专利名称：用于在钥匙接通曲柄起动事件期间控制混合动力系的操作的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于内燃发动机和混合动力系统的控制系统。
背景技术：
在该部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。已知的混合动力系结构包括扭矩产生装置，所述扭矩产生装置包括内燃发动机和例如电机的非燃烧扭矩机，其可优选地通过变速器装置将牵引扭矩传递至输出构件。一个示例性的混合动力系包括双模式复合分配的机电变速器，其利用从原动机功率源优选地为内燃发动机接收牵引扭矩的输入构件和输出构件。输出构件可操作地连接至用于机动车辆的动力传动系统，以将牵引扭矩传递至其上。电机操作为马达或发电机，并且可被控制以独立于来自内燃发动机的扭矩输入产生到变速器的扭矩输入。电机可将通过车辆动力传动系统传递的发动机机械功率和车辆动能变换成可存储在电能储存装置中的电能。控制系统监测来自车辆和操作者的各种输入，并提供动力系的操作控制，包括控制变速器操作范围状态和换档、控制扭矩产生装置和调节电能储存装置与电机之间的电功率交换，以管理变速器的包括扭矩和旋转速度的输出。已知的混合动力系统将电机操作为马达以产生扭矩，从而摇转并起动内燃发动机。这包括在正在进行的车辆操作期间执行钥匙接通(key-on)发动机起动事件和自动起动事件。钥匙接通发动机起动事件可包括冷起动，其中内燃发动机、电机和/或电能储存装置处于或接近环境温度。已知的电能储存装置的功率极限和电功率流容量在低环境温度时受抑制。已知摇转并起动内燃发动机所需扭矩的大小在较低的发动机和环境温度时增大，因而影响内燃发动机的冷起动能力。已知的内燃发动机包括具有高压燃料系统的直接燃料喷射系统。高压燃料系统可能在包括发动机摇转事件期间的低功率状况和冷环境状况下输送的加压燃料的质量方面受限制。发动机与操作状况可能需要扩展的摇转次数以获得足够的燃料压力，从而给发动机加燃料。已知的直接燃料喷射系统可采用在冷发动机起动事件期间操作的第二低压燃料泵，以获得足够给发动机加燃料的燃料压力。
发明内容
—种混合动力系包括机械地耦联至内燃发动机并经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机。一种用于起动内燃发动机的方法包括监测混合动力系的温度状态；确定与混合动力系的温度状态对应的高压蓄电池的最高放电功率极限；估计与混合动力系的温度状态相关的发动机拖曳扭矩；选择与估计的发动机拖曳扭矩相关并且可在低于高压蓄电池的最高放电功率极限时获得的优选发动机摇转速度；和控制电扭矩机，以产生足够以优选的发动机摇转速度摇转内燃发动机的马达扭矩输出的大小。
本发明提供如下方案
I.用于起动混合动力系中的内燃发动机的方法，所述混合动力系包括机械地耦联至所述内燃发动机和经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机，所述方法包括
监测所述混合动力系的温度状态；
确定所述高压蓄电池的与所述混合动力系的所述温度状态对应的最高放电功率极
限；
估计与所述混合动力系的所述温度状态相关的发动机拖曳扭矩；
选择与所述估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限时能够获得的优选发动机摇转速度；以及
控制所述电扭矩机以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的马达扭矩输出的大小。2.根据方案I所述的方法，其中控制所述电扭矩机以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭矩输出的大小包括
监测所述发动机的旋转速度；以及
适应地指令来自所述电扭矩机的所述马达扭矩输出的大小，以便响应所述发动机的所监测的旋转速度以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机。3.根据方案I所述的方法，还包括与控制所述电扭矩机一致向所述发动机输送曲柄燃料，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭矩输出的大小。4.根据方案I所述的方法，还包括控制所述电扭矩机，以允许比所述优选发动机摇转速度高的发动机速度。5.根据方案I所述的方法，还包括限制到所述电扭矩机的发动机扭矩输出，以在发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的最高充电功率极限内。