用于起動發(fā)動機的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書涉及用于發(fā)動機重起動期間的改善的發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制的系統(tǒng)和方法。在混合動力電動車輛中，該發(fā)動機可以被選擇性地連接至電動機和變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動力電動車輛(HEV)利用內(nèi)燃發(fā)動機與電動馬達的組合來提供推進車輛所需要的動力。相對于只有內(nèi)燃發(fā)動機的車輛，這種布置提供改善的燃料經(jīng)濟性，這部分歸因于發(fā)動機在發(fā)動機無效運行或以其他方式不需要來推進車輛的時間期間被關(guān)閉。在這些情況期間，車輛被從發(fā)動機模式轉(zhuǎn)變到電動模式，在電動模式中電動馬達被用于提供推進車輛所需的所有動力。當(dāng)駕駛員需求功率增加使得電動馬達不能再提供滿足該需求的足夠動力時，或者如果電池電荷狀態(tài)(S0C)下降到低于某一水平時，發(fā)動機被重起動。然后車輛推進從電動模式轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)動機模式。
[0003]Tulpule等人在US 20140088805中公開了一種實現(xiàn)HEV動力傳動系系統(tǒng)內(nèi)的平穩(wěn)的發(fā)動機重起動的方法。其中，分離式離合器被設(shè)置在發(fā)動機和馬達之間，其可操作以便將發(fā)動機從馬達斷開。在發(fā)動機重起動期間，分離式離合器被脫離，以使發(fā)動機能夠被供應(yīng)燃料以獲得與馬達轉(zhuǎn)速匹配的轉(zhuǎn)速。然后，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速匹配馬達轉(zhuǎn)速時，分離式離合器被接合，以將發(fā)動機和馬達連接至驅(qū)動軸來滿足駕駛者扭矩需求。在由Sah等在US 20120323418中公開的另一示例中，當(dāng)即將接合的離合器(oncoming clutch)被激活(activated)或即將脫離的離合器(outgoing clutch)被停用(deactivated)時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速器輸入速度被同步。
[0004]然而，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到這種方法存在的潛在問題。如果在發(fā)動機起動期間駕駛員需要扭矩，那么很難提供足夠的扭矩(例如，來自馬達)來滿足駕駛員需求以及起動發(fā)動機。如果馬達扭矩被用來滿足駕駛員需求，那么發(fā)動機起動會被延遲，從而降低發(fā)動機加速。當(dāng)車輛駕駛員用力踩加速器踏板以從靜止?fàn)顟B(tài)發(fā)動車輛時，發(fā)動機的性能可能會特別遲鈍。如果馬達扭矩被用來起動發(fā)動機，那么駕駛員需求可能不會被及時滿足，從而降低操作者的駕駛體驗。另外，由于由操作者扭矩需求的變化造成的馬達轉(zhuǎn)速的連續(xù)改變，發(fā)動機控制器可能難以預(yù)測關(guān)閉分離式離合器和實現(xiàn)從電動模式轉(zhuǎn)變到混合模式的目標(biāo)同步馬達轉(zhuǎn)速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明者已經(jīng)認(rèn)識到這些問題并且開發(fā)出一種用于混合動力車輛的方法和改善的發(fā)動機重起動的方法。在一個不例中，一種傳動系方法包括:關(guān)閉傳動系分離式離合器，以起動發(fā)動機；以及在第一燃燒事件之后，響應(yīng)于加速器踏板位置和馬達轉(zhuǎn)速中的每個調(diào)整發(fā)動機扭矩。以此方式，可以在發(fā)動機起轉(zhuǎn)期間基于加速器踏板位置來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以加快發(fā)動機重起動，并且能夠較早地轉(zhuǎn)換到使用發(fā)動機扭矩的車輛推進。
[0006]作為示例，當(dāng)車輛經(jīng)由來自電動馬達的馬達扭矩推進時，可以接收發(fā)動機重起動請求。發(fā)動機重起動可以響應(yīng)于車輛操作者的用力踩加速器踏板來請求。因此，發(fā)動機可以進入發(fā)動機重起動操作的第一階段，在該第一階段中發(fā)動機經(jīng)由電動馬達且未被供應(yīng)燃料地來起動轉(zhuǎn)動，其中耦接在發(fā)動機和馬達之間的分離式離合器至少部分打開。分離式離合器的扭矩容量在第一階段可以被調(diào)整，從而提供足夠的扭矩來克服發(fā)動機的壓縮制動扭矩并起動轉(zhuǎn)動發(fā)動機。馬達扭矩在起動轉(zhuǎn)動期間可以被瞬時提升，從而提供足夠的扭矩用于發(fā)動機起動轉(zhuǎn)動和同時進行的車輛推進。在起動轉(zhuǎn)動之后，發(fā)動機可以進入重起動操作的第二階段，在該階段中發(fā)動機燃料供應(yīng)和汽缸燃燒被恢復(fù)，并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速基于馬達轉(zhuǎn)速和加速器踏板位置被控制，以在給定工況下提供最大的可能扭矩。