低溫發(fā)動機啟動的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本申請總體上涉及低溫下的車輛啟動的方法。
【背景技術】
[0002]混合動力電動車輛(HEV)可設置有內燃發(fā)動機和電機兩者，其中，電機與高電壓電池通信、能夠產生電力和扭矩。電機可通過提供扭矩來使發(fā)動機曲軸旋轉來啟動發(fā)動機。一些HEV可設置有低電壓起動器，以協(xié)助電機在低溫下啟動發(fā)動機。
【發(fā)明內容】
[0003]在至少一個實施例中，提供一種啟動車輛的方法。所述方法可包括:當被配置為結合發(fā)動機和馬達的離合器開啟時，向馬達提供電力，使馬達以至少等于目標發(fā)動機起動轉速的轉速旋轉。所述方法還可包括:響應于所述馬達獲得所述轉速而切斷至所述馬達的電力，并且鎖定所述離合器以將所述馬達和傳動裝置的轉動慣量與所述發(fā)動機結合，以啟動所述發(fā)動機。
[0004]在至少一個實施例中，提供一種用于車輛的控制器。所述控制器可包括被配置為接收環(huán)境溫度和發(fā)動機啟動請求的輸入通信信道。所述控制器還可包括被配置為提供電池電力命令的輸出通信信道。所述控制器還可包括控制邏輯，所述控制邏輯被配置為:當被配置為將發(fā)動機結合到電機的摩擦元件沒有被應用時，響應于所述發(fā)動機啟動請求以及低于閾值的環(huán)境溫度而命令電池電力被提供給電機，使所述電機以及與其連接的傳動裝置元件以至少等于同步轉速的轉速來旋轉。
[0005]所述控制邏輯還被配置為:響應于所述速度變?yōu)橹辽俚扔谒鐾睫D速而命令所述電池電力輸出減小，并且命令以全容量應用所述摩擦元件，以將所述發(fā)動機結合到所述電機。
[0006]所述電池電力是基于所述環(huán)境溫度被限制的。
[0007]所述同步轉速是基于起動時間和摩擦損耗的。
[0008]使用所述電機的轉動慣量將所述發(fā)動機旋轉到至少所述同步速度。
[0009]所述控制邏輯還被配置為:響應于所述發(fā)動機以所述同步轉速旋轉至少兩轉而命令發(fā)動機啟動。
[0010]在至少一個實施例中，提供一種車輛。所述車輛可包括:結合到傳動裝置元件的電機、通過離合器與所述電機選擇性地結合的發(fā)動機和控制器。所述控制器可被配置為:當所述離合器未被接合時，響應于啟動所述發(fā)動機的請求以及低于閾值的溫度而命令電力被提供給電機，使得所述電機獲得至少等于發(fā)動機起動轉速的轉速。所述控制器還可被配置為:響應于所述電機獲得所述速度而切斷至所述電機的電力，并且鎖定所述離合器，以將所述電機的和傳動裝置元件的轉動慣量與所述發(fā)動機結合，以啟動所述發(fā)動機。
[0011 ] 所述控制器還被配置為:響應于所述發(fā)動機旋轉過至少兩轉而命令發(fā)動機啟動。
[0012]所述轉速是基于所述溫度和所述電機和傳動裝置元件的轉動慣量的。
[0013]所述轉速是基于摩擦損耗和所述發(fā)動機起動轉速的。
[0014]所述發(fā)動機起動轉速是基于環(huán)境溫度和起動時間的。
[0015]提供給所述電機的電力基于環(huán)境溫度被限制。
[0016]所述控制器還被配置為警告駕駛員發(fā)動機啟動。
【附圖說明】
[0017]圖1是混合動力電動車輛的示意圖。
[0018]圖2是顯示出環(huán)境溫度對可由高電壓電池提供的最大功率的影響的曲線圖。
[0019]圖3是用于啟動車輛的算法的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]根據需要，在此公開本發(fā)明的詳細實施例；然而，將理解的是，所公開的實施例僅僅是本發(fā)明的示例，其中，本發(fā)明可以以各種和替代形式來實現(xiàn)。附圖無需按比例繪制；一些特征可被夸大或縮小，以示出特定組件的細節(jié)。因此，在此所公開的具體結構和功能細節(jié)不應被解釋為具有限制性，而僅僅作為用于教導本領域技術人員以多種方式利用本發(fā)明的代表性基礎。
[0021]參照圖1，根據本公開的實施例示出了混合動力電動車輛(HEV) 10的示意圖。所述車輛中的組件的物理放置和方向可變化。盡管將專門描述圖1的動力傳動系統(tǒng)，但是根據本公開的實施例的策略可應用到其它動力傳動系統(tǒng)的結構。HEV10包括具有可操作地連接到傳動裝置16的發(fā)動機的動力傳動系統(tǒng)12。傳動裝置16可包括分離離合器18、電機(比如電動馬達/發(fā)電機)20、相關聯(lián)的牽引電池22、輸入軸24、起動離合器或變矩器26和齒輪箱28。
[0022]發(fā)動機14可經由分離離合器18選擇性地連接到馬達/發(fā)電機(motor/generator) 20ο發(fā)動機14和馬達/發(fā)電機20兩者可通過將扭矩提供給齒輪箱28用作HEV10的驅動源。馬達/發(fā)電機20可由多個類型的電機中的任何一種來實現(xiàn)。例如，馬達/發(fā)電機20可以是永磁同步馬達。
