CN106347346B - 混合动力车辆及控制用于发动机起动的分离离合器的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种混合动力车辆及控制用于发动机起动的分离离合器的方法。车辆包括发动机、传动装置、离合器和控制器。离合器被构造为在发动机起动期间连接发动机和传动装置。控制器被配置为改变针对离合器的发动机起动扭矩施加计划，使得对于下一个发动机起动事件，发动机实际起动时间小于上阈值时间。控制器还可被配置为，响应于发动机实际起动时间小于发动机起动事件的下阈值时间，改变针对离合器的发动机起动扭矩施加计划，使得对于下一个发动机起动事件，发动机实际起动时间大于下阈值时间。

Description

混合动力车辆及控制用于发动机起动的分离离合器的方法
技术领域
本公开涉及混合动力车辆和在发动机起动事件期间调节发动机分离离合器的扭矩。
背景技术
混合动力车辆可包括被构造为将内燃发动机与车辆动力传动系统断开的发动机分离离合器。当车辆在纯电动模式(electric only mode)下操作时，发动机分离离合器可以将发动机与动力传动系统断开，以提高燃料效率。
发明内容
提供一种车辆。所述车辆包括发动机、传动装置、离合器和控制器。离合器被构造为在发动机起动期间连接发动机和传动装置。控制器被配置为：响应于发动机实际起动时间超过发动机起动事件的上阈值时间，改变针对离合器的发动机起动扭矩施加计划，使得对于下一个发动机起动事件，发动机实际起动时间小于上阈值时间。
提供一种操作离合器的方法，所述离合器被构造为在发动机起动期间将发动机连接到车辆的传动装置。所述方法包括，响应于发动机实际起动时间超过发动机起动事件的上阈值时间，改变针对离合器的发动机起动扭矩施加计划，使得对于下一个发动机起动事件，发动机实际起动时间小于上阈值时间。
根据本发明的一个实施例，所述方法进一步包括：响应于发动机实际起动时间小于发动机起动事件的下阈值时间，改变发动机起动扭矩施加计划，使得对于下一个发动机起动事件，发动机实际起动时间大于下阈值时间。
根据本发明的一个实施例，上阈值时间和下阈值时间限定目标时间范围，并且发动机起动扭矩施加计划是基于发动机实际起动时间与落在目标时间范围内的时间的比而改变的。
根据本发明的一个实施例，上阈值时间和下阈值时间限定目标时间范围，并且发动机起动扭矩施加计划是基于发动机实际起动时间与落在目标时间范围内的时间之间的差而改变的。
提供一种车辆。所述车辆包括发动机、传动装置、离合器和控制器。离合器被构造为在发动机起动期间将发动机连接到传动装置。控制器被配置为，响应于发动机实际起动时间落在目标时间范围之外，改变针对离合器的发动机起动扭矩施加计划，使得发动机实际起动时间落在下一个发动机起动事件的目标时间范围之内。
根据本发明的一个实施例，改变发动机起动扭矩实施计划包括改变用于离合器的液压压力施加计划。
附图说明
图1是混合动力电动车辆的示例性动力传动系统的示意图；
图2是混合动力电动车辆中发动机的推车起动(bump start)的图示；
图3是混合动力电动车辆中发动机的斜坡起动(ramp start)的图示；
图4是在发动机起动事件期间用于调节分离离合器扭矩的算法的流程图。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，应当理解，公开的实施例仅为示例并且其它实施例可采取各种和可替代的形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被夸大或缩小以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与一幅或更多其它附图中示出的特征组合以形成未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。
参照图1，示出了根据本公开实施例的混合动力电动车辆(HEV)10的示意图。图1示出了组件之间的代表性关系。组件在该车辆内的物理布局(physical placement)和方位可改变。HEV 10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动传动装置16的发动机14，传动装置16可被称为模块化混合动力传动装置(MHT，modular hybrid transmission)。如下面将进一步详细地描述的，传动装置16包括电机(诸如电动马达/发电机(M/G)18)、关联的牵引电池20、变矩器22以及多阶梯传动比自动变速器(multiple step-ratio automatictransmission)或变速箱24。
发动机14和M/G 18都是用于HEV10的驱动源。发动机14通常代表可包括内燃发动机(诸如汽油、柴油或天然气驱动的发动机)或燃料电池的动力源。当发动机14和M/G 18之间的分离离合器26至少部分接合时，发动机14产生供应至M/G 18的发动机功率和对应的发动机扭矩。M/G 18可由多种类型的电机中的任何一者实现。例如，M/G 18可以为永磁同步马达。如下面将描述的，电力电子器件将由电池20提供的直流(DC)电调节成M/G 18所需要的。例如，电力电子器件可以向M/G 18提供三相交流电(AC)。