6.根据方案5所述的方法，其中限制到所述电扭矩机的所述发动机扭矩输出，以在所述发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的所述最高充电功率极限内包括控制发动机火花正时和燃料喷射正时中的至少一个。7.根据方案I所述的方法，其中监测所述混合动力系的所述温度状态包括监测发动机冷却剂温度和高压蓄电池温度中的至少一个。8.根据方案I所述的方法，其中选择与所述估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限时能够获得的所述优选发动机摇转速度包括选择最高发动机摇转速度，所述最高发动机摇转速度与所述估计的发动机拖曳扭矩和低于所述闻压畜电池的所述最闻放电功率极限的放电功率相关，并且闻于与系统共振频率相关的发动机速度范围。9.用于起动混合动力系中的内燃发动机的方法，所述混合动力系包括机械地耦联至所述内燃发动机并经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机，所述方法包括
监测所述混合动力系的温度状态；
确定与所述混合动力系的所述温度状态对应的所述高压蓄电池的最高功率极限和最低功率极限；
估计与所述混合动力系的所述温度状态相关的发动机拖曳扭矩；选择与所述估计的发动机拖曳扭矩相关并且在所述高压蓄电池的所述最高功率极限和最低功率极限内能够获得的优选发动机摇转速度；以及
控制所述电扭矩机，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的马达扭矩输出的大小。10.根据方案9所述的方法，其中控制所述电扭矩机，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭矩输出的大小包括
监测所述发动机的旋转速度；以及
适应地指令来自所述电扭矩机的所述马达扭矩输出的大小，以便响应所述发动机的所监测的旋转速度以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机。11.根据方案9所述的方法，还包括与指令来自所述电扭矩机的所述马达扭矩输出的大小一致向所述发动机输送曲柄燃料，以便以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机。12.根据方案9所述的方法，还包括控制所述电扭矩机，以允许比所述优选发动机摇转速度高的发动机速度。13.根据方案9所述的方法，还包括限制到所述电扭矩机的发动机扭矩输出，以在发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的所述最低功率极限内。14.根据方案13所述的方法，其中限制到所述电扭矩机的所述发动机扭矩输出， 以在所述发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的所述最低功率极限内包括控制发动机火花正时和燃料喷射正时中的至少一个。15.根据方案9所述的方法，其中监测所述混合动力系的所述温度状态包括监测发动机冷却剂温度和高压蓄电池温度中的至少一个。16.根据方案9所述的方法，其中选择与所述估计的发动机拖曳扭矩和所述高压蓄电池的所述最高功率极限和最低功率极限相关的所述优选发动机摇转速度包括选择最高发动机摇转速度，所述最高发动机摇转速度与所述估计的发动机拖曳扭矩和低于所述高压畜电池的所述最闻放电功率极限的放电功率相关，并且闻于与系统共振频率相关的最闻发动机速度。17.用于起动混合动力系的方法，所述混合动力系包括机械地耦联至内燃发动机和经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机，所述方法包括
指令所述内燃发动机的起动；
监测发动机冷却剂温度和高压蓄电池温度中的至少一个；
确定与所监测的温度对应的所述高压蓄电池的最高放电功率极限；
估计与所监测的温度相关的发动机拖曳扭矩；
选择与所述估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限时能够获得的优选发动机摇转速度；
控制所述电扭矩机，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的马达扭矩输出的大小；
与控制所述电扭矩机一致向所述发动机输送曲柄燃料，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭输出的大小；以及
