带有发动机脉动消除的混合动力系自动起动控制系统的制作方法

专利名称：带有发动机脉动消除的混合动力系自动起动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆控制系统，更特别地涉及电子节气门控制。
背景技术：
该部分中的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息，可能不构成现 有技术。
混合动力系典型地包括内燃机(ICE)、电动机(EM)、和一个或 多个扭矩发生器，扭矩发生器向传动系提供扭矩以推进车辆。混合动力 系的两种类型包括完全混合动力系和轻度混合动力系。在完全混合动力 系中，EM直接驱动传动系，而不通过1CE的部件传递扭矩。在轻度混 合动力配置中，EM通过辅助传动联接到ICE， EM产生的扭矩通过ICE 传递到传动系。示范性的轻度混合动力系包括所谓的带传动交流发电机 式起动机(BAS)系统。在BAS系统中，EM通过传动带和带轮构造联 接到ICE，传动带和带轮构造驱动其他附件，如泵和压缩机。
动力系扭矩控制典型地包括两种类扭矩控制区域牟轴扭矩和推进 扭矩。在轻度混合动力系中，推进扭矩是ICE的曲轴处的输出扭矩，其 包括EM扭矩成分。
在发动机的自动起动过程中，控制模块利用电动机使发动机旋转加 速。发动机的曲轴在自动起动过程中的旋转速度比借助起动机的传统发 动机起动过程中的旋转速度高。由于在自动起动过程中，最初不供应燃 料，所以发动机的压缩和膨胀脉动使发动机的旋转加速包括发动机转速 变化率的增大和减小

发明内容
在一个实施例中，提供了一种用于混合动力系的控制系统，其包括发动机起动检测器，其检测在自动起动的过程中何时借助电动机启动混合动力系的发动机。电动机转速监测器在检测到发动机处于运行状态中之后确定第 一 时间的电动机的第一转速和第二时间的电动机的第二转速。控制模块基于第一转速和第二转速确定电动机的转速变化率，控制
在其他特征中，提供了一种车辆的混合动力系统，其包括发动机和在自动起动过程中将扭矩应用于发动机上的电动才几。发动机起动4全测器检测何时借助电动机启动发动机。传感器产生表明发动机和/或电动机的转速的转速信号。控制模块基于检测处于运行状态中的发动机的发动机起动检测器和转速信号确定发动机和/或电动机转速变化率。控制模块在
'—在进一步的特征中r提供'了二种操^混合动力系控制系统的方法，其包括检测何时在自动起动过程中通过电动机启动混合动力系的发动机。在检测到发动机处于运行模式中之后确定第一时间的发动机的第一转速和确定笫二时间的发动机的第二转速，基于第 一转速和第二转速确定所述发动机的转速变化率，在发动机的起动过程中和基于转速变化率调节电动机的扭矩输出。
从在下文中提供的详细说明，本发明的应用性的其他范围将变得显而易见。应该懂得，尽管详细说明和具体例子表明本发明的优选实施例，但它们仅仅是为了说明的目的而非用来限制本发明的范围。


从详细说明和附图，将会更充分地理解本发明，其中
图l是根据本发明一实施例的示范性混合动力系统，其提供自动起
动发动机脉动减小/消除；
图2是图1的混合动力系统的示范性内燃机系统的功能框图3是根据本发明一实施例的混合动力系控制系统的功能框图，该
混合动力系控制系统执行自动起动发动机脉动减小/消除；
图4是表示发动机起动过程中电动机的旋转加速阶段的电动机转速
信号图5是表示发动机起动过程中电动机转速信号的压缩和膨胀部分的电动机转速信号图；图6是示范性的发动机扭矩-发动机转速图7是根据本发明一实施例的电动机转速图，表示发动机脉动减小对电动才几转速的影响；和
图8是逻辑流程图，表示根据本发明一实施例的控制混合动力系统的方法。
具体实施例方式
下面的描述实质上仅仅是示范性的，决不是用来限制本发明、其应用或用途。为了清楚，相同的附图标记在附图中将用来表示相似的元件。当用在这里时，短语A、 B和C中的至少一个应该^皮解释成意指利用非排他的逻辑"或"的逻辑(A或B或C)。应该懂得，在不改变本发明的原理的情况下，可以以不同顺序执行方法内的步骤。
