專利名稱：汽車及控制汽車發(fā)動機啟動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車及控制汽車發(fā)動機啟動的方法。
背景技術(shù)：
混合動力電動汽車(HEV)使用內(nèi)燃機與電動機的組合來提供推進(jìn)汽車所需的動力。這樣的配置與只包括內(nèi)燃機的汽車相比能夠提供更好的燃料節(jié)約。在HEV中，一種改進(jìn)燃料節(jié)約的方法是在發(fā)動機低效工作和不需要用發(fā)動機推進(jìn)汽車時關(guān)閉發(fā)動機。在這些情況下，使用電動機來提供推進(jìn)汽車所需的所有動力。當(dāng)驅(qū)動力需求增加使得電動機不足以提供足夠滿足需求的動力，或如果電池充電狀態(tài)(SOC)低于特定水平時，發(fā)動機必須以對駕駛員來說感覺不到的方式快速平穩(wěn)地啟動。
一種控制HEV動力傳動機構(gòu)的方法在2001年1月23日授予布朗等人的第6,176,808號美國專利中描述，在此引用作為參考。布朗等人描述了一種包括位于發(fā)動機和電動機之間的離合器的HEV動力傳動機構(gòu)，其中，該離合器可用于使發(fā)動機脫離電動機。布朗等人所述的動力傳動機構(gòu)還包括位于電動機輸出側(cè)的變速器。該變速器包括允許變速器以不同的速率工作的若干齒輪和離合器。布朗等人描述的控制方法包括在發(fā)動機怠速及汽車發(fā)動期間控制變速器內(nèi)的后退和前進(jìn)離合器的滑動。布朗等人提到，在汽車發(fā)動期間，可以關(guān)閉發(fā)動機且使用電動機為整個發(fā)動過程提供動力。在此情況下，變速器中的前進(jìn)離合器被完全鎖住，并且不允許滑動。另外，布朗等人還提到，發(fā)動機可以保持運轉(zhuǎn)且允許變速器中的前進(jìn)離合器滑動，從而允許電動機輔助發(fā)動并提供最優(yōu)的發(fā)動性能。
啟動HEV中的發(fā)動機可能發(fā)生于多種不同狀態(tài)下任何一種狀態(tài)的工作著的汽車。對于不同狀態(tài)設(shè)置下工作著的汽車，對發(fā)動機啟動的控制可以不同。此外，當(dāng)HEV在電動機的動力下移動時啟動HEV中的發(fā)動機，在汽車動力傳動系統(tǒng)中可導(dǎo)致明顯的不希望的轉(zhuǎn)矩擾動，因此這是不希望的。所以，需要一種汽車及控制汽車發(fā)動機啟動的方法，來減少或消除啟動發(fā)動機時的動力傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩擾動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供包括發(fā)動機和電機的汽車，其中可以控制發(fā)動機啟動以減少或消除傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩擾動。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是提供一種即使當(dāng)使用電機推進(jìn)汽車時也能減少或消除傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩擾動的控制汽車發(fā)動機啟動的方法。
本發(fā)明還提供一種啟動汽車發(fā)動機的方法，所述汽車包括電機、位于發(fā)動機和電機之間用于選擇性地連接發(fā)動機到電機的第一離合器，及位于電機和汽車驅(qū)動輪之間的第二離合器。第二離合器可被選擇性地接合以有助于電動機和汽車驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。該方法包括請求發(fā)動機啟動，及操作電機。如果在請求發(fā)動機啟動時第二離合器處于完全接合，則部分地分離第二離合器。部分地分離第二離合器使得第二離合器滑動，從而使汽車驅(qū)動輪至少部分地隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動。該方法還包括接合第一離合器，從而連接發(fā)動機到電機，并對發(fā)動機加燃料，從而有助于發(fā)動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明還提供一種啟動汽車發(fā)動機的方法，所述汽車包括變速器、加速器、電機、位于發(fā)動機和電機之間用于選擇性地連接發(fā)動機和電機的第一離合器，及位于電機和汽車驅(qū)動輪之間的第二離合器。第二離合器可被選擇性地接合以有助于電動機和汽車驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。該方法包括請求發(fā)動機啟動、操作電機，及確定發(fā)動機的啟動模式。確定發(fā)動機的啟動模式是至少部分地基于加速器位置和當(dāng)前變速器檔位中的至少一個。