用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說(shuō)明書(shū)涉及用于在發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)期間改善的發(fā)動(dòng)機(jī)位置估測(cè)和準(zhǔn)確的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給的系統(tǒng)和方法。發(fā)動(dòng)機(jī)可以選擇性地聯(lián)接到混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛中的電動(dòng)機(jī)器和變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛(HEV)利用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)的組合，以提供推進(jìn)車(chē)輛所需的功率。該布置提供關(guān)于僅具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性，這是部分因?yàn)樵诋?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低效率操作或以其他方式不需要用于推進(jìn)車(chē)輛時(shí)的時(shí)間期間，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉。在這些條件期間，車(chē)輛從發(fā)動(dòng)機(jī)模式轉(zhuǎn)變到電動(dòng)模式，其中電動(dòng)馬達(dá)用于提供推進(jìn)車(chē)輛所需的所有功率。當(dāng)驅(qū)動(dòng)功率需求增加，使得電動(dòng)馬達(dá)可不再提供足夠的功率來(lái)滿(mǎn)足需求時(shí)，或者如果電池荷電狀態(tài)(S0C)下降到低于一定水平時(shí)，以幾乎對(duì)駕駛員透明的方式快速地且平穩(wěn)地再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。車(chē)輛推進(jìn)然后從電動(dòng)模式轉(zhuǎn)變到發(fā)動(dòng)機(jī)模式。
[0003]Tulpule等人在US 20140088805中公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)HEV動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中平穩(wěn)的發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)的一種方法。其中，斷開(kāi)離合器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間，其可操作用于使發(fā)動(dòng)機(jī)從馬達(dá)斷開(kāi)。在發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)期間，斷開(kāi)離合器脫離，使得能夠給發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料，以獲得匹配馬達(dá)速度的轉(zhuǎn)速。然后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/速度匹配馬達(dá)速度時(shí)，斷開(kāi)離合器被接合以便將發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)軸，以滿(mǎn)足駕駛員扭矩需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]然而，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種方法的潛在問(wèn)題?？尚枰谠賳?dòng)期間維持足夠的斷開(kāi)離合器容量，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠通過(guò)汽缸壓縮扭矩起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到開(kāi)始燃燒。然而，根據(jù)關(guān)機(jī)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)位置、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞摩擦變化、斷開(kāi)離合器摩擦變化的系數(shù)和其他噪音因數(shù)，計(jì)算實(shí)現(xiàn)所需的發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄和平穩(wěn)的再啟動(dòng)性能所需的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)扭矩會(huì)成為挑戰(zhàn)。如果所估測(cè)的起動(dòng)扭矩過(guò)低，則發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)無(wú)法克服氣缸壓縮扭矩，這將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)首先向前且然后向后旋轉(zhuǎn)。由此產(chǎn)生的曲軸逆轉(zhuǎn)響應(yīng)能夠消極地影響再啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間并導(dǎo)致NVH問(wèn)題。具體地，如果當(dāng)重新開(kāi)始燃料供給時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)向后旋轉(zhuǎn)且離合器容量相對(duì)低，則發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)可劣化且車(chē)輛會(huì)失速。除了浪費(fèi)了噴射的燃料之外，還會(huì)需要附加的燃料來(lái)再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而降低燃料經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)一步地，不完整的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系中的扭矩?cái)_動(dòng)，這進(jìn)而能夠?qū)е略賳?dòng)期間顯著的NVH問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這些問(wèn)題，并開(kāi)發(fā)了用于混合動(dòng)力車(chē)輛的方法，其具有改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)方法。在一種示例中，方法包括，在發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)期間，在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間的斷開(kāi)離合器至少部分脫離的情況下經(jīng)由馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)延遲給發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料直到僅在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于閾值轉(zhuǎn)速且發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎_(dá)大于閾值持續(xù)時(shí)間之后。以這種方式，可在沒(méi)有引起曲軸逆轉(zhuǎn)問(wèn)題的情況下開(kāi)始發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給。
