[发明专利]辅助车辆在斜坡上启动的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及启动车辆的方法，更为具体地，本发明涉及控制道路斜坡上发动机的停止和再起动。

背景技术

HEV为将包括多级自动变速器和内燃发动机的常规驱动系统与包括电动马达和蓄电池的可充电能量存储系统组合在一起以相对于传统车辆改进燃料经济性的车辆。

机动车辆可设计为采用混合动力电动车辆技术的某些方面而不使用混合动力电动力系。这种具有传统动力系但没有电机用于驱动车轮的车辆(称作微混合动力电动车辆(micro-HEV))在发动机以怠速运转期间使发动机停机以减少燃料消耗并在车辆停止时降低排放。

在车辆正常运转期间，会发生很多车辆必须停止的情况：交通信号灯处、人行横道、停车标记等。在微HEV中，如果不需要动力(例如在交通信号灯处等待时)则发动机停止。一旦需要动力，则发动机自动再起动。通过避免不必要的发动机怠速事件，改善了车辆燃料经济性。出于该目的，需要在满足某些发动机停止状况时尽可能多地停止发动机功能。

停止在坡度或斜率较大的路面上且动力系包括自动变速器的车辆在发动机怠速时可能经历车辆倒溜事件。传统自动变速器由发动机通过变矩器驱动。当车辆处于平坦路面上且发动机怠速时，传递至变速器的扭矩总体上足够使得车辆能够略微向前移动(即车辆缓慢移动)。当车辆处于斜率为正(3％-7％)的小坡度上时，传递至变速器的扭矩总体上足够保持车辆静止防止倒溜。然而，在较大的坡度(7％及更大)上，可能发生车辆倒溜，导致扭矩通过变速器反向传输。

在发动机停机且车辆静止在上坡道的微HEV中，车辆倒溜和反向扭矩传输效应可能更糟，因为在发动机起动之前没有来自发动机的扭矩输出，而且在发动机再起动期间牵引扭矩不足。

在发动机档位起动过程期间，坡度负载扭矩T_RL从车轮通过传动系传输至变速器。T_RL＝mg sinθ*Rw，其中m为车辆质量，且θ为道路坡度角，Rw为有效轮胎半径。在发动机再起动期间T_RL作为额外负载传递至发动机。当坡道坡度为3％及更高时，微混合动力车辆在坡道上启动期间会发现下列三个问题。首先，发动机再起动导致的扭矩喘振会带来不希望的车辆向前运动，其对于车辆是不必要的且对驾驶员也是不舒适的。这种扭矩突变现象在下坡道上会变得更多。其次，发动机再起动期间T_RL导致的额外发动机负扭矩负载会使发动机失速，因为初始的发动机再启动扭矩和起动器可能不足以驱动额外负载。第三，在发动机再起动之后，在驾驶员应用加速踏板之前发动机怠速时的缓慢移动扭矩可能不足以抵消车辆上的道路坡度扭矩负载。结果，在驾驶员主动踩下加速踏板以驱动车辆之前，车辆将在斜坡上倒溜。

发明内容

本发明公开了一种停在坡道上的车辆的发动机的再起动方法，包含下列步骤：使用制动压力以接合车轮制动器并产生使车辆在当前道路坡度保持静止的反作用摩擦车轮扭矩，开始发动机再起动，运转发动机以产生等于或大于道路坡度车轮扭矩的车轮扭矩，并释放制动压力。

该方法防止微HEV在发动机自动再起动且无驾驶操纵期间以与驾驶员要求的方向相反的方向移动。该方法还有助于避免在坡道再起动期间发动机失速以及避免发动机再起动时不期望的车辆加速急跳。通过在车辆静止时使用行车制动器(service brake)在驱动桥车轮以及被动车轮中的至少一个上增加并维持制动摩擦扭矩能力来实现这些优点。可通过驾驶员踩下制动踏板或通过制动控制系统的运转自动施加并维持制动压力。

在驾驶员释放行车制动器后，在发动机再起动期间，坡道起动制动辅助(HSBA)控制系统在制动系统中保持施加的压力至维持车辆静止在坡道上并抑制动力系扭矩扰动所需的大小。在车辆加速期间，HSBA控制减小制动压力与增加的驱动扭矩相平衡。

本发明还公开了一种再起动停止在斜坡上的车辆发动机的系统，包含：用于驱动车辆的车轮；用于交替固定并释放车轮旋转的车轮制动器；用于加压车轮制动器的制动系统；发动机；可连接至发动机的起动马达；接合在档位的变速器，发动机通过变速器可驱动地连接至车轮；以及控制器，配置用于使用制动压力接合车轮制动器并产生使车辆在斜坡上保持静止的反作用道路坡度车轮扭矩、使用起动马达转动起动发动机开始发动机再起动、运转发动机以产生等于或高于道路坡道车轮扭矩的车轮扭矩、并使用制动系统释放车轮制动器中的压力。