CN108979877A - 用于包括压缩机的发动机的瞬时动力控制方法 - Google Patents

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T·凯利
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Abstract

本申请涉及用于包括压缩机的发动机的瞬时动力控制方法。公开了用于操作包括电驱动压缩机的发动机的系统和方法。在一种示例中,确定车辆操作模式并且响应于所述车辆操作模式调整电驱动压缩机的转速,使得发动机可以响应于增加的扭矩命令更快地供应扭矩。

Description

用于包括压缩机的发动机的瞬时动力控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于提供对瞬时发动机动力请求或命令的补偿的系统和方法。所述系 统和方法可以适用于包括压缩机的发动机,所述压缩机用于对进入所述发动机的空气进行 加压。
背景技术
[0002] 发动机可以包括压缩机以增加发动机动力。压缩机可以是涡轮增压器或机械增压 器的一部分。在低发动机负荷下,压缩机可以以低发动机转速旋转并且提供很小的增压。随 着发动机负荷增加,压缩机转速可以增加以便向发动机提供增加的增压。然而,由于压缩机 具有惯性,因此使压缩机达到其提供期望增压水平的速度可能需要比期望更长的时间。命 令增加的发动机动力与增压压力达到满足增加的发动机动力的值之间的延迟时段可以被 称为压缩机迟滞。
[0003] 用于减少来自涡轮增压器或机械增压器的压缩机迟滞的一种方式是安装与机械 增压器或渦轮增压器串联的电驱动压缩机(electrically driven compressor)。因为电驱 动压缩机可以具有较短的响应时间,所以电驱动压缩机可以减小压缩机迟滞时间。尽管如 此,电驱动压缩机也必须克服其压缩机和旋转部件的惯性以满足期望的增压压力。至少一 组驱动条件暴露了电驱动压缩机的限制。具体而言,在请求的动力较高与请求的动力较低 之间的持续时间短的状况期间,电动压缩机可能无法使压缩机从低速度加速到较高速度以 满足增压要求。因此,车辆的驾驶员可能在发动机动力的产生中经历某种延迟。例如,在岩 石爬行模式或越野行驶期间,车辆驾驶员可以发起对大量发动机动力的短暂请求以便在车 辆路径中的岩石上方移动。一旦克服了岩石或障碍物,车辆驾驶员可以减小发动机扭矩需 求,使得可以控制车身运动和车辆加速度。车辆驾驶员可能必须克服若干紧密间隔的障碍 物,从而导致一系列大发动机扭矩需求,每个大发动机扭矩需求之后是大发动机扭矩减小。 在此类状况期间,电驱动压缩机可能无法像期望地那样快速地递送增压,使得驾驶员可能 注意到发动机提供请求的扭矩时的某种犹豫。因此,当大扭矩需求与小扭矩需求之间的时 间短时,提供满足驾驶员需求扭矩的及时方式将是期望的。
发明内容
[0004] 本发明人在此已经认识到上述问题并且已经开发一种发动机操作方法,该发动机 操作方法包括:在第一模式中,在发动机以怠速旋转并且驾驶员需求扭矩为零时,使电驱动 压缩机以基本速度(base speed)旋转;以及在第二模式中,在所述发动机以怠速旋转并且 驾驶员需求扭矩为零时,使所述电驱动压缩机以所述基本速度加上偏移速度(offset speed)旋转。
[0005] 通过以基本速度加上偏移速度旋转电驱动压缩机,即使在车辆驾驶员在短时间段 内增加和减少驾驶员需求扭矩的状况期间也可以使加压空气可用于发动机。速度偏移增加 了增压压力,使得如果车辆驾驶员在释放加速器踏板之后快速地请求扭矩,则可以使大量 空气可用于发动机,从而使得发动机扭矩可以被快速地增加。
[0006] 在另一些示例中,减少的电动压缩机转速命令或请求可以被低通滤波,使得电动 压缩机转速达到用于发动机怠速状况的基本压缩机转速的时间量增加。因此,压缩机转速 从较高速度减小到基本速度可能需要较长的时间,使得如果驾驶员在短时间段内请求附加 扭矩,则电动压缩机转速处于比基本电动压缩机转速高的水平。以此方式,与电动压缩机转 速在驾驶员释放加速器踏板之后快速减小到基本速度相比,可以向发动机提供附加的空 气。
[0007] 本发明可以提供若干优点。具体地,与电动压缩机以用于基本发动机怠速状况的 速度旋转相比,所述方法可以在发动机怠速状况下提供较高水平的增压。另外,所述方法可 以减小发动机提供期望的扭矩量的时间量。更进一步地,所述方法可以被并入瞬时动力性 能模式,可以自动进入或通过人类驾驶员输入来进入所述瞬时动力性能模式。
[0008] 当单独采用以下的具体实施方式或结合附图时,从其中可以容易理解本发明的上 述优点和其他优点以及特征。
[0009] 应当理解,提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念,这些概念在具体实 施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征,要求保 护的主题的范围被随附的权利要求唯一地限定。此外,要求保护的主题不限于解决在上面 或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0010] 通过阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例,当单独采用或参考附图时, 将更全面地理解本文所述的优点,其中:
[0011] 图1是发动机的示意图;
[0012] 图2是包括交流发电机的车辆传动系的示意图;
[0013]图3和图4示出了根据图5的方法的示例性车辆操作序列;以及
[0014] 图5和图6示出了用于操作发动机和电驱动压缩机的示例性方法。
具体实施方式
[0015] 本发明涉及控制发动机和向发动机供应空气的电驱动压缩机。内燃发动机可以如 图1所示的那样进行配置。如图2所示,内燃发动机可以被包括在车辆的传动系或动力传动 系统中。发动机和电驱动压缩机可以根据图3和图4所示的序列进行操作。可以通过控制器 来操作内燃发动机和电驱动压缩机,所述控制器包括用于执行图5和图6的方法的可执行指 令。
[0016] 参考图1,包括多个汽缸(图1中示出其中的一个汽缸)的内燃发动机10由电子发动 机控制器12控制。发动机10由汽缸盖35和汽缸体33构成,汽缸盖35和汽缸体33包括燃烧室 30和汽缸壁32。活塞36定位在其中并且通过与曲轴40的连接来往复运动。飞轮97和环形齿 轮99被联接到曲轴40。可选的启动器96 (例如,低压(在小于30伏的电压操作的)电动机器) 包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。 启动器96可以被直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中,启动器96可以 通过皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中,启动器96在未被接合到发动 机曲轴时处于基本状态。
[0017]燃烧室30被示为通过相应的进气提升阀52和排气提升阀54与进气歧管44和排气 歧管48连通。可以通过进气凸轮轴51和排气凸轮轴53来操作每个进气门和排气门。进气凸 轮轴51的位置可以由进气凸轮轴传感器55确定。排气凸轮轴53的位置可以由排气凸轮轴传 感器57确定。通过停用进气门致动器59,进气门可以在随着发动机旋转的整个发动机循环 内保持打开或关闭,所述进气门致动器59可以电气地、液压地或机械地操作进气门。可替代 地,进气门可以在发动机的循环期间打开和关闭。通过停用排气门致动器58,排气门可以在 随着发动机旋转的整个发动机循环(例如,两个发动机回转)内保持打开或关闭,所述排气 门致动器58可以电气地、液压地或机械地操作排气门。可替代地,排气门可以在发动机的循 环期间打开和关闭。
