CN107035594A - 启动混合动力车辆的内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动地启动混合动力车辆的内燃机的方法包括由混合动力系统控制器限定转动发动机速度分布以表示在启动事件期间的期望发动机速度，并且将该转动发动机速度分布传送至发动机控制器。该内燃机随着混合动力车辆的电动推进马达转动。基于转动发动机速度分布由发动机控制器计算火花校正偏移量。随着发动机的转动速度增大，由该发动机控制器以针对预定次数的点火事件所计算出的火花校正偏移量来点火内燃机。在预定次数的点火事件之后，由该混合动力系统控制器控制内燃机的转动速度。

Description

启动混合动力车辆的内燃机的方法
技术领域
本发明总地涉及一种自动启动混合动力车辆的内燃机的方法。
背景技术
混合动力车辆可同时包括内燃机和电动机。在一些混合动力配置中，不管是内燃机还是电动机、不管是个别地还是组合地均可用于为车辆提供推进动力。在某些情况中，当内燃机脱开接合时，自动启动该内燃机会变得较为需要，以例如提供附加的推进动力或者用于使得诸如电池的能量存储装置再生。这些情况通常称为自动启动。
对于典型的混合动力自动启动，混合动力系统控制器基于计算出的转动发动机速度分布来控制内燃机的转动速度，以使得发动机的转动速度增大至高达期望的发动机速度，在这之后，对发动机进行加燃料和点火以启动转矩产生。然而，自动启动可能是助燃的，因而在该情形中，一旦电动机开始使得内燃机旋转并且在内燃机以期望的发动机速度转动之前，发动机就已加燃料并点火。在助燃的自动启动期间，发动机控制器使用闪燃控制算法来控制发动机的转动速度。该闪燃控制算法使用单个校验表来限定内燃机的期望发动机速度。因此，在助燃的自动启动期间，混合动力系统控制器和发动机控制器各自限定用于内燃机的期望发动机速度的不同数值，由此导致系统效率低下。
发明内容
提供一种自动地启动混合动力车辆的内燃机的方法。该方法包括在启动事件期间限定转动发动机速度分布以表示期望的发动机速度。由混合动力系统控制器基于混合动力车辆的当前操作状况来限定该转动发动机速度分布。该转动发动机速度分布从混合动力系统控制器传送至发动机控制器。内燃机随着混合动力车辆的电动推进马达转动，以将内燃机的转动速度从初始速度增大至由转动发动机速度分布所限定的期望发动机速度。由发动机控制器控制内燃机的转动速度。由发动机控制器基于内燃机的实际转动速度和转动发动机速度分布之间的偏差来计算火花校正偏移量。由发动机控制器以针对预定次数的点火事件所计算出的火花校正偏移量来点火内燃机。在预定次数的点火事件之后，由混合动力系统控制器控制内燃机的转动速度。
还提供一种控制车辆的方法，该车辆具有由发动机控制器所控制的内燃机以及由混合动力系统控制器所控制并且包括电动推进马达的混合动力推进系统。该方法包括启始内燃机的助燃自动启动。在启动事件期间，限定转动发动机速度分布以表示期望的发动机速度。该转动发动机速度分布由混合动力系统控制器基于车辆的当前操作状况来限定。所限定的转动发动机速度分布从混合动力系统控制器传送至发动机控制器。内燃机随着混合动力车辆的电动推进马达转动，以将内燃机的转动速度从初始速度增大至由转动发动机速度分布所限定的期望发动机速度。基于所限定的转动发动机速度分布，由混合动力系统控制器来控制来自电动推进马达的用于转动内燃机的转矩。火花校正偏移量由发动机控制器的闪燃控制算法所限定。闪燃控制算法使用所限定的转动发动机速度分布来计算出火花校正偏移量。由发动机控制器以针对预定次数的点火事件所计算出的火花校正偏移量点火内燃机，以控制内燃机的转动速度。
因此，由混合动力系统控制器计算出的转动发动机速度分布传送至发动机控制器，以使得发动机控制器可使用该转动发动机速度分布来计算火花校正因子，闪燃控制算法使用该火花校正因子来在助燃自动启动期间控制转动发动机速度。在这样做的过程中，发动机控制器和混合动力系统控制器两者均在助燃自动启动期间指向相同的发动机怠速，由此改进车辆在助燃自动启动期间的效率。