当用在这里时，术语模块是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共用的、专用的或群组的)和存储器，组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适部件。
同样，当用在这里时，术语燃烧循环是指发动机燃烧过程的重新发生阶段。例如，在4冲程内燃机中，单个燃烧循环是指并包括进气沖程、压缩沖程、作功沖程和排气冲程。在发动机运行期间重复四个冲程。
另外，尽管主要关于示例性的内燃机描述下面的实施例，但本发明的实施例可以适用于其他内燃机。例如，本发明可以适用于压缩点火、火花点火、均质火花点火、均质充气压缩点火、分层火花点火和火花辅助压缩点火发动才几。
此外，在下面的描述中，术语自动起动是指通过控制模块借助电动机起动发动机。自动起动不是指点火状态的变化。在混合动力车中，发动机可以在不同情形期间不提供动力/停止工作，如在低功率要求期间等等。仅仅作为例子，自动起动可以发生在车辆靠近并停止在红色交通信号灯处且发动机已经停机或停止工作之后。当车辆的制动踏板没有被压下时和/或当车辆的加速踏板被压下时，自动起动可以开始。
在自动起动过程中，电动机使发动机以增大的速度旋转加速，该增大的速度超过一般利用传统起动机达到的速度。与利用起动机执行的起动相比，电动机提供了较平稳且燃料消耗较少的发动机起动。在使发动机旋转加速时，电动机可以提供不同的扭矩水平。可以在向发动机喷射
7燃料之前和在发动机的歧管绝对压力小于预定歧管绝对压力之前作用
该扭矩。
现在参考图1，示出了示范性的混合动力系统10,其提供了自动起动发动机脉动减小/消除。尽管动力系统l(H皮表示为后轮驱动(RWD)动力系，但应该懂得，本发明的实施例能用任何其他动力系配置实施。动力系统10包括推进系统12和传动系统14。推进系统12包括内燃机(ICE) 16和电动^/L(EM) 18。推进系统12还可以包括辅助部件，辅助部件包括但不局限于A/C压缩机20和转向助力泵22。 EM18和辅助部件利用传动带和带轮系统24联接到ICE16,传动带和带轮系统24可以联接到ICE16的曲轴26并且能使扭矩在曲轴26和EM18和/或辅助部件之间传递。这种配置被称为带传动交流发电机式起动机(BAS)系统。
曲轴26驱动传动系统14。传动系统14包括挠性板或飞轮(未示出)、变矩器或其他联接装置30、变速器32、传动轴34、差速器36、半轴38、制动器40和驱动轮42。 ICE16的曲轴26处输出的推进扭矩(TPROT )通过传动系统部件被传递以提供用来驱动车轮42的在半轴38处的车轴扭矩(Taxle)。更具体地，用由联接装置30、变速器32和差速器36提供的几种传动比乘TpROP以提供半轴38处的TAXLE。实质上，用有效传动比乘TpROP,有效传动比是由通过联接装置30引入的传动比、由变速器输入/输出轴转速确定的变速器传动比、差速器传动比、以及可以在传动系统14中引入一传动比的任何其他部件(例如，在四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD )动力系中的分动箱)决定的。为了扭矩控制，TAXLE区域包括ICE16和EM18。
动力系10还包括控制系统50,其在发动机16的自动起动期间调节EM18的扭矩输出。控制系统50包括主控制模块51，主控制模块51可以包括变速器控制模块(TCM) 52、发动机控制模块(ECM) 54和混合动力控制模块(HCM) 56。控制系统50可以基于EM18的转速调节EM18的扭矩输出，EM18的转速可以通过转速传感器51检测。来自转速传感器51的信息可以直接提供给HCM56，这允许迅速地检测EM18的转速和调节EM18的输出扭矩。输出扭矩可以作用于发动机16的曲轴。
主控制模块51控制通过TCM52、 ECM54和HCM56产生的输出扭矩。HCM56可以包括一个或多个子模块，子模块包括 不局限于BAS控制处理器(BCP) 58。 TCM52、 ECM54和HCM56通过控制器区域网(CAN )总线60彼此通信。驾驶员输入设备62与ECM通信，驾驶员输入设备62可以包括但不局限于加速踏板和/或巡航控制系统。驾驶员接口 64与TCM52通信，驾驶员接口 64包括但不局限于变速器排挡选择器(例如，PRNDL杆)。
