用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法和设备与流程

本申请要求于2017年11月14日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0151529的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本公开涉及一种轻度混合动力电动车辆。更特别地，本发明涉及一种用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法和设备。

背景技术：

如本领域所公知，混合动力电动车辆同时使用内燃发动机和电池电源。混合动力电动车辆有效地组合内燃发动机的扭矩和电机的扭矩。

根据发动机和电机之间的动力分配比例，混合动力电动车辆可以被划分为重度型和轻度型。在轻度型混合动力电动车辆(在下文中被称为轻度混合动力电动车辆)的情况下，使用被配置成根据发动机的输出起动发动机或发电的轻度混合动力起动机和发电机(mhsg)来代替交流发电机。在重度型混合动力电动车辆的情况下，除了被配置成起动发动机或发电的集成起动机和发电机(isg)之外，还使用用于产生驱动扭矩的驱动电机。

本部分的公开是提供本发明的背景技术。申请人注意到本部分可能包含本申请之前可用的信息。然而，通过提供本部分，申请人不承认本部分中包含的任何信息构成现有技术。

技术实现要素：

mhsg可以根据车辆的行驶状态辅助发动机的扭矩，并且可以通过再生制动对电池(例如，48v电池)充电。因此，轻度混合动力电动车辆的燃料效率可以得到改善。

如图5所示，为了起动混合动力电动车辆中的发动机，发动机的rpm被增大到目标rpm。发动机的转速达到目标rpm的时间根据发动机的劣化而增大(t1→t2)，并且驾驶员感觉到起动性能的劣化。

本公开致力于提供一种具有保持发动机的起动性能的优点的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法和设备。

根据本发明的示例性实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法可以包括：当满足发动机的起动条件时，操作轻度混合动力起动机和发电机(mhsg)以执行发动机起动操作；当发动机的转速达到目标rpm时，计算发动机的老化因子；计算老化因子的移动平均值；确定老化因子的移动平均值是否处于第一参考值和第二参考值之间；以及当老化因子的移动平均值处于第一参考值和第二参考值之间时，增大mhsg的起动扭矩。

老化因子可以通过等式来计算，其中，st是目标rpm并且δt是发动机的转速达到目标rpm的时间。

老化因子的平均值可以通过等式来计算，其中fk-n+i是第(k-n+i)起动条件处的老化因子并且wfi是第i权重值。

可以基于老化因子的移动平均值与第二参考值之间的差值来确定mhsg的起动扭矩的增量。

方法可以进一步包括当老化因子的移动平均值小于第二参考值时，显示指示发动机的起动性能劣化的警告灯或警告消息。

根据本发明的示例性实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的设备可以包括：轻度混合动力起动机和发电机(mhsg)，根据发动机的输出起动发动机或发电；发动机转速传感器，检测发动机的转速；以及控制器，基于发动机的转速来控制mhsg的操作，其中控制器可以在满足发动机的起动条件时执行发动机起动操作，当发动机的转速达到目标rpm时计算发动机的老化因子，计算老化因子的移动平均值，并且在老化因子的移动平均值处于第一参考值和第二参考值之间时增加mhsg的起动扭矩。

老化因子可以通过等式来计算，其中，st是目标rpm，δt是发动机的转速达到目标rpm的时间。

老化因子的平均值可以通过等式来计算，其中fk-n+i是第(k-n+i)起动条件处的老化因子并且wfi是第i权重值。

控制器可以基于老化因子的移动平均值与第二参考值之间的差值来确定mhsg的起动扭矩的增量。

当老化因子的移动平均值小于第二参考值时，控制器可以显示指示发动机的起动性能劣化的警告灯或警告消息。

根据本发明的示例性实施例，可以保持发动机的起动性能。

另外，当发动机的起动性能过度劣化时，驾驶员可以通过警告灯或警告消息识别维修的必要性。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的轻度混合动力电动车辆的框图。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的设备的框图。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法的流程图。