[0018] 燃料喷射器66被示为定位成将燃料直接喷射到汽缸30中,这是本领域技术人员已 知的直接喷射。燃料喷射器66递送与来自控制器12的脉冲宽度成比例的液体燃料。通过包 括燃料箱、燃料栗和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)将燃料递送到燃料喷射器66。在 一个示例中,可以使用高压两级燃料系统来产生较高的燃料压力。
[0019] 此外,进气歧管44被示为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口 42连通。在另一 些示例中,压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到 涡轮增压器压缩机162。可替代地,压缩机162可以是电动的。可选的电子节气门62调整节流 板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的空气流。由于节气门62的入口位于增压室 45内,因此增压室45中的压力可以称为节气门入口压力。节气门出口位于进气歧管44中。在 一些示例中,节气门62和节流板64可以被定位在进气门52与进气歧管44之间,使得节气门 62是进气道节气门。可以通过控制器12调整废气门163以便允许排气选择性地绕过涡轮164 以控制压缩机162的转速。空气过滤器43清洁进入发动机进气口 42的空气。
[0020] 无分电器点火系统88响应于控制器12,通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。 通用排气氧(UEGO)传感器126被示为联接到催化转化器70的上游的排气歧管48。可替代地, 双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
[0021] 在一个示例中,转化器70能够包括多个催化剂砖。在另一个示例中,能够使用各自 具有多个砖的多个排放控制装置。在一个示例中,转化器70可以是三元型催化剂。
[0022]人类驾驶员可以通过人机界面8来选择车辆和/或发动机操作模式。人机界面可以 由开关、触摸屏或其他输入装置构成。
[0023]控制器12在图1中被示为常规微型计算机,其包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/ 输出端口(I/O) 104、只读存储器(ROM) 106 (例如,非暂时性存储器)、随机存取存储器(RAM) 108 (例如,暂时性存储器)、保活存储器(KAM) 110和常规数据总线。控制器12被示为接收来 自联接到发动机1〇的传感器的各种信号,除了先前讨论的那些信号之外,还包括:来自联接 到冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);联接到加速器踏板130的用于感 测由人类驾驶员132施加的力的位置传感器134;联接到制动踏板150的用于感测由人类驾 驶员I32施加的力的位置传感器154;来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧 管压力(MAP)的测量值;来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器丨18的发动机位置传感器; 来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值;以及来自传感器68的节气门位置的测 量值。还可以感测大气压力(传感器未示出)以用于通过控制器12进行处理。在本说明书的 优选万IS]中,友动机位置传感器118在曲轴的每个回转产生预定数量的等间隔脉冲,根据其 可以确定发动机转速(RPM)。
[0024]在操作期间,发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、 压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间,通常地,排气门54关闭并且进气门52打 开。空气通过进气歧管44被引入燃烧室30中,并且活塞36移动到汽缸底部以便增加燃烧室 30内的体积。活塞36靠近汽缸底部并在其冲程结束时(例如,当燃烧室30处于其最大体积 时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。
[0025]在压缩冲程期间,进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝向汽缸盖移动以便压缩 燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时并且最靠近汽缸盖(例如,当燃烧室30处于其最 小体积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中,将燃 料引入燃烧室中。在下文称为点火的过程中,通过已知的点火装置(诸如火花塞92)点燃所 喷射的燃料,从而导致燃烧。
[0026]在膨胀冲程期间,膨胀的气体将活塞36推回BDC。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴 的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气门54打开以便将燃烧的空气燃料混合物释放到排 气歧管48,并且活塞返回TDC。注意,以上仅被示为一个示例,并且进气门和排气门的打开正 ^和/或关闭正时可以变化,诸如以便提供正或负的气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他 示例。
[0027] _图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括 图1所示的发动机10。动力传动系统200被示为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、 电动机器控制器烈2、变速器控制器254、能量存储装置控制器253和制动器控制器250。控制 器可以通过控制器局域网(CAN) 299进行通信。控制器中的每一个可以向其他控制器提供信 息,诸如扭矩输出限制(例如,受控装置或部件的不能超过的扭矩输出)、扭矩输入限制(例 如,受控装置或部件的不能超过的扭矩输入)、受控装置的扭矩输出、传感器和致动器数据、 诊断信息(例如,关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的电动机 器的信息、关于劣化的制动器的信息)。另外,车辆系统控制器255可以向发动机控制器12、 电动机器控制器2M、变速器控制器254和制动器控制器250提供命令以实现基于车辆工况 的驾驶员输入请求和其他请求。
[0028] 例如,响应于驾驶员释放加速器踏板和车辆速度,车辆系统控制器255可以请求期 望的车轮扭矩或车轮动力水平以提供期望的车辆减速速率。可以通过车辆系统控制器255 从制动器控制器250请求制动扭矩来提供期望的车轮扭矩。
[0029] 在另一些示例中,控制动力传动系统装置的划分可以不同于图2中示出的划分。例 如,单个控制器可以取代车辆系统控制器255、发动机控制器12、电动机器控制器252、变速 器控制器254和制动器控制器250。可替代地,车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是 单个单元,而电动机器控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250是独立的控制器。 [0030]在该示例中,动力传动系统200可以由发动机1 〇提供动力。可以用图丨所示的发动 机启动系统来启动发动机10。另外,可以通过扭矩致动器2〇4(诸如燃料喷射器、节气门等) 来调整发动机10的扭矩。发动机10还可以通过交流发电机219向车辆225供应电力,所述交 流发电机219被示为通过皮带幻丨被机械地联接到发动机10。交流发电机219可以被联接到 曲轴40或凸轮轴(例如,51或53)。交流发电机219可以向低压(例如,12VDC)电能储存装置 274供应电力。
