[發明專利]混合動力電動力系中發動機的再起動方法

有效

• 申請號: 201010239331.2
• 申請日: 2010-07-26
• 公開（公告）號: CN102019923A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 伊哈布·S·蘇里曼;瑞安·A·麥基
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/10;B60W20/00
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術領域

本發明總體上涉及混合動力電動車輛(HEV)的動力系，更為具體地，涉及其在發動機再起動時間期間的控制。

背景技術

混合動力電動車輛(HEV)為配置有利用至少兩種不同扭矩源來推進車輛的混合動力驅動系統的車輛。作為一個非限定示例，混合動力驅動系統可將包括多級自動變速器以及內燃發動機的常規驅動系統與包括一個或多個電動馬達和能夠驅動電動馬達或存儲能量的可充電蓄能裝置(例如電池)的電驅動系統組合在一起，從而相對于傳統車輛改進燃料經濟性。混合動力電動車輛通常根據車輛工況、電池狀況和駕駛員驅動要求提供發動機運轉或停機的不同動力系運轉模式。因此，HEV提供的一個主要功能在于能夠在某些狀況下起動或停止發動機。當發動機運轉時，驅動系統的電動部分還可用于輔助發動機提供所需的車輛驅動力。在發動機停機的情況下，可完全通過電動馬達提供駕駛員的驅動要求。

可以采用混合動力電動車輛技術的某些方面來設計機動車輛以便降低燃料消耗而不使用混合動力傳動系。在這種稱作微混合動力電動車輛(micro-HEV)的車輛中，在包括內燃發動機和多級自動變速器而不包括電機來驅動車輪的常規動力系中可在發動機怠速運轉的情況下關閉發動機來降低燃料消耗并減少排放。微HEV動力系控制系統在停止發動機之前所檢查的主要工況為駕駛員已進行制動且車輛停止，因為在常規車輛中這些工況期間發動機通常怠速。一旦駕駛員釋放制動踏板則指示要求驅動車輛，動力系控制系統將自動再起動發動機。在具有自動變速器的微混合動力電動力系中，在發動機起動期間及其前后協調的變速器控制對于可接受的車輛性能十分重要。具體地，發動機起動期間對最大離合器扭矩的控制直接控制傳輸至車輪用于車輛驅動的發動機扭矩量。另外，最大離合器扭矩應用的任何延遲均直接導致不響應的車輛驅動和較差車輛性能。此外，在使用不帶有變矩器的雙離合器自動變速器(通常稱為動力換檔變速器)的車輛應用中，發動機起動期間任何過度和未協調的離合器最大扭矩控制可能潛在導致發動機失速和/或糟糕的緩慢移動及啟動性能。

一種通常用于解決這些問題的方法簡單地只要檔位范圍選擇桿(例如換檔桿)處于驅動位置(可包括前進檔、倒車擋、手動檔范圍位置)便保持變速器完全處于檔位。該技術通常稱為檔位啟動(SIG)，在發動機起動期間提供了最少的變速器控制協調，因為變速器將維持在檔位接合。因此，駕駛員感覺不到延遲的車輛驅動。

SIG方法有一些缺點，例如因為變速器在檔位完全接合，由于發動機起動瞬態被傳遞至車輪而引起的過度傳動系擾動。另外，SIG技術導致發動機起動負載，因為變速器完全接合而其變矩器解鎖從而提供了至車輪的扭矩流路徑。此外，SIG方法需要過多電能消耗，因為對于電動液壓運轉的自動變速器，在發動機起動和停止之前及期間電輔助泵必須完全啟動以維持足夠的液壓管路壓力以保持變速器在檔位完全接合。這導致發動機關閉時過多的能量消耗。

該策略不能應用于不具有變矩器的雙離合器動力換檔自動變速器應用中。最后，當采用SIG時車輛系統和發動機控制沒有變速器控制協調或者協調很少。

微HEV的動力系控制系統必須在發動機再起動時對車輛驅動的駕駛員要求提供即時響應。需要一種在發動機起動事件期間協調變速器和發動機控制同時最小化能量消耗的策略以便提供反應靈敏、平滑、穩定及可預測的車輛驅動性能。

發明內容

本發明公開了一種再起動在混合動力電動力系中發動機的方法，包括使用輔助泵在即將運轉的變速器摩擦控制元件(需要其接合以在再起動之后啟動車輛)中維持壓緊壓力、開始自動發動機再起動、在發動機再起動時增加控制元件的最大扭矩、并在發動機再起動時使用由變速器中變速器泵產生的壓力鎖止控制元件。

該控制策略在發動機起動事件期間使用車輛系統控制器協調發動機和變速器控制。其產生了平滑的傳動系驅動性能、使用協調的可變電輔助泵控制優化了能量消耗。該控制策略可用于傳統自動變速器技術和雙離合器變速器技術。

本發明還公開了一種控制混合動力電動力系中發動機再起動的方法，包含下列步驟：(a)當發動機停止時，使用輔助泵維持即將運轉的變速器摩擦控制元件中的壓緊壓力；(b)使用起動機轉動起動發動機來開始再起動；(c)當發動機再起動時增加控制元件的最大扭矩；(d)在發動機再起動之后使用變速器中的泵鎖止控制元件；(e)使用發動機以一定的變速器檔位加速車輛。