在此，發(fā)動機轉(zhuǎn)速被控制到目標(biāo)同步轉(zhuǎn)速，該目標(biāo)同步轉(zhuǎn)速對應(yīng)于當(dāng)前馬達轉(zhuǎn)速或斷開分離式離合器時的預(yù)測馬達轉(zhuǎn)速。另外，發(fā)動機轉(zhuǎn)速進一步基于加速器踏板位置(或駕駛員扭矩需求)來控制，從而在給定發(fā)動機轉(zhuǎn)速下提供最大發(fā)動機扭矩，以盡可能快地將發(fā)動機加速到目標(biāo)同步轉(zhuǎn)速，并且同時準(zhǔn)備用于在發(fā)動機連接到傳動系之后傳送扭矩的發(fā)動機空氣路徑。當(dāng)分離式離合器被保持部分?jǐn)嚅_時，使用對發(fā)動機燃料供應(yīng)、點火正時和節(jié)氣門位置的調(diào)整來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速接近馬達轉(zhuǎn)速時(同時仍然低于馬達轉(zhuǎn)速)，發(fā)動機進入重起動操作的第三階段，在該階段中分離式離合器被逐步地結(jié)合。其中，發(fā)動機扭矩被降低到低于分離式離合器容量，以便發(fā)動機能夠在不超過目標(biāo)轉(zhuǎn)速的情況下繼續(xù)加速到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速匹配同步轉(zhuǎn)速時，分離式離合器可以被關(guān)閉，并且車輛可以被轉(zhuǎn)換到只使用發(fā)動機扭矩來推進。
[0007]以此方式，在混合動力電動車輛內(nèi)的發(fā)動機重起動(例如，當(dāng)操作者正在踩加速器踏板時執(zhí)行的那些發(fā)動機重起動)的質(zhì)量可以被改善。通過在發(fā)動機重起動的起轉(zhuǎn)階段期間至少基于加速器踏板位置來控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以被更快地提升到目標(biāo)同步轉(zhuǎn)速，同時可以更好地準(zhǔn)備發(fā)動機的空氣路徑以便于在分離式離合器接合之后的提高的發(fā)動機扭矩傳送。通過在分離式離合器接合之前和接合期間瞬時降低即時發(fā)動機扭矩，NVH問題和與目標(biāo)同步轉(zhuǎn)速的超出(overshooting)(或不足(undershooting))有關(guān)的傳動系扭矩干擾可以被降低。總之，更快的發(fā)動機重起動和到使用發(fā)動機扭矩的車輛推進的轉(zhuǎn)換被實現(xiàn)，允許加快的發(fā)動機加速和車輛發(fā)動。
[0008]在另一示例中，一種用于混合動力車輛的方法包括:在發(fā)動機重起動期間，使用馬達扭矩起動轉(zhuǎn)動發(fā)動機，其中連接在發(fā)動機和馬達之間的分離式離合器至少部分打開；以及當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速朝向目標(biāo)同步馬達轉(zhuǎn)速升高時，調(diào)整分離式離合器的離合器容量；和基于加速器踏板位置和馬達轉(zhuǎn)速中的每一個來調(diào)整發(fā)動機扭矩。
[0009]在另一示例中，使用馬達扭矩起動轉(zhuǎn)動發(fā)動機包括基于加速器踏板位置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來增加馬達扭矩，以未供應(yīng)燃料地將發(fā)動機起動轉(zhuǎn)動到第一轉(zhuǎn)速，然后供應(yīng)燃料地將發(fā)動機起動轉(zhuǎn)動到目標(biāo)同步馬達轉(zhuǎn)速。
[0010]在另一示例中，該方法進一步包括當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速匹配目標(biāo)同步馬達轉(zhuǎn)速時，完全關(guān)閉分離式離合器，以及隨后使用發(fā)動機扭矩和馬達扭矩的組合來推進車輛。
[0011 ] 在另一示例中，調(diào)整分離式離合器的離合器容量包括，在第一階段期間，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速被提升到第一轉(zhuǎn)速時，增加分離式離合器的離合器容量，以經(jīng)由馬達扭矩未供應(yīng)燃料地起動轉(zhuǎn)動發(fā)動機；在第一階段之后的第二階段期間，在將發(fā)動機轉(zhuǎn)速從第一轉(zhuǎn)速提升到目標(biāo)同步轉(zhuǎn)速的閾值之內(nèi)時，基于相對于馬達轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低分離式離合器的離合器容量；以及在第二階段之后的第三階段期間，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速位于目標(biāo)同步馬達轉(zhuǎn)速的閾值之內(nèi)以后，增加分離式離合器的離合器容量，以完全關(guān)閉分離式離合器。
