專利名稱：用于在鑰匙接通曲柄起動事件期間控制混合動力系的操作的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于內燃發動機和混合動力系統的控制系統。
背景技術：
在該部分中的陳述僅提供與本發明相關的背景信息，并且可能不構成現有技術。已知的混合動力系結構包括扭矩產生裝置，所述扭矩產生裝置包括內燃發動機和例如電機的非燃燒扭矩機，其可優選地通過變速器裝置將牽引扭矩傳遞至輸出構件。一個示例性的混合動力系包括雙模式復合分配的機電變速器，其利用從原動機功率源優選地為內燃發動機接收牽引扭矩的輸入構件和輸出構件。輸出構件可操作地連接至用于機動車輛的動力傳動系統，以將牽引扭矩傳遞至其上。電機操作為馬達或發電機，并且可被控制以獨立于來自內燃發動機的扭矩輸入產生到變速器的扭矩輸入。電機可將通過車輛動力傳動系統傳遞的發動機機械功率和車輛動能變換成可存儲在電能儲存裝置中的電能。控制系統監測來自車輛和操作者的各種輸入，并提供動力系的操作控制，包括控制變速器操作范圍狀態和換檔、控制扭矩產生裝置和調節電能儲存裝置與電機之間的電功率交換，以管理變速器的包括扭矩和旋轉速度的輸出。已知的混合動力系統將電機操作為馬達以產生扭矩，從而搖轉并起動內燃發動機。這包括在正在進行的車輛操作期間執行鑰匙接通(key-on)發動機起動事件和自動起動事件。鑰匙接通發動機起動事件可包括冷起動，其中內燃發動機、電機和/或電能儲存裝置處于或接近環境溫度。已知的電能儲存裝置的功率極限和電功率流容量在低環境溫度時受抑制。已知搖轉并起動內燃發動機所需扭矩的大小在較低的發動機和環境溫度時增大，因而影響內燃發動機的冷起動能力。已知的內燃發動機包括具有高壓燃料系統的直接燃料噴射系統。高壓燃料系統可能在包括發動機搖轉事件期間的低功率狀況和冷環境狀況下輸送的加壓燃料的質量方面受限制。發動機與操作狀況可能需要擴展的搖轉次數以獲得足夠的燃料壓力，從而給發動機加燃料。已知的直接燃料噴射系統可采用在冷發動機起動事件期間操作的第二低壓燃料泵，以獲得足夠給發動機加燃料的燃料壓力。

發明內容
—種混合動力系包括機械地耦聯至內燃發動機并經由逆變器電耦聯至高壓蓄電池的電扭矩機。一種用于起動內燃發動機的方法包括監測混合動力系的溫度狀態；確定與混合動力系的溫度狀態對應的高壓蓄電池的最高放電功率極限；估計與混合動力系的溫度狀態相關的發動機拖曳扭矩；選擇與估計的發動機拖曳扭矩相關并且可在低于高壓蓄電池的最高放電功率極限時獲得的優選發動機搖轉速度；和控制電扭矩機，以產生足夠以優選的發動機搖轉速度搖轉內燃發動機的馬達扭矩輸出的大小。
本發明提供如下方案
I.用于起動混合動力系中的內燃發動機的方法，所述混合動力系包括機械地耦聯至所述內燃發動機和經由逆變器電耦聯至高壓蓄電池的電扭矩機，所述方法包括
監測所述混合動力系的溫度狀態；
確定所述高壓蓄電池的與所述混合動力系的所述溫度狀態對應的最高放電功率極
限；
估計與所述混合動力系的所述溫度狀態相關的發動機拖曳扭矩；
選擇與所述估計的發動機拖曳扭矩相關并且在低于所述高壓蓄電池的所述最高放電功率極限時能夠獲得的優選發動機搖轉速度；以及
控制所述電扭矩機以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的馬達扭矩輸出的大小。2.根據方案I所述的方法，其中控制所述電扭矩機以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的所述馬達扭矩輸出的大小包括
監測所述發動機的旋轉速度；以及
