用于混合動力車輛的發動機啟動方法與流程

本公開涉及一種用于混合動力車輛的發動機啟動方法。

背景技術：

混合動力車輛可包括都提供驅動車輛的動力的內燃發動機和電動馬達兩者。在僅電動馬達提供動力時，內燃發動機可在某些情況下周期性地關閉，以提高燃料經濟性。這可稱為純電動模塊或ev模式。當電動馬達不能單獨提供所需要的動力輸出時，內燃發動機啟動。

技術實現要素：

一種車輛包括發動機、氣候控制系統、車艙和控制器。控制器被配置成：響應于氣候控制系統將熱供應到車艙并且接收到對經濟模式的請求，減小發動機冷卻劑溫度的發動機啟動閾值。控制器還被配置成響應于發動機冷卻劑溫度變得小于發動機啟動閾值，啟動發動機。

一種車輛控制器包括輸入通道、第一輸出通道和控制邏輯。輸入通道被配置成接收指示對車艙加熱的請求、對經濟模式的請求和發動機冷卻劑溫度的信號。第一輸出通道被配置成提供啟動發動機的命令。控制邏輯被配置成：響應于對車艙加熱和經濟模式的請求，在發動機冷卻劑溫度變得小于第一閾值時產生啟動發動機的命令。控制邏輯還被配置成：響應于對車艙加熱的請求和缺少對經濟模式的請求，在發動機冷卻劑溫度變得小于第二閾值時產生啟動發動機的命令，其中第二閾值大于第一閾值。

根據本公開的實施例，車輛控制器還包括第二輸出通道，所述第二輸出通道被配置成提供使鼓風機運轉以將加熱后的空氣吹送到車艙中的命令，其中，控制器邏輯還被配置成響應于對車艙加熱和經濟模式的請求，產生使鼓風機以小于期望的速率的減小速率運轉而將加熱后的空氣吹送到車艙中的命令。

根據本公開的實施例，控制器邏輯還被配置成響應于對車艙加熱的請求和缺少對經濟模式的請求，產生使鼓風機以期望的速率運轉以將加熱后的空氣吹送到車艙中的命令。

根據本公開的實施例，控制器邏輯還被配置成響應于對車艙加熱的請求、對經濟模式的請求和除霜請求，產生使鼓風機以期望的速率運轉而將加熱后的空氣吹送到車艙中的命令。

根據本公開的實施例，車輛控制器還包括第二輸出通道，所述第二輸出通道被配置成提供使鼓風機運轉以將加熱后的空氣吹送到車艙中的命令，其中，控制器邏輯還被配置成響應于對車艙加熱和經濟模式的請求，產生切斷對鼓風機供電并且將加熱后的沖壓空氣引導到車艙中的命令。

根據本公開的實施例，控制器邏輯還被配置成響應于對車艙加熱的請求、對經濟模式的請求和除霜請求，在發動機冷卻劑溫度變得小于第二閾值時產生啟動發動機的命令。

一種發動機啟動方法包括：響應于氣候控制系統將熱供應到車艙并接收到對經濟模式的請求，在發動機冷卻劑溫度變得小于第一閾值時啟動發動機；響應于缺少對經濟模式的請求，在發動機冷卻劑溫度變得小于比第一閾值大的第二閾值時啟動發動機。

根據本公開的實施例，所述方法還包括：響應于氣候控制系統將熱供應到車艙并接收到對經濟模式的請求，減小氣候控制系統的鼓風機將加熱后的空氣輸送至車艙中的輸送速率。

根據本公開的實施例，所述方法還包括：響應于氣候控制系統將熱供應到車艙、接收到對經濟模式的請求且氣候控制系統以除霜模式操作，在發動機冷卻劑溫度變得小于第二閾值時啟動發動機。

根據本公開的實施例，所述方法還包括：響應于氣候控制系統將熱供應到車艙并接收到對經濟模式的請求，激活車艙內的被加熱的觸摸點。

根據本公開的實施例，所述方法還包括：響應于氣候控制系統將熱供應到車艙并接收到對經濟模式的請求，使氣候控制系統的將加熱后的空氣輸送到車艙中的鼓風機斷電，并且將加熱后的沖壓空氣引導到車艙中。

根據本公開的實施例，所述方法還包括：響應于氣候控制系統將熱供應到車艙、接收到對經濟模式的請求且氣候控制系統以除霜模式操作，在發動機冷卻劑溫度變得小于第二閾值時啟動發動機并且對鼓風機供電。

