混合動力車輛發(fā)動機起動的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于控制混合動力車輛中的發(fā)動機起動的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動力電動車輛(HEV)使用內(nèi)燃發(fā)動機和電機的組合來提供推進車輛所需的動力。該布置提供比僅具備內(nèi)燃發(fā)動機的車輛提高的燃料經(jīng)濟性。一種在HEV中提高燃料經(jīng)濟性的方法是在發(fā)動機低效運轉(zhuǎn)以及不另外需要發(fā)動機來推進車輛的時段關(guān)閉發(fā)動機。在這些情況下，電動機用于提供需要的所有動力來推進車輛。當(dāng)駕駛員動力需求增加使得電動機不再能夠提供足夠的動力來滿足該需求時，或者如果電池荷電狀態(tài)(SOC)下降到預(yù)定水平之下，則必須以對于駕駛員來說幾乎顯而易見的方式來快速并平穩(wěn)地起動發(fā)動機。
[0003]當(dāng)車輛在許多不同條件下運轉(zhuǎn)時可發(fā)生起動HEV中的發(fā)動機?？苫谠S多車輛組件因素而使在不同車輛運轉(zhuǎn)條件下控制發(fā)動機起動不同。起動HEV中的發(fā)動機的策略可導(dǎo)致動力傳動系統(tǒng)起動粗暴、起動遲緩，導(dǎo)致動力傳動系的額外的噪音和振動，和/或?qū)е聦雍系桨l(fā)動機來以預(yù)定動力傳動系速度起動的組件造成硬件損壞。另外，當(dāng)HEV在電動機動力下運動時，起動HEV中的發(fā)動機會導(dǎo)致車輛動力傳動系統(tǒng)中明顯的、并由此不期望的扭矩擾動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種車輛，包括:發(fā)動機，具有曲軸；變速器，具有輸入；電機，機械地結(jié)合到變速器的輸入。所述車輛還包括被構(gòu)造為機械地結(jié)合電機和發(fā)動機曲軸的離合器以及至少一個控制器。所述至少一個控制器被配置為響應(yīng)于發(fā)動機起動條件和隨后的離合器部分接合而輸出電機的扭矩命令。控制器可基于駕駛員需求扭矩和由離合器的壓力改變引起的曲軸速度改變來計算電機的扭矩命令，以增加曲軸速度?？刂破骺稍谠试S發(fā)動機的燃料噴射和電火花觸發(fā)之前將曲軸速度增加到變速器輸入的速度。
[0005]一種車輛，包括:發(fā)動機，具有曲軸；變速器，具有輸入；電機，機械地結(jié)合到變速器輸入；離合器，被構(gòu)造為機械地結(jié)合電機和發(fā)動機曲軸。所述車輛還包括至少一個控制器，所述至少一個控制器被配置為響應(yīng)于發(fā)動機起動條件和隨后的離合器部分接合而輸出電機的扭矩命令?？苫隈{駛員需求扭矩、發(fā)動機溫度、曲軸速度以及由離合器的壓力改變引起的曲軸速度改變而輸出電機的扭矩命令。離合器的壓力改變可在控制器命令發(fā)動機的燃料噴射之前將曲軸速度增加到變速器輸入的速度。所述控制器可響應(yīng)于曲軸速度約等于變速器輸入的速度而鎖止離合器。
[0006]或者，一種車輛，包括:發(fā)動機，包括曲軸；變速器，具有輸入；電機，機械地結(jié)合到所述輸入；離合器，被構(gòu)造為機械地結(jié)合電機和曲軸；至少一個控制器，被配置為:響應(yīng)于發(fā)動機起動條件和隨后的離合器部分接合，基于駕駛員需求扭矩、與發(fā)動機關(guān)聯(lián)的溫度、曲軸速度和通過離合器的壓力改變引起的曲軸速度改變而輸出電機的扭矩命令，以在發(fā)動機燃料噴射之前將曲軸速度增加到所述輸入的速度；響應(yīng)于曲軸速度約等于所述輸入的速度，鎖止離合器。
[0007]所述至少一個控制器還被配置為在離合器鎖止之后開始發(fā)動機的燃料噴射。
[0008]所述至少一個控制器還被配置為在離合器鎖止之后開始發(fā)動機的電火花觸發(fā)。
[0009]一種發(fā)動機起動方法，響應(yīng)于發(fā)動機起動條件和被構(gòu)造為機械地結(jié)合發(fā)動機和電機的離合器的部分接合而啟用。發(fā)動機起動方法可基于駕駛員需求扭矩和發(fā)動機速度改變而輸出電機的扭矩命令。所述方法通過命令離合器的壓力改變而控制發(fā)動機速度變化。所述方法可允許離合器的壓力改變以在命令發(fā)動機的燃料噴射之前將發(fā)動機速度增加到電機速度。
[0010]或者，一種發(fā)動機起動方法，包括:響應(yīng)于發(fā)動機起動條件和被構(gòu)造為機械地結(jié)合發(fā)動機和電機的離合器的部分接合，基于駕駛員需求扭矩和通過離合器的壓力改變引起的發(fā)動機速度改變而輸出電機的扭矩命令，以在命令發(fā)動機的燃料噴射之前將發(fā)動機速度增加到電機速度。