限制到所述电扭矩机的发动机扭矩输出，以在发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的最高充电功率极限内。18.根据方案17所述的方法，其中控制所述电扭矩机，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭矩输出的大小包括
监测所述发动机的旋转速度；以及
适应地指令来自所述电扭矩机的所述马达扭矩输出的大小，以便响应所述发动机的所监测的旋转速度以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机。19.根据方案17所述的方法，其中限制到所述电扭矩机的所述发动机扭矩输出， 以在所述发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的所述最高功率极限内包括控制发动机火花正时和燃料喷射正时中的至少一个。20.根据方案17所述的方法，其中选择与所述估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限时能够获得的所述优选发动机摇转速度包括选择最高发动机摇转速度，所述最高发动机摇转速度与所述估计的发动机拖曳扭矩和低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限的放电功率相关，并且高于与系统共振频率相关的发动机速度范围。
现在将参考附图作为示例描述一个或多个实施例，其中
图I示意性地示出根据本发明包括具有发动机、变速器、扭矩机和动力传动系统的混合动力系统的车辆的图示；
图2图形地示出根据本发明响应于混合动力系统的钥匙接通发动机起动命令用于执行发动机起动的发动机速度/扭矩校准；以及
图3以流程图形式图示根据本发明用于执行混合动力系统的钥匙接通发动机起动事件的控制方案。
具体实施例方式现在参考附图，其中显示仅为了图示某些示例性实施例而不是为了对其限制，图I 示意性地示出包括控制系统10、混合动力系统20和动力传动系统60的车辆100。相同的附图标记在说明中指的是相同的元件。混合动力系统20包括以下称为发动机40的内燃发动机40和机械地耦联至变速器35的(多个)扭矩机30。控制系统10经由例如包括高速通信总线18的任何合适的通信装置92与混合动力系统20的元件通信。发动机40、(多个) 扭矩机30、变速器35和动力传动系统60构造成在它们之间利用合适的机械耦联装置94例如包括输入构件32、输出构件62和轴64传递扭矩。利用合适的高压功率总线96传送高压电功率。发动机40通过燃烧过程将储存在燃料箱中的燃料转变成机械功率。发动机40是任何合适的内燃发动机，并且优选地为多缸直接燃料喷射式内燃发动机。发动机40配备有用于监测操作并输送燃料的多个致动器和感测装置，以形成燃烧充量，从而产生响应操作者扭矩请求的扭矩。在一个实施例中，发动机40构造成操作为火花点火式发动机,其中燃烧正时和相关的发动机扭矩通过使火花点燃正时提前或延迟来控制。替代地，发动机40构造成操作为压缩点火式发动机，其中燃烧正时和相关的发动机扭矩通过使燃料喷射事件的正时提前或延迟来控制。应意识到的是，存在与对应于发动机操作点的最佳燃料效率点的发动机操作相关的优选燃烧正时。在一个实施例中，该最佳燃料效率点称为最佳扭矩(MBT) 点。发动机感测装置优选地包括构造成监测冷却剂温度的温度传感器和构造成监测发动机的旋转速度的曲柄位置传感器。发动机致动器优选地包括如此配备的发动机上的燃料喷射器、气流控制器、火花点火系统、及与控制发动机操作相关以控制前述发动机状态的其他装置。如先前所描述地，这包括控制发动机操作以获得MBT点。这包括通过使火花点燃正时提前或延迟来控制燃烧正时和来自发动机40的对应扭矩输出。替代性地，这包括通过使燃料喷射事件的正时提前或延迟来控制燃烧正时和来自发动机40的对应扭矩输出。与变速器 35相关的致动器例如包括用于致动扭矩传递离合器的螺线管装置，以在例如包括固定档位操作状态和电动可变模式操作状态的特定范围状态中实现变速器的操作。高压蓄电池25储存潜在的电能，并经由逆变器27电连接至(多个)扭矩机30，以利用例如高压电功率总线96的合适构造在该高压电池25与扭矩机30之间传送电功率。高压蓄电池25是可包括多个电池、超级电容器、及构造成储存车载电能的其他装置的任何合适的电能储存装置。一个示例性的高压蓄电池25包括多个锂离子电池。高压蓄电池25优选地包括构造成监测该高压蓄电池25的操作温度的温度传感器。与高压蓄电池25相关的参数状态包括由控制系统10监测的充电状态、温度、可用电压和可用蓄电池功率。