用于启动发动机的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本说明书涉及用于在发动机再启动期间改善的发动机位置估测和准确的发动机燃料供给的系统和方法。发动机可以选择性地联接到混合动力电动车辆中的电动机器和变速器。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆(HEV)利用内燃发动机和电动马达的组合，以提供推进车辆所需的功率。该布置提供关于仅具有内燃发动机的车辆改进的燃料经济性，这是部分因为在当发动机低效率操作或以其他方式不需要用于推进车辆时的时间期间，发动机关闭。在这些条件期间，车辆从发动机模式转变到电动模式，其中电动马达用于提供推进车辆所需的所有功率。当驱动功率需求增加，使得电动马达可不再提供足够的功率来满足需求时，或者如果电池荷电状态(S0C)下降到低于一定水平时，以几乎对驾驶员透明的方式快速地且平稳地再启动发动机。车辆推进然后从电动模式转变到发动机模式。
[0003]Tulpule等人在US 20140088805中公开了实现HEV动力传动系统中平稳的发动机再启动的一种方法。其中，断开离合器设置在发动机和马达之间，其可操作用于使发动机从马达断开。在发动机再启动期间，断开离合器脱离，使得能够给发动机供应燃料，以获得匹配马达速度的转速。然后，当发动机转速/速度匹配马达速度时，断开离合器被接合以便将发动机和马达联接到驱动轴，以满足驾驶员扭矩需求。
【发明内容】
[0004]然而，本发明人已经认识到这种方法的潜在问题。可需要在再启动期间维持足够的断开离合器容量，以使得发动机能够通过汽缸压缩扭矩起动转动，直到开始燃烧。然而，根据关机时的发动机位置、发动机活塞摩擦变化、断开离合器摩擦变化的系数和其他噪音因数，计算实现所需的发动机曲柄和平稳的再启动性能所需的发动机起动扭矩会成为挑战。如果所估测的起动扭矩过低，则发动机会无法克服气缸压缩扭矩，这将导致发动机首先向前且然后向后旋转。由此产生的曲轴逆转响应能够消极地影响再启动响应时间并导致NVH问题。具体地，如果当重新开始燃料供给时发动机向后旋转且离合器容量相对低，则发动机再启动可劣化且车辆会失速。除了浪费了喷射的燃料之外，还会需要附加的燃料来再启动发动机，从而降低燃料经济性。进一步地，不完整的发动机启动会导致车辆动力传动系中的扭矩扰动，这进而能够导致再启动期间显著的NVH问题。
[0005]本发明人已经认识到这些问题，并开发了用于混合动力车辆的方法，其具有改进的发动机再启动方法。在一种示例中，方法包括，在发动机再启动期间，在发动机和马达之间的断开离合器至少部分脱离的情况下经由马达起动转动发动机同时延迟给发动机供应燃料直到仅在发动机转速高于阈值转速且发动机旋转方向为正达大于阈值持续时间之后。以这种方式，可在没有引起曲轴逆转问题的情况下开始发动机燃料供给。
[0006]在一种示例中，响应于混合动力电动车辆系统中的发动机再启动请求，可经由电动马达起动转动发动机。在发动机起动转动的同时，在发动机和马达之间联接的断开离合器可维持部分脱离，其中基于发动机转速和马达速度之间的差异连续地调节离合器的打滑。一旦发动机开始旋转，控制器可监控发动机转速以及发动机转速的导数(derivative)。可延迟发动机的燃料供给，直到控制器确认发动机转速高于阈值转速并且发动机旋转沿正方向达阈值时间量。例如，控制器可比较预选择数目的发动机读数，以确保每个连续读数大于前一个，以便确认发动机正沿向前方向旋转。一旦确认没有发生发动机逆转，则恢复发动机燃料供给。之后当发动机转速在马达速度的阈值内时，接合断开离合器。在一些示例中，基于马达加速度和发动机加速度，可预测在所需的离合器接合时间处的马达速度，并且可根据从车辆操作的电动模式到混合动力模式的迅速转变调节发动机燃料供给。
[0007]以这种方式，可改进混合动力电动车辆中的发动机再启动的质量。通过在由马达起动转动之后，延迟发动机的燃料供给，直到发动机转速廓线指示正发动机旋转，能够减少车辆失速。通过预先制止在曲轴逆转期间的发动机燃料供给，能够减少燃料浪费和动力传动系扭矩扰动。总的来说，实现了具有减少的NVH问题的更平稳的发动机再启动，从而改进了操作者驾驶体验。
[0008]在另一示例中，用于混合动力车辆的方法包括:在发动机再启动期间，使在发动机和马达之间的断开离合器滑动，同时经由马达起动转动未供应燃料的发动机；仅在发动机转速高于阈值转速且发动机加速度指示正发动机旋转之后，恢复发动机的燃料供给；以及响应于所预测的马达同步速度调节发动机扭矩。
[0009]在另一示例中，调节发动机扭矩包括调节发动机燃料、空气和火花中的一个或更多个，以便如果所预测的马达同步速度高于当前马达速度则增加发动机加速度，并且如果所预测的马达同步速度低于当前马达速度则减小发动机加速度。
[0010]在另一示例中，方法进一步包括仅在被供给燃料的发动机的发动机转速匹配所预测的马达同步速度之后，接合断开离合器。
