CN105313889B - 用于起动混合动力车辆的发动机的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开用于起动混合动力车辆的发动机的系统和方法，其包含能够起动发动机的两个电机。在一个示例中，响应一个或多个车辆组件的退化和发动机起动请求，选择两个电机中的一个来起动发动机。

Description

用于起动混合动力车辆的发动机的方法和系统
技术领域
本说明书涉及到一种用于起动混合动力车辆的发动机的系统和方法。该方法可以被应用到包含两种不同的起动内燃发动机的方式的车辆中。
背景技术
混合动力车辆可以通过电机起动，该电机可推进车辆并且可作为起动机。电机可以被直接连接到其起动的发动机，或者可以通过齿轮组或离合器来使发动机旋转。电机可以在车辆最初被启用之后起动发动机，或者其可以在车辆已经被启用一段时间之后起动发动机。但是，可能存在电机不能够起动发动机的情形。例如，如果电机退化或者如果电机不具有充足的扭矩来旋转发动机，则电机可能不能起动发动机。因此，可期望的是提供一种增加能够起动发动机的可能性的方式。
发明内容
发明人在此已经认识到通过单个电机起动混合动力车辆的发动机的上述缺点，并且已经提出一种发动机起动方法，其包括：响应于高电压系统能够起动发动机而通过第一起动设备起动发动机，第一起动设备具有比第二起动设备更高的扭矩容量；以及响应于DC/DC转换器输出期望电压，通过第二起动设备起动发动机。
通过提供两个电机和能够将电力从高电压电力系统转移到低电压电力统的DC/DC转换器，有可能提供提高发动机起动的可能性的技术效果。在一个示例中，DC/DC转换器的输出可以作为用于确定两个电机之一准备起动转动发动机的基础。替换地，高电压电力系统的能力被评估以便确定哪个起动设备应该被用于起动发动机。因此，根据车辆工况，发动机可以通过第一或第二电机来起动转动。例如，如果高扭矩容量电机处于退化状况中，则具有较低扭矩容量的电机可以起动转动发动机。
在另一实施例中，发动机起动方法包括：对于自车辆停用之后的第一次发动机起动，用第一起动设备起动发动机，第一起动设备具有比第二起动设备更高的扭矩容量；在所述第一发动机起动之后用第二起动设备起动发动机；以及响应于降低的耐久性指示，在用第二起动设备起动发动机之后用第一起动设备起动发动机。
在另一实施例中，降低的耐久性指示基于起动机温度。
在另一实施例中，响应于第一起动设备不足以起动发动机，通过第二起动设备起动发动机。
在另一实施例中，响应于通过第二起动设备起动发动机，将第二起动设备与第一起动设备电气绝缘，并且其中当通过第一起动设备起动发动机时第二起动设备不与第一起动设备电气绝缘。
在另一实施例中，该方法进一步包括响应于第一起动设备起动发动机，关闭传动系断开离合器。
在另一实施例中，提供了传动系系统。该传动系系统包括：发动机；具有第一扭矩容量的第一电机；具有第二扭矩容量的第二电机，第二扭矩容量小于第一扭矩容量，第二电机被机械地连接到发动机；选择性地供应电荷给第一电机和第二电机的高电压电池；被电气连接到高电压电池的DC/DC转换器；用于选择性地连接发动机和第一电机的断开离合器；以及控制器，该控制器包含被存储在非暂时性存储器内用于响应于DC/DC转换器的工作状态针对自发动机停止后的第一次发动机起通过第二电机起动发动机的可执行指令，以及用于增加DC/DC转换器和第二电机之间的电阻值的指令。
在另一实施例中，电阻值被增加而不在DC/DC转换器和第二电机之间产生开路。
在另一实施例中，传动系系统进一步包括额外的指令以停用电气连接到DC/DC转换器的低电压负载。
在另一实施例中，传动系系统进一步包括额外的指令以在起动发动机之后启用电气连接到DC/DC转换器的低电压负载。
在另一实施例中，传动系系统进一步包括额外的指令以响应于发动机是否被即时起动，通过第一或第二发动机起动策略来起动发动机。
在另一实施例中，传动系系统进一步包括额外的指令以评估用于起动发动机的高电压系统的能力，高电压系统包括第一电机、高电压电池以及DC/DC转换器以便起动发动机。
本说明书可以提供几个优点。例如，该方法可以一种响应于当前车辆工况仲裁两个电机中的哪个电机最适于起动发动机的方式。此外，根据发动机是要被即时起动还是在车辆已经被启用之后的某个时间被起动，该方法可以包含不同的仲裁方案。该方法也可以通过在选择的状况期间通过限制电机的使用来提供改善的车辆耐久性。
当单独或结合附图参考下列具体实施方式时，本说明书中的上述优点和其他优点以及特征将会是显而易见的。
应该理解的是以上内容被提供以便用简化的形式引入选择的概念，该概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围被具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开任何部分内指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
通过单独或者参考附图阅读本文中被称为具体实施方式的实施例的示例，可以更加全面地理解本文所述的优点，在附图中：