第一發(fā)動機啟動模式包括變速器檔位處于一檔或更高檔，且加速器位置至少部分打開。該方法還包括當(dāng)請求發(fā)動機啟動時確定發(fā)動機處于第一啟動模式時，則幫助第二離合器中的滑動。幫助第二離合器中的滑動使汽車驅(qū)動輪至少部分地隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動。接合第一離合器，從而連接發(fā)動機到電機，并對發(fā)動機加燃料，從而有助于發(fā)動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明還提供一種汽車，所述汽車包括驅(qū)動輪、發(fā)動機、變速器、可用于推進(jìn)汽車和旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的電機，及位于發(fā)動機和電機之間用于選擇性地連接發(fā)動機和電機的第一離合器。第二離合器位于電機和汽車驅(qū)動輪之間。第二離合器可被選擇性地接合以有助于電動機和汽車驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。該汽車還包括至少包括一個控制器的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)配置為請求發(fā)動機啟動、操作電機，及如果變速器在請求發(fā)動機啟動時處于一檔或更高檔，則促使第二離合器中的滑動。促使第二離合器中的滑動可以使汽車驅(qū)動輪至少部分地隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動?？刂葡到y(tǒng)還配置為接合第一離合器，從而連接發(fā)動機到電機，并對發(fā)動機加燃料，從而有助于電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。


圖1為本發(fā)明汽車的示意圖；圖2為示出圖1中所示的部分元件的示意圖，包括變速器的細(xì)節(jié)；
圖3為說明本發(fā)明的方法的流程圖；圖4為說明圖1所示汽車的各種參量在運行(rolling)啟動期間隨時間變化的曲線圖；圖5為說明圖1所示汽車的各種參量在發(fā)動(launch)啟動期間隨時間變化的曲線圖；圖6為說明圖1所示汽車的各種參量在徐行(creep)啟動期間隨時間變化的曲線圖；及圖7為說明圖1所示汽車的各種參量在鑰匙啟動期間隨時間變化的曲線圖。
具體實施例方式
圖1為示出了依據(jù)本發(fā)明的汽車10的示意圖。汽車10是HEV，它包括發(fā)動機12、電機或電動機/發(fā)電機(M/G)14，及位于M/G14和汽車驅(qū)動輪18之間的變速器16。M/G14可以作為電動機工作，向車輪18提供轉(zhuǎn)矩，也可以作為發(fā)電機工作，接收來自發(fā)動機12和/或車輪18的轉(zhuǎn)矩，從而對電池20充電。當(dāng)?shù)谝浑x合器，或解脫離合器22(disconnect clutch)至少部分地接合時，M/G14也可被操作用于旋轉(zhuǎn)發(fā)動機12。
汽車10也包括控制系統(tǒng)，如圖1的實施方式中所示，包括三個獨立的控制器汽車系統(tǒng)控制器(VSC)24、發(fā)動機控制模塊(ECM)26，及變速驅(qū)動橋控制模塊(TCM)28。如圖1所示，ECM26直接連接到發(fā)動機12，而TCM28連接到M/G14和變速器16。三個控制器24、26、28通過控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)30彼此連接。雖然汽車10的控制系統(tǒng)在圖1中作為三個獨立的控制器實現(xiàn)，這樣的控制系統(tǒng)也可以根據(jù)需要用三個以上或以下的控制器來實現(xiàn)。
圖2詳細(xì)示出了變速器16及部分其他汽車部件。變速器16包括了接收來自M/G14、發(fā)動機12或M/G14和發(fā)動機12的轉(zhuǎn)矩的輸入軸32。變速器輸入軸32工作連接至第二離合器或前進(jìn)離合器(FC)36的第一部分34。前進(jìn)離合器36的第一部分34也是直接離合器(DC)38的第一部分。前進(jìn)離合器36和直接離合器38的每個都包括相應(yīng)的第二部分40、42，它們工作連接至變速器16內(nèi)相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩元件。
前進(jìn)離合器36的第二部分40連接到第一太陽齒輪(S1)44，而直接離合器38的第二部分42連接到第一齒圈(R1)46。如圖2所示，第一行星齒輪組，包括齒圈46、太陽齒輪44，及行星齒輪架(P1)48，工作連接于第二行星齒輪組。第二行星齒輪組包括第二太陽齒輪(S2)50，后者連接到后退離合器(RC)52。如圖2所示，后退離合器52，包括摩擦制動器53，也工作連接至變速器輸入軸32。