適應地指令來自所述電扭矩機的所述馬達扭矩輸出的大小，以便響應所述發動機的所監測的旋轉速度以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機。3.根據方案I所述的方法，還包括與控制所述電扭矩機一致向所述發動機輸送曲柄燃料，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的所述馬達扭矩輸出的大小。4.根據方案I所述的方法，還包括控制所述電扭矩機，以允許比所述優選發動機搖轉速度高的發動機速度。5.根據方案I所述的方法，還包括限制到所述電扭矩機的發動機扭矩輸出，以在發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的最高充電功率極限內。6.根據方案5所述的方法，其中限制到所述電扭矩機的所述發動機扭矩輸出，以在所述發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的所述最高充電功率極限內包括控制發動機火花正時和燃料噴射正時中的至少一個。7.根據方案I所述的方法，其中監測所述混合動力系的所述溫度狀態包括監測發動機冷卻劑溫度和高壓蓄電池溫度中的至少一個。8.根據方案I所述的方法，其中選擇與所述估計的發動機拖曳扭矩相關并且在低于所述高壓蓄電池的所述最高放電功率極限時能夠獲得的所述優選發動機搖轉速度包括選擇最高發動機搖轉速度，所述最高發動機搖轉速度與所述估計的發動機拖曳扭矩和低于所述聞壓畜電池的所述最聞放電功率極限的放電功率相關，并且聞于與系統共振頻率相關的發動機速度范圍。9.用于起動混合動力系中的內燃發動機的方法，所述混合動力系包括機械地耦聯至所述內燃發動機并經由逆變器電耦聯至高壓蓄電池的電扭矩機，所述方法包括
監測所述混合動力系的溫度狀態；
確定與所述混合動力系的所述溫度狀態對應的所述高壓蓄電池的最高功率極限和最低功率極限；
估計與所述混合動力系的所述溫度狀態相關的發動機拖曳扭矩；選擇與所述估計的發動機拖曳扭矩相關并且在所述高壓蓄電池的所述最高功率極限和最低功率極限內能夠獲得的優選發動機搖轉速度；以及
控制所述電扭矩機，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的馬達扭矩輸出的大小。10.根據方案9所述的方法，其中控制所述電扭矩機，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的所述馬達扭矩輸出的大小包括
監測所述發動機的旋轉速度；以及
適應地指令來自所述電扭矩機的所述馬達扭矩輸出的大小，以便響應所述發動機的所監測的旋轉速度以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機。11.根據方案9所述的方法，還包括與指令來自所述電扭矩機的所述馬達扭矩輸出的大小一致向所述發動機輸送曲柄燃料，以便以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機。12.根據方案9所述的方法，還包括控制所述電扭矩機，以允許比所述優選發動機搖轉速度高的發動機速度。13.根據方案9所述的方法，還包括限制到所述電扭矩機的發動機扭矩輸出，以在發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的所述最低功率極限內。14.根據方案13所述的方法，其中限制到所述電扭矩機的所述發動機扭矩輸出， 以在所述發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的所述最低功率極限內包括控制發動機火花正時和燃料噴射正時中的至少一個。15.根據方案9所述的方法，其中監測所述混合動力系的所述溫度狀態包括監測發動機冷卻劑溫度和高壓蓄電池溫度中的至少一個。16.根據方案9所述的方法，其中選擇與所述估計的發動機拖曳扭矩和所述高壓蓄電池的所述最高功率極限和最低功率極限相關的所述優選發動機搖轉速度包括選擇最高發動機搖轉速度，所述最高發動機搖轉速度與所述估計的發動機拖曳扭矩和低于所述高壓畜電池的所述最聞放電功率極限的放電功率相關，并且聞于與系統共振頻率相關的最聞發動機速度。17.用于起動混合動力系的方法，所述混合動力系包括機械地耦聯至內燃發動機和經由逆變器電耦聯至高壓蓄電池的電扭矩機，所述方法包括