控制系统50可以基于协同扭矩控制来操作，协同扭矩控制可以包-括车轴扭矩区域和推进扭矩区域。TPROP是曲轴输出扭矩，其可以包括EM扭矩成分。根据本发明的协同扭矩控制在ECM中实施车轴扭矩(TAXLE)裁定以提供裁定的车轴扭矩(TAXLEARB)并将推进扭矩控制责任分摊到ECM和HCM。该分摊的推进协同扭矩控制与其他扭矩要求一起帮助ECM上的部件保护、发动机超速保护和系统补救行动。混合动力推进扭矩控制在ECM停止的场合在HCM中重起，并连同其他扭矩要求一道实施变速器扭矩控制、再生制动和发动机超速保护。
协同扭矩控制可以监测加速踏板位置(aPED)和车速(VvEH)。基于0cped和Vv朋确定驾驶员想要的或希望的车轴扭矩(TAXLEDES )。例如，能将CXped和VvEH用作预标定、预存储的查找表的输入，该查找表提供相应的TAXLEDES。ECM54裁定TAXLEDEs和其他扭矩要求以提供TAXLEARB。其他扭矩要求包括在车轴扭矩要求集合中设置的 一个或多个扭矩要求。这些扭矩要求由扭矩特征产生，包括但不局限于绝对扭矩值、最小扭矩
极限值、最大扭矩极限值或A扭矩值要求。与车轴扭矩要求集合相关联
的扭矩特征包括但不局限于牵引力控制系统(TCS)、车辆稳定性增强
系统(VSES)和车辆超速保护系统(VOS)。在确定TAXLEARB时，在
ECM54内利用有效传动比将TAXLEARB转变成推进扭矩(TPROPECM)。在确定TPROPECM之后，ECM54裁定TPROPECM和由ECM54负责的多个其他推进扭矩要求以向HCM56提供最终TPROPECM。
HCM56可以发出扭矩要求以通过使发动机气缸停止工作(例如，通过切断给气缸的燃料)来将发动机扭矩设定成零。这可发生在当加速踏板位置为零时车辆靠惯性滑行的情形期间。例如，切断燃料并且车辆的再生制动开始以通过EM18将车辆的动能转换成电能。为了帮助它，使将车轮扭矩与曲轴连系起来的变矩器离合器接合。由此，EM18被驱动。因而，从HCM56提供进入ECM54推进扭矩裁定的扭矩要求，以使得两个扭矩要求输入到ECM54推进扭矩裁定中驾驶员/巡航(裁定的车轴扭矩)推进扭矩要求和HCM56零燃料扭矩要求。
TCM52提供裁定的推进扭矩值(TpRoPTCM)。更具体地，TCM52 裁定来自扭矩特征的多个扭矩要求。示范性的TCM扭矩特征是变速器 保护算法，该算法产生最大扭矩极限以限制变速器输入轴处的扭矩。最 大扭矩极限表明通过变速器输入轴的最大可允许扭矩以便保护变速器 部件。
来自ECM54的Tpropecm和来自TCM52的TPROPTCM都被发送到 HCM56, HCM56完成Tprop裁定。更具体地，HCM56裁定TPROPECM、 TpROPTCM和其他扭矩要求以提供TPROPFINAL。其他扭矩要求包括在推进扭 矩要求集合中设置的一个或多个扭矩要求。这些扭矩要求均由扭矩特征 产生，并且包括但不局限于绝对扭矩值、最小扭矩极限值、最大扭矩极
限值或A扭矩值要求。与推进扭矩要求集合相关联的扭矩特征包括但不
局限于再生制动、发动机超速保护和EM助推。
HCM56基于TpRopFiNAL确定Tk:e和Tem。更具体地，HCM56包括 最优化算法，最优化算法基于ICE 16和EM 18各自的可用扭矩输出分配 Tpropfinal。 T〗cE被发送到ECM54， ECM54产生控制信号以利用ICE16 实现T1CE。 HCM56基于T，产生控制信号以利用EM18实现TEM。
现在参考图2，示出了 ICE系统150的功能框图，ICE系统1S0包 含基于被供以燃料的气缸的可靠计数的控制。ICE系统"0在车辆1" 上且包括ICE16和排气系统158。
ICE16具有气缸160，每个气缸160都可以具有一个或多个进气门 和/或排气门，每个气缸160还包括支靠在曲轴162上的活塞。ICE16可 以配置有带点火电路165的点火系统164。 ICE16还配置有带燃料喷射 回路168的燃料喷射系统167,和排气系统158。 ICE16包括进气歧管 166。 ICE16燃烧空气和燃料混合物以产生驱动扭矩。如所示的，ICE16 包括成一直线配置的四个气缸。尽管图2示出了四个气缸(N-4)，但 能懂得，发动机54可以包括额外的或更少的气缸。例如，能想到具有2、 4、 5、 6、 8、 10、 12和16个气缸的发动机。还可以预见，能在V型或 另一个类型的气缸配置中实施本发明的燃料喷射控制。