[0006]在一種示例中，響應(yīng)于混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)請(qǐng)求，可經(jīng)由電動(dòng)馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間聯(lián)接的斷開(kāi)離合器可維持部分脫離，其中基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和馬達(dá)速度之間的差異連續(xù)地調(diào)節(jié)離合器的打滑。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，控制器可監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的導(dǎo)數(shù)(derivative)?？裳舆t發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給，直到控制器確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于閾值轉(zhuǎn)速并且發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)沿正方向達(dá)閾值時(shí)間量。例如，控制器可比較預(yù)選擇數(shù)目的發(fā)動(dòng)機(jī)讀數(shù)，以確保每個(gè)連續(xù)讀數(shù)大于前一個(gè)，以便確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)正沿向前方向旋轉(zhuǎn)。一旦確認(rèn)沒(méi)有發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)逆轉(zhuǎn)，則恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給。之后當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在馬達(dá)速度的閾值內(nèi)時(shí)，接合斷開(kāi)離合器。在一些示例中，基于馬達(dá)加速度和發(fā)動(dòng)機(jī)加速度，可預(yù)測(cè)在所需的離合器接合時(shí)間處的馬達(dá)速度，并且可根據(jù)從車(chē)輛操作的電動(dòng)模式到混合動(dòng)力模式的迅速轉(zhuǎn)變調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給。
[0007]以這種方式，可改進(jìn)混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)的質(zhì)量。通過(guò)在由馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)之后，延遲發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給，直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速廓線(xiàn)指示正發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，能夠減少車(chē)輛失速。通過(guò)預(yù)先制止在曲軸逆轉(zhuǎn)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給，能夠減少燃料浪費(fèi)和動(dòng)力傳動(dòng)系扭矩?cái)_動(dòng)?？偟膩?lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了具有減少的NVH問(wèn)題的更平穩(wěn)的發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)，從而改進(jìn)了操作者駕駛體驗(yàn)。
[0008]在另一示例中，用于混合動(dòng)力車(chē)輛的方法包括:在發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)期間，使在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間的斷開(kāi)離合器滑動(dòng)，同時(shí)經(jīng)由馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)未供應(yīng)燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)；僅在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于閾值轉(zhuǎn)速且發(fā)動(dòng)機(jī)加速度指示正發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)之后，恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給；以及響應(yīng)于所預(yù)測(cè)的馬達(dá)同步速度調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
[0009]在另一示例中，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩包括調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料、空氣和火花中的一個(gè)或更多個(gè)，以便如果所預(yù)測(cè)的馬達(dá)同步速度高于當(dāng)前馬達(dá)速度則增加發(fā)動(dòng)機(jī)加速度，并且如果所預(yù)測(cè)的馬達(dá)同步速度低于當(dāng)前馬達(dá)速度則減小發(fā)動(dòng)機(jī)加速度。
[0010]在另一示例中，方法進(jìn)一步包括僅在被供給燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速匹配所預(yù)測(cè)的馬達(dá)同步速度之后，接合斷開(kāi)離合器。
[0011]在另一示例中，基于起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和馬達(dá)速度之間的差異并進(jìn)一步基于發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮扭矩來(lái)調(diào)節(jié)斷開(kāi)離合器的滑動(dòng)程度。
[0012]在另一示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)加速度指示正發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)包括發(fā)動(dòng)機(jī)加速度高于閾值加速度達(dá)大于閾值持續(xù)時(shí)間。
[0013]在另一示例中，方法進(jìn)一步包括作為發(fā)動(dòng)機(jī)壽命、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度和液壓流體溫度中的一個(gè)或更多個(gè)的函數(shù)獲知斷開(kāi)離合器在發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)處的滑動(dòng)。
[0014]在另一示例中，提供了車(chē)輛系統(tǒng)。車(chē)輛系統(tǒng)包括:電動(dòng)馬達(dá)；發(fā)動(dòng)機(jī)；在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間的動(dòng)力傳動(dòng)系中聯(lián)接的斷開(kāi)離合器；車(chē)輛車(chē)輪，其經(jīng)配置經(jīng)由動(dòng)力傳動(dòng)系從發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)或更多個(gè)接收推進(jìn)功率；以及控制器，其包括非暫時(shí)性可執(zhí)行指令以用于:接收發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)請(qǐng)求；以及響應(yīng)于再啟動(dòng)請(qǐng)求，在斷開(kāi)離合器至少部分脫離的情況下經(jīng)由馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)且同時(shí)延遲發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給，直到每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于第一閾值轉(zhuǎn)速且發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎_(dá)大于閾值持續(xù)時(shí)間。