指令所述內燃發動機的起動；
監測發動機冷卻劑溫度和高壓蓄電池溫度中的至少一個；
確定與所監測的溫度對應的所述高壓蓄電池的最高放電功率極限；
估計與所監測的溫度相關的發動機拖曳扭矩；
選擇與所述估計的發動機拖曳扭矩相關并且在低于所述高壓蓄電池的所述最高放電功率極限時能夠獲得的優選發動機搖轉速度；
控制所述電扭矩機，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的馬達扭矩輸出的大小；
與控制所述電扭矩機一致向所述發動機輸送曲柄燃料，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的所述馬達扭輸出的大小；以及
限制到所述電扭矩機的發動機扭矩輸出，以在發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的最高充電功率極限內。18.根據方案17所述的方法，其中控制所述電扭矩機，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的所述馬達扭矩輸出的大小包括
監測所述發動機的旋轉速度；以及
適應地指令來自所述電扭矩機的所述馬達扭矩輸出的大小，以便響應所述發動機的所監測的旋轉速度以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機。19.根據方案17所述的方法，其中限制到所述電扭矩機的所述發動機扭矩輸出， 以在所述發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的所述最高功率極限內包括控制發動機火花正時和燃料噴射正時中的至少一個。20.根據方案17所述的方法，其中選擇與所述估計的發動機拖曳扭矩相關并且在低于所述高壓蓄電池的所述最高放電功率極限時能夠獲得的所述優選發動機搖轉速度包括選擇最高發動機搖轉速度，所述最高發動機搖轉速度與所述估計的發動機拖曳扭矩和低于所述高壓蓄電池的所述最高放電功率極限的放電功率相關，并且高于與系統共振頻率相關的發動機速度范圍。


現在將參考附圖作為示例描述一個或多個實施例，其中
圖I示意性地示出根據本發明包括具有發動機、變速器、扭矩機和動力傳動系統的混合動力系統的車輛的圖示；
圖2圖形地示出根據本發明響應于混合動力系統的鑰匙接通發動機起動命令用于執行發動機起動的發動機速度/扭矩校準；以及
圖3以流程圖形式圖示根據本發明用于執行混合動力系統的鑰匙接通發動機起動事件的控制方案。
具體實施例方式現在參考附圖，其中顯示僅為了圖示某些示例性實施例而不是為了對其限制，圖I 示意性地示出包括控制系統10、混合動力系統20和動力傳動系統60的車輛100。相同的附圖標記在說明中指的是相同的元件。混合動力系統20包括以下稱為發動機40的內燃發動機40和機械地耦聯至變速器35的(多個)扭矩機30。控制系統10經由例如包括高速通信總線18的任何合適的通信裝置92與混合動力系統20的元件通信。發動機40、(多個) 扭矩機30、變速器35和動力傳動系統60構造成在它們之間利用合適的機械耦聯裝置94例如包括輸入構件32、輸出構件62和軸64傳遞扭矩。利用合適的高壓功率總線96傳送高壓電功率。發動機40通過燃燒過程將儲存在燃料箱中的燃料轉變成機械功率。發動機40是任何合適的內燃發動機，并且優選地為多缸直接燃料噴射式內燃發動機。發動機40配備有用于監測操作并輸送燃料的多個致動器和感測裝置，以形成燃燒充量，從而產生響應操作者扭矩請求的扭矩。在一個實施例中，發動機40構造成操作為火花點火式發動機,其中燃燒正時和相關的發動機扭矩通過使火花點燃正時提前或延遲來控制。