混合动力车辆发动机起动的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于控制混合动力车辆中的发动机起动的系统和方法。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆(HEV)使用内燃发动机和电机的组合来提供推进车辆所需的动力。该布置提供比仅具备内燃发动机的车辆提高的燃料经济性。一种在HEV中提高燃料经济性的方法是在发动机低效运转以及不另外需要发动机来推进车辆的时段关闭发动机。在这些情况下，电动机用于提供需要的所有动力来推进车辆。当驾驶员动力需求增加使得电动机不再能够提供足够的动力来满足该需求时，或者如果电池荷电状态(SOC)下降到预定水平之下，则必须以对于驾驶员来说几乎显而易见的方式来快速并平稳地起动发动机。
[0003]当车辆在许多不同条件下运转时可发生起动HEV中的发动机。可基于许多车辆组件因素而使在不同车辆运转条件下控制发动机起动不同。起动HEV中的发动机的策略可导致动力传动系统起动粗暴、起动迟缓，导致动力传动系的额外的噪音和振动，和/或导致对接合到发动机来以预定动力传动系速度起动的组件造成硬件损坏。另外，当HEV在电动机动力下运动时，起动HEV中的发动机会导致车辆动力传动系统中明显的、并由此不期望的扭矩扰动。
【发明内容】
[0004]一种车辆，包括:发动机，具有曲轴；变速器，具有输入；电机，机械地结合到变速器的输入。所述车辆还包括被构造为机械地结合电机和发动机曲轴的离合器以及至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为响应于发动机起动条件和随后的离合器部分接合而输出电机的扭矩命令。控制器可基于驾驶员需求扭矩和由离合器的压力改变引起的曲轴速度改变来计算电机的扭矩命令，以增加曲轴速度。控制器可在允许发动机的燃料喷射和电火花触发之前将曲轴速度增加到变速器输入的速度。
[0005]一种车辆，包括:发动机，具有曲轴；变速器，具有输入；电机，机械地结合到变速器输入；离合器，被构造为机械地结合电机和发动机曲轴。所述车辆还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为响应于发动机起动条件和随后的离合器部分接合而输出电机的扭矩命令。可基于驾驶员需求扭矩、发动机温度、曲轴速度以及由离合器的压力改变引起的曲轴速度改变而输出电机的扭矩命令。离合器的压力改变可在控制器命令发动机的燃料喷射之前将曲轴速度增加到变速器输入的速度。所述控制器可响应于曲轴速度约等于变速器输入的速度而锁止离合器。
[0006]或者，一种车辆，包括:发动机，包括曲轴；变速器，具有输入；电机，机械地结合到所述输入；离合器，被构造为机械地结合电机和曲轴；至少一个控制器，被配置为:响应于发动机起动条件和随后的离合器部分接合，基于驾驶员需求扭矩、与发动机关联的温度、曲轴速度和通过离合器的压力改变引起的曲轴速度改变而输出电机的扭矩命令，以在发动机燃料喷射之前将曲轴速度增加到所述输入的速度；响应于曲轴速度约等于所述输入的速度，锁止离合器。
[0007]所述至少一个控制器还被配置为在离合器锁止之后开始发动机的燃料喷射。
[0008]所述至少一个控制器还被配置为在离合器锁止之后开始发动机的电火花触发。
[0009]一种发动机起动方法，响应于发动机起动条件和被构造为机械地结合发动机和电机的离合器的部分接合而启用。发动机起动方法可基于驾驶员需求扭矩和发动机速度改变而输出电机的扭矩命令。所述方法通过命令离合器的压力改变而控制发动机速度变化。所述方法可允许离合器的压力改变以在命令发动机的燃料喷射之前将发动机速度增加到电机速度。
[0010]或者，一种发动机起动方法，包括:响应于发动机起动条件和被构造为机械地结合发动机和电机的离合器的部分接合，基于驾驶员需求扭矩和通过离合器的压力改变引起的发动机速度改变而输出电机的扭矩命令，以在命令发动机的燃料喷射之前将发动机速度增加到电机速度。
[0011]所述输出的步骤还基于发动机速度和与发动机关联的温度。