当分离离合器26至少部分接合时，动力可以从发动机14流向M/G 18或者从M/G 18流向发动机14。例如，分离离合器26可接合，并且M/G 18可作为发电机运转，以将由曲轴28和M/G轴30提供的旋转能转换成电能储存在电池20中。飞轮29可以是双质量飞轮，可以设置在发动机14和分离离合器26之间的曲轴28上。分离离合器26还可以分离以将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离，使得M/G 18可以作为HEV 10的唯一驱动源。轴30延伸通过M/G 18。M/G 18连续地可驱动地连接到轴30，而发动机14仅在分离离合器26至少部分地接合时可驱动地连接到轴30。
M/G 18经由轴30连接至变矩器22。因此，当分离离合器26至少部分接合时，变矩器22连接至发动机14。变矩器22包括固定至M/G轴30的泵轮以及固定至变速器输入轴32的涡轮。从而，变矩器22在轴30和变速器输入轴32之间提供液力耦合。当泵轮旋转得比涡轮快时，变矩器22将动力从泵轮传递至涡轮。涡轮扭矩和泵轮扭矩的大小通常取决于相对转速。当泵轮转速与涡轮转速之比足够高时，涡轮扭矩是泵轮扭矩的倍数。还可设置在接合时摩擦地或机械地连接变矩器22的泵轮和涡轮的变矩器旁通离合器34(也称为变矩器锁止离合器)，从而允许更高效的动力传输。变矩器旁通离合器34可作为起步离合器运转，以提供平稳的车辆起步。可替代地或者组合地，对于不包括变矩器22或变矩器旁通离合器34的应用，可以在M/G 18和变速箱24之间设置类似于分离离合器26的起步离合器。在一些应用中，分离离合器26通常称为上游离合器，而起步离合器(可以是变矩器旁通离合器)通常称为下游离合器。
变速箱24可包括通过摩擦元件(诸如离合器和制动器(未示出))的选择性接合而选择性地置于不同传动比以建立期望的多个离散或阶梯传动比的齿轮组(未示出)。可通过连接和断开齿轮组的特定元件以控制变速器输出轴36和变速器输入轴32之间的传动比的换挡计划来控制摩擦元件。变速箱24基于多个车辆和环境工况通过关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU))从一个传动比自动换挡至另一个。变速箱24随后将动力传动系统输出扭矩提供至输出轴36。
应理解，与变矩器22一起使用的液压控制的变速箱24仅是变速箱或变速器布置的一个示例；在本公开的实施例中使用从发动机和/或马达接收输入扭矩随后以不同的传动比将扭矩提供至输出轴的任何多级传动比变速箱都是可以接受的。例如，变速箱24可由包括沿换挡拨叉轴平移/旋转换挡拨叉以选择期望的传动比的一个或更多个伺服马达的自动机械式(或手动式)变速器(AMT)实现。如本领域普通技术人员通常理解的，例如，在扭矩要求较高的应用中可以使用AMT。
如图1的代表性实施例示出的，输出轴36连接至差速器40。差速器40经由连接至差速器40的各个车轴44驱动一对车轮42。差速器向每个车轮42传递大约相等的扭矩，同时(诸如当车辆转弯时)允许轻微的速度差异。可以使用不同类型的差速器或类似装置将扭矩从动力传动系统分配至一个或更多个车轮。在一些应用中，例如，根据特定的操作模式或状况，扭矩分配可变化。
动力传动系统12进一步包括诸如动力传动系统控制单元(PCU)的相关联的控制器50。虽然被示出为一个控制器，但是控制器50可以是较大的控制系统的一部分并且可以由车辆10中的多个其他控制器(诸如车辆系统控制器(VSC))控制。因此，应理解，动力传动系统控制单元50和一个或更多个其他控制器可以统称为“控制器”，该控制器响应于来自多个传感器的信号而控制多个致动器以控制多种功能(诸如起动/停止发动机14、运转M/G18以提供车轮扭矩或给电池20充电、选择或计划变速器换挡等)的。控制器50可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理器(CPU)。例如，计算机可读存储装置或介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM，keep-alive memory)中的易失性和非易失性存储。KAM是可以用于在CPU断电时存储多个操作变量的永久或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可使用任何数量的多个已知存储装置，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光学或组合的存储装置实现，所述数据中的一些代表由控制器使用以控制发动机或车辆的可执行指令。
