CN106476795A - 混合动力车辆的发动机控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种根据混合动力车辆的发动机负载控制发动机的混合动力车辆的发动机控制方法，所述方法包括：学习发动机负载的变化量；确定取决于发动机负载大小的至少一个发动机扭矩；通过使用所学习的发动机负载的变化量和所确定的至少一个发动机扭矩来计算最佳扭矩值；以及通过使用所计算的最佳扭矩值控制发动机。

Description

混合动力车辆的发动机控制装置和方法

技术领域

本公开内容涉及混合动力车辆的发动机控制装置及其发动机控制。

背景技术

本部分的描述仅用于提供与本公开内容有关的背景信息，并且其不构成现有技术。

混合动力车辆高效地结合使用内燃机的动力和电动机的动力。

一般地，混合动力车辆包括发动机、电动机、控制发动机和电动机之间的扭矩的发动机离合器、变速器、差动齿轮装置、电池、根据发动机的输出而起动发动机或者产生电力的集成起动发电机(ISG)、以及车轮。所述集成起动发电机可被称作混合动力起动发电机(HSG)。

混合动力车辆在混合动力电动车辆模式(HEV模式)的驱动中执行发动机和电动机的扭矩分配控制以便增强燃料消耗，并且通过考虑发动机效率以及电动机和电池的效率而选择用于最好系统效率的最佳发动机扭矩。因此，由于发动机的负载根据每辆车或者驯服(taming)发动机的状态而不同，因此发动机效率将发生改变。因此，最佳发动机扭矩值须根据发动机效率的改变而改变，因此使HEV车辆的燃料消耗最大化。

然而，已经发现发动机扭矩仅通过发动机驯服结束而发动机负载较低时的扭矩图确定，而在发动机驯服未结束而发动机负载较高的车辆中，最佳发动机扭矩不匹配，从而发动机燃料效率可能减少。

发明内容

本公开内容提供了混合动力车辆的通过学习发动机负载的偏差得到的最佳扭矩控制发动机的发动机控制装置，以及其发动机控制方法。

根据本公开内容的根据混合动力车辆的发动机负载控制发动机的方法包括以下步骤：学习发动机负载的变化量；确定取决于发动机负载大小的至少一个发动机扭矩；通过使用所学习的发动机负载的变化量以及所确定的至少一个发动机扭矩计算最佳扭矩值；以及通过使用所计算的最佳扭矩值控制发动机。

学习发动机负载的变化量的步骤可包括在怠速状态下学习摩擦扭矩的偏差。

确定发动机扭矩的步骤可包括：确定在发动机负载是最小值时的第一发动机扭矩；并且确定在发动机负载是最大值时的第二发动机扭矩。

计算最佳扭矩值的步骤可包括：通过使用摩擦扭矩的偏差、预定的摩擦扭矩偏差的最大值、第一发动机扭矩、以及第二发动机扭矩计算最佳扭矩值。

控制发动机的步骤可包括：在混合动力车辆驱动时，测量发动机负载，并且将所测量的发动机负载与所计算的最佳扭矩值相加，从而计算发动机的输出扭矩，并且通过所计算的输出扭矩来控制发动机。

根据本公开内容的混合动力车辆的发动机控制装置包括：学习单元，其学习发动机负载的变化量；扭矩确定单元，其确定取决于发动机负载大小的至少一个发动机扭矩；以及控制单元，其通过使用所学习的发动机负载的变化量和所确定的至少一个发动机扭矩计算最佳扭矩值，并且通过使用在混合动力车辆驱动时所测量的发动机负载和最佳扭矩值控制发动机的输出扭矩。

控制单元可包括：最佳扭矩计算单元，其通过使用所学习的发动机负载的变化量和所确定的至少一个发动机扭矩计算发动机的最佳扭矩值；以及输出扭矩计算单元，其通过将所测量的发动机负载和所计算的最佳扭矩值相加，计算发动机的输出扭矩。

学习单元可在怠速状态下学习摩擦扭矩的偏差。

确定单元可包括：第一扭矩确定单元，其确定在发动机负载是最小值时的第一发动机扭矩；以及第二扭矩确定单元，其确定在发动机负载是最大值时的第二发动机扭矩。

最佳扭矩计算单元可通过使用摩擦扭矩的偏差、预定的摩擦扭矩偏差的最大值、第一发动机扭矩、以及第二发动机扭矩计算最佳扭矩值。

根据本公开内容，通过学习发动机负载的偏差，并且通过使用在最小发动机负载时的发动机扭矩和在最大发动机负载时的发动机扭矩而可变地控制发动机，即使在发动机与发动机驯服之间产生偏差，发动机也能得以有效地控制，从而提供改善燃料消耗的环境。

