CN101234637A - 用于插入式混合电动车辆的燃料寿命监测器和引擎管理 - Google Patents

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Abstract

一种混合动力车辆的引擎管理系统可包括将功率源选定为电动推进系统和内燃机之一的混合动力车辆控制器。混合动力车辆控制器可包括被构造用以根据与内燃机相关联的一组预定的运转参数确定何时需要运转内燃机的引擎运转模块。

Description

用于插入式混合电动车辆的燃料寿命监测器和引擎管理
相关申请的交叉引用
本申请要求于2007年1月8日提交的美国临时申请No.60/883,855的权益。上述申请的披露内容在此作为参考而被引用。
技术领域
本申请的披露内容涉及混合动力车辆，且更具体而言，本申请的披露内容涉及混合动力车辆的引擎管理。
背景技术
在本部分中的陈述仅仅提供了与本申请的披露内容相关的背景技术信息且可不构成现有技术。
内燃机产生可被传递到传动列上的驱动转矩。该驱动转矩通过将驱动转矩乘以传动比的传动装置进行传递。传动装置一般包括多个用于传递驱动转矩的传动比。自动传动装置根据驾驶员输入和车辆运转状况在多个传动比之间自动进行转换。混合动力系典型地包括电机和储能装置(ESD)。在一种模式下，电机利用储存在储能装置(ESD)中的能量驱动传动装置。在另一种模式下，电机受到引擎的驱动而对储能装置进行充电。
当在第一种模式下运转时，混合动力车辆可在不使用引擎的情况下运转。在第一种模式下运转的过程中，在引擎连续运转之间可能要经过延长的一段时间。由于存在该经过延长的一段非运转时间，因此内燃机可能会出现腐蚀和润滑等方面的问题。另外，当引擎不进行运转时，燃料供给装置保持未使用状态。当燃料存放较长时间时，燃料可能会发生劣化，从而导致引擎性能下降。另外，在经过长时间的仅仅电力推进而燃料在燃料箱中晃荡之后且在没有吹扫气流通过蒸气罐时，车载蒸气回收系统可能达到饱和。
发明内容
因此，一种混合动力车辆的引擎管理系统可包括将功率源选定为电动推进系统和内燃机之一的混合动力车辆控制器。混合动力车辆控制器可包括被构造用以根据与内燃机相关联的一组预定的运转参数确定何时需要运转内燃机的引擎运转模块。
一种控制混合动力车辆的方法可包括以下步骤：通过电动推进系统向所述车辆提供原动力；确定从内燃机最近一次运转时起所经过的时间；以及基于所经过的时间比预定数值更大的判断结果运转所述内燃机。
一种控制混合动力车辆的方法，另一种可选方式是或者另外，所述方法可包括以下步骤：确定内燃机燃料贮存器中的燃料的使用时间；并且基于燃料的使用时间大于预定数值的判断结果从而确定是否需要引擎打开运转。
通过在此所提供的说明书的描述，本发明的其它可适用领域显而易见。应该理解：说明书和具体实例旨在仅用于示例性的目的，而不是旨在限制本发明披露内容的范围。
附图说明
在此对所示出的附图进行的描述仅仅用于示例性目的，而不是旨在以任何方式对本申请披露内容的范围进行限制。
图1是根据本申请的披露内容所述的混合动力车辆的示意图；
图2是图1所示控制模块中的各模块的功能框图；和
图3是示出了根据本申请的披露内容所述的混合动力车辆的控制逻辑的流程图。
具体实施方式
下文中的描述本质上仅仅用于示例性目的，而不是旨在对本申请的披露内容、应用或利用进行限制。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标号表示相似的元件。如在本文中所使用地，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件程序或固件程序的处理器(共用、专用或分组)和存储器、组合逻辑电路或者提供所述功能性的其它适合的部件。
下面参见图1，图中示意性地示出了示例性的混合动力车辆10。混合动力车辆10包括选择性地驱动传动装置16的引擎12和电机14。混合动力车辆10可以是插入式(plug-in)混合动力车辆或者是任何其它类型的能够在引擎12不运转的情况下延长运转周期的混合动力车辆。引擎12与燃料源例如燃料箱18相连通，且车载蒸气回收罐19与燃料箱18相连通。在一种车辆运转模式下，电机14和引擎12产生驱动转矩以驱动传动装置16。按照这种方式，燃料效率可增大，而排放可减少。在另一种运转模式下，引擎12驱动电机14从而产生用于对储能装置(ESD)20例如蓄电池进行再充电的功率。在另一种运转模式下，电机14利用来自储能装置(ESD)20的能量单独地向传动装置16提供驱动转矩。在又一种运转模式下，引擎12可单独地向传动装置16提供所需的驱动转矩。