可用蓄电池功率描述蓄电池功率极限，该蓄电池功率极限包括被描述成最高充电功率和最高放电功率的最低与最高容许蓄电池功率之间的可容许范围。应意识到的是，依据能规则监测的例如充电状态(SOC)的参数或另一合适的参数测量蓄电池功率。可容许的蓄电池功率极限优选地建立在阈值电平，以防止高压蓄电池25的过充电或过放电，从而防止缩短高压蓄电池25的使用寿命的损伤。(多个)扭矩机30优选地包括电连接至逆变器27的多相电动机/发电机。(多个) 扭矩机30与逆变器27相互作用，以将储存的电能转变成机械功率，和将机械功率转变成可储存在高压蓄电池25中的电能。起源于发动机40的机械功率可经由输入构件32并利用变速器35传递至输出构件62和(多个)扭矩机30。与这样的来自发动机40的输入功率相关的操作参数包括发动机扭矩和发动机速度。来自(多个)扭矩机30的机械功率可利用变速器35传递至输出构件62和发动机 40。与这样的机械功率传递相关的操作参数包括马达扭矩和马达速度。应意识到的是，(多个)扭矩机30可构造成传递机械功率，以利用动力传递机构例如直接齿轮驱动系统和带驱动系统摇转发动机40。可经由输出构件62在变速器35与动力传动系统60之间传递机械功率。与这样的机械功率传递相关的操作参数包括输出扭矩和输出速度。动力传动系统60在一个实施例中可包括机械地耦联至轮轴64或半轴的差动齿轮装置65，所述轮轴64或半轴机械地耦联至车轮66。动力传动系统66在变速器35与路面之间传递牵引功率。控制系统10包括信号地连接至操作者接口 14的控制模块12。控制模块12包括控制方案11，以控制动力系统20的操作。控制方案11在发动机起动事件期间控制混合动力系统20的操作，并且是可执行的算法代码和校准的形式。操作者接口系统14包括车辆
8操作者通过其命令车辆100的操作的多个人/机接口装置，例如包括以使得操作者能够钥匙接通、摇转并起动发动机40的起动器开关、加速器踏板、制动器踏板和变速器范围选择器(PRNDL)。尽管控制模块12与操作者接口 14示出为单独的离散元件，但这样的例证是为了便于说明。应意识到的是，被描述成由控制模块12执行的功能可结合到例如以与控制模块12分开并不同的软件、硬件和/或专用集成电路(ASIC)和辅助电路实现的一个或多个装置中。应意识到的是，往返于控制模块12的信息传送可利用一个或多个通信路径例如通信总线18实现，所述一个或多个通信路径可包括直接连接、局域网总线和串行外围接口总线中的一个或多个。控制模块12优选地经由通信总线18信号地并且操作地连接至混合动力系统20 的单独元件。控制模块12信号地连接至高压蓄电池25、(多个)扭矩机30、发动机40、(多个)逆变器27和变速器35中的每一个的感测装置，以监测它们的操作并确定它们的参数状态。发动机40的所监测参数状态优选地包括发动机速度、发动机扭矩或负载、和温度。变速器35的所监测的参数状态优选地包括旋转速度和在多个位置处的液压压力，能从所述旋转速度和多个位置处的液压压力确定包括特定的扭矩传递离合器的应用的参数状态。(多个)扭矩机30的所监测参数状态优选地包括(多个)速度和例如电流的(多个)功率流，能从所述(多个)速度和(多个)功率流确定来自(多个)扭矩机30的(多个)马达扭矩输出的参数状态。高压蓄电池25的所监测参数状态包括蓄电池功率和蓄电池温度。控制模块12操作地连接至(多个)扭矩机30、发动机40和变速器35中的每一个的致动器，以根据以算法和校准的形式存储的所执行控制方案控制其操作。与(多个)扭矩机30相关的致动器优选地包括(多个)逆变器27。应意识到的是，(多个)逆变器27取决于操作状况以适于通过(多个)扭矩机30产生扭矩的方式变换电功率，和以适于通过(多个)扭矩机产生电功率的方式变换机械功率。应意识到的是，控制模块12控制(多个)逆变器27， 以控制高压蓄电池25与(多个)扭矩机30之间的电功率流，包括控制使高压蓄电池25放电以在(多个)扭矩机30中产生牵引功率的电流。应意识到的是，控制模块12控制(多个)逆变器27，以控制高压蓄电池25与(多个)扭矩机30之间的电功率流，包括将向(多个)扭矩机30输入的扭矩变换成为高压蓄电池25充电的电流。将向(多个)扭矩机30输入的扭矩变换以产生给高压蓄电池25充电的电流包括变换来自发动机40的发动机扭矩和来自动力传动系统60的再生制动扭矩中的一者或两者。控制模块12执行控制方案，以与控制混合动力系统20的总体操作协调控制发动机40的操作，从而管理到动力传动系统60的机械功率的传递和管理到高压蓄电池25的电流。这样的控制方案包括在获得响应操作者扭矩请求的到动力传动系统60的输出扭矩的情况下，使发动机40的操作和与高压蓄电池25相关的可容许蓄电池功率极限平衡。