附圖說明

圖1是具有氣候控制系統的混合動力車輛的示意圖；

圖2是示出了用于混合動力車輛的發動機啟動方法的流程圖。

具體實施方式

在此描述本公開的實施例。然而，應理解公開的實施例僅為示例，并且其它實施例可采用各種替代的形式。附圖無需按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以顯示特定部件的細節。因此，在此公開的具體結構和功能細節不應解釋為限制，而僅為教導本領域技術人員以多種形式使用實施例的代表性基礎。本領域普通技術人員應理解，參考任一附圖示出和描述的各個特征可以與在一個或更多個其它附圖中示出的特征組合以形成未明確示出或描述的實施例。示出的特征的組合為典型應用提供代表性實施例。然而，與本公開的教導一致的特征的各種組合和變型可期望用于特定的應用或實施方式。

參照圖1，示出了具有氣候控制系統12的混合動力車輛10的示意性代表。車輛10包括具有內燃發動機14和電機16的動力傳動系統。發動機14和電機16兩者都產生推進車輛10的動力。電機16可以是馬達或組合的馬達/發電機(m/g)。動力傳動系統還可包括變速器18。變速器18可包括在變速器的輸入和輸出之間提供多個傳動比的一系列可選擇的齒輪和離合器。變速器18可以是手動或自動變速器。變速器還可包括變矩器，該變矩器可包括鎖止離合器。動力傳動系統還可包括連接各個元件的一系列軸。例如，變速器18可包括輸出軸20，該輸出軸20經由差速器24和一系列半軸26而連接到車輛10的驅動輪22。電機16可設置在變速器18的輸入軸28上。輸入軸28可通過發動機分離離合器32選擇性地連接到發動機14的曲軸30。動力傳動系統還可包括用于分離或連接各個元件的其他離合器。可使用起動電機34來啟動發動機14，或者通過閉合分離離合器32，可使用電機16來啟動發動機14。牽引電池(b)36可提供操作電機16的電力。電機16進而可在從發動機14接收動力或者通過再生制動接收動力時對電池再充電(當作為發電機操作時)。

發動機14可包括冷卻系統38，該冷卻系統38利用液態冷卻劑從發動機14去除熱。冷卻系統38可包括第一回路40，第一回路40包括泵42和從冷卻劑去除多余的熱的第一換熱器(諸如散熱器)44。可使用風扇46引導空氣流經第一換熱器44，以增加從第一回路40內的液態冷卻劑到周圍空氣的熱傳遞。風扇46可包括提供動力以使風扇46的葉片旋轉的電動馬達。第一回路40還可包括溫控器48，該溫控器48被構造成在期望增加冷卻劑的溫度時使冷卻劑繞過第一換熱器44并將冷卻劑重新引導回發動機14。

冷卻系統38還可包括第二回路50，第二回路50被構造成將冷卻劑引導到作為氣候控制系統12的一部分的第二換熱器52。第二換熱器52可以是將熱從冷卻劑傳遞到被引入車輛10的車艙54中的空氣的加熱器芯。氣候控制系統12可包括鼓風機56，鼓風機56被構造成在車輛操作者已激活氣候控制系統12來加熱車艙54時引導空氣流經第二換熱器52以加熱進入車艙54的空氣。鼓風機56可包括提供動力以使鼓風機56的葉片旋轉的電動馬達。第二回路50可包括閥57，閥57在車輛操作者已激活氣候控制系統12來加熱車艙54時打開以允許加熱后的冷卻劑流經第二回路50。閥57可被構造成在車輛操作者未激活氣候控制系統12加熱車艙54時關閉。

氣候控制系統12還可包括空調系統58。空調系統可包括制冷劑回路60、壓縮機62、冷凝器64、儲存器/干燥器66、膨脹閥68和蒸發器70。鼓風機56可被構造成在車輛操作者已激活氣候控制系統12來冷卻車艙54時引導空氣流經蒸發器70以冷卻進入車艙54的空氣。鼓風機56的轉速(不論是加熱還是冷卻)可以是周圍空氣的溫度、熱負載值、車艙溫度等的函數，并且根據這些因素可在最大輸出轉速和零之間變化。經濟模式(下面將描述)的選擇可基于周圍空氣的溫度、熱負載值、車艙溫度等而改變或不改變鼓風機轉速。氣候控制系統12還可包括另一風扇72，所述另一風扇72被構造成引導空氣流經冷凝器64以將多余的熱從制冷劑回路60中的制冷劑排出到周圍空氣。可選地，與使用另一風扇72相對，還可使用引導空氣流經第一換熱器44的風扇46來引導空氣流經冷凝器64。另一風扇72可包括提供動力以使另一風扇72的葉片旋轉的電動馬達。