[0031]发动机输出扭矩可以被传输到液力变矩器206。液力变矩器2〇6包括涡轮286以便 将扭矩输出到输入轴270。变速器输入轴270将液力变矩器206机械地联接到自动变速器 208。液力变矩器206还包括液力变矩器旁路锁止离合器212 (TCC)。当TCC被锁定时,扭矩直 接从叶轮285传递到涡轮286。TCC由控制器254电气地操作。可替代地,TCC可以被液压锁定。 在一个示例中,液力变矩器可以被称为变速器的部件。
[0032]当液力变矩器锁止离合器212完全脱离接合时,液力变矩器206通过液力变矩器涡 轮286与液力变矩器叶轮285之间的流体传递将发动机扭矩传输到自动变速器208,由此实 现扭矩倍增。相比之下,当液力变矩器锁止离合器212被完全接合时,发动机输出扭矩通过 液力变矩器离合器直接传递到变速器208的输入轴270。可替代地,液力变矩器锁止离合器 212可以被部分地接合,由此使得能够调整直接传达到变速器的扭矩量。变速器控制器254 可以被配置成通过响应于各种发动机工况或者根据基于驾驶员的发动机操作请求调整液 力变矩器锁止离合器来调整由液力变矩器212传输的扭矩量。液力变矩器206还包括栗狀3, 所述泵283对流体加压以操作齿轮离合器211。通过叶轮285驱动泵283,所述叶轮285以与发 动机10相同的速度旋转。
[0033]自动变速器208包括齿轮离合器(例如,齿轮HO) 211和向前离合器210。自动变速 器208是固定步进比变速器。齿轮离合器211和向前离合器210可以选择性地接合以改变输 入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比率。齿轮离合器211可以通过调整经由 换档控制电磁阀209供应到离合器的流体来接合或脱离接合。来自自动变速器208的扭矩输 出也可以被传达到车轮216以通过输出轴260推进车辆。具体而言,自动变速器208可以在将 输出驱动扭矩传输到车轮216之前,响应于车辆行驶状况而传递输入轴270处的输入驱动扭 矩。变速器控制器254选择性地激活或接合TCC 212、齿轮离合器211和向前离合器210。变速 器控制器还选择性地停用或脱离接合TCC212、齿轮离合器211和向前离合器210。
[0034]另外,可以通过接合摩擦轮制动器218将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中,摩 擦轮制动器218可以响应于驾驶员将其脚部按压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动 器控制器250内的指令而被接合。另外,制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255 做出的信息和/或请求而应用制动器218。以相同方式,响应于驾驶员将其脚部从制动踏板 释放、制动器控制器指令和/或车辆系统控制器指令和/或信息,可以通过脱离接合车轮制 动器218来减小对车轮216的摩擦力。例如,车辆制动器可以通过控制器250向车轮216施加 摩擦力,作为自动化发动机停止过程的一部分。
[0035]响应于使车辆225加速的请求,车辆系统控制器可以从加速器踏板或其他装置获 得驾驶员需求扭矩或动力请求。车辆系统控制器255然后响应于驾驶员需求扭矩而命令发 动机10。车辆系统控制器255从发动机控制器12请求发动机扭矩。如果发动机扭矩小于变速 器输入扭矩限制(例如,不能超过的阈值),则扭矩被递送到液力变矩器206,所述液力变矩 器206然后将至少一部分请求的扭矩传达到变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可 基于输入轴扭矩和车辆速度的换档安排和TCC锁止安排,选择性地锁定液力变矩器离合器 212并且经由齿轮离合器211接合齿轮。
[0036]因此,各种动力传动系统部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255监督,其中通 过发动机控制器I2、电动机器控制器252、变速器控制器254和制动器控制器250来提供对发 动机10、变速器208和制动器218的局部扭矩控制。
[0037]作为一个示例,可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气 充气的组合,通过控制涡轮增压发动机或机械增压发动机的节气门打开和/或气门正时、气 门升程和增压来控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况下,控制器12可以通过控制燃 料脉冲宽度、燃料脉冲正时和空气充气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下,可以 在逐个汽缸的基础上执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。
[0038]如现有技术中已知的,电动机器控制器252可以通过调整流到和流出交流发电机 219的励磁绕组和/或电枢绕组的电流来控制来自交流发电机219的扭矩输出和电能产生。 可以在变速器处于停车或空档的静止模式下提供来自交流发电机219的电输出。可替代地, 可以在车辆在道路上行驶的非静止模式下提供来自交流发电机219的电输出。
[0039] 变速器控制器254通过位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254 可以通过对来自位置传感器271的信号进行微分或者对预定时间间隔内的已知角距离脉冲 的数量进行计数,将变速器输入轴位置转换成输入轴转速。变速器控制器254可以从扭矩传 感器272接收变速器输出轴扭矩。可替代地,传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传 感器。如果传感器272是位置传感器,则控制器254可以对预定时间间隔内的轴位置脉冲进 行计数以确定变速器输出轴转速。变速器控制器254还可以对变速器输出轴转速进行微分 以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器12和车辆系统控制器255也 可以从传感器277接收附加变速器信息,所述传感器277可以包括但不限于泵输出管路压力 传感器、变速器液压压力传感器(例如,齿轮离合器流体压力传感器)、交流发电机温度传感 器、BISG温度传感器以及环境温度传感器。
[0040] 制动器控制器250通过车轮速度传感器223接收车轮速度信息并且从车辆系统控 制器255接收制动请求。制动器控制器250还可以直接或通过CAN299从图1所示的制动踏板 传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255 的车轮扭矩命令而提供制动。制动器控制器250还可以提供防滑和车辆稳定性制动以改善 车辆制动和稳定性。因而,制动器控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮扭矩限制 (例如,不能超过的阈值负车轮扭矩),使得负ISG扭矩不会导致超过车轮扭矩限制。例如,如 果控制器250发出50N-m的负车轮扭矩限制,则调整ISG扭矩以便在车轮处提供小于50N-m (例如,49N-m)的负扭矩,包括考虑变速器齿轮系统。
