[发明专利]用于起动发动机的方法和系统

说明书

提供了用于改善在混合动力车辆中的变速器换档期间发生的发动机重新起动操作的方法和系统。发动机转速在起动和转速升高期间被控制为接近基于变速器换档的将来档位的变速器输入轴转速。发动机转速通过对点火、节气门和/或燃料的调节来控制，以加速发动机转速达到同步转速。

技术领域

本发明涉及用于改进发动机重新起动期间的发动机转速控制的系统和方法。发动机可以选择性地连接至混合动力电动车辆中的电机和变速器。

背景技术

混合动力电动车辆(HEV)使用内燃发动机与电动马达的组合来提供推进车辆所需的动力。这种布置相对于仅仅具有内燃发动机的车辆提供了提高的燃料经济性，这部分地是由于在发动机效率不足地运行时或者不需要推进车辆时发动机被关闭。在这些状况期间，车辆从发动机模式转变为电动模式，在电动模式下，使用电动马达来提供推进车辆所需的所有动力。当驾驶员动力要求提高以使得电动马达不再能够提供满足该要求的足够的动力时，或者，如果电池的充电状态(SOC)降到特定水平以下，则发动机重新起动。车辆推进随后从电动模式转变为发动机模式。

Tulpule等人在US20140088805中披露了一种实现HEV动力传动系中的平顺的发动机重新起动的方法。这里，在发动机与马达之间设置有分离式离合器，该分离式离合器可操作为使发动机与马达断开连接。在发动机重新起动期间，分离式离合器脱离接合，使得发动机能够被供给燃料从而获得与马达转速匹配的转速。然后，当发动机转速与马达转速匹配时，分离式离合器被接合以将发动机和马达连接至驱动轴，从而满足驾驶员扭矩要求。在Sah等人在US8,628,451中公开的另一个示例中，当待接合离合器(on-coming clutch)被启用并且待分离离合器(out-going clutch)被停用时，发动机转速和变速器输入转速被同步。

然而，发明人已经认识到了这种方法的潜在问题。作为示例，如果在发动机与叶轮(或马达)转速之间存在任何转速差，那么可能存在当分离式离合器被闭合时导致的显著的传动系扰动和NVH。因此，在预测目标转速——发动机转速控制器在该目标转速时实现使分离式离合器闭合的同步转速——时可能具有困难。该困难源自于当发动机正在重新起动时使用马达来推进车辆，这导致马达转速恒定地变化。例如，当发动机转速为150-200rpm时，马达转速可以低至600-700rpm或者高达2000rpm。如果在发动机重新起动期间请求了变速器换档，则预测目标转速可能变得更加困难。例如，如果在发动机重新起动时驾驶员请求增大的加速度，那么变速器可能命令与发动机重新起动同时的降档。如果发动机转速控制被设定目标至当发动机重新起动开始时存在的档位的较高转速，则可以命令较高水平的气流和燃料以更快地使发动机加速至较高的转速。如果变速器在不合时宜的时间变化至变速器档位的较低档，那么发动机转速可能超过处在降低的档位的马达转速，并且导致显著的传动系扰动。这能够导致车辆喘振和NVH问题。同样地，如果在发动机重新起动时驾驶员请求减小的加速度，那么变速器可能命令与发动机重新起动同时的升档。如果发动机转速控制被设定目标至当发动机重新起动开始时存在的档位的较低转速，则可以命令较低水平的气流和燃料以快速地使发动机加速至该较低的转速。如果变速器在不合时宜的时间变化至较高档，则存在发动机转速将未达到处在较高档的马达转速并且导致显著的传动系扰动的较高的可能性。因此，这能够导致车辆熄火和NVH问题。

发明内容

发明人已经认识到了这些问题并且通过改进的发动机重新起动方法研发了一种用于混合动力车辆的方法。在一个示例中，传动系方法包括：在运动的车辆的发动机重新起动期间，该发动机起动在变速器档位转变期间，基于变速器换挡的将来档位调节发动机转速；以及在变速器换档完成之前闭合分离式离合器。通过这种方式，发动机转速可以基于将来档位被控制至同步转速，从而减小了传动力扰动。