[发明专利]用于起动混合动力车辆中的涡轮增压发动机的方法和设备

说明书

技术领域

本公开涉及一种混合动力车辆，该混合动力车辆具有涡轮增压内燃发动机和电力牵引电动机，基于用于通过起动电动机或电力牵引电动机来起动发动机的控制算法，使涡轮增压内燃发动机和电力牵引电动机协作，以提供扭矩来驱动车辆。

背景技术

车辆制造商正在开发混合动力车辆，以满足对于更高燃料效率车辆的需求。用于混合动力车辆的一种构造可被称为模块化混合动力传动装置(MHT)车辆设计。MHT通过使用电驱动器推进车辆和进行再生制动而提供显著提高的燃料经济性。在MHT车辆中，电动机可操作地连接在传统的自动有级变速器和发动机之间。电动机附着到变速器的变矩器的泵轮或输入轴。发动机通过“分离离合器”与牵引电动机和变速器选择性地脱离连接。分离离合器允许车辆在电动模式下仅使用牵引电动机被驱动，在混合模式下使电动机和发动机均推进车辆，或者在传统模式下使车辆仅由发动机推进。

涡轮增压发动机用于提供改善的燃料经济性，同时促进加速并改善操控性能。涡轮增压发动机允许设计者减小发动机尺寸，同时通过增加进气歧管的压力仍然保持可接受的用于车辆起动的动力。已知传统的涡轮增压器具有“涡轮迟滞”，直到涡轮增压器达到特定最小速度，以形成增加的进气歧管压力或增压。在增加进气歧管压力的废气气流充足的情况下，发动机可仅获得最小速度。在高海拔地区涡轮迟滞非常明显，这是因为减小的气压和减小的氧浓度增加了建立废气压力的时间量。如果车辆运载或拖曳大的载荷(例如，当车辆在拖曳拖车时)，则涡轮迟滞也会增加。道路坡度还可造成涡轮迟滞，例如当车辆在爬坡时。

如果发动机驱动具有变矩器的MHT车辆，则涡轮迟滞甚至成为更大的问题。变矩器具有“失速速度”，在失速速度，变矩器的输入轴或泵轮必须旋转，以使变矩器形成足够的扭矩而使车辆运动。使用“浮动式变矩器”(loose torque converter)，以允许高的失速速度及相关的扭矩倍增，从而便于车辆在高海拔地区起动。然而，浮动式变矩器导致燃料经济性降低且限制了发动机缩小尺寸。涡轮迟滞可加重到这样一种程度，即，在高海拔地区，即使在平坡度路面上，具有小的涡轮增压发动机的车辆可能也要花费数秒钟来加速。在高海拔地区，如果车辆上坡或拉动拖车，则涡轮迟滞甚至变得更严重。

本公开旨在解决与混合动力车辆相关的上述问题和其他问题，如下面所总结的。

发明内容

提供一种车辆，车辆具有涡轮增压发动机和MHT构造，MHT构造具有变矩器，车辆设置有车辆控制策略，以解决在高海拔地区涡轮迟滞的问题。电动机的性能独立于气压。在特定情况下，动力系控制模块(PCM)通过专用传感器或利用歧管气压(MAP)传感器，可测量或推导气压。PCM还可测量或估计车辆质量(包括任何拖车质量)，还可提供道路坡度信息。如果气压、车辆质量和道路坡度的组合使得明显的涡轮迟滞被预计到，则启用对应的车辆起动策略。车辆控制器调节电池管理策略，保持可用于车辆起动的SOC更大，以便于实施车辆起动策略。

MHT传动装置配备有分离离合器，分离离合器选择性地致动，以使发动机与变速器分离。车辆控制器计算可从电动机获得的扭矩。如果驾驶员需求扭矩大于(对于给定SOC)可获得的扭矩，则控制器可起动发动机并闭合分离离合器，以结合发动机扭矩和电动机扭矩。

在提出的策略中，如果将预计到明显的涡轮迟滞，则在不应用分离离合器时可起动发动机。12伏起动机可用于起动发动机，而非通常用于起动发动机的电动机通过分离离合器提供起动扭矩。

可选地，发动机可通过应用分离离合器突然起动以起动发动机，然后打开分离离合器以使发动机在不存在任何负荷的情况下旋转。在发动机起动期间，车辆可通过电动机起动，可命令有级变速器保持在低档位(大的齿轮速比)，以保持较大的电动机速度(和泵轮速度)，这样足以形成涡轮增压。

发动机速度增加，以使得发动机旋转到与电动机同步的速度。当发动机速度和电动机速度之间的差在可允许的范围内时，分离离合器可闭合。分离离合器扭矩容量可用于防止发动机超过同步速度。可控制分离离合器扭矩容量，以保持发动机速度充分增加，同时防止发动机速度过度增加。一旦分离离合器闭合，则变速器速比控制可返回到正常策略。

在高海拔地区起动期间或者当存在拖车负荷而起动时，变矩器应该保持在打开状态，以提供最大扭矩倍增。与应用其他可行的策略相比，应用该策略允许“更紧的”变矩器应用。在起动期间，通过允许发动机旋转以产生涡轮增压，可便于在任何海拔地区起动。这些起动策略通过允许使用更紧的变矩器，减少了在高海拔地区的涡轮迟滞，还提高了总的燃料经济性。