發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)動(dòng)力源選擇的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)動(dòng)力源選擇。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有帶式交流發(fā)電機(jī)起動(dòng)機(jī)(BAS)系統(tǒng)的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛中，高電壓馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元(MGU)經(jīng)由帶和帶輪操作地連接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸。MGU從高電壓電池獲取功率。來(lái)自MGU的輸出扭矩被用來(lái)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)并起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣的功能(其通常在輕度(mild)混合動(dòng)力傳動(dòng)系設(shè)計(jì)和完全混合動(dòng)力傳動(dòng)系設(shè)計(jì)中提供)被稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)“自動(dòng)起動(dòng)”。由此，在怠速條件期間選擇性地關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的能力稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)“自動(dòng)停止”。在怠速時(shí)關(guān)閉并重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能力僅是混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)它們相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系更優(yōu)的燃料經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]這里公開(kāi)了一種混合動(dòng)力車(chē)輛。所述車(chē)輛具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和電氣系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)包括控制器、諸如馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元(MGU)的高電壓電機(jī)、高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(HV-ESS)、輔助起動(dòng)器馬達(dá)、和低電壓輔助能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(LV-ESS)。如這里使用的，術(shù)語(yǔ)“高電壓”表示大約30VDC或更高的電壓水平，而“低電壓”表示車(chē)載輔助電壓，典型地為12-15VDC。如本領(lǐng)域熟知的，在車(chē)輛上高電壓電氣部件的使用要求電壓隔離設(shè)計(jì)特征，以確保在故障條件事件中車(chē)輛底盤(pán)不帶電。由此，對(duì)于本公開(kāi)的目的，任何要求這種電壓隔離的電壓源、總線、或電氣部件可以被認(rèn)為是高電壓裝置。類(lèi)似地，任何不要求這種電壓隔離的電壓源、總線或電氣部件可以被認(rèn)為是輔助或低電壓裝置。
[0004]在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件之前，本發(fā)明的控制器確定是否使用輔助起動(dòng)器馬達(dá)或高電壓電機(jī)作為用于曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)或起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩源。隨著發(fā)展中的高電壓電池和電機(jī)減小尺寸以便降低成本、質(zhì)量和封裝空間，一些發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)事件可能不令人滿意，例如在持續(xù)時(shí)間和/或噪音/聲振粗糙度方面。這樣的結(jié)果可能是由于轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的高電壓電池功率或可用馬達(dá)扭矩不足夠，或其可能是由于發(fā)動(dòng)機(jī)以小于最優(yōu)的曲柄角度停止。例如，在自動(dòng)停止事件之后，發(fā)動(dòng)機(jī)可能停止在不希望的位置中，使得可用的馬達(dá)扭矩或電池功率可能不足以克服自動(dòng)起動(dòng)事件的第一或第二壓縮脈沖。
[0005]不是等到高電壓自動(dòng)起動(dòng)事件相對(duì)于時(shí)間和聲振粗糙度標(biāo)準(zhǔn)而言不成功再以傳統(tǒng)方式經(jīng)由輔助起動(dòng)器馬達(dá)命令備用起動(dòng)，這里描述的控制器編程為，如果各動(dòng)力傳動(dòng)系值的評(píng)估指示高電壓自動(dòng)起動(dòng)相對(duì)于特定標(biāo)準(zhǔn)可能超時(shí)或其他方面不成功(持續(xù)時(shí)間方面或噪音/聲振粗糙度方面)，則從一開(kāi)始經(jīng)由輔助起動(dòng)器馬達(dá)命令自動(dòng)起動(dòng)。因此，通常在加油門(mén)(throttle tip-1n)時(shí)由駕駛員等待發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)而經(jīng)歷的輸出扭矩延遲可以被最小化，因?yàn)榭刂破鞑皇紫仍噲D經(jīng)由高電壓電機(jī)從事自動(dòng)起動(dòng)事件，等到該高電壓自動(dòng)起動(dòng)事件超時(shí)，再默認(rèn)成經(jīng)由輔助起動(dòng)器馬達(dá)的自動(dòng)起動(dòng)。
[0006]另外，對(duì)于在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)時(shí)使用液力蓄能器來(lái)為變速器提供壓力的混合動(dòng)力傳動(dòng)系來(lái)說(shuō)，至高電壓自動(dòng)起動(dòng)完成失敗時(shí)，來(lái)自蓄能器的液壓力可被大大地耗用。在備用輔助自動(dòng)起動(dòng)期間，低電壓備用輔助起動(dòng)器馬達(dá)可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)系擾動(dòng)。通過(guò)接合輔助起動(dòng)器馬達(dá)同時(shí)液壓力保持在蓄能器中，該不希望的情況可大大地避免。