更多的应用领域将根据本文所提供的说明变得清晰。应当理解的是，本文的说明和具体实施例仅用于示例说明目的，并且其不旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

为了更好的理解本公开内容，现在将参考附图描述以实例的形式给出的本发明的各种形式，其中：

图1是示出根据本公开内容的一个形式的混合动力车辆的控制系统的配置的示意图；

图2是示意性示出根据本公开内容的发动机控制装置的结构的视图；

图3是示意性示出根据本公开内容的通过发动机控制装置学习发动机负载而控制发动机的方法的流程图；

图4是示意性示出通过使用取决于所学习的发动机负载和负载大小的发动机扭矩而控制发动机的方法的流程图；

图5是示出根据传统技术的控制发动机输出的实例的视图；并且

图6是示出根据本公开内容的通过最佳扭矩可变地控制发动机的实例的视图。

本文所描述的附图仅用于示例说明的目的，其不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。

具体实施方式

下述说明本质上仅是示例性的，其不意图于限制本公开内容、应用、或者使用。应当理解的是，贯穿附图，相应的附图标记指代相同或者相应的部件和特征。

如本领域的技术人员所意识到的，在不违背本公开内容的技术构思和范围的情况下，所述实施方式可以以各种不同的方式进行修改。

此外，除非有明确相反的说明，词语“包括”以及各种变化例如“包含”或者“含有”将理解成暗示包括所述元件，但不排除任意其他元件。

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合动力电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。

现在，将参考图1至图6描述根据本公开内容的一实施方式的混合动力车辆的发动机控制装置及其发动机控制方法。

图1是示出根据本公开内容的一种形式的混合动力车辆的控制系统的配置的示意图。

混合动力车辆将在下文依据使用安装有变速器的电气设备(TMED)的方式的实例结构进行描述。然而，本公开内容的范围将不限于此，并且也可应用至其他类型的混合动力车辆中。

如图1所示，根据本公开内容的一种形式的混合动力车辆的控制系统包括：发动机10、电动机30、控制发动机10和电动机30之间的动力的发动机离合器20、电池40、变速器50、车轮60、以及发动机控制装置100。

发动机10燃烧燃料从而产生动力。电动机30支持发动机10的动力，并且在制动过程中作为发电机来产生电能。

通过使用充入电池40的电能运行电动机30。电池40可储存高电压，并且在EV模式和HEV模式中给驱动电动机30提供驱动电压，并且其可用在再生制动模式中通过驱动电动机30回收的电进行充电。

在混合动力车辆的动力传送中，在发动机10或者电动机30中产生的扭矩选择性地被传送至变速器50的输入轴，并且从变速器50的输出轴输出的扭矩通过差动齿轮装置传送至轮轴。轮轴使车轮60旋转，以使混合电动车辆通过发动机10和/或电动机30产生的扭矩运行。

发动机控制装置100控制包括发动机10、发动机离合器20、电动机30、以及变速器50的车辆元件。

发动机控制装置100根据混合电动车辆的状态控制发动机10以及电动机30的输出扭矩，并且根据驱动条件和电池40的充电状态(SOC)，以EV模式、HEV模式、以及再生制动模式驱动混合电动车辆。

为此，发动机控制装置100可配置为至少一个根据预定程序运行的处理器，所述预定程序配置成执行根据本公开内容的一种形式的混合动力车辆的控制方法的各个步骤。

图2是示意性示出根据本公开内容的一种形式的发动机控制装置的结构的视图。在这种情况下，混合动力车辆的发动机控制装置仅描述为示意性配置，并且其不限制于这样的配置。

参考图2，混合动力车辆的发动机控制装置100包括：学习单元110、测量单元120、扭矩确定单元130、以及控制单元140。

学习单元110学习混合动力车辆的发动机负载的变化量，并且将所学习的发动机负载的变化量传送至控制单元140。此处，发动机负载的变化量包括摩擦扭矩的偏差。而且，学习单元110可在怠速状态下学习摩擦扭矩的偏差。