图1是发动机的示意图；
图2示出示例车辆传动系配置；
图3示出用于混合动力车辆的示例电气系统；
图4和图5示出用于起动混合动力车辆的发动机的示例方法；以及
图6根据图4和图5中的方法示出图1和图2内系统的模拟发动机运行顺序。
具体实施方式
本说明书涉及改善混合动力车辆发动机起动。发动机可以是图1所示类型的发动机。发动机可以被选择性地机械连接到其他车辆组件以形成如图2所示的传动系。车辆可以包含如图3所示的电气系统。可以根据图4和图5中的方法来起动车辆的发动机。图6示出模拟的发动机起动顺序。
参考图1，包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中多个汽缸中的一个汽缸如图1所示。发动机10包含燃烧室30和汽缸壁32，活塞36被定位在汽缸壁内并且被连接到曲轴40。飞轮97和环形齿轮99被连接到曲轴40。低电压起动机96包含小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推动小齿轮95以便接合环形齿轮99。低电压起动机96可以被直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以通过带或链条选择性地供应扭矩给曲轴40。在一个示例中，当不接合到发动机曲轴时，起动机96处于基本状态。燃烧室30被显示为分别通过进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53来操作。进气凸轮51的方位可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的方位可以由排气凸轮传感器57确定。
燃料喷射器66被示为被定位以便将燃料直接喷射到汽缸30内，这就是本领域技术人员所公知的直接喷射。替换地，燃料可以被喷射到进气端口，这就是本领域技术人员公知的进气道喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的脉冲宽度成比例的液体燃料。通过包含燃料箱、燃料泵以及燃料导轨(未显示)的燃料系统(未显示)，将燃料输送到燃料喷射器66。
此外，进气歧管44被显示为与涡轮增压器压缩机162连通。轴161将涡轮增压器涡轮164机械连接到涡轮增压器压缩机162。可选电子节气门62调整节流板64的方位以便控制从空气进气42到压缩机162和进气歧管44空气流量。在一个示例中，可以使用高压双级燃料系统来生成更高的燃料压力。在一些示例中，节气门62和节流板64可以被定位在进气门52和进气歧管44之间以使节气门62作为进气道节气门。
响应于控制器12，无分电器点火系统88通过火花塞92提供点火火花给燃烧室30。通用排气氧传感器(UEGO)126被显示为连接到催化转化器70上游处的排气歧管48。替换地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
在一个示例中，转化器70能够包含多个催化剂砖。在另一示例中，可以使用多个排放控制设备，其中每个具有多个催化剂砖。在一个示例中，转化器70可以是三元催化剂。
控制器12在图1中被显示为常规的微型计算机，其包含微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(比如，非临时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110以及常规数据总线。控制器12被显示为从连接到发动机10的传感器中接收各种信号，除了先前论述过的那些信号外，还包含下列信号：来自连接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；连接到加速器踏板130以便感测由脚132施加的力的方位传感器134；连接到制动踏板150以便感测由脚152施加的力的方位传感器154，来自连接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自感测曲轴40方位的霍尔效应传感器118的发动机方位传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门方位的测量值。气压压力也可以被感测(传感器未显示)以便控制器12进行处理。在本说明书的优选方面，发动机方位传感器118在曲轴的每一转产生预定数量的等间距脉冲，由此可以确定发动机转速(RPM)。
在一些示例中，如图2所示，可以将发动机连接到混合动力车辆内的电动马达/电池系统。进一步地，在一些示例中，可以运用其他的发动机配置，例如柴油发动机。