替代地，發動機40構造成操作為壓縮點火式發動機，其中燃燒正時和相關的發動機扭矩通過使燃料噴射事件的正時提前或延遲來控制。應意識到的是，存在與對應于發動機操作點的最佳燃料效率點的發動機操作相關的優選燃燒正時。在一個實施例中，該最佳燃料效率點稱為最佳扭矩(MBT) 點。發動機感測裝置優選地包括構造成監測冷卻劑溫度的溫度傳感器和構造成監測發動機的旋轉速度的曲柄位置傳感器。發動機致動器優選地包括如此配備的發動機上的燃料噴射器、氣流控制器、火花點火系統、及與控制發動機操作相關以控制前述發動機狀態的其他裝置。如先前所描述地，這包括控制發動機操作以獲得MBT點。這包括通過使火花點燃正時提前或延遲來控制燃燒正時和來自發動機40的對應扭矩輸出。替代性地，這包括通過使燃料噴射事件的正時提前或延遲來控制燃燒正時和來自發動機40的對應扭矩輸出。與變速器 35相關的致動器例如包括用于致動扭矩傳遞離合器的螺線管裝置，以在例如包括固定檔位操作狀態和電動可變模式操作狀態的特定范圍狀態中實現變速器的操作。高壓蓄電池25儲存潛在的電能，并經由逆變器27電連接至(多個)扭矩機30，以利用例如高壓電功率總線96的合適構造在該高壓電池25與扭矩機30之間傳送電功率。高壓蓄電池25是可包括多個電池、超級電容器、及構造成儲存車載電能的其他裝置的任何合適的電能儲存裝置。一個示例性的高壓蓄電池25包括多個鋰離子電池。高壓蓄電池25優選地包括構造成監測該高壓蓄電池25的操作溫度的溫度傳感器。與高壓蓄電池25相關的參數狀態包括由控制系統10監測的充電狀態、溫度、可用電壓和可用蓄電池功率。可用蓄電池功率描述蓄電池功率極限，該蓄電池功率極限包括被描述成最高充電功率和最高放電功率的最低與最高容許蓄電池功率之間的可容許范圍。應意識到的是，依據能規則監測的例如充電狀態(SOC)的參數或另一合適的參數測量蓄電池功率。可容許的蓄電池功率極限優選地建立在閾值電平，以防止高壓蓄電池25的過充電或過放電，從而防止縮短高壓蓄電池25的使用壽命的損傷。(多個)扭矩機30優選地包括電連接至逆變器27的多相電動機/發電機。(多個) 扭矩機30與逆變器27相互作用，以將儲存的電能轉變成機械功率，和將機械功率轉變成可儲存在高壓蓄電池25中的電能。起源于發動機40的機械功率可經由輸入構件32并利用變速器35傳遞至輸出構件62和(多個)扭矩機30。與這樣的來自發動機40的輸入功率相關的操作參數包括發動機扭矩和發動機速度。來自(多個)扭矩機30的機械功率可利用變速器35傳遞至輸出構件62和發動機 40。與這樣的機械功率傳遞相關的操作參數包括馬達扭矩和馬達速度。應意識到的是，(多個)扭矩機30可構造成傳遞機械功率，以利用動力傳遞機構例如直接齒輪驅動系統和帶驅動系統搖轉發動機40。可經由輸出構件62在變速器35與動力傳動系統60之間傳遞機械功率。與這樣的機械功率傳遞相關的操作參數包括輸出扭矩和輸出速度。動力傳動系統60在一個實施例中可包括機械地耦聯至輪軸64或半軸的差動齒輪裝置65，所述輪軸64或半軸機械地耦聯至車輪66。動力傳動系統66在變速器35與路面之間傳遞牽引功率。控制系統10包括信號地連接至操作者接口 14的控制模塊12。控制模塊12包括控制方案11，以控制動力系統20的操作。控制方案11在發動機起動事件期間控制混合動力系統20的操作，并且是可執行的算法代碼和校準的形式。操作者接口系統14包括車輛