ICE16的输出通过变矩器170、变速器32，、传动轴34'和差速器36' 联接到驱动轮178。变速器32，例如可以是无级变速器(CVT)或分级换 档自动变速器。变速器32'由主控制模块51控制。空气通过电子节气门控制器(ETC) 190或缆线驱动的节气门被吸 入进气歧管166，电子节气门控制器(ETC) 190或缆线驱动的节气门调 节位于进气歧管166入口附近的节流板192。调节可以基于加速踏板194 的位置和由控制模块51执行的节气门控制算法。节气门192调节驱动 车轮178的输出扭矩。加速踏板传感器196基于加速踏板194的位置产 生踏板位置信号，踏板位置信号被输出到控制模块5L制动踏板传感器 或开关200检测制动踏板198的位置，制动^"板传感器或开关200产生 被输出到控制模块51的制动踏板位置信号。在自动起动过程中，控制 模块可以基于来自加速踏板传感器196和制动踏板传感器200的信号调 节EM18的输出扭矩。
空气从进气歧管166被吸入气缸160并在其中压縮。燃料喷射回路 168将燃料喷射到气缸160中，并且当包括点火系统164时，点火系统 164可以产生火花以点燃气缸160中的空气/燃料混合物。在柴油机应用 中，点火回路可以包括电热塞。废气从气缸160排出到排气系统158中。 在一些例子中，ICE系统150可以包括涡轮增压器，其用废气驱动的涡 轮驱动压缩机，压缩机压缩进入进气歧管166的空气。被压缩的空气在 进入进气歧管166之前可以通过空气冷却器。
燃料喷射回路168可以包括与每个气缸160相关联的燃料喷射器， 燃料轨在例如从燃料泵或油箱接收燃料之后将燃料提供给每个燃料喷 射器。控制模块51控制燃料喷射器的操作，向每个气缸51中的燃料喷 射的次数和正时受到控制，并且每个燃烧循环的燃料喷射次数和在每个 燃烧循环期间的燃料喷射(多次)的正时也受到控制。燃料喷射正时可 以与曲轴定位相关。燃料喷射可以在发动机26旋转加速之后和在歧管 绝对压力(MAP)降低到一预定MAP值以下之后开始。控制模块51可 以借助MAP传感器169监测MAP压力。
点火系统164可以包括用于在每个气缸160中点燃空气/燃料混合物 的火花塞或其他点火装置。点火系统164还可以包括控制模块51,例如 控制模块51可以相对于曲轴定位控制点火正时。
排气系统158可以包括排气歧管和/或排气管道和过滤系统212,排 气歧管和管道将离开气缸160的废气引导到过滤系统212中。可选地， EGR阀使一部分废气再循环回到进气歧管166中。 一部分废气可以被引 导到涡轮增压器中以驱动涡轮。涡轮帮助压缩从进气歧管166接收的新鲜空气。混合废气流从涡轮增压器流过过滤系统212。
过滤系统212可以包括催化转化器或氧化催化剂(OC) 214和加热 元件216，以及微粒过滤器、液体还原剂系统和/或其他废气过滤系统装 置。加热元件216可以用来在ICE16的起动和OC214的点火过程期间 加热氧化催化剂214,并且加热元件216受控制模块51控制。液体还原 剂可以包括尿素、氨水、或一些其他液体还原剂。液体还原剂被喷射到 废气流中与NOx起反应产生水蒸气(H20)和N2 (氮气)。
ICE系统150还包括发动机温度传感器218、废气温度传感器220 和一个或多个氧传感器221。发动机温度传感器218可以检测ICE16的 油或冷却剂温度或一些其他的发动机温度。废气温度传感器220可以检 测氧化催化剂214或排气系统158的一些其他部件的温度。可以基于发 动机和废气操作参数和/或其他温度信号间接确定或估计ICE16和排气 系统158的温度。或者，可以通过发动机和废气温度传感器218、 220 直接确定ICE16和废气系统158的温度。