在运行期间，发动机10内的每个汽缸一般经历四冲程循环：该循环包含进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程以及排气冲程。在进气冲程期间，通常情况下，排气门54关闭并且进气门52打开。经由进气歧管44将空气引入到燃烧室30，并且活塞36移动到汽缸的底部从而增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并且在其冲程结束时(比如，当燃烧室30处于其最大容积时)的方位一般被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54被关闭。活塞36移向汽缸盖以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时并且最接近汽缸盖(比如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点一般被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在之后被称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室内。在之后被称为点火的过程中，通过例如火花塞92的已知点火装置点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以便将燃烧后的空燃混合物释放到排气歧管48并且活塞返回到TDC。注意，以上内容仅仅显示为示例，且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，从而提供正气门重叠或负气门重叠，推迟的进气门关闭或各种其他示例。
图2是车辆传动系200的方块图。图2的传动系包含图1中所示的发动机10。传动系200可以由车辆225内的发动机10提供动力。可以用图1内所示的发动机起动系统或者通过传动系集成起动机/发电机(DISG)240来起动发动机10。DISG240也可以被称为电机、马达、高电压起动机和/或发电机。进一步地，可以通过扭矩驱动器204(例如燃料喷射器、节气门等)来调整发动机10的扭矩。
发动机输出扭矩可以被传递给传动系断开离合器236的输入侧。断开离合器236可以被电气驱动或液压驱动。断开离合器236的下游侧被显示为机械连接到DISG输入轴237。
可以操作DISG 240以便提供扭矩给传动系200，或者将传动系扭矩转换成待存储在电能存储设备275内的电能。DISG 240具有比图1所示的起动机96更高的输出扭矩容量。进一步地，DISG 240直接驱动传动系200，或者被传动系200直接驱动。没有将DISG 240连接到传动系200的带、齿轮或链条。相反，DISG 240以与传动系200相同的速率旋转。电能存储设备275可以是电池、电容器或电感器。DISG 240的下游侧通过轴241被机械连接到液力变矩器206的叶轮285。DISG 240的上游侧被机械连接到断开离合器236。
液力变矩器206包含涡轮286以便输出扭矩给输入轴270。输入轴270将液力变矩器206机械连接到自动变速器208。液力变矩器206也包含液力变矩器旁通锁止离合器212(TCC)。当锁定TCC时，将扭矩从叶轮285直接传递到涡轮286。TCC可由控制器12电气地操作。替换地，可以液压锁定TCC。在一个示例中，液力变矩器可以被称为变速器的组件。
当完全脱离液力变矩器锁止离合器212时，液力变矩器206通过液力变矩器涡轮286和液力变矩器叶轮285之间的流体转移将发动机扭矩传递给自动变速器208，进而使扭矩倍增。与此相反，当完全接合液力变矩器锁止离合器212时，通过液力变矩器离合器将发动机输出扭矩直接转移到变速器208的输入轴(未显示)。替换地，可以部分地接合液力变矩器锁止离合器212，进而可调整直接转送给变速器的扭矩量。控制器12可以被配置以便响应于各种发动机工况或者根据基于驾驶员的发动机运行请求，通过调整液力变矩器锁止离合器来调整由液力变矩器212传递的扭矩量。
自动变速器208包含齿轮离合器(比如，齿轮1-6)211和前进离合器210。齿轮离合器211和前进离合器210可以被选择性地接合以推进车辆。可以将来自自动变速器208的扭矩输出进而转送到车轮216以便通过输出轴260推进车辆。具体地，在将输出驱动扭矩传递给车轮216之前，自动变速器208可以响应于车辆行驶状况转移输入轴270处的输入驱动扭矩。
进一步地，通过接合车轮制动器218，可以将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，响应于驾驶员将他的脚踩在制动踏板(未显示)上，车轮制动器218可以被接合。在其他示例中，控制器12或链接到控制器12的控制器可以应用接合车轮制动器。用相同方式，响应于驾驶员从制动踏板释放他的脚，通过脱离车轮制动器218可以减小到车轮216的摩擦力。进一步地，作为自动发动机停止程序的一部分，车辆制动器可以通过控制器12将摩擦力施加到车轮216。