控制器经由输入/输出(I/O)接口与多个发动机/车辆传感器和致动器通信，该I/O接口可以实现为提供多种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口。可替代地，在将特定信号提供至CPU之前，一个或更多个专用硬件或固件芯片可以用于调节和处理所述特定信号。如图1的代表性实施例总体上示出的，控制器50可以将信号传送至发动机14、分离离合器26、M/G 18、起步离合器34、传动装置变速箱24和电力电子器件56和/或从它们接收信号。尽管未明确示出，但是本领域普通技术人员将识别出在上文指出的每个子系统内可以由控制器50控制的多个功能或组件。可以使用由控制器执行的控制逻辑直接或间接致动的参数、系统和/或组件的代表性示例包括燃料喷射正时、速率和持续时间、节气门位置、(用于火花点火式发动机的)火花塞点火正时、进气/排气门正时和持续时间、前端附件驱动(FEAD，front-end accessory drive)组件(诸如交流发电机、空调压缩机)、(包括确定最大充电和放电电力极限的)电池充电或放电、再生制动、M/G运转、用于分离离合器26、起步离合器34和传动装置变速箱24的离合器压力等。通过I/O接口传送输入的传感器可用于指示例如涡轮增压器增压压力、曲轴位置(PIP)、发动机转速(RPM)、车轮速度(WS1、WS2)、车速(VSS)、冷却剂温度(ECT)、进气歧管压力(MAP)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、节气门位置(TP)、空气温度(TMP)、废气氧(EGO)或其它废气成分浓度或存在情况、进气流量(MAF)、变速器挡位、传动比或模式、变速器油温(TOT)、传动装置涡轮速度(TS)、变矩器旁通离合器34状态(TCC)、减速或换挡模式(MDE)、电池温度、电压、电流或荷电状态(SOC)。
可以通过一个或更多个附图中的流程图或类似图来表示由控制器50执行的控制逻辑或功能。这些附图提供可以使用一个或更多个处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)实现的代表性控制策略和/或逻辑。因此，示出的多个步骤或功能可以以示出的顺序执行、并行执行或在某些情况下有所省略。尽管没有总是明确地示出，但是本领域普通技术人员将认识到，根据使用的特定处理策略，可以反复执行一个或更多个示出的步骤或功能。同样，处理顺序并非是实现在此描述的特点和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供。可以主要在由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如控制器50)执行的软件中实现控制逻辑。当然，根据特定应用，可以在一个或更多个控制器中的软件、硬件或者软件和硬件的组合中实现控制逻辑。当在软件中实现时，可以在存储有代表由计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令的数据的一个或更多个计算机可读存储装置或介质中提供控制逻辑。计算机可读存储装置或介质可包括利用电、磁和/或光学存储以保持可执行指令和关联的校准信息、操作变量等的一个或更多个已知物理装置。
车辆驾驶员使用加速踏板52提供需求的扭矩、动力或驱动命令以推进车辆。通常，踩下和松开踏板52分别产生被控制器50解释为增加动力的需求或减小动力的需求的加速踏板位置信号。至少基于来自踏板的输入，控制器50从发动机14和/或M/G 18命令扭矩。控制器50还控制变速箱24内的换挡正时以及分离离合器26和变矩器旁通离合器34的接合或分离。类似于分离离合器26，可以在接合位置和分离位置之间的范围内调节变矩器旁通离合器34。除了由泵轮和涡轮之间的液力耦合产生的可变打滑之外，这也在变矩器22中产生可变打滑。可替代地，根据特定应用，变矩器旁通离合器34可操作为锁止或打开而不使用调节的操作模式。
为了使用发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合，以通过分离离合器26将发动机扭矩的至少一部分传输至M/G 18，然后再从M/G 18经过而传输到变矩器22和变速箱24。M/G 18可以通过提供额外功率来使轴30转动而辅助发动机14。该操作模式可被称为“混合动力模式”或“电动辅助模式”。如果M/G 18不通过提供额外功率以转动轴30来辅助发动机14，该操作模式可被称为“纯发动机”模式。
为了使用M/G 18作为唯一动力源驱动车辆，除了分离离合器26将发动机14与动力传动系统12的其余部分隔离以外，动力流(power flow)保持不变。在这段时间内可以禁用或者关闭发动机14中的燃烧以节省燃料。牵引电池20通过线路54将储存的电能传输至可包括例如逆变器的电力电子器件56。电力电子器件56将来自电池20的DC电压转换成AC电压以供M/G 18使用。控制器50命令电力电子器件56将来自电池20的电压转换成提供至M/G 18的AC电压，以将正扭矩或负扭矩提供至轴30。该操作模式可被称为“纯电动”操作模式。