[0007]在示例性實(shí)施例中，車(chē)輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和電氣系統(tǒng)，如上所述。變速器包括可選擇性地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸的輸入構(gòu)件。電氣系統(tǒng)包括連接到曲柄軸的輔助起動(dòng)器馬達(dá)、連接到曲柄軸的高電壓電機(jī)、和控制器?？刂破靼ㄌ幚砥骱陀行畏撬矔r(shí)性存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上記錄有用于選擇輔助起動(dòng)器馬達(dá)和高電壓電機(jī)中的一個(gè)作為在請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)過(guò)程中用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源的指令。
[0008]通過(guò)控制器執(zhí)行所述指令使得控制器響應(yīng)于請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)而確定一組動(dòng)力傳動(dòng)系條件，并使用所述組動(dòng)力傳動(dòng)系條件，確定請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)是否將不成功，例如相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言。當(dāng)控制器已經(jīng)確定相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)將成功時(shí)，則控制器將自動(dòng)起動(dòng)命令傳遞到高電壓電機(jī)。替換地，當(dāng)相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)將不成功時(shí)，替代地，控制器將自動(dòng)起動(dòng)命令傳遞到輔助起動(dòng)器馬達(dá)。
[0009]還公開(kāi)了用于車(chē)輛的控制器，該實(shí)施例中的車(chē)輛類(lèi)似地具有發(fā)動(dòng)機(jī)、輔助起動(dòng)器馬達(dá)和高電壓電機(jī)，所述輔助起動(dòng)器馬達(dá)和高電壓電機(jī)每個(gè)可操作為起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。控制器包括處理器和有形非瞬時(shí)性存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上記錄有用于選擇輔助起動(dòng)器馬達(dá)和高電壓電機(jī)中的一個(gè)作為在請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)過(guò)程中用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源的指令。通過(guò)控制器執(zhí)行所述指令使得控制器響應(yīng)于請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)，確定一組動(dòng)力傳動(dòng)系條件，并使用所述組動(dòng)力傳動(dòng)系條件，確定相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言，請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)是否將不成功。所述指令的執(zhí)行還使得控制器:當(dāng)請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言將成功時(shí)，將自動(dòng)起動(dòng)命令傳遞到高電壓電機(jī)，以及當(dāng)請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言將不成功時(shí)，將自動(dòng)起動(dòng)命令傳遞到輔助起動(dòng)器馬達(dá)。
[0010]在另一實(shí)施例中，車(chē)輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)、帶、一對(duì)帶輪、變速器、和電氣系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲柄軸，變速器包括可選擇性地連接到所述曲柄軸的輸入構(gòu)件。該實(shí)施例中的電氣系統(tǒng)包括連接到曲柄軸的輔助起動(dòng)器馬達(dá)、多相高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(HV-ESS)、輔助功率模塊(APM)、和電連接到APM的一側(cè)的輔助能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(LV-ESS)。同一電氣系統(tǒng)還包括功率逆變器模塊(PM)，其電連接到APM的另一側(cè)；和高電壓電機(jī)，其為經(jīng)由帶和所述對(duì)帶輪連接到曲柄軸的馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元(MOT)的形式，并經(jīng)由PM電連接到HV-ESS。上述的控制器作為本示例性實(shí)施例的一部分被包括。
[0011]控制器具有處理器和有形非瞬時(shí)性存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上記錄有用于選擇輔助起動(dòng)器馬達(dá)和MGU中的一個(gè)作為在請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)過(guò)程中用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源的指令，其中通過(guò)控制器執(zhí)行所述指令使得控制器:響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)，確定一組動(dòng)力傳動(dòng)系條件，包括HV-ESS的電量狀態(tài)、HV-ESS的功率限制、MGU的扭矩限制、和發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角度中的至少一個(gè)；使用所述組動(dòng)力傳動(dòng)系條件，確定相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言，請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)是否將不成功；當(dāng)相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)將成功時(shí)，將自動(dòng)起動(dòng)命令傳遞到MGU ;和當(dāng)相對(duì)于時(shí)間或噪音標(biāo)準(zhǔn)而言請(qǐng)求的自動(dòng)起動(dòng)將不成功時(shí)，將自動(dòng)起動(dòng)命令傳遞到輔助起動(dòng)器馬達(dá)。
