[发明专利]混合动力车辆的发动机起动控制装置和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于混合动力车辆上的发动机的控制装置和方法，且更具体地涉及用于消除发动机扭矩脉动的装置和方法。

背景技术

具有混合动力系的车辆能够在某些操作模式下关闭发动机，且依赖于仅从一个或多个马达/发电机供给的扭矩，因而改善了燃料经济性。当操作条件需要正发动机扭矩时，发动机由混合电子控制器再起动，称为自动起动。阻尼器通常用于发动机与变速器之间的传动系连接中，以减少振动，在传递发动机扭矩时过滤掉高频发动机扭矩振动。一些混合动力系还采用扭矩脉动消除，激励马达-发电机抵消由发动机启动和气缸点火事件引起的传动系振动。其它混合动力系使用在发动机自动起动期间接合的阻尼器旁通离合器(DBC)，以便旁通阻尼器来避免由在经受其固有频率的阻尼器在该速度范围内引起的振动，从而防止发动机扭矩脉动传递给变速器。DBC在正常操作期间被释放，从而恢复阻尼器功能。

扭矩脉动消除需要知晓发动机曲轴的位置。曲轴传感器通常是单向的，因为其不能辨别曲轴的旋转方向。当发动机减速直至停止时，旋转方向的反转是常见的。采用单向传感器，在从传感器信息可确定曲轴位置精确估计值之前，在前进方向一次行进经过位置指示器(例如，缺失的轮齿或缺失的磁极)并且在后退方向一次行进经过位置指示器是必要的。然而，在缺失的轮齿/磁极中并不总是发生方向反转。因而，当传感器在前进方向行进的情况下在反向的行进被积累时，出现位置错误。因而，即使先前的停止位置被存储在控制器中，该停止位置也可能不准确地反映曲轴的位置。

发明内容

提供一种发动机起动控制装置和方法，所述装置和方法在不需要DBC(即允许扭矩通过打开的阻尼器从发动机流动到变速器)的情况下在发动机起动期间显著消除发动机扭矩脉动。具体地说，提供一种混合动力系，其包括具有曲轴的发动机；以及包括输入构件、输出构件以及可操作以提供或接收扭矩的至少一个马达/发电机的混合变速器。阻尼器将曲轴与输入构件连接。优选地，阻尼器没有配备旁通离合器，从而减少动力系的轴向长度并减少液压需求，从而在降低成本的同时潜在地增加了燃料经济性。双向旋转位置感测系统可操作地连接到曲轴或阻尼器的输入侧，且配置成感测曲轴的旋转位置和方向，并且提供表示旋转位置和方向的位置信号。至少一个控制器配置成接收位置信号且至少部分基于位置信号将扭矩指令提供给马达/发电机。扭矩指令可操作使得马达/发电机在阻尼器打开(即，没有旁通)的情况下在起动发动机期间基本消除与所感测旋转位置有关的预期发动机扭矩脉动。

一种如上所述用打开的阻尼器来控制混合动力系的方法包括：用双向位置传感器感测发动机曲轴的旋转位置和方向；以及将扭矩指令提供给至少一个马达/发电机，所述至少一个马达/发电机配置成消除在发动机起动期间出现的预期发动机扭矩脉动。预期发动机扭矩脉动基于所感测的旋转位置和方向。

本发明涉及下述技术方案。

1.一种混合动力系，包括：

包括曲轴的发动机；

混合动力变速器，所述混合动力变速器包括输入构件、输出构件以及可操作提供或接收扭矩的至少一个马达/发电机；

阻尼器，所述阻尼器将曲轴与输入构件连接；

双向旋转位置感测系统，所述双向旋转位置感测系统可操作地连接到曲轴且配置成感测曲轴的旋转位置和方向以及提供表示旋转位置和方向的位置信号；和

至少一个控制器，所述至少一个控制器配置成接收位置信号以及至少部分基于位置信号提供扭矩指令给马达/发电机，并且可操作使得马达/发电机在阻尼器打开下起动发动机期间基本消除与所感测旋转位置有关的预期发动机扭矩脉动。

2.根据方案1所述的混合动力系，其中，动力系以缺少用于阻尼器的旁通离合器来表征。

3.根据方案1所述的混合动力系，其中，双向旋转位置感测系统包括安装到曲轴和阻尼器输入侧中的所述一个上的旋转元件以及布置成靠近旋转元件的双向旋转位置感测元件；其中，旋转元件以周向间隔的特征来表征，所述周向间隔的特征定尺寸成在旋转经过双向旋转位置感测元件时足以由双向旋转位置感测元件来感测。

4.根据方案3所述的混合动力系，其中，旋转元件为带齿轮子；且其中，所述特征是在临近轮齿之间的第一间隙和第二间隙，所述间隙布置成在带齿轮子上彼此邻近。

5.根据方案3所述的混合动力系，其中，旋转元件是磁性编码器，所述磁性编码器具有围绕所述磁性编码器周向间隔开的磁极；且其中，所述特征是在临近磁极之间的第一间隙和第二间隙，所述间隙布置成在磁性编码器上彼此邻近。

6.根据方案3所述的混合动力系，还包括：