[發(fā)明專利]基于發(fā)動機停止位置啟動發(fā)動機的系統(tǒng)和方法

有效

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• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN107178452B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 丹尼爾·A·馬克萊德;王小勇;杰弗里·艾倫·多林;斯科特·詹姆斯·湯普森;阿梅亞·維偉克·加德雷;亞歷山大·奧康納·吉布森;李承勛
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F02N11/08
• 分類號: F02N11/08;F02N11/04
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

本公開涉及一種基于發(fā)動機停止位置啟動發(fā)動機的系統(tǒng)和方法。一種用于控制混合動力車輛中的發(fā)動機啟動的系統(tǒng)和方法，該混合動力車輛包括發(fā)動機、通過第一離合器選擇性地連接到發(fā)動機的第一電機、連接到發(fā)動機的第二電機、通過第二離合器選擇性地連接到第一電機的階梯傳動比變速器，該系統(tǒng)和方法包括基于發(fā)動機停止位置使用第一電機或第二電機啟動發(fā)動機。第二電機可以是低電壓起動馬達或起動發(fā)電一體機。所述系統(tǒng)和方法可在發(fā)動機停止位置在與較高的轉動扭矩相關的特定范圍內時使用第二電機。

技術領域

本申請涉及基于混合動力車輛中的發(fā)動機停止時發(fā)動機活塞的位置來啟動發(fā)動機的系統(tǒng)和方法。

背景技術

混合動力車輛包括發(fā)動機和具有關聯(lián)的電池且作為馬達/發(fā)電機操作的電機，以提供僅使用電力來推進車輛的電動車輛(EV)模式，或者使用發(fā)動機和馬達來推進車輛的混合動力電動車輛(HEV)模式。混合動力車輛可使用專用的起動馬達和/或可作用為馬達/發(fā)電機或起動發(fā)電一體機(IGS)的各種類型和尺寸的電機來啟動發(fā)動機。發(fā)動機可在各種操作狀況下頻繁啟動，以滿足駕駛員需求的扭矩或在EV操作模式和HEV操作模式之間轉變，使得所選擇的啟動策略可顯著影響車輛整體效率、性能和操縱性。

混合動力車輛的電機可連接到發(fā)動機以在各種操作狀況下啟動發(fā)動機。用于啟動使用分離離合器連接到電動馬達的發(fā)動機的可用扭矩受限于電動馬達的尺寸和容量。由于馬達還需要提供推進扭矩，因此馬達對其能夠提供用于發(fā)動機啟動的扭矩的量具有限制。因此，可通過電動馬達儲存發(fā)動機啟動扭矩，以在操作期間提供足夠的扭矩容量來轉動(crank)發(fā)動機并克服發(fā)動機摩擦和慣性，該扭矩容量可基于操作狀況(諸如溫度和發(fā)動機停止位置)而改變，例如，發(fā)動機停止位置會限制推進車輛的可用馬達扭矩。一些發(fā)動機停止位置(例如，發(fā)動機氣缸的活塞的位置和關聯(lián)的進氣門/排氣門的狀態(tài))可能需要超過可用馬達扭矩的發(fā)動機轉動扭矩(cranking torque)，這會引起發(fā)動機啟動問題。

發(fā)明內容

在一個或更多個實施例中，一種車輛包括發(fā)動機、通過第一離合器選擇性地連接到發(fā)動機的第一電機、連接到發(fā)動機的第二電機、通過第二離合器選擇性地連接到第一電機的階梯傳動比變速器以及處理器，所述處理器被配置為根據發(fā)動機停止位置使用第一電機或第二電機啟動發(fā)動機。所述處理器可進一步被配置為：響應于發(fā)動機停止位置具有小于關聯(lián)閾值的關聯(lián)轉動扭矩，使用第一電機啟動發(fā)動機，并響應于發(fā)動機停止位置具有不小于所述關聯(lián)閾值的關聯(lián)轉動扭矩，使用第二電機啟動發(fā)動機。第二電機可以是可通過(例如)帶連接到發(fā)動機的低電壓起動馬達或起動發(fā)電一體機。所述處理器可進一步被配置為：當發(fā)動機曲軸位置在至少一個發(fā)動機活塞的上止點后10度至35度的范圍內時，使用第二電機啟動發(fā)動機。

實施例可還包括一種混合動力車輛，該混合動力車輛包括具有起動馬達且通過第一離合器連接到電機的發(fā)動機，所述電機通過第二離合器連接到階梯傳動比變速器，所述車輛還包括處理器，所述處理器被配置為：響應于發(fā)動機啟動請求，如果發(fā)動機停止位置具有大于或等于閾值的關聯(lián)轉動扭矩，則使用所述起動馬達啟動發(fā)動機，否則使用所述電機啟動發(fā)動機。所述處理器可被進一步配置為：響應于發(fā)動機啟動請求并且發(fā)動機停止位置具有小于所述閾值的關聯(lián)轉動扭矩，控制第一離合器以啟動發(fā)動機。所述起動馬達可包括起動發(fā)電一體機。所述處理器還可被配置為：響應于發(fā)動機停止時的發(fā)動機曲軸旋轉位置在發(fā)動機曲軸旋轉位置的預定范圍內，使用所述起動馬達啟動發(fā)動機。所述發(fā)動機曲軸旋轉位置的預定范圍可對應于在對應的發(fā)動機氣缸內的發(fā)動機活塞到達上止點后10度至35度之間的范圍。

一種用于混合動力車輛的發(fā)動機啟動方法可包括以下實施例：響應于發(fā)動機停止位置在特定范圍內，使用第一電機啟動發(fā)動機，否則使用通過分離離合器連接到發(fā)動機的第二電機啟動發(fā)動機。所述特定范圍可對應于與至少一個氣缸內的活塞位置關聯(lián)的相對于上止點的曲軸位置，例如所述特定范圍可以是上止點后大約10度至大約35度的范圍。第一電可包括低電壓起動馬達或起動發(fā)電一體機。