8操作者通過其命令車輛100的操作的多個人/機接口裝置，例如包括以使得操作者能夠鑰匙接通、搖轉并起動發動機40的起動器開關、加速器踏板、制動器踏板和變速器范圍選擇器(PRNDL)。盡管控制模塊12與操作者接口 14示出為單獨的離散元件，但這樣的例證是為了便于說明。應意識到的是，被描述成由控制模塊12執行的功能可結合到例如以與控制模塊12分開并不同的軟件、硬件和/或專用集成電路(ASIC)和輔助電路實現的一個或多個裝置中。應意識到的是，往返于控制模塊12的信息傳送可利用一個或多個通信路徑例如通信總線18實現，所述一個或多個通信路徑可包括直接連接、局域網總線和串行外圍接口總線中的一個或多個。控制模塊12優選地經由通信總線18信號地并且操作地連接至混合動力系統20 的單獨元件。控制模塊12信號地連接至高壓蓄電池25、(多個)扭矩機30、發動機40、(多個)逆變器27和變速器35中的每一個的感測裝置，以監測它們的操作并確定它們的參數狀態。發動機40的所監測參數狀態優選地包括發動機速度、發動機扭矩或負載、和溫度。變速器35的所監測的參數狀態優選地包括旋轉速度和在多個位置處的液壓壓力，能從所述旋轉速度和多個位置處的液壓壓力確定包括特定的扭矩傳遞離合器的應用的參數狀態。(多個)扭矩機30的所監測參數狀態優選地包括(多個)速度和例如電流的(多個)功率流，能從所述(多個)速度和(多個)功率流確定來自(多個)扭矩機30的(多個)馬達扭矩輸出的參數狀態。高壓蓄電池25的所監測參數狀態包括蓄電池功率和蓄電池溫度。控制模塊12操作地連接至(多個)扭矩機30、發動機40和變速器35中的每一個的致動器，以根據以算法和校準的形式存儲的所執行控制方案控制其操作。與(多個)扭矩機30相關的致動器優選地包括(多個)逆變器27。應意識到的是，(多個)逆變器27取決于操作狀況以適于通過(多個)扭矩機30產生扭矩的方式變換電功率，和以適于通過(多個)扭矩機產生電功率的方式變換機械功率。應意識到的是，控制模塊12控制(多個)逆變器27， 以控制高壓蓄電池25與(多個)扭矩機30之間的電功率流，包括控制使高壓蓄電池25放電以在(多個)扭矩機30中產生牽引功率的電流。應意識到的是，控制模塊12控制(多個)逆變器27，以控制高壓蓄電池25與(多個)扭矩機30之間的電功率流，包括將向(多個)扭矩機30輸入的扭矩變換成為高壓蓄電池25充電的電流。將向(多個)扭矩機30輸入的扭矩變換以產生給高壓蓄電池25充電的電流包括變換來自發動機40的發動機扭矩和來自動力傳動系統60的再生制動扭矩中的一者或兩者。控制模塊12執行控制方案，以與控制混合動力系統20的總體操作協調控制發動機40的操作，從而管理到動力傳動系統60的機械功率的傳遞和管理到高壓蓄電池25的電流。這樣的控制方案包括在獲得響應操作者扭矩請求的到動力傳動系統60的輸出扭矩的情況下，使發動機40的操作和與高壓蓄電池25相關的可容許蓄電池功率極限平衡。這包括控制發動機40的操作，以獲得與峰值相關的優選發動機速度或以其他優選的效率。響應于到起動機開關的操作者輸入，例如當操作者首先進入車輛以開始行程時， 執行鑰匙接通發動機起動事件。應意識到的是，鑰匙接通發動機起動事件包括遠程起動事件及其他類似的操作。控制系統10控制(多個)扭矩機30，以直接地或經由變速器35傳遞機械功率，從而搖轉發動機40。應意識到的是，鑰匙接通發動機起動事件包括執行與搖轉、 加燃料和點火發動機40相關的其他發動機控制功能。圖2圖形地示出發動機速度/扭矩校準108，其用于響應于混合動力系統的鑰匙接通發動機起動命令例如參考圖I所描述的混合動力系統20的發動機40,執行發動機起動。 圖形地描繪發動機速度/扭矩校準108，其中扭矩(以N-m為單位)示出在豎軸(105)上和速度(以RPM為單位)在水平軸(115)上示出。考慮高壓蓄電池25的功率極限和包括發動機40與(多個)扭矩機30的混合動力系統20的操作，發動機速度/扭矩校準108可用于選擇與估計的發動機拖曳扭矩相關的優選發動機搖轉速度。如所描繪地，放電和在(多個)扭矩機30中產生的扭矩被描繪成大于零即正的。類似地，消耗以使發動機40旋轉的扭矩同樣被描繪成大于零即正的。如所描繪地，放電和在 (多個)扭矩機30中吸收的扭矩被描繪成小于零即負的。類似地，由發動機40產生的扭矩同樣被描繪成小于零即負的。建立蓄電池功率極限，以防止高壓蓄電池25的過充電或過放電，并且蓄電池功率極限以最高放電功率極限104和最高充電功率極限102的形式示出。