这包括控制发动机40的操作，以获得与峰值相关的优选发动机速度或以其他优选的效率。响应于到起动机开关的操作者输入，例如当操作者首先进入车辆以开始行程时， 执行钥匙接通发动机起动事件。应意识到的是，钥匙接通发动机起动事件包括远程起动事件及其他类似的操作。控制系统10控制(多个)扭矩机30，以直接地或经由变速器35传递机械功率，从而摇转发动机40。应意识到的是，钥匙接通发动机起动事件包括执行与摇转、 加燃料和点火发动机40相关的其他发动机控制功能。图2图形地示出发动机速度/扭矩校准108，其用于响应于混合动力系统的钥匙接通发动机起动命令例如参考图I所描述的混合动力系统20的发动机40,执行发动机起动。 图形地描绘发动机速度/扭矩校准108，其中扭矩(以N-m为单位)示出在竖轴(105)上和速度(以RPM为单位)在水平轴(115)上示出。考虑高压蓄电池25的功率极限和包括发动机40与(多个)扭矩机30的混合动力系统20的操作，发动机速度/扭矩校准108可用于选择与估计的发动机拖曳扭矩相关的优选发动机摇转速度。如所描绘地，放电和在(多个)扭矩机30中产生的扭矩被描绘成大于零即正的。类似地，消耗以使发动机40旋转的扭矩同样被描绘成大于零即正的。如所描绘地，放电和在 (多个)扭矩机30中吸收的扭矩被描绘成小于零即负的。类似地，由发动机40产生的扭矩同样被描绘成小于零即负的。建立蓄电池功率极限，以防止高压蓄电池25的过充电或过放电，并且蓄电池功率极限以最高放电功率极限104和最高充电功率极限102的形式示出。基于高压蓄电池25的温度和熟练的从业者所意识到的其他因素确定最高放电功率极限104 和最高充电功率极限102。影响优选发动机摇转速度的其他因素包括分别地最高系统共振频率160和最低系统共振频率150，所述最高系统共振频率160和最低系统共振频率150包括在高发动机速度与低发动机速度之间的发动机速度范围，在该发动机速度范围上优选的是发动机40不在延伸的时间段操作，以便防止动力传动系统中不能接受的发动机引起的振动水平。另一限制包括最大曲柄扭矩106，其指示(多个)扭矩机30使发动机40旋转的最大扭矩输出能力。存在对预期的发动机扭矩110和指令的发动机扭矩112的限制。最闻放电功率极限104和最闻充电功率极限102、分别地最闻和最低系统共振频率160和150、以及使发动机40旋转的最大曲柄扭矩106限制发动机摇转速度的速度与扭矩操作范围，并用于限定优选的发动机摇转速度校准108。优选的发动机摇转速度校准108 包括多个最高发动机摇转速度状态，所述多个最高发动机摇转速度状态与发动机拖曳扭矩范围相关并在包括最高放电功率极限104和最高充电功率极限102的蓄电池功率极限内， 和在包括分别地最闻和最低系统共振频率160和150的系统共振频率外。可存在分别与不同的操作温度相关的单一或多个优选的发动机摇转速度校准。(多个)优选的发动机摇转速度校准可包括与摇转扭矩状态相关的发动机摇转速度状态的(多个)阵列，其可被预校准并存储在控制模块12中，以便在正在进行的车辆操作期间使用。发动机拖曳扭矩是克服发动机摩擦、气缸压缩、气门关闭弹簧力及影响非点燃发动机的旋转的其他阻力源所需的施加扭矩大小，并且可随发动机速度而变化。如本领域的技术人员所意识到地，发动机拖曳扭矩的大小可与发动机温度及其他因素相关连。在一个实施例中，利用可在控制模块12中执行的扭矩模型估计发动机拖曳扭矩。替代性地，可利用直接的扭矩测量或另一合适的机构在发动机摇转事件期间直接测量或以另外的方式确定发动机拖曳扭矩。元素120和130描绘了在全部前述动力系操作约束内的操作点。在比所描绘的操作速度高的发动机速度时的动力系统的操作需要某种形式的扭矩缓和，以限制通过(多个) 扭矩器30反应并储存在高压蓄电池25中的所产生扭矩的大小。这可包括使火花点火正时延迟或使燃料喷射事件的正时延迟，以允许在降低的发动机扭矩输出时的发动机操作，直到高压蓄电池25的温度加温到足以允许容许的蓄电池功率极限提高为止。元素140描绘了如下操作点，其获得前述发动机操作约束，但违犯最高放电功率极限104，并因而对于发动机起动是不可接受的动力操作状态。