車輛10還可包括控制器(c)74，該控制器74被配置成經由輸出通道向車輛的各個部件發送命令信號。控制器74還被配置成經由輸入通道從車輛10的各個部件接收感測反饋信息或輸入信號。控制器74和車輛10的其它部件之間的單個虛線可表示輸入通道和輸出通道兩者。控制器可包括被配置成響應于各個輸入信號而產生各個命令信號的控制邏輯。命令信號和輸入信號可作為電信號傳輸和接收。控制器74可經由輸入通道和輸出通道與車輛10的各個部件通信，這些部件包括但不限于氣候控制系統12、發動機14、電機16、變速器18、發動機分離離合器32、牽引電池36、泵42、風扇46、溫控器48、鼓風機56、閥57、空調系統58(包括壓縮機62、膨脹閥68和另一風扇72)。發動機的冷卻系統38可包括將當前的發動機冷卻劑溫度發送至控制器74的冷卻劑溫度傳感器(s)76。車艙54可包括將當前的氣候狀況(車艙空氣溫度、濕度等)發送至控制器74的傳感器(s)78。

氣候控制系統12可包括沖壓空氣入口80，在操作者已激活氣候控制系統12以加熱或冷卻車艙54時，該沖壓空氣入口80引導沖壓空氣流經第二換熱器52或蒸發器70以加熱或冷卻進入車艙54的沖壓空氣。在車輛行駛并且在車輛周圍的空氣和車艙54中的空氣之間產生壓差時，沖壓空氣可被引導流經第二換熱器52或蒸發器70并進入車艙54。沖壓空氣入口可包括門或一組氣窗82，門或氣窗82在打開位置時僅允許沖壓空氣流經第二換熱器52或蒸發器70并進入車艙54。在門或氣窗82處于關閉位置時可防止沖壓空氣流經第二換熱器52或蒸發器70并進入車艙54。在選擇了再循環模式時，門或氣窗82可保持處于關閉位置。門或氣窗82可連接到致動器84，該致動器84使門或氣窗82在打開位置和關閉位置之間轉換。致動器84可經由輸入通道和輸出通道與控制器74通信，并可被構造成基于從控制器74接收的命令而打開和關閉。

車輛10還可包括可被激活以提高用戶舒適程度的被加熱的觸摸點(tp)86。被加熱的觸摸點86可包括但不限于方向盤、扶手、中央控制臺、換擋器、座椅底部和座椅靠背。被加熱的觸摸點86可由操作者通過用戶界面(ui)88手動激活，或響應于來自控制器74的命令信號(響應于一組車輛狀況而產生)自動激活。被加熱的觸摸點86和用戶界面88都可經由輸入通道和輸出通道與控制器74通信。

用戶界面88可包括被構造成允許車輛操作者控制車輛10內的各個系統的觸摸屏、一系列按鈕、一系列刻度盤或旋鈕等。用戶界面88可包括用于氣候控制系統12的用戶控件，其允許車輛操作者在加熱和冷卻車艙54之間進行選擇。用戶控件還可包括選擇用于車艙54的期望的加熱和冷卻的量。用戶界面88還可包括與控制器74通信以允許車輛操作者選擇經濟模式的用戶控件，其使燃料經濟性優先于選擇的車艙54的舒適程度(即，加熱和冷卻)。可在車輛10的關鍵的操作循環期間選擇經濟模式以自動操作。例如，經濟模式可在預定的通勤(預計在一周的數天內和/或在一天的特定時間段內發生，例如，周一至周五發生的早晚上下班通勤)期間自動激活。替代地，經濟模式可被配置成在車輛操作者已預選的時間段期間激活。預選的時間段可與一周的數天和/或一天的特定時段對應。經濟模式可被配置成即使在車輛已經關閉之后，也在與預選的時間段對應的之后的時間段期間激活，除非車輛操作者改變或刪除預選的時間段。這可稱為鎖定。

