发动机的启动方法和混合动力系统
技术领域
本发明涉及混合动力技术领域，具体地，涉及发动机的启动方法和混合动力系统。
背景技术
在混合动力车辆中，发动机和电动机两者共同提供动力，该动力经由变速器传递到车轮的驱动轴，以驱动车轮转动。P2混合动力模块是安装在发动机和变速箱之间的一种混合动力模块。P2混合动力模块通常包括连接装置、分离离合器、电动机和双离合装置。连接装置用于以机械的方式连接发动机；分离离合器能够将发动机动力传递到混合动力模块，并且，还能够将发动机与混合动力模块分离；双离合装置能够将来自电动机和/或发动机的动力传递到变速器。
为了减轻对环境的污染，并且同时节省石油资源，混合动力车辆一般会以纯电动方式行驶。这里的纯电动方式行驶，是指仅使用电动机作为混合动力车辆的动力源，以驱动混合动力车辆。但是，在混合动力车辆行驶过程中，可能需要根据混合动力车辆的行驶状态选择动力源，即，确定是否需要启动发动机，以例如提供更大动力。但是，现有技术中混合动力车辆的加速耗时长并且由此不利地影响驾驶性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现加速耗时短且驾驶性能优异的发动机的启动方法和混合动力系统。
本发明提供一种发动机的启动方法，其用于混合动力系统，所述混合动力系统包括用于提供动力的所述发动机和电动机，以及分离离合器、离合装置和变速器，所述分离离合器设置在所述发动机和所述电动机之间以选择性地连接或断开所述发动机的动力传递，所述离合装置设置在所述电动机和所述变速器之间以选择性地连接或断开所述电动机的动力和/或所述发动机的动力到所述变速器的传递，
其中，
所述启动方法包括以下步骤：
在满足预定条件的情形下，使所述电动机的转速升高，在所述电动机的转速升高到第一校正转速时将所述离合装置的状态从滑磨状态切换为接合状态；和
在所述离合装置处于接合状态下，当所述发动机的转速达到第二校正转速时，将所述分离离合器的状态从滑磨状态切换为接合状态。
根据本发明的实施例，当所述发动机的转速第一次达到所述第二校正转速时，将所述分离离合器的状态从滑磨状态切换为接合状态。
根据本发明的实施例，所述预定条件包括油门踏板的深度大于预定值。
根据本发明的实施例，所述第一校正转速被定义为所述离合装置的当前转速加上第一校正值。
根据本发明的实施例，所述第二校正转速被定义为所述电动机的当前转速加上第二校正值。
根据本发明的实施例，所述离合装置包括用于所述混合动力系统低速行驶时的第一离合装置和用于所述混合动力系统高速行驶时的第二离合装置，在所述电动机的转速升高到所述第一校正转速时，将所述第一离合装置的状态从接合状态切换为滑磨状态，并且将所述第二离合装置的状态从滑磨状态切换为接合状态。
根据本发明的实施例，通过使处于滑磨状态下的所述分离离合器的扭矩增大，以实现所述发动机的转速从零增加到点火转速，并且，当达到所述点火转速时，对所述发动机执行点火操作。
根据本发明的实施例，通过液压、气动或电动方式来控制所述分离离合器的扭矩。
本发明还提供一种混合动力系统，其包括用于提供动力的发动机和电动机，以及分离离合器、离合装置和变速器，所述分离离合器设置在所述发动机和所述电动机之间以选择性地连接或断开所述发动机的动力传递，所述离合装置设置在所述电动机和所述变速器之间以选择性地连接或断开所述电动机的动力和/或所述发动机的动力到所述变速器的传递，
其中，
还包括控制装置，其用于执行前述任一项所述的发动机的启动方法。
附图说明
图1示意性地示出根据本发明实施例的混合动力系统。
图2示意性地示出根据本发明实施例的混合动力系统中的部件各自的转速-时间曲线图。
图3示意性地示出根据本发明实施例的混合动力系统中的部件各自的扭矩-时间曲线图。
具体实施方式
以下将结合附图描述根据本发明的发动机的启动方法和混合动力系统的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
