从高功率电动车辆模式进行的发动机起动控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及从高功率电动车辆(EV)模式进行的发动机起动控制。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆动力总成典型地包括内燃发动机和变速器，变速器具有一个或多个高电压电力牵引电动机。发动机和/或电力牵引电动机可根据所命令的动力总成操作模式而提供输入扭矩。特别地，在电动车辆(EV)驱动模式中，发动机保持关闭。EV驱动模式中的电力牵引电动机(一个或多个)经由功率逆变器模块、高电压电池以及相关联的功率电子器件来提供功率。当发动机运行时，每个电力牵引电动机可被操作为发电机以快速地为电池的单元重新充电。当需要发动机扭矩时，发动机可被自动地通过曲柄起动(cranked)并且重新起动，例如，以将变速器切换至电动可变变速器(EVT)驱动模式。
【发明内容】
[0003]示例混合动力电动车辆包括内燃发动机、具有一个或多个电力牵引电动机的变速器以及控制系统。在可能的实施例中，控制系统可包括混合动力控制模块(HCM)以及发动机控制模块(ECM)，所述控制系统被编程以在高速/高功率电动车辆(EV)驱动模式过程中选择性地重起动发动机。发动机重起动根据如本文提出的一对控制例程中的一个或二者而发生。
[0004]在EV驱动模式中，实现的车辆速度范围通常是受限制的。S卩，如果当相当一部分的可用电动机扭矩被要求给车辆的驱动轴提供功率时，如果发动机自动起动事件在较高的车辆速度下进行，则该发动机自动起动事件可导致变速器输出扭矩的快速下降。该下降如果足够严重，可由车辆驾驶员和乘客察觉为动力传动系统(driveline)扰动。因此，混合动力总成控制方案趋向于避免在阈值变速器输出速度以上运行在EV驱动模式中。本控制方法意图为帮助解决该特定的控制问题。
[0005]通常，本文描述的控制系统使用发动机自提升控制例程序和/或电动机过调制例程以最小化高功率发动机重起动事件过程中的动力传动系统扰动的严重性。下文详细描述两种控制例程。所选择的例程取决于驾驶员请求输出扭矩超过所计算的最大输出扭矩的大小(magnitude)，当这两个扭矩值的差相对于校准阈值大时使用两个例程序二者。当这两个扭矩值的差小于校准阈值时，一个或另一个例程被选择，但不是所述两个程序被选择。
[0006]在示例实施例中，车辆包括发动机、发动机制动器(其在车辆在EV驱动模式时被接合，并且在任何发动机开动模式中被释放)、变速器、功率逆变器(power inverter)模块(PIM)以及控制系统。变速器还包括一个或多个电力牵引电动机，所述电力牵引电动机中的每个被连接至变速器的齿轮箱，并且由控制系统经由P頂的脉宽调制(PWM)来控制。所述控制系统被编程以检测在高功率EV驱动模式过程中请求的经由电力牵引电动机的发动机自动起动事件，并且还确定驾驶员请求输出扭矩和最大输出扭矩。
[0007]当驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩小于校准阈值的量时，该车辆实施例中的控制系统经由发动机和电力牵引电动机的控制来执行发动机自提升控制例程。当驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩大于校准阈值的量时，控制系统替代地执行发动机自提升控制例程、并且经由PM执行电动机过调制例程。一旦发动机已经起动，控制系统中断例程并且过渡至发动机起动模式，例如，电动可变变速器(EVT)模式。
[0008]根据一方面，提供一种车辆，包括:
[0009]发动机；
[0010]功率逆变器模块；
[0011]变速器，其具有固定构件、齿轮箱以及被连接至所述齿轮箱并且经由所述功率逆变器模块的脉宽调制来控制的电力牵引电动机；
[0012]发动机制动器，其在变速器的电动车辆驱动模式中将所述发动机选择性地连接至所述固定构件；以及
[0013]控制系统，其与所述发动机和所述电力牵引电动机通信，其中所述控制系统被编程以在所述电力驱动模式过程中检测发动机的请求自动起动、响应于所检测的请求自动起动而经由所述发动机制动器来将所述发动机从所述固定构件断开、确定驾驶员请求输出扭矩和变速器的最大输出扭矩、并且:
[0014]当所述驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩小于校准阈值的量时，进行经由所述发动机和所述电力牵引电动机执行发动机自提升控制例程和经由所述功率逆变器模块执行电动机过调制例程中的一个；并且