第二行星齒輪組還包括一端連接到齒圈46的行星齒輪架(P2)54，它的另一端連接到低速后退制動器(L/R)56。齒圈58限定鏈傳動機構(gòu)的鏈輪，鏈傳動機構(gòu)概況性地用60表示。鏈傳動機構(gòu)60驅(qū)動鏈輪62，后者接下來驅(qū)動第三行星齒輪組的太陽齒輪(S3)64。齒圈(R3)66緊接著變速器16的外殼，而行星齒輪架(P3)63連接到差動齒輪裝置70。差動齒輪裝置70用于將驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)絻绍嚢胼S72、74中的每一個。一種諸如變速器16的變速器的一種實施方式的詳細(xì)截面圖在2003年7月1日授予科尼達(dá)等人的第6,585,066號美國專利中示出，將其引用在此作為參考。在圖2中還示出了可操作的用于向變速器離合器提供壓力的泵76。
圖3示出了說明本發(fā)明的方法的高級流程圖78。如上所述，本發(fā)明提供了一種啟動發(fā)動機，如汽車10中的發(fā)動機12的方法。在流程圖78的整個說明中，使用圖1和2中示出的汽車10的部件作為參考。在步驟80，請求發(fā)動機啟動。此請求可以由VSC24基于一些輸入信號發(fā)起。例如，VSC24可以使用駕駛員確定的參數(shù)，如制動器踏板位置和加速器位置來計算駕駛員的整體需求。此外，電池SOC，以及由TCM28提供的來自變速驅(qū)動橋的信息，也可以用于確定何時需要發(fā)動機啟動。當(dāng)需要發(fā)動機啟動時，VSC24將通過協(xié)調(diào)各汽車部件的操作“請求”發(fā)動機啟動，使得發(fā)動機12啟動而對乘車者只有很少或沒有明顯的傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩擾動。
在步驟82，操作M/G14，且如下所述，用它來啟動發(fā)動機12。執(zhí)行發(fā)動機啟動的步驟取決于汽車在請求發(fā)動機啟動時的操作狀態(tài)。因此，在步驟84，確定發(fā)動機啟動模式。在圖3所示實施方式中，有四種不同的發(fā)動機啟動模式，下面對其中的每一種都進(jìn)行詳細(xì)說明。值得注意的是，在本發(fā)明范圍之內(nèi)可以使用四種以上或以下的發(fā)動機啟動模式，然而，使用在圖3中說明的四種發(fā)動機啟動模式為實現(xiàn)本發(fā)明提供了經(jīng)濟(jì)有效的方法。
確定使用哪種發(fā)動機啟動模式的一個步驟，是確定變速器16的當(dāng)前檔位。在判定框86，確定變速器16處于第一檔還是更高檔-包括后退檔位。變速器16只有在“零檔”才會處于低于第一檔的檔位。通常，術(shù)語“零檔”指汽車10以徐行模式向前慢速移動的情況，這通過前進(jìn)離合器36和/或低速后退制動器56的滑動來實現(xiàn)。然而，值得注意的是，即使變速器處于第一檔或更高檔，離合器36、38、52和/或低速反向制動器56中的一個或多個也可以有少量滑動。
為了實現(xiàn)本發(fā)明，TCM28應(yīng)確定當(dāng)前變速器檔位。例如，如果變速器16切換到第一檔，則TCM28會將其視為保持在第一檔，直到它切換到其他檔。變速器16的第一檔的特征是前進(jìn)離合器36與低速后退制動器56充分地接合。即使當(dāng)變速器16處于第一檔時允許前進(jìn)離合器36和/或低速反向制動器56有少量滑動，也不應(yīng)將其視為零檔。只有在變速器16已從第一檔切換到零檔時-特征是離合器滑動量顯著的增加-TCM28才將變速器視為處于零檔。
如果在判定框86確定變速器16處于第一檔或更高檔，則發(fā)動機12處于第一啟動模式或運行啟動模式(參見框88)。在運行啟動模式中，可以完全接合前進(jìn)離合器36，或如上所注明的，它可能已經(jīng)有少量滑動。若確定發(fā)動機12在請求發(fā)動機啟動時處于運行啟動模式，則促進(jìn)前進(jìn)離合器36滑動。因此，如果前進(jìn)離合器36已經(jīng)有少量滑動，則如果需要可以進(jìn)一步分離它來增加滑動。相反，如果前進(jìn)離合器在請求發(fā)動機啟動時完全接合，則促進(jìn)滑動包括部分地分離前進(jìn)離合器36(參見步驟90)。通過部分地分離前進(jìn)離合器36，使汽車傳動系統(tǒng)，包括車輪18，至少部分地隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動，可以使得啟動發(fā)動機12而讓乘車者感覺不到。
如果在判定框86確定變速器16不處于第一檔或更高檔，則接下來確定它是否處于零檔(參見判定框92)。如果變速器16處于零檔，則接下來確定加速器是否至少部分打開(參見判定框94)。如果在判定框94確定加速器至少部分打開，則發(fā)動機12處于發(fā)動啟動模式(參見框96)。當(dāng)加速器打開且汽車處于接近停止的狀態(tài)時，處于發(fā)動啟動模式。