本教示的上述特征和优点和其它特征和优点从以下结合附图对实施本教示的最佳方式进行的详细描述中能够很容易了解。
附图说明
图1是表示在助燃自动启动期间启动混合动力车辆的内燃机的方法的流程图。
具体实施方式
本领域的普通技术人员应认识到，诸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”之类的术语均描述性地用于各附图，并且并不表示对由所附权利要求所限定的本发明范围的限制。此外，本教示在这里可按照功能性和/或逻辑性模块部件和/或各种处理步骤进行描述。应认识到的是，此类模块部件可包括任意数目的配置成执行具体功能的硬件、软件和/或固件部件。
参照附图，其中类似的附图标记在全文中指代类似的部件，且总地描述一种在助燃情形下自动地启动混合动力车辆的内燃机的方法。混合动力车辆的内燃机可包括任何类型的和/或配置的发动机。发动机控制器连接于内燃机并且可操作以控制内燃机的操作。
该发动机控制器可包括计算机和/或处理器，并且包括所有需要用于管理和控制内燃机的操作的软件、硬件、存储器、算法、连接件、传感器等等。于是，下文描述的方法可体现为能在发动机控制器上操作的一个或多个程序或算法。应理解的是，该发动机控制器可包括任何如下装置：该装置能够分析来自各种传感器的数据、比较数据、做出控制内燃机的操作所需的必要判定以及执行控制内燃机的操作必须的所需任务。
该发动机控制器可以体现为一种或多种数字计算机或主机，其各自具有一个或多个处理器、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电子可编程只读存储器(EPROM)、光驱动器、磁驱动器等、高速时钟、模-数(A/D)电路、数-模(D/A)电路以及任何所需的输入/输出(I/O)电路、I/O装置和通信接口、以及信号调节和缓冲电子器件。
计算机可读存储器可包括任何非暂时性/有形介质，其参与提供数据或计算机可读指令。存储器可以是非易失性或易失性的。例如，非易失性介质可包括光盘或磁盘以及其它持久存储器。示例易失性介质可以包括动态随机存取存储器(DRAM)，其可以构成主存储器。存储器的实施例的其它示例包括软盘、软磁盘或硬盘、磁带或其它磁性介质、CD-ROM、DVD和/或任何其他光介质以及诸如快闪存储器的其它可能的存储装置。
发动机控制器包括有形的非暂时性存储器，包括闪燃控制算法的计算机可执行指令记录在该有形的非暂时性存储器上。发动机控制器的处理器配置成用于执行闪燃控制算法。该闪燃控制算法实施计算火花校正偏移量的方法，并且以该火花校正偏移量来为发动机点火以控制内燃机的转动速度。
混合动力车辆进一步包括混合动力推进系统。混合动力推进系统包括电动推进马达并且由混合动力系统控制器所控制。该混合动力系统控制器可包括计算机和/或处理器，并且包括所有需要用于管理和控制混合动力推进系统和/或内燃机的操作的软件、硬件、存储器、算法、连接件、传感器等等。于是，下文描述的方法可体现为能在混合动力系统控制器上操作的一个或多个程序或算法。应理解的是，该混合动力系统控制器可包括任何如下装置：该装置能够分析来自各种传感器的数据、比较数据、做出控制混合动力推进系统和/或内燃机的操作所需的必要判定以及执行控制混合动力推进系统和/或内燃机的操作必须的所需任务。虽然这里被描述为单独的控制器，但应理解的是，发动机控制器和混合动力系统控制器可组合成单个控制模块，该单个控制模块可操作以执行各个控制器、即这里所描述的发动机控制器和混合动力系统控制器的所有功能。
该混合动力系统控制器可以体现为一种或多种数字计算机或主机，其各自具有一个或多个处理器、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电子可编程只读存储器(EPROM)、光驱动器、磁驱动器等、高速时钟、模-数(A/D)电路、数-模(D/A)电路以及任何所需的输入/输出(I/O)电路、I/O装置和传送接口、以及信号调节和缓冲电子器件。