共同由附图标记222表示且被控制模块51使用的其他传感器输入 包括发动机转速信号224、车速信号226、电源信号228、油压信号230、 发动机温度信号232和气缸识别信号234。传感器输入信号224 - 234分 别由发动机转速传感器236、车速传感器238、电源传感器240、油压传 感器242、发动机温度传感器244和气缸识别传感器246产生。 一些其 他传感器输入可以包括进气歧管压力信号、节气门位置信号、变速器信 号和歧管空气温度信号。
控制模块51可以例如基于来自踏板位置传感器196的踏板位置信 号和/或来自其他传感器的信号调整扭矩。踏板位置传感器196基于驾驶 员造成的加速踏板194的动作产生踏板位置信号。其他传感器例如可以 包括空气质量流量(MAF)传感器、MAP传感器169、发动机转速传感 器、变速器传感器、和巡航控制系统传感器、和/或牵引力控制系统传感 器。
现在还参考图3 ，示出了混合动力系控制系统300的功能框图，混 合动力系控制系统300执行自动起动发动机脉动减小和/或消除。混合动 力系控制系统300包括主控制^f莫块51,主控制^f莫块51与电动机18、点 火系统164、燃料喷射系统167和其他传感器与致动器298通信 其他 传感器与致动器298可以包括上面描述的传感器和致动器。主控制模块51包括发动机控制模块301、电动机控制模块302、电动机/发动机转速 监测器304、发动机起动检测器306和硬件输入/输出(HWIO )装置308。 主控制才莫块51通过HWIO装置308与电动才几18、点火系统164、燃料 喷射系统167和其他传感器与致动器298通信。主控制模块51可以与 存储器310通信。
发动机控制模块300可以包括扭矩控制模块312、燃料控制模块314 和点火控制模块316。扭矩控制模块可以控制发动机的输出扭矩和/或提 供给变速器的扭矩，燃料控制模块314可以控制燃料泵和燃料喷射器正 时、燃料压力等等，点火控制模块316可以控制发动机气缸内的点火或 火花正时。燃料和点火控制可以与一个或多个气缸的停用和启用相联 系。
HWIO装置308包括接口控制模块320和硬件接口/驱动器322。接 口控制模块320在燃料控制和点火控制软件与硬件接口/驱动器322之间 提供了接口。硬件接口/驱动器322例如控制燃料喷射器、燃料泵、点火 线圈、火花塞、节气门、螺线管及其他扭矩控制装置和致动器的操作， 硬件接口/驱动器322还接收传递到各个模块312、 314和316的传感器 信号。
尽管主要结合电动机转速描述下面的图4-8的实施例，但当轻度 混合动力系统的电动机联接到发动机时，实施例也可以直接应用于发动 机转速。例如，发动机转速与电动机转速的变化按比例地改变。为此， 电动机转速和/或发动机转速可以被检测、监测，且可用在各种下面描述 的计算、测定和任务中。
电动机转速可以被检测、监测且可用在所描述的关于发动机转速的 计算中以提供更快的响应。电动机转速可以^皮检测并^皮直接提供给混合 动力控制模块，这可以比例如曲轴旋转传感器对发动机转速的检测更快 和/或更精确。
现在参考图4和5，示出了电动机转速信号350。电动机转速信号 350与自动起动过程中车辆的电动机和发动才几的转速相对应。电动机转 速信号350包括多个阶,殳，这些阶段具有相应的发动机脉动。发动机脉 动由于发动机的压缩和膨力长冲程而发生，并且发动机脉动是指在自动起 动过程期间发动机转速的减小和增大的变化。作为例子，示出了四个阶 段且该四个阶段可以被称为初始阶段352、压缩阶段354、膨胀阶段356
13和最后阶段358。尽管这些阶段是基于发动机的沖程，但每个阶段都可 以与不同的和/或多个燃烧循环冲程相关联。例如，在阶段之一期间，第 一气缸可以处于进气冲程中，而笫二气缸处于进气、压縮、膨胀和排气 沖程中的一个或多个中。
在自动起动过程中，发动机的压缩和膨胀沖程使发动机转速波动D
在发动机的一个或多个气缸的压缩冲程期间，电动机转速可能减小，如 电动机转速信号部分340所标识的。在发动才几的一个或多个气缸的膨胀 冲程期间，电动机转速可能增大，如电动机转速信号部分342所标识的。
因此，在电动机转速变化时，发动机转变通过不同的旋转加速阶段。 箭头344和346标识了两个旋转加速阶段。第一旋转加速阶段344与压 缩冲程之前的电动机转速相对应，第二旋转加速阶段346与膨胀冲程期 间及之后的电动机转速相对应。第一转变点348存在于压缩冲程的开始 或第一与第二阶段352、 354之间，第二转变点350位于压缩沖程和膨 胀沖程之间或第二与第三阶段340、 342之间。