图3以流程图形式图示在控制模块12中执行的控制方案11，其与响应于钥匙接通发动机起动事件(210)起动混合动力系统的内燃发动机例如参考图I所描述的混合动力系统20的内燃发动机40相关。钥匙接通发动机起动事件包括监测发动机40和优选地高压蓄电池25的温度(211)。监测发动机40的温度可包括监测冷却剂温度或指示发动机温度的另一合适的参数。监测高压蓄电池25的温度优选地包括监测来自温度传感器的输入。以与闻压畜电池25相关的最闻放电功率极限104和最闻充电功率极限102的形式的蓄电池功率极限对应于高压蓄电池25的监测温度(212)。在一个实施例中，存在存储于存储装置中用于钥匙接通发动机起动事件期间的检索的最高放电功率极限104和最高充电功率极限102的状态阵列和相关的温度阵列。应意识到的是，其他的系统和部件温度可被监测并且用作高压蓄电池25的监测温度的替代。基于发动机40的所监测的温度确定发动机拖曳扭矩的大小(214)。选择优选的发动机摇转速度(216)。相对于包括最高放电功率极限104和最高充电功率极限102的蓄电池功率极限、发动机拖曳扭矩的大小、及与参考图2提出的发动机速度/扭矩校准108所描述的混合动力系100的总体操作相关的其他信息选择优选的发动机摇转速度。选择的优选发动机摇转速度是在不违犯高压蓄电池25的当前温度时的蓄电池功率极限的情况下、在克服发动机拖曳扭矩的同时可获得的最高发动机摇转速度。控制逆变器27，以向(多个)扭矩机30传送足够大小的电功率，从而由(多个)扭矩机30产生马达扭矩输出，所述马达扭矩输出克服发动机拖曳扭矩并使发动机40优选地以在前述步骤即步骤216中选择的优选发动机摇转速度旋转。如此配备的系统上的曲柄燃料和火花点火在优选地与发动机摇转的起动一致的发动机摇转期间被输送至发动机 40(218)。本领域的技术人员能够确定必需的燃料质量和火花点火正时。在发动机摇转期间监测发动机速度(220)。在发动机摇转期间，适应地控制来自扭矩机30的马达扭矩的大小，以获得优选的发动机摇转速度(222)。该操作优选地包括利用来自监测的发动机速度的反馈，以控制逆变器27，从而控制到扭矩机30的功率流。在发动机摇转期间，控制(多个)扭矩机30，以允许发动机速度提高至高于优选的发动机摇转速度的速度(如当发动机速度在发动机点火的时候突然加剧时可出现)(224)。 (多个)扭矩机30的这种操作是暂时的，并考虑了高压蓄电池25的蓄电池功率极限。这样， 在发动机摇转期间，如果这种操作导致违犯高压蓄电池25的蓄电池功率极限，则不以电功率生成模式控制扭矩机30以在发动机摇转期间限制速度。在发动机摇转和随后的发动机操作期间，控制发动机40和(多个)扭矩机30，以管理到扭矩机30的发动机扭矩输出(226)。发动机40的这种操作意在防止导致高压蓄电池 25的过充电的电功率的产生。控制在点火之后的发动机操作，以限制发动机扭矩，包括限制如分别由高压蓄电池25的最高和最低功率极限104、102抑制通过(多个)扭矩机30可反应的发动机扭矩的大小。相对于高压蓄电池25的操作温度继续限制高压蓄电池25的蓄电池功率极限。这样，必须通过控制发动机输出扭矩来限制通过(多个)扭矩机30反应并储存在高压蓄电池25中的产生扭矩的大小。这包括使火花点火正时延迟或使燃料喷射事件的正时延迟，以允许在降低的发动机扭矩输出时的发动机操作，直到高压蓄电池25的温度加温到足以允许容许的蓄电池功率极限提高为止。
控制方案11的执行允许考虑可用蓄电池功率、发动机拖曳扭矩及其他状况的钥匙接通发动机起动事件，并允许扩充的已用摇转次数，以实现发动机起动。本发明已描述了某些优选的实施例及所述某些优选实施例的变型。本领域的技术人员在阅读和理解说明书时可想到另外的变型和变更。因此，本发明不应局限于作为设想用于实施本发明的最佳模式而公开的特定实施例，而是本发明应包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
权利要求
1.用于起动混合动力系中的内燃发动机的方法，所述混合动力系包括机械地耦联至所述内燃发动机和经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机，所述方法包括监测所述混合动力系的温度状态；确定所述高压蓄电池的与所述混合动力系的所述温度状态对应的最高放电功率极限；估计与所述混合动力系的所述温度状态相关的发动机拖曳扭矩；选择与所估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限时能够获得的优选发动机摇转速度；以及控制所述电扭矩机以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的马达扭矩输出的大小。
2.根据权利要求I所述的方法，其中控制所述电扭矩机以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭矩输出的大小包括监测所述发动机的旋转速度；以及适应地指令来自所述电扭矩机的所述马达扭矩输出的大小，以便响应所述发动机的所监测的旋转速度以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机。