如图1中更详细地示出的，控制器12可以被配置以便从发动机10接收输入，并且据此控制发动机的扭矩输出和/或液力变矩器、变速器、DISG、离合器和/或制动器的操作。作为一个示例，通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合，通过控制节气门打开和/或气门正时、气门升程和涡轮增压发动机或机械增压发动机的增压，可以控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况中，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况中，可以在逐缸的基础上进行发动机控制以便控制发动机扭矩输出。如本领域内所公知的，控制器12也可以通过调整流向DISG的励磁绕组和/或电枢绕组的电流和从其流出的电流来控制扭矩输出和来自DISG的电能生成。
当符合怠速-停止条件时，控制器42可以通过切断到发动机的燃料和火花来开始发动机停机。但是，在一些示例中，发动机可以继续旋转。进一步地，为了维持变速器内的扭力量，控制器12可以使变速器208的旋转元件接地到变速器箱259并且由此接地到车辆框架。当符合发动机重起动条件和/或车辆操作者想要发动车辆时，控制器12可以通过起动转动发动机10和恢复汽缸燃烧来重新启用发动机10。
虽然图2内的系统显示单个控制器12，但是可以存在这样的示例：其中控制器12是与其他专用控制器(例如发动机控制器、变速器控制器、制动器控制器以及气候控制器)通信的车辆控制器。
现在参考图3，其显示示例混合动力车辆电气系统的方块图。车辆电气系统可以被包含在如图1和图2所示的系统内。此外，可以根据图4和图5中的方法来操作该电气系统。
电气系统300包含高电压电池275，其供应电力给图2的DISG 240和DC/DC转换器302。因此，高电压电池275、DISG 240以及DC/DC转换器302可以包括高电压系统。高电压被DC/DC转换器302转换成低电压并且被供应给电气绝缘设备308。低电压被导向到两个不同电路，但是可以提供额外的电路。第一低电压电路从绝缘设备308延伸到低电压电气负载304。低电压电气负载可以包含但不限于冷却风扇、车灯、车辆仪表组以及所选的车辆传感器和驱动器。第二低电压电路从绝缘设备308延伸到如图1中所示的低电压起动机96以及低电压电池310。第一低电压电路可以与第二低电压电路电气绝缘(electricallyisolated)。
在一个示例中，电气绝缘设备308可以由继电器和电阻器组成。继电器可以被选择性地启用以允许电荷从DC/DC转换器流到第一低电压电路和/或第二低电压电路。例如，可以启用继电器以便允许电流流到第一低电压电路，但是不流到第二低电压电路。替换地，可以启用继电器以便允许电流流到第二低电压电路但是不流到第一低电压电路。此外，可以允许电流流到第一低电压电路和第二低电压电路，或者不流到任何一个低电压电路。
在一些示例中，可以包含电阻器以便当通过低电压起动机96起动发动机时限制从DC/DC转换器302流到第一低电压电路或第二低电压电路的电流。进一步地，可以将电阻器切入到通向第一低电压和第二低电压电路的导体之内或之外，使得可以通过电阻器限制流到第一和第二低电压电路的电流。可以通过控制器12接通和切断继电器。在一个示例中，继电器被正常关闭以允许电流从DC/DC转换器302流到低电压负载304、起动机96以及低电压电池310。可以启用继电器以便提供DC/DC转换器302到低电压负载304、起动机96以及低电压电池310之间的开路。替换地，可以启用继电器和电阻器以便在发动机起动期间允许少量电流从DC/DC转换器流到起动机96。
通过选择性地启用电气绝缘设备308内的继电器或替换的相似设备，低电压电池310和起动机96可以与DC/DC转换器302和低电压电气负载304电气地绝缘。例如，在发动机起动转动期间，起动机96可以汲取大量的电流，这导致低电压电池310的电压和DC/DC转换器302的输出电压降低。但是，通过使用电气绝缘设备308将DC/DC转换器302与起动机96和低电压电池310电气绝缘，有可能维持DC/DC转换器302的电压输出。进一步地，电气绝缘设备308电气地绝缘低电压负载304与起动机96和低电压电池310，由此降低车灯变暗或者表现出可能指示低电压状况的其他状况的可能性。
因此，图1-3的系统提供了传动系系统，其包括：发动机；具有第一扭矩容量的第一电机；具有第二扭矩容量的第二电机，第二扭矩容量小于第一扭矩容量，第二电机被机械地连接到发动机；选择性地供应电荷给第一电机和第二电机的高电压电池；被电气连接到高电压电池的DC/DC转换器；用于选择性地连接发动机和第一电机的断开离合器；以及控制器，该控制器包含存储在非临时性存储器内用于响应于DC/DC转换器的工作状态针对自发动机停止以来的第一发动机起动通过第二电机起动发动机的可执行指令，以及用于增加DC/DC转换器和第二电机之间的电阻值的指令。
传动系系统也包含电阻值被增加而不产生DC/DC转换器和第二电机之间的开路。传动系系统进一步包括额外的指令以便停用电气连接到DC/DC转换器的低电压负载。传动系系统进一步包括额外的指令以便在起动发动机之后启用电气连接到DC/DC转换器的低电压负载。传动系系统进一步包括额外的指令以便响应于发动机是否被即时起动而选择第一或第二发动机起动策略。传动系系统进一步包括额外的指令以便评估高电压系统起动发动机的能力，其中该高电压系统包括第一电机、高电压电池以及DC/DC转换器。