此外，空间相关术语(诸如“上”、“下”、“左”和“右”等)用于描述附图所示的元件与另一个元件的相对位置关系。因此，空间相关术语可以应用到使用时与附图所示的方向不同的方向中。显然，虽然为了易于说明，所有这些空间相关术语指的是附图所示的方向，但是本领域技术人员能够理解可以使用与附图中所示的方向不同的方向。
本发明提供一种发动机的启动方法，其用于混合动力系统。图1示意性地示出根据本发明实施例的混合动力系统。如图1所示，混合动力系统包括用于提供动力的发动机10、电动机20、变速器30，以及分离离合器40和离合装置50。以下将详细描述混合动力系统的这些部件。
具体地，分离离合器40可以选择性地连接或断开发动机10的动力的传递。当分离离合器40处于断开状态时，发动机10的动力将不能传递到离合装置50和变速器30。如图1所示，当分离离合器40处于接合状态时，发动机10的动力可以传递到离合装置50和变速器30。分离离合器40可以包括离合致动器，用于控制施加到分离离合器40的离合器扭矩。在示例性实施例中，分离离合器40可以通过液压致动力的作用而接合或断开。在其他实施例中，分离离合器40还可以通过气动、电动等方式来控制离合器扭矩。
具体地，离合装置50设置在电动机20和变速器30之间。离合装置50可以调整变速器30的输入扭矩。具体地，离合装置50可以选择性地连接或断开发动机10的动力和/或电动机20的动力到变速器30的传递。根据本发明的某些实施例，变速器30可以是自动变速器。在示例性实施例中，离合装置50可以是双离合器装置，并且变速器30可以是双离合变速器。这种情况下，离合装置50可以包括两个离合器，分别抗扭连接到变速器30的第一输入轴和第二输入轴。离合装置50可以包括离合致动器，用于控制施加到离合装置50的离合器扭矩。在示例性实施例中，离合装置50可以通过液压致动力的作用而接合或断开。在其他实施例中，离合装置50还可以通过气动、电动等方式来控制离合器扭矩。
混合动力系统还包括控制装置(未示出)，该控制装置在混合动力系统中用于控制各个部件的操作并且执行根据本发明实施例的发动机的启动方法。控制装置可以与发动机10、电动机20、变速器30、分离离合器40和离合装置50通信，并且因此传递数据和控制命令等。
控制装置可以包括具有处理功能的各种装置，包括但不限于通用处理器、专用处理器、微处理器、微控制器、图形处理器(GPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)等。控制装置可以包括计算机可执行指令，这些指令被执行以执行本申请中所描述的动作。控制装置可以包括一个或多个存储器。存储器可以用于存储数据、指令、软件、代码等。存储器可以包括半导体存储器，例如随机存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器等。存储器也可以包括例如使用纸介质、磁介质和/或光介质的任何存储器，如纸带、硬盘、磁带、软盘、磁光盘(MO)、CD、DVD、Blue-ray等。
下面将描述根据本发明的实施例的发动机的启动方法。该发动机的启动方法可以应用于图1中示出的混合动力系统。
根据本发明的实施例，为了实施根据本发明的启动的发动机的方法，控制装置首先判断是否满足预定条件。在示例性实施例中，预定条件包括油门踏板的深度大于预定值。需要说明的是，油门踏板的深度具有最大值，油门踏板深度可以是指当前油门的踏板深度与油门踏板的深度的最大值的比值。在一个示例中，上述预定值是70％。
根据本发明的实施例，在满足预定条件的情形下，使电动机20的转速升高，在电动机20的转速升高到第一校正转速时将离合装置50的状态从滑磨状态切换为接合状态；以及，在离合装置50处于接合状态下，当发动机10的转速达到第二校正转速时，将分离离合器40的状态从滑磨状态切换为接合状态。根据本发明的实施例，该第一校正转速被定义为离合装置50的当前转速加上第一校正值，以及，第二校正转速被定义为电动机20的当前转速加上第二校正值。在一个示例中，第一校正值和第二校正值20转每分到50转每分之间，例如，20转每分。