基于高壓蓄電池25的溫度和熟練的從業者所意識到的其他因素確定最高放電功率極限104 和最高充電功率極限102。影響優選發動機搖轉速度的其他因素包括分別地最高系統共振頻率160和最低系統共振頻率150，所述最高系統共振頻率160和最低系統共振頻率150包括在高發動機速度與低發動機速度之間的發動機速度范圍，在該發動機速度范圍上優選的是發動機40不在延伸的時間段操作，以便防止動力傳動系統中不能接受的發動機引起的振動水平。另一限制包括最大曲柄扭矩106，其指示(多個)扭矩機30使發動機40旋轉的最大扭矩輸出能力。存在對預期的發動機扭矩110和指令的發動機扭矩112的限制。最聞放電功率極限104和最聞充電功率極限102、分別地最聞和最低系統共振頻率160和150、以及使發動機40旋轉的最大曲柄扭矩106限制發動機搖轉速度的速度與扭矩操作范圍，并用于限定優選的發動機搖轉速度校準108。優選的發動機搖轉速度校準108 包括多個最高發動機搖轉速度狀態，所述多個最高發動機搖轉速度狀態與發動機拖曳扭矩范圍相關并在包括最高放電功率極限104和最高充電功率極限102的蓄電池功率極限內， 和在包括分別地最聞和最低系統共振頻率160和150的系統共振頻率外。可存在分別與不同的操作溫度相關的單一或多個優選的發動機搖轉速度校準。(多個)優選的發動機搖轉速度校準可包括與搖轉扭矩狀態相關的發動機搖轉速度狀態的(多個)陣列，其可被預校準并存儲在控制模塊12中，以便在正在進行的車輛操作期間使用。發動機拖曳扭矩是克服發動機摩擦、氣缸壓縮、氣門關閉彈簧力及影響非點燃發動機的旋轉的其他阻力源所需的施加扭矩大小，并且可隨發動機速度而變化。如本領域的技術人員所意識到地，發動機拖曳扭矩的大小可與發動機溫度及其他因素相關連。在一個實施例中，利用可在控制模塊12中執行的扭矩模型估計發動機拖曳扭矩。替代性地，可利用直接的扭矩測量或另一合適的機構在發動機搖轉事件期間直接測量或以另外的方式確定發動機拖曳扭矩。元素120和130描繪了在全部前述動力系操作約束內的操作點。在比所描繪的操作速度高的發動機速度時的動力系統的操作需要某種形式的扭矩緩和，以限制通過(多個) 扭矩器30反應并儲存在高壓蓄電池25中的所產生扭矩的大小。這可包括使火花點火正時延遲或使燃料噴射事件的正時延遲，以允許在降低的發動機扭矩輸出時的發動機操作，直到高壓蓄電池25的溫度加溫到足以允許容許的蓄電池功率極限提高為止。元素140描繪了如下操作點，其獲得前述發動機操作約束，但違犯最高放電功率極限104，并因而對于發動機起動是不可接受的動力操作狀態。
圖3以流程圖形式圖示在控制模塊12中執行的控制方案11，其與響應于鑰匙接通發動機起動事件(210)起動混合動力系統的內燃發動機例如參考圖I所描述的混合動力系統20的內燃發動機40相關。鑰匙接通發動機起動事件包括監測發動機40和優選地高壓蓄電池25的溫度(211)。監測發動機40的溫度可包括監測冷卻劑溫度或指示發動機溫度的另一合適的參數。監測高壓蓄電池25的溫度優選地包括監測來自溫度傳感器的輸入。以與聞壓畜電池25相關的最聞放電功率極限104和最聞充電功率極限102的形式的蓄電池功率極限對應于高壓蓄電池25的監測溫度(212)。在一個實施例中，存在存儲于存儲裝置中用于鑰匙接通發動機起動事件期間的檢索的最高放電功率極限104和最高充電功率極限102的狀態陣列和相關的溫度陣列。應意識到的是，其他的系統和部件溫度可被監測并且用作高壓蓄電池25的監測溫度的替代。基于發動機40的所監測的溫度確定發動機拖曳扭矩的大小(214)。選擇優選的發動機搖轉速度(216)。相對于包括最高放電功率極限104和最高充電功率極限102的蓄電池功率極限、發動機拖曳扭矩的大小、及與參考圖2提出的發動機速度/扭矩校準108所描述的混合動力系100的總體操作相關的其他信息選擇優選的發動機搖轉速度。