现在参考图4和图5，其显示用于起动混合动力车辆的发动机的示例方法。该方法可以作为存储在非临时性存储器内的可执行指令被合并到图1-3中的系统内。进一步地，该方法可以提供图6内所示的操作顺序。
在402，方法400判断当前内燃发动机起动请求是否是自车辆停用之后的第一次起动请求。可以通过驾驶员安装钥匙或者通过使设备接近车辆的乘客舱来启用车辆。当没有启用车辆时，该车辆不可以行驶。可以通过由驾驶员从车辆中拔出钥匙或者使车辆与设备的接近性失去来停用车辆。如果方法400判断出当前发动机起动请求是自车辆停用以后的第一次起动请求，则答复是是并且方法400继续进行到440。否则，答复是否并且方法400继续进行到404。
在404，方法400判断是否用电驱动推进车辆而不需要发动机的帮助。在其他的车辆配置中，电驱动可以是DISG或不同的电机。在一个示例中，方法400基于包含但不限于驾驶员需求扭矩、SOC以及车辆质量的状况判断是否是用电驱动推进车辆。如果方法400判断出车辆将只通过电驱动来运行，则答复是是并且方法400继续进行到406。否则，答复是否并且方法400返回到402。
在406，方法400通过电机作为车辆的推进源来运行车辆。在一个示例中，根据加速器踏板方位和车辆速度来确定驾驶员需求扭矩。根据驾驶员需求扭矩调整电机扭矩。在车辆通过将电机作为推进源来运行之后，方法400继续进行到408。
在408，方法400判断是否要求发动机起动。可以根据驾驶员需求扭矩超过阈值扭矩、SOC、催化剂状况、乘客舱状况(比如，要求乘客舱变暖)以及其他车辆状况来要求发动机起动。如果方法400判断存在发动机起动要求，则答复是是并且方法400继续进行到410。否则，答复是否并且方法400返回到406。
在410，方法400判断图3的系统内的低电压(LV)电气负载是否小于(L.T.)阈值。在一个示例中，方法400可以判断低电压电气负载(比如，风扇、灯、传感器以及驱动器)电流需求是否小于阈值电流量。在其他示例中，方法400可以简单地确定正在请求或消耗电流的低电压消耗件的数目。如果方法400判断低电压负载小于阈值，则答复是是并且方法400继续进行到414。否则，答复是否并且方法400继续进行到412。
在412，方法400经由高电压电机(比如,DISG)起动转动发动机。在一个示例中，电机通过至少部分地关闭传动系断开离合器并且旋转电机来旋转发动机。当传动系断开离合器关闭时，传动系断开离合器将扭矩从电机转移到发动机。发动机可以以起动转动转速(比如，200RPM)旋转直到发动机起动，或者其可以被加速到达到发动机怠速转速。在起动转动转速时、在加速到发动机怠速转速期间，或者一旦发动机达到怠速转速，可以将火花和燃料供应给发动机。在起动转动及发动机起动之后，方法400继续进行到退出。
在414，方法400判断低电压起动机耐久性是否小于限制。在一个示例中，低电压起动机耐久性可以基于当车辆被启用而没有被停用时的行驶周期期间的数个发动机起动、起动机温度、当车辆被启用而没有被停用时的行驶周期期间的发动机起动之间的时间和/或其他状况。例如，方法400可以响应于在预定时段内由低电压起动机进行的数个发动机起动而减小低电压起动机耐久性参数的数值。如果方法400判断耐久性参数的数值小于预定数值，则可以判断低电压起动机耐久性小于限制。如果方法400判断低电压起动机耐久性小于限制，则答复是是并且方法400继续进行到416。否则，答复是否并且方法400继续进行到412。
在416，方法400基于当前车辆工况判断是否经由低电压起动机的发动机起动是否是优选的。在一些状况期间，与经由DISG或高电压电机起动发动机相比，经由低电压起动机的发动机起动可能是优选的。例如，当环境温度小于阈值温度时，或者当高电压电池SOC为低时，或者当DISG正消耗相对大量的电流以推进车辆时，或者在其他所选状况期间，可能更加期望的是通过低电压起动机来起动发动机。如果方法400判断经由低电压起动机的发动机起动是优选的，则答复是是并且方法400继续进行到418。否则，答复是否并且方法400继续进行到412。
在418，方法400可以停用选择的低电压负载。低电压负载可以包含但不限于车灯、风扇、显示器、传感器以及驱动器。低电压负载可以通过阻止或限制电流流到低电压设备而被停用。可以通过继电器或诸如晶体管的开关设备限制流到低电压设备的电流。如果方法400决定停用选择的低电压负载，则在418处停用低电压负载。在一个示例中，绝缘设备308停用低电压负载。在停用选择的低电压负载之后，方法400继续进行到420。
在420，方法400判断提供DC电力到低电压电池、低电压负载以及低电压起动机的DC/DC转换器是否准备好输出DC电压。在一个示例中，方法400可以基于来自DC/DC转换器的电压输出判断DC/DC转换器准备好进行操作。如果DC/DC转换器的输出电压在期望DC/DC转换器输出电压的阈值电压之内，则答复是是并且方法400继续进行到422。否则答复是否并且方法400返回到420。在其他示例中，其他状况可以作为判断DC/DC转换器是否准备好供应电流和电压给低电压电池、低电压负载以及低电压起动机的基础。例如，当电压已经被供应给DC/DC转换器时或者自电压已经被供应给DC/DC转换器之后的预定时间量，可以判断DC/DC转换器做好准备。