测量单元120在混合动力车辆的驱动过程中测量发动机负载，并且将所测量的发动机负载传送至控制单元140。

扭矩确定单元130通过使用至少一个扭矩图来确定取决于发动机负载大小的发动机扭矩。扭矩确定单元130可确定在发动机负载是最小值时的最佳发动机扭矩，并且可确定在发动机负载是最大值时的最佳发动机扭矩。

而且，扭矩确定单元130可包括第一扭矩确定单元132以及第二扭矩确定单元134。

第一扭矩确定单元132通过第一扭矩图确定在发动机负载是最小值时的第一发动机扭矩。第二扭矩确定单元134通过第二扭矩图确定在发动机负载是最大值时的第二发动机扭矩。

控制单元140通过使用发动机负载的变化量、在发动机负载是最小值时的第一发动机扭矩、以及在发动机负载是最大值时的第二发动机扭矩计算发动机的最佳扭矩值。

控制单元140可通过使用最佳扭矩值计算发动机的输出扭矩，并且可通过所计算的输出扭矩控制发动机10。

控制单元140可包括最佳扭矩计算单元142和输出扭矩计算单元144。

最佳扭矩计算单元142通过使用发动机负载的变化量、在发动机负载是最小值时的第一发动机扭矩、以及在发动机负载是最大值时的第二发动机扭矩计算发动机的最佳扭矩值。

最佳扭矩计算单元142可通过使用在学习单元110中学习的摩擦扭矩的偏差、预定的摩擦扭矩偏差的最大值、第一发动机扭矩、以及第二发动机扭矩计算最佳扭矩值。

输出扭矩计算单元144可将所测量的发动机负载和所计算的最佳扭矩值相加来计算发动机的输出扭矩。

为此，控制单元140可通过至少一个经预定程序运行的处理器进行实施，并且所述预定程序可编程成执行差分放大器的发动机控制方法的各自单独的步骤。

图3是示意性示出通过根据本公开内容的一种形式的发动机控制装置学习发动机负载而控制发动机的方法的流程图。下述流程图将以与图1和图2的配置中相同的附图标记进行描述。

参考图3，发动机控制装置100在怠速状态下学习发动机负载的变化量(S102)。此处，发动机负载的变化量包括摩擦扭矩的偏差。

而且，发动机控制装置100确定取决于发动机负载大小的发动机扭矩(S104)。发动机控制装置100可分别确定在发动机负载是最小值时的发动机扭矩以及在发动机负载是最大值时的发动机扭矩。

发动机控制装置100通过使用发动机负载的变化量、在发动机负载是最小值时的发动机扭矩、以及在发动机负载是最大值时的发动机扭矩计算发动机的最佳扭矩值(S106)。

发动机控制装置100在混合动力车辆驱动时测量发动机负载(S108)。

而且，发动机控制装置100将所测量的发动机负载和最佳扭矩值相加从而计算发动机的输出扭矩，并且通过该输出扭矩控制发动机(S110)。

图4是示意性示出根据本公开内容的一种形式的通过使用取决于所学习的发动机负载和负载大小的发动机扭矩而控制发动机的方法的流程图。下述流程图将通过使用与图1和图2的配置相同的附图标记进行描述。

参考图4，发动机控制装置100在怠速状态下学习发动机负载的变化量C。在本文中，发动机负载的变化量包括摩擦扭矩的偏差，并且发动机控制装置100可在怠速状态下学习摩擦扭矩的偏差。

而且，发动机控制装置100可根据发动机速度和驾驶者的请求扭矩来分别确定取决于发动机负载大小的发动机扭矩。发动机控制装置100分别地通过第一扭矩图确定在最小发动机负载时的第一发动机扭矩A(S204)，以及通过第二扭矩图确定在最大发动机负载时的第二发动机扭矩B(S206)。

而且，发动机控制装置100通过使用式1计算发动机的最佳扭矩值D(S208)。

(式1)

其中，A是在最小发动机负载时的发动机扭矩，B是在最大发动机负载时的发动机扭矩，C是发动机负载的变化量或者所学习的摩擦扭矩的偏差，并且M表示预定的摩擦扭矩偏差的最大值。

而且，发动机控制装置100在混合动力车辆驱动时测量发动机负载，并且将所测量的发动机负载和最佳扭矩值相加得到输出扭矩(S210)，并通过所述输出扭矩控制发动机(S212)。