图4是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法的曲线图。

图5是用于说明根据现有技术的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法的曲线图。

<附图标记>

10：发动机20：变速器

30：mhsg40：电池

50：差速器设备60：车轮

70：点火开关80：发动机转速传感器

90：控制器100：显示装置

具体实施方式

在以下详细描述中，将参照其中示出本发明的实施例的附图更全面地描述本发明的实施例。然而，本发明不限于本文描述的实施例，并且可以以各种不同的方式修改。

为了清楚地描述本发明的实施例，省略与描述无关的部件，并且相同的附图标记在整个说明书中指代相同或相似的元件。

由于为了便于描述而任意地示出附图中的每个部件，因此本发明并不特别限定于附图所示的部件。

本发明的一个方面提供一种用于控制混合动力电动车辆的起动机(起动机/发电机，mhsg)以起动车辆的内燃发动机的方法和系统。

在实施例中，车辆的至少一个控制器使用发动机转速传感器80从驾驶员的起动发动机的命令开始(t＝0)监控发动机的rpm。控制器将在每次起动发动机期间的发动机rpm曲线存储在存储器中。控制器计算在每次起动发动机期间达到预定目标rpm的第一时间(δt，图4)，并且确定达到目标rpm的第一时间处于期望的范围内。随后，当确定第一时间大于期望范围的预定上限时，控制器增大起动机/发电机的目标发动机起动扭矩，使得在下一次起动时，发动机以比当前起动更快速地并且比期望范围的上限更快速地达到目标rpm。

在实施例中，控制器使用以下两种不同的目标发动机起动扭矩来控制起动机/电机：用于冷起动(当发动机的温度低于预定参考值时或者在从发动机的最后运转开始的预定时间之后起动发动机)的第一目标发动机起动扭矩；以及用于热起动(当发动机的温度大于预定参考时起动发动机，或者当混合动力车辆使用电机/发电机滑行或驱动时起动)的第二目标发动机起动扭矩。在实施例中，为了调整用于冷起动的目标发动机起动扭矩，控制器仅考虑来自先前冷起动的数据，并且不考虑先前热起动的数据。在实施例中，控制器不会收集数据或计算从热起动达到目标rpm的时间。

在实施例中，为了调整起动机/发电机的目标发动机起动扭矩，控制器考虑预定数量的先前起动的发动机rpm曲线(或延迟以达到目标rpm)。在实施例中，为了确定达到目标rpm的时间是否在期望的范围内，控制器基于最近十个先前起动来计算指数(老化因子)。在实施例中，控制器使用指定用于达到目标rpm的延迟的目标发动机起动扭矩的预定计算表来计算目标发动机起动扭矩的增加。

图1是根据本发明的实施例的轻度混合动力电动车辆的框图。

如图1所示，根据本发明的实施例的轻度混合动力电动车辆包括发动机10、变速器20，轻度混合动力起动机和发电机(mhsg)30、电池40、差速器设备50以及车轮60。

发动机10燃烧燃料和空气以将化学能转化为机械能，并且诸如汽油发动机和柴油发动机的各种发动机可以用作发动机10。

对于轻度混合动力电动车辆的扭矩传递，从发动机10产生的扭矩被传输到变速器20的输入轴，并且从变速器20的输出轴输出的扭矩经由差速器设备被传输到轴。轴使车轮60旋转，使得轻度混合动力电动车辆通过从发动机10产生的扭矩而行驶。

mhsg30将电能转换成机械能或者将机械能转换成电能。mhsg30根据发动机10的输出起动发动机10或发电。另外，mhsg30可以辅助发动机10的扭矩。发动机10的扭矩可以被用作主扭矩，并且mhsg30的扭矩可以被用作辅助扭矩。发动机10和mhsg30可以通过皮带32彼此连接。

电池40可以将电力供给到mhsg30，并且可以通过由mhsg30回收的电力来充电。电池40可以是48v电池。轻度混合动力电动车辆可以进一步包括将从电池40供给的电压转换成低电压的低电压电池dc-dc转换器(ldc)以及将低电压供给到电气负载(例如，头灯和空调)的低电压电池(例如，12v电池)。

图2是示出根据本发明的实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的设备的框图。

如图2所示，根据本发明的实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的设备可以包括点火开关70、发动机转速传感器80、控制器90、轻度混合动力起动机和发电机(mhsg)30以及显示装置100。

点火开关72可以包括多个接触点。多个接触点可以包括off接触点、acc接触点、on接触点和start接触点。当选择off接触点时，关闭发动机10。当选择acc接触点时，可以使用诸如无线电的附属装置。当选择on接触点时，可以使用利用电池50的电压的电子装置。当选择start接触点时，起动发动机10。可以通过起动键或起动按钮来选择点火开关70的接触点。

发动机转速传感器80检测发动机10的转速，并且将对应于发动机10的转速的信号传输到控制器90。发动机转速传感器80可以基于曲轴的相位变化来检测发动机10的转速。

控制器90可以基于点火开关70和发动机转速传感器80的信号来控制mhsg30和显示装置100的操作。控制器90可以利用由预定程序执行的一个或多个处理器来实施，并且预定程序可以包括用于执行根据本发明的实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法中包括的每个步骤的一系列命令。