雖然示出為一個控制器，但控制器74可以是較大控制系統的一部分，并且可控制整個車輛10中的多個其它控制器或者受所述多個其它控制器控制。因此，應理解控制器74和一個或更多個其他控制器可以統稱為“控制器”，所述“控制器”響應于來自多個傳感器的信號而控制多個致動器以控制多種功能，諸如啟動/停止發動機14、運轉電機16以提供車輪扭矩或為電池36充電等。控制器74可包括與多種類型的計算機可讀存儲裝置或介質通信的微處理器或中央處理器(cpu)。例如，計算機可讀存儲裝置或介質可包括只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)和保活存儲器(kam)中的易失性和非易失性存儲器。kam是可以用于在cpu斷電時存儲多個操作變量的持久或非易失性存儲器。計算機可讀存儲裝置或介質可以使用多個已知存儲裝置實施，這些存儲裝置諸如prom(可編程只讀存儲器)、eprom(電可編程只讀存儲器)、eeprom(電可擦除可編程只讀存儲器)、閃存或能存儲數據的任何其它電的、磁的、光學或其組合的存儲裝置，這些數據中的一些代表可由控制器74使用以控制車輛10的各個部件的可執行指令。

參照圖2，示出了代表發動機啟動方法100的流程圖。方法100可以以控制邏輯和/或算法的形式存儲在車輛控制器74的存儲器內。控制器74可基于控制邏輯和/或算法產生實施和執行方法100的命令信號。命令信號可基于制邏輯和/或算法且響應于控制器74接收的輸入信號(包括用戶輸入和經由感測裝置傳送至控制器74的各種車輛狀況)而產生。

方法100于開始框102處開始。然后，在方法100已經開始之后方法100行進至框104，在框104處確定發動機14是否關閉。如果發動機14運轉且未關閉，則方法100在框105處結束。如果確定發動機14關閉，則方法100行進至框106，在框106處確定車輛操作者是否已經選擇了經濟模式，其中該經濟模式使燃料經濟性優先于所選擇的車艙54的舒適程度(即，加熱和冷卻)。

如果在框106處車輛操作者沒有選擇經濟模式，則方法100行進至框107，在框107處，如果車輛操作者選擇加熱車艙54，則將命令氣候控制系統12的鼓風機56以正常、標準或期望的速率(即，正常運轉速率，鼓風機在該速率下將加熱后的空氣輸送至車艙54中以獲得車輛操作者選擇的期望的舒適程度)運轉。接下來，方法100將行進至框109，在框109處，一旦發動機冷卻劑溫度變得小于第一閾值，將命令發動機14啟動。第一閾值可具有處于50℃與70℃之間任何位置處的近似值。另外，可將遲滯值加到第一閾值，以防止發動機14以不期望的頻率開啟和關閉。在發動機冷卻劑溫度升高或降低時，可將遲滯值加到第一閾值。如果在框106處已經確定車輛操作者未選擇經濟模式之后車輛操作者未選擇加熱車艙54，則可關閉鼓風機56，且可將命令發動機14啟動所處的發動機冷卻劑溫度的閾值減小至較小的值。(在已經確定車輛操作者未選擇經濟模式之后車輛操作者未選擇加熱車艙54時)命令發動機14啟動所處的發動機冷卻劑溫度的閾值的較小值可與將在下面于框116處描述的命令發動機啟動所處的發動機冷卻劑溫度閾值對應。

如果在框106處車輛操作者已經選擇了經濟模式，則方法100行進至框108，在框108處確定氣候控制系統12是否請求將熱供應至車艙54。如果氣候控制系統12請求將熱供應到車艙54，則方法100行進至框110，在框110處確定氣候控制系統12是否以除霜模式操作或者是否請求除霜模式。如果氣候控制系統12正以除霜模式操作，則方法行進至框107和框109，在框107處使鼓風機56以正常速率運轉并且在框109處一旦發動機冷卻劑溫度變得小于第一閾值便命令發動機啟動。