[0015]当所述驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩大于所述校准阈值的量时，执行所述发动机自提升控制例程和所述电动机过调制例程二者。
[0016]优选地，其中，所述控制系统被编程以当所述驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩小于所述校准阈值的量时，选择所述发动机自提升控制例程和所述电动机过调制例程中的较低成本例程。
[0017]优选地，其中，所述控制系统被配置为确定所述变速器的输出速度，并且基于所确定的输出速度来选择所述较低成本例程。
[0018]优选地，其中，当所述变速器的输出速度大于70MPH时，所述电动机过调制例程被选择。
[0019]优选地，其中，所述控制系统被编程以在所述发动机自提升控制例程过程中经由把来自所述电力牵引电动机的电动机扭矩应用至所述输入构件而临时地抑制所述发动机速度的升高，并且将所述发动机速度的升高维持在校准斜率处。
[0020]优选地，其中，所述车辆包括电池，并且所述控制系统计算作为发动机扭矩、电力牵引电动机的最大扭矩以及电池的功率极限的函数的所述最大输出扭矩。
[0021]优选地，其中，所述控制系统通过参照所述发动机的速度和歧管压力的查找表以确定当所述发动机关闭时、在所述发动机的自动起动过程中的发动机摩擦扭矩来计算所述发动机扭矩。
[0022]优选地，其中，所述电力牵引电动机包括第一电力牵引电动机和第二电力牵引电动机。
[0023]根据另一方面，提供一种在车辆的高功率电动车辆驱动模式过程中起动发动机的方法，所述车辆具有所述发动机和变速器，所述方法包括:
[0024]在所述电动车辆驱动模式过程中经由控制系统来检测所述发动机的请求的自动起动事件；
[0025]经由发动机制动器的促动来将所述发动机从变速器的固定构件自动地断开；
[0026]确定驾驶员请求输出扭矩和所述变速器的最大输出扭矩；
[0027]当所述驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩小于所述校准阈值的量时，执行发动机自提升控制例程或电动机过调制例程中的一个；并且
[0028]当所述驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩大于所述校准阈值的量时，执行所述发动机自提升控制例程和所述电动机过调制例程二者。
[0029]优选地，其中，执行发动机自提升控制例程或电动机过调制例程包括选择所述发动机自提升控制例程和所述电动机过调制例程中的较低成本例程。
[0030]优选地，所述方法还包括确定所述变速器的输出速度，并且基于所确定的输出速度来选择所述较低成本例程。
[0031]优选地，其中，基于所述输出速度来选择所述较低成本例程包括当所述输出速度大于70MPH时选择所述电动机过调制例程。
[0032]优选地，所述方法还包括在所述发动机自提升控制例程过程中经由把来自所述电力牵引电动机的电动机扭矩应用至所述输入构件而临时地抑制所述发动机速度的升高，并且将所述发动机速度的升高维持在校准斜率处。
[0033]根据本发明又一方面，提供一种用于车辆的系统，所述车辆具有发动机、发动机制动器以及功率逆变器模块，所述系统包括:
[0034]变速器，其具有固定构件、输出构件以及经由脉宽调制来控制的电力牵引电动机；以及
[0035]控制系统，其与所述电力牵引电动机通信，其中，所述控制系统被编程以:
[0036]在电动车辆驱动模式过程中经由控制系统来检测所述发动机的请求的自动起动；
[0037]响应于所检测的所述发动机的请求的自动起动而请求所述发动机制动器的断开；
[0038]确定驾驶员请求输出扭矩和所述变速器的最大输出扭矩；
[0039]当所述驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩小于所述校准阈值的量时，请求发动机自提升控制例程和电动机过调制例程中的一个；并且
[0040]当所述驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩大于所述校准阈值的量时，请求所述发动机自提升控制例程和所述电动机过调制例程二者。
[0041]优选地，其中，所述控制系统被编程以当所述驾驶员请求输出扭矩超过了所计算的最大输出扭矩小于所述校准阈值的量时，请求所述发动机自提升控制例程和所述电动机过调制例程中的较低成本例程。
[0042]优选地，其中，所述控制系统被配置为确定所述变速器的输出速度，并且基于所确定的输出速度来请求所述较低成本例程。
[0043]优选地，其中，当所述输出速度大于70MPH时，所述电动机过调制例程被选择。