可以在自动起动过程中基于功率极限曲线、发动机转速和恒定电源 输出调节发动机的扭矩输出。图6提供了将发动机扭矩输出与发动机转 速相关联的功率极限曲线。
现在参考图6，示出了示范性的发动机扭矩-发动机转速图。示出 了功率极限曲线400，其代表电源(如蓄电池)可以提供的最大功率。 当基于恒定的电源输出操作时，当电动机/发动机的转速改变时，发动机 的扭矩输出改变。
例如，在发动才几脉动期间，当由于接近压缩阶段，发动机转速从n2 减小到nl时，发动机的扭矩输出可从T2增大到Tl。作为另一个例子， 当由于接近膨胀阶段，发动机转速从nl增大到n2时，发动机的扭矩输 出可从T1减小到T2。
对于电源的恒定功率输出依靠发动^f几转速和发动机扭矩输出之间 的这个关系具有相关的缺点。 一个缺点是扭矩权限受限。发动机的扭矩 输出控制受限于功率极限曲线。另一个缺点是发动机的扭矩输出直到发 动机转速改变才改变。
本文描述的实施例使得自动起动期间调节发动机扭矩输出的灵活 性增大。这些实施例还在发动机转速发生变化之前预期发动机转速的改动机转速变化还使控制系统能在旋转加速期间防止发动机转速下降。
现在参考图7，示出了根据本发明一实施例的电动机转速图，其表 示发动机脉动减小对电动机转速的影响。竖直虛线420代表初始阶段、 压缩阶段、膨胀阶段和最后阶段之间的转变。
这里的实施例包括对发动机转速的变化的监测，即4佥测到的发动机 转速信号的导数。发动机转速的变化的监测考虑到检测发动机的转速变 化率，这允许及早检测到接近发动机的压缩阶段或膨胀阶段。当检测电 动机和/或发动机转速变化率时，可以调节电动机扭矩输出。可以调节电 动机扭矩输出以例如补偿由于压缩阶段引起的发动机转速的减小或补
偿由于膨胀阶段引起的发动机转速的增大。
电动机转速图包括第一电动机转速信号422,其对应于没有发动机 脉动抑制和/或消除的情况下在正常状态中运行的发动机。还示出了第二 电动^4争速信号424,其对应于发动^/L脉动抑制和/或压缩状态中运行的 发动机。
在初始阶段期间，电动机输出扭矩可以处于预定输出扭矩水平。预 定输出扭矩水平可以与用于旋转加速的正常电动才几输出扭矩相对应。当 发动机转速的增大率开始减慢或当发动机转速曲线的斜率减小时，可以 将电动机输出扭矩增大到预定输出扭矩水平以上。该增大的输出由电动 冲A4叙出扭矩曲线426的压缩部分示出。电动才几输出^J丑矩曲线426示出了 可以提供正扭矩和负扭矩的时间，其大小大于预定输出扭矩水平。预定 输出扭矩水平与水平轴428相对应。电动^/L转速的纵轴的计量单位不适 用于电动机输出扭矩曲线426，电动机输出扭矩曲线426可以具有牛顿' 米(Nm)的计量单位。
当电动机转速信号424的斜率减小时或当电动机转速信号424的斜 率减小到预定水平时，可以增大电动机输出扭矩。示出了第一斜率曲线 430,其与第一发动机转速曲线422的斜率减小时的点相对应。示出了 第二斜率曲线432,其与第一发动机转速信号422从增大变成减小时的 点相对应，例如在第一拐点。由于发动机转速的降低，所以基于第一斜 率曲线430的电动机输出扭矩的变化提供了较早的补偿。
在压缩阶段期间，当发动机转速的减小率开始减慢时或当发动机转 速曲线424的斜率增大时，可以将电动机输出扭矩减d、到预定输出扭矩 水平以下。当斜率增大时或当斜率增大到预定水平时，可以减小电动机输出扭矩。示出了第三斜率曲线434,其与第二发动机转速曲线424的 斜率增大时的点相对应。示出了第四斜率曲线436,其与发动机转速从 减小变成增大时的点相对应，例如在第二拐点。由于发动机转速的增加， 所以基于第三斜率曲线434的电动机输出扭矩的变化提供了较早的补 偿。
在大致最后阶段开始时，可以使电动机输出扭矩返回到预定输出扭 矩水平。
现在参考图8，示出了逻辑流程图，其表示控制混合动力系统的方 法，该方法包括在自动起动期间执行电动机扭矩控制。尽管主要结合图 1 - 3和7的实施例描迷下面的步骤，但这些步骤可以被容易地更改以适 用于本发明的其他实施例。方法可以开始于步骤500。