在任何操作模式中，M/G 18都可以用作马达并且为动力传动系统12提供驱动力。可替代地，M/G 18可以用作发电机并且将来自动力传动系统12的动能转换成电能储存在电池20中。例如，当发动机14为车辆10提供推进动力时，M/G 18可以用作发电机。此外，在来自旋转的车轮42的旋转能通过变速箱24回传并转换成电能储存在电池20中的再生制动期间，M/G 18可以用作发电机。
在HEV 10从“纯电动模式”或者从M/G 18或发动机14均不通过动力传动系统12传递动力的状况转变为“混合动力模式”或“纯发动机模式”时，M/G 18可用于转动(crank)发动机14并起动发动机14。通过部分接合分离离合器26以将M/G 18扭矩中的至少一部分通过分离离合器26传递到发动机14而使动力从M/G 18传递到发动机14，从而起动发动机14。
分离离合器26可以是由本领域技术人员已知的任何类型的离合器。例如，分离离合器26可以是液压离合器或干式离合器。如果分离离合器26是液压离合器，则利用液压流体接合或分离所述离合器的相对侧(opposing sides)。应该注意的是，液压流体可以是在传动装置16的变矩器22和变速箱24中使用的变速器油。如果分离离合器26是液压离合器，则在分离离合器接合的同时分离离合器的扭矩TDCC可基于等式(1)：
TDCC＝mu(Papply-Pstroke)Aclutch (1)
mu是离合器摩擦系数，其是液压流体温度和离合器组件温度的函数。
Papply是通过向前推动活塞以接合所述离合器的相对侧所产生的离合器施加压力。
Pstroke是将液压离合器偏压至分离位置的回流压力。回流压力可以通过弹簧、液压压力、气压、机电装置或其它合适的方式产生。当所述离合器刚开始传递扭矩时，Pstroke等于Papply。应该注意的是，TDCC等于零直到Pstroke获得超过Papply的值。
Aclutch是液压离合器的相对侧之间的有效接合面积。
可替代地，如果分离离合器26是干式离合器，则离合器施加压力可以通过液压压力以外的方式产生。例如，离合器压力可以通过气压装置(例如，气压缸)或机电装置(例如，电动马达、螺线管等)产生。在接合时干式分离离合器的扭矩TDCC可以基于与等式1类似的等式，然而，离合器施加压力Papply可以是用于产生离合器施加压力的装置(例如，气压或机电装置)的功能结果，并且摩擦系数mu可以是单独的离合器组件的功能结果(其可以考虑离合器组件的温度)。
在动力经由分离离合器26从M/G 18传递到发动机14的发动机起动事件期间，用于起动发动机所花费的时间(即，发动机起动时间)可以分为两个不同的时间段。第一时间段可对应于发动机14的起动转动时间。所述发动机14的起动转动时间可对应于使发动机14从停止或关闭位置转动到第一点火上止点位置(firing top dead center position)所花费的时间(添加燃料和点火并且发动机14燃烧开始)。在起动转动期间，曲轴28开始旋转，而引起活塞和发动机14的其它内部组件的运动，直到达到第一点火上止点位置。
发动机14的起动转动时间可以基于等式(2)和等式(3)：
Figure BDA0001050941580000081
Icrankαave＝TDCC_ave-Tcomp_ave (3)
Δθ是曲轴28的角位移，其可对应于发动机14起动转动期间曲轴28的角位移。
ω0是曲轴28的初始角速度，其可对应于发动机14起动转动期间的零值。
αave是曲轴28的平均角加速度，其可对应于发动机14起动转动期间曲轴28的平均加速度。
t是发动机14起动转动的时间，其可对应于将曲轴28从停止或关闭位置旋转到第一点火上止点位置所花的时间。
Icrank是曲轴28以及连接到所述曲轴的任何相应活塞的转动惯量。
TDCC_ave是分离离合器26的平均扭矩，其可对应于发动机14起动转动期间分离离合器26的平均扭矩。
Tcomp_ave是由发动机14的活塞在发动机14的汽缸内运动所产生的平均汽缸压力压缩扭矩，其可对应于发动机起动转动期间的平均汽缸压力压缩扭矩。
等式(2)和等式(3)还可适于考虑发动机14的组件(例如，活塞、曲轴等)的内部摩擦力。
紧接着发动机14起动转动时间的第二时间段可对应于发动机14的加速时间(run-up time)。在加速时间期间，控制发动机14的燃烧，直到发动机14达到分离离合器26的输出转速(分离离合器26的输出转速可对应于M/G18的转速)为止。在加速时间期间可使用分离离合器26的输出转速的反馈来控制发动机14的燃烧，以获得发动机转速。
应该理解，图1中示出的示意图仅为示例并且不意在受限制。可考虑利用发动机和马达两者的选择性接合来通过变速器传递的其它配置。例如，M/G18可以从曲轴28偏移，可设置额外的马达以起动发动机14，和/或可以在变矩器22和齿轮箱24之间设置M/G 18。在不脱离本公开范围的情况下，可考虑其它配置。