[0012]所述发动机起动方法还包括:响应于发动机速度约等于机械地结合到电机的变速器输入的速度，锁止离合器。
[0013]所述发动机起动方法还包括:在离合器锁止之后开始发动机的燃料喷射。
【附图说明】
[0014]图1是混合动力电动车辆的示意图；
[0015]图2是用于命令混合动力电动车辆中的电动机的扭矩的开环控制方法的示例；
[0016]图3是示出用于估计通过混合动力电动车辆中的分离离合器的扭矩的示例性算法的流程图；
[0017]图4是示出用于使用分离离合器命令发动机起动的示例性算法的流程图；
[0018]图5是示出使用混合动力传动系统中的离合器以起动发动机的曲线图。
【具体实施方式】
[0019]根据需要，在此公开了本发明详细的实施例；然而，应理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，并且可以以各种和可选的形式实施。附图并不一定合乎比例；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应该被解释成限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。
[0020]参照图1，示出了根据本公开的实施例的混合动力电动车辆(HEV) 10的示意图。图1示出了组件之间的代表性的关系。在车辆中组件的实际布局和朝向可变化。HEV 10包括动力传动系12。动力传动系12包括驱动变速器16的发动机14，变速器16可被称作模块化混合动力变速器(MHT)。如将要在下面进一步详细地描述的，变速器16包括诸如电动机/发电机(M/G) 18的电机、关联的牵引电池20、变矩器22以及多级传动比自动变速器或齿轮箱24。
[0021]发动机14和M/G 18都是用于HEV 10的驱动源。发动机14通常代表可包括内燃机(例如，由汽油、柴油或天然气驱动的发动机)或者燃料电池的动力源。发动机14产生发动机功率和对应的发动机扭矩，该发动机扭矩在位于发动机14与M/G 18之间的分离离合器26至少部分地接合时供应到M/G 18。发动机可使用多种方法起动，所述多种方法包括但不限于接合飞轮以使发动机旋转从而起动的起动电动机15。M/G 18可通过多种类型的电机中的任何一个来实施。例如，M/G 18可以是永磁同步电动机。电力电子器件56使由电池20提供的直流(DC)功率适应于M/G 18的需求，如将在下面描述的。例如，电力电子器件可向M/G 18提供三相交流电(AC)。
[0022]当分离离合器26至少部分地接合时，可能的是功率从发动机14流到M/G18或从M/G 18流到发动机14。例如，分离离合器26可被接合并且M/G 18可操作为发电机，以将由发动机曲轴28和Μ/G轴30提供的旋转能转换为将存储在电池20中的电能。分离离合器26还可不接合，以使发动机14与动力传动系12的剩余部分隔离，从而M/G 18可充当用于HEV 10的唯一的驱动源。轴30延伸穿过M/G 18。M/G 18持续可驱动地连接到轴30，然而仅在分离离合器26至少部分地被接合时发动机14才可驱动地连接到轴30。
[0023]M/G 18经由轴30连接到变矩器22。因此，在分离离合器26至少部分地被接合时变矩器22连接到发动机14。变矩器22包括固定到Μ/G轴30的泵轮和固定到变速器输入轴32的涡轮。因此，变矩器22提供位于轴30与变速器输入轴32之间的液压结合。在泵轮比涡轮更快地旋转时，变矩器22将功率从泵轮传递到涡轮。泵轮扭矩和涡轮扭矩的大小通常取决于相对速度。当泵轮速度与涡轮速度之比足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的多倍。还可设置变矩器旁路离合器34，在变矩器旁路离合器34接合时，变矩器旁路离合器34使变矩器22的泵轮和涡轮摩擦地或机械地结合，而允许更有效地功率传递。变矩器旁路离合器34可操作为启动离合器，以提供平稳的车辆启动。可选地或相结合地，对于不包括变矩器22或变矩器旁路离合