[0041] 因此,图1和图2的系统提供了一种系统,所述系统包括:包括压缩机和电驱动压缩 机的发动机;加速器踏板;以及包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令的控制器,所述 可执行指令用于针对响应于不同发动机操作模式的不同电驱动压缩机转速在发动机怠速 下保持恒定发动机空气流。所述系统包括:其中响应于发动机操作模式调整所述电驱动压 缩机的转速包括响应于所述发动机操作模式不是瞬时动力性能模式将所述电驱动压缩机 的转速调整到第一速度。所述系统包括:其中响应于发动机操作模式调整所述电驱动压缩 机的转速包括响应于所述发动机操作模式是瞬时动力性能模式将所述电驱动压缩机的转 速调整到第二速度。所述系统还包括响应于加速器踏板位置改变确定所述发动机操作模式 的附加指令。所述系统还包括响应于驾驶员输入装置确定所述发动机操作模式的附加指 令。
[0042] 现在参考图3,示出了示例性车辆操作序列。可以根据图5和图6的方法结合图1和 图2的系统来提供图3的序列。图3所示的曲线图同时发生并且在时间上对齐。时间T0-T18处 的竖直线表示序列中的感兴趣时间。在该序列中,当通过人机界面请求瞬时模式补偿时,提 供瞬时模式电动压缩机补偿。
[0043]从图3顶部起的第一曲线图是加速器踏板位置随时间变化的曲线图。竖直轴线表 示加速器踏板位置,并且加速器踏板位置在竖直轴线箭头的方向上增加。在水平轴线的水 平处,加速器踏板位置为零或不被应用。水平轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右 侧增加。在一些示例中,可以根据加速器踏板位置和车辆速度来确定驾驶员需求扭矩。当没 有应用加速器时(例如,迹线处于水平轴线的水平处),驾驶员需求扭矩为零。水平线304表 示第一阈值。当迹线302从低于水平线304的水平改变为高于或大于水平线3〇4的水平同时 瞬时状态(例如,迹线310)处于较高水平时,瞬时状态从较高水平改变状态为较低水平。水 平线306表示第二阈值。当迹线302从高于水平线3〇6的水平改变为低于或小于水平线3〇6的 水平同时瞬时状态(例如,迹线310)处于较低水平时,瞬时状态从较低水平改变状态为较高 水平。
[0044]从图3顶部起的第二曲线图是瞬时发动机操作状态随时间变化的曲线图。竖直轴 线表示瞬时发动机操作状态。瞬时发动机操作状态处于水平轴线附近的低值。瞬时发动机 操作状态处于竖直轴线箭头附近的高值。当加速器踏板位置增加并且瞬时状态处于较高水 平时,瞬时发动机操作状态通过从较高水平转变到较低水平来指示发动机加速器踏板位置 已经超过阈值304。当加速器踏板位置减小并且瞬时状态处于较低水平时,瞬时发动机操作 状态通过从较低水平转变到较高水平来指示发动机加速器踏板位置已经减小到小于阈值 306的水平。因此,响应于加速器踏板位置减小到小于阈值306的水平,瞬时发动机操作状态 提供迹线310中的上升沿310a。响应于加速器踏板位置增加到大于阈值304的水平,瞬时发 动机操作状态还提供下降沿310b。水平轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增 加。
[0045]从图3顶部起的第三曲线图是瞬时动力性能模式状态随时间变化的曲线图。当瞬 时动力性能模式状态处于竖直轴线箭头附近的高水平时,提供瞬时电动压缩机补偿。当瞬 时动力性能模式状态处于水平轴线附近的较低水平时,不提供瞬时模式电动压缩机补偿。 车辆的人类操作者可以通过经由人机接口 8向控制器12提供输入来请求瞬时模式电动压缩 机补偿。当迹线312被示为处于较高水平时,人类操作者正请求瞬时模式电动压缩机补偿。 水平轴线表示时间,并且时间从的图左侧向图的右侧增加。
[0046] 从图3顶部起的第四曲线图是电驱动压缩机转速随时间变化的曲线图。竖直轴线 表示电驱动压缩机转速,并且电驱动压缩机转速在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线 表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。水平线315表示针对在发动机处于怠速、 驾驶员需求扭矩为零并且瞬时动力性能模式未被激活时(例如,在电驱动压缩机未提供瞬 时驾驶员需求扭矩补偿时)的基本电驱动压缩机转速。水平线316表示针对在发动机处于怠 速、驾驶员需求扭矩为零并且瞬时动力性能模式被激活时(例如,在电驱动压缩机提供瞬时 驾驶员需求扭矩补偿时)的基本电驱动压缩机转速加上偏移速度。
[0047] 尽管未示出,但发动机转速达到怠速达时间T1与T2之间、时间T3与T4之间、时间T5 与T6之间、时间T7与T8之间、时间T9与T10之间、时间T11与T12之间、时间T13与T14之间、时 间T15与T16之间以及时间T17与T18之间的至少一部分时间。然而,没有必要使发动机转速 达到怠速以改变瞬时发动机操作状态或瞬时动力性能模式状态。另外,当加速器踏板位置 或驾驶员需求扭矩为零时,无论瞬时动力性能模式的水平为0还是1,在发动机处于发动机 怠速时通过发动机的空气流是恒定的。 _
[0048] 在时间T0处,人类驾驶员(未示出)以中等水平应用加速器踏板,并且瞬时状态指 示加速器踏板位置未增加到高于阈值304或减小到低于阈值306。瞬时动力性能模式状态处 于较低水平,其指示车辆的驾驶员不想启用瞬时动力性能状态。电驱动压缩机的转速处于 中等水平。
[0049] 在时间T1处,人类驾驶员(未示出)释放加速器踏板,并且加速器踏板的位置己经 减小到低于阈值306的水平。因此,瞬时状态迹线从低水平改变为高水平以指示加速器踏板 位置或驾驶员需求扭矩正在减小并且小于阈值306。瞬时动力性能模式状态处于较低水平, 其指示瞬时动力性能模式未被激活。响应于加速器踏板位置和驾驶员需求扭矩的减小,压 缩机转速减小。
[0050] 在时间T2处,人类驾驶员(未示出)应用加速器踏板,并且加速器踏板的位置已经 增加到高于阈值304的水平。瞬时状态迹线从较高水平改变为较低水平以指示加速器踏板 位置或驾驶员需求扭矩正在增加并且大于阈值304。瞬时动力性能模式状态迹线处于较低 水平,其指示瞬时动力性能模式未被激活。响应于加速器踏板位置和驾驶员需求扭矩的增 力口,压缩机转速增加。
[0051] 在时间T3处,人类驾驶员(未示出)再次释放加速器踏板,并且加速器踏板的位置 己经减小到低于阈值306的水平。因此,瞬时状态迹线从低水平改变为高水平以指示加速器 踏板位置或驾驶员需求扭矩正在减小并且小于阈值306。瞬时动力性能模式状态迹线处于 较低水平,其指示瞬时动力性能模式未被激活。响应于加速器踏板位置和驾驶员需求扭矩 的减小,压缩机转速减小。
[0052] 在时间T3与时间T4之间,加速器踏板位置不改变,瞬时状态也不改变。然而,如瞬 时动力性能模式状态迹线将状态从较低水平改变为较高水平所指示的,车辆的人类驾驶员 (未示出)激活瞬时动力性能模式。响应于激活瞬时动力性能模式,电驱动压缩机转速朝向 阈值速度316增加。
[0053] 在时间T4处,车辆的人类驾驶员(未示出)已经将加速器踏板位置增加到阈值304。 响应于加速器踏板位置的改变,瞬时状态迹线310减小到较低水平,并且如由动力性能状态 迹线312处于较高水平所指示的,车辆保持处于动力性能模式。电驱动压缩机的转速响应于 加速器踏板位置和驾驶员需求扭矩的增加而增加。电驱动压缩机的增加的转速可以增加流 过电驱动压缩机的空气。如果与基本电驱动压缩机转速加上动力性能模式速度偏移可提供 的空气流相比,加速器踏板位置和驾驶员需求扭矩的改变导致通过电驱动压缩机的更高期 望空气流,则电驱动压缩机转速可以如图所示的进一步增加以提供通过电驱动压缩机的期 望空气流。