尽管图1中示出的实施例描绘了并联混合动力车辆结构，但是本公开应被理解为包括其它混合动力车辆配置(包括串联混合动力车辆、串联-并联混合动力车辆、动力分流(power-split)混合动力车辆、插电式混合动力车辆(PHEV)、电动-燃料电池混合动力车辆、微型混合动力车辆(具有发动机起-停系统的车辆)或本领域已知的任何其它混合动力车辆配置。
参照图2，示出了发动机14的预定(scheduled)推车起动的图示。在推车起动期间，通过至少部分地接合分离离合器26而将能量从传动装置16或M/G 18传递到发动机14而起动发动机14。可通过控制器50实施和执行推车起动。线58代表由分离离合器26施加的预定扭矩随时间变化的曲线，线60代表发动机14的预定扭矩随时间变化的曲线，线62代表发动机的预定转速(其可对应于曲轴28的角速度ωcrank)随时间变化的曲线，并且线64代表M/G18的预定转速(其可对应于分离离合器26的输出转速和M/G轴30的角速度ωmg_shaft)随时间变化的曲线。
发动机14的预定起动时间横跨t0和t2之间的时间段，并由线66代表。发动机14的预定起动转动时间横跨t0和t1之间的时间段，并由线68代表。发动机14的预定加速时间横跨t1和t2之间的时间段，并由线70代表。预定起动时间66、预定起动转动时间68以及预定加速时间70可以是恒定值或者可以是跨越上阈值(upper threshold)和下阈值(lowerthreshold)的值域(range of values)。预定起动时间66可对应于目标起动时间。目标起动时间可以是恒定值或预定起动时间66的上阈值与下阈值之间的值域。预定起动转动时间68可对应于目标起动转动时间。目标起动转动时间可以是恒定值或预定起动转动时间68的上阈值与下阈值之间的值域。预定加速时间70可对应于目标加速时间。目标加速时间可以是恒定值或预定加速时间70的上阈值和下阈值之间的值域。在预定起动转动时间68期间，分离离合器26接合并且分离离合器26的扭矩快速斜坡上升(ramped up)。分离离合器26的扭矩可斜坡上升到恒定值或斜坡值(ramped value)，该斜坡值的扭矩继续增加直到预定起动转动时间68结束为止。在预定起动转动时间68期间，来自分离离合器26的扭矩将发动机14的转速从t0处的停止或关闭位置增加到t1处的第一点火上止点位置。时间t0可对应于分离离合器26接合期间分离离合器26的输入与输出之间的初始接触(initial contact)。
一旦发动机在时间t1处达到第一点火上止点位置，发动机14的预定加速时间70开始，此时添加燃料并点火，并且发动机14的燃烧开始。在预定加速时间70期间，控制发动机14的燃烧以增加发动机14的扭矩和转速直到发动机14在时间t2处获得M/G 18的转速和/或分离离合器26的输出转速。此外，在推车起动的预定加速时间70期间，分离离合器26的扭矩降低直到发动机14在时间t2处获得M/G 18的转速以及分离离合器26的输出转速。一旦发动机在时间t2处已获得M/G 18的转速以及分离离合器26的输出转速，则分离离合器26的扭矩斜坡上升以锁止分离离合器26(这发生在时间t3处)。
如果在推车起动期间实际起动时间或实际起动转动时间分别与预定起动时间66或预定起动转动时间68不同，则可在发动机14的下一个起动事件的预定起动转动时间68期间通过控制器50向上或向下调节分离离合器26的扭矩，如线72所示。可以(在发动机14的下一个起动事件的预定起动时间66期间)调节由分离离合器26所施加的预定扭矩，使得实际起动时间大于预定起动时间66的下阈值和/或小于预定起动时间66的上阈值。可选地，可以(在发动机14的下一个起动事件的预定起动转动时间68期间)调节由分离离合器26施加的预定扭矩，使得实际起动转动时间大于预定起动转动时间68的下阈值和/或小于预定转动时间68的上阈值。
参照图3，示出了发动机14的预定斜坡起动的图示。在斜坡起动期间，通过至少部分地接合分离离合器26而将能量从传动装置16或M/G 18传递到发动机14而起动发动机14。可通过控制器50实施并执行斜坡起动。线58'代表由分离离合器26施加的预定扭矩随时间变化的曲线，线60'代表发动机的预定扭矩随时间变化的曲线，线62'代表发动机的预定转速(其可对应于曲轴28的角速度ωcrank)随时间变化的曲线，并且线64'代表M/G 18的预定转速(其可对应于分离离合器26的输出转速和M/G轴30的角速度ωmg_shaft)随时间变化的曲线。