在422，方法400打开常闭起动机绝缘设备(比如，图3中的308)以便将低电压起动机与DC/DC转换器(比如，图3中的302)电气绝缘。通过打开常闭起动机绝缘设备，有可能防止在DC/DC转换器输出端处的电压骤降或降低。进一步地，低电压起动机的电气负载没有被应用于高电压电池(比如，图3中的275)或者低电压电气负载。
替换地，方法400可以增加DC/DC转换器和低电压起动机之间的电阻量，以便从DC/DC转换器中供应少量电流到低电压起动机，使得当低电压起动机起动转动发动机时DC/DC转换器的输出电压被减少小于1伏。通过将电阻器接入低电压起动机和DC/DC转换器之间的电路，可以增加该电阻。低电压起动机和DC/DC转换器之间的电阻可以被增加而不产生低电压起动机和DC/DC转换器之间的开路。在打开起动机绝缘设备之后，方法400继续进行到424。
在424，方法400通过低电压起动机马达(比如，图1中的96)起动转动发动机。低电压起动机马达可以在没有DISG帮助的情况下起动转动发动机。在一些示例中，当低电压起动机马达起动转动发动机时，传动系断开离合器是打开的。在发动机起动转动期间以及之前，可以供应燃料和火花给发动机以起动发动机。在通过低电压起动机开始起动转动发动机之后，方法400继续进行到426。
在426，方法400判断发动机是否被起动。如果发动机转速超过预定转速，则可以判断发动机被起动。如果方法400判断发动机被起动，则答复是是并且方法400继续进行到428。否则，答复是否并且方法400返回到424以继续发动机起动转动。
在428，方法400启用在418处停用的低电压电气负载。，可以通过供应电流给低电压电气负载启用低电压电气负载。在一个示例中，继电器或开关被关闭以重新启用低电压电气负载。在启用低电压电气负载之后，方法400继续进行到430。
在430，方法400关闭起动机绝缘设备以便允许DC/DC转换器输出端和低电压电池以及低电压起动机之间的电气连通。在一些示例中，在起动发动机之后，将起动机绝缘设备关闭预定的时间段。因此，DISG经由DC/DC转换器被电气连接到起动机马达。此外，在发动机被起动并且处于与DISG相同的转速之后，方法400可以关闭传动系断开离合器。在关闭起动机绝缘设备之后，方法400继续进行到退出。
在440，方法400判断当前发动机起动请求是否是即时发动机起动。在一个示例中，当电池荷电状态SOC为低并且驾驶员通过安装钥匙或进入车辆的近距离来启用车辆并且在少于预定的时间量(比如，2秒)内请求车辆启用时可以请求即时发动机起动。在其他示例中，当驾驶员启用车辆并且发动机没有在阈值时间量内被启用时，或者当驾驶员启用车辆并且请求乘客厢加热时，或者当驾驶员启用车辆并且电气推进系统的退化被劣化时，或者在其他状况期间，可以请求即时发动机起动。如果方法400判断即时发动机起动被请求，则答复是是并且方法400继续进行到442。否则，答复是否并且方法400继续进行到404。
在442，方法400配置车辆以便在不移动车辆的情况下并且通过即时发动机起动来起动。方法400准备车辆以便在不移动车辆的情况下起动。当变速器处于驻车档或空挡时可以在不移动车辆的情况下起动发动机。可以将车辆自动换挡成驻车档或空挡以允许发动机在不移动车辆的情况下起动。在一些示例中，如果变速器不处于驻车档或空挡，则可以禁止作为自停用车辆之后的第一次发动机起动。在准备车辆以便起动之后方法400继续进行到444。
在444，方法400判断高电压系统是否能够或者具有能力起动车辆发动机。在一个示例中，方法400根据电池SOC来判断高电压系统是否能够起动车辆发动机。此外或在另一示例中，方法400可以判断高电压系统是否指示退化的状况(比如，不能操作的DISG、逆变器退化、断开的保险丝或断路器和/或控制器退化)，如果是，则其可以判断的是高电压系统可以被判断为不能起动车辆发动机。如果方法400判断高电压系统能够起动车辆发动机，则答复是是并且方法400继续进行到460。否则，答复是否并且方法400继续进行到446。
在446，方法400判断提供DC电力给低电压电池、低电压负载以及低电压起动机的DC/DC转换器是否准备好输出DC电压。在一个示例中，方法400可以根据来自DC/DC转换器的电压输出判断DC/DC转换器准备好进行。如果DC/DC转换器的输出电压在期望DC/DC转换器输出电压的阈值电压之内，则答复是是并且方法400继续进行到448。否则，答复是否并且方法400返回到446。在其他示例中，其他的状况可以作为判断DC/DC转换器是否准备好供应电流和电压给低电压电池、低电压负载以及低电压起动机的基础。例如，当电压已经被供应给DC/DC转换器时，或者自电压已经被施加到DC/DC转换器之后的预定时间量，可以判断DC/DC转换器做好准备。