[0054] 在时间T5处,车辆的人类驾驶员(未示出)已经将加速器踏板位置减小到小于阈值 3〇6。响应于加速器踏板位置的改变,瞬时状态迹线310改变为较高水平,并且如由动力性能 状态迹线312处于较高水平所指示的,车辆保持处于动力性能模式。响应于加速器踏板位置 和驾驶员需求扭矩的减小,电驱动压缩机的转速减小到阈值3ie。电驱动压缩机转速保持在 阈值3ie,使得响应于加速器踏板位置和/或驾驶员需求扭矩的增加,发动机可以提供增加 的扭矩。因此,通过保持电驱动压缩机的转速升高到基本速度315以上,可以改善发动机的 瞬时扭矩响应。
[0055] 在时间T5与时间T13之间,人类驾驶员应用并释放加速器踏板至各种水平,同时车 辆保持处于瞬时动力性能模式。因此,电驱动压缩机转速保持高于阈值316,并且当加速器 踏板位置和/或驾驶员需求扭矩请求高于阈值316的通过电驱动压缩机的空气流时,所述电 驱动压缩机转速增加到阈值316以上。响应于加速器踏板位置的改变,瞬时状态迹线31〇从 低改变为高以及从高改变为低。
[0056] 在时间T13与时间T14之间,加速器踏板位置不改变,瞬时状态也不改变。然而,如 瞬时动力性能模式状态迹线将状态从较高水平改变为较低水平所指示的,车辆的人类驾驶 员(未示出)停用瞬时动力性能模式。响应于停用瞬时动力性能模式并且加速器踏板位置为 零,电驱动压缩机转速朝向阈值速度315减小。
[0057] 在时间T14与时间T18之间,人类驾驶员(未示出)若干次应用和释放加速器踏板。 每次加速器踏板位置在小于阈值3〇4之后超过阈值304,瞬时状态改变。另外,每次加速器踏 板位置在高于阈值304之后小于阈值306,瞬时状态改变。由于如迹线312处于较低水平所指 示的,瞬时动力性能模式未被激活,因此将电动压缩机转速从基本速度315向上调整到较高 水平以提供期望的驾驶员需求扭矩。
[0058] 以此方式,可以响应于人类驾驶员输入来调整电动压缩机转速,以提供降低通过 发动机产生与电驱动压缩机的加速惯性相关的延迟扭矩的可能性的瞬时动力性能。另外, 无论瞬时动力性能是被激活还是未被激活,针对发动机转速处于怠速并且驾驶员需求扭矩 为零的状况,通过调整发动机节气门位置使得通过发动机的空气流(未示出)等效。
[0059] 现在参考图4,示出了示例性车辆操作序列。可以根据图5和图6的方法结合图1和 图2的系统来提供图4的序列。图4所示的曲线图同时发生并且在时间上对齐。时间T30-T48 处的竖直线表示序列中的感兴趣时间。在该序列中,响应于加速器踏板输入来自动确定瞬 时模式电动压缩机补偿。
[0060] 从图4顶部起的第一曲线图是加速器踏板位置随时间变化的曲线图。竖直轴线表 示加速器踏板位置,并且加速器踏板位置在竖直轴线箭头的方向上增加。在水平轴线的水 平处,加速器踏板位置为零或不被应用。水平轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右 侧增加。在一些示例中,可以根据加速器踏板位置和车辆速度来确定驾驶员需求扭矩。当没 有应用加速器时(例如,迹线处于水平轴线的水平处),驾驶员需求扭矩为零。水平线404表 示第一阈值。当迹线402从低于水平线404的水平改变为高于或大于水平线404的水平同时 瞬时状态(例如,迹线410)处于较高水平时,瞬时状态从较高水平改变状态为较低水平。水 平线4〇6表示第二阈值。当迹线402从高于水平线406的水平改变为低于或小于水平线406的 水平同时瞬时状态(例如,迹线410)处于较低水平时,瞬时状态从较低水平改变状态为较高 水平。
[0061]从图4顶部起的第二曲线图是瞬时发动机操作状态随时间变化的曲线图。竖直轴 线表示瞬时发动机操作状态。瞬时发动机操作状态处于水平轴线附近的低值。瞬时发动机 操作状态处于竖直轴线箭头附近的高值。当加速器踏板位置增加并且瞬时状态处于较高水 平时,瞬时发动机操作状态通过从较高水平转变到较低水平来指示发动机加速器踏板位置 已经超过阈值404。当加速器踏板位置减小并且瞬时状态处于较低水平时,瞬时发动机操作 状态通过从较低水平转变到较高水平来指示发动机加速器踏板位置已经减小到小于阈值 406的水平。因此,响应于加速器踏板位置减小到小于阈值406的水平,瞬时发动机操作状态 提供迹线410中的上升沿410a。响应于加速器踏板位置增加到大于阈值404的水平,瞬时发 动机操作状态还提供下降沿41 Ob。水平轴线表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增 加。
[0062]从图4顶部起的第三曲线图是瞬时动力性能模式状态随时间变化的曲线图。沿竖 直轴线发布瞬时动力性能模式状态的水平。当瞬时动力性能模式状态处于水平1或水平2 时,提供瞬时电动压缩机补偿。在水平0处,不提供瞬时电动压缩机补偿。水平〇可以被称为 非瞬时动力性能模式。另外,在水平0处,可以用低通滤波器和短时间常数对减少的电驱动 压缩机转速请求进行滤波,之后将电驱动压缩机命令为己滤波速度。在一个示例中,在水平 1处提供瞬时电动压缩机补偿时,将第一速度偏移添加到基本电驱动压缩机转速以提供第 一最小压缩机转速。在水平2处提供瞬时电动压缩机补偿时,将第二速度偏移添加到基本电 驱动压缩机转速以提供第二最小压缩机转速。响应于加速器踏板位置,如图5和图6的方法 中所讨论的那样通过控制器自动选择水平(例如,〇、1或2)。水平轴线表示时间,并且时间从 图的左侧向图的右侧增加。
[0063] 从图4顶部起的第四曲线图是电驱动压缩机转速随时间变化的曲线图。竖直轴线 表示电驱动压缩机转速,并且电驱动压缩机转速在竖直轴线箭头的方向上增加。水平轴线 表示时间,并且时间从图的左侧向图的右侧增加。水平线415表示针对在发动机处于怠速、 驾驶员需求扭矩为零并且瞬时动力性能模式未被激活时(例如,在电驱动压缩机未提供瞬 时驾驶员需求扭矩补偿时)的基本电驱动压缩机转速。水平线416表示针对在发动机处于怠 速、驾驶员需求扭矩为零并且在水平2处激活瞬时动力性能模式时(例如,在电驱动压缩机 提供瞬时驾驶员需求扭矩补偿时)的基本电驱动压缩机转速加上第二偏移速度。水平线417 表示针对在发动机处于怠速、驾驶员需求扭矩为零并且在水平1处激活瞬时动力性能模式 时(例如,在电驱动压缩机提供瞬时驾驶员需求扭矩补偿时)的基本电驱动压缩机转速加上 第一偏移速度。
[0064] 尽管未示出,但发动机转速达到怠速达时间T31与T32之间、时间T33与T34之间、时 间T35与T36之间、时间T37与T38之间、时间T39与T40之间、时间T41与T42之间、时间T43与 T44之间、时间T45与T46之间、时间T47与T48之间的至少一部分时间。然而,没有必要使发动 机转速达到怠速以改变瞬时发动机操作状态或瞬时动力性能模式状态。另外,当加速器踏 板位置或驾驶员需求扭矩为零时,无论瞬时动力性能模式的水平为〇、1还是2,在发动机处 于发动机怠速时通过发动机的空气流是恒定的。
[0065] 在时间T30处,人类驾驶员(未示出)以中等水平应用加速器踏板,并且瞬时状态指 示加速器踏板位置未增加到高于阈值404或减少到低于阈值406。瞬时动力性能模式状态处 于较低水平,其指示车辆的驾驶员不想启用瞬时动力性能状态。电驱动压缩机的转速处于 中等水平。
[0066]在时间T31处,人类驾驶员(未示出)释放加速器踏板,并且加速器踏板的位置已经 减小到低于阈值406的水平。因此,瞬时状态迹线从低水平改变为高水平以指示加速器踏板 位置或驾驶员需求扭矩正在减小并且小于阈值406。瞬时动力性能模式状态处于较低水平, 其指示瞬时动力性能模式未被激活。响应于加速器踏板位置和驾驶员需求扭矩的减小,压 缩机转速减小。
[0067]在时间T32处,人类驾驶员(未示出)应用加速器踏板,并且加速器踏板的位置已经 增加到高于阈值404的水平。瞬时状态迹线从较高水平改变为较低水平以指示加速器踏板 位置或驾驶员需求扭矩正在增加并且大于阈值404。瞬时动力性能模式状态迹线处于较低 水平,其指示瞬时动力性能模式未被激活。响应于加速器踏板位置和驾驶员需求扭矩的增 力口,压缩机转速增加。