[0012]在另一示例中，基于加速器踏板位置和馬達轉(zhuǎn)速中的每個來調(diào)整發(fā)動機扭矩包括，在第二階段期間，基于加速器踏板位置將基礎(chǔ)發(fā)動機扭矩增加到超過扭矩需求，以及基于相對于馬達轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，進一步增加瞬時發(fā)動機扭矩；以及在第三階段期間，基于加速器踏板位置和電池充電扭矩降低基礎(chǔ)發(fā)動機扭矩以滿足扭矩需求，同時基于分離式離合器容量進一步降低瞬時發(fā)動機扭矩。
[0013]在另一示例中，增加基礎(chǔ)扭矩包括增大節(jié)氣門開口同時增加火花延遲，并且其中降低基礎(chǔ)扭矩包括減小節(jié)氣門開口。
[0014]在另一示例中，提供一種混合動力車輛系統(tǒng)。混合動力車輛系統(tǒng)包括:發(fā)動機；電動馬達；在傳動系中連接在發(fā)動機和馬達之間的分離式離合器；用于接收駕駛員扭矩需求的加速器踏板；連接至馬達下游的傳動系的車輪；和具有配置在非暫時性存儲器上的計算機可讀指令的控制器，該指令用于:響應(yīng)于踩加速器踏板，增加馬達扭矩以滿足駕駛員扭矩需求，并未供應(yīng)燃料地將發(fā)動機起動轉(zhuǎn)動到第一轉(zhuǎn)速，其中分離式離合器部分接合；在發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于第一轉(zhuǎn)速之后，對發(fā)動機供應(yīng)燃料同時降低離合器容量，并且將發(fā)動機扭矩增加到超過駕駛員扭矩需求并且將發(fā)動機轉(zhuǎn)速提升到目標(biāo)同步馬達轉(zhuǎn)速的閾值之內(nèi)；以及當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速在目標(biāo)同步馬達轉(zhuǎn)速的閾值之內(nèi)時，將發(fā)動機扭矩降低到低于分離式離合器容量。
[0015]在另一示例中，控制器包括進一步的指令，用于:在發(fā)動機轉(zhuǎn)速匹配目標(biāo)同步馬達轉(zhuǎn)速之后，完全接合分離式離合器，并且增加發(fā)動機扭矩，以滿足駕駛員扭矩需求和電池充電扭矩。
[0016]在另一示例中，響應(yīng)于在發(fā)動機轉(zhuǎn)速處于第一轉(zhuǎn)速之后駕駛員扭矩需求的增加，控制器被配置為進一步增加發(fā)動機扭矩，同時降低離合器容量。
[0017]在另一示例中，控制器包括進一步的指令，用于:在完全接合分離式離合器之后，使用發(fā)動機扭矩和馬達扭矩的組合來推進車輛。
[0018]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一系列概念，這些概念在【具體實施方式】中被進一步描述。這并不意味著識別所要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍由【具體實施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。另外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0019]通過單獨或參考附圖閱讀在本文中被稱為【具體實施方式】的實施例的示例，將會更充分地理解本文中所描述的優(yōu)勢，其中:
[0020]圖1是發(fā)動機的示意圖；
[0021]圖2示出用于混合動力電動車輛的示例傳動系配置；
[0022]圖3示出用于在踩加速器踏板期間重起動混合動力電動車輛的發(fā)動機的示例方法;
[0023]圖4示出根據(jù)本公開的示例發(fā)動機重起動順序。
【具體實施方式】
[0024]提供用于實現(xiàn)混合動力電動車輛諸如圖1-圖2的車輛系統(tǒng)內(nèi)的平穩(wěn)的發(fā)動機重起動的方法和系統(tǒng)。在發(fā)動機重起動操作響應(yīng)于用力踩加速器踏板而發(fā)生的情況期間或在用力踩加速器踏板期間，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以基于加速器踏板位置在起轉(zhuǎn)時被控制。車輛控制器可以被配置為執(zhí)行控制程序，例如圖3的示例程序，以使用馬達扭矩起動轉(zhuǎn)動發(fā)動機，同時調(diào)整連接在發(fā)動機和馬達之間的分離式離合器的扭矩容量。在恢復(fù)發(fā)動機的燃料供應(yīng)之后，車輛控制器可以控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速分布(profile)，從而通過基于加速器踏板位置的分布將發(fā)動機轉(zhuǎn)速提升到目標(biāo)同步轉(zhuǎn)速。發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以經(jīng)由調(diào)整發(fā)動機參數(shù)諸如節(jié)氣門角度、火花正時來控制，以便在分離式離合器接合之后可以獲得高的發(fā)動機扭矩傳送。示例發(fā)動機重起動順序在圖4中被示出。以此方法，獲得平穩(wěn)的發(fā)動機重起動。
[0025]參考圖1，包括多個汽缸(其中一個汽缸在圖1中被示出)的內(nèi)燃發(fā)動機10由電子發(fā)動機控制12控制。發(fā)動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，其中活塞36被定位在汽缸壁32內(nèi)并且被連接到曲