CN101245734A - 燃油切断进气歧管绝对压力控制 - Google Patents

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Abstract

一种调节混合动力电动车辆系统中的发动机的节气门开度的方法包括启动发动机的燃油切断运行模式，在所述燃油切断运行模式过程中监控发动机转速，并且在燃油切断模式过程中，基于发动机转速调节节气门开度，以将发动机的进气歧管绝对压力(MAP)保持在阈值MAP之上。

Description

燃油切断进气歧管绝对压力控制
相关申请的交叉引用
本申请要求了2006年8月25日提交的序列号为60/840389的美国临时申请的权利，该申请所公开的内容作为参考完全合并到本申请中。
技术领域
本发明涉及混合动力车辆，尤其涉及在燃油切断模式下对混合动力车辆的发动机的调节，这种燃油切断模式发生在例如减速燃油切断(DFCO)或发动机的电机驱动过程中。
背景技术
混合动力车辆由多个动力装置驱动，包括但并不限于内燃机和电机。电机工作为电动机/发电机。在发电机模式中，电机由发动机驱动，以产生用于向电负载提供电力或向电池充电的电能。在电动机模式中，电机补充发动机，提供驱动转矩以驱动车辆传动系。
在某些情况下，在减速(称之为减速燃油切断(DFCO))或发动机的电机驱动过程中，切断向发动机的燃油供给。在这些情况中，发动机被反向驱动，其引起发动机内气缸的往复运动。作为发动机反向驱动的结果，发动机进气歧管的进气歧管绝对压力(MAP)明显减小，导致效率降低和其他的损失。更特别地是，减小的MAP导致进气口和燃烧室中(即，气缸中活塞上部的空间中)形成低压。
如果压力过低，燃油会通过活塞环，布置在进气口中的气门导管，以及通过其他路径被抽出发动机的曲轴箱。活塞环还可以根据曲轴箱和燃烧室之间的动态压差而抖动或振动，这对发动机是有害的，并且对于车辆乘客而言是可以感知的。
发明内容
因此，本发明提供了一种调节混合动力电动车辆系统中的发动机节气门开度的方法。该方法包括启动发动机的燃油切断运行模式，在燃油切断运行模式过程中监控发动机转速，并且基于燃油切断模式过程中的发动机转速而调节节气门开度，以将发动机的进气歧管绝对压力(MAP)保持在阈值MAP之上。通过将MAP保持在阈值MAP之上，可以避免上述的低压条件。更特别地是，压力保持得足够高，以抑制发动机燃油从发动机曲轴箱抽出，并且阻止活塞环的抖动或振动。
本发明的进一步的适用范围从下文提供的详细说明中将变得显而易见。应该知道的是，详细说明和特定示例，虽然显示了本发明的优选实施例，但其目的仅在于说明，而不旨在限制本发明的范围。
附图说明
从详细说明和附图中，本发明将变得更加充分理解，其中：
图1为典型的混合动力车辆系统的示意性图例；
图2为图示基于本发明的MAP控制上的典型进气歧管绝对压力(MAP)轨迹的曲线；
图3为图示本发明的MAP控制所执行的典型步骤的流程图；以及
图4为执行本发明的MAP控制的典型模块的原理框图。
具体实施方式
以下优选实施例的说明本质上仅仅为示例，并且决不旨在限制本发明，其应用或使用。为了清楚的目的，同样的参考数字将用于附图中以表示相同的元件。如在此所使用的，术语模块指专用集成电路(ASIC)，电子电路，执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享的，专用的，或集群的)以及存储器，组合逻辑电路，或其他合适的提供所述功能的部件。
如在此所使用的，燃油切断运行(FCO)模式指期间切断向发动机的燃油供给的运行，例如在减速燃油切断(DFCO)，发动机电动驱动或其他FCO模式。
现参照图1，典型的混合动力车辆10包括发动机12和电机14，它们驱动变速器16。更特别地是，电机14补充发动机12，以产生驱动转矩驱动变速器16。在该方式中，燃油效率增加，排放降低。发动机12和电机14经由皮带交流发电机起动电机(BAS)系统18而连接。更特别地是，电机14作为起动电机(即，电动机)和交流发电机(即，发电机)运行，并且通过皮带和皮带轮系统与发动机12连接。发动机12和电机14分别包括皮带轮20，22，两者通过皮带24连接旋转。皮带轮20与发动机12的曲轴26旋转连接。
在一种模式中，发动机12驱动电机14以产生用于向能量存储装置(ESD)28充电的电力。在另一种模式中，电机14利用来自ESD28的能量驱动发动机12。ESD28可包括，但并不限于，电池或超级电容器。可替换地，BAS系统18可以由飞轮交流发电机起动电机(FAS)系统(未示出)替代，该系统包括可操作地布置于发动机和变速器或链或齿轮系统之间的电机，该变速器或链或齿轮系统装配在电机14和曲轴26之间。
