[发明专利]基于发动机停止位置启动发动机的系统和方法

说明书

本公开涉及一种基于发动机停止位置启动发动机的系统和方法。一种用于控制混合动力车辆中的发动机启动的系统和方法，该混合动力车辆包括发动机、通过第一离合器选择性地连接到发动机的第一电机、连接到发动机的第二电机、通过第二离合器选择性地连接到第一电机的阶梯传动比变速器，该系统和方法包括基于发动机停止位置使用第一电机或第二电机启动发动机。第二电机可以是低电压起动马达或起动发电一体机。所述系统和方法可在发动机停止位置在与较高的转动扭矩相关的特定范围内时使用第二电机。

技术领域

本申请涉及基于混合动力车辆中的发动机停止时发动机活塞的位置来启动发动机的系统和方法。

背景技术

混合动力车辆包括发动机和具有关联的电池且作为马达/发电机操作的电机，以提供仅使用电力来推进车辆的电动车辆(EV)模式，或者使用发动机和马达来推进车辆的混合动力电动车辆(HEV)模式。混合动力车辆可使用专用的起动马达和/或可作用为马达/发电机或起动发电一体机(IGS)的各种类型和尺寸的电机来启动发动机。发动机可在各种操作状况下频繁启动，以满足驾驶员需求的扭矩或在EV操作模式和HEV操作模式之间转变，使得所选择的启动策略可显著影响车辆整体效率、性能和操纵性。

混合动力车辆的电机可连接到发动机以在各种操作状况下启动发动机。用于启动使用分离离合器连接到电动马达的发动机的可用扭矩受限于电动马达的尺寸和容量。由于马达还需要提供推进扭矩，因此马达对其能够提供用于发动机启动的扭矩的量具有限制。因此，可通过电动马达储存发动机启动扭矩，以在操作期间提供足够的扭矩容量来转动(crank)发动机并克服发动机摩擦和惯性，该扭矩容量可基于操作状况(诸如温度和发动机停止位置)而改变，例如，发动机停止位置会限制推进车辆的可用马达扭矩。一些发动机停止位置(例如，发动机气缸的活塞的位置和关联的进气门/排气门的状态)可能需要超过可用马达扭矩的发动机转动扭矩(cranking torque)，这会引起发动机启动问题。

发明内容

在一个或更多个实施例中，一种车辆包括发动机、通过第一离合器选择性地连接到发动机的第一电机、连接到发动机的第二电机、通过第二离合器选择性地连接到第一电机的阶梯传动比变速器以及处理器，所述处理器被配置为根据发动机停止位置使用第一电机或第二电机启动发动机。所述处理器可进一步被配置为：响应于发动机停止位置具有小于关联阈值的关联转动扭矩，使用第一电机启动发动机，并响应于发动机停止位置具有不小于所述关联阈值的关联转动扭矩，使用第二电机启动发动机。第二电机可以是可通过(例如)带连接到发动机的低电压起动马达或起动发电一体机。所述处理器可进一步被配置为：当发动机曲轴位置在至少一个发动机活塞的上止点后10度至35度的范围内时，使用第二电机启动发动机。

实施例可还包括一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括具有起动马达且通过第一离合器连接到电机的发动机，所述电机通过第二离合器连接到阶梯传动比变速器，所述车辆还包括处理器，所述处理器被配置为：响应于发动机启动请求，如果发动机停止位置具有大于或等于阈值的关联转动扭矩，则使用所述起动马达启动发动机，否则使用所述电机启动发动机。所述处理器可被进一步配置为：响应于发动机启动请求并且发动机停止位置具有小于所述阈值的关联转动扭矩，控制第一离合器以启动发动机。所述起动马达可包括起动发电一体机。所述处理器还可被配置为：响应于发动机停止时的发动机曲轴旋转位置在发动机曲轴旋转位置的预定范围内，使用所述起动马达启动发动机。所述发动机曲轴旋转位置的预定范围可对应于在对应的发动机气缸内的发动机活塞到达上止点后10度至35度之间的范围。

一种用于混合动力车辆的发动机启动方法可包括以下实施例：响应于发动机停止位置在特定范围内，使用第一电机启动发动机，否则使用通过分离离合器连接到发动机的第二电机启动发动机。所述特定范围可对应于与至少一个气缸内的活塞位置关联的相对于上止点的曲轴位置，例如所述特定范围可以是上止点后大约10度至大约35度的范围。第一电可包括低电压起动马达或起动发电一体机。