選擇的優選發動機搖轉速度是在不違犯高壓蓄電池25的當前溫度時的蓄電池功率極限的情況下、在克服發動機拖曳扭矩的同時可獲得的最高發動機搖轉速度。控制逆變器27，以向(多個)扭矩機30傳送足夠大小的電功率，從而由(多個)扭矩機30產生馬達扭矩輸出，所述馬達扭矩輸出克服發動機拖曳扭矩并使發動機40優選地以在前述步驟即步驟216中選擇的優選發動機搖轉速度旋轉。如此配備的系統上的曲柄燃料和火花點火在優選地與發動機搖轉的起動一致的發動機搖轉期間被輸送至發動機 40(218)。本領域的技術人員能夠確定必需的燃料質量和火花點火正時。在發動機搖轉期間監測發動機速度(220)。在發動機搖轉期間，適應地控制來自扭矩機30的馬達扭矩的大小，以獲得優選的發動機搖轉速度(222)。該操作優選地包括利用來自監測的發動機速度的反饋，以控制逆變器27，從而控制到扭矩機30的功率流。在發動機搖轉期間，控制(多個)扭矩機30，以允許發動機速度提高至高于優選的發動機搖轉速度的速度(如當發動機速度在發動機點火的時候突然加劇時可出現)(224)。 (多個)扭矩機30的這種操作是暫時的，并考慮了高壓蓄電池25的蓄電池功率極限。這樣， 在發動機搖轉期間，如果這種操作導致違犯高壓蓄電池25的蓄電池功率極限，則不以電功率生成模式控制扭矩機30以在發動機搖轉期間限制速度。在發動機搖轉和隨后的發動機操作期間，控制發動機40和(多個)扭矩機30，以管理到扭矩機30的發動機扭矩輸出(226)。發動機40的這種操作意在防止導致高壓蓄電池 25的過充電的電功率的產生。控制在點火之后的發動機操作，以限制發動機扭矩，包括限制如分別由高壓蓄電池25的最高和最低功率極限104、102抑制通過(多個)扭矩機30可反應的發動機扭矩的大小。相對于高壓蓄電池25的操作溫度繼續限制高壓蓄電池25的蓄電池功率極限。這樣，必須通過控制發動機輸出扭矩來限制通過(多個)扭矩機30反應并儲存在高壓蓄電池25中的產生扭矩的大小。這包括使火花點火正時延遲或使燃料噴射事件的正時延遲，以允許在降低的發動機扭矩輸出時的發動機操作，直到高壓蓄電池25的溫度加溫到足以允許容許的蓄電池功率極限提高為止。
控制方案11的執行允許考慮可用蓄電池功率、發動機拖曳扭矩及其他狀況的鑰匙接通發動機起動事件，并允許擴充的已用搖轉次數，以實現發動機起動。本發明已描述了某些優選的實施例及所述某些優選實施例的變型。本領域的技術人員在閱讀和理解說明書時可想到另外的變型和變更。因此，本發明不應局限于作為設想用于實施本發明的最佳模式而公開的特定實施例，而是本發明應包括落入所附權利要求范圍內的所有實施例。
權利要求
1.用于起動混合動力系中的內燃發動機的方法，所述混合動力系包括機械地耦聯至所述內燃發動機和經由逆變器電耦聯至高壓蓄電池的電扭矩機，所述方法包括監測所述混合動力系的溫度狀態；確定所述高壓蓄電池的與所述混合動力系的所述溫度狀態對應的最高放電功率極限；估計與所述混合動力系的所述溫度狀態相關的發動機拖曳扭矩；選擇與所估計的發動機拖曳扭矩相關并且在低于所述高壓蓄電池的所述最高放電功率極限時能夠獲得的優選發動機搖轉速度；以及控制所述電扭矩機以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的馬達扭矩輸出的大小。
2.根據權利要求I所述的方法，其中控制所述電扭矩機以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的所述馬達扭矩輸出的大小包括監測所述發動機的旋轉速度；以及適應地指令來自所述電扭矩機的所述馬達扭矩輸出的大小，以便響應所述發動機的所監測的旋轉速度以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機。
3.根據權利要求I所述的方法，還包括與控制所述電扭矩機一致向所述發動機輸送曲柄燃料，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的所述馬達扭矩輸出的大小。