显示装置100可以显示由控制器90处理的信息。显示装置100可以是组合仪表装置或音频-视频-导航(avn)装置的部件。控制器90可以操作显示装置100以显示指示发动机10的起动性能劣化的警告灯或警告消息。

图3是示出根据本发明的实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法的流程图，并且图4是用于说明根据本发明的实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法的曲线图。

参照图3和图4，根据本发明的实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法可以从在步骤s100处确定是否满足发动机10的起动条件开始。当选择start接触点时，可以满足发动机10的起动条件。另外，如果怠速停止和行驶(isg)系统被应用于轻度混合动力电动车辆，则当发动机10重新起动时可以满足起动条件。

当在步骤s100处不满足发动机10的起动条件时，控制器90结束根据本发明的实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法。

当在步骤s100处满足发动机10的起动条件时，在步骤s110处，控制器90操作mhsg30以执行发动机起动操作。详细地，控制器90可以操作mhsg30以产生预定的起动扭矩，使得发动机10的转速增大到目标rpmst。此后，控制器90使用燃料的燃烧产生发动机扭矩。

当发动机10的转速达到目标rpmst时，在步骤s120处，控制器90计算发动机10的老化因子。

老化因子f可以通过以下等式来计算。

其中，st是目标rpm，δt是发动机10的转速到达目标rpm的时间。随着老化因子减小，起动发动机10的时间增大。

在步骤s130处，控制器90可以基于最近的n个老化因子fk至fk-n+1和n个权重值wf1至wfn来计算当前起动条件(第k起动条件)处的老化因子的移动平均值mafk。n可以是10。老化因子的移动平均值mafk可以通过以下等式来计算。

其中，fk-n+i是第(k-n+i)起动条件处的老化因子并且wfi是第i权重值。

n个权重值wf1至wfn的总和为1，并且第i权重值可以等于或小于第(i+1)权重值(即，wfi≤wfi+1)。第(i+1)权重值被设定为等于或大于第i权重值，并且因此最近的老化因子对移动平均值mafk影响最大。

在步骤s140至步骤s150处，控制器90确定老化因子的移动平均值是否处于第一参考值和第二参考值之间。

在步骤s140处，控制器90将老化因子的移动平均值与第一参考值进行比较。本领域的普通技术人员可以设置第一参考值以确定是否满足目标起动性能。

在步骤s140处，当老化因子的移动平均值等于或大于第一参考值时，控制器90结束根据本发明的实施例的用于起动轻度混合动力电动车辆的发动机的方法。此后，当满足下一个起动条件时，控制器90可以操作mhsg30以产生与当前起动条件相同的起动扭矩。

在步骤s140处，当老化因子的移动平均值小于第一参考值时，在步骤s150处，控制器90将老化因子的移动平均值与第二参考值进行比较。本领域的普通技术人员可以设置第二参考值以确定发动机10的起动性能是否过度劣化。

在步骤s150处，当老化因子的移动平均值小于第二参考值时，在步骤s160处，控制器90可以操作显示装置100以显示指示发动机10的起动性能劣化的警告灯或警告消息。

在步骤s150处，当老化因子的移动平均值等于或大于第二参考值时，在步骤s170处，控制器90增大mhsg30的起动扭矩。可以基于老化因子的移动平均值与第二参考值之间的差值来确定mhsg30的起动扭矩的增量。换言之，随着差值增大，控制器90可以增大mhsg30的起动扭矩的增量。由于mhsg30的起动扭矩增大，因此发动机10的转速达到目标rpm的时间可以在发动机10的下一次起动时减小。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，可以保持发动机的起动性能。另外，当发动机10的起动性能过度劣化时，驾驶员可以通过警告灯或警告消息意识到维修的必要性。

结合本文公开的实施例描述的逻辑块、模块或单元可以由具有至少一个处理器、至少一个存储器和至少一个通信接口的计算装置来实施或执行。结合本文公开的实施例描述的方法、进程或算法的元件可以直接以硬件、由至少一个处理器执行的软件模块或两者的组合来实现。可以将用于实施结合本文公开的实施例描述的方法、进程或算法的计算机可执行指令存储在非暂时性计算机可读存储介质中。

虽然已经结合某些实施例描述本发明，将理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是，相反地，旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。