如果在框110處確定氣候控制系統12未處于除霜模式，則方法100行進至框112，在框112處，將命令氣候控制系統12的鼓風機56以減小的速率運轉(即，比正常運轉速率小的速率，其中在正常運轉速率下鼓風機將加熱后的空氣輸送至車艙54中以獲得車輛操作者期望的舒適程度)，或者將切斷對鼓風機56供電并且將經由第二換熱器52加熱沖壓空氣并將沖壓空氣輸送至車艙54。當車輛操作者選擇經濟模式時，在命令氣候控制系統12的鼓風機56以減小的速率運轉與切斷對鼓風機供電并將加熱后的沖壓空氣輸送至車艙54之間進行的選擇可以是經由用戶界面88或其他開關進行的可選擇的選項。接下來，方法100將行進至框114，在框114處，可激活車艙54內的被加熱的觸摸點86。根據車輛10是否包括被加熱的觸摸點86或者在經濟模式時車輛操作者是否已請求激活被加熱的觸摸點86，框114可以是可選的步驟。在框114之后，方法將行進至框116，在框116處一旦發動機冷卻劑溫度變得小于比第一閾值小的第二閾值便命令發動機啟動。第二閾值可具有處于30℃與50℃之間任何位置的近似值。此外，可將遲滯值加到第二閾值以防止發動機14以不期望的頻率開啟和關閉。在發動機冷卻劑溫度升高或降低時，可將遲滯值加到第二閾值。一旦啟動發動機14，便可命令鼓風機56以正常速率運轉，并可停用觸摸點。替代地，在發動機14啟動之后，鼓風機可以保持以減小的速率運轉并且觸摸點可保持激活。

返回框108，如果確定氣候控制系統12未請求將熱供應到車艙54，則方法100直接行進至框116，在框116處，一旦發動機冷卻劑溫度變得小于第二閾值便命令發動機14啟動。

如果在方法100操作期間的任意時刻選擇或請求除霜模式，則根據框107可命令氣候控制系統12的鼓風機56以正常速率運轉(這可包括不向車艙54輸送沖壓空氣)并且根據框109在發動機冷卻劑溫度變得小于第一閾值時可命令發動機啟動。另外，如果在方法100操作期間的任意時刻經濟模式終止，則根據框107可命令氣候控制系統12的鼓風機56以正常速率運轉(這可包括不向車艙54輸送沖壓空氣)并且根據框109在發動機冷卻劑溫度變得小于第一閾值時可命令發動機啟動。

還可以存在發動機關閉或發動機停止時冷卻劑溫度閾值，該閾值與在氣候控制系統12請求將熱供應到車艙54的同時在發動機關閉之前發動機冷卻劑必須升高到的溫度對應。可將發動機關閉時冷卻劑溫度閾值設定為保持比觸發發動機啟動的發動機冷卻劑溫度值高出一定增量值(例如，可保持恒定的遲滯帶)。例如，當選擇了經濟模式且條件是這樣的(根據方法100(除了框104處的發動機關閉情況以外))：與觸發發動機啟動對應的發動機冷卻劑溫度閾值從第一閾值(見框109)減小至第二閾值(見框116)時，發動機關閉時冷卻劑溫度閾值可減小相同的量。另外，如果未選擇經濟模式，或者如果選擇了經濟模式且條件是這樣的(根據方法100(除了框104處的發動機關閉情況以外))：與觸發發動機啟動對應的發動機冷卻劑溫度閾值從第二閾值(見框116)增大至第一閾值(見框109)時，發動機關閉時冷卻劑溫度閾值可增大相同的量。

應該理解，示出發動機啟動方法100的流程圖是出于說明的目的。可重新排列一些步驟同時可完全省略其他步驟。

應該理解，在此描述的混合動力車輛配置僅是示例并不意在限制。如在此公開的，可構造其他混合動力車輛配置。其他車輛配置可包括但不限于此微混合動力車輛、串聯混合動力車輛、并聯混合動力車輛、串-并聯混合動力車輛、插電式混合動力車輛(phev)或本領域普通技術人員已知的其他混合動力車輛配置。

說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，并且應理解的是，可在不脫離本公開的精神和范圍的情況下做出各種改變。如前所述，可將各個實施的實施例的特征進行組合以形成可能未明確描述或示出的進一步的實施例。雖然對于一個或更多個期望的特性，各個實施例可能已經被描述為提供優點或優于其它實施例或現有技術的實施方式，但是，如本領域的普通技術人員可認識到，根據特定的應用和實施方式，一個或更多個特征或特性可被折衷以實現期望的整體系統屬性。因此，被描述為在一個或更多個特性方面不如其它實施例或現有技術實施方式合意的實施例并不在本公開的范圍之外，并可被期望用于特定的應用。