变速器16可以包括，但并不限于，手动变速器，自动变速器，无级变速器(CVT)以及自动手动变速器(AMT)。驱动转矩从发动机曲轴26通过连接装置30传递至变速器16。连接装置30可以包括，但并不限于，摩擦离合器或变矩器，其取决于所使用变速器的类型。变速器16通过多个传动比中的一个增加驱动转矩以驱动驱动轴32。
控制模块34调节车辆10的运行。控制模块34控制燃油喷射和点火，以选择性地起动和停止发动机12的气缸。更特别地是，当车辆10处于静止时，发动机12的气缸没有点火(即，停止)，并且发动机12停止。在汽车启动过程中(即，从静止开始加速)，电机14驱动曲轴，以带动发动机12旋转至怠速RPM，并且起动车辆加速。在需要低驱动转矩驱动车辆的周期过程中(即，混合动力发动机停止(HEOff)模式)，驱动转矩由电机14提供。当处于HEOff模式，发动机气缸的燃油和点火均切断。进一步，进气和排气门的打开和关闭循环可以受到阻止，以抑制气缸中的气流过程。
设置加速器踏板36。踏板位置传感器36感测加速器踏板36的位置，并且基于其产生踏板位置信号。设置制动踏板40。制动踏板位置传感器42感测制动踏板40的位置，并且基于其产生踏板位置信号。控制模块34基于制动踏板位置信号操作制动系统43，以调节制动系统中的压力，该制动系统再调节制动器(未示出)的制动力。速度传感器44响应于电机44的旋转速度(RPMEM)。速度传感器44产生速度信号。如在下文中将进一步详细说明的，控制模块34基于由踏板位置传感器38，42产生的踏板位置信号以及由速度传感器44产生的速度信号操作车辆10。可以基于速度信号确定发动机转速(RPMENG)。更特别地是。RPMEM可以通过由已知皮带轮传动比相乘，以提供EPMENG。
当发动机以燃油切断(FCO)模式运行时，本发明的进气歧管绝对压力(MAP)控制调节节气门的位置。更特别地是，在减速过程中，燃油和点火被切断，优选地在逐个气缸的基础上，并且电机14再生地制动车辆，以为ESD 28充电。本发明的MAP控制监控RPMENG，并且调整节气门位置，以将MAP保持在阈值水平之上。燃油切断还可以在发动机的电动驱动过程中发生。
特别参照图2，如果发动机以FCO模式运行，监控MAP，并且将其保持在阈值MAP(MAPTHR)之上。更特别地是，MAP控制基于发动机RPM调节节气门面积(ATHR)。目标或最小MAP值由基于发动机RPM的查询表确定。ATHR由最小MAP值确定。更特别地是，通过基于MAP的转矩模型处理MAP值，以计算所需的转矩(TDES)。在基于转矩的系统中，TDES可以用于发动机控制，其中，转矩模型解决燃油切断的情况。对于基于气流的系统，基于MAP值，通过使用逆APC转矩模型求出APC而确定所需的每气缸空气(APC)。通过将所需的APC除以进气周期，确定满足所需的MAP而需要的最小质量空气流量(MAF)。随即基于最小MAF确定ATHR。
现参照图3，将详细说明MAP控制所执行的典型步骤。在步骤300中，控制确定是否发动机以FCO模式运行。如果发动机未以FCO模式运行，则控制结束。如果发动机以FCO模式运行，控制在步骤302中监控RPMENG。在步骤304中，控制基于RPMENG确定ATHR。控制在步骤308中基于ATHR调节节气门，并且循环返回至步骤300。
现参照图4，将详细说明执行MAP控制的典型模块。典型模块包括ATHR确定模块400，AOFFSET确定模块402，节气门控制模块404以及FCO模块406。ATHR确定模块400确定ATHR，并且向节气门控制模块404输出ATHR值。同样地，AOFFSET确定模块402基于RPMENG确定AOFFSET(节气门面积偏移)，并且向节气门控制模块404输出AOFFSET值。
FCO模块406确定是否发动机以FCO模式运行，并且向节气门控制模块404输出适当的信号。节气门控制模块404基于ATHR和AOFFSET调节节气门位置。更特别地是，如果发动机以FCO模式运行，节气门控制模块404基于ATHR和AOFFSET产生节气门控制信号。如果发动机未以FCO模式运行，节气门控制模块404基于ATHR产生节气门控制信号。
从前述的说明中，本领域技术人员现在应该理解的是，本发明的主要教导能够以各种形式实现。因此，虽然已经结合其中的特定示例对本发明进行说明，本发明的实际范围将不应受到限制，其他改进对于本领域技术人员而言，在对附图，说明书及以下权利要求进行研究的情况下也将变得显而易见。