發(fā)動啟動模式和運行啟動模式之間的主要區(qū)別是，在發(fā)動啟動模式中，前進(jìn)離合器36在接收到發(fā)動機啟動請求時已經(jīng)明顯滑動。因此，和步驟90相反，其中前進(jìn)離合器36從它原先完全接合的位置部分地分離，在步驟98，前進(jìn)離合器36保持部分地分離。如下面更充分地的說明，前進(jìn)離合器36部分地分離時允許產(chǎn)生的滑動量可以通過控制離合器36的壓力及M/G14的轉(zhuǎn)速來控制。
回到判定框94，如果確定加速器未打開，則接下來確定發(fā)動機12是否處于第三啟動模式或徐行啟動模式(參見框100)。徐行啟動模式在汽車處于驅(qū)動空閑狀態(tài)時發(fā)生。驅(qū)動空閑在汽車停止且加速器踏板關(guān)閉(即，加速器關(guān)閉)時發(fā)生。在通常的汽車中，變矩器向變速器中提供少量轉(zhuǎn)矩。無論何時釋放制動器踏板時，此傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩將使得汽車在平坦的路況下緩慢轉(zhuǎn)動。這種轉(zhuǎn)矩低水平的情形稱為徐行。
在HEV中，發(fā)動機在驅(qū)動空閑期間通常關(guān)閉。當(dāng)釋放制動器踏板時，可以請求發(fā)動機啟動。這樣的啟動稱為“徐行啟動”。在徐行啟動模式中，如發(fā)動啟動模式中那樣，前進(jìn)離合器36已經(jīng)部分地分離，從而已經(jīng)滑動。因此，為了保持汽車驅(qū)動輪18至少部分地隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動所需要做的是保持前進(jìn)離合器36部分地分離(參見步驟102)。
最后，如果在判定框92確定變速器16不處于零檔-即，它在停車檔或空檔，則發(fā)動機12處于第四啟動模式或鑰匙啟動模式(參見框104)。鑰匙啟動在汽車操作員旋轉(zhuǎn)汽車中的鑰匙以控制發(fā)動機啟動時發(fā)生。此事件復(fù)制了非混合動力汽車中做出的啟動，在非混合動力汽車中當(dāng)變速器處于停車檔或空檔時使用啟動器電動機來啟動發(fā)動機。在汽車10的情況下，使用M/G14來旋轉(zhuǎn)發(fā)動機12并使其加速。因為汽車10在鑰匙啟動模式期間處于停車檔或空檔，前進(jìn)離合器36在操作M/G14時完全分離。
值得注意的是，即使在圖3所示的方法中說明了為了使汽車驅(qū)動輪18隔離于轉(zhuǎn)矩擾動，而使前進(jìn)離合器36保持不完全接合，這對變速器16中的其他輸入離合器-即，直接離合器38和后退離合器52，也是相同。當(dāng)請求發(fā)動機啟動，并確定發(fā)動機處于鑰匙啟動模式時，保持前進(jìn)離合器36完全分離(參見框106)。前進(jìn)離合器36和其他輸入離合器38、52完全分離之后，完全地使汽車驅(qū)動輪18與任何發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動隔離。
不管使用四種發(fā)動機啟動模式中的哪種模式，都接合解脫離合器22，使得M/G14開始旋轉(zhuǎn)發(fā)動機12并使其加速(參見框108)。最后，在框110，對發(fā)動機12加燃料，使它開始產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。雖然上面以特定順序描述了流程圖78中的步驟，但在實踐中，不需要以任何特定順序執(zhí)行這些步驟。事實上，可以并行執(zhí)行一個或多個步驟。
現(xiàn)參考圖4-7詳細(xì)描述四種發(fā)動機啟動模式中的每一種。圖4示出了各種汽車參量隨著時間變化時運行啟動模式的曲線圖。圖4-7中所示的每個曲線圖都劃分為六種模式，即模式0-5。這些模式提供了方便的方法來標(biāo)記各種類型的發(fā)動機啟動過程中發(fā)生的事件。如圖4所示，運行啟動模式開始于輸入離合器壓力-即，前進(jìn)離合器36中的壓力相對高。這是因為前進(jìn)離合器36在運行啟動模式開始時或者完全接合，或者有非常少量的滑動。如圖4所示，“輸入離合器滑動速度”在模式0開始處具有某個很小的正值。這表明對圖4所示的運行啟動來說，當(dāng)進(jìn)入運行啟動模式時，前進(jìn)離合器36已經(jīng)有了少量滑動。
在模式0中，部分地分離前進(jìn)離合器36以使傳動系統(tǒng)隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動。這一點由輸入離合器滑動速度的增加表明。當(dāng)部分地分離前進(jìn)離合器36并操作M/G14時，存在前進(jìn)離合器36的第一和第二部分34、40之間的角速度差值。此速度差值是前進(jìn)離合器36的滑動速度。