4.根據權利要求I所述的方法，還包括控制所述電扭矩機，以允許比所述優選發動機搖轉速度高的發動機速度。
5.根據權利要求I所述的方法，還包括限制到所述電扭矩機的發動機扭矩輸出，以在發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的最高充電功率極限內。
6.根據權利要求5所述的方法，其中限制到所述電扭矩機的所述發動機扭矩輸出，以在所述發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的所述最高充電功率極限內包括控制發動機火花正時和燃料噴射正時中的至少一個。
7.根據權利要求I所述的方法，其中監測所述混合動力系的所述溫度狀態包括監測發動機冷卻劑溫度和高壓蓄電池溫度中的至少一個。
8.根據權利要求I所述的方法，其中選擇與所述估計的發動機拖曳扭矩相關并且在低于所述高壓蓄電池的所述最高放電功率極限時能夠獲得的所述優選發動機搖轉速度包括選擇最高發動機搖轉速度，所述最高發動機搖轉速度與所述估計的發動機拖曳扭矩和低于所述聞壓畜電池的所述最聞放電功率極限的放電功率相關，并且聞于與系統共振頻率相關的發動機速度范圍。
9.用于起動混合動力系中的內燃發動機的方法，所述混合動力系包括機械地耦聯至所述內燃發動機并經由逆變器電耦聯至高壓蓄電池的電扭矩機，所述方法包括監測所述混合動力系的溫度狀態；確定與所述混合動力系的所述溫度狀態對應的所述高壓蓄電池的最高功率極限和最低功率極限；估計與所述混合動力系的所述溫度狀態相關的發動機拖曳扭矩；選擇與所估計的發動機拖曳扭矩相關并且在所述高壓蓄電池的所述最高功率極限和最低功率極限內能夠獲得的優選發動機搖轉速度；以及控制所述電扭矩機，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的馬達扭矩輸出的大小。
10.用于起動混合動力系的方法，所述混合動力系包括機械地耦聯至內燃發動機和經由逆變器電耦聯至高壓蓄電池的電扭矩機，所述方法包括指令所述內燃發動機的起動；監測發動機冷卻劑溫度和高壓蓄電池溫度中的至少一個；確定與所監測的溫度對應的所述高壓蓄電池的最高放電功率極限；估計與所監測的溫度相關的發動機拖曳扭矩；選擇與所估計的發動機拖曳扭矩相關并且在低于所述高壓蓄電池的所述最高放電功率極限時能夠獲得的優選發動機搖轉速度；控制所述電扭矩機，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的馬達扭矩輸出的大小；與控制所述電扭矩機一致向所述發動機輸送曲柄燃料，以產生足夠以所述優選發動機搖轉速度搖轉所述內燃發動機的所述馬達扭輸出的大小；以及限制到所述電扭矩機的發動機扭矩輸出，以在發動機點火之后將所述高壓蓄電池的充電限制在所述高壓蓄電池的最高充電功率極限內。
全文摘要
本發明涉及用于在鑰匙接通曲柄起動事件期間控制混合動力系的操作的方法和設備，具體地，一種起動具有機械地耦聯至內燃機的混合動力系中的內燃機的方法包括監測混合動力系的溫度狀態；確定與混合動力系的溫度狀態對應的高壓蓄電池的最高放電功率極限；估計與混合動力系的溫度狀態相關的發動機拖曳扭矩；選擇與估計的發動機拖曳扭矩相關并且在低于高壓蓄電池的最高放電功率極限時可獲得的優選發動機搖轉速度；以及控制電扭矩機以產生足夠以優選發動機搖轉速度搖轉內燃機的馬達扭矩輸出的大小。
文檔編號B60W20/00GK102582612SQ20121000279
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優先權日2011年1月6日
發明者K.J.史密斯, R.T.施溫克 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司