[0068] 在时间T33处,人类驾驶员(未示出)再次释放加速器踏板,并且加速器踏板的位置 已经减小到低于阈值406的水平。因此,瞬时状态迹线从低水平改变为高水平以指示加速器 踏板位置或驾驶员需求扭矩正在减小并且小于阈值406。瞬时动力性能模式状态迹线处于 较低水平,其指示瞬时动力性能模式未被激活。响应于加速器踏板位置和驾驶员需求扭矩 的减小,压缩机转速减小。
[0069] 在时间T33与时间T36之间,加速器踏板位置增加和减小,使得瞬时发动机操作状 态迹线410对状态进行三次改变。发动机操作状态的每个状态改变之间的时间量小于阈值, 因此将瞬时补偿模式状态从水平0调整到水平1,由此激活瞬时动力性能补偿。在一个示例 中,将第一电驱动压缩机转速偏移添加到在发动机处于怠速并且加速器踏板位置和/或驾 驶员需求扭矩为零时命令的基本电驱动压缩机转速。可替代地,在另一个示例中,当所命令 的电驱动压缩机转速正减小时,通过第一低通数字滤波器对电驱动压缩机转速进行滤波。 当所命令的电驱动压缩机转速正增加时,不对电驱动压缩机转速进行滤波。一阶低通数字 滤波器可以被表示为:
[0070] y (k) =ax (k) + (l~a) y (k-1)
[0071] 其中y是输出(例如,已滤波的命令的电驱动压缩机转速),a是可与滤波器时间常 数相关的滤波器平滑因子,k是样本数,并且x是输入(例如,所命令的减小的电驱动压缩机 转速)。通过对所命令的减小的电驱动压缩机转速进行滤波,电驱动压缩机的减小的速率可 以被减小,使得电驱动压缩机转速在释放加速器踏板后保持在较高值达较长时间量。因此, 针对时间上紧密间隔的加速器踏板瞬时事件,电驱动压缩机转速可以停留在较高水平,使 得与压缩机转速将下降到较低速度相比,可以更快地产生发动机扭矩。
[0072]在以第一水平瞬时动力性能模式进行操作时,当发动机处于怠速并且驾驶员需求 为零时,电驱动压缩机转速可以保持在阈值速度417。可替代地,可以通过第一时间常数或 平滑因子来降低电驱动压缩机转速减小的速率,使得与电驱动压缩机的速度命令未被滤波 相比,电驱动压缩机的转速可以保持较高达较长时间段。通过保持电驱动压缩机的转速升 高,可以减小发动机产生扭矩的响应时间。
[0073] 在时间T36与时间T39之间,加速器踏板位置增加和减小,使得瞬时发动机操作状 态迹线410对状态进行另外三次改变。发动机操作状态的每个状态改变之间的时间量小于 阈值,因此将瞬时动力性能模式状态从水平1调整到水平2。在一个示例中,将第二电驱动压 缩机转速偏移添加到在发动机处于怠速并且加速器踏板位置和/或驾驶员需求扭矩为零时 命令的基本电驱动压缩机转速。第二偏移速度大于第一偏移速度。可替代地,在另一个示例 中,当所命令的电驱动压缩机转速减小时,通过第二低通数字滤波器对电驱动压缩机转速 进行滤波。当所命令的电驱动压缩机转速增加时,不对电驱动压缩机转速进行滤波。二阶低 通数字滤波器包括平滑因子,该平滑因子与第一低通滤波器的平滑因子不同。第一平滑因 子为第一低通滤波器提供第一时间常数,并且第二平滑因子为第二低通滤波器提供第二时 间常数,所述第二时间常数比所述第一时间常数长。因此,与第一低通滤波器相比,第二低 通滤波器降低已滤波的电驱动压缩机命令的改变速率。
[0074] 总的来说,其中每个瞬时事件之间的时间小于阈值的三个瞬时事件被要求进入瞬 时动力性能模式的水平1。另外,其中每个瞬时事件之间的时间小于阈值的六个瞬时事件被 要求进入瞬时动力性能模式的水平2。车辆在时间T39处进入瞬时动力性能模式的第二水 平。应当理解的是,可以根据需要调整要进入水平1和水平2的瞬时事件的数量,并且示例不 限于为三和六的值。
[0075] 在以第二水平瞬时动力性能模式进行操作时,当发动机处于怠速并且驾驶员需求 为零时,电驱动压缩机转速可以保持在阈值速度416。因此,在以模式2进行操作时,电驱动 压缩机转速总是处于或高于水平416。可替代地,可以通过第二时间常数或平滑因子来降低 电驱动压缩机转速减小的速率,使得与使用以瞬时动力性能模式的第一水平应用的低通滤 波器对电驱动压缩机的速度命令进行滤波相比,电驱动压缩机的转速可以保持较高达较长 时间段。通过保持电驱动压缩机的转速升高,可以减小发动机产生与处于水平1相比更大量 的扭矩的响应时间。
[0076] 在时间T39与时间T43之间,瞬时事件之间的时间量(例如,瞬时发动机操作状态的 上升沿和下降沿之间的时间)保持小于阈值,使得瞬时动力性能模式保持在第二水平。电动 压缩机转速保持处于或高于阈值416。当加速器踏板位置或驾驶员需求扭矩导致对高于阈 值416的电动压缩机转速的请求时,电动压缩机转速增加到高于阈值速度416以提供期望的 发动机空气流。
[0077] 在时间T43与时间T44之间,瞬时事件之间的时间量增加到大于阈值,因此瞬时动 力性能模式减小到水平1。在时间T44之前不久,电驱动压缩机转速减小到小于阈值416,但 是然后电驱动压缩机转速响应于增加的加速器踏板位置而增加。
[0078] 在时间T44与时间T45之间,瞬时事件之间的时间量增加到大于阈值,因此瞬时动 力性能模式被减小到水平〇。然而,电驱动压缩机转速响应于加速器踏板位置而保持在较高 水平。
[0079] 在时间T45处,加速器踏板位置小于阈值4〇6,因此电动压缩机转速减小到阈值速 度415。通过减小压缩机转速,可以提高压缩机效率。瞬时发动机操作状态也从低水平改变 为高水平。
[0080] 在时间T45与T48之间,加速器踏板位置进行若干次增加和减小,但是增加与减小 之间的时间量大于阈值,因此车辆保持在瞬时动力性能状态的水平〇。电动压缩机转速响应 于加速器踏板位置和/或驾驶员需求扭矩而增加和减小。
[0081] 以此方式,可以响应于加速器踏板位置或驾驶员需求扭矩而自动调整电动压缩机 转速,使得可以改善瞬时动力性能。这样,可以降低通过发动机产生与电驱动压缩机的加速 惯性相关的延迟扭矩的可能性。另外,无论瞬时动力性能是被激活还是未被激活,针对当发 动机转速处于怠速并且驾驶员需求扭矩为零的状况,通过调整发动机节气门位置使得通过 发动机的空气流(未示出)等效。
[0082] 现在参考图5和图6,示出了用于操作车辆的方法。方法500的至少一些部分可以被 实现为存储在非暂时性存储器中的可执行控制器指令。附加地,方法500的一些部分可以是 在物理世界中采取的用于变换致动器或装置的操作状态的动作。图5和图6的方法可以作为 存储在非暂时性存储器中的可执行指令并入图1和图2的系统中。
[0083] 在502处,方法500判断人类车辆驾驶员或乘客是否已经选择瞬时动力性能模式。 瞬时动力性能模式可以降低在应用加速器踏板并稍后在短时间内释放加速器踏板的瞬时 状况期间提供低或延迟的发动机扭矩的可能性。在一个示例中,方法500可以判断在人类驾 驶员向人机界面提供输入时选择瞬时动力性能模式。如果方法500判断人类车辆驾驶员或 乘客已经选择瞬时动力性能模式,则答案为是并且方法500行进到530。否则,答案为否并且 方法500行进到504。
[0084] 在530处,方法500将偏移速度添加到基本电驱动压缩机转速,使得电驱动压缩机 转速至少为基本电驱动压缩机转速加上偏移速度。通过将偏移速度添加到基本电驱动压缩 机转速,可以改善发动机对加速器踏板位置增加的扭矩响应。基本电驱动压缩机转速是在 发动机处于怠速、驾驶员需求扭矩为零并且瞬时动力性能模式(例如,电驱动压缩机转速升 高以改善发动机扭矩响应的模式)未被激活时的电驱动压缩机旋转速度。方法500行进到 532。