[0023]傳動裝置16可以被構造為使用多個摩擦元件的階梯傳動比傳動裝置，用于傳動裝置變速換檔(transmiss1n gear rat1 shifting)。傳動裝置16可被構造為經由齒輪箱中的多個齒輪(gearing)元件產生多個前進和倒檔齒輪。馬達/發(fā)電機20可經由傳動裝置的輸入軸24以及后面的傳動裝置元件(比如栗輪(impeller)、起動離合器或變矩器)連接到齒輪箱28。
[0024]控制器30可被配置為在電荷消耗模式下操作HEV 10或動力傳動系統(tǒng)12，其中，發(fā)動機14可經由分離離合器18與動力傳動系統(tǒng)12的其余部分分離，使得馬達/發(fā)電機20可使用牽引電池作為它的電源來用作HEV 10的唯一驅動源。控制器30也可被配置為在電荷維持模式下操作HEV 10或動力傳動系統(tǒng)12，其中，發(fā)動機14可操作地連接到動力傳動系統(tǒng)12的其余部分，使得發(fā)動機14和馬達/發(fā)電機20兩者可用作HEV10的驅動源。
[0025]控制器30可與發(fā)動機14、動力傳動系統(tǒng)12和操作者輸入32通信。操作者輸入32可以是被配置為將發(fā)動機啟動請求提供給控制器30的點火開關、按鈕等。
[0026]發(fā)動機啟動可通過控制分離離合器18來完成，分離離合器18可將馬達/發(fā)電機20連接到發(fā)動機14，并且傳遞來自馬達/發(fā)電機20的扭矩，以開啟或起動發(fā)動機14。馬達/發(fā)電機20可從牽引電池22接收電力，以使馬達/發(fā)電機20旋轉。當提供給馬達/發(fā)電機20的功率增加時，馬達/發(fā)電機20的轉速也可增加，并且分離離合器18可隨著增加的容量逐漸將馬達/發(fā)電機20與發(fā)動機14結合。馬達/發(fā)電機20與發(fā)動機14的結合可使發(fā)動機14旋轉。當發(fā)動機14獲得足夠的轉速時，發(fā)動機14可開始加燃料燃燒，以在分離離合器18完全接合的點處加速到同步轉速。在整個發(fā)動機的啟動過程中，在增加扭矩容量的情況下，分離離合器18可一直與發(fā)動機14接合。
[0027]使用上述過程啟動發(fā)動機14可能需要大量的牽引電池電力。例如，對于馬達/發(fā)電機20連續(xù)向發(fā)動機14施加100牛頓米(N-m)，以達到期望的發(fā)動機可被點火的發(fā)動機起動轉速，這可能需要牽引電池22在啟動過程期間向馬達/發(fā)電機20提供至少15kW的功率。
[0028]由于低溫下受到限制的牽引電池電力，低溫下的發(fā)動機啟動可能面臨啟動過程的挑戰(zhàn)。低溫啟動可在設備浸冷(cold soak)之后出現(xiàn)，其中，發(fā)動機冷卻液或發(fā)動機油溫與環(huán)境溫度大致相同。如在圖2中所示，當環(huán)境溫度降低時，使馬達/發(fā)電機20旋轉以啟動發(fā)動機14的可用的電池電力可減小。例如，在環(huán)境溫度不到零下10°C時，牽引電池22可能無法提供僅使用馬達/發(fā)電機20來啟動發(fā)動機14的最小量的電力。在某些HEV中，低電壓起動機34可被用于在低溫下啟動發(fā)動機14。
[0029]在低溫下，低電壓起動機34可使發(fā)動機14旋轉，而分離離合器18是打開/不應用的。馬達/發(fā)電機20可被旋轉到足以供應傳動裝置液壓壓力以通過應用分離離合器18將馬達/發(fā)電機20結合到發(fā)動機14的轉速。然后，馬達/發(fā)電機20可被連接到發(fā)動機14，并且馬達/發(fā)電機20和發(fā)動機14的組合可被旋轉到同步轉速。這一方案可能需要額外的組件，所述額外的組件包括低電壓電池和適合于由低電壓電池提供的冷起動電流的尺寸的線。低電壓起動機34的實現(xiàn)可能成本更高，并且可增加車輛的重量，增加車輛的重量導致降低燃料經濟性。
[0030]為了消除與實現(xiàn)低電壓起動機34相關聯(lián)的額外成本和重量，馬達/發(fā)電機20和傳動裝置組件(比如輸入軸24和變矩器26)可被用來起動發(fā)動機14。馬達/發(fā)電機20、輸入軸24和變矩器26的轉動慣量可在不給牽引電池22造成額外負擔的情況下被施加到發(fā)動機14。
[0031]發(fā)動機啟動過程可從操作者輸入32接收發(fā)動機啟動請求和環(huán)境溫度的控制器輸入通信信道開始?？刂破?0可將環(huán)境溫度和閾值環(huán)境溫度進行比較。所述閾值環(huán)境溫度可以是這樣的溫度:如果低于閾值環(huán)境溫度，那么牽引電池22可能無法提供使用傳統(tǒng)的啟動方法啟動發(fā)動機14的足夠的牽引電池電力。
[0032]傳動裝置28可以被命令為空檔狀態(tài)，以使馬達/發(fā)電機20上的負載最小化，并且還在發(fā)動機啟動期間隔離傳動系(drive line)。所述空檔狀態(tài)可以是駐車或真正的空檔，其中，傳動裝置28中的一系列的摩擦元件或離合器是打開或未被應用的。
[0033]最小化的負載可減少從牽引電池22請求的總的電量，以實現(xiàn)期望的馬達/發(fā)電機速度。當馬達/發(fā)電機20結合到發(fā)動機14時，最小化的負載可包括預期的傳動裝置栗送(transmiss1n pumping)或摩擦損耗以及發(fā)動機栗送(engine pumping)和摩擦損耗。這些