[0012]所述組動(dòng)力傳動(dòng)系條件包括HV-ESS的電量狀態(tài)、HV-ESS的功率限制、MGU的扭矩限制、和發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角度。
[0013]所述車(chē)輛進(jìn)一步包括與變速器流體連通的液力蓄能器。
[0014]本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢(shì)及其他特征和優(yōu)勢(shì)將從用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的以下詳細(xì)描述連同附圖時(shí)顯而易見(jiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是車(chē)輛的示意性圖示，該車(chē)輛具有發(fā)動(dòng)機(jī)、每個(gè)可操作用來(lái)重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助高電壓馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元和起動(dòng)器馬達(dá)，以及控制器，該控制器具有本文中如前所述的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)動(dòng)力源選擇功能；
[0016]圖2是描述了用于選擇圖1的車(chē)輛上的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)動(dòng)力源的示例性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參考附圖，其中在各圖中相似的附圖標(biāo)記代表相似的部件，圖1中示意性顯示了示例車(chē)輛10。車(chē)輛10包括混合動(dòng)力傳動(dòng)系11，其進(jìn)而包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E) 12和變速器(T) 14。發(fā)動(dòng)機(jī)12包括曲柄軸13，其操作地連接到變速器14的輸入構(gòu)件15。在一些實(shí)施例中，比如圖1的示例性實(shí)施例中，輸入離合器Cl可以用來(lái)選擇性地將發(fā)動(dòng)機(jī)12從變速器14的輸入構(gòu)件15斷開(kāi)，例如以在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12時(shí)降低驅(qū)動(dòng)系擾動(dòng)。
[0018]變速器14可包括傳動(dòng)布置和離合器(未示出)，扭矩通過(guò)所述傳動(dòng)布置和離合器從變速器14的輸入構(gòu)件15流動(dòng)到輸出構(gòu)件17，并最終到達(dá)車(chē)輛10的驅(qū)動(dòng)輪18，圖1中顯示了其中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。驅(qū)動(dòng)輪18可以是前驅(qū)動(dòng)輪或后驅(qū)動(dòng)輪。在四輪或全輪驅(qū)動(dòng)模式中，第二對(duì)驅(qū)動(dòng)輪(未示出)可以由混合動(dòng)力傳動(dòng)系11提供動(dòng)力，或附加的輪可以不被提供動(dòng)力。
[0019]如虛線中所示，車(chē)輛10可包括可選的液力蓄能器44，其根據(jù)需要提供流體壓力(箭頭F)到變速器14，比如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12關(guān)閉時(shí)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12重新起動(dòng)時(shí)，在瞬態(tài)時(shí)段上，液壓蓄能器44可以遞送流體壓力到變速器14。發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主泵(未示出)則可在發(fā)動(dòng)機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)提供液壓力到變速器14。其他實(shí)施例可預(yù)見(jiàn)支持輔助輸送泵(未示出)的液力蓄能器44。
[0020]在本發(fā)明的預(yù)期范圍內(nèi)，車(chē)輛10包括用于在自動(dòng)起動(dòng)事件期間起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的兩個(gè)不同的動(dòng)力源:高電壓高電壓(HV)電機(jī)16，例如馬達(dá)發(fā)電機(jī)單元(MGU)或高電壓馬達(dá)，和輔助起動(dòng)器馬達(dá)(M) 19。輔助起動(dòng)器馬達(dá)(M) 19可操作地連接到曲柄軸13，例如通過(guò)齒輪系(未示出)。HV電機(jī)16同樣連接到曲柄軸13，例如在示例性帶式交流發(fā)電機(jī)起動(dòng)機(jī)(BAS)系統(tǒng)中經(jīng)由驅(qū)動(dòng)帶31和一組帶輪33。HV電機(jī)16可以實(shí)施為多相AC永磁類(lèi)型或感應(yīng)類(lèi)型的電機(jī)，其取決于設(shè)計(jì)而額定用于30-300VDC或更高，而輔助起動(dòng)器馬達(dá)19是傳統(tǒng)12-15VDC的輔助馬達(dá)裝置。
[0021]圖1的車(chē)輛10還包括高電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(HV-ESS) 26和輔助/低電壓能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(LV-ESS) 126。LV-ESS 126可經(jīng)由輔助功率模塊(APM) 28，即本領(lǐng)域已知類(lèi)型的DC-DC轉(zhuǎn)換器或電壓調(diào)節(jié)器，而連接到HV-ESSS26。APM 28可操作為將從HV-ESS 26經(jīng)由高電壓DC總線23遞送的電壓的幅值降低至輔助電壓水平，典