[0011]在另一示例中，基于起动转动期间的发动机转速和马达速度之间的差异并进一步基于发动机的压缩扭矩来调节断开离合器的滑动程度。
[0012]在另一示例中，发动机加速度指示正发动机旋转包括发动机加速度高于阈值加速度达大于阈值持续时间。
[0013]在另一示例中，方法进一步包括作为发动机寿命、环境温度、环境湿度和液压流体温度中的一个或更多个的函数获知断开离合器在发动机再启动处的滑动。
[0014]在另一示例中，提供了车辆系统。车辆系统包括:电动马达；发动机；在发动机和马达之间的动力传动系中联接的断开离合器；车辆车轮，其经配置经由动力传动系从发动机电动马达和发动机中的一个或更多个接收推进功率；以及控制器，其包括非暂时性可执行指令以用于:接收发动机再启动请求；以及响应于再启动请求，在断开离合器至少部分脱离的情况下经由马达起动转动发动机且同时延迟发动机的燃料供给，直到每个发动机转速高于第一阈值转速且发动机旋转方向为正达大于阈值持续时间。
[0015]在另一示例中，控制器包括进一步的指令以用于在维持断开离合器至少部分脱离的同时，基于起动转动期间的发动机转速调节断开离合器的离合器扭矩容量，当发动机转速较低时增大离合器扭矩容量，并且当发动机转速较高时减小离合器扭矩容量。
[0016]在另一示例中，控制器包括进一步的指令，该指令用于在给发动机供应燃料之后，当发动机转速高于第二阈值转速时，完全接合断开离合器，其中第二阈值转速基于预期马达速度。
[0017]应当理解的是，以上总结被提供用于以简化的形式引入概念的选择，其中在详细的说明书中进一步描述该概念的选择。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征，该主题的范围由跟随详细描述的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或本公开的任何部分中的任何缺点的实施。
【附图说明】
[0018]当单独或参考附图时，将通过阅读在本文中被称为【具体实施方式】的实施例的示例更加完整地理解本文所描述的优点，其中:
[0019]图1为发动机的不意性图不；
[0020]图2示出混合动力电动车辆的示例动力传动系配置；
[0021]图3-4示出用于再启动混合动力电动车辆的发动机的示例方法；
[0022]图5-6示出示例发动机再启动顺序。
【具体实施方式】
[0023]提供了用于实现混动动力电动车辆中平稳的发动机再启动的方法和系统，诸如图1-2的车辆系统。在请求发动机再启动的条件期间，可经由马达起动转动发动机，其中延迟发动机燃料供给直到确认正的发动机旋转。车辆控制器经配置执行控制例程，诸如图3-4的示例例程，以便使用马达扭矩起动转动发动机，同时使在发动机和马达之间联接的断开离合器滑动。仅在确认发动机转速足够高且发动机加速度指示正的发动机旋转时，恢复发动机燃料供给。图5-6处示出了示例发动机再启动顺序。以这种方式，实现了平稳的发动机再启动。
[0024]参考图1，通过电子发动机控制器12控制内燃发动机10，该内燃发动机10包括多个汽缸，图1中示出了其中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36定位于汽缸壁中并连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动器96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99。起动器96可直接安装到发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中，起动器96可选择性地经由皮带或链条将扭矩提供给曲轴40。在一种示例中，当未被接合到发动机曲轴时，起动器96处于基础状态。
[0025]燃烧室30被示为经由相应进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。可通过进气凸轮51和排气凸轮53操作每个进气和排气门。可通过进气凸轮传感器55确定进气凸轮51的位置。可通过排气凸轮传感器57确定排气凸轮53的位置。
[0026]燃料喷射器66被示出为经定位以将燃料直接喷射到汽缸30中，这被本领域技术人员已知为直接喷射。替代性地，可将燃料喷射到进气道中，这被本领域技术人员已知为进气道喷射。燃料喷射器66递送与来自控制器12的信号脉冲宽度FPW成比例的液体燃料。通过包括燃料箱、燃料栗和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)将燃料递送到燃料喷射器66。喷射器66被供给来自驱动器68的操作电流，该驱动器68响应于控制器12。另夕卜，进气歧管44被示出为与可选择电子节气门62连通，该电子节气门62调节节流板64的位置以控制从空气进气装置42到进气歧管44的空气流。在一种示例中，高压双级燃料系统可用于生成更高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板6