发动机14的预定起动时间横跨t0和t2之间的时间段，并由线66'代表。发动机14的预定起动转动时间横跨t0和t1之间的时间段，并由线68'代表。发动机14的预定加速时间横跨t1和t2之间的时间段，并由线70'代表。预定起动时间66'、预定起动转动时间68'以及预定加速时间70'可以是恒定值或者可以是跨越上阈值和下阈值的值域。预定起动时间66'可对应于目标起动时间。目标起动时间可以是恒定值或预定起动时间66'的上阈值与下阈值之间的值域。预定起动转动时间68'可对应于目标转动时间。目标转动时间可以是恒定值或预定起动转动时间68'的上阈值与下阈值之间的值域。预定加速时间70'可对应于目标加速时间。目标加速时间可以是恒定值或预定加速时间70'的上阈值和下阈值之间的值域。在预定起动转动时间68'期间，分离离合器26接合并且分离离合器26的扭矩快速斜坡上升。分离离合器26的扭矩可斜坡上升到恒定值或斜坡值，该斜坡值的扭矩继续增加直到预定起动转动时间68'结束为止。在预定起动转动时间68'期间，来自分离离合器26的扭矩将发动机14的转速从t0处的停止或关闭位置增加到t1处的第一点火上止点位置。时间t0可对应于分离离合器26接合期间分离离合器26的输入与输出之间的初始接触。
一旦发动机在时间t1处已经达到第一点火上止点位置，发动机14的预定加速时间70'开始，此时添加燃料和点火，并且发动机14的燃烧开始。在预定加速时间70'期间，控制发动机14的燃烧以增加发动机14的扭矩和转速直到发动机14在时间t2处获得M/G 18的转速和/或分离离合器26的输出转速。此外，在斜坡起动的预定加速时间70'期间，分离离合器26的扭矩或者保持在起动转动值，或者上升到中间恒定值，或者上升到斜坡值，该斜坡值的扭矩继续增加直到发动机14在时间t2处获得M/G 18的转速以及分离离合器26的输出转速。一旦发动机在时间t2处已获得M/G 18的转速以及分离离合器26的输出转速，则分离离合器26的扭矩斜坡上升，以锁止分离离合器26(这发生在时间t3处)。
如果在斜坡起动期间实际起动时间、实际起动转动时间或实际加速时间分别与预定起动时间66'、预定起动转动时间68'或预定加速时间70'不同，则可在发动机14的下一个起动事件的预定起动转动时间68'期间(如线72'所示)和/或在发动机14的下一个起动事件的预定加速时间70'期间(如线74'所示)通过控制器50向上或向下调节分离离合器26的扭矩。可以(在发动机14的下一个起动事件的预定起动转动时间68'和/或预定加速时间70'期间)调节由分离离合器26所施加的预定扭矩，使得实际起动时间大于预定起动时间66'的下阈值和/或小于预定起动时间66'的上阈值。可选地，可以(在发动机14的下一个起动事件的预定起动转动时间68'期间)调节由分离离合器26施加的预定扭矩，使得实际起动转动时间大于预定起动转动时间68'的下阈值和/或小于预定起动转动时间68'的上阈值。可选地，可以(在发动机14的下一个起动事件的预定加速时间70'期间)调节由分离离合器26施加的预定扭矩，使得实际加速时间大于预定加速时间70'的下阈值和/或小于预定加速时间70'的上阈值。
在推车起动或斜坡起动期间，目标起动时间、目标起动转动时间和目标加速时间可以是相对于第一点火上止点位置的发动机14的关闭位置、大气压力、进气歧管压力、发动机冷却剂温度、发动机油温、进气温度、变速器的输入转速(其可对应于分离离合器26的输出转速和M/G 18的转速)以及液压流体温度(如果分离离合器26是液压离合器)的函数。
目标起动时间、目标起动转动时间和/或目标加速时间可以随着将发动机14转动到第一点火上止点位置所需的角位移或必须克服的汽缸压力压缩量的增加而增加。将发动机14转动到第一点火上止点位置所需的角位移和必须克服的汽缸压力压缩量两者都是基于相对于第一点火上止点位置的发动机14的关闭位置的，并且随着相对于第一点火上止点位置的发动机14的关闭位置增加而增加。
此外，目标起动时间、目标起动转动时间和/或目标加速时间在发动机14转动时可随着汽缸压力压缩扭矩的增加而增加。随着大气压力和/或进气歧管压力增加，汽缸压力压缩扭矩的增加进而会引起目标起动时间、目标起动转动时间和/或目标加速时间的增加。
一旦发动机冷却剂温度和发动机油温高于某温度值，发动机14可更有效率地运转。当内燃发动机在小于温度阈值的温度下运转时，内部发动机摩擦损耗(包括活塞到汽缸环界面、各种轴承以及气门机构组件处发生的摩擦损耗)可以增加。这是小于阈值的发动机油温和金属温度(都受发动机冷却剂温度影响)的作用。此外，燃料趋向于在发动机进气组件的内表面上形成薄膜，所述薄膜在发动机14在阈值温度以下运转时干扰空气/燃料控制系统。随着发动机14的摩擦损耗增加，由于发动机冷却剂温度和发动机油温小于阈值，可能需要使目标起动时间、目标起动转动时间和/或目标加速时间增加以克服增加的摩擦。此外，可能需要使目标起动时间、目标起动转动时间和/或目标加速时间增加以克服在发动机14在阈值温度以下运转时产生的对空气/燃料混合物的干扰。
所述空气/燃料混合物还会受到进气温度的影响，进气温度参考空气密度。随着空气密度降低，喷入发动机14的汽缸中的燃料量也将降低。燃料量的降低可导致发动机14能够产生的动力降低，进而可导致目标起动时间、目标起动转动时间和/或目标加速时间增加。