步骤501 - 506可以用来触发发动机脉动抑制和/或消除。在步骤501 中，当通过调节发动机扭矩输出的电动机启动混合动力系的发动机时， 控制进入步骤502。
在步骤502中，监测电动机转速和/或发动机转速并产生电动机转速 信号或发动机转速信号。这可以通过电动机转速监测器执行。在本方法 的全部步骤期间，可以连续地和/或重复地监测和更新电动机转速和/或 发动机转速。
在步骤504 中，当电动冲几转速RPMc处于预定范围 RPM^RPMc〈RPM2内时，控制进入步骤506。在一个实施例中，RPM, 是近似每分钟50转，RPM2是近似每分钟1100转。
在下面的步骤中，确定电动机转速变化率。这可以包括确定第一时 间Tl的电动机或发动机的第一转速Sl和第二时间T2的电动机或发动 机的第二转速S2。电动机转速变化率等于第一与第二转速的差S2-S1除 以时间的差T2-T1。当前的电动机转速RPMc可以是Sl或S2。
在步骤505中，基于发动机和/或电动机的转速确定转速导数。在步 骤506中，当电动机的转速变化率(转速导数)或与发动机转速信号相 关联的电动机转速曲线的斜率减小时或当发动机的转速变化率减小到 第一阈值以下时，控制可以进入步骤508。作为备选方案且如图8中所 示，当电动机的转速变化率小于第一标定值C1时，控制进入步骤508。 这种可选方案在图8中被示出。
在步骤508中，控制增大电动机的扭矩输出。可以将输出扭矩增大并使其偏离到预定输出扭矩水平以上。该增大可以基于歧管绝对压力
(MAP)。这可以基于来自MAP传感器(如m叩传感器)的MAP信
5在步骤510中，当^电动机转速变化率大于或等于第二标定值C2时， 控制进入步骤511。在步骤511中，当电动机转速正在减小时，控制保 持电动机的增大的扭矩输出。当电动机转速变化率小于第二标定值C2 或电动机转速恒定或增大时，控制进入步骤512。可以预先确定标定值 C1和C2，将其存储在查找表中，并存储在存储器中，如所述的存储器。 在一个实施例中，第二标定值C2小于第一标定值C1。
在步骤512中，当电动机转速变化率增大时，控制可以进入步骤 514。在步骤514中，当电动机转速小于最大电动机转速RPMpEAK时， 控制进入步骤516。在一个实施例中，最大电动机转速RPMpEAK可以是 近似每分钟50 - 1100转。
在步骤516中，控制减小电动机的输出扭矩。可以将输出扭矩减小 并使其偏离到预定输出扭矩水平以下。在电动机转速小于最大电动机转 速时和/或在电动机转速变化率恒定和/或增大时，控制可以保持输出扭 矩的减小。
在步骤518中，当电动机转速大于或等于最大电动机转速RPMpeak 时，控制可以返回到步骤501或结束该程序。
上述步骤是说明性的例子；取决于应用，可以顺序地、同步地、同 时地、连续地、在重叠时间期间或以不同顺序执行所述步骤。
本发明的实施例抑制和/或消除了发动机脉动。由于在自动起动期间 电动机转速变化率的波动减小，所以改进了驾驶性能。这提供了平稳的 发动机^走转加速。
现在根据上述说明，本领域技术人员能懂得，本发明的广泛教导能 以各种各样的形式实施。因而，虽然本发明包括特定例子，但本发明的
真实范围不应受此限制，因为基于对附图、说明书和所附权利要求的研 究，其他变型对熟练的从业者来说将变得显而易见。
权利要求
1.一种用于混合动力系的控制系统，包括发动机起动检测器，其检测在自动起动的过程中何时借助电动机启动所述混合动力系的发动机；电动机转速监测器，其在检测到所述发动机处于运行状态中之后确定第一时间的所述电动机的第一转速和第二时间的所述电动机的第二转速；和控制模块，其基于所述第一转速和所述第二转速确定所述电动机的第一转速变化率，其中所述控制模块在所述发动机的起动过程中和基于所述第一转速变化率调节所述电动机的扭矩输出。
2. 如权利要求1所述的控制系统，其中当所述第一转速变化率小于 预定标定值时，所述控制模块增大所述电动机的扭矩输出。
3. 如权利要求1所述的控制系统，其中当所述第一转速和所迷第二 转速中的至少一个大于第一预定值且小于第二预定值时，所述控制模块 增大所述电动机的扭矩输出。
4. 如权利要求1所述的控制系统，其中所述控制模块基于所述发动 机的歧管绝对压力增大所述电动机的扭矩输出。
