例中,速度阈值是300xa0RPM。由于N_I经历电机56所提供的快速加速且由于减少的T_COMP,端口节气门阀35开启至由HCPxa05和ECMxa023计算的开启角度。开启端口节气门阀235有效地针对发动机点火事件减少P_INT,其中发动机点火事件由HCPxa05和ECMxa023计算并且由燃烧传感器30测量。此外,开启端口节气门阀235允许进气歧管内的空气进入到燃烧室216中。进入燃烧室216中的空气有效地增加发动机点火事件所需的T_I。当P_INT减少至低于进气歧管绝对压力阈值(P_{INT_THLD})时,主节气门阀234基于发动机点火事件开始开启。端口节气门阀235所提供的至燃烧室216的进气空气流的控制权限在P_INT减少时单调地衰减,其中主节气门阀234变得在控制至燃烧室216的进气空气流上占优势并且最终完全控制进气空气流。允许端口节气门阀235所提供的控制权限单调地衰减以及主节气门阀234在控制进气空气流方面占优势会在发动机点火事件期间管理T_I,从而允许T_I逐渐减少,且因此减少N_I突然增大。参考图7,根据本发明示例性实施例,描述了根据发动机起动事件以及峰值压缩和膨胀扭矩而变化的发动机速度响应的图形。在参考范围A,描述了需要被克服以最初转动发动机的峰值压缩和膨胀扭矩。如上所述,由于在燃烧室内被捕获的空气质量,峰值压缩和膨胀扭矩最初较高。起动机马达提供马达扭矩(T_S)以最初转动发动机的曲轴,其中主和端口节气门阀被关闭以阻塞空气质量进入燃烧室,且因此减少在发动机起动期间的峰值压缩和膨胀扭矩。在非限制性示例中,起动机马达所提供的T_S必须克服的峰值膨胀和压缩扭矩分别是-160xa0Nm和160xa0Nm。在替代性实施例中,每个进气端口节气门阀235配置成彼此独立地开启和关闭并且与响应燃烧室的发动机点火事件相关联。参考参考范围B,描述了起动事件范围,其中曲轴由起动机马达和第一电机加速。由于主和端口节气门阀处于关闭位置,至燃烧室的空气流被阻塞,且因此最小化被吸入到燃烧室内的空气。阻塞至燃烧室的空气流有效地减压燃烧室,藉此减少峰值膨胀和压缩扭矩。由于减少的峰值膨胀和压缩扭矩,发动机的曲轴通过分别由起动机马达和电机提供的电机扭矩T_S和T_A而快速加速。如在参考范围B时在起动事件期间所述的,有效地等于按照RPM测量的N_I的曲轴旋转速度快速地加速至阈值速度,其按照RPM测量为N_{I_THLD}。在非限制性实施例中,N_{I_THLD}是300xa0RPM。参考参考范围C,描述了起动事件范围,其中已经达到N_{I_THLD},起动机马达被停用,且曲轴由电机旋转并且发动机点火事件出现。端口节气门阀开启至有效地减少用于发动机点火事件的进气歧管绝对压力的开启角度。由于进气端口节气门阀的开启,来自于进气歧管的开启进入到燃烧室中,且因而增加用于发动机点火事件的扭矩。从发动机点火事件产生平均发动机扭矩迹线,从而表示在发动机点火事件从每个燃烧室产生的平均扭矩。参考参考范围D,描述了起动事件范围,其中P_INT在发动机点火事件期间减少至低于P_{I_THLD}。当P_INT减少至低于P_{I_THLD}时,主节气门阀开始开启,从而允许开启进入进气歧管。由进气端口节气门阀提供的至燃烧室的进气空气流的控制权限在P_INT减少时单调地衰减。主节气门阀开始在控制至燃烧室的进气空气流方面占优势,且最终完全控制燃烧所需的进气空气流。如在参考范围D显而易见的,峰值膨胀扭矩由于用于燃烧的期望进气空气流而增加。在非限制性示例中,在主节气门阀完全控制进气空气流时的峰值压缩和膨胀扭矩分别是70xa0Nm和150xa0Nm。如在图7描述的图形中显而易见的,关闭主和端口节气门阀有效地减压燃烧室并且减少在燃烧室内的最初峰值压缩和膨胀扭矩,其必须克服起动机马达所提供的T_S以最初地转动曲轴。开启进气端口节气门阀有效地减少进气岐管绝对压力并且增加用于发动机点火事件的T_I。允许端口节气门阀所提供的控制权限单调地衰减以及主节气门阀在控制进气空气流方面占优势会在发动机点火事件期间管理T_I,从而允许T_I逐渐减少,且因此减少N_I突然增大。在示例性实施例中,在图8中描述了用于混合动力动力系中随后发动机发动操作的用于减少压缩扭矩T_COMP的方法。在参考点W和Y之间发动机“运行”;在参考点Y和Z之间发动机“关闭”。在参考点W和X之间发动机运行并且具有期望用于燃烧的T_COMP。就在发动机关闭之前,如图3中的HCPxa05和ECMxa023所确定的,T_COMP在参考点X减少。减少在燃烧室内的T_COMP有效地减少起动机马达或电机所提供的扭矩,以最初地转动或加速曲轴,用于随后的发动机起动。优选地,在发动机关闭之前的最后数个压缩冲程期间,主和端口节气门阀被关闭。关闭主和端口节气门阀有效地阻塞进气空气流防止其在最后数个压缩冲程期间进入到燃烧室中。因此,当进气空气被阻塞不能进入发动机时,被吸入到燃烧室内的空气流的量最小化,且因此减压燃烧室。减压燃烧室减少最初低端T_COMP,其必须克服起动机马达和电机所提供的扭矩以最初地转动并且加速曲轴至用于燃烧的可接受速度。本发明已经描述了一些优选实施例及其变型。在阅读和理解申请文件之后,本领域技术人员能够想到其它变型和修改。因此,本发明并不旨在局限于用于实施本发明所构想的最佳模式而公开的具体实施例,而是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。