在模式0期間，設(shè)置目標(biāo)滑動速度，這通過水平的點劃線展示。如果實際滑動速度低于目標(biāo)滑動速度，則降低到前進(jìn)離合器36的壓力命令。如果實際滑動速度高于目標(biāo)滑動速度，則前進(jìn)離合器36的壓力保持不變。如果滑動速度過高，也可以使用安全網(wǎng)。在此情況，可以增加壓力命令。通過控制前進(jìn)離合器36的壓力及M/G 14的轉(zhuǎn)速，前進(jìn)離合器36的滑動速度增加，直到它超過第一個預(yù)定的滑動速度。這在圖4中模式0結(jié)束處的點A示出。
在模式1中，開始應(yīng)用解脫離合器22。解脫離合器22的壓力在預(yù)定時間內(nèi)(在此情況，為模式1的持續(xù)時間)階梯式增加到第一個水平。此操作稱為升壓，用于盡可能快地填充離合器22。在模式1結(jié)束時，解脫離合器22中的壓力下降到第二個水平，并且在模式2結(jié)束前，它增加到第一和第二個水平之間的中間水平。解脫離合器22在模式2期間這樣的壓力增加，有助于確保M/G14通過離合器22提供足夠的轉(zhuǎn)矩來克服發(fā)動機12的第一個壓縮行程。
同樣如圖4所示，在模式0-2期間以轉(zhuǎn)矩控制模式操作M/G14。在轉(zhuǎn)矩控制模式期間，允許M/G14以產(chǎn)生所需轉(zhuǎn)矩量需要的任何轉(zhuǎn)速工作。同樣如圖4所示，M/G14的轉(zhuǎn)矩在整個模式0-2期間增加。接近模式2結(jié)束時，發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速開始增加。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過第一個預(yù)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，模式2結(jié)束，且對M/G14的轉(zhuǎn)矩控制結(jié)束。這在圖4中模式2結(jié)束處的點B示出。
在模式3中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加到M/G14的轉(zhuǎn)速，且前進(jìn)離合器36開始鎖住。在模式3開始時，前進(jìn)離合器36的目標(biāo)滑動速度(再次由水平的點劃線表示)降低，原因是為了提供傳動系統(tǒng)隔離仍然需要一些滑動，但已不再需要協(xié)助M/G14旋轉(zhuǎn)發(fā)動機12的慣性轉(zhuǎn)矩。
在整個模式3及模式4的一部分中，M/G14以轉(zhuǎn)速控制模式工作。在轉(zhuǎn)速控制模式中，控制M/G14保持所需轉(zhuǎn)速，且允許其輸出轉(zhuǎn)矩波動。如圖4所示，M/G14的轉(zhuǎn)矩總地來說在整個模式3和模式4中隨著發(fā)動機12轉(zhuǎn)速的增加而下降。M/G14以轉(zhuǎn)速控制模式工作，直到其輸出轉(zhuǎn)矩降到預(yù)定的輸出轉(zhuǎn)矩之下。這在圖4中的點C處展示。在M/G14的轉(zhuǎn)矩降到預(yù)定的輸出轉(zhuǎn)矩之下時，M/G14再次以轉(zhuǎn)矩控制模式工作，在此，轉(zhuǎn)矩命令下降為負(fù)值，以便抑制發(fā)動機啟動過渡狀態(tài)和開始對電池20充電。
當(dāng)前進(jìn)離合器36的滑動速度降低到第二個預(yù)定的滑動速度之下時，模式4結(jié)束。這在圖4中的點D處示出。在模式4之后，對M/G14的控制轉(zhuǎn)換回到VSC24和/或TCM28，且發(fā)動機啟動完成。在模式5中，前進(jìn)離合器36完全接合，從而消除前進(jìn)離合器36中的滑動，并有助于從發(fā)動機12和M/G14到汽車驅(qū)動輪18的轉(zhuǎn)矩傳輸。
圖5示出了發(fā)動啟動模式的細(xì)節(jié)。如圖5所示，此啟動模式類似于圖4所示的運行啟動模式，主要區(qū)別是前進(jìn)離合器36在模式0開始時已經(jīng)明顯滑動。由于前進(jìn)離合器36已經(jīng)滑動，滑動速度可能已經(jīng)超過目標(biāo)滑動速度，這意味著幾乎馬上就可以轉(zhuǎn)換到模式1。
類似于發(fā)動啟動，徐行啟動模式開始時前進(jìn)離合器36已經(jīng)滑動，這在圖6中展示。在模式0開始時，M/G14并未開始工作。在模式0期間，M/G14以單向轉(zhuǎn)速控制模式工作來增加其轉(zhuǎn)速，直到達(dá)到第一個預(yù)定的轉(zhuǎn)速。這在圖6中模式0結(jié)束處的點A示出。在模式1中，控制填充解脫離合器22。如圖6所示，解脫離合器22的壓力輪廓本質(zhì)上和不同的啟動模式中每一個相同，包括下文所述的鑰匙啟動模式。同樣，類似于其他啟動模式，徐行啟動模式的模式2在發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速超過預(yù)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速時結(jié)束。這在圖6中的點B處示出。然而，不像發(fā)動啟動模式和運行啟動模式，徐行啟動模式繼續(xù)以轉(zhuǎn)速控制模式操作M/G14，而不是在轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制模式之間轉(zhuǎn)換。