5，如权利要求1所述的控制系统，其中当所述发动机的转速正在降 低时，所述控制模块增大所述电动机的扭矩输出。
6. 如权利要求5所述的控制系统，其中当所述电动机的转速变化率 增大时，所述控制冲莫块从增大所迷电动机的所述扭矩输出转变成减小所 述电动机的所述扭矩输出。
7. 如权利要求1所述的控制系统，其中所述控制模块调节所迷电动 机的所述扭矩输出以补偿由于压缩冲程引起的所述发动机的转速减小。
8. 如权利要求1所述的控制系统，其中所述控制模块调节所述电动 机的所述扭矩输出以补偿由于膨胀冲程引起的所述发动机的转速增大。
9. 如权利要求1所述的控制系统，其中当所述电动机的第二转速变 化率中的至少一个增大且所述发动机的转速小于预定值时，所述控制模 块减小所述电动机的扭矩输出。
10. 如权利要求9所述的控制系统，其中当所述电动机的第三转速 变化率中的至少一个停止增大且所述发动机转速大于或等于所迷预定值时，所述控制模块停止减小所述电动机的扭矩输出。
11. 一种车辆的混合动力系统，包括 发动机；在自动起动过程中将扭矩作用于所述发动机上的电动机； 发动才几起动检测器，其检测何时借助所述电动机启动所迷发动机； 传感器，其产生表明所述电动机和所述发动机中的至少一个的转速 的转速信号；和控制模块，其基于检测处于运行状态中的所述发动机的所述发动机 起动检测器和所述转速信号确定所述电动机和所述发动机中的至少一 个的转速变化率，其中所迷控制模块在所述发动机的起动过程中和基于所述转速变 化率调节所述电动机的扭矩输出。
12. 如权利要求11所述的混合动力系统，其中当所述发动机的所述 转速变化率正在减小时，所述控制模块调节所述电动机的所述扭矩输出 以辅助所述发动;t几的曲轴旋转。
13. 如权利要求11所述的混合动力系统，其中当所述发动机的转速 正在增大时，所述控制模块减小所述电动机的所述扭矩输出。
14. 如权利要求13所述的混合动力系统，其中当所述转速变化率正 在减小时，所述控制;^莫块增大所述电动^^的所述扭矩输出。
15. 如权利要求11所述的混合动力系统，还包括歧管绝对压力传感 器，其产生歧管绝对压力信号，其中所述控制模块基于所述歧管绝对压力调节所述电动机的所述 4丑矩输出。
16. 如权利要求11所述的混合动力系统，其中当所述发动机转速正 在减小且更新的转速变化率小于预定值时，所述控制模块增大所迷电动 机的扭矩输出。
17. 如权利要求11所述的混合动力系统，其中当更新的转速变化率 增大且所述发动机转速小于预定值时，所述控制模块减小所迷电动机的 扭矩输出。
18， 一种操作混合动力系控制系统的方法，包括 检测在自动起动过程中何时通过电动才几启动所述混合动力系的发 动机；在检测到所述发动机处于运行状态中之后确定第 一 时间的所述发动机的第一转速和确定第二时间的所述发动机的第二转速；和基于所述第一转速和所述第二转速确定所迷发动机的转速变化率；和机的扭矩输出。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述调节所述电动机的所述扭 矩输出包括当检测到所述发动机的压缩冲程时，增大所述电动机的所述 扭矩输出。
20. 如权利要求18所述的方法，其中所迷调节所述电动机的所述扭 矩输出包括当检测到所述发动机的膨胀冲程时，减小所述电动机的所述 扭矩输出。
全文摘要
本发明涉及带有发动机脉动消除的混合动力系自动起动控制系统。一种用于混合动力系的控制系统包括发动机起动检测器，其检测在自动起动的过程中何时借助电动机启动混合动力系的发动机。电动机转速监测器在检测到发动机处于运行状态中之后确定第一时间的电动机的第一转速和第二时间的电动机的第二转速。控制模块基于第一转速和第二转速确定电动机的转速变化率。控制模块在发动机起动过程中和基于转速变化率调节电动机的扭矩输出。
文档编号B60W10/06GK101654102SQ20091013951
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月17日 优先权日2008年6月17日
发明者B·H·贝, B·P·巴塔赖, L·邓巴 申请人:通用汽车环球科技运作公司