[0011]所述輸出的步驟還基于發(fā)動機速度和與發(fā)動機關(guān)聯(lián)的溫度。
[0012]所述發(fā)動機起動方法還包括:響應(yīng)于發(fā)動機速度約等于機械地結(jié)合到電機的變速器輸入的速度，鎖止離合器。
[0013]所述發(fā)動機起動方法還包括:在離合器鎖止之后開始發(fā)動機的燃料噴射。
【附圖說明】
[0014]圖1是混合動力電動車輛的示意圖；
[0015]圖2是用于命令混合動力電動車輛中的電動機的扭矩的開環(huán)控制方法的示例；
[0016]圖3是示出用于估計通過混合動力電動車輛中的分離離合器的扭矩的示例性算法的流程圖；
[0017]圖4是示出用于使用分離離合器命令發(fā)動機起動的示例性算法的流程圖；
[0018]圖5是示出使用混合動力傳動系統(tǒng)中的離合器以起動發(fā)動機的曲線圖。
【具體實施方式】
[0019]根據(jù)需要，在此公開了本發(fā)明詳細(xì)的實施例；然而，應(yīng)理解的是，公開的實施例僅僅是本發(fā)明的示例，并且可以以各種和可選的形式實施。附圖并不一定合乎比例；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)該被解釋成限制，而僅僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員以各種方式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0020]參照圖1，示出了根據(jù)本公開的實施例的混合動力電動車輛(HEV) 10的示意圖。圖1示出了組件之間的代表性的關(guān)系。在車輛中組件的實際布局和朝向可變化。HEV 10包括動力傳動系12。動力傳動系12包括驅(qū)動變速器16的發(fā)動機14，變速器16可被稱作模塊化混合動力變速器(MHT)。如將要在下面進一步詳細(xì)地描述的，變速器16包括諸如電動機/發(fā)電機(M/G) 18的電機、關(guān)聯(lián)的牽引電池20、變矩器22以及多級傳動比自動變速器或齒輪箱24。
[0021]發(fā)動機14和M/G 18都是用于HEV 10的驅(qū)動源。發(fā)動機14通常代表可包括內(nèi)燃機(例如，由汽油、柴油或天然氣驅(qū)動的發(fā)動機)或者燃料電池的動力源。發(fā)動機14產(chǎn)生發(fā)動機功率和對應(yīng)的發(fā)動機扭矩，該發(fā)動機扭矩在位于發(fā)動機14與M/G 18之間的分離離合器26至少部分地接合時供應(yīng)到M/G 18。發(fā)動機可使用多種方法起動，所述多種方法包括但不限于接合飛輪以使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)從而起動的起動電動機15。M/G 18可通過多種類型的電機中的任何一個來實施。例如，M/G 18可以是永磁同步電動機。電力電子器件56使由電池20提供的直流(DC)功率適應(yīng)于M/G 18的需求，如將在下面描述的。例如，電力電子器件可向M/G 18提供三相交流電(AC)。
[0022]當(dāng)分離離合器26至少部分地接合時，可能的是功率從發(fā)動機14流到M/G18或從M/G 18流到發(fā)動機14。例如，分離離合器26可被接合并且M/G 18可操作為發(fā)電機，以將由發(fā)動機曲軸28和Μ/G軸30提供的旋轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)換為將存儲在電池20中的電能。分離離合器26還可不接合，以使發(fā)動機14與動力傳動系12的剩余部分隔離，從而M/G 18可充當(dāng)用于HEV 10的唯一的驅(qū)動源。軸30延伸穿過M/G 18。M/G 18持續(xù)可驅(qū)動地連接到軸30，然而僅在分離離合器26至少部分地被接合時發(fā)動機14才可驅(qū)動地連接到軸30。
[0023]M/G 18經(jīng)由軸30連接到變矩器22。因此，在分離離合器26至少部分地被接合時變矩器22連接到發(fā)動機14。變矩器22包括固定到Μ/G軸30的泵輪和固定到變速器輸入軸32的渦輪。因此，變矩器22提供位于軸30與變速器輸入軸32之間的液壓結(jié)合。在泵輪比渦輪更快地旋轉(zhuǎn)時，變矩器22將功率從泵輪傳遞到渦輪。泵輪扭矩和渦輪扭矩的大小通常取決于相對速度。當(dāng)泵輪速度與渦輪速度之比足夠高時，渦輪扭矩是泵輪扭矩的多倍。還可設(shè)置變矩器旁路離合器34，在變矩器旁路離合器34接合時，變矩器旁路離合器34使變矩器22的泵輪和渦輪摩擦地或機械地結(jié)合，而允許更有效地功率傳遞。變矩器旁路離合器34可操作為啟動離合器，以提供平穩(wěn)的車輛啟動?？蛇x地或相結(jié)合地，對于不包括變矩器22或變矩器旁路離合