具有利用可重置发动机速度简档的发动机启动功能的动力传动系制造技术

一种混合动力电动动力传动系包括电机，该电机在具有初始曲柄转动阶段和过渡阶段的发动机启动事件中向发动机传递扭矩。响应于针对发动机启动事件的请求，控制器命令向曲轴传递马达扭矩。在初始曲柄转动阶段中，控制器经由预定固定简档按照闭环方式调控曲轴从零速度加速直到目标曲柄转动速度。在过渡阶段中，曲轴利用前馈扭矩值从目标曲柄转动速度加速到目标空转速度，该前馈扭矩值利用校准表从预订发动机拖曳扭矩调和到报告发动机扭矩。在过渡阶段中，控制器周期性地调节曲轴的速度轨迹，同时调节的幅度和频率基于发动机的燃烧以及对前馈扭矩的校准。

Power train with engine start-up function using resettable engine speed profile

A hybrid electric power transmission system includes a motor, which transfers torque to the engine during engine start-up events with initial crank rotation and transition stages. In response to a request for engine start-up events, the controller commands to transmit motor torque to the crankshaft. In the initial crank rotation stage, the controller controls the crankshaft from zero speed acceleration to the target crank rotation speed in a closed-loop manner through a predetermined fixed profile. During the transition phase, the crankshaft accelerates from the target crank rotational speed to the target idle speed by using the feed-forward torque value, which is adjusted from the predetermined engine towing torque to the reported engine torque by using the calibration table. During the transition phase, the controller periodically adjusts the crankshaft speed trajectory, while adjusting the amplitude and frequency based on engine combustion and feed-forward torque calibration.