在448，方法400通过低电压起动机马达(比如，图1的96)来起动转动发动机。低电压起动机马达可以在没有DISG帮助的情况下起动转动发动机。在一些示例中，当发动机由低电压起动机马达起动转动时，传动系断开离合器是打开的。在发动机起动转动期间以及之前，可以供应燃料和火花给发动机以起动发动机。在通过低电压起动机开始起动转动发动机之后，方法400继续进行到450。
在450，方法400判断发动机是否被起动。如果发动机转速超过预定转速，则可以判断发动机被起动。如果方法400判断发动机被起动，则答复是是并且方法400继续进行到退出。否则，答复是否并且方法400返回到448以继续发动机起动转动。此外，在发动机被起动并且处于与DISG相同的转速之后，方法400可以关闭传动系断开离合器。
在460，方法400通过高电压电机(比如，DISG)起动转动发动机。在一个示例中，电机通过至少部分地关闭传动系断开离合器并且旋转电机来旋转发动机。当传动系断开离合器关闭时，传动系断开离合器将扭矩从电机转移到发动机。发动机可以以起动转动转速(比如，200RPM)旋转直到发动机起动，或者其可以被加速到发动机怠速转速。在起动转动转速下、在加速到发动机怠速转速期间，或者一旦发动机达到怠速转速后，可以将火花和燃料供应给发动机。在开始起动转动发动机之后，方法400继续进行到462。
在462，方法400判断发动机是否被起动。如果发动机转速超过预定转速，则可以判断发动机被起动。如果方法400判断发动机被起动，则答复是是并且方法400继续进行到退出。否则，答复是否并且方法400返回到460以继续发动机起动转动。此外，在发动机被起动并且处于与DISG相同的转速之后，方法400可以关闭传动系断开离合器。
因此，图4和图5中的方法提供发动机起动方法，其包括：响应于高电压系统能够起动发动机而采用第一起动设备起动发动机，第一起动设备具有比第二起动设备更高的扭矩容量；以及响应于DC/DC转换器输出期望电压而采用第二起动设备起动发动机。该方法包含其中起动是响应于车辆的启用自发动机停止之后的第一次发动机起动，其中发动机在所述车辆内运行。该方法也包含其中第一起动设备是传动系集成起动机/发电机并且其中第二起动设备是与发动机机械连接的起动机马达。
在一些示例中，该方法还包括响应高电压系统不能够起动发动机选择第二起动设备。该方法包含其中根据退化状况来判断高电压系统不能起动发动机。该方法还包括当起动发动机时电气绝缘第一起动设备与第二起动设备。该方法还包括响应发于动机被起动，电气连接第一起动设备和第二起动设备。
图4的方法也提供了发动机起动方法，其包括：对于自车辆停用之后的第一次发动机起动，通过第一起动设备起动发动机，第一起动设备具有比第二起动设备更高的扭矩容量；在所述第一次发动机起动之后通过第二起动设备起动发动机；以及响应于降低的耐久性指示，在通过第二起动设备起动发动机之后通过第一起动设备起动发动机。该方法包含其中降低的耐久性指示基于当车辆被启用而没有被停用时的行驶周期期间的数个发动机起动。该方法包含其中降低的耐久性指示基于当车辆被启用而没有被停用时的行驶周期期间的发动机起动之间的时间量。
在一些示例中，该方法包含其中降低的耐久性指示基于起动机温度。该方法还包括响应于第一起动设备不足以起动发动机在选择第二起动设备之后起动发动机。该方法包含其中响应于选择第二起动设备将第二起动设备与第一起动设备电气绝缘，以及其中当选择第一起动设备时第二起动设备不与第一起动设备电气绝缘。该方法还包括响应于选择第一起动设备关闭传动系断开离合器。
现在参考图6，其显示根据图4和图5中的方法起动发动机的顺序。可以经由如图1-3中所示的系统来执行图6中的方法。每个图表中心处的双S指示时间的不连续性。
从图6顶部开始的第一图表是发动机起动机状态随时间的图表。当发动机起动机轨迹处于接近Y轴箭头的较高水平时接合并且启用发动机起动机。Y轴表示发动机起动机状态。X轴表示时间且时间从该图表的左边向右边增加。
从图6顶部开始的第二图表是DISG状态随时间的图表。当DISG轨迹处于接近Y轴箭头的较高水平时启用DISG。Y轴表示DISG状态。X轴表示时间且时间从该图表的左边向右边增加。
从图6顶部开始的第三图表是驾驶员车辆启用请求状态随时间的图表。驾驶员车辆启用请求可以作为发动机起动请求的基础。当驾驶员车辆启用请求处于接近Y轴箭头的较高水平时，驾驶员车辆启用请求被断言。Y轴表示驾驶员操作状态请求状态。X轴表示时间且时间从该图表的左边向右边增加。
从图6顶部开始的第四图表是高电压电池SOC随时间的图表。当电池SOC轨迹处于接近Y轴箭头的较高水平时电池SOC处于较高水平。Y轴表示高电压SOC。X轴表示时间且时间从该图表的左边向右边增加。水平线602表示电池SOC，在该电池SOC以下不能操作DISG来起动发动机。
从图6顶部开始的第五图表是发动机状态随时间的图表。当发动机状态轨迹处于接近Y轴箭头的较高水平时启用发动机。Y轴表示发动机状态。X轴表示时间且时间从该图表的左边向右边增加。
在时间T0，如由处于较低水平的发动机状态轨迹所指示的，发动机没有运行。没有接合发动机起动机并且没有启用DISG。此外，车辆操作请求没有被断言并且高电压电池SOC处于较高水平。因此，在时间T0，车辆没有在运行。