[0085] 在532处,方法500响应于进入发动机的期望空气流而调整电驱动压缩机的转速。 期望的发动机空气流基于发动机转速和驾驶员需求扭矩或加速器踏板位置。在一个示例 中,使用加速器踏板位置或驾驶员需求扭矩和发动机转速对保持凭经验确定的期望发动机 空气流值的表格或函数进行参考或索引。所述表格输出期望的发动机空气流,并且期望的 发动机空气流对输出期望的电动压缩机转速的表格进行参考或索引。电驱动压缩机被命令 为期望的电动压缩机转速。另外,如果期望的空气流低,则压缩机转速被保持在基本压缩机 转速加上来自530的偏移速度。当发动机处于怠速和驾驶员需求扭矩为零时,通过发动机的 空气流保持在与发动机在怠速、零需求扭矩和基本电驱动压缩机转速下进行操作时的空气 流相同的空气流。在一个示例中,与发动机处于怠速和零驾驶员需求扭矩而不处于瞬时动 力性能模式时相比,当发动机在瞬时动力性能模式下处于怠速和零驾驶员需求扭矩时,发 动机节气门被进一步关闭。方法500行进到退出。
[0086]以此方式,方法500可以提供如图3所示的操作序列以改善发动机瞬时扭矩性能。 即使在排气流低的情况下,电动压缩机转速也可升高,这与排气驱动的压缩机或发动机驱 动的压缩机相比具有优势。
[0087]在504处,方法500判断是否要提供对瞬时动力性能模式的自动选择。在一个示例 中,存储器中的位或字节可以表示激活或停用对瞬时动力性能模式的自动选择的变量的状 态。如果变量值为1,则答案为是并且方法500行进到510。否则,答案为否并且方法500行进 到506。存储器中的位或字节的状态可以基于车辆配置。例如,如果车辆包括电动压缩机并 且是卡车,则位或字节中的值可以是1。
[0088]在506处,响应于进入发动机的期望空气流而调整电驱动压缩机的转速。期望的发 动机空气流基于发动机转速和驾驶员需求扭矩或加速器踏板位置。在一个示例中,使用加 速器踏板位置或驾驶员需求扭矩和发动机转速对保持凭经验确定的期望发动机空气流值 的表格或函数进行参考或索引。所述表格输出期望的发动机空气流,并且期望的发动机空 气流对输出期望的电动压缩机转速的表格进行参考或索引。电驱动压缩机被命令为期望的 电动压缩机转速。另外,如果期望的空气流低,则压缩机转速被保持在基本压缩机转速加上 来自530的偏移速度。当发动机处于怠速和零驾驶员需求扭矩时,通过发动机的空气流被保 持在与发动机在怠速、零需求扭矩和基本电驱动压缩机转速下进行操作时的空气流相同的 空气流。在一个示例中,与发动机处于怠速和零驾驶员需求扭矩而不处于瞬时动力性能模 式时相比,当发动机在瞬时动力性能模式下处于怠速和零驾驶员需求扭矩时,发动机节气 门被进一步关闭。方法500行进到退出。
[0089] 在510处,方法500判断是否瞬时状态变量是高的并且加速器踏板位置大于(G.T.) 第一阈值。瞬时状态变量提供:加速器踏板位置何时从低值增加到大于阈值的值的指示(例 如,信号上升沿),以及加速器踏板位置何时从较高值减小到小于阈值的较低值的指示(例 如,信号下降沿)。在图3的时间T2处示出了这种状况的示例。如果方法500判断瞬时状态变 量是高的并且加速器踏板位置大于第一阈值,则答案为是并且方法500行进到512,在512处 将瞬时状态变量调整为低值。否则,答案为否并且方法500行进到514。
[0090] 在514处,方法500判断是否瞬时状态变量是低的并且加速器踏板位置小于(L.T.) 第二阈值。在图3的时间T5处示出了这种状况的示例。如果方法500判断瞬时状态变量是低 的并且加速器踏板位置小于第二阈值,则答案为是并且方法500行进到516,在516处将瞬时 状态变量调整为高值。否则,答案为否并且方法500行进到518。因此,如果未满足510和514 处的条件,则状态变量可保持不变。
[0091] 在518处,方法500计数或确定瞬时状态变量的上升沿与下降沿之间的时间量。方 法500可以确定状态变量将状态从高改变到低或从低改变到高的预定次数的上升沿与下降 沿之间的时间量。可以在先进先出的存储位置块中将时间存储到存储器中。每次上升沿与 下降沿之间的新时间被确定并且被存储到存储器时,从存储器中移除上升沿与下降沿之间 的旧时间。以此方式,方法500可以确定瞬时状态变量的针对预定数量的最近转变(从低到 高或从高到低的瞬时状态变量转变)的上升沿与下降沿之间的时间。方法5〇〇行进到520。
[0092] 在520处,方法500判断第一预定数量(X)的最近瞬时状态变量改变之间的时间是 否小于阈值。图4示出了预定数量X在时间T33与T36之间是二的不例。瞬时状态变量之间的 时间是T33与T34之间的时间、T34与T35之间的时间以及T35与T36之间的时间。如果方法500 判断第一预定数量〇〇的最近瞬时状态变量改变之间的时间小于阈值,则答案为是并且方 法500行进到522。这指示已经执行一个或多个短持续时间的瞬时加速器踏板操纵,该短持 续时间的瞬时加速器踏板操纵可以指示车辆岩石爬行或执行另一独特驾驶操作。否则,答 案为否并且方法500行进到550。
[0093] 在522处,方法500判断第二预定数量(Y)的最近瞬时状态变量改变之间的时间是 否小于阈值。图4示出了预定数量Y在时间T33与T39之间是六的示例。瞬时状态变量之间的 时间为T33与T34之间的时间、T34与T35之间的时间、T35与T36之间的时间、T36与T37之间的 时间、T37与T38之间的时间以及T38与T39之间的时间。如果方法500判断第二预定数量(Y) 的最近瞬时状态变量改变之间的时间小于阈值,则答案为是并且方法500行进到524。这指 示车辆可能正在执行长持续时间的车辆岩石爬行或其他独特驾驶操作。否则,答案为否并 且方法500行进到560。
[0094] 在524处,方法500将瞬时动力性能模式状态调整到第二水平。当车辆以第二瞬时 动力性能模式状态进行操作时,可以通过具有第二平滑因子或时间常数的低通滤^器对减 少的电驱动压缩机转速命令进行数字滤波,使得电驱动压缩机转速在被命令为较高速度之 后停留在较高速度。另外,如果发动机在怠速与零扭矩需求下进行操作达预定量的时间,则 数字低通滤波器允许电驱动压缩机转速衰减到基本电驱动压缩机转速。在另一些示例中, 在发动机处于怠速并且驾驶员需求扭矩为零时,可以将第二偏移速度添加到基本电驱动压 缩机转速,使得电驱动压缩机转速大于基本压缩机转速。这种操作模式的示例被示出于图4 中在时间T39与时间T43之间。
[0095] 如果发动机在怠速、零驾驶员需求扭矩以及瞬时动力性能状态处于第二水平下进 行操作,则进入发动机的空气流相当于在发动机处于发动机怠速、驾驶员需求扭矩为零以 及瞬时动力性能状态处于零水平(例如,未被激活)时进入发动机的空气流。虽然在通过进 一步关闭发动机节气门使发动机以第二水平进行操作时增压压力可能较高,但是使得发动 机空气流是等效的。方法500行进到退出。
[0096]在550处,方法500判断第二最近瞬时变量状态改变与最近瞬时变量状态改变之间 的时间是否大于第二阈值。图4示出了该时间在图4的时间T43与时间T44之间大于阈值的示 例。如果方法500判断第二最近瞬时变量状态改变与最近瞬时变量状态改变之间的时间大 于第二阈值,则答案为是并且方法500行进到552。否则,答案为否并且方法500行进到558。 [0097]在558处,方法500保持当前的瞬时动力性能模式状态。可以将当前的瞬时模式状 态保持为水平0、水平1或水平2。方法500行进到退出。
[0098] 在552处,如果瞬时动力性能模式状态处于第二水平,则方法500将瞬时动力性能 模式状态调整到第一水平。车辆以如前所述的第一瞬时动力性能模式状态进行操作。以此 方式,可以响应于瞬时加速器事件(例如,如图4所示的边沿410a和410b)之间的长持续时间 而改变瞬时动力性能模式,使得在延长的时间段之后发生加速器踏板位置的瞬时增加时, 瞬时动力性能模式可以减小电驱动压缩机转速。通过减小电驱动压缩机转速,可以改善电 驱动压缩机的效率。