3.根据权利要求I所述的方法，还包括与控制所述电扭矩机一致向所述发动机输送曲柄燃料，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭矩输出的大小。
4.根据权利要求I所述的方法，还包括控制所述电扭矩机，以允许比所述优选发动机摇转速度高的发动机速度。
5.根据权利要求I所述的方法，还包括限制到所述电扭矩机的发动机扭矩输出，以在发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的最高充电功率极限内。
6.根据权利要求5所述的方法，其中限制到所述电扭矩机的所述发动机扭矩输出，以在所述发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的所述最高充电功率极限内包括控制发动机火花正时和燃料喷射正时中的至少一个。
7.根据权利要求I所述的方法，其中监测所述混合动力系的所述温度状态包括监测发动机冷却剂温度和高压蓄电池温度中的至少一个。
8.根据权利要求I所述的方法，其中选择与所述估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限时能够获得的所述优选发动机摇转速度包括选择最高发动机摇转速度，所述最高发动机摇转速度与所述估计的发动机拖曳扭矩和低于所述闻压畜电池的所述最闻放电功率极限的放电功率相关，并且闻于与系统共振频率相关的发动机速度范围。
9.用于起动混合动力系中的内燃发动机的方法，所述混合动力系包括机械地耦联至所述内燃发动机并经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机，所述方法包括监测所述混合动力系的温度状态；确定与所述混合动力系的所述温度状态对应的所述高压蓄电池的最高功率极限和最低功率极限；估计与所述混合动力系的所述温度状态相关的发动机拖曳扭矩；选择与所估计的发动机拖曳扭矩相关并且在所述高压蓄电池的所述最高功率极限和最低功率极限内能够获得的优选发动机摇转速度；以及控制所述电扭矩机，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的马达扭矩输出的大小。
10.用于起动混合动力系的方法，所述混合动力系包括机械地耦联至内燃发动机和经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机，所述方法包括指令所述内燃发动机的起动；监测发动机冷却剂温度和高压蓄电池温度中的至少一个；确定与所监测的温度对应的所述高压蓄电池的最高放电功率极限；估计与所监测的温度相关的发动机拖曳扭矩；选择与所估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限时能够获得的优选发动机摇转速度；控制所述电扭矩机，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的马达扭矩输出的大小；与控制所述电扭矩机一致向所述发动机输送曲柄燃料，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭输出的大小；以及限制到所述电扭矩机的发动机扭矩输出，以在发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的最高充电功率极限内。
全文摘要
本发明涉及用于在钥匙接通曲柄起动事件期间控制混合动力系的操作的方法和设备，具体地，一种起动具有机械地耦联至内燃机的混合动力系中的内燃机的方法包括监测混合动力系的温度状态；确定与混合动力系的温度状态对应的高压蓄电池的最高放电功率极限；估计与混合动力系的温度状态相关的发动机拖曳扭矩；选择与估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于高压蓄电池的最高放电功率极限时可获得的优选发动机摇转速度；以及控制电扭矩机以产生足够以优选发动机摇转速度摇转内燃机的马达扭矩输出的大小。
文档编号B60W20/00GK102582612SQ20121000279
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者K.J.史密斯, R.T.施温克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司