混合动力电动车辆及起动发动机的方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及车辆控制领域。更具体地讲，本公开涉及一种用于控制混合动力电动车辆中的发动机起动的方法和设备。
【背景技术】
[0002]大多数机动车辆通过内燃发动机燃烧化石燃料来推进。在这种车辆中，内燃发动机必须在需要动力的任意时间运转。为此，在车辆驻车时，通常使用专门提供的电动马达来起动发动机。直至最近，普遍的是在行程开始时起动发动机并且不关闭发动机直至到达目的地。近年来，混合动力电动车辆已开始被引入市场。混合动力电动车辆能够使用内燃发动机或使用由储存在电池中的电能提供电力的牵引马达来推进车辆。混合动力车辆减少燃料消耗的一种方式是通过在马达推进车辆或车辆停车这样的阶段期间关闭发动机。当有必要或期望重新使用内燃发动机时，发动机必须再起动。通常，在车辆以电动力运行时必须再起动发动机。因为响应于驾驶员动作而经常(不是必须地)发生再起动事件，所以再起动必须比传统发动机起动更平稳。此外，一些条件要求非常快速的再起动。尽管当每次出行仅使用一次传统的起动马达时传统的起动马达具有足够的耐久性，但是如果每次混合动力电动车辆需要起动发动机时都使用传统的起动马达，则传统的起动马达可能不具有足够的可靠性。
【发明内容】
[0003]根据一个实施例，一种起动混合动力电动车辆的发动机的方法，所述方法包括:在发动机关闭时由马达推进车辆；部分地接合分离离合器，以使发动机旋转；在发动机速度朝着目标起动速度增大时，使分离离合器分离并为发动机提供燃料，然后完全地接合分离离合器。随着发动机速度朝着目标速度增大，可以以速度控制模式控制发动机，在发动机速度达到目标速度之后，可以以扭矩控制模式控制发动机。在发动机起动过程期间变矩器旁通离合器可打开或打滑。
[0004]根据另一实施例，一种起动混合动力电动车辆的发动机的方法，所述方法包括:使用马达来推进车辆，且打开变矩器；部分地接合分离离合器，以将扭矩从马达传递到发动机；然后一旦发动机速度达到马达速度则完全地接合分离离合器。在分离离合器完全地接合之后，变矩器旁通离合器可被接合。在发动机在其自身动力作用下朝着马达速度加速时，分离离合器可被分离。可选地，分离离合器可保持部分地接合，使得马达扭矩用于使发动机速度更快速地朝着马达速度增大。
[0005]根据本发明的一方面，提供一种操作混合动力电动车辆的方法，所述方法包括:当发动机不运转时，通过使用电动马达使变矩器泵轮比变矩器涡轮更快地旋转，来推进车辆；部分地接合分离离合器，以将扭矩从电动马达传递到发动机，以使发动机速度增大；当发动机速度基本上等于马达速度时完全地接合分离离合器。
[0006]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括:接合旁通离合器，以将变矩器涡轮连接到变矩器泵轮。
[0007]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括:在完全地接合分离离合器之后以扭矩控制模式控制发动机。
[0008]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括:随着发动机速度从O朝着怠速速度增大，使分离离合器分离并为发动机提供燃料。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括:在使分离离合器分离之后且在完全地接合分离离合器之前以速度控制模式控制发动机，所述速度控制模式具有基于马达速度的目标速度。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括:随着发动机速度从O朝着马达速度增大，将分离离合器的扭矩容量控制在第一值，将发动机的扭矩控制在小于第一值的第二值。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括:当发动机速度达到马达速度时，使马达扭矩减少基本上等于第一值和第二值之和的量。
[0012]根据本发明的一方面，提供一种混合动力电动车辆，所述混合动力电动车辆包括:内燃发动机；电动马达；分离离合器，被构造为将发动机选择性地连接到马达；变矩器，具有涡轮和泵轮，泵轮可驱动地连接到电动马达，涡轮可驱动地连接到车轮；控制器，被配置为:在马达推进车辆时通过部分地接合分离离合器而起动发动机，以使发动机速度增大，然后，当发动机速度基本上等于马达速度时完全地接合分离离合器。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述混合动力电动车辆还包括:变矩器旁通离合器，被构造为将涡轮选择性地连接到泵轮，其中，控制器还被配置为:在起动发动机之前使旁通离合器分离，并在完全地接合分离离合器之后接合旁通离合器。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为:随着发动机速度从O朝着怠速速度增大，使分离离合器分离并为发动机提供燃料。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为:在使分离离合器分离之后且在完全地接合分离离合器之前以速度控制模式控制发动机，所述速度控制模式具有基于马达速度的目标速度。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述控制器还包括:随着发动机速度从O朝着马达速度增大，将分离离合器的扭矩容量控制在第一值，将发动机的扭矩控制在小于第一值的第二值。
【附图说明】
[0017]图1是混合动力电动动力传动系统的示意图。
[0018]图2是示出在根据第一发动机起动方法起动发动机期间扭矩、速度和离合器压力之间的关系的一组曲线图。
[0019]图3是示出第一发动机起动方法的流程图。
[0020]图4是示出在根据第二发动机起动方法起动发动机期间扭矩、速度和离合器压力之间的关系的一组曲线图。
[0021]图5是示出第二发动机起动方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可采用多种和可替代的形式。附图不一定按照比例绘制；可夸大或最小化一些特征以显示特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能性细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式实施本实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的多个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征相结合，以产生未被明确示出或描述的实施例。示出的特征的结合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可被期望用于特定应用或实施。
[0023]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。在车辆内组件的实际布局和朝向可变化。HEV 10包括动力传动系统12。动力传动系统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包括诸如电动马达/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。
[0024]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发动机(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 18o 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可以是永磁同步马达。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的要求，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)。
[0025]分离离合器26可处于分离状态，其中，发动机14和M/G 18之间传递可以忽略的扭矩；分离离合器26可处于完全接合状态，其中，发动机14和Μ/G被限制为以相同的速度旋转；或者分离离合器26可处于部分地接合状态，其中，发动机14和Μ/G速度不同，而扭矩从较快的元件传递到较慢的元件。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与动力传动系统12的剩余部分隔离，从而M/G 18可用作用于HEV 10的唯一的驱动源。轴30延伸穿过M/G 18。M/G 18持续可驱动地连接至轴30，但是仅在分离离合器26完全接合时发动机14可驱动地连接至轴30。如果一个元件的旋转迫使另一个元件以成比例的转速旋转，则这两个旋转元件被可驱动地连接。
[0026]M/G 18经由轴30连接到变矩器22。因此，在分离离合器26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涡轮轴32的涡轮。因此，变矩器22提供位于轴30与变速器涡轮轴32之间的液压耦合。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。还可设置变矩器旁通离