[0015]在另一示例中，控制器包括進(jìn)一步的指令以用于在維持?jǐn)嚅_(kāi)離合器至少部分脫離的同時(shí)，基于起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)斷開(kāi)離合器的離合器扭矩容量，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)增大離合器扭矩容量，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)減小離合器扭矩容量。
[0016]在另一示例中，控制器包括進(jìn)一步的指令，該指令用于在給發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料之后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于第二閾值轉(zhuǎn)速時(shí)，完全接合斷開(kāi)離合器，其中第二閾值轉(zhuǎn)速基于預(yù)期馬達(dá)速度。
[0017]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上總結(jié)被提供用于以簡(jiǎn)化的形式引入概念的選擇，其中在詳細(xì)的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)一步描述該概念的選擇。這并不意味著識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，該主題的范圍由跟隨詳細(xì)描述的權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不限于解決上述或本公開(kāi)的任何部分中的任何缺點(diǎn)的實(shí)施。
【附圖說(shuō)明】
[0018]當(dāng)單獨(dú)或參考附圖時(shí)，將通過(guò)閱讀在本文中被稱(chēng)為【具體實(shí)施方式】的實(shí)施例的示例更加完整地理解本文所描述的優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0019]圖1為發(fā)動(dòng)機(jī)的不意性圖不；
[0020]圖2示出混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的示例動(dòng)力傳動(dòng)系配置；
[0021]圖3-4示出用于再啟動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的示例方法；
[0022]圖5-6示出示例發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)順序。
【具體實(shí)施方式】
[0023]提供了用于實(shí)現(xiàn)混動(dòng)動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛中平穩(wěn)的發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)的方法和系統(tǒng)，諸如圖1-2的車(chē)輛系統(tǒng)。在請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)的條件期間，可經(jīng)由馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其中延遲發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給直到確認(rèn)正的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。車(chē)輛控制器經(jīng)配置執(zhí)行控制例程，諸如圖3-4的示例例程，以便使用馬達(dá)扭矩起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)使在發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)之間聯(lián)接的斷開(kāi)離合器滑動(dòng)。僅在確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速足夠高且發(fā)動(dòng)機(jī)加速度指示正的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給。圖5-6處示出了示例發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)順序。以這種方式，實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)的發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)。
[0024]參考圖1，通過(guò)電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器12控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10包括多個(gè)汽缸，圖1中示出了其中的一個(gè)汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括燃燒室30和汽缸壁32，其中活塞36定位于汽缸壁中并連接到曲軸40。飛輪97和環(huán)形齒輪99聯(lián)接到曲軸40。起動(dòng)器96包括小齒輪軸98和小齒輪95。小齒輪軸98可選擇性地使小齒輪95前進(jìn)以接合環(huán)形齒輪99。起動(dòng)器96可直接安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)的前面或發(fā)動(dòng)機(jī)的后面。在一些示例中，起動(dòng)器96可選擇性地經(jīng)由皮帶或鏈條將扭矩提供給曲軸40。在一種示例中，當(dāng)未被接合到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸時(shí)，起動(dòng)器96處于基礎(chǔ)狀態(tài)。
[0025]燃燒室30被示為經(jīng)由相應(yīng)進(jìn)氣門(mén)52和排氣門(mén)54與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。可通過(guò)進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53操作每個(gè)進(jìn)氣和排氣門(mén)。可通過(guò)進(jìn)氣凸輪傳感器55確定進(jìn)氣凸輪51的位置?？赏ㄟ^(guò)排氣凸輪傳感器57確定排氣凸輪53的位置。
[0026]燃料噴射器66被示出為經(jīng)定位以將燃料直接噴射到汽缸30中，這被本領(lǐng)域技術(shù)人員已知為直接噴射。替代性地，可將燃料噴射到進(jìn)氣道中，這被本領(lǐng)域技術(shù)人員已知為進(jìn)氣道噴射。燃料噴射器66遞送與來(lái)自控制器12的信號(hào)脈沖寬度FPW成比例的液體燃料。通過(guò)包括燃料箱、燃料栗和燃料軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)將燃料遞送到燃料噴射器66。噴射器66被供給來(lái)自驅(qū)動(dòng)器68的操作電流，該驅(qū)動(dòng)器68響應(yīng)于控制器12。另夕卜，進(jìn)氣歧管44被示出為與可選擇電子節(jié)氣門(mén)62連通，該電子節(jié)氣門(mén)62調(diào)節(jié)節(jié)流板64的位置以控制從空氣進(jìn)氣裝置42到進(jìn)氣歧管44的空氣流。在一種示例中，高壓雙級(jí)燃料系統(tǒng)可用于生成更高的燃料壓力。在一些示例中，節(jié)氣門(mén)62和節(jié)流板6