【技术实现步骤摘要】
具有利用可重置发动机速度简档的发动机启动功能的动力传动系引言混合动力电动动力传动系通常包括内燃机以及一个或多个采用电牵引马达和/或电发电机单元形式的电机。发动机和马达控制处理器利用用来协调来自以上所述扭矩来源的扭矩贡献的控制模块来分别调控发动机和电机的操作。混合动力电动动力传动系还可以配置为使用来自电机的扭矩来曲柄转动并启动发动机。尽管为此目的一些动力传动系配置采用辅助启动器马达，但是其他动力传动系配置，例如那些使用皮带式交流发电机-启动器(BAS)系统的动力传动系配置，依赖高压电机所产生的扭矩。在最小化噪声、振动以及声振粗糙度方面，在极端寒冷天气发动机启动事件期间最小化电池吞吐量可能是有利的，特别是当动力传动系使用的电池组功率容量降低时。
技术实现思路
本文中阐述的方法旨在改善混合动力电动动力传动系内某些发动机启动事件的现有质量，特别是那些在极端寒冷温度下和/或当电池吞吐量由于功率限制或其他因素在其他方面受到约束时发生的发动机启动事件。本文中所使用的术语“混合动力传动系”是指具有内燃机和一个或多个电机的动力传动系。本专利技术方法有助于发动机速度从完成初始曲柄转动阶段(即，紧接在接收到点火/发动机启动请求之后的时间段，其间发动机曲轴从零速度加速到足够对发动机点火的约200至300转每分钟(RPM)的低阈值转速)过渡到通过后续过渡阶段，在过渡阶段中曲轴被加速到更高的目标空转速度，例如1000至1600RPM。由于所公开的方法，在以上所提到的过渡阶段期间或之后可以防止发动机爆发。本专利技术方法通过支持利用校准表对发动机速度轨迹进行周期调节的过渡阶段，有意放弃使用相对于固定简档对发动机速度或加速度的闭环控制，该校准表最终用于计算在控制发动机过程中使用的前馈扭矩。该前馈扭矩按照可校准成最小化电池吞吐量，改善噪声、振动和声振粗糙度(NVH)，以及防止发动机速度过冲超过本文所述的目标空转速度的方式调控发动机速度的上升速率。所需要的电机的马达扭矩由此在过渡阶段期间被确定为前馈扭矩的函数，如按照所公开方式进行计算的。由此极大地避免了在低温下和/或在低功率容量条件下与基于简档的闭环控制过程相关联的NVH问题。换言之，控制器按照仔细将非点火发动机扭矩(即，代表发动机摩擦和泵送损失)调和成实际/报告发动机扭矩的方式来操纵发动机启动控制的过渡阶段期间的前馈扭矩。作为本专利技术方法的一部分，一个或多个控制模块，下文中被统称为控制器是为了简化说明而并非将控制器限制于单个装置，在过渡阶段期间周期性地调节或重置发动机速度轨迹，同时周期性重置的频率大体上基于最终和发动机燃烧的强度有关的因素。就是说，当发动机被初始曲柄转动时，在冷发动机中在内燃机的各个汽缸内发生的燃烧趋向于相对较弱，随着发动机速度增大且发动机预热，燃料增强且效率提高。尽管并未限制于在低温下使用，所公开的方法在控制极端寒冷天气下的发动机启动事件中可能是相对特别有益的，例如，在明显低于0℃的环境温度下。在此类条件下进行的发动机启动事件最初可见不均匀和不充分的燃烧，特别是当电池组和发动机已经关闭一段较长时间时。在由于弱燃烧而引起的给定汽缸中不发火的情况下，闭环控制可以仍然用于确保发动机速度在发动机启动事件期间不会降低。在本文所公开的非限制性示例性实施例中，车辆或其他系统的混合动力电动动力传动系具有发动机、电机以及控制器。发动机包括配置为以发动机速度旋转的曲轴。在请求的发动机启动事件期间电机选择性地将马达扭矩传递给曲轴，该发动机启动事件具有以上大体上指出的初始曲柄转动和过渡阶段。控制器配置为响应于发动机启动请求命令向曲轴传递马达扭矩。在初始曲柄转动阶段，控制器按照根据预定固定简档的闭环方式调控曲轴的加速从零速度直到目标曲柄转动速度。在检测到发动机的点火时开始的过渡阶段中，曲轴响应于前馈扭矩从目标曲柄转动速度加速直到目标空转速度。前馈扭矩通过利用校准表在过渡阶段的持续时间上从预订发动机拖曳扭矩调和到报告发动机扭矩(实际扭矩)。控制器可以任选地编程为评价入口条件，并且当未满足此类入口条件时自动地缺省为另一固定发动机速度简档。此类特征使得能够在可能在噪音、振动和声振粗糙度方面有利的条件下选择性使用本方法。示例性入口条件可以包括发动机和电池组的温度低于对应阈值温度，和/或对于校准的持续时间环境温度低于阈值环境温度。控制器可以在检测到成功的发动机点火时将发动机加速简档重置成零，该发动机加速简档为以上提到的固定发动机简档，从而在过渡阶段期间有效地实现对基于前馈扭矩的控制的开始。在该持续时间整个期间，控制器可以通过将描述在没有燃烧情况下转动发动机所需的扭矩的发动机的预定非点火扭矩/拖曳扭矩添加到来自校准表的增益值(例如，范围在0和1之间且包含0和1的值)和来自扭矩模型的实际/报告发动扭矩与非点火扭矩/拖曳扭矩之间的差值或“扭矩变化量”的乘积来计算前馈扭矩。换言之，增益值和扭矩变化量的乘积被加入拖曳扭矩以确定最终前馈扭矩。在该特定实施例中使用的可变增益值表示报告发动机速度与目标空转速度之间的差值或“速度变化量”，使得控制的过渡阶段期间的速度轨迹通过控制器得到周期性地重置。由此，随着燃烧增强且曲轴速度接近目标空转速度，降低周期性调节或重置的频率。以上提到的可变增益可以使落入校准范围内的数值，例如0至1，0对应于在目标曲柄转动速速上或以下的发动机速度，而1对应于等于目标空转速度的发动机速度。在此类示例中，例如当发动机速度是目标空转速度的一半时，0.5的可变增益可以通过校准表指示，诸如此类。也可以使用其他校准表或其范围，例如功率限制、充电状态和/或电池组的其他参数，并且因此0和1之间的线性斜升仅为一种可能的方法。电机可以是混合动力电动车辆的皮带式交流发电机启动器系统的一部分。来自电机的马达扭矩也可以传递给传送装置以便推进混合动力电动车辆。还公开了一种用于启动混合动力电动动力传动系中的发动机的方法，该混合动力电动动力传动系包括发动机、电机以及以上所提到的控制器。响应于接收到针对发动机启动事件的请求，该方法包括通过控制器命令从电机向曲轴传递马达扭矩。在初始曲柄转动阶段，方法包括照根据预定固定简档的闭环方式调控曲轴的加速从零速度直到目标曲柄转动速度。在过渡阶段中，曲轴利用前馈扭矩从目标曲柄转动速度加速直到目标空转速度。前馈扭矩通过利用校准表在过渡阶段的持续时间上从预订发动机拖曳扭矩调和到报告发动机扭矩。详细描述和附图或图是对本公开的支持和描述，而本公开的范围仅由权利要求书限定。尽管已经详细描述了用于实现所要求保护的公开内容的一些最佳模式和其他实施例，任然存在用于实践所附权利要求书中所限定的公开内容的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或者本说明书中所提到的各种实施例的特征并不一定被理解为相互独立的实施例。而是，有可能在一实施例的示例中的一个中所述的每一个特征可以与来自其他实施例的其他期望特征中的一个或多个进行组合，从而得到未以文字或者为通过参考附图进行描述的其他实施例。相应地，此类其他实施例也落入所附权利要求书的范围的框架内。附图说明图1是示例性车辆中的混合动力电动动力传动系的示意图，该动力传动系具有内燃机、电机以及配置为利用本文中阐述的方法控制发动机启动事件的控制器。图2是针对强点火和弱点火发动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力电动动力传动系包括：发动机，所述发动机包括配置为以发动机速度旋转的曲轴；电机，所述电机配置为在发动机启动事件期间向所述曲轴传递马达扭矩，所述发动机启动事件具有初始曲柄转动阶段和过渡阶段；以及控制器，所述控制器配置为响应于针对发动机启动事件的请求命令向所述曲轴传递所述马达扭矩，并且：在所述请求的发动机启动事件的所述初始曲柄转动阶段期间，根据所述发动机的预定固定简档以闭环方式调节所述曲轴从零速度加速直到目标曲柄转动速度；以及在所述请求的发动机启动事件的所述过渡阶段中，利用前馈扭矩在所述发动机的点火之后使所述曲轴从所述目标曲轴转动速度加速直到目标空转速度，其中所述前馈扭矩在所述过渡阶段的持续时间中利用校准表从所述发动机的预定拖曳扭矩调和到报告发动机扭矩。