图5是示出根据传统技术的控制发动机的输出的实例的视图，并且图6是示出根据本公开内容的通过最佳扭矩可变地控制发动机的实例的视图。

如图5所示，在传统技术中，当发动机负载增加时，扭矩作为简单的偏移概念进行增加。然而，在根据本公开内容的发动机控制装置中，当发动机负载增加时，如图6所示，通过根据发动机负载的学习值单独预设的最佳发动机扭矩，可变地控制发动机。

因此，在根据本公开内容的一种形式的发动机控制装置中，通过控制发动机从而输出取决于发动机负载的最佳发动机扭矩，即使产生了发动机负载偏差，也可以实现控制从而使系统效率最大化，并且混合动力车辆的燃料消耗可得以改善。

如上所述，根据本公开内容的混合动力车辆的发动机控制装置学习发动机负载的偏差，并且通过使用在最小发动机负载时的发动机扭矩和在最大发动机负载时的发动机扭矩可变地控制发动机，并且尽管在发动机和发动机驯服之间产生偏差，发动机仍可以得到有效控制，从而提供能改善燃料消耗的环境。

除了通过上述装置和/或方法之外，上述实施方式还能够通过用于实现与所述实施方式的配置相应的功能的程序或用于记录该程序的记录介质进行实现，其可由本领域的技术人员简单地实现。该记录介质可在用户终端以及服务器中执行。

尽管本公开内容已经结合目前被认为是实用形式的实施方式进行描述，应当理解的是，本公开内容不仅限于所公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖包含在所附权利要求的技术构思和范围内的各种修改以及等效布置。

Claims (10)

1.一种根据混合动力车辆的发动机负载控制发动机的方法，所述方法包括以下步骤：

通过学习单元学习发动机负载的变化量；

通过扭矩确定单元，确定取决于发动机负载的大小的至少一个发动机扭矩；

通过控制单元，使用所学习的发动机负载的变化量以及所确定的至少一个发动机扭矩来计算最佳扭矩值；以及

通过使用所计算的最佳扭矩值来控制发动机。

2.根据权利要求1所述的方法，其中学习所述发动机负载的变化量的步骤包括在怠速状态下学习摩擦扭矩的偏差。

3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述至少一个发动机扭矩的步骤包括：

确定在发动机负载是最小值时的第一发动机扭矩；以及

确定在发动机负载是最大值时的第二发动机扭矩。

4.根据权利要求3所述的方法，其中计算所述最佳扭矩值的步骤包括通过使用所述摩擦扭矩的偏差、预定的摩擦扭矩偏差的最大值、所述第一发动机扭矩、以及所述第二发动机扭矩来计算所述最佳扭矩值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中控制所述发动机的步骤包括：

在混合动力车辆驱动时测量发动机负载；以及

将所测量的发动机负载与所计算的最佳扭矩值相加来计算所述发动机的输出扭矩，并且通过所计算的输出扭矩控制所述发动机。

6.一种混合动力车辆的发动机控制装置，其包括：

学习单元，其配置成学习发动机负载的变化量；

扭矩确定单元，其配置成确定取决于发动机负载的大小的至少一个发动机扭矩；以及

控制单元，其配置成通过使用所学习的发动机负载的变化量和所确定的至少一个发动机扭矩来计算最佳扭矩值，并且通过使用在混合动力车辆驱动时的发动机负载的大小和所述最佳扭矩值来控制发动机的输出扭矩。

7.根据权利要求6所述的发动机控制装置，其中所述控制单元包括：

最佳扭矩计算单元，其配置成通过使用所学习的发动机负载的变化量和所确定的至少一个发动机扭矩来计算发动机的最佳扭矩值；以及

输出扭矩计算单元，其配置成通过将所述发动机负载和所计算的最佳扭矩值相加来计算发动机的输出扭矩。

8.根据权利要求7所述的发动机控制装置，其中所述学习单元配置成在怠速状态下学习摩擦扭矩的偏差。

9.根据权利要求8所述的发动机控制装置，其中所述扭矩确定单元包括：

第一扭矩确定单元，其配置成确定在发动机负载是最小值时的第一发动机扭矩；以及

第二扭矩确定单元，其配置成确定在发动机负载是最大值时的第二发动机扭矩。

10.根据权利要求9所述的发动机控制装置，其中所述最佳扭矩计算单元配置成通过使用所述摩擦扭矩的偏差、预定的摩擦扭矩偏差的最大值、所述第一发动机扭矩、以及所述第二发动机扭矩来计算最佳扭矩值。