[0099] 在554处,方法500判断第二最近瞬时变量状态改变与最近瞬时变量状态改变之间 的时间是否大于第三阈值。图4示出了该时间在图4的时间T44与时间T45之间大于阈值的示 例。如果方法500判断第二最近瞬时变量状态改变与最近瞬时变量状态改变之间的时间大 于第三阈值,则答案为是并且方法500行进到556。否则,答案为否并且方法500行进到558。 [0100] 在556处,如果瞬时动力性能模式状态处于第一水平,则方法500将瞬时动力性能 模式状态调整到水平0。车辆以如前所述的零瞬时动力性能模式状态(未被激活)进行操作。 因此,可以响应于瞬时加速器事件之间的长持续时间而改变瞬时动力性能模式,使得在延 长的时间段之后发生加速器踏板位置的瞬时增加时,瞬时动力性能模式可以减小电驱动压 缩机转速。通过减小电驱动压缩机转速,可以改善电驱动压缩机的效率。方法500行进到退 出。
[0101]在560处,方法500将瞬时动力性能模式状态调整到第一水平。当车辆以第一瞬时 动力性能模式状态进行操作时,可以通过具有第一平滑因子或时间常数的低通滤波器对减 少的电驱动压缩机转速命令进行数字滤波,使得电驱动压缩机转速在被命令为较高速度之 后停留在较高速度。另外,如果发动机在怠速与零扭矩需求下进行操作达预定量的时间,则 数字低通滤波器允许电驱动压缩机转速衰减到基本电驱动压缩机转速。在另一些示例中, 在发动机处于怠速并且驾驶员需求扭矩为零时,可以将第一偏移速度添加到基本电驱动压 缩机转速,使得电驱动压缩机转速大于基本压缩机转速。这种操作模式的示例被示于图4在 时间T36与时间T39之间。
[0102]如果发动机在怠速、零驾驶员需求扭矩以及瞬时动力性能状态处于第一水平下进 行操作,则进入发动机的空气流相当于在发动机处于发动机怠速、驾驶员需求扭矩为零以 及瞬时动力性能状态处于零水平(例如,未被激活)时进入发动机的空气流。虽然在通过进 一步关闭发动机节气门使发动机以第一水平进行操作时增压压力可能较高,但是使得发动 机空气流是等效的。方法500行进到退出。
[0103]因此,图5和图6的方法提供了一种发动机操作方法,其包括:在第一模式中,在发 动机以怠速旋转并且驾驶员需求扭矩为零时,使电驱动压缩机以基本速度旋转;以及在第 二模式中,在所述发动机以怠速旋转并且驾驶员需求扭矩为零时,使所述电驱动压缩机以 所述基本速度加上偏移速度旋转。所述方法包括:其中在自所述驾驶员需求扭矩的最近减 小以来的预定量时间内,所述电驱动压缩机以所述基本速度加上所述偏移速度旋转。所述 方法包括:其中所述电驱动压缩机与非电驱动压缩机串联放置。所述方法还包括通过操作 者界面选择所述第一模式或所述第二模式。所述方法还包括响应于加速器踏板位置或驾驶 员需求扭矩而选择所述第一模式或所述第二模式。所述方法还包括响应于驾驶员需求扭矩 非零,响应驾驶员需求扭矩调整所述电驱动压缩机的转速。
[0104] 因此,图4和图5的方法还提供了一种发动机操作方法,其包括:在第一模式中,响 应于具有第一时间常数的第一低通滤波器的输出而减小电动压缩机的转速;以及在第二模 式中,响应于具有第二时间常数的第二低通滤波器的输出而减小所述电动压缩机的转速。 所述方法包括:其中所述第一模式是非瞬时动力性能模式并且其中所述第二模式是瞬时动 力性能模式。所述方法还包括响应于加速器踏板位置或驾驶员需求扭矩而选择所述第一模 式或所述第二模式。所述方法还包括:响应于瞬时加速器踏板事件之间的时间小于用于阈 值实际总数的加速器踏板瞬时状态改变事件的阈值,响应具有第三时间常数的第三低通滤 波器的输出,减小所述电动压缩机的转速。所述方法包括:其中所述第一时间常数小于所述 第二时间常数。所述方法包括:其中所述第一时间常数和所述第二时间常数小于所述第三 时间常数。所述方法还包括计数瞬时加速器踏板事件之间的时间量。所述方法包括:其中瞬 时加速器踏板事件包括超过阈值的增加的加速器踏板位置。所述方法包括:其中瞬时加速 器踏板事件包括小于阈值的减少的加速器踏板位置。
[0105] 注意,本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置 一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器 中,并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制系统执 行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个,诸如事件 驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所描述的各种动作、操作和/或功能可以按所示顺 序执行、并行地被执行,或在一些情况下被省略。同样,所述处理顺序不是实现在本文中所 描述的本发明的示例实施例的特征和优点所必须要求的,而是为了便于图示说明和描述而 提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略,所示出的动作、操作和/或功能中的一个 或多个可以被重复执行。另外,所描述的动作、操作和/或功能中的至少一部分可以图形地 表示被编入控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。控制动作还可以 在通过在包括与一个或多个控制器组合的各种发动机硬件部件的系统中执行指令来进行 所描述的动作时,变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。
[0106]这样结束了本说明书。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下,本领域技术人 员对本说明书的阅读将想到许多更改和修改。例如,以天然气、汽油、柴油或替代性燃料配 置操作的13、14、15、¥6、¥8、¥10和¥12发动机可以使用本说明书而获益。

Claims (11)

1. 一种发动机操作方法,其包括: 在第一模式中,在发动机以怠速旋转并且驾驶员需求扭矩为零时,使电驱动压缩机以 基本速度旋转;以及 在第二模式中,在所述发动机以怠速旋转并且驾驶员需求扭矩为零时,使所述电驱动 压缩机以所述基本速度加上偏移速度旋转。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中在自所述驾驶员需求扭矩的最近减小以来的预定 量时间内,所述电驱动压缩机以所述基本速度加上所述偏移速度旋转。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中所述电驱动压缩机与非电驱动压缩机串联放置。
4. 根据权利要求1所述的方法,其还包括通过操作者界面选择所述第一模式或所述第 二模式。
5. 根据权利要求1所述的方法,其还包括响应于加速器踏板位置或驾驶员需求扭矩,选 择所述第一模式或所述第二模式。
6. 根据权利要求1所述的方法,其还包括响应于驾驶员需求扭矩非零,响应驾驶员需求 扭矩调整所述电驱动压缩机的转速。
7. —种系统,其包括: 包括压缩机和电驱动压缩机的发动机; 加速器踏板;以及 包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令的控制器,所述可执行指令用于针对响应 于不同发动机操作模式的不同电驱动压缩机转速在发动机怠速下保持恒定发动机空气流。
8. 根据权利要求7所述的系统,其中响应于发动机操作模式调整所述电驱动压缩机的 转速包括响应于所述发动机操作模式不是瞬时动力性能模式将所述电驱动压缩机的转速 调整到第一速度。
9. 根据权利要求7所述的系统,其中响应于发动机操作模式调整所述电驱动压缩机的 转速包括响应于所述发动机操作模式是瞬时动力性能模式将所述电驱动压缩机的转速调 整到第二速度。
10.根据权利要求9所述的系统,其还包括响应于加速器踏板位置改变确定所述发动机 操作模式的附加指令。
11.根据权利要求10所述的系统,其还包括响应于驾驶员输入装置确定所述发动机操 作模式的附加指令。
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