计算机可读存储器可包括任何非暂时性/有形介质，其参与提供数据或计算机可读指令。存储器可以是非易失性或易失性的。例如，非易失性介质可包括光盘或磁盘以及其它持久存储器。示例易失性介质可以包括动态随机存取存储器(DRAM)，其可以构成主存储器。存储器的实施例的其它示例包括软盘、软磁盘或硬盘、磁带或其它磁性介质、CD-ROM、DVD和/或任何其他光介质以及诸如快闪存储器的其它可能的存储装置。
混合动力系统控制器包括有形的非暂时性存储器，包括发动机速度分布算法的计算机可执行指令记录在该有形的非暂时性存储器上。混合动力系统控制器的处理器配置成用于执行发动机速度分布算法。该发动机速度算法实施限定用于启动内燃机的转动发动机速度分布的方法。
在这里，下文将描述在助燃情形下自动地启动内燃机的方法。该方法包括启始内燃机的助燃自动启动。启始助燃自动启动通常由图1中的框20所指示。如本文所使用的，“助燃自动启动”限定为内燃机的自动启动，即由车辆控制器启始的无钥匙启动，其中，内燃机由混合动力系统控制器自动地启动，并且一旦电动推进马达开始使得内燃机旋转或转动而启动该内燃机，就对该内燃机进行加燃料和点火。助燃自动启动可响应于许多不同的驱动情况来启始。例如，助燃自动启动可在从停止灯/信号起动时、在需要对电池进行充电时、在驾驶员需求、例如车轴转矩请求无法仅仅由电动推进马达满足时等等启始。
一旦混合动力系统控制器确定应启始助燃自动启动，该混合动力系统控制器就将命令信号传送至发动机控制器，其命令发动机控制器自动地启动内燃机。传送命令信号通常由图1中的框22所指示。该命令信号能以任何合适的方式、例如通过标准车辆CAN总线或者其它合适的系统在混合动力系统控制器和发动机控制器之间传送。
除了将命令信号发送至发动机控制器以外，混合动力系统控制器还限定转动发动机速度分布，并且将所限定的转动发动机速度分布传送至发动机控制器。限定转动发动机速度分布通常由图1中的框24所指示。将转动发动机速度分布传送至发动机控制器通常由图1中的框26所指示。该转动发动机速度分布能以任何合适的方式、例如通过标准车辆CAN总线或者其它合适的系统在混合动力系统控制器和发动机控制器之间传送。
转动发动机速度分布表示在助燃自动启动期间的期望发动机速度。应理解的是，用于启动内燃机的期望发动机速度随着改变诸如各种车辆系统的温度的状况而改变。因此，混合动力系统控制器基于车辆的当前操作状况来限定转动发动机速度分布。混合动力车辆的当前操作状况包括但不限于环境温度、电动推进马达转矩极限、电池功率极限或者离合器转矩极限。因此，转动发动机速度分布表示最佳路径或者发动机转动速度的增大以将发动机的转动速度增大至针对车辆的特定当前操作状况对于启动内燃机而言最佳的发动机速度。转动发动机速度分布在启动事件期间改变内燃机的转动速度以实现期望的发动机速度。因此，应理解的是，期望的发动机速度在每次启动事件期间并非是恒定的转动速度，而是在每次启动事件期间是改变或变化的，并且是由发动机速度分布所实现的最终结果。此外，应理解的是，转动发动机速度分布在不同的启动事件期间并非是恒定的，但基于车辆在此时的特定操作状况而针对每个启动事件所限定。
一旦混合动力系统控制器已限定了转动发动机速度分布，该混合动力系统控制器就使得内燃机由电动推进马达转动或旋转。该混合动力系统控制器使得内燃机转动，以将内燃机的转动速度从初始速度增大至由转动发动机速度分布所限定的期望发动机速度。因此，该混合动力系统控制器使用来自电动推进马达的转矩来控制内燃机的转动速度。基于所限定的转动发动机速度分布，该混合动力系统控制器控制来自电动推进马达的用于使得内燃机转动的转矩，以控制内燃机的转动速度并且实现期望的发动机速度。如果内燃机并不转动，则该初始速度可包括零速度，但应理解的是，该内燃机可具有大于零的初始转动速度，但小于由转动发动机速度分布所限定的期望发动机速度。
在混合动力系统控制器开始使内燃机转动时，并且在内燃机的转动速度增大至或者实现由转动发动机速度分布所限定的期望发动机速度之前，该发动机控制器开始对内燃机进行加燃料并点火，由此建立助燃启动。内燃机的转动和加燃料通常由图1中的框28所指示。如本领域所众所周知的，通过将燃料/空气混合物喷射到内燃机的每个汽缸中来对该内燃机进行加燃料。如本领域所众所周知的，在每个活塞接近完成其相应的压缩冲程时，通过将火花发送至内燃机的每个汽缸来对该内燃机点火。