當(dāng)解脫離合器22的滑動速度達(dá)到預(yù)定值時，這表明模式3快要結(jié)束。這在圖6中的點C處示出，其中發(fā)動機轉(zhuǎn)速本質(zhì)上匹配M/G14的轉(zhuǎn)速。在模式4中，通過經(jīng)校準(zhǔn)可以平滑地鎖住離合器22的開環(huán)命令，命令離合器22的壓力到其最大值。一旦得到最大壓力命令，對離合器22的控制就已完成，且模式變?yōu)槟Ｊ?，這表明啟動事件結(jié)束。
圖7為說明鑰匙啟動模式的曲線圖。通過圖6和7之間的比較可看出，鑰匙啟動模式在實現(xiàn)上非常類似徐行啟動模式。一個明顯的區(qū)別是輸入離合器，包括前進(jìn)離合器36在鑰匙啟動中都不接合。這由圖7中所示缺少輸入離合器的壓力表明。在此模式中，前進(jìn)離合器36完全分離。如徐行啟動模式中那樣，M/G14在整個鑰匙啟動模式期間以轉(zhuǎn)速控制模式工作，且解脫離合器22在M/G14的轉(zhuǎn)速達(dá)到第一個預(yù)定轉(zhuǎn)速時開始接合。
雖然已詳細(xì)說明了實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式，熟悉本發(fā)明相關(guān)技術(shù)的人應(yīng)認(rèn)識到，實現(xiàn)本發(fā)明的各種替代設(shè)計和具體實施方式
應(yīng)被下面的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種啟動汽車發(fā)動機的方法，所述汽車包括電機、位于發(fā)動機和電機之間用于選擇性地連接發(fā)動機和電機的第一離合器，及位于電機和汽車驅(qū)動輪之間的第二離合器，所述第二離合器可被選擇性地接合以有助于電機和汽車驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)矩傳輸，所述方法包括請求發(fā)動機啟動；操作電機；如果在請求發(fā)動機啟動時第二離合器處于完全接合，則部分地分離第二離合器，部分地分離第二離合器使得第二離合器滑動，從而使汽車驅(qū)動輪至少部分地隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動；接合第一離合器，從而連接發(fā)動機到電機；及對發(fā)動機加燃料，從而有助于發(fā)動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在對發(fā)動機加燃料之后完全接合所述第二離合器，從而消除第二離合器中的滑動并有助于轉(zhuǎn)矩從發(fā)動機和電機傳輸?shù)狡囼?qū)動輪。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述汽車包括具有第二離合器的變速器，所述第二離合器包括工作連接到變速器的輸入軸的第一部分及工作連接到變速器中的轉(zhuǎn)矩元件的第二部分，其中所述第二離合器以由所述第一和第二部分的角速度差值所定義的滑動速度來滑動；及當(dāng)所述滑動速度超過第一個預(yù)定滑動速度時，開始接合第一離合器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述接合第一離合器包括增加第一離合器的壓力到第一個水平，在預(yù)定的時間內(nèi)保持第一離合器的壓力基本恒定在所述第一個水平，降低第一離合器的壓力到第二個水平，及增加第一離合器的壓力到所述第一個水平和第二個水平之間的中間水平，從而以足夠的壓力接合第一離合器來克服發(fā)動機的第一個壓縮行程。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述操作電機包括以轉(zhuǎn)矩控制模式操作電機，直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過第一個預(yù)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速；當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過第一個預(yù)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，且電機的輸出轉(zhuǎn)矩不小于預(yù)定的輸出轉(zhuǎn)矩時，以轉(zhuǎn)速控制模式操作電機；當(dāng)發(fā)動機開始產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時，以轉(zhuǎn)速控制模式操作電機引起電機輸出轉(zhuǎn)矩的減少；及當(dāng)電機的輸出轉(zhuǎn)矩降至預(yù)定的輸出轉(zhuǎn)矩之下時，以轉(zhuǎn)矩控制模式操作電機。