【技术特征摘要】
2017.12.08 US 15/8361631.一种混合动力电动动力传动系包括：发动机，所述发动机包括配置为以发动机速度旋转的曲轴；电机，所述电机配置为在发动机启动事件期间向所述曲轴传递马达扭矩，所述发动机启动事件具有初始曲柄转动阶段和过渡阶段；以及控制器，所述控制器配置为响应于针对发动机启动事件的请求命令向所述曲轴传递所述马达扭矩，并且：在所述请求的发动机启动事件的所述初始曲柄转动阶段期间，根据所述发动机的预定固定简档以闭环方式调节所述曲轴从零速度加速直到目标曲柄转动速度；以及在所述请求的发动机启动事件的所述过渡阶段中，利用前馈扭矩在所述发动机的点火之后使所述曲轴从所述目标曲轴转动速度加速直到目标空转速度，其中所述前馈扭矩在所述过渡阶段的持续时间中利用校准表从所述发动机的预定拖曳扭矩调和到报告发动机扭矩。2.根据权利要求1所述的混合动力电动动力传动系，其中所述控制器配置为通过周期性地调节所述曲轴的速度轨迹来在所述过渡阶段期间使所述曲轴加速，对所述速度轨迹的每次周期性调节的相应量值基于所述发动机的燃烧的强度。3.根据权利要求1所述的混合动力电动动力传动系，其中所述控制器配置为通过以下来周期性地调节所述速度轨迹：从所述校准表选择可变增益值，所述可变增益值指示所述目标曲柄转动速度与所述发动机的实际速度之间的差值；将所述可变增益值乘以扭矩变化量以生成调节的扭矩，所述扭矩变化量定义为所述报告发动机扭矩与所述发动机拖曳扭矩之间的差值；以及通过将所述发动机拖曳扭矩加上所述调节的扭矩来计算所述前馈扭矩。4.根据权利要求3所述的混合动力电动动力传动系，其中所述可变增益值的范围为0至1，0对应于小于或等于所述目标曲柄转动速度的所述实际发动机速度，而1对应于等于所述目标空转速度的所述实际发动机速度。5.根据权利要求3所述的混合动力电动动力传动系，进一步包括电连接至所述电机的电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·克里斯特曼，M·D·波茨，P·S·隆巴尔多，A·伯特，J·R·奥德里奇，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US