虽然混合动力系统控制器使用电动推进马达来控制内燃机的转动速度，但该发动机控制器使用闪燃控制算法也可控制内燃机的转动速度。因此，由于在助燃自动启动期间混合动力系统控制器和发动机控制器两者同时地操作以控制发动机的转动速度，因而重要的是，混合动力系统控制器和发动机控制器两者均操作以将内燃机的转动速度控制为相同的转动速度，即由转动发动机速度分布所限定的相同的期望发动机速度。
如上所述，发动机控制器使用闪燃控制算法来控制内燃机的转动速度。该闪燃控制算法或者推迟或者提前火花定时来调节火花定时，以控制内燃机的速度。为了这样做，该闪燃控制算法计算火花校正偏移量。如本领域众所周知的，将该火花校正偏移量增添到基础火花角度。计算火花校正偏移量通常由图1中的框30所指示。闪燃控制算法使用所限定的转动发动机速度分布来计算出火花校正偏移量，该转动发动机速度分布由混合动力系统控制器产生并且传送至发动机控制器。因此，发动机控制器和混合动力系统控制器两者均使用相同的转动发动机速度分布来作为控制内燃机的转动速度的基础。这减少了在助燃自动启动期间的冲突和/或低效，这些冲突和/或低效可能会由于混合动力系统控制器和发动机控制器两者试图同时地控制内燃机的转动速度所导致。
如上所述，转动发动机速度分布在启动事件期间改变期望的发动机速度，以使得由发动机控制器所使用的期望发动机速度能在启动事件期间计算火花校正偏移量。因此，火花校正偏移量在整个预定次数的点火事件中持续地计算出，这将在下文进行更详细地描述。该闪燃控制算法可基于内燃机的当前转动速度和由转动发动机速度分布所限定的期望发动机速度之间的差异来计算火花校正偏移量。
然后，该发动机控制器以针对预定次数的点火事件所计算出的火花校正偏移量来对该内燃机点火。以火花校正偏移量对内燃机点火通常由图1中的框32所指示。应理解的是，术语“点火”在这里用于描述在正对汽缸进行加燃料时、在该汽缸接近其相应压缩冲程的相应上死点位置时、将火花发送至内燃机的汽缸以点燃汽缸内的燃料/空气混合物的过程。单个点火事件在这里限定为对一个个别的汽缸进行单次点火。内燃机以所计算出的火花校正偏移量点火，以控制内燃机的转动速度。一旦内燃机开始转动并且在该内燃机的转动速度实现由转动发动机速度分布所限定的期望发动机速度之前，内燃机的点火就开始。
键控曲柄启动中，通常允许内燃机闪燃，这意味着超过期望的发动机速度且然后降回至期望的发动机速度。这造成驾驶员可能感受发动机何时启动的干扰。对于自动启动，此种干扰是并不期望的。因此，该闪燃控制算法用于使得发动机速度高于期望发动机速度的过冲程度最低，以使得此种干扰不会被传递至驾驶员。火花偏移量通常在闪燃控制期间进一步推迟火花，以减少由发动机在逐个汽缸基础上所产生的转矩量，直到火炬控制算法退出为止
如上所述，该发动机控制器以针对预定次数的点火事件所校正的火花偏移量来对该内燃机点火。为了追踪点火事件的次数，发动机控制器启始发动机控制器的计数器，以在启动事件期间在每个点火事件发生时进行计数。如上所述，每次将火花引入到每个个别的汽缸中就计数为单个点火事件。点火事件的预定次数可根据内燃机的类型、型号以及配置而改变。然而，对于每个助燃自动启动事件，可将点火事件的预定次数的示例性数值限定为包括24个不同的点火事件。在助燃自动启动期间，计数器递增点火事件的次数，并且将该数值存储在发动机控制器的存储器中。然后，该发动机控制器将由计数器所计数的点燃事件发生的次数与点燃事件的预定次数进行比较，以确定点火事件的次数是否已超过预定次数。确定点火事件的次数是否已超过预定次数通常由图1中的框34所指示。如果发动机控制器确定点火事件的次数小于预定次数(通常以36所指示)，则该发动机控制器继续以火花校正偏移量来对内燃机点火。