在时间T1，车辆运行请求轨迹转变到表明驾驶员希望运行车辆的较高水平。响应于驾驶员将钥匙安装到车内，或者当驾驶员接近具有远程车辆启用设备的车辆时，可以断言车辆运行请求。响应于车辆运行请求和车辆状况，DISG转变到较高水平。特别地，由于电池SOC为高，可以确定的是DISG能够起动发动机。在关闭传动系断开离合器之后DISG旋转发动机，并且发动机状态转变到高水平以指示发动机是通过DISG起动的。
在时间T2，响应于驾驶员移除车辆钥匙，或者离开车辆的临近区(proximity)，车辆运行请求转变为低水平。DISG状态和发动机状态被转变到低水平以便指示DISG和发动机没有在运行。高电压电池SOC处于降低的水平并且发动机起动机没有被接合。
在时间T3，车辆运行请求转变到高水平以指示驾驶员希望运行车辆。发动机起动机状态转变到高水平以指示响应于车辆运行请求和低的高电压电池SOC而接合起动机。不久之后，发动机状态被转变到高水平以指示发动机被起动。DISG状态保持指示没有启用DISG的低水平，并且响应于发动机被起动，起动机状态转变到低水平。
因此，包含DISG和低电压起动机马达的混合动力车辆可以响应于车辆状况通过不同的起动设备来起动。在发动机起动期间，可以电气绝缘低电压起动机与高电压系统。替换地，当高电压电机起动转动发动机时，可以停用低电压起动机。
本领域内技术人员将会意识到，图4和图5中所述的方法可以表示一种或多种任意数量的处理策略，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所说明的各种步骤或功能可以按照所示顺序执行、平行地执行或在某些情况中被省略。同样，处理次序不是必须要求以实现本所述的目标、特征以及优点，但是其被提供以便说明和描述。尽管未明确说明，但是本领域内技术人员将会认识到所说明步骤或功能中的一个或多个可以被重复地进行，这取决于所使用的具体策略。进一步地，所述的行为、操作、方法和/或功能可以被图解地表示成代码以便被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器内。
本说明书到此结束。本领域技术人员通过阅读将在不脱离本说明书的实质和范围的情况下认识到许多替换和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替换燃料配置运行的I3、I4、I5、V6、V8、V10以及V12发动机可以使用本说明书而获益。

Claims (9)

1.一种发动机起动方法，其包括：
响应于高电压系统能够起动发动机而通过第一起动设备起动所述发动机，所述第一起动设备具有比第二起动设备更高的扭矩容量；以及
响应于DC/DC转换器输出期望电压而通过所述第二起动设备起动所述发动机；
其中基于荷电状态和所述高电压系统的退化状况判断所述高电压系统是否能够起动所述发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述起动是响应于车辆启用的自发动机停止之后的第一次发动机起动，其中所述发动机在所述车辆内运行。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一起动设备是传动系集成起动机/发电机并且其中所述第二起动设备是机械连接到所述发动机的起动机马达。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于所述高电压系统不能起动所述发动机，选择所述第二起动设备。
5.根据权利要求4所述的方法，其中基于退化的状况来判断所述高电压系统不能起动所述发动机。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括当起动所述发动机时电气绝缘所述第一起动设备与所述第二起动设备。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括响应于所述发动机被起动，电气连接所述第一起动设备和所述第二起动设备。
8.一种发动机起动方法，其包括：
对于自车辆停用之后的第一次发动机起动，通过第一起动设备起动发动机，所述第一起动设备具有比第二起动设备更高的扭矩容量；
在所述第一次发动机起动之后通过第二起动设备起动所述发动机；以及
响应于降低的耐久性指示，在通过所述第二起动设备起动所述发动机之后通过所述第一起动设备起动所述发动机；
其中所述降低的耐久性指示基于当所述车辆被启用而没有被停用时的行驶周期期间的发动机起动数量，并且其中所述降低的耐久性指示是所述第二起动设备的降低的耐久性指示。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述降低的耐久性指示基于当所述车辆被启用而没有被停用时的行驶周期期间的发动机起动之间的时间量。
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