引擎12和电机14可经由包括带和带轮的带传动起动/发电机(BAS)系统(图中未示出)联接在一起。另一种可选方式是，引擎12和电机14可经由飞轮传动起动/发电机(FAS)系统(图中未示出)联接在一起，其中电机14被可操作地设置在引擎12与传动装置16之间。预期其它系统可实施用以联接引擎12和电机14，所述系统包括但不限于，被设置在电机14与曲轴之间的链条或齿轮系统。
传动装置16可包括，但不限于，连续可变的无级变速器(CVT)、手动变速器、自动变速器、电动可变的混合动力变速器和自动手动变速器(AMT)。驱动转矩通过联接装置22从引擎12和/或电机14被传递至传动装置16。根据所采用的传动装置的类型，联接装置22可包括，但不限于，摩擦离合器或转矩变换器。对于无级变速器(CVT)而言，联接装置22包括转矩变换器和转矩变换器离合器(TCC)。传动装置16通过多个传动比中的一个传动比乘以驱动转矩从而驱动车辆动力传动系统(图中未示出)。
控制模块24基于如本发明披露内容所述的控制系统对车辆10的运转进行调节。电流传感器26产生被传送至控制模块24的电流信号，且电压传感器28产生被传送至控制模块24的蓄电池电压信号。控制模块24根据电流信号和电压信号确定储能装置(ESD)20的充电状态(SOC)。现有多种可用于确定充电状态(SOC)的方法。在2003年11月11日授权且题为“混合电动车辆中的铅酸蓄电池的充电状态算法”的共同转让的美国专利No.6,646,419中披露了一种示例性的方法，所述专利的披露内容在此作为参考而被公开引用。
如下文中所述，控制模块24在需要时可对引擎12的运转发出信号。在需要运转引擎12时，控制模块24可提供和/或接收用于运转燃料泵30的信号。控制模块24可接收来自车辆传感器32的信号，例如环境温度，和来自燃料液位发送器34表示燃料箱18中燃料液位的信号。控制模块24可向车辆显示器36提供表示车辆运转状况例如燃料使用时间和引擎运转之间所经过的时间的信号。
另外参见图2，控制模块24可包括燃料充注模块38、燃料使用时间模块40、燃料品质模块42、引擎最近一次启动模块44、使油品质量产生劣化的燃料稀释模块45、蒸气回收罐负载模块47和引擎运转模块46。燃料充注模块38可确定燃料是否已被加到燃料箱18中和所加入的量。燃料充注模块38与燃料使用时间模块40相连通。燃料使用时间模块40可确定燃料箱18中的燃料的使用时间。燃料使用时间的计算确定可至少部分地根据由燃料充注模块38提供的燃料充注信息而进行。燃料使用时间模块40与引擎运转模块46和燃料品质模块42相连通。
燃料品质模块42可确定燃料箱18中的燃料的劣化水平。燃料劣化水平的确定可至少部分地根据由燃料使用时间模块40提供的燃料使用时间信息和来自车辆传感器的环境储存温度而进行。燃料品质模块42可接收和评估与燃料类型例如汽油或乙醇混合物相关的信息，并且向引擎运转模块46提供信号，从而在下一次车辆启动时运转所述引擎12。引擎最近一次启动模块44可确定引擎12连续运转之间所经过的时间。引擎最近一次启动模块44与引擎运转模块46相连通。
使油品质量产生劣化的燃料稀释模块45可与引擎运转模块46相连通。使油品质量产生劣化的燃料稀释模块45可根据其燃料稀释水平确定引擎润滑油的状况。蒸气回收罐负载模块47可与引擎运转模块46相连通。蒸气回收罐负载模块47可通过车辆驱动统计信息和温度信息确定罐负载。引擎运转模块46可确定是否需要引擎打开运转。