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述汽車包括工作上位于電機和汽車驅(qū)動輪之間的變速器，所述方法還包括如果在請求發(fā)動機啟動時第二離合器處于完全分離，則保持第二離合器完全分離；及其中所述操作電機包括增加電機的轉(zhuǎn)速，及當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速超過第一個預(yù)定的電機轉(zhuǎn)速時，開始接合第一離合器。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述電機以轉(zhuǎn)速控制模式工作。
8.一種啟動汽車發(fā)動機的方法，所述汽車包括變速器、加速器、電機、位于發(fā)動機和電機之間用于選擇性地連接發(fā)動機和電機的第一離合器，及位于電機和汽車驅(qū)動輪之間的第二離合器，第二離合器可被選擇性地接合以有助于電機和汽車驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)矩傳輸，其特征在于所述方法包括請求發(fā)動機啟動；操作電機；至少部分基于加速器位置及當(dāng)前變速器檔位中的至少一個，確定發(fā)動機的啟動模式，第一發(fā)動機啟動模式包括變速器檔位處于第一檔或更高檔，且加速器位置至少部分打開；及在請求發(fā)動機啟動時確定發(fā)動機處于第一啟動模式時，促使第二離合器中的滑動，第二離合器中的滑動能使汽車驅(qū)動輪至少部分地隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動；接合第一離合器，從而連接發(fā)動機和電機；及對發(fā)動機加燃料，從而有助于發(fā)動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于還包括在對發(fā)動機加燃料之后完全接合所述第二離合器，從而消除第二離合器中的滑動，并有助于轉(zhuǎn)矩從發(fā)動機和電機傳輸?shù)狡囼?qū)動輪。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于第二發(fā)動機啟動模式包括變速器檔位低于第一檔，且加速器位置至少部分打開，所述方法還包括當(dāng)在請求發(fā)動機啟動時確定發(fā)動機處于第二發(fā)動機啟動模式時，保持第二離合器部分地接合，保持第二離合器至少部分地接合直到對發(fā)動機加燃料之后。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述第二離合器包括工作連接到變速器的輸入軸的第一部分及工作連接到變速器中的轉(zhuǎn)矩元件的第二部分，所述第二離合器以由所述第一和第二部分的角速度差值所定義的滑動速度滑動；及其中當(dāng)滑動速度超過第一個預(yù)定滑動速度時，開始接合第一離合器。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述接合第一離合器包括增加第一離合器的壓力到第一個水平，在預(yù)定的時間內(nèi)保持第一離合器的壓力基本恒定在所述第一個水平，降低第一離合器的壓力到第二個水平，及增加第一離合器的壓力到所述第一個水平和第二個水平之間的中間水平，從而以足夠的壓力接合第一離合器來克服發(fā)動機的第一個壓縮行程。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述操作電機包括以轉(zhuǎn)矩控制模式操作電機，直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過第一個預(yù)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速；當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過第一個預(yù)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，且電機的輸出轉(zhuǎn)矩不小于預(yù)定的輸出轉(zhuǎn)矩時，以轉(zhuǎn)速控制模式操作電機；當(dāng)發(fā)動機開始產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩時，以轉(zhuǎn)速控制模式操作電機引起電機的輸出轉(zhuǎn)矩的減少；及當(dāng)電機的輸出轉(zhuǎn)矩降至預(yù)定的輸出轉(zhuǎn)矩之下時，以轉(zhuǎn)矩控制模式操作電機。