一旦发动机控制器确定点火事件的次数等于点火事件的预定次数(通常以38所指示)，则该发动机控制器终止或停止以所计算出的火花校正偏移量来对内燃机的点火，并且开始并不以所计算出的火花校正偏移量来对内燃机点火。终止以火花校正偏移量点火并且开始不以火花校正偏移量点火通常由图1中的框40所指示。附加地，当发动机控制器确定点火事件的次数等于点火事件的预定次数时，该发动机控制器将内燃机的转动速度的控制切换回到混合动力系统控制器，以使得在助燃自动启动的剩余期间，仅仅混合动力系统控制器主动地操作以控制内燃机的转动速度。如上所述，该混合动力系统控制器在助燃自动启动期间通过控制来自电动推进马达的用于使得内燃机转动或旋转的转矩来控制该内燃机的转动速度。
该混合动力系统控制器监控内燃机的操作以确定该内燃机是否产生转矩，由此指示该内燃机正运转。确定内燃机是否产生转矩通常由图1中的框42所指示。如果该混合动力系统控制器确定内燃机并未产生转矩(通常以44所指示)，则该混合动力系统控制器使得内燃机继续转动并且不以火花校正偏移量点火。一旦该混合动力系统控制器确定内燃机正产生转矩(通常以46所指示)，则该混合动力系统控制器停止内燃机由电动推进马达的转动，并且向发动机控制器发送信号以承担对内燃机的主动控制。停止内燃机由电动推进马达的转动通常由图1中的框48所指示。
详细描述和图示或附图是对本发明的支持和描述，但本发明的范围仅仅由权利要求所限定。虽然已详细地描述了用于执行所要求教示的其中一些最佳模式和其它实施例，但存在用于实践限定在所附权利要求中的本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种自动启动混合动力车辆的内燃机的方法，所述方法包括：
基于所述混合动力车辆的当前操作状况，由混合动力系统控制器限定转动发动机速度分布，以表示在启动事件期间的期望的发动机速度；
将所限定的转动发动机速度分布从所述混合动力系统控制器传送至发动机控制器；
由所述混合动力车辆的电动推进马达来使所述内燃机转动，以将所述内燃机的转动速度从初始速度增大至由所述转动发动机速度分布所限定的所述期望的发动机速度，其中，所述内燃机的转动速度由所述发动机控制器所控制；
基于所述转动发动机速度分布，由所述发动机控制器计算火花校正偏移量；
由所述发动机控制器以针对预定次数的点火事件所计算出的火花校正偏移量对所述内燃机点火；以及
在预定次数的点火事件之后，由所述混合动力系统控制器所控制所述内燃机的转动速度。
2.根据权利要求1所述方法，进一步包括基于所限定的转动发动机速度分布由所述混合动力系统控制器来控制来自所述电动推进马达的用于转动所述内燃机的转矩。
3.根据权利要求1所述方法，其中，所述转动发动机速度分布在所述启动事件期间改变所述期望的发动机速度，以使得由所述发动机控制器所使用的期望发动机速度能在所述启动事件期间计算所述火花校正偏移量。
4.根据权利要求1所述方法，进一步包括启始所述发动机控制器的计数器，以在所述启动事件期间计数每个点火时间的发生。
5.根据权利要求4所述方法，进一步包括将由所述计数器计数的点火事件发生次数与点火事件的预定次数进行比较。
6.根据权利要求5所述方法，进一步包括当由所述计数器计数的点火事件的次数等于点火事件的预定次数时，将所述内燃机的转动速度控制从所述发动机控制器切换至所述混合动力系统控制器。
7.根据权利要求5所述方法，进一步包括当由所述计数器计数的点火事件的次数等于点火事件的预定次数时，以所计算出的火花校正偏移量终止对所述内燃机的点火并且开始不以所计算出的火花校正偏移量对所述内燃机点火。
8.根据权利要求1所述方法，进一步包括由所述混合动力系统控制器确定所述内燃机是否产生转矩。
9.根据权利要求8所述方法，进一步包括当所述混合动力系统控制器确定所述内燃机产生转矩时，停止所述内燃机由所述电动推进马达转动。
10.根据权利要求1所述方法，其中，基于所述转动发动机速度分布计算所述火花校正偏移量进一步限定为基于所述内燃机的当前转动速度和所述转动发动机速度分布之间的偏差来计算所述火花校正偏移量。
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