分离离合器26的运动部件之间的摩擦可以随着分离离合器26的组件温度和/或液压流体(如果分离离合器26是液压离合器)的温度的变化而变化。这会影响可在M/G 18与发动机14之间传递的扭矩量，以及可在分离离合器26的相对侧之间传递的扭矩量。因此，可能需要根据分离离合器26的组件温度和/或液压流体温度如何影响在M/G 18与发动机14之间传递的扭矩量来调节目标起动时间、目标确定转动时间和/或目标加速时间。
还可需要基于变速器的输入转速(其可对应于分离离合器26的输出转速以及M/G18的转速)而调节目标起动时间、目标起动转动时间和/或目标加速时间。由于起动发动机14需要将发动机加速到变速器的输入转速，所以变速器的输入转速的增加将导致目标起动时间、目标起动转动时间和/或目标加速时间增加。
参照图4，示出了在发动机起动事件期间调节分离离合器26的扭矩的方法100。所述方法可应用到上面讨论的发动机14的斜坡起动以及推车起动两者。可以通过控制器50来实施和执行方法100。在开始框102处开始方法100。可通过将车辆点火装置置于“开启”位置、按下“起动/运转”按钮、将HEV10的变速器置于特定挡位选择或通过HEV 10的任何其它适合状况开始方法100。
在步骤102开始方法100之后，所述方法进入步骤104，在该步骤中确定是否通过接合发动机14与传动装置16或M/G 18之间的分离离合器26而起动发动机14。如果发动机14没有通过接合分离离合器26而起动，则方法100在步骤106处结束。如果发动机14通过接合分离离合器26起动，则方法100进入步骤108。
在步骤108处，确定发动机实际起动时间。在步骤108处确定的发动机实际起动时间可以指实际的总起动时间(发动机14从停止或关闭位置达到分离离合器26和M/G 18的输出转速所花的实际时间)、实际起动转动时间(发动机14从停止或关闭位置达到第一点火上止点位置所花的实际时间)或实际加速时间(发动机14从第一点火上止点位置达到分离离合器26和M/G 18的输出转速所花的实际时间)。发动机实际起动时间可以指先前或近来记录的发动机起动事件的起动时间。可替代地，发动机实际起动时间可以指先前执行的多个发动机起动事件的实际起动时间的平均值。
一旦在步骤108处确定了发动机实际起动时间，所述方法便进入步骤110，在该步骤中通过低通滤波器将发动机实际起动时间限制到下截止极限与上截止极限之间的范围。
在步骤110处已对发动机实际起动时间过滤后，方法100进入步骤112，在该步骤中确定发动机实际起动时间和发动机目标起动时间之间是否具有差异。在步骤108处确定的发动机目标起动时间可以指总目标起动时间(发动机14从停止或关闭位置达到分离离合器26和/或M/G 18的输出转速的目标时间)、目标起动转动时间(发动机14从停止或关闭位置达到第一点火上止点位置的目标时间)或目标加速时间(发动机14从第一点火上止点位置达到分离离合器26和M/G 18的输出转速的目标时间)。发动机目标起动时间可具有特定的可接受的值或可具有可接受的值域。如果发动机实际起动时间和发动机目标起动时间之间没有差异(或者在值域是可接受的情况下有足够大的差异)，则方法100在步骤106处结束。如果发动机实际起动时间和发动机目标起动时间之间有差异(或者在值域是不可接受的情况下有足够大的差异)，则方法100进入步骤114。
在步骤114处，在下一个发动机起动事件期间(在步骤114处调节的扭矩可以是在下一个发动机起动事件期间由分离离合器26施加的预定扭矩，这还可包括为下一个发动机起动事件调节针对分离离合器26的发动机起动扭矩施加计划)调节分离离合器26的扭矩。可以调节针对分离离合器26的发动机起动扭矩施加计划，使得在下一个发动机起动事件期间发动机实际起动时间小于上阈值或大于下阈值。可在下一个发动机起动事件的总起动时间(发动机14从停止或关闭位置达到分离离合器26和M/G 18的输出转速所花费的时间)期间、起动转动时间(发动机14从停止或关闭位置达到第一点火上止点位置所花费的时间)期间或加速时间(发动机14从第一点火上止点位置达到分离离合器26和M/G 18的输出转速所花费的目标时间)期间调节分离离合器26的扭矩。如果分离离合器26是液压离合器，则可以通过调节分离离合器26的施加压力Papply来调节分离离合器26的扭矩。可以通过附加项、倍乘项(multiplier item)、查找表来调节分离离合器26的扭矩(或施加压力)或可以适应性地学习分离离合器26的扭矩(或施加压力)。分离离合器26的扭矩(或施加压力)的调节可基于发动机实际起动时间与发动机目标起动时间之比，或可基于发动机实际起动时间与发动机目标起动时间之差。
在下一个发动机起动事件期间调节分离离合器的扭矩的示例可基于等式(4)：
Figure BDA0001050941580000151
Tsub是在下一个发动机起动事件期间调节的扭矩值。
Tactual是在当前或先前发动机起动事件期间分离离合器26的实际扭矩。
Kadapt是在下一个发动机起动事件期间作为分离离合器的调节扭矩的倍乘项使用的自适应常量。
tactual是在当前或先前发动机起动事件期间发动机14的实际起动时间，所述实际起动时间可对应于实际总起动时间、实际起动转动时间或实际加速时间。