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，第三發(fā)動機啟動模式包括變速器檔位低于第一檔，且加速器位置關(guān)閉，所述方法還包括當(dāng)在請求發(fā)動機啟動時確定發(fā)動機處于第三發(fā)動機啟動模式時，保持第二離合器部分地接合，保持第二離合器至少部分地接合直到對發(fā)動機加燃料之后。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，第四發(fā)動機啟動模式包括變速器檔位處于停車檔或空檔，所述方法還包括當(dāng)在請求發(fā)動機啟動時確定發(fā)動機處于第四啟動模式時，保持第二離合器完全分離。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述操作電機包括增加電機的轉(zhuǎn)速，且其中當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速超過第一個預(yù)定的電機轉(zhuǎn)速時，開始接合第一離合器。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述電機以轉(zhuǎn)速控制模式工作。
18.一種包括汽車驅(qū)動輪的汽車，其特征在于所述汽車包括發(fā)動機；變速器；可用于推進(jìn)汽車和旋轉(zhuǎn)發(fā)動機的電機；位于發(fā)動機和電機之間用于選擇性地連接發(fā)動機和電機的第一離合器；位于電機和汽車驅(qū)動輪之間的第二離合器，第二離合器可被選擇性地接合以有助于電機和汽車驅(qū)動輪之間的轉(zhuǎn)矩傳輸；及包括至少一個控制器的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)配置為請求發(fā)動機啟動、操作電機，及如果在請求發(fā)動機啟動時變速器處于第一檔或更高檔則促使第二離合器中的滑動，第二離合器中的滑動能夠使汽車驅(qū)動輪至少部分地隔離于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動，所述控制系統(tǒng)還配置為接合第一離合器，從而連接發(fā)動機到電機，并對發(fā)動機加燃料，從而有助于電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
19.如權(quán)利要求18所述的汽車，其特征在于所述控制系統(tǒng)還配置為在對發(fā)動機加燃料之后接合第二離合器，從而消除第二離合器中的滑動，并有助于轉(zhuǎn)矩從發(fā)動機和電機傳輸?shù)狡囼?qū)動輪。
20.如權(quán)利要求19所述的汽車，其特征在于所述變速器包括輸入軸和轉(zhuǎn)矩元件，且所述第二離合器包括工作連接到變速器輸入軸的第一部分及工作連接到變速器轉(zhuǎn)矩元件的第二部分，所述第二離合器以由所述第一和第二部分的角速度差值所定義的滑動速度滑動；及所述控制系統(tǒng)還被配置為確定第二離合器的滑動速度及當(dāng)滑動速度超過第一個預(yù)定的滑動速度時接合第一離合器，所述滑動速度被定義為第一和第二部分之間的角速度差值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車及啟動汽車發(fā)動機的方法。所述汽車包括電動機/發(fā)電機、位于發(fā)動機與電動機/發(fā)電機之間的解脫離合器及位于電動機/發(fā)電機和汽車驅(qū)動輪之間的變速器。變速器包括可選擇性接合的輸入離合器，以有助于在電動機/發(fā)電機和汽車驅(qū)動輪之間傳輸轉(zhuǎn)矩。當(dāng)請求發(fā)動機啟動時，操作電動機/發(fā)電機，并基于一些汽車參數(shù)確定發(fā)動機的啟動模式。變速器輸入離合器被部分地分離使得汽車驅(qū)動輪至少部分地隔離于發(fā)動機啟動時的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩擾動。接合解脫離合器，并對發(fā)動機加燃料，從而有助于發(fā)動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供一種即使當(dāng)使用電機推進(jìn)汽車時也能減少或消除傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩擾動的控制汽車發(fā)動機啟動的方法及汽車。
文檔編號B60K6/48GK1796207SQ20051009682
公開日2006年7月5日 申請日期2005年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者丹·科爾文, 布蘭登·馬斯特森, 馬文·克拉斯卡, 安德魯·西爾韋里 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司