[发明专利]用于在钥匙接通曲柄起动事件期间控制混合动力系的操作的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃发动机和混合动力系统的控制系统。

背景技术

在该部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

已知的混合动力系结构包括扭矩产生装置，所述扭矩产生装置包括内燃发动机和例如电机的非燃烧扭矩机，其可优选地通过变速器装置将牵引扭矩传递至输出构件。一个示例性的混合动力系包括双模式复合分配的机电变速器，其利用从原动机功率源优选地为内燃发动机接收牵引扭矩的输入构件和输出构件。输出构件可操作地连接至用于机动车辆的动力传动系统，以将牵引扭矩传递至其上。电机操作为马达或发电机，并且可被控制以独立于来自内燃发动机的扭矩输入产生到变速器的扭矩输入。电机可将通过车辆动力传动系统传递的发动机机械功率和车辆动能变换成可存储在电能储存装置中的电能。控制系统监测来自车辆和操作者的各种输入，并提供动力系的操作控制，包括控制变速器操作范围状态和换档、控制扭矩产生装置和调节电能储存装置与电机之间的电功率交换，以管理变速器的包括扭矩和旋转速度的输出。

已知的混合动力系统将电机操作为马达以产生扭矩，从而摇转并起动内燃发动机。这包括在正在进行的车辆操作期间执行钥匙接通（key-on）发动机起动事件和自动起动事件。钥匙接通发动机起动事件可包括冷起动，其中内燃发动机、电机和/或电能储存装置处于或接近环境温度。

已知的电能储存装置的功率极限和电功率流容量在低环境温度时受抑制。已知摇转并起动内燃发动机所需扭矩的大小在较低的发动机和环境温度时增大，因而影响内燃发动机的冷起动能力。

已知的内燃发动机包括具有高压燃料系统的直接燃料喷射系统。高压燃料系统可能在包括发动机摇转事件期间的低功率状况和冷环境状况下输送的加压燃料的质量方面受限制。发动机与操作状况可能需要扩展的摇转次数以获得足够的燃料压力，从而给发动机加燃料。已知的直接燃料喷射系统可采用在冷发动机起动事件期间操作的第二低压燃料泵，以获得足够给发动机加燃料的燃料压力。

发明内容

一种混合动力系包括机械地耦联至内燃发动机并经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机。一种用于起动内燃发动机的方法包括：监测混合动力系的温度状态；确定与混合动力系的温度状态对应的高压蓄电池的最高放电功率极限；估计与混合动力系的温度状态相关的发动机拖曳扭矩；选择与估计的发动机拖曳扭矩相关并且可在低于高压蓄电池的最高放电功率极限时获得的优选发动机摇转速度；和控制电扭矩机，以产生足够以优选的发动机摇转速度摇转内燃发动机的马达扭矩输出的大小。

本发明提供如下方案：

1. 用于起动混合动力系中的内燃发动机的方法，所述混合动力系包括机械地耦联至所述内燃发动机和经由逆变器电耦联至高压蓄电池的电扭矩机，所述方法包括：

监测所述混合动力系的温度状态；

确定所述高压蓄电池的与所述混合动力系的所述温度状态对应的最高放电功率极限；

估计与所述混合动力系的所述温度状态相关的发动机拖曳扭矩；

选择与所述估计的发动机拖曳扭矩相关并且在低于所述高压蓄电池的所述最高放电功率极限时能够获得的优选发动机摇转速度；以及

控制所述电扭矩机以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的马达扭矩输出的大小。

2. 根据方案1所述的方法，其中控制所述电扭矩机以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭矩输出的大小包括：

监测所述发动机的旋转速度；以及

适应地指令来自所述电扭矩机的所述马达扭矩输出的大小，以便响应所述发动机的所监测的旋转速度以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机。

3. 根据方案1所述的方法，还包括与控制所述电扭矩机一致向所述发动机输送曲柄燃料，以产生足够以所述优选发动机摇转速度摇转所述内燃发动机的所述马达扭矩输出的大小。

4. 根据方案1所述的方法，还包括控制所述电扭矩机，以允许比所述优选发动机摇转速度高的发动机速度。

5. 根据方案1所述的方法，还包括限制到所述电扭矩机的发动机扭矩输出，以在发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的最高充电功率极限内。

6. 根据方案5所述的方法，其中限制到所述电扭矩机的所述发动机扭矩输出，以在所述发动机点火之后将所述高压蓄电池的充电限制在所述高压蓄电池的所述最高充电功率极限内包括控制发动机火花正时和燃料喷射正时中的至少一个。