Ttarget是在当前或先前发动机起动事件期间发动机14的目标起动时间，所述目标起动时间可对应于总目标起动时间、目标起动转动时间或目标加速时间。
应该理解，图4中所描述的方法100仅为描述性的并且本公开不应被理解为限制于图4中的特定描述。图4中的一些步骤可以省略和/或特定步骤的时间顺序可重新排列。
此外，在发动机起动事件是驾驶循环的第一次起动时，可不同地应用图4中所描述的方法100。当发动机没有运转持续了一段时间时，发动机中润滑运动部件的油可能停滞(settle)，导致运动部件之间摩擦的增加。一旦发动机起动，停滞的油将被重新应用到运动部件，然而，由于摩擦的增加，在驾驶循环的第一次起动期间会导致起动时间增加。因此，在将所述方法应用到驾驶循环的第一次起动时，可以调节目标起动时间以对增加的摩擦进行补偿。例如，发动机实际起动时间可以是驾驶循环的第一次发动机实际起动时间，发动机目标起动时间可以是驾驶循环的第一次起动的第一次发动机目标起动时间，并且可以在下一个驾驶循环的下一个第一次发动机起动期间，基于驾驶循环的第一次发动机实际起动时间以及驾驶循环的第一次起动的第一次发动机目标起动时间调节分离离合器的扭矩。
说明书中使用的词语为描述性而非限定的词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可作出各种改变。如之前描述的，可组合各个实施例的特征以形成可能没有明确描述或说明的本发明的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望特性，各个实施例可被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或更多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。因此，关于一个或更多个特性被描述为不如其它实施例或现有技术实施方式令人合意的实施例并不在本公开的范围之外并且可能期望用于特定应用。

Claims (13)

1.一种车辆，包括：
发动机；
传动装置；
离合器，被构造为在发动机起动期间连接发动机和传动装置；
控制器，被配置为：响应于发动机实际起动时间超过发动机起动事件的上阈值时间，在下一个发动机起动事件期间改变针对离合器的发动机起动扭矩施加计划，使得发动机实际起动时间小于上阈值时间。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：响应于发动机实际起动时间小于发动机起动事件的下阈值时间，在下一个发动机起动事件期间改变针对离合器的发动机起动扭矩施加计划，使得发动机实际起动时间大于下阈值时间。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，发动机实际起动时间由开始于离合器的初始接触并结束于发动机达到第一点火上止点位置的时间段限定，并且所述时间段的目标时间范围由上阈值时间和下阈值时间限定。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述控制器进一步配置为：在下一个发动机起动事件之前改变发动机起动扭矩施加计划。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，发动机起动扭矩施加计划是基于发动机实际起动时间与落在目标时间范围内的时间的比而改变的。
6.根据权利要求4所述的车辆，其中，发动机起动扭矩施加计划是基于发动机实际起动时间与落在目标时间范围内的时间之间的差而改变的。
7.根据权利要求4所述的车辆，其中，发动机实际起动时间是先前执行的多个发动机起动的发动机实际起动时间的平均值。
8.根据权利要求2所述的车辆，其中，发动机起动扭矩施加计划是基于发动机冷却剂温度、发动机油温或大气压力而改变的。
9.根据权利要求2所述的车辆，其中，上阈值时间和下阈值时间具有相同的值。
10.根据权利要求2所述的车辆，其中，发动机实际起动时间由开始于发动机达到第一点火上止点位置并结束于发动机转速变得等于离合器的输出转速的时间段限定，并且所述时间段的目标时间范围由上阈值时间和下阈值时间限定。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中，所述控制器进一步被配置为：在下一个发动机起动事件之前改变发动机起动扭矩施加计划。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中，发动机起动扭矩施加计划是基于发动机实际起动时间与落在目标时间范围内的时间的比而改变的。
13.根据权利要求11所述的车辆，其中，发动机起动扭矩施加计划是基于发动机实际起动时间与落在目标时间范围内的时间之间的差而改变的。
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