如图3所示，该流程图中示出了控制混合动力车辆10的方法的控制逻辑100。一旦车辆10已被接通电源，判断框101就判断是否需要手动引擎启动超控(override)。如果需要手动引擎启动超控，那么在在先反复操作过程中被设定和储存在控制模块24中的引擎启动标记可在控制块103处被重置。然后，控制逻辑100可前进至判断框102。如果不需要手动引擎启动超控，那么控制逻辑100可前进至判断框102。判断框102评定在车辆10的在先运转过程中，引擎启动标记是否被设定且被储存在控制模块24中。如果引擎启动标记在先已被设定，那么控制逻辑100前进至控制块104，此时引擎12自动启动。然后，引擎12可运转预定的一段时间。然后，控制逻辑100前进至控制块106，此时车辆10的驾驶员被通知引擎启动的原因。在进行通知之后，控制逻辑100前进至控制块108。参见判断框102，如果在车辆10的在先运转过程中没有设定标记，那么控制逻辑100也前进至控制块108。
控制块108确定在车辆10中所使用的燃料的类型。该确定过程是基于来自传感器的输入信号或驾驶员的输入而进行的。一旦确定了燃料类型，那么控制逻辑100前进至判断框110。
判断框110判断燃料是否已被加入到燃料箱18中。如果燃料已被加入，那么控制逻辑100前进至控制块112，此时燃料使用时间在控制模块24内被重置为一调整值。然后，控制逻辑100前进至控制块114。如果燃料未被加入，那么控制逻辑100也前进至控制块114。
控制块114确定由燃料的使用时间和劣化水平表示的燃料品质水平。可根据包括来自车辆传感器32的环境温度测量值、校准值、来自燃料液位发送器34的燃料箱液位测量值、多次燃料充注之间所经过的时间和在燃料充注过程中所加入的燃料量等多个输入值确定燃料的使用时间和劣化水平。这些输入值中的每一个输入值可被储存在控制模块24内或被提供给控制模块24。然后，控制逻辑100前进至控制块116。
控制块116判断引擎12的运转标准。具体而言，控制块116以一组标称的引擎打开标准为开始。这些标准可包括当储能装置(ESD)20上的负载超过预定值时或者当储能装置(ESD)20的充电状态下降至低于预定水平时运转引擎12。利用在控制块114处确定的燃料的使用时间和劣化水平、或燃料品质水平，引擎打开运转标准可偏向引擎打开状态。例如，储能装置(ESD)20上的最大负载值和在引擎打开状态之前所需的最低充电水平可得到调节，从而增大引擎打开状态的出现率。这样可能会减少燃料保留在燃料箱18中处于未使用状态的总时间。然后，控制逻辑100可前进至控制块118。
控制块118通知驾驶员燃料的使用时间。该通知可包括自燃料最近一次被使用的时间量的表示或者燃料时效的其它一些表示。然后，控制逻辑100前进至判断框120。
判断框120判断引擎打开状态之间的所经过的时间是否已经超过预定极限值。引擎12可能会要求一定频率的运转从而确保实现适当的润滑和腐蚀控制。如果引擎打开状态之间的所经过的时间已经超过预定时间极限值，那么控制逻辑100前进至控制块122，此时引擎启动标记被设定。该引擎启动标记可由控制模块24储存并且当在判断框102处被检测到时在随后的车辆应用过程中启动引擎打开状态。另一种可选方式是，引擎启动标记在被设定时可自动启动引擎打开状态。然后，控制逻辑100可前进至判断框124。在判断框120中，如果引擎启动之间所经过的时间没有超过预定极限值，那么控制逻辑100也前进至判断框124。
判断框124判断燃料的使用时间是否已经超过预定极限值。如果燃料的使用时间已经超过预定时间极限值，那么控制逻辑100前进至控制块126，此时引擎启动标记被设定。该引擎启动标记当在判断框102处被检测到时在随后的车辆运转过程中启动引擎打开状态。然后，控制逻辑100可前进至判断框128。在判断框124中，如果燃料的使用时间没有超过预定极限值，那么控制逻辑也前进至判断框128。
判断框128判断油料是否已被燃料稀释超过预定极限值。如果油料稀释已经超过预定极限值，那么控制逻辑100前进至控制块130，此时引擎启动标记被设定。该引擎启动标记当在判断框102处被检测到时在随后的车辆运转过程中可启动引擎打开状态。然后，控制逻辑100可前进至判断框132。如果油料稀释没有超过预定极限值，那么控制逻辑100也前进至判断框132。
判断框132判断蒸气罐是否被燃料蒸气加载超过预定极限值。如果蒸气负载已经超过预定极限值，那么控制逻辑100前进至控制块134，此时引擎启动标记被设定。该引擎启动标记当在判断框102处被检测到时在随后的车辆运转过程中可启动引擎打开状态。另一种可选方式是，引擎启动标记在被设定时可自动启动引擎打开状态。然后，控制逻辑100可终止。如果蒸气负载没有超过预定极限值，那么控制逻辑100可终止。
本领域的技术人员现在可通过前面的说明书意识到：本申请披露内容的广义教导可以多种形式得以实施。因此，虽然已结合本发明的特定实例对本发明进行了描述，但是由于在研究附图、说明书和所附权利要求书后其它变型方式对于本领域的技术人员而言是显而易见的，因此本申请披露内容的真实范围不应受到限制。

Claims (26)

1、一种控制具有内燃机和电动推进系统的混合动力车辆的方法，所述方法包括以下步骤：
通过电动推进系统向所述车辆提供原动力；
确定从内燃机最近一次运转时起所经过的时间；以及
基于所经过的时间比预定数值更大的判断结果运转所述内燃机。
2、根据权利要求1所述的方法，进一步包括由内燃机提供原动力。
3、根据权利要求1所述的方法，进一步包括利用由内燃机提供的功率对电动推进系统进行充电。
4、根据权利要求1所述的方法，进一步包括在车辆处于不使用状态下时设定引擎启动标记，且随后基于被设定的引擎启动标记执行使内燃机运转的步骤。
5、根据权利要求1所述的方法，进一步包括判断被供应至内燃机的燃料的劣化水平并且基于所述劣化水平低于预定数值的判断结果而使内燃机运转。
6、一种控制具有内燃机和电动推进系统的混合动力车辆的方法，所述车辆还包括用于内燃机的燃料贮存器，所述方法包括以下步骤：
确定燃料贮存器中的燃料的使用时间；并且
基于燃料的使用时间大于预定数值的判断结果从而确定是否需要引擎打开运转。
7、根据权利要求6所述的方法，进一步包括当燃料的使用时间大于预定数值时设定引擎启动标记。
8、根据权利要求7所述的方法，进一步包括在车辆接通电源之后检查引擎启动标记。
9、根据权利要求7所述的方法，进一步包括基于所述引擎启动标记自动启动引擎。
10、根据权利要求6所述的方法，进一步包括判断燃料的劣化水平。
11、根据权利要求10所述的方法，其中所述判断是否需要引擎运转的步骤包括基于所述燃料劣化水平改变对引擎打开运转的要求。
12、根据权利要求6所述的方法，进一步包括判断引擎中润滑油的燃料稀释水平。
13、根据权利要求12所述的方法，其中所述判断是否需要引擎打开运转的步骤包括基于润滑油的燃料稀释水平改变对引擎打开运转的要求。
14、根据权利要求6所述的方法，进一步包括判断与所述燃料贮存器相连通的燃料蒸气回收罐的蒸气负载水平。
15、根据权利要求14所述的方法，其中所述判断是否需要引擎打开运转的步骤包括基于所述蒸气负载水平改变对引擎打开运转的要求。
16、根据权利要求6所述的方法，进一步包括判断被加到贮存器中的燃料量并且基于所加入的燃料量改变系统中燃料的使用时间。
17、一种混合动力车辆的引擎管理系统，包括：
将功率源选定为电动推进系统和内燃机之一的控制模块，所述控制模块包括被构造用以根据与内燃机相关联的一组预定的运转参数确定何时需要运转内燃机的引擎运转模块，所述一组预定的运转参数与非运转状态的内燃机的特征相关。
18、根据权利要求17所述的引擎管理系统，进一步包括被构造用以确定内燃机燃料贮存器中的燃料的使用时间的燃料使用时间模块。
19、根据权利要求18所述的引擎管理系统，其中所述引擎管理系统在所述燃料使用时间模块判断燃料的使用时间超过预定极限值时命令内燃机进行运转。
20、根据权利要求17所述的引擎管理系统，进一步包括被构造用以确定内燃机燃料贮存器中的燃料劣化水平的燃料品质模块。
21、根据权利要求20所述的引擎管理系统，其中所述引擎管理系统在所述燃料品质模块判断燃料劣化水平超过预定极限值时命令内燃机进行运转。
22、根据权利要求17所述的引擎管理系统，进一步包括被构造用以确定连续引擎运转之间所经过的时间的引擎最近一次启动模块。
23、根据权利要求22所述的引擎管理系统，其中所述引擎管理系统在所述引擎最近一次启动模块判断连续引擎运转之间所经过的时间超过预定极限值时命令内燃机进行运转。
24、根据权利要求17所述的引擎管理系统，进一步包括被构造用以确定内燃机燃料贮存器中的燃料添加量的燃料充注模块。
25、根据权利要求17所述的引擎管理系统，进一步包括被构造用以基于油料的燃料稀释水平确定引擎的油料劣化水平的油料劣化模块。
26、根据权利要求17所述的引擎管理系统，进一步包括被构造用以确定引擎的蒸气回收罐的蒸气负载水平的蒸气回收罐负载模块。
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