因此，在本发明的发动机的启动方法中，使电动机的转速升高，在电动机的转速升高到第一校正转速时将离合装置的状态从滑磨状态切换为接合状态；以及，在离合装置处于接合状态下，当发动机的转速达到第二校正转速时，将分离离合器的状态从滑磨状态切换为接合状态。换言之，在发动机的启动期间，离合装置始终处于接合状态，由此在发动机启动完毕之后立即由发动机和电动机共同提供动力。因此，在本发明的电动机的启动方法和混合动力系统能够实现加速耗时短且驾驶性能优异。
此外，在本发明中，为了进一步缩短发动机的启动时间，当所述发动机的转速第一次达到所述第二校正转速时，将所述分离离合器的状态从滑磨状态切换为接合状态。相较于在发动机的转速升高到第二校正转速之后继续升高、然后降低到第二校正转速时，将分离离合器的状态从滑磨状态切换为接合状态，即，当发动机的转速第二次达到第二校正转速时，才将分离离合器的状态从滑磨状态切换为接合状态，本实施例中的发动机的启动方法能够实现进一步缩短发动机的启动时间。
图2示意性地示出根据本发明实施例的混合动力系统中的部件各自的转速-时间曲线图。图3示意性地示出根据本发明实施例的混合动力系统中的部件各自的扭矩-时间曲线图。以下参照图2和图3描述根据本发明实施例的混合动力系统中的部件各自的转速、扭矩分别随着时间的变化。
需要说明的是，在本实施例中，离合装置包括第一离合器和第二离合器共两个离合器。在图2中，曲线C1表示第二离合器的转速随着时间的变化，曲线C2表示第一离合器的转速随着时间的变化，曲线C3表示电动机的转速随着时间的变化，以及，曲线C4表示发动机的转速随着时间的变化。在图3中，曲线T0表示驾驶员期望扭矩，曲线T1表示第二离合器的扭随着时间的变化，曲线T2表示第一离合器的扭矩随着时间的变化，曲线T3表示电动机的扭矩随着时间的变化，曲线T4表示发动机的扭矩随着时间的变化，以及，曲线T5表示分离离合器的扭矩随着时间的变化。
如图2和图3所示，在该实施例中，将根据本发明实施例的混合动力系统中的部件各自的转速、扭矩分别随着时间的变化分为如下四个阶段。
第一阶段，分离离合器、第二离合器处于滑磨状态，第一离合器处于接合状态，并且如图3中的曲线T5和曲线T1所示，分离离合器和第二离合器的扭矩均为较小值，以及当分离离合器的扭矩增大时，进入第二阶段。
第二阶段，由分离离合器的扭矩拖曳发动机，并且，分离离合器的扭矩被定义为滑磨状态下的较小值与拖曳扭矩之和，电动机的扭矩被定义为驾驶员期望扭矩与分离离合器的扭矩之和，以及当分离离合器的扭矩增大到某一值时，进入第三阶段。
第三阶段，分离离合器的扭矩和电动机的扭矩保持不变，当电动机的转速增大到大于第一校正转速时，第二离合器由接合状态切换到滑磨状态，第一离合器由滑磨状态切换到接合状态，以完成换挡，如图2中的曲线C1、曲线C2和曲线C3所示；并且发动机的转速开始增大，当发动机的转速增大到大于等于点火转速时，对发动机进行点火，之后，发动机的转速继续增大，当发动机的转速增大到大于第二校正转速时，进入第四阶段，如图2中的曲线C4所示。
第四阶段，使分离离合器的状态从滑磨状态切换为接合状态，并且其扭矩将在极短时间内达到闭合扭矩，如图3中的曲线T5所示；电动机的扭矩在极短时间内减小到驾驶员期望扭矩，并且之后，电动机的扭矩被定义为驾驶员期望扭矩与发动机实际扭矩之差，如图3中的曲线T3所示；当发动机的扭矩达到发动机目标扭矩时，发动机的启动结束。
根据本发明的实施例，离合装置被构造为双离合器装置的情形下，所述离合装置包括用于所述混合动力系统低速行驶时的第一离合装置和用于所述混合动力系统高速行驶时的第二离合装置，在所述电动机的转速升高到所述第一校正转速时，将所述第一离合装置的状态从接合状态切换为滑磨状态，并且将所述第二离合装置的状态从滑磨状态切换为接合状态。
根据本发明的实施例，通过使处于滑磨状态下的所述分离离合器的扭矩增大，以实现所述发动机的转速从零增加到点火转速，并且，当达到所述点火转速时，对所述发动机执行点火操作。
如前所述，尽管说明中已经参考附图对本发明的示例性实施例进行了说明，但是本发明不限于上述具体实施方式，本发明的保护范围应当由权利要求书及其等同含义来限定。