Claims (15)

1.一种调节混合动力电动车辆系统中发动机的节气门开度的方法，包括：
启动发动机的燃油切断运于模式；
监控发动机转速；
在所述燃油切断模式过程中基于所述发动机转速调节节气门开度；以及
在所述燃油切断模式过程中，将所述发动机的进气歧管绝对压力(MAP)保持在阈值MAP之上。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于所述发动机转速确定节气门面积偏移；以及
确定基本节气门面积，其中基于所述节气门面积偏移和所述基本节气门面积实现所述节气门开度的所述调节。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述节气门面积偏移由查询表确定。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于所述发动机转速确定最小MAP；以及
基于所述最小MAP确定基本节气门面积。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于所述发动机转速决定最小MAP；以及
基于所述最小MAP确定所需转矩。
6.一种混合动力电动车辆系统中发动机的节气门调节系统，包括：
启动发动机的燃油切断运行模式的第一模块；
监控发动机转速的第二模块；
在所述燃油切断模式过程中基于所述发动机转速调节节气门开度的第三模块，其中所述第三模块在所述燃油切断模式过程中，将所述发动机的进气歧管绝对压力(MAP)保持在阈值MAP之上。
7.如权利要求6所述的节气门调节系统，进一步包括：
基于所述发动机转速确定节气门面积偏移的第四模块，其中所述第四模块确定基本节气门面积，并且其中基于所述节气门面积偏移和所述基本节气门面积实现所述节气门开度的调节。
8.如权利要求7所述的节气门调节系统，其特征在于，所述节气门面积偏移由查询表确定。
9.如权利要求6所述的节气门调节系统，进一步包括：
基于所述发动机转速确定最小MAP并且基于所述最小MAP确定基本节气门面积的第四模块。
10.如权利要求9所述的节气门调节系统，进一步包括：
第四模块基于所述发动机转速确定最小MAP并且基于所述最小MAP确定所需转矩。
11.一种调节混合动力电动车辆系统中的发动机的节气门的方法，包括：
启动发动机的燃油切断运行模式；
确定所需转矩和基本节气门面积中的一个；
在所述燃油切断模式过程中，基于所述所需转矩和所述基本节气门面积中的所述一个调节节气门开度；并且
在所述燃油切断模式过程中，将所述发动机的进气歧管绝对压力(MAP)保持在阈值MAP之上。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
基于所述发动机转速确定节气门面积偏移；以及
确定所述基本节气门面积，其中基于所述节气门面积偏移和所述基本节气门面积实现所述节气门开度的所述调节。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述节气门面积偏移由查询表确定。
14.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
基于发动机转速确定最小MAP；以及
基于所述最小MAP确定所述基本节气门面积。
15.权利要求11的方法，进一步包括：
基于发动机转速确定最小MAP；以及
基于所述最小MAP确定所述所需转矩。
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