混合动力车辆发动机暖机制造技术

本发明专利技术涉及混合动力车辆发动机暖机，提供了一种混合动力动力传动系统，该系统包括发动机、电动机、电池包和至少一个控制器。如果控制器检测到与发动机相关的温度小于预定值，如果电池包的电荷状态小于100％，则可以请求增加由发动机输出的功率，从而将所述温度增加至阈值温度。

【技术实现步骤摘要】
混合动力车辆发动机暖机
本公开涉及在混合动力车辆中控制发动机暖机。
技术介绍
现在的混合动力车辆和电动车辆利用内燃发动机为牵引提供能量。通常基于多个 动力传动系的特性控制混合动力车辆中的内燃发动机，以确定燃料效率和性能。动力传动 系控制系统可确定内燃发动机和电动机的合适的动力组合以最小化能量使用。内燃发动机 可在电池包具有低电荷状态（S0C)时启动并在一些车辆驾驶模式期间启动以为动力传动 系统提供能量。一旦内燃发动机启动，则动力传动系统控制可能需要发动机保持运行直到 发动机冷却液温度、催化转换器温度和油温达到特定温度水平为止。
技术实现思路
在第一个示例性实施例中，一种混合动力动力传动系统可以包括但不限于发动 机、电动机、电池包和至少一个控制器。混合动力动力传动系统可以将控制器配置为响应于 请求发动机运行并监视与动力传动系统相关的一个或更多个温度传感器。如果控制器检测 到一个或更多个温度传感器小于预定值，则控制器可以请求增加由发动机输出的功率，以 使温度增加至阈值温度。如果驾驶员功率请求大于、小于或等于零，且电池包的电荷状态小 于100 %，则控制器可以请求增加发动机输出的功率。 在第二个示例性实施例中，一种混合动力动力传动系统可以包括但不限于发动 机、电动机、电池包和至少一个控制器。混合动力动力传动系统可以将控制器配置为响应于 请求发动机启动和与发动机相关的温度小于预定值。如果控制器检测到与发动机相关的温 度小于预定值，则控制器可以增加发动机的燃料消耗，以使温度增加至阈值温度。如果驾驶 员功率请求大于零且电池包的电荷状态小于1〇〇%，则控制器可以请求增加发动机的燃料 消耗。其中，阈值温度是与发动机相关的催化转换器的起燃温度。与发动机相关的温度是 气缸盖温度。或者，与发动机相关的温度是发动机冷却液温度。 在第三个示例性实施例中，一种命令比请求的发动机功率高的发动机功率的动力 传动系暖机方法可以改善发动机效率，同时降低驱动循环期间的燃料消耗。该方法可以响 应于请求发动机启动和与发动机相关的温度小于预定值。该方法可以命令增加由发动机输 出的功率，以使温度增加至预定值。如果系统确定电池包的电荷状态小于100%，则该方法 可以命令由发动机输出的功率增加至预定值。该方法可以基于电荷状态来命令由发动机输 出的功率增加至预定值。 在第四个示例性实施例中，一种动力传动系暖机方法包括：响应于发动机启动和 与发动机相关的温度小于预定值，基于电荷状态命令由发动机输出的功率增加至预定值， 以使所述温度增加至阈值温度。其中，阈值温度是与发动机相关的催化转换器的起燃温度。 与发动机相关的温度是气缸盖温度。或者，与发动机相关的温度是发动机冷却液温度。 【附图说明】 图1是示出了典型的动力传动系和能量存储组件的混合动力电动车辆的示图； 图2是由多个电池单体构成的并被电池控制模块监视和控制的可能的电池包布 置的不图； 图3是与基于车辆的计算系统通信的动力传动系统变量的示例； 图4是示出增加发动机功率以改善暖机的示例算法的流程图； 图5是示出控制发动机功率以改善动力传动系暖机的示例方法的曲线图； 图6是示出控制混合动力传动系统中的发动机的方法的曲线图。 【具体实施方式】 按照规定，在此公开本专利技术的具体实施例；然而，应当理解的是，公开的实施例仅 是可以以多种和可选择的形式实施的本专利技术的示例。附图不是必须按照比例绘制；为了示 出特定的组件的细节，可能夸大或缩小了一些特征。因此，在此公开的特定的结构性和功能 性细节不应被解释为限制，而是仅作为用于教导本领域技术人员不同地使用本专利技术的代表 性基础。 图1示出了典型的混合动力电动车辆。典型的混合动力电动车辆2可包括机械地 连接到混合动力变速器6的一个或更多个电动机4。另外，混合动力变速器6机械地连接到 发动机8。混合动力变速器6也机械地连接到驱动轴10,而驱动轴10与车轮12机械地连 接。当发动机8启动或关闭时，电动机4能够提供牵引和减速的能力。电动机4还用作发 电机，并且可以通过回收在摩擦制动系统中通常可作为热而损失的能量来提供燃料经济性 的优点。由于混合动力电动车辆2在一些条件下可以以电动模式操作，所以电动机4也可 减少污染物排放。 电池包14存储电动机4能够使用的能量。车辆电池包14通常提供高电压DC输 出。电池包14与电力电子模块16电连接。电力电子模块16也与电动机4电连接，并且提 供在电池包14和电动机4之间双向传递能量的能力。例如，当电动机4可需要三相AC电 流来运行时，典型的电池包14可提供DC电压。电力电子模块16可将DC电压转换为电动 机4所需的三相AC电流。在再生模式下，电力电子模块16将来自用作发电机的电动机4 的三相AC电流转换为电池包14所需的DC电压。这里描述的方法可等同地应用于纯电动 车辆或使用电池包的其他任何装置。 除了为牵引提供能量之外，电池包14还可为其他车辆电子系统提供能量。典型的 系统可包括将电池包14的高电压DC输出转换为与其他车辆负载兼容的低电压DC供给的 DC/DC转换器模块18。2其他高电压负载可直接连接而不必使用DC/DC转换器模块18。在 典型的车辆中，低电压系统与12V电池20电连接。 电池包可由多种化学配方构造。典型的电池包化学成分是铅酸、镍金属氢化物 (NMH)或锂离子。图2示出了 N个电池单体32的简单串联构造的典型的电池包30。然 而，其他电池包可由以串联或并联或它们的某种组合的方式进行连接的任意数量的独立的 电池单体组成。典型的系统可具有一个或更多个控制器，诸如监视和控制电池包30的性能 的电池控制模块（BCM) 36。BCM36可监视诸如包电流38、包电压40和包温度42的多个电池 包水平特性。 除了包水平特性之外，还可存在需要测量和监视的电池单体水平特征。例如，可测 量每个电池单体的端电压、电流和温度。系统可使用传感器模块34来测量电池单体特性。 根据能力，传感器模块34可测量一个或更多个电池单体32的特性。电池包30可利用达 Nc个传感器模块34来测量所有电池单体32的特性。每个传感器模块34可将测量值发送 到BCM36以进行进一步的处理和协调。传感器模块34可将模拟或数字形式的信号发送到 BCM36。 电池系统的重要测量值可以为电池包的S0C。电池包S0C指示在电池包中余留多 少电荷。与燃料计相似，可以输出电池包S0C以通知驾驶员在电池包中余留多少电荷。电 池包S0C还可用来控制电动车辆或混合动力电动车辆的操作。可由多种方法来实现电池包 S0C的计算。 现在的一些S0C估算方法使用诸如卡尔曼滤波的基于模型的方法来确定更加精 确的S0C。基于模型的方法利用电池单体的模型然后基于一些实际的测量值来预测电池单 体的内部状态。估算的内部状态可包括但不限于电压、电流或S0C。典型的方法是将卡尔曼 滤波应用到电池包的每个电池单体然后使用这些电池单体值来计算整体包特性。这需要控 制器执行数量与电池包中存在的电池单体的数量相等的卡尔曼滤波。电池包中的电池单体 的数量不同，但是现在的车辆电池包可由80个或更多个电池单体组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力动力传动系统，包括：发动机；电动机；电池包；至少一个控制器，被配置为响应于发动机启动和与发动机相关的温度小于预定值，如果驾驶员功率请求大于零且电池包的电荷状态小于100％，则增加由发动机输出的功率，以使所述温度增加至阈值温度。

【技术特征摘要】
2013.07.16 US 13/942,8941. 一种混合动力动力传动系统，包括： 发动机； 电动机； 电池包； 至少一个控制器，被配置为响应于发动机启动和与发动机相关的温度小于预定值，如 果驾驶员功率请求大于零且电池包的电荷状态小于1〇〇%，则增加由发动机输出的功率，以 使所述温度增加至阈值温度。2. 如权利要求1所述的混合动力动力传动系统，其中，所述至少一个控制器还被配置 为增加由发动机输出的功率，以使发动机的制动特性燃料消耗增加。3. 如权利要求1所述的混合动力动力传动系统，其中，所述至少一个控制器还被配置 为增加由发动机输出的功率，以使发动机的制动特性燃料消耗减少。4. 如权利要求1所述的混合动力动力传动系统，其中，阈值温度是与发动机相关的催 化转换器的起燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特·詹姆斯·汤普森，保罗·斯蒂